CN114901233A - 电气控制车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种通过新的解决方案检测使用者的跌倒从而能够提高安全性的电气控制车辆。步行车(100)具备：制动器；速度传感器；加速度传感器；制动器控制部，其在由加速度传感器检测到的加速度变为阈值以上时，对制动器进行电气控制来使制动力增强；以及阈值变更部，其根据速度来变更阈值。根据该结构，能够根据速度变更加速度的阈值，来检测使用者的跌倒，从而能够提高安全性。

Description

电气控制车辆
技术领域
本发明涉及一种电气控制车辆。
背景技术
以往，已知一种用于辅助老人、脚力弱的人步行的电气控制车辆(例如专利文献1)。电气控制车辆以在步行时与步行者(使用者)成为一体的方式来使用。一部分电气控制车辆在使用者即将跌倒时利用马达的转矩制动器使电气控制车辆停止，从而抑制使用者跌倒。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-187485号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为检测使用者的跌倒的方法的一例，存在如下技术：由测距传感器随时间的经过而监视使用者与电气控制车辆的距离，在使用者与电气控制车辆的距离为一定距离以上时，判断为发生了跌倒，使制动器工作。然而，如果只是测定使用者与电气控制车辆之间的距离，则有可能在例如外套、领带等衣服遮挡了测距传感器、使用者的身体因跌倒以外的理由脱离了测距传感器的检测区域、测距传感器被弄湿或弄脏等时使制动器进行了工作。因而，检测使用者的跌倒的技术还有改善的余地。
本发明的目的在于提供一种通过新的解决方案检测使用者的跌倒从而能够提高安全性的电气控制车辆。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的某个方式具备：加速度传感器；制动器；制动器控制部，其在由加速度传感器检测到的加速度变为阈值以上时，对制动器进行电气控制来使制动力增强；以及阈值变更部，其根据速度来变更阈值。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的步行车的立体图。
图2是该步行车的侧视图。
图3是该步行车的控制系统的框图。
图4是示出跌倒制动器的阈值与速度的关系的图表。
图5是示出使用者即将跌倒时的加速度的每个时间的变化的图表。
图6是示出跌倒制动器工作时的制动力与时间的关系的图表。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式的电气控制车辆。在下面的说明中，对相同的结构标注相同的附图标记，并省略对它们的重复说明。在下面的实施方式中，作为电气控制车辆，例示例如用于辅助老年人步行的步行车。然而，作为电气控制车辆，能够采用至少通过电力来控制制动器的所有的车辆。电气控制车辆将使用者进行推动等而输入到车辆的力作为主动力源来驱动车轮以使车轮旋转。作为这样的电气控制车辆的一例，除了步行车以外，还有轮椅、婴儿车、用于搬送货物的台车等。
为了明确下面的说明，首先对下面的说明中使用的术语的意思进行说明。在本说明书中，制动器包括机械制动器和电气制动器这两种制动器。机械制动器通过使用者的有意操作使制动片等摩擦元件与车轮或车轴接触，来利用摩擦元件的制动力降低车轮的转数。电气制动器与使用者的有意操作无关，而是通过电气控制，回收通过车轮的旋转所产生的动能，从而利用制动力来降低车轮的转数。另外，电气制动器也包括对马达向与通常的驱动方向相反的方向进行旋转驱动来降低车轮的转数的制动器。另外，在本说明书中，电气控制车辆是指至少具备电气制动器的车辆。因而，即使车辆整体中被进行电气控制的元件只有电气制动器，也包含于电气控制车辆。另外，在本说明书中，作为表示方向的术语，有时使用前方向和后方向。前方向是指在车辆的通常的使用状态下使车辆前进的方向，后方向是指在车辆的通常的使用状态下使车辆前进的方向。另外，在本说明书中，作为表示车辆的姿势的术语，有时使用“俯仰角度”、“侧倾角度”以及“横摆角度”。俯仰角度是指绕在车宽方向上延伸的轴(俯仰轴)的角度。侧倾角度是指绕在车辆的前后方向上延伸的轴(侧倾轴)的角度。横摆角度是指绕在车辆的上下方向上延伸的轴(横摆轴)的角度。另外，俯仰、侧倾以及横摆是指绕各自对应的轴的旋转运动。另外，路面的倾斜角度是指车辆的行驶面的倾斜角度。路面的倾斜角度被估计为与车辆的倾斜角度实质相同，通过绕俯仰轴或侧倾轴的角度、或者绕俯仰轴和侧倾轴的角度的组合来表示。
图1是本发明的一个实施方式的步行车的立体图。图2是图1的步行车100的侧视图。如图1和图2所示，步行车100具备主体框架11、设置于主体框架11的一对前轮12和一对后轮13、以及设置于主体框架11的支承垫(身体支承部)14。步行车100用于辅助老人、脚力弱的人步行。使用者在使用步行车100时，在将前臂、肘部放置于支承垫14而对支承垫14施加了体重(负荷)的状态下，抓住手柄杆15和制动杆16并推动手柄杆15，从而使用者对步行车100施加力来进行步行动作。因而，手柄杆15成为接受来自使用者的力的接受部，步行车100因接受部所接受到的力而进行移动。
