JP2003070848A - 電動車椅子の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な直進性を得ることのできる電動車椅子
の制御装置を提供する。 【解決手段】 コントローラ２０は、直進制御距離Ｓｔ
ｒＫｙｏｒｉＬ，ＳｔｒＫｙｏｒｉＲを用いて直進補正
値Ｓｔｒを算出するに際し、直進制御距離ＳｔｒＫｙｏ
ｒｉＬ，ＳｔｒＫｙｏｒｉＲ算出の基準値となる直進補
正基準値ｂａｓｅＬ，ｂａｓｅＲを所定時間毎に更新す
ることにより、直進制御距離ＳｔｒＫｙｏｒｉＬ，Ｓｔ
ｒＫｙｏｒｉＲが外乱等の影響を受けることを低減す
る。この場合、直進補正値Ｓｔｒが所定の補正値範囲外
であるとの判定時には直進補正基準値ｂａｓｅＬ，ｂａ
ｓｅＲの更新を行わないことにより、直進補正基準値ｂ
ａｓｅＬ，ｂａｓｅＲの更新によって直進補正値Ｓｔｒ
が大きく変動することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右の駆動輪が個
別の電動モータによって駆動される電動車椅子の制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電動車椅子においては、一対の
電動モータを有し、各電動モータによって左右の駆動輪
を夫々独立して駆動制御することにより、直進走行や旋
回走行等を実現する方式のものが広く採用されている。
この種の電動車椅子の制御において、各電動モータに対
する指示速度は実際の走行状態を用いてフィードバック
制御されることが一般的であり、例えば特開平１１−１
８８０６５号公報には、実際の旋回角速度が旋回指令値
に等しくなるよう比例積分制御を行うとともに、実際の
重心速度が重心速度指令値に等しくなるよう比例積分制
御を行い、これらの結果を用いて左右駆動輪の速度指令
値を算出する技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平１１−１８８０６５号公報に開示された技術のよ
うに、単に走行状態に基づくフィードバック制御を繰り
返し実行するだけの制御では、旋回走行から直進走行に
切り替わった直後に、旋回走行時の状態がフィードバッ
ク制御に強く影響されて良好な直進性を得ることが困難
な場合がある。また、特に補助駆動装置が車椅子本体に
着脱自在に装着されて構成された電動車椅子においては
左右駆動輪のトレッド幅が狭くしかも駆動輪径が小さい
ため、路面の凹凸等の外乱によって走行状態の検出に誤
差が生じ易く、このような検出誤差が継続してフィード
バックされた場合、良好な直進性を得ることが困難な場
合がある。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、良好な直進性を得ることのできる電動車椅子の制御
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、左右駆動輪を個別に駆動す
る一対の電動モータに対するモータ指示速度を、ユーザ
ーによって操作された操作スイッチの直進方向及び旋回
方向への操作量に基づいてそれぞれ算出し、上記各電動
モータを駆動制御する電動車椅子の制御装置において、
直進走行時の左右駆動輪の走行距離を算出する走行距離
算出手段と、上記左右駆動輪の走行距離の差に基づいて
左右の上記モータ指示速度に対する直進補正値を算出し
て上記モータ指示速度を直進補正する直進補正手段と、
上記左右駆動輪の走行距離を算出するための基準値を設
定時間毎に更新する基準値更新手段とを備えたことを特
徴とする。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、上記基準値更新手段は、上記直進補
正値による補正量が所定量を超えているとき上記基準値
の更新を行わないことを特徴とする。

【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２記載の発明において、上記各モータ指示速
度を少なくとも各車輪速の積分成分を用いてフィードバ
ック制御するフィードバック制御手段と、直進走行時に
上記車輪速の積分成分を補正する積分成分補正手段とを
備えたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項４記載の発明は、左右駆動輪
を個別に駆動する一対の電動モータに対するモータ指示
速度を、ユーザーによって操作された操作スイッチの直
進方向及び旋回方向への操作量に基づいてそれぞれ算出
し、上記電動モータを駆動制御する電動車椅子の制御装
置において、上記各モータ指示速度を少なくとも各車輪
速の積分成分を用いてフィードバック制御するフィード
バック制御手段と、直進走行時に上記車輪速の積分成分
を補正する積分成分補正手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００９】また、請求項５記載の発明は、請求項３ま
たは請求項４記載の発明において、上記積分成分補正手
段は、直進走行開始直後の積分成分を左右で逆転補正す
ることを特徴とする。

【００１０】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の発明において、上記積分成分補正手段は、直進走行
開始から所定時間後の積分成分を左右で平均化すること
を特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係
わり、図１は電動車椅子の概略構成図、図２は動力制御
システムの構成図、図３は全体制御ルーチンのフローチ
ャート、図４はジョイスティック信号処理ルーチンのフ
ローチャート、図５は直進補正制御ルーチンのフローチ
ャート、図６は通常制動時デューティ比算出ルーチンの
フローチャート、図７は旋回制動時デューティ比算出ル
ーチンのフローチャート、図８は直進指示速度信号リミ
ッタ値の算出方法を示す説明図、である。

【００１２】図１において、符号１は電動車椅子を示
す。本実施の形態において、電動車椅子１は、既存の折
り畳み式手動車椅子本体２に、補助駆動装置３が着脱自
在に装着されて要部が構成されている。

【００１３】車椅子本体２は、左右両側で略対称のパイ
プ枠状のフレーム５が、左右一対のキャスタ６と車輪７
とで前後部を支持されて要部が構成されている。

【００１４】フレーム５は、キャスタ６及び車輪７が回
動自在に取付けられたメインフレームパイプ５ａと、メ
インフレームパイプ５ａの中途から前方に延出されたシ
ートフレームパイプ５ｂと、シートフレームパイプ５ｂ
よりも上方でメインフレームパイプ５ａから前方に延出
されたアームレストパイプ５ｃと、シートフレームパイ
プ５ｂ及びアームレストパイプ５ｃの前端をメインフレ
ームパイプ５ａと一体的に連結するステー５ｄとを備え
て構成されている。また、メインフレームパイプ５ａの
上端は後方に折曲され、この部分が介助者用のグリップ
５ｅとして形成されている。

【００１５】補助駆動装置３は、例えば油圧シリンダ等
を有して構成されたクランプ機構（図示せず）が左右の
メインフレームパイプ５ａに圧着されることで車椅子本
体２に装着されるもので、左右の駆動輪１０Ｌ，１０Ｒ
と、その前方に配設された単一のキャスタ１１とを備え
て構成されている。

【００１６】左右の駆動輪１０Ｌ，１０Ｒは、図２の内
蔵コントローラ２０によって個別に駆動制御され、これ
により、補助駆動装置３は、車椅子本体２の前後進動
作、旋回動作、及び、停止動作等を可能とする。

【００１７】具体的には、図２に示すように、コントロ
ーラ２０には、左右の駆動輪１０Ｌ，１０Ｒをそれぞれ
独立して駆動するための電動モータ１９Ｌ，１９Ｒが接
続されている。

