JP2018186860A - 車両 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、近年では、電動モータなどにより自走可能な車椅子などのパーソナルモビリティが提案され始めている。
このために、たとえば特許文献1、2において車椅子の例があるように、人がパーソナルモビリティに乗車したまま自動車などの車両へ乗り込むことができるようにすることが大切であると考えられる。
このため、車両に積載されるサブモビリティに乗車している乗員について、車両と一体的に設けられるシートと同等の乗り心地を得ることは難しい。
たとえば車体が左右方向へロールすると、車両と別体に形成されて車両に積載されるサブモビリティが車体に対して車体と同じ方向へロールする可能性がある。特に、サブモビリティはそれ単体で移動可能であるために、独自の衝撃吸収機能を有する可能性がある。この場合、サブモビリティに乗車している乗員には、車体のロールによる振れに対して、車体に対するサブモビリティのロールによる振れが加算したものが作用することになる。サブモビリティの乗員には、車両と一体的に設けられるシートに乗車する乗員と比べて、大きなロールが作用してしまう可能性がある。
よって、サブモビリティの左右方向への傾きは、車体より小さくし得る。サブモビリティの左右方向への傾きが抑制されることにより、車体が大きくロールする場合でもサブモビリティの傾きは抑制される。
その結果、サブモビリティの乗員に対して大きなロールが作用し難くなる。たとえばサブモビリティがそれ自体に独自の衝撃吸収機能を有するために、ロールする車体に対して同じ方向へサブモビリティがロールした場合のよう大きなロールが、サブモビリティの乗員に対して作用し難くなる。
図1は、本発明に適用したサブモビリティ50の一例の概観図である。
図1に示すように、サブモビリティ50は、卵型のボディ51を有する。ボディ51の内側には、乗員が着座するシート52が配置される。シート52の左右両側にはアームレスト53が配置される。アームレスト53の先端には、操作レバー54が配置される。また、ボディ51の下部には、複数の車輪55が設けられる。
複数の車輪55は、たとえばボディ51内において図示外の板バネなどを介在して、ボディ51に軸支されてよい。これにより、サブモビリティ50が自走する場合に、路面からの入力や衝撃を吸収することができる。
図2に示すように、図1のサブモビリティ50には、電力系回路として、副受電部61、副充電器62、副バッテリ63、副コンバータ64、複数の車輪55を駆動する副動力モータ65、副制動モータ66、副操舵モータ67、副設備機器68、が設けられる。
副コンバータ64は、副バッテリ63の蓄電電力を変換して、副動力モータ65、副制動モータ66、副操舵モータ67、および副設備機器68といった負荷機器へ供給する。
副動力モータ65が駆動されることにより、複数の車輪55が回転し、サブモビリティ50は前進または後退できる。
副操舵モータ67が駆動されることにより、車輪55の向きが変更され、サブモビリティ50は左右に展開できる。
副制動モータ66が駆動されることにより、複数の車輪55の回転が制動される。これにより、サブモビリティ50は停止できる。
このようにサブモビリティ50は、副受電部61から供給される電力により充電された副バッテリ63の蓄電電力を用いて、乗員をシート52に乗せて走行できる。
副電力制御部72は、副電力監視部71からの情報に基づいて、副充電器62、副コンバータ64を制御する。たとえば副受電部61に電源コードが接続されて副充電器62により副バッテリ63を充電可能な状態である場合、副バッテリ63の電圧が所定の最高電圧となるまで副充電器62による充電を制御する。副バッテリ63の電圧が所定の最低電圧より低い場合には、副コンバータ64による電力変換を停止させる。所定の最低電圧より少し高い電圧以下になると、副コンバータ64が各負荷機器へ供給する電力を減らす。副電力制御部72は、これらの電力制御状態および副バッテリ63の状態についての情報を、副ルート生成部78および副自動運転部79へ適宜に又は周期的に通知する。
副入力部74は、乗員の操作が入力されるデバイスであり、たとえば上述した操作レバー54を有する。
副通信部75は、他のデバイスたとえば自動車1の主通信部35との間で通信し、データを送受する。また、基地局と通信することにより、基地局の位置情報を取得できる。
