JPH01218974A - Power steering control device for electric motor-driven wheelchair - Google Patents

Power steering control device for electric motor-driven wheelchair

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JPH01218974A
JPH01218974A JP63047008A JP4700888A JPH01218974A JP H01218974 A JPH01218974 A JP H01218974A JP 63047008 A JP63047008 A JP 63047008A JP 4700888 A JP4700888 A JP 4700888A JP H01218974 A JPH01218974 A JP H01218974A
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electric wheelchair
steering
motor
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Akira Shibata
亮 柴田
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Abstract

PURPOSE:To effectively prevent an electric motor driven wheelchair from its spin by enabling a steering motor to control its rotation in accordance with a wheelchair speed, in case of the electric motordriven wheelchair. CONSTITUTION:Right and left motor rotation signals, relating to right and left drive motors driving a rear wheel, are an almost 50% duty square wave of frequency in accordance with a rotary speed, and the motor rotation signal is converted into DC signal in proportion to the frequency by frequency/voltage converters F/V51, 52 and output as the output voltage Vo in proportion to a motor rotary speed N. An output of the converters F/V51, 52 is used in a speed control circuit of the drive motor. In an input of an operational amplifier 53, by compounding both the output voltages to be compared with the fixed voltage Vs, when a car speed V is small, the output obtains a fixed value based on saturation of the operational amplifier 53, and the output VF, which less decreases the more the car speed V increases, is generated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動車椅子におけるパワーステアリング制御
装置の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement of a power steering control device for an electric wheelchair.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第12図に、従来のおよび本発明が適用される電動車椅
子の駆動系の概略構成を示す。本装置をパワーステアリ
ング装置付き電動車椅子として動作させるときは、図示
のコネクタA−A’ 、B−B’C−C’ 、D−D’
はすべて接続されているものとする。
FIG. 12 shows a schematic configuration of a drive system of a conventional electric wheelchair and an electric wheelchair to which the present invention is applied. When operating this device as an electric wheelchair with a power steering device, the illustrated connectors A-A', B-B'C-C', D-D'
are all connected.

前輪12,1□は、サーボモータからなるステアリング
モータ3の駆動に応じて、ステアリング機構2からロン
ド2A、2Bを介して角度を変えられ、これによって、
転向角度を制御されるように構成されている。また後輪
4.4□は、それぞれギヤボックス51.5□を介して
駆動モータ61,6□によって回転させられ、これによ
って、電動車椅子を駆動する作用を行う。
The angle of the front wheels 12, 1□ is changed by the steering mechanism 2 via the wheels 2A, 2B in accordance with the drive of the steering motor 3, which is a servo motor.
The turning angle is controlled. Further, the rear wheels 4.4□ are rotated by drive motors 61, 6□ through gear boxes 51.5□, respectively, thereby performing the action of driving the electric wheelchair.

転向角度検出VR7は、可変抵抗器からなり、ステアリ
ング機構2において転向角度を検出して転向角度検出信
号を発生する。また、操作部8は、ジョイスチックコン
トローラからなり、操舵方向を指示するレバー8Aの傾
きに応じて、これを左右の2方向に分解した左および右
のアクセル信号を発生してサーボコントローラ9に与え
る。
The turning angle detection VR7 includes a variable resistor, detects the turning angle in the steering mechanism 2, and generates a turning angle detection signal. The operating unit 8 is composed of a joystick controller, and generates left and right accelerator signals, which are separated into left and right directions, according to the inclination of the lever 8A that instructs the steering direction, and provides the generated left and right accelerator signals to the servo controller 9. .

サーボコントローラ9は、操作部8からの左右のアクセ
ル信号に基づく操舵方向指令信号と、転向角度検出VR
7からの転向角度検出信号との誤差に応じてステアリン
グモータ3を駆動し、これによって前輪18,1□を操
作部8の操舵に追従して転向させる。
The servo controller 9 receives a steering direction command signal based on left and right accelerator signals from the operation unit 8 and a turning angle detection VR.
The steering motor 3 is driven according to the error with the turning angle detection signal from the steering wheel 7, thereby turning the front wheels 18, 1□ following the steering of the operating section 8.

一方、メインコントローラ10は、操作部8からの左右
のアクセル信号に応じて、後輪41.4□に対する駆動
信号を発生して、それぞれ駆動モータ61,6□に与え
る。従って、駆動モータ6、.62は、操舵方向に応じ
てそれぞれ異なる駆動力を発生し、ギヤボックス5□5
□を介して回転する両後輪41.4□の回転方向をそれ
ぞれ独立に制御することによって、電動車椅子の転向を
容易にする作用を行う。バッチ1月1は、メインコント
ローラ10を経て全装置に電力を供給する。
On the other hand, the main controller 10 generates drive signals for the rear wheels 41.4□ in response to left and right accelerator signals from the operation unit 8, and applies them to the drive motors 61, 6□, respectively. Therefore, the drive motors 6, . 62 generates different driving forces depending on the steering direction, and gear box 5□5
By independently controlling the rotational directions of both rear wheels 41.4□ which rotate through □, an effect is achieved to facilitate turning of the electric wheelchair. Batch January 1 supplies power to all devices via the main controller 10.

さらに、第12図において、コネクタA−A’ 。Furthermore, in FIG. 12, connector A-A'.

