JP7206884B2 - 特殊転舵装置を備えた車両 - Google Patents

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Description

この発明は、全ての車輪を転舵することのできる車両に関し、特に横移動やその場回転をするように全輪を転舵できる装置を備えた車両に関するものである。
従来の一般的な四輪車は、サスペンションによって支持した操舵輪（通常は前輪）を、ステアリングリンケージによって転舵させるように構成されている。したがって、転舵した場合に操舵輪がステアリングリンケージなどに干渉してしまうので、その転舵角度は機構上、制限されている。これに対して、例えば特許文献１に記載されている小型車両は、全輪に転舵アクチュエータを備えており、それぞれの車輪を９０度程度、あるいはそれ以上の角度で転舵できるように構成されている。したがって、従来に比較して特殊な転舵装置を備えたこの種の車両は、全輪を車両の前後方向に対して９０度転舵することにより、横移動することができる。また、四つの車輪が正方向の四つの角部に相当する位置に配置されている場合、左側の前輪および右側の後輪を、車両の上方から見て右回り（時計回り）に４５度、転舵するとともに、右側の前輪および左側の後輪を、車両の上方から見て左回り（反時計方向）に４５度、転舵することにより、各車輪が回転することによる移動の瞬間中心が車体の中央部になるので、当該瞬間中心を中心とした回転（いわゆるその場回転）することができる。なお、その場回転する場合の車輪の転舵角度は、要は、回転の中心と車輪の中心とを結んだ線に対して車輪が直交する角度である。
特開２０１２－２３２７１３号公報
従来の一般的あるいは大半の車両は、前輪を操舵輪とした車両であり、前後方向に直線的に走行（直進走行）し、走行方向を変える場合は転舵された前輪の接地点から前輪の回転面に対して垂直に引いた線と後輪の車軸の延長線との交点を中心とした旋回走行（円運動）を行う。道路や駐車場などの構造や交通ルールなどは、このような車両の走行を前提として構成されており、また当然、運転者のみならず歩行者も、このような車両の走行に慣れ親しんで行動している。
したがって、上述した車両の横移動やその場回転あるいは斜め方向への直進走行（斜行）などは、周辺の車両の運転者や搭乗者あるいは歩行者にとっては予想を外れた挙動となる。車両の円滑で安全な運行は、各車両および歩行者が互いに協調して移動することにより成立するのであり、その前提は各車両や歩行者の相互の動きを予測できることにある。そのため、車両には方向指示器（左右のウィンカー）やバックランプ、ハザードランプなどか搭載されており、運転者がこれらの機器を操作することにより、自車両の挙動を周囲に知らせることが通常、行われている。
しかしながら、前述した横移動やその場回転あるいは斜め直進走行などは従来の車両では行い得ない走行もしくは挙動である。そのため、横移動やその場回転あるいは斜め直進走行などは、たとえ方向指示器を点灯したとしても、対向車両あるいは並進車両などの近隣の車両にとっては予想を外れた挙動になる。そのため、その方向指示器などを見て近隣の車両が接近を回避する操作を行ったとしても、その回避操作が横移動やその場回転あるいは斜め直進走行などに適応したものとならずに急接近したり、あるいは急ブレーキを掛けざるを得なかったりし、その結果、道路での円滑な、また安全な車両運行が妨げられる可能性がある。また、歩行者にとっては、横移動やその場回転あるいは斜め直進走行などが予想に外れた動きになるので、そのような走行もしくは挙動が歩行者を驚かせたり、あるいは歩行者に恐怖心を与えるなどの可能性がある。
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、横移動やその場回転などのいわゆる特殊走行を可能にする特殊転舵装置を備えており、従来の前後いずれかの車輪を操舵輪とした従来の車両と混在して走行しても車両の円滑で安全な運行を担保できる車両を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、この発明は、接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との少なくともいずれか一方の転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、前記方向告知システムは、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを告知するように構成され、前記車体は、前記車輪の少なくとも上側を覆っているホイールハウスを有し、前記ホイールハウスは、前記車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵された場合に前記車輪の一部が前記ホイールハウスから前記車体の外部に突き出すように構成され、前記検出部は、前記車輪の一部が前記ホイールハウスから前記車体の外部に突き出したことに基づいて前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを検出するように構成されていることを特徴としている。
また他の発明は、接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との少なくともいずれか一方の転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、前記方向告知システムは、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを告知するように構成され、前記告知部は、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを前記検出部が検出した場合に前記複数の車輪に可視光線を照射する発光器を有していることを特徴としている。
