JP2018033248A - 電動車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】悪路走行時における直進安定性を向上でき、更に旋回時の旋回特性を維持しつつ車両のオーバーシュートを抑制できること。【解決手段】電動モータ１０Ｌ、１０Ｒの動力で駆動される電動車両の駆動制御装置であって、電動車両の進行角度を車両進行角度ａｃとして検出する車両進行角度検出部２６と、電動車両の進行角度を指示する指示部（１３）からの指示角度を入力角度ｘｔとして入力する指示角度入力部２７と、入力角度及び前回の推定指示角度ｙｔから入力角度変化量を演算する入力角度変化量演算部２８と、入力角度及び前回の推定指示角度をフィルタにより処理して推定指示角度ｙｔ＋１を演算するフィルタ処理部２９と、推定指示角度、車両進行角度及び前回の目標進行角度から目標進行角度ａｔ＋１を演算する目標進行角度演算部３０とを有し、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量に基づいて、使用するフィルタを選択するよう構成されたものである。【選択図】 図４

Description

本発明は、電動モータの動力で駆動される電動車両の駆動制御装置に関する。

特許文献１には、左右一対の駆動輪とフリーキャスタとを備え、ジョイスティックレバー装置としての入力手段によって進行角度と進行速度を指示する電動車両において、入力手段からの入力角度である指示進行角度ａＪと車体進行角度ａＣとから目標進行角度ａＴを算出することにより、車両の操縦安定性を向上させることができる電動車両が開示されている。

特開平１０−１３６５１２号公報

ところが、特許文献１に記載の電動車両では、入力手段からの入力角度である指示進行角度ａＪを目標進行角度ａＴに直接設定する場合に、例えば、舗装されていない悪路を走行する際に車両の振動に伴ってユーザが入力手段を意図せずに操作してしまったとき、その入力手段からの入力角度（指示進行角度ａＪ）がそのまま目標進行角度ａＴになってしまう。このとき、電動車両が不安定な状態になって、万一の場合には、例えば直進走行を安定して実施できなくなる恐れがある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、悪路走行時における直進安定性を向上でき、更に、旋回時における旋回特性を維持しつつ車両のオーバーシュートを抑制できる電動車両の駆動制御装置を提供することにある。

本発明に係る電動車両の駆動制御装置は、電動モータの動力で駆動される電動車両の駆動制御装置であって、前記電動車両の進行角度を車両進行角度として検出する車両進行角度検出部と、前記電動車両の進行角度を指示する指示部からの指示角度を入力角度として入力する指示角度入力部と、前記入力角度及び前回の推定指示角度から入力角度変化量を演算する入力角度変化量演算部と、前記入力角度及び前記前回の推定指示角度をフィルタにより処理して推定指示角度を演算するフィルタ処理部と、前記推定指示角度、前記車両進行角度及び前回の目標進行角度に基づいて目標進行角度を演算する目標進行角度演算部と、前記目標進行角度に従って前記電動車両を駆動させる駆動指令部とを有し、前記フィルタ処理部は、前記入力角度変化量に基づいて、使用する前記フィルタを選択するよう構成されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、フィルタ処理部は、入力角度変化量に基づいてフィルタを選択し、このフィルタを使用して、入力角度及び前回の推定指示角度をフィルタ処理し推定指示角度を演算する。従って、目標進行角度演算部が上記推定指示角度を用いて目標進行角度を算出した場合でも、上記推定指示角度が前回（即ち過去）の推定指示角度を反映したものであるため、悪路の直進走行時に入力角度が逐次変動してもその影響が抑制されて、直進安定性を向上できる。

また、旋回時にフィルタ処理部は、入力角度変化量に基づいて、入力角度への依存度が前回の推定指示角度への依存度と同程度であるフィルタを選択して推定指示角度を演算する。この結果、推定指示角度における入力角度への依存度によって旋回特性を維持しつつ、推定指示角度における前回の推定指示角度への依存度によって車両のオーバーシュートを抑制できる。

本発明に係る電動車両の駆動制御装置における第１実施形態が適用された電動車椅子を示す左側面図。 図１の電動車椅子を示す正面図。 図１の電動車椅子を駆動する駆動制御装置を示すブロック図。 図３の制御用マイコンの構成を示すブロック図。 図４のフィルタ処理部が推定指示角度を演算する際に使用するガウス分布に基づくフィルタを説明するグラフ。 図４のフィルタ処理部が推定指示角度を演算する際に使用する一様確立分布に基づくフィルタを説明するグラフ。 図４の制御用マイコンが目標進行角度を演算するために実行する手順を示すフローチャート。 推定指示角度の変化とフィルタの切替状況とを説明する図表であり、（Ａ）が車両を旋回させるときの図表、（Ｂ）が瞬間的にノイズが入ったときの図表。 本発明に係る電動車両の駆動制御装置における第２実施形態の制御用マイコンが目標進行角度を演算する手順の一部（推定指示角度を演算等する手順）を示すフローチャート。 図９の手順で演算した推定指示角度の変化とフィルタの切替状況とを説明する図表であり、（Ａ）がフィルタ切替判定角度が変更されない場合の図表、（Ｂ）がフィルタ切替判定角度が変更される場合の図表。 本発明に係る電動車両の駆動制御装置における第３実施形態の制御用マイコンが目標進行角度を演算するために実行する手順の一部（推定指示角度を演算等する手順）を示すフローチャート。 図９の手順で演算した推定指示角度の変化とフィルタの切替状況とを説明する図表であり、（Ａ）が瞬間的にノイズが入ったときの図表、（Ｂ）が車両を旋回させるときの図表。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図８）
図１は、本発明に係る電動車両の駆動制御装置における第１実施形態が適用された電動車椅子を示す左側面図である。また、図２は、図１の電動車椅子を示す正面図である。電動車両としての電動車椅子１は、例えばパイプ製の車体フレーム２を備えており、この車体フレーム２の上部に着座シート３が設置されている。着座シート３の後部には背当て部４が設けられ、着座シート３の左右には肘掛け部５が設けられている。また、車体フレーム２の後下部には左右一対の後輪６が駆動輪として軸支され、車体フレーム２の前下部にはフリーキャスタ型の前輪７が設けられている。なお、前輪７の前方には左右一対の足載せ部８が設けられている。

