JPS6038267A - 車両およびこの車両を回転させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は２つの横駆動輪に作用するトルクを独立に制御
することにより案内される車両に関する。

従来の技術 欧州特許ＢＰ−Ａ−４４７７３号には、速さ基準値（ｓ
ｐｅｅｄ（４） ｒｅｆｅｒｅｎｃ、ｅ　ｖａｌｕｅ　）に関して適当な
トルクを発生するように制御される各電動モータにより
駆動される、２つの横駆動輪を有する車両が記載されて
いる。車両はさらに、少なくとも１の自由に方向転換で
きる車輪すなわちいわゆる旋回車輪を備える。曲線を描
いて進むために、曲線の外側に配設された駆動輪が他の
駆動輪に対して正の加速度を有することを確保するため
に２つの駆動輪の各々に速さ基準値をもたせる手段が設
けられる。この間、旋回車輪は駆動車輪によって与えら
れる経路に従うように回転する。

このシステムにより、車両は、非常に短い半径の円に沿
って、また２つの駆動輪が反対方向に回転すれば定位置
で、回転することができる。

しかし、旋回車輪は特に中速あるいは高速において安定
性が低い。このような車輪は、回転している車両に作用
する遠心力龜対して小さい抵抗を与えるだけである。さ
らに、ブレーキシステムをこの種の車輪に適合させるこ
とは困難であり、またこの車輪を駆動輪に変更すること
は実際不可能（５） である。

他の公知のものに、荒地に使用され、６つの車輪を設け
られたいわゆる全目的車両がある。この車両は、両側に
車両の長平方向に平行に維持される３つの等距離の車輪
を有する。この車両を左右に回転させるため、トルクが
反対側に位置する駆動輪あるいは車輪に伝えられる。こ
の構造において、操舵は、自由に方向転換あるいは旋回
する車輪に頼ることなくトルクを制御することにより行
なわれる。しかし、短い回転半径に対応する移動経路は
、６つの車輪のうちの少なくとも４つが同時にスキッド
すると共に発生し、このスキッドが容易に制御されない
ので、不正確なものである。

この種の車両は、広い平野で運転するのが非常に容易で
あることはわかるが、他の車両との接触を避けるために
正確な操舵番必要とす纂市街地走行には不適当である。

発明が解決しようとする問題 本発明の目的は、２つの横駆動輪に作用するトルクを独
立に制御することにより案内され、旋回（６） 車輪に関連した不安定さがない第２の公知の構造と同様
であるが第１の公知の構造の運転性を有する、車両を構
成することである。

問題点を解決するための手段 本発明は少なくとも２つの横駆動輪と少なくとも１つの
別の駆動輪であって、車両の１手方向に実質的に固定さ
れた方向を与えられる駆動輪と、駆動供給源と、所定の
移動経路の作用として上記各駆動軸に付与されるトルク
を調整する手段とを備える陸上用車両に対して行なわれ
る。

本発明に係る車両の特徴は、所定の駆動輪について、車
輪の周縁に伝達される最大接線力とこの駆動輪を介して
地面に伝達されるＭ量との比が両横駆動輪において地面
に対する駆動輪の通常の摩擦係数よりも小さり、」二記
別の駆動輪の各々において地面に対する駆動輪の通常の
摩擦係数よりも大きいことにある。

“摩擦係数”により、この例では、密着状態の車輪が横
滑り状態に移るのを確保するために必要な接線力と車両
を介して地面に直角に伝達される（７） 力との比が意味される。

“通常の摩擦係数”により、車輪とこれが通常接触する
地面との間の、上述において定義したような摩擦係数が
意味される。

非常に短い半径を有する円形経路に沿って回転させるた
め、所定の経路に対応した各トルクが両横駆動輪に与え
られ、各地の駆動輪には、車輪の周縁における結果的な
接線力の車輪を介して地面に伝達される重量に対する比
が地面に対する車輪の摩擦係数よりも大きいようなトル
クが付与される。上記トルクを受ける各駆動輪は、必然
的にその密着性を失う。従って、道路との密着状態を満
足するトルクを受ける２つの横駆動輪は、車両に所望の
経路を与えることができる。したがって移動経路は、市
街地の交ｉｌ状態に応じて２つの横駆動輪により正確に
決定される。

