JP2003121106A

JP2003121106A - 電動車椅子

Info

Publication number: JP2003121106A
Application number: JP2001319106A
Authority: JP
Inventors: Toru Matsubayashi; 徹松林
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】格別な付加装置を必要とせず、走行中の路面
の傾斜を的確に推定することのできる傾斜角推定手段を
備えた電動車椅子を提供する。【解決手段】車体２の両側の駆動輪３，３を駆動する
独立したモータＭ１，Ｍ２の各々の駆動電流Ｉ（１），
Ｉ（２）を検出し、その総和Ｉ＝Ｉ（１）＋Ｉ（２）で
表される総合的な負荷トルクに基いて路面の傾斜を推定
する。両側の駆動輪３，３に作用する負荷トルクを総合
的に評価して路面の傾斜を推定するので、斜面上の電動
車椅子１の重心移動によって左右の駆動輪３，３の負荷
トルクが一致しなくなった場合や電動車椅子１の旋回に
よって左右の駆動輪３，３の負荷トルクが一致しなくな
った場合であっても、路面の傾斜を適切に推定すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動車椅子の改
良、特に、電動車椅子に装備される傾斜角推定手段の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】斜面の斜め登坂等における進行方向左右
のバンク角で生じる車両の重心移動を考慮して左右の駆
動輪のモータの駆動力を調整するための傾斜角測定手段
としては、例えば、特開平８−３０８０２８号に開示さ
れるように、重錘や可変抵抗を利用して構成した傾斜角
計測器が公知である。

【０００３】また、単一のモータで駆動される電動車両
の分野では、進行方向の傾斜角を考慮して登り下りの際
の走行用モータの加減速特性を最適化するための傾斜角
測定手段として、特開平８−３０８０２９号に開示され
るように、走行用モータの駆動電流を測定して走行用モ
ータの負荷から路面の傾斜を演算するようにした傾斜角
検出手段が公知となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平８−３
０８０２８号の傾斜角計測器は構造が複雑であり、ま
た、車両の振動等に伴う外乱の影響を排除する必要上、
重錘を懸吊するアームのスパンも或る程度長くする必要
があり、装置が大型化してしまうという欠点があった。

【０００５】一方、特開平８−３０８０２９号の傾斜角
検出手段の場合は、走行用モータの駆動制御に必要とさ
れる電流検出手段を利用した演算処理によって路面の傾
斜角を推定することができるので、機械的な構造の複雑
化や装置の大型化といった問題はないが、飽くまでも、
単一のモータで駆動される電動車両を対象とした技術で
あるため、車体両側の駆動輪を独立したモータで個別に
駆動する車両には容易に適用できない問題がある。例え
ば、斜面の斜め登坂等で進行方向左右にバンク角が生じ
ると斜面下流側に車両の重心が移動し、斜面上流側に位
置する駆動輪に作用する負荷トルクに比べて斜面下流側
に位置する駆動輪に作用する負荷トルクの方が大きくな
るため、車体両側の駆動輪を独立して駆動するモータの
間に駆動電流の食い違いが生じ、モータの駆動電流（負
荷トルク）に基いて斜面の傾斜角を推定しても適切な結
果が得られなくなるといった不都合が生じる。また、車
両が旋回する場合にも、旋回方向外側に向かう加速度が
発生し、旋回方向外側の駆動輪に作用する負荷が増大す
るため、前記と同様、モータの駆動電流に基いて斜面の
傾斜角を推定することが難しくなるといった不都合があ
る。

【０００６】

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、前記従来技術
の欠点を解消し、格別な付加装置を必要とせず、走行中
の路面の傾斜を的確に推定することのできる傾斜角推定
手段を備えた電動車椅子を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、車体両側の駆
動輪を独立したモータで個別に駆動する電動車椅子であ
って、前記目的を達成するため、特に、各モータの各々
に流れる駆動電流を検出する電流検出手段と、この電流
検出手段により検出された駆動電流の総和に基いて走行
中の路面の傾斜を推定する傾斜角推定機能を内蔵したモ
ータ制御用マイクロプロセッサとを備えたことを特徴と
する構成を有する。

