WO2007018034A1

WO2007018034A1 - 電動式小型車両の走行制御装置

Info

Publication number: WO2007018034A1
Application number: PCT/JP2006/314740
Authority: WO
Inventors: Toru Matsunae
Original assignee: Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2007-02-15
Also published as: EP1911427A4; EP1911427A1; EP1911427B1; JPWO2007018034A1; JP4678542B2

Abstract

　左，右一対の走行輪４，４と、該走行輪４，４の駆動力を発生する左，右の電動モータ９，９と、該電動モータ９，９からの駆動力を上記左，右の走行輪４，４に伝達する駆動力伝達系１０と、該駆動力伝達系１０に介設され、上記駆動力の伝達をオン・オフする左，右の機械式クラッチ機構１１，１１とを備えた電動式小型車両１の走行制御装置であって、上記電動モータ９，９に入力回転指令値を与える入力手段と、上記左右の機械式クラッチ機構１１，１１のオン・オフ状態を検出するクラッチ検出手段と、該クラッチ検出手段により検出された上記クラッチ機構のオン・オフ状態に応じて上記電動モータへの出力回転指令値を制御するモータ制御手段１３とを備えた。

Description

明細書

電動式小型車両の走行制御装置

技術分野

[0001] 本発明は、電動式小型車両、例えば電動式車椅子の走行制御装置に関し、より詳細には、機械式クラッチ機構を備えている場合に、該クラッチ機構の接続動作を自動的にかつ容易確実に行うことができるようにした走行制御装置に関する。

背景技術

[0002] 例えば電動式車椅子は、電動モータ力の駆動力を走行輪に伝達する駆動力伝達系中に、上記駆動力の伝達をオン'オフする機械式のクラッチ機構を備えて、るのが一般的である。この種の従来のクラッチ機構として、電動モータの回転を減速する遊星歯車機構のリングギヤをフレームに対して回転可能に構成すると共に該リングギャの外周に凹溝を所定ピッチで形成し、該凹溝に係脱するピンをフレーム側に進退可能に配置したドッグ式のものがある。このドッグ式クラッチ機構では、クラッチレバーをオフ側に揺動させると、上記ピンの凹溝との嚙み合いが解除され、上記遊星歯車機構の回転力の伝達が遮断される。また上記クラッチレバーをオン側に揺動させると、上記ピンが上記凹溝に嚙み合い、もって遊星歯車機構がモータ回転を減速して走行輪に伝達するようになってヽる（特許文献 1参照）

特許文献 1：特公平 7 - 53169号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ところで、上記従来のドッグ式クラッチ機構を備えたものでは、乗員がクラッチレバ一をオン側に揺動させた時に、上記ピンが上記凹溝と凹溝との間に位置していた場合には、該ピンと凹溝とが嚙み合わず、クラッチが接続されないといった問題が生じる。このような場合、外部から車輪を回してピンと凹溝との相対位置をずらす必要がある。このため従来の車椅子では、クラッチレバーをオン側に揺動させた後、身体で車両全体を揺すったり、あるいは手で車輪を回転させる等して上記ピンと凹溝とを嚙み合わせる必要があった。し力しこのような動作は障害を有する使用者にとって困難な場合が多ぐそのために介助者を要すると!、つた問題があった。

[0004] 本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、クラッチの接続を容易確実にかつ自動的に行うことができる電動式小型車両の走行制御装置を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段

[0005] 請求項 1の発明は、左，右一対の走行輪と、該各走行輪の駆動力を発生する左，右の電動モータと、該左，右の電動モータからの駆動力を上記左，右の走行輪に伝達する駆動力伝達系と、該駆動力伝達系に介設され、上記駆動力の伝達をオン'ォフする左，右の機械式クラッチ機構とを備えた電動式小型車両の走行制御装置であつて、

上記左，右の電動モータに入力回転指令値を与える入力手段と、

上記左，右の機械式クラッチ機構のオン'オフ状態を検出するクラッチ検出手段と、該クラッチ検出手段により検出された上記クラッチ機構のオン'オフ状態に応じて上記左，右の電動モータへの出力回転指令値を制御するモータ制御手段とを備えたことを特徴としている。

[0006] 請求項 2の発明は、請求項 1において、上記モータ制御手段は、上記左右どちらか一方又は両方のクラッチ機構がオフ状態にある時に上記入力手段力入力回転指令値が入力された場合には、該オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させることを特徴としている。

[0007] 請求項 3の発明は、請求項 2において、上記モータ制御手段は、上記オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させる際に、左右どちらか (例えば右）のクラッチ機構がオン状態になった場合には、反対側 (例えば左)のクラッチ機構もオン状態になるまで、オン状態が検出された側の電動モータの回転を停止させることを特徴としている。

