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2022-138312電動アシスト車椅子、駆動ユニット、制御方法およびコンピュータプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022138312
(43)【公開日】2022-09-26
(54)【発明の名称】電動アシスト車椅子、駆動ユニット、制御方法およびコンピュータプログラム
(51)【国際特許分類】
A61G 5/02 20060101AFI20220915BHJP
A61G 5/04 20130101ALI20220915BHJP
B60L 15/00 20060101ALI20220915BHJP
B60L 15/20 20060101ALI20220915BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20220915BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20220915BHJP
【ＦＩ】
A61G5/02 707
A61G5/04 710
A61G5/04 707
B60L15/00 Z
B60L15/20 J
B60L50/60
B60L58/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021038120
(22)【出願日】2021-03-10
(71)【出願人】
【識別番号】000010076
【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100139930
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 亮司
(74)【代理人】
【識別番号】100180529
【弁理士】
【氏名又は名称】梶谷 美道
(72)【発明者】
【氏名】水野 正光
【テーマコード（参考）】
5H125
【Ｆターム（参考）】
5H125AA16
5H125AA17
5H125BA00
5H125BB00
5H125CA01
5H125CA04
5H125CA11
5H125CC07
5H125CD02
5H125EE27
5H125EE41
5H125EE52
(57)【要約】
【課題】電動アシスト車椅子のクルーズコントロールに関する操作を簡単にする。
【解決手段】実施形態に係る駆動ユニット１０は、電動アシスト車椅子１に用いられる。第１コントローラ１１０は、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号および速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号を取得し、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定し、測定した時間が第１時間ｔ１以上になった場合、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始する。
【選択図】図７
【解決手段】実施形態に係る駆動ユニット１０は、電動アシスト車椅子１に用いられる。第１コントローラ１１０は、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号および速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号を取得し、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定し、測定した時間が第１時間ｔ１以上になった場合、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電動アシスト車椅子に用いられる駆動ユニットであって、
前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、
ハンドリムから車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、
前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサと、
前記電動モータの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得し、
前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定し、
測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始する、駆動ユニット。
前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、
ハンドリムから車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、
前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサと、
前記電動モータの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得し、
前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定し、
測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始する、駆動ユニット。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記電動アシスト車椅子の走行速度が第１速度未満である場合、前記クルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始せず、
前記走行速度が前記第１速度以上であり、且つ測定した前記時間が前記第１時間以上になった場合、前記クルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始する、請求項１に記載の駆動ユニット。
前記電動アシスト車椅子の走行速度が第１速度未満である場合、前記クルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始せず、
前記走行速度が前記第１速度以上であり、且つ測定した前記時間が前記第１時間以上になった場合、前記クルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始する、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項3】
前記制御装置は、測定した前記時間が前記第１時間になってから第２時間経過した時の前記電動アシスト車椅子の走行速度を、前記目標速度に設定する、請求項１または２に記載の駆動ユニット。
【請求項4】
前記制御装置は、前記第２時間が経過した後に前記走行速度の上昇が継続した場合、前記走行速度が低下して前記目標速度になったタイミングで、前記走行速度を前記目標速度に維持する制御を開始する、請求項３に記載の駆動ユニット。
【請求項5】
前記目標速度は予め設定されている、請求項１または２に記載の駆動ユニット。
【請求項6】
前記制御装置は、前記第１時間が経過した後に前記走行速度の上昇が継続して前記目標速度よりも高くなった場合、前記走行速度が低下して前記目標速度になったタイミングで、前記走行速度を前記目標速度に維持する制御を開始する、請求項５に記載の駆動ユニット。
【請求項7】
前記制御装置は、前記第１時間が経過した時の前記走行速度が前記目標速度未満である場合、前記走行速度が前記目標速度になるように前記電動モータを制御した後、前記走行速度を前記目標速度に維持する制御を行う、請求項５に記載の駆動ユニット。
【請求項8】
前記制御装置は、
前記走行速度を前記目標速度に維持する制御中に、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが前記第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示した場合、
前記走行速度を前記目標速度に維持するためのトルクに前記出力信号の大きさに応じたトルクを加算した大きさのトルクを発生するように前記電動モータを制御する、請求項１から７のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記走行速度を前記目標速度に維持する制御中に、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが前記第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示した場合、
前記走行速度を前記目標速度に維持するためのトルクに前記出力信号の大きさに応じたトルクを加算した大きさのトルクを発生するように前記電動モータを制御する、請求項１から７のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項9】
前記制御装置は、
前記走行速度を前記目標速度に維持する制御中に、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが前記第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す前記第１状態が第３時間以上継続した場合、
前記第１状態が前記第３時間継続してから第４時間経過した時の前記走行速度に、前記目標速度を変更する、請求項１から８のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記走行速度を前記目標速度に維持する制御中に、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが前記第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す前記第１状態が第３時間以上継続した場合、
前記第１状態が前記第３時間継続してから第４時間経過した時の前記走行速度に、前記目標速度を変更する、請求項１から８のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項10】
前記制御装置は、前記ハンドリムに加わる後進側へのトルクが第２所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第２状態が第５時間継続した場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を終了する、請求項１から９のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項11】
前記制御装置は、前記電動アシスト車椅子の走行速度を前記目標速度に維持する制御中に、前記走行速度が前記目標速度よりも低い第２速度以下に低下した場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を終了する、請求項１から１０のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項12】
前記制御装置は、前記電動モータを駆動させるための指令値が閾値以上となる状態が第６時間継続した場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を終了する、請求項１から１１のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項13】
前記制御装置は、前記電動モータを駆動させる電力を供給するバッテリの残容量が閾値未満の場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を終了する、請求項１から１２のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項14】
前記制御装置は、
前記クルーズコントロールモードの実行の可否に関する設定情報を外部装置から取得し、
前記設定情報が前記クルーズコントロールモードの実行許可を示しており、且つ、前記第１状態が継続する時間が前記第１時間以上になった場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を開始し、
前記設定情報が前記クルーズコントロールモードの実行禁止を示している場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を行わない、請求項１から１３のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記クルーズコントロールモードの実行の可否に関する設定情報を外部装置から取得し、
前記設定情報が前記クルーズコントロールモードの実行許可を示しており、且つ、前記第１状態が継続する時間が前記第１時間以上になった場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を開始し、
前記設定情報が前記クルーズコントロールモードの実行禁止を示している場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を行わない、請求項１から１３のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項15】
前記制御装置は、
