(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行者が保持する把手部と前記把手部に設けられたブレーキレバーと、電動モータの駆動によって回転がアシストされる駆動輪とを有する手押し移動体であって、
前記歩行者が前記把手部に与える操作力を検出する操作力検出部と、
前記ブレーキレバーの操作量からブレーキ操作力を取得するブレーキ操作力検出部と、
前記操作力検出部が検出した操作力から前記ブレーキ操作力を減算した値に基づいて指令電流値を算出し、前記電動モータに流れる電流が前記指令電流値になるように前記電動モータの駆動を制御する出力制御部と、
を備える手押し移動体。
【請求項２】
前記手押し移動体の走行速度を測定する速度測定部と、
前記操作力検出部が検出した前記操作力から前記ブレーキ操作力を減算することで目標トルクを算出する第１の減算器と、
前記手押し移動体の走行速度が予め設定された前記手押し移動体の制限速度を超えていると判定した場合には、前記走行速度と前記制限速度との差分値に応じた操作力減算値を算出する速度制限部と、
前記目標トルクから前記操作力減算値を減算することで操作力差分値を算出する第２の減算器と、
を有し、
前記出力制御部は、前記操作力差分値に基づいて前記指令電流値を算出する請求項１に記載の手押し移動体。
【請求項３】
前記速度制限部は、前記走行速度が前記制限速度を超えていない場合には、前記操作力減算値をゼロとする請求項２に記載の手押し移動体。
【請求項４】
前記速度制限部は、前記差分値のハンチングを防止するために、前記差分値に対してヒステリシス又は不感帯を設定する請求項２又は請求項３に記載の手押し移動体。
【請求項５】
前記手押し移動体の走行速度を測定する速度測定部と、
前記操作力検出部が検出した前記操作力から前記ブレーキ操作力を減算する第３の減算器と、
前記第３の減算器により前記操作力から前記ブレーキ操作力を減算した値に基づいて前記手押し移動体の走行速度の目標値を計算する計算部と、
前記目標値から前記走行速度を減算することで速度差分値を算出する第４の減算器と、
を有し、
前記出力制御部は、前記速度差分値に基づいて前記指令電流値を算出する請求項１に記載の手押し移動体。
【請求項６】
前記走行速度が正の値である場合、前記ブレーキ操作力を正の値とし、前記走行速度が負の値である場合、前記ブレーキ操作力を負の値とする乗算部と、
前記ブレーキレバーの操作量又は前記ブレーキ操作力がセット閾値を超える場合に第１の制御信号を出力する第１判定部と、
前記走行速度が所定の範囲内にある場合、第２の制御信号を出力する第２判定部と、
前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を取得した場合にゼロを前記操作力とし、
前記操作力をゼロにした後に前記第１の制御信号を取得しない場合には、前記第３の減算器により前記操作力から前記ブレーキ操作力を減算した値を前記操作力とする操作力出力部と、
を有し、
前記計算部は、前記操作力出力部から供給される前記操作力の積分値を前記手押し移動体の前記走行速度の前記目標値とする請求項５に記載の手押し移動体。
【請求項７】
前記ブレーキレバーの操作量が所定の閾値を超える場合に、機械式ブレーキと前記電動モータとを制御することで駆動輪に制動力を発生させる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の手押し移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手押し移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高齢者の歩行補助や荷物の運搬等に手押し移動体が用いられている（特許文献１）。特許文献１に記載の手押し移動体は、電動モータにより左右が独立して回転駆動される左右の駆動輪と、歩行者が把持する操作桿（杖部）とを備える。操作桿には、操作力検出装置が設けられており、この操作力検出装置により操作桿に作用する歩行者の操作力が検出される。そして、手押し移動体は、操作力検出装置にて検出される歩行者の操作力の値に基づいて、手押し移動体の左右の駆動輪を駆動する電動モータを制御する。これにより、重量物の運搬や坂道の移動等、歩行者が独力のみでは移動が困難な場合に、電動モータによって駆動輪を回転させて移動できるようにアシスト制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２５２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の手押し移動体は、歩行者が路肩でつまずいたり、坂道で手押し移動体に寄り掛かかったりした場合、操作桿に力が加わってしまいアシスト制御によって加速してしまう場合があった。このように、手押し移動体は、歩行者の意思に反して操作桿に対して力を加えた場合、不用意な動作をする場合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、歩行者の意思に応じた操作により移動速度を任意に可変することができる手押し移動体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、歩行者が保持する把手部と前記把手部に設けられたブレーキレバーと、電動モータの駆動によって回転がアシストされる駆動輪とを有する手押し移動体であって、前記歩行者が前記把手部に与える操作力を検出する操作力検出部と、前記ブレーキレバーの操作量からブレーキ操作力を取得するブレーキ操作力検出部と、前記操作力検出部が検出した操作力から前記ブレーキ操作力を減算した値に基づいて指令電流値を算出し、前記電動モータに流れる電流が前記指令電流値になるように前記電動モータの駆動を制御する出力制御部と、を備える手押し移動体。