(57)【要約】【課題】車椅子からの荷重に基づいて、安定したモータ制御を行い、安全に車椅子を昇降させることができる乗車支援装置を提供する。【解決手段】乗車支援装置１は、支援機構１１と、モータ１２と、モータ回転数検出部１３と、電圧検出部１４と、モータ制御部１５とを備え、モータ制御部１５は、支援機構１１の駆動中にモータ１２の回転数が変動した場合に、バッテリ１０３の電圧の変動が所定範囲内であるとき、車椅子２００の車両１００への乗降に障害が生じたと判断して障害を回避するための障害回避制御処理を実行し（ステップＳ５０６）、バッテリ１０３の電圧の変動が所定範囲を外れるとき、モータ１２の回転数が目標回転数となるようなデューティ比によりモータ１２を駆動する。【選択図】図５
2015156997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車椅子の車両への乗降を支援する支援機構と、
前記支援機構を駆動するモータと、
前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出部と、
前記車両に搭載される電源の電源電圧を検出する電圧検出部と、
前記モータの回転数が設定される目標回転数となるようなデューティ比を設定し、前記電源電圧に基づく駆動電力を前記モータに供給するモータ制御部と、
を備え、
前記モータ制御部は、前記支援機構の駆動中に前記モータの回転数が変動した場合に、
前記電源電圧の変動が所定範囲内であるとき、前記車椅子の前記車両への乗降に障害が生じたと判断して前記障害を回避するための障害回避制御処理を実行し、
前記電源電圧の変動が所定範囲を外れるとき、前記モータの回転数が前記目標回転数となるような前記デューティ比により前記モータを駆動する、乗車支援装置。
【請求項２】
前記支援機構の駆動開始時において、前記設定されたデューティ比に基づいて駆動される前記モータの回転数と、前記設定された目標回転数との差が所定範囲を外れる場合、前記モータ制御部は、前記モータの回転数が前記目標回転数になるように前記デューティ比を変更する、請求項１に記載の乗車支援装置。
【請求項３】
前記電源電圧が所定値を下回る場合、前記モータ制御部は、前記モータの回転数が前記目標回転数となるように前記デューティ比を大きくする、請求項１又は２に記載の乗車支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車椅子の車両への乗降を支援する乗車支援装置、特にスロープを介して車両への車椅子の乗降を支援する乗車支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車椅子の車両への乗降を支援する乗車支援装置として、例えば、車両後部の車椅子乗り入れ口から地面に向かって設置されたスロープを介して車椅子の車室内への乗り入れや車室外への降車を支援する装置としてウインチを用いて車椅子を引き上げるようにしたものが知られている。このウインチを用いた乗車支援装置は、車椅子の前方に取り付けられた牽引部材をウインチによって巻き取り、送り出しすることで、車椅子のスロープ上の昇降をアシストするものである。
ウインチを駆動する駆動モータには、通常、車両に搭載されたバッテリからの電源電圧が供給される。
車両に搭載されるバッテリは、車両各部の電装品を駆動するための電源電圧としても用いられていることから、乗車支援装置を駆動させている間に他の電装品が使用されると、乗車支援装置へ供給する電圧が一時的に下がったり、また、駆動中に使用されていた他の電装品が使用されなくなると、乗車支援装置へ供給する電圧が上がり、乗車支援装置の駆動モータに対して電源電圧を安定的に供給できない場合がある。
【０００３】
このように、バッテリから駆動モータに供給される電源電圧が変化すると、ウインチによる引き上げや引き下げの速度を、予め設定された所定値に維持できないおそれがある。車椅子の引き下げや引き下げの速度に変動が生じると車椅子の乗員に不安感を与えてしまったり、車椅子を安全に引き上げ、引き下げを行えないおそれがある。
特に、引き上げ速度に応じたデューティ制御により、電源電圧を駆動モータに供給する場合、バッテリの電源電圧の低下により、所定の駆動トルクを得られないおそれがある。
このような点を考慮して、例えば、特許文献１の乗車支援装置では、電源電圧に応じてデューティ比を変更し、引き上げ速度を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６５６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の乗車支援装置は、バッテリの電源電圧に基づくモータ制御を行っているものの、車椅子からウインチにかかる荷重を考慮したモータ制御を行っていない。つまり、車椅子の移動経路上にある段差や障害物や車椅子に載っている搭乗者の体重によって車椅子からウインチにかかる荷重を考慮していない。
