JP3602247B2 - 電動車椅子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は手動による操作力に補助力を付加する電動機を有する電動車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動車椅子において、乗る人の手で車椅子を操作するためのハンドリングが付設された主輪を持ち、ハンドリングに加わった操作力の方向と大きさを検出し、所定値を超えた操作力に応じて主輪に補助力を付加する電動機と、この電動機を駆動制御する駆動制御手段をそれぞれ左右一対に備えた電動車椅子は知られている。
【０００３】
図５に電動車椅子の全体ブロック構成図を示す。
図１７に従来の電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図を示す。図５において、電動車椅子１は、右主輪回転速度センサ１０３、左主輪回転速度センサ１０６、右手動トルクセンサ１１Ｒ、左手動トルクセンサ１１Ｌ、電動機制御手段１０２、右電動機駆動手段１１５、左電動機駆動手段１１６、右電動機１１７、左電動機１１８から構成される。
【０００４】
電動機制御手段１０２は、回転方向判別手段（１０７、１１２）、車速演算手段（１０８、１１１）、Ａ／Ｄ変換器（１０９、１１０）、右制御信号処理手段１２０、左制御信号処理手段１２１、右駆動制御手段１１３、左駆動制御手段１１４を備える。
制御手段１０２はマイクロコンピュータ（以下マイコンと略記）等を備え、ここで行う各種の演算および制御はマイコンを中心にして行う。
【０００５】
図１７において、右制御信号処理手段１６０は手動トルク補正演算手段１３０、目標信号設定手段１３２から構成され、左制御信号処理手段１６１は手動トルク補正演算手段１３１、目標信号設定手段１３３を備える。
【０００６】
右主輪回転速度センサ１０３は右主輪の回転速度を検出して右主輪回転速度信号ＵＲを回転方向判別手段１０７と車速演算手段１０８とに出力する。
【０００７】
回転方向判別手段１０７は右主輪回転速度信号ＵＲから右主輪の回転方向をマイコン等で判別して右主輪回転方向判別信号ＤＲを右制御信号処理手段１２０に出力する。
車速演算手段１０８は右主輪回転速度センサ１０３の右主輪回転速度信号ＵＲから車速をマイコン等で演算して右車速信号ＶＲを右制御信号処理手段１２０に出力する。
【０００８】
右手動トルクセンサ１１Ｒは右主輪に布設したハンドリングに操作した操作力の大きさと方向を検出して右手動トルクアナログ信号ＴＰＲをＡ／Ｄ変換器１０９に出力する。
Ａ／Ｄ変換器１０９は右手動トルクアナログ信号ＴＰＲをデジタル信号に変換して右手動トルク信号ＴＲを右制御信号処理手段１２０に出力する。
【０００９】
左主輪回転速度センサ１０６、左手動トルクセンサ１１Ｌ、および制御手段１０２の回転方向判別手段１１２、車速演算手段１１１、Ａ／Ｄ変換器１１０は上述した右主輪回転速度センサ１０３、右手動トルクセンサ１１Ｒ、および制御手段１０２の回転方向判別手段１０７、車速演算手段１０８、Ａ／Ｄ変換器１０９と構成および作用が同一なので説明を省略する。
【００１０】
図１７に示すように右制御信号処理手段１６０（＝１２０）は、右主輪回転方向判別信号ＤＲ、右車速信号ＶＲ、右手動トルク信号ＴＲと、左車速信号ＶＬおよび左手動トルク信号ＴＬに応じた補助力を右の主輪に付加するための目標信号ＳＲを右駆動制御手段１１３に出力し、また左制御信号処理手段１６１（＝１２１）は、左主輪回転方向判別信号ＤＬ、左車速信号ＶＬ、左手動トルク信号ＴＬと、右車速信号ＶＲおよび右手動トルク信号ＴＲに応じた補助力を左の主輪に付加するための目標信号ＳＬを左駆動制御手段１１４に出力する。
【００１１】
右駆動制御手段１１３は目標信号ＳＲに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）の右駆動制御信号ＰＷＲを右電動機駆動手段１１５に出力し、また左駆動制御手段１１４は目標信号ＳＬに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）の左駆動制御信号ＰＷＬを左電動機駆動手段１１６に出力する。
【００１２】
右電動機駆動手段１１５は右駆動制御信号ＰＷＲに基づいて例えば４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成するバイポーラ駆動回路で右電動機１１７を駆動し、また左電動機駆動手段１１６は左駆動制御信号ＰＷＬに基づいて例えば４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成するバイポーラ駆動回路で左電動機１１８を駆動する。
【００１３】
手動トルク補正演算手段１３０はＲＡＭまたは書換え可能なＲＯＭ等のメモリを有し、右手動トルク信号ＴＲと、左車速信号ＶＬに応じて左手動トルク信号ＴＬとの混合の割合を決める図示しない係数ＫＶＲを設定して数１に示す演算を行い、手動トルク補正信号ＴＣＲを目標信号設定手段１３２に出力する。
係数ＫＶＲは左車速信号ＶＬに応じ、低車速領域では小さな値に設定され、高車速領域では大きな値に設定される。
ただし、係数ＫＶＲは１以下とする。
【００１４】
【数１】
ＴＣＲ＝（ＴＲ＋ＫＶＲ×ＴＬ）／（１＋ＫＶＲ）
【００１５】
目標信号設定手段１３２はＲＡＭまたは書換え可能なＲＯＭ等のメモリを備え、メモリには手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値に応じた目標信号ＳＲがそれぞれの値に応じた番地に記憶されていて、手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値をメモリの読出し番地として目標信号ＳＲをメモリより読み出して右駆動制御手段１１３に出力する。
【００１６】
手動トルク補正演算手段１３１はＲＡＭまたは書換え可能なＲＯＭ等のメモリを有し、左手動トルク信号ＴＬと、右車速信号ＶＲに応じて右手動トルク信号ＴＲとの混合の割合を決める図示しない係数ＫＶＬを設定して数２に示す演算を行い、手動トルク補正信号ＴＣＬを目標信号設定手段１３３に出力する。
係数ＫＶＬは左車速信号ＶＲに応じ、低車速領域では小さな値に設定され、高車速領域では大きな値に設定される。
ただし、係数ＫＶＬは１以下とする。
【００１７】
【数２】
ＴＣＬ＝（ＴＬ＋ＫＶＬ×ＴＲ）／（１＋ＫＶＬ）
【００１８】
目標信号設定手段１３３はＲＡＭまたは書換え可能なＲＯＭ等のメモリを備え、メモリには手動トルク補正信号ＴＣＬと、左主輪回転方向判断信号ＤＬと、左車速信号ＶＬとのそれぞれの値に応じた目標信号ＳＬがそれぞれの値に応じた番地に記憶されていて、手動トルク補正信号ＴＣＬと、左主輪回転方向判断信号ＤＬと、左車速信号ＶＬとのそれぞれの値をメモリの読出し番地として目標信号ＳＬをメモリより読み出して左駆動制御手段１１４に出力する。
【００１９】
図１８に車速信号Ｖ（ＶＬＷ，ＶＭＤ，ＶＨＩ）をパラメータとした手動トルク信号（Ｔ）―目標信号（ＴＭ）特性図（テーブル１）を示す。
図１８において、車速信号ＶのＶＬＷ，ＶＭＤおよびＶＨＩはそれぞれ低車速領域、中車速領域および高車速領域を示し、手動トルク信号Ｔが同じであっても、車速信号Ｖが増加（ＶＬＷ→ＶＭＤ→ＶＨＩ）するに伴い、目標信号ＴＭは減少するよう予め設定されている。
また、小さな操作力に電動機が追従して電動車椅子の車両の直進安定性を損なうことのないよう所定値以下の手動トルク信号Ｔに対する目標信号ＴＭを零とする不感帯を設けてある。
【００２０】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段は、左車速信号ＶＬに応じた係数ＫＶＲと、右車速信号ＶＲに応じた係数ＫＶＬを設定し、低車速領域では係数を小さくして電動車椅子の回転性を維持し、且つ車速の上昇とともに手動による左右のハンドリングに加える操作力のタイミングがずれやすい高車速領域では係数を大きくしてバランスのとれた補助力を付加し、また低車速領域（ＶＬＷ）では手動トルク信号Ｔに対して大きな補助力が得られるよう大きな目標信号ＴＭを出力し、一方、高車速領域（ＶＨＩ）では手動トルク信号Ｔに対して補助力を抑えるように小さな目標信号ＴＭを出力して車両の直進安定性が得られるよう構成されている。
【００２１】
また、特開平７−１３６２１８号公報に片腕が全く利かない身障者であっても使用することができる電動車椅子が開示されている。
この電動車椅子は、車輪に補助力を付加する補助動力装置を備え、一方の車輪に加えられる人力による操作力を検出し、或は人力による操作力が加えられる車輪の回転を検出して車椅子が直進するようにその操作力の大きさ、或は車輪の回転に応じた補助力を他方の、または左右の両車輪に付加することにより、片腕が全く利かない身障者であっても電動車椅子を使用することができるとしている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
乗員の手によってハンドリングに加える操作力は一定の連続量ではなく、加速するための操作力をハンドリングに作用させ、作用させ終わった後、一旦ハンドリングへの操作力が零になり、再び加速するための操作力をハンドリングに作用させるという具合に一般にはパルス的な不連続量である。
ハンドリングに加えられるパルス的な不連続量である操作力を手動トルクセンサで検出した手動トルク信号Ｔは、パルス的な不連続信号となり、電動機による補助力もパルス的で不連続となる。
【００２３】
図１９は、パルス的な不連続量である手動トルク信号Ｔの波形と従来の電動車椅子における手動トルク信号Ｔに基づいて電動機による補助力の大きさと方向を決める目標信号ＴＭの波形とそれぞれの関係を示したものである。
【００２４】
図１９に示すように、手動トルク信号Ｔは零より立上がり、これに応じて手動トルク信号Ｔの波形と略相似形をした目標信号ＴＭも零より立上がり、手動トルク信号Ｔとこの目標信号ＴＭに応じた補助力とによって車椅子は徐々に加速され、やがてほぼ一定の補助力に達してこの状態をある期間保ち、車椅子を加速する。
次に手動トルク信号Ｔは急激に減衰（立下がり）して零になり、これに応じて目標信号ＴＭも急激に減衰（立下がり）して零になり、この目標信号ＴＭに応じた補助力も急激に減衰（立下がり）して零になる。
【００２５】
このように従来の電動車椅子はハンドリングに加える操作力が無くなると直に補助力が無くなるため車椅子の走行に滑らかなさが無いという課題がある。
【００２６】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は補助力の減衰の変化量が設定値以上にならないように制御して滑らかな走行ができる電動車椅子を提供することにある。
また、手動トルクセンサからの手動トルク信号を予測処理して手動トルク信号に混入するノイズ等による補助力への悪影響を軽減して操作感覚の良い電動車椅子を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性を向上させることができる。
【００２９】
また、請求項２に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と目標信号設定手段からの目標信号との大きさを比較する比較手段と、目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように目標信号を処理するためのホールド時間を比較手段からの信号に基づいて制御するホールド処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と目標信号設定手段からの目標信号との大きさを比較する比較手段と、目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように目標信号を処理するためのホールド時間を比較手段からの信号に基づいて制御するホールド処理手段とを備えたので、電動車椅子の走行安定性をより向上させることができる。
【００３１】
