JP2021197857A

JP2021197857A - 電動車両

Info

Publication number: JP2021197857A
Application number: JP2020104188A
Authority: JP
Inventors: 浩道山本; Hiromichi Yamamoto
Original assignee: Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2021-12-27
Anticipated expiration: 2040-06-17
Also published as: JP7423160B2

Abstract

【課題】バッテリ充電残量不足によって停止回避領域内での立ち往生を防止することができる電動車両を提供すること。【解決手段】電動車両１００は、バッテリ１２０から供給される電力でモータ１１４Ａを回転させて移動する。電動車両１００は、進行方向前方に存在する停止回避領域への接近を検出するカメラ１２２、回避領域検出部１２４、指定領域進入判定部１２５と、バッテリ１２０の充電残量を検出する充電残量検出部１２６と、停止回避領域への接近が検出され、充電残量が基準値以下のときに、停止回避領域内への進入を抑制する停車判定部１３０、停車メッセージ出力部１３２とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリから供給される電力でモータを駆動して移動する電動車両に関する。

従来から、バッテリの電圧を計測し、現在の電圧から、残りのバッテリ容量を計算し、その計算値を元に移動可能距離を求めるようにしたり、さらに自分の位置を知ることが可能なＧＰＳシステムと組み合わせて目的地まで走行可能であるかを判断して利用者に警告を行うようにした電動車椅子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この電動車椅子では、目的地まで走行する途中で電源がなくなることが予め計算された場合には、その旨が利用者に警告される。

特開２０００−２７９４５１号公報

ところで、電動車椅子などのシニアカーと称される電動車両は、バッテリやモータなどを搭載する必要があるため、手動操作の車椅子と比較すると非常に重いものであり、残りのバッテリ容量がなくなってモータ駆動ができなくなった状態では、それまで搭乗していた利用者自身で移動させることは容易ではない。このため、踏切内や横断歩道上で残りのバッテリ容量がなくなって立ち往生することがないように、利用者自身が残りのバッテリ容量に注意をはらう必要がった。

一般には、電動車両には、残りのバッテリ容量を確認するための表示部が設けられており、利用者自身がこの表示部の内容を見ながら、あとどのくらい走行が可能かを考える必要があり、見落としや見込み違いも多いことから、上記の表示部を設けただけでは、踏切内や横断歩道上での立ち往生をなくすことはできない。このため、踏切内や横断歩道上のような走行停止回避領域において、残りのバッテリ容量（バッテリ充電残量）の不足によって立ち往生してしまうことを防止する有効な対策が望まれている。

なお、上述した特許文献１に開示された電動車椅子を用いた場合、踏切や横断歩道を「目的地」として考えると、踏切や横断歩道に到達する前に残りのバッテリ容量がなくなって走行可能でなくなると判断される場合に警告を行うことになるため、踏切内で、あるいは横断歩道上での立ち往生を回避することはやはりできない。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、バッテリ充電残量不足によって停止回避領域内での立ち往生を防止することができる電動車両を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の電動車両は、バッテリから供給される電力でモータを回転させて移動する電動車両において、進行方向前方に存在する停止回避領域への接近を検出する回避領域検出手段と、バッテリの充電残量を検出する充電残量検出手段と、停止回避領域への接近が検出され、充電残量が基準値以下のときに、停止回避領域内への進入を抑制する進入抑制手段とを備えている。

利用者が意図しない電動車両の停止状態を回避したい停止回避領域へ接近した時点でのバッテリの充電残量が少なくなっていたときに停止回避領域に対する進入の抑制制御が行われるため、停止回避領域内に進入した際にバッテリ充電残量不足によって立ち往生することを未然に防止することができる。

また、上述した進入抑制手段は、モータの回転を停止させるモータ停止制御動作を行うことが望ましい。これにより、確実に停止回避領域への進入を防止することができる。

また、上述した進入抑制手段は、停止回避領域への進入禁止を知らせる警報出力動作を行うことが望ましい。これにより、バッテリ充電残量に関する利用者の見落としや見込み違いで停止回避領域に進入してしまうことを防止することができる。

また、上述した進入抑制手段による進入の抑制は、停止回避領域への進入禁止を知らせる警報出力動作と、モータの回転を停止させるモータ停止制御動作とを時間をずらして行うことが望ましい。これにより、停止回避領域内への進入が予想されるときに、最初に警報を出して、それでも進行をやめない場合に強制的に進入を停止させることができるため、停止回避領域への進入を確実に防止することが可能となる。

