JPH0558954B2 - - Google Patents

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EP−Ａ−44773号には、速さ基準値
（speed reference 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つて与えら
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
の円に沿つて、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に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
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、両側に車両の長手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
時にスキツドすると共に発生し、このスキツドが
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を必要とする市街地走行
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
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つて、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
各駆動輪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重量との比が両
横駆動輪において地面に対する駆動輪の通常の摩
擦係数よりも小さく、上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
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つて回転
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。従つて、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。したがつて移
動経路は、市街地の交通状態に応じて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つて、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
の駆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は、
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比が地面に対する駆
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の組は車両の長手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、車両の長手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。換言す
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EP−Ａ−
44773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つて決定される
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10から数
100の、固定子整流子を有する可変レクタンス同
期モータ３によつて駆動される。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
と協動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によつて各回転
毎にコンピユータ７に伝送される。

コンピユータ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つている変換器８の出力
部に接続される。設計によつて、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
横の成分に従つ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）と協動するよ
う構成される。レバー９により与えられる位置に
従つて、光電管の異つ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横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は動かないが歪ゲージ
に結合され、この歪ゲージは、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、コンピユータ７はこのシステムのタイ
ムベースを与えるクロツク１１から信号を受け
る。

コンピユータ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
めのジエネレータ１２を駆動する。このジエネレ
ータ１２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Ｐ１，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によつ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K1＝K1／P1
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ｆ
１よりも小さいことを保証し、また、比率K2＝
T2／P2が駆動輪２と地面１７の間の摩擦係数ｆ
２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アルトの道路に
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
オーダである。

条件K2＞f2、K1＜f1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
１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、コンピユータ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、400N・ｍである。駆動
輪の地面に対する高さが0.3ｍであれば、このト
ルクの値は、最大接線力Ｔ１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
1.8ｍ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P1＝3000Nを与え、各後方駆動輪２は
垂直力P2＝1000Nを与える。したがつて最大接
線力Ｔ１，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においては動力Ｐ２よりも明らか
に大きい。

さらに、地面へ付与さ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
輪距（あるいはトレツド、または車輪の中心面間
の横方向距離）を有する。例として、前方駆動輪
１間の輪距Ｖ１は1.4ｍであり、後方駆動輪２間
の輪距Ｖ２は1.1ｍである。車両の一側に配設さ
れた駆動輪１，２がスイツチ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、コンピユータ７は一方および同じ側の
駆動輪が同じ速さ基準値（speed reference
value）に従つ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。

車両が直線に沿つて進んでいる時、コンピユー
タ７は４つの駆動輪１，２に対して同じ速さを定
め、地面に最も強力に作用する前方駆動輪１が後
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
に沿つて駐車する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、各駆動論の近くには、有効な変
位方向の矢印が示される。

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、駐車位置へ斜めに入れ
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
（方向の違いを除く）、一方、後端部はまだ完全に
駐車線Ｌ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Ｌの外方に向けられるステアリングロツ
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ユータ７に解釈
される。コンピユータ７は両前方駆動輪１に反対
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
動輪１と同じ速さ基準値に従つて制御される。し
たがつて駆動輪１，２は、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、コンピユータ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。しか
し、実際、前方駆動輪１に作用するとともに
T1／P1＜f1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T2／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。したがつてコンピユータ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つた動きを
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Ｌ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
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縁故状経路における
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、車両が曲つた道を進むとき、
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量Ｐ２との比
がｆ２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。

したがつて、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、もつ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、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
長手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、コンピユータ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つ
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）、Ｔ１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。

上述したことからわかるように、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、単純な優れたシステムを提案する。
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ｆ１，ｆ２あるいは作用する
最大力Ｔ１，Ｔ２を修正することもできる。

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つ
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、コンピユータ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Ｔ１，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、縁石に沿つて駐
車された他の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……コンピユータ、１３……駆動
源、１７……地面、Ｐ１，Ｐ２……重量、Ｔ１，
Ｔ２……接線力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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、少なくとも２つの実質的に同軸であ
   る横駆動輪１及びそれらの横駆動輪とは異なる軸
   線を有する少なくとも１つの別の駆動輪２と、駆
   動供給源１３とを有して成り、 Ｔ１を、横駆動輪の外周に伝達され得る最大接
   線力、 Ｐ１を、横駆動輪によつて地面に伝達される重
   量、 ｆ１を、地面に対する横駆動輪の通常の摩擦係
   数、 Ｔ２を、上記少なくとも１つの別の駆動輪の外
   周に伝達され得る最大接線力、 Ｐ２を、上記少なくとも１つの別の駆動輪によ
   つて地面に伝達される重量、 ｆ２を、地面１７に対する上記少なくとも１つ
   の別の駆動輪２の通常の摩擦係数、とした時に、 横駆動輪１の各々が、T1／P1＜f1、という第
   １の関係Ｒ１を有し、 上記少なくとも１つの別の駆動輪２が、T2／
   P2＞f2、という第２の関係Ｒ２を有し、 所望の移動経路に応じて他の横駆動輪の回転速
   度に対して各横駆動輪の回転速度を選択的に調整
   するために上記各駆動輪１，２に付与されるトル
   クを調整する手段と、車両の回転経路時の上記少
   なくとも１つの別の駆動輪の密着をなくすために
   上記第２の関係Ｒ２を満たす範囲の上記別の駆動
   輪に付与される接線力Ｔ２を調整する手段、とを
   有する操舵制御手段が設けられることを特徴とす
   る車両。 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受
   取る処理手順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に関する輪距Ｖ１は２つの上記別
   の駆動輪２に関する輪距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ｆ１，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Ｔ１，Ｔ２は同じような大きさを
   有し、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の軸に近い特許請求
   の範囲第３項記載の車両。 ６ 上記車両は、車両の一側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
   つ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 上記車両は、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 共通の幾何学的軸線を有する少なくとも２つ
   の横駆動輪１と、別の幾何学的軸線を有する少な
   くとも１つの別の駆動輪２、とを備えた車両を回
   転させる方法であつて、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Ｔ１の
   該駆動輪を介して地面に伝達される重量Ｐ１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ｆ１よりも小さくなるように、かつ、２つの
   横駆動輪１が移動経路の曲率半径の所望の変化に
   対応した選択的に異なる加速度と関連するよう
   に、調整され、上記各駆動輪１，２は車両の長手
   方向に実質的に平行に維持され、上記少なくとも
   １つの別の駆動輪の各々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ｆ２よりも大きい
   ことを確保するように調整され、地面に対する横
   駆動輪の接地が維持され且つ横駆動輪の各回転速
   度の間の差によつて回転経路が決定されると共
   に、別の駆動輪が車両の回転経路に応じたそれ自
   体の経路に従うのを可能ならしめる、地面と上記
   少なくとも１つの別の駆動輪との間のスリツプ状
   態が生じることを特徴とする車両を回転させる方
   法。