JP2004266898A - Vehicle control unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle control unit which enables the user to recognize the relation between the remaining amount of the charge of a battery and the travellable distance, thereby enabling the user to surely, for example, return to home, and enabling him to recognize the direction of his home. <P>SOLUTION: This vehicle control unit is provided with a distance computing means which computes the distance between a vehicle's return and the present position from the vehicle's home recognized by a vehicle's home recognizing means and the vehicle's present position recognized by the vehicle's present position recognizing means; a remaining amount of battery charge detecting means which detects the residual amount of charge of the battery; a trafficable distance computing means which computes the trafficable distance of the vehicle from the remaining amount of the charge of the battery; and a return alarm output means which properly outputs a return alarm for urging the user to return home, from the relation between the trafficable distance computed by the trafficable distance computing means and the distance computed by the distance-computing means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば、「セニアカー（スズキ株式会社の商品名、登録商標）」と称される高齢者用の電動車椅子等の車両を制御するための車両制御装置に係り、特に、搭載しているバッテリーの充電残量と現在位置とを検出し、それらの情報から、例えば、帰宅を促すような帰還警報を適宜出力する等、必要な制御ができるように工夫したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
「セニアカー（スズキ株式会社の商品名、登録商標）」と称される高齢者用の電動車椅子としては、従来から様々な構成のものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。これらに開示されている電動車椅子は概略次のような構成になっている。
【０００３】
まず、車体があり、該車体の前部には１個の前輪が取り付けられている。又、車体の後部には一対の後輪が取り付けられている。又、車体の前部には操作する為のハンドルが取り付けられている。又、上記車体の後部には電動モータと該電動モータの回転を後輪に伝達する回転伝達機構等が設置されている。又、車体の後部には上記電動モータに電源を供給する為のバッテリーが搭載されている。又、車体の後部には運転席や背もたれ等が装備されている。
【０００４】
上記構成によると、運転者は自宅等においてバッテリーに充電する作業を行う。そして、運転席に座って電源をオンすると共にハンドルを操作しながら目的とする場所まで走行するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０５−００８７８１号公報
【特許文献２】
特開平０７−０９６００７号公報
【特許文献３】
特開２００２−１０４２７８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、自宅の方向がわからなくなってしまうことがあった。すなわち、「セニアカー（スズキ株式会社の商品名、登録商標）」の場合には、通常、高齢者が運転するケースが多く、走行して所望の場所まで移動してそこから自宅に戻ろうとした時、自宅の方向がわからなくなってしまうものである。
又、自宅からどの程度離間した場所にいるかについてもこれを認識することはできなかった。
又、バッテリーの充電残量についてはこれをメータによって認識することができる。しかしながら、バッテリーの充電残量と走行可能距離との関係についてはこれを認識することはできず、よって、バッテリーの充電残量が少なくなっていることを認識できたとしても、その時点では既に自宅に戻ることができないという事態が発生してしまうことがあった。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、帰還地の方向、帰還地までの距離を認識することを可能にし、又、バッテリーの充電残量と走行可能距離との関係を認識することを可能にし、それによって、例えば、帰還地に確実に帰還することができることを可能にする車両制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による車両制御装置は、車両の帰還地を認識する車両帰還地認識手段と、上記車両の現在位置を認識する車両現在位置認識手段と、上記車両帰還地認識手段によって認識されている車両帰還地と上記車両現在位置認識手段によって認識される車両現在位置とから車両帰還地と現在位置との間の距離を算出する距離算出手段と、上記車両に搭載されているバッテリーの充電残量を検出するバッテリー充電残量検出手段と、上記バッテリー充電残量検出手段によって検出されたバッテリー充電残量から車両の走行可能距離を算出する走行可能距離算出手段と、上記走行可能距離算出手段によって算出された走行可能距離と上記距離算出手段によって算出された距離との関係から帰還を促す帰還警報を適宜出力する帰還警報出力手段と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による車両制御装置は、請求項１記載の車両制御装置において、上記車両帰還地認識手段はバッテリーに充電する現在位置を車両帰還地として認識・登録するものであることを特徴とするものである。
又、請求項３による車両制御装置は、請求項１又は請求項２記載の車両制御装置において、上記車両の現在位置から車両の帰還地に向う方向を検出する帰還地方向検出手段と、上記帰還地方向検出手段によって検出された帰還地方向を表示する表示手段とを具備したことを特徴とするものである。
