JP3460437B2 - 車椅子補助動力制御装置 - Google Patents
車椅子補助動力制御装置Info
- Publication number
- JP3460437B2 JP3460437B2 JP07469096A JP7469096A JP3460437B2 JP 3460437 B2 JP3460437 B2 JP 3460437B2 JP 07469096 A JP07469096 A JP 07469096A JP 7469096 A JP7469096 A JP 7469096A JP 3460437 B2 JP3460437 B2 JP 3460437B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheelchair
- accelerator
- motor
- drive unit
- wheel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車椅子補助駆動ユ
ニットにおいて、アクセル操作および進行方向修正を容
易に行うための駆動制御装置に関する。
ニットにおいて、アクセル操作および進行方向修正を容
易に行うための駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、手動車椅子では、その搭乗者(乗
員)の所望により移動する際には、車椅子自体を他の人
に押してもらったり、搭乗者が車輪(以下、ホイールと
いう)に付いたハンドリムを手で回してホイールを回転
させていた。しかるに、他の人がいない場合でも搭乗者
の負担にならずに自由に移動できるように、手動車椅子
を電動で補助あるいは駆動するためには従来下記のよう
に3通りの方式が提起され一部は実用化されている。
員)の所望により移動する際には、車椅子自体を他の人
に押してもらったり、搭乗者が車輪(以下、ホイールと
いう)に付いたハンドリムを手で回してホイールを回転
させていた。しかるに、他の人がいない場合でも搭乗者
の負担にならずに自由に移動できるように、手動車椅子
を電動で補助あるいは駆動するためには従来下記のよう
に3通りの方式が提起され一部は実用化されている。
【0003】第1の方式は、手動車椅子の下に車輪付き
の駆動ユニットを配設して、該駆動ユニットで車椅子を
少し持ち上げた状態で走行させるものである。ただし、
この第1の従来技術は、駆動力をすべて駆動ユニットに
委ねるので、補助にならない。
の駆動ユニットを配設して、該駆動ユニットで車椅子を
少し持ち上げた状態で走行させるものである。ただし、
この第1の従来技術は、駆動力をすべて駆動ユニットに
委ねるので、補助にならない。
【0004】また、第2の方式は、駆動ユニットの駆動
部を何らかの形で直接的あるいは間接的に車椅子のホイ
ールを回転させる構造にして電動車椅子の操作レバーを
有する操作装置で操作する方式のものである。この方式
のものも補助ではない。
部を何らかの形で直接的あるいは間接的に車椅子のホイ
ールを回転させる構造にして電動車椅子の操作レバーを
有する操作装置で操作する方式のものである。この方式
のものも補助ではない。
【0005】また、第3の方式は、手動車椅子のホイー
ルに取り付けられているハンドリムにかかるトルクを検
出して、これに見合ったトルクでホイールインモータあ
るいは上記第2の方式のような駆動装置によりホイール
を直接的あるいは間接的に駆動させるようにした、手動
のトルクを補助するものである。
ルに取り付けられているハンドリムにかかるトルクを検
出して、これに見合ったトルクでホイールインモータあ
るいは上記第2の方式のような駆動装置によりホイール
を直接的あるいは間接的に駆動させるようにした、手動
のトルクを補助するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
1の従来技術では、駆動ユニットが持つ性能でその車椅
子の持つ動力性能が決定されるが、駆動ユニットを車椅
子の下にもぐりこませる構造なので余り大きくすること
ができない。また、手動車椅子の下に入るので駆動ユニ
ット自体の車輪の大きさにも限度があるなど車体とのマ
ッチングがとりにく、それとともに、該車輪を大きくで
きないので、段差乗り越えなどの諸機能に限界がある。
1の従来技術では、駆動ユニットが持つ性能でその車椅
子の持つ動力性能が決定されるが、駆動ユニットを車椅
子の下にもぐりこませる構造なので余り大きくすること
ができない。また、手動車椅子の下に入るので駆動ユニ
ット自体の車輪の大きさにも限度があるなど車体とのマ
ッチングがとりにく、それとともに、該車輪を大きくで
きないので、段差乗り越えなどの諸機能に限界がある。
【0007】また、第2の従来技術では、通常の電動車
椅子と同等の機能を持たせようとしており、電動車椅子
に準じた制御を行うものであるが、制御の複雑な割りに
は本来の電動車椅子のような性能は望めず性能が劣り、
メリットも少ない。
椅子と同等の機能を持たせようとしており、電動車椅子
に準じた制御を行うものであるが、制御の複雑な割りに
は本来の電動車椅子のような性能は望めず性能が劣り、
メリットも少ない。
【0008】また、第3の従来技術では、手動のトルク
補助という形式をとるためバッテリーは電動車椅子ほど
大きなものは不要であり、しかも、駆動ユニットが軽量
であれば、手動のみにした場合の操作も軽くなるため、
駆動ユニットを搭載している分のデメリットが最小で済
むというメリットがある。しかしながら、トルク検出や
制御方式が共に複雑になるので、制御装置の構造が複雑
かつ高価になり、また、ホイールインタイプではホイー
ルを交換しなければ手動車椅子に適用できない等のデメ
リットを有する。
補助という形式をとるためバッテリーは電動車椅子ほど
大きなものは不要であり、しかも、駆動ユニットが軽量
であれば、手動のみにした場合の操作も軽くなるため、
駆動ユニットを搭載している分のデメリットが最小で済
むというメリットがある。しかしながら、トルク検出や
制御方式が共に複雑になるので、制御装置の構造が複雑
かつ高価になり、また、ホイールインタイプではホイー
ルを交換しなければ手動車椅子に適用できない等のデメ
リットを有する。
【0009】なお、本発明に関連して、特開昭60−1
39102号公報で、モータの発電によるモータブレー
キを利用したモータ制動回路が減速時のみ作動するよう
にして、平坦路での低速、加速時の電力消費の効率を改
