JP6248829B2 - 電動車両 - Google Patents

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Description

本発明は、電動車両に関する。
高齢者や肢体不自由者の移動機器として使用され、病院及び介護施設その他多くの公共機関などに配備される電動車椅子などの電動車両が知られている。このような電動車両では、走行時の搭乗者の安全を確保するための様々な制御がなされている。例えば、特許文献1には、障害物検知センサを備え、当該センサが障害物を検知した場合には、車両の走行を停止させ、車両が障害物に衝突することを防止する電動車椅子が開示されている。
このような電動車両においては、上記電動車両が障害物に衝突することを防止する以外にも、電動車両からはみ出した搭乗者の体が障害物に接触することを防止する必要があると考えられる。なお、ここでいう電動車両からのはみ出しとは、電動車両の外縁(「車両本体」とも称す。)から外側に搭乗者の体が突出することをいう。このような問題に対し、電動車両からの搭乗者の体のはみ出しを検知する検知部を設け、当該検知部がはみ出しを検知した場合には、電動車両の走行を停止させることが考えられる。
特開2011−177205号公報
しかしながら、電動車両において搭乗者は、下肢部を組み直したりするなど姿勢を変化させることがあり得る。このような搭乗者の一時的な姿勢の変化によるはみ出しを検知部が検知する度に、その電動車両の走行を停止させることは現実的ではなく、搭乗者のはみ出しによる危険を回避するために適正な制御を行うためには改善の余地がある。
そこで、本発明は、搭乗者の車両からのはみ出しによる危険を回避するための適正な制御が可能な電動車両を提供することを目的とする。
本発明の電動車両は、車両本体からの搭乗者の体のはみ出しの有無を検知する第1検知部と、車両本体周辺の障害物の有無を検知する第2検知部と、車両本体の走行状態に応じて第2検知部の作動有無を切り替える第1制御部と、第1検知部及び第2検知部における検知結果に基づいて車両本体の走行動作を切り替える第2制御部と、を備え、第2制御部は、第2検知部が作動している場合には、第1検知部における検知の有無に因らず、第2検知部における検知の有無に応じて車両本体の走行動作を切り替え、第2検知部が作動していない場合には、第1検知部における検知の有無に応じて車両本体の走行動作を切り替える。
この構成の電動車両では、車両本体周辺に障害物がない場合には、上記はみ出しを検知した場合であっても車両本体の走行動作が切り替えられないようにしている。これにより、車両からはみ出した搭乗者の体に危険を及ぼす可能性がないにもかかわらず車両本体が危険を回避するための動作を実施するようなことがなくなる。この結果、搭乗者の車両からのはみ出しによる危険を回避するための適正な制御が可能となる。
本発明の電動車両では、第1検知部は、搭乗者の下肢部のはみ出しを検知し、第2検知部は、車両本体の前方にある障害物を検知してもよい。
この構成の電動車両によれば、車両からはみ出した下肢部に危険を及ぼす可能性の高い車両本体前方の障害物の有無に応じて、車両本体の走行動作が制御される。これにより、搭乗者の下肢部に危険が及ぶ可能性が高い場合に限定して、車両本体の危険回避動作を実施できる。
本発明の電動車両では、第1検知部は、搭乗者の下肢部のはみ出し量を検知可能に構成されており、第2制御部は、第1検知部により検知されたはみ出し量に応じて車両本体の走行動作を切り替えてもよい。
電動車両においては、通常、車両からの下肢部のはみ出し量が大きくなるほど、その下肢部に危険が及ぶ可能性が高くなる。この構成の電動車両によれば、車両からの下肢部のはみ出し量に応じ、危険回避動作を切り替えることができる。すなわち、この構成の電動車両によれば、車両からのはみ出し量が大きくなるほど、より安全な走行動作に切り換えることができる。
本発明の電動車両では、第1検知部により検知されたはみ出し量に応じて第2検知部における障害物の検知範囲を切り替えてもよい。
この構成の電動車両によれば、搭乗者の車両からのはみ出しによる危険を回避するためのより適正な制御が可能となる。
本発明の車両では、第1検知部は、搭乗者の足部を載置するための載置部の上方に複数設けられており、複数の第1検知部のそれぞれは、載置部からの高さが互いに異なる位置からのはみ出しを検知可能に配置されていてもよい。
