JP2021041891A - 制動補助装置及び電動車両 - Google Patents

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龍之 齋藤
憲 廣田
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憲 廣田
貴寛 永井
Takahiro Nagai
貴寛 永井
渡邉 哲也
Tetsuya Watanabe
哲也 渡邉
陽平 増田
Yohei Masuda
陽平 増田
剛 戸塚
Takeshi Tozuka
剛 戸塚
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Abstract

【課題】電動車両の後輪の制動に異常が生じても電動車両を停止させることが可能な制動補助装置及び電動車両を提供する。【解決手段】電動車両の後輪を制動する第1の制動装置と、前記電動車両の前輪を制動する第2の制動装置とを制御する制御部、を備え、前記第1の制動装置による前記後輪の制動時、前記後輪の制動に異常があると判定された場合、前記制御部は、前記第2の制動装置に前記前輪を制動させる。【選択図】図5

Description

本発明は、制動補助装置及び電動車両に関する。
複数の制動装置を有し、各々の制動装置が独立して機能する電動車両がある。
一例として、下記特許文献1には、運転者が適宜操作することで機能する主制動装置と、車両の走行状態に応じて機能する補助制動装置とを有する車両が開示されている。当該主制動装置と当該補助制動装置は、互いに独立した制動力の伝達系統を有し、駆動輪である後輪に対してそれぞれ制動作用を奏することで、車両を停止させる。
特開昭63−251358号公報
しかしながら、車両の後輪に対する制動だけでは、車両の停止が困難となる恐れがある。例えば、坂道や凍結路面等の走行時、平坦な道や凍結していない路面等の走行時と同様に後輪の制動が行われた場合、路面状況等が影響し、後輪に対して車両の停止に必要な制動力を与えることができない可能性がある。その場合、ブレーキ操作に応じた減速の度合いに対して、実際の車両の減速の度合いが不十分となる。そこで、後輪の制動による車両の減速が不十分な場合でも、車両が停止することが可能な技術の提供が望まれる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電動車両の後輪の制動に異常が生じても電動車両を停止させることが可能な制動補助装置及び電動車両を提供することにある。
本発明の一態様に係る制動補助装置は、電動車両の後輪を制動する第1の制動装置と、前記電動車両の前輪を制動する第2の制動装置とを制御する制御部、を備え、前記第1の制動装置による前記後輪の制動時、前記後輪の制動に異常があると判定された場合、前記制御部は、前記第2の制動装置に前記前輪を制動させる、制動補助装置である。
また、前記電動車両は、右側に設けられた第1の前輪と左側に設けられた第2の前輪の少なくとも2輪の前記前輪を有し、前記制御部は、前記第2の制動装置に前記第1の前輪又は前記第2の前輪のいずれか一方を制動させてもよい。
また、本発明の一態様に係る電動車両は、車両の前部に設けられた前輪と、前記車両の後部に設けられた後輪と、前記前輪を操作するハンドルと、前記後輪を駆動させるモータと、前記後輪を制動する第1の制動装置と、前記前輪を制動する第2の制動装置と、前記車両の移動速度に関する情報を取得する車速センサと、前記第1の制動装置と前記第2の制動装置とを制御する制動補助装置と、を備え、前記第1の制動装置による前記後輪の制動時、前記後輪の制動に異常があると判定された場合、前記制動補助装置は、前記第2の制動装置に前記前輪を制動させる、電動車両である。
また、前記電動車両は、右側に設けられた第1の前輪と左側に設けられた第2の前輪の少なくとも2輪の前記前輪と、右側に設けられた第1の後輪と左側に設けられた第2の後輪の少なくとも2輪の前記後輪とを有し、前記ハンドルは、前記第2の制動装置を操作するブレーキレバーをさらに備え、運転者による前記ブレーキレバーの操作に伴い前記第2の制動装置が2輪の前記前輪のいずれか一方を制動した場合、前記制動補助装置は、2輪の前記前輪のそれぞれにおけるトルクの差分に基づき、2輪の前記前輪のいずれか一方の制動後に前記第1の制動装置が2輪の前記後輪のそれぞれに与える制動力の配分を決定してもよい。
また、前記制動補助装置は、前記第2の制動装置に制動された前輪の対角線上にある後輪に前記前輪の制動前よりも強い制動力が与えられるように、前記配分を決定してもよい。
以上説明したように、この発明によれば、電動車両の後輪の制動に異常が生じても電動車両を停止させることが可能となる。
