電動補助型車両の制御装置およびそれを用いた電動補助型車両
【課題】 介護者等の意図しない減速を行わないようにすることで、電動車椅子の操作感を向上させる。
【解決手段】 操作力検知部７１Ｒ，７１Ｌにより検知される操作力が付与されていないと判定しかつ当該車両が加速状態であるときに、制御部１２はモータ３１Ｒ，３１Ｌを発電制動の状態にして減速させる。
【解決手段】 操作力検知部７１Ｒ，７１Ｌにより検知される操作力が付与されていないと判定しかつ当該車両が加速状態であるときに、制御部１２はモータ３１Ｒ，３１Ｌを発電制動の状態にして減速させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車椅子等の電動補助型車両の制御装置およびそれを用いた電動補助型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動補助型車両として、例えば、介護者が車体を押し引きする操作力と、この操作力に基づいてモータで発生させた駆動力とによって推進される電動車椅子がある。ここで、介護者の操作力の方向及び大きさは、介護者用のハンドルに設けた操作力検知手段により検知され、介護者がこのハンドルに加えた操作力が所定の設定値を超えると、モータにより駆動力が生じる。
【０００３】
上記のような電動車椅子では、介護者がハンドルを握り、押し引きする等の操作力をハンドルに付与すれば、その操作力を操作力検知手段によって検知し、その検知結果に応じた駆動力がモータにより提供される。一方、介護者がハンドルを離すなどして操作力が付与されない状態（操作力解除状態）にすると、モータに発電制動力を発生させ、電動車椅子を停止させるように構成されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３６８０３号公報（第９頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の電動補助型車両では、走行に伴う慣性の作用など、その走行条件によっては、介護者がハンドルを握って一定速度で安定走行しているときに、人力による操作力が不要となり、操作力が付与されない状態となることがある。このような場合、操作力検知手段には操作力が検知されないので、電動車椅子を停止させようと制動力を発生させる。一方、介護者にとっては、一定速度を保って走行している車両が意図せず減速するので、不快な操作感覚を与えてしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、介護者等の意図しない減速を行わないようにすることで、その操作感を向上させる電動補助型車両の制御装置およびそれを用いた電動補助型車両の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の電動補助型車両の制御装置は、駆動力を発生するモータを搭載した電動補助型車両に対して操作者が与える操作力を検知する操作力検知手段と、前記電動補助型車両の車両速度を検知する車両速度検知手段と、前記操作力検知手段によって検知された操作力の値に基づいた駆動力を前記モータに発生させる手段と、前記操作力の値から操作力が付与されているかどうかを判定する操作力判定手段と、前記車両速度検知手段によって検知された車両速度から当該電動補助型車両が加速しているかどうかを判定する加速判定手段と、前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記加速判定手段により当該電動補助型車両が加速していると判定した場合、制動力を発生させる処理を行う手段とを備えたものである。
【０００８】
上記のように構成された電動補助型車両の制御装置によれば、前記操作力が付与されていないと判定しかつ当該電動補助型車両が加速していると判定する場合に、制動力を発生させる処理を行う。従って、操作者が当該電動補助型車両を一定速度で走行させている際に、操作力が付与されない状態となった場合にも、操作者の意図しない減速は行われない。
一方、下り坂を走行する際に操作力が付与されない状態であると判定される場合、当該電動補助型車両は下り方向に加速するので、制御装置は加速状態と判定し、制動力を発生させる処理を行う。従って、当該電動補助型車両を確実に減速させることができる。
【０００９】
上記電動補助型車両の制御装置において、前記操作力判定手段は、前記操作力の値が所定値以下か否かを判定し、その判定の結果、前記操作力の値が所定値以下と判定された場合、前記操作力判定手段は操作力が付与されていないと判定するものであってもよい。
この場合、若干の操作力が付与されたとしても操作力が前記所定値以下の範囲であれば、操作力は付与されていないと判定される。よって、操作力が付与されていないと判定する操作力の値に一定の範囲を与えることができるので、振動などに起因して生じる操作力の値の誤差を許容することができる。
【００１０】
また、上記の電動補助型車両の制御装置において、前記操作力判定手段は、前記操作力の値が所定値以下か否かを判定するとともに前記操作力の値に変動があるか否かを判定し、その判定の結果、前記操作力の値が所定値以下と判定されるとともに前記操作力に変動がないと判定した場合、前記操作力判定手段は操作力が付与されていないと判定するものであることが好ましい。
この場合、当該制御装置は、操作力が付与されていない状態であることを判定する要件として、前記操作力の値が所定値以下であることに加えて、当該操作力に変動がないことを要件としている。これは、操作力の値から操作力が付与されていないと判定される場合であっても、その操作力に変動があれば操作者が操作力を与えている可能性があるからである。これによって、より確実に操作力が付与されていない状態であることを判定することができる。
【００１１】
また、上記の電動補助型車両の制御装置において、前記車両速度検知手段によって検知された車両速度が所定の高速度以上かどうかを判定する高速度判定手段と、前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記高速度判定手段により前記車両速度が所定の高速度以上と判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行う手段と、をさらに備えてもよい。
この場合、所定の高速度以上で走行中に、操作力が付与されていない状態であると判定されれば、当該制御装置は他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行う。従って例えば、高速度で走行中に操作者が当該電動補助型車両から手を離した場合、当該電動補助型車両に制動力を発生させて確実に減速させることができる。
【００１２】
また、上記電動補助型車両の制御装置において、前記車両速度検知手段によって検知された車両速度が所定の低速度未満かどうかを判定する低速度判定手段と、前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記低速度判定手段により前記車両速度が所定の低速度未満であると判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行わない手段と、をさらに備えてもよい。
この場合、車両速度が制動力が不要な程度に十分低速度のときは、制動力を発生させる処理を行わず、減速させないので、当該電動補助型車両の操作感を向上できる。
【００１３】
本発明は、操作者が与える操作力に基づいて搭載されたモータに駆動力を発生させる制御装置を備えた電動補助型車両であって、前記制御装置は、上述の電動補助型車両の制御装置であることを特徴としている。
このように構成された当該電動補助型車両によれば、上述したように前記車両速度がほぼ一定である場合、操作力が付与されていないと判定しても、前記制御装置は制動力を発生させる処理を行わない。従って、操作者が当該電動補助型車両を一定速度で走行させている際に、操作力が付与されない状態となった場合にも、操作者の意図しない減速は行われない。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の電動補助型車両の制御装置およびこれを用いた電動補助型車両によれば、当該電動補助型車両が一定速度で走行している場合、操作者の意図しない制動を発生させないようにすることができるので、当該電動補助型車両の操作感を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図７及び図８は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る電動車両の制御装置を搭載した電動車椅子の側面図及び背面図である。図７及び図８において、電動車椅子Ｄの車体１は、複数のパイプ部材からなるフレーム２と、モータ及び減速機構等を内蔵した左右一対の駆動部ユニット３とによって構成されている。一対の駆動輪４（図７は輪郭のみを略記）は各駆動部ユニット３に取り付けられ、一対のキャスタ５は車体１の前部に取り付けられている。アームレスト６は、左右のフレーム２の上部に取り付けられている。左右のフレーム２間には、座シートＴ１及び背シートＴ２（図８）が張設されている。背シートＴ２の背面側には、バッテリポケットＰ１及び制御部ポケットＰ２が設けられている。
【００１６】
車体１の後方最上部には、略水平に操作部（グリップ）７が設けられ、その下部にブレーキレバー８が取り付けられている。操作部７は内部に操作力検知部として例えばポテンショメータを有しており、電動車椅子Ｄを押し引きする介護者（操作者）の操作力を検知することができるようになっている。なお、ポテンショメータに代えて、ストレインゲージを含むブリッジ回路を用いてもよい。また、介護者なしでも電動補助ができるタイプの電動車椅子では、駆動輪４のハンドリム（図示せず）に操作力検知部が設けられ、この操作力検知部により、搭乗者がハンドリムに与える操作力が検知される。
上記ブレーキレバー８は、他のブレーキレバー９とワイヤ１０を介して連係しており、どちらか一方からのブレーキ操作により、機械的に駆動輪４を制動することができる。
【００１７】
図８において、上記バッテリポケットＰ１及び制御部ポケットＰ２にはそれぞれ、バッテリ１１及び制御部１２が収納されている。バッテリ１１と制御部１２とは、ケーブルＣ１により互いに接続されている。また、制御部１２と、左右の駆動部ユニット３及び左右の操作部７とは、それぞれ、ケーブルＣ２,Ｃ３及びケーブルＣ４,Ｃ５によって接続されている。
【００１８】
図１は、制御装置の電気回路接続図である。車体１の右側に設けられているものには符号にＲを付けて表記し、車体１の左側に設けられているものには符号にＬを付けて表記している。駆動部ユニット３Ｒ及び３Ｌ内のモータはそれぞれ、３１Ｒ及び３１Ｌ（３１で総称する。）とする。また、操作部７Ｒ及び７Ｌ内の操作力検知部は、それぞれ７１Ｒ及び７１Ｌとする。
図１において、制御部１２のケースの表面には、スイッチ１３及び表示灯１４が設けられている（図８も参照）。なお、図１におけるケーブルＣ１〜Ｃ５はそれぞれ、図８において示したものに相当する。
【００１９】