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上述の手押し移動体であって、前記手押し移動体の走行速度を測定する速度測定部と、前記操作力検出部が検出した操作力からブレーキ操作力を減算することで目標トルクを算出する第１の減算器と、  前記手押し移動体の走行速度が予め設定された前記手押し移動体の制限速度を超えていると判定した場合には、前記走行速度と前記制限速度との差分値に応じた電動モータのトルク値である操作力減算値を算出する速度制限部と、前記目標トルクから前記操作力減算値を減算することで操作力差分値を算出する第２の減算器と、を有し、前記出力制御部は、前記操作力差分値に基づいて前記指令電流値を算出する。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上述の手押し移動体であって、前記速度制限部は、前記走行速度が前記制限速度を超えていない場合には、前記操作力減算値をゼロとする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上述の手押し移動体であって、前記速度制限部は、前記差分値のハンチングを防止するために、前記差分値に対してヒステリシス又は不感帯を設定する。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上述の手押し移動体であって、前記手押し移動体の走行速度を測定する速度測定部と、前記操作力検出部が検出した操作力から前記ブレーキ操作力を減算する第３の減算器と、前記第３の減算器により前記操作力から前記ブレーキ操作力を減算した値に基づいて前記手押し移動体の走行速度の目標値を計算する計算部と、前記目標値から前記走行速度を減算することで速度差分値を算出する第４の減算器と、を有し、前記出力制御部は、前記速度差分値に基づいて前記指令電流値を算出する。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上述の手押し移動体であって、前記走行速度が正の値である場合、前記ブレーキ操作力を正の値とし、前記走行速度が負の値である場合、前記ブレーキ操作力を負の値とする乗算部と、前記ブレーキレバーの操作量がセット閾値を超える場合に第１の制御信号を出力する第１判定部と、前記走行速度が所定の範囲内にある場合、第２の制御信号を出力する第２判定部と、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を取得した場合にゼロを前記操作力とし、前記操作力をゼロにした後に前記第１の制御信号を取得しない場合には、前記第３の減算器により前記操作力から前記ブレーキ操作力を減算した値を前記操作力とする操作力出力部と、を有し、前記計算部は、前記操作力出力部から供給される前記操作力の積分値を前記手押し移動体の走行速度の前記目標値とする。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上述の手押し移動体であって、前記ブレーキレバーの操作量が所定の閾値を超える場合に、機械式ブレーキと前記電動モータとを制御することで駆動輪に制動力を発生させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、歩行者の意思に応じた操作により移動速度を任意に可変することができる手押し移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態における手押し移動体１の斜視図である。
【図２】第１の実施形態における制御装置１０の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における本実施形態における制限速度取得部１５１の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態における衝突防止装置１７の機能ブロックの一例を示す図である。
【図５】第２の実施形態における制御装置１０Ａの構成例を示す図である。
【図６】第２の実施形態におけるハンチング防止部１１２の構成例を示す図である。
【図７】第２の実施形態におけるセット閾値及びリセット閾値について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態における手押し移動体を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における手押し移動体１の一例を示す斜視図である。
【００１６】
手押し移動体１は、荷物の運搬や高齢者の歩行補助に用いられる。例えば、手押し移動体１は、シルバーカー、ベビーカー、ショッピングカート、リハビリテーション用歩行車、台車等である。本実施形態では、手押し移動体１が、シルバーカートである場合について、説明する。
【００１７】
図１に示すように、手押し移動体１は、フレーム２、収納部３、把手部４、ブレーキレバー５、車輪６及び制御装置１０を備えている。
【００１８】
フレーム２は、一端が把手部４に接続され、他端が車輪６に接続された前脚部フレーム２ａと、前脚部フレーム２ａに接続され、かつ車輪６に接続された後脚部フレーム２ｂを備える。
ここで、以下の説明においては、平面視した状態で、前脚部フレーム２ａに対して把手部４が設けられた側を後方、その反対側を前方と称することがある。
【００１９】
収納部３は、内部に物品等を収容できる物品収容部３ａと、物品収容部３ａの上方を覆い、上面に物品を載置したり着座可能な台部３ｂと、を備えている。また、収納部３は、制御装置１０を収納している。
