JP3677167B2

JP3677167B2 - 作業用車両

Info

Publication number: JP3677167B2
Application number: JP13557799A
Authority: JP
Inventors: 靖明京兼; 晶広花井; 俊雄西尾; 幹生浜田; 里美和田
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Subaru Corp
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2019-05-17
Also published as: JP2000328978A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般公道の走行用に供しない走行車両に関し、特に、運搬車やゴルフカート、芝刈り作業車等の作業用車両に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ゴルフ場においてプレーヤの移動やゴルフバック等の運搬に使用されるゴルフカートや、草刈り等の各種作業に用いられる作業用車両では、安全上の観点や操作性の面から車両最高速度を制限するため、いわゆるガバナ装置を取り付けたものが広く用いられている。
【０００３】
このガバナ装置としては、従来よりトランスミッション等の減速機構の一部に組み込まれる機械式のものが知られており、そこでは、ガバナに対しギヤ等によって車速に比例した回転数を与えることにより、車速に応じたガバナフォースを得るようにしている。そして、このガバナフォースを利用することにより、機械的リンケージを介してアクセルペダルワイヤの引き力に抗してスロットルを閉じさせ、車両の最高速度を規制している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなガバナ装置では、機械的な機構により速度制限を行うため、走行路面の舗装状況の差による走行抵抗の変化や平坦路からの登坂、降坂などの急激な道路勾配の変化により制御遅れが発生するという問題があった。すなわち、機械的機構が周囲の状況変化に機敏に追従できず、オーバーシュートやアンダーシュートが発生したり、うねり等によりなめらかな車速制御ができないなどの問題があった。
【０００５】
この場合、機械的なガバナ装置に代えて、例えば、特開平２−２３８１３６号公報や特開平５−６５０３６号公報のような、車速を検知してエンジン回転数を電子的に制御するいわゆる電子ガバナ装置が開発され、機械的構成に起因する諸問題の解決が図られている。しかしながら、この電子ガバナ装置でも、車速センサの信号に基づいて車速を自動制御するにとどまり、外乱による急激な車速変化に対しては言わば対症療法的な制御形態しかとれず、追従性や安定性の点で十分とは言えない面もあった。
【０００６】
本発明の目的は、車速制御時の外乱に対してスピーディでかつスムースな速度制御が可能な作業用車両を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、内燃機関を搭載し、前記内燃機関のスロットルバルブをアクセルペダルのストローク量に応じて駆動させると共に、車両最高速度の制限を行い車両の車速が最高速度規定値を越えないようにスロットルバルブの開度を制御する制御装置を備え、前記内燃機関のスロットルバルブを駆動するバルブ駆動手段と、前記アクセルペダルのストローク量を検出するアクセル開度検出手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、検出された車速に基づいて車両の現在の加速度を算出する加速度算出手段と、現在の車速と現在の加速度に基づき所定時間後の車速予測値を算出する車速予測手段とを有する作業用車両において、更に、前記車速予測値と車両最高速度を規定する最高速度規定値を超えないように予め設定された制御基準速度とを比較する車速比較手段と、前記車速予測値が前記制御基準速度より大きいとき、現在の条件として現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づいて、この後に作業用車