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公開番号2021070391
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210506
出願番号2019197617
出願日20191030
発明の名称車両
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B62D 7/15 20060101AFI20210409BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】8つ以上の車輪を備えた構成において、スムーズに旋回させることができる車両を得る。
【解決手段】車両10は、車両の前後方向両端部にそれぞれ左右一対設けられた第一車輪22、28と、第一車輪22、28のそれぞれに対して車両前後方向内側に隣接して配置された第二車輪24、26と、車速を検出する車速センサと、操舵角を検出する操舵角センサと、車両の旋回時に車速センサ及び操舵角センサの検出値に基づいて車両10の旋回時の回転半径を算出すると共に、旋回時の車速及び前記回転半径の少なくとも一方が所定の閾値よりも小さい場合に、第一車輪22、28の実舵角が第二車輪24、26の実舵角よりも大きくなるように第一車輪22、28及び第二車輪24、26の舵角を制御する制御部30と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
車両の前後方向両端部にそれぞれ左右一対設けられた第一車輪と、
前記第一車輪のそれぞれに対して車両前後方向内側に隣接して配置された第二車輪と、
車速を検出する車速センサと、
操舵角を検出する操舵角センサと、
車両の旋回時に前記車速センサ及び前記操舵角センサの検出値に基づいて車両の旋回時の回転半径を算出すると共に、旋回時の車速及び前記回転半径の少なくとも一方が所定の閾値よりも小さい場合に、前記第一車輪の実舵角が前記第二車輪の実舵角よりも大きくなるように前記第一車輪及び前記第二車輪の舵角を制御する制御部と、
を有する車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関する。
続きを表示(約 5,000 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、四隅にそれぞれ2つの車輪が配された8輪構成の自動車が開示されている。また、自動車の旋回時には、8つの車輪のうち、内側4つの車輪を浮かせた状態で、外側4つの車輪のみを操舵させることによって、その場で旋回できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第06477856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、上記特許文献1に記載された車両では、旋回時に4つの車輪のみを接地させているため、車輪の負荷が大きくなる。また、8つの車輪を接地させた場合であっても、4つの車輪のみが操舵されるため、操舵されない車輪と路面との間に生じる摩擦力によって旋回がスムーズに行われない可能性がある。
【0005】
本発明は上記事実を考慮し、8つ以上の車輪を備えた構成において、スムーズに旋回させることができる車両を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に記載の車両は、車両の前後方向両端部にそれぞれ左右一対設けられた第一車輪と、前記第一車輪のそれぞれに対して車両前後方向内側に隣接して配置された第二車輪と、車速を検出する車速センサと、操舵角を検出する操舵角センサと、車両の旋回時に前記車速センサ及び前記操舵角センサの検出値に基づいて車両の旋回時の回転半径を算出すると共に、旋回時の車速及び前記回転半径の少なくとも一方が所定の閾値よりも小さい場合に、前記第一車輪の実舵角が前記第二車輪の実舵角よりも大きくなるように前記第一車輪及び前記第二車輪の舵角を制御する制御部と、を有する。
【0007】
請求項1に記載の車両では、車両の前後方向両端部にそれぞれ左右一対の第一車輪が設けられている。また、第一車輪のそれぞれに対して車両前後方向内側に隣接して第二車輪が配置されている。このため、車両は、4つの第一車輪及び4つの第二車輪を備えている。さらに、車速を検出する車速センサと、操舵角を検出する操舵角センサと、第一車輪及び前記第二車輪の舵角を制御する制御部とを備えている。
【0008】
ここで、制御部は、車両の旋回時に車速センサによって検出された車速と、操舵角センサによって検出された操舵角に基づいて、車両の旋回時の回転半径を算出する。また、制御部は、車両の旋回時の車速及び前記回転半径の少なくとも一方が所定の閾値よりも小さい場合に、第一車輪の実舵角が第二車輪の実舵角よりも大きくなるように第一車輪及び第二車輪の舵角を制御する。これにより、8つの車輪を接地させた状態で車両を旋回させる場合であっても、各車輪と路面との間に生じる摩擦力を小さくすることができる。
【発明の効果】
【0009】
以上説明したように、本発明に係る車両によれば、8つ以上の車輪を備えた構成において、スムーズに旋回させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
実施形態に係る車両の側面図である。
実施形態における車輪の角度を説明するための概略底面図である。
実施形態に係る車両のハードウェア構成を示すブロック図である。
実施形態に係る車両の機能構成を示すブロック図である。
実施形態における舵角制御処理の流れを示すフローチャートである。
実施形態における舵角制御処理の第一変形例を示す、車両の概略底面図である。
実施形態における舵角制御処理の第二変形例を示す、車両の概略底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施形態に係る車両10について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜記す矢印FR、矢印UP及び矢印RHは、車両の上方向、上方向及び右方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両前方向を向いた場合の左右を示すものとする。
【0012】
図1に示されるように、本実施形態に係る車両10は、略箱状の車体12を含んで構成されている。また、車両10は、前後対称の構造とされた電気自動車であり、前後方向の何れの方向にも進行可能に構成されている。このため、以下の説明において、車両前後方向の一方側を便宜上、車両前方側とし、車両前後方向の他方側を便宜上、車両後方側として説明する。
【0013】