副表示部76は、たとえばタッチパネル式液晶デバイスである。このタッチパネルは、副入力部74の一部として機能し得る。
副センサ部77は、サブモビリティ50の位置、速度、周囲環境などを検出するものである。
副ルート生成部78は、たとえば目的地などが入力されることにより、サブモビリティ50の現在位置から目的地までの巡回経路を生成する。
副自動運転部79は、たとえば生成された巡回経路にしたがって副動力モータ65、副制動モータ66および副操舵モータ67へ制御信号を出力する。これにより、サブモビリティ50は、巡回経路をたどって目的地まで自動的に移動することができる。
このために、人がサブモビリティ50に乗車したまま自動車1などの車両へ乗り込むことができるようにすることが大切であると考えられる。
また、このように自動車1へサブモビリティ50が乗り込む場合、好ましくは、乗車したサブモビリティ50を自動車1内で充電できるようにするとよい。これにより、乗員は、十分な充電がなされていない状態にあるサブモビリティ50に乗車して移動を開始し、自動車1内でサブモビリティ50を充電できる。そして、自動車1から降車した後には十分に充電されたサブモビリティ50を用いて目的地まで移動したり、目的地において移動したりできる。このような付加価値により、サブモビリティ50と自動車1とが有機的に結合した次世代交通システムの利便性が高まり、その利用促進が期待できる。
このため、自動車1に積載されるサブモビリティ50に乗車している乗員について、自動車1と一体的に設けられるシートと同等の乗り心地を得ることは難しい。
たとえば自動車1が左右方向へロールすると、自動車1と別体に形成されて自動車1に積載されるサブモビリティ50は、自動車1の車体に対して同じ方向へロールする可能性がある。特に、図1のようにサブモビリティ50がそれ単体で板バネなどによる独自の衝撃吸収機能を有する場合、自動車1の内側においてサブモビリティ50がロールすることになる。この場合、サブモビリティ50に乗車している乗員には、自動車1の車体のロールによる振れに対して、自動車1の車体に対するサブモビリティ50のロールによる振れが加算したものが作用することになる。サブモビリティ50の乗員には、自動車1と一体的に設けられるシートに乗車する乗員と比べて、大きなロールが作用してしまう可能性がある。
このように、自動車1のでは、サブモビリティ50に乗車したまま自動車1に乗り込む乗員の乗り心地を向上させることが求められる。
図3の自動車1は、乗車室2を有する車体3、車体3の下部に設けられる車輪4、を有する。そして、乗車室2には、4台のサブモビリティ50が2台ずつ2列で乗車している。
また、図3には、車体3の床面に設けられた主受電コイル12と、自動車1が走行可能な道路の路面の走行レーン100に設けられた送電コイル101と、が図示されている。送電コイル101は、路面の走行レーン100を走行している自動車1に非接触に電力を供給できる。主受電コイル12は、自動車1の外にある送電コイル101からの電力供給を受ける。
図4に示すように、図3の自動車1には、電力系回路として、主受電コネクタ11、主受電コイル12、主充電器13、主バッテリ14、主コンバータ15、複数の車輪4を駆動する主動力モータ16、主制動モータ17、主操舵モータ18、主設備機器19、主給電部20、が設けられる。
主コンバータ15は、主バッテリ14の蓄電電力を変換して、主動力モータ16、主制動モータ17、主操舵モータ18、主設備機器19、および主給電部20といった負荷機器へ供給する。主コンバータ15は、主受電コネクタ11や主受電コイル12へ供給された電力又は主バッテリ14の蓄電電力を給電コネクタへ供給する。
主給電部20は、電源コードなどにより、積載したサブモビリティ50の副受電部61と接続される。積載したサブモビリティ50に対して自動車1の電力を供給するために用いられる。
主動力モータ16が駆動されることにより、複数の車輪4が回転し、自動車1は前進または後退できる。
主操舵モータ18が駆動されることにより、車輪4の向きが変更され、自動車1は左右に展開できる。
主制動モータ17が駆動されることにより、複数の車輪4の回転が制動される。これにより、自動車1は停止できる。
このように自動車1は、主受電コイル12または主受電コネクタ11から供給される電力により充電された主バッテリ14の蓄電電力を用いて、サブモビリティ50を乗せて走行できる。