又、請求項４による車両制御装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の車両制御装置において、上記帰還警報出力手段は上記走行可能距離算出手段によって算出された走行可能距離に対して所定の安全率を乗じてそれを走行可能距離として判断するものであることを特徴とするものである。
又、請求項５による車両制御装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の車両制御装置において、上記車両現在位置認識手段はＧＰＳ受信機を使用するものであることを特徴とするものである。
又、請求項６による車両制御装置は、請求項３〜請求項５の何れかに記載の車両制御装置において、上記帰還地方向検出手段は地磁気センサーを使用するものであることを特徴とするものである。
又、請求項７による車両制御装置は、請求項１〜請求項６の何れかに記載の車両制御装置において、車両は高齢者用電動車椅子であることを特徴とするものである。
【０００９】
すなわち、本願発明の請求項による車両制御装置は、車両の帰還地を認識する車両帰還地認識手段と、上記車両の現在位置を認識する車両現在位置認識手段と、上記車両帰還地認識手段によって認識されている車両帰還地と上記車両現在位置認識手段によって認識される車両現在位置とから車両帰還地と現在位置との間の距離を算出する距離算出手段と、上記車両に搭載されているバッテリーの充電残量を検出するバッテリー充電残量検出手段と、上記バッテリー充電残量検出手段によって検出されたバッテリー充電残量から車両の走行可能距離を算出する走行可能距離算出手段と、上記走行可能距離算出手段によって算出された走行可能距離と上記距離算出手段によって算出された距離との関係から帰還を促す帰還警報を適宜出力する帰還警報出力手段と、を具備したものであり、それによって、例えば、バッテリーの充電残量が不足してしまって帰還地に戻ることができないといった事態が発生することを未然に防止することができる。
その際、上記車両帰還地認識手段はバッテリーに充電する現在位置を車両帰還地として認識・登録するものとして構成することが考えられ、その場合には、別途帰還地の登録作業が不要になるという利点がある。
又、上記車両の現在位置から車両の帰還地に向う方向を検出する帰還地方向検出手段と、上記帰還地方向検出手段によって検出された帰還地方向を表示する表示手段とを具備した構成とした場合には、帰還地への帰還が容易になるという利点がある。
又、上記帰還警報出力手段としては、上記走行可能距離算出手段によって算出された走行可能距離に対して所定の安全率を乗じてそれを走行可能距離として判断するものとして構成することが考えられ、それによって、例えば、バッテリーの充電残量が不足してしまって帰還地に戻ることができないといった事態が発生することを確実に防止することができる。
又、上記車両現在位置認識手段としては、例えば、ＧＰＳ受信機を使用するものが考えられる。
又、上記帰還地方向検出手段としては、例えば、地磁気センサーを使用するものが考えられる。
又、車両としては様々な種類のものが想定されるが、例えば、高齢者用の電動車椅子であることが考えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７を参照して本発明の一実施の形態を説明する。この実施の形態は、本願発明を「セニアカー（スズキ株式会社の商品名、登録商標）」と称される高齢者用の電動車椅子に適用した例を示すものである。
まず、図１を参照して電動車椅子の全体の概略構成を説明する。車体１があり、この車体１の前部には１個の前輪３が取り付けられている。又、車体１の後部には一対の後輪５、５が取り付けられている（図１では片側の後輪５のみを示している）。
【００１１】
上記車体１の後部には、運転席７と背もたれ部９等が設置されている。又、上記運転席７の下方のカバー１１内には、図示しない電動モータ、該電動モータの回転を上記一対の後輪５、５側に伝達する回転伝達機構等が収容・配置されている。又、車体１の前部にはハンドル支軸部１１が設置されていて、このハンドル支軸部１１の上端には操作ボックス１３が設置されている。又、この操作ボックス１３には操作ハンドル１５が取り付けられている。又、上記カバー１１内であって上記電動モータの近傍にはバッテリー１６が内蔵されている。このバッテリー１６に充電されている電力によって上記電動モータを駆動させるものである。
【００１２】
上記ハンドル支軸部１１、操作ボックス部１３、操作ハンドル１５の部分を上方からみると、図２に示すような構成になっている。まず、ハンドル支軸部１１には充電器１７が配置されている。この充電器１７を介して上記バッテリー１６に電力を充電するものである。すなわち、自宅において、図示しない電気コードを上記充電器１７と家庭用コンセントに差し込む。それによって、上記バッテリー１６に充電するものである。又、上記操作ボックス部１３をみてみると、まず、ＧＰＳ受信機１９が取り付けられている。このＧＰＳ受信機１９によって現在位置を認識することができるものである。
【００１３】
又、上記操作ボックス部１３内には地磁気センサ２１が内蔵されている。この地磁気センサ２１によって自宅の方向、すなわち、帰宅する方向を検知するものである。又、上記操作ボックス部１３の表面には、操作部２３と表示部２５が設置されている。上記操作部２３には、操作スイッチ２７、２９、３１、３３、３５が配置されている。又、上記表示部２５には、バッテリー残量表示部３７、自宅方向・距離表示部３９、バッテリー充電残量減少警告表示部４０、方位表示部４２が配置されている。
【００１４】
次に、制御手段の構成を説明する。図３は制御手段４１の構成を示すブロック図であり、制御手段４１は、演算部４３、位置測定部４５、方向測定部４７、電池残量測定部４９、充電信号検知部５１、表示・警報制御部５３とから構成されている。そして、ＧＰＳ受信機１９を介して受信されるＧＰＳ信号に基づいて位置測定部４５によって現在位置の認識がなされる。又、地磁気センサ２１からの信号に基づいて方向測定部４７によって帰還地である自宅の方向を検出する。又、バッテリー１６からの信号に基づいて電池残量測定部４９によって充電残量を測定する。又、充電器１７からの信号に基づいて充電信号検知部５１によってバッテリー充電動作が実行されたことを検知する。
【００１５】
上記位置測定部４５、方向測定部４７、電池残量測定部４９、充電信号検知部５１、からの各信号は演算部４３に入力され、演算部４３は入力した各信号に基づいて必要な演算処理を実行する。そして、表示・警報制御部５３に制御信号を出力する。その結果、表示部２５のバッテリ残量表示部３７と、自宅方向・距離表示部３９に所定の表字がなされることになり、又、バッテリー充電残量減少警告表示部４０に必要な警報が出力されることになり、方位表示部４２に方位が表示される。
【００１６】