B−B’を切り離し、A−Bを接続するとともにステア
リング機構2と前輪1□1□とを結合するロンド2A、
2Bを取り外した状態では、操作部8の操舵に応じて後
輪41,4□のそれぞれを前進回転、後進回転させるこ
とができ、後輪の回転差のみによって転向する通常の(
パワーステアリング装置なし)電動車椅子として動作さ
せることができる。
Rondo 2A that separates B-B', connects A-B, and connects the steering mechanism 2 and the front wheel 1□1□;
2B is removed, each of the rear wheels 41 and 4□ can be rotated forward and backward according to the steering operation of the operating unit 8, and the rear wheels 41 and 4□ can be rotated forward and backward, respectively.
(without power steering device) can be operated as a power wheelchair.

第13図は、通常の電動車椅子として動作するときの特
性を概念的に説明したものであって、左後輪用の駆動モ
ータの前進回転と後進回転、および右後輪用の駆動モー
タの前進回転と後進回転によって、前進、後進および前
進、後進の左転向、右転向を行うことができる。しかし
ながら、転向角が大きくなるハツチングを施して示す範
囲では、電動車椅子はスピンを起して正常な運動を行う
ことができない。すなわち左スピン領域では左スピンを
発生し、右スピンでは右スピンを発生する。
FIG. 13 conceptually explains the characteristics when operating as a normal electric wheelchair, showing the forward rotation and backward rotation of the drive motor for the left rear wheel, and the forward rotation of the drive motor for the right rear wheel. By rotating and backward rotation, it is possible to move forward, backward, forward, backward, turn left, and turn right. However, in the hatched range where the turning angle is large, the electric wheelchair spins and cannot perform normal motion. That is, in the left spin region, left spin is generated, and in the right spin region, right spin is generated.

これに対して、第14図に、前述のようにパワーステア
リング装置付き電動車椅子として動作する場合の特性を
示す。この場合は、前輪も転向方向に応じて操舵される
とともに駆動力を与えられるため図示のようにスピンは
生じなくなり、第13図における左スピン領域、右スピ
ン領域は消失する。
On the other hand, FIG. 14 shows the characteristics when operating as an electric wheelchair with a power steering device as described above. In this case, the front wheels are also steered according to the turning direction and a driving force is applied, so that no spin occurs as shown in the figure, and the left spin region and right spin region in FIG. 13 disappear.

従って、電動車椅子の操縦安定性を向上させることがで
きるようになる。
Therefore, the steering stability of the electric wheelchair can be improved.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の電動車椅子のパワーステアリング装置は、操舵用
レバーの傾きに基づく左右のアクセル電圧の偏位によっ
て生じる操作信号によって、ステアリング機構を介して
操舵輪の転向角度を制御する単なるサーボ動作を行うこ
とができるだけであって、車速の遅速に関係なく一定利
得を有する閉ループとして動作するものであった。
Conventional power steering devices for electric wheelchairs can perform simple servo operations to control the turning angle of the steered wheels via the steering mechanism using operation signals generated by deviations in the left and right accelerator voltages based on the tilt of the steering levers. However, it operates as a closed loop with a constant gain regardless of the vehicle speed.

すなわち、操舵輪のアクセル電圧の偏位を検出し、その
大きさに応じてステアリングモータに対する通電量を制
御するだけであり、ステアリングモータの保護用として
は過電流検出回路を有し、所定電流以上が流れた場合に
これを検出して電流制限を行うようにして、モータの焼
損と回路の熱破壊を防止するようにしている。
In other words, it simply detects the deviation of the accelerator voltage of the steering wheel and controls the amount of current applied to the steering motor according to the magnitude of the deviation, and has an overcurrent detection circuit to protect the steering motor, so that when the current exceeds a predetermined value, If a current flows, this is detected and the current is limited to prevent motor burnout and thermal damage to the circuit.

第12図に示されたように、パワーステアリング装置に
よって前輪を操舵するとともに、後2輪においても回転
差を与えて操舵性の向上を図っている電動車椅子の場合
は、速度の遅速に拘わらずステアリングモータに係る負
荷には大きな差を生じない。そのため高速時に急激なレ
バー操作を行うと、電動車椅子が急激に転向して車体お
よび乗員に大きな横Gがかかって不安定な状態となる。
As shown in Figure 12, in the case of an electric wheelchair, which uses a power steering device to steer the front wheels and also gives a rotation difference to the two rear wheels to improve steering performance, regardless of the speed, There is no significant difference in the load related to the steering motor. Therefore, if a sudden lever operation is performed at high speed, the electric wheelchair will turn suddenly and a large lateral G will be applied to the vehicle body and the occupant, resulting in an unstable condition.

このような状態の発生を防止するためには、操作部にお
ける操作量を小さくしてゆっくり転向させるようにしな
ければならないが、そうすると転向操作のフィーリング
が悪化して好ましくないという問題がある。
In order to prevent such a situation from occurring, it is necessary to reduce the amount of operation on the operating section to turn the vehicle slowly, but this poses a problem in that the feeling of the turning operation deteriorates, which is not desirable.

