JPWO2014203345A1 - 自動三輪車 - Google Patents
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Abstract
Description
したがって、三輪車は、狭い街中等で、ビール、灯油等の重量物や、二輪車には積めないほど嵩張る畳等の荷物の運搬、配達に最適である。
このため、1950年代から60年代にかけて、比較的大型(例えば、全高150cm程度、全幅120cm程度、全長250cm程度)の自動三輪車がよく利用されていた。しかし、当時の自動三輪車はコーナリング性能がよくなかったために、その後ほとんど利用されなくなった。
したがって、コーナリング性能が向上する。
したがって、この自動三輪車によると、低速時での旋回性能が向上し、しかもその際のハンドル操作が容易であるという効果が得られる。
前述した特許文献1の自動三輪車では、ディファレンシャルギヤおよびアクティブサスペンションでコーナリング性能を高めたが、構造が複雑化するという難点があった。
特許文献2の自動三輪車では、通常走行にてカーブする際のコーナリング性能については、特には考慮されていなかったため、アンダーステアを感じ、車体の過渡的な初期ロール量も増えて旋回及び車線変更時に車体がふらついた感じになるという難点があった。
前記ハンドルの回動操作により車体がカーブを曲がる際、前記左右の各後輪と路面との間にスリップが生じないという仮定の下において、前記操舵角検出手段にて検出されたハンドルの操舵角に応じて得られる、左右の後輪のうちの前記カーブの外側に位置する後輪である外輪に必要とされる、前記カーブの内側に位置する後輪である内輪に対する回転数比である外輪必要回転数比に対し、
前記走行速度が所定速度以上であり、かつ、前記操舵角が所定角度以上であるとき、当該走行速度および操舵角に応じた付加回転数比を付加し、その付加後の回転数比にて、前記外輪を、前記駆動手段にて駆動する制御部を備えていることを特徴とする。
したがって、カーブを曲がる際、各後輪と路面との間にスリップが生じないという条件下、例えば、車両の走行速度が非常にゆっくりとした徐行速度程度であるという条件下であれば、上述した外輪必要回転数比にて、前記外輪を、前記駆動手段にて駆動することによって、車両を良好に走行させることができる。
しかし、車両の走行速度が所定速度以上となり、かつ、操舵角が所定角度以上になると、各後輪と路面との間にはスリップが生じ、遠心力で車両がカーブの外側に振られる(アンダーステアとなる)ので、上述した外輪必要回転数比にて外輪を駆動したのでは、アンダーステアを打ち消す事ができない。
これに対し、この発明の自動三輪車によれば、走行速度が所定速度以上であり、かつ、操舵角が所定角度以上であるときには、前記制御部により、前記外輪必要回転数比に対し、当該走行速度および操舵角に応じた付加回転数比が付加され、その付加後の回転数比にて、外輪が駆動手段にて駆動されるので、付加回転数比の分だけ外輪が余分に回転することとなる。
この付加回転数比の分の外輪の回転は、車両にヨーモーメントを発生させ、車両の回頭性を向上させ、結果としてアンダーステア感を低減させる。
したがって、この発明の自動三輪車によれば、ディファレンシャルギヤおよびアクティブサスペンションを用いることなくコーナリング性能を高めることができる。
このように構成すると、運転手がハンドルを切り始めた略直後から後輪に対し、前記第2の付加回転数比による、より強いヨーモーメントを発生させることができる。これにより、ハンドル切り遅れ感を抑え、ニュートラルステア感覚で安定して旋回できるようになる。
図1に示す自動三輪車1は、車体10と、この車体10に取り付けられていて、ハンドル11により操舵される1つの前輪12と、車体10の後方において駆動される左右一対の後輪14L、14Rと、左右一対の後輪14L、14Rをそれぞれ駆動する左右一対の駆動手段13L、13Rと、ハンドル11の操舵角θを検出する操舵角検出手段21と、車体10の走行速度Vを検出する速度検出手段22と、制御部30とを備えている。
前記走行速度Vが所定速度V1以上であり、かつ、前記操舵角θが所定角度θ1以上であるとき、当該走行速度Vおよび操舵角θに応じた付加回転数比Rd1(図2参照)を付加し、その付加後の回転数比Rにて、前記外輪を、前記駆動手段にて駆動する。
すなわち、内輪の1回転に対し、外輪を1×R0回転させることによって車両を良好に走行させることができる。
すなわち、内輪の1回転に対し、外輪は1×R=1×(R0+Rd1)回転することとなる。
したがって、この自動三輪車1によれば、ディファレンシャルギヤおよびアクティブサスペンションを用いることなくコーナリング性能を高めることができる。
この点についてさらに説明する。
一般に、車両の直進安定性を確保するためには、車両基本特性はアンダーステアに設定しスタビリティを確保することが望ましい。しかし、自動三輪車において、仮に上記付加回転数比Rd1を付加した制御を行わないとしたならば、車両の走行速度Vが所定速度以上となり、かつ、操舵角θが所定角度以上になると、ハンドルを切った直後に遠心力で車体が過渡的にカーブの外側に振られるという現象(過渡的ロール)が強く生じる。そのため、舵の効きが悪く、ハンドルを切ってから車両が回頭し始めるまでの時間遅れが大きくなり、運転者に違和感を与えることとなる。
これに対し、この発明の自動三輪車によると、回頭トルクを時間的に制御し、また車速に応じた制御にすることもできるので、車両特性と、使用条件に応じて、最適化することで良好な運動性能を実現できる。
