电动步行辅助车的制作方法

1.本发明涉及一种电动步行辅助车。


背景技术：

2.以往，为了辅助老人、脚力弱的人步行，已知一种电动步行辅助车(例如参照专利文献1～3)。电动步行辅助车以在步行时与步行者(使用者)成为一体的方式来使用。一部分电动步行辅助车利用马达的转矩制动以不使车辆与使用者离得过远。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2009-183407号公报
6.专利文献2：日本特开平8-280763
7.专利文献3：日本特开平11-267162


技术实现要素：

8.发明要解决的问题
9.在以往的电动步行辅助车中，存在以下情况：例如由于忘记对电池充电等而导致在使用过程中电池的电力用尽，从而无法进行适当的动作。因而，期望改善这一问题。
10.用于解决问题的方案
11.为了解决上述问题，本发明的某个方式是一种电动步行辅助车，其包括：车轮，其设置于车体；发电机构，其根据车轮的旋转而产生再生电力；以及控制装置，其通过由所述发电机构产生的再生电力来对向所述车轮施加制动力的制动器进行控制。
附图说明
12.图1是一个实施方式的步行辅助车的立体图。
13.图2是该步行辅助车的侧视图。
14.图3示出该步行辅助车的电路结构。
15.图4的(a)示出高阻力行驶状态，图4的(b)示出上坡行驶状态，图4的(c)示出单侧倾斜行驶状态，图4的(d)示出极低速行驶状态。
16.图5示出制动力与行驶速度的关系。
17.图6的(a)示出第1实施方式的制动比与占空比的关系，图6的(b)示出第2实施方式的制动比与占空比的关系。
18.图7例示电源连接电阻相对于电动发电机的电阻的比率与电流的增加量相对于再生电压的增加量的比率的关系。
19.图8示出第3实施方式的步行辅助车的电路结构。
20.图9示出蓄电装置的蓄电方法。
21.图10示出第3实施方式的步行辅助车的电路结构的其它例。
22.图11示出第4实施方式的步行辅助车的电路结构。
23.图12示出第5实施方式的步行辅助车的电路结构。
24.图13示出第6实施方式的步行辅助车的电路结构。
具体实施方式
25.《第1实施方式》下面，参照附图来说明本实施方式的电动步行辅助车。在下面的说明中，对相同的结构标注相同的附图标记，并省略对它们的重复说明。在下面的实施方式中，作为电动步行辅助车，例示例如用于辅助老年人步行的步行辅助车。但是，作为电动步行辅助车，能够采用至少通过电力来控制制动器的所有的步行辅助车辆。步行辅助车辆将使用者进行推动等而输入或施加到车辆的力作为主动力源来驱动车轮以使车轮旋转。作为这样的步行辅助车辆的例子，除了步行辅助车以外，还有轮椅、老年车、婴儿车、用于搬送货物的台车。
26.在本说明书中，“制动器”包括机械制动器和电气制动器，其中，该机械制动器通过使用者的有意操作使制动片等摩擦元件与车轮或车轴接触来降低车轮的转速，该电气制动器与使用者的有意操作无关，而是通过电气控制，回收通过车轮的旋转所产生的动能，从而降低车轮的转速。另外，电气制动器也包括对马达向与通常的驱动方向相反的方向进行旋转驱动来降低车轮的转数的制动器。并且，在本说明书中，“电动步行辅助车”是指至少具备电气制动器的步行辅助车。因而，即使步行辅助车整体中被进行电气控制的元件只有电气制动器，也包含于电动步行辅助车。
27.在本说明书中，“前方向”是指步行辅助车的通常的使用状态下的前进方向。“俯仰角度”是指绕在车宽方向上延伸的轴(俯仰轴)的角度。“侧倾角度”是指绕在步行辅助车的前后方向上延伸的轴(侧倾轴)的角度。“横摆角度”是指绕在车辆的上下方向上延伸的轴(横摆轴)的角度。“路面的倾斜角度”是指步行辅助车的行驶面的倾斜角度。路面的倾斜角度被估计为与步行辅助车的倾斜角度相同，通过绕俯仰轴或侧倾轴的角度、或者绕俯仰轴和侧倾轴的角度的组合来表示。
