TWI382649B

TWI382649B - Motor response control device, electric auxiliary device and motor drive control device response feedback control method

Info

Publication number: TWI382649B
Application number: TW096144056A
Authority: TW
Inventors: Wakabayashi Mitsuyuki; Ochiai Hiroshi
Original assignee: Nifco Inc
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2013-01-11
Also published as: JP4881138B2; WO2008069205A1; TW200836471A; JP2008141923A

Description

馬達驅動控制裝置、電動輔助裝置及馬達驅動控制裝置之回應性反饋控制方法

本發明係關於馬達驅動控制裝置、電動輔助裝置及馬達驅動控制裝置之回應性反饋控制方法，特別有關能對馬達之旋轉速度，更具體言之，即馬達之轉子之旋轉速度，進行反饋控制之馬達驅動控制裝置，具備此馬達驅動控制裝置之電動輔助裝置及回應性反饋控制方法。

一般裝備於廚房用以收納餐盤、食器或調理器具等之廚房用品之吊櫥，通常皆掛設在流理台之上面空間等高懸位置，因此，此種吊櫥或吊棚對較重用品或較大物品之取放不大方便。

為了使物品對吊櫥或吊棚之取放容易之技術，已有如日本特開2005-21298號專利公報(技術文獻一)所公開之電動昇降吊櫥，此種電動昇降吊櫥係由裝設在廚房等上面部之牆壁上之外櫥箱，組裝於外櫥箱內部之電動昇降機構，及由此電動昇降機構驅動而可上下移動之內櫥箱所構成。依此構成之電動昇降吊櫥，當使用者欲取放餐具、烹調器具等物品時，可按下操作部所設開關使內櫥箱自外櫥箱移出來並下降至下方位置，如此，可容易將所需物品自內櫥箱取出或放入，相當方便。

然而，上述專利文獻一所揭示之電動昇降吊櫥，如將內櫥箱之昇降速度設定為低速時，使內櫥箱下降至可取放物品之位置，及上昇回到收納於外櫥箱之位置所需時間頗長，使用上之方便性不太好。反之，如將內櫥箱之昇降速度設定為快速時，使用上之方便性雖可改善，但內櫥箱之單位時間之昇降移動距離變長，萬一，例如，物品尚未收納好郤因太快而夾於內櫥箱與外櫥箱之間之情形發生時，使用者從反應到對操作部指示內櫥箱之昇降動作停止所需之時間內，內櫥箱昇降之距離已相當長，往往物品已卡住甚至被壓損。

如是之故，欲使用專利文獻一所記載之電動昇降吊櫥時，不得不將其昇降速度設定為低速使用，是為現況。

為了解決上述問題，雖可考慮具備電動輔助裝置之電動吊櫥，按此種電動吊櫥之一例為，在內櫥箱裝設握桿等把手部，當使用者握住握桿而用力以便使內櫥箱昇降時，藉檢出裝置檢出該握桿所生應變(變形量)之方向及大小，並依此檢出結果求出馬達之目標旋轉速度，而進行控制馬達之旋轉速度與目標旋轉速度一致之反饋控制，藉此以使馬達能以反應使用者施加予握桿之力量之適當旋轉速度旋轉，而來輔助使用者對內櫥箱之昇降動作。

唯此種反饋控制之一典型例，有PID(比例積分微分)控制為業界所周知，按此種PID控制係併用P控制(比例控制)，I控制(積分控制)及D控制(微分控制)三種之反饋控制，舉例言，分別求出馬達之旋轉速度對目標旋轉速度之速差，將此速差以時間積分之積分值，及將速差以時間微分之微分值，然後，將所求出之該速差與積分值及微分值加總起來，再用所定之增益係數乘以由上述加總而得之值，並根據該乘算所得之積值來控制馬達之旋轉速度。

此種PID控制，如將增益係數取較大之值時，因應速差之馬達之旋轉速度之單位時間內之調整量較大，其一例如第13圖(A)所示，目標旋轉速度變更之際，馬達之旋轉速度要到達目標旋轉速度之到達時間短，因此對速度之反應性高。