以上の構成を基に図４及び図５のフローチャートを参照しながらその作用を説明する。図４は電動車椅子が走行している時の処理を順次示すものであるが、その前提として、まず、図５（ａ）に示すように帰還地としての自宅位置の認識・登録がなされる。これは自宅を帰還地として認識・登録する為の処理である。すなわち、自宅でバッテリー１６に充電する作業を行うと（ステップＳ１）、その充電作業を行っている場所を帰還地として自動的に認識して登録するものである（ステップＳ２）。上記作業を詳しく説明すると、充電器１７を介してバッテリー１６に充電する作業を行うと、それが充電信号検知部５１によって検知される。一方、充電作業を行っている場所、すなわち、現在位置はＧＰＳ受信機１９を介して位置測定部４５によって検出される。これらの情報に基づいてその現在位置を帰還地として認識・登録するものである。
因みに、この種の電動車椅子の場合には殆どの場合自宅で充電作業を行うものであり、よって、充電作業を行うことによりその場所を帰還地として自動的に認識・登録できるように構成しておけば、別途、登録のための作業が不用になるものである。
【００１７】
さて、帰還地が登録された状態で電動車椅子を走行させると、図４に示すような処理が繰り返し実行されることになる。まず、ＧＰＳ受信設定が実行される（ステップＳ１１）。すなわち、ＧＰＳ受信機１９を介してＧＰＳ衛星からのクロック情報を受信し、それを解析することによって現在位置を把握することになるが、そのデータを受信して解析するためにはある程度のアルゴリズムが必要となる。その処理をバックグラウンドで行うための準備がこのステップＳ１１における処理である。次に、ステップＳ１２に移行して、ＧＰＳ受信完了か否かを判別する。ＧＰＳ受信完了の場合には、ステップＳ１３に移行して、現在位置の更新を行うと共に、ステップＳ１４に移行する。これに対して、ＧＰＳ受信が完了していない場合にはステップＳ１３を迂回してステップＳ１４に直接移行する。
尚、ＧＰＳ受信機１９を介して受信される信号に基づく現在位置の検出は確立されている公知の手法による。
【００１８】
次に、ステップＳ１４においては、バッテリー１６の充電残量検出を行う。充電残量の検出方法としては、電圧と電流量を検出し、その値から充電残量を推測する手法を採用している。これはバッテリー１６の電圧の特性が負荷電流によって変化することに基づくものである。このバッテリー残量検出信号に基づいて走行可能距離（Ａ）を算出する。次に、ステップＳ１５に移行して、ステップＳ１３において求めた現在位置と帰還地としての自宅位置との間の距離（Ｂ、これは直線距離である）を算出する。この自宅位置については、前述したように、予め帰還地として認識・登録されているものである。次に、ステップＳ１６に移行し、上記走行可能距離（Ａ）に安全率（０．６）を乗じた値と現在位置と自宅位置との間の直線距離（Ｂ）との大小を比較する。つまり、走行可能距離（Ａ）の６０％が現在位置と帰還地としての自宅位置との間の直線距離（Ｂ）を下回ったか否かを判別するものである。
【００１９】
尚、現在位置と帰還地としての自宅位置との間の距離（Ｂ、これは直線距離である）は次のような手法によって算出される。まず、ＧＰＳ受信機１９を介して受信される信号に基づいて緯度、経度の情報を入手することができる。その情報の精度は１００ｍ程度です。一方、地球の一周、すなわち、３６０°の距離は４００００ｋｍである。そして、任意の二点間の距離は、二点間の角度差を３６０°で除したものに４００００ｋｍを乗じた値を「ピタゴラスの定理」に当てはめることにより算出することができる。
【００２０】
具体例を挙げて説明する。任意の一点が「北緯３５度０分、東経１３６度０分」であり、任意の別の一点が「北緯３６度０分、東経１３７度０分」であると仮定する。この場合これら任意の二点間の南北距離（ＳＮ）は次の式（Ｉ）に示すようなものとなる。
ＳＮ＝１°÷３６０°×４００００ｋｍ―――（Ｉ）
同様に、東西距離（ＥＷ）は次の式（ＩＩ）に示すようなものとなる。
ＥＷ＝１°÷３６０°×４００００ｋｍ―――（ＩＩ）
したがって、これらを「ピタゴラスの定理」に当てはめて二点間の距離（Ｌ）を求めると、次の式（ＩＩＩ）に示すようなものとなる。
Ｌ２＝ＳＮ２ ＋ＥＷ２ ―――（ＩＩＩ）
後はこの式（ＩＩＩ）より二点間距離（Ｌ）を求めることになる。
【００２１】
そして、走行可能距離（Ａ）に安全率（０．６）を乗じた値が現在位置と自宅位置との間の直線距離（Ｂ）よりも小さくなった場合には、ステップＳ１７に移行して、帰宅を促す警告を出力する。具体的には、バッテリー充電残量減少警告表示部４０を介して必要な警告表示を行うものである。そして、ステップＳ１８に移行する。これに対して、走行可能距離（Ａ）に安全率（０．６）を乗じた値が現在位置と自宅位置との間の直線距離（Ｂ）よりも未だ小さくない場合には、そのままステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、地磁気センサー２１からの信号に基づいて帰宅する方向を測定する。そして、ステップＳ１０９に移行して、表示部２５に必要な表示を行わせるものである。
【００２２】
上記地磁気センサー２１からの信号に基づいて帰宅する方向を測定する点について説明する。前述したように、ＧＰＳ受信機１９を介して受信されるＧＰＳ信号に基づいて、自宅位置と現在位置の絶対位置（緯度、経度）については確認できる。一方、上記地磁気センサー２１によって電動車椅子が現在向っている方向を確認することができる。これらの情報から自宅の向きを確認することができるものである。
【００２３】
電動車椅子の現在の向き、自宅の方向、表示部２５における表示、自宅方向に対するシフト角度の関係を図６に示す。図６は上記したように、電動車椅子の現在の向き、自宅の方向、表示部２５における表示、自宅方向に対するシフト角度の関係を示す図で、例えば、最上位に示すように、電動車椅子の現在の向きを「↑」、すなわち、「北向き」とする。その際、自宅の方向も「↑」、すなわち、「北向き」とする。この場合には、表示部２３における表示は「↑」、すなわち、北向きとなり、シフト角度が「０°」、 つまり、そのままの向きで走行すればよいことになる。
【００２４】
これに対して、最上位から２行目を見ると、電動車椅子の現在の向きを「↑」、すなわち、「北向き」とする。その際、自宅の方向は「→」、すなわち、「東向き」とする。この場合には、表示部２３における表示は「→」、すなわち、東向きとなり、シフト角度が「右９０°」、 つまり、右側に９０°だけ旋回した状態で走行すればよいことになる。以下、同様である。
尚、図６では理解を容易にするために向きを東西南北に設定して説明しているが、実際には、例えば、現在向いてる向きが「北西」であったり「北東」であったりするものであり、それに基づいてより細かな表示がなされることになる。
【００２５】
上記表示部２５における表示は、例えば、図７に示すようなものである。まず、バッテリー残量表示部３７にはバッテリー１６の電池残量が表示される。図７中破線で示す棒グラフ状の部分の内黒く塗り潰した部分が充電残量を示しており、図７の場合には充電残量が僅かとなっている。又、自宅方向・距離表示部３９には自宅の方向を指し示す矢印と自宅までの距離が表示される。又、方位表示部４２には東西南北が表示される。そして、帰宅を促す警告は、既に説明したように、バッテリー充電残量減少警告表示部４０によって表示される。
因みに、この場合には、「自宅に戻るための電池残量が不足してきました。」という表示を行うことにより警告するものである。
以下、ステップＳ１２〜ステップＳ１９の内容を繰り返し実行するものである。
