JP3320800B2 - 自動走行車の走行速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイナモによる発電制
動力を制御することにより走行速度を制御するようにし
た自動走行車に関し、詳細には上記発電制動力が不足の
場合の走行速度の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ゴルフ場や工場内では、走行コ
ースに沿って埋設された誘導線を車体側のセンサで検出
するとともに、車速を設定速度に自動制御することによ
り無人走行可能としたゴルフカー，運搬車等のいわゆる
自動走行車が採用されている。

【０００３】従来、この種の車両では走行速度の制御が
容易であるという理由から電動モータを走行動力源とす
るのが一般的である。しかし電動モータの場合は、一充
電当たりの走行可能距離が不十分であったり、バッテリ
重量により車両重量が大きくなり、芝生を傷める等の問
題がある。

【０００４】この問題を回避するには、電動モータに代
えてガソリンエンジンを走行動力源にすることが考えら
れ、このガソリンエンジンを採用した場合は、スロット
ル弁の開度制御によって走行速度の制御を行うこととな
る。しかし降坂時にはスロットル弁の制御だけでは車速
を確実に設定速度に制御するのは困難な場合が考えられ
る。一方、ドラムブレーキ等の機械式ブレーキは、例え
ば最大１０ｋｍ／ｈの低速で走行するこの種車両では、
滑らかな制動が困難等の理由で望ましくない。

【０００５】滑らかな制動力を得るには発電制動あるい
は回生制動等の電気的制動が考えられるが、このための
発電機等を別個に設けるのは部品点数の増加を招き望ま
しくない。

【０００６】そこで本出願人は、上述の問題を解消でき
る自動走行車として、セルダイナモ付きエンジンと、ス
ロットル弁制御手段と、降坂時にはセルダイナモによる
発電制動あるいは回生制動を行う減速制御手段とを備え
たものを提案している（特開平４−３０３０３０号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記発電制動
を行うようにした場合、何らかの理由によって目標とす
る発電制動力が得られない異常時には、補助的な制動手
段を作動させるのが望ましい。しかし自動走行中に発電
制動を補助すべく作動する制動手段を別個に設けた場合
は大幅なコスト上昇が避けられない。

【０００８】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、コスト高を招くことなくダイナモによる発電制動を
補助できるようにした自動走行車の走行速度制御装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両を停止状
態に保持するための電磁ブレーキを備えた自動走行車の
走行速度制御装置において、上記電磁ブレーキを、通電
時にブレーキが解放され、電流遮断時に作動するタイプ
のものとし、検出車速が設定車速より大の場合はその速
度差が大きいほどダイナモによる発電制動力を大きく設
定する発電制動制御手段と、設定発電制動力に対する検
出発電制動力の不足発電制動力が所定値以上のときに上
記電磁ブレーキを上記不足発電制動力に応じた制動力が
得られるよう作動させる電磁ブレーキ制動手段とを備
え、該電磁ブレーキ制動手段は、上記不足発電制動力を
確保するために必要なブレーキロック時間（電流遮断時
間）を演算し、該演算されたブレーキロック時間が上限
値（車輪がロックし始める時間）より短い場合には上記
演算値を設定値とし、長い場合には上記上限値を設定値
とすることを特徴としている。

【００１０】ここで本発明におけるダイナモには、スタ
ータとダイナモとを兼用したセルダイナモ及び発電専用
のものの両方が含まれる。

【００１１】

【作用】本発明に係る走行速度制御装置によれば、検出
車速が設定車速を越えるとその速度差が大きいほど発電
制動力が大きく設定される。そして検出された発電制動
力の上記設定された発電制動力に対する不足発電制動力
が所定値以上の場合は、該不足発電制動力に対応した制
動力が得られるように上記電磁ブレーキが作動する。

【００１２】このように本発明によれば、ダイナモによ
る発電制動力の不足分を電磁ブレーキの制動力で補うよ
うにしたので、ダイナモの故障等の場合にも走行速度の
制御を支障なく行うことができる。