また、上述した進入抑制手段による進入の抑制は、進行中の自車両が停止回避領域に到達する前に行うことが望ましい。これにより、停止回避領域への進入を確実に回避することができる。

また、上述した停止回避領域は、遮断棒によって挟まれた踏切内であることが望ましい。これにより、踏切内での立ち往生を回避することができる。

また、上述した停止回避領域は、横断歩道上であることが望ましい。これにより、横断歩道上での立ち往生を回避することができる。

また、上述した停止回避領域は、交差点の道路上であることが望ましい。これにより、交差点内での立ち往生を回避することができる。

また、上述した回避領域検出手段によって接近が検出された停止回避領域の種類を判別する種類判別手段をさらに備え、基準値は、種類判別手段によって判別された停止回避領域の種類ごとに設定されることが望ましい。これにより、停止回避領域の種類ごとに適切な基準値を設けて確実に進入を防止することができる。

一実施形態の電動車両の構成を示す図である。停止回避領域と指定領域の関係を示す図である。前方の停止回避領域を検出した際の電動車両の動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の電動車両について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の電動車両の構成を示す図である。図１に示す電動車両１００は、着座シート１１０、駆動輪１１２駆動部１１４、駆動制御部１１６、運転操作部１１８、バッテリ１２０、カメラ１２２、回避領域検出部１２４、指定領域進入判定部１２５、充電残量検出部１２６、慣性センサ１２８、停車判定部１３０、停車メッセージ出力部１３２、表示部１３４、スピーカ１３６を備えている。この中で、駆動制御部１１６や回避領域検出部１２４、充電残量検出部１２６、停車判定部１３０、停車メッセージ出力部１３２などの全部あるいは一部は、ＲＯＭやＲＡＭなどに格納された所定のプログラムをＣＰＵで実行することにより実現される。

電動車両１００は、電動車椅子などのシニアカーと称されるものであり、利用者（運転者）が座る着座シート１１０を有しており、駆動輪１１２をモータ１１４Ａや変速機を含む駆動部１１４によって回転駆動することにより走行する。

駆動制御部１１６は、利用者の運転操作に応じて駆動部１１４を制御することにより、電動車両１００の走行開始、走行停止、加減速、方向転換などを行う。

運転操作部１１８は、利用者が運転操作を行うためのものであり、ハンドルや走行開始／停止を指示するスイッチ類などが含まれ、これらの操作に対応した信号が駆動制御部１１６に送られる。

バッテリ１２０は、モータ１１４Ａを回転させる駆動電力や各部の動作電力を供給するためのものであり、例えば家庭用コンセントに接続して充電することにより、繰り返し使用することができる。

カメラ１２２は、自車両の進行方向前方を撮像する。

回避領域検出部１２４は、カメラ１２２による撮像で得られた画像に基づいて、自車両の前方に存在する「停止回避領域」を検出する。停止回避領域とは、走行途中でバッテリ１２０の充電残量がなくなって走行不能に至る事態を確実に回避したい領域である。具体的には、この停止回避領域には、遮断棒によって挟まれた踏切内、横断歩道上、交差点の道路上などが少なくとも含まれる。

指定領域進入判定部１２５は、指定領域に電動車両１００が進入したか否かを判定する。この指定領域は、停止回避領域に隣接する位置に設定されている。この指定領域内に電動車両１００が進入したことを検出（判定）することで、電動車両１００が停止回避領域に接近したことを知ることができる。

図２は、停止回避領域と指定領域の関係を示す図である。電動車両１００の進行方向前方の道路Ｒ上に停止回避領域Ｓ１がある場合に、この停止回避領域Ｓ１に隣接する電動車両１００側に指定領域Ｓ２が設定されている。

充電残量検出部１２６は、バッテリ１２０の充電残量を検出する。検出方法としては、端子電圧に基づいて充電残量を検出する方法や、満充電時の充電残量から充放電時の電流量を積算する方法などが考えられる。

慣性センサ１２８は、自車両に作用する加速度を検出する。この慣性センサ１２８は、停止回避領域へ接近中か否かなどの自車両の挙動を検出するためのものである。

停車判定部１３０は、回避領域検出部１２４によって停止回避領域への接近が検出され、かつ、充電残量検出部１２６によって検出されたバッテリ１２０の充電残量が基準値以下であるか否かを判定し、これら２つの条件を満たすときに、駆動制御部１１６に指示を送って、電動車両１００の走行を停止させる。この判定で用いる基準値は、これより充電残量が少ない状態で停止回避領域内に電動車両１００が進入すると、停止回避領域内を走行中に充電残量がなくなってしまって電動車両１００が走行不能になる可能性がある充電残量の値である。

