JPH0975398A - 電動車椅子用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通電制御により制動を行う電動車椅子用制御
装置において、駐停車時の電力損失を削減し、かつ機械
的な駐車ブレーキを不要とする。 【解決手段】 電動車椅子は、車輪を回転させるモータ
３と、バッテリ２と、走行指令および停止指令を出力す
るジョイスティック１ｂと、コントローラ１１とを備え
る。バッテリ２のコントローラ１１への給電は、メイン
スイッチ１ａによりオン／オフされる。また、常閉端子
がモータ３の一方の端子に接続され、常開端子がバッテ
リ２のプラス側電極に接続され、共通端子がモータ３の
他方の端子に接続されたリレー９が設けられており、コ
ントローラ１１は、走行指令が発せられたとき、リレー
９の共通端子と常開端子を接続させる。さらに、コント
ローラ１１は、停止指令が発せられたとき、またはメイ
ンスイッチ１ａがオフされたとき、共通端子と常閉端子
とを接続させ、モータ３を発電ブレーキとして機能させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車輪を駆動する
モータへの通電を制御することにより制動を行う電動車
椅子用制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような制御装置としては、特公平
４−４９３２１号公報に開示されたものが知られてい
る。この制御装置は、乗員がアクセルを操作することに
より、アクセル信号が発せられ、これを受信したモータ
駆動信号発生回路がモータ駆動信号を生成し、モータを
正転させる。そして、アクセルを停車位置にすると、モ
ータ制動信号発生回路が作動して、モータ制動信号を生
成する。このモータ制動信号により、モータを逆転する
電流が瞬間的にモータに流れて制動が行われる。

【０００３】また、この制御装置は、アクセルが停車位
置に至り、この位置で暫時操作が停止されると、駐車ブ
レーキ駆動回路が駆動され、この後は、モータを駆動す
る回路と制動する回路への電力供給が停止させられる。
これにより、駐停車時の電力浪費の削減が図られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
駐車ブレーキ駆動回路が駆動する駐車ブレーキは、機械
的な駐車ブレーキである。したがって、上記の技術にお
いては、機械的な駐車ブレーキを別個に設ける必要があ
るため、車両の全体重量が増大し、その分、駆動仕事量
が大きくなり、結局、電力を損失することになる。ま
た、大型のモータや大容量のバッテリが必要になり、製
造コストの上昇を招く。

【０００５】この発明は前記の事情を考慮してなされた
ものであり、通電制御により制動を行う電動車椅子用制
御装置であって、駐停車時の電力損失を削減し、かつ機
械的な駐車ブレーキを不要とする電動車椅子用制御装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る電動車椅子用制御装置にあっては、モ
ータによって車椅子の車輪の走行を制御する電動車椅子
用制御装置において、操作者の操作に応じて、走行指令
および停止指令を出力する速度制御操作子と、前記走行
指令があるとバッテリの電力をモータに通電して制御す
るコントローラと、前記バッテリの前記コントローラへ
の給電をオン／オフするメインスイッチと、一方の端子
が前記モータの一端側へ接続され、他方の端子が前記バ
ッテリの一方の電極へ接続され、共通端子が前記モータ
の他端に接続される切換スイッチ手段とを具備し、 前
記コントローラは、前記走行指令が発せられると前記切
換スイッチ手段の共通端子と他方の端子を接続させ、前
記停止指令が発せられたとき、または前記メインスイッ
チがオフされたときは前記切換スイッチ手段の共通端子
と一方の端子を接続させることを特徴としている。

【０００７】この場合において、前記モータの給電経路
にその通電量をオン／オフ動作によって制御するスイッ
チング部を設け、前記コントローラは、前記走行指令に
応じて前記スイッチング部のオン／オフ時間を制御する
とともに、前記停止指令が発せられたとき、または前記
メインスイッチがオフされたときは、前記スイッチング
部をオフし、所定時間経過後に前記切換スイッチ手段の
共通端子と一方の端子を接続させると好ましい。さら
に、前記コントローラは、前記走行指令が発せられて前
記切換スイッチ手段の共通端子と他方の端子を接続した
後に、前記スイッチング部をオン／オフ時間制御を開始
すると好ましい。

