(57)【要約】【課題】価格の高騰を抑えて、一人用電動車の安全性を高めることができる一人用電動車用安全装置を提供する。【解決手段】一人用電動車用安全装置は、前端部および後端部の少なくとも一方に籠７，８が取り付けられた一人用電動車に用いられる。一人用電動車用安全装置は、籠７，８に設けられた電極部と被検知物との間に生じる静電容量を検出する検出部９と、検出部９が検出する静電容量に基づいて、被検知物が障害物であるか否かを判定する判定部と、判定部が障害物と判定すると、ユーザに警告する警告部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端部および後端部の少なくとも一方に籠が取り付けられた一人用電動車に用いられる一人用電動車用安全装置であって、
前記籠に設けられた電極部と、
前記電極部と被検知物との間に生じる静電容量を検出する検出部と、
前記検出部が検出する静電容量に基づいて、前記被検知物が障害物であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部が障害物と判定すると、ユーザに警告する警告部と、
を備える、一人用電動車用安全装置。
【請求項２】
請求項１に記載の一人用電動車用安全装置であって、
前記籠は、少なくとも一部に導体を有し、
前記電極部は、前記導体である、
一人用電動車用安全装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の一人用電動車用安全装置であって、
前記警告部は、前記一人用電動車の警報機の駆動制御、前記一人用電動車のブレーキ機構の駆動制御、および、前記一人用電動車の車輪を回転させる電動モータの減速制御、のうちの少なくとも１つを行う、
一人用電動車用安全装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の一人用電動車用安全装置であって、
前記判定部は、前記検出部が検出する静電容量と閾値とに基づいて、前記被検知物が障害物であるか否かを判定し、
前記閾値を調整する調整部、をさらに備える、
一人用電動車用安全装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の一人用電動車用安全装置であって、
前記一人用電動車の鍵が前記一人用電動車用の鍵穴に挿し込まれているか否かを検知する鍵検知部をさらに備え、
前記警告部は、前記鍵検知部が鍵を検知しないときに、前記検出部が静電容量を検出すると、ユーザに警告する、
一人用電動車用安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前端部および後端部の少なくとも一方に籠が取り付けられた一人用電動車に用いられる一人用電動車用安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでに、ユーザ、特に高齢者用に作られた、三輪または四輪の一人用電動車が開発されている。このような電動車は、一般的には、使用者単独で走行することから、不慮の転倒または衝突といった事故が発生する可能性がある。そこで、特許文献１および特許文献２には、一人用電動車用の障害物検出装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の障害物検出装置（障害物認識装置）は、電動車の前籠の前方部分に設けられた、２台のカメラからなるステレオカメラを有している。この障害物検出装置は、ステレオカメラの視差を利用して、２台のカメラから受け取った映像信号から、障害物の検出または障害物までの距離を算出し、その障害物が引き起こす可能性のある障害の程度を決定している。
【０００４】
また、特許文献２に記載の障害物検出装置は、電動車の前籠に設けられ、路面の距離画像を取得するデプスセンサを有している。この障害物検出装置は、デプスセンサの俯角を推定し、推定されたデプスセンサの俯角と、デプスセンサの路面からの高さと、距離画像の距離データとに基づいて、路面に存在する障害物を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２６１９４号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５４４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２に記載の障害物検出装置は、画像を撮影するためのカメラを用いている。このため、障害物検出装置が高価となり、シニアカーまたは電動車いすに前記の障害物検出装置を取り付けると、価格が高騰するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、価格の高騰を抑えて、一人用電動車の安全性を高めることができる一人用電動車用安全装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、前端部および後端部の少なくとも一方に籠が取り付けられた一人用電動車に用いられる一人用電動車用安全装置であって、前記籠に設けられた電極部と、前記電極部と被検知物との間に生じる静電容量を検出する検出部と、前記検出部が検出する静電容量に基づいて、前記被検知物が障害物であるか否かを判定する判定部と、前記判定部が障害物と判定すると、ユーザに警告する警告部と、を備える。