【０００８】車体両側の駆動輪を駆動する独立したモー
タの各々の駆動電流を検出し、その総和に基いて路面の
傾斜を推定するようにしているので、斜面の斜め登坂や
旋回等のように左右の駆動輪に対して異なる負荷トルク
が作用する場合であっても路面の傾斜を適切に推定する
ことができる。しかも、モータの駆動制御に必要とされ
る電流検出手段とモータ制御用マイクロプロセッサとを
流用して路面の傾斜を推定するため、格別な付加装置を
必要とせず、電動車椅子の製造コストを低く抑えること
ができる。

【０００９】また、前記と同様の目的を達成するため、
電流検出手段により検出された駆動電流の平均に基いて
走行中の路面の傾斜を推定する構成としてもよい。

【００１０】駆動電流の総和に代えて平均値を利用する
点が前記とは異なるが、作用および効果の点に関しては
前記と同様である。

【００１１】更に、前記各構成に加え、推定された傾斜
が予め設定された傾斜角を越えたときに各モータの駆動
を強制停止する非常停止手段を併設することが可能であ
る。

【００１２】一定角度以上の傾きを有する斜面の登坂が
自動的に禁止されるので、構造上テールヘビーとなりが
ちな電動車椅子の後方転倒の防止に効果がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は本発明を適用し
た一実施形態の電動車椅子１の外観について示した斜視
図、また、図２は電動車椅子１の駆動系の構成の概略に
ついて示した要部ブロック図である。

【００１４】図１に示される通り、本実施形態の電動車
椅子１は、車体２の後部両側に駆動輪３，３を有し、車
体２の前部両側には、車体２の旋回動作等に倣って自由
に向きを変えることのできる補助輪４，４を備える。つ
まり、補助輪４，４に操舵機能はなく、電動車椅子１の
前進，後退，旋回等の全ての動作制御は、車体２の両側
の駆動輪３，３の回転速度と回転方向を調整することに
よって行われる構造である。

【００１５】電動車椅子１の肘掛の近傍にはジョイステ
ィック５が設けられ、利用者は、スティック６の操作量
および操作方向を調整することによって、電動車椅子１
の動作を自由に操ることができる。また、ジョイスティ
ック５のパネル上にはバッテリの残量を示す複数のＬＥ
Ｄ２３とメインスイッチ１３および警告灯２５とリセッ
トスイッチ２６が併設されている。

【００１６】駆動輪３，３は動力源となる図２のモータ
Ｍ１，Ｍ２によって各々独立的に回転駆動され、ジョイ
スティック５の操作状態に応じてモータＭ１，Ｍ２の駆
動制御を実施する制御装置８、および、その他の電気的
な構成要素は、車体２の下部に設けられた筐体７の内部
に収められている。

【００１７】電動車椅子１の駆動系の構成は、概略にお
いて、図２のブロック図に示される通りである。

【００１８】制御装置８は、電動車椅子１の駆動制御プ
ログラムを格納したＲＯＭ９、および、ＲＯＭ９の駆動
制御プログラムに従って電動車椅子１のモータＭ１，Ｍ
２を駆動制御するモータ制御用マイクロプロセッサ（以
下、単にＣＰＵという）１０と、演算データの一時記憶
等に利用されるＲＡＭ１１とを備える。

【００１９】ＣＰＵ１０のシステムバス２４には入力回
路１２が接続され、ジョイスティック５およびメインス
イッチ１３とリセットスイッチ２６からの信号が、入力
回路１２を介してＣＰＵ１０に読み込まれるようになっ
ている。また、右側の駆動輪３を回転駆動するモータＭ
１の回転速度を検出する車速センサ１４からの速度フィ
ードバック信号と、左側の駆動輪３を回転駆動するモー
タＭ２の回転速度を検出する車速センサ１５からの速度
フィードバック信号、および、図示を省略した車載バッ
テリに装着されたバッテリ残量計１６からのバッテリ容
量信号も、入力回路１２を介してＣＰＵ１０に読み込ま
れるようになっている。