さらに他の発明は、接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との少なくともいずれか一方の転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、前記方向告知システムは、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを告知するように構成され、前記車体の左右両側部に、前方向への直進走行とは異なる方向に走行する場合に点滅させるウィンカーが設けられ、前記告知部は、前記車体の外部に設定される旋回中心を中心として円弧状に旋回走行する場合の前記ウィンカーの点滅の態様と、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する場合もしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転する場合の前記ウィンカーの点滅の態様とを異ならせるように構成され、前記ウィンカーは、複数の点滅部が直線状もしくは曲線状に配列されかつ前記複数の点滅部を所定の順序で点滅させるシーケンシャルウィンカーによって構成され、前記ウィンカーの点滅の態様は、前記複数の点滅部の点滅の順序を含むことを特徴としている。
そしてまた、さらに他の発明は、接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記車体が前記前後方向を向いたまま前記車体に対して斜めの方向である斜行方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、前記方向告知システムは、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、前記斜行方向に直進走行することおよび前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することのそれぞれを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記斜行方向に直進走行することおよび前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することのそれぞれを告知するように構成されていることを特徴としている。
このように構成された発明は、更に以下の構成を備えることができる。
また、この発明では、前記複数の車輪を前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角となるように回転させる際の前記複数の車輪の各々についての回転中心軸線を有し、前記検出部は、前記複数の車輪が前記回転中心軸線を中心として回転した場合の回転角度に基づいて前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを検出するように構成されていてよい。
この発明においては、運転者によって操作されることにより、前記複数の車輪を前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角となるように回転させる信号を出力する操作部を有し、前記検出部は、前記操作部が操作されて前記信号が出力されたことに基づいて前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを検出するように構成されていてよい。
この発明においては、前記車体は、前記車輪の少なくとも上側を覆っているホイールハウスを有し、前記ホイールハウスは、前記車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵された場合に前記車輪の一部が前記ホイールハウスから前記車体の外部に突き出すように構成され、前記検出部は、前記車輪の一部が前記ホイールハウスから前記車体の外部に突き出したことに基づいて前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを検出するように構成されていてよい。
この発明においては、前記告知部は、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを前記検出部が検出した場合に前記複数の車輪に可視光線を照射する発光器を有していてよい。
この発明においては、前記車体の左右両側部に、前方向への直進走行とは異なる方向に走行する場合に点滅させるウィンカーが設けられ、前記告知部は、前記車体の外部に設定される旋回中心を中心として円弧状に旋回走行する場合の前記ウィンカーの点滅の態様と、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する場合もしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転する場合の前記ウィンカーの点滅の態様とを異ならせるように構成されていてよい。
この発明においては、前記ウィンカーは、複数の点滅部が直線状もしくは曲線状に配列されかつ前記複数の点滅部を所定の順序で点滅させるシーケンシャルウィンカーによって構成され、前記ウィンカーの点滅の態様は、前記複数の点滅部の点滅の速度と、前記複数の点滅部の点滅の順序とを含んでいてよい。
この発明においては、前記告知部は、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことによって移動する方向を前記車体の外表面に文字もしくは画像で表示する表示部を含んでいてよい。