主体框架11具备从垂直于步行车100的设置面的方向倾斜规定角度的一对支承框架21。作为一例，支承框架21由管状构件构成。在支承框架21的下端侧水平地配设有一对下部框架51。在下部框架51的前端侧安装有一对前轮12。在下部框架51的后端侧设置有一对连杆机构55。
在一对下部框架51的上方设置有一对上部框架54。一对后轮框架57的一端侧经由轴56以能够转动的方式结合在上部框架54的后端侧。在后轮框架57的另一端侧分别设置有一对后轮13。
在一对支承框架21的上端部分别设置有一对手柄24。一对手柄24相对于步行车100的设置面大致水平地设置。作为一例，一对手柄24由管状构件构成。在一对手柄24分别设置有握持部23(参照图2)，该握持部23供使用者在就座时抓住以稳定姿势。另外，在一对手柄24的前方侧形成有与手柄24成一体的管状的手柄杆15。手柄杆15的一端与一对手柄24中的一个手柄24结合，手柄杆15的另一端与另一个手柄24结合。此外，手柄杆15也可以由与手柄24不同的构件构成。
在一对后轮13的外周设置有一对制动片25(图1中省略，参照图2)。制动片25与配设在主体框架11内的制动线(未图示)的一端连接。线的另一端与设置在手柄杆15的两侧的一对制动单元61的线连接机构连结。此外，线被收纳在主体框架11内，但也可以构成为将线配设在主体框架的外侧使得使用者从外观上能够看到线。
制动杆16以与手柄杆15相向的方式配置于手柄杆15的前下方向。制动杆16的两端部分别与一对制动单元61连结。制动杆16的两端部经由螺旋弹簧等施力部件安装于制动单元61。使用者通过将制动杆16向跟前(向图2的箭头R1的方向)拉，能够通过线的作用而施加机械制动。即，能够通过制动杆16的操作来控制制动片25。
在使用时，使用者将制动杆16向跟前侧(向靠近手柄杆15的方向)拉至制动器工作位置。通过与制动杆16连结的线的作用，制动片25进行移动，从而制动片25推压后轮13的外周。由此来进行机械制动。当使用者将手离开制动杆16时，制动杆16返回到原来的位置(通常位置)。伴随于此，制动片25也离开后轮13，从而机械制动被解除。另外，制动杆16能够向箭头R1的相反方向(下侧)下降。通过将制动杆16下降至停车位置，来实施借助线的作用维持制动片25推压后轮13的状态的停车制动。
在一对手柄24的上方，以横跨一对手柄24的方式搭载有上述的支承垫14。支承垫14是用于支承使用者的身体的一部分的身体支承部的一个方式。在本实施方式中，假定对使用者的前臂或肘部或这两个部位进行支承的使用方式。但是，也能够是对下巴、手或胸等其它部位进行支承的使用方式。
在手柄24与支承垫14之间设置有用于检测使用者是否正在使用步行车100进行步行的检测机构71(参照图2)。具体地说，检测机构71检测是否从使用者对支承垫14施加了负荷(体重)、或者检测使用者是否与支承垫14接触。
作为一例，支承垫14的形状为马蹄状，但并不限定于此，也可以是其它任意形状。作为一例，支承垫14是将海绵或橡胶制材料那样的缓冲材料放置在木板或树脂板等板材之上并用树脂性或布制的任意的包覆材料包覆而构成的。但是，并不限定于该结构，也可以是其它任意的结构。
一对臂构件26的一端侧被固定于支承垫14的下表面的左右两侧。臂构件26的另一端侧分别以能够转动的方式安装在一对手柄杆15的外侧。使用者将支承垫14向上方推起(弹起)，由此支承垫14向图2的箭头R2的方向转动，并在规定位置(退避位置)固定(参照图2的虚拟线)。在座椅部37上确保用于容纳使用者的上半身的空间。在该状态下，使用者能够用双手抓住一对握持部23的同时使支承垫14处于后背侧地就座于座椅部37。使用者通过抓住握持部23而在就座时稳定自身的姿势。如此，支承垫14在被推起之前的位置(通常位置)妨碍使用者就座于步行车的座椅部37，在被推起之后的位置(退避位置)容许使用者就座于座椅部37。
在此，示出了使用者手动地推起支承垫14的结构，但作为其它例，也可以是如下的结构：设置未图示的锁定机构，通过锁定机构解除固定，从而自动地将支承垫14推起。或者，也可以是如下的结构：设置使臂构件26转动的电动机构(马达等)，通过开关启动使电动机构工作，来将支承垫14推起。
在一对上部框架54之间，以悬挂的方式设置有收纳部27(参照图2)。收纳部27具有上方开口的袋形状，能够在内部收纳货物。收纳部27既可以是树脂性的，也可以是布制的。作为收纳部27的盖部，设置有上述的就座用的座椅部37。
在收纳部27的后侧设置有从一对上部框架54向下方向延伸的杆28。杆28被配设在使用者能够用脚踩踏杆28的位置。通过使用者放下杆28，从而连杆机构55以使一对后轮框架57和一对后轮13向一对前轮12靠近的方式折叠。其结果是，将步行车100进行折叠。