本発明の目的は、安定したモータ制御を行い、安全に車椅子を昇降させることができる乗車支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る乗車支援装置は、支援機構と、モータと、モータ回転数検出部と、電圧検出部と、モータ制御部とを備える。
支援機構は、車椅子の車両への乗降を支援する。モータは、支援機構を駆動する。モータ回転数検出部は、モータの回転数を検出する。電圧検出部は、車両に搭載される電源の電源電圧を検出する。モータ制御部は、モータの回転数が設定される目標回転数となるようなデューティ比を設定し、電源電圧に基づく駆動電力をモータに供給する。さらに、モータ制御部は、支援機構の駆動中にモータの回転数が変動した場合に、電源電圧の変動が所定範囲内であるとき、車椅子の車両への乗降に障害が生じたと判断して障害を回避するための障害回避制御処理を実行し、電源電圧の変動が所定範囲を外れるとき、モータの回転数が目標回転数となるようにデューティ比によりモータを駆動する。
この乗車支援装置では、支援機構の駆動中にモータの回転数の変動が生じた場合に、電源電圧の変動が所定範囲内であるか否かに基づいて、車椅子の乗降に障害が生じたか、あるいは電源電圧の異常であるかを判断することにより、障害回避処理を行って車椅子の乗員に危険が生じることを防止できる。
【０００７】
ここで、支援機構の駆動開始時において、設定されたデューティ比に基づいて駆動されるモータの回転数と、設定された目標回転数との差が所定範囲を外れる場合に、モータ制御部は、モータの回転数が目標回転数になるようにデューティ比を変更することができる。
例えば、車椅子に乗っている乗員の体重が重いために、設定されたデューティ比で駆動されるモータの回転数が目標回転数に到達しない場合が生じ得る。また、車椅子に載っている乗員の体重が軽いことから、設定されたデューティ比で駆動されるモータの回転数が目標回転数よりも速くなり、乗員に危険が生じる場合が生じ得る。このような場合には、支援機構の駆動開始時に、モータ制御部が、モータの回転数が目標回転数になるようにデューティ比を変更することで、支援機構の駆動を安定したものとして、かつ安全性を維持することができる。
【０００８】
モータ制御部は、電源電圧が所定値を下回る場合、モータの回転数が目標回転数となるようにデューティ比を大きくすることができる。
車両の各部に電源電圧が供給されているために電源電圧が低下している場合や、経年変化により電源電圧が低下しているような場合には、所定のデューティ比によりモータを駆動しても目標回転数を得られないことがある。この乗車支援装置は、電源電圧が低下している場合であっても、モータ制御部によるデューティ比を変更することで、モータの目標回転数が得られるようにモータの駆動制御することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安定したモータ制御を行い、安全に車椅子を昇降させることができる乗車支援装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における概要構成を示すブロック図。
【図２】車両に搭載される本発明の一実施形態におけるウインチの説明図。
【図３】ウインチのアクチュエータとモータ制御部の機能ブロック図。
【図４】モータ出力制御に関するフローチャート。
【図５】昇降制御に関するフローチャート。
【図６】モータの出力デューティ比を変動制御する場合の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１）概要構成
図１は、本発明の一実施形態における概要構成を示すブロック図である。
乗車支援装置１は、支援機構１１と、モータ１２と、モータ回転数検出部１３と、電圧検出部１４と、モータ制御部１５とを備えている。
支援機構１１は、車椅子へ乗員が乗った状態において、車椅子を車外から車両１００の車椅子搭載位置へ乗車させるため、又は、車椅子搭載位置から車外へ降車させるために、車両後方に設けられたスロープ上での補助者による車椅子を押す力を軽減させて、車椅子の車両への乗降を支援するものである。支援機構１１は、車椅子を押す補助者が、スロープ上で車椅子を移動させるのに必要な力より小さい力で車椅子を押すことができるように、車椅子を車室内へと引き上げる、又は車室内から引き下げることで車椅子の乗降を支援することができるものであればよく、例えば、一端が車椅子に取り付けられるベルトを巻き取ることにより、車椅子を牽引するウインチとすることができる。
モータ１２は、支援機構１１を駆動するものであり、支援機構１１を駆動することにより、支援機構１１に車椅子が所定の速さでスロープ上を移動することができる引き上げ力又は引き下げ力を発生させる。例えば、ウインチに設けられたベルトの巻き取り及び繰り出しを行うドラムを回転駆動する。なお、モータ１２は後述の電源からモータ１２を駆動する駆動電力を供給される。
