JP2679102B2 - 電動車椅子のパワーステアリング制御回路 - Google Patents
電動車椅子のパワーステアリング制御回路Info
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- JP2679102B2 JP2679102B2 JP9962188A JP9962188A JP2679102B2 JP 2679102 B2 JP2679102 B2 JP 2679102B2 JP 9962188 A JP9962188 A JP 9962188A JP 9962188 A JP9962188 A JP 9962188A JP 2679102 B2 JP2679102 B2 JP 2679102B2
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- Japan
- Prior art keywords
- steering
- electric wheelchair
- accelerator
- output
- circuit
- Prior art date
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動車椅子のパワーステアリングサーボシ
ステムに係り、とくにスタート時の不安定動作を防止し
た電動車椅子のパワーステアリング制御回路に関するも
のである。
ステムに係り、とくにスタート時の不安定動作を防止し
た電動車椅子のパワーステアリング制御回路に関するも
のである。
〔従来の技術〕 電動車椅子のパワーステアリングの制御方式として
は、従来二つの方式が用いられている。その一つは、ス
テアリング操作用レバーに連動して回転する可変抵抗器
の出力電圧と、前輪の舵角に連動して回転する可変抵抗
器の出力電圧とが一致するように前輪をモータ等によっ
て制御して偏向させ、これによって、操縦レバーの倒し
角に応じてステアリング角を制御するものである。
は、従来二つの方式が用いられている。その一つは、ス
テアリング操作用レバーに連動して回転する可変抵抗器
の出力電圧と、前輪の舵角に連動して回転する可変抵抗
器の出力電圧とが一致するように前輪をモータ等によっ
て制御して偏向させ、これによって、操縦レバーの倒し
角に応じてステアリング角を制御するものである。
他の方式は、回転軸が互いに直交するように配置され
た二つの可変抵抗器（左アクセルVR,右アクセルVR）を
リンク機構を介して１個の操作レバーによって回転させ
るようにし、それぞれ可変抵抗器の出力電圧によって電
動車椅子走行用の左右２個の駆動モータをそれぞれ単独
に制御しようとするものである。この場合、両可変抵抗
器の出力電圧の差を検出して指令電圧に変換したもの
と、前述の舵角検出用可変抵抗器の出力電圧とが一致す
るようなステアリング制御用サーボモータ（ステアリン
グモータ）を駆動する制御を行なうものである。
た二つの可変抵抗器（左アクセルVR,右アクセルVR）を
リンク機構を介して１個の操作レバーによって回転させ
るようにし、それぞれ可変抵抗器の出力電圧によって電
動車椅子走行用の左右２個の駆動モータをそれぞれ単独
に制御しようとするものである。この場合、両可変抵抗
器の出力電圧の差を検出して指令電圧に変換したもの
と、前述の舵角検出用可変抵抗器の出力電圧とが一致す
るようなステアリング制御用サーボモータ（ステアリン
グモータ）を駆動する制御を行なうものである。
これらは、いずれも閉ループ制御によるサーボシステ
ムを形成し、舵角指令値と舵角検出値との間に差があれ
ば直ちにステアリングモータに通電して制御を行なうよ
うに構成されている。
ムを形成し、舵角指令値と舵角検出値との間に差があれ
ば直ちにステアリングモータに通電して制御を行なうよ
うに構成されている。
本発明は、前述の従来の制御方式中，後者の場合に有
効なものである。
効なものである。
第３図は、操縦レバーに連動する２個の可変抵抗器を
有する場合の舵角指令電圧の発生を説明するものであ
る。いま、Ｏ点を中立位置とし、円周を操縦レバーの最
大操作範囲とすると、Ｏ点から左アクセルVRと右アクセ
ルVRとを見込む角の二等分線と円周の交じる点Ａは、直
進方向の最大操作位置を示している。
有する場合の舵角指令電圧の発生を説明するものであ
る。いま、Ｏ点を中立位置とし、円周を操縦レバーの最
大操作範囲とすると、Ｏ点から左アクセルVRと右アクセ
ルVRとを見込む角の二等分線と円周の交じる点Ａは、直
進方向の最大操作位置を示している。
いま、操作レバーをＯ点からＡ点に向けてゆっくり操
作した場合、第３図の直線OAのような軌跡に沿って操作
できることが理想であるが、両アクセルVRの回転軸が45
゜傾いているためレバーの操作トルクが左右一様に平坦
にならず、そのため点線で示すような蛇行した軌跡を描
くことがあり得る。
作した場合、第３図の直線OAのような軌跡に沿って操作
できることが理想であるが、両アクセルVRの回転軸が45
゜傾いているためレバーの操作トルクが左右一様に平坦
にならず、そのため点線で示すような蛇行した軌跡を描
くことがあり得る。
パワーステアリング制御用サーボシステムは殆どの場
合、完全な閉ループを形成し、指令電圧に対して忠実に