主電力制御部32は、主電力監視部31からの情報に基づいて、主充電器13、主コンバータ15を制御する。主電力制御部32は、主コンバータ15による主給電部20を通じたサブモビリティ50への給電を制御する。たとえば主受電コネクタ11に電源コードが接続されて主充電器13により主バッテリ14を充電可能である場合、主バッテリ14の電圧が所定の最高電圧となるまで主充電器13による充電を制御する。
主入力部34は、乗員の操作が入力されるデバイスである。
主通信部35は、他のデバイスたとえばサブモビリティ50の副通信部75との間で通信し、データを送受する。また、基地局と通信することにより、基地局の位置情報を取得できる。
主表示部36は、たとえばタッチパネル式液晶デバイスである。このタッチパネルは、主入力部34の一部として機能し得る。タッチパネル式液晶デバイスは、たとえば乗車室2の前面に配置される。これにより、複数のサブモビリティ50に乗車した乗員は、共通の表示を閲覧することができる。
主センサ部37は、自動車1の位置、速度、周囲環境などを検出するものである。
主ルート生成部38は、たとえば目的地などが入力されることにより、自動車1の現在位置から立寄地などまでの巡回経路を生成する。立寄地は、目的地と同一であっても、目的地の近くの駐車可能な場所であってもよい。
主自動運転部39は、たとえば生成された巡回経路にしたがって主動力モータ16、主制動モータ17および主操舵モータ18へ制御信号を出力する。これにより、自動車1は、巡回経路をたどって目的地まで自動的に移動することができる。
図5は、本発明の第1実施形態の自動車1におけるサブモビリティ50の積載構造の説明図である。図5(A)は左側面図、図5(B)は正面図である。
図5において、自動車1の車体3の乗車室2の床面には、プラットフォーム81が乗る受け部としてのプラットフォーム81が設けられる。
プラットフォーム81は、たとえば高剛性を有する金属製の板材で構成される。
プラットフォーム81の上には、プラットフォーム81に乗ったサブモビリティ50の左右の車輪55を挟んで固定する左右の固定部82が設けられる。これにより、プラットフォーム81の上にサブモビリティ50が固定される。
サブモビリティ50の副受電部61は、図5(A)に示すように、ボディ51から下に突出し、サブモビリティ50が固定された状態で主給電部20と接触または近接し、主給電部20との間で電力を送受可能な状態になる。なお、図5(B)では、これらの構成の図示は省略されている。
アクチュエータ83は、プラットフォーム81と車体3の床材との高さ位置を揃える標準位置から伸縮して、プラットフォーム81を押し上げ又は引き下げる。
ロールセンサ91は、車体3の骨格部材などに取り付けられ、車体3の左右方向に対する傾きである車体3のロールを検出する。
逆相制御部92は、ロールセンサ91の検出値に基づいて、複数のアクチュエータ83についての上下方向の伸縮を制御する。なお、逆相制御部92は、図4のCPU40において実現されてよい。この場合、ロールセンサ91および複数のアクチュエータ83は、CPU40に接続される。
図6は、本実施形態におけるロール抑制制御の内容を示す説明図である。図6(A)は車体3がロールする前の状態である。図6(B)は車体3がロールするとともにロール抑制制御を実施した状態である。図6(C)はロール抑制制御を実施しない場合の比較例のロール状態である。
車体3は、たとえば操舵操作などにより、図6(A)に示すように左右方向に対して傾斜していない非ロール状態から、図6(B)に示すように左右方向に対して傾斜したロール状態となる。図6(B)では、車体3の右側が左側と比べて下がっている。
ロールセンサ91は、このような車体3のロールを検出し、逆相制御部92へ通知する。
逆相制御部92は、このロールの検出通知に基づいて、プラットフォーム81を逆方向へロールさせるように複数のアクチュエータ83を標準位置から伸縮させる。たとえば図6(B)の場合、右側のアクチュエータ83を伸展させるとともに、左側のアクチュエータ83を縮短させる。これにより、プラットフォーム81の右側が上がり、左側が下がる。プラットフォーム81およびそれに積載されているサブモビリティ50は、車体3に対して逆方向へ傾く。
