(57)【要約】【課題】超音波センサとは異なる手段により段差を検出することのできる電動車両の制御装置を提供する。【解決手段】電動車椅子１は、第１駆動輪２１を含む駆動系２０と、第２駆動輪２２を含む駆動系２０と、電子制御装置６１とを有する。各駆動系２０は、第１駆動輪２１または第２駆動輪２２と、同駆動輪を駆動する走行モータ３１とを有する。電子制御装置６１は、第１駆動輪２１に対する駆動系２０のトルクに関連する値としての走行モータ３１の電流値および駆動輪回転速度と、第１駆動輪２１に対する駆動系２０のトルクに関連する値としての走行モータ３１の電流値および駆動輪回転速度との比較に基づいて昇段差および降段差を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪Ａを含む駆動系Ａと駆動輪Ｂを含む駆動系Ｂとを備える電動車両のための制御装置であり、前記駆動系Ａおよび前記駆動系Ｂを制御する電動車両の制御装置において、
前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて段差を検出すること
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の制御装置において、
前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて、前記駆動系Ａのトルクおよび前記駆動系Ｂのトルクの一方が他方に対して減少したことが推定されるとき、前記段差としての降段差を検出すること
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動車両の制御装置において、
前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて、前記駆動系Ａのトルクおよび前記駆動系Ｂのトルクの一方が他方に対して増加したことが推定されるとき、前記段差としての昇段差を検出すること
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記段差を検出したとき、前記段差に対応する段差対応制御を行うこと
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動車両の制御装置において、
前記段差対応制御として、前記駆動輪Ａおよび前記駆動輪Ｂを前記段差に正対させる正対制御を行うこと
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動車両の制御装置において、
前記電動車両は、前記駆動輪Ａとしての右駆動輪と、前記駆動輪Ｂとしての左駆動輪とを備えること、
ならびに、前記段差対応制御として、前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて前記正対制御を行うこと
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項７】
請求項２を引用する請求項５、または請求項２を引用する請求項６に記載の電動車両の制御装置において、
前記降段差を検出したときの前記駆動輪Ａおよび前記駆動輪Ｂの少なくとも一方の接地面積が所定の面積よりも小さいとき、前記段差対応制御として、前記電動車両を前記段差から離れる方向に走行させる後退制御を実行し、その後に前記正対制御を行うこと
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項８】
請求項２を引用する請求項４に記載の電動車両の制御装置において、
前記降段差を検出したときの前記駆動輪Ａおよび前記駆動輪Ｂの少なくとも一方の接地面積が所定の面積よりも小さいとき、前記段差対応制御として、前記電動車両を前記段差から離れる方向に走行させる後退制御を行うこと
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の少なくとも一方の変化速度に応じて前記段差対応制御の動作速度および開始時期の少なくとも一方を変更すること
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記電動車両が走行しているとき、走行方向の後方に荷重を偏らせること
を特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０いずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記駆動系Ａは、前記駆動輪Ａを駆動する走行用の電動モータを備えること、
前記駆動系Ｂは、前記駆動輪Ｂを駆動する走行用の電動モータを備えること、
前記駆動系Ａのトルクに関連する値は前記駆動系Ａの前記電動モータのトルク、前記駆動系Ａの前記電動モータの電流値、前記駆動系Ａの前記電動モータの回転速度、および前記駆動輪Ａの回転速度の少なくとも１つであること、
ならびに、前記駆動系Ｂのトルクに関連する値は前記駆動系Ｂの前記電動モータのトルク、前記駆動系Ｂの前記電動モータの電流値、前記駆動系Ｂの前記電動モータの回転速度、および前記駆動輪Ｂの回転速度の少なくとも１つであること
を特徴とする電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪Ａを含む駆動系Ａと駆動輪Ｂを含む駆動系Ｂとを備える電動車両のための制御装置であり、駆動系Ａおよび駆動系Ｂを制御する電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の電動車両の制御装置は、超音波センサにより昇段差を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６８６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の制御装置は、超音波センサによる昇段差の検出しかできない。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、超音波センサとは異なる手段により段差を検出することのできる電動車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、駆動輪Ａを含む駆動系Ａと駆動輪Ｂを含む駆動系Ｂとを備える電動車両のための制御装置であり、前記駆動系Ａおよび前記駆動系Ｂを制御する電動車両の制御装置において、前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて段差を検出することを要旨としている。
【０００６】
電動車両の駆動輪が昇段差にさしかかるとき、駆動輪の接地面積が増加する。このため、駆動輪の回転抵抗が大きくなる。また、電動車両の駆動輪が降段差にさしかかるとき、駆動輪の接地面積が減少する。このため、駆動輪の回転抵抗が大きくなる。そして、いずれのケースにおいても駆動系のトルクが駆動輪の回転抵抗の変化に応じて変化する。このように、駆動系のトルクの変化には、駆動輪が段差にさしかかることにともなう駆動輪の回転抵抗の変化が反映されるため、駆動輪が段差にさしかかっていることを駆動系のトルクに基づいて検出することができる。上記発明では、この考え方に基づいて、駆動系Ａのトルクに関連する値および駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて段差を検出する構成を採用している。このように本発明によれば、超音波センサ以外の方法で段差を検出することのできる電動車両の制御装置を提供することができる。
【０００７】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、請求項１に記載の電動車両の制御装置において、前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて、前記駆動系Ａのトルクおよび前記駆動系Ｂのトルクの一方が他方に対して減少したことが推定されるとき、前記段差としての降段差を検出することを要旨としている。
【０００８】
駆動系Ａの駆動輪Ａおよび駆動系Ｂの駆動輪Ｂの一方が降段差にさしかかるとき、段差にさしかかっている駆動輪の回転抵抗が減少するため、これにともない同駆動輪のトルクが減少する。このため、上記発明の構成により駆動系Ａのトルクに関連する値および駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較することで降段差を的確に検出することができる。
【０００９】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、請求項１または２に記載の電動車両の制御装置において、前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて、前記駆動系Ａのトルクおよび前記駆動系Ｂのトルクの一方が他方に対して増加したことが推定されるとき、前記段差としての昇段差を検出することを要旨としている。