この構成の電動車両によれば、安価かつ簡易な構成により、搭乗者の下肢部のはみ出し量を検知することができる。
上記走行動作には、車両本体の減速及び停止が含まれていてもよい。
この構成の電動車両によれば、車両本体を減速又は停止することにより、搭乗者の危険を回避することができる。
本発明によれば、搭乗者の車両からのはみ出しによる危険を回避するための適正な制御が可能となる。
第1実施形態に係る電動車両の構成を示す構成図である。 図1の電動車両の機能構成を示す機能ブロック図である。 図1の電動車両における動作制御処理を示すフローチャートである。 第2実施形態に係る電動車両の側面部前方を拡大して示した正面図である。 搭乗者の下肢部のはみ出し量と障害物検知部における検知範囲との関係を示す説明図である。 搭乗者の下肢部のはみ出し量と障害物検知部における検知範囲との関係を示す説明図である。
以下、図面を参照して一実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。明細書中の「前方」及び「後方」なる語は、搭乗者Pが座席11に着座した状態における前正面側、後正面側をそれぞれ示している。
(第1実施形態)
第1実施形態の電動車両1は、病院及び介護施設その他の公共機関などに配備され、中央のコントロールセンターから送信されてくる情報に基づいて配車及び搬送を行う搬送システムに用いられる車両である。電動車両1は、図1及び図2に示すように、車両本体10と、一対の車輪21A,21Bと、駆動部23と、通信部27と、はみ出し検知部(第1検知部)33と、障害物検知部(第2検知部)31と、制御部40と、を備えている。
車両本体10は、図1に示すように、座席11、背面部13、側面部15、及び載置部17を主に有している。座席11は、搭乗者Pが着座するための部位である。背面部13は、搭乗者Pの背部を支持する部位である。側面部15は、搭乗者Pの側部を覆う部位であり、搭乗者Pの上腕節を支持するためのアームレストを兼ねている。載置部17は、座席11の前方側下方に配置されており、搭乗者Pの足部を支持するためのフットレストである。
一対の車輪21A,21Bは、車両本体10を支持している。一対の車輪21A,21Bのそれぞれは、後述する制御部40によって駆動制御される駆動部23からの駆動力によって、車両本体10における前進動作及び旋回動作を可能にしている。
駆動部23は、例えば、図示しないバッテリなどから供給される電力により駆動されるモータであり、後述する制御部40により制御される。
通信部27は、図示しないコントロールセンターと通信を行う処理部であり、例えば、無線通信ネットワークを介して、コントロールセンターからの配車又は配送命令を受信したり、電動車両1の状況に関する情報を送信したりする。
はみ出し検知部33は、車両本体10からの搭乗者Pの体のはみ出しの有無を検知する。はみ出し検知部33は、側面部15の前端に配置されており、側面部15前端からの搭乗者Pの下肢部のはみ出しを検知する。はみ出し検知部33は、例えば、光センサである。
障害物検知部31は、車両本体10における周辺の障害物の有無を検知する。障害物検知部31は、載置部17の下面に配置されており、車両本体10の前方における障害物の有無を検知する。障害物検知部31の例には、光センサ、赤外線センサ、レーダ、測域センサ及びカメラなどが含まれる。
制御部40は、電動車両1における各種制御処理を実行する部分であり、例えば、CPU(CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などからなる電子制御ユニットである。図2に示すように、制御部40は、電動車両1における各種制御処理を実行する概念的な部分としての第1制御部41と、第2制御部43と、を有している。このような概念的な部分は、例えばROMに格納されているプログラムがRAM上にロードされてCPUで実行されるソフトウェアとして構成することができる。なお、制御部40は、電子回路などによるハードウェアとして構成されてもよい。
