JPH0939873A - Auxiliary driving device in manually-powered vehicle - Google Patents

Auxiliary driving device in manually-powered vehicle

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JPH0939873A
JPH0939873A JP7195018A JP19501895A JPH0939873A JP H0939873 A JPH0939873 A JP H0939873A JP 7195018 A JP7195018 A JP 7195018A JP 19501895 A JP19501895 A JP 19501895A JP H0939873 A JPH0939873 A JP H0939873A
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JP
Japan
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output
human
drive
auxiliary
unit
Prior art date
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Application number
JP7195018A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Tomoshige
一弘 友重
Minoru Kitano
実 北野
Yuji Suga
祐司 菅
Hideo Nakamura
中村  秀男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust the output of the auxiliary drive to the manual power according to a traveling distance and a road by providing an output setting part to set an output ratio of the auxiliary drive power to the manual power, and controlling the auxiliary drive power of an electric motor based on the output ratio set by an output ratio setting part. SOLUTION: In a wheel chair provided with electric motors 302a, 302b to drive each drive wheel 2a on the right and left sides, an output setting circuit 310 to set an output ratio of the auxiliary drive power containing a setting switch/an angle detection sensor is provided. An output signal of a manual power torque sensor 301a is converted into manual power drive torque data, the output signals of speed sensors 303a, 303b are converted into the traveling speed data, and the respective data are inputted into a controller 305 together with the output of an output setting circuit 310. A corresponding assist quantity is calculated by the controller 305 from the output characteristics of the auxiliary drive power to the manual power stored in the output characteristics table to control the drive of the electric motors 302a, 302b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は人力走行車における
補助駆動装置に関し、例えば、人力による人力駆動系に
電動モータによる補助駆動系を併せ設けた人力走行車に
おける補助駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an auxiliary drive device for a human-powered vehicle, for example, an auxiliary drive device for a human-powered vehicle in which a human-powered drive system provided with an electric motor is also provided.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、歩行できない入院患者、身障者、
高齢者等は、歩行の困難度や、介助者の必要に応じて、
使用者の自力走行を目的とした手動車いす(後輪駆動式
折りたたみ車いす)か、電動力走行を目的とした電動車
いすかを利用していた。例えば、ハンドリムで駆動でき
る手動車いすは、方向転換におけるスペースが最小であ
り、また、折りたたんで使用者の近辺に置くことができ
るため、病院等で一般的によく利用されるが、上り坂に
なっている場所や段差のある場所ではハンドリムに加わ
る力が大きくなり、その都度、介助者の手助けを必要と
していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, inpatients, persons with disabilities, who cannot walk
Elderly people, depending on the difficulty of walking and the needs of caregivers,
They used either a manual wheelchair (rear wheel drive type folding wheelchair) for the purpose of self-driving by a user or an electric wheelchair for the purpose of electric power running. For example, a manual wheelchair that can be driven by a hand rim has a minimum space for turning and can be folded and placed near the user, so that it is commonly used in hospitals and the like, but it can be used uphill. The force applied to the hand rim increases in places where there are steps and steps, and it is necessary to assist the caregiver each time.

【0003】また、従来の電動車いすは、人力駆動力は
全く使用せず、電動駆動力で走行できるため手足の不自
由な人が運転できるが、車体に搭載される電池の消費電
力が大であるので容量の大きい電池(例えば、鉛蓄電
池)を使用する必要があった。また、方向転換における
走行半径が手動車いすに比べ大きくなり、狭い場所では
操作性が悪いという問題があった。従って、従来の手動
車いすに補助駆動装置を組み込むことにより、手動車い
すの利点を利用しながら、上り坂になっている場所や段
差のある場所でも負荷が軽くなり、従来の電動車いすの
電池より小型の電池を使用できる車いす用の補助駆動装
置の開発に期待が寄せられている。
In addition, the conventional electric wheelchair uses no human-powered driving force at all, and can be driven by the electric-powered driving force, so that a person with limited limbs can drive the vehicle, but the power consumption of the battery mounted on the vehicle body is large. Therefore, it was necessary to use a battery having a large capacity (for example, a lead storage battery). In addition, there is a problem that the radius of travel in turning is larger than that of a manual wheelchair, and operability is poor in a narrow space. Therefore, by incorporating the auxiliary drive device in the conventional manual wheelchair, while taking advantage of the manual wheelchair, the load is lighter even in an uphill place or a place with a step, and it is smaller than the battery of the conventional electric wheelchair. Expectations are being placed on the development of an auxiliary drive unit for wheelchairs that can use these batteries.

【0004】従来、電動モータの補助駆動力で走行でき
る人力駆動装置として、特開平4−100790号公報
に記載されているように、人力による駆動系と電動モー
タによる駆動系とを並列に設け、人力による駆動系にか
かる負荷を検出して電動モータの補助駆動力を制御する
ようにしたものが知られている。
Conventionally, as a human-powered driving device capable of traveling with an auxiliary driving force of an electric motor, as described in JP-A-4-100790, a human-powered driving system and an electric-motor driving system are provided in parallel, It is known that a load applied to a drive system due to human power is detected to control an auxiliary drive force of an electric motor.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4−100790号公報の人力駆動装置自転車に適用し
た際には、人力を加えたとき、その力に応じて自動的に
補助駆動力(アシスト力)を付与して自転車の運転感覚
を損なうことなく人力を軽減するものであるが、人力に
対するアシスト力の変換特性は可変できない構成である
ため、走行する距離や道路(急坂−平地)に応じて、そ
のアシスト力の出力調整をすることができなかった。
However, when it is applied to the human-powered drive bicycle of Japanese Patent Laid-Open No. 4-100790, when a human power is applied, an auxiliary drive force (assist force) is automatically generated according to the force. ) Is added to reduce human power without impairing the sense of driving a bicycle, but the conversion characteristics of assist power to human power cannot be changed, so it depends on the distance traveled and the road (steep-flat). , The output of the assist power could not be adjusted.

【0006】本発明は以上の事情を考慮してなされたも
ので、例えば、走行する距離や道路(急坂−平地)に応
じて、人力に対する補助駆動力の出力調整が可能な人力
走行車における補助駆動装置を提供するものである。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances. For example, an assist in a human powered vehicle in which the output of the auxiliary driving force with respect to the human power can be adjusted according to the traveling distance and the road (steep slope-flat land). A drive device is provided.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の基本構成
を示すブロック図である。図1において、本発明は、人
力によって車輪を駆動する人力駆動部101と、人力に
よる駆動力を検出する人力トルク検出部102と、電動
モータによって車輪を補助駆動する電動駆動部103
と、人力トルク検出部の検出出力に対応して電動駆動部
103に補助駆動力を発生させるモータ制御部104
と、人力駆動力に対する補助駆動力の出力比を設定する
出力比設定部105とを備え、前記モータ制御部104
は、出力比設定部105により設定された出力比に基づ
いて電動モータの補助駆動力を制御することを特徴とす
る人力走行車における補助駆動装置である。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention. In FIG. 1, according to the present invention, a human power drive unit 101 that drives a wheel by human power, a human power torque detection unit 102 that detects a driving force by human power, and an electric drive unit 103 that auxiliary drives a wheel by an electric motor.
And a motor control unit 104 for generating an auxiliary drive force to the electric drive unit 103 in response to the detection output of the human torque detector.
And an output ratio setting unit 105 that sets an output ratio of the auxiliary driving force to the human driving force.
Is an auxiliary drive device for a human-powered vehicle that controls the auxiliary drive force of the electric motor based on the output ratio set by the output ratio setting unit 105.

