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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehhilfefahrzeug.
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[Stand der Technik]
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Wagenartige Gehhilfefahrzeuge für Benutzer mit einer Gehbehinderung, etwa für ältere Menschen, sind bereits entwickelt worden. Beispielsweise offenbart die Patentliteratur 1 ein Gehhilfefahrzeug, das ein Drehmoment erfasst, welches auf einen Radantrieb angewandt ist, wenn ein Fußgänger einen Griff drückt, und ein Antriebsdrehmoment oder eine Bremskraft entsprechend einer Voraus-Richtung und einem Neigungswinkel des Fahrzeugs erzeugt.
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[Liste zitierter Druckschriften]
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[Patentliteratur]
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[Patentliteratur 1]
JP 2017-012546 A -
[Offenbarung der Erfindung]
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[Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
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Da ein solches Gehhilfefahrzeug ein Drehmoment erfasst, das bewirkt ist, wenn ein Benutzer einen Griff drückt, und eine Antriebskraft dementsprechend steuert, kann eine reibungslose Unterstützung durch einen Elektromotor nachteiligerweise nicht erzielt werden, wenn zum Beispiel eine zum Drücken des Griffs aufgewandte Kraft bei der Hinaufbewegung auf einen Anstieg nicht ausreicht.
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Die vorliegende Erfindung entstand angesichts dieses Gesichtspunktes einer herkömmlichen Technik und hat die Bereitstellung eines Gehhilfefahrzeugs zur Aufgabe, das auf einer Steigung eine für deren Bedingungen geeignete Funktionsfähigkeit aufweisen kann.
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[Mittel zur Lösung des Problems]
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Zur Lösung des Problems weist ein erfindungsgemäßes Gehhilfefahrzeug auf:
- einen Fahrzeugkörper mit einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung und einer Breitenrichtung;
- Antriebsräder, die durch einen an dem Fahrzeugkörper angebrachten Antriebsmotor angetrieben sind;
- Laufräder, die in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugkörpers von den Antriebsrädern entfernt vorgesehen sind;
- einen Betätigungsteil, der, zum Greifen durch einen Benutzer in einer gehenden Haltung, an einem oberen Abschnitt des Fahrzeugkörpers vorgesehen ist;
- eine Einrichtung zum Erfassen einer auf den Betätigungsteil angewandten Betätigungskraft und
- eine Neigungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Neigung des Fahrzeugkörpers, wobei,
- wenn eine durch die Neigungserfassungseinrichtung erfasste Vorbewegungsrichtungs-Neigung kleiner als ein Schwellenwert ist, eine normale Steuerung durchgeführt wird, wobei die normale Steuerung in Antwort auf eine Vorwärtsdrückbetätigung des Betätigungsteils ein Drehmoment in normaler Richtung in dem Antriebsmotor erzeugt und in Antwort auf eine Rückwärtsziehbetätigung des Betätigungsteils ein Drehmoment in umgekehrter Richtung in dem Antriebsmotor erzeugt, und
- wenn die durch die Neigungserfassungseinrichtung erfasste Vorbewegungsrichtungs-Neigung gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist und die Vorwärtsdrückbetätigung des Betätigungsteils erfasst ist, ein Wechsel in eine Zugsteuerung erfolgt, wobei die Zugsteuerung das Drehmoment in normaler Richtung in dem Antriebsmotor in Antwort auf eine Betätigungskraft zum Ziehen des Betätigungsteils erzeugt.
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[Vorteilhafte Wirkung der Erfindung]
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Wenn auf einer Steigung mit einer Vorbewegungsrichtungs-Neigung, die gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ist, eine Vorwärtsdrückbetätigung an einem Betätigungsteil erfasst ist, also eine Absicht eines Benutzers bestätigt ist, sich den Anstieg hinaufzubewegen, erfolgt bei einem erfindungsgemäßen Gehhilfefahrzeug, wie oben beschrieben, ein Wechsel in eine Zugsteuerung, die in Antwort auf eine Betätigungskraft zum Ziehen des Betätigungsteils ein Drehmoment in normaler Richtung in einem Antriebsmotor erzeugt, und somit wird eine Mitziehkraft, die in dem Betätigungsteil mit einer Vorwärtsbewegung des Gehhilfefahrzeugs erzeugt ist, als eine Betätigung bestimmt, um den Benutzer mitzuziehen und sich weiter den Anstieg hinaufzubewegen, statt als Rückzugsbetätigung während der normalen Steuerung bestimmt zu werden, so dass eine Unterstützung des Benutzers beim Bergaufgehen ermöglicht wird.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine Seitenansicht, die ein Gehhilfefahrzeug zeigt.
- [2] 2 ist ein Blockschaubild, das ein Steuersystem des Gehhilfefahrzeugs zeigt.
- [3] 3A ist eine Planansicht eines Betätigungsteils, die eine Vorbewegungs- und Rückzugsbetätigung gemäß einer normalen Steuerung des Gehhilfefahrzeugs zeigt, 3B ist eine Querschnittsansicht eines Handgriffs, 3C ist eine Planansicht des Betätigungsteils, die eine Linksdrehungsbetätigung zeigt, 3D ist eine Planansicht des Betätigungsteils, die eine Rechtsdrehungsbetätigung zeigt, und 3E ist eine perspektivische Ansicht des Betätigungsteils.
- [4] 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung des Gehhilfefahrzeugs zur Hinaufbewegung auf einen Anstieg zeigt.
- [5] 5 ist ein Blockschaubild, das ein Ausführungsbeispiel für die Steuerung des Gehhilfefahrzeugs zur Hinaufbewegung auf einen Anstieg zeigt.
- [6] 6 ist ein Diagramm, das Betätigungskraft-/Geschwindigkeitseigenschaften während einer Zugsteuerung bei der Hinaufbewegung auf einen Anstieg mit dem Gehhilfefahrzeug zeigt.