【００１０】
駆動系Ａの駆動輪Ａおよび駆動系Ｂの駆動輪Ｂの一方が昇段差にさしかかるとき、段差にさしかかっている駆動輪の回転抵抗が増加するため、これにともない同駆動輪のトルクが増加する。このため、上記発明の構成により駆動系Ａのトルクに関連する値および駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較することで昇段差を的確に検出することができる。
【００１１】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、前記段差を検出したとき、前記段差に対応する段差対応制御を行うことを要旨としている。
【００１２】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち、請求項４に記載の電動車両の制御装置において、前記段差対応制御として、前記駆動輪Ａおよび前記駆動輪Ｂを前記段差に正対させる正対制御を行うことを要旨としている。
【００１３】
電動車両が段差に正対していない状態で降段差を降るまたは昇段差を昇るとき、降段差を降るまたは昇段差を昇る動作にともない電動車両の姿勢が不安定になるおそれがある。この発明では、段差の検出にともない駆動輪を段差に正対させるため、電動車両が降段差を降るときおよび昇段差を昇るときの姿勢が不安定になることを抑制することができる。
【００１４】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の発明すなわち、請求項５に記載の電動車両の制御装置において、前記電動車両は、前記駆動輪Ａとしての右駆動輪と、前記駆動輪Ｂとしての左駆動輪とを備えること、ならびに、前記段差対応制御として、前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて前記正対制御を行うことを要旨としている。
【００１５】
右駆動輪および左駆動輪が段差に正対していない状態で電動車両が段差にさしかかるとき、段差にさしかかる一方の駆動輪を含む駆動系のトルクが大きく変化する。このため、駆動系Ａのトルクに関連する値および駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて右駆動輪および左駆動輪が段差に正対していることを確認することができる。上記発明では、この考え方に基づいて、駆動系Ａのトルクに関連する値および駆動系Ｂのトルクに関連する値の比較に基づいて正対制御を実行している。このため、より的確に各駆動輪を段差に正対させることができる。
【００１６】
（７）第７の手段は、請求項７に記載の発明すなわち、請求項２を引用する請求項５、または請求項２を引用する請求項６に記載の電動車両の制御装置において、前記降段差を検出したときの前記駆動輪Ａおよび前記駆動輪Ｂの少なくとも一方の接地面積が所定の面積よりも小さいとき、前記段差対応制御として、前記電動車両を前記段差から離れる方向に走行させる後退制御を実行し、その後に前記正対制御を行うことを要旨としている。
【００１７】
駆動輪が降段差にさしかかることにともない駆動輪の接地面積が所定の面積よりも小さくなるとき、正対制御の実行中に電動車両が大きく傾斜するおそれがある。上記発明では、正対制御の実行前に後退制御を行うため、正対制御の実行中に電動車両が大きく傾斜することが抑制される。
【００１８】
（８）第８の手段は、請求項８に記載の発明すなわち、請求項２を引用する請求項４に記載の電動車両の制御装置において、前記降段差を検出したときの前記駆動輪Ａおよび前記駆動輪Ｂの少なくとも一方の接地面積が所定の面積よりも小さいとき、前記段差対応制御として、前記電動車両を前記段差から離れる方向に走行させる後退制御を行うことを要旨としている。
【００１９】
駆動輪が降段差にさしかかることにともない駆動輪の接地面積が所定の面積よりも小さくなるとき、電動車両が大きく傾斜するおそれがある。上記発明では、降段差対応制御として後退制御を行うため、駆動輪が降段差にさしかかるときに電動車両が大きく傾斜することが抑制される。
【００２０】
（９）第９の手段は、請求項９に記載の発明すなわち、請求項４〜８のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、前記駆動系Ａのトルクに関連する値および前記駆動系Ｂのトルクに関連する値の少なくとも一方の変化速度に応じて前記段差対応制御の動作速度および開始時期の少なくとも一方を変更することを要旨としている。
【００２１】
電動車両が段差にさしかかる場合において、段差対応制御の動作速度および開始時期が遅いとき、電動車両が前方に大きく傾斜するおそれがある。上記発明では、駆動系のトルクに関連する値の変化速度、すなわち駆動輪が段差にさしかかることにより接地面積が変化する度合に応じて段差対応制御の動作速度および開始時期の少なくとも一方を変更する。このため、電動車両が前方または後方に大きく傾斜することを抑制することができる。
【００２２】
（１０）第１０の手段は、請求項１０に記載の発明すなわち、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、前記電動車両が走行しているとき、走行方向の後方に荷重を偏らせることを要旨としている。
【００２３】
駆動輪が降段差にさしかかるとき、車体の前方部分が車体の後方部分よりも接地面に近づくように電動車両が前方に傾斜するおそれがある。上記発明では、走行方向の後方に荷重を偏らせるため、駆動輪が降段差にさしかかることにともない電動車両が前方に大きく傾斜することを抑制することができる。
【００２４】
（１１）第１１の手段は、請求項１１に記載の発明すなわち、請求項１〜１０いずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、前記駆動系Ａは、前記駆動輪Ａを駆動する走行用の電動モータを備えること、前記駆動系Ｂは、前記駆動輪Ｂを駆動する走行用の電動モータを備えること、前記駆動系Ａのトルクに関連する値は前記駆動系Ａの前記電動モータのトルク、前記駆動系Ａの前記電動モータの電流値、前記駆動系Ａの前記電動モータの回転速度、および前記駆動輪Ａの回転速度の少なくとも１つであること、ならびに、前記駆動系Ｂのトルクに関連する値は前記駆動系Ｂの前記電動モータのトルク、前記駆動系Ｂの前記電動モータの電流値、前記駆動系Ｂの前記電動モータの回転速度、および前記駆動輪Ｂの回転速度の少なくとも１つであることを要旨としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、超音波センサとは異なる手段により段差を検出することのできる電動車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態の電動車椅子について、その斜視構造を示す斜視図。
【図２】同実施形態の電動車椅子について、電気的な構成を模式的に示すブロック図。
【図３】同実施形態の電動車椅子について、その荷重移動機構の動作を示す側面図。
【図４】同実施形態の電動車椅子について、その電子制御装置により実行される「昇段差検出時制御」の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態の電動車椅子について、正対制御の実行にともなう同車椅子の動作を模式的に示す動作図。
【図６】同実施形態の電動車椅子について、昇段制御の実行にともなう同車椅子の動作を模式的に示す動作図。
【図７】同実施形態の電動車椅子について、その電子制御装置により実行される「降段差検出時制御」の手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態の電動車椅子について、正対制御の実行にともなう同車椅子の動作を模式的に示す動作図。
【図９】同実施形態の電動車椅子について、降段制御の実行にともなう同車椅子の動作を模式的に示す動作図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本実施形態は、本発明の電動車両の制御装置を電動車椅子の制御装置として具体化した構成の一例を示している。なお、電動車椅子は、乗員によるジョイスティックの操作に応じて走行状態が変更される。
【００２８】
図１を参照して、電動車椅子１の構成について説明する。
電動車椅子１は、乗員が乗るための車体１０と、電動車椅子１を走行させるための駆動系２０と、車体１０に対する駆動系２０の位置を変更するための階段機構４０と、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２の荷重を移動させるための荷重移動機構５０（図３参照）とを有する。
【００２９】
駆動系２０は、車体１０の右側および左側に設けられる２つの第１駆動輪２１と、車体１０の右側および左側において第１駆動輪２１とは別の位置に設けられる第２駆動輪２２と、各駆動輪２１，２２に対してトルクを付与する走行機構３０とを有する。