また第12図に示されたように、操作部の操作に基づく
左右のアクセル電圧の偏位によってステアリングモータ
に対する通電を制御する場合は、車速の遅速に拘わらず
転向角度検出VRの角度検出信号と、操作部からの左右
のアクセル信号との誤差を0に収斂させるように制御が
行われるため、ステアリング装置の負荷が重いときは転
向動作が遅くなり、逆に負荷が軽いときは転向動作が速
くなることとなる。電動車椅子の車種によっては高速走
行時ステアリング装置の負荷が軽くなるものがあり、こ
のような場合はステアリング装置が必要以上に速く作動
し、降板時にステアリング操作をしたような場合に転倒
したり、バランスを失ってしまう等の危険な状態が生じ
ることがある。
Furthermore, as shown in FIG. 12, when controlling the current supply to the steering motor by the deviation of the left and right accelerator voltages based on the operation of the operating section, the angle detection signal of the turning angle detection VR is Since control is performed to converge the error between the left and right accelerator signals from the operation unit to 0, when the load on the steering device is heavy, the turning action will be slow, and conversely, when the load is light, the turning action will be fast. It will become. Depending on the model of electric wheelchair, the load on the steering device may be lighter when driving at high speeds, and in such cases, the steering device operates faster than necessary, causing the user to fall over or lose balance if the steering device is operated when exiting the wheelchair. Dangerous situations may occur, such as loss of information.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、このような従来技術の課題を解決しようとす
るものであり、電動車椅子において、車速に応じてステ
アリングモータまたはその制御回路の通電をコントロー
ルすることによって、高速時の急激な操作部レバー操作
によるステアリング装置の応答を抑制して、転倒を防止
し安全にかつ操作性を向上させさらにパワーセーブを可
能にすることを目的としている。
The present invention aims to solve the problems of the prior art, and in an electric wheelchair, by controlling the energization of the steering motor or its control circuit according to the vehicle speed, the sudden operation lever at high speed can be prevented. The purpose is to suppress the response of the steering device to operation, prevent falls, improve safety and operability, and save power.

(課題を解決するための手段) 本発明では、車速検出手段を備えた電動車椅子本体と、
この電動車椅子本体の前輪に対する操舵制御を行うステ
アリングモータとを具えたパワーステアリング装置付き
電動車椅子において、操作レバーの操作指令方向と前輪
の転向方向との誤差の大きさに応じてパルス幅の変化す
る駆動制御信号を発生する第1の信号発生手段と、該誤
差の方向に応じて極性の変化する回転方向判別信号を発
生する第2の信号手段とを備えている。さらに、前記駆
動制御信号と回転方向判別信号とによってステアリング
モータを異なるデユーティで正転および逆転させるドラ
イブ手段を具える、等の構成を採っている。これによっ
て前述した目的を達成しようとするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides an electric wheelchair body including a vehicle speed detection means,
In this electric wheelchair equipped with a power steering device that includes a steering motor that controls the steering of the front wheels of the electric wheelchair body, the pulse width changes depending on the magnitude of the error between the operation command direction of the control lever and the turning direction of the front wheels. The apparatus includes a first signal generating means for generating a drive control signal, and a second signal generating means for generating a rotation direction determination signal whose polarity changes depending on the direction of the error. Further, the steering wheel is configured to include a drive means for rotating the steering motor forward and reverse at different duties depending on the drive control signal and the rotation direction determination signal. This aims to achieve the above-mentioned purpose.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明が適用される電動車椅子は、第12図について説
明したように、基本的にはパワーステアリング装置を使
用しなくても操作部におけるレバーの操作により通常の
走行が可能なものであり、後輪にレバーの操作によって
左右輪の回転差を生じさせることによって転向を可能に
するようになっているものである。このような電動車椅
子において、操作部8とサーボコントローラ9との間を
接続することによって後輪の制御と合せて前輪を強制操
舵可能とし、これによって、より転向動作を容易にした
ものを対象としている。
As explained with reference to FIG. 12, the electric wheelchair to which the present invention is applied can basically be driven normally by operating a lever on the operating section without using a power steering device, and Turning is possible by creating a difference in rotation between the left and right wheels by operating a lever on the wheels. In such electric wheelchairs, the front wheels can be forcibly steered in conjunction with the control of the rear wheels by connecting the operating unit 8 and the servo controller 9, thereby making turning movements easier. There is.

第1図は、本発明の電動車椅子のパワーステアリング装
置におけるサーボコントローラの全体構成例を示してい
る。
FIG. 1 shows an example of the overall configuration of a servo controller in a power steering device for an electric wheelchair according to the present invention.

第1図において左アクセル信号発生回路21.右アクセ
ル信号発生回路22は、操作部8に設けられていてレバ
ー8Aの操作に基づいて回転する左右アクセルVRを有
し、レバー角θの変化に基づいて第2図に示すような特
性の左右のアクセル信号V ACCを発生する。アクセ
ル信号V ACCは、同図に示すように中立位置ではV
CC/2 (VCCは電源電圧)となる。加算器23は
両信号を加算し、前後進判別回路24は加算器23の出
力と中点電圧M=VCC/2との大小関係を比較するこ
とによって、レバー8Aにおける指令が前進のとき“H
”、後進のとき“L゛となる前後進判別信号を発生する
In FIG. 1, the left accelerator signal generation circuit 21. The right accelerator signal generation circuit 22 has a left and right accelerator VR that is provided in the operating section 8 and rotates based on the operation of the lever 8A, and has left and right accelerators VR with characteristics as shown in FIG. 2 based on changes in the lever angle θ. The accelerator signal V ACC is generated. As shown in the figure, the accelerator signal V ACC is V at the neutral position.
CC/2 (VCC is the power supply voltage). The adder 23 adds both signals, and the forward/backward movement discrimination circuit 24 compares the magnitude relationship between the output of the adder 23 and the midpoint voltage M=VCC/2, and determines whether the command at the lever 8A is “H” for forward movement.
”, and generates a forward/reverse motion discrimination signal that becomes “L” when traveling in reverse.

