(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリの残留容量が所定の閾値以下になった後における車両の走行可能距離を長くすることが可能なリーン機構を備える車両の制御装置を提供する。【解決手段】車体を支持する複数の車輪のうちの駆動輪を回転させるための駆動力を発生する電動式駆動輪用モータと、正面視において車体を車輪に対して相対的に傾斜させることが可能なリーン機構２５と、リーン機構を動作させるための駆動源である電動式リーン機構用モータ２７と、リーン機構を、車体を傾斜可能な作動可能状態と、車体を傾斜不能な作動不能状態と、に切り替える切替手段３５と、駆動輪用モータ及びリーン機構用モータに電力を供給可能なバッテリ４３と、バッテリの残留容量が所定の閾値以下となったときに、切替手段を制御してリーン機構を作動不能状態に維持し且つバッテリからリーン機構用モータのへ電力供給を禁止する制御部４０とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体を支持する複数の車輪のうちの駆動輪を回転させるための駆動力を発生する電動式駆動輪用モータと、
正面視において前記車体を前記車輪に対して相対的に傾斜させることが可能なリーン機構と、
前記リーン機構を動作させるための駆動源であり且つ前記駆動輪用モータとは別体の電動式リーン機構用モータと、
前記リーン機構を、前記車体を傾斜可能な作動可能状態と、前記車体を傾斜不能な作動不能状態と、に切り替える切替手段と、
前記駆動輪用モータ及び前記リーン機構用モータに電力を供給可能なバッテリと、
前記バッテリの残留容量が所定の閾値以下となったときに、前記切替手段を制御して前記リーン機構を前記作動不能状態に維持し且つ前記バッテリから前記リーン機構用モータへの電力供給を禁止する制御部と、
を備える、
リーン機構を備える車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正面視において車体を車輪に対して相対的に傾斜させることが可能なリーン機構、及び、リーン機構を車体を傾斜可能な状態と傾斜不能な状態とに切り替える切替手段と、を備える車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、このタイプの車両の従来例を開示している。
この車両は、車体と、車体を支持する３つの車輪（二つの前輪及び一つの後輪）と、一部の車輪である駆動輪を回転駆動させる電動式駆動輪用モータと、駆動輪用モータに電力を供給可能なバッテリと、を備えている。即ち、この車両は所謂ＥＶ車両である。
【０００３】
さらにこの車両は、リーン機構と、リーンロック機構（切替手段）と、を備えている。
【０００４】
リーン機構は、車両の状態に応じて正面視において車体を車輪に対して相対的に傾斜させることが可能な機構である。
リーン機構の一部である電動式リーン機構用モータは、駆動輪用モータとは別体であり且つリーン機構を動作させるための駆動源である。このリーン機構用モータはバッテリの電力によって駆動する。
リーンロック機構は、リーン機構を、車体を傾斜可能な作動可能状態と、車体を傾斜不能な作動不能状態とに切り替え可能である。
【０００５】
さらに車両は、駆動輪用モータ、リーン機構、及びリーンロック機構に接続された制御装置を備えている。
【０００６】
例えば、車両が前進走行中にハンドル操作に連動して転舵輪が右側に切られると、車両に遠心力が掛かる。すると、制御装置がリーン機構用モータを正転方向及び逆転方向の一方に回転させる。するとリーン機構用モータの駆動力によってリーン機構は、車体を車輪が載っている路面の法線に対して遠心力の方向とは逆方向に傾斜させる。すると、車体に掛かる遠心力の一部が打ち消されるので、車両の旋回動作が安定する。
【０００７】
従来このタイプの車両では、バッテリの残留容量が所定の閾値以下となると、制御装置がバッテリから駆動輪用モータへの電力供給を制限する。即ち、制御装置は、駆動輪用モータが発生可能なトルクを所定値以下に制限する。
バッテリの残留容量が閾値以下になった後に、車両のドライバーが車両を安全な場所（例えば、道路の路肩や駐車場）に移動させるための退避走行を実行することがある。車両が退避走行を行っている間にドライバーによってハンドルが操舵されると、制御装置による制御によってバッテリの電力がリーン機構用モータに供給される。そのためリーン機構が作動するので、車両は安定した状態で旋回動作を実行可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−８１７８４号公報