上記制御部１２内には、制御回路１２１、電源回路１２２、駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌが設けられており、相互に接続されている。電源回路１２２には、バッテリ１１から直流電圧が供給される。電源回路１２２は、供給された直流電圧に基づいて、制御回路１２１並びに駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌに所定の電源電圧を供給する。制御回路１２１は、スイッチ１３及び表示灯１４と接続されており、スイッチ１３のオン操作によって作動し、表示灯１４を点灯させる。なお、制御部ポケットＰ２（図８）の上部には透明な柔らかいカバーが設けられており、このカバー越しにスイッチ１３の操作や、表示灯１４の点灯確認が可能である。
【００２０】
駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌは、例えば半導体スイッチング素子のブリッジ回路を含んでおり、電源回路１２２から供給された直流電圧を、制御回路１２１から供給されたＰＷＭ信号に基づいてスイッチングし、モータ３１Ｒ及び３１Ｌを駆動する。すなわち、駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌは、制御回路１２１とともに、後述する操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌから得られる操作力検知信号に基づいた駆動力をモータ３１Ｒ及び３１Ｌに発生させる手段を構成している。
【００２１】
また、電気制動時における駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌは、モータ３１Ｒ及び３１Ｌが回転している状態で電圧の供給を停止するとともに、例えばＰＷＭ信号のＨレベルの期間に各巻線端子を短絡し、Ｌレベルの期間に開放する。これにより、モータ３１Ｒ及び３１Ｌは、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた発電制動を行う状態となる。
【００２２】
制御回路１２１は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ等を含むものであり、操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌから入力される操作力に相当する操作力信号をディジタル値に変換した後、所定の処理を施す。操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌは、介護者が付与した押し引きの操作力をそれぞれ独立に検知して、操作力信号を発生させる。操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌはそれぞれ、操作部７Ｒ及び７Ｌが操作されていない中立位置を基点としてそこから前方又は後方に操作部７Ｒ及び７Ｌが操作されたとき、その操作力に従って出力値を変化させる。例えば、操作力が付与されていない状態の中立位置では、操作力信号は所定の値（通常、０でない値）である。前進方向への操作力が操作部７Ｒ及び７Ｌに付与されたときは、その操作力に応じて操作力信号の電圧値が上記所定の値から増加する。後退方向への操作力が操作部７Ｒ及び７Ｌに付与されたときは、その操作力に応じて操作力信号の電圧値は上記所定の値から減少する。
【００２３】
このように制御回路１２１は、操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌと共に操作力検知手段を構成しており、上記のように変化する操作力信号から上記所定の値を減算して得られる操作力検知信号に基づいて、モータ３１Ｒ及び３１Ｌの駆動又は制動を行う。
なお、操作部７Ｒ及び７Ｌに付与された操作力は、モータ３１Ｒ及び３１Ｌの発生する駆動力とは別に、それ自体が、それぞれ車体１を介して左右の駆動輪４（図７，図８）に伝達され、人力による駆動力となる。
【００２４】
上記モータ３１Ｒ及び３１Ｌの各々は、３相ブラシレスモータであり、ステータ側に３個のホール素子Ｈが内蔵されている（図１）。ホール素子Ｈは、ロータの回転に応じてパルスを出力する。このパルスは、対応する駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌを介して、制御回路１２１に送られる。制御回路１２１は単位時間あたりのパルス数をカウントすることにより、モータ３１Ｒ及び３１Ｌの回転速度を検知し、この回転速度から電動車椅子Ｄの速度を算出する。すなわち、制御回路１２１は、３個のホール素子Ｈと共に電動車椅子Ｄの速度を検知する車両速度検知手段を構成している。また、制御回路１２１は、ホール素子Ｈから出力されるパルスの位相に基づいて、モータ３１Ｒ及び３１Ｌの回転方向、すなわち、対応する左右の駆動輪４の回転方向を検知する。
なお、ホール素子Ｈの出力によらず、モータ３１Ｒ,３１Ｌ又は駆動輪４に付帯してタコジェネレータ等の速度センサを設けてもよい。この場合は、タコジェネレータの出力電圧により速度が、出力電圧の極性により回転方向が、それぞれ検出される。
【００２５】
次に、制御回路１２１の動作について説明する。制御回路１２１は、駆動モード、制動モード、及びオフモードのうち１つのモードを選択的に実行する。
駆動モードは、操作部７Ｒ及び７Ｌに与えられた操作力に基づいて電動車椅子Ｄを推進させるようにモータ３１Ｒ及び３１Ｌを駆動するモードである。操作力が押し方向であるときは、モータ３１Ｒ及び３１Ｌは正転し、操作力が引き方向であるときは、モータ３１Ｒ及び３１Ｌは逆転する。制動モードは、操作力が付与されなくなったとき、一定の条件下でモータ３１を制動するモードである。オフモードは、駆動モードもしくは制動モードのいずれも実行されない場合に、モータ３１の出力を停止させるモードである。オフモードではモータ３１Ｒ及び３１Ｌは電気制御から解放され、自由回転の状態にある。
【００２６】
上記の各モードの選択は、操作部７Ｒ及び７Ｌに付与された操作力に対応して選択されるように構成されている。すなわち、操作部７Ｒ及び７Ｌに付与された操作力に対応して操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌより出力される操作力信号の値から、操作力が付与されていないときの操作力信号の値を減算する処理（入力値変換）を行う。これにより、操作力検知部７１Ｒに対する操作力に対応する操作力検知信号ＦｉｎＲと、操作力検知部７１Ｌに対する操作力に対応する操作力検知信号ＦｉｎＬとが得られる。
【００２７】
図２は、制御回路１２１のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという。）によって実行されるモータ駆動又は制動のためのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは図示しないメインルーチンから所定のサンプリング時間ごとに繰り返し実行される。まず、ステップＳ１において、入力値の変換が行われる。すなわち、ＣＰＵは、操作部７Ｒ及び７Ｌに付与された操作力に対応して出力される操作力信号の値から、操作力が付与されていないときの操作力信号の値を減算する処理を行う。この処理によって、操作部７Ｒに対する操作力に対応する操作力検知信号ＦｉｎＲと、操作部７Ｌに対する操作力に対応する操作力検知信号ＦｉｎＬとが得られる。
【００２８】
図３は、このときの「操作力」対「操作力検知信号」の関係を示すグラフである。操作力が付与されていないとき操作力検知信号は０であり、前進方向（押し方向）の操作力が付与されたときは一定勾配で増加する正の値となり、後退方向（引き方向）の操作力が付与されたときは、上記一定勾配で負の方向に増加する値となる。従って、前進又は後退の識別は操作力検知信号の正負をもって、また、操作力の大小は操作力検知信号の絶対値によって検知することができる。なお、図３において、操作力の「＋Ｆｓ」及び「−Ｆｓ」は、所定の設定値である。
【００２９】
図２に戻って、次にＣＰＵは、ステップＳ２において、車両速度の算出を行う。この車両速度は、上述したモータ３１Ｌ，３１Ｒに内蔵されたホール素子Ｈから出力される単位時間あたりのパルス数をカウントすることにより検知される回転速度から算出され、左右のモータに対応する車両速度ＶｅｌＲ及びＶｅｌＬが得られる。
【００３０】
次にＣＰＵは、ステップＳ３において、操作力変動量及び車両速度変動量を算出する。
操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬを算出するには、まず、ステップの実行回数をｔとして、ステップＳ１で得られる操作力検知信号の現在値ＦｉｎＲ（ｔ）と前回値ＦｉｎＲ（ｔ−１）との差ｄＦｉｎＲ（ｔ）、及び、現在値ＦｉｎＬ（ｔ）と前回値ＦｉｎＬ（ｔ−１）との差ｄＦｉｎＬ（ｔ）を求める。
ｄＦｉｎＲ＝ｄＦｉｎＲ（ｔ）＝ＦｉｎＲ（ｔ）−ＦｉｎＲ（ｔ−１） ・・・（１）
ｄＦｉｎＬ＝ｄＦｉｎＬ（ｔ）＝ＦｉｎＬ（ｔ）−ＦｉｎＬ（ｔ−１） ・・・（２）
【００３１】
なお、操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬは、下記式（３），（４）に示す演算から求められる操作力変動量ｄＦｉｎＲＴ及びｄＦｉｎＬＴとしてもよい。
ｄＦｉｎＲＴ＝｛ｄＦｉｎＲ（ｔ）＋ｄＦｉｎＲＴ（ｔ−１）｝／２ ・・・（３）
ｄＦｉｎＬＴ＝｛ｄＦｉｎＬ（ｔ）＋ｄＦｉｎＬＴ（ｔ−１）｝／２ ・・・（４）
すなわち、上記（３），（４）式による操作力変動量ｄＦｉｎＲＴ及びｄＦｉｎＬＴは、操作力検知信号の前回値から今回値への変動量と、前回求めた操作力変動量との平均値であることを示している。このようにすることで、これらの値からノイズ等の急峻な変化を取り除くことができる。
【００３２】
また、車両速度変動量ｄＶｅｌＲ及びｄＶｅｌＬを算出するには、ステップの実行回数をｔとして、ステップＳ２で得られる車両速度の現在値ＶｅｌＲ（ｔ）の絶対値と前回値ＶｅｌＲ（ｔ−１）の絶対値との差ｄＶｅｌＲ（ｔ）、及び、現在値ＶｅｌＬ（ｔ）の絶対値と前回値ＶｅｌＬ（ｔ−１）の絶対値との差ｄＶｅｌＬ（ｔ）を求める。
ｄＶｅｌＲ（ｔ）＝｜ＶｅｌＲ（ｔ）｜−｜ＶｅｌＲ（ｔ−１）｜ ・・・（５）
ｄＶｅｌＬ（ｔ）＝｜ＶｅｌＬ（ｔ）｜−｜ＶｅｌＬ（ｔ−１）｜ ・・・（６）
このように車両速度変動量ｄＶｅｌＲ及びｄＶｅｌＬを車両速度の現在値の絶対値と前回値の絶対値との差とすることで、車両速度変動量ｄＶｅｌＲ及びｄＶｅｌＬが正の場合は加速状態にあり、負の場合には減速状態にあることが判断できる。
【００３３】
次にＣＰＵは、ステップＳ４において、既に制動モードが実行されているかどうかを判断する。制動モードである場合、ＣＰＵは引き続き制動モードの処理を実行し（ステップＳ１１）、当該ルーチンを終了する。一方、制動モードでない場合、ＣＰＵは、既に駆動モードの処理が実行されているかどうかを判断する（ステップＳ５）。駆動モードである場合、ＣＰＵは引き続き駆動モードの処理を実行し（ステップＳ９）、当該ルーチンを終了する。