本発明の他の特徴によれば、少なくとも２つの横駆動輪
と少なくとも１の別の駆動輪とを備える車両を回転させ
る方法であって、各横駆動輪に付与されるトルクは、駆
動輪の周縁における接線力（８） のＶ動輪を介して地面に伝達される重量に対する比が地
面に対する駆動輪の摩擦係数よりも小さくなるように、
かつ、２つの横駆動輪の各々が移動経路の曲率半径の所
望の変化に対応した別の駆動輪の相対加速度と関連する
ように、調整され、上記各駆動輪は、車両の長手方向に
実質的に平行に維持され、上記各駆動輪に付与されるト
ルクば、駆動輪の周縁における接線力の駆動輪を介して
地面に伝達される重量に対する仕が地面に対する駆動輪
の摩擦係数よりも大きいことを確保するように調整され
ることにより特徴づけられる。

実施例 以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図〜第３図の実施例において、車両は、２つの前方
横駆動輪１と２つの後方横駆動輪２とを有する４輪シス
テムを設け′られる。駆動輪１の組と駆動輪２の絹は車
両の長平方向中心面の両側に対称に配設される。さらに
、これらの駆動輪１゜２は、車両の長平方向中心面に対
して常時実質的に平行に配置されるように取付けられる
。換言ず（９） れば、これらの駆動輪は方向を変えるように動かすこと
ができない。

図示例において、各組の駆動輪１．２は、プログラムド
・ムーブメント・タイプであり、これは、各駆動輪の回
転速さが、欧州特許ＢＰ−Ａ−４４４７３号に記載され
た車両の２つの駆動輪に関して既に述べられた構造のも
のによって決定されることを意味する。これらの手段は
、本質的な面で後に説明される。各組の駆動輪１．２は
、車輪の回転についてかなり多数の、すなわち数ｌＯか
ら数１００の、固定子整流子を有する可変レフタンス同
期モータ３によって駆動される。モータ３は位置検知器
４を設けられる。この検知器４は回転子を組込まれ、回
転子の歯と固定子の接点との相対位置を検知するために
固定子に接続された光電管６と協働するよう構成される
。回転子の歯の数に等しいかその倍のパルスが光電管６
によって各回転毎にコンピュータ７に伝送される。

コンピュータ７の他の入力部は、手動制御レバー９を支
持するようになっている変換器８の出力（１０） 部に接続される。設計によって、上記レバー９は運転者
により、２つの成分すなわち前後の成分と横の成分に従
って全方向に変位させられ得る。この場合に考えられる
例では、レバー９はその基部において電球を支持し、こ
の電球は斜め４５”に配置された４つの光電管（図示せ
ず）と協働するよう構成される。レバー９により与えら
れる位置に従って、光電管の異った照明により個々の動
作が行なわれることは明らかである。前後成分は車両の
加速あるいは減速の命令に一致し、この例においてのみ
意図される構成分は方向についての動作に一致する。

他の設計では、レバー９ば動かないが歪ゲージに結合さ
れ、この歪ゲージば、加速、減速あるいは方向転換の命
令を与えるために前述の方向に付勢された応力に応答す
る。

最後に、コンピュータ７はこのシステムのタイムベース
を与えるクロック１１から信号を受ける。

コンピュータ７の出力は、駆動輪１，２のモータ３へ独
立に与えられる電気パルスを発生するた（１１） めのジェネレータ１２を駆動する。このジェネレータ１
２は駆動源１３から電力を供給され、駆動源１３は、第
３図に示されるように、蓄電池１３に結合された電流発
生器１４により構成される。

第２図に示されるように、重心Ｇに作用する車両重量Ｐ
は、２つの前方駆動輪１を介して地面に伝達される２つ
の成分Ｐ１と、後方駆動輪２を介して地面に伝達される
２つの成分Ｐ２に分配される。

成分ＰＩ、Ｐ２の値は、車両が動いていない時考慮され
る。

さらに、モータ３によって独立に駆動される各駆動輪１
，２は、駆動輪１，２の半径を考慮して、駆動輪の周縁
部を介して地面あるいは路面に伝達される最大接線力に
一致する最大値を越えるトルクを受けることはあり得な
い。この最大接線力は、前方駆動輪１の場合符号Ｔ１に
より、また後方駆動輪２の場合符号Ｔ２により示される
。

