(57)【要約】【課題】安全な使用を可能にする歩行補助装置を提供する。【解決手段】歩行補助車は、基体と、基体に設けられて、基体を移動させるための駆動輪と、基体の移動を制御する制御部と、基体の傾斜を検出する傾斜検出部（１２）と、各部に電力を供給する電池部と、駆動輪に駆動を補助する駆動補助力を伝達するための駆動部と、を備え、制御部は、傾斜検出部（１２）により検出された傾斜度と、電池部の電池残量とに従い、駆動補助力が変化するように駆動部を制御するように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体に設けられて、前記基体を移動させるための駆動輪と、
前記基体の移動を制御する制御部と、
前記基体の傾斜を検出する傾斜検出部と、
各部に電力を供給する電池部と、
前記駆動輪に駆動を補助する駆動補助力を伝達するための駆動部と、を備え、
前記制御部は、
前記傾斜検出部により検出された傾斜度と、前記電池部の電池残量とに従い、前記駆動補助力が変化するように前記駆動部を制御するように構成される、歩行補助装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度が予め定めた傾斜度であるときは、前記駆動補助力が、前記電池残量が一定量よりも多い場合の通常駆動補助力よりも変化するように、前記駆動部を制御する制御補正部を含む、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、
前記駆動補助力は、
前記進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、
前記制御補正部は、さらに、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度から前記進行方向が下り坂であると検出したときは、前記駆動補助力の抑速力を、前記通常駆動補助力の抑速力となるように、前記駆動部を制御する下り坂補正制御部を含む、請求項２記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、
前記駆動補助力は、
前記進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、
前記制御補正部は、さらに、
前記電池残量が一定量以下である際に、前記傾斜度から前記進行方向が上り坂であると検出した場合において、前記進行方向検出部の出力から前記基体の後退を検出したときは、前記駆動補助力のアシスト力をゼロとし、且つ所定大きさの抑速力となるように、前記駆動部を制御する上り坂補正制御部を含む、請求項２または３に記載の歩行補助装置。
【請求項５】
前記制御補正部は、さらに、
前記電池残量が前記一定量よりも少ない場合に、前記傾斜度が予め定めた傾斜度であるときは、前記基体が停止するように前記駆動部を制御する、請求項２から４のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【請求項６】
前記制御補正部は、さらに、
前記傾斜度が予め定めた傾斜度である場合に、前記歩行補助装置の異常状態を検出したときは、前記基体が停止するように前記駆動部を制御する、請求項２から５のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【請求項７】
前記駆動部は、モータであって、
前記制御補正部は、
前記抑速力を、前記モータの短絡制動により調整する、請求項２から６のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は歩行補助装置に関し、特に、車輪をモータ等により駆動する機構を備えた歩行補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行が困難な人の歩行を補助する器具として歩行器、または高齢者の歩行を補助する、いわゆるシルバーカーといった歩行補助車が利用されている。歩行補助車として、車輪にモータ等による駆動力を持たせて、下り坂でブレーキをかけて抑速したり、上り坂での上りを補助する歩行補助車が提案されている。
【０００３】
特許文献１（特開２００３−２９０３０２号公報）に開示の歩行補助装置は、記憶部における運動特性パラメータを、利用者からの作用による装置の変化の検出値に基づき調整し、検出値と運動特性パラメータとに従って装置の運動制御機構を制御する。
【０００４】
また、アシスト装置において電池残量に応じて対応措置が取られているものとして、特許文献２（特開平１０−５９２６３号公報）に開示の電動自転車は、充電式電池の電池残量を測定し、電池残量が少なくなったときに、駆動率を制限することで充電式電池の消耗を抑制する。
【０００５】
また、特許文献３（特開２０１０−７５６５８号公報）に開示の人間の身体運動を補助するアシスト装置は、身体運動補助のためのアクチュエータの出力をバッテリ残量に基づき制御することにより、アクチュエータ出力変化により、エージェントにバッテリ残量の変化を認識させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２９０３０２号公報
【特許文献２】特開平１０−０５９２６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−７５６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電動で人間の歩行を補助する装置等については、使用者に高齢者が含まれることもあり、高い安全性が求められている。
【０００８】
