JPH10201792A - 電動車両 - Google Patents
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- A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
- A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
- A61G5/041—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven having a specific drive-type
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- B62D11/00—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
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- B60Y2200/80—Other vehicles not covered by groups B60Y2200/10 - B60Y2200/60
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Abstract
を容易にする。 【解決手段】 車体4の両側に駆動輪8R、8Lが設けられ
ている。駆動輪8R、8Lをモータ12R 、12L が駆動する。
操作力検知部26R が、駆動輪8Rを進退させる方向に加え
られる操作力FinRを検知し、操作力検知部26L が駆動輪
8Lを進退させる方向に加えられる操作力FinLを検知す
る。FinRに基づきモータ8R用の駆動力Fa_R(t)と、FinL
に基づきモータ12L 用の駆動力Fa_L(t)とを、制御装置
14が算出する。制御装置14は、モータ12R 、12L の駆動
力の方向が同一であるとき、モータ8Rに供給される補整
駆動力Fa_rw(t) と、モータ8Lに供給される補整駆動力
Fa_lw(t) とを、駆動力Fa_R(t)、Fa_L(t)に基づいて
算出する。駆動力Fa_R(t)に駆動力Fa_L(t)を加味して
補整駆動力Fa_rw(t) を算出し、駆動力Fa_L(t)に駆動
力Fa_R(t)を加味して補整駆動力Fa_lw(t) を算出す
る。
Description
のような電動車両に関し、特に電動車両に設けられてい
るモータの制御に関する。
車椅子の車体の両側にそれぞれ設けられた2つの駆動輪
が、これらにそれぞれ結合されたモータによって駆動さ
れる。モータは、車体に設けられた操作力検知部によっ
て検知された操作力に対応した駆動力によって、駆動輪
を駆動する。例えば特開平7−75219号公報には、
次のような電動車椅子が開示されている。2つの操作力
検知部が、各モータに対応して車体に設けられている。
一方の操作力検知部に加えられた操作力が、一方の駆動
輪を駆動する。併せて、この操作力検知部によって検知
された操作力に応じて、モータがこの駆動輪を駆動す
る。他方の駆動輪も同様に、操作力とモータの駆動力と
によって駆動される。即ち、2つの駆動輪は、それぞれ
独立して制御されている。
は、介護者または電動車椅子の搭乗者が発生させる。そ
のため、2つの操作力の発生タイミングにずれが生じる
ことがある。また介護者または搭乗者の左右の腕の筋力
差によって、2つの操作力がアンバランスになることが
ある。上記公報に開示されている電動車椅子では、2つ
の駆動輪に対応する操作力検知部によって検知された操
作力に基づいて、2つの駆動輪が、これらに対応するモ
ータによってそれぞれ独立に制御されている。そのた
め、上述した2つの操作力の発生タイミングがずれた
り、左右の腕の筋力差があると、モータが発生する駆動
力の発生タイミングがずれたり、2つの駆動力がアンバ
ランスになる。そのため、車体を直進させることが難し
くなる。また、この状態で、車体を直進させるために
は、操作力の発生タイミングを調整したり、2つの操作
力が揃うように操作力を発生させねばならず、電動車椅
子の操作が難しいという問題点があった。本発明は、車
体の直進性を確保すると共に、操作が容易な電動車両を
提供することを目的とする。
左右に旋回することも必要である。このような場合、直
進性の確保は、却って旋回を阻害する。本発明は、上記
のように車体の直進性を確保することができると共に、
操作が容易であり、しかも、旋回が必要な場合には容易
に旋回させることができる電動車両を提供することを目
的とする。
めに、請求項1記載の発明による電動車両は、例えば人
が搭乗する本体を有している。この本体の両側に第1及
び第2の駆動輪が設けられている。第1の駆動輪を第1
のモータが駆動する。第2の駆動輪を第2のモータが駆
動する。第1及び第2のモータは、本体に設けることも
できるし、或いは駆動輪内にそれぞれ設けることもでき
る。第1の操作力検知手段が第1の駆動輪を推進させる
方向に加えられる第1の操作力を検知する。第2の操作
力検知手段が第2の駆動輪を推進させる方向に加えられ
る第2の操作力を検知する。第1及び第2の操作力検知
手段は、本体に設けることもできるし、例えば第1及び
第2の駆動輪にそれぞれ設けられたハンドリムに設ける
こともできる。検知された第1の操作力及び第2の操作
力に基づいて第1及び第2のモータ用の駆動力、例えば
F1、F2を制御手段が算出する。
る第1の補整駆動力、例えばFC1と、第2のモータに
供給される第2の補整駆動力、例えばFC2とを、第1
及び第2の駆動力F1、F2に基づいて算出する補整駆
動力算出手段を有している。この算出手段によって算出
される第1の補整駆動力FC1は、第1の駆動力F1と
第2の駆動力F2に、これらにそれぞれ設定された補整
係数、例えばar、brを乗じた値F1・arとF2・
brの合計値として算出され、第2の補整駆動力FC2
は、第2の駆動力F2と第1の駆動力F1に、前記補整
係数ar、brとは別にそれぞれ設定された補整係数、
例えばal、blを乗じた値F2・alとF1・blの
合算値として算出される。
ar・F1+br・F2によって算出され、FC2は、
al・F2+bl・F1によって算出される。従って、
第1のモータは、第1の駆動力F1だけでなく、第2の
駆動力F2も考慮した状態で駆動される。第2のモータ
は、第2の駆動力F2だけでなく、第1の駆動力F1も
考慮した状態で駆動される。従って、第1及び第2の駆
動力F1、F2を発生させるための第1及び第2の操作
力が等しくない場合でも、第1または第2の補整駆動力
FC1またはFC2は、互いに相手側の駆動力の影響を
受けた値となるし、たとえ第1の駆動力F1が発生して
いなくても、第2の駆動力F2が発生すると、補整駆動
力FC1、FC2が同時に発生し、これらの出力タイミ
ングが同期する。従って、補整駆動力FC1、FC2の
出力タイミングが同期されると共に、補整駆動力FC
1、FC2のアンバランスが緩和され、車体の直進性が
良好になる。直進性が良好であるので、電動車両の操作
方法を操作者が特別に習得する必要がない。
動車両において、制御手段が、第1及び第2のモータの
駆動方向が同一であると判断したとき、補整駆動力算出
手段を作動させる手段を有している。
2のモータの駆動方向が同一であると、例えば電動車両
を直進させようとしているとき、補整駆動力の算出を行
っている。第1及び第2のモータの駆動方向が異なる場
合、電動車両を旋回させようとしている。この場合に、
補整駆動力をバランスさせると、良好に電動車両を旋回
できない。請求項2記載の発明では、例えば電動車両を
直進させようとしているとき、補整駆動力を算出して、
両駆動力をバランスさせることができ、電動車両の操作
が容易になり、操作性を確実に確保することができる。
電動車両において、第1の補整駆動力FC1における第
1の駆動力F1に対する補整係数arは、第2の駆動力
F2に対する補整係数br以上の値(ar≧br)であ
り、第2の補整駆動力FC2における第2の駆動力F2
に対する補整係数alは、第1の駆動力F1に対する補
整係数bl以上の値(al≧bl)である。
力FC1における第1の操作力の影響を第2の操作力の
影響以上とし、且つ第2の補整駆動力FC2における第
2の操作力の影響を第1の操作力の影響以上としている
ので、補整駆動力の出力タイミングを同期させつつ、第
1及び第2のモータの駆動方向が同一の状態でも、旋回
させようと、操作力を異ならせている場合には、旋回性
を確保でき、操作性が良好となる。
電動車両において、第1の補整駆動力FC1における第
1の駆動力F1に対する補整係数arと第2の駆動力F
2に対する補整係数brとの合算値が、第2の補整駆動
力FC2における第2の駆動力に対する補整係数alと
第1の駆動力に対する補整係数blとの合算値に等し
い。即ち、ar+br=al+blである。
とすると、ar≧br、al≧blの条件があるので、
FC1は、C・F1からC/2(F1+F2)の範囲で
変化し、FC2は、2C・F2からC(F1+F2)の
範囲で変化する。従って、FC1とFC2はアンバラン
スとなる。請求項4記載の発明によれば、ar+br=
al+bl=Cであるので、FC1は、C・F1からC
/2(F1+F2)の範囲で変化し、FC2は、C・F
2からC/2(F1+F2)の範囲で変化する。従っ
て、FC1、FC2は、合算値が異なる場合と比較し
て、近似または等しくなり、操作性が向上する
動車両において、第1の補整駆動力FC1における第1
の駆動力F1に対する補整係数arと、第2の補整駆動
