(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全方向移動型の電動車両であって、
搭乗者が座る椅子部を有する本体と、
前記搭乗者により入力される操作方向及び操作量を検出する第１検出部と、
前記本体に設定された前後方向に前記本体を移動させる直進目標速度、および、回転中心を中心として前記本体を回転させる回転目標速度を含む走行制御情報を、前記操作方向及び前記操作量に基づいて生成する第１処理部と、
前記走行制御情報に従って前記本体の移動機構を駆動させる制御部とを備え、
前記第１処理部は、前記直進目標速度に基づいて、前記回転目標速度の前記回転中心の位置を前記本体に設定された基準位置から前後方向に変更する、
電動車両。
【請求項２】
前記第１処理部は、前記直進目標速度の大きさに応じて、前記回転中心と前記基準位置との前後方向における距離を決定する、
請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記第１処理部は、前記直進目標速度の大きさが第一閾値以上の場合、前記回転中心と前記基準位置との前後方向における距離を前記直進目標速度の大きさに応じて決定し、前記回転中心の位置を変更する、
請求項２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記第１処理部は、前記回転中心が前記基準位置より前方に位置する場合は、前記回転中心が後方に位置する場合よりも、前記回転中心と前記基準位置との距離を大きくする、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項５】
前記第１処理部は、前記回転目標速度に基づいて、前記回転中心の位置を前記基準位置から前記前後方向と水平面において交差する方向である左右方向に変更する、
請求項１または２に記載の電動車両。
【請求項６】
前記第１処理部は、前記回転目標速度の大きさに応じて、前記回転中心と前記基準位置の左右方向における距離を決定する、
請求項５に記載の電動車両。
【請求項７】
前記第１処理部は、前記回転目標速度の大きさが第二閾値以上の場合、前記回転中心と前記基準位置との左右方向における距離を前記回転目標速度の大きさに応じて決定し、前記回転中心の位置を変更する
請求項５に記載の電動車両。
【請求項８】
前記第１処理部は、前記回転中心と前記基準位置との距離が第三閾値以上の場合に、前記回転目標速度を小さくする、
請求項１から７のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項９】
さらに、
前記搭乗者がもたれる背ボトムと、
前記背ボトムの水平面に対する傾きを検出する第２検出部とを備え、
前記第１処理部は、前記第２検出部で検出された角度が第四閾値以上の場合に、前記回転目標速度を小さくする、
請求項１から８のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１０】
さらに、
前記第１処理部の操作モードを、前記操作方向及び前記操作量に基づいて前記走行制御情報として並進目標速度のみを生成するモードに切り替えるモード切替部を備える、
請求項１から９のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１１】
搭乗者が座る椅子部を有する本体と、前記搭乗者により入力される操作方向および操作量を検出する第１検出部とを備える全方向移動型の電動車両の制御方法であって、
前記本体に設定された前後方向に前記本体を移動させる直進目標速度、および、回転中心を中心として前記本体を回転させる回転目標速度を含む走行制御情報を、前記操作方向及び前記操作量に基づいて生成した後、
前記走行制御情報に従って前記本体を駆動させる移動機構を制御するに際し、
前記回転中心の位置が、前記直進目標速度に基づいて、前記本体に設定された基準位置から前後方向に変更される、
電動車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、操作者の操作に基づいて、全方向へ自走する全方向移動型の電動車両、及び電動車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院または介護施設等で利用される車椅子として、オムニホイール等を用いて全方向へ自走する移動機構を備えた電動車椅子が提案されている。この電動車椅子は、本体の向きを変えずに全方向へ移動できる（つまり、車椅子に座った搭乗者が正面を向いたまま前後左右に移動できる）ため、ベッドへの横付け動作や、病室の狭いスペースを移動する動作に有用である。【０００３】
図２０は、全方向に移動することのできる従来の電動車椅子の斜視図である。【０００４】
同図に示すように、全方向に移動することのできる電動車椅子１は、本体の下面に４個の車輪２（オムニホイール）と、これらの複数の車輪２を独立して回転させる４個のアクチュエータ（図示せず）と、ジョイスティック３と、検知部（図示せず）を有する。ジョイスティック３は、車椅子の搭乗者が前後左右及び回転方向の操縦を行なうための操作検出部として機能する。電動車椅子１は、検知部により検知されたジョイスティック３の操作に基づいて、目標速度を算出する。そして、電動車椅子１は、算出された目標速度に基づき車輪２を駆動する各アクチュエータへの指令値を計算し、アクチュエータを制御する制御部に指令値を出力する。電動車椅子１は、この指令値に基づいて、並進移動や回転移動を行う。【０００５】
