JP2016043111A - 小型電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】直進時と旋回時を問わず進行方向前方の障害物を的確に検知でき、障害物との衝突を回避できる小型電動車両を提供する。
【解決手段】車体前部に操舵可能に設けられた前輪（４）と、後輪（５）と、走行用モータ（９）と、車両前方に存在する障害物を検知するセンサ（６）と、を備え、前記センサが障害物を検知した場合に、前記走行用モータを減速または停止するように構成された小型電動車両（１）において、前記センサ（６）が、前記前輪（４）とともに操舵される部材（２４）に取付けられている。前記部材（２４）は、好ましくは前記前輪の上方を覆うフェンダー（２４）である。
【選択図】図５

Description

本発明は、シニアカーや電動車椅子などの小型電動車両に関し、さらに詳しくは、小型電動車両の障害物検知システムに関するものである。

シニアカーや電動車椅子などの小型電動車両は、速度や車体サイズなどの規定を満たす場合には法令上歩行者扱いとなり、車道ではなく歩道を走行する。そのため、走路上には歩行者を始め様々な障害物が存在しており、障害物との衝突を回避するシステムが開発されている（特許文献１〜３参照）。

例えば、図１に示すような小型電動車両１１にて、距離計測センサ１２の検知エリア１０に障害物が検出された場合、障害物との距離が所定以上の場合は減速し、障害物との距離が所定以内に接近した場合には停止することで、衝突や接触を未然に回避する。しかし、従来の小型電動車両１１では、センサ１２が車体フレームに取付けられているため、車両１１が旋回する場合にも、センサ１２が正対する方向（１１ａ）は進行方向（１１ｔ）ではなく車体の向きと同方向となり、車両１１が一定時間を経過した後に走行する先行軌跡１１ｔと異なる方向となる。

超音波センサなどの距離計測センサは、図２に示すように、目的とする方向の障害物を検知できるように指向性を持たせているため、車両１１が旋回する際に、検知エリア１０が先行軌跡１１ｔから外れ、図１に符号１１′で示されるように、車両１１の到達位置であるにも拘わらず、障害物の検知が行えない（もしくは検知が遅れる）という問題が生じる。当然ながら、センサの検知エリア（指向角）を広げるか、または取付け角度の異なるセンサを追加すれば、コスト増加になることはもちろん、検知エリア増大に伴う過剰検知等の検知不良の発生も懸念される。

特開２００３−３３４２１８号公報 特開２００６−１１０２０７号公報 特開２００６−１１０２０９号公報

本発明は、従来技術の上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、直進時と旋回時を問わず進行方向前方の障害物を的確に検知でき、障害物との衝突を回避できる小型電動車両を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、車体前部に操舵可能に設けられた前輪（４）と、後輪（５）と、走行用モータ（９）と、車両前方に存在する障害物を検知するセンサ（６）と、を備え、前記センサが障害物を検知した場合に、前記走行用モータを減速または停止するように構成された小型電動車両（１）において、前記センサ（６）が、前記前輪（４）とともに操舵される部材（２４）に取付けられていることを特徴とする。

本発明に係る小型電動車両は、上記の通り、車両前方に存在する障害物を検知するセンサが、前輪とともに操舵される部材に取付けられているので、車両が左右何れかの方向に旋回する場合にもセンサは前輪と共に旋回方向に回動して先行軌跡を向き、進行方向前方の障害物を的確に検知でき、直進時と旋回時を問わず、走行用モータを減速または停止することによって、障害物との衝突を回避できる。

本発明において、前記前輪（４）とともに操舵される前記部材（２４）が、前記前輪の上方を覆うフェンダー（２４）であることが好適である。前輪の上方を覆うフェンダーは、車両の最前部にあり、進行方向前方に対する検知位置として最適である。

本発明において、前記前輪（４）が、前記車体前部の左右両側にアッカーマン機構をなす左右のナックル（２６）およびタイロッド（２８）を介して操舵可能に設けられた左右一対の前輪（４，４）からなり、かつ、前記フェンダー（２４）が、前記左右のナックルに取付けられた左右のフェンダー（２４，２４）からなり、前記センサ（６）が、前記左右のフェンダーに取り付けられた左右のセンサ（６，６）からなる態様では、内輪側に設置したセンサ（６）の検知範囲は、より内側のエリアを検知でき、それにより、旋回時に前輪と後輪が描く円弧の半径に生じる差、いわゆる内輪差による内側障害物への衝突を回避するうえで有利である。