【００３０】
階段機構４０は、走行方向に並べられた第１駆動輪２１および第２駆動輪２２の組について、一方の駆動輪を他方の駆動輪に対して回転させる。このため、階段機構４０が駆動することにより、走行方向において第１駆動輪２１および第２駆動輪２２の位置関係が入れ替わる。以下では、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２のうちの走行方向の前方に位置する駆動輪を「前方駆動輪」とし、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２のうちの走行方向の後方に位置する駆動輪を「後方駆動輪」とする。
【００３１】
車体１０は、乗員の身体を支持するための支持部１１と、支持部１１の下方に配置されて駆動系２０、階段機構４０、荷重移動機構５０、およびバッテリ（図示略）を収納する本体部１５とを有する。支持部１１には、乗員が座るための座部１２と、肘を掛けるための肘掛け１３と、足を乗せるための足台１４とが設けられている。
【００３２】
右側の肘掛け１３には、乗員が電動車椅子１を操作するための操作部１６が設けられている。操作部１６には、走行方向および走行速度を指示するためのジョイスティック１７と、階段を昇るモードを選択するための昇りボタン１８と、階段を降るモードを選択するための降りボタン１９とが設けられている。
【００３３】
図２を参照して、電動車椅子１の電気的な構成について説明する。
電動車椅子１は、駆動系２０の走行機構３０、階段機構４０、および荷重移動機構５０に加えて、各種演算を行う制御部６０を有する。
【００３４】
駆動系２０としては、右側の第１駆動輪２１に対応する駆動系２０と、右側の第２駆動輪２２に対応する駆動系２０と、左側の第１駆動輪２１に対応する駆動系２０と、左側の第２駆動輪２２に対応する駆動系２０とが設けられている。各駆動系２０は、それぞれ対応する駆動輪２１，２２と、同駆動輪２１，２２を回転させる走行機構３０とを含む。なお、右側の第１駆動輪２１および第２駆動輪２２は「右駆動輪」に相当する。また、左側の第１駆動輪２１および第２駆動輪２２は「左駆動輪」に相当する。
【００３５】
各走行機構３０は、対応する駆動輪２１，２２を回転させるための走行モータ３１を有する。なお、走行モータ３１は「走行用の電動モータ」に相当する。
各走行モータ３１の出力軸は、減速機（図示略）を介して、対応する駆動輪２１，２２の回転軸に接続されている。これにより、走行モータ３１が回転するとき、出力軸の回転が減速機を介して駆動輪２１，２２に伝達される。
【００３６】
階段機構４０は、走行方向に並べられた第１駆動輪２１および第２駆動輪２２について、その一方の駆動輪を他方の駆動輪に対して回転させるためのリンク軸４２と、リンク軸４２を回転させるための階段モータ４１とを有する。階段モータ４１としては、右側の各駆動輪２１，２２に対応するリンク軸４２を回転させる右側の階段モータ４１と、左側の各駆動輪２１，２２に対応するリンク軸４２を回転させる左側の階段モータ４１とを有する。
【００３７】
荷重移動機構５０は、支持部１１を前方または後方に傾斜させるための荷重移動モータ５１を有する。支持部１１は、荷重移動モータ５１が回転することにより、本体部１５、第１駆動輪２１、および第２駆動輪２２に対して前方または後方に傾斜する。
【００３８】
図３を参照して、荷重移動機構５０の動作について説明する。なお、同図においては、第１駆動輪２１が前方駆動輪に相当するときの動作状態を示している。なお、第２駆動輪２２が前方駆動輪に相当するときの動作状態も同様となるため、ここでは同動作状態についての説明を省略する。
【００３９】
電動車椅子１が停止しているとき、すなわちジョイスティック１７の操作位置が中立位置にあるとき、図中の実線で示されるように、支持部１１が地面に対して水平の状態に保持される。電動車椅子１が走行しているとき、または電動車椅子１が降段差を降るとき、図中の二点鎖線で示されるように、荷重移動機構５０により支持部１１が後方に傾斜した状態に保持される。電動車椅子１が昇段差を昇るとき、図中の一点鎖線で示されるように、荷重移動機構５０により支持部１１が前方に傾斜した状態に保持される。
【００４０】
支持部１１が前方に傾斜しているとき、乗員の重心が走行方向の前方に偏るため、第２駆動輪２２にかかる荷重よりも第１駆動輪２１にかかる荷重の方が大きくなる。このため、各駆動輪２１，２２と接地面との関係が同じ条件のとき、第１駆動輪２１の接地面積が第２駆動輪２２の接地面積よりも大きくなる。また、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２と前方駆動輪および後方駆動輪との関係が上記とは反対の関係のとき、各駆動輪２１，２２にかかる荷重の大きさも反対の関係となる。
【００４１】
一方、支持部１１が後方に傾斜しているとき、乗員の重心が走行方向の後方に偏るため、第１駆動輪２１にかかる荷重よりも第２駆動輪２２にかかる荷重の方が大きくなる。このため、各駆動輪２１，２２と接地面との関係が同じ条件のとき、第２駆動輪２２の接地面積が第１駆動輪２１の接地面積よりも大きくなる。また、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２と前方駆動輪および後方駆動輪との関係が上記とは反対の関係のとき、各駆動輪２１，２２にかかる荷重の大きさも反対の関係となる。
【００４２】
なお、支持部１１が前方に傾斜した状態とは、走行方向において支持部１１の前方が支持部１１の後方よりも本体部１５等に近づくように支持部１１が傾斜した状態を示す。また、支持部１１が後方に傾斜した状態とは、走行方向において支持部１１の後方が支持部１１の前方よりも本体部１５等に近づくように支持部１１が傾斜した状態を示す。
【００４３】
図２を参照して、制御部６０の構成について説明する。
制御部６０は、各種演算を行う電子制御装置６１と、各駆動輪２１，２２の回転速度（以下、「駆動輪回転速度ＮＴ」）を検出する４つの駆動輪速度センサ６２と、走行モータ３１に供給される電流値（以下、「走行モータ電流値ＩＭ」）を検出する電流検出回路３３とを有する。また、電子制御装置６１から受信した制御信号に基づいて走行モータ３１に電力を供給する走行駆動回路３２と、電子制御装置６１から受信した制御信号に基づいて階段モータ４１に電力を供給する階段駆動回路４３と、電子制御装置６１から受信した制御信号に基づいて荷重移動モータ５１に電力を供給する移動駆動回路５２とを有する。
【００４４】
電子制御装置６１の基本的な動作を以下に示す。
電子制御装置６１は、操作部１６の操作にともない操作部１６から出力される操作信号、昇りボタン１８の操作にともない昇りボタン１８から出力される操作信号、および降りボタン１９の操作にともない降りボタン１９から出力される操作信号を受信する。また、駆動輪速度センサ６２から出力される検出信号、および電流検出回路３３から出力される検出信号を受信する。そして、受信した操作信号および検出信号の少なくとも１つに基づいて、走行モータ３１を制御するための制御信号、階段機構４０を制御するための制御信号、および荷重移動機構５０を制御するための制御信号の少なくとも１つを、走行駆動回路３２、階段駆動回路４３、および移動駆動回路５２のうちの対応する駆動回路に出力する。
【００４５】
電子制御装置６１により行われる具体的な制御の内容を以下に示す。
電子制御装置６１は、ジョイスティック１７の操作に応じて電動車椅子１を前進または後進させるための制御として、以下の（Ａ）または（Ｂ）の制御を行う。また、ジョイスティック１７の操作に応じて電動車椅子１を右折または左折させるための制御として、以下の（Ｃ）または（Ｄ）の制御を行う。
【００４６】
（Ａ）電子制御装置６１は、乗員によりジョイスティック１７が前方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を前方に回転させるための制御信号を走行駆動回路３２に出力する。走行駆動回路３２は、同制御信号に基づいて走行モータ３１に電力を供給する。これにより、各駆動輪２１，２２がジョイスティック１７の操作量に対応した速度で前方に回転する。
【００４７】
（Ｂ）電子制御装置６１は、乗員によりジョイスティック１７が後方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を後方に回転させるための制御信号を走行駆動回路３２に出力する。走行駆動回路３２は、同制御信号に基づいて走行モータ３１に電力を供給する。これにより、各駆動輪２１，２２がジョイスティック１７の操作量に対応した速度で後方に回転する。
【００４８】