例えば、ジョイスティック３が前方に傾けられると、電動車椅子１は前方へ並進移動する。ジョイスティック３が左方に傾けられると、電動車椅子１は向きを変えずに左へ並進移動する。ジョイスティック３が右斜め前方に傾けられると、電動車椅子１は向きを変えずに右斜め前方へ並進移動する。ジョイスティック３が左に捻られると、電動車椅子１はその場で左回転して向きを変える。ジョイスティック３が右に捻られると共に右斜め前方に傾けられると、電動車椅子１は右斜め前方へ並進移動すると共に右回転して向きを変える。【０００６】
このような電動車椅子１は、ジョイスティック３の操作により、全方向に移動することができるので、狭いスペースの施設等で利用するのに有用である（例えば、特許文献１参照）。【０００７】
特許文献１の電動車椅子は、自転動作の回転中心を変更するための入力器を有する。特許文献１の電動車椅子は、この入力器の設定値と操作ハンドルの指令値を用いて車輪を駆動させて移動する。特許文献１の電動車椅子は、搭乗者の頭部又は好む位置を自転動作の回転中心として入力器により設定可能にし、機械的な変更を必要とせずに回転中心を変更できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−４２０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の電動車椅子は、回転時に電動車椅子の搭乗者に違和感を与えないために、電動車椅子の回転中心を、搭乗者の頭部が存在すると想定される位置に変更している。そのため、従来の電動車椅子では、自転してその場での方向転換をする場合は、搭乗者の頭部を中心として電動車椅子が回転することで違和感が無くなるが、例えば曲がり角を曲がる場合は、曲がる軌跡が複雑になって曲がり角を曲がり難くなるという課題がある。曲がり角としては、例えば、通路のコーナー又は交差点がある。【００１０】
本願発明は、このような課題を解決するための全方向移動型の電動車両及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる電動車両は、全方向移動型の電動車両であって、搭乗者が座る椅子部を有する本体と、前記搭乗者により入力される操作方向及び操作量を検出する第１検出部と、前記本体に設定された前後方向に前記本体を移動させる直進目標速度、および、回転中心を中心として前記本体を回転させる回転目標速度を含む走行制御情報を、前記操作方向及び前記操作量に基づいて生成する第１処理部と、前記走行制御情報に従って前記本体の移動機構を駆動させる制御部とを備え、前記第１処理部は、前記直進目標速度に基づいて、前記回転目標速度の前記回転中心の位置を前記本体に設定された基準位置から前記前後方向に変更することを特徴とする。【００１２】
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる電動車両の制御方法は、搭乗者が座る椅子部を有する本体と、前記搭乗者により入力される操作方向および操作量を検出する第１検出部とを備える全方向移動型の電動車両の制御方法であって、前記本体に設定された前後方向に前記本体を移動させる直進目標速度、および、回転中心を中心として前記本体を回転させる回転目標速度を含む走行制御情報を、前記操作方向及び前記操作量に基づいて生成した後、前記走行制御情報に従って前記本体を駆動させる移動機構を制御するに際し、前記回転中心の位置が、前記直進目標速度に基づいて、前記本体に設定された基準位置から前後方向に変更されることを特徴とする。【００１３】
なお、前記電動車両の制御方法が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本願発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本願発明の実施に該当する。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明により、例えば曲がり角を容易に曲がることが可能な全方向移動型の電動車両及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施の形態１にかかる電動車椅子の平面図である。
【図２】図２は、本実施の形態１にかかる電動車椅子の斜視図である。
【図３】図３は、本実施の形態１にかかる電動車椅子の機能部を機構部と共に示すブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１モードの電動車椅子の動作を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第２モードの電動車椅子の動作を示す平面図である。
【図５】図５は、左に傾けられたジョイスティックと回転目標速度の関係を示す図である。
【図６】図６は、斜め左に傾けられたジョイスティックと直進目標速度及び回転目標速度の関係を示す図である。
【図７】図７は、電動車椅子の回転中心を第１位置に移動させた状態の平面図である。
