JPH04103467A - 電気自動車 - 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） この発明は、モータを用いて車輪を操向させ。

かつ駆動する電気自動車にかかり、とくに低速での運動
性能の改善に関する。

（従来の技術） 自動車の運動性能を高めるため、近時、新しい技術とし
て４ＷＳ’（四輪操舵）が提案されている。

また、一方で、モータを用いて車輪を駆動するとともに
、モータでその車輪の向きを旋回変位させて操向させる
電気自動車が提案されている。

かかる電気自動車において、前記４ＷＳ技術を採用する
ことは、電気的な制御技術の利用が容易であるので、自
動車の運動性能の大幅な向上を期待することができる。

しかしながら、従来のかかる電気自動車においては、車
輪の旋回範囲が比較的小さいものとなっている。

（発明が解決しようとする課題） すなわち、従来のこの種の電気自動車においては、その
ままでは電気的な制御技術を利用しても自動車の運動性
能の大幅な向上を期待することができないものとなって
いる。

この発明は、このような背景に基づいてなされたもので
、この種の電気自動車の運動性能の大幅な向上を目的と
し、電気的な制御技術の利用がそのまま運動性能の向上
につながるものを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的に対し、この発明は、四輪自動車の各車輪をそ
れぞれの車軸まわりに独立して駆動する駆動モータをそ
れぞれ設けるとともに、これらの車輪をそれぞれのキン
グピン軸まわりに旋回可能に構成し、これらの車輪を車
輪毎に設置された操向モータでキングピン軸まわりでそ
れぞれ独立に旋回駆動するようにした電気自動車におい
て、前記各車輪のキングピン軸まわりの旋回角度範囲を
ほぼ１８０度以上とし、この旋回角度範囲には、各車輪
が電気自動車の前後方向と一致する向きと、各車輪が電
気自動車の前後方向に直角方向となる向きとを含むもの
である。

（作用） この発明によれば、各車輪は自動車の前後方向と、これ
に直角の側方を含む旋回角度範囲で、それぞれのキング
ピン軸まわりの全方向に向くことができるので、車輪の
向きの制限が解消する。

そして、これらの各車輪の向きを電気的な制御技術によ
って容易に総合的に制御できるので、この種の電気自動
車の運動性能を大幅に向上することができる。

（実施例） 以下、図面に示す一実施例によりこの発明を説明する。

この実施例の電気自動車１は、四輪自動車であって、各
車輪はそれぞれのキングピン軸５回りに旋回動作が可能
に構成された四輪操舵式となっており、各車輪の操舵装
置と、それぞれの駆動装置および懸架装置は、第２図に
示すものと同様に構成されている（第３図参照）。

第２図において、２は車輪、３はフレームである。

フレーム３の側面には、支持装置４が固定され、この支
持装置４は上下方向に貫通した透孔４ａを有し、この透
孔４ａの上下端部には軸受４ｂが設置されている。

そして、この支持装置４の透孔４ａには、下端部に車軸
２を保持する。キングピン軸５が貫通して装着されてい
る。

このキングピン軸５の上部には、一体にフランジ部５ａ
が形成されており、キングピン軸５の下端には、後述の
駆動モータ６のフレームを兼ね。

車軸１５を水平に支持する。ベースプレート７が溶接等
によって一体に固着されている。

前記フランジ部５ａの上側に装着されたワッシャ４ｃと
前記支持装置４に固定された上側の軸受４ｂの下端面と
の間にはコイルスプリング４ｄが介装され、このキング
ピン軸５は支持装置４に対して上下動可能であり、かつ
周方向に回動可能に支持されている。

そして、前記キングピン軸５の下端に固着されたベース
プレート７の中央には、ボス部とボス穴とが形成され、
ボス部の外周面上には駆動モータ６の固定子巻線が固着
され、ボス穴に車軸１５を回動可能に装着することによ
って、車輪２が支持されるとともに、回転子フレーム２
６との間にはアウタロータ型誘導電動機からなる駆動モ
ータ６が構成されている。

この車軸１５は、ホイール・リム１１に固定された回転
子フレーム２６と一体に形成されたもので、前記ベース
プレート７を貫通して車両の内側に導出されており、こ
の車軸１５の導出された内端にはブレーキディスクユ６
が固着されている。

そして、このブレーキディスク１６の縁部に臨ませて、
ブレーキキャリパ１７が前記ベースプレート７に支持さ
れて配置されておレバ　このブレーキキャリパ１７を適
宜作動させることによって制動を行なうようになってい
る。なお、第２図中、１８はタイヤを示す。