本発明において、操舵用電動モータと、搭乗者のレバー操作により前記操舵用モータを駆動させて前記前輪（４）の操舵を行うための操作装置（７）とをさらに備え、操舵方向へのレバー操作が前記左右のセンサ（６，６）の検知情報の対する評価ウエイトに反映されるように構成されている態様では、現在の操舵角に対してさらに内側に旋回していく車両の特性を考慮して、旋回時に内輪側となるセンサの情報を優先的に利用することにより、より確度の検知と衝突回避を実施するうえで有利である。

従来の小型電動車両を示す平面図である。 距離計測センサの指向特性を示す図である。 本発明実施形態に係る小型電動車両を示す斜視図である。 本発明実施形態に係る小型電動車両の右前輪部分を示す要部斜視図である。 本発明実施形態に係る小型電動車両の旋回時（ａ）および直進時（ｂ）の各場合におけるセンサの検知エリアを示す平面図である。 本発明実施形態に係る小型電動車両の操舵機構を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図３において、本発明実施形態に係る小型電動車両１は、車体２の前部２１に操舵輪である前輪４，４、後部２３に駆動輪である後輪５，５を備え、中央部２２に立設されたポスト３０に単座のシート３を備え、それらと前部２１との間にステップ２０が設けられている。中央部２２のフェアリング内部にはバッテリー８が搭載され、その後方には、図示しないサスペンションアームを介して後車軸やギヤケースと共に走行用モータ９が搭載されている。

シート３は、シートクッション３１、シートバック３２、アームレスト３３を備え、右のアームレスト３３の上部先端に操作装置としてジョイスティック７が設けられている。ジョイスティック７の操作方向および操作角度が電気信号に変換され、前後方向への傾動操作で前進後退（走行用モータ９の正逆回転）、左右方向への傾動操作で左右旋回（図示しない操舵用モータの正逆回転）でき、搭乗者がジョイスティック７から手を離せば走行用モータ９は停止し、操舵用モータは操舵角ゼロに戻って停止するように構成されている。

前輪４は、図４に示されるように、ナックル２６の側方に車軸４ａを介して回転自在に支持されている。ナックル２６は、サスペンションアーム２７の先端部２７ａにキングピン２９で枢支され、サスペンションアーム２７は不図示の基端部にて車体２に枢支されることで、その先端側は上下方向（ｚ）に枢回動可能であり、かつ、中間部において不図示のスプリングを介して車体２に懸架されている。

一方、ナックル２６の後方に延出したナックルアーム２６ａの端部には、タイロッド２８の先端部２８ａが連結され、さらに、タイロッド２８の他端部が、反対側のナックルアーム２６ａに連結されることで、タイロッド２８、左右のナックル２６（ナックルアーム２６ａ）、および、サスペンションアーム２７を含む車体２は、４節リンク機構（台形リンク機構、アッカーマン機構）を構成している。

すなわち、図６に２点鎖線で示されるように、左右のナックル２６（ナックルアーム２６ａ）は、それらの延長線が、操舵角ゼロの場合に後車軸５ａの中心５ｃで交わるように、キングピン２９に対して斜後方に延出しており、これにより、操舵時には、図６に実線で示されるように、左右の前輪４′，４′の車軸４ａの延長線が、後車軸５ａの延長線上の旋回中心４ｃで交わり、図中左側の内輪と、図中右側の外輪とが、それぞれの回転半径に応じた適正な操舵角（内輪操舵角が外輪操舵角より大きい）で操舵される。

また、タイロッド２８の中間部は不図示の操舵用モータに連結され、先述の通り、ジョイスティック７の左右方向への傾動操作で操舵用モータが駆動し、タイロッド２８が対応する方向（ｙ）に移動することで、前輪４，４が操舵される。なお、左右のナックルアーム２６ａを１つのタイロッド２８で連結する代わりに、操舵用モータで駆動されるクランク等の部材と左右のナックルアーム２６ａとを個別に連結することもできる。