图3是控制系统的框图。步行车100具备控制部101、传感器组103、马达105以及电池107。步行车100将由传感器组103探测到的各种信息提供给控制部101。控制部101对从传感器组103提供的信息进行处理并对马达105进行控制。控制部101、马达105、传感器组103以及电池107也可以被收纳在一个壳体内，与成为控制对象的后轮13一体地设置。在该情况下，也可以是将收纳有控制部101、马达105、传感器组103以及电池107的壳体安装于一对后轮13的各个后轮。另外，也可以将传感器组103中的用于检测后轮13的转数的传感器及马达105与一对后轮13分别对应地配置，将除此以外的控制部101和电池107收纳在收纳部27内。另外，也可以将收纳有控制部101、电池107、用于检测后轮13的转数的传感器以及用于检测倾斜角的传感器的壳体安装于一对后轮13的各个后轮。
[马达]
马达105与后轮13的车轴连接，在控制部101的控制下控制后轮13的转数。更具体地说，马达105作为产生制动力来抑制后轮13的转数的电气式制动器而发挥功能。马达105利用通过后轮13的旋转所产生的动能来进行旋转。马达105通过进行旋转而回收动能，来提高马达105对后轮13的制动力，由此使后轮13的转数降低。马达105所回收的动能被蓄积到电池107中。因而，马达105作为再生制动器或发电制动器而发挥功能。此外，在电池107能够使用外部电源进行充电的情况下，不需要由马达105对电池107进行充电，也可以使用如涡流制动器、电磁式缓速器那样的回收动能并消耗动能的制动器来作为电气式制动器。作为被用作再生制动器的马达105，具有伺服马达、步进马达、AC马达、DC马达等。另外，例如在步行车100具备辅助功能的情况下，马达105也可以向与使步行车100前进的方向相反的方向旋转来产生使后轮13的转数降低的反转制动。
[电池]
电池107与控制部101电连接，供给用于控制部101进行驱动的电力。另外，也可以将电池107与传感器组103的各传感器电连接，以供给用于驱动传感器组103的电力。作为电池107，能够使用如锂离子电池那样的二次电池或电容器(capacitor)。电池107既可以是能够使用外部电源进行充电的电池，也可以是仅利用由马达105回收的电能进行充电的电池。
[传感器组]
传感器组103具备单个或多个传感器，将各传感器的检测结果发送到控制部101。传感器组103具备：角速度传感器111，其用于检测车辆的绕俯仰轴、侧倾轴及横摆轴的角速度；加速度传感器113，其用于检测车辆的绕俯仰轴、侧倾轴及横摆轴的加速度；以及速度传感器115，其用于检测后轮13的转数和旋转方向。作为角速度传感器111和加速度传感器113，也可以使用将它们组合所得到的六轴惯性传感器。另外，例如在不需要检测绕横摆轴的角速度和加速度的情况下，也可以使用至少能够检测绕俯仰轴和侧倾轴的角速度和加速度的四轴惯性传感器。可以使用霍尔元件作为速度传感器115，也可以根据马达105的反电动势来计算速度。另外，也可以使用地磁传感器来代替加速度传感器。各传感器的检测结果作为信号而以有线方式或无线方式被发送到控制部101。
另外，传感器组103也可以具备用于检测相对于车辆的俯仰轴的倾斜角度、或相对于绕俯仰轴的水平面的倾斜角度的倾斜传感器117。另外，在不需要检测侧倾角的情况下，也可以使用能够检测绕俯仰轴的角速度和侧倾轴方向的加速度的传感器。另外，为了检测俯仰角或绕侧倾轴的旋转，只要能够检测加速度即可，未必一定需要角速度。另外，为了检测相对于水平面的倾斜角度或倾斜的有无，也可以使用加速度传感器113的检测值的历史记录或经时变化，在该情况下不需要倾斜传感器117。另外，传感器组103也可以具备用于检测加加速度的加加速度传感器(jerk sensor)119。另外，也可以为了获取加加速度而对加速度传感器113的检测值进行微分来进行计算，在该情况下不需要加加速度传感器119。另外，为了检测速度，也可以对加速度传感器113的检测值进行积分，在该情况下不需要速度传感器115。另外，也可以不设置检测前后方向的加速度的加速度传感器113，而对速度传感器115的检测值进行微分来计算前后方向的加速度。在该情况下，也可以为了计算前后方向的加加速度而对速度传感器115的检测值进行二阶微分。如此，速度、加速度以及加加速度的获取只要使用加速度传感器113、速度传感器115以及加加速度传感器119中的某一个传感器就能够实现。因而，速度传感器115与控制部101进行协作而能够相当于速度获取部和加速度获取部，加速度传感器113也同样与控制部101进行协作而能够相当于速度获取部和加速度获取部。
[行驶阻力估计部]
步行车100也可以具备行驶阻力估计部121。行驶阻力估计部121用于估计步行车100正在行驶的路面的阻力。作为一例，行驶阻力估计部121随时间的经过而监视步行车100行驶时的铅直方向的加速度，来估计路面的行驶阻力。另外，行驶阻力估计部121也可以拍摄行驶路面，对摄像图像进行解析来估计路面的阻力。
[控制部]