本発明の実施形態に係る制動補助装置を備える軽量小型パーソナルモビリティの斜視図である。 同実施形態に係る軽量小型パーソナルモビリティのハンドルの構成を示す図であり、(A)はハンドルの右側にアクセルとブレーキレバーが設けられる例であり、(B)はハンドルの左側にアクセルとブレーキレバーが設けられる例である。 一般的な軽量小型パーソナルモビリティの構成の概略を示す図である。 本発明の実施形態に係る軽量小型パーソナルモビリティの構成の概略を示す図である。 同実施形態に係る制動補助装置の構成を含む制動補助システムの例を示すブロック図である。 同実施形態に係る制動補助装置による制動補助処理の流れを示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態に係る制動補助装置を備える電動車両について図面を参照して説明する。制動補助装置は、電動車両が有する制動装置の動作を制御することで、制動装置による電動車両の車輪の制動を補助するための装置である。電動車両は、例えば、最高速度が概ね歩行速度程度までであって低速域で走行し、1名あるいは2名程度の乗員が搭乗可能な車両(以下、「小型パーソナルモビリティ」とも称される)である。小型パーソナルモビリティは、例えば、電動カート、シニアカー等であり、歩行が困難な人や健常者が利用可能である。なお、小型パーソナルモビリティは、かかる例に限定されない。
小型パーソナルモビリティの中でも、部品の削減や軽量素材の使用等により軽量化が図られているものは、「軽量小型パーソナルモビリティ」と称される。なお、以下では、電動車両が軽量小型パーソナルモビリティである例について説明する。
(軽量小型パーソナルモビリティの外部構成)
図1は、本発明の実施形態に係る制動補助装置10を備える軽量小型パーソナルモビリティ1の斜視図である。図1に示すように、軽量小型パーソナルモビリティ1は、制動補助装置10、駆動輪20、駆動輪21、駆動部30、操舵輪40、操舵輪41、及びハンドル50を備える。
制動補助装置10は、軽量小型パーソナルモビリティ1が有する制動装置の動作を制御することで、制動装置による車輪の制動を補助するための装置である。例えば、制動補助装置10は、制動装置の動作を制御することで、駆動輪20、駆動輪21、操舵輪40、及び操舵輪41の制動を制御する。制動補助装置10は、軽量小型パーソナルモビリティ1の任意の位置に設けられ得る。例えば、制動補助装置10は、駆動部30の内部に設けられる。なお、制動補助装置10が設けられる位置は、かかる例に限定されない。
駆動輪20と駆動輪21は、軽量小型パーソナルモビリティ1の後輪として設けられる。駆動輪20(第1の後輪)は、軽量小型パーソナルモビリティ1の進行方向に向かって右側に設けられ、以下では、「右後輪20」とも称される。駆動輪21(第2の後輪)は、軽量小型パーソナルモビリティ1の進行方向に向かって左側に設けられ、以下では、「左後輪21」とも称される。なお、本実施形態に係る軽量小型パーソナルモビリティ1は、右後輪20と左後輪21の少なくとも2輪の後輪を有する。
駆動部30は、駆動源としてモータを備える。駆動部30は、当該モータを駆動させることで右後輪20と左後輪21とに対して動力を供給し、右後輪20と左後輪21を駆動させる。軽量小型パーソナルモビリティ1は、いわゆる後輪駆動車両である。駆動部30は、インバータをさらに備える。インバータは、モータに接続され、モータの駆動を制御する。駆動部30は、バッテリをさらに備える。バッテリは、インバータに接続され、インバータに対して電力を供給する。
なお、駆動部30が備えるモータの数は、特に限定されない。一例として、本実施形態では、駆動部30に2つのモータが備えられる。2つのモータは、一方のモータが右後輪20に対して動力を供給し、もう一方のモータが左後輪21に対して動力を供給するように設けられる。
操舵輪40と操舵輪41は、軽量小型パーソナルモビリティ1の前輪として設けられる。操舵輪40(第1の前輪)は、軽量小型パーソナルモビリティ1の進行方向に向かって右側に設けられ、以下では、「右前輪40」とも称される。操舵輪41(第2の前輪)は、軽量小型パーソナルモビリティ1の進行方向に向かって左側に設けられ、以下では、「左前輪41」とも称される。なお、本実施形態に係る軽量小型パーソナルモビリティ1は、右前輪40と左前輪41の少なくとも2輪の前輪を有する。
ハンドル50は、右前輪40と左前輪41に連結され、運転者の操作に応じて軽量小型パーソナルモビリティ1を操舵可能に設けられる。かかる構成により、運転者のハンドル50の操作に応じて各前輪の向きが変化し、変化後の各前輪の向きに応じて軽量小型パーソナルモビリティ1の進行方向も変化する。なお、ハンドル50は、棒状のハンドルであってもよいし、円環状のハンドル(ステアリングホイール)であってもよい。
(ハンドルの構成)
図2は、本発明の実施形態に係る軽量小型パーソナルモビリティ1のハンドル50の構成を示す図である。図2の(A)は、ハンドル50の右側にアクセル54とブレーキレバー55が設けられる例を示す。図2の(B)は、ハンドル50の左側にアクセル54とブレーキレバー55が設けられる例を示す。図2の(A)と(B)に示すように、ハンドル50は、ハンドル本体部51、グリップ部52、グリップ部53、アクセル54、及びブレーキレバー55を備える。
ハンドル本体部51の両端には、運転者がハンドル50を操作する際に握る部位であるグリップ部52とグリップ部53とが設けられている。グリップ部52は、軽量小型パーソナルモビリティ1の進行方向に向かって右側に設けられ、以下では、「右グリップ部52」とも称される。グリップ部53は、軽量小型パーソナルモビリティ1の進行方向に向かって左側に設けられ、以下では、「左グリップ部53」とも称される。