28.[步行辅助车的整体结构]如图1和图2所示，步行辅助车100包括车体的主体框架11、设置于车体的主体框架11的一对前轮12及一对后轮13、以及设置于主体框架11的支承垫(身体支承部)14。步行辅助车100用于辅助老人、脚力弱的人步行。使用者在使用步行辅助车100时，在将前臂、肘部放置于支承垫14而对支承垫14施加了体重(负荷)的状态下，抓住手柄杆15和制动杆16并推动手柄杆15，从而使用者对步行辅助车100施加力来进行步行动作。因而，手柄杆15成为接受来自使用者的力的接受部，步行辅助车100因接受部所接受到的力而进行移动。
[0029]
主体框架11包括从垂直于步行辅助车100的设置面的方向倾斜规定角度的一对支承框架21。作为一例，支承框架21由管状构件构成。在支承框架21的下端侧水平地配置有一对下部框架51。在下部框架51的前端侧安装有一对前轮12。在下部框架51的后端侧设置有一对连杆机构55。
[0030]
在一对下部框架51的上方设置有一对上部框架54。一对后轮框架57的一端侧经由轴56以能够转动的方式结合在上部框架54的后端侧。在后轮框架57的另一端侧分别设置有一对后轮13。
[0031]
在一对支承框架21的上端部设置有一对手柄24。一对手柄24相对于步行辅助车100的设置面大致水平地设置。作为一例，一对手柄24由管状构件构成。在一对手柄24分别设置有握持部23(参照图2)，该握持部23供使用者在就座时抓住以稳定姿势。另外，在一对手柄24的前方侧形成有与手柄24成一体的管状的手柄杆15。手柄杆15的一端与一对手柄24中的一个手柄24结合，手柄杆15的另一端与另一个手柄24结合。此外，手柄杆15也可以由与手柄24不同的构件构成。
[0032]
在一对后轮13的外周设置有能够机械式地接触的一对制动片25(图1中省略，参照图2)。制动片25与配设在主体框架11内的制动线(未图示)的一端连接。线的另一端与设置在手柄杆15的两侧的一对制动单元61的线连接机构连结。此外，线被收纳在主体框架11内，但也可以构成为将线配置在主体框架的外侧使得使用者从外观上能够看到线。
[0033]
制动杆16以与手柄杆15相向的方式配置于手柄杆15的前下方向。制动杆16的两端部与一对制动单元61连结。制动杆16的两端部经由螺旋弹簧等施力部件安装于制动单元61。使用者通过将制动杆16向跟前(向图2的箭头ra的方向)拉，能够通过线的作用而施加机械制动。即，通过制动杆16的操作来控制制动片25。
[0034]
在使用时，使用者将制动杆16向跟前侧(向靠近手柄杆15的方向)拉至制动器工作位置。通过与制动杆16连结的线的作用，制动片25进行移动而对后轮13的外周进行推压。当使用者将手离开制动杆16时，制动杆16返回到原来的位置(通常位置)。伴随于此，制动片25也离开后轮13，从而机械制动被解除。另外，制动杆16能够向箭头ra的相反方向(下侧)下降。通过将制动杆16下降至停车位置，来借助线的作用维持制动片25推压后轮13的状态。
[0035]
在一对手柄24上搭载有作为身体支承部的支承垫14。在本实施方式中，对使用者的前臂、肘部或这两方进行支承。
[0036]
支承垫14的形状为马蹄状、u字型的直线形状等。支承垫14是将海绵或橡胶制材料那样的缓冲材料放置在木板或树脂板等板材之上并用树脂性或布制的任意的包覆材料包覆所形成的。但是，支承垫14也可以仅由板材构成。
[0037]
一对臂构件26的一端被固定于支承垫14的下表面的左右两侧。臂构件26的另一端分别以能够转动的方式安装在一对手柄杆15的外侧。使用者将支承垫14向上方推起(弹起)，由此支承垫14向图2的箭头rb的方向转动，并在规定位置(退避位置)固定(参照图2的虚拟线)。在座椅部37上确保用于容纳使用者的上半身的空间。在该状态下，使用者能够用双手抓住一对握持部23的同时使支承垫14处于后背侧地就座于座椅部37。使用者通过抓住握持部23而在就座时稳定自身的姿势。如此，支承垫14在被推起之前的位置(通常位置)妨碍使用者就座于步行辅助车的座椅部37，在被推起之后的位置(退避位置)容许使用者就座于座椅部37。
[0038]
在此，示出了使用者手动地推起支承垫14的结构，但作为其它例，也可以是，设置未图示的锁定机构，通过锁定机构解除固定，从而自动地将支承垫14推起。或者，也可以是，设置使臂构件26转动的电动机构(马达等)，通过开关启动使电动机构工作，来将支承垫14推起。