この発明によれば、車両が横移動し、あるいは斜め方向に直進走行し、もしくはその場回転するなど、前輪もしくは後輪のみを転舵した場合の挙動とは異なる挙動となる場合には、そのような特殊な挙動もしくは走行を方向告知システムによって周囲に知らせることができるので、近隣の他の車両あるいは歩行者に移動方向を予測させることができ、ひいては円滑かつ安全な道路運行に資することができる。
この発明の実施形態における車両の模式図である。 一つの車輪についての駆動ユニットおよび転舵装置を示す模式図である。 転舵装置の内部の機構の一例を示すスケルトン図である。 シーケンシャルウィンカーのＬＥＤの配列の一例を示す図である。 その場回転する際の各車輪の転舵の状態を示す図である。 横移動する際の各車輪の転舵の状態を示す図である。 斜行する際の各車輪の転舵の状態を示す図である。 車輪がホイールハウスから突き出た状態を模式的に示す部分斜視図である。
この発明の実施形態における車両１は、前後方向に対して直交する横方向や、前後方向に対して所定の角度で交差する方向に直進でき、また前後方向および横方向に移動せずに回転することのできる車両である。したがって、図１に示すように、車体２に取り付けられている車輪３の全てを、等角度、転舵することのできる転舵装置４を備えている。ここで、前後方向とは、運転者がシート（それぞれ図示せず）に着座した状態で、運転者の向いている方向が前方向、これとは反対の方向が後ろ方向である。この前後方向に対して直交する方向の移動を、以下、「横移動」と称する。また、前後方向に対して所定の角度で交差する方向の直進は、車体２の向きが前後方向を向いたまま車体２の斜め方向に直線的に、すなわち車体２の移動軌跡が直線となる走行であり、以下、「斜行」と称する。さらに、車体２が前後方向および横方向に移動せずに回転する挙動は、車体２の所定箇所を通る鉛直線（路面に対して垂直な線）を中心とした回転であり、以下、「その場回転」と称する。なお、図１に示すように、四つの車輪３を備えている車両１にあっては、その場回転の中心は、それら四つの車輪３の幾何学上の重心位置、より具体的には対角線上の車輪３同士を結んだ線の交点となる。
各車輪３ごとに設けられている転舵装置４は、上記の横移動や斜行ならびにその場回転を可能にするために、少なくとも９０度、車輪３を転舵できるように構成されている。ここで転舵角度は、各車輪３の中心を車両１の幅方向に貫通する軸線に対して直交する方向、すなわち前述した前後方向から転舵した場合の角度であり、その転舵の方向は、例えば右前輪と左後輪とは、車体２の上方から見下ろして、左回り（反時計方向）であり、右後輪と左前輪とは、車体２の上方から見下ろして、右回り（時計方向）である。なお、転舵可能な角度は、反時計方向および時計方向のそれぞれに９０度、合計で１８０度としてもよい。
転舵角を上記のように従来以上に大きくしてあることにより、あるいは転舵角を上記のように大きくすることを可能にするために、駆動機構および制動機構を備えた駆動ユニット５が各車輪３ごとに設けられている。したがって、この発明の実施形態における車両１はインホイールモータ車（ＩＷＭ）の一種と言い得る。図２は、その駆動ユニット５および転舵装置４の一例を説明するための模式図である。駆動ユニット５におけるケーシング６の内部には、走行のためのトルクを出力するモータ７と、モータ７のトルクを増幅して出力軸８に伝達する減速機構９と、制動機構１０とが収容されている。減速時にエネルギ回生を行うために、モータ７は、永久磁石式同期電動機などの発電機能のあるモータ・ジェネレータによって構成されている。減速機構９は、モータ７を小型化するために、すなわち低トルク・高回転型のモータを使用可能にするために設けられており、例えばモータ７と同一軸線上に配置することが可能な遊星歯車機構式減速機構が採用されている。このような減速機構であれば、サンギヤをモータ７に連結するとともにキャリヤを出力軸８に連結し、さらにリングギヤを所定の固定部に連結して固定すればよい。なお、減速機構９は複数の歯車を噛み合わせたいわゆる複軸式の減速機であってもよい。
制動機構１０は、出力軸８にその回転を止める方向のトルクを付与できる機構であればよく、その一例は、摩擦ブレーキである。図２に示す例では、出力軸８に取り付けられているディスク１１をキャリパ１２によって挟み付けて摩擦力によって出力軸８の回転を抑制するように構成されている。このキャリパ１２を駆動するアクチュエータは、油圧アクチュエータであってもよいが、電磁式のアクチュエータを用いてもよい。電磁式であれば、車輪３に干渉する部材が少なくなり、また構成を簡素化できる。
出力軸８は、ケーシング６に軸受１３によって回転可能に支持された状態でケーシング６から突き出ており、その突き出ている先端部にホイールハブ１４が設けられており、そのホイールハブ１４にタイヤ１５が取り付けられている。
上記の駆動ユニット５は転舵装置４に取り付けられ、その転舵装置４はサスペンションアーム１６を介して車体２に取り付けられている。したがって、駆動ユニット５は車体２によって支持され、また車輪３は車体２に取り付けられている。駆動ユニット５におけるケーシング６には、タイヤ１５の上側に延びているブラケット部が一体化されており、そのブラケット部の上端部に転舵装置４が取り付けられている。転舵装置４は、車輪３を上述したように９０度程度あるいは１８０度程度まで転舵させることができるように構成されている。その構成の一例を図３に模式的に示してある。
転舵装置４は筒状のケーシング１７を有しており、このケーシング１７は、その中心軸線Ｌがほぼ鉛直方向を向き、かつ車輪３の回転中心を通るように、サスペンションアーム１６に取り付けられている。そのケーシング１７の内部には、転舵用のモータ１８と減速機構１９とが、中心軸線Ｌ上に上下に並んで下向きに配置されている。