【0008】本発明において、人力走行車とは、例え
ば、人力によって走行する自転車、車いす等を意味す
る。そして、人力駆動部101とは、人力によって車輪
を回転駆動するための装置を意味し、車いすにおいて
は、ハンドリムを意味する。人力トルク検出部102
は、例えば、ハンドリムから駆動輪に加えられる人力駆
動トルク(人力駆動力)に応じた機械的圧力や変形量を
電気信号に変換する、圧力センサ、磁気抵抗素子、歪み
ゲージ、ポテンショメータ、差動トランス等で構成され
る。電動駆動部103の補助駆動トルク(補助駆動力)
とは、電動モータに生じるモータ駆動トルクを意味し、
この電動モータは、永久磁石励磁型の直流ブラシモー
タ、ブラシレスモータ、フラットモータ等で構成され
る。
In the present invention, the human-powered vehicle means, for example, a bicycle, a wheelchair or the like which is driven by human power. The human-powered drive unit 101 means a device for rotationally driving the wheels by human power, and means a hand rim in a wheelchair. Manual torque detector 102
Is, for example, a pressure sensor, a magnetoresistive element, a strain gauge, a potentiometer, a differential transformer, which converts a mechanical pressure or a deformation amount according to a human-powered driving torque (human-powered driving force) applied from a hand rim to a driving wheel into an electric signal. Etc. Auxiliary drive torque (auxiliary drive force) of the electric drive unit 103
Means the motor drive torque generated in the electric motor,
This electric motor is composed of a permanent magnet excitation type DC brush motor, a brushless motor, a flat motor and the like.

【0009】モータ制御部104は、CPU、ROM、
RAM、I/Oポート、タイマ、A/Dコンバータから
なるマイクロコンピュータで構成される。また、このR
OMは、CPUが、モータ制御部104として機能する
プログラムが格納している。モータ制御部104は、電
動モータを駆動する駆動回路をさらに備えている。出力
設定部105は、切り替えスイッチ、スライドスイッチ
/スライドボリューム、角度検出センサ等で構成され
る。出力設定部105は車体の傾斜角度を検出する角度
検出センサで構成される場合は、角度検出センサの検出
出力に基づき人力駆動力に対する補助駆動力の出力比を
自動設定することができる。また、角度検出センサは、
自重で回動するレバーと、ポテンショメータ、フォトセ
ンサ、ホールIC等の組み合わせで構成することができ
る。電動駆動部103の電動モータの駆動電源として、
例えば、再充電可能なニッカド(Ni−cd)電池の2
4V、2.5Ah又は5.0Ah程度の直流電源を用い
てもよい。この直流電源は、さらに安定化して各構成部
の駆動電源として使用される。
The motor control unit 104 includes a CPU, a ROM,
It is composed of a microcomputer including a RAM, an I / O port, a timer, and an A / D converter. Also, this R
The OM stores a program in which the CPU functions as the motor control unit 104. The motor control unit 104 further includes a drive circuit that drives the electric motor. The output setting unit 105 includes a changeover switch, a slide switch / slide volume, an angle detection sensor, and the like. When the output setting unit 105 includes an angle detection sensor that detects the inclination angle of the vehicle body, the output ratio of the auxiliary driving force to the human driving force can be automatically set based on the detection output of the angle detecting sensor. Also, the angle detection sensor
A combination of a lever that rotates under its own weight, a potentiometer, a photo sensor, a Hall IC, and the like can be used. As a drive power source for the electric motor of the electric drive unit 103,
For example, two rechargeable Ni-cd batteries.
A DC power supply of about 4V, 2.5Ah or 5.0Ah may be used. This DC power supply is further stabilized and used as a drive power supply for each component.

【0010】本発明によれば、モータ制御部104は、
人力トルク検出部102の検出出力に対応して電動モー
タの補助駆動力を制御する際、出力設定部105によっ
て設定された出力比に応じた補助駆動力を電動駆動部に
出力する。従って、走行する距離や道路(急坂−平地)
に応じて、人力に対する補助駆動力(アシスト量)を設
定できるので、例えば、長距離走行時において、初期走
行時はアシスト量を小さくして電池の消耗を少なくし、
後半、疲れが出る頃にアシスト量を増やすことにより軽
快な走行ができる。また、平地ではアシスト量を小さく
設定し、急な上り坂はアシスト量を大きく設定すること
により体力に応じてアシスト量を調整することができ
る。
According to the present invention, the motor controller 104 is
When controlling the auxiliary driving force of the electric motor in accordance with the detection output of the human power torque detecting unit 102, the auxiliary driving force according to the output ratio set by the output setting unit 105 is output to the electric driving unit. Therefore, the distance traveled and the road (steep-flat)
Depending on, the auxiliary driving force (assist amount) for human power can be set. For example, during long-distance traveling, the assist amount is reduced during initial traveling to reduce battery consumption,
In the latter half, when you get tired, you can drive lightly by increasing the assist amount. Further, the assist amount can be adjusted according to the physical strength by setting the assist amount to be small on a flat ground and setting the assist amount to be large on a steep uphill.

【0011】車輪の回転速度を検出する速度検出部10
6と、走行速度と人力駆動力に対応する補助駆動力の出
力特性を複数記憶した出力特性記憶部107と、人力ト
ルク検出部の検出出力と速度検出部の検出出力とを読み
込み出力特性記憶部107に記憶した出力特性に基づい
て人力駆動力に対する補助駆動力を算出する算出部10
8とをさらに備え、前記算出部108は、前記出力比設
定部105により設定された出力比に対応する出力特性
を出力特性記憶部107から読み出し人力駆動力に対す
る補助駆動トルクを算出する構成にすることが好まし
い。この構成により、算出部108は、人力トルク検出
部102の検出出力に対応して補助駆動力を出力比設定
部105の出力比に基づいて算出することができる。
A speed detector 10 for detecting the rotational speed of the wheels.
6, an output characteristic storage unit 107 that stores a plurality of output characteristics of the auxiliary driving force corresponding to the traveling speed and the human driving force, a detection output of the human torque detection unit and a detection output of the speed detection unit, and an output characteristic storage unit A calculation unit 10 that calculates an auxiliary driving force with respect to the human driving force based on the output characteristics stored in 107.
8 is further provided, and the calculating unit 108 is configured to calculate the auxiliary drive torque with respect to the human driving force by reading the output characteristic corresponding to the output ratio set by the output ratio setting unit 105 from the output characteristic storage unit 107. It is preferable. With this configuration, the calculation unit 108 can calculate the auxiliary driving force based on the output ratio of the output ratio setting unit 105 corresponding to the detection output of the human torque detection unit 102.