【００２０】
把手部４は、前脚部フレーム２ａに連結している。把手部４には、ブレーキレバー５が設けられている。なお、本実施形態において、把手部４の形状は、図１に示す形状に限定されない。
【００２１】
ブレーキレバー５は、把手部４の下方の所定の位置に接続されている。所定の位置とは、把手部４を把握している状態で、手の指を伸ばして届く程度の範囲の角度又は位置のことである。この状態が、ブレーキレバー５の中立位置となり、手押し移動体１にブレーキが掛かっていない状態である。歩行者は、把手部４ともにブレーキレバー５を握る、すなわちブレーキレバー５を把手部４の側に引き寄せることにより、ブレーキレバー５が回動し、この回動に伴ってブレーキワイヤー５ａが引き寄せられる。なお、本実施形態において、ブレーキレバー５の形状は、図１に示す形状に限定されない。
【００２２】
ブレーキワイヤー５ａは、その上端部でブレーキレバー５と連結している。ブレーキワイヤー５ａが引き寄せられると、機械式ブレーキ３１及び３２（後述する）にその力が伝達され、後方車輪６＿１に対して制動が行われる。また、ブレーキワイヤー５ａが引き寄せられると、そのブレーキレバー５の操作量（例えば、ブレーキレバー５のストロークの位置情報）が制御装置１０に供給される。
【００２３】
車輪６は、フレーム２の下端部に設けられている。車輪６は、後方車輪６＿１及び前方車輪６＿２を備えている。
本実施形態において、フレーム２は、上方から下方に向かって、平面視した状態で手押し移動体１の四隅に向けて延びている。これにより、車輪６は、手押し移動体１の四隅に配されている。ここで、４つの車輪のうち、フレーム２の前方の幅方向両側に設けられている車輪６＿２ａ及び車輪６＿２ｂを備える車輪６＿２は、前脚部フレーム２ａを挟んでその両側に二個一対で設けられている。また、フレーム２の後方の幅方向両側に設けられている車輪６＿１ａ及び車輪６＿１ｂを備える車輪６＿１（駆動輪）は、後脚部フレーム２ｂの側方に設けられている。
【００２４】
図２は、第１の実施形態における制御装置１０の構成例を示す図である。
制御装置１０は、操作力検出部１１、ブレーキ操作力検出部１２、減算器１３、減算器１４、速度制限部１５、指令値算出部１６、衝突防止装置１７、調整部１８、減算器１９、第１の出力制御部２０、調整部２１、減算器２２、第２の出力制御部２３、加算器２６、速度測定部４０、速度測定部４１、測定部５０、測定部５１及び平均化部６０を備えている。
【００２５】
制御装置１０は、例えば後方の幅方向両側の後方車輪６＿１を回転駆動させる電動モータ（第１のモータ２４及び第２のモータ２５）を制御する。本実施形態では、第１のモータ２４が後方車輪６＿１ａを回転駆動し、第２のモータ２５が後方車輪６＿１ｂと回転駆動する。また、機械式ブレーキ３１は、車輪６＿１ａに対して制動力を発生させ、機械式ブレーキ３２は、車輪６＿１ｂに対して制動力を発生させる。
【００２６】
操作力検出部１１は、歩行者が把手部４に与える操作力Ｆｐを取得する。操作力検出部１１は、例えば力センサである。操作力検出部１１は、取得した操作力Ｆｐを減算器１３に出力する。
【００２７】
ブレーキ操作力検出部１２は、歩行者が後方車輪の回転を制止するブレーキレバー５を操作すると、その操作量、例えばブレーキレバー５のストロークの位置情報（以下、「ブレーキレバーストローク」という。）を取得する。ブレーキ操作力検出部１２は、その操作量にも基づいたブレーキ操作力Ｆｂを計算し、計算したブレーキ操作力Ｆｂを減算器１３に出力する。
【００２８】
減算器１３は、操作力Ｆｐからブレーキ操作力Ｆｂを減算し、その減算された操作力を目標トルクＴｒとする。減算器１３は、算出した目標トルクＴｒを減算器１４に出力する。
【００２９】
速度制限部１５は、制限速度取得部１５１、減算器１５２、正数制限部１５３、速度変換部１５４及びハンチング防止部１５５を備えている。
【００３０】
図３は、本実施形態における制限速度取得部１５１の構成例を示す図である。制限速度取得部１５１は、画像検出部１５１０、距離演算部１５１１及び上限速度演算部１５１２を備えている。
【００３１】
画像検出部１５１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラであり、手押し移動体１の進路上の障害物の画像を検出する。例えば、画像検出部１５１０は、把手部４に設けられている。画像検出部１５１０は、検出した障害物の画像信号を距離演算部１５１１に出力する。
【００３２】
距離演算部１５１１は、画像検出部１５１０から供給される画像信号に基づき、画像検出部１５１０から障害物までの距離を演算する。距離演算部１５１１は、演算した画像検出部１５１０から障害物までの距離を上限速度演算部１５１２に出力する。
【００３３】
上限速度演算部１５１２は、距離演算部１５１１が演算した画像検出部１５１０から障害物までの距離に基づき制限速度Ｖｌｉｍを演算する。制限速度Ｖｌｉｍは、手押し移動体１が安全に走行であるために走行速度Ｖを制限する値である。制限速度Ｖｌｉｍは、例えば、走行速度Ｖの上限値である。制限速度取得部１５１は、演算した制限速度Ｖｌｉｍを減算器１５２に出力する。なお、制限速度取得部１５１は、外部から制限速度Ｖｌｉｍを取得してもよい。また、制限速度Ｖｌｉｍが制御装置１０の記憶部（不図示）に記憶されており、制限速度取得部１５１は、その記憶部から制限速度Ｖｌｉｍを読み取ることで、制限速度Ｖｌｉｍを取得してもよい。なお、これらの場合、上限速度演算部１５１２は、設けられる必要はない。
【００３４】