力FC2における第2の駆動力F2に対する補整係数a
lとが等しく、第1の補整駆動力FC1における第2の
駆動力F2に対する補整係数brと、第2の補整駆動力
FC2における第1の駆動力F1に対する補整係数bl
とが等しく選択されている。即ち、ar=al、br=
blである。なお、ar=al=a、br=bl=bと
すると、aとbとには、aがbよりもかなり大きい、a
がbよりもやや大きい、aがbに等しい等の種々の関係
がある。
駆動力FC1はaF1+bF2、第2の補整駆動力FC
2はaF2+bF1となるので、第1の駆動力F1が第
1の補整駆動力FC1に占める割合と、第2の駆動力F
2が第2の補整駆動力に占める割合を一致させることが
でき、第2の駆動力F2が第1の補整駆動力FC1に占
める割合と、第1の駆動力F1が第2の補整駆動力に占
める割合を一致させることができる。よって、一方の駆
動力に関連する操作力の変化によって第1及び第2の補
整駆動力に生じる変化と、他方の駆動力に関連する操作
力の変化によって第2及び第1の補整駆動力に生じる変
化が同じになるので、操作性が良好になる。
電動車両において、第1の操作力と第2の操作力との比
に基づいて、第1及び第2の補整駆動力FC1、FC2
における第1及び第2の駆動力F1、F2に対する係数
ar、br、al、blをそれぞれ算出する補整係数算
出手段が設けられている。
al、br、blが、第1及び第2の操作力に応じて可
変するので、車体の直進性と旋回性を両立させることが
できる。例えば第1及び第2の操作力の比に基づいて得
られる大きな値をar、alとし、小さい値をbr、b
lとする。第1及び第2の操作力の差が大きい場合、a
r、alの値が大きく、br、blの値が小さくなる。
この場合、第1の補整駆動力FC1に対する第1の駆動
力F1の影響が大きく、第2の補整駆動力FC2に対す
る第2の駆動力F2の影響が大きい。第1及び第2の操
作力の差が大きいとき、第1及び第2のモータの駆動方
向が同一の状態で、車体を旋回させようとしていること
が多いので、操作力によって各係数を定めることによっ
て旋回を援助できる。また、第1及び第2の操作力の差
が小さい場合、arとalとの値は近い値になり、br
とblも近い値になる。従って、第1の補整駆動力FC
1に対する第1及び第2の駆動力F1、F2の影響の差
は少なく、第2の補整駆動力FC2に対する第1及び第
2の駆動力F1、F2の影響の差も少ない。第1及び第
2の操作力の差が少ない場合、本体を直進させようとし
ていることが多いので、操作力によって各係数を定める
ことによって、この直進を援助することができる。
電動車両において、第1及び第2の操作力の差が設定範
囲内のとき、前記補整駆動力算出手段が、第1及び第2
の補整駆動力を算出する。
2の操作力の差が設定範囲内にあるとき、第1及び第2
の操作力の差は少ないと考えられる。差が少ない場合、
本体は直進させられていると考えられるので、補整駆動
力算出手段が、FC1をar・F1+br・F2によっ
て算出し、FC2をal・F2+bl・F1によって算
出し、第1及び第2の補整駆動力FC1、FC2を近づ
け、本体のふらつきを防止している。なお、第1及び第
2の操作力の差が設定範囲外の場合、第1及び第2の操
作力の差は大きいので、本体を旋回させていると考えら
れる。従って、補整駆動力算出手段は第1及び第2の補
整駆動力を算出せず、第1及び第2の駆動力F1、F2
をそのまま第1及び第2の補整駆動力FC1、FC2と
することによって、本体の旋回を容易にしている。
電動車両において、前記各補整係数を前記補整駆動力算
出手段に設定する入力手段が設けられている。
r、al、blの各係数を入力手段によって任意に補整
駆動力算出手段に設定することができる。従って、この
電動車両の操作者が好む状態に車体を操作できる各係数
ar、br、al、blを決定することができる。
電動車両において、前記制御手段は、補整テーブルを有
している。この補整テーブルには、複数の補整領域が設
定されている。補整領域は、第1及び第2の操作力の値
に対して設定された任意数のしきい値によって、区画さ
れたものである。補整テーブルは、第1及び第2の操作
力がそれぞれ属する補整領域の組合せで各補整係数a
r、br、al、blを決定するのに使用されている。
る。これらの値は、操作者が、どのように電動車両を運
転しようとしているかの意思を表している。そこで、請
求項9記載の発明では、この意思を、第1及び第2の操
作力がどの補整領域に属するかによって判断し、その意
思に適した補整係数を決定している。
の電動車両において、前記補整係数は、0以上1以下の
範囲で設定されている。
r、al、blいずれも0以上1以下の値であるので、
第1及び第2の補整駆動力は、第1の駆動力F1と第2
の駆動力F2との範囲内の値となる。
載の電動車両において、前記補整テーブルは、第1及び
第2の操作力が属する領域が異なる程度に応じて、第1
の補整駆動力FC1における第1の駆動力F1への補整
係数arが、第2の駆動力F2への補整係数brに対し
て大きい値とし、かつ第2の補整駆動力FC2における
第2の駆動力F2への補整係数alが、第1の駆動力F
1への補整係数blに対して大きい値とされている。
1及び第2の操作力が属する領域が異なる程度が大きい
ということは、第1及び第2の操作力の値の差が大きい
ことを意味する。即ち、2台のモータの駆動方向が同一
の状態で、本体を旋回させようとするものと考えられ
る。そこで、第1の補整駆動力に占める第1の駆動力F
1の割合、第2の補整駆動力に占める第2の駆動力F2
の割合をそれぞれ増加させ、旋回を容易にしている。
載の電動車両において、前記補整テーブルは、第1及び
第2の操作力の属する領域が同一であるとき、各補整係
数ar、al、br、blとして同一値が設定されてい
る。
第2の操作力が属する領域が同一であるということは、
第1及び第2の操作力の差が大きくないことを意味して
いる。即ち、本体を直進させようとしている可能性が高
い。そこで、ar、al、br、blを同一値、例えば
γとして、第1及び第2の補整駆動力FC1、FC2を
γ(F1+F2)と等しくして、直進性を確保してい
る。
の発明と同様に、本体と、第1及び第2の駆動輪と、第
1及び第2のモータと、第1及び第2の操作力検知手段
とを、有している。この他に、第1及び第2のモータを
制御するための制御手段を有している。制御手段は、検
知された第1の操作力及び第2の操作力に基づいて第1
及び第2のモータ用の駆動力、例えばF1、F2を算出
する。
る第1の補整駆動力、例えばFC1と、第2のモータに
供給される第2の補整駆動力、例えばFC2とを、第1
及び第2の駆動力F1、F2に基づいて算出する補整駆
動力算出手段を有している。この算出手段によって算出
される第1の補整駆動力FC1は、第1の駆動力F1に
第2の駆動力F2の一部を加味した値として算出され、
第2の補整駆動力FC2は、第2の駆動力F2に第1の
駆動力F1の一部を加味した値として算出される。
ータは、第1の駆動力F1だけでなく、第2の駆動力F
2も一部考慮した状態で駆動される。第2のモータは、
第2の駆動力F2だけでなく、第1の駆動力F1も考慮
した状態で駆動される。従って、第1及び第2の駆動力
F1、F2を発生させるための第1及び第2の操作力が
等しくない場合でも、第1または第2の補整駆動力FC
1またはFC2は、互いに相手側の駆動力の影響を受け
た値となるし、極端な例であるが、例えば第1の駆動力
F1が発生していなくても、第2の駆動力F2によっ
て、補整駆動力FC1、FC2が同時に発生し、これら
の出力タイミングが同期する。従って、補整駆動力FC
1、FC2の出力タイミングが同期されると共に、補整
駆動力FC1、FC2のアンバランスが緩和され、車体
の直進性が良好になる。直進性が良好であるので、電動
車両の操作方法を操作者が特別に習得する必要がない。
の発明と同様に、本体と、第1及び第2の駆動輪と、第
1及び第2のモータと、第1及び第2の操作力検知手段
とを有している。この他に、第1及び第2のモータを制
御するための制御手段を有している。制御手段は、検知
された第1の操作力と基準値との差を第1の駆動力の変
化量、例えばD1とし、検知された第2の操作力と前記
基準値との差を第2の駆動力の変化量、例えばD2とし
て算出する変化量算出手段を、有している。制御手段
は、第1及び第2の操作力の変化量D1、D2に基づい
て第1及び第2の補整変化量、例えばCD1、CD2を
算出する補整変化量算出手段も有している。さらに、制
御手段は、第1の補整変化量CD1を現在第1のモータ
に供給されている第1の駆動力、例えばDR1に加味し
て第1のモータ用の新たな駆動力を算出すると共に、第
2の補整変化量CD2を現在第2のモータに供給されて
いる第2の駆動力、例えばDR2に加味して新たな第2
のモータ用の駆動力を算出する駆動力算出手段も有して
いる。
量CD1は、第1の駆動力の変化量D1と第2の駆動力
の変化量D2に、これらにそれぞれ設定された補整係
数、例えばar、brを乗じた値の合算値ar・D1+
br・D2として算出される。第2の補整変化量CD2
は、第2の駆動力の変化量D2と第1の駆動力の変化量
D1に、前記補整係数ar、brとは別に設定された補
整係数、例えばal、blを乗じた値の合算値al・D
2+bl・D1として算出される。
第2の補整変化量を考慮しないで、第1及び第2の操作
力の変化量D1、D2ずつ第1及び第2の駆動力を増加
させた場合を考える。操作力の変化量D1、D2は、操
作力と基準値との差を求めたものであるので、基準値よ
りも大きい或る値の操作力を維持すると、操作力を変化