【0012】車輪の回転速度を検出する速度検出部10
6は、タコジェネレータ、フォトセンサ、ホールIC等
で構成される。前記マイクロコンピュータのROMに
は、CPUが、算出部108として機能するプログラム
が格納している。また、出力特性記憶部107として走
行速度と人力駆動力に対応する補助駆動力の出力特性を
複数記憶している。また、マイクロコンピュータのRA
Mには、CPUで処理されるデータ(例えば、検出信
号、算出した補助駆動力等のデータ)が更新記憶され
る。
A speed detector 10 for detecting the rotation speed of the wheels.
Reference numeral 6 includes a tacho generator, a photo sensor, a Hall IC, and the like. A program that causes the CPU to function as the calculation unit 108 is stored in the ROM of the microcomputer. Further, the output characteristic storage unit 107 stores a plurality of output characteristics of the auxiliary driving force corresponding to the traveling speed and the human driving force. In addition, the microcomputer RA
In M, data processed by the CPU (for example, detection signal, calculated auxiliary driving force data, etc.) is updated and stored.

【0013】前記電動モータの駆動電流を検出する電流
検出部109をさらに備え、前記モータ制御部104は
前記電流検出部109で検出された駆動電流からモータ
駆動トルクを求め、前記補助駆動トルクと一致するモー
タ駆動トルクを出力するよう電動モータを制御する構成
にすることが好ましい。この構成により、モータ制御部
104は、人力トルク検出部102の検出出力に対応
し、かつ出力設定部105で設定された補助駆動トルク
と一致するモータ駆動トルクを出力することができる。
電流センサ110は、シャント抵抗、ホール素子等で構
成される。電動モータをPWM(パルス幅変調)制御し
ているときは、電動モータから出力される逆起電力を検
出する回路を設けることにより電動モータの回転速度検
出センサとしても利用できる。
A current detection unit 109 for detecting a drive current of the electric motor is further provided, and the motor control unit 104 obtains a motor drive torque from the drive current detected by the current detection unit 109 and matches the auxiliary drive torque. It is preferable that the electric motor is controlled so as to output the motor drive torque. With this configuration, the motor control unit 104 can output the motor drive torque that corresponds to the detection output of the manual torque detection unit 102 and that matches the auxiliary drive torque set by the output setting unit 105.
The current sensor 110 is composed of a shunt resistor, a hall element and the like. When the electric motor is PWM (Pulse Width Modulation) controlled, it can be used also as a rotation speed detection sensor of the electric motor by providing a circuit for detecting the back electromotive force output from the electric motor.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施例に基づいて
本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定さ
れるものでない。本発明の人力走行車における補助駆動
装置は、主として、車いすに適用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. The present invention is not limited to this. The auxiliary drive device for a human powered vehicle according to the present invention is mainly applied to a wheelchair.

【0015】図2は本発明の人力走行車における補助駆
動装置を適用した車いすの外観図である。図2におい
て、図2(a)は車いすの平面図、図2(b)は車いす
の側面図、図2(c)は車いすの背面図である。図2
(d)はバッテリの外観図である。図2(e)は操作パ
ネルの外観図である。図2において、1は車いす本体で
ある。2は車いす本体1を駆動する駆動輪で、左右に駆
動輪2a、2bが設けられている。3は人力よって左右
の駆動輪2a、2bを駆動するハンドリム(人力駆動
部)で、左右の駆動輪2a、2bにハンドリム3a、3
bが設けられている。4はフレームであり、左側フレー
ム4a、右側フレーム4b、たすき4c等で構成されて
いる。
FIG. 2 is an external view of a wheelchair to which the auxiliary drive device of the human powered vehicle according to the present invention is applied. In FIG. 2, FIG. 2A is a plan view of the wheelchair, FIG. 2B is a side view of the wheelchair, and FIG. 2C is a rear view of the wheelchair. FIG.
(D) is an external view of a battery. FIG. 2E is an external view of the operation panel. In FIG. 2, 1 is a wheelchair main body. Reference numeral 2 is a drive wheel that drives the wheelchair body 1, and drive wheels 2a and 2b are provided on the left and right. Reference numeral 3 denotes a hand rim (human power drive unit) that drives the left and right drive wheels 2a and 2b by human power. The hand rims 3a and 3 are attached to the left and right drive wheels 2a and 2b.
b is provided. Reference numeral 4 denotes a frame, which is composed of a left frame 4a, a right frame 4b, a plow 4c, and the like.

【0016】5は自在輪であり、左右フレーム4a、4
bの下端部に自在輪5a、5bが設けられている。6は
握りであり、左右フレーム4a、4bの上端部に握り7
a、7bが設けられている。7は使用者の体を支えるシ
ートユニットであり、座7a、背もたれ7b、左右のひ
じ当て7c1〜7c2、左右のフットレスト7d1〜7
d2及びその他の付属品からなる。
Numeral 5 is a universal wheel, which is the left and right frames 4a, 4
Free wheels 5a and 5b are provided at the lower end of b. 6 is a grip, and the grips 7 are provided on the upper end portions of the left and right frames 4a and 4b.
a and 7b are provided. A seat unit 7 supports a user's body, and includes a seat 7a, a backrest 7b, left and right elbow pads 7c1-7c2, left and right footrests 7d1-7.
It consists of d2 and other accessories.

【0017】8は駆動輪2a、2bの回転軸に設けられ
るハブであり、左右のハブ8a、8b内には、図示しな
い人力トルクセンサ(人力トルク検出部)、速度センサ
(速度検出部)、電流センサ(電流検出部)の各検出部
と、電動モータ、減速機構、クラッチからなる電動駆動
部、マイクロコンピュータを搭載した制御回路基板等が
それぞれぞ内蔵されている。9はバッテリ(直流電源)
であり、例えば、再充電可能なニッカド(Ni−cd)
電池の24V、2.5Ah又は5.0Ah程度の電池で
構成され、左右フレーム4a、4bの側面または背もた
れ7bに設けられる(図2(d)、参照)。
Reference numeral 8 denotes a hub provided on the rotary shafts of the drive wheels 2a and 2b. Inside the left and right hubs 8a and 8b, a human torque sensor (human torque detecting section), a speed sensor (speed detecting section), which are not shown, Each detection unit of the current sensor (current detection unit), an electric drive unit including an electric motor, a speed reduction mechanism, a clutch, a control circuit board on which a microcomputer is mounted, and the like are incorporated. 9 is a battery (DC power supply)
And, for example, rechargeable NiCd (Ni-cd)
It is composed of a battery of about 24 V, 2.5 Ah or 5.0 Ah, and is provided on the side faces of the left and right frames 4a, 4b or the backrest 7b (see FIG. 2 (d)).

