JP3940792B2 - ゴルフカートの後退時制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設した誘導線等に沿って自動操行と停止を行い、無線送信機により別に発停を可能とするゴルフカートの後退時制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴルフ場内において誘導経路に沿って誘導線及びマグネットを埋設し、ゴルフカートに誘導センサ及び磁気センサを搭載し、該誘導センサにより誘導線を認識して誘導経路上を走行可能とするとともに、マグネットから発生される磁気を磁気センサで検出し、走行速度及び状態の変更を行うよう構成されたゴルフカートが公知となっている。これらでは、操縦者の手動操作を必要とすることなく誘導経路上でコースにあわせて走行速度を減速・加速・停止することができる。
【０００３】
ゴルフカートを自動走行する際には、自動運転切換レバーを「自動」とすれば自動走行モードとなる。自動走行モードでは、走行コースに沿って埋設された誘導線に流れる誘導電流を検知し、マグネットを読みとって、自動操縦と自動増減速、自動停止を行いながら走行コースを走行する。リモコンや発進・停止ボタンで任意の場所で発進または停止することもできる。
そして、自動運転切換レバーを「手動」に切り換えると手動走行モードとなり、通常のゴルフカートと同様にステアリング操作により操縦者自身による操作で前後進させることができる。
【０００４】
また、特許第３０７５９７３号公報に記載の技術では、上述のような無人走行可能車両において、車両の回転方向を検出するセンサを設けて、自動前進運転時に後退したことを検出すれば車両を停止させるよう制御したものが提案されている。ここでは車輪の回転方向を検出するセンサ（例えば、トルクセンサ・加速度センサ・タコメータ等）によって車両の後退が検出されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記従来の技術に鑑み、ゴルフカートにおいて、自動前進運転時に車両の後退を検出した場合には、車両を停止させるように制御するにあたって、走行用車輪や車軸の回転方向を検出するのではなく、他の方法を用いて車両の進行方向を検出し、確実に車両を停止させることのできる構造を提案する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
地中に埋設した誘導線を誘導センサにより検出し、自動的に操向・走行制御を行ない無人走行するゴルフカート（１）が、起伏の大きなゴルフ場の坂道等での発進や走行時において、操縦者の意図しない後退走行を始めた場合に、自動的にゴルフカート（１）を停止させるゴルフカート（１）の後退時制御装置において、該ゴルフカート（１）の前後輪（１５・１４）とは別に、前後輪（１５・１４）よりも小径の接地検出輪（５５）を突設し、該検出輪（５５）は車体より下方へ垂設されたポスト（５７）と支持軸（５７ａ）に、サスペンションバネを介して上下摺動可能に支持され、該検出輪（５５）に設けた車速センサ（５６）の検出値により、ゴルフカート（１）の実進行方向（Ｍ１）と実車速（Ｖ１）を検出し、該ゴルフカート（１）に搭載したコントローラ（１０）は、走行路に沿って車速、加速度、傾斜のそれぞれの算出処理を行ない、目標進行方向（Ｍ０）を決定し、前記目標進行方向（Ｍ０）と実進行方向（Ｍ１）を比較し、両者が異符号で、一方が前進であるときに他方が後進であれば、該走行路における実車速（Ｖ１）と、予めコントローラ（１０）に設定された車速誤差（Ｖｓ）との大きさを比較し、実車速（Ｖ１）が車速誤差（Ｖｓ）の範囲を超えていれば、車両を停止させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施例に係るゴルフカートの全体的な構成を示した側面図、図２は同じくゴルフカートの構成を示すブロック図、図３は運行モード設定のための信号の流れを示すブロック図である。図４はプリブレーキ制御機構を示すマグネット配置図、図５はプリブレーキ制御を示すフローチャート図である。
【００１０】
図６は後退防止制御を示すフローチャート図、図７は警報出力に関するブロック図、図８は進行方向検出手段を示す側面図、図９は進行方向検出手段を示す背面図、図１０は車両にＧＰＳを搭載した様子を示す図である。図１１はブレーキユニットを示す平面図、図１２はブレーキユニットを示す側面図、図１３は自動走行モード時の自動走行モードと手動走行モードの切換機構を示す図、図１４は手動走行モード時の自動走行モードと手動走行モードの切換機構を示す図、図１５は操舵クラッチの構造を示す断面図である。
【００１１】
本発明に係る実施例としてゴルフカート１を採用し、まず、該ゴルフカート１の全体構成を図１を用いて以下に説明する。ゴルフカート１は、車体を支持するメインフレーム２の前部と後部には、外装部材としてのフロントカウル６、リアカウル４がそれぞれ設けられている。フロントカウル６後部の前部座席台３の上部には、前座席シート８が設けられている。一方リアカウル４の上部には後座席シート９が設けられている。リアカウル４内にはエンジン１１、トランスミッション１３、バッテリ７７、マフラ等が配設されている。
【００１２】
前座席シート８の後部上には背もたれ４６が設けられており、後座席シート９の後部上には背もたれ４７が設けられている。また、前座席シート８、後座席シート９の外側方から後部にはそれぞれ前アシストフレーム４８・後アシストフレーム４９が設けられている。
【００１３】