させなくても、新たな駆動力は、D1、D2ずつ増加し
ていく。従って、本体が走行している時に、走行負荷が
増加しても、例えば走行路が平地から坂道に変化して
も、操作力を増加させることなく、走行負荷の増大に対
応できる。また、第1及び第2の操作力を基準値よりも
大きくすることによって、第1及び第2の駆動力を増大
させた後、第1及び第2の操作力を基準値まで減少さ
せ、そのまま第1及び第2の操作力を基準値に維持する
と、本体は、或る一定値の第1及び第2の駆動力によっ
て継続して駆動される。
の変化量D1、D2をそのまま第1及び第2の駆動力D
R1、DR2に加算せずに、第1及び第2の補整変化量
CD1、CD2を算出し、これを第1及び第2の駆動力
DR1、DR2に加算している。第1の補整変化量CD
1は、ar・D1+br・D2として算出され、第2の
補整変化量CD2は、al・D2+bl・D1として算
出されるので、第1及び第2の補整変化量CD1は、そ
れぞれ第1または第2の操作力の影響を受けることがで
き、これに応じて第1及び第2の駆動力DR1、DR2
を出力させることになる。従って、いずれかの操作力を
変化させると、この変化に応動して、これら駆動力DR
1、DR2の変化タイミングを、同期させることができ
るので、直進性を向上させることができる。第1及び第
2の操作力を基準値に戻すと、第1及び第2の補整変化
量CD1、CD2は0となり、第1及び第2の駆動力
は、特定の値を維持する。従って、所望の第1及び第2
の駆動力によって、本体を推進することができ、操作を
容易にすることができる。
載の電動車両において、前記制御手段は、第1及び第2
のモータの駆動の方向を同一であると判断したとき、第
1及び第2の補整変化量を算出する。
記載の発明と同様な理由により、電動車両の操作が容易
になり、操作性を確実に確保することができる。
載の電動車両において、第1の補整変化量CD1におけ
る第1の駆動力の変化量D1に対する補整係数arは、
第2の駆動力の変化量D2に対する補整係数br以上の
値であり、第2の補整変化量CD2における第2の駆動
力の変化量D2に対する補整係数alは、第1の駆動力
の変化量D1に対する補整係数bl以上の値である。即
ち、ar≧br、al≧blである。
記載の発明と同様な理由により、本体の操作性が向上す
る。
載の電動車両において、第1の補整変化量CD1におけ
る第1の駆動力の変化量D1に対する補整係数arと第
2の駆動力の変化量D2に対する補整係数brとの合算
値ar+brが、第2の補整変化量CD2における第2
の駆動力の変化量D2に対する補整係数alと第1の駆
動力の変化量D1に対する補整係数blとの合算値al
+blに、等しく設定されている。
記載の発明と同様な理由により、第1及び第2の補整変
化量が近似または等しくなるので、操作性が良好にな
る。
載の電動車両において、第1の補整変化量CD1におけ
る第1の駆動力の変化量D1に対する補整係数arと、
第2の補整変化量CD2における第2の駆動力の変化量
D2に対する補整係数alとが等しく(ar=al)、
第1の補整変化量CD1における第2の駆動力の変化量
D2に対する補整係数brと、第2の補整変化量CD2
における第1の駆動力の変化量D1に対する補整係数b
lとが等しく設定されている(br=bl)。
記載の発明と同様な理由により、第1の操作力の変化に
応じた第1及び第2の補整変化量と、第2の操作力の変
化に応じた第2及び第1の補整変化量とが同様に変化す
るので、請求項5記載の発明と同様に操作性が良好にな
る。
載の電動車両において、第1の操作力と第2の操作力と
の比に基づいて、第1及び第2の補整変化量CD1、C
D2における第1及び第2の駆動力の変化量D1、D2
に対する係数ar乃至blをそれぞれ算出する補整係数
算出手段が、前記制御手段に設けられている。
記載の発明と同様な理由により、車体の直進性と旋回性
を両立させることができる。
載の電動車両において、第1及び第2の操作力の差が設
定範囲内のとき、前記制御手段が、第1及び第2の補整
変化量を算出する。
記載の発明と同様な理由により、第1及び第2の補整変
化量を近づけ、本体のふらつきを防止している。
載の電動車両において、前記各係数ar乃至blを前記
制御手段に設定する入力手段が設けられている。
記載の発明と同様に、この電動車両の操作者が好む状態
に車体を操作できる各係数ar、br、al、blを決
定することができる。
載の電動車両において、前記制御手段が、補整テーブル
を有している。補整テーブルには、複数の補整領域が設
定されている。補整領域は、第1及び第2の操作力の値
に対して任意数のしきい値を設定して、決定されてい
る。第1及び第2の操作力がそれぞれ属する補整領域の
組合せで各補整係数が決定される。
記載の発明と同様に、操作者の意思を、第1及び第2の
操作力がどの補整領域に属するかによって判断し、その
意思に適した補整係数を決定することができる。
2記載の電動車両において、前記補整係数は、0以上1
以下の範囲で設定されている。
0記載の発明と同様な理由で、第1及び第2の補整変化
量は、第1の駆動力の変化量D1と第2の駆動力の変化
量D2との範囲内の値となる。
載の電動車両において、前記補整テーブルが、第1及び
第2の操作力が属する領域が異なる程度に応じて、第1
の補整変化量CD1における第1の駆動力の変化量D1
への補整係数arが、第2の駆動力の変化量D2への補
整係数brに対して大きい値に設定され、かつ第2の補
整変化量CD2における第2の駆動力の変化D2量への
補整係数alが、第1の駆動力の変化量D1への補整係
数blに対して大きい値に設定されている。
1記載の発明と同様な理由で、領域が異なる程度に応じ
て第1の補整変化量CD1に占める第1の駆動力の変化
量D1の割合、第2の補整変化量CD2に占める第2の
駆動力の変化量D2の割合をそれぞれ増加させ、旋回を
容易にしている。
載の電動車両において、前記補整テーブルが、第1及び
第2の操作力の属する領域が同一であるとき、各補整係
数として同一値が設定されている。
第2の操作力の属する領域が同一であると、第1及び第
2の操作力の差は余り大きくないので、操作者は、本体
を直進させようとしていると考えられる。そこで、各補
整係数α1乃至β2を同一とし、第1及び第2の補整変
換量を等しい値とし、本体の直進性を図っている。
載の電動車両において、前記補整領域は、第1及び第2
の操作力の基準値をしきい値として、このしきい値で区
画される2つの近接補整領域、例えばA1、A2と、こ
の近接補整領域A1、A2の外側に区画される複数の補
整領域とを有し、前記補整テーブルは、第1及び第2の
操作力がこれら近接補整領域A1、A2にそれぞれ属す
ると、例えば近接補整領域A1に属する駆動力の変化
量、例えばD1に、適用される補整係数ar、blを0
とし、例えば近接補整領域A2に属する駆動力の変化
量、例えばD2に、適用される補整係数br、alを0
よりも大きい値としている。
第2の操作力が近接補整領域A1、A2に属していると
いうことは、第1及び第2の操作力がほぼ同じであるこ
とを表している。この場合、上記の例で言うと、第1の
補整変化量CD1は、br・D2となり、第2の補整変
化量CD2は、al・D2となり、一方の操作力の変化
量、例えば第2の操作力の変化量によって、第1及び第
2の補整変化量CD1、CD2が決定されるので、本体
の直進性が確保される。
載の電動車両において、前記補整テーブルは、前記基準
値よりも低い方の近接補整領域、例えばA1に属する第
1または第2の操作力、例えば第1の操作力に対応した
第1の駆動力の変化量D1の補整係数ar、blを0と
設定してある。
作力も近接領域にある場合、請求項26の発明と同様
に、操作者は、本体を直進させようとしていると考えら
れる。しかし、基準値よりも低い近接領域にある操作力
に基づく操作力の変化量は負の値となり、これも考慮し
て、補整変化量を算出すると、その値が小さくなり、減
速される可能性がある。よって、基準値よりも低い近接
領域にある操作力に基づく操作力の変化量を無視して、
例えばCD1をbr・D2、CD2をal・D2とし、
第1及び第2の補整駆動力を増加させる方向に制御して
いる。
の電動車両において、前記補整テーブルは、前記基準値
よりも高い値の方の近接補整領域、例えばA2に属する
第1または第2の操作力、例えば第2の操作力に対応し
た第2の駆動力の変化量CD2の補整係数、例えばa
l、brが0よりも大きい値として設定されると共に、
基準値よりも高い値の方の近接補整領域に属する第1ま
たは第2の操作力に対応した当該補整係数、例えばal
を、他方の補整係数、例えばbrよりも大きく設定され
ている。
7記載の発明と同様な場合にも、CD1をbr・D2、
CD2をal・D2とし、補整駆動力を増加させる方向
に制御している。特に、alをbrよりも大きくしてい
るので、増加させる方向に制御しているが、操作者が敢
えて、例えば第1の操作力を小さくしているので、それ
にならって例えば第1の補整駆動力CD1を小さくして
いる。
電動車両、例えば電動車椅子に実施したものである。図
2、図3に示されているように、電動車椅子2は、車体
4を有している。車体4は、パイプ状のフレームからな
っている。この車体4を図3に示されているように、背
面から見た場合、車体4の中央に搭乗者が座る布性のシ
ート6が張られている。この車体4の両側の後ろ側に
は、駆動輪8R、8Lが設けられている。車体4の両側
の前側には、補助輪10R、10Lが設けられている。
図2では、車体4の構成が明確に分かるように、駆動輪
8Rは、細線で示されている。