【0018】10はバッテリ9の電力供給をON/OF
FするON/OFFスイッチと、平地と坂道の補助駆動
力(アシスト量)の切り替えスイッチと、電力供給のO
N/OFF状態を表示するLEDを備えた操作ボックス
であり、例えば、ひじ当て7cの近辺に設けられる(図
2(e)、参照)。図2(e)に示す操作パネルでは補
助駆動力(アシスト量)の出力設定は平地と坂道におけ
る2段の出力比を切り替えているが、スライドスイッチ
/スライドボリュームで多段で出力比を設定するよう構
成してもよい。また、角度検出センサをハブ8a(8
b)内に搭載して、坂道の傾斜角度からアシスト量の出
力比を自動設定することもできる。 図2において、駆
動輪2a、2bを制動またはロックする手動ブレーキに
ついては図示していないが、駆動輪2a、2bの前部に
備えている。
Reference numeral 10 indicates ON / OF of the power supply of the battery 9
ON / OFF switch for F, auxiliary drive force (assist amount) changeover switch for level ground and slope, and O for power supply
The operation box is provided with an LED for displaying the N / OFF state, and is provided, for example, in the vicinity of the elbow pad 7c (see FIG. 2E). In the operation panel shown in FIG. 2 (e), the output setting of the auxiliary driving force (assist amount) is switched between the two-step output ratio on the flat ground and the slope, but the output ratio is set in multiple steps by the slide switch / slide volume. You may comprise. In addition, the angle detection sensor is connected to the hub 8a (8
It can also be installed in b) to automatically set the output ratio of the assist amount from the inclination angle of the slope. Although a manual brake for braking or locking the drive wheels 2a, 2b is not shown in FIG. 2, it is provided in front of the drive wheels 2a, 2b.

【0019】図3は本発明の人力走行車における補助駆
動装置を適用した車いすの制御回路を示すブロック図で
ある。図3において、301aは左側のハンドリム3a
に加えられる前進/後進の人力駆動トルク(人力駆動
力)を検出する人力トルクセンサであり、301bは右
側のハンドリム3bに加えられる前進/後進の人力駆動
力を検出する人力トルクセンサである。この人力トルク
センサ301a、301bは、可変インダクタンス型の
圧力センサを用いることが、無接触で、小さい機械的変
位を精度良く電気信号に変換できる点で好ましい。30
2aは左側の駆動輪2aを駆動する電動モータであり、
302bは右側の駆動輪2bを駆動する電動モータであ
る。この電動モータ302a、302bは、永久磁石励
磁型の直流ブラシモータを用いることが回転速度、パワ
ー等の点で好ましい。
FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit of a wheelchair to which the auxiliary drive device in the human powered vehicle of the present invention is applied. In FIG. 3, 301a is the left hand rim 3a.
Is a human-power torque sensor for detecting forward / backward human-power drive torque (human-power drive force), and reference numeral 301b is a human-power torque sensor for detecting forward / backward human-power drive force applied to the right hand rim 3b. It is preferable to use a variable inductance type pressure sensor as the manual torque sensors 301a and 301b, since it is possible to accurately convert a small mechanical displacement into an electric signal without contact. 30
2a is an electric motor that drives the left drive wheel 2a,
302b is an electric motor that drives the right drive wheel 2b. For the electric motors 302a and 302b, it is preferable to use a permanent magnet excitation type DC brush motor in terms of rotation speed, power and the like.

【0020】303aは左側の駆動輪2a(又は電動モ
ータ302a)の回転速度を検出する速度センサであ
り、303bは右側の駆動輪2b(又は電動モータ30
2b)の回転速度を検出する速度センサである。この速
度センサ303a、303bはフォトセンサ、ホールI
C等で構成される。車輪の走行速度S(km/h)は、
駆動輪(又は電動モータ)の回転速度(n/s)と、駆
動輪の半径rと、S=2πrn/3600の式から求め
られる。
Reference numeral 303a is a speed sensor for detecting the rotational speed of the left drive wheel 2a (or electric motor 302a), and 303b is the right drive wheel 2b (or electric motor 30).
2b) is a speed sensor for detecting the rotation speed. The speed sensors 303a and 303b are photo sensors and hall I.
It is composed of C etc. The traveling speed S (km / h) of the wheel is
The rotational speed (n / s) of the drive wheel (or the electric motor), the radius r of the drive wheel, and S = 2πrn / 3600 are used for the calculation.

【0021】304aは左側の電動モータ302aの駆
動電流Iaを検出する電流センサであり、304bは右
側の電動モータ302bの駆動電流Ibを検出する電流
センサである。この電流センサ304a、304bは、
シャント抵抗、ホールIC等で構成される。電動モータ
302a,302bの駆動トルクFa,Fbは、Fa=
K・Ia,Fb=K・Ib(Kは定数)の式から求めら
れる。
Reference numeral 304a is a current sensor for detecting the drive current Ia of the left electric motor 302a, and 304b is a current sensor for detecting the drive current Ib of the right electric motor 302b. The current sensors 304a and 304b are
It consists of a shunt resistor and a Hall IC. The drive torques Fa and Fb of the electric motors 302a and 302b are Fa =
K · Ia, Fb = K · Ib (K is a constant).

【0022】305はコントローラであり、CPU、R
OM、RAM、I/Oポート、タイマ、A/Dコンバー
タ、カウンタからなるマイクロコンピュータで構成さ
れ、モータ制御部、出力特性記憶部(出力特性テーブ
ル)、算出部として機能する。走行速度と人力駆動トル
クに対応する補助駆動トルクの出力特性を予め記憶した
出力特性テーブルは、ROMで構成される。また、RO
Mには、モータ制御部、算出部として機能するプログラ
ムが格納されている。また、RAMには、CPUで処理
されるデータが更新記憶される。
A controller 305 includes a CPU and an R
The microcomputer is composed of an OM, a RAM, an I / O port, a timer, an A / D converter, and a counter, and functions as a motor control unit, an output characteristic storage unit (output characteristic table), and a calculation unit. The output characteristic table in which the output characteristics of the auxiliary drive torque corresponding to the traveling speed and the manual drive torque are stored in advance is composed of the ROM. Also, RO
A program that functions as a motor control unit and a calculation unit is stored in M. Further, the data processed by the CPU is updated and stored in the RAM.