アクセル54は、駆動部30と接続されており、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度の加減速の調整に用いられる。運転者がアクセル54を操作すると、駆動部30は、運転者によるアクセル54の操作に応じてモータを駆動させる。例えば、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度を加速させるように運転者がアクセル54を操作すると、駆動部30は、モータの回転数を増加させる。一方、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度を減速させるように運転者がアクセル54を操作すると、駆動部30は、モータの回転数を減少させる。このように、モータは、運転者によるアクセル54の操作に応じて右後輪20と左後輪21を制動させる機能を有する。よって、モータは、右後輪20と左後輪21を制動する制動装置(第1の制動装置)としての機能も有する。
ブレーキレバー55は、パーキング装置に連結されており、軽量小型パーソナルモビリティ1の減速に用いられる。パーキング装置は、パーキング装置が設けられた車輪を制動する制動装置(第2の制動装置)である。パーキング装置は、例えば、ディスクブレーキ、ドラムブレーキ等により実現され得る。なお、本実施形態では、パーキング装置は、右前輪40又は左前輪41のいずれか一方に設けられる。そのため、運転者がブレーキレバー55を操作すると、パーキング装置は、運転者によるブレーキレバー55の操作に応じて右前輪40又は左前輪41のいずれか一方を制動する。パーキング装置が右前輪40に設けられている場合、パーキング装置は、右前輪40を制動する。一方、パーキング装置が左前輪41に設けられている場合、パーキング装置は、左前輪41を制動する。
なお、パーキング装置は、右前輪40と左前輪41の各々に設けられてもよい。しかしながら、本実施形態のように、パーキング装置が右前輪40又は左前輪41のいずれか一方に設けられることで、パーキング装置の数が削減され、軽量小型パーソナルモビリティ1を軽量化することができる。
アクセル54とブレーキレバー55は、運転者が両手又は片手のどちらでも軽量小型パーソナルモビリティ1を運転できるように、ハンドル本体部51の右側と左側のそれぞれに設けられることが望ましい。しかしながら、運転者が片手のみで運転する場合、アクセル54とブレーキレバー55は、図2の(A)又は(B)に示すように、ハンドル本体部51の右側又は左側のいずれか一方に設けられていればよい。
(課題の整理)
ここで、図3及び図4を参照しながら、課題の整理を行う。図3は、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2の構成の概略を示す図である。図4は、本発明の実施形態に係る軽量小型パーソナルモビリティ1の構成の概略を示す図である。
図3に示すように、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2の右後輪20にはモータ31が接続され、左後輪21にはモータ32が接続されている。モータ31とモータ32には、インバータ33が接続されている。インバータ33には、バッテリ34が接続されている。
インバータ33は、モータ31による右後輪20の制動とモータ32による左後輪21の駆動を制御する。例えば、インバータ33は、アクセル54と接続されており、運転手によるアクセルの操作に応じてモータ31とモータ32の駆動を制御する。かかる構成により、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2では、右後輪20と左後輪21の制動が制御される。より具体的に、インバータ33は、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度を減速させるように運転者がアクセル54を操作すると、モータ31とモータ32の回転数を減少させる。これに伴い、モータ31とモータ32にそれぞれ接続されている右後輪20と左後輪21の回転数も減少する。この時、右後輪20と左後輪21には、図3の矢印が示すように制動力が与えられる。このようにして、モータ31とモータ32が右後輪20と左後輪21をそれぞれ制動するため、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2の移動速度が減速する。かかる構成により、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2では、インバータ33の制御によってモータが後輪を自動で制動するため、運転手が意図的にブレーキをかけなくても自動的にブレーキがかかる。
また、図3に示すように、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2の右前輪40には、パーキング装置60が接続され、左前輪41には、パーキング装置60が接続されていない。パーキング装置60には、コントローラ61が接続されている。コントローラ61は、例えば、ブレーキレバーである。
