JP6901276B2 - 電動車両 - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1の実施の形態について、図1乃至図7を参照し詳述する。以下の説明では、同一の構成には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
図1および図2に示すように、電動アシスト歩行車10は、フレーム11と、フレーム11に設けられた一対の前輪(車輪)12及び一対の後輪(車輪)13と、フレーム11に接続された一対のハンドル(操作部)14とを備えている。また、各ハンドル14には、それぞれ電動アシスト歩行車10を手動で停止させるためのブレーキユニット15が設けられている。
ブレーキシュー33は、ワイヤー35を介してブレーキユニット15のブレーキレバー34に接続されている。したがって、使用者がブレーキレバー34を手動で操作することに応じて、ブレーキシュー33が作動し、後輪13を制動する。なお、機械的なブレーキの構成については、これに限られず、任意の構成のものを用いることができる。
この場合、制御部16は、バッテリ21の近傍に設けられている。制御部16による制御の詳細については、後述する。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。図6は、制御部16の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
次に、制御部16がモータ20を制御して前輪12を後輪13に対して浮き上がらせる方法の各変形例について説明する。
上記においては、前輪12が段差に衝突したことを制御部16が自動で判断する場合を例にとって説明したが、これに加え、前輪12が段差に衝突したか否かに関わらず使用者が所定の操作を行ったことに応じて、前輪12を後輪13に対して浮き上がらせるようにしても良い。
これにより、電動アシスト歩行車10を前進させ、前輪12が段差を乗り越えることができる。この間、使用者は、ブレーキレバー34を手動で操作した状態のまま保持する。
前輪12が段差を乗り越えた後、使用者は、ブレーキレバー34から手を離す。このような操作を行うことにより、制御部16は、使用者が段差を乗り越えようとしているのか、あるいは使用者が電動アシスト歩行車10を後進させようとしているのかを、正しく認識することができる。
本変形例による電動アシスト歩行車10は、下り坂にあるとき、電動アシスト歩行車10が加速しすぎないように、後輪13に対して自動で制動を行う機能(自動ブレーキ機能)を有している。一方、電動アシスト歩行車10が下り坂を走行しているときに前輪12が段差に衝突することも考えられる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8乃至図14に示す第2の実施の形態は、後輪13及びモータ20周辺の構成が異なるものであり、他の構成は上述した第1の実施の形態と略同一である。図8乃至図14において、第1の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
Zc(Wc−Wx)=−Za(Wa−Wx)・・・式(1)
Wc=(−Za/Zc)Wa・・・式(2)
すなわち、モータ20の出力軸63からの回転数は、−Za/Zc倍に減速されて伝達される。
Wx={Za/(Zc+Za)}Wa・・・式(3)
すなわち、モータ20の出力軸63からの回転数は、Za/(Zc+Za)倍に減速され、遊星キャリヤ54に連結されている電動アシスト歩行車10全体が、進行方向逆向き(前輪12が浮く側)の回転力を受けることになる。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図15および図16に示す第3の実施の形態は、前輪12を浮き上がらせる駆動力を発生する駆動部が、モータ20とは別体に設けられている点が異なるものであり、他の構成は上述した第1の実施の形態と略同一である。図15および図16において、第1の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、図17および図18を用いて、本発明の第4の実施の形態について説明する。図17および図18において、第1の実施の形態乃至第3の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図17に示すように、電動アシスト歩行車10は、フレーム11と、フレーム11に設けられた一対の前輪12及び一対の後輪(車輪)13と、フレーム11に接続された一対のハンドル14とを備えている。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。図18は、制御部16の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
はじめに、制御部16は、電動アシスト歩行車10への制御が段差モードに入るか否かを判断する(図18のステップS11)。ここで段差モードとは、後述するように、前輪12が段差に衝突したか否かを制御部16が判断するうえでの前提となる状態である。換言すれば、制御部16が段差モードに移行していない場合には、安全性の向上又は誤検知の防止等の理由により、制御部16は、前輪12が段差に衝突したか否かの判断は行わない。したがって、段差モード以外では、制御部16が前輪12を後輪13に対して浮き上がらせる制御を行うことはない。
制御部16は、前輪12又は後輪13に対してブレーキ制御が行われている場合、段差モードに移行しない(前輪12が段差に衝突したか否かの判断を行わない)ようにしても良い。
制御部16は、電動アシスト歩行車10が上りの傾斜面に位置している場合、段差モードに移行しない(前輪12が段差に衝突したか否かの判断を行わない)ようにしても良い。なお、制御部16は、電動アシスト歩行車10が上りの傾斜面に位置しているか否かは、傾き検知センサ23からの信号に基づいて判断することができる。
制御部16は、電動アシスト歩行車10が進行方向に対して左右に傾く傾斜面に位置している場合、段差モードに移行しない(前輪12が段差に衝突したか否かの判断を行わない)ようにしても良い。
制御部16は、電動アシスト歩行車10が段差を乗り越えた後、所定の時間内である場合、段差モードに移行しない(前輪12が段差に衝突したか否かの判断を行わない)ようにしても良い。
制御部16は、電動アシスト歩行車10が所定の速度以上で走行している場合、段差モードに移行しない(前輪12が段差に衝突したか否かの判断を行わない)ようにしても良い。
制御部16は、電動アシスト歩行車10が旋回中である場合、段差モードに移行しない(前輪12が段差に衝突したか否かの判断を行わない)ようにしても良い。
制御部16は、左右一対の前輪12又は後輪13の速度差が一定以上の場合、段差モードに移行しない(前輪12が段差に衝突したか否かの判断を行わない)ようにしても良い。
制御部16は、上記条件(A−1)〜(A−7)の全てに該当しない場合、段差モードに移行する。続いて、制御部16は、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したか否かを判断する(図18のステップS12)。