前記目標速度を示す目標速度情報を外部装置から取得し、
前記目標速度情報が示す値に前記目標速度を設定する、請求項１から１４のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記目標速度を示す目標速度情報を外部装置から取得し、
前記目標速度情報が示す値に前記目標速度を設定する、請求項１から１４のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項16】
前記クルーズコントロールモードでの制御の開始および終了をユーザに報知する報知装置をさらに備えた、請求項１から１５のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項17】
前記目標速度は変更可能であり、
前記目標速度が変更された場合、前記目標速度が変更されたことを示す情報をユーザに報知する報知装置をさらに備えた、請求項１から１６のいずれかに記載の駆動ユニット。
前記目標速度が変更された場合、前記目標速度が変更されたことを示す情報をユーザに報知する報知装置をさらに備えた、請求項１から１６のいずれかに記載の駆動ユニット。
【請求項18】
請求項１から１７のいずれかに記載の駆動ユニットと、
前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、
前記車輪に設けられたハンドリムと、
を備えた、電動アシスト車椅子。
前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、
前記車輪に設けられたハンドリムと、
を備えた、電動アシスト車椅子。
【請求項19】
電動アシスト車椅子の制御を行う方法であって、
前記電動アシスト車椅子は、
前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、
前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、
前記車輪に設けられたハンドリムと、
前記ハンドリムから前記車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、
前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサと、
を備え、
前記方法は、
前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得すること、
前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定すること、
測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始すること、
を実行する、方法。
前記電動アシスト車椅子は、
前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、
前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、
前記車輪に設けられたハンドリムと、
前記ハンドリムから前記車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、
前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサと、
を備え、
前記方法は、
前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得すること、
前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定すること、
測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始すること、
を実行する、方法。
【請求項20】
電動アシスト車椅子の制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記電動アシスト車椅子は、
前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、
前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、
前記車輪に設けられたハンドリムと、
前記ハンドリムから前記車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、
前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサと、
を備え、
前記コンピュータプログラムは、
前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得すること、
前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定すること、
測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始すること、
を前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
前記電動アシスト車椅子は、
前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、
前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、
前記車輪に設けられたハンドリムと、
前記ハンドリムから前記車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、
前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサと、
を備え、
前記コンピュータプログラムは、
前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得すること、
前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定すること、
測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始すること、
を前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動アシスト車椅子、駆動ユニット、制御方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
ユーザが手でハンドリムを漕ぐ力を電動モータにより補助する電動アシスト車椅子がある。電動アシスト車椅子では、乗員がハンドリムに加えた人力に応じた駆動力を電動モータに発生させ、ユーザがハンドリムを漕ぐ負担を軽減させることができる。
【0003】
特許文献１は、クルーズコントロール機能を有する電動アシスト車椅子を開示している。クルーズコントロールがオンのときは、ユーザがハンドリムを漕がなくても、電動アシスト車椅子の走行速度は概ね一定に維持される。路面の勾配や段差等の路面状態に関係無く走行速度が概ね一定に維持されることで、ユーザの負担を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００２－０７８７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１が開示する電動アシスト車椅子に設けられた操作盤は、主電源スイッチと、走行指令を行うための走行スイッチと、走行速度を設定するための速度設定ボリュームスイッチとを備えている。クルーズコントロールをオンにする場合、ユーザはハンドリムから手を放し、その放した手で主電源スイッチをオンにする操作、走行スイッチをオンにする操作、および速度設定ボリュームスイッチを回転させて走行速度を設定する操作を行う必要がある。また、走行速度を一定に維持する制御は、走行スイッチがオン状態である限り継続される。クルーズコントロールをオフにする場合、ユーザはハンドリムから手を放し、その放した手で操作盤の走行スイッチをオフにする必要がある。このように、クルーズコントロールをオン／オフするためには、ユーザは、ハンドリムの操作ではない特別な操作を行う必要があり、ユーザの負担が大きくなるという課題がある。
【0006】
電動アシスト車椅子のクルーズコントロールに関する操作を簡単にすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のある実施形態に係る駆動ユニットは、電動アシスト車椅子に用いられる駆動ユニットであって、前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、ハンドリムから車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサと、前記電動モータの動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得し、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定し、測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始する。
【0008】
ユーザがハンドリムに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0009】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記電動アシスト車椅子の走行速度が第１速度未満である場合、前記クルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始せず、前記走行速度が前記第１速度以上であり、且つ測定した前記時間が前記第１時間以上になった場合、前記クルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始してもよい。
【0010】
屋内での走行など、狭いエリアを低速で走行する場合にクルーズコントロールモードがオンになると、ユーザは違和感を覚える場合がある。走行速度が第１速度未満である場合はクルーズコントロールモードをオンにしないことにより、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0011】
ある実施形態において、前記制御装置は、測定した前記時間が前記第１時間になってから第２時間経過した時の前記電動アシスト車椅子の走行速度を、前記目標速度に設定してもよい。
【0012】
第２時間経過した時の走行速度を目標速度に設定することで、第２時間の間加速された走行速度を目標速度に設定することができる。ハンドリムを漕いで走行速度を上昇させたいというユーザの意思を反映させた目標速度に設定することができる。
【0013】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記第２時間が経過した後に前記走行速度の上昇が継続した場合、前記走行速度が低下して前記目標速度になったタイミングで、前記走行速度を前記目標速度に維持する制御を開始してもよい。
【0014】
第２時間が経過した後に更に加速した後、穏やかに減速しているタイミングで目標速度に維持する制御を開始することで、ユーザの車椅子の操作感覚とのズレを小さくすることができる。
【0015】
ある実施形態において、前記目標速度は予め設定されていてもよい。
【0016】
目標速度が予め設定されていることで、毎回同じ速度で走行することができる。登坂時など、ユーザがハンドリムを漕ぐ動作に応じて走行速度を上昇させることが難しい場合でも、クルーズコントロールにより予め設定した目標速度まで走行速度が上昇することにより、ユーザの意図に沿った速度で走行することができる。
【0017】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記第１時間が経過した後に前記走行速度の上昇が継続して前記目標速度よりも高くなった場合、前記走行速度が低下して前記目標速度になったタイミングで、前記走行速度を前記目標速度に維持する制御を開始してもよい。
【0018】
第１時間が経過した後に更に加速した後、穏やかに減速しているタイミングで目標速度に維持する制御を開始することで、ユーザの車椅子の操作感覚とのズレを小さくすることができる。
【0019】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記第１時間が経過した時の前記走行速度が前記目標速度未満である場合、前記走行速度が前記目標速度になるように前記電動モータを制御した後、前記走行速度を前記目標速度に維持する制御を行ってもよい。
【0020】
目標速度に向かって走行速度を上昇させるためのユーザによる追加の動作が不要となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0021】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記走行速度を前記目標速度に維持する制御中に、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが前記第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示した場合、前記走行速度を前記目標速度に維持するためのトルクに前記出力信号の大きさに応じたトルクを加算した大きさのトルクを発生するように前記電動モータを制御してもよい。