【００２６】
次に、走行中にキーをオフする場合について、図５（ｂ）のフローチャートを参照して説明する。まず、キーをオフすると（ステップＳ２１）、ステップＳ２２に移行して、ＧＰＳ受信機１９を介して検知される現在位置をメモリに書き込む作業が行われる。そして、ステップＳ２３に移行して電源がオフされることになる。
【００２７】
以上、この実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、電動車椅子を使用した場合に、バッテリー１６の充電残量が不足してしまって、自宅に帰還できなくなってしまうという事体の発生を未然に防止することができるようになった。これは、バッテリー１６の充電残量を測定し、その測定されたバッテリー１６の充電残量から走行可能距離（Ａ）を算出する。一方、現在位置と帰還地としての自宅との間の直線距離（Ｂ）を算出し、これらを比較することにより適宜帰宅を促す警報を出力するようにしているからである。
又、その際、バッテリー１６の充電残量から算出される走行可能距離（Ａ）に対して、安全率（０．６）を乗じた値を対比する際の走行可能距離としているので、より信頼性が高くなっていて、バッテリー１６の充電残量が不足してしまって、自宅に帰還できなくなってしまうという事態の発生を確実に防止することが可能になる。
又、自宅方向・距離表示部３９を見ることにより、現在位置において自宅の方向と自宅までの距離を認識することができるので、例えば、その矢印の方向に沿って走行すれば自宅に容易に帰還することができるものである。
又、この実施の形態の場合には、自宅において充電作業を行うことにより、そこを自動的に帰還地であると認識するように構成されており、別途、登録作業が不要であるという利点がある。
【００２８】
尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
前記一実施の形態の場合には、高齢者用の電動車椅子を例に挙げて説明したが、それに限定されるものではなく、バッテリーを利用して走行する各種車両に対して同様に適用可能である。
又、安全率をどのような値にするかについては適宜決定すればよい。
警告の手段としては様々なものが想定され、例えば、表示と共に音声出力を行って警告することも考えられる。
又、地点登録の機能を付加することにより、現在位置との対比により案内機能を発揮させるように構成することが考えられる。これを具体的に説明すると、例えば、電気自動車等のように自宅以外の外部で充電することが予想される車両の場合には、充電が可能なスタンド等の位置を予め地点登録しておく。それによって、バッテリーの充電残量が減少してきたときに、その登録してあるスタンドの場所に案内させることが可能になる。
又、外出先の地点を登録することにより、帰宅時の同様の簡易的な案内機構により、目的地まで案内することが考えられる。
又、地図情報や住所等の地点情報と相関を持たせることによって、よりわかり易い案内を行うことも考えられる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明による車両制御装置によると、まず、バッテリーの充電残量が不足してしまって、帰還地に帰還できなくなってしまうという事態の発生を未然に防止することができる。これは、バッテリーの充電残量を測定し、その測定されたバッテリーの充電残量から走行可能距離を算出し、一方、現在位置と自宅との間の距離を算出し、これらを比較することにより適宜帰還地への帰還を促す警報を出力するようにしているからである。
又、その際、バッテリーの充電残量から算出される走行可能距離に対して、安全率を乗じた値を対比する際の走行可能距離とした場合には信頼性をさらに高くすることができ、それによって、バッテリーの充電残量が不足してしまって、帰還地に帰還できなくなってしまうという事態の発生を確実に防止することができる。
又、帰還地の方向と帰還地までの距離を認識することができるように構成した場合には、例えば、その矢印の方向に沿って走行すれば自宅に容易に帰還することができるものである。
又、帰還地において充電作業を行うことにより、そこを自動的に帰還地であると認識・登録するように構成した場合には、別途、登録作業が不要であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図で、電動車椅子の全体の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す図で、電動車椅子の操作ハンドル及びその近傍の構成を示す一部斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す図で、電動車椅子の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態を示す図で、電動車椅子の制御装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施の形態を示す図で、図５（ａ）は制御手段による制御内容であって帰還地の認識・登録を示すフローチャート、図５（ｂ）は制御手段による制御内容であって現在位置のメモリ書き込みを示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態を示す図で、地磁気センサーによって検出される電動車椅子の向きと帰還地である自宅の方向との関係を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態を示す図で、表示部２５による表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
１６ バッテリー
１７ 充電器
１９ ＧＰＳ受信機
２１ 地磁気センサー
２３ 操作部
２５ 表示部
３７ バッテリー残量表示部
３９ 自宅方向・距離表示部
４０ バッテリー充電残量減少警告表示部
４１ 制御手段
４２ 方位表示部[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a vehicle control device for controlling a vehicle such as an electric wheelchair for elderly people referred to as “Senia Car (trade name, registered trademark of Suzuki Motor Corporation)”, and is particularly mounted. The present invention relates to a device that is devised so that necessary control can be performed, for example, by detecting the remaining amount of charge of the battery and the current position and appropriately outputting a feedback alarm that prompts the user to return home, for example.