左右の後輪６には、それぞれ専用の電動モータ１０Ｌ、１０Ｒが個別に設けられており、この電動モータ１０Ｌ、１０Ｒの動力が減速ギヤにより減速されて後輪６に伝達され、これにより電動車椅子１が駆動されるように構成されている。また、電動モータ１０Ｌ、１０Ｒの前方には電源用のバッテリ１１が搭載されている。

一方、例えば右側の肘掛け部５の前方にはコントロールボックス１２が設けられており、このコントロールボックス１２の上面には、指示部としてのジョイスティックレバー装置１３が設けられている。このジョイスティックレバー装置１３にはジョイスティックレバー１４が直立した状態に設置されている。電動車椅子１のユーザが右手でジョイスティックレバー１４を ３６０°のいずれかの方向に倒すことにより、ジョイスティックレバー１４の傾斜方向と傾斜角度とから、電動車椅子１の進行角度及び進行速度が同時に指示される。なお、コントロールボックス１２の左側面には最大走行速度を設定するための速度設定レバー１５が設けられている。

本発明に係る駆動制御装置１６は、図３にブロック図で示すように、前記ジョイスティックレバー装置１３と、制御用マイコン１７と、ＦＥＴドライバ１８と、複数のＦＥＴ１９からなる２組のスイッチング回路２１と、左右の電動モータ１０Ｌ、１０Ｒにそれぞれ設けられた回転速度センサ２０Ａ、２０Ｂとを備えて構成されている。制御用マイコン１７、ＦＥＴドライバ１８及びスイッチング回路２１等は、全て例えばコントロールボックス１２内に配設されている。

ジョイスティックレバー装置１３は、ジョイスティックレバー１４が傾けられると、２個の可変抵抗器２２Ａ、２２Ｂの電気抵抗値が変化して、ジョイスティック信号を出力する。

例えば、ジョイスティックレバー１４が前方に倒されると、左右の電動モータ１０Ｌ、１０Ｒが共に左右の後輪６を前進駆動させて車両を前進させ、ジョイスティックレバー１４が左方に倒されると、左側の電動モータ１０Ｌが左側の後輪６を後進駆動、右側の電動モータ１０Ｒが右側の後輪６を前進駆動させて車両を左方に旋回させ、ジョイスティックレバー１４が後方に倒されると、左右の電動モータ１０Ｌ、１０Ｒが共に左右の後輪６を後進駆動して車両を後進させ、ジョイスティックレバー１４が右方に倒されると、左側の電動モータ１０Ｌが左側の後輪６を前進駆動、右側の電動モータ１０Ｒが右側の後輪６を後進駆動させて車両を右方に旋回させるように、２個の可変抵抗器２２Ａ、２２Ｂから前後左右方向の指示信号（ジョイスティック信号）が、角度指示信号及び速度指示信号として制御用マイコン１７へ出力される。

制御用マイコン１７は、後述の如く演算した目標進行角度ａｔ＋１及び目標進行速度を含む目標進行信号を、左右のＰＷＭ信号に変換してＦＥＴドライバ１８へ出力し、ＦＥＴドライバ１８は２組のスイッチング回路２１を駆動制御する。そして、各ＦＥＴ１９の開閉の組み合わせに応じてバッテリ１１の電圧極性が選択され、バッテリ１１の電圧が左右の電動モータ１０Ｌ、１０Ｒに印加されて電動モータ１０Ｌ、１０Ｒが作動する。なお、電動モータ１０Ｌ、１０Ｒに設けられた回転速度センサ２０Ａ、２０Ｂは、それぞれ電動モータ１０Ｌ、１０Ｒの回転速度を検出して、制御用マイコン１７へ出力する。

制御用マイコン１７は、図４に示すように、速度指令入力部２４、速度指令演算部２５、車両進行角度検出部２６、指示角度入力部２７、入力角度変化量演算部２８、フィルタ処理部２９、目標進行角度演算部３０、及び駆動指令部３１を有して構成される。

速度指令入力部２４は、ジョイスティックレバー装置１３から速度指示信号を速度指令として入力し、速度指令演算部２５は、この速度指令に基づいて目標進行速度を演算して駆動指令部３１へ出力する。また、車両進行角度検出部２６は、電動車椅子１の進行角度を車両進行角度ａｃとして検出して目標進行角度演算部３０へ出力する。

指示角度入力部２７は、ジョイスティックレバー装置１３からの角度指示信号に含まれる指示角度を入力角度ｘｔとして入力する。また、入力角度変化量演算部２８は、指示角度入力部２７からの入力角度ｘｔとフィルタ処理部２９が前回演算した前回の推定指示角度ｙｔとから入力角度変化量を演算する。この入力角度変化量は、入力角度ｘｔと前回の推定指示角度ｙｔとの差の絶対値｜ｘｔ−ｙｔ｜として算出される。