モータ回転数検出部１３は、モータ１２が支援機構１１を駆動した際のモータ１２の回転数を検出するものであり、モータ回転数検出部１３によって検出されたモータ回転数からモータ１２の駆動速度を算出し、車椅子のスロープ上の引き上げ又は引き下げ速度が算出される。車椅子の引き上げ又は引き下げ速度がモータの回転数から算出されるものであればよく、例えば、ロータリエンコーダやレゾルバなどの出力信号に基づいてモータ１２の回転角を検出し、回転数を算出する。
電圧検出部１４は、車両に搭載される電源の電源電圧を検出するものであり、例えば、バッテリに接続された電圧計とすることができる。
モータ制御部１５は、モータ１２の回転数が、予め設定される目標回転数となるようなデューティ比を設定し、該設定されたデューティ比でモータ１２が駆動されるように、電源電圧に基づく駆動電力をモータ１２に供給する。目標回転数は、モータ１２を駆動することにより支援機構１１が車椅子を引き上げ又は引き下げる際の車椅子の速度に対応したものであり、車椅子の乗員が引き上げ又は引き下げの際に、不安を感じない速さとなるように設定されることが好ましい。
【００１２】
モータ制御部１５は、支援機構１１の駆動中にモータ１２の回転数が変動した場合に、電源電圧の変動が所定範囲内であるとき、車椅子の車両への乗降に障害が生じたと判断して障害を回避するための障害回避制御処理を実行し、電源電圧の変動が所定範囲を外れるとき、モータ１２の回転数が目標回転数となるようなデューティ比によりモータ１２を駆動する。
【００１３】
（２）支援機構
支援機構１１の一例として、車両内に搭載されるウインチを以下に説明する。
図２は、車両に搭載されるウインチの説明図である。
車両１００は、跳ね上げ式の後部ドア１０１を開くことで、車両の後方の車室空間を開放することが可能となっている。車両１００の開放された後部スペース１０２の開口の下部と地面との間に車椅子を車室内の後部スペース１０２へと導くためのスロープ１１１が掛け渡される。車椅子２００は、このスロープ１１１を通ることで、車椅子２００の乗員が乗った状態で、車両１００への乗降を行うことが可能となる。
車椅子２００の車両１００への乗降は、補助者（図示せず）が車椅子２００の後部を支持して、スロープ１１１上で車椅子を移動させることで実行される。車両１００に乗車する際には、車椅子２００を前進させることで、地面からスロープ１１１を通って後部スペース１０２まで移動させる。また、車両１００から降車する際には、車椅子２００を後退させることで、後部スペース１０２からスロープ１１１を通って地面まで移動させる。
【００１４】
ウインチ２０は、車両の後部スペース１０２に配置されており、アクチュエータ２１に設けられたドラム２３と、牽引部材と、制御装置１７とを備えている。
牽引部材は、ベルト、ワイヤロープ又は合成繊維ロープ等の部材で構成され、スロープを介して車椅子を車室内へ引き上げ又は車室外への引き下げが可能な長さと強度を有する。
本実施形態においては、牽引部材は、ベルト２２により構成されている。ベルト２２は、車椅子２００の左右の前輪部のフレームにフック等の取付部材を介して前方に一端が連結され、他端がアクチュエータ２１内のドラム２３に連結されて、ドラム２３の回転によりドラムへの巻取やドラム２３からの繰出が行われる。なお、ベルト２２に代えて、ワイヤロープ又は合成繊維ロープを用いることも可能である。
【００１５】
アクチュエータ２１は、ベルト２２の巻取・繰出を行うドラム２３と、ドラム２３を駆動するモータ（図示しないが、図１のモータ１２に相当）とを備えている。ドラム２３は、車椅子２００の左右の前輪部にそれぞれに取り付けられるベルト２２を別々に巻き取るために２つ設けられ、それぞれのドラム外周面にベルト２２が巻回され、モータによって回転駆動されることによりベルト２２の巻き取り・繰り出しを行う。
アクチュエータ２１は、車両１００内に搭載されているバッテリ１０３から供給される電源電圧に基づいてドラム２３を回転駆動する。以上より、ウインチ２０のドラム２３、ベルト２２が前述の支援機構１１に相当する。
【００１６】
制御装置１７は、車両１００に取り付けられたスイッチ１０４の操作に基づいて、ウインチ２０を駆動制御する。制御装置１７は、スイッチ１０４からの作動開始の指示に関する信号が検知されたとき、バッテリ１０３からアクチュエータ２１内のモータに供給される電源電圧のデューティ比を決定し、ベルト２２の巻き取り又は繰り出しの速度が所定値になるように、ウインチ２０を作動させる。
【００１７】
スイッチ１０４は、ウインチ２０の作動開始及び作動終了の指示を受け付けるものであって、補助者等が操作可能な車両１００の後方位置などに配置されている。スイッチ１０４は、例えば、ウインチ２０の作動開始を指示するための開始ボタン（図示せず）と作動終了を指示するための終了ボタン（図示せず）のみを備える構成とすることができる。また、スイッチ１０４は、例えば、ウインチ２０を低速で駆動するスローモード、ウインチ２０を高速で駆動するファストモード、及び作動停止を指示するための選択ボタン（図示せず）を含むことができる。スイッチ１０４は、操作されたボタンに対応する指示信号を制御装置１７に送信する。
