JP2012232713A

JP2012232713A - 小型車両

Info

Publication number: JP2012232713A
Application number: JP2011104291A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamamoto; 哲也山本; Tomomi Goto; 知美後藤; Kaori Tomoda; 香織友田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-11-29
Also published as: WO2012153596A1

Abstract

【課題】コミュータ等の小型車両において、安全にその場回転や横移動ができるようにすることを課題とする。
【解決手段】全車輪１３、１４に転舵アクチュエータ１７が設けられ、その内の駆動車輪１４にはインホイールモータ１５設けられ、車体１２に搭載されたコントローラ１６のプログラムに従い前記転舵アクチュエータ１７及びインホイールモータ１５が制御される小型車両において、前記車体１２に車体傾斜センサーが設けられ、前記プログラムにその場回転又は横移動の制御手段を備え、前記いずれの制御手段を実行するプログラムにおいても、前記車体傾斜センサーによって得られる傾斜角度情報に基づき運転の可否を判断する判断手段が設けられた構成とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、小型車両、例えば一般的にコミュータといわれる1人又は２人乗りの近・中距離移動用車両に関するものである。

コミュータにおいては、狭い場所への乗り入れや、小回り性の向上が求められている。また、インホイールモータを搭載したコミュータにおいては、４輪を独立に制御することで、その場回転や横移動が可能となる（特許文献１）。

特許第２７１３５８１号公報

軽自動車や普通自動車の車体重量は、一般的に９００ｋｇ以上あるため、乗車員の体重が自動車全体の重量に占める割合は比較的少ない。これに対して、コミュータの場合は、車体重量は５００ｋｇ以下であり、乗車員の体重がコミュータ全体の重量に占める割合が相対的に大きくなるため、乗車員の体重や人数による車体のバランス変化が大きくなる。さらに、コミュータは、トレッドやホイールベースが狭いこともあって、その場回転や横移動する際に、路面の傾斜状態によっては転倒する可能性がある。

そこで、この発明においては、コミュータ等の小型車両において、安全にその場回転や横移動ができるようにすることを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、全車輪に転舵アクチュエータが設けられ、その内の駆動車輪には駆動モータが設けられ、車体に搭載されたコントローラのプログラムに従い前記転舵アクチュエータ及び駆動モータがそれぞれ独立して制御されるようにしたコミュータ等の小型車両において、前記車体に車体傾斜センサーが設けられ、前記プログラムにその場回転又は横移動の制御手段を備え、前記いずれの制御手段を実行するプログラムにおいても、前記車体傾斜センサーによって得られる傾斜角度情報に基づき運転の可否を判断する判断手段を備えた構成とした。

前記構成の小型車両は、車体の傾斜角度が一定以上の場合は、転倒の可能性があると自動的に判断してその場回転、横移動制御を中止する。
また、前記その場回転の制御を実行するプログラムにおいて、外部から入力されたその場回転転舵角度を目標値とし、前記転舵角度センサーによる検出値に基づき各転舵アクチュエータをフィードバック制御する制御手段を備える場合がある。さらに、前記その場回転の制御を実行するプログラムにおいて、外部から入力されたその場回転角度を目標値とし、前記回転角度センサーによる検出値に基づき各駆動モータをフィードバック制御する制御手段を備える場合がある。

これらの制御により、その場回転の場合の転舵及び駆動を自動的に行うことができる。

また、前記横移動の制御を実行するプログラムにおいて、外部から入力された横移動転舵角度を目標値とし、前記転舵角度センサーによる検出値に基づき各転舵アクチュエータをフィードバック制御する制御手段を備える場合がある。さらに、前記横移動の制御を実行するプログラムにおいて、外部から入力された横移動量を目標値とし、前記横移動量センサーによる検出値に基づき各駆動モータをフィードバック制御する制御手段を備える場合がある。