前記前座席シート８の左右一側の前方には、フロントカウル６から突出して配置されたハンドル１６等のステアリング機構２８が設けられており、また、運転席の足元前方にはブレーキペダル１８及びアクセルペダル１７が設けられている。フロントカウル６下方には左右一対の前輪１５・１５が懸架されており、また、リアカウル４の後部下方には左右一対の後輪１４・１４が懸架され、メインフレーム２の前端と後端にそれぞれバンパー５・５が配設されている。
【００１４】
前記フロントカウル６の両側上部より左右一対のフロント支柱４１が上方に延設され、該フロント支柱４１・４１間にフロントガラス７が取り付けられている。一方、前記後座席シート９の後アシストフレーム４９の左右中央上部には、リア支柱４２が上方に延設されている。前記フロント支柱４１及びリア支柱４２の上端部間にはルーフフレームを架設してルーフ４３で覆っている。前記リアカウル４の後方には、キャリアフレーム４４が斜め上方に向かって延設されており、その上にゴルフバッグを載せることができるようになっており、パターケース４５がその下部に付設されている。
【００１５】
次に、前記ゴルフカート１の駆動及び制御形態を説明する。図２に示す如く、無人走行可能車両としてのゴルフカート１は、エンジン１１を搭載し、このエンジン１１には遠心クラッチ付きＶベルト式自動変速機１２を介してトランスミッション１３が連結されている。従って、エンジン回転数が所定エンジン回転数以上のときは、遠心クラッチが連結されて、エンジン１１からＶベルト式自動変速機１２を介してトランスミッション１３に駆動力が伝達され、駆動輪である一対の後輪１４・１４が回転駆動される。また、所定エンジン回転数を下回ったときは、遠心クラッチが「断」となり、駆動力は、トランスミッション１３に対し伝わらないようになっている。
【００１６】
また、ゴルフカート１は、操舵輪である左右一対の前輪１５・１５を手動操舵するためのハンドル１６、エンジン１１のエンジン回転数を変えるためのスロットル開度を調節するためのアクセルペダル１７、車両に制動を付与するためのブレーキペダル１８とブレーキユニット１９、各後輪１４・１４、各前輪１５・１５に設けられたドラムブレーキ２０・２１・２２・２３を備えている。ドラムブレーキ２０・２１・２２・２３は、ブレーキペダル１８にワイヤ結合されているとともにブレーキユニット１９に連結されている。但し、制動装置はドラムブレーキに限定するものではなくディスクブレーキ等であってもよい。
【００１７】
前記アクセルペダル１７には、ポテンショメータからなるアクセルセンサ２６が設けられ、アクセルセンサ２６はアクセルペダル１７のアクセル操作量に比例したアクセル信号を制御手段となるコントローラ１０に出力する。また、前記ブレーキペダル１８には、ブレーキスイッチ２７が設けられ、ブレーキペダルの踏込操作を検出してブレーキ信号をコントローラ１０に出力する。
【００１８】
前記ハンドル１６はステアリング機構２８に連結されている。ステアリング機構２８はラックピニオン式とされ、図示しないピニオンがステアリング軸３０ａ及びステアリング基部軸３０ｂを介してハンドル１６によって作動され、図示しないラックに連結されたタイロッド２８ａ・２８ａを介して各前輪１５・１５の転舵が可能とされている。ステアリング機構２８は操舵モータ２９を備えており、操舵モータ２９が回転駆動されると、ステアリング基部軸３０ｂを介して各前輪１５・１５が操舵される。なお、操舵モータ２９が回転される際には、ハンドル１６に連結されたステアリング軸３０ａは、操舵切換クラッチ３１によってステアリング基部軸３０ｂから切り離され、手動操作が不能になっている。
【００１９】
また、ゴルフカート１は通常のマニュアル操作による手動走行の他、自動走行が可能となっており、図３にも示す如く、自動走行を行うためのコントローラ１０を備えている。前記コントローラ１０により、手動走行モード時の車速制御及びエンジン回転数制御、自動走行モード時の操舵制御、車速制御及びエンジン回転数制御等を可能としている。該コントローラ１０には、誘導センサ３５ａ・３５ｂ、マグネットセンサ３６、進行方向検出手段６０等のセンサ群や、スロットルアクチュエータ３９、スタータモータ４０、ブレーキモータ２４、電磁クラッチ２５、操舵モータ２９、操舵切換クラッチ３１等が電気的に接続されている。
【００２０】
スロットルアクチュエータ３９はリニアソレノイドにて構成され、内蔵された駆動回路３９ａにコントローラ１０から開度指令信号が入力されると、該駆動回路３９ａからその信号値に対応した駆動電流が供給され、この結果、エンジン１１の吸気系に設けられた図示しないスロットルの開度量を調整する。このスロットルアクチュエータ３９に供給される駆動電流は、複数の電流レンジ毎にＤＵＴＹ比が設定されている。スタータモータ４０は、コントローラ１０から出力されるスタータ信号により駆動され、エンジン１１を始動する。
【００２１】
ブレーキモータ２４は、内蔵された駆動回路２４ａにコントローラ１０から制動指令信号が入力されると、該駆動回路２４ａからその信号値に対応した駆動電流が供給され、この結果、ドラムブレーキ２０・２１・２２・２３を駆動し、車両を制動する。このブレーキモータ２４に供給される駆動電流は、複数の電流レンジ毎にＤＵＴＹ比が設計されている。なお、ドラムブレーキ２０・２１・２２・２３は、自動走行モード、手動走行モードを問わず、操縦者によってブレーキペダル１８が踏込操作されたときには、ワイヤ結合によって直接駆動され、その結果、車両が制動されるようにもなっている。電磁クラッチ２５はコントローラ１０からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、ブレーキペダル１８及びブレーキモータ２４をブレーキバネ７３に対して連結、或いは、遮断する。