【0022】
クルーズコントロール中であっても、ユーザによるハンドリムのプッシュ操作に応じて走行速度を変更することで、ユーザの意図に沿った走行を行うことができる。
【0023】
左右一対のハンドリムの一方に対するユーザのプッシュ操作に応じて、その一方の側の車輪の回転速度を変更することで、クルーズコントロール中に進行方向を変更することができる。
【0024】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記走行速度を前記目標速度に維持する制御中に、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが前記第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す前記第１状態が第３時間以上継続した場合、前記第１状態が前記第３時間継続してから第４時間経過した時の前記走行速度に、前記目標速度を変更してもよい。
【0025】
クルーズコントロールモードにおいて維持する走行速度を上昇させたいというユーザの意図に沿った走行を行うことができる。
【0026】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記ハンドリムに加わる後進側へのトルクが第２所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第２状態が第５時間継続した場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。
【0027】
ユーザは、ハンドリムに後進側への力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードを終了させることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0028】
一般に、ユーザは、進行方向を大きく変更する場合および停止する場合には、ハンドリムに後進側への力を加える操作を行い得る。そのような操作と同じ操作でクルーズコントロールモードを終了できることで、ユーザは従来からある車椅子と同様の操作感覚で電動アシスト車椅子を操作することができる。
【0029】
左右一対のハンドリムの一方に対するユーザの後進側への操作に応じて、その一方の側のクルーズコントロールモードを終了する形態では、容易に進行方向を変更することができる。
【0030】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記電動アシスト車椅子の走行速度を前記目標速度に維持する制御中に、前記走行速度が前記目標速度よりも低い第２速度以下に低下した場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。
【0031】
傾斜角が大きい上り坂の走行などで、電動モータが発生する駆動力のみでは目標速度の維持が困難になった場合は、クルーズコントロールモードを終了し、人力と電動モータの駆動力とを合成した力で走行するようにすることで、走行を継続することができる。
【0032】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記電動モータを駆動させるための指令値が閾値以上となる状態が第６時間継続した場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。
【0033】
電動モータに大きな駆動力を発生させる状態が一定時間継続した場合は、クルーズコントロールモードを終了し、人力と電動モータの駆動力とを合成した力で走行するようにすることで、走行速度の低下を抑えながら走行を継続することができる。
【0034】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記電動モータを駆動させる電力を供給するバッテリの残容量が閾値未満の場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。
【0035】
バッテリの残容量が少ない場合はクルーズコントロールモードでの制御を行わないことで、電力消費を抑制することができる。
【0036】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記クルーズコントロールモードの実行の可否に関する設定情報を外部装置から取得し、前記設定情報が前記クルーズコントロールモードの実行許可を示しており、且つ、前記第１状態が継続する時間が前記第１時間以上になった場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を開始し、前記設定情報が前記クルーズコントロールモードの実行禁止を示している場合、前記クルーズコントロールモードでの制御を行わなくてもよい。
【0037】
外部装置からクルーズコントロールモードの実行の可否を設定することができる。例えば、クルーズコントロールモードでの走行に適さないエリアでは、クルーズコントロールモードの実行を禁止する設定情報を外部装置から駆動ユニットに送信することで、そのエリアで適切に電動アシスト車椅子を走行させることができる。
【0038】
ある実施形態において、前記制御装置は、前記目標速度を示す目標速度情報を外部装置から取得し、前記目標速度情報が示す値に前記目標速度を設定してもよい。
【0039】
外部装置から目標速度を設定することで、電動アシスト車椅子に着座したユーザが目標速度を設定する必要が無く、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0040】
また、電動アシスト車椅子が走行するエリアに応じて異なる目標速度を示す目標速度情報を外部装置から駆動ユニットに送信することで、エリアそれぞれに適した走行速度で電動アシスト車椅子を走行させることができる。
【0041】
ある実施形態において、前記駆動ユニットは、前記クルーズコントロールモードでの制御の開始および終了をユーザに報知する報知装置をさらに備えてもよい。
【0042】
ユーザは、クルーズコントロールモードでの制御の開始および終了を認識することができる。
【0043】
ある実施形態において、前記目標速度は変更可能であり、前記駆動ユニットは、前記目標速度が変更された場合、前記目標速度が変更されたことを示す情報をユーザに報知する報知装置をさらに備えてもよい。
【0044】
ユーザは、目標速度が変更されたことを認識することができる。
【0045】
本発明のある実施形態に係る電動アシスト車椅子は、前記駆動ユニットと、前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、前記車輪に設けられたハンドリムと、を備える。
【0046】
ユーザがハンドリムに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始できる電動アシスト車椅子を実現することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0047】
本発明のある実施形態に係る方法は、電動アシスト車椅子の制御を行う方法であって、前記電動アシスト車椅子は、前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、前記車輪に設けられたハンドリムと、前記ハンドリムから前記車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサとを備え、前記方法は、前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得すること、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定すること、測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始することを実行する。
【0048】
ユーザがハンドリムに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0049】
本発明のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電動アシスト車椅子の制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記電動アシスト車椅子は、前記電動アシスト車椅子を走行させる駆動力を発生させる電動モータと、前記電動モータが発生させた前記駆動力が伝達される車輪と、前記車輪に設けられたハンドリムと、前記ハンドリムから前記車輪に伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサと、前記電動アシスト車椅子の走行速度に関する信号を出力する速度センサとを備え、前記コンピュータプログラムは、前記トルクセンサの出力信号および前記速度センサの出力信号を取得すること、前記ハンドリムに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることを前記トルクセンサの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定すること、測定した前記時間が第１時間以上になった場合、前記電動アシスト車椅子の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの前記電動モータの制御を開始することを前記コンピュータに実行させる。
【0050】
ユーザがハンドリムに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0051】
本発明のある実施形態において、ユーザがハンドリムに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】実施形態に係る電動アシスト車椅子１を示す左側面図である。
【図2】実施形態に係る電動アシスト車椅子１を示す平面図である。
【図3】実施形態に係る駆動ユニット１０を示すブロック図である。
【図4】実施形態に係る第１コントローラ１１０、第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図5】実施形態に係るリムベース３１に加わるトルクと、ホイールハブ２１に対するリムベース３１の変位量との関係の例を示す図である。
【図6】実施形態に係るユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加えるトルクの波形、および電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生させるトルクの波形の例を示す図である。
【図7】実施形態に係るクルーズコントロールを開始する処理を示すフローチャートである。
【図8】実施形態に係る目標速度を設定する処理を示すフローチャートである。
【図9】実施形態に係るクルーズコントロール中のユーザの操作に応じて目標速度を変更する処理を示すフローチャートである。
【図10】実施形態に係るクルーズコントロールモードを終了する処理を示すフローチャートである。
【図11】実施形態に係る電動アシスト車椅子１および外部装置２００を示す図である。
【図12】実施形態に係る報知装置８の例を示す図である。
【図13】実施形態に係る報知装置８の表示情報の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0053】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る電動アシスト車椅子、駆動ユニット、制御方法およびコンピュータプログラムを説明する。実施形態の説明においては、同様の構成要素には同様の参照符号を付し、重複する場合にはその説明を省略する。実施形態における前後、左右、上下とは、電動アシスト車椅子のシートにユーザが着座した状態を基準とした前後、左右、上下を意味する。以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【0054】
【0055】
電動アシスト車椅子１は、金属パイプ等で形成された車体フレーム４を備える。車体フレーム４には、左右一対の車輪２Ｌおよび２Ｒと、左右一対のキャスタ５Ｌおよび５Ｒとが回転可能に支持されている。車体フレーム４は、左右一対のシートフレーム４１、左右一対のアームレスト４２、左右一対のバックフレーム４３、左右一対のアンダーフレーム４４を備える。
【0056】
シートフレーム４１は、車輪２Ｌおよび２Ｒの車軸近傍から前方向に延びている。左右一対のシートフレーム４１の間にはユーザが着座するためのシート６が設けられている。シートフレーム４１の前部は下方向に折れ曲がっており、シートフレーム４１の前部の下端にはフットレスト４７が設けられている。シートフレーム４１の後端はバックフレーム４３に接続されている。バックフレーム４３は上下方向に延びている。バックフレーム４３の上部は後方向に折れ曲がっており、介助者用のハンドグリップ４６が設けられている。左右一対のバックフレーム４３の間にはバックサポート４５が設けられている。
【0057】
アンダーフレーム４４は、シートフレーム４１の下方において前後方向に延びている。アンダーフレーム４４の前端は、シートフレーム４１の前部に接続されている。アンダーフレーム４４の後部は、バックフレーム４３の下端に接続されている。シートフレーム４１の上方にはアームレスト４２が配置されている。アームレスト４２の後端はバックフレーム４３に接続されている。アームレスト４２の前部は下方向に折れ曲がっており、シートフレーム４１およびアンダーフレーム４４に接続されている。アームレスト４２には、電動アシスト車椅子１の状態をユーザに報知する報知装置８が設けられている。