【００２０】図２においてはＡ／Ｄ変換器等の公知要素
については記載を省略しているが、Ａ／Ｄ変換器等につ
いては、車速センサ１４，１５やバッテリ残量計１６と
入力回路１２との間を始め、必要箇所に適宜設けるもの
とする。

【００２１】そして、ＣＰＵ１０のシステムバス２４に
接続された出力回路１３には、モータＭ１，Ｍ２を駆動
するパワートランジスタとしてのインバータＢ１，Ｂ２
が接続され、ＣＰＵ１０からの指令（ＰＷＭ制御信号）
に応じ、インバータＢ１，Ｂ２の各々が独立したデュー
ティ比で駆動されるようになっている。

【００２２】また、右側の駆動輪３とモータＭ１との間
の動力伝達系に介装された電磁クラッチ１９、および、
左側の駆動輪３とモータＭ２との間の動力伝達系に介装
された電磁クラッチ２０は、ＣＰＵ１０からの指令に基
いて同時にＯＮ／ＯＦＦ制御される。つまり、メインス
イッチ１３がＯＦＦとされた状態では、ＣＰＵ１０から
の指令によって電磁クラッチ１９，２０がＯＦＦとさ
れ、モータＭ１，Ｍ２と駆動輪３，３との間の動力伝達
が解除されて、利用者による駆動輪３，３の手漕ぎ操
作、あるいは、付き添い人によるハンドル２１，２１の
手押し操作が許容され、また、メインスイッチ１３をＯ
Ｎとした状態では、モータＭ１，Ｍ２と駆動輪３，３と
が電磁クラッチ１９，２０を介して接続されて、モータ
Ｍ１，Ｍ２の駆動力を利用した動力走行が実現される。

【００２３】表示制御回路２２は、ＣＰＵ１０からの指
令に基き、バッテリ残量計１６からの信号出力、要する
に、バッテリの残量に応じて、ジョイスティック５に併
設された複数または単数のＬＥＤ２３を点灯させ、また
は、消灯させる。また、ＣＰＵ１０からの指令に応じて
警告灯２５を点灯することにより、一定以上の傾きを有
する傾斜路を登坂していることを利用者に知らせる。

【００２４】更に、モータＭ１，Ｍ２の各々には、駆動
電流を検出する電流検出手段としての電流計Ａ１，Ａ２
が接続され、各モータＭ１，Ｍ２に流れる電流の大き
さ、つまり、各モータＭ１，Ｍ２に作用している実質的
な負荷トルクの大きさが、入力回路１２を介してＣＰＵ
１０に読み込まれるようになっている。前述した通り、
図２においてはＡ／Ｄ変換器等に関する記載は省略して
いる。

【００２５】ＣＰＵ１０によるモータＭ１，Ｍ２の速度
制御は、従来と同様、ＣＰＵ１０が車速センサ１４，１
５からの速度フィードバック信号を読み込んでモータＭ
１，Ｍ２の実回転速度を検出し、モータＭ１，Ｍ２の実
回転速度がジョイスティック５の操作量に応じて設定さ
れた目標値よりも低い場合には、その速度偏差に応じて
インバータＢ１，Ｂ２のデューティ比を高く設定し直し
てモータＭ１，Ｍ２に供給される電力量を増加させるこ
とでモータＭ１，Ｍ２の実回転速度を増速させ、また、
これとは逆にモータＭ１，Ｍ２の実回転速度がジョイス
ティック５の操作量に応じて設定された目標値を上回っ
ている場合には、その速度偏差に応じてインバータＢ
１，Ｂ２のデューティ比を低く設定し直してモータＭ
１，Ｍ２に供給される電力量を減少させることによって
モータＭ１，Ｍ２の実回転速度を減速させて、モータＭ
１，Ｍ２の実回転速度をジョイスティック５で設定され
た目標値に一致させることによって達成される。

