JP4910985B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両制御を行う車両制御装置に関するもので、例えば、一人乗りの小型電気自動車の車両制御を行う車両制御装置に関する。
従来、操作部に加えられた外力を検出して推進方向や操作方向との力を検出し、検出した推進方向や操作方向との力に応じたトルクのアシスト力を駆動車輪の駆動源に発生させるようにした車両がある(例えば、特許文献1参照)。
また、作業者によって台車に加えられる力を少なくとも2箇所の位置で個別に計測し、計測した各計測値を加算及び減算して、加算値より加速度を演算し、減算値より角加速度を演算し、演算した角加速度に基づいて駆動輪を駆動する駆動モータを駆動するとともに算出した加速度に基づいて操舵輪を回動させる操舵モータを駆動するようにした装置がある(例えば、特許文献2参照)。
特開平8−282498号公報 特開昭61−46759号公報
ところで、近年、パーソナルモビリティ等と呼ばれる一人乗りの小型自動車が実用化されている。このような自動車は、車両サイズの小型化により、道路だけでなく屋内等の狭い空間を移動することも可能となっている。このような自動車を部屋の隅に用意された設置場所に移動させる場合など、比較的短い区間を移動させる場合には、乗車することなく車両の後部背面に片手を添えてエスコートする感覚で車両の走行を操作できると便利である。
しかしながら、特許文献1に記載された車両や特許文献2に記載された装置は、いずれも台車のバーを両手で押すように操作するもので、車両の後部背面からエスコートする感覚で車両の走行を操作することはできない。
本発明は上記点に鑑みたもので、車両の後部背面からエスコートする感覚で車両の走行を操作できるようにすることを目的とする。
本発明の第1の特徴は、車輪(6)が取り付けられた車両本体(2)と、車両本体の左右方向に複数の操作検出素子(24b)が配置されるように車両本体の後部背面に取り付けられ、複数の操作検出素子により車両本体の左右方向に対する操作者の操作位置を検出する操作検出部(20)と、操作検出部により検出された操作者の操作位置に応じて車両の走行動作を決定する操作処理部(40)と、操作処理部により決定された車両の走行動作に応じて車輪の回転および車輪の舵角を制御する走行制御手段(50、60、70)と、車速に応じた信号を出力する車速検出手段(30)と、車速検出手段(30)からの信号に基づいて停車中であるか走行中であるかを判定する走行状態判定手段(S100)と、を備え、操作処理部は、走行状態判定手段により停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より右側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、その場で左回転するように走行動作を決定するとともに、操作処理部は、走行状態判定手段により走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より右側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、左折するように走行動作を決定し、操作処理部は、走行状態判定手段により停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より左側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、その場で右回転するように走行動作を決定するとともに、操作処理部は、走行状態判定手段により走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より左側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、右折するように走行動作を決定することである。
このような構成では、車輪(6)が取り付けられた車両本体(2)と、車両本体の左右方向に複数の操作検出素子(24b)が配置されるように車両本体の後部背面に取り付けられ、複数の操作検出素子により車両本体の左右方向に対する操作者の操作位置を検出する操作検出部(20)と、操作検出部により検出された操作者の操作位置に応じて車両の走行動作を決定する操作処理部(40)と、操作処理部により決定された車両の走行動作に応じて車輪の回転および車輪の舵角を制御する走行制御手段(50、60、70)と、車速に応じた信号を出力する車速検出手段(30)と、車速検出手段(30)からの信号に基づいて停車中であるか走行中であるかを判定する走行状態判定手段(S100)と、を備え、操作処理部は、走行状態判定手段により停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より右側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、その場で左回転するように走行動作を決定するとともに、操作処理部は、走行状態判定手段により走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より右側