スイッチ１０４に代えて、リモコンからの指示信号を受信する受信部（図示せず）を制御装置１７に備える構成とすることもできる。
【００１８】
ウインチ２０は、車椅子２００の車両１００への乗降を支援するものである。ウインチ２０による乗降の支援は、以下の２つの機能を含む。
第１の機能は、アクチュエータ２１のドラム２３にベルト２２を巻き取ることで、ベルト２２の先端に連結された車椅子２００を車両１００の車内へと引き寄せ、車椅子２００の乗車作業を補助する。このとき、補助者は、車椅子２００に手を添えて車椅子２００の進行方向を制御し、安全を確保する程度でよく、つまり、車椅子２００を押し上げる作業が軽減される。
第２の機能は、補助者が車椅子２００を後退させるのにあわせて、アクチュエータ２１のドラム２３からベルト２２を繰り出すことでベルト２２を緩めていき、車椅子２００がスロープ１１１上に到達した後は、車椅子２００を自重により下降させる。この場合、一定の速度でベルト２２を繰り出すことで、車椅子２００の移動速度を所定に維持し、補助者の負担を軽減するとともに、安全性を確保することが可能となる。この場合も、補助者は、スロープ１１１上まで後退させた後は、車椅子２００に手を添えて安全を確保する程度でよい。
【００１９】
（３）モータ制御部
図３は、ウインチのアクチュエータとモータ制御部の機能ブロック図である。
アクチュエータ２１は、ドラム２３と、モータ１２と、回転センサ２５とを備えている。ドラム２３は、ウインチ本体に回転自在に支持されて、モータ１２により回転駆動されることで、ベルト２２の巻取・繰出を行う。モータ１２は、図１のモータ１２に相当しており、バッテリ１０３からの電源電圧が供給されてドラム２３を回転駆動する。回転センサ２５は、モータ１２の回転軸の回転角度に応じて所定の検出信号を制御装置１７へ出力するものであり、例えば、ロータリエンコーダやレゾルバなどを用いることができる。
【００２０】
制御装置１７は、ウインチ制御部３１と、制御部３２とを含む。
ウインチ制御部３１は、アクチュエータ２１を駆動制御するための装置である。ウインチ制御部３１は、モータ回転数検出部１３と、モータ駆動回路４１と、ＰＷＭ回路４２と、電圧検出部１４と、指示受付部４４とを有している。
モータ回転数検出部１３は、回転センサ２５の出力信号に基づいて、モータ１２の回転数を検出するものであり、例えば、回転センサ２５としてアクチュエータ２１に設けられたロータリエンコーダから出力されるパルス信号をカウントすることにより、モータ１２の回転軸の回転角を算出することで回転数を検出する。
【００２１】
ＰＷＭ回路４２は、制御部３２からの信号により所定のデューティ比の信号をモータ駆動回路４１へ出力する。
モータ駆動回路４１は、ＰＷＭ回路４２から出力される信号に基づくデューティ比で、モータ１２に電源電圧を供給して駆動制御する。
電圧検出部１４は、車両に搭載される電源の電源電圧を検出するものであり、車両各部に電源電圧を供給するバッテリ１０３の電圧を測定する電圧計で構成することができる。
指示受付部４４は、ウインチ２０の作動開始及び作動終了の指示信号を受け付けるものであり、例えば、車両１００に設けられたスイッチ１０４から指示信号を受信して、制御装置３２に送信する。指示受付部４４は、リモコンから送信される作動開始及び作動終了の指示信号を受信する無線信号受信部とすることもできる。
【００２２】
制御部３２は、ウインチ制御部１３のＰＷＭ回路４２に与えるデューティ比を決定する装置である。
制御部３２は、所定のプログラムに沿って装置全体を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロプロセッサで構成することができる。
制御部３２は、記憶部５２を有している。記憶部５２は、制御部３２で実行されるプログラムを格納するＲＯＭ、演算結果を一時的に格納するＲＡＭ、演算に必要な各種パラメータを格納するためのＥＥＰＲＯＭなどを含む。
【００２３】
制御部３２は、所定のプログラムを実行することにより、ウインチ制御部３１を制御するための複数の機能部を構成するものであり、図示したように、回転数判定部５３、デューティ比決定部５４、障害判定部５５、及び障害回避制御処理部５６の各機能部を含む。
【００２４】
デューティ比決定部５４は、指示受付部４４で受け付けた指示信号に対応する動作モードで、ドラム２３によるベルト２２の巻き取り又は繰り出しを行うために、モータ１２の目標回転数を決定し、モータ１２の回転数が目標回転数になるように、モータ１２に供給する電源電圧のデューティ比を決定する。
【００２５】