【0058】
車輪２Ｌには、車輪２Ｌを人力で駆動するためのハンドリム３Ｌが設けられている。車輪２Ｒには、車輪２Ｒを人力で駆動するためのハンドリム３Ｒが設けられている。車輪２Ｌおよび２Ｒのそれぞれは、ホイールハブ２１と、ホイールハブ２１を囲む外周部２３と、複数のスポーク２２を備える。複数のスポーク２２は、ホイールハブ２１と外周部２３とを接続する。外周部２３は、スポーク２２が接続されたリムと、リムに取り付けられたタイヤとを含む。
【0059】
電動アシスト車椅子１の左右方向におけるホイールハブ２１の外側には、リムベース３１が設けられている。ハンドリム３Ｌは、車輪２Ｌのリムベース３１から放射状に延びる複数の接続パイプ３２に接続されている。同様に、ハンドリム３Ｒは、車輪２Ｒのリムベース３１から放射状に延びる複数の接続パイプ３２に接続されている。
【0060】
ホイールハブ２１には、電動モータ２５が設けられている。電動モータ２５は例えばハブモータである。ホイールハブ２１は、車軸と、電動アシスト車椅子１の左右方向における内側に位置する第１筐体と、外側に位置する第２筐体とを備える。内側の第１筐体は車軸に固定されており、外側の第２筐体は車軸に対して回転可能である。電動モータ２５のステータは第１筐体および車軸に固定されており、電動モータ２５のロータは第２筐体に固定されている。複数のスポーク２２は、第２筐体に接続されている。
【0061】
ホイールハブ２１の車軸は、車体フレーム４に固定される。ホイールハブ２１の車軸は、例えばバックフレーム４３に固定される。ホイールハブ２１の車軸は、シートフレーム４１とアンダーフレーム４４との間に設けられたブラケットを介して車体フレーム４に固定されてもよい。車体フレーム４に固定された車軸および第１筐体に対して第２筐体が回転することで、車輪２Ｌおよび２Rは回転する。
【0062】
電動アシスト車椅子１には、電動モータ２５に電力を供給するためのバッテリ７が搭載されている。電動モータ２５に電力が供給されると、第１筐体に固定されたステータに対して第２筐体に固定されたロータが回転し、車輪２Ｌおよび２Rは回転する。
【0063】
電動モータ２５は、ハブモータに限定されず、ホイールハブ２１の外部に設けられてもよい。この場合、電動モータ２５が発生させた回転は減速機を介してホイールハブ２１に伝達され得る。
【0064】
（駆動ユニット）
次に、電動アシスト車椅子１が備える駆動ユニットを説明する。
次に、電動アシスト車椅子１が備える駆動ユニットを説明する。
【0065】
図３は、電動アシスト車椅子１が備える駆動ユニット１０を示すブロック図である。駆動ユニット１０は、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加えた人力に応じた駆動力を電動モータ２５に発生させる。また、駆動ユニット１０は、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールを実行するための駆動力を電動モータ２５に発生させる。
【0066】
駆動ユニット１０は、制御装置１００、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒ、速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒ、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒ、車輪２Ｌおよび２Ｒ、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒを備える。制御装置１００は、第１コントローラ１１０、第２コントローラ１２０、第３コントローラ１３０、加算回路１４０Ｌおよび１４０Ｒ、駆動回路１５０Ｌおよび１５０Ｒを備える。電動モータ２５Ｌは、車輪２Ｌに設けられた電動モータ２５である。電動モータ２５Ｒは、車輪２Ｒに設けられた電動モータ２５である。
【0067】
第２コントローラ１２０、加算回路１４０Ｌ、駆動回路１５０Ｌ、電動モータ２５Ｌ、速度センサ２６Ｌおよびトルクセンサ５０Ｌは、車輪２Ｌのホイールハブ２１に設けられ得る。第３コントローラ１３０、加算回路１４０Ｒ、駆動回路１５０Ｒ、電動モータ２５Ｒ、速度センサ２６Ｒおよびトルクセンサ５０Ｒは、車輪２Ｒのホイールハブ２１に設けられ得る。第１コントローラ１１０は、車輪２Ｌまたは車輪２Ｒのホイールハブ２１に設けられ得る。
【0068】
バッテリ７（図２）は、駆動ユニット１０に電力を供給する。電動アシスト車椅子１には、バックサポート４５の後方において左右方向に延びるケーブル４８（図２）が設けられている。ケーブル４８は、給電線および通信線を含む。図２に示す例では、バッテリ７は車体フレーム４の右後部に着脱可能に配置されている。車輪２Ｌ側に設けられた駆動ユニット１０の構成要素には、ケーブル４８を介してバッテリ７から電力が供給される。第１コントローラ１１０、第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０は、ケーブル４８を介して互いに通信可能である。
【0069】
図４は、第１コントローラ１１０、第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【0070】
第１コントローラ１１０、第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０のそれぞれは、プロセッサ１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２およびＲＡＭ（Random Access Memory）１１３などの記録媒体とを備える。ＲＯＭ１１２には、プロセッサ１１１に処理を実行させるためのコンピュータプログラム（またはファームウェア）が格納されている。コンピュータプログラムは、記憶媒体（例えば半導体メモリ）または電気通信回線（例えばインターネット）を介して駆動ユニット１０に提供され得る。そのようなコンピュータプログラムが、商用ソフトウェアとして販売されてもよい。
【0071】
プロセッサ１１１は、半導体集積回路であり、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む。プロセッサ１１１は、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実現され得る。プロセッサ１１１は、各種処理を実行するための命令群を記述したコンピュータプログラム（ＲＯＭ１１２に格納されるコンピュータプログラム）を逐次実行し、所望の処理を実現する。
【0072】
プロセッサ１１１は、ＣＰＵを搭載したＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＡＳＳＰ（Application Specific Standard Product）、または、これら回路の中から選択される二つ以上の回路の組み合わせであってもよい。
【0073】
ＲＯＭ１１２は、例えば、書き込み可能なメモリ（例えばＰＲＯＭ）、書き換え可能なメモリ（例えばフラッシュメモリ）、または読み出し専用のメモリである。ＲＯＭ１１２は、単一の記録媒体である必要はなく、複数の記録媒体の集合体であってもよい。ＲＡＭ１１３は、ＲＯＭ１１２に格納されたコンピュータプログラムをブート時に一旦展開するための作業領域を提供する。ＲＡＭ１１３は、単一の記録媒体である必要はなく、複数の記録媒体の集合体であってもよい。通信ＩＦ１１４は、外部デバイスと通信するための通信モジュールである。通信ＩＦ１１４は、有線通信および／または無線通信を行うことができる。
【0074】
トルクセンサ５０Ｌ（図３）は、ユーザがハンドリム３Ｌに加えたトルクを検出する。トルクセンサ５０Ｒは、ユーザがハンドリム３Ｒに加えたトルクを検出する。
【0075】
リムベース３１（図１）は、ホイールハブ２１に対して回転方向に沿って相対的に変位可能である。ホイールハブ２１とリムベース３１との間には弾性部材が設けられている。弾性部材は、ホイールハブ２１とリムベース３１との位置関係における中立位置にリムベース３１が維持されるようにリムベース３１に与圧を加える。ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加えたトルクは、複数の接続パイプ３２を介してリムベース３１に伝達される。リムベース３１に加わるトルクが与圧を超えると、弾性部材の弾性力に抗してリムベース３１はホイールハブ２１に対して変位する。
【0076】
図５は、リムベース３１に加わるトルクと、ホイールハブ２１に対するリムベース３１の変位量との関係の例を示す図である。縦軸は、ホイールハブ２１に対するリムベース３１の変位量を示している。横軸は、リムベース３１に加わるトルクを示している。
【0077】
リムベース３１にトルクが加わっていない状態では、リムベース３１は中立位置に位置し、変位量はゼロである。車両を前進させる方向へのトルクがリムベース３１に加わり、そのトルクが与圧を超えると、弾性部材の弾性力に抗してリムベース３１はホイールハブ２１に対して変位する。この変位を図５では正の方向の変位として示している。トルクが大きくなるほど変位量は正の方向に大きくなる。ホイールハブ２１とリムベース３１との間には、変位範囲を制限するストッパーが設けられている。変位量が所定量になると、ストッパーによりホイールハブ２１に対するリムベース３１の変位は止められる。
【0078】
車両を後進させる方向へのトルクがリムベース３１に加わり、そのトルクが与圧を超えると、弾性部材の弾性力に抗してリムベース３１はホイールハブ２１に対して変位する。この変位を図５では負の方向の変位として示している。トルクが大きくなるほど変位量は負の方向に大きくなる。変位量が所定量になると、ストッパーによりホイールハブ２１に対するリムベース３１の変位は止められる。
【0079】
トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒ（図３）は、このようなリムベース３１とホイールハブ２１との間の相対的な変位量を検出する変位センサであり得る。トルクと変位量との関係は予め分かっており、変位量を検出することにより、トルクを検出することができる。
【0080】
トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒは、例えば、ポテンショメータまたは磁気センサである。磁気センサを用いる場合、リムベース３１とホイールハブ２１との間の相対的な変位に応じて、磁気センサとマグネットとの位置関係が変化することにより、変位量を検出することができる。また、磁気センサとマグネットとの間に強磁性体を配置し、磁気センサと強磁性体との位置関係が変化することにより、変位量を検出してもよい。なお、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒとして、磁歪式のトルクセンサが用いられもよい。トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒは、検出したトルク（検出した変位量）に応じた信号を第１コントローラ１１０、第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０に出力する。
【0081】
図３を参照して、電動モータ２５Ｌには、速度センサ２６Ｌが設けられている。電動モータ２５Ｒには、速度センサ２６Ｒが設けられている。速度センサ２６Ｌおよび２５Ｒは、例えばエンコーダである。
【0082】
速度センサ２６Ｌは、電動モータ２５Ｌのロータの回転角を検出し、回転角に応じた信号を第１コントローラ１１０および第２コントローラ１２０へ出力する。第１コントローラ１１０および第２コントローラ１２０は、速度センサ２６Ｌの出力信号から電動モータ２５Ｌの回転速度を演算する。
【0083】
速度センサ２６Ｒは、電動モータ２５Ｒのロータの回転角を検出し、回転角に応じた信号を第１コントローラ１１０および第３コントローラ１３０へ出力する。第１コントローラ１１０および第３コントローラ１３０は、速度センサ２６Ｒの出力信号から電動モータ２５Ｒの回転速度を演算する。
【0084】
車輪２Ｌおよび２Ｒのタイヤサイズは予め分かっており、第１コントローラ１１０、第２コントローラ１２０、第３コントローラ１３０は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転速度から、電動アシスト車椅子１の走行速度を演算することができる。電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの回転が減速機を介して車輪２Ｌおよび２Ｒに伝達される場合は、減速機の減速比の情報をさらに用いて、電動アシスト車椅子１の走行速度を演算する。
【0085】
速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒは、車輪２Ｌおよび２Ｒのホイールハブ２１（図１）、外周部２３、またはスポーク２２に設けられていてもよい。速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒは、それらが設けられた部材の回転に応じた信号を出力してもよい。
【0086】