【０００８】また、前記スイッチング部は、Ｈブリッジ
接続された複数のスイッチング素子によって構成される
と好適である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施形態について説明する。 Ａ．実施形態の構成 まず、図１は本発明の実施形態に係る電動車椅子用制御
装置の回路を示すブロック図である。図において、符号
１ａはメインスイッチ、１ｂはジョイスティック（速度
制御操作子）、２はバッテリ、３は車輪を回転させる直
流モータ（以下、「モータ」とする）、４〜７はモータ
３の回転を制御するためのＦＥＴ（スイッチング素子）
である。なお、図中では、ＦＥＴ内に存在する寄生ダイ
オードも示している。

【００１０】本実施形態において、バッテリ２は、Ｎｉ
Ｃｄ電池等の蓄電池を複数直列に接続したものが用いら
れる。後述するように、モータ３およびＦＥＴ４〜７
は、Ｈブリッジ回路である電圧調節部（スイッチング
部）８を構成しており、電圧調節部８とバッテリ２との
間には、リレー（切換スイッチ手段）９が介在してい
る。このリレー９は、図示の破線で示すオン状態で、バ
ッテリ２と電圧調節部８を接続し、実線で示すオフ状態
で、バッテリ２と電圧調節部８の電気的接続を解除する
と共に電圧調節部８の両端子を直結する。

【００１１】また、符号１１は、コントローラを示し、
このコントローラ１１は、ＣＰＵ部１２、制御電源供給
部１３、駆動回路１４、メモリ（図示せず）等によって
構成されている。

【００１２】メインスイッチ１ａは、乗員によってオン
・オフされ、オン状態のときにはバッテリ２とコントロ
ーラ１１が電気的に接続され、オフ状態のときには接続
が解除される。ジョイスティック１ｂは、車輪の前進・
後進操作及び速度制御のために設けられており、乗員が
ジョイスティック１ｂを傾倒させると、その傾倒角に応
じた電圧を出力し、図示しないインターフェース等によ
りこの電圧が傾倒角信号に変換される。このようにし
て、傾倒角信号は、ジョイスティック１ｂの傾倒角に応
じた値をとり、ジョイスティック１ｂが前方に傾倒され
たときは正の値、後方に傾倒されたときは負の値をと
る。また、ジョイスティック１ｂがいずれの方向にも倒
されないときが中立状態であり、この状態では、傾倒角
信号は０となる。

【００１３】なお、これらのメインスイッチ１ａおよび
ジョイスティック１ｂは、電動車椅子の乗員が容易に操
作することができるように、図示はしないが同一の操作
パネルに配置されている。また、電動車椅子は、左右の
車輪の回転速度の制御により走行するようになってお
り、実際には、モータ３および電圧調節部８は、左右に
一つずつ設けられる。ただし、以下では、理解を容易に
するため一つのモータ３を制御するものとして説明す
る。

【００１４】コントローラ１１の制御電源供給部１３
は、バッテリ２の電圧を制御することによって、ＣＰＵ
部１２および駆動回路１４に安定した電圧を供給する。
ＣＰＵ部１２は、ジョイスティック１ｂからの傾倒角信
号に基づき、車輪を回転させるべき指示速度を算出し、
この指示速度に基づき制御信号となるＰＷＭパルス、ゲ
ートブロック信号、リレーオン・オフ指令信号を出力す
る。ここで、ＰＷＭパルスは、後述するゲート信号
とゲート信号の相互の時間幅を制御し、モータ３の
回転方向および速度を制御するために出力され、ゲート
ブロック信号は、ゲート信号〜の全ての出力を停止
し、バッテリ２からモータ３への通電を停止させるため
に出力される。

【００１５】この場合において、傾倒角信号が０以外に
なったとき、すなわち走行指令が発せられたときは、Ｃ
ＰＵ部１２は、指示速度を算出し、まずリレーオン信号
を出力し、所定時間Ｔ１（図２、図３参照）経過後に、
ゲートブロック信号を解除すると共に、指示速度に応じ
たＰＷＭパルスを出力する。一方、傾倒角信号が０にな
ったとき、すなわち停止指令が発せられらたときには、
ＣＰＵ部１２は、指示速度を０と算出し、所定時間Ｔ２
（図２、図３参照）経過後に、ゲートブロック信号を出
力すると共に、ＰＷＭパルスの出力を停止し、さらに所
定時間Ｔ３（図２、図３参照）経過後に、リレーオフ信
号を出力する。なお、メインスイッチ１ａをオンにした
直後は、ＣＰＵ部１２はゲートブロック信号を出力す
る。