- [7] 7 ist eine Zeitdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel für die Steuerung des Gehhilfefahrzeugs zeigt.
- [8] 8 ist ein Blockschaubild, das ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Steuerung des Gehhilfefahrzeugs zeigt.
- [9] 9 ist eine Seitenansicht, die eine Fortbewegung des Gehhilfefahrzeugs auf einer Steigung zeigt.
- [10] 10 ist eine Seitenansicht, die eine Fortbewegung des Gehhilfefahrzeugs auf einem Gefälle zeigt.
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[Ausführungsform der Erfindung]
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Es folgt eine ausführliche Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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In 1 weist ein Gehhilfefahrzeug 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Fahrzeugkörper 2 mit einem unteren Rahmen 21, in dem eine Batterie angebracht ist, und einem dahinter aufrecht angeordneten oberen Rahmen 22 auf, wobei der obere Rahmen 22 an einem oberen Ende desselben mit einem Betätigungsteil 3 versehen ist, wobei der untere Rahmen 21 an einem hinteren Ende desselben mit rechten und linken Antriebsrädern 4 und an einem vorderen Ende desselben mit rechten und linken Laufrädern 5 versehen ist.
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Die rechten und linken Antriebsräder 4 sind unabhängig durch rechte und linke Antriebsmotoren 40L, 40R (Elektromotoren) angetrieben, die in dem unteren Rahmen 21 angebracht sind. Die rechten und linken Laufräder 5 weisen jeweils ein Allseitenrad (omnidirektionales Rad) mit einer großen Zahl Rollen 50 auf, die um eine Achse am Umfang in Bezug auf einen Grundabschnitt drehbar sind, und Lenk- sowie Brems-/Antriebsbetätigungen des Gehhilfefahrzeugs 1 sind ermöglicht, indem einfach die Antriebsmotoren 40L, 40R mit den rechten und linken Handgriffen 32 des Betätigungsteils 3 gesteuert werden, der noch beschrieben wird.
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Das Gehhilfefahrzeug 1 nach dem Ausführungsbeispiel hat einen Gehhilfefahrzeugmodus, in der Figur mit durchgezogenen Linien gezeigt, und einen Kompakt-Elektrofahrzeugmodus, in der Figur mit Strich-Zweipunktlinien gezeigt.
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Der untere Rahmen 21 weist einen vorderen Abschnitt 25 auf, der mit den Laufrädern 5 versehen ist und in Bezug auf einen hinteren Abschnitt (Hauptkörper), der mit den Antriebsrädern 4 und dem oberen Rahmen 22 versehen ist, in Vor- und Zurückrichtung einziehbar und ausfahrbar ausgebildet ist. Dabei sind ein unterer Endabschnitt (6a) einer Sitzlehne 6, ein Beinabschnitt 71 (7a) eines Sitzpolsters 7 und eine Basis (8a) einer Armstütze 8 über Wellen 6a, 7a, 8a, die alle zu einer Breitenrichtung des Fahrzeugs parallel sind, schwenkbar durch den oberen Rahmen 22 gestützt, und ein unteres Ende des Beinabschnitts 71 ist über einen Kopplungsabschnitt 7b an den vorderen Abschnitt 25 gekoppelt.
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Die genannte Ausbildung bewirkt, dass der vordere Abschnitt 25 des unteren Rahmens 21 vorwärts ausfährt, wenn aus dem Gehhilfefahrzeugmodus, der in der Figur mit den durchgezogenen Linien gezeigt ist, die Sitzlehne 6 in eine Sitzposition 6' aufrecht gestellt wird und das Sitzpolster 7 nach hinten in eine Sitzposition 7' gedreht wird, wie in der Figur mit der Strich-Zweipunktlinie gezeigt, und, bei vorwärts heruntergestellter Armstütze 8, der Kompakt-Elektrofahrzeugmodus aktiviert ist, in dem eine automatische Fortbewegung bei sitzendem Benutzer durch eine Betätigung eines zweiten Betätigungsteils 83 ermöglicht ist. In dem Gehhilfefahrzeugmodus, der in 1 mit den durchgezogenen Linien gezeigt ist, dient außerdem eine obere Fläche (Rückfläche) der Sitzlehne 6, die vorwärts heruntergestellt ist, als Ladefläche für Gepäck.
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2 ist ein Blockschaubild, das ein Steuersystem des Gehhilfefahrzeugs 1 zeigt, und eine Steuereinheit 10, in die ein Eingangssignal aus dem Betätigungsteil 3 (Betätigungsbetragsensor 30, Greifsensor 33) und ein jeweiliger Erfassungswert eines Neigungssensors 20 und eines Ladegewichtdetektors 60 eingegeben sind, ist dazu ausgebildet, einen jeweiligen Steuerungsbetrag des rechten und des linken Antriebsmotors 40L, 40R zu bestimmen, die berücksichtigt werden.
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Die 3A bis 3E zeigen eine Ausbildung und ein Betätigungsverfahren des Betätigungsteils 3 in dem Gehhilfefahrzeugmodus des Gehhilfefahrzeugs 1. Wie in 3A gezeigt, weist der Betätigungsteil 3 auf: eine in Breitenrichtung des Fahrzeugs verlaufende Griffstange 31, jeweilige Handgriffe 32, die auf deren rechter und linker Seite angeordnet sind, jeweilige Stützkörper 31a, die rechte und linke Endabschnitte der Griffstange 31 im Verlauf durch Stützlöcher 22a des oberen Rahmens 22 stützen, und jeweilige Betätigungsbetragsensoren 30, die zwischen den Stützkörpern 31a auf der rechten und linken Seite und den Stützlöchern 22a eingefügt sind.
