自動車
【課題】 その場回転や、横方向移動等が可能な自動車において、運転者による運転操作の操作性の向上を図る。
【解決手段】 ３輪以上の車輪１，２を有し、全車輪１，２に独立して転舵可能な転舵機構４を有し、各車輪１，２のうちの駆動輪は、各々独立して原動機６を含む走行駆動機構５により走行駆動される自動車に適用する。走行駆動機構５は、例えばインホイールモータ駆動装置とする。転舵機構４の操作および走行駆動機構５の駆動の操作を行うジョイスティック２１を有する。
【解決手段】 ３輪以上の車輪１，２を有し、全車輪１，２に独立して転舵可能な転舵機構４を有し、各車輪１，２のうちの駆動輪は、各々独立して原動機６を含む走行駆動機構５により走行駆動される自動車に適用する。走行駆動機構５は、例えばインホイールモータ駆動装置とする。転舵機構４の操作および走行駆動機構５の駆動の操作を行うジョイスティック２１を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、全車輪が独立して転舵可能で、各駆動輪が独立して走行駆動可能な、電気自動車等の自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等において、全車輪が独立して転舵可能で、各駆動輪が独立して走行駆動可能なものが提案されている。このような自動車では、車体の中心回りに回転させるその場回転や、真横に走行させる横方向移動等の、通常の自動車では行えない特殊な非通常形態の走行が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５４１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような、その場回転や横方向移動等の特殊な走行が行える車両においても、操舵および加減速の操作は、通常の自動車と同様に、ステアリングホイールとアクセルペダルとで行うようにしている。あるいは、その場回転や横方向移動は、専用のボタン操作で自動運転で行うようにしている。
しかし、その場回転や横方向移動等の運転は、ステアリングホイールとアクセルペダルとによる操作では、行い難い。また、専用のボタン操作による自動運転では、状況に応じた適切な運転が難しい場合がある。
【０００５】
この発明の目的は、その場回転や、横方向移動等の走行を含め、運転者による運転操作性に優れた自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の自動車は、３輪以上の車輪を有し、全車輪に独立して転舵可能な転舵機構を有し、前記各車輪のうちの駆動輪は、各々独立して原動機を含む走行駆動機構により走行駆動される自動車であって、前記転舵機構の操作および前記走行駆動機構の駆動の操作を行うジョイスティックを有することを特徴とする。
なお、この明細書において「ジョイスティック」とは、運転者が触れる一つの操作子によって、方向および操作量の両方の入力が行える入力操作手段の総称を言い、操作子の外形がレバー形であっても、球状や平板状であっても良く、外形上の形式は問わない。
【０００７】
この構成によると、転舵機構の操作および走行駆動機構の駆動の操作を行うジョイスティックを有しており、ジョイスティックは一つの操作子によって方向および操作量の入力が行える。そのため、その場回転や横方向移動等の走行を含め、各輪独立転舵、各駆動輪独立駆動により可能となる非通常形態の走行の運転が、操作性良く行える。また、ジョイスティックによる運転者の操作によるため、非通常形態の走行を自動運転で行うものと異なり、状況に応じた適切な運転が行える。
【０００８】
この発明において、車体の複数箇所に前記ジョイスティックが着脱可能なジョイスティック設置座を設け、前記ジョイスティックは、任意のジョイスティック設置座へ設置場所の変更を可能としてもよい。
運転者の利き腕や体格等により、ジョイスティックの操作が行い易い位置は異なる。そのため、ジョイスティック設置座を複数箇所に設け任意のジョイスティック設置座へ設置場所の変更を可能とすることで、運転者の操作の行い易いジョイスティックの位置で操作することができる。
【０００９】
この発明において、前記ジョイスティックを複数有し、これら複数のジョイスティックの中から操作可能状態とするジョイスティックを選択するジョイスティック選択手段を有するものとしても良い。
ジョイスティックが複数あれば、操作が行い易い位置のジョイスティックを選択して操作することができる。あるいは、複数のジョイスティックが形式の異なるものであると、操作し易い形式のジョイスティックを選択して操作することができる。これらの場合に、複数のジョイスティックの入力が重なると、運転に支障を来す。これにつき、ジョイスティック選択手段を設け、選択されたジョイスティックの入力だけを受け付けるようにすることで、支障なく運転が行える。
【００１０】
車体の複数箇所に前記ジョイスティックが着脱可能なジョイスティック設置座を有する場合に、前記ジョイスティックを複数有し、これら複数のジョイスティックの中から操作可能状態とするジョイスティックを選択するジョイスティック選択手段を有するものとしても良い。ジョイスティック設置座の個数とジョイスティックの個数とは一致していなくてもよい。
ジョイスティックが複数あって、複数箇所に可能に設置可能であると、操作し易いジョイスティックの選択が、より多くの中から行える。この場合も、選択されたジョイスティックの入力だけを受け付けるようにすることで、支障なく運転が行える。
【００１１】
この発明において、前記転舵機構および走行駆動機構は、各車輪を車体に対して横向きとして各駆動輪を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる横方向移動形態と、各車輪を互いに共通の円周に沿う方向に向けるか、または、複数の同心円のいずれかの円周に沿う方向に向け、各駆動輪を車体中央側から見て互いに同じ方向に回転させるその場回転形態とのいずれか一方または両方の形態を取り得る構成であっても良い。
その場回転が可能であると、車庫入れや駐車スペースへの移動、あるいは狭いスペースや路上での方向転換が自由に行える。横方向移動が可能である場合も、車庫入れや駐車スペースへの移動が行い易い。このようなその場回転形態や横方向移動は、通常のステアリングでの操作では行い難いが、ジョイスティックによると簡単に操作することができる。
【００１２】
この発明において、前記転舵機構を運転者によって操作する手段が前記ジョイスティックのみであっても良く、またジョイスティックとステアリングホイールとの両方を備えていてもよい。
ジョイスティックによると、通常走行と非通常走行のいずれでも容易に行うことができるが、通常走行時はステアリングホイールの方が、運転者が従来の自動車で慣れていることから、より運転が行い易い。
【００１３】
この発明において、前記転舵機構および走行駆動機構が、各車輪を車体に対して横向きとして各駆動輪を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる横方向移動形態と、各車輪を互いに共通の円周に沿う方向に向けるか、または、複数の同心円のいずれかの円周に沿う方向に向け、各駆動輪を車体中央側から見て互いに同じ方向に回転させるその場回転形態とのいずれか一方または両方の形態を取り得る構成であって、
前記転舵機構を操作する手段として、前記ジョイスティックとは別にステアリングホイールを有し、前記横方向移動形態または前記その場回転形態で走行する非通常通走行時以外の走行時である通常走行時は前記ステアリングホイールの入力を選択し、前記非通常通走行時は前記ジョイスティックの入力を選択する入力選択部を設けても良い。
ジョイスティックによると、通常走行と非通常走行のいずれでも容易に運転することができるが、通常走行時はステアリングホイールを用いる方が、運転者が従来の自動車で慣れていることから、より運転が行い易い。ジョイスティックやステアリングホイールの両方を備えることで、通常走行時と非通常走行時のいずれにおいても、操作が行い易くなる。この場合に、入力選択部によってステアリングホイールとジョイスティックの入力とが走行形態に応じて自動選択されるため、運転者による手動の操作が不要で操作性に優れる。
【００１４】
ステアリングホイールとジョイスティックを備える場合に、これらステアリングホイールとジョイスティックのいずれか一方または両方を着脱可能としても良い。外したステアリングホイールとジョイスティックは、自動車内の定められた置き場所等に収納しておくようにしても良い。ステアリングホイールとジョイスティックと両方がある場合、運転席の周辺が狭くなるが、ステアリングホイールとジョイスティックのいずれか一方または両方を着脱可能としておくと、使用しないステアリングホイールまたはジョイスティックが運転や車内空間で邪魔になることが回避できる。
【００１５】
この発明において、前記走行駆動機構の原動機が電動モータであっても良く、この走行駆動機構がインホイールモータ駆動装置であっても良い。