[0039]
在一对上部框架54之间，以悬挂的方式设置有由树脂、布形成的收纳部27(参照图2)。收纳部27为上方开口的袋状，用于收纳货物。就座用的座椅部37也作为收纳部27的盖部而发挥功能。
[0040]
在收纳部27的后面设置有从一对上部框架54向下方向延伸的杆28。杆28被配置在使用者能够用脚踩踏的位置。通过使用者放下杆28，从而连杆机构55以使一对后轮框架57和一对后轮13向一对前轮12靠近的方式折叠，并且步行辅助车100整体被折叠。
[0041]
[电路结构]图3的步行辅助车100包括电动发电机101、蓄电装置102、pwm控制用开关元件(下面为pwm控制用sw元件)103、传感器部104以及控制装置105。它们被收纳在1个壳体内，与成为控制对象的后轮13一体地设置。在该情况下，也可以是将收纳有它们的壳体安装于一对后轮13的各个后轮。
[0042]
电动发电机101与后轮13的车轴连接，作为抑制后轮13的转速的电气式制动器而发挥功能。电动发电机101回收通过后轮13的旋转所产生的动能并蓄积于蓄电装置102。因而，电动发电机101作为再生制动器或发电制动器而发挥功能。作为电动发电机101，能够利用伺服马达、步进马达、ac马达、dc马达等。此外，既可以是电动发电机101与前轮12连接，也可以是电动发电机101与前轮12及后轮13双方连接。本实施方式的电动发电机101是发电机构的例子。
[0043]
蓄电装置102与电动发电机101电连接，接受由电动发电机101产生的再生电力的供给而被充电。在使用者主动地移动本电动步行辅助车时产生再生电力。蓄电装置102与控制装置105电连接，向控制装置105供给电力。用于驱动各硬件的电力是从蓄电装置102供给的。作为蓄电装置102，使用电容器、锂离子电池那样的二次电池等电池。蓄电装置102能够仅利用再生电力进行充电，或者除了再生电力以外还能够使用外部电源进行充电。
[0044]
pwm控制用sw元件103为场效应晶体管(fet)，在电动发电机101的短路与开路之间切换电路状态。pwm控制用sw元件103与电动发电机101的第1端子101a及第2端子101b连接。pwm控制用sw元件103被控制装置105进行pwm控制。详细情况后述。
[0045]
传感器部104具备一个或多个传感器，将各传感器的检测结果发送到控制装置105。传感器部104具备：角速度传感器111，其用于检测车辆的绕俯仰轴、侧倾轴及横摆轴的角速度；加速度传感器113，其用于检测步行辅助车的绕俯仰轴、侧倾轴及横摆轴的加速度；速度传感器115，其用于检测后轮的转速及旋转方向；以及角度传感器117，其用于检测步行辅助车100的俯仰角度、侧倾角度及横摆角度。作为角速度传感器111和加速度传感器113，也可以使用将它们组合所得到的六轴惯性传感器。另外，例如在不需要检测绕横摆轴的角速度和加速度的情况下，也可以使用至少能够检测绕俯仰轴和侧倾轴的角速度和加速度的四轴惯性传感器。可以使用霍尔元件作为速度传感器115，也可以根据电动发电机101的反电动势来计算速度。另外，也可以使用地磁传感器来代替加速度传感器。这些传感器的检测结果作为信号而以有线方式或无线方式被发送到控制装置105。
[0046]
另外，传感器部104也可以具备用于检测相对于俯仰轴的倾斜角度、或相对于绕俯仰轴的水平面的倾斜角度的倾斜传感器。另外，在不需要检测侧倾角的情况下，也可以使用能够检测绕俯仰轴的角速度和侧倾轴方向的加速度的传感器。另外，为了检测俯仰角或绕侧倾轴的旋转，只要能够检测加速度即可，未必一定需要角速度。另外，为了检测相对于水平面的倾斜角度或倾斜的有无，也可以使用加速度传感器113的检测值的历史记录或经时变化，在该情况下不需要倾斜传感器。另外，为了检测速度，也可以对加速度传感器113的检测值进行积分，在该情况下不需要速度传感器115。另外，也可以不设置检测前后方向的加速度的加速度传感器113，而对速度传感器115的检测值进行微分来计算前后方向的加速