モータ１８は、車輪３を転舵させるのに必要なトルクを出力できるモータであればよいから、低回転数・高トルク型のモータであることが好ましく、またバネ下荷重を小さくするために、単位出力トルク当たりの重量が可及的に小さいモータであることが好ましい。また、減速機構１９は、モータ１８が出力したトルクを増幅するための機構であり、前述した駆動ユニット５における減速機構９と同様に、遊星歯車機構によって構成することができる。図３に示す例では、サンギヤ１９Ｓがモータ１８の出力軸に連結され、キャリヤ１９Ｃが転舵軸２０に連結され、リングギヤ１９Ｒがケーシング１７に取り付けられている。さらに、ケーシング１７の下面に上述した駆動ユニット５がスラスト軸受２１を介して連結され、かつ転舵軸２０が駆動ユニット５に連結されている。
したがって、転舵装置４は、モータ１８を回転させることにより、転舵軸２０と共に駆動ユニット５が回転し、車輪３が転舵装置４の中心軸線Ｌを回転中心軸線として回転するように構成されている。すなわち、車輪３の転舵の中心は上記の中心軸線Ｌとなっており、その中心軸線Ｌが車輪３の回転中心を通るように設定されているので、車輪３は、駆動ユニット５における出力軸８の中心軸線と転舵装置４における中心軸線Ｌとの二軸を中心にして回転する。なお、転舵装置４は、車輪３を目標とする角度に転舵するための装置であるから、転舵角度を検出するセンサ（図示せず）を設け、そのセンサの検出角度をフィードバック信号としてモータ１８もしくは駆動ユニット５の回転角度を制御するように構成することが好ましい。
上記の駆動ユニット５に取り付けられている車輪３は、車体２の一部として設けられているホイールハウス２２の内側に入っている。ホイールハウス２２は、車輪３が配置されている領域と車体２の内部とを隔絶するための隔壁部であって、車輪３の外周側（特に上側）を覆っている。ホイールハウス２２の大きさは、前後いずれかの二輪を転舵して円弧状に走行するいわゆる通常走行の場合には、それぞれの車輪３がホイールハウス２２の内側に収まるが、横移動あるいは斜行などの特殊走行を行う程度に転舵した場合には、車輪３の一部が車体２から外側に突き出る大きさになっている。
駆動ユニット５は、駆動用電源部２３に電気的に接続され、また転舵装置４は、操舵用電源部２４に電気的に接続されている。これらの電源部２３，２４は、バッテリなどの蓄電器とインバータやコンバータなどの制御部（それぞれ図示せず）とを備えている。なお、各電源部２３，２４の蓄電器は、それぞれに共通の単一の蓄電器であってもよい。この各電源部２３，２４を介して、駆動ユニット５および転舵装置４を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２５が設けられている。
電子制御装置２５は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その制御は、例えば、加速要求に基づく各駆動ユニット５におけるモータ７の駆動トルクの制御や、制動要求に基づく各駆動ユニット５におけるモータ７の回生トルクあるいは制動機構１０による制動力の制御である。また、転舵装置４に関する制御は、ステアリングホイール２６の操舵角度に応じて各車輪３を転舵する制御や、ステアリングコラムに設けられたレバー２７が操作されることによる信号に基づいた方向指示制御、特殊走行のための選択スイッチ２８の出力信号に基づいて各車輪３を通常の走行時の転舵角とは異なる方向ならびに角度に転舵する制御である。
なお、選択スイッチ２８は前述した横移動と、斜行およびその角度と、その場回転とを単一のノブあるいはレバーで選択するように構成されたスイッチであってよく、あるいはそれぞれの走行形態もしくは挙動形態ごとに設けたスイッチであってもよく、いずれも運転者が操作することにより信号を出力するスイッチとすることが好ましい。図１には、回転させる選択スイッチ２８で各走行形態もしくは挙動形態を選択するように構成した例を示してあり、選択スイッチ２８を中立位置から左に９０度回すことにより、左横移動の信号を出力し、右に９０度回すことにより右横移動する信号を出力する。これらの角度の範囲で選択スイッチ２８を回すことにより、その回転操作した角度の方向に斜行する信号を出力する。さらに、選択スイッチ２８は押し下げる（プッシュ）することが可能であって、選択スイッチ２８をプッシュすることによりその場回転を行うための信号を出力する。なお、自動運転車両では、自動運転システムで判断された結果に基づいて信号を出力するスイッチ（制御プログラム上のスイッチ）であってよい。
ここで、電子制御装置２５に図示しないセンサから入力される信号の例を挙げると、上記のステアリングホイール２６の操舵角（ステアリング角度）、前記レバー２７が操作されることによる方向指示信号、選択スイッチ２８からの特殊転舵信号、駆動要求を表しているアクセル開度、制動要求を表しているブレーキ信号などが、入力信号の例である。これらの入力信号を電子制御装置２５に出力するセンサ類がこの発明の実施形態における検出部に相当している。
この発明の実施形態における車両１は、上記のステアリングホイール２６を操舵することにより、その操舵角度に応じて例えば前輪３を転舵して旋回走行することが可能である。その転舵制御は、電子制御装置２５によって前輪３の転舵装置４による転舵角度を制御することにより行われる。これに加えて、各車輪３を個別に、また大きく転舵することにより、従来一般的な車両と比較して特殊な走行を行い、また挙動を示す。そのようないわゆる特殊走行を行うことを、車両１の周囲に向けて（車体２の外に向けて）告知する方向告知システムを備えている。この発明の実施形態における方向告知システムは、上記の検出部と以下に説明する告知部とを主体にして構成されている。
告知部は、光学的もしくは音響により、車両１の特殊走行を周囲に向けて表示もしくは表明する機能部材によって構成されており、その一例は、点滅するウィンカー２９や車体２の後部のブレーキランプ３０である。なお、車両１が後退する際に点灯するバックライトを告知部に含めることもできる。