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、左折するように走行動作を決定し、操作処理部は、走行状態判定手段により停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より左側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、その場で右回転するように走行動作を決定するとともに、操作処理部は、走行状態判定手段により走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より左側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、右折するように走行動作を決定し、この車両の走行動作に応じて車輪の回転および車輪の舵角が制御される。すなわち、車両の後部背面からエスコートする感覚で車両の走行を操作することができる。
また、本発明の第2の特徴は、操作処理部は、走行状態判定手段により停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、直進するように走行動作を決定することである。
このような構成では、停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、直進するように走行動作が決定される。すなわち、停車中に操作検出部の中央部を操作することで、車両の直進を操作することができる。
また、本発明の第の特徴は、操作処理部は、走行状態判定手段により走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、直進するように走行動作を決定することである。
このような構成では、走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、直進するように走行動作が決定される。すなわち、走行中に操作検出部の中央部を操作することで、車両の直進を操作することができる。
また、本発明の第の特徴は、操作検出素子は、操作者の操作圧力を検出する感圧センサによって構成されていることである。
このように、操作検出素子は、操作者の操作圧力を検出する感圧センサによって構成することができる。また、乗員は感圧センサを押すような感覚で操作することができる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
本発明の一実施形態に係る車両制御装置を搭載した小型電気自動車を左後方から見た図を図1に示す。本車両制御装置は、図に示すような一人乗りの小型電気自動車1に搭載されている。この自動車1は、乗員が着座するための座席、乗員の足を乗せるためのステップ、乗員の腕や肘を乗せるためのアームレスト、各車輪を覆うホイールカバー等からなる車両本体2を備えている。車両本体2の下部には、左側車輪6、右側車輪6および後部車輪6が取り付けられている。この自動車1は、これらの3つの車輪6をモータ(図示せず)により駆動して走行する。
この自動車1の車両本体2の後部背面には、エスコートする感覚で自動車1の走行を操作するためのエスコート操作部20が設けられている。図2に示すように、操作者はこの車両本体2の後部背面に取り付けられたエスコート操作部20を片手で操作することにより、乗車することなくエスコートする感覚で自動車1の走行を操作できるようになっている。
図3に、本車両制御装置のブロック構成を示す。本車両制御装置は、乗員用操作部10、エスコート操作部20、車速センサ30、操作処理部40、走行ECU50、駆動部60、ブレーキ70を備えている。
乗員用操作部10は、アクセル操作、ブレーキ操作、左右旋回操作等の各種操作を行うためのジョイスティック、ヘッドランプや方向指ランプの点灯・消灯等の操作を行うためのトグルスイッチ等の操作機構を有し、これらの操作機構から乗員の操作に応じた信号を出力する。この乗員用操作部10は、アームレストの内側に取り付けられている。
エスコート操作部20は、車両本体2の左右方向に配置された複数の感圧センサ(後述する)が配置されるように車両本体2の後部背面に取り付けられ、複数の感圧センサにより車両本体の左右方向に対する操作者の操作位置を検出する。
車速センサ30は、車速に応じた信号を出力する周知のセンサである。
操作処理部40および走行ECU50は、それぞれCPU、メモリ、I/O等を備えたコンピュータとして構成されており、CPUはメモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。
操作処理部40は、乗員用操作部10、エスコート操作部20および車速センサ30から入力される各信号に基づいて自動車1の走行動作を決定し、この自動車1の走行動作を指示する信号を走行ECU50へ出力する。
駆動部60は、各車輪6を回転させるためのモータ、各車輪6の舵角を制御するためのアクチュエータ等を有し、走行ECU60からの指示に応じて各車輪6の回転および各車輪6の舵角を制御する。
ブレーキ60は、走行ECU60からの指示に応じて各車輪6の回転を抑制するための装置である。