本実施形態において、ウインチ２０は、牽引速度が比較的低速の第１速度Ｖ１であるスローモードと、第１速度Ｖ１よりも高速の第２速度Ｖ２であるファストモードを備えるものとする。第１速度Ｖ１及び第２速度Ｖ２は、いずれも車椅子２００の乗員が不安を感じない速度とすることが好ましい。
スローモードでは、デューティ比決定部５４は、第１速度Ｖ１を得るために必要となるモータ１２の回転数を目標回転数とし、現在のバッテリ１０３の電源電圧に基づきモータ１２を駆動する際に目標回転数を得るために必要な第１デューティ比Ｄ１を設定する。
また、ファストモードでは、デューティ比決定部５４は、第２速度Ｖ２を得るために必要となるモータ１２の回転数を目標回転数とし、現在のバッテリ１０３の電源電圧に基づきモータ１２を駆動する際に目標回転数を得るために必要な第２デューティ比Ｄ２を設定する。
バッテリ１０３が正常電圧（例えば、１２Ｖ〜１３Ｖ）である場合の第１デューティ比Ｄ１及び第２デューティ比Ｄ２は、記憶部５２の所定領域に予め格納されることができる。デューティ比決定部５４は、指示受付部４４が受信した指示信号に基づいて、動作モードに応じたデューティ比を記憶部５２から読み出して、ウインチ制御部３１に送信する。
【００２６】
回転数判定部５３は、モータ１２の回転数に変動があったか否かを判別する。回転数判定部５３は、モータ回転数検出部１３により検出されたモータ１２の回転数と、目標回転数との差を算出し、算出された差が所定範囲を外れる場合には、回転数に変動があったと判断し、回転数の変動が大きい旨の信号を障害判定部５５へ出力する。なお、ここでの所定範囲については、支援機構１１を駆動する際に、想定される回転数の揺らぎを考慮した範囲であればよい。
【００２７】
障害判定部５５は、モータ１２の回転数の変動と、電源電圧の変動に基づいて、車椅子２００の移動に障害が生じているか否かを判定する。なお、ここでの電源電圧の変動とは、支援機構１１を駆動する際に、想定される電源電圧の揺らぎを考慮した所定の範囲内に入っているか否かにより電源電圧の変動の有無が判断され、電圧検知手段１４により検知された電源電圧が該所定の範囲から外れた場合に、電源電圧に変動があったと判断される。
例えば、車椅子２００の乗員の体重が重い場合には、ウインチ２０が動作を開始した直後に、目標回転数となるように予め設定されたデューティ比でモータ１２を駆動してもモータ１２の回転数が所定の目標回転数に到達しないことがある。また、車椅子２００の乗員の体重が軽い場合には、目標回転数となるように予め設定されたデューティ比でモータ１２を駆動しても、ウインチ２０が動作を開始した直後に、モータ１２の回転数が大きくなりすぎることがある。さらには、ウインチ２０のベルト２２が車椅子２００に適切に接続されていない場合や、その他の初期的な不具合がある場合には、モータ１２の回転数を検出することで、判定できる場合がある。
したがって、障害判定部５５は、ウインチ２０の動作が開始した直後であって、回転数判定部５３がモータ１２の回転数と目標回転数との差が所定範囲を超えて大きい旨の信号出力をしている場合には、初期駆動状態が正常でないと判断する。
また、スロープ１１１に段差がある場合や車椅子２００が障害物に引っかかった場合などには、ウインチ２０の作動中において、モータ１２の回転数が所定の目標回転数から大きく異なる値になるが、バッテリ１０３の電源電圧は大きく変動しない。
したがって、障害判定部５５は、ウインチ２０の作動中において、回転数判定部５３が回転数の変動が大きい旨の信号出力をしており、かつ電圧検出部１４で検出された電源電圧の変動が所定範囲内であれば、車椅子２００の移動に障害が生じたと判断する。
【００２８】
障害回避制御処理部５６は、車椅子２００の移動に障害が生じている場合に、これを回避するために必要な回避制御を実行する。
例えば、車椅子２００がスロープ１１１上の障害物に引っかかっているような場合には、前進・後退を複数回繰り返すことにより、障害物の位置とそれを乗り越えるために必要な目標回転数を推定して、対応するデューティ比での制御駆動を行う。
以上に述べた構成において、モータ駆動回路４１、ＰＷＭ回路４２、デューティ比決定部５４、障害判定部５５、及び障害回避制御部５６などによって、図１及び図２のモータ制御部１５が実現されている。
【００２９】
（４）制御動作
（４−１）モータ出力制御
図３に示すような制御装置１７により、アクチュエータ２１を制御する際のモータ出力を決定するモータ出力制御について、以下に説明する。
図４は、モータ出力制御に関するフローチャートである。
【００３０】
ステップＳ４０１において、制御部３２は、電源電圧を検出する。例えば、電圧検出部１４が、車両１００に搭載されたバッテリ１０３の電圧値を検出して、電源電圧とすることができる。
【００３１】
ステップＳ４０２において、制御部３２は、検出された電源電圧が所定値以下であるか否かを判別する。
