JPH09248318A - 電動車椅子 - Google Patents
電動車椅子Info
- Publication number
- JPH09248318A JPH09248318A JP8059730A JP5973096A JPH09248318A JP H09248318 A JPH09248318 A JP H09248318A JP 8059730 A JP8059730 A JP 8059730A JP 5973096 A JP5973096 A JP 5973096A JP H09248318 A JPH09248318 A JP H09248318A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- target signal
- manual torque
- processing means
- target
- Prior art date
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- Carriages For Children, Sleds, And Other Hand-Operated Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 右主輪回転速度センサ１０３と、左主輪
回転速度センサ１０６と、右手動トルクセンサ１１Ｒ
と、左手動トルクセンサ１１Ｌと、ホールド処理機能を
有する電動機制御手段１０２と、右電動機駆動手段１１
５と、左電動機駆動手段１１６と、右電動機１１７と、
左電動機１１８とを備えた電動車椅子１。
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。 【解決手段】 右主輪回転速度センサ１０３と、左主輪
回転速度センサ１０６と、右手動トルクセンサ１１Ｒ
と、左手動トルクセンサ１１Ｌと、ホールド処理機能を
有する電動機制御手段１０２と、右電動機駆動手段１１
５と、左電動機駆動手段１１６と、右電動機１１７と、
左電動機１１８とを備えた電動車椅子１。
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。
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。
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。
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、１１
１）、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。
段（１０７、１１２）、車速演算手段（１０８、１１
１）、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１６
０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。
０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。
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１２
０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１
２０に出力する。
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１２
０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１
２０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１
０９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。
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１
０９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。
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１
６０（＝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。
６０（＝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（ＰＷ
Ｍ）の左駆動制御信号ＰWLを左電動機駆動手段１１６に
出力する。
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（ＰＷ
Ｍ）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（Ｆ
ＥＴ）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１
１８を駆動する。
ＰWRに基づいて例えば４つの電界効果トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）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１
１８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Ｋ
VRは１以下とする。
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Ｋ
VR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。
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Ｋ
VLは１以下とする。
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Ｋ
VL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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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４
ａ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。
体フレーム３のサブフレーム３ａに取付けたブロック４
ａ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。
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）すると、ワイヤ２２，２２が引
かれる（矢印）。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。
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）すると、ワイヤ２２，２２が引
かれる（矢印）。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４
２、ブラケット４３及びビス４４にて固定する。
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４
２、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。
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。
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。
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（１３
２，１３３）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。
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（１３
２，１３３）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。
（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。
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。
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１３
４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。
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１３
４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。
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Δ
ｔ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。
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Δ
ｔ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Ｔ
M（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。
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Ｔ
M（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。
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（Ｎ
Ｏ）と判断されればステップＰ４Ｂに進む。ステップＰ
４Ａ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Ｔ
M（ｔ-1）との差分演算を行い、その差分値Ｄ2を求め
る。
（ＹＥＳ）と判断されればステップＰ４Ａに、否（Ｎ
Ｏ）と判断されればステップＰ４Ｂに進む。ステップＰ
４Ａ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Ｔ
M（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。
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Ｐ
８に進み、否（ＮＯ）と判断されればステップＰ１３に
進む。
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Ｐ
８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。
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Ｔ
M（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。
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Ｔ
M（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（ｔ
0）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。
-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（ｔ
0）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。
（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（ｔ
0）に等しいとする。
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（ｔ
0）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。
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１３
８とから構成する。
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１３
８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。
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。
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Ｔ
M（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Ｔ
MH（ＴMHR）の波形（特性）と、それぞれの関係を示し
たものである。
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Ｔ
M（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Ｔ
MH（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。
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。
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Ｔ
M（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Ｔ
Mの閾値をＴK、許容振幅変化の所定値をΔＴとする。
下がり部分では、現時点ｔ0の目標信号ＴMの振幅値をＴ
M（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Ｔ
M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＝｛Ｔ
M（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１
１３に出力する。
M（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１
１３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。
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Ｔ
M（ｔ-1）の絶対値が閾値ＴKの絶対値より大きい（ＹＥ
Ｓ）と判断されればステップＰ２−２に進み、否（Ｎ
Ｏ）と判断されればステップＰ２−３に進む。
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Ｔ
M（ｔ-1）の絶対値が閾値ＴKの絶対値より大きい（ＹＥ
Ｓ）と判断されればステップＰ２−２に進み、否（Ｎ
Ｏ）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。
（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。
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。
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Ｖ
R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。
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Ｖ
R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。
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。
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１
３８と、予測処理手段１４４とから構成する。
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１
３８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１４
０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。
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１４
０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１
１Ｒ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。
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１
１Ｒ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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
の良い電動車椅子を提供することができる。
【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
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
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
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
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
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
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
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
（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
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
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
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）
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
における目標信号ＴMの波形
１…電動車椅子、２…ステップ、３…車体フレーム、３
ａ…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、３
６…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、７
１…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、１０
７…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、Ｔ
C R…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、Ｔ
ML…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。
ａ…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、３
６…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、７
１…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、１０
７…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、Ｔ
C R…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、Ｔ
ML…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)
- 【請求項１】 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。 - 【請求項２】 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。 - 【請求項３】 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。 - 【請求項４】 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05973096A JP3602247B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 電動車椅子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05973096A JP3602247B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 電動車椅子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09248318A true JPH09248318A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3602247B2 JP3602247B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=13121615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05973096A Expired - Fee Related JP3602247B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 電動車椅子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3602247B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001018881A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 補助動力装置付き車輌 |
| US11432977B2 (en) * | 2017-06-26 | 2022-09-06 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Power assist wheelchair, power assist unit for wheelchair, control device for power assist wheelchair, control method for power assist wheelchair, and program |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP05973096A patent/JP3602247B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001018881A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 補助動力装置付き車輌 |
| US11432977B2 (en) * | 2017-06-26 | 2022-09-06 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Power assist wheelchair, power assist unit for wheelchair, control device for power assist wheelchair, control method for power assist wheelchair, and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3602247B2 (ja) | 2004-12-15 |
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