善するようにした電動車の駆動装置が提案されている。
しかしながら、この公報の技術は、主に動力により走行
する電動車に関するもので、補助的に動力を車椅子に供
給するものでないので第1、第2の従来技術の問題点が
解消できないものである。
39102号公報で、モータの発電によるモータブレー
キを利用したモータ制動回路が減速時のみ作動するよう
にして、平坦路での低速、加速時の電力消費の効率を改
善するようにした電動車の駆動装置が提案されている。
しかしながら、この公報の技術は、主に動力により走行
する電動車に関するもので、補助的に動力を車椅子に供
給するものでないので第1、第2の従来技術の問題点が
解消できないものである。
【0010】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたものであって、バッテリーが小型・軽量で済
みかつ十分な制御性を確保しつつ制御装置の構造が簡単
・安価にできる車椅子補助動力制御装置を提供すること
を課題とする。
くなされたものであって、バッテリーが小型・軽量で済
みかつ十分な制御性を確保しつつ制御装置の構造が簡単
・安価にできる車椅子補助動力制御装置を提供すること
を課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、次の構成を有する。請求項1の発明は、乗
員がリムを持って車輪を回転駆動させる手動車椅子に駆
動ユニットで補助的動力を供給するようにした車椅子に
おいて、車体下部の左右にホイールが軸支され、該ホイ
ールに前記リムが固定されると共に、座席の側面部に前
記駆動ユニット操作するためのアクセル操作部を設け、
該アクセル操作部のアクセルレバーからリムに手を移動
するのに十分な時間があるようにアクセル操作部から速
度指令が入力されてもすぐには駆動モータの駆動力を発
生させないソフトスタート回路が付加されると共に、乗
員が前記リムを掴んでコントロールすることを特徴とす
る車椅子補助動力制御装置である。
決するため、次の構成を有する。請求項1の発明は、乗
員がリムを持って車輪を回転駆動させる手動車椅子に駆
動ユニットで補助的動力を供給するようにした車椅子に
おいて、車体下部の左右にホイールが軸支され、該ホイ
ールに前記リムが固定されると共に、座席の側面部に前
記駆動ユニット操作するためのアクセル操作部を設け、
該アクセル操作部のアクセルレバーからリムに手を移動
するのに十分な時間があるようにアクセル操作部から速
度指令が入力されてもすぐには駆動モータの駆動力を発
生させないソフトスタート回路が付加されると共に、乗
員が前記リムを掴んでコントロールすることを特徴とす
る車椅子補助動力制御装置である。
【0012】請求項2の発明は、前記アクセル操作部の
アクセル開度が80%以上でかつモータ電流が所定値よ
りも小のときに下り坂と判断する手段と、下り坂と判断
されたときは駆動ユニットに発電制動を行わせる手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の車椅子補助
動力制御装置である。
アクセル開度が80%以上でかつモータ電流が所定値よ
りも小のときに下り坂と判断する手段と、下り坂と判断
されたときは駆動ユニットに発電制動を行わせる手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の車椅子補助
動力制御装置である。
【0013】請求項3の発明は、車輪あるいはモータが
所定時間ロックされたならばアクセル操作部をリセット
するリセット回路を有することを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の車椅子補助動力制御装置である。
所定時間ロックされたならばアクセル操作部をリセット
するリセット回路を有することを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の車椅子補助動力制御装置である。
【0014】請求項4の発明は、駆動ユニットのモータ
駆動は、左右個別としかつアクセル操作部は左右共通に
することを特徴にする請求項1ないし3のうちのいずれ
かの1項に記載の車椅子補助動力制御装置である。
駆動は、左右個別としかつアクセル操作部は左右共通に
することを特徴にする請求項1ないし3のうちのいずれ
かの1項に記載の車椅子補助動力制御装置である。
【0015】請求項5の発明は、駆動ユニットのモータ
駆動は左右個別としかつアクセル操作部は左右独立にし
たことを特徴とする請求項1ないし3のうちのいずれか
の1項に記載の車椅子補助動力制御装置である。
駆動は左右個別としかつアクセル操作部は左右独立にし
たことを特徴とする請求項1ないし3のうちのいずれか
の1項に記載の車椅子補助動力制御装置である。
【0016】請求項1の発明においては、 車椅子に駆
動ユニットで補助的動力を供給するようにした車椅子に
おいて、アクセル操作手段の操作により出力トルクを制
御でき所望に応じて補助動力の助けを受けつつ車椅子を
走行できる。また、前記駆動ユニットのモータ回転方向
を車椅子の前進側にするので後方に倒れにくい。それと
共に、前記モータをスロースタートするので、始動時に
直ぐには駆動力が強くは発生しないため、乗員はアクセ
ル操作手段からリム(ハンドリム)に手を移動させる時
間を十分に有する。
動ユニットで補助的動力を供給するようにした車椅子に
おいて、アクセル操作手段の操作により出力トルクを制
御でき所望に応じて補助動力の助けを受けつつ車椅子を
走行できる。また、前記駆動ユニットのモータ回転方向
を車椅子の前進側にするので後方に倒れにくい。それと
共に、前記モータをスロースタートするので、始動時に
直ぐには駆動力が強くは発生しないため、乗員はアクセ
ル操作手段からリム(ハンドリム)に手を移動させる時
間を十分に有する。
【0017】さらに、前記モータの駆動力は車椅子の乗
員がリムを持って車輪をロック可能な範囲内なので、駆
動ユニットは単に補助的に押す程度の動力性能になるた
め、乗員は自分でリムを掴んでコントロールすることが
容易であり、また、緊急時に停止したいときに容易に停
止できる。また、平坦地走行時にモータ全導通で所定最
高速度が得られるようにするので、斜面に登坂などでは
手でリムを回して補助すればよく、電源バッテリーの消
耗が少ない。
員がリムを持って車輪をロック可能な範囲内なので、駆
動ユニットは単に補助的に押す程度の動力性能になるた