【００３４】
なお、制動モードの処理及び駆動モードの処理が実行されているか否かの判断は、制御回路１２１内に設けられているメモリに、それぞれ制動モードフラグ及び駆動モードフラグがセットされているか否かをチェックすることにより行われる。また、制動モードフラグ及び駆動モードフラグは、これらのモードの処理が開始されたときセットされ、モードの処理が終了したときリセットされる。
【００３５】
ステップＳ５における判断の結果、駆動モードでない場合、ＣＰＵは、ステップＳ６に進み、制動要否の判定を行う。このステップＳ６では、後述するように制動が必要と判断する場合には制動モードフラグをセットし、制動が不要と判断する場合には、制動モードフラグをセットしない。そして、ステップＳ６にて制動要否の判定を行った後、ステップＳ７に進み、制動モードが実行されているかどうかを判断する。制動モードフラグがセットされている場合、ステップＳ１１にジャンプし、制動モードの処理を実行する。
【００３６】
一方、制動モードでない場合、ステップＳ８に進み、操作力検知信号ＦｉｎＲの絶対値が所定の判別値Ｆｓ以上であるか、又は、操作力検知信号ＦｉｎＬの絶対値が判別値Ｆｓ以上であるかを判断する。この判断がイエスの場合、ＣＰＵは、駆動モードの処理を実行する（ステップＳ９）。一方、ノーの場合、オフモードの処理を実行する。
【００３７】
ここで、上述のフローチャートに基づいて定まる、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬと各モードとの関係について説明する。図４は、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬと各モードとの関係を示す線図であり、横軸は操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの値を示しており、正側が前進方向（押し方向）の操作力、負側が後退方向（引き方向）の操作力を示している。
図に示すように、駆動モードは、操作力検知信号ＦｉｎＲ又はＦｉｎＬが＋Ｆｓ以上又は−Ｆｓ以下のとき実行される。ここで判別値Ｆｓは、所定の値であり、判別値Ｆｓに対応する所定の操作力以上の操作力が付与されたときに駆動モードが選択される。
【００３８】
また、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬが、−Ｆｓから＋Ｆｓの範囲である場合には、操作力が操作部７Ｒ，７Ｌに付与されていない状態と判定する。この判別値Ｆｓの値は、操作力が操作部７Ｒ，７Ｌに付与されていない状態において、振動や装置等に起因して生じる操作力の誤差を許容することができる範囲に設定されている。
【００３９】
制動モードおよびオフモードは、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬが−Ｆｓから＋Ｆｓの範囲にある場合においてある一定の条件下にて選択的に実行するように構成されている。すなわち、ＣＰＵは、ステップＳ６において、操作力が操作部７Ｒ及び７Ｌに付与されているかどうかを判定し、操作力が付与されていないと判定する場合に制動の要否を判定する。
【００４０】
ここで、上記ステップＳ６における制動要否の判定を行うサブルーチンについて、図５のフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。まずステップＳ６−１において、ＣＰＵは操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの各絶対値が、前述の判別値Ｆｓより小さいか否かを判定する。この判定結果がイエスの場合、操作力が付与されていないと判定し、ステップＳ６−２に進む。
一方、ステップＳ６−１の判定結果がノーすなわち操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬが判別値Ｆｓを超える場合、ステップＳ６−７に進み、カウンタＦｉｎｃｎｔを０にリセットし、ステップＳ６−８で後述する操作力の変動が無い時間の経過に相当するカウンタｄＦｉｎｃｎｔを０にリセットして当該ルーチンを終了し、図２中のルーチンに戻る。すなわち、操作部７Ｒ，７Ｌに操作力が付与されていると判定された場合には、制動モードは実行されない。そしてこの場合、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬは判別値Ｆｓ以上であるので、図２中のルーチンにおけるステップＳ８にてイエスと判定され、ステップＳ９に進み、駆動モードが実行される。
【００４１】
次に、ステップＳ６−２において、ＣＰＵは操作力が付与されていない時間の経過に相当するカウント値であるカウンタＦｉｎｃｎｔ（初期値は０）をＦｉｎｃｎｔ＝Ｆｉｎｃｎｔ＋１により、１つ増加させ、ステップＳ６−３に進む。なお、カウンタＦｉｎｃｎｔの１カウントに相当する実際の時間は、ＣＰＵがステップＳ６−２を実行する周期である。このようにカウンタＦｉｎｃｎｔの値を積算することで、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬが判別値Ｆｓより小さいと判定された状態の経過時間を把握している。
【００４２】
次にステップＳ６−３において、ＣＰＵはカウンタＦｉｎｃｎｔの値が下記式（７）を満たすとともに、車両速度ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬが、下記式（８）、又は、下記式（９）のいずれかを満たすかどうかを判定する。
Ｆｉｎｃｎｔ≧Ｔｓ ・・・（７）
｜ＶｅｌＲ｜≧Ｖ１ ・・・（８）
｜ＶｅｌＬ｜≧Ｖ１ ・・・（９）
【００４３】
ここでＴｓは所定のカウント数であり、Ｖ１は所定の高速度としての車両速度の値である。この判定結果がイエスの場合、ステップＳ６−９にジャンプし、ステップＳ６−９にて制動モードのフラグがセットされ、ステップＳ６−１０にてカウンタＦｉｎｃｎｔ及びカウンタｄＦｉｎｃｎｔを０にリセットされ当該ルーチンを終了する。その後、上述したモータ駆動又は制動のためのルーチンに戻り、ＣＰＵは制動モードを実行する。
すなわち、ステップＳ６−３において、当該電動車椅子Ｄが車両速度Ｖ１以上で走行しかつ、操作力が付与されていない状態が一定時間（Ｔｓにより定まる時間）継続していると判定されれば、ＣＰＵは後述の制動要否の判定（Ｓ６−４〜Ｓ６−６）を行うこと無く、モータ３１Ｒ及び３１Ｌに制動力（手離し時ブレーキ力）を発生させる。従って例えば、車両速度Ｖ１を超える速度で走行中に介護者が当該電動車椅子Ｄから手を離した場合、当該電動車椅子Ｄに制動力を発生させて確実に減速させることができる。
このように、ステップＳ６−３は、車両速度がＶ１以上かどうかを判定する高速度判定手段を成している。また、ステップＳ６−３は、ステップＳ６−１，Ｓ６−９とともに、操作力が付与されていないと判定しかつ車両速度が車両速度Ｖ１以上と判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行う手段を成している。そして、これらの手段はＣＰＵを含む制御回路１２１によって構成されている。
【００４４】
一方、ステップＳ６−３の判定結果がノーの場合は、ステップＳ６−４に進み、操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬの各絶対値が共に所定値Ｆｄより小さいか否かを判定する。このステップＳ６−４の判定結果がノーの場合、介護者が直前の操作で操作力を付与していたと認定し、ステップＳ６−８に進み、後述する操作力の変動が無い時間の経過に相当するカウンタｄＦｉｎｃｎｔを０にリセットして当該ルーチンを終了する。
【００４５】
ステップＳ６−４の判定結果がイエスの場合、操作力の変動が無いと判定し、ステップＳ６−５に進む。このステップＳ６−４において、ＣＰＵは、操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬの各絶対値が所定値Ｆｄ未満である場合に、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬに変動がないと判定する。
このようにしてＣＰＵは、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの各絶対値が判別値Ｆｓより小さいこと（ステップＳ６−１）に加えて、操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬの値から操作力に変動がないと判定（ステップＳ６−４）した場合、操作部７Ｒ，７Ｌに操作力が付与されていない状態であると判定する。すなわち、ステップＳ６−４は、ステップＳ６−１とともに操作力判定手段を成しており、この手段はＣＰＵを含む制御回路１２１によって構成されている。
【００４６】
操作力判定手段に係る操作力が付与されているかどうかの判定は、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの各絶対値が判別値Ｆｓより小さいかどうかの判定（ステップＳ６−１）のみによっても可能であるが、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの変動の有無の判定（ステップＳ６−４）を合わせて判定することが好ましい。この場合、より確実に操作力が付与されていない状態であることを判定できる。その理由は、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの絶対値が、判別値Ｆｓ以下であっても、その操作力に変動があれば介護者が操作力を与えている可能性があるからである。
【００４７】
次にステップＳ６−５において、ＣＰＵは操作力の変動が無い時間の経過に相当するカウント値であるカウンタｄＦｉｎｃｎｔ（初期値は０）をｄＦｉｎｃｎｔ＝ｄＦｉｎｃｎｔ＋１により、１つ増加させ、ステップＳ６−６に進む。なお、カウンタｄＦｉｎｃｎｔの１カウントに相当する実際の時間は、ＣＰＵがステップＳ６−５を実行する周期である。このようにカウンタｄＦｉｎｃｎｔの値を積算することで、操作力の変動が無いと判定された状態の経過時間を把握している。
【００４８】
次にステップＳ６−６において、ＣＰＵはカウンタｄＦｉｎｃｎｔの値が下記式（１０）を満たすとともに、車両速度変動量ｄＶｅｌＲ及び車両速度ＶｅｌＲ、車両速度変動量ｄＶｅｌＬ及び車両速度ＶｅｌＬが、下記式（１１）および下記式（１２）を満たすか、又は、下記式（１３）および下記式（１４）を満たすかどうかを判定する。
ｄＦｉｎｃｎｔ≧Ｔｄ ・・・（１０）
ｄＶｅｌＲ≧Ｖｄ ・・・（１１）
｜ＶｅｌＲ｜≧Ｖ２ ・・・（１２）
ｄＶｅｌＬ≧Ｖｄ ・・・（１３）
｜ＶｅｌＬ｜≧Ｖ２ ・・・（１４）
【００４９】
上記式中、Ｔｄは所定のカウント数であり、Ｖｄは所定の車両速度変動量（ただし、Ｖｄ＞０）、Ｖ２は低速度値としての制動力を要しない程度の低速度に相当する車両速度の値（Ｖ２＜Ｖ１）である。この判定結果がイエスの場合、ステップＳ６−９に進み、ステップＳ６−９にて制動モードのフラグがセットされ、続いてステップＳ６−１０にてカウンタＦｉｎｃｎｔ及びカウンタｄＦｉｎｃｎｔを０にリセットされ当該ルーチンを終了する。