【図８】図８は、回転中心を第１位置に移動させた状態で曲がり角を曲がる電動車椅子の移動を説明する図である。
【図９】図９は、直進目標速度とこれに対応する回転中心の基準位置からの距離を示すグラフである。
【図１０】図１０は、電動車椅子の回転中心を第２位置に移動させた状態の平面図である。
【図１１】図１１は、回転中心を第２位置に移動させた状態で曲がり角を曲がる電動車椅子の移動を説明する図である。
【図１２】図１２は、回転目標速度とこれに対応する回転中心の基準位置からの距離を示すグラフである。
【図１３】図１３は、電動車椅子の制御手順のフローチャートである。
【図１４】図１４は、本実施の形態２にかかる電動車椅子の平面図である。
【図１５】図１５は、本実施の形態２にかかる電動車椅子の制御手順の追加部分を示すフローチャートの一部である。
【図１６】図１６は、本実施の形態３にかかる電動車椅子の平面図である。
【図１７】図１７は、本実施の形態３にかかる電動車椅子の制御手順の追加部分を示すフローチャートの一部である。
【図１８】図１８は、直進目標速度とこれに対応する回転中心の基準位置からの距離を示すグラフである。
【図１９】図１９は、回転目標速度とこれに対応する回転中心の基準位置からの距離を示すグラフである。
【図２０】図２０は、従来の電動車椅子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本願発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。また、以下の実施の形態は、本願発明の一例を示したものに過ぎない。従って、本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本願発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本願発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００１７】
なお、請求の範囲およびこの明細書において、前方とは、電動車椅子に座った搭乗者が正面を向いた状態における前側の方向であり、後方とは、前方と反対側の方向である。また、右方とは、前方と直交する方向の右側（搭乗者にとっての右）であり、左方とは、前方と直交する方向の左側（搭乗者にとっての左）である。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１にかかる全方向移動型の電動車椅子の平面図である。図２は、本実施の形態１にかかる全方向移動型の電動車椅子の斜視図である。
【００１９】
本実施の形態１では、全方向移動型の電動車両の一例として、全方向移動型の電動車椅子について説明する。なお、全方向移動型の電動車両としては、車椅子の他に、人が搭乗可能な全方向移動型のロボット、または、全方向移動型の自動車などがある。
【００２０】
図１および図２では、理解を容易にするために、電動車椅子１１の本体１２と共に動く車両座標系Σｒを、仮想的かつ電動車椅子１１の本体１２に対して固定的に設定する。車両座標系Σｒは、互いに直交する三つのｘｒ軸、ｙｒ軸、ｚｒ軸を有する座標系である。ここで、ｘｒ軸とｙｒ軸から構成されるｘｙ平面は、地面に対して平行な水平面であり、ｘｒ軸は、電動車椅子１１の前方を向いた軸である。なお、電動車椅子１１の前方とは、電動車椅子１１に座った搭乗者が真っ直ぐ正面を向いた方向である。また、車両座標系Σｒの原点は、後述の椅子部２３の第１ボトム２３ａ内にあって、椅子部２３に座った搭乗者の頭のｘｙ平面のほぼ中心に対応する位置に、設定する。また、当該原点を、基準位置として設定する。
【００２１】
なお、車両座標系Σｒは、説明のために仮想的に設定しているものである。そのため、車両座標系Σｒは、直交座標ばかりでなく、極座標など任意の座標系を用いても良い。また、原点の位置は、任意の位置である。
【００２２】
図１および図２に示すように、電動車椅子１１は、複数の車輪２１及び複数のアクチュエータ２２から構成される移動機構と、移動機構が設けられる本体１２と、第１検出部１３と、第１処理部１４と、アクチュエータ２２を制御する制御部１５と、第１処理部１４の操作モードを切り替えるモード切替部１６とを備える。第１検出部１３は、ジョイスティック１３ａの操作を検出する操作検出部である。第１処理部１４は、電動車椅子１１の走行を制御する走行制御情報生成部である。本体１２の基礎構造体は、電動車椅子１１の車体部である。さらに、電動車椅子１１は、アクチュエータ２２や制御部１５等に電気エネルギーを供給するバッテリー部１７と、椅子部２３とを備える。
【００２３】
本体１２は、その底面に、それぞれ回転軸の方向が十字状に設置された４つのアクチュエータ２２を有する。それぞれのアクチュエータ２２の回転軸には車輪２１が取り付けられており、これら車輪２１及びアクチュエータ２２で移動機構を構成している。電動車椅子１１は、この移動機構により、全方向移動型の電動車椅子として機能する。電動車椅子１１は、それぞれのアクチュエータ２２が独立してそれぞれの車輪２１を駆動させる（回転させる）ことで、本体１２を全方向へ並進移動させることができる。全方向とは、電動車椅子１１の前後方向、左右方向、斜め方向である。車輪２１としては、全方向に移動可能なオムニホイールが例示できる。
【００２４】