停車メッセージ出力部１３２は、このまま停止回避領域内に進入すると充電残量不足で自車両が停止回避領域内で動かなくなってしまうおそれがあることを示すメッセージを利用者に向けて出力する。このメッセージの提供は、表示部１３４による画面表示や、スピーカ１３６による音声出力によって行われる。

上述したカメラ１２２、回避領域検出部１２４、指定領域進入判定部１２５が回避領域検出手段に、充電残量検出部１２６が充電残量検出手段に、停車判定部１３０、停車メッセージ出力部１３２が進行抑制手段に、回避領域検出部１２４が種別判別手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の電動車両１００はこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。

図３は、前方の停止回避領域を検出した際の電動車両１００の動作手順を示す流れ図である。この動作手順は、電動車両１００が走行を開始した後、所定の時間間隔で実施される。

まず、カメラ１２２による進行方向前方の撮像が行われると（ステップ１００）、回避領域検出部１２４は、この撮像によって得られた画像に基づいて停止回避領域を検出したか否かを判定する（ステップ１０２）。例えば、停止回避領域として踏切内を想定した場合には、画像内に遮断機を構成する遮断棒等の部分画像が含まれているか否かを調べることによりこの判定が行われる。また、停止回避領域として横断歩道上や交差点の道路を想定した場合には、画像内に横断歩道や信号機等の部分画像が含まれているか否かを調べることによりこの判定が行われる。停止回避領域が検出されない場合には否定判断が行われ、停止回避領域検出に関する一連の動作が終了する。

また、停止回避領域が検出されるとステップ１０２の判定において肯定判断が行われる。次に、指定領域進入判定部１２５は、自車両が指定領域（図２Ｓ２）に進入したか否かを判定する（ステップ１０４）。この判定は、撮像された画像に基づいて行うことができるが、他の方法を用いるようにしてもよい。例えば、指定領域の端部に相当する道路あるいは道路横の位置に発信器を設けてその送信信号を受信したときに指定領域に進入したことを検出するようにしてもよい。指定領域へ進入していない場合には否定判断が行われ、停止回避領域検出に関する一連の動作が終了する。

また、指定領域への進入が検出されるとステップ１０４の判定において肯定判断が行われる。次に、充電残量検出部１２６は、バッテリ１２０の充電残量を検出する（ステップ１０６）。また、停車判定部１３０は、回避領域検出部１２４によって停止回避領域への接近が検出され、かつ、充電残量検出部１２６によって検出されたバッテリ１２０の充電残量が基準値以下であるか否かを判定する（ステップ１０８）。基準値よりも多い場合には否定判断が行われ、停止回避領域検出に関する一連の動作が終了する。

また、バッテリ１２０の充電残量が基準値以下の場合にはステップ１０８の判定において肯定判断が行われる。次に、停車判定部１３０は停車メッセージ出力部１３２に対してメッセージの出力指示を行い、停車メッセージ出力部１３２は、このまま停止回避領域内に進入すると充電残量不足で自車両が停止回避領域内で動かなくなってしまうおそれがあることを示すメッセージを利用者に向けて出力する（ステップ１１０）。

次に、停車判定部１３０は、自車両が停止回避領域にさらに接近したか否かを判定する（ステップ１１２）。この判定は、慣性センサ１２８の出力に基づいて行うことができる。なお、慣性センサ１２８の出力とともに、あるいは、この出力を用いずに、カメラ１２２による撮像で得られた画像を用いたり、モータ１１４Ａの回転情報を用いるようにしてもよい。また、この判定は、自車両の車速情報に基づいて（例えば、自車両が一定距離走行する毎に出力される車速パルスのカウント値に基づいて）行うようにしてもよい。接近していない場合には否定判断が行われ、停止回避領域検出に関する一連の動作が終了する。

また、自車両が停止回転領域にさらに接近した場合にはステップ１１２の判定において肯定判断が行われる。次に、停車判定部１３０は、駆動制御部１１６に指示を送って駆動部１１４の動作（モータ１１４Ａの回転）を強制的に停止させる（ステップ１１４）。これにより、バッテリ１２０の充電残量が残り少ない状態で電動車両１００が停止回避領域内に進入することが阻止されて、一連の動作が終了する。なお、このステップ１１４の動作までが、電動車両１００が停止回避領域に進入する前に完了するように各動作手順が行われる。