アクセル信号変換回路25は、左アクセル信号と右アク
セル信号および前後進判別回路24の前後進判別信号を
入力されることによって、第13図に示す左スピン領域
、右スピン領域では左アクセル信号と右アクセル信号を
切り替える等の処理を行って、左右の後輪を駆動するた
めの左アクセル信号出力と右アクセル信号出力を発生す
る。この左アクセル信号出力と右アクセル信号出力はメ
インコントローラ10において、駆動モータ61.62
を駆動する信号を発生するために用いられる。
The accelerator signal conversion circuit 25 inputs the left accelerator signal, the right accelerator signal, and the forward/reverse motion discrimination signal of the forward/reverse motion discrimination circuit 24, thereby converting the left accelerator signal and the right direction in the left spin region and right spin region shown in FIG. It performs processing such as switching the accelerator signal and generates a left accelerator signal output and a right accelerator signal output for driving the left and right rear wheels. This left accelerator signal output and right accelerator signal output are transmitted to the drive motors 61 and 62 in the main controller 10.
used to generate signals that drive the

一方、差動増幅器26は、左アクセル信号と右アクセル
信号との差をとることによって、転向指令方向を示す信
号を発生する。リミッタ27は、この信号の大きさを一
定値に制限して出力し、比較増幅器28はこの出力と転
向角度検出VR7からの転向角度検出信号との誤差を検
出することによって、前輪における左右の転向指令の大
きさに対応するステアリングモータ3の回転指令信号を
発生する。
On the other hand, the differential amplifier 26 generates a signal indicating the turning command direction by taking the difference between the left accelerator signal and the right accelerator signal. The limiter 27 limits the magnitude of this signal to a constant value and outputs it, and the comparator amplifier 28 detects the error between this output and the turning angle detection signal from the turning angle detection VR7, thereby detecting the left and right turning of the front wheels. A rotation command signal for the steering motor 3 corresponding to the magnitude of the command is generated.

正逆転判別回路29は、比較増幅器28の回転指令信号
を中点電圧と比較して、ステアリングモータに指令され
る回転方向の前進、後進を論理レベルの“Ho”、“L
゛に対応させて判別した回転方向判別信号を発生する。
The forward/reverse discrimination circuit 29 compares the rotation command signal of the comparator amplifier 28 with the midpoint voltage, and determines whether the forward or reverse direction of rotation commanded to the steering motor is at a logic level of "Ho" or "L".
A rotation direction discrimination signal determined in accordance with the rotation direction is generated.

また、絶対値増幅器30は比較増幅器28の回転指令信
号の絶対値を増幅して出力を発生する。発振器31は矩
形波の信号を発振し、積分回路32はこの信号を積分し
て三角波の信号を発生する。比較器33は、三角波の信
号と絶対値増幅器3oの出力とを比較することによって
、比較増幅器28における回転指令信号が大きいとき全
導通であり、回転指令信号が小さくなるに従ってパルス
幅が小さくなるPWM信号を出力する。PWM信号は最
小の状態では0であり、これによって、いわゆるチャタ
リングすなわち駆動力の波打ち現象を防止する。
Further, the absolute value amplifier 30 amplifies the absolute value of the rotation command signal of the comparison amplifier 28 and generates an output. The oscillator 31 oscillates a rectangular wave signal, and the integrating circuit 32 integrates this signal to generate a triangular wave signal. The comparator 33 compares the triangular wave signal with the output of the absolute value amplifier 3o, thereby generating PWM which is fully conductive when the rotation command signal in the comparison amplifier 28 is large and whose pulse width becomes smaller as the rotation command signal becomes smaller. Output a signal. The PWM signal is 0 in its minimum state, thereby preventing so-called chattering, that is, the undulating phenomenon of the driving force.

この信号はアンド回路34を経てゲート回路35に入力
される。ゲート回路35には正逆転判別回路29の回転
方向判別信号が入力されており、これによってステアリ
ングモータ41に対する回転指令方向に応じて組合せの
変化する制御信号を発生し、ドライブ回路36はこの制
御信号に応じてF E Ta2゜40またはFE738
,39のいずれかの組をオンにして電源VBから電流を
流し、これにより、チョッピング制御によってステアリ
ングモータ3を正転または逆転させる。倍電圧回路41
は電源電圧VBによって倍電圧(VB+α)を発生し、
これをドライブ回路36に供給する。
This signal is input to the gate circuit 35 via the AND circuit 34. The rotation direction discrimination signal of the forward/reverse discrimination circuit 29 is inputted to the gate circuit 35, which generates a control signal whose combination changes depending on the rotation command direction for the steering motor 41, and the drive circuit 36 uses this control signal. FE Ta2゜40 or FE738 depending on
. Voltage doubler circuit 41
generates voltage doubler (VB+α) by power supply voltage VB,
This is supplied to the drive circuit 36.

この際、レバー中立判別回路42は、加算器23の出力
が中点電圧Mに対して一定範囲内にあることを判別して
、レバー8への中立を判別する信号を発生する。この信
号は遅延回路43を経てアンド回路44に加えられる。
At this time, the lever neutrality determining circuit 42 determines that the output of the adder 23 is within a certain range with respect to the midpoint voltage M, and generates a signal for determining whether the lever 8 is in the neutral position. This signal is applied to an AND circuit 44 via a delay circuit 43.

