JP2000134971A - Control method of electric wheelchair - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 傷害、疾病、老衰などにより歩行が困難とな
った人々が移動する際に使用する電動車椅子において、
円滑な始動性を確保しながらエネルギー効率の高い電動
車椅子を提供することを目的とする。
【解決手段】 始動時の低速度時には相補PWM制御
(第2の制御モード)を行い、所定の速度以上では通常
のPWM制御(第1の制御モード)に切り替えて運転す
ることにより、円滑な始動性と高いエネルギー効率を兼
ね備えた電動車椅子が得られる。
(57) [Abstract] [Problem] In an electric wheelchair used when people who have difficulty walking due to injury, illness, aging, etc. move,
It is an object of the present invention to provide an energy-efficient electric wheelchair while ensuring smooth startability. SOLUTION: Smooth starting is performed by performing complementary PWM control (second control mode) at a low speed at the time of starting and switching to normal PWM control (first control mode) at a predetermined speed or more to operate. The result is an electric wheelchair that has both high efficiency and high energy efficiency.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は傷害、疾病、老衰な
どにより歩行が困難となった人々が移動する際に使用さ
れる電動車椅子の制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method for an electric wheelchair used when a person who has difficulty walking due to injury, illness, aging, etc. moves.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、歩行が困難な人々に使用される電
動車椅子は体力の無い運転者や屋内での使用が想定され
ることから、他の乗り物に比べて特に円滑な動作を行う
ことが要求される。2. Description of the Related Art Conventionally, an electric wheelchair used for people who have difficulty walking is supposed to be used indoors by a driver without physical strength or indoors. Required.
【0003】このような電動車椅子の駆動輪を回転させ
る直流電動機に対して通常のPWM制御を行った場合、
停止状態から低速での速度司令が出されたときには極め
て幅の狭いパルス信号となる。一方このパルス信号を増
幅するためのアンプは図8(a)に示すようにスイッチ
ング素子に寄生容量ができてしまうため、そのままでは
図8(b)に示すような寄生発信が発生することにな
る。このような寄生発振を防止するために図9(a)に
示すようなCR回路をもうけることが通常行われてお
り、その結果として図9(b)に示すように幅の狭いパ
ルス信号はこのCR回路により大きく減衰してしまい、
極端な場合は吸収されてしまって出力として現れないこ
とになる。したがってアンプの出力は図10に示すよう
に速度司令が一定の大きさに達するまでは十分な出力が
得られずに電動機は回転しない、そして速度司令の大き
さが一定の大きさになったときにはじめて十分な出力に
達して直流電動機は突然回転を始めることになる。した
がって通常のPWM制御はそのままでは電動車椅子に使
用することは適当でないといえる。[0003] When ordinary PWM control is performed on a DC motor that rotates the driving wheels of such an electric wheelchair,
When a low speed command is issued from the stop state, the pulse signal becomes extremely narrow. On the other hand, in the amplifier for amplifying the pulse signal, a parasitic capacitance is generated in the switching element as shown in FIG. 8A, and a parasitic transmission as shown in FIG. 8B occurs as it is. . In order to prevent such parasitic oscillation, it is usual to provide a CR circuit as shown in FIG. 9A, and as a result, a narrow pulse signal as shown in FIG. It is greatly attenuated by the CR circuit,
In extreme cases, it will be absorbed and not appear as output. Therefore, as shown in FIG. 10, the output of the amplifier does not provide sufficient output until the speed command reaches a certain level, the motor does not rotate, and the speed command becomes a certain level. Only when the output reaches a sufficient level, the DC motor suddenly starts rotating. Therefore, it can be said that it is not appropriate to use ordinary PWM control as it is in an electric wheelchair.