然而，在此情形時，其一例如第13圖(B)所示，目標旋轉速度振動時，馬達旋轉速度隨著此振動而會發生振盪，是其一問題。

譬如說，具備可輔助使用者操作內櫥箱之昇降動作之電動輔助裝置之電動吊櫥，利用PID控制以控制馬達旋轉速度，而增益係數若設定為較大值時，在此情形下，如使用者調整施加於握桿之力量意圖使內櫥箱緩慢昇降時，反應握桿之變形量之馬達旋轉速度之調整量大，隨著馬達之旋轉而昇降之內櫥箱之昇降速度往往快至比使用者握持握桿使內櫥箱昇降之手之昇降速度還快，造成手只是放空擱在握桿上毫無作用之情形。

如此，手一變成放空，握桿之變形量即變小，目標旋轉速度隨之降下，內櫥箱之昇降速度亦降下。因為內櫥箱之昇降速度降低而使用者之手相對變成超越握桿之昇降速度而形成手力作用於握桿，使握桿之變形量增加，目標旋轉速度即再上昇，於是內櫥箱之昇降速度又變成比使用者之手之昇降速度快速，而再變成如前述之手對握桿又形成放空之狀態，如此反覆動作之結果，馬達旋轉速度即隨此目標旋轉速度之振盪變化而發生振盪現象。

如此一來，利用馬達之驅動力以輔助對需輔助對象物之使用者之動作之電動輔助裝置，在低速動作時，馬達旋轉速度隨著目標旋轉速度之振動而發生振盪時，即無法圓滑順暢輔助使用者對輔助對象物之操作動作。

相對於此，在PID控制時，如增益係數取為較小之值之情形時，因應速差之馬達旋轉速度之每單位時間內之調整量小之故，其一例如第14圖(B)所示，即使目標旋轉速度發生振動之情形，馬達旋轉速度較不易發生振盪。

但是，在此種情形下，例如第14圖(A)所示，目標旋轉速度經變更時，馬達旋轉速度要到達目標旋轉速度之經過時間變長，而有速度反應性緩慢之問題。以上各問題有待解決。

本發明主要為解決上述諸問題而開發者，目的在提供一種能抑制速度回應性之低落之同時，於低速動作時即使目標旋轉速度產生震動之情形時，也能抑制馬達之旋轉速度發生震盪之馬達驅動控制裝置、電動輔助裝置及馬達驅動控制裝置之回應性反饋控制方法。

為達成上述目的，請求項1所述之本發明之馬達驅動控制裝置，包括：旋轉速度檢測裝置，用以檢測馬達之旋轉速度；目標旋轉速度取得裝置，用以取得上述馬達之目標旋轉速度；增益係數導出裝置，用以於根據上述馬達之旋轉速度對於上述目標之旋轉速度之速差，以進行控制上述馬達之旋轉速度期能與上述目標之旋轉速度成為一致之反饋控制之際，將用來在不使上述馬達之旋轉速度發生超過上述目標之旋轉速度之超控(超調)之範圍內放大上述馬達之旋轉速度之調控量之增益係數，隨著經由上述檢測裝置檢測出之上述旋轉速度愈快速係數之值則愈大之條件導出來；及控制裝置，根據由上述檢測裝置檢測出之上述旋轉速度對由上述取得裝置取得之上述目標旋轉速度之速差，及由上述導出裝置導出之增益係數，以進行反饋控制。

依請求項1之發明，於根據馬達之旋轉速度對於目標旋轉速度之速差，以進行控制馬達之旋轉速度期能與目標之旋轉速度成為一致之反饋控制之際，用來在不使馬達之旋轉速度發生超過目標之旋轉速度之超控(超調)之範圍內放大馬達之旋轉速度之調控量之增益係數，係藉由增益係數導出裝置，依由馬達之旋轉速度檢測裝置檢測出之旋轉速度愈快速係數之值則愈大之條件導出來。

且本發明中，可藉由控制裝置，根據由檢測裝置檢測出之旋轉速度對由取得裝置取得之目標旋轉速度之速差，及由導出裝置導出之增益係數，以進行反饋控制。

藉此構成，當馬達之旋轉速度比較低速之情形時，所導出之增益係數亦比較小，馬達之旋轉速度之單位時間內之調整量(調速量)較小之故，即使目標之旋轉速度發生振動之情形時，能有效抑制馬達之旋轉速度發生振盪。又，馬達之旋轉速度愈昇高，所導出之增益係數亦愈大，馬達之旋轉速度之單位時間內之調整量亦變大之故，亦能抑制速度回應(反應)性之降低。