[0008] 請求項 4の発明は、請求項 3において、上記モータ制御手段は、上記オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させる際に、左右両方のクラッチ機構がオン状態になった場合には、入力手段からの入力回転指令値に関わらず、電動モータへの出力回転指令値を一旦ゼロに戻すことを特徴として、る。 [0009] 請求項 5の発明は、請求項 4において、上記モータ制御手段は、電動モータへの出力回転指令値を一旦ゼロに戻した後、入力手段力の入力回転指令値に合うよう徐々に変化させることを特徴としている。

[0010] 請求項 6の発明は、請求項 2において、上記モータ制御手段が、オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させる際に、左右どちらかのクラッチ機構がオン状態にならな力つた時には、音や表示などによる警告を出力する警告手段を備えたことを特徴としている。

発明の効果

[0011] 請求項 1の発明に係る電動式小型車両の走行制御装置によれば、乗員が入力手段を介して入力回転指令値を与えると、クラッチ検出手段によりクラッチ機構のオン · オフ状態が検出され、該検出されたクラッチ機構のオン'オフ状態に応じてモータ制御手段により上記電動モータへの出力回転指令値が制御される。従って電動モータの回転を、クラッチ機構が確実にオン状態となるように制御することが可能となる。

[0012] 請求項 2の発明では、上記クラッチ機構がオフ状態にある時に上記入力手段から入力回転指令値が入力された場合には、該オフ状態にある側の電動モータが所定時間回転する。そのためオフ状態にある側のクラッチ機構を確実にかつ自動的にォンさせることができる。

[0013] 請求項 3の発明では、上記電動モータを所定時間回転させる際に、左右どちらか（例えば右)のクラッチ機構がオン状態になった場合には、反対側 (例えば左）のクラッチ機構もオン状態になるまで、オン状態が検出された側の電動モータの回転が停止されるので、車両の旋回を防止できる。

[0014] すなわち、片側のクラッチだけがオンした状態で電動モータが回転すると該オン側の車輪のみが回転し、車両が旋回してしまう。このような場合に、本発明では、上記ォン側の電動モータの回転をー且止めるようにしたので、車両の旋回を防止することができる。

[0015] 請求項 4の発明では、クラッチ機構がオフ状態となって、る側の電動モータを所定時間回転させる際に、左右両方のクラッチ機構がオン状態になった場合には、入力手段からの入力回転指令値に関わらず、左右の電動モータへの出力回転指令値がー且ゼロに戻される。そのため、左右モータの回転速度差によるショックを回避又は緩和できる。

[0016] すなわち、例えば左のクラッチがオフで、右のクラッチがオンの場合を考える。左の電動モータは上記所定時間の回転により回転状態にあるのに対し、右の電動モータは停止状態にある。この状態で両クラッチがオンになった場合に左右とも同じ出力回転指令値を与えると、左の電動モータは回転状態にあるため直ちに出力回転指令値に応じた回転速度に達するのに対し、右の電動モータは停止状態からの回転開始となるため上記出力回転指令値に応じた回転速度に達するまでに時間を要し、両電動モータの回転速度に差が生じる。この速度差によりショックが生じるが、本発明では、左右電動モータへの出力回転指令値をー且ゼロにするので、上記ショックを回避又は緩和できる。

[0017] 請求項 5の発明では、電動モータへの出力回転指令値は、ー且ゼロに戻された後、入力手段力の入力回転指令値に合うよう徐々に変化される。そのためショックのなヽ滑らかな走り出しが可能となる。

[0018] 請求項 6の発明では、オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させた際に、左右どちらかのクラッチ機構がオン状態にならな力つた時には、音や表示などによる警告が出力される。そのため乗員に、クラッチが接続されていないために走行できない状態にあることを知らせることができる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の一実施形態に係る電動式車椅子の左側面図である。

[図 2]上記車椅子の右走行輪の背面図である。

[図 3]上記右走行輪のハブ内部分の断面背面図である。

[図 4]図 3の IV-IV線断面図である。

[図 5]上記車椅子のクラッチの動作説明図である。

[図 6]上記走行制御装置のクラッチ状態遷移図である。

[図 7]上記走行制御装置の制御動作を説明するためのフローチャートである。

[図 8]上記走行制御装置の制御動作を説明するためのフローチャートである。

[図 9]上記走行制御装置の制御動作を説明するためのフローチャートである。 [図 10]上記走行制御装置の制御動作を説明するためのフローチャートである。

[図 11]上記走行制御装置のブロック構成図である。

符号の説明

[0020] 1 電動式車椅子 (電動式小型車両）

4, 4 左，右走行輪

8a ジョイスティック (入力手段）

9, 9 左，右電動モータ

10 遊星歯車機構 (駆動力伝達系）

11 , 11ドッグクラッチ (機械式クラッチ機構）

12, 12左右のクラッチ検出スィッチ

13 コントローラ (モータ制御手段）

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

[0022] 図 1な、し図 11は、本発明の一実施形態による電動式車椅子の走行制御装置を説明するための図である。なお、本実施形態でいう前後，左右とは車椅子に着座した状態で見た場合の前後，左右を意味する。

