特許 7565013 小型電動車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-02

(45)【発行日】2024-10-10

(54)【発明の名称】小型電動車両

(51)【国際特許分類】

   A61G 5/04 20130101AFI20241003BHJP

   B62B 3/00 20060101ALI20241003BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

A61G5/04 707

B62B3/00 B

B60L15/20 S

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021012218

(22)【出願日】2021-01-28

(65)【公開番号】P2022115572

(43)【公開日】2022-08-09

【審査請求日】2023-11-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100170379

【弁理士】

【氏名又は名称】徳本 浩一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】有原 幸一

(72)【発明者】

【氏名】ラージャー ゴピナート

【審査官】齊藤 公志郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０２４７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２６３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－３０８０２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｇ ５／００－１４

Ｂ６２Ｂ ３／００－１８

Ｂ６０Ｌ １５／００－４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

進退方向および幅方向を有する車体と、
前記車体の幅方向に離間して設けられた左右駆動輪と、
前記左右駆動輪に対して前記車体の進退方向に離間して設けられた自在輪と、
前記左右駆動輪に個別に動力伝達可能に接続された左右モータと、
前記左右モータの回転速度を検知する左右回転速度センサと、
前記車体の傾斜を、進退方向成分に相当するピッチ角および幅方向成分に相当するロール角として検出する傾斜センサと、
ジョイスティック型の操作子を有する操作部と、
前記操作子の操作に従って前記左右モータを制御する制御部と、を備え、
前記左右駆動輪の回転速度差に応じて車両の旋回に係る角速度が与えられ、
前記制御部は、前記傾斜センサに検出されるピッチ角とロール角を考慮した１つのパラメータである傾斜度と前記操作子の操作位置により与えられる目標車両速度、および、前記傾斜度と前記操作位置の左右方向成分と車両の実速度により与えられる目標車両角速度に基づいて、前記左右モータの目標回転速度を算出し、前記左右モータの実回転速度を前記目標回転速度に追従させるべく、前記左右モータを制御するように構成されている、小型電動車両。

【請求項2】

前記制御部は、前記傾斜度に応じて前記操作子の操作位置と目標車両速度との関係を規定する目標速度マップと、前記傾斜度と前記実速度に応じて前記操作子の操作位置と目標車両角速度との関係を規定する目標角速度マップとを備え、
前記目標速度マップは、前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて最大目標速度が小さくなるように構成され、
前記目標角速度マップは、前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて最大目標角速度が小さくなるように構成されており、
前記制御部は、前記傾斜度に応じた前記目標速度マップ、および、前記傾斜度と前記実速度に応じた前記目標角速度マップにより、前記左右駆動輪の目標回転速度を算出するように構成されている、請求項１に記載の小型電動車両。

【請求項3】

前記制御部は、前記傾斜度に応じて前記実速度と目標加速度との関係を規定する目標加速度マップをさらに備え、前記目標加速度マップは、前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて最大目標加速度が大きくなるように構成されている、請求項２に記載の小型電動車両。

【請求項4】

前記制御部は、前記傾斜度に応じて前記実速度と目標加速度との関係を規定する目標加速度マップと、前記傾斜度に応じて前記実速度と目標減速度との関係を規定する目標減速度マップとをさらに備え、前記目標加速度マップは、前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて最大目標加速度が大きくなるように構成され、かつ、前記目標減速度マップは、前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて前進走行時の最大目標減速度が小さくなるように構成されており、
前記制御部は、前記目標速度マップにより与えられる目標車両速度が増加した場合は前記目標加速度マップを適用し、目標速度が減少した場合は前記目標減速度マップを適用するように構成されている、請求項２に記載の小型電動車両。

【請求項5】

前記制御部は、前記傾斜度に応じて前記実速度と目標角加速度との関係を規定する目標角加速度マップをさらに備え、前記目標角加速度マップは、前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて最大目標角加速度が大きくなるように構成されている、請求項２～４の何れか一項に記載の小型電動車両。

【請求項6】

前記制御部は、前記傾斜度に応じて前記実速度と目標角加速度との関係を規定する目標角加速度マップと、前記傾斜度に応じて前記実速度と目標角減速度との関係を規定する目標角減速度マップとをさらに備え、前記目標角加速度マップは、前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて最大目標角加速度が大きくなるように構成され、かつ、前記目標角減速度マップは、前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて最大目標角減速度が大きくなるように構成されており、
前記制御部は、前記目標角速度マップにより与えられる目標角速度が増加した場合は前記目標角加速度マップを適用し、目標角速度が減少した場合は前記目標角減速度マップを適用するように構成されている、請求項２～４の何れか一項に記載の小型電動車両。

【請求項7】

前記目標速度マップは、前記操作子の操作範囲内の前端を含む前方領域と、後端を含む後方領域と、左右側端を含む左右側領域と、中心を含む中央領域とを有しており、
前記前方領域は第１の目標前進速度、前記後方領域は目標後進速度、前記左右側領域は第２の目標前進速度、前記中央領域は停止をそれぞれ指示し、前記第１の目標前進速度は、前記第２の目標前進速度より大きく、前記第２の目標前進速度は前記目標後進速度より大きいかまたは等しい絶対値を有しており、
前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて前記第１の目標前進速度および前記第２の目標前進速度が小さくなるように構成されている、請求項２に記載の小型電動車両。

【請求項8】

前記目標角速度マップは、前記実速度が車両の設定速度域内での最高速度または所定の高速度域にある場合の目標車両角速度を規定する高速度用目標角速度マップと、前記実速度が低速度域または速度ゼロである場合の目標車両角速度を規定する低速度用目標角速度マップとを含み、
前記高速度用目標角速度マップおよび前記低速度用目標角速度マップは、それぞれ、前記操作子の操作範囲内の左右側端を含む左右側領域と、中心を含む中央領域とを有し、かつ、前記左右側領域は最大目標角速度、前記中央領域は目標角速度ゼロをそれぞれ指示し、前記高速度用目標角速度マップの最大目標角速度は、前記低速度用目標角速度マップの最大目標角速度より大きく、
前記傾斜度が所定閾値以上の場合、前記傾斜度に応じて前記最大目標角速度が小さくなるように構成されており、
前記制御部は、車両の実速度に応じて前記高速度用目標角速度マップまたは前記低速度用目標角速度マップを選択的に適用するように構成されている、請求項２に記載の小型電動車両。

【請求項9】

前記傾斜度（λ）は、ピッチ角（Ｐ）とロール角（Ｒ）より、
λ＝｜Ｐ｜＋｜Ｒ｜ で与えられる、
請求項１～８の何れか一項に記載の小型電動車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、小型電動車両に関する。