制御部３２は、予め設定された電源電圧の閾値と、電圧検出部１４により検出されたバッテリ１０３の電圧値とを比較して、電源電圧が閾値以下であると判断する場合、ステップＳ４０３に移行し、電源電圧が閾値を超えていると判断する場合、ステップＳ４０４に移行する。
車両１００に搭載されるバッテリ１０３は、通常、１２Ｖ〜１４Ｖであり、標準的には１２．６Ｖである。制御部３２は、予め設定される閾値を９Ｖとし、電圧検出部４３により検出されたバッテリ１０３の電圧値が９Ｖ以下である場合には、ステップＳ４０３に移行し、電圧値が９Ｖを超える場合には、ステップＳ４０４に移行する。
【００３２】
ステップＳ４０３において、制御部３２は、モータ１２に供給される電源電圧のデューティ比を高デューティ比に設定する。
ステップＳ４０４において、制御部３２は、モータ１２に供給される電源電圧のデューティ比を標準デューティ比に設定する。
【００３３】
例えば、制御部３２は、電圧検出部１４により検出されたバッテリ１０３の電圧値が９Ｖを超えている場合には、バッテリ１０３に劣化などが生じていない正常状態であるとみなして、標準デューティ比を設定する。指示受付部４４が受け付けた指示信号がスローモードでの作動開始である場合、制御部３２は、標準デューティ比を、スローモードにおいて目標回転数を得るために必要な第１デューティ比Ｄ１とする。また、指示受付部４４が受け付けた指示信号がファストモードでの作動開始である場合、制御部３２は、標準デューティ比を、ファストモードで目標回転数を得るために必要な第２デューティ比Ｄ２とする。
【００３４】
また、制御部３２は、電圧検出部１４により検出されたバッテリ１０３の電圧値が９Ｖ以下である場合には、バッテリ１０３に劣化が生じているとみなして、モータの回転速度が目標回転速度となるように、標準デューティ比よりも高いデューティ比を設定する。指示受付部４４が受け付けた指示信号がスローモードでの作動開始である場合、制御部３２は、標準デューティ比である第１デューティ比Ｄ１よりも高い第３デューティ比Ｄ３を出力デューティ比とする。また、指示受付部４４が受け付けた指示信号がファストモードでの作動開始である場合、制御部３２は、標準デューティ比である第２デューティ比Ｄ２よりも高い第４デューティ比Ｄ４を出力デューティ比とする。
【００３５】
具体的には、第１デューティ比Ｄ１が４０％である場合、第３デューティ比を６０％とすることができる。また、第２デューティ比Ｄ２が６０％である場合には、第４デューティ比Ｄ４を８０％とすることができる。
【００３６】
（４−２）昇降制御
図５は、昇降制御に関するフローチャートである。
制御部３２は、車椅子２００が車両１００に乗降する際に、ウインチ２０により支援するために、昇降制御を行う。このときの制御部３２の動作について、以下に説明する
【００３７】
ステップＳ５０１において、制御部３２は、ウインチ２０の駆動開始時における初期駆動状態が正常であるか否かを判別する。
例えば、ウインチ２０が作動開始した直後であって、ウインチ２０のモータ１２をステップＳ４０３又はステップＳ４０４において決定されたデューティ比で駆動した際に、モータ１２のデューティ比が決定されたデューティ比となるまでの間に、回転数判定部５３がモータ１２の回転数と目標回転数との差が所定範囲を外れている旨の信号出力をしている場合、障害判定部５５により初期駆動状態が正常でないと判断される。このような場合、制御部３２は、ステップＳ５０２に移行する。ウインチ２０の動作が開始した直後であって、回転数判定部５３がモータ１２の回転数と目標回転数との差が所定範囲内である旨の信号出力をしている場合、制御部３２は、初期駆動状態が正常であると判断して、ステップＳ５０３に移行する。
【００３８】
ステップＳ５０２において、制御部３２は、モータ１２の回転数が目標回転数になるように、デューティ比を設定する。制御部３２は、バッテリ１０３の劣化などにより電源電圧が標準電圧よりも低い場合には、これに応じてモータ１２の出力デューティ比を決定することができる。
【００３９】
ステップＳ５０３において、制御部３２は、モータ１２の回転数を検出する。例えば、制御部３２は、指示受付部４４で受け付けた指示信号に基づく動作モードによる駆動中におけるモータ１２の回転数を、モータ回転数検出部１３により検出する。
【００４０】
ステップＳ５０４において、制御部３２は、モータ１２の回転数が変動したか否かを判別する。例えば、スロープ１１１中に段差が存在しており、車椅子２００がこの段差にさしかかった際に、車椅子２００からウインチ２０にかかる負荷が変化して、モータ１２の回転数が変動する場合がある。回転数判定部５３は、モータ回転数検出部１３により検出されるモータ１２の回転数と、目標回転数との差が所定範囲内にあるか否かを判別する。
回転数判定部５３により、モータ１２の回転数と目標回転数との差が所定範囲内であると判断された場合に、制御部３２はステップＳ５０２に移行する。また、回転数判定部５３により、モータ１２の回転数と目標回転数との差が所定範囲を外れると判断された場合に、制御部３２はステップＳ５０５に移行する。
