JPH09117017A

JPH09117017A - 電動走行車両

Info

Publication number: JPH09117017A
Application number: JP7295946A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Iijima; 良洋飯嶋; Yoshiaki Kotani; 善明小谷; Naoya Toida; 直也樋田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】制御システムを簡単化するとともに、運転者
が運転し易い電動走行車両を提供する。【解決手段】車両本体に設けた左右の駆動輪をそれぞ
れ独立して駆動する専用のインホイールモータと、この
インホイールモータへの電力供給量をアクセル操作量に
応じて制御するインホイールモータ制御回路とを備えた
電動走行車両において、インホイールモータの回転速度
検出センサの出力から車速Ｖを算出し（ステップＳ
１）、舵角センサの出力からステアリング角度θを算出
する（ステップＳ２）。次に、車速Ｖを判別し、車速Ｖ
≧３ｋｍ／ｈのときには、ステアリングマップＡから、
車速Ｖ＜３ｋｍ／ｈのときには、ステアリングマップＢ
から、ステアリング角度θに対応する内輪速ｒを検索す
る（ステップＳ３〜Ｓ５）。そして、内側車輪の速度が
内輪速ｒになるように、当該インホイールモータを制御
し（ステップＳ６）、ステアリングマップがＢで、かつ
ステアリング角度θが１７０°以上の場合にのみ、小回
りモード表示ランプを点灯させる（ステップＳ７，Ｓ
８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右の駆動輪をそ
れぞれ専用の電動機で駆動するようにした電動走行車両
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、左右の駆動輪をそれぞれ専用の電
動機で駆動するようにした電動走行車両を旋回操作させ
るときには、内燃機関を駆動源とする車両と同様にデフ
ァレンシャルギヤ機構によって外側の車輪の回転を高
く、内側の車輪の回転を低くなるように、それぞれの車
輪の回転数に内外輪差を持たせることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電動走行車両では、左右の駆動輪をそれぞれ独立に
した専用の電動機で駆動する場合には、それぞれの電動
機に対して外側の回転数を高く、内側の回転数を低くす
るような制御が行われているが（例えば、特開平５−２
６８７０６号公報参照）、電動機は内燃機関に比べて指
令信号に対する応答性が極めて高いので過応答による運
転者の違和感をなくすために制御が大変複雑化するとい
う問題がある。

【０００４】また、このような車両では、旋回時にはア
クセルをゆるめてスピードを調整しながらハンドルを切
るということが行われているが、例えば運搬用車両や身
体障害者用車両等のように、最高速度が１０ｋｍ／ｈ程
度というような、いわゆる低走行の電動走行車両では、
登坂中にアクセルをゆるめると出力不足で登坂できない
場合もあり、登坂力を維持したまま旋回に入るというよ
うな運転制御が望まれる場合がある。

【０００５】また、この種の低速電動走行車両では、低
速走行であるためアクセル状態を固定して走行させる場
合があるが、旋回時のスピードを低下させるためにはア
クセル固定状態を一旦はずす必要があり、操作が煩雑に
なったり、制御システムが複雑になったりするという問
題があった。