それゆえに本発明の目的は、安全な使用を可能にする歩行補助装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施の形態に従う歩行補助装置は、基体と、基体に設けられて、基体を移動させるための駆動輪と、基体の移動を制御する制御部と、基体の傾斜を検出する傾斜検出部と、各部に電力を供給する電池部と、駆動輪に駆動を補助する駆動補助力を伝達するための駆動部と、を備え、制御部は、傾斜検出部により検出された傾斜度と、電池部の電池残量とに従い、駆動補助力が変化するように駆動部を制御するように構成される。
【００１０】
好ましくは、制御部は、電池残量が一定量以下である場合に、傾斜度が予め定めた傾斜度であるときは、駆動補助力が、電池残量が一定量よりも多い場合の通常駆動補助力よりも変化するように、駆動部を制御する制御補正部を含む。
【００１１】
好ましくは、基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、駆動補助力は、進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、制御補正部は、さらに、電池残量が一定量以下である場合に、傾斜度から前記進行方向が下り坂であると検出したときは、駆動補助力の抑速力を、通常駆動補助力の抑速力となるように、駆動部を制御する下り坂補正制御部を含む。
【００１２】
好ましくは、基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、駆動補助力は、進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、制御補正部は、さらに、電池残量が一定量以下である際に、傾斜度から進行方向が上り坂であると検出した場合において、進行方向検出部の出力から基体の後退を検出したときは、駆動補助力のアシスト力をゼロとし、且つ所定大きさの抑速力となるように、駆動部を制御する上り坂補正制御部を含む。
【００１３】
好ましくは、制御補正部は、さらに、電池残量が一定量よりも少ない場合に、傾斜度が予め定めた傾斜度であるときは、基体が停止するように駆動部を制御する。
【００１４】
好ましくは、制御補正部は、さらに、傾斜度が予め定めた傾斜度である場合に、歩行補助装置の異常状態を検出したときは、基体が停止するように駆動部を制御する。
【００１５】
好ましくは、駆動部はモータであって、制御補正部は、抑速力を、モータの短絡制動により調整する。
【００１６】
この発明の上記の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係る歩行補助車の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る歩行補助車の使用例を説明するための図である。
【図３】実施の形態１に係る機能構成図である。
【図４】実施の形態１に係るアシスト力と抑速力の設定値が格納されたテーブルを説明するための図である。
【図５】実施の形態１に係る制御フローチャートである。
【図６】実施の形態１に係る駆動制御部１７からの制御信号の一例を示すグラフである。
【図７】実施の形態４に係る機能構成図である。
【図８】実施の形態４に係る制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本実施の形態に係る歩行補助装置について図面を参照し詳細に説明する。なお、同一の構成要素には各図において同一の符号を付し、詳細な説明は繰返さない。
【００１９】
本実施の形態では、歩行補助装置の一例として、主に歩行を補助（アシスト）する歩行補助車を例示するが、これに限定されない。すなわち、移動可能な基体に使用者の身体の少なくとも一部を支持する部材を有して、基体の移動をアシストすることにより、使用者の歩行をアシストするような装置全般に適用することができる。したがって、運搬機能をも備えたベビーカー、台車等にも適用することができる。
【００２０】
ここでは、歩行補助車の駆動をアシストする、すなわち進行方向へ作用する力をアシスト力と呼ぶ。また、駆動を抑制する、すなわち進行方向とは逆（反対）方向へ作用する力を抑速力と呼ぶ。
【００２１】
[実施の形態１]
図１の（ａ）〜（ｃ）は歩行補助車１の構成を示す。図２は歩行補助車１の使用例を説明するための図である。図１の（ａ）と（ｂ）を参照して、歩行補助車１は、基体フレーム（以下、単に基体ともいう）４０を備え、基体４０は、左フレーム４１、右フレーム４２および左フレーム４１と右フレーム４２にブリッジ状に渡されて左右フレームを連結するフレーム４３を含む。フレーム４３の一部は着座可能な座部を構成する。
【００２２】
さらに、左フレーム４１と右フレーム４２はそれぞれ、歩行時に使用者が握るグリップ２、図２の矢印進行方向側の前輪車輪３、および前輪車輪３を挟んで進行方向とは反対側に位置する後輪車輪４を備える。さらに、物を収容するためのバッグ２６を備える。歩行補助車１の各部に電力を供給するための充電可能な電池部２５はバック２６内に備えられる。グリップ２は、移動可能な基体４０に設けられた部分であって、使用者の身体の少なくとも一部を支持する支持部に相当する。
【００２３】
歩行補助車１は、さらにグリップ２に関連して設けられた手動操作用のブレーキレバー７およびスタート／停止スイッチ２Ａ、基体４０を移動させるための駆動車輪、フレーム４３に設けられた傾斜センサ６、および歩行補助車１を制御するためのマイクロコンピュータに相当する制御部１０の基板を備える。この基板は基体４０に設けるとしている。駆動車輪は、後輪車輪４およびこれを回転させるためのモータ５を含む。なお、制御部１０および電池部２５の取り付け位置は、歩行時の妨げにならない位置であればよく限定されない。