（Ｃ）電子制御装置６１は、乗員によりジョイスティック１７が右方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を前方に回転させ、かつ左側の各駆動輪２１，２２を右側の各駆動輪２１，２２よりも大きい回転速度で回転させるための制御信号を走行駆動回路３２に出力する。走行駆動回路３２は、同制御信号に基づいて走行モータ３１に電力を供給する。これにより、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で右側および左側の各駆動輪２１，２２が前方に回転するため、右側の各駆動輪２１，２２と左側の各駆動輪２１，２２との回転速度の差に応じて電動車椅子１が右折する。
【００４９】
（Ｄ）電子制御装置６１は、乗員によりジョイスティック１７が左方に倒されたとき、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で各駆動輪２１，２２を前方に回転させ、かつ右側の各駆動輪２１，２２を左側の各駆動輪２１，２２よりも大きい回転速度で回転させるための制御信号を走行駆動回路３２に出力する。走行駆動回路３２は、同制御信号に基づいて走行モータ３１に電力を供給する。これにより、ジョイスティック１７の操作量に対応した速度で右側および左側の各駆動輪２１，２２が前方に回転するため、右側の各駆動輪２１，２２と左側の各駆動輪２１，２２との回転速度の差に応じて電動車椅子１が左折する。
【００５０】
電子制御装置６１は、昇りボタン１８の操作に応じて昇段差を昇るための制御として以下の（Ａ）の制御を行う。また、降りボタン１９の操作に応じて降段差を降るための制御として以下の（Ｂ）の制御を行う。
【００５１】
（Ａ）電子制御装置６１は、乗員による昇りボタン１８の操作にともない操作信号を受信したとき、リンク軸４２を前方に回転させるための制御信号を階段駆動回路４３に出力する。階段駆動回路４３は、同制御信号に基づいて階段モータ４１に電力を供給する。これにより、リンク軸４２が前方に回転するため、電動車椅子１が昇段差にさしかかっているとき、電動車椅子１が昇段差上を走行する。
【００５２】
（Ｂ）電子制御装置６１は、乗員による降りボタン１９の操作にともない操作信号を受信したとき、リンク軸４２を前方に回転させるための制御信号を階段駆動回路４３に出力する。階段駆動回路４３は、同制御信号に基づいて階段モータ４１に電力を供給する。これにより、リンク軸４２が前方に回転するため、電動車椅子１が降段差にさしかかっているとき、電動車椅子１が降段差上を走行する。
【００５３】
電子制御装置６１は、電動車椅子１の走行状態、すなわち平地の走行、昇段差上の走行、および降段差上の走行に応じて支持部１１の姿勢を調整するための制御として、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の制御を行う。
【００５４】
（Ａ）電子制御装置６１は、平地を走行するための操作信号を操作部１６から受信したとき、支持部１１を後方に傾斜させるための制御信号を移動駆動回路５２に出力する。移動駆動回路５２は、同制御信号に基づいて荷重移動モータ５１に電力を供給する。これにより、電動車椅子１が平地を走行するとき、支持部１１が後傾した状態に維持される。
【００５５】
（Ｂ）電子制御装置６１は、昇段差を昇るための操作信号を操作部１６から受信したとき、支持部１１を前方に傾斜させるための制御信号を移動駆動回路５２に出力する。移動駆動回路５２は、同制御信号に基づいて荷重移動モータ５１に電力を供給する。これにより、電動車椅子１が昇段差を昇るとき、支持部１１が前方に傾斜した状態に保持される。
【００５６】
（Ｃ）電子制御装置６１は、降段差を降るための操作信号を操作部１６から受信したとき、支持部１１を後方に傾斜させるための制御信号を移動駆動回路５２に出力する。移動駆動回路５２は、同制御信号に基づいて荷重移動モータ５１に電力を供給する。これにより、電動車椅子１が降段差を降るとき、支持部１１が後方に傾斜した状態に保持される。
【００５７】
ところで、電動車椅子１の走行にともない前方駆動輪が昇段差にさしかかるとき、前方駆動輪の接地面積が増大するため、これに応じて前方駆動輪の回転抵抗が増大する。このため、前方駆動輪が昇段差にさしかかっている状態（以下、「昇段差初期状態」）、および前方駆動輪が昇段差にさしかかる直前の状態（以下、「昇段差直前状態」）の双方において、前方駆動輪および後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭの大きさが同じであること前提としたとき、昇段差初期状態の前方駆動輪の駆動輪回転速度ＮＴは、後方駆動輪の駆動輪回転速度ＮＴよりも小さくなる。また、昇段差初期状態の前方駆動輪の走行モータ３１のトルクが昇段差直前状態の前方駆動輪の走行モータ３１のトルクよりも大きくなる。
【００５８】
また、電動車椅子１の走行状態が昇段差直前状態から昇段差初期状態に移行したとき、前方駆動輪の接地面積の増大速度が大きいため、これに応じて駆動輪回転速度ＮＴが急激に下降し、かつ走行モータ３１のトルクが急激に増大する。
【００５９】
このため、トルクの増大を検出することにより、電動車椅子１の走行状態が昇段差直前状態から昇段差初期状態に移行したこと、すなわち前方駆動輪が昇段差にさしかかっていることを推定することができる。
【００６０】
そこで、電動車椅子１の電子制御装置６１は、前方駆動輪が昇段差にさしかかっているか否かについて、これを駆動系２０のトルクに基づいて判定する。そして、前方駆動輪が昇段差にさしかかっている旨判定したとき、昇段差に対応する昇段差対応制御を含む昇段差検出時制御を行う。
【００６１】
また、電動車椅子１の走行にともない前方駆動輪が降段差にさしかかるとき、前方駆動輪の接地面積が減少するため、これに応じて前方駆動輪の回転抵抗が減少する。このため、前方駆動輪が降段差にさしかかっている状態（以下、「降段差初期状態」）、および前方駆動輪が降段差にさしかかる直前の状態（以下、「降段差直前状態」）の双方において、前方駆動輪および後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭの大きさが同じであること前提としたとき、降段差初期状態の前方駆動輪の駆動輪回転速度ＮＴは、後方駆動輪の駆動輪回転速度ＮＴよりも大きくなる。また、降段差初期状態の前方駆動輪の走行モータ３１のトルクが降段差直前状態の前方駆動輪の走行モータ３１のトルクよりも小さくなる。
【００６２】
また、電動車椅子１の走行状態が降段差直前状態から降段差初期状態に移行したとき、前方駆動輪の接地面積の減少速度が大きいため、これに応じて駆動輪回転速度ＮＴが急激に上昇し、かつ走行モータ３１のトルクが急激に減少する。以下では、降段差直前状態から降段差初期状態に移行することにともない走行モータ３１のトルクが減少する事象を「トルク抜け」と称する。
【００６３】
このため、トルク抜けが発生したことを検出することにより、電動車椅子１の走行状態が降段差直前状態から降段差初期状態に移行したこと、すなわち前方駆動輪が降段差にさしかかっていることを推定することができる。
【００６４】
そこで、電動車椅子１の電子制御装置６１は、前方駆動輪が降段差にさしかかっているか否かについて、これを駆動系２０のトルクに基づいて判定する。そして、前方駆動輪が降段差にさしかかっている旨判定したとき、降段差に対応する降段差対応制御を含む降段差検出時制御を行う。
【００６５】
図４を参照して、昇段差検出時制御の手順について説明する。
この制御は、電子制御装置６１により所定の演算周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の演算周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の演算周期が経過したときに再び最初のステップから昇段差検出時制御が実行される。なお、ステップＳ１２からステップＳ１５までの一連の処理は「段差対応制御」に相当する。また、ステップＳ１３およびステップＳ１４の処理は「正対制御」に相当する。
【００６６】
また、ステップＳ１１において、前方駆動輪の駆動系２０は「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の一方に相当し、後方駆動輪の駆動系２０は「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の他方」に相当する。また、前方駆動輪は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の一方に相当し、後方駆動輪は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の他方に相当する。また、前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の一方に相当し、後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の他方に相当する。
【００６７】
