乗り物
【課題】 車椅子のように旋回自在で歩道、建物内などの場所で低速走行可能であると同時に、一般道路などもある程度高い速度で走行して長距離運転を可能とする。
【解決手段】 乗り物は、独立に転舵される左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと、独立に駆動される左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとを備えている。左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは、リンク機構により車体ＢＤに連結され、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrおよび左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrr間の長い伸長状態と、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrおよび左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrr間の短い収縮状態とに切換えられる。伸長状態では、車体ＢＤの路面に対する傾斜角が小さくなり、ジョイスティック１３の前後左右の操作により通常車両のように運転が制御される。収縮状態では、車体ＢＤの路面に対する傾斜角が大きくなり、ジョイスティック１３の前後左右の操作により小回り低速運転が制御される。
【解決手段】 乗り物は、独立に転舵される左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと、独立に駆動される左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとを備えている。左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは、リンク機構により車体ＢＤに連結され、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrおよび左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrr間の長い伸長状態と、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrおよび左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrr間の短い収縮状態とに切換えられる。伸長状態では、車体ＢＤの路面に対する傾斜角が小さくなり、ジョイスティック１３の前後左右の操作により通常車両のように運転が制御される。収縮状態では、車体ＢＤの路面に対する傾斜角が大きくなり、ジョイスティック１３の前後左右の操作により小回り低速運転が制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車椅子のように旋回自在で低速走行するとともに、ある程度の高い走行速度で長距離運転可能な乗り物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、独立に転舵可能な左右一対の転舵輪および独立に駆動可能な左右一対の駆動輪を備え、ジョイスティックなどの操作部材の操作により、その場旋回など旋回自在で低速走行する車椅子、フォークリフトなどの乗り物は知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、前輪と後輪との距離すなわちホイールベースを可変として、車体重心を移動させることが可能なフォークリフトも知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平９−２９４７７９号公報
【特許文献２】特開平５−１１６６４３号公報
【特許文献３】特開２００２−３６２８８９号公報
【特許文献４】特開２００１−４８４９７号公報
【０００３】
しかし、上記前者の従来装置にあっては、転舵輪と駆動輪との距離（ホイールベース）は非常に短く、ある程度高い速度で安定して走行することができない。また、上記後者の従来装置にあっても、重心位置を変更するためにホイールベースを可変とするもので、ある程度高い速度で安定させて走行させることを意図したものではない。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、車椅子のように旋回自在で歩道、建物内などの場所で低速走行可能であると同時に、一般道路などもある程度高い速度で走行して長距離運転を可能とする乗り物を提供しようとするものである。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、左右一対の転舵輪をそれぞれ独立に転舵する一対の転舵手段と、左右一対の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する一対の駆動手段と、車両を運転するための運転操作部材と、運転操作部材の操作状態に応じて一対の転舵手段および一対の駆動手段を制御して一対の転舵輪を転舵するとともに一対の駆動輪を駆動する運転制御手段とを備えた乗り物において、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離を変更可能な伸縮機構を設け、運転制御手段が、伸縮機構による距離の変更に連動して、運転操作部材の操作状態に応じた一対の転舵輪の転舵態様および一対の駆動輪の駆動態様を変更するようにしたことにある。この場合、例えば、運転操作部材として２次元変位可能なジョイスティックを採用でき、運転制御手段は、ジョイスティックの第１方向への変位に応じて一対の駆動輪の駆動を制御するとともに、同ジョイスティックの第１方向とは異なる第２方向への変位に応じて一対の転舵輪の転舵を制御するとよい。
【０００６】
また、運転制御手段が、例えば、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているときには、同距離が長い状態に切換えられているときに比べて、操作部材の操作に応じた一対の転舵輪の転舵角を大きな値まで許容する転舵制御手段を有するようにするとよい。そして、この転舵制御手段は、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、操作部材の操作に応じた一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って一対の転舵輪の転舵角差を大きくするとよい。
【０００７】
また、運転制御手段が、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき一対の駆動輪を共に同一方向に駆動し、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき一対の駆動輪を共に同一方向および互いに反対方向に駆動することが可能な駆動制御手段を有するとよい。また、運転制御手段は、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、操作部材の操作に応じた一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って一対の駆動輪の回転数差を大きくする駆動制御手段を有するとよい。そして、これらの駆動制御手段は、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、一対の転舵輪が小さく転舵されている状態では一対の駆動輪を同一方向に駆動し、かつ一対の転舵輪が大きく転舵されている状態では一対の駆動輪を互いに反対方向に駆動するようにするとよい。
【０００８】
上記のように構成した本発明の特徴によれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態と長い状態とでは、運転制御手段により、運転操作部材の操作状態に応じた一対の転舵輪の転舵態様および一対の駆動輪の駆動態様が変更される。したがって、本発明による乗り物においては、走行安定性と小回り性能とを両立でき、車椅子のように旋回自在で歩道、建物内などの場所で低速走行可能であると同時に、一般道路などもある程度高い速度で走行して長距離運転も可能となり、通常の車両と車椅子などの特殊な乗り物とを１台で兼用できるようになる。具体的には、前述のように、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態で、一対の転舵輪の最大転舵角を小さくすることにより走行安定性が確保される。逆に、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態で、一対の転舵輪の最大転舵角を大きくすることにより、乗り物の小回り性能を向上させることができる。特に、一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って、同一対の転舵輪の転舵角差を大きくしたり、一対の駆動輪の回転数差を大きくしたり、同一対の駆動輪を互いに反対方向に駆動すれば、旋回半径を極めて小さくでき、その場旋回も可能になる。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、運転制御手段が、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき一対の駆動輪をトルク制御し、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき一対の駆動輪を速度制御する駆動方式制御手段を有するようにしたことにある。
【００１０】
これによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に設定されている場合には、一対の駆動輪はトルク制御されるので、この状態で通常の車両のように一般道を走行すれば、通常車両と同様な運転が可能になる。また、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に設定されている場合には、一対の駆動輪は速度制御されるので、車椅子のように、乗員は低速でその速度を簡単にコントロールできる。したがって、伸縮機構による切換え状態に適した特性で、この乗り物が運転されるようになり、乗員が簡単にこの発明に係る乗り物を運転操作できるようになる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、一対の転舵輪に対して機械式制動装置を設けるとともに、一対の駆動手段を電動モータで構成し、運転制御手段が、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、運転操作部材の操作に応じて機械式制動装置を作動させるとともに電動モータによる回生制動によって一対の駆動輪に対して制動力を作用させ、かつ伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、機械式制動装置を作動させることなく、運転操作部材の操作に応じて電動モータによる回生制動によって一対の駆動輪に対して制動力を作用させる制動制御手段を有することにある。
【００１２】
これによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に設定されている場合には、一対の転舵輪に対する機械式制動装置および一対の駆動輪に対する回生制動の両者により、この乗り物に対する充分な制動力が付与されるので、この状態で通常の車両のように一般道を走行しても安全性が高く保たれる。また、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に設定されている場合には、一対の駆動輪に対する回生制動のみにより、この乗り物に対する制動力が付与されるので、この乗り物の急激な減速を回避できて高い安全性が保たれる。特に、この状態の乗り物を車椅子のように使用した場合、乗り物の重心位置が高くなり、乗り物の制動時に乗員が前方に倒れ易くなるが、このような事態を未然に防止できる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、運転制御手段が、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、ジョイスティックの中立位置から前方への変位に応じて一対の駆動輪の回転を加速させるとともにジョイスティックの中立位置から後方への変位に応じて一対の駆動輪の回転を制動させ、かつ伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、ジョイスティックの中立位置から前方への変位に応じて一対の駆動輪を前進回転させるとともにジョイスティックの中立位置から後方への変位に応じて一対の駆動輪を後退回転させる駆動方向制御手段を有するようにしたことにある。
【００１４】
これによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に設定されている場合には、ジョイスティックの前後操作でこの乗り物の加速および減速が制御されるので、この状態で通常の車両のように一般道を走行すれば、通常車両と同様な運転が可能になる。また、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に設定されている場合には、ジョイスティックの前後操作で前方および後方移動が制御されるので、乗員はこの乗り物を簡単に運転操作できる。したがって、伸縮機構による切換え状態に適した特性で、この乗り物が運転されるようになり、乗員が簡単にこの発明に係る乗り物を運転操作できるようになる。
【００１５】
また、本発明の他の特徴は、伸縮機構が、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、同距離が短い状態に切換えられているときに比べて、乗員の着座するシートの路面に対する傾斜角を小さくするようにしたことにある。また、伸縮機構が、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、同距離が短い状態に切換えられているときに比べて、車体の路面に対する傾斜角を小さくするようにしてもよい。
【００１６】
これらによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に設定されている場合には、乗り物および乗員の重心が低くなるので、乗り物を安定して走行させることができるようになる。また、ジョイスティックの前方操作をこの乗り物の前方への加速制御とすれば、制動時に乗員が前傾することにより加速制御操作してしまうことを未然に防止できて、この乗り物の異常な挙動を未然に回避できる。また、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に設定されている場合には、この乗り物を車椅子のように使用すれば、乗員の上半身は起こされるので、運転操作性が良好になる。
【００１７】
また、これらのシートまたは車体の傾斜が変更される乗り物において、シートまたは車体の路面に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態になるように指示されているとき、傾斜角センサによって検出された傾斜角が異常であることを条件に、伸縮機構を制御して一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態になるように強制的に制御する強制制御手段とを設けたことにある。
【００１８】
これによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態になるように指示されているときにおけるシート又は車体の異常傾斜を回避でき、乗員の不安定状態を回避できる。
【００１９】
さらに、本発明の他の特徴は、乗り物が車道上にあるか否かを検出する車道検出手段と、車道検出手段により乗り物が車道上にあることが検出されたとき伸縮機構を制御して一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離を長い状態に設定し、かつ車道検出手段により乗り物が車道上にあることが検出されないとき伸縮機構を制御して一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離を短い状態に設定する自動伸縮制御手段とを設けたことにある。
【００２０】
これによれば、乗り物が位置する環境に応じて、一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態または短い状態に自動的に設定され、乗員は、多くの操作を行なうことなく、環境に適合した運転操作を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る乗り物について図面を用いて説明する。図１は同実施形態に係る乗り物の伸長状態を示す概略側面図であり、図２は同乗り物の収縮状態を示す概略側面図であり、図３は同乗り物の伸長状態を示す概略斜視図である。
【００２２】
この乗り物は、箱状の車体ＢＤを有し、その前側部分には車両の前輪に相当する左右一対の転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが組みつけられているとともに、その後側部分には車両の後輪に相当する左右一対の駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrが組み付けられている。車体ＢＤ内には、乗員が着座するシート１１が組み付けられている。シート１１は、車体ＢＤに固定された着座部１１ａと、着座部１１ａの上側にて同着座部１１ａに対して若干の回動を許容された比較的長いヘッドレスト部１１ｂとからなる。また、この車体ＢＤには操作パネル１２が設けられて、同操作パネルには乗員によって操作されるジョイスティック１３、伸縮スイッチ１４およびリバーススイッチ１５が設けられている。
【００２３】
ジョイスティック１３は、２次元変位可能な操作子で、中立位置から前後方向の変位に応じて乗り物の駆動および制動を指示し、中立位置から左右方向の変位に応じて乗り物の転舵を指示する。伸縮スイッチ１４は、この乗り物を図１の伸長状態および図２の収縮状態のいずれかに切換えるための選択スイッチである。リバーススイッチ１５は、伸縮スイッチ１４によって伸長状態が選択されている状態で、乗り物の進行方向を前進から後退に切換えるための切換えスイッチである。
【００２４】
転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは、転舵装置２０ａ，２０ｂによりそれぞれ独立に転舵されるようになっている。転舵装置２０ａ，２０ｂは、図４に示すように、車体ＢＤの両側に組み付けたケーシング２１ａ，２１ｂ内に収容された電動モータ２２ａ，２２ｂ、ウォーム２３ａ，２３ｂおよびホイール２４ａ，２４ｂをそれぞれ備えているとともに、ケーシング２１ａ，２１ｂの下方にて回転プレート２５ａ，２５ｂを備えている。電動モータ２２ａ，２２ｂは減速器を内蔵しており、その減速器を介した電動モータ２２ａ，２２ｂの出力軸２６ａ，２６ｂの先端部にウォーム２３ａ，２３ｂが同出力軸２６ａ，２６ｂと一体回転するように組み付けられている。ウォーム２３ａ．２３ｂはホイール２４ａ，２４ｂの外周ギヤに噛み合っている。ホイール２４ａ，２４ｂの回転軸２７ａ，２７ｂは、ケーシング２１ａ，２１ｂの下面から下方に突出して回転プレート２５ａ，２５ｂに一体回転するように接続されている。
【００２５】
回転プレート２５ａ，２５ｂの下面には、断面コ字状の支持プレート２８ａ，２８ｂが固着されている。支持プレート２８ａ，２８ｂは、下方に伸びた両腕部の下部にて、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの回転軸２９ａ，２９ｂを介して、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrをそれらの軸線回りに回転可能に支持するとともに、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrをそれらの垂直軸回りに一体回転するように支持している。これにより、電動モータ２２ａ，２２ｂの回転により、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが乗り物の進行方向に対して左右にそれぞれ独立に転舵されるようになっている。なお、ケーシング２１ａ，２１ｂは、後述するように車体ＢＤの路面に対する傾斜角が変化しても、回転プレート２５ａ，２５ｂが路面に対して常に水平すなわち回転軸２７ａ，２７ｂが路面に対して常に垂直になるように、図示しない連結機構により車体ＢＤに連結されている。逆に言えば、車輪側部材であるケーシング２１ａ，２１ｂ側に車体ＢＤが回転可能に組み付けられている。また、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrには、詳しくは後述するように、機械式制動装置が組み付けられている。