【００２６】ジョイスティック５を用いた速度設定やモ
ータＭ１，Ｍ２の速度のフィードバック制御については
既に公知となっているので詳細な説明は省略し、以下、
図３〜図４に示す上限速度規制処理のフローチャートを
参照して、傾斜角推定機能を実現するための手段および
非常停止手段等として機能するＣＰＵ１０の処理動作に
ついて詳細に説明する。この上限速度規制処理は、前述
した速度制御と実質的に並列して所定周期毎に繰り返し
実行されるタスク処理である。

【００２７】所定周期毎の上限速度規制処理を開始した
ＣＰＵ１０は、まず、車両停止フラグＦがリセット状態
に保持されているか否かを判定する（ステップｓ１）。
この車両停止フラグＦは、所定値以上の傾斜（本実施形
態では１０°）が検出されてモータＭ１，Ｍ２が強制停
止されたときにセットされるフラグであり、上限速度規
制処理を開始した直後の現時点ではリセット状態に保持
されているので、ステップｓ１の判定結果は必然的に真
となる。

【００２８】従って、ＣＰＵ１０は、入力回路１２を介
してジョイスティック５の操作状態を読み込み（ステッ
プｓ２）、ジョイスティック５の操作状態に基いて、左
右の駆動輪３，３を回転駆動するモータＭ１，Ｍ２の基
本目標速度Ｖを設定する（ステップｓ３）。但し、この
基本目標速度Ｖが直ちに最終的な回転速度の目標値にな
るわけではない。また、図３〜図４に示す上限速度規制
処理は所定周期毎のタスク処理として繰り返し実行され
ているので、基本目標速度Ｖの値は、ジョイスティック
５の操作状態の変化に応じて実質的にリアルタイムで変
化する。

【００２９】次いで、ＣＰＵ１０は、モータＭ１の駆動
電流Ｉ（１）とモータＭ２の駆動電流Ｉ（２）の各々を
入力回路１２および電流計Ａ１，Ａ２を介して読み込み
（ステップｓ４）、駆動電流Ｉ（１）と駆動電流Ｉ
（２）の大小関係を比較して（ステップｓ５）、大きな
駆動電流を消費しているモータを特定する指標ｉの値を
求めた後（ステップｓ６，ステップｓ７）、ＲＯＭ９に
予め記憶されている図５のようなモータ特性表を参照し
て、現時点におけるモータ駆動電流Ｉ（ｉ）、つまり、
負荷の大きな方の駆動輪３を回転駆動しているモータＭ
（ｉ）の駆動電流に対応するモータ回転速度の最大値、
要するに、現在の負荷トルク状態においてモータＭ
（ｉ）が達成することのできる最大の回転速度を求め、
この値を目標回転速度の許容最大値Ｖ_ｍａｘとして一時
記憶する（ステップｓ８）。このようにして負荷トルク
の大きな方のモータＭ（ｉ）を基準として目標回転速度
の許容最大値Ｖ_ｍａｘを決めるのは、左右双方のモータ
Ｍ１，Ｍ２が同時に達成可能なモータ回転速度の最大値
を得るためである（負荷トルクの小さな方のモータを基
準にしてモータ回転速度の最大値を決めると、負荷トル
クの大きな方のモータが回転速度の最大値を達成できな
くなって直進動作の不安定化等の問題が生じる場合があ
る）。

【００３０】次いで、傾斜角推定機能実現手段としての
ＣＰＵ１０は、ステップｓ４の処理で読み込んだ駆動電
流Ｉ（１）の値と駆動電流Ｉ（２）の値とを加算して駆
動電流の総和Ｉを求め（ステップｓ９）、駆動電流の総
和Ｉが設定値２・Ｉ（１０°）を越えているか否かを判
定する（ステップｓ１０）。