依據請求項1所述之本發明，係藉由檢測出馬達之旋轉速度之同時，取得馬達之目標旋轉速度，且於根據馬達之旋轉速度對目標旋轉速度之速差值，以進行控制馬達之旋轉速度期能與目標旋轉速度一致之反饋控制之際，將用以在不使馬達之旋轉速度發生超過目標旋轉速度之超控之範圍內，放大馬達之旋轉速度之調控量之增益係數，根據檢測出之旋轉速度愈快速，係數值愈大之條件下導出來，然後根據檢測出之馬達之旋轉速度對取得之目標旋轉速度之速差值及導出之增益係數，以進行反饋控制之方法，因此，能一方面抑制速度回應性之降低，一方面，在低速動作時即使目標旋轉速度發生振動，也能抑止馬達之旋轉速度發生振盪之現象。

又，本發明之控制裝置，如請求項2所述，係根據上述速差，將上述速差以時間積分之積分值，將上述速差以時間微分之微分值，及由上述導出裝置導出之增益係數進行PID控制(比例積分微分控制)，以做為反饋控制裝置。

又，本發明之控制裝置，如請求項3所述，藉將上述速差與上述積分值及上述微分值相加，並對此相加所得之和值乘以上述增益係數後，根據此乘算所得之積以進行PID控制。

一方面，為達成上述目的，依請求項4所述之電動輔助裝置，具備有依請求項1至請求項3中任一項所述之馬達驅動控制裝置，及由上述馬達驅動控制裝置所控制之用以驅動輔助對象物之馬達。

因此，依請求項4所述之電動輔助裝置，因可發揮與請求項1之發明同樣之作用，故與請求項1之發明同樣可抑制速度回應性之降低之同時，在低速動作時即使目標之旋轉速度發生振動，亦能抑止馬達之旋轉速度發生振盪之現象。於是，可輔助使用者對輔助對象物之操作動作獲得圓滑而順暢之動作。

一方面，為達成上述目的，依請求項5所述之馬達驅動控制裝置之回應性反饋控制方法，係藉由檢測出馬達之旋轉速度之同時，取得上述馬達之目標旋轉速度，且於根據上述馬達之旋轉速度對上述目標旋轉速度之速差值，以進行控制上述馬達之旋轉速度期能與上述目標旋轉速度一致之反饋控制之際，將用以在不使上述馬達之旋轉速度發生超過上述目標旋轉速度之超控之範圍內，放大上述馬達之旋轉速度之調控量之增益係數，依所檢測出之上述旋轉速度愈快速，係數之值則愈大之條件下導出來，並根據檢測出之上述旋轉速度對取得之上述目標旋轉速度之速差及導出之上述增益係數，以進行反饋控制之方法。

因此，根據請求項5之馬達驅動控制裝置之回應性反饋控制方法，因可發揮與請求項1之發明同樣之作用，故與請求項1之發明同樣可抑制速度回應性之降低之同時，在低速動作時即使目標之旋轉速度發生振動，亦能抑止馬達之旋轉速度發生振盪之現象。

如上所述，根據本發明，因係藉由檢測出馬達之旋轉速度之同時，取得上述馬達之目標旋轉速度，且於根據上述馬達之旋轉速度對上述目標旋轉速度之速差值，以進行控制上述馬達之旋轉速度期能與上述目標旋轉速度一致之反饋控制之際，將用以在不使上述馬達之旋轉速度發生超過上述目標旋轉速度之超控之範圍內，放大上述馬達之旋轉速度之調控量之增益係數，依所檢測出之上述旋轉速度愈快速，係數之值則愈大之條件下導出來，並根據檢測出之上述旋轉速度對取得之上述目標旋轉速度之速差及導出之上述增益係數，以進行反饋控制，故具有可有效抑制速度回應性之降低之同時，在低速動作時即使目標之旋轉速度發生振動，亦能抑止馬達之旋轉速度發生振盪之現象之優異功效。

茲參照附圖就本發明之實施形態詳細說明如下，在此說明以下係就本發明應用於電動吊櫥之一例加以說明。

第1圖及第2圖表示本發明之實施形態之電動吊櫥10之概略示意圖，此電動吊櫥10之一使用例為系統化廚房用之天花板嵌置型吊櫥。此電動吊櫥10具有一收納在以假想線表示之外櫥箱內之內櫥箱12，內櫥箱12內可用以收納如食器、餐具等廚房用品。此內櫥箱12係可容納於固定在外櫥箱內之前、後面皆開放之箱架狀收納部14內。