また、電流制限回路45は過電流検出抵抗46の電圧に
よってステアリングモータ3の過電流を検出する。アン
ド回路44は、操作レバー8Aが中立状態でなくかつス
テアリングモータ3の過電流状態が検出されていないと
き出力を発生する。アンド回路34は、アンド回路44
の出力発生状態でゲート回路35への入力を接続するが
、アンド回路44が出力を発生しない状態ではゲート回
路35への入力を遮断することによって、ステアリング
モータの過電流保護を行っている。
Further, the current limiting circuit 45 detects an overcurrent of the steering motor 3 based on the voltage of the overcurrent detection resistor 46. The AND circuit 44 generates an output when the operating lever 8A is not in a neutral state and an overcurrent state of the steering motor 3 is not detected. AND circuit 34 is AND circuit 44
The input to the gate circuit 35 is connected when the output is generated, but when the AND circuit 44 does not generate an output, the input to the gate circuit 35 is cut off, thereby protecting the steering motor from overcurrent.

第3図は本発明の第1の実施例を示したものである。後
輪41,4□を駆動する左右の駆動モータ6、.62に
係る左モータ回転信号、右モータ回転信号は、回転数に
応じた周波数のほぼ50%デユーティの矩形波であって
、周波数/電圧変換器(F/V) 51.52によって
周波数に比例した直流信号に変換され、第4図に示すよ
うなモータ回転数Nに比例する出力電圧Voとして出力
される。
FIG. 3 shows a first embodiment of the invention. Left and right drive motors 6, . . . drive the rear wheels 41, 4□. The left motor rotation signal and the right motor rotation signal related to No. 62 are rectangular waves with a duty of approximately 50% of the frequency corresponding to the rotation speed, and are proportional to the frequency by a frequency/voltage converter (F/V) 51.52. It is converted into a DC signal and output as an output voltage Vo proportional to the motor rotation speed N as shown in FIG.

周波数/電圧変換器51.52の各出力は、図示されな
い駆動モータの回転数制御回路において用いられる。演
算増幅器53の入力において両出力電圧を合成し、一定
電圧Vsと比較することによって第5図に示すように、
車速Vが小さい時演算増幅器53の飽和に基づく一定値
となり、車速Vが増加するほど減少する出力VFを発生
し、信号FVMNとして出力される。
The outputs of the frequency/voltage converters 51, 52 are used in a drive motor rotation speed control circuit (not shown). By combining both output voltages at the input of the operational amplifier 53 and comparing them with a constant voltage Vs, as shown in FIG.
When the vehicle speed V is low, the output VF is a constant value based on the saturation of the operational amplifier 53, and as the vehicle speed V increases, the output VF decreases, which is output as the signal FVMN.

信号FVMNは第1図において電流制服回路45に入力
されて、電流制限回路45における電流制限値を制御す
る。すなわち駆動モータの停止状態および比較的低速度
では電流制限値は最大であり、高速になるに従って電流
制限値が小さくなる。従って電動車椅子がスピン状態で
ステアリングモータ3が過電流状態のとき、電流制限回
路45が動作してステアリングモータ3の駆動を停止さ
せる電流制限値は停止状態および低速の場合に比べて高
速程小さくなり、車速か高いほどステアリングモータの
トルクを小さくするコントロールが可能となり、スピン
を有効に防止することができる。
Signal FVMN is input to current uniform circuit 45 in FIG. 1 to control the current limit value in current limit circuit 45. That is, the current limit value is maximum when the drive motor is stopped and at a relatively low speed, and becomes smaller as the speed increases. Therefore, when the electric wheelchair is in a spinning state and the steering motor 3 is in an overcurrent state, the current limit value at which the current limiting circuit 45 operates and stops driving the steering motor 3 becomes smaller as the speed increases compared to when the electric wheelchair is in a stopped state or at a low speed. As the vehicle speed increases, it becomes possible to control the torque of the steering motor to be reduced, and spin can be effectively prevented.

第6図に第2図の実施例を示す。この第6図の実施例に
おいては、第3図の場合と同一構成部分を同一番号で示
している。この場合、演算増幅器53は、周波数/電圧
変換器51.52の出力を合成した出力電圧Voを例え
ば第1図に示す積分回路32の三角波出力と比較して第
7図に示すような車速Vが小さいときデユーティ100
%であり、車速Vが増加するほどデユーティが小さくな
るPWM信号出力VF ’を発生し、信号FVMNとし
て出力する。
FIG. 6 shows the embodiment of FIG. 2. In the embodiment of FIG. 6, the same components as in the case of FIG. 3 are indicated by the same numbers. In this case, the operational amplifier 53 compares the output voltage Vo obtained by combining the outputs of the frequency/voltage converters 51 and 52 with the triangular wave output of the integrating circuit 32 shown in FIG. 1, and calculates the vehicle speed V as shown in FIG. When is small, duty is 100
%, and the duty becomes smaller as the vehicle speed V increases, a PWM signal output VF' is generated and output as a signal FVMN.

この信号は、伝送路を経てサーボコントローラ9に送ら
れ、積分フィルタ等によって直流化されたのち電流制限
回路45に加えられることによって、第3図に示された
実施例と同様の効果を生じることができる。
This signal is sent to the servo controller 9 via a transmission line, converted into direct current by an integral filter, etc., and then applied to the current limiting circuit 45, thereby producing the same effect as the embodiment shown in FIG. Can be done.