さらに、請求項３に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を処理するためのホールド時間を主輪回転速度センサからの信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３２】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を処理するためのホールド時間を主輪回転速度センサからの信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性をさらに向上させることができる。
【００３３】
また、請求項４に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測し、予測した手動トルク信号で手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３４】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測し、予測した手動トルク信号で手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性をなお一層良くすることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
なお、図１から図４は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電動車椅子の正面図であり、電動車椅子１（以下「車椅子１」と略記する）は、ステップ２を含む車体フレーム３に、左右の前部補助輪４，４及び左右の主輪５，５を回転自在に取付け、主輪５，５にハンドリング６，６を付設したもので、外観は普通の手動式車椅子と同形であるが、電動のためのモータを主輪５，５に内蔵（詳細は後述）し、バッテリ８、制御部９及びトルクセンサ１１，１１を備えた点が相違する。
【００３６】
図２は本発明に係る車椅子の側面図であり、乗員Ｍは車体フレーム３に取付けたシート（図示せず）に座り、ステップ２に足を載せた状態で、手でハンドリング６を操作することができる。
主輪５はハブ５ａとスポーク５ｂとタイヤリム５ｃとタイヤ５ｄとからなる。
【００３７】
前部補助輪４はいわゆる自在輪であり、車体フレーム３のサブフレーム３ａに取付けたブロック４ａと、このブロック４ａに縦軸廻りに揺動可能に取付けた揺動アーム４ｂと、この揺動アーム４ｂに軸支した補助輪４ｃとからなり、車椅子の前進方向に応じて揺動し、方向変換を円滑にする。
ブロック４ａをサブフレーム３ａに沿って位置を変更することもできる。
図示せぬシートの可能にバッテリ８及び制御部９が取付けれていることをも示す。
【００３８】
図３は本発明に係るトルク検出機構の原理図であり、トルク検出機構２０は、タイヤリム５ｃに８本のスプリング２１で吊ったハンドリング６と、このハンドリング６に一端が係止され、他端が車輪中央に伸びたワイヤ２２，２２と、このワイヤを中継するタイヤリム５ｃ側の中継プーリ２３，２３と、前記トルクセンサ１１（図１参照）にワイヤ２２，２２の引き力を伝達する伝動部材（後述）と、トルクセンサ１１とからなる。
【００３９】
先に図３の作用を説明すると、スプリング２１でニュートラル状態にあるハンドリング６を時計廻りに強制回動（矢印▲１▼）すると、ワイヤ２２，２２が引かれる（矢印▲２▼▲２▼）。
ワイヤ２２，２２が引かれる度合はハンドリング６を廻す力（トルク）が強いほど大きくなる。
【００４０】
図４は本発明に係る主輪のハブの拡大断面図であり、ワイヤ２２の他端とトルクセンサ１１とを繋ぐ伝動部材を説明すると、この伝動部材は、ベアリング３１のアウタレース３２に形成した鍔３３，３３と、ベアリング３１のインナレース３４にナット３５にて一端を係止したロッド３６とからなり、ロッド３６は回転せず、前記鍔３３，３３がワイヤ２２，２２とともに回転する。
ワイヤ２２を引くことにより、ロッド３６が引かれ、トリクセンサ１１がその度合を検出する。
なお、トルクセンサ１１は車体フレーム側のボス４１にナット４２、ブラケット４３及びビス４４にて固定する。
【００４１】
次にハブに内蔵したモータ及び２段遊星減速機構の説明をする。
モータ５０は、ホイルインモータと称するものであり、前記ボス４１及びこのボス４１に一体的に取付けたチューブ４５に固定したモータハウジング５１と、このモータハウジング５１に取付けたコイル５２と、このコイル５２を取り囲むマグネット５３と、これらのマグネット５３を支えるロータ５４とからなる。
詳しくは、ロータ５４はマグネット５３を直接支えるカップ５４ａとこのカップ５４ａを支えるシリンダ５４ｂとからなる。
【００４２】
前記シリンダ５４ｂの一端に刻設した第１サンギヤ６１と、前記ハウジング５１の一端部に刻設した第１インナギヤ６２と、これら第１サンギヤ６１と第１インナギヤ６２とに噛合する第１プラネタリギヤ６３と、この第１プラネタリギヤ６３から延びる第１キャリア６４とで第１遊星減速機構６０を構成し、第１キャリア６４の一端に刻設した第２サンギヤ７１と、前記ハウジング５１の一端部に刻設した第２インナギヤ７２と、これら第２サンギヤ７１と第２インナギヤ７２とに噛合する第２プラネタリギヤ７３と、この第２プラネタリギヤ７３から延びる第２キャリア（ハブ５ａと兼用）とで第２遊星減速機構７０を構成する。
第１・第２遊星減速機構６０，７０で数百〜数千分の一に減速することにより、モータの高回転を走行に適した低回転に変換する。
【００４３】
図５は電動車椅子の全体ブロック構成図である。
図５に示した電動車椅子１は、電動車椅子の基本ブロック構成図であり、本発明は図５に示す電動車椅子１の全体ブロック構成図において、右制御信号処理手段１２０と、左制御信号処理手段１２１との構成および作用にある。
図５において、右制御信号処理手段１２０と左制御信号処理手段１２１以外のブロックの構成および作用は従来例として説明したので、ここでは説明を省略する。
【００４４】
また、本発明に係る実施の形態例として図６と図８と図１０と図１２とに示す左右の制御信号処理手段は構成および作用が同一なので、以下右制御信号処理手段の構成および作用の説明を行い、左制御信号処理手段の説明は省略する。
また、本発明に係る実施の形態例として図６と図８と図１０と図１２とに示す制御信号処理手段を構成する手動トルク補正演算手段（１３０，１３１）および目標信号設定手段（１３２，１３３）は、従来例として図１７に示した手動トルク補正演算手段（１３０，１３１）および目標信号設定手段（１３２，１３３）と構成および作用が同一なので、以下図６と図８と図１０と図１２とに示す手動トルク補正演算手段および目標信号設定手段の説明を省略する。
【００４５】
制御手段１０２はマイクロコンピュータ（以下マイコンと略記）等を備え、本発明に係る右制御信号処理手段１２０と左制御信号処理手段１２１で行う各種の演算および制御はこのマイコンを中心にして行う。
【００４６】
図６は請求項１に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図である。
図６において、右制御信号処理手段１２２は、手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１３４とから構成する。
【００４７】
目標信号設定手段１３２は手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値に応じた目標信号ＴＭＲをホールド処理手段１３４に出力する。
ホールド処理手段１３４は目標信号ＴＭＲが急激に減少した場合、目標信号ＴＭＲをなだらかに減少させるように、減少する目標信号を一定時間ホールドして所定の減衰特性になるように処理をして電動機による補助力の大きさと方向を決める補正目標信号ＴＭＨＲを右駆動制御手段１１３に出力する。
【００４８】
図７は請求項１に係る電動車椅子の制御信号処理手段の動作説明図である。
図７は、パルス的な不連続量である手動トルク信号Ｔ（ＴＲ）の波形（特性）と、目標信号設定手段１３２からホールド処理手段１３４に出力される目標信号ＴＭ（ＴＭＲ）の波形（特性）と、ホールド処理手段１３４から右駆動制御手段１１３に出力される補正目標信号ＴＭＨＲの波形（特性）と、それぞれの関係を示したものである。
【００４９】
図７に示すように、手動トルク信号Ｔは零より立上がり、やがてほぼ一定の振幅値に達してこの状態をある期間保持してから急激に減少（立下がり）して零になる。
目標信号ＴＭの波形は手動トルク信号Ｔの波形と略相似形であり、手動トルク信号Ｔがある振幅値から急激に減少して零になると目標信号ＴＭもある振幅値から急激に減少して零になる。
【００５０】
図７において、目標信号ＴＭの急激な立下がり部分では、現時点ｔ０の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ０）、現時点（ｔ０）より所定時間Δｔ前の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ−１）、許容目標信号変化量をΔＴとすると、ホールド処理手段１３４はＤ＝｛ＴＭ（ｔ０）−ＴＭ（ｔ−１）｝を行いＤ＜−ΔＴの場合、所定時間Δｔ間で目標信号ＴＭの減衰量を許容目標信号変化量ΔＴとして補正して図７に示すようになだらかに減衰する補正目標信号ＴＭＨを右駆動制御手段１１３に出力する。
【００５１】
図８は請求項１に係る電動車椅子のホールド処理手段の動作を示す流れ図である。
図８において、現時点ｔ０の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ０）、補正目標信号ＴＭＨの振幅値をＴＭＨ（ｔ０）とする。
現時点（ｔ０）より所定時間Δｔ前の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ−１）、補正目標信号ＴＭＨの振幅値をＴＭＨ（ｔ−１）とし、許容振幅変化の所定値をΔＴとする。
【００５２】
ステップＰ１は主輪に補助力を付加する電動機が稼働状態か否かを判断する。ステップＰ１で電動機が稼働状態（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ２の処理へ進み、カウンタの値Ｃを零にセットする。
ステップＰ３はカウンタの値Ｃが零であるか否かを判断する。
【００５３】
ステップＰ３でカウンタの値Ｃが零である（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ４Ａに、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ４Ｂに進む。
ステップＰ４Ａは現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）の絶対値と前時点ｔ−１の目標信号ＴＭ（ｔ−１）の絶対値との差分演算を行い、その差分値Ｄ１を求める。
ステップＰ５は現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）と前時点ｔ−１の目標信号ＴＭ（ｔ−１）との差分演算を行い、その差分値Ｄ２を求める。
【００５４】
ステップＰ６は差分値Ｄ１の絶対値と差分値Ｄ２の絶対値とが等しいか否かを判断する。
ステップＰ６で差分値Ｄ１の絶対値と差分値Ｄ２の絶対値とが等しい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ７に進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１３に進む。
【００５５】
ステップＰ７は差分値Ｄ１が許容振幅変化の許容目標信号変化量ΔＴの（−ΔＴ）より小さいか否かを判断する。
ステップＰ７で差分値Ｄ１が所定値（−ΔＴ）より小さい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ８に進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１３に進む。
【００５６】
ステップＰ８は前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）が零より大きいか否かを判断する。
ステップＰ８で前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）が零より大きい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ９Ａに進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１２に進む。