【0004】そこで電動車椅子では、駆動輪を回転させ
る直流電動機に正・逆方向の電流を交互にPWM制御通
電し、この電流のバランスを変化させることで回転方向
や回転速度を制御することで行われている。すなわち、
電動機を停止させたいときには同じ大きさの正・逆方向
の電流が交互に同じ時間だけ流れるようにすることで正
・逆方向のトルクが相殺されて電動機は停止状態を保持
する。電動機を正方向に回転させたい場合には正方向の
電流が流れる時間を逆方向の電流が流れる時間よりも大
きくすることで正方向のトルクのほうが大きくなり電動
機は正方向に回転する。そして、正・逆方向の電流が流
れる時間の差を大きくするほどトルクが大きくなり電動
機は高速で回転することになる。電動機を逆方向に回転
させる場合は以上の逆の制御を行う。Therefore, in an electric wheelchair, a DC motor for rotating drive wheels is energized alternately by forward and reverse currents under PWM control, and the direction and speed of rotation are controlled by changing the balance of the currents. Have been done. That is,
When it is desired to stop the motor, forward and reverse currents of the same magnitude alternately flow for the same time, thereby canceling the forward and reverse torques, and the motor maintains the stopped state. When it is desired to rotate the motor in the forward direction, the time in which the forward current flows is made longer than the time in which the reverse current flows, so that the torque in the forward direction becomes larger and the motor rotates in the forward direction. Then, as the difference between the times during which the current flows in the forward and reverse directions increases, the torque increases and the motor rotates at a high speed. When the electric motor is rotated in the reverse direction, the reverse control is performed.
【0005】以上のような制御を一般的には相補PWM
制御と呼び、停止状態から徐々に速度を上げていく場合
でも円滑な始動が可能なため電動車椅子の様な機器では
この制御方法が採用されている。The above control is generally performed by using a complementary PWM.
This control method is used in equipment such as an electric wheelchair because control can be performed smoothly even when the speed is gradually increased from the stop state.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の電
動車椅子においては、直流電動機に対して常に電流が流
れていることになり、また正回転しているときには逆回
転方向の電流が、逆回転しているときには正回転方向の
電流がそれぞれブレーキトルクを発生することになり極
めてエネルギー効率の悪い制御方法とならざるを得ない
という欠点を有しており、地球環境保護という緊急の課
題に対して対応することができる電動車椅子が強く求め
られている。In the conventional electric wheelchair as described above, a current always flows to the DC motor, and a current in the reverse rotation direction is rotated when the motor is rotating forward. When rotating, the current in the forward rotation direction generates a braking torque, which has the disadvantage that it must be a very energy-efficient control method. There is a strong demand for an electric wheelchair that can handle the situation.
【0007】本発明は円滑な始動が可能で、かつエネル
ギー効率の高い電動車椅子を提供することを目的として
いる。An object of the present invention is to provide an electric wheelchair which can be started smoothly and has high energy efficiency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、円滑な始動が可能な相補PWM制御により
始動を行い、所定の速度に達したときに通常のPWM制
御に切り替える構成としたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention provides a structure in which starting is performed by complementary PWM control capable of performing a smooth start, and when a predetermined speed is reached, normal PWM control is switched. It was done.
【0009】これにより、円滑な始動を可能としながら
エネルギー効率の高い電動車椅子を得ることができる。As a result, it is possible to obtain an electric wheelchair with high energy efficiency while enabling smooth starting.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、車椅子の駆動輪を回転させる直流電動機と、前記直
流電動機に電力を供給する直流電源と、前記直流電源の
プラス側電極と前記直流電動機の第1の入力端子との間
に接続された第1のスイッチング手段と、前記直流電源
のプラス側電極と前記直流電動機の第2の入力端子との
間に接続された第2のスイッチング手段と、前記直流電
源のマイナス側電極と前記直流電動機の第1の入力端子
との間に接続された第3のスイッチング手段と、前記直
流電源のマイナス側電極と前記直流電動機の第2の入力
端子との間に接続された第4のスイッチング手段と、前
記第1から第4のスイッチング手段をON−OFF制御
する制御手段と、前記車椅子の車速を検出する速度検出
手段とからなる電動車椅子の制御方法であって、前記制
御手段は第1および第4のスイッチング手段をA群、第
2および第3のスイッチング手段をB群として、前記直
流電動機を正回転させるときにはB群をOFF状態に保
持してA群をスイッチングさせ、逆回転させるときには
A群をOFF状態に保持してB群をスイッチングさせて
PWM制御を行う第1の制御モードと、A群とB群を交
互にスイッチングさせてPWM制御を行い、A,B群間
のデューティー比のバランスを変化させることで前記直
流電動機の正転・逆転・停止・回転数の制御を行う第2
の制御モードとを有し、車椅子の始動時に、車速が予め
定められた第1の速度レベル以下の場合には前記第2の
制御モードで運転し、前記第1の速度レベルを超えたと
きには前記第1の制御モードに切り替えて運転を続ける
ものであり、始動時と通常運転時という状況に応じて制