【0023】また、A/Dコンバータは、人力トルクセ
ンサ301a、301bによって検出される前進/後進
の人力駆動力信号を一定周期でサンプリングし、A/D
(アナログ−デジタル)変換して、前進/後進の人力駆
動力データに変換する。電流センサ304a、304b
によって検出される駆動電流Ia、Ibも、同様に駆動
電流信号を一定周期でサンプリングし、A/D(アナロ
グ−デジタル)変換して、電動モータの電動駆動トルク
データに変換する。カウンタは、速度センサ303a、
303bによって検出される回転速度信号をカウントし
て、走行速度データに変換する。
Further, the A / D converter samples the forward / backward human power driving force signals detected by the human power torque sensors 301a and 301b at a constant cycle, and the A / D converter
(Analog-digital) conversion to convert to forward / reverse driving force data. Current sensors 304a, 304b
Similarly, the drive currents Ia and Ib detected by are also subjected to A / D (analog-digital) conversion by sampling the drive current signal at a constant cycle, and converting into electric drive torque data of the electric motor. The counter is a speed sensor 303a,
The rotation speed signal detected by 303b is counted and converted into traveling speed data.

【0024】306aは左側の電動モータ302aを駆
動するモータ駆動回路であり、306bは右側の電動モ
ータ302bを駆動するモータ駆動回路である。モータ
駆動回路306a(306b)は、スイッチング用のト
ランジスタQ1a〜Q4a(Q1b〜Q4b)のブリッ
ジとそのトランジスタを保護するダイオードD1a〜D
4a(D1b〜D4b)のブリッジで構成されている。
Reference numeral 306a is a motor drive circuit for driving the left electric motor 302a, and 306b is a motor drive circuit for driving the right electric motor 302b. The motor drive circuit 306a (306b) includes a bridge of switching transistors Q1a to Q4a (Q1b to Q4b) and diodes D1a to D for protecting the bridge.
4a (D1b to D4b).

【0025】307aはモータ駆動回路306aが左側
の電動モータ302aを前進駆動させるための前進駆動
回路であり、307bはモータ駆動回路306bが右側
の電動モータ302bを前進駆動させるための前進駆動
回路である。前進駆動回路307a(307b)は、コ
ントローラ305から前進駆動信号を受けると、例え
ば、トランジスタQ1aとQ4a(Q1bとQ4b)を
オンして電動モータ302a(302b)を時計方向に
駆動させる。このとき、コントローラ305は、人力ト
ルクセンサ301a(301b)によって検出される人
力トルク検出信号から補助駆動トルク(アシスト量)
を、電流センサ304a(304b)によって検出され
る駆動電流Ia(Ib)から電動モータの前進駆動トル
クを、それぞれ算出し、補助駆動トルクと前進駆動トル
クが一致するようPWM(パルス幅変調)制御する。
Reference numeral 307a is a forward drive circuit for the motor drive circuit 306a to drive the left electric motor 302a forward, and 307b is a forward drive circuit for the motor drive circuit 306b to drive the right electric motor 302b forward. . When the forward drive circuit 307a (307b) receives the forward drive signal from the controller 305, for example, the transistors Q1a and Q4a (Q1b and Q4b) are turned on to drive the electric motor 302a (302b) in the clockwise direction. At this time, the controller 305 uses the manual torque detection signal detected by the manual torque sensor 301a (301b) to determine the auxiliary drive torque (assist amount).
Are calculated from the drive current Ia (Ib) detected by the current sensor 304a (304b), respectively, and the forward drive torque of the electric motor is calculated, and PWM (pulse width modulation) control is performed so that the auxiliary drive torque and the forward drive torque match. .

【0026】308aはモータ駆動回路306aが左側
の電動モータ302aを後進駆動させるための後進駆動
回路であり、308bはモータ駆動回路306bが右側
の電動モータ302bを後進駆動させるための後進駆動
回路である。後進駆動回路308a(308b)は、コ
ントローラ305から後進駆動信号を受けると、例え
ば、トランジスタQ2aとQ3a(Q2bとQ3b)を
オンして電動モータ302a(302b)を反時計方向
に駆動させる。このとき、コントローラ305は、人力
トルクセンサ301a(301b)によって検出される
人力トルク検出信号から補助駆動トルク(アシスト量)
を、電流センサ304a(304b)によって検出され
る駆動電流Ia(Ib)から電動モータの後進駆動トル
クを、それぞれ算出し、補助駆動トルクと後進駆動トル
クが一致するようPWM(パルス幅変調)制御する。
Reference numeral 308a is a reverse drive circuit for the motor drive circuit 306a to drive the left electric motor 302a in reverse, and 308b is a reverse drive circuit for the motor drive circuit 306b to drive the right electric motor 302b in reverse. . When the reverse drive signal is received from the controller 305, the reverse drive circuit 308a (308b) turns on the transistors Q2a and Q3a (Q2b and Q3b) to drive the electric motor 302a (302b) counterclockwise, for example. At this time, the controller 305 uses the manual torque detection signal detected by the manual torque sensor 301a (301b) to determine the auxiliary drive torque (assist amount).
Are calculated from the drive current Ia (Ib) detected by the current sensor 304a (304b), and the reverse drive torque of the electric motor is calculated, and PWM (pulse width modulation) control is performed so that the auxiliary drive torque and the reverse drive torque match. .

【0027】309は電動モータ302a、302bを
発電制動する発電制動回路である。発電制動回路309
は、コントローラ305より停止信号を受けると、例え
ば、トランジスタQ3aとQ4a(Q3bとQ4b)を
所定時間、ON/OFF制御して電動モータ302a
(302b)を発電制動する。310は補助駆動力(ア
シスト量)の出力比を設定する出力設定回路であり、設
定スイッチ/角度検出センサが含まれる。311はバッ
テリであり、例えば、再充電可能なニッカド(Ni−c
d)電池の24V、2.5Ah又は5.0Ah程度の電
池で構成される。312は定電圧回路であり、例えば、
5VのレギュレータICで構成され、バッテリ電圧24
Vを5Vの定電圧に変換し、コントローラ305、人力
トルクセンサ301a、301b、速度センサ303
a、303b等に供給する。313はバッテリ310の
電力供給をON/OFFするON/OFFスイッチであ
り、ONするとモータ駆動回路306a、306bに2
4V電圧を供給し、LEDランプ314が点灯する。
Reference numeral 309 is a dynamic braking circuit for dynamically braking the electric motors 302a and 302b. Dynamic braking circuit 309
When the stop signal is received from the controller 305, the electric motor 302a is controlled, for example, by ON / OFF controlling the transistors Q3a and Q4a (Q3b and Q4b) for a predetermined time.
(302b) is dynamically braked. An output setting circuit 310 sets an output ratio of the auxiliary driving force (assist amount), and includes a setting switch / angle detection sensor. 311 is a battery, for example, a rechargeable NiCd (Ni-c
d) The battery is composed of a battery of about 24V, 2.5Ah or 5.0Ah. 312 is a constant voltage circuit, for example,
Comprised of a 5V regulator IC, battery voltage 24
V is converted to a constant voltage of 5 V, and the controller 305, human torque sensors 301a and 301b, speed sensor 303
a, 303b, etc. An ON / OFF switch 313 turns ON / OFF the power supply of the battery 310, and when turned ON, the motor drive circuits 306a and 306b receive two signals.
The 4V voltage is supplied and the LED lamp 314 is turned on.