【００３１】ここで、Ｉ（１０°）は、勾配１０°の登
り坂を電動車椅子１が標準的なスピードで定速走行する
際に同一規格のモータＭ１，Ｍ２の各々に必要とされる
モータ駆動電流であり、設定値２・Ｉ（１０°）は、そ
の２倍の値である。従って、ステップｓ１０の判定処理
では、実質的に、電動車椅子１が１０°以上の勾配を登
坂方向に走行しているか否かが判定されることになる。
なお、駆動電流Ｉ（１）と駆動電流Ｉ（２）の平均値で
ある〔Ｉ（１）＋Ｉ（２）〕／２とＩ（１０°）との大
小関係を比較しても判定結果は同一である。

【００３２】この実施形態では電動車椅子１が難なく安
全に走行できる登坂角度として十分な余裕をみて１０°
を基準としているが、この値は電動車椅子の構造上の特
性等によっても異なるので、走行を許容する登坂角度や
設定値２・Ｉ（１０°）の値は、電動車椅子の特性に合
わせて決めるものとする。

【００３３】ステップｓ１０の判定結果が真となった場
合、つまり、電動車椅子１が１０°以上の斜面を登坂し
ていると判定された場合には、非常停止手段の一部を構
成するＣＰＵ１０が補正値ＭＯＤに所定値αを加算して
補正値ＭＯＤの値を増加方向に修正し（ステップｓ１
１）、また、ステップｓ１０の判定結果が偽となった場
合、要するに、電動車椅子１が１０°未満の斜面を登坂
しているか、平地を走行しているか、もしくは、下り斜
面を走行していると判定された場合には、ＣＰＵ１０が
補正値ＭＯＤから所定値αを減算し、補正値ＭＯＤの値
を減少方向に修正する（ステップｓ１２）。補正値ＭＯ
Ｄの初期値（電源投入時の値）は０である。

【００３４】次いで、ＣＰＵ１０は、速度制限値の初期
値Ｖ’_０から補正値ＭＯＤを減じ、現在の走行状況に適
した速度制限値Ｖ’_ｍａｘを算出する（ステップｓ１
３）。前述したステップｓ１０〜ステップｓ１２の処理
からも明らかなように、電動車椅子１が１０°以上の斜
面を登坂している場合には補正値ＭＯＤが徐々に増大す
るので速度制限値Ｖ’_ｍａｘの値は徐々に減少し、ま
た、これとは逆に電動車椅子１が１０°未満の斜面を登
坂しているか、平地を走行しているか、もしくは、下り
斜面を走行している場合には補正値ＭＯＤが徐々に減少
するので、速度制限値Ｖ’_ｍａｘの値は徐々に増大する
ことになる。速度制限値の初期値Ｖ’_０は、モータ駆動
電流が０の時の最大回転速度である。

【００３５】次いで、非常停止手段としてのＣＰＵ１０
は、速度制限値Ｖ’_ｍａｘの現在値が０未満になってい
るか否か、つまり、電動車椅子１を停止させる必要があ
るか否かを判定する（ステップｓ１４）。

【００３６】ステップｓ１４の判定結果が真となった場
合には、電動車椅子１が１０°以上の斜面を継続して登
坂していること、つまり、電動車椅子１の駆動を停止さ
せる必要があることを意味するので、非常停止手段とし
てのＣＰＵ１０が速度制限値Ｖ’_ｍａｘに０、つまり、
モータＭ１，Ｍ２の実質的な駆動を禁止する値を設定し
（ステップｓ１５）、更に、表示制御回路２２を作動さ
せて警告灯２５を点灯することにより強制停止の状態を
利用者に知らせ（ステップｓ１６）、同時に、車両停止
フラグＦをセットすることにより、強制停止の処理が行
われたことを内部的に記憶する（ステップｓ１７）。

【００３７】一方、ステップｓ１４の判定結果が偽とな
った場合、つまり、電動車椅子１の駆動を停止する必要
がないと判定された場合には、ＣＰＵ１０は、更に、速
度制限値Ｖ’_ｍａｘの現在値がステップｓ８の処理で求
められた目標回転速度の許容最大値Ｖ_ｍａｘを越えてい
るか否かを判定し（ステップｓ１８）、速度制限値Ｖ’
_ｍａｘの現在値が目標回転速度の許容最大値Ｖ_ｍａｘを
越えている場合には、速度制限値Ｖ’_ｍａｘの値を目標
回転速度の許容最大値Ｖ_ｍａｘに規制し、それ以上の値
にならないようにする（ステップｓ１９）。