【０００９】
本願の第２発明は、第１発明の一人用電動車用安全装置であって、前記籠は、少なくとも一部に導体を有し、前記電極部は、前記導体である。
【００１０】
本願の第３発明は、第１発明または第２発明の一人用電動車用安全装置であって、前記警告部は、前記一人用電動車の警報機の駆動制御、前記一人用電動車のブレーキ機構の駆動制御、および、前記一人用電動車の車輪を回転させる電動モータの減速制御、のうちの少なくとも１つを行う。
【００１１】
本願の第４発明は、第１発明から第３発明までの一人用電動車用安全装置であって、前記判定部は、前記検出部が検出する静電容量と閾値とに基づいて、前記被検知物が障害物であるか否かを判定し、前記閾値を調整する調整部、をさらに備える。
【００１２】
本願の第５発明は、第１発明から第４発明までの一人用電動車用安全装置であって、前記一人用電動車の鍵が前記一人用電動車用の鍵穴に挿し込まれているか否かを検知する鍵検知部をさらに備え、前記警告部は、前記鍵検知部が鍵を検知しないときに、前記検出部が静電容量を検出すると、ユーザに警告する。
【発明の効果】
【００１３】
本願の第１発明〜第５発明によれば、障害物を検出するための検出部に静電容量センサを用いるため、一人用電動車用安全装置を安価に構成することができる。これにより、一人用電動車の安全装置を安価にでき、一人用電動車の安全性を高めることができる。
【００１４】
特に、本願の第２発明によれば、一人用電動車の籠が検出部の電極部となることで、籠の外面の広範囲にわたって障害物を検知できるため、一人用電動車の安全性を向上させることができる。
【００１５】
また、本願の第３発明によれば、電動車の既存の設備を用いて警告できる。
【００１６】
特に、本願の第４発明によれば、例えば、籠の中に置かれた荷物と電極部との間に静電容量が生じた場合であっても、閾値を調整することで、籠の中の荷物に依存せずに正確に障害物を検出でき、一人用電動車の安全性を向上させることができる。
【００１７】
特に、第５発明によれば、籠の中の荷物の取り忘れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る一人用電動車の斜視図である。
【図２】図１の一人用電動車の前側の籠を拡大して示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る一人用電動車用安全装置のブロック図である。
【図４】障害物を検出する方法を説明するための概念図である。
【図５】制御装置が実行する障害物の検出処理のフローチャートである。
【図６】制御装置が実行する置き忘れ荷物の検出処理のフローチャートである。
【図７】図１の一人用電動車の前側の籠を拡大して示す斜視図で、籠に配置する電極部の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
＜１．一人用電動車の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る一人用電動車１（以下、単に電動車と称す）の斜視図である。図２は、電動車１の前側の籠７を拡大して示す斜視図である。電動車１は、例えば高齢者または足が不自由な人が乗る、シニアカーまたは電動車いす等の一人用の移動体である。以下では、電動車１は、四輪車として説明するが、三輪車であってもよい。
【００２１】
電動車１は、車体フレーム２、一対の前輪３、一対の後輪４、操舵部５、シート部６、前側の籠７、後側の籠８および検出部９を備えている。
【００２２】
車体フレーム２は、図示しないバッテリ、電動モータ１２１、ブレーキ機構１２２、警報機１２３および制御装置１１（図３参照）等を有し、それらが樹脂製の車体カバーで覆われて構成されている。車体フレーム２の前側には、左右に対をなす前輪３が設けられている。また、車体フレーム２の後側には、左右に対をなす後輪４が設けられている。前輪３または後輪４の少なくとも一方は、電動モータにより回転駆動力が付与されて、回転する。
【００２３】
車体フレーム２は、前輪３と後輪４との間に、ユーザの足を乗せるステップ部２Ａを有している。ユーザは、シート部６に座り、ステップ部２Ａに足を置く運転姿勢で、電動車１を運転する。
【００２４】
また、車体フレーム２は、前輪３の上部の立ち上がった部分に、鍵穴２Ｂが形成されている。ユーザは、鍵２１を挿し込むことで、電動車１を駆動させる。