【００１６】リレー９は、常閉端子が電圧調節部８の一
方の端子に接続され、常開端子がバッテリ２のプラス側
電極に接続されている。そして、共通端子が電圧調節部
８の他方の端子に接続されている。これにより、リレー
９は、リレーオン信号に基づいてオン状態になると、共
通端子と常開端子を接続させて、バッテリ２と電圧調節
部８とを接続させ、リレーオフ信号に基づいてオフ状態
になると、共通端子と常閉端子とを接続させ、電圧調節
部８の両端子を直結する。また、メインスイッチ１ａが
オフされたときにも、リレー９はオフにされる。

【００１７】駆動回路１４は、ＰＷＭパルスに基づい
て、ＦＥＴ４，７を作動するゲート信号を出力し、
ＦＥＴ５，６を作動するゲート信号を出力する。こ
の場合において、図３に示すように、駆動回路１４は、
パルス状のゲート信号を同時に出力し、またパルス
状のゲート信号を同時に出力する。ここで、ゲート
信号同士は互いに同じ信号であり、またゲート信号
同士も互いに同じ信号である。ただし、ゲート信号
とゲート信号とは逆位相になっている。なお、
ゲート信号の１サイクルＣは、数１０μｓ程度の極めて
短い時間である。

【００１８】電圧調節部８において、ＦＥＴ４，６は直
列に接続され、ＦＥＴ５，７も直列に接続されている。
そして、ＦＥＴ４，６の列と、ＦＥＴ５，７の列が、並
列に接続されており、ＦＥＴ４，６の接続点とＦＥＴ
５，７の接続点にモータ３が接続されている。

【００１９】各ＦＥＴ４〜７は、図中の対応するゲート
信号〜のハイレベル期間にオンされて導通状態にな
る。この場合、リレー９がオンされ、ゲート信号に
よって、ＦＥＴ４，７がオンされると、モータ３の端子
ａ側がバッテリ２のプラス側に、ｂ端子側がバッテリ２
のマイナス側に接続される。また、ゲート信号によ
って、ＦＥＴ５，６がオンされると、モータ３の端子ｂ
側がバッテリ２のプラス側に、ａ端子側がバッテリ２の
マイナス側に接続される。

【００２０】さて、ゲート信号のハイレベル期間に
は、ａ端子側がバッテリ２のプラス側に、ゲート信号
のハイレベル期間には、ｂ端子側がバッテリ２のプラ
ス側に接続されるため、モータ３へ加わる電圧の極性は
ゲート信号に依存して変化する。また、その平均値は、
ゲート信号のハイレベル期間の幅の比であるデューティ
ー比に応じて決まる。このとき、モータ３へ流れる電流
の方向は、モータ３のインダクタンス成分によりゲート
信号と同時に変化することはできず、また、ゲート信号
の１サイクル期間がモータ３の回転の慣性にとって極め
て短い。したがって、モータ３へ流れる電流は、端子に
加わる平均的な電圧値に依存し、車両の走行状態によっ
て、その値や方向が決まる。そして、モータ３の回転速
度も、平均の電圧値に依存する。

【００２１】ちなみに、ゲート信号のハイレベル期
間が長いとき（デューティー比＞５０％のとき）は、平
均電圧は端子ａの方がｂよりも大きくなり、モータ３は
正転し、電動車椅子は前進する。また、ゲート信号
のハイレベル期間が長いとき（デューティー比＜５０％
のとき）は、平均電圧は端子ｂの方がａよりも大きくな
り、モータ３は逆転し、電動車椅子は後進する。そし
て、双方のハイレベル期間が同じとき（デューティー比
＝５０％のとき）は、平均電圧は０となり、モータ３は
停止し、電動車椅子も停止する。