両が最高速度規定値を越えないようにするための目標スロットル開度を求める車速制限手段と、前記目標スロットル開度に基づき、前記アクセルペダルのストローク量にかかわらず、前記バルブ駆動手段を作動させて前記スロットルバルブの開度を制御する出力制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記車速制限手段は、前記現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づき、車速が急激に前記最高速度規定値を超えると判断される場合には、一旦スロットルバルブを閉じ、その後、徐々にスロットルバルブを開くように前記目標スロットル開度を算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、更に、前記車速制限手段は、前記現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づき、さほど急激に車速が前記最高速度規定値を超えないと判断される場合には、スロットルバルブの開度を現状から適宜減らすように前記目標スロットル開度を算出することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるゴルフカート（作業用車両、以下適宜カートと略記する）の構成を示す説明図である。本発明によるカートは、現在の加速度から車速予測値を求め、この予測値に基づきスロットルバルブの開度を制御することにより、制御遅れのないなめらかな速度制御を実行するようにしたものである。
【００１２】
本実施の形態のカートは自動変速機付の走行車両であり、図１に示したように、車両本体中央にエンジン（内燃機関）１を配し、このエンジン１によって車両後部の駆動輪２を駆動するようになっている。エンジン１からの出力は、自動変速装置３を介してトランスミッション装置４に入力される。トランスミッション装置４内にはディファレンシャル装置６１が設けられており、これを介して車軸６２にエンジン１の動力が伝達され駆動輪２が回転する。
【００１３】
当該カートでは、自動変速装置３としてベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）が採用されており、エンジン１の出力軸であるクランクシャフトには駆動プーリ５が設けられている。また、トランスミッション装置４の入力軸６には被動プーリ７が設けられており、これらの両プーリ５, ７の間にはベルト８が掛け渡されている。両プーリ５, ７は、ＴＣＵ（トランスミッション制御ユニット）の指令の下、図示しない油圧装置によりその溝幅を適宜変更できるようになっており、この溝幅の変化によりベルト８の巻き付き径が適宜変化して無段階に変速を行えるようになっている。なお、当該カートは電子制御による油圧式を採用しているが、遠心ガバナによる機械式のものであっても良い。
【００１４】
トランスミッション装置４の入力軸６には、外周部に複数の突起９ａを備えたロータ９が取り付けられている。また、ロータ９の近傍には、突起９ａの近接、離反を検知することにより車速の検出を行う車速センサ（車速検出手段）１０が設けられている。当該実施の形態では、この車速センサ１０としてマグネットピックアップ（磁気センサ）が使用されており、突起９ａの通過に伴って発生するパルス信号がＥＣＵ（エンジン制御ユニット）４０に送出される。
【００１５】
入力軸６はディファレンシャル装置６１の前段に存在しており、当該カートでは、車速センサ１０をディファレンシャル装置６１の後段にある車軸６２ではなく、その前段に位置する入力軸６に配設している。従って、ディファレンシャル装置６１の差動作用による影響を受けることなく車速検出を行うことができ、エラーのない正確な車速検出を行えるようになっている。また、車速をパルスカウントによって検出できるため、車速に基づいて行われる各種制御の精度を向上させることも可能となっている。さらに、非接触式の車速検出機構であるため、磨耗による経年変化がなく信頼性も向上する。
【００１６】