【背景技術】

【0002】

高齢者など歩行に負担を抱える利用者のための手押し車型の電動歩行補助車や電動車いすなどの小型電動車両が公知である。例えば、特許文献１には、左右駆動輪を個別に駆動する左右モータを備え、ジョイスティック型操縦手段の操作位置から左右モータの回転数を決定し、操作子が前方に倒された場合は前進、斜前方に倒された場合は旋回、斜後方に倒された場合は定位置回転、真後ろに倒された場合は停止させるように構成された小型電動車両（電動車いす）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－６４６２０号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような小型電動車では、ジョイスティック型操作子の操作位置で速度（左右速度差）が決定されるので、低速度で旋回する場合には操作子を中間的な操作位置に保持しなければならず、利用者が意図する速度と経路で走行するうえで課題があった。また、路面傾斜は考慮されておらず、平地走行を基準にモータを選定すると、登坂時にはトルク不足となる虞があり、平地での操作と比較して操作性が低下する虞があった。逆に、登坂行を基準にモータを大型化すると車両重量が増加する問題があった。

【0005】

本発明は、従来技術の上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ジョイスティック型操作子の直感的な操作により、平坦路や登坂路などの路面傾斜に適した走行制御および走行状態に応じた旋回特性が得られる小型電動車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明に係る小型電動車両は、
進退方向および幅方向を有する車体と、
前記車体の幅方向に離間して設けられた左右駆動輪と、
前記左右駆動輪に対して前記車体の進退方向に離間して設けられた自在輪と、
前記左右駆動輪に個別に動力伝達可能に接続された左右モータと、
前記左右モータの回転速度を検知する左右回転速度センサと、
前記車体の傾斜を、進退方向成分に相当するピッチ角および幅方向成分に相当するロール角として検出する傾斜センサと、
ジョイスティック型の操作子を有する操作部と、
前記操作子の操作に従って前記左右モータを制御する制御部と、を備え、
前記左右駆動輪の回転速度差に応じて車両の旋回に係る角速度が与えられ、
前記制御部は、前記傾斜センサに検出されるピッチ角とロール角を考慮した１つのパラメータである傾斜度と前記操作子の操作位置により与えられる目標車両速度、および、前記傾斜度と前記操作位置の左右方向成分と車両の実速度により与えられる目標車両角速度に基づいて、前記左右モータの目標回転速度を算出し、前記左右モータの実回転速度を前記目標回転速度に追従させるべく、前記左右モータを制御するように構成されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る小型電動車両は、上記のように構成されているので、小型電動車両の走行に影響を及ぼす進退方向傾斜（ピッチ角）と幅方向傾斜（ロール角）を総合した傾斜度（λ）として走行制御に反映させ、傾斜度に応じて速度制御、加減速特性を変化させかつ傾斜度と実速度に応じて旋回特性を変化させることができ、ジョイスティック型操作子の直感的な操作のみで、路面傾斜と走行状態に応じた加減速特性や旋回特性が得られ、操作の簡潔性や利便性向上に有利であるとともに、車体システムやモータへの負担が軽減され、車体の軽量化や製造コスト低減に有利である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】小型電動車両を示す側面図である。

【図2】小型電動車両の制御系統を示すブロック図である。

【図3】第１実施形態に係る左右モータ制御を示すブロック線図である。

【図4】第２実施形態に係る左右モータ制御を示すブロック線図である。

【図5】第３実施形態に係る左右モータ制御を示すブロック線図である。

【図6】ジョイスティック操作による傾斜度（λ）に応じた目標車両速度マップである。

【図7】ジョイスティック操作による傾斜度（λ）に応じた低速度用目標角速度マップ（ａ）および高速度用目標角速度マップ（ｂ）である。

【図8】傾斜度（λ）と実速度に応じた目標車両加速度マップである。

【図9】傾斜度（λ）と実速度に応じた目標車両角加速度マップである。

【図10】傾斜度（λ）と実速度に応じた目標車両減速度マップである。

【図11】傾斜度（λ）と実速度に応じた目標車両角減速度マップである。

【図12】急停止制御時の傾斜度（λ）と実速度に応じた目標車両急減速度マップである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、本発明実施形態に係る電動車両１は、移動ベース２１（下部走行体）およびその後部（後側ベース２４）に立設された上部フレーム２２からなる車体２を備えており、図中実線で示される小型電動車モード（乗車モード１）と、図中２点鎖線で示される歩行補助車モード（１′）とで利用可能である。

【0010】

移動ベース２１は、左右の駆動輪４（後輪）および上部フレーム２２が設けられた後側ベース２４（本体部）と、左右の従動輪５（前輪）が設けられた前側ベース２５を備え、前側ベース２５は、後側ベース２４の前側に前後方向に摺動可能に連結されており、移動ベース２１はホイールベースが伸縮可能に構成されている。

【0011】

左右の駆動輪４は、後側ベース２４に搭載された左右のモータユニット４０（４０Ｌ，４０Ｒ）により独立して駆動される。左右の従動輪５は、接地部に周方向の軸周りに回転可能な多数のローラ５０を備えた自在輪（オムニホイール、全方位車輪）で構成されており、後述のように、電動車両１は、左右のモータユニット４０Ｌ，４０Ｒの制御のみで操舵および制駆動が可能になっている。

【0012】

上部フレーム２２は、後側ベース２４の左右両側部から上方に立設された左右一対の側部フレームの上端が車幅方向に延びる上端フレームで連結された逆Ｕ字状もしくは門形状をなし、上端フレームの車幅方向中央の結合部２３には、リアハンドル３のステム３１の下端部が剛結合されるとともに、シートバック６が支持されている。

【0013】

リアハンドル３は、ステム３１の上端との接続部３２から左右に延出した一対の把持部を有するＴバー形状をなしている。リアハンドル３の左右の把持部には、利用者（または介助者）が把持している状態（ハンズオン）を検知する把持センサ３０が設けられている。把持センサ３０としては、静電容量センサや感圧センサなどのタッチセンサを用いることができる。リアハンドル３の左右の把持部は、利用者自身が歩行補助車モード（１′）で使用する場合、および、利用者をシート７に着座させた状態で介助者などが電動車両を操縦する場合の操作部となる。なお、図1では省略されているが、リアハンドル３の中央の接続部３２には、電磁ブレーキ解除スイッチ３４とスピーカ３５が設けられている。

【0014】

上部フレーム２２（側部フレーム）の高さ方向中間の屈曲部には、アームレスト８２のサポートフレーム８１の基部が固定されている。図１において奥側となる右側のアームレスト８２の前端部には乗車モード操作部８を構成するジョイスティック８３が設けられており、図１において手前側となる左側のアームレスト８２の前端部には同形状の把持部の上面に表示部８０と走行許可スイッチ８４が設けられている。

【0015】

ジョイスティック８３は、前後左右に傾動可能でありかつ傾動角に応じた出力が得られる２軸ジョイスティック、またはその機能を包含する多軸ジョイスティックを利用でき、ホールセンサを利用した無接点ジョイスティックが好適である。ジョイスティック８３は、不図示の付勢部材（スプリングなど）により、傾倒角度に応じて中立位置に向かう付勢力（復元力、操作反力）が作用するように構成されており、操作力が作用しない状態、すなわち、利用者の手がジョイスティック８３から離れた状態では、中立位置に自己復帰する。ジョイスティック８３の操作による左右のモータユニット４０（４０Ｌ，４０Ｒ）の制御については後述する。

【0016】

上部フレーム２２（側部フレーム）の屈曲部から前方に突出した枢支部２７には、シート７（シートクッション）のサポートフレーム７１が、車幅方向の軸７ａで枢支される一方、サポートフレーム７１の下端は、連結部７ｂ（スロット）を介して前側ベース２５（ピン）に回動可能かつ摺動可能に連結されている。