【００５７】
ステップＰ９Ａは前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）から許容目標信号変化量ΔＴを引く演算をして求めた値を現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）とする処理を行う。
ステップＰ１２は前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）が零より小さいか否かを判断する。
ステップＰ１２で前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）が零より小さい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ９Ｂに進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１３に進む。
【００５８】
９Ｂは前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）に許容目標信号変化量ΔＴを加える演算をして求めた値を現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）とする処理を行う。
ステップＰ１０は現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）を前時点ｔ−１の目標信号ＴＭ（ｔ−１）とする処理を行い、また現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）を前時点ｔ−１の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ−１）とする処理を行う。
ステップＰ１１はカウンタの値Ｃを１にセットする。
【００５９】
ステップＰ１３は現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）を現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）とする処理を行う。
ステップＰ１４はステップＰ１０と同様に現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）を前時点ｔ−１の目標信号ＴＭ（ｔ−１）とする処理を行い、また現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）を前時点ｔ−１の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ−１）とする処理を行う。ステップＰ１５はステップＰ１１と同様にカウンタの値Ｃを１にセットする。
【００６０】
ステップＰ１６は電動機が稼働状態ではないか、否かを判断する。
ステップＰ１６で電動機が稼働状態ではない（ＹＥＳ）と判断されれば、以上の一連の動作を終了し、否（ＮＯ）と判断すれば、ステップＰ３に戻る。
ただし、この流れ図において、立ち始めの時の目標信号ＴＭ（ｔ−１）は目標信号ＴＭ（ｔ０）に等しいとし、補正目標信号ＴＭＨ（ｔ−１）は補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）に等しいとする。
【００６１】
このように、電動車椅子の目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、変化する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を制御信号処理手段に備えたので、電動車椅子の走行安定性を向上させることができる。
【００６２】
図９は請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図である。
図９において、右制御信号処理手段１２４は、手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４０と、閾値設定手段１３６と、比較手段１３８とから構成する。
【００６３】
目標信号設定手段１３２は手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値に応じた目標信号ＴＭＲをホールド処理手段１４０に出力する。
目標信号ＴＭＲが急激に減少した場合は、閾値設定手段１３６によって設定した閾値ＴＫと目標信号ＴＭＲとの大小を比較手段１３８で比較してホールド処理手段１４０に比較信号ＪＴＲを出力して、減少する目標信号をなだらかに減少させるように処理するためのホールド時間を制御する。
【００６４】
ホールド処理手段１４０は減少する目標信号を所定の減衰特性になるように処理をして電動機による補助力の大きさと方向を決める補正目標信号ＴＭＨＲを右駆動制御手段１１３に出力する。
【００６５】
図１０は請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の動作説明図である。図１０において、目標信号設定手段１３２からホールド処理手段１４０に出力されるパルス的な不連続量である目標信号ＴＭ（ＴＭＲ）の波形（特性）と、ホールド処理手段１４０から右駆動制御手段１１３に出力される補正目標信号ＴＭＨ（ＴＭＨＲ）の波形（特性）と、それぞれの関係を示したものである。
【００６６】
図１０に示すように、目標信号ＴＭは零より立上がり、やがてほぼ一定の振幅値に達してこの状態をある期間保持してから急激に減少（立下がり）して零になる。
【００６７】
目標信号ＴＭの波形は手動トルク信号Ｔの波形と略相似形であり、手動トルク信号Ｔがある振幅値から急激に減少して零になると目標信号ＴＭもある振幅値から急激に減少して零になる。
【００６８】
図１０において、目標信号ＴＭの急激な立下がり部分では、現時点ｔ０の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ０）、補正目標信号ＴＭＨの振幅値をＴＭＨ（ｔ０）とし、現時点（ｔ０）より所定時間｛Δｔ（Ｈ），Δｔ（Ｌ）｝前の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ−１）、補正目標信号ＴＭＨの振幅値をＴＭＨ（ｔ−１）とし、目標信号ＴＭの閾値をＴＫ、許容振幅変化の所定値をΔＴとする。
【００６９】
ホールド処理手段１３４はＤ＝｛ＴＭ（ｔ０）−ＴＭ（ｔ−１）｝を行いＤ＜−ΔＴの場合であってＴＭ（ｔ０）＞ＴＫの場合、所定時間Δｔ（Ｈ）間で目標信号ＴＭの減衰量を許容目標信号変化量ΔＴとして補正して図１０に示すようになだらかに減衰する補正目標信号ＴＭＨを右駆動制御手段１１３に出力すし、Ｄ＜−ΔＴの場合であってＴＭ（ｔ０）＜ＴＫの場合、所定時間Δｔ（Ｌ）間で目標信号ＴＭの減衰量を許容目標信号変化量ΔＴとして補正して図１０に示すように、さらになだらかに減衰する補正目標信号ＴＭＨを右駆動制御手段１１３に出力する。
【００７０】
図１１は請求項２に係る電動車椅子のホールド処理手段の動作を示す流れ図である。
図１１は図８の流れ図のステップ２とステップ３の間にステップ２−１とステップ２−２とステップ２−３とが挿入されており、ここではこれら挿入されたステップ２−１とステップ２−２とステップ２−３の説明のみを行い、その他は図８の流れ図と同じなので説明を省略する。
【００７１】
図１１において、ステップＰ２−１は目標信号ＴＭ（ｔ−１）の絶対値が閾値ＴＫの絶対値より大きいか否かを判断する。
ステップＰ２−１で目標信号ＴＭ（ｔ−１）の絶対値が閾値ＴＫの絶対値より大きい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ２−２に進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ２−３に進む。
【００７２】
ステップＰ２−２は所定時間ΔｔをΔｔ（Ｈ）とし、ステップＰ２−２は所定時間ΔｔをΔｔ（Ｌ）とする。
ただし、この流れ図において、図８に示す流れ図と同様に立ち始めの時の目標信号ＴＭ（ｔ−１）は目標信号ＴＭ（ｔ０）に等しいとし、補正目標信号ＴＭＨ（ｔ−１）は補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）に等しいとする。
【００７３】
このように、電動車椅子の目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、変化する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段と、閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と目標信号との大きさを比較して、ホールド処理手段でのホールド処理時間を制御する信号をホールド処理手段に出力する比較手段とを制御信号処理手段に備えたので、電動車椅子の走行安定性をより向上させることができる。
【００７４】
図１２は請求項３に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図である。
図１２において、右制御信号処理手段１２６は、手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４２とから構成する。
【００７５】
目標信号設定手段１３２は手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値に応じた目標信号ＴＭＲをホールド処理手段１４２に出力する。
ホールド処理手段１４２は目標信号ＴＭＲが急激に零に収束した場合、零に収束する目標信号をホールドし、ホールド時間を右車速信号ＶＲに基づいて制御して急激に零に収束する目標信号ＴＭＲをなだらかに零に収束するようにホールド処理を行い、これを電動機による補助力の大きさと方向を決める補正目標信号ＴＭＨＲとして右駆動制御手段１１３に出力する。
【００７６】
図１３は請求項３に係るホールド処理手段の車速（Ｖ）−ホールド時間（△ｔ）特性図である。
図１３において、車速Ｖに対するホールド時間△ｔ特性は、ある車速Ｖ（ＶＲ）に達するまでホールド時間△ｔが零の不感帯を設け、車速Ｖが増加して不感帯を過ぎると車速Ｖの増加に伴ってホールド時間△ｔが増加し、またある車速Ｖに達してそれ以上の車速Ｖに対してホールド時間△ｔが一定値となる。
【００７７】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、零に収束する目標信号を処理するためのホールド時間を図１３に示すように車速信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性をさらに向上させることができる。
【００７８】
図１４は請求項４に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図である。
図１４において、右制御信号処理手段１２８は、手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４０と、閾値設定手段１３６と、比較手段１３８と、予測処理手段１４４とから構成する。
【００７９】
手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４０と、閾値設定手段１３６と、比較手段１３８とは、図９に示した請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図における手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４０と、閾値設定手段１３６と、比較手段１３８と、構成および作用が同一なのでここでの説明は省略する。
【００８０】
予測処理手段１４４は、右手動トルク信号ＴＲの変化率が所定値を超えた場合、過去の右手動トルク信号ＴＲから現時点の右手動トルク信号ＴＲを予測し、予測した右手動トルク信号ＴＲで右手動トルクセンサ１１Ｒから得られた現時点の右手動トルク信号ＴＲを置換することによって右手動トルク信号ＴＲに混入して電動車椅子の走行安定性を損ねる恐れのある外乱を除去する。