車体部の上部に設けられた椅子部２３は、搭乗者が座るための部位である。本実施の形態の場合、椅子部２３は、椅子部２３に座った搭乗者が正面を向いた場合の前後方向がｘｒ軸となり、左右方向がｙｒ軸となるように、車体部に取り付けられている。椅子部２３は、第１ボトム２３ａと、第１ボトム２３ａの後方に設けられた第２ボトム２３ｂと、第１ボトム２３ａの左右に設けられたアームレスト２３ｃ，２３ｄと、第１ボトム２３ａの前方に下方に向けて設けられた第３ボトム２３ｅと、第３ボトム２３ｅの下端から前方に突出する第４ボトム２３ｆとから構成される。ここで、第１ボトム２３ａは腰部分の腰ボトムであり、第２ボトム２３ｂは背部分の背ボトムであり、第３ボトム２３ｅは腿部分の第１脚ボトムであり、第４ボトム２３ｆは足置部分の第２脚ボトムである。
【００２５】
第１検出部１３は、電動車椅子１１の搭乗者により入力される操作方向、および、操作量を検出するインターフェースである。本実施の形態の場合、第１検出部１３はジョイスティック１３ａを備えている。ジョイスティック１３ａは、右側のアームレスト２３ｃの上面に設けられている。第１検出部１３は、ジョイスティック１３ａの傾き量に基づいて、電動車椅子１１の搭乗者が入力した操作量を検出する。また、第１検出部１３は、ジョイスティック１３ａが傾いた方向である矢印Ａ１の方向（図１参照）を、電動車椅子１１の搭乗者が入力した操作方向として検出する。
【００２６】
次に、電動車椅子１１の機能部を説明する。
【００２７】
図３は、電動車椅子の機能部を機構部と共に示すブロック図である。
【００２８】
第１処理部１４は、第１検出部１３の操作方向及び操作量より走行制御情報を生成する処理部である。第１処理部１４は、後述する第１モードが選択されている場合、走行制御情報の一つである並進目標速度を生成する。この並進目標速度は、大きさと方向を有する。並進目標速度の方向である矢印Ｂ１の方向は、操作方向である矢印Ａ１の方向と同じである（図１参照）。そして、矢印Ｂ１の方向に、電動車椅子１１は並進する。また、第１処理部１４は、第１検出部１３で検出された操作量に所定の変換係数を乗じた値を、並進目標速度として生成する。なお、本実施の形態１では、電動車椅子１１の移動動作に関する見かけの粘性係数Ｄを設定し、変換係数として１／Ｄを用いる。すなわち、並進目標速度は、第１検出部１３で検出された操作量に１／Ｄを乗じて算出される。並進目標速度の大きさは操作量の大きさに比例し、並進目標速度の方向は操作方向と一致する。
【００２９】
制御部１５は、走行制御情報に従って複数のアクチュエータ２２を制御して、車輪２１を駆動して、本体１２を移動させる。
【００３０】
モード切替部１６は、ボタン式のスイッチ１８の操作により、第１処理部１４の操作モードを切り替える。ボタン式のスイッチ１８は、アームレスト２３ｃの上面、且つジョイスティック１３ａの前方に設けられている。
【００３１】
本実施の形態１の電動車椅子１１は、第１処理部１４の操作モードをモード切替部１６により切り替えることで、ジョイスティック１３ａの操作に対する電動車椅子１１の動作を切り替えている。
【００３２】
まず、操作モードの一つである第１モードと第２モードの切り替えについて、説明する。第１モードから第２モードに操作モードを切り替えることで、ジョイスティック１３ａを左右に傾けることで電動車椅子１１を回転させる動作が、切り替わる。
【００３３】
図４Ａ、図４Ｂは、電動車椅子１１が備える二つの操作モードを説明するための図である。図４Ａは、第１モードが選択された場合の電動車椅子の動作を示す平面図であり、図４Ｂは、第２モードが選択された場合の電動車椅子の動作を示す平面図である。
【００３４】
第１処理部１４は、第１検出部１３の操作方向及び操作量に基づき、走行制御情報である並進目標速度を生成する。そのため、図４Ａに示すように、ジョイスティック１３ａがｙｒ軸と同じ方向である矢印Ａ２の方向に傾けられると、第１処理部１４は、電動車椅子１１がｙｒ軸と同じ方向である矢印Ｂ２の方向へ並進移動するように、走行制御情報である並進目標速度を生成する。
【００３５】
まず、電動車椅子１１の操作モードが第１モードの場合の動作について、説明する。電動車椅子１１の操作モードが第１モードの場合、並進目標速度の方向は、操作方向と同じであり、並進目標速度の大きさは、操作量に比例する。そのため、第１モードにおいて、制御部１５が、複数のアクチュエータ２２を並進目標速度に従って制御して複数の車輪２１を駆動させることで、電動車椅子１１が、ジョイスティック１３ａを傾けた方向へ並進移動する。
【００３６】
続いて、電動車椅子１１の操作モードが第２モードの場合の動作について、さらに、図５および図６を加えて説明する。電動車椅子１１の操作モードが第２モードの場合、第１処理部１４は、ジョイスティック１３ａの操作方向及び操作量の左右方向成分を変換して、走行制御情報である回転目標速度を生成し、ジョイスティック１３ａの操作方向及び操作量の前後方向成分を変換して、走行制御情報である直進目標速度を生成する。例えば、図４Ｂに示す場合、ジョイスティック１３ａが矢印Ａ２の方向に傾けられると、操作方向における操作量が左右方向のみとなるため、電動車椅子１１は、回転中心３１を中心に矢印Ｃ２の方向へ回転する。
【００３７】