【００１３】そして本発明では、上記発電制動力を補う
補助的制動手段を、従来から駐車ブレーキとして採用さ
れている電磁ブレーキを一定条件下で作動させることに
よって実現したので、専用の補助的制動手段を別個に設
ける必要がなく、従ってコスト増加はほとんどない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１〜図５は、本発明の一実施例による自動走行式
ゴルフカーの走行速度制御装置を説明するための図であ
り、図１はゴルフカーの側面から見た概念図、図２はそ
の平面から見た概念図、図３は本実施例装置のブロック
構成図、図４はメインコントローラ部分のブロック構成
図、図５は動作を説明するためのフローチャート図であ
る。

【００１５】上記各図において、１は本実施例装置を備
えたゴルフカーであり、これはその骨格をなす車体２
と、該車体２の操向輪の進行方向等を制御する操向装置
３と、上記車体２の駆動輪に駆動力を供給する動力装置
４と、上記操向装置３，動力装置４等の運転状態を制御
する制御装置５とから構成されている。

【００１６】上記車体２は、車体フレーム１１の前部に
操向輪としての前輪１２，１２を配設し、後部に駆動輪
としての後輪１３，１３を配設した概略構造のものであ
る。また上記車体フレーム１１の前端下部にはフロント
バンパ１４が、またこれの上側にはゴルフバック１５等
を搭載するキャリア１６がそれぞれ配設されている。

【００１７】上記操向装置３は、操向軸３１の上端に操
向ハンドル３２を固着し、下端を図示しないステアリン
グアーム，ステアリングロッドを介して上記左右の前輪
１２，１２のナックルアームに連結した概略構造のもの
である。なお、上記操向軸３１は、上記車体フレーム１
１を構成するハンドル支持フレーム１１ａに固着された
操向筒（図示せず）により回動自在に支持されている。

【００１８】そして上記操向装置３には無人走行時に作
動する自動操向装置３３が配設されている。この自動操
向装置３３は、上記操向筒に固定された操向モータ３４
を減速機３５を介して伝達装置３６に接続し、該伝達装
置３６の出力軸に平面Ｔ字状のセンサアーム３７を接続
した概略構造のものである。上記伝達装置３６内には上
記操向モータ３４と操向軸３１とを連動させる歯車群，
及びセンサアーム３７を左右に揺動させる伝動機構が収
容されている。また上記センサアーム３７の中央，左，
右には、走行路内に埋設された誘導線３８ｂを検出する
誘導線センサ３８ａが配設されている。また上記誘導線
３８ｂの途中には定点磁石３８ｃが配設されており、上
記伝達装置３６の下面にはこの定点磁石３８ｃを検出す
る定点センサ３８ｄが配設されている。

【００１９】上記動力装置４は、車体フレーム１１の略
中央にエンジン４１を、上記左右の後輪１３，１３間に
減速機４２をそれぞれ搭載し、該エンジン４１の出力を
Ｖベルト式無段変速機４３を介して上記減速機４２伝達
し、該減速機４２の出力を上記後輪１３，１３に伝達す
る概略構造のものである。

【００２０】上記エンジン４１の気化器４４は内蔵する
スロットル弁により吸気量を制御するタイプのものであ
り、このスロットル弁は切換装置４５に図示しないワイ
ヤで接続されている。該切換装置４５は、上記スロット
ル弁を電磁クラッチ４６を介してステップモータ４７、
又はガバナ装置４８を介して上記操向ハンドル３２のア
クセルレバー３２ａの何れかに切換接続する。即ち、後
述するメインコントローラ５２によって、手動モードの
場合は、電磁クラッチ４６がオフとなり、アクセルレバ
ー３２ａの回動量に応じて走行速度を制限するようにガ
バナ装置４８がスロットル弁の開度を制御し、また自動
モードの場合は電磁クラッチ４６をオンにするとともに
ステップモータ４７でスロットル弁の開度が開閉制御さ
れる。