【００８１】
図１５は手動トルク信号と外乱の模式図である。
図１５において、手動トルク信号Ｔ（ＴＲ）は実線で示し、外乱ＴＮは破線で示した。
【００８２】
図１６は請求項４に係る予測処理手段の動作原理を説明するための手動トルク信号Ｔと外乱ＴＮの模式図である。
現時点（ｔ＝ｔ０）の手動トルク信号Ｔの振幅値をＴ（ｔ０）、（ｔ＝ｔ−１）時の手動トルク信号Ｔの振幅値をＴ（ｔ−１）、（ｔ＝ｔ−２）時の手動トルク信号Ｔの振幅値をＴ（ｔ−２）、さらに（ｔ＝ｔ−３）時の手動トルク信号Ｔの振幅値をＴ（ｔ−３）とし、許容手動トルク変化量を△ＴＰとする。
【００８３】
図１６において、手動トルク信号Ｔ（ｔ−２）は手動トルク信号Ｔ（ｔ−３）より△Ｔ２（△Ｔ２＜△ＴＰ）だけ増加し、さらに手動トルク信号Ｔ（ｔ−１）は手動トルク信号Ｔ（ｔ−２）より△Ｔ１（△Ｔ２＜△Ｔ１＜△ＴＰ）だけ増加しており、二次関数的に単調増加する手動トルク信号Ｔ（ｔ）の一例を示した。
【００８４】
現時点（ｔ＝ｔ０）のＴＮＨ、またはＴＮＬは手動トルク信号Ｔ（ｔ−１）からの増加分が許容手動トルク変化量△ＴＰを超えており、このＴＮＨ、またはＴＮＬを外乱とみなし、手動トルク信号Ｔ（ｔ−３）、手動トルク信号Ｔ（ｔ−２）および手動トルク信号Ｔ（ｔ−１）から下記に示す演算によって予測された予測手動トルク信号Ｔ（ｔ０）で置換される。
手動トルク信号Ｔ（ｔ）を数３に示す二次方程式で表わす。
【００８５】
【数３】
Ｔ（ｔ）＝Ａｔ２＋Ｂｔ＋Ｃ
【００８６】
数３の定数Ａ，Ｂ，Ｃは既知の値である手動トルク信号Ｔ（ｔ−１），Ｔ（ｔ−２），Ｔ（ｔ−３）より決まる。
手動トルク信号Ｔ（ｔ−１），Ｔ（ｔ−２），Ｔ（ｔ−３）は数４のように表わすことができる。
【００８７】
【数４】
Ｔ（ｔ−１）＝Ａ（ｔ−１）２＋Ｂｔ−１＋Ｃ
Ｔ（ｔ−２）＝Ａ（ｔ−２）２＋Ｂｔ−２＋Ｃ
Ｔ（ｔ−３）＝Ａ（ｔ−３）２＋Ｂｔ−３＋Ｃ
【００８８】
よって、現時点（ｔ＝ｔ０）の予測手動トルク信号Ｔ（ｔ０）は数５によって予測することができる。
【００８９】
【数５】
Ｔ（ｔ０）＝Ａ（ｔ０）２＋Ｂｔ０＋Ｃ
【００９０】
尚、本実施の形態では予測手動トルク信号Ｔ（ｔ０）は二次方程式を用いたがＮ次方程式による予測でも良い。
【００９１】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、手動トルク信号に外乱の混入ありとみなし、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測した予測手動トルク信号で手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して手動トルク信号に混入した電動車椅子の走行安定性を損ねる恐れのある外乱を除去した予測手動トルク信号を手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性をなお一層良くすることができる。
【００９２】
なお、上記実施形態は本発明の一実施例であり、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００９３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１に係る電動車椅子は、電動車椅子の制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、変化する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を制御信号処理手段に備え、電動車椅子の走行安定性を向上させることができるので、安全性の高い、しかも手動走行性の良い電動車椅子を提供することができる。
【００９４】
また、請求項２に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に、目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、変化する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段と、閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と目標信号との大きさを比較して、ホールド処理手段でのホールド処理時間を制御する信号をホールド処理手段に出力する比較手段とを制御信号処理手段に備え、電動車椅子の走行安定性をより向上させることができるので、安全性の高い、しかも手動走行性のより良い電動車椅子を提供することができる。
【００９５】
さらに、請求項３に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、零に収束する目標信号を処理するためのホールド時間を主輪回転速度センサからの信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備え、電動車椅子の走行安定性をさらに向上させることができるので、安全性の高い、しかも手動走行性のさらに良い電動車椅子を提供することができる。
【００９６】
また、請求項４に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に、手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、手動トルク信号に外乱の混入ありとみなし、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測した予測手動トルク信号で手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して手動トルク信号に混入した電動車椅子の走行安定性を損ねる恐れのある外乱を除去した予測手動トルク信号を手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段を備え、電動車椅子の走行安定性をなお一層良くすることができるので、安全性の高い、しかも操作感覚の良い電動車椅子を提供することにある。
【００９７】
よって、安全性の高い、しかも手動走行性の良い電動車椅子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動車椅子の正面図
【図２】本発明に係る車椅子の側面図
【図３】本発明に係るトルク検出機構の原理図
【図４】本発明に係る主輪のハブの拡大断面図
【図５】本発明に係る電動車椅子の全体ブロック構成図
【図６】請求項１に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図７】請求項１に係る電動車椅子の制御信号処理手段の動作説明図
【図８】請求項１に係る電動車椅子のホールド処理手段の動作を示す流れ図
【図９】請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図１０】請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の動作説明図
【図１１】請求項２に係る電動車椅子のホールド処理手段の動作を示す流れ図
【図１２】請求項３に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図１３】請求項３に係るホールド処理手段の車速（Ｖ）−ホールド時間（△ｔ）特性図
【図１４】請求項４に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図１５】手動トルク信号と外乱の模式図
【図１６】請求項４に係る予測処理手段の動作原理を説明するための手動トルク信号Ｔと外乱ＴＮの模式図
【図１７】従来の電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図１８】車速信号Ｖ（ＶＬＷ，ＶＭＤ，ＶＨＩ）をパラメータとした手動トルク信号（Ｔ）―目標信号（ＴＭ）特性図（テーブル１）
【図１９】手動トルク信号Ｔの波形と従来の電動車椅子における目標信号ＴＭの波形
【符号の説明】
１…電動車椅子、２…ステップ、３…車体フレーム、３ａ…サブフレーム、４…前部補助輪、４ａ…ブロック、４ｂ…揺動アーム、４ｃ…補助輪、５…主輪、５ａ…ハブ、５ｂ…スポーク、５ｃ…タイヤリム、５ｄ…タイヤ、６…ハンドリング、８…バッテリ、１１Ｒ…右手動トルクセンサ、１１Ｌ…左手動トルクセンサ、２０…トルク検出機構、２１…スプリング、２２…ワイヤ、２３…中継プーリ、３１…ベアリング、３２…アウタレース、３３…鍔、３４…インナレース、３５…ナット、３６…ロッド、４１…ボス、４２…ナット、 ４３…ブラケット、４４…ビス、４５…チューブ、５０…モータ、 ５１…モータハウジング、５２…コイル、５３…マグネット、 ５４…ロータ、５４ａ…カップ、５４ｂ…シリンダ、６０…第１遊星減速機構、６１…第１サンギヤ、６２…第１インナギヤ、 ６３…第１プラネタリギヤ、６４…第１キャリア、７０…第２遊星減速機構、７１…第２サンギヤ、 ７２…第２インナギヤ、７３…第２プラネタリギヤ、１０２…制御手段、１０３…右主輪回転速度センサ、１０６…左主輪回転速度センサ、１０７…回転方向判別手段、１０８…車速演算手段、１０９…Ａ／Ｄ変換器、１１０…Ａ／Ｄ変換器、１１１…車速演算手段、１１２…回転方向判別手段、１１３…右駆動制御手段、１１４…左駆動制御手段、１１５…右電動機駆動手段、１１６…左電動機駆動手段、１１７…右電動機、１１８…左電動機、１２０…右制御信号処理手段、１２１…左制御信号処理手段、１２２…右制御信号処理手段、１２３…左制御信号処理手段、１２４…右制御信号処理手段、１２６…右制御信号処理手段、１２８…右制御信号処理手段、１３０，１３１…手動トルク補正演算手段、１３２，１３３…目標信号設定手段、１３４，１４０，１４２…ホールド処理手段、１３５…右係数設定手段、１３６…閾値設定手段、１３７…平均車速演算手段、１３８…比較手段、１３９…右電動機目標信号補正演算手段、１４４…予測処理手段、Ａ，Ｂ，Ｃ…定数、Ｄ１，Ｄ２…差分値、ＤＬ…左主輪回転方向判別信号、ＤＲ…右主輪回転方向判断信号、ＦＥＴ…電界効果トランジスタ、ＪＴＲ…比較信号、Ｍ…乗員、ＴＮ…外乱、ＰＤＬ…左電動機駆動信号、ＰＤＲ…右電動機駆動信号、ＰＷＬ…左動制御信号、ＰＷＲ…右動制御信号、ＰＷＭ…パルス幅変調器、ＳＬ…左電動機補正目標信号、ＳＲ…右電動機補正目標信号、Ｔ，ＴＮＨ，ＴＮＬ，ＴＲ，Ｔ（ｔ−１），Ｔ（ｔ−２），Ｔ（ｔ−３）…右手動トルク信号、ＴＣＲ…手動トルク補正信号、ＴＫ…閾値、ＴＬ…左手動トルク信号、ＴＭ，ＴＭＲ，ＴＭ（ｔ−１），ＴＭ（ｔ０）…目標信号、ＴＭＨ，ＴＭＨＲ，ＴＭＨ（ｔ−１），ＴＭＨ（ｔ０）…補正目標信号、ＴＮ…外乱、Ｔ（ｔ０）…予測手動トルク信号、ｔ０…現時点、Δｔ…所定時間、Δｔ（Ｈ），Δｔ（Ｌ）…ホールド時間、ΔＴ…許容目標信号変化量、ＴＭＬ…左電動機目標信号、ＴＭＲ…右電動機目標信号、ＴＰＲ…右手動トルクアナログ信号、ＴＲ…右手動トルク信号、△ＴＰ…許容手動トルク変化量、△Ｔ２…手動トルク変化量、ＵＲ…右輪回転速度信号、Ｖ…車速信号、ＶＨＩ…高車速領域、ＶＬＷ…低車速領域、ＶＭＤ…中車速領域、ＶＬ…左車速信号、ＶＲ…右車速信号。
【発明の属する技術分野】
本発明は手動による操作力に補助力を付加する電動機を有する電動車椅子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動車椅子において、乗る人の手で車椅子を操作するためのハンドリングが付設された主輪を持ち、ハンドリングに加わった操作力の方向と大きさを検出し、所定値を超えた操作力に応じて主輪に補助力を付加する電動機と、この電動機を駆動制御する駆動制御手段をそれぞれ左右一対に備えた電動車椅子は知られている。
【０００３】
図５に電動車椅子の全体ブロック構成図を示す。
図１７に従来の電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図を示す。図５において、電動車椅子１は、右主輪回転速度センサ１０３、左主輪回転速度センサ１０６、右手動トルクセンサ１１Ｒ、左手動トルクセンサ１１Ｌ、電動機制御手段１０２、右電動機駆動手段１１５、左電動機駆動手段１１６、右電動機１１７、左電動機１１８から構成される。