【００２５】
操舵部５は、車体フレーム２における、前輪３の上部の立ち上がった部分の上端部に設けられている。操舵部５は、前輪３を操舵するステアリングである。また、操舵部５は、各種操作スイッチ等を有している。
【００２６】
シート部６は、車体フレーム２における後輪４の上部に設けられている。シート部６は、座部６１、背もたれ部６２、ヘッドレスト６３およびアームレスト６４を有している。座部６１は、ユーザの臀部を支える。背もたれ部６２は、座部６１に対して傾斜するように、座部６１の後側に設けられ、ユーザの背中を支える。ヘッドレスト６３は、背もたれ部６２の上部に設けられ、ユーザの頭部を支える。アームレスト６４は、背もたれ部６２の両サイドそれぞれに設けられ、ユーザの肘を支える。このアームレスト６４は、ユーザがシート部６からの転落を防止する役割も備えている。
【００２７】
シート部６は、ユーザがシート部６に腰かけやすくなるために、車体フレーム２に対して回動可能であってもよい。この場合、ユーザは、操舵部５およびアームレスト６４を気にせずに、電動車１の横からシート部６に腰かけることができる。その後、操舵部５を向くように、シート部６を回転させることで、ユーザは、運転姿勢をとることができる。
【００２８】
前側の籠７は、電動車１の前端部に取り付けられている。また、後側の籠８は、電動車１の後端部に取り付けられている。籠７および籠８は、一般に自電車またはシニアカーに用いられている既知の任意の籠の形態を採用することができる。図２には前側の籠７を例示して示しているが、前側の籠７および後側の籠８はともに、導体からなる芯材７１を含んで構成されている。
【００２９】
検出部９は、障害物を検出するものであり、検出部９には、静電容量センサが用いられる。検出部９は、電極部９１と、車体フレーム２の内部に設けられる検出回路９２（図３参照）とから構成されている。電極部９１は、前側の籠７および後側の籠８に設けられている芯材７１からなる。検出部９は、電極部９１と被検知物との間に生じる静電容量を検出する。後述の制御装置１１では、検出部９が検出した被検知物が、障害物であるか否かが判定される。
【００３０】
図３は、上記した一人用電動車に用いられる本発明の一実施形態に係る一人用電動車用安全装置１０の構成を示すブロック図である。
【００３１】
一人用電動車用安全装置１０は、検出部９と、制御装置１１と、警告部１２と、鍵検知部１３とから構成されている。制御装置１１は、検出部９の検出回路９２、警告部１２および鍵検知部１３と接続されている。この制御装置１１は、ＣＰＵを備えており、障害物の有無を判定する判定部として機能する。制御装置１１は、検出部９または鍵検知部１３によって検出または検知された情報を読み取り、警告部１２を制御する。鍵検知部１３は、鍵２１が鍵穴２Ｂに挿し込まれているか否かを検知するもので、例えば、鍵穴２Ｂに備え付けられており、鍵２１が挿し込まれた際に、鍵２１と接触して鍵２１の存在を検知する接触センサ等を用いることができる。
【００３２】
警告部１２は、ユーザに警告を発するもので、電動車１の車輪（前輪３または後輪４）を回転させる電動モータ１２１、電動車１を停止させるブレーキ機構１２２、および、警告音を発生させる警報機１２３から構成されている。これらの電動モータ１２１、ブレーキ機構１２２および警報機１２３がそれぞれ制御装置１１と接続されている。制御装置１１は、例えば、検出部９により障害物が検出されると、警報機１２３を動作させ、警告音を発生させたり、ブレーキ機構１２２を駆動させ、電動車１を停止させたり、電動モータ１２２の回転を減速させ、電動車１の速度を減速させたりする。これによって、ユーザに障害物があることを警告する。
【００３３】
また、制御装置１１は、検出部９が被検知物を検出し、かつ、鍵検知部１３が鍵２１を検知しないときに、前側の籠７および後側の籠８の中に荷物があると判定する。制御装置１１は、警告部１２である警報機１２３を動作させ、警告音を発生させる。これによって、ユーザに荷物の置き忘れがあることを警告する。
【００３４】
なお、警告部１２は、電動モータ１２１、ブレーキ機構１２２および警報機１２３のすべてを備える必要はなく、少なくとも１つを備えればよい。
【００３５】
＜２．障害物の検出方法について＞
以下に、障害物を検出する方法について説明する。図４は、障害物を検出する方法を説明するための概念図である。なお、以下では、電動車１の前方に障害物がある場合を用いて説明するが、電動車１の後方に障害物がある場合は、前側の籠７に代えて後側の籠８を用いることで同様に障害物を検出することができる。
【００３６】
検出部９は、電極部９１と被検知物との間に生じる静電容量を検出する。被検知物が電極部９１から遠方にある場合、被検知物と電極部９１との間に静電容量が生じない。しかしながら、被検知物が電極部９１に近接すると、被検知物と電極部９１との間に静電容量が生じる。検出部９は、その静電容量を検出する。より詳しくは、検出部９は、生じる静電容量に応じた電圧を検出する。制御装置１１は、検出電圧と閾値との比較結果から、電極部９１に被検知物が近接しているか否かを判定する。