控制部101通过控制马达105来控制制动器。控制部101通过如MPU(MicroProcessing Unit：微处理单元)那样的进行各种运算处理的处理器、用于保存信息和命令的存储器、在由处理器进行运算时使用的临时存储器那样的硬件构成。控制部101与电池107电连接，被电池107供给用于驱动各硬件的电力。控制部101利用从各传感器得到的检测结果，来使由马达105产生的制动力增强或减弱。具体地说，控制部101利用从各传感器得到的检测结果来运算制动力的大小，并将为了产生制动力所需要的电阻值发送到马达105，由此来调整制动力的强度。
控制部101具备各自在不同的工作条件下基于不同的制动原理产生制动力的速度制动器控制部123、倾斜制动器控制部125以及跌倒制动器控制部127。在实施方式的例子中，跌倒制动器控制部127作为“制动器控制部”或“第一制动器控制部”而发挥功能，倾斜制动器控制部125和速度制动器控制部123中的至少一方作为“第二制动器控制部”而发挥功能。控制部101检测步行车100的行驶环境、行驶状态等各种条件，根据各种制动原理来使马达105产生制动力。速度制动器控制部123基于被输入的速度值来控制速度。倾斜制动器控制部125基于被输入的行驶路面的倾斜值(或步行车100的俯仰角)来控制速度。作为“制动器控制部”的跌倒制动器控制部127基于被输入的加速度来控制马达105，从而抑制使用者跌倒。在能够由速度制动器控制部123、倾斜制动器控制部125或跌倒制动器控制部127对制动片25进行电气控制的情况下，也可以仅通过对制动片25的控制来进行速度制动、倾斜制动以及跌倒制动。另外，在能够由速度制动器控制部123、倾斜制动器控制部125以及跌倒制动器控制部127对制动片25进行电气控制的情况下，也可以利用制动片25与马达105的组合来执行速度制动、倾斜制动以及跌倒制动。
[辅助控制]
另外，步行车100也可以具备辅助步行车100加速的辅助功能。辅助控制部129基于由加速度传感器113检测到的步行车100的向前进方向的加速度，来计算辅助力。辅助控制部129计算要使马达105产生的辅助力，基于计算值来控制马达105。马达105基于辅助控制部129进行的控制来对后轮13施加辅助力，从而对步行车100施加前进力。辅助控制部129也可以根据基于俯仰角传感器的检测值得出的上坡的有无、由行驶阻力估计部121得到的行驶阻力的估计值等，来使辅助力进行增减。
下面，说明由控制部101进行的对马达105的具体的控制过程。在下面的说明中，控制部101、速度制动器控制部123、倾斜制动器控制部125、跌倒制动器控制部127以及辅助控制部129自主进行的动作是通过处理器参照存储器中保存的命令和信息并在临时存储器上执行运算来实现的。
[速度制动器]
作为一例，速度制动器控制部123在步行车100的速度为规定以上时要对速度进行抑制，从而使速度制动器工作。在该情况下，速度制动器控制部123获取速度传感器115的检测值并对检测值进行监视。当速度制动器工作时，例如马达105产生制动力来抑制后轮13的转速。由此，抑制步行车100的速度来提高安全性。
[倾斜制动器]
作为一例，倾斜制动器控制部125在步行车100行驶的路面为规定角度以下的下坡时使倾斜制动器工作来抑制步行车100的速度。另外，作为其它例，倾斜制动器控制部125也可以在步行车100持续规定距离行驶于规定角度以下的斜坡的情况下产生倾斜制动。另外，作为其它例，倾斜制动器控制部125也可以在步行车100持续规定时间行驶于规定角度以下的斜坡的情况下产生倾斜制动。在这些情况下，倾斜制动器控制部125获取加速度传感器113或倾斜传感器117的检测值，并持续地监视加速度。当倾斜制动器工作时，例如马达105产生制动力来抑制后轮13的转速。由此，抑制步行车100的速度来提高安全性。
[跌倒制动器]
作为一例，跌倒制动器控制部127在使用者跌倒的可能性高的情况下要对步行车100的速度进行抑制，从而使跌倒制动器工作。在步行车100在平地上行驶的过程中使用者跌倒的情况下，步行车100的加速度有迅速增加的趋势。因而，跌倒制动器控制部127在步行车100的加速度变为规定的阈值以上的情况下视为有跌倒的危险，从而使跌倒制动器工作。
另外，控制部101具备阈值变更部131，该阈值变更部131对跌倒制动器控制部127参照的阈值进行管理，并根据状况对该阈值进行变更。
图4是示出跌倒制动器的阈值与速度的关系的图表。在图4中，纵轴表示加速度的阈值，横轴表示步行车100的速度。如图4所示，在步行车100的当前的速度慢的情况下，加速度的阈值相对变高，在步行车100的当前的速度快的情况下，加速度的阈值相对变低。另外，在图示的例子中，在中速区域内使加速度的阈值随着速度变快而逐渐减小。阈值变更部131参照速度传感器115的检测值，读出与所检测出的速度对应的阈值。接着，阈值变更部131将读出的阈值设定为用于使跌倒制动器工作的阈值。阈值变更部131至少在步行车100前进的期间持续进行一系列的用于变更阈值的处理。
考虑使用者有意地想要使步行车100急加速的情况下的加速度而将低速区域的阈值设定得比较高。另外，即使在使步行车100高速地行进的状态下使用者即将跌倒，步行车100的加速度也被认为不怎么变高，从而变化少。因而，与低速区域相比将高速区域的阈值设定得相对较低即可。在图示的例子中，将小于速度A的区域设为低速区域，将速度A以上且小于速度B的区域设为中速区域，将速度B以上的区域设为高速区域。在将速度A时的与加速度有关的阈值设为1的情况下，在小于速度A的低速区域，与加速度有关的阈值例如被设定为10。在中速区域，随着速度变大，与加速度有关的阈值逐渐减小至1/3。在高速区域，与加速度有关的阈值被设定为1/3。