【００２２】
また、車両の走行状態を検出するためのセンサ類として、後輪１４・１４の車軸にはゴルフカート１の車速を検出する車速センサ５１、エンジン１１の出力軸にはエンジン回転数センサ５２、進行方向検出手段６０に備えられゴルフカートの進行方向を検出する車速センサ５６、さらに車両の所定位置には、ゴルフカート１の傾斜角度を検出する傾斜センサ５３等が設けられ、それぞれのセンサはコントローラ１０に電気的に接続されている。なお、進行方向検出手段６０はスイッチや傾斜センサや加速度センサ等により構成することもできる。
【００２３】
コントローラ１０は、マイコン６１、ＥＥＰＲＯＭ（書き換え可能型記憶装置）６２、ＬＥＤ６３を備え、マイコン６１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ７１からなる。マイコン６１のＲＯＭには、「データ記録制御プログラム」、「警報制御プログラム」等の各種制御プログラムが格納されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された各制御プログラムに従って、データ記録制御処理、警報制御処理等の種々の演算処理を実行する、検出手段、判断手段及び比較手段を構成している。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算処理結果を一時記憶するための作業用メモリである。
【００２４】
ＥＥＰＲＯＭ６２の各所定記憶領域には、各基準値データ（基準振幅データ（基準マグネット波形大きさデータ）、基準操舵電圧データ、基準誘導センサ出力電圧データ、基準操舵ずれ量データ、基準上昇操舵電圧データ、基準車速データ、基準加速度データ、基準傾斜データ、基準バッテリ電圧データ）が格納されている。一方、ＥＥＰＲＯＭ６２の所定記憶領域には、エンジン回転数、車速、スロットル電流指令値、傾斜等のパラメータの組み合わせに応じた複数の運行モードデータを有する運行モードテーブルが格納されて、運行状況記憶手段を構成している。
【００２５】
前記コントローラ１０にはチェッカ７５が電気的に接続可能となっている。チェッカ７５は、マイコン６１のＣＰＵが行う各種処理の内容や、ＥＥＰＲＯＭ６２に格納されているデータの内容を表示可能な表示装置、それらの内容を表示させる際に操作される表示要求ボタン等を備え、ゴルフカート１の制御モード毎の制御内容を変更可能な構成とされている。
【００２６】
次に、上記のように構成したゴルフカート１の走行制御について説明する。
【００２７】
自動走行モード時には操舵制御、車速制御、エンジン回転数制御、発進／停止スイッチ５０が操作されることによる停車制御等を行い、手動走行モード時にはアクセルペダル１７が踏み込み操作されることによる車速制御やエンジン回転数制御等を行う。
【００２８】
図３に示す如く、エンジン回転数センサ５２、車速センサ５１、傾斜センサ５３、誘導センサ３５ａ、３５ｂ等から検出信号を取り込み、ＣＰＵは、それらからゴルフカート１の実エンジン回転数、実車速、傾斜、操舵ずれ量を算出するとともに、目標エンジン回転数、目標車速を算出し、さらにそれらからスロットル電流指令値、ブレーキモータ電流指令値、操舵モータ電流指令値等を算出する。一方、ＣＰＵは、前記スロットル電流指令値から目標スロットル開度（スロットル開度に相当する）を算出する。
【００２９】
次に、算出した実エンジン回転数、実車速、スロットル電流指令値、傾斜等のパラメータから、そのときのゴルフカート１において最も適した運行モードである最適運行モードの算出を行う。即ち、ＣＰＵは、各種パラメータの組み合わせと、予めＥＥＰＲＯＭ６２に格納された運行モードテーブルとを参照して、複数の運行モードデータの中から、そのときのゴルフカート１において最も適した運行モードである最適運行モードを割り出す。例えば、ゴルフカート１が現在どのような状況（上り坂、下り坂、平地）で運行されているのかを判断し、必要に応じて車速をアップ（増速）又はダウン（減速）して最適な車速に設定する。
【００３０】
なお、本実施例におけるゴルフカート１は、前輪１５・１５と後輪１４・１４で二系統のブレーキリンクを有する形態のものであり、リンクを調節することによって、前輪１５・１５と後輪１４・１４のブレーキ比率を、走行する状況（上り坂、下り坂、平地）に適した状態となるよう変化させるよう制御しているが、前輪１５・１５と後輪１４・１４それぞれ別々のアクチュエータを作動させて制動するようにして、各々コントローラ１０で後述の制動制御する構成とすることもできる。
【００３１】
走行路が「平地」であるときには、前輪１５・１５を後輪１４・１４と比較して若干弱く制動する。すなわち、前輪１５・１５に設けられたドラムブレーキ２２・２３を、後輪１４・１４に設けられたドラムブレーキ２０・２１に対し、若干弱く作動するように設定するのである。このようにして、車両制動時に車両が前のめりにならずに停止でき、良好な乗り心地を与えることができるようにしている。
【００３２】
走行路が「上り坂」であるときには、前輪１５・１５を後輪１４・１４と比較して強く制動する。すなわち、前輪１５・１５に設けられたドラムブレーキ２２・２３を、後輪１４・１４に設けられたドラムブレーキ２０・２１に対し、強く作動するように設定するのである。このようにして、上り坂で車両がずり落ちたり、車輪がスリップしたりすることなく停止できるようにしている。