【００５０】
ここで、上記式（１１），（１３）では、車両速度変動量ｄＶｅｌＲ，ｄＶｅｌＬが所定の車両速度変動量Ｖｄ以上である場合、車両速度ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬは増加状態にあり、電動車椅子Ｄが加速していると判定する。すなわち、ステップＳ６−６において、ＣＰＵは、操作力が付与されていない状態が一定時間（Ｔｄにより定まる時間）継続していると判断しかつ電動車椅子Ｄが加速していると判定したときに、ＣＰＵはステップＳ６−９に進み、制動モードフラグをセットし当該ルーチンを終了する。
【００５１】
このように、ステップＳ６−６は、電動車椅子Ｄが加速しているかどうかを判定する加速判定手段を成している。また、ステップＳ６−６は、ステップＳ６−１，Ｓ６−４，Ｓ６−９とともに、操作力が付与されていない状態であると判定しかつ電動車椅子Ｄが加速していると判定した場合に、制動力を発生させる処理（制動モードフラグのセット）を行う手段を成している。これらの手段は、ＣＰＵを含む制御回路１２１によって構成されている。
【００５２】
一方、ステップＳ６−６の判定結果がノーの場合、制動モードのフラグがセットされることなく当該ルーチンを終了する。従って、車両速度が一定、あるいは電動車椅子Ｄが減速している状態である（車両速度変動量ｄＶｅｌＲ，ｄＶｅｌＬが所定の値Ｖｄ以下である）と判断した場合、操作力が付与されていない状態が一定時間（Ｔｄにより定まる時間）継続していると判断しても、ＣＰＵは制動モードのフラグをセットせず当該ルーチンを終了する。
そして図２中ステップＳ６の制動要否の判定を終え、ステップＳ７においては制動モードでは無いと判断されるので、ステップＳ８に進む。そしてステップＳ８において、このときの操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬはＦｓ未満であるので、ＣＰＵはＮｏと判断し、ステップＳ１０に進みオフモードを実行する。よって、制動モードは実行されないので、電動車椅子Ｄを減速しない。従って、介護者が電動車椅子Ｄを一定速度で走行させている際に、操作力が付与されない状態となった場合にも、介護者等の意図しない減速が行われないので、電動車椅子Ｄの操作感を向上させることができる。
また、電動車椅子Ｄが例えば走行抵抗などにより減速している状態であって、介護者が操作部７Ｒ，７Ｌから手を離すことにより操作力が付与されない状態となった場合は、電動車椅子Ｄはすでに減速状態にあるので、制動力を発生させずともそのまま減速する。
【００５３】
さらに、図５中、ステップＳ６−６において、上記式（１２），（１４）によって車両速度（車両速度ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬ）が所定の低速度（Ｖ２）以上か否かを判定する。この車両速度ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬの各絶対値がＶ２より小さい場合は、ＣＰＵは制動モードのフラグをセットせず当該ルーチンを終える。
このようにステップＳ６−６は、車両速度がＶ２未満であるか否かを判定する低速度判定手段を成している。またステップＳ６−６は、ステップＳ６−１，Ｓ６−４とともに、操作力が付与されていないと判定しかつ車両速度が車両速度Ｖ２未満であると判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行わない手段を成しており、これらの手段はＣＰＵを含む制御回路１２１によって構成されている。
【００５４】
ここで上述のフローチャートに基づいて定まる、制動要否の判定と、操作力検知信号Ｆｉｎ（ＦｉｎＲ，ＦｉｎＬ）および車両速度Ｖｅｌ（ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬ）との関係について説明する。図６は、操作力検知信号Ｆｉｎと車両速度Ｖｅｌとの関係を示すグラフであり、横軸には操作力検知信号Ｆｉｎを、縦軸には車両速度Ｖｅｌを示している。図中、操作力検知信号ＦｉｎがＦｓ以上もしくは−Ｆｓ以下の範囲において駆動モードが選択される。操作力検知信号Ｆｉｎが−ＦｓからＦｓ範囲である範囲（図中斜線の範囲）において、上述したルーチンによる制動要否の判定が行われる。
【００５５】
範囲Ｈ１は、車両速度Ｖｅｌの絶対値が制動力を要しない程度の低速度に相当する車両速度Ｖ２以下の範囲であり、操作力検知信号Ｆｉｎおよび車両速度Ｖｅｌが範囲Ｈ１である場合、上述のように、制動モードのフラグはセットされず、制動は必要なしと判定される。そして図２中ステップＳ６の制動要否の判定を終え、ステップＳ７からステップＳ８に進む。そしてステップＳ８において、このときの操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬはＦｓ未満であるので、ＣＰＵはＮｏと判断し、ステップＳ１０に進みオフモードを実行する。従って、制動力を要しない程度の低速度の場合に操作力が付与されていない状態と判定すれば、制動力を発生させないので、低速度におけるスムーズな走行が妨げられることがなく、電動車椅子Ｄの操作感をより向上させることができる。
【００５６】
また範囲Ｈ３は、車両速度Ｖｅｌの絶対値が車両速度Ｖ１以上の範囲を示しており、この範囲では上述のように制動は必要ありと判定され、制動モードのフラグがセットされる。そして図２中ステップＳ６の制動要否の判定を終え、ステップＳ７において制動モードであると判断され、ステップＳ１１に進み、制動モードを実行する。
このように電動車椅子Ｄが高速度で走行している場合に操作力が付与されない状態と判定すれば、制動力を発生させるので、電動車椅子Ｄを確実に減速できる。
【００５７】
車両速度ＶｅｌがＶ２〜Ｖ１の範囲（−Ｖ２〜−Ｖ１の範囲）である範囲Ｈ２においては、操作力変動量ｄＦｉｎＲ，ｄＦｉｎＬ及び車両速度変動量ｄＶｅｌＲ，ｄＶｅｌＬに基づいて、さらに上述の制動要否の判定を行う。ここで、一定速度で走行している場合、操作力が付与されていない状態と判定されたとしても制動は不要であると判定するので、介護者が意図しない減速は行われず、電動車椅子Ｄの操作感を向上させることができる。
【００５８】
一方、この範囲Ｈ２において、例えば、下り坂を走行中に介護者が操作部７Ｒ，７Ｌから手を離し、電動車椅子Ｄが下り方向に向かって加速した場合、制御部は操作力が付与されていない状態であると判定するとともに電動車椅子が加速していると判定する。このような場合においては、制御部は発電制動力を発生させ、電動車椅子Ｄを確実に減速させる。
【００５９】
以上のようにして、本実施形態に係る電動車椅子の制御装置は、操作力が付与されない場合における制動要否の判定を行うことで、当該電動車椅子の操作感をより向上させることができる。
【００６０】
また、本実施形態に係る電動車椅子は、上述した電動車椅子の制御装置を備えているので、一定車両速度で走行中に、操作力が付与されない状態となった場合にも、介護者の意図しない減速は行われない。従って、当該電動車椅子の操作感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態である電動車椅子の制御装置の電気回路図である。
【図２】上記制御装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】上記制御装置における操作力と操作力検知信号との関係を示すグラフである。
【図４】上記制御装置における操作力検知信号と各モードとの関係を示す線図である。
【図５】図２のフローチャートにおけるステップＳ６の動作内容を示すフローチャートである。
【図６】上記制御装置における操作力検知信号と車両速度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態である上記制御装置を搭載した電動車椅子の側面図である。
【図８】本発明の一実施形態である上記制御装置を搭載した電動車椅子の背面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１２ 制御部
３１Ｒ，３１Ｌ モータ
７１Ｒ，７１Ｌ 操作力検知部
１２１ 制御回路
１２３Ｒ，１２３Ｌ 駆動回路
Ｄ 電動車椅子（電動補助型車両）
Ｈ ホール素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車椅子等の電動補助型車両の制御装置およびそれを用いた電動補助型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動補助型車両として、例えば、介護者が車体を押し引きする操作力と、この操作力に基づいてモータで発生させた駆動力とによって推進される電動車椅子がある。ここで、介護者の操作力の方向及び大きさは、介護者用のハンドルに設けた操作力検知手段により検知され、介護者がこのハンドルに加えた操作力が所定の設定値を超えると、モータにより駆動力が生じる。
【０００３】
上記のような電動車椅子では、介護者がハンドルを握り、押し引きする等の操作力をハンドルに付与すれば、その操作力を操作力検知手段によって検知し、その検知結果に応じた駆動力がモータにより提供される。一方、介護者がハンドルを離すなどして操作力が付与されない状態（操作力解除状態）にすると、モータに発電制動力を発生させ、電動車椅子を停止させるように構成されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３６８０３号公報（第９頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の電動補助型車両では、走行に伴う慣性の作用など、その走行条件によっては、介護者がハンドルを握って一定速度で安定走行しているときに、人力による操作力が不要となり、操作力が付与されない状態となることがある。このような場合、操作力検知手段には操作力が検知されないので、電動車椅子を停止させようと制動力を発生させる。一方、介護者にとっては、一定速度を保って走行している車両が意図せず減速するので、不快な操作感覚を与えてしまう。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、介護者等の意図しない減速を行わないようにすることで、その操作感を向上させる電動補助型車両の制御装置およびそれを用いた電動補助型車両の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の電動補助型車両の制御装置は、駆動力を発生するモータを搭載した電動補助型車両に対して操作者が与える操作力を検知する操作力検知手段と、前記電動補助型車両の車両速度を検知する車両速度検知手段と、前記操作力検知手段によって検知された操作力の値に基づいた駆動力を前記モータに発生させる手段と、前記操作力の値から操作力が付与されているかどうかを判定する操作力判定手段と、前記車両速度検知手段によって検知された車両速度から当該電動補助型車両が加速しているかどうかを判定する加速判定手段と、前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記加速判定手段により当該電動補助型車両が加速していると判定した場合、制動力を発生させる処理を行う手段とを備えたものである。