【００２４】
図１の（ｃ）を参照して、制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、不揮発性または揮発性の記憶領域に相当するＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ２２、各種センサからの出力を入力する入力部２３、およびモータ５を含む各部に信号を出力するための出力部２４を含む。
【００２５】
制御部１０は、モータ５の回転を制御する。モータ５は、ここではＤＣ（直流）モータであって、モータ軸に連接された後輪車輪４は、モータ５の回転に連動して回転する。本実施の形態では歩行補助車１は、モータ５を後輪車輪４に設けた後輪駆動であるが、これに限定されず、前輪車輪３に設けた前輪駆動、または前輪車輪３および後輪車輪４の両方に設置した駆動の方式であっても良い。
【００２６】
なお、実施の形態では、モータ５のショートブレーキ（短絡制動）を用いることにより基体４０に抑速力を作用させる。ショートブレーキはモータ５のコイル間をスイッチのＯＮ／ＯＦＦにより短絡させて抑速力を得るものである。
【００２７】
また、歩行補助車１は、ブレーキレバー７が、手動操作されると自転車のブレーキのように車輪を止める機構を有する。実施の形態では、ＣＰＵ２１はブレーキレバー７によるブレーキ操作時はモータ５への電流供給を停止する事で、モータ５への電流供給された状態でモータ５をブレーキによりロックする状態になる事を防止する。バッテリ切れ等により制御が出来ない場合には、モータ５によるアシスト力および抑速力は作用しない、通常の歩行器として使用することができる。
【００２８】
歩行時、使用者はグリップ２を握るように持って歩行補助車１を矢印進行方向側に押す（図２参照）。制御部１０は、押す力を検出し、検出結果からモータ５の回転量（回転方向と角度）を決定し、決定した回転量に従いモータ５を回転させる。モータ５の回転によって後輪車輪４が進行方向に回転し、この回転に連動して前輪車輪３も回転し歩行補助車１は進行方向へ移動する。この移動に伴って、グリップ２を握った状態の使用者は、進行方向への歩行が促されて、すなわち歩行が補助され安定して歩行することができる。
【００２９】
傾斜センサ６は、歩行補助車１の傾きの程度（角度、傾きの方向等）である傾斜の大きさ、より特定的には基体４０の傾斜の大きさを検出するために、加速度の検出素子、および検出素子からの信号を増幅・雑音除去などを施して出力する信号処理部を含む。図２を参照して、傾斜センサ６は基体４０について直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）の加速度成分を検出して出力する。制御部１０は、傾斜センサ６の出力（３軸成分）から、予め定められた演算式を用いて基体４０の傾斜の大きさを算出する。具体的には、図２のように水平地面を移動時は基体４０は水平であることから傾斜の大きさは（０度）であると想定し、地面が進行方向に上り坂である場合には傾斜の大きさは（上り，Ｎ度）により示され、地面が進行方向に下り坂である場合には傾斜の大きさは（下り，Ｎ度）により示される。ただし、Ｎ＝１，２，３，…を示す。
【００３０】
ここでは、傾斜センサ６はフレーム４３に設けたが、基体４０の傾斜を検出可能な位置であればよく、取付け位置はここに限定されない。
【００３１】
図３を参照して、本実施の形態１の機能構成を説明する。歩行補助車１は、使用者等が基体４０に加える力を検出する作用力検出部１１、傾斜センサ６の検出出力から基体４０の傾斜を検出する傾斜検出部１２、基体がどちら向きに進んでいるのかを検出する進行方向検出部１３、歩行補助車１の移動させるための制御方法を決定する移動制御部１４、電池の出力電圧から電池残量を検出する電池残量検出部１５、移動制御部１４により決定された制御方法を必要に応じて変更することにより補正する移動制御補正部１６、移動制御補正部１６からの制御方法に従ってモータ５の制御信号を生成する駆動制御部１７を含む。駆動制御部１７は、例えば、ＰＷＭ（パルス幅変調）部を有した信号生成部を含み、制御方法に従って信号生成部に、制御信号を生成させる。生成した制御信号は、モータ５に出力される。モータ５は、駆動制御部１７からの制御信号に従って駆動されることで、決定（または補正）された制御方法に従い回転する。なお、抑速力は、駆動制御部１７からの制御信号に従ってモータ５の短絡制動のためのパルスレートを変更することにより、可変に調整される。
【００３２】
図３の各部は、プログラム、またはプログラムと回路の組合わせにより実現される。プログラムは、予めメモリ２２に格納されて、ＣＰＵ２１がプログラムをメモリ２２から読出し、実行することにより各部の機能が実現される。
【００３３】
作用力検出部１１は、グリップ２に内蔵された図示しない力センサの出力から、基体４０に加わる力を検出する。具体的には、グリップ２には、ひずみゲージまたは力覚センサのような、グリップ２にかかる力(押す力/引く力)を検出し、電気信号を出力する力センサ（図示せず）が内蔵される。作用力検出部１１は力センサが出力する電気信号から、グリップ２にかかる力の大きさと向きを検出し、押す力であるか、または引く力であるかを検出する。ここでは、図２の矢印方向の力は押す力であり、逆方向の力は引く力であるとする。
【００３４】
傾斜検出部１２は傾斜センサ６の出力から、予め定められた演算式等に従い、歩行補助車１の傾斜を検出する。ここでは、傾斜は、路面の傾斜成分（平地、上り、下り）と基体４０の傾斜角度の組合わせにより示される。
【００３５】