走行ECU50は、操作処理部40から入力される自動車1の走行動作を指示する信号に応じて駆動部60およびブレーキ70を制御する。
次に、エスコート操作部20の構成について説明する。図4に示すように、エスコート操作部20は、センサベース21、センサアッシー(センサASSY)22、センサラバーカバー23、センサカバー24およびアクリル外装カバー25を組み付けた構造を有している。これらの各部は、各種ネジ26a、26bを用いて組み付けられている。なお、センサベース21およびセンサカバー24は樹脂により構成されている。
図5に示すように、センサアッシー22は、細長の基板24aの長手方向に複数の感圧センサ24bを搭載した構成となっている。これらの感圧センサ24bは、渦巻き電極上に感圧導電性ゴム材を搭載した構成となっており、圧力変化によるゴム材の変位(歪み)に伴って電気抵抗が無限大から数Ω程度まで小さくなる特性を利用して圧力に応じた信号を出力する。基板24aの一端にはコネクタ24cが設けられており、このコネクタ24cと図3に示した操作処理部40との間はハーネス(図示せず)を介して接続される。センサアッシー22に搭載された複数の感圧センサ24bにより検出された検出信号は、このハーネスを介して操作処理部40へ入力される。
センサラバーカバー23は、シリコンゴム等の弾性材料により構成されており、センサアッシー22に搭載された複数の感圧センサ24bの全体を覆うようにセンサカバー24の裏面側に配置される。
なお、センサカバー24およびアクリル外装カバー25には、それぞれ中央に1つの溝部が形成されている。センサラバーカバー23の断面は凸形状となっており、この凸部はセンサカバー24の裏面側からセンサカバー24およびアクリル外装カバー25の各溝部に入り込みアクリル外装カバー25の表面より手前に突出するようになっている。
図6に、アクリル外装カバー25が取り外された状態のエスコート操作部20を操作部側から見た斜視図を示す。図中、センサラバーカバー23として示されている部位がエスコート操作部20の操作部となる。操作者によりセンサカバー24の表面より手前に突出したセンサラバーカバー23の一部が押されると、センサラバーカバー23が変形してその押された部位の下部に位置する感圧センサ24bに圧力が加わり、その感圧センサ24bより圧力に応じた信号が出力される。
操作処理部40は、エスコート操作部20から入力される信号に基づき、センサカバー24の表面より手前に突出したセンサラバーカバー23の中央部(図5中、センシング位置A)、中央部より右側の部位(図5中、センシング位置B)、中央部より左側の部位(図5中、センシング位置C)のうち、どの部位が押されたかを判定し、操作者の操作位置に応じて自動車1の走行動作を決定し、決定した走行動作を指示する信号を走行ECU50へ出力する処理を行う。なお、本実施形態における走行動作を指示する信号には、直進指示信号、その場右回り回転指示信号、その場左回り回転指示信号、左折指示信号、右折指示信号、停止指示信号の5パターンがある。
走行ECU50は、これらの指示信号に応じて、図7に示すような直進、その場右回り回転、その場左回り回転、左折、右折、停止の5パターンの走行動作を行うように駆動部60、ブレーキ70を制御する。なお、直進は、左右の車輪6を同一速度で前転させることにより実施できる。また、その場右回り回転は、左側の車輪6を前転、右側の車輪6を後転させることによって実施でき、その場左回り回転は、右側の車輪6を前転、左側の車輪6を後転させることによって実施できる。左折は、左右の車輪6の舵角を左側に向けることによって実施でき、右折は、左右の車輪6の舵角を右側に向けさせることによって実施できる。
次に、図8に従って、上記した操作処理部40の処理について説明する。操作者の操作に応じて自動車1の主電源がオンすると、本車両制御装置は動作状態となり、操作処理部40は、図8に示す処理を開始する。
まず、車速がゼロか否かを判定する(S100)。具体的には、車速センサ30から入力される信号に基づいて車速が時速0キロメートルか否かを判定する。
自動車1が停車している場合、S100の判定はYESとなり、次に、エスコート操作部20におけるセンシングの有無を判定する(S102)。
操作者によりエスコート操作部20が操作されていない場合、S102の判定はNOとなり、走行ECU50へ停止信号を出力する(S104)。したがって、停車した状態が継続する。
操作者によりエスコート操作部20が操作されると、S102の判定はYESとなり、S106へ進む。
S106では、操作位置がセンシング位置Aであるか否かを判定する。また、S110では、操作位置がセンシング位置Bであるか否かを判定する。
操作者によりエスコート操作部20の中央部より右側の部位(センシング位置B)が押された場合、S106の判定はNO、S110の判定はYESとなり、次に、その場で回転するように走行動作を決定し、走行ECU50へその場回り回転指示信号を出力する(S11)。走行ECU50は、この指示信号に応じて駆動部60を制御してその場回り回転させるように動作させる。
また、操作者によりエスコート操作部20の中央部より左側の部位(センシング位置C)が押された場合、S106、S110の判定はそれぞれNOとなり、次に、その場で回転するように走行動作を決定し、走行ECU50へその場右回り回転指示信号を出力する(S11)。走行ECU50は、この指示信号に応じて駆動部60を制御してその場回り回転させるように動作させる。