【００４１】
ステップＳ５０５において、制御部３２は、電源電圧の電圧変動があったか否かを判別する。制御部３２は、電圧検出部１４が検出するバッテリ１０３の電源電圧と、標準電圧との差が所定範囲を外れている場合には、ステップＳ５０２に移行する。また、制御部３２は、電圧検出部４３が検出するバッテリ１０３の電源電圧と、標準電圧との差が所定範囲内である場合には、ステップＳ５０６に移行する。
【００４２】
ステップＳ５０６において、制御部３２は、障害回避制御処理を実行する。具体的には、障害判定部５５は、回転数判定部５３によりモータ１２の回転数の変動が所定範囲を外れていると判断された場合であって、電源電圧の変動が少ない場合には、車椅子２００が段差にさしかかったか、あるいは障害物により移動が円滑に行えない状態にあると判断する。
これに基づいて、制御部３２は、例えば、モータ１２を停止させ、補助者などに障害の除去を促すための表示や警報音を発生することができる。
また、制御部３２は、車椅子２００を現在の進行方向と反対側に移動させるように、所定時間だけモータ１２を駆動することができる。
さらに、制御部３２は、モータ１２を所定時間だけ正逆方向に複数回駆動させて、段差または障害物の位置と段差または障害物を越えるために必要なデューティ比を検出し、検出した段差または障害物の位置とデューティ比に基づいて、モータ１２を駆動することができる。
【００４３】
ステップＳ５０５において、制御部３２は、電源電圧の変動が所定範囲を外れていると判断した場合、バッテリ１０３に接続された他のデバイスが使用されたことにより、一時的に電源電圧が低くなった、又は、使用されていた他のデバイスが使用されなくなったことにより電源電圧が高くなったと推測できる。したがって、このような場合には、制御部３２は、ステップＳ５０２に移行して、現在のバッテリ１０３の電圧値に応じて、目標回転数となるようにモータ１２の出力デューティ比を決定することができる。
【００４４】
前述したように、制御部３２は、ウインチ２０の作動開始時において、モータ１２の回転数を検出して、目標回転数と比較することで、初期駆動状態が正常であるか否かを判別している。したがって、例えば、車椅子２００の乗員の体重が標準的ではない場合、制御部１７は、モータ１２に供給される電源電圧のデューティ比を変更することで、モータ１２の出力を変更して正常な駆動状態を得ることができる。
また、車椅子２００がスロープ１１１上を昇降している際のウインチ２０の作動中において、モータ１２の回転数の変動があった場合、電源電圧に変動があれば、制御部３２は、他のデバイスへの電源電圧の供給により一時的にバッテリ１０３の電圧値が下がったとみなして、モータ１２の出力デューティ比を高くすることで、ウインチ２０の動作を通常速度に維持することができる。
さらに、ウインチ２０の作動中において、モータ１２の回転数の変動があり、電源電圧に変動がなければ、制御部３２は、スロープ１１１の段差や障害物の影響であるとみなすことができ、障害回避制御処理を実行することができる。このことにより、ウインチ２０による乗降支援処理の安全性を高めることができる。
【００４５】
（４−３）出力デューティ比の変動制御
図６は、モータの出力デューティ比を変動制御する場合の一例を示すグラフである。
補助者などによりスイッチ１０４の開始ボタンが操作されると、制御装置１７は、スローモードによりウインチ２０の作動を開始し、モータ１２の回転数を上昇させて、所定時間Ｓ１経過後に、ファストモードの目標回転数に到達した後は、それを維持するように制御することとする。
【００４６】
バッテリ１０３の電圧値が標準電圧１０〜１４Ｖの範囲である場合に、スローモードにおける標準デューティ比である第１デューティ比Ｄ１を４０％とし、ファストモードにおける標準デューティ比である第２デューティ比Ｄ２を６０％とする。
電圧検出部１４が検出するバッテリ１０３の電源電圧が１３Ｖである場合には、制御部３２は、電源電圧が標準電圧を維持していると判断して、モータ１２の出力デューティ比を第１デューティ比Ｄ１＝４０％に設定する。
制御部３２は、作動開始から時間Ｓ１経過後に、モータ１２の出力デューティ比が第２デューティ比Ｄ２＝６０％になるように、モータ１２の出力デューティ比を増加していく。
制御部３２は、時間Ｓ１経過後は、モータ１２の出力デューティ比を第２デューティ比Ｄ２＝６０％に維持させる。
【００４７】
電圧検出部１４が検出するバッテリ１０３の電源電圧が９Ｖである場合には、制御部３２は、電源電圧がある程度劣化していると判断して、モータ１２の出力デューティ比を第３デューティ比Ｄ３に設定する。ここで、第３デューティ比Ｄ３は、第１デューティ比Ｄ１よりも所定値だけ高い値とすることができ、例えば、６０％に設定することができる。第３デューティ比Ｄ３は、バッテリ１０３の電圧値が標準電圧にあるときと同じ昇降速度で車椅子２００を昇降できるように、バッテリ１０３の電圧値に応じて設定することができる。