フィルタ処理部２９は、指示角度入力部２７からの入力角度ｘｔと、このフィルタ処理部２９が前回演算した前回の推定指示角度ｙｔとをフィルタにより処理して、推定指示角度ｙｔ＋１を演算する。上記フィルタは、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜に基づいてフィルタ処理部２９により選択される。つまり、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が、所定値としてのフィルタ切替判定角度θａ（図７参照）よりも小さいときには、図５に示すガウス分布に基づくフィルタを選択して使用し、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θａ以上であるときに、図６に示す一様確率分布に基づくフィルタを選択して使用する。

入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θａよりも小さい場合には、電動車椅子１のユーザは、一定方向への直進走行の意思が高いと考えられる。このとき、フィルタ処理部２９は、前回（過去）の推定指示角度ｙｔへの依存度が高く且つ入力角度ｘｔへの依存度が低いガウス分布に基づくフィルタを選択して使用する。このガウス分布は、図５を示すように、前回の推定指示角度ｙｔを横軸の中央値とし、この中央値に対し予め定めた偏差（角度）で生成された正規分布であり、縦軸にユーザがその角度を意図する確率をとる。

フィルタ処理部２９は、このガウス分布から、ユーザが前回の推定指示角度ｙｔを意図する確率Ｐ（ａ）と、入力角度ｘｔを意図する確率Ｐ（ｂ）とをそれぞれ求める。そして、フィルタ処理部２９は、前回の推定指示角度ｙｔ及び入力角度ｘｔ以外の事情を考慮しないように、前回の推定指示角度ｙｔの確率Ｐ（ａ）と入力角度ｘｔの確率Ｐ（ｂ）との和が１になる条件を付して、現在の推定指示角度ｙｔ＋１を、確率Ｐ（ａ）、Ｐ（ｂ）を係数として次式（１）で規定する。この推定指示角度ｙｔ＋１の値は、確率Ｐ（ａ）が確率Ｐ（ｂ）よりも大きいことから前回の推定指示角度ｙｔの値に近くなり、このため、前回の推定指示角度ｙｔへの依存度が高く、入力角度ｘｔへの依存度が低くなる。

また、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θａ以上の場合には、電動車椅子１のユーザは、旋回走行の意思が高いと考えられる。このとき、フィルタ処理部２９は、入力角度ｘｔへの依存度が前回（過去）の推定指示角度ｙｔの依存度と同程度になる一様確率分布に基づくフィルタを選択して使用する。この一様確率分布では、図６に示すように、入力角度ｘｔと前回の推定指示角度ｙｔとを含めた全ての事象の発生する確率が等しくなっている。従って、フィルタ処理部２９は、式（１）においてＰ（ａ）＝Ｐ（ｂ）として、現在の推定指示角度ｙｔ＋１を次式（２）で規定する

目標進行角度演算部３０は、フィルタ処理部２９にて演算された推定指示角度ｙｔ＋１と、車両進行角度検出部２６にて検出された車両進行角度ａｃと、目標進行角度演算部３０が前回演算した前回の目標進行角度ａｔとに基づいて現在の目標進行角度ａｔ＋１を演算する。具体的には、図７を用いて後に説明するが、目標進行角度演算部３０は、推定指示角度ｙｔ＋１が前回の目標進行角度ａｔと車両進行角度ａｃとの間にある場合には（ａｔ＞ｙｔ＋１＞ａｃ）、推定指示角度ｙｔ＋１を目標進行角度ａｔ＋１として設定し、また、車両進行角度ａｃが推定指示角度ｙｔ＋１と前回の目標進行角度ａｔの間にある場合には（ｙｔ＋１＞ａｃ＞ａｔ）、車両進行角度ａｃを目標進行角度ａｔ＋１として設定する。

駆動指令部３１は、目標進行角度演算部３０により演算された目標進行角度ａｔ＋１と、速度指令演算部２５にて演算された目標進行速度とを含む目標進行信号を、ＰＷＭ信号に変換してＦＥＴドライバ１８へ出力し、このＦＥＴドライバ１８を介して電動モータ１０Ｌ及び１０Ｒを動作させて電動車椅子１を駆動する。

次に、制御用マイコン１７におけるフィルタ処理部２９及び目標進行角度演算部３０の動作手順を、図７を用いて説明する。
フィルタ処理部２９は、入力角度変化量演算部２８にて求められた入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θａよりも小さいか否かを判断する（Ｓ１）。フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θａよりも小さいときに、図５に示すガウス分布に基づくフィルタを使用して、入力角度ｘｔ及び前回の推定指示角度ｙｔから推定指示角度ｙｔ＋１を演算する（Ｓ２）。手順Ｓ１において入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θａ以上であるときに、フィルタ処理部２９は、図６に示す一様確率分布に基づくフィルタを使用して、入力角度ｘｔ及び前回の推定指示角度ｙｔから推定指示角度ｙｔ＋１を演算する（Ｓ３）。

目標進行角度演算部３０は、フィルタ処理部２９からの推定指示角度ｙｔ＋１が前回の目標進行角度ａｔよりも大きいか否かを判断し（Ｓ４）、大きい場合には、次に、前回の目標進行角度ａｔが車両進行角度検出部２６からの車両進行角度ａｃよりも大きいか否かを判断する（Ｓ５）。目標進行角度演算部３０は、手順Ｓ５において、前回の目標進行角度ａｔが車両進行角度ａｃよりも大きい場合には、ｙｔ＋１＞ａｔ＞ａｃが成立するため、前回の目標進行角度ａｔを目標進行角度ａｔ＋１として設定する（Ｓ６）。