【００３８】このようにして速度制限値Ｖ’_ｍａｘの現
在値が目標回転速度の許容最大値Ｖ _ｍａｘを越えてしま
うのは、電動車椅子１が１０°未満の斜面を登坂してい
るか、平地を走行しているか、もしくは、下り斜面を走
行している状態で前述のステップｓ１０の判定結果が偽
となり続けてステップｓ１２の処理で補正値ＭＯＤが連
続的に減少方向に修正された場合であるから、このよう
な走行状態が続くと、補正値ＭＯＤの値が限りなく減少
方向に修正されて行き、これに呼応して速度制限値Ｖ’
_ｍａｘの値が限りなく増大して行くといった問題が生じ
る。

【００３９】無論、そのような場合であっても前述した
ステップｓ１９の処理によって速度制限値Ｖ’_ｍａｘの
取り得る値の最大値は目標回転速度の許容最大値Ｖ
_ｍａｘ以下に規制されるが、補正値ＭＯＤの値が減少方
向に過剰に積算されると、電動車椅子１の走行状態が１
０°未満の斜面，平地，下り斜面等の走行から１０°以
上の斜面の登坂に移行した際に、補正値ＭＯＤの値が正
の値に転じるのに時間的な遅れが生じ、速度制限値Ｖ’
_ｍａｘの値が中々０未満とならず、１０°以上の斜面を
登坂する電動車椅子１の非常停止に要する時間が増長さ
れるといった可能性がある。

【００４０】そこで、ステップｓ１８の判定結果が真と
なって速度制限値Ｖ’_ｍａｘの現在値が目標回転速度の
許容最大値Ｖ_ｍａｘを越えた場合には、ＣＰＵ１０は、
補正値ＭＯＤの値に減少方向の過剰な修正が加えられた
ものと見做し、補正値ＭＯＤに所定値αを加算して、補
正値ＭＯＤの現在値を当該処理周期におけるステップｓ
１２の処理が行われる前の値に戻す（ステップｓ２
０）。

【００４１】これにより、電動車椅子１の走行状態が１
０°未満の斜面，平地，下り斜面等の走行から１０°以
上の斜面の登坂に移行した際の強制停止の遅れが未然に
防止される。

【００４２】また、ステップｓ１８の判定結果が偽とな
った場合には、速度制限値Ｖ’_ｍａ _ｘの値は０以上Ｖ
_ｍａｘ以下の適正な範囲内にあることを意味するので、
ＣＰＵ１０は、速度制限値Ｖ’_ｍａｘの現在値をそのま
ま保持する。

【００４３】次いで、ＣＰＵ１０は、現在の走行状況に
適した速度制限値Ｖ’_ｍａｘの値とジョイスティック５
の操作状態に基いて設定された基本目標速度Ｖとの大小
関係を比較し（ステップｓ２１）、基本目標速度Ｖが速
度制限値Ｖ’_ｍａｘの範囲内にあれば基本目標速度Ｖの
値を最終的な回転速度の目標値Ｖ’としてそのまま設定
し（ステップｓ２２）、また、基本目標速度Ｖが速度制
限値Ｖ’_ｍａｘを越えている場合には、ジョイスティッ
ク５の操作を無視し、速度制限値Ｖ’_ｍａｘの値を最終
的な回転速度の目標値Ｖ’として設定する（ステップｓ
２３）。

【００４４】以上に述べた上限速度規制処理がＣＰＵ１
０によって所定周期毎のタスク処理として繰り返し実行
され、これと略並列して、速度制御手段としてのＣＰＵ
１０が速度制御のタスク処理において最終的な回転速度
の目標値Ｖ’の値を読み込み、この値と車速センサ１
４，１５からの速度フィードバック信号とに基いて速度
偏差を検出し、この速度偏差を解消するようにインバー
タＢ１，Ｂ２のデューティ比を調整することによって速
度のフィードバック制御を行う。