【０００８】
上記のように構成された電動補助型車両の制御装置によれば、前記操作力が付与されていないと判定しかつ当該電動補助型車両が加速していると判定する場合に、制動力を発生させる処理を行う。従って、操作者が当該電動補助型車両を一定速度で走行させている際に、操作力が付与されない状態となった場合にも、操作者の意図しない減速は行われない。
一方、下り坂を走行する際に操作力が付与されない状態であると判定される場合、当該電動補助型車両は下り方向に加速するので、制御装置は加速状態と判定し、制動力を発生させる処理を行う。従って、当該電動補助型車両を確実に減速させることができる。
【０００９】
上記電動補助型車両の制御装置において、前記操作力判定手段は、前記操作力の値が所定値以下か否かを判定し、その判定の結果、前記操作力の値が所定値以下と判定された場合、前記操作力判定手段は操作力が付与されていないと判定するものであってもよい。
この場合、若干の操作力が付与されたとしても操作力が前記所定値以下の範囲であれば、操作力は付与されていないと判定される。よって、操作力が付与されていないと判定する操作力の値に一定の範囲を与えることができるので、振動などに起因して生じる操作力の値の誤差を許容することができる。
【００１０】
また、上記の電動補助型車両の制御装置において、前記操作力判定手段は、前記操作力の値が所定値以下か否かを判定するとともに前記操作力の値に変動があるか否かを判定し、その判定の結果、前記操作力の値が所定値以下と判定されるとともに前記操作力に変動がないと判定した場合、前記操作力判定手段は操作力が付与されていないと判定するものであることが好ましい。
この場合、当該制御装置は、操作力が付与されていない状態であることを判定する要件として、前記操作力の値が所定値以下であることに加えて、当該操作力に変動がないことを要件としている。これは、操作力の値から操作力が付与されていないと判定される場合であっても、その操作力に変動があれば操作者が操作力を与えている可能性があるからである。これによって、より確実に操作力が付与されていない状態であることを判定することができる。
【００１１】
また、上記の電動補助型車両の制御装置において、前記車両速度検知手段によって検知された車両速度が所定の高速度以上かどうかを判定する高速度判定手段と、前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記高速度判定手段により前記車両速度が所定の高速度以上と判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行う手段と、をさらに備えてもよい。
この場合、所定の高速度以上で走行中に、操作力が付与されていない状態であると判定されれば、当該制御装置は他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行う。従って例えば、高速度で走行中に操作者が当該電動補助型車両から手を離した場合、当該電動補助型車両に制動力を発生させて確実に減速させることができる。
【００１２】
また、上記電動補助型車両の制御装置において、前記車両速度検知手段によって検知された車両速度が所定の低速度未満かどうかを判定する低速度判定手段と、前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記低速度判定手段により前記車両速度が所定の低速度未満であると判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行わない手段と、をさらに備えてもよい。
この場合、車両速度が制動力が不要な程度に十分低速度のときは、制動力を発生させる処理を行わず、減速させないので、当該電動補助型車両の操作感を向上できる。
【００１３】
本発明は、操作者が与える操作力に基づいて搭載されたモータに駆動力を発生させる制御装置を備えた電動補助型車両であって、前記制御装置は、上述の電動補助型車両の制御装置であることを特徴としている。
このように構成された当該電動補助型車両によれば、上述したように前記車両速度がほぼ一定である場合、操作力が付与されていないと判定しても、前記制御装置は制動力を発生させる処理を行わない。従って、操作者が当該電動補助型車両を一定速度で走行させている際に、操作力が付与されない状態となった場合にも、操作者の意図しない減速は行われない。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の電動補助型車両の制御装置およびこれを用いた電動補助型車両によれば、当該電動補助型車両が一定速度で走行している場合、操作者の意図しない制動を発生させないようにすることができるので、当該電動補助型車両の操作感を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図７及び図８は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る電動車両の制御装置を搭載した電動車椅子の側面図及び背面図である。図７及び図８において、電動車椅子Ｄの車体１は、複数のパイプ部材からなるフレーム２と、モータ及び減速機構等を内蔵した左右一対の駆動部ユニット３とによって構成されている。一対の駆動輪４（図７は輪郭のみを略記）は各駆動部ユニット３に取り付けられ、一対のキャスタ５は車体１の前部に取り付けられている。アームレスト６は、左右のフレーム２の上部に取り付けられている。左右のフレーム２間には、座シートＴ１及び背シートＴ２（図８）が張設されている。背シートＴ２の背面側には、バッテリポケットＰ１及び制御部ポケットＰ２が設けられている。
【００１６】
車体１の後方最上部には、略水平に操作部（グリップ）７が設けられ、その下部にブレーキレバー８が取り付けられている。操作部７は内部に操作力検知部として例えばポテンショメータを有しており、電動車椅子Ｄを押し引きする介護者（操作者）の操作力を検知することができるようになっている。なお、ポテンショメータに代えて、ストレインゲージを含むブリッジ回路を用いてもよい。また、介護者なしでも電動補助ができるタイプの電動車椅子では、駆動輪４のハンドリム（図示せず）に操作力検知部が設けられ、この操作力検知部により、搭乗者がハンドリムに与える操作力が検知される。
上記ブレーキレバー８は、他のブレーキレバー９とワイヤ１０を介して連係しており、どちらか一方からのブレーキ操作により、機械的に駆動輪４を制動することができる。
【００１７】
図８において、上記バッテリポケットＰ１及び制御部ポケットＰ２にはそれぞれ、バッテリ１１及び制御部１２が収納されている。バッテリ１１と制御部１２とは、ケーブルＣ１により互いに接続されている。また、制御部１２と、左右の駆動部ユニット３及び左右の操作部７とは、それぞれ、ケーブルＣ２,Ｃ３及びケーブルＣ４,Ｃ５によって接続されている。
【００１８】
図１は、制御装置の電気回路接続図である。車体１の右側に設けられているものには符号にＲを付けて表記し、車体１の左側に設けられているものには符号にＬを付けて表記している。駆動部ユニット３Ｒ及び３Ｌ内のモータはそれぞれ、３１Ｒ及び３１Ｌ（３１で総称する。）とする。また、操作部７Ｒ及び７Ｌ内の操作力検知部は、それぞれ７１Ｒ及び７１Ｌとする。
図１において、制御部１２のケースの表面には、スイッチ１３及び表示灯１４が設けられている（図８も参照）。なお、図１におけるケーブルＣ１〜Ｃ５はそれぞれ、図８において示したものに相当する。
【００１９】
上記制御部１２内には、制御回路１２１、電源回路１２２、駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌが設けられており、相互に接続されている。電源回路１２２には、バッテリ１１から直流電圧が供給される。電源回路１２２は、供給された直流電圧に基づいて、制御回路１２１並びに駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌに所定の電源電圧を供給する。制御回路１２１は、スイッチ１３及び表示灯１４と接続されており、スイッチ１３のオン操作によって作動し、表示灯１４を点灯させる。なお、制御部ポケットＰ２（図８）の上部には透明な柔らかいカバーが設けられており、このカバー越しにスイッチ１３の操作や、表示灯１４の点灯確認が可能である。
【００２０】
駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌは、例えば半導体スイッチング素子のブリッジ回路を含んでおり、電源回路１２２から供給された直流電圧を、制御回路１２１から供給されたＰＷＭ信号に基づいてスイッチングし、モータ３１Ｒ及び３１Ｌを駆動する。すなわち、駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌは、制御回路１２１とともに、後述する操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌから得られる操作力検知信号に基づいた駆動力をモータ３１Ｒ及び３１Ｌに発生させる手段を構成している。
【００２１】
また、電気制動時における駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌは、モータ３１Ｒ及び３１Ｌが回転している状態で電圧の供給を停止するとともに、例えばＰＷＭ信号のＨレベルの期間に各巻線端子を短絡し、Ｌレベルの期間に開放する。これにより、モータ３１Ｒ及び３１Ｌは、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた発電制動を行う状態となる。
【００２２】
制御回路１２１は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ等を含むものであり、操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌから入力される操作力に相当する操作力信号をディジタル値に変換した後、所定の処理を施す。操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌは、介護者が付与した押し引きの操作力をそれぞれ独立に検知して、操作力信号を発生させる。操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌはそれぞれ、操作部７Ｒ及び７Ｌが操作されていない中立位置を基点としてそこから前方又は後方に操作部７Ｒ及び７Ｌが操作されたとき、その操作力に従って出力値を変化させる。例えば、操作力が付与されていない状態の中立位置では、操作力信号は所定の値（通常、０でない値）である。前進方向への操作力が操作部７Ｒ及び７Ｌに付与されたときは、その操作力に応じて操作力信号の電圧値が上記所定の値から増加する。後退方向への操作力が操作部７Ｒ及び７Ｌに付与されたときは、その操作力に応じて操作力信号の電圧値は上記所定の値から減少する。