【００２２】このように、ゲート信号とゲート信号
のパルス幅、すなわちＰＭＷパルスのデューティー
が制御されることにより、モータ３の回転速度が制御さ
れ、電動車椅子の前進／後進の切換および速度制御が円
滑になされる。

【００２３】また、前記のように、傾倒角信号が０にな
り、ＣＰＵ部１２がゲートブロック信号を出力したとき
には、駆動回路１４はゲート信号〜の全ての出力を
停止する。これにより、ＦＥＴ４〜７は全てオフとな
り、バッテリ２からモータ３への通電が行われなくな
る。

【００２４】さらに、メインスイッチ１ａをオフしたと
きには、バッテリ２とコントローラ１１との電気的接続
が解除されるため、ゲート信号〜の全てが停止さ
れ、全てのＦＥＴ４〜７がオフになる。また、ＣＰＵ部
１２からリレー９への励磁電流が停止され、リレー９が
オフされる。

【００２５】Ｂ．実施形態の動作 次に、図２および図３を参照しながら、本実施形態の動
作を説明する。図２は実施形態の動作を示すフローチャ
ートであり、図３は実施形態の通常の動作を示すタイミ
ングチャートである。 Ｂ−１．システムの起動 まず、乗員が操作パネル上のメインスイッチ１ａをオン
する。これによって、バッテリ２とコントローラ１１と
が電気的に接続され、ＣＰＵ部１２および駆動回路１４
が動作可能になって、システム起動状態となる。このシ
ステム起動状態では常に、ＣＰＵ部１２にジョイスティ
ック１ｂからの傾倒角信号が入力され、この傾倒角信号
に応じた指示速度をＣＰＵ部１２が算出する。そして、
ステップＳ１において、ＣＰＵ部１２はゲートブロック
信号を出力し、駆動回路１４からゲート信号〜が出
力されないようにする。なお、この時点では、ＣＰＵ部
１２からリレーオン信号が出力されていないため、リレ
ー９はオフの状態にある。

【００２６】Ｂ−２．電動車椅子の走行 次に、ステップＳ２において、ＣＰＵ部１２は、指示速
度が０であるか否か判断する。ここで、乗員がジョイス
ティック１ｂを傾倒していれば、その傾倒角に応じた指
示速度をＣＰＵ部１２が算出することにより、指示速度
は０でなくなるため、ステップＳ２の判断結果は「ＹＥ
Ｓ」となり、ステップＳ３に進む。ステップＳ３におい
ては、既にリレー９がオンされているか否かを判断す
る。

【００２７】ステップＳ３の判断結果が「ＮＯ」の場合
は、ステップＳ４に進み、ここでＣＰＵ部１２がリレー
オン信号を出力してリレー９をオンする。これにより、
バッテリ２と電圧調節部８とが接続され、電圧調節部８
の動作が可能になる。次いで、所定時間Ｔ１が経過する
まで待機し、ＣＰＵ部１２は、ゲートブロック信号を解
除する（ステップＳ５〜Ｓ６）。これにより、駆動回路
１４は電圧調節部８にゲート信号〜を供給可能な状
態になる。この後、ステップＳ７に移行する。なお、ス
テップＳ３の判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、直ちに
ステップＳ７に移行する。

【００２８】ステップＳ７において、ＣＰＵ部１２は、
指示速度に応じたＰＷＭパルスを出力する。これによ
り、前記のように駆動回路１４がゲート信号および
ゲート信号を出力し、ＦＥＴ４，７およびＦＥＴ
５，６が交互にオンにされ、モータ３が指示速度で正転
または逆転し、電動車椅子が走行する。

【００２９】さて、ステップＳ５において所定時間Ｔ１
待機することにより、図３に示すように、ゲート信号
〜の出力は、リレー９のオンから所定時間Ｔ１だけ遅
れる。これは、リレー９の切換え直後は、端子部分が振
動等を起こしてリレー９の接続状態が安定せず、バッテ
リ２から電圧調節部８への通電も不安定になり、リレー
９の寿命に悪影響を与えるおそれがあるからである。し
かし、待機時間Ｔ１を設けることにより、リレー９の接
続状態が安定してから、通電することができ、リレー９
の寿命を長くすることが可能である。待機時間Ｔ１は、
数１０ｍｓ程度であると好ましい。

