JP2018015293A - 歩行補助車両 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性を確保することができる歩行補助車両を提供する。【解決手段】歩行補助車両２１に乗車する利用者１２の重量を測定する重量計１４を設ける。重量計１４が測定した走行前の初期重量のデータを記憶装置１７に記憶させる。重量計１４が測定した走行中の重量が走行前の初期重量から変動するとき、制御装置１１が歩行補助車両２１の速度を低下させる。制御装置１１は、初期重量に基づいて、初期重量よりも小さい下限重量閾値と初期重量よりも大きい上限重量閾値とを設定し、走行中の重量が下限重量閾値よりも小さいとき、及び走行中の重量が上限重量閾値よりも大きいとき、歩行補助車両２１の速度を低下させる【選択図】図２

Description

本発明は、利用者の歩行を補助するための歩行補助車両に関する。

近年、大規模なショッピングセンタ、商店街等において、高齢者、障害者等の移動を容易にするモビリティシステムが開発されている。利用者は自動車でモビリティセンタまで移動し、モビリティセンタで歩行補助車両に乗り換え、ショッピングセンタ等を歩行補助車両で移動する。典型的な歩行補助車両は、三輪又は四輪の電動スクータからなり、人が歩行する速度と略同速度で走行する。

モビリティシステムは、大規模なショッピングセンタが多数存在するイギリスを発祥の地とする。日本では、大規模なショッピングセンタだけでなく、都市の中心市街地にモビリティシステムの普及が望まれている。中心市街地の活性化につながる可能性があるからである。

モビリティシステムの普及にあたって、歩行補助車両の安全性の確保が要請される。特許文献１には、安全性を確保した電動車椅子として、利用者が車椅子の座席から離れたときに電動車椅子の速度を低下させるものが開示されている。電動車椅子の座席には、利用者の着座状態を検知する着座センサが設けられる。電動車椅子は、座席に利用者が着座していないときにモータをオフしたり、電磁ブレーキを作動させたりするように構成される。

特開２００９−２７９１１８号公報

しかし、歩行補助車両には、利用者が出入りするための扉がなく、歩行速度と略同速度で移動するので、歩行補助車両の走行中に利用者が歩行補助車両に容易に飛び乗ったり、飛び降りたりできるという特徴がある。従来の電動車椅子の安全対策を歩行補助車両に応用しても、安全性の確保が不十分であるという課題がある。例えば、走行中に子供が歩行補助車両に飛び乗ったり、飛び降りたりしても、また走行中に歩行補助車両から荷物が落ちたりしても、歩行補助車両は通常走行をしたままだからである。

そこで、本発明は、安全性を確保することができる歩行補助車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両に乗車する利用者の重量を測定する重量計と、前記重量計が測定した走行前の初期重量のデータを記憶する記憶装置と、前記重量計が測定した走行中の重量が前記初期重量から変動するとき、前記車両の速度を低下させる制御装置と、を備える歩行補助車両である。

本発明の他の態様は、車両の速度を測定する速度計と、前記車両が実質的に一定速度で走行するとき、前記車両の前記一定速度のデータを記憶する記憶装置と、前記車両のアクセル量及びブレーキ量が実質的に一定であるのに前記車両の速度が前記一定速度から変動するとき、前記車両の速度を低下させる制御装置と、を備える歩行補助車両である。

本発明の一態様によれば、例えば歩行補助車両の走行中に子供が歩行補助車両に飛び乗ったり、飛び降りたり、又は荷物が落ちたりした場合に、これを危険と察知して歩行補助車両の速度を低下させることができる。このため、歩行補助車両の安全性を高めることができる。

本発明の他の態様によれば、例えば小物が落ちて利用者がそれを咄嗟の判断で拾おうと地面に足を掛けた場合に、これを危険と察知して歩行補助車両の速度を低下させることができる。このため、歩行補助車両の安全性を高めることができる。

本発明の一実施形態の歩行補助車両の側面図である。 本実施形態の歩行補助車両の機能ブロック図である。 本実施形態の制御装置が実行する手順を説明するフローチャートである。 車両搭載重量及び速度の変化を示すグラフである。 本実施形態の制御装置が実行する手順を説明するフローチャートである。 速度の変化を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の歩行補助車両を説明する。ただし、本発明の歩行補助車両は種々の形態で具体化することができ、明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明の範囲を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。