在图示的例子中，将阈值实质上划分为高速区域、中速区域以及低速区域这三个阶段的阈值。然而，也可以不以高速区域、中速区域以及低速区域分阶段地划分阈值，而使速度与阈值具有通过如随着速度增加而阈值降低那样的一次函数或二次函数表示的关系。另外，在上述的例子中，将阈值划分为三个阶段，但也可以划分为高速区域内的阈值和低速区域内的阈值这两个阶段的阈值。在该情况下，阈值变更部131例如也可以进行如下的二值控制：在通常行驶时将阈值事先设定为高速区域，在速度低于规定值时相对地提高阈值。另外，在图示的例子中，将高速区域和低速区域内的阈值设为一定，但也可以是，在这些区域内也使阈值随着速度变大而逐渐减小。另外，也可以在各区域内使与加速度有关的阈值同速度成反比例。
如此，能够基于行驶时的速度来变更用于使跌倒制动器工作的与加速度有关的阈值。由此，能够提高在低速时和高速时的跌倒的检测精度。另外，在低速时相对地提高与加速度有关的阈值，由此能够抑制在使用者有意地想要加速时跌倒制动器进行工作。另外，步行车100不使用测距传感器就能够高精度地检测跌倒的可能性。此外，这样的效果并不妨碍在步行车100中辅助性地设置测距传感器来进一步提高跌倒的检测精度。
[跌倒制动器与其它制动器的关系]
跌倒制动器和其它电气制动器的制动原理、即由马达105产生制动力时的检测值不同。因而，例如也考虑在倾斜制动器工作的期间满足使跌倒制动器工作的条件。例如在下坡行进的过程中倾斜制动器工作并在该状态下使用者即将跌倒的情况下，由于已经由倾斜制动器产生了减速力，因此认为在跌倒时加速少。在速度制动器工作的过程中，也因同样的理由而认为在跌倒时加速少。
因而，也可以在利用与跌倒制动器不同的制动原理(在本例中为倾斜制动器和速度制动器中的至少任一方)来控制马达105的制动力的情况下，阈值变更部131对阈值进行变更。例如，在将跌倒制动器进行工作的与加速度有关的阈值设为1的情况下，在通过跌倒制动器以外的制动器作用制动力的期间，与加速度有关的阈值被变更为1/3。阈值变更部131检测倾斜制动器控制部125和速度制动器控制部123的状态，并探测有无倾斜制动和速度制动的产生。
另外，在阈值变更部131基于速度来变更与加速度有关的阈值的情况下，也可以在通过与跌倒制动器不同的制动原理来控制马达105的制动力的期间，由阈值变更部131对与加速度有关的阈值进行校正。此外，此处所说的对阈值进行校正是变更阈值的具体的一种方式，包含于对阈值进行变更的情况。作为一例，在倾斜制动器工作的期间，阈值变更部131将与图4相关联地说明的阈值校正为原来的值的1/3倍。因而，阈值变更部131使低速区域内的阈值变为10/3，使高速区域内的阈值变为1/9，使中速区域内的阈值从1/3逐渐减小至1/9。
如此，在制动原理与跌倒制动器的制动原理不同的其它制动器工作的期间，通过对阈值进行变更或校正，能够提高跌倒的检测精度。在制动原理与跌倒制动器的制动原理不同的其它制动器工作的期间产生跌倒制动的情况下，也可以控制为使跌倒制动器与其它制动器的制动力的合计等于使跌倒制动器单独工作时的制动力。
[跌倒制动器与辅助控制的关系]
在步行车100具备辅助功能的情况下，也考虑在执行辅助控制的过程中满足使跌倒制动器工作的条件。在执行辅助控制的过程中，由使用者推动步行车100的力和马达105的辅助力的合力使步行车100加速。因而，与没有执行辅助控制的情况相比，在执行辅助控制的过程中，步行车100的加速度有容易达到与加速度有关的阈值的趋势。因而，也可以在辅助控制部129执行辅助控制的期间，阈值变更部131对阈值进行变更。例如，在将跌倒制动器进行工作的与加速度有关的阈值设为1的情况下，在辅助控制部129执行辅助控制的期间，与加速度有关的阈值被变更为1.3。阈值变更部131检测辅助控制部129的状态，并探测有无辅助控制。
另外，在阈值变更部131基于速度来变更与加速度有关的阈值的情况下，也可以在由辅助控制部129执行辅助控制的期间，阈值变更部131对与加速度有关的阈值进行校正。作为一例，在执行辅助控制的期间，阈值变更部131将与图4相关联地说明的阈值校正为原来的值的1.3倍。因而，阈值变更部131使低速区域内的阈值变为13，使高速区域内的阈值变为1.3/3，使中速区域内的阈值从1.3逐渐减小至1.3/3。
如此，通过在执行辅助控制的期间对阈值进行变更或校正，能够提高跌倒的检测精度。具体地说，能够抑制尽管在执行辅助控制的过程中使用者没有跌倒但跌倒制动器进行工作的情况。
[跌倒制动器与俯仰角的关系]