【0017】

上記構成により、図中実線で示される乗車モード（１）から、着座位置にあるシート７を、図中２点鎖線で示されるように前下方に回動させて折畳み位置（７′）に移動させると、それに連動して前側ベース２５が後方にスライドし、移動ベース２１が短縮され、利用者がリアハンドル３を把持して起立歩行しながら操作できる歩行補助車モード（１′）となる。

【0018】

逆に、歩行補助車モード（１′）から、折畳み位置にあるシート（７′）を後上方に回動させて着座位置７に移動させると、前側ベース２５が前方にスライドし、移動ベース２１が伸長され乗車モード（１）となる。この状態で、トレイ２４ｂの前方に移動した前側ベース２５の上面２５ｂは、搭乗者のフットレストとして利用可能になる。

【0019】

なお、移動ベース２１の内部には、前側ベース２５を伸長位置および短縮位置のそれぞれにおいてロックするロック機構（スプリングなどの付勢部材で付勢されたロックピンなど）が設けられるとともに、各位置でのロック状態を検知する車両状態検知センサ２８（メカニカルスイッチなど）が付設されている。さらに、伸長位置および短縮位置のそれぞれにおいて中間位置方向（解除方向）に付勢する付勢部材（スプリングなど）が設けられ、サポートフレーム７１の上端部には、ロック機構とボーデンケーブルを介して連結された解除タグ２６が設けられている。

【0020】

これにより、伸長位置および短縮位置のそれぞれにおいて解除タグ２６を引いてロック機構を解除すると、付勢部材の付勢により車体２は中間位置となり、この状態から、付勢部材の付勢に抗してシート７（サポートフレーム７１）を中間位置から前方または後方に回動すると、前側ベース２５の伸長位置および短縮位置でロック機構がロックされるように構成されている。

【0021】

図２は、電動車両１の制御系統を示すブロック図であり、電動車両１は、左右のモータユニット４０（４０Ｌ，４０Ｒ）に電力を供給するバッテリ９、左右のモータユニット４０（４０Ｌ，４０Ｒ）の制御を行う制御部１０を備え、制御部１０は、車両状態検知センサ２８に検知される各位置でのロック状態において、乗車モード（１）、歩行補助車モード（１′）のそれぞれに対応する制御を実施するインターロック機能を備えている。

【0022】

乗車モード（１）では、把持センサ３０は無効になり、制御部１０は、走行許可スイッチ８４がオン操作された場合に、乗車モード操作部８を構成するジョイスティック８３の操作（操作量、操作方向）により、後述の制御マップに基づいて左右のモータユニット４０（４０Ｌ，４０Ｒ）を速度制御し、電動車両１の前進、後退、旋回、制動停止を含む運転操作を行えるようになっている。なお、傾斜センサ２０に所定閾値以上の傾斜が検知される場合は、傾斜に応じて作用する重力（負荷）を考慮して目標車両速度を補正する。

【0023】

一方、歩行補助車モード（１′）では、乗車モード操作部８は無効になり、制御部１０は、傾斜センサ２０、左右の回転速度センサ４３などの検知情報と所定の制御マップに基づいて、左右のモータユニット４０（４０Ｌ，４０Ｒ）のトルク制御を実行する。なお、傾斜センサ２０に所定閾値以上の傾斜が検知される場合は、傾斜に応じて作用する重力（負荷）を相殺する補償トルクをトルク指令値に重畳する。把持センサ３０は、利用者によるリアハンドル３の把持（ハンズオン／オフ）のみを検知し、モータユニット４０のトルク制御には関与しない。

【0024】

制御部１０は、上記各モードにおける制御を実行するためのプログラムやデータを記憶したＲＯＭ、演算処理結果を一時記憶するＲＡＭ、演算処理を行うＣＰＵなどからなるコンピュータ（マイコン）、左右のモータ４１の駆動回路（モータドライバ）、バッテリ９の電力をオン／オフするリレーを含む電源回路などで構成されている。

【0025】

左右のモータユニット４０（４０Ｌ，４０Ｒ）は、それぞれ、モータ４１と、モータ４１のロータをロックする電磁ブレーキ４２と、モータ４１の回転位置を検知する回転位置センサ（４３）とを備えており、モータ４１の駆動軸は不図示の減速ギアを介して駆動輪４（４Ｌ，４Ｒ）に動力伝達可能に接続されている。

【0026】

左右のモータ４１は、回転位置センサ（４３）で検出されるロータの位相に合わせて駆動回路で各相コイルの電流をスイッチングするブラシレスＤＣモータからなり、乗車モード（１）では、回転位置センサ（ホールセンサ）を電動車両１の実速度を検知する車速センサ（４３）として利用し、歩行補助車モード（１′）では、回転位置センサを回転速度センサ４３として利用するようにしている。

【0027】

また、左右のモータ４１の駆動回路はコイル電流を検出する電流センサを備えている。このコイル電流は左右のモータ４１のトルクに対応しており、制御部１０は、ＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）などでコイル電流を制御することにより左右のモータ４１のトルク制御を実行する。

【0028】

電磁ブレーキ４２は、無励磁状態でモータ４１の駆動軸をロックし、励磁状態でロック解除する負作動型電磁ブレーキが好適である。負作動型電磁ブレーキとすることで、キーオフ時や停止中に電力を消費せずに確実に電動車両１を停止させることができる。

【0029】

一方、緊急時や非常時、例えば、モータ４１の動力を使用せずに電動車両１を移動させたい場合や、バッテリ残量低下による走行不能時に、電磁ブレーキ４２のロックを解除して電動車両１を移動できるように、電磁ブレーキ４２の強制解除手段として、電磁ブレーキ解除スイッチ３４が設けられている。電磁ブレーキ解除スイッチ３４は、リアハンドル３の把持部に隣接して設けられるが、把持センサ３０の把持検知とは無関係に操作可能である。

【0030】

傾斜センサ２０は、車体２の移動ベース２１（後側ベース２４）の内部に搭載された制御部１０の回路基板上に実装されており、車体２の前後方向傾斜（ピッチ角Ｐ）および横方向傾斜（ロール角Ｒ）を検知する２軸傾斜センサまたは加速度センサ、あるいは、それと角加速度センサ（ジャイロセンサ）を一体化した多軸慣性センサを利用可能である。

【0031】

（乗車モードにおける走行制御）
以上のように構成された電動車両１は、乗車モード（１）では、利用者によるジョイスティック８３の操作（操作量、操作方向）に基づいて、左右のモータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の回転速度が制御されるが、ジョイスティック８３の操作位置から左右のモータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度が直ちに決定されるのではなく、傾斜センサ２０に検出されるピッチ角Ｐとロール角Ｒを考慮した傾斜度λに応じて、ジョイスティック８３の操作位置に基づく目標車両速度（直進速度）と、ジョイスティック８３の操作位置の左右方向成分に基づく目標車両角速度が別々に算出され、それらに基づいて、左右駆動輪４（４Ｌ，４Ｒ）の回転速度に対応する左右のモータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度が算出される。