【００２３】
このように制御回路１２１は、操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌと共に操作力検知手段を構成しており、上記のように変化する操作力信号から上記所定の値を減算して得られる操作力検知信号に基づいて、モータ３１Ｒ及び３１Ｌの駆動又は制動を行う。
なお、操作部７Ｒ及び７Ｌに付与された操作力は、モータ３１Ｒ及び３１Ｌの発生する駆動力とは別に、それ自体が、それぞれ車体１を介して左右の駆動輪４（図７，図８）に伝達され、人力による駆動力となる。
【００２４】
上記モータ３１Ｒ及び３１Ｌの各々は、３相ブラシレスモータであり、ステータ側に３個のホール素子Ｈが内蔵されている（図１）。ホール素子Ｈは、ロータの回転に応じてパルスを出力する。このパルスは、対応する駆動回路１２３Ｒ及び１２３Ｌを介して、制御回路１２１に送られる。制御回路１２１は単位時間あたりのパルス数をカウントすることにより、モータ３１Ｒ及び３１Ｌの回転速度を検知し、この回転速度から電動車椅子Ｄの速度を算出する。すなわち、制御回路１２１は、３個のホール素子Ｈと共に電動車椅子Ｄの速度を検知する車両速度検知手段を構成している。また、制御回路１２１は、ホール素子Ｈから出力されるパルスの位相に基づいて、モータ３１Ｒ及び３１Ｌの回転方向、すなわち、対応する左右の駆動輪４の回転方向を検知する。
なお、ホール素子Ｈの出力によらず、モータ３１Ｒ,３１Ｌ又は駆動輪４に付帯してタコジェネレータ等の速度センサを設けてもよい。この場合は、タコジェネレータの出力電圧により速度が、出力電圧の極性により回転方向が、それぞれ検出される。
【００２５】
次に、制御回路１２１の動作について説明する。制御回路１２１は、駆動モード、制動モード、及びオフモードのうち１つのモードを選択的に実行する。
駆動モードは、操作部７Ｒ及び７Ｌに与えられた操作力に基づいて電動車椅子Ｄを推進させるようにモータ３１Ｒ及び３１Ｌを駆動するモードである。操作力が押し方向であるときは、モータ３１Ｒ及び３１Ｌは正転し、操作力が引き方向であるときは、モータ３１Ｒ及び３１Ｌは逆転する。制動モードは、操作力が付与されなくなったとき、一定の条件下でモータ３１を制動するモードである。オフモードは、駆動モードもしくは制動モードのいずれも実行されない場合に、モータ３１の出力を停止させるモードである。オフモードではモータ３１Ｒ及び３１Ｌは電気制御から解放され、自由回転の状態にある。
【００２６】
上記の各モードの選択は、操作部７Ｒ及び７Ｌに付与された操作力に対応して選択されるように構成されている。すなわち、操作部７Ｒ及び７Ｌに付与された操作力に対応して操作力検知部７１Ｒ及び７１Ｌより出力される操作力信号の値から、操作力が付与されていないときの操作力信号の値を減算する処理（入力値変換）を行う。これにより、操作力検知部７１Ｒに対する操作力に対応する操作力検知信号ＦｉｎＲと、操作力検知部７１Ｌに対する操作力に対応する操作力検知信号ＦｉｎＬとが得られる。
【００２７】
図２は、制御回路１２１のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという。）によって実行されるモータ駆動又は制動のためのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは図示しないメインルーチンから所定のサンプリング時間ごとに繰り返し実行される。まず、ステップＳ１において、入力値の変換が行われる。すなわち、ＣＰＵは、操作部７Ｒ及び７Ｌに付与された操作力に対応して出力される操作力信号の値から、操作力が付与されていないときの操作力信号の値を減算する処理を行う。この処理によって、操作部７Ｒに対する操作力に対応する操作力検知信号ＦｉｎＲと、操作部７Ｌに対する操作力に対応する操作力検知信号ＦｉｎＬとが得られる。
【００２８】
図３は、このときの「操作力」対「操作力検知信号」の関係を示すグラフである。操作力が付与されていないとき操作力検知信号は０であり、前進方向（押し方向）の操作力が付与されたときは一定勾配で増加する正の値となり、後退方向（引き方向）の操作力が付与されたときは、上記一定勾配で負の方向に増加する値となる。従って、前進又は後退の識別は操作力検知信号の正負をもって、また、操作力の大小は操作力検知信号の絶対値によって検知することができる。なお、図３において、操作力の「＋Ｆｓ」及び「−Ｆｓ」は、所定の設定値である。
【００２９】
図２に戻って、次にＣＰＵは、ステップＳ２において、車両速度の算出を行う。この車両速度は、上述したモータ３１Ｌ，３１Ｒに内蔵されたホール素子Ｈから出力される単位時間あたりのパルス数をカウントすることにより検知される回転速度から算出され、左右のモータに対応する車両速度ＶｅｌＲ及びＶｅｌＬが得られる。
【００３０】
次にＣＰＵは、ステップＳ３において、操作力変動量及び車両速度変動量を算出する。
操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬを算出するには、まず、ステップの実行回数をｔとして、ステップＳ１で得られる操作力検知信号の現在値ＦｉｎＲ（ｔ）と前回値ＦｉｎＲ（ｔ−１）との差ｄＦｉｎＲ（ｔ）、及び、現在値ＦｉｎＬ（ｔ）と前回値ＦｉｎＬ（ｔ−１）との差ｄＦｉｎＬ（ｔ）を求める。
ｄＦｉｎＲ＝ｄＦｉｎＲ（ｔ）＝ＦｉｎＲ（ｔ）−ＦｉｎＲ（ｔ−１） ・・・（１）
ｄＦｉｎＬ＝ｄＦｉｎＬ（ｔ）＝ＦｉｎＬ（ｔ）−ＦｉｎＬ（ｔ−１） ・・・（２）
【００３１】
なお、操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬは、下記式（３），（４）に示す演算から求められる操作力変動量ｄＦｉｎＲＴ及びｄＦｉｎＬＴとしてもよい。
ｄＦｉｎＲＴ＝｛ｄＦｉｎＲ（ｔ）＋ｄＦｉｎＲＴ（ｔ−１）｝／２ ・・・（３）
ｄＦｉｎＬＴ＝｛ｄＦｉｎＬ（ｔ）＋ｄＦｉｎＬＴ（ｔ−１）｝／２ ・・・（４）
すなわち、上記（３），（４）式による操作力変動量ｄＦｉｎＲＴ及びｄＦｉｎＬＴは、操作力検知信号の前回値から今回値への変動量と、前回求めた操作力変動量との平均値であることを示している。このようにすることで、これらの値からノイズ等の急峻な変化を取り除くことができる。
【００３２】
また、車両速度変動量ｄＶｅｌＲ及びｄＶｅｌＬを算出するには、ステップの実行回数をｔとして、ステップＳ２で得られる車両速度の現在値ＶｅｌＲ（ｔ）の絶対値と前回値ＶｅｌＲ（ｔ−１）の絶対値との差ｄＶｅｌＲ（ｔ）、及び、現在値ＶｅｌＬ（ｔ）の絶対値と前回値ＶｅｌＬ（ｔ−１）の絶対値との差ｄＶｅｌＬ（ｔ）を求める。
ｄＶｅｌＲ（ｔ）＝｜ＶｅｌＲ（ｔ）｜−｜ＶｅｌＲ（ｔ−１）｜ ・・・（５）
ｄＶｅｌＬ（ｔ）＝｜ＶｅｌＬ（ｔ）｜−｜ＶｅｌＬ（ｔ−１）｜ ・・・（６）
このように車両速度変動量ｄＶｅｌＲ及びｄＶｅｌＬを車両速度の現在値の絶対値と前回値の絶対値との差とすることで、車両速度変動量ｄＶｅｌＲ及びｄＶｅｌＬが正の場合は加速状態にあり、負の場合には減速状態にあることが判断できる。
【００３３】
次にＣＰＵは、ステップＳ４において、既に制動モードが実行されているかどうかを判断する。制動モードである場合、ＣＰＵは引き続き制動モードの処理を実行し（ステップＳ１１）、当該ルーチンを終了する。一方、制動モードでない場合、ＣＰＵは、既に駆動モードの処理が実行されているかどうかを判断する（ステップＳ５）。駆動モードである場合、ＣＰＵは引き続き駆動モードの処理を実行し（ステップＳ９）、当該ルーチンを終了する。
【００３４】
なお、制動モードの処理及び駆動モードの処理が実行されているか否かの判断は、制御回路１２１内に設けられているメモリに、それぞれ制動モードフラグ及び駆動モードフラグがセットされているか否かをチェックすることにより行われる。また、制動モードフラグ及び駆動モードフラグは、これらのモードの処理が開始されたときセットされ、モードの処理が終了したときリセットされる。
【００３５】
ステップＳ５における判断の結果、駆動モードでない場合、ＣＰＵは、ステップＳ６に進み、制動要否の判定を行う。このステップＳ６では、後述するように制動が必要と判断する場合には制動モードフラグをセットし、制動が不要と判断する場合には、制動モードフラグをセットしない。そして、ステップＳ６にて制動要否の判定を行った後、ステップＳ７に進み、制動モードが実行されているかどうかを判断する。制動モードフラグがセットされている場合、ステップＳ１１にジャンプし、制動モードの処理を実行する。
【００３６】
一方、制動モードでない場合、ステップＳ８に進み、操作力検知信号ＦｉｎＲの絶対値が所定の判別値Ｆｓ以上であるか、又は、操作力検知信号ＦｉｎＬの絶対値が判別値Ｆｓ以上であるかを判断する。この判断がイエスの場合、ＣＰＵは、駆動モードの処理を実行する（ステップＳ９）。一方、ノーの場合、オフモードの処理を実行する。
【００３７】
ここで、上述のフローチャートに基づいて定まる、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬと各モードとの関係について説明する。図４は、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬと各モードとの関係を示す線図であり、横軸は操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの値を示しており、正側が前進方向（押し方向）の操作力、負側が後退方向（引き方向）の操作力を示している。
図に示すように、駆動モードは、操作力検知信号ＦｉｎＲ又はＦｉｎＬが＋Ｆｓ以上又は−Ｆｓ以下のとき実行される。ここで判別値Ｆｓは、所定の値であり、判別値Ｆｓに対応する所定の操作力以上の操作力が付与されたときに駆動モードが選択される。
【００３８】
また、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬが、−Ｆｓから＋Ｆｓの範囲である場合には、操作力が操作部７Ｒ，７Ｌに付与されていない状態と判定する。この判別値Ｆｓの値は、操作力が操作部７Ｒ，７Ｌに付与されていない状態において、振動や装置等に起因して生じる操作力の誤差を許容することができる範囲に設定されている。
【００３９】
制動モードおよびオフモードは、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬが−Ｆｓから＋Ｆｓの範囲にある場合においてある一定の条件下にて選択的に実行するように構成されている。すなわち、ＣＰＵは、ステップＳ６において、操作力が操作部７Ｒ及び７Ｌに付与されているかどうかを判定し、操作力が付与されていないと判定する場合に制動の要否を判定する。
【００４０】