【００３３】
走行路が「下り坂」であるときには、前輪１５・１５を後輪１４・１４と比較して弱く制動する。すなわち、前輪１５・１５に設けられたドラムブレーキ２２・２３を、後輪１４・１４に設けられたドラムブレーキ２０・２１に対し、弱く作動するように設定するのである。下り坂では、平地での走行と比較して、ドラムブレーキ２０・２１・２２・２３自体への負荷が大きくなりがちであり、この傾向を抑制するため、制動の対象を後輪主体とするのである。このようにして、車両の加速度と、目標車速との偏差を低減させて、前輪を制動するドラムブレーキ２２・２３への負荷を低減するようにしている。また、制動のショックが低減されるので乗り心地も安定する。前記上り坂、下り坂は傾斜センサ５３により判断し、該傾斜センサ５３からの信号によりコントローラ１０を介して図示しない切換アクチュエータを作動して、ブレーキ比率の設定を切り換えられるようにしている。
【００３４】
但し、下り坂で常時制動の対象が後輪主体となるよう設定すれば、後輪１４・１４がスリップする恐れが生じるため、特に下り坂では下り坂進入時に有効な「下り進入モード」を設定している。「下り進入モード」では、前輪１５・１５及び後輪１４・１４に同時にドラムブレーキ２０・２１・２２・２３が作用するように制御し、「下り進入モード」で設定時間走行すれば「下り坂」モードに自動的に移行するようにしている。「下り進入モード」において、前輪１５・１５と後輪１４・１４とに同時に同等程度の制動力が作用することによって、効果的に車両の加速を抑え、後輪１４・１４のスリップを防止することができる。
【００３５】
このように、走行する状況に応じて前輪と後輪のブレーキ比率を変化させることで、下り坂で前輪に制動荷重が極端に偏ったり、下り坂の頻発する走行路でドラムブレーキの摩擦材が焼けを起こしたり、また、早期に摩擦材が摩耗したりという不具合を解消することができる。
【００３６】
次に、自動走行モードにおける車両の操舵制御について説明する。
【００３７】
図２に示す如く、誘導磁界検出手段を構成する誘導センサ３５ａ・３５ｂは、車両の前端部において支持点を回動中心Ｏとして水平方向に回動自在に支持されたＴ字状アーム３２に対して、左右一対取り付けられている。Ｔ字状アーム３２の基端は、ステアリング基部軸３０ｂに連結されたタイロッド２８ａに揺動自在に連結されており、ステアリング機構２８の作動に応じて、各前輪１５・１５の転舵方向と一致するように回動する。各誘導センサ３５ａ・３５ｂはそれぞれ検出コイルから構成されて地面と対向するように配置されており、ゴルフ場コースの誘導通路の下方（地中）に埋設された、ゴルフカート１を誘導する誘導線Ｙを磁気的に検出する。
【００３８】
各誘導センサ３５ａ・３５ｂは、それぞれ交番磁界の強さに応じた磁界検出信号（左右誘導センサ出力電圧）をコントローラ１０に出力する。コントローラ１０は、自動走行モード時において、各誘導センサ３５ａ・３５ｂから入力された磁界検出信号から操舵ずれ量（誘導線Ｙからの左右ずれ幅）を算出し、操舵モータ２９に対して、前記操舵ずれ量に応じた制御、すなわち、誘導線Ｙに対する誘導センサ３５ａ・３５ｂの位置が正常位置に（誘導センサからの入力値が左右略同じと）なるように操舵制御を行う。そして、ステアリング機構２８のピニオンを回転駆動させて各前輪１５・１５を旋回させ、この旋回に追従して、Ｔ字状アーム３２を回動させる。この結果、コントローラ１０は、誘導センサ３５ａ・３５ｂの出力に基づき、車両が誘導線Ｙ（誘導通路）から逸脱しないように、すなわち、誘導線Ｙに沿って走行するように操舵制御することになる。
【００３９】
マグネット検出手段としてのマグネットセンサ３６は、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おり、それぞれ前記誘導線Ｙの近傍に所定位置に複数箇所、被検知物として停点マグネットＴＭ、減速点マグネットＧＭ、加速点マグネットＫＭ、プリブレーキ点マグネットＰＭを設けて磁気的に検出するようになっている。これらマグネットは極性や磁力等が異なるように構成して、それぞれの違いが判るようにしている。また、被検知物はマグネットに限定するものではなく、金属片や突起等により構成し、マグネットセンサや近接センサ等により検知する構成とすることもできる。自動走行モードでの走行中に、マグネットセンサ３６による検出によって、停点マグネットＴＭは車両を停車させるためのものであり、減速点マグネットＧＭは車両を減速させるためのものであり、加速点マグネットＫＭは車両を加速（増速）させるためのものであり、プリブレーキ点マグネットＰＭは車両を減速させたのち加速させるためのものである。
【００４０】
コントローラ１０は、マグネットセンサ３６から停点マグネットＴＭの検出信号（出力電圧）を入力すると、ブレーキモータ２４の駆動回路２４ａに制動指令信号を出力し、車両の制動を行う。一方、コントローラ１０は、マグネットセンサ３６から減速点マグネットＧＭの検出信号を入力すると、ブレーキモータ２４の駆動回路２４ａを減速制御して車両を減速させる。また、コントローラ１０は、マグネットセンサ３６から加速点マグネットＫＭの検出信号を入力すると、スロットルアクチュエータ３９の駆動回路３９ａを加速制御して車両を加速（増速）させる。
【００４１】
また、前記プリブレーキ点マグネットＰＭは、図４に示す如くゴルフ場内で誘導線Ｙが直線コースＳＣからカーブＣＣに進入する距離Ｌｐだけ手前に埋設され、マグネットセンサ３６によりプリブレーキ点マグネットＰＭが検出されると、コントローラ１０は、車両は以下に示すようなプリブレーキ制御走行をするようブレーキモータ２４の駆動回路２４ａに制動指令信号を出力する。