走行用の原動機が電動モータである場合、特にインホイールモータ駆動装置である場合に、全車輪独立転舵、各駆動輪独立駆動の自動車とすることが容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の自動車は、３輪以上の車輪を有し、全車輪に独立して転舵可能な転舵機構を有し、前記各車輪のうちの駆動輪は、各々独立して原動機を含む走行駆動機構により走行駆動される自動車であって、前記転舵機構の操作および前記走行駆動機構の駆動の操作を行うジョイスティックを有するため、その場回転や、あるいは横方向移動等の走行を含め、運転者による運転操作性に優れた自動車となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る自動車の各部の配置を平面視で示す説明図である。
【図２】図１に制御系のブロック図を重ねて示す説明図である。
【図３】同自動車の通常走行、その場回転、および横方向移動の形態をそれぞれ平面視で示す動作説明図である。
【図４】ジョイスティックの一例の斜視図および作用説明図である。
【図５】ジョイスティック設置座の一例を示す説明図である。
【図６】同自動車におけるモード切換制御部の制御動作の流れ図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る自動車の各部の配置を平面視で示す説明図である。
【図８】図７に制御系のブロック図を重ねて示す説明図である。
【図９】この発明の自動車を適用できる駆動形式の他の例を平面視で示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図６と共に説明する。この自動車は、電気自動車であって、前輪となる左右２つの車輪１，１と、後輪となる左右２つの車輪２，２とが設けられている。全ての車輪１，２には、いずれも独立して転舵可能な転舵機構４が設けられている。各車輪１，２は、図示の例ではいずれも駆動輪であって、各々独立して、駆動源６を含む走行駆動機構５により走行駆動される。
【００１９】
走行駆動機構５は、この例ではインホイールモータ駆動装置であり、車輪１，２をそれぞれ支持する車輪用軸受７と、電動モータからなる駆動源６と、駆動源６の出力する回転を減速して車輪用軸受７の回転側軌道輪（図示せず）に伝達する減速機８とで構成される。走行駆動機構５は、これら車輪用軸受７、駆動源６、および減速機８が、共通のハウジングに設置されて、または互いに結合されて一体化されており、その一体化された走行駆動機構５が、サスペンション（図示せず）を介して、上下方向の支軸９回りに回転自在なように、車体３に設置されている。転舵機構４は、電動モータ等からなる転舵用駆動源４ａと、この転舵用駆動源４ａの回転を前記一体化された走行駆動機構５に伝達する伝達機構４ｂとでなる。伝達機構４ｂは、例えばギヤ列からなる。伝達機構４ｂは、この他にギヤとボールねじやラック・ピニオン機構等の回転・直線運動変換手段との組み合わせであっても良い。
【００２０】
この自動車は、上記の全車輪１，２が独立して転舵可能な転舵機構４を備える構成、および全駆動輪１，２が各々独立して駆動可能とされた構成によって、図３（Ａ）に示す通常走行形態と、図３（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示すその場回転形態または横方向移動形態である非通常走行形態で移動することが可能である。
【００２１】
図３（Ｂ）のその場回転形態は、車体３の略中心を回転としてその場で（回転半径を略零として）回転させる移動形態である。その場回転形態は、具体的には、各車輪１，２を互いに共通の仮想の円周Ｃに沿う方向（すなわち接線方向）に向け、かつ各駆動輪である車輪１，２を、前記円周の中心Ｏ側から見て、図中に矢印で示すように互いに同じ方向に回転駆動する移動形態である。従って、左右の車輪１，１，２，２は、直進方向から互いに逆方向に転舵された状態となる。その場回転形態は、駆動輪である車輪１，２の回転方向を正逆に切り換えることで、左右いずれの方向にも回転可能とされる。
【００２２】
図３（Ｃ）の横方向移動形態は、車体３を真横、または真横に近い方向に移動させる移動形態である。横方向移動形態は、具体的には、各車輪１，２を車体３に対して横向きとして、各駆動輪となる車輪１，２を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる形態である。直進状態から横方向移動形態への変更は、転舵機構４の構成にもよるが、この例では、単に転舵角を大きくするのではなく、同図中に前側の車輪１につき想像線で転舵途中の状態を示すように、左右の車輪１，１を互いに線対象となるように逆方向に転舵させることで車輪１，１を真横に向ける。後ろ側の車輪２，２も同様である。このように転舵させて横方向移動させる場合、各駆動輪となる車輪１，２を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる場合、左右の車輪１，１，２，２は、互いに逆方向に回転駆動させることになる。
【００２３】
図３（Ａ）の通常走行形態は、通常の直進や、円弧状の曲線方向の走行であり、上記
その場回転形態および横方向移動形態である非通常走行形態以外の走行形態である。通常走行形態では、左右の車輪１，１，２，２は、互いに同じ方向に転舵されることになる。
【００２４】
図１において、運転操作系を説明する。車体３の車室３ａ内に、運転席１１および助手席１２となるシートが設けられており、運転操作系としては、操舵手段をおよびアクセル操作手段を兼ねるジョイスティック２１と、ブレーキ操作子２２とが設けられている。ブレーキ操作子２２はブレーキペダル等からなり、運転席１１の前方の床部に設けられている。
【００２５】
ジョイスティック２１は、運転者が触れる一つの操作子によって、方向および操作量の両方の入力が行える入力操作手段の総称であり、レバー型に限らないが、この実施形態では、例えば図４に示すレバー型のジョイスティック２１が設けられている。このジョイスティック２１は、操作子であるレバー２１ａが、中立位置となる直立状態から、全周の３６０°の任意の方向に倒れ可能であって、倒れ方向によってその方向へ自動車を走行させる操舵入力が行え、かつ倒れ量（中立位置からの倒れ角度）によって、アクセル操作量（ペダル型のアクセルの踏み込み量に相当）の入力が行える。ジョイスティック２１は、この例では、図１のように、運転席１１の前方のダッシュボード２４に、ジョイスティック設置座２３を介して設置されている。
【００２６】
ジョイスティック設置座２３は、１か所であっても良いが、図示の例では複数箇所に設けられている。ジョイスティック設置座２３は、例えば、ダッシュボード２４における運転席１１の前方の左右の各１箇所および中央１か所（中央のジョイスティック設置座２３は図示せず）と、車室３ａ内の後部とに設けられている。ジョイスティック設置座２３は、この他に、車室３ａの内壁面や、運転席１１や助手席１２のシート等に設けられていても良い。
【００２７】
ジョイスティック設置座２３は、ジョイスティック２１を着脱不能に設置するものであっても良いが、ジョイスティック２１が着脱可能なものであってもよい。ここで言う着脱可能とは、工具を用いることなく、装着状態と取り外し状態とに変更できる構成であることを言う。ジョイスティック設置座２３を複数設ける場合は、ジョイスティック２１を着脱可能で、かつその複数のジョイスティック設置座２３を任意に選択して同じジョイスティック２１を装着できる互換性を有するものとされる。
【００２８】
ジョイスティック設置座２３をジョイスティック２１の着脱が可能なものとする場合、ジョイスティック設置座２３は、単にジョイスティック２１の支持だけを行うものであっても良く、またジョイスティック設置座２３に、配線系として、ジョイスティック２１の着脱によって接続状態と非接続状態とに切り換わる差し込み式のコネクタ２５（図５参照）が設けられていても良い。ジョイスティック設置座２３が単にジョイスティック２１の支持だけを行うものである場合、ジョイスティック２１は、配線された状態で設置箇所の変更を行うか、または無線等のコードレスでＥＣＵ３１（図２）と通信を行うものとされ、あるいはジョイスティック設置座２３とは別に複数のコネクタが配置されたものとされる。
【００２９】
図１において、ジョイスティック２１は複数設けても良く、その場合は、複数のジョイスティック２１の中から操作可能状態とするジョイスティック２１を選択するジョイスティック選択手段２６を設ける。ジョイスティック選択手段２６は、車室３ａ内のダッシュボード２４等に設けられる選択スイッチ２６ａと、図２のＥＣＵ３１に設けられて選択スイッチ２６ａの操作に従って選択されたジョイスティック２１の入力のみを受け付ける入力選択部２６ｂとで構成される。
【００３０】
また、図３と共に前述した各走行モードを運転者の操作によって切り換える走行モード切換手段４１（図２）が、複数の入力操作手段４２〜４５と、ＥＣＵ３１に設けられたモード切換制御部３４とで構成される。前記各入力操作手段４２〜４５のうち、第１の入力操作手段４２は、通常走行運転モードと非通常走行運転モードとの相互間で運転モードの切換を可能な切換準備モードとする手段であり、例えば、ジョイスティック２１の前面に設けられた操作ボタンからなる。第２〜第４の入力操作手段４３〜４５は、それぞれ、その場回転モード、横方向移動モード、および通常走行モードを選択する手段であり、いずれもジョイスティック２１の上端の上面に設けられた操作ボタンからなる。