追従してステアリングモータを作動させる。そのため、
第３図に点線で示すように操縦レバーを操作した場合
は、サーボシステムは点線の通りの舵角になるように制
御を行ない、そのため電動車椅子は蛇行（ふらつき）を
生じることになる。
合、完全な閉ループを形成し、指令電圧に対して忠実に
追従してステアリングモータを作動させる。そのため、
第３図に点線で示すように操縦レバーを操作した場合
は、サーボシステムは点線の通りの舵角になるように制
御を行ない、そのため電動車椅子は蛇行（ふらつき）を
生じることになる。
本発明は、このような従来技術の課題を解決しようと
するものであって、２個のアクセルVRの差出力によって
舵角を制御するパワーステアリングシステムにおいて、
操縦レバーの操作にふらつきを生じた場合でも電動車椅
子の走行にふらつきを生じるとがない、電動車椅子のパ
ワーステアリング制御回路を提供することを、その目的
としている。
するものであって、２個のアクセルVRの差出力によって
舵角を制御するパワーステアリングシステムにおいて、
操縦レバーの操作にふらつきを生じた場合でも電動車椅
子の走行にふらつきを生じるとがない、電動車椅子のパ
ワーステアリング制御回路を提供することを、その目的
としている。
このような目的を達成するため、本発明の電動車椅子
のパワーステアリング制御回路では、操向指令出力と舵
角検出出力との差信号が零になるようにステアリングモ
ータを駆動して前輪の舵角を制御するサーボ系を備えた
電動車椅子において、前記操向指令出力の立ち上がりを
検出する手段と、該立ち上がり検出時に前記サーボ系の
応答を抑制する手段とを設けるといった構成を採ってい
る。
のパワーステアリング制御回路では、操向指令出力と舵
角検出出力との差信号が零になるようにステアリングモ
ータを駆動して前輪の舵角を制御するサーボ系を備えた
電動車椅子において、前記操向指令出力の立ち上がりを
検出する手段と、該立ち上がり検出時に前記サーボ系の
応答を抑制する手段とを設けるといった構成を採ってい
る。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第１図において、アクセル装置11は、リンク機構を介
して操縦レバー12に連動する２個の可変抵抗器すなわち
左アクセルVRおよび右アクセルVRを有している。左アク
セルVRおよび右アクセルVRは第２図に示すような等しい
特性を有し、操縦レバー12の操作に応じて回転して前進
全開と後進全開の間で直線的に変化する出力電圧を発生
する。左アクセルVRと右アクセルVRは、その回転軸が直
進方向に対してそれぞれ45゜傾けて設けられており、リ
ンク機構を介して結合されることによって操縦レバーを
直進方向に押したときは等しい電圧を発生する。一方、
直進方向から偏って押したときは、傾けられた側のアク
セルVRが偏りの角度に応じてより大きな出力電圧を発生
するようになっている。
して操縦レバー12に連動する２個の可変抵抗器すなわち
左アクセルVRおよび右アクセルVRを有している。左アク
セルVRおよび右アクセルVRは第２図に示すような等しい
特性を有し、操縦レバー12の操作に応じて回転して前進
全開と後進全開の間で直線的に変化する出力電圧を発生
する。左アクセルVRと右アクセルVRは、その回転軸が直
進方向に対してそれぞれ45゜傾けて設けられており、リ
ンク機構を介して結合されることによって操縦レバーを
直進方向に押したときは等しい電圧を発生する。一方、
直進方向から偏って押したときは、傾けられた側のアク
セルVRが偏りの角度に応じてより大きな出力電圧を発生
するようになっている。
左右アクセル差検出変換部13は、左アクセルVRと右ア
クセルVRの出力電圧の差を求めて出力する。一方、ステ
アリング角度検出部14は、舵角検出用可変抵抗器を有
し、前輪15の舵角に応じて変化する出力電圧を発生す
る。差動増幅器16は、左右アクセル差検出変換部13の出
力電圧とステアリング角度検出部14の出力電圧との然を
求めて増幅する。また絶対値増幅器17は差動増幅器16の
出力電圧の絶対値を求めて増幅する。
クセルVRの出力電圧の差を求めて出力する。一方、ステ
アリング角度検出部14は、舵角検出用可変抵抗器を有
し、前輪15の舵角に応じて変化する出力電圧を発生す
る。差動増幅器16は、左右アクセル差検出変換部13の出
力電圧とステアリング角度検出部14の出力電圧との然を
求めて増幅する。また絶対値増幅器17は差動増幅器16の
出力電圧の絶対値を求めて増幅する。
また、比較器18は、差動増幅器16の出力電圧と直進基
準電圧19とを比較することによって、ステアリング制御
用サーボモータ20を正転するか４するかの判断を行い、
ゲート回路21を制御する。絶対値増幅器17の出力信号は
ゲート回路21を経て出力され、ドライブ回路22を経て駆
動信号を発生し、パワー段23は駆動信号に応じてサーボ
モータ20に通電して駆動力を発生する。
準電圧19とを比較することによって、ステアリング制御
用サーボモータ20を正転するか４するかの判断を行い、
ゲート回路21を制御する。絶対値増幅器17の出力信号は
ゲート回路21を経て出力され、ドライブ回路22を経て駆
動信号を発生し、パワー段23は駆動信号に応じてサーボ
モータ20に通電して駆動力を発生する。