第1制御部41は、車両本体10を前進させる場合に障害物検知部31における作動を有効化し、車両本体10を旋回させる場合に障害物検知部31における作動を無効化する部分である。なお、ここでいう無効化は、障害物を検知することを停止させる場合と、障害物を検知しても、その検知結果を車両本体10の走行動作に反映させないこととの両方を含む。
第2制御部43は、はみ出し検知部33及び障害物検知部31における検知結果に基づいて車両本体10の走行動作を切り替える部分である。具体的には、第2制御部43は、障害物検知部31が作動している場合、すなわち、車両本体10が前進している場合には、はみ出し検知部33における検知の有無に因らず、障害物検知部31が障害物を検知した場合には車両本体10を減速又は停止させる。また、第2制御部43は、障害物検知部31が作動していない場合、すなわち、車両本体10が旋回している場合には、はみ出し検知部33がはみ出しを検知すると、車両本体10を減速又は停止させる。
次に、図3を参照しながら電動車両1の動作について説明する。電動車両1は、コントロールセンターからの命令を受信することにより、人を乗せるために所定位置まで走行する。コントロールセンターは、電動車両1から人が搭乗した旨の情報を受信すると、目的位置まで搭乗者Pを搬送する旨の情報を送信する。電動車両1は、当該情報を受信すると、搭乗者Pの搬送を開始する(ステップS1)。電動車両1は、初期状態において、障害物検知部31及びはみ出し検知部33とも有効である。すなわち、障害物検知部31及びはみ出し検知部33は初期状態において作動している。
次に、電動車両1は、搬送経路に従って、前進動作及び旋回動作(ステップS2)を繰り返しながら目的地まで走行する。前進動作中(S2:YES)において、電動車両1は、はみ出し検知部33を無効化する(ステップS3)。これにより、搭乗者Pの下肢部が電動車両1からはみ出した場合であっても、車両本体10は減速又は停止されることなく、現在の前進動作が維持される。すなわち、第2制御部43は、搭乗者Pの下肢部が電動車両1からはみ出した場合であっても、車両本体10を減速又は停止させるために駆動部23を制御することはない。
電動車両1は、前進動作中、障害物検知部31によって車両本体10前方の障害物の有無を検知している(ステップS4)。障害物検知部31により障害物が検知された場合(S4:YES)には、車両本体10を減速又は停止させる(ステップS5)。すなわち、第2制御部43は、車両本体10を減速又は停止させるために駆動部23を制御する。電動車両1は、障害物検知部31により障害物が検知されない場合(S4:NO)には、現在の前進動作を継続する(ステップS6)。
旋回動作中(S2:NO)において、電動車両1は、障害物検知部31を無効化する(ステップS7)。すなわち、第1制御部41は、障害物検知部31の動作を停止させる。これにより、障害物検知部31が検知可能な範囲に障害物があったとしても、車両本体10は減速又は停止されることなく、現在の旋回動作が維持される。すなわち、第2制御部43は、障害物検知部31が検知可能な範囲に障害物があったとしても、車両本体10を減速又は停止させるために駆動部23を制御することはない。
電動車両1は、旋回動作中、はみ出し検知部33によってはみ出しの有無を検知している(ステップS8)。はみ出し検知部33によりはみ出しが検知された場合(S8:YES)には、車両本体10を減速又は停止させる(ステップS5)。すなわち、第2制御部43は、車両本体10を減速又は停止させるために駆動部23を制御する。電動車両1は、はみ出し検知部33によりはみ出しが検知されない場合(S8:NO)には、現在の旋回動作を継続する(ステップS9)。
第1実施形態の電動車両1では、車両本体10が前進動作を行っている場合、車両本体10周辺の障害物がないときには、はみ出し検知部33がはみ出しを検知しても車両本体10の走行動作が減速又は停止されたりすることはない。これにより、電動車両1からはみ出した搭乗者Pの体に危険を及ぼす可能性がないにもかかわらず車両本体10が危険を回避するための走行動作を実施するようなことがなくなる。また、第1実施形態の電動車両1では、狭小箇所での旋回動作を可能にするため、旋回時には障害物検知部31における検知を無効化している。すなわち、第1実施形態の電動車両1では、旋回時に車両本体10周辺に障害物が検知されたとしても旋回動作は停止されない。そして、第1実施形態の電動車両1では、はみ出し検知部33がはみ出しを検知すると危険を回避するための走行動作に切り替えられる。これらの結果、搭乗者Pの電動車両1からのはみ出しによる危険を回避するための適正な制御が可能となる。