また、ステップＳ１３およびステップＳ１４において、右側の駆動輪２１，２２の駆動系２０が「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の一方に相当するとき、左側の駆動輪２１，２２の駆動系２０が「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の他方に相当する。このとき、右側の駆動輪２１，２２は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の一方に相当し、左側の駆動輪２１，２２は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の他方に相当する。また、右側の駆動輪２１，２２の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の一方に相当し、左側の駆動輪２１，２２の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の他方に相当する。
【００６８】
また、ステップＳ１３およびステップＳ１４において、右側の駆動輪２１，２２の駆動系２０が「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の他方に相当するとき、左側の駆動輪２１，２２の駆動系２０が「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の一方に相当する。このとき、右側の駆動輪２１，２２は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の他方に相当し、左側の駆動輪２１，２２は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の一方に相当する。また、右側の駆動輪２１，２２の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の他方に相当し、左側の駆動輪２１，２２の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の一方に相当する。
【００６９】
ステップＳ１１では、前方駆動輪が昇段差にさしかかっているか否かを判定する。具体的には、以下の（条件Ａ）および（条件Ｂ）の双方が成立しているとき、前方駆動輪が昇段差にさしかかっている旨判定する。
（条件Ａ）後方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴに対して、前方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが小さくなったこと。
（条件Ｂ）前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの変化速度が所定の変化速度以上であること。
【００７０】
（条件Ａ）の詳細について説明する。
昇段差直前状態の前方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴと、昇段差初期状態の前方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴとでは後者の方が小さい。また、昇段差直前状態の前方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴと、後方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴとの差よりも、昇段差初期状態の前方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴと、後方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴとの差の方が大きい。このため、後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴに対して、前方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが小さくなったとき、前方駆動輪が昇段差にさしかかっていると推定することができる。
【００７１】
（条件Ｂ）の詳細について説明する。
上述のとおり、電動車椅子１の走行状態が昇段差直前状態から昇段差初期状態に移行したとき、前方駆動輪の接地面積の増大速度が大きいため、これに応じて駆動輪回転速度ＮＴが急激に下降する。このため、走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの変化速度と、判定値としての所定の変化速度とを比較し、駆動輪回転速度ＮＴの変化速度が所定の変化速度以上のとき、前方駆動輪が昇段差にさしかかっていると推定することができる。
【００７２】
ステップＳ１１において、右側および左側の前方駆動輪の少なくとも一方が昇段差にさしかかっている旨判定したとき、ステップＳ１２に移行する。一方、ステップＳ１１において否定判定したときには本処理を一旦終了する。
【００７３】
ステップＳ１２では、昇りボタン１８が押されたか否かを判定する。昇りボタン１８が押された旨判定したとき、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、昇段差を昇るときに電動車椅子１の姿勢を安定させるための準備動作として、右側および左側の前方駆動輪を昇段差に正対させるための正対制御を実行する。
【００７４】
正対制御では、昇段差にさしかかっていない前方駆動輪を前方に回転させる。なお、右側および左側の両方の前方駆動輪が昇段差にさしかかっているときには、両方の前方駆動輪を前方に回転させる。
【００７５】
ステップＳ１４では、右側および左側の前方駆動輪が昇段差に正対したか否かを判定する。具体的には、右側および左側の前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭが等しい状態において、各駆動輪回転速度ＮＴの差が所定の範囲内になったとき、右側および左側の前方駆動輪が昇段差に正対した旨判定する。一方、右側および左側の前方駆動輪が昇段差に正対していない旨判定したとき、正対している旨の判定結果が得られるまで正対制御を継続する。
【００７６】
ステップＳ１５では、電動車椅子１により昇段差を昇るための昇段制御を実行する。昇段制御では、リンク軸４２を回転させることにより、後方駆動輪を前方駆動輪のまわりで公転させる。
【００７７】
図５を参照して、正対制御時の走行機構３０の動作について説明する。なお、図中の矢印ＡＴは各駆動輪２１，２２の回転方向を示している。また、図中の矢印ＡＭは電動車椅子１の走行方向を示している。
【００７８】
同図においては、前方駆動輪としての左側の第１駆動輪２１が昇段差にさしかかっているときの走行機構３０の動作状態を示している。なお、右側の第１駆動輪２１が昇段差にさしかかっている状態においても走行機構３０が同様に動作するため、同状態での走行機構３０の動作の説明を省略する。
【００７９】
正対制御においては、図５（ａ）に示されるように、右側の第１駆動輪２１の走行モータ３１および右側の第２駆動輪２２の走行モータにより右側の駆動輪２１，２２を前方に回転させる。また、左側の第１駆動輪２１の走行モータ３１および左側の第２駆動輪２２の走行モータ３１により左側の駆動輪２１，２２をロックした状態に保持する。これにより、電動車椅子１が反時計回りに回転する。
【００８０】
図５（ｂ）に示されるように、右側の第１駆動輪２１が昇段差に接触したとき、昇段差検出時制御のステップＳ１４の処理において右側および左側の前方駆動輪が昇段差に正対した旨判定し、右側の駆動輪２１，２２の回転を停止する。
【００８１】
図６を参照して、昇段制御時の階段機構４０の動作について説明する。なお、階段機構４０が動作するとき、走行モータ３１により各駆動輪２１，２２がロックした状態に保持される。
【００８２】
昇段制御においては、図６（ａ）に示されるように、階段モータ４１によりリンク軸４２にトルクを付与する。これにより、後方駆動輪としての第２駆動輪２２が前方駆動輪としての第１駆動輪２１に対して公転しはじめる。
【００８３】
図６（ｂ）に示されるように、リンク軸４２の回転により第２駆動輪２２が接地面から離間して上方に持ち上げられる。そして、図６（ｃ）に示されるように、リンク軸４２がさらに回転することにより、第２駆動輪２２が第１駆動輪２１に対して前方に回転して上段に接地する。なお、昇りボタン１８の操作により昇段差に対応する走行を停止する旨の操作信号が出力されるまでは、第２駆動輪２２が上段に接地した後もリンク軸４２の制御が継続して行われる。
【００８４】
図７を参照して、降段差検出時制御の手順について説明する。