パーキング装置60は、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2の駐車時に用いられる装置であり、軽量小型パーソナルモビリティ2が移動しないように車輪を制動する。図3に示すパーキング装置60は、右前輪40に接続されているため、運転手によるコントローラ61の操作に応じて右前輪40を制動する。なお、パーキング装置60が左前輪41に接続されている場合、パーキング装置60は、運転手によるコントローラ61の操作に応じて左前輪41を制動する。かかる構成により、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2では、運転手によるコントローラ61の操作に応じて右前輪40又は左前輪41のいずれか一方が制動される。かかる構成により、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2では、運転手は、コントローラ61を操作することで意図的にブレーキをかけることもできる。
しかしながら、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2では、各モータが各後輪を制動する機能とパーキング装置60が前輪を制動する機能とは、それぞれ独立して機能する。そのため、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2では、後輪の制動が行われた際に、停止が困難となる状況が生じ得る。停止が困難となる状況は、例えば、各モータによる各後輪の制動に異常が生じた状況である。後輪の制動の異常は、例えば、後輪の制動による一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2の移動速度の減速が不十分であることである。後輪の制動の異常は、例えば、坂道(特に下り坂)の走行時、凍結路面の走行時、移動速度が速い状態での停止時、後輪の空転時等に起こり得る。後輪の空転は、後輪が溝にはまっている時や後輪の車軸がなめている時等に起こり得る。後輪の制動による一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2の移動速度の減速が不十分である場合、制動距離が想定よりも長くなってしまい、運転者は、軽量小型パーソナルモビリティ2を想定した位置で停止させることができない。
もし、運転者がコントローラ61を操作することで意図的にブレーキをかけることできた場合、一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2は、運転者が想定した位置で停止することができる。しかしながら、運転者がコントローラ61を操作して意図的にブレーキをかけることができない状況も起こり得る。そのため、モータによる自動的なブレーキのみでは停止が困難となる状況が生じた場合でも、モータ以外による自動的なブレーキにより軽量小型パーソナルモビリティ2が停止することが可能な技術が提供されることが望まれる。
そこで、上記の事情を一着眼点にして本発明の実施形態を創作するに至った。本発明の実施形態に係る制動補助装置10は、軽量小型パーソナルモビリティ1の後輪を制動するモータと、前輪を制動するパーキング装置とを制御する。モータによる後輪の制動時、後輪の制動に異常があると判定された場合、制動補助装置10は、パーキング装置に前輪を制動させる。
本発明の実施形態に係る軽量小型パーソナルモビリティ1は、図4に示すように、右後輪20、左後輪21、モータ31、モータ32、インバータ33、バッテリ34、右前輪40、左前輪41、パーキング装置60、及びコントローラ61を構成要素として有する。これらの構成要素は、上述した一般的な軽量小型パーソナルモビリティ2が有する同一符号の構成要素と、それぞれ同様の機能を有する。軽量小型パーソナルモビリティ1は、これらの構成要素に加え、制動補助装置10を有する。制動補助装置10は、例えば、図4に示すように、インバータ33とパーキング装置60に接続される。制動補助装置10は、インバータ33を介してモータ31とモータ32の駆動を制御することで、右後輪20と左後輪21の制動を制御する。また、制動補助装置10は、パーキング装置60の動作を制御することで、右前輪40の制動を制御する。
かかる構成により、制動補助装置10は、軽量小型パーソナルモビリティ1の前輪と後輪の制動を一元的に管理することができる。例えば、後輪の制動に異常があると判定された場合、制動補助装置10は、パーキング装置60の動作を制御することで、パーキング装置60に前輪を制動させることができる。
よって、本発明の実施形態に係る制動補助装置10は、軽量小型パーソナルモビリティ1の後輪の制動に異常が生じても軽量小型パーソナルモビリティ1を停止させることができる。以下、このような効果を有する本発明の実施形態に係る制動補助装置10の構成について、詳細に説明する。
(制動補助システムの例)
図5は、本発明の実施形態に係る制動補助装置10の構成を含む制動補助システム1000の例を示すブロック図である。図5に示すように、制動補助システム1000は、車速センサ70、制動補助装置10、インバータ33、及びパーキング装置60を備える。
(車速センサ70)