【0028】ここでは、車いすの制御回路は、電動モー
タ302a(302b)の可逆回転駆動を可能にして、
前進走行時と後進走行時の補助駆動ができるように構成
しているが、制御回路を簡略化して前進走行時だけ補助
駆動できる構成にするようにすることもできる。また、
電動モータ302a(302b)の減速機構と駆動輪の
伝動機構を電気的に接続する電磁クラッチを備え、電源
をOFFしたときは、通常の車いすとして使用できるよ
うにしてもよい。
Here, the control circuit of the wheelchair enables reversible rotation driving of the electric motor 302a (302b),
Although the auxiliary drive can be performed during the forward traveling and the backward traveling, the control circuit can be simplified so that the auxiliary driving can be performed only during the forward traveling. Also,
An electromagnetic clutch for electrically connecting the reduction mechanism of the electric motor 302a (302b) and the transmission mechanism of the drive wheels may be provided so that when the power is turned off, it can be used as a normal wheelchair.

【0029】図4は本発明のアシスト量算出処理を示す
フローチャートである。図4において、 ステップ401:人力トルクセンサ301a(301
b)で検出した前進/後進の人力駆動トルク信号を所定
周期で読み取り、前進/後進の人力駆動トルクデータに
変換する。 ステップ402:速度センサ303a(303b)で検
出した前進/後進の回転速度信号を所定周期で読み取
り、前進/後進の走行速度データに変換する。 ステップ403:設定回路で設定された人力駆動力に対
するアシスト量の出力比を読み取る。 ステップ404:ステップ401で求めた人力駆動トル
クデータ、ステップ402で求めた走行速度データ、ス
テップ403で求めた出力比に基づき、出力特性テーブ
ルに予め記憶した人力に対する補助駆動力(アシスト
量)の出力特性から、該当するアシスト量を算出する。
FIG. 4 is a flow chart showing the assist amount calculation processing of the present invention. In FIG. 4, Step 401: Human torque sensor 301a (301
The forward / reverse manpower drive torque signal detected in b) is read in a predetermined cycle and converted into forward / reverse manpower drive torque data. Step 402: The forward / backward rotation speed signal detected by the speed sensor 303a (303b) is read in a predetermined cycle and converted into forward / backward traveling speed data. Step 403: Read the output ratio of the assist amount to the manpower driving force set by the setting circuit. Step 404: Output of auxiliary driving force (assist amount) to human power stored in advance in the output characteristic table based on the human-powered driving torque data obtained in step 401, the traveling speed data obtained in step 402, and the output ratio obtained in step 403. A corresponding assist amount is calculated from the characteristic.

【0030】図5は出力特性テーブルのアシスト量の出
力特性を示す説明図である。図5において、例えば、前
進速度(走行速度)が4km/h以下ではアシスト量/
人力駆動力=0.5、1、1.5の割合で一定、4〜6k
m/hの間で補助駆動トルクを直線的に減少させてい
る。また、後進速度(走行速度)が0から−6km/h
の間でアシスト量/人力駆動力を直線的に減少させてい
る。図5では人力駆動力に対するアシスト量を出力特性
パターンを複数記憶しているが、標準の出力特性パター
ンを一つだけ記憶して、その標準の出力特性パターンに
よりアシスト量を求め、設定された出力比になるよう乗
算する機能を備えた構成にしてもよい。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the output characteristic of the assist amount in the output characteristic table. In FIG. 5, for example, when the forward speed (running speed) is 4 km / h or less, the assist amount /
Human power = constant at a rate of 0.5, 1, 1.5, 4-6k
The auxiliary drive torque is linearly reduced between m / h. In addition, the reverse speed (travel speed) is 0 to -6 km / h.
The amount of assist / manual driving force is linearly reduced during the period. Although FIG. 5 stores a plurality of output characteristic patterns for the assist amount with respect to the human-powered driving force, only one standard output characteristic pattern is stored, the assist amount is obtained from the standard output characteristic pattern, and the set output is set. You may make it the structure provided with the function to multiply so that it may become a ratio.

【0031】ステップ405:算出したアシスト量(ア
シストデータ)をコントローラ内のモータ制御部に出力
する。 ステップ406:人力駆動力データの値が0であるか、
否かを判定し、0でなければ、ステップ401に戻り、
ステップ401からステップ406を繰り返す 。 ステップ407:人力駆動力データの値が0であれ
ば、走行速度データの値が0であるか、否かを判定す
る。走行速度データの値が0であれば、アシスト量算出
処理を終了し、走行速度データの値が0でなければ、ス
テップ401に戻り、ステップ401からステップ40
7を繰り返す。
Step 405: The calculated assist amount (assist data) is output to the motor control section in the controller. Step 406: Is the value of the manpower driving force data 0?
If it is not 0, the process returns to step 401,
Steps 401 to 406 are repeated. Step 407: If the value of the manpower driving force data is 0, it is determined whether or not the value of the traveling speed data is 0. If the value of the traveling speed data is 0, the assist amount calculation processing is terminated, and if the value of the traveling speed data is not 0, the process returns to step 401, and steps 401 to 40.
Repeat 7.

【0032】このステップ401〜ステップ407のア
シスト量算出処理は電動モータ302a、302bにつ
いて並列的に行われる。また、前進走行または後進走行
についても同じステップ処理である。従って、走行する
距離や道路(急坂−平地)に応じて、人力に対する補助
駆動力(アシスト量)を設定できるので、例えば、長距
離走行時において、初期走行時はアシスト量を小さく設
定して電池の消耗を少なくし、後半、疲れが出る頃にア
シスト量を増やすよう設定できる。また、平地ではアシ
スト量を小さく設定し、急な上り坂はアシスト量を大き
く設定することにより体力に応じたアシスト量の出力調
整ができる。
The assist amount calculation processing of steps 401 to 407 is performed in parallel for the electric motors 302a and 302b. Further, the same step processing is applied to the forward traveling or the backward traveling. Therefore, the auxiliary driving force (assist amount) with respect to human power can be set according to the distance traveled and the road (steep slope-flat ground). It can be set to reduce the amount of wear and increase the assist amount in the latter half, when tiredness appears. Further, the output of the assist amount can be adjusted according to the physical strength by setting the assist amount small on a flat ground and setting the assist amount large on a steep uphill.