一方、図２に示したように、エンジン１のシリンダヘッド１１には、吸気ポート１２および排気ポート１３が形成されている。また、これらのポート１２, １３とエンジン１の燃焼室１４との間には、吸気バルブ１５および排気バルブ１６が設けられており、これらは図示しないカムおよびロッカアームにより所定のタイミングにて開閉される。また、シリンダヘッド１１には、その先端を燃焼室１４に露呈させた点火プラグ１７が設けられており、点火プラグ１７は図示しないイグナイタを介してＥＣＵ４０によって点火時期が制御される。
【００１７】
エンジン１の吸気系には、インジェクタ装置１８および電子ガバナ装置１９が設置されている。
【００１８】
エンジン１の吸気ポート１２には、これと連通して吸入管２０が配設されており、両者の接続部の近傍にはインジェクタ装置１８が取り付けられている。吸入管２０には、吸入管圧力を検出する圧力センサ２６が設けられている。インジェクタ装置１８には、吸気ポート１２に向けて燃料を噴射するインジェクタ２１が設けられており、インジェクタ２１には図示しない燃料タンクから燃料配管を経てフューエルレール２２にガソリンが供給されている。そして、ＥＣＵ４０の制御の下、このインジェクタ２１によりエンジン１に対してガソリンが噴射供給される。なお、ガソリン噴射量は、吸入管圧力とエンジン回転数に基づいて制御される。
【００１９】
インジェクタ２１の上流にはさらに、電子ガバナ装置（出力制御手段）１９を備えたスロットルバルブ２３が設けられている。当該実施の形態ではこのスロットルバルブ２３として、フィードバック用信号出力付の電動式スロットルが採用されており、ＤＣモータ（バルブ駆動手段）６３によって駆動されるようになっている。そして、このＤＣモータ６３をＥＣＵ４０によってフィードバック制御することにより、バルブ開度が所望の開度にて制御される。なお、バルブ開度は図示しないポテンショメータにより検出されている。
【００２０】
また、スロットルバルブ２３は、後述するアクセルペダル３１の踏み代や車速センサ１０の検出値等に基づきＥＣＵ４０によって制御されると共に、電子ガバナ装置１９によりその開度が適宜調節される。すなわち、車速センサ１０によって車速が所定の最高速度を超えたことが検知されると、電子ガバナ装置１９によってスロットルバルブ２３の開度が制限されてエンジン１に対する空気供給量が絞られ、カート速度が制限されるようになっている。
【００２１】
ここで、本発明によるカートでは前記のような最高速度制限に加え、車速センサ１０と電子ガバナ装置１９の機能を生かし、平地から急な下り坂に入ったときなど車速が急変する場合に、カートの加速度から車速動向を予測し、カート速度をスピーディかつスムースに制限する処理が実行される。
【００２２】
すなわち、現在の車速と直前の車速とから現在の加速度が演算され、この加速度に基づいてカートの車速変化が予測されて所定時間後の車速予測値が算出される。そして、この車速予測値に基づいて、カート速度が最高速度規定値を超えないようにスロットルバルブ２３の目標開度が設定され、アクセルペダル３１の踏み代にかかわらず、スロットルバルブ２３をその目標開度に制御する。
【００２３】
このように当該カートでは車速の急変に際し、それが最高速度規定値に達してから車速を抑制するのではなく、車速予測値が制御基準速度以上になるおそれがある時点から車速を抑制する処置を施すことになる。従って、制御遅れのないなめらかな速度制御が可能となり、カートが最高速度規定値になるまで減速せず、かつそれを超えたときに急激に減速するというような運転フィーリングの悪化を防止することができる。
【００２４】
また、当該カートでは、機械式ガバナ装置に変えて電子ガバナ装置１９を採用しているため、アクセルワイヤの伸びや劣化、錆等による作動不良がなく、さらに、機械的リンケージがないため車両設計上の自由度も向上する。加えて、電子制御式であるため、機械的なセッティング不良による速度のうねりなどの不安定現象や、遊びの増加等に基づく制御遅れなどがなく、速度安定性や追従性に優れ車両の運転フィーリングが良好であると共にその設計の自由度も向上する。なお、スロットルバルブ２３の上流にはエアクリーナ２４が設けられており、吸入管２０に流入する空気中の粉塵などを除去している。
【００２５】