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Die Betätigungsbetragsensoren 30 erfassen Kräfte eines Benutzers zum Vorwärtsdrücken und Rückwärtsziehen des rechten und linken Handgriffs 32 als Betätigungsbeträge (Druck oder Weg), und es sind ein Drucksensor, ein Lastsensor wie etwa eine piezoelektrische Vorrichtung, ein Wegsensor in Kombination mit einem elastischen Element wie etwa einer Feder verwendbar.
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Wie in 3B gezeigt, ist außerdem zwischen der Griffstange 31 und jedem der Handgriffe 32 ein Greifsensor 33 (33a, 33b) eingefügt, um zu erfassen, dass ein Benutzer den Handgriff 32 greift. Als Greifsensor 33 ist bevorzugt ein Berührungssensor wie etwa ein kapazitiver Sensor oder ein druckempfindlicher Sensor verwendbar.
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Der Greifsensor 33 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, der einen Sensor 33a, welcher bei vom Benutzer ergriffenem Handgriff 32 auf einer Seite liegt, die einer Handfläche zugewandt ist (auf einer Seite, die einem Daumen zugewandt ist), und einen Sensor 33b aufweist, der einer Seite entspricht, die Fingern (mit Ausnahme des Daumens) zugewandt ist, kann zuverlässig einen ergriffenen Zustand erfassen, indem bestimmt wird, dass er in dem ergriffenen Zustand ist, wenn durch die Sensoren 33a, 33b auf beiden Seiten eine Berührung erfasst ist, und bestimmt wird, dass eine Hand oder ein Finger lediglich daraufgelegt ist, wenn eine Berührung nur durch einen davon erfasst ist.
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Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung eines Betätigungs-Grundverfahrens in dem Gehhilfefahrzeugmodus.
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In dem Gehhilfefahrzeugmodus soll aus einer normalen Steuerung für eine flache Straße mit einer Straßenoberfläche, die eine Neigung unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts hat, ein Wechsel in eine Steuerung für eine Steigung oder eine Steuerung für ein Gefälle in Antwort auf die Erfüllung von Neigungsbedingungen einer Straßenoberfläche erfolgen, die durch den Neigungssensor 20 usw. erfasst sind, und bei der Steuerung der Antriebsmotoren 40L, 40R ist die Steuerung in Antwort auf die Betätigung des Betätigungsteils 3 usw. jeweils unterschiedlich. Im Folgenden wird zunächst die normale Grundsteuerung für eine flache Stelle beschrieben.
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Normale Steuerung
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Vorwärtsbewegung: Wenn ein Benutzer sowohl den rechten als auch den linken Handgriff 32 vorwärts drückt, wie in 3A mit durchgezogenen Linien gezeigt, und sowohl der rechte als auch der linke Betätigungsbetragsensor 30 Vorwärtsdrücke erfassen, die gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert sind, wird sowohl der linke als auch der rechte Antriebsmotor 40L, 40R in normaler Richtung gedreht, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 sich vorwärts bewegt, um den Benutzer beim Vorwärtsgehen zu unterstützen. Es ist zu beachten, dass der linke und der rechte Antriebsmotor 40L, 40R im Wesentlichen mit derselben Drehgeschwindigkeit gedreht sind, wobei eine Differenz zwischen den Erfassungswerten des rechten und des linken Betätigungsbetragsensors 30 außer Acht gelassen ist.
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Rückwärtsbewegung: Wenn ein Benutzer sowohl den rechten als auch den linken Handgriff 32 zum Benutzer hinzieht, wie in 3A mit gestrichelten Linien gezeigt, und sowohl der rechte als auch der linke Betätigungsbetragsensor 30 Rückwärtsdrücke erfassen, die gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert sind, wird sowohl der linke als auch der rechte Antriebsmotor 40L, 40R in umgekehrter Richtung gedreht, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 sich rückwärts bewegt, um den Benutzer beim Rückwärtsgehen zu unterstützen. Auch bei der Rückwärtsbewegung sind der linke und der rechte Antriebsmotor 40L, 40R im Wesentlichen mit derselben Drehgeschwindigkeit gedreht, wobei eine Differenz zwischen den Erfassungswerten des rechten und des linken Betätigungsbetragsensors 30 außer Acht gelassen ist.
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Linksdrehung vorwärts: Wenn ein Benutzer den rechten Handgriff 32(R) vorwärts drückt, wie in 3C mit durchgezogenen Linien gezeigt, und der rechte Betätigungsbetragsensor 30 einen Vorwärtsdruck erfasst, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird nur der rechte Antriebsmotor 40R in der normalen Richtung gedreht, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 eine Linksdrehung vorwärts (TLa) um das unbewegte linke Antriebsrad 4(L) ausführt.
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Linksdrehung rückwärts: Wenn ein Benutzer den linken Handgriff 32(L) zum Benutzer hinzieht, wie in 3C mit gestrichelten Linien gezeigt, und der linke Betätigungsbetragsensor 30 einen Rückwärtsdruck erfasst, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird nur der linke Antriebsmotor 40L in der umgekehrten Richtung gedreht, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 eine Linksdrehung rückwärts (TLb) um das unbewegte rechte Antriebsrad 4(R) ausführt.
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Linksdrehung auf der Stelle: Wenn ein Benutzer den linken Handgriff 32(L) zum Benutzer hin zieht, wie in 3C mit den gestrichelten Linien gezeigt, während der Benutzer den rechten Handgriff 32(R) vorwärts drückt, wie in 3C mit den durchgezogenen Linien gezeigt, und der linke Betätigungsbetragsensor 30 einen Rückwärtsdruck erfasst, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während der rechte Betätigungsbetragsensor 30 einen Vorwärtsdruck erfasst, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird der linke Antriebsmotor 40L in der umgekehrten Richtung gedreht, während der rechte Antriebsmotor 40R in der normalen Richtung gedreht wird, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 eine Linksdrehung auf der Stelle (TLs) ausführt.