[0002]
[Prior art]
As an electric wheelchair for elderly people referred to as “Senia Car (trade name, registered trademark) of Suzuki Co., Ltd.”, various wheelchairs have been proposed (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, (See Patent Document 3). The electric wheelchair disclosed in these is generally configured as follows.
[0003]
First, there is a vehicle body, and one front wheel is attached to the front portion of the vehicle body. A pair of rear wheels is attached to the rear part of the vehicle body. A handle for operation is attached to the front of the vehicle body. An electric motor and a rotation transmission mechanism for transmitting the rotation of the electric motor to the rear wheels are installed at the rear of the vehicle body. A battery for supplying power to the electric motor is mounted at the rear of the vehicle body. In addition, a driver's seat and a backrest are provided at the rear of the vehicle body.
[0004]
According to the above configuration, the driver performs the work of charging the battery at home or the like. Then, while sitting on the driver's seat, turning on the power and operating the steering wheel, the vehicle travels to the target location.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 05-008781 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-096007 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-104278
[Problems to be solved by the invention]
The conventional configuration has the following problems.
First of all, I sometimes lost the direction of my home. In other words, in the case of “Senia Car (trademark of Suzuki Motor Corporation, registered trademark)”, there are many cases where elderly people usually drive, and when they travel to a desired place and try to return home , You will not know the direction of your home.
Also, it was impossible to recognize how far away from home it was.
Further, the remaining charge of the battery can be recognized by the meter. However, the relationship between the remaining battery charge and the distance that can be traveled cannot be recognized. Therefore, even if it can be recognized that the remaining battery charge is low, it is already at that time. There was a case where it was impossible to return to.
[0007]
The present invention has been made based on such points, and the object of the present invention is to make it possible to recognize the direction of the return place, the distance to the return place, and the remaining battery charge and the travelable distance. It is possible to provide a vehicle control device that makes it possible to recognize the relationship between the vehicle and the vehicle, and thereby, for example, to be able to reliably return to a return place.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a vehicle control apparatus according to claim 1 of the present invention comprises vehicle return location recognition means for recognizing a return location of a vehicle, vehicle current location recognition means for recognizing the current location of the vehicle, and vehicle return. A distance calculating means for calculating a distance between the vehicle return location and the current position from the vehicle return location recognized by the location recognition means and the vehicle current position recognized by the vehicle current position recognition means; and mounted on the vehicle. A remaining battery charge detecting means for detecting a remaining charge of the battery, a travelable distance calculating means for calculating a travelable distance of the vehicle from the remaining battery charge detected by the remaining battery charge detecting means, Appropriate a feedback warning for encouraging feedback based on the relationship between the travelable distance calculated by the travelable distance calculation means and the distance calculated by the distance calculation means. Is characterized in that anda feedback alarm output unit for outputting.
The vehicle control device according to claim 2 is characterized in that, in the vehicle control device according to claim 1, the vehicle return location recognition means recognizes and registers the current position where the battery is charged as the vehicle return location. To do.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the vehicle control device according to the first or second aspect, wherein the return direction detecting means detects the direction from the current position of the vehicle toward the return point of the vehicle, and the feedback. And display means for displaying the return ground direction detected by the ground direction detection means.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the vehicle control device according to any one of the first to third aspects, wherein the feedback alarm output means is adapted to the travelable distance calculated by the travelable distance calculation means. Thus, a predetermined safety factor is multiplied and determined as a travelable distance.
The vehicle control device according to claim 5 is the vehicle control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle current position recognizing means uses a GPS receiver. Is.
A vehicle control device according to claim 6 is the vehicle control device according to any one of claims 3 to 5, wherein the return ground direction detecting means uses a geomagnetic sensor. It is.
A vehicle control device according to claim 7 is the vehicle control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the vehicle is an electric wheelchair for elderly people.
[0009]
That is, the vehicle control device according to the claims of the present invention recognizes the vehicle return location recognition means for recognizing the return location of the vehicle, the vehicle current location recognition means for recognizing the current location of the vehicle, and the vehicle return location recognition means. Distance calculating means for calculating the distance between the vehicle return position and the current position from the current vehicle return position and the vehicle current position recognized by the vehicle current position recognition means, and a battery mounted on the vehicle. A remaining battery charge detecting means for detecting a remaining charge; a travelable distance calculating means for calculating a travelable distance of the vehicle from the remaining battery charge detected by the remaining battery charge detecting means; and the travelable distance calculating Feedback that appropriately outputs a feedback alarm that prompts feedback based on the relationship between the travelable distance calculated by the means and the distance calculated by the distance calculation means Are those equipped with boric output means, and thereby, for example, can be a situation such as the battery charge is not able to return to the feedback land gone missing is to prevent the occurrence.
At that time, the vehicle return location recognition means may be configured to recognize and register the current position of charging the battery as the vehicle return location, and in that case, there is no need to separately register the return location. There are advantages.
Further, the present invention is configured to include a return direction detection unit that detects a direction from the current position of the vehicle to the return point of the vehicle, and a display unit that displays the return direction detected by the return direction detection unit. In some cases, there is an advantage that the return to the return place becomes easy.
Further, the feedback alarm output means may be configured to determine a travelable distance by multiplying the travelable distance calculated by the travelable distance calculation means by a predetermined safety factor, Thereby, for example, it is possible to reliably prevent a situation in which the remaining charge of the battery is insufficient and the vehicle cannot return to the return place.
As the vehicle current position recognizing means, for example, one using a GPS receiver can be considered.
Further, as the return ground direction detecting means, for example, one using a geomagnetic sensor can be considered.
Various types of vehicles are assumed, and for example, an electric wheelchair for elderly people can be considered.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment shows an example in which the present invention is applied to an electric wheelchair for elderly people referred to as “senior car (trade name, registered trademark of Suzuki Motor Corporation)”.