目標進行角度演算部３０は、手順Ｓ５において、前回の目標進行角度ａｔが車両進行角度ａｃ以下である場合には、この車両進行角度ａｃが推定指示角度ｙｔ＋１よりも大きいか否かを判断する（Ｓ７）。そして、目標進行角度演算部３０は、手順Ｓ７において車両進行角度ａｃが推定指示角度ｙｔ＋１よりも大きい場合には、ａｃ＞ｙｔ＋１＞ａｔが成立するため、推定指示角度ｙｔ＋１を目標進行角度ａｔ＋１に設定（Ｓ８）。

手順Ｓ７において、車両進行角度ａｃが推定指示角度ｙｔ＋１以下である場合には、ｙｔ＋１＞ａｃ＞ａｔが成立するため、目標進行角度演算部３０は、車両進行角度ａｃを目標進行角度ａｔ＋１に設定する（Ｓ９）。

手順Ｓ４において推定指示角度ｙｔ＋１が前回の目標進行角度ａｔ以下であるときには、目標進行角度演算部３０は、車両進行角度ａｃが前回の目標進行角度ａｔよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０）。この手順Ｓ１０において車両進行角度ａｃが前回の目標進行角度ａｔよりも大きいときには、目標進行角度演算部３０は、ａｃ＞ａｔ≧ｙｔ＋１が成立するため、前回の目標進行角度ａｔを目標進行角度ａｔ＋１に設定する（Ｓ１１）。

手順Ｓ１０において車両進行角度ａｃが前回の目標進行角度ａｔ以下であるときには、目標進行角度演算部３０は、推定指示角度ｙｔ＋１が車両進行角度ａｃよりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２）。目標進行角度演算部３０は、この手順Ｓ１２において推定指示角度ｙｔ＋１が車両進行角度ａｃよりも大きいときには、ａｔ＞ｙｔ＋１＞ａｃが成立するため、推定指示角度ｙｔ＋１を目標進行角度ａｔ＋１に設定する（Ｓ８）。

手順Ｓ１２において推定指示角度ｙｔ＋１が車両進行角度ａｃ以下であるときには、ａｔ＜ａｃ≦ｙｔ＋１が成立するため、目標進行角度演算部３０は、車両進行角度ａｃを目標進行角度ａｔ＋１に設定する（Ｓ９）。

図７に示す上述の手順Ｓ１〜Ｓ１２によって目標進行角度ａｔ＋１が設定されるが、このうち、手順Ｓ７において車両進行角度ａｃが推定指示角度ｙｔ＋１以下である場合に、ｙｔ＋１＞ａｃ＞ａｔが成立するため、車両進行角度ａｃが目標進行角度ａｔ＋１に設定される（Ｓ９）。また、手順Ｓ１２において推定指示角度ｙｔ＋１が車両進行角度ａｃよりも大きい場合には、ａｔ＞ｙｔ＋１＞ａｃが成立するため、推定指示角度ｙｔ＋１が目標進行角度ａｔ＋１に設定される（Ｓ８）。

これにより、推定指示角度ｙｔ＋１の方が前回の目標進行角度ａｔよりも車両進行角度ａｃに近いにも拘わらず、車両進行角度ａｃを前回の目標進行角度ａｔに合わせるための不必要な制御が行われなくなって、電動車椅子１の操縦安定性が向上すると共に、電動モータ１０Ｌ及び１０Ｒの電力消費量を低減することが可能になる。

また、手順Ｓ８において目標進行角度ａｔ＋１に設定される推定指示角度ｙｔ＋１は、手順Ｓ２またはＳ３においてそれぞれガウス分布に基づくフィルタまたは一様確率分布に基づくフィルタを用いて、入力角度ｘｔ及び前回（過去）の推定指示角度ｙｔから演算されたものである。従って、推定指示角度ｙｔ＋１は入力角度ｘｔそのものではなく、前回（過去）の推定指示角度ｙｔが反映されたものになっている。

ここで、図７の手順Ｓ１からＳ１２までを実行するステップを複数ステップ実行する間に手順Ｓ２及びＳ３において演算された推定指示角度ｙｔ＋１の計算例と、そのとき使用されたフィルタとを、図８を用いて説明する。このとき、手順Ｓ１におけるフィルタ切替判定角度θａはθａ＝３°である。

制御用マイコン１７が制御を開始するステップ０では、フィルタ処理部２９は、ガウス分布に基づくフィルタを選択している。図８（Ａ）に示すようにユーザが電動車椅子１を旋回させる場合、ステップ２において入力角度ｘｔが９０°になると、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°になってフィルタ切替判定角度θａ以上になるため、フィルタを切り替えて一様確率分布に基づくフィルタを選択し、この一様確率分布に基づくフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１を４５°と演算する。

ステップ３における入力角度ｘｔが９０°のとき、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が４５°になってフィルタ切替判定角度θａ以上になるため、引き続き一様確率分布に基づくフィルタとし、このフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１を６７．５°と演算する。ステップ７における入力角度ｘｔが９０°のとき、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が２．８２°となってフィルタ切替判定角度θａよりも小さくなるため、フィルタを切り替えてガウス分布に基づくフィルタを選択し、このガウス分布に基づくフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１を８８．２８°と演算する。

図８（Ｂ）に示すように、例えば電動車椅子１が悪路等を直進走行したときに入力角度ｘｔに瞬間的にノイズが入り、ステップ２において入力角度ｘｔが９０°となった場合、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°になってフィルタ切替判定角度θａ以上になるため、フィルタを切り替えて一様確率分布に基づくフィルタを選択し、この一様確率分布に基づくフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１を４５°と演算する。ステップ４において入力角度が０°に戻っても、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が６７．５°でフィルタ切替判定角θａ以上であるため、フィルタを引き続き一様確率分布に基づくフィルタとし、このフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１を３３．７５°と演算する。