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Rechtsdrehung vorwärts: Wenn ein Benutzer den linken Handgriff 32(L) vorwärts drückt, wie in 3D mit durchgezogenen Linien gezeigt, und der linke Betätigungsbetragsensor 30 einen Vorwärtsdruck erfasst, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird nur der linke Antriebsmotor 40L in der normalen Richtung gedreht, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 eine Rechtsdrehung vorwärts (TRa) um das unbewegte rechte Antriebsrad 4(R) ausführt.
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Rechtsdrehung rückwärts: Wenn ein Benutzer den rechten Handgriff 32(R) zum Benutzer hin zieht, wie in 3D mit gestrichelten Linien gezeigt, und der rechte Betätigungsbetragsensor 30 einen Rückwärtsdruck erfasst, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird nur der rechte Antriebsmotor 40R in der umgekehrten Richtung gedreht, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 eine Rechtsdrehung rückwärts (TRb) um das unbewegte linke Antriebsrad 4(L) ausführt.
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Rechtsdrehung auf der Stelle: Wenn ein Benutzer den rechten Handgriff 32(R) zum Benutzer hin zieht, wie in 3D mit den gestrichelten Linien gezeigt, während der Benutzer den linken Handgriff 32(L) vorwärts drückt, wie in 3D mit den durchgezogenen Linien gezeigt, und der rechte Betätigungsbetragsensor 30 einen Rückwärtsdruck erfasst, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, während der linke Betätigungsbetragsensor 30 einen Vorwärtsdruck erfasst, der gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird der rechte Antriebsmotor 40R in der umgekehrten Richtung gedreht, während der linke Antriebsmotor 40L in der normalen Richtung gedreht wird, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 eine Rechtsdrehung auf der Stelle (TRs) ausführt.
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Anhalten: Wenn ein Benutzer die Drück- oder Zugbetätigung des rechten und des linken Handgriffs 32 abbricht oder das Greifen des rechten und linken Handgriffs 32 lockert oder die Hände wegnimmt und somit weder der rechte noch der linke Betätigungsbetragsensor 30 einen Druck erfasst, der gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert ist, hält das Gehhilfefahrzeug 1 auf der Stelle an.
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Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung der Steuerung für eine Steigung, bei der eine Neigung eines Weges in Voraus-Richtung gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsablauf in dem Fall zeigt, dass aus der normalen Steuerung für eine flache Stelle in die Steuerung für eine Steigung gewechselt wird, und 5 ist ein Blockschaubild gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das einen entsprechenden Übergang der Steuerung zeigt.
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Zugsteuerung
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Wenn während einer normalen Steuerung 100 vorbestimmte Wechselbedingungen für eine Zugsteuerung erfüllt sind, erfolgt ein Wechsel in eine Zugsteuerung (Schritt 101). Falls beispielsweise eine durch den Neigungssensor 20 erfasste Vorbewegungsrichtungs-Neigung einen Schwellenwert erreicht oder überschreitet, wenn ein Benutzer den Betätigungsteil 3 vorwärts drückt und die Betätigungsbetragsensoren 30 einen Vorwärtsdruck (eine Betätigungskraft) erfassen, die gleich einem vorbestimmten Wert oder größer ist, wird bestimmt, dass der beziehungsweise die Benutzer(in) seine oder ihre Absicht ausdrückt, sich vorwärts zu bewegen, und somit ein Wechsel in eine Zugsteuerung 110 ausgeführt, bei der Dreheigenschaften der Antriebsmotoren 40L, 40R relativ zu einer Betätigungsrichtung des Betätigungsteils 3 invertiert sind, um ein Drehmoment in normaler Richtung in den Antriebsmotoren 40L, 40R zu erzeugen.
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Wenn der Wechsel in die Zugsteuerung 110 erfolgt, wird eine Mitzieh-Zielgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit zu dieser Zeit initialisiert, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 sich vorwärts bewegt und dabei den Benutzer mitzieht, um ein Bergaufgehen des Benutzers zu unterstützen. Wie in 9 gezeigt, erlaubt also eine Schubkraft Fa, die der Vorwärtsbewegung des Gehhilfefahrzeugs 1 zugeordnet ist, eine Übertragung der Mitziehkraft auf den Benutzer, der den Betätigungsteil 3 greift, eine Betätigungskraft Fp in einer Richtung des Ziehens durch den Benutzer ist als resultierende Reaktionskraft durch den Betätigungsteil 3 erfasst, und der Antrieb der Antriebsmotoren 40L, 40R ist entsprechend dieser Betätigungskraft Fp in einer negativen Richtung gesteuert.
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6 ist ein Diagramm, das Betätigungskraft- (Mitziehkraft-)/Geschwindigkeitseigenschaften während der Zugsteuerung zeigt. Im Fall, dass eine Vorbewegungsrichtungs-Neigung θ gleich einem oder größer als ein Schwellenwert θ1 ist (beispielsweise 1,5 Grad) und die Betätigungskraft Fp zum Vorwärtsdrücken des Betätigungsteils 3 durch einen Benutzer einen ersten vorbestimmten Wert +Fps (beispielsweise 0,5 kg) oder mehr erreicht, werden die Dreheigenschaften der Antriebsmotoren 40L, 40R relativ zu der Betätigungsrichtung des Betätigungsteils 3 invertiert, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 sich mit einer Zielgeschwindigkeit V1 (beispielsweise 1 km/h) vorwärts zu bewegen beginnt.