第6図に示された実施例では、伝送路の信号がディジタ
ル化されているため、ノイズの影響を受けにくい利点が
ある。
In the embodiment shown in FIG. 6, since the signal on the transmission line is digitized, it has the advantage of being less susceptible to noise.

ここで第3図に示された回路における演算増幅器53の
入出力関係を逆に設定し、レベルを変えることによって
第8図に示すような車速Vに応じて増加する出力VF″
を得る。これを信号FVMNとして出力するように構成
してもよい。
Here, by setting the input/output relationship of the operational amplifier 53 in the circuit shown in FIG. 3 inversely and changing the level, the output VF'' increases in accordance with the vehicle speed V as shown in FIG. 8.
get. It may be configured to output this as the signal FVMN.

この場合は、車速の増加に従って制限する電流値が大き
くなり、従って高速になるに従ってステアリング負荷が
重くなるような特性の電動車椅子の場合でも、車速か高
いほどステアリングモータのトルクを大きくするコント
ロールが可能となり、スピンを有効に防止することがで
きる。
In this case, the current value to be restricted increases as the vehicle speed increases, and even in the case of electric wheelchairs, which have the characteristics that the steering load becomes heavier as the vehicle speed increases, it is possible to control the torque of the steering motor to increase as the vehicle speed increases. Therefore, spin can be effectively prevented.

第9図に、本発明の第3の実施例を示す。第3図におけ
る同じ部分を同じ番号で示している。基準発振器54お
よび積分回路55は例えば第1図に示された、発振器3
1および積分回路32と同様なもので、基準発振器54
の矩形波出力信号を積分回路55において積分すること
によって、第10図に示す三角波信号Vsを発生する。
FIG. 9 shows a third embodiment of the invention. The same parts in FIG. 3 are designated by the same numbers. The reference oscillator 54 and the integrating circuit 55 are, for example, the oscillator 3 shown in FIG.
1 and the integrating circuit 32, the reference oscillator 54
By integrating the rectangular wave output signal in the integrating circuit 55, a triangular wave signal Vs shown in FIG. 10 is generated.

この信号と画周波数/電圧変換器51.52の出力Vo
を合成した車速を示す出力電圧VRとを演算増幅器53
において比較することによって、第11図に示すように
車速Vが小さいときデユーティが100%であり、車速
Vが増加するほどデユーティが小さいPWM信号出力V
fを発生し、信号FVMN’ として出力する。
This signal and the output Vo of the image frequency/voltage converter 51.52
The operational amplifier 53 outputs an output voltage VR indicating the vehicle speed by combining
As shown in FIG. 11, when the vehicle speed V is small, the duty is 100%, and as the vehicle speed V increases, the duty becomes smaller.
f and outputs it as a signal FVMN'.

この第3の実施例の場合は、信号FVMN’は第1図に
おける図示の向きのダイオード47を経て比較器33の
出力に接続される。比較器33の出力には抵抗48を経
て電源電圧■CCが接続されており、信号FVMN’が
“′L°゛のときアンド回路34の入力が遮断されるよ
うになっている。従って車速Vすなわち駆動モータ回転
数が高くなるほどステアリングモータ3に対する入力が
小さくなり、回転力が制御されてスピンが防止される。
In this third embodiment, signal FVMN' is connected to the output of comparator 33 via diode 47 in the orientation shown in FIG. The output of the comparator 33 is connected to the power supply voltage CC through a resistor 48, and when the signal FVMN' is "'L°", the input of the AND circuit 34 is cut off.Therefore, the vehicle speed V That is, as the drive motor rotation speed increases, the input to the steering motor 3 becomes smaller, the rotational force is controlled, and spin is prevented.

ただしこの場合、電動車椅子の最高車速を20%程度超
過してもデユーティが0にならないようにして、無制限
状態になることを防止する。
However, in this case, the duty is prevented from becoming 0 even if the maximum vehicle speed of the electric wheelchair is exceeded by about 20%, thereby preventing an unlimited state.

この場合も車速信号のとり方によっては、車速とステア
リングモータ回転数との関係を逆転させることによって
、電動車椅子の特性に応じたスピン制御を行うようにす
ることもできる。また第9図の回路部品の定数を変更す
ることによって、特性を変えることも容易である。
In this case as well, depending on how the vehicle speed signal is obtained, spin control can be performed in accordance with the characteristics of the electric wheelchair by reversing the relationship between the vehicle speed and the steering motor rotation speed. Further, the characteristics can be easily changed by changing the constants of the circuit components shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、パワーステアリン
グ装置を有する電動車椅子において、車速に応じてステ
アリングモータの回転を制御することができ、従って、
電動車椅子のスピンを有効に防止することができる。
As explained above, according to the present invention, in an electric wheelchair having a power steering device, the rotation of the steering motor can be controlled according to the vehicle speed, and therefore,
Spin of the electric wheelchair can be effectively prevented.

また、車速信号の出力を反転させることによって、高速
になるほどステアリングモータの負荷が重くなるような
電動車椅子でも、逆にトルクを増加させることによって
スピン防止を行うことができる。
Furthermore, by inverting the output of the vehicle speed signal, even in an electric wheelchair where the load on the steering motor increases as the speed increases, spin can be prevented by increasing the torque.