【0032】

傾斜度λは、例えば、次式１により求められる。
（式１） λ＝｜Ｐ｜＋｜Ｒ｜

【0033】

歩道の走行を前提としている電動車両１は、登坂路を走路の方向に沿って走行する場合以外に、傾斜面内での方向変換や旋回する場合もある。このような場合には、車体２の進退方向の傾斜（ピッチ角Ｐ）だけでなく、幅方向の傾斜（ロール角Ｒ）も車両の挙動に影響を与える。

【0034】

特に、傾斜面を斜方向に登坂する場合や、傾斜面内で上り旋回するような場合には、傾斜面を直登する場合に比べてピッチ角Ｐは小さくなるが、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）への負担や、利用者の姿勢に対する負担はロール角の分だけ大きくなる。同様に、傾斜面を斜方向に降坂する場合や傾斜面内で下り旋回するような場合にも、傾斜面を直降する場合に比べてピッチ角Ｐは小さくなるが、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）への負担は大きくなり、利用者に対して車両の挙動が急に感じられる。

【0035】

そのため、路面傾斜がある場合、特に、車体２の進退方向の傾斜（ピッチ角Ｐ）に加えて幅方向の傾斜（ロール角Ｒ）があるような場合に、平坦路と同じ目標車両速度、目標車両角速度に従って制御すると、利用者への負担はもちろん、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）への負担も大きくなる。

【0036】

このような傾斜面に対する車両１の進行方向を考慮した傾斜を評価するにあたり、上式１のような加算式として傾斜度λを求めることで、実状に合った路面傾斜および車体傾斜の指標が得られることが走行試験から確認されている。

【0037】

以下、傾斜度λに応じて目標車両速度や目標車両角速度を変更する制御（以下、ラムダ制御という）の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0038】

（第１実施形態）
図３は、傾斜度λを考慮した第１実施形態に係る左右モータ制御を示すブロック線図であり、図示のように、目標車両速度算出ブロック１１０には、ジョイスティック８３の前後方向入力だけでなく、左右方向入力も利用され、さらに傾斜度λも考慮され、これにより、路面傾斜と車両の進行方向に応じて、旋回時に直進走行時と異なる速度制御、例えば、減速走行を特に意識しなくても実行できる。

【0039】

また、目標車両角速度算出ブロック１２０には、ジョイスティック８３の左右方向入力と傾斜度λだけでなく、操作時の車両実速度も反映され、これにより、路面傾斜と電動車両１の走行速度に応じて旋回特性を変化させることができる。

【0040】

図３のブロック線図において、目標車両速度算出ブロック１１０で算出された目標車両速度ｖに対応する左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度と、目標車両角速度算出ブロック１２０で算出された目標車両角速度ωに対応する左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度差に基づいて、左右モータ目標回転速度算出ブロック１３０にて左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度が算出される。

【0041】

さらに、左右モータ要求トルク算出ブロック１５０では、左右の回転速度センサ４３に検知される左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の実回転速度と、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度に基づいて、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の実回転速度を目標回転速度に追従させるフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御）により左右モータ要求トルクが算出され、それに基づいて左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の電流制御が実行される。

【0042】

また、傾斜センサ２０に所定閾値以上の車体傾斜（ピッチ角Ｐ、ロール角Ｒ）が検知される場合は、補償トルク算出ブロック１４０で、ピッチ角Ｐに応じて作用する登坂／降坂負荷、および／または、ロール角Ｒに応じて作用する横方向負荷を補償する方向の補償トルクが算出され、左右モータ要求トルク算出ブロック１５０で算出される左右モータ要求トルクに重畳される。

【0043】

（目標車両速度マップ）
図６は、ジョイスティック操作による目標車両速度算出（１１０）のための目標車両速度マップを示しており、図中の前後操作量および左右操作量における実線は傾斜度λ＝λ０（傾斜ゼロ）の場合の目標車両速度マップ、破線は傾斜度λ＝λｍ（設定最大傾斜度）の場合の目標車両速度マップを示している。

【0044】

これらの目標車両速度マップは、制御部１０のＲＯＭエリアにルックアップテーブルとして格納されており、先述した式１で与えられる傾斜度λが、実質的に平坦地と見做せる０度ないしは所定閾値λ１（例えば３度）未満の場合は、傾斜度λ＝λ０の目標車両速度マップが適用され、傾斜度λが設定最大傾斜度以上の場合は、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両速度マップが適用される。

【0045】

また、傾斜度λが、所定閾値λ１以上かつ設定最大傾斜度λｍ未満の場合は、次式２のような比例配分のための換算式を用いて、傾斜度λ＝λ０の場合の目標車両速度マップに基づく出力値Ｘ０と、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両速度マップに基づく出力値Ｘｍから算出する。
（式２） Ｘ＝Ｘ０＋（λ－λ１）＊（Ｘｍ－Ｘ０）／（λｍ－λ１）

【0046】

図６において、基本となる傾斜度λ＝λ０の目標車両速度マップでは、ジョイスティック８３の操作位置が、操作範囲内の前端を含む前方領域Ｆ１にある場合は目標前進速度ｖａが指定され、後端を含む後方領域Ｂ１にある場合は目標後進速度ｖｂが指定される。また、ジョイスティック８３の操作位置が、左右側端を含む左右側領域Ｆ２にある場合は目標前進速度ｖｃが指定され、中心（中立位置）を含む中央領域ｎにある場合は停止（目標速度ゼロ）が指定される。

【0047】

図６中右側および下側のマップに示すように、前方領域Ｆ１における目標前進速度ｖａは、左右側領域Ｆ２における目標前進速度ｖｃよりも大きく、左右側領域Ｆ２における目標前進速度ｖｃは、後方領域Ｂ１における目標後進速度ｖｂより大きい（または等しい）絶対値を有する。例えば、傾斜度λ＝λ０のマップでは、目標前進速度ｖａは、３～５ｋｍ／ｈ、目標前進速度ｖｃは、１～２ｋｍ／ｈ、目標後進速度ｖｂは１ｋｍ／ｈとすることができる。

【0048】

さらに、図６において、中央領域ｎと前方領域Ｆ１の間、および、中央領域ｎと左右側領域Ｆ２の間には、中央領域ｎから前方領域Ｆ１および左右側領域Ｆ２に向かい目標前進速度が増加する遷移領域Ｆ３、Ｆ４が設けられ、中央領域ｎと後方領域Ｂ１の間には、中央領域ｎから後方領域Ｂ１に向かい目標後進速度が増加する遷移領域Ｂ２が設けられており、ジョイスティック８３の操作位置が、遷移領域Ｆ３、遷移領域Ｂ２にある場合は、中間的な目標前進速度、中間的な目標後進速度が指定される。

【0049】

したがって、ジョイスティック８３が、前方領域Ｆ１（およびその遷移領域Ｆ３）に操作される場合だけでなく、左右側領域Ｆ２（およびその遷移領域Ｆ４）に操作される場合にも目標前進速度ｖｃが指定され、後述の目標車両角速度算出１２０ブロックからの目標車両角速度±ωが入力されても前進回転が出力さるようになっている。

