(57)【要約】【課題】  使用者が移動方向を容易に操作することができる車両の制御装置およびそれを備えた車両を提供する。【解決手段】  目標値算出部２３はｘ軸信号入力部２１から与えられるｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号入力部２２から与えられるｙ軸信号ｙに基づいて旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを算出する。進行目標値Ｙは前進時と後進時とで正負が逆になり、旋回目標値Ｘは右旋回時と左旋回時とで正負が逆になり、右旋回および左旋回と旋回目標値Ｘの正負との対応関係が前進時と後進時とで反転する。加算器２４は、旋回目標値Ｘと進行目標値Ｙとを加算し、左車輪４１ａの速度指令信号Ｌｍを算出する。減算器２５は、進行目標値Ｙから旋回目標値Ｘを減算し、右車輪４１ｂの速度指令信号Ｒｍを算出する。【選択図】        図２
2006043072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同軸上に設けられた第１および第２の駆動輪と前記第１および第２の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する第１および第２の駆動装置とを備えた車両を制御するための制御装置であって、
前記車両の移動方向を指令するための操作に基づいて前記車両の前後方向の移動を指令する第１の移動指令信号および前記車両の左右方向の移動を指令する第２の移動指令信号を出力する操作部と、
前記操作部により出力された第１の移動指令信号および第２の移動指令信号に基づいて前記車両の前後方向への進行に対応する進行信号および前記車両の左右方向への旋回に対応する旋回信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段により発生された進行信号および旋回信号により前記第１の駆動装置に第１の駆動輪の駆動を指示する第１の駆動信号および前記第２の駆動装置に第２の駆動輪の駆動を指示する第２の駆動信号をそれぞれ算出する信号算出手段とを備え、
前進時と後進時とで前記進行信号の正負が逆になり、右旋回時と左旋回時とで前記旋回信号の正負が逆になり、右旋回および左旋回と前記旋回信号の正負との対応関係が前進時と後進時とで反転することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記第１の移動指令信号は前進時と後進時とで正負が逆になり、
前記信号発生手段は、前記第２の移動指令信号を含む関数と前記第１の移動指令信号との積を前記旋回信号として発生することを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記第１の移動指令信号は前進時と後進時とで正負が逆になり、前記第２の移動指令信号は右旋回時と左旋回時とで正負が逆になり、
前記信号発生手段は、前記第１の移動指令信号が正負のいずれか一方である場合に前記第２の移動指令信号を前記旋回信号として発生し、前記第１の移動指令信号が正負のいずれか他方である場合に前記第２の移動指令信号の正負を反転させて前記旋回信号として発生することを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記第１の移動指令信号が前後方向の移動を指令していない場合に前記旋回信号は０を示すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記操作部は、ジョイスティックであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記操作部は、
使用者の筋電位を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された使用者の筋電位に基づいて第１の移動指令信号および前記第２の移動指令信号を生成する信号生成手段とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項７】
略同軸上に設けられた第１および第２の駆動輪と、
前記第１および第２の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する第１および第２の駆動装置と、
前記第１および第２の駆動装置を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記車両の移動方向を指令するための操作に基づいて前記車両の前後方向の移動を指令する第１の移動指令信号および前記車両の左右方向の移動を指令する第２の移動指令信号を出力する操作部と、
前記操作部により出力された第１の移動指令信号および第２の移動指令信号に基づいて前記車両の前後方向への進行に対応する進行信号および前記車両の左右方向への旋回に対応する旋回信号を発生する信号発生手段と、
前記信号発生手段により発生された進行信号および旋回信号により前記第１の駆動装置に第１の駆動輪の駆動を指示する第１の駆動信号および前記第２の駆動装置に第２の駆動輪の駆動を指示する第２の駆動信号を算出する信号算出手段とを備え、
右旋回時と左旋回時とで前記旋回信号の正負が逆になり、右旋回および左旋回と前記旋回信号の正負との対応関係が前進時と後進時とで反転することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸の二輪を備える車両の制御装置およびそれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電力を用いて駆動される電動車椅子が開発されている。一般に、この電動車椅子においては、車両の前部に一対のキャスタが設けられ、車両の後部に一対の駆動輪が同軸に設けられている。電動車椅子の一対の駆動輪は、それぞれに対応する一対のモータにより駆動される。
【０００３】
このような電動車椅子の操舵装置としてジョイスティックが用いられる。使用者は、ジョイスティックを操作することにより電動車椅子を前進または後進させるとともに左方向または右方向へ旋回させることができる。
【特許文献１】特開平１１−１８８０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来の電動車椅子の一例としてジョイスティックを備える電動車椅子について説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図２１は、従来の電動車椅子のブロック図である。図２１に示すように、従来の電動車椅子９００は、ジョイスティック９１０、速度指令値算出部分９２０、モータドライバ９３１ａ，９３１ｂ、モータ９３２ａ，９３２ｂ、一対のギア９４１ａ，９４１ｂ，９４２ａ，９４２ｂ、左車輪９４３ａおよび右車輪９４３ｂを含む。ここで、電動車椅子９００の前後方向をｙ軸方向とし、左右方向をｘ軸方向とする。
【０００６】
使用者がジョイスティック９１０を操作することにより、ジョイスティック９１０から速度指令値算出部分９２０へｘ軸方向の信号（以下、ｘ軸信号と呼ぶ。）ｘおよびｙ軸方向の信号（以下、ｙ軸信号と呼ぶ。）ｙが与えられる。
【０００７】
ｘ軸信号ｘは、電動車椅子９００の横方向、すなわち左右方向の速度を指令するための信号である。ｙ軸信号ｙは、電動車椅子９００の前後方向の速度を指令するための信号である。
【０００８】
速度指令値算出部分９２０は、ｘ軸信号入力部９２１、ｙ軸信号入力部９２２、加算器９２３および減算器９２４を含む。ｘ軸信号入力部９２１はジョイスティック９１０から与えられるｘ軸信号ｘを加算器９２３および減算器９２４に入力し、ｙ軸信号入力部９２２はジョイスティック９１０から与えられるｙ軸信号ｙを加算器９２３および減算器９２４に入力する。
【０００９】
加算器９２３は、ｘ軸信号ｘとｙ軸信号ｙとを加算することにより、左車輪９４３ａの速度指令信号Ｌｍを算出する。減算器９２４は、ｙ軸信号ｙからｘ軸信号ｘを減算することにより、右車輪９４３ｂの速度指令信号Ｒｍを算出する。
【００１０】
モータドライバ９３１ａは、速度指令信号Ｌｍに基づいてモータ９３２ａを駆動する。これにより、モータ９３２ａの動力がギア９４１ａ，９４２ａを介して左車輪９４３ａに伝達され、左車輪９４３ａが回転する。
【００１１】
モータドライバ９３１ｂは、速度指令信号Ｒｍに基づいてモータ９３２ｂを駆動する。これにより、モータ９３２ｂの動力がギア９４１ｂ，９４２ｂを介して右車輪９４３ｂに伝達され、右車輪９４３ｂが回転する。
【００１２】
以下、ジョイスティック９１０の傾斜方向に応じた各種信号の変化および電動車椅子の移動方向について図２２および図２３に基づき説明する。
【００１３】
図２２は、従来の電動車椅子におけるジョイスティック９１０の傾斜方向とｘ軸信号ｘ、ｙ軸信号ｙおよび速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍとの関係を説明するための図である。
【００１４】
図２２（ａ）に、ジョイスティック９１０の傾斜方向を定義するための図が示されている。ジョイスティック９１０の中心を基準として、電動車椅子の前後方向にｙ軸を定義し、電動車椅子の左右方向にｘ軸を定義する。
【００１５】
ここで、ｙ軸の正の方向を電動車椅子の前進方向とし、ｙ軸の負の方向を電動車椅子の後進方向とする。また、ｘ軸の正の方向を電動車椅子の右方向とし、ｘ軸の負の方向を電動車椅子の左方向とする。
【００１６】
ｘｙ平面において、ｙ軸の正の方向を基準として右回りに回転角度θを定義する。図２２（ａ）に示すように、回転角度４５°ごとに、方向Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を順に定義する。
【００１７】
ジョイスティック９１０を傾斜させた状態で、０°から３６０°まで回転させる場合のｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの変化が図２２（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示されている。図２２（ｂ），（ｃ）において、縦軸はｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの値を表し、横軸は回転角度θを表す。ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの最大値および最小値をそれぞれ１および−１とする。
【００１８】
図２２（ｂ）によれば、ｘ軸信号ｘの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ３にかけて０から１に増加し、方向Ｐ３から方向Ｐ７にかけて１から−１に減少し、方向Ｐ７から方向Ｐ１にかけて−１から０に増加する。
【００１９】
一方、図２２（ｃ）によれば、ｙ軸信号ｙの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ５にかけて１から−１に減少し、方向Ｐ５から方向Ｐ１にかけて−１から１に増加する。
【００２０】
ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙはともに正弦曲線を示し、それぞれの正弦曲線は互いに９０°位相がずれている。
【００２１】
図２２（ｄ），（ｅ）に、ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙに基づいて算出される速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍと回転角度θとの関係が示されている。図２２（ｄ），（ｅ）において、縦軸は速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍの値を表し、横軸は回転角度θを表す。
【００２２】
図２２（ｄ）によれば、速度指令信号Ｌｍの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ２にかけて１から約１．５に増加し、方向Ｐ２から方向Ｐ６にかけて約１．５から約−１．５に減少し、方向Ｐ６から方向Ｐ１にかけて約−１．５から１に増加する。
【００２３】
図２２（ｅ）によれば、速度指令信号Ｒｍの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ４にかけて１から約−１．５に減少し、方向Ｐ４から方向Ｐ８にかけて約−１．５から約１．５に増加し、方向Ｐ８から方向Ｐ１にかけて約１．５から１に減少する。
【００２４】
２つの速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍはともに正弦曲線を示し、それぞれの正弦曲線は互いに９０°位相がずれている。
【００２５】
図２１の左車輪９４３ａおよび右車輪９４３ｂは、それぞれ図２２（ｄ），（ｅ）の速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍに基づいて図２３に示すように回転される。
【００２６】
図２３は、従来の電動車椅子におけるジョイスティック９１０の傾斜方向と電動車椅子の移動方向との関係を説明するための図である。
【００２７】
図２３にはジョイスティック９１０の回転角度θに応じた左車輪９４３ａおよび右車輪９４３ｂの駆動状態が実線の矢印ＬＡ，ＲＡおよび白丸ＬＡ，ＲＡにより示されている。
【００２８】
図２３において、矢印ＬＡ，ＲＡはそれぞれ左車輪９４３ａおよび右車輪９４３ｂの駆動方向を示す。また、白丸ＬＡ，ＲＡはそれぞれ左車輪９４３ａおよび右車輪９４３ｂが停止している状態を示す。図２３において、白抜き太矢印Ｍは電動車椅子の移動方向を示す。
【００２９】
例えば、使用者がジョイスティック９１０を方向Ｐ１（前方）に傾斜させた場合、左車輪９４３ａおよび右車輪９４３ｂは前方に回転する。それにより、電動車椅子が前進する。一方、使用者がジョイスティック９１０を方向Ｐ５（後方）に傾斜させた場合、左車輪９４３ａおよび右車輪９４３ｂは後方に回転する。それにより、電動車椅子が後進する。
【００３０】
使用者がジョイスティック９１０を方向Ｐ２（右斜め前方）に傾斜させた場合、左車輪９４３ａは前方に回転し、右車輪９４３ｂは停止する。それにより、電動車椅子が右斜め前方に旋回する。また、使用者がジョイスティック９１０を方向Ｐ８（左斜め前方）に傾斜させた場合、左車輪９４３ａは停止し、右車輪９４３ｂは前方に回転する。それにより、電動車椅子が左斜め前方に旋回する。
【００３１】
使用者がジョイスティック９１０を方向Ｐ３（右方向）に傾斜させた場合、左車輪９４３ａは前方に回転し、右車輪９４３ｂは後方に回転する。それにより、電動車椅子が右回りに旋回する。使用者がジョイスティック９１０を方向Ｐ７（左方向）に傾斜させた場合、左車輪９４３ａは後方に回転し、右車輪９４３ｂは前方に回転する。それにより、電動車椅子が左回りに旋回する。
【００３２】
使用者がジョイスティック９１０を方向Ｐ４（右斜め後方）に傾斜させた場合、左車輪９４３ａは停止し、右車輪９４３ｂは後方に回転する。それにより、電動車椅子が左斜め後方に旋回する。また、使用者がジョイスティック９１０を方向Ｐ６（左斜め後方）に傾斜させた場合、左車輪９４３ａは後方に回転し、右車輪９４３ｂは停止する。それにより、電動車椅子が右斜め後方に旋回する。
【００３３】
このように、使用者は、電動車椅子を左斜め後方に旋回させたい場合、ジョイスティック９１０を右斜め後方に傾斜させる必要がある。また、使用者は、電動車椅子を右斜め後方に旋回させたい場合、ジョイスティック９１０を左斜め後方に傾斜させる必要がある。
【００３４】
すなわち、従来の電動車椅子においては、電動車椅子の前進時の旋回方向の操作と、電動車椅子の後進時の旋回方向の操作とが異なるので、使用者は電動車椅子の移動方向の操作に熟練を要する。
【００３５】
本発明の目的は、使用者が移動方向を容易に操作することができる車両の制御装置およびそれを備えた車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
第１の発明に係る車両の制御装置は、略同軸上に設けられた第１および第２の駆動輪と第１および第２の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する第１および第２の駆動装置とを備えた車両を制御するための制御装置であって、車両の移動方向を指令するための操作に基づいて車両の前後方向の移動を指令する第１の移動指令信号および車両の左右方向の移動を指令する第２の移動指令信号を出力する操作部と、操作部により出力された第１の移動指令信号および第２の移動指令信号に基づいて車両の前後方向への進行に対応する進行信号および車両の左右方向への旋回に対応する旋回信号を発生する信号発生手段と、信号発生手段により発生された進行信号および旋回信号により第１の駆動装置に第１の駆動輪の駆動を指示する第１の駆動信号および第２の駆動装置に第２の駆動輪の駆動を指示する第２の駆動信号をそれぞれ算出する信号算出手段とを備え、前進時と後進時とで進行信号の正負が逆になり、右旋回時と左旋回時とで旋回信号の正負が逆になり、右旋回および左旋回と旋回信号の正負との対応関係が前進時と後進時とで反転するものである。
【００３７】
この車両の制御装置においては、使用者が操作部を操作することにより、操作部から車両の前後方向の移動を指令する第１の移動指令信号および車両の左右方向の移動を指令する第２の移動指令信号が出力される。出力された第１の移動指令信号および第２の移動指令信号に基づいて車両の前後方向への進行に対応する進行信号および車両の左右方向への旋回に対応する旋回信号が信号発生手段により発生される。信号算出手段においては、進行信号および旋回信号の加算により第１の駆動装置に第１の駆動輪の駆動を指示する第１の駆動信号が算出され、進行信号および旋回信号の減算により第２の駆動装置に第２の駆動輪の駆動を指示する第２の駆動信号が算出される。
【００３８】
加算結果の絶対値が減算結果の絶対値よりも大きい場合には、第１の駆動輪の駆動量が第２の駆動輪の駆動量よりも大きくなり、車両は一方向（右または左）に旋回する。一方、加算結果の絶対値が減算結果の絶対値よりも小さい場合には、第１の駆動輪の駆動量が第２の駆動輪の駆動量よりも小さくなり、車両は他方向（左または右）に旋回する。
【００３９】
ここで、前進時と後進時とで進行信号の正負が逆になり、右旋回時と左旋回時とで旋回信号の正負が逆になり、右旋回および左旋回と旋回信号の正負との対応関係が前進時と後進時とで反転する。
【００４０】
それにより、前進かつ一方向（右または左）への旋回の操作時には、加算結果の絶対値が減算結果の絶対値よりも大きくなり、車両は一方向（右または左）へ旋回する。後進かつ一方向（右または左）への旋回の操作時にも、加算結果の絶対値が減算結果の絶対値よりも大きくなり、車両は一方向（右または左）へ旋回する。
【００４１】
一方、前進かつ他方向（左または右）への旋回の操作時には、減算結果の絶対値が加算結果の絶対値よりも大きくなり、車両は他方向（左または右）へ旋回する。後進かつ他方向（左または右）への旋回の操作時にも、減算結果の絶対値が加算結果の絶対値よりも大きくなり、車両は他方向（左または右）へ旋回する。
【００４２】
したがって、使用者は、前進時にも後進時にも、右方向への旋回の操作により車両を右方向へ旋回させることができ、左方向への旋回の操作により車両を左方向へ旋回させることができる。
【００４３】
このように、使用者が車両の移動方向を指令するための操作を行う場合に、前進時の旋回方向の操作と後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく移動方向を容易に操作することができる。
【００４４】
第１の移動指令信号は前進時と後進時とで正負が逆になり、信号発生手段は、第２の移動指令信号を含む関数と第１の移動指令信号との積を旋回信号として発生してもよい。
【００４５】
この場合、第１の移動指令信号の正負が前進時と後進時とで逆になり、第２の移動指令信号を含む関数と第１の移動指令信号との積が信号発生手段により旋回信号として算出される。これにより、簡単な演算により旋回信号の正負を前進時と後進時とで反転させることができる。
【００４６】
第１の移動指令信号は前進時と後進時とで正負が逆になり、第２の移動指令信号は右旋回時と左旋回時とで正負が逆になってもよい。また、信号発生手段は、第１の移動指令信号が正負のいずれか一方である場合に第２の移動指令信号を旋回信号として発生してもよい。さらに、信号発生手段は、第１の移動指令信号が正負のいずれか他方である場合に第２の移動指令信号の正負を反転させて旋回信号として発生してもよい。
【００４７】
この場合、第１の移動指令信号の正負が前進時と後進時とで逆になり、第２の移動指令信号の正負が右旋回時と左旋回時とで逆になる。また、第１の移動指令信号が正負のいずれか一方である場合に第２の移動指令信号が旋回信号として信号発生手段により発生される。さらに、第２の移動指令信号が正負のいずれか他方である場合に第２の移動指令信号の正負が反転されて旋回信号として信号発生手段により発生される。これにより、簡単な演算により旋回信号の正負を前進時と後進時とで反転させることができる。
【００４８】
第１の移動指令信号が前後方向の移動を指令していない場合に旋回信号は０を示してもよい。この場合、前後方向の移動が指令されない場合に車両は旋回しない。これにより、車両が小さな半径で急激に旋回することが防止される。
【００４９】
操作部は、ジョイスティックであってもよい。この場合、使用者がジョイスティックを所望の方向に傾斜させることにより第１の移動指令信号および第２の指令信号が生成される。それにより、使用者は容易に車両の移動方向を操作することができる。
【００５０】
操作部は、使用者の筋電位を検出する検出手段と、検出手段により検出された使用者の筋電位に基づいて第１の移動指令信号および第２の移動指令信号を生成する信号生成手段とを含んでもよい。
【００５１】
この場合、検出手段により使用者の筋電位が検出され、使用者の筋電位に基づいて信号生成手段により第１の移動指令信号および第２の移動指令信号が生成される。これにより、使用者は検出手段を身体に装着することにより容易に車両の移動方向を操作することができる。
【００５２】
第２の発明に係る車両は、略同軸上に設けられた第１および第２の駆動輪と、第１および第２の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する第１および第２の駆動装置と、第１および第２の駆動装置を制御するための制御装置とを備え、制御装置は、車両の移動方向を指令するための操作に基づいて車両の前後方向の移動を指令する第１の移動指令信号および車両の左右方向の移動を指令する第２の移動指令信号を出力する操作部と、操作部により出力された第１の移動指令信号および第２の移動指令信号に基づいて車両の前後方向への進行に対応する進行信号および車両の左右方向への旋回に対応する旋回信号を発生する信号発生手段と、信号発生手段により発生された進行信号および旋回信号により第１の駆動装置に第１の駆動輪の駆動を指示する第１の駆動信号および第２の駆動装置に第２の駆動輪の駆動を指示する第２の駆動信号をそれぞれ算出する信号算出手段とを備え、前進時と後進時とで進行信号の正負が逆になり、右旋回時と左旋回時とで旋回信号の正負が逆になり、右旋回および左旋回と旋回信号の正負との対応関係が前進時と後進時とで反転するものである。
【００５３】
この車両においては、使用者が操作部を操作することにより、操作部から車両の前後方向の移動を指令する第１の移動指令信号および車両の左右方向の移動を指令する第２の移動指令信号が出力される。出力された第１の移動指令信号および第２の移動指令信号に基づいて車両の前後方向への進行に対応する進行信号および車両の左右方向への旋回に対応する旋回信号が信号発生手段により発生される。信号算出手段においては、進行信号および旋回信号の加算により第１の駆動装置に第１の駆動輪の駆動を指示する第１の駆動信号が算出され、進行信号および旋回信号の減算により第２の駆動装置に第２の駆動輪の駆動を指示する第２の駆動信号が算出される。
【００５４】
第１の駆動信号に基づいて第１の駆動装置が制御装置により制御され、第１の駆動輪が駆動される。第２の駆動信号に基づいて第２の駆動装置が制御装置により制御され、第２の駆動輪が駆動される。
【００５５】
加算結果の絶対値が減算結果の絶対値よりも大きい場合には、第１の駆動輪の駆動量が第２の駆動輪の駆動量よりも大きくなり、車両は一方向（右または左）に旋回する。一方、加算結果の絶対値が減算結果の絶対値よりも小さい場合には、第１の駆動輪の駆動量が第２の駆動輪の駆動量よりも小さくなり、車両は他方向（左または右）に旋回する。
【００５６】
ここで、前進時と後進時とで進行信号の正負が逆になり、右旋回時と左旋回時とで旋回信号の正負が逆になり、右旋回および左旋回と旋回信号の正負との対応関係が前進時と後進時とで反転する。
【００５７】
それにより、前進かつ一方向（右または左）への旋回の操作時には、加算結果の絶対値が減算結果の絶対値よりも大きくなり、車両は一方向（右または左）へ旋回する。後進かつ一方向（右または左）への旋回の操作時にも、加算結果の絶対値が減算結果の絶対値よりも大きくなり、車両は一方向（右または左）へ旋回する。
【００５８】
一方、前進かつ他方向（左または右）への旋回の操作時には、減算結果の絶対値が加算結果の絶対値よりも大きくなり、車両は他方向（左または右）へ旋回する。後進かつ他方向（左または右）への旋回の操作時にも、減算結果の絶対値が加算結果の絶対値よりも大きくなり、車両は他方向（左または右）へ旋回する。
【００５９】
したがって、使用者は、前進時にも後進時にも、右方向への旋回の操作により車両を右方向へ旋回させることができ、左方向への旋回の操作により車両を左方向へ旋回させることができる。
【００６０】
このように、使用者が車両の移動方向を指令するための操作を行う場合に、前進時の旋回方向の操作と後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく移動方向を容易に操作することができる。
【発明の効果】
【００６１】
本発明に係る車両の制御装置によれば、使用者は車両の移動方向を指令するための操作を行う場合に、前進時の旋回方向の操作と後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく車両の移動方向を容易に操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下、本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置およびそれを備えた車両について説明する。下記では、本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置の一例として電動車椅子の制御装置について説明する。
【００６３】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る電動車椅子の外観斜視図である。
【００６４】
図１において、電動車椅子１００は椅子本体部１を備える。椅子本体部１は車体フレーム１ａおよびシート１ｂから構成されている。椅子本体部１の前部下側には一対のキャスタ２ａ，２ｂが設けられている。椅子本体部１の後部下側には、左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂが同軸で回転可能に設けられている。
【００６５】
椅子本体部１の後部には、バッテリホルダ４が設けられている。バッテリホルダ４にバッテリ３が取り付けられ、バッテリ３の電力が電動車椅子１００の後述する制御装置に供給される。
【００６６】
椅子本体部１の前部に操作ボックス支持部材１１０を介して操作ボックス１２０が取り付けられている。操作ボックス１２０の上部にはジョイスティック１０が設けられている。
【００６７】
使用者が椅子本体部１のシート１ｂに着座し、ジョイスティック１０を操作することにより、左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂがそれぞれに対応する一対のモータ（図示せず）により駆動される。
【００６８】
図２は、第１の実施の形態に係る電動車椅子１００の制御系のブロック図である。
【００６９】
図２に示すように、電動車椅子１００は、ジョイスティック１０、操作制御部２０、モータドライバ３０ａ，３０ｂ、モータ３１ａ，３１ｂ、減速器４０ａ，４０ｂ、左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂを備える。ジョイスティック１０および操作制御部２０が本実施の形態に係る制御装置を構成する。ここで、電動車椅子１００の前後方向をｙ軸方向とし、左右方向をｘ軸方向とする。
【００７０】
ジョイスティック１０は、ｘ軸信号発生回路１１およびｙ軸信号発生回路１２を含む。ｘ軸信号発生回路１１およびｙ軸信号発生回路１２はともに摺動抵抗を備える。
【００７１】
ｘ軸信号発生回路１１の摺動抵抗およびｙ軸信号発生回路１２の摺動抵抗は互いに水平面内で直交するように設けられている。ジョイスティック１０の傾斜角度および傾斜方向に応じてｘ軸信号発生回路１１およびｙ軸信号発生回路１２の各摺動抵抗の抵抗値が変化する。それにより、ｘ軸信号発生回路１１からｘ軸方向の信号（以下、ｘ軸信号と呼ぶ。）ｘが発生され、ｙ軸信号発生回路１２からｙ軸方向の信号（以下、ｙ軸信号と呼ぶ。）ｙが発生される。
【００７２】
ｘ軸信号ｘはｘ軸方向に平行な鉛直面内で鉛直方向とジョイスティック１０とがなす角度に対応する。ｙ軸信号ｙはｙ軸方向に平行な鉛直面内で鉛直方向とジョイスティック１０とがなす角度に対応する。
【００７３】
なお、ジョイスティック１０の傾斜角度は、鉛直方向とジョイスティック１０との間の角度である。
【００７４】
ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙはそれぞれ操作制御部２０へ与えられる。ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙは、後述の旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを算出するために用いられる。
【００７５】
操作制御部２０は、図１の操作ボックス１２０に内蔵されている。操作制御部２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等の処理装置およびメモリ等の記憶装置ならびに車両制御プログラムからなる。記憶装置には後述の車両制御プログラムが記憶される。操作制御部２０は車両制御プログラムに基づいて以下の動作を行う。
【００７６】
図２の操作制御部２０は機能的に示されており、処理装置および記憶装置ならびに車両制御プログラムによりｘ軸信号入力部２１、ｙ軸信号入力部２２、目標値算出部２３、加算器２４および減算器２５の機能が実現される。
【００７７】
ｘ軸信号入力部２１は、ｘ軸信号発生回路１１から与えられるｘ軸信号ｘを目標値算出部２３に入力し、ｙ軸信号入力部２２はｙ軸信号発生回路１２から与えられるｙ軸信号ｙを目標値算出部２３に入力する。
【００７８】
目標値算出部２３はｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙに基づいて旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを算出する。旋回目標値Ｘは、電動車椅子１００の横方向、すなわち左右方向の速度を指令するための信号である。進行目標値Ｙは、電動車椅子１００の前後方向の速度を指令するための信号である。旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを算出するためのｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙに基づく演算式（以下、ｘｙ変換式と呼ぶ。）、旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙの詳細は後述する。
【００７９】
算出された旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙは、加算器２４および減算器２５に与えられる。
【００８０】
加算器２４は、旋回目標値Ｘと進行目標値Ｙとを加算することにより、左車輪４１ａの速度指令信号Ｌｍを算出する。減算器２５は、進行目標値Ｙから旋回目標値Ｘを減算することにより、右車輪４１ｂの速度指令信号Ｒｍを算出する。
【００８１】
本実施の形態では、上記のように、操作制御部２０はＣＰＵ等の処理装置およびメモリ等の記憶装置から構成されているが、ｘ軸信号入力部２１、ｙ軸信号入力部２２、目標値算出部２３、加算器２４および減算器２５の各々が電子回路等のハードウェアにより構成されてもよい。
【００８２】
モータドライバ３０ａは、速度指令信号Ｌｍに基づいてモータ３１ａを駆動する。これにより、モータ３１ａの動力がギア等を含む減速器４０ａを介して左車輪４１ａに伝達され、左車輪４１ａが回転する。
【００８３】
モータドライバ３０ｂは、速度指令信号Ｒｍに基づいてモータ３１ｂを駆動する。これにより、モータ３１ｂの動力がギア等を含む減速器４０ｂを介して右車輪４１ｂに伝達され、右車輪４１ｂが回転する。
【００８４】
図３は、第１の実施の形態に係る車両制御プログラムの一例を示すフローチャートである。図３によれば、図２の操作制御部２０は、初めにジョイスティック１０から与えられるｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙを読み込む（ステップＳ１０）。
【００８５】
続いて、操作制御部２０は旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙの算出処理を行う（ステップＳ２０）。ステップＳ２０は、進行目標値Ｙの算出（ステップＳ２１）および旋回目標値Ｘの算出（ステップＳ２２）を含む。
【００８６】
ステップＳ２０の進行目標値Ｙの算出処理（ステップＳ２１）および旋回目標値Ｘの算出処理（ステップＳ２２）の順序は図３の例に限定されず、操作制御部２０は旋回目標値Ｘの算出処理を行った後に進行目標値Ｙの算出処理を行ってもよい。
【００８７】
その後、操作制御部２０は、旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙに基づいて速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍを算出し（ステップＳ３０）、速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍをそれぞれモータドライバ３０ａ，３０ｂに出力する（ステップＳ４０）。
【００８８】
さらに、操作制御部２０はｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙが与えられたか否かを判別する（ステップＳ５０）。ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙが与えられた場合、操作制御部２０は上記ステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０〜Ｓ５０の処理を繰り返す。一方、ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙが与えられない場合、操作制御部２０は処理を終了する。
【００８９】
なお、操作制御部２０によるステップＳ１０〜Ｓ５０の処理の周期は、例えば１０ｍｓである。
【００９０】
上述のように、本実施の形態では、ジョイスティック１０から与えられるｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの演算により旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙが算出され、算出された旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙに基づいて速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍが算出される。速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍに基づいてモータ３１ａ，３１ｂにより左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂがそれぞれ駆動される。
【００９１】
ここで、電動車椅子１００におけるジョイスティック１０の傾斜方向と電動車椅子１００の移動方向との関係を説明した後、ジョイスティック１０の傾斜方向に応じた操作制御部２０の詳細な動作を説明する。
【００９２】
図４は、第１の実施の形態に係る電動車椅子１００のジョイスティック１０の傾斜方向と電動車椅子１００の移動方向との関係を説明するための図である。
【００９３】
図４（ａ）に、ジョイスティック１０の傾斜方向を定義するための図が示されている。ジョイスティック１０の中心を基準として、電動車椅子１００の前後方向にｙ軸を定義し、電動車椅子１００の左右方向にｘ軸を定義する。
【００９４】
ここで、ｙ軸の正の方向を電動車椅子１００の前進方向とし、ｙ軸の負の方向を電動車椅子１００の後進方向とする。ｘ軸の正の方向を電動車椅子１００の右方向とし、ｘ軸の負の方向を電動車椅子１００の左方向とする。
【００９５】
ｘｙ平面において、ｙ軸の正の方向を基準として右回りに回転角度θを定義する。図４（ａ）に示すように、回転角度４５°ごとに、方向Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を順に定義する。
【００９６】
なお、上記のｘ軸、ｙ軸、回転角度θおよび方向Ｐ１〜方向Ｐ８の定義付けは後述の図５〜図１６の説明においても同様に行う。
【００９７】
図４（ｂ）に、本実施の形態に係る電動車椅子１００におけるジョイスティック１０の傾斜方向と電動車椅子１００の移動方向との関係が示されている。図４（ｂ）において、白抜き太矢印Ｍは電動車椅子１００の移動方向を示す。また、白抜き丸印Ｍは電動車椅子１００が停止している状態を示す。
【００９８】
図４（ｂ）によれば、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ１（前方）に傾斜させた場合、電動車椅子１００は前進する。一方、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ５（後方）に傾斜させた場合、電動車椅子１００は後進する。
【００９９】
使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ２（右斜め前方）に傾斜させた場合、電動車椅子１００は右斜め前方に旋回する。また、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ８（左斜め前方）に傾斜させた場合、電動車椅子１００は左斜め前方に旋回する。
【０１００】
使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ３（右方向）または方向Ｐ７（左方向）に傾斜させた場合、電動車椅子１００は停止する。
【０１０１】
使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ４（右斜め後方）に傾斜させた場合、電動車椅子１００は右斜め後方に旋回する。また、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ６（左斜め後方）に傾斜させた場合、電動車椅子１００は左斜め後方に旋回する。
【０１０２】
このように、本実施の形態においては、ジョイスティック１０の傾斜方向と電動車椅子１００の移動方向とが、回転角度θが９０°および２７０°を除いた全範囲（０°〜３６０°）で一致する。これにより、使用者は進みたい方向にジョイスティック１０を傾斜させることにより容易に電動車椅子１００の移動方向を操作することができる。
【０１０３】
すなわち、本実施の形態においては、電動車椅子１００の前進時の旋回方向の操作と電動車椅子１００の後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく移動方向を容易に操作することができる。
【０１０４】
次に、図３のステップＳ２０で用いられるｘｙ変換式、旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙの詳細について説明する。
【０１０５】
図５は第１の実施の形態に係る電動車椅子１００におけるジョイスティック１０の傾斜方向とｘ軸信号ｘ、ｙ軸信号ｙ、旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙとの関係を説明するための図であり、図６は第１の実施の形態に係る電動車椅子１００におけるジョイスティック１０の傾斜方向と速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍとの関係を説明するための図である。
【０１０６】
図５（ａ）に、図４（ａ）と同様にｘ軸、ｙ軸、回転角度θおよび方向Ｐ１〜方向Ｐ８を定義するための図が示されている。
【０１０７】
ジョイスティック１０を最大の傾斜角度で傾斜させた状態で、０°から３６０°まで回転させた場合のｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの変化が図５（ｂ），（ｃ）にそれぞれ示されている。図５（ｂ），（ｃ）において、縦軸はｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの値を表し、横軸は回転角度θを表す。ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの最大値および最小値をそれぞれ１および−１とする。
【０１０８】
図５（ｂ）によれば、ｘ軸信号ｘの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ３にかけて０から１に増加し、方向Ｐ３から方向Ｐ７にかけて１から−１に減少し、方向Ｐ７から方向Ｐ１にかけて−１から０に増加する。
【０１０９】
一方、図５（ｃ）によれば、ｙ軸信号ｙの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ５にかけて１から−１に減少し、方向Ｐ５から方向Ｐ１にかけて−１から１に増加する。
【０１１０】
ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙはともに正弦曲線を示し、それぞれの正弦曲線は互いに９０°位相がずれている。
【０１１１】
本例では、図３のステップＳ２０において、操作制御部２０は次式のｘｙ変換式より旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを算出する。
【０１１２】
Ｙ＝ｙ        ・・・（１）
Ｘ＝ｘｙ      ・・・（２）
上記ステップＳ２１において、操作制御部２０は式（１）に基づいてｙ軸信号ｙをそのまま進行目標値Ｙとして用いる。また、上記ステップＳ２２において、操作制御部２０は式（２）に基づいて旋回目標値Ｘをｘ軸信号ｘとｙ軸信号ｙとの積により算出する。
【０１１３】
ジョイスティック１０の回転に伴う旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙの変化が図５（ｄ），（ｅ）にそれぞれ示されている。図５（ｄ），（ｅ）において、縦軸は旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを表し、横軸は回転角度θを表す。
【０１１４】
図５（ｄ）によれば、旋回目標値Ｘは、方向Ｐ１から方向Ｐ２にかけて０から約０．５に増加し、方向Ｐ２から方向Ｐ３にかけて約０．５から０に減少し、方向Ｐ３から方向Ｐ４にかけて０から約−０．５に減少し、方向Ｐ４から方向Ｐ５にかけて約−０．５から０に増加する。また、旋回目標値Ｘは、方向Ｐ５から方向Ｐ１にかけて、方向Ｐ１から方向Ｐ５と同様に変化する。
【０１１５】
本例では、旋回目標値Ｘの正負はジョイスティック１０の回転角度θが０°〜９０°の間と９０°〜１８０°の間とで反転し、１８０°〜２７０°の間と２７０°〜３６０°の間とで反転している。
【０１１６】
すなわち、旋回目標値Ｘはジョイスティック１０の傾斜方向が右斜め前方（０°＜θ＜９０°）である場合に正の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が右斜め後方（９０°＜θ＜１８０°）である場合に負の値を示す。
【０１１７】
また、旋回目標値Ｘはジョイスティック１０の傾斜方向が左斜め前方（２７０°＜θ＜３６０°）である場合に負の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が左斜め後方（１８０°＜θ＜２７０°）である場合に正の値を示す。
【０１１８】
一方、図５（ｅ）によれば、進行目標値Ｙは、方向Ｐ１から方向Ｐ５にかけて１から−１に減少し、方向Ｐ５から方向Ｐ１にかけて−１から１に増加する。すなわち、進行目標値Ｙはジョイスティック１０の傾斜方向が前進側（０°≦θ＜９０°，２７０°＜θ≦３６０°）である場合に正の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が後進側（９０°＜θ＜２７０°）である場合に負の値を示す。
【０１１９】
図３のステップＳ３０において、操作制御部２０は次式により旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙから速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍを算出する。
【０１２０】
Ｌｍ＝Ｙ＋Ｘ        ・・・（３）
Ｒｍ＝Ｙ−Ｘ        ・・・（４）
図６（ｆ），（ｇ）に、式（３），（４）、旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙに基づいて算出される速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍと回転角度θとの関係が示されている。図６（ｆ），（ｇ）において、縦軸は速度指令信号Ｌｍおよび速度指令信号Ｒｍの値を表し、横軸は回転角度θを表す。
【０１２１】
図６（ｆ）によれば、速度指令信号Ｌｍの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ２にかけて増加し、方向Ｐ２から方向Ｐ４にかけて減少し、方向Ｐ４から方向Ｐ１にかけて増加する。図６（ｇ）によれば、速度指令信号Ｒｍの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ６にかけて減少し、方向Ｐ６から方向Ｐ８にかけて増加し、方向Ｐ８から方向Ｐ１にかけて減少する。
【０１２２】
図６（ｆ），（ｇ）に示すように、方向Ｐ３（９０°）および方向Ｐ７（２７０°）において、速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍの値は、ともに０である。
【０１２３】
図６（ｆ）において、方向Ｐ１〜方向Ｐ８における左車輪４１ａへの速度指令信号Ｌｍの値が矢印により示されている。図６（ｇ）において、方向Ｐ１〜方向Ｐ８における右車輪４１ｂへの速度指令信号Ｒｍの値が矢印により示されている。
【０１２４】
図１および図２の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂは、それぞれ図６（ｆ），（ｇ）の速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍに基づいて図７に示すように回転される。
【０１２５】
図７は、第１の実施の形態に係る電動車椅子１００におけるジョイスティック１０の傾斜方向と電動車椅子１００の移動方向との関係を説明するための図である。
【０１２６】
図７にはジョイスティック１０の回転角度θに応じた左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態が実線の矢印ＬＡ，ＲＡおよび白丸ＬＡ，ＲＡにより示されている。なお、図７の方向Ｐ１〜方向Ｐ８における矢印ＬＡ，ＲＡの大きさおよび方向は、図６（ｆ），（ｇ）の方向Ｐ１〜方向Ｐ８における矢印と一致する。
【０１２７】
図７において、矢印ＬＡ，ＲＡはそれぞれ左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの回転方向を示す。また、白丸ＬＡ，ＲＡはそれぞれ左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂが停止している状態を示す。さらに、白抜き太矢印Ｍは電動車椅子１００の移動方向を示す。また、白抜き丸印Ｍは電動車椅子１００が停止している状態を示す。これらの符号の意味は、後述する図１０、図１３および図１６においても同様である。
【０１２８】
例えば、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ１（前方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂはともに前方に回転する。それにより、電動車椅子１００が前進する。一方、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ５（後方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂはともに後方に回転する。それにより、電動車椅子１００が後進する。
【０１２９】
使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ２（右斜め前方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは前方に回転し、右車輪４１ｂは前方にわずかに回転する。それにより、電動車椅子１００が右斜め前方に旋回する。
【０１３０】
また、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ８（左斜め前方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは前方にわずかに回転し、右車輪４１ｂは前方に回転する。それにより、電動車椅子１００が左斜め前方に旋回する。
【０１３１】
使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ３（右方向）または方向Ｐ７（左方向）に傾斜させた場合、左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの両方は停止する。それにより、電動車椅子１００が停止する。
【０１３２】
ここで、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ４（右斜め後方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは後方に回転し、右車輪４１ｂは後方にわずかに回転する。それにより、電動車椅子１００が右斜め後方に旋回する。
【０１３３】
また、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ６（左斜め後方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは後方にわずかに回転し、右車輪４１ｂは後方に回転する。それにより、電動車椅子１００が左斜め後方に旋回する。
【０１３４】
ｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙは、ジョイスティック１０の傾斜角度および傾斜方向に応じて次の範囲内の値となる。
【０１３５】
ｘ2 ＋ｙ2 ＜ａ      …（５）
式（５）において、ａは定数である。使用者はジョイスティック１０を操作することによりジョイスティック１０の傾斜角度および傾斜方向に応じて、任意の方向に任意の速度で電動車椅子１００を移動させることができる。
【０１３６】
図６および図７に示すように、この電動車椅子１００においては、加算器２４による速度指令信号Ｌｍの絶対値が減算器２５による速度指令信号Ｒｍの絶対値よりも大きい場合には、左車輪４１ａが右車輪４１ｂよりも大きく回転し、電動車椅子１００は左方向に旋回する。
【０１３７】
一方、加算器２４による速度指令信号Ｌｍの絶対値が減算器２５による速度指令信号Ｒｍの絶対値よりも小さい場合には、左車輪４１ａが右車輪４１ｂよりも小さく回転し、電動車椅子１００は右方向に旋回する。
【０１３８】
特に、ジョイスティック１０の右斜め前方への操作時には、速度指令信号Ｌｍの絶対値が速度指令信号Ｒｍの絶対値よりも大きくなり、電動車椅子１００は右方向へ旋回する。また、ジョイスティック１０の右斜め後方への操作時にも、速度指令信号Ｌｍの絶対値が速度指令信号Ｒｍの絶対値よりも大きくなり、電動車椅子１００は右方向へ旋回する。
【０１３９】
一方、ジョイスティック１０の左斜め前方への操作時には、速度指令信号Ｒｍの絶対値が速度指令信号Ｌｍの絶対値よりも大きくなり、電動車椅子１００は左方向へ旋回する。また、ジョイスティック１０の左斜め後方への操作時にも、速度指令信号Ｒｍの絶対値が速度指令信号Ｌｍの絶対値よりも大きくなり、電動車椅子１００は左方向へ旋回する。
【０１４０】
それにより、使用者は、前進時にも後進時にも、ジョイスティック１０を用いた右方向への旋回の操作により電動車椅子１００を右方向へ旋回させることができ、左方向への旋回の操作により電動車椅子１００を左方向へ旋回させることができる。
【０１４１】
このように、電動車椅子１００の移動方向を指令するための操作を行う場合に、前進時の旋回方向の操作と後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく移動方向を容易に操作することができる。
【０１４２】
ここでは、操作制御部２０が式（１），（２）のｘｙ変換式を用いた場合についての作用効果を説明したが、操作制御部２０が後述の式（６）〜（１１）のｘｙ変換式を用いた場合にも上記同様の作用効果を得ることができる。
【０１４３】
続いて、図３のステップＳ２０において、図２の操作制御部２０が他のｘｙ変換式を用いる場合を説明する。
【０１４４】
（ｘｙ変換式の他の例１）
本例では、図３のステップＳ２０において、操作制御部２０は次式のｘｙ変換式より旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを算出する。
【０１４５】
【数１】
2006043072.tif 000003
【０１４６】
【数２】
2006043072.tif 000004
【０１４７】
上記ステップＳ２１において、操作制御部２０は式（６）に基づいて進行目標値Ｙを算出する。また、上記ステップＳ２２において、操作制御部２０は式（７）に基づいて旋回目標値Ｘを算出する。
【０１４８】
図８は式（６），（７）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙとの関係を説明するための図であり、図９は式（６），（７）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍとの関係を説明するための図である。
【０１４９】
図８（ａ）に、図５（ａ）と同様にｘ軸、ｙ軸、回転角度θおよび方向Ｐ１〜方向Ｐ８を定義するための図が示されている。図８（ｂ），（ｃ）に、図５（ｂ），（ｃ）と同様にジョイスティック１０を最大の傾斜角度で傾斜させた状態で、０°から３６０°まで回転させた場合のｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの変化が示されている。
【０１５０】
ジョイスティック１０の回転に伴う旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙの変化が図８（ｄ），（ｅ）にそれぞれ示されている。図８（ｄ），（ｅ）において、縦軸は旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを表し、横軸は回転角度θを表す。
【０１５１】
図８（ｄ）によれば、図５（ｄ）と同様に、旋回目標値Ｘの正負はジョイスティック１０の回転角度θが０°〜９０°の間と９０°〜１８０°の間とで反転し、１８０°〜２７０°の間と２７０°〜３６０°の間とで反転している。
【０１５２】
すなわち、旋回目標値Ｘはジョイスティック１０の傾斜方向が右斜め前方（０°＜θ＜９０°）である場合に正の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が右斜め後方（９０°＜θ＜１８０°）である場合に負の値を示す。
【０１５３】
また、旋回目標値Ｘはジョイスティック１０の傾斜方向が左斜め前方（２７０°＜θ＜３６０°）である場合に負の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が左斜め後方（１８０°＜θ＜２７０°）である場合に正の値を示す。
【０１５４】
一方、図８（ｅ）によれば、図５（ｅ）と同様に、進行目標値Ｙはジョイスティック１０の傾斜方向が前進側（０°≦θ＜９０°，２７０°＜θ≦３６０°）である場合に正の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が後進側（９０°＜θ＜２７０°）である場合に負の値を示す。
【０１５５】
図９（ｆ），（ｇ）に、式（３），（４）、図８の旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙに基づいて算出される速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍと回転角度θとの関係が示されている。図９（ｆ），（ｇ）において、縦軸は速度指令信号Ｌｍおよび速度指令信号Ｒｍの値を表し、横軸は回転角度θを表す。
【０１５６】
図９（ｆ）によれば、速度指令信号Ｌｍは、方向Ｐ６の手前から方向Ｐ７にかけて正の値を示す。また、図９（ｇ）によれば、速度指令信号Ｒｍは方向Ｐ３から方向Ｐ４の直後にかけて正の値を示す。速度指令信号Ｌｍおよび速度指令信号Ｒｍの他の部分の形状は、図６の速度指令信号Ｌｍおよび速度指令信号Ｒｍとほぼ同様である。
【０１５７】
図１および図２の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂは、それぞれ図９（ｆ），（ｇ）の速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍに基づいて図１０に示すように回転される。
【０１５８】
図１０は、式（６），（７）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と電動車椅子１００の移動方向との関係を説明するための図である。
【０１５９】
図１０にはジョイスティック１０の回転角度θに応じた左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態が実線の矢印ＬＡ，ＲＡおよび白丸ＬＡ，ＲＡにより示されている。なお、図１０の方向Ｐ１〜方向Ｐ８における矢印ＬＡ，ＲＡの大きさおよび方向は、図９（ｆ），（ｇ）の方向Ｐ１〜方向Ｐ８における矢印と一致する。
【０１６０】
式（６），（７）を用いた場合の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態が、式（１），（２）を用いた場合の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態と異なるのは次の点である。
【０１６１】
使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ２（右斜め前方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは前方に回転し、右車輪４１ｂは後方にわずかに回転する。それにより、電動車椅子１００が右斜め前方に旋回する。
【０１６２】
また、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ８（左斜め前方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは後方にわずかに回転し、右車輪４１ｂは前方に回転する。それにより、電動車椅子１００が左斜め前方に旋回する。
【０１６３】
一方、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ４（右斜め後方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは後方に回転し、右車輪４１ｂは前方にわずかに回転する。それにより、電動車椅子１００が右斜め後方に旋回する。
【０１６４】
また、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ６（左斜め後方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは前方にわずかに回転し、右車輪４１ｂは後方に回転する。それにより、電動車椅子１００が左斜め後方に旋回する。
【０１６５】
本例においても、使用者は、前進時にも後進時にも、ジョイスティック１０を用いた右方向への旋回の操作により電動車椅子１００を右方向へ旋回させることができ、左方向への旋回の操作により電動車椅子１００を左方向へ旋回させることができる。
【０１６６】
このように、電動車椅子１００の移動方向を指令するための操作を行う場合に、前進時の旋回方向の操作と後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく移動方向を容易に操作することができる。
【０１６７】
（ｘｙ変換式の他の例２）
本例では、図３のステップＳ２０において、操作制御部２０は次式のｘｙ変換式より旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを算出する。
【０１６８】
Ｙ＝ｙ        ・・・（８）
【０１６９】
【数３】
2006043072.tif 000005
【０１７０】
上記ステップＳ２１において、操作制御部２０は式（８）に基づいて進行目標値Ｙを算出する。また、上記ステップＳ２２において、操作制御部２０は式（９）に基づいて旋回目標値Ｘを算出する。
【０１７１】
図１１は式（８），（９）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙとの関係を説明するための図であり、図１２は式（８），（９）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍとの関係を説明するための図である。
【０１７２】
図１１（ａ）に、図５（ａ）と同様にｘ軸、ｙ軸、回転角度θおよび方向Ｐ１〜方向Ｐ８を定義するための図が示されている。図１１（ｂ），（ｃ）に、図５（ｂ），（ｃ）と同様にジョイスティック１０を最大の傾斜角度で傾斜させた状態で、０°から３６０°まで回転させた場合のｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの変化が示されている。
【０１７３】
ジョイスティック１０の回転に伴う旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙの変化が図１１（ｄ），（ｅ）にそれぞれ示されている。図１１（ｄ），（ｅ）において、縦軸は旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを表し、横軸は回転角度θを表す。
【０１７４】
図１１（ｄ）によれば、旋回目標値Ｘは、方向Ｐ１から方向Ｐ３にかけて０から１に増加するとともに方向Ｐ３で０となる。また、方向Ｐ３から方向Ｐ５にかけて−１から０に増加する。さらに、旋回目標値Ｘは、方向Ｐ５から方向Ｐ１にかけて、方向Ｐ１から方向Ｐ５と同様に変化する。
【０１７５】
このように、本例においては、旋回目標値Ｘの正負はジョイスティック１０の回転角度θが０°〜９０°の間と９０°〜１８０°の間とで反転し、１８０°〜２７０°の間と２７０°〜３６０°の間とで反転している。
【０１７６】
すなわち、旋回目標値Ｘはジョイスティック１０の傾斜方向が右斜め前方（０°＜θ＜９０°）である場合に正の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が右斜め後方（９０°＜θ＜１８０°）である場合に負の値を示す。
【０１７７】
また、旋回目標値Ｘはジョイスティック１０の傾斜方向が左斜め前方（２７０°＜θ＜３６０°）である場合に負の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が左斜め後方（１８０°＜θ＜２７０°）である場合に正の値を示す。
【０１７８】
一方、図１１（ｅ）によれば、図５（ｅ）と同様に、進行目標値Ｙはジョイスティック１０の傾斜方向が前進側（０°≦θ＜９０°，２７０°＜θ≦３６０°）である場合に正の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が後進側（９０°＜θ＜２７０°）である場合に負の値を示す。
【０１７９】
図１２（ｆ），（ｇ）に、式（３），（４）、図１１の旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙに基づいて算出される速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍと回転角度θとの関係が示されている。図１２（ｆ），（ｇ）において、縦軸は速度指令信号Ｌｍおよび速度指令信号Ｒｍの値を表し、横軸は回転角度θを表す。
【０１８０】
図１２（ｆ）によれば、速度指令信号Ｌｍは、方向Ｐ１から方向Ｐ２にかけて増加し、方向Ｐ２から方向Ｐ３にかけて減少し、方向Ｐ３においては０となる。そして、方向Ｐ３から方向Ｐ７にかけて増加し、方向Ｐ７においては０となる。さらに、方向Ｐ７から方向Ｐ１にかけて増加する。
【０１８１】
図１２（ｇ）によれば、速度指令信号Ｒｍの値は、方向Ｐ１から方向Ｐ３にかけて減少し、方向Ｐ３においては０となる。そして、方向Ｐ３から方向Ｐ６にかけて減少し、方向Ｐ６から方向Ｐ７にかけて増加し、方向Ｐ７においては０となる。さらに、方向Ｐ７から方向Ｐ８にかけて増加し、方向Ｐ８から方向Ｐ１にかけて減少する。
【０１８２】
図１２（ｆ），（ｇ）に示すように、方向Ｐ３（９０°）および方向Ｐ７（２７０°）において、速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍの値は、ともに０である。
【０１８３】
図１および図２の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂは、それぞれ図１２（ｆ），（ｇ）の速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍに基づいて図１３に示すように回転される。
【０１８４】
図１３は、式（８），（９）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と電動車椅子１００の移動方向との関係を説明するための図である。
【０１８５】
図１３にはジョイスティック１０の回転角度θに応じた左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態が実線の矢印ＬＡ，ＲＡおよび白丸ＬＡ，ＲＡにより示されている。なお、図１３の方向Ｐ１〜方向Ｐ８における矢印ＬＡ，ＲＡの大きさおよび方向は、図１２（ｆ），（ｇ）の方向Ｐ１〜方向Ｐ８における矢印と一致する。
【０１８６】
式（８），（９）を用いた場合の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態が、式（１），（２）を用いた場合の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態と異なるのは次の点である。
【０１８７】
使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ２（右斜め前方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは前方に回転し、右車輪４１ｂは停止する。それにより、電動車椅子１００が右斜め前方に旋回する。
【０１８８】
また、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ８（左斜め前方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは停止し、右車輪４１ｂは前方に回転する。それにより、電動車椅子１００が左斜め前方に旋回する。
【０１８９】
一方、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ４（右斜め後方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは後方に回転し、右車輪４１ｂは停止する。それにより、電動車椅子１００が右斜め後方に旋回する。
【０１９０】
また、使用者がジョイスティック１０を方向Ｐ６（左斜め後方）に傾斜させた場合、左車輪４１ａは停止し、右車輪４１ｂは後方に回転する。それにより、電動車椅子１００が左斜め後方に旋回する。
【０１９１】
本例においても、使用者は、前進時にも後進時にも、ジョイスティック１０を用いた右方向への旋回の操作により電動車椅子１００を右方向へ旋回させることができ、左方向への旋回の操作により電動車椅子１００を左方向へ旋回させることができる。
【０１９２】
このように、電動車椅子１００の移動方向を指令するための操作を行う場合に、前進時の旋回方向の操作と後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく移動方向を容易に操作することができる。
【０１９３】
（ｘｙ変換式の他の例３）
本例では、図３のステップＳ２０において、操作制御部２０は次式のｘｙ変換式より旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを算出する。
【０１９４】
【数４】
2006043072.tif 000006
【０１９５】
【数５】
2006043072.tif 000007
【０１９６】
上記ステップＳ２１において、操作制御部２０は式（１０）に基づいて進行目標値Ｙを算出する。また、上記ステップＳ２２において、操作制御部２０は式（１１）に基づいて旋回目標値Ｘを算出する。
【０１９７】
図１４は式（１０），（１１）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙとの関係を説明するための図であり、図１５は式（１０），（１１）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍとの関係を説明するための図である。
【０１９８】
図１４（ａ）に、図５（ａ）と同様にｘ軸、ｙ軸、回転角度θおよび方向Ｐ１〜方向Ｐ８を定義するための図が示されている。図１４（ｂ），（ｃ）に、図５（ｂ），（ｃ）と同様にジョイスティック１０を最大の傾斜角度で傾斜させた状態で、０°から３６０°まで回転させた場合のｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの変化が示されている。
【０１９９】
ジョイスティック１０の回転に伴う旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙの変化が図１４（ｄ），（ｅ）にそれぞれ示されている。図１４（ｄ），（ｅ）において、縦軸は旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙを表し、横軸は回転角度θを表す。
【０２００】
図１４（ｄ）によれば、図１１（ｄ）と同様に、旋回目標値Ｘの正負はジョイスティック１０の回転角度θが０°〜９０°の間と９０°〜１８０°の間とで反転し、１８０°〜２７０°の間と２７０°〜３６０°の間とで反転している。
【０２０１】
すなわち、旋回目標値Ｘはジョイスティック１０の傾斜方向が右斜め前方（０°＜θ＜９０°）である場合に正の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が右斜め後方（９０°＜θ＜１８０°）である場合に負の値を示す。
【０２０２】
また、旋回目標値Ｘはジョイスティック１０の傾斜方向が左斜め前方（２７０°＜θ＜３６０°）である場合に負の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が左斜め後方（１８０°＜θ＜２７０°）である場合に正の値を示す。
【０２０３】
一方、図１４（ｅ）によれば、図１１（ｅ）と同様に、進行目標値Ｙはジョイスティック１０の傾斜方向が前進側（０°≦θ＜９０°，２７０°＜θ≦３６０°）である場合に正の値を示し、ジョイスティック１０の傾斜方向が後進側（９０°＜θ＜２７０°）である場合に負の値を示す。
【０２０４】
図１５（ｆ），（ｇ）に、式（３），（４）、図１４の旋回目標値Ｘおよび進行目標値Ｙに基づいて算出される速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍと回転角度θとの関係が示されている。図１５（ｆ），（ｇ）において、縦軸は速度指令信号Ｌｍおよび速度指令信号Ｒｍの値を表し、横軸は回転角度θを表す。
【０２０５】
図１５（ｆ）によれば、速度指令信号Ｌｍは、方向Ｐ１から方向Ｐ２にかけて増加および減少し、方向Ｐ２から方向Ｐ３にかけてほぼ一定の値を示すとともに、方向Ｐ３において０となる。そして、方向Ｐ３から方向Ｐ４にかけてほぼ一定の値を示し、方向Ｐ４から方向Ｐ５にかけて減少および増加する。
【０２０６】
さらに、方向Ｐ５から方向Ｐ７にかけて増加し、方向Ｐ７において０となる。そして、方向Ｐ７から方向Ｐ１にかけて増加する。
【０２０７】
図１５（ｇ）によれば、速度指令信号Ｒｍは、方向Ｐ１から方向Ｐ３にかけて減少するとともに、方向Ｐ３において０となる。そして、方向Ｐ３から方向Ｐ５にかけて減少し、方向Ｐ５から方向Ｐ６にかけて減少および増加する。
【０２０８】
さらに、方向Ｐ６から方向Ｐ７にかけてほぼ一定の値を示すとともに、方向Ｐ７において０となる。そして、方向Ｐ７から方向Ｐ８にかけてほぼ一定の値を示し、方向Ｐ８から方向Ｐ１にかけて増加および減少する。
【０２０９】
図１５（ｆ），（ｇ）に示すように、方向Ｐ３（９０°）および方向Ｐ７（２７０°）において、速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍの値は、ともに０である。
【０２１０】
図１および図２の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂは、それぞれ図１５（ｆ），（ｇ）の速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍに基づいて図１６に示すように回転される。
【０２１１】
図１６は、式（１０），（１１）を用いた場合のジョイスティック１０の傾斜方向と電動車椅子１００の移動方向との関係を説明するための図である。
【０２１２】
図１６にはジョイスティック１０の回転角度θに応じた左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態が実線の矢印ＬＡ，ＲＡおよび白丸ＬＡ，ＲＡにより示されている。なお、図１６の方向Ｐ１〜方向Ｐ８における矢印ＬＡ，ＲＡの大きさおよび方向は、図１５（ｆ），（ｇ）の方向Ｐ１〜方向Ｐ８における矢印と一致する。
【０２１３】
図１６によれば、式（１０），（１１）を用いた場合の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態は、図１０で示した式（６），（７）を用いた場合の左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂの駆動状態と同じである。
【０２１４】
本例においても、使用者は、前進時にも後進時にも、ジョイスティック１０を用いた右方向への旋回の操作により電動車椅子１００を右方向へ旋回させることができ、左方向への旋回の操作により電動車椅子１００を左方向へ旋回させることができる。
【０２１５】
このように、電動車椅子１００の移動方向を指令するための操作を行う場合に、前進時の旋回方向の操作と後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく移動方向を容易に操作することができる。
【０２１６】
上述のように、上記ステップＳ２０において、操作制御部２０が式（１），（２）および式（６），（７）のｘｙ変換式を用いた場合、ｙ軸信号ｙの正負が前進時と後進時とで逆になり、ｘ軸信号ｘを含む関数とｙ軸信号ｙとの積が旋回目標値Ｘとして発生される。これにより、簡単な演算により旋回目標値Ｘの正負を前進時と後進時とで反転させることができる。
【０２１７】
また、上記ステップＳ２０において、操作制御部２０が式（８），（９）および式（１０），（１１）のｘｙ変換式を用いた場合、ｙ軸信号ｙの正負が前進時と後進時とで逆になり、ｘ軸信号ｘの正負が右旋回時と左旋回時とで逆になり、ｙ軸信号ｙ（進行目標値Ｙ）が正である場合にｘ軸信号ｘが旋回目標値Ｘとして発生され、ｙ軸信号ｙ（進行目標値Ｙ）が負である場合にｘ軸信号ｘの正負が反転されて旋回目標値Ｘとして発生される。これにより、簡単な演算により旋回目標値Ｘの正負を前進時と後進時とで反転させることができる。
【０２１８】
本実施の形態においては、図７、図１０、図１３および図１６に示すように、使用者がジョイスティック１０を前後方向に操作していない場合（ｙ軸信号ｙが０である場合）に、電動車椅子１００は旋回しない（速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍが０となる）。これにより、電動車椅子１００が小さな半径で急激に旋回することが防止される。
【０２１９】
また、本実施の形態においては、使用者がジョイスティック１０を所望の方向に傾斜させることによりｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙが生成される。それにより、使用者は容易に車両の移動方向を操作することができる。
【０２２０】
本実施の形態において、左車輪４１ａおよび右車輪４１ｂが第１および第２の駆動輪に相当し、モータドライバ３０ａ，３０ｂ、モータ３１ａ，３１ｂおよび減速器４０ａ，４０ｂが第１および第２の駆動装置に相当し、ジョイスティック１０および操作制御部２０が制御装置を構成し、電動車椅子１００が車両に相当する。
【０２２１】
また、ｙ軸信号ｙが第１の移動指令信号に相当し、ｘ軸信号ｘが第２の移動指令信号に相当し、ジョイスティック１０が操作部に相当し、進行目標値Ｙが進行信号に相当し、旋回目標値Ｘが旋回信号に相当し、目標値算出部２３が信号発生手段に相当し、速度指令信号Ｌｍ，Ｒｍが第１および第２の駆動信号に相当し、加算器２４および減算器２５が信号算出手段に相当する。
【０２２２】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る電動車椅子は以下の点を除き、第１の実施の形態に係る電動車椅子１００と同様の構成および動作を有する。
【０２２３】
本実施の形態に係る電動車椅子は、第１の実施の形態に係る電動車椅子１００のジョイスティック１０に代えて、筋電操作装置を備える。
【０２２４】
図１７は第２の実施の形態に係る電動車椅子の筋電操作装置の構成を示すブロック図であり、図１８は図１７の筋電操作装置において用いられる各種信号の一例を示す図である。
【０２２５】
図１７に示すように、筋電操作装置５０は、複数の筋電センサ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ、筋電信号増幅器５２、全波整流回路５３、ローパスフィルタ５４およびｘｙ軸信号発生装置５５を含む。
【０２２６】
例えば、筋電センサ５１ａは使用者の左腕外側に取り付けられ、筋電センサ５１ｂは使用者の左腕内側に取り付けられる。また、筋電センサ５１ｃは使用者の右腕外側に取り付けられ、筋電センサ５１ｄは使用者の右腕内側に取り付けられる。
【０２２７】
この場合、筋電センサ５１ａにより使用者の左腕の伸筋に基づく筋電信号ｘａ１が検出され、筋電センサ５１ｂにより使用者の左腕の屈筋に基づく筋電信号ｙａ１が検出される。また、筋電センサ５１ｃにより使用者の右腕の伸筋に基づく筋電信号ｘｂ１が検出され、筋電センサ５１ｄにより使用者の右腕の屈筋に基づく筋電信号ｙｂ１が検出される。
【０２２８】
筋電信号ｘａ１，ｙａ１，ｘｂ１，ｙｂ１はそれぞれ筋電信号増幅器５２に与えられる。筋電信号ｘａ１の一例が図１８（ａ）に示されている。図１８（ａ）において、縦軸は筋電信号ｘａ１の値を表し、横軸は時間を表す。
【０２２９】
筋電信号ｘａ１，ｙａ１，ｘｂ１，ｙｂ１はそれぞれ筋電信号増幅器５２により増幅され、筋電信号ｘａ２，ｙａ２，ｘｂ２，ｙｂ２として全波整流回路５３に与えられる。全波整流回路５３により筋電信号ｘａ２，ｙａ２，ｘｂ２，ｙｂ２が全波整流され、筋電信号ｘａ３，ｙａ３，ｘｂ３，ｙｂ３が得られる。筋電信号ｘａ３の一例が図１８（ｂ）に示されている。図１８（ｂ）において、縦軸は筋電信号ｘａ３の値を表し、横軸は時間を表す。
【０２３０】
筋電信号ｘａ３，ｙａ３，ｘｂ３，ｙｂ３はローパスフィルタ５４に与えられる。ローパスフィルタ５４により筋電信号ｘａ３，ｙａ３，ｘｂ３，ｙｂ３の高周波成分が取り除かれる。これにより、筋電信号ｘａ４，ｙａ４，ｘｂ４，ｙｂ４が生成される。筋電信号ｘａ４の一例が図１８（ｃ）に示されている。図１８（ｃ）において、縦軸は筋電信号ｘａ４の値を表し、横軸は時間を表す。生成された筋電信号ｘａ４，ｙａ４，ｘｂ４，ｙｂ４はｘｙ軸信号発生装置５５に与えられる。
【０２３１】
ｘｙ軸信号発生装置５５は、筋電信号ｘａ４，ｙａ４，ｘｂ４，ｙｂ４に基づいてｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙを生成する。図１９は、図１７のｘｙ軸信号発生装置５５におけるｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの生成方法の一例を示す図である。図１９（ａ）〜（ｆ）において、縦軸は筋電信号の値を表し、横軸は時間を表す。
【０２３２】
図１９（ａ），（ｂ）に、筋電信号ｘａ４，ｙａ４が示されている。ｘｙ軸信号発生装置５５は筋電信号ｘａ４に対する筋電信号ｙａ４の差分値を算出する。ｘｙ軸信号発生装置５５は算出された差分値をｘ軸信号ｘとして図１７の操作制御部２０に与える。ｘ軸信号ｘの一例が図１９（ｃ）に示されている。
【０２３３】
図１９（ｄ），（ｅ）に、筋電信号ｘｂ４，ｙｂ４が示されている。ｘｙ軸信号発生装置５５は筋電信号ｘｂ４に対する筋電信号ｙｂ４の差分値を算出する。ｘｙ軸信号発生装置５５は算出された差分値をｙ軸信号ｙとして図１７の操作制御部２０に与える。ｙ軸信号ｙの一例が図１９（ｆ）に示されている。
【０２３４】
ここで、上記の例では、筋電信号ｘａ４，ｙａ４に基づいてｘ軸信号ｘを算出し、筋電信号ｘｂ４，ｙｂ４に基づいてｙ軸信号ｙを算出しているが、筋電信号ｘａ４，ｙａ４に基づいてｙ軸信号ｙを算出し、筋電信号ｘｂ４，ｙｂ４に基づいてｘ軸信号ｘを算出してもよい。
【０２３５】
ｘｙ軸信号発生装置５５は、以下の方法でｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙを生成してもよい。図２０は、図１７のｘｙ軸信号発生装置５５におけるｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙの生成方法の他の例を示す図である。
【０２３６】
本例において、ｘｙ軸信号発生装置５５はニューラルネットワークを用いてｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙを生成する。
【０２３７】
図２０（ａ）には、４つの筋電信号ｘａ４，ｙａ４，ｘｂ４，ｙｂ４に基づいてｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙを生成する例が示されている。図２０（ａ）に示すように、３層からなるパーセプトロンにおいて、第１層のニューロンＮ１1 ，Ｎ１2 ，Ｎ１3 ，Ｎ１4 にそれぞれ筋電信号ｘａ４，ｙａ４，ｘｂ４，ｙｂ４が与えられる。
【０２３８】
その後、筋電信号ｘａ４，ｙａ４，ｘｂ４，ｙｂ４に基づく第１層のニューロンＮ１1 〜Ｎ１4 の出力が第２層のニューロンＮ２1 〜Ｎ２n （ｎは整数）を介して第３のニューロンＮ３1 ，Ｎ３2 に入力される。その結果、４つの筋電信号ｘａ４，ｙａ４，ｘｂ４，ｙｂ４に基づいてｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙが得られる。
【０２３９】
図２０（ｂ）には、２つの筋電信号ｘａ４，ｙａ４に基づいてｘ軸信号ｘを生成し、２つの筋電信号ｘｂ４，ｙｂ４に基づいてｙ軸信号ｙを生成する例が示されている。
【０２４０】
図２０（ｂ）に示すように、３層からなるパーセプトロンにおいて、第１層のニューロンＮ１1 ，Ｎ１2 にそれぞれ筋電信号ｘａ４，ｙａ４が与えられる。
【０２４１】
その後、筋電信号ｘａ４，ｙａ４に基づく第１層のニューロンＮ１1 ，Ｎ１2 の出力が第２層のニューロンＮ２1 〜Ｎ２n （ｎは整数）を介して第３のニューロンＮ３1 に入力される。その結果、２つの筋電信号ｘａ４，ｙａ４に基づいてｘ軸信号ｘが得られる。
【０２４２】
また、３層からなるパーセプトロンにおいて、第１層のニューロンＮ１1 ，Ｎ１2 にそれぞれ筋電信号ｘｂ４，ｙｂ４が与えられる。
【０２４３】
その後、第１層のニューロンＮ１1 ，Ｎ１2 の出力が第２層のニューロンＮ２1 〜Ｎ２n （ｎは整数）を介して第３のニューロンＮ３1 に入力される。その結果、２つの筋電信号ｘｂ４，ｙｂ４に基づいてｙ軸信号ｙが得られる。
【０２４４】
上記のように、筋電操作装置５０によりｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙが生成されるので、使用者は筋電センサ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの取り付けられた右腕および左腕を動かすことにより電動車椅子の移動方向を操作することができる。
【０２４５】
本実施の形態においても、図２の操作制御部２０によりｘｙ変換式が用いられる。それにより、電動車椅子の前進時の旋回方向の操作と電動車椅子の後進時の旋回方向の操作とが同じになるので、使用者は熟練を要することなく電動車椅子の移動方向を容易に操作することができる。
【０２４６】
また、本実施の形態では、筋電センサ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄにより使用者の筋電位が検出され、使用者の筋電位に基づいて筋電信号増幅器５２、全波整流回路５３、ローパスフィルタ５４およびｘｙ軸信号発生装置５５によりｘ軸信号ｘおよびｙ軸信号ｙが生成される。これにより、使用者は筋電センサ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを身体に装着することにより容易に車両の移動方向を操作することができる。
【０２４７】
本実施の形態では、筋電操作装置５０が操作部に相当し、筋電センサ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが検出手段に相当し、ｘｙ軸信号発生装置５５が信号生成手段に相当する。
【０２４８】
（他の変形例）
上記第１および第２の実施の形態では、操作部としてジョイスティック１０または筋電操作装置５０が用いられているが、操作部としてｘ軸方向の駆動およびｙ軸方向の駆動を指令する他の種々のスイッチ等を用いることもできる。
【０２４９】
さらに、上記第１および第２の実施の形態では、信号発生手段および信号算出手段がＣＰＵ等の処理装置およびメモリ等の記憶装置ならびに車両制御プログラムから構成されているが、信号発生手段および信号算出手段のいずれか一方または両方が電子回路等のハードウェアにより構成されていてもよい。
【０２５０】
また、ｘｙ変換式は、上記の式（１），（２）、式（６），（７）、式（８），（９）および式（１０），（１１）に限らず、前進時と後進時とで進行目標値Ｙの正負が逆になり、右旋回時と左旋回時とで旋回目標値Ｘの正負が逆になり、右旋回および左旋回と旋回目標値Ｘの正負との対応関係が前進時と後進時とで反転するのであれば、他の式を用いてもよい。
【０２５１】
上記第１および第２の実施の形態では、本発明を電動車椅子１００に適用した場合について説明したが、本発明は同軸の二輪を備える戦車、ブルドーザ等の他の車両およびその制御装置にも同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２５２】
本発明は、同軸の二輪を備える車両の制御等に有効に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２５３】
【図１】第１の実施の形態に係る電動車椅子の外観斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る電動車椅子の制御系のブロック図である。
【図３】第１の実施の形態に係る車両制御プログラムの一例を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態に係る電動車椅子のジョイスティックの傾斜方向と電動車椅子の移動方向との関係を説明するための図である。
【図５】第１の実施の形態に係る電動車椅子におけるジョイスティックの傾斜方向とｘ軸信号、ｙ軸信号、旋回目標値および進行目標値との関係を説明するための図である。
【図６】第１の実施の形態に係る電動車椅子におけるジョイスティックの傾斜方向と速度指令信号との関係を説明するための図である。
【図７】第１の実施の形態に係る電動車椅子におけるジョイスティックの傾斜方向と電動車椅子の移動方向との関係を説明するための図である。
【図８】式（６），（７）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と旋回目標値および進行目標値との関係を説明するための図である。
【図９】式（６），（７）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と速度指令信号との関係を説明するための図である。
【図１０】式（６），（７）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と電動車椅子の移動方向との関係を説明するための図である。
【図１１】式（８），（９）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と旋回目標値および進行目標値との関係を説明するための図である。
【図１２】式（８），（９）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と速度指令信号との関係を説明するための図である。
【図１３】式（８），（９）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と電動車椅子の移動方向との関係を説明するための図である。
【図１４】式（１０），（１１）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と旋回目標値および進行目標値との関係を説明するための図である。
【図１５】式（１０），（１１）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と速度指令信号との関係を説明するための図である。
【図１６】式（１０），（１１）を用いた場合のジョイスティックの傾斜方向と電動車椅子の移動方向との関係を説明するための図である。
【図１７】第２の実施の形態に係る電動車椅子の筋電操作装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７の筋電操作装置において用いられる各種信号の一例を示す図である。
【図１９】図１７のｘｙ軸信号発生装置におけるｘ軸信号およびｙ軸信号の生成方法の一例を示す図である。
【図２０】図１７のｘｙ軸信号発生装置におけるｘ軸信号およびｙ軸信号の生成方法の他の例を示す図である。
【図２１】従来の電動車椅子のブロック図である。
【図２２】図２２は、従来の電動車椅子におけるジョイスティックの傾斜方向とｘ軸信号、ｙ軸信号および速度指令信号との関係を説明するための図である。
【図２３】従来の電動車椅子におけるジョイスティックの傾斜方向と電動車椅子の移動方向との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【０２５４】
１０  ジョイスティック
２０  操作制御部
２１  ｘ軸信号入力部
２２  ｙ軸信号入力部
２３  目標値算出部
２４  加算器
２５  減算器
３０ａ，３０ｂ  モータドライバ
３１ａ，３１ｂ  モータ
４０ａ，４０ｂ  減速器
４１ａ  左車輪
４１ｂ  右車輪
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ  筋電センサ
５２  筋電信号増幅器
５３  全波整流回路
５４  ローパスフィルタ
５５  ｘｙ軸信号発生装置
１００  電動車椅子
１２０  操作ボックス
Ｌｍ，Ｒｍ  速度指令信号
ｘ  ｘ軸信号
Ｘ  旋回目標値
ｙ  ｙ軸信号
Ｙ  進行目標値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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