エンジン１のクランクシャフトには、外周部に複数の突起２５ａを備えたフライホイール２５が取り付けられている。フライホイール２５の近傍にはエンジン回転数センサ３５が設けられており、これによって突起２５ａの近接、離反を検知することによりエンジン回転数が検出できるようになっている。
【００２６】
さらに、エンジン１にはエンジン起動用のスタータジェネレータ２７（図１参照）が取り付けられている。このスタータジェネレータ２７は、ＥＣＵ４０によって制御され、エンジン起動時にはセルモータとして働き、エンジン起動後には発電機として作用する。なお、当該カートでは、運転者不在などの場合にはエンジン起動が抑止され、その際にはこのスタータジェネレータ２７が作動しないように制御される。
【００２７】
加えて、図１に示したように、当該カートの前方側には運転席２８が設けられており、その前方にはカートの主電源スイッチであるキースイッチ３０が設けられている。そして、このキースイッチ３０をＯＮするとＥＣＵ４０やＴＣＵ等はその旨の信号を得て所定の動作を開始するようになっている。また、運転席２８の床面にはアクセルペダル３１が設けられており、そのストローク量は電気信号の形でＥＣＵ４０に伝達される。当該カートでは、アクセルペダル３１が所定のエンジン起動位置まで踏み込まれるとスタータジェネレータ２７が駆動されてエンジン１が起動するようになっている。
【００２８】
図３は、アクセルペダル３１のストローク量検出機構の概略構成を示した説明図である。図３に示したように、アクセルペダル３１はペダルボックス３２に取り付けられた状態でカートに設置される。また、ペダルボックス３２の内部には、リンク機構３３を介してアクセルペダル３１と連結されたポテンショメータ（アクセル開度検出手段）３４が設けられている。そして、アクセルペダル３１が踏み込まれると、リンク機構３３の作用によりポテンショメータ３４の摺動接点側が動かされ、その抵抗値が変動する。このためアクセルペダル３１が踏まれると、ＥＣＵ４０に送出される電気信号の電流値がそのストローク量に応じて変動し、これによりＥＣＵ４０側ではアクセルペダル３１のストローク量（アクセル開度）を認識できるようになっている。
【００２９】
一方、ＥＣＵ４０は、図４に示したように、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３およびバックアップ用のＲＡＭ４４、タイマ４５とＩ／Ｏインターフェース４６がバスライン４７を介して互いに接続されたマイクロコンピュータと、その周辺回路とから構成される。そして、車速センサ１０やポテンショメータ３４等のセンサ類やキースイッチ３０等からの信号を処理し、電子ガバナ装置１９や、インジェクタ２１やスロットルバルブ２３等のアクチュエータ類に制御信号を送出する。
【００３０】
Ｉ／Ｏインターフェース４６には、車速センサ１０、エンジン回転数センサ３５が波形整形回路４８を介して接続されている。また、スロットルバルブ２３、圧力センサ２６、キースイッチ３０、ポテンショメータ３４は、それぞれＡ／Ｄ変換器４９を介してＩ／Ｏインターフェース４６に接続されている。さらに、Ｉ／Ｏインターフェース４６には、インジェクタ２１やスロットルバルブ２３、スタータジェネレータ２７が、駆動回路５０を介して接続されている。
【００３１】
ＲＯＭ４２には、制御プログラムおよび各種制御用固定データが記憶されており、当該カートの速度予測制御プログラムや最高速度として予め設定された最高速度規定値もここに格納されている。また、ＲＡＭ４３には、データ処理した後の各センサ類やスイッチからの入力信号やインジェクタ２１等への出力信号、ＣＰＵ４１にて演算処理したデータなどが格納される。そして、ＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶されている制御プログラムに従い、空燃比制御や点火時期制御等に加えて、車速センサ１０やポテンショメータ３４等の出力値に基づきスロットルバルブ２３や電子ガバナ装置１９の制御を行い、当該カートの速度制御を実行する。
【００３２】
