JP2002229644A - 自動走行車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動走行車の障害物検出センサ36の信頼性を
向上させる 【解決手段】 ステアリング軸35の回動を、連結アーム
37を介して、障害物検出センサ36を車体旋回時の角度と
相関する方向を向くように制御した。連結アーム37は、
旋回用アーム41、リンクロッド63、センサ用アーム62及
びセンサ固定軸64で構成されている。ステアリング軸35
には旋回用アーム41が取りつけられており、該旋回用ア
ーム41にはリンクロッド63が取りつけられており、該リ
ンクロッド63には、センサ用アーム62が取りつけられて
おり、該センサ用アーム62には、センサ固定軸64が取り
つけられており、該センサ固定軸64には障害物検出セン
サ36が取りつけられている。そして、前記障害物検出セ
ンサ36には、超音波センサを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動走行車に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、自動走行車としてゴルフ場内にお
いてプレーヤとゴルフバッグとを搬送するバッテリ式乗
用ゴルフカートが用いられている。なお、バッテリ式乗
用ゴルフカートは、騒音や排気ガスを出さず、環境にや
さしいという特徴があるため最近、国内においても需要
が増加している。

【０００３】これらのバッテリ式乗用ゴルフカートは、
キャディなしでセルフ・プレイができるように、ゴルフ
場内での自動走行が可能な設計となっている。すなわ
ち、ゴルフ場内のカート走行路にはあらかじめ誘導線を
埋設しておき、該誘導線に低周波の交流電流を流すこと
によって、その周囲に磁界を発生させる。そして、発生
した磁界をバッテリ式乗用ゴルフカートに設置した誘導
センサ16a,bで検出し、操舵モータ12を動かすことによ
って舵取り機構25を操作し、前記バッテリ式乗用ゴルフ
カートをカート走行路に沿って誘導するものであり、こ
の方式は一般に電磁誘導式と呼ばれている（図２）。そ
して、誘導線のない場所では、ステアリングハンドル7
を用いた手動運転も可能なものである。

【０００４】前記電磁誘導式のゴルフカートには、特開
平９−９３７０３号公報で開示されているように、前方
を走行しているゴルフカートやゴルファーなどの障害物
との衝突を防止するため、障害物検出センサ36が備えら
れている。そして、ゴルフカートの走行コース内にゴル
ファーなどが入った場合には、それらとの衝突を防止す
るためゴルフカートを緊急に停止させる必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、前記障害物検
出センサを、車体前方に固定して取り付ける手法が用い
られていた。しかしながら、この方法では走行路がカー
ブしている場合において、回転方向の内側に位置する障
害物を検出しにくいという問題点や、その逆に回転方向
の外側に位置する本来検出すべきでない障害物まで検出
してしまうという問題点があった。

【０００６】そこで、障害物検出センサを、誘導センサ
16a,bと同様にアーム34に取りつける試みも検討されて
いる。しかしながら、アーム34は車体の下部に位置する
ため、走行路に生えている雑草や、走行中に障害物検出
センサに泥などが付着しやすく、誤動作を起こす場合が
認められた。そこで、アーム34の位置を従来に比べて地
上から高い位置に設置する試みも検討されたが、誘導線
の位置の検出が難しくなるという問題点が認められた。

【０００７】本発明は、前記した問題に鑑みてなされた
ものであって、自動走行中におけるゴルフカートの障害
物検出センサの信頼性を向上させることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明では、障害物検出センサを車両の旋回時
の角度と相関する方向を向くように制御するものであ
る。

【０００９】すなわち、第一の発明は、車体前方の障害
物を検出するための障害物検出センサを備えた自動走行
車において、前記障害物検出センサは、連結アームによ
ってステアリング軸と連結されており、ステアリング軸
の回動と連動して自動走行車の進行方向を向くことを特
徴としている。