阈值变更部131也可以根据步行车100正在行驶的路面的倾斜来变更阈值。例如在步行车100在上坡行驶的过程中使用者即将跌倒的情况下，认为步行车100的加速度因上坡的阻力而难以上升。在该情况下，跌倒制动器难以工作。相反地，认为在步行车100在下坡行驶的过程中加速度容易上升，即使使用者没有跌倒，加速度也会达到阈值。例如在步行车100正在上坡行驶的情况下，使用者为了对步行车100施加体重而采取前倾姿势，从而使用者的重心位置有离开步行车100的趋势。另外，此时使用者有为了向上推步行车100而加速的趋势。在这样的情况下，如果没有事先将跌倒制动器的阈值设定得高，则存在跌倒制动器频繁地进行工作的可能性。相反地，在步行车100在下坡行驶的过程中，使用者有使步行车100靠近身体的趋势，即使使用者即将跌倒，步行车100也不易加速。在该情况下，如果不事先将阈值设定得低，则存在跌倒的探测延迟的可能性。因而，阈值变更部131也可以基于俯仰角传感器的检测值来变更阈值。例如，在将跌倒制动器工作的与加速度有关的阈值设为1的情况下，在步行车100在下坡行驶的期间，与加速度有关的阈值被变更为1/3，在步行车100在上坡行驶的期间，与加速度有关的阈值被变更为1.3。阈值变更部131基于俯仰角传感器的检测值来判断上坡或下坡的有无。
另外，在阈值变更部131基于速度来变更与加速度有关的阈值的情况下，阈值变更部131也可以在上坡或下坡行驶的过程中对与加速度有关的阈值进行校正。作为一例，在步行车100在下坡行驶的期间，阈值变更部131将与图4相关联地说明的阈值校正为原来的值的1.3倍。因而，阈值变更部131使低速区域内的阈值变为13，使高速区域内的阈值变为1.3/3，使中速区域内的阈值从1.3逐渐减小至1.3/3。另一方面，在步行车100在上坡行驶的期间，阈值变更部131将与图4相关联地说明的阈值校正为原来的值的1/3倍。因而，阈值变更部131使低速区域内的阈值变为10/3，使高速区域内的阈值变为1/9，使中速区域内的阈值从1/3逐渐减小至1/9。
如此，通过基于俯仰角来对阈值进行变更或校正，能够提高跌倒的检测精度。具体地说，在步行车100在下坡行驶的过程中，通过降低跌倒制动器的阈值，能够抑制尽管没有跌倒但跌倒制动器进行工作的情况。另外，在步行车100在上坡行驶的过程中，通过提高跌倒制动器的阈值，更易于检测跌倒。
[跌倒制动器与行驶阻力的关系]
阈值变更部131也可以根据步行车100正在行驶的路面的阻力来变更阈值。例如在步行车100在行驶阻力高的路面行驶的过程中，认为即使使用者即将跌倒，加速度也难以升高。在该情况下，跌倒制动器难以工作。因而，阈值变更部131也可以基于行驶阻力估计部121的估计结果来变更阈值。例如在将跌倒制动器进行工作的与加速度有关的阈值设为1的情况下，在步行车100在行驶阻力高的路面行驶的期间，与加速度有关的阈值被变更为1/3。在该情况下，只要能够二值地检测行驶阻力即可，也可以将行驶阻力估计部121设为简单的结构。另外，在使用了行驶阻力的检测精度高的行驶阻力估计部121的情况下，阈值变更部131也可以随着行驶阻力变高而降低与加速度有关的阈值。
另外，在阈值变更部131基于速度来变更与加速度有关的阈值的情况下，阈值变更部131也可以在步行车100在行驶阻力高的路面上行驶的过程中对与加速度有关的阈值进行校正。作为一例，在步行车100在行驶阻力高的路面行驶的期间，阈值变更部131将与图4相关联地说明的阈值校正为原来的值的1/3倍。因而，阈值变更部131使低速区域内的阈值变为10/3，使高速区域内的阈值变为1/9，使中速区域内的阈值从1/3逐渐减小至1/9。
如此，通过基于行驶阻力来对阈值进行变更或校正，能够提高跌倒的检测精度。具体地说，在步行车100在行驶阻力高的路面行驶的过程中，通过降低跌倒制动器的阈值，更易于检测跌倒。
如以上那样，步行车100基于步行车100的行驶速度来变更加速度的阈值，能够提高跌倒的检测精度。由此，步行车100能够在适当的定时使跌倒制动器工作。
另外，阈值变更部131能够基于跌倒制动器以外的制动器的工作状况、辅助控制的工作状况、俯仰角以及行驶阻力来变更阈值。也可以是，在阈值变更部131基于跌倒制动器以外的制动器的工作状况、辅助控制的工作状况、俯仰角以及行驶阻力来变更阈值的情况下，阈值变更部131不一定具备基于速度来变更阈值的功能。
另外，在阈值变更部131具备基于速度来变更阈值的功能的情况下，阈值变更部131基于速度来变更加速度的阈值，并且基于跌倒制动器以外的制动器的工作状况、辅助控制的工作状况、俯仰角以及行驶阻力来校正与加速度有关的阈值。因而，跌倒制动器控制部127基于校正后的与加速度有关的阈值来控制跌倒制动器的制动力。
[跌倒制动器与加加速度的关系]
在阈值变更部131根据速度来变更与加速度有关的阈值的方式中，跌倒制动器控制部127也可以基于加加速度而不使跌倒制动器工作。例如，认为使用者想要穿过人行横道而有意地使步行车100加速。在这样的情况下，不希望步行车100的加速度达到与加速度有关的阈值而使跌倒制动器工作。
图5是示出使用者即将跌倒时的加速度的每个时间的变化的图表。在使用者有意地使步行车100加速的情况下，如实线L1所示，步行车100的加速度有持续增加的倾向。在使用者跌倒而步行车100加速的情况下，如虚线L2所示，步行车100的加速度增加，但随着使用者的身体相对于铅直方向的倾斜角度变大而步行车100的加速度有钝化或减少的倾向。因而，跌倒制动器控制部127参照步行车100的加加速度，将加加速度为与加加速度有关的阈值以下作为条件，而在加速度变为与加速度有关的阈值以上时使跌倒制动器工作。简而言之，步行车100的加加速度的值成为用于使跌倒制动器工作的条件。