本発明の重要な特徴に従い、比率に１＝ＴＩ／ＰＩが乾
いたマカダム（ｍａｃａｄａｍ　）のような通常の性質
の地面１７上における駆動輪１の摩擦係数１１よ（１２
） りも小さいことを保証し、また、比率に２＝７２／Ｐ２
が駆動輪２と地面１７の間の摩擦係数Ｌ２よりも大きい
ことを保証するために、手段が講じられる。

ここに述べる実施例では、駆動輪１，２は同一径を有し
、これらに作用する最大トルクは、Ｔ１とＴ２が等しい
結果、同じ値を有する。さらに、駆動輪１，２は空気タ
イヤが取付けられ、通常考えられる摩擦係数は乾いたア
スファルトの道路に対するタイヤの摩擦係数であり、そ
れは駆動輪２の場合におけるのと同様に駆動輪１の場合
、１のオーダーである。

条件［２＞　Ｔ２　、　Ｋｌ　＜、ｆｌに従うと、駆動
輪１の軸から充分短い距離にＧ点を配置する必要性を伴
う。

Ｇ点は、車体懸架を確保するために、駆動輪ｌの軸と駆
動輪２の軸との間に配置されなければならないことが容
易に理解されるであろう。

例として、コンピュータ７により決定され、個々のモー
タ３により各駆動輪１あるいは２に付与される最大トル
クは、４０ＯＮ−請である。駆動輪の地面に対する高さ
が０．３　ｍであれば、このトルク（１３） の値は、最大接線力ＴＩあるいはＴ２＝　４００／　０
．３　＝１３３３Ｎを生じる。ホイルベース（前方駆動
輪１の軸と後方駆動輪２の軸との間の距離）は１．１（
ｍである。８１５ｋｇの全重量は、平面であると仮定さ
れる地面１７への重心の垂直投影が前方駆動輪１の投影
から０．４５ｍの距離、すなわち後方駆動輪２の軸から
１．３５ｍの距離に位置することを保証するように分配
される。ブレーキ、加速あるいは傾斜により生じる慣性
力を除き、各前方駆動輪１は垂直力Ｐｉ　＝　３００Ｏ
Ｎを与え、各後方駆動輪２は垂直力Ｐ２＝１００ＯＮを
与える。したがって最大接線力ＴＩ　、　Ｔ２は、２つ
の各前方駆動輪１においては重力Ｐ１よりも明らかに小
さく、また２つの各後方駆動輪２においては重力Ｐ２よ
りも明らかに大きい。

さらに、地面へ付与される最大接線力の地面へ伝達され
る重量に対する比が摩擦係数よりも大きい車輪。言い換
えると、図示実施例における後方駆動輪２は、２つの他
の駆動輪間の間隔よりも短い軸距（あるいはトレッド、
または車輪の中心面間の横方向距離）を有する。例とし
て、前方駆動（１４） 輪１間の軸距ｖ１は１．４Ｍであり、後方駆動輪２間の
軸距ｖ２は１．１ｍである。車両の一側に配設された駆
動輪１，２がスイッチ１２に共通に接続されるような関
係により第３図に図式的に表わされるように、コンピュ
ータ７は一方および同じ側の駆動輪が同じ速さ基準値（
ｓｐｅｅｒｌ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｖａｌｕｅ　）に
従って連続的に制御されることを保証するようにプログ
ラムされる。このように第３図に示される関係は単に図
式的なものである。というのは、後述することから明ら
かなように、後方駆動輪２は、ある条件の下で、前方駆
動輪１と同じ速さで回転するために、逆に言えば別の駆
動源が各駆動輪に明らかに必要である結果、同じ側に配
置される駆動輪１よりも大きい駆動力を必要とするかも
しれないからである。

