JP6878127B2 - 車両 - Google Patents

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本発明は、乗員が乗車しているサブモビリティを積載して移動可能な車両に関する。
従来から自力歩行が難しい高齢者やハンディキャップパーソンには車椅子が利用されている。
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。
このようなパーソナルモビリティが広く普及し、その結果として自力歩行が難しい人が活動し易い社会を作るためには、自力歩行が難しい人だけでなく、自力歩行可能な人にもパーソナルモビリティを利用してもらうことが重要である。
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。
特開2006−006702号公報 特開2004−114956号公報
しかしながら、車両に積載されるサブモビリティは、車両とは別に設計され、作製されるものである。
したがって、車両のシートが一体化して設けられる場合のように、サブモビリティに乗車したまま車両に乗り込んだ乗員の乗り心地を向上させることは容易でない。
このように、サブモビリティに乗車したまま車両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。
本発明に係る車両は、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、積載した前記サブモビリティを固定する固定部と、前記固定部と前記車体との間に設けられる衝撃吸収部と、を有する。
好適には、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プラットフォームが設けられ、前記固定部は、前記プラットフォームに取り付けられて前記サブモビリティを前記プラットフォームに固定し、前記衝撃吸収部は、前記車体と前記プラットフォームとの間に設けられる、とよい。
好適には、前記衝撃吸収部は、衝撃吸収材または低剛性材を用いて形成されている、とよい。
好適には、前記衝撃吸収部は、衝撃吸収性能を有するサスペンションを用いて構成されている、とよい。
好適には、前記衝撃吸収部は、前記車体の上下左右前後の方向の中の、少なくとも上下方向の振動または入力に対する衝撃吸収性能が、他の方向に対する衝撃吸収性能より高い、とよい。
好適には、前記衝撃吸収部は、前記固定部と前記車体との間において異なる向きで設けられた複数のアクティブサスペンションにより構成され、複数の前記アクティブサスペンションは、少なくとも上下方向の振動または入力に対する衝撃吸収性能を変化させる、とよい。
本発明では、積載したサブモビリティを固定する固定部と車体との間に衝撃吸収部が設けられる。
よって、車体の振動や車体への入力を衝撃吸収部で緩和して、サブモビリティに乗車したまま車両に乗り込んだ乗員の乗り心地を向上させることができる。
図1は、本発明に適用したサブモビリティの一例の概観図である。 図2は、図1のサブモビリティの電気回路の一例の説明図である。 図3は、本実施形態に係る自動車の模式的な概観図である。 図4は、図3の自動車の電気回路の一例の説明図である。 図5は、本発明の第1実施形態の自動車におけるサブモビリティの積載構造の説明図である。 図6は、第2実施形態におけるサブモビリティの積載構造の説明図である。 図7は、第3実施形態におけるサブモビリティの積載構造の説明図である。 図8は、図7の複数のアクティブサスペンションを制御する制御系のブロック図である。 図9は、図8の安定化制御部によるアクティブ制御の一例のフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
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。
図2は、図1のサブモビリティ50の電気回路の一例の説明図である。
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。
副受電部61は、たとえば商用電源と電源コードにより接続される。副充電器62は、副受電部61から供給される電力により副バッテリ63を充電する。
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。
また、図2にはさらに、制御系回路として、副電力監視部71、副電力制御部72、副GPS(Global Positioning System)受信部73、副入力部74、副通信部75、副表示部76、副センサ部77、副ルート生成部78、副自動運転部79、を有する。副電力制御部72、副ルート生成部78、および副自動運転部79は、CPU(Central Processing Unit)80がプログラムを実行することにより実現されてよい。この制御系回路は、上述した副設備機器68の一部として、副コンバータ64から電力供給を受けてよい。