図５は、ＥＣＵ４０における速度制御に関する主要機能構成を示すブロック図である。図５に示したように、ＥＣＵ４０は作業用車両の制御装置として次のような機能手段を有している。すなわち、ＥＣＵ４０はまず、ポテンショメータ３４によって検出されたアクセル開度や車速センサ１０、圧力センサ２６の検出値に基づきスロットルバルブ２３の開度を決定するスロットルバルブ開度算出手段５１を備えており、通常走行時はこのスロットルバルブ開度算出手段５１における演算結果に基づきＤＣモータ６３が駆動されスロットルバルブ２３が所定の開度に開くことになる。
【００３３】
また、ＥＣＵ４０には、車速センサ１０によって検出された現在の車速Ｖ₀とＲＯＭ４２に格納されている最高速度規定値Ｖｍаｘとを比較してカート速度の制限を行う最高速比較手段５２が設けられている。
【００３４】
さらに、ＥＣＵ４０には、車速センサ１０から現在の車速Ｖ₀を読み込み、この車速Ｖ₀とＲＡＭ４３に格納されている直前の車速Ｖ_0-1とから現在のカートの加速度ΔＶを算出する加速度算出手段５３と、算出した加速度ΔＶから所定時間後のカートの速度を予測して車速予測値Ｖ_Xを算出する車速予測手段５４が設けられている。
【００３５】
加えて、車速予測手段５４の後段には、車速予測値Ｖ_Xと予め最高速度規定値Ｖｍａｘを超えないように設定されている制御基準速度Ｖ_Rとを比較する車速比較手段５５、さらに、車速予測値Ｖ_Xが制御基準速度Ｖ_Rを超えると予想され、速度予測に基づく車速制御処理が実行される場合には、加速度ΔＶと現在のスロットル開度ＴＡ₀からＲＯＭ４２に格納されている制御マップに基づき目標スロットル開度を算出し、電子ガバナ装置１９に対しスロットルバルブ２３の開度を制限する速度制限信号を出力する車速制限手段５６とを有する構成となっている。
【００３６】
次に、これらの機能手段による速度制御処理について説明する。図６は、当該カートにおいて走行中に急激な車速変化が生じた場合の速度制御手順を示すフローチャートである。
【００３７】
当該カートでは、通常、ポテンショメータ３４により検知されたアクセル開度や車速、吸入管圧力に基づきスロットルバルブ開度算出手段５１によってスロットルバルブ２３の開度が算出され、その値に応じてＤＣモータ６３が駆動されてスロットルバルブ２３が開かれる。これによりエンジン１の吸気系に空気が供給され、インジェクタ２１から供給された燃料との混合気によってエンジン１が駆動される。
【００３８】
この場合、最高速比較手段５２は、キースイッチ３０がＯＮの状態の時には常に車速と最高速度規定値Ｖｍаｘとの比較を行っており、カートの走行速度が規定値以上となるとその旨の信号を車速制限手段５６に送出する。すなわち、カートが緩やかに加速して最高速度規定値Ｖｍаｘに達したときなどは、車速予測制御を行うことなく車速制限手段５６に直接最高速度を超えた旨が通知される。
【００３９】
そして、これを受けた車速制限手段５６は、車速を規定値以下とすべく電子ガバナ装置１９に対し速度制限信号を送出し、電子ガバナ装置１９によりスロットルバルブ２３の開度を制限させる。すなわち、速度制限信号を受けた電子ガバナ装置１９は、アクセル開度に関わらずＤＣモータ６３を駆動させてスロットルバルブ２３の開度を減少させる。これにより、エンジン１に対する空気供給量が絞られてエンジン回転数が抑制され、カートが最高速度規定値Ｖｍаｘ以上の速度とならないように制御される。
【００４０】
一方、ＥＣＵ４０は前述の処理と平行して、車速センサ１０から現在の車速Ｖ₀を所定時間間隔（例えば、０. １秒）にて読み込んでおり、図６に示したように、ステップＳ１１で車速センサ１０から現在の車速Ｖ₀を読み込む。車速Ｖ₀が読み込まれると、車速Ｖ₀がＲＡＭ４３に格納されると共に、ステップＳ１２に進み、ステップＳ１２では、加速度算出手段５３はＲＡＭ４３に格納されている直前の車速Ｖ_0-1を読み出し、これとステップＳ１１で読み込んだ車速Ｖ₀との差を取り、そこからカートの現在の加速度ΔＶを符号付き（＋：加速、−：減速）で算出する。加速度ΔＶが得られるとステップＳ１３に進み、車速予測手段５４により所定時間後の車速が予測演算され車速予測値Ｖ_Xが求められる。
【００４１】