御モードを切り替えて運転できるという作用を有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is directed to a DC motor for rotating a driving wheel of a wheelchair, a DC power supply for supplying power to the DC motor, and a positive electrode of the DC power supply. A first switching means connected between a first input terminal of the DC motor and a second switching means connected between a positive electrode of the DC power supply and a second input terminal of the DC motor; Switching means, third switching means connected between a negative electrode of the DC power supply and a first input terminal of the DC motor, a negative electrode of the DC power supply and a second electrode of the DC motor. An electric motor comprising: fourth switching means connected between the input terminal; control means for ON-OFF controlling the first to fourth switching means; and speed detection means for detecting a vehicle speed of the wheelchair. A method of controlling a chair, wherein the control means sets the first and fourth switching means to a group A, the second and third switching means to a group B, and turns off the group B when the DC motor is rotated forward. The first control mode in which the group A is switched and the group A is kept in the OFF state and the group B is switched to perform PWM control when the motor is rotated in the reverse direction, and the group A and the group B are alternately switched. A PWM control to change the balance of the duty ratio between the groups A and B to control the forward rotation, reverse rotation, stop, and rotation speed of the DC motor.
When the wheelchair is started, the vehicle operates in the second control mode when the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined first speed level, and when the vehicle speed exceeds the first speed level, The operation is switched to the first control mode to continue the operation, and has an effect that the operation can be performed by switching the control mode according to the situation of the start and the normal operation.
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
動車椅子の制御方法であって、車椅子の車速が第1の速
度レベルを超えたことにより第2の制御モードから第1
の制御モードに切り替わった後は、車速が前記第1の速
度レベル以下となっても制御モードの切り替えを行わず
に、別途予め定めた第2の速度レベル以下となったとき
に前記第1の制御モードから前記第2の制御モードに切
り替えるものであり、制御モード切り替え時に車速が第
1の速度レベルの近傍に留まっている時でも再び元の制
御モードに切り替わってしまうことを防ぐという作用を
有する。According to a second aspect of the present invention, there is provided the electric wheelchair control method according to the first aspect, wherein when the vehicle speed of the wheelchair exceeds the first speed level, the first control mode is switched from the second control mode to the first control mode.
After switching to the first control mode, the control mode is not switched even when the vehicle speed is lower than the first speed level, and when the vehicle speed is lower than the second predetermined speed level, the first The control mode is switched from the control mode to the second control mode, and has an effect of preventing switching back to the original control mode even when the vehicle speed stays near the first speed level when switching the control mode. .
【0012】請求項3記載の発明は請求項1記載の電動
車椅子の制御方法であって、制御モードの切り替えを車
速に応じて切り替える代わりに、運転者が操作する切り
替えスイッチにより行う構成としたものであり、車速検
出手段、速度信号処理回路を不要とすることができると
いう作用を有する。According to a third aspect of the present invention, there is provided the electric wheelchair control method according to the first aspect, wherein the control mode is switched by a driver-operated switch instead of switching in accordance with the vehicle speed. This has the effect that the vehicle speed detecting means and the speed signal processing circuit can be dispensed with.
【0013】請求項4記載の発明は請求項1記載の電動
車椅子の制御方法であって、車椅子の始動後所定の時間
のみ第2の制御モードで運転し、しかる後第1の制御モ
ードに切り替えて運転するものであり、車速検出手段、
速度信号処理手段を必要とせず、さらに運転者が特に操
作を行わなくても始動時には第2の制御モード、走行時
には第1の制御モードに切り替えができるという作用を
有する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electric wheelchair control method according to the first aspect, wherein the electric vehicle is driven in the second control mode only for a predetermined time after the start of the wheelchair, and then switched to the first control mode. Vehicle speed detection means,
There is an effect that the speed signal processing means is not required, and further, it is possible to switch to the second control mode at the time of starting and to the first control mode at the time of traveling without any particular operation by the driver.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】(実施例1)図1は本願発明の例としてあ
げる第1の実施例による構成を示すブロック図を、図2
(a)は第2の制御モードを説明するための図を、図2
(b)は第2の制御モードにおける電流波形図を、図3
(a)は第1の制御モードを説明する図を、図3(b)
は第1の制御モードにおける電流波形図を、図4は速度
と制御モードの関係図を示すものである。(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram for explaining the second control mode, and FIG.