図５は、左に傾けられたジョイスティックと回転目標速度の関係を示す図である。図６は、斜め左前方に傾けられたジョイスティックと直進目標速度及び回転目標速度の関係を示す図である。
【００３８】
図５に示すように、ジョイスティック１３ａを左方向（ｙｒ軸の方向）に傾けた場合、操作方向における操作量の左右方向成分３２は、左方向に存在する。第１処理部１４は、操作量の左右方向成分３２を変換して、左回転を行う回転目標速度３３を生成する。すなわち、第２モードにおいて、第１処理部１４は、操作量の左右方向成分３２を回転方向に変換して、回転目標速度の大きさに変換する。なお、変換後は、ｘｒ軸の方向に存在する前後方向成分が０であるため、直進目標速度は生成されない。第１処理部１４が回転目標速度３３を走行制御情報として生成することで、制御部１５は、本体１２が回転目標速度３３で回転するように複数のアクチュエータ２２を制御する。結果、第２モードでは、搭乗者がジョイスティック１３ａを捻らずに左に傾けることで、電動車椅子１１を左に回転させることができる。なお、回転目標速度３３の大きさは、操作量の左右方向成分（ｙｒ軸の方向成分）に基づいて生成せずに、直進目標速度の大きさに基づいて生成してもよい。
【００３９】
また、第２モードにおいて、図６に示すようにジョイスティック１３ａを斜め左方向に傾けた場合、操作方向における操作量の左右方向成分３２は左方向にあり、且つ、操作方向における操作量の前後方向成分３４は前方（ｘｒ軸の方向）にある。第１処理部１４は、操作量の左右方向成分３２を変換して、左回転を行なう回転目標速度３３を生成する。また、操作量の前後方向成分３４を変換して、前方へ並進する直進目標速度３５を生成する。すなわち、図６に示すように、第２モードにおいてジョイスティック１３ａを斜め左方向に傾けると、回転目標速度３３と直進目標速度３５の両方が走行制御情報として生成される。第１処理部１４が、回転目標速度３３及び直進目標速度３５を走行制御情報として生成することで、制御部１５は、回転目標速度３３で回転中心３１を中心として回転しながら直進目標速度３５で本体１２が移動するように、複数のアクチュエータ２２を制御する。結果、搭乗者が、ジョイスティック１３ａを斜め左方向に傾けることで、電動車椅子１１を、左に回転させながら前進させることができる。
【００４０】
このように、本実施の形態１の電動車椅子１１は、操作モードが第２モードに切り替えられた状態においてジョイスティック１３ａを左右方向へ傾けることで、電動車椅子１１を回転させることができる。それに対し、操作モードが第１モードの場合にジョイスティック１３ａを左右方向へ傾けることで、電動車椅子１１を左右へ並進させることができる。よって、操作モードを切り替えてジョイスティック１３ａを傾けることで、全方向への並進移動（第１モード）と直進及び回転の同時移動（第２モード）とが可能となる。また、操作モードの切り替えを、ボタン式のスイッチ１８や、レバー式のスイッチで行なうことで、操作モードの切り替えも容易となる。例えば通路のコーナーなどの曲がり角を電動車椅子１１で曲がる場合は、第２モードを選択することで操作が容易となる。このように、本実施の形態１の電動車椅子１１により、曲がり角を容易に曲がることが可能な全方向移動型の電動車椅子を実現することができる。
【００４１】
また、並進目標速度又は直進目標速度に変換するための変換係数は、操作量の後方向成分より前方向成分を大きくした方が良い。これは、搭乗者の視界が前方よりも後方が狭いため、このように後方へ移動する場合に走行目標速度を小さくすることで、安全性を向上させることができるためである。なお、変換係数は、前述のように、第１処理部１４が走行制御情報の生成のために用いる変換係数である。
【００４２】
続いて、電動車椅子１１の回転中心３１を移動させる場合について説明する。電動車椅子１１の回転中心３１を移動させることで、曲がり角をさらに曲がり易くすることができる。
【００４３】
図７は、電動車椅子の回転中心を第１位置に移動させた状態の平面図である。図８は、回転中心を第１位置に移動させた状態で障害物を曲る電動車椅子の移動状態を説明する図である。
【００４４】
操作モードが第２モードの場合、電動車椅子１１の制御部１５は、例えば、直進目標速度３５の方向が前方であると共に直進目標速度３５の大きさが第一閾値（一例として、最大速度の５０％以上）になると、回転中心３１を、回転中心の基準位置４３（第１ボトム２３ａの中心）より４０cm前方の第１位置に、第１回転中心３１ａとして設定する。第一閾値である最大速度の５０％以上とは、例えば、直進目標速度３５の最大速度を４km／hとすると、２km／h以上である。なお、基準位置４３は、電動車椅子１１の本体１２に対応する位置に、任意かつ固定的に定められる点である。基準位置４３は、車両座標系Σｒの原点であってもかまわない。ここでは、回転中心の基準位置４３は、第１ボトム２３ａの中心である。
【００４５】
具体的には、図７に示すように、ジョイスティック１３ａを斜め左方向に傾けると、操作方向における操作量の左右方向成分は左方向にあり、操作方向における操作量の前後方向成分は前方にある。第１処理部１４は、操作量の左右方向成分を変換して、左回転を行なう回転目標速度３３を生成する。また、操作量の前後方向成分を変換して、前方へ並進する直進目標速度３５を生成する。さらに、直進目標速度３５の大きさが第一閾値以上になると、制御部１５は、回転中心の基準位置より４０cm前方の第１位置に第１回転中心３１ａを設定し、電動車椅子１１は、この第１回転中心３１ａを回転中心として回転する。なお、第１回転中心３１ａが設定される第１位置は、操作量の大きさに応じて、基準位置４３からの距離を変化させても良い。