進行方向検出部１３は移動する基体４０の進行方向を検出する。通常は車輪の回転方向から検出する。実施の形態では、駆動制御部１７がモータ５に出力する制御信号によって車輪の回転方向を示すことができる。進行方向検出部１３は、駆動制御部１７が出力する制御信号から進行方向（図２の矢印方向、または反対方向）を検出する。なお、進行方向の検出方法は、これに限定されず、例えば、車輪に回転方向の検出センサを設けて、進行方向検出部１３は、当該センサの出力から進行方向を検出するとしてもよい。
【００３６】
移動制御部１４は、作用力検出部１１が検出したグリップ２にかかる力、傾斜検出部１２が検出した傾斜、および進行方向検出部１３で検出した進行方向から、駆動輪に駆動力を伝達するためのモータ５の制御方法を決定する。制御方法は、駆動率を示す。駆動率は、モータ５によって駆動車輪に伝達する駆動補助のための駆動補助力の大きさを示す。具体的には、駆動率は、アシスト力の大きさ（単位：％）と、抑速力の大きさ（単位：％）の組により示される。ここでは、制御方法は、予め定めた基準の制御方法（アシスト力αまたは抑速力β）に対する割合（単位：％）を用いた駆動率で示される。例えば、アシスト力αをモータ５の最大駆動力とし、抑速力βをモータ５の最大ブレーキ力（１００％）とした場合に、どのくらいのパーセンテージで歩行補助車１（より特定的には基体４０）に力をかけるかを示す。
【００３７】
移動制御部１４は、例えば、グリップ２にかかる力の方向と進行方向が同じ、または略同じであると判定した場合に、通常制御方法を、次のケース１〜３のいずれかの制御方法から決定する。まず、（ケース１）の通常制御方法は、平地を移動と判定すれば予め定めた大きさのアシスト力を示し、（ケース２）の通常制御方法は、上り坂を移動する場合であって、（ケース１）の通常アシスト力よりも大きいアシスト力を示し、および（ケース３）の通常制御方法は下り坂を移動する場合であって、（ケース１）よりも大きな抑速力を示す。
【００３８】
移動制御補正部１６は、電池残量検出部１５で検出された電池残量が予め定められた一定量以下であると判定した場合、移動制御部１４で決定された制御方法を変更する。具体的には、上り坂移動ではアシスト力を減らすように変更し使用者への負担を大きくする。また下り坂移動では抑速力を減らすように変更し使用者への負担を大きくする。
【００３９】
図４を参照して、実施の形態１に係るアシスト力と抑速力の設定値が格納されたテーブル３０は、メモリ２２に格納されており、またテーブル３０の設定値のデータは、予め実験等により取得される。テーブル３０には、基体４０の傾斜３１の各大きさに対応して、移動制御部１４が決定する通常制御方法３２が示す駆動率データと、移動制御補正部１６による補正後制御方法３３が示す駆動率データとが格納される。移動制御部１４は、傾斜検出部１２の出力から取得した傾斜３１の大きさに基づきテーブル３０を検索し、対応する通常制御方法３２の駆動率データを読出すことにより制御方法を決定する。また、移動制御補正部１６は、傾斜検出部１２の出力から取得した傾斜３１の大きさに基づきテーブル３０を検索し、対応する補正後制御方法３３の駆動率データを読出すことにより、補正後制御方法を決定する。
【００４０】
テーブル３０によれば、平地を移動する場合のように傾斜３１が０度であるときは、移動制御部１４は（ケース１）の通常制御方法３２として駆動率（アシスト力０％、抑速力０％）と決定する。また、上り坂移動のように傾斜３１が（上り、１度）〜（上り、９度以上）であるときは、移動制御部１４は（ケース２）の通常制御方法３２として駆動率（アシスト力１０％、抑速力０％）〜（アシスト力９０％、抑速力０％）というように１０％単位でアシスト力が増加するように決定する。また、下り坂移動のように傾斜３１が（下り、１度）〜（下り、９度以上）であるときは、移動制御部１４は（ケース３）の通常制御方法３２として駆動率（アシスト力０％、抑速力５％）〜（アシスト力０％、抑速力４５％）と抑速力が５％単位で増加するように決定する。
【００４１】
このように下り坂の負担を大きくする事で、使用者が自然と手動でブレーキレバー７を使用するように促す事が出来る。
【００４２】
また、テーブル３０によれば、移動制御補正部１６は、平地移動のように傾斜３１が０度であるときは、移動制御部１４が決定した（ケース１）の通常制御方法３２の駆動率を変更しない。また、上り坂移動のように傾斜３１が（上り、１度）〜（上り、９度以上）であるときは、移動制御部１４が決定した（ケース２）の通常制御方法３２（駆動率（アシスト力１０％、抑速力０％）〜（アシスト力９０％、抑速力０％））を、駆動率（アシスト力５％、抑速力０％）〜（アシスト力４５％、抑速力０％）というように５％単位で増加するように変更する。また、下り坂移動のように傾斜３１が（下り、１度）〜（下り、９度以上）であるときは、移動制御部１４が決定した（ケース３）の通常制御方法３２（駆動率（アシスト力０％、抑速力１０％）〜（アシスト力０％、抑速力９０％））を、駆動率（アシスト力０％、抑速力５％）〜（アシスト力０％、抑速力４５％）と５％単位で増加するように変更する。このような変更後の駆動率により、補正後制御方法３３を取得することができる。
【００４３】
移動制御補正部１６は、通常制御方法３２の駆動率（アシスト力または抑速力）を、傾斜３１の大きさにかかわらず、一定率で減少（半減）するように変更したが、傾斜３１の大きさに応じて減少率が可変とされてもよい。また、電池残量に応じて、減少させる比率を変更しても良い。なお、移動制御補正部１６はテーブル３０の検索に代替して、予め定めた演算式に従い、駆動率補正を実施してもよい。
【００４４】