[0023] 上記車椅子の構造を示す図 1〜図 5において、 1は本実施形態に係る走行制御装置を備えた電動車椅子である。この車椅子 1は、車体フレーム 2と、該車体フレーム 2 の前部に配設された小径の左，右前輪 3, 3と、後部に配置された大径の左，右走行輪 4, 4とを備えている。上記車体フレーム 2は、左，右のサイドフレーム 5, 5同士を複数のクロスフレームで接続した概略構造のものである。上記サイドフレーム 5は、前後に延びる上，下パイプ 5a, 5bを複数の縦パイプ 5cで接続した概略構造を有する。左右のサイドフレームの前端部にはボード支持パイプ 5dが下方に延長形成され、後端部はハンドルパイプ 5eが上方に延長形成され、また右側のサイドフレーム 5の前端部には支柱 7が上方に起立するように配置されて、る。

[0024] 上記ボード支持パイプ 5dによりフートボード 6が支持されている。また上記支柱 7には乗員が操作する操作ボックス 8が取り付けられてヽる。また上記ハンドルパイプ 5e には操向ハンドル 5fが取り付けられ、該ハンドル 5fには介助者が操作する介助用操作ボックス 33が取り付けられている。また上記前端部の縦パイプ 5cにより前輪キャスタ 3aが該縦パイプ 5cの軸回りに旋回可能に支持され、該前輪ホルダ 3aにより前輪 3 が回転自在に支持されている。また後端部の左，右縦パイプ 5c, 5cにより上記左，右走行輪 4, 4が支持されている。

[0025] なお、上記左，右走行輪 4, 4は車両中心線を挟んで対称形をなし、基本的に同一の構造を有する。この左，右走行輪 4, 4は、タイヤ 4aが装着されたリング状のリム 4b と有底筒状のハブ 4cとを多数のスポーク 4dで連結した構造のものである。本実施形態では、上記タイヤ 4a及びリム 4bの軸方向（車幅方向）中心を通る直線 Aを左，右走行輪 4, 4の幅方向中心線と呼ぶ。

[0026] そして上記ハブ 4cの内側に、上記左，右走行輪 4, 4の回転駆動力を発生するパヮ一ユニット 31, 31が配設されている。この左，右のパワーユニット 31, 31は、左，右電動モータ 9, 9と、該電動モータ 9, 9の回転駆動力を上記走行輪 4, 4に伝達する駆動力伝達系として機能する左，右遊星歯車機構 10, 10と、上記駆動力の伝達をオン'オフする左，右の機械式クラッチ機構として機能する左，右ドッグクラッチ 11, 1 1とを備えている。

[0027] また上記ハブ 4c内には、上記ドッグクラッチ 11, 11のオン'オフ状態を検出するクラツチ検出手段として機能するクラッチ検出スィッチ 12, 12と、該クラッチ検出スィッチ 12, 12により検出された上記ドッグクラッチ 11, 11のオン'オフ状態を自走コントローラ 101又は介助コントローラ 102

に伝達し、またこれらのコントローラ 101, 102からの出力回転指令に応じて上記電動モータ 9, 9を回転制御する左、右モータドライバ 13, 13が配設されている。

[0028] また、図 11に示すように、上記操作ボックス 8にはジョイスティック 8a, 自走コント口ーラ (Remote controller) 101,速度選択スィッチ 101a,電源スィッチ 101b等が設けられている。また上記介助用操作ボックス 33には介助コントローラ (Attendant controll er)102,速度選択ダイヤル 102a,電源スィッチ 102b,前進ボタン 102c,後進ボタン 102d等が設けられている。上記ジョイスティック 8a,前進ボタン 102c,後進ボタン 10 2dは、上記左，右の電動モータ 9, 9に入力回転指令値を与える入力手段として機能する。また上記自走コントローラ 101,介助コントローラ 102は、上記入力回転指令値に基づいて上記電動モータ 9, 9に与える回転指令値を計算し、モータドライバ 13, 1 3に指令を伝達する機能を有する。

[0029] ここで上記電動モータ 9, 9等の車幅方向位置についてより詳細に見ると、上記電動モータ 9, 9は上記走行輪 4, 4の幅方向中心線 Aより車幅方向内側に配置され、また遊星歯車機構 10, 10の、少なくともその第 1,第 2減速機構 23, 24部分及び制御装置は上記幅方向中心線 Aより車幅方向外側に位置するように配置されている。