收納部14之二側板16上設有一對樞軸18，支持內櫥箱12之一對搖臂20係藉一端樞接於該對樞軸18上而可以樞軸18為中心前後轉動自如。又，收納部14之二側板16上形成有以樞軸18為中心之圓弧狀導槽22，搖臂20之近樞接端部所設導銷24可沿導槽22滑動的嵌入該導槽22內，因此，搖臂20以樞軸18為中心轉動時，導銷24即被引導沿導槽22移動。

又，搖臂20之另一端樞接於內櫥箱12之側板26後側上部所設樞接部28上，因此，內櫥箱12能經由搖臂20以樞軸18為中心上下搖動。

一方面，收納部14上位於一對側板16之間平行橫設有二軸32、34，軸34配置在側板16之前方底部，對側板16固定不動。又，軸34之兩端各樞接有另一搖臂36之一端，而此搖臂36之另一端則樞接於內櫥箱12之側板26之略中央部所設另一樞接部38上，藉此構成，搖臂36可與搖臂20同步帶動櫥箱12上下搖動。

另一方面，軸32係對側板16可旋轉自如的以兩端軸支在側板16上，此軸32經由齒輪系42由可正反旋轉之馬達40驅動旋轉。

如第3圖所示，馬達40之驅動軸直結一蝸桿44，馬達40之驅動力直接傳達至此蝸桿44。此蝸桿44嚙合於一蝸輪46A，蝸輪46A由蝸桿44之旋轉傳動而旋轉。蝸輪46A上一體連設同心配置之小齒輪46B，此小齒輪46B乃與蝸輪46A一齊旋轉，小齒輪46B與大齒輪48A嚙合，小齒輪46B一旋轉，大齒輪48A即被驅動而旋轉。大齒輪48A與另一小齒輪48B一體形成，此小齒輪48B隨著大齒輪48A之旋轉一齊旋轉。小齒輪48B與另一大齒輪50A嚙合，大齒輪50A因此隨著小齒輪48B旋轉。此大齒輪50A一體連設一斜齒輪50B，斜齒輪50B則隨大齒輪50A一齊旋轉。此斜齒輪50B與固定在軸32上之被動斜齒輪58相嚙合，軸32因此藉此斜齒輪58由斜齒輪50B傳動旋轉。

馬達40之心軸設有一編碼器41，此編碼器41能輸出因應馬達40之正或反轉及其旋轉速度所產生脈衝信號。

軸32之兩端部如第2圖所示，各固定有一動力傳達齒輪54，一方面，收納部14之二側板16上各設有一以樞軸18為中心旋轉之圓盤狀之搖臂搖動用軸板56，上述搖臂20上之導銷24貫穿此搖臂搖動用軸板56之外緣部，搖臂搖動用軸板56之外周面形成有與動力傳達齒輪54嚙合之搖臂搖動齒輪56A，此搖臂搖動齒輪56A因此可由動力傳達齒輪54驅動而旋轉。

搖臂搖動用軸板56於是藉動力傳達齒輪54經由搖臂搖動齒輪56A之驅動而以樞軸18為中心旋轉，並帶動導銷24沿導槽22滑動以驅使搖臂20旋轉，而使搖臂20一端所支持之內櫥箱12昇降移動，而另一搖臂36則追隨內櫥箱12之移動而旋轉。

內櫥箱12之前面兩側下緣向下垂設一對支持板60，此對支持板60支持一橫向延伸之桿狀把手部62於二支持板60之間。

如第4圖(A)、(B)所示，把手部62具有由樹脂成型之圓筒狀握套64，握套64內部設有一平板狀金屬板66，此金屬板66形成長於握套64之長度，金屬板66之兩端固定在二支持板60上。

又，金屬板66與握套64之間留有間隙，握套64之長度方向之中央部設有分別面對金屬板66之表面及背面之凸部64A，此外，在握套64之兩端部位於金屬板66與握套64之內面之間之上下間隙內各設有一板片彈簧68，其一端壓接於金屬板66之表面或背面，另一端壓接於握套64之內周面，如此使握套64經常向外脹開之狀態，藉以保持握套64與金屬板66之位置關係。