【0050】

これは、オムニホイールからなる自在輪５では、横移動はローラ５０の回転によってなされ、直進走行時に比べて始動性能および段差走破性能が低くなるので、直感的な旋回操作でその場旋回（スピンターン）にならないようにして、システムへの負荷を軽減するためである。但し、ジョイスティック８３が、斜後方ＦＢに操作された場合には、左右側領域Ｆ２と後方領域Ｂ１の中間で目標速度ゼロとなり、室内やエレベータホールのような狭い場所で、その場旋回（スピンターン）も可能である。

【0051】

図６において破線で示される傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両速度マップでは、ジョイスティック８３の操作位置が前方領域Ｆ１にある場合の目標前進速度ｖａｍ、および左右側領域Ｆ２にある場合の目標前進速度ｖｃｍは、傾斜度λ＝λ０の場合と比較して小さい値が指定される。

【0052】

例えば、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両速度マップでは、目標前進速度ｖａｍは、２～３ｋｍ／ｈ、目標前進速度ｖｃｍは、０．５～１ｋｍ／ｈとすることができるが、ジョイスティック８３の操作位置が後方領域Ｂ１にある場合の目標後進速度ｖｂは、傾斜度λ＝λ０の場合と同じ値（例えば１ｋｍ／ｈ）で構わない。

【0053】

以上述べたように、傾斜度λに応じて目標前進速度ｖａ～ｖａｍ、ｖｃ～ｖｃｍを変化させるラムダ制御により、傾斜走行時には目標前進速度が相対的に小さい値に設定され、車両１の挙動による利用者への負担が低減されるとともに、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）への負荷（要求スペック）が軽減される利点がある。

【0054】

（目標車両角速度マップ）
次に、図７は、ジョイスティック操作による目標車両角速度算出（１２０）のための目標車両角速度マップを示しており、目標車両角速度マップは、実速度が低速度域または速度ゼロである場合の目標車両角速度を規定する低速度用目標車両角速度マップ（ａ）と、実速度が車両の設定速度域内での最高速度または所定の高速度域にある場合の目標車両角速度を規定する高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）とを含む。

【0055】

これらの目標車両角速度マップ（ａ）（ｂ）も、それぞれ、傾斜度λ＝λ０（傾斜ゼロ）の場合の目標車両角速度マップ（実線）と傾斜度λ＝λｍ（設定最大傾斜度）の場合の目標車両角速度マップ（破線）を含み、何れも制御部１０のＲＯＭエリアにルックアップテーブルとして格納されている。

【0056】

また、先述した式１で与えられる傾斜度λが、実質的に平坦地と見做せる０度ないしは所定閾値λ１（例えば３度）未満の場合は、傾斜度λ＝λ０の目標車両角速度マップが適用され、傾斜度λが設定最大傾斜度λｍ（例えば１０度）以上の場合は、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両角速度マップが適用され、さらに、傾斜度λが、所定閾値λ１以上かつ設定最大傾斜度λｍ未満の場合は、先述した式２の換算式を用いて、傾斜度λ＝λ０の場合の目標車両角速度マップに基づく出力値Ｘ０と、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両角速度マップに基づく出力値Ｘｍから算出される。

【0057】

図７において実線で示される、傾斜度λ＝λ０の場合の低速度用目標車両角速度マップ（ａ）は、ジョイスティック８３の操作位置が、操作範囲内の左右側端を含む左右側領域Ｔ１にある場合は目標車両角速度ω１が指定され、中心（中立位置）を含む中央領域ｎ１にある場合は、目標車両角速度ゼロが指定される。中央領域ｎ１と左右側領域Ｔ１の間には、中央領域ｎから左右側領域Ｔ１に向かい目標車両角速度ωが漸次増加する遷移領域Ｔ３が設けられている。

【0058】

傾斜度λ＝λ０の場合の高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）も同様に、ジョイスティック８３の操作位置が、操作範囲内の左右側端を含む左右側領域Ｔ２にある場合は目標車両角速度ω２が指定され、中心（中立位置）を含む中央領域ｎ２にある場合は、目標車両角速度ゼロが指定される。中央領域ｎ２と左右側領域Ｔ２の間には、中央領域ｎ２から左右側領域Ｔ２に向かい目標車両角速度ωが漸次増加する遷移領域Ｔ４が設けられている。

【0059】

ここで、高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）の左右側領域Ｔ２における最大目標車両角速度ω２は、低速度用目標車両角速度マップ（ａ）の左右側領域Ｔ１における最大目標車両角速度ω１より大きく、かつ、高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）の中央領域ｎ２は、低速度用目標車両角速度マップ（ａ）の中央領域ｎ１よりも狭くなっており、高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）の遷移領域Ｔ４は、低速度用目標車両角速度マップ（ａ）の遷移領域Ｔ３よりも広くなっている。

【0060】

好適な実施形態では、低速度用目標車両角速度マップ（ａ）は車両の実速度が実質的にゼロと見做せる０．５ｋｍ／ｈ以下の場合に対応し、高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）は車両の実速度が４．５ｋｍ／ｈの場合に対応しており、傾斜度λ＝λ０の場合の低速度用目標車両角速度マップ（ａ）の左右側領域Ｔ１における最大目標車両角速度ω１は、６０度毎秒（１．０５ｒａｄ／ｓ）、傾斜度λ＝λ０の場合の高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）の左右側領域Ｔ２における最大目標車両角速度ω２は、９０度毎秒（１．５７ｒａｄ／ｓ）～１２０度毎秒（２．０９ｒａｄ／ｓ）である。

【0061】

図７において破線で示される傾斜度λ＝λｍの場合、ジョイスティック８３の操作位置が左右側領域Ｔ１にある場合の低速度用目標車両角速度マップ（ａ）の目標車両角速度ω１ｍ、および、高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）の目標車両角速度ω２ｍは、何れも傾斜度λ＝λ０の場合と比較して小さい値が指定される。例えば、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両角速度ω１ｍは、３０度毎秒（０．５２ｒａｄ／ｓ）、目標車両角速度ω２ｍは、６０度毎秒（１．０５ｒａｄ／ｓ）が指定される。

【0062】

なお、左右側領域Ｔ２と中央領域ｎ２の間に、ジョイスティック８３の操作位置に応じて目標車両角速度が連続的に変化する遷移領域Ｔ４を設定する代わりに、中間的な目標車両角速度、例えば、９０度毎秒（１．５７ｒａｄ／ｓ）の領域を設定するようにしても良い。

【0063】

制御部１０は、回転速度センサ４３に検出される左右のモータユニット４０（４０Ｌ，４０Ｒ）の実回転速度に基づいて、電動車両１の実速度を算出し、車両実速度と傾斜度λに応じて低速度用目標車両角速度マップ（ａ）または高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）を選択的に適用するか、または、実速度が、低速度域と高速度域の中間の速度域にある場合は、低速度用目標車両角速度マップ（ａ）と高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）から当該実速度と傾斜度λに対応する目標車両角速度を算出する。