第1実施形態の電動車両1では、はみ出し検知部33は、側面視において側面部15前方からの搭乗者Pの下肢部のはみ出しを検知し、障害物検知部31は、車両本体10の前方にある障害物を検知している。これにより、電動車両1からはみ出した下肢部に危険を及ぼす可能性の高い車両本体10前方の障害物の有無に応じて、車両本体10の走行動作が制御される。これにより、搭乗者Pの下肢部に危険が及ぶ可能性が高い場合に限定して、車両本体10の危険回避動作を実施できる。
第1実施形態の電動車両1は、搭乗者の車両からのはみ出しによる危険を回避するための適正な制御が可能となるので、搭乗者Pにとってストレスのない制御を提供することができる。また、中央のコントロールセンターから送信されてくる情報に基づいて配車及び搬送を行う搬送システムにおいて用いられることにより、システム全体の稼働率を高めることが可能となる。
(第2実施形態)
第2実施形態の電動車両101は、図1に示すように、搭乗者Pの下肢部のはみ出し量を検知することができるはみ出し検知部133A〜133Cと、障害物の検知範囲の切り替えが可能な障害物検知部131と、第1制御部41が障害物検知部131における検知範囲の切り替えを制御する点で、第1実施形態の電動車両1とは異なっている。その他の構成は、第1実施形態の電動車両1の構成と同じである。ここでは、第1実施形態の電動車両1とは異なる、第1〜第3はみ出し検知部133A〜133Cと、障害物検知部131と、第1制御部41における切替制御について、主に図4〜図6を用いて説明する。
はみ出し検知部133A〜133Cのそれぞれは、図1及び図4に示されるように、搭乗者Pの足部を載置するための載置部17の上方にそれぞれ設けられている。複数のはみ出し検知部133A〜133Cのそれぞれは、載置部17からの高さが互いに異なる位置からの搭乗者Pの下肢部のはみ出しを検知可能に配置されている。以下、具体的に説明する。
はみ出し検知部133Aは、図1及び図4に示されるように、搭乗者Pの膝部に対応する位置P1に配置されている。はみ出し検知部133Aは、図5(A)に示されるように、搭乗者Pが膝を真っ直ぐに伸ばした際の下肢部のはみ出しが検知されるように配置されている。言い換えれば、図5(A)に示されるように、はみ出し検知部133Aは、車両本体10からの搭乗者Pの下肢部のはみ出しがはみ出し量L1となった状態を検知することができる。なお、ここでいう「はみ出し量」とは、車両本体10から搭乗者Pの下肢部の先端PTまでの距離をいう。
はみ出し検知部133Bは、図1及び図4に示されるように、搭乗者Pの脛部(下腿部)に対応する位置P2に配置されている。はみ出し検知部133Bは、図5(B)に示されるように、搭乗者Pが膝を少し伸ばした際の下肢部のはみ出しが検知されるように配置されている。言い換えれば、図5(B)に示されるように、はみ出し検知部133Bは、車両本体10からの搭乗者Pの下肢部のはみ出しがはみ出し量L2となった状態を検知することができる。
はみ出し検知部133Cは、図1及び図4に示されるように、搭乗者Pの足部(足首より下方)に対応する位置P3に配置されている。はみ出し検知部133Cは、図6(A)に示されるように、搭乗者Pがほんの少し膝を伸ばした際の下肢部のはみ出しが検知されるように配置されている。言い換えれば、図6(A)に示されるように、はみ出し検知部133Cは、車両本体10からの搭乗者Pの下肢部のはみ出しがはみ出し量L3となった状態を検知することができる。
以上説明したように、はみ出し検知部133A〜133Cのそれぞれは、車両本体10の前端から車両本体10前方への搭乗者Pの下肢部の所定のはみ出し量(距離L1〜L3)を検知可能に構成されている。言い換えれば、3つのはみ出し検知部133A〜133Cが上述したとおり配置されることにより、車両本体10の前端から車両本体10前方への搭乗者Pの下肢部のはみ出し量が検知可能に構成されている。なお、はみ出し検知部133A〜133Cのそれぞれは、搭乗者Pの下肢部の形状に合わせて、配置位置を上下方向及び/又は水平方向に調整可能に構成されていてもよい。