車速予測値Ｖ_Xが得られるとステップＳ１４に進み、車速比較手段５５において、車速予測値Ｖ_Xと制御基準速度Ｖ_Rが比較され、車速予測値Ｖ_Xが制御基準速度Ｖ_R以下の場合にはルーチンを抜ける。また、車速予測値Ｖ_Xが制御基準速度Ｖ_Rより大きい場合には、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、車速制限手段５６において、ＲＯＭ４２内の制御マップを参照することにより加速度ΔＶと現在のスロットル開度ＴＡ₀から目標スロットル開度が算出される。この場合、制御マップには加速度ΔＶやスロットル開度ＴＡ₀に応じて、車速が最高速度規定値Ｖｍаｘを超えないようにするために必要とされる制御条件がテーブル化されて格納されている。ここでは、この制御条件としてスロットルバルブ２３の目標開度や開閉時間が格納されており、例えば、バルブ「全閉」の指示であれば、「０」（開度０゜を意味する）、「５゜開」であれば「５」などの数値が格納されている。車速制限手段５６はこの制御マップを参照し、そこから現在の条件（加速度ΔＶ, スロットル開度ＴＡ₀）において、この後にカートが最高速度規定値Ｖｍаｘを超えないようにするための目標スロットル開度を取得する。
【００４２】
そして、車速制限手段５６は電子ガバナ装置１９に対し、取得した目標スロットル開度を示した速度制限信号を出力し、これを受けた電子ガバナ装置１９は、アクセルペダル３１のストローク量にかかわらずＤＣモータ６３を作動させてスロットルバルブ２３を目標スロットル開度に制御する。
【００４３】
これにより当該カートでは、現在の状態のままカートが進めば車速がどのようになるかという観点で速度制御が行われ、例えば車速が急激に最高速度規定値Ｖｍаｘを超えると判断される場合には、一旦スロットルバルブ２３を閉じ、その後徐々にバルブを開いて加速度を緩めつつ車速を最高速度規定値Ｖｍаｘ以内に収束させるような制御が行われる。すなわち、この場合には制御マップ上における「全閉」の指示（「０」）に基づきバルブを一旦閉じ、その後ステップＳ１１〜Ｓ１５を繰り返しつつ、「５」、「１０」、「１５」などとバルブ開度が制御され、車速が迅速かつなめらかに最高速度規定値Ｖｍаｘに収束することになる。
【００４４】
また、さほど急激に最高速度規定値Ｖｍаｘを超えないと判断される場合には、スロットルバルブ２３の開度を現状から適宜減らし、最終的には最高速度規定値Ｖｍаｘ内に収束させるような制御が行われる。さらに、最高速度規定値Ｖｍаｘ以内に収まると判断される場合にはバルブ開度を現状維持とする制御が行われる。
【００４５】
このように、当該カートでは車速の急変に際し、それが最高速度規定値Ｖｍаｘに達してから車速を抑制するのではなく、制御基準速度Ｖ_R以上になるおそれがある時点から車速を抑制する処置を施すため、制御遅れのないなめらかな速度制御が可能となる。なお、車速制限手段５６は、車速予測値Ｖ_Xに基づきカート速度が最高速度規定値Ｖｍаｘを超えないような目標スロットル開度を算出して車速制御を行うが、これは速度制御中に車速が最高速度規定値Ｖｍаｘを一瞬たりとも超えないことを意味するものではなく、目標スロットル開度に基づく制御中に最高速度規定値Ｖｍаｘを若干超えることがあっても、それを大きくはみ出すことなく最終的には規定値内に収束することを意味している。
【００４６】
なお、当該カートでは車速センサ１０がディファレンシャル装置６１の前段に配設されており、車速検出をディファレンシャル装置６１の差動作用の影響を受けることなく行うことができるようになっている。すなわち、曲線走行時など車軸６２が左右で異なる回転数となる場合でも、車軸６２の回転ではなくディファレンシャル装置前段の入力軸６にて車速検出を行っているため、正確な車速検出を行うことができる。また、車速をパルスカウントによって検出できるため、最高速度制御の精度を向上させることも可能である。
【００４７】
さらに、前記最高速度規定値Ｖｍаｘや制御基準速度Ｖ_RなどはＲＯＭ４２に格納されているため、ユーザー側で簡単に書き換えることができない一方で、ＲＯＭ４２を交換すれば規定値を変更できる。従って、ゴルフカートのみならず工場敷地内での運搬車など、用途に応じて最高速度や制御基準速度を容易に変更することが可能である。すなわち、当該カートでは、従来の機械式ガバナ装置のようにユーザー側で安易に調整可能である反面、制限速度を正確に設定するために煩雑な調整作業を要するという手間もない。
【００４８】