跌倒制动器控制部127对速度传感器115的检测值进行二阶微分或者对加速度传感器113的检测值进行微分来获取加加速度。在传感器组103中设置有加加速度传感器119的情况下，也可以获取加加速度传感器119的检测值。与加加速度有关的阈值是用于估计利用者的姿势、状态的基准值，例如能够设定值0。当将与加加速度有关的阈值设定为值0时，在加速度增加的情况下，判断为是使用者的有意加速而非跌倒。在加加速度超过阈值0的情况下，即使加速度传感器113的检测值超过了与加速度有关的阈值，跌倒制动器控制部127也不使跌倒制动器工作。相反地，在加速度减少的情况下，加加速度为阈值0以下。在该情况下，在加速度传感器113的检测值超过与加速度有关的阈值的情况下，使跌倒制动器工作。由此，能够抑制跌倒制动器针对使用者的有意加速而工作。
[跌倒制动器的解除条件]
用于将通过上述任一种方法而工作了的跌倒制动器解除的条件优选如下所述那样。
作为一例，跌倒制动器控制部127也可以基于通过跌倒制动器增强了制动力后的经过时间而将跌倒制动器解除。在该情况下，跌倒制动器控制部127在通过跌倒制动器增强了制动力时开始测量时间，在经过了预先决定的与时间(例如0.2秒)有关的阈值之后，将跌倒制动器解除来减弱制动力。如果步行车100的跌倒制动器工作了一定时间，则跌倒制动器控制部127估计为使用者恢复了身体姿势。通过在该定时将跌倒制动器解除，能够抑制使用者在通过跌倒制动器提高了制动力的状态下开始推动步行车100。
另外，在步行车100具备辅助功能且能够通过使马达105反转的反转制动器来提高制动力的情况下，跌倒制动器控制部127也可以基于更小的阈值(例如0.1秒)将跌倒制动器解除。在通过反转制动器提高了制动力的情况下，如果持续施加反转制动，则步行车100有可能后退。因而，在该情况下，跌倒制动器控制部127在通过反转制动器提高了制动力之后，在经过0.1秒后将跌倒制动器解除。
另外，作为其它例，也可以是，跌倒制动器控制部127在通过跌倒制动器增强了制动力之后，如果步行车100的速度在规定时间低于预先决定的与速度有关的阈值，则将跌倒制动器解除。关于经过规定时间的判断，能够根据是否超过预先决定的与时间有关的阈值(例如0.2秒)来进行判断。另外，阈值变更部131也可以根据步行车100的速度来变更与时间有关的阈值。例如在步行车100的速度慢的情况下，降低与时间有关的阈值，在步行车100的速度快的情况下，提高与时间有关的阈值。如果步行车100的速度在一定时间低于一定速度，则跌倒制动器控制部127判断为使用者恢复了身体姿势。通过在该定时将跌倒制动器解除，能够抑制使用者在通过跌倒制动器提高了制动力的状态下开始推动步行车100。另外，通过根据步行车100的速度判断使用者的身体姿势，能够抑制尽管使用者没有恢复身体姿势也将跌倒制动器解除的情况。此外，跌倒制动器控制部127为了判断使用者的身体姿势，也可以参照步行车100的加速度来代替速度。
另外，作为其它例，也可以对能够由传感器组103检测的与使用者的身体姿势相关联的条件预先赋予分数，每当达成条件时对分数进行加法，在总分数成为一定值以上时将跌倒制动器解除。例如在成为慢行状态(例如时速为0.5km以下的行驶)时加上1分，在成为停止状态(例如时速为0.1km以下的行驶)时加上10分，在成为后退(例如向后方的时速为0.1km以上的行驶)时加上20分。跌倒制动器控制部127根据传感器组103的检测值，每当达成条件时对分数进行加法，在总分数成为例如200分时，将跌倒制动器解除。
通过设定这样的跌倒制动器的解除条件，使用者能够在恢复身体姿势后顺畅地再次开始步行。
图6是示出跌倒制动器工作时的制动力与时间的关系的图表。如图6所示，也可以在将跌倒制动器解除的情况下逐渐地减弱由马达105产生的制动力。在该情况下，能够将反转制动器和再生制动器进行组合。在使跌倒制动器工作来支撑即将跌倒的使用者时，需要强的制动力。跌倒制动器控制部127在使跌倒制动器工作时以及维持跌倒制动器的期间，使马达105反转来产生反转制动。在达成了跌倒制动器的解除条件之后，跌倒制动器控制部127控制马达105来将反转制动器切换为再生制动器。接着，跌倒制动器控制部127通过再生制动器来逐渐地减弱制动力。由此，在防止跌倒时作用强的制动力，在使用者再次开始步行时逐渐地减弱制动力。在图示的例子中，虽然使制动力逐渐地减小，但也可以是以使每单位时间的减少量以一定的变化量减少的方式减弱制动力，或者使制动力阶段性地减弱。在马达105不具有反转制动器功能的情况下、或者在电池107没有残留足以产生反转制动的电力的情况下，也可以阶段性地调整再生制动器的强度。