度。如此，速度及加速度的获取只要使用加速度传感器113和速度传感器115中的某一个传感器就能够实现。
[0047]
控制装置105通过利用再生电力对电动发电机101进行控制，从而控制对后轮施加制动力的制动器。控制装置105利用通过步行辅助车100行驶而在电动发电机101中产生的再生电力来进行动作。控制装置105与蓄电装置102并联连接。控制装置105由mpu(micro processing unit：微处理单元)那样的进行运算处理的处理器、保存信息和命令的存储器、在处理器进行的运算中使用的临时存储器那样的硬件构成。控制装置105利用从各传感器得到的检测结果来控制利用电动发电机101的制动器的制动力。例如，控制装置105运算制动力的大小，为了产生该制动力而对pwm控制用sw元件103进行pwm控制，由此对制动力进行控制。
[0048]
控制装置105包括行驶状态估计部121和制动器控制部123。行驶状态估计部121用于估计步行辅助车100的行驶状态。在图4的(a)～图4的(d)中示出进行估计的行驶状态的例子。如图4的(a)所示，行驶状态估计部121基于由加速度传感器111检测行驶时的铅直方向的加速度的检测结果，来估计是否为步行辅助车100正在行驶阻力比规定的阻力阈值大的道路(例如，草坪、砂石路等)上行驶的状态(下面为“高阻力行驶状态”)。如图4的(b)和图4的(c)所示，行驶状态估计部121基于角度传感器115的检测结果，来估计是否为步行辅助车100正在上坡的道路或单侧倾斜的道路上行驶的状态(下面分别为“上坡行驶状态”、“单侧倾斜行驶状态”)。此外，“单侧倾斜的道路”是指如图4的(c)所示那样向步行辅助车的左右方向倾斜的道路。如图4的(d)所示，行驶状态估计部121基于速度传感器113的检测结果，来估计是否为步行辅助车100的行驶速度为规定的下限速度(例如参照图5)以下的行驶状态(下面为“极低速行驶状态”)。行驶状态估计部121也可以拍摄行驶路面，对摄像图像进行解析来估计行驶状态。
[0049]
图3的步行辅助车100还包括电源连接电阻r1、第1二极管d1以及第2二极管d2。
[0050]
电源连接电阻r1与电动发电机101及蓄电装置102串联连接。在本实施方式中，电源连接电阻r1被配置在pwm控制用sw元件103的断开侧端子与蓄电装置102之间。电源连接电阻r1的电阻值对供给到电动发电机101的电流产生影响。例如，在电源连接电阻r1的电阻值比较大的情况下，在电动发电机101中流过比较小的电流，在电源连接电阻r1的电阻值比较小的情况下，在电动发电机101中流过比较大的电流。因此，通过调整电源连接电阻r1的电阻值，能够调整电动发电机101的制动力。在本实施方式中，作为电源连接电阻r1，使用比电动发电机101的电阻小的电阻。例如，相对于电动发电机101的电阻为0.32[ω]，电源连接电阻r1为0.1[ω]。电源连接电阻r1也可以被配置在蓄电装置102与电动发电机101的第2端子101b之间。
[0051]
第1二极管d1和第2二极管d2使电流沿着从电动发电机101的第1端子101a向第2端子101b的方向流动。第1二极管d1被配置在pwm控制用sw元件103的断开侧端子与电源连接电阻r1之间。第2二极管d2被配置在蓄电装置102与电动发电机101的第2端子101b之间。第1二极管d1和第2二极管d2无论是哪一种情况均可。
[0052]
下面，对控制装置105的控制过程进行说明。控制装置105自主进行的动作是通过处理器参照存储器中保存的命令和信息并在临时存储器上执行运算来实现的。
[0053]
[制动器控制]如上所述，制动器控制部123通过pwm控制用sw元件103的pwm控制来
控制利用电动发电机101的再生制动器的制动力。在pwm控制中，由制动器控制部123对pwm控制用sw元件103进行接通断开控制。
[0054]
制动器控制部123向pwm控制用sw元件103输出用于对pwm控制用sw元件103进行接通断开控制的控制信号。该控制信号规定pwm控制用sw元件103的占空比。占空比是指pwm控制用sw元件103的接通时间在脉冲周期内所占的比例。