【０００６】さらに、この種の小型の低速電動走行車両
では、狭いスペースでの方向転換が行える等、できるだ
け運転者の意のままに運転移動できる機動性が要求され
る。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、制御システムを簡単化するとともに、運転者が運転
し易い電動走行車両を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の電動走行車両は、車両本体に設けた左右
の駆動輪をそれぞれ独立して駆動する専用の減速機付き
電動機と、この減速機付き電動機への電力供給量をアク
セル操作量に応じて制御する制御回路とを備えた電動走
行車両において、前記制御回路は、旋回操作時には前記
アクセル操作量に応じた前記電動機の回転速度に対し、
ステアリングの舵角量に応じて前記旋回方向内側の駆動
輪の回転速度が減速するように前記旋回方向内側の駆動
輪を駆動する電動機を制御することを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の電動走行車両は、前記制御
回路は、前記車両の走行速度が所定値以下で、かつ前記
ステアリング舵角量が所定値以上となったときには前記
旋回方向内側の駆動輪を駆動する電動機の回転方向が前
記旋回方向外側の駆動輪を駆動する電動機の回転方向に
対して逆転するように前記旋回方向内側の駆動輪を駆動
する電動機を制御することを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の電動走行車両は、前記電動
機の減速機の減速比を１０以下に設定し、前記制御回路
は、前記走行速度が所定値以下で、かつ前記ステアリン
グ舵角量が所定値以上となったときには前記旋回方向内
側の駆動輪を駆動する電動機への通電を遮断して、この
電動機がフリー回転状態となるように前記旋回方向内側
の駆動輪を駆動する電動機を制御することを特徴とす
る。

【００１１】請求項４記載の電動走行車両は、前後２組
の車輪を有する電動走行車両において、前記前２輪はス
テアリングで操舵される操舵輪であり、前記後２輪は請
求項１乃至３のいずれかに記載の減速機付き電動機で駆
動される駆動輪であることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施の一形態に係る電動
走行車両の駆動輪に取り付けられたインホイールモータ
を制御する制御装置１の概略構成を示すブロック図であ
り、図２は、この電動走行車両１１の外観を示す外観図
である。

【００１４】図１において、制御装置１は、電動走行車
両１１（図２）のアクセル１２の踏み込み量を検出する
アクセルセンサ２と、ステアリング角度（舵角量）をリ
ニアに検出する舵角センサ３と、車両１１の駆動輪であ
る左右の後輪１４にそれぞれ取り付けられたインホイー
ルモータユニット４，５と、このインホイールモータユ
ニット４，５をそれぞれ構成するインホイールモータ４
ａ，５ａを制御するためのインホイールモータ制御回路
６と、このインホイールモータ制御回路６の制御プログ
ラムやその制御に用いる各種データ等を格納するＲＯＭ
７と、車両１１を旋回（小回り）させるようにインホイ
ールモータ４ａ，５ａを制御するときに、この小回り制
御を行っていることを運転者に知らせるための小回りモ
ード表示ランプ７とにより構成されている。ここで、イ
ンホイールモータ制御回路６は、運転者がハンドル１３
を切って車両１１を旋回させるときに、旋回方向内側の
駆動輪（内輪）の回転速度（車輪速）のみを変更するよ
うに制御する。すなわち、旋回方向外側の駆動輪（外
輪）は、アクセルセンサ２からの出力（踏み込み量）に
応じた回転速度で回転し、この外輪速に対する内輪速を
後述のように制御することによって回転半径を小さくか
つスムーズに旋回するようにしている。

【００１５】インホイールモータユニット４，５は、そ
れぞれ、インホイールモータ４ａ，５ａと、このインホ
イールモータ４ａ，５ａの各回転速度を検出するための
回転速度検出センサ４ｂ，５ｂとにより構成されてい
る。本実施の形態では、インホイールモータユニット
４，５として、例えば特願平６−２５９５１２号の車両
用ホイールモータを使用する。

【００１６】この車両用ホイールモータは、固定子側に
形成された界磁コイルに流すＰＷＭ（パルス幅変調）信
号のデューティ比を変更することにより出力軸の回転速
度を制御し、回転子側に取り付けられたマグネットの磁
極を磁極センサで検出することによって出力軸の回転速
度を検出する。そして、この車両用ホイールモータは、
減速機の減速比が１０以下に設定され（本実施の形態で
は“５”に設定している）、使用する歯車が少なくかつ
各歯車の噛合い回転数が低くなるとともに、構造が簡単
になり、バッテリーあがりまたはモータの故障発生時に
おける車両の押し引きに要する牽引力が人力で車両を容
易に押し引き可能な大きさまで低下され、簡単な構造で
人力による車両の押し引きを容易にすることができると
いう特徴を有している。ここで、減速比は、「回転子の
回転数／出力軸の回転数」とする。