減算器１５２は、制限速度取得部１５１から供給される制限速度Ｖｌｉｍを取得する。また、減算器１５２は、平均化部６０から供給される走行平均速度Ｖａｖｅを取得する。走行平均速度Ｖａｖｅは、手押し移動体１の走行速度又は手押し移動体１の走行速度に対応する値である。例えば、走行平均速度Ｖａｖｅは、第１のモータ２４の回転速度Ｖａ１及び第２のモータ２５の回転速度Ｖａ２の平均値、又はその平均値を手押し移動体１の走行速度に変換した値である。
減算器１５２は、走行平均速度Ｖａｖｅから制限速度Ｖｌｉｍを減算し、減算することで得られた速度差分値ΔＶ（＝走行平均速度Ｖａｖｅ−制限速度Ｖｌｉｍ）を正数制限部１５３に出力する。
【００３５】
正数制限部１５３は、減算器１５２から供給される速度差分値ΔＶに基づいて走行平均速度Ｖａｖｅが制限速度Ｖｌｉｍを超えているか否かを判定する。すなわち、正数制限部１５３は、速度差分値ΔＶが０を超えている場合、走行平均速度Ｖａｖｅが制限速度Ｖｌｉｍを超えていると判定する。正数制限部１５３は、速度差分値ΔＶが０を超えている場合、速度差分値ΔＶを速度変換部１５４に出力する。一方、正数制限部１５３は、速度差分値ΔＶが０以下である場合、走行平均速度Ｖａｖｅが制限速度Ｖｌｉｍを超えていないと判定する。したがって、正数制限部１５３は、速度差分値ΔＶが０以下である場合、速度差分値ΔＶを０（ゼロ）として速度変換部１５４に出力する。
【００３６】
速度変換部１５４は、正数制限部１５３から供給される速度差分値ΔＶを取得する。速度変換部１５４は、速度差分値ΔＶを操作力減算値Ｆｓに変換する。例えば、速度変換部１５４は、速度差分値ΔＶに予め設定された係数を乗算することで、速度差分値ΔＶを操作力減算値Ｆｓに変換する。なお、操作力減算値Ｆｓの変換方法は、既知の方法を利用することができ、その変換方法は、限定されるものではない。なお、速度変換部１５４は、速度差分値ΔＶが０（ゼロ）の場合、操作力減算値Ｆｓを０（ゼロ）とする。速度変換部１５４は、変換した操作力減算値Ｆｓをハンチング防止部１５５を介して減算器１４に出力する。
【００３７】
ハンチング防止部１５５は、速度変換部１５４から供給された操作力減算値Ｆｓを取得する。ハンチング防止部１５５は、走行平均速度Ｖａｖｅが制限速度Ｖｌｉｍの近傍で変動することで速度制限部１５の動作（操作力減算値Ｆｓの変換等）の頻繁な切替、すなわちハンチングを防止する。例えば、ハンチング防止部１５５は、ヒステリシスや不感帯を設けることで、ハンチングによる速度制限部１５の不安定動作を防止する。
【００３８】
減算器１４は、速度変換部１５４からハンチング防止部１５５を介して操作力減算値Ｆｓを取得する。また、減算器１４は、減算器１３から供給される目標トルクＴｒを取得する。減算器１４は、目標トルクＴｒから操作力減算値Ｆｓを減算し、減算した値を操作力差分値ΔＦとする。なお、速度差分値ΔＶが０でない場合には、操作力減算値Ｆｓは、目標トルクＴｒを上回る。したがって、操作力差分値ΔＦは、負の値となる。一方、速度差分値ΔＶが０である場合には、操作力減算値Ｆｓも０である。したがって、操作力差分値ΔＦは、正の値となる。減算器１４は、操作力差分値ΔＦを指令値算出部１６に出力する。
【００３９】
指令値算出部１６は、減算器１４から供給された操作力差分値ΔＦを取得する。指令値算出部１６は、操作力差分値ΔＦに応じて、電動モータである第１のモータ２４及び第２のモータ２５の指令電流値Ｉｐを算出する。例えば、指令値算出部１６は、操作力差分値ΔＦに予め設定された係数を乗算することで、操作力に比例した指令電流値Ｉｐを算出する。また、指令値算出部１６は、速度差分値ΔＶｒを積分し、その積分値がゼロになるような指令電流値Ｉｐを算出する。すなわち、速度差分値ΔＶｒについて、例えばＰ制御又はＰＩ制御を実施し、その結果に応じて指令電流値Ｉｐを算出する。指令電流値Ｉｐは、第１のモータ２４及び第２のモータ２５に流す電流の目標値である。指令値算出部１６は、指令電流値Ｉｐを調整部１８及び調整部２１に出力する。
【００４０】
衝突防止装置１７は、手押し移動体１の進路を変更することで進路上の障害物を回避させる機能を有する。すなわち、衝突防止装置１７は、進路上の障害物を回避するために、調整部１８及び調整部２１のそれぞれに制御電流値（制御電流値Ｉ１、制御電流値Ｉ２）を出力する。例えば、衝突防止装置１７は、手押し移動体１の進路上に障害物がある場合、旋回する方向における内側車輪の指令電流値Ｉｐを減らし、外側車輪の指令電流値Ｉｐを増やすように、制御電流値Ｉ１及び制御電流値Ｉ２を出力する。
【００４１】
以下に、第１の実施形態における衝突防止装置１７の機能ブロックについて説明する。図４は、第１の実施形態における衝突防止装置１７の機能ブロックの一例を示す図である。
【００４２】
衝突防止装置１７は、画像検出部１５１０、画像情報取得部１７２、障害物画像変換部１７３、障害物画像膨張部１７４、経路取得部１７５、経路選択部１７６及び回避信号出力部１７７を備える。
【００４３】
画像情報取得部１７２は、画像検出部１５１０により検出された障害物の画像信号を取得する。画像情報取得部１７２は、障害物の画像信号に基づいて、障害物の輪郭を複数の回転座標系の点位置信号に変換する。画像情報取得部１７２は、変換した点位置信号を障害物画像変換部１７３に出力する。
【００４４】
障害物画像変換部１７３は、画像情報取得部１７２から取得した回転座標系の点位置信号を、ＸＹ座標系の点位置信号に変換する。このようにして、障害物の外表面の輪郭が複数の点位置信号として検出される。
【００４５】
障害物画像膨張部１７４は、複数のＸＹ座標系の点位置信号のそれぞれを中心位置とする第１、第２及び第３の径の複数の第１、第２及び第３の膨張円を形成する。ここで、第１の膨張円の第１の径は、手押し移動体１の車体幅と等しく設定されている。第２の膨張円の第２の径は、第１の膨張円の第１の径よりも長さα１だけ長く設定されている。第３の膨張円の第３の径は、第１の膨張円の第１の径よりも長さα２（＞α１）だけ長く設定されている。なお、短い径から順に第１、第２、第３の膨張円となっている。