ウィンカー２９としては、単一の発光器で単に点滅を繰り返す構成のウィンカーでもよいが、点滅部である複数の発光器（ＬＥＤ）を直線もしくは曲線などの線状に配列し、それらのＬＥＤの点滅の順序を適宜に変更できるように構成されたシーケンシャルウィンカーであることが好ましい。このウィンカー２９は、車体２の前面の左右両側、および後面の左右両側に設けられている。このウィンカー２９の点滅は前記電子制御装置２５によって制御される。図４は車体２の前面側に設けられた右ウィンカー２９Ｒと左ウィンカー２９Ｌとのそれぞれが、４つのＬＥＤを車幅方向に一列に配列して構成された例を、車両１の前方から見た状態を模式的に示してある。左右の各ウィンカー２９Ｌ，２９ＲにおけるＬＥＤは、車幅方向の中央部側から外側に向けて、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４およびＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の順に配列されている。ステアリングホイール２６を操舵して旋回する通常の走行の場合、レバー２７により右旋回が指示された場合、右ウィンカー２９ＲのＬＥＤが、車幅方向での内側から外側に向けてＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の順に点灯し、また消灯し、その点滅を繰り返す。また、レバー２７により左旋回が指示された場合、左ウィンカー２９ＬのＬＥＤが、車幅方向での内側から外側に向けてＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の順に点灯し、また消灯し、その点滅を繰り返す。車体２の後部に設けたウィンカー２９も同様に点滅する。
この発明の実施形態における特殊走行とその特殊走行を上記のウィンカー２９を告知部として使用して周囲に告知する制御の例を以下に説明する。上記のいわゆる通常走行に対して、上記の選択スイッチ２８によって右方向もしくは左方向の横移動が選択された場合、右前輪３FRと左後輪３RLとを９０度、左回転（反時計方向に回転）させ、また左前輪３FLと右後輪３RRとを９０度、右回転（時計方向に回転）させる。なおここで、回転方向は、車体２を上から見下ろした場合の回転方向である。この状態を図５に模式的に示してある。この状態で全ての車輪３FL，３FR，３RL，３RRを同方向に駆動することにより、車両１は右方向に横移動し、あるいは左方向に横移動する。なお、この場合の転舵角がこの発明の実施形態における第１転舵角に相当する。
右方向に横移動する場合、左ウィンカー２９ＬにおけるＬＥＤが、左から右に、すなわち外側から内側に向けて、Ｌ４，Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１の順に点灯し、これに続けて右ウィンカー２９ＲにおけるＬＥＤが、左から右に、すなわち内側から外側に向けて、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の順に点灯する。また、点灯したＬＥＤが、点灯した順序で消灯する。すなわち、全てのＬＥＤは、車両１の前方から見た場合、右から左に向けて順に点灯し、また消灯する。同様に、左方向に横移動する場合、右ウィンカー２９ＲにおけるＬＥＤが、右から左に、すなわち外側から内側に向けて、Ｒ４，Ｒ３，Ｒ２，Ｒ１の順に点灯し、これに続けて左ウィンカー２９ＬにおけるＬＥＤが、右から左に、すなわち内側から外側に向けて、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の順に点灯する。また、点灯したＬＥＤが、点灯した順序で消灯する。すなわち、全てのＬＥＤは、車両１の前方から見た場合、左から右に向けて順に点灯し、また消灯する。
したがって横移動を行う場合、ウィンカー２９の点滅の態様は、旋回走行する場合とは異なった態様になり、また方向を示す態様になる。そのため、周囲の他車両あるいは歩行者に、車両１が横移動すること、およびその方向を知らせることができ、またそのような認識を与えることができる。
前記選択スイッチ２８がプッシュされてその場回転する場合、右前輪３FRと左後輪３RLとを４５度、左回転させ、また左前輪３FLと右後輪３RRとを４５度、右回転させる。なおここで説明している例は、四輪の全てが所定の半径の円周上に等間隔に配置されている場合の例である。この状態を図６に模式的に示してある。この状態で全ての車輪３FL，３FR，３RL，３RRを同方向に駆動することにより、車両１は車体２の中央部を通る鉛直軸線Ｌoを中心にして右回転し、あるいは左回転する。なお、この場合の転舵角がこの発明の実施形態における第２転舵角に相当する。
このようないわゆるその場回転を行う場合、左右のウィンカー２９Ｒ，２９ＬにおけるＬＥＤを、同時に、車幅方向での内側から外側に向けた順序で点灯し、かつ消灯する。あるいはこれとは反対に、車幅方向での外側から内側に向けた順序で点灯し、かつ消灯する。その場回転の場合、車両１が前後左右いずれの方向にも移動しないので、方向を認識させる表示とはならなくてもよい。
したがってその場回転を行う場合、ウィンカー２９の点滅の態様は、旋回走行する場合やハザード状態を示す場合の態様とは異なった態様になる。そのため、周囲の他車両あるいは歩行者に、車両１がその場回転することを知らせることができ、またそのような認識を与えることができる。