車速センサ70は、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度に関する情報(以下、「センシング情報」とも称される)を取得する機能を有する。車速センサ70は、例えば、軽量小型パーソナルモビリティ1に設けられる。車速センサ70は、回転センサ、ホールICセンサ等により実現され得る。回転センサは、例えば、後輪の回転数をセンシング情報として取得する。ホールICセンサは、例えば、後輪の回転角をセンシング情報として取得する。そして、車速センサ70は、取得したセンシング情報を制動補助装置10へ出力する。
(制動補助装置10)
制動補助装置10は、車速センサ70から入力されたセンシング情報に基づき、軽量小型パーソナルモビリティ1における制動を補助する機能を有する。当該機能を実現するために、制動補助装置10は、図5に示すように、制御部110を有する。
(制御部110)
制御部110は、制動補助装置10による軽量小型パーソナルモビリティ1の制御全般を行う機能を有する。当該機能を実現するために、制御部110は、図5に示すように、検出部112、判定部114、制動制御部116を有する。
(検出部112)
検出部112は、軽量小型パーソナルモビリティ1に関する情報の検出を行う機能を有する。例えば、検出部112は、軽量小型パーソナルモビリティ1が有する車速センサ70のセンシング情報に基づき、情報の検出を行う。そして、検出部112は、センシング情報に基づき検出した情報(以下、「検出情報」とも称される)を判定部114へ出力する。
検出情報の検出前に、検出部112は、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度が減速する操作が運転手により行われたか否かを検出する。例えば、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度が減速するように運転手がアクセル54を操作すると、ブレーキスイッチがオンとなり、各モータによる各後輪の制動が開始される。そこで、検出部112は、ブレーキスイッチがオンになっているか否かを検出することで、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度が減速する操作が運転手により行われたか否かを検出する。
ブレーキスイッチがオンになっていることを検出すると、検出部112は、検出情報の検出を行う。例えば、検出部112は、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度を検出情報として検出する。具体的に、車速センサ70が回転センサである場合、検出部112は、後輪の回転数から軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度を算出する。また、車速センサ70がホールICセンサである場合、検出部112は、後輪の回転角から軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度を算出する。
(判定部114)
判定部114は、軽量小型パーソナルモビリティ1の状態に関する判定を行う機能を有する。例えば、判定部114は、検出部112から入力される検出情報に基づき、判定を行う。判定後、判定部114は、判定した結果(以下、「判定結果」とも称される)を制動制御部116へ出力する。
一例として、検出部112から検出情報として軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度が入力された場合、判定部114は、当該移動速度に基づき、後輪の制動に異常があるか否かを判定する。具体的に、移動速度が第1の閾値以上である場合、判定部114は、異常があると判定し、その旨を判定結果として制動制御部116へ出力する。一方、移動速度が第1の閾値以上でない場合、判定部114は、異常がないと判定し、その旨を判定結果として制動制御部116へ出力する。かかる構成により、判定部114は、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度の減速が十分であるか否かを判定することができる。なお、異常がある旨の判定結果は移動速度の減速が不十分であることを示し、異常がない旨の判定結果は移動速度の減速が十分であることを示す。また、第1の閾値には、任意の値が設定されてよい。
(制動制御部116)
制動制御部116は、軽量小型パーソナルモビリティ1の前輪と後輪の制動を制御する機能を有する。
・前輪の制動制御
制動制御部116は、判定部114から入力される判定結果に基づき、パーキング装置60を介して右前輪40又は左前輪41の制動を制御する。例えば、異常がある旨を示す判定結果が入力された場合、制動制御部116は、パーキング装置60に右前輪40又は左前輪41のいずれか一方を制動させる。このパーキング装置60を後輪の制動に対して補助するように制御させる場合には、制動制御部116は、駐車時における制動力よりも低い制動力で前輪を制動するようにパーキング装置60を制御させることが望ましい。これにより、減速中に前輪がロックすることを防止することができる。一方、異常がない旨を示す判定結果が入力された場合、制動制御部116は、パーキング装置60に右前輪40及び左前輪41を制動させない。
かかる構成により、制動制御部116は、後輪の制動に異常が生じた際に、パーキング装置60に右前輪40又は左前輪41を制動させることができる。これにより、軽量小型パーソナルモビリティ1は、後輪の制動に異常が生じても停止することができる。