【００４６】
経路取得部１７５は、複数の第１から第３の膨張円に基づき、障害物を回避して手押し移動体１を進めるべき方向である角度を算出する。例えば、経路取得部１７５は、複数の第１の膨張円に基づき、画像検出部１５１０から放射状に伸びる線が複数の第１の膨張円のうちいずれか一つの第１の膨張円のみに接するとともに、正面方向線に最も近接した第１の経路方向線を演算する。経路取得部１７５は、演算した第１の経路方向線と正面方向線との角度（第１の経路角）θ１を演算する。ここで、正面方向線は、手押し移動体１から正面方向に設定された仮の目的位置に向けて伸びる仮想直線をいう。
【００４７】
また、経路取得部１７５は、複数の第２及びの膨張円に基づき、画像検出部１５１０から放射状に伸びる線が複数の第２の膨張円のうちいずれか一つの第２の膨張円のみに接するとともに、正面方向線に最も近接した第２の経路方向線を演算する。経路取得部１７５は、演算した第２の経路方向線と正面方向線との角度（第２の経路角）θ２を演算する。
【００４８】
さらに、経路取得部１７５は、複数の第３及びの膨張円に基づき、画像検出部１５１０から放射状に伸びる線において複数の第３の膨張円のうちいずれか一つの第３の膨張円のみに接するとともに、正面方向線に最も近接した第３の経路方向線を演算する。経路取得部１７５は、演算した第３の経路方向線と正面方向線との角度（第３の経路角）θ３を演算する。
【００４９】
経路選択部１７６は、第１から第３の経路角（θ１，θ２，θ３）のうちいずれか一つの経路角が選択される。例えば、経路選択部１７６は、第１の経路角θ１と第３の経路角信号θ３とを比較する。そして、経路選択部１７６は、第１の経路角θ１及び第３の経路角θ３の差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度φ１未満（｜θ１−θ３｜＜φ１）である場合には、調整経路角θとして第３の経路角θ３を選択する（θ＝θ３）。
【００５０】
そして、経路選択部１７６は、差分角度（｜θ１−θ３｜）が所定の角度φ１以上（｜θ１−θ３｜≧φ１）である場合には、第１の経路角θ１と第２の経路角θ２とを比較する。そして、経路選択部１７６は、第１の経路角θ１及び第２の経路角θ２の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度φ２未満（｜θ１−θ２｜＜φ２）である場合には、調整経路角θとして第２の経路角信号θ２が選択される（θ＝θ２）。一方、経路選択部１７６は、第１の経路角θ１及び第２の経路角θ２の差分角度（｜θ１−θ２｜）が所定の角度φ２以上（｜θ１−θ３｜≧φ２）である場合には、調整経路角θとして第１の経路角θ１が選択される（θ＝θ１）。
【００５１】
回避信号出力部１７７は、経路選択部１７６により選択された調整経路角θに基づき制御電流値Ｉ１を回避信号として調整部１８に出力する。また、回避信号出力部１７７は、経路選択部１７６により選択された調整経路角θに基づき制御電流値Ｉ２を回避信号として調整部２１に出力する。ここで、制御電流値は、例えば、調整経路角θに比例ゲインを乗じた値である。すなわち、制御電流値（Ｉ１、Ｉ２）は、第１のモータ２４及び第２のモータ２５に供給されるそれぞれの電流値を調整する値である。
【００５２】
調整部１８は、指令値算出部１６から供給された指令電流値Ｉｐを取得する。調整部１８は、回避信号出力部１７７から供給された制御電流Ｉ１を取得する。調整部１８は、指令電流値Ｉｐから制御電流Ｉ１を加減することで、指令電流値Ｉｐを調整する。調整部１８は、調整した指令電流値Ｉｐを左輪指令電流値Ｉｌｅｆｔとして減算器１９に出力する。
【００５３】
調整部２１は、指令値算出部１６から供給された指令電流値Ｉｐを取得する。調整部２１は、回避信号出力部１７７から供給された制御電流Ｉ２を取得する。調整部１８は、指令電流値Ｉｐから制御電流Ｉ２を加減することで、指令電流値Ｉｐを調整する。調整部２１は、調整した指令電流値Ｉｐを右輪指令電流値Ｉｒｉｇｈｔとして減算器２２に出力する。なお、本実施形態では、調整部１８が減算器、調整部２１が加算器とする。したがって、左輪指令電流値Ｉｌｅｆｔは、指令電流値Ｉｐから制御電流Ｉ１を減算した値である（左輪指令電流値Ｉｌｅｆｔ＝指令電流値Ｉｐ−制御電流Ｉ１）。右輪指令電流値Ｉｒｉｇｈｔは、指令電流値Ｉｐから制御電流Ｉ２を加算した値である（右輪指令電流値Ｉｒｉｇｈｔ＝指令電流値Ｉｐ＋制御電流Ｉ２）。
【００５４】
測定部５０は、第１のモータ２４に流れる電流値Ｉｒ１を測定する。測定部５０は、測定した電流値Ｉｒ１を減算器１９に出力する。
測定部５１は、第２のモータ２５に流れる電流値Ｉｒ２を測定する。測定部５１は、測定した電流値Ｉｒ２を減算器２２に出力する。
【００５５】
減算器１９は、調整部１８から左輪指令電流値Ｉｌｅｆｔを取得する。減算器１９は、測定部５１から電流値Ｉｒ１を取得する。減算器１９は、左輪指令電流値Ｉｌｅｆｔから電流値Ｉｒ１を減算し、その減算した差分値ΔＩ１を第１の出力制御部２０に出力する。
【００５６】
減算器２２は、調整部２１から右輪指令電流値Ｉｒｉｇｈｔを取得する。減算器２２は、測定部５１から電流値Ｉｒ２を取得する。減算器２２は、右輪指令電流値Ｉｒｉｇｈｔから電流値Ｉｒ２を減算し、その減算した差分値ΔＩ２を第２の出力制御部２３に出力する。
【００５７】