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Danach wird eine Mitziehgeschwindigkeit des Gehhilfefahrzeugs 1 auf eine Sollgeschwindigkeit V2 entsprechend der Mitziehkraft (Betätigungskraft) beschleunigt, bis ein Absolutwert |-Fp| der Mitziehkraft für den Benutzer, also der Betätigungskraft in der Richtung des Ziehens des Betätigungsteils 3 durch den Benutzer mit der Vorwärtsbewegung des Gehhilfefahrzeugs 1 von einem ersten vorbestimmten Wert |—Fp1 (beispielsweise -2,0 kg)| zu einem zweiten vorbestimmten Wert |-Fp2 reicht (beispielsweise -3,0 kg)|. Wenn dabei der Benutzer die Betätigungskraft (Absolutwert) in der Richtung des Ziehens des Betätigungsteils 3 durch den Benutzer reduziert, wird die Mitziehgeschwindigkeit auf eine ursprüngliche Zielgeschwindigkeit VI verlangsamt.
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Bei der genannten Steuerung erhöht sich die Betätigungskraft |—Fp|, also die Reaktionskraft, die durch die Betätigungsbetragsensoren 30 des Betätigungsteils 3 erfasst ist, mit einer Erhöhung der Mitziehkraft für den Benutzer, so dass das Gehhilfefahrzeug 1 dem Benutzer vorausfahren wird, was zu einer tendenziellen Vergrößerung einer Distanz zwischen demselben und dem Benutzer führt.
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Im Fall, dass der Absolutwert der Mitziehkraft des Gehhilfefahrzeugs 1 oder der Betätigungskraft in der Richtung des Ziehens des Betätigungsteils 3 durch den Benutzer den zweiten vorbestimmten Wert |—Fp2 (beispielsweise -3,0 kg)| oder mehr erreicht, wird dementsprechend die Mitziehgeschwindigkeit des Gehhilfefahrzeugs 1 auf die Zielgeschwindigkeit VI (beispielsweise 1 km/h) entsprechend der Mitziehkraft (Betätigungskraft) verlangsamt, wodurch eine Vergrößerung der Distanz zwischen dem Gehhilfefahrzeug 1 und dem Benutzer reduziert wird.
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Bremssteuerung
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Während die Zugsteuerung 110, wie oben beschrieben, eine Vergrößerung der Distanz zwischen dem Gehhilfefahrzeug 1 und dem Benutzer reduziert, erfolgt ein Wechsel in eine Bremssteuerung, wenn sich die Distanz von dem Benutzer aus irgendeinem Grund vergrößert, so dass vorbestimmte Bremssteuerungsbedingungen erfüllt sind (Schritt 111). Wenn sich beispielsweise die Distanz zwischen dem Benutzer und dem Gehhilfefahrzeug 1 vergrößert und die Betätigungskraft (Mitziehkraft) in der Richtung des Ziehens des Betätigungsteils 3 durch den Benutzer einen dritten vorbestimmten Wert |—Fp3 (beispielsweise -3,5 kg)|, der größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, oder mehr erreicht, erfolgt ein Wechsel in eine Bremssteuerung 120.
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Bei der Bremssteuerung 120 wird die Leistungszufuhr zu den Antriebsmotoren 40L, 40R angehalten und mit einem regenerativen Bremsen begonnen, um das Gehhilfefahrzeug 1 anzuhalten, was eine Vergrößerung der Distanz von dem Benutzer verhindert, so dass durch das Gehen des Benutzers eine korrekte Distanz von dem Gehhilfefahrzeug 1 wiederhergestellt wird.
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Nach dem Wechsel in die Bremssteuerung 120 erfolgt eine Rückkehr in die Zugsteuerung, wenn vorbestimmte Rückkehrbedingungen für die Zugsteuerung erfüllt sind (Schritt 121). Beispielsweise wird im Fall, dass die Vorbewegungsrichtungs-Neigung nach dem Wechsel in die Bremssteuerung 120 noch gleich dem oder größer als der Schwellenwert θ1 ist (beispielsweise 1,5 Grad), in Antwort auf die Erfassung einer Betätigungskraft zum Drücken des Betätigungsteils 3, die gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert +Fpr ist, bestimmt, dass der Benutzer die Benutzerabsicht ausdrückt, sich vorwärts zu bewegen, so dass eine Rückkehr in die Zugsteuerung 110 erfolgt.
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Der vorbestimmte Wert +Fpr, der ein Betätigungskraft-Schwellenwert der Rückkehrbedingungen für die Zugsteuerung ist, ist auf einen Wert eingestellt (beispielsweise 0,4 kg), der kleiner als der vorbestimmte Wert für den Wechsel aus der normalen Steuerung 100 in die Zugsteuerung 110 ist, um eine einfache Rückkehr in die Zugsteuerung 110 zu ermöglichen, was eine reibungslose Durchführung der Zugsteuerung 110 in Kombination mit der Bremssteuerung 120 erlaubt.
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Bremsreduzierungssteuerung
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Dabei erfolgt ein Wechsel in eine Bremsreduzierungssteuerung 140, die eine Bremskraft reduziert, nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer (beispielsweise fünf Sekunden) seit dem Wechsel in die Bremssteuerung 120 (Schritt 122). Bei der Bremsreduzierungssteuerung 140 wird ein Bremsmoment zum Anhalten des Gehhilfefahrzeugs 1 allmählich verringert, und die Rückkehr in die normale Steuerung 100 erfolgt, wenn das Bremsmoment einen vorbestimmten Wert oder weniger erreicht oder null erreicht (Schritt 142).