【００２６】
駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは、方形状のフレーム３１の左右両側に固定された電動モータ３２ａ，３２ｂの回転軸に一体回転可能に組み付けられている。電動モータ３２ａ，３２ｂは減速器を内蔵しており、それらの回転により駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrをそれぞれ独立に駆動する。
【００２７】
フレーム３１は、それぞれ左右一対の第１リンク３３ａ，３３ｂ、第２リンク３４ａ，３４ｂ、第３リンク３５ａ，３５ｂおよび第４リンク３６ａ，３６ｂからなるリンク機構を介して揺動可能に車体ＢＤに支持されている。第１リンク３３ａ，３３ｂは、一端にて車体ＢＤに回転可能にそれぞれ接続され、他端にてフレーム３１の後端部に回転可能にそれぞれ接続されている。第２リンク３４ａ，３４ｂは、一端にて車体ＢＤに回転可能にそれぞれ接続され、他端にてフレーム３１の前端部に回転可能にそれぞれ接続されている。第３リンク３５ａ，３５ｂは、一端にて車体ＢＤに回転可能にそれぞれ接続され、他端にて連結シャフト３７の両端に回転可能にそれぞれ接続されている。第４リンク３６ａ，３６ｂは、一端にて連結シャフト３７の両端に回転可能にそれぞれ接続され、他端にて第２リンク３４ａ，３４ｂの中間位置に回転可能にそれぞれ接続されている。
【００２８】
連結シャフト３７の中央位置には雌ねじ穴が形成されており、同雌ねじ孔にはスクリューロッド４１が螺合して貫通している。スクリューロッド４１の基端は、減速器を内蔵した電動モータ４２により軸線回りに回転駆動されるようになっている。電動モータ４２は、ブラケット４３を介して車体ＢＤに回転可能に支持されている。スクリューロッド４１は、連結シャフト３７の中央位置に設けた雌ねじ穴との協働によりねじ機構を構成するもので、電動モータ４２の回転により、連結シャフト３７が車体ＢＤの前後方向に移動する。そして、リンク機構により、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrと転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとの距離が変更される。すなわち、連結シャフト３７が車体ＢＤの後方に移動すると、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrと転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとの距離が大きくなり、これに伴い車体ＢＤはシート１１と共に水平側に倒される（図１参照）。すなわち、車体ＢＤの前後軸線の路面に対する傾斜角が小さくなる。逆に、連結シャフト３７が車体ＢＤの前方に移動すると、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrと転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとの距離が小さくなり、これに伴い車体ＢＤはシート１１と共に垂直側に立ち上がる（図２参照）。すなわち、車体ＢＤの前後軸線の路面に対する傾斜角が大きくなる。
【００２９】
次に、この乗り物の電気制御装置について説明する。電気制御装置は、図５に示すように、コントローラ５０を備えている。コントローラ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするもので、図６〜８のプログラムを実行してこの乗り物の作動を制御する。このコントローラ５０には、伸縮スイッチ１４およびリバーススイッチ１５に加えて、前後位置センサ５１および左右位置センサ５２が接続されているとともに、各種駆動回路５３，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂも接続されている。これらのコントローラ５０および駆動回路５３，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂにはバッテリ５７が接続されている。
【００３０】
前後位置センサ５１は、ジョイスティック１３の前後方向の変位位置を検出するものである。この前後位置センサ５１は、ジョイスティック１３の中立位置から前方向の変位を０〜＋１００で表し、ジョイスティック１３の中立位置から後方向の変位を０〜−１００で表す信号を出力する。左右位置センサ５２は、ジョイスティック１３の左右方向の変位位置を検出するものである。この左右位置センサ５２は、ジョイスティック１３の中立位置から右方向の変位を０〜＋１００で表し、ジョイスティック１３の中立位置から左方向の変位を０〜−１００で表す信号を出力する。
【００３１】
伸縮モータ用駆動回路５３は、伸縮用の電動モータ４２を駆動制御する。この伸縮モータ用駆動回路５３には、車体ＢＤに対するリンク３３ａ，３３ｂの角度を検出する角度センサ６１が接続されている。そして、伸縮モータ用駆動回路５３は、コントローラ５０の指示により、角度センサ６１との協働により電動モータ４２を回転させて、車体ＢＤを伸長状態（図１参照）または収縮状態（図２参照）に切換える。角度センサ６１は、車体ＢＤおよびシート１１の路面に対する傾斜角を検出するもので、リンク３３ａ，３３ｂに代えて、他のリンク３４ａ，３４ｂまたは３５ａ，３５ｂの回転角を検出するものでもよい。
【００３２】
ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂは、機械式制動装置である電磁ブレーキ装置７０ａ，７０ｂを駆動制御する。電磁ブレーキ装置７０ａ，７０ｂは、ディスク７１ａ，７１ｂ、ブレーキパッド７２ａ，７２ｂおよび電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂからなる。ディスク７１ａ，７１ｂは、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと一体回転するように左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの回転軸に固定されている。ブレーキパッド７２ａ，７２ｂは、ディスク７１ａ，７１ｂに押し付けられてディスク７１ａ，７１ｂとの摩擦力により左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrに機械的な制動力を付与する。電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂは、ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂによる通電によってブレーキパッド７２ａ，７２ｂを駆動する。ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂには、電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに流れる電流をそれぞれ独立に検出する電流センサ６２ａ，６２ｂも接続されている。そして、ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂは、電流センサ６２ａ，６２ｂとの協働により、コントローラ５０によって指示された大きさの電流を電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに流すことにより、同電流の大きさに応じた制動力を左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrに付与する。なお、電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに代えて電動モータを用い、または電磁ブレーキ装置７０ａ，７０ｂをディスク式ではなく、ドラム式にしてもよい。また、電流センサ６２ａ，６２ｂに代えて、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrに対する制動トルクを検出するトルクセンサ、またはブレーキパッド７２ａ，７２ｂからディスク７１ａ，７１ｂに付与される制動圧力を検出する圧力センサを用いてもよい。
【００３３】
転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂは、転舵用の電動モータ２２ａ，２２ｂを駆動制御する。この転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂには、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵角をそれぞれ独立に検出する転舵角センサ６３ａ，６３ｂがそれぞれ接続されている。そして、転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂは、コントローラ５０の指示により、転舵角センサ６３ａ，６３ｂとの協働により電動モータ２２ａ，２２ｂを回転させて、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrを任意の角度に転舵する。
【００３４】
駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、駆動用の電動モータ３２ａ，３２ｂを駆動制御する。この駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂには、電動モータ３２ａ，３２ｂに流れる電流をそれぞれ独立に検出する電流センサ６４ａ，６４ｂがそれぞれ接続されているとともに、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転速度をそれぞれ独立に検出する回転速度センサ６５ａ，６５ｂがそれぞれ接続されている。そして、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、コントローラ５０の指示により、電流センサ６４ａ，６４ｂとの協働により電動モータ３２ａ，３２ｂをトルク駆動制御して左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを駆動し、または回転速度センサ６５ａ，６５ｂとの協働により電動モータ３２ａ，３２ｂを回転速度制御して左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを駆動する。また、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、コントローラ５０の指示により電動モータ３２ａ，３２ｂを回生制動制御して、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrに対して回生制動力を付与する。また、電流センサ６４ａ，６４ｂに代えて、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrに対する駆動トルクおよび制動トルクを検出するトルクセンサを用いてもよい。
【００３５】
次に、上記のように構成した実施形態に係る乗り物の動作について説明する。この乗り物においては、図示しない電源スイッチの投入により、コントローラ５０が図６のプログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。このプログラムの実行はステップＳ１０にて開始され、コントローラ５０はステップＳ１２にて前後位置センサ５１および左右位置センサ５２からの検出信号を入力するとともに、伸縮スイッチ１４およびリバーススイッチ１５からの信号を入力する。
【００３６】
次に、ステップＳ１４にて、伸縮スイッチ１４が伸長側にあるか否かを判定する。いま、伸縮スイッチ１４が伸長側に切換えられれば、ステップＳ１４に「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１６にて伸縮モータ用駆動回路５３に伸長側に切換えるための指示を出力する。これにより、伸縮モータ用駆動回路５３は、角度センサ６１からの車体ＢＤおよびシート１１の路面に対する傾斜角がこの乗り物の伸長状態（図１参照）に対応する角度になるまで、電動モータ４２を回転制御する。この電動モータ４２の回転はスクリューロッド４１に伝達され、スクリューロッド４１が軸線回りに回転する。この回転により連結シャフト３７が後方へ押され、リンク３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂからなるリンク機構により、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと反対側すなわち後方へ移動する。その結果、乗り物が伸長状態に設定され、車体ＢＤおよびシート１１が倒されて路面に対する傾斜角が小さくなる。なお、以前から伸縮スイッチ１４が伸長側にあれば、ステップＳ１６にて実質的な処理を実行することなく、ステップＳ１８の伸長状態制御ルーチンを実行して、ステップＳ２４にてこのプログラムの実行を終了する。
【００３７】
一方、伸縮スイッチ１４が収縮側に切換えられれば、ステップＳ１４に「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２０にて伸縮モータ用駆動回路５３に収縮側に切換えるための指示を出力する。これにより、伸縮モータ用駆動回路５３は、角度センサ６１からの車体ＢＤおよびシート１１の路面に対する傾斜角がこの乗り物の収縮状態（図２参照）に対応する角度になるまで、電動モータ４２を回転制御する。この電動モータ４２の回転方向は前記場合と逆である。この場合も、電動モータ４２によりスクリューロッド４１が軸線回りに回転し、連結シャフト３７は前方へ引かれ、リンク３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂからなるリンク機構により、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfr側すなわち前方へ移動する。その結果、乗り物が収縮状態に設定され、車体ＢＤおよびシート１１が起こされて路面に対する傾斜角が大きくなる。なお、以前から伸縮スイッチ１４が収縮側にあれば、ステップＳ２２にて実質的な処理を実行することなく、ステップＳ２２の伸長状態制御ルーチンを実行して、ステップＳ２４にてこのプログラムの実行を終了する。
【００３８】
次に、伸長状態制御ルーチンの実行による乗り物の走行動作について説明する。この伸長状態制御ルーチンは、図７に示されているように、ステップＳ３０にて開始され、ステップＳ３２にて目標転舵角演算処理を実行する。この目標転舵角演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた第１転舵角テーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の左右位置を表す信号に応じた目標転舵角を計算する。第１転舵角テーブルは、図９に示すように、ジョイスティック１３の中立位置から右方向への変位（すなわち、「０」から正の所定値への変位）に応じて中立位置から右方向（すなわち、「０」から正の所定値）に徐々に変化する目標転舵角を記憶しているとともに、ジョイスティック１３の中立位置から左方向への変位（すなわち、「０」から負の所定値への変位）に応じて中立位置から左方向（すなわち、「０」から負の所定値）に徐々に変化する目標転舵角を記憶している。
【００３９】
次に、ステップＳ３４にて、転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂに前記計算した目標転舵角を出力する。転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂは、転舵角センサ６３ａ，６３ｂによって検出された転舵角が目標転舵角になるまで、電動モータ２２ａ，２２ｂを回転制御する。この電動モータ２２ａ，２２ｂの回転により、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは目標転舵角に転舵される。なお、本実施形態では、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵角を同じにしたが、旋回内輪に相当する転舵輪の転舵角を旋回外輪に相当する転舵輪の転舵角よりも若干量だけ大きくするようにしてもよい。
【００４０】
前記ステップＳ３４の処理後、ステップＳ３６にてリバーススイッチ１５がオン状態（後退指示状態）にあるかを判定する。リバーススイッチ１５がオン状態になければ、ステップＳ３６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３８〜Ｓ４８の処理を実行する。ステップＳ３８においては、前記入力した前後位置センサ５１からの信号によりジョイスティック１３が中立位置よりも前方に変位されているかを判定する。ジョイスティック１３が中立位置よりも前方に変位されていれば、ステップＳ３８にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ４０にて目標駆動トルク演算処理を実行する。この目標駆動トルク演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた駆動トルクテーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の前方変位位置を表す信号に応じた目標駆動トルクを計算する。駆動トルクテーブルは、図１０の実線で示すように、ジョイスティック１３の中立位置から前方への変位（すなわち、「０」から正の所定値への変位）に応じて徐々に増加する目標駆動トルクを記憶している。
【００４１】
次に、ステップＳ４２にて、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに前記計算した目標駆動トルクを出力するとともに、電動モータ３２ａ，３２ｂの正転を指示する。そして、ステップＳ６２にて、このプログラムの実行を一旦終了する。駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、電流センサ６４ａ，６４ｂにより検出されたモータ電流をフィードバックすることにより、電動モータ３２ａ，３２ｂが目標駆動トルクを発生するようにトルク制御して、電動モータ３２ａ，３２ｂを正転制御する。したがって、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは目標駆動トルクで正転駆動され、この乗り物は同トルクで前進する。このとき、ジョイスティック１３の左右方向の操作により転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが左右に転舵されていれば、乗り物は左右に旋回する。
【００４２】
一方、ジョイスティック１３が中立位置よりも後方に変位されていれば、ステップＳ３８にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４４にて目標制動トルク演算処理を実行する。この目標制動トルク演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた制動トルクテーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の後方への変位位置を表す信号に応じた目標制動トルクを計算する。制動トルクテーブルは、図１１の実線で示すように、ジョイスティック１３の中立位置から後方への変位（すなわち、「０」から負の所定値への変位）に応じて徐々に増加する目標制動トルクを記憶している。
【００４３】