第１の出力制御部２０は、減算器１９から供給される差分値ΔＩ１を取得する。第１の出力制御部２０は、差分値ΔＩ１に基づいて第１のモータ２４に流す電流値Ｉｍ１を算出する。例えば、第１の出力制御部２０は、差分値ΔＩ１が小さくなるように、一般的に公知のＰＩ（Proportional Integral）制御、又は、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御を用いて電流値Ｉｍ１を算出する。第１の出力制御部２０は、バッテリ３０の電力を用いて第１のモータ２４に電流値Ｉｍ１を出力する。このように、第１の出力制御部２０は、差分値ΔＩ１が小さくなるように、すなわち、電流値Ｉｒ１が左輪指令電流値Ｉｌｅｆｔと同様の値になるように第１のモータ２４に流れる電流値を制御する。
【００５８】
第２の出力制御部２３は、減算器２２から供給される差分値ΔＩ２を取得する。第２の出力制御部２３は、差分値ΔＩ２に基づいて第２のモータ２５に流す電流値Ｉｍ２を算出する。例えば、第２の出力制御部２３は、差分値ΔＩ２が小さくなるように、一般的に公知のＰＩ制御、又は、ＰＩＤ制御を用いて電流値Ｉｍ２を算出する。第２の出力制御部２３は、バッテリ３０の電力を用いて第２のモータ２５に電流値Ｉｍ２を出力する。このように、第２の出力制御部２３は、差分値ΔＩ２が小さくなるように、すなわち、電流値Ｉｒ２が右輪指令電流値Ｉｒｉｇｈｔと同様の値なるように第２のモータ２５に流れる電流値を制御する。
【００５９】
速度測定部４０は、第１のモータ２４の回転速度Ｖａ１を測定する。速度測定部４０は、第１のモータ２４の回転速度Ｖａ１を加算器２６に出力する。
【００６０】
速度測定部４１は、第２のモータ２５の回転速度Ｖａ２を測定する。速度測定部４１は、第２のモータ２５の回転速度Ｖａ２を加算器２６に出力する。
【００６１】
加算器２６は、第１のモータ２４の回転速度Ｖａ１と第２のモータ２５の回転速度Ｖａ２とを加算し、加算した値を平均化部６０に出力する。
平均化部は、第１のモータ２４の回転速度Ｖａ１と第２のモータ２５の回転速度Ｖａ２との加算値を平均化し、その平均化した値（又はその平均値を手押し移動体１の走行速度に変換した値）を走行平均速度Ｖａｖｅとして減算器１５２に出力する。
【００６２】
上述したように、本実施形態の手押し移動体１は、手押し移動体１が走行中に歩行者がブレーキレバー５を握ると、そのブレーキレバー５のストロークの位置情報からブレーキ操作力を算出する。手押し移動体１は、歩行者が把手部４に与える操作力からブレーキ操作力を減算した値を目標トルクとする。そして、手押し移動体１は、その目標トルクに基づいて電動モータを制御する。したがって、ブレーキレバー５が操作されると目標トルクの上昇が抑えられ、最終的には目標トルクがマイナスになる。そのため、手押し移動体１は減速する。これにより、歩行者は、ブレーキレバー５を操作することで、歩行者の意思に応じて移動速度を任意に可変することができる。また、下り坂で歩行者が自らの体重を把手部４に加重した場合でも、ブレーキレバー５の操作量を自ら調整することで、一定の速度で安全に下ることができる。また、本実施形態の手押し移動体１は、機械的なブレーキに比べて制動力が滑らかに変化させることが容易であり、経時変化も少ない。また、本実施形態の手押し移動体１は、機械的なブレーキに比べてバッテリの消費を抑制することができる。
【００６３】
また、手押し移動体１は、走行速度から制限速度を減算し、この減算値である速度差分値ΔＶが正、すなわち走行速度が制限速度よりも高い場合には、目標トルクから速度差分値ΔＶに応じた操作力（操作力減算値Ｆｓ）を減算する。これにより、手押し移動体１は、トルク制御による速度制限が可能となる。
【００６４】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態における手押し移動体を、図面を参照して説明する。
図５は、第２の実施形態における制御装置１０Ａの構成例を示す図である。なお、図５において、図２と同様の構成には同一の符号を付してある。以下、構成及び動作が第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００６５】
制御装置１０Ａは、操作力検出部１１、ブレーキ操作力検出部１２、減算器１３、速度制限部１５、指令値算出部１６、衝突防止装置１７、調整部１８、減算器１９、第１の出力制御部２０、調整部２１、減算器２２、第２の出力制御部２３、加算器２６、速度測定部４０、速度測定部４１、測定部５０、測定部５１、平均化部６０、符号関数部１１０、乗算部１１１、ハンチング防止部１１２、計算部１１３及び比較部１１４を備えている。
【００６６】
ブレーキ操作力検出部１２は、歩行者が後方車輪の回転を制止するブレーキレバー５を操作すると、その操作量にも基づいたブレーキ操作力Ｆｂを取得する。ブレーキ操作力検出部１２は、取得したブレーキ操作力Ｆｂを乗算部１１１に出力する。
【００６７】
符号関数部１１０は、平均化部６０から供給される走行平均速度Ｖａｖｅを取得する。符号関数部１１０は、走行平均速度Ｖａｖｅに基づいて手押し移動体１Ａが前進している、又は後退しているかのいずれかであるかを判定する。例えば、符号関数部１１０は、走行平均速度Ｖａｖｅが正の値である場合、手押し移動体１Ａが前進していると判定する。符号関数部１１０は、走行平均速度Ｖａｖｅが負の値である場合、手押し移動体１Ａが後退していると判定する。符号関数部１１０は、手押し移動体１Ａが前進していると判定した場合、乗算部１１１に＋１を出力値Ｘとして出力する。一方、符号関数部１１０は、手押し移動体１Ａが後退していると判定した場合、乗算部１１１に−１を出力値Ｘとして出力する。
【００６８】
乗算部１１１は、ブレーキ操作力検出部１２から供給されたブレーキ操作力Ｆｂに符号関数部１１０から供給された出力値Ｘを乗算する。乗算部１１１は、乗算した値を補正ブレーキ操作力Ｆｘ（＝Ｆｂ×出力値Ｘ）として減算器１３に出力する。