【００１７】なお、この車両用ホイールモータの構成等
は、本出願人による特願平６−２５９５１２号の明細書
および図面に示されている。

【００１８】前記回転速度検出センサ４ｂ，５ｂは、具
体的には各インホイールモータユニット４，５内の上記
磁極センサを示している。前記インホイールモータ制御
回路６は、この回転速度検出センサ４ｂ，５ｂから出力
されたパルス列の単位時間当たりの数をカウントするこ
とによりインホイールモータの出力軸の回転速度を算出
するとともに、この回転速度から車両１１の車速を算出
する。このように車速を算出できるのは、車両１１が低
速で走行している場合には、その車速とインホイールモ
ータ４ａ，５ａの回転速度は比例関係にあると考えられ
るからである。なお、旋回中の車速は、外側車輪のイン
ホイールモータユニットの回転速度検出センサの出力パ
ルスから算出された出力軸の回転速度に基づいて算出す
る。これは、本実施の形態では、旋回中、外側車輪のイ
ンホイールモータの減速制御を行わないようにしている
からである。

【００１９】インホイールモータ制御回路６は、上述の
演算や後述する各種演算および制御処理を行うため、例
えばＣＰＵやＲＡＭ等を備えたマイクロプロセッサによ
り構成される。

【００２０】図３は、ＲＯＭ７に格納されたステアリン
グマップをグラフ化したものであり、図中、横軸はステ
アリング角度θ（°）を示し、縦軸は内外輪速比ｒを示
している。前述のように、車両１１を旋回させるときに
内輪速のみを変更するように制御しているため、このと
きの外輪速は変更されない。そして、内外輪速比ｒは下
記式により算出されるので、内外輪速比ｒは内輪速を示
すことになる（以下、混同を生じることがない場合に
は、内外輪速比ｒを「内輪速ｒ」という）。

【００２１】内外輪速比ｒ＝内輪速／外輪速図３において、実線で示す曲線Ａは、車速が３ｋｍ／ｈ
以上であるときに選択するステアリングマップ（以下、
「ステアリングマップＡ」という）であり、点線で示す
曲線Ｂは、車速が３ｋｍ／ｈ未満（０〜３ｋｍ／ｈ）で
あるときに選択するステアリングマップ（以下、「ステ
アリングマップＢ」という）である。図から分かるよう
に、各曲線Ａ，Ｂは、ステアリング角度θが例えば１５
°までは内輪速ｒは“１．０”であり、ステアリング角
度θが１５°を超えると内輪速ｒは徐々に小さくなって
いる。そして、曲線Ｂは、ステアリング角度θが例えば
１７０°を超えると、内輪速ｒは負の値（すなわち、イ
ンホイールモータは逆転制御）を採るようにしている。
また、各ステアリング角度θに対して、曲線Ａは曲線Ｂ
より内輪速ｒを大きくしている。すなわち、旋回半径が
大きくなるようにしている。このような制御を行うこと
により、車速が遅い場合にだけ車両１１が急旋回できる
ようにしている。

【００２２】以上のように構成された電動走行車両１１
の制御装置１、特にインホイールモータ制御回路７が実
行する制御動作を、以下、図４のフローチャートに基づ
いて説明する。

【００２３】図４において、まず、前記回転速度検出セ
ンサ４ｂまたは５ｂの出力から車速Ｖを算出し（ステッ
プＳ１）、舵角センサ３の出力からステアリング角度θ
を算出する（ステップＳ２）。

【００２４】次に、前記算出された車速Ｖが、３ｋｍ／
ｈ以上であるか否かを判別し（ステップＳ３）、車速Ｖ
≧３ｋｍ／ｈのときには、ステアリングマップＡから、
前記算出されたステアリング角度θに対応する内輪速ｒ
を検索する（ステップＳ４）。一方、車速Ｖ＜３ｋｍ／
ｈのときには、ステアリングマップＢから、ステアリン
グ角度θに対応する内輪速ｒを検索する（ステップＳ
５）。