駆動ユニット１０は、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加えた人力に応じた駆動力を電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに発生させる。
【0087】
第２コントローラ１２０は、トルクセンサ５０Ｌの出力信号を用いて、ハンドリム３Ｌから車輪２Ｌに伝達されるトルクを演算する。第２コントローラ１２０は、演算したトルクおよび電動アシスト車椅子１の走行速度などから、適切なトルクを発生させるための指令値を演算する。第２コントローラ１２０は、例えば、ハンドリム３Ｌから車輪２Ｌに伝達されるトルクと、電動モータ２５Ｌが発生するトルクの関係等に基づいて作成されたマップを参照することにより指令値を演算する。ＲＯＭ１１２（図４）には複数種類のマップが格納されている。第２コントローラ１２０は、ＲＯＭ１１２から条件に合ったマップを読み出し、読み出したマップを参照することにより指令値を演算する。
【0088】
第２コントローラ１２０は、演算した指令値を加算回路１４０Ｌに出力する。加算回路１４０Ｌは、第２コントローラ１２０から出力された指令値と第１コントローラ１１０から出力された指令値とを足し合わせた指令値を駆動回路１５０Ｌへ出力する。第１コントローラ１１０から指令値が出力されていない場合は、第２コントローラ１２０から出力された指令値が駆動回路１５０Ｌに入力される。
【0089】
第３コントローラ１３０は、トルクセンサ５０Ｒの出力信号を用いて、ハンドリム３Ｒから車輪２Ｒに伝達されるトルクを演算する。第３コントローラ１３０は、演算したトルクおよび電動アシスト車椅子１の走行速度などから、適切なトルクを発生させるための指令値を演算する。第３コントローラ１３０は、例えば、第２コントローラ１２０と同様にマップを参照して指令値を演算する。
【0090】
第３コントローラ１３０は、演算した指令値を加算回路１４０Ｒに出力する。加算回路１４０Ｒは、第３コントローラ１３０から出力された指令値と第１コントローラ１１０から出力された指令値とを足し合わせた指令値を駆動回路１５０Ｒへ出力する。第１コントローラ１１０から指令値が出力されていない場合は、第３コントローラ１３０から出力された指令値が駆動回路１５０Ｒに入力される。 駆動回路１５０Ｌおよび１５０Ｒは、例えばインバータである。駆動回路１５０Ｌは、指令値に応じた駆動電流を生成し、電動モータ２５Ｌに供給する。駆動回路１５０Ｒは、指令値に応じた駆動電流を生成し、電動モータ２５Ｒに供給する。駆動電流が供給された電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは回転し、所定のトルクを発生させる。
【0091】
このように、第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０は、ユーザのハンドリム３Ｌおよび３Ｒを漕ぐ動作をアシストするように、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒにトルクを発生させる。ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加えたトルクと、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生させたトルクとが車輪２Ｌおよび２Ｒに伝達され、電動アシスト車椅子１は走行する。電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒがトルクを発生させることにより、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒを漕ぐ負担を軽減させることができる。
【0092】
図６は、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加えるトルクの波形、および電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生させるトルクの波形の例を示す図である。縦軸はトルクを示し、横軸は時間を示している。図６中の実線はユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加えるトルクを示し、点線は電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生させるトルクを示している。
【0093】
ユーザが加えるトルクがゼロになっても、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに発生させるトルクをすぐにはゼロにはせずに、徐々に減らしていくように電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを制御する。
【0094】
ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒを手で漕ぐ操作は間欠的となる。手を持ちかえる間は慣性により走行するが、登り坂等ではハンドリム３Ｌおよび３Ｒに人力が加わっていない間に車椅子は大きく減速する場合がある。電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに発生させるトルクを徐々に減らしていくことで、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに人力が加わっていない間も車椅子の減速を抑制することができる。また、平坦路を走行するときには、よりスムーズに車椅子を走行させることができる。
【0095】
駆動ユニット１０は、電動アシスト車椅子１の車体フレーム４に対して着脱可能であり得る。また、駆動ユニット１０は、車体フレーム４とは別の車体フレームに対しても着脱可能であってもよい。例えば、一般的な車椅子の車体フレームから車輪を取り外し、その車体フレームに駆動ユニット１０を取り付けることで、一般的な車椅子を電動アシスト車椅子１として利用することができる。
【0096】
駆動ユニット１０は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを制御する２つのコントローラ１２０および１３０を備えているが、これに限定されず、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの両方を制御する１つのコントローラを備えていてもよい。また、コントローラ１１０、１２０および１３０が実行する処理が１つのコントローラにより実現されてもよい。
【0097】
駆動ユニット１０は、車輪２Ｌおよび２Ｒ、およびハンドリム３Ｌおよび３Ｒを備えていなくてもよい。この場合、駆動ユニット１０は車輪およびハンドリムを備える車椅子に取り付けられる。
【0098】
（クルーズコントロール）
次に、電動アシスト車椅子１のクルーズコントロールモードでの制御を説明する。
次に、電動アシスト車椅子１のクルーズコントロールモードでの制御を説明する。
【0099】
駆動ユニット１０は、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールを実行するためのトルクを電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに発生させることが可能である。本実施形態では、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに所定時間以上連続して力を加えた場合に、クルーズコントロールを開始する。
【0100】
図７は、クルーズコントロールを開始する処理を示すフローチャートである。
【0101】
第１コントローラ１１０（図３）には、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号、および速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号が入力される。第１コントローラ１１０は、速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号から電動アシスト車椅子１の走行速度を演算する。
【0102】
第１コントローラ１１０は、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号を用いて、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒのそれぞれに加わる前進側へのトルクを検出すると、それらのトルクが第１所定値Ｔｒ１以上であるか判定する（ステップＳ１１０）。ここで、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクは、車両を前進させる方向へのトルクである。第１所定値Ｔｒ１の大きさは任意であり、例えば、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒが図５に示すような変位を検出し始める大きさであってもよいし、それよりも大きくてもよい。
【0103】
トルクは第１所定値Ｔｒ１以上であると判定した場合、第１コントローラ１１０は、トルクが第１所定値Ｔｒ１以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定する。第１コントローラ１１０は、その第１状態が継続する時間が第１時間ｔ１以上になったか判定する（ステップＳ１１１）。第１時間ｔ１は例えば０．１－０．２秒であるが、それに限定されない。
【0104】
第１時間ｔ１が経過する前に、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わるトルクの少なくとも一方が第１所定値Ｔｒ１未満となった場合、時間の計測を終了し、ステップＳ１１０の処理を繰り返す。
【0105】
第１状態が継続する時間が第１時間ｔ１以上になったと判定した場合、第１コントローラ１１０は、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始する（ステップＳ１１２）。
【0106】
目標速度は例えば予め設定されており、ＲＯＭ１１２（図４）に記憶されている。
【0107】
クルーズコントロールモードにおいて、第１コントローラ１１０は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに適切なトルクを発生させるための指令値を演算する。第１コントローラ１１０は、例えばＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Derivative Controller）を実行する。電動アシスト車椅子１の走行速度が目標速度よりも低い場合は、走行速度を増加させるための指令値を演算する。走行速度が目標速度よりも高い場合は、走行速度を減少させるための指令値を演算する。走行速度が目標速度と一致する場合は、その走行速度を維持させるための指令値を演算する。
【0108】
第１コントローラ１１０は、演算した指令値を加算回路１４０Ｌおよび１４０Ｒに出力する。加算回路１４０Ｌは、第１コントローラ１１０から出力された指令値と第２コントローラ１２０から出力された指令値とを足し合わせた指令値を駆動回路１５０Ｌへ出力する。第２コントローラ１２０から指令値が出力されていない場合は、第１コントローラ１１０から出力された指令値が駆動回路１５０Ｌに入力される。
【0109】
加算回路１４０Ｒは、第１コントローラ１１０から出力された指令値と第３コントローラ１３０から出力された指令値とを足し合わせた指令値を駆動回路１５０Ｒへ出力する。第３コントローラ１３０から指令値が出力されていない場合は、第１コントローラ１１０から出力された指令値が駆動回路１５０Ｒに入力される。
【0110】
駆動回路１５０Ｌは、指令値に応じた駆動電流を生成し、電動モータ２５Ｌに供給する。駆動回路１５０Ｒは、指令値に応じた駆動電流を生成し、電動モータ２５Ｒに供給する。駆動電流が供給された電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは回転し、目標速度に維持されるように電動アシスト車椅子１は走行する。
【0111】
本実施形態では、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0112】
また、目標速度が予め設定されていることで、クルーズコントロールモードの実行時は毎回同じ速度で走行することができる。登坂時など、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒを漕ぐ動作に応じて走行速度を上昇させることが難しい場合でも、クルーズコントロールにより予め設定した目標速度まで走行速度が上昇することにより、ユーザの意図に沿った速度で走行することができる。
【0113】
第１コントローラ１１０は、クルーズコントロールモードを終了させる条件が満たされた場合、クルーズコントロールモードを終了させる（ステップＳ１１３）。例えば、後述するように、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに後進側への力を一定時間加える操作が行われた場合、クルーズコントロールモードを終了させる。
【0114】
なお、ハンドリム３Ｌに加わる前進側へのトルクおよびハンドリム３Ｒに加わる前進側へのトルクの一方が第１所定値Ｔｒ１以上となる時間が第１時間ｔ１継続した場合に、クルーズコントロールモードでの制御を開始してもよい。ユーザの片手での操作によってもクルーズコントロールを開始できることで、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0115】