このように、移動制御補正部１６は、電池残量が一定量以下である場合には、検出した傾斜３１に応じて通常制御方法３２の駆動率が示すアシスト力および抑速力の減少率（単位：％）を変更する。例えば、傾斜路面を歩行中に電池残量が無くなると、急激にアシスト力または抑速力が無くなり、グリップ２を把持した使用者に対して意図しない方向および大きさの力が作用する可能性があるが、実施の形態では、上記のように、移動制御補正部１６は、アシスト力および抑速力の減少率（単位：％）が小さくなるように変更することで、急激にアシスト力または抑速力が無くなり使用者に対して急激な負荷増加を防止することができる。これにより、急激な負荷増加によって使用者が転倒する可能性も回避できて、歩行補助車１の使用時の安全性を得ることができる。
【００４５】
図５は、実施の形態１に係る歩行補助車１の制御フローチャートである。このフローチャートに従うプログラムは、予めメモリ２２に格納されて、ＣＰＵ２１がプログラムを読出し、実行することにより制御が実現される。
【００４６】
まず、使用者がグリップ２を把持してスタート／停止スイッチ２ＡのスタートスイッチをＯＮ操作したとき、ＣＰＵ２１はＯＮ操作を検出し、各部に電力を供給してアシスト機能制御を開始する（ステップＳ１０１）。
【００４７】
まず、作用力検出部１１は、グリップ２の力センサの出力から、グリップ２に力が加わっているか否かを検出する（ステップＳ１０２）。加わっていると検出しない場合、ＣＰＵ２１は、スタート／停止スイッチ２Ａの停止スイッチが操作されたか否かを検出する(ステップＳ１０８)。操作されていないと検出すると（ステップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０２に戻り、グリップ２に加わる力が検出されるまで待機する。
【００４８】
停止スイッチが操作された場合は（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、各部への電力供給を停止してアシスト機能制御を終了する(ステップＳ１０９）。
【００４９】
グリップ２に力が加わっていると検出した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、移動制御部１４は、基体４０の状態を検出する。つまり、作用力検出部１１の出力からグリップ２にかかる力の方向（押す方向、または引く方向)、進行方向検出部１３の出力から進行方向、および傾斜検出部１２の出力から傾斜を検出する(ステップＳ１０３）。
【００５０】
移動制御部１４は、検出された基体４０の状態から、テーブル３０を検索して制御方法を決定する(ステップＳ１０４）。上述したように、歩行補助車１が平地を移動中は、通常制御方法３２は比較的に小さいアシスト力となるように決定されるが、上り坂を移動する場合は基体４０の傾斜３１の大きさに比例して、平地の場合よりもアシスト力が大きくなるように決定され、下り坂を移動する場合は基体４０の傾斜３１の大きさに比例して、平地の場合よりも抑速力が大きくなるように決定される。
【００５１】
次に、移動制御補正部１６は、電池残量検出部１５の出力から、電池残量が一定量以下であるか否かを検出する(ステップＳ１０５)。電池残量が一定量以下でない場合には（ステップＳ１０５でＮＯ）、移動制御補正部１６による補正は実施されず（ＣＰＵ２０は、補正処理をスルーする）、後述するステップＳ１０７に移行する。
【００５２】
一定量以下であると検出すると（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、移動制御補正部１６は、ステップＳ１０４で決定された通常制御方法３２を、テーブル３０を検索することにより補正し、補正後制御方法３３を出力する(ステップＳ１０６)。
【００５３】
駆動制御部１７は、移動制御補正部１６から出力される制御方法が示す駆動率に従い、モータ５の制御信号を生成し、モータ５に出力する(ステップＳ１０７)。その後、ステップＳ１０２に戻り、以降の処理を同様に繰返す。
【００５４】
図６は、実施の形態１に係る駆動制御部１７からの制御信号の一例を示すグラフである。図６には、モータ５として３極のブラシレスＤＣモータを用いた場合が示される。制御信号は、ここではパルス状の信号であって、グラフの縦軸はパルス信号の振幅（直流電流値）を示し、横軸は時間を示す。図６の（ａ）では、駆動制御部１７から、モータ５の最大駆動力（１００％）を得る場合のパルス幅が“Ｔ”である波形が示される。図６の（ｂ）は、アシスト力が例えば０％（抑速力５０％）である場合の波形を示すが、この波形は、アシスト力が例えば５０％（抑速力０％）である場合の波形と一致する。図６の（ａ）に比較し、図６の（ｂ）では、パルス幅が２倍（“２Ｔ”）である。なお、抑速力の調整は、制御信号に従いモータ５のショートブレーキのＯＮ、ＯＦＦの割合（パルスレート）を変化させることで実現する。
【００５５】
実施の形態１では、移動制御補正部１６により、傾斜歩行時の通常制御方法３２が示す駆動率のうちアシスト力を制限（アシスト力のパーセンテージを減少させる）する事で、電池部２５の消費量を少なくできて、傾斜歩行時に電池が急に切れて歩行補助車１が傾斜の方向へ引っ張られる事を防ぐと共に、傾斜歩行時以外は通常の駆動率に従うアシスト力を作用させる事で安全性を維持する。
【００５６】
［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１の移動制御補正部１６を、下り坂補正制御部を有した移動制御補正部１６ａに代替した変形例を示す。その他の構成は、実施の形態１と同様であり、説明は繰返さない。
【００５７】