め、乗員は自分でリムを掴んでコントロールすることが
容易であり、また、緊急時に停止したいときに容易に停
止できる。また、平坦地走行時にモータ全導通で所定最
高速度が得られるようにするので、斜面に登坂などでは
手でリムを回して補助すればよく、電源バッテリーの消
耗が少ない。
【0018】請求項2の発明によれば、駆動ユニットの
アクセルが開状態でかつモータ電流が所定値よりも小の
ときに下り坂と判断し、下り坂のときは駆動ユニットに
発電制動を行わせるので長い下り坂での走行が楽にでき
る。
アクセルが開状態でかつモータ電流が所定値よりも小の
ときに下り坂と判断し、下り坂のときは駆動ユニットに
発電制動を行わせるので長い下り坂での走行が楽にでき
る。
【0019】請求項3の発明によれば、車輪あるいはモ
ータが所定時間ロックされたならばアクセル操作手段は
リセットするので、緊急時にアクセルを戻さなくても確
実に停止できる。
ータが所定時間ロックされたならばアクセル操作手段は
リセットするので、緊急時にアクセルを戻さなくても確
実に停止できる。
【0020】請求項4の発明によれば、駆動ユニットの
モータ駆動は左右個別としかつアクセル操作手段は左右
共通にするので、アクセル操作手段の回路が1回路で済
み、機構的に簡素になる。
モータ駆動は左右個別としかつアクセル操作手段は左右
共通にするので、アクセル操作手段の回路が1回路で済
み、機構的に簡素になる。
【0021】請求項5の発明によれば、駆動ユニットの
モータ駆動は左右個別としかつアクセル回路は左右独立
にでき、操作性が良い。
モータ駆動は左右個別としかつアクセル回路は左右独立
にでき、操作性が良い。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1〜図11は本発明の車
椅子補助動力制御装置の第1実施形態の説明図である。
図1は車椅子10の外観図、図2はモータ特性図、図3
は制御装置の制御ブロック図、図4は制御装置をマイコ
ン化した回路図、図5〜図8は制御フローチャートの
図、図9はアクセルとメインスイッチからなる操作部の
説明図、図10は出力段の概略図、図11は基準三角波
の例である。
施の形態を詳細に説明する。図1〜図11は本発明の車
椅子補助動力制御装置の第1実施形態の説明図である。
図1は車椅子10の外観図、図2はモータ特性図、図3
は制御装置の制御ブロック図、図4は制御装置をマイコ
ン化した回路図、図5〜図8は制御フローチャートの
図、図9はアクセルとメインスイッチからなる操作部の
説明図、図10は出力段の概略図、図11は基準三角波
の例である。
【0023】図1に示すように、車椅子10は、車体下
部の左右に外周部がタイヤからなるホイール(車輪)1
1が軸支され、ホイール11にはそれを乗員が手で回す
ためのハンドリム12が固定されており、乗員が該リム
12を持ってホイール11を回転駆動させる手動車椅子
であって、駆動ユニット(動力ユニット)14で補助的
動力を供給するようにしたものである。
部の左右に外周部がタイヤからなるホイール(車輪)1
1が軸支され、ホイール11にはそれを乗員が手で回す
ためのハンドリム12が固定されており、乗員が該リム
12を持ってホイール11を回転駆動させる手動車椅子
であって、駆動ユニット(動力ユニット)14で補助的
動力を供給するようにしたものである。
【0024】すなわち、車椅子10はその座席13の下
部等の適宜の場所に駆動ユニット14が搭載され、座席
13側面部に駆動ユニット14を操作するためのアクセ
ルとメインスイッチとからなる操作部15が取り付けら
れている。
部等の適宜の場所に駆動ユニット14が搭載され、座席
13側面部に駆動ユニット14を操作するためのアクセ
ルとメインスイッチとからなる操作部15が取り付けら
れている。
【0025】また、前記駆動ユニット14からの動力伝
達方式は、基本的には前記従来の第2の方式に準じるも
ので、駆動ユニット14のモータ出力軸16にローラ
(プーリ)16aを左右のホイール11のタイヤ部に圧
接する。ただ、圧接はレバー17の操作にて操作し、圧
接を解除することができる構造になっており、圧接を解
除すれば駆動ユニット14はホイール11から縁が切れ
て手動(ハンドリム12)でも駆動できるから、駆動用
モータは小型で軽量である。
達方式は、基本的には前記従来の第2の方式に準じるも
ので、駆動ユニット14のモータ出力軸16にローラ
(プーリ)16aを左右のホイール11のタイヤ部に圧
接する。ただ、圧接はレバー17の操作にて操作し、圧
接を解除することができる構造になっており、圧接を解
除すれば駆動ユニット14はホイール11から縁が切れ
て手動(ハンドリム12)でも駆動できるから、駆動用
モータは小型で軽量である。
【0026】駆動ユニット14におけるモータへの電力
供給制御はチョッパによるPWM(パルス幅変調)制御
であって、この駆動用モータの駆動特性(トルクτ・ス
ピードv特性)は図2に示すようになっている。前記電
動車椅子の最高速度、例えば6km/h相当の回転でホ
イール11への駆動トルクを0(零)にしている。た
だ、これは平坦路でのトルクであり回転制御はチョッパ
の解放全導通状態でこの値を採っている。
供給制御はチョッパによるPWM(パルス幅変調)制御
であって、この駆動用モータの駆動特性(トルクτ・ス
ピードv特性)は図2に示すようになっている。前記電
動車椅子の最高速度、例えば6km/h相当の回転でホ
イール11への駆動トルクを0(零)にしている。た
だ、これは平坦路でのトルクであり回転制御はチョッパ
の解放全導通状態でこの値を採っている。
【0027】駆動ユニット14は、図3のように回転指
令部は1系統(アクセル回路18、ソフトスタート回路
19、信号制御回路20)であり、右・左のモータ27
R,27Lの駆動部21R,21Lで共通である。この
右・左モータの駆動部21R,21LはそれぞれPWM
発生回路22R,22L、発電制動回路23R,23
L、ドライブ回路24R,24L、モータ電流検出回路
25R,25L、電流制限回路26R,26Lを有して
いて、それぞれの側(右側(R)側,左側(L)側)の
モータ27R,27Lに電流を供給している。
令部は1系統(アクセル回路18、ソフトスタート回路
19、信号制御回路20)であり、右・左のモータ27
R,27Lの駆動部21R,21Lで共通である。この
右・左モータの駆動部21R,21LはそれぞれPWM