【発明の概要】
【０００９】
前記車両では、バッテリの残留容量が閾値以下になった場合にハンドルが操舵されると、バッテリの電力がリーン機構用モータに供給される。即ち、リーン機構用モータに供給された分だけ、バッテリから駆動輪用モータに供給可能な電力が少なくなる。
そのため、バッテリの残留容量が閾値以下になった後における車両の走行可能距離が短くなり易い。
【００１０】
本発明は前記課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、バッテリの残留容量が所定の閾値以下になった後における車両の走行可能距離を長くすることが可能なリーン機構を備える車両の制御装置を提供することにある。
【００１１】
前記目的を達成するための本発明によるリーン機構を備える車両の制御装置は、
車体（１２）を支持する複数の車輪（１７、１９Ｌ、１９Ｒ）のうちの駆動輪（１９Ｌ、１９Ｒ）を回転させるための駆動力を発生する電動式駆動輪用モータ（２１）と、
正面視において前記車体を前記車輪に対して相対的に傾斜させることが可能なリーン機構（２５）と、
前記リーン機構を動作させるための駆動源であり且つ前記駆動輪用モータとは別体の電動式リーン機構用モータ（２７）と、
前記リーン機構を、前記車体を傾斜可能な作動可能状態と、前記車体を傾斜不能な作動不能状態と、に切り替える切替手段（３５）と、
前記駆動輪用モータ及び前記リーン機構用モータに電力を供給可能なバッテリ（４３）と、
前記バッテリの残留容量が所定の閾値以下となったときに、前記切替手段を制御して前記リーン機構を前記作動不能状態に維持し且つ前記バッテリから前記リーン機構用モータへの電力供給を禁止する制御部（４０）と、
を備える、
【００１２】
本発明の制御装置は、バッテリの残留容量が所定の閾値以下となったときに、切替手段を制御してリーン機構を作動不能状態に維持し且つバッテリからリーン機構用モータへの電力供給を禁止する。そのため、リーン機構が作動可能状態にある場合と比べて、バッテリから駆動輪用モータに供給可能な電力が多くなる。
従って、バッテリの残留容量が閾値以下になった後における車両の走行可能距離を長くすることが可能である。
【００１３】
前記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置を内蔵する車両の正面図である。
【図２】車両の模式的な平面図である。
【図３】前輪及びリーン機構の前方から見た斜視図である。
【図４】電子制御ユニット及びこれに接続された各部品を表すブロック図である。
【図５】車両の通常走行時の模式的な正面図である。
【図６】右旋回したときの車両の模式的な正面図である。
【図７】右側の前輪が段差に載ったときの車両の模式的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る車両１０について説明する。
【００１６】
車両１０は、主要な構成要素として、車体１２、後輪１７、前輪１９Ｌ、１９Ｒ、リーン機構２５、リーンロック機構３５、及び電子制御ユニット４０を備えている。
【００１７】
図２に示すように車体１２の内部空間にはシート１３及びステアリングホイール１４が配設されている。周知のようにステアリングホイール１４は自身の軸線まわりに回転可能である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、車両１０の後部には一つの後輪１７が設けられている。
後輪１７は図示を省略した後部サスペンションを介して車体１２の後部に接続されている。後輪１７は、自身の中央部を水平方向（車幅方向）に貫通する回転軸まわりに回転可能である。
さらに後輪１７は、図示を省略したステアリング機構を介してステアリングホイール１４に接続されている。即ち、後輪１７は転舵輪である。そのため、ステアリングホイール１４がドライバーから見て反時計方向に回転操作されると、後輪１７の平面視における反時計方向の舵角が大きくなる。一方、ステアリングホイール１４がドライバーから見て時計方向に回転操作されると、後輪１７の平面視における時計方向の舵角が大きくなる。ステアリングホイール１４が初期位置（中立位置）に位置するとき、平面視において後輪１７は前後方向と平行になる。