動するための駆動部ユニット、例えば電気モータ12
R、12Lが設けられている。これらモータ12R、1
2Lは、駆動輪8R、8Lに結合されている。モータ1
2R、12Lは、駆動輪8R、8L内に設けることもで
きる。これらモータ12R、12Lを制御するための制
御装置14R、14Lが車体4に設けられている。制御
装置14Rは、車体4の右側の肘掛け16Rの下方に配
置され、制御装置14Lは車体の左側の肘掛け16Lの
下方に配置されている。制御装置14R、14Lやモー
タ12R、12Lを作動させるためのバッテリー18
R、18Lが、肘掛け16R、16Lの内部または布製
シート6の背面に設けられている2つの背もたれ20の
内部に収容されている。
電源回路17が設けられている。この電源回路17に
は、バッテリー18Rから直流電圧が供給されると共
に、制御装置14L及び伝送ケーブル19を介してバッ
テリー18Lからも直流電圧が供給されている。電源回
路17は、供給された直流電圧をドライブ部22R、2
2Lに適した電圧と、制御部24に適した直流電圧にそ
れぞれ変換する。
られ、ドライブ部22Lは制御装置14Lに設けられて
いる。これらドライブ部22R、22Lには、電源回路
17からの直流電圧が供給される、例えば半導体スイッ
チング素子のブリッジ回路を含んでいる。各半導体スイ
ッチング素子には、制御装置14Rの制御部24からパ
ルス幅制御(PWM)信号が供給され、モータ12R、
12Lを駆動する。
4等を作動させるためのスイッチ26や、制御部24が
作動していることを示すための表示灯28が設けられて
いる。また、バッテリー18R、18Lを充電器29に
よって充電するための充電端子30も、制御装置14R
に設けられている。
によって構成されており、これには、操作力検知部32
R、32Lから操作信号が供給されている。操作力検知
部32R、32Lは、図2及び図3に示されているよう
に、車体4の背部の両側から後方に互いに平行に突出し
た2つのハンドル33R、33Lを有している。操作力
検知部32R、32Lは、介護者がハンドル33R、3
3Lに付与した操作力をそれぞれ独立して検出し、操作
信号を発生する。なお、操作力検知部32Rに付与され
た操作力は、車体4を介して駆動輪8Rに伝達され、駆
動輪8Rが駆動される。同様に、操作力検知部32Lに
付与された操作力によって駆動輪8Lが駆動される。
部にポテンショメータを含み、ハンドル33R、33L
が中立位置(操作力が付与されていないときのハンドル
33R、33Lの位置)から前方または後方に操作され
たとき、その操作力に従ってポテンショメータの値が変
化する。この値の変化が検出され、操作信号が生成され
る。なお、ポテンショメータに代えて、ストレインゲー
ジを含むブリッジ回路を使用することもできる。
号は、操作力が付与されていない状態では、所定の電圧
である。電動車椅子を前進させる方向の操作力がハンド
ル33R、33Lに付与されたとき、その操作力に応じ
て操作信号の電圧値は上記所定の電圧値から上昇する。
電動車椅子2を後退させる方向の操作力がハンドル33
R、33Lに付与されたとき、その操作力に応じて操作
信号の値は、上記所定の電圧から低下する。この操作信
号は、制御部24に供給され、上記所定の電圧が減算さ
れて、図5に示すように、操作力が付与されていないと
き0で、前進方向の操作力が付与されたとき正の値であ
り、後退方向の操作力が付与されたとき負の値となる操
作力検知信号FinR、FinLに変換される。
に、駆動輪8R、8Lに設けられているハンドリム36
R、36Lに、搭乗者が付与した操作力をそれぞれ独立
して検出するように、ハンドリム36R、36Lに設け
られたものを使用することもできる。
が設けられており、その操作ハンドル38R、38Lが
ハンドリム34R、34Lの下方に設けられている。
Lを制御する状態について説明する。その前提として、
まず駆動力の変化量に基づく制御について、図6及び図
11を参照して説明する。なお、モータ12R、12L
に対する制御は同一であるので、図11にはモータ12
Lの制御についても記載されているが、後述するのでそ
の説明を省略し、モータ12Rに対する制御のみ説明す
る。図11において、点線で囲った部分S1(a)につ
いては、後に説明するので、ここでは説明を省略する。
給する新たな駆動力Fa_r(t)を算出するために用
いる駆動力の変化量dFa_rと、操作力検知信号Fi
nRとの関係を示すもので、縦軸に駆動力の変化量dF
a_rを、横軸に操作力検知信号FinRを示してい
る。制御部24は、駆動力の変化量dFa_rをK(F
inR−Fs)によって算出する(Kは係数で、図6で
はK=1の場合を実線で、K=0.5の場合を一点鎖線
で示している)。Fsは予め定めた基準値である。Fi
nR=Fsのとき、駆動力変化量dFa_r=0とな
る。
の変化量dFa_rを求め、この駆動力の変化量dFa
_rを現在出力している駆動力Fa_r(t−1)と加
算して、新たな駆動力Fa_r(t)を算出する。この
駆動力Fa_r(t)にPID係数を考慮して指令駆動
力FoutRを算出し、この指令駆動力FoutRをP
WM信号に変換して、ドライブ部22Rに供給してい
る。
32Rからの操作信号を、所定周期、例えば1/100
秒ごとにサンプリングして、図11に示すように操作力
検知信号FinRに変換する(ステップS14)。制御
部24では、指令駆動力FoutRが0であるか判断し
(ステップS15)、0であると、操作力検知信号Fi
nRの正負の値に基づいて、新たな駆動力Fa_r
(t)の方向を正転または逆転と決定する(ステップS
16)。例えば、正転であれば(FinRが正であれ
ば)、FinRの値をそのまま取り込む。逆転であれば
(FinRが負であれば)、FinRの極性を反転させ
た値を取り込む。従って、指令駆動力FourR=0の
ときに、FinRが正であれば、駆動力Fa_r(t)
の方向を正転と決定し、その後のFinRの取り込み値
としてFinRの値をそのまま採用する。指令駆動力F
outR=0のとき、FinRが負であれば、駆動力F
a_r(t)の方向を逆転と決定し、その後のFinR
の取り込み値としてFinRを反転させた値を採用して
いる。
後、FinRが基準値Fsを超えたか或いはFoutR
が0であるか判断される(ステップS18)。この判断
の答えがイエスの場合、FinRと基準値Fsとの差を
求める(ステップS20)。後述するようにして係数K
を定め(ステップS22)、ステップS20で求めた差
と、係数Kとを用いて、図6に示すような上記駆動力の
変化量dFa_rを算出する(ステップS24)。これ
を現在の駆動力Fa_r(t−1)に加算して、新たな
駆動力Fa_r(t)を算出する(ステップS26)。
ステップS18における判断の答えがノーの場合、直ち
にステップS26が実行される。この場合、指令駆動力
FoutR=0であり、かつFinRの絶対値がFsの
絶対値を超えていないので、ステップS16において駆
動力Fa_r(t)の方向が決定されていても、駆動力
の変化量dFa_rは算出されない。よって、操作力F
inRの絶対値が基準値Fsの絶対値を超えるまで、電
動車両は操作力のみによって駆動される。
は、上述したように上記駆動力Fa_r(t)にPID
制御を施した指令駆動力FoutRを、ステップS60
において、PWM信号に変換したものであるが、ここで
は、説明の便宜上、駆動力Fa_r(t)がそのままド
ライブ部22Rに出力されているものとして説明した。
また、PWM信号と共に、決定された駆動力の方向に応
じて方向信号も出力されるが、この点についても便宜上
説明を省略した。
め、この駆動力の変化量dFa_rを現在出力している
駆動力Fa_r(t−1)と加算して、新たな駆動力F
a_r(t)を算出しているので、例えば、係数K=1
のとき、基準値Fsが3、FinRが4を維持している
場合、駆動力の変化量dFa_rは継続して1である。
駆動力Fa_r(t)は、操作力を増加させなくても、
1、2、3・・・と増加していく。従って、走行負荷が
大きくなった場合でも、操作力を増加させる必要がな
い。
6、7、8、7、5、4、2、1、1、3と変化した場
合を考える。駆動力の変化量dFa_rは、1、3、
4、5、4、2、1、−1、−2、0と変化し、駆動力
Fa_r(t)は、1、4、8、13、17、19、2
0、19、17、17と変化し、以後、FinRを基準
値Fsに等しい3に維持すると、駆動力Fa_r(t)
は、17のまま維持される。従って、所望の駆動力が最
終的に操作力を設定値に一致させた状態で得られるよう
に、操作力検知部32Rを操作した後、操作力検知部3
2Rへの操作力を基準値Fsに維持すると、その所望の
駆動力を維持できる。
図6に実線で示すようにFinRとFsとの差をそのま
ま駆動力の変化量dFa_rとした。しかし、(Fin
R−Fs)に、任意の、例えば0よりも大きく1付近
(1よりも大きいこともある。)の係数Kを乗算した値
を、駆動力の変化量dFa_rとすることもできる。図
6に一点鎖線で示すように、例えば係数Kを0.5とす
ると、操作力FinRの変化に対する駆動力の応答性を
緩やかにすることができる。
駆動力Fa_r(t)についての説明は、指令駆動力F
outRが0のとき、操作力検知信号FinRが、正の
値となった場合(モータ12Rを正転させる場合)につ
いてのものであるが、指令駆動力FoutRが0のと
き、操作力検知信号FinRが負の値となった場合(モ
ータ12Rを逆転させる場合)、FinRを反転させた
信号がFinRとして使用され、操作力検知信号Fin
Rが正の値の場合と同様にして新たな駆動力Fa_r