【００３７】
また、制御装置１１は、閾値を調整する調整部として機能する。被検知物が、前側の籠７または後側の籠８の内側および外側のいずれにあっても、電極部９１と被検知物との間には、静電容量が生じる。そのため、前側の籠７および後側の籠８の中に荷物がある場合、その荷物と、電極部９１との間に静電容量が生じることがある。そこで、前側の籠７および後側の籠８に荷物が入った状態で、電動車１が動作したとき、制御装置１１は、その状態で検出された電圧を、基準電圧として設定する。そして、制御装置１１は、設定した基準電圧から、閾値を調整（キャリブレーション）する。つまり、制御装置１１は、前側の籠７および後側の籠８の中に荷物がないものとして、障害物である被検知物の近接の有無を判定する。
【００３８】
前側の籠７に設けられた検出部９は、電動車１の前方にある障害物を検出し、後側の籠８に設けられた検出部９は、電動車１の後方にある障害物を検出する。走行道路に障害物があれば、検出部９の検出電圧が変化する。電動車１は、この検出電圧の変化によって、走行道路に障害物があるか否かを判定する。障害物には、車、人、金網などの走行道路上に存在する走行を妨げる物体である。
【００３９】
静電容量センサによる障害物の検出距離は短いが、シニアカーまたは電動車いす等の電動車１は低速走行であるため、障害物を十分に検出することが可能である。
【００４０】
＜２．電動車１の障害物の検出処理について＞
図５は、制御装置１１が実行する障害物を検出する処理のフローチャートである。図５に示す処理は、例えば、電動車１の鍵２１が挿し込まれ、スタートボタンが押されたときに開始される。
【００４１】
制御装置１１は、電動車１が動作したが否かを検知する（ステップＳ１１）。例えば、電動モータ１２１の回転を検知して、電動車１が動作を開始したか否かを検知する。電動車１が動作するまでは（ステップＳ１１でＮＯ）、制御装置１１は待機している。電動車１が動作を開始すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、制御装置１１は、検出部９を動作させ、電動車１の動作時の検出電圧を取得する（ステップＳ１２）。そして、検出部９により検出された検出電圧を基準電圧として設定する（ステップＳ１３）。これ以降、検出部９による障害物の検出処理が開始される。検出電圧を基準電圧として設定することで、前側の籠７および後側の籠８の中に荷物があっても、荷物がないものとして、以降の処理を行える。
【００４２】
制御装置１１には、障害物が近接すると上昇する電圧の閾値が予め設定されている。制御装置１１は、検出部９を動作させ、検出電圧を取得する（ステップＳ１４）。そして、基準電圧に閾値を加えた値（以下、設定電圧と称する）と比較して、検出電圧が設定電圧より高いか否かを判定する（ステップＳ１５）。検出電圧が設定電圧より低い場合（ステップＳ１５でＮＯ）、制御装置１１は、ステップＳ１４の処理を再度実行する。検出電圧が設定電圧より高くなった場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、制御装置１１は、警告部１２を動作させる。すなわち、警告機１２３を動作させて、警告音を発生させたり、ブレーキ機構１２２を駆動させて、電動車１を停止させたり、電動モータ１２２の回転を減速させて、電動車１の速度を減速させたりする。これにより、ユーザに障害物があることを警告する。この障害物の検出処理は、電動車１が停止するまで繰り返される。
【００４３】
以上説明したように、電動車１の走行道路にある障害物を検出することで、ユーザに障害物があることを警告でき、電動車１の安全性を高めることができる。特に、電動車１の後側の籠８にも検出部９を設けることで、注意の行き届きにくい後方の障害物や、電動車１をバックさせる際の障害物についても検出することができ、電動車１の安全性が向上する。
【００４４】
＜３．電動車１の置き忘れ荷物の検出処理について＞
図６は、制御装置１１が実行する置き忘れられた荷物を検出する処理のフローチャートである。図６に示す処理は、例えば、電動車１が停止されたときに開始される。
【００４５】
制御装置１１は、鍵検知部１３からの出力信号により、鍵２１が鍵穴２Ｂに挿し込まれているか否かの情報を取得する（ステップＳ２１）。そして、鍵２１が鍵穴２Ｂに挿し込まれているか否かを判定する（ステップＳ２２）。鍵２１が鍵穴２Ｂに挿し込まれている場合（ステップＳ２２でＮＯ）、制御装置１１は待機している。鍵２１が鍵穴２Ｂから抜かれた場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、制御装置１１は、電動車１の前側の籠７および後側の籠８の検出電圧を検出部９から取得する（ステップＳ２３）。