この駆動モータ６においては、外周側に回転子が位置し
て回転するので、この外周の回転子フレーム２６をその
ままホイール・リム１１にボルト等を用いて連結する等
の簡単な構造によって設置し、車輪２の駆動モータ６と
して使用することができ、この実施例においては、この
駆動モータ６への電源の供給は、前記キングピン軸５の
上部に設置したジヨイント部１９からキングピン軸５の
内部を経て行なわれる。

二のように駆動モータ６を構成して電力を供給すること
としたので、車輪２に駆動力を作用させるために動力伝
達構造を設置することが不要となる。

そのため、車輪２の何方の空間を広く利用して操向装置
を構成することが可能となり、各車輪２の旋回角度（操
向角度）を従来より格段に大きく設定することができる
。

そして、前記支持部材４の上側となるキングピン軸５上
には、ウオームホイル１４が固着され、この近傍にはギ
ャードモータ１２で駆動されるウオーム１３を配置して
、前記ウオーム１３と噛合されている。

このギャードモータ１２は、この発明でいう操向モータ
に該当するもので、これを駆動することによって、キン
グピン軸５．ベースプレート７および車軸１５を経て車
輪２を旋回させて操向操舵を行なうものである。

なお、ウオーム・ボイル１４はキングピン軸５上に形成
されたスプライン部５ｂにはめ合わされて取り付けられ
ており、車輪２の上下動にともなう、キングピン軸５の
上下動に対してもウオーム１３との噛合位置で静止して
常に動力伝達が可能の状態になっている。

この実施例においては、前記のように駆動モータ６を車
輪２の内部に配置して構成したので、各車輪の旋回角度
範囲は第１図に示すように大きな範囲に設定されている
。

すなわち、第１図は第３図に示す電気自動車１の右側前
輪２ａの部分を拡大して示した平面図で、図中矢印Ｆは
電気自動車１の前方を示し、矢印Ｓは車体側方を示す。

そして、通常の前方への直進走行の場合には、車輪２ａ
は実線で示すように、矢印Ｆと一致した方向に向いて位
置（以下、直進位置という）している。

この電気自動車１が旋回走行を行なう場合には、この車
輪２ａはキングピン軸５まわりに旋回変位させるが、こ
の実施例の場合は前記直進位置から前後方向の両側にそ
れぞれ９０度づつの旋回変位が可能となっており、この
実施例での旋回角度範囲は合計で１８０度となっており
、この範囲内においては車輪２ａは任意の位置で旋回を
適宜停止することができる。

そして、この旋回角度範囲の端部位置においては、第１
図にＷｌ、　　Ｗ２で示すように車輪２ａが矢印Ｓで示
す車体側方に向いた位置となる。

なお、旋回角度範囲中には、前記直進位置と、前記Ｗ１
またはＷ２のいずれか一方を含めば、車輪２ａはキング
ピン軸５まわりの全周に渡ってその向きを向けることが
できる。

このように構成された４つの車輪２ａ、２ｂ。

２ｃ、２ｄを有する。電気自動車１の駆動装置は第３図
に示すように構成されている。

すなわち、右側前輪２ａ、　　左側前輪２ｂおよび右側
後輪２ｃ、　　左側後輪２ｄのそれぞれには前記と同様
の駆動モータ６ａ、　　６ｂ、８ｃ、８ｄと、操向モー
タとしてのギャードモータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１
２ｄとがそれぞれ独立に設置されており、これらのモー
タは第４図にブロック図で示す電気的制御装置で全体と
して総合的に制御が行なわれる。

すなわち、前記駆動モータ６ａ、　　６ｂ、　　６ｃ。

６ｄおよびギャードモータユ２ａ、１２ｂ、　　１２ｃ
、１２ｄは、不図示のバッテリから供給される電流によ
り駆動されるが、これらはそれぞれコントローラ２１か
らの信号により制御されて互いに独立に駆動するように
なっている（第４図）。

コントローラ２１は、コンピュータ３１と、駆動モータ
用の４つのモータコントローラ３２ａ。

３２　ｂ、　　３２　ｃ、　　３２　ｄと、ギャードモ
ータ用の４つのモータコントローラ３３　ａ、　　３３
　ｂ、　　３３ｃ、３３ｄからなレバ　これらのモータ
コントローラ３２ａ、３３ａ等からの出力信号によって
それぞれに対応する駆動モータ６ａ等およびギャードモ
ータ１２ａ等が制御される。

また、コンピュータ３１には、各車輪２ａ、２ｂ、２ｃ
、２ｄ毎に設置された車輪回転センサ２２ａ、２２ｂ、
２２ｃ、２２ｄからの回転速度信号と、ステアリングハ
ンドルのステアリングセンサ２３からの操舵信号と、ア
クセルペダルに設置されたアクセルセンサ２４で検出し
た加速命令信号と、ブレーキペダルに設置されたブレー
キセンサ２５で検出したブレーキ信号とが入力される。