(t)が算出される。なお、FinRの値をそのまま使
用する状態、FinRを反転させた値を使用する状態
は、次にFoutRが0となり、駆動力の方向が改めて
決定されるまで、継続される。
を求めるための係数Kは、FinRの値に係わらず一定
値である。しかし、図7乃至図10に示すように、Fi
nRの値に応じて係数Kの値を変化させることもでき
る。
い値Fs−FhとFs+Fhが設定されている(0<F
h<Fs)。FinRがしきい値Fs−Fhよりも小さ
い操作領域C1と、FinRがしきい値Fs+Fhより
も大きい操作領域C2とでは、係数Kとして例えば1を
使用している。FinRがFs−Fh以上Fs+Fh以
下の操作領域では、係数Kとして0.5を使用してい
る。
ているので、基準値Fsの近傍でFinRが変動して
も、駆動力Fa_r(t)の応答性を遅くすることがで
き、電動車椅子2の動作を安定させることができる。
の場合と同様に設定されている。しかし、操作領域C
1、C2では、係数Kは例えば1とされ、操作領域C3
では、係数Kは例えば0とされている。係数Kを操作領
域C3で0とすると、基準値Fs付近でFinRが変動
しても、駆動力Fa_r(t)は変化しない。従って、
電動車椅子2の動作を安定させることができ、操作性が
向上する。
つのしきい値Fs−Fh1、Fs−Fh2とFs+Fh
1、Fs+Fh2とが設定されている(Fh1<Fh
2)。FinRがしきい値Fs−Fh2より小さい操作
領域C4と、FinRがしきい値Fs+Fh2より大き
い操作領域C5とでは、係数Kとして例えば0.5を使
用している。FinRがしきい値Fs−Fh2以上であ
ってFs−Fh1より小さい操作領域C6と、FinR
がしきい値Fs+Fh1より大きくFs+Fh2以下で
ある操作領域C7とでは、係数Kとして例えば1.2が
使用されている。FinRが、しきい値Fs−Fh1以
上Fs+Fh1以下の操作領域C8では、係数Kとして
例えば0.5が使用されている。
4、C5、C8よりも係数Kが大きく設定されているの
で、FinRが基準値Fsよりも外れている時間を短縮
できる。基準値Fsから最も離れた操作領域C4、C5
では、係数Kが小さく設定されているので、FinR
が、これらの操作領域に入る程、大きく変化した場合に
も、電動車椅子2が急激に加速または減速されることを
防止できる。基準値Fsを含む操作領域C8では、係数
Kが小さく設定されているので、図7の場合と同様に、
基準値Fs付近でFinRが変動しても、駆動力の応答
性を遅くできるので、電動車椅子2の動作を安定させる
ことができ、操作性を向上させられる。またFinRが
基準値Fs付近での電動車椅子2の直進性を向上させる
ことができる。
4、C5、C8の係数Kは、一例にすぎず、他の値とす
ることもできる。また、各操作領域C4乃至C8それぞ
れの係数の値を全て異ならせることもできる。操作領域
はC4乃至C8の5つとしたが、3つ以上の操作領域で
あれば、任意の数とすることができる。
Fsとの差に所定の定数Aを乗算した値の絶対値とされ
ている。従って、dFa_rは、(|FinR|−|F
s|)を引数とする単調増加の2次関数となる。従っ
て、FinRが基準値Fsの近辺では、駆動力Fa_r
(t)の応答性を抑えることができるので、電動車椅子
2の動作を安定させることができると共に、FinRが
基準値Fsから離れるに従って、駆動力Fa_r(t)
の応答性を高めることができるので、FinRを大きく
すると、大きな駆動力Fa_r(t)を得ることがで
き、操作性に違和感を感じることがない。なお、係数K
は、FinRと基準値Fsとの差をm乗(mは2以上の
整数)し、それに定数Aを乗算したものの絶対値として
もよい。
outRが0のときに、FinRが正と判断されてから
次に指令駆動力FoutRが0になるまでのFinRと
駆動力変化量dFa_rを示しているが、指令駆動力F
outRが0のときに、FinRが負と判断されてから
次に指令駆動力FoutRが0になるまでの間、駆動力
変化量dFa_rは、−FinR−Fsによって決定さ
れる。また、図6乃至図10では、正転の場合でも、逆
転の場合でも、変化量のパターンは同一としたが、異な
るものとすることもできる。例えば図7に示すように、
正転の場合には実線で示すように係数を操作領域に応じ
て変化させ、逆転の場合には一点鎖線で示すように操作
領域に応じて係数を変化させることもできる。
様にして、モータ12Lに対する駆動力Fa_l(t)
が、変化量dFa_lと現在の駆動力Fa_l(t─
1)によって求められる。
れた駆動力Fa_r(t)、Fa_l(t)双方を用い
て、後述するようにモータ12R用の補整駆動力Fa_
rw(t)と、モータ12L用の補整駆動力Fa_lw
(t)を求め、これらを指令駆動力FoutR、Fou
tLに変換し、さらにこれらをPWM信号に変換して、
ドライブ部22R、22Lに供給している。
上述したのと同様にして、駆動力の変化量dFa_r、
dFa_lが求められる(ステップS2、S4)。ま
た、dFa_rと現在の補整駆動力Fa_rw(t−
1)とに基づいて、駆動力Fa_r(t)を求める(ス
テップS6)と共に、dFa_lと現在の補整駆動力F
a_lw(t−1)とに基づいて、駆動力Fa_l
(t)を求める(ステップS8)。
力Fa_rw(t)は、モータ12R用の駆動力Fa_
r(t)に、モータ12L用の駆動力Fa_l(t)を
加味して求められる。例えば、Fa_r(t)に係数a
rを乗算し、Fa_l(t)に係数brを乗算し、これ
ら両乗算値ar・Fa_r(t)とbr・Fa_l
(t)とを加算して、補整駆動力Fa_rw(t)を算
出する(ステップS10)。
_lw(t)は、モータ12L用の駆動力Fa_l
(t)に、モータ12R用の駆動力Fa_r(t)を加
味して求められる。例えば、Fa_l(t)に係数al
を乗算し、Fa_r(t)に係数blを乗算し、これら
両乗算値al・Fa_l(t)とbl・Fa_r(t)
とを加算して、補整駆動力Fa_lw(t)を算出する
(ステップS12)。
任意の値とすることが可能である。但し、ar≧br、
al≧blとすることが望ましい。これは、Fa_rw
(t)に占めるFa_r(t)の割合が、Fa_l
(t)よりも大きくなり、かつFa_lw(t)に占め
るFa_l(t)の割合が、Fa_r(t)よりも大き
くなり、モータ12R、12Lの回転方向が同一の状態
でも、旋回させやすいからである。
+br)=(al+bl)とすることが望ましい。例え
ばar+br=1で、al+bl=2とすると、Fin
R、FinLが変化しないとすると、Fa_rw(t)
は、ar、brの値によってFinRから1/2(Fi
nR+FinL)の間の値となるが、Fa_lw(t)
は、al、blの値によって2FinLから(FinR
+FinL)の間の値となり、アンバランスとなる。し
かし、ar+br=al+blを一定値、例えば1とす
ると、Fa_rw(t)はar、brの値に従ってFi
nRから1/2(FinR+FinL)の間の値とな
り、Fa_lw(t)は、FinLから1/2(Fin
R+FinL)の間の値となり、ar+br≠al+b
lの場合よりも、Fa_rw(t)とFa_lw(t)
は、近似した値となり、操作性が向上する。
al、br=blとすることもできる。この場合、Fa
_rw(t)に占める駆動力Fa_r(t)の割合と、
Fa_lw(t)に占めるFa_l(t)の割合が等し
く、Fa_rw(t)に占める駆動力Fa_l(t)の
割合と、Fa_lw(t)に占めるFa_r(t)の割
合が等しい。よって、例えば右の操作力を或る量だけ変
化させた場合にFa_rw(t)、Fa_lw(t)が
変化する状態と、左の操作力を或る量だけ変化させた場
合にFa_lw(t)、Fa_rw(t)が変化する状
態とが等しいので、例えば右の操作力を変化させたと
き、どのように補整駆動力が変化するかを把握できる
と、左の操作力も同様に変化させると左の補整駆動力が
同様に変化することが分かるので、操作性が向上する。
る。この場合、補整駆動力Fa_rw(t)に占める主
たる駆動力であるFa_r(t)の比率と、補整駆動力
におけるFa_lw(t)に占めるFa_l(t)の比
率とを異ならせることができる。従って、例えば介護者
の右腕と左腕の筋力差があり、左腕による操作力Fin
Lの方がFinRよりも小さい場合には、Fa_lw
(t)に占めるFa_r(t)の比率を大きくすること
によって、右側の操作力で左側の操作力を補ってFa_
rw(t)とFa_lw(t)とを近づけ、車体4の蛇
行を防止できる。
図11に示されているような処理を行う。まず所定サン
プリング周期ごとに入力値の変換を行う。即ち、操作力
検知部32R、32Lの操作信号を入力して、これらを
操作力検知信号FinR、FinLに変換する。
か判断するため、左右いずれかの指令駆動力Fout
R、FoutLが0であるか判断する(ステップS1
5)。いずれか0であれば、その指令駆動力に対応する
操作力検知信号の正負を判断して、その指定駆動力に対
するモータを正転させるのか逆転させるのか決定すると
共に、正転逆転に応じて、FinRの取り込みパターン
を決定する(ステップS16)。なお、ステップS15
において、いずれの指令駆動力も0でなければ、ステッ
プS16は実行されない。
させる必要がない場合に不要なステップをジャンプする
ため、FinRの絶対値またはFinLの絶対値がそれ
ぞれ基準値Fsの絶対値よりも大きいか、または左右の
指令駆動力FoutR、FoutLが0でないか判断す
る(ステップS18)。この判断の答えがノーになるの
は、FinRの絶対値が基準値Fsの絶対値よりも小さ