【０００４】
電動機制御手段１０２は、回転方向判別手段（１０７、１１２）、車速演算手段（１０８、１１１）、Ａ／Ｄ変換器（１０９、１１０）、右制御信号処理手段１２０、左制御信号処理手段１２１、右駆動制御手段１１３、左駆動制御手段１１４を備える。
制御手段１０２はマイクロコンピュータ（以下マイコンと略記）等を備え、ここで行う各種の演算および制御はマイコンを中心にして行う。
【０００５】
図１７において、右制御信号処理手段１６０は手動トルク補正演算手段１３０、目標信号設定手段１３２から構成され、左制御信号処理手段１６１は手動トルク補正演算手段１３１、目標信号設定手段１３３を備える。
【０００６】
右主輪回転速度センサ１０３は右主輪の回転速度を検出して右主輪回転速度信号ＵＲを回転方向判別手段１０７と車速演算手段１０８とに出力する。
【０００７】
回転方向判別手段１０７は右主輪回転速度信号ＵＲから右主輪の回転方向をマイコン等で判別して右主輪回転方向判別信号ＤＲを右制御信号処理手段１２０に出力する。
車速演算手段１０８は右主輪回転速度センサ１０３の右主輪回転速度信号ＵＲから車速をマイコン等で演算して右車速信号ＶＲを右制御信号処理手段１２０に出力する。
【０００８】
右手動トルクセンサ１１Ｒは右主輪に布設したハンドリングに操作した操作力の大きさと方向を検出して右手動トルクアナログ信号ＴＰＲをＡ／Ｄ変換器１０９に出力する。
Ａ／Ｄ変換器１０９は右手動トルクアナログ信号ＴＰＲをデジタル信号に変換して右手動トルク信号ＴＲを右制御信号処理手段１２０に出力する。
【０００９】
左主輪回転速度センサ１０６、左手動トルクセンサ１１Ｌ、および制御手段１０２の回転方向判別手段１１２、車速演算手段１１１、Ａ／Ｄ変換器１１０は上述した右主輪回転速度センサ１０３、右手動トルクセンサ１１Ｒ、および制御手段１０２の回転方向判別手段１０７、車速演算手段１０８、Ａ／Ｄ変換器１０９と構成および作用が同一なので説明を省略する。
【００１０】
図１７に示すように右制御信号処理手段１６０（＝１２０）は、右主輪回転方向判別信号ＤＲ、右車速信号ＶＲ、右手動トルク信号ＴＲと、左車速信号ＶＬおよび左手動トルク信号ＴＬに応じた補助力を右の主輪に付加するための目標信号ＳＲを右駆動制御手段１１３に出力し、また左制御信号処理手段１６１（＝１２１）は、左主輪回転方向判別信号ＤＬ、左車速信号ＶＬ、左手動トルク信号ＴＬと、右車速信号ＶＲおよび右手動トルク信号ＴＲに応じた補助力を左の主輪に付加するための目標信号ＳＬを左駆動制御手段１１４に出力する。
【００１１】
右駆動制御手段１１３は目標信号ＳＲに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）の右駆動制御信号ＰＷＲを右電動機駆動手段１１５に出力し、また左駆動制御手段１１４は目標信号ＳＬに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）の左駆動制御信号ＰＷＬを左電動機駆動手段１１６に出力する。
【００１２】
右電動機駆動手段１１５は右駆動制御信号ＰＷＲに基づいて例えば４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成するバイポーラ駆動回路で右電動機１１７を駆動し、また左電動機駆動手段１１６は左駆動制御信号ＰＷＬに基づいて例えば４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成するバイポーラ駆動回路で左電動機１１８を駆動する。
【００１３】
手動トルク補正演算手段１３０はＲＡＭまたは書換え可能なＲＯＭ等のメモリを有し、右手動トルク信号ＴＲと、左車速信号ＶＬに応じて左手動トルク信号ＴＬとの混合の割合を決める図示しない係数ＫＶＲを設定して数１に示す演算を行い、手動トルク補正信号ＴＣＲを目標信号設定手段１３２に出力する。
係数ＫＶＲは左車速信号ＶＬに応じ、低車速領域では小さな値に設定され、高車速領域では大きな値に設定される。
ただし、係数ＫＶＲは１以下とする。
【００１４】
【数１】
ＴＣＲ＝（ＴＲ＋ＫＶＲ×ＴＬ）／（１＋ＫＶＲ）
【００１５】
目標信号設定手段１３２はＲＡＭまたは書換え可能なＲＯＭ等のメモリを備え、メモリには手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値に応じた目標信号ＳＲがそれぞれの値に応じた番地に記憶されていて、手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値をメモリの読出し番地として目標信号ＳＲをメモリより読み出して右駆動制御手段１１３に出力する。
【００１６】
手動トルク補正演算手段１３１はＲＡＭまたは書換え可能なＲＯＭ等のメモリを有し、左手動トルク信号ＴＬと、右車速信号ＶＲに応じて右手動トルク信号ＴＲとの混合の割合を決める図示しない係数ＫＶＬを設定して数２に示す演算を行い、手動トルク補正信号ＴＣＬを目標信号設定手段１３３に出力する。
係数ＫＶＬは左車速信号ＶＲに応じ、低車速領域では小さな値に設定され、高車速領域では大きな値に設定される。
ただし、係数ＫＶＬは１以下とする。
【００１７】
【数２】
ＴＣＬ＝（ＴＬ＋ＫＶＬ×ＴＲ）／（１＋ＫＶＬ）
【００１８】
目標信号設定手段１３３はＲＡＭまたは書換え可能なＲＯＭ等のメモリを備え、メモリには手動トルク補正信号ＴＣＬと、左主輪回転方向判断信号ＤＬと、左車速信号ＶＬとのそれぞれの値に応じた目標信号ＳＬがそれぞれの値に応じた番地に記憶されていて、手動トルク補正信号ＴＣＬと、左主輪回転方向判断信号ＤＬと、左車速信号ＶＬとのそれぞれの値をメモリの読出し番地として目標信号ＳＬをメモリより読み出して左駆動制御手段１１４に出力する。
【００１９】
図１８に車速信号Ｖ（ＶＬＷ，ＶＭＤ，ＶＨＩ）をパラメータとした手動トルク信号（Ｔ）―目標信号（ＴＭ）特性図（テーブル１）を示す。
図１８において、車速信号ＶのＶＬＷ，ＶＭＤおよびＶＨＩはそれぞれ低車速領域、中車速領域および高車速領域を示し、手動トルク信号Ｔが同じであっても、車速信号Ｖが増加（ＶＬＷ→ＶＭＤ→ＶＨＩ）するに伴い、目標信号ＴＭは減少するよう予め設定されている。
また、小さな操作力に電動機が追従して電動車椅子の車両の直進安定性を損なうことのないよう所定値以下の手動トルク信号Ｔに対する目標信号ＴＭを零とする不感帯を設けてある。
【００２０】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段は、左車速信号ＶＬに応じた係数ＫＶＲと、右車速信号ＶＲに応じた係数ＫＶＬを設定し、低車速領域では係数を小さくして電動車椅子の回転性を維持し、且つ車速の上昇とともに手動による左右のハンドリングに加える操作力のタイミングがずれやすい高車速領域では係数を大きくしてバランスのとれた補助力を付加し、また低車速領域（ＶＬＷ）では手動トルク信号Ｔに対して大きな補助力が得られるよう大きな目標信号ＴＭを出力し、一方、高車速領域（ＶＨＩ）では手動トルク信号Ｔに対して補助力を抑えるように小さな目標信号ＴＭを出力して車両の直進安定性が得られるよう構成されている。
【００２１】
また、特開平７−１３６２１８号公報に片腕が全く利かない身障者であっても使用することができる電動車椅子が開示されている。
この電動車椅子は、車輪に補助力を付加する補助動力装置を備え、一方の車輪に加えられる人力による操作力を検出し、或は人力による操作力が加えられる車輪の回転を検出して車椅子が直進するようにその操作力の大きさ、或は車輪の回転に応じた補助力を他方の、または左右の両車輪に付加することにより、片腕が全く利かない身障者であっても電動車椅子を使用することができるとしている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
乗員の手によってハンドリングに加える操作力は一定の連続量ではなく、加速するための操作力をハンドリングに作用させ、作用させ終わった後、一旦ハンドリングへの操作力が零になり、再び加速するための操作力をハンドリングに作用させるという具合に一般にはパルス的な不連続量である。
ハンドリングに加えられるパルス的な不連続量である操作力を手動トルクセンサで検出した手動トルク信号Ｔは、パルス的な不連続信号となり、電動機による補助力もパルス的で不連続となる。
【００２３】
図１９は、パルス的な不連続量である手動トルク信号Ｔの波形と従来の電動車椅子における手動トルク信号Ｔに基づいて電動機による補助力の大きさと方向を決める目標信号ＴＭの波形とそれぞれの関係を示したものである。
【００２４】
図１９に示すように、手動トルク信号Ｔは零より立上がり、これに応じて手動トルク信号Ｔの波形と略相似形をした目標信号ＴＭも零より立上がり、手動トルク信号Ｔとこの目標信号ＴＭに応じた補助力とによって車椅子は徐々に加速され、やがてほぼ一定の補助力に達してこの状態をある期間保ち、車椅子を加速する。
次に手動トルク信号Ｔは急激に減衰（立下がり）して零になり、これに応じて目標信号ＴＭも急激に減衰（立下がり）して零になり、この目標信号ＴＭに応じた補助力も急激に減衰（立下がり）して零になる。
【００２５】
このように従来の電動車椅子はハンドリングに加える操作力が無くなると直に補助力が無くなるため車椅子の走行に滑らかなさが無いという課題がある。
【００２６】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は補助力の減衰の変化量が設定値以上にならないように制御して滑らかな走行ができる電動車椅子を提供することにある。
また、手動トルクセンサからの手動トルク信号を予測処理して手動トルク信号に混入するノイズ等による補助力への悪影響を軽減して操作感覚の良い電動車椅子を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性を向上させることができる。
【００２９】
また、請求項２に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と目標信号設定手段からの目標信号との大きさを比較する比較手段と、目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように目標信号を処理するためのホールド時間を比較手段からの信号に基づいて制御するホールド処理手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と目標信号設定手段からの目標信号との大きさを比較する比較手段と、目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように目標信号を処理するためのホールド時間を比較手段からの信号に基づいて制御するホールド処理手段とを備えたので、電動車椅子の走行安定性をより向上させることができる。
【００３１】
さらに、請求項３に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を処理するためのホールド時間を主輪回転速度センサからの信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３２】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を処理するためのホールド時間を主輪回転速度センサからの信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性をさらに向上させることができる。
【００３３】
また、請求項４に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測し、予測した手動トルク信号で手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３４】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測し、予測した手動トルク信号で手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性をなお一層良くすることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