第１図〜第３図に示された車両の運転を次に述べるとと
もに、本発明による方法の説明をする。

車両が直線に沿って進んでいる時、コンピュータ７は４
つの駆動輪１，２に対して同し速さを定め、地面に最も
強力に作用する前方駆動輪１が後（１５） 方駆動輪２よりも大きい力を伝達することを保証するた
めの速さ基準値をとることができる。上述した欧州特許
出願に示されるように、駆動輪１゜２の速さ制御は、検
知システム４，６により各瞬間毎に駆動輪の角度位置を
制御することにより得られる。これは、外乱により妨げ
られる駆動輪が外乱の後その速さに復帰するだけでなく
、外乱により引起された時間遅れが移動経路の各点にお
いて理論的な角度位置に駆動輪を復帰させるように補償
される結果であり、また、外乱が運転者の側に介在する
必要なく自動的に補償される結果である。

第４図および第５図を参照すると、車両が縁石に沿って
駐車する２台の他の車両の間に駐車している例を仮定し
、非常に短い半径を有する円形軌道内で回転するために
適用された方法が示される。

これらの図において、各駆動輪１，２には、駆動輪が地
面に密着することにより動きやすい方向の矢印が示され
、各駆動輪の近くには、有効な変位方向の矢印が示され
る。

（１６） 第４図に示されるように、車両は、比率Ｋが摩擦係数よ
り小さい車輪（すなわち説明された実施例においては前
方駆動輪１）が前端に位置することを保証するようにし
て、駐屯位置へ斜めに入れられる。運転のこの初期段階
が終わると、車両の前部は既に最終的な駐車位置にほと
んど位置しく方向の違いを除く）、一方、後端部はまだ
完全に駐車線りの外側にある。その後運転者は車両を停
止させ、前端部において前方駆動輪１とともに動くとき
線りの外方に向けられるステアリングロックを発生させ
るために、横方向にのみレバー９を作動させる。

第５図に示されるように、このようにして運転者から与
えられた指令は、定位置で車両を回転変位させるための
指令としてコンピュータ７に解釈される。コンピュータ
７は両前方駆動輪ｌを反対方向へ回転させるためのコマ
ンドを出力し、これにより車両が回転させられようとす
る側に位置する前方駆動輪１が後方へ回転する。既に述
べたように、各後方駆動輪２は同じ側に位置する前方駆
（１７） 動輪１と同じ速さ基準値に従って制御される。したがっ
て駆動輪１，２ば、２組の車輪１，２の少なくとも一方
が横滑りすることなく互にあわない速さで回転すること
となる。低い駆動トルクで指令を実行することが不可能
であるという事実を考慮し、コンピュータ７は、車輪の
地面との摩擦により生じる抵抗に打勝つために駆動輪１
．２に作用する個々の駆動トルクを増加させ始める。し
がし、実際、前方駆動輪ｌに作用するとともにＴＩ／Ｐ
Ｉ　＜　１１の関係を満足する最大トルクは、路面に対
する前方駆動輪１の摩擦により生じる抵抗に打勝つこと
はできない。他方、後方駆動輪２に作用するとともにＴ
２／Ｐ２＜ｆ２の関係を満足する最大トルクは、路面に
対する後方駆動輪２の摩擦に基づく抵抗に打勝つのに充
分であるかもしれない。したがってコンピュータ７は、
後方駆動輪２が路面１７に対する摩擦力を弱めるまで駆
動トルクを増加し始める。このことは、後方駆動輪２の
速さが前方駆動輪１の速さに等しくなるように制御され
るので、後方駆動輪２の空転に基づくものではな（１８
） い。しかし、路面１７に対する後方駆動輪２の摩擦が低
下する結果、後方駆動輪２とこの路面１７との間の摩擦
力はかなりの程度にまで減少する。

これは、摩擦を維持していた前方駆動輪１が共通軸の中
心に位置する点の周りに車両を回転変位させることによ
り速さ基準値に従った動きをさせることができ、一方、
後方駆動輪２はこれらの面に直角な方向に横滑り変位す
るからである。この回転変位の終わりには、車両の後端
部は駐車線りの内側に駐車され、しかして操作は終了す
る。