く、FinLの絶対値が基準値Fsの絶対値よりも小さ
く、かつ左右の指令駆動力FoutR、FoutLが0
のときだけである。従って、FinRの絶対値またはF
inLの絶対値が基準値Fsの絶対値よりも大きくな
り、モータ12R、12Lが駆動された後、たとえFi
nRやFinLの絶対値が基準値Fsの絶対値よりも小
さくなっても、モータ12R、12Lが駆動されている
ので、このステップS18の判断の答えはイエスとな
る。
outRが0のときに正転と判断されていると、Fin
RとFsとの差が算出され、FoutLが0のときに正
転と判断されていると、FinLとFsとの差が算出さ
れ、FoutRが0のときに逆転と判断されていると−
FinRとFsとの差が算出され、FoutLが0のと
きに逆転と判断されていると、−FinLとFsとの差
が算出される(ステップS20)。これらは、変化量d
Fa_r、dFa_lを求めるための予備段階である。
判別が行われる(ステップS22)。即ち、図7、図8
のような場合には、FinR、FinLが操作領域C1
乃至C3のいずれに該当するか、図9の場合には、Fi
nR、FinLが操作領域C4乃至C8のいずれに該当
するかを、各しきい値、図7、図8の場合、FS−Fh
及びFS+Fh、図9の場合、Fs−Fh2、Fs−F
h1、Fs+Fh1、Fs+Fh2を基に判断する。
−Fs)が、図7、図8の場合、−Fhよりも小さい
か、−Fh以上Fh以下であるか、Fhよりも大きいか
判断し、図9の場合、(FinR−Fs)、(FinL
−Fs)が、−Fh2よりも小さいか、−Fh2以上で
−Fh1より小さいか、−Fh1以上であってFh1以
下であるか、Fh1より大きくFh2以下であるか、F
h2より大きいか判断することによって、該当する領域
を決定することもできる。
と、その操作領域に対応する係数Kが決定される。
のステップS22は省略される。図10の場合、係数K
は、FinRとFsとの差に定数Aを乗算した値、Fi
nLとFsとの差に定数Aを乗算した値として決まるの
で、ステップS22において、操作領域を判別するのに
代えて、係数Kを算出してもよい。
と、ステップS22で求めた係数Kとによって、ステッ
プS2、S4のように、変化量dFa_r、dFa_l
を算出する(ステップS24)。
Fa_r(t)、Fa_l(t)が算出される(ステッ
プS26)。
合、ステップS26にジャンプするが、その場合、駆動
力Fa_r(t)、Fa_l(t)は0とされる。
a_l(t)が算出されると、点線S1(a)で示した
補整駆動力の算出処理を行う。先ず、モータ12R、1
2Lの駆動力の方向が同一であるか判断する(ステップ
S28)。即ち、現在車体4を直進させようとする指令
駆動力FoutR、FoutLが出力されているか判断
する。もし左右の駆動力の方向が異なるなら、車体4を
旋回させようとする指令駆動力FoutR、FoutL
が出力されているので、主に直進性を高めるための補整
駆動力の算出は必要がない。そこで、ステップS26で
算出された駆動力Fa_r(t)、Fa_l(t)に基
づいてドライブ部22R、22Lへ出力すべき、指令駆
動力FoutR、FoutLを算出する(ステップS6
0)。
一であると、補整係数の算出が行われる(ステップS3
4)。例えば、図12に示すような処理が行われる。図
12に示すように、まず操作力検知信号FinR、Fi
nLの正負が同一であるか判断する(ステップS34
0)。操作力検知信号FinR、FinLの正負が異な
ると、操作力比を算出できないので、補整駆動力の算出
を諦め、ステップS60を実行する。操作力検知信号F
inR、FinLの正負が等しいと、ar、al、b
r、blの値を決定するためにFinR、FinLを比
較する(ステップS341)。
nLと判定されると、係数aを、FinR/(FinR
+FinL)によって、係数bを、FinL/(Fin
R+FinL)によって求める(ステップS342)。
即ち、係数a≧bとなるように求めている。係数aを係
数ar、alとし、係数bを係数br、blとする(ス
テップS344)。
nRと判断されると、係数aを、FinL/(FinR
+FinL)によって、係数bを、FinR/(Fin
R+FinL)によって求める(ステップS343)。
即ち、係数a>bとなるように求めている。そして、ス
テップS344を実行して、係数aを係数ar、alと
し、係数bを係数br、blとする。このように操作力
FinR、FinLの大きさに応じて、ar、br、a
l、blを算出しているので、FinR、FinLの値
が近い場合には、ar、br、al、blがそれぞれ近
い値となるので、直進性を向上させることができ、Fi
nR、FinLの値が離れている場合、ar、alとb
r、blとの差が大きくなるので、操作性をも向上させ
ることができる。
lを求めると、これらとステップS26で求めた駆動力
Fa_r(t)、Fa_l(t)とに基づいて、図1
(a)におけるステップS10、S12と同様にして、
補整駆動力Fa_rw(t)とFa_lw(t)とを求
め、駆動力Fa_r(t)、Fa_l(t)を算出する
(ステップS36)。そして、ステップS60を実行し
て、駆動力Fa_r(t)、Fa_l(t)をPWM信
号に変換し、ドライブ部16R、16Lに供給する。
ず算出された駆動力Fa_r(t)、Fa_l(t)に
PID演算を施して、指令駆動力FoutR、Fout
Lを算出する(ステップS601)。次に、Fout
R、FoutLが0以下であるか判断する(ステップS
602)。0以下である指令駆動力は0とされる(ステ
ップS603)。0以下でない指令駆動力が予め定めた
最大値MAX以上であるか判断する(ステップS60
4)。MAX以上である指令駆動力はMAXとされる
(ステップS605)。決定された指令駆動力Fout
R、FoutLは、指令駆動力に応じたデュティ比を持
つPWM信号に変換される(ステップS606)。
al、blを図12の例に基づいて操作力FinR、F
inLに基づいて定めたが、予め定めておいた係数a
r、br、al、blを使用することもできる。係数a
r、br、al、blを使用者の好みに応じて変更する
ようにすることもできる。この場合、図4に示されてい
るように、制御部24に、係数ar、br、al、bl
を設定するための入力部30を設ければよい。
28において、駆動力の方向が一致しているとの判断で
係数を算出した。しかし、図14に示すように、このス
テップS28に続いて、さらにFinRとFinLの差
が予め定めた設定範囲内であるか判断し(ステップS3
2)、設定範囲内のとき直進と判断し、上記差が設定範
囲外のとき旋回であると判断してもよい。直進であると
判断されると、ステップS36において補整駆動力の算
出を行う。旋回であると、ステップS26において求め
た駆動力をステップS60においてPWM信号に変換す
る。なお、図14では、補整係数の算出のステップS3
4は省略されており、予め定めた係数ar、br、a
l、blが使用されている。但し、ステップS34を実
行して、操作力に応じて係数ar、br、al、blを
求めてもよい。
al、blは、操作力検知信号FinR、FinLの比
によって決定されている。しかし、操作力検知信号Fi
nR、FinLの値がそれぞれどのような値であるかに
よって、各係数ar、br、al、blを決定してもよ
い。例えば、図7に示すように、Fs−Fhよりも小さ
な値の範囲を外側補整領域C1とし、Fs−Fhから基
準値Fsまでの領域を近接補整領域C3−とし、基準値
FsからFs+Fhまでを近接補整領域C3+とし、F
s+Fhよりも大きな値の範囲を外側補整領域C2と設
定する。そして、制御部24内に図15に示すようなテ
ーブルを予め用意する。
FinR、FinLの値がほぼ一致している場合、例え
ばFinR、FinLが共に外側補整領域C1またはC
2にある場合、近接補整領域C3+またはC3−にある
場合、各係数ar、br、al、blは、全て0.5と
されている。この場合、左右の操作力はほぼ一致してい
るので、介護者は車体4を直進させようとしていると考
えられる。従って、各係数の値を等しくすることによっ
て、補整駆動力Fa_rw(t)、Fa_lw(t)の
値を等しくし、直進性を確保している。
inLの差が余りなく、両操作力検知信号の増減方向が
一致している場合、例えばFinRが近接補整領域C3
−、FinLが外側補整領域C1にある場合、FinR
が外側補整領域C1、FinLが近接補整領域C3−に
ある場合、FinRが外側補整領域C2、FinLが近
接補整領域C3+にある場合、FinRが近接補整領域
C3+、FinLが外側補整領域C2にある場合、係数
ar、alが0.6、br、blが0.4とされてい
る。この場合、介護者は、ほぼ車体4を直進させようと
していると考えられるので、直進性を重視して、補整駆
動力Fa_rw(t)、Fa_lw(t)の値を近づけ
ている。
度、開いている場合、例えばFinRが近接補整領域C
3−、FinLが外側補整領域C2にある場合、Fin
Rが近接補整領域C3−、FinLが外側補整領域C2
にある場合、係数ar、alが0.8、係数br、bl
が0.2とされている。この場合、外側補整領域C2に
あるFinRまたはFinLの影響によって補整駆動力
Fa_rw(t)、Fa_lw(t)lは増大される。
増大されると、以後に発生させるFinR、FinLを
軽減させることができる。
ある程度、開いている場合として、次のようなものもあ
る。FinRが近接領域C3+、FinLが外側補整領
域C1の場合、FinRが外側補整領域C1、FinL
が近接補整領域C3+の場合、係数ar、alが0.