ここで、上記ステップＳ６における制動要否の判定を行うサブルーチンについて、図５のフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。まずステップＳ６−１において、ＣＰＵは操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの各絶対値が、前述の判別値Ｆｓより小さいか否かを判定する。この判定結果がイエスの場合、操作力が付与されていないと判定し、ステップＳ６−２に進む。
一方、ステップＳ６−１の判定結果がノーすなわち操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬが判別値Ｆｓを超える場合、ステップＳ６−７に進み、カウンタＦｉｎｃｎｔを０にリセットし、ステップＳ６−８で後述する操作力の変動が無い時間の経過に相当するカウンタｄＦｉｎｃｎｔを０にリセットして当該ルーチンを終了し、図２中のルーチンに戻る。すなわち、操作部７Ｒ，７Ｌに操作力が付与されていると判定された場合には、制動モードは実行されない。そしてこの場合、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬは判別値Ｆｓ以上であるので、図２中のルーチンにおけるステップＳ８にてイエスと判定され、ステップＳ９に進み、駆動モードが実行される。
【００４１】
次に、ステップＳ６−２において、ＣＰＵは操作力が付与されていない時間の経過に相当するカウント値であるカウンタＦｉｎｃｎｔ（初期値は０）をＦｉｎｃｎｔ＝Ｆｉｎｃｎｔ＋１により、１つ増加させ、ステップＳ６−３に進む。なお、カウンタＦｉｎｃｎｔの１カウントに相当する実際の時間は、ＣＰＵがステップＳ６−２を実行する周期である。このようにカウンタＦｉｎｃｎｔの値を積算することで、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬが判別値Ｆｓより小さいと判定された状態の経過時間を把握している。
【００４２】
次にステップＳ６−３において、ＣＰＵはカウンタＦｉｎｃｎｔの値が下記式（７）を満たすとともに、車両速度ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬが、下記式（８）、又は、下記式（９）のいずれかを満たすかどうかを判定する。
Ｆｉｎｃｎｔ≧Ｔｓ ・・・（７）
｜ＶｅｌＲ｜≧Ｖ１ ・・・（８）
｜ＶｅｌＬ｜≧Ｖ１ ・・・（９）
【００４３】
ここでＴｓは所定のカウント数であり、Ｖ１は所定の高速度としての車両速度の値である。この判定結果がイエスの場合、ステップＳ６−９にジャンプし、ステップＳ６−９にて制動モードのフラグがセットされ、ステップＳ６−１０にてカウンタＦｉｎｃｎｔ及びカウンタｄＦｉｎｃｎｔを０にリセットされ当該ルーチンを終了する。その後、上述したモータ駆動又は制動のためのルーチンに戻り、ＣＰＵは制動モードを実行する。
すなわち、ステップＳ６−３において、当該電動車椅子Ｄが車両速度Ｖ１以上で走行しかつ、操作力が付与されていない状態が一定時間（Ｔｓにより定まる時間）継続していると判定されれば、ＣＰＵは後述の制動要否の判定（Ｓ６−４〜Ｓ６−６）を行うこと無く、モータ３１Ｒ及び３１Ｌに制動力（手離し時ブレーキ力）を発生させる。従って例えば、車両速度Ｖ１を超える速度で走行中に介護者が当該電動車椅子Ｄから手を離した場合、当該電動車椅子Ｄに制動力を発生させて確実に減速させることができる。
このように、ステップＳ６−３は、車両速度がＶ１以上かどうかを判定する高速度判定手段を成している。また、ステップＳ６−３は、ステップＳ６−１，Ｓ６−９とともに、操作力が付与されていないと判定しかつ車両速度が車両速度Ｖ１以上と判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行う手段を成している。そして、これらの手段はＣＰＵを含む制御回路１２１によって構成されている。
【００４４】
一方、ステップＳ６−３の判定結果がノーの場合は、ステップＳ６−４に進み、操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬの各絶対値が共に所定値Ｆｄより小さいか否かを判定する。このステップＳ６−４の判定結果がノーの場合、介護者が直前の操作で操作力を付与していたと認定し、ステップＳ６−８に進み、後述する操作力の変動が無い時間の経過に相当するカウンタｄＦｉｎｃｎｔを０にリセットして当該ルーチンを終了する。
【００４５】
ステップＳ６−４の判定結果がイエスの場合、操作力の変動が無いと判定し、ステップＳ６−５に進む。このステップＳ６−４において、ＣＰＵは、操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬの各絶対値が所定値Ｆｄ未満である場合に、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬに変動がないと判定する。
このようにしてＣＰＵは、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの各絶対値が判別値Ｆｓより小さいこと（ステップＳ６−１）に加えて、操作力変動量ｄＦｉｎＲ及びｄＦｉｎＬの値から操作力に変動がないと判定（ステップＳ６−４）した場合、操作部７Ｒ，７Ｌに操作力が付与されていない状態であると判定する。すなわち、ステップＳ６−４は、ステップＳ６−１とともに操作力判定手段を成しており、この手段はＣＰＵを含む制御回路１２１によって構成されている。
【００４６】
操作力判定手段に係る操作力が付与されているかどうかの判定は、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの各絶対値が判別値Ｆｓより小さいかどうかの判定（ステップＳ６−１）のみによっても可能であるが、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの変動の有無の判定（ステップＳ６−４）を合わせて判定することが好ましい。この場合、より確実に操作力が付与されていない状態であることを判定できる。その理由は、操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬの絶対値が、判別値Ｆｓ以下であっても、その操作力に変動があれば介護者が操作力を与えている可能性があるからである。
【００４７】
次にステップＳ６−５において、ＣＰＵは操作力の変動が無い時間の経過に相当するカウント値であるカウンタｄＦｉｎｃｎｔ（初期値は０）をｄＦｉｎｃｎｔ＝ｄＦｉｎｃｎｔ＋１により、１つ増加させ、ステップＳ６−６に進む。なお、カウンタｄＦｉｎｃｎｔの１カウントに相当する実際の時間は、ＣＰＵがステップＳ６−５を実行する周期である。このようにカウンタｄＦｉｎｃｎｔの値を積算することで、操作力の変動が無いと判定された状態の経過時間を把握している。
【００４８】
次にステップＳ６−６において、ＣＰＵはカウンタｄＦｉｎｃｎｔの値が下記式（１０）を満たすとともに、車両速度変動量ｄＶｅｌＲ及び車両速度ＶｅｌＲ、車両速度変動量ｄＶｅｌＬ及び車両速度ＶｅｌＬが、下記式（１１）および下記式（１２）を満たすか、又は、下記式（１３）および下記式（１４）を満たすかどうかを判定する。
ｄＦｉｎｃｎｔ≧Ｔｄ ・・・（１０）
ｄＶｅｌＲ≧Ｖｄ ・・・（１１）
｜ＶｅｌＲ｜≧Ｖ２ ・・・（１２）
ｄＶｅｌＬ≧Ｖｄ ・・・（１３）
｜ＶｅｌＬ｜≧Ｖ２ ・・・（１４）
【００４９】
上記式中、Ｔｄは所定のカウント数であり、Ｖｄは所定の車両速度変動量（ただし、Ｖｄ＞０）、Ｖ２は低速度値としての制動力を要しない程度の低速度に相当する車両速度の値（Ｖ２＜Ｖ１）である。この判定結果がイエスの場合、ステップＳ６−９に進み、ステップＳ６−９にて制動モードのフラグがセットされ、続いてステップＳ６−１０にてカウンタＦｉｎｃｎｔ及びカウンタｄＦｉｎｃｎｔを０にリセットされ当該ルーチンを終了する。
【００５０】
ここで、上記式（１１），（１３）では、車両速度変動量ｄＶｅｌＲ，ｄＶｅｌＬが所定の車両速度変動量Ｖｄ以上である場合、車両速度ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬは増加状態にあり、電動車椅子Ｄが加速していると判定する。すなわち、ステップＳ６−６において、ＣＰＵは、操作力が付与されていない状態が一定時間（Ｔｄにより定まる時間）継続していると判断しかつ電動車椅子Ｄが加速していると判定したときに、ＣＰＵはステップＳ６−９に進み、制動モードフラグをセットし当該ルーチンを終了する。
【００５１】
このように、ステップＳ６−６は、電動車椅子Ｄが加速しているかどうかを判定する加速判定手段を成している。また、ステップＳ６−６は、ステップＳ６−１，Ｓ６−４，Ｓ６−９とともに、操作力が付与されていない状態であると判定しかつ電動車椅子Ｄが加速していると判定した場合に、制動力を発生させる処理（制動モードフラグのセット）を行う手段を成している。これらの手段は、ＣＰＵを含む制御回路１２１によって構成されている。
【００５２】
一方、ステップＳ６−６の判定結果がノーの場合、制動モードのフラグがセットされることなく当該ルーチンを終了する。従って、車両速度が一定、あるいは電動車椅子Ｄが減速している状態である（車両速度変動量ｄＶｅｌＲ，ｄＶｅｌＬが所定の値Ｖｄ以下である）と判断した場合、操作力が付与されていない状態が一定時間（Ｔｄにより定まる時間）継続していると判断しても、ＣＰＵは制動モードのフラグをセットせず当該ルーチンを終了する。
そして図２中ステップＳ６の制動要否の判定を終え、ステップＳ７においては制動モードでは無いと判断されるので、ステップＳ８に進む。そしてステップＳ８において、このときの操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬはＦｓ未満であるので、ＣＰＵはＮｏと判断し、ステップＳ１０に進みオフモードを実行する。よって、制動モードは実行されないので、電動車椅子Ｄを減速しない。従って、介護者が電動車椅子Ｄを一定速度で走行させている際に、操作力が付与されない状態となった場合にも、介護者等の意図しない減速が行われないので、電動車椅子Ｄの操作感を向上させることができる。
また、電動車椅子Ｄが例えば走行抵抗などにより減速している状態であって、介護者が操作部７Ｒ，７Ｌから手を離すことにより操作力が付与されない状態となった場合は、電動車椅子Ｄはすでに減速状態にあるので、制動力を発生させずともそのまま減速する。
【００５３】
さらに、図５中、ステップＳ６−６において、上記式（１２），（１４）によって車両速度（車両速度ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬ）が所定の低速度（Ｖ２）以上か否かを判定する。この車両速度ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬの各絶対値がＶ２より小さい場合は、ＣＰＵは制動モードのフラグをセットせず当該ルーチンを終える。
このようにステップＳ６−６は、車両速度がＶ２未満であるか否かを判定する低速度判定手段を成している。またステップＳ６−６は、ステップＳ６−１，Ｓ６−４とともに、操作力が付与されていないと判定しかつ車両速度が車両速度Ｖ２未満であると判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行わない手段を成しており、これらの手段はＣＰＵを含む制御回路１２１によって構成されている。
