JPH03200479A - 電動車両における自動運転操作方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、記憶された運転操作を自動的に反復する電動
車両における自動運転操作方式に関するものである。

［従来の技術］ 従来、駆動力源としてホイルモータ（以下、単にモータ
と称す）を使用する電動車両が知られている。駆動方式
としては、一つのモータで後輪のみ、あるいは前輪のみ
を駆動する方式、前輪駆動用のモータと後輪駆動用のモ
ータの二つのモータを使用する方式等柱々の方式が知ら
れている。また、モータを駆動するための電源としては
、鉛蓄電池等の充電可能な二次電池（以下、バッテリー
と称す）のみを使用する方式、バッテリーと発電機を併
用するハイブリッド方式等が知られている。

そして、駆動方式および電源方式として何れの方式を採
用した場合においても、車速、アクセル開度、ブレーキ
踏み込み量等の走行状態に応じてモータに最適な駆動力
あるいは制動力を与えるための演算を行う制御装置が搭
載されているのが一般的である。

更に、ステアリングの方式としては、前輪のみを手動ス
テアリングにより操作する方式、前輪は手動ステアリン
グを行い、後輪はステアリングモータにより自動ステア
リングを行う方式等が知られている。そして、後者の場
合には、後輪操舵用のステアリングモータの回転角は制
御装置により前輪のステアリング角度に応じて同相に、
あるいは逆相に制御されるようになされている。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような種々の提案により、騒音が少なく、排気ガ
スの無い電動車両を構成することが可能となるのである
が、ステアリングハンドル（以下、単にハンドルと称す
）の操作はエンジンを搭載した自動車と同様であり、走
行させるためには運転者がハンドル、アクセルあるいは
ブレーキ等を操作しなければならないし、車庫入れ、あ
るいは縦列駐車等を行う場合には、依然として熟練を要
する複雑な操作が必要であり、初心者には難しいもので
あった。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、ハンド
ル操作、特に、日常決まったハンドル操作が必要なパタ
ーン化されたハンドル操作を自動的に反復できる電動車
両における自動運転操作方式を提供することを目的とす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の電動車両におけ
る自動運転操作方式は、駆動用モータと、前輪操舵用の
手動ステアリングと、後輪操舵用のステアリングモータ
と、前記手動ステアリングをロックする手動ステアリン
グロック用ブレーキと、前記駆動用モータ、前記ステア
リングモータおよび手動ステアリングロック用ブレーキ
を制御する制御装置とを備える電動車両において、前記
制御装置は所定のタイミング毎に運転操作状態を示すデ
ータを取り込んで記憶し、前記記憶された運転操作状態
を示すデータを読み出して記憶された運転操作を反復再
現すると共に、通常走行時には前記手動ステアリングロ
ック用ブレーキを解除し、運転操作状態記憶時および運
転操作反復時には前記手動ステアリングロック用ブレー
キをロックすることを特徴とする。

［作用および発明の効果コ 本発明が適用される電動車両は、車両駆動用モータと、
前輪用手動ステアリングと、後輪用ステアリングモータ
と、前記前輪用手動ステアリングをロックする手動ステ
アリングロック用ブレーキと、これらを制御する制御装
置を備えている。そして、制御装置は、通常走行時には
手動ステアリングロック用ブレーキを解除するが、運転
操作状態を記憶するときには運転者に指示された所定の
角度でロックし、運転操作状態を記憶する。運転操作反
復時には、制御装置は手動ステアリングロック用ブレー
キを、運転操作記憶時と同じ角度にロックすると共に、
記憶された運転操作状態を読み出して反復再現する。

従って、車庫入れあるいは縦列駐車等の面倒な操作が必
要な場合に、−旦熟練者が記憶モードでステアリング操
作、ブレーキ操作、アクセル操作等を記憶しておけば、
その次からは反復モードを選択することにより、自動的
に車庫入れ等を行わせることができるので、初心者に多
い苦手な運転を自動化し、以て安全性を向上させること
ができる。また、反復モード時においては、前輪は記憶
モード時と同じ角度に固定されるので、記憶モード時の
軌跡を正確にトレースできるものである。