発生回路22R,22L、発電制動回路23R,23
L、ドライブ回路24R,24L、モータ電流検出回路
25R,25L、電流制限回路26R,26Lを有して
いて、それぞれの側(右側(R)側,左側(L)側)の
モータ27R,27Lに電流を供給している。
【0028】また、前記PWM発生回路22R,22L
には、基準三角波発生回路28から図11のような基準
三角波が供給されており、電流検出回路25R,25L
の電流からモータロック状態をモータロック検出回路2
9で検出してセット・リセット回路30に入力し、セッ
トリセット回路30の出力により信号制御回路20で駆
動力をON/OFFする。
には、基準三角波発生回路28から図11のような基準
三角波が供給されており、電流検出回路25R,25L
の電流からモータロック状態をモータロック検出回路2
9で検出してセット・リセット回路30に入力し、セッ
トリセット回路30の出力により信号制御回路20で駆
動力をON/OFFする。
【0029】各駆動部21R,21Lのモータ電流検出
回路25R,25Lからの電流信号は、発電制動制御回
路31に入力されており、この発電制動制御回路31
は、この他、アクセル回路18からの信号が入力され、
アクセルによる加速信号が入力されている状態でモータ
電流が小のときは下り坂と判断して制動指令信号を発電
制動回路23R,23Lに出力する。
回路25R,25Lからの電流信号は、発電制動制御回
路31に入力されており、この発電制動制御回路31
は、この他、アクセル回路18からの信号が入力され、
アクセルによる加速信号が入力されている状態でモータ
電流が小のときは下り坂と判断して制動指令信号を発電
制動回路23R,23Lに出力する。
【0030】なお、バッテリー32は、発電制動回路2
3R,23Lおよび安定化電源33に電源を供給するよ
うになっており、安定化電源33から各ユニットに電源
が供給される。また、バッテリーチャージャ34からの
電源がバッテリー32に供給されるようになっている。
3R,23Lおよび安定化電源33に電源を供給するよ
うになっており、安定化電源33から各ユニットに電源
が供給される。また、バッテリーチャージャ34からの
電源がバッテリー32に供給されるようになっている。
【0031】図3に示すように、前記のように回転指令
部は1系統(アクセル回路18、ソフトスタート回路1
9、信号制御回路20)であり、右・左で共通である。
回転指令は停止から前回までをチョッピングで連続可変
し、これにより車速の調整を行う。メインスイッチ(後
記15c)により電源ONと同時に、操作部15のアク
セル回路18を全開(最高速度指令)にしてもソフトス
タート回路19が付加されているので、すぐには駆動力
が発生せず、アクセル回路18の回転設定部(車速設定
部)からハンドリム12に手を移動するのに十分な時間
がある。
部は1系統(アクセル回路18、ソフトスタート回路1
9、信号制御回路20)であり、右・左で共通である。
回転指令は停止から前回までをチョッピングで連続可変
し、これにより車速の調整を行う。メインスイッチ(後
記15c)により電源ONと同時に、操作部15のアク
セル回路18を全開(最高速度指令)にしてもソフトス
タート回路19が付加されているので、すぐには駆動力
が発生せず、アクセル回路18の回転設定部(車速設定
部)からハンドリム12に手を移動するのに十分な時間
がある。
【0032】車椅子10は、急な下り坂を除き起動の時
に最も電流を要するため、ハンドリム12で補助してや
ることにより、スムーズでかつ少ない電流でスタートが
可能になる。また、バッテリー32やモータは大電流を
流せば流すほど消耗が激しいため、電流制限回路26
R,26Lに適宜に電流制限レベルを設定して電流を抑
制している。したがって、いったん走ってしまえば、あ
とは上り坂でない限り小電流で連続走行が可能である。
これもハンドリム12を併用することにより、さらに電
力節減ができる。
に最も電流を要するため、ハンドリム12で補助してや
ることにより、スムーズでかつ少ない電流でスタートが
可能になる。また、バッテリー32やモータは大電流を
流せば流すほど消耗が激しいため、電流制限回路26
R,26Lに適宜に電流制限レベルを設定して電流を抑
制している。したがって、いったん走ってしまえば、あ
とは上り坂でない限り小電流で連続走行が可能である。
これもハンドリム12を併用することにより、さらに電
力節減ができる。
【0033】ここで、走行中の操舵はハンドリム12で
行う。ハンドリム12と手の摩擦によりあるいは片側の
手動による増速(増トルク)によって容易に行われる。
また、モータ27R,27Lの駆動部21R,21Lに
発電制動回路23R,23Lを付加することによって下
り坂ではハンドリム12だけではなくモータ27R,2
7Lの制動力を併用できるため、操作が容易なる。しか
も、ハンドリム12による手動駆動と併用とするためバ
ッテリーも小型で済み、また、バッテリーが小型化する
ことから、手動のみにした場合でも、ハンドリム12に
掛かる手動の負担は最小限で済む。
行う。ハンドリム12と手の摩擦によりあるいは片側の
手動による増速(増トルク)によって容易に行われる。
また、モータ27R,27Lの駆動部21R,21Lに
発電制動回路23R,23Lを付加することによって下
り坂ではハンドリム12だけではなくモータ27R,2
7Lの制動力を併用できるため、操作が容易なる。しか
も、ハンドリム12による手動駆動と併用とするためバ
ッテリーも小型で済み、また、バッテリーが小型化する
ことから、手動のみにした場合でも、ハンドリム12に
掛かる手動の負担は最小限で済む。
【0034】さらに、緊急時、停止したいときには、モ
ータ27R,27L出力も小さく(具体的には、乗員が
リム12を持った状態で車輪をロックできる程度)、ま
た、ローラ16aをホイール11に圧接するため滑りも
あり、ハンドリム12を握り込むことによりすぐに停止
することができる。また、この強制停止状態(車輪ある
いはモータのロック状態)を数秒継続した場合には、モ
ータロック検出回路29がそれを検出して、セットリセ
ット回路30により自動的に駆動力をOFFさせる機能
を付加させている。
ータ27R,27L出力も小さく(具体的には、乗員が
リム12を持った状態で車輪をロックできる程度)、ま
た、ローラ16aをホイール11に圧接するため滑りも
あり、ハンドリム12を握り込むことによりすぐに停止
することができる。また、この強制停止状態(車輪ある