このように電源電圧の電圧値が所定電圧以下である場合には、ファストモードにおけるモータ１２の出力デューティ比についても、標準デューティ比である第２デューティ比Ｄ２よりも高く設定する必要がある。したがって、制御部３２は、作動開始から時間Ｓ１経過後に、モータ１２の出力デューティ比が第４デューティ比Ｄ４になるように、モータ１２の出力デューティ比を増加していく。ここで、第４デューティ比Ｄ４は、第２デューティ比Ｄ２よりも所定値だけ高い値とすることができ、例えば、８０％に設定することができる。第４デューティ比Ｄ４についても、バッテリ１０３の電圧値が標準電圧にあるときと同じ昇降速度で車椅子２００を昇降できるように、バッテリ１０３の電圧値に応じて設定することができる。
制御部３２は、時間Ｓ１経過後は、モータ１２の出力デューティ比を第４デューティ比Ｄ２＝８０％に維持させる。
【００４８】
第１デューティ比Ｄ１〜第４デューティ比Ｄ４は、バッテリ１０３の電圧値に対応して、デューティ比決定部５４が逐次演算により決定することも可能であり、また、それぞれバッテリ１０３の電圧値と作動モードに対応するテーブルとして、記憶部５２に格納しておくことも可能である。
【００４９】
このように、モータ１２の出力デューティ比を変動制御する場合にも、前述したように、モータ１２の回転数の変動及び電源電圧の変動に応じて、デューティ比の変更処理または障害回避制御処理を行うことができる。
【００５０】
このような構成とすることにより、バッテリ１０３の劣化などに基づく電源電圧の降下があった場合であっても、モータ１２の出力デューティ比を上げることにより、回転数の不足を補うことができ、車椅子２００の乗降支援を確実に行える。
【００５１】
（５）実施形態の特徴
本発明に係る乗車支援装置は、支援機構（例えば、支援機構１１、ウインチ２０）と、モータ（例えば、モータ１２）と、モータ回転数検出部（例えば、モータ回転数検出部１３）と、電圧検出部（例えば、電圧検出部１４）と、モータ制御部（例えば、モータ制御部１５）とを備える。
支援機構は、車椅子の車両への乗降を支援する。モータは、支援機構を駆動する。モータ回転数検出部は、モータの回転数を検出する。電圧検出部は、車両（例えば、車両１００）に搭載される電源（例えば、バッテリ１０３）の電源電圧を検出する。モータ制御部は、モータの回転数が設定される目標回転数となるようなデューティ比（例えば、第１デューティ比Ｄ１、第２デューティ比Ｄ２、第３デューティ比Ｄ３、第４デューティ比Ｄ４）を設定し、電源電圧に基づく駆動電力をモータに供給する。さらに、モータ制御部は、支援機構の駆動中にモータの回転数が変動した場合に、電源電圧の変動が所定範囲内（例えば、９Ｖを超えている）であるとき、車椅子の車両への乗降に障害が生じたと判断して障害を回避するための障害回避制御処理（例えば、ステップＳ５０６）を実行し、電源電圧の変動が所定範囲（例えば、９Ｖ以下）を外れるとき、モータの回転数が目標回転数となるようなデューティ比によりモータを駆動する。
この乗車支援装置では、支援機構の駆動中にモータの回転数の変動が生じた場合に、電源電圧の変動が所定範囲内であるか否かに基づいて、車椅子の乗降に障害が生じたか、あるいは電源電圧の異常であるかを判断することにより、障害回避処理を行って車椅子の乗員に危険が生じることを防止できる。
【００５２】
（６）他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、車両への車椅子の乗降を支援する乗降支援装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１          乗降支援装置
１１        支援機構
１２        モータ
１３        モータ回転数検出部
１４        電圧検出部
１５        モータ制御部
２０        ウインチ
２１        アクチュエータ
２２        ベルト
２３        ドラム
３１        ウインチ制御装置
３２        制御装置
４１        モータ駆動回路
４２        ＰＷＭ回路
４４        指示受付部
５１        制御部
５２        記憶部
５３        回転数判定部
５４        デューティ比決定部
５５        障害判定部
５６        障害回避制御処理部
【図１】
2015156997.tif 000003
【図２】
2015156997.tif 000004
【図３】
2015156997.tif 000005
【図４】
2015156997.tif 000006
【図５】
2015156997.tif 000007
【図６】
2015156997.tif 000008