図１は、本実施形態の歩行補助車両（以下、単に車両２１という）の側面図を示す。図中符号１は車体、符号２ａ，２ｂは車輪、符号３は座席、符号４はシートベルト、符号５は手摺、符号６はジョイスティック等の操作装置、符号７は背もたれである。

車体１には、利用者の乗り降りを容易にするためにドアは設けられていない。座席３の数は限定されるものではないが、少人数が乗ることを想定しているので、典型的な座席３の数は１つ又は２つである。車輪２ａ，２ｂの数も限定されるものではないが、低速でも安定して走行させるために、典型的な車輪２ａ，２ｂの数は３つ又は４つである。

本実施形態の車両２１は、車輪２ａ，２ｂを回転駆動させる駆動装置８と、前輪２ａの向きを変える操舵装置９と、車輪２ａ，２ｂを制動する制動装置１０と、を備える。

駆動装置８は、車輪２ａ，２ｂを回転駆動させる電動モータを備える。操舵装置９は、前輪２ａの向きを変えるステアリング機構、ステアリング機構を駆動させるアクチュエータを備える。制動装置１０は、後輪２ｂに固定されるブレーキディスク、ブレーキディスクに接離可能なブレーキパッド、ブレーキパッドをブレーキディスクに押しつけるアクチュエータを備える。

本実施形態の車両２１は、利用者がジョイスティック等の操作装置６を操作することによって、その走行が制御されるように構成される。操作装置６は、利用者の操作によって、例えば操作量及び操作方向のデータを生成する。このデータは、制御装置１１（図２参照）に入力される。

車体１に乗る利用者１２、車体１に搭載される荷物の重量は、重量計１４によって計測される。重量計１４には、車体１に載せた皿上の重量を測定する重量計が用いられる。重量計１４の種類は限定されるものではなく、例えば、車輪２ａ，２ｂの車軸の歪みを検出する歪みセンサを用いることもできるし、車輪２ａ，２ｂの空気圧を検出する空気圧センサを用いることもできる。

車両２１の速度は、後輪２ｂの回転を検出するエンコーダ等の速度計によって検出される。前輪２ａの進行方向は、前輪２ａの進行方向を検出するエンコーダ等の方向計によって検出される。シートベルト４の着脱は、シートベルトセンサによって検出される。利用者１２が手摺５を握っているか否かは、温度センサ等の手摺センサで検出される。利用者が背もたれ７にもたれたか否かは、圧力スイッチ等の背もたれセンサで検出される。

図２は、車両２１の機能ブロック図を示す。制御装置１１は、操作装置６が生成した操作量及び操作方向のデータに基づいて、アクセル指令、ブレーキ指令及び方向指令を生成する。アクセル指令（言い換えればアクセル量、加速の大きさ）は、駆動装置８に入力される。ブレーキ指令（言い換えればブレーキ量、制動の大きさ）は、制動装置１０に入力される。方向指令は、操舵装置９に入力される。制御装置１１は、ＣＰＵを備え、上述の指令生成用の手順、後述の安全対策用の手順を実行する。

重量計１４が測定した重量のデータ、速度計１５が測定した速度のデータ、方向計１６が測定した方向のデータは、制御装置１１に入力される。図示しないが、シートベルトセンサの出力、手摺センサの出力、背もたれセンサの出力も、制御装置１１に入力される。制御装置１１に入力されたすべてのデータは、記憶装置１７に記憶させておく。

図３は、制御装置１１に実行させる安全対策用の手順（重量リアルタイム測定）のフローチャートである。まず、制御装置１１は、ステップ１００にて、加速条件が成立しているか否かを判定する。シートベルト４が装着されている（シートベルトセンサがＯＮ）、利用者１２が手摺５を握っている（手摺センサがＯＮ）、利用者１２が背もたれ７にもたれている（背もたれセンサがＯＮ）の少なくとも一つが成立していれば、加速条件が成立していると判定する。加速条件が成立していれば、判定はＹＥＳになり、ステップ１０１に進む。加速条件が成立していなければ、判定はＮＯになり、処理を抜け、加速条件が成立するまで待つ。

ステップ１０１では、車両２１が走行前（停止中）か走行中かを判定する。この判定は、速度計１５が測定した速度に基づいて行われる。走行前であれば、判定はＮＯになり、ステップ１０２に進む。