6、br、blが0とされている。これらの場合、上記
のように係数ar、alを0.8、br、blを0.2
とすると、外側補整領域にあるFinRまたはFinL
の影響により、補整駆動力Fa_rw(t)、Fa_l
w(t)が低減される。そこで、ar、alを0.6、
br、blを0とすることによって、近接補整領域C3
+側の補整駆動力を増加させつつ、それらの値をFin
R、FinLの0.6倍にそれぞれ抑えて、左右の補整
駆動力を確保している。
いる場合、例えばFinRが外側補整領域C1、Fin
Lが外側補整領域C2にある場合、逆にFinRが外側
補整領域C2、FinLが外側補整領域C1にある場
合、係数ar、alが1とされ、係数br、blが0と
されている。この場合、介護者は、モータ12R、12
Lの回転方向を同一としたまま、かなりの確率で車体を
旋回させようとしている考えられるので、補整駆動力F
a_rw(t)を駆動力の変化量dF_r(t)に、補
整駆動力Fa_lw(t)を駆動力の変化量dF_l
(t)としている。
い場合、例えばFinRが近接補整領域C3+にあり、
FinLが近接補整領域C3−にある場合、係数arが
1、br、alが0、blが0.5とされている。同様
に、FinRが近接補整領域C3−にあり、FinLが
近接補整領域C3+にある場合、係数arが0、brが
0.5、alが1、blが0とされている。これらの場
合、近接領域C3+にある操作力検知信号が優先されて
いるので、補整駆動力Fa_rw(t)、Fa_lw
(t)は、いずれも増加する。そして、例えば電動車椅
子が起動開始直後(FoutR、FoutLが共に0)
で、いずれかの操作力検知信号が近接補整領域C3+に
到達すると、両補整駆動力が同時に発生し、補整駆動力
によって電動車椅子の起動が開始される。
力検知信号があるとき、ar=br=al=bl=0.
5とすることもできる。また、図7から明らかなよう
に、この実施の形態では、操作領域C1と外側補整領域
C1とを一致させ、操作領域C2と外側補整領域C2と
を一致させ、操作領域3と近接補整領域C3+、C3−
とを一致させたが、操作領域と無関係に近接補整領域、
外側補整領域を設定することもできる。
の算出のステップS34を図16に示すような処理とす
ればよい。即ち、まず操作力検知信号FinR、Fin
Lが図7の各補整領域のいずれの領域に属するか判断す
る(ステップS34A)。この判断された領域をテーブ
ルに適用して補整係数ar乃至blを決定する(ステッ
プS34B)。
ブルであるが、補整領域をさらに細かく分割することに
よって、操作力検知信号の値の組合せによる補整係数を
決定することができる。また、上記の組合せに限ったも
のではなく、例えば右側の操作力検知信号FinRが左
側の操作力検知信号FinLよりも小さい場合(介護者
の左の操作力が右の操作力よりも不足する場合)、係数
ar、alを1、brを0、blを0.5として左の操
作力の不足を補えるようにテーブルを作成してもよい。
また、逆に操作力検知信号FinLが右側の操作力検知
信号よりも小さい場合(介護者の右の操作力が左の操作
力よりも不足する場合)、係数ar、alを1、brを
0.5、blを0として右の操作力の不足を補えるよう
にテーブルを作成してもよい。
している。しかし、変化量dFa_r、dFa_lを補
整することもできる。即ち、概略的に説明すると、図1
(b)に示されているように、変化量dFa_r、dF
a_lを求める(ステップS40、S42)。次に、d
Fa_rにdFa_lを加味して、モータ12R用の補
整変化量dFa_rwを算出する(ステップS44)。
例えば、ステップS44では、ar・dFa_r+br
・dFa_lによって補整変化量dFa_rwを算出す
る。同様に、ステップS46において、al・dFa_
l+bl・dFa_rによってモータ12L用の補整変
化量dFa_lwを算出する。なお、係数ar、br、
al、blは、上記の実施の形態における係数ar、b
r、al、blと同一のものである。このように補整変
化量を利用すると、操作力の差による駆動力の差を維持
することができ、傾斜地を横切る方向に車体4を直進さ
せる場合に有利である。
のモータ12R用の駆動力Fa_r(t−1)に加算し
て、新たなモータ12R用の駆動力Fa_r(t)を算
出する(ステップS48)。同様に、補整変化量dFa
_lwを、現在のモータ12L用の駆動力Fa_l(t
−1)に加算して、新たなモータ12L用の駆動力Fa
_l(t)を算出する(ステップS50)。
量の算出処理を行う部分を明らかにしたフローチャート
を示す。この処理では、図11のステップS14からS
24と同一の処理が行われるが、図17では、ステップ
S14からS22までの記載を省略してある。そして、
図11では、ステップS24に続いてステップS26の
駆動力の算出を行ったが、図17では点線S1(b)で
示す部分におけるステップS28のモータの駆動力の方
向の判定が実行される。そして、ステップS34の補整
係数の算出が行われる。なお、この補整係数の算出は、
図12に示したFinR、FinLの比に基づくもの、
図15、図16に示したテーブルを利用したもののいず
れも使用することができる。
6と同様に、補整変化量dFa_rw、dFa_lwの
算出が行われる(ステップS52)。これに続いて、図
1(b)のステップS48、S50と同様な駆動力Fa
_r(t)、Fa_l(t)の算出が行われる(ステッ
プS26)。そして、ステップS60において、駆動力
Fa_r(t)、Fa_l(t)に基づいて、指令駆動
力FoutR、FoutLが算出され、これからPWM
信号が算出され、ドライブ部16R、16Lへ出力され
る。なお、ステップS28においてノーと判断される
と、ステップS24で求められた変化量dFa_r、d
Fa_lを用いて、ステップS26において駆動力Fa
_r(t)、Fa_l(t)が算出される。
のと同様に設定部30を用いて、各係数ar、br、a
l、blを任意に設定することもできる。また、先の実
施の形態の場合と同様に、ステップS28に続いて、図
18に示されているように左右の操作力の差が設定値範
囲内であるか判断するステップS32を使用してもよ
い。なお、図18は、ステップS34を省略している
が、ステップS34を適用してもよい。
を、現在の駆動力に加算して新たな駆動力を算出すると
いう思想を基礎としている。しかし、検出した操作力F
inR、FinLを適当な係数倍したものを、駆動力F
a_r(t)、Fa_l(t)とし、ar・Fa_r
(t)+br・Fa_l(t)によって補整駆動力Fa
_rw(t)を求め、al・Fa_l(t)+bl・F
a_r(t)によって補整駆動力Fa_lw(t)を求
めてもよい。
ある。
である。
との関係を示す図である。
の変化量との関係の第1の例を示す図である。
の変化量との関係の第2の例を示す図である。
の変化量との関係の第3の例を示す図である。
の変化量との関係の第4の例を示す図である。
力の変化量との関係の第5の例を示す図である。
ローチャートである。
のフローチャートである。
フローチャートである。
制御部の動作の一部を示すフローチャートである。
の他の例において使用するテーブルを示す図である。
の他の例のフローチャートである。
制御部の動作の一部を示すフローチャートである。
制御部の動作の一部を示すフローチャートである。
Claims (28)
- 【請求項1】 本体と、本体の両側に設けられた第1及
び第2の駆動輪と、第1の駆動輪を駆動する第1のモー
タと、第2の駆動輪を駆動する第2のモータと、第1の
駆動輪を推進させる方向に加えられる第1の操作力を検
知する第1の操作力検知手段と、第2の駆動輪を推進さ
せる方向に加えられる第2の操作力を検知する第2の操
作力検知手段と、検知された第1の操作力及び第2の操
作力にに基づいて第1及び第2のモータ用の駆動力を算
出する制御手段とを、具備する電動車両において、 前記制御手段は、第1のモータに供給される第1の補整
駆動力と、第2のモータに供給される第2の補整駆動力
とを、第1及び第2の駆動力に基づいて算出する補整駆
動力算出手段を有し、第1の補整駆動力は、第1の駆動
力と第2の駆動力に、これらにそれぞれ設定された補整
係数を乗じた値の合計値として算出され、第2の補整駆
動力は、第2の駆動力と第1の駆動力に、前記補整係数
とは別にそれぞれ設定された補整係数を乗じた値の合算
値として算出される電動車両。 - 【請求項2】 請求項1記載の電動車両において、前記
制御手段は、第1及び第2のモータの駆動の方向が同一
であると判断したとき、前記補整駆動力算出手段を作動
させる手段を有する電動車両。 - 【請求項3】 請求項2記載の電動車両において、第1
の補整駆動力における第1の駆動力に対する補整係数
は、第2の駆動力に対する補整係数以上の値であり、第
2の補整駆動力における第2の駆動力に対する補整係数
は、第1の駆動力に対する補整係数以上の値である電動
車両。 - 【請求項4】 請求項3記載の電動車両において、第1