【００３０】この後、ステップＳ８に進み、メインスイ
ッチ１ａがオフされたか否かを判断し、メインスイッチ
１ａがオフされなければ、前述のステップＳ２に戻っ
て、電動車椅子の走行制御を継続する。そして、乗員が
ジョイスティック１ｂを傾倒させておけば、ステップＳ
２の判断結果が「ＮＯ」となり、またリレー９が既にオ
ンされているためにステップＳ３における判断結果が
「ＹＥＳ」となって、ステップＳ７に進んで、指示速度
に応じたＰＷＭパルスの出力が行われる。そして、この
過程が繰り返されて、電動車椅子の走行が継続される。

【００３１】Ｂ−３．ジョイスティックによる停車動作 また、乗員がジョイスティック１ｂを中立位置にしたと
きには、これに応じてＣＰＵ部１２が指示速度を０と算
出する。これにより、ステップＳ２における判断結果は
「ＮＯ」となり、ステップＳ９に進む。ステップＳ９に
おいては、リレー９がオンされているか否かを判断す
る。ここで、たとえば走行途中でジョイスティック１ｂ
を中立位置にしたときなどは、リレー９がオンされたま
まである。このような場合には、判断結果は「ＹＥＳ」
となる。

【００３２】ステップＳ９の判断結果が「ＹＥＳ」の場
合は、所定時間Ｔ２が経過するまで待機する（ステップ
Ｓ１０）。この待機時間Ｔ２の間は、図３に示すよう
に、ゲート信号〜の１サイクルＣ中、ゲート信号
のパルス幅と、ゲート信号のパルス幅は、それぞ
れＣ／２にされる。このように、電圧調節部８におい
て、ＦＥＴ４，７とＦＥＴ５，６のパルス幅が等しくさ
れると、モータ３の回転が抑止され、図３の実速度とし
て示すように電動車椅子が停車させられる。なお、待機
時間Ｔ２は、１ないし数ｓであるとよい。

【００３３】この後、ＣＰＵ部１２は、ゲートブロック
信号を出力する（ステップＳ１１）。これにより、ゲー
ト信号〜は全て停止され、ＦＥＴ４〜７が全てオフ
されて、バッテリ２からモータ３への通電が停止され
る。また、ＣＰＵ部１２は、指示速度の算出を止め、Ｐ
ＷＭパルスの出力を停止する（ステップＳ１２）。

【００３４】この後、所定時間Ｔ３が経過するまで待機
し、ＣＰＵ部１２は、リレー９をオフする（ステップＳ
１３〜Ｓ１４）。これにより、電圧調節部８の両端子が
直結され、各ＦＥＴ４〜７の寄生ダイオードを介して、
モータ３の両端子が直結される。

【００３５】なお、ステップＳ１３において所定時間Ｔ
３待機することにより、図３に示すように、リレー９の
オフは、ゲート信号〜の出力停止から所定時間Ｔ３
だけ遅れることになる。これは、リレー９がオフする直
前まで通電が継続されると、リレー９のオフ時にサージ
が発生し、その寿命に悪影響を与えることがあるからで
ある。しかし、待機時間Ｔ３を設けることにより、通電
を停止してから、リレー９を切り換えることができ、リ
レー９の寿命を長くすることが可能である。待機時間Ｔ
３は、数ｍｓ程度であると好ましい。

【００３６】さて、モータ３への通電が停止された後、
車輪を回転させようとする力が加わると、モータ３が発
電機として動作して端子間に電圧を発生する。このと
き、ステップＳ１４において、モータ３の両端子が直結
されているので、発生した電圧の大きさに応じた電流が
モータ３に流れる。この電流により、車輪に加わる力と
逆らう方向のトルクがモータ３を回転軸に生じる。この
車輪を回転させようとする力に反発するトルクによっ
て、モータ３の回転が抑止される。