【００１８】また、コントローラ２０には、左右の駆動
輪１０Ｌ，１０Ｒの回転を検出するためのロータリエン
コーダ１３Ｌ，１３Ｒと、電動車椅子１の回転角速度
（ヨーレート）を検出するための角速度センサ（ヨーレ
ートセンサ）１４と、ユーザーによって操作スイッチと
してのジョイスティック１５が操作された際に当該ジョ
イスティック１５の前後方向（Ｘ軸方向）の操作量を示
す倒れ角信号ｘと左右方向（Ｙ軸方向）の操作量を示す
傾れ角信号ｙをそれぞれ検出するポテンションメータ１
５ａ，１５ｂとが接続されている。そして、コントロー
ラ２０は、各入力信号に基づいて左右の電動モータ１９
Ｌ，１９Ｒに対するデューティ比を算出し、これらに基
づくＰＷＭ制御（パルスワイドモジュレータ制御）を行
う。

【００１９】尚、図１に示すように、ジョイスティック
１５はアームレストパイプ５ｃに固設され、ポテンショ
ンメータ１５ａ，１５ｂからの信号はケーブルを介して
コントローラ２０に入力されるようになっている。ま
た、ロータリエンコーダ１３Ｌ，１３Ｒ、及び、角速度
センサ１４は、補助駆動装置３に内蔵されている。

【００２０】コントローラ２０は、本発明に係る走行距
離算出手段、直進補正手段、基準値更新手段、フィード
バック手段、積分成分補正手段の機能を有し、具体的に
は、図３乃至７に示すルーチンによって各手段の機能を
実現する。以下、コントローラ２０によって実行される
補助駆動装置３の制御に係わる処理について、図３乃至
図７のフローチャートを用いて説明する。

【００２１】図３は、図示しないメインスイッチがＯＮ
されてスタートする全体制御ルーチンである。このルー
チンは、所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に実行され
るもので、コントローラ２０は、先ず、ステップＳ１０
１において、各種スイッチ・センサ類からの信号を読み
込む。具体的には、コントローラ２０は、ロータリエン
コーダ１３Ｌ，１３Ｒからの出力パルス、角速度センサ
１４からの角速度（ヨーレート）信号Ｙａｗ、ポテンシ
ョンメータ１５ａ，１５ｂからの倒れ角信号ｘ，ｙ等を
読み込む。この場合、ヨーレート信号Ｙａｗは、右旋回
のヨーレートが検出された際に正の値を示し、左旋回の
ヨーレートが検出された際に負の値を示す。また、直進
方向倒れ角信号ｘは、ジョイスティック１５が前方に傾
倒された際に正の値を示し、後方に傾倒された際に負の
値を示す。また、旋回方向倒れ角信号ｙは、ジョイステ
ィック１５が右方向に傾倒された際に正の値を示し、左
方向に傾倒された際に負の値を示す。

【００２２】続くステップＳ１０２において、コントロ
ーラ２０は、ロータリエンコーダ１３Ｌ，１３Ｒ、及
び、ポテンションメータ１５ａ，１５ｂからの信号に基
づき、後述するジョイスティック信号処理ルーチンに従
って、直進指示速度信号Ｓｐｄ及び旋回指示速度信号Ｒ
ｏｔを算出する。ここで、直進指示速度信号Ｓｐｄは、
正の値であるとき補助駆動装置３（すなわち、電動車椅
子１）の前進を指示し、負の値であるとき補助駆動装置
３の後進を指示するものである。また、旋回指示速度信
号Ｒｏｔは、正の値であるとき補助駆動装置３の右旋回
を指示し、負の値であるとき補助駆動装置３の左旋回を
指示するものである。

【００２３】ステップＳ１０２からステップＳ１０３に
進むと、コントローラ２０は、ステップＳ１０２で算出
した直進指示速度信号Ｓｐｄ及び旋回指示速度信号Ｒｏ
ｔがともに”０”であるか否かを調べる。そして、ステ
ップＳ１０３において直進指示速度信号Ｓｐｄ或いは旋
回指示速度信号Ｒｏｔの少なくとも何れか一方が”０”
でないと判定されると、コントローラ２０は、ステップ
Ｓ１０４以降の処理により補助駆動装置３の走行制御を
行う。一方、ステップＳ１０３において直進指示速度信
号Ｓｐｄ及び旋回指示速度信号Ｒｏｔがともに”０”で
あると判定された場合には、コントローラ２０はステッ
プＳ１１１以降の処理により補助駆動装置３の制動制御
を行う。

【００２４】ステップＳ１０３からステップＳ１０４に
進むと、コントローラ２０は、旋回指示速度信号Ｒｏｔ
が”０”であるか否かを調べる。

【００２５】そして、ステップＳ１０４において旋回指
示速度信号Ｒｏｔが”０”であると判定されると、コン
トローラ２０は、補助駆動装置３の直進制御を行うべ
く、ステップＳ１０５に進み、後述する直進補正制御ル
ーチンに従って直進補正値Ｓｔｒを算出する。その後、
コントローラ２０は、ステップＳ１０６に進み、 ＳｐｄＬ＝Ｓｐｄ＋Ｓｔｒ …（１） ＳｐｄＲ＝Ｓｐｄ−Ｓｔｒ …（２） によって、左右のモータ指示速度ＳｐｄＬ，ＳｐｄＲを
設定する。すなわち、直進制御時において、コントロー
ラ２０は、ジョイスティック１５からの信号に基づいて
算出された左右のモータ指示速度（＝Ｓｐｄ）を直進補
正値Ｓｔｒで補正することにより、最終的なモータ指示
速度ＳｐｄＬ，ＳｐｄＲを設定する。この場合、（１）
（２）式からも明らかなように、直進補正値Ｓｔｒは、
正の値であるとき左側電動モータ１９Ｌのモータ指示速
度ＳｐｄＬを増加補正し、負の値であるとき右側電動モ
ータ１９Ｒのモータ指示速度ＳｐｄＲを増加補正する。

【００２６】一方、ステップＳ１０４において旋回指示
速度信号Ｒｏｔが”０”でないと判定された場合には、
コントローラ２０は、ステップＳ１０７の処理に進み、 ＳｐｄＬ＝Ｓｐｄ＋Ｒｏｔ …（３） ＳｐｄＲ＝Ｓｐｄ−Ｒｏｔ …（４） によって、左右のモータ指示速度ＳｐｄＬ，ＳｐｄＲを
算出する。

【００２７】ステップＳ１０６或いはステップＳ１０７
からステップＳ１０８に進むと、コントローラ２０は、
ロータリエンコーダ１３Ｌ，１３Ｒからの出力パルスか
ら算出した左右駆動輪速ＶｅｌＬ，ＶｅｌＲに基づい
て、左右のモータ指示速度ＳｐｄＬ，ＳｐｄＲに対する
フィードバック（ＰＩＤ）制御を行う。すなわち、コン
トローラ２０は、左側電動モータ１９Ｌの速度の比例成
分ＬＰ、積分成分ＬＩ、微分成分ＬＤを、 ＬＰ＝ＳｐｄＬ−ＶｅｌＬ …（５） ＬＩ＝ＬＩｆ＋ＬＰ …（６） ＬＤ＝ＬＰｆ−ＬＰ …（７） によって算出するとともに、右側電動モータ１９Ｒの速
度の比例成分ＲＰ、積分成分ＲＩ、微分成分ＲＤを、 ＲＰ＝ＳｐｄＲ−ＶｅｌＲ …（８） ＲＩ＝ＲＩｆ＋ＲＰ …（９） ＲＤ＝ＲＰｆ−ＲＰ …（１０） によって算出する。なお、ＬＰｆ及びＲＰｆは前回の比
例成分を表し、ＬＩｆ及びＲＩｆは前回の積分成分を表
す。