また、電動アシスト車椅子１の走行速度が低速である場合は、クルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始しないようにしてもよい。屋内での走行など、狭いエリアを低速で走行する場合にクルーズコントロールモードがオンになると、ユーザは違和感を覚える場合がある。走行速度が低速である場合はクルーズコントロールモードをオンにしないことにより、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0116】
この場合、第１コントローラ１１０は、走行速度が例えば第１速度未満である場合、クルーズコントロールモードでの制御を開始しない。第１速度は例えば１．0ｋｍ／ｈであるが、それに限定されない。第１コントローラ１１０は、走行速度が第１速度以上であり、且つ測定した時間が第１時間ｔ１以上になった場合、クルーズコントロールモードでの制御を開始する。
【0117】
次に、目標速度が予め設定されていない形態における処理を説明する。
【0118】
図８は、目標速度が予め設定されていない形態において、目標速度を設定する処理を示すフローチャートである。
【0119】
第１コントローラ１１０は、トルクが第１所定値Ｔｒ１以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が継続する時間が第１時間ｔ１になった場合、そのまま時間の測定を続ける（ステップＳ１２１）。
【0120】
第１コントローラ１１０は、測定した時間が第１時間ｔ１になってから第２時間ｔ２経過したか判定する（ステップＳ１２２）。第２時間ｔ２は例えば０．２－０．５秒であるが、それに限定されない。
【0121】
第２時間ｔ２経過したと判定した場合、第１コントローラ１１０は、その第２時間ｔ２経過した時点の電動アシスト車椅子１の走行速度を、目標速度に設定する（ステップＳ１２３）。
【0122】
第１コントローラ１１０は、目標速度を設定した後の走行速度が目標速度よりも大きいか判定する（ステップＳ１２４）。例えば、第２時間ｔ２が経過した後に走行速度の上昇が継続した場合、走行速度は目標速度よりも大きくなる。この場合は、走行速度が低下して目標速度になったタイミングで、走行速度を目標速度に維持する制御を開始する。第１コントローラ１１０は、走行速度が目標速度以下であると判定した場合、図７のステップＳ１１２の処理に進み、走行速度を目標速度に維持する制御（クルーズコントロールモードでの制御）を開始する。
【0123】
第２時間ｔ２経過した時の走行速度を目標速度に設定することで、第２時間ｔ２の間加速された走行速度を目標速度に設定することができる。ハンドリム３Ｌおよび３Ｒを漕いで走行速度を上昇させたいというユーザの意思を反映させた目標速度に設定することができる。
【0124】
ユーザは、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに力を第１時間ｔ１加えた後、第２時間ｔ２が経過する前にハンドリム３Ｌおよび３Ｒに力を加え続ける動作を終了してもよい。また、ユーザは、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに力を第１時間ｔ１加えて、そのまま力を第２時間ｔ２経過するまで加え続けてもよい。いずれの場合でも、第２時間ｔ２経過した時点の走行速度を目標速度に設定することで、ユーザの意思を反映させた目標速度を設定することができる。
【0125】
また、第２時間ｔ２が経過した後に更に加速した後、穏やかに減速しているタイミングで走行速度を目標速度に維持する制御を開始することで、ユーザの車椅子の操作感覚とのズレを小さくすることができる。
【0126】
なお、目標速度が予め設定されている形態においても、第１時間ｔ１が経過した後に走行速度の上昇が継続して目標速度よりも高くなった場合、走行速度が低下して目標速度になったタイミングで、走行速度を目標速度に維持する制御を開始してもよい。第１時間ｔ１が経過した後に更に加速した後、穏やかに減速しているタイミングで目標速度に維持する制御を開始することで、ユーザの車椅子の操作感覚とのズレを小さくすることができる。
【0127】
第１時間ｔ１が経過したときの走行速度が、予め設定された目標速度未満である場合、第１コントローラ１１０は、走行速度が目標速度になるように電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを制御した後、走行速度を目標速度に維持する制御を行う。これにより、目標速度に向かって走行速度を上昇させるためのユーザによる追加の動作が不要となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0128】
次に、クルーズコントロール中のユーザの操作に応じて走行速度を変更する制御を説明する。
【0129】
上述したように、第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０は、ユーザのハンドリム３Ｌおよび３Ｒを漕ぐ動作をアシストするように、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒにトルクを発生させるアシスト制御を行う。このアシスト制御を、走行速度を目標速度に維持する制御中に実行してもよい。
【0130】
例えば、走行速度を目標速度に維持する制御中に、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクが第１所定値Ｔｒ１以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示した場合、第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０は、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号の大きさに応じた指令値を演算する。第２コントローラ１２０および第３コントローラ１３０は、演算した指令値を加算回路１４０Ｌおよび１４０Ｒに出力する。
【0131】
加算回路１４０Ｌは、第１コントローラ１１０から出力された指令値と第２コントローラ１２０から出力された指令値とを足し合わせた指令値を駆動回路１５０Ｌへ出力する。加算回路１４０Ｒは、第１コントローラ１１０から出力された指令値と第３コントローラ１３０から出力された指令値とを足し合わせた指令値を駆動回路１５０Ｒへ出力する。
【0132】
駆動回路１５０Ｌは、指令値に応じた駆動電流を生成し、電動モータ２５Ｌに供給する。駆動回路１５０Ｒは、指令値に応じた駆動電流を生成し、電動モータ２５Ｒに供給する。駆動電流が供給された電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒは、走行速度を目標速度に維持するためのトルクに、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号の大きさに応じたトルクを加算した大きさのトルクを発生させる。
【0133】
クルーズコントロール中であっても、ユーザによるハンドリム３Ｌおよび３Ｒを漕ぐ操作に応じて走行速度を変更することで、ユーザの意図に沿った走行を行うことができる。また、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒの一方に対するユーザの操作に応じて、その一方の側の車輪の回転速度を変更することで、クルーズコントロール中に進行方向を変更することができる。
【0134】
次に、クルーズコントロール中のユーザの操作に応じて目標速度を変更する処理を説明する。
【0135】
図９は、クルーズコントロール中のユーザの操作に応じて目標速度を変更する処理を示すフローチャートである。
【0136】
第１コントローラ１１０は、クルーズコントロールを実行しているときに、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒのそれぞれに加わる前進側へのトルクを検出すると、それらのトルクが第１所定値Ｔｒ１以上であるか判定する（ステップＳ１３０）。
【0137】
トルクは第１所定値Ｔｒ１以上であると判定した場合、第１コントローラ１１０は、トルクが第１所定値Ｔｒ１以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定する。第１コントローラ１１０は、その第１状態が継続する時間が第３時間ｔ３以上になったか判定する（ステップＳ１３１）。第３時間ｔ３は例えば０．１－０．２秒であるが、それに限定されない。
【0138】
第３時間ｔ３が経過する前に、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わるトルクの少なくとも一方が第１所定値Ｔｒ１未満となった場合、時間の計測を終了し、ステップＳ１３０の処理を繰り返す。
【0139】
第１状態が継続する時間が第３時間ｔ３以上になったと判定した場合、第１コントローラ１１０は、そのまま時間の測定を続ける。第１コントローラ１１０は、測定した時間が第３時間ｔ３になってから第４時間ｔ４経過したか判定する（ステップＳ１３２）。第４時間ｔ４は例えば０．２－０．５秒であるが、それに限定されない。
【0140】
第４時間ｔ４経過したと判定した場合、第１コントローラ１１０は、その第４時間ｔ４経過した時点の電動アシスト車椅子１の走行速度に、目標速度を変更する（ステップＳ１３３）。第１コントローラ１１０は、変更した目標速度に走行速度を維持する制御を行う。
【0141】
ユーザの操作に応じて目標速度を変更することで、クルーズコントロールにおいて維持する走行速度を上昇させたいというユーザの意図に沿った走行を行うことができる。
【0142】
次に、クルーズコントロールモードでの制御を終了する処理を説明する。本実施形態では、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに後進側への力を一定時間加える操作が行われた場合、クルーズコントロールモードを終了させる。
【0143】
図１０は、クルーズコントロールモードを終了する処理を示すフローチャートである。
【0144】
第１コントローラ１１０は、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号を用いて、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒのそれぞれに加わる後進側へのトルクを検出すると、それらのトルクが第２所定値Ｔｒ２以上であるか判定する（ステップＳ１４０）。ここで、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる後進側へのトルクは、車両を後進させる方向へのトルクである。前転する車輪２Ｌおよび２Ｒに対して制動をかけるようにユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒを握った場合に発生するトルクも、後進側へのトルクに含まれる。第２所定値Ｔｒ２の大きさは任意であり、例えば、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒが図５に示すような変位を検出し始める大きさであってもよいし、それよりも大きくてもよい。
【0145】
トルクは第２所定値Ｔｒ２以上であると判定した場合、第１コントローラ１１０は、トルクが第２所定値Ｔｒ２以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第２状態が継続する時間を測定する。第１コントローラ１１０は、その第２状態が継続する時間が第５時間ｔ５以上になったか判定する（ステップＳ１４１）。第５時間ｔ５は例えば０．１－０．２秒であるが、それに限定されない。
【0146】
第５時間ｔ５が経過する前に、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わるトルクの少なくとも一方が第２所定値Ｔｒ２未満となった場合、時間の計測を終了し、ステップＳ１４０の処理を繰り返す。
【0147】
第２状態が継続する時間が第５時間ｔ５以上になったと判定した場合、第１コントローラ１１０は、クルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を終了する（ステップＳ１４２）。
【0148】
ユーザは、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに後進側への力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードを終了させることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0149】
一般に、ユーザは、進行方向を大きく変更する場合および停止する場合には、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに後進側への力を加える操作を行い得る。そのような操作と同じ操作でクルーズコントロールモードを終了できることで、ユーザは従来からある車椅子と同様の操作感覚で電動アシスト車椅子１を操作することができる。
【0150】