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Wenn während der Bremsreduzierungssteuerung 140 die Vorbewegungsrichtungs-Neigung noch gleich dem oder größer als der Schwellenwert θ1 ist (beispielsweise 1,5 Grad) und die Betätigungskraft +Fpr zum Drücken des Betätigungsteils 3 erfasst ist, die gleich dem oder größer als der vorbestimmte Wert ist, erfolgt eine Rückkehr in die Zugsteuerung 110 (Schritt 141). Bevorzugt ist der vorbestimmte Wert +Fpr, also ein Betätigungskraft-Schwellenwert der Rückkehrbedingungen für die Zugsteuerung, in diesem Fall ebenfalls auf einen kleineren Wert eingestellt (beispielsweise 0,4 kg) als im Fall, dass ein Wechsel aus der normalen Steuerung 100 in die Zugsteuerung 110 wie oben beschrieben erfolgt, was eine einfache Rückkehr in die Zugsteuerung 110 erlaubt.
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ZugreduzierungsSteuerung
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Dabei erfolgt während der oben beschriebenen Zugsteuerung 110 ein Wechsel in die Zugreduzierungssteuerung, wenn vorbestimmte Wechselbedingungen für die Zugreduzierungssteuerung erfüllt sind (Schritt 112). Wenn beispielsweise während der Zugsteuerung 110 die Vorbewegungsrichtungs-Neigung kleiner als ein zweiter Schwellenwert θ2 (beispielsweise 0,5 Grad) wird, der kleiner als der Schwellenwert θ1 der Neigung für den oben beschriebenen Wechsel aus der normalen Steuerung 100 in die Zugsteuerung 110 ist, erfolgt ein Wechsel in eine Zugreduzierungssteuerung 130, die ein in den Antriebsmotoren 40L, 40R erzeugtes Drehmoment in normaler Richtung allmählich verringert.
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Dementsprechend erfolgt ein Wechsel in die Zugreduzierungssteuerung 130 in Antwort auf eine Reduzierung der Vorbewegungsrichtungs-Neigung, wodurch verhindert werden kann, dass die Zugsteuerung 110 wegen einer zeitweiligen Reduzierung der Neigung oder dergleichen unterbrochen wird, und außerdem wird die Mitziehkraft allmählich verringert, was eine reibungslose Rückkehr mit weniger Drehmomentvariation erlaubt, wenn eine Rückkehr in die normale Steuerung 100 in Antwort darauf erfolgt, dass die Mitziehkraft (die Betätigungskraft in der Zugrichtung) null oder das vorbestimmte Niveau oder weniger erreicht (Schritt 132).
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Dabei erfolgt, wenn die vorbestimmten Rückkehrbedingungen für die Zugsteuerung nach dem Wechsel in die Zugreduzierungssteuerung 130 erfüllt sind, eine Rückkehr in die Zugsteuerung (Schritt 131). Beispielsweise erfolgt eine Rückkehr in die Zugsteuerung 110, wenn die Vorbewegungsrichtungs-Neigung während der Zugreduzierungssteuerung 130 die Neigung θ1 (beispielsweise 1,5 Grad) der oben beschriebenen Wechselbedingungen für die Zugsteuerung oder mehr erreicht.
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Außerdem ist der Schwellenwert θ2 (0,5 Grad) der Neigung der Wechselbedingungen für die Zugreduzierungssteuerung auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der Schwellenwert θ1 (1,5 Grad) der Wechselbedingungen für die Zugsteuerung ist, wodurch verhindert werden kann, dass die Zugsteuerung 110 wegen einer zeitweiligen Reduzierung der Neigung oder dergleichen häufig unterbrochen wird.
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Vorangehend ist zwar eine Beschreibung hinsichtlich der Steuerung für eine Steigung erfolgt, jedoch wird bei der Fortbewegung auf einem Gefälle 92, wie in 10 gezeigt, in den Antriebsmotoren 40L, 40R ein Drehmoment in umgekehrter Richtung erzeugt, wodurch eine Bremskraft Fb (regenerative elektrische Leistung) entgegengesetzt zu einer Drückkraft Fp des Benutzers angewandt wird, um ein Abbremsen des Benutzers zu unterstützen.
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Des Weiteren ist die 7 ein Zeitdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel für die Steuerung des Gehhilfefahrzeugs 1 zeigt, bei dem im angehaltenen Zustand (bei normaler Steuerung) auf einer Steigung mit einer Vorbewegungsrichtungs-Neigung, die gleich dem oder größer als der Schwellenwert θ1 ist, die Dreheigenschaften der Antriebsmotoren 40L, 40R relativ zu einer Betätigungsrichtung des Betätigungsteils 3 zu einer Zeit T1 invertiert sind, zu der ein Benutzer den Betätigungsteil 3 vorwärts drückt und die Betätigungskraft mit dem vorbestimmten Wert +Fps detektiert ist, wodurch in Antwort auf die Betätigungskraft in der Richtung des Ziehens des Betätigungsteils 3 ein Wechsel in die Zugsteuerung erfolgt, die in den Antriebsmotoren 40L, 40R ein Drehmoment in normaler Richtung erzeugt.
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Wenn der Wechsel in die Zugsteuerung erfolgt, bewirkt die Schubkraft Fa des Gehhilfefahrzeugs 1, dass eine Mitziehkraft auf den Benutzer übertragen wird, der den Betätigungsteil 3 greift, wie durch die gestrichelten Linien in der Figur gezeigt, wird die Betätigungskraft -Fp in der Richtung des Ziehens durch den Benutzer als die resultierende Reaktionskraft durch den Betätigungsteil 3 erfasst, und die Antriebsmotoren 40L, 40R sind entsprechend dieser Negativrichtungs-Betätigungskraft -Fp gesteuert.
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Danach erhöht sich, von der Zeit T2 zu der Zeit T3, die Betätigungskraft (Mitziehkraft), während der Benutzer mitgezogen wird, und eine Verlangsamung wird zu der Zeit T3 und später bewirkt, jedoch erfolgt ein Wechsel in die Bremssteuerung, wenn die Distanz zu dem Benutzer sich mit einer Überschreitung des Schwellenwerts -Fp3 zu einer Zeit T4 erhöht. Es wird also eine Bremskraft angewandt, wodurch die Distanz zu dem Benutzer vermindert wird und zu einer Zeit T5 eine Verringerung der Betätigungskraft (Mitziehkraft) bewirkt wird.