障害物検知部131は、載置部17の下面に配置されており、車両本体10の前方における障害物の有無を検知する。障害物検知部131は、障害物の検知範囲が変更可能な点で、第1実施形態の電動車両1に含まれる障害物検知部31とは異なる。障害物検知部131は、例えば、測域センサ、超音波センサ及び赤外線センサなどが含まれる。
第1制御部41は、第1実施形態の電動車両1と同様、電動車両101を前進させる場合には、障害物検知部131における作動を有効化し、車両本体10を旋回させる場合に障害物検知部131における作動を無効化する(図3参照)。電動車両101が前進動作する場合には、図3に示されるようにステップS3においてはみ出し検知部33が無効化されるのではない。第2実施形態の電動車両101では、第1制御部41が、はみ出し検知部133A〜133Cにより検知されたはみ出し量L1〜L3、又は、はみ出し量が0であることに応じて障害物検知部131における障害物の検知範囲をそれぞれ切り替える。
具体的には、第1制御部41は、図5(A)に示されるように、はみ出し検知部133A〜133Cによりはみ出し量L1が検知された場合には、障害物検知部131における障害物の検知範囲を範囲A1(電動車両101の前進方向における長さL11)に切り替える。この場合、第2制御部43は、障害物検知部131が範囲A1において障害物を検知すると、電動車両101の走行動作を減速又は停止させる。
また、第1制御部41は、図5(B)に示されるように、はみ出し検知部133A〜133Cによりはみ出し量L2が検知された場合には、障害物検知部131における障害物の検知範囲を範囲A2(電動車両101の前進方向における長さL12<長さL11)に切り替える。この場合、第2制御部43は、障害物検知部131が範囲A2において障害物を検知すると、電動車両101の走行動作を減速又は停止させる。
また、第1制御部41は、図6(A)に示されるように、はみ出し検知部133A〜133Cによりはみ出し量L3が検知された場合には、障害物検知部131における障害物の検知範囲を範囲A3(電動車両101の前進方向における長さL13<長さL12)に切り替える。この場合、第2制御部43は、障害物検知部131が範囲A3において障害物を検知すると、電動車両101の走行動作を減速又は停止させる。
また、第1制御部41は、図6(B)に示されるように、はみ出し検知部133A〜133Cによりはみ出しが検知されなかった場合、言い換えれば、はみ出し量が0であることが検知された場合には、障害物検知部131における障害物の検知範囲を範囲A4(電動車両101の前進方向における長さL14<長さL13)に切り替える。この場合、第2制御部43は、障害物検知部131が範囲A4において障害物を検知すると、電動車両101の走行動作を減速又は停止させる。
第2実施形態の電動車両101では、このような電動車両においては、通常、車両からの下肢部のはみ出し量が大きくなるほど、その下肢部に危険が及ぶ可能性が高くなるという特性を考慮し、危険回避動作を切り替えている。すなわち、第2実施形態の電動車両101は、車両本体10の前方端からのはみ出し量が大きくなるほど、より安全な走行状態に切り換えることができる。この結果、搭乗者の電動車両101からのはみ出しによる危険を回避するための適正な制御が可能となる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
<変形例1>
第2実施形態の電動車両101では、電動車両101からの搭乗者Pの下肢部のはみ出し量を検知する構成として、はみ出し検知部133A〜133Cを配置する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、はみ出し検知部133A〜133Cの代わりに、所定位置から対象物までの距離を直接測定することが可能な測域センサを設ける構成であってもよい。
<変形例2>
第2実施形態の電動車両101では、電動車両101からの搭乗者Pの下肢部のはみ出し量に応じて、第1制御部41が障害物検知部131における障害物の検知範囲を切り替える例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、電動車両101からの搭乗者Pの下肢部のはみ出し量に応じて、第2制御部43が車両本体10の走行動作を切り替えてもよい。例えば、車両本体10の旋回動作時において、搭乗者Pの下肢部が所定はみ出し量以下の場合には、車両本体10を現状の旋回速度で旋回させ、搭乗者Pの下肢部が所定はみ出し量を超えた場合には、車両本体10の旋回速度を減速させ、搭乗者Pの下肢部が所定はみ出し量よりも大きな危険はみ出し量を超えた場合には、車両本体10を即停止させてもよい。