【００２１】また上記エンジン４１のクランク軸にはセ
ルフスタータダイナモ（以下セルダイナモと記す）６４
がＶベルト４９によって接続されている。このセルダイ
ナモ６４は、エンジン始動や、バッテリ６６の充電用の
発電を行うだけでなく、より大きく発電させることによ
る抵抗を利用した発電制動（回生制動とも言う）により
走行速度をも制御する。この発電制動力は、励磁コイル
６４ａへの通電割合（デューティ比）を大きくするほど
大きくなる。なお、この際に発電された電流はバッテリ
６６の充電に使用され、またバッテリがフルに充電され
ている場合は抵抗器６５で熱に変換される。

【００２２】上記減速機４２の入力軸４２ａには電磁ブ
レーキ５０が配設されている。この電磁ブレーキ５０
は、走行時には励磁されてブレーキが解放され、非走行
時には非励磁状態となってブレーキが作動するようにな
っている。

【００２３】また上記減速機４２の下部に配設された中
間軸４２ｂの外方突出部にはディスクブレーキ５１が装
着されている。このディスクブレーキ５１は図示しない
ワイヤによって上記操向ハンドル３２のブレーキレバー
３２ｂに接続されている。

【００２４】上記制御装置５は、主として上記動力装置
４の点火系，気化器，ブレーキ等の制御を行うメインコ
ントローラ５２と、主として上記操向装置３の自動操向
装置３３，及びセルダイナモ６４等の制御を行うパワー
系コントローラ５３とを備えている。上記メインコント
ローラ５２は、図４に示すように、各種センサからの入
力を読み込む入力部５２ａと、各種の演算処理を行うＣ
ＰＵ５２ｂと、ブレーキ制御信号を出力するブレーキ出
力部５２ｃを備えている。

【００２５】なお、図１〜４において、５４は車外の運
転者が操作する送信機、５５は該送信機５４からの発進
停止信号を受信するリモコン受信機、５６は車載のメイ
ンスイッチ、５７は自動走行とマニュアル走行とを切り
替える切替スイッチ、５８は車載の発進停止スイッチで
あり、これらの各種信号は上記メインコントローラ５２
に入力される。また５９，６０はメインコントローラ５
２によりオンオフ制御されるステアリングリレー，メイ
ンリレー、６１は誘導線センサ３８ａの出力を増幅する
誘導定点アンプ、６２は点火回路、６３は電流センサで
ある。

【００２６】次に本実施例の作用効果について説明す
る。まず自動走行モードにおける操向制御は以下の要領
で行われる。誘導線センサ３８ａによる誘導線３８ｂの
位置検出信号に応じて、パワー系コントローラ５３が制
御信号を操向モータ３４に出力し、該操向モータ３４が
伝達装置３６を介して操向軸３１を回転させ、これによ
りゴルフカー１は誘導線３８ｂに沿って走行する。

【００２７】次に手動走行モードによる走行速度制御は
以下の要領で行われる。操縦者がメインスイッチ５６を
オンにし、切替スイッチ５７を手動走行モードに切り替
え、アクセルレバー３２ａを引くと、メインリレー６０
がオンする。するとバッテリ６６からの電流がセルダイ
ナモ６４の電機子６４ｂに矢印ａ方向に流れ、これによ
り該電機子６４ｂが回転し、該回転がＶベルト４９を介
してエンジン４１のクランク軸を回転し、これにより該
エンジン４１が始動する。エンジン４１が始動すると上
記メインリレー６０はオフとなり、エンジン回転速度が
所定値以上になると、電磁ブレーキ５０が解除されると
同時に自動変速機４３が回転伝達を開始し、これにより
ゴルフカー１は走行開始する。

【００２８】アクセルレバー３２ａの開度に応じて走行
速度は増減するが、その最高速度はガバナ装置４８によ
って例えば１０ｋｍ／ｈに制限される。また通常走行時
には、セルダイナモ６４の電機子６４ｂはエンジン４１
によって回転されており、励磁コイル６４ａに所定の電
流を流すことにより、セルダイナモ６４によって発電さ
れる。この発電された電流は、矢印ｂ方向に流れ、パワ
ー系コントローラ５３を介して上記バッテリ６６を充電
する。なお、バッテリ６６が所定電圧以上になると上記
励磁コイル６４ａへの通電が停止され、発電は行われな
い。