【００４２】
図５に示すフローチャートを用いてプリブレーキ制御走行について説明する。まず、車両は直線コースＳＣにおいて加速点マグネットＫＭをマグネットセンサ３６により検出して、高速モードで走行しているものとする。但し、標準速モードで走行していても構わない。また、高速モードでは、車両は標準速モードよりも速い速度であって直線コースＳＣを安定した状態で走行することのできる速度で走行するものとし、標準速モードでは、車両はカーブＣＣを安定した状態で走行することのできる速度で走行するものとする。
【００４３】
そして、車両が直線コースＳＣに連続するカーブＣＣの手前に埋設されたプリブレーキ点マグネットＰＭをマグネットセンサ３６により検出する（１３０）と、ＲＡＭにそのときの車両の速度を記録する（１３１）とともに、タイマ７１による計測を開始する（１３２）。続いて、現在の走行モードを確認し（１３３）、標準速モードでなければ標準速モードへ切り換えるようにブレーキモータ２４の駆動回路２４ａに制動指令信号を出力する（１３４）。
【００４４】
標準速モードでの走行は、プリブレーキ時間が終了するまで保持され、この間、誘導線Ｙに誘導されて車両はカーブＣＣを曲がる。プリブレーキ時間はプリブレーキ点マグネットＰＭを検出してタイマ７１が作動してから、車両がカーブＣＣを抜け出る前までの時間であり、標準速モードでの車速とカーブＣＣの形状によって予め設定されＥＥＰＲＯＭ６２に記憶されている時間である。
【００４５】
そして、プリブレーキ時間が経過する（１３５）と、ＥＥＰＲＯＭ６２に記憶しておいたプリブレーキ点マグネットＰＭを検出したときの速度へ自動復帰させる（１３６）。従って、車両はカーブＣＣの終了直前でカーブＣＣに入る前に直線コースＳＣを走行していた速度に自動復帰して、カーブＣＣへスローイン・スムーズアウトするのである。
【００４６】
なお、走行モード切換の際、良好な乗り心地を得るために、ディレー減速（または増速）を取り入れている。すなわち、急激に目標速度まで減速または増速するのではなく、段階的に速度を変化させる（例えば、０．５秒で０．５ｋｍ／ｈずつ速度を変化させる）ようにブレーキモータ２４の駆動回路２４ａに制動指令信号を出力する。このようにして、高速から標準速、或いは、標準速から高速への走行モードの移行に遅れを持たせることにより、増減速によるショックを抑えることができる。
【００４７】
上述の如く、プリブレーキ点マグネットＰＭ及びプリブレーキ制御走行を採用することにより、カーブＣＣごとに減速点マグネットＧＭと加速点マグネットＫＭを埋設せずとも、一つのマグネット（プリブレーキ点マグネットＰＭ）でカーブＣＣを走行させることができる。
【００４８】
ここで本発明に係る無人走行可能車両の後退時制御について説明する。
【００４９】
ゴルフカート１は、土地の形状に起伏の大きなゴルフ場を走行することが多く、このため、坂道等での発進や走行において操縦者の意図せぬ方向へ車両が移動してしまう事態が生じる可能性がある。そこで、目標の進行方向と逆方向に走行を始めると自動的に車両を停止させるように構成されている。
【００５０】
以下に、図６に示すフローチャート及び図７に示す警報出力に関するブロック図を用いてコントローラ１０が常時行っている後退防止制御の処理動作について説明する。
【００５１】
ＥＥＰＲＯＭ６２に記憶されている最適運行モードデータから、走行路に最適な運行モードが設定され（１２０）、また、コントローラ１０は、マグネット波形、誘導センサ電圧、操舵ずれ量のそれぞれの検出処理や、車速、加速度、傾斜のそれぞれの算出処理を常時行って、走行路に沿って車両が走行するように制御されて、目標進行方向Ｍ０が決定される（１２１）。
【００５２】
また、コントローラ１０では、進行方向検出手段６０より実進行方向Ｍ１の算出又は検出を常時行っており（１２２）、さらに、常時目標進行方向Ｍ０と実進行方向Ｍ１との比較が行われている（１２３）。目標進行方向Ｍ０及び実進行方向Ｍ１とも、前進を正の値、後進を負の値とし、停止のときはゼロとする。実進行方向Ｍ１の検出方法は後述する。
【００５３】
目標進行方向Ｍ０と実進行方向Ｍ１を比較した結果、目標進行方向Ｍ０と、実進行方向Ｍ１が異符号であれば、すなわち、一方が前進であるときに他方が後進であれば、車両は目標の進行方向に進行していないこととなる。このとき、実車速Ｖ１と、予め設定された車速誤差Ｖｓとの大きさを比較して（１２４）、車速Ｖ１が車速誤差Ｖｓの範囲を超えていれば、ブレーキユニット１９を作動して車両を停止させ、ランプ６５のうち警報ランプを点灯させるとともに、ブザー６４を鳴動して警告音を発生させ、さらにコントローラ１０のＬＥＤ６３を点灯させる（１２５）。
【００５４】
次に、前述の後退防止制御に使用されるパラメータである実進行方向Ｍ１の算出方法について説明する。
【００５５】
まず、本発明の実施例として、進行方向検出手段６０として後輪１４・１４間に検出輪５５を設けて実進行方向Ｍ１を検出するものについて説明する。図８及び図９に示す如く、後輪１４・１４間に、該後輪１４・１４よりも十分に径の小さい検出輪５５を設け、前記検出輪５５に設けた車速センサ５６により、検出輪５５の回転方向及び回転数を検出する。後輪１４・１４の回転を検出する車速センサ５１と、検出輪５５の回転を検出する車速センサ５６との二つの車速センサ５１・５６が設けられることになるが、後輪１４・１４と比較して検出輪５５の径は十分に小さいため、検出輪５５に設けた車速センサ５６では車両の微量な移動においても確実に車両の移動を検出することができる。