【００１９】
図３に示すように左右の前輪１９Ｌ、１９Ｒはそれぞれ、左右一対且つ円盤状の車輪保持部材２０（図３で右側のもののみ図示）によって、水平方向に延びる回転軸まわりに回転可能に支持されている。
左右の車輪保持部材２０の内部にはインホイールモータ２１がそれぞれ設けられている。左右のインホイールモータ２１に電力が供給されると各インホイールモータ２１が回転し、各インホイールモータ２１の回転駆動力によって前輪１９Ｌ、１９Ｒが各回転軸まわりにそれぞれ回転する。即ち、前輪１９Ｌ、１９Ｒは駆動輪である。
さらに車体１２の一部をなし且つ図示を省略した車体フレームには、左右一対のリーディングアーム２２（図３に右側のリーディングアームのみ図示）の後端部が左右方向に延びる回転軸まわりに回転可能に支持されている。左右のリーディングアーム２２の前端部はボールジョイントを介して左右の車輪保持部材２０にそれぞれ接続されている。
【００２０】
図３及び図４に示すように、車両１０の前部に設けられたリーン機構２５は、主要な構成要素として、ハウジング２６、リーン機構用モータ２７、減速機２８、シーソー３１、及び脚部３２Ｌ、３２Ｒを備えている。
【００２１】
ハウジング２６は図示を省略したショックアブソーバ及びダンパを介して車体１２に接続されている。ハウジング２６の内部にはリーン機構用モータ２７及び減速機２８が配設されている。リーン機構用モータ２７の出力軸２９の軸線は前後方向に延びている。リーン機構用モータ２７に電力が供給されることによりリーン機構用モータ２７が正転又は逆転すると、出力軸２９が減速機２８によって減速されながら自身の軸線まわりに正面視で時計方向又は反時計方向に回転する。
【００２２】
出力軸２９の前端部は、ハウジング２６の直前に位置するシーソー３１の中央部に固定されている。シーソー３１は左右方向に延びる棒状部材である。リーン機構用モータ２７が正転するとシーソー３１は出力軸２９を中心に正面視で時計方向に回転する。一方、リーン機構用モータ２７が逆転するとシーソー３１は出力軸２９を中心に正面視で反時計方向に回転する。
【００２３】
シーソー３１の左右両端部には、共に上下方向に延びる脚部３２Ｌ、３２Ｒの上端部がそれぞれ前後方向に延びる回転軸３３Ｌ、３３Ｒまわりに回転可能に支持されている。脚部３２Ｌ、３２Ｒの下端部はそれぞれ、左右の車輪保持部材２０に固定されている。
【００２４】
図４に示すように、リーン機構２５の出力軸２９の近傍にはリーンロック機構３５が配設されている。
リーンロック機構３５は、リーンロック用モータ３６及び切替ピン３７を備えている。リーンロック用モータ３６の出力軸と切替ピン３７とは図示を省略した動力伝達機構を介して接続されている。
切替ピン３７は、非係合位置と係合位置との間を直線移動可能である。切替ピン３７が非係合位置に位置するとき、切替ピン３７は出力軸２９と係合しない。そのためリーン機構２５は、シーソー３１が出力軸２９を中心に回転可能な作動可能状態となる。一方、切替ピン３７が係合位置に位置するとき、切替ピン３７が出力軸２９と係合するので、リーン機構２５は出力軸２９の回転が規制される作動不能状態となる。切替ピン３７の初期位置は非係合位置である。
【００２５】
図４に示すようにリーン機構２５のリーン機構用モータ２７及びリーンロック機構３５のリーンロック用モータ３６は、車体１２に設けられた電子制御ユニット４０（以下、ＥＣＵと称する）に接続されている。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクションを実行することにより後述する各種機能を実現する。
ＥＣＵ４０にはさらに、インホイールモータ２１、バッテリ４３、メインスイッチ４５、リーンロックスイッチ４６、及び、複数のセンサ４７が接続されている。なお、この複数のセンサには、少なくとも車速センサ、ステアリングホイール１４の操作量検出センサ、及び車体１２に掛かる横加速度を検出する横加速度センサが含まれている。
【００２６】
車体１２の内部に固定されたインストルメンタルパネル（図示略）に設けられたメインスイッチ４５は、ＯＦＦ位置とＯＮ位置との間を移動可能である。メインスイッチ４５の初期位置はＯＦＦ位置である。
メインスイッチ４５がＯＦＦ位置に位置するとき、バッテリ４３の電力はＥＣＵ４０に供給されない。