［実施例］ 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る電動車両における自動運転操作方
式の一実施例の構成を示す図であるが、第１図（ａ）は
本発明が適用される電動車両の透過斜視図、同図（ｂ）
は回路構成の例を示すブロック図であり、図中、１は制
御装置、２はモータドライバ、３は駆動用モータ、４は
ステアリングモータ、５は電源装置、８は手動ステアリ
ング、７は後輪ステアリングセンサ、８は前輪ステアリ
ングセンサ、９はスイッチ、１０は車速センサ、１１は
アクセルセンサ、１２はブレーキセンサ、１３は手動ス
テアリングロック用ブレーキ、１４は表示装置、１５は
ステアリングモータドライバ、１６は駆動用モータドラ
イバを示す。

第１図（ａ）、（ｂ）において、制御装置１は、演算を
行うマイクロプロセッサおよびＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモ
リ装置を含んでいるものであり、例えば第１図（ａ）に
示すように後輪の近傍に配置され、後述するように、通
常の走行時における走行制御処理、記憶モード処理、反
復モード処理および手動ステアリングロック用ブレーキ
１３のロック、ロック解除の処理を行うものである。な
お、制御装置１はデジタル処理を行うものであり、各セ
ンサの出力は図示しないＡ／Ｄ変換回路によってアナロ
グ信号からデジタル信号に変換されるものである。

モータドライバ２は、第１図（ｂ）に示すように、駆動
用モータ３のための駆動用モータドライバ１６とステア
リングモータ４のためのステアリングモータドライバ１
５を含んでおり、それぞれ周知のスイッチング回路等で
構成される。そして、駆動用モータドライバ１６は、例
えば充電可能なバッテリーあるいは燃料電池で構成され
る電源装置５から所定の電流を駆動用モータ３に供給す
ることにより、制御装置１から指示された駆動力あるい
は制動力を発生させる。また、ステアリングモータドラ
イバ１５は制御装置ｌから指示される舵角に基づいて電
源装置５からステアリングモータ４に電流を供給し、以
てステアリングモータ４を指令された角度だけ指令され
た方向に回転させる。

駆動用モータ３は全ての車輪に対してそれぞれ一つずつ
配設されており、各車輪は駆動用モータ３によってそれ
ぞれ直接に駆動される。なお、駆動用モータ３としては
回生制動可能なモータが使用される。

ステアリングモータ４は第１図（ａ）に示すように後輪
を操舵するためのものであるが、その先端には後輪ステ
アリングセンサ７が配設されている。

その構成例を第２図に示す。ステアリングモータ４は車
体フレーム４１に、ネジあるいはボルト／ナツト等の周
知の固着手段により固着されている。

リレーロッド５７の所定の位置にはラック５６が形成さ
れており、リレーロッド５７のラック５６には、後輪操
舵用のステアリングモータ４により減速機６０を介して
減速回転されるピニオンギヤ６１が噛み合わされている
。なお、図においてステアリングモータ４、減速機６０
及びラック５６とピニオンギヤ６１との噛み合い部は、
Ａ−Ａ線の左側半分の断面がＡ−Ａ線の右側半分の断面
、すなわち第２図における断面に対して直交する断面と
なっている。ピニオンギヤ６１の回転軸６２の下端には
、外歯からなり互いに噛み合う一対の歯車８３．８４を
介して後輪ステアリングセンサ７が配設されている。こ
のように一対の歯車６３゜６４を介することにより、回
転軸６２の上下動を吸収するようにしている。もちろん
、後輪ステアリングセンサ７は回転軸６２に直接取り付
けることもできる。

電源装置５は充電可能なバッテリーあるいは燃料電池等
で構成される。なお、第１図（ａ）においては電源装置
５は前輪近傍と後輪近傍の２箇所に配置されているが、
その他の適当な位置に配置できるものであることは明ら
かである。また、２箇所に分散することなく一箇所に配
置してもよいことも明らかである。

前輪は手動ステアリング６により操舵される。

第１図（ａ）に示す電動車両は、前輪は手動ステアリン
グ６で、後輪はステアリングモータ４で操舵されるよう
になされているが、これは次の理由による。操舵を全て
制御装置１の制御で行うようにすることは可能であるが
、その場合には制御装置ｌが誤動作した場合に安全性を
確保することが困難になる。これに対して、メカニカル
な手動ステアリングを備えることによって運転者は前輪
を直接操舵できることになり、安全性を確保することが
できるものである。また、第１図（ａ）に示す電動車両
においては、前輪と後輪を操舵できるので、平行移動、
小回りが可能となるが、これについては後述する。