この際、絶対値増幅器17とゲート回路21の間にはアン
ド回路24が挿入されていて、一定の条件の場合ゲート回
路21への入力を制御することによってサーボモーダ20の
駆動を抑制して電動車椅子の安全を確保するようになっ
ている。この場合の条件の一つは、サーボモータ20の過
電流である。この場合は、サーボモータ20の電流を電流
検出用抵抗器25によって検出した電圧が、電流制限値設
定用VR26によって設定された基準電圧Vsを超えたことを
比較器27によって検出して出力“L"を発生することによ
ってアンド回路24をオフにする。
ド回路24が挿入されていて、一定の条件の場合ゲート回
路21への入力を制御することによってサーボモーダ20の
駆動を抑制して電動車椅子の安全を確保するようになっ
ている。この場合の条件の一つは、サーボモータ20の過
電流である。この場合は、サーボモータ20の電流を電流
検出用抵抗器25によって検出した電圧が、電流制限値設
定用VR26によって設定された基準電圧Vsを超えたことを
比較器27によって検出して出力“L"を発生することによ
ってアンド回路24をオフにする。
もう一つの条件は操縦レバー12が停止状態におかれた
ことである。この場合はアクセル中立検出部28が、左ア
クセルVR,右アクセルVRがともに中立（停止位置）にあ
ることを検出して停止判別を行ったとき出力“L"を発生
することによってアンド回路24をオフにする。
ことである。この場合はアクセル中立検出部28が、左ア
クセルVR,右アクセルVRがともに中立（停止位置）にあ
ることを検出して停止判別を行ったとき出力“L"を発生
することによってアンド回路24をオフにする。
本発明においては、アンド回路24に対する遮断出力発
生部に付加回路29を設けることによって、前述のような
操縦レバー12の操作のふらつきが生じたときサーボモー
タ20の駆動を抑制する。これによって電動車椅子の不安
定走行を防止するようにしている。
生部に付加回路29を設けることによって、前述のような
操縦レバー12の操作のふらつきが生じたときサーボモー
タ20の駆動を抑制する。これによって電動車椅子の不安
定走行を防止するようにしている。
操縦レバー12が操作されてアクセル中立検出部28から
“H"の出力が発生すると、付加回路29においてはコンデ
ンサC,抵抗R1からなる微分回路によって微分信号を発生
する。この信号は抵抗R2を経てトランジスタTRに与えら
れてこれを短時間導通状態にする。従って電流値設定用
VR26は、これに電源Vccから電流を供給する抵抗R4との
接続点を抵抗R3を経て接地される。いま、抵抗R3＝０
（Ω）とし、トランジスタTRの順方向電圧降下を無視す
れば、基準電圧Vs＝０であり、サーボモータ20はアンド
回路21を介して無通電状態に制御される。
“H"の出力が発生すると、付加回路29においてはコンデ
ンサC,抵抗R1からなる微分回路によって微分信号を発生
する。この信号は抵抗R2を経てトランジスタTRに与えら
れてこれを短時間導通状態にする。従って電流値設定用
VR26は、これに電源Vccから電流を供給する抵抗R4との
接続点を抵抗R3を経て接地される。いま、抵抗R3＝０
（Ω）とし、トランジスタTRの順方向電圧降下を無視す
れば、基準電圧Vs＝０であり、サーボモータ20はアンド
回路21を介して無通電状態に制御される。
このようなサーボモータ20に対する駆動制御の時間は
微分回路CR1の定数の選定によって任意に設定すること
ができ、実用上は１秒位にするのが望ましい。
微分回路CR1の定数の選定によって任意に設定すること
ができ、実用上は１秒位にするのが望ましい。
このように本発明においてはスタート時アクセル装置
からの出力発生を検出してパナーステアリング制御用サ
ーボモータの応答を抑制するようにしたので、２個のア
クセルVRを有し，その差出力によって舵角指令電圧を発
生する電読車椅子にあって、スタート時操縦レバーの操
作のふらつきによって舵角指令電圧が不安定になったと
きでもサーボシステムはこれに応答せず、従って電動車
椅子の走行が不安定になることはない。
からの出力発生を検出してパナーステアリング制御用サ
ーボモータの応答を抑制するようにしたので、２個のア
クセルVRを有し，その差出力によって舵角指令電圧を発
生する電読車椅子にあって、スタート時操縦レバーの操
作のふらつきによって舵角指令電圧が不安定になったと
きでもサーボシステムはこれに応答せず、従って電動車
椅子の走行が不安定になることはない。
本発明によるスタート時のパワーステアリング制御用
サーボシステムの応答の抑制は、前述の実施例のような
サーボ系を解除することによって行ってもよく、または
増幅器を制御してサーボ系の利得を低下させることによ
って行ってもよい。
サーボシステムの応答の抑制は、前述の実施例のような
サーボ系を解除することによって行ってもよく、または
増幅器を制御してサーボ系の利得を低下させることによ
って行ってもよい。
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、操向装置を駆動
するサーボモータの駆動抑制回路部に付加回路を設け
て、操縦レバーが中立位置から操作されたとき、サーボ