この制御は、電子制御装置６１により所定の演算周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の演算周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の演算周期が経過したときに再び最初のステップから降段差検出時制御が実行される。なお、ステップＳ２２からステップＳ２７までの一連の処理は「段差対応制御」に相当する。また、ステップＳ２３の処理は「後退制御」に相当する。また、ステップＳ２５およびステップＳ２６の処理は「正対制御」に相当する。
【００８５】
また、ステップＳ２１において、前方駆動輪の駆動系２０は「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の一方に相当し、後方駆動輪の駆動系２０は「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の他方」に相当する。また、前方駆動輪は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の一方に相当し、後方駆動輪は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の他方に相当する。また、前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の一方に相当し、後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の他方に相当する。
【００８６】
また、ステップＳ２５およびステップＳ２６において、右側の駆動輪２１，２２の駆動系２０が「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の一方に相当するとき、左側の駆動輪２１，２２の駆動系２０が「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の他方に相当する。このとき、右側の駆動輪２１，２２は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の一方に相当し、左側の駆動輪２１，２２は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の他方に相当する。また、右側の駆動輪２１，２２の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の一方に相当し、左側の駆動輪２１，２２の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の他方に相当する。
【００８７】
また、ステップＳ２５およびステップＳ２６において、右側の駆動輪２１，２２の駆動系２０が「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の他方に相当するとき、左側の駆動輪２１，２２の駆動系２０が「駆動系Ａ」および「駆動系Ｂ」の一方に相当する。このとき、右側の駆動輪２１，２２は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の他方に相当し、左側の駆動輪２１，２２は「駆動輪Ａ」および「駆動輪Ｂ」の一方に相当する。また、右側の駆動輪２１，２２の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の他方に相当し、左側の駆動輪２１，２２の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴは「駆動系Ａのトルクに関連する値」および「駆動系Ｂのトルクに関連する値」の一方に相当する。
【００８８】
ステップＳ２１では、前方駆動輪が降段差にさしかかっているか否かを判定する。具体的には、以下の（条件Ａ）および（条件Ｂ）の双方が成立しているとき、前方駆動輪が降段差にさしかかっている旨判定する。
（条件Ａ）後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴに対して、前方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが大きくなったこと。
（条件Ｂ）前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの変化速度が所定の変化速度以上であること。
【００８９】
（条件Ａ）の詳細について説明する。
降段差直前状態の前方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴと、降段差初期状態の前方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴとでは後者の方が大きい。また、降段差初期状態の前方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴと、後方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴとの差よりも、降段差初期状態の前方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴと、後方駆動輪のモータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴとの差の方が大きい。このため、後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴに対して、前方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが大きくなったとき、前方駆動輪が降段差にさしかかっていると推定することができる。
【００９０】
（条件Ｂ）の詳細について説明する。
上述のとおり、電動車椅子１の走行状態が降段差直前状態から降段差初期状態に移行したとき、前方駆動輪の接地面積の減少速度が大きいため、これに応じて駆動輪回転速度ＮＴが急激に上昇する。このため、走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの変化速度と、判定値としての所定の変化速度とを比較し、駆動輪回転速度ＮＴの変化速度が所定の変化速度以上のとき、前方駆動輪が降段差にさしかかっていると推定することができる。
【００９１】
ステップＳ２１において、右側および左側の前方駆動輪の少なくとも一方が降段差にさしかかっている旨判定したとき、ステップＳ２２に移行する。一方、ステップＳ２１において否定判定したときには本処理を一旦終了する。
【００９２】
ステップＳ２２では、降段差にさしかかっている前方駆動輪が降段差の上面から下方に落ちている量、すなわち降段差の上面と前方駆動輪の下方の先端面との距離を落込量Ｅとして、落込量Ｅが所定の落込量以上か否かを判定する。ここでは、降段差直前状態の駆動輪回転速度ＮＴと降段差初期状態の駆動輪回転速度ＮＴの差が所定の速度以上のとき、前方駆動輪の接地面積が所定の面積よりも小さい旨判定する。なお、所定の落込量としては、例えば前方駆動輪の外径の３分の１を設定することができる。
【００９３】
ステップＳ２２において、降段差にさしかかっている前方駆動輪の落込量Ｅが所定の落込量未満の旨判定したとき、ステップＳ２３を省略してステップＳ２４に移行する。一方、前方駆動輪の落込量Ｅが所定の落込量以上の旨判定したとき、ステップＳ２３において後退制御を行う。後退制御では、右側および左側の駆動輪２１，２２を降段差から離れる方向、すなわち後方に所定回転量ＲＡだけ回転させる。なお、所定回転量ＲＡとしては、例えば各駆動輪２１，２２の外径の３分の１を設定することができる。
【００９４】
ステップＳ２４では、降りボタン１９が押されたか否かを判定する。降りボタン１９が押された旨判定したとき、ステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５では、降段差を降るときに電動車椅子１の姿勢を安定させるための準備動作として、右側および左側の前方駆動輪を降段差に正対させるための正対制御を実行する。
【００９５】
正対制御では、降段差にさしかかっている前方駆動輪を後方に回転させる。なお、右側および左側の両方の前方駆動輪が降段差にさしかかっているときには、右側および左側の両方の前方駆動輪を後方に回転させる。
【００９６】
ステップＳ２６では、右側および左側の前方駆動輪が降段差に正対したか否かを判定する。具体的には、右側および左側の前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭが等しい状態において、各駆動輪回転速度ＮＴの差が所定の範囲内になったとき、右側および左側の前方駆動輪が降段差に正対した旨判定する。一方、右側および左側の前方駆動輪が降段差に正対していない旨判定したとき、正対している旨の判定結果が得られるまで正対制御を継続する。
【００９７】