さらに、前記選択スイッチ２８が中立位置から９０度未満の角度、回されて斜行する場合、前後の四つの車輪３FL，３FR，３RL，３RRを、選択スイッチ２８で指示される方向および角度に右回転もしくは左回転させる。この状態を図７に模式的に示してある。この状態で全ての車輪３FL，３FR，３RL，３RRを同方向に駆動することにより、車両１は車輪３FL，３FR，３RL，３RRが向いている方向に直進する。この斜行が、右斜行であれば、右ウィンカー２９Ｒにおける外側の二つのＬＥＤ（Ｒ３とＲ４）および左ウィンカー２９Ｌの内側の二つのＬＥＤ（Ｌ１とＬ２）を点滅させ、また点滅の順序を左から右にする。左斜行であれば、左ウィンカー２９Ｌにおける外側の二つのＬＥＤ（Ｌ３とＬ４）および右ウィンカー２９Ｒの内側の二つのＬＥＤ（Ｒ１とＲ２）を点滅させ、また点滅の順序を右から左にする。なお、この場合の転舵角がこの発明の実施形態における第１転舵角に相当する。
したがって車両１が斜行する場合、ウィンカー２９の点滅の態様は、旋回走行する場合とは異なった態様になり、また方向を示す態様になる。そのため、周囲の他車両あるいは歩行者に、車両１が斜行すること、およびその方向を知らせることができ、またそのような認識を与えることができる。
なお、この発明の実施形態における告知部は、ウィンカー２９を用いた構成に限られない。告知部の他の例を図８に模式的に示してある。ここに示す例は、車輪３が大きく転舵されていること、したがって横移動などの特殊走行を行うことを、車輪３の向きによって告知するように構成した例である。すなわち、ホイールハウス２２の内側には、発光器としての可視光線を発するＬＥＤランプ３１が取り付けられている。このＬＥＤランプ３１は、前述した選択スイッチ２８で左右いずれかの横移動もしくは斜行が選択されたことにより、あるいは車輪３の前述した中心軸線Ｌを中心とした回転角度すなわち転舵角度が予め定めた所定角度以上になったことにより点灯もしくは点滅させられるようになっている。なお、点灯もしくは点滅して可視光線を車輪３に照射するＬＥＤランプ３１は、四輪の全てについてのＬＥＤランプ３１であってもよく、あるいは車両１が移動する方向の車輪３についてのＬＥＤランプ３１のみであってもよい。また、移動方向での前方側の車輪３についてのＬＥＤランプ３１と後方側の車輪３についてのＬＥＤランプ３１との点滅の速度あるいは照度など、ＬＥＤランプ３１の発光の形態を異ならせてもよい。したがって、車両１の周囲の他車両あるいは歩行者は、車両１の車輪３の向きが通常走行の場合とは異なっていることを視認して、車両１が横移動あるいは斜行もしくはその場回転することを知ることができる。
このようにいわゆる特殊走行する場合、車輪３の一部がホイールハウス２２から突き出ることがある。したがって、車輪３の一部がホイールハウス２２から突き出たことを検出するタッチセンサなどの検出部を設け、その検出部からの信号に基づいて上記のウィンカー２９やＬＥＤランプ３１などの告知部を動作させるように構成することもできる。
この発明の実施形態における検出部は、要は、車両１におけるいずれかの部分が、前述したいわゆる特殊走行を行う状態に変化したことを検出して信号を出力できればよい。したがって、この発明の実施形態における検出部は、転舵装置４による車輪３の転舵角度を検出するセンサや上記の操作部としての選択スイッチ２８、ホイールハウス２２に設けたタッチセンサなど以外に、車輪３の画像を処理してその転舵状態の信号を出力する検出器など、必要に応じて適宜の構成とすることができる。また、この発明の実施形態における告知部は、上記のウィンカー２９などのＬＥＤを使用した構成に限られないのであり、車体２の表面に設けた液晶パネル、ガラスに画像や文字を表示するオーバーヘッドディスプレーなどの画像表示器（すなわちこの発明の実施形態における表示部）であってもよい。さらに、これら光学的な手段以外に音声によって告知する構成、あるいは光学的手段と音響的手段とを併用した構成であってもよい。
なお、ここで、横移動やその場回転を行う際に車輪３を転舵する方法について説明する。上述した車両１では、各車輪３が回転軸として二軸を有する構成であり、転舵する場合、車輪３の中心部を中心として転舵される。したがって、転舵方向は、右回転および左回転のいずれも可能である。そのため、その場回転を行う場合、前述したように、対角線上に位置する二輪同士を、右もしくは左に同一角度、転舵させる。一例として、右前輪３FRと左後輪３RLとを４５度、左回りに転舵し、左前輪３FLと右後輪３RRとを４５度、右回りに転舵する。こうすることにより各車輪３を転舵させる角度が小さくなり、迅速に、その場回転が可能な状態を設定できる。また、このようにしてその場回転が可能な状態になったことの判定、言い換えれば、その場回転のために車輪３を駆動する開始条件の成立は、各車輪３の転舵角が所定の角度（上記の例では４５度）になったことを検出して判定すればよい。
一方、横移動する場合には、各車輪３を９０度、転舵する。その場合の転舵の方向は、いずれの車輪３も右回りおよび左回りのいずれでもよいが、前後左右で隣り合う車輪３の転舵の方向を互いに反対にすることが好ましい。車輪３を転舵する場合、反力が車体２に作用するので、転舵の方向を隣り合う車輪３で反対にすれば、各車輪３での反力を相殺させて車体２の揺れを少なくすることができる。
上述したその場回転および横移動のいずれの場合であっても、車輪３の転舵の完了すなわち車輪３を駆動し始める条件の成立は、車輪３の転舵角度を所定の角度センサで検出し、あるいは車輪３がホイールハウス２２から突き出たことをタッチセンサや画像処理などによって検出して判定すればよい。なお、特殊走行のための車輪３の転舵は、車両１を一旦停止させた状態で行う。
１…車両、 ２…車体、 ３…車輪、 ３FL…左前輪、 ３FR…右前輪、 ３RL…左後輪、 ３RR…右後輪、 ４…転舵装置、 ５…駆動ユニット、 ６…ケーシング、 ７…モータ、 ８…出力軸、 ９…減速機構、 １９Ｃ…キャリヤ、 １９Ｒ…リングギヤ、 １９Ｓ…サンギヤ、 １０…制動機構、 １１…ディスク、 １２…キャリパ、 １３…軸受、 １４…ホイールハブ、 １５…タイヤ、 １６…サスペンションアーム、 １７…ケーシング、 １８…モータ、 １９…減速機構、 ２０…転舵軸、 ２１…スラスト軸受、 ２２…ホイールハウス、 ２３…駆動用電源部、 ２４…操舵用電源部、 ２５…電子制御装置、 ２６…ステアリングホイール、 ２７…レバー、 ２８…選択スイッチ、 ２９…ウィンカー、 ２９Ｌ…左ウィンカー、 ２９Ｒ…右ウィンカー、 ３０…ブレーキランプ、 ３１…ランプ、 Ｌ…中心軸線、 Ｌo…鉛直軸線。