前輪ステアリングセンサ８は前輪の操舵角を検知するた
めのものであり、第１図（ａ）には図示しないが、周知
の構成のステアリングセンサが手動ステアリング６に配
設されている。

スイッチ９は、第１図（ｂ）においては一つのブロック
で示されているが、これには種々のスイッチが含まれて
おり、例えば運転者と対向する位置に配置されたパネル
に配設されている。その例を第３図に示す。

第３図において、パネル２０には表示装置１４と種々の
スイッチが配設されている。表示装置１４には車速を時
速で表示する車速表示部２１、電源装置５の状態を表示
する表示部２２および前輪の操舵角を表示する操舵角表
示部２３が設けられており、該操舵角表示部２３にはス
テアリングハンドルの表示と共に、手動ステアリング６
を操作すべき方向を示す矢印２４．２５の表示がなされ
る。なお、第３図に示す表示に限らず、その他の表示が
可能であることは当然である。

次にスイッチについて説明する。２６は通常走行スイッ
チ、２７は平行移動スイッチ、２８は小回りスイッチ、
２９は前進スイッチ、３０はニュートラルスイッチ、３
１は後進スイッチ、３２は自動走行スイッチ、３３は記
憶モードスイッチ、３４は反復モードスイッチ、３５．
３６．３７は後輪ステアリング操作スイッチであり３５
は後輪を右方向に操舵するスイッチ、３８は後輪を左方
向に操舵するスイッチ、３７は直進走行のためのスイッ
チである。なお、前進、ニュートラル、後進の切り換え
はスイッチでなく、シフトレバ−で行うようにしてもよ
い。

通常に走行する場合には、２６〜３１のスイッチを操作
する。即ち、通常走行スイッチ２６および前進スイッチ
２９をオンとすると前進を行うことが可能となり、通常
走行スイッチ２６および後進スイッチ３１をオンとする
と後進を行うことが可能となる。この場合、前輪の操舵
は手動ステアリング６により行われるが、同時に制御装
置１は前輪ステアリングセンサ８の出力を取り込んで前
輪操舵角を検知し、それに応じて後輪の操舵角を求め、
ステアリングモータドライバ１５に指示する。つまり、
後輪の操舵角は前輪の操舵角に応じて決定されるので、
良好な走行性が得られる。平行移動スイッチ２７がオン
となされると、左右方向への平行移動が可能となる。即
ち、平行移動時には運転者は手動ステアリング６により
前輪を車体と略直角にするが、このとき制御装置１は、
後輪を前輪の操舵方向と同じ方向に車体と略直角になる
ように操舵する旨の指示をステアリングモータドライバ
１５に与える。これにより車両を平行移動させることが
できる。小回りスイッチ２８は小さな回転半径で方向転
換する場合に使用されるスイッチで、当該スイッチがオ
ンとなされると制御装置１は後輪を前輪と逆方向に操舵
する。これにより極めて小さな回転半径で車両を回転さ
せることができる。その他のスイッチについては後述す
る。

車速センサ１０は第１図（ａ）には図示しないが、車体
の適当な位置に配置されている。車速センサ１０として
は周知の速度センサを使用することができるが、駆動用
モータ３が所定の時間に何回転したかを検知することに
よって車速を求めるようにしてもよい。

アクセルセンサ１１、ブレーキセンサ１２はそれぞれア
クセル踏み込み量、ブレーキ踏み込み量を検知するもの
であり、周知のものを使用することができる。

手動ステアリングロック用ブレーキ１３は手動ステアリ
ング６を回転不可能とし、前輪の操舵角を固定させるた
めのものであり、その例を第４図に示す。第４図は手動
ステアリングロック用ブレーキの例を示す断面図であり
、ステアリング軸７３は、車体に固定された支持部材７
０に回転可能に支持されており、該ステアリング軸７３
にはステアリングロッド７２を介してステアリングハン
ドル７１が取り付けられている。支持部材７０には板７
４が固定され、該板７４にはカバー７５がネジ８８によ
りネジ止めされている。カバー７５の内部空間には電磁
ブレーキで構成される手動ステアリングロック用ブレー
キ１３が収納されている。電磁ブレーキは、ディスク７
６、コイル７７、アーマチュア７８およびスプラインア
ダプタ７９で構成されている。コイル７７はネジ等の周
知の手段により板７４に固定されている。ディスク７６
はステアリングロッド７２に固定されており、ステアリ
ングハンドル７１の操作と共に回転する。