さらに、制御用向路の定数を変更することによって、容
易に電動車椅子の特性にマツチした制御を行うことがで
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
リング制御装置を提供することができる。
Furthermore, by changing the constant of the control path, it is possible to provide a power steering control device for an electric wheelchair that is unprecedented and excellent in that it can easily perform control that matches the characteristics of the electric wheelchair.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明におけるサーボコントローラの全体構成
例を示す図、第2図はレバー角θとアクセル信号V A
CCの関係を示す図、第3図は本発明の第1の実施例を
示す図、第4図はモータ回転数Nと出力電圧Voの関係
を示す図、第5図は車速Vと出力VFとの関係を示す図
、第6図は本発明の第2の実施例を示す図、第7図は車
速VとPWM信号出力VF ’のデユーティとの関係を
示す図、第8図は第3図の演算増幅器53のプラスとマ
イナスの付号を逆に設定した場合の車速Vと出力VF″
との関係を示す図、第9図は本発明の第3の実施例を示
す図、第1O図はPWM信号出力Vfの発生を説明する
図、第11図は車速VとPWM信号出力Vfのデユーテ
ィとの関係を示す図、第12図は従来のおよび本発明が
適用される電動車椅子の駆動系の概略構成を示す図、第
13図は通常の電動車椅子の動作特性を概念的に説明す
る図、第14図はパワーステアリング装置付き電動車椅
子の動作特性を概念的に説明する図である。 3・・・ステアリングモータ、8・・・操作部、9・・
・サーボコントローラ、10・・・メインコントローラ
、26・・・第1の信号発生手段の要部を成す差動増幅
器、29・・・第2の信号発生手段の要部を成す正逆転
判別回路、36・・・ドライブ回路、45.48・・・
入力制限回路、51〜53・・・車速検出手段。 特許出願人  鈴木自動車工業株式会社代理人 弁理士
   高  橋   勇第2図 (レバー自θχア7乞1しlト号VA(:CtnrQ狂
糸を示ず7)第3図 υト発明n1&fの宝、N(列1尽ず図)slsz :
 [f[/la<vh:)引兵り第4図 ([−9’liillRg、#x ’rL7J’1tl
EIhr閏イ系を示す1ン(’1NVt出力VF vt
vM(tt示fffl)Fj 第6図 f11咀−t$2a つrJ*#19 fr−TrB 
ンfl、 52 : l’l液数/電ル(7v)食1竪
回路第7図 (重EL’2/”t  PWM’+M号E7JVF’/
)テl−テ4X/)閏4!:t#’ずし4)第3図 (重電vz出力VF”び関イ釆l水(訂)第9図 (不発明/l第3辺実施例1水1図ン 第10図 (/’WM4N”rVftvH’E’ts 説’F41
’r7 )第1グ図 (中込3ptPWM41乙号比tりVftn ラブデー
デイ区V関イ糸1く月ミずa ン第1Z図 (電申力準J奇壬0鴨21u系V布^朗1イ僑広を示I
図ン(転臼□出VR) ノ 第73図 手続補正書(自発) 1、事件の表示   昭和63年特許願第047008
号3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住  所    静岡県浜名郡可美村高塚300番地4
、代理人   〒101電話(03) 862−652
0住  所    東京都千代田区岩本町3丁目1番7
号中村ビル7階 氏  名    弁理士(7916)高  橋   勇
・°゛”°””″“°゛■ (≧ −−具9  〜   ・−ハ 6、補正の内容 (1)、  明細書第12ページ第17行目に記載され
ている「41」を、「3」に訂正する。 (2)、  明細書第15ページ第8行目に記載されて
いる「第2図の」を、[第2のJに訂正する。 (3)、  明細書第19ページ第19行目に記載され
ている「来の」を、「来例」と訂正する。 (4)、願書に添付した図面の内、第1図ないし第3図
および第14図を別紙の第1図ないし第3図および第1
4図と差し換え補正する。 7clG 、  CA+I ’eakh−て瘉イ寸IE
li面ffi  n 、g+3at、pi正しはい□ 
           以 上・第2図 (レバ′−轡θγア7t+’l/17i%VACCf)
r’A41f、tl’Eず出)第3図
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of the servo controller according to the present invention, and FIG. 2 shows the lever angle θ and the accelerator signal V A
3 is a diagram showing the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between motor rotation speed N and output voltage Vo, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between vehicle speed V and output VF. 6 is a diagram showing the second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between vehicle speed V and duty of PWM signal output VF', and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between vehicle speed V and duty of PWM signal output VF'. Vehicle speed V and output VF'' when the plus and minus signs of operational amplifier 53 in the figure are set oppositely
9 is a diagram showing the third embodiment of the present invention, FIG. 1O is a diagram explaining the generation of PWM signal output Vf, and FIG. 11 is a diagram showing the relationship between vehicle speed V and PWM signal output Vf. Fig. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the drive system of a conventional electric wheelchair to which the present invention is applied, and Fig. 13 conceptually explains the operating characteristics of a conventional electric wheelchair. 14 are diagrams conceptually explaining the operating characteristics of an electric wheelchair equipped with a power steering device. 3...Steering motor, 8...Operation unit, 9...
・Servo controller, 10... Main controller, 26... Differential amplifier forming the main part of the first signal generating means, 29... Forward/reverse discrimination circuit forming the main part of the second signal generating means, 36...Drive circuit, 45.48...
Input limiting circuit, 51-53...Vehicle speed detection means. Patent applicant: Suzuki Motor Co., Ltd. agent Patent attorney Isamu Takahashi Figure 2 (Lever self θχA 7 1 and 1) Figure 3 Treasure of the invention n1&f , N (column 1 exhaustive figure) slsz:
[f[/la<vh:) Hikihei Figure 4 ([-9'liillRg, #x 'rL7J'1tl
1 ('1 NVt output VF vt
vM(ttshowfffl)Fj Fig. 6f11-t$2a tsurJ*#19 fr-TrB
Fl, 52: l'l liquid number/voltage (7v) 1 vertical circuit Figure 7 (heavy EL'2/"t PWM'+M No. E7JVF'/
) Te-te 4X/) Leap 4! :t#'Zushi 4) Figure 3 (Heavy electric vz output VF") Figure 9 (edited) 'WM4N'rVftvH'E'ts Theory'F41
