JPH10165449A - パワーアシスト方法及び装置 - Google Patents

パワーアシスト方法及び装置

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JPH10165449A
JPH10165449A JP8325497A JP32549796A JPH10165449A JP H10165449 A JPH10165449 A JP H10165449A JP 8325497 A JP8325497 A JP 8325497A JP 32549796 A JP32549796 A JP 32549796A JP H10165449 A JPH10165449 A JP H10165449A
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input torque
power assist
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torque
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Yasuo Enomoto
康男 榎本
Haruji Nakamura
治司 中村
Toshitoki Inoue
利勅 井上
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力トルクの大小に応じたモータの駆動力に
よりパワーアシストを行う方法において、負荷が大きい
場合における操作者の負担を軽減し、操作性を向上す
る。 【解決手段】 入力トルクが第1の所定値t1以上にな
ると、越えた分の積分値を付加した値に応じてパワーア
シストトルクを出力し、第2の所定値t2以下になると
積分値の付加を中止して入力トルクに応じたパワーアシ
ストトルクを出力するようにし、入力トルクを第1の所
定値以上にすることにより時間とともにパワーアシスト
トルクが徐々に大きくなるようにし、操作者に負担をか
けずに負荷の大きい場合にも容易に操作できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力トルクの大小
に応じたモータの駆動力によりパワーアシストを行うパ
ワーアシスト方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のパワーアシストを行う機器として
は、例えば特願平7−79134号に記載された電動車
椅子などが知られている。
【0003】そのパワーアシスト装置は、車椅子のハン
ドリムに与えられた手動操作による入力トルクをトルク
センサにて検出し、検出した入力トルクに応じてモータ
を作動させてクラッチを介して作動軸としての車輪軸を
駆動し、パワーアシストを行うように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車椅子など
のパワーアシストを行う機器においては、操作者の感性
に適合した良好な操作性が要求されているが、上記従来
の構成では、負荷の大きな場合では必要とされる手動操
作による入力トルクも多大となり、操作者の負担が大き
く、場合によっては必要入力トルクまで到達できず、操
作性を損なうことがあるという問題があった。
【0005】これに対して、入力トルクとパワーアシス
トトルクの入出力関係を変更して、パワーアシストトル
クの割合を大きくすることも考えられるが、負荷の小さ
い場面で、入力トルクのわずかな変動でパワーアシスト
トルクが大きく変動してしまうため、操作が非常に難し
くなるという問題がある。
【0006】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、負荷
の大きい場合に過大な入力トルクを必要とせずに大きな
パワーアシストトルクが得られるとともに負荷の小さい
場合にも操作性の良いパワーアシスシト方法及び装置を
提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力トルクを
検出し、検出した入力トルクに基づいてモータを作動さ
せるパワーアシスト方法において、入力トルクが小さい
ときにはパワーアシストトルクの割合を小さく、入力ト
ルクが大きくなるとパワーアシストトルクの割合を大き
くするものであり、これにより負荷の大きい場合にも過
大な入力トルクを必要とせずに大きなパワーアシストト
ルクを得ることができ、また負荷の小さい場合にも微妙
な操作ができ、操作性が向上する。具体的な方法として
は、後述の方法以外にも、入力トルクの増加に対してパ
ワーアシストトルクの割合を比例的に又は段階的に増加
させるようにすることができる。
【0008】そして、入力トルクが第1の所定値より小
さいときは入力トルクに応じてモータの駆動力を制御
し、入力トルクが第1の所定値以上になると、入力トル
クに所定値超過分の積分値、又は時間とともに単調増加
する関数値を付加した値に応じてモータの駆動力を制御
し、入力トルクが第2の所定値以下になった時点で積分
値又は関数値の付加を中止して入力トルクに応じた駆動
制御信号を出力するようにすると、第1の所定値以上の
入力トルクを付加し続けることによってパワーアシスト
トルクが徐々に大きくなり、入力トルクを第2の所定値
より下げると通常に戻るため、操作者に負担をかけずに
負荷の大きい場合にも容易に操作でき、かつ入力トルク
を第1の所定値以上にすれば、時間とともにパワーアシ
ストトルクが徐々に大きくなるので、何らかの事情で急
に大きな入力トルクが作用した場合でも急に過大なパワ
ーアシストトルクが発生する恐れがなく、安全で安定し
た操作性が確保される。なお、第2の所定値は第1の所
定値と同じ値であっても異なる値であってもよい。