【００１０】第二の発明は、前記連結アームは、旋回用
アーム、リンクロッド、センサ用アーム及びセンサ固定
軸で構成されており、前記ステアリング軸には前記旋回
用アームが取りつけられており、該旋回用アームには前
記リンクロッドが取りつけられており、該リンクロッド
には前記センサ用アームが取りつけられており、該セン
サ用アームにはセンサ固定軸が取りつけられており、該
センサ固定軸には前記障害物検出センサが取りつけられ
ていることを特徴とし、第三の発明は、前記障害物検出
センサは、超音波センサであることを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態をバ
ッテリ式乗用ゴルフカートに用いた場合について、図面
に基づいて説明する（図２）。

【００１２】１．バッテリ式乗用ゴルフカートの構成 図２に示す乗用ゴルフカートは、バッテリ1によって駆
動モータ4を回転させ、トランスミッション5を介して後
車輪6a、bを回転させて前進または後進させるものであ
る。

【００１３】手動運転時においては、前車輪6c、dを操舵
するためのステアリングハンドル7、車両速度を調整す
るためのアクセルペダル8及び車両に制動をかけるため
のブレーキペダル9で操作する。なお、図２に示すコン
トローラ2、操舵モータドライバ11、ブレーキモータド
ライバ13などに供給する電源は、すべてバッテリ1より
供給される。

【００１４】この乗用ゴルフカートは、運転席の前方に
操作パネル24が取り付けられている。操作パネル24には
自動／手動モード選択スイッチ27、発進スイッチ、停止
スイッチ、前進スイッチ、後進スイッチ及び、何らかの
故障を検知した場合に、それを表示する表示部と警報を
鳴らすブザーなど（図なし）が装着されている。

【００１５】車両の速度はトランスミッション5に取り
付けられた車速センサ20により検出され、該車速センサ
20からは速度に応じたパルス電圧がコントローラ2に出
力される。そして、コントローラ2により、フィードバ
ック方式を用いたPID制御で車両速度の制御を行ってい
る。

【００１６】一方、車両の制動は電磁クラッチブレーキ
15、ドラムブレーキ10a〜d、駆動モータ4による回生ブ
レーキの３種類のブレーキを用いた。なお、ゴルフカー
ト走行時には、駆動モータ4の回転軸に取り付けられた
電磁クラッチブレーキ15に通電することによって、該電
磁クラッチブレーキ15の制動を開放している。

【００１７】２．自動運転 自動走行が可能なゴルフ場のカート走行路には、あらか
じめ誘導線（図なし）が埋設されており、該誘導線に15
00Hzの交流を流すことにより、その近傍には交流磁界が
形成されている。この乗用ゴルフカートには、車両の前
端部に水平略左右方向に動くＴ字状のアーム34があり、
該アーム34の2カ所には、誘導センサ16a、bが配置され、
それらの信号はコントローラ2に出力される。前記誘導
センサ16a、bはコイルを用いたものであり、前記交流磁
界によって該誘導センサに発生する起電力を検出して誘
導線の位置を判断して、乗用ゴルフカートをカート走行
路に沿って誘導するものである。

【００１８】前記コントローラ2は、誘導センサ16a、bか
らの信号に基づいて処理をし、操舵モータドライバ11を
介して操舵指示信号に対応した駆動電流を操舵モータ12
に送る。そして、操舵モータ12の回転数は、ステアリン
グギアユニット19を通して減少させた後に、ステアリン
グ軸35を回転させる。ステアリング軸35を回転によっ
て、舵取り機構25を介して前車輪6c、dを操舵して車両が
誘導線からはずれないように走行制御をする。

【００１９】なお、自動走行時にステアリングハンドル
7は、ステアリングギアユニット19によりステアリング
軸35から切り離されて固定された状態となり、その手動
による操作を不能とした。また操舵モータ12の故障の有
無を検出するために、その駆動電流をコントローラ2に
出力して常に監視している。

【００２０】マグネットセンサ17はコイルを用いたもの
であり、地面と対向するように車両の所定位置に取り付
けられている。一方、ゴルフ場のコースには、所定の間
隔をあけて複数個の永久磁石が、N極またはS極を地表に
向けた状態で埋設されている。埋設された複数個の永久
磁石の上方を、マグネットセンサ17を装着した車両が通
過することによって、前記マグネットセンサ17に誘導起
電力が生ずる。そして、マグネットセンサ17によってそ
れぞれの永久磁石の磁極配列パターンを検出することに
より、車両の速度を変更させたり、停止させるなどの走
行制御を行うものである。