Claims (10)

  1. 接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との少なくともいずれか一方の転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、
    移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、
    前記方向告知システムは、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、
    前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを告知するように構成され、
    前記車体は、前記車輪の少なくとも上側を覆っているホイールハウスを有し、
    前記ホイールハウスは、前記車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵された場合に前記車輪の一部が前記ホイールハウスから前記車体の外部に突き出すように構成され、
    前記検出部は、前記車輪の一部が前記ホイールハウスから前記車体の外部に突き出したことに基づいて前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを検出するように構成されている
    ことを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  2. 接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との少なくともいずれか一方の転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、
    移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、
    前記方向告知システムは、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、
    前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを告知するように構成され、
    前記告知部は、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを前記検出部が検出した場合に前記複数の車輪に可視光線を照射する発光器を有していることを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  3. 接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との少なくともいずれか一方の転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、
    移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、
    前記方向告知システムは、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、
    前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記前後方向に対して交差する方向に直進走行することもしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することを告知するように構成され、
    前記車体の左右両側部に、前方向への直進走行とは異なる方向に走行する場合に点滅させるウィンカーが設けられ、
    前記告知部は、前記車体の外部に設定される旋回中心を中心として円弧状に旋回走行する場合の前記ウィンカーの点滅の態様と、前記前後方向に対して交差する方向に直進走行する場合もしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転する場合の前記ウィンカーの点滅の態様とを異ならせるように構成され、
    前記ウィンカーは、複数の点滅部が直線状もしくは曲線状に配列されかつ前記複数の点滅部を所定の順序で点滅させるシーケンシャルウィンカーによって構成され、
    前記ウィンカーの点滅の態様は、前記複数の点滅部の点滅の順序を含む
    ことを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  4. 接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記車体が前記前後方向を向いたまま前記車体に対して斜めの方向である斜行方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、
    移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、
    前記方向告知システムは、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、
    前記斜行方向に直進走行することおよび前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することのそれぞれを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記斜行方向に直進走行することおよび前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することのそれぞれを告知するように構成され、