【0009】また、本発明のパワーアシスト装置は、作
動軸にクラッチを介して連結されたモータと、モータの
駆動手段と、作動軸に対する入力トルクを検出する入力
トルク検出手段と、検出した入力トルクに基づいた駆動
制御信号を駆動手段に対して出力する制御手段とを備
え、制御手段は検出した入力トルクが第1の所定値より
小さいときは入力トルクに応じた駆動制御信号を出力
し、第1の所定値以上になると入力トルクに所定値超過
分の積分値を付加した値、又は時間とともに単調増加す
る関数値を付加した値に応じた駆動制御信号を出力し、
入力トルクが第2の所定値以下になった時点で積分値又
は関数値の付加を中止して入力トルクに応じた駆動制御
信号を出力するように構成しており、上記操作性を実現
することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明のパワーアシスト装
置を適用した電動車椅子の一実施形態を図1〜図4を参
照しながら説明する。
【0011】図1において、1は電動車椅子で、2は両
側の車輪、3は車輪2を手動操作するハンドリムであ
る。車輪2のハブ部4は、図2に示すように、作動軸と
しての車輪5の回りに軸受6を介して回転自在に支持さ
れるとともに、クラッチ7を介して車輪軸5から回転駆
動力が伝達されるように構成されている。また、車輪2
のハブ部4に対して適当角度範囲相対回転可能にハンド
リム3のハブ部8が装着されるとともに所定回転位置に
向けて常時弾性的に付勢され、ハンドリム3の操作トル
クに応じてハブ部8がハブ部4に対して回転方向に相対
変位するように構成されている。車輪軸5の基部は、軸
受9を介して車椅子の車体フレーム側の固定部材10に
て回転自在に支持され、モータ11にて減速機構12を
介して回転駆動可能に構成されている。
【0012】ハンドリム3の操作トルクに応じたハンド
リム3のハブ部8と車輪2のハブ部4の回転方向の相対
変位をハブ部4の内側に位置するトルク応動部材14の
車輪軸5の軸方向への変位に変換する方向変換手段13
が設けられるとともに、トルク応動部材14の軸方向変
位を検出するトルクセンサ15が固定部材10の取付面
10aに装着され、手動操作トルクをトルクセンサ15
にて検出するように構成されている。
【0013】図3において、入力トルク検出手段として
のトルクセンサ15による検出信号は制御手段16に入
力され、この制御手段16は検出した入力トルクに基づ
いた駆動制御信号をモータ駆動手段17に対して出力す
るように構成されている。このモータ駆動手段17にて
モータ11が駆動される。
【0014】制御手段は16は、図4に示すように、検
出した入力トルクが第1の所定値t1より小さいときは
入力トルクに応じた駆動制御信号を出力し、第1の所定
値t1以上になると入力トルクに所定値超過分Δtの積
分値を付加した値に応じた駆動制御信号を出力し、入力
トルクが第2の所定値t2以下になった時点で積分値の
付加を中止して入力トルクに応じた駆動制御信号を出力
するように構成されている。かくして、第1の所定値t
1以上の入力トルクを付加し続けることによってパワー
アシストトルクが徐々に大きくなり、入力トルクを第2
の所定値t2より下げると通常の入力トルクに応じた駆
動制御信号を出力する状態に戻ることになる。なお、図
4に従来の入力トルクに応じたパワーアシストトルクを
破線で示している。
【0015】以上の本実施形態によれば、負荷の大きい
場合にも過大な入力トルクを必要とせずに大きなパワー
アシストトルクを得ることができ、また負荷の小さい場
合にも微妙な操作ができて操作性が向上し、しかも第1
の所定値t1以上の入力トルクを付加し続けると、時間
とともにパワーアシストトルクが徐々に大きくなるた
め、何らかの事情で急に大きな入力トルクが作用した場
合でも急に過大なパワーアシストトルクが発生する恐れ
がなく、安全で安定した操作性が確保できる。
【0016】なお、上記実施形態では第1の所定値t1
を越えた分を積分してその積分値を付加したパワーアシ
ストトルクが得られるようにしたが、第1の所定値を越
えている時間単調増加する関数を設定してその関数値を
付加したパワーアシストトルクが得られるようにしても
よい。
【0017】
【発明の効果】本発明のパワーアシスト方法によれば、
以上の説明から明らかなように、入力トルクが小さいと
きにはパワーアシストトルクの割合を小さく、入力トル
クが大きくなるとパワーアシストトルクの割合を大きく
しているので、負荷の大きい場合にも過大な入力トルク
を必要とせずに大きなパワーアシストトルクを得ること
ができ、また負荷の小さい場合にも微妙な操作ができ、
操作性が向上する。
【0018】また、入力トルクが第1の所定値より小さ
いときは入力トルクに応じてモータの駆動力を制御し、
入力トルクが第1の所定値以上になると、入力トルクに
所定値超過分の積分値、又は時間とともに単調増加する
関数値を付加した値に応じてモータの駆動力を制御し、
入力トルクが第2の所定値以下になった時点で積分値又
は関数値の付加を中止して入力トルクに応じた駆動制御
信号を出力するようにすると、第1の所定値以上の入力
トルクを付加し続けることによってパワーアシストトル
クが徐々に大きくなり、入力トルクを第2の所定値より
下げると通常に戻るため、操作者に負担をかけずに負荷
の大きい場合にも容易に操作でき、かつ入力トルクを第
1の所定値以上にすれば、時間とともにパワーアシスト
トルクが徐々に大きくなるので、何らかの事情で急に大
きな入力トルクが作用した場合でも急に過大なパワーア
シストトルクが発生する恐れがなく、安全で安定した操
作性を確保できる。
【0019】また、本発明のパワーアシスト装置によれ
ば、作動軸にクラッチを介して連結されたモータと、モ
ータの駆動手段と、作動軸に対する入力トルクを検出す