First, an overall schematic configuration of the electric wheelchair will be described with reference to FIG. There is a vehicle body 1, and one front wheel 3 is attached to the front portion of the vehicle body 1. A pair of rear wheels 5 and 5 are attached to the rear portion of the vehicle body 1 (only one rear wheel 5 is shown in FIG. 1).
[0011]
A driver's seat 7 and a backrest 9 are installed at the rear of the vehicle body 1. In the cover 11 below the driver's seat 7, an electric motor (not shown), a rotation transmission mechanism for transmitting the rotation of the electric motor to the pair of rear wheels 5, 5 and the like are accommodated and arranged. A handle support shaft 11 is installed at the front of the vehicle body 1, and an operation box 13 is installed at the upper end of the handle support 11. An operation handle 15 is attached to the operation box 13. A battery 16 is built in the cover 11 and in the vicinity of the electric motor. The electric motor is driven by the electric power charged in the battery 16.
[0012]
When the handle support shaft part 11, the operation box part 13, and the operation handle 15 are viewed from above, the structure is as shown in FIG. First, a charger 17 is disposed on the handle spindle 11. The battery 16 is charged with electric power through the charger 17. That is, at home, an electric cord (not shown) is inserted into the charger 17 and a household outlet. Thereby, the battery 16 is charged. Looking at the operation box unit 13, the GPS receiver 19 is first attached. The GPS receiver 19 can recognize the current position.
[0013]
A geomagnetic sensor 21 is built in the operation box section 13. This geomagnetic sensor 21 detects the direction of home, that is, the direction of returning home. An operation unit 23 and a display unit 25 are installed on the surface of the operation box unit 13. In the operation unit 23, operation switches 27, 29, 31, 33, and 35 are arranged. The display unit 25 includes a battery remaining amount display unit 37, a home direction / distance display unit 39, a battery charge remaining amount decrease warning display unit 40, and a direction display unit 42.
[0014]
Next, the configuration of the control means will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the control means 41. The control means 41 includes a calculation unit 43, a position measurement unit 45, a direction measurement unit 47, a remaining battery level measurement unit 49, a charge signal detection unit 51, a display / alarm. It is comprised from the control part 53. FIG. Then, the current position is recognized by the position measuring unit 45 based on the GPS signal received via the GPS receiver 19. Further, based on the signal from the geomagnetic sensor 21, the direction measuring unit 47 detects the direction of the home as a return place. Further, the remaining battery charge is measured by the remaining battery charge measuring unit 49 based on the signal from the battery 16. Further, based on the signal from the charger 17, the charging signal detection unit 51 detects that the battery charging operation has been executed.
[0015]
The signals from the position measuring unit 45, the direction measuring unit 47, the remaining battery level measuring unit 49, and the charge signal detecting unit 51 are input to the calculating unit 43, and the calculating unit 43 performs necessary calculations based on the input signals. Execute the process. Then, a control signal is output to the display / alarm controller 53. As a result, a predetermined character is displayed on the battery remaining amount display unit 37 of the display unit 25 and the home direction / distance display unit 39, and a necessary warning is displayed on the battery charge remaining amount decrease warning display unit 40. The azimuth is displayed on the azimuth display unit 42.
[0016]
The operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4 and 5 based on the above configuration. FIG. 4 sequentially shows processing when the electric wheelchair is running. As a premise thereof, first, as shown in FIG. 5A, the home position as a return place is recognized and registered. This is a process for recognizing and registering a home as a return place. That is, when the work for charging the battery 16 is performed at home (step S1), the place where the charging work is performed is automatically recognized and registered as a return place (step S2). The above work will be described in detail. When the work of charging the battery 16 through the charger 17 is performed, this is detected by the charge signal detection unit 51. On the other hand, the location where the charging operation is performed, that is, the current position is detected by the position measuring unit 45 via the GPS receiver 19. Based on this information, the current position is recognized and registered as a return place.
By the way, in the case of this kind of electric wheelchair, in most cases the charging work is done at home, so that the place can be automatically recognized and registered as a return place by performing the charging work. If this is the case, the work for registration is unnecessary.
[0017]
Now, when the electric wheelchair is run with the return place registered, the process shown in FIG. 4 is repeatedly executed. First, GPS reception setting is executed (step S11). That is, the clock information from the GPS satellite 19 is received via the GPS receiver 19 and the current position is grasped by analyzing the clock information. However, in order to receive and analyze the data, a certain amount of algorithm is required. Necessary. Preparation for performing the process in the background is the process in step S11. Next, the process proceeds to step S12 to determine whether or not the GPS reception is completed. When the GPS reception is completed, the process proceeds to step S13, where the current position is updated and the process proceeds to step S14. On the other hand, when the GPS reception is not completed, the process directly bypasses step S13 and proceeds directly to step S14.
The detection of the current position based on the signal received via the GPS receiver 19 is based on an established known method.
[0018]
Next, in step S14, the remaining charge of the battery 16 is detected. As a method for detecting the remaining charge, a method is used in which the voltage and current are detected and the remaining charge is estimated from the values. This is based on the fact that the voltage characteristics of the battery 16 change depending on the load current. A travelable distance (A) is calculated based on the remaining battery level detection signal. Next, the process proceeds to step S15, and the distance (B, which is a linear distance) between the current position obtained in step S13 and the home position as the return place is calculated. As described above, this home position is recognized and registered in advance as a return place. Next, the process proceeds to step S16, and the magnitude of the value obtained by multiplying the travelable distance (A) by the safety factor (0.6) and the linear distance (B) between the current position and the home position is compared. That is, it is determined whether 60% of the travelable distance (A) is less than the linear distance (B) between the current position and the home position as the return place.
[0019]
The distance (B, which is a straight line distance) between the current position and the home position as a return place is calculated by the following method. First, latitude and longitude information can be obtained based on a signal received via the GPS receiver 19. The accuracy of the information is about 100m. On the other hand, the circumference of the earth, that is, the distance of 360 ° is 40,000 km. The distance between any two points can be calculated by applying a value obtained by dividing the angular difference between the two points by 360 ° and multiplying it by 40000 km to the “Pythagorean theorem”.