【００５６】
前記検出輪５５は、後輪１４・１４の車軸ケースより下方に垂設されたポスト５７に、該ポスト５７に内装されたサスペンションバネによって上下摺動可能に内挿された支持軸５７ａの下端に配設されている。該支持軸５７ａの下端にはＵ字状金具５７ｂが連結され、該Ｕ字状金具５７ｂと検出輪５５の軸部とを車輪軸５７ｃが連通している。そして、車輪軸５７ｃと検出輪５５は一体的に回動するよう固定され、車輪軸５７ｃの一側端部であってＵ字状金具５７ｂからの延出部にセンサ５６が配設されて車輪軸５７ｃの回動を検出することで、検出輪５５の回転数及び回転方向を検出し、この情報がコントローラ１０に伝達されて実進行方向Ｍ１が検出され、また、実車速が算出される。
【００５７】
なお、検出輪５５にスイッチを押圧する押圧体を設け、Ｕ字状金具５７ｂの前側及び後側にスイッチを設けて、該スイッチが押圧体により押圧されることにより、検出輪５５の回動方向及び回転数を検出するよう構成することもできる。
【００５８】
また、構成例として、進行方向検出手段６０として傾斜センサ５３を用いて実進行方向Ｍ１を検出することもできる。傾斜センサ５３は、車両の傾きを検出して過大に車両が傾いて転倒することのないよう警告したり、或いは車両の走行路の状態を判別したりするために設けられており、該傾斜センサ５３からの情報によって実進行方向をも検出させるのである。つまり、車両の走行開始時には慣性により前進する場合には機体は後傾となり、後進する場合には前傾となる。コントローラ１０がこの前進または後進の開始時に傾斜センサ５３から傾斜信号を取り込んで傾斜を算出し、さらに、該傾斜の方向より実進行方向Ｍ１を算出するようにして、新たに進行方向検出用のセンサを設けずに進行方向を検出するようにしている。
【００５９】
さらに、他の構成例として、車両にＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を搭載して車両の進行方向Ｍ１を検出することもできる。
図１０に示す如く、ゴルフカート１の天井部に受信機８０を備え、該受信機８ ０によってＧＰＳ衛星８１・８１・・・からの電波を受信して現在位置の絶対座 標を常時測位し、コントローラ１０によってＥＥＰＲＯＭ６２に記憶された走行コースと比較計算され、次の目標進行方向Ｍ０が決定される。そして、後輪１４・１４に設けられた車速センサ５１により、目標進行方向Ｍ０に応じた車輪の回転方向と逆方向の回転が検出されれば、車両は逆走していることになり、ブレーキユニット１９を作動して車両を停止させ、ランプ６５のうち警報ランプを点灯させるとともに、ブザー６４を鳴動して警告音を発生させ、さらにコントローラ１０内のＬＥＤ６３を点灯させる。
【００６０】
ここで、ブレーキユニット１９について詳細に説明する。
【００６１】
図２、図１１及び図１２に示す如く、ブレーキユニット１９は、ブレーキペダル１８、ブレーキモータ２４、電磁クラッチ２５、ブレーキリンクユニット（ブレーキケーブル６８ａ・６８ａ・６８ｂ・６８ｂ、ブレーキリンク軸６９、ブレーキロッド７０等）を備えている。ブレーキペダル１８にはブレーキロッド７０の先端が枢結され、該ブレーキロッド７０の後端は車両のフレームに回動可能に支持されたブレーキリンク軸６９にアーム６９ｂを介して枢結されている。
【００６２】
前記ブレーキリンク軸６９にはブレーキバネ７３の後端がロッド７４を介して枢結されている。該ブレーキバネ７３の先端は、車両フレームに設けられたステー７６に係止されており、後端はロッド７４の先端に設けられた継手７４ｂに枢結されている。該ロッド７４は、ブレーキリンク軸６９に設けられた連結部６９ｄに挿入されたうえ調節ボルト７４ａが螺入されて、該調節ボルト７４ａによってブレーキバネ７３を調整可能としている。
【００６３】
また、前記ブレーキリンク軸６９には、各ドラムブレーキ２０・２１・２２・２３を操作するブレーキケーブル６８ａ・６８ａ・６８ｂ・６８ｂがブレーキイコライザ７８・７８及びロッド７９・７９を介して連結されている。ブレーキイコライザ７８・７８は二個設けられて、左右の前輪１５・１５または左右の後輪１４・１４の二本のブレーキケーブル６８ａ・６８ａ（又は、６８ｂ・６８ｂ）の前端が枢結されており、ブレーキが前輪１５・１５と後輪１４・１４の二系統に分けて構成されたうえ、該ブレーキイコライザ７８・７８によって、前輪１５・１５同士または後輪１４・１４同士に同様の制動力が作用するようにしている。ブレーキイコライザ７８・７８はロッド７９・７９を介してブレーキリンク軸６９に設けられたアーム６９ａ・６９ｃに連結されている。
【００６４】
そして、前記ブレーキリンク軸６９には、ダンパー８４の前端が枢結され、該ダンパー８４の後端はブレーキモータ２４により回転駆動されるブレーキ操作軸８２の端部に設けられたアーム８３に枢結されている。ブレーキモータ２４は自動走行モード時において、加減速走行、制動停止に使用されるものであって、正転により、前記ブレーキバネ７３による制動を解除し、逆転により、前記ブレーキバネ７３による制動を許容する。
【００６５】
なお、ブレーキ操作軸８２とブレーキモータ２４との間には電磁クラッチ２５が介装されている。電磁クラッチ２５は、ブレーキモータ２４及びブレーキペダル１８と、ブレーキバネ７３との連結遮断を行うためのものであり、「連結」作動された際には、ブレーキバネ７３がブレーキモータ２４及びブレーキペダル１８と連結され、「遮断」作動された際には、ブレーキバネ７３がブレーキモータ２４及びブレーキペダル１８から分離され、ブレーキバネ７３による制動が瞬時に付与される。この電磁クラッチ２５の「遮断」作動は、駐車時及び緊急停止時に行われる。