制御部16は、後輪13の減速度が閾値(第1閾値)以上となった場合に、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したと判断しても良い。
制御部16は、条件(B−1)に加え、後輪13の減速度が閾値(第1閾値)以上となった(減速度が発生した)後、後輪13の回転速度が負の閾値以上となっている(電動アシスト歩行車10が後進していない)場合に、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したと判断しても良い。
制御部16は、条件(B−2)に加え、後輪13の減速度が閾値(第1閾値)以上となる(減速度が発生する)前に、後輪13の回転速度が正である(電動アシスト歩行車10が前進していた)場合に、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したと判断しても良い。
制御部16は、後輪13の減速度が閾値(第1閾値)以上となった後、後輪13の回転速度(電動アシスト歩行車10の走行速度)が正の閾値(第2閾値)以下となっている場合に、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したと判断しても良い。
制御部16は、左右一対の後輪13のうち、いずれか一方の後輪13の減速度が閾値(第3閾値)以上となった場合に、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したと判断しても良い。
制御部16は、条件(B−5)に加え、左右一対の後輪13のうち、他方の後輪13の減速度が第3閾値よりも小さい閾値(第4閾値)以上となった場合に、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したと判断しても良い。
制御部16は、左右両方の後輪13の減速度が第3閾値と第4閾値との間の閾値(第5閾値)以上となった場合に、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したと判断しても良い。
制御部16は、ハンドル14に対する操作力が閾値(第6閾値)以上となっている場合に、使用者が電動アシスト歩行車10を前進させようとしているにも関わらず、前輪12が段差に衝突したと判断しても良い。
制御部16は、前輪12が壁面に衝突したと判断した際、前輪12が段差に衝突していないと判断しても良い。
11 フレーム
12 前輪
13 後輪
14 ハンドル
15 ブレーキユニット
16 制御部
20 モータ
21 バッテリ
22 速度検知センサ
23 傾き検知センサ
24 把持センサ
25 脚部検知センサ
31 パイプフレーム
Claims (35)
- フレームと、
前記フレームに設けられた前輪及び後輪と、
前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせる駆動力を発生する駆動部と、
前記駆動部に接続され、前記駆動部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、電動歩行補助装置の減速度が第1閾値以上となり、かつ前記減速度が前記第1閾値以上となった後、前記電動歩行補助装置が後進していない場合に、使用者が電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断し、前記駆動部を制御して前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせ、
前記制御部は、前記減速度が前記第1閾値以上となった後、前記電動歩行補助装置が後進している場合、前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせる制御を行わないことを特徴とする電動歩行補助装置。 - 前記制御部は、前記減速度が前記第1閾値以上となる前に、前記電動歩行補助装置が前進していた場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断することを特徴とする請求項1に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記減速度が前記第1閾値以上となった後、前記電動歩行補助装置の走行速度が第2閾値以下となっている場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断することを特徴とする請求項1又は2に記載の電動歩行補助装置。
- 前記後輪は左右一対設けられ、前記制御部は、いずれか一方の後輪の減速度が第3閾値以上となった場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、他方の後輪の前記減速度が前記第3閾値よりも小さい第4閾値以上となった場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断することを特徴とする請求項4に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、両方の後輪の前記減速度が前記第3閾値と第4閾値との間の第5閾値以上となった場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断することを特徴とする請求項5に記載の電動歩行補助装置。
- 前記使用者によって操作される操作部を更に備え、前記制御部は、前記操作部に対する操作力が第6閾値以上となっている場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記前輪が壁面に衝突したと判断した際、前記前輪が段差に衝突していないと判断することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記前輪又は前記後輪に対してブレーキ制御が行われている場合、前記前輪が段差に衝突したか否かの判断を行わないことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記電動歩行補助装置が上りの傾斜面に位置している場合、前記前輪が段差に衝突したか否かの判断を行わないことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記電動歩行補助装置が進行方向に対して左右に傾く傾斜面に位置している場合、前記前輪が段差に衝突したか否かの判断を行わないことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記電動歩行補助装置が段差を乗り越えた後所定の時間内である場合、前記前輪が段差に衝突したか否かの判断を行わないことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記電動歩行補助装置が所定の速度以上で走行している場合、前記前輪が段差に衝突したか否かの判断を行わないことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記電動歩行補助装置が旋回中である場合、前記前輪が段差に衝突したか否かの判断を行わないことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記前輪又は前記後輪は左右一対設けられ、前記制御部は、前記前輪又は前記後輪の左右の速度差が一定以上の場合、前記前輪が段差に衝突したか否かの判断を行わないことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記電動歩行補助装置が停止しているか、前記電動歩行補助装置の走行速度が一定以下であるか、又は、前記電動歩行補助装置の減速度が第7閾値以上となった場合に、前記前輪が段差に衝突したと判断することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記使用者によって操作される操作部を更に備え、