又，握套64之中央部設有一金屬部70(任何導電性部件皆適用)，金屬部70連接一觸摸傳感器71(參照第5圖)，此觸摸傳感器71係用來檢出金屬部70之靜電電容。當觸摸傳感器71檢出之靜電電容不滿所定值時，即輸出低(Low)位準信號；而若超過所定值時，則輸出高(High)位準信號。上述所定值係設定為使用者之手接觸金屬部70時可檢出信號之適當值。

一方面，金屬板66如第4圖所示，其長度方向之中央部設有與凸部64A相面對之應變傳應器72，把手部62在使用者用手握持金屬部70使之昇降時凸部64A接觸到金屬板66而使該金屬板66產生變形(應變)。

應變傳感器72內藏有未圖示之應變計，此應變計可因應變形之方向及大小而使電阻值變化。應變傳感器72將應變計所生電阻值之變化轉換為電壓之變化後，將此放大輸出。由於應變傳感器72係因應金屬板66之變形產生應變之故，所輪出之信號之電壓位準亦隨該應變之大小而變化。由應變傳感器72輸出之信號之電壓位準係隨著應變傳感器72向下變形時之變形量而降低，但隨著向上變形時之變形量而上昇。換言之，可藉由檢測出應變傳感器72輸出之電壓位準而檢測出作用於握套64之應力及方向。

第5圖表示本實施形態之電動吊櫥10之電路係統之要部構成方塊圖。

如該圖所示，電動吊櫥10具有能將由應變傳感器72輸出之信號之電壓位準放大所定倍數(本實施例中為1x10⁶ 倍，但可從5000倍起放大)之放大電路80；根據編碼器41輸出之脈衝信號求出馬達40之旋轉速度及旋轉方向，並根據該旋轉速度及旋轉方向以及由放大電路80放大之信號之電壓位準輸出用以控制馬達40之旋轉速度之速度控制信號之微電腦82；及因應速度控制信號以驅動馬達40旋轉之驅動電路84。

又，應變傳感器72輸出之信號大約僅為數μ V(微伏)程度，無法取較大之該信號對傳送該信號之配線線路發生之雜訊之S/N(信號雜訊比)值，因此，本實施形態之電動吊櫥10中特別將放大電路80儘可能接近應變傳感器72設置以使放大電路80與應變傳感器72間之配線距離儘量縮短，而在儘量抑制配線發生之雜訊量之狀態下進行信號之放大，進而抑制雜訊造成之影響。

微電腦82係將CPU、ROM、RAM等配置構成在一片晶片上，並在ROM中事先儲存有後文將述之驅動控制程式、電位差目標旋轉速度變換資料表、基準電壓位準等資料。

驅動電路84藉由根據速度控制信號改變對馬達40輸出之驅動信號之作用比(能率比)而改善馬達40之旋轉速度。

第6圖表示本實施形態之微電腦82中所儲存電位差/目標旋轉速度變換資料表之一例。

如該圖所示，此電位差/目標旋轉速度變換資料表儲存有每一位差所對應之目標旋轉速度，兩者之關係設定為電位差之絕對值愈大，目標旋轉速度愈快之值。又，在本實施形態中，旋轉速度設定為馬達40之旋轉軸向驅使內櫥箱12下降之方向旋轉時為負(“－”)值；向內櫥箱12上昇之方向旋轉時為正(“＋”)值，藉此同時表示旋轉速度與旋轉方向。

第7圖表示本實施形態之微電腦82之功能作用之流程方塊圖。

圖中，微電腦82包括：用以取得目標旋轉速度之目標旋轉速度取得部90；在一定時間內檢測出自編碼器41輸入之脈衝信號以求出馬達40之旋轉速度及旋轉方向，並依旋轉方向決定為正或負值檢測出該旋轉速度之旋轉速度檢測部92；根據旋轉速度檢測部92所檢測出之旋轉速度導出PID控制需用之增益係數K_P 之增益係數導出部94；及使用導出之增益係數K_P 進行PID控制以輸出速度控制信號之PID控制部96。

又，目標旋轉速度取得部90預先儲存有基準電壓位準，此基準電壓位準係相當於應變傳應器72內藏之應變計未發生應變之狀態下，由該應變傳應器72輸出之信號經放大電路80放大後之電壓位準。此目標旋轉速度取得部90在自觸摸傳感器71輸入之信號為高位準時，即以基準電壓位準為基準求出其與自放大電路80輸入之信號之電壓位準之電位差，並根據此電位差從電位差目標旋轉速度變換資料表中取得目標旋轉速度。