システムの応答を抑制するようにしたので、特に２個の
アクセルVRの差出力によって舵角指令電圧を発生するよ
うにした電動車椅子において、スタート時操縦レバーの
操作にふらつきを生じた場合でも電動車椅子の走行にふ
らつきを生じることがなく、安定にスタートさせること
ができるという従来にない優れた電動車椅子のパワース
テアリング制御回路を提供することができる。
するサーボモータの駆動抑制回路部に付加回路を設け
て、操縦レバーが中立位置から操作されたとき、サーボ
システムの応答を抑制するようにしたので、特に２個の
アクセルVRの差出力によって舵角指令電圧を発生するよ
うにした電動車椅子において、スタート時操縦レバーの
操作にふらつきを生じた場合でも電動車椅子の走行にふ
らつきを生じることがなく、安定にスタートさせること
ができるという従来にない優れた電動車椅子のパワース
テアリング制御回路を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
アクセルVRの出力特性を示す図、第３図は２個のアクセ
ルVRを有する場合の指令電圧の発生を説明する図であ
る。 11……アクセル装置、12……操縦レバー、13……左右ア
クセル差検出変換部、14……ステアリング角度検出部、
15……前輪、16……差動増幅器、17……絶対値増幅器、
18,27……比較器、19……直進基準電圧、20……サーボ
モータ、21……ゲート回路、22……ドライブ回路、23…
…パワー段、24……アンド回路、25……電流検出用抵抗
器、26……電流制限値設定用VR、28……アクセル中立検
出部、29……付加回路。
アクセルVRの出力特性を示す図、第３図は２個のアクセ
ルVRを有する場合の指令電圧の発生を説明する図であ
る。 11……アクセル装置、12……操縦レバー、13……左右ア
クセル差検出変換部、14……ステアリング角度検出部、
15……前輪、16……差動増幅器、17……絶対値増幅器、
18,27……比較器、19……直進基準電圧、20……サーボ
モータ、21……ゲート回路、22……ドライブ回路、23…
…パワー段、24……アンド回路、25……電流検出用抵抗
器、26……電流制限値設定用VR、28……アクセル中立検
出部、29……付加回路。
Claims (1)
- 【請求項１】操向指令出力と舵角検出出力との差信号が
零になるようにステアリングモータを駆動して前輪の舵
角を制御するサーボ系を備えた電動車椅子において、 前記操向指令出力の立ち上がりを検出する手段と、該立
ち上がり検出時に前記サーボ系の応答を抑制する手段と
を設けたことを特徴とする電動車椅子のパワーステアリ
ング制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9962188A JP2679102B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 電動車椅子のパワーステアリング制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9962188A JP2679102B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 電動車椅子のパワーステアリング制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01269671A JPH01269671A (ja) | 1989-10-27 |
| JP2679102B2 true JP2679102B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=14252163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9962188A Expired - Lifetime JP2679102B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | 電動車椅子のパワーステアリング制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2679102B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110037865B (zh) * | 2019-05-17 | 2020-08-14 | 广州足步医疗科技有限公司 | 新型电动护理轮椅及其控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1984002683A1 (en) * | 1983-01-05 | 1984-07-19 | Towmotor Corp | Motor speed control apparatus |
-
1988
- 1988-04-22 JP JP9962188A patent/JP2679102B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01269671A (ja) | 1989-10-27 |
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