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Als Ergebnis des Drückens des Betätigungsteils 3 durch den Benutzer wird danach eine Betätigungskraft Fpr (<Fps) erfasst, und eine Rückkehr in die Zugsteuerung erfolgt zu der Zeit T6, was bewirkt, dass das Gehhilfefahrzeug 1 das Mitziehen mit der Schubkraft Fa wieder aufnimmt. Danach erfolgt, obwohl ein Wechsel in die Bremssteuerung zu einer Zeit T9 auf ähnliche Weise wie oben beschrieben erfolgt, auch bei einem Anhalten des Gehhilfefahrzeugs 1 nach dem Wechsel eine Rückkehr in die normale Steuerung zu einer Zeit T10, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer T (fünf Sekunden) ohne eine Reduzierung der Betätigungskraft (Mitziehkraft) verstreicht. Im Fall, dass die Rückkehr in die normale Steuerung einmal erfolgt, soll ein Wechsel in die Zugsteuerung zu einer Zeit T11 erfolgen, wenn infolge des Drückens des Betätigungsteils 3 durch den Benutzer eine Betätigungskraft Fps erfasst ist.
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Die Zugsteuerung, die der Geschwindigkeitssteuerung des Gehhilfefahrzeugs 1 zugeordnet ist, erlaubt bei der Steuerung für eine Steigung, wie oben beschrieben, das Mitziehen eines Benutzers, und im Fall, dass sich die Distanz zwischen dem Gehhilfefahrzeug 1 und dem Benutzer vergrößert, erlaubt die Bremssteuerung eine Verlangsamung oder ein Anhalten des Gehhilfefahrzeugs 1, um eine korrekte Distanz von dem Benutzer wiederherzustellen, so dass ein Bergaufgehen des Benutzers dank der kombinierten Verwendung der Zugsteuerung und der Bremssteuerung unterstützt werden kann.
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Es ist zu beachten, dass bei der Zugsteuerung, wie oben beschrieben, die ein Vorwärtsgehen eines Benutzers auf einer Steigung unterstützen soll, der rechte und der linke Antriebsmotor 40L, 40R im Wesentlichen mit derselben Drehgeschwindigkeit gedreht sind, wobei eine Differenz zwischen den Erfassungswerten des rechten und des linken Betätigungsbetragsensors 30, wie im Fall einer flachen Straße, außer Acht gelassen wird. Da der Benutzer durch die Schubkraft Fa des Gehhilfefahrzeugs 1 mitgezogen werden soll, wird angenommen, dass der Benutzer beide Betätigungsteile 3 greift, und das Gehhilfefahrzeug 1 wird angehalten, wenn die rechte oder die linke Hand (oder beide) den Betätigungsteil 3 freigeben.
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Im Fall, dass eine Änderung der Voraus-Richtung während der Zugsteuerung auf einer Steigung nötig ist, wird der Betätigungsteil 3 gezogen, um einen Wechsel in die Bremssteuerung auszuführen, oder das Greifen wird gelockert, um zeitweilig eine Rückkehr in die normale Steuerung auszuführen und eine der Betätigungen einschließlich der oben beschriebenen Rechts- oder Linksdrehung vorwärts, Rechts- oder Linksdrehung rückwärts sowie Links- oder Rechtsdrehung auf der Stelle auf einer flachen Straße durchzuführen, und nach einer Richtungsänderung erfolgt ein Wechsel in die Zugsteuerung durch Vorwärtsdrücken des Betätigungsteils (solange noch eine Neigung erfasst wird, die gleich dem oder größer als der Schwellenwert θ1 ist).
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Des Weiteren ist 8 ein Blockschaubild gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das den Übergang der Steuerung für eine Steigung zeigt, wobei eine Grundausbildung ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist, weshalb gemeinsame Bezugsziffern verwendet werden, um gemeinsame Elemente zu bezeichnen, so dass ihre Erläuterung weggelassen wird und unten hauptsächlich eine Beschreibung der Änderungen erfolgt.
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Zugsteuerung
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Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel nur die Vorbewegungsrichtungs-Neigung und die Voraus-Richtungs-Betätigung durch einen Benutzer als Wechselbedingungen für die Zugsteuerung erfasst sind, kommt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zu den Bedingungen die Dauer des Anhaltens eines Zustands hinzu, in dem die Vorbewegungsrichtungs-Neigung gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist, so dass ein Neigungsschwellenwert auf einen kleineren Wert eingestellt ist. Im Fall, dass die Neigung zwar klein ist, jedoch eine Dauer des Anhaltens aufweist, wird bestimmt, dass die Zugsteuerung erforderlich ist.
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Wenn beispielsweise eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise eine Sekunde) in einem Zustand verstreicht, in dem die Vorbewegungsrichtungs-Neigung, die durch den Neigungssensor 20 erfasst ist, gleich einem oder größer als ein dritter Schwellenwert θ3 ist (beispielsweise 1,0 Grad), der kleiner als der Schwellenwert θ1 (1,5 Grad) bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist, und die Betätigungskraft zum Drücken des Betätigungsteils 3 durch einen Benutzer den ersten vorbestimmten Wert +Fps (beispielsweise 0,5 kg) oder mehr erreicht, erfolgt ein Wechsel in die Zugsteuerung 110.
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Bremsreduzierungssteuerung
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Während die vorbestimmte Zeitdauer seit dem Wechsel in die Bremssteuerung 120 bei dem ersten Ausführungsbeispiel fünf Sekunden beträgt, erfolgt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Wechsel in die Bremsreduzierungssteuerung 140 nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer (beispielsweise drei Sekunden), die kürzer ist.