なお、ハンドリム３Ｌに加わる後進側へのトルクおよびハンドリム３Ｒに加わる後進側へのトルクの一方が第２所定値Ｔｒ２以上となる時間が第５時間ｔ５継続した場合に、クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。ユーザの片手での操作によってもクルーズコントロールを終了できることで、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0151】
また、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒの一方に対するユーザの後進側への操作に応じて、その一方の側のクルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。この場合は、電動アシスト車椅子１の進行方向を容易に変更することができる。
【0152】
また、電動アシスト車椅子１の走行速度が低下した場合、クルーズコントロールモードを終了してもよい。例えば、第１コントローラ１１０は、走行速度を目標速度に維持する制御中に、走行速度が目標速度よりも低い第２速度以下に低下した場合、クルーズコントロールモードでの制御を終了する。第２速度は例えば目標速度の５０－６０パーセントの速度であるが、それに限定されない。
【0153】
傾斜角が大きい上り坂の走行などで、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生する駆動力のみでは目標速度の維持が困難になった場合は、クルーズコントロールモードを終了し、人力と電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの駆動力とを合成した力で走行するようにすることで、走行を継続することができる。
【0154】
また、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに大きな駆動力を発生させる状態が一定時間継続した場合は、クルーズコントロールモードを終了してもよい。例えば、第１コントローラ１１０は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを駆動させるための指令値が閾値以上となる状態が第６時間ｔ６継続した場合、クルーズコントロールモードでの制御を終了する。第６時間ｔ６は例えば２．０－３．０秒であるが、それに限定されない。
【0155】
電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに大きな駆動力を発生させる状態が一定時間継続した場合は、クルーズコントロールモードを終了し、人力と電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの駆動力とを合成した力で走行するようにすることで、走行速度の低下を抑えながら走行を継続することができる。
【0156】
また、バッテリ７の残容量が閾値未満の場合は、クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。バッテリ７の残容量が少ない場合はクルーズコントロールモードでの制御を行わないことで、電力消費を抑制することができる。
【0157】
次に、外部装置による駆動ユニット１０の動作の設定を説明する。
【0158】
図１１は、電動アシスト車椅子１および外部装置２００を示す図である。外部装置２００は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットコンピュータ、スマートフォン、またはＰＤＡ（Personal digital assistant）である。図１１では、外部装置２００の例として、ラップトップＰＣおよびタブレットコンピュータが示されている。
【0159】
電動アシスト車椅子１の制御装置１００（図３）は、外部装置２００と有線通信および／または無線通信を行うことができる。制御装置１００は、例えば通信ＩＦ１１４（図４）を用いて外部装置２００と通信を行う。制御装置１００は、通信ＩＦ１１４とは別の通信ＩＦを備え、その通信ＩＦを用いて外部装置２００と通信を行ってもよい。
【0160】
外部装置２００は、例えば、クルーズコントロールモードの実行の可否に関する設定情報を制御装置１００に送信する。制御装置１００の第１コントローラ１１０は、その設定情報がクルーズコントロールモードの実行許可を示している場合に、クルーズコントロールモードを実行する。この場合、第１コントローラ１１０は、図７を参照しながら説明した第１状態が継続する時間が第１時間ｔ１以上になった場合、クルーズコントロールモードでの制御を開始する。第１コントローラ１１０は、設定情報がクルーズコントロールモードの実行禁止を示している場合、クルーズコントロールモードでの制御を行わない。
【0161】
このように、外部装置２００からクルーズコントロールモードの実行の可否を設定することができる。例えば、クルーズコントロールモードでの走行に適さないエリアでは、クルーズコントロールモードの実行を禁止する設定情報を外部装置２００から制御装置１００に送信することで、そのエリアで適切に電動アシスト車椅子１を走行させることができる。
【0162】
また、外部装置２００は、目標速度を示す目標速度情報を制御装置１００に送信してもよい。この場合、第１コントローラ１１０は、目標速度情報が示す値に目標速度を設定する。
【0163】
外部装置２００から目標速度を設定することで、電動アシスト車椅子１に着座したユーザが目標速度を設定する必要が無く、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0164】
また、電動アシスト車椅子１が走行するエリアに応じて異なる目標速度を示す目標速度情報を外部装置２００から駆動ユニット１０に送信することで、エリアそれぞれに適した走行速度で電動アシスト車椅子１を走行させることができる。
【0165】
次に、電動アシスト車椅子１の状態をユーザに報知する報知装置８を説明する。
【0166】
【0167】
表示装置８１は例えば液晶パネルまたは有機ＥＬパネルである。表示装置８１の表示方式は、セグメント方式であってもよいし、ドットマトリックス方式であってもよい。表示装置８１は、速度表示エリア８１ａ、バッテリ残容量表示エリア８１ｂ、報知エリア８１ｃ、アシストモード表示エリア８１ｄを有する。
【0168】
速度表示エリア８１ａには、電動アシスト車椅子１の走行速度が数字で表示される。バッテリ残容量表示エリア８１ｂには、バッテリ７の残容量がセグメントによって表示される。これにより、ユーザはバッテリ７の残容量を直感的に把握することができる。アシストモード表示エリア８１ｄには、ユーザが選択スイッチ８３を操作して選択したアシストモードが表示される。アシストモードは、例えば“強モード”、“標準モード”である。
【0169】
報知エリア８１ｃは、ユーザに報知すべき各種情報を表示する。例えば、クルーズコントロールモードでの制御を開始したときは、クルーズコントロールを開始したことを表示する。クルーズコントロールモードでの制御を終了したときは、クルーズコントロールを終了したことを表示する。クルーズコントロールモードでの制御を実行しているときは、クルーズコントロール中であることを表示する。これにより、ユーザは、クルーズコントロールの開始、クルーズコントロール中、およびクルーズコントロールの終了を認識することができる。
【0170】
また、ランプ８４が発光することにより、クルーズコントロールの開始、クルーズコントロール中、およびクルーズコントロールの終了をユーザに報知してもよい。例えば、ランプ８４が発光する色を変化させることで、それらの情報をユーザに報知してもよい。また、スピーカ８５が音声を出力することで、それらの情報をユーザに報知してもよい。
【0171】
また、目標速度が変更された場合、報知エリア８１ｃは、目標速度が変更されたことを示す情報を表示してもよい。図１３は、目標速度が変更されたことを示す情報を表示する報知エリア８１ｃの例を示す図である。これにより、ユーザは、目標速度が変更されたことを認識することができる。ランプ８４の発光および／またはスピーカ８５の音声出力により、目標速度が変更されたことをユーザに報知してもよい。
【0172】
報知装置８は、ランプ８４およびスピーカ８５のみを備えていてもよいし、ランプ８４およびスピーカ８５の一方のみを備えていてもよい。報知装置８がランプ８４のみを備える場合でも、ランプ８４が発光する色を変更したり、発光方法（点灯、点滅、消灯等）を変更したりすることで、様々な情報をユーザに提示することができる。
【0173】
以上、本発明の例示的な実施形態を説明した。
【0174】
本発明のある実施形態に係る駆動ユニット１０は、電動アシスト車椅子１に用いられる駆動ユニット１０であって、電動アシスト車椅子１を走行させる駆動力を発生させる電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒと、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒから車輪２Ｌおよび２Ｒに伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒと、電動アシスト車椅子１の走行速度に関する信号を出力する速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒと、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの動作を制御する制御装置１００とを備える。制御装置１００は、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号および速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号を取得し、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定し、測定した時間が第１時間ｔ１以上になった場合、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始する。
【0175】
ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0176】
ある実施形態において、制御装置１００は、電動アシスト車椅子１の走行速度が第１速度未満である場合、クルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始せず、走行速度が第１速度以上であり、且つ測定した時間が第１時間ｔ１以上になった場合、クルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始してもよい。
【0177】
屋内での走行など、狭いエリアを低速で走行する場合にクルーズコントロールモードがオンになると、ユーザは違和感を覚える場合がある。走行速度が第１速度未満である場合はクルーズコントロールモードをオンにしないことにより、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0178】
ある実施形態において、制御装置１００は、測定した時間が第１時間ｔ１になってから第２時間ｔ２経過した時の電動アシスト車椅子１の走行速度を、目標速度に設定してもよい。
【0179】
第２時間ｔ２経過した時の走行速度を目標速度に設定することで、第２時間ｔ２の間加速された走行速度を目標速度に設定することができる。ハンドリム３Ｌおよび３Ｒを漕いで走行速度を上昇させたいというユーザの意思を反映させた目標速度に設定することができる。
【0180】
ある実施形態において、制御装置１００は、第２時間ｔ２が経過した後に走行速度の上昇が継続した場合、走行速度が低下して目標速度になったタイミングで、走行速度を目標速度に維持する制御を開始してもよい。
【0181】
第２時間ｔ２が経過した後に更に加速した後、穏やかに減速しているタイミングで目標速度に維持する制御を開始することで、ユーザの車椅子の操作感覚とのズレを小さくすることができる。
【0182】
ある実施形態において、目標速度は予め設定されていてもよい。
【0183】
目標速度が予め設定されていることで、毎回同じ速度で走行することができる。登坂時など、ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒを漕ぐ動作に応じて走行速度を上昇させることが難しい場合でも、クルーズコントロールにより予め設定した目標速度まで走行速度が上昇することにより、ユーザの意図に沿った速度で走行することができる。
【0184】
ある実施形態において、制御装置１００は、第１時間ｔ１が経過した後に走行速度の上昇が継続して目標速度よりも高くなった場合、走行速度が低下して目標速度になったタイミングで、走行速度を目標速度に維持する制御を開始してもよい。
【0185】
第１時間ｔ１が経過した後に更に加速した後、穏やかに減速しているタイミングで目標速度に維持する制御を開始することで、ユーザの車椅子の操作感覚とのズレを小さくすることができる。
【0186】
ある実施形態において、制御装置１００は、第１時間ｔ１が経過した時の走行速度が目標速度未満である場合、走行速度が目標速度になるように電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを制御した後、走行速度を目標速度に維持する制御を行ってもよい。
【0187】
目標速度に向かって走行速度を上昇させるためのユーザによる追加の動作が不要となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0188】