【００２８】そして、コントローラ２０は、ステップＳ
１０９の処理に進み、左右の電動モータ１９Ｌ，１９Ｒ
に対するデューティ比ＤｕｔｙＬ，ＤｕｔｙＲを、 ＤｕｔｙＬ＝ ＬＰ・ＧｅｉｎＰ＋ＬＩ・ＧｅｉｎＩ＋ＬＤ・ＧｅｉｎＤ …（１１） ＤｕｔｙＲ＝ ＲＰ・ＧｅｉｎＰ＋ＲＩ・ＧｅｉｎＩ＋ＲＤ・ＧｅｉｎＤ …（１２） によって算出する。ここで、ＧｅｉｎＰ、ＧｅｉｎＩ、
及び、ＧｅｉｎＤは、予め設定されたゲイン定数であ
る。

【００２９】続くステップＳ１１０において、コントロ
ーラ２０は、左右のデューティ比ＤｕｔｙＬ，Ｄｕｔｙ
Ｒに基づいて、電動モータ１９Ｌ，１９ＲのＰＷＭ制御
を行った後、ルーチンを抜ける。

【００３０】一方、ステップＳ１０３からステップＳ１
１１に進むと、コントローラ２０は、左右駆動輪速Ｖｅ
ｌＬ，ＶｅｌＲがともに正の値であるか否か、或いは、
左右駆動輪速ＶｅｌＬ，ＶｅｌＲがともに負の値である
か否かを調べることにより、補助駆動装置３が通常走行
状態であるか否かを調べる。ここで、通常走行状態と
は、補助駆動装置３が、直進走行状態、或いは、微小な
旋回を行いながらの走行状態にある場合を指す。

【００３１】そして、ステップＳ１１１において補助駆
動装置３が通常走行状態にあると判定されると、コント
ローラ２０は、ステップＳ１１２に進み、後述する通常
制動時デューティ比算出ルーチンに従って通常制動時に
おける左右の電動モータ１９Ｌ，１９Ｒに対するデュー
ティ比ＤｕｔｙＬ，ＤｕｔｙＲを算出する。

【００３２】一方、ステップＳ１１１において補助駆動
装置３が通常走行状態ではないと判定されてステップＳ
１１３に進むと、コントローラ２０は、左右駆動輪速Ｖ
ｅｌＬ，ＶｅｌＲが所定速度以上であって且つ互いに逆
方向の速度成分を有するか否かを調べることにより、補
助駆動装置３が旋回状態にあるか否かを調べる。ここ
で、ステップＳ１１３で判定される旋回状態とは、定置
旋回等のように左右の駆動輪が互いに逆方向に駆動され
る旋回状態である。

【００３３】そして、ステップＳ１１３において補助駆
動装置３が旋回状態にあると判定された場合には、コン
トローラ２０は、ステップＳ１１４に進み、後述する旋
回制動時デューティ比算出ルーチンに従って旋回制動時
における左右の電動モータ１９Ｌ，１９Ｒに対するデュ
ーティ比ＤｕｔｙＬ，ＤｕｔｙＲを算出する。

【００３４】ステップＳ１１２或いはステップＳ１１４
で制動時におけるデューティ比ＤｕｔｙＬ，ＤｕｔｙＲ
が算出されると、コントローラ２０は、ステップＳ１１
５に進み、左側電動モータ１９Ｌに対するデューティ比
ＤｕｔｙＬとこのデューティ比ＤｕｔｙＬのリミッタ値
±Ｂｒａｋｅとを比較する。すなわち、ステップＳ１１
５において、コントローラ２０は、デューティ比Ｄｕｔ
ｙＬが、−Ｂｒａｋｅ＜ＤｕｔｙＬ＜Ｂｒａｋｅである
か否かを調べる。

【００３５】そして、ステップＳ１１５においてデュー
ティ比ＤｕｔｙＬがリミッタ値±Ｂｒａｋｅの範囲外に
あると判定されると、コントローラ２０は、ステップＳ
１１２或いはステップＳ１１４で算出されたデューティ
比ＤｕｔｙＬをそのまま維持してステップＳ１１９の処
理に進む。

【００３６】一方、ステップＳ１１５においてデューテ
ィ比ＤｕｔｙＬがリミッタ値±Ｂｒａｋｅの範囲内にあ
ると判定されると、コントローラ２０は、ステップＳ１
１６においてデューティ比ＤｕｔｙＬの正負を調べ、デ
ューティ比ＤｕｔｙＬが負の値である場合にはその値を
−Ｂｒａｋｅに再設定し（ステップＳ１１７）、デュー
ティ比ＤｕｔｙＬが正の値である場合にはその値をＢｒ
ａｋｅに再設定した後（ステップＳ１１８）、ステップ
Ｓ１１９に進む。

【００３７】同様に、ステップＳ１１９において、コン
トローラ２０は、右側電動モータ１９Ｒに対するデュー
ティ比が−Ｂｒａｋｅ＜ＤｕｔｙＲ＜Ｂｒａｋｅである
か否かを調べる。そして、ステップＳ１１９においてデ
ューティ比ＤｕｔｙＲがリミッタ値±Ｂｒａｋｅの範囲
外にあると判定されると、コントローラ２０は、ステッ
プＳ１１２或いはステップＳ１１４で算出されたデュー
ティ比ＤｕｔｙＲをそのまま維持してステップＳ１１０
の処理に進む。

【００３８】一方、ステップＳ１１９においてデューテ
ィ比ＤｕｔｙＲがリミッタ値±Ｂｒａｋｅの範囲内にあ
ると判定されると、コントローラ２０は、ステップＳ１
２０においてデューティ比ＤｕｔｙＲの正負を調べ、デ
ューティ比ＤｕｔｙＲが負の値である場合にはその値を
−Ｂｒａｋｅに再設定し（ステップＳ１２１）、デュー
ティ比ＤｕｔｙＲが正の値である場合にはその値をＢｒ
ａｋｅに再設定した後（ステップＳ１２２）、ステップ
Ｓ１１０に進む。

【００３９】すなわち、コントローラ２０は、ステップ
Ｓ１１５〜ステップＳ１１８の処理及びステップＳ１１
９〜ステップＳ１２２の処理において、ステップＳ１１
２或いはステップＳ１１４で算出したデューティ比Ｄｕ
ｔｙＬ，ＤｕｔｙＲの値に対するリミッタ値±Ｂｒａｋ
ｅを設け、デューティ比ＤｕｔｙＬ，ＤｕｔｙＲの成分
がリミッタ値を下回った場合はデューティ比Ｄｕｔｙ
Ｌ，ＤｕｔｙＲをリミッタ値に下限規制することで、効
果的な制動性の維持を図る。

【００４０】次に、全体制御ルーチンのステップＳ１０
２における直進指示速度信号Ｓｐｄ及び旋回指示速度信
号Ｒｏｔの算出は、図４に示すジョイスティック信号処
理ルーチンに従って行われる。この場合、ジョイスティ
ック信号処理ルーチンは、倒れ角信号ｘに基づいて算出
した１次直進指示速度信号ＳｐｄＰに対し、補助駆動装
置３の走行状態に基づいて算出した直進指示速度信号の
リミッタ値ＳｐｄＴによる上限規制を加えて最終的な直
進指示速度信号Ｓｐｄを設定することにより、補助駆動
装置３の急発進の防止を図るとともに、坂道登坂時等や
加速時等における旋回性の確保を図る。また、ジョイス
ティック信号処理ルーチンは、倒れ角信号ｙに基づいて
旋回指示速度信号Ｒｏｔをダイレクトに算出することに
より、旋回時の応答性の向上を図る。