なお、前記各入力操作手段４２〜４５の設置場所は、ジョイスティック２１に限らず、ダッシュボード２４の表面や、車室３ａの内壁面、各運転席１１のシート等に設けられてても良い。また、通常走行運転モードと非通常走行運転モードとの相互間で運転モードの切換の準備モードとする入力操作手段４２と、他の各入力操作手段４３〜４５とを互いに離して、例えば、第１の入力操作手段４２をジョイスティック２１に設け、他の各入力操作手段４３〜４５をダッシュボード２４の表面に設けても良い。
【００３１】
図２と共に制御系を説明する。制御手段として、前記ＥＣＵ３１と複数のインバータ装置３９とを備える。インバータ装置３９は、前記各輪の走行駆動機構５の電動モータからなる駆動源６を駆動する装置であり、バッテリ（図示せず）の直流電力を交流電力に変換するインバータ等のパワー回路部と、このパワー回路部をＥＣＵ３１の指令に従って制御する制御回路部とでなる。
【００３２】
ＥＣＵ３１は、自動車の全体を統括制御，協調制御する電気制御ユニットであり、マイクロコンピータと電子回路等からなる。ＥＣＵ３１は、機能別の複数のＥＣＵからなるものであっても良く、ここではそれら複数のＥＣＵを纏めたものをＥＣＵ３１として説明する。ＥＣＵ３１には、転舵制御手段３２と、駆動制御手段３３と、前記モード切換制御部３４と、前記入力選択部２６ｂとを備える。転舵制御手段３２は、転舵操作手段の操舵方向の信号、図示の例ではジョイスティック３１で入力された操舵方向の信号を受けて、各転舵機構４の転舵用駆動源４ａへ駆動指令を与える手段である。駆動制御手段３３は、アクセル操作手段のアクセル操作量、図示の例ではジョイスティック３１で入力されるアクセル操作量の信号に従って、各輪の駆動源６のインバータ装置３９へトルク指令等の駆動指令を出力する手段である。なお、アクセル操作量の信号は、加速指令、減速指令、速度維持指令となる。
【００３３】
モード切換制御部３４は、走行モードを、通常走行運転モードと、その場回転モードおよび横方向移動モードである非通常走行モードとに、モード切換信号によって切り換える手段である。この例では、モード切換制御部３４は、切換機能の他に、各走行モードに応じて転舵制御手段３２および駆動制御手段３３を機能させる通常運転制御部３５および非通常運転制御部３６を有する。モード切換制御部３４と、モード切換用の入力操作手段４２〜４５とで、走行モード切換手段４１が構成される。
【００３４】
通常運転制御部３５は、転舵制御手段３２および駆動制御手段３３を、転舵およびアクセル操作手段であるジョイスティック３１からの操舵入力およびアクセル操作量の信号によって、通常に、つまり定められた基本動作となるように機能させる手段である。この基本動作は、操舵方向の入力に応じてその入力された方向へ転舵させる指令を転舵制御手段３２に行わせ、またアクセル操作量に応じた駆動指令を駆動制御手段３３に行わせる動作である。
【００３５】
非通常運転制御部３６は、その場回転モードである時は、図３（Ｂ）と共に前述したその場回転形態となるように転舵制御手段３２および駆動制御手段３３を制御し、横方向移動モードである時は、図３（Ｃ）と共に前述した横方向移動形態となるように、転舵制御手段３２および駆動制御手段３３を制御する。ジョイスティック３１等の操舵手段やアクセル操作手段の入力が同じようになされても、各モード制御部３５，３６が介在することで、転舵制御手段３２および駆動制御手段３３は異なる動作を行うことになる。
【００３６】
モード切換制御手段４１につき、より具体的に説明する。モード切換制御手段４１は、前述のように複数の入力操作手段４２〜４５と、この入力操作手段４２〜４５の入力によって運転モードの切換を行うモード切換制御部３４とを有する。このモード切換制御部３５は、前記複数の入力操作手段４２〜４５のうちの複数のものが同時に入力操作状態にあるとき、またはいずれかの入力操作手段４２〜４５が入力操作された後に他の入力操作手段４２〜４５が入力操作された場合のみ、モード切換可能とする。この実施形態では、第１の入力操作手段４２が入力操作されて切換準備モードになっていて、他のいずれかの入力操作手段４３〜４５（これらの入力操作手段４３〜４５を「第２の入力操作手段」と称す）が入力操作されるか、または第１の入力操作手段４２と他のいずれかの第２の入力操作手段４３〜４５とが同時に入力操作されることにより、モード切換可能となる。ここで言う「同時に入力操作される」とは、入力操作の開始時や終了時に互いのずれがあっても良いが、両方が共に操作されている重なり時間がある場合を言う。
【００３７】
モード切換制御部３４は、上記の条件の他に、自動車の走行の停止時、または定められた速度以下である場合のみ、切換可能とされている。モード切換制御部３４による、走行の停止時または定められた速度以下であるかの判断は、各車輪１，２の車輪用軸受７等に設けられた回転速度センサ４６の検出信号等によって行う。上記の「定められた速度」は任意に定めれば良いが、走行モードが変わっても安全に走行が行える程度の速度であり、例えば人が通常に歩く速度よりも遅い速度とされる。
【００３８】
図６は、モード切換制御部３４の制御例を示す。モード切換制御部３４は、第１の入力操作手段４２がオンになったか否かを監視し（Ｓ２）、オンになるまでは現在の走行モードを維持する（Ｓ１）。
【００３９】
第１の入力操作手段４２がオンになると（Ｓ２）、モード切換準備モードとなり、この状態で第２の入力操作手段４３〜４５のいずれかオンになるのを待つ（Ｓ３，Ｓ４）。第１の入力操作手段４２と第２の入力操作手段４３〜４５とが同時にオンとされても良い。定められた操作待ち時間が経過しても第２の入力操作手段４３〜４５のいずれかがオンにならなければ、第１の入力操作手段４２がオンになったか否かを判定するステップ（Ｓ２）よりも前に戻り、再度、第１の入力操作手段４２がオンになるのを待つ。前記操作待ち時間が経過するまでに、第２の入力操作手段４３〜４５のいずれかがオンになり、または第１の入力操作手段４２と第２の入力操作手段４３〜４５とが同時にオンとされると、設定速度の判定ステップ（Ｓ５）を経て、運転モードの切換を行う（Ｓ６）。
【００４０】
この運転モードの切換（Ｓ６）は、この実施形態では、第２の入力操作手段４３〜４５で選択されたモードに行われる。例えば、入力操作手段４３が操作されると、その場回転モードとなり、他の入力操作手段４４が操作されると横方向移動モードとなり、また他の入力操作手段４５が操作されると通常運転モードとなる。
なお、設定速度以上であった場合は、最初のステップＳ１に戻り、再度、第１の入力操作手段４２がオンになるのを待つ。
【００４１】
上記構成の自動車によると、図３（Ｂ），（Ｃ）等に示したその場回転形態や横方向移動形態の走行が行える。そのため、車庫入れや駐車スペースへの移動、あるいは狭いスペースや路上での方向転換が自由に行える。
【００４２】
この場合に、転舵機構４の操作および走行駆動機構５の駆動の操作を行うジョイスティック２１を有しており、ジョイスティック２１は一つの操作子によって方向および操作量の入力が行える。そのため、図３（Ｂ）のその場回転や、図３（Ｃ）の横方向移動等の走行を含め、各輪独立転舵、各駆動輪独立駆動により可能となる非通常形態の走行の運転が、操作性良く行える。また、ジョイスティック２１による運転者の操作によるため、非通常形態の走行を自動運転で行うものと異なり、状況に応じた適切な運転が行える。
【００４３】
ジョイスティック設置座２３を複数箇所に設け、ジョイスティック２１の設置場所の変更を可能とした場合は、運転者の操作の行い易いジョイスティック２１の位置で操作することができる。
ジョイスティック２１を複数有し、その中から操作可能状態とするジョイスティック２１を選択するジョイスティック選択手段２６を設けた場合も、操作が行い易い位置のジョイスティックを選択して操作することができる。複数のジョイスティック２１が形式の異なるものであると、希望の形式のジョイスティック２１を選択して操作することもできる。これらの場合に、複数のジョイスティック２１の入力が重なると、運転に支障を来す。これにつき、ジョイスティック選択手段２６を設け、選択されたジョイスティック２１の入力だけを受け付けるようにすることで、支障なく運転が行える。
【００４４】
ジョイスティック２１が複数あって、複数箇所に可能に設置可能であると、操作し易いジョイスティック２１の選択が、より多くの中から行える。この場合も、選択されたジョイスティック２１の入力だけを受け付けるようにすることで、支障なく運転が行える。
【００４５】
また、横方向移動形態またはその場回転形態で走行する非通常走行の運転を行う非通常走行運転モードと、非通常走行以外の形態で走行する通常走行の運転を行う通常走行運転モードとの切換を、運転者の操作によって切り換える走行モード切換手段４１を設けたため、走行モード切換手段を運転者が操作しなければ、走行モードが切り換わらない。通常走行形態と非通常走行形態とは、曲がり角度が異なる程度の違いとは異なる走行形態の極度に大きな違いであるため、運転操作の誤操作や、自動運転などによって、運転者の無意識の状態で切り換わると、その後の適切な運転が行えないことが予想される。しかし、上記のように走行モード切換手段４１を設けたことで、常に運転者が意識した状態で走行形態が切り換わることになり、安全性が向上する。