上述のステップ２において入力角度ｘｔが０°から９０°となり、ステップ４において入力角度ｘｔが９０°から０°になった場合でも、推定指示角度ｙｔ＋１はそれぞれ４５°、３３．７５°となって入力角度ｘｔに対し緩やかに変化する。その後、ステップ９における入力角度ｘｔが０°のときに、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が２．１°となってフィルタ切替判定角度θａよりも小さくなるので、フィルタ処理部２９は、フィルタを切り替えてガウス分布に基づくフィルタを選択し、このガウス分布に基づくフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１を１．６８°と演算する。

以上のように構成されたことから、この第１実施形態によれば、次の効果（１）を奏する。
（１）図４及び図７に示すように、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜に基づいてフィルタ（ガウス分布または一様確率分布に基づくフィルタ）を選択し、このフィルタを使用して、入力角度ｘｔ及び前回の推定指示角度ｙｔをフィルタ処理し、推定指示角度ｙｔ＋１を演算する。従って、目標進行角度演算部３０が上記推定指示角度ｙｔ＋１を用いて目標進行角度ａｔ＋１を算出した場合でも、上記推定指示角度ｙｔ＋１は前回（過去）の推定指示角度ｙｔを反映したものになる。

このため、電動車椅子１が例えば悪路を直進走行するときに、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θａよりも小さいときに、前回の推定指示角度ｙｔへの依存度が高く且つ入力角度ｘｔへの依存度が低いガウス分布に基づくフィルタを選択して推定指示角度ｙｔ＋１を演算する。この結果、悪路走行中に入力角度ｘｔが逐次変動しても推定指示角度ｙｔ＋１にその影響が抑制されることで、この推定指示角度ｙｔ＋１を用いて目標進行角度ａｔ＋１を算出する場合でも、電動車椅子１の直進安定性を向上させることができる。

また、電動車椅子１の旋回時にはフィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜に基づいて、入力角度ｘｔへの依存度が前回の推定指示角度ｙｔへの依存度と同程度である一様確率分布に基づくフィルタを選択して推定指示角度ｙｔ＋１を演算する。この結果、推定指示角度ｙｔ＋１を用いて目標進行角度ａｔ＋１を算出する場合に、推定指示角度ｙｔ＋１における入力角度ｘｔへの依存度によって旋回特性を維持しつつ、推定指示角度ｙｔ＋１における前回の推定指示角度ｙｔへの依存度によって、急な旋回による車両のオーバーシュート（横方向傾斜）を抑制できる。

［Ｂ］第２実施形態（図９、図１０）
図９は、本発明に係る電動車両の駆動制御装置における第２実施形態の制御用マイコンが目標進行角度を演算する手順の一部（推定指示角度を演算等する手順）を示すフローチャートである。この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、制御用マイコン１７のフィルタ処理部２９が、フィルタを切り替えるための所定値としてのフィルタ切替判定角度θｔを、選択するフィルタの種類に応じて変更するよう構成された点である。

つまり、フィルタがガウス分布に基づくフィルタに切り替えられて選択された後には、このガウス分布に基づくフィルタから一様確率分布に基づくフィルタに切り替えるためのフィルタ切替判定角度θｔがＡに設定される。また、フィルタが一様確率分布に基づくフィルタに切り替えられて選択された後には、この一様確率分布に基づくフィルタからガウス分布に基づくフィルタに切り替えるためのフィルタ切替判定角度θｔがＢに設定される。ここで、ＢはＡよりも小さな値である（Ｂ＜Ａ）。

フィルタ処理部２９は、図９に示す手順Ｓ２１において、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θｔ（θｔの初期値としては例えばθｔ＝Ａ）よりも小さいか否かを判断する。この手順Ｓ２１において入力角度変化量がフィルタ切替判定角度θｔよりも小さいときに、フィルタ処理部２９は、ガウス分布に基づくフィルタを選択し、このガウス分布に基づくフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１を演算する（Ｓ２２）。更にフィルタ処理部２９は、次のステップにおいて一様確率分布に基づくフィルタに切り替えて選択する際のフィルタ切替判定角度θｔを、θｔ＝Ａに設定する（Ｓ２３）。

また、手順Ｓ２１において入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θｔ以上であるときに、フィルタ処理部２９は、一様確率分布に基づくフィルタを選択し、このフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１を演算する（Ｓ２４）。更にフィルタ処理部２９は、次のステップにおいてガウス分布に基づくフィルタに切り替えて選択する際のフィルタ切替判定角度θｔを、θｔ＝Ｂ（＜Ａ）に設定する（Ｓ２５）。フィルタ処理部２９は、これらの手順Ｓ２３またはＳ２５の後に、図７に示す手順Ｓ４〜Ｓ１２の手順を実行して目標進行角度ａｔ＋１を演算する。

図１０（Ａ）に示す推定指示角度の変化とフィルタの切替（選択）状況は、フィルタ切替判定角度を第１実施形態と同様に、選択するフィルタの種類に拘わらず一定（例えば６°）とした場合を示す。