なお、降段差の検出時において、右側および左側の第１駆動輪２１が降段差にさしかかっている旨判定した場合において、前方駆動輪および後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭを等しくしたとき、駆動輪回転速度ＮＴの差が所定の範囲内になったとき、右側および左側の前方駆動輪が降段差に正対した旨判定する。
【００９８】
ステップＳ２７では、電動車椅子１により降段差を降るための降段制御を実行する。降段制御では、リンク軸４２を回転させることにより、後方駆動輪を前方駆動輪のまわりで公転させる。
【００９９】
図８を参照して、正対制御時の走行機構３０の動作について説明する。なお、図中の矢印ＡＴは各駆動輪２１，２２の回転方向を示している。また、図中の矢印ＡＭは電動車椅子１の走行方向を示している。
【０１００】
同図においては、前方駆動輪としての左側の第１駆動輪２１が降段差にさしかかっているときの走行機構３０の動作状態を示している。なお、右側の第１駆動輪２１が降段差にさしかかっている状態においても走行機構３０が同様に動作するため、同状態での走行機構３０の動作の説明を省略する。
【０１０１】
正対制御においては、図８（ａ）に示されるように、左側の第１駆動輪２１および左側の第２駆動輪２２の走行モータ３１により左側の駆動輪２１，２２を後方に回転させる。また、右側の第１駆動輪２１および右側の第２駆動輪２２の走行モータ３１により右側の駆動輪２１，２２をロックした状態に保持する。これにより、電動車椅子１が反時計回りに回転する。
【０１０２】
図８（ｂ）に示されるように、左側の第１駆動輪２１の落込量Ｅが「０」に変化したとき、降段差検出時制御のステップＳ１６の処理において右側および左側の前方駆動輪が降段差に正対した旨判定し、左側の第１駆動輪２１および左側の第２駆動輪２２の回転を停止する。
【０１０３】
図９を参照して、降段制御時の階段機構４０の動作について説明する。なお、階段機構４０が動作するとき、走行モータ３１により各駆動輪２１，２２がロックした状態に保持される。
【０１０４】
降段制御においては、図９（ａ）に示されるように、階段モータ４１によりリンク軸４２にトルクを付与する。これにより、後方駆動輪としての第２駆動輪２２が前方駆動輪としての第１駆動輪２１に対して公転しはじめる。
【０１０５】
図９（ｂ）に示されるように、リンク軸４２の回転により第２駆動輪２２が接地面から離間して上方に持ち上げられる。そして、図９（ｃ）に示されるように、リンク軸４２がさらに回転することにより、第２駆動輪２２が第１駆動輪２１に対して前方に回転して下段に接地する。なお、降りボタン１９の操作により降段差に対応する走行を停止する旨の操作信号が出力されるまでは、第２駆動輪２２が下段に接地した後もリンク軸４２の制御が継続して行われる。
【０１０６】
（実施形態の効果）
本実施形態の電動車椅子１によれば以下の効果が得られる。
（１）電動車椅子１の駆動輪２１，２２が段差にさしかかるとき、駆動輪２１，２２の接地面積が変化するため、駆動輪２１，２２の回転抵抗が変化する。このとき、駆動系２０のトルクが駆動輪２１，２２の回転抵抗の変化に応じて変化する。このように、駆動系２０のトルクの変化には、駆動輪２１，２２が段差にさしかかることにともなう駆動輪２１，２２の回転抵抗の変化が反映される。電動車椅子１の電子制御装置６１は、この考え方に基づいて、駆動系２０のトルクに関連する値としての駆動輪回転速度ＮＴおよび走行モータ電流値ＩＭの変化に応じて段差を検出することができる。
【０１０７】
また、駆動輪回転速度ＮＴおよび走行モータ電流値ＩＭに基づいて段差を検出するため、段差を検出するための超音波センサおよび画像センサ等の特別なセンサを搭載する必要がない。このため、電動車椅子１の部品点数を低減することができる。
【０１０８】
（２）前方駆動輪が降段差にさしかかるとき、前方駆動輪の回転抵抗が減少するため、これにともない同前方駆動輪のトルクが減少する。このため、電子制御装置６１は、前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが、後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴよりも大きいことに基づいて降段差を検出することができる。
【０１０９】
（３）前方駆動輪が昇段差にさしかかるとき、前方駆動輪の回転抵抗が増大するため、これにともない同前方駆動輪のトルクが増大する。このため、電子制御装置６１は、前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが、後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴよりも小さいことに基づいて昇段差を検出することができる。
【０１１０】
（４）電子制御装置６１は、昇段差または降段差を検出したとき、右側および左側の前方駆動輪を昇段差または降段差に正対させている。この構成によれば、電動車椅子１が昇段差を昇るとき、または降段差を降るときの姿勢が不安定になることを抑制することができる。また、電子制御装置６１が右側および左側の前方駆動輪を昇段差または降段差に正対させるため、運転者が右側および左側の前方駆動輪を昇段差または降段差に正対させる操作を行う手間を省くことができる。
【０１１１】
（５）右側および左側の前方駆動輪の一方が降段差にさしかかるとき、同前方駆動輪の回転抵抗が減少するため、これにともない同前方駆動輪のトルクが減少する。そこで、電子制御装置６１は、正対制御において、降段差にさしかかる前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが、降段差にさしかかっていない前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴと等しくなることに基づいて正対制御を行う。この構成によれば、より的確に右側および左側の前方駆動輪を昇段差に正対させることができる。また、運転者が右側および左側の前方駆動輪を降段差に正対していることを目視等で判断する負担を低減することができる。
【０１１２】
（６）右側および左側の前方駆動輪の一方が昇段差にさしかかるとき、同前方駆動輪の回転抵抗が増大するため、これにともない同前方駆動輪のトルクが増大する。そこで、電子制御装置６１は、正対制御において、昇段差にさしかかる前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが、昇段差にさしかかっていない前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴと等しくなることに基づいて正対制御を行う。この構成によれば、より的確に右側および左側の前方駆動輪を昇段差に正対させることができる。また、運転者が右側および左側の前方駆動輪を昇段差に正対していることを目視等で判断する負担を低減することができる。
【０１１３】
（７）電子制御装置６１は、降段差にさしかかっている前方駆動輪の落込量Ｅが所定の落込量よりも大きいとき、すなわち、降段差にさしかかっている前方駆動輪の接地面積が所定の面積より小さいとき、降段差対応制御として、電動車椅子１を降段差から離れる方向に走行させる後退制御を行い、その後に正対制御を行う。この構成によれば、降段差にさしかかることにより電動車椅子１が大きく傾斜することが抑制される。また、右側および左側の前方駆動輪を降段差に正対させる期間に電動車椅子１が大きく傾斜することが抑制される。
【０１１４】
（８）電子制御装置６１は、電動車椅子１が走行しているとき、走行方向において後方に荷重を偏らせている。この構成によれば、走行方向において前方駆動輪が降段差にさしかかるときに、電動車椅子１の前傾が生じにくい。
【０１１５】
（９）電子制御装置６１は、前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの変化速度が所定の変化速度以上であるときに昇段差にさしかかった旨を検出する。この構成によれば、電動車椅子１が高摩擦路および上り坂を走行することにともなう駆動輪回転速度ＮＴの下降により降段差が誤検出されることを抑制することができる。
【０１１６】
（１０）電子制御装置６１は、前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの変化速度が所定の変化速度以上であるときに降段差にさしかかった旨を検出する。この構成によれば、電動車椅子１が低摩擦路および下り坂を走行することにともなう駆動輪回転速度ＮＴの上昇により降段差が誤検出されることを抑制することができる。
【０１１７】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１１８】