【００４６】
このように、直進目標速度３５が大きい場合に、電動車椅子１１の回転中心を電動車椅子１１の移動方向の前方に設定することで、電動車椅子１１を高速に移動させながら曲がり角を曲がる操作が容易になる。これは、電動車椅子１１の回転中心を電動車椅子１１の移動方向の前方に設定することで、移動経路のコーナー部などの曲がり角を曲がる際（前進中に電動車椅子１１を旋回させる際）に、電動車椅子１１の前側の左右の振れ幅を小さくすることができ、電動車椅子１１の後輪を曲がり角の角部からより遠ざける方向に動作させ易くなるためである。曲がり角を曲がる際に、電動車椅子１１の前側の左右の振れ幅が小さくなることで、搭乗者は、電動車椅子１１の移動軌跡が予想し易くなる。その結果、電動車椅子１１の回転中心を電動車椅子１１の移動方向の前方に設定することで、搭乗者は、電動車椅子１１を容易に操作することができる。
【００４７】
図８に示すように、搭乗者が移動経路の緩やかなコーナー部等の曲がり角の壁４６に衝突しないように電動車椅子１１を旋回させなければならない場合、電動車椅子１１の前方に第１回転中心３１ａが設定されることで、搭乗者は第４ボトム２３ｆの周辺を見ながら、第４ボトム２３ｆと壁４６に衝突させないように操作することができる。その結果、曲がり角（例えば、コーナー部など）を曲がるための電動車椅子１１の操作が、容易となる。
【００４８】
なお、操作モードが第２モードでは、電動車椅子１１の制御部１５は、直進目標速度の大きさ（例えば、図９中のＶ）に応じて、第１回転中心３１ａを、ｘｒ軸に沿って基準位置４３より離れた箇所に設定するのが望ましい。このように設定することで、電動車椅子１１が前進している際に、直進目標速度が大きい程、より前方へ第１回転中心３１ａが設定されることになる。特に、このような設定は、図９に示すように、直進目標速度が小さい場合は直進目標速度の変化量に対して基準位置４３からの距離（ｘｒ軸）の変化量が小さく、直進目標速度が大きくなるにつれＮ次関数（Ｎは自然数）や指数関数的に基準位置４３からの距離が大きくなるように制御する場合に、有効である。
【００４９】
また、図１１に示すように、搭乗者が、移動経路の急なコーナー部などの曲がり角の壁４７に衝突しないように、電動車椅子１１を急激に旋回させる場合がある。この場合、電動車椅子１１の制御部１５は、電動車椅子１１の回転中心を、基準位置４３から前方に移動させるだけでなく、さらに左右方向の旋回側（曲がり角側）に基準位置４３から移動させて、第２位置（第２回転中心３１ｂ）に設定してもよい。このように設定することにより、搭乗者は、急なコーナー部等の壁４７の急激な旋廻を、より容易に操作可能となる。
【００５０】
例えば、操作モードが第２モードの状態において、電動車椅子１１を急激に旋回させるために、操作方向における操作量の左方向成分から変換された回転目標速度の大きさが第二閾値以上になると、電動車椅子１１の制御部１５は、回転中心を電動車椅子１１の左右中央より２０cm左側に設定する。また、操作方向における操作量の右方向成分から変換された回転目標速度の大きさが第二閾値以上になると、電動車椅子１１の制御部１５は、回転中心を電動車椅子１１の左右中央より２０cm右側に設定する。なお、これら左右の位置は、第１検出部１３で検出した操作量の大きさに応じて、基準位置４３からの距離を変化させても良い。
【００５１】
操作モードが第２モードの状態において、図１０に示すように、ジョイスティック１３ａを斜め左方向に傾けた場合、操作方向における操作量の左右方向成分は左方向にあり、操作方向における操作量の前後方向成分は前方にある。第１処理部１４は、操作量の左右方向成分を変換して、左回転を行なう回転目標速度３３を生成する。また、操作量の前後方向成分を変換して、前方へ並進する直進目標速度３５を生成する。このとき、直進目標速度３５の大きさが第一閾値以上であり、回転目標速度３３の大きさが第二閾値以上である場合、図１０に示すように、基準位置４３の左斜め前方に第２回転中心３１ｂを設定する。具体的には、直進目標速度３５の大きさが第一閾値以上であるため、回転中心を基準位置４３より４０cm前方に設定すると共に、回転目標速度３３の大きさが第二閾値以上であるため、回転中心を基準位置４３より２０cm左側に設定する。結果として、第２回転中心３１ｂは、基準位置４３の斜め左前方に設定されるため、左側に急激に旋回する際の左側の本体１２の振り幅を、より小さくすることができる。
【００５２】
なお、操作モードが第２モードの状態では、電動車椅子１１の制御部１５は、回転目標速度３３の大きさ（図１２中ω）に応じて、第２回転中心３１ｂを、ｙｒ軸に沿って基準位置４３より離れた箇所に設定するのが望ましい。このように設定することで、電動車椅子１１が前進している際に、回転目標速度３３が大きい程、より左右方向へ離れた位置に第２回転中心３１ｂが設定されることになる。特に、図１２のグラフに示すように、回転目標速度が小さい場合は回転目標速度の変化量に対して回転中心の基準位置からの距離（ｙｒ軸）の変化量が小さく、回転目標速度が大きくなるにつれＮ次関数（Ｎは自然数）や指数関数的に回転中心の基準位置からの距離が大きくなるように制御する場合に、有効である。