ユーザが電動車椅子１を旋回させるためにステップ２において入力角度ｘｔが９０°になると、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°となってフィルタ切替判定角度（６°）以上になるため、一様確率分布に基づくフィルタに切り替えて選択し、このフィルタに基づいて推定指示角度ｙｔ＋１を４５°と演算する。ステップ６において入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が、５．６３°となってフィルタ切替判定角度（６°）よりも小さくなると、フィルタ処理部２９は、ガウス分布に基づくフィルタに切り替えて選択し、このガウス分布に基づくフィルタに基づいて推定指示角度ｙｔ＋１を８５．２°と演算する。

図１０（Ｂ）に示す推定指示角度の変化とフィルタの切替（選択）状況は、フィルタ切替判定角度θｔを、ガウス分布に基づくフィルタから一様確率分布に基づくフィルタに切り替える場合にθｔ＝６°とし、一様確率分布に基づくフィルタからガウス分布に基づくフィルタに切り替える場合にθｔ＝１°と変更して設定する本第２実施形態の一例を示す。

ユーザが電動車椅子１を旋回させるためにステップ２において入力角度ｘｔが９０°になると、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°となってフィルタ切替判定角度θｔ（６°）以上になるため、一様確率分布に基づくフィルタに切り替えて選択し、このフィルタに基づいて推定指示角度ｙｔ＋１を４５°と演算し、更に、フィルタ切替判定角度θｔを変更してθｔ＝１°とする。ステップ９において入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が０．７１°となってフィルタ切替判定角度θｔ（１°）よりも小さくなると、フィルタ処理部２９は、ガウス分布に基づくフィルタに切り替えて選択し、このフィルタに基づいて推定指示角度ｙｔ＋１を８９．６４°と演算し、更にフィルタ切替判定角度θｔを変更してθｔ＝６°とする。

以上のことから、本第２実施形態によれば、前記第１実施形態の効果（１）と同様な効果を奏するほか、次の効果（２）を奏する。

（２）フィルタ切替判定角度θｔは、ガウス分布に基づくフィルタから一様確率分布に基づくフィルタに切り替えるためのフィルタ切替判定角度θｔがＡに設定され、また、一様確率分布に基づくフィルタからガウス分布に基づくフィルタに切り替えるためのフィルタ切替判定角度θｔがＢ（＜Ａ）に設定されている。このように、フィルタ切替判定角度θｔがＡ（＞Ｂ）に設定されることで、電動車椅子１の直進走行時にガウス分布に基づくフィルタが使用される範囲を拡大することができるので、電動車椅子１の直進走行を安定化できる。

また、フィルタ切替判定角度θｔがＢ（＜Ａ）に設定されることで、電動車椅子１の旋回走行時に一様確率分布フィルタが使用される範囲が拡大されて、この一様確率分布に基づくフィルタにより演算される推定指示角度ｙｔ＋１によって、電動車椅子１を意図する旋回方向に早急に収束させることができる。

［Ｃ］第３実施形態（図１１、図１２）
図１１は、本発明に係る電動車両の駆動制御装置における第３実施形態の制御用マイコンが目標進行角度を演算するために実行する手順の一部（推定指示角度を演算等する手順）を示すフローチャートである。この第３実施形態において第１及び第２実施形態と同様な部分については、第１及び第２実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第３実施形態が第１及び第２実施形態と異なる点は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θｔよりも小さくなった、または切替判定角度θｔ以上になった回数（ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇ、一様確率分布適用カウンタＴｕ）が規定値Ｓ以上になったときに、フィルタ処理部２９がフィルタを切り替えて変更するよう構成された点である。

ここで、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇは、ガウス分布に基づくフィルタを適用するために必要な回数をカウントするカウンタである。一様確率分布適用カウンタＴｕは、一様確率分布に基づくフィルタを適用するために必要な回数をカウントするカウンタである。これらのガウス分布適用カウンタＴ_Ｇ、一様確率分布適用カウンタＴｕは、制御用マイコン１７が目標進行角度ａｔ＋１を演算する最初のステップ（ステップ１）においてもフィルタを変更して選択できるように、それらの初期値が（Ｓ−１）に設定される。尚、規定値Ｓは、人間の操作では起こすことができない短時間の時間変化に対応した値が採用されている。

図１１に示すように、フィルタ処理部２９は、手順Ｓ３１において、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θｔ（θｔの初期値としては例えばθｔ＝Ａ）よりも小さいか否かを判断する。この手順Ｓ３１において入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θｔよりも小さいときに、フィルタ処理部２９は、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウンタ値に１を加算してＴ_Ｇ＝Ｔ_Ｇ＋１とする（Ｓ３２）。

次に、フィルタ処理部２９は、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウント値が規定値Ｓ以上になったか否かを判断し（Ｓ３３）、規定値Ｓ未満であるときには、現在の一様確率分布またはガウス分布に基づくフィルタを用いて、入力角度ｘｔ及び前回の推定指示角度ｙｔから推定指示角度ｙｔ＋１を演算する（Ｓ３４）。

手順Ｓ３３においてガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウント値が規定値Ｓ以上になったときに、フィルタ処理部２９は、ガウス分布に基づくフィルタを用いて入力角度ｘｔ及び前回の推定指示角度ｙｔから推定指示角度ｙｔ＋１を演算し（Ｓ３５）、更に一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値をクリアしてＴｕ＝０とする（Ｓ３６）。フィルタ処理部２９は、次に、第２実施形態の手順Ｓ２３（図９）と同様に、ガウス分布に基づくフィルタから一様確率分布に基づくフィルタに切り替える際のフィルタ切替判定角度θｔをθｔ＝Ａに設定し（Ｓ３７）、その後、図７のＳ４〜Ｓ１２の手順を実行する（Ｓ４）。