【００６６】
手動走行モードのときには、ブレーキペダル１８の踏込操作によりブレーキロッド７０を介してブレーキリンク軸６９が回動操作され、また、自動操舵のときには、ブレーキモータ２４によりブレーキ操作軸８２が回転駆動されることにより、ダンパー８４を介してブレーキリンク軸６９が回動操作される。そして、ブレーキリンク軸６９の回動によりブレーキケーブル６８ａ・６８ａ・６８ｂ・６８ｂが弛緩操作されて各ドラムブレーキ２０・２１・２２・２３が制動または制動解除操作される。
【００６７】
なお、ブレーキリンク軸６９に作用するブレーキバネ７３により、ブレーキペダル１８が上方に保持された状態に常時付勢されており、すなわち、ブレーキバネ７３にて前記ドラムブレーキ２０・２１・２２・２３が制動側に常時付勢されて前記ブレーキユニット１９は常時ブレーキ構成となっている。従って、車両の走行時は、ドラムブレーキ２０・２１・２２・２３を非制動側に保持する必要があり、ブレーキバネ７３による付勢を解除するため、ブレーキモータ２４へ最大荷重が掛かった状態であるとともにブレーキモータ２４に最大負荷が掛かった状態を保持することになる。そこで、ブレーキモータ２４に加わる負荷を低減させるため、車両の走行時に、ブレーキモータ２４へ微少通電させるようにしている。
【００６８】
前記電磁クラッチ２５を内装するクラッチケース８５に固設されたスイッチステー８６にブレーキスイッチ２７が設けられており、ブレーキ操作軸８２上に遊嵌され該ブレーキ操作軸８２と同様に回動するセンサアーム８７に該ブレーキスイッチ２７の検出体が当接することにより、ブレーキスイッチ２７をＯＮとし、該当接が解除されることによりＯＦＦするようにして、ブレーキペダル１８の踏込操作位置を検出し、ブレーキ信号をコントローラへ出力するようにしている。
【００６９】
そして、ブレーキスイッチ２７がＯＮのときに、ブレーキモータ２４へ、例えば、ＰＷＭ１０％程度の微少量の電流を通電させることによって、ブレーキモータ２４に対して保持力を補助するようにしている。これにより、ブレーキモータ２４のハンチングが収まり、ブレーキモータ２４の異音等が解消されることにより、車両の走行性が安定する。
【００７０】
次に、車両の自動走行モードと手動走行モードの切換機構について説明する。
【００７１】
操舵モータ２９は、自動走行モード時において、内蔵された駆動回路にコントローラ１０から操舵指令信号が入力されると、該駆動回路からその信号値に応じた駆動電流が供給され、この結果、ステアリング基部軸３０ｂを回動する。この操舵モータ２９に供給される駆動電流は、複数の電流レンジ毎にＤＵＴＹ比が異なり、且つ、互いに同じ電流値とされている。操舵切換クラッチ３１は、コントローラ１０からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、ハンドル１６、ステアリング軸３０ａの両者を連結、或いは、遮断する。
【００７２】
図１３乃至図１５に示す如く、自動と手動とに走行モードを切り換える切換レバー９０はハンドル１６の下方であってステアリング軸３０ａを内挿するステアリングポスト９１に設けられている。ステアリングポスト９１の下部には操舵切換クラッチ３１を内装するクラッチケース９２が設けられている。操舵切換クラッチ３１は、シフトアーム９３に連結されたシフタ９４側に設けられた自動側爪９４ｂと手動側爪９４ａとがタイロッド２８ａに連結されたステアリング基部軸３０ｂに摺動可能に外嵌され、ステアリング基部軸３０ｂに遊嵌された操舵モータ側ギア９５に設けられたクラッチ爪９６と、ステアリング軸３０ａに外嵌されたクラッチ爪９７のうち、いずれかをシフタ９４を摺動させることによって自動側爪９４ｂ又は手動側爪９４ａと咬合可能としている。なお、操舵モータ側ギア９５は操舵モータ２９によって制御され回転駆動されている。
【００７３】
手動操舵時には、ステアリング軸３０ａに外嵌されたクラッチ爪９７とシフタ９４に設けられた手動側爪９４ａとが咬合して、ステアリング軸３０ａ→クラッチ爪９７→手動側爪９４ａ→シフタ９４→ステアリング基部軸３０ｂと、ステアリング軸３０ａの回動をステアリング基部軸３０ｂに伝達可能とする。また、自動操舵時には、ステアリング基部軸３０ｂに外嵌されたシフタ９４の自動側爪９４ｂと、ステアリング基部軸３０ｂに遊嵌された操舵モータ側ギア９５に設けられたクラッチ爪９６とが咬合し、操舵モータ２９の回転駆動を操舵モータ側ギヤ９５→クラッチ爪９６→自動側爪９４ｂ→シフタ９４→ステアリング基部軸３０ｂの経路をたどって伝達され、操舵モータ２９によりステアリング基部軸３０ｂが回転駆動される。
【００７４】
前記シフタ９４を操作するシフトアーム９３には、切換レバー９０の回動軸に外嵌したカム９８との間にロッド９９が架設されている。ロッド９９にはバネ９９ａ・９９ａが外嵌されて、切換レバー９０の回動に伴って急激にシフトアーム９３が回動することのないようダンパーの機能が付加されている。そして、前記カム９８には、バネ１００の一端が係止されており、自動位置から手動位置にまたは逆方向に切換レバー９０が回動されるときに、バネ１００の死点超えによって、手動位置または自動位置にデティントが設けられるようにしている。
【００７５】