なお、その場右回り回転やその場左回り回転の途中で操作者がエスコート操作部20から手を離すと、S102の判定はNOとなり、走行ECU50へ停止指示信号が出力され(S104)、自動車1は停車する。
また、操作者によりエスコート操作部20の中央部(センシング位置A)が押されると、S102、S106の判定はそれぞれYESとなり、次に、直進するように走行動作を決定し、走行ECU50へ直進指示信号を出力し(S108)、S100へ戻る。この直進指示信号により、自動車1は直進を開始する。
このように自動車1が直進を開始すると、S100の判定はNOとなり、次に、エスコート操作部20におけるセンシングの有無を判定する(S116)。
また、S120では、操作位置がセンシング位置Aであるか否かを判定する。
したがって、操作者によりエスコート操作部20の中央部(センシング位置A)が継続して押されている場合、S116、S120の判定はそれぞれYESとなり、次に、直進するように走行動作を決定し、走行ECU50へ直進指示信号を出力し(S122)、S116へ戻る。したがって、自動車1は直進動作を継続する。
また、S124では、操作位置がセンシング位置Bであるか否かを判定する。
したがって、操作者によりエスコート操作部20の中央部より右側の部位(センシング位置B)が押されると、S124の判定はYESとなり、次に、左折するように走行動作を決定し、走行ECU50へ左折指示信号を出力し(S126)、S116へ戻る。したがって、自動車1は左折動作となる。
また、操作者によりエスコート操作部20の中央部より左側の部位(センシング位置C)が押されると、S124の判定はNOとなり、次に、右折するように走行動作を決定し、走行ECU50へ右折指示信号を出力し(S128)、S116へ戻る。したがって、自動車1は右折動作となる。
そして、操作者がエスコート操作部20から手を離すと、S116の判定はNOとなり、次に、走行ECU50へ停止指示信号を出力し(S118)、S100へ戻る。したがって、自動車1は停止状態となる。
上記した構成によれば、車両本体の後部背面に車両本体の左右方向に配置された複数の感圧センサ24bにより車両本体の左右方向に対する操作者の操作位置が検出され、この操作者の操作位置に応じて車両の走行動作が決定され、この車両の走行動作に応じて車輪の回転および車輪の舵角が制御される。すなわち、車両の後部背面からエスコートする感覚で車両の走行を操作することができる。
また、停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、直進するように走行動作が決定される。すなわち、停車中に操作検出部の中央部を操作することで、車両の直進を操作することができる。
また、停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より右側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、その場で左回転するように走行動作が決定される。すなわち、停車中に操作検出部の中央部より右側の部位を操作することで車両をその場で左回転させるように操作することができる。
また、停車中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より左側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、その場で右回転するように走行動作が決定される。すなわち、停車中に操作検出部の中央部より左側の部位を操作することで車両をその場で右回転させるように操作することができる。
また、走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、直進するように走行動作が決定される。すなわち、走行中に操作検出部の中央部を操作することで、車両の直進を操作することができる。
また、走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より右側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、左折するように走行動作が決定される。すなわち、走行中に操作検出部の中央部より右側の部位を操作することで車両を左折させるように操作することができる。
また、走行中であると判定され、かつ、操作検出部の中央部より左側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、右折するように走行動作が決定される。すなわち、走行中に操作検出部の中央部より左側の部位を操作することで車両を右折させるように操作することができる。
また、複数の感圧センサ24bを用いて車両本体の左右方向に対する操作者の操作位置が検出されるので、乗員は操作位置を押すように操作することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。