車両10を構成する車体12は、車両前方側から順に、第1車体ユニット14、第2車体ユニット16、第3車体ユニット18及び第4車体ユニット20が連結されて構成されている。第1車体ユニット14は、下部が車両前方側へ膨出された形状とされており、この膨出された部分に第一車輪としての第一前輪22と、第二車輪としての第二前輪24とが設けられている。また、第1車体ユニット14の側面には、第1表示部14Aが設けられており、この第1表示部14Aに映像が表示できるように構成されている。
【0014】
第2車体ユニット16は、側面視で略矩形状に形成されている。また、第2車体ユニット16の側面には、第側面視で略矩形状の第2表示部16Aが設けられている。第2表示部16Aは、第1表示部14Aと連続するように構成されており、映像が表示できるようになっている。
【0015】
第3車体ユニット18は、第2車体ユニット16と略同一の外形とされており、第3車体ユニット18の側面には、第2表示部16Aと連続するように第3表示部18Aが設けられている。そして、この第3表示部18Aには映像が表示できるようになっている。
【0016】
第4車体ユニット20は、第1車体ユニット14と前後対称の外形とされており、下部が車両後方側へ膨出された形状とされている。そして、この膨出された部分に第一車輪としての第一後輪28と、第二車輪としての第二後輪26とが設けられている。また、第4車体ユニット20の側面には、第3表示部18Aと連続するように第4表示部20Aが設けられており、この第4表示部20Aに映像が表示できるように構成されている。なお、本実施形態では一例として、第1表示部14A、第2表示部16A、第3表示部18A及び第4表示部20Aが車体12の両側面に設けられている。
【0017】
図2に示されるように、車両10には8つの車輪が設けられている。車両10の前端部には、左右一対の第一前輪22が設けられており、この第一前輪22のそれぞれに対して車両後方側(車両前後方向内側)に隣接して第二前輪24が設けられている。すなわち、車両左側の第一前輪22Lの車両後方側には第二前輪24Lが設けられており、車両右側の第一前輪22Rの車両後方側には第二前輪24Rが設けられている。
【0018】
一方、車両10の後端部には、左右一対の第一後輪28が設けられており、この第一後輪28のそれぞれに対して車両前方側(車両前後方向内側)に隣接して第二後輪26が設けられている。すなわち、車両左側の第一後輪28Lの車両前方側には第二後輪26Lが設けられており、車両右側の第一後輪28Rの車両前方側には第二後輪26Rが設けられている。ここで、本実施形態では、第一前輪22、第二前輪24、第一後輪28及び第二後輪26の舵角をそれぞれ独立して制御できるように構成されている。
【0019】
ここで、本実施形態では、ベース車両のシステムを2セット又は4セット流用することで、冗長設計を可能としている。具体的には、フロントサスペンションを4セット、フロントコーナーブレーキを2セット、駐車機能付きコーナーブレーキを2セット、操舵機構を4セット流用している。また、ホイール及びタイヤは8セット流用している。さらに、車両10には、リンクレスステアバイワイヤが採用されている。
【0020】
図3は、車両10のハードウェア構成を示すブロック図である。この図3に示されるように、車両10は、制御部としてのECU(Electrical Control Unit)30を備えている。
【0021】
ECU30は、CPU(Central Processing Unit:プロセッサ)32、ROM(Read Only Memory)34、RAM(Random Access Memory)36、ストレージ38及び入出力インタフェース40を含んで構成されている。各構成は、バス42を介して相互に通信可能に接続されている。
【0022】
CPU32は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、CPU32は、ROM34又はストレージ38からプログラムを読み出し、RAM36を作業領域としてプログラムを実行する。CPU32は、ROM34又はストレージ38に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。
【0023】
ROM34は、各種プログラムおよび各種データを格納する。RAM36は、作業領域として一時的にプログラムまたはデータを記憶する。ストレージ38は、HDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、および各種データを格納する。
【0024】
入出力インタフェース40には、第一前輪転舵機構44、第二前輪転舵機構46、第一後輪舵機構48、第二後輪舵機構50、車速センサ52及び操舵角センサ54が接続されている。
【0025】
第一前輪転舵機構44は、第一前輪22L及び第一前輪22Rを転舵させる機構であり、ECU30からの信号に基づいて所定の角度だけ第一前輪22L及び第一前輪22Rを転舵させる。第二前輪転舵機構46は、第二前輪24L及び第二前輪24Rを転舵させる機構であり、ECU30からの信号に基づいて所定の角度だけ第二前輪24L及び第二前輪24Rを転舵させる。
【0026】
第一後輪舵機構48は、第一後輪28L及び第一後輪28Rを転舵させる機構であり、ECU30からの信号に基づいて所定の角度だけ第一後輪28L及び第一後輪28Rを転舵させる。第二後輪舵機構50は、第二後輪26L及び第二後輪26Rを転舵させる機構であり、ECU30からの信号に基づいて所定の角度だけ第二後輪26L及び第二後輪26Rを転舵させる。
【0027】
車速センサ52は、車両10に搭載されて車両10の速度(すなわち車速)を検出する。また、操舵角センサ54は、車両10に搭載されて操舵角を検出する。なお、ここでいう操舵角とは、手動運転時には、ステアリングホイールの操舵角を指す。また、自動運転時又は運転席が無い車両の場合は、車両10の進路に基づいて算出された操舵角を指す。
【0028】
車両10は、図3に示されるハードウェア資源を用いて、各種の機能を実現する。車両10が実現する機能構成について図4を参照して説明する。
【0029】
図4に示されるように、車両10は、機能構成として、車速取得部60、操舵角取得部62、回転半径算出部64及び舵角制御部66を含んで構成されている。各機能構成は、ECU30のCPU32がROM34又はストレージ38に記憶されたプログラムを読み出し、実行することにより実現される。
【0030】
車速取得部60は、車速センサ52によって検出された車両10の速度を取得する。操舵角取得部62は、操舵角センサ54によって検出された操舵角を取得する。
(【0031】以降は省略されています)

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