さらに、前記クラッチケース９２にはシフトアーム９３の操作位置を検出するための自動検出スイッチ１０１及び手動検出スイッチ１０２が設けられ、前記シフトアーム９３にはこれらの検出スイッチ１０１・１０２の検出体に当接可能な被検出体１０３が設けられている。従って、切換レバー９０を自動側から手動側へ回動操作することによりロッド９９介してシフトアーム９３が回動操作されると、シフトアーム９３の被検出体１０３が手動検出スイッチ１０２の検出体と当接して該手動検出スイッチ１０２をＯＮとし、該手動検出スイッチ１０２よりコントローラ１０へ手動操作である情報が出力される。また、切換レバー９０を手動側から自動側へ回動操作することによりロッド９９介してシフトアーム９３が回動操作されると、シフトアーム９３の被検出体１０３が自動検出スイッチ１０１の検出体と当接して該手動検出スイッチ１０１をＯＮとし、該自動検出スイッチ１０１よりコントローラ１０へ自動操作である情報が出力される。
【００７６】
上述の如く操舵切換クラッチ３１の咬合切換操作をするシフタ９４に連結したシフトアーム９３の基部に自動検出スイッチ１０１及び手動検出スイッチ１０２を設けることにより、切換レバー９０側にスイッチを設けるときと比較して、リンク等が介されないため、確実に操舵切換クラッチ３１の切換状態を検出することができる。
【００７７】
また、自動検出スイッチ１０１及び手動検出スイッチ１０２の二個のスイッチによって、自動と手動の二カ所の切換位置を確実に検出することができるため、自動走行モードと手動走行モードとの操舵モード検出手段を一つのスイッチ設けるときに対して、どちらかのモードを確実に検出できないことがあるという不具合を解消している。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００７９】
地中に埋設した誘導線を誘導センサにより検出し、自動的に操向・走行制御を行ない無人走行するゴルフカート（１）が、起伏の大きなゴルフ場の坂道等での発進や走行時において、操縦者の意図しない後退走行を始めた場合に、自動的にゴルフカート（１）を停止させるゴルフカート（１）の後退時制御装置において、該ゴルフカート（１）の前後輪（１５・１４）とは別に、前後輪（１５・１４）よりも小径の接地検出輪（５５）を突設し、該検出輪（５５）は車体より下方へ垂設されたポスト（５７）と支持軸（５７ａ）に、サスペンションバネを介して上下摺動可能に支持され、該検出輪（５５）に設けた車速センサ（５６）の検出値により、ゴルフカート（１）の実進行方向（Ｍ１）と実車速（Ｖ１）を検出し、該ゴルフカート（１）に搭載したコントローラ（１０）は、走行路に沿って車速、加速度、傾斜のそれぞれの算出処理を行ない、目標進行方向（Ｍ０）を決定し、前記目標進行方向（Ｍ０）と実進行方向（Ｍ１）を比較し、両者が異符号で、一方が前進であるときに他方が後進であれば、該走行路における実車速（Ｖ１）と、予めコントローラ（１０）に設定された車速誤差（Ｖｓ）との大きさを比較し、実車速（Ｖ１）が車速誤差（Ｖｓ）の範囲を超えていれば、車両を停止させるので、微量な移動であっても確実に車両の進行方向を検出して車両を停止させることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係るゴルフカートの全体的な構成を示した側面図。
【図２】 同じくゴルフカートの構成を示すブロック図。
【図３】 運行モード設定のための信号の流れを示すブロック図。
【図４】 プリブレーキ制御機構を示すマグネット配置図。
【図５】 プリブレーキ制御を示すフローチャート図。
【図６】 後退防止制御を示すフローチャート図。
【図７】 警報出力に関するブロック図。
【図８】 進行方向検出手段を示す側面図。
【図９】 進行方向検出手段を示す背面図。
【図１０】 車両にＧＰＳを搭載した様子を示す図。
【図１１】 ブレーキユニットを示す平面図。
【図１２】 ブレーキユニットを示す側面図。
【図１３】 自動走行モード時の自動走行モードと手動走行モードの切換機構を示す図。
【図１４】 手動走行モード時の自動走行モードと手動走行モードの切換機構を示す図。
【図１５】 操舵クラッチの構造を示す断面図。
【符号の説明】
１ ゴルフカート
１０ コントローラ
１４ 後輪
１５ 前輪
１９ ブレーキユニット
５３ 傾斜センサ
５５ 検出輪
５６ 車速センサ
６０ 進行方向検出手段

Claims (1)

1. 地中に埋設した誘導線を誘導センサにより検出し、自動的に操向・走行制御を行ない無人走行するゴルフカート（１）が、起伏の大きなゴルフ場の坂道等での発進や走行時において、操縦者の意図しない後退走行を始めた場合に、自動的にゴルフカート（１）を停止させるゴルフカート（１）の後退時制御装置において、該ゴルフカート（１）の前後輪（１５・１４）とは別に、前後輪（１５・１４）よりも小径の接地検出輪（５５）を突設し、該検出輪（５５）は車体より下方へ垂設されたポスト（５７）と支持軸（５７ａ）に、サスペンションバネを介して上下摺動可能に支持され、該検出輪（５５）に設けた車速センサ（５６）の検出値により、ゴルフカート（１）の実進行方向（Ｍ１）と実車速（Ｖ１）を検出し、該ゴルフカート（１）に搭載したコントローラ（１０）は、走行路に沿って車速、加速度、傾斜のそれぞれの算出処理を行ない、目標進行方向（Ｍ０）を決定し、前記目標進行方向（Ｍ０）と実進行方向（Ｍ１）を比較し、両者が異符号で、一方が前進であるときに他方が後進であれば、該走行路における実車速（Ｖ１）と、予めコントローラ（１０）に設定された車速誤差（Ｖｓ）との大きさを比較し、実車速（Ｖ１）が車速誤差（Ｖｓ）の範囲を超えていれば、車両を停止させることを特徴とするゴルフカートの後退時制御装置。

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