【００４１】図４に示すルーチンがスタートすると、コ
ントローラ２０は、ステップＳ２０１において、ジョイ
スティック１５の操作時の微小な動きによるハンチング
を防止するため、所定時間内のサンプリング周期毎に検
出された倒れ角信号ｘ，ｙを平均化して倒れ角信号Ｘ，
Ｙを算出する。

【００４２】続くステップＳ２０２において、コントロ
ーラ２０は、旋回方向倒れ角信号Ｙが−Ｆｙ≦Ｙ≦Ｆｙ
であるかを調べ、−Ｆｙ≦Ｙ≦Ｆｙであると判定された
場合には、旋回指示速度信号Ｒｏｔを”０”に設定する
（ステップＳ２０３）。すなわち、±Ｆｙは、ジョイス
ティック１５による左右方向（旋回方向）への操作の不
感帯域を規定するためのものであり、旋回方向倒れ角信
号Ｙが不感帯域内にある場合の旋回指示速度信号Ｒｏｔ
を”０”に設定することにより、ジョイスティック１５
操作時の微小なブレやズレによる意図しない旋回を防止
する。

【００４３】一方、ステップＳ２０２において旋回方向
倒れ角信号Ｙが±Ｆｙの不感帯域外であると判定される
と、コントローラ２０は、ステップＳ２０４に進み、旋
回方向倒れ角信号Ｙが正であるか否かを調べる。

【００４４】そして、ステップＳ２０４において、旋回
方向倒れ角信号Ｙが正であると判定された場合には、コ
ントローラ２０は、 Ｒｏｔ＝ＲｏｔMax・（Ｙ−Ｆｙ）／（ＹMax−Ｆｙ） …（１３） によって旋回指示速度信号Ｒｏｔを設定する（ステップ
Ｓ２０５）。一方、ステップＳ２０４において、旋回方
向倒れ角信号Ｙが負であると判定された場合には、コン
トローラ２０は、 Ｒｏｔ＝ＲｏｔMax・（Ｙ＋Ｆｙ）／（ＹMax−Ｆｙ） …（１４） によって旋回指示速度信号Ｒｏｔを設定する（ステップ
Ｓ２０６）。ここで、（１３）（１４）式において、Ｒ
ｏｔMaxは旋回指示速度信号の最大値を示し、ＹMaxはジ
ョイスティック１５のＹ軸方向への最大倒れ角を示す。

【００４５】ステップＳ２０３、ステップＳ２０５、或
いはステップＳ２０６からステップＳ２０７に進むと、
コントローラ２０は、ステップＳ２１１までの処理によ
って１次直進指示速度信号ＳｐｄＰを算出する。

【００４６】すなわち、ステップＳ２０７において、コ
ントローラ２０は、直進方向倒れ角信号Ｘが−Ｆｘ≦Ｘ
≦Ｆｘであるかを調べ、−Ｆｘ≦Ｘ≦Ｆｘであると判定
された場合には、１次直進指示速度信号ＳｐｄＰを”
０”に設定する（ステップＳ２０８）。すなわち、±Ｆ
ｘは、ジョイスティック１５による前後方向（直進方
向）への操作の不感帯域を規定するためのものであり、
直進方向倒れ角信号Ｘが不感帯域内にある場合の１次直
進指示速度信号ＳｐｄＰを”０”に設定することによ
り、ジョイスティック１５操作の微小なブレやズレによ
る意図しない直進を防止する。

【００４７】一方、ステップＳ２０７において直進方向
倒れ角信号Ｘが±Ｆｘの不感帯域外であると判定される
と、コントローラ２０は、ステップＳ２０９の処理に進
み、直進方向倒れ角信号Ｘが正であるか否かを調べる。

【００４８】そして、ステップＳ２０９において、直進
方向倒れ角信号Ｘが正であると判定された場合には、コ
ントローラ２０は、ステップＳ２１０に進み、 ＳｐｄＰ＝ＳｐｄMax・（Ｘ−Ｆｘ）／（ＸMax−Ｆｘ） …（１５） によって１次直進指示速度信号ＳｐｄＰを設定する。一
方、ステップＳ２０９において、直進方向倒れ角信号Ｘ
が負であると判定された場合には、コントローラ２０
は、ステップＳ２１１に進み、 ＳｐｄＰ＝ＳｐｄMax・（Ｘ＋Ｆｘ）／（ＸMax−Ｆｘ） …（１６） によって１次直進指示速度信号ＳｐｄＰを設定する。こ
こで、（１５）（１６）式において、ＳｐｄMaxは直進
指示速度信号の最大値を示し、ＸMaxはジョイスティッ
ク１５のＸ軸方向への最大倒れ角を示す。

【００４９】ステップＳ２０８、ステップＳ２１０、或
いはステップＳ２１１からステップＳ２１２に進むと、
コントローラ２０は、ステップＳ２２１までの処理によ
って、直進指示速度信号のリミッタ値ＳｐｄＴを算出す
る。

【００５０】ここで、本実施の形態においては、リミッ
タ値ＳｐｄＴは、図８に示すように、−ＳｐｄMaxから
ＳｐｄMaxまでの直進指示速度信号領域を例えば前後進
各１０段に等分割する速度段ＳｐｄＳｔｅｐに基づいて
設定されるようになっている。この場合、前進開始時の
速度段ＳｐｄＳｔｅｐの初期値は例えば”１”に設定さ
れ、後進開始時の速度段ＳｐｄＳｔｅｐの初期値は例え
ば”−１”に設定される。リミッタ値ＳｐｄＴの算出時
には、当該リミッタ値ＳｐｄＴよりも１段低速側の第１
の速度閾値ＳｐｄＴａと、リミッタ値ＳｐｄＴよりも２
段低速側の第２の速度閾値ＳｐｄＴｄが設定され、速度
段ＳｐｄＳｔｅｐの更新は、左右駆動輪速ＶｅｌＬ，Ｖ
ｅｌＲの平均値である補助駆動装置３の実走行速度Ｖ
と、第１，第２の速度閾値ＳｐｄＴａ，ＳｐｄＴｄとの
比較により行われる。

【００５１】具体的に説明すると、ステップＳ２１２に
おいて、コントローラ２０は、速度Ｖの絶対値が第２の
閾値ＳｐｄＴｄの絶対値以下の状態が一定時間（例え
ば、０．５ｓｅｃ）以上継続したか否かを調べる。ここ
で、｜Ｖ｜＜｜ＳｐｄＴｄ｜の状態が一定時間以上継続
する場合としては、例えば、ユーザーがジョイスティッ
ク１５を中立位置側に戻して減速を試みた場合や、電動
車椅子１が登坂路にさしかかった場合等が考えられる。

【００５２】そして、ステップＳ２１２において｜Ｖ｜
＜｜ＳｐｄＴｄ｜の状態が一定時間以上継続したと判定
された場合には、コントローラ２０はステップＳ２１３
に進み、速度段ＳｐｄＳｔｅｐの絶対値が”２”よりも
小さいか否かを調べる。ステップＳ２１２において｜Ｓ
ｐｄＳｔｅｐ｜＜２であると判定された場合には、コン
トローラ２０は、ステップＳ２１５に進み、ＳｐｄＳｔ
ｅｐ＞０である場合には速度段ＳｐｄＳｔｅｐを”１”
に設定し、ＳｐｄＳｔｅｐ＜０である場合には速度段Ｓ
ｐｄＳｔｅｐを”−１”に設定する。一方、ステップＳ
２１２において｜ＳｐｄＳｔｅｐ｜≧２であると判定さ
れた場合には、コントローラ２０は、ステップＳ２１４
に進み、速度段ＳｐｄＳｔｅｐを１段低速側の値に更新
する。