FIG. 3B is a current waveform diagram in the second control mode, and FIG.
FIG. 3A is a diagram for explaining the first control mode, and FIG.
FIG. 4 shows a current waveform diagram in the first control mode, and FIG. 4 shows a relationship diagram between the speed and the control mode.
【0016】図1において、直流電動機1は電動車椅子
の駆動輪(図示せず)を駆動するためのものであり、左
右の駆動輪に対してそれぞれ設けられている。また、左
右の駆動輪間の寸法を小さくして最小旋回半径の小さな
電動車椅子とするために狭いレイアウトスペースにも収
まるように直流電動機1は扁平型無鉄心モータが用いら
れている。さらに、直流電動機1は第1の入力端子1a
および第2の入力端子1bを有しており、第1の入力端
子1aから電流が流れ込んだときに正方向に回転して電
動車椅子を前進方向に駆動し、第2の入力端子1bから
電流が流れ込んだときには逆方向に回転して電動車椅子
を後退方向に駆動する。In FIG. 1, a DC motor 1 is for driving a driving wheel (not shown) of an electric wheelchair, and is provided for each of left and right driving wheels. In addition, a flat type ironless motor is used as the DC motor 1 so that the DC motor 1 can be accommodated in a narrow layout space in order to reduce the dimension between the left and right drive wheels and to provide an electric wheelchair having a small minimum turning radius. Further, the DC motor 1 has a first input terminal 1a.
And a second input terminal 1b. When an electric current flows from the first input terminal 1a, the electric wheelchair rotates in the forward direction to drive the electric wheelchair forward, and the electric current flows from the second input terminal 1b. When it flows in, it rotates in the opposite direction and drives the electric wheelchair backward.
【0017】スイッチング手段3Aaおよび3AbはA
群を構成するスイッチング素子、3Baおよび3Bbは
B群を構成するスイッチング素子であり、通常はパワー
トランジスタまたはMOSFETのような半導体スイッ
チング素子が用いられる。スイッチング手段A群とB群
はそれぞれ同じ群に属する素子は同時に導通し、かつ互
いにどちらか一方の群が導通しているときにはもう一方
の群は非道通となるように構成されている。The switching means 3Aa and 3Ab are A
The switching elements constituting the group, 3Ba and 3Bb, are the switching elements constituting the B group, and usually use semiconductor switching elements such as power transistors or MOSFETs. The switching means A and B are configured such that the elements belonging to the same group conduct simultaneously, and when one of the groups conducts, the other group is non-conductive.
【0018】速度指令入力手段6は運転者が操作して電
動車椅子の速度、進行方向などを制御する信号を発生さ
せるもので、ジョイスティックまたは可変抵抗器その他
が用いられている。The speed command input means 6 is operated by the driver to generate a signal for controlling the speed, direction of travel, etc. of the electric wheelchair, and uses a joystick, a variable resistor or the like.
【0019】制御手段4は速度指令入力手段4からの制
御信号に基づいてスイッチング手段3Aa〜3BbをO
N−OFFし、直流電動機1への入力電流の方向、大き
さを制御することで電動車椅子を運転者の意図するよう
に駆動するためのものである。速度指令入力手段6で作
られた信号は電動機駆動信号発生手段4fに伝えられて
電動機駆動信号が作成される。電動機駆動信号は第1ま
たは第2の制御モードによる駆動手段を介してスイッチ
ング手段を駆動する。一方、速度検出手段5から出力さ
れた速度信号は速度比較手段4aに入力され、予め設定
された速度レベルと大小が比較される。ここで速度検出
手段5から出力された速度信号が予め設定された速度レ
ベル以下であるときには制御モード切替手段4eにより
第2の制御モードが選択され、そうでないときには第1
の制御モードが選択されることになる。The control means 4 sets the switching means 3Aa to 3Bb to O based on a control signal from the speed command input means 4.