実施の形態１では、電池残量が一定量以下であれば、通常制御方法３２の駆動率のアシスト力と抑速力の両方を変化させたが、本実施の形態２では、電池残量が一定量以下の場合は、下り坂移動における通常制御方法３２の駆動率のうち、抑速力のパーセンテージの変化処理のみを実施する。
【００５８】
具体的には、移動制御補正部１６ａの下り坂補正制御部は、電池残量検出部１５で検出された電池残量が一定量以下であった場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０６では、実施の形態１の場合と異なる方法で補正する。つまり、移動制御部１４によって決定された通常制御方法３２が示す駆動率のうち、アシスト力＝０となるように当該通常制御方法を変化させる。したがって、上り坂移動の場合に、電池残量が一定量以下であれば、移動制御部１４が決定した通常制御方法３２が示すアシスト力は０に変更されるが、通常制御方法３２が示す抑速力は、上り坂および下り坂のいずれについても何ら変更されずにそのままである。図５に示すステップＳ１０６を除く他の処理は、実施の形態２でも同様に実施される。
【００５９】
したがって、抑速にモータ５に関するショートブレーキを用いることで、モータ５に電流を流す必要はないので消費電力量を少なくできる。よって、実施の形態２では上り坂歩行時のアシスト力は０に補正されて、実施の形態１に比較して負担は増すが、転倒の危険が大きい下り坂での安全性を長時間維持することができる。
【００６０】
［実施の形態３］
実施の形態３では、実施の形態１の移動制御補正部１６を、上り坂補正制御部を有した移動制御補正部１６ｂに代替した変形例を示す。その他の構成は、実施の形態１と同様であり、説明は繰返さない。実施の形態３に係る歩行補助車１は、上り坂移動時に後退（進行方向とは反対方向への移動）が不可能（禁止）とされる。
【００６１】
移動制御補正部１６ｂの上り坂補正制御部は、電池残量検出部１５が検出した電池残量が一定量以下である場合には（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、歩行補助車１の後退が不可能となるように通常制御方法３２を補正する。具体的には、移動制御部１４は、進行方向検出部１３の出力から進行方向とは反対方向への移動、すなわち後退が開始された否かを検出する。移動制御補正部１６ｂは、傾斜検出部１２の出力から上り坂移動であると検出する際に、移動制御部１４により基体４０の後退開始を検出したときは、後退を防止するような所定大きさの抑速力に相当した大きさのショートブレーキがかかる（アシスト力を０とする）ように通常制御方法３２の駆動率を変化させ、後退開始を検出しないときは通常制御方法３２のまま（駆動率は変化させない）とする(ステップＳ１０６）。図５に示すステップＳ１０６を除く他の処理は、実施の形態３でも同様に実施される。
【００６２】
本実施の形態によれば、電池残量が少なくなった（または、無くなった）ときに、ショートブレーキによって後退が防止されて、基体４０の重量負荷が使用者にかかる事を防止できて、上り坂の途中であっても使用者は休息しやすくなる。
【００６３】
［実施の形態４]
本実施の形態４では、不具合が検出された場合にはショートブレーキによりモータ５への電流供給を遮断し、強制的に歩行補助車１を停止させる。図７は実施の形態４に係る機能構成図である。図８は、実施の形態４に係る制御フローチャートである。図７を参照して、図３の構成と比較し異なる点は、電池残量検出部１５に代替して不具合検出部１８を備え、また移動制御補正部１６に代替して移動制御補正部１６ｃを備える点にある。また、上述の強制停止状態から移動を再開させるために、停止解除スイッチ（図示せず）が備えられる。
【００６４】
不具合検出部１８は、歩行補助車１の状態が異常であるか否かを検出する。例えば、サーミスタの出力からモータ５または電池部２５の異常温度を検出する機能、車輪の回転センサの出力から異常な回転速度を検出する機能、グリップ２の力センサの出力からグリップ２の異常な押圧力を検出する機能、電圧センサの出力から電池残量が極めて少ない所定量（上述の一定量よりも少ない量）である場合の電池切れを検出する機能等、各種センサの出力に基づき不具合を検出する。図７の他の機能構成は図３と同様であり説明は繰返さない。
【００６５】
また、図８を参照して、図５のフローチャートと比較し異なる点は、電池残量検出のステップＳ１０５に代替して不具合検出のステップＳ２０５を備える点にある。他のステップは図５と同様であり説明は繰返さない。
【００６６】
図８を参照して、移動制御補正部１６ｃは、傾斜検出部１２の出力から傾斜面（上り、下り）を移動中であるかを検出する。傾斜面を移動中であると検出した際に、不具合検出部１８の出力から電池切れまたは不具合を検出した場合に（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、ショートブレーキをかけて基体４０が停止させるように通常制御方法３２の駆動率を変化させる（ステップＳ１０６）。駆動制御部１７は、移動制御補正部１６による補正後制御方法の駆動率に従う制御信号を生成しモータ５に出力する。これにより、モータ５はショートブレーキがかかって停止し、車輪も停止する。
【００６７】
歩行補助車１が強制停止した場合に、使用者は停止解除スイッチを操作すると、移動制御部１４は、停止解除スイッチ操作を受付けて、図５または図８のアシスト処理を停止する。以降は、一般の歩行車と同様にアシストや抑速のない状態で歩行補助車１の使用が可能となる。
【００６８】
実施の形態４では、傾斜歩行時に電池が切れるような場合、または不具合を検出した場合に基体４０を強制停止させる事で、基体４０が勝手に動く事を防止する。また、傾斜歩行時以外は停止させずにフリーの状態とする事で、利便性を維持する。