【００２１】また車両には、傾斜センサ18も取り付けら
れており、車両が走行している走行路の勾配をコントロ
ーラ2に出力する。コントローラ2では平地をゼロ、上り
をプラス、下りをマイナスの符号をつけて判断し、傾斜
勾配が大きいほど大きな値として算出して後述する各制
動装置を作動させる。

【００２２】ゴルフカートが停止する場合には、駆動モ
ータ4に回生制動をかけると同時に、前後車輪6a〜dに取
り付けられた油圧式のドラムブレーキ10a〜dが作動す
る。ドラムブレーキ10a〜dは、油圧シリンダ22内の圧力
をブレーキモータ14の回転により調整し、前後車輪6a〜
6dに制動をかけるものである。ゴルフカートに制動がか
かることにより、駆動モータ4の回転を検出する車速セ
ンサ20で検出される速度がゼロになると、コントローラ
2より、電磁クラッチブレーキ15に流れる電流を遮断
し、電磁クラッチブレーキ15は閉じて後車輪6a、bがロッ
クされる。

【００２３】また、自動運転時において、プレーヤなど
が車体前方を通過した場合には、障害物検出センサ36に
よってそれを検知し、コントローラ2を介して車体にブ
レーキがかかるようにした。なお、障害物検出センサ36
の制御機構については後述する実施例において詳細に説
明する。

【００２４】３．手動運転 このバッテリ式乗用ゴルフカートは、通常のマニュアル
操作による手動走行も可能である。この場合には、操作
パネル24の自動／手動モード選択スイッチ27を手動走行
モードに切り換える。この状態では、ステアリングギア
ユニット19によって舵取り機構25と操舵モータ12との連
結が解除された後、前記舵取り機構25とステアリングハ
ンドル7とが連結される。したがって、この状態では運
転者によるステアリングハンドル7の操作によって手動
操舵を行うことができる。

【００２５】手動走行時には、運転者がアクセルペダル
8を踏むことにより、電磁クラッチブレーキ15を開放し
て車体を加速する。そして、運転者がアクセルペダル8
から足を離すことにより、車体に回生制動がかかるよう
にした。また、運転者がブレーキペダル9を踏むことに
より、車体ドラムブレーキ10a〜dによって車体に制動を
かけることができる。なお、アクセルペダルの踏み込み
が無く、かつ車速センサ20で検出した車両速度がゼロで
あることをコントローラ2が確認したときには、電磁ク
ラッチブレーキ15に流れる電流を遮断し、電磁クラッチ
ブレーキ15は閉じて後車輪6a、bがロックされる。

【００２６】

【実施例】本発明は、走行路がカーブしている場合にお
いて、障害物検出センサ36を車体の旋回方向を向くよう
に制御したものである。以下に、本発明を用いた障害物
検出センサの制御機構の一実施例について、図１、２を
用いて詳細に説明する。

【００２７】上記したように自動走行中のゴルフカート
は、地中に埋設した誘導線に沿って走行するよう制御さ
れる。すなわち、コントローラ12からの指令によって操
舵モータドライバ11を介して操舵モータ12を動かす。

【００２８】操舵モータ12の回転数は、ステアリングギ
アユニット19を通して減少させた後に、ステアリング軸
35を回転させる。そして、ステアリング軸35を回転によ
って、舵取り機構25を介して前車輪6c、dを操舵して車両
が誘導線からはずれないように走行制御をする。

【００２９】本実施例では、障害物検出センサ36は、連
結アーム37によってステアリング軸35と連結されてお
り、自動走行車の進行方向を向くようにステアリング軸
35の回動と相関する方向を向くように制御したものであ
る。

【００３０】連結アーム37は、旋回用アーム41、リンク
ロッド63、センサ用アーム62及びセンサ固定軸64で構成
されている（図１）。そして、ステアリング軸35には旋
回用アーム41が取りつけられており、該旋回用アーム41
にはリンクロッド63が取りつけられており、該リンクロ
ッド63には、センサ用アーム62が取りつけられており、
該センサ用アーム62にはセンサ固定軸64が取りつけられ
ており、該センサ固定軸64には障害物検出センサ36が取
りつけられている。