一方、当該カートでは電子制御方式を採っているため車速制御を外部から実施でき、カートの無人運転等の対応が可能となる。例えば、カートの呼び出しなどの遠隔操作や、カートが発信器を所持する利用者の後を所定距離、速度を維持しつつ追従するなどの制御も可能となる。また、通路にマグネットやビーコンを埋設し、人通りの多い所定のポイント間や通路が交差する地点などでは制限速度を下げるなど、制限速度の変更などを適宜行うことも可能となる。なお、その際にはカート上に、制限速度の変更信号を受ける受信部や、マグネットの通過を受けて信号を発生させる電磁誘導手段などをさらに設置する。
【００４９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００５０】
たとえば、前述の実施の形態では、車速予測値Ｖ_Xを求めて車速制御を行う手順となっているが、加速度ΔＶを別の規定値と比較しそれを超えている場合には加速度に見合ったスロットル制御量を求め、現在のスロットル開度に対して開度の加減を制御するようにしても良い。この方式によれば、前記の手順よりも簡易に車速制御を行うことができ、ＥＣＵ４０の負担もそれだけ軽減されることになる。
【００５１】
加えて、前述のエンジン１では電動スロットルの駆動手段としてＤＣモータ６３を用いたものを示したが、スロットル駆動手段として、ステッピングモータなどのスロットル駆動量が制御可能な他のアクチュエータを用いることも可能である。また、車速センサ１０はロータ９の突起９ａにより車速を検出しているが、それに代えて入力軸６に取り付けられた歯車の歯の通過を検知して車速検出を行っても良い。
【００５２】
一方、ここでは作業用車両としてゴルフカートを例にとって説明したが、その適用対象はゴルフカートには限られず、ゴルフ場や庭園等の草刈りや液剤散布等に使用される自律走行作業車や草刈り機、除雪機、建設機械等の各種作業用車両にも適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、検出された車速に基づいて車両の現在の加速度を算出し、現在の車速と現在の加速度に基づき所定時間後の車速予測値を算出する。そして、この車速予測値と車両最高速度を規定する最高速度規定値を超えないように予め設定された制御基準速度とを比較し、車速予測値が制御基準速度より大きいとき、現在の条件として現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づいて、この後に作業用車両が最高速度規定値を越えないようにするための目標スロットル開度を求める。そして、アクセルペダルのストローク量にかかわらず、目標スロットル開度に基づいて、バルブ駆動手段を作動させスロットルバルブの開度を制御するので、車速の急変に際し、車速が最高速度規定値に達してから車速を抑制する以前に、未然に、車速を抑制する処置を施すことができ、制御遅れの無い滑らかな最高車速制限の速度制御が可能となり、運転フィーリングの悪化を防止することができる。
また、車速予測値が、車両最高速度を規定する最高速度規定値を超えないように予め設定された制御基準速度を超えると予想されるとき、アクセルペダルのストローク量にかかわらず、目標スロットル開度による制御が行われるので、最高速度規定値に達する前に車速予測値に基づく制御を行うことが可能となり、より正確な車速予想値に基づく最高車速制限の車速制御を効率良く実行できる。
さらに、車速予測値が制御基準速度より大きいとき、現在の条件として現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づいて、この後に作業用車両が最高速度規定値を越えないようにするための目標スロットル開度を求め、この目標スロットル開度により、スロットルバルブを制御するので、作業用車両が最高速度規定値を越えないように、現在の条件に応じて的確に目標スロットル開度を設定することができ、最高車速制限に際し、車速制御時の外乱に対して、よりプピーディで、且つスムースな速度制御を行い得る。