これらの制御により、横移動の場合の転舵及び駆動を自動的に行うことができる。

以上のように、この発明の小型車両は、安全にその場回転や横移動ができる効果がある。

図１は、実施形態１の概略横断平面図である。図２は、同上の制御関係のブロック図である。図３は、同上のその場回転の場合の概略横断平面図である。図４は、同上の横移動の場合の概略平面図である。図５は、同上のその場回転の場合のフローチャートである。図６は、同上の横移動の場合のフローチャートである。

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]

図１に示したように、実施形態１に係るコミュータ１１は、車体１２の外周が円筒形の小型車両であり、左右の前輪１３及び左右の後輪１４の４輪を備える。後輪１４は駆動輪であり、それぞれ駆動モータとしてインホイールモータ１５を備えている。各後輪１４はコントローラ１６から各輪独立に駆動できるようにしている。

また、全車輪１３、１４には、それぞれ転舵アクチュエータ１７が設けられ、コントローラ１６からステアバイワイヤ方式によって各車輪１３、１４を独立に転舵できるようにしている。転舵アクチュエータ１７は、ボールネジと角度センサーを組み合わせた機構、又はウォームギヤと角度センサーを組み合わせた機構等が用いられる。

車体１２の運転席にアクセルペダル１８（図２参照）、ブレーキペダル１９、操舵装置２０、ハンドル２１、その場回転指令スイッチ２２、その場回転転舵スイッチ２３、横移動指令スイッチ２４、横移動転舵スイッチ２５、回転角度設定スイッチ２６が設けられる。

また車体１２の適宜位置に反力アクチュエータ２７、車体傾斜センサー２８を備える。車体傾斜センサー２８としては、加速度センサー、ジャイロセンサー又はその両者を組み合わせたものを用いることができる。また、各車輪１３、１４に車輪ハブに荷重センサー２９が取付けられる。車体１２の外周面の４個所に対物センサー３１が設けられ、また、外周面の４個所に車体外周把握のためのカメラ３２が搭載される。

なお、前記の反力アクチュエータ２７は、ハンドル２１の操作の際に操縦者に操舵感を付与するために用いられる。

また、フィードバック制御のための転舵角度検知センサー３３、回転角度検知センサー３４、横移動量検知センサー３５及び移動量設定スイッチ３０が設けられ、それぞれコントローラ１６に所定の信号を入力するようになっている。

前記のコミュータ１１のコントローラ１６に内蔵された「その場回転」の制御プログラムを図５に示したフローチャートによって示し、また「横移動」の制御プログラムを図６に示したフローチャートによって示す。

図５に示したその場回転のフローチャートは、以下のようなものである。即ち、操縦者がその場回転指令スイッチ２２を操作することにより、その場回転制御がスタートする。ステップ１（以下、Ｓ１と記す。他も同様）において、車体傾斜センサー２８、対物センサー３１からの信号によって、車体１２の傾き及び障害物有無情報を取得する。次にその場回転の可否判断を行う（Ｓ２）。

車体１２が一定以上に傾斜している場合は、回転時の遠心力の影響によって転倒する危険性があり、また障害物がある場合はこれとの接触・衝突を避けるため、回転不可能と判断し（ＮＯ）、表示装置にシグナルを送ってその場回転不可能表示行い（Ｓ３）、プログラムを終了する。

一方、その場回転可能と判断した場合は（ＹＥＳ）、表示装置にシグナルを送ってその場回転可能表示を行う（Ｓ４）。前記表示に基づき操縦者がその場回転転舵スイッチ２３を操作する（Ｓ５）。

前記の操作により所定の転舵角度が入力されるとともに、各車輪１３、１４の転舵アクチュエータ１７が駆動される（Ｓ６）。それぞれ所定の転舵角度に達したかどうかが転舵角度検知センサー３３により検知され、先に入力された転舵角度と検知値を比較して所定の転舵角度に達したか否かが判断される（Ｓ７）。達していない場合（ＮＯ）は、Ｓ６に戻り、引き続き転舵アクチュエータ１７をフィードバック制御により駆動する。Ｓ７において所定の転舵角度に達したと判断された場合（ＹＥＳ）は、転舵完了表示を行う（Ｓ８）。各車輪１３、１４がそれぞれ所定の向きに転舵される（図３参照）。図３の矢印Ａは車体１２の回転方向を示す。