【0064】

例えば、第１、第２の２段階の速度閾値を設定し、低速度用目標車両角速度マップ（ａ）の適用中に、実速度が低速度域から第２の速度閾値（例えば２．５ｋｍ／ｈ）以上となった場合は高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）に切り替え、高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）の適用時には、実速度が第２の速度閾値よりも小さい第１の速度閾値（例えば１．５ｋｍ／ｈ）未満となった場合は低速度用目標車両角速度マップ（ａ）に切り替えるようにすれば、マップの切替頻度を低減して安定的な制御を行える。

【0065】

また、低速度用目標車両角速度マップ（ａ）と高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）から実速度に対応する目標車両角速度を算出する場合は、高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）に対応する実速度に対する現在の実速度の比率に応じて、低速度用目標車両角速度マップ（ａ）と高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）の目標車両角速度指定値を比例配分するような目標車両角速度を指定するようにしても良い。

【0066】

上記のような低速度用目標車両角速度マップ（ａ）と高速度用目標車両角速度マップ（ｂ）を実速度と傾斜度λに応じて適用する構成により、以下のような旋回特性が得られる。

【0067】

すなわち、電動車両１が実質的に停止状態（実速度が低速度域または速度ゼロ）にある場合には、ジョイスティック８３の中立位置の左右両側に比較的広い中央領域ｎ１（不感帯）が設定され、利用者がこの範囲でジョイスティック８３を左右に操作しても電動車両１は動き出さない。これにより、先述したように実質的な停止状態から直ちに旋回動作に移行するのを回避し、利用者が明確な意図をもってジョイスティック８３を左右側領域Ｔ１まで操作した場合にのみ前進旋回が開始される。

【0068】

一方、利用者がジョイスティック８３を前方に操作して前進走行中の場合など、電動車両１の実速度が高速度領域にある場合は、中立位置の左右両側近傍に遷移領域Ｔ４が設定され、利用者がジョイスティック８３を前傾位置から左右に操作することで、進路を微調整しながら所望の方向に走行でき、かつ、電動車両１の直進速度に相応した操向性能が得られる。

【0069】

また、傾斜度λに応じて目標車両角速度ω２～ω２ｍ、ω１～ω１ｍを変化させるラムダ制御により、傾斜走行時には目標車両角速度が相対的に小さい値に設定され、車両１の旋回挙動による利用者への負担が低減されるとともに、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）への負荷（要求スペック）が軽減される利点がある。

【0070】

（第２実施形態）
以上述べた第１実施形態では、傾斜度λに応じて目標車両速度ｖおよび目標車両角速度ωを変化させる場合を示したが、それらに加えて、傾斜度λに応じて目標車両加速度ａおよび目標車両角加速度αを変化させることで、電動車両１の挙動をさらに最適化することができる。

【0071】

図４は、傾斜度λを考慮した第２実施形態に係る左右モータ制御を示すブロック線図であり、図３に示した第１実施形態のブロック線図に対して、目標車両加速度算出ブロック１１１および目標車両角加速度算出ブロック１２１が追加されている。

【0072】

目標車両加速度算出ブロック１１１には、目標車両速度算出ブロック１１０で算出された目標車両速度ｖと車両実速度および傾斜度λが入力され、車両実速度と目標車両速度ｖの偏差と傾斜度λに応じて目標車両加速度ａが算出される。この目標車両加速度ａは、ジョイスティック８３の前後左右入力と傾斜度λにより与えられる目標車両速度ｖに車両実速度を追従させる制御における速度変化率であり、速度制御の感度に対応する。

【0073】

一方、目標車両角加速度算出ブロック１２１には、目標車両角速度算出ブロック１２０で算出された目標車両角速度ωおよび傾斜度λが入力され、目標車両角速度ωに対応する左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度差と、回転速度センサ４３に検知される左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の実回転速度差との偏差と傾斜度λに応じて目標車両角加速度αが算出される。この目標車両角加速度αは、ジョイスティック８３の左右入力と車両実速度および傾斜度λにより与えられる目標車両角速度ωに対応する左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度差に、実回転速度差を追従させる制御における角速度変化率であり、旋回制御の感度に対応する。

【0074】

したがって、図４に示す第２実施形態のブロック線図では、傾斜度λに応じて目標車両速度ｖおよび目標車両角速度ωを変化させるラムダ制御において、速度制御および旋回制御の感度すなわち応答速度を調整することができる。

【0075】

（目標車両加速度マップ）
図８は、目標車両加速度算出（１１１）のために、車両実速度ｖと目標車両加速度ａの関係を規定する目標車両加速度マップを示しており、図中実線は傾斜度λ＝λ０（傾斜ゼロ）の場合の目標車両加速度マップ、破線は傾斜度λ＝λｍ（設定最大傾斜度）の場合の目標車両加速度マップを示している。

【0076】

これらの目標車両加速度マップも、制御部１０のＲＯＭエリアにルックアップテーブルとして格納されており、先述した式１で与えられる傾斜度λが、実質的に平坦地と見做せる０度ないしは所定閾値λ１（例えば３度）未満の場合は、傾斜度λ＝λ０の目標車両加速度マップが適用され、傾斜度λが設定最大傾斜度以上の場合は、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両加速度マップが適用される。

【0077】

また、傾斜度λが、所定閾値λ１以上かつ設定最大傾斜度λｍ未満の場合は、先述した式２を用いて、傾斜度λ＝λ０の場合の目標車両加速度マップに基づく出力値Ｘ０と、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両加速度マップに基づく出力値Ｘｍから算出する。

【0078】

図８に示す目標車両加速度マップは、車両実速度ｖがゼロの場合に最大目標車両加速度ａ２、ａｍが指定されるが、傾斜度λ＝λ０の場合の目標車両加速度ａ２（例えば２ｋｍ／ｈ／ｓ＝０．５６ｍ／ｓ^２）に対して、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両加速度ａｍ（例えば４ｋｍ／ｈ／ｓ＝１．１１ｍ／ｓ^２）が大きい値となっており、何れの場合も車両実速度ｖが増すに従って目標車両加速度が小さくなり、前進方向および後進方向の高速度領域では下限値ａ１（例えば１ｋｍ／ｈ／ｓ＝０．２８ｍ／ｓ^２）になる。

【0079】

すなわち、速度がゼロまたは低速度域の場合には、速やかに目標車両速度ｖに到達できるようにする一方、既に高速度域にて走行状態にある場合は、急激な速度変化を抑制し、走行安定性が確保されるようにしている。

【0080】

また、傾斜度λが大きい場合は、目標車両速度算出ブロック１１０で算出される目標車両速度ｖが、傾斜度λが小さい場合（最大ｖａ）に比べて小さく（最大ｖａｍ）設定されるので、このような目標車両速度ｖによる制御のみでは、傾斜度λが大きい場合に、ジョイスティック８３の操作に対する車両１の始動が遅く感じられる。そこで、傾斜度λが大きい場合に、低速度域では、目標車両速度（最大ｖａｍ）を小さくする代わりに、目標車両加速度（最大ａｍ）を大きくして、速度制御の感度を上げ、平坦地と同じような操作感覚が得られるようにしている。

【0081】

（目標車両角加速度マップ）
図９は、目標車両角加速度算出（１２１）のために、角速度ωと目標車両角加速度αの関係を規定する標車両角加速度マップを示しており、図中実線は傾斜度λ＝λ０（傾斜ゼロ）の場合の目標車両角加速度マップ、破線は傾斜度λ＝λｍ（設定最大傾斜度）の場合の目標車両角加速度マップを示している。