[0030] 上記電動モータ 9及び遊星歯車機構 10は、固定ケース 14内に収納配置されている。この固定ケース 14は、大略皿状のモータ側ケース 15と、フランジ部 16aと有底筒状の筒部 16bとを有する減速機側ケース 16とにモータ軸方向に 2分割されている。また、上記モータ側ケース 15の外周縁部と上記減速機側ケース 16のフランジ部 16aの外周縁部とは連結ボルト（図示せず）により分解可能に結合されている。

[0031] また上記モータ側ケース 15の車幅方向内側面の中心部 15cには、取付ロッド 28が該走行輪 4の軸心に位置するように植設されて、る。この取付ロッド 28は上記後端部の縦パイプ 5cに固着された不図示の車輪支持部に挿入され、ナット 28aで固定されている。また上記モータケース 15に嵌合装着された部材にストツバピン 15bが配設されている。このストッパピン 15bと図示しないカム部材とで車体フレーム 2の後端部の縦パイプ 5cが挟持されて!、る。これにより固定ケース 14ひ!ヽてはパワーユニット 31は車体フレーム 2に対して回り止めされている。

[0032] 上記電動モータ 9, 9は上記モータ側ケース 15側に位置するように配置され、上記遊星歯車機構 10, 10は上記減速機側ケース 16側に位置するように配置されている。上記電動モータ 9, 9は、ステータ 18とロータ 19が該モータの軸方向に対向するように配置されたいわゆるアキシャルギャップ型のものである。上記ステータ 18は、上記減速機ケース 16のフランジ部 16aの上記モータ側ケース 15に対面する側に固定されている。また上記ロータ 19は、円板状の保持プレート 19aと、該プレート 19aの上記ステータ 18に対面する側に固定された磁石 19bとを備えてヽる。上記保持プレート 19aの中心部 19cは該電動モータ 9の軸心、すなわち上記遊星歯車機構 10の軸心に配置された入力軸 22にスプライン嵌合し、さらに固定ナット 22aにより固定されている。 [0033] また上記モータドライバ 13は、上記フランジ部 16aの反モータ側に形成されたリブ 1 6c上に配置固定されている。このモータドライバ 13は、上記リブ 16c上に放熱シート 13bを介在させて固定された基板 13a上に FET等の電子回路素子 13dを搭載し、該素子 13dを放熱シート 13b,放熱板 13cで覆った構造のものである。

[0034] 上記遊星歯車機構 10は、入力側，出力側に配置された第 1,第 2減速機構 23, 24 力もなる 2段減速式のものである。第 1減速機構 23は、上記入力軸 22の外周に形成された第 1サンギヤ 23aと、該サンギヤ 23aに嚙み合う複数の第 1遊星ギヤ 23bと、これらの遊星ギヤ 23bを囲むように配置されてその内周歯が該遊星ギヤ 23bに嚙み合う第 1リングギヤ 23cとを備えている。

[0035] ここで上記第 1リングギヤ 23cの外周面は上記減速機ケース 16の筒部 16bとフランジ部 16aとの境界部にボルト締め固定された保持部材 23dの内周面にスプライン嵌合して、る。また上記保持部材 23dは軸受 25aを介して上記入力軸 22の入力側端部を軸支している。なお、入力軸 22の出力側端部は軸受 25dを介して後述する第 2 キャリア 24dの内周面で支持されている。

[0036] また上記第 2減速機構 24は上記第 1遊星ギヤ 23bを支持する第 1キャリア 23eの軸部の外周に形成された第 2サンギヤ 24aと、これに嚙み合う複数の第 2遊星ギヤ 24b と、これらの遊星ギヤ 24bに嚙み合うように配置された第 2リングギヤ 24cとを備えている。また上記第 2遊星ギヤ 24bを軸支する第 2キャリア 24dの軸部の外周面に上記ハブ 4cの軸心部 4eの内周面がスプライン嵌合している。この第 2キャリア 24dが回転すると上記ハブ 4c、つまり走行輪 4が回転駆動されることとなる。

[0037] ここで上記第 2リングギヤ 24cは、上記減速機ケース 16の筒部 16bの内周面により回転可能に支持されている。この第 2リングギヤ 24cを減速機ケース 16ひいては車体フレーム 2に対して固定すると、電動モータ 9の回転が第 1,第 2減速機構 23, 24の減速比に応じた所定の減速比で減速されて走行輪 4に伝達され、電動走行が可能となる。一方、上記固定を解除すると、上記電動モータ 9の回転は伝達されず、走行輪 4, 4はモータ側が抵抗となることなく軽く回転でき、介助者の押し力による手動走行が可能となる。この作用を利用して本実施形態では、上記第 2リングギヤ 24cと筒部 1 6bとの間にクラッチ機構として機能するドッグクラッチ 11, 11を構成して、る。 [0038] 上記右側のドッグクラッチ 11は、上記第 2リングギヤ 24cの外周面に所定の角度間隔 (例えば 30度）毎に形成された凹溝 1 laに、車体側に進退可能に配置されたストツパピン l ibを係脱させることにより、該第 2リングギヤ 24cの回転を阻止し、または許容するようになっている。