This is for driving the electric wheelchair as intended by the driver by turning N-OFF and controlling the direction and magnitude of the input current to the DC motor 1. The signal generated by the speed command input means 6 is transmitted to the motor drive signal generating means 4f to generate a motor drive signal. The motor drive signal drives the switching means via the driving means in the first or second control mode. On the other hand, the speed signal output from the speed detecting means 5 is input to the speed comparing means 4a, and the speed is compared with a preset speed level. Here, the second control mode is selected by the control mode switching means 4e when the speed signal output from the speed detecting means 5 is equal to or lower than the preset speed level, and otherwise, the first control mode is selected.
Control mode is selected.
【0020】図2(a)においてIaは電動機を正回転
させる方向の電流、Ibは電動機を逆回転させる方向の
電流である。スイッチング手段A群を構成する3Aa、
3AbとB群を構成する3Ba、3Bbは交互にON−
OFFするので電動機1には図2(b)に示すように正
方向回転トルクを発生する電流Iaと逆方向回転トルク
を発生する電流Ibとが交互に流れることになる。図2
の場合はIaの方がIbよりも大きいので電動機1は正
方向に回転する。In FIG. 2A, Ia is a current in a direction for rotating the motor in a forward direction, and Ib is a current in a direction for rotating the motor in a reverse direction. 3Aa constituting the switching means A group,
3Ab and 3Ba, 3Bb constituting the group B are alternately turned ON.
Since it is turned off, a current Ia for generating a forward rotation torque and a current Ib for generating a reverse rotation torque alternately flow through the motor 1 as shown in FIG. 2B. FIG.
In the case of (1), since Ia is larger than Ib, the electric motor 1 rotates in the forward direction.
【0021】図3(a)においてIaは電動機を正回転
させる電流である。図3は正回転方向の場合を示してい
るのでスイッチング手段B群は非導通状態に保持され、
スイッチング手段A群のみがON−OFFを繰り返す。
その結果電動機には図3(b)に示すような電流が流れ
て正方向に回転することになる。In FIG. 3A, Ia is a current for rotating the motor forward. Since FIG. 3 shows the case of the forward rotation direction, the switching means B group is kept in a non-conductive state,
Only the switching means A group repeats ON-OFF.
As a result, a current as shown in FIG. 3B flows through the motor, and the motor rotates in the forward direction.
【0022】図4において横軸は電動車椅子の速度を、
縦軸は制御モードの状態を表す。電動車椅子の速度が予
め設定された第1の速度レベルである0.75km/h
以下の場合は制御モード2で運転され、速度が0.75
km/hを越えたら制御モード1での運転に切り替わ
る。In FIG. 4, the horizontal axis represents the speed of the electric wheelchair,
The vertical axis represents the state of the control mode. The speed of the electric wheelchair is a predetermined first speed level of 0.75 km / h.
In the following cases, the vehicle is operated in the control mode 2 and the speed is 0.75.
When the speed exceeds km / h, the operation is switched to the control mode 1.
【0023】(実施例2)図5は本願発明の第2の実施
例における速度と制御モードの関係図を示すものであ
る。図5において横軸は電動車椅子の速度を、縦軸は制
御モードの状態を表す。電動車椅子の速度が予め設定さ
れた第1の速度レベルである0.75km/h以下の場
合は制御モード2で運転され、速度が0.75km/h
を越えたら制御モード1での運転に切り替わるところま
では実施例1と同じであるが、制御モード1での運転に
切り替わった後電動車椅子の速度が第1の速度レベルを
下回った場合でも制御モード2への切り替えを行わず
に、電動車椅子の速度が別途定めた第2の速度レベルで
ある0.4km/hを下回ったときに第2の制御モード
に切り替えを行う。(Embodiment 2) FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a speed and a control mode in a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the horizontal axis represents the speed of the electric wheelchair, and the vertical axis represents the state of the control mode. When the speed of the electric wheelchair is equal to or lower than the preset first speed level of 0.75 km / h, the vehicle is operated in the control mode 2 and the speed is 0.75 km / h.
Is the same as that of the first embodiment up to the point where the operation is switched to the control mode 1 when the vehicle speed exceeds the control mode. However, even if the speed of the electric wheelchair falls below the first speed level after the operation mode is switched to the control mode 1, The switching to the second control mode is performed when the speed of the electric wheelchair falls below 0.4 km / h, which is a second speed level separately determined, without switching to the second control mode.