なお、図１から図４は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電動車椅子の正面図であり、電動車椅子１（以下「車椅子１」と略記する）は、ステップ２を含む車体フレーム３に、左右の前部補助輪４，４及び左右の主輪５，５を回転自在に取付け、主輪５，５にハンドリング６，６を付設したもので、外観は普通の手動式車椅子と同形であるが、電動のためのモータを主輪５，５に内蔵（詳細は後述）し、バッテリ８、制御部９及びトルクセンサ１１，１１を備えた点が相違する。
【００３６】
図２は本発明に係る車椅子の側面図であり、乗員Ｍは車体フレーム３に取付けたシート（図示せず）に座り、ステップ２に足を載せた状態で、手でハンドリング６を操作することができる。
主輪５はハブ５ａとスポーク５ｂとタイヤリム５ｃとタイヤ５ｄとからなる。
【００３７】
前部補助輪４はいわゆる自在輪であり、車体フレーム３のサブフレーム３ａに取付けたブロック４ａと、このブロック４ａに縦軸廻りに揺動可能に取付けた揺動アーム４ｂと、この揺動アーム４ｂに軸支した補助輪４ｃとからなり、車椅子の前進方向に応じて揺動し、方向変換を円滑にする。
ブロック４ａをサブフレーム３ａに沿って位置を変更することもできる。
図示せぬシートの可能にバッテリ８及び制御部９が取付けれていることをも示す。
【００３８】
図３は本発明に係るトルク検出機構の原理図であり、トルク検出機構２０は、タイヤリム５ｃに８本のスプリング２１で吊ったハンドリング６と、このハンドリング６に一端が係止され、他端が車輪中央に伸びたワイヤ２２，２２と、このワイヤを中継するタイヤリム５ｃ側の中継プーリ２３，２３と、前記トルクセンサ１１（図１参照）にワイヤ２２，２２の引き力を伝達する伝動部材（後述）と、トルクセンサ１１とからなる。
【００３９】
先に図３の作用を説明すると、スプリング２１でニュートラル状態にあるハンドリング６を時計廻りに強制回動（矢印▲１▼）すると、ワイヤ２２，２２が引かれる（矢印▲２▼▲２▼）。
ワイヤ２２，２２が引かれる度合はハンドリング６を廻す力（トルク）が強いほど大きくなる。
【００４０】
図４は本発明に係る主輪のハブの拡大断面図であり、ワイヤ２２の他端とトルクセンサ１１とを繋ぐ伝動部材を説明すると、この伝動部材は、ベアリング３１のアウタレース３２に形成した鍔３３，３３と、ベアリング３１のインナレース３４にナット３５にて一端を係止したロッド３６とからなり、ロッド３６は回転せず、前記鍔３３，３３がワイヤ２２，２２とともに回転する。
ワイヤ２２を引くことにより、ロッド３６が引かれ、トリクセンサ１１がその度合を検出する。
なお、トルクセンサ１１は車体フレーム側のボス４１にナット４２、ブラケット４３及びビス４４にて固定する。
【００４１】
次にハブに内蔵したモータ及び２段遊星減速機構の説明をする。
モータ５０は、ホイルインモータと称するものであり、前記ボス４１及びこのボス４１に一体的に取付けたチューブ４５に固定したモータハウジング５１と、このモータハウジング５１に取付けたコイル５２と、このコイル５２を取り囲むマグネット５３と、これらのマグネット５３を支えるロータ５４とからなる。
詳しくは、ロータ５４はマグネット５３を直接支えるカップ５４ａとこのカップ５４ａを支えるシリンダ５４ｂとからなる。
【００４２】
前記シリンダ５４ｂの一端に刻設した第１サンギヤ６１と、前記ハウジング５１の一端部に刻設した第１インナギヤ６２と、これら第１サンギヤ６１と第１インナギヤ６２とに噛合する第１プラネタリギヤ６３と、この第１プラネタリギヤ６３から延びる第１キャリア６４とで第１遊星減速機構６０を構成し、第１キャリア６４の一端に刻設した第２サンギヤ７１と、前記ハウジング５１の一端部に刻設した第２インナギヤ７２と、これら第２サンギヤ７１と第２インナギヤ７２とに噛合する第２プラネタリギヤ７３と、この第２プラネタリギヤ７３から延びる第２キャリア（ハブ５ａと兼用）とで第２遊星減速機構７０を構成する。
第１・第２遊星減速機構６０，７０で数百〜数千分の一に減速することにより、モータの高回転を走行に適した低回転に変換する。
【００４３】
図５は電動車椅子の全体ブロック構成図である。
図５に示した電動車椅子１は、電動車椅子の基本ブロック構成図であり、本発明は図５に示す電動車椅子１の全体ブロック構成図において、右制御信号処理手段１２０と、左制御信号処理手段１２１との構成および作用にある。
図５において、右制御信号処理手段１２０と左制御信号処理手段１２１以外のブロックの構成および作用は従来例として説明したので、ここでは説明を省略する。
【００４４】
また、本発明に係る実施の形態例として図６と図８と図１０と図１２とに示す左右の制御信号処理手段は構成および作用が同一なので、以下右制御信号処理手段の構成および作用の説明を行い、左制御信号処理手段の説明は省略する。
また、本発明に係る実施の形態例として図６と図８と図１０と図１２とに示す制御信号処理手段を構成する手動トルク補正演算手段（１３０，１３１）および目標信号設定手段（１３２，１３３）は、従来例として図１７に示した手動トルク補正演算手段（１３０，１３１）および目標信号設定手段（１３２，１３３）と構成および作用が同一なので、以下図６と図８と図１０と図１２とに示す手動トルク補正演算手段および目標信号設定手段の説明を省略する。
【００４５】
制御手段１０２はマイクロコンピュータ（以下マイコンと略記）等を備え、本発明に係る右制御信号処理手段１２０と左制御信号処理手段１２１で行う各種の演算および制御はこのマイコンを中心にして行う。
【００４６】
図６は請求項１に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図である。
図６において、右制御信号処理手段１２２は、手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１３４とから構成する。
【００４７】
目標信号設定手段１３２は手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値に応じた目標信号ＴＭＲをホールド処理手段１３４に出力する。
ホールド処理手段１３４は目標信号ＴＭＲが急激に減少した場合、目標信号ＴＭＲをなだらかに減少させるように、減少する目標信号を一定時間ホールドして所定の減衰特性になるように処理をして電動機による補助力の大きさと方向を決める補正目標信号ＴＭＨＲを右駆動制御手段１１３に出力する。
【００４８】
図７は請求項１に係る電動車椅子の制御信号処理手段の動作説明図である。
図７は、パルス的な不連続量である手動トルク信号Ｔ（ＴＲ）の波形（特性）と、目標信号設定手段１３２からホールド処理手段１３４に出力される目標信号ＴＭ（ＴＭＲ）の波形（特性）と、ホールド処理手段１３４から右駆動制御手段１１３に出力される補正目標信号ＴＭＨＲの波形（特性）と、それぞれの関係を示したものである。
【００４９】
図７に示すように、手動トルク信号Ｔは零より立上がり、やがてほぼ一定の振幅値に達してこの状態をある期間保持してから急激に減少（立下がり）して零になる。
目標信号ＴＭの波形は手動トルク信号Ｔの波形と略相似形であり、手動トルク信号Ｔがある振幅値から急激に減少して零になると目標信号ＴＭもある振幅値から急激に減少して零になる。
【００５０】
図７において、目標信号ＴＭの急激な立下がり部分では、現時点ｔ０の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ０）、現時点（ｔ０）より所定時間Δｔ前の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ−１）、許容目標信号変化量をΔＴとすると、ホールド処理手段１３４はＤ＝｛ＴＭ（ｔ０）−ＴＭ（ｔ−１）｝を行いＤ＜−ΔＴの場合、所定時間Δｔ間で目標信号ＴＭの減衰量を許容目標信号変化量ΔＴとして補正して図７に示すようになだらかに減衰する補正目標信号ＴＭＨを右駆動制御手段１１３に出力する。
【００５１】
図８は請求項１に係る電動車椅子のホールド処理手段の動作を示す流れ図である。
図８において、現時点ｔ０の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ０）、補正目標信号ＴＭＨの振幅値をＴＭＨ（ｔ０）とする。
現時点（ｔ０）より所定時間Δｔ前の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ−１）、補正目標信号ＴＭＨの振幅値をＴＭＨ（ｔ−１）とし、許容振幅変化の所定値をΔＴとする。
【００５２】
ステップＰ１は主輪に補助力を付加する電動機が稼働状態か否かを判断する。ステップＰ１で電動機が稼働状態（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ２の処理へ進み、カウンタの値Ｃを零にセットする。
ステップＰ３はカウンタの値Ｃが零であるか否かを判断する。
【００５３】
ステップＰ３でカウンタの値Ｃが零である（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ４Ａに、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ４Ｂに進む。
ステップＰ４Ａは現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）の絶対値と前時点ｔ−１の目標信号ＴＭ（ｔ−１）の絶対値との差分演算を行い、その差分値Ｄ１を求める。
ステップＰ５は現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）と前時点ｔ−１の目標信号ＴＭ（ｔ−１）との差分演算を行い、その差分値Ｄ２を求める。
【００５４】
ステップＰ６は差分値Ｄ１の絶対値と差分値Ｄ２の絶対値とが等しいか否かを判断する。
ステップＰ６で差分値Ｄ１の絶対値と差分値Ｄ２の絶対値とが等しい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ７に進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１３に進む。
【００５５】
ステップＰ７は差分値Ｄ１が許容振幅変化の許容目標信号変化量ΔＴの（−ΔＴ）より小さいか否かを判断する。
ステップＰ７で差分値Ｄ１が所定値（−ΔＴ）より小さい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ８に進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１３に進む。
【００５６】
ステップＰ８は前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）が零より大きいか否かを判断する。
ステップＰ８で前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）が零より大きい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ９Ａに進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１２に進む。
【００５７】
ステップＰ９Ａは前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）から許容目標信号変化量ΔＴを引く演算をして求めた値を現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）とする処理を行う。
ステップＰ１２は前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）が零より小さいか否かを判断する。
ステップＰ１２で前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）が零より小さい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ９Ｂに進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１３に進む。
【００５８】