前記制御部は、前記操作部を介して前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしていると判断することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。 - 前記操作部は、前記フレームに接続され、前記使用者の手によって把持されるハンドルであり、
前記制御部は、前記使用者が前記ハンドルを前方に押した場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしていると判断することを特徴とする請求項17に記載の電動歩行補助装置。 - 前記制御部は、前記使用者が前記ハンドルを一定以上の力で押した場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしていると判断することを特徴とする請求項18に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記使用者が前記ハンドルを一定以上の力で一定時間以上押している場合に、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしていると判断することを特徴とする請求項18に記載の電動歩行補助装置。
- 前記駆動部は、前記後輪を前進方向に駆動させることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一項に記載の電動歩行補助装置。
- 前記駆動部は、走行用に前記後輪を前進方向に駆動させるモータであることを特徴とする請求項21に記載の電動歩行補助装置。
- 前記フレームに接続され、前記使用者の手によって把持されるハンドルを更に備え、
前記制御部は、前記使用者が前記ハンドルを押す力に応じて前記駆動力を増減させることを特徴とする請求項22に記載の電動歩行補助装置。 - 前記制御部は、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断した後、前記駆動力を徐々に増加させることを特徴とする請求項22に記載の電動歩行補助装置。
- 前記フレームに接続され、前記使用者の手によって把持されるハンドルを更に備え、
前記制御部は、前記使用者が前記ハンドルを押している時間に応じて前記駆動力を増減させることを特徴とする請求項22に記載の電動歩行補助装置。 - 前記制御部は、前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせた後、前記駆動部を制御して前記電動歩行補助装置を前進させることで前記前輪を段差の上部に接触させることを特徴とする請求項22に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記前輪が段差に衝突したと判断した際、前記使用者の前記ハンドルを前方に押す力が弱められる又は後方に引く力が加えられることに合わせて、前記駆動部を制御して前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせることを特徴とする請求項18に記載の電動歩行補助装置。
- 前記使用者が操作する操作手段を更に備え、
前記制御部は、前記使用者が前記操作手段を操作した場合に、前記駆動部を制御して前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせることを特徴とする請求項1に記載の電動歩行補助装置。 - 前記フレームに接続され、前記使用者の手によって把持されるハンドルと、
前記使用者が操作することにより前記後輪を制動するブレーキレバーとを更に備え、
前記制御部は、前記使用者が前記ブレーキレバーを操作しながら前記ハンドルを後方に引いた場合に、前記駆動部を制御して前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせることを特徴とする請求項1に記載の電動歩行補助装置。 - 前記制御部は、前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせた後、前記後輪の前進方向への駆動力を徐々に低減することを特徴とする請求項22に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記後輪が回転したとき、前記後輪の前進方向の駆動力を徐々に低減することを特徴とする請求項30に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記後輪が回転したとき、その回転速度に応じて前記後輪の前進方向の駆動力の減少量を大きくし、または前記後輪の前進方向の駆動力をゼロにすることを特徴とする請求項30に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせた後、前記電動歩行補助装置の傾斜角度に応じて前記後輪の前進方向の駆動力の減少量を大きくし、または前記後輪の前進方向の駆動力をゼロにすることを特徴とする請求項22に記載の電動歩行補助装置。
- 前記制御部は、前記電動歩行補助装置が下り坂にあるとき、前記後輪に対して自動で制動を行う自動ブレーキ機能を有し、
前記制御部は、前記電動歩行補助装置が下り坂にあり、前記使用者が前記電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断した際、前記自動ブレーキ機能を解除することを特徴とする請求項22に記載の電動歩行補助装置。 - フレームと、前記フレームに設けられた前輪及び後輪と、前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせる駆動力を発生する駆動部と、前記駆動部に接続され、前記駆動部を制御する制御部とを有する電動歩行補助装置の制御方法において、
前記制御部が、前記電動歩行補助装置の減速度が第1閾値以上となり、かつ前記減速度が前記第1閾値以上となった後、前記電動歩行補助装置が後進していない場合に、使用者が電動歩行補助装置を前進させようとしているにも関わらず、前記前輪が段差に衝突したと判断する工程と、
前記制御部が、前記駆動部を制御して前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせる工程とを備え、
前記制御部は、前記減速度が前記第1閾値以上となった後、前記電動歩行補助装置が後進している場合、前記前輪を前記後輪に対して浮き上がらせる制御を行わないことを特徴とする電動歩行補助装置の制御方法。
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