【００３７】すなわち、モータ３が正転し電動車椅子が
前進しようとすると、モータ３で発生する電流は図１の
矢印Ｂ方向、つまりＦＥＴ６からＦＥＴ５へと流れよう
とする。これは、モータ３を逆転させる電流の向きであ
る。また、モータ３が逆転し電動車椅子が後進しようと
すると、モータ３で発生する電流は図１の矢印Ａ方向、
つまりＦＥＴ７からＦＥＴ４へと流れようとする。これ
は、モータ３を正転させる電流の向きである。このよう
な電流により、モータ３の回転が強制的に抑止させら
れ、モータ３による発電ブレーキがかけられる。このよ
うにして、以降はモータ３自体が車輪の駐車ブレーキと
して働く。

【００３８】そして、次にステップＳ８に移行し、乗員
がメインスイッチ１ａをオフしたなら、バッテリ２とコ
ントローラ１１との電気的接続が解除され、システムが
非動作状態になる。

【００３９】また、ステップＳ８において、メインスイ
ッチ１ａをオフしない場合には、ステップＳ２に移行す
る。そして、乗員がジョイスティック１ｂを傾倒しなけ
れば、ＣＰＵ部１２で算出される指示速度は０であるか
ら、ステップＳ２の判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステ
ップＳ９に進む。そして、停車中であるために、ステッ
プＳ９での判断結果は「ＮＯ」となり、前記のリレー９
のオフ状態、ゲートブロック信号出力状態が維持され
（ステップＳ１５）、ステップＳ８に戻る。このように
して、モータ３への通電がされず、かつモータ３が駐車
ブレーキとして働く状態が継続される。なお、システム
起動後、乗員がジョイスティック１ｂを傾倒しないとき
にも、このようなステップＳ２、ステップＳ９、ステッ
プＳ１５、ステップＳ８の順に移行する動作が繰り返さ
れ、モータ３が駐車ブレーキとして働く状態が継続され
る。

【００４０】ジョイスティック１ｂの操作により一旦停
車した後、電動車椅子の走行を再開する場合は、メイン
スイッチ１ａをオンにしたまま、ジョイスティック１ｂ
を再度、前後いずれかに傾倒させればよい。これによ
り、ステップＳ８、ステップＳ２、ステップＳ３、ステ
ップＳ４の順に移行し、モータ３が正転または逆転され
るようになる。

【００４１】Ｂ−４．メインスイッチによる停車動作 また、本実施形態においては、電動車椅子の走行中に、
メインスイッチ１ａをオフした場合にも、ブレーキが作
用するようになっている。これについて説明すると、前
記のステップＳ２からステップＳ７までの走行動作後、
ステップＳ８において、メインスイッチ１ａのオフが検
出されたなら、バッテリ２とコントローラ１１との電気
的接続が解除される。この場合には、駆動回路１４も非
動作状態、すなわちゲート信号〜の全てが出力停止
と同様の状態となり、ＦＥＴ４〜７がオフになる。これ
によりモータ３への通電が停止される。

【００４２】また、メインスイッチ１ａのオフによっ
て、ＣＰＵ部１２からリレー９への励磁電流が停止さ
れ、リレー９がオフされる。これにより、電圧調節部８
の両端子が直結され、各ＦＥＴ４〜７の寄生ダイオード
を介して、モータ３の両端子が直結される。モータ３の
駆動電流が停止されても、モータ３の回転軸は空転しよ
うとするが、このようにモータ３の両端子が直結される
ことにより、モータ３は前記と同様に発電ブレーキとし
て作用する。これにより、モータ３の回転が強制的に停
止させられ、電動車椅子が停車する。そして、これ以
降、前記と同様に、モータ３自体が車輪の駐車ブレーキ
として働く。

【００４３】Ｃ．まとめ 以上のように、本実施形態においては、乗員がジョイス
ティック１ｂを操作し、指示速度が０にされると、ＣＰ
Ｕ部１２が、リレー９を切り換えることによって、バッ
テリ２からモータ３への通電を停止すると共に、モータ
３の両端子を直結させる。これによって、モータ３に発
電ブレーキがかかって、その回転が抑止される。したが
って、リレー９を切り換えるだけで、モータ３にブレー
キをかけられ、制御回路を極めて簡単な構成にすること
が可能である。