ステップ１０２では、初期重量登録、すなわち重量計１４が測定した走行前の初期重量のデータを記憶装置１７（図２参照）に記憶させる。

車両２１が走行し始めると、ステップ１０１の判定がＹＥＳになり、ステップ１０３に進む。ステップ１０３では、重量計１４が測定した走行中の重量が所定の閾値以内か否かを判定する。この判定は、重量計１４が重量を測定したら即時に行われる。走行中の重量が閾値以内であれば、判定はＹＥＳになり、ステップ１０４に進む。走行中の重量が閾値以内になければ、判定はＮＯになり、ステップ１０５に進む。

ステップ１０３では、閾値として、初期重量よりも小さい下限重量閾値と初期重量よりも大きい上限重量閾値とを設定する。そして、走行中の重量が下限重量閾値よりも小さいとき、及び走行中の重量が上限重量閾値よりも大きいとき、所定の閾値以内にないと判定する。

ステップ１０３にて、走行中の重量が所定の閾値以内にないと判定すると、危険を感知したと判断し、ステップ１０５にて、制動装置１０を働かせ、車両２１を強制停止させる。

ステップ１０３にて、走行中の重量が所定の閾値以内にあると判定すると、安全であると判断し、ステップ１０４にて、通常の走行制御、すなわち利用者１２の操作に応じた制御を行う。

図４は、制御装置１１にて上記の手順が行われたときの車両搭載重量及び速度の変化を示すグラフである。図４の上段が車両搭載重量の変化を示し、図４の下段が速度の変化を示す。横軸は時間である。

図４の上段に示すように、走行前に一人の利用者１２が乗車すると、重量が階段状に上昇する。その後、もう一人の利用者１２が乗車すると、重量が同様に階段状に上昇する。荷物を載せると、重量がさらに上昇する。制御装置１１は、走行直前の重量が利用者１２及び荷物が全て搭載された初期重量であると判断し、初期重量を登録する。なお、重量登録スイッチを設け、利用者１２が重量登録スイッチを押したときの重量を初期重量として登録してもよい。

図４の下段に示すように、重量登録した後、車両２１の速度が一定速度になるまで上昇する。図４の上段に示すように、走行中に重量が急激に下がり、下限閾値よりも小さくなるとき、制御装置１１は危険を感知したと判断し、ブレーキを働かせる。

このように、走行中の重量をリアルタイムに測定し、所定の閾値と比較し、ブレーキを働かせることで、例えば車両２１の走行中に子供が車両２１に飛び乗ったり、飛び降りたり、又は荷物が落ちたりした場合に、これを危険と察知して車両２１の速度を低下させることができる。

図５は、制御装置１１に実行させる安全対策用の手順（速度リアルタイム測定）のフローチャートである。まず、制御装置１１は、ステップ２００にて、車両２１の速度が実質的に一定速度であるか否かを判定する。予め定めた所定時間以上、一定速度であれば、判定はＹＥＳになり、ステップ２０１に進む。予め定めた所定時間以上、一定速度でなければ、判定はＮＯになり、処理を抜け、一定速度になるまで待つ。なお、利用者１２が操作装置６を操作し、利用者１２が車両２１の速度を一定にしようとしても、路面状況等によって車両２１の速度が僅かに変動する。「実質的に一定速度」には、このような場合も含む。

ステップ２０１では、一定速度登録、すなわち一定速度の速度データを記憶装置１７（図２参照）に記憶させる。

一定速度登録が終了したら、ステップ２０３に進む。ステップ２０３では、車両２１の速度が所定の閾値以内か否かを判定する。この判定は、速度計１５が速度を測定したら即時に行われる。アクセル量及びブレーキ量が実質的に一定であるのに、速度が閾値以内になければ、判定はＮＯになり、ステップ２０５に進む。なお、利用者１２が操作装置６を操作し、アクセル量及びブレーキ量を一定にしようとしても、手振れ等によりアクセル量及びブレーキ量が僅かに変動する。「アクセル量及びブレーキ量が実質的に一定」とは、このような場合も含む。

ステップ２０３では、閾値として、一定速度よりも小さい下限速度閾値と一定速度よりも大きい上限速度閾値とを設定する。そして、速度が下限速度閾値よりも小さいとき、及び速度が上限速度閾値よりも大きいとき、所定の閾値以内にないと判定する。