その結果、プラットフォーム81の上に固定されて積載されているサブモビリティ50は、左右方向に対して略傾斜しないようなる。サブモビリティ50自体の衝撃吸収機構によりサブモビリティ50がロールするとしても、プラットフォーム81の傾斜が抑制されることにより、サブモビリティ50に乗車した乗員に作用するロールは比較的小さくなる。
これに対して、図6(C)の比較例では、複数のアクチュエータ83が標準位置のまま、車体3が右へロールしている。プラットフォーム81に積載されているサブモビリティ50は、車体3のロールがそのまま作用し、大きく傾いている。
よって、サブモビリティ50の左右方向への傾きは、車体3より小さくなる。サブモビリティ50の左右方向への傾きが抑制されるので、車体3が大きくロールする場合でもサブモビリティ50の傾きが抑制され、サブモビリティ50の乗員は大きくロールし難くなる。ロールする車体3に対して同じ方向へサブモビリティ50がロールした場合のように、サブモビリティ50の乗員に対して大きなロールが作用し難くなる。
この他にもたとえばプラットフォーム81の左右一端を回転可能に床材に取り付け、他端をアクチュエータ83により上下動させてもよい。
また、プラットフォーム81のたとえば中央部において前後方向に沿った軸を取り付け、この軸をアクチュエータ83により回転駆動してもよい。
これらの場合でも、プラットフォーム81を左右方向に対して回動させることができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る自動車1について説明する。
第1実施形態と同様のものについては、第1実施形態と同じ名前を使用して、第1実施形態の説明および図示を利用する。以下においては主に第1実施形態との相違点について説明する。
図7に示すように、本実施形態の乗車室2の床面には、右プラットフォーム86と、左プラットフォーム87とが設けられる。サブモビリティ50の右側の車輪55は右プラットフォーム86に乗り、左側の車輪55は左プラットフォーム87に乗る。
右側のアクチュエータ83は、右プラットフォーム86の裏面に取り付けられる。左側のアクチュエータ83は、左プラットフォーム87の裏面に取り付けられる。
たとえば図7(A)の状態から図7(B)の状態へ車体3がロールする場合、逆相制御部92は、右側のアクチュエータ83を伸展させるとともに、左側のアクチュエータ83を縮短させる。これにより、右プラットフォーム86が上がるとともに左プラットフォーム87が下がり、車体3の左右方向に並べられた右プラットフォーム86および左プラットフォーム87は違う高さ位置に制御される。
その結果、右プラットフォーム86および左プラットフォーム87の上に固定されて積載されているサブモビリティ50は、車体3に対して逆方向へ傾き、左右方向に対して略傾斜しないようなる。サブモビリティ50自体の衝撃吸収機構によりサブモビリティ50がロールするとしても、プラットフォーム81の傾斜が抑制されることにより、サブモビリティ50に乗車した乗員に作用するロールは比較的小さくなる。
これに対して、図7(C)の比較例では、複数のアクチュエータ83が標準位置のまま、車体3が右へロールしている。プラットフォーム81に積載されているサブモビリティ50は、車体3のロールがそのまま作用し、大きく傾いている。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る自動車1について説明する。
第1実施形態と同様のものについては、第1実施形態と同じ名前を使用して、第1実施形態の説明および図示を利用する。以下においては主に第1実施形態との相違点について説明する。
図8に示すように、本実施形態のプラットフォーム81の下側には、湾曲レール88、駆動ローラ89、が設けられる。
湾曲レール88は、円弧に沿って湾曲したものである。この円弧は、たとえばプラットフォーム81に積載されるサブモビリティ50および乗員の重心位置を中心とする円弧でよい。
湾曲レール88は、プラットフォーム81の裏面に、左右方向に沿って取り付けられる。
駆動ローラ89は、前後方向の軸の周囲で回転駆動可能に、湾曲レール88の中央下側に圧接して設けられる。駆動ローラ89は、図示外の駆動モータにより回転駆動される。
駆動ローラ89が回転することにより、湾曲レール88は左右方向へ送られる。これにより、プラットフォーム81は左右方向に沿って振り子状に可動し、左右方向に対して傾斜することができる。
たとえば図8(A)の状態から図8(B)の状態へ車体3がロールする場合、逆相制御部92は、プラットフォーム81を右側へ送るように駆動ローラ89を回転駆動する。