【００４６】
走行モード切換手段４１は、自動車の走行の停止時または定められた速度以下である場合のみ、切換可能としている。通常走行形態と上記非通常走行形態とは走行形態が極度に異なるため、運転者が意識していたとしても、走行速度が速い状態で切り換わると、適正な走行が行えない場合がある。上記のように止時または低速時のみ切換可能とすることで、切り換え直後の適切な車両動作が安定して行える。
【００４７】
また、走行モード切換手段４１が操作されたときのみ走行形態の切り換えが可能とされていても、走行モード切換手段４１の操作子に不測に運転者の身体の一部や器物が当たることで、走行モード切換手段４１が操作され、切り換え可能な状態となることがある。これにつき、この実施形態では、走行モード切換手段４１は、複数の入力操作手段４２〜４５とモード切換制御部３４とを有し、モード切換制御部３４は、上記のように複数の入力操作手段４２〜４５が同時に入力操作状態にあるとき、または第１の入力操作手段４２が入力操作された後に第２の入力操作手段４３〜４５が入力操作された場合のみ、切換可能としている。これら２つの同時操作が不測になされることは殆どない。そのため、通常走行形態と非通常走行形態とに不測に走行形態が切り換わることが、より確実に回避され、安全性がさらに向上する。
【００４８】
走行モード切換手段２１の各入力操作手段４２〜４５はジョイスティック２１に設けられているが、そのため次の利点が得られる。すなわち、モード切換用の複数の入力操作手段４２〜４５があって、これらの複数の操作を行う場合、その入力操作に要する時間が長くなる。しかし、運転者は、運転中は操舵入力手段であるジョイスティック２１に触れている場合が殆どであり、操舵入力手段２１に付随してモード切換用の入力操作手段４２〜４５が設けられていると、運転者による切り換え用入力操作手段の操作が、少しの手指等の動作で行えて、迅速に行える。
【００４９】
モード切り換え用の入力操作手段４２〜４５が操舵入力手段であるジョイスティック２１上にあると、迅速に操作できる反面、誤って操作される可能性も高まる。そのため、モード切り換え用の第１の入力操作手段４２と、第２の入力操作手段４３〜４５のいずれか一方かをジョイスティック２１から離して設けた場合は、不測の誤操作が生じる可能性を低くできる。
【００５０】
図７，図８は、この発明における他の実施形態を示す。なお、この実施形態は、特に説明した事項の他は、図１〜図６と共に前述した第１の実施形態と同様である。
この実施形態は、転舵機構４を操作する手段として、前記ジョイスティック２１とは別にステアリングホイール２７が設けられ、かつアクセルペダル２８が設けられている。入力選択部２６ａは、選択スイッチ２６ａの操作を特に行わない基本状態の場合、通常走行時、つまり上記の通常走行運転モードで走行している場合は、操舵入力としてステアリングホイール２７の入力のみを受け付けて操舵を行い、前記その場回転形態または横方向移動形態で走行する非通常通走行モードの場合は、操舵入力としてジョイスティック２１の入力のみを受け付けて操舵を行うように、自動変更する。また、入力選択部２６ａは、ステアリングホイール２７の入力を受付ける状態では、アクセル操作量の入力は、アクセルペダル２８のみから受け付けるようにしている。
【００５１】
なお、入力選択部２６ａは、選択スイッチ２６ａの操作によって、ジョイスティック２１と任意のジョイスティック２１または任意のジョイスティック設置座２３からの入力を受け付けるように切換える機能を兼備する。
ステアリングホイール２７についても、ステアリングホイール設置座（図示せず）に対して着脱可能としても良い。
【００５２】
ジョイスティック２１によると、通常走行と非通常走行のいずれでも容易に運転することができるが、通常走行時はステアリングホイール２７を用いる方が、従来の自動車で慣れていることから運転が行い易い。ジョイスティック２１とステアリングホイール２７との両方を備えることで、通常走行時と非通常走行時のいずれにおいても、操作し易くできる。
【００５３】
ステアリングホイール２７とジョイスティック２１を備える場合に、これらステアリングホイール２７とジョイスティック２１のいずれか一方または両方を着脱可能としてあると、使用しないステアリングホイール２７またはジョイスティック２１で運転席１１の周辺が狭くなることが回避され、運転者回りの空間が広く得られる。外したステアリングホイール２７とジョイスティック２１は、自動車内の定められた置き場所等に収納しておくようにしても良い。
【００５４】
なお、上記各実施形態は、走行駆動機構５がインホイールモータ形式である場合につき説明したが、この発明は、例えば図９に示すように、走行駆動機構５が車体３のフレーム上（つまりサペンションよりの上側）に設置された駆動源６から等速ジョイント１９，２０を介して車輪１に回転伝達する形式の自動車にも適用することができる。原動機６は、電動モータであっても、内燃機関であっても良い。また、自動車の持つ車輪数は、４輪に限らず、３輪であっても、５輪以上であっても良い。各車輪のうちの駆動輪は、全て原動機を含む走行駆動機構により走行駆動される形式とするが、駆動輪の数は任意で良い。例えば、４輪の自動車において、前輪または後輪の２輪駆動であってもよく、また前輪または後輪が１輪となった３輪の自動車において、その１輪となった前輪または後輪を駆動輪としても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１，２…車輪
３…車体
３ａ…車室
４…転舵機構
４ａ…転舵用駆動源
５…走行駆動機構
６…駆動源
７…車輪用軸受
８…減速機
１１…運転席
２１…ジョイスティック
２２…ブレーキ操作子
２３…ジョイスティック設置座
２４…ダッシュボード
２６…ジョイスティック選択手段
２６ａ…選択スイッチ
２６ｂ…入力選択部
３１…ＥＣＵ
３４…モード切換制御部
３５…通常運転制御部
３６…非通常運転制御部
４１…走行モード切換手段
４２〜４５…入力操作手段
４６…回転速度センサ
Ｃ…仮想の円周
【技術分野】
【０００１】
この発明は、全車輪が独立して転舵可能で、各駆動輪が独立して走行駆動可能な、電気自動車等の自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等において、全車輪が独立して転舵可能で、各駆動輪が独立して走行駆動可能なものが提案されている。このような自動車では、車体の中心回りに回転させるその場回転や、真横に走行させる横方向移動等の、通常の自動車では行えない特殊な非通常形態の走行が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５４１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような、その場回転や横方向移動等の特殊な走行が行える車両においても、操舵および加減速の操作は、通常の自動車と同様に、ステアリングホイールとアクセルペダルとで行うようにしている。あるいは、その場回転や横方向移動は、専用のボタン操作で自動運転で行うようにしている。
しかし、その場回転や横方向移動等の運転は、ステアリングホイールとアクセルペダルとによる操作では、行い難い。また、専用のボタン操作による自動運転では、状況に応じた適切な運転が難しい場合がある。
【０００５】
この発明の目的は、その場回転や、横方向移動等の走行を含め、運転者による運転操作性に優れた自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の自動車は、３輪以上の車輪を有し、全車輪に独立して転舵可能な転舵機構を有し、前記各車輪のうちの駆動輪は、各々独立して原動機を含む走行駆動機構により走行駆動される自動車であって、前記転舵機構の操作および前記走行駆動機構の駆動の操作を行うジョイスティックを有することを特徴とする。
なお、この明細書において「ジョイスティック」とは、運転者が触れる一つの操作子によって、方向および操作量の両方の入力が行える入力操作手段の総称を言い、操作子の外形がレバー形であっても、球状や平板状であっても良く、外形上の形式は問わない。
【０００７】
この構成によると、転舵機構の操作および走行駆動機構の駆動の操作を行うジョイスティックを有しており、ジョイスティックは一つの操作子によって方向および操作量の入力が行える。そのため、その場回転や横方向移動等の走行を含め、各輪独立転舵、各駆動輪独立駆動により可能となる非通常形態の走行の運転が、操作性良く行える。また、ジョイスティックによる運転者の操作によるため、非通常形態の走行を自動運転で行うものと異なり、状況に応じた適切な運転が行える。
【０００８】
この発明において、車体の複数箇所に前記ジョイスティックが着脱可能なジョイスティック設置座を設け、前記ジョイスティックは、任意のジョイスティック設置座へ設置場所の変更を可能としてもよい。
運転者の利き腕や体格等により、ジョイスティックの操作が行い易い位置は異なる。そのため、ジョイスティック設置座を複数箇所に設け任意のジョイスティック設置座へ設置場所の変更を可能とすることで、運転者の操作の行い易いジョイスティックの位置で操作することができる。