另外，也可以在跌倒制动器工作时也将再生制动器和反转制动器进行组合。在该情况下，在通过跌倒制动器提高制动力时，使再生制动器工作极短的时间。之后，通过使马达105反向旋转来通过反转制动器进一步提高制动力。通过这样的控制，能够在跌倒制动器工作时抑制急停。另外，能够抑制由急减速引起的齿轮破损等。
如上所述，根据步行车100，在适当的定时使跌倒制动器工作，能够提高使用者的安全性。
上述的实施方式是例示，各结构能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地进行变更。特别地，在上述的例子中示出了多个数值，但各数值能够基于所使用的步行车100的性能、功能等适当地进行变更。
产业上的可利用性
本发明在电气控制车辆的领域中具有产业上的可利用性。
附图标记说明
100：步行车；101：控制部；103：传感器组；105：马达；113：加速度传感器；115：速度传感器；121：行驶阻力估计部；123：速度制动器控制部；125：倾斜制动器控制部；127：跌倒制动器控制部：129：辅助控制部；131：阈值变更部。

Claims (12)

1.一种电气控制车辆，具备：
制动器，其对设置于车体的车轮施加制动力；
速度获取部，其获取所述车体的速度；
加速度获取部，其获取所述车体的加速度；
制动器控制部，其在由所述加速度获取部获取到的加速度变为阈值以上时，对所述制动器进行电气控制来使制动力增强；以及
阈值变更部，其根据由所述速度获取部获取到的速度来变更所述阈值。
2.根据权利要求1所述的电气控制车辆，其中，
在由所述速度获取部获取到的速度小时，所述阈值变更部相对地提高所述阈值。
3.根据权利要求1或2所述的电气控制车辆，其中，
在由所述速度获取部获取到的速度大时，所述阈值变更部相对地降低所述阈值。
4.一种电气控制车辆，具备：
制动器，其对设置于车体的车轮施加制动力；
加速度获取部，其获取所述车体的加速度；
第一制动器控制部，其在由所述加速度获取部获取到的加速度变为阈值以上时，对所述制动器进行电气控制来使制动力增强；
第二制动器控制部，其对所述制动器进行电气控制，以与第一制动器控制部不同的条件使制动力增强；以及
阈值变更部，其在所述第二制动器控制部正在控制所述制动器的制动力的情况下，对所述阈值进行变更。
5.一种电气控制车辆，具备：
车轮，其设置于车体；
电动机，其对所述车轮施加辅助力和制动力；
加速度获取部，其获取所述车体的加速度；
辅助控制部，其对所述电动机进行电气控制来施加辅助力；
制动器控制部，其对所述电动机进行电气控制，在由所述加速度获取部获取到的加速度变为阈值以上时使制动力增强；以及
阈值变更部，其在所述辅助控制部正在对所述电动机施加辅助力时，对所述阈值进行变更。
6.一种电气控制车辆，具备：
制动器，其对设置于车体的车轮施加制动力；
加速度获取部，其获取所述车体的加速度；
俯仰角获取部，其获取所述车体的俯仰角；
制动器控制部，其对所述制动器进行电气控制，在由所述加速度获取部获取到的加速度变为规定的阈值以上时使所述制动力增强；以及
阈值变更部，其根据由所述俯仰角获取部获取到的俯仰角来变更所述阈值。
7.一种电气控制车辆，具备：
制动器，其对设置于车体的车轮施加制动力；
加速度获取部，其获取所述车体的加速度；
行驶阻力估计部，其估计所述车体正在行驶的路面的行驶阻力；
制动器控制部，其对所述制动器进行电气控制，在由所述加速度获取部获取到的加速度变为规定的阈值以上时使制动力增强；以及
阈值变更部，其根据由所述行驶阻力估计部估计出的行驶阻力来变更所述阈值。
8.一种电气控制车辆，具备：
制动器，其对设置于车体的车轮施加制动力；
速度获取部，其获取所述车体的速度；
加速度获取部，其获取所述车体的加速度；
加加速度获取部，其获取所述车体的加加速度；
制动器控制部，其对所述制动器进行电气控制，在由所述加加速度获取部获取到的加加速度为规定的阈值以下且由所述加速度获取部获取到的加速度为规定的阈值以上时，使制动力增强；以及
阈值变更部，其根据所述速度获取部获取到的速度来变更与所述加速度有关的阈值。
9.一种电气控制车辆，具备：
制动器，其对设置于车体的车轮施加制动力；
速度获取部，其获取所述车体的速度；
加速度获取部，其获取所述车体的加速度；
制动器控制部，其对所述制动器进行电气控制，在由所述加速度获取部获取到的加速度变为规定的阈值以上时使制动力增强，在由所述速度获取部获取到的速度变为规定的阈值以下时使制动力减弱；以及
阈值变更部，其根据由所述速度获取部获取到的速度来变更与所述加速度有关的阈值。
10.根据权利要求9所述的电气控制车辆，其中，
在由所述速度获取部获取到的速度在规定的期间以上的期间为所述阈值以下时，所述制动器控制部减弱对所述制动器施加的制动力。
11.根据权利要求9所述的电气控制车辆，其中，
所述阈值变更部根据由所述速度获取部获取到的速度来变更所述规定的期间。
12.根据权利要求7至9中的任一项所述的电气控制车辆，其中，
在由所述速度获取部获取到的速度变为与所述速度有关的阈值以下时，所述制动器控制部使制动力逐渐地降低来减弱所述制动器的制动力。
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