【００６９】
減算器１３は、操作力Ｆｂから補正ブレーキ操作力Ｆｘを減算し、その減算された操作力を操作力Ｆｙ（Ｆｙ＝Ｆｂ−Ｆｘ）とする。減算器１３は、算出した操作力Ｆｙをハンチング防止部１１２に出力する。
【００７０】
図６は、第２の実施形態におけるハンチング防止部１１２の構成例を示す図である。
ハンチング防止部１１２は、第１判定部１２１、ブレーキ操作量記憶部１２２、第２判定部１２３、車速閾値記憶部１２４及び操作力出力部１２５を備えている。
【００７１】
第１判定部１２１は、ブレーキレバー５の操作量である、例えばブレーキレバーストロークを取得すると、ブレーキ操作量記憶部１２２からセット閾値を読み出す。第１判定部１２１は、ブレーキレバーストロークがセット閾値を超えるか否かを判定する。第１判定部１２１は、ブレーキレバーストロークがセット閾値を超える場合、操作力出力部１２５に第１の制御信号を出力する。
【００７２】
一方、第１判定部１２１は、第１の制御信号を操作力出力部１２５に出力した後に、ブレーキ操作量記憶部１２２に予め記憶されているリセット閾値を読み出す。第１判定部１２１は、ブレーキレバーストロークがリセット閾値以下であるか、又は０（ゼロ）であるかを判定する。第１判定部１２１は、ブレーキレバーストロークがリセット閾値以下、又は０（ゼロ）である場合、操作力出力部１２５に対する第１の制御信号の出力を停止する。
【００７３】
第２判定部１２３は、平均化部６０から供給される走行平均速度Ｖａｖｅを取得すると、車速閾値記憶部１２４からハイレベルの第１の閾値とロウレベルの第２の閾値を取得する。例えば、第２判定部１２３は、走行平均速度Ｖａｖｅが第１の閾値以下であり、かつ第２の閾値を超えている（所定の範囲内）場合、操作力出力部１２５に第２の制御信号を出力する。
【００７４】
操作力出力部１２５は、通常動作として、減算器１３が算出した操作力Ｆｙを計算部１１３に出力する。ただし、操作力出力部１２５は、第１の制御信号と第２の制御信号とを取得した場合、計算部１１３に０（ゼロ）を出力する、ゼロセット動作を実施する。操作力出力部１２５は、ゼロセット動作を実施した場合、そのときのブレーキレバーストロークをブレーキ操作量記憶部１２２に記憶する。また、操作力出力部１２５は、ゼロセット動作を実施後、第１の制御信号を取得しない場合、計算部１１３に出力する値を０（ゼロ）から減算器１３が算出した操作力Ｆｙに戻す、リセット動作を実施する。そして、操作力出力部１２５は、リセット動作を実施した場合、そのときのブレーキレバーストロークをブレーキ操作量記憶部１２２に記憶する。
【００７５】
以下、本実施形態におけるセット閾値及びリセット閾値について説明する。
図７は、本実施形態におけるセット閾値及びリセット閾値について説明する図である。
図７に示すように、セット閾値は、直近のリセット動作時のブレーキレバーストロークに所定の値Ｃを加算した値である。リセット閾値は、直近のゼロセット動作時のブレーキレバーストロークに所定の値Ｃを減算した値である。ただし、初回および車速が上がり微速領域外になった場合には、セット閾値は、所定の値Ｃとする。
【００７６】
例えば、操作力出力部１２５が減算器１３により算出した操作力Ｆｙを計算部１１３に出力している場合、第１判定部１２１は、ブレーキ操作量記憶部１２２に記憶されている直近のリセット動作時のブレーキレバーストロークと所定の値Ｃとを加算した値（セット閾値）を読み出す。そして、図７に示すように、第１判定部１２１は、ブレーキレバーストロークＦｂ１がセット閾値を超えると、操作力出力部１２５に第１の制御信号を出力する。ここで、操作力出力部１２５は、ブレーキ操作量記憶部１２２に、第１の制御信号を出力したときのブレーキストロークを記憶する。
【００７７】
操作力出力部１２５が第１の制御信号を出力している場合、第１判定部１２１は、ブレーキ操作量記憶部１２２に記憶されている直近のゼロセット動作時のブレーキレバーストロークから所定の値Ｃとを減算した値（リセット閾値）を読み出す。そして、図７に示すように、第１判定部１２１は、ブレーキレバーストロークＦｂ２がリセット閾値以下になると、操作力出力部１２５に第１の制御信号を出力することを停止する。つまり、第１判定部１２１は、歩行者がブレーキレバー５を緩めたこと、すなわち一定量のブレーキレバーストロークを戻すことを検知すると、第１の制御信号を出力することを停止し、リセット動作を実施する。
【００７８】
計算部１１３は、ハンチング防止部１１２から供給された操作力Ｆｙを積分処理することにより、目標速度Ｖｒ１を演算する。計算部１１３は、演算した目標速度Ｖｒ１を比較部１１４に出力する。
【００７９】
比較部１１４は、計算部１１３が演算した目標速度Ｖｒ１を取得する。また、比較部１１４は、制限速度取得部１５１から供給された制限速度Ｖｌｉｍを取得する。比較部１１４は、目標速度Ｖｒ１と制限速度Ｖｌｉｍとを比較し、目標速度Ｖｒ１と制限速度Ｖｌｉｍとのうち小さいほうの値を指令速度Ｖｒとして選択する。比較部１１４は、選択した指令速度Ｖｒを指令値算出部１６に出力する。
【００８０】
減算器１１５は、比較部１１４が選択した指令速度Ｖｒを取得する。また、減算器１１５は、平均化部６０から供給される走行平均速度Ｖａｖｅを取得する。減算器１１５は、指令速度Ｖｒから走行平均速度Ｖａｖｅを減算し、減算した速度差分値ΔＶｒを指令値算出部１６に出力する。
【００８１】