【０００９】
この発明において、前記ジョイスティックを複数有し、これら複数のジョイスティックの中から操作可能状態とするジョイスティックを選択するジョイスティック選択手段を有するものとしても良い。
ジョイスティックが複数あれば、操作が行い易い位置のジョイスティックを選択して操作することができる。あるいは、複数のジョイスティックが形式の異なるものであると、操作し易い形式のジョイスティックを選択して操作することができる。これらの場合に、複数のジョイスティックの入力が重なると、運転に支障を来す。これにつき、ジョイスティック選択手段を設け、選択されたジョイスティックの入力だけを受け付けるようにすることで、支障なく運転が行える。
【００１０】
車体の複数箇所に前記ジョイスティックが着脱可能なジョイスティック設置座を有する場合に、前記ジョイスティックを複数有し、これら複数のジョイスティックの中から操作可能状態とするジョイスティックを選択するジョイスティック選択手段を有するものとしても良い。ジョイスティック設置座の個数とジョイスティックの個数とは一致していなくてもよい。
ジョイスティックが複数あって、複数箇所に可能に設置可能であると、操作し易いジョイスティックの選択が、より多くの中から行える。この場合も、選択されたジョイスティックの入力だけを受け付けるようにすることで、支障なく運転が行える。
【００１１】
この発明において、前記転舵機構および走行駆動機構は、各車輪を車体に対して横向きとして各駆動輪を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる横方向移動形態と、各車輪を互いに共通の円周に沿う方向に向けるか、または、複数の同心円のいずれかの円周に沿う方向に向け、各駆動輪を車体中央側から見て互いに同じ方向に回転させるその場回転形態とのいずれか一方または両方の形態を取り得る構成であっても良い。
その場回転が可能であると、車庫入れや駐車スペースへの移動、あるいは狭いスペースや路上での方向転換が自由に行える。横方向移動が可能である場合も、車庫入れや駐車スペースへの移動が行い易い。このようなその場回転形態や横方向移動は、通常のステアリングでの操作では行い難いが、ジョイスティックによると簡単に操作することができる。
【００１２】
この発明において、前記転舵機構を運転者によって操作する手段が前記ジョイスティックのみであっても良く、またジョイスティックとステアリングホイールとの両方を備えていてもよい。
ジョイスティックによると、通常走行と非通常走行のいずれでも容易に行うことができるが、通常走行時はステアリングホイールの方が、運転者が従来の自動車で慣れていることから、より運転が行い易い。
【００１３】
この発明において、前記転舵機構および走行駆動機構が、各車輪を車体に対して横向きとして各駆動輪を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる横方向移動形態と、各車輪を互いに共通の円周に沿う方向に向けるか、または、複数の同心円のいずれかの円周に沿う方向に向け、各駆動輪を車体中央側から見て互いに同じ方向に回転させるその場回転形態とのいずれか一方または両方の形態を取り得る構成であって、
前記転舵機構を操作する手段として、前記ジョイスティックとは別にステアリングホイールを有し、前記横方向移動形態または前記その場回転形態で走行する非通常通走行時以外の走行時である通常走行時は前記ステアリングホイールの入力を選択し、前記非通常通走行時は前記ジョイスティックの入力を選択する入力選択部を設けても良い。
ジョイスティックによると、通常走行と非通常走行のいずれでも容易に運転することができるが、通常走行時はステアリングホイールを用いる方が、運転者が従来の自動車で慣れていることから、より運転が行い易い。ジョイスティックやステアリングホイールの両方を備えることで、通常走行時と非通常走行時のいずれにおいても、操作が行い易くなる。この場合に、入力選択部によってステアリングホイールとジョイスティックの入力とが走行形態に応じて自動選択されるため、運転者による手動の操作が不要で操作性に優れる。
【００１４】
ステアリングホイールとジョイスティックを備える場合に、これらステアリングホイールとジョイスティックのいずれか一方または両方を着脱可能としても良い。外したステアリングホイールとジョイスティックは、自動車内の定められた置き場所等に収納しておくようにしても良い。ステアリングホイールとジョイスティックと両方がある場合、運転席の周辺が狭くなるが、ステアリングホイールとジョイスティックのいずれか一方または両方を着脱可能としておくと、使用しないステアリングホイールまたはジョイスティックが運転や車内空間で邪魔になることが回避できる。
【００１５】
この発明において、前記走行駆動機構の原動機が電動モータであっても良く、この走行駆動機構がインホイールモータ駆動装置であっても良い。
走行用の原動機が電動モータである場合、特にインホイールモータ駆動装置である場合に、全車輪独立転舵、各駆動輪独立駆動の自動車とすることが容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の自動車は、３輪以上の車輪を有し、全車輪に独立して転舵可能な転舵機構を有し、前記各車輪のうちの駆動輪は、各々独立して原動機を含む走行駆動機構により走行駆動される自動車であって、前記転舵機構の操作および前記走行駆動機構の駆動の操作を行うジョイスティックを有するため、その場回転や、あるいは横方向移動等の走行を含め、運転者による運転操作性に優れた自動車となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る自動車の各部の配置を平面視で示す説明図である。
【図２】図１に制御系のブロック図を重ねて示す説明図である。
【図３】同自動車の通常走行、その場回転、および横方向移動の形態をそれぞれ平面視で示す動作説明図である。
【図４】ジョイスティックの一例の斜視図および作用説明図である。
【図５】ジョイスティック設置座の一例を示す説明図である。
【図６】同自動車におけるモード切換制御部の制御動作の流れ図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る自動車の各部の配置を平面視で示す説明図である。
【図８】図７に制御系のブロック図を重ねて示す説明図である。
【図９】この発明の自動車を適用できる駆動形式の他の例を平面視で示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図６と共に説明する。この自動車は、電気自動車であって、前輪となる左右２つの車輪１，１と、後輪となる左右２つの車輪２，２とが設けられている。全ての車輪１，２には、いずれも独立して転舵可能な転舵機構４が設けられている。各車輪１，２は、図示の例ではいずれも駆動輪であって、各々独立して、駆動源６を含む走行駆動機構５により走行駆動される。
【００１９】
走行駆動機構５は、この例ではインホイールモータ駆動装置であり、車輪１，２をそれぞれ支持する車輪用軸受７と、電動モータからなる駆動源６と、駆動源６の出力する回転を減速して車輪用軸受７の回転側軌道輪（図示せず）に伝達する減速機８とで構成される。走行駆動機構５は、これら車輪用軸受７、駆動源６、および減速機８が、共通のハウジングに設置されて、または互いに結合されて一体化されており、その一体化された走行駆動機構５が、サスペンション（図示せず）を介して、上下方向の支軸９回りに回転自在なように、車体３に設置されている。転舵機構４は、電動モータ等からなる転舵用駆動源４ａと、この転舵用駆動源４ａの回転を前記一体化された走行駆動機構５に伝達する伝達機構４ｂとでなる。伝達機構４ｂは、例えばギヤ列からなる。伝達機構４ｂは、この他にギヤとボールねじやラック・ピニオン機構等の回転・直線運動変換手段との組み合わせであっても良い。
【００２０】
この自動車は、上記の全車輪１，２が独立して転舵可能な転舵機構４を備える構成、および全駆動輪１，２が各々独立して駆動可能とされた構成によって、図３（Ａ）に示す通常走行形態と、図３（Ｂ），（Ｃ）にそれぞれ示すその場回転形態または横方向移動形態である非通常走行形態で移動することが可能である。
【００２１】
図３（Ｂ）のその場回転形態は、車体３の略中心を回転としてその場で（回転半径を略零として）回転させる移動形態である。その場回転形態は、具体的には、各車輪１，２を互いに共通の仮想の円周Ｃに沿う方向（すなわち接線方向）に向け、かつ各駆動輪である車輪１，２を、前記円周の中心Ｏ側から見て、図中に矢印で示すように互いに同じ方向に回転駆動する移動形態である。従って、左右の車輪１，１，２，２は、直進方向から互いに逆方向に転舵された状態となる。その場回転形態は、駆動輪である車輪１，２の回転方向を正逆に切り換えることで、左右いずれの方向にも回転可能とされる。
【００２２】