【００５３】一方、ステップＳ２１２において｜Ｖ｜＜
｜ＳｐｄＳｔｅｐ｜の状態が一定時間以上継続していな
いと判定された場合には、ステップＳ２１６に進む。ス
テップＳ２１６において、コントローラ２０は、旋回指
示速度信号Ｒｏｔ＝０であり、且つ、速度Ｖの絶対値が
第１の閾値ＳｐｄＴａの絶対値以上の状態が一定時間
（例えば、０．５ｓｅｃ）以上継続したか否かを調べ
る。

【００５４】そして、ステップＳ２１６において、旋回
指示速度信号Ｒｏｔ＝０であり、且つ、｜Ｖ｜＞｜Ｓｐ
ｄＴａ｜の状態が一定時間以上継続したと判定された場
合には、コントローラ２０はステップＳ２１７に進み、
｜ＳｐｄＳｔｅｐ｜＜｜ＳｔｅｐMax｜−１であるか否
かを調べる。ステップＳ２１７において｜ＳｐｄＳｔｅ
ｐ｜＜｜ＳｔｅｐMax｜−１であると判定された場合に
は、コントローラ２０はステップＳ２１８に進み、Ｓｐ
ｄＳｔｅｐ＞０である場合には速度段ＳｐｄＳｔｅｐを
ＳｔｅｐMax−１に設定し、ＳｐｄＳｔｅｐ＜０である
場合には速度段ＳｐｄＳｔｅｐをＳｔｅｐMax＋１に設
定する。一方、ステップＳ２１７において｜ＳｐｄＳｔ
ｅｐ｜≧｜ＳｔｅｐMax｜−１であると判定された場合
には、コントローラ２０は、ステップＳ２１９に進み、
速度段ＳｐｄＳｔｅｐを１段高速側の値に更新する。

【００５５】一方、ステップＳ２１６において、旋回指
示速度信号Ｒｏｔ≠０との判定、或いは、｜Ｖ｜＞｜Ｓ
ｐｄＴａ｜が一定時間以上継続していないとの判定の少
なくとも何れか一方がなされた場合には、コントローラ
２０は、ステップＳ２２０に進み、現在の速度段Ｓｐｄ
Ｓｔｅｐを維持する。

【００５６】ステップＳ２１４、ステップＳ２１５、ス
テップＳ２１８、ステップＳ２１９、或いは、ステップ
Ｓ２２０からステップＳ２２１に進むと、コントローラ
２０は、設定された速度段ＳｐｄＳｔｅｐに基づいて、
リミッタ値ＳｐｄＴ、第１の閾値ＳｐｄＴａ、及び、第
２の閾値ＳｐｄＴｄを算出する。

【００５７】これらの算出は、速度段ＳｐｄＳｔｅｐ＞
０の場合には、以下の（１７）（１８）（１９）式によ
り算出される。 ＳｐｄＴ＝ ＳｐｄMax・（ＳｐｄＳｔｅｐ＋１）／ＳｔｅｐMax …（１７） ＳｐｄＴａ＝ ＳｐｄMax・ＳｐｄＳｔｅｐ／ＳｔｅｐMax …（１８） ＳｐｄＴｄ＝ ＳｐｄMax・（ＳｐｄＳｔｅｐ−１）／ＳｔｅｐMax …（１９） 一方、速度段ＳｐｄＳｔｅｐ＜０の場合には、以下の
（２０）（２１）（２２）式により算出される。 ＳｐｄＴ＝ ＳｐｄMax・（ＳｐｄＳｔｅｐ−１）／ＳｔｅｐMax …（２０） ＳｐｄＴａ＝ ＳｐｄMax・ＳｐｄＳｔｅｐ／ＳｔｅｐMax …（２１） ＳｐｄＴｄ＝ ＳｐｄMax・（ＳｐｄＳｔｅｐ＋１）／ＳｔｅｐMax …（２２） すなわち、図８に示すように、例えば速度段ＳｐｄＳｔ
ｅｐ＝５である場合には、ＳｐｄＴ＝６／１０・Ｓｐｄ
Max、ＳｐｄＴａ＝５／１０・ＳｐｄMax、ＳｐｄＴｄ＝
４／１０・ＳｐｄMaxとなる。

【００５８】ステップＳ２２１からステップＳ２２２に
進むと、コントローラ２０は、１次直進指示速度信号Ｓ
ｐｄＰの絶対値とリミッタ値ＳｐｄＴの絶対値とを比較
し、｜ＳｐｄＰ｜＜｜ＳｐｄＴ｜である場合には、最終
的な直進指示速度信号Ｓｐｄを１次直進指示速度信号Ｓ
ｐｄＰに設定した後（ステップＳ２２３）、ルーチンを
抜ける。一方、｜ＳｐｄＰ｜≧｜ＳｐｄＴ｜である場合
には、最終的な直進指示速度信号Ｓｐｄをリミッタ値Ｓ
ｐｄＴに設定した後（ステップＳ２２４）、ルーチンを
抜ける。

【００５９】このように、ジョイスティック信号処理ル
ーチンにおいて、コントローラ２０は、所定時間内のサ
ンプリング周期毎に算出された倒れ角信号ｘ，ｙを平均
化して求めた倒れ角信号Ｘ，Ｙに基づいて直進指示速度
信号Ｓｐｄ及び旋回指示速度信号Ｒｏｔを算出するの
で、ジョイスティック１５の操作時における微少な動き
に起因するハンチング等を防止することができる。

【００６０】また、倒れ角信号Ｘ，Ｙに不感帯（±Ｆ
ｘ，±Ｆｙ）を設けることにより、ユーザーのジョイス
ティック１５操作時の微小なブレやひずみによる意図し
ない直進や旋回を防止することができる。

【００６１】また、コントローラ２０は、補助駆動装置
３（すなわち、電動車椅子１）の実走行速度Ｖに基づい
てリミッタ値ＳｐｄＴを設定し、直進方向の倒れ角信号
Ｘに基づいて算出した直進指示速度信号（１次直進指示
速度信号ＳｐｄＰ）にリミッタ値ＳｐｄＴによる上限規
制を加えて最終的な直進指示速度信号Ｓｐｄを設定する
ので、電動車椅子１の急加速等を防止することができ
る。

【００６２】従って、ユーザーの熟練を必要とすること
なく急加速等を防止できる等、ジョイスティック１５の
操作性を向上することができる。また、１次直進指示速
度信号Ｓｐｄにリミッタ値ＳｐｄＴによる上限規制を加
えて最終的な直進指示速度信号Ｓｐｄを設定すること
は、電動モータ１９Ｌ，１９Ｒを最大出力で駆動するこ
とで直進してしまうことを防止でき、加速走行時や登坂
路走行時等においても十分な旋回応答性を確保すること
ができる。

【００６３】また、コントローラ２０は、リミッタ値Ｓ
ｐｄＴよりも低速側に第１の閾値ＳｐｄＴａを設定し、
実走行速度Ｖが第１の閾値ＳｐｄＴａよりも高速な状態
が一定時間以上継続した場合にリミッタ値ＳｐｄＴを高
速側にシフトさせるので、電動車椅子１の加速状態がリ
ミッタ値ＳｐｄＴによって必要以上に制限されることを
防止でき、円滑な加速制御を行うことができる。