次に、ステップＳ４６にてブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂに前記計算した目標制動トルクを出力するとともに、制動制御するように指示する。次に、ステップＳ４８にて駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを回生制動制御するように指示する。そして、ステップＳ６２にて、このプログラムを一旦終了する。ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂは、電流センサ６２ａ，６２ｂにより検出された通電電流をフィードバックすることにより、電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに目標制動トルクに比例した電流を流す。これにより、電磁ブレーキ装置７０ａ，７０ｂは、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrを前記目標制動トルクで制動する。また、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、前記回生制動の指示により、電動モータ３２ａ，３２ｂを回生制動制御する。その結果、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの制動トルク制御および駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回生制動制御により、この乗り物は、ジョイスティック１３の中立位置から後方への変位により制動される。
【００４４】
また、この乗り物が伸長状態設定されている状態で、リバーススイッチ１５がオン状態に切換えられると、ステップＳ３６にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ５０〜Ｓ６０の処理が実行される。ジョイスティック１３が中立位置よりも前方に変位されていれば、ステップＳ５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ５２にて、前記ステップＳ４０の場合と同様に、コントローラ５０内に設けられた駆動トルクテーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の前方変位位置を表す信号に応じた目標駆動トルクを計算する。ただし、駆動トルクテーブルは、図１０の破線で示すように、前記実線の場合よりも若干小さく、ジョイスティック１３の中立位置から前方への変位（すなわち、「０」から正の所定値への変位）に応じて徐々に増加する後方への目標駆動トルクを記憶している。
【００４５】
次に、ステップＳ５４にて、ステップＳ４２の場合と同様に、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに前記計算した目標駆動トルクを出力するとともに、電動モータ３２ａ，３２ｂの逆転を指示する。そして、ステップＳ６２にて、このプログラムの実行を一旦終了する。この場合も、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、電流センサ６４ａ，６４ｂにより検出されたモータ電流をフィードバックすることにより、電動モータ３２ａ，３２ｂが目標駆動トルクを発生するようにトルク制御する。ただし、電動モータ３２ａ，３２ｂは逆転制御される。したがって、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは目標駆動トルクで逆転駆動され、この乗り物は同トルクで後退する。このときも、ジョイスティック１３の左右方向の操作により転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが左右に転舵されていれば、乗り物は左右に旋回する。
【００４６】
また、ジョイスティック１３が中立位置よりも後方に変位されていれば、ステップＳ５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ５６にて、前記ステップＳ４４の場合と同様に、コントローラ５０内に設けられた制動トルクテーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の後方への変位位置を表す信号に応じた目標制動トルクを計算する。ただし、制動トルクテーブルに記憶されている目標制動トルクは、図１１の破線で示すように、前進の場合に比べて若干小さい。
【００４７】
次に、ステップＳ５８にて、前記ステップＳ４６の場合と同様に、ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂに前記計算した目標制動トルクを出力するとともに、制動制御するように指示する。また、ステップＳ６０にて、前記ステップＳ４８の場合と同様に、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを回生制動制御するように駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに指示する。そして、ステップＳ６２にて、このプログラムを一旦終了する。この場合も、ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂは、電流センサ６２ａ，６２ｂにより検出された通電電流をフィードバックすることにより、電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに目標制動トルクに比例した電流を流し、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrを前記目標制動トルクで制動する。また、この場合も、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、前記回生制動の指示により、電動モータ３２ａ，３２ｂを回生制動制御する。その結果、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの制動トルク制御および駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回生制動制御により、この乗り物は、ジョイスティック１３の中立位置から後方への変位により制動される。
【００４８】
このように、乗り物が伸長状態に設定されている場合には、ジョイスティック１３の中立位置から前方への変位量に応じて加速制御されるとともに、ジョイスティック１３の中立位置から後方への変位量に応じて制動制御される（図１５(Ａ)参照）。また、リバーススイッチ１５の切換えにより、乗り物を前進させることができるとともに後退させることもできる。そして、ジョイスティック１３の左右への変位により、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが転舵されて乗り物の旋回が制御される（図１５(Ｂ)参照）。このように転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの間の距離（ホイールベース）が長く設定されている場合には、走行安定性も確保されるので、ある程度高い速度で乗り物を走行させることができる。そして、ジョイスティック１３で車両の加速及び減速が制御されるので、乗員はこの乗り物を通常の車両と同様な感覚で運転できるとともに、同乗り物は一般道路も走行できるので、長距離運転することも可能となる。
【００４９】
次に、乗り物が収縮状態に切換えられている場合について説明する。この場合、図６の収縮状態制御ルーチンは、その詳細が図８に示されているように、ステップＳ７０にてその実行が開始される。このステップＳ７０の開始後、ステップＳ７２にて、目標転舵角演算処理を実行する。この目標転舵角演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた第２転舵角テーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の左右位置を表す信号に応じた転舵角を計算する。第２転舵角テーブルも、図１２に示すように、ジョイスティック１３の中立位置から右方向への変位（すなわち、「０」から正の所定値への変位）に応じて中立位置から右方向（すなわち、「０」から正の所定値）に徐々に変化する目標転舵角を記憶しているとともに、ジョイスティック１３の中立位置から左方向への変位（すなわち、「０」から負の所定値への変位）に応じて中立位置から左方向（すなわち、「０」から負の所定値）に徐々に変化する目標転舵角を記憶している。ただし、この場合には、ジョイスティック１３の変位側の転舵輪（ジョイスティック１３が右方向に変位する場合には右転舵輪ＷＨfr、ジョイスティック１３が左方向に変位する場合には左転舵輪ＷＨfl）の目標転舵角の変化は、ジョイスティック１３の変位側と反対側の転舵輪の変化よりも大きく、その差はジョイスティック１３の中立位置からの変位量の増加に従って増加する。さらに、この収縮状態における目標転舵角の絶対値の最大値は、前述した伸長状態における目標転舵角の絶対値の最大値に比べて、はるかに大きい。なお、図１２の乗り物と記載した転舵角の特性カーブは、乗り物全体の転舵角を示している。
【００５０】
次に、ステップＳ７４にて、転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂに前記計算した目標転舵角をそれそれ出力する。転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂは、転舵角センサ６３ａ，６３ｂによって検出された転舵角が目標転舵角になるまで、電動モータ２２ａ，２２ｂを回転制御する。この電動モータ２２ａ，２２ｂの回転により、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは目標転舵角にそれぞれ転舵される。
【００５１】
前記ステップＳ７４の処理後、ステップＳ７６にて目標回転数演算処理を実行する。この目標回転数演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた回転数テーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の前後方向の変位位置を表す信号に応じた目標回転数を計算する。回転数テーブルは、図１３に示すように、ジョイスティック１３の中立位置を中心とした前後方向の変位量の増加に応じて比例的に増加する目標回転数を記憶している。
【００５２】
次に、ステップＳ７８にて、目標回転数の補正演算処理を実行する。この補正演算においては、まず、コントローラ５０内に設けられた補正値テーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の左右位置を表す信号に応じた補正値を計算する。補正値テーブルは、図１４に示すように、ジョイスティック１３が左右方向の中立位置にあるとき、左右駆動輪ＷＨrf，ＷＨrrの補正値として共に「１．０」が与えられる。そして、ジョイスティック１３が中立位置から右方向へ変位されるに従って、ジョイスティック１３の変位量が所定値に達するまで、左駆動輪ＷＨrf用の補正値は同変位量に比例して所定値（例えば、「２．０」）まで増加し、ジョイスティック１３の変位量が所定値を超えると同変位量の増加に従って所定値（例えば、「１．０」）まで減少し、その後所定値に維持される。また、ジョイスティック１３が中立位置から左方向へ変位されるに従って、ジョイスティック１３の変位量が所定値に達するまで、左駆動輪ＷＨrf用の補正値は同変位量に比例して所定値（例えば、「０．０」）まで減少し、ジョイスティック１３の変位量が所定値を超えると同変位量の増加に従って前記よりも大きな傾きで所定値（例えば、「−１．０」）まで減少し、その後所定値に維持される。右駆動輪ＷＨrrの補正値は、左駆動輪ＷＨrf用の補正値と左右対称に変化する。
【００５３】
そして、同ステップＳ７８においては、前記計算した補正値を前記ステップＳ７６の処理により計算した左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの目標回転数にそれぞれ乗算して、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの目標回転数を補正する。そして、ステップＳ８０にて、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに前記補正した目標回転数を出力して、電動モータ３２ａ，３２ｂの回転制御を指示する。そして、ステップＳ８２にて、このプログラムの実行を一旦終了する。駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、回転速度センサ６５ａ，６５ｂにより検出された左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転速度をフィードバックすることにより、電動モータ３２ａ，３２ｂが前記計算した目標回転数に対応した回転速度で正転または逆転するように制御する。この場合、電動モータ３２ａ，３２ｂの正転および逆転において、回転速度が減少する場合には、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは電動モータ３２ａ，３２ｂを回生制動制御して、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは回生制動される。このような電動モータ３２ａ，３２ｂの回転制御により、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは目標回転数に対応した回転速度で正転または逆転する。これにより、この乗り物はジョイスティック１３の前後方向の操作により前進および後退する。このとき、ジョイスティック１３の左右方向の操作により転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが左右に転舵されていれば、乗り物は左右に旋回する。
【００５４】
この収縮状態にある場合における乗り物の動作を、図１６を用いて詳しく説明する。ジョイスティック１３の左右位置が中立位置にある状態で、ジョイスティック１３が前後方向に操作されると、図１６(Ａ)に示すように、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは同一回転数で回転する。そして、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrも転舵されないので、乗り物は直進する。この場合、ジョイスティック１３が中立位置から前方に操作されていれば、前記ステップＳ７８にて設定される目標回転数は図１３に示すように正に設定されるので、乗り物は前進する。そして、その前進速度は、ジョイスティック１３の前方への変位量が増加するに従って速くなる。また、ジョイスティック１３が中立位置から後方に操作されていれば、前記ステップＳ７８にて設定される目標回転数は図１３に示すように負に設定されるので、乗り物は後退する。そして、その後退速度は、ジョイスティック１３の後方への変位量が増加するに従って速くなる。
【００５５】
また、ジョイスティック１３が中立位置から左方に操作されると、前記ステップＳ７２にて設定される目標転舵角は図１２に示すように左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとも左方向であって、しかも左転舵輪ＷＨflの目標転舵角は右転舵角ＷＨfrの目標転舵角よりも大きい。そして、前記ステップＳ７６の処理によって設定される左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの目標回転数は前述した直進の場合と同じであるが、この目標回転数は前記ステップＳ７８にて補正される。この補正の結果、図１４に示すように左駆動輪ＷＨrlの目標回転数の絶対値が右駆動輪ＷＨrrの目標回転数の絶対値に比べて小さくなる。その結果、乗り物は、前進状態にあれば左旋回し、後退状態にあれば右旋回（後方へ右旋回）する。そして、この場合、ジョイスティック１３が中立位置から左方に位置するに従って、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵角差および左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転数差が大きくなるので、乗り物の旋回中心Ｘは、図１６(Ｂ)に示すように、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを結ぶ中心軸線上を乗り物側に近づき、乗り物は小回りすることが可能になる。なお、図１６(Ｂ)の破線で示した転舵輪Ｙは、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵が乗り物に与える影響を一つの転舵輪で示すものである。
【００５６】
さらに、ジョイスティック１３が左方に操作されると、左転舵輪ＷＨflの目標転舵角は９０度を超える。左駆動輪ＷＨrlの目標回転数の正負の符号が右駆動輪ＷＨrrの目標回転数の正負の符号と反対になる。すなわち、乗り物が前進状態（ジョイスティック１３が中立位置よりも前方）にあれば、左駆動輪ＷＨrlの目標回転数は負（後方に対応）になるとともに、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数が正（前進に対応）になる。乗り物が後退状態（ジョイスティック１３が中立位置よりも後方）にあれば、左駆動輪ＷＨrlの目標回転数は正になるとともに、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数が負になる。したがって、図１６(Ｃ)に示すように、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは最大で「ハ」字状に転舵されるとともに、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrが逆方向に回転するので、乗り物の旋回中心Ｘは、最大で、図１６(Ｃ)に示すように、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrr間の中立位置となる。その結果、乗り物は、前進状態あれば左方向にその場旋回することが可能になるとともに、後退状態にあれば右方向にその場旋回することが可能になる。
【００５７】
一方、ジョイスティック１３が中立位置から右方に操作された場合には、目標転舵角は図１２に示すように左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとも右方向であって、しかも右転舵角ＷＨfrの目標転舵角は左転舵輪ＷＨflの目標転舵角よりも大きくなる。そして、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数が左駆動輪ＷＨrlの目標回転数に比べて小さくなる。その結果、乗り物は、前進状態にあれば右旋回し、後退状態にあれば左旋回する。そして、この場合も、ジョイスティック１３が中立位置から右方に位置するに従って、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵角差および左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転数差が大きくなるので、乗り物の旋回中心Ｘは、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを結ぶ中心軸線上を乗り物側に近づき、乗り物は小回りすることが可能になる。
【００５８】