【００４４】また、モータ３の両端子が直結されること
によって、電動車椅子の駐停車時においても、モータ３
は駐車ブレーキとして機能する。したがって、駐停車時
に駐車ブレーキ用の電力を使用する必要が全くなく、か
つ機械的な駐車ブレーキを別個に設けることも不要であ
る。これにより、駐停車時の電力コストも、機械的ブレ
ーキに伴う製造コストも抑えることが可能である。さら
に、機械的ブレーキを不要とすることにより、電動車椅
子を軽量にすることができ、走行時の電力の損失を低減
することができて経済的である。

【００４５】さらに、本実施形態では、ジョイスティッ
ク１ｂを中立位置にするだけでなく、メインスイッチ１
ａをオフにすることによっても、モータ３に発電ブレー
キがかかって、その回転が抑止される。このように、二
つの停止方法があるために、緊急停止等の場合に便利で
ある。

【００４６】また、ステップＳ５において所定時間Ｔ１
待機することにより、リレー９をオンに切り換えた後
に、ＦＥＴ４〜７をオンに切り換えて、リレー９への通
電を開始させると共に、ステップＳ１３において所定時
間Ｔ３待機することにより、リレー９への通電が停止さ
れた後、リレー９をオフに切り換えて、モータ３の両端
子を直結させている。これによって、リレー９の切換え
後の接触状態が不安定なときに、通電することが防止さ
れ、リレー９の寿命を長くすることが可能である。これ
は、リレー９の切換え直後に、端子部分が振動を起こし
やすい場合には、特に有利である。

【００４７】また、ステップＳ１０において所定時間Ｔ
２待機し、この間ゲート信号のパルス幅と、ゲート
信号のパルス幅を等しくすることにより、モータ３
への平均電圧を０にしている。これによっても、電動車
椅子は減速あるいは停車させられ、モータ３が発電ブレ
ーキとして作用するときに確実に停車される。

【００４８】さらに、本実施形態では、バッテリ２から
リレー９を介してモータ３へ加わる電圧の極性を電圧調
節部８によって、所定周期内で瞬時に反転させることに
より、モータ３の回転方向および回転速度を調整してい
る。そして、ＣＰＵ部１２が出力するＰＷＭパルス電圧
のパルス幅を調整することによって、電圧調節部８を構
成するＦＥＴ４〜７の導通が制御され、電動車椅子の前
進・後進の切換えが円滑になされる。したがって、乗員
の操作によりモータ３への通電方向等を切り換える切換
スイッチを別個に設ける必要がなく経済的である。ま
た、電圧調節部８により、電動車椅子の速度制御、制
動、走行方向の切換といった走行制御が全て行われるか
ら、制御回路を極めて簡単な構成にすることが可能であ
る。

【００４９】Ｄ． 変更例 なお、本発明は、前記の実施形態に限定されるものでな
く、以下のように様々な変更が可能である。 介助者用のメインスイッチとジョイスティックのい
ずれか又は両方を設け、介助者が電動車椅子を操縦する
ようにしてもよい。この場合、電動車椅子を停車させる
手段が増え、緊急停止等の場合に便利である。 電動車椅子の車体に傾斜センサを設け、前方に登る
勾配路を走行するときには、前記の実施形態よりもゲー
ト信号のパルス幅を長くして前進駆動力を大きく
し、前方に下る勾配路を走行するときには、前記の実施
形態よりもゲート信号のパルス幅を長くして前進駆
動力を小さくしてもよい。この場合、停車の際の待機時
間Ｔ２では、平坦路を走行していれば、前記と同様に、
ゲート信号のパルス幅もゲート信号のパルス幅
もＣ／２とすればよく、前方に登っていればゲート信号
のパルス幅をＣ／２よりもやや長くし、前方に下っ
ていればゲート信号のパルス幅をＣ／２よりもやや
長くし、重力に抗する方向へ駆動電流をより多く流すよ
うにしてもよい。 切換スイッチ手段として、リレー９だけでなく、他
の手段を使用することも可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明にあっては、速度制御操作子から停止指令が発せら
れたとき、またはメインスイッチがオフされたときに、
モータの両端子が直結され、これだけで、モータに発電
ブレーキをかけられる。したがて、制御回路を極めて簡
単な構成にすることが可能である。また、モータの両端
子が直結されることによって、電動車椅子の駐停車時に
おいても、モータは駐車ブレーキとして機能する。した
がって、駐停車時に駐車ブレーキ用の電力を使用する必
要が全くなく、かつ機械的な駐車ブレーキを別個に設け
ることも不要である。これにより、駐停車時の電力コス
トも、機械的ブレーキに伴う製造コストも抑えることが
可能である。さらに、機械的ブレーキを不要とすること
により、電動車椅子を軽量化でき、走行時の電力の損失
を低減することができて経済的である。また、速度制御
操作子から停止指令が発せられたとき、またはメインス
イッチがオフされたときに、モータに発電ブレーキがか
かって、モータの回転が抑止される。このように、二つ
の停止方法があるために、緊急停止等の場合に便利であ
る。