また、手順Ｓ３１において入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θｔ以上であるときに、フィルタ処理部２９は、一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値に１を加算してＴｕ＝Ｔｕ＋１とする（Ｓ３８）。次に、フィルタ処理部２９は、一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値が規定値Ｓ以上になったか否かを判断し（Ｓ３９）、規定値Ｓ未満であるときには、現在のガウス分布または一様確率分布に基づくフィルタを用いて、入力角度ｘｔ及び前回の推定指示角度ｙｔから推定指示角度ｙｔ＋１を演算する（Ｓ４０）。

手順Ｓ３９において一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値が規定値Ｓ以上になったときに、フィルタ処理部２９は、一様確率分布に基づくフィルタを用いて入力角度ｘｔ及び前回の推定指示角度ｙｔから推定指示角度ｙｔ＋１を演算し（Ｓ４１）、更にガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウント値をクリアしてＴ_Ｇ＝０とする（Ｓ４２）。フィルタ処理部２９は、次に、第２実施形態の手順Ｓ２５（図９）と同様に、一様確率分布に基づくフィルタからガウス分布に基づくフィルタに切り替える際のフィルタ切替判定角度θｔをθｔ＝Ｂ（＜Ａ）に設定し（Ｓ４３）、その後、図７のＳ４〜Ｓ１２の手順を実行する（Ｓ４）。

図１２（Ａ）に示す推定指示角度の変化とフィルタの切替（選択）状況は、入力角度ｘｔに瞬間的にノイズが入った場合である。このときのフィルタ切替判定角度θｔはθｔ＝３°であり、規定値ＳはＳ＝３である。

ステップ１では入力角度ｘｔが０°であり、従って、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が０°であってフィルタ切替判定角度θｔよりも小さいため、フィルタ処理部２９は、ガウス分布適用カウンタＴ_ＧをＴ_Ｇ＝１とする。このときガウス分布適用カウンタＴ_Ｇが規定値Ｓ未満であるため、フィルタ処理部２９は、現在のガウス分布に基づくフィルタにより推定指示角度ｙｔ＋１を０°と演算する。ステップ２において入力角度ｘｔが９０°になると、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°となって、フィルタ切替判定角度θｔ以上になるため、ＴＧ＝１を維持したまま、一様確率分布適用カウンタＴｕをＴｕ＝１とする。このとき、一様確率分布適用カウンタＴｕが規定値Ｓ未満であるため、フィルタ処理部２９は、現在のガウス分布に基づくフィルタにより推定指示角度ｙｔ＋１を０°と演算する。

ステップ３においても入力角度ｘｔが９０°である。このときフィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°となってフィルタ切替判定角度θｔ以上になるため、Ｔ_Ｇ＝１を維持したまま、一様確率分布適用カウンタＴｕをＴｕ＝２とする。このときも、一様確率分布適用カウンタＴｕが規定値Ｓ未満であるため、フィルタ処理部２９は、現在のガウス分布に基づくフィルタによって推定指示角度ｙｔ＋１を０°と演算する。

ステップ４において入力角度ｘｔが０°になると、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が０°になってフィルタ切替判定角度θｔよりも小さくなるため、フィルタ処理部２９は、Ｔｕ＝１を維持したまま、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウント値に１を加算してＴ_Ｇ＝２とする。このとき、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇが規定値Ｓ未満であるため、フィルタ処理部２９は、現在のガウス分布に基づくフィルタによって推定指示角度ｙｔ＋１を０°と演算する。

ステップ５においても入力角度ｘｔが０°であると、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が０°であってフィルタ切替判定角度θｔよりも小さくなるため、フィルタ処理部２９は、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウント値に１を加算してＴ_Ｇ＝３とする。これにより、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウンタ値が規定値Ｓ以上になるため、フィルタ処理部２９は、ガウス分布に基づくフィルタにより推定指示角度ｙｔ＋１を０°と演算し、更に一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値をクリアしてＴｕ＝０とする。

図１２（Ｂ）に示す推定指示角度の変化とフィルタの切替（選択）状況は、電動車椅子１を旋回させる場合である。このときのフィルタ切替判定角度θｔはθｔ＝３°であり、規定値ＳはＳ＝３である。

ステップ１では入力角度ｘｔが０°であり、従って、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が０°でフィルタ切替判定角度θｔよりも小さいため、フィルタ処理部２９は、ガウス分布適用カウンタＴ_ＧをＴ_Ｇ＝１とする。このとき、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウンタ値が規定値Ｓ未満であるため、フィルタ処理部２９は、現在のガウス分布に基づくフィルタにより推定指示角度ｙｔ＋１を０°と演算する。ステップ２において入力角度ｘｔが９０°になると、フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°となってフィルタ切替判定角度θｔ以上になるため、Ｔ_Ｇ＝１を維持したまま、一様確率分布適用カウンタＴｕをＴｕ＝１とする。このとき、一様確率分布適用カウンタＴｕのカウンタ値が規定値Ｓ未満であるため、フィルタ処理部２９は、現在のガウス分布に基づくフィルタにより推定指示角度ｙｔ＋１を０°と演算する。

ステップ３においても入力角度ｘｔが９０°であり、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°となってフィルタ切替判定角度θｔ以上になるため、フィルタ処理部２９は、Ｔ_Ｇ＝１を維持したまま、一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値に１を追加してＴｕ＝２とする。このときも一様確率分布適用カウントＴｕのカウンタ値が規定値Ｓ未満であるため、フィルタ処理部２９は、現在のガウス分布に基づくフィルタにより推定指示角度ｙｔ＋１を０°と演算する。