又，應變傳應器72輸出之信號之電壓可能會因外部環境之變化等而慢慢有些許變化，為了此，目標旋轉速度取得部90在觸摸傳感器71輸入之信號為低位準之情形時，會根據自放大電路80輸入之信號之電壓位準將所儲存之基準電壓位準補正。

增益係數導出部94預先儲存有以旋轉速度做為輸出值，而以增益係數K_P 做為輸出值之所定變換函數，而利用此變換函數從旋轉速度導出增益係數K_P 。

至於PID控制則如第8圖所示，如將增益係數K_P 之值取大時，馬達40之旋轉速度會發生超過目標旋轉速度之振盪現象；但是，如將增益係數K_P 之之最適值應為在不發生振盪現象之範圍內之最大值。

因此，上述變換函數，預先設定為在進行PID控制時馬達40之旋轉速度不發生振盪之範圍內，馬達40之旋轉速度愈快速，導出之增益係數K_P 之值亦愈大。又，在本實施形態中之增益係數導出部94係使用變換函數從旋轉速度導出增益係數K_P ，唯如預先儲存已定妥旋轉速度與增益係數K_P 之關係，使旋轉速度愈快速，在不發生振盪之範圍內導出之增益係數K_P 之值亦變成愈大之旋轉速度/增益係數變換表，然後依據此旋轉速度/增益係數變換表從馬達40之旋轉速度導出增益係數K_P 亦可行。

又，PID控制部96可求出馬達40之旋轉速度對目標旋轉速度之速差e，將此速差e以時間積分之積分值及將此速差以時間微分之微分值，並將各該速差與積分值及微分值相加以得其總和之後，以增益係數K_P 乘以該和值而得MV值，再根據此MV值輸出指示馬達40之旋轉速度之增加量或減少量之速度控制信號。又，第7圖所示PID控制部96係顯示以拉卜拉斯變換(Laplace transform)形式表示之PID控制之流程，Ti代表積分時間，Td代表微分時間，s代表拉卜拉斯演算子。速差e乘以1/(Ti．S)可求得積分值，速差e乘以Td．S可求出微分值，將速差e與積分值及微分值相加之後，將相加所得之值乘以增益係數K_P 便可導出MV值，如此設定亦可行。

在本實施形態之微電腦82係藉由實行驅動控制式以實現上述PID控制部96。

以下，就本實施形態之電動吊櫥10之作用加以說明：首先，參照第9圖及第10圖就使用者操作內櫥箱12昇降時之整體動作過程之流程詳細說明。

如第9圖(A)所示，當使用者欲使收納於收納部(外櫥箱)14內之內櫥箱12降下時，用手握持把手部62之金屬部70，並施力將把手部62往下方拉，藉由此操作，把手部62內部所設凸部64A(見第4圖)即接觸到金屬板66並往下壓而產生向下之變形，應變傳感器72隨著金屬板66之變形亦發生向下之變形(見第9圖(B))。

微電腦82即根據應變傳感器72輸出之電壓位準之大小取得目標旋轉速度，並經由PID控制以該目標旋轉速度使馬達40之旋轉軸向使內櫥箱12下降之方向旋轉，藉此輔助使用者將內櫥箱12拉下之動作(見第9圖(C))。

一方面，如第10圖(A)所示，使用者若欲使下降之內櫥箱12向上昇時，用手握持把手部62之金屬部70，並施力將把手部62向上推即可。

藉此操作，把手部62內部所設金屬板66產生向上之變形，應變傳感器72亦發生向上之變形(見第10圖(B))。

微電腦82即根據應變傳感器72輸出之電壓位準之大小取得目標旋轉速度，並經由PID控制以該目標旋轉速度使馬達40之旋轉軸向使內櫥箱12上昇之方向旋轉，藉此輔助使用者將內櫥箱12昇上之動作(見第10圖(C))。

如上所述，依本實施形態之電動吊櫥10，使用者不必另行指定輔助動作之操作，僅藉單手握持把手部62之金屬部70，該電動吊櫥10即能進行配合內櫥箱12之上昇及下降動作之電動輔助動作，因此操作性甚佳。

又，依本實施形態之電動吊櫥10，因可藉使用者調整對金屬部70所施加力量改變應變傳感器72之變形量而調整內櫥箱12之昇降速度，使用上更方便更順暢。

以下，參照第11圖詳細說明，實施驅動控制程式時微電腦82之作用。又，該驅動控制程式係在電動吊櫥10之電源(未圖示)通(ON)時進行程式控制，而電源斷(OFF)時程式控制終了。