なお、制動制御部116は、異常があると判定された際の軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度に応じて、パーキング装置60に前輪へ付加させる制動力の強さを調整してもよい。例えば、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度が速い状態で前輪に強い制動力が与えられると、軽量小型パーソナルモビリティ1が急停止する恐れがある。そこで、制動制御部116は、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度が所定の閾値以上である場合、パーキング装置60が前輪へ付加する制動力を弱くさせる。かかる構成により、制動制御部116は、軽量小型パーソナルモビリティ1の急停止を防ぎ、軽量小型パーソナルモビリティ1を安全に停止させることができる。
また、制動制御部116は、パーキング装置60に前輪へ所定の時間間隔で一定の制動力を付加させる。所定の時間が経過したか否かは、例えば、計測される時間によって判定されてもよいし、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動距離に基づき算出される時間によって判定されてもよい。移動距離に基づき算出される時間によって判定される場合、制動制御部116は、軽量小型パーソナルモビリティ1が一定の距離を移動するたびに、パーキング装置60に前輪へ制動力を付加させる。かかる構成により、制動制御部116は、軽量小型パーソナルモビリティ1の急停止を防ぎ、軽量小型パーソナルモビリティ1を安全に停止させることができる。
なお、制動制御部116は、右前輪40と左前輪41の内、パーキング装置60が接続されている方の前輪のみに対し、パーキング装置60に制動を行わせる。制動制御部116は、パーキング装置60が右前輪40と左前輪41のどちらに接続されているかを示す情報をあらかじめ有していてもよい。また、ブレーキレバー55とパーキング装置60が左右両側に設けられる場合、各ブレーキレバー55にタッチセンサを設けることで、制動制御部116が左右いずれか一方のパーキング装置60を制御できるようにしてもよい。具体的に、まず、検出部112がタッチセンサにより運転者がどちらのブレーキレバー55に触れたかを検出情報として検出し、判定部114が検出情報に基づき左右どちらのパーキング装置60を制御させるかを判定する。そして、制動制御部116は、判定結果に基づき、左右いずれか一方のパーキング装置60を制御する。
・後輪の制動力の配分制御
右前輪40又は左前輪41のいずれか一方の制動は、制動制御部116の制御により行われる場合と、運転者がブレーキレバー55を操作することによって行われる場合がある。制動制御部116の制御による前輪の制動が行われた場合、前輪に与えられる制動力の強さに応じて、制動された前輪を軸として軽量小型パーソナルモビリティ1の後部(後輪側)が左右に振られる場合がある。また、ブレーキレバー55の操作により前輪の制動が行われた場合も、軽量小型パーソナルモビリティ1の後部が左右に振られる場合がある。例えば、ブレーキレバー55がハンドル50の右側にある場合、運転者がブレーキレバー55を握った際の力によりハンドルが右に切られ、軽量小型パーソナルモビリティ1が右に曲がろうとする。この時、右前輪40にかかる摩擦力が増加する。これにより、右前輪40に与えられる制動力が急に増加したようになり、制動された右前輪40を軸として軽量小型パーソナルモビリティ1の後部が左右に振られる。
そこで、右前輪40又は左前輪41のいずれか一方が制動された場合、制動制御部116は、インバータ33を介してモータが後輪に与える制動力の調整を行う。例えば、制動制御部116は、右前輪40のトルク(第1のトルク)と左前輪41のトルク(第2のトルク)との差分に基づき、右前輪40又は左前輪41の制動後に各モータが各後輪に与える制動力を決定する。この時、制動制御部116は、モータ31が右後輪20に与える制動力と、モータ32が左後輪21に与える制動力との配分を決定する。そして、制動制御部116は、決定した制動力の配分に応じて、インバータ33に各モータを駆動させることで、各モータが各後輪に与える制動力を調整させる。
より詳細に、制動制御部116は、パーキング装置60に制動された前輪の対角線上にある後輪に前輪の制動前よりも強い制動力が与えられるように、各後輪に与えられる制動力の配分を決定する。本実施形態における対角線は、例えば、右後輪20、左後輪21、右前輪40、及び左前輪41の4つの車輪の各々の位置を頂点とする四角形における対角線である。よって、右前輪40の対角線上には左後輪21があり、左前輪41の対角線上には右後輪20がある。例えば、パーキング装置60が右前輪40を制動した場合、制動制御部116は、右前輪40の制動前に左後輪21にかかっていた制動力よりも強い制動力が左後輪21に与えられるように、各後輪に与えられる制動力の配分を決定する。一方、パーキング装置60が左前輪41を制動した場合、制動制御部116は、左前輪41の制動前に右後輪20にかかっていた制動力よりも強い制動力が右後輪20に与えられるように、各後輪に与えられる制動力の配分を決定する。