さらに、ジョイスティック１３が右に操作されると、右転舵輪ＷＨfrの目標転舵角は９０度を超える。そして、この場合には、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数の正負の符号が左駆動輪ＷＨrlの目標回転数の正負の符号と反対になる。すなわち、乗り物が前進状態にあれば、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数は負になるとともに、左駆動輪ＷＨrlの目標回転数が正になる。乗り物が後退状態にあれば、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数は正になるとともに、左駆動輪ＷＨrlの目標回転数が負になる。したがって、この場合も、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは最大で「ハ」字状に転舵されるとともに、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrが逆方向に回転するので、乗り物の旋回中心Ｘは、最大で、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrr間の中立位置となる。その結果、乗り物は、前進状態あれば右方向にその場旋回することが可能になるとともに、後退状態にあれば左方向にその場旋回することが可能になる。
【００５９】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態による乗り物によれば、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの距離が長い伸長状態では、ジョイスティック１３の前後および左右への操作により、走行安定性をも含めて通常の車両と同等の運転性能が得られる。具体的には、ジョイスティック１３の中立位置から前方への操作により、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrはトルク駆動制御される。また、この伸長状態で、ジョイスティック１３の中立位置から後方への操作により、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrにはその操作量に応じた機械式制動力が付与されるとともに、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrには電動モータ３２ａ，３２ｂによる回生制動による制動力が付与されるので、この乗り物に対する充分な制動力が付与される。したがって、この伸長状態にある乗り物においては、一般道路などもある程度高い速度で走行して長距離運転も可能となる。
【００６０】
また、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの距離が短い収縮状態では、ジョイスティック１３の前後方向の操作により左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは前進及び後退制御され、ジョイスティック１３の左右方向の操作により、その場旋回をも含めて小回り性能が可能となる。また、ジョイスティック１３の前後の操作量に応じて左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転速度が制御されるとともに、減速時には電動モータ３２ａ，３２ｂの回生制動のみにより、この乗り物に対する制動力が付与されて、この乗り物の急激な減速を回避できて、乗り物の重心位置が高くなって乗員が前方に倒れ易くなるが、このような事態を未然に防止できる。したがって、この状態の乗り物を車椅子のように使用した場合、高い安全性が確保されて歩道、建物内でも安全に自在に走行できるようになる。
【００６１】
このように、この乗り物は伸長状態と収縮状態とで態様を代えて運転操作可能であるので、通常の車両と車椅子などの特殊な乗り物とを１台で兼用できるようになり、便利である。
【００６２】
また、上記実施形態による乗り物によれば、伸長状態に切換えられているときには、収縮状態に切換えられているときに比べて、車体ＢＤおよびシート１１の路面に対する傾斜角が小さくなる。したがって、伸長状態に設定されている場合には、乗り物および乗員の重心が低くなるので、乗り物を安定して走行させることができるようになる。しかも、伸長状態では車体ＢＤおよびシート１１の傾斜角を小さくしたことにより、制動時に乗員が前傾して、ジョイスティック１３の前方操作によって乗り物を加速制御操作してしまうことを未然に防止できて、この乗り物の異常な挙動を未然に回避できる。また、収縮状態では、乗員の上半身は起こされるので、この乗り物を車椅子のように使用することにより運転操作性が良好になる。
【００６３】
次に、上記実施形態の第１および第２変形例について説明する。第１変形例は、図５に破線で示すように、車体ＢＤに組み付けられた車体ＢＤの路面に対する傾斜角を検出する傾斜角センサ８１を備えている。この傾斜角センサ８１はコントローラ５０に接続されている。コントローラ５０は、上記実施形態における図６のプログラムに代えて、図１７のプログラムを実行する。他の構成については、上記実施形態と同一であるので、その説明を省略する。
【００６４】
この第１変形例に係る図１７のプログラムにおいては、上記実施形態の図６のプログラムのステップＳ２０とステップＳ２２との間にステップＳ９０の判定処理が付加されている。ステップＳ９０の処理は、傾斜角センサ８１からの傾斜角を入力して、乗り物が収縮制御状態にあるとき車体ＢＤの傾斜角が正常であるか否かを判定する。ステップＳ２０の収縮状態制御によって車体ＢＤの路面に対する傾斜角が正常に制御されていれば、すなわち車体が起立状態に設定されていれば、ステップＳ９０における「Ｙｅｓ」との判定のもとにステップＳ２２の収縮状態制御ルーチンが実行される。しかし、車体ＢＤの路面に対する傾斜角が正常でなければ、ステップＳ９０にて「Ｎｏ」と判定されて、ステップＳ１６に進められる。したがって、この場合には、この乗り物が収縮状態に設定されることなく、常に伸長状態に設定される。
【００６５】
この第１変形例によれば、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの距離が短いこの乗り物の収縮状態による車体ＢＤの異常傾斜を回避でき、乗員の不安定状態を回避できるとともに、走行安定性を優先させることができる。
【００６６】
また、この第１変形例においては、傾斜角センサ８１が車体ＢＤの路面に対する傾斜角を検出するのに代えて、傾斜角センサ８１はシート１１の路面に対する傾斜角を検出するようにしてもよい。これによっても、この乗り物の収縮状態による車体ＢＤの異常傾斜を回避でき、乗員の不安定状態を回避できるとともに、走行安定性を優先させることができる。特に、この場合、シート１１を車体ＢＤに対して傾斜可能にした場合であっても対応できる。さらに、この傾斜角センサ８１に代えて、角度センサ６１の検出出力を用いるようにしてもよい。
【００６７】
第２変形例は、図５に破線で示すように、操作パネル１２に設けた自動切換えスイッチ８２およびナビゲーション装置８３を備えている。自動切換えスイッチ８２は、この乗り物の伸長状態と収縮状態とを自動的に切換えるか、乗員の選択によるかを切換え指示するものである。ナビゲーション装置８３は、自車位置を検出するとともに目的地に案内することが可能な周知のナビゲーション装置であり、少なくともこの乗り物が車道上にあるのか否かを検出できる機能を有している。これらの自動切換えスイッチ８２およびナビゲーション装置８３はコントローラ５０に接続されている。コントローラ５０は、上記実施形態のおける図６のプログラムに代えて、図１８のプログラムを実行する。他の構成については、上記実施形態と同一であるので、その説明を省略する。
【００６８】
この第２変形例に係る図１８のプログラムにおいては、上記実施形態の図６のプログラムのステップＳ１２の次にステップＳ９２，Ｓ９４の処理が追加されている。ステップＳ９２の処理は、自動切換えスイッチ８２が伸長状態と収縮状態との自動切換え状態にあるかを判定するものである。自動切換えスイッチ８２によって自動切換え状態が選択されていないとき、ステップＳ９２にて「Ｎｏ」と判定して、上記実施形態と同様なステップＳ１４以降の処理を実行する。これにより、この場合には、この第２変形例に係る乗り物は上記実施形態と同じように動作する。
【００６９】
一方、自動切換えスイッチ８２によって自動切換え状態が選択されているとき、ステップＳ９２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ９４にてナビゲーション装置８３からの信号を入力し、この乗り物が車道上にあるかを判定する。この乗り物が車道上にあれば、ステップＳ９４における「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップＳ１６にてこの乗り物を伸長状態に設定して、ステップＳ１８の伸長状態制御ルーチンを実行する。この乗り物が車道上になければ、ステップＳ９４における「Ｎｏ」との判定のもとに、ステップＳ２０にてこの乗り物を収縮状態に設定して、ステップＳ２２の収縮状態制御ルーチンを実行する。したがって、第２変形例によれば、乗り物が位置する環境に応じて、この乗り物が伸長状態または収縮状態に自動的に設定され、乗員は、多くの操作を行なうことなく、環境に適合した運転操作を行なうことができる。
【００７０】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７１】
例えば、上記実施形態では、運転操作部材としてジョイスティック１３を利用するようにしたが、ジョイスティック１３以外の運転操作部材を用いてもよい。例えば、一般車両のような、ホイールハンドル、操作ペダルを用いてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、目標転舵角、目標駆動トルク、目標制動トルク、目標回転数および補正値を計算するために、コントローラ５０内に予め設けたテーブルを利用するようにした。しかし、これに代えて、前記目標転舵角、目標駆動トルク、目標制動トルク、目標回転数および補正値のうちのいずれか一つ若しくは複数を、コントローラ５０に予め記憶しておいた関数を規定する関数データを利用して計算するようにしてもよい。なお、テーブルを利用する場合には、目標転舵角、目標駆動トルク、目標制動トルク、目標回転数および補正値を補間演算を用いて計算することが一般的であるが、各テーブル上のポイントをある程度細かくしておけば、補間演算を利用しなくても、違和感なく制御可能である。
【００７３】
また、上記実施形態においては、電動モータ３２ａ，３２ｂを左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrに直結するようにした。しかし、電動モータ３２ａ，３２ｂと左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの間に電磁クラッチを設け、かつ左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrに機械的制動力を付与するパーキングブレーキを設けておき、乗り物の駐車時には電磁クラッチにより左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを電動モータ３２ａ，３２ｂから切り離すとともに、パーキングブレーキ力を付与できるようにしておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る乗り物の伸長状態を示す概略側面図である。
【図２】図２は同乗り物の収縮状態を示す概略側面図である。
【図３】図３は同乗り物の伸長状態を示す概略斜視図である。
【図４】(Ａ)は転舵装置の拡大側面図であり、(Ｂ)は(Ａ)のケーシング内の平面図である。
【図５】前記乗り物の電気制御装置のブロック図である。
【図６】図５のコントローラにより実行されるプログラムのフローチャートである。
【図７】図６の伸長状態制御ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図８】図６の収縮状態制御ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図９】伸長状態におけるジョイスティックの左右操作位置に対する目標転舵角の変化特性を示すグラフである。
【図１０】伸長状態におけるジョイスティックの前方操作位置に対する目標駆動トルクの変化特性を示すグラフである。
【図１１】伸長状態におけるジョイスティックの後方操作位置に対する目標制動トルクの変化特性を示すグラフである。
【図１２】収縮状態におけるジョイスティックの左右操作位置に対する目標転舵角の変化特性を示すグラフである。
【図１３】収縮状態におけるジョイスティックの前後操作位置に対する目標回転数の変化特性を示すグラフである。
【図１４】収縮状態におけるジョイスティックの左右操作位置に対する目標回転数の補正値の変化特性を示すグラフである。
【図１５】(Ａ)(Ｂ)は伸長状態にある乗り物の作動を説明するための説明図である。
【図１６】(Ａ)〜(Ｃ)は収縮状態にある乗り物の作動を説明するための説明図である。
【図１７】上記実施形態の第１変形例に係る乗り物のコントローラによって実行されるプログラムのフローチャートである。
【図１８】上記実施形態の第２変形例に係る乗り物のコントローラによって実行されるプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１１…シート、１３…ジョイスティック、１４…伸縮スイッチ、１５…リバーススイッチ、２０ａ，２０ｂ…転舵装置、２２ａ，２２ｂ…電動モータ、３２ａ，３２ｂ…電動モータ、４１…スクリューロッド、４２…電動モータ、５０…コントローラ、５１…前後位置センサ、５２…左右位置センサ、５３…伸縮モータ用駆動回路、５４ａ，５４ｂ…ブレーキ用駆動回路、５５ａ，５５ｂ…転舵モータ用駆動回路、５６ａ，５６ｂ 駆動モータ用駆動回路、７０ａ，７０ｂ…電磁ブレーキ装置、８１…傾斜角センサ、８３…ナビゲーション装置、ＷＨfl，ＷＨfr…左右転舵輪、ＷＨfr，ＷＨrr…左右駆動輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車椅子のように旋回自在で低速走行するとともに、ある程度の高い走行速度で長距離運転可能な乗り物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、独立に転舵可能な左右一対の転舵輪および独立に駆動可能な左右一対の駆動輪を備え、ジョイスティックなどの操作部材の操作により、その場旋回など旋回自在で低速走行する車椅子、フォークリフトなどの乗り物は知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、前輪と後輪との距離すなわちホイールベースを可変として、車体重心を移動させることが可能なフォークリフトも知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平９−２９４７７９号公報
【特許文献２】特開平５−１１６６４３号公報
【特許文献３】特開２００２−３６２８８９号公報
【特許文献４】特開２００１−４８４９７号公報
【０００３】
しかし、上記前者の従来装置にあっては、転舵輪と駆動輪との距離（ホイールベース）は非常に短く、ある程度高い速度で安定して走行することができない。また、上記後者の従来装置にあっても、重心位置を変更するためにホイールベースを可変とするもので、ある程度高い速度で安定させて走行させることを意図したものではない。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、車椅子のように旋回自在で歩道、建物内などの場所で低速走行可能であると同時に、一般道路などもある程度高い速度で走行して長距離運転を可能とする乗り物を提供しようとするものである。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、左右一対の転舵輪をそれぞれ独立に転舵する一対の転舵手段と、左右一対の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する一対の駆動手段と、車両を運転するための運転操作部材と、運転操作部材の操作状態に応じて一対の転舵手段および一対の駆動手段を制御して一対の転舵輪を転舵するとともに一対の駆動輪を駆動する運転制御手段とを備えた乗り物において、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離を変更可能な伸縮機構を設け、運転制御手段が、伸縮機構による距離の変更に連動して、運転操作部材の操作状態に応じた一対の転舵輪の転舵態様および一対の駆動輪の駆動態様を変更するようにしたことにある。この場合、例えば、運転操作部材として２次元変位可能なジョイスティックを採用でき、運転制御手段は、ジョイスティックの第１方向への変位に応じて一対の駆動輪の駆動を制御するとともに、同ジョイスティックの第１方向とは異なる第２方向への変位に応じて一対の転舵輪の転舵を制御するとよい。
【０００６】
また、運転制御手段が、例えば、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているときには、同距離が長い状態に切換えられているときに比べて、操作部材の操作に応じた一対の転舵輪の転舵角を大きな値まで許容する転舵制御手段を有するようにするとよい。そして、この転舵制御手段は、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、操作部材の操作に応じた一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って一対の転舵輪の転舵角差を大きくするとよい。
【０００７】
また、運転制御手段が、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき一対の駆動輪を共に同一方向に駆動し、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき一対の駆動輪を共に同一方向および互いに反対方向に駆動することが可能な駆動制御手段を有するとよい。また、運転制御手段は、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、操作部材の操作に応じた一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って一対の駆動輪の回転数差を大きくする駆動制御手段を有するとよい。そして、これらの駆動制御手段は、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、一対の転舵輪が小さく転舵されている状態では一対の駆動輪を同一方向に駆動し、かつ一対の転舵輪が大きく転舵されている状態では一対の駆動輪を互いに反対方向に駆動するようにするとよい。
【０００８】
上記のように構成した本発明の特徴によれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態と長い状態とでは、運転制御手段により、運転操作部材の操作状態に応じた一対の転舵輪の転舵態様および一対の駆動輪の駆動態様が変更される。したがって、本発明による乗り物においては、走行安定性と小回り性能とを両立でき、車椅子のように旋回自在で歩道、建物内などの場所で低速走行可能であると同時に、一般道路などもある程度高い速度で走行して長距離運転も可能となり、通常の車両と車椅子などの特殊な乗り物とを１台で兼用できるようになる。具体的には、前述のように、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態で、一対の転舵輪の最大転舵角を小さくすることにより走行安定性が確保される。逆に、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態で、一対の転舵輪の最大転舵角を大きくすることにより、乗り物の小回り性能を向上させることができる。特に、一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って、同一対の転舵輪の転舵角差を大きくしたり、一対の駆動輪の回転数差を大きくしたり、同一対の駆動輪を互いに反対方向に駆動すれば、旋回半径を極めて小さくでき、その場旋回も可能になる。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、運転制御手段が、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき一対の駆動輪をトルク制御し、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき一対の駆動輪を速度制御する駆動方式制御手段を有するようにしたことにある。