【００５１】請求項２に記載の発明にあっては、切換ス
イッチ手段の切換え後の接触状態が不安定なときに、切
換スイッチ手段への通電が防止され、切換スイッチ手段
の寿命を長くすることが可能である。これは、切換え直
後に接点となる端子部分が振動を起こしやすいリレーを
切換スイッチ手段として使用する場合には、特に有利で
ある。請求項３に記載の発明にあっては、切換スイッチ
手段の接触状態を安定させた後、これに通電することが
でき、切換スイッチ手段の寿命を長くすることが可能で
ある。これは、たとえば、切換え直後に接点となる端子
部分が振動を起こしやすいリレーを切換スイッチ手段と
して使用する場合には、特に有利である。

【００５２】請求項４に記載の発明にあっては、スイッ
チング部により、電動車椅子の前進・後進の切換えや速
度制御等が円滑になされる。したがって、乗員の操作に
より、モータへの通電方向等を切り換える切換スイッチ
を別個に設ける必要がなく経済的である。また、制御装
置を極めて簡単な構成にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電動車椅子用制御装
置の回路を示すブロック図である。

【図２】同実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】同実施形態の通常の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１ａ メインスイッチ、 １ｂ ジョイスティック（速度制御操作子）、 ２ バッテリ、 ３ 直流モータ、 ４〜７ ＦＥＴ（スイッチング素子）、 ８ 電圧調節部（スイッチング部）、 ９ リレー（切換スイッチ手段）、 １１ コントローラ、 １２ ＣＰＵ部、 １３ 制御電源供給部、 １４ 駆動回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによって車椅子の車輪の走行を制
   御する電動車椅子用制御装置において、 操作者の操作に応じて、走行指令および停止指令を出力
   する速度制御操作子と、 前記走行指令があるとバッテリの電力をモータに通電し
   て制御するコントローラと、 前記バッテリの前記コントローラへの給電をオン／オフ
   するメインスイッチと、 一方の端子が前記モータの一端側へ接続され、他方の端
   子が前記バッテリの一方の電極へ接続され、共通端子が
   前記モータの他端に接続される切換スイッチ手段とを具
   備し、 前記コントローラは、前記走行指令が発せられると前記
   切換スイッチ手段の共通端子と他方の端子を接続させ、
   前記停止指令が発せられたとき、または前記メインスイ
   ッチがオフされたときは前記切換スイッチ手段の共通端
   子と一方の端子を接続させることを特徴とする電動車椅
   子用制御装置。
2. 【請求項２】 前記モータの給電経路にその通電量をオ
   ン／オフ動作によって制御するスイッチング部を設け、 前記コントローラは、前記走行指令に応じて前記スイッ
   チング部のオン／オフ時間を制御するとともに、前記停
   止指令が発せられたとき、または前記メインスイッチが
   オフされたときは、前記スイッチング部をオフし、所定
   時間経過後に前記切換スイッチ手段の共通端子と一方の
   端子を接続させることを特徴とする請求項１記載の電動
   車椅子用制御装置。
3. 【請求項３】 前記コントローラは、前記走行指令が発
   せられて前記切換スイッチ手段の共通端子と他方の端子
   を接続した後に、前記スイッチング部をオン／オフ時間
   制御を開始することを特徴とする請求項２記載の電動車
   椅子用制御装置。
4. 【請求項４】 前記スイッチング部は、Ｈブリッジ接続
   された複数のスイッチング素子によって構成されること
   を特徴とする請求項２または３記載の電動車椅子用制御
   装置。