【００５４】
ここで上述のフローチャートに基づいて定まる、制動要否の判定と、操作力検知信号Ｆｉｎ（ＦｉｎＲ，ＦｉｎＬ）および車両速度Ｖｅｌ（ＶｅｌＲ，ＶｅｌＬ）との関係について説明する。図６は、操作力検知信号Ｆｉｎと車両速度Ｖｅｌとの関係を示すグラフであり、横軸には操作力検知信号Ｆｉｎを、縦軸には車両速度Ｖｅｌを示している。図中、操作力検知信号ＦｉｎがＦｓ以上もしくは−Ｆｓ以下の範囲において駆動モードが選択される。操作力検知信号Ｆｉｎが−ＦｓからＦｓ範囲である範囲（図中斜線の範囲）において、上述したルーチンによる制動要否の判定が行われる。
【００５５】
範囲Ｈ１は、車両速度Ｖｅｌの絶対値が制動力を要しない程度の低速度に相当する車両速度Ｖ２以下の範囲であり、操作力検知信号Ｆｉｎおよび車両速度Ｖｅｌが範囲Ｈ１である場合、上述のように、制動モードのフラグはセットされず、制動は必要なしと判定される。そして図２中ステップＳ６の制動要否の判定を終え、ステップＳ７からステップＳ８に進む。そしてステップＳ８において、このときの操作力検知信号ＦｉｎＲ及びＦｉｎＬはＦｓ未満であるので、ＣＰＵはＮｏと判断し、ステップＳ１０に進みオフモードを実行する。従って、制動力を要しない程度の低速度の場合に操作力が付与されていない状態と判定すれば、制動力を発生させないので、低速度におけるスムーズな走行が妨げられることがなく、電動車椅子Ｄの操作感をより向上させることができる。
【００５６】
また範囲Ｈ３は、車両速度Ｖｅｌの絶対値が車両速度Ｖ１以上の範囲を示しており、この範囲では上述のように制動は必要ありと判定され、制動モードのフラグがセットされる。そして図２中ステップＳ６の制動要否の判定を終え、ステップＳ７において制動モードであると判断され、ステップＳ１１に進み、制動モードを実行する。
このように電動車椅子Ｄが高速度で走行している場合に操作力が付与されない状態と判定すれば、制動力を発生させるので、電動車椅子Ｄを確実に減速できる。
【００５７】
車両速度ＶｅｌがＶ２〜Ｖ１の範囲（−Ｖ２〜−Ｖ１の範囲）である範囲Ｈ２においては、操作力変動量ｄＦｉｎＲ，ｄＦｉｎＬ及び車両速度変動量ｄＶｅｌＲ，ｄＶｅｌＬに基づいて、さらに上述の制動要否の判定を行う。ここで、一定速度で走行している場合、操作力が付与されていない状態と判定されたとしても制動は不要であると判定するので、介護者が意図しない減速は行われず、電動車椅子Ｄの操作感を向上させることができる。
【００５８】
一方、この範囲Ｈ２において、例えば、下り坂を走行中に介護者が操作部７Ｒ，７Ｌから手を離し、電動車椅子Ｄが下り方向に向かって加速した場合、制御部は操作力が付与されていない状態であると判定するとともに電動車椅子が加速していると判定する。このような場合においては、制御部は発電制動力を発生させ、電動車椅子Ｄを確実に減速させる。
【００５９】
以上のようにして、本実施形態に係る電動車椅子の制御装置は、操作力が付与されない場合における制動要否の判定を行うことで、当該電動車椅子の操作感をより向上させることができる。
【００６０】
また、本実施形態に係る電動車椅子は、上述した電動車椅子の制御装置を備えているので、一定車両速度で走行中に、操作力が付与されない状態となった場合にも、介護者の意図しない減速は行われない。従って、当該電動車椅子の操作感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態である電動車椅子の制御装置の電気回路図である。
【図２】上記制御装置における制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図３】上記制御装置における操作力と操作力検知信号との関係を示すグラフである。
【図４】上記制御装置における操作力検知信号と各モードとの関係を示す線図である。
【図５】図２のフローチャートにおけるステップＳ６の動作内容を示すフローチャートである。
【図６】上記制御装置における操作力検知信号と車両速度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態である上記制御装置を搭載した電動車椅子の側面図である。
【図８】本発明の一実施形態である上記制御装置を搭載した電動車椅子の背面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１２ 制御部
３１Ｒ，３１Ｌ モータ
７１Ｒ，７１Ｌ 操作力検知部
１２１ 制御回路
１２３Ｒ，１２３Ｌ 駆動回路
Ｄ 電動車椅子（電動補助型車両）
Ｈ ホール素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生するモータを搭載した電動補助型車両に対して操作者が与える操作力を検知する操作力検知手段と、
前記電動補助型車両の車両速度を検知する車両速度検知手段と、
前記操作力検知手段によって検知された操作力の値に基づいた駆動力を前記モータに発生させる手段と、
前記操作力の値から操作力が付与されているかどうかを判定する操作力判定手段と、
前記車両速度検知手段によって検知された車両速度から当該電動補助型車両が加速しているかどうかを判定する加速判定手段と、
前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記加速判定手段により当該電動補助型車両が加速していると判定した場合、制動力を発生させる処理を行う手段とを備えたことを特徴とする電動補助型車両の制御装置。
【請求項２】
前記操作力判定手段は、前記操作力の値が所定値以下か否かを判定し、その判定の結果、前記操作力の値が所定値以下と判定された場合、前記操作力判定手段は操作力が付与されていないと判定する請求項１に記載の電動補助型車両の制御装置。
【請求項３】
前記操作力判定手段は、前記操作力の値が所定値以下か否かを判定するとともに前記操作力の値に変動があるか否かを判定し、その判定の結果、前記操作力の値が所定値以下と判定されるとともに前記操作力に変動がないと判定した場合、前記操作力判定手段は操作力が付与されていないと判定する請求項１に記載の電動補助型車両の制御装置。
【請求項４】
前記車両速度検知手段によって検知された車両速度が所定の高速度以上かどうかを判定する高速度判定手段と、
前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記高速度判定手段により前記車両速度が所定の高速度以上と判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行う手段と、をさらに備えた請求項１〜３のいずれかに電動補助型車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両速度検知手段によって検知された車両速度が所定の低速度未満かどうかを判定する低速度判定手段と、
前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記低速度判定手段により前記車両速度が所定の低速度未満であると判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行わない手段と、をさらに備えた請求項１〜４のいずれかに記載の電動補助型車両の制御装置。
【請求項６】
操作者が与える操作力に基づいて搭載されたモータに駆動力を発生させる制御装置を備えた電動補助型車両であって、
前記制御装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の電動補助型車両の制御装置であることを特徴とする電動補助型車両。
【請求項１】
駆動力を発生するモータを搭載した電動補助型車両に対して操作者が与える操作力を検知する操作力検知手段と、
前記電動補助型車両の車両速度を検知する車両速度検知手段と、
前記操作力検知手段によって検知された操作力の値に基づいた駆動力を前記モータに発生させる手段と、
前記操作力の値から操作力が付与されているかどうかを判定する操作力判定手段と、
前記車両速度検知手段によって検知された車両速度から当該電動補助型車両が加速しているかどうかを判定する加速判定手段と、
前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記加速判定手段により当該電動補助型車両が加速していると判定した場合、制動力を発生させる処理を行う手段とを備えたことを特徴とする電動補助型車両の制御装置。
【請求項２】
前記操作力判定手段は、前記操作力の値が所定値以下か否かを判定し、その判定の結果、前記操作力の値が所定値以下と判定された場合、前記操作力判定手段は操作力が付与されていないと判定する請求項１に記載の電動補助型車両の制御装置。
【請求項３】
前記操作力判定手段は、前記操作力の値が所定値以下か否かを判定するとともに前記操作力の値に変動があるか否かを判定し、その判定の結果、前記操作力の値が所定値以下と判定されるとともに前記操作力に変動がないと判定した場合、前記操作力判定手段は操作力が付与されていないと判定する請求項１に記載の電動補助型車両の制御装置。
【請求項４】
前記車両速度検知手段によって検知された車両速度が所定の高速度以上かどうかを判定する高速度判定手段と、
前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記高速度判定手段により前記車両速度が所定の高速度以上と判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行う手段と、をさらに備えた請求項１〜３のいずれかに電動補助型車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両速度検知手段によって検知された車両速度が所定の低速度未満かどうかを判定する低速度判定手段と、
前記操作力判定手段により操作力が付与されていないと判定するとともに、前記低速度判定手段により前記車両速度が所定の低速度未満であると判定した場合、他の判定に関わらず制動力を発生させる処理を行わない手段と、をさらに備えた請求項１〜４のいずれかに記載の電動補助型車両の制御装置。
【請求項６】
操作者が与える操作力に基づいて搭載されたモータに駆動力を発生させる制御装置を備えた電動補助型車両であって、
前記制御装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の電動補助型車両の制御装置であることを特徴とする電動補助型車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２５９７９（Ｐ２００６−２５９７９Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０７１４５（Ｐ２００４−２０７１４５）
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]