【００２５】そして、内側車輪の速度が内輪速ｒになる
ように、当該インホイールモータを制御し（ステップＳ
６）、ステアリングマップがＢで、かつステアリング角
度θが１７０°以上の場合にのみ、現在小回り制御を行
っていることを示す小回りモード表示ランプを点灯させ
た（ステップＳ７，Ｓ８）後に、本制御処理を終了す
る。

【００２６】ここで、ステップＳ６の内側車輪のインホ
イールモータの制御方法は、例えば下記式により内輪側
のインホイールモータの回転速度を算出し、この回転速
度になるように、内輪側のインホイールモータに出力す
るＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。

【００２７】内輪側のインホイールモータの回転速度
＝内輪速ｒ×外輪側のインホイールモータの回転速度なお、前述したように、車速Ｖ＜３ｋｍ／ｈでステアリ
ングマップＢが選択され、ステアリング角度θ≧１７０
°のときには、内輪速ｒとして負の値が検索されて設定
され、内輪側のインホイールモータに対して逆転制御を
行わせるようなＰＷＭ信号を出力するが、実際に内側車
輪は逆転するわけではなく、慣性により外側車輪と同じ
方向に回転する。このとき、内側車輪には逆転ブレーキ
がかかることになり、より小さい旋回半径での旋回が可
能になる。

【００２８】図５は、旋回時の電動走行車両１１の動き
を示す図であり、同図に示すように、電動走行車両１１
は、旋回半径Ｒが小さくかつスムーズに旋回し、この旋
回半径Ｒは、小回りモード表示ランプ８が点灯した状態
では車輪幅に近い状態での旋回が可能になる。

【００２９】以上説明したように、本実施の形態では、
電動走行車両１１が旋回するときに、外側車輪の車輪速
をアクセルの踏み込み量に応じた速度にし、内側車輪の
車輪速を車速およびステアリング角度に応じて制御する
ようにしたので、制御システムを簡単化することができ
る。また、外側車輪の車輪速の制御を行わず、その回転
数を落とさないので、登坂力を維持することができる。
さらに、内側車輪の車輪速を減速する制御を行うので、
フルアクセルで旋回する場合にも実質的な旋回速度を低
下させることができる。

【００３０】また、車速Ｖ＜３ｋｍ／ｈかつステアリン
グ角度θ≧１７０°のときに、内側車輪のインホイール
モータが逆転するように制御するので、内側車輪には逆
転ブレーキがかかり、小さな旋回半径（信地旋回に近い
状態）で無理なく旋回することができる。

【００３１】なお、本実施の形態では、内側車輪の車輪
速が内輪速ｒになるように制御したが、これに限らず、
内側車輪のインホイールモータへの通電を遮断するよう
にしてもよい。上述したように、本実施の形態で用いた
インホイールモータは、減速機の減速比が１０以下とい
う低フリクションのモータであるために、車両１１が旋
回しているときに、内側車輪のインホイールモータへの
通電を遮断したとしても、急にブレーキがかかり急旋回
することなくスムーズに旋回することができる。たとえ
ば、０＜車速Ｖ＜３ｋｍ／ｈかつステアリング角度θ≧
４５°のときに、内側車輪のインホイールモータへの通
電を遮断する。（車速Ｖ≧３ｋｍ／ｈという高速移動時
には駆動力が必要なため、内側車輪のインホイールモー
タへの通電を遮断しないようにする。）このようにする
ことにより、ステアリング角度θをリニアに検出するセ
ンサを省略できるとともに、上述のような内側車輪のイ
ンホイールモータの制御を行う必要がなくなり、製造コ
ストを削減することができる。さらに、インホイールモ
ータへの通電を遮断するので、大幅な電力の節電を行う
ことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に依れば、旋回操作時にはアクセル操作量に応じた電
動機の回転速度に対し、ステアリングの舵角量に応じて
前記旋回方向内側の駆動輪の回転速度が減速するように
前記旋回方向内側の駆動輪を駆動する電動機が制御され
るので、制御構成が簡単化することが可能となる効果を
奏する。また、電動走行車両が登坂中であるとき等に、
外側駆動輪の回転を落とす必要がなく、登坂力を維持す
ることができる。さらに、フルアクセルで旋回するとき
にも、実質的な旋回速度を低下させることができる。