【００５３】
続いて、本実施の形態１にかかる電動車椅子の制御のフローチャートについて、図１３を用いて説明する。なお、以下のフローチャートで説明する各ステップの処理は、第１処理部１４又は制御部１５で行なわれる。
【００５４】
まず、ステップＳ０１において、ジョイスティック１３ａの傾きに基づいて、第１検出部１３で、電動車椅子１１の搭乗者が入力した操作方向及び操作量を検出する。
【００５５】
続いて、ステップＳ０２において、電動車椅子１１の現在の操作モードの判定を行なう。
【００５６】
ステップＳ０２で操作モードが第２モードと判定された場合（ステップＳ０２で「第２モード」の場合）は、ステップＳ０３に進み、ステップＳ０２で操作モードが第１モードと判定された場合（ステップＳ０２で「第１モード」の場合）は、ステップＳ０９に進む。
【００５７】
ステップＳ０３において、操作方向における操作量の左右方向成分に基づいて、走行制御情報として回転目標速度を生成する。
【００５８】
そして、ステップＳ０４において、操作方向における操作量の前後方向成分に基づいて、走行制御情報として直進目標速度を生成する。
【００５９】
なお、ステップＳ０３とステップＳ０４は、処理が可能であれば、順番を入れ替えても良いし、同時に行なっても良い。
【００６０】
続いて、ステップＳ０５において、ステップＳ０４で生成した直進目標速度の大きさが第一閾値以上であるか否かを判定する。
【００６１】
ステップＳ０５で直進目標速度の大きさが第一閾値以上であると判定された場合（ステップＳ０５の「ＹＥＳ」の場合）は、ステップＳ０６を介してステップＳ０７に進み、ステップＳ０５で直進目標速度の大きさが第一閾値未満であると判定された場合（ステップＳ０５の「ＮＯ」の場合）は、そのままステップＳ０７に進む。ステップＳ０６では、電動車椅子１１の回転中心３１を、ｘｒ軸に沿って電動車椅子１１の前方の第１位置に移動させる。
【００６２】
続いて、ステップＳ０７において、ステップＳ０３で生成した回転目標速度の大きさが第二閾値以上であるか否かを判定する。
【００６３】
ステップＳ０７で回転目標速度の大きさが第二閾値以上であると判定された場合（ステップＳ０７の「ＹＥＳ」の場合）は、ステップＳ０８を介してステップＳ１０に進み、ステップＳ０７で回転目標速度の大きさが第二閾値未満であると判定された場合（ステップＳ０７の「ＮＯ」の場合）は、そのままステップＳ１０に進む。ステップＳ０８では、電動車椅子１１の回転中心３１を、ｙｒ軸に沿って電動車椅子１１の左右の第２位置に移動させる。
【００６４】
なお、ステップＳ０５（及びステップＳ０６）とステップＳ０７（及びステップＳ０８）は、処理が可能であれば、順番を入れ替えても良いし、同時に行なっても良い。
【００６５】
また、ステップＳ０２で操作モードが第１モードの場合（ステップＳ０２で「第１モード」の場合）は、ステップＳ０９に進む。
【００６６】
ステップＳ０９では、検出した操作方向及び操作量に基づいて、走行制御情報として並進目標速度を生成する。
【００６７】
そして、ステップＳ１０において、走行制御情報に従ってアクチュエータ２２を制御して車輪２１を駆動させることで、電動車椅子１１が移動する。
【００６８】
ここで、図１に示す並進移動は、ステップＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０９、Ｓ１０を介した制御による移動である。
【００６９】
また、図７及び図８に示されるような回転及び直進移動は、ステップＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４、Ｓ０５、Ｓ０６、Ｓ０７、Ｓ１０を介した制御による移動である。
【００７０】
また、図１０及び図１１に示されるような回転及び直進移動は、ステップＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４、Ｓ０５、Ｓ０６、Ｓ０７、Ｓ０８、Ｓ１０を介した制御による移動である。
【００７１】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態２が実施の形態１と異なる点について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態２は、搭乗者の頭部より電動車椅子の回転中心３１が大きく離れた状態で電動車椅子が回転する際、搭乗者が不安を感じてしまうことを防ぐ発明である。
【００７２】
図１４は、本実施の形態２にかかる電動車椅子の平面図である。図１５は、本実施の形態２にかかる電動車椅子の制御の追加部分を示すフローチャートの一部である。
【００７３】
本実施の形態２の電動車椅子６１の制御部６５は、操作モードが第２モードの状態において、第３回転中心３１ｃと基準位置４３との間隔Ｌが第三閾値以上か否かを判断し（ステップＳ１１）、第三閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１１の「ＹＥＳ」の場合）、Ｓ１２に進んで、回転目標速度を小さくした後、ステップＳ１０に進む。一方、間隔Ｌが第三閾値未満であると判定された場合（ステップＳ１１の「ＮＯ」の場合）、そのままステップＳ１０に進む。