中速あるいは高速で走る時、中位の半径あるいは大きい
半径の曲線だけが遂行され得る。このような曲線に沿う
回転をする時、全て互に平行である駆動輪１，２の相対
位置と各速さは、理論的に完全な相対位置と速さに対し
てほとんど異ならない。さらに、かなりの定速以上では
、考慮される１つの駆動輪が、地面に対する駆動輪の摩
擦抵抗係数よりも小さい、接線力と地面に伝達される重
量との比を有する場合でさえ、その駆動輪は、その方向
とその回転速さに正確に一致しない、地面（］９） に対する変位を有するかもしれない。これら全ての理由
のため、第４図および第５図に示されたような非常に短
い半径を有する円弧状経路における回転移動に関して既
に説明された処理は、大きい半径の曲線を描くときには
必ずしも行なわれない。

言い換えると、車両が曲った道を進むとき、後方駆動輪
２により地面に伝達される接線力は、地面へ有効に伝達
される接線力と重ＬｔＰ２との比が１２よりも大きいよ
うなものであることに必ずしも従わない。

したがって、駆動輪１，２は全て密着した状態にあり、
装備されるタイヤはこの種の道筋に受け入れられる偏れ
を許容する。（密着の状態は、空気タイヤの少なくとも
１点が地面あるいは路面に対して動かないという状態で
ある。密着状態を維持する間タイヤが偏位し、また変形
をうけることができることは知られている。） 非常に短い半径を有する曲線上を回転する間と、もっと
大きい半径を有する曲線上を回転する間とにおいて、後
方駆動輪２は、路面との接触の結果、（２０） また前方駆動輪１の回転速さと同じ回転速さのために、
その曲線から成る移動経路に沿う車両の回転変位を補助
する垂直軸周りのトルクを生じる。

第６図に示された例において、車両は、車両の長平方向
中心面に配設された単一の後方駆動輪２を有するという
ことを除いて、第１図のものと同じである。好ましくは
、コンピュータ７は、他の前方駆動輪よりも高速で回転
する前方駆動輪１に対して選択された値と等しい速さの
基準値に従って、後方駆動輪２を制御する。単一の後方
駆動輪２により伝達される重量Ｐ１を考慮すると（かな
り大きい値をとりやすい）、ＴＩの値よりも大きい最大
接線力Ｔ２の値を選択することも可能である。

上述したことかられかるように、本発明は、特に、上記
車両がプログラムされた動きをする車輪を設けられる場
合、２以上の駆動輪を有する車両を案内する、単純な優
れたシスチムを提案する。

前方駆動輪と後方駆動輪に異なる状態を達成させるため
に、摩擦係数ｆｌ　、工２あるいは作用する最大力ＴＩ
　、　Ｔ２を修正することもできる。

（２１） 上述された実施例において、異なる車輪における車両重
量の静的な分配のみが考慮された。既に知られているよ
うに、この分配は動的状態によってかなり変化する。こ
の点において、与えられた数値例は安全についてかなり
広い余地を有する。

しかし、コンピュータ７は、地面あるいは路面への駆動
輪の軸受圧力の作用として各駆動輪に作用する最大力Ｔ
Ｉ　、　Ｔ２を変化させるようにプログラムされること
ができる。