また、制動制御部116は、パーキング装置60に制動された前輪と同じ側にある後輪に前輪の制動前よりも弱い制動力が与えられるように、各後輪に与えられる制動力の配分を決定してもよい。例えば、パーキング装置60が右前輪40を制動した場合、制動制御部116は、右前輪40の制動前に右後輪20にかかっていた制動力よりも弱い制動力が右後輪20に与えられるように、各後輪に与えられる制動力の配分を決定する。一方、パーキング装置60が左前輪41を制動した場合、制動制御部116は、左前輪41の制動前に左後輪21にかかっていた制動力よりも弱い制動力が左後輪21に与えられるように、各後輪に与えられる制動力の配分を決定する。
すなわち、制動制御部116は、前輪の制動時に、軽量小型パーソナルモビリティ1の各車輪にかかる力の均衡が保たれるように、各後輪に与えられる制動力の配分を決定すればよい。かかる構成により、制動制御部116は、パーキング装置60により右前輪40又は左前輪41のいずれか一方に与えられる制動力に応じて、各後輪に与えられる制動力を調整することができる。これにより、軽量小型パーソナルモビリティ1は、前輪の制動時に車体の後部が左右に振られても安全に停止することができる。
(処理の流れ)
続いて、制動補助装置10による制動補助処理の流れについて説明する。図6は、本発明の実施形態に係る制動補助装置10による制動補助処理の流れを示すフローチャートである。
まず、制御部110は、ブレーキスイッチがオンであるか否かを確認する(S102)。ブレーキスイッチがオンでない場合(S102/NO)、制御部110は、S102の処理を繰り返す。ブレーキスイッチがオンである場合(S102/YES)、制御部110は、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度を検出する(S104)。
移動速度の検出後、制御部110は、移動速度が第1の閾値以上であるか否かを判定する(S106)。移動速度が第1の閾値以上である場合(S106/YES)、制御部110は、パーキング装置60を制御し、パーキング装置60に右前輪40又は左前輪41のいずれか一方の制動を行わせる(S108)。
前輪の制動後、制御部110は、右前輪40のトルクと左前輪41のトルクとの差を算出する(S110)。トルク差の算出後、制御部110は、算出したトルク差に基づき、各モータが右後輪20に与える制動力と左後輪21に与える制動力の配分を決定する(S112)。
制動力の配分の決定後、制御部110は、決定した配分に基づき、各モータの駆動を制御し、各モータに各後輪の制動を行わせる(S114)。
S106にて、移動速度が第1の閾値以上でない場合(S106/NO)、制御部110は、パーキング装置60の制御を行わない。
以上、制動補助装置10による制動補助処理の流れについて説明した。なお、上述した制動補助処理は、運転者がアクセル54を操作する度に行われる。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る制動補助装置10は、軽量小型パーソナルモビリティ1の後輪の制動に異常があると判定された際に、パーキング装置60に右前輪40又は左前輪41のいずれか一方を制動させる。パーキング装置60に前輪を制動させることで、制動補助装置10は、軽量小型パーソナルモビリティ1が有する車輪にすでにかかっている制動力に対して、前輪の制動により生じる制動力を足しこむことができる。これにより、後輪の制動の異常により軽量小型パーソナルモビリティ1の停止に必要な制動力が不足しても、不足分の制動力が補われる。よって、軽量小型パーソナルモビリティ1は、後輪の制動に異常が生じても停止することができる。また、制動補助装置10は、パーキング装置60に右前輪40又は左前輪41のいずれか一方を制動させた際に、各モータが各後輪に与える制動力を調整する。これにより、右前輪40又は左前輪41のいずれか一方の制動時に、軽量小型パーソナルモビリティ1の各車輪にかかる力の均衡が保たれる。よって、軽量小型パーソナルモビリティ1は、パーキング装置60によって右前輪40又は左前輪41のいずれか一方が制動された際に、車体の後部が左右に振られても安全に停止することができる。
(変形例)
以上、本発明の実施形態について説明した。続いて、本発明の実施形態の変形例について説明する。なお、以下に説明する各変形例は、単独で本発明の実施形態に適用されてもよいし、組み合わせで本発明の実施形態に適用されてもよい。また、各変形例は、本発明の実施形態で説明した構成に代えて適用されてもよいし、本発明の各実施形態で説明した構成に対して追加的に適用されてもよい。
(第1の変形例)
上述した実施形態では、軽量小型パーソナルモビリティ1が2輪の前輪と2輪の後輪とを有する4輪の電動車両である例について説明したが、かかる例に限定されない。一例として、軽量小型パーソナルモビリティ1は、3輪の電動車両であってもよい。
(2輪の前輪と1輪の後輪を有する3輪の電動車両の場合)
具体的に、軽量小型パーソナルモビリティ1は、2輪の前輪と1輪の後輪とを有する3輪の電動車両であってもよい。この場合でも、制動補助装置10は、上述の実施形態にて述べた前輪の制動制御と後輪の制動力の配分制御を行うことができる。よって、2輪の前輪と1輪の後輪を有する3輪の軽量小型パーソナルモビリティ1は、後輪の制動に異常が生じても停止することができる。また、当該軽量小型パーソナルモビリティ1は、パーキング装置60によって前輪が制動された際に、車体の後部が左右に振られても安全に停止することができる。