【００６４】また、コントローラ２０は、第１の閾値Ｓ
ｐｄＴａよりも低速側に第２の閾値ＳｐｄＴｄを設定
し、実走行速度Ｖが第２の閾値ＳｐｄＴよりも低速な状
態が一定時間以上継続した場合にリミッタ値ＳｐｄＴを
低速側にシフトさせるので、登坂路走行時等にリミッタ
値ＳｐｄＴを緩やかに低速側にシフトさせることがで
き、必要以上の減速を防止できる。

【００６５】また、コントローラ２０は、旋回指示速度
Ｒｏｔ≠０である場合には、リミッタ値ＳｐｄＴの高速
側へのシフトを行わず、旋回中の加速を制限するので、
より効果的に旋回応答性を向上させることができる。

【００６６】また、コントローラ２０は、旋回指示速度
信号Ｒｏｔを、倒れ角信号Ｙに基づいてダイレクトに算
出するので、より効果的に旋回応答性を向上させること
ができる。

【００６７】次に、全体制御ルーチンのステップＳ１０
５における直進補正制御は、図５に示す直進補正制御ル
ーチンに従って行われる。ここで、コントローラ２０で
は、例えば左右駆動輪速ＶｅｌＬ，ＶｅｌＲに基づいて
補助駆動装置３の始動時からの左右駆動輪１０Ｌ，１０
Ｒによる走行距離成分ＫｙｏｒｉＬ，ＫｙｏｒｉＲが継
続的に算出されており、直進補正制御ルーチンでは、各
走行距離成分ＫｙｏｒｉＬ，ＫｙｏｒｉＲに基づいて直
進補正値Ｓｔｒの算出を行う。また、直進補正制御ルー
チンでは、旋回走行状態から直進走行状態に切り替わっ
た直後及びＳ１秒経過後は、全体制御ルーチンのステッ
プＳ１０８で算出される速度の積分成分ＬＩ，ＲＩを補
正すべく、積分成分ＬＩ，ＲＩを別途設定する。この場
合、直進補正制御ルーチンによって積分成分ＬＩ，ＲＩ
が設定された際には、この設定値を用いて、全体制御ル
ーチンのステップＳ１０９におけるデューティ比Ｄｕｔ
ｙＬ、ＤｕｔｙＲの算出が行われる。

【００６８】図５に示すルーチンがスタートすると、コ
ントローラ２０は、ステップＳ３０１において、今回の
ルーチンが直進走行開始直後の初回のルーチンであるか
否かを調べる。

【００６９】そして、ステップＳ３０１において、今回
のルーチンが直進走行開始直後のルーチンであると判定
された場合にはステップＳ３０２に進み、コントローラ
２０は、直進補正値Ｓｔｒを算出に用いられる走行距離
である直進制御距離ＳｔｒＫｙｏｒｉＬ，ＳｔｒＫｙｏ
ｒｉＲを算出するための基準値となる直進補正基準値ｂ
ａｓｅＬ，ｂａｓｅＲを設定する。これら直進補正基準
値ｂａｓｅＬ，ｂａｓｅＲには、補助駆動装置３の始動
時から現在までの左右の駆動輪１０Ｌ，１０Ｒの各走行
距離成分ＫｙｏｒｉＬ，ＫｙｏｒｉＲが夫々用いられ
る。

【００７０】ステップＳ３０２からステップＳ３０３に
進むと、コントローラ２０は、積分成分ＬＩ，ＲＩの設
定を行う。これらの積分成分ＬＩ，ＲＩは、前回の全体
制御ルーチンにおいて設定された積分成分ＬＩｆ，ＲＩ
ｆを用いて設定されるもので、 ＬＩ＝ＲＩｆ／ＨｏｓｅｉＳ …（２３） ＲＩ＝ＬＩｆ／ＨｏｓｅｉＳ …（２４） により設定される。なお、ＨｏｓｅｉＳは、Ｈｏｓｅｉ
Ｓ≧１に設定される定数である。すなわち、旋回走行状
態から直進走行状態に切り替わった直後において、旋回
走行時の旋回モーメントが強く残って直進補正の応答性
が低下することを防止するため、コントローラ２０は、
直進走行に切り替わった直後には、ＰＩＤ制御の積分成
分を左右で交換して逆転補正する。

【００７１】一方、ステップＳ３０１において、直進走
行開始直後ではないと判定されると、コントローラ２０
は、ステップＳ３０４に進み、今回のルーチンが直進走
行開始からＳ１秒（例えば、０．５ｓｅｃ）経過時のも
のであるか否かを調べる。

【００７２】そして、ステップＳ３０４において、今回
のルーチンが直進走行開始からＳ１秒経過時のものであ
ると判定された場合には、コントローラ２０は、ステッ
プＳ３０５に進み、直進補正基準値ｂａｓｅＬ，ｂａｓ
ｅＲを更新する。これら直進補正基準値ｂａｓｅＬ，ｂ
ａｓｅＲには、補助駆動装置３の始動時から現在までの
左右の駆動輪１０Ｌ，１０Ｒの各走行距離成分Ｋｙｏｒ
ｉＬ，ＫｙｏｒｉＲが夫々用いられる。

【００７３】ステップＳ３０５からステップＳ３０６に
進むと、コントローラ２０は、積分成分ＬＩ，ＲＩの設
定を行う。これらの積分成分ＬＩ，ＲＩは、前回の全体
制御ルーチンにおいて設定された積分成分ＬＩｆ，ＲＩ
ｆを用いて設定されるもので、 ＬＩ＝ＲＩ＝（ＬＩｆ＋ＲＩｆ）／２ …（２５） により設定される。すなわち、コントローラ２０は、直
進開始からＳ１秒経過後に左右の積分成分ＬＩ，ＲＩを
平均化して均等に補正することで、初回に逆転補正して
設定した積分成分ＬＩ，ＲＩが以降のＰＩＤ制御に必要
以上に影響することを防止する。

【００７４】一方、ステップＳ３０４において、今回の
ルーチンが直進開始からＳ１秒経過時のものではないと
判定された場合には、コントローラ２０は、ステップＳ
３０７に進み、今回のルーチンが直進補正基準値ｂａｓ
ｅＬ，ｂａｓｅＲを更新してからＳ２秒（例えば、０．
５ｓｅｃ）経過時のものであるか否かを調べる。

【００７５】そして、ステップＳ３０７において、今回
のルーチンが直進補正基準値ｂａｓｅＬ，ｂａｓｅＲを
更新してからＳ２秒経過時のものであると判定された場
合には、コントローラ２０は、ステップＳ３０８に進
み、前回設定された直進補正値Ｓｔｒが所定の補正値範
囲内（−ＨｏｓｅｉＭ＜Ｓｔｒ＜ＨｏｓｅｉＭ）である
か否かを調べる。

【００７６】ここで、直進補正値Ｓｔｒが所定の補正値
範囲外にある場合とは比較的大幅な直進補正が行われて
いる場合であり、このように大幅な直進補正が行われて
いる最中に直進補正値Ｓｔｒ設定の基となる直進補正基
準値ｂａｓｅＬ，ｂａｓｅＲを更新することは、直進性
を維持する上で好ましくない。そこで、ステップＳ３０
８において直進補正値Ｓｔｒが所定の補正値範囲外であ
ると判定された場合には、コントローラ２０は、ステッ
プＳ３０９に進み、直進補正基準値ｂａｓｅＬ，ｂａｓ
ｅＲの更新を行うことなく、現在の値をそのまま再設定
する。