【００１０】
これによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に設定されている場合には、一対の駆動輪はトルク制御されるので、この状態で通常の車両のように一般道を走行すれば、通常車両と同様な運転が可能になる。また、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に設定されている場合には、一対の駆動輪は速度制御されるので、車椅子のように、乗員は低速でその速度を簡単にコントロールできる。したがって、伸縮機構による切換え状態に適した特性で、この乗り物が運転されるようになり、乗員が簡単にこの発明に係る乗り物を運転操作できるようになる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、一対の転舵輪に対して機械式制動装置を設けるとともに、一対の駆動手段を電動モータで構成し、運転制御手段が、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、運転操作部材の操作に応じて機械式制動装置を作動させるとともに電動モータによる回生制動によって一対の駆動輪に対して制動力を作用させ、かつ伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、機械式制動装置を作動させることなく、運転操作部材の操作に応じて電動モータによる回生制動によって一対の駆動輪に対して制動力を作用させる制動制御手段を有することにある。
【００１２】
これによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に設定されている場合には、一対の転舵輪に対する機械式制動装置および一対の駆動輪に対する回生制動の両者により、この乗り物に対する充分な制動力が付与されるので、この状態で通常の車両のように一般道を走行しても安全性が高く保たれる。また、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に設定されている場合には、一対の駆動輪に対する回生制動のみにより、この乗り物に対する制動力が付与されるので、この乗り物の急激な減速を回避できて高い安全性が保たれる。特に、この状態の乗り物を車椅子のように使用した場合、乗り物の重心位置が高くなり、乗り物の制動時に乗員が前方に倒れ易くなるが、このような事態を未然に防止できる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、運転制御手段が、伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、ジョイスティックの中立位置から前方への変位に応じて一対の駆動輪の回転を加速させるとともにジョイスティックの中立位置から後方への変位に応じて一対の駆動輪の回転を制動させ、かつ伸縮機構により一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、ジョイスティックの中立位置から前方への変位に応じて一対の駆動輪を前進回転させるとともにジョイスティックの中立位置から後方への変位に応じて一対の駆動輪を後退回転させる駆動方向制御手段を有するようにしたことにある。
【００１４】
これによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に設定されている場合には、ジョイスティックの前後操作でこの乗り物の加速および減速が制御されるので、この状態で通常の車両のように一般道を走行すれば、通常車両と同様な運転が可能になる。また、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に設定されている場合には、ジョイスティックの前後操作で前方および後方移動が制御されるので、乗員はこの乗り物を簡単に運転操作できる。したがって、伸縮機構による切換え状態に適した特性で、この乗り物が運転されるようになり、乗員が簡単にこの発明に係る乗り物を運転操作できるようになる。
【００１５】
また、本発明の他の特徴は、伸縮機構が、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、同距離が短い状態に切換えられているときに比べて、乗員の着座するシートの路面に対する傾斜角を小さくするようにしたことにある。また、伸縮機構が、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、同距離が短い状態に切換えられているときに比べて、車体の路面に対する傾斜角を小さくするようにしてもよい。
【００１６】
これらによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が長い状態に設定されている場合には、乗り物および乗員の重心が低くなるので、乗り物を安定して走行させることができるようになる。また、ジョイスティックの前方操作をこの乗り物の前方への加速制御とすれば、制動時に乗員が前傾することにより加速制御操作してしまうことを未然に防止できて、この乗り物の異常な挙動を未然に回避できる。また、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態に設定されている場合には、この乗り物を車椅子のように使用すれば、乗員の上半身は起こされるので、運転操作性が良好になる。
【００１７】
また、これらのシートまたは車体の傾斜が変更される乗り物において、シートまたは車体の路面に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態になるように指示されているとき、傾斜角センサによって検出された傾斜角が異常であることを条件に、伸縮機構を制御して一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態になるように強制的に制御する強制制御手段とを設けたことにある。
【００１８】
これによれば、一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離が短い状態になるように指示されているときにおけるシート又は車体の異常傾斜を回避でき、乗員の不安定状態を回避できる。
【００１９】
さらに、本発明の他の特徴は、乗り物が車道上にあるか否かを検出する車道検出手段と、車道検出手段により乗り物が車道上にあることが検出されたとき伸縮機構を制御して一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離を長い状態に設定し、かつ車道検出手段により乗り物が車道上にあることが検出されないとき伸縮機構を制御して一対の転舵輪と一対の駆動輪との距離を短い状態に設定する自動伸縮制御手段とを設けたことにある。
【００２０】
これによれば、乗り物が位置する環境に応じて、一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態または短い状態に自動的に設定され、乗員は、多くの操作を行なうことなく、環境に適合した運転操作を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る乗り物について図面を用いて説明する。図１は同実施形態に係る乗り物の伸長状態を示す概略側面図であり、図２は同乗り物の収縮状態を示す概略側面図であり、図３は同乗り物の伸長状態を示す概略斜視図である。
【００２２】
この乗り物は、箱状の車体ＢＤを有し、その前側部分には車両の前輪に相当する左右一対の転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが組みつけられているとともに、その後側部分には車両の後輪に相当する左右一対の駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrが組み付けられている。車体ＢＤ内には、乗員が着座するシート１１が組み付けられている。シート１１は、車体ＢＤに固定された着座部１１ａと、着座部１１ａの上側にて同着座部１１ａに対して若干の回動を許容された比較的長いヘッドレスト部１１ｂとからなる。また、この車体ＢＤには操作パネル１２が設けられて、同操作パネルには乗員によって操作されるジョイスティック１３、伸縮スイッチ１４およびリバーススイッチ１５が設けられている。
【００２３】
ジョイスティック１３は、２次元変位可能な操作子で、中立位置から前後方向の変位に応じて乗り物の駆動および制動を指示し、中立位置から左右方向の変位に応じて乗り物の転舵を指示する。伸縮スイッチ１４は、この乗り物を図１の伸長状態および図２の収縮状態のいずれかに切換えるための選択スイッチである。リバーススイッチ１５は、伸縮スイッチ１４によって伸長状態が選択されている状態で、乗り物の進行方向を前進から後退に切換えるための切換えスイッチである。
【００２４】
転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは、転舵装置２０ａ，２０ｂによりそれぞれ独立に転舵されるようになっている。転舵装置２０ａ，２０ｂは、図４に示すように、車体ＢＤの両側に組み付けたケーシング２１ａ，２１ｂ内に収容された電動モータ２２ａ，２２ｂ、ウォーム２３ａ，２３ｂおよびホイール２４ａ，２４ｂをそれぞれ備えているとともに、ケーシング２１ａ，２１ｂの下方にて回転プレート２５ａ，２５ｂを備えている。電動モータ２２ａ，２２ｂは減速器を内蔵しており、その減速器を介した電動モータ２２ａ，２２ｂの出力軸２６ａ，２６ｂの先端部にウォーム２３ａ，２３ｂが同出力軸２６ａ，２６ｂと一体回転するように組み付けられている。ウォーム２３ａ．２３ｂはホイール２４ａ，２４ｂの外周ギヤに噛み合っている。ホイール２４ａ，２４ｂの回転軸２７ａ，２７ｂは、ケーシング２１ａ，２１ｂの下面から下方に突出して回転プレート２５ａ，２５ｂに一体回転するように接続されている。
【００２５】
回転プレート２５ａ，２５ｂの下面には、断面コ字状の支持プレート２８ａ，２８ｂが固着されている。支持プレート２８ａ，２８ｂは、下方に伸びた両腕部の下部にて、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの回転軸２９ａ，２９ｂを介して、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrをそれらの軸線回りに回転可能に支持するとともに、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrをそれらの垂直軸回りに一体回転するように支持している。これにより、電動モータ２２ａ，２２ｂの回転により、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが乗り物の進行方向に対して左右にそれぞれ独立に転舵されるようになっている。なお、ケーシング２１ａ，２１ｂは、後述するように車体ＢＤの路面に対する傾斜角が変化しても、回転プレート２５ａ，２５ｂが路面に対して常に水平すなわち回転軸２７ａ，２７ｂが路面に対して常に垂直になるように、図示しない連結機構により車体ＢＤに連結されている。逆に言えば、車輪側部材であるケーシング２１ａ，２１ｂ側に車体ＢＤが回転可能に組み付けられている。また、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrには、詳しくは後述するように、機械式制動装置が組み付けられている。
【００２６】
駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは、方形状のフレーム３１の左右両側に固定された電動モータ３２ａ，３２ｂの回転軸に一体回転可能に組み付けられている。電動モータ３２ａ，３２ｂは減速器を内蔵しており、それらの回転により駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrをそれぞれ独立に駆動する。
【００２７】
フレーム３１は、それぞれ左右一対の第１リンク３３ａ，３３ｂ、第２リンク３４ａ，３４ｂ、第３リンク３５ａ，３５ｂおよび第４リンク３６ａ，３６ｂからなるリンク機構を介して揺動可能に車体ＢＤに支持されている。第１リンク３３ａ，３３ｂは、一端にて車体ＢＤに回転可能にそれぞれ接続され、他端にてフレーム３１の後端部に回転可能にそれぞれ接続されている。第２リンク３４ａ，３４ｂは、一端にて車体ＢＤに回転可能にそれぞれ接続され、他端にてフレーム３１の前端部に回転可能にそれぞれ接続されている。第３リンク３５ａ，３５ｂは、一端にて車体ＢＤに回転可能にそれぞれ接続され、他端にて連結シャフト３７の両端に回転可能にそれぞれ接続されている。第４リンク３６ａ，３６ｂは、一端にて連結シャフト３７の両端に回転可能にそれぞれ接続され、他端にて第２リンク３４ａ，３４ｂの中間位置に回転可能にそれぞれ接続されている。
【００２８】
連結シャフト３７の中央位置には雌ねじ穴が形成されており、同雌ねじ孔にはスクリューロッド４１が螺合して貫通している。スクリューロッド４１の基端は、減速器を内蔵した電動モータ４２により軸線回りに回転駆動されるようになっている。電動モータ４２は、ブラケット４３を介して車体ＢＤに回転可能に支持されている。スクリューロッド４１は、連結シャフト３７の中央位置に設けた雌ねじ穴との協働によりねじ機構を構成するもので、電動モータ４２の回転により、連結シャフト３７が車体ＢＤの前後方向に移動する。そして、リンク機構により、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrと転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとの距離が変更される。すなわち、連結シャフト３７が車体ＢＤの後方に移動すると、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrと転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとの距離が大きくなり、これに伴い車体ＢＤはシート１１と共に水平側に倒される（図１参照）。すなわち、車体ＢＤの前後軸線の路面に対する傾斜角が小さくなる。逆に、連結シャフト３７が車体ＢＤの前方に移動すると、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrと転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとの距離が小さくなり、これに伴い車体ＢＤはシート１１と共に垂直側に立ち上がる（図２参照）。すなわち、車体ＢＤの前後軸線の路面に対する傾斜角が大きくなる。
【００２９】
次に、この乗り物の電気制御装置について説明する。電気制御装置は、図５に示すように、コントローラ５０を備えている。コントローラ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするもので、図６〜８のプログラムを実行してこの乗り物の作動を制御する。このコントローラ５０には、伸縮スイッチ１４およびリバーススイッチ１５に加えて、前後位置センサ５１および左右位置センサ５２が接続されているとともに、各種駆動回路５３，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂも接続されている。これらのコントローラ５０および駆動回路５３，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂにはバッテリ５７が接続されている。
【００３０】
前後位置センサ５１は、ジョイスティック１３の前後方向の変位位置を検出するものである。この前後位置センサ５１は、ジョイスティック１３の中立位置から前方向の変位を０〜＋１００で表し、ジョイスティック１３の中立位置から後方向の変位を０〜−１００で表す信号を出力する。左右位置センサ５２は、ジョイスティック１３の左右方向の変位位置を検出するものである。この左右位置センサ５２は、ジョイスティック１３の中立位置から右方向の変位を０〜＋１００で表し、ジョイスティック１３の中立位置から左方向の変位を０〜−１００で表す信号を出力する。
【００３１】
伸縮モータ用駆動回路５３は、伸縮用の電動モータ４２を駆動制御する。この伸縮モータ用駆動回路５３には、車体ＢＤに対するリンク３３ａ，３３ｂの角度を検出する角度センサ６１が接続されている。そして、伸縮モータ用駆動回路５３は、コントローラ５０の指示により、角度センサ６１との協働により電動モータ４２を回転させて、車体ＢＤを伸長状態（図１参照）または収縮状態（図２参照）に切換える。角度センサ６１は、車体ＢＤおよびシート１１の路面に対する傾斜角を検出するもので、リンク３３ａ，３３ｂに代えて、他のリンク３４ａ，３４ｂまたは３５ａ，３５ｂの回転角を検出するものでもよい。
【００３２】
ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂは、機械式制動装置である電磁ブレーキ装置７０ａ，７０ｂを駆動制御する。電磁ブレーキ装置７０ａ，７０ｂは、ディスク７１ａ，７１ｂ、ブレーキパッド７２ａ，７２ｂおよび電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂからなる。ディスク７１ａ，７１ｂは、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと一体回転するように左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの回転軸に固定されている。ブレーキパッド７２ａ，７２ｂは、ディスク７１ａ，７１ｂに押し付けられてディスク７１ａ，７１ｂとの摩擦力により左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrに機械的な制動力を付与する。電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂは、ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂによる通電によってブレーキパッド７２ａ，７２ｂを駆動する。ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂには、電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに流れる電流をそれぞれ独立に検出する電流センサ６２ａ，６２ｂも接続されている。そして、ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂは、電流センサ６２ａ，６２ｂとの協働により、コントローラ５０によって指示された大きさの電流を電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに流すことにより、同電流の大きさに応じた制動力を左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrに付与する。なお、電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに代えて電動モータを用い、または電磁ブレーキ装置７０ａ，７０ｂをディスク式ではなく、ドラム式にしてもよい。また、電流センサ６２ａ，６２ｂに代えて、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrに対する制動トルクを検出するトルクセンサ、またはブレーキパッド７２ａ，７２ｂからディスク７１ａ，７１ｂに付与される制動圧力を検出する圧力センサを用いてもよい。
【００３３】
転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂは、転舵用の電動モータ２２ａ，２２ｂを駆動制御する。この転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂには、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵角をそれぞれ独立に検出する転舵角センサ６３ａ，６３ｂがそれぞれ接続されている。そして、転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂは、コントローラ５０の指示により、転舵角センサ６３ａ，６３ｂとの協働により電動モータ２２ａ，２２ｂを回転させて、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrを任意の角度に転舵する。