図３（Ｃ）の横方向移動形態は、車体３を真横、または真横に近い方向に移動させる移動形態である。横方向移動形態は、具体的には、各車輪１，２を車体３に対して横向きとして、各駆動輪となる車輪１，２を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる形態である。直進状態から横方向移動形態への変更は、転舵機構４の構成にもよるが、この例では、単に転舵角を大きくするのではなく、同図中に前側の車輪１につき想像線で転舵途中の状態を示すように、左右の車輪１，１を互いに線対象となるように逆方向に転舵させることで車輪１，１を真横に向ける。後ろ側の車輪２，２も同様である。このように転舵させて横方向移動させる場合、各駆動輪となる車輪１，２を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる場合、左右の車輪１，１，２，２は、互いに逆方向に回転駆動させることになる。
【００２３】
図３（Ａ）の通常走行形態は、通常の直進や、円弧状の曲線方向の走行であり、上記
その場回転形態および横方向移動形態である非通常走行形態以外の走行形態である。通常走行形態では、左右の車輪１，１，２，２は、互いに同じ方向に転舵されることになる。
【００２４】
図１において、運転操作系を説明する。車体３の車室３ａ内に、運転席１１および助手席１２となるシートが設けられており、運転操作系としては、操舵手段をおよびアクセル操作手段を兼ねるジョイスティック２１と、ブレーキ操作子２２とが設けられている。ブレーキ操作子２２はブレーキペダル等からなり、運転席１１の前方の床部に設けられている。
【００２５】
ジョイスティック２１は、運転者が触れる一つの操作子によって、方向および操作量の両方の入力が行える入力操作手段の総称であり、レバー型に限らないが、この実施形態では、例えば図４に示すレバー型のジョイスティック２１が設けられている。このジョイスティック２１は、操作子であるレバー２１ａが、中立位置となる直立状態から、全周の３６０°の任意の方向に倒れ可能であって、倒れ方向によってその方向へ自動車を走行させる操舵入力が行え、かつ倒れ量（中立位置からの倒れ角度）によって、アクセル操作量（ペダル型のアクセルの踏み込み量に相当）の入力が行える。ジョイスティック２１は、この例では、図１のように、運転席１１の前方のダッシュボード２４に、ジョイスティック設置座２３を介して設置されている。
【００２６】
ジョイスティック設置座２３は、１か所であっても良いが、図示の例では複数箇所に設けられている。ジョイスティック設置座２３は、例えば、ダッシュボード２４における運転席１１の前方の左右の各１箇所および中央１か所（中央のジョイスティック設置座２３は図示せず）と、車室３ａ内の後部とに設けられている。ジョイスティック設置座２３は、この他に、車室３ａの内壁面や、運転席１１や助手席１２のシート等に設けられていても良い。
【００２７】
ジョイスティック設置座２３は、ジョイスティック２１を着脱不能に設置するものであっても良いが、ジョイスティック２１が着脱可能なものであってもよい。ここで言う着脱可能とは、工具を用いることなく、装着状態と取り外し状態とに変更できる構成であることを言う。ジョイスティック設置座２３を複数設ける場合は、ジョイスティック２１を着脱可能で、かつその複数のジョイスティック設置座２３を任意に選択して同じジョイスティック２１を装着できる互換性を有するものとされる。
【００２８】
ジョイスティック設置座２３をジョイスティック２１の着脱が可能なものとする場合、ジョイスティック設置座２３は、単にジョイスティック２１の支持だけを行うものであっても良く、またジョイスティック設置座２３に、配線系として、ジョイスティック２１の着脱によって接続状態と非接続状態とに切り換わる差し込み式のコネクタ２５（図５参照）が設けられていても良い。ジョイスティック設置座２３が単にジョイスティック２１の支持だけを行うものである場合、ジョイスティック２１は、配線された状態で設置箇所の変更を行うか、または無線等のコードレスでＥＣＵ３１（図２）と通信を行うものとされ、あるいはジョイスティック設置座２３とは別に複数のコネクタが配置されたものとされる。
【００２９】
図１において、ジョイスティック２１は複数設けても良く、その場合は、複数のジョイスティック２１の中から操作可能状態とするジョイスティック２１を選択するジョイスティック選択手段２６を設ける。ジョイスティック選択手段２６は、車室３ａ内のダッシュボード２４等に設けられる選択スイッチ２６ａと、図２のＥＣＵ３１に設けられて選択スイッチ２６ａの操作に従って選択されたジョイスティック２１の入力のみを受け付ける入力選択部２６ｂとで構成される。
【００３０】
また、図３と共に前述した各走行モードを運転者の操作によって切り換える走行モード切換手段４１（図２）が、複数の入力操作手段４２〜４５と、ＥＣＵ３１に設けられたモード切換制御部３４とで構成される。前記各入力操作手段４２〜４５のうち、第１の入力操作手段４２は、通常走行運転モードと非通常走行運転モードとの相互間で運転モードの切換を可能な切換準備モードとする手段であり、例えば、ジョイスティック２１の前面に設けられた操作ボタンからなる。第２〜第４の入力操作手段４３〜４５は、それぞれ、その場回転モード、横方向移動モード、および通常走行モードを選択する手段であり、いずれもジョイスティック２１の上端の上面に設けられた操作ボタンからなる。
なお、前記各入力操作手段４２〜４５の設置場所は、ジョイスティック２１に限らず、ダッシュボード２４の表面や、車室３ａの内壁面、各運転席１１のシート等に設けられてても良い。また、通常走行運転モードと非通常走行運転モードとの相互間で運転モードの切換の準備モードとする入力操作手段４２と、他の各入力操作手段４３〜４５とを互いに離して、例えば、第１の入力操作手段４２をジョイスティック２１に設け、他の各入力操作手段４３〜４５をダッシュボード２４の表面に設けても良い。
【００３１】
図２と共に制御系を説明する。制御手段として、前記ＥＣＵ３１と複数のインバータ装置３９とを備える。インバータ装置３９は、前記各輪の走行駆動機構５の電動モータからなる駆動源６を駆動する装置であり、バッテリ（図示せず）の直流電力を交流電力に変換するインバータ等のパワー回路部と、このパワー回路部をＥＣＵ３１の指令に従って制御する制御回路部とでなる。
【００３２】
ＥＣＵ３１は、自動車の全体を統括制御，協調制御する電気制御ユニットであり、マイクロコンピータと電子回路等からなる。ＥＣＵ３１は、機能別の複数のＥＣＵからなるものであっても良く、ここではそれら複数のＥＣＵを纏めたものをＥＣＵ３１として説明する。ＥＣＵ３１には、転舵制御手段３２と、駆動制御手段３３と、前記モード切換制御部３４と、前記入力選択部２６ｂとを備える。転舵制御手段３２は、転舵操作手段の操舵方向の信号、図示の例ではジョイスティック３１で入力された操舵方向の信号を受けて、各転舵機構４の転舵用駆動源４ａへ駆動指令を与える手段である。駆動制御手段３３は、アクセル操作手段のアクセル操作量、図示の例ではジョイスティック３１で入力されるアクセル操作量の信号に従って、各輪の駆動源６のインバータ装置３９へトルク指令等の駆動指令を出力する手段である。なお、アクセル操作量の信号は、加速指令、減速指令、速度維持指令となる。
【００３３】
モード切換制御部３４は、走行モードを、通常走行運転モードと、その場回転モードおよび横方向移動モードである非通常走行モードとに、モード切換信号によって切り換える手段である。この例では、モード切換制御部３４は、切換機能の他に、各走行モードに応じて転舵制御手段３２および駆動制御手段３３を機能させる通常運転制御部３５および非通常運転制御部３６を有する。モード切換制御部３４と、モード切換用の入力操作手段４２〜４５とで、走行モード切換手段４１が構成される。
【００３４】
通常運転制御部３５は、転舵制御手段３２および駆動制御手段３３を、転舵およびアクセル操作手段であるジョイスティック３１からの操舵入力およびアクセル操作量の信号によって、通常に、つまり定められた基本動作となるように機能させる手段である。この基本動作は、操舵方向の入力に応じてその入力された方向へ転舵させる指令を転舵制御手段３２に行わせ、またアクセル操作量に応じた駆動指令を駆動制御手段３３に行わせる動作である。
【００３５】
非通常運転制御部３６は、その場回転モードである時は、図３（Ｂ）と共に前述したその場回転形態となるように転舵制御手段３２および駆動制御手段３３を制御し、横方向移動モードである時は、図３（Ｃ）と共に前述した横方向移動形態となるように、転舵制御手段３２および駆動制御手段３３を制御する。ジョイスティック３１等の操舵手段やアクセル操作手段の入力が同じようになされても、各モード制御部３５，３６が介在することで、転舵制御手段３２および駆動制御手段３３は異なる動作を行うことになる。
【００３６】