【0082】

図９に示す目標車両角加速度マップは、傾斜度λ＝λ０の場合の目標車両角加速度α１（例えば１２０度／ｓ^２＝２．０９ｒａｄ／ｓ^２）に対して、傾斜度λ＝λｍの場合に大きい目標車両角加速度αｍ（例えば７２０度／ｓ^２＝１２．５６ｒａｄ／ｓ^２）が指定されており、傾斜度λが大きい場合に旋回制御の感度を上げ、平坦地と同じような操作感覚が得られるようにしている。

【0083】

（第３実施形態）
以上述べた第２実施形態では、傾斜度λに応じて目標車両速度ｖ、目標車両角速度ω、目標車両加速度ａ、および、目標車両角加速度αを変化させる場合を示したが、図５に示す第３実施形態では、目標車両速度ｖが増加傾向にある場合の目標車両加速度算出ブロック１１１とは別に、目標車両速度ｖが減少傾向にある場合の目標車両減速度算出ブロック１１２を追加するとともに、目標車両角速度ωが増加傾向にある場合の目標車両角加速度算出ブロック１２１とは別に、目標車両角速度ωが減少傾向にある場合の目標車両角減速度算出ブロック１２２を追加し、傾斜度λに応じて、加速度と減速度、角加速度と角減速度を個別に設定できるようにする場合を示している。

【0084】

図５において、目標車両速度算出ブロック１１０で傾斜度λに応じて算出された目標車両速度ｖと車両実速度および傾斜度λは、目標車両加速度算出ブロック１１１と目標車両減速度算出ブロック１１２の両方に入力される。この際、車両実速度と目標車両速度ｖの偏差がプラスの場合は、目標車両加速度算出ブロック１１１にて傾斜度λに応じて目標車両加速度ａが算出され、車両実速度と目標車両速度ｖの偏差がマイナスの場合は、目標車両減速度算出ブロック１１２にて傾斜度λに応じて目標車両減速度ｄが算出される。

【0085】

一方、図５において、目標車両角速度算出ブロック１２０で傾斜度λに応じて算出された目標車両角速度ωおよび傾斜度λは、目標車両角加速度算出ブロック１２１と目標車両角減速度算出ブロック１２２の両方に入力される。この際、目標車両角速度ωに対応する左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度差と、回転速度センサ４３に検知される左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の実回転速度差との偏差がプラスの場合は、目標車両角加速度算出ブロック１２１にて傾斜度λに応じて目標車両角加速度αが算出され、目標車両角速度ωに対応する左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度差と、回転速度センサ４３に検知される左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の実回転速度差との偏差がマイナスの場合は、目標車両角減速度算出ブロック１２２にて傾斜度λに応じて目標車両角減速度δが算出される。

【0086】

したがって、左右モータ目標回転速度算出ブロック１３０には、目標車両速度算出ブロック１１０で算出された目標車両速度ｖ、目標車両角速度算出ブロック１２０で算出された目標車両角速度ωに加えて、傾斜度λに応じた目標車両加速度ａまたは目標車両減速度ｄ、傾斜度λに応じた目標車両角加速度αまたは目標車両角減速度δが入力され、目標車両速度ｖに対応する左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度と、目標車両角速度ωに対応する左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度差、目標車両加速度ａまたは目標車両減速度ｄ、目標車両角加速度αまたは目標車両角減速度δに基づいて、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度が算出される。

【0087】

このように、傾斜度λに応じた目標車両速度ｖおよび目標車両角速度ωからだけでなく、傾斜度λに応じて設定されている目標車両加速度ａまたは目標車両減速度ｄ、目標車両角加速度αまたは目標車両角減速度δを反映して、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の目標回転速度が算出され、左右モータ要求トルク算出ブロック１５０では、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の実回転速度と目標回転速度の偏差に基づいて左右モータ要求トルクが算出され、左右モータ４１（４０Ｌ，４０Ｒ）の電流制御が実行される。

【0088】

（目標車両減速度マップ）
図１０は、目標車両減速度算出（１１２）のために、車両実速度ｖと目標車両減速度ｄの関係を規定する目標車両減速度マップを示しており、図中実線は傾斜度λ＝λ０（傾斜ゼロ）の場合の目標車両減速度マップ、破線は傾斜度λ＝λｍ（設定最大傾斜度）の場合の目標車両減速度マップを示している。

【0089】

これらの目標車両減速度マップも、制御部１０のＲＯＭエリアにルックアップテーブルとして格納されており、傾斜度λが、実質的に平坦地と見做せる０度ないしは所定閾値λ１（例えば３度）未満の場合は、傾斜度λ＝λ０の目標車両減速度マップが適用され、傾斜度λが設定最大傾斜度以上の場合は、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両減速度マップが適用され、また、傾斜度λが、所定閾値λ１以上かつ設定最大傾斜度λｍ未満の場合は、先述した式２を用いて算出する。

【0090】

図１０に示す目標車両減速度マップは、前進方向の車両実速度ｖが高速度域（例えば４ｋｍ／ｈ以上）にある場合に前進時の最大目標車両減速度ｄａ、ｄｍが指定されるが、傾斜度λ＝λ０の場合の目標車両減速度ｄａ（例えば５ｋｍ／ｈ／ｓ＝１．３９ｍ／ｓ^２）に対して、傾斜度λ＝λｍの場合の目標車両減速度ｄｍ（例えば４ｋｍ／ｈ／ｓ＝１．１１ｍ／ｓ^２）は小さい値となっている。これにより、傾斜度λが大きい場合に急減速にならないようにしている。

【0091】

一方、後進方向の車両実速度ｖが高速度域（例えば－１ｋｍ／ｈ）にある場合に後進時の最大目標車両減速度ｄｂ（例えば７ｋｍ／ｈ／ｓ＝１．９４ｍ／ｓ^２）が指定されるが、後進時には傾斜度λに応じた目標車両減速度ｄの変更はない。後進方向では走行速度の絶対値が低速度に抑えられているため、目標車両減速度は平坦路と同様に設定されても急減速とはならず、確実な停車を優先する。

【0092】

なお、前進時、後進時ともに車両実速度ｖが減少するに従って目標車両減速度ｄが小さくなり、速度ゼロないし低速度域では下限値ｄ１（例えば１ｋｍ／ｈ／ｓ＝０．２８ｍ／ｓ^２）になる。

【0093】

（目標車両角減速度マップ）
図１１は、目標車両角減速度算出（１２２）のために、角速度ωと目標車両角減速度δの関係を規定する標車両角減速度マップを示しており、図中実線は傾斜度λ＝λ０（傾斜ゼロ）の場合の目標車両角減速度マップ、破線は傾斜度λ＝λｍ（設定最大傾斜度）の場合の目標車両角減速度マップを示している。