在該圖中之步驟102，先判斷由觸摸傳感器71輸入之信號是否為高位準(電平)，如果是肯定，即進入下一步驟106；但如果是否定，則移入步驟104進行電壓位準補正。

即，在步驟104中，可將原儲存之基準電壓位準修正為自放大電路80輸入之信號之電壓位準之後，再回歸步驟102。換言之，步驟102至步驟104之動作會反覆進行，直到使用者之手接觸金屬部70為止。藉此可防止因例如振動等造成應變傳感器72發生應變之情形所引起之誤動作。又，因在此步驟104中會補正基準電壓位準之故，即使因周遭環境之變化等造成應變傳感器72發生應變之情形時，於後述之步驟106中，可正確檢測出因應使用者握持把手部62之金屬部70所生變形之電位差。

在步驟106中，可檢測出以所記憶(儲存)之基準電壓位準為基準之由放大電路80輸入信號之電壓位準之電位差。

在下一步驟108中，可根據步驟106中所檢出之電位差，從所儲存之電位差，目標旋轉速度變換表中取得對應該電位差之目標旋轉速度，並於下來之步驟110中，檢測出在一定時間內由編碼器41輸入之脈衝值以檢測出馬達40之旋轉速度，然後，在下一步驟112中，使用上述之變換函數從上述步驟110中檢測出之馬達40之旋轉速度導出增益係數K_P 。

再下來之步驟114中，求出上述步驟110中檢測出之馬達40之旋轉速度對於上述步驟108中所導出之目標旋轉速度之速差e，及將此速差e以時間積分之積分值，與將此速差e以時間微分之微分值，然後，將求得之該速差e及積分值與微分值相加總合，再對該相加所得之總和值乘以增益係數K_P 而算出MV值。

下來之步驟116會輸出根據上述步驟114中算出之MV值指示旋轉速度之增加量或減少量之速度控制信號之後，再回到上述開始步驟102，繼續實施前述處理。

第12圖(A)及(B)即表示本實施形態之微電腦82之控制馬達40之旋轉速度時，馬達40之旋轉速度之變化情形之曲線圖。

依照本實施形態之驅動控制程式之PID控制，因由變換函數導出之增益係數之值將會隨著馬達40之旋轉速度之增加而增大，故可如第12圖(A)所示，可保持目標旋轉速度變更為快速旋轉速度時之馬達40之旋轉速度之良好速度回應(反應)性。

又，馬達40之旋轉速度低時，由變換函數導出之增益係數K_P 會變成比較小之值之故，而如第12圖(B)所示，即使目標旋轉速度發生振動之情形時，亦能有效抑制馬達之旋轉速度發生振盪之情形。

又，依本實施形態之電動吊櫥10，即使使用者急於使內櫥箱12上昇而對金屬部70施加大之力量，遂使應變傳感器72發生大之變形量時，馬達40之旋轉速度在低速之情形，由變換函數導出之增益係數因係小值之故，內櫥箱12仍會開始緩慢移動，對高齡使用者等而言容易操作使用。

如上所述，依本發明之實施形態，因係藉由檢測裝置(在此為旋轉速度檢測部92)檢測出馬達之旋轉速度，及藉由速度取得裝置(目標旋轉速度取得部90)以取得馬達之目標旋轉速度，並藉由導出裝置(在此為增益係數導出部94)，於根據上述馬達之旋轉速度對上述目標旋轉速度之速差值，以進行控制上述馬達之旋轉速度期能與上述目標旋轉速度一致之反饋控制之際，在不使馬達之旋轉速度發生超過目標旋轉速度之超調之範圍內，將放大馬達之旋轉速度之調整量之增益係數，以所檢出之旋轉速度愈快速，其值愈大的條件下導出，復藉控制裝置(PID控制部96)根據檢測出之旋轉速度對所取得之目標旋轉速度之速差，及所導出之增益係數以對對馬達之旋轉速度進行反饋控制之故，能抑制速度回應性之低落之同時，在低速動作時，即使目標旋轉速度發生振動之情形時，也能抑止馬達之旋轉速度發生震盪。