モード切換制御手段４１につき、より具体的に説明する。モード切換制御手段４１は、前述のように複数の入力操作手段４２〜４５と、この入力操作手段４２〜４５の入力によって運転モードの切換を行うモード切換制御部３４とを有する。このモード切換制御部３５は、前記複数の入力操作手段４２〜４５のうちの複数のものが同時に入力操作状態にあるとき、またはいずれかの入力操作手段４２〜４５が入力操作された後に他の入力操作手段４２〜４５が入力操作された場合のみ、モード切換可能とする。この実施形態では、第１の入力操作手段４２が入力操作されて切換準備モードになっていて、他のいずれかの入力操作手段４３〜４５（これらの入力操作手段４３〜４５を「第２の入力操作手段」と称す）が入力操作されるか、または第１の入力操作手段４２と他のいずれかの第２の入力操作手段４３〜４５とが同時に入力操作されることにより、モード切換可能となる。ここで言う「同時に入力操作される」とは、入力操作の開始時や終了時に互いのずれがあっても良いが、両方が共に操作されている重なり時間がある場合を言う。
【００３７】
モード切換制御部３４は、上記の条件の他に、自動車の走行の停止時、または定められた速度以下である場合のみ、切換可能とされている。モード切換制御部３４による、走行の停止時または定められた速度以下であるかの判断は、各車輪１，２の車輪用軸受７等に設けられた回転速度センサ４６の検出信号等によって行う。上記の「定められた速度」は任意に定めれば良いが、走行モードが変わっても安全に走行が行える程度の速度であり、例えば人が通常に歩く速度よりも遅い速度とされる。
【００３８】
図６は、モード切換制御部３４の制御例を示す。モード切換制御部３４は、第１の入力操作手段４２がオンになったか否かを監視し（Ｓ２）、オンになるまでは現在の走行モードを維持する（Ｓ１）。
【００３９】
第１の入力操作手段４２がオンになると（Ｓ２）、モード切換準備モードとなり、この状態で第２の入力操作手段４３〜４５のいずれかオンになるのを待つ（Ｓ３，Ｓ４）。第１の入力操作手段４２と第２の入力操作手段４３〜４５とが同時にオンとされても良い。定められた操作待ち時間が経過しても第２の入力操作手段４３〜４５のいずれかがオンにならなければ、第１の入力操作手段４２がオンになったか否かを判定するステップ（Ｓ２）よりも前に戻り、再度、第１の入力操作手段４２がオンになるのを待つ。前記操作待ち時間が経過するまでに、第２の入力操作手段４３〜４５のいずれかがオンになり、または第１の入力操作手段４２と第２の入力操作手段４３〜４５とが同時にオンとされると、設定速度の判定ステップ（Ｓ５）を経て、運転モードの切換を行う（Ｓ６）。
【００４０】
この運転モードの切換（Ｓ６）は、この実施形態では、第２の入力操作手段４３〜４５で選択されたモードに行われる。例えば、入力操作手段４３が操作されると、その場回転モードとなり、他の入力操作手段４４が操作されると横方向移動モードとなり、また他の入力操作手段４５が操作されると通常運転モードとなる。
なお、設定速度以上であった場合は、最初のステップＳ１に戻り、再度、第１の入力操作手段４２がオンになるのを待つ。
【００４１】
上記構成の自動車によると、図３（Ｂ），（Ｃ）等に示したその場回転形態や横方向移動形態の走行が行える。そのため、車庫入れや駐車スペースへの移動、あるいは狭いスペースや路上での方向転換が自由に行える。
【００４２】
この場合に、転舵機構４の操作および走行駆動機構５の駆動の操作を行うジョイスティック２１を有しており、ジョイスティック２１は一つの操作子によって方向および操作量の入力が行える。そのため、図３（Ｂ）のその場回転や、図３（Ｃ）の横方向移動等の走行を含め、各輪独立転舵、各駆動輪独立駆動により可能となる非通常形態の走行の運転が、操作性良く行える。また、ジョイスティック２１による運転者の操作によるため、非通常形態の走行を自動運転で行うものと異なり、状況に応じた適切な運転が行える。
【００４３】
ジョイスティック設置座２３を複数箇所に設け、ジョイスティック２１の設置場所の変更を可能とした場合は、運転者の操作の行い易いジョイスティック２１の位置で操作することができる。
ジョイスティック２１を複数有し、その中から操作可能状態とするジョイスティック２１を選択するジョイスティック選択手段２６を設けた場合も、操作が行い易い位置のジョイスティックを選択して操作することができる。複数のジョイスティック２１が形式の異なるものであると、希望の形式のジョイスティック２１を選択して操作することもできる。これらの場合に、複数のジョイスティック２１の入力が重なると、運転に支障を来す。これにつき、ジョイスティック選択手段２６を設け、選択されたジョイスティック２１の入力だけを受け付けるようにすることで、支障なく運転が行える。
【００４４】
ジョイスティック２１が複数あって、複数箇所に可能に設置可能であると、操作し易いジョイスティック２１の選択が、より多くの中から行える。この場合も、選択されたジョイスティック２１の入力だけを受け付けるようにすることで、支障なく運転が行える。
【００４５】
また、横方向移動形態またはその場回転形態で走行する非通常走行の運転を行う非通常走行運転モードと、非通常走行以外の形態で走行する通常走行の運転を行う通常走行運転モードとの切換を、運転者の操作によって切り換える走行モード切換手段４１を設けたため、走行モード切換手段を運転者が操作しなければ、走行モードが切り換わらない。通常走行形態と非通常走行形態とは、曲がり角度が異なる程度の違いとは異なる走行形態の極度に大きな違いであるため、運転操作の誤操作や、自動運転などによって、運転者の無意識の状態で切り換わると、その後の適切な運転が行えないことが予想される。しかし、上記のように走行モード切換手段４１を設けたことで、常に運転者が意識した状態で走行形態が切り換わることになり、安全性が向上する。
【００４６】
走行モード切換手段４１は、自動車の走行の停止時または定められた速度以下である場合のみ、切換可能としている。通常走行形態と上記非通常走行形態とは走行形態が極度に異なるため、運転者が意識していたとしても、走行速度が速い状態で切り換わると、適正な走行が行えない場合がある。上記のように止時または低速時のみ切換可能とすることで、切り換え直後の適切な車両動作が安定して行える。
【００４７】
また、走行モード切換手段４１が操作されたときのみ走行形態の切り換えが可能とされていても、走行モード切換手段４１の操作子に不測に運転者の身体の一部や器物が当たることで、走行モード切換手段４１が操作され、切り換え可能な状態となることがある。これにつき、この実施形態では、走行モード切換手段４１は、複数の入力操作手段４２〜４５とモード切換制御部３４とを有し、モード切換制御部３４は、上記のように複数の入力操作手段４２〜４５が同時に入力操作状態にあるとき、または第１の入力操作手段４２が入力操作された後に第２の入力操作手段４３〜４５が入力操作された場合のみ、切換可能としている。これら２つの同時操作が不測になされることは殆どない。そのため、通常走行形態と非通常走行形態とに不測に走行形態が切り換わることが、より確実に回避され、安全性がさらに向上する。
【００４８】
走行モード切換手段２１の各入力操作手段４２〜４５はジョイスティック２１に設けられているが、そのため次の利点が得られる。すなわち、モード切換用の複数の入力操作手段４２〜４５があって、これらの複数の操作を行う場合、その入力操作に要する時間が長くなる。しかし、運転者は、運転中は操舵入力手段であるジョイスティック２１に触れている場合が殆どであり、操舵入力手段２１に付随してモード切換用の入力操作手段４２〜４５が設けられていると、運転者による切り換え用入力操作手段の操作が、少しの手指等の動作で行えて、迅速に行える。
【００４９】
モード切り換え用の入力操作手段４２〜４５が操舵入力手段であるジョイスティック２１上にあると、迅速に操作できる反面、誤って操作される可能性も高まる。そのため、モード切り換え用の第１の入力操作手段４２と、第２の入力操作手段４３〜４５のいずれか一方かをジョイスティック２１から離して設けた場合は、不測の誤操作が生じる可能性を低くできる。
【００５０】
図７，図８は、この発明における他の実施形態を示す。なお、この実施形態は、特に説明した事項の他は、図１〜図６と共に前述した第１の実施形態と同様である。
この実施形態は、転舵機構４を操作する手段として、前記ジョイスティック２１とは別にステアリングホイール２７が設けられ、かつアクセルペダル２８が設けられている。入力選択部２６ａは、選択スイッチ２６ａの操作を特に行わない基本状態の場合、通常走行時、つまり上記の通常走行運転モードで走行している場合は、操舵入力としてステアリングホイール２７の入力のみを受け付けて操舵を行い、前記その場回転形態または横方向移動形態で走行する非通常通走行モードの場合は、操舵入力としてジョイスティック２１の入力のみを受け付けて操舵を行うように、自動変更する。また、入力選択部２６ａは、ステアリングホイール２７の入力を受付ける状態では、アクセル操作量の入力は、アクセルペダル２８のみから受け付けるようにしている。
【００５１】
なお、入力選択部２６ａは、選択スイッチ２６ａの操作によって、ジョイスティック２１と任意のジョイスティック２１または任意のジョイスティック設置座２３からの入力を受け付けるように切換える機能を兼備する。
ステアリングホイール２７についても、ステアリングホイール設置座（図示せず）に対して着脱可能としても良い。
【００５２】
ジョイスティック２１によると、通常走行と非通常走行のいずれでも容易に運転することができるが、通常走行時はステアリングホイール２７を用いる方が、従来の自動車で慣れていることから運転が行い易い。ジョイスティック２１とステアリングホイール２７との両方を備えることで、通常走行時と非通常走行時のいずれにおいても、操作し易くできる。