このように、本実施形態の電動車両１００では、利用者（運転者）が意図しない電動車両１００の停止状態を回避したい停止回避領域へ接近した時点でバッテリ１２０の充電残量が少なくなっていたときに停止回避領域に対する進入抑制制御が行われるため、停止回避領域内に進入した際にバッテリ充電残量不足によって立ち往生することを未然に防止することができる。

また、進入抑制制御としてモータ１１４Ａの回転を停止させるモータ停止制御動作を行うことにより、確実に停止回避領域への進入を防止することができる。あるいは、進入抑制制御として、停止回避領域への進入禁止を知らせる警報出力（メッセージ出力）動作を行うことにより、バッテリ充電残量に関する利用者の見落としや見込み違いで停止回避領域に進入してしまうことを防止することができる。

また、進入抑制制御として、停止回避領域への進入禁止を知らせる警報出力（メッセージ出力）動作と、モータ１１４Ａの回転を停止させるモータ停止制御動作とを時間をずらして行うことにより、停止回避領域内への進入が予想されるときに、最初に警報を出して、それでも進行をやめない場合に強制的に進入を停止させることができるため、停止回避領域への進入を確実に防止することが可能となる。

また、これらの進入抑制制御は、進行中の電動車両１００が停止回避領域に到達する前に行われており、これにより、停止回避領域への進入を確実に回避することができる。

また、具体的には、停止回避領域としては、遮断棒によって挟まれた踏切内、横断歩道上、交差点の道路上などを想定している。これにより、踏切内、横断歩道上、交差点内などでの立ち往生を回避することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、カメラ１２２の撮像によって得られた画像に基づいて停止回避領域を検出するようにしたが、それ以外の方法で停止回避領域の接近を検出してもよい。例えば、上述した図３のステップ１０４において説明したように、指定領域の端部に相当する道路あるいは道路横の位置に発信器を設けてその送信信号を受信したときに指定領域に進入したことと同時に近くに停止回避領域が存在することを検出するようにしてもよい。あるいは、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いて検出した自車両位置と、停止回避領域の位置や範囲が含まれる地図データとに基づいて、自車両が接近中の停止回避領域の存在や、指定領域への自車両の進入を検出するようにしてもよい。

また、回避領域検出部１２４によって検出された停止回避領域の種類を判別する種類判別手段（この手段の機能を回避領域検出部１２４に持たせてもよいが、別に種類判別部を設けるようにしてもよい）を備え、種類判別手段によって判別された停止回避領域の種類ごとに、バッテリ充電残量が少なくなったことを判定するための基準値の値を可変設定するようにしてもよい。停止回避領域の種類ごとに適切な基準値を設けて確実に進入を防止することができる。

上述したように、本発明によれば、利用者が意図しない電動車両の停止状態を回避したい停止回避領域へ接近した時点でバッテリの充電残量が少なくなっていたときに停止回避領域に対する進入の抑制制御が行われるため、停止回避領域内に進入した際にバッテリ充電残量不足によって立ち往生することを未然に防止することができる。

１００電動車両
１１２駆動輪
１１４駆動部
１１４Ａモータ
１１６駆動制御部
１１８運転操作部
１２０バッテリ
１２２カメラ
１２４回避領域検出部
１２５指定領域進入判定部
１２６充電残量検出部
１２８慣性センサ
１３０停車判定部
１３２停車メッセージ出力部

Claims

バッテリから供給される電力でモータを回転させて移動する電動車両において、
進行方向前方に存在する停止回避領域への接近を検出する回避領域検出手段と、
前記バッテリの充電残量を検出する充電残量検出手段と、
前記停止回避領域への接近が検出され、前記充電残量が基準値以下のときに、前記停止回避領域内への進入を抑制する進入抑制手段と、
を備えることを特徴とする電動車両。
前記進入抑制手段は、前記モータの回転を停止させるモータ停止制御動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
前記進入抑制手段は、前記停止回避領域への進入禁止を知らせる警報出力動作を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の電動車両。
前記進入抑制手段による進入の抑制は、前記停止回避領域への進入禁止を知らせる警報出力動作と、前記モータの回転を停止させるモータ停止制御動作とを時間をずらして行うことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
前記進入抑制手段による進入の抑制は、進行中の自車両が前記停止回避領域に到達する前に行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動車両。
前記停止回避領域は、遮断棒によって挟まれた踏切内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動車両。
前記停止回避領域は、横断歩道上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動車両。
前記停止回避領域は、交差点の道路上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動車両。
前記回避領域検出手段によって接近が検出された前記停止回避領域の種類を判別する種類判別手段をさらに備え、
前記基準値は、前記種類判別手段によって判別された前記停止回避領域の種類ごとに設定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動車両。