【００３１】図１の矢印で示すように、ステアリング軸
35を右方向に回動させると、旋回用アーム41を動作さ
せ、その先端に固定されたリンクロッド63を右方向に動
かし、センサ用アーム62はセンサ固定軸64を軸として右
方向に回転させるようにし、障害物検出センサ36が右方
向を向くようにした。

【００３２】したがって、ステアリング軸35の回りに回
動することによって、障害物検出センサ36が右方向に首
を振るようにした。そして、前記旋回用アーム41、リン
クロッド63、センサ用アーム62の各寸法を適正な値に設
計することで、走行路の旋回半径に応じて適切な障害物
検出センサ36の首振り角度を設定することができる。

【００３３】本発明を用いると、前記障害物検出センサ
36を進行方向に対し左右方向に首を振るようにしたた
め、走行路の旋回半径に応じて首振り角度を設定するこ
とができる。したがって、走行路がカーブしている場合
においても、回転方向の内側に位置する障害物を検出し
にくいという問題点や、その逆に回転方向の外側に位置
する本来検出すべきでない障害物まで検出するという問
題点を解決することがができた。

【００３４】本発明に用いた障害物検出センサ36は、送
信部と受信部を備えている送信受信一体型をした超音波
センサを用いた。前記超音波センサの送信部からは、パ
ルスの幅が１ｍｓの信号を３５ｍｓの周期で走行方向に
むけて送信する。送信した超音波は障害物に当たると反
射し、その反射波を前記受信部で検出してコントローラ
２に出力する。コントローラ２では、停止指令信号また
は減速指令信号を駆動モータドライバ3に出力してゴル
フカートを停止させたり減速させるようにした。

【００３５】

【発明の効果】上述したように、本発明の方式を用いる
ことによって、障害物検出センサを旋回時の角度と相関
する方向を向くように制御するできるため、誤動作が少
なく、信頼性の高い自動走行車を提供できる優れたもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を用いた障害物検出センサの制御機構の
要部である。

【図２】バッテリ式乗用ゴルフカートの構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１：バッテリ、２：コントローラ、３：駆動モータドラ
イバ、４：駆動モータ、５：トランスミッション、６a、
b：後車輪、６c、d：前車輪、７：ステアリングハンド
ル、８：アクセルペダル、９：ブレーキペダル、１０ａ
〜ｄ：ドラムブレーキ、１１：操舵モータドライバ、１
２：操舵モータ、１３：ブレーキモータドライバ、１
４：ブレーキモータ、１５：電磁クラッチブレーキ、１
６a、b：誘導センサ、１７：マグネットセンサ、１８：
傾斜センサ、１９：ステアリングギアユニット、２０：
車速センサ、２１：ギヤ、２２：油圧シリンダ、２３：
ブレーキモータドライバスイッチ、２４：操作パネル、
２５：舵取り機構、２７：自動／手動モード選択スイッ
チ、３４：アーム、３５：ステアリング軸、３６：障害
物検出センサ、３７：連結アーム、４１：旋回用アー
ム、６２：センサ用アーム、６３：リンクロッド、６
４：センサ固定軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｓ 15/93 Ｇ０１Ｓ 15/93

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体前方の障害物を検出するための障害
   物検出センサを備えた自動走行車において、前記障害物
   検出センサは、連結アームによってステアリング軸と連
   結されており、ステアリング軸の回動と連動して自動走
   行車の進行方向を向くことを特徴とする自動走行車。
2. 【請求項２】 前記連結アームは、旋回用アーム、リン
   クロッド、センサ用アーム及びセンサ固定軸で構成され
   ており、前記ステアリング軸には前記旋回用アームが取
   りつけられており、該旋回用アームには前記リンクロッ
   ドが取りつけられており、該リンクロッドには前記セン
   サ用アームが取りつけられており、該センサ用アームに
   はセンサ固定軸が取りつけられており、該センサ固定軸
   には前記障害物検出センサが取りつけられていることを
   特徴とする請求項１記載の自動走行車。
3. 【請求項３】 前記障害物検出センサは、超音波センサ
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の自動走行
   車。