【００７４】
本実施の形態２のように、間隔Ｌが第三閾値以上の場合に回転目標速度を小さくすることで、搭乗者の頭部の移動速度を制限することができる。結果、本実施の形態２のように電動車椅子６１を制御することで、電動車椅子１１の旋廻時に、搭乗者が不安を感じてしまうことを防ぐことができる。
【００７５】
（実施の形態３）
以下、本実施の形態３が実施の形態１と異なる点について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態３は、椅子部２３の背ボトムである第２ボトム２３ｂの傾きが大きくなることにより、搭乗者の頭部の位置が電動車椅子の回転中心３１より離れ、この状態で電動車椅子６１が回転することで頭部の回転速度が大きくなり、搭乗者が不安を感じてしまうことを防ぐ発明である。
【００７６】
図１６は、本実施の形態３にかかる電動車椅子の平面図である。図１７は、本実施の形態３にかかる電動車椅子の制御の追加部分を示すフローチャートの一部である。
【００７７】
電動車椅子７１は、背ボトムである第２ボトム２３ｂが可動する椅子部２３と、第２ボトム２３ｂの傾きを検出する座面角検出部の一例である第２検出部７２を備える。走行制御情報生成部の一例である第２処理部７４は、第２検出部７２で検出された第２ボトム２３ｂの傾き角度（座面角）が第四閾値以上か否かを判断し（ステップＳ１３）、座面角が第四閾値以上と判断された場合（ステップＳ１３の「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ１４に進んで回転目標速度を小さくした後、ステップＳ１０に進む。一方、座面角が第四閾値未満であると判定された場合（ステップＳ１３の「ＮＯ」の場合）、そのままステップＳ１０に進む。
【００７８】
本実施の形態３のように、第２ボトム２３ｂを大きく傾けることで搭乗者の頭部が回転中心より離れた場合に、回転目標速度を小さくすることで、搭乗者の頭部の移動速度を制限することができる。結果、本実施の形態３のように電動車椅子７１を制御することで、搭乗者が旋廻時に不安を感じてしまうことを防ぐことができる。
【００７９】
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
【００８０】
例えば、上記実施の形態では、直進目標速度の大きさの判定基準を第一閾値のみで説明しているが、図１８に示すように、直進目標速度の大きさの判断基準として複数の閾値を設定し、段階的に回転中心を基準位置から前後方向に遠ざけても良い。
【００８１】
同様に、回転目標速度の大きさの判定基準を第二閾値のみで説明しているが、図１９に示すように、回転目標速度の大きさの判断基準として複数の閾値を設定し、段階的に回転中心を基準位置から左右方向に遠ざけても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明にかかる電動車両は、移動するための操作が容易であるために、病院施設、介護施設等で利用できる。
【符号の説明】
【００８３】
１１，６１，７１    電動車椅子
１２    本体
１３    第１検出部
１３ａ    ジョイスティック
１４    第１処理部
１５，６５    制御部
１６    モード切替部
１７    バッテリー部
１８    スイッチ
２１    車輪
２２    アクチュエータ
２３    椅子部
２３ａ    第１ボトム
２３ｂ    第２ボトム
２３ｃ，２３ｄ    アームレスト
２３ｅ    第３ボトム
２３ｆ    第４ボトム
３１    回転中心
３１ａ    第１回転中心
３１ｂ    第２回転中心
３１ｃ    第３回転中心
３１ｄ    第４回転中心
３２    左右方向成分
３３    回転目標速度
３４    前後方向成分
３５    直進目標速度
４３    基準位置
４６，４７    壁
７２    第２検出部
７４    第２処理部
【図１】
0005470504.tif 000002
【図２】
0005470504.tif 000003
【図３】
0005470504.tif 000004
【図４Ａ】
0005470504.tif 000005
【図４Ｂ】
0005470504.tif 000006
【図５】
0005470504.tif 000007
【図６】
0005470504.tif 000008
【図７】
0005470504.tif 000009
【図８】
0005470504.tif 000010
【図９】
0005470504.tif 000011
【図１０】
0005470504.tif 000012
【図１１】
0005470504.tif 000013
【図１２】
0005470504.tif 000014
【図１３】
0005470504.tif 000015
【図１４】
0005470504.tif 000016
【図１５】
0005470504.tif 000017
【図１６】
0005470504.tif 000018
【図１７】
0005470504.tif 000019
【図１８】
0005470504.tif 000020
【図１９】
0005470504.tif 000021
【図２０】
0005470504.tif 000022