[0039] 上記ストッパピン l ibは、減速機ケース 16の筒部 16bから径方向外方に凸設された筒状のガイドボス部 16dにより進退自在にガイドされている。またこのストッパピン l ib は、これと蓋部材 16eとの間に配置された付勢ばね 26により上記凹溝 11aに係合する（嚙み合う）方向に付勢されている。上記ストツバピン l ibの外表面にはガイド溝 11 eが軸方向に延びるように凹設されており、該ガイド溝 1 le内にはストッパピン 1 lbを回り止めするガイドピン 32dが挿入されている。このガイドピン 32dは減速機ケース 16 に突設されている。

[0040] また、上記ストッパピン l ibの上端部には、クラッチ検出スィッチ 12の一部を構成するシユープレート 12bがボルト 11cにより固定されている。このシユープレート 12bは、プレートを横片部 12cと縦片部 12dを有する横断面 L字形状に折り曲げたものである。上記横片部 12cに上記ストッパピン l ibの上端部 l idが嵌合し、ボルト 11cでねじ止めされており、これにより該シユープレート 12bはストッパピン l ibと一体化されている。

[0041] 上記シユープレート 12bの車幅方向内側には、伝達プレート 27aが配置されている。この伝達プレート 27aには一対の係止ピン 27b, 27cが植設されており、該伝達プレート 27aの角度状態により何れかの係止ピンが上記シユープレート 12bの横片部 1 2cの下面に当接し、もって該ストツバピン l ibを上昇させ、または下方への移動を許容するようになっている。

[0042] 上記伝達プレート 27aは上記固定ケース 14の上部に軸支されたクラッチ軸 27dの車幅方向外側端部に固定されている。このクラッチ軸 27dの車幅方向内側端部は、上記固定ケース 14から車幅方向内側に突出しており、該突出部にクラッチレバー 27 がアーム 27gを介して結合されており、該クラッチレバー 27は前方に延びている。このクラッチレバー 27を揺動させると上記係止ピン 27b, 27cが上記シユープレート 12 bの横片部 12cに当接する。 [0043] ここで上記クラッチレバー 27は、右側の走行輪 4側のみに設けられており、左側の走行輪 4のクラッチ軸 27dには、アーム 27gのみが設けられている。そして左，右のァーム 27g, 27gは伝達ケーブル 27hで連結されている。上記右側のクラッチレバー 27 を回動操作すると、左，右のクラッチ軸 27dが両方とも回動することとなる。なお、図 1 では、左側の走行輪 4の内側にクラッチレバー 27が記載されている力これは右側の走行輪 4側のクラッチレバー 27を表して、る。

[0044] また上記クラッチ検出スィッチ 12は、上記減速機ケース 16側に固定されたスィッチ本体 12aと、上記ストッパピン l ibに固定されて該ピン l ibと共に上下動するシユープレート 12bとを備えている。このシユープレート 12bの一端部にはシユー 12eが取り付けられており、該シユー 12eがスィッチ本体 12aの作動子 12fを回動させるようになつている。なお、この作動子 12fは図 5 (b)の位置に付勢されており、この位置ではスイッチ本体 12aをオンさせる。また上記シユー 12eが上昇すると作動子 12fは図 5 (a) の位置に回動され、スィッチ本体 12aをオフにする。

[0045] また上記減速機ケース 16の反モータ側部分は、榭脂製で環状をなすカバー 32で覆われている。該カバー 32の内周縁 32aは上記減速機ケース 16の筒部 16bの外周面に嵌合し、外周縁 32bは上記フランジ部 16aにボルト 32cで締め付け固定されて!/ヽる。このカバー 32と減速機ケース 16とで形成された空間内に、上述のモータドライバ 13,及びドッグクラッチ 11が配置されている。

[0046] 上記ストッパピン l ibが上記凹溝 11aに嚙み合うと上記シユープレート 12bが上記シユー 12eと共に下降し、これに伴って作動子 12fが下方に回動し、スィッチ本体 12 aをオンさせる。一方、上記ピン l ibと凹溝 11aの嚙み合いが解除されると、上記上記シユープレート 12bがシユー 12eと共に上昇し、これに伴って作動子 12fが上方に回動され、スィッチ本体 12aをオフさせる。

[0047] 上記クラッチレバー 27を上方の手動位置に揺動させると、上記伝達プレート 27aが図 4で反時計廻りに回動し、係止ピン 27bがシユープレート 12bを上昇させ、もってストツパピン l ibの第 2リングギヤ 24cの凹溝 11aとの嚙み合いが解除され、ドッグクラッチ 11はオフ状態となる（図 4参照）。このときシユープレート 12bのシユー 12eがスイツチ本体 12aの作動子 12fを図示右廻りに回動させ、これによりスィッチ本体 12aからオフ信号が出力される。上記第 2リングギヤ 24cが回動自在となることから、走行輪 4 の回転に対するパワーユニット 31による抵抗が小さくなり、介助者が該車椅子 1を軽く押し引きできる。