副電力監視部71は、副バッテリ63の状態を監視する。副バッテリ63の状態には、たとえば充電電圧、温度などがある。
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GPS受信部73は、GPS衛星から電波を受信する。複数のGPS衛星からの電波を受信することでサブモビリティ50の位置を演算できる。
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。
ところで、サブモビリティ50が広く普及し、その結果として自力歩行が難しい人が活動し易い社会を作るためには、自力歩行が難しい人だけでなく、自力歩行可能な人にもサブモビリティ50を利用してもらうことが重要である。
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。
しかしながら、自動車1に積載されるサブモビリティ50は、自動車1とは別に設計され、作製されるものである。
したがって、一般的な自動車1においてシートを一体化して設計する場合のように、サブモビリティ50に乗車したまま車両に乗り込んだ乗員の乗り心地を向上させることは容易でない。
このように、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は、本実施形態に係る自動車1の模式的な概観図である。図3(A)は側面図である。図3(B)は平面図である。
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は、図3の自動車1のサブモビリティ充電システムの一例の説明図である。自動車1は、車両の一例である。
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。
主受電コネクタ11は、自動車1が駐車している場合に使用されるものであり、たとえば商用電源と電源コードにより接続される。主充電器13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主バッテリ14を充電する。
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。
また、図4にはさらに、制御系回路として、主電力監視部31、主電力制御部32、主GPS受信部33、主入力部34、主通信部35、主表示部36、主センサ部37、主ルート生成部38、主自動運転部39、を有する。主電力制御部32、主ルート生成部38、および主自動運転部39は、制御部としてのCPU40がプログラムを実行することにより実現されてよい。CPU40は、ECUとして自動車1に設けられてよい。これらの制御系の各部は、上述した主設備機器19の一部として、主コンバータ15から電力供給を受けてよい。
主電力監視部31は、主バッテリ14の状態を監視する。主バッテリ14の状態には、たとえば充電電圧、温度などがある。
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GPS受信部33は、GPS衛星から電波を受信する。複数のGPS衛星からの電波を受信することで自動車1の位置を演算できる。なお、主GPS受信部33は、たとえば他の電波を受信し、これにより補正された位置を得るものであってもよい。
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。
次に、サブモビリティ50を自動車1に積載するための構造について説明する。
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)は平面図である。
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の車輪55を挟んで固定する固定部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。
プラットフォーム81の下側および外周には、プラットフォーム81の全体を囲うように形成された衝撃吸収シート83が設けられる。衝撃吸収シート83は、ゴム材などの衝撃吸収材または低剛性材を用いて形成されてよい。衝撃吸収シート83の下側には、車体3の骨格部材が位置する。
これにより、車体3とプラットフォーム81との間に、衝撃吸収シート83が設けられる。プラットフォーム81は、車体3の骨格部材から浮いた状態に設けられる。
以上のように、本実施形態では、積載したサブモビリティ50を固定する固定部82と車体3との間に衝撃吸収シート83が設けられる。
よって、たとえば自動車1のエンジンなどによる振動は、衝撃吸収シート83を通じて、プラットフォーム81およびサブモビリティ50に伝わる。サブモビリティ50に乗車したまま自動車1に乗り込む乗員には、振動が伝わり難くなる。
