JP7389966B2 - 歩行補助車両 - Google Patents
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Description
進退方向および幅方向を有する車体と、
前記車体に取り付けられた駆動モータにより駆動される駆動輪と、
前記駆動輪に対して前記車体の進退方向に離れた位置に設けられた従動輪と、
利用者が歩行姿勢で把持できるように前記車体の上部に設けられた操作部と、
前記操作部に作用する進退方向の圧力を操作力として検出する手段と、
前記車体の傾斜を検出する傾斜検出手段と、を備え、
前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が閾値未満の場合に、前記操作部を前方に押す操作で前記駆動モータに正方向のトルクを発生させ、前記操作部を後方に引く操作で前記駆動モータに逆方向のトルクを発生させる通常制御を行い、
前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記閾値以上かつ前記操作部を前方に押す操作が検出された場合に、前記操作部に作用する引く方向の操作力に応じて前記駆動モータに正方向のトルクを発生させるプル制御に移行するように構成されている。
図1において、本発明実施形態に係る歩行補助車両1は、バッテリーが搭載される下部フレーム21およびその後部から上方に立設された上部フレーム22からなる車体2を備え、上部フレーム22の上端に操作部3が設けられ、下部フレーム21の後端に左右の駆動輪4、前端に左右の従動輪5を備えている。
前進:図3(a)に実線で示すように、利用者が左右両方のグリップ32を前方に押圧し、左右両方の操作量センサ30が前方に向かう所定値以上の圧力を検知すると、左右両方の駆動モータ40L,40Rが正方向に駆動回転して歩行補助車両1は前進し、利用者の前進歩行をアシストする。なお、左右の操作量センサ30の検出値の差は無視され、左右の駆動モータ40L,40Rは基本的に同回転数で駆動回転される。
図4は、平坦地での通常制御から登坂路における制御に移行した場合の制御の流れを示すフローチャートであり、図5は対応する制御の遷移を示す第1実施例に係るブロック図である。
通常制御100において、所定のプル制御移行条件が成立した場合はプル制御に移行する(ステップ101)。例えば、傾斜センサ20に検出される進行方向の傾斜が閾値以上になった場合に、利用者が操作部3を前方に押し、操作量センサ30が前方に向かう所定値以上の圧力(操作力)を検出すると、利用者が前進する意思を示したものと判断し、操作部3の操作方向に対する駆動モータ40L,40Rの回転特性が反転し、駆動モータ40L,40Rに正方向のトルクを発生させるプル制御110に移行する。
上記のようなプル制御110により、歩行補助車両1と利用者の間隔の拡大が抑制されるが、何らかの理由により利用者との間隔が拡大し、所定のブレーキ制御条件が成立した場合はブレーキ制御に移行する(ステップ111)。例えば、利用者と歩行補助車両1との間隔が拡大し、利用者が操作部3を引く方向の操作力(牽引力)が上記第2の所定値より大きい第3の所定値|-Fp3(例えば-3.5kg)|以上となった場合は、ブレーキ制御120に移行する。
一方、ブレーキ制御120に移行してから所定時間(例えば5秒)が経過した場合はブレーキカを緩和するブレーキ緩和制御140に移行する(ステップ122)。ブレーキ緩和制御140では、歩行補助車両1を停止させるブレーキトルクを徐々に低下させ、ブレーキトルクが所定値以下またはゼロになった場合は通常制御100に復帰する(ステップ142)。
一方、先述したプル制御110中に、所定のプル緩和制御移行条件が成立した場合はプル緩和制御に移行する(ステップ112)。例えば、プル制御110中に、進行方向の傾斜が、先述した通常制御100からプル制御110に移行する場合の傾斜の閾値θ1より小さい第2の閾値θ2(例えば0.5度)未満になった場合は、駆動モータ40L,40Rに発生させる正方向のトルクを徐々に減少させるプル緩和制御130に移行する。
第1実施例では、プル制御移行条件として、進行方向の傾斜と利用者による進行方向の操作のみを検出したが、第2実施例では、進行方向の傾斜が閾値以上となった状態の継続時間を条件に加えることで、傾斜の閾値をより小さい値にしている。すなわち、少ない傾斜でも持続時間を伴うことで、プル制御が必要な状況であると判断する。
第1実施例ではブレーキ制御120に移行してからの所定時間を5秒としたが、第2実施例ではそれより短い所定時間(例えば3秒)が経過した場合にブレーキ緩和制御140に移行する。
第1実施例では、プル緩和制御移行条件として、進行方向の傾斜が閾値未満になった場合のみを検出したが、第2実施例では、進行方向の傾斜が閾値未満になった状態の継続時間を条件に加えることで、傾斜の閾値をより大きい値にしている。すなわち、傾斜の減少が少なくても持続時間を伴うことで、プル制御110を緩和すべき状況である蓋然性が高いと判断する。
2 車体
3 操作部
4 駆動輪
5 従動輪
6 シートバック
7 シートクッション
8 アームレスト
10 制御部
20 傾斜センサ(傾斜検出手段)