ある実施形態において、制御装置１００は、走行速度を目標速度に維持する制御中に、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示した場合、走行速度を目標速度に維持するためのトルクに出力信号の大きさに応じたトルクを加算した大きさのトルクを発生するように電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを制御してもよい。
【0189】
クルーズコントロール中であっても、ユーザによるハンドリム３Ｌおよび３Ｒのプッシュ操作に応じて走行速度を変更することで、ユーザの意図に沿った走行を行うことができる。
【0190】
左右一対のハンドリム３Ｌおよび３Ｒの一方に対するユーザのプッシュ操作に応じて、その一方の側の車輪２Ｌおよび２Ｒの回転速度を変更することで、クルーズコントロール中に進行方向を変更することができる。
【0191】
ある実施形態において、制御装置１００は、走行速度を目標速度に維持する制御中に、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が第３時間ｔ３以上継続した場合、第１状態が第３時間ｔ３継続してから第４時間ｔ４経過した時の走行速度に、目標速度を変更してもよい。
【0192】
クルーズコントロールモードにおいて維持する走行速度を上昇させたいというユーザの意図に沿った走行を行うことができる。
【0193】
ある実施形態において、制御装置１００は、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる後進側へのトルクが第２所定値以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第２状態が第５時間ｔ５継続した場合、クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。
【0194】
ユーザは、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに後進側への力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードを終了させることができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0195】
一般に、ユーザは、進行方向を大きく変更する場合および停止する場合には、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに後進側への力を加える操作を行い得る。そのような操作と同じ操作でクルーズコントロールモードを終了できることで、ユーザは従来からある車椅子と同様の操作感覚で電動アシスト車椅子１を操作することができる。
【0196】
左右一対のハンドリム３Ｌおよび３Ｒの一方に対するユーザの後進側への操作に応じて、その一方の側のクルーズコントロールモードを終了する形態では、容易に進行方向を変更することができる。
【0197】
ある実施形態において、制御装置１００は、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持する制御中に、走行速度が目標速度よりも低い第２速度以下に低下した場合、クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。
【0198】
傾斜角が大きい上り坂の走行などで、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生する駆動力のみでは目標速度の維持が困難になった場合は、クルーズコントロールモードを終了し、人力と電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの駆動力とを合成した力で走行するようにすることで、走行を継続することができる。
【0199】
ある実施形態において、制御装置１００は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを駆動させるための指令値が閾値以上となる状態が第６時間ｔ６継続した場合、クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。
【0200】
電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒに大きな駆動力を発生させる状態が一定時間継続した場合は、クルーズコントロールモードを終了し、人力と電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの駆動力とを合成した力で走行するようにすることで、走行速度の低下を抑えながら走行を継続することができる。
【0201】
ある実施形態において、制御装置１００は、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒを駆動させる電力を供給するバッテリ７の残容量が閾値未満の場合、クルーズコントロールモードでの制御を終了してもよい。
【0202】
バッテリ７の残容量が少ない場合はクルーズコントロールモードでの制御を行わないことで、電力消費を抑制することができる。
【0203】
ある実施形態において、制御装置１００は、クルーズコントロールモードの実行の可否に関する設定情報を外部装置から取得し、設定情報がクルーズコントロールモードの実行許可を示しており、且つ、第１状態が継続する時間が第１時間ｔ１以上になった場合、クルーズコントロールモードでの制御を開始し、設定情報がクルーズコントロールモードの実行禁止を示している場合、クルーズコントロールモードでの制御を行わなくてもよい。
【0204】
外部装置からクルーズコントロールモードの実行の可否を設定することができる。例えば、クルーズコントロールモードでの走行に適さないエリアでは、クルーズコントロールモードの実行を禁止する設定情報を外部装置から駆動ユニット１０に送信することで、そのエリアで適切に電動アシスト車椅子１を走行させることができる。
【0205】
ある実施形態において、制御装置１００は、目標速度を示す目標速度情報を外部装置から取得し、目標速度情報が示す値に目標速度を設定してもよい。
【0206】
外部装置から目標速度を設定することで、電動アシスト車椅子１に着座したユーザが目標速度を設定する必要が無く、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0207】
また、電動アシスト車椅子１が走行するエリアに応じて異なる目標速度を示す目標速度情報を外部装置から駆動ユニット１０に送信することで、エリアそれぞれに適した走行速度で電動アシスト車椅子１を走行させることができる。
【0208】
ある実施形態において、駆動ユニット１０は、クルーズコントロールモードでの制御の開始および終了をユーザに報知する報知装置８をさらに備えてもよい。
【0209】
ユーザは、クルーズコントロールモードでの制御の開始および終了を認識することができる。
【0210】
ある実施形態において、目標速度は変更可能であり、駆動ユニット１０は、目標速度が変更された場合、目標速度が変更されたことを示す情報をユーザに報知する報知装置８をさらに備えてもよい。
【0211】
ユーザは、目標速度が変更されたことを認識することができる。
【0212】
本発明のある実施形態に係る電動アシスト車椅子１は、前記駆動ユニット１０と、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生させた駆動力が伝達される車輪２Ｌおよび２Ｒと、車輪２Ｌおよび２Ｒに設けられたハンドリム３Ｌおよび３Ｒとを備える。
【0213】
ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始できる電動アシスト車椅子１を実現することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0214】
本発明のある実施形態に係る方法は、電動アシスト車椅子１の制御を行う方法である。電動アシスト車椅子１は、電動アシスト車椅子１を走行させる駆動力を発生させる電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒと、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生させた駆動力が伝達される車輪２Ｌおよび２Ｒと、車輪２Ｌおよび２Ｒに設けられたハンドリム３Ｌおよび３Ｒと、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒから車輪２Ｌおよび２Ｒに伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒと、電動アシスト車椅子１の走行速度に関する信号を出力する速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒとを備える。上記方法は、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号および速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号を取得すること、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定すること、測定した時間が第１時間ｔ１以上になった場合、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始することを実行する。
【0215】
ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【0216】
本発明のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、電動アシスト車椅子１の制御をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムである。電動アシスト車椅子１は、電動アシスト車椅子１を走行させる駆動力を発生させる電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒと、電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒが発生させた駆動力が伝達される車輪２Ｌおよび２Ｒと、車輪２Ｌおよび２Ｒに設けられたハンドリム３Ｌおよび３Ｒと、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒから車輪２Ｌおよび２Ｒに伝達されるトルクに応じた信号を出力するトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒと、電動アシスト車椅子１の走行速度に関する信号を出力する速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒとを備える。上記コンピュータプログラムは、トルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号および速度センサ２６Ｌおよび２６Ｒの出力信号を取得すること、ハンドリム３Ｌおよび３Ｒに加わる前進側へのトルクが第１所定値以上であることをトルクセンサ５０Ｌおよび５０Ｒの出力信号が示す第１状態が継続する時間を測定すること、測定した時間が第１時間ｔ１以上になった場合、電動アシスト車椅子１の走行速度を目標速度に維持して走行させるクルーズコントロールモードでの電動モータ２５Ｌおよび２５Ｒの制御を開始することをコンピュータに実行させる。
【0217】
ユーザがハンドリム３Ｌおよび３Ｒに力を一定時間加えるという簡単な操作で、クルーズコントロールモードでの走行を開始することができる。クルーズコントロールモードでの走行を開始させるための特別な操作をユーザが行う必要がないため、ユーザの利便性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【0218】
本発明は、車椅子の分野において特に有用である。
【符号の説明】
【0219】
１：電動アシスト車椅子、 ２Ｌ、２Ｒ：車輪、 ３Ｌ、３Ｒ：ハンドリム、 ４：車体フレーム、 ５：キャスタ、 ６：シート、 ７：バッテリ、 ８：報知装置、 １０：駆動ユニット、 ２１：ホイールハブ、 ２２：スポーク、 ２３：外周部、 ２５Ｌ、２５Ｒ：電動モータ、 ２６Ｌ、２６Ｒ：速度センサ、 ３１：リムベース、 ３２：接続パイプ、 ４１：シートフレーム、 ４２：アームレスト、 ４３：バックフレーム、 ４４：アンダーフレーム、 ４５：バックサポート、 ４６：ハンドグリップ、 ４７：フットレスト、 ４８：ケーブル、 ５０Ｌ、５０Ｒ：トルクセンサ、 ８１：表示装置、 ８１ａ：速度表示エリア、 ８１ｂ：バッテリ残容量表示エリア、 ８１ｃ：報知エリア、 ８１ｄ：アシストモード表示エリア ８２：電源スイッチ、 ８３：選択スイッチ ８４：ランプ、 ８５：スピーカ、 １００：制御装置、 １１０：第１コントローラ、 １１１：プロセッサ、 １１２：ＲＯＭ、 １１３：ＲＡＭ、 １１４：通信ＩＦ、 １２０：第２コントローラ、 １３０：第３コントローラ、 １４０Ｌ、１４０Ｒ：加算回路、 １５０Ｌ、１５０Ｒ、：駆動回路、 ２００：外部装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】