(1輪の前輪と2輪の後輪を有する3輪の電動車両の場合)
また、軽量小型パーソナルモビリティ1は、1輪の前輪と2輪の後輪とを有する3輪の電動車両であってもよい。この場合でも、制動補助装置10は、上述の実施形態にて述べた前輪の制動制御を行うことができる。よって、1輪の前輪と2輪の後輪を有する3輪の軽量小型パーソナルモビリティ1は、後輪の制動に異常が生じても停止することができる。
(第2の変形例)
上述した実施形態では、検出部112がセンシング情報に基づき軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度を検出し、判定部114が移動速度に基づき後輪の制動に異常があるか否かを判定する例について説明したが、かかる例に限定されない。例えば、検出部112は、センシング情報に基づき後輪の回転速度を検出し、判定部114が回転速度に基づき後輪の制動に異常があるか否かを判定してもよい。より詳細に、まず、検出部112は、回転センサがセンシングする後輪の回転数に基づき、後輪の単位時間あたりの回転速度を検出情報として算出する。次いで、判定部114は、検出情報である回転速度に基づき、後輪の制動に異常があるか否かを判定する。回転速度が第2の閾値以上である場合、判定部114は、異常があると判定し、その旨を判定結果として制動制御部116へ出力する。一方、回転速度が第2の閾値以上でない場合、判定部114は、異常がないと判定し、その旨を判定結果として制動制御部116へ出力する。かかる構成により、判定部114は、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度の減速が十分であるか否かを判定することができる。なお、第2の閾値には、任意の値が設定されてよい。
また、検出部112は、ホールICセンサがセンシングする回転角に基づき、軽量小型パーソナルモビリティ1の移動速度又は後輪の回転速度を算出してもよい。また、検出部112は、各センサのセンシング情報をそのまま検出情報として用いてもよい。
以上、本発明の実施形態の変形例について説明した。なお、上述した実施形態における制動補助装置10の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1 軽量小型パーソナルモビリティ
10 制動補助装置
20 駆動輪
21 駆動輪
30 駆動部
31 モータ
32 モータ
33 インバータ
34 バッテリ
40 操舵輪
41 操舵輪
50 ハンドル
51 ハンドル本体部
52 グリップ部
53 グリップ部
54 アクセル
55 ブレーキレバー
60 パーキング装置
61 コントローラ
70 車速センサ
110 制御部
112 検出部
114 判定部
116 制動制御部

Claims (5)

  1. 電動車両の後輪を制動する第1の制動装置と、前記電動車両の前輪を制動する第2の制動装置とを制御する制御部、
    を備え、
    前記第1の制動装置による前記後輪の制動時、前記後輪の制動に異常があると判定された場合、
    前記制御部は、前記第2の制動装置に前記前輪を制動させる、制動補助装置。
  2. 前記電動車両は、右側に設けられた第1の前輪と左側に設けられた第2の前輪の少なくとも2輪の前記前輪を有し、
    前記制御部は、前記第2の制動装置に前記第1の前輪又は前記第2の前輪のいずれか一方を制動させる、請求項1に記載の制動補助装置。
  3. 車両の前部に設けられた前輪と、
    前記車両の後部に設けられた後輪と、
    前記前輪を操作するハンドルと、
    前記後輪を駆動させるモータと、
    前記後輪を制動する第1の制動装置と、
    前記前輪を制動する第2の制動装置と、
    前記車両の移動速度に関する情報を取得する車速センサと、
    前記第1の制動装置と前記第2の制動装置とを制御する制動補助装置と、
    を備え、
    前記第1の制動装置による前記後輪の制動時、前記後輪の制動に異常があると判定された場合、
    前記制動補助装置は、前記第2の制動装置に前記前輪を制動させる、電動車両。
  4. 前記電動車両は、右側に設けられた第1の前輪と左側に設けられた第2の前輪の少なくとも2輪の前記前輪と、右側に設けられた第1の後輪と左側に設けられた第2の後輪の少なくとも2輪の前記後輪とを有し、
    前記ハンドルは、前記第2の制動装置を操作するブレーキレバーをさらに備え、
    運転者による前記ブレーキレバーの操作に伴い前記第2の制動装置が2輪の前記前輪のいずれか一方を制動した場合、
    前記制動補助装置は、2輪の前記前輪のそれぞれにおけるトルクの差分に基づき、2輪の前記前輪のいずれか一方の制動後に前記第1の制動装置が2輪の前記後輪のそれぞれに与える制動力の配分を決定する、請求項3に記載の電動車両。
  5. 前記制動補助装置は、前記第2の制動装置に制動された前輪の対角線上にある後輪に前記前輪の制動前よりも強い制動力が与えられるように、前記配分を決定する、請求項4に記載の電動車両。
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