[0055]
当步行辅助车100行驶时，电动发电机101与车轮(后轮13)的旋转相应地进行旋转，在电动发电机101中产生反电动势。在pwm控制用sw元件103断开的状态下，电动发电机101与蓄电装置102连接，蓄电装置102利用电动发电机101中所产生的电动势(再生电力)进行蓄电。另一方面，在pwm控制用sw元件103接通的状态下，电动发电机101发生短路。在短路时，与电动势成比例且与电动发电机101的电阻成反比例的电流流过电动发电机101，因此产生与该电流成比例的制动转矩。因而，占空比越大，则供给到电动发电机101的电流越大，因此制动转矩越大。制动转矩为接通时与断开时的制动转矩的以占空比为权重的平均值，因此随着占空比的增大，制动转矩增大。
[0056]
如图5所示，在步行辅助车100的行驶速度大于规定的上限速度的情况下，制动器控制部123使第1再生制动器工作，以抑制行驶速度并成为规定的行驶速度。由此，能够以一定速度行驶。在该情况下，制动器控制部123获取速度传感器115的检测值并监视检测值。当第1再生制动器工作时，例如电动发电机101产生制动力来抑制后轮13的转速。由此，抑制步行辅助车100的速度，提高安全性。
[0057]
在步行辅助车100的行驶速度为规定的上限速度以下的情况下，制动器控制部123使制动力比第1再生制动器的制动力小的第2再生制动器工作。由此，再生制动器始终工作，从而蓄电装置102始终进行蓄电。因此，易于消除蓄电装置102的蓄电不足。对于第2再生制动器，优选维持使用者注意不到的程度的一定的弱制动力。
[0058]
制动器控制部123以规定的时间间隔决定占空比，使得根据行驶速度输出预先决定的制动转矩。但是，即使决定占空比，也由于供给到电动发电机101的电压因行驶速度、蓄电装置102的电压等而发生变动，因此导致制动力发生了变动。因此，在本实施方式中，基于行驶速度和蓄电装置102的电压来设定pwm控制的占空比。由此，能够减少制动力的脉动，能够减轻使用过程中的不适感。
[0059]
例如，在行驶速度处于规定的速度范围内时每规定时间的蓄电装置102的电压的减少量变得大于第1阈值的情况下，制动器控制部123将占空比减小。由此抑制因蓄电装置102的电压的下降而引起的制动力的变动。
[0060]
另外，在行驶速度处于规定的速度范围内时每规定时间的蓄电装置102的电压的增加量变得大于第2阈值的情况下，制动器控制部123将占空比增大。由此抑制因蓄电装置102的电压的上升而引起的制动力的变动。
[0061]
第1阈值和第2阈值根据设计而适当地决定，其最佳值通过实验等来决定。
[0062]
制动器控制部123通过下面的方法来求出占空比p。首先，制动器控制部123基于预先制作出的与行驶速度对应的制动转矩的数值表，并根据行驶速度来决定设为目标的制动转矩t。
[0063]
如图6的(a)的占空比p与制动转矩t的关系中所示的那样，制动转矩t用下面的式(1)来表示。
[0064]
t＝ap-b
ꢀꢀ
式(1)
[0065]
在此，在式(1)中，a和b表示比0大的值。a随着电动发电机101的转矩常数及蓄电装置102的端子间电压增加而变大、随着电动发电机101的阻抗增加而变小。另外，b随着电动发电机101的转矩常数及蓄电装置102的端子间电压增加而变大、随着行驶速度及电动发电机101的阻抗增加而变小。
[0066]
当针对占空比p而整理式(1)时，占空比p用下面的式(2)来表示。
[0067]
p＝(t+b)/a
ꢀꢀ
式(2)
[0068]
制动器控制部123能够基于式(2)来求出在输出特定的制动转矩t时所需要的占空比p。
[0069]
如图6的(a)所示，在占空比为某个值(称为“转矩产生占空比”)以下时，制动转矩t为0以下。但是，由于第1二极管d1和第2二极管d2的作用，制动转矩t实际上不会为负。当超过转矩产生占空比时，制动转矩t呈线性地增加。因而，为了使制动力发挥作用，需要使占空比p比转矩产生占空比大。将0代入式(2)的t，根据p＝b/a来求出转矩产生占空比。