'r7) 1st map (Nakagomi 3ptPWM41 Otsu-go ratio triVftn Loveday day ward V Kanii thread 1 Kuzuki Mizun a) 1st Z diagram (Denshin force quasi J Kijin 0 Kamo 21u series V cloth^rou 1i Show foreigners I
Figure 73 Procedural Amendment (Voluntary) 1. Indication of the incident Patent Application No. 047008 of 1988
No. 3. Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant address: 300-4 Takatsuka, Kamimura, Hamana-gun, Shizuoka Prefecture
, Agent 101 Telephone (03) 862-652
0 Address 3-1-7 Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo
No. Nakamura Building, 7th Floor Name: Patent Attorney (7916) Isamu Takahashi °゛”°”””°゛■ (≧ −− U9 ~ ・− C6, Contents of Amendment (1), Specification No. 12 "41" written on the 17th line of the page is corrected to "3". (2) "In Figure 2" written on the 8th line of the 15th page of the specification is changed to [ Correct 2-J. (3) Correct ``Last'' written in page 19, line 19 of the specification to ``Last year''. (4) Correct the following in the drawings attached to the application. , Figures 1 to 3 and Figure 14 are attached to Figures 1 to 3 and Figure 1.
Correct by replacing with Figure 4. 7clG, CA+I 'eakh-tekai size IE
li sideffi n, g+3at, pi correct yes□
Above, Figure 2 (Lever'-轡θγa7t+'l/17i%VACCf)
r'A41f, tl'E out) Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、車速検出手段を備えた電動車椅子本体と、この
電動車椅子本体の前輪に対する操舵制御を行うステアリ
ングモータとを具えたパワーステアリング装置付き電動
車椅子において、 操作レバーの操作指令方向と前輪の転向方向との誤差の
大きさに応じてパルス幅の変化する駆動制御信号を発生
する第1の信号発生手段と、該誤差の方向に応じて極性
の変化する回転方向判別信号を発生する第2の信号手段
とを設け、 前記駆動制御信号と回転方向判別信号とによってステア
リングモータを異なるデューティで正転および逆転させ
るドライブ手段を具え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装置。
(1) In an electric wheelchair equipped with a power steering device, which includes an electric wheelchair body equipped with a vehicle speed detection means and a steering motor that performs steering control for the front wheels of the electric wheelchair body, the operating command direction of the operating lever and the turning of the front wheels are provided. a first signal generating means that generates a drive control signal whose pulse width changes depending on the magnitude of the error with respect to the direction; and a second signal generating means that generates a rotation direction discrimination signal whose polarity changes depending on the direction of the error. 1. A power steering control device for an electric wheelchair, comprising: a signal means; and a drive means for rotating a steering motor forward and reverse at different duties based on the drive control signal and the rotation direction determination signal.
(2)、車速検出手段を備えた電動車椅子本体と、この
電動車椅子本体の前輪に対する操舵制御を行うステアリ
ングモータとを具えたパワーステアリング装置付き電動
車椅子において、 操作レバーの操作指令方向と前輪の転向方向との誤差の
大きさに応じてパルス幅の変化する駆動制御信号を発生
する第1の信号発生手段と、該誤差の方向に応じて極性
の変化する回転方向判別信号を発生する第2の信号手段
とを設け、 前記駆動制御信号と回転方向判別信号とによってステア
リングモータを異なるデューティで正転および逆転させ
るドライブ手段と、前記車速検出手段より出力される車
速検出信号に基づいて前記駆動制御信号の入力を制限す
る手段とを具えたことを特徴とする電動車椅子のパワー
ステアリング制御装置。
(2) In an electric wheelchair equipped with a power steering device, which includes an electric wheelchair body equipped with a vehicle speed detection means and a steering motor that performs steering control for the front wheels of the electric wheelchair body, the operation command direction of the operating lever and the turning of the front wheels are provided. a first signal generating means that generates a drive control signal whose pulse width changes depending on the magnitude of the error with respect to the direction; and a second signal generating means that generates a rotation direction discrimination signal whose polarity changes depending on the direction of the error. a signal means, a drive means for rotating the steering motor forward and reverse at different duties based on the drive control signal and the rotation direction determination signal; and a signal means for rotating the steering motor in the forward and reverse directions at different duties based on the drive control signal and the rotation direction determination signal; 1. A power steering control device for an electric wheelchair, comprising: means for restricting an input.
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JPH06107266A (en) * 1992-09-30 1994-04-19 Yamaha Motor Co Ltd Bicycle with electric motor
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