【0033】図6は人力駆動力に対するアシスト力の出
力設定と総合駆動力を示す説明図である。図6におい
て、アシスト力601は斜線部分の領域で示し、人力駆
動力602は斜線部分以下の領域で示す。総合駆動力6
03は実線で示す。図6(1)は標準アシスト力を設定
した例を示す。即ち、アシスト力/人力駆動力=1の出
力比を示す。図6(2)はアシスト力が標準より小さく
設定した例を示す。即ち、アシスト力/人力駆動力=
0.33の出力比を示し、例えば、平地や長距離の走行
時に設定する。電池の消耗を少なくすることができる。
図6(3)はアシスト力が標準より大きく設定した例を
示す。即ち、アシスト力/人力駆動力=1.5の出力比
を示し、上り坂や長距離後半の走行時に設定する。車い
すのハンドリムに加えられる人力駆動力は周期的に変動
するため、アシスト力も周期的に変動し、総合駆動力
(=人力駆動力+アシスト力)も変動する。ここでは、
人力駆動力に対するほとんどアシスト力は遅延しないで
応答させているが、例えば、ファジイ制御により遅延さ
せて総合駆動力を滑らかにすることも可能である。この
制御によって、人力に少し遅れて電流モータが駆動力を
発生するので、人力が徐々に上がるときにはそれよりも
小さいアシスト力で人力を補助し、人力が西郷になった
ときには人力よりも小さいアシスト力で補助される。そ
して人力が下がり始めたときに電動モータからのアシス
ト力が最高になるため、滑らかなアシスト走行を実現す
ることができる。
FIG. 6 is an explanatory view showing the output setting of the assist force with respect to the human-powered driving force and the total driving force. In FIG. 6, the assist force 601 is shown in the shaded area, and the human driving force 602 is shown in the shaded area and below. Total driving force 6
03 is shown by a solid line. FIG. 6A shows an example in which the standard assist force is set. That is, the output ratio of assist force / manual driving force = 1 is shown. FIG. 6B shows an example in which the assist force is set smaller than the standard. That is, assist force / manual driving force =
It shows an output ratio of 0.33, and is set, for example, when traveling on a level ground or a long distance. Battery consumption can be reduced.
FIG. 6C shows an example in which the assist force is set to be larger than the standard. That is, the output ratio of assist force / manual driving force = 1.5 is shown, which is set when traveling uphill or traveling in the latter half of a long distance. Since the human driving force applied to the hand rim of the wheelchair fluctuates periodically, the assisting force also fluctuates periodically, and the total driving force (= human driving force + assisting force) also fluctuates. here,
Although the assisting force with respect to the human-powered driving force is made to respond without delay, it is also possible to delay it by, for example, fuzzy control to smooth the total driving force. With this control, the current motor generates the driving force slightly behind the human power, so when the human power gradually rises, the assist power smaller than that assists the human power, and when the human power becomes Saigo, the assist power smaller than the human power. Will be assisted by. Then, when the human power starts to decrease, the assisting force from the electric motor becomes maximum, so that smooth assisted traveling can be realized.

【0034】図7は人力トルクセンサの信号処理回路と
その信号波形を示す説明図である。図7において、人力
センサは、701のコイルと702のフェライトとから
なる可変インダクタンス型のセンサで、フェライト70
2をコイル701に平行にしてスライドし、人力の駆動
力の大きさに比例してコイル701に近づけたり遠ざけ
たりできる構成にする。コイル701には、コントロー
ラ305から同図(A)に示すような波形のパルス電圧
が印加される。また、フェライト702をコイル701
に近づけるとコイル701のインダクタンスが変化し
て、同図(B)で示すような波形の破線になって出力さ
れる。出力されたパルス電圧(B)は、積分回路703
で積分して、同図(C)で示すような波形に直流変換さ
れ、次の増幅器704によって増幅されて、人力駆動力
信号としてコントローラ305のI/Oポートに入力さ
れる。
FIG. 7 is an explanatory view showing a signal processing circuit of the human torque sensor and its signal waveform. In FIG. 7, the human power sensor is a variable inductance type sensor including a coil 701 and a ferrite 702, and is a ferrite 70
2 is slid in parallel with the coil 701 so that it can be moved closer to or farther from the coil 701 in proportion to the magnitude of the driving force of human power. A pulse voltage having a waveform as shown in FIG. 7A is applied from the controller 305 to the coil 701. In addition, the ferrite 702 is connected to the coil 701.
, The inductance of the coil 701 changes, and the output becomes a broken line having a waveform as shown in FIG. The output pulse voltage (B) is supplied to the integrating circuit 703.
Are integrated, converted into a waveform as shown in FIG. 6C, amplified by the next amplifier 704, and input to the I / O port of the controller 305 as a human power driving signal.

【0035】コントローラ305のCPUは、人力駆動
トルク出力を所定周期で取り込み、A/D変換して、人
力駆動トルクデータに変換する。前進/後進の人力駆動
トルクを検出する場合、二つの人力トルクセンサと二つ
の信号処理回路を設けてもよいが、一つのフェライト7
02のスライド領域を前進/後進の二つに分割できるよ
うに構成し、それに伴って検出信号の直流電圧レベルも
二つの領域に分割して、前進と後進の人力駆動力信号を
判定できるように構成してもよい。
The CPU of the controller 305 takes in the human-powered drive torque output in a predetermined cycle, A / D-converts it, and converts it into human-powered drive torque data. When detecting the forward / backward human-power drive torque, two human-power torque sensors and two signal processing circuits may be provided, but one ferrite 7
The slide area of 02 can be divided into two areas, forward / reverse, and accordingly, the DC voltage level of the detection signal is also divided into two areas so that the forward driving force and the backward driving force signal can be determined. You may comprise.