転舵完了表示が行われると（Ｓ８）、操縦者が車体１２の回転角度設定スイッチ２６の操作を行う（Ｓ９）。これによって所定の回転角度が入力されるとともに、インホイールモータ１５が駆動され（Ｓ１０）、車体１２が回転する（Ｓ１１）。

車体１２の回転角度が回転角度検知センサー３４によって検知され、先に入力されている所定の回転角度と検知値を比較される。所定の回転角度に達しているか否かが判断され（Ｓ１２）、達していない場合（ＮＯ）は、Ｓ１０に戻り引き続きインホイールモータ１５をフィードバック制御により駆動する。Ｓ１２おいてに所定の回転角度に達していると判断された場合（ＹＥＳ）は、インホイールモータ１５を停止し（Ｓ１３）、プログラムを終了する。

なお、各車輪１３、１４の転舵操作を手動で行う場合は、Ｓ５においてその場回転転舵スイッチ２３の操作を省略し、操縦者がハンドル２１を操作し転舵を行う。また、車体１２の回転操作を手動で行う場合は、回転角度設定スイッチ２６の操作を省略し、操縦者がアクセルペダル１８、ブレーキペダル１９を操作し、目視により任意の角度だけ回転させる。このとき、車体１２の外周の状況はカメラ３２からの情報を目視により確認する。

次に、図６示した横移動の場合のフローチャートは次のようなものである。即ち、操縦者が横移動指令スイッチ２４を操作することにより、横移動制御がスタートする。Ｓ１において、車体傾斜センサー２８、対物センサー３１からの信号によって、車体１２の傾き及び障害物有無情報を取得する。

次に横移動の可否を判断する（Ｓ２）。車体１２が一定以上に傾斜している場合は、発車、停車時の慣性力の影響によって転倒する危険性があり、また障害物がある場合はこれとの接触・衝突を避けるため、横移動不可能と判断し（ＮＯ）、表示装置にシグナルを送って横移動不可能表示行い（Ｓ３）、プログラムを終了する。

一方、横移動可能と判断した場合は（ＹＥＳ）、表示装置にシグナルを送って横移動可能表示を行う（Ｓ４）。前記表示に基づき操縦者が横移動転舵スイッチ２５を操作する（Ｓ５）。

前記の操作により横移動転舵角度が入力されるとともに、各車輪１３、１４の転舵アクチュエータ１７が駆動される（Ｓ６）。それぞれ所定の転舵角度に達したかどうかが転舵角度検知センサー３３の検知値と、先に入力された転舵角度とを比較することにより判断される（Ｓ７）。

達していない場合（ＮＯ）は、Ｓ６に戻り引き続き転舵アクチュエータ１７をフィードバック制御により駆動する。Ｓ７において所定の転舵角度に達したと判断された場合（ＹＥＳ）は、転舵完了表示行う（Ｓ８）。各車輪１３、１４がそれぞれ所定の向きに転舵される（図４参照）。図４の矢印Ｂは車体１２の横移動方向を示す。

転舵完了表示が行われると（Ｓ８）、操縦者が車体１２の横移動量設定スイッチ３０の操作を行う（Ｓ９）。これによってインホイールモータ１５が駆動され（Ｓ１０）、車体１２が横移動する（Ｓ１１）。

車体１２の横移動量が所定の設定量に達したかどうかが横移動量検知センサー３５の検知値と、先に入力された所定の設定値とが比較され判断される（Ｓ１２）。達していない場合（ＮＯ）は、Ｓ１０に戻り引き続きインホイールモータ１５をフィードバック制御により駆動する。Ｓ１２おいてに所定の設定量に達していると判断された場合（ＹＥＳ）は、インホイールモータ１５を停止し（Ｓ１３）、プログラムを終了する。