【００３４】
駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、駆動用の電動モータ３２ａ，３２ｂを駆動制御する。この駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂには、電動モータ３２ａ，３２ｂに流れる電流をそれぞれ独立に検出する電流センサ６４ａ，６４ｂがそれぞれ接続されているとともに、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転速度をそれぞれ独立に検出する回転速度センサ６５ａ，６５ｂがそれぞれ接続されている。そして、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、コントローラ５０の指示により、電流センサ６４ａ，６４ｂとの協働により電動モータ３２ａ，３２ｂをトルク駆動制御して左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを駆動し、または回転速度センサ６５ａ，６５ｂとの協働により電動モータ３２ａ，３２ｂを回転速度制御して左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを駆動する。また、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、コントローラ５０の指示により電動モータ３２ａ，３２ｂを回生制動制御して、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrに対して回生制動力を付与する。また、電流センサ６４ａ，６４ｂに代えて、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrに対する駆動トルクおよび制動トルクを検出するトルクセンサを用いてもよい。
【００３５】
次に、上記のように構成した実施形態に係る乗り物の動作について説明する。この乗り物においては、図示しない電源スイッチの投入により、コントローラ５０が図６のプログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。このプログラムの実行はステップＳ１０にて開始され、コントローラ５０はステップＳ１２にて前後位置センサ５１および左右位置センサ５２からの検出信号を入力するとともに、伸縮スイッチ１４およびリバーススイッチ１５からの信号を入力する。
【００３６】
次に、ステップＳ１４にて、伸縮スイッチ１４が伸長側にあるか否かを判定する。いま、伸縮スイッチ１４が伸長側に切換えられれば、ステップＳ１４に「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１６にて伸縮モータ用駆動回路５３に伸長側に切換えるための指示を出力する。これにより、伸縮モータ用駆動回路５３は、角度センサ６１からの車体ＢＤおよびシート１１の路面に対する傾斜角がこの乗り物の伸長状態（図１参照）に対応する角度になるまで、電動モータ４２を回転制御する。この電動モータ４２の回転はスクリューロッド４１に伝達され、スクリューロッド４１が軸線回りに回転する。この回転により連結シャフト３７が後方へ押され、リンク３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂからなるリンク機構により、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと反対側すなわち後方へ移動する。その結果、乗り物が伸長状態に設定され、車体ＢＤおよびシート１１が倒されて路面に対する傾斜角が小さくなる。なお、以前から伸縮スイッチ１４が伸長側にあれば、ステップＳ１６にて実質的な処理を実行することなく、ステップＳ１８の伸長状態制御ルーチンを実行して、ステップＳ２４にてこのプログラムの実行を終了する。
【００３７】
一方、伸縮スイッチ１４が収縮側に切換えられれば、ステップＳ１４に「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２０にて伸縮モータ用駆動回路５３に収縮側に切換えるための指示を出力する。これにより、伸縮モータ用駆動回路５３は、角度センサ６１からの車体ＢＤおよびシート１１の路面に対する傾斜角がこの乗り物の収縮状態（図２参照）に対応する角度になるまで、電動モータ４２を回転制御する。この電動モータ４２の回転方向は前記場合と逆である。この場合も、電動モータ４２によりスクリューロッド４１が軸線回りに回転し、連結シャフト３７は前方へ引かれ、リンク３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂからなるリンク機構により、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfr側すなわち前方へ移動する。その結果、乗り物が収縮状態に設定され、車体ＢＤおよびシート１１が起こされて路面に対する傾斜角が大きくなる。なお、以前から伸縮スイッチ１４が収縮側にあれば、ステップＳ２２にて実質的な処理を実行することなく、ステップＳ２２の伸長状態制御ルーチンを実行して、ステップＳ２４にてこのプログラムの実行を終了する。
【００３８】
次に、伸長状態制御ルーチンの実行による乗り物の走行動作について説明する。この伸長状態制御ルーチンは、図７に示されているように、ステップＳ３０にて開始され、ステップＳ３２にて目標転舵角演算処理を実行する。この目標転舵角演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた第１転舵角テーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の左右位置を表す信号に応じた目標転舵角を計算する。第１転舵角テーブルは、図９に示すように、ジョイスティック１３の中立位置から右方向への変位（すなわち、「０」から正の所定値への変位）に応じて中立位置から右方向（すなわち、「０」から正の所定値）に徐々に変化する目標転舵角を記憶しているとともに、ジョイスティック１３の中立位置から左方向への変位（すなわち、「０」から負の所定値への変位）に応じて中立位置から左方向（すなわち、「０」から負の所定値）に徐々に変化する目標転舵角を記憶している。
【００３９】
次に、ステップＳ３４にて、転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂに前記計算した目標転舵角を出力する。転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂは、転舵角センサ６３ａ，６３ｂによって検出された転舵角が目標転舵角になるまで、電動モータ２２ａ，２２ｂを回転制御する。この電動モータ２２ａ，２２ｂの回転により、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは目標転舵角に転舵される。なお、本実施形態では、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵角を同じにしたが、旋回内輪に相当する転舵輪の転舵角を旋回外輪に相当する転舵輪の転舵角よりも若干量だけ大きくするようにしてもよい。
【００４０】
前記ステップＳ３４の処理後、ステップＳ３６にてリバーススイッチ１５がオン状態（後退指示状態）にあるかを判定する。リバーススイッチ１５がオン状態になければ、ステップＳ３６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３８〜Ｓ４８の処理を実行する。ステップＳ３８においては、前記入力した前後位置センサ５１からの信号によりジョイスティック１３が中立位置よりも前方に変位されているかを判定する。ジョイスティック１３が中立位置よりも前方に変位されていれば、ステップＳ３８にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ４０にて目標駆動トルク演算処理を実行する。この目標駆動トルク演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた駆動トルクテーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の前方変位位置を表す信号に応じた目標駆動トルクを計算する。駆動トルクテーブルは、図１０の実線で示すように、ジョイスティック１３の中立位置から前方への変位（すなわち、「０」から正の所定値への変位）に応じて徐々に増加する目標駆動トルクを記憶している。
【００４１】
次に、ステップＳ４２にて、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに前記計算した目標駆動トルクを出力するとともに、電動モータ３２ａ，３２ｂの正転を指示する。そして、ステップＳ６２にて、このプログラムの実行を一旦終了する。駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、電流センサ６４ａ，６４ｂにより検出されたモータ電流をフィードバックすることにより、電動モータ３２ａ，３２ｂが目標駆動トルクを発生するようにトルク制御して、電動モータ３２ａ，３２ｂを正転制御する。したがって、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは目標駆動トルクで正転駆動され、この乗り物は同トルクで前進する。このとき、ジョイスティック１３の左右方向の操作により転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが左右に転舵されていれば、乗り物は左右に旋回する。
【００４２】
一方、ジョイスティック１３が中立位置よりも後方に変位されていれば、ステップＳ３８にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４４にて目標制動トルク演算処理を実行する。この目標制動トルク演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた制動トルクテーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の後方への変位位置を表す信号に応じた目標制動トルクを計算する。制動トルクテーブルは、図１１の実線で示すように、ジョイスティック１３の中立位置から後方への変位（すなわち、「０」から負の所定値への変位）に応じて徐々に増加する目標制動トルクを記憶している。
【００４３】
次に、ステップＳ４６にてブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂに前記計算した目標制動トルクを出力するとともに、制動制御するように指示する。次に、ステップＳ４８にて駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを回生制動制御するように指示する。そして、ステップＳ６２にて、このプログラムを一旦終了する。ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂは、電流センサ６２ａ，６２ｂにより検出された通電電流をフィードバックすることにより、電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに目標制動トルクに比例した電流を流す。これにより、電磁ブレーキ装置７０ａ，７０ｂは、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrを前記目標制動トルクで制動する。また、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、前記回生制動の指示により、電動モータ３２ａ，３２ｂを回生制動制御する。その結果、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの制動トルク制御および駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回生制動制御により、この乗り物は、ジョイスティック１３の中立位置から後方への変位により制動される。
【００４４】
また、この乗り物が伸長状態設定されている状態で、リバーススイッチ１５がオン状態に切換えられると、ステップＳ３６にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ５０〜Ｓ６０の処理が実行される。ジョイスティック１３が中立位置よりも前方に変位されていれば、ステップＳ５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ５２にて、前記ステップＳ４０の場合と同様に、コントローラ５０内に設けられた駆動トルクテーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の前方変位位置を表す信号に応じた目標駆動トルクを計算する。ただし、駆動トルクテーブルは、図１０の破線で示すように、前記実線の場合よりも若干小さく、ジョイスティック１３の中立位置から前方への変位（すなわち、「０」から正の所定値への変位）に応じて徐々に増加する後方への目標駆動トルクを記憶している。
【００４５】
次に、ステップＳ５４にて、ステップＳ４２の場合と同様に、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに前記計算した目標駆動トルクを出力するとともに、電動モータ３２ａ，３２ｂの逆転を指示する。そして、ステップＳ６２にて、このプログラムの実行を一旦終了する。この場合も、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、電流センサ６４ａ，６４ｂにより検出されたモータ電流をフィードバックすることにより、電動モータ３２ａ，３２ｂが目標駆動トルクを発生するようにトルク制御する。ただし、電動モータ３２ａ，３２ｂは逆転制御される。したがって、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは目標駆動トルクで逆転駆動され、この乗り物は同トルクで後退する。このときも、ジョイスティック１３の左右方向の操作により転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが左右に転舵されていれば、乗り物は左右に旋回する。
【００４６】
また、ジョイスティック１３が中立位置よりも後方に変位されていれば、ステップＳ５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ５６にて、前記ステップＳ４４の場合と同様に、コントローラ５０内に設けられた制動トルクテーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の後方への変位位置を表す信号に応じた目標制動トルクを計算する。ただし、制動トルクテーブルに記憶されている目標制動トルクは、図１１の破線で示すように、前進の場合に比べて若干小さい。
【００４７】
次に、ステップＳ５８にて、前記ステップＳ４６の場合と同様に、ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂに前記計算した目標制動トルクを出力するとともに、制動制御するように指示する。また、ステップＳ６０にて、前記ステップＳ４８の場合と同様に、駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを回生制動制御するように駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに指示する。そして、ステップＳ６２にて、このプログラムを一旦終了する。この場合も、ブレーキ用駆動回路５４ａ，５４ｂは、電流センサ６２ａ，６２ｂにより検出された通電電流をフィードバックすることにより、電磁ソレノイド７３ａ，７３ｂに目標制動トルクに比例した電流を流し、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrを前記目標制動トルクで制動する。また、この場合も、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、前記回生制動の指示により、電動モータ３２ａ，３２ｂを回生制動制御する。その結果、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの制動トルク制御および駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回生制動制御により、この乗り物は、ジョイスティック１３の中立位置から後方への変位により制動される。
【００４８】
このように、乗り物が伸長状態に設定されている場合には、ジョイスティック１３の中立位置から前方への変位量に応じて加速制御されるとともに、ジョイスティック１３の中立位置から後方への変位量に応じて制動制御される（図１５(Ａ)参照）。また、リバーススイッチ１５の切換えにより、乗り物を前進させることができるとともに後退させることもできる。そして、ジョイスティック１３の左右への変位により、転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが転舵されて乗り物の旋回が制御される（図１５(Ｂ)参照）。このように転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの間の距離（ホイールベース）が長く設定されている場合には、走行安定性も確保されるので、ある程度高い速度で乗り物を走行させることができる。そして、ジョイスティック１３で車両の加速及び減速が制御されるので、乗員はこの乗り物を通常の車両と同様な感覚で運転できるとともに、同乗り物は一般道路も走行できるので、長距離運転することも可能となる。
【００４９】
次に、乗り物が収縮状態に切換えられている場合について説明する。この場合、図６の収縮状態制御ルーチンは、その詳細が図８に示されているように、ステップＳ７０にてその実行が開始される。このステップＳ７０の開始後、ステップＳ７２にて、目標転舵角演算処理を実行する。この目標転舵角演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた第２転舵角テーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の左右位置を表す信号に応じた転舵角を計算する。第２転舵角テーブルも、図１２に示すように、ジョイスティック１３の中立位置から右方向への変位（すなわち、「０」から正の所定値への変位）に応じて中立位置から右方向（すなわち、「０」から正の所定値）に徐々に変化する目標転舵角を記憶しているとともに、ジョイスティック１３の中立位置から左方向への変位（すなわち、「０」から負の所定値への変位）に応じて中立位置から左方向（すなわち、「０」から負の所定値）に徐々に変化する目標転舵角を記憶している。ただし、この場合には、ジョイスティック１３の変位側の転舵輪（ジョイスティック１３が右方向に変位する場合には右転舵輪ＷＨfr、ジョイスティック１３が左方向に変位する場合には左転舵輪ＷＨfl）の目標転舵角の変化は、ジョイスティック１３の変位側と反対側の転舵輪の変化よりも大きく、その差はジョイスティック１３の中立位置からの変位量の増加に従って増加する。さらに、この収縮状態における目標転舵角の絶対値の最大値は、前述した伸長状態における目標転舵角の絶対値の最大値に比べて、はるかに大きい。なお、図１２の乗り物と記載した転舵角の特性カーブは、乗り物全体の転舵角を示している。
【００５０】
次に、ステップＳ７４にて、転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂに前記計算した目標転舵角をそれそれ出力する。転舵モータ用駆動回路５５ａ，５５ｂは、転舵角センサ６３ａ，６３ｂによって検出された転舵角が目標転舵角になるまで、電動モータ２２ａ，２２ｂを回転制御する。この電動モータ２２ａ，２２ｂの回転により、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは目標転舵角にそれぞれ転舵される。