[0070]
在此，如果过度降低占空比，则制动力变得过小，得不到足够的再生电力，有时会无法使控制装置105动作。因此，在本实施方式中，以能够产生比控制装置105进行动作的电压大的再生电压的方式决定占空比的下限值。由此，能够与蓄电装置102的蓄电量无关地维持控制。
[0071]
制动器控制部123也可以基于行驶状态估计部121的估计结果而使第2再生制动器的制动力减少。例如，制动器控制部123也可以根据符合图4的(a)～图4的(d)所示的高阻力行驶状态、上坡行驶状态、单侧倾斜行驶状态以及极低速行驶状态中的至少一种状态的意思的估计结果，来使第2再生制动器的制动力减少，从而使第2再生制动器不工作。在高阻力行驶状态和上坡行驶状态下，通过使第2再生制动器的制动力减少来抑制行驶性的恶化。在单侧倾斜行驶状态下，通过使第2再生制动器的制动力减少来抑制朝向下坡方向的蛇行，从而抑制行驶的稳定性的恶化。在极低速行驶状态下，通过使第2再生制动器的制动力减少，来抑制步行辅助车100整体的消耗电力量比能够由第2再生制动器得到的再生电力量大。
[0072]
根据本实施方式，利用再生电力来控制制动器，因此抑制步行辅助车100在使用过程中不适当地动作的情形。另外，例如不需要将步行辅助车100连接于外部电源来进行充电。
[0073]
[变形例]在本实施方式中，在规定的情况下使第1再生制动器工作，以使行驶速度成为一定的速度，但并不限定于此，也可以使机械式制动器工作，以使行驶速度成为一定的速度。
[0074]
在本实施方式中，基于上述式(1)～式(5)进行了pwm控制，但并不限定于此，也可以基于与当前的行驶速度对应的占空比的数值表来进行pwm控制。在该数值表中，例如针对各行驶速度设定用于实现如图5所示的制动力那样的占空比。
[0075]
也可以基于使用六轴惯性传感器等测定出的地面的倾斜角来调整制动力。另外，也可以将霍尔元件设置于电动发电机101，基于使用霍尔元件测定出的行驶速度和加速度来调整制动力。也可以使用电压传感器等测定由电动发电机101产生的反电动势，基于使用所测定出的电动势而测定出的行驶速度和加速度来调整制动力。
[0076]
《第2实施方式》在第2实施方式的附图以及说明中，对与第1实施方式相同或等同
的构成要素、构件标注相同的附图标记。适当地省略与第1实施方式重复的说明，重点说明与第1实施方式不同的结构。
[0077]
在第1实施方式中，如图6的(a)所示，在占空比为转矩产生占空比以下的情况下，制动转矩大致为0，当超过转矩产生占空比时，制动转矩急速地增加。由于转矩产生占空比依赖于行驶速度和蓄电装置102的电压，因此占空比的计算比较复杂。另外，会担心如果行驶速度和蓄电装置102的电压稍微变动，则随着转矩产生占空比的变动而制动力变动，从而行驶的顺畅度有所降低。
[0078]
本实施方式的电源连接电阻r1比电动发电机101的电阻大。例如，相对于电动发电机101的电阻为0.32[ω]，电源连接电阻r1为10[ω]。其结果是，由蓄电装置102的电压或行驶阻力的变动引起的转矩产生占空比的变动小到能够忽略的程度。
[0079]
图6的(b)示出本实施方式的占空比与制动转矩的关系。如图6的(b)所示，本实施方式的转矩产生占空比为接近0的值。另外，制动转矩相对于占空比而呈线性地增加。
[0080]
由于转矩产生占空比为接近0的值，因此能够忽略，因此当将式(2)中的b/a设为0时，本实施方式的制动器控制部123基于下面的式(3)来设定占空比。
[0081]
p＝t/a
ꢀꢀ
式(3)
[0082]
使用图7来对基于电源连接电阻r1和电动发电机101的电阻的、因行驶速度的变动而再生电力发生了变动时流过电动发电机101的电流的增加量进行说明。该增加量越小，则制动力对于行驶速度的变动的鲁棒性越高。在图7中，横轴表示电源连接电阻r1相对于电动发电机101的电阻的比率(电阻比率)，纵轴表示流过电动发电机101的电流的增加量相对于再生电压的增加量的比率(增加比率)。此外，在图7中，在再生电压为2.5[v]、蓄电装置102的电压为5[v]、第1二极管d1的端子间电压(电压降)为0.6[v]、电动发电机101的电阻为0.32[ω]的状态下，调整占空比p以使0.1[a]的电流流过电动发电机101。