左右の前輪４，４には、各前輪の上方ないしは後方を覆う泥除けを構成するフェンダー２４が設けられている。これらのフェンダー２４，２４は、いずれもナックル２６にブラケット２５を介して取り付けられることで、各前輪４，４と共に操舵される。

左右のフェンダー２４，２４の上部には、進行方向前方の障害物を検知するための距離計測センサ６，６が取り付けられている。距離計測センサ６，６は、検知対象物で反射された反射波を検知する反射型超音波センサが好適であり、赤外線センサを併用することもできる。距離計測センサ６，６の検知エリア１０に障害物が検出された場合には、例えば、障害物との距離が所定以上の場合は減速して走行を続け、障害物との距離が所定以内に接近した場合には徐々に減速させて停止させることで、障害物との衝突や接触を未然に回避する。

以上のように構成された小型電動車両１では、図５（ａ）に示されるように、距離計測センサ６，６が左右のフェンダー２４，２４の上部に設けられているので、搭乗者がジョイスティック７で操舵操作を行うことで左右の前輪４，４が操舵されれば、距離計測センサ６，６も各前輪４，４と一体的に操舵され、距離計測センサ６，６の検知エリア１０，１０は常に進行方向前方を向くことになる。これにより、図５（ｂ）に示される直進時のみならず、図５（ａ）に示されるような旋回時においても、進行方向前方の障害物を的確に検知することが可能となる。

しかも、左右の距離計測センサ６，６は、アッカーマン機構を構成するナックル２６に取付けられたフェンダー２４に取付けられているので、左右の車輪４，４のうち内輪側の操舵角が外輪側よりも大きくなり、図中左側に設置したセンサ６の検知エリア１０は、先行軌跡４ｔよりも内側のエリアを検知可能となる。それにより、旋回時に前輪４と後輪５が描く円弧４ｔ，５ｔの半径に生じる差、いわゆる内輪差ｄに起因した内側障害物への衝突を回避するうえで有利である。

また、現在の操舵角に対してさらに内側に旋回していく車両の特性を考慮して、操舵操作を行うジョイスティック７の信号を障害物検知システム側にも出力し、旋回時に内輪側となる距離計測センサ６の情報を優先的に利用することにより、より確度の検知と衝突回避を実施するうえで有利である。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、距離計測センサ６をフェンダー２４に取付ける場合を示したが、ナックル２６と一体または別体のブラケットなどに距離計測センサを取付けることもできる。また、上記実施形態では、本発明を２つの前輪４，４が操舵輪である４輪車に実施する場合を示したが、本発明は１つの前輪が操舵輪である３輪車に実施することもできる。

１ 小型電動車両
２ 車体
３ シート
４ 前輪
５ 後輪
６ 距離計測センサ
７ ジョイスティック（操作装置、操作レバー）
８ バッテリー
９ 走行用モータ
１０ 検知エリア
２０ ステップ
２４ フェンダー
２５ ブラケット
２６ ナックル
２６ａ ナックルアーム
２７ サスペンションアーム
２８ タイロッド
２９ キングピン
３０ ポスト
３１ シートクッション
３２ シートバック
３３ アームレスト

Claims (4)

1. 車体前部に操舵可能に設けられた前輪と、後輪と、走行用モータと、車両前方に存在する障害物を検知するセンサと、を備え、前記センサが障害物を検知した場合に、前記走行用モータを減速または停止するように構成された小型電動車両において、前記センサが、前記前輪とともに操舵される部材に取付けられていることを特徴とする小型電動車両。
2. 前記前輪とともに操舵される前記部材が、前記前輪の上方を覆うフェンダーであることを特徴とする請求項１記載の小型電動車両。
3. 前記前輪が、前記車体前部の左右両側にアッカーマン機構をなす左右のナックルおよびタイロッドを介して操舵可能に設けられた左右一対の前輪からなり、かつ、前記フェンダーが、前記左右のナックルに取付けられた左右のフェンダーからなり、前記センサが、前記左右のフェンダーに取り付けられた左右のセンサからなることを特徴とする請求項２記載の小型電動車両。
4. 操舵用電動モータと、搭乗者のレバー操作により前記操舵用モータを駆動させて前記前輪の操舵を行うための操作装置とをさらに備え、操舵方向へのレバー操作が前記左右のセンサの検知情報の対する評価ウエイトに反映されるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の小型電動車両。

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