<変形例3>
第1実施形態の電動車両1では、ステップS3において、はみ出し検知部133における作動を無効化する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、はみ出し検知部133における作動は有効化したままとし、はみ出し検知部133によってはみ出しが検知された場合であっても、電動車両1の走行動作が減速又は停止されないようにしてもよい。また、同様に、第1実施形態及び第2実施形態の電動車両1(101)では、ステップS7において、障害物検知部31(131)における作動を無効化する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、障害物検知部31(131)における作動は有効化したままとし、障害物検知部31(131)によってはみ出しが検知された場合であっても、電動車両1(101)の旋回動作が減速又は停止されないようにしてもよい。
<その他の変形例>
第1実施形態及び第2実施形態の電動車両1,101では、車両本体10が前進動作及び旋回動作が可能に構成されている例を挙げて説明したが、例えば、後進動作及び/又は斜行動作が可能に構成されていてもよい。
上記第1実施形態及び第2実施形態の電動車両1,101は、中央のコントロールセンターから送信されてくる情報に基づいて配車及び搬送を行う搬送システムにおいて用いられる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、搭乗者自身により走行操作が可能な電動車両に、本発明を適用することも可能である。
1,101…電動車両、10…車両本体、11…座席、13…背面部、15…側面部、17…載置部、21A,21B…車輪、23…駆動部、27…通信部、31,131…障害物検知部(第2検知部)、33,133A,133B,133C…はみ出し検知部(第1検知部)、40…制御部、41…第1制御部、43…第2制御部。

Claims (6)

  1. 車両本体からの搭乗者の体のはみ出しの有無を検知する第1検知部と、
    前記車両本体周辺の障害物の有無を検知する第2検知部と、
    前記車両本体の走行状態に応じて前記第2検知部の作動有無を切り替える第1制御部と、
    前記第1検知部及び前記第2検知部における検知結果に基づいて前記車両本体の走行動作を切り替える第2制御部と、
    を備え、
    前記第2制御部は、前記第2検知部が作動している場合には、前記第1検知部における検知の有無に因らず、前記第2検知部における検知の有無に応じて前記車両本体の走行動作を切り替え、前記第2検知部が作動していない場合には、前記第1検知部における検知の有無に応じて前記車両本体の走行動作を切り替える、電動車両。
  2. 前記第1検知部は、前記搭乗者の下肢部のはみ出しを検知し、
    前記第2検知部は、前記車両本体の前方にある障害物を検知する、
    請求項1に記載の電動車両。
  3. 前記第1検知部は、前記搭乗者の下肢部のはみ出し量を検知可能に構成されており、
    前記第2制御部は、前記第1検知部により検知された前記はみ出し量に応じて前記車両本体の走行動作を切り替える、
    請求項2に記載の電動車両。
  4. 前記第1制御部は、前記第1検知部により検知された前記はみ出し量に応じて前記第2検知部における前記障害物の検知範囲を切り替える、
    請求項3に記載の電動車両。
  5. 前記第1検知部は、前記搭乗者の足部を載置するための載置部の上方に複数設けられており、複数の前記第1検知部のそれぞれは、前記載置部からの高さが互いに異なる位置からのはみ出しを検知可能に配置されている、請求項3又は4に記載の電動車両。
  6. 前記走行動作には、前記車両本体の減速及び停止が含まれる、請求項1〜5の何れか一項に記載の電動車両。
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