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加え、現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づき、車速が急激に最高速度規定値を超えると判断される場合には、一旦スロットルバルブを閉じ、その後、徐々にスロットルバルブを開くように前記目標スロットル開度を算出するので、車速が急上昇するときであっても、車速が最高速度規定値に達する前に、未然に車速を抑制して、車速を迅速且つ滑らかに最高速度規定値に収束することができる効果を有する。
請求項３記載の発明によれば、上記請求項２記載の発明による効果に加えて、現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づき、さほど急激に車速が前記最高速度規定値を超えないと判断される場合には、スロットルバルブの開度を現状から適宜減らすように目標スロットル開度を算出するので、車速の上昇が比較的緩いときは、スロットルバルブの開度を現状から適宜減じて最終的に最高速度規定値内に収束させることができ、現在の条件に応じた最適制御を行い得る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるゴルフカートの構成を示す説明図である。
【図２】エンジンに対するインジェクタ装置と電子ガバナ装置の取り付け状態を示す説明図である。
【図３】アクセルペダルのストローク量検出機構の概略構成を示した説明図である。
【図４】図１のゴルフカートにおける電子制御系の回路構成図である。
【図５】ＥＣＵにおける速度制御に関する主要機能構成を示すブロック図である。
【図６】図１のゴルフカートにおける速度制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン（内燃機関）
１０車速センサ（車速検出手段）
１９電子ガバナ装置（出力制御手段）
２３スロットルバルブ
３１アクセルペダル
３４ポテンショメータ（アクセル開度検出手段）
４０ＥＣＵ
４１ＣＰＵ
５３加速度算出手段
５４車速予測手段
５５車速比較手段
５６車速制限手段
６３ＤＣモータ（バルブ駆動手段）
Ｖ₀,Ｖ_0-1 車速
Ｖ_R 制御基準速度
Ｖ_X 車速予測値
Ｖｍаｘ最高速度規定値
ΔＶ加速度

Claims

内燃機関を搭載し、前記内燃機関のスロットルバルブをアクセルペダルのストローク量に応じて駆動させると共に、車両最高速度の制限を行い車両の車速が最高速度規定値を越えないようにスロットルバルブの開度を制御する制御装置を備え、前記内燃機関のスロットルバルブを駆動するバルブ駆動手段と、前記アクセルペダルのストローク量を検出するアクセル開度検出手段と、車両の速度を検出する車速検出手段と、検出された車速に基づいて車両の現在の加速度を算出する加速度算出手段と、現在の車速と現在の加速度に基づき所定時間後の車速予測値を算出する車速予測手段とを有する作業用車両において、
更に、前記車速予測値と車両最高速度を規定する最高速度規定値を超えないように予め設定された制御基準速度とを比較する車速比較手段と、
前記車速予測値が前記制御基準速度より大きいとき、現在の条件として現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づいて、この後に作業用車両が最高速度規定値を越えないようにするための目標スロットル開度を求める車速制限手段と、
前記目標スロットル開度に基づき、前記アクセルペダルのストローク量にかかわらず、前記バルブ駆動手段を作動させて前記スロットルバルブの開度を制御する出力制御手段とを有することを特徴とする作業用車両。
前記車速制限手段は、前記現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づき、車速が急激に前記最高速度規定値を超えると判断される場合には、一旦スロットルバルブを閉じ、その後、徐々にスロットルバルブを開くように前記目標スロットル開度を算出することを特徴とする請求項１に記載の作業用車両。
更に、前記車速制限手段は、前記現在の加速度と現在のスロットルバルブ開度とに基づき、さほど急激に車速が前記最高速度規定値を超えないと判断される場合には、スロットルバルブの開度を現状から適宜減らすように前記目標スロットル開度を算出することを特徴とする請求項２に記載の作業用車両。