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ZugreduzierungsSteuerung
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Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel als Wechselbedingungen für die Zugreduzierungssteuerung nur ein Fall erfasst wird, in dem die Vorbewegungsrichtungs-Neigung kleiner als der Schwellenwert wird, kommt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zu den Bedingungen die Dauer des Anhaltens eines Zustands hinzu, in dem die Vorbewegungsrichtungs-Neigung kleiner als der Schwellenwert ist, so dass der Neigungsschwellenwert auf einem höheren Wert eingestellt ist. Wenn eine Reduzierung der Neigung klein ist, jedoch eine Dauer des Anhaltens aufweist, wird also die Wahrscheinlichkeit einer Situation, die eine Reduzierung der Zugsteuerung 110 erfordert, als hoch bestimmt.
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Wenn beispielsweise eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise eine Sekunde) in einem Zustand verstreicht, in dem die durch den Neigungssensor 20 erfasste Vorbewegungsrichtungs-Neigung kleiner als der dritte Schwellenwert θ3 (beispielsweise 1,0 Grad) ist, der größer als der zweite Schwellenwert θ2 bei dem ersten Beispiel (0,5 Grad) ist, erfolgt ein Wechsel in die Zugreduzierungssteuerung 130.
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Ebenso kommt zu den Rückkehrbedingungen für die Zugsteuerung, wie oben beschrieben, die Dauer des Anhaltens eines Zustands hinzu, in dem die Vorbewegungsrichtungs-Neigung gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist, so dass der Neigungsschwellenwert auf einen kleineren Wert eingestellt ist. Wenn eine Erhöhung der Neigung klein ist, jedoch eine Dauer des Anhaltens aufweist, wird also die Wahrscheinlichkeit einer Situation, die eine Rückkehr in die Zugsteuerung 110 erfordert, als hoch bestimmt. In diesem Fall kann der Neigungsschwellenwert der Rückkehrbedingungen für die Zugsteuerung auf den gleichen Wert θ3 (beispielsweise 1,0 Grad) wie bei den Wechselbedingungen für die Zugreduzierungssteuerung eingestellt sein oder kann ein anderer Wert sein.
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Bei der Bestimmung einer Neigung einer Steigung und einer Betätigung durch einen Benutzer sind dementsprechend ein Zustand, in dem die Neigung erreicht ist, und eine Dauer des Anhaltens der Betätigung berücksichtigt, wodurch die Durchführung einer übermäßigen Steuerung wegen einer lokalen Schwankung der Neigung, einer unabsichtlichen Betätigung oder dergleichen verhindert werden kann, um die Steuerung zu stabilisieren.
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Obwohl oben das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel begrenzt, und es sind vielfältige weitere Modifikationen und Änderungen auf der Basis eines technischen Konzeptes der vorliegenden Erfindung möglich.
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Obwohl beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel ein Fall angegeben ist, in dem als Betätigungsbetragsensor 30 ein Lastsensor verwendet wird, der zwischen dem Stützkörper 31a der jeweiligen rechten beziehungsweise linken Griffstange 31 und dem Stützloch 22a des oberen Rahmens 22 eingefügt ist, wie in 3E gezeigt, kann das Stützloch 22a des oberen Rahmens 22 die Form eines länglichen Lochs (eines Führungsschlitzes) in Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs haben, was ein Vor- und Zurückgleiten des Stützkörpers 31a jeweils auf der rechten beziehungsweise linken Seite der Griffstange 31 entlang des länglichen Lochs (22a) erlaubt, während der Betätigungsbetragsensor 30 (Drucksensor) jeweils auf der vorderen und hinteren Seite des Stützkörpers 31a (Gleitstücks), mit einer dazwischen platzierten Feder 34, angeordnet ist.
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Obwohl außerdem in dem Ausführungsbeispiel ein Fall angegeben ist, in dem der Betätigungsteil 3 die rechte und linke integrierte Griffstange 31 aufweist, die mit dem rechten und linken Handgriff 32 und den Betätigungsbetragsensoren 30 versehen ist, können unabhängige rechte und linke Griffe mit den jeweiligen Handgriffen 32 und Betätigungsbetragsensoren 30 versehen sein, und in diesem Fall können die Griffe unabhängig auf der rechten und linken Seite einseitig befestigt oder drehbar gelagert sein, so dass sie eine Betätigungsreaktionskraft aufnehmen.
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Obwohl außerdem in dem Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben ist, in dem das Gehhilfefahrzeug 1 den Kompakt-Elektrofahrzeugmodus aufweist, kann die vorliegende Erfindung auch als ein Gehhilfefahrzeug implementiert sein, das den Kompakt-Elektrofahrzeugmodus nicht aufweist.
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Obwohl außerdem in dem Ausführungsbeispiel ein Fall angegeben ist, in dem als Laufräder 5 Allseitenräder (omnidirektionale Räder) verwendet sind, sind auch Laufräder in der Form eines Nicht-Allseitenrads verwendbar, die in der Art einer Laufrolle oder dergleichen lenkbar gelagert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehhilfefahrzeug
- 2
- Fahrzeugkörper
- 3
- Betätigungsteil
- 4
- Antriebsrad
- 5
- Laufrad
- 6
- Sitzlehne
- 7
- Sitzpolster
- 8
- Armstütze
- 10
- Steuereinheit
- 20
- Neigungssensor (Neigungserfassungseinrichtung)
- 21
- unterer Rahmen
- 22
- oberer Rahmen
- 30
- Betätigungsbetragsensor
- 31
- Griffstange
- 32
- Handgriff
- 33
- Greifsensor (Berührungssensor)
- 34
- Feder
- 40L, 40R
- Antriebsmotor
- 83
- zweiter Betätigungsteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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