【0036】また、速度センサ303a、303bを、
前進/後進の走行を判別できる2相式の構成にして、例
えば、前進のアシスト走行時において、下り坂などを降
りているときに使用者が停止しようとする逆方向の人力
が働いたとき、発電制御によって制御をかけるよう制御
する構成にすることもできる。後進時においても逆方向
の人力が働いたとき、同様に制動をかけるよう制御する
ことができる。これにより安定したアシスト走行が可能
になる。
Further, the speed sensors 303a and 303b are
A two-phase type configuration capable of distinguishing forward / reverse traveling is used, and for example, when assisting forward traveling, when human power in the opposite direction that the user tries to stop while working on a downhill, It is also possible to adopt a configuration in which control is performed by power generation control. Even when the vehicle is moving backward, it can be controlled so that the braking is similarly applied when the human power in the opposite direction acts. This enables stable assisted driving.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、走行する距離や道路
(急坂−平地)に応じて、人力に対する補助駆動力の出
力調整ができるので、例えば、長距離走行時において、
初期走行時はアシスト量を小さく設定して電池の消耗を
少なくし、後半、疲れが出る頃にアシスト量を増やすよ
う設定できる。
According to the present invention, the output of the auxiliary driving force with respect to human power can be adjusted according to the distance traveled and the road (steep slope-flat land).
The amount of assist can be set to a small value during the initial running to reduce battery consumption, and can be set to increase in the latter half when tiredness occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の基本構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の人力走行車における補助駆動装置を適
用した車いすの外観図である。
FIG. 2 is an external view of a wheelchair to which the auxiliary drive device of the human powered vehicle according to the present invention is applied.

【図3】本発明の人力走行車における補助駆動装置を適
用した車いすの制御回路を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit of a wheelchair to which the auxiliary drive device in the human powered vehicle of the present invention is applied.

【図4】本発明のアシスト量算出処理を示すフローチャ
ートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an assist amount calculation process of the present invention.

【図5】出力特性テーブルのアシスト量の出力特性を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the output characteristic of the assist amount in the output characteristic table.

【図6】人力駆動力に対するアシスト力の出力設定と総
合駆動力を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an output setting of an assist force with respect to a human-powered driving force and a total driving force.

【図7】人力トルクセンサの信号処理回路とその信号波
形を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a signal processing circuit of a manual torque sensor and its signal waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車いす本体 2 駆動輪 3 ハンドリム 4 フレーム 5 自在輪 6 握り 7 シートユニット 8 ハブ 9 バッテリ 10 操作ボックス 301a、301b 人力トルクセンサ 302a、302b 電動モータ 303a、303b 速度センサ 304a、304b 電流センサ 305 コントローラ 306a、306b モータ駆動回路 307a、307b 前進駆動回路 308a、308b 後進駆動回路 309 発電制動回路 310 出力設定回路 311 バッテリ 312 定電圧回路 313 ON/OFFスイッチ 314 LEDランプ 1 Wheelchair Main Body 2 Drive Wheel 3 Hand Rim 4 Frame 5 Universal Wheel 6 Grip 7 Seat Unit 8 Hub 9 Battery 10 Operation Box 301a, 301b Human Torque Sensor 302a, 302b Electric Motor 303a, 303b Speed Sensor 304a, 304b Current Sensor 305 Controller 306a, 306b Motor drive circuit 307a, 307b Forward drive circuit 308a, 308b Reverse drive circuit 309 Power generation braking circuit 310 Output setting circuit 311 Battery 312 Constant voltage circuit 313 ON / OFF switch 314 LED lamp

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 秀男 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Hideo Nakamura 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 人力によって車輪を駆動する人力駆動部
と、 人力による駆動力を検出する人力トルク検出部と、 電動モータによって車輪を補助駆動する電動駆動部と、 人力トルク検出部の検出出力に対応して電動駆動部に補
助駆動力を発生させるモータ制御部と、 人力駆動力に対する補助駆動力の出力比を設定する出力
比設定部とを備え、 前記モータ制御部は出力比設定部により設定された出力
比に基づいて電動モータの補助駆動力を制御することを
特徴とする人力走行車における補助駆動装置。
1. A human power drive unit for driving wheels by human power, a human power torque detection unit for detecting driving force by human power, an electric drive unit for auxiliary driving of wheels by an electric motor, and a detection output of the human power torque detection unit. Correspondingly, a motor control unit for generating an auxiliary drive force to the electric drive unit and an output ratio setting unit for setting an output ratio of the auxiliary drive force to the human power drive force are provided, and the motor control unit is set by the output ratio setting unit. An auxiliary drive device in a human-powered vehicle, characterized in that the auxiliary drive force of an electric motor is controlled based on the output ratio.
【請求項2】 車輪の回転速度を検出する速度検出部
と、走行速度と人力駆動力に対応する補助駆動力の出力
特性を複数記憶した出力特性記憶部と、人力トルク検出
部の検出出力と速度検出部の検出出力とを読み込み出力
特性記憶部に記憶した出力特性に基づいて人力駆動力に
対する補助駆動力を算出する算出部とをさらに備え、 前記算出部は、前記出力比設定部により設定された出力
比に対応する出力特性を出力特性記憶部から読み出し人
力駆動力に対する補助駆動トルクを算出することを特徴
とする請求項1記載の人力走行車における補助駆動装
置。
2. A speed detecting section for detecting a rotation speed of a wheel, an output characteristic storing section for storing a plurality of output characteristics of an auxiliary driving force corresponding to a traveling speed and a human driving force, and a detection output of a human torque detecting section. And a calculation unit that calculates the auxiliary driving force with respect to the human-powered driving force based on the output characteristic stored in the output characteristic storage unit by reading the detection output of the speed detection unit, and the calculation unit is set by the output ratio setting unit. The auxiliary drive device for a human powered vehicle according to claim 1, wherein an output characteristic corresponding to the output ratio is read out from the output characteristic storage unit and an auxiliary drive torque for the human drive force is calculated.
【請求項3】 前記電動モータの駆動電流を検出する電
流検出部をさらに備え、前記モータ制御部は前記電流検
出部で検出された駆動電流からモータ駆動トルクを求
め、前記補助駆動トルクと一致するモータ駆動トルクを
出力するよう電動モータを制御することを特徴とする請
求項1記載の人力走行車における補助駆動装置。
3. A current detection unit for detecting a drive current of the electric motor is further provided, and the motor control unit obtains a motor drive torque from the drive current detected by the current detection unit and matches the auxiliary drive torque. The auxiliary drive device for a human powered vehicle according to claim 1, wherein the electric motor is controlled so as to output a motor drive torque.
【請求項4】 前記出力設定部は、車体の傾斜角度を検
出する角度検出センサを備え、角度検出センサの検出出
力に基づき人力駆動力に対する補助駆動力の出力比を設
定することを特徴とする請求項1記載の人力走行車にお
ける補助駆動装置。
4. The output setting unit includes an angle detection sensor for detecting a tilt angle of a vehicle body, and sets an output ratio of an auxiliary driving force to a human driving force based on a detection output of the angle detecting sensor. An auxiliary drive device for a human-powered vehicle according to claim 1.
【請求項5】 車いすに適用されることを特徴とする請
求項1から4のいずれか一つに記載の人力走行車におけ
る補助駆動装置。
5. The auxiliary drive device for a human powered vehicle according to claim 1, wherein the auxiliary drive device is applied to a wheelchair.
JP7195018A 1995-07-31 1995-07-31 Auxiliary driving device in manually-powered vehicle Pending JPH0939873A (en)

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