【0024】(実施例3)図6は本願発明の第3の実施
例における構成を示すブロック図である。(Embodiment 3) FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a third embodiment of the present invention.
【0025】本実施例の場合は、運転者が操作する切り
替えスイッチにより直接制御モードを切り替えるもの
で、たとえば速度切り替えスイッチに連動して低速走行
を指示したときにのみ第2の制御モードで、その他の速
度(中速〜高速)での走行を指示したときには第1の制
御モードで運転されるように構成される。In the case of this embodiment, the control mode is directly switched by a changeover switch operated by the driver. For example, the second control mode is used only when the low speed traveling is instructed in conjunction with the speed changeover switch. When the vehicle is instructed to run at a speed (medium speed to high speed), the vehicle is driven in the first control mode.
【0026】(実施例4)図7は本願発明の第4の実施
例における構成を示すブロック図である。(Embodiment 4) FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.
【0027】本実施例の場合は、運転者によって入力さ
れた電動車椅子を指導させる信号をを検出してタイマー
をスタートさせ、所定の時間のみ第2の制御モードで運
転し、その後は第1の制御モードに切り替えるというも
のである。In the case of the present embodiment, the timer is started upon detecting a signal for guiding the electric wheelchair input by the driver, the vehicle is driven in the second control mode only for a predetermined time, and thereafter the first control mode is performed. It is to switch to the control mode.
【0028】第2の制御モードで運転する時間は、最初
から一定の値を制御手段内に設定しておくことは勿論、
予め運転者の体重に応じて個々に設定することも可能で
あるし、始動時点での運転者の体重や、床面の傾き、床
面の凹凸状態などを予め検出して最適な値に都度設定す
ることもできる。As for the operation time in the second control mode, a constant value is set in the control means from the beginning, of course.
It is also possible to set individually according to the driver's weight in advance, or to detect in advance the driver's weight at the time of starting, the inclination of the floor surface, the unevenness of the floor surface, etc. Can also be set.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、始動時の極低速領域では相補PWM制御、通常走行
時には通常のPWM制御としたので、円滑な始動性を確
保しながらエネルギー効率の高い電動車椅子が実現でき
るという有利な効果が得られる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the complementary PWM control is performed in the extremely low speed range at the time of starting, and the normal PWM control is performed during the normal running, so that the energy can be secured while ensuring a smooth starting performance. An advantageous effect that an electric wheelchair with high efficiency can be realized is obtained.
【0030】また、請求項2記載の発明によれば始動時
の第2の制御モードから第1の制御モードに切り替える
速度レベルよりも、停止時の第1の制御モードから第2
の制御モードに切り替える速度レベルの方を小さく設定
したので、電動車椅子の速度が緩やかに変化している場
合でも安定して切り替えることができるという有利な効
果が得られる。According to the second aspect of the present invention, the first control mode at the time of stoppage is lower than the speed level at which the second control mode at the start is switched to the first control mode.
Since the speed level at which the control mode is switched to the control mode is set smaller, an advantageous effect is obtained in that the speed can be switched stably even when the speed of the electric wheelchair is gradually changing.
【図1】本願発明の第1の実施例による構成を示すブロ
ック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to a first embodiment of the present invention;
【図2】(a)第2の制御モードを説明するための図 (b)第2の制御モードにおける電流波形図FIG. 2A is a diagram for explaining a second control mode. FIG. 2B is a current waveform diagram in the second control mode.
【図3】(a)第1の制御モードを説明する図 (b)第1の制御モードにおける電流波形図FIG. 3A illustrates a first control mode. FIG. 3B illustrates a current waveform in the first control mode.
【図4】本願発明の第1の実施例による速度と制御モー
ドの関係図FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a speed and a control mode according to the first embodiment of the present invention;
【図5】本願発明の第2の実施例による速度と制御モー
ドの関係図FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a speed and a control mode according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本願発明の第3の実施例による構成を示すブロ
ック図FIG. 6 is a block diagram showing a configuration according to a third embodiment of the present invention;
【図7】本願発明の第4の実施例による構成を示すブロ
ック図FIG. 7 is a block diagram showing a configuration according to a fourth embodiment of the present invention;
【図8】(a)CR回路を付加しない場合の説明図 (b)CR回路を付加しない場合の電圧波形図FIG. 8A is an explanatory diagram when a CR circuit is not added. FIG. 8B is a voltage waveform diagram when a CR circuit is not added.