[0020]
A specific example will be described. Assume that one arbitrary point is “35 degrees 0 minutes north, 136 degrees 0 minutes east”, and another arbitrary point is “36 degrees 0 minutes north, 137 degrees 0 minutes east”. In this case, the north-south distance (SN) between these two arbitrary points is as shown in the following formula (I).
SN = 1 ° ÷ 360 ° × 40000km-(I)
Similarly, the east-west distance (EW) is as shown in the following formula (II).
EW = 1 ° ÷ 360 ° × 40000km-(II)
Therefore, when these are applied to the “Pythagorean theorem” and the distance (L) between the two points is obtained, the following equation (III) is obtained.
L 2 = SN 2 + EW 2 ――― (III)
After that, the distance (L) between the two points is obtained from this formula (III).
[0021]
If the value obtained by multiplying the travelable distance (A) by the safety factor (0.6) is smaller than the linear distance (B) between the current position and the home position, the process proceeds to step S17. , Output a warning to return home. Specifically, necessary warning display is performed via the battery charge remaining amount decrease warning display unit 40. Then, the process proceeds to step S18. On the other hand, if the value obtained by multiplying the travelable distance (A) by the safety factor (0.6) is not yet smaller than the linear distance (B) between the current position and the home position, step S18 is performed as it is. Migrate to In step S18, the direction of returning home is measured based on the signal from the geomagnetic sensor 21. And it transfers to step S109 and makes the display part 25 perform a required display.
[0022]
The point which measures the direction to go home based on the signal from the geomagnetic sensor 21 will be described. As described above, the absolute position (latitude and longitude) of the home position and the current position can be confirmed based on the GPS signal received via the GPS receiver 19. On the other hand, the geomagnetic sensor 21 can confirm the direction in which the electric wheelchair is currently facing. The direction of the home can be confirmed from these pieces of information.
[0023]
FIG. 6 shows the relationship between the current orientation of the electric wheelchair, the home direction, the display on the display unit 25, and the shift angle with respect to the home direction. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the current orientation of the electric wheelchair, the home direction, the display on the display unit 25, and the shift angle with respect to the home direction as described above. The direction of is “↑”, that is, “north”. At that time, the direction of the home is also “↑”, that is, “north”. In this case, the display on the display unit 23 is “↑”, that is, northward, and the shift angle is “0 °”, that is, it is only necessary to travel in the same direction.
[0024]
On the other hand, when viewing the second line from the top, the current direction of the electric wheelchair is “↑”, that is, “north”. At that time, the direction of the home is “→”, that is, “eastward”. In this case, the display on the display unit 23 is “→”, that is, eastward, and the shift angle is “right 90 °”, that is, it is only necessary to travel while turning 90 ° to the right. The same applies hereinafter.
In FIG. 6, the direction is set to east, west, south, and north for easy understanding, but actually, for example, the current direction is “northwest” or “northeast”. Therefore, a finer display is made based on this.
[0025]
The display on the display unit 25 is, for example, as shown in FIG. First, the remaining battery level display unit 37 displays the remaining battery level of the battery 16. In the bar graph portion shown by the broken line in FIG. 7, the blackened portion indicates the remaining charge amount. In the case of FIG. 7, the remaining charge amount is small. The home direction / distance display unit 39 displays an arrow indicating the direction of the home and the distance to the home. Further, the direction display section 42 displays east, west, south, and north. The warning prompting the user to return home is displayed by the battery charge remaining amount reduction warning display unit 40 as described above.
Incidentally, in this case, a warning is given by displaying “The battery level for returning home has become insufficient.”
Hereinafter, the contents of steps S12 to S19 are repeatedly executed.
[0026]
Next, the case where the key is turned off during traveling will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when the key is turned off (step S21), the process proceeds to step S22, and the current position detected via the GPS receiver 19 is written into the memory. And it transfers to step S23 and a power supply is turned off.
[0027]
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
First, when an electric wheelchair is used, it is possible to prevent the occurrence of an event that the remaining charge of the battery 16 is insufficient and the user cannot return home. This measures the remaining charge of the battery 16 and calculates the travelable distance (A) from the measured remaining charge of the battery 16. On the other hand, a linear distance (B) between the current position and the home as a return place is calculated, and an alarm that prompts the user to return home is appropriately output by comparing these.
At that time, since the travelable distance (A) calculated from the remaining charge of the battery 16 is multiplied by a value obtained by multiplying the safety factor (0.6), the travelable distance is more reliable. Therefore, it is possible to surely prevent the occurrence of a situation where the remaining charge of the battery 16 is insufficient and it becomes impossible to return to the home.
Also, by looking at the home direction / distance display section 39, it is possible to recognize the home direction and the distance to the home at the current position. For example, if you drive along the direction of the arrow, you can easily return to your home. Is something that can be done.
Further, in the case of this embodiment, it is configured to automatically recognize it as a return place by performing a charging operation at home, and there is an advantage that a separate registration operation is unnecessary. is there.
[0028]
The present invention is not limited to the one embodiment.
In the case of the one embodiment, the electric wheelchair for elderly people has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and can be similarly applied to various vehicles that run using a battery. is there.
Moreover, what kind of value should be determined as appropriate for the safety factor.
Various warning means are envisaged. For example, it is conceivable to perform warning by outputting sound together with display.
In addition, it is conceivable to add a point registration function so that the guide function is exhibited by comparison with the current position. More specifically, for example, in the case of a vehicle that is expected to be charged outside the home, such as an electric vehicle, the position of a stand that can be charged is registered in advance. As a result, when the remaining charge amount of the battery decreases, it is possible to guide to the location of the registered stand.