【0094】

図１１に示す目標車両角減速度マップは、傾斜度λ＝λ０の場合の目標車両角減速度δ１（例えば４８０度／ｓ^２＝８．３８ｒａｄ／ｓ^２）に対して、傾斜度λ＝λｍの場合に大きい目標車両角減速度δｍ（例えば１８００度／ｓ^２＝３１．４ｒａｄ／ｓ^２）が指定されており、傾斜度λが大きい場合にも慣性モーメントに抗して確実に旋回停止できるようにしている。

【0095】

（乗車モードにおける急停止制御）
以上の各実施形態では、基本的な目標車両速度マップ（図６）と目標車両角速度マップ（図７）に基づくジョイスティック８３の通常操作時の制御について述べたが、ジョイスティック８３を前方に操作して所定閾値ｖａ１（例えば０．５ｋｍ／ｈ）以上の車速で前進走行または前進旋回走行している状態で、ジョイスティック８３が後方に反転操作された場合は、左右の方向成分に拘わらず急停止制御が実行される。

【0096】

すなわち、図５に示すブロック線図において、目標車両速度算出ブロック１１０および目標車両角速度算出ブロック１２０へのジョイスティック入力は無視され、目標車両速度ｖおよび標車両角速度ωはゼロに設定され、車両急停止減速度算出ブロック１１３に入力される車両実速度と傾斜度λに基づいて目標車両急減速度ｄが算出される。

【0097】

図１２は、目標車両急減速度算出（１１３）のために、車両実速度ｖと目標車両急減速度ｄの関係を規定する目標車両急減速度マップを示しており、図中実線は傾斜度λ＝λ０（傾斜ゼロ）の場合の目標車両急減速度マップ、破線は傾斜度λ＝λｍ（設定最大傾斜度）の場合の目標車両急減速度マップを示している。

【0098】

図１２に示すように、急停止制御時には、急停止制御開始時の車両実速度ｖに応じて、通常制御時（図１０）に比べて十分大きい最大目標車両急減速度ｄａ′、ｄｍ′から、急停止制御の車速閾値ｖａ１における目標車両急減速度ｄ１′まで、可及的短時間に確実に制動停止できるように目標車両急減速度が設定される。

【0099】

ここで、傾斜度λ＝λ０の場合の最大目標車両急減速度ｄａ′（例えば１５ｋｍ／ｈ／ｓ＝４．１７ｍ／ｓ^２）に対して、傾斜度λ＝λｍの場合の最大目標車両急減速度ｄｍ′（例えば７ｋｍ／ｈ／ｓ＝１．９４ｍ／ｓ^２）は小さい値となっている。

【0100】

これは、傾斜面では、既にラムダ制御が実行されて急停止制御開始時の車両実速度が平地走行時に比べて低速度域に抑えられていることに加えて、下り傾斜面では急制動により利用者への負担が大きくなること、逆に上り傾斜面では平坦路に比べて大きな制動力を必要としないことによるものである。急停止制御が発動する最低車両速度ｖａ１（例えば０．５ｋｍ／ｈ）における目標車両急減速度ｄ１′（例えば３ｋｍ／ｈ／ｓ＝０．８３ｍ／ｓ^２）は同じ値が指定される。

【0101】

上記のように目標車両急減速度マップに従って急停止減速制御が実行され、左右のモータユニット４０による回生制動が実行され、電動車両１が所定の低速度以下となった状態で、電磁ブレーキ４２により左右のモータユニット４０がロックされ、電動車両１は完全停止される。

【0102】

また、上記急停止制御中にジョイスティック８３が前方または中立位置ｎに操作された場合（または自己復帰した場合）、または、急停止制御による車両停止後に所定時間（例えば４秒）が経過した場合は、急停止制御を終了し、その時のジョイスティック８３の操作位置と傾斜度λに基づく通常制御に移行する。

【0103】

以上詳述したように、本発明に係る電動車両１は、小型電動車両の走行に影響を及ぼす進退方向傾斜（ピッチ角Ｐ）と幅方向傾斜（ロール角Ｒ）を総合した傾斜度λに応じて速度制御、加減速特性を変化させ、かつ、傾斜度λと車両実速度に応じて旋回特性を変化させる制御により、ジョイスティック８３の直感的な操作のみで、路面傾斜と走行状態に応じて最適化された加減速特性や旋回特性が得られ、操作の簡潔性や利便性向上に有利であるとともに、車体システムやモータへの負担が軽減され、車体の軽量化や製造コスト低減に有利である。

【0104】

特に、傾斜度λを考慮した目標車両速度制御（１１０）により、平坦路に対して傾斜度λが有意な場合は、目標車両速度を低減することで、路面傾斜と車両の走行に伴う利用者への負担や、モータへの負荷を軽減できる。

【0105】

同様に、傾斜度λを考慮した目標車両角速度制御（１２０）により、平坦路に対して傾斜度λが有意な場合は、目標車両角速度を低減することで、路面傾斜と車両の旋回挙動による利用者への負担や、モータへの負荷を軽減できる。

【0106】

一方、傾斜度λを考慮した目標車両加速度制御（１１１）により、平坦路に対して傾斜度λが有意な場合は、主に低速度域における目標車両加速度を増加させることで、目標車両速度の低減に伴う加減速制御の立ち上がりの遅れを補償し、平坦路と同様の操作性が得られる。

【0107】

同様に、傾斜度λを考慮した目標車両角加速度制御（１２１）により、平坦路に対して傾斜度λが有意な場合は、目標車両角加速度を増加させることで、目標車両角速度の低減に伴う旋回制御の立ち上がりの遅れを補償し、平坦路と同様の旋回操作性が得られる。

【0108】

さらに、傾斜度λを考慮した目標車両減速度制御（１１２）により、平坦路に対して傾斜度λが有意な場合は、目標車両減速度を低減することで、路面傾斜と車両の減速挙動に伴う利用者への負担を軽減できる。

【0109】

また、傾斜度λを考慮した目標車両角減速度制御（１２２）により、平坦路に対して傾斜度λが有意な場合は、目標車両角減速度を増加させることで、傾斜面においても慣性モーメントに抗して確実かつ迅速な旋回停止が可能となり、平坦路と同様の操向性が得られる。

【0110】

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

【0111】

例えば、上記実施形態では、電動車両１が、歩行補助車モードを備える場合について述べたが、本発明は、歩行補助車モードを備えない小型電動車両や電動車いすとしても実施可能である。

【0112】

また、上記実施形態では、従動輪５としてオムニホイールを用いる場合を示したが、キャスター形式の自在輪を用いることもできる。

【符号の説明】

【0113】

１ 電動車両
２ 車体
３ リアハンドル（歩行補助車モード操作部）
４ 駆動輪（後輪）
５ 従動輪（自在輪、前輪）
６ シートバック
７ シート
８ 乗車モード操作部
９ バッテリ
１０ 制御部
２０ 傾斜センサ
２１ 移動ベース
２２ 上部フレーム
２４ 後側ベース
２５ 前側ベース
２６ 解除タグ
２８ 車両状態検知センサ
３０ 把持センサ
３４ 電磁ブレーキ解除スイッチ
４０（４０Ｌ，４０Ｒ） モータユニット
４１ 左右モータ
４２ 左右電磁ブレーキ
４３ 左右回転速度センサ
８０ 表示部
８２ アームレスト
８３ 乗車モード操作部
８４ 走行許可スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】