９Ｂは前時点（ｔ−１）の目標信号ＴＭ（ｔ−１）に許容目標信号変化量ΔＴを加える演算をして求めた値を現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）とする処理を行う。
ステップＰ１０は現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）を前時点ｔ−１の目標信号ＴＭ（ｔ−１）とする処理を行い、また現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）を前時点ｔ−１の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ−１）とする処理を行う。
ステップＰ１１はカウンタの値Ｃを１にセットする。
【００５９】
ステップＰ１３は現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）を現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）とする処理を行う。
ステップＰ１４はステップＰ１０と同様に現時点ｔ０の目標信号ＴＭ（ｔ０）を前時点ｔ−１の目標信号ＴＭ（ｔ−１）とする処理を行い、また現時点ｔ０の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）を前時点ｔ−１の補正目標信号ＴＭＨ（ｔ−１）とする処理を行う。ステップＰ１５はステップＰ１１と同様にカウンタの値Ｃを１にセットする。
【００６０】
ステップＰ１６は電動機が稼働状態ではないか、否かを判断する。
ステップＰ１６で電動機が稼働状態ではない（ＹＥＳ）と判断されれば、以上の一連の動作を終了し、否（ＮＯ）と判断すれば、ステップＰ３に戻る。
ただし、この流れ図において、立ち始めの時の目標信号ＴＭ（ｔ−１）は目標信号ＴＭ（ｔ０）に等しいとし、補正目標信号ＴＭＨ（ｔ−１）は補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）に等しいとする。
【００６１】
このように、電動車椅子の目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、変化する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を制御信号処理手段に備えたので、電動車椅子の走行安定性を向上させることができる。
【００６２】
図９は請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図である。
図９において、右制御信号処理手段１２４は、手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４０と、閾値設定手段１３６と、比較手段１３８とから構成する。
【００６３】
目標信号設定手段１３２は手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値に応じた目標信号ＴＭＲをホールド処理手段１４０に出力する。
目標信号ＴＭＲが急激に減少した場合は、閾値設定手段１３６によって設定した閾値ＴＫと目標信号ＴＭＲとの大小を比較手段１３８で比較してホールド処理手段１４０に比較信号ＪＴＲを出力して、減少する目標信号をなだらかに減少させるように処理するためのホールド時間を制御する。
【００６４】
ホールド処理手段１４０は減少する目標信号を所定の減衰特性になるように処理をして電動機による補助力の大きさと方向を決める補正目標信号ＴＭＨＲを右駆動制御手段１１３に出力する。
【００６５】
図１０は請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の動作説明図である。図１０において、目標信号設定手段１３２からホールド処理手段１４０に出力されるパルス的な不連続量である目標信号ＴＭ（ＴＭＲ）の波形（特性）と、ホールド処理手段１４０から右駆動制御手段１１３に出力される補正目標信号ＴＭＨ（ＴＭＨＲ）の波形（特性）と、それぞれの関係を示したものである。
【００６６】
図１０に示すように、目標信号ＴＭは零より立上がり、やがてほぼ一定の振幅値に達してこの状態をある期間保持してから急激に減少（立下がり）して零になる。
【００６７】
目標信号ＴＭの波形は手動トルク信号Ｔの波形と略相似形であり、手動トルク信号Ｔがある振幅値から急激に減少して零になると目標信号ＴＭもある振幅値から急激に減少して零になる。
【００６８】
図１０において、目標信号ＴＭの急激な立下がり部分では、現時点ｔ０の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ０）、補正目標信号ＴＭＨの振幅値をＴＭＨ（ｔ０）とし、現時点（ｔ０）より所定時間｛Δｔ（Ｈ），Δｔ（Ｌ）｝前の目標信号ＴＭの振幅値をＴＭ（ｔ−１）、補正目標信号ＴＭＨの振幅値をＴＭＨ（ｔ−１）とし、目標信号ＴＭの閾値をＴＫ、許容振幅変化の所定値をΔＴとする。
【００６９】
ホールド処理手段１３４はＤ＝｛ＴＭ（ｔ０）−ＴＭ（ｔ−１）｝を行いＤ＜−ΔＴの場合であってＴＭ（ｔ０）＞ＴＫの場合、所定時間Δｔ（Ｈ）間で目標信号ＴＭの減衰量を許容目標信号変化量ΔＴとして補正して図１０に示すようになだらかに減衰する補正目標信号ＴＭＨを右駆動制御手段１１３に出力すし、Ｄ＜−ΔＴの場合であってＴＭ（ｔ０）＜ＴＫの場合、所定時間Δｔ（Ｌ）間で目標信号ＴＭの減衰量を許容目標信号変化量ΔＴとして補正して図１０に示すように、さらになだらかに減衰する補正目標信号ＴＭＨを右駆動制御手段１１３に出力する。
【００７０】
図１１は請求項２に係る電動車椅子のホールド処理手段の動作を示す流れ図である。
図１１は図８の流れ図のステップ２とステップ３の間にステップ２−１とステップ２−２とステップ２−３とが挿入されており、ここではこれら挿入されたステップ２−１とステップ２−２とステップ２−３の説明のみを行い、その他は図８の流れ図と同じなので説明を省略する。
【００７１】
図１１において、ステップＰ２−１は目標信号ＴＭ（ｔ−１）の絶対値が閾値ＴＫの絶対値より大きいか否かを判断する。
ステップＰ２−１で目標信号ＴＭ（ｔ−１）の絶対値が閾値ＴＫの絶対値より大きい（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ２−２に進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ２−３に進む。
【００７２】
ステップＰ２−２は所定時間ΔｔをΔｔ（Ｈ）とし、ステップＰ２−２は所定時間ΔｔをΔｔ（Ｌ）とする。
ただし、この流れ図において、図８に示す流れ図と同様に立ち始めの時の目標信号ＴＭ（ｔ−１）は目標信号ＴＭ（ｔ０）に等しいとし、補正目標信号ＴＭＨ（ｔ−１）は補正目標信号ＴＭＨ（ｔ０）に等しいとする。
【００７３】
このように、電動車椅子の目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、変化する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段と、閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と目標信号との大きさを比較して、ホールド処理手段でのホールド処理時間を制御する信号をホールド処理手段に出力する比較手段とを制御信号処理手段に備えたので、電動車椅子の走行安定性をより向上させることができる。
【００７４】
図１２は請求項３に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図である。
図１２において、右制御信号処理手段１２６は、手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４２とから構成する。
【００７５】
目標信号設定手段１３２は手動トルク補正信号ＴＣＲと、右主輪回転方向判断信号ＤＲと、右車速信号ＶＲとのそれぞれの値に応じた目標信号ＴＭＲをホールド処理手段１４２に出力する。
ホールド処理手段１４２は目標信号ＴＭＲが急激に零に収束した場合、零に収束する目標信号をホールドし、ホールド時間を右車速信号ＶＲに基づいて制御して急激に零に収束する目標信号ＴＭＲをなだらかに零に収束するようにホールド処理を行い、これを電動機による補助力の大きさと方向を決める補正目標信号ＴＭＨＲとして右駆動制御手段１１３に出力する。
【００７６】
図１３は請求項３に係るホールド処理手段の車速（Ｖ）−ホールド時間（△ｔ）特性図である。
図１３において、車速Ｖに対するホールド時間△ｔ特性は、ある車速Ｖ（ＶＲ）に達するまでホールド時間△ｔが零の不感帯を設け、車速Ｖが増加して不感帯を過ぎると車速Ｖの増加に伴ってホールド時間△ｔが増加し、またある車速Ｖに達してそれ以上の車速Ｖに対してホールド時間△ｔが一定値となる。
【００７７】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、零に収束する目標信号を処理するためのホールド時間を図１３に示すように車速信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性をさらに向上させることができる。
【００７８】
図１４は請求項４に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図である。
図１４において、右制御信号処理手段１２８は、手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４０と、閾値設定手段１３６と、比較手段１３８と、予測処理手段１４４とから構成する。
【００７９】
手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４０と、閾値設定手段１３６と、比較手段１３８とは、図９に示した請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図における手動トルク補正演算手段１３０と、目標信号設定手段１３２と、ホールド処理手段１４０と、閾値設定手段１３６と、比較手段１３８と、構成および作用が同一なのでここでの説明は省略する。
【００８０】
予測処理手段１４４は、右手動トルク信号ＴＲの変化率が所定値を超えた場合、過去の右手動トルク信号ＴＲから現時点の右手動トルク信号ＴＲを予測し、予測した右手動トルク信号ＴＲで右手動トルクセンサ１１Ｒから得られた現時点の右手動トルク信号ＴＲを置換することによって右手動トルク信号ＴＲに混入して電動車椅子の走行安定性を損ねる恐れのある外乱を除去する。
【００８１】
図１５は手動トルク信号と外乱の模式図である。
図１５において、手動トルク信号Ｔ（ＴＲ）は実線で示し、外乱ＴＮは破線で示した。
【００８２】
図１６は請求項４に係る予測処理手段の動作原理を説明するための手動トルク信号Ｔと外乱ＴＮの模式図である。
現時点（ｔ＝ｔ０）の手動トルク信号Ｔの振幅値をＴ（ｔ０）、（ｔ＝ｔ−１）時の手動トルク信号Ｔの振幅値をＴ（ｔ−１）、（ｔ＝ｔ−２）時の手動トルク信号Ｔの振幅値をＴ（ｔ−２）、さらに（ｔ＝ｔ−３）時の手動トルク信号Ｔの振幅値をＴ（ｔ−３）とし、許容手動トルク変化量を△ＴＰとする。
【００８３】
図１６において、手動トルク信号Ｔ（ｔ−２）は手動トルク信号Ｔ（ｔ−３）より△Ｔ２（△Ｔ２＜△ＴＰ）だけ増加し、さらに手動トルク信号Ｔ（ｔ−１）は手動トルク信号Ｔ（ｔ−２）より△Ｔ１（△Ｔ２＜△Ｔ１＜△ＴＰ）だけ増加しており、二次関数的に単調増加する手動トルク信号Ｔ（ｔ）の一例を示した。
【００８４】
現時点（ｔ＝ｔ０）のＴＮＨ、またはＴＮＬは手動トルク信号Ｔ（ｔ−１）からの増加分が許容手動トルク変化量△ＴＰを超えており、このＴＮＨ、またはＴＮＬを外乱とみなし、手動トルク信号Ｔ（ｔ−３）、手動トルク信号Ｔ（ｔ−２）および手動トルク信号Ｔ（ｔ−１）から下記に示す演算によって予測された予測手動トルク信号Ｔ（ｔ０）で置換される。
手動トルク信号Ｔ（ｔ）を数３に示す二次方程式で表わす。
【００８５】
【数３】
Ｔ（ｔ）＝Ａｔ２＋Ｂｔ＋Ｃ
【００８６】
数３の定数Ａ，Ｂ，Ｃは既知の値である手動トルク信号Ｔ（ｔ−１），Ｔ（ｔ−２），Ｔ（ｔ−３）より決まる。