【００２９】また上記アクセルレバー３２ａから手を離
すとエンジン４１は停止し、さらにブレーキレバー３２
ｂの操作によりディスクブレーキ５１が作動し、該ゴル
フカー１が停止した後に電磁ブレーキ５０が作動してそ
の移動を規制する。

【００３０】そして自動走行モードによる走行速度制御
は以下の要領で行われる。操縦者が送信機５４又は車載
の発進停止スイッチ５８を発進側に切り替えると、上記
手動モードの場合と同様にしてセルダイナモ６４がエン
ジン４１を始動させる。エンジン回転が所定値以上にな
ると自動変速機４３が回転の伝達を開始し、該ゴルフカ
ー１は走行開始する。またこのとき気化器４４のスロッ
トル弁制御は、電磁クラッチ４６，切替装置４５によ
り、ステップモータ４７の駆動による制御に切り替わ
る。

【００３１】そして本実施例では、車速センサ５１ａに
よって検出された車速Ｖが、予め設定された目標車速Ｖ
ｏになるように、気化器４４のスロットル開度の制御と
セルダイナモ６４による発電制動の両方が同時進行で行
われる。

【００３２】スロットル開度による走行速度制御では、
検出車速と設定車速との車速差ΔＶ＝Ｖ−Ｖｏが零にな
るように、ステップモータ４７が気化器４４のスロット
ル弁開度を制御する。即ち、検出車速Ｖが設定車速Ｖｏ
より低い場合はスロットル弁開度が増加し、高い場合は
減少する。

【００３３】発電制動による走行速度制御では、上記検
出車速Ｖが設定車速Ｖｏより低い場合は、上記励磁コイ
ル６４ａへの電流値が上述の通常の発電に必要な電流値
に制限され、勿論発電制動は行われない。一方、検出車
速が設定車速を越えると、その速度差ΔＶに応じた発電
制動を行うための指示セルダイ電流が設定され、該指示
セルダイ電流値と電流センサ６３で検出された検出セル
ダイ電流値とが比較され、両者が一致するように励磁コ
イル６４ａへの電流値が制御される。

【００３４】次に上記発電制動において検出セルダイ電
流値が指示セルダイ電流値に対して不足した場合の走行
速度制御を図５を参照しながら説明する。この走行速度
制御では、上記ＣＰＵ５２ｂが、上述の検出セルダイ電
流値の指示セルダイ電流値に対する不足電流値が設定値
より大きいか否かを判定し、大きい場合はエンジン回転
数を演算するとともに車両速度を演算する（ステップＳ
１〜３）。なお、ステップＳ１で不足電流値が設定値よ
り小さい場合は正常であり、プログラムはスタートに戻
る。

【００３５】検出エンジン回転数が零より大きいか否か
を判定し、大きい場合、つまりエンジンが回転している
場合は電磁ブレーキ５０による必要制動力を求める（ス
テップＳ４，５）。この必要制動力は発電制動力の不足
を補うためのもので、上記セルダイ不足電流値と、自動
変速機４３の変速比を加味した後輪１３の回転数等によ
って求める。なお、上記ステップＳ４でエンジン回転数
が零の場合は、制動の必要はなく、ステップＳ１に戻っ
て上記動作を繰り返す。

【００３６】検出車両速度が零以上か否か、つまり車両
が走行しているか否かを判定し、走行中の場合は、電磁
ブレーキ５０において上述の必要制動力を確保するため
に必要なブレーキロック時間を演算する（ステップＳ
６，７）。本実施例の電磁ブレーキ５０は、通電時にブ
レーキが解放され、電流遮断時に作動するタイプのもの
であり、従ってブレーキロック時間とは電流遮断時間を
意味する。なお、上記ブレーキ解放時間は一定値に設定
されている。