【００７７】一方、ステップＳ３０８において直進補正
値Ｓｔｒが所定の補正値範囲内にあると判定された場合
には、コントローラ２０は、ステップＳ３１０に進み、
直進補正基準値ｂａｓｅＬ，ｂａｓｅＲを更新する。こ
れら直進補正基準値ｂａｓｅＬ，ｂａｓｅＲには、補助
駆動装置３の始動時から現在までの左右の駆動輪１０
Ｌ，１０Ｒの各走行距離成分ＫｙｏｒｉＬ，Ｋｙｏｒｉ
Ｒが夫々用いられる。

【００７８】ステップＳ３０３、ステップＳ３０６、ス
テップＳ３０７、ステップＳ３０９、或いはステップＳ
３１０からステップＳ３１１に進むと、コントローラ２
０は、現在の左右駆動輪１０Ｌ，１０Ｒの各走行距離成
分ＫｙｏｒｉＬ，ＫｙｏｒｉＲと直進補正基準値ｂａｓ
ｅＬ，ｂａｓｅＲとの差を夫々算出し、これらの値を直
進制御距離ＳｔｒＫｙｏｒｉＬ，ＳｔｒＫｙｏｒｉＲと
して夫々設定する。

【００７９】ステップＳ３１１からステップＳ３１２に
進むと、コントローラ２０は、直進指示速度信号Ｓｐｄ
の正負を調べ、直進指示速度信号Ｓｐｄが正の値である
と判定された場合には、 ＳｔｒＧｅｉｎ＝Ｓｐｄ・ＳｔｒＧｅｉｎＦ …（２６） によって、直進補正ゲイン定数ＳｔｒＧｅｉｎ（前進
時）を算出する（ステップＳ３１３）。一方、ステップ
Ｓ３１１において直進指示速度信号Ｓｐｄが負の値であ
ると判定された場合には、 ＳｔｒＧｅｉｎ＝−Ｓｐｄ・ＳｔｒＧｅｉｎＢ …（２７） によって、直進補正ゲイン定数ＳｔｒＧｅｉｎ（後進
時）を算出する（ステップＳ３１４）。

【００８０】そして、ステップＳ３１３或いはステップ
Ｓ３１４からステップＳ３１５に進むと、コントローラ
２０は、Ｓｔｒ＝ （ＳｔｒＫｙｏｒｉＲ−ＳｔｒＫｙｏｒｉＬ）・ＳｔｒＧｅｉｎ …（２８） によって直進補正値Ｓｔｒを算出した後、ルーチンを抜
ける。

【００８１】このように、直進補正制御ルーチンにおい
て、コントローラ２０は、直進制御距離ＳｔｒＫｙｏｒ
ｉＬ，ＳｔｒＫｙｏｒｉＲを用いて直進補正値Ｓｔｒを
算出するに際し、直進制御距離ＳｔｒＫｙｏｒｉＬ，Ｓ
ｔｒＫｙｏｒｉＲ算出の基準値となる直進補正基準値ｂ
ａｓｅＬ，ｂａｓｅＲを所定時間毎に更新することによ
り、直進制御距離ＳｔｒＫｙｏｒｉＬ，ＳｔｒＫｙｏｒ
ｉＲが外乱等に強く影響されることを防止することがで
き、適切な直進補正値Ｓｔｒを算出することができる。
この場合、直進補正値Ｓｔｒが所定の補正値範囲外であ
るとの判定時には直進補正基準値ｂａｓｅＬ，ｂａｓｅ
Ｒの更新を行わないことにより、直進補正基準値ｂａｓ
ｅＬ，ｂａｓｅＲの更新によって直進補正値Ｓｔｒが大
きく変動することを防止して良好な直進制御性を得るこ
とができる。

【００８２】また、コントローラ２０は、旋回制御から
直進制御に切り替わった直後のＰＩＤ制御において急激
に変化しにくい積分成分ＬＩ，ＲＩを逆転補正すること
により、旋回走行時の旋回モーメントが強く残ってしま
うことを防止でき、直進走行状態への切り替わりの応答
性を向上することができる。さらに、直進走行開始から
Ｓ１秒後の積分成分ＬＩ，ＲＩを平均化することによ
り、逆転補正して設定した積分成分ＬＩ，ＲＩが以降の
ＰＩＤ制御に必要以上に影響することを防止することが
できる。

【００８３】次に、全体制御ルーチンのステップＳ１１
２における通常制動時の左右電動モータ１９Ｌ，１９Ｒ
に対するデューティ比ＤｕｔｙＬ，ＤｕｔｙＲの算出
は、図６に示す通常制動時デューティ比算出ルーチンに
従って行われる。

【００８４】図６に示すルーチンがスタートすると、コ
ントローラ２０は、ステップＳ４０１において、今回の
ルーチンが制動開始直後の初回のルーチンであるか否か
を調べる。

【００８５】そして、ステップＳ４０１において今回の
ルーチンが制動開始直後の初回のルーチンであると判定
された場合には、コントローラ２０は、ステップＳ４０
２に進み、積分成分ＬＩ，ＲＩを”０”に再設定した
後、ステップＳ４０３に進む。すなわち、コントローラ
２０は、ステップＳ４０２において、前回の走行制御時
に全体制御ルーチンのステップＳ１０５或いはステップ
Ｓ１０８において設定したフィードバック制御の積分成
分を”０”とすることにより、制動動作の応答性の向上
を図る。換言すれば、フィードバック制御において、急
激に変化しにくい積分成分ＬＩ，ＲＩを”０”とするこ
とにより、制動動作の応答性の向上を図る。

【００８６】一方、ステップＳ４０１において、今回の
ルーチンが制動開始直後の初回のルーチンではないと判
定された場合には、コントローラ２０は、そのままステ
ップＳ４０３の処理に進む。

【００８７】ステップＳ４０１或いはステップＳ４０２
からステップＳ４０３に進むと、コントローラ２０は、
左右のモータ指示速度ＳｐｄＬ，ＳｐｄＲを”０”に設
定し、ステップＳ４０４において、左右駆動輪速Ｖｅｌ
Ｌ，ＶｅｌＲに基づいて、左右のモータ指示速度Ｓｐｄ
Ｌ，ＳｐｄＲに対するフィードバック（ＰＩＤ）制御を
行う。なお、ステップＳ４０４において行われるＰＩＤ
制御は、上述の（５）〜（１０）式を用いて行われるも
のである。

【００８８】そして、ステップＳ４０４からステップＳ
４０５に進むと、コントローラ２０は、上述の（１１）
（１２）式を用いて左右の電動モータ１９Ｌ，１９Ｒに
対するデューティ比ＤｕｔｙＬ，ＤｕｔｙＲを算出した
後、ルーチンを抜ける。