【図9】(a)CR回路を付加した場合の説明図 (b)CR回路を付加した場合の電圧波形図9A is an explanatory diagram when a CR circuit is added, and FIG. 9B is a voltage waveform diagram when a CR circuit is added.
【図10】速度指令(デューティー比)とアンプ出力の
関係を示す特性図FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a speed command (duty ratio) and an amplifier output.
1 直流電動機 1a 直流電動機の第1の入力端子 1b 直流電動機の第2の入力端子 2 直流電源 2a 直流電源のプラス側電極 2b 直流電源のマイナス側電極 3Aa 第1のスイッチング手段 3Ab 第4のスイッチング手段 3Ba 第2のスイッチング手段 3Bb 第3のスイッチング手段 4 制御手段 4a 速度比較手段 4b 制御モード切替判断 4c 第1の制御モード手段 4d 第2の制御モード手段 4e 制御モード切替手段 4f 電動機駆動信号発生手段 4g タイマー 5 速度検出手段 6 速度指令入力手段 7 制御モード切替スイッチ 8 始動検出 Reference Signs List 1 DC motor 1a First input terminal of DC motor 1b Second input terminal of DC motor 2 DC power supply 2a Positive electrode of DC power supply 2b Negative electrode of DC power supply 3Aa First switching means 3Ab Fourth switching means 3Ba Second switching means 3Bb Third switching means 4 Control means 4a Speed comparing means 4b Control mode switching judgment 4c First control mode means 4d Second control mode means 4e Control mode switching means 4f Motor drive signal generating means 4g Timer 5 Speed detection means 6 Speed command input means 7 Control mode switch 8 Start detection
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦崎 幸弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鎌田 康司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3D035 BA00 5H115 PA11 PG06 PI16 PU02 PV03 PV23 PV24 QE01 QE02 QE03 QE12 QH02 QN06 QN12 RB17 SE03 TB01 5H571 AA02 BB02 EE02 EE09 FF01 FF06 FF07 FF08 FF09 GG02 HA08 HA09 HD02 JJ18 LL01 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yukihiro Ashizaki 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Koji Kamada 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma City Osaka Pref. Term (reference) 3D035 BA00 5H115 PA11 PG06 PI16 PU02 PV03 PV23 PV24 QE01 QE02 QE03 QE12 QH02 QN06 QN12 RB17 SE03 TB01 5H571 AA02 BB02 EE02 EE09 FF01 FF06 FF07 FF08 FF09 GG02 HA08 HA09 HD02 JJ02
Claims (4)
と、前記直流電動機に電力を供給する直流電源と、前記
直流電源のプラス側電極と前記直流電動機の第1の入力
端子との間に接続された第1のスイッチング手段と、前
記直流電源のプラス側電極と前記直流電動機の第2の入
力端子との間に接続された第2のスイッチング手段と、
前記直流電源のマイナス側電極と前記直流電動機の第1
の入力端子との間に接続された第3のスイッチング手段
と、前記直流電源のマイナス側電極と前記直流電動機の
第2の入力端子との間に接続された第4のスイッチング
手段と、前記第1から第4のスイッチング手段をON−
OFF制御する制御手段と、前記車椅子の車速を検出す
る速度検出手段とからなる電動車椅子の制御方法であっ
て、 前記制御手段は第1および第4のスイッチング手段をA
群、第2および第3のスイッチング手段をB群として、
前記直流電動機を正回転させるときにはB群をOFF状
態に保持してA群をスイッチングさせ、逆回転させると
きにはA群をOFF状態に保持してB群をスイッチング
させてPWM制御を行う第1の制御モードと、A群とB
群を交互にスイッチングさせてPWM制御を行い、A,
B群間のデューティー比のバランスを変化させることで
前記直流電動機の正転・逆転・停止・回転数の制御を行
う第2の制御モードとを有し、 車速が予め定められた第1の速度レベル以下の場合には
前記第2の制御モードで運転し、前記第1の速度レベル
を超えたときには前記第1の制御モードに切り替えて運
転を続けることを特徴とする電動車椅子の制御方法。1. A DC motor for rotating a driving wheel of a wheelchair, a DC power supply for supplying power to the DC motor, and a connection between a positive electrode of the DC power supply and a first input terminal of the DC motor. First switching means, a second switching means connected between a positive electrode of the DC power supply and a second input terminal of the DC motor,
A negative electrode of the DC power supply and a first electrode of the DC motor;
A third switching means connected between the input terminal of the DC motor, a fourth switching means connected between a negative electrode of the DC power supply and a second input terminal of the DC motor, Turn on the first to fourth switching means.