その結果、車体3の振動や車体3への入力を衝撃吸収シート83で緩和して、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できる。
本実施形態では、車体3に設けられた乗車室2の床面に、車体3とは別体のプラットフォーム81が設けられる。そして、サブモビリティ50は固定部82によりプラットフォーム81に取り付けられ、衝撃吸収シート83は、車体3とプラットフォーム81との間に設けられる。
よって、サブモビリティ50はプラットフォーム81に一体化して重くなり、車体3からサブモビリティ50へ伝わる振動の影響を受け難くなる。これに対して、仮にたとえばサブモビリティ50だけで衝撃を吸収する場合と比べて、サブモビリティ50に乗車したまま自動車1に乗り込む乗員に伝わる振動の大きさを抑えることが期待できる。
本実施形態では、衝撃吸収シート83は、ゴム材などの衝撃吸収材または低剛性材を用いて形成される。
これにより、サブモビリティ50に乗車したまま車両に乗り込む乗員に伝わる振動を抑えることが期待できる。
[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6は、第2実施形態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6(A)は左側面図、図6(B)は平面図である。
図6において、プラットフォーム81と車体3との間には、衝撃吸収性能を有する複数のサスペンション86が配置される。プラットフォーム81は、複数のサスペンション86により、車体3から浮かせて保持される。
複数のサスペンション86は、たとえばプラットフォーム81の前側、後側、右側、および左側において斜め上向きの姿勢で、プラットフォーム81と車体3との間に取り付けられる。前側のサスペンション86と、後側のサスペンション86とは、互いに斜めに向かい合う。右側のサスペンション86と、左側のサスペンション86とは、互いに斜めに向かい合う。
以上のように、本実施形態では、プラットフォーム81は、衝撃吸収性能を有する複数のサスペンション86により、車体3の上に支持される。
よって、プラットフォーム81の上に固定されるサブモビリティ50に乗り込む乗員に対して、車体3の振動が伝わり難くなる。
また、本実施形態では、車体3の前後方向や左右方向よりも、上下方向において作動可能なサスペンション86の本数が多い。よって、上下方向の振動または入力に対する衝撃吸収性能は、他の方向に対する衝撃吸収性能より高くなる。
よって、車体3の下からの路面からの突き上げといった比較的大きな入力が、サブモビリティ50に乗車したまま自動車1に乗り込む乗員に伝わり難くなる。
しかも、前後方向および左右方向においては、より少ない本数のサスペンション86により振動や力を吸収するので、車体の挙動に対するサブモビリティの挙動の遅れなどを抑制でき、車両の走行中の乗り心地を違和感が少ない快適なものとすることができる。路面の突き上げが乗員に伝わり難くなる。
なお、本実施形態では、上下方向の衝撃吸収性能を、他の前後方向および左右方向の衝撃吸収性能と異ならせている。この他にもたとえば、前後方向のみ、または左右方向のみの衝撃吸収性能を他の方向と異ならせても、すべての方向の衝撃吸収性能を互いに異ならせてもよい。
[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7は、第3実施形態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7(A)は左側面図、図7(B)は平面図である。
図7において、プラットフォーム81と車体3との間には、衝撃吸収性能を有する複数のアクティブサスペンション87が配置される。プラットフォーム81は、複数のアクティブサスペンション87により、車体3から浮かせて保持される。
複数のアクティブサスペンション87の一部は、プラットフォーム81の前側、後側、右側、および左側において、車体3の前後左右方向に沿って略水平な姿勢で設けられる。
複数のアクティブサスペンション87の残部は、プラットフォーム81の下側において、車体3の上下方向に沿って略垂直な姿勢で設けられる。
複数のアクティブサスペンション87は、プラットフォーム81と車体3との間において互いに異なる向きに分けて設けられる。
図8は、図7の複数のアクティブサスペンション87を制御する制御系のブロック図である。
図8には、三軸姿勢センサ88、安定化制御部89、複数のアクチュエータ90が図示されている。
三軸姿勢センサ88は、車体3に作用する外力などを、車体3の前後方向、左右方向、および上下方向の3軸方向に分けて検出する。
アクチュエータ90は、アクティブサスペンション87の伸縮特性やダンパ特性などを変更する。伸縮特性やダンパ特性を変更することにより、アクティブサスペンション87の衝撃吸収性能が変化する。
安定化制御部89は、三軸姿勢センサ88により検出される外力などに基づいて、複数のアクチュエータ90を制御する。なお、安定化制御部89は、図4のCPU40において実現されてよい。この場合、三軸姿勢センサ88および複数のアクチュエータ90は、CPU40に接続される。