いはモータのロック状態)を数秒継続した場合には、モ
ータロック検出回路29がそれを検出して、セットリセ
ット回路30により自動的に駆動力をOFFさせる機能
を付加させている。
【0035】なお、図3において、グランドマイナスラ
インは省略されており、低電圧リセット、温度上昇防止
回路は図示を省略してある。
インは省略されており、低電圧リセット、温度上昇防止
回路は図示を省略してある。
【0036】図4には、図3の補助動力制御装置におい
て、パワー段(安定化電源回路33、発電制動回路23
R,23L、ドライブ回路24R,24L、モータ電流
検出回路25R,25L)を除いた回路ブロックをマイ
コン(マイクロコンピュータ)化した例を示すものであ
る。なお、図中r1…は抵抗、Dはダイオード、OP
1,OP2はコンパレータ(オペアンプ)、C1…はコ
ンデンサ、Pは水晶発振子、OPmは乗算器、OPiは
インバータをそれぞれ示している。
て、パワー段(安定化電源回路33、発電制動回路23
R,23L、ドライブ回路24R,24L、モータ電流
検出回路25R,25L)を除いた回路ブロックをマイ
コン(マイクロコンピュータ)化した例を示すものであ
る。なお、図中r1…は抵抗、Dはダイオード、OP
1,OP2はコンパレータ(オペアンプ)、C1…はコ
ンデンサ、Pは水晶発振子、OPmは乗算器、OPiは
インバータをそれぞれ示している。
【0037】図4のマイコン35の入力側においては、
、のように、マイコン35の端子AD0,AD1に
は、前記モータ電流検出回路25R,25Lの出力端子
mおよびn,oおよびpからのモータ電流IR,IL信号
を入力する。また、のように、端子AD2には、ヒー
トシンク(抵抗r13)温度を入力する。また、のよ
うに、端子AD3には、バッテリー電圧を出力端子lか
ら入力する。また、のように、端子AD4には、アク
セル回路18よりアクセル信号を入力する。なお、X
1,X2に水晶発振器Pを接続している。また、出力側
の端子PWM1およびP00,PWM2およびP01か
らは、PWM発生回路22R,22Lの出力をする。
、のように、マイコン35の端子AD0,AD1に
は、前記モータ電流検出回路25R,25Lの出力端子
mおよびn,oおよびpからのモータ電流IR,IL信号
を入力する。また、のように、端子AD2には、ヒー
トシンク(抵抗r13)温度を入力する。また、のよ
うに、端子AD3には、バッテリー電圧を出力端子lか
ら入力する。また、のように、端子AD4には、アク
セル回路18よりアクセル信号を入力する。なお、X
1,X2に水晶発振器Pを接続している。また、出力側
の端子PWM1およびP00,PWM2およびP01か
らは、PWM発生回路22R,22Lの出力をする。
【0038】マイコン35には、電源電圧としてVDD
/ADCに例えば5vの単一電源電圧が供給されてお
り、これはA/D基準電圧を兼ねている。また、VDS
S/ADSSはグランドレベルになっている。
/ADCに例えば5vの単一電源電圧が供給されてお
り、これはA/D基準電圧を兼ねている。また、VDS
S/ADSSはグランドレベルになっている。
【0039】上記のマイコン35で行う制御は、予め記
憶されているプログラムにより、図5〜図8のフローチ
ャートに示すように、まずアクセル開度(アクセルレバ
ーの操作傾度)をチェックし(ステップ1)、アクセル
レバーがONされているならば(ステップ2:Ye
s)、チェックサブルーチンに進む(ステップ3)。
憶されているプログラムにより、図5〜図8のフローチ
ャートに示すように、まずアクセル開度(アクセルレバ
ーの操作傾度)をチェックし(ステップ1)、アクセル
レバーがONされているならば(ステップ2:Ye
s)、チェックサブルーチンに進む(ステップ3)。
【0040】チェックサブルーチンでは、図7のよう
に、バッテリーの電圧をチェックし(ステップ3a,3
b)、ヒートシンク温度もチェックして(ステップ3
c,3d)、運転に適する所定状態にあるならば(ステ
ップ3b,3d:Yes)、メインルーチンに戻る。一
方、該所定状態にないならば(ステップ3b,3d:N
o)、アクセル開度を0にする(ステップ3e)。
に、バッテリーの電圧をチェックし(ステップ3a,3
b)、ヒートシンク温度もチェックして(ステップ3
c,3d)、運転に適する所定状態にあるならば(ステ
ップ3b,3d:Yes)、メインルーチンに戻る。一
方、該所定状態にないならば(ステップ3b,3d:N
o)、アクセル開度を0にする(ステップ3e)。
【0041】メインルーチンでは、チェックサブルーチ
ンが適性状態ならば(ステップ4:Yes)、アクセル
開度を+1し(ステップ5)、出力デューティを+1し
て(ステップ6)、電流チェックサブルーチンを実行す
る(ステップ7)。電流チェックサブルーチンの詳細は
後述する。一方、チェックサブルーチンが適正でないな
らば(ステップ4:No)、ステップ1のアクセル開度
チェックに戻る。
ンが適性状態ならば(ステップ4:Yes)、アクセル
開度を+1し(ステップ5)、出力デューティを+1し
て(ステップ6)、電流チェックサブルーチンを実行す
る(ステップ7)。電流チェックサブルーチンの詳細は
後述する。一方、チェックサブルーチンが適正でないな
らば(ステップ4:No)、ステップ1のアクセル開度
チェックに戻る。
【0042】前記電流チェックサブルーチンで適性状態
と判断されたならば(ステップ8:Yes)、アクセル
開度が目標開度か否かを判断する(ステップ9)。一
方、前記電流チェックサブルーチンで適性状態でない判
断されたならば(ステップ8:No)、アクセル開度を
−1してステップ7に戻る(ステップ10)。
と判断されたならば(ステップ8:Yes)、アクセル
開度が目標開度か否かを判断する(ステップ9)。一
方、前記電流チェックサブルーチンで適性状態でない判
断されたならば(ステップ8:No)、アクセル開度を
−1してステップ7に戻る(ステップ10)。
【0043】アクセル開度が目標開度であるならば(ス
テップ9:Yes)、再び上記チェックサブルーチンを
実行する(ステップ11)。次いで、チェックサブルー
チンが適性状態ならば(ステップ12:Yes)、アク
セル開度(指令)を入力する(ステップ13)。一方、
チェックサブルーチンが適性でないならば(ステップ1
2:No)、左右のアクセル開度を0にする(ステップ
14)。
テップ9:Yes)、再び上記チェックサブルーチンを