    前記車体は、前記車輪の少なくとも上側を覆っているホイールハウスを有し、
    前記ホイールハウスは、前記車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵された場合に前記車輪の一部が前記ホイールハウスから前記車体の外部に突き出すように構成され、
    前記検出部は、前記車輪の一部が前記ホイールハウスから前記車体の外部に突き出したことに基づいて前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを検出するように構成されている
    ことを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  5. 請求項４に記載の特殊転舵装置を備えた車両であって、
    前記車体の左右両側部に、前方向への直進走行とは異なる方向に走行する場合に点滅させるウィンカーが設けられ、
    前記告知部は、前記車体の外部に設定される旋回中心を中心として円弧状に旋回走行する場合の前記ウィンカーの点滅の態様と、前記斜行方向に直進走行する場合もしくは前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転する場合の前記ウィンカーの点滅の態様とを異ならせるように構成されている
    ことを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  6. 請求項５に記載の特殊転舵装置を備えた車両であって、
    前記ウィンカーは、複数の点滅部が直線状もしくは曲線状に配列されかつ前記複数の点滅部を所定の順序で点滅させるシーケンシャルウィンカーによって構成され、
    前記ウィンカーの点滅の態様は、前記複数の点滅部の点滅の順序を含む
    ことを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  7. 請求項４に記載の特殊転舵装置を備えた車両であって、
    前記告知部は、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことによって移動する方向を前記車体の外表面に文字もしくは画像で表示する表示部を含むことを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  8. 接地している複数の車輪が車体に取り付けられ、前記複数の車輪のそれぞれを、前後方向に直進走行する向きに加えて、前記車体が前記前後方向を向いたまま前記車体に対して斜めの方向である斜行方向に直進走行する向きの第１転舵角と前記車体の中心部を通る鉛直軸線を中心として回転する向きの第２転舵角との転舵角に前記複数の車輪を転舵することの可能な特殊転舵装置を備えた車両であって、
    移動方向を前記車体の外部に向けて告知する方向告知システムを有し、
    前記方向告知システムは、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されることを検出する検出部と、
    前記斜行方向に直進走行することおよび前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することのそれぞれを前記車体の周囲に光学的もしくは音響によって告知する告知部とを備え、
    前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵された場合に、前記複数の車輪が前記第１転舵角と前記第２転舵角とのいずれかに転舵されたことによって前記斜行方向に直進走行することおよび前記車体の中心部を通る前記鉛直軸線を中心として回転することのそれぞれを告知するように構成され、
    前記告知部は、前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを前記検出部が検出した場合に前記複数の車輪に可視光線を照射する発光器を有していることを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  9. 請求項５ないし８のいずれか一項に記載の特殊転舵装置を備えた車両であって、
    前記複数の車輪を前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角となるように回転させる際の前記複数の車輪の各々についての回転中心軸線を有し、
    前記検出部は、前記複数の車輪が前記回転中心軸線を中心として回転した場合の回転角度に基づいて前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを検出するように構成されている
    ことを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
  10. 請求項５ないし８のいずれか一項に記載の特殊転舵装置を備えた車両であって、
    運転者によって操作されることにより、前記複数の車輪を前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角となるように回転させる信号を出力する操作部を有し、
    前記検出部は、前記操作部が操作されて前記信号が出力されたことに基づいて前記複数の車輪が前記第１転舵角もしくは前記第２転舵角に転舵されたことを検出するように構成されている
    ことを特徴とする特殊転舵装置を備えた車両。
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