ステップ４においても入力角度ｘｔが９０°である。このときフィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜が９０°となってフィルタ切替判定角度θｔ以上になるため、一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値に１を追加してＴｕ＝３とする。これにより、一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値が規定値Ｓ以上になるため、フィルタ処理部２９は、フィルタを一様確率分布に基づくフィルタに切り替えて選択し、このフィルタに基づいて推定指示角度ｙｔ＋１を４５°と演算し、更にガウス分布適用カウンタＴＧのカウント値をクリアしてＴ_Ｇ＝０とする。

ステップ９においても入力角度ｘｔが９０°であるが、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜は２。８１°となってフィルタ切替判定角度θｔよりも小さくなる。このためフィルタ処理部２９は、Ｔｕ＝７を維持したまま、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウント値に１を追加してＴ_Ｇ＝１とする。このとき、このガウス分布適用カウンタＴ_Ｇのカウント値が規定値Ｓ未満であるため、フィルタ処理部２９は現在の一様確率分布に基づくフィルタにより推定指示角度ｙｔ＋１を８８．５９°と演算する。

以上のように構成されたことから、本第３実施形態によれば、前記第１及び第２実施形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（３）を奏する。

（３）フィルタ処理部２９は、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θｔも小さくなったときにカウントされるガウス分布適用カウンタＴＧのカウント値が規定値Ｓ以上になったときに、フィルタをガウス分布に基づくフィルタに切り替えて選択し、また、入力角度変化量｜ｘｔ−ｙｔ｜がフィルタ切替判定角度θｔ以上になったときにカウントされる一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値が規定値Ｓ以上になったときに、一様確率分布に基づくフィルタに切り替えて選択する。

このため、特に、図１２（Ａ）に示す入力角度ｘｔに瞬間的にノイズが入った場合には、ガウス分布適用カウンタＴ_Ｇ、一様確率分布適用カウンタＴｕのカウント値が変化するものの、そのカウント値が規定値Ｓ未満であればフィルタが変更されることがなく、現在のフィルタを用いて推定指示角度ｙｔ＋１が演算される。このため、ユーザの操作によらない瞬間的なノイズが入力角度ｘｔに入った場合には、そのことによって、電動車椅子１の進行方向に影響を与えることを防止できる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上述の各実施形態では、左右一対の後輪６のそれぞれに電動モータ１０Ｌ、１０Ｒが設置され、これらの電動モータ１０Ｌ及び１０Ｒが電動車椅子１を走行させ且つ旋回させ、特に旋回時には、電動モータ１０Ｌと電動モータ１０Ｒの回転差により電動車椅子１を旋回させるものを述べた。これに対し、一対の後輪６を駆動させて電動車椅子１を走行させる走行専用モータと、例えばこの走行専用モータが設置された旋回プレートを回転させて電動車椅子１を旋回させる旋回専用モータとが、互いに独立して設置された電動車両としての電動車椅子に本発明を適用してもよい。

１…電動車椅子（電動車両）、１０Ｌ、１０Ｒ…電動モータ、１３…ジョイスティックレバー装置（指示部）、１６…駆動制御装置、１７…制御用マイコン、２６…車両進行角度検出部、２７…指示角度入力部、２８…入力角度変化量演算部、２９…フィルタ処理部、３０…目標進行角度演算部、３１…駆動指令部、ａｃ…車両進行角度、ｘｔ…入力角度、ｙｔ…前回の推定指示角度、｜ｘｔ−ｙｔ｜…入力角度変化量、ｙｔ＋１…推定指示角度、ａｔ＋１…目標進行角度、θａ、θｔ…フィルタ切替判定角度（所定値）、Ｔ_Ｇ…ガウス分布適用カウンタ、Ｔｕ…一様確率分布適用カウンタ、Ｓ…規定値。

Claims (5)

1. 電動モータの動力で駆動される電動車両の駆動制御装置であって、
   前記電動車両の進行角度を車両進行角度として検出する車両進行角度検出部と、前記電動車両の進行角度を指示する指示部からの指示角度を入力角度として入力する指示角度入力部と、前記入力角度及び前回の推定指示角度から入力角度変化量を演算する入力角度変化量演算部と、前記入力角度及び前記前回の推定指示角度をフィルタにより処理して推定指示角度を演算するフィルタ処理部と、前記推定指示角度、前記車両進行角度及び前回の目標進行角度に基づいて目標進行角度を演算する目標進行角度演算部と、前記目標進行角度に従って前記電動車両を駆動させる駆動指令部とを有し、
   前記フィルタ処理部は、前記入力角度変化量に基づいて、使用する前記フィルタを選択するよう構成されたことを特徴とする電動車両の駆動制御装置。
2. 前記フィルタ処理部は、入力角度変化量演算部により演算された入力角度変化量が所定値よりも小さいときにガウス分布に基づくフィルタを選択して使用し、前記入力角度変化量が前記所定値よりも大きいときに一様確立分布に基づくフィルタを選択して使用するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の駆動制御装置。
3. 前記入力角度変化量演算部は、指示角度入力部からの入力角度とフィルタ処理部により前回演算された前回の推定指示角度との差を、入力角度変化量として演算するよう構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動車両の駆動制御装置。
4. 前記フィルタ処理部は、入力角度変化量の所定値をフィルタの種類に応じて変更して設定するよう構成されたことを特徴とする請求項２または３に記載の電動車両の駆動制御装置。
5. 前記フィルタ処理部は、入力角度変化量が所定値よりも小さくまたは大きくなった回数が規定値以上になったときに、使用するフィルタを変更するよう構成されたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電動車両の駆動制御装置。

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