【００８９】次に、全体制御ルーチンのステップＳ１１
４における旋回制動時の左右電動モータ１９Ｌ，１９Ｒ
に対するデューティ比ＤｕｔｙＬ，ＤｕｔｙＲの算出
は、図７に示す旋回制動時デューティ比算出ルーチンに
従って行われる。旋回制動時デューティ比算出ルーチン
は、旋回走行状態から制動状態に移行した際に駆動輪１
０Ｌ，１０Ｒのスリップ等に起因して電動車椅子１がオ
ーバーシュート気味に制動されることを防止するため、
電動車椅子１の旋回方向の成分をキャンセルするための
ものである。従って、本ルーチンにおいては、左右駆動
輪速ＶｅｌＬ，ＶｅｌＲを用いたフィードバック（ＰＩ
Ｄ）制御に代えて、電動車椅子１のヨーレートＹａｗを
用いたフィードバック（Ｐ）制御によってヨーレートの
比例成分ＬＰｙ，ＲＰｙを算出し、これらの比例成分Ｌ
Ｐｙ，ＲＰｙを用いてデューティ比ＤｕｔｙＬ，Ｄｕｔ
ｙＲを算出する。なお、制動時において旋回方向の成分
が微小となった際には、全体制御ルーチンにおけるステ
ップＳ１１１の判定によって、上述の通常制動時デュー
ティ比算出ルーチンが実行される。

【００９０】図７に示すルーチンがスタートすると、コ
ントローラ２０は、ステップＳ５０１において、左右の
車輪速に基づくフィードバック制御の比例成分ＬＰ，Ｒ
Ｐ、積分成分ＬＩ，ＲＩ、及び微分成分ＬＤ，ＲＤを”
０”に設定し、続くステップＳ５０２において、左右の
モータ指示速度ＳｐｄＬ，ＳｐｄＲを”０”に設定した
後、ステップＳ５０３に進む。

【００９１】そして、コントローラ２０は、ステップＳ
５０３において、目標角速度ＹａｗＴを”０”に設定
し、ステップＳ５０４において、ヨーレート（角速度）
Ｙａｗに基づくフィードバック制御の比例成分ＬＰｙ，
ＲＰｙを ＬＰｙ＝ＹａｗＴ−Ｙａｗ …（２９） ＲＰｙ＝ＹａｗＴ＋Ｙａｗ …（３０） によって算出する。この場合、ステップＳ５０３におい
て目標角速度ＹａｗＴが”０”に設定されているため、
ＬＰｙ＝−Ｙａｗ、ＲＰｙ＝Ｙａｗとなる。

【００９２】ステップＳ５０４からステップＳ５０５に
進むと、コントローラ２０は、左右の電動モータ１９
Ｌ，１９Ｒに対するデューティ比ＤｕｔｙＬ，Ｄｕｔｙ
Ｒを、 ＤｕｔｙＬ＝ＬＰｙ・ＧｅｉｎＹ …（３１） ＤｕｔｙＲ＝ＲＰｙ・ＧｅｉｎＹ …（３２） によって算出した後、ルーチンを抜ける。ここで、Ｇｅ
ｉｎＹは、予め設定されたゲイン定数である。

【００９３】このように、定置旋回状態等の旋回状態か
らの制動制御を行う際には、コントローラ２０は、旋回
制動時デューティ比算出ルーチンを実行し、ヨーレート
Ｙａｗに基づくフィードバック制御を行って電動車椅子
１の旋回方向の成分をキャンセルすることにより、左右
駆動輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップ等を防止することがで
き、電動車椅子１がオーバーシュート気味に移動するこ
とを防止できる。

【００９４】そして、旋回方向の成分が微小となった際
には、コントローラ２０は、通常制動時デューティ比算
出ルーチンを実行し、左右駆動輪速ＶｅｌＬ，ＶｅｌＲ
に基づくフィードバック制御を行うことにより、確実な
制動性を得ることができる。

【００９５】なお、上述の実施の形態においては、電動
車椅子の一例として既存の折り畳み式の手動車椅子本体
に補助駆動装置が着脱自在に装着された電動車椅子につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、車椅子本体の左右輪が電動モータによって
それぞれ駆動される構成の電動車椅子に上述の制御を適
用することも可能である。

【００９６】また、上述の実施の形態において操作スイ
ッチはジョイスティックに限定されるものではなく、例
えば、スロットルレバーを有するハンドル等であっても
よい。

【００９７】また、上述の実施の形態においてヨーレー
トＹａｗの検出は、角速度センサを用いたものに限定さ
れるものではなく、例えば、ロータリエンコーダ等を用
いて検出された左右駆動輪速の差をヨーレートとして代
用することも可能である。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、良
好な直進性を得ることのできる電動車椅子の制御装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動車椅子の概略構成図

【図２】動力制御システムの構成図

【図３】全体制御ルーチンのフローチャート

【図４】ジョイスティック信号処理ルーチンのフローチ
ャート

【図５】直進補正制御ルーチンのフローチャート

【図６】通常制動時デューティ比算出ルーチンのフロー
チャート

【図７】旋回制動時デューティ比算出ルーチンのフロー
チャート

【図８】直進指示速度信号リミッタ値の算出方法を示す
説明図

【符号の説明】

１ … 電動車椅子 １０Ｌ … 左側駆動輪 １０Ｒ … 右側駆動輪 １５ … ジョイスティック（操作スイッチ） ２０ … コントローラ（走行距離算出手段、直進補正
手段、基準値更新手段 、フィードバック手段、積分成分補正手段） １９Ｌ … 左側電動モータ １９Ｒ … 右側電動モータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右駆動輪を個別に駆動する一対の電動
   モータに対するモータ指示速度を、ユーザーによって操
   作された操作スイッチの直進方向及び旋回方向への操作
   量に基づいてそれぞれ算出し、上記各電動モータを駆動
   制御する電動車椅子の制御装置において、 直進走行時に左右駆動輪の走行距離を算出する走行距離
   算出手段と、 上記左右駆動輪の走行距離の差に基づいて左右の上記モ
   ータ指示速度に対する直進補正値を算出して上記モータ
   指示速度を直進補正する直進補正手段と、 上記左右駆動輪の走行距離を算出するための基準値を設
   定時間毎に更新する基準値更新手段とを備えたことを特
   徴とする電動車椅子の制御装置。
2. 【請求項２】 上記基準値更新手段は、上記直進補正値
   による補正量が所定量を超えているとき上記基準値の更
   新を行わないことを特徴とする請求項１記載の電動車椅
   子の制御装置。
3. 【請求項３】 上記各モータ指示速度を少なくとも各車
   輪速の積分成分を用いてフィードバック制御するフィー
   ドバック制御手段と、 直進走行時に上記車輪速の積分成分を補正する積分成分
   補正手段とを備えたことを特徴とする請求項１または請
   求項２記載の電動車椅子の制御装置。
4. 【請求項４】 左右駆動輪を個別に駆動する一対の電動
   モータに対するモータ指示速度をユーザーによって操作
   された操作スイッチの直進方向及び旋回方向への操作量
   に基づいてそれぞれ算出し、上記電動モータを駆動制御
   する電動車椅子の制御装置において、 上記各モータ指示速度を少なくとも各車輪速の積分成分
   を用いてフィードバック制御するフィードバック制御手
   段と、 直進走行時に上記車輪速の積分成分を補正する積分成分
   補正手段とを備えたことを特徴とする電動車椅子の制御
   装置。
5. 【請求項５】 上記積分成分補正手段は、直進走行開始
   直後の積分成分を左右で逆転補正することを特徴とする
   請求項３または請求項４記載の電動車椅子の制御装置。
6. 【請求項６】 上記積分成分補正手段は、直進走行開始
   から所定時間後の積分成分を左右で平均化することを特
   徴とする請求項５記載の電動車椅子の制御装置。