指令値算出部１６は、減算器１１５から供給された速度差分値ΔＶｒを取得する。指令値算出部１６は、速度差分値ΔＶｒに応じて、第１のモータ２４及び第２のモータ２５の指令電流値Ｉｐを算出する。例えば、指令値算出部１６は、速度差分値ΔＶｒに予め設定された係数を乗算することで、操作力に比例した指令電流値Ｉｐを算出するまた、指令値算出部１６は、速度差分値ΔＶｒを積分し、その積分値がゼロになるような指令電流値Ｉｐを算出する。すなわち、速度差分値ΔＶｒについて、例えばＰ制御又はＰＩ制御を実施し、その結果に応じて指令電流値Ｉｐを算出する。指令電流値Ｉｐは、第１のモータ２４及び第２のモータ２５に流す電流の目標値である。指令値算出部１６は、指令電流値Ｉｐを調整部１８及び調整部２１に出力する。
【００８２】
上述したように、本実施形態の手押し移動体１Ａは、手押し移動体１Ａが走行中に歩行者がブレーキレバー５を握ると、そのブレーキレバー５のストロークの位置情報からブレーキ操作力を算出する。手押し移動体１Ａは、歩行者が把手部４に与える操作力からブレーキ操作力を減算した値を積分し、その積分した値に基づいて指令速度を決定する。そして、手押し移動体１Ａは、走行速度が指令速度になるように、電動モータを制御する。したがって、ブレーキレバー５が操作されると指令速度の上昇が抑えられ、最終的には指令速度がマイナスになる。そのため、手押し移動体１Ａは減速する。これにより、歩行者は、ブレーキレバー５を操作することで、歩行者の意思に応じて移動速度を任意に可変することができる。また、下り坂で歩行者が自らの体重を把手部４に加重した場合でも、ブレーキレバー５の操作量を自ら調整することで、一定の速度で安全に下ることができる。また、本実施形態の手押し移動体１Ａは、機械的なブレーキに比べて制動力が滑らかに変化させることが容易であり、経時変化も少ない。
【００８３】
また、本実施形態の手押し移動体１Ａは、走行平均速度が負の値、すなわち手押し移動体１Ａが後退していると判定した場合、ブレーキ操作量をマイナスの値にする。これにより、歩行者がブレーキレバー５を握り続けることで手押し移動体１Ａが後退するのを防止することができる。
【００８４】
また、本実施形態の手押し移動体１Ａは、ブレーキレバー５が握られた状態で走行速度が０付近に減速した場合には、指令速度を強制的に０にする。これにより、走行速度が０付近においてブレーキ操作力が正負で頻繁に入れ替わり操作感が悪化することを防ぐことができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００８５】
第１の実施形態において、符号関数部１１０及び乗算部１１１の機能をさらに追加し、ブレーキ操作力検出部１２が算出するブレーキ操作力Ｆｂを補正してもよい。
【００８６】
また、第１の実施形態において、ハンチング防止部１１２の機能を減算器１３及び減算器１４との間に追加してもよい。
また、上述の実施形態において、減算器１３にて操作力からブレーキ操作力を減算する際に、ブレーキ操作力の上限値を設定してもよい。すなわち、減算器１３は、ブレーキ操作力が上限値を超える場合には、操作力から上限値を減算する。
【００８７】
また、上述の実施形態において、減算器１３にて操作力からブレーキ操作力を減算する際に、ブレーキ操作力の上限値を設定してもよい。すなわち、減算器１３は、ブレーキ操作力が上限値を超える場合には、操作力から上限値を減算する。
【００８８】
また、上述の実施形態において、ブレーキレバー５の操作量に応じて電動モータに流す電流値を制御することで車輪に対して制動力を発生させるが、これに限定されない。例えば、ブレーキレバー５の操作量が大きい場合（例えば、所定の閾値を超える場合）、制御装置は、電動モータに流す電流値を制御し、且つ機械式ブレーキも使用することで、車輪に対してより強い制動力を発生させる。
【００８９】
また、上述の実施形態において、制御装置１０又は制御装置１０Ａは、ブレーキレバー５の操作量に応じて電動モータに流す電流値を制御することで車輪に対して制動力を発生させるが、これに限定されない。例えば、制御装置１０又は制御装置１０Ａは、ブレーキレバー５の操作量に応じて電動モータに印加する電圧又は電力を第１の実施形態又は第２の実施形態と同様な方法で制御することで、車輪に対して制動力を発生させる。すなわち、制御装置１０又は制御装置１０Ａは、操作力差分値ΔＦに応じて、電動モータである第１のモータ２４及び第２のモータ２５の指令負荷値を算出する。指令負荷値は、電動モータに印加する電圧又は電力の目標値である。制御装置１０又は１０Ａは、実際に電動モータに印加されている電圧又は消費されている電力が、指令負荷値に近づくように電動モータの電圧又は電力を制御する。その際、測定部５０及び測定部５１は、電動モータに印加されている電圧又は電動モータにおいて消費されている電力を測定する。
【００９０】
上述した実施形態における制御装置の機能をコンピュータで実現しても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【符号の説明】
【００９１】
１  手押し移動体
２  フレーム
３  収納部
４  把手部
５  ブレーキレバー
６  車輪
１０  制御装置
１１  操作力検出部
１２  ブレーキ操作力検出部
１３、１４、１９、２２  減算器
１５  速度制限部
１６  指令値算出部
１７  衝突防止装置
１８、２１  調整部
２０  第１の出力制御部
２３  第２の出力制御部
２４  第１のモータ
２５  第２のモータ
２６  加算器
３０  バッテリ
３１、３２  機械式ブレーキ
４０  速度測定部
４１  速度測定部
５０、５１  測定部
６０  平均化部
１１０  符号関数部
１１２  ハンチング防止部
１１３  計算部
１１４  比較部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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