これにより、複数のアクティブサスペンション87の衝撃吸収性能は、可変制御される。車体3の前後方向、左右方向、および上下方向のそれぞれについて個別に衝撃吸収性能を可変させることができる。
図9は、図8の安定化制御部89によるアクティブ制御の一例のフローチャートである。
図9に示すように、安定化制御部89は、三軸姿勢センサ88の上下方向の検出値に基づいて、車体3に対して下から上へ向かう突き上げ力の入力があるか否かを判断する(ステップST1)。
そして、突き上げ力の入力がある場合、安定化制御部89は、上下方向に沿って設けられたアクティブサスペンション87の衝撃吸収性能を上げるために、対応するアクチュエータ90を制御する。これにより、上下方向に沿って設けられたアクティブサスペンション87は、上下に伸縮し易くなる(ステップST2)。
その後、安定化制御部89は、突き上げ入力が終了したか否かを判断する(ステップST3)。
そして、突き上げ入力が継続して発生して終了していない場合、安定化制御部89は、アクティブサスペンション87を上下に伸縮し易くする制御を継続する(ステップST4)。
これに対し、突き上げ入力が終了した場合、安定化制御部89は、アクチュエータ90を制御してアクティブサスペンション87を元の伸縮特性に戻す。
以上のように、本実施形態では、プラットフォーム81と車体3との間には、複数のアクティブサスペンション87が互いに異なる向きに設けられる。そして、複数のアクティブサスペンション87は、安定化制御部89の制御により、少なくとも上下方向において伸縮特性が変化する。
よって、たとえば車体3の下の路面からの大きな突き上げがある場合には、上下方向の振動または入力に対して伸縮し易くして、乗員に伝わる力を緩和できる。
しかも、車体3の下の路面からの大きな突き上げがない場合には、特性を戻して、車体3の挙動に対するプラットフォーム81およびサブモビリティ50の挙動の遅れを抑制できる。
その結果、安定性と衝撃吸収性能とを高いレベルで両立でき、自動車1の走行中の乗り心地を違和感が少ない快適なものにできる。
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
1…自動車(車両)、2…乗車室、3…車体、4…車輪、11…主受電コネクタ、12…主受電コイル、13…主充電器、14…主バッテリ、15…主コンバータ、16…主動力モータ、17…主制動モータ、18…主操舵モータ、19…主設備機器、20…主給電部、31…主電力監視部、32…主電力制御部、33…主GPS受信部、34…主入力部、35…主通信部、36…主表示部、37…主センサ部、38…主ルート生成部、39…主自動運転部、40…CPU(制御部)、50…サブモビリティ、51…ボディ、52…シート、53…アームレスト、54…操作レバー、55…車輪、61…副受電部、62…副充電器、63…副バッテリ、64…副コンバータ、65…副動力モータ、66…副制動モータ、67…副操舵モータ、68…副設備機器、71…副電力監視部、72…副電力制御部、73…受信部、74…副入力部、75…副通信部、76…副表示部、77…副センサ部、78…副ルート生成部、79…副自動運転部、81…プラットフォーム、82…固定部、83…衝撃吸収シート、86…サスペンション、87…アクティブサスペンション、88…三軸姿勢センサ、89…安定化制御部、90…アクチュエータ、100…走行レーン、101…送電コイル。

Claims (4)

  1. 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、
    前記車体に設けられた乗車室の床面に、前記車体とは別体に設けられたプラットフォームと、
    前記プラットフォームに取り付けられ、積載した前記サブモビリティを固定する固定部と、
    記車体と前記プラットフォームとの間に設けられる衝撃吸収部と、を有
    前記衝撃吸収部は、前記プラットフォームの全体を囲うように、衝撃吸収材または低剛性材を用いて形成された衝撃吸収シートである、
    車両。
  2. 前記サブモビリティの受電部と電気的に接続され、前記サブモビリティに電力を供給する給電部を更に備え、
    前記給電部は、前記サブモビリティが前記プラットフォームに固定された状態で前記受電部と電気的に接続される
    請求項1記載の車両。
  3. 前記衝撃吸収部は、前記車体の上下左右前後の方向の中の、少なくとも上下方向の振動または入力に対する衝撃吸収性能が、他の方向に対する衝撃吸収性能より高い、
    請求項1または請求項2記載の車両。
  4. 前記プラットフォームは、前記衝撃吸収部の床面側と接合して前記乗車室の床面を構成する請求項1から3のいずれか一項記載の車両。

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