In addition, it is conceivable to register the destination location and guide to the destination by the same simple guidance mechanism when returning home.
It is also conceivable to provide easier-to-understand guidance by correlating with point information such as map information and address.
[0029]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the vehicle control apparatus of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the remaining charge of the battery is insufficient and the vehicle cannot return to the return place. This is by measuring the remaining charge of the battery and calculating the distance that can be traveled from the measured remaining charge of the battery, while calculating the distance between the current position and the home and comparing them. This is because an alarm that prompts the user to return to the return location is output as appropriate.
Also, at that time, the reliability can be further increased if the travelable distance calculated by comparing the value obtained by multiplying the travelable distance calculated from the remaining charge of the battery with the safety factor is As a result, it is possible to reliably prevent the occurrence of a situation where the remaining charge of the battery becomes insufficient and the vehicle cannot return to the return place.
In addition, when configured so that the direction of the return place and the distance to the return place can be recognized, for example, if the vehicle travels along the direction of the arrow, it can easily return to the home. .
In addition, when the charging work is performed at the return place so that it is automatically recognized and registered as the return place, there is an advantage that a separate registration work is unnecessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an overall configuration of an electric wheelchair according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a partial perspective view showing a configuration of an operation handle of an electric wheelchair and the vicinity thereof.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a block diagram showing a configuration of a control device for an electric wheelchair.
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a flowchart showing the contents of control by the control device for the electric wheelchair.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) is a flowchart showing the contents of control by the control means and recognition / registration of the return place, and FIG. 5 (b) is a control by the control means. It is a flowchart which shows the memory writing of the content and the present position.
FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a relationship between the direction of an electric wheelchair detected by a geomagnetic sensor and the direction of a home as a return place.
7 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a diagram showing an example of display by a display unit 25. FIG.
[Explanation of symbols]
16 Battery 17 Charger 19 GPS receiver 21 Geomagnetic sensor 23 Operation unit 25 Display unit 37 Battery remaining amount display unit 39 Home direction / distance display unit 40 Battery charge remaining amount decrease warning display unit 41 Control means 42 Direction display unit

Claims (7)

車両の帰還地を認識する車両帰還地認識手段と、
上記車両の現在位置を認識する車両現在位置認識手段と、
上記車両帰還地認識手段によって認識されている車両帰還地と上記車両現在位置認識手段によって認識される車両現在位置とから車両帰還地と現在位置との間の距離を算出する距離算出手段と、
上記車両に搭載されているバッテリーの充電残量を検出するバッテリー充電残量検出手段と、
上記バッテリー充電残量検出手段によって検出されたバッテリー充電残量から車両の走行可能距離を算出する走行可能距離算出手段と、
上記走行可能距離算出手段によって算出された走行可能距離と上記距離算出手段によって算出された距離との関係から帰還を促す帰還警報を適宜出力する帰還警報出力手段と、
を具備したことを特徴とする車両制御装置。Vehicle return location recognition means for recognizing the return location of the vehicle;
Vehicle current position recognition means for recognizing the current position of the vehicle;
Distance calculating means for calculating a distance between the vehicle return place and the current position from the vehicle return place recognized by the vehicle return place recognition means and the vehicle current position recognized by the vehicle current position recognition means;
Battery charge remaining amount detection means for detecting the remaining charge amount of the battery mounted on the vehicle;
A travelable distance calculating means for calculating a travelable distance of the vehicle from the remaining battery charge detected by the remaining battery charge detection means;
Feedback alarm output means for appropriately outputting a feedback alarm for encouraging feedback from the relationship between the travelable distance calculated by the travelable distance calculation means and the distance calculated by the distance calculation means;
A vehicle control device comprising: 請求項１記載の車両制御装置において、
上記車両帰還地認識手段はバッテリー充電動作を検知することにより該動作を行う現在位置を車両帰還地として認識・登録するものであることを特徴とする車両制御装置。The vehicle control device according to claim 1,
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle return location recognition means recognizes and registers a current position where the operation is performed as a vehicle return location by detecting a battery charging operation. 請求項１又は請求項２記載の車両制御装置において、
上記車両の現在位置から車両の帰還地に向う方向を検出する帰還地方向検出手段と、
上記帰還地方向検出手段によって検出された帰還地方向を表示する表示手段とを具備したことを特徴とする車両制御装置。In the vehicle control device according to claim 1 or 2,
A return direction detecting means for detecting a direction from the current position of the vehicle toward the return place of the vehicle;
A vehicle control apparatus comprising: display means for displaying the return ground direction detected by the return ground direction detection means. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の車両制御装置において、
上記帰還警報出力手段は上記走行可能距離算出手段によって算出された走行可能距離に対して所定の安全率を乗じてそれを走行可能距離として判断するものであることを特徴とする車両制御装置。In the vehicle control device according to any one of claims 1 to 3,
The vehicle feedback control apparatus according to claim 1, wherein the feedback alarm output means multiplies the travelable distance calculated by the travelable distance calculation means by a predetermined safety factor and determines it as the travelable distance. 請求項１〜請求項４の何れかに記載の車両制御装置において、
上記車両現在位置認識手段はＧＰＳ受信機を使用するものであることを特徴とする車両制御装置。In the vehicle control device according to any one of claims 1 to 4,
A vehicle control apparatus characterized in that the vehicle current position recognizing means uses a GPS receiver. 請求項３〜請求項５の何れかに記載の車両制御装置において、
上記帰還地方向検出手段は地磁気センサーを使用するものであることを特徴とする車両制御装置。In the vehicle control device according to any one of claims 3 to 5,
The vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the return ground direction detecting means uses a geomagnetic sensor. 請求項１〜請求項６の何れかに記載の車両制御装置において、
車両は高齢者用電動車椅子であることを特徴とする車両制御装置。In the vehicle control device according to any one of claims 1 to 6,
A vehicle control device, wherein the vehicle is an electric wheelchair for elderly people.
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