【００４５】従って、電動車椅子１が１０°未満の斜
面，平地，下り斜面等を走行している状態では、速度制
限値Ｖ’_ｍａｘの値が目標回転速度の許容最大値Ｖ
_ｍａｘに保持され、利用者は、ジョイスティック５の操
作で基本目標速度Ｖを設定することにより、目標回転速
度の許容最大値Ｖ_ｍａｘの範囲内で、モータＭ１，Ｍ２
に過負荷を生じさせることなく、自由に電動車椅子１を
走行させることができる。

【００４６】また、電動車椅子を１０°以上の斜面で登
坂させた場合には、補正値ＭＯＤの値が徐々に増大する
と共に速度制限値Ｖ’_ｍａｘの値が徐々に減少するの
で、スティック６を目一杯操作したとしても、最終的な
回転速度の目標値Ｖ’の値は徐々に減少方向に向かい、
最終的に、速度制限値Ｖ’_ｍａｘの値が０を下回った段
階でモータＭ１，Ｍ２の駆動が停止し、電動車椅子１が
強制停止されて警告灯２５が点灯されることになる。

【００４７】このようにして電動車椅子１が強制停止さ
れた場合には車両停止フラグＦがセットされて上限速度
規制処理におけるステップｓ２以降の処理が非実行とさ
れるため、最終的な回転速度の目標値Ｖ’の書き替えが
禁止され、最終的な回転速度の目標値Ｖ’の値が車両停
止フラグＦをセットした時の値０に保持されるので、前
述の速度制御によって、電動車椅子１はそのまま停止状
態に保持されることになる。

【００４８】そして、車両停止フラグＦがセットされた
場合には、利用者によるリセットスイッチ２６の操作の
有無が、所定周期毎の上限速度規制処理においてＣＰＵ
１０に判定される（ステップｓ２４）。

【００４９】ここで、リセットスイッチ２６の操作が検
出されると、ＣＰＵ１０は、警告灯２５を消灯して補正
値ＭＯＤの値を０に初期化し（ステップｓ２５，ステッ
プｓ２６）、更に、車両停止フラグＦをリセットして初
期状態に復帰し（ステップ２７）、再び、目標回転速度
の許容最大値Ｖ_ｍａｘの範囲で、ジョイスティック５の
操作に基く基本目標速度ＶによるモータＭ１，Ｍ２の速
度制御を許容する。

【００５０】以上、一実施形態として、電動式車椅子１
の走行路が１０°以上の登り斜面であるか否かを判定
し、１０°以上の登り斜面である場合にモータＭ１，Ｍ
２を減速停止させて電動車椅子１を強制停止して警告灯
２５を点灯させる例について説明したが、前述した通
り、ステップｓ１０における比較値２・Ｉ（１０°）の
設定を変えることにより、任意の傾斜角を検出して電動
車椅子１を停止させることができる。

【００５１】また、この実施形態では走行路が１０°以
上の登り斜面であるか否かの判定のみを行っているが、
駆動電流の総和Ｉを様々な駆動電流値２・Ｉ（５°），
２・Ｉ（１０°），２・Ｉ（１５°），・・・等と比較
することにより、走行路の傾斜角を更に詳しく判定する
ようにすることも可能である。

【００５２】前述した実施形態では、傾斜の判定結果に
基いて電動車椅子１を強制停止するようにしているが、
判定結果を必ずしも電動車椅子１の駆動制御に結び付け
る必要はなく、例えば、ランプの点灯や液晶ディスプレ
イ等に路面の傾斜角を表示するだけであってもよいし、
この判定結果を停止処理以外の他の駆動制御、例えば、
特開平８−３０８０２９号に見られるような、坂道の登
り下りの加減速制御に適用することも可能である。