手動トルク信号Ｔ（ｔ−１），Ｔ（ｔ−２），Ｔ（ｔ−３）は数４のように表わすことができる。
【００８７】
【数４】
Ｔ（ｔ−１）＝Ａ（ｔ−１）２＋Ｂｔ−１＋Ｃ
Ｔ（ｔ−２）＝Ａ（ｔ−２）２＋Ｂｔ−２＋Ｃ
Ｔ（ｔ−３）＝Ａ（ｔ−３）２＋Ｂｔ−３＋Ｃ
【００８８】
よって、現時点（ｔ＝ｔ０）の予測手動トルク信号Ｔ（ｔ０）は数５によって予測することができる。
【００８９】
【数５】
Ｔ（ｔ０）＝Ａ（ｔ０）２＋Ｂｔ０＋Ｃ
【００９０】
尚、本実施の形態では予測手動トルク信号Ｔ（ｔ０）は二次方程式を用いたがＮ次方程式による予測でも良い。
【００９１】
このように、電動車椅子の制御信号処理手段に、手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、手動トルク信号に外乱の混入ありとみなし、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測した予測手動トルク信号で手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して手動トルク信号に混入した電動車椅子の走行安定性を損ねる恐れのある外乱を除去した予測手動トルク信号を手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段を備えたので、電動車椅子の走行安定性をなお一層良くすることができる。
【００９２】
なお、上記実施形態は本発明の一実施例であり、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００９３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１に係る電動車椅子は、電動車椅子の制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、変化する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を制御信号処理手段に備え、電動車椅子の走行安定性を向上させることができるので、安全性の高い、しかも手動走行性の良い電動車椅子を提供することができる。
【００９４】
また、請求項２に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に、目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、変化する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段と、閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と目標信号との大きさを比較して、ホールド処理手段でのホールド処理時間を制御する信号をホールド処理手段に出力する比較手段とを制御信号処理手段に備え、電動車椅子の走行安定性をより向上させることができるので、安全性の高い、しかも手動走行性のより良い電動車椅子を提供することができる。
【００９５】
さらに、請求項３に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に目標信号設定手段からの目標信号が急激に零に収束した場合、目標信号をなだらかに零に収束させるように、零に収束する目標信号を処理するためのホールド時間を主輪回転速度センサからの信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備え、電動車椅子の走行安定性をさらに向上させることができるので、安全性の高い、しかも手動走行性のさらに良い電動車椅子を提供することができる。
【００９６】
また、請求項４に係る電動車椅子は、制御信号処理手段に、手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、手動トルク信号に外乱の混入ありとみなし、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測した予測手動トルク信号で手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して手動トルク信号に混入した電動車椅子の走行安定性を損ねる恐れのある外乱を除去した予測手動トルク信号を手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段を備え、電動車椅子の走行安定性をなお一層良くすることができるので、安全性の高い、しかも操作感覚の良い電動車椅子を提供することにある。
【００９７】
よって、安全性の高い、しかも手動走行性の良い電動車椅子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動車椅子の正面図
【図２】本発明に係る車椅子の側面図
【図３】本発明に係るトルク検出機構の原理図
【図４】本発明に係る主輪のハブの拡大断面図
【図５】本発明に係る電動車椅子の全体ブロック構成図
【図６】請求項１に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図７】請求項１に係る電動車椅子の制御信号処理手段の動作説明図
【図８】請求項１に係る電動車椅子のホールド処理手段の動作を示す流れ図
【図９】請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図１０】請求項２に係る電動車椅子の制御信号処理手段の動作説明図
【図１１】請求項２に係る電動車椅子のホールド処理手段の動作を示す流れ図
【図１２】請求項３に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図１３】請求項３に係るホールド処理手段の車速（Ｖ）−ホールド時間（△ｔ）特性図
【図１４】請求項４に係る電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図１５】手動トルク信号と外乱の模式図
【図１６】請求項４に係る予測処理手段の動作原理を説明するための手動トルク信号Ｔと外乱ＴＮの模式図
【図１７】従来の電動車椅子の制御信号処理手段の要部ブロック構成図
【図１８】車速信号Ｖ（ＶＬＷ，ＶＭＤ，ＶＨＩ）をパラメータとした手動トルク信号（Ｔ）―目標信号（ＴＭ）特性図（テーブル１）
【図１９】手動トルク信号Ｔの波形と従来の電動車椅子における目標信号ＴＭの波形
【符号の説明】
１…電動車椅子、２…ステップ、３…車体フレーム、３ａ…サブフレーム、４…前部補助輪、４ａ…ブロック、４ｂ…揺動アーム、４ｃ…補助輪、５…主輪、５ａ…ハブ、５ｂ…スポーク、５ｃ…タイヤリム、５ｄ…タイヤ、６…ハンドリング、８…バッテリ、１１Ｒ…右手動トルクセンサ、１１Ｌ…左手動トルクセンサ、２０…トルク検出機構、２１…スプリング、２２…ワイヤ、２３…中継プーリ、３１…ベアリング、３２…アウタレース、３３…鍔、３４…インナレース、３５…ナット、３６…ロッド、４１…ボス、４２…ナット、 ４３…ブラケット、４４…ビス、４５…チューブ、５０…モータ、 ５１…モータハウジング、５２…コイル、５３…マグネット、 ５４…ロータ、５４ａ…カップ、５４ｂ…シリンダ、６０…第１遊星減速機構、６１…第１サンギヤ、６２…第１インナギヤ、 ６３…第１プラネタリギヤ、６４…第１キャリア、７０…第２遊星減速機構、７１…第２サンギヤ、 ７２…第２インナギヤ、７３…第２プラネタリギヤ、１０２…制御手段、１０３…右主輪回転速度センサ、１０６…左主輪回転速度センサ、１０７…回転方向判別手段、１０８…車速演算手段、１０９…Ａ／Ｄ変換器、１１０…Ａ／Ｄ変換器、１１１…車速演算手段、１１２…回転方向判別手段、１１３…右駆動制御手段、１１４…左駆動制御手段、１１５…右電動機駆動手段、１１６…左電動機駆動手段、１１７…右電動機、１１８…左電動機、１２０…右制御信号処理手段、１２１…左制御信号処理手段、１２２…右制御信号処理手段、１２３…左制御信号処理手段、１２４…右制御信号処理手段、１２６…右制御信号処理手段、１２８…右制御信号処理手段、１３０，１３１…手動トルク補正演算手段、１３２，１３３…目標信号設定手段、１３４，１４０，１４２…ホールド処理手段、１３５…右係数設定手段、１３６…閾値設定手段、１３７…平均車速演算手段、１３８…比較手段、１３９…右電動機目標信号補正演算手段、１４４…予測処理手段、Ａ，Ｂ，Ｃ…定数、Ｄ１，Ｄ２…差分値、ＤＬ…左主輪回転方向判別信号、ＤＲ…右主輪回転方向判断信号、ＦＥＴ…電界効果トランジスタ、ＪＴＲ…比較信号、Ｍ…乗員、ＴＮ…外乱、ＰＤＬ…左電動機駆動信号、ＰＤＲ…右電動機駆動信号、ＰＷＬ…左動制御信号、ＰＷＲ…右動制御信号、ＰＷＭ…パルス幅変調器、ＳＬ…左電動機補正目標信号、ＳＲ…右電動機補正目標信号、Ｔ，ＴＮＨ，ＴＮＬ，ＴＲ，Ｔ（ｔ−１），Ｔ（ｔ−２），Ｔ（ｔ−３）…右手動トルク信号、ＴＣＲ…手動トルク補正信号、ＴＫ…閾値、ＴＬ…左手動トルク信号、ＴＭ，ＴＭＲ，ＴＭ（ｔ−１），ＴＭ（ｔ０）…目標信号、ＴＭＨ，ＴＭＨＲ，ＴＭＨ（ｔ−１），ＴＭＨ（ｔ０）…補正目標信号、ＴＮ…外乱、Ｔ（ｔ０）…予測手動トルク信号、ｔ０…現時点、Δｔ…所定時間、Δｔ（Ｈ），Δｔ（Ｌ）…ホールド時間、ΔＴ…許容目標信号変化量、ＴＭＬ…左電動機目標信号、ＴＭＲ…右電動機目標信号、ＴＰＲ…右手動トルクアナログ信号、ＴＲ…右手動トルク信号、△ＴＰ…許容手動トルク変化量、△Ｔ２…手動トルク変化量、ＵＲ…右輪回転速度信号、Ｖ…車速信号、ＶＨＩ…高車速領域、ＶＬＷ…低車速領域、ＶＭＤ…中車速領域、ＶＬ…左車速信号、ＶＲ…右車速信号。
Claims (4)
- 車体を人力で操作するためのハンドリングを付設した主輪と、この主輪の回転速度を検出する主輪回転速度センサと、前記ハンドリングに加える操作力を検出する手動トルクセンサと、前記主輪に補助力を付加する電動機と、前記電動機を駆動制御する駆動制御手段と、この駆動制御手段からの信号によって前記電動機を駆動する駆動手段と、をそれぞれ左右一対に備えると共に、左右ある内の一方の前記手動トルクセンサ、他方の前記手動トルクセンサおよび他方の前記主輪回転速度センサからの信号に基づいた値によって手動トルクを補正する手動トルク補正演算手段と、前記電動機による補助力の大きさと方向を決める目標信号を前記主輪回転速度センサおよび前記手動トルク補正演算手段からの信号に基づいた値によって設定する目標信号設定手段と、を有する制御信号処理手段をそれぞれ左右一対に備えた電動車椅子において、
前記制御信号処理手段は、前記目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を一定時間ホールドして処理をするホールド処理手段を備えたことを特徴とする電動車椅子。 - 前記制御信号処理手段は、閾値を設定する閾値設定手段と、この閾値と前記目標信号設定手段からの目標信号との大きさを比較する比較手段と、前記目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を処理するためのホールド時間を前記比較手段からの信号に基づいて制御するホールド処理手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動車椅子。
- 前記制御信号処理手段は、前記目標信号設定手段からの目標信号が急激に減少した場合、目標信号をなだらかに減少させるように、減少する目標信号を処理するためのホールド時間を前記主輪回転速度センサからの信号に基づいた値によって制御するホールド処理手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動車椅子。
- 前記制御信号処理手段は、前記手動トルクセンサからの手動トルク信号の変化率が所定値を超えた場合、過去の手動トルク信号から現時点の手動トルク信号を予測し、予測した手動トルク信号で前記手動トルクセンサから得られた現時点の手動トルク信号を置換して前記手動トルク補正演算手段に出力する予測処理手段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。
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