【００５１】
前記ステップＳ７４の処理後、ステップＳ７６にて目標回転数演算処理を実行する。この目標回転数演算処理においては、コントローラ５０内に設けられた回転数テーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の前後方向の変位位置を表す信号に応じた目標回転数を計算する。回転数テーブルは、図１３に示すように、ジョイスティック１３の中立位置を中心とした前後方向の変位量の増加に応じて比例的に増加する目標回転数を記憶している。
【００５２】
次に、ステップＳ７８にて、目標回転数の補正演算処理を実行する。この補正演算においては、まず、コントローラ５０内に設けられた補正値テーブルを参照して、前記入力したジョイスティック１３の左右位置を表す信号に応じた補正値を計算する。補正値テーブルは、図１４に示すように、ジョイスティック１３が左右方向の中立位置にあるとき、左右駆動輪ＷＨrf，ＷＨrrの補正値として共に「１．０」が与えられる。そして、ジョイスティック１３が中立位置から右方向へ変位されるに従って、ジョイスティック１３の変位量が所定値に達するまで、左駆動輪ＷＨrf用の補正値は同変位量に比例して所定値（例えば、「２．０」）まで増加し、ジョイスティック１３の変位量が所定値を超えると同変位量の増加に従って所定値（例えば、「１．０」）まで減少し、その後所定値に維持される。また、ジョイスティック１３が中立位置から左方向へ変位されるに従って、ジョイスティック１３の変位量が所定値に達するまで、左駆動輪ＷＨrf用の補正値は同変位量に比例して所定値（例えば、「０．０」）まで減少し、ジョイスティック１３の変位量が所定値を超えると同変位量の増加に従って前記よりも大きな傾きで所定値（例えば、「−１．０」）まで減少し、その後所定値に維持される。右駆動輪ＷＨrrの補正値は、左駆動輪ＷＨrf用の補正値と左右対称に変化する。
【００５３】
そして、同ステップＳ７８においては、前記計算した補正値を前記ステップＳ７６の処理により計算した左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの目標回転数にそれぞれ乗算して、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの目標回転数を補正する。そして、ステップＳ８０にて、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂに前記補正した目標回転数を出力して、電動モータ３２ａ，３２ｂの回転制御を指示する。そして、ステップＳ８２にて、このプログラムの実行を一旦終了する。駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは、回転速度センサ６５ａ，６５ｂにより検出された左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転速度をフィードバックすることにより、電動モータ３２ａ，３２ｂが前記計算した目標回転数に対応した回転速度で正転または逆転するように制御する。この場合、電動モータ３２ａ，３２ｂの正転および逆転において、回転速度が減少する場合には、駆動モータ用駆動回路５６ａ，５６ｂは電動モータ３２ａ，３２ｂを回生制動制御して、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは回生制動される。このような電動モータ３２ａ，３２ｂの回転制御により、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは目標回転数に対応した回転速度で正転または逆転する。これにより、この乗り物はジョイスティック１３の前後方向の操作により前進および後退する。このとき、ジョイスティック１３の左右方向の操作により転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrが左右に転舵されていれば、乗り物は左右に旋回する。
【００５４】
この収縮状態にある場合における乗り物の動作を、図１６を用いて詳しく説明する。ジョイスティック１３の左右位置が中立位置にある状態で、ジョイスティック１３が前後方向に操作されると、図１６(Ａ)に示すように、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは同一回転数で回転する。そして、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrも転舵されないので、乗り物は直進する。この場合、ジョイスティック１３が中立位置から前方に操作されていれば、前記ステップＳ７８にて設定される目標回転数は図１３に示すように正に設定されるので、乗り物は前進する。そして、その前進速度は、ジョイスティック１３の前方への変位量が増加するに従って速くなる。また、ジョイスティック１３が中立位置から後方に操作されていれば、前記ステップＳ７８にて設定される目標回転数は図１３に示すように負に設定されるので、乗り物は後退する。そして、その後退速度は、ジョイスティック１３の後方への変位量が増加するに従って速くなる。
【００５５】
また、ジョイスティック１３が中立位置から左方に操作されると、前記ステップＳ７２にて設定される目標転舵角は図１２に示すように左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとも左方向であって、しかも左転舵輪ＷＨflの目標転舵角は右転舵角ＷＨfrの目標転舵角よりも大きい。そして、前記ステップＳ７６の処理によって設定される左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの目標回転数は前述した直進の場合と同じであるが、この目標回転数は前記ステップＳ７８にて補正される。この補正の結果、図１４に示すように左駆動輪ＷＨrlの目標回転数の絶対値が右駆動輪ＷＨrrの目標回転数の絶対値に比べて小さくなる。その結果、乗り物は、前進状態にあれば左旋回し、後退状態にあれば右旋回（後方へ右旋回）する。そして、この場合、ジョイスティック１３が中立位置から左方に位置するに従って、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵角差および左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転数差が大きくなるので、乗り物の旋回中心Ｘは、図１６(Ｂ)に示すように、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを結ぶ中心軸線上を乗り物側に近づき、乗り物は小回りすることが可能になる。なお、図１６(Ｂ)の破線で示した転舵輪Ｙは、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵が乗り物に与える影響を一つの転舵輪で示すものである。
【００５６】
さらに、ジョイスティック１３が左方に操作されると、左転舵輪ＷＨflの目標転舵角は９０度を超える。左駆動輪ＷＨrlの目標回転数の正負の符号が右駆動輪ＷＨrrの目標回転数の正負の符号と反対になる。すなわち、乗り物が前進状態（ジョイスティック１３が中立位置よりも前方）にあれば、左駆動輪ＷＨrlの目標回転数は負（後方に対応）になるとともに、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数が正（前進に対応）になる。乗り物が後退状態（ジョイスティック１３が中立位置よりも後方）にあれば、左駆動輪ＷＨrlの目標回転数は正になるとともに、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数が負になる。したがって、図１６(Ｃ)に示すように、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは最大で「ハ」字状に転舵されるとともに、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrが逆方向に回転するので、乗り物の旋回中心Ｘは、最大で、図１６(Ｃ)に示すように、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrr間の中立位置となる。その結果、乗り物は、前進状態あれば左方向にその場旋回することが可能になるとともに、後退状態にあれば右方向にその場旋回することが可能になる。
【００５７】
一方、ジョイスティック１３が中立位置から右方に操作された場合には、目標転舵角は図１２に示すように左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrとも右方向であって、しかも右転舵角ＷＨfrの目標転舵角は左転舵輪ＷＨflの目標転舵角よりも大きくなる。そして、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数が左駆動輪ＷＨrlの目標回転数に比べて小さくなる。その結果、乗り物は、前進状態にあれば右旋回し、後退状態にあれば左旋回する。そして、この場合も、ジョイスティック１３が中立位置から右方に位置するに従って、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrの転舵角差および左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転数差が大きくなるので、乗り物の旋回中心Ｘは、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを結ぶ中心軸線上を乗り物側に近づき、乗り物は小回りすることが可能になる。
【００５８】
さらに、ジョイスティック１３が右に操作されると、右転舵輪ＷＨfrの目標転舵角は９０度を超える。そして、この場合には、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数の正負の符号が左駆動輪ＷＨrlの目標回転数の正負の符号と反対になる。すなわち、乗り物が前進状態にあれば、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数は負になるとともに、左駆動輪ＷＨrlの目標回転数が正になる。乗り物が後退状態にあれば、右駆動輪ＷＨrrの目標回転数は正になるとともに、左駆動輪ＷＨrlの目標回転数が負になる。したがって、この場合も、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrは最大で「ハ」字状に転舵されるとともに、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrが逆方向に回転するので、乗り物の旋回中心Ｘは、最大で、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrr間の中立位置となる。その結果、乗り物は、前進状態あれば右方向にその場旋回することが可能になるとともに、後退状態にあれば左方向にその場旋回することが可能になる。
【００５９】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態による乗り物によれば、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの距離が長い伸長状態では、ジョイスティック１３の前後および左右への操作により、走行安定性をも含めて通常の車両と同等の運転性能が得られる。具体的には、ジョイスティック１３の中立位置から前方への操作により、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrはトルク駆動制御される。また、この伸長状態で、ジョイスティック１３の中立位置から後方への操作により、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrにはその操作量に応じた機械式制動力が付与されるとともに、左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrには電動モータ３２ａ，３２ｂによる回生制動による制動力が付与されるので、この乗り物に対する充分な制動力が付与される。したがって、この伸長状態にある乗り物においては、一般道路などもある程度高い速度で走行して長距離運転も可能となる。
【００６０】
また、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの距離が短い収縮状態では、ジョイスティック１３の前後方向の操作により左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrは前進及び後退制御され、ジョイスティック１３の左右方向の操作により、その場旋回をも含めて小回り性能が可能となる。また、ジョイスティック１３の前後の操作量に応じて左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrの回転速度が制御されるとともに、減速時には電動モータ３２ａ，３２ｂの回生制動のみにより、この乗り物に対する制動力が付与されて、この乗り物の急激な減速を回避できて、乗り物の重心位置が高くなって乗員が前方に倒れ易くなるが、このような事態を未然に防止できる。したがって、この状態の乗り物を車椅子のように使用した場合、高い安全性が確保されて歩道、建物内でも安全に自在に走行できるようになる。
【００６１】
このように、この乗り物は伸長状態と収縮状態とで態様を代えて運転操作可能であるので、通常の車両と車椅子などの特殊な乗り物とを１台で兼用できるようになり、便利である。
【００６２】
また、上記実施形態による乗り物によれば、伸長状態に切換えられているときには、収縮状態に切換えられているときに比べて、車体ＢＤおよびシート１１の路面に対する傾斜角が小さくなる。したがって、伸長状態に設定されている場合には、乗り物および乗員の重心が低くなるので、乗り物を安定して走行させることができるようになる。しかも、伸長状態では車体ＢＤおよびシート１１の傾斜角を小さくしたことにより、制動時に乗員が前傾して、ジョイスティック１３の前方操作によって乗り物を加速制御操作してしまうことを未然に防止できて、この乗り物の異常な挙動を未然に回避できる。また、収縮状態では、乗員の上半身は起こされるので、この乗り物を車椅子のように使用することにより運転操作性が良好になる。
【００６３】
次に、上記実施形態の第１および第２変形例について説明する。第１変形例は、図５に破線で示すように、車体ＢＤに組み付けられた車体ＢＤの路面に対する傾斜角を検出する傾斜角センサ８１を備えている。この傾斜角センサ８１はコントローラ５０に接続されている。コントローラ５０は、上記実施形態における図６のプログラムに代えて、図１７のプログラムを実行する。他の構成については、上記実施形態と同一であるので、その説明を省略する。
【００６４】
この第１変形例に係る図１７のプログラムにおいては、上記実施形態の図６のプログラムのステップＳ２０とステップＳ２２との間にステップＳ９０の判定処理が付加されている。ステップＳ９０の処理は、傾斜角センサ８１からの傾斜角を入力して、乗り物が収縮制御状態にあるとき車体ＢＤの傾斜角が正常であるか否かを判定する。ステップＳ２０の収縮状態制御によって車体ＢＤの路面に対する傾斜角が正常に制御されていれば、すなわち車体が起立状態に設定されていれば、ステップＳ９０における「Ｙｅｓ」との判定のもとにステップＳ２２の収縮状態制御ルーチンが実行される。しかし、車体ＢＤの路面に対する傾斜角が正常でなければ、ステップＳ９０にて「Ｎｏ」と判定されて、ステップＳ１６に進められる。したがって、この場合には、この乗り物が収縮状態に設定されることなく、常に伸長状態に設定される。
【００６５】
この第１変形例によれば、左右転舵輪ＷＨfl，ＷＨfrと左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの距離が短いこの乗り物の収縮状態による車体ＢＤの異常傾斜を回避でき、乗員の不安定状態を回避できるとともに、走行安定性を優先させることができる。
【００６６】
また、この第１変形例においては、傾斜角センサ８１が車体ＢＤの路面に対する傾斜角を検出するのに代えて、傾斜角センサ８１はシート１１の路面に対する傾斜角を検出するようにしてもよい。これによっても、この乗り物の収縮状態による車体ＢＤの異常傾斜を回避でき、乗員の不安定状態を回避できるとともに、走行安定性を優先させることができる。特に、この場合、シート１１を車体ＢＤに対して傾斜可能にした場合であっても対応できる。さらに、この傾斜角センサ８１に代えて、角度センサ６１の検出出力を用いるようにしてもよい。
【００６７】
第２変形例は、図５に破線で示すように、操作パネル１２に設けた自動切換えスイッチ８２およびナビゲーション装置８３を備えている。自動切換えスイッチ８２は、この乗り物の伸長状態と収縮状態とを自動的に切換えるか、乗員の選択によるかを切換え指示するものである。ナビゲーション装置８３は、自車位置を検出するとともに目的地に案内することが可能な周知のナビゲーション装置であり、少なくともこの乗り物が車道上にあるのか否かを検出できる機能を有している。これらの自動切換えスイッチ８２およびナビゲーション装置８３はコントローラ５０に接続されている。コントローラ５０は、上記実施形態のおける図６のプログラムに代えて、図１８のプログラムを実行する。他の構成については、上記実施形態と同一であるので、その説明を省略する。
【００６８】
この第２変形例に係る図１８のプログラムにおいては、上記実施形態の図６のプログラムのステップＳ１２の次にステップＳ９２，Ｓ９４の処理が追加されている。ステップＳ９２の処理は、自動切換えスイッチ８２が伸長状態と収縮状態との自動切換え状態にあるかを判定するものである。自動切換えスイッチ８２によって自動切換え状態が選択されていないとき、ステップＳ９２にて「Ｎｏ」と判定して、上記実施形態と同様なステップＳ１４以降の処理を実行する。これにより、この場合には、この第２変形例に係る乗り物は上記実施形態と同じように動作する。
【００６９】
一方、自動切換えスイッチ８２によって自動切換え状態が選択されているとき、ステップＳ９２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ９４にてナビゲーション装置８３からの信号を入力し、この乗り物が車道上にあるかを判定する。この乗り物が車道上にあれば、ステップＳ９４における「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップＳ１６にてこの乗り物を伸長状態に設定して、ステップＳ１８の伸長状態制御ルーチンを実行する。この乗り物が車道上になければ、ステップＳ９４における「Ｎｏ」との判定のもとに、ステップＳ２０にてこの乗り物を収縮状態に設定して、ステップＳ２２の収縮状態制御ルーチンを実行する。したがって、第２変形例によれば、乗り物が位置する環境に応じて、この乗り物が伸長状態または収縮状態に自動的に設定され、乗員は、多くの操作を行なうことなく、環境に適合した運転操作を行なうことができる。
【００７０】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７１】
例えば、上記実施形態では、運転操作部材としてジョイスティック１３を利用するようにしたが、ジョイスティック１３以外の運転操作部材を用いてもよい。例えば、一般車両のような、ホイールハンドル、操作ペダルを用いてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、目標転舵角、目標駆動トルク、目標制動トルク、目標回転数および補正値を計算するために、コントローラ５０内に予め設けたテーブルを利用するようにした。しかし、これに代えて、前記目標転舵角、目標駆動トルク、目標制動トルク、目標回転数および補正値のうちのいずれか一つ若しくは複数を、コントローラ５０に予め記憶しておいた関数を規定する関数データを利用して計算するようにしてもよい。なお、テーブルを利用する場合には、目標転舵角、目標駆動トルク、目標制動トルク、目標回転数および補正値を補間演算を用いて計算することが一般的であるが、各テーブル上のポイントをある程度細かくしておけば、補間演算を利用しなくても、違和感なく制御可能である。
【００７３】