【００５３】何れの場合も、両側の駆動輪３，３を回転
駆動するモータＭ１，Ｍ２の駆動電流の総和Ｉ（または
平均値）を用いて判定処理を行うことで、斜面上の電動
車椅子１の姿勢変化に伴う重心移動によって生じる左右
のモータＭ１，Ｍ２の駆動電流Ｉ（１），Ｉ（２）のバ
ラツキが負荷トルクの検出に基く傾斜判定に及ぼす悪影
響を解消し、路面の傾斜判定を適切に行うことができる
ようになる。

【００５４】更に、平地を旋回走行する際に作用する横
方向の加速度の影響で左右両側の駆動輪３，３の負荷ト
ルクが変動したような場合であっても、両方の駆動輪
３，３に作用する負荷トルクが駆動電流の総和（または
平均値）によって総合的に評価されるので、何れか一方
のモータＭ１あるいはＭ２の駆動電流を検出して勾配を
判定する場合とは違い、旋回動作を斜面の登りとして判
定するといった判定ミスを確実に防止することができ
る。

【００５５】

【発明の効果】本発明の電動車椅子は、車体両側の駆動
輪を駆動する独立したモータの各々の駆動電流を検出
し、その総和もしくは平均値に基いて路面の傾斜を推定
するようにしているので、斜面の斜め登坂や旋回等のよ
うに左右の駆動輪に対して異なる負荷が作用する場合で
あっても、路面の傾斜を適切に推定することができる。
しかも、モータの駆動制御に必要とされる電流検出手段
とモータ制御用マイクロプロセッサとを流用して路面の
傾斜を推定するため、格別な付加装置を必要とせず、電
動車椅子の製造コストを低く抑えることができる。

【００５６】更に、路面の傾斜が予め設定された傾斜角
を越えた場合には、モータの駆動を強制停止して一定角
度以上の傾きを有する斜面の登坂を自動的に禁止するよ
うにしているので、構造上テールヘビーとなりがちな電
動車椅子の転倒を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施形態の電動車椅子の外
観について示した斜視図である。

【図２】同実施形態の電動車椅子の駆動系の構成の概略
について示した要部ブロック図である。

【図３】同実施形態の電動車椅子に配備されたモータ制
御用マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）によって実施される
上限速度規制処理の概略を示したフローチャートであ
る。

【図４】上限速度規制処理の概略を示したフローチャー
トの続きである。

【図５】モータ特性表の一例を示した概念図である。

【符号の説明】

１電動車椅子２車体３駆動輪４補助輪５ジョイスティック６スティック７筐体８制御装置９ＲＯＭ１０モータ制御用マイクロプロセッサ（傾斜角推定機
能実現手段，非常停止手段）１１ＲＡＭ１２入力回路１３メインスイッチ１４車速センサ１５車速センサ１６バッテリ残量計１９電磁クラッチ２０電磁クラッチ２１ハンドル２２表示制御回路２３ＬＥＤ２４システムバス２５警告灯２６リセットスイッチＭ１，Ｍ２モータＡ１，Ａ２電流計（電流検出手段）Ｂ１，Ｂ２インバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体両側の駆動輪を独立したモータで個
別に駆動する電動車椅子であって、前記各モータの各々に流れる駆動電流を検出する電流検
出手段と、前記電流検出手段により検出された駆動電流
の総和に基いて走行中の路面の傾斜を推定する傾斜角推
定機能を内蔵したモータ制御用マイクロプロセッサとを
備えたことを特徴とする電動車椅子。
【請求項２】車体両側の駆動輪を独立したモータで個
別に駆動する電動車椅子であって、前記各モータの各々に流れる駆動電流を検出する電流検
出手段と、前記電流検出手段により検出された駆動電流
の平均に基いて走行中の路面の傾斜を推定する傾斜角推
定機能を内蔵したモータ制御用マイクロプロセッサとを
備えたことを特徴とする電動車椅子。
【請求項３】推定された傾斜が予め設定された傾斜角
を越えると前記各モータの駆動を強制停止する非常停止
手段を併設し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。