[0048] 一方、クラッチレバー 27を下方の電動位置に揺動させたときに、図 5 (a)に示すように、上記ストッパピン l ibが第 2リングギヤ 24cの凹溝 11aと隣の凹溝 11aとの間に位置している場合は、ストッパピン l ibは下降できず、クラッチはオフの状態のままとなる。この場合に、第 2リングギヤ 24cを僅かに回動させると、図 5 (b)に示すようにストッパピン l ibは付勢ばね 26の付勢力により凹溝 11aに嚙み合うこととなる。これよりシュ一プレート 12bが下降し、シユー 12eがスィッチ本体 12aの作動子 12fから離れ、該作動子 12fが図示左回りに回動し、スィッチ本体 12aからオン信号が出力される。

[0049] 上記自走コントローラ 101,介助コントローラ 102は、上記左，右電動モータ 9, 9の回転を以下の要領で制御する。まず、例えば右側のドッグクラッチ 11がオフ状態にある時、すなわち上記ストッパピン l ibが上記凹溝 11aに嚙み合っていない時に、乗員が上記ジョイスティック 8aを操作することにより入力回転指令値が入力された場合には、該オフ状態にある右側の電動モータ 9を所定時間、具体的には、例えば上記第 2 リングギヤ 24cが、これに形成された凹溝 11aの角度ピッチ分回転するだけの時間回転させる。これにより、上記ストッパピン l ibが凹溝 11aに確実に嚙み合うこととなり、このようにして左右のドッグクラッチ 11, 11を自動的にかつ容易確実に接続できる。なお、左，右両方のドッグクラッチがオフ状態にある場合には、左，右両方の電動モータを上記所定時間だけ回転させることとなる。

[0050] また、上記オフ状態にある左，右何れか一方又は両方のモータを所定時間回転させる際に、左右どちらか (例えば右側）のドッグクラッチ 11がオン状態になった場合には、反対側（例えば左側）のドッグクラッチ 11もオン状態になるまで、上記右側の電動モータ 9のモータ回転を停止させる。

[0051] さらにまた上記右電動モータ 9を所定時間回転させた際に、左右両方のドッグクラッチ 11, 11がオンになった場合には、ジョイスティック 8aからの回転指令値に関わらず、電動モータ 9への出力回転指令値をー且ゼロに戻す。そしてこのようにして出力回転指令値をー且ゼロに戻した後、ジョイスティック 8aからの入力回転指令値に合うよう徐々に変化させる。

[0052] またオフ状態にある右側の電動モータ 9を所定時間回転させた際に、左右どちらかのドッグクラッチ 11, 11がオンにならなかった時には、警告手段を作動させて、音や表示などによる警告を発生させる。

[0053] 図 11は、本実施形態制御装置のブロック構成を示す。同図において、 101は乗員の操作に基づいて走行輪の回転制御を行なうための自走コントローラである。この自走コントローラ 101は、乗員が上記ジョイスティック 8aを操作することによる入力回転指令値信号や、所望段階の速度を選択する速度選択スィッチ 101aからの速度信号等が入力されると、これらに応じたモータ回転制御信号を左右走行輪のモータドライノ 13, 13に出力するようになっている。

[0054] また 102は介助者の操作に基づいて走行輪の回転制御を行なう介助コントローラである。この介助コントローラ 102は、介助者が前，後進ボタン 102c, 102dを操作することによる前，後進信号や、複数段階の何れかの速度を選択する上記速度選択ダィャル 102aからの速度信号等が入力されると、これらに応じたモータ回転制御信号を左右走行輪のモータドライバ 13, 13に出力するようになっている。なお、 105はバッテリの状態を制御するノッテリマネジメントコントローラである。

[0055] 次に、図 6に基づいて、本実施形態制御装置によるクラッチ機構の状態遷移について説明する。なお、自走コントローラ 101、および介助コントローラ 102はいずれか一方でのみ制御を行ない、同時に使用することはできない。また、介助コントローラ 102 の前，後進ボタン 102c, 102dの入力は、速度選択ダイヤル 102aと合わせて、自走コントローラ 101のジョイスティック 8aの入力と等価であるので、以降の説明は自走コントローラ 101の場合で説明する。

[0056] 電源がオンされると（S1)、始動前チェックが行われる（S 2)。クラッチ検出スィッチ 1 2, 12が左右両方のクラッチのオン状態を検出するとスタンバイモードとなる（S 3)。一方、上記左右クラッチの何れか一方又は両方のオフ状態を検出すると、緑 LEDの点灯や警告音による警告が発せられる警告モードとなり（S 4)、この警告が終了するとスタンバイモード（S 3)に進む。