ここで、アクセル量及びブレーキ量が変化すると、速度が変動するのは通常のことである。このため、アクセル量及びブレーキ量が変化するならば、ステップ２０３の判定はＹＥＳになり、ステップ２０４に進む。速度が閾値以内であっても、ステップ２０３の判定はＹＥＳになり、ステップ２０４に進む。

ステップ２０３にて、速度が所定の閾値以内にないと判定すると、危険を感知したと判断し、ステップ２０５にて、制動装置１０を働かせ、車両２１を強制停止させる。

ステップ２０３にて、速度が所定の閾値以内にあると判定すると、安全であると判断し、ステップ２０４にて、通常の走行制御、すなわち利用者１２の操作に応じた制御を行う。

図６は、制御装置１１にて上記の手順が行われたときの速度の変化を示すグラフである。グラフの横軸は時間である。図６に示すように、速度はアクセル量に応じて上昇する。

車両２１が一定速度で走行しているとき、一定速度モードに入ったと判断し、一定速度を登録する。一定速度での走行中に速度が下限速度閾値よりも低下すると、危険を感知したと判断し、ブレーキを働かせる。

このように、車両２１の速度をリアルタイムに測定し、所定の閾値と比較し、ブレーキを働かせることで、例えば小物が落ちて利用者１２がそれを咄嗟の判断で拾おうと地面に足を掛けた場合に、これを危険と察知して車両２１の速度を低下させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に変更可能である。

上記実施形態では、利用者の手動運転によって車両を移動させているが、ナビゲーションシステムが生成した経路に沿うように自動運転によって車両を移動させることもできる。

上記実施形態では、車両に駆動装置と制動装置とを設けているが、制御装置が加速区間及び減速区間を含む速度指令を生成し、駆動装置を速度指令どおりに動かすようにすれば、駆動装置のみで加減速が可能である。この場合、「アクセル量及びブレーキ量が実質的に一定である」は、「速度指令が実質的に一定である」ことを意味する。

１…車体
２ａ…前輪
２ｂ…後輪
３…座席
４…シートベルト
５…手摺
６…操作装置
７…背もたれ
８…駆動装置
９…操舵装置
１０…制動装置
１１…制御装置
１２…利用者
１４…重量計
１５…速度計
１６…方向計
１７…記憶装置
２１…車両（歩行補助車両）

Claims (6)

1. 車両に乗車する利用者の重量を測定する重量計と、
   前記重量計が測定した走行前の初期重量のデータを記憶する記憶装置と、
   前記重量計が測定した走行中の重量が前記初期重量から変動するとき、前記車両の速度を低下させる制御装置と、
   を備える歩行補助車両。
2. 前記制御装置は、前記初期重量に基づいて、前記初期重量よりも小さい下限重量閾値と前記初期重量よりも大きい上限重量閾値とを設定し、
   前記制御装置は、走行中の重量が前記下限重量閾値よりも小さいとき、及び走行中の重量が前記上限重量閾値よりも大きいとき、前記車両の速度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の歩行補助車両。
3. 前記歩行補助車両は、前記車両の速度を測定する速度計を備え、
   前記記憶装置は、前記車両が実質的に一定速度で走行するとき、前記一定速度のデータを記憶し、
   前記制御装置は、前記車両のアクセル量及びブレーキ量が実質的に一定であるのに、前記車両の速度が前記一定速度から変動するとき、前記車両の速度を低下させることを特徴とする請求項１又は２に記載の歩行補助車両。
4. 前記制御装置は、前記一定速度に基づいて、前記一定速度よりも小さい下限速度閾値と前記一定速度よりも大きい上限速度閾値とを設定し、
   前記制御装置は、前記車両の速度が前記下限速度閾値よりも小さいとき、及び前記車両の速度が前記上限速度閾値よりも大きいとき、前記車両の速度を低下させることを特徴とする請求項３に記載の歩行補助車両。
5. 前記重量計は、前記利用者及び前記車両に搭載される荷物の重量を測定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の歩行補助車両。
6. 車両の速度を測定する速度計と、
   前記車両が実質的に一定速度で走行するとき、前記車両の前記一定速度のデータを記憶する記憶装置と、
   前記車両のアクセル量及びブレーキ量が実質的に一定であるのに、前記車両の速度が前記一定速度から変動するとき、前記車両の速度を低下させる制御装置と、を備える歩行補助車両。
   
   

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