【００３３】また、請求項２記載の発明に依れば、前記
車両の走行速度が所定値以下で、かつ前記ステアリング
舵角量が所定値以上となったときには前記旋回方向内側
の駆動輪を駆動する電動機の回転方向が前記旋回方向外
側の駆動輪を駆動する電動機の回転方向に対して逆転す
るように前記旋回方向内側の駆動輪を駆動する電動機が
制御されるので、内側駆動輪には逆転ブレーキがかけら
れ、信地旋回に近い状態で無理なく小さな旋回半径で旋
回することができる。

【００３４】さらに、前記電動機の減速機の減速比が１
０以下に設定され、前記走行速度が所定値以下で、かつ
前記ステアリング舵角量が所定値以上となったときには
前記旋回方向内側の駆動輪を駆動する電動機への通電を
遮断して、この電動機がフリー回転状態となるように前
記旋回方向内側の駆動輪を駆動する電動機が制御される
ので、旋回が簡単に行え、しかも片輪への電力供給が不
要になるため、大幅な電力節電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る電動走行車両の駆
動輪に取り付けられたインホイールモータを制御する制
御装置１の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の電動走行車両の外観を示す外観
図である。

【図３】図１のＲＯＭに格納されたステアリングマップ
をグラフ化したものである。

【図４】図１のインホールモータ制御回路が実行する制
御処理の手順を示すフローチャートである。

【図５】本実施の形態の電動走行車両が旋回したときの
様子を示す図である。

【符号の説明】

４ａ，４ｂインホイールモータ（減速機付き電動機）６インホイールモータ制御回路（制御回路）１２アクセル１３ステアリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両本体に設けた左右の駆動輪をそれぞ
れ独立して駆動する専用の減速機付き電動機と、この減
速機付き電動機への電力供給量をアクセル操作量に応じ
て制御する制御回路とを備えた電動走行車両において、前記制御回路は、旋回操作時には前記アクセル操作量に
応じた前記電動機の回転速度に対し、ステアリングの舵
角量に応じて前記旋回方向内側の駆動輪の回転速度が減
速するように前記旋回方向内側の駆動輪を駆動する電動
機を制御することを特徴とする電動走行車両。
【請求項２】前記制御回路は、前記車両の走行速度が
所定値以下で、かつ前記ステアリング舵角量が所定値以
上となったときには前記旋回方向内側の駆動輪を駆動す
る電動機の回転方向が前記旋回方向外側の駆動輪を駆動
する電動機の回転方向に対して逆転するように前記旋回
方向内側の駆動輪を駆動する電動機を制御することを特
徴とする請求項１記載の電動走行車両。
【請求項３】前記電動機の減速機の減速比を１０以下
に設定し、前記制御回路は、前記走行速度が所定値以下で、かつ前
記ステアリング舵角量が所定値以上となったときには前
記旋回方向内側の駆動輪を駆動する電動機への通電を遮
断して、この電動機がフリー回転状態となるように前記
旋回方向内側の駆動輪を駆動する電動機を制御すること
を特徴とする請求項１記載の電動走行車両。
【請求項４】前後２組の車輪を有する電動走行車両に
おいて、前記前２輪はステアリングで操舵される操舵輪であり、前記後２輪は請求項１乃至３のいずれかに記載の減速機
付き電動機で駆動される駆動輪であることを特徴とする
電動走行車両。