[0057] 上記スタンバイモード（S 3)にお!/、て、ジョイスティック 8aからの入力が開始され、かつ上記両方のクラッチ検出スィッチ 12, 12がオンであれば、走行モードとなる（S 5) 。クラッチ検出スィッチ 12, 12がオンで、かつジョイスティックからの入力が停止されると、スタンバイモードに戻る。またクラッチ検出スィッチ 12, 12がオフを検出するとスロ一停止モード (S 6)となり、上記警告モードに戻る。

[0058] 一方、上記スタンバイモードにおいて、ジョイスティックからの入力が開始され、かつクラッチ検出スィッチがオフを検出すると、該オフ側のモータを所定時間回転させ、かつオン側のモータは停止状態とする自動クラッチモードとなる（S 7)。オフ側モータの回転によりクラッチ検出スィッチがオンすると、走行モード (S 5)に進み、オフが検出されると警告モード (S 4)となる。

[0059] 上記各モードにおける制御動作を図 7〜図 10のフローチャートに基づいてさらに詳細に説明する。

[0060] 図 7に示すように、始動前チェックでは、左右のドッグクラッチの接続状態が判断され、左右クラッチ検出スィッチ 12, 12の何れか一方又は両方がオフの場合には、表示や音声による警告がなされる（S 11〜S 13)。上記左右のクラッチ検出スィッチ 12 , 12が両方ともオンの場合には、スタンバイモードに進む（S 14)。

[0061] 図 8に示すように、スタンバイモードでは、ジョイスティック 8a又は前後進スィッチからの入力があり（S 21, S 22)、左右クラッチ検出スィッチ 12, 12が両方ともオンの場合 (S 23)は走行モードに進む (S 24)。一方、上記クラッチ検出スィッチ 12, 12の何れか一方又は両方がオフの場合には自動クラッチモードに進む (S 25)。

[0062] 図 9に示すように、走行モードでは、ジョイスティック 8a,又は前後進スィッチからの入力があり、左右クラッチ検出スィッチ 12, 12が両方ともオンの場合には通常の走行となる（S 31〜S 34)。上記 S 32において入力がない場合には、スタンバイモードに移行する（S 35)。また上記 S 33においてクラッチ検出スィッチ 12, 12の何れか一方又は両方がオフの場合にはスロー停止モードに移行する（S 36)。

[0063] 図 10に示すように、自動クラッチモードでは、まず右輪のクラッチ検出スィッチがォンの場合には右輪の出力回転指令値が Orpmに設定され (S 42, S 43)、オフの場合には 150rpmに設定される（S 42, S 44)。また左輪のクラッチ検出スィッチ力オンの場合には左輪の出力回転指令値が Orpmに設定され (S 45, S 46)、オフの場合には 150rpmに設定される（S 45, S 47)。

[0064] そして上記設定された出力回転指令値に従って左右の電動モータが回転し (S 48 )、左右両方のクラッチのオンが検出されると走行モードに進む (S 49, S 50)。一方、左右クラッチの両方のオンが検出されない場合には、所定の設定時間が経過するまで上記 S 42〜S 49の動作が繰り返され、設定時間が経過すると、表示，音声による警告がなされ、スタンノィモードに移行する（S 51〜S 53)。

[0065] 以上のように、本実施形態では、乗員がジョイスティック 8aを操作することにより入力回転指令値を与えると、クラッチ検出スィッチ 12によりドッグクラッチ 11のオン'オフ状態が検出され、該クラッチのオン'オフ状態に応じて電動モータ 9への出力回転指令値が制御され、その結果、ドッグクラッチ 11を自動的に、かつ容易確実にオン状態とすることができる。

[0066] 詳細には、例えば右側のドッグクラッチ 11がオフ状態にある時（図 5 (a)参照）に上記ジョイスティック 8aから入力回転指令値が入力された場合には、該オフ状態にある右側の電動モータ 9が所定時間回転する。これにより、ドッグクラッチのピン l ibが凹溝 11aに自動的に嚙み合い（図 5 (b)参照）、その結果、オフ状態にある側のクラッチ機構を確実にかつ自動的にオンさせることができる。

[0067] また、上記左右!/、ずれか一方、又は両方がオフ状態にある場合に、該オフ状態の側の電動モータ 9を所定時間回転させる際に、左右どちら力 (例えば右側）のドッグクラッチ 11がオン状態になった場合には、反対側（例えば左側）のドッグクラッチ 11もオン状態になるまで、オン状態が検出された右側の電動モータ 9の回転が停止されるので、車椅子 1がその場で旋回してしまうのを防止できる。