例えば、上記実施形態では、小型電気自動車に搭載された車両制御装置を例に示したが、小型電気自動車に限定されるものではなく、例えば、燃料電池車等に搭載してもよい。
また、上記実施形態では、感圧センサ24bにより操作検出素子を構成した例を示したが、感圧センサに限定されるのもではなく、例えば、静電容量センサ、光センサ、押ボタンスイッチ等により操作検出素子を構成してもよい。
また、上記実施形態では、エスコート操作部20の操作部を、中央部(センシング位置A)、中央部より右側の部位(センシング位置B)および中央部より左側の部位(センシング位置C)の3つの部位に分割し、操作者の操作位置に応じて直進、右折、左折等といったように、自動車1の走行動作を決定する例を示したが、このような例に限定されることなく、例えば、エスコート操作部20の操作部をより多くの部位に分けて、操作者の操作位置がエスコート操作部20の操作部の端部に近づくほど、急旋回するように自動車1の走行動作を決定するようにしてもよい。また、エスコート操作部20の操作部を右半分と左半分の2つの部位に分割し、操作者の操作位置に応じて自動車1の走行動作を決定するようにしてもよい。
本発明の一実施形態に係る車両制御装置を搭載した小型電気自動車を左後方から見た図である。 操作者がエスコート操作部を操作する様子を表した図である。 本車両制御装置のブロック構成を示す図である。 エスコート操作部の外観図である。 エスコート操作部の構成について説明するための図である。 センサアッシーの構成について説明するための図である。 自動車の動作パターンについて説明するための図である。 操作処理部の処理を示すフローチャートである。
符号の説明
1…自動車、2…車両本体、6…車輪、10…乗員用操作部、
20…エスコート操作部、21…センサベース、22…センサアッシー、
23…センサラバーカバー、24…センサカバー、24a…基板、
24b…感圧センサ、25…アクリル外装カバー、30…車速センサ、
40…操作処理部、50…走行ECU、60…駆動部、70…ブレーキ。

Claims (4)

  1. 車輪(6)が取り付けられた車両本体(2)と、
    前記車両本体の左右方向に複数の操作検出素子(24b)が配置されるように前記車両本体の後部背面に取り付けられ、前記複数の操作検出素子により前記車両本体の左右方向に対する操作者の操作位置を検出する操作検出部(20)と、
    前記操作検出部により検出された前記操作者の操作位置に応じて車両の走行動作を決定する操作処理部(40)と、
    前記操作処理部により決定された前記車両の走行動作に応じて前記車輪の回転および前記車輪の舵角を制御する走行制御手段(50、60、70)と、
    車速に応じた信号を出力する車速検出手段(30)と、
    前記車速検出手段(30)からの信号に基づいて停車中であるか走行中であるかを判定する走行状態判定手段(S100)と、を備え、
    前記操作処理部は、前記走行状態判定手段により停車中であると判定され、かつ、前記操作検出部の中央部より右側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、その場で左回転するように前記走行動作を決定するとともに、
    前記操作処理部は、前記走行状態判定手段により走行中であると判定され、かつ、前記操作検出部の中央部より右側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、左折するように前記走行動作を決定し、
    前記操作処理部は、前記走行状態判定手段により停車中であると判定され、かつ、前記操作検出部の中央部より左側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、その場で右回転するように前記走行動作を決定するとともに、
    前記操作処理部は、前記走行状態判定手段により走行中であると判定され、かつ、前記操作検出部の中央部より左側に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、右折するように前記走行動作を決定することを特徴とする車両制御装置。
  2. 記操作処理部は、前記走行状態判定手段により停車中であると判定され、かつ、前記操作検出部の中央部に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、直進するように前記走行動作を決定することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記操作処理部は、前記走行状態判定手段により走行中であると判定され、かつ、前記操作検出部の中央部に配置された操作検出素子により操作者の操作が検出された場合、直進するように前記走行動作を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の車両制御装置。
  4. 前記操作検出素子は、操作者の操作圧力を検出する感圧センサによって構成されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の車両制御装置。
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