【００３７】上記演算されたブレーキロック時間が上限
値（車輪がロックし始める時間）より短いか否かを判定
し、短い場合は上記演算値をそのまま設定値とし、長い
場合は上記上限値を設定値とする（ステップＳ８，
９）。

【００３８】ブレーキ解放経過時間が設定値（一定値）
以下か否かを判定する（ステップＳ１０）。ブレーキ解
放経過時間は本実施例プログラムの開始時にはリセット
されているから零であり、従ってこの場合は当然設定値
以下であるので、ステップＳ１１に移行してロックタイ
マをクリヤするとともにブレーキを解除し、ステップＳ
１に戻って上述の動作を繰り返し、ステップＳ１０で解
放時間が設定値を越えるまでブレーキの解除を続ける。

【００３９】電磁ブレーキ解放経過時間が設定値を越え
るとステップＳ１２に移行し、電磁ブレーキ５０のロッ
クを開始するとともにロック実行経過時間を積算する。
そして電磁ブレーキロック経過時間がステップＳ７で求
めた演算値より大か否かを判定し（ステップＳ１３）、
小の場合はステップＳ１に戻り、上述の動作を繰り返
す。ブレーキロック経過時間が演算値を越えた場合はス
テップＳ１４に移行して、ブレーキを解除するとともに
解除タイマをクリアし、再び上述の動作を繰り返す。

【００４０】このように本実施例によれば、セルダイナ
モ６４による発電制動を行うための指示セルダイ電流値
に対する不足電流値が所定値以上になると、電磁ブレー
キ５０を作動させて走行速度制御を行うようにしたの
で、セルダイナモ６４による制動力が不足の場合にも走
行速度制御を支障なく行うことができる。

【００４１】また、本実施例では、従来から駐車ブレー
キとして備えられている電磁ブレーキ５０を利用し、該
ブレーキ５０の制御プログラムを変更するだけで上記補
助的制動を実現でき、コストの増大を抑制できる。

【００４２】なお、上記実施例では、スタータとダイナ
モが兼用されたセルダイナモの場合を説明したが、本発
明は勿論両者が別個の場合にも適用できる。

【発明の効果】以上のように本発明に係る自動走行車の
走行速度制御装置によれば、発電制動の不足分を電磁ブ
レーキの作動によって補うようにしたので、コスト高を
招くことなく、ダイナモの故障等の場合にも支障なく走
行速度制御を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動走行ゴルフカーの
走行速度制御装置を説明するための側面から見た概略構
成図である。

【図２】上記実施例装置の平面から見た概略構成図であ
る。

【図３】上記実施例装置のブロック構成図である。

【図４】上記実施例装置のメインコントローラ部分のブ
ロック構成図である。

【図５】上記実施例装置の動作を説明するためのフロー
チャート図である。

【符号の説明】

１ ゴルフカー（自動走行車） ５０ 電磁ブレーキ ５２ メインコントローラ（発電制動手段，電磁ブレー
キ制御手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両を停止状態に保持するための電磁ブ
   レーキを備えた自動走行車の走行速度制御装置におい
   て、上記電磁ブレーキを、通電時にブレーキが解放さ
   れ、電流遮断時に作動するタイプのものとし、検出車速
   が設定車速より大の場合はその速度差が大きいほどダイ
   ナモによる発電制動力を大きく設定する発電制動制御手
   段と、設定発電制動力に対する検出発電制動力の不足発
   電制動力が所定値以上のときに上記電磁ブレーキを上記
   不足発電制動力に応じた制動力が得られるよう作動させ
   る電磁ブレーキ制動手段とを備え、該電磁ブレーキ制動
   手段は、上記不足発電制動力を確保するために必要なブ
   レーキロック時間（電流遮断時間）を演算し、該演算さ
   れたブレーキロック時間が上限値（車輪がロックし始め
   る時間）より短い場合には上記演算値を設定値とし、長
   い場合には上記上限値を設定値とすることを特徴とする
   自動走行車の走行速度制御装置。