【００６９】
（変形例）
電池残量の閾値（一定量）を複数設定し、実施の形態１のアシスト力の制限、実施の形態２下り坂の抑速のみの実施、実施の形態３の後退不可の制御に適用する閾値を切替えても良い。また、実施の形態１〜４の２以上の制御方法の補正処理を組合わせて実施してもよい。例えば、電池残量が一定量以下の場合に、実施の形態１のアシスト力の制限をかけると共に実施の形態３の後退不可とが実施されるように補正する。
【符号の説明】
【００７０】
１  歩行補助車、２  グリップ、３  前輪車輪、４  後輪車輪、５  モータ、６  傾斜センサ、７  ブレーキレバー、１０  制御部、１１  作用力検出部、１２  傾斜検出部、１３  進行方向検出部、１４  移動制御部、１５  電池残量検出部、１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  移動制御補正部、１７  駆動制御部、１８  不具合検出部、２５  電池部、３０  テーブル、３１  傾斜、３２  通常制御方法、３３  補正後制御方法、４０  基体。
【図１】
2015223218.tif 000003
【図２】
2015223218.tif 000004
【図３】
2015223218.tif 000005
【図４】
2015223218.tif 000006
【図５】
2015223218.tif 000007
【図６】
2015223218.tif 000008
【図７】
2015223218.tif 000009
【図８】
2015223218.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月19日(2015.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体に設けられて、前記基体を移動させるための駆動輪と、
前記基体の移動を制御する制御部と、
前記基体の傾斜を検出する傾斜検出部と、
各部に電力を供給する電池部と、
前記駆動輪に駆動を補助する駆動補助力を伝達するための駆動部と、を備え、
前記制御部は、
前記電池部の電池残量が一定量より多い場合に、前記傾斜検出部により検出された傾斜度が０度とは異なる予め定めた傾斜度であるときは、通常駆動補助力の大きさに従い、前記駆動部を制御し、
前記制御部は、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度が前記予め定めた傾斜度であるときは、前記駆動補助力の大きさが、前記電池残量が一定量よりも多い場合の通常駆動補助力の大きさから変更されるように、前記駆動部を制御する制御補正部を含む、歩行補助装置。
【請求項２】
前記制御部は、さらに、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度が０度であるときは、前記駆動補助力の大きさが、前記電池残量が一定量よりも多い場合の通常駆動補助力の大きさとなるように前記駆動部を制御する、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、
前記駆動補助力は、
前記進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、
前記制御補正部は、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度から前記進行方向が上り坂であると検出したときは、前記駆動補助力のアシスト力を、当該上り坂であると検出したときの前記通常駆動補助力のアシスト力よりも小さくなるように、前記駆動部を制御し、および、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度から前記進行方向が下り坂であると検出したときは、前記駆動補助力の抑速力を、当該下り坂であると検出したときの前記通常駆動補助力の抑速力となるように、前記駆動部を制御する、請求項１または２記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、
前記駆動補助力は、
前記進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、
前記電池残量が一定量よりも多い場合に、前記傾斜度から前記進行方向が上り坂であると検出したときは、前記通常駆動補助力のアシスト力はゼロよりも大きく、且つ抑速力はゼロを示し、および、
前記制御補正部は、さらに、
前記電池残量が一定量以下である際に、前記傾斜度から前記進行方向が上り坂であると検出した場合において、前記進行方向検出部の出力から前記基体の後退を検出したときは、前記駆動補助力のアシスト力をゼロとし、且つゼロよりも大きい抑速力となるように、前記駆動部を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【請求項５】
前記制御補正部は、さらに、
前記傾斜度が前記予め定めた傾斜度である場合に、前記電池残量が前記一定量よりも少ないときは、前記基体が停止するように前記駆動部を制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【請求項６】
前記制御補正部は、さらに、
前記傾斜度が前記予め定めた傾斜度である場合に、前記歩行補助装置の異常状態を検出したときは、前記基体が停止するように前記駆動部を制御する、請求項１から５のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【請求項７】