実行する(ステップ11)。次いで、チェックサブルー
チンが適性状態ならば(ステップ12:Yes)、アク
セル開度(指令)を入力する(ステップ13)。一方、
チェックサブルーチンが適性でないならば(ステップ1
2:No)、左右のアクセル開度を0にする(ステップ
14)。
【0044】前記入力されたアクセル開度(指令)がマ
イナス(−)か否かを判断し(ステップ15)、アクセ
ル開度がマイナスならば、アクセル開度を−1し(ステ
ップ16)、出力デューティを−1して(ステップ1
7)、電流チェックサブルーチンを再び実行する(ステ
ップ18)。該電流チェックサブルーチンが適性なら
ば、ステップ11に戻ってチェックサブルーチン以降を
再び実行する。一方、電流チェックサブルーチンの結果
が適正でないならば(ステップ19:No)、再びステ
ップ16以降の手順を実行する。一方、アクセル開度が
マイナスでないならば(ステップ15:No)、ステッ
プ5に戻ってアクセル開度を+1開き、それ以降の手順
を実行する。
イナス(−)か否かを判断し(ステップ15)、アクセ
ル開度がマイナスならば、アクセル開度を−1し(ステ
ップ16)、出力デューティを−1して(ステップ1
7)、電流チェックサブルーチンを再び実行する(ステ
ップ18)。該電流チェックサブルーチンが適性なら
ば、ステップ11に戻ってチェックサブルーチン以降を
再び実行する。一方、電流チェックサブルーチンの結果
が適正でないならば(ステップ19:No)、再びステ
ップ16以降の手順を実行する。一方、アクセル開度が
マイナスでないならば(ステップ15:No)、ステッ
プ5に戻ってアクセル開度を+1開き、それ以降の手順
を実行する。
【0045】図8に示すように、前記電流チェックサブ
ルーチン(ステップ7)(ステップ18)は、まず、右
モータの電流IRをチェックし(ステップ7a,7
b)、左モータの電流ILをチェックし(ステップ7
c,7d)、それぞれの上限値を越えているならば、そ
れぞれ右、左のモータ開度を−1する(7e,7f)。
ルーチン(ステップ7)(ステップ18)は、まず、右
モータの電流IRをチェックし(ステップ7a,7
b)、左モータの電流ILをチェックし(ステップ7
c,7d)、それぞれの上限値を越えているならば、そ
れぞれ右、左のモータ開度を−1する(7e,7f)。
【0046】一方、いずれも上限値以下であるば、アク
セル開度をチェックし(ステップ7g)、アクセル開度
が80%以上(ステップ7h)、右モータ電流IRが最
低電流未満(ステップ7i,7j)、左モータ電流IL
が最低電流未満(ステップ7k,7l)のいずれの条件
にもなっているならば発電制動を作動させる(ステップ
7m)。一方、該条件のいずれかを満たさないならば、
図5および図6のメインルーチンに戻る。
セル開度をチェックし(ステップ7g)、アクセル開度
が80%以上(ステップ7h)、右モータ電流IRが最
低電流未満(ステップ7i,7j)、左モータ電流IL
が最低電流未満(ステップ7k,7l)のいずれの条件
にもなっているならば発電制動を作動させる(ステップ
7m)。一方、該条件のいずれかを満たさないならば、
図5および図6のメインルーチンに戻る。
【0047】図9にアクセル操作部15の具体例を示
す。操作部15は、アクセル回路18のアクセルレバー
15aがストッパ15bでアクセル開度(レバー操作角
度)が所定角度に規制される。また、メインスイッチ1
5cで電源のON/OFFを制御する。
す。操作部15は、アクセル回路18のアクセルレバー
15aがストッパ15bでアクセル開度(レバー操作角
度)が所定角度に規制される。また、メインスイッチ1
5cで電源のON/OFFを制御する。
【0048】図10は、モータ27R,27Lに電源を
供給する出力段の概念を示しており、前記図4中の信号
h,g,j,iが電界効果トランジスタからなるパワー
トランジスタTr1〜Tr4に入力される。そして、モ
ータ27R,27Lは片側(前進側)のみ駆動されるよ
うになっている。
供給する出力段の概念を示しており、前記図4中の信号
h,g,j,iが電界効果トランジスタからなるパワー
トランジスタTr1〜Tr4に入力される。そして、モ
ータ27R,27Lは片側(前進側)のみ駆動されるよ
うになっている。
【0049】実施の形態1ではモータ27R,27Lは
前進側のみ回転し、かつソフトスタートであるため、耐
後方転倒性に優れる。また、単に後ろから補助的に押す
程度の動力性能であるため、自分でハンドリム12をつ
かんでコントロールすることが容易である。また、アク
セル回路18が1回路のみでよいため、機構的に簡素に
なる。
前進側のみ回転し、かつソフトスタートであるため、耐
後方転倒性に優れる。また、単に後ろから補助的に押す
程度の動力性能であるため、自分でハンドリム12をつ
かんでコントロールすることが容易である。また、アク
セル回路18が1回路のみでよいため、機構的に簡素に
なる。
【0050】一定アクセル開度以上でモータ電流が右左
共に少ない場合は、下り坂と判断して発電制動させるた
め、長い下り坂での走行が楽になる。モータロック数秒
後にアクセル信号をリセットすることにより、アクセル
緊急時に戻さなくても確実に通電を停止できる。
共に少ない場合は、下り坂と判断して発電制動させるた
め、長い下り坂での走行が楽になる。モータロック数秒
後にアクセル信号をリセットすることにより、アクセル
緊急時に戻さなくても確実に通電を停止できる。
【0051】次に本発明の第2の実施形態を図11と図
12とで説明する。図12において、OP4〜OP6は
コンパレータ(オペアンプ)である。この第2の実施形
態は、図11に示すように、車椅子10の右,左の両側
部にそれぞれアクセル回路18R,18L(アクセルレ
バー15bR,15bL)が設けられており、図12に示
すように、このアクセル回路18R,18Lの出力にし
たがって、右側モータドライブ回路24Rへのモータ駆
動信号と、右側モータ発電制動回路23Rへの制動信号
とを出力しており、右左独立に制御している。なお、ア
クセル信号半減回路とリセット回路30、基準三角波発
生回路28は右左一体である。その他は前記第1実施形
態と同一であり、同一の番号を付して説明を略する。し
たがって、第2実施形態によれば、右,左のアクセル回
路18R、18Lでそれぞれ独立に制御でき、車椅子の
取り回しが容易になる。
12とで説明する。図12において、OP4〜OP6は