[0083]
在第1实施方式中，由于电源连接电阻r1＝0.1[ω]、(电动发电机101的电阻)＝0.32[ω]，因此电阻比率为0.3125。因此，如图7所示，第1实施方式的增加比率为3～3.5左右。另一方面，本实施方式的电阻比率约为31.25。因此，如图7所示，本实施方式的增加比率为0.1～0.3左右。因而，与第1实施方式相比，本实施方式的制动力对于行驶速度的变动的鲁棒性较高。
[0084]
根据本实施方式，制动力不易受到转矩产生占空比的变动的影响，并且能够以比较小的计算负荷计算占空比。其结果是，抑制了制动力的变动。因此，行驶的顺畅度进一步增强。
[0085]
《第3实施方式》在第3实施方式的附图以及说明中，对与第1实施方式相同或等同的构成要素、构件标注相同的附图标记。适当地省略与第1实施方式重复的说明，重点说明与第1实施方式不同的结构。此外，在下面的图8中，为了简单化而省略了传感器部104。在后述的图10～图13中也同样省略了传感器部104。
[0086]
如图8所示，本实施方式的蓄电装置102包括第1蓄电部102a以及容量比第1蓄电部102a的容量大的第2蓄电部102b。第1蓄电部102a和第2蓄电部102b被并联连接。在第1蓄电部102a连接有第1电源连接电阻r1a，在第2蓄电部102b连接有第2电源连接电阻r1b。第2电源连接电阻r1b大于第1电源连接电阻r1a。本实施方式的第1蓄电部102a和第2蓄电部102b是电容器。
[0087]
如图9的(a)所示，第1蓄电部102a由于容量比较小，因此当被供给再生电力时，第1蓄电部102a的电压迅速地升高至控制装置105的动作电压，但蓄电量少。另外，在行驶速度发生了变动时，制动转矩容易变动。
[0088]
另一方面，如图9的(b)所示，第2蓄电部102b由于容量比较大，因此蓄电量多，但即使被供给再生电力，第2蓄电部102b的电压升高至控制装置105的动作电压从而控制装置105开始动作为止也需要时间。
[0089]
在本实施方式中，容量不同的第1蓄电部102a和第2蓄电部102b被并联连接。如图9的(c)所示，当供给再生电力时，第1蓄电部102a和第2蓄电部102b双方进行蓄电，但容量比较小的第1蓄电部102a的电压先达到控制装置105的动作电压。其结果是，提前得到控制装置105的动作电压。此外，在第1蓄电部102a的电压达到控制装置105的动作电压之后，容量比较大的第2蓄电部102b仍进行蓄电，因此得到足够的蓄电量。
[0090]
此外，当然，蓄电装置102也可以包括并联连接且容量各不相同的3个以上的蓄电部。另外，如图10所示，也可以在第1蓄电部102a与第1电源连接电阻r1a之间的端子同第2蓄电部102b与第2电源连接电阻r1b之间的端子之间配置二极管d’。
[0091]
《第4实施方式》在第4实施方式的附图以及说明中，对与第3实施方式相同或等同的构成要素、构件标注相同的附图标记。适当地省略与第3实施方式重复的说明，重点说明与第3实施方式不同的结构。
[0092]
如图11所示，本实施方式的步行辅助车100包括与第1蓄电部102a及第2蓄电部102b分别连接的第3二极管d3及第4二极管d4。在本实施方式中，第1二极管d1和第3二极管d3被串联连接，并且第2二极管d2和第4二极管d4被串联连接。第1二极管d1～第4二极管d4使电流沿从电动发电机101的第1端子101a向第2端子101b的方向流动。
[0093]
当通过再生产生的电动势消失时，在蓄电装置102中，电流从第1蓄电部102a向第2蓄电部102b逆向流动，会如图9的(d)所示那样在第1蓄电部102a与第2蓄电部102b之间使蓄电量平滑化。在该情况下，蓄电装置102的电压达到控制装置105的动作电压为止需要时间。
[0094]
根据本结构，由于第1二极管d1和第3二极管d3被串联连接，因此抑制电流从第1蓄电部102a向第2蓄电部102b的逆向流动。其结果是，如图9的(e)所示那样抑制第1蓄电部102a与第2蓄电部102b之间的蓄电量的平滑化。