【００５３】
ステアリングホイール２７とジョイスティック２１を備える場合に、これらステアリングホイール２７とジョイスティック２１のいずれか一方または両方を着脱可能としてあると、使用しないステアリングホイール２７またはジョイスティック２１で運転席１１の周辺が狭くなることが回避され、運転者回りの空間が広く得られる。外したステアリングホイール２７とジョイスティック２１は、自動車内の定められた置き場所等に収納しておくようにしても良い。
【００５４】
なお、上記各実施形態は、走行駆動機構５がインホイールモータ形式である場合につき説明したが、この発明は、例えば図９に示すように、走行駆動機構５が車体３のフレーム上（つまりサペンションよりの上側）に設置された駆動源６から等速ジョイント１９，２０を介して車輪１に回転伝達する形式の自動車にも適用することができる。原動機６は、電動モータであっても、内燃機関であっても良い。また、自動車の持つ車輪数は、４輪に限らず、３輪であっても、５輪以上であっても良い。各車輪のうちの駆動輪は、全て原動機を含む走行駆動機構により走行駆動される形式とするが、駆動輪の数は任意で良い。例えば、４輪の自動車において、前輪または後輪の２輪駆動であってもよく、また前輪または後輪が１輪となった３輪の自動車において、その１輪となった前輪または後輪を駆動輪としても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１，２…車輪
３…車体
３ａ…車室
４…転舵機構
４ａ…転舵用駆動源
５…走行駆動機構
６…駆動源
７…車輪用軸受
８…減速機
１１…運転席
２１…ジョイスティック
２２…ブレーキ操作子
２３…ジョイスティック設置座
２４…ダッシュボード
２６…ジョイスティック選択手段
２６ａ…選択スイッチ
２６ｂ…入力選択部
３１…ＥＣＵ
３４…モード切換制御部
３５…通常運転制御部
３６…非通常運転制御部
４１…走行モード切換手段
４２〜４５…入力操作手段
４６…回転速度センサ
Ｃ…仮想の円周
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３輪以上の車輪を有し、全車輪に独立して転舵可能な転舵機構を有し、前記各車輪のうちの駆動輪は、各々独立して原動機を含む走行駆動機構により走行駆動される自動車であって、
前記転舵機構の操作および前記走行駆動機構の駆動の操作を行うジョイスティックを有することを特徴とする自動車。
【請求項２】
請求項１において、車体の複数箇所に前記ジョイスティックが着脱可能なジョイスティック設置座を有し、前記ジョイスティックは、任意のジョイスティック設置座へ設置場所の変更が可能である自動車。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ジョイスティックを複数有し、これら複数のジョイスティックの中から操作可能状態とするジョイスティックを選択するジョイスティック選択手段を有する自動車。
【請求項４】
請求項２において、前記ジョイスティックを複数有し、これら複数のジョイスティックの中から操作可能状態とするジョイスティックを選択するジョイスティック選択手段を有する自動車。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記転舵機構および走行駆動機構は、各車輪を車体に対して横向きとして各駆動輪を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる横方向移動形態と、各車輪を互いに共通の円周に沿う方向に向けるか、または、複数の同心円のいずれかの円周に沿う方向に向け、各駆動輪を車体中央側から見て互いに同じ方向に回転させるその場回転形態とのいずれか一方または両方の形態を取り得る自動車。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記転舵機構を運転者によって操作する手段が前記ジョイスティックのみである自動車。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、において、前記転舵機構および走行駆動機構が、各車輪を車体に対して横向きとして各駆動輪を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる横方向移動形態と、各車輪を互いに共通の円周に沿う方向に向けるか、または、複数の同心円のいずれかの円周に沿う方向に向け、各駆動輪を車体中央側から見て互いに同じ方向に回転させるその場回転形態とのいずれか一方または両方の形態を取り得る構成であって、
前記転舵機構を操作する手段として、前記ジョイスティックとは別にステアリングホイールを有し、
前記横方向移動形態または前記その場回転形態で走行する非通常通走行時以外の走行時である通常走行時は前記ステアリングホイールの入力を選択し、前記非通常通走行時は前記ジョイスティックの入力を選択する入力選択部を設けた自動車。
【請求項８】
請求項７において、前記ステアリングホイールとジョイスティックとのいずれか一方または両方を着脱可能とした自動車。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記走行駆動機構の原動機が電動モータである自動車。
【請求項１０】
請求項９において、前記走行駆動機構がインホイールモータ駆動装置である自動車。
【請求項１】
３輪以上の車輪を有し、全車輪に独立して転舵可能な転舵機構を有し、前記各車輪のうちの駆動輪は、各々独立して原動機を含む走行駆動機構により走行駆動される自動車であって、
前記転舵機構の操作および前記走行駆動機構の駆動の操作を行うジョイスティックを有することを特徴とする自動車。
【請求項２】
請求項１において、車体の複数箇所に前記ジョイスティックが着脱可能なジョイスティック設置座を有し、前記ジョイスティックは、任意のジョイスティック設置座へ設置場所の変更が可能である自動車。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ジョイスティックを複数有し、これら複数のジョイスティックの中から操作可能状態とするジョイスティックを選択するジョイスティック選択手段を有する自動車。
【請求項４】
請求項２において、前記ジョイスティックを複数有し、これら複数のジョイスティックの中から操作可能状態とするジョイスティックを選択するジョイスティック選択手段を有する自動車。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記転舵機構および走行駆動機構は、各車輪を車体に対して横向きとして各駆動輪を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる横方向移動形態と、各車輪を互いに共通の円周に沿う方向に向けるか、または、複数の同心円のいずれかの円周に沿う方向に向け、各駆動輪を車体中央側から見て互いに同じ方向に回転させるその場回転形態とのいずれか一方または両方の形態を取り得る自動車。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記転舵機構を運転者によって操作する手段が前記ジョイスティックのみである自動車。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、において、前記転舵機構および走行駆動機構が、各車輪を車体に対して横向きとして各駆動輪を互いに同じ横方向へ転がるように回転させる横方向移動形態と、各車輪を互いに共通の円周に沿う方向に向けるか、または、複数の同心円のいずれかの円周に沿う方向に向け、各駆動輪を車体中央側から見て互いに同じ方向に回転させるその場回転形態とのいずれか一方または両方の形態を取り得る構成であって、
前記転舵機構を操作する手段として、前記ジョイスティックとは別にステアリングホイールを有し、
前記横方向移動形態または前記その場回転形態で走行する非通常通走行時以外の走行時である通常走行時は前記ステアリングホイールの入力を選択し、前記非通常通走行時は前記ジョイスティックの入力を選択する入力選択部を設けた自動車。
【請求項８】
請求項７において、前記ステアリングホイールとジョイスティックとのいずれか一方または両方を着脱可能とした自動車。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記走行駆動機構の原動機が電動モータである自動車。
【請求項１０】
請求項９において、前記走行駆動機構がインホイールモータ駆動装置である自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１２１０２（Ｐ２０１３−１１２１０２Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８６５６（Ｐ２０１１−２５８６５６）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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