コンパレータ(オペアンプ)である。この第2の実施形
態は、図11に示すように、車椅子10の右,左の両側
部にそれぞれアクセル回路18R,18L(アクセルレ
バー15bR,15bL)が設けられており、図12に示
すように、このアクセル回路18R,18Lの出力にし
たがって、右側モータドライブ回路24Rへのモータ駆
動信号と、右側モータ発電制動回路23Rへの制動信号
とを出力しており、右左独立に制御している。なお、ア
クセル信号半減回路とリセット回路30、基準三角波発
生回路28は右左一体である。その他は前記第1実施形
態と同一であり、同一の番号を付して説明を略する。し
たがって、第2実施形態によれば、右,左のアクセル回
路18R、18Lでそれぞれ独立に制御でき、車椅子の
取り回しが容易になる。
【0052】
【発明の効果】以上説明した通り、請求項1の発明にお
いては、車椅子に駆動ユニットで補助的動力を供給する
ようにした車椅子において、アクセル操作手段の操作に
より出力トルクを制御でき所望に応じて補助動力の助け
を受けつつ車椅子を走行できる。また、前記駆動ユニッ
トのモータ回転方向を車椅子の前進側にするので後方に
倒れにくい。それと共に、前記モータをスロースタート
するので、始動時に直ぐには駆動力が強くは発生しない
ため、乗員はアクセル操作手段からリム(ハンドリム)
に手を移動させる時間を十分に有する。
いては、車椅子に駆動ユニットで補助的動力を供給する
ようにした車椅子において、アクセル操作手段の操作に
より出力トルクを制御でき所望に応じて補助動力の助け
を受けつつ車椅子を走行できる。また、前記駆動ユニッ
トのモータ回転方向を車椅子の前進側にするので後方に
倒れにくい。それと共に、前記モータをスロースタート
するので、始動時に直ぐには駆動力が強くは発生しない
ため、乗員はアクセル操作手段からリム(ハンドリム)
に手を移動させる時間を十分に有する。
【0053】さらに、前記モータの駆動力は車椅子の乗
員がリムを持って車輪をロック可能な範囲内なので、駆
動ユニットは単に補助的に押す程度の動力性能になるた
め、乗員は自分でリムを掴んでコントロールすることが
容易であり、また、緊急時に停止したいときに容易に停
止できる。また、平坦地走行時にモータ全導通で所定最
高速度が得られるようにするので、斜面に登坂などでは
手でリムを回して補助すればよく、電源バッテリーの消
耗が少ない。
員がリムを持って車輪をロック可能な範囲内なので、駆
動ユニットは単に補助的に押す程度の動力性能になるた
め、乗員は自分でリムを掴んでコントロールすることが
容易であり、また、緊急時に停止したいときに容易に停
止できる。また、平坦地走行時にモータ全導通で所定最
高速度が得られるようにするので、斜面に登坂などでは
手でリムを回して補助すればよく、電源バッテリーの消
耗が少ない。
【0054】請求項2の発明によれば、駆動ユニットの
アクセルが開状態でかつモータ電流が所定値よりも小の
ときに下り坂と判断し、下り坂のときは駆動ユニットに
発電制動を行わせるので長い下り坂での走行が楽にでき
る。
アクセルが開状態でかつモータ電流が所定値よりも小の
ときに下り坂と判断し、下り坂のときは駆動ユニットに
発電制動を行わせるので長い下り坂での走行が楽にでき
る。
【0055】請求項3の発明によれば、車輪あるいはモ
ータが所定時間ロックされたならばアクセル操作手段は
リセットするので、緊急時にアクセルを戻さなくても確
実に停止できる。
ータが所定時間ロックされたならばアクセル操作手段は
リセットするので、緊急時にアクセルを戻さなくても確
実に停止できる。
【0056】請求項4の発明によれば、駆動ユニットの
モータ駆動は左右個別としかつアクセル操作手段は左右
共通にするので、アクセル操作手段の回路が1回路で済
み、機構的に簡素になる。
モータ駆動は左右個別としかつアクセル操作手段は左右
共通にするので、アクセル操作手段の回路が1回路で済
み、機構的に簡素になる。
【0057】請求項5の発明によれば、駆動ユニットの
モータ駆動は左右個別としかつアクセル回路は左右独立
にでき、操作性が良い。
モータ駆動は左右個別としかつアクセル回路は左右独立
にでき、操作性が良い。
【図1】本発明の車椅子補助動力制御装置の第1実施形
態の説明図であって、車椅子の外観図である
態の説明図であって、車椅子の外観図である
【図2】モータ特性図である。
【図3】図1の制御装置の制御ブロック図である。
【図4】図1の制御装置をマイコン化した回路図であ
る。
る。
【図5】制御フローチャートのメインルーチンの図であ
る。
る。
【図6】図5のフローチャートの続きの図である。
【図7】制御フローチャートのチェックサブルーチンの
図である。
図である。
【図8】制御フローチャートの電流チェックサブルーチ
ンの図である。
ンの図である。
【図9】アクセルとメインスイッチからなる操作部の説
明図である。
明図である。
【図10】出力段の概略図である。
【図11】基準三角波の例を示す説明図である。
【図12】本発明の第2の実施形態に係る車椅子の説明
図で(a)は側面図、(b)は正面図である。
図で(a)は側面図、(b)は正面図である。
【図13】第2実施形態の動力制御装置の回路説明図で
ある。
ある。
10 車椅子
12 ホイール
14 駆動ユニット
15 操作部
15a アクセルレバー
18 アクセル回路
21R,21L 右,左の駆動部
24R,24L 右,左のドライブ回路
26R,26L 右,左の電流制限回路
27R,27L 右,左のモータ
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
A61G 5/04
B60L 7/04
B60L 15/00
Claims (5)
- 【請求項1】 乗員がリムを持って車輪を回転駆動させ
る手動車椅子に駆動ユニットで補助的動力を供給するよ
うにした車椅子において、車体下部の左右にホイールが軸支され、該ホイールに前
記リムが固定されると共に、座席の側面部に前記駆動ユ
ニット操作するための アクセル操作部を設け、該アクセル操作部のアクセルレバーからリムに手を移動
するのに十分な時間があるようにアクセル操作部から速
度指令が入力されてもすぐには駆動モータの駆動力を発
生させないソフトスタート回路が付加されると共に、 乗員が前記リムを掴んでコントロール することを特徴と
する車椅子補助動力制御装置。 - 【請求項2】 前記アクセル操作部のアクセル開度が8