の補整駆動力における第1の駆動力に対する補整係数と
第2の駆動力に対する補整係数との合算値が、第2の補
整駆動力における第1の駆動力に対する補整係数と第2
の駆動力に対する補整係数との合算値に等しい電動車
両。 - 【請求項5】 請求項4記載の電動車両において、第1
の補整駆動力における第1の駆動力に対する補整係数
と、第2の補整駆動力における第2の駆動力に対する補
整係数とが等しく、第1の補整駆動力における第2の駆
動力に対する補整係数と、第2の補整駆動力における第
1の駆動力に対する補整係数とが等しい電動車両。 - 【請求項6】 請求項4記載の電動車両において、第1
の操作力と第2の操作力との比に基づいて、第1及び第
2の補整駆動力における第1及び第2の駆動力に対する
係数をそれぞれ算出する補整係数算出手段を設けた電動
車両。 - 【請求項7】 請求項4記載の電動車両において、第1
及び第2の操作力の差が設定範囲内のとき、前記補整駆
動力算出手段が、第1及び第2の補整駆動力を算出する
電動車両。 - 【請求項8】 請求項3記載の電動車両において、前記
各補整係数を前記補整駆動力算出手段に設定する入力手
段を設けた電動車両。 - 【請求項9】 請求項2記載の電動車両において、前記
制御手段は、第1及び第2の操作力の値に対して任意数
のしきい値を設定して、しきい値で区画される複数の補
整領域を設定するものであって、第1及び第2の操作力
がそれぞれ属する補整領域の組合せで各補整係数を決定
する補整テーブルを有する電動車両。 - 【請求項10】 請求項9記載の電動車両において、前
記補整係数は、0以上1以下の範囲で設定されている電
動車両。 - 【請求項11】 請求項10記載の電動車両において、
前記補整テーブルは、第1及び第2の操作力が属する領
域が異なる程度に応じて、第1の補整駆動力における第
1の駆動力への補整係数が、第2の駆動力への補整係数
に対して大きい値に設定され、かつ第2の補整駆動力に
おける第2の駆動力への補整係数が、第1の駆動力への
補整係数に対して大きい値に設定されている電動車両。 - 【請求項12】 請求項10記載の電動車両において、
前記補整テーブルは、第1及び第2の操作力の属する領
域が同一であるとき、各補整係数として同一値が設定さ
れている電動車両。 - 【請求項13】 本体と、本体の両側に設けられた第1
及び第2の駆動輪と、第1の駆動輪を駆動する第1のモ
ータと、第2の駆動輪を駆動する第2のモータと、第1
の駆動輪を推進させる方向に加えられる第1の操作力を
検知する第1の操作力検知手段と、第2の駆動輪を推進
させる方向に加えられる第2の操作力を検知する第2の
操作力検知手段と、検知された第1の操作力及び第2の
操作力に基づいて第1及び第2のモータ用の駆動力を算
出する制御手段とを、具備する電動車両において、 前記制御手段は、第1のモータに供給される第1の補整
駆動力と、第2のモータに供給される第2の補整駆動力
とを、第1及び第2の駆動力に基づいて算出する補整駆
動力算出手段を有し、第1の補整駆動力は、第1の駆動
力に第2の駆動力の一部を加味した値として算出され、
第2の補整駆動力は、第2の駆動力に第1の駆動力の一
部を加味した値として算出される電動車両。 - 【請求項14】 本体と、本体の両側に設けられた第1
及び第2の駆動輪と、第1の駆動輪を駆動する第1のモ
ータと、第2の駆動輪を駆動する第2のモータと、第1
の駆動輪を推進させる方向に加えられる第1の操作力を
検知する第1の操作力検知手段と、第2の駆動輪を推進
させる方向に加えられる第2の操作力を検知する第2の
操作力検知手段と、検知された第1の操作力と基準値と
の差を第1の駆動力の変化量とし、検知された第2の操
作力と前記基準値との差を第2の駆動力の変化量とし、
第1及び第2の駆動力の変化量に基づいて第1及び第2
の補整変化量を算出し、第1の補整変化量を現在第1の
モータに供給されている第1の駆動力に加味して第1の
モータ用の新たな駆動力を算出すると共に、第2の補整
変化量を現在第2のモータに供給されている第2の駆動
力に加味して新たな第2のモータ用の駆動力を算出する
制御手段とを、具備する電動車両において、 第1の補整変化量は、第1の駆動力の変化量と第2の駆
動力との変化量に、これらにそれぞれ設定された補整係
数を乗じた値の合算値として算出され、第2の補整変化
量は、第2の駆動力の変化量と第1の駆動力の変化量
に、前記補整係数とは別に設定された補整係数を乗じた
値の合算値として算出される電動車両。 - 【請求項15】 請求項14記載の電動車両において、
前記制御手段は、第1及び第2のモータの駆動の方向を
同一であると判断したとき、第1及び第2の補整変化量
を算出する電動車両。 - 【請求項16】 請求項15記載の電動車両において、
第1の補整変化量における第1の駆動力の変化量に対す
る補整係数は、第2の駆動力の変化量に対する補整係数
以上の値であり、第2の補整変化量における第2の駆動
力の変化量に対する補整係数は、第1の駆動力の変化量
に対する補整係数以上の値である電動車両。 - 【請求項17】 請求項16記載の電動車両において、
第1の補整変化量における第1の駆動力の変化量に対す
る補整係数と第2の駆動力の変化量に対する補整係数と
の合算値が、第2の補整変化量における第2の駆動力の
変化量に対する補整係数と第1の駆動力の変化量に対す
る補整係数との合算値に、等しい電動車両。 - 【請求項18】 請求項17記載の電動車両において、
第1の補整変化量における第1の駆動力の変化量に対す
る補整係数と、第2の補整変化量における第2の駆動力
の変化量に対する補整係数とが等しく、第1の補整変化
量における第2の駆動力の変化量に対する補整係数と、
第2の補整変化量における第1の駆動力の変化量に対す
る補整係数とが等しい電動車両。 - 【請求項19】 請求項17記載の電動車両において、
第1の操作力と第2の操作力との比に基づいて、第1及
び第2の補整変化量における第1及び第2の駆動力の変
化量に対する係数をそれぞれ算出する補整係数算出手段
を、前記制御手段に設けた電動車両。 - 【請求項20】 請求項17記載の電動車両において、
第1及び第2の操作力の差が設定範囲内のとき、前記制
御手段が、第1及び第2の補整変化量を算出する電動車
両。 - 【請求項21】 請求項16記載の電動車両において、
前記各係数を前記制御手段に設定する入力手段を設けた
電動車両。 - 【請求項22】 請求項15記載の電動車両において、
前記制御手段は、第1及び第2の操作力の値に対して任
意数のしきい値を設定して、しきい値で区画される複数
の補整領域を設定するものであって、第1及び第2の操
作力がそれぞれ属する補整領域の組合せで各補整係数を
決定する補整テーブルを有する電動車両。 - 【請求項23】 請求項22記載の電動車両において、
前記補整係数は、0以上1以下の範囲で設定されている
電動車両。 - 【請求項24】 請求項23記載の電動車両において、
前記補整テーブルは、第1及び第2の操作力が属する領
域が異なる程度に応じて、第1の補整変化量における第
1の駆動力の変化量への補整係数が、第2の駆動力の変
化量への補整係数の値に対して大きい値に設定され、か
つ第2の補整変化量における第2の駆動力の変化量への
補整係数が、第1の駆動力の変化量への補整係数に対し
て大きい値に設定されている電動車両。 - 【請求項25】 請求項23記載の電動車両において、
前記補整テーブルは、第1及び第2の操作力の属する領
域が同一であるとき、各補整係数として同一値が設定さ
れている電動車両。 - 【請求項26】 請求項23記載の電動車両において、
前記補整領域は、第1及び第2の操作力への基準値をし
きい値として、このしきい値で区画される2つの近接補
整領域と、この近接補整領域の外側に区画される複数の
補整領域とを有し、前記補整テーブルは、第1及び第2
の操作力がこれら近接補整領域の一方及び他方にそれぞ
れ属すると、第1または第2の駆動力の変化量の一方に
適用される補整係数のそれぞれを0として、第1または
第2の駆動力の変化量の他方に適用される補整係数のそ
れぞれを0よりも大きい値として設定されている電動車
両。 - 【請求項27】 請求項26記載の電動車両において、
前記補整テーブルは、前記基準値よりも低い方の近接補
整領域に属する第1または第2の操作力に対応した第1
または第2の駆動力の変化量の補整係数のそれぞれを0
と設定した電動車両。 - 【請求項28】 請求項27記載の電動車両において、
前記補整テーブルは、前記基準値よりも高い値の方の近
接補整領域に属する第1または第2の操作力に対応した
第1または第2の駆動力の変化量の補整係数のそれぞれ
を0よりも大きい値として設定されると共に、前記基準
値よりも高い値の方の近接補整領域に属する第1または
第2の操作力に対応した当該補整係数を他方の補整係数
よりも大きく設定された電動車両。
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