在本實施形態中係就利用PID控制對馬達40之旋轉速度進行反饋控制之情形加以說明，但本發明並不限於此形態，唯如果採用PI(比例積分)控制等之其他反饋控制以控制馬達40之旋轉速度亦可行。在此情形時，仍可達成與本實施形態同樣之功效。

又，在本實施形態中係就從馬達40之旋轉速度藉變換函數導出一個增益係數K_P 之情形加以說明，但本發明並不限於此形態，如果，從旋轉速度將比例增益係數、積分增益係數、微分增益係數各個以不同之變換函數導出，並分別求出對上述速差乘以比例增益係數之乘積值，及將速度以時間積分之積分值乘以積分增益係數之乘積值，以及將速度以時間微分之微分值乘以微分增益係數之乘積值，再根據將上述各乘積值相加所得之值，以行控制馬達之旋轉速度，亦屬可行。藉此控制時，因可依馬達40之旋轉速度個別改變比例增益係數、積分增益係數及微分增益係數之故，可精細控制馬達40之速度回應性。

又，在本實施形態中，係就將內櫥箱12藉馬達40之驅動力以輔助其昇降動作為例加以說明，但本發明並不限於此例，凡藉由馬達40之驅動力以輔助使用者操作輔助對象物之動作之其他各種電動輔助裝置，本發明裝置亦可適用。

此外，在本實施形態中所說明之電動吊櫥10之構造(參照第1圖至第4圖)，電動吊櫥10之電路系統之構成(參照第5圖)，及微電腦82之功能性構成(參照第7圖)均為一例，在不脫離本發明之主旨之範圍內尚可作適當之變更與修飾，自不待言。

又，在本實施形態中所說明之驅動控制程式(參照第10圖)之流程僅是一例，在不脫離本發明之主旨之範圍內尚可作適當之變更與修飾，自不待言。

10．．．電動吊櫥

12．．．內櫥箱

14．．．收納部

16,26．．．側板

18．．．樞軸

20,36．．．搖臂

22．．．導槽

23．．．導銷

28,38．．．樞接部

32,34．．．軸

40．．．馬達

41．．．偏碼器

42．．．齒輪系

44．．．蝸桿

46A．．．蝸輪

46B,48B．．．小齒輪

48A,50A．．．大齒輪

50B,58．．．斜齒輪

54．．．動力傳達齒輪

56．．．搖臂搖動用軸板

56A．．．搖臂搖動用齒輪

60．．．支持板

62．．．把手部

64．．．握套

64A．．．凸部

66．．．金屬板

68．．．板片彈簧

70．．．金屬部

71．．．觸摸傳感器

72．．．應變傳感器

80．．．放大電路

82．．．微電腦

84．．．驅動電路

90．．．目標旋轉速度取得部

92．．．旋轉速度檢測部

94．．．增益係數導出部

96．．．PID控制部

102,104,106,108,110,112,114,116．．．驅動控制程式之各步聚

K_P ．．．增益係數

Ti．．．積分時間

Td．．．微分時間

e．．．速差

S．．．拉卜拉斯演算子

第1圖表示實施形態之櫥箱收納於外箱內狀態之電動吊櫥之構成立體圖。

第2圖表示實施形態之櫥箱自外箱下降狀態。

第3圖表示實施形態之齒輪系之詳細構成之放大圖。

第4圖(A)表示把手部之橫斷面圖，(B)表示把手部之縱斷面圖。

第5圖表示實施形態之電動吊櫥之電路系之要部構成之方塊圖。

第6圖表示實施形態之電位差/目標旋轉速度變換表之數據機制之一例之對照表。

第7圖表示實施形態之微電腦之功能構成之方塊圖。

第8圖表示每一增益係數之馬達旋轉速度之變化關係之曲線圖。

第9圖(A)~(C)表示實施形態之電動吊櫥放下櫥箱時之動作說明圖。

第10圖(A)~(C)表示實施形態之電動吊櫥收納櫥箱時之動作說明圖。

第11圖表示實施形態之驅動控制程式之處理流程之流程圖。

第12圖(A)及(B)表示實施形態由PID控制方式控制馬達之旋轉速度時馬達之旋轉速度之變化一例之曲線圖。

第13(A)及(B)表示由習知技術之PID控制方式控制馬達之旋轉速度時馬達之旋轉速度之變化一例之曲線圖。

第14(A)及(B)表示由習知技術之PID控制方式控制馬達之旋轉速度時馬達之旋轉速度之另一變化例之曲線圖。