一方、メインスイッチ４５がＯＮ位置に位置するとき、バッテリ４３の電力はＥＣＵ４０に供給される。即ち、バッテリ４３は、ＥＣＵ４０を介して、インホイールモータ２１、リーン機構用モータ２７、リーンロック用モータ３６、及び複数のセンサ４７に対して電力を供給可能となる。
【００２７】
インストルメンタルパネルに設けられたリーンロックスイッチ４６は、ＯＦＦ位置と正転位置と逆転位置とに移動可能である。リーンロックスイッチ４６の初期位置はＯＦＦ位置である。
リーンロックスイッチ４６がＯＦＦ位置に位置するとき、バッテリ４３の電力はＥＣＵ４０からリーンロック用モータ３６に供給されない。一方、メインスイッチ４５がＯＮ位置に位置し且つリーンロックスイッチ４６が正転位置に位置するとき、ＥＣＵ４０からリーンロック用モータ３６へ正転信号が送られるので、リーンロック用モータ３６が所定角度だけ正転する。また、メインスイッチ４５がＯＮ位置に位置し且つリーンロックスイッチ４６が逆転位置に位置するとき、ＥＣＵ４０からリーンロック用モータ３６へ逆転信号が送られるので、リーンロック用モータ３６が所定角度だけ逆転する。
【００２８】
切替ピン３７が非係合位置に位置するときにリーンロックスイッチ４６が正転位置に移動させられると、リーンロック用モータ３６が所定角度だけ正転し、切替ピン３７が係合位置に移動する。一方、切替ピン３７が係合位置に位置するときにリーンロックスイッチ４６が逆転位置に移動させられると、リーンロック用モータ３６が所定角度だけ逆転し、切替ピン３７が非係合位置に移動する。
【００２９】
続いて車両１０の動作について説明する。
メインスイッチ４５がＯＮ位置に位置する状態で、例えば、車両１０に設けた図示を省略したシフトレバーをＤ（ドライブ）レンジに対応する位置に移動させ且つドライバーが図示を省略したアクセルペダルを踏むと、ＥＣＵ４０がインホイールモータ２１に正転信号を送る。そのため車両１０が前進するように走行する。また、シフトレバーをＲ（リバース）レンジに対応する位置に移動させ且つドライバーがアクセルペダルを踏むと、ＥＣＵ４０がインホイールモータ２１に逆転信号を送る。そのため車両１０が後退するように走行する。
【００３０】
図１及び図５に示すように、車両１０が平坦且つ略水平な路面Ｒ１上に位置するとき、シーソー３１は水平となる。さらに脚部３２Ｌ、３２Ｒは垂直になる（路面Ｒ１に対して直交する）。さらにこのとき車体１２の中心部を通り且つ車体１２の高さ方向に延びる軸線Ａは鉛直方向と平行になる。
【００３１】
一方、例えば、車両１０が前進走行し且つリーンロックスイッチ４６がＯＦＦに位置するときにドライバーがステアリングホイール１４を時計方向に操舵すると、図６に示すように車両１０は右旋回しながら走行する。すると各センサ４７が検出した各種の情報がＥＣＵ４０へ送信される。するとＥＣＵ４０はこれらの情報に基づいてリーン機構用モータ２７へ正転信号を送る。するとシーソー３１が出力軸２９を中心に正面視で時計方向に回転するので、脚部３２Ｌ及び脚部３２Ｒのシーソー３１に対する相対角度がそれぞれ変化し、車体１２の軸線Ａが図５の位置から右側に傾斜する。即ち、正面視において車体１２が後輪１７に対して相対的に傾斜し、その一方でシーソー３１が水平状態を維持する。このような態様で車体１２が傾斜すると、旋回走行中に車体１２に掛かる遠心力の一部が打ち消されるので、車両１０の右旋回動作が安定する。
【００３２】
なお、例えば車両１０が前進走行し且つリーンロックスイッチ４６がＯＦＦに位置するときにドライバーがステアリングホイール１４を反時計方向に操舵すると、車両１０は左旋回しながら走行する。すると各センサ４７が検出した各種の情報に基づいてＥＣＵ４０がリーン機構用モータ２７へ逆転信号を送るので、シーソー３１が出力軸２９を中心に正面視で反時計方向に回転する。その結果、車体１２の軸線Ａが図５の位置から左側に傾斜するので、車両１０の左旋回動作が安定する。
【００３３】
なお、図７に示すように、車両１０が前進走行し且つリーンロックスイッチ４６がＯＦＦに位置する場合に前輪１９Ｒのみが路面Ｒ２の段差Ｒ２ａに乗り上げると、前輪１９Ｒが前輪１９Ｌよりも高い位置に位置する。すると、センサ４７の検出結果に基づいてこの状態を検出したＥＣＵ４０がリーン機構用モータ２７を回転させるので、シーソー３１が図７の態様で傾斜する。一方、軸線Ａは鉛直方向と平行なままとなる。即ち、正面視において車体１２が後輪１７に対して相対的に傾斜する。そのため、この場合の車両１０の直進動作が安定する。