前記基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、
前記駆動補助力は、
前記進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、
前記駆動部は、モータであって、
前記制御補正部は、
前記抑速力を、前記モータの短絡制動により調整する、請求項１から６のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月17日(2015.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体に設けられて、前記基体を移動させるための駆動輪と、
前記基体の移動を制御する制御部と、
前記基体の傾斜を検出する傾斜検出部と、
各部に電力を供給する電池部と、
前記駆動輪に駆動を補助する駆動補助力を伝達するための駆動部と、を備え、
前記制御部は、
前記電池部の電池残量が一定量より多い場合に、前記傾斜検出部により検出された傾斜度が０度とは異なる予め定めた傾斜度であるときは、通常駆動補助力の大きさに従い、前記駆動部を制御し、
前記制御部は、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度が前記予め定めた傾斜度であるときは、前記駆動補助力の大きさが、ゼロよりも大きく、かつ前記電池残量が一定量よりも多い場合の通常駆動補助力の大きさよりも小さくなるように、前記駆動部を制御し、および、前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度が０度であるときは、前記駆動補助力の大きさが、前記電池残量が一定量よりも多い場合の通常駆動補助力の大きさとなるように前記駆動部を制御する制御補正部を含む、歩行補助装置。
【請求項２】
基体と、
前記基体に設けられて、前記基体を移動させるための駆動輪と、
前記基体の移動を制御する制御部と、
前記基体の傾斜を検出する傾斜検出部と、
各部に電力を供給する電池部と、
前記駆動輪に駆動を補助する駆動補助力を伝達するための駆動部と、
前記基体の進行方向を検出する進行方向検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記電池部の電池残量が一定量より多い場合に、前記傾斜検出部により検出された傾斜度が０度とは異なる予め定めた傾斜度であるときは、通常駆動補助力の大きさに従い、前記駆動部を制御し、
前記制御部は、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度が前記予め定めた傾斜度であるときは、前記駆動補助力の大きさが、ゼロよりも大きく、かつ前記電池残量が一定量よりも多い場合の通常駆動補助力の大きさよりも小さくなるように、前記駆動部を制御する制御補正部を含み、
前記駆動補助力は、
前記進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、
前記電池残量が一定量よりも多い場合に、前記傾斜度から前記進行方向が上り坂であると検出したときは、前記通常駆動補助力のアシスト力はゼロよりも大きく、且つ抑速力はゼロを示し、および、
前記制御補正部は、さらに、
前記電池残量が一定量以下である際に、前記傾斜度から前記進行方向が上り坂であると検出した場合において、前記進行方向検出部の出力から前記基体の後退を検出したときは、前記駆動補助力のアシスト力をゼロとし、且つゼロよりも大きい抑速力となるように、前記駆動部を制御する、歩行補助装置。
【請求項３】
前記基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、
前記駆動補助力は、
前記進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、
前記制御補正部は、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度から前記進行方向が上り坂であると検出したときは、前記駆動補助力のアシスト力を、当該上り坂であると検出したときの前記通常駆動補助力のアシスト力よりも小さくなるように、前記駆動部を制御し、および、
前記電池残量が一定量以下である場合に、前記傾斜度から前記進行方向が下り坂であると検出したときは、前記駆動補助力の抑速力を、当該下り坂であると検出したときの前記通常駆動補助力の抑速力となるように、前記駆動部を制御する、請求項１または２記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記制御補正部は、さらに、
前記傾斜度が前記予め定めた傾斜度である場合に、前記電池残量が前記一定量よりも少ないときは、前記基体が停止するように前記駆動部を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【請求項５】
前記制御補正部は、さらに、
前記傾斜度が前記予め定めた傾斜度である場合に、前記歩行補助装置の異常状態を検出したときは、前記基体が停止するように前記駆動部を制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
【請求項６】
前記基体の進行方向を検出する進行方向検出部を、さらに備え、
前記駆動補助力は、
前記進行方向検出部により検出された方向への駆動を補助するアシスト力と、当該駆動を抑制する抑速力とを含み、
前記駆動部は、モータであって、
前記制御補正部は、
前記抑速力を、前記モータの短絡制動により調整する、請求項１から５のいずれか１項に記載の歩行補助装置。