なお、各車輪１３、１４の転舵操作を手動で行う場合は、Ｓ５において横移動転舵スイッチ２５の操作を省略し、操縦者がハンドル２１を操作し転舵を行う。また、車体１２の横移動を手動で行う場合は、Ｓ９において横移動量設定スイッチ３０の操作を省略し、操縦者がアクセルペダル１８、ブレーキペダル１９を操作し、目視により任意の量だけ横移動させる。この場合も、車体１２の外周の状況はカメラ３２からの情報を目視により確認する。

１１コミュータ
１２車体
１３前輪
１４後輪
１５インホイールモータ
１６コントローラ
１７転舵アクチュエータ
１８アクセルペダル
１９ブレーキペダル
２０操舵装置
２１ハンドル
２２その場回転指令スイッチ
２３その場回転転舵スイッチ
２４横移動指令スイッチ
２５横移動転舵スイッチ
２６回転角度設定スイッチ
２７反力アクチュエータ
２８車体傾斜センサー
２９荷重センサー
３０横移動量設定スイッチ
３１対物センサー
３２カメラ
３３転舵角度検知センサー
３４回転角度検知センサー
３５横移動量検知センサー

Claims

全車輪に転舵アクチュエータが設けられ、その内の駆動車輪には駆動モータが設けられ、車体に搭載されたコントローラのプログラムに従い前記転舵アクチュエータ及び駆動モータがそれぞれ独立して制御されるようにしたコミュータ等の小型車両において、前記車体に車体傾斜センサーが設けられ、前記プログラムにその場回転又は横移動の制御手段を備え、前記いずれの制御手段を実行するプログラムにおいても、前記車体傾斜センサーによって得られる傾斜角度情報に基づき運転の可否を判断する判断手段を備えたことを特徴とする小型車両。
前記車体の外周面の４個所以上に対物センサーを備え、前記その場回転又は横移動のいずれの制御手段を実行するプログラムにおいても、前記対物センサーによって得られる障害物の有無情報と前記の傾斜角度情報の両者に基づき運転の可否を判断する判断手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の小型車両。
前記車体の外周面の適宜位置に外周確認のためのカメラが設置され、前記車体の外周の状況を操縦者が目視によって確認しつつ所要の手動操作を行うことを特徴とする請求項１に記載の小型車両。
前記その場回転の制御を実行するプログラムにおいて、外部から入力されたその場回転転舵角度を目標値とし、前記転舵角度センサーによる検知値に基づき各転舵アクチュエータをフィードバック制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の小型車両。
前記その場回転の制御を実行するプログラムにおいて、前記転舵アクチュエータの制御を操縦者によるハンドル操作によって行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の小型車両。
前記その場回転の制御を実行するプログラムにおいて、外部から入力されたその場回転角度を目標値とし、前記回転角度センサーによる検知値に基づき各駆動モータをフィードバック制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の小型車両。
前記横移動の制御を実行するプログラムにおいて、外部から入力された横移動転舵角度を目標値とし、前記転舵角度検知センサーによる検出値に基づき各転舵アクチュエータをフィードバック制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の小型車両。
前記横移動の制御を実行するプログラムにおいて、前記転舵アクチュエータの制御を操縦者によるハンドル操作によって行うことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の小型車両。
前記横移動の制御を実行するプログラムにおいて、外部から入力された横移動量を目標値とし、前記横移動量検知センサーによる検知値に基づき各駆動モータをフィードバック制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の小型車両。
前記転舵アクチュエータの制御がステアバイワイヤ方式であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の小型車両。
前記車体外周形状が円筒形状であることを特徴とする請求項１から１０に記載の小型車両。
前記駆動モータがインホイールモータであることを特徴とする請求項１から１１に記載の小型車両。