これにより、プラットフォーム81は、車体3に対して右上がりとなるように逆方向に傾斜する。プラットフォーム81の上に固定されて積載されているサブモビリティ50は、車体3に対して逆方向へ傾き、左右方向に対して略傾斜しないようなる。サブモビリティ50自体の衝撃吸収機構によりサブモビリティ50がロールするとしても、プラットフォーム81の傾斜が抑制されることにより、サブモビリティ50に乗車した乗員に作用するロールは比較的小さくなる。
これに対して、図8(C)の比較例では、複数のアクチュエータ83が標準位置のまま、車体3が右へロールしている。プラットフォーム81に積載されているサブモビリティ50は、車体3のロールがそのまま作用し、大きく傾いている。
次に、本発明の第4実施形態に係る自動車1について説明する。
第1実施形態と同様のものについては、第1実施形態と同じ名前を使用して、第1実施形態の説明および図示を利用する。以下においては主に第1実施形態との相違点について説明する。
図9において、逆相制御部92には、ロールセンサ91とともに、図5の主自動運転部39が接続される。
主自動運転部39は、たとえば主操舵モータ18を制御するための操舵量信号を逆相制御部92へ出力する。
逆相制御部92は、たとえば自動運転の操舵量に基づいて、車体3のロール方向およびロール量を予測演算する。
そして、逆相制御部92は、プラットフォーム81においてそのロールを相殺するように、複数のアクチュエータ83を制御する。プラットフォーム81および積載されているサブモビリティを、自動運転により予測される車体3のロールの逆方向へ傾ける。
よって、自動運転中に乗員に対して大きなロールの力が作用しないようにできる。自動運転中に大きくロールしたことに起因して乗員が不安に感じてしまうことを減らすことができる。
この他にもたとえば、プラットフォーム81は、更に、自動車1が左右以外の方向へ傾く際にサブモビリティ50が自動車1に対して逆方向へ傾くように可動してもよい。
いずれにしても、自動車1が少なくとも左右方向へ傾く際にサブモビリティ50が自動車1に対して逆方向へ傾くように可動することにより、サブモビリティ50の左右方向への傾きを車体3より小さくできる。
Claims (7)
- 人が乗車した状態のサブモビリティを積載可能な車体と、
前記サブモビリティが乗る受け部と、を有し、
前記受け部は、前記車体が少なくとも左右方向へ傾く際に前記サブモビリティが前記車体に対して逆方向へ傾くように可動する、
車両。 - 前記受け部を、前記車体が左右方向へ傾く際に前記サブモビリティが前記車体に対して逆方向へ傾くように可動させるアクチュエータ、を有する、
請求項1記載の車両。 - 前記アクチュエータは、前記車体についての左右方向への傾き量より少ない量で、前記サブモビリティを前記車体に対して逆方向へ傾ける、
請求項2記載の車両。 - 前記車体に設けられた乗車室の床面には、前記車体とは別体に、前記サブモビリティが乗る前記受け部としてのプラットフォームが設けられ、
前記アクチュエータは、前記プラットフォームを前記車体の左右方向に対して傾けることにより、前記サブモビリティを傾ける、
請求項2または3記載の車両。 - 前記車体に設けられた乗車室の床面には、前記車体とは別体に設けられて前記サブモビリティが乗る前記受け部としてのプラットフォームとして、前記車体の左右方向に並べられた右プラットフォームおよび左プラットフォーム、が設けられ、
前記アクチュエータは、前記右プラットフォームおよび前記左プラットフォームの少なくとも一方を上下動させて互いを違う高さ位置にすることにより、前記サブモビリティを傾ける、
請求項2または3記載の車両。 - 前記車体に設けられた乗車室の床面には、前記車体とは別体に、前記サブモビリティが乗る前記受け部としてのプラットフォームが設けられ、
前記アクチュエータは、前記プラットフォームを前記車体の左右方向に沿って振り子状に可動させることにより、前記サブモビリティを傾ける、
請求項2または3記載の車両。 - 前記アクチュエータは、前記車体が自動運転している場合に、自動運転により予測される車体のロールに応じて前記サブモビリティを逆方向へ傾ける、
請求項2から6のいずれか一項記載の車両。
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