・上記実施形態（図４）では、（条件Ａ）として後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴに対して、前方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが小さくなるとき、前方駆動輪が昇段差にさしかかっていることを判定しているが、これを以下に変更することもできる。すなわち、後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの値が、前方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの値よりも小さくなるとき、前方駆動輪が昇段差にさしかかっていることを判定する。
【０１１９】
・上記実施形態（図７）では、（条件Ａ）として後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴに対して、前方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが大きくなるとき、前方駆動輪が降段差にさしかかっていることを判定しているが、これを以下に変更することもできる。すなわち、後方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの値が、前方駆動輪の電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの値よりも大きくなるとき、前方駆動輪が降段差にさしかかっていることを判定する。
【０１２０】
・上記実施形態（図４および図７）の正対制御に対して、次の処理を加えることもできる。すなわち、走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの変化速度に応じて正対制御の動作速度を大きくする処理、および同変化速度に応じて正対制御の開始時期を早める処理の少なくとも一方を加えることもできる。また、走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴの変化速度が所定の変化速度以上のとき、上記２つの処理の少なくとも一方を行うこともできる。この構成によれば、正対制御の完了前に電動車椅子１が前方に向けて大きく傾斜することを抑制する効果が高められる。
【０１２１】
・上記実施形態（図４）では、昇段差対応制御として正対制御、および昇段制御を実行しているが、これら制御のうちの１つまたは２つを省略することもできる。また、これら３つの制御に代えてまたは加えて、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の少なくとも一方の制御を昇段差対応制御として実行することもできる。
（Ａ）昇段差を検出した旨を乗員に報知する報知制御。
（Ｂ）昇段差を検出したときに電動車椅子１の走行を停止する停止制御。
（Ｃ）昇段差を検出したときに電動車椅子１に電動車椅子１を昇段差から離れる方向に走行させる後退制御。
【０１２２】
・上記変形例において、（Ｃ）の後退制御では、前方駆動輪の走行モータ電流値ＩＭに対する駆動輪回転速度ＮＴが所定の速度よりも大きいことを条件として実行することもできる。
【０１２３】
・上記実施形態（図７）では、降段差対応制御として後退制御、正対制御、および降段制御を実行しているが、これら制御のうちの１つまたは２つを省略することもできる。また、これら３つの制御に代えてまたは加えて、以下の（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方の制御を降段差対応制御として実行することもできる。
（Ａ）降段差を検出した旨を乗員に報知する報知制御。
（Ｂ）降段差を検出したときに電動車椅子１の走行を停止する停止制御。
【０１２４】
・上記実施形態（図４および図７）では、駆動系２０のトルクに関連する値として、走行モータ電流値ＩＭおよび駆動輪回転速度ＮＴを用いているが、以下の（Ａ）〜（Ｆ）の値を駆動系２０のトルクに関連する値として用い、これらの値の少なくとも１つに基づいて昇段差および降段差を検出することもできる。
（Ａ）走行モータ電流値ＩＭおよび走行モータ３１の回転速度。
（Ｂ）走行モータ３１の電流値の指令値および走行モータ３１の回転速度。
（Ｃ）走行モータ３１の電流値の指令値および駆動輪回転速度ＮＴ。
（Ｄ）走行モータ３１の回転速度および走行モータ電流値ＩＭ。
（Ｅ）走行モータ３１のトルクを検出するセンサの検出値。
（Ｆ）前方駆動輪のトルクを検出するセンサの検出値。
【０１２５】
・上記実施形態（図４）では、昇段さを検出したとき、昇りボタン１８が押されていることに基づいて正対制御を実行しているが、昇段差を検出したとき、昇りボタン１８が押されたか否かに関わらず正対制御を実行することもできる。
【０１２６】
・上記実施形態（図７）では、降段差を検出したとき、降りボタン１９が押されていることに基づいて正対制御を実行しているが、降段差を検出したとき、降りボタン１９が押されたか否かに関わらず正対制御を実行することもできる。
【０１２７】
・上記実施形態（図１）では、駆動輪２１，２２を個別に駆動する走行モータ３１を備えているが、１組の第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を１つの走行モータにより駆動することもできる。また、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２の一方を走行モータにより駆動するとともに、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２の他方を従動輪とすることもできる。この場合も、走行モータ電流値ＩＭおよび駆動輪回転速度ＮＴにより駆動系のトルクを推定することができる。なお、１組の第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を１つの走行モータにより駆動する構成においては、同走行モータと第１駆動輪２１が１つの駆動系を構成し、同走行モータと第２駆動輪２２の駆動系とが１つの駆動系を構成する。また、第１駆動輪２１および第２駆動輪２２の一方を走行モータにより駆動する構成においては、同走行モータと第１駆動輪２１が１つの駆動系を構成し、同走行モータと第２駆動輪２２の駆動系とが１つの駆動系を構成する。
【０１２８】
・上記実施形態（図２）の電動車椅子１に、超音波センサおよび画像センサの少なくとも一方を設けることもできる。この場合、駆動系２０のトルクに基づく段差の検出制御に加えて、上記センサの少なくとも一方の検出値を用いて段差を検出する制御を加えることもできる。また、上記センサの少なくとも一方の検出値を用いて正対制御を実行することもできる。
【０１２９】
・上記実施形態（図３）では、支持部１１を前方または後方に傾ける荷重移動機構５０を設けているが、これに代えてまたは加えて、走行方向において前方および後方に錘を移動させることにより走行方向の前方と後方とで荷重を偏らせることのできる荷重移動機構を設けることもできる。
【０１３０】
・上記実施形態（図１）では、車体１０の右側および左側にそれぞれ第１駆動輪２１および第２駆動輪２２を備えているが、車体１０の右側および左側に設けられる駆動輪の数を１つ、または３つ以上のいずれかに変更することもできる。
【０１３１】
・上記実施形態（図１）では、車体１０の右側および左側にそれぞれ１組の駆動輪２１，２２を備えているが、右側および左側の２組の駆動輪２１，２２に代えて、車体１０の幅方向の中央またはその付近に１組の駆動輪を備えることもできる。これらの変形例においても、トルク抜けが発生したときには、これが駆動系のトルクに反映されるため、駆動系のトルクまたはトルクに関連する値をモニタすることにより、上記実施形態に準じた態様で段差を検出することができる。
【０１３２】
・本発明の適用対象となる電動車両は、上記実施形態に例示の電動車両に限られるものではない。例えば、１人用の車両としては乗員が立位で搭乗する電動車両、また複数人用の車両としては電気自動車に対して本発明を適用することもできる。すなわち、駆動輪および走行用の電動モータを含む駆動系を備える電動車両であれば、いずれの構成を有する電動車両の制御装置に対しても本発明を適用することができる。また、その場合にも上記実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【符号の説明】
【０１３３】
１…電動車椅子（電動車両）、１０…車体、１１…支持部、１２…座部、１５…本体部、１６…操作部、１７…ジョイスティック、１８…昇りボタン、１９…降りボタン、２０…駆動系、２１…第１駆動輪、２２…第２駆動輪、３０…走行機構、３１…走行モータ（走行用の電動モータ）、３３…電流検出回路、４０…階段機構、４１…階段モータ、４２…リンク軸、５０…荷重移動機構、６０…制御部、６１…電子制御装置、６２…駆動輪速度センサ。
【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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