他の構成において、前進における駆動輪の回転方向は別
として第１図の内容に変更を加えることなく、駆動輪２
を前輪とし、駆動輪１を後輪としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る車両を斜視的に示す図
式的分解図、 第２図は上記車両の概略側面図、 第３図は第１図および第２図の車両の概略平面図、 第４図および第５図は、縁石に沿って駐車され（２２） た他の２台の車両の間に長さ方向に駐車する２つの段階
を示す図で、この駐車操作は第１図〜第３図の車両によ
り行われ、 第６図は第１図と同様な図で３つの車輪を有する車両に
関する実施例の図である。 １−横駆動輪、　２−別の駆動輪、 ４、　、６−検知器、　７−コンピュータ、１３一駆動
源、　１７−地面、 Ｐｌ　、　Ｐ２−ｆｆｉ量、　ＴＩ　、　Ｔ２−接線力
。 特許出願人 ジャン　マリ　バプティス シャシ　（外１名） 特許出願代理人 弁理士　青　木　朗 弁理士西舘和之 弁理士　松　浦　孝 弁理士　山　口　昭　之 弁理士西山雅也 （２３）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２つの横駆動輪（１）と少なくとも１の
   別の駆動輪（２）であって、車両の長手方向に実質的に
   固定された方向を与えられる駆動１揄と、駆動供給源（
   １３）と、所定の移動経路の作用として上記各駆動輪（
   １、２）に付与されるトルクを調整する手段とを備え、
   所定の駆動輪（１または２）について、車輪の周縁に伝
   達される最大接線力（ＴＩまたはＴ２）の該車輪により
   地面に伝達される重Ｍ　（１１またはＰ２）に対する比
   （Ｋｌまたはに２）は、両横駆動輪（１）において地面
   に対する駆動輪（１）の通常の摩擦係数（工１）よりも
   小さく、上記別の駆動輪（２）の各々において地面（１
   ７）に対する駆動輪（２）の通常の摩擦係数（工２）よ
   りも大きい車両。 ２、上記各駆動輪（１、２）はそれぞれのモータ（３）
   により駆動され、車両はさらに、予め決（１） められた車両の移動経路を規定するデータと、該移動経
   路に従うことを確実にするために別々の加速度を上記駆
   動輪に付与する目的で各駆動輪に伝達される力を決定す
   るため、上記各駆動輪（１゜２）の位置を検出する検知
   器（４、６）により伝送されたデータとを受取る処理手
   段（７）を備える特許請求の範囲第１項記載の車両。 ３、上記車両は２つのいわゆる“別の駆動輪”（２）を
   備え、該別の駆動輪は車両の長手方向中心面（Ｐ）に対
   して対称に配設される特許請求の範囲第１項記載の車両
   。 ４、横駆動輪（１）に関する軸距（ｖｌ）は２つの上記
   別の駆動輪（２）に関する軸距（ｖ２）よりも大きい特
   許請求の範囲第３項記載の車両。 ５、駆動輪の周縁は、各駆動輪（１、２）の地面（１７
   ）に対する通常の摩擦係数（ｆｌ、ｆ２）が実質的に等
   しいものであり、各駆動輪（１，２）の周縁に伝達可能
   な最大接線力（ＴＩ　、　Ｔ２）は密接に関連し、上か
   ら見た車両の重心Ｇは上記別の駆動輪（２）の軸よりも
   上記横駆動輪（１）の軸に（２） 近い特許請求の範囲第３項記載の車両。 ６．」二記車両は、車両の一例または同側に配設された
   駆動輪（１、２）の各組が同じ動きの基準値に従って各
   瞬間において制御される手段を備える特許請求の範囲第
   ３項記載の車両。 ７、」二記車両は、高速で回転する横駆動輪（１）と同
   じ速さで上記別の駆動輪（２）を回転させる手段を備え
   る特許請求の範囲第１項記載の車両。 ８、少なくとも２つの横駆動輪（１）と少なくとも１つ
   の別の駆動輪（２）とを備えた車両を回転させる方法で
   あって、各横駆動輪（１）に付与されるトルクは、駆動
   輪の周縁における接線力の該駆動輪を介して地面に伝達
   される重量（Ｐｌ）に対する比が地面（１７）に対する
   駆動輪（１）の通常の摩擦係数よりも小さくなるように
   、かつ、２つの横駆動輪（１）の各々が移動経路の曲率
   半径の所望の変化に対応した別の駆動輪の相対加速度と
   関連するように、調整され、」二記各駆動輪（１゜２）
   は車両の長手方向に実質的に平行に維持され、上記別の
   駆動輪の各々に付与されるトルクは、駆（３） 動輪の周縁における接線力の該駆動輪を介して地面に伝
   達される重量（Ｐ２）に対する比が地面に対□　する該
   駆動輪の通常の摩擦係数（Ｌ２）よりも大きいことを確
   保するように調整される、車両を回転させる方法。 ９．２・つの横駆動輪（１）と２つの別の駆動輪（２）
   を備えた４駆動輪を有する車両を回転させる特許請求の
   範囲第８項に記載の方法であって、定位置で回転させる
   ために、２つの横駆動輪（１）は反対方向へ回転させら
   れ、２つの別の駆動輪（２）は反対方向へ回転させられ
   られる方法。 １０、車両の各側において、横駆動輪（１）と別の駆動
   輪（２）は同じ方向に回転させられられる特許請求の範
   囲第９項記載の方法。