【００３４】
一方、メインスイッチ４５がＯＮ位置に位置する場合にリーンロックスイッチ４６がＯＮ位置に移動すると、リーンロック用モータ３６が所定角度だけ正転するので、非係合位置に位置していた切替ピン３７が係合位置に移動して出力軸２９と係合する。即ち、出力軸２９の回転動作が規制される。
従って、この場合に車両１０が旋回動作を実行しても、シーソー３１は回転せず且つ車体１２の軸線Ａは鉛直方向と平行な状態を維持する。また、この場合に前輪１９Ｒが路面Ｒ２の段差Ｒ２ａに乗り上げても、シーソー３１は回転しない。そのため、車体１２の軸線Ａは鉛直方向に対して傾斜する。
【００３５】
なお、リーン機構２５及びリーンロック機構３５は周知の構造である。これらの構造及び動作の詳細な説明については、例えば特開２０１２−８１７８４号公報及び特開２０１３−２２９９３号公報を参照されたい。
【００３６】
ところで、メインスイッチ４５がＯＮ位置に位置するとき（即ち、バッテリ４３からＥＣＵ４０に電力が供給されているとき）、ＥＣＵ４０はバッテリ４３の残留容量を常に監視する。
【００３７】
そしてＥＣＵ４０は「バッテリ４３の残留容量が所定の閾値以下である」と判定したときに、リーンロックスイッチ４６がどの位置にある場合であっても、ＥＣＵ４０はリーンロック用モータ３６を制御して切替ピン３７を係合位置に位置させる。例えば、このように判定する直前に切替ピン３７が非係合位置に位置する場合は、ＥＣＵ４０はリーンロック用モータ３６を正転させて、切替ピン３７を係合位置に移動させる。一方、このように判定する直前から既に切替ピン３７が係合位置に位置する場合は、ＥＣＵ４０はリーンロック用モータ３６に信号を送らない。そのため切替ピン３７は係合位置に位置したままとなる。
さらに、このようにリーンロック用モータ３６を正転させて切替ピン３７を係合位置に移動させた場合、及び、このように判定する直前から既に切替ピン３７が係合位置に位置する場合は、ＥＣＵ４０は「バッテリ４３の残留容量が所定の閾値以下である」と判定したときにリーン機構用モータ２７への電力供給を禁止する。
【００３８】
そのため例えば、「バッテリ４３の残留容量が所定の閾値以下である」と判定した後に車両１０が旋回動作を実行しても、バッテリ４３の電力がＥＣＵ４０からリーン機構用モータ２７へ供給されず且つリーン機構２５が動作しない。即ち、切替ピン３７が非係合位置に位置する場合（リーン機構２５が作動可能状態にある場合）と比べて、バッテリ４３からインホイールモータ２１に供給可能な電力が多くなる。
従って、バッテリ４３の残留容量が閾値以下になった後における車両１０の走行可能距離を長くすることが可能である。
【００３９】
さらにＥＣＵ４０が「バッテリ４３の残留容量が所定の閾値以下である」と判定すると、ＥＣＵ４０はバッテリ４３からインホイールモータ２１への電力供給を制限する。即ち、ＥＣＵ４０は、アクセルペダルの踏込量に拘わらず、インホイールモータ２１が発生可能なトルクを所定値以下に制限する。
このような制限を実行することにより、ドライバーに対して、バッテリ４３の残留容量が少なくなっていることを報知可能となる。さらに、実質的に車両１０が高速走行不能になるので、例えばリーン機構２５を使用せずに旋回動作を実行するときの走行安全性を担保できる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
例えば、車両１０の車輪の数は３つである必要はなく４つ以上であってもよい。
また、前輪を転舵輪とし且つ後輪を駆動輪としてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・車両、１７・・・後輪（転舵輪）、１９Ｌ、１９Ｒ・・・前輪（駆動輪）、２１・・・インホイールモータ（電動式駆動輪用モータ）、２５・・・リーン機構、２７・・・電動式リーン機構用モータ、３１・・・シーソー、３５・・・リーンロック機構（切替手段）、３６・・・リーンロック用モータ、３７・・・切替ピン、４０・・・電子制御ユニット（ＥＣＵ）（制御部）、４３・・・バッテリ、Ｒ１・・・路面、Ｒ２・・・路面、Ｒ２ａ・・・段差。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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