A method for controlling an electric wheelchair, comprising: control means for performing OFF control; and speed detection means for detecting a vehicle speed of the wheelchair, wherein the control means sets first and fourth switching means to A
Group, the second and third switching means as group B,
When the DC motor is rotated forward, the group B is kept OFF and the group A is switched, and when the DC motor is rotated backward, the group A is kept OFF and the group B is switched to perform PWM control. Mode, group A and B
The groups are alternately switched to perform PWM control, and A,
A second control mode for controlling the forward rotation, reverse rotation, stop, and rotation speed of the DC motor by changing the balance of the duty ratio between the groups B, wherein the first speed is a predetermined speed. A method for controlling an electric wheelchair, comprising: driving in the second control mode when the vehicle speed is equal to or lower than the level, and switching to the first control mode to continue driving when the speed exceeds the first speed level.
あって、車椅子の車速が第1の速度レベルを超えたこと
により第2の制御モードから第1の制御モードに切り替
わった後は、車速が前記第1の速度レベル以下となって
も制御モードの切り替えを行わずに、別途予め定めた第
2の速度レベル以下となったときに前記第1の制御モー
ドから前記第2の制御モードに切り替えることを特徴と
する電動車椅子の制御方法。2. The method for controlling an electric wheelchair according to claim 1, wherein after switching from the second control mode to the first control mode due to the vehicle speed of the wheelchair exceeding the first speed level, Even if the vehicle speed falls below the first speed level, the control mode is not switched, and when the vehicle speed falls below a second predetermined speed level, the control mode is switched from the first control mode to the second control mode. A method for controlling an electric wheelchair, characterized by switching to (1).
あって、制御モードの切り替えを車速に応じて切り替え
る代わりに、運転者が操作する切り替えスイッチにより
行うことを特徴とする電動車椅子の制御方法。3. The control method for an electric wheelchair according to claim 1, wherein the control mode is switched by a switch operated by a driver instead of switching according to the vehicle speed. Method.
あって、車椅子の始動後所定の時間のみ第2の制御モー
ドで運転し、しかる後第1の制御モードに切り替えて運
転することを特徴とする電動車椅子の制御方法。4. The method for controlling an electric wheelchair according to claim 1, wherein the operation is performed in the second control mode only for a predetermined time after the start of the wheelchair, and then the operation is switched to the first control mode. Characteristic control method of electric wheelchair.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10298224A JP2000134971A (en) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | Control method of electric wheelchair |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10298224A JP2000134971A (en) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | Control method of electric wheelchair |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000134971A true JP2000134971A (en) | 2000-05-12 |
Family
ID=17856846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10298224A Withdrawn JP2000134971A (en) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | Control method of electric wheelchair |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000134971A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100768644B1 (en) | 2006-12-15 | 2007-10-18 | 김덕영 | Automatic brake device of walking aid |
| JP2010220462A (en) * | 2009-02-17 | 2010-09-30 | Rohm Co Ltd | Circuit and method for driving of motor, and cooling device |
| JP2013212006A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Kubota Corp | Riding electric working machine |
| CN111049429A (en) * | 2019-06-11 | 2020-04-21 | 宁波华斯特林电机制造有限公司 | Soft start control system of Stirling motor and Stirling refrigerator |
-
1998
- 1998-10-20 JP JP10298224A patent/JP2000134971A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100768644B1 (en) | 2006-12-15 | 2007-10-18 | 김덕영 | Automatic brake device of walking aid |
| JP2010220462A (en) * | 2009-02-17 | 2010-09-30 | Rohm Co Ltd | Circuit and method for driving of motor, and cooling device |
| JP2013212006A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Kubota Corp | Riding electric working machine |
| CN111049429A (en) * | 2019-06-11 | 2020-04-21 | 宁波华斯特林电机制造有限公司 | Soft start control system of Stirling motor and Stirling refrigerator |
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