る入力トルク検出手段と、検出した入力トルクに基づい
た駆動制御信号を駆動手段に対して出力する制御手段と
を備え、制御手段は検出した入力トルクが第1の所定値
より小さいときは入力トルクに応じた駆動制御信号を出
力し、第1の所定値以上になると入力トルクに所定値超
過分の積分値を付加した値、又は時間とともに単調増加
する関数値を付加した値に応じた駆動制御信号を出力
し、入力トルクが第2の所定値以下になった時点で積分
値又は関数値の付加を中止して入力トルクに応じた駆動
制御信号を出力するように構成しているので、上記パワ
ーアシスト方法の操作性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパワーアシスト装置を適用した電動車
椅子の一実施形態の斜視図である。
【図2】同実施形態の要部である駆動部の縦断面図であ
る。
【図3】同実施形態の制御ブロック図である。
【図4】同実施形態における入力トルクとパワーアシス
トトルクの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
5 車輪軸(作動軸) 11 モータ 15 トルクセンサ 16 制御手段 17 モータ駆動手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力トルクを検出し、検出した入力トル
    クに基づいてモータを作動させるパワーアシスト方法で
    あって、入力トルクが小さいときにはパワーアシストト
    ルクの割合を小さく、入力トルクが大きくなるとパワー
    アシストトルクの割合を大きくすることを特徴とするパ
    ワーアシスト方法。
  2. 【請求項2】 入力トルクを検出し、検出した入力トル
    クに基づいてモータを作動させるパワーアシスト方法で
    あって、入力トルクが第1の所定値より小さいときは入
    力トルクに応じてモータの駆動力を制御し、入力トルク
    が第1の所定値以上になると入力トルクに所定値超過分
    の積分値を付加した値に応じてモータの駆動力を制御
    し、入力トルクが第2の所定値以下になった時点で積分
    値の付加を中止して入力トルクに応じてモータの駆動力
    を制御することを特徴とするパワーアシスト方法。
  3. 【請求項3】 入力トルクを検出し、検出した入力トル
    クに基づいてモータを作動させるパワーアシスト方法で
    あって、入力トルクが第1の所定値より小さいときは入
    力トルクに応じてモータの駆動力を制御し、入力トルク
    が第1の所定値以上になると入力トルクに時間とともに
    単調増加する関数値を付加した値に応じてモータの駆動
    力を制御し、入力トルクが第2の所定値以下になった時
    点で関数値の付加を中止して入力トルクに応じてモータ
    の駆動力を制御することを特徴とするパワーアシスト方
    法。
  4. 【請求項4】 作動軸にクラッチを介して連結されたモ
    ータと、モータの駆動手段と、作動軸に対する入力トル
    クを検出する入力トルク検出手段と、検出した入力トル
    クに基づいた駆動制御信号を駆動手段に対して出力する
    制御手段とを備え、制御手段は検出した入力トルクが第
    1の所定値より小さいときは入力トルクに応じた駆動制
    御信号を出力し、第1の所定値以上になると入力トルク
    に所定値超過分の積分値を付加した値に応じた駆動制御
    信号を出力し、入力トルクが第2の所定値以下になった
    時点で積分値の付加を中止して入力トルクに応じた駆動
    制御信号を出力するように構成したことを特徴とするパ
    ワーアシスト装置。
  5. 【請求項5】 作動軸にクラッチを介して連結されたモ
    ータと、モータの駆動手段と、作動軸に対する入力トル
    クを検出する入力トルク検出手段と、検出した入力トル
    クに基づいた駆動制御信号を駆動手段に対して出力する
    制御手段とを備え、制御手段は検出した入力トルクが第
    1の所定値より小さい場合は入力トルクに応じた駆動制
    御信号を出力し、入力トルクが第1の所定値以上になる
    と時間とともに単調増加する関数値を入力トルクに付加
    した値に応じた駆動制御信号を出力し、入力トルクが第
    2の所定値以下になった時点で関数値の付加を中止して
    入力トルクに応じた駆動制御信号を出力するように構成
    したことを特徴とするパワーアシスト装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009090751A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Toyota Motor Corp 操舵装置、操舵装置を備えた搭乗型移動体、および移動体の操舵方法

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JP2009090751A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Toyota Motor Corp 操舵装置、操舵装置を備えた搭乗型移動体、および移動体の操舵方法
US8255105B2 (en) 2007-10-05 2012-08-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steering device, boarding type moving body with steering device, and steering method for moving body

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