21 下部フレーム
22 上部フレーム
30 操作量センサ
31 ハンドルバー
32 グリップ
33 把持センサ(タッチセンサ)
34 スプリング
40L,40R 駆動モータ
83 第2操作部
Claims (12)
- 進退方向および幅方向を有する車体と、
前記車体に取り付けられた駆動モータにより駆動される駆動輪と、
前記駆動輪に対して前記車体の進退方向に離れた位置に設けられた従動輪と、
利用者が歩行姿勢で把持できるように前記車体の上部に設けられた操作部と、
前記操作部に作用する進退方向の圧力を操作力として検出する手段と、
前記車体の傾斜を検出する傾斜検出手段と、を備え、
前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が閾値未満の場合に、前記操作部を前方に押す操作で前記駆動モータに正方向のトルクを発生させ、前記操作部を後方に引く操作で前記駆動モータに逆方向のトルクを発生させる通常制御を行い、
前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記閾値以上かつ前記操作部を前方に押す操作が検出された場合に、前記操作部に作用する引く方向の操作力に応じて前記駆動モータに正方向のトルクを発生させるプル制御に移行するように構成されている、歩行補助車両。 - 前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記閾値以上かつ前記操作部を前方に押す操作力が第1の所定値以上となった場合は前記プル制御に移行し、前記プル制御中に、前記操作部に作用する引く方向の操作力が第2の所定値以上となった場合は減速するように構成されている、請求項1記載の歩行補助車両。
- 前記プル制御中に、前記操作部に作用する引く方向の操作力が前記第2の所定値より大きい第3の所定値以上となった場合はブレーキ制御に移行し、前記ブレーキ制御中に、前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記閾値以上かつ前記操作部を押す操作力が検出された場合は前記プル制御に復帰するように構成されている、請求項2記載の歩行補助車両。
- 前記ブレーキ制御に移行してから前記操作部を前方に押す操作が検出されないまま所定時間が経過した場合はブレーキカを緩和するブレーキ緩和制御に移行し、前記操作部を前方に押す操作が検出されないままブレーキカが所定以下となった場合は前記通常制御に復帰するように構成されている、請求項3記載の歩行補助車両。
- 前記ブレーキ緩和制御中に、前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記閾値以上かつ前記操作部を押す操作力が検出された場合は、前記プル制御に復帰するように構成されている、請求項3記載の歩行補助車両。
- 前記プル制御中に、前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が、前記閾値より小さい第2の閾値未満となった場合は、前記駆動モータに発生させる正方向のトルクを徐々に減少させるプル緩和制御に移行するように構成されている、請求項2記載の歩行補助車両。
- 前記プル緩和制御中に、前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記閾値以上となった場合は、前記プル制御に復帰するように構成されている、請求項6記載の歩行補助車両。
- 前記プル緩和制御中に、前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記閾値未満で前記駆動モータに発生させる正方向のトルクがゼロになった場合は前記通常制御に復帰するように構成されている、請求項6記載の歩行補助車両。
- 前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記閾値より小さい第3の閾値以上となった状態で所定時間が経過しかつ前記操作部を押す操作力が第1の所定値以上となった場合は、前記プル制御に移行し、前記プル制御中に、前記操作部に作用する引く方向の操作力が第2の所定値以上となった場合は減速するように構成されている、請求項1記載の歩行補助車両。
- 前記プル制御中に、前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が前記第3の閾値未満となった状態で所定時間が経過した場合は、前記駆動モータに発生させる正方向のトルクを徐々に減少させるプル緩和制御に移行するように構成されている、請求項9記載の歩行補助車両。
- 前記プル緩和制御中に、前記傾斜検出手段に検出される進行方向の傾斜が、前記第3の閾値以上となった状態で所定時間が経過した場合は、前記プル制御に復帰するように構成されている、請求項10記載の歩行補助車両。
- 前記車体は、折畳み可能なシートと、前記シートに着座した利用者が操作可能な第2操作部とを備え、小型電動車としても利用可能である、請求項1~11の何れか一項記載の歩行補助車両。
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