[0068] すなわち、例えば上記右側のクラッチ 11だけがオンした状態で電動モータ 9, 9が回転すると該オン側の車輪 4のみが回転し、車両が旋回してしまう。本実施形態では、このような場合に、該オン側の電動モータ 9の回転をー且止めるようにしたので、車両の旋回を防止することができる。

[0069] また本実施形態では、クラッチがオフ状態となっている側の電動モータを所定時間回転させる際に、左右両方のクラッチがオン状態になった場合には、入力回転指令値に関わらず、左右の電動モータへの出力回転指令値がー且ゼロに戻される。そのため、左右モータの回転速度差によるショックを回避又は緩和できる。

[0070] すなわち、例えば左のドッグクラッチ 11がオフで、右のドッグクラッチ 11がオンの場合を考える。この場合、左の電動モータ 9は上記所定時間の回転により回転状態にあるのに対し、右の電動モータ 9は停止状態にある。この状態で両クラッチがオンになった場合に左右とも同じ出力回転指令値を与えると、左の電動モータ 9は回転状態にあるため直ちに出力回転指令値に応じた回転速度に達するのに対し、右の電動モータ 9は停止状態からの回転開始となるため上記出力回転指令値に応じた回転速度に達するまでに時間を要し、両電動モータの回転速度に差が生じる。この速度差によりショックが生じるが、本実施形態では、左右電動モータへの出力回転指令値をー且ゼロにするので、上記ショックを回避又は緩和できる。

[0071] さらにまた、電動モータへの出力回転指令値は、ー且ゼロに戻された後、入力回転指令値に合うよう徐々に増加される。そのためショックのない滑らかな走り出しが可能となる。

[0072] また、オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させた際に、左右どちらかのクラッチ機構がオン状態にならな力つた時には、音や表示などによる警告が出力される。そのため乗員に、クラッチが接続されていないために走行できない状態にあることを知らせることができる。

[0073] なお、上記実施形態では、電動式車椅子の場合を例に説明したが、本発明は、車椅子以外の電動式小型車両にも適用可能である。

[0074] また、上記実施形態では、右側の走行輪のみにクラッチレバー 27を設け、該右側のクラッチ軸 27dのアーム 27gと左側のクラッチ軸 27dのアーム 27gとを連結ケープル 27hで連結し、左，右連動クラッチとした場合を説明した力本発明では、左，右のクラッチ軸の両方にクラッチレバーを設けた左，右独立クラッチとしてもよい。このようにした場合は、左，右のクラッチレバー同士を連結するケーブルが不要になるので、例えば左，右の走行輪を車体から取り外す場合に、連結ケーブルが邪魔になるといつた問題を回避できる。

Claims

請求の範囲

[1] 左，右一対の走行輪と、該各走行輪の駆動力を発生する左，右の電動モータと、該左，右の電動モータからの駆動力を上記左，右の走行輪に伝達する駆動力伝達系と、該駆動力伝達系に介設され、上記駆動力の伝達をオン'オフする左，右の機械式クラッチ機構とを備えた電動式小型車両の走行制御装置であって、

上記左，右の機械式クラッチ機構のオン'オフ状態を検出するクラッチ検出手段と、該クラッチ検出手段により検出された上記左，右のクラッチ機構のオン'オフ状態に応じて上記左，右の電動モータへの出力回転指令値を制御するモータ制御手段とを備えたことを特徴とする電動式小型車両の走行制御装置。

[2] 請求項 1において、上記モータ制御手段は、上記左，右どちらか一方又は両方のクラッチ機構がオフ状態にある時に上記入力手段力入力回転指令値が入力された場合には、該オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させることを特徴とする電動式小型車両の走行制御装置。

[3] 請求項 2において、上記モータ制御手段は、上記オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させる際に、左右どちらか (例えば右)のクラッチ機構がオン状態になった場合には、反対側 (例えば左)のクラッチ機構もオン状態になるまで、オン状態が検出された側の電動モータの回転を停止させることを特徴する電動式小型車両の走行制御装置。

[4] 請求項 3において、上記モータ制御手段は、上記オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させる際に、左右両方のクラッチ機構がオン状態になった場合には、入力手段力の入力回転指令値に関わらず、電動モータへの出力回転指令値を一旦ゼロに戻すことを特徴とする電動式小型車両の走行制御装置。

[5] 請求項 4において、上記モータ制御手段は、電動モータへの出力回転指令値を一且ゼロに戻した後、入力手段からの入力回転指令値に合うよう徐々に変化させることを特徴とする電動式小型車両の走行制御装置。

[6] 請求項 2において、上記モータ制御手段が、オフ状態にある側の電動モータを所定時間回転させる際に、左右どちらかのクラッチ機構がオン状態にならな力つた時には、音や表示などによる警告を出力する警告手段を備えたことを特徴とする電動式小型車両の走行制御装置。