また、上記実施形態においては、電動モータ３２ａ，３２ｂを左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrに直結するようにした。しかし、電動モータ３２ａ，３２ｂと左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrとの間に電磁クラッチを設け、かつ左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrに機械的制動力を付与するパーキングブレーキを設けておき、乗り物の駐車時には電磁クラッチにより左右駆動輪ＷＨrl，ＷＨrrを電動モータ３２ａ，３２ｂから切り離すとともに、パーキングブレーキ力を付与できるようにしておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る乗り物の伸長状態を示す概略側面図である。
【図２】図２は同乗り物の収縮状態を示す概略側面図である。
【図３】図３は同乗り物の伸長状態を示す概略斜視図である。
【図４】(Ａ)は転舵装置の拡大側面図であり、(Ｂ)は(Ａ)のケーシング内の平面図である。
【図５】前記乗り物の電気制御装置のブロック図である。
【図６】図５のコントローラにより実行されるプログラムのフローチャートである。
【図７】図６の伸長状態制御ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図８】図６の収縮状態制御ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図９】伸長状態におけるジョイスティックの左右操作位置に対する目標転舵角の変化特性を示すグラフである。
【図１０】伸長状態におけるジョイスティックの前方操作位置に対する目標駆動トルクの変化特性を示すグラフである。
【図１１】伸長状態におけるジョイスティックの後方操作位置に対する目標制動トルクの変化特性を示すグラフである。
【図１２】収縮状態におけるジョイスティックの左右操作位置に対する目標転舵角の変化特性を示すグラフである。
【図１３】収縮状態におけるジョイスティックの前後操作位置に対する目標回転数の変化特性を示すグラフである。
【図１４】収縮状態におけるジョイスティックの左右操作位置に対する目標回転数の補正値の変化特性を示すグラフである。
【図１５】(Ａ)(Ｂ)は伸長状態にある乗り物の作動を説明するための説明図である。
【図１６】(Ａ)〜(Ｃ)は収縮状態にある乗り物の作動を説明するための説明図である。
【図１７】上記実施形態の第１変形例に係る乗り物のコントローラによって実行されるプログラムのフローチャートである。
【図１８】上記実施形態の第２変形例に係る乗り物のコントローラによって実行されるプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１１…シート、１３…ジョイスティック、１４…伸縮スイッチ、１５…リバーススイッチ、２０ａ，２０ｂ…転舵装置、２２ａ，２２ｂ…電動モータ、３２ａ，３２ｂ…電動モータ、４１…スクリューロッド、４２…電動モータ、５０…コントローラ、５１…前後位置センサ、５２…左右位置センサ、５３…伸縮モータ用駆動回路、５４ａ，５４ｂ…ブレーキ用駆動回路、５５ａ，５５ｂ…転舵モータ用駆動回路、５６ａ，５６ｂ 駆動モータ用駆動回路、７０ａ，７０ｂ…電磁ブレーキ装置、８１…傾斜角センサ、８３…ナビゲーション装置、ＷＨfl，ＷＨfr…左右転舵輪、ＷＨfr，ＷＨrr…左右駆動輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対の転舵輪をそれぞれ独立に転舵する一対の転舵手段と、
左右一対の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する一対の駆動手段と、
車両を運転するための運転操作部材と、
前記運転操作部材の操作状態に応じて前記一対の転舵手段および前記一対の駆動手段を制御して前記一対の転舵輪を転舵するとともに前記一対の駆動輪を駆動する運転制御手段とを備えた乗り物において、
前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離を変更可能な伸縮機構を設け、
前記運転制御手段が、前記伸縮機構による距離の変更に連動して、前記運転操作部材の操作状態に応じた前記一対の転舵輪の転舵態様および前記一対の駆動輪の駆動態様を変更するようにしたことを特徴とする乗り物。
【請求項２】
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているときには、同距離が長い状態に切換えられているときに比べて、前記操作部材の操作に応じた前記一対の転舵輪の転舵角を大きな値まで許容する転舵制御手段を有する請求項１に記載した乗り物。
【請求項３】
前記転舵制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記操作部材の操作に応じた前記一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って、前記一対の転舵輪の転舵角差を大きくする請求項２に記載した乗り物。
【請求項４】
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき前記一対の駆動輪を共に同一方向に駆動し、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき前記一対の駆動輪を共に同一方向および互いに反対方向に駆動することが可能な駆動制御手段を有する請求項１ないし３のうちのいずれ一つに記載した乗り物。
【請求項５】
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記操作部材の操作に応じた前記一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って、前記一対の駆動輪の回転数差を大きくする駆動制御手段を有する請求項１ないし３のうちのいずれ一つに記載した乗り物。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記一対の転舵輪が小さく転舵されている状態では前記一対の駆動輪を同一方向に駆動し、かつ前記一対の転舵輪が大きく転舵されている状態では前記一対の駆動輪を互いに反対方向に駆動する請求項４または５に記載した乗り物。
【請求項７】
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき前記一対の駆動輪をトルク制御し、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき前記一対の駆動輪を速度制御する駆動方式制御手段を有する請求項１ないし６のうちのいずれ一つに記載した乗り物。
【請求項８】
前記一対の転舵輪に対して機械式制動装置を設けるとともに、前記一対の駆動手段を電動モータで構成し、
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、前記運転操作部材の操作に応じて前記機械式制動装置を作動させるとともに前記電動モータによる回生制動によって前記一対の駆動輪に対して制動力を作用させ、かつ前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記機械式制動装置を作動させることなく、前記運転操作部材の操作に応じて前記電動モータによる回生制動によって前記一対の駆動輪に対して制動力を作用させる制動制御手段を有する請求項１ないし７のうちのいずれ一つに記載した乗り物。
【請求項９】
前記運転操作部材を２次元変位可能なジョイスティックで構成し、
前記運転制御手段は、前記ジョイスティックの第１方向への変位に応じて前記一対の駆動輪の駆動を制御するとともに、同ジョイスティックの第１方向とは異なる第２方向への変位に応じて前記一対の転舵輪の転舵を制御する請求項１ないし８のうちのいずれか一つに記載した乗り物。
【請求項１０】
前記第１方向は乗り物の前後方向であり、
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、前記ジョイスティックの中立位置から前方への変位に応じて前記一対の駆動輪の回転を加速させるとともに前記ジョイスティックの中立位置から後方への変位に応じて前記一対の駆動輪の回転を制動させ、かつ前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記ジョイスティックの中立位置から前方への変位に応じて前記一対の駆動輪を前進回転させるとともに前記ジョイスティックの中立位置から後方への変位に応じて前記一対の駆動輪を後退回転させる駆動方向制御手段を有する請求項９に記載した乗り物。
【請求項１１】
前記伸縮機構は、前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、同距離が短い状態に切換えられているときに比べて、乗員の着座するシートの路面に対する傾斜角を小さくするものである請求項１ないし１０のうちのいずれか一つに記載した乗り物。
【請求項１２】
請求項１１に記載した乗り物において、さらに、
前記シートの路面に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、
前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態になるように指示されているとき、前記傾斜角センサによって検出された傾斜角が異常であることを条件に、前記伸縮機構を制御して前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態になるように強制的に制御する強制制御手段とを設けた乗り物。
【請求項１３】
前記伸縮機構は、前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、同距離が短い状態に切換えられているときに比べて、車体の路面に対する傾斜角を小さくするものである請求項１ないし１０のうちのいずれか一つに記載した乗り物。
【請求項１４】
請求項１３に記載した乗り物において、さらに、
前記車体の路面に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、
前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態になるように指示されているとき、前記傾斜角センサによって検出された傾斜角が異常であることを条件に、前記伸縮機構を制御して前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態になるように強制的に制御する強制制御手段とを設けた乗り物。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のうちのいずれか一つに記載した乗り物において、さらに、
乗り物が車道上にあるか否かを検出する車道検出手段と、
前記車道検出手段により乗り物が車道上にあることが検出されたとき前記伸縮機構を制御して前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離を長い状態に設定し、かつ前記車道検出手段により乗り物が車道上にあることが検出されないとき前記伸縮機構を制御して前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離を短い状態に設定する自動伸縮制御手段とを設けた乗り物。
【請求項１】
左右一対の転舵輪をそれぞれ独立に転舵する一対の転舵手段と、
左右一対の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する一対の駆動手段と、
車両を運転するための運転操作部材と、
前記運転操作部材の操作状態に応じて前記一対の転舵手段および前記一対の駆動手段を制御して前記一対の転舵輪を転舵するとともに前記一対の駆動輪を駆動する運転制御手段とを備えた乗り物において、
前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離を変更可能な伸縮機構を設け、
前記運転制御手段が、前記伸縮機構による距離の変更に連動して、前記運転操作部材の操作状態に応じた前記一対の転舵輪の転舵態様および前記一対の駆動輪の駆動態様を変更するようにしたことを特徴とする乗り物。
【請求項２】
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているときには、同距離が長い状態に切換えられているときに比べて、前記操作部材の操作に応じた前記一対の転舵輪の転舵角を大きな値まで許容する転舵制御手段を有する請求項１に記載した乗り物。
【請求項３】
前記転舵制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記操作部材の操作に応じた前記一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って、前記一対の転舵輪の転舵角差を大きくする請求項２に記載した乗り物。
【請求項４】
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき前記一対の駆動輪を共に同一方向に駆動し、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき前記一対の駆動輪を共に同一方向および互いに反対方向に駆動することが可能な駆動制御手段を有する請求項１ないし３のうちのいずれ一つに記載した乗り物。
【請求項５】
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記操作部材の操作に応じた前記一対の転舵輪の転舵角が大きくなるに従って、前記一対の駆動輪の回転数差を大きくする駆動制御手段を有する請求項１ないし３のうちのいずれ一つに記載した乗り物。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記一対の転舵輪が小さく転舵されている状態では前記一対の駆動輪を同一方向に駆動し、かつ前記一対の転舵輪が大きく転舵されている状態では前記一対の駆動輪を互いに反対方向に駆動する請求項４または５に記載した乗り物。
【請求項７】
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき前記一対の駆動輪をトルク制御し、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき前記一対の駆動輪を速度制御する駆動方式制御手段を有する請求項１ないし６のうちのいずれ一つに記載した乗り物。
【請求項８】
前記一対の転舵輪に対して機械式制動装置を設けるとともに、前記一対の駆動手段を電動モータで構成し、
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、前記運転操作部材の操作に応じて前記機械式制動装置を作動させるとともに前記電動モータによる回生制動によって前記一対の駆動輪に対して制動力を作用させ、かつ前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記機械式制動装置を作動させることなく、前記運転操作部材の操作に応じて前記電動モータによる回生制動によって前記一対の駆動輪に対して制動力を作用させる制動制御手段を有する請求項１ないし７のうちのいずれ一つに記載した乗り物。
【請求項９】
前記運転操作部材を２次元変位可能なジョイスティックで構成し、
前記運転制御手段は、前記ジョイスティックの第１方向への変位に応じて前記一対の駆動輪の駆動を制御するとともに、同ジョイスティックの第１方向とは異なる第２方向への変位に応じて前記一対の転舵輪の転舵を制御する請求項１ないし８のうちのいずれか一つに記載した乗り物。
【請求項１０】
前記第１方向は乗り物の前後方向であり、
前記運転制御手段は、前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、前記ジョイスティックの中立位置から前方への変位に応じて前記一対の駆動輪の回転を加速させるとともに前記ジョイスティックの中立位置から後方への変位に応じて前記一対の駆動輪の回転を制動させ、かつ前記伸縮機構により前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態に切換えられているとき、前記ジョイスティックの中立位置から前方への変位に応じて前記一対の駆動輪を前進回転させるとともに前記ジョイスティックの中立位置から後方への変位に応じて前記一対の駆動輪を後退回転させる駆動方向制御手段を有する請求項９に記載した乗り物。
【請求項１１】
前記伸縮機構は、前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、同距離が短い状態に切換えられているときに比べて、乗員の着座するシートの路面に対する傾斜角を小さくするものである請求項１ないし１０のうちのいずれか一つに記載した乗り物。
【請求項１２】
請求項１１に記載した乗り物において、さらに、
前記シートの路面に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、
前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態になるように指示されているとき、前記傾斜角センサによって検出された傾斜角が異常であることを条件に、前記伸縮機構を制御して前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態になるように強制的に制御する強制制御手段とを設けた乗り物。
【請求項１３】
前記伸縮機構は、前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態に切換えられているとき、同距離が短い状態に切換えられているときに比べて、車体の路面に対する傾斜角を小さくするものである請求項１ないし１０のうちのいずれか一つに記載した乗り物。
【請求項１４】
請求項１３に記載した乗り物において、さらに、
前記車体の路面に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、
前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が短い状態になるように指示されているとき、前記傾斜角センサによって検出された傾斜角が異常であることを条件に、前記伸縮機構を制御して前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離が長い状態になるように強制的に制御する強制制御手段とを設けた乗り物。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のうちのいずれか一つに記載した乗り物において、さらに、
乗り物が車道上にあるか否かを検出する車道検出手段と、
前記車道検出手段により乗り物が車道上にあることが検出されたとき前記伸縮機構を制御して前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離を長い状態に設定し、かつ前記車道検出手段により乗り物が車道上にあることが検出されないとき前記伸縮機構を制御して前記一対の転舵輪と前記一対の駆動輪との距離を短い状態に設定する自動伸縮制御手段とを設けた乗り物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−１０２００２（Ｐ２００９−１０２００２Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９５１３３（Ｐ２００８−２９５１３３）
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【分割の表示】特願２００３−３５２６４５（Ｐ２００３−３５２６４５）の分割
【原出願日】平成１５年１０月１０日（２００３．１０．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【分割の表示】特願２００３−３５２６４５（Ｐ２００３−３５２６４５）の分割
【原出願日】平成１５年１０月１０日（２００３．１０．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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