0%以上でかつモータ電流が所定値よりも小のときに下
り坂と判断する手段と、下り坂と判断されたときは駆動
ユニットに発電制動を行わせる手段とを有することを特
徴とする請求項1に記載の車椅子補助動力制御装置。 - 【請求項3】 車輪あるいはモータが所定時間ロックさ
れたならばアクセル操作部をリセットするリセット回路
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の車
椅子補助動力制御装置。 - 【請求項4】 駆動ユニットのモータ駆動は、左右個別
としかつアクセル操作部は左右共通にすることを特徴に
する請求項1ないし3のうちのいずれかの1項に記載の
車椅子補助動力制御装置。 - 【請求項5】 駆動ユニットのモータ駆動は左右個別と
しかつアクセル操作部は左右独立にしたことを特徴とす
る請求項1ないし3のうちのいずれかの1項に記載の車
椅子補助動力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07469096A JP3460437B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 車椅子補助動力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07469096A JP3460437B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 車椅子補助動力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09262258A JPH09262258A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3460437B2 true JP3460437B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=13554477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07469096A Expired - Fee Related JP3460437B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 車椅子補助動力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460437B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104000694A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-27 | 上海交通大学 | 电动轮椅辅助驾驶系统及方法 |
| CN114366467B (zh) * | 2021-12-25 | 2023-08-15 | 南京科桥电气有限公司 | 电动轮椅控制方法、装置、控制设备及存储介质 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3120601U (ja) | 2006-01-25 | 2006-04-13 | 治郎 和田 | ディスプレイ具 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP07469096A patent/JP3460437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3120601U (ja) | 2006-01-25 | 2006-04-13 | 治郎 和田 | ディスプレイ具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09262258A (ja) | 1997-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3450078B2 (ja) | 電気自動車のパワーアシスト装置 | |
| US20050252706A1 (en) | An All-Terrain Electronically Powered Vehicle And Temperature Sensing Motor Controller For Use Therein | |
| JP3315872B2 (ja) | 電動車用モータのトルク制限装置 | |
| US6302226B1 (en) | Power assisted vehicle | |
| JP3054234B2 (ja) | 電動モータ付き自転車 | |
| JP4608764B2 (ja) | 補助動力装置付き車輌の制御方法 | |
| JPH09193877A (ja) | 電動アシスト多輪自転車 | |
| JPH08140212A (ja) | 回生制御装置 | |
| JP3460437B2 (ja) | 車椅子補助動力制御装置 | |
| JPH1059262A (ja) | 電気自転車用モータの出力制御方式 | |
| JP3820761B2 (ja) | 電動車椅子 | |
| JPH10324290A (ja) | 電気自転車 | |
| JP3054399B2 (ja) | 電動モータ付き自転車 | |
| JP2001080570A (ja) | 補助動力付き車両 | |
| JP3146724B2 (ja) | 電気自動車の駆動力制御装置 | |
| JP2000102116A (ja) | 小型電動車 | |
| JP2003320935A (ja) | 電動車 | |
| JP7770169B2 (ja) | 電動アシスト車の制御装置及び電動アシスト車 | |
| JPH09131377A (ja) | 電動アシスト型手押し車 | |
| JP2002356191A (ja) | 電動アシスト自転車 | |
| JP2001010523A (ja) | フォークリフトの操舵制御装置 | |
| JP2001025101A (ja) | 電動車の安全制御装置 | |
| JP3650315B2 (ja) | 小型電動車の制御装置 | |
| JP2000166025A (ja) | 電動車 | |
| JP2003164492A (ja) | 電動車椅子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |