(57)【要約】【課題】動力車又はパワーアシスト付動力車において、走行時の直進安定性向上、片流れ・ふらつき等の防止、操作時の安全性向上を図る。【解決手段】動力付車椅子１は、左右独立に駆動されて推進と操舵とに兼用される駆動車輪３を備える。車体２に備えられ操作部６に加えられた操作外力は外力検出手段７で検出され、制御手段８により推進方向の外力と操舵方向の外力とに分離される。この外力に基づいて駆動車輪３に推進と操舵のためのアシスト力を発生させる制御方式として、トルク制御、位置制御、速度制御、加速度制御のいずれかの方式が設定され、かつ、推進方向と操舵方向との各々に対し制御方式の中で異なる方式が設定される。制御方式の設定は、操作者が操作部に加える外力及び路面状況（傾斜、不整地、凹凸路等）に応じて選択設定される。【選択図】　図１
2004120875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の左右に配され左右独立に駆動されて推進と操舵とに兼用される駆動車輪と、前記各駆動車輪を駆動する駆動部と、車体に備えられた操作部と、前記操作部に配され該操作部に加えられた外力を検出する外力検出手段と、前記外力検出手段で検出された外力に基づいて前記駆動車輪に所定のアシスト力を発生させるための指令値を算出し前記駆動部に出力する制御手段とを備えた動力車において、
前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された外力を推進方向の外力と操舵方向の外力とに分離し、それぞれの外力に基づいて前記駆動車輪に推進と操舵のためのアシスト力を発生させる制御方式を、トルク制御、位置制御、速度制御、加速度制御のいずれかの方式に設定でき、かつ、推進方向と操舵方向との各々に対し前記制御方式の中で異なる方式に設定できるようにしたことを特徴とする動力車。
【請求項２】
車体の左右に配され左右独立に駆動されて推進と操舵とに兼用される駆動車輪と、前記各駆動車輪を駆動する駆動部と、乗車した人が操作を行うため車体に備えられた操作器と、前記操作器からの出力に基づいて前記駆動車輪に所定の駆動力を発生させるための指令値を算出し前記駆動部に出力する制御手段とを備えた動力車において、
前記制御手段は、前記操作器からの出力を推進方向の出力と操舵方向の出力とに分離し、それぞれの出力に基づいて前記駆動車輪に推進と操舵のための駆動力を発生させる制御方式を、トルク制御、位置制御、速度制御、加速度制御のいずれかの方式に設定でき、かつ、推進方向と操舵方向との各々に対し前記制御方式の中で異なる方式に設定できるようにしたことを特徴とする動力車。
【請求項３】
前記制御手段は、外力検出手段又は操作器からの出力に基づいて推進方向及び操舵方向の各々に設定される制御方式を、トルク制御、位置制御、速度制御、加速度制御のいずれかに切り替える制御切替部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項４】
前記制御手段は、
推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御による推進力を駆動車輪に発生させ、
操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき速度制御による操舵力を駆動車輪に発生させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項５】
前記制御手段は、駆動車輪の回転数から加速度を計算する加速度検出手段を備え、
推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御による推進力を駆動車輪に発生させ、
操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力及び前記加速度検出手段による加速度検出値に基づき加速度制御による操舵力を駆動車輪に発生させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項６】
路面の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段を備え、
前記制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角度の大きさに基づき、外力検出手段又は操作器の出力に対応した駆動力を発生させるための指令値の算出に用いるアシストゲインを変えることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の動力車。
【請求項７】
前記制御手段は、
推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御による推進力を駆動車輪に発生させ、
操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき位置制御による操舵力を駆動車輪に発生させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項８】
前記制御手段は、
推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御又は加速度制御による推進力を駆動車輪に発生させ、
操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力が予め設定した旋回制限値以内であれば位置制御を選び、旋回制限値外であれば速度制御を選んで、前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき、前記選ばれた制御方式による操舵力を駆動車輪に発生させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項９】
路面の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段を備え、
前記制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角度の大きさに基づき位置制御又は速度制御のゲイン又は前記旋回制限値を変えることを特徴とする請求項８記載の動力車。
【請求項１０】
路面の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角値に応じて速度制御、加速度制御、位置制御のいずれかの制御方式を選択し、
推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御による推進力を駆動車輪に発生させ、
操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき、前記選択された制御方式による操舵力を駆動車輪に発生させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項１１】
路面の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段を備え、
前記制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角度が予め設定されている値以上となり坂道の昇降と判断された場合、
推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づき速度制御による推進力を駆動車輪に発生させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項１２】
前記制御手段は、
推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力が予め設定した停止制限値以内であれば、推進方向の位置変位を０とする位置制御とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項１３】
前記制御手段は、
推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力が予め設定した停止制限値以内であれば、推進方向の速度を０とする速度制御とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力車。
【請求項１４】
前記制御手段は、路面傾斜角度、走行速度、及び駆動車輪を駆動する駆動モータの電流値の３つの関係情報を記憶した記憶部を備え、
前記傾斜角検出手段は、前記制御手段により検出した前記走行速度及びモータ電流値と前記記憶部の情報に基づいて路面傾斜角度を推定することを特徴とする請求項６又は請求項９又は請求項１１に記載の動力車。
【請求項１５】
前記傾斜角検出手段は、ポテンショメータと、このポテンショメータの回転軸に連結され鉛直下方を指示する重りとから構成されていることを特徴とする請求項６又は請求項９又は請求項１１に記載の動力車。
【請求項１６】
前記傾斜角検出手段を、推進方向と直交する方向に備えたことを特徴とする請求項１５記載の動力車。
【請求項１７】
前記制御手段は、前記傾斜角検出手段が推進方向に直交する方向の路面の傾斜を検出した際、操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき速度制御による操舵力を駆動車輪に発生させることを特徴とする請求項１６記載の動力車。
【請求項１８】
前記傾斜角検出手段は、駆動モータの回転数及び電流値を検出する走行状態検出手段を備え、検出した駆動モータの回転数から算出した左右の駆動車輪の走行速度が略同じであり、かつ、検出した左右のモータ電流値が一定時間以上異なる場合、推進方向に直交する方向に路面が傾斜していると判断することを特徴とする請求項６又は請求項９又は請求項１１に記載の動力車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上にいる操作者が外部から操作する車椅子、ゴルフカート、電動配膳車、手術台、工場用運搬台車等のパワーアシスト付動力車、又は乗車者が自ら操作器を操作する動力車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、人力を動力によって補助するパワーアシスト付きの動力車又は乗車者が自ら操作器を操作する自走式の動力車が知られている。例えば、図２８に示される動力車４０は、車体４１に駆動車輪４２と自在車輪４３を有し、車体４１に設けられた操作ハンドル４４に加えられた外力の大きさに応じて、駆動車輪４２を駆動するものである。このようなパワーアシスト付動力車は、操作ハンドル４４に加えられた外力を、車体４１の中心軸方向の外力と左右方向の外力とに分けて検出し、それぞれ推進方向、操舵方向の制御信号として用いて、左右の駆動車輪４２の回転を独立に制御するようになっている。走行及び操舵の両方に対してパワーアシストする動力車４０は、操作者の人力により加えられた外力の大きさに応じて駆動トルクのアシスト力を駆動源に発生させて走行（推進）したり、進行方向の変更動作（操舵）をすることができる。そして、矢印Ａ１で示されるように進行方向側から操作者が動力車４０を引き、車体４１の進行方向前方に駆動車輪４２、後方に自在車輪４３がある状態で動力車４０を操作する場合、動力車４０は、操作者の操作による外力に柔軟に追従して動作することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３０３２６９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した動力車４０は、図２９に示されるように、駆動車輪４２の側から押して矢印Ａ２方向に走行動作をさせる場合、自在車輪４３と重心Ｇが駆動車輪４２よりも前方にあるので、特に傾斜路、不整地、凹凸地等において動力車を操作した場合、単純な駆動トルクの制御によるだけでは滑らかな推進動作や操舵運転をすることが困難な場合がある。また、図３０に示されるように、もっぱら操作者が矢印Ａ３の方向に押しながら運転する動力付車椅子５０においても同様の問題が発生する場合がある。一般に、操作者から見て駆動車輪が自在車輪よりも操作者に近い位置にあり、重心が駆動車輪より遠い位置にあるとき、パワーアシスト付動力車を押して直進させようとしても左右に振れやすく、安定に直進させることができないことがある。このことは路面の状況にも依存する。例えば、図３１に示されるように、操作ハンドル１０１を介してパワーアシストが得られる動力付車椅子１００を、路面Ｓが水平でない斜面上で、傾斜方向に対して横方向Ｄに移動させようとした場合、従来の単純な駆動トルクの制御による動力車は、斜面下方Ｃに向けて車体が流れるいわゆる片流れが発生し、これを修正しようとハンドル操作をすると蛇行してしまうことになる。また、傾斜路、不整地、凹凸路等のような平坦でない路面を走行する場合、駆動トルクのみの制御によるパワーアシストでは動力車の走行速度を安定して一定にすることが難しい場合があり、また、自走式の動力車においても同様の問題が起きることがある。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解消するものであって、人が操作器を用いて操作する動力車（電動カート、電動運搬車等）や人の操作力を検知して人の操作力を補助するパワーアシスト付動力車において、走行時の直進安定性向上、片流れ・ふらつき等の防止、操作時の安全性向上を図ることができる動力車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及び発明の効果】
上記の課題を達成するために、請求項１の発明は、車体の左右に配され左右独立に駆動されて推進と操舵とに兼用される駆動車輪と、前記各駆動車輪を駆動する駆動部と、車体に備えられた操作部と、前記操作部に配され該操作部に加えられた外力を検出する外力検出手段と、前記外力検出手段で検出された外力に基づいて前記駆動車輪に所定のアシスト力を発生させるための指令値を算出し前記駆動部に出力する制御手段とを備えた動力車において、前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された外力を推進方向の外力と操舵方向の外力とに分離し、それぞれの外力に基づいて前記駆動車輪に推進と操舵のためのアシスト力を発生させる制御方式を、トルク制御、位置制御、速度制御、加速度制御のいずれかの方式に設定でき、かつ、推進方向と操舵方向との各々に対し前記制御方式の中で異なる方式に設定できるようにしたものである。
【０００７】
上記構成においては、動力車を操作する操作者が操作部に外力を加えて動力車を走行させるとき、その外力及び路面状況（傾斜、不整地、凹凸路等）に応じた制御方法を設定することができ、走行時の直進安定性の向上、片流れ・ふらつき等の防止、パワーアシスト操作時の安全性の向上が図れる。
【０００８】
請求項２の発明は、車体の左右に配され左右独立に駆動されて推進と操舵とに兼用される駆動車輪と、前記各駆動車輪を駆動する駆動部と、乗車した人が操作を行うため車体に備えられた操作器と、前記操作器からの出力に基づいて前記駆動車輪に所定のアシスト力を発生させるための指令値を算出し前記駆動部に出力する制御手段とを備えた動力車において、前記制御手段は、前記操作器からの出力を推進方向の出力と操舵方向の出力とに分離し、それぞれの出力に基づいて前記駆動車輪に推進と操舵のための駆動力を発生させる制御方式を、トルク制御、位置制御、速度制御、加速度制御のいずれかの方式に設定でき、かつ、推進方向と操舵方向との各々に対し前記制御方式の中で異なる方式に設定できるようにしたものである。
【０００９】
上記構成においては、動力車に乗車した操作者が、例えばジョイスティックからなる操作器を前後、左右、又は斜め方向に操作して動力車を走行させるとき、その操作内容及び路面状況（傾斜、不整地、凹凸路等）に応じた制御方法を設定することができ、走行時の直進安定性の向上、片流れ・ふらつき等の防止、駆動運転時の安全性の向上が図れる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、前記制御手段は、外力検出手段又は操作器からの出力に基づいて推進方向及び操舵方向の各々に設定される制御方式を、トルク制御、位置制御、速度制御、加速度制御のいずれかに切り替える制御切替部を備えるものである。
【００１１】
上記構成においては、路面状況（傾斜、不整地、凹凸路等）に応じて制御方法を順次切り替えることができ、走行時の直進安定性の向上、片流れ・ふらつき等の防止、操作時の安全性の向上が図れる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、前記制御手段は、推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御による推進力を駆動車輪に発生させ、操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき速度制御による操舵力を駆動車輪に発生させるものである。
【００１３】
上記構成においては、操舵方向について、操舵の角度変更を速度制御するので、角速度制御ということになり、この操舵の角速度制御によると、斜面走行時の重力の影響による不測の急旋回や、摩擦抵抗が小さい路面を走行する際などにおける急激な振らつきが防止できる。さらに、角速度制御によると、角速度を制御していない角度制御やトルク制御と比較した場合、慣性力の影響を防ぐことができ、旋回／ふらつきに対する安定性が向上する効果がある。斜面や摩擦抵抗が小さい路面を走行する時に、操舵方向への不測の急旋回や、滑りによる片流れを防止できる。また、推進方向について、４制御方式の中では、同じ駆動バッテリ容量に対して走行距離が最も長く、パワー効率が良いトルク制御方式を用いているのでバッテリの消耗を抑えることができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、前記制御手段は、駆動車輪の回転数から加速度を計算する加速度検出手段を備え、推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御による推進力を駆動車輪に発生させ、操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力及び前記加速度検出手段による加速度検出値に基づき加速度制御による操舵力を駆動車輪に発生させるものである。
【００１５】
上記構成においては、操舵方向について、加速度制御すなわち操舵角加速度制御をすることにより、トルク制御で操舵方向の制御を行うよりは、重力や慣性力の影響を受けにくい効果があり、また、操舵方向の制御を速度制御で行うよりも操作感に自然な感じが得られる。力と加速度の関係は比例するからである。また、前述と同様に、旋回／ふらつきに対する安定性が向上する利点があり、斜面や摩擦抵抗が小さい路面を走行時に操舵方向の不測の急旋回や、片流れするのを防止でき、操舵方向について自然な操舵感が得られる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５記載の動力車において、路面の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段を備え、前記制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角度の大きさに基づき、外力検出手段又は操作器の出力に対応した駆動力を発生させるための指令値の算出に用いるアシストゲインを変えるものである。
【００１７】
上記構成においては、傾斜が大きくなるにつれ駆動力を増すことができる。これにより、動力車が傾斜路を走行するときの問題、つまり、操舵方向（動力車の左右方向）にかかる重力の大きさが路面の傾斜角度によって変化するため操舵方向についてきめ細かい制御を行うことができないという問題を解決できる。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、前記制御手段は、推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御による推進力を駆動車輪に発生させ、操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき位置制御による操舵力を駆動車輪に発生させるものである。
【００１９】
上記構成においては、操舵方向について位置制御、すなわち操舵角を制御する角度制御とするので、走行直進性が良好となり、また、操舵方向の外力検出値が０の時に制御の効果（走行直進性）が最も高くなる。操舵方向について、トルク制御を行うよりは、角度制御のほうが、重力や慣性力の影響を受けにくい効果があり、旋回／ふらつきに対する安定性が向上する。斜面や摩擦抵抗が小さい路面を走行時に操舵方向に予期せぬ急旋回や片流れを防止できる。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、前記制御手段は、推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御又は加速度制御による推進力を駆動車輪に発生させ、操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力が予め設定した旋回制限値以内であれば位置制御を選び、旋回制限値外であれば速度制御を選んで、前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき、前記選ばれた制御方式による操舵力を駆動車輪に発生させるものである。
【００２１】
上記構成においては、操舵方向について、直進に近い場合のみ走行直進性が良好な角度制御とし、旋回成分が大きくなると操作感の良い角速度制御とするとしたので、操作性が改善する。直線走行時の片流れ、ふらつき等を防止して直進性が向上すると共に、旋回時は速度制御（角速度制御）となって、位置制御（角度制御）による旋回時のぎくしゃく感がなくなり、傾斜地を含む旋回操作性が良好となる。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項８記載の動力車において、路面の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段を備え、前記制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角度の大きさに基づき位置制御又は速度制御のゲイン又は前記旋回制限値を変えるものである。
【００２３】
上記構成においては、操舵方向について、検出した路面の傾斜角度に基づいて、位置制御（操舵角制御）や速度制御（操舵角速度制御）において現在値を目標値に近付けるために行うＰＩ制御等の制御のゲインを変化させることができるので、傾斜が大きくなるにつれ片流れが大きくなるという問題を解決することができる。また、検出した路面の傾斜角度に基づいて、操舵方向について位置制御と速度制御を切り替える判断基準である旋回制限値を変えるので、前記同様に傾斜が大きくなるにつれ片流れが大きくなるという問題を解決することができる。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、路面の傾斜角を検出する傾斜角検出手段を備え、前記制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角値に応じて速度制御、加速度制御、位置制御のいずれかの制御方式を選択し、推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づきトルク制御による推進力を駆動車輪に発生させ、操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき、前記選択された制御方式による操舵力を駆動車輪に発生させるものである。
【００２５】
上記構成においては、操舵方向について、傾斜角値に基づいて、傾斜路走行と判断した場合、速度制御を行い、傾斜路以外では、加速度制御又は位置制御を行うというふうに速度制御を行う状況を限定することができるので、パワー効率が悪い速度制御を減らしてバッテリの消耗を延ばすことができると共に、走行効率をできるだけ落とさずに路面状態に対応して、違和感のない操作感とすることができる。
【００２６】
請求項１１の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、路面の傾斜角度を検出する傾斜角検出手段を備え、前記制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角度が予め設定されている値以上となり坂道の昇降と判断された場合、推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力に基づき速度制御による推進力を駆動車輪に発生させるものである。
【００２７】
上記構成においては、路面の傾斜がある一定値以上であれば推進方向について速度制御とするので、傾斜路走行時においても登坂／降坂の速度を一定に保つことができ、操作の違和感をなくすことができる。
【００２８】
請求項１２の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、前記制御手段は、推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力が予め設定した停止制限値以内であれば、推進方向の位置変位を０とする位置制御とするものである。
【００２９】
上記構成においては、動力車の操作者が操作部又は操作器に加える推進方向の外力（操作力）が停止制限値より小さい場合、例えば、軽く操作ハンドルを握っているだけの場合、推進方向について位置制御とし、その位置制御の指令値をゼロとするので、坂道であっても、動力車を制御して容易に動力車の移動を停止させておくことができる。
【００３０】
請求項１３の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力車において、前記制御手段は、推進方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた推進方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた推進方向の出力が予め設定した停止制限値以内であれば、推進方向の速度を０とする速度制御とするものである。
【００３１】
上記構成においては、坂道において動力車を停止させる場合、速度を完全にゼロに固定できずに車体が微妙に降下と上昇が繰り返して斜面下方に下ろうとするので、操作者に対し、現在、坂道に停留中であり、操作部又は操作器から手を放さないように注意を喚起する効果があり、操作者にとって不安全であることが分かり易い。
【００３２】
請求項１４の発明は、請求項６又は請求項９又は請求項１１に記載の動力車において、前記制御手段は、路面傾斜角度、走行速度、及び駆動車輪を駆動する駆動モータの電流値の３つの関係情報を記憶した記憶部を備え、前記傾斜角検出手段は、前記制御手段により検出した前記走行速度及びモータ電流値と前記記憶部の情報に基づいて路面傾斜角度を推定するものである。
【００３３】
上記構成においては、予め求めた路面傾斜角度、走行速度、及び駆動モータ電流値のデータテーブル及び、制御手段により検出した走行速度及びモータ電流値に基づき、特別なハードウェアを用いることなく、路面傾斜角度を推定することができる。
【００３４】
請求項１５の発明は、請求項６又は請求項９又は請求項１１に記載の動力車において、前記傾斜角検出手段は、ポテンショメータと、このポテンショメータの回転軸に連結され鉛直下方を指示する重りとから構成されているものである。
【００３５】
上記構成においては、路面の傾斜角度の変化を、ポテンショメータの回転軸の回転角の変化に変え、その回転角の変化をポテンショメータの抵抗値の変化として検出することができ、安価な傾斜角検出手段を提供することができる。
【００３６】
請求項１６の発明は、請求項１５記載の動力車において、前記傾斜角検出手段を、推進方向と直交する方向に備えたものである。
【００３７】
上記構成においては、傾斜角検出手段により、推進方向と直交する方向の路面の傾斜角度を検出することができるので、走行路面が推進方向には傾斜していないが、推進方向と直交する方向に傾斜している場合にも対応した制御ができ、路面の傾斜状態による動力車の片流れを防止するための対策を取ることができる。
【００３８】
請求項１７の発明は、請求項１６記載の動力車において、前記制御手段は、前記傾斜角検出手段が推進方向に直交する方向の路面の傾斜を検出した際、操舵方向について前記外力検出手段からの出力を分離して得られた操舵方向の外力又は前記操作器からの出力を分離して得られた操舵方向の出力に基づき速度制御による操舵力を駆動車輪に発生させるものである。
【００３９】
上記構成においては、車体の左右方向の路面の傾斜を検出した際、操舵方向について速度制御（角速度制御）とするので、傾斜角度によらず左右の駆動モータの回転速度を同じにすることができ、走行直進性が向上し、路面の傾斜による片流れ、ふらつきを防止することができる。また、路面が傾斜していない場合は、左右の駆動モータを、操舵方向についてトルク制御とすれば、パワー効率が良くなりバッテリ寿命を延ばすことができる。
【００４０】
請求項１８の発明は、請求項６又は請求項９又は請求項１１に記載の動力車において、傾斜角検出手段は、駆動モータの回転数及び電流値を検出する走行状態検出手段を備え、検出した駆動モータの回転数から算出した左右の駆動車輪の走行速度が略同じであり、かつ、検出した左右のモータ電流値が一定時間以上異なる場合、推進方向に直交する方向に路面が傾斜していると判断するものである。
【００４１】
上記構成においては、駆動モータの回転数とモータ電流値とから、計算により簡便に、推進方向に直交する方向の傾斜角度を推定することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る動力車について、図面を参照して説明する。図面中の共通する部材には同一符号を付して重複説明を省略する。まず、パワーアシスト付きの動力車について説明され、パワーアシストのない自走式の動力車については後述される。図１に示されるように、人を乗せて後方から押して移動する動力車であるパワーアシスト付車椅子１は、座席を構成する車体２の中央付近の左右に駆動車輪３を有し、その前方に１対の自在車輪４を有している。左右の駆動車輪３はそれぞれ駆動モータ５により独立に駆動され、その駆動動力源は着脱可能なバッテリ５１による。また、車体２の後方にある操作部６は、地上にいる人が歩きながら車椅子１を操作するため掴むハンドルであり、操作部６の固定部には操作部６に加えられる操作者からの外力を検出する外力検出手段７が備えられている。操作部６に人が前後方向６ａ（推進方向）および左右方向６ｂ（操舵方向）に車椅子１を操作する外力を加えると外力検出手段７により人の操作力が検出され、その情報が制御手段８に伝達されると共に、制御手段８から駆動モータ５にモータ駆動指令が出される。人の操作力の方向が前後方向６ａであれば推進方向Ｆと後退方向Ｂに、また左右方向６ｂであれば、右旋回方向Ｒと左旋回方向Ｌに車椅子１の走行方向が向くように、個別のモータ駆動指令により駆動車輪３が個別に回転駆動されて車椅子１が走行運転される。車椅子１の走行状態は、走行状態検出手段９により左右駆動モータ５の回転数と駆動電流が検出され、その出力信号が制御手段８に伝達されることにより、制御手段８により把握される。駆動モータの回転数の計測は、例えば、駆動モータ５に配されたエンコーダにより行われる。
【００４３】
車椅子１の制御と動作について説明する。制御手段９は、検出された人の操作力の大きさに応じて左右にある駆動車輪３を制御し、人の操作負荷を低減するように駆動モータ５の駆動トルクを調整する。車椅子１の場合、駆動車輪３は車椅子１の左右に、また、自在車輪４は駆動車輪の前部左右に配されており、駆動車輪３が左右同じ回転数で回転すると、車椅子１は前後方向（矢印Ｆ，Ｂ）に移動する。また、駆動車輪３の回転数を左右で異なる回転数にすると車椅子１を旋回（矢印Ｒ，Ｌ）させることができる。
【００４４】
また、制御の手順と内容を、図２及び図３を参照して説明する。操作部６に加えられた外力は、外力検出手段７により検出され、制御手段８において推進方向の外力と操舵方向の外力とに分解される。制御手段８は、推進方向の外力に所要の増幅率を乗ずることで推進力を算出すると共に、操舵方向の外力に所要の増幅率を乗ずることで操舵力を算出し、駆動モータ５を介して駆動車輪３に推進と操舵のためのアシスト力を発生させる。このとき、制御手段８は、アシスト力を発生させる制御方式を、操作部６に加えられた外力を構成する推進方向の外力検出値及び操舵方向の外力検出値に基づいて、（１）トルク制御、（２）位置制御、（３）速度制御、（４）加速度制御からなる４つの制御方式のいずれかの方式に設定でき、かつ、推進方向と操舵方向との各々に対しこれらの制御方式の中で異なる方式に設定することができる。例えば、操作部６に加えられた外力を構成する推進方向の外力検出値又は操舵方向の外力検出値の大小に注目し、それぞれの値について略０に近い範囲とそれ以外の範囲で制御方式を切り替えることができる。また、前記力検出値の変化速度に注目し、外力の急な変化と穏やかな変化に対し制御方式を切り替えることができる。さらに、前記力検出値に基づくと共に、駆動モータ５に配置したエンコーダにより得られた駆動モータの現在の回転数値若しくはそれから算出した回転速度、又は走行状態検出手段９により検出された左右モータ電流値に基づいて、制御方式を切り替えることにすると、より細かく制御でき、滑らかな安定した車椅子１の操作を実現することができる。
【００４５】
上記のように、制御手段８による制御は、図３に示されるように、推進方向と操舵方向とにそれぞれ分けて行われる。左右モータ回転数、左右モータ電流値、及び推進・操舵方向外力に基づいて、制御手段の有する制御切替部により、制御方式が切り替えられる。
【００４６】
（制御概念と用語）
ここで、以下において説明される動力車一般の制御概念及び用語の説明をする。推進方向は、動力車の中心軸方向であって押す方向である前方と引く方向である後方がある。推進力は、左右駆動輪に発生したアシスト力の平均値であり、動力車の重心の直線移動に関係し、正負の値をとり、正の場合、前進移動、負の場合、後退移動となる。操舵方向は、動力車の例えば重心回りの回転方向であり、右旋回と左旋回がある。操舵力は、前記左右旋回を引き起こす力であり、回転方向により正負の符号が与えられる。トルク制御は、駆動車輪に供給されるエネルギに注目した制御であり、モータ電流と電圧からなる供給電力に関係する。位置制御は、推進方向と操舵方向で意味合いが異なる。推進方向の位置制御は、直線移動距離に注目した制御であり、左右駆動車輪の平均回転数に関係する。操舵方向の位置制御は、操舵角つまりある時点における推進方向から次の時点における推進方向へ車体の旋回により車体の方向が変化するときの角度（操舵角）に注目した制御であり、左右駆動輪の回転数の差に関係する。同様に、推進方向の速度制御と加速度制御は、左右駆動車輪の平均回転速度と加速度に関係する。また、操舵方向の速度制御と加速度制御は、操舵角の時間変化量である操舵角速度と、さらにその時間変化量である操舵角加速度の制御であり、左右駆動車輪の回転速度差と回転加速度差に関係する。片流れとは、動力車が走行中に、操作者の意図する操舵の方向と異なる方向に、例えば、進行方向の左又は右のいずれか一方に移動しようとする現象である。片流れは、動力車が斜面上を走行しているとき斜面下方（谷側）に移動しようとして発生する。また、平坦地を走行中においても、駆動車輪と地面との摩擦係数が左右の駆動車輪について異なる場合、斜面上と同様に片流れが発生する。
【００４７】
（自走式車椅子）
次に、本発明の実施形態に係る動力車の他の例を、図４及び図５に示す。自走式車椅子２０は、車椅子２０に乗車する人が自ら車椅子２０を操作する操作器１０を乗車者の前側面位置に備えている。この操作器１０に設けられたジョイスティック操作レバー１０ａにより推進と操舵の操作が行われる。操作レバー１０ａは、下端を回転自在に支持されており、操作レバー１０ａを倒した方向角及び垂直方向からの傾斜角が操作レバー１０ａ下端の支持部に設けられた操作検出手段７ａにより検出され、これらの値が操作器１０から制御手段８に出力される。ここで、操作レバー１０ａを倒した方向が、車椅子２０を進めようとする方向すなわち操舵方向に対応し、操作レバー１０ａの傾斜角が、車椅子２０を走行させようとする速度、加速度、又は距離に対応する。傾斜角は、正負の符号を有しており前に倒せば前進、後ろに倒せば後退となり、またその大きさに対応して速度等の大きさが変化する。制御手段８は、この出力をもとに推進方向の出力と操舵方向の出力とに分離し、それぞれの出力に基づいて前記駆動車輪に推進と操舵のための駆動力を発生させるための指令値を算出し、左右駆動モータに駆動指令を出力する。制御手段８は、駆動力を発生させる制御方式を、操作器１０からの出力に基づいて、推進方向と操舵方向との各々に対し前記４つの制御方式の中で異なる方式に設定することができる。
【００４８】
（パワーアシスト付動力車）
また、パワーアシスト付台車２２は、図５（ａ）（ｂ）に示されるように、車体２の中央左右下部に駆動車輪３を備え、車体２の中心軸上前後下部に自在車輪４を備えていいる。車体手前上部には操作部６が外力検出部７を介して設けられている。操作部６に、前後の押し引きに左右回転のひねり動作を加えた外力を加えると、その外力が外力検出手段７により検出されると共に制御手段８に情報が出力される。制御手段８は、その情報をもとに推進と操舵のアシスト力を発生させるための指令値を算出し、指令値に基づいて駆動モータを制御する。制御手段８は、アシスト力を発生させる制御方式を、操作部６に加えられた外力に基づいて、推進方向と操舵方向との各々に対し前記４つの制御方式の中で異なる方式に設定することができる。
【００４９】
（推進・操舵：ともにトルク制御）
次に、図６乃至図９を参照して、推進方向及び操舵方向について同じ制御方式を用いた場合の制御フローを説明する。以後の説明において、動力車として図１に示されるパワーアシスト付きの車椅子１が想定されているが、以下の説明の対象は、この車椅子１に限定されるものでなく、パワーアシスト付台車２２をも対象としている。また、自走式の車椅子２０についても、外力がない点を除いて、同様の説明を適用することができる。図６に、制御手段８により行われるトルク制御によるパワーアシストのフローチャートを示す。パワーアシスト制御のスタートの後、操作部６に加えられた外力は外力検出手段７において検出される（Ｓ１１）。この情報は制御手段８に伝達され、制御手段８において推進方向の外力と操舵方向の外力とに分離される（Ｓ１２）。検出された推進方向の外力に所要のトルク増幅率を乗ずることで推進トルク指令値を算出し、また、操舵方向の外力にも所要のトルク増幅率を乗ずることで操舵トルク指令値が算出される（Ｓ１３）。推進トルク指令値及び操舵トルク指令値は、左右各々のモータを駆動する駆動部へ出力する左右指令値として再計算され（Ｓ１４）、駆動部へ出力される（Ｓ１５）。右指令値、左指令値を受け取った駆動部は、指令値をもとに所要の駆動電流を左右駆動モータに通電して指令値に基づくトルクを有するアシスト力を駆動車輪に発生させる。制御手段８は、所定の制御周期で、ステップＳ１１〜Ｓ１５を繰り返してトルク制御を継続する。
【００５０】
（推進・操舵：ともに位置制御）
図７に、制御手段８により行われる位置制御によるパワーアシストのフローチャートを示す。同フローにおいて外力の検出及び分離（Ｓ２１，Ｓ２２）は前記トルク制御の場合と同様である。検出された推進方向の外力に所要の距離増幅率を乗ずることで推進距離指令値を算出し、また、操舵方向の外力には所要の角度増幅率を乗ずることで操舵角指令値が算出される（Ｓ２３）。推進距離指令値及び操舵角指令値は、左右各々のモータを駆動する駆動部へ出力する左右指令値として再計算され（Ｓ２４）、駆動部へ出力される（Ｓ２５）。右指令値、左指令値を受け取った駆動部は、指令値をもとに所要の駆動電流を左右駆動モータに通電して指令値に基づく移動距離及び旋回角（操舵角）を得るべく左右駆動車輪の回転量をそれぞれ制御して回転させる。駆動モータ５には、駆動モータの回転数、従って、駆動車輪の回転数を検出可能なエンコーダ等の制御機器を備えることで、左右指令値になるように、位置制御のフイードバックが行われる。制御手段８は、所定の制御周期で、ステップＳ２１〜Ｓ２５を繰り返して位置制御を継続する。
【００５１】
（推進・操舵：ともに速度制御）
図８に、制御手段８により行われる速度制御によるパワーアシストのフローチャートを示す。同フローにおいて外力の検出及び分離（Ｓ３１，Ｓ３２）は前記トルク制御の場合と同様である。検出された推進方向の外力に所要の速度増幅率を乗ずることで推進速度指令値を算出し、また、操舵方向の外力には所要の角速度増幅率を乗ずることで操舵角速度指令値が算出される（Ｓ３３）。推進速度指令値及び操舵角速度指令値は、左右各々のモータを駆動する駆動部へ出力する左右指令値として再計算され（Ｓ３４）、駆動部へ出力される（Ｓ３５）。右指令値、左指令値を受け取った駆動部は、指令値をもとに所要の駆動電流を左右駆動モータに通電して指令値に基づく推進速度及び操舵角速度を得るべく左右駆動車輪の回転速度をそれぞれ制御して回転させる。駆動モータ５には、駆動モータの回転速度、従って、駆動車輪の回転速度を検出可能なエンコーダ又はタコメータ等の制御機器を備えることで、左右指令値になるように、速度制御と角速度制御のフイードバックが行われる。制御手段８は、所定の制御周期で、ステップＳ３１〜Ｓ３５を繰り返して速度制御を継続する。
【００５２】
（推進・操舵：ともに加速度制御）
図９に、制御手段８により行われる加速度制御によるパワーアシストのフローチャートを示す。同フローにおいて外力の検出及び分離（Ｓ４１，Ｓ４２）は前記トルク制御の場合と同様である。検出された推進方向の外力に所要の加速度増幅率を乗ずることで推進加速度指令値を算出し、また、操舵方向の外力には所要の角加速度増幅率を乗ずることで操舵角加速度指令値が算出される（Ｓ４３）。推進加速度指令値及び操舵角加速度指令値は、左右各々のモータを駆動する駆動部へ出力する左右指令値として再計算され（Ｓ４４）、駆動部へ出力される（Ｓ４５）。右指令値、左指令値を受け取った駆動部は、指令値をもとに所要の駆動電流を左右駆動モータに通電して指令値に基づく推進加速度及び操舵角加速度を得るべく左右駆動車輪の回転をそれぞれ制御して回転させる。駆動モータ５には、駆動モータの回転加速度、従って、駆動車輪の回転加速度を検出可能なエンコーダ又はタコメータ等の制御機器を備えることで、左右指令値になるように、加速度制御と角加速度制御のフイードバックが行われる。制御手段８は、所定の制御周期で、ステップＳ４１〜Ｓ４５を繰り返して加速度制御を継続する。
【００５３】
上記では、推進方向と操舵方向について共に同じ制御方式を行う制御フローを説明したが、以下では、推進方向と操舵方向とで異なる制御方式を用いる場合について説明する。本発明において用いられる制御方式には、（１）トルク制御、（２）位置制御、（３）速度制御、（４）加速度制御の４種類があり、これらの中から推進方向と操舵方向に対して異なる制御方式を選択して切り替える制御切替部が制御手段に備えられている。制御切替には、制御方式を切り替えるタイミングの決定が必要であり、この決定は、走行状態検出手段における検知センサを用いて行われる。得られたセンサ出力をもとに、推進方向と操舵方向のそれぞれの制御方式が切り替えられる。走行状態検知センサとして、例えば、路面の傾斜角度を検出するセンサや路面の凹凸を検出するセンサ、負荷を検出するセンサなどが用いられる。このように、路面状況（路面の傾斜角度、不整地、凹凸路等）に応じて制御方法を順次切り替えることで、パワーアシスト車を運転操作する時の走行直進安定性が得られ、片流れ、ふらつき等を防止しでき、また、安全性を向上させることができる。
【００５４】
（推進：トルク制御、操舵：速度制御）
次に、推進方向と操舵方向とで異なる制御方式を用いる場合の制御フローを、図１０乃至図１３を参照して説明する。図１０に、推進方向についてはトルク制御によるパワーアシストを行い、操舵方向については速度制御によるパワーアシストを行う場合の制御フローを示す。パワーアシスト制御のスタートの後、操作部６に加えられた外力は外力検出手段７において検出される（Ｓ１０１）。この情報は制御手段８に伝達され、制御手段８において推進方向の外力と操舵方向との外力に分離される（Ｓ１０２）。検出された推進方向の外力に所要のトルク増幅率を乗ずることで推進トルク指令値が算出され、また、操舵方向の外力には所要の角速度増幅率を乗ずることで操舵角速度ω１指令値が算出される（Ｓ１０３）。次に、左右の駆動車輪の現在の回転速度が検出され（Ｓ１０４）、左右の駆動車輪の回転速度差から、現在の操舵角速度ω０が算出される（Ｓ１０５）。操舵角速度の速度制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された操舵角速度ω１がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ１０６）。次に、ＰＩ制御により現在値の操舵角速度ω０を目標値の操舵角速度ω１にするために必要な左右のモータに流す電流出力の差が計算される（Ｓ１０７）。その計算値を左右差電流指令値と呼ぶことにする。また、推進トルク指令値は、駆動モータに流す電流値となる推進電流指令値に換算される（Ｓ１０８）。推進電流指令値及び左右差電流指令値は、左右各々のモータを駆動する駆動部へ出力する左右指令値として再計算され（Ｓ１０９）、駆動部へ出力される（Ｓ１１０）。左右指令値への再計算において、推進電流指令値の１／２が左右の駆動モータに分配され、左右差電流指令値の１／２が片方の駆動モータにはプラス、他方の駆動モータにはマイナスされる。右指令値、左指令値を受け取った駆動部は、左右指令値をもとに所要の駆動電流を左右駆動モータに通電して指令値に基づく推進トルク及び操舵角速度を有するアシスト力を駆動車輪に発生させる。制御手段８は、所定の制御周期で、ステップＳ１０１〜Ｓ１１０を繰り返して推進方向についてトルク制御、操舵方向について角速度制御を行い、所望の動作が得られるように制御を継続する。また、左右車輪の回転角速度は、各車輪の回転速度をタコメータかエンコーダを用いて測定し、左右駆動車輪の回転速度差をもとに得られる。
【００５５】
上記の制御方式は、推進方向について、４つの制御方式の中で駆動効率の良いトルク制御（一般的に、トルク制御よると、同じ駆動バッテリ容量に対して走行距離が最も長くなり、パワー効率が良い）を推進方向に用いることでバッテリの消耗を抑えている。また、操舵方向については、角速度制御としているので、斜面走行時の斜面に平行な重力成分の影響による不測の急旋回や、摩擦抵抗が小さい路面を走行する際などにおける急激な振らつきが防止できる。さらに、操舵の角速度を制御していない角度制御やトルク制御に比較して、慣性力の影響を防ぐことができ、旋回／ふらつきに対する安定性がより向上する。斜面や摩擦抵抗が小さい路面を走行時において、操舵方向の予期せぬ急旋回や、滑りによる片流れを防止できる。
【００５６】
（推進：トルク制御、操舵：加速度制御）
図１１に、推進方向についてはトルク制御によるパワーアシストを行い、操舵方向については加速度制御によるパワーアシストを行う場合の制御フローを示す。パワーアシスト制御のスタートの後、操作部６に加えられた外力の検出及び分離が前出同様に行われる（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。検出された推進方向の外力に所要のトルク増幅率を乗ずることで推進トルク指令値が算出され、また、操舵方向の外力には所要の角加速度増幅率を乗ずることで操舵加角速度ａ１指令値が算出される（Ｓ２０３）。次に、左右の駆動車輪の現在の回転加速度が検出され（Ｓ２０４）、左右の駆動車輪の回転加速度差から、現在の操舵角加速度ａ０が算出される（Ｓ２０５）。操舵角加速度の制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された操舵角加速度ａ１がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ２０６）。次に、ＰＩ制御により現在値の操舵角加速度ａ０を目標値の操舵角加速度ａ１にするために必要な左右のモータに流す電流出力の差が計算される（Ｓ２０７）。その計算値を左右差電流指令値と呼ぶことにする。以下、ステップＳ２０８〜Ｓ２１０が前出同様に行われる。また、左右車輪の回転角加速度は、各車輪の回転速度をタコメータで検出し、１階微分するか、又は、エンコーダで検出した回転角検出値を２階微分することで得られる。それら各々の回転角加速度をもとに、操舵角加速度が計算される。
【００５７】
上記のように、操舵方向について操舵角加速度制御をすることにより、トルク制御で行うよりも、重力や慣性力の影響を受けにくい効果がある。また、操舵角加速度制御をすることにより、操舵方向の制御を速度制御で行うよりも、操作感に自然な感じが得られる。これは、力と加速度が比例するからである。操作力を大きくすれば、加速度が大きくなるのは自然な感じであるが、操作力を大きくして、速度が大きくなっても本来、力と速度は比例するものではないので、多少の違和感が生じる。実用上は、タコメータの出力の微分やエンコーダ出力の２階微分を用いる必要があるため、誤差が大きくなるが、前出と同様に、旋回／ふらつきに対する安定性が向上する利点があり、斜面や摩擦抵抗が小さい路面を走行時に操舵方向に予期せぬ急旋回や、片流れを防止できる。
【００５８】
（推進：トルク制御、操舵：位置制御）
図１２に、推進方向についてはトルク制御によるパワーアシストを行い、操舵方向については位置制御（角度制御）によるパワーアシストを行う場合の制御フローを示す。パワーアシスト制御のスタートの後、操作部６に加えられた外力の検出及び分離が前出同様に行われる（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。検出された推進方向の外力に所要のトルク増幅率を乗ずることで推進トルク指令値が算出され、また、操舵方向の外力には所要の角度増幅率を乗ずることで操舵角φ１指令値が算出される（Ｓ３０３）。次に、左右の駆動車輪の現在の回転角が検出され（Ｓ３０４）、左右の駆動車輪の回転角差から、現在の操舵角φ０が算出される（Ｓ３０５）。操舵角の制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された操舵角φ１がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ３０６）。次に、ＰＩ制御により現在値の操舵角φ０を目標値の操舵角φ１にするために必要な左右のモータに流す電流出力の差が計算される（Ｓ３０７）。その計算値を左右差電流指令値と呼ぶことにする。以下、ステップＳ３０８〜Ｓ３１０が前出同様に行われる。また、左右車輪の回転角は、駆動モータに装着したエンコーダにより得られる。
【００５９】
上記のように操舵方向について角度制御（位置制御）とする場合、走行直進性が良好となる。つまり、操舵方向の外力検出値が０の時に制御の効果が最も高くなる。操舵方向についてトルク制御を行うよりも、角度制御のほうが、重力や慣性力の影響を受けにくい効果があり、旋回／ふらつきに対する安定性が向上する。斜面や摩擦抵抗が小さい路面を走行時に操舵方向に予期せぬ急旋回や片流れを防止できる。
【００６０】
（操舵：アシストゲインの切り替え）
次に、前出の図１０及び図１１に示される制御方式における路面の傾斜による問題とその解決について説明する。車椅子１が傾斜路を走行するとき、操舵方向（車椅子１の左右方向）にかかる重力（斜面に平行な重力成分）の大きさが路面の傾斜角度によって変化するため、重力の影響が異なり、操舵方向についてきめ細かい制御を行うことができないという問題がある。これは、斜面の傾斜角度の大小にかかわらず操舵方向のアシストゲイン（外力検出手段又は操作器の出力に対応した駆動力を発生させるための指令値の算出に用いられる乗率であり、ここでは、各指令値を得るために操舵方向の外力に乗ずる角速度増幅率又は角加速度増幅率）の値が一定であることが原因である。
【００６１】
そこで、図１３に示されるように、走行路面の傾斜角検出手段１１を備え、これにより得られた路面の傾斜角度θの大きさに基づき、アシストゲインを変化させることで斜面における操舵方向制御を改善することができる。傾斜角検出手段１１は、例えば、車体の座席下部側方に設置して傾斜角度θに応じて出力を変化させるものを用いることができる（後述）。傾斜角検出手段１１の出力は、制御手段８に伝達され、制御手段８は、この出力により操舵方向のアシストゲインを変えるよう設定される。水平面に対する車体２の傾斜角度と旋回方向のアシストゲインの関係は予め実験によりデータテーブルとして決められ、車体２の傾斜角度が大きい程、操舵方向のアシストゲインが大きくなるように設定される。例えば、傾斜角度θが０゜≦θ＜１゜のとき操舵方向のアシストゲインＡＧ１、傾斜角度θが１゜≦θ＜２゜のとき操舵方向のアシストゲインＡＧ２（ＡＧ１＜ＡＧ２）などとすれば良い。車体２の傾斜が大きくなると、車体に作用して旋回に影響する重力成分も大きくなるため、車体２の旋回の動きも速くなり、それだけ制御手段の反応を迅速に行う必要があるためである。また、逆に車体の傾斜角度が小さい場合には、それほど緊急に旋回方向を補正する必要がなく、操舵方向のアシストゲインも小さくして、あまり敏感に反応しないように設定される。これにより、平地において凹凸がある場合や、小さい段差を越える場合に、むやみに旋回方向の補正が行われないようにすることができる。
【００６２】
（推進：トルク制御と不感帯）
次に、外力検出手段７により検出された外力の大小に基づいて行う制御方式の切り替えについて、図１４及び図１５を参照して説明する。推進方向におけるトルク制御について、図１４に示されるように、横軸を推進方向の外力ｘ１とし、縦軸を推進トルク指令値ｙ１とする。このとき、推進方向の外力ｘ１の絶対値が小さい範囲は不感帯ＮＳ１として定義され、この間では推進トルク指令値ｙ１がゼロとされる。また、不感帯ＮＳ１以外の領域では、ｘ１とｙ１は線形関係に定義される。推進方向におけるトルク制御は、一般的にこのような不感帯を設けたアシスト制御が行われる。
【００６３】
（操舵：速度制御と不感帯）
また、操舵方向における速度制御について、図１５に示されるように、操舵方向の外力ｘ２と操舵角速度指令値ｙ２の関係においても、不感帯ＮＳ２が定義され、この間では操舵角速度指令値ｙ１がゼロとされる。この不感帯ＮＳ２は、予め設定された旋回制限値ｎｓ２により、−ｎｓ２≦ｘ２≦＋ｎｓ２の範囲、として定められる。また、不感帯ＮＳ２以外の領域では、ｘ２とｙ２は線形関係に定義される。このような、操舵方向について操舵角速度制御を行う場合、不感帯ＮＳ２では、前記トルク制御における不感帯ＮＳ１の場合と異なり、制御方式が切り替えられ、位置制御すなわち操舵角制御が行われる。
【００６４】
（推進：トルク制御、操舵：不感帯と位置制御／速度制御切り替え）
上記のように、不感帯ＮＳ２において制御を操舵角速度制御から操舵角制御に切り替える場合の制御フローを、図１６を参照して説明する。パワーアシスト制御のスタートの後、操作部６に加えられた外力の検出及び分離が前出同様に行われる（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。次に、分離された操舵方向の外力が評価され、その値が予め決められた不感帯内であれば（Ｓ４０３でＹｅｓ）、推進方向の外力にトルク増幅率を乗じて推進トルク指令値が算出され、操舵方向については、操舵角指令値を０とされる（Ｓ４０４）。次に、左右の駆動車輪の現在の回転角が検出され（Ｓ４０５）、左右の駆動車輪の回転角差から、現在の操舵角φ０が算出される（Ｓ４０６）。操舵角の制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された操舵角０がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ４０７）。次に、ＰＩ制御により現在値の操舵角φ０を目標値の操舵角０にするために必要な左右のモータに流す電流出力の差が計算される（Ｓ４０８）。以下、ステップＳ４０９，Ｓ４１６，Ｓ４１７が前出同様に行われる。一方、分離された操舵方向の外力が評価され、その値が予め決められた不感帯外であれば（Ｓ４０３でＮｏ）、推進方向の外力にトルク増幅率を乗じて推進トルク指令値が算出され、操舵方向については、操舵方向の外力に角速度増幅率を乗じて操舵角速度ω１指令値が算出される（Ｓ４１０）。次に、左右の駆動車輪の現在の回転角速度が検出され（Ｓ４１１）、左右の駆動車輪の回転角速度差から、現在の操舵角速度ω０が算出される（Ｓ４１２）。操舵角の制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された操舵角速度ω０がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ４１３）。次に、ＰＩ制御により現在値の操舵角速度ω０を目標値の操舵角速度ω１にするために必要な左右のモータに流す電流出力の差が計算される（Ｓ４１４）。以下、ステップＳ４１５，Ｓ４１６，Ｓ４１７が前出同様に行われる。
【００６５】
上記のように操舵方向について、不感帯外において角速度制御（速度制御）とする場合、旋回開始時の動作がスムーズにできる。操舵方向について常に位置制御とすると旋回開始時に動作がスムーズにできないが、直進に近い場合のみ走行直進性が良好な角度制御とし、旋回成分が大きくなると操作感の良い角速度制御とすることで、操作性が改善する。本実施形態の制御フローによると、直線走行時の片流れ、ふらつき等を防止して直進性が向上すると共に、旋回時は操舵方向について速度制御（角速度制御）となって、位置制御（角度制御）による旋回時のぎくしゃく感がなくなり、傾斜地を含む旋回操作性が良好となる。
【００６６】
（路面傾斜とＰＩ制御ゲイン）
次に、上記図１５において説明した不感帯ＮＳ２の領域を決める旋回制限値ｎｓ２が一定である場合の問題点とその解決について説明する。旋回制限値ｎｓ２が一定である場合、前述したような、車椅子１が傾斜路を走行するとき操舵方向のアシストゲインの値が一定であることにより発生する問題と同様に、操舵方向の制御がきめ細かく制御できないという問題がある。この問題は、路面の傾斜角検出手段を備え、操舵角制御や操舵角速度制御において現在値を目標値に近付けるために行うＰＩ制御のゲインを路面の傾斜角度に基づいて変化させることにより解決することができる。また、旋回制限値ｎｓ２の値も、路面の傾斜角度に基づいて変化させて、きめ細かな操舵方向の制御を実現できる。傾斜角検出手段は車体の座席下部に設置され、傾斜角度に応じて出力を変化させる構造をしている（後述）。この傾斜角検出手段の出力は制御手段に接続されており、制御手段はこの出力により前記ＰＩ制御のゲインを変えるよう設定されている。車体の傾斜角度と旋回制限値ｎｓ２の関係は予め実験によりデータテーブルとして求めておき、車体の傾斜角度が大きい程、前記ＰＩ制御のゲインを大きくするように設定される。これは、車体の傾斜が大きくなると車体の旋回の動きも早くなり、それだけ制御手段の反応も迅速に行い、現在値を目標値に近付ける必要があるためである。また、逆に、車体の傾斜角度が小さい場合には、それほど緊急に旋回方向を補正する必要がなく、旋回制限値の方も大きく（不感帯領域を広く）して、あまり制御手段が敏感に反応しないようにする。これにより、平地において凹凸がある場合や小さい段差を越える場合にむやみに補正が行われないようになる。
【００６７】
（操舵：傾斜路のみ速度制御）
次に、傾斜角検出手段により検出した路面の傾斜角度値に応じて操舵方向の制御方式を切り替えてバッテリの消耗を減らしたり、操作の違和感を緩和することについて説明する。推進方向については、トルク制御による推進力を駆動車輪に発生させる。また、操舵方向については、傾斜角度値に基づいて、傾斜路走行と判断した場合、速度制御を行い、傾斜路以外では、加速度制御又は位置制御を行う。トルク制御は前述したようにパワー効率が良い。また傾斜路においてのみ操舵方向の制御を速度制御とすることにより、登り方向の旋回か、下り方向の旋回かによらず、旋回速度を一定とすることができ、傾斜路における旋回を平地と同じ感覚で行うことができる。すべての走行状態において速度制御を行うとパワー効率が悪くなるが、速度制御を限定することでバッテリの消耗を延ばすことができる。
【００６８】
（推進：傾斜角とトルク制御／速度制御切り替え）
次に、傾斜角検出手段１１により検出された路面の傾斜角の大小に基づいて行う、制御方式の切り替えについて、図１７を参照して説明する。パワーアシスト制御のスタートの後、傾斜角検出手段１１により路面の傾斜角が検出され（Ｓ５１）、検出された傾斜角が評価され、傾斜角が予め定めた判定角よりも大きい場合、路面が坂道であると判断され（Ｓ５２でＹｅｓ）、推進方向及び操舵方向ともに速度制御が行われる（Ｓ５３）。一方、傾斜角が判定角よりも小さい場合、路面が平地であると判断され（Ｓ５２でＮｏ）、推進方向についてはトルク制御が行われ、操舵方向については速度制御が行われる（Ｓ５４）。制御手段８によって以上のステップが、所定の制御周期で、行われる。傾斜路走行時において、推進方向についてトルク制御の場合、重力の負荷がかかるので走行速度が平地に比べて変化する。そこで路面の傾斜がある一定値以上であれば推進方向について速度制御とすることで、傾斜路走行時の走行速度を一定に保つことができ、操作の違和感をなくすことができる。
【００６９】
（推進：不感帯と位置制御／トルク制御切り替え、操舵：速度制御）
次に、推進方向についてトルク制御される場合の不感帯における制御方式の切り替えについて、図１８及び図１９を参照して説明する。推進方向におけるトルク制御では、図１８に示されるように、前出の図１４と同様に、推進方向の外力ｘ３の絶対値が小さい範囲は不感帯ＮＳ３とされ、不感帯ＮＳ３は予め設定された停止制限値ｎｓ３により、−ｎｓ３≦ｘ３≦＋ｎｓ３の範囲、として定義される。この範囲では、推進トルク指令値ｙ３がゼロとされる。また、不感帯ＮＳ３以外の領域では、ｘ３とｙ３は線形関係に定義される。そして、本実施形態において、不感帯ＮＳ３では、トルク制御から位置制御に切り替えられる。
【００７０】
上記の場合の制御フローを図１９に示す。パワーアシスト制御のスタートの後、操作部６に加えられた外力の検出及び分離が前出同様に行われる（Ｓ５０１、Ｓ５０２）。次に、分離された推進方向の外力が評価され、その値が予め決められた不感帯内であれば（Ｓ５０３でＹｅｓ）、推進方向については位置制御方式とされ、推進距離指令値は０とされ、操舵方向については、操舵方向の外力に角速度増幅率を乗じて操舵角速度ω１指令値が算出される（Ｓ５０４）。次に、左右の駆動車輪の現在の回転速度が検出され（Ｓ５０５）、左右の駆動車輪の回転速度差から、現在の操舵角速度ω０が算出される（Ｓ５０６）。操舵角速度の制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された操舵角速度ω１がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ５０７）。次に、ＰＩ制御により現在値の操舵角速度ω０を目標値の操舵角ω１にするために必要な左右のモータに流す電流出力の差が計算される。その計算値を左右差電流指令値とする（Ｓ５０８）。続いて、左右の駆動車輪の現在の回転角が検出され（Ｓ５０９）、左右の駆動車輪の回転角の平均から推進距離ｄ０が算出される（Ｓ５１０）。推進距離の制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された推進距離０がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ５１１）。次に、ＰＩ制御により現在値の推進距離ｄ０を目標値の推進距離０にするために必要な左右のモータに流す電流出力の和が計算される。その計算値を推進電流指令値とする（Ｓ５１２）。以下、ステップＳ５１９，Ｓ５２０が前述と同様に行われる。
【００７１】
一方、ステップＳ５０３において、分離された推進方向の外力が評価され、その値が予め決められた不感帯外であれば（Ｓ５０３でＮｏ）、推進方向の外力にトルク増幅率を乗じて推進トルク指令値が算出され、操舵方向については、操舵方向の外力に角速度増幅率を乗じて操舵角速度ω１指令値が算出される（Ｓ５１３）。次に、左右の駆動車輪の現在の回転速度が検出され（Ｓ５１４）、左右の駆動車輪の回転速度差から、現在の操舵角速度ω０が算出される（Ｓ５１５）。操舵角の制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された操舵角速度ω１がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ５１７）。次に、ＰＩ制御により現在値の操舵角速度ω０を目標値の操舵角速度ω１にするために必要な左右のモータに流す電流出力の差が計算される。その計算値を左右差電流指令値とする（Ｓ５１７）。以下、ステップＳ５１８，Ｓ５１９，Ｓ５２０が前述と同様に行われる。以上のステップが制御手段によって所定の制御周期毎に繰返し行われ、所望の動作が得られる。
【００７２】
上記の制御フローによると、坂道であっても容易に車椅子の移動を停止させておくことができる。移動の停止は位置の変化をゼロとすることであり、位置制御により確実に停止することができる。車椅子の操作者が操作部に加える推進方向の外力（操作力）が停止制限値より小さい（不感帯内）場合、例えば、軽く操作ハンドルを握っているだけの場合、推進方向について位置制御とし、その位置制御の指令値をゼロとすることは、車椅子を制御してその移動を停止することになるからである。
【００７３】
（推進：不感帯と速度制御／トルク制御切り替え、操舵：速度制御）
次に、推進方向についてトルク制御される場合の不感帯における制御方式の切り替えを、上述した位置制御への切り替えではなく、速度制御への切り替えの場合について、図２０及び図２１を参照して説明する。図２０に示されるように、前出の図１８と同様に、不感帯ＮＳ４が停止制限値ｎｓ４により定義される。この範囲では、推進トルク指令値ｙ４がゼロとされる。また、不感帯ＮＳ４以外の領域では、ｘ４とｙ４は線形関係に定義される。そして、本実施形態において、不感帯ＮＳ４では、トルク制御から速度制御に切り替えられる。この場合の制御フローは、図２１に示されている。本実施形態の制御フローにおいて、ステップＳ６０４、Ｓ６０８〜Ｓ６１２の部分が、前述の図１９におけるフローと異なるだけである。このステップ部分に注目して説明する。分離された推進方向の外力が評価され、その値が予め決められた不感帯内であれば（Ｓ６０３でＹｅｓ）、推進方向については速度制御方式とされ、推進速度指令値は０とされる（Ｓ６０４）。この後、左右の駆動車輪の現在の回転速度が検出され（Ｓ６０９）、左右の駆動車輪の回転速度の平均から推進速度ｖ０が算出される（Ｓ６１０）。推進速度の制御は、目標値に対するＰＩ制御で行われる。そこで、指令値として算出された推進速度０がＰＩ制御の目標値に設定される（Ｓ６１１）。次に、ＰＩ制御により現在値の推進速度ｖ０を目標値の推進速度０にするために必要な左右のモータに流す電流出力の和が計算される。その計算値を推進電流指令値とする（Ｓ６１２）。以下、ステップＳ６１９，Ｓ６２０、及び他のステップが前出同様に行われる。上記の制御フローによると、坂道において停止する場合、速度を完全にゼロに固定できず、車体が微妙に降下と上昇が繰り返して斜面下方に下ろうとする。このことは、操作者に対し、現在、坂道に停留中であり、操作部から手を放さないように注意を喚起する効果がある。
【００７４】
（傾斜角の推定）
次に、路面の傾斜角度を走行速度及び駆動モータの電流値から推定する、いわゆるソフトウエア的な傾斜角検出手段について、図２２及び図２３を参照して説明する。図２２（ａ）（ｂ）に示されるように、車椅子が登坂するとき、モータ電流値ＭＩは増加し、走行速度Ｖは減少し、車椅子が降坂するとき、モータ電流値ＭＩは減少し、走行速度Ｖは増加する。また、駆動モータの電流値ＭＩは、駆動車輪の駆動トルクに換算することができる。これらのことから、前記制御手段は、路面傾斜角度θｉ、走行速度Ｖｉ、及び駆動車輪を駆動する駆動モータの電流値ＭＩ（又は、電流値ＭＩから算出した駆動トルクＴＲｉ）の３つの関係情報を記憶した記憶部（データテーブル）を備えることにより、走行状態検出手段により検出した走行速度Ｖ及びモータ電流値ＭＩと、記憶部に記憶された関係情報（θｉ、Ｖｉ、ＭＩｉ又はＴＲｉ）とに基づいて、路面傾斜角度θを推定することができる。
【００７５】
上記の路面傾斜角度を推定するフローを図２３を参照して説明する。傾斜角推定フローのスタートの後、左右の駆動モータの回転数の検出（Ｓ６１）と、回転数から車体の推進方向速度Ｖの算出が行われる（Ｓ６２）。また、左右の駆動モータの電流値ＭＩが測定され（Ｓ６３）、電流値をもとに車体の推進方向の駆動トルクＴＲが算出される（Ｓ６４）。そして、検出した推進方向の走行速度Ｖと駆動トルクＴＲとの組に対応する組が、前記制御手段内に配された記憶部のデータテーブル値から探し出され、その組（Ｖｉ、ＴＲｉ）に対する傾斜角θｉが推定される（Ｓ６５）。データテーブルは、駆動トルクの範囲をある一定範囲毎に分割して、駆動トルクの範囲毎に上記テーブルを持つことになる。このようなデータテーブルを持つことにより、特別なハードウェアを用いることなく、傾斜角度を推定することができる。
【００７６】
（傾斜角検出手段／ハードウエア）
次に、上記と異なり、ポテンショメータと重りから、ハードウエア的に傾斜角検出手段を構成した実施例を、図２４及び図２５を参照して説明する。路面傾斜角検出手段１１は、図２４（ａ）に示されるように、回転型のポテンショメータ（高精度抵抗計）１１と、鉛直方向を支持する重り３３及びその支持棒３４と、これらを連結する連結部材３５とからなる。ポテンショメータ３１は車体に対して固定され、重り３３は車体に対して固定されたおもりの回転軸（不図示）の回りに回転して鉛直下方を指示する。そして、車体の傾きに伴い、重り３３が矢印ａ方向に振られ、支持棒３４と連結部材３５を介してポテンショメータの回転軸３２を矢印ｂ方向に回転されることにより、重りの回転軸と直交する方向の路面傾斜角が検出されて、ポテンショメータ３１から出力される。このように、傾斜角検出手段１１は、路面の傾斜角度の変化を、ポテンショメータの回転軸の回転角の変化に変え、その回転角の変化をポテンショメータの抵抗値の変化として検出する。ポテンショメータ３１と重り３３は、図２４（ｂ）に示されるように、直結してもよい。このような傾斜角検出手段１１は、筐体等に内蔵され、図２５に示されるように、車椅子の折り畳みの邪魔にならないように、車椅子本体側面に配置される。
【００７７】
（斜面横方向の走行）
次に、以下において、車椅子が斜面を横方向（等高線方向）に移動する場合について説明する。図２６に示されるように、車椅子１の前後方向が走行方向Ｄであり、その左右方向が走行方向に対し直交する方向Ｔとして定義される。また、図２７に示されるように、車椅子１が、車体２を左右に傾けて、傾斜した路面Ｓを走行する場合、すなわち、車椅子１が斜面を横方向（等高線方向）に移動する場合、車体２には矢印Ｗの方向に重力による力が作用する。従って、車椅子１は、駆動車輪３の制御を左右同じ（例えば同じ駆動トルク出力）に行っているとき、矢印Ｗの方向（斜面下方、谷側、図２６における矢印Ｔの方向）に流されることになる。そこで、傾斜角検出手段を、推進方向と直交する矢印Ｔの方向の傾斜角度を検出するように備え、走行方向に対して左右方向の傾斜を検知して傾斜量に応じて駆動車輪３のうち谷側の車輪に、予め決めておいた駆動トルク分を付加する。これにより、傾斜面を横方向に走行する場合においても、谷側への片流れを防止できる。駆動トルクの追加量は、予め傾斜量に応じて実験的に決めてデータテーブルとして制御手段に備えておく。また、車体の傾斜量を検知するものとしては、前出の、重りと回転型ポテンショメータのような機構を使用することができる。
【００７８】
（斜面横方向の走行）
次に、斜面上を走行する場合、操舵の安定化について説明する。傾斜角検出手段が推進方向に直交する方向の路面の傾斜を検出した場合、操舵方向について速度制御とする。これにより、傾斜角度によらず左右の駆動モータの回転速度を同じにすることができるので、路面の傾斜による片流れ・ふらつきを防止することができる。また、路面が傾斜していない場合は、左右の駆動モータを、操舵方向についてトルク制御とすれば、パワー効率が良くなりバッテリ寿命を延ばすことができる。
【００７９】
（横方向の傾斜の推定）
次に、駆動モータの回転数及び電流値を検出して、推進方向に直交する方向における路面の傾斜状態をソフトウエア的に判断することについて説明する。駆動モータの回転数及び電流値を検出する走行状態検出手段を備えることにより、駆動モータの回転数及び電流値を検出し、検出した駆動モータの回転数から左右の駆動車輪の走行速度を算出してこれを比較する。左右の区度車輪の走行速度が略同じであり、かつ、検出した左右のモータ電流値が一定時間以上異なる場合、推進方向に直交する方向に路面が傾斜していると判断する。このように推定するだけで、特別な装置を必要とせず簡易的に操作性を向上させることができる。例えば、平地を走行している場合、左右の駆動車輪の回転数はほぼ同じであり、左右の駆動車輪の電流値もほぼ等しくなる。しかし、前出の図２７のように、車椅子が傾斜している走路を走行している場合、左右の駆動車輪の回転数が略同じとき、斜面下方側（谷側）の駆動車輪の電流値の方が、斜面上方側（山側）の駆動車輪の電流値より大きくなる。一般に、ある一定条件のもとにある車椅子の走行状態について（例えば、摩擦係数が一定の平面からなる傾斜した路面上を直線走行している場合）、走行路面の傾斜角と、左右駆動車輪の駆動モータ電流値の差とは、ある一定の関係を示すことになる。そこで、傾斜角度と左右の駆動車輪の電流値の差とを予め求めておき、データテーブルとして制御手段に備えてこれを参照することにより、車椅子の左右方向の傾斜角度を推定することができる。
【００８０】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、制御フローにおける各ステップの順番は、上述した順番に限るものではなく、同じ結果又はより良い結果が得られる場合は、各ステップの順番を入れ替えることができる。また、上記の位置又は速度制御において、目標値到達に向けて行われる制御としてＰＩ制御を用いているが、制御方式としてＰＩＤ制御でも他の方式の制御でも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るパワーアシスト付きの車椅子の分解斜視図。
【図２】同上車椅子の構成を説明するブロック図。
【図３】同上車椅子の制御方式を説明するブロック図。
【図４】同上車椅子の変形例を示す斜視図。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係るパワーアシスト付きの台車の斜視図、（ｂ）はその裏面から見た平面図。
【図６】本発明の実施形態に係るパワーアシスト動作のフロー図。
【図７】パワーアシスト動作の他の例を示すフロー図。
【図８】パワーアシスト動作の他の例を示すフロー図。
【図９】パワーアシスト動作の他の例を示すフロー図。
【図１０】パワーアシスト動作の他の例を示すフロー図。
【図１１】パワーアシスト動作の他の例を示すフロー図。
【図１２】本発明の実施形態に係るパワーアシスト動作のフロー図。
【図１３】本発明の実施形態に係るパワーアシスト付運搬車の構成を示すブロック図。
【図１４】本発明の実施形態に係るパワーアシストの推進方向制御を説明する図。
【図１５】同上操舵方向制御を説明する図。
【図１６】本発明の実施形態に係る制御方式の切替を含むパワーアシスト動作のフロー図。
【図１７】パワーアシスト動作の他の例を示す動作のフロー図。
【図１８】本発明の実施形態に係るパワーアシストの推進方向制御を説明する図。
【図１９】推進方向制御の他の例を説明する図。
【図２０】本発明の実施形態に係る制御方式の切替を含むパワーアシスト動作のフロー図。
【図２１】パワーアシスト動作の他の例を示すフロー図。
【図２２】（ａ）は本発明の実施形態に係る動力車の登坂時の走行状態を説明する図、（ｂ）は同降坂時の走行状態を説明する図。
【図２３】本発明の実施形態に係る路面傾斜角推定フロー図。
【図２４】（ａ）は本発明の実施形態に係る路面傾斜角検出手段の斜視図、（ｂ）は同変形例を示す斜視図。
【図２５】同上路面傾斜角検出手段の取付状態を示す斜視図。
【図２６】走行方向及び走行向に直交する方向を説明する斜視図。
【図２７】傾斜した路面における走行状態を説明する図。
【図２８】従来のパワーアシスト付運搬車の平面図。
【図２９】従来のパワーアシスト付運搬車の平面図。
【図３０】従来のパワーアシスト付運搬車の平面図。
【図３１】パワーアシスト付運搬車の走行状況を説明する斜視図。
【符号の説明】
１　パワーアシスト付きの車椅子
２　車体
３　駆動車輪
５　駆動モータ
６　操作部
７　外力検出手段
８　走行状態検出手段
９　制御手段
１０　操作器
１１　傾斜角検出手段
６ａ，Ｆ，Ｂ，ＦＢ　推進方向
６ｂ，Ｒ，Ｌ，ＲＬ　操舵方向
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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