そして、これらの信号はコンピュータ３１内のＲＯＭ　
（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体に
蓄積されたプログラムに従って演算され、また蓄積され
ている電気自動車１の走行データと比較判断され、所要
の出力を全ての各モータコントローラ３２ａ、３３ａ、
　　等に供給することによって、各駆動モータ６ａ、８
ｂ、６ｃ、６ｄおよびギャードモータ１２　ａ、　　１
２　ｂ、　　１２　ｃ、　　１２　ｄを適切な回転状態
にし、各車輪２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの向き（旋回角度
変位量）と回転速度とを制御するものである。

この実施例の電気自動車においては、第５図に示す各種
の運動が可能となっており、これらの運動を適切に行な
う必要に基づいて、第６図の制御テーブルが作成され、
コンピュータ３１内のＲＯＭに、この制御テーブルが蓄
積されており、操向ハンドル等の指令手段からの信号に
基づいて適宜の運転モードの選択が行なわれるものであ
る。

今、運転者が例えば第５図のＡ−１の車体中央をピボッ
ト中心Ｐとする運転モードを選択した場合、コンピュー
タ３１は、その信号に応じて、ＲＯＭ中の制卸テーブル
から第６図のＡ−１欄に記載された内容の信号を読み出
し、これらの信号を各車輪２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの駆
動モータ用のモータコントローラ３２ａ、３２ｂ、３２
ｃ、３２ｄおよびギャードモータ用のモータコントロー
ラ３３ａ。

３３　ｂ、　　３３　ｃ、　　３３　ｄに出力する。

なお、第６図に示す制御テーブルにおいて、旋回方向は
、電気自動車１を第５図のように前方（矢印Ｆ）を図上
で上側に向けて配置した場合の車輪の旋回方向位置の目
標の向きを示し、駆動方向は当該車輪の駆動による移動
方向を示すものであり、　「＋」マークは車輪を直進状
態に固定することを意味するものである。

第６図のＡ−１欄の出力のうち、旋回方向分によって、
各ギャードモータ１２　ａ、　　１２　ｂ、　　ｌ　２
　ｃ。

１２ｃｌが駆動されて各車輪２ａ、　　２ｂ、　　２ｃ
、　　２ｄには所要の旋回角度変位が与えられ、第５図
のＡ−１のようにピボット中心を囲む向きに配列される
。

その後、各車輪２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれの駆
動モータが第６図の駆動方向に応じて駆動され、これら
各車輪の駆動により第５図のＡ−１中に矢印で示したピ
ボット回転動作が行なわれる。

なお、第５図中の矢印は電気自動車１の運動方向を示す
もので、前記Ａ−１以外のこれらの運動については詳述
しないが、前記Ａ−１の場合と同様に第６図の制御テー
ブルにしたがって、各車輪のギャードモータおよび駆動
モータを動作させれば行なわせることができ、第６図に
おいても「＋」は車輪を直進状態のまま固定することを
示すものである。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、各車輪は自動
車の前後方向と、これに直角の側方を含む旋回角度範囲
で、それぞれのキングピン軸まわりの全方向に向くこと
ができるので、車輪の向きの制限が解消する。

そして、これらの各車輪の向きを電気的な制御技術によ
って容易に総合的に制卸できるので、この種の電気自動
車の運動性能を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例に関し、第１図は車輪の旋回範
囲の説明図、第２図は第３図の■−］矢視による構造説
明図、第３図は電気自動車の車輪の配置説明図、第４図
は電気自動車の制御ブロック図、第５図は電気自動車の
運動モードの説明図、第６図は制御テーブル図である。 前方、 電気自動車、 ２ａ、　　２ｂ、　　２ｃ、　　２ｄ；　　車輪、キン
グピン軸、 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ；駆動モータ、２゜ １２　ａ。 ２ｂ。 ２ｃ ２ｄ ギャードモータ （操向モータ）、 ５； 車軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 四輪自動車の各車輪をそれぞれの車軸まわりに独立して
   駆動する駆動モータをそれぞれ設けるとともに、これら
   の車輪をそれぞれのキングピン軸まわりに旋回可能に構
   成し、これらの車輪を車輪毎に設置された操向モータで
   キングピン軸まわりでそれぞれ独立に旋回駆動するよう
   にした電気自動車において、 前記各車輪のキングピン軸まわりの旋回角度範囲をほぼ
   １８０度以上とし、この旋回角度範囲には、各車輪が電
   気自動車の前後方向と一致する向きと、各車輪が電気自
   動車の前後方向に直角方向となる向きとを含むことを特
   徴とする電気自動車。