【００４６】
制御装置１１には、前側の籠７および後側の籠８に荷物がない状態の場合に検出部９で検出される電圧（以下、初期電圧と称する）が予め設定されている。制御装置１１は、ステップＳ２３で取得された検出電圧が初期電圧を比較して、高いか否かを判定する（ステップＳ２４）。検出電圧が初期電圧よりも低い場合（ステップＳ２４でＮＯ）、制御装置１１は、何らの動作も行わず処理を終了する。一方、ステップＳ２３で取得された検出電圧が初期電圧よりも高い場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、制御装置１１は、警告部１２を動作させる（ステップＳ２５）。すなわち、制御装置１１は、警報機１２３を動作させ、ユーザに荷物の置き忘れがあることを警告音により知らせる。
【００４７】
以上説明したように、前側の籠７および後側の籠８に荷物の置き忘れがある場合に、ユーザに警告でき、荷物の置き忘れにより荷物の紛失を防止することができる。
【００４８】
＜４．検出部９のその他の利用について＞
前側の籠７および後側の籠８を検出部９とすることで、さらに以下のような点において、セキュリティを強化することができる。
【００４９】
例えば、鍵２１を、小さなコイルと専用ＩＣとを備えた構成とし、鍵２１を鞄等に入れて前側の籠７に入れるようにする。そして、電動車１を起動させると、検出部９の検出回路９２から電極部９１に電流を流す。このような構成とすると、検出部９から発生した磁束により、鍵２１のコイルに誘導機電力が発生し、専用ＩＣが起動する。専用ＩＣが起動すると、鍵２１から認証用データが検出部９に送られる。検出部９でこの送られてきた認証データを読み取り、鍵２１が電動車１のものであると認証されると電動車１が動作する。
【００５０】
このような構成としておくと、専用の鍵２１が入った鞄等を置いたときのみエンジンをかけることができ、専用の鍵２１がない状態ではエンジンがかからないので、セキュリティを強化することができる。また、高齢者等が勝手に電動車１を動かせないようにすることができる。
【００５１】
＜５．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００５２】
上記の実施形態では、電動車１は、前側の籠７および後側の籠８をともに備えているが、いずれか一方のみを備える構成でもよい。
【００５３】
また、上記の実施形態では、電極部９１は、前側の籠７および後側の籠８に埋め込んだ芯材７１により構成されているが、必ずしも上記のような構成に限られない。例えば、前側の籠７および後側の籠８そのものを導体により形成してもよい。この場合にも、前側の籠７および後側の籠８が電極部９１となる。また、電極部９１は、前側の籠７および後側の籠８と別体に構成され、前側の籠７および後側の籠８に別途電極部９１を取り付ける構成としてもよい。
【００５４】
また、上記の実施形態では、電極部９１は、１本に繋がり、１個の検出回路９２と接続される構成となっているが、例えば、図７に示すような構成としてもよい。すなわち、検出部９は、２本に分かれた第１の電極部９１と第２の電極部９６とを備えてもよい。このとき、第１の電極部９１は検出回路９２に接続され、第２の電極部９６は検出回路９７に接続される。このような構成とすることで、第１の電極部９１と第２の電極部９６とで障害物の感知能力を異ならせることができ、２種類の電極部９１と電極部９６とで互いに補完しあって広範囲の障害物を検出できるようにすることができる。
【００５５】
また、上記の実施形態では、鍵検知部１３を備えているが、鍵検知部１３は必ずしも必須の構成ではない。
【００５６】
また、上記の実施形態および変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１      一人用電動車
２      車体フレーム
３      前輪（車輪）
４      後輪（車輪）
５      操舵部
６      シート部
７      前側の籠
８      後側の籠
９      検出部（静電容量センサ）
１０    一人用電動車用安全装置
１１    制御装置
１２    警告部
１３    鍵検知部
２１    鍵
２Ｂ    鍵穴
９１    電極部
１２１  電動モータ
１２２  ブレーキ機構
１２３  警報機
【図１】
2018112798.tif 000003
【図２】
2018112798.tif 000004
【図３】
2018112798.tif 000005
【図４】
2018112798.tif 000006
【図５】
2018112798.tif 000007
【図６】
2018112798.tif 000008
【図７】
2018112798.tif 000009