そこで、この実施の形態の自動三輪車1では、制御部30は、ハンドル11の回動操作により車体10がカーブを曲がる際、左右の各後輪14L、14Rと路面との間にスリップが生じないという仮定の下において、操舵角検出手段21にて検出されたハンドル11の操舵角θに応じて得られる、前記カーブの内側に位置する後輪である内輪(右カーブの場合の右後輪14R、左カーブの場合の左後輪14L)に対する回転数比である外輪必要回転数比R0を得るのに必要な左右後輪の駆動トルクT0(図4(a)参照)に対し、
走行速度Vが所定速度以上であり、かつ、前記操舵角θが所定角度以上であるとき、当該走行速度Vおよび操舵角θに応じて、外輪(例えば図2(b)における14R)については、付加トルクT1を付加し、その付加後のトルク(T0+T1)にて駆動し、内輪(例えば図2(b)における14L)については、減速用トルクT2を減じて、その低減後のトルク(T0−T2)にて駆動する。
このようなトルクの増減は、前述した内外輪の回転数に反映される。
すなわち、この自動三輪車1によれば、ディファレンシャルギヤおよびアクティブサスペンションを用いることなくコーナリング性能およびコーナリングの安定性を高めることができる。
このように構成すると、運転手がハンドル11を切り始めた略直後から後輪に対し、前記第2の付加回転数比Rd2による、より強いヨーモーメントを発生させることができる。これにより、ハンドル11切り遅れ感を抑え、ニュートラルステア感覚で安定して旋回できるようになる。
車体10の前部には、運転席10a、ハンドル11、アクセル、ブレーキ、シフトレバー等(図示せず)が配置された運転室10bが設けられており、運転席10aに座ったドライバーによって自動三輪車1が走行操作される。
シフトレバーは公知のシフトレバーで構成でき、例えば、駐車時(パーキング)に駆動輪をロックさせるパーキング状態「P」、駆動輪を逆転させるリバース状態「R」、駆動輪に駆動力を掛けないニュートラル状態「N」、駆動輪を正転させるドライブ状態「D」等を選択できるように構成されている。
したがって、この自動三輪車1は、基本的には、通常のオートマチック4輪車と同様に運転することができる。
車体10の後部には、荷台10cが設けられている。
同図において、31はバッテリーパックであり、メイン(走行用)の電池(例えばリチウムイオン電池)とその各セル毎にチェックしているBMS(Battery management system)とを有している。
32はOBC(On Board Charge)であり、外部電源(AC100Vや200V)から前記バッテリーパック31の電池に充電するための充電回路である。バッテリーパック31とOBC32との間には、電池電流を検出する微小抵抗と保護用のヒューズやON/OFF制御するリレーが挿入されている。
このVCU33に、前述した操舵角検出手段21と速度検出手段22とが接続されており、それらの検出結果に基づいて、VCU33は、前記左右一対の駆動手段(モーター)13L、13Rを、その駆動・制御回路(インバータ・コントローラ)を介して前述したように駆動する。VCU33と左右一対の駆動手段(モーター)13L、13Rの制御回路とは、CAN(control area network)で接続されている。操舵角検出手段21は公知の角度センサで構成でき、速度検出手段22は公知の速度センサで構成することができる。
この実施の形態における操舵角検出手段21は、フォトセンサー式エンコーダで構成し、光学処理によって、操舵方向(左右方向)の判別と位角度の検出とを行う。このように構成すると、変位量(角度)と変位方向(左右)とを瞬時に正確に検出できるので、この情報をVCU33に入力する事により、遅滞なく左右駆動モーター13L,13Rに正確な出力制御情報を反映させて左右個別の駆動力制御を良好に行うことができる。また、フォトセンサー式エンコーダは、可変抵抗方式や電磁効果方式のものと比較して、対電磁ノイズ耐性にすぐれており、経時変化によるニュートラルポイントや出力信号の劣化が殆どみられないという利点も有している。
補機電池はメイン電池の状態によらず車の状況を確認できるようにするために独立して接地された小型電池であり、一般的な車用鉛電池で構成することができる。
10 車体
11 ハンドル
12 前輪
13(L,R) 駆動手段
14(L,R) 後輪
21 操舵角検出手段
22 速度検出手段
30 制御部
θ 操舵角
V 車速
R0 外輪必要回転数比
Rd1 付加回転数比
Rd2 第2の付加回転数比
R 付加後の回転数比
Claims (2)
- 車体と、この車体に取り付けられていて、ハンドルにより操舵される1つの前輪と、前記車体の後方において駆動される左右一対の後輪と、前記左右一対の後輪をそれぞれ駆動する左右一対の駆動手段と、前記ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車体の走行速度を検出する速度検出手段と、を備えた自動三輪車であって、
前記ハンドルの回動操作により車体がカーブを曲がる際、前記左右の各後輪と路面との間にスリップが生じないという仮定の下において、前記操舵角検出手段にて検出されたハンドルの操舵角に応じて得られる、左右の後輪のうちの前記カーブの外側に位置する後輪である外輪に必要とされる、前記カーブの内側に位置する後輪である内輪に対する回転数比である外輪必要回転数比に対し、
前記走行速度が所定速度以上であり、かつ、前記操舵角が所定角度以上であるとき、当該走行速度および操舵角に応じた付加回転数比を付加し、その付加後の回転数比にて、前記外輪を、前記駆動手段にて駆動する制御部を備えていることを特徴とする自動三輪車。 - 前記制御部は、前記走行速度が所定速度以上であり、かつ、左方向または右方向へのハンドル操作による操舵角が前記所定角度以上となったとき、その時点から前記ハンドルの当該方向への操作が終わる時点まで、前記付加回転数比に対してさらに第2の付加回転数比を付加することを特徴とする請求項1記載の自動三輪車。
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