[0095]
《第5实施方式》在第5实施方式的附图以及说明中，对与第4实施方式相同或等同的构成要素、构件标注相同的附图标记。适当地省略与第4实施方式重复的说明，重点说明与第4实施方式不同的结构。
[0096]
如图12所示，在本实施方式中，第1二极管d1和第3二极管d3被并联连接。另外，在第1二极管d1的阴极侧的端子与第3二极管d3的阴极侧的端子之间电连接有蓄电控制用sw元件130。作为蓄电控制用sw元件130，使用场效应晶体管(fet)。
[0097]
在第1二极管d1和第3二极管d3被串联连接的情况下，由第1二极管d1和第3二极管d3引起的电压降变大。
[0098]
与此相对，根据本实施方式，由第1二极管d1和第3二极管d3引起的电压降得到抑制。
[0099]
对蓄电控制用sw元件130的控制进行说明。当控制装置105没有启动时，蓄电控制用sw元件130为断开状态。在断开状态下，第1二极管d1、第1电源连接电阻r1a以及第1蓄电
部102a与第2二极管d2、第2电源连接电阻r1b以及第2蓄电部102b被并联连接。当步行辅助车100行驶而产生再生电力时，电流分别独立地从电动发电机101经由第1二极管d1流向第1蓄电部102a、并从电动发电机101经由第3二极管d3流向第2蓄电部102b。之后，第1蓄电部102a的电压先达到控制装置105的动作电压，控制装置105进行动作。另一方面，通过第1二极管d1和第3二极管d3来抑制电流从第1蓄电部102a向第2蓄电部102b的逆向流动。
[0100]
但是，在蓄电控制用sw元件130断开的状态下，第1蓄电部102a向控制装置105供给电压，另一方面，由于第3二极管d3的作用，第2蓄电部102b无法向控制装置105供给电压。因此，在断开状态下，蓄电装置102的蓄电量实质上与容量比较小的第1蓄电部102a的蓄电量相等，只能得到少量的蓄电量。
[0101]
为了避免该情况，控制装置105在其动作后将蓄电控制用sw元件130切换为接通。由此，第1二极管d1和第2二极管d2不被并联连接，第1电源连接电阻r1b及第1蓄电部102a与第2电源连接电阻r1b及第2蓄电部102b被并联连接。其结果是，第1蓄电部102a和第2蓄电部102b的合成电压被供给到控制装置105。因而，在接通状态下，蓄电装置的蓄电量为第1蓄电部102a与第2蓄电部102b的蓄电量之和，因此能够得到大的蓄电量。
[0102]
《第6实施方式》在第6实施方式的附图以及说明中，对与第1实施方式相同或等同的构成要素、构件标注相同的附图标记。适当地省略与第1实施方式重复的说明，重点说明与第1实施方式不同的结构。
[0103]
如图13所示，本实施方式的步行辅助车100包括与蓄电装置102并联连接的齐纳二极管zd。根据本结构，在蓄电装置102的蓄电量充分地增大而电流难以通过蓄电装置102流动时，电流经由齐纳二极管zd被进行旁通。因此，抑制电流不向电动发电机101流动的情形，因此抑制制动力的丧失，另外能够防止蓄电装置102超过耐压而损坏。
[0104]
产业上的可利用性
[0105]
本发明涉及一种电动步行辅助车。
[0106]
附图标记说明
[0107]
11：主体框架；12：前轮；13：后轮；14：支承垫；15：手柄杆；16：制动杆；21：支承框架；23：握持部；24：手柄；25：制动片；26：臂构件；27：收纳部；28：杆；37：座椅部；51：下部框架；54：上部框架；55：连杆机构；56：轴；57：后轮框架；61：制动单元；100：步行辅助车；101：电动发电机；101a：第1端子；101b：第2端子；102：蓄电装置；102a：第1蓄电部；102b：第2蓄电部；103：pwm控制用sw元件；104：传感器部；105：控制装置；r1：电源连接电阻；111：角速度传感器；113：加速度传感器；115：速度传感器；117：角度传感器；121：行驶状态估计部；123：制动器控制部；130：蓄电控制用sw元件。