また、ディスク７６には、開口８１が４箇所程度に設け
られ、更にピン９０とスプリング８９でｔ誇示されてい
るリリースプランジャ８６が４個程度配設されている。

アーマチュア７８は、ネジ８４によりカバー７５に固定
されたスプラインアダプタ７９とスプライン結合されて
いる。ディスク７６およびアーマチュア７９の外周には
、それぞれ、互いに噛合するｆｆ１８２．８３が形成さ
れている。

このような構成において、制御装置ｌからロックの指示
がなされると、電線８７を介してコイル７７に通電され
、コイル７７には電磁力が発生してディスク７６が磁化
する。これによってアーマチュア７８はリリースプラン
ジャ８Ｂおよびスプリング８０の力に打ち勝ってディス
ク７６に吸引されｍ　８２．８３が噛み合い、ステアリ
ングハンドル７１はロックされる。制御、装置ｆの指示
により通電が停止されると、アーマチュア７８はリリー
スプランジャ８Ｂによって押し戻され、歯８２．８３の
噛合が解かれ、ステアリングハンドル７１のロックが解
除される。

次に第５図を参照して制御装置１が行う処理について説
明する。

第５図（ａ）は制御装置ｌが行う処理のメインフローで
あり、まず、制御装置ｌは電源が投入されると初期設定
（］ｌ）で立ち上げ処理を行い、立ち上げが完了すると
各種のセンサからデータを取り込む（Ｓ２）。即ち、前
輪ステアリングセンサ８から前輪の操舵角を、後輪ステ
アリングセンサ７から後輪の操舵角を、スイッチ２６〜
３６からはオン／オフの状態を、車速センサ１０からは
車速を、アクセルセンサ１１からはアクセル踏み込み量
を、ブレーキセンサ１２からはブレーキ踏み込み量を取
り込む。

次に制御装置１はモード選択（Ｓ３）により、現在、通
常走行モードが選択されているか、記憶モードが選択さ
れているか、反復モードが選択されているかを判断する
。この判断は、スイッチ９のオン／オフ状態で行うこと
ができる。即ち、自動走行スイッチ３２と記憶モードス
イッチ３３が共にオンであれば記憶モードが選択されて
いると判断し、自動走行スイッチ３２と反復モードスイ
、チ３４が共にオンであれば反復モードが選択されてい
ると判断し、それ以外であれば通常走行モードであると
判断する。

Ｓ３で通常走行モードであると判断すると、制御装置１
は、手動ステアリングロック用ブレーキ１３に対する通
電を停止してステアリングツ）ンドル７１のロックを解
除（８４）ｌ、、通常走行モード処理（Ｓ５）を行い、
通常走行モード処理が終了すると、制御装置１は再びＳ
２のセンサ入力に戻るが、このループは所定時間、例え
ば、５ｍ５ｅｃあるいは１０ＩＩＩＳｅＣ毎に実行され
る。なお、以下の実施例では上記繰り返し周期は１０　
ｍ５ｅｃであるとする。

Ｓ５の通常走行モード処理の例を第５図（ｂ）に示す。

通常走行モード処理においては、制御装置１は、まず、
スイッチ２６〜３１を有効にする（Ｓ２１）。これによ
って、通常走行スイッチ２６と前進スイッチ２９をオン
とすることにより前進を行うことができ、通常走行スイ
ッチ２６と後逸スイッチ３０をオンとすることにより後
進を行うことができ、また、平行移動スイッチ２７をオ
ンとすることにより平行移動を行うことができ、小回り
スイッチ２８をオンとすることにより小回りを行うこと
ができる。

次に、制御装置ｌはＳ２３でモータ指令値の演算を行う
。当該処理においてはステアリングモータ４に対する後
輪操舵角と、当該電動車両に必要な駆動力または制動力
が演算される。後輪操舵角は、前輪操舵角と車速から求
めることもできるし、前輪操舵角のみから求めることも
できる。前者の場合には、高速時には後輪は前輪と同位
相となされ、低速時には後輪は前輪と逆位相となされる
。

後者の場合には前輪操舵角が小さい場合には後輪は前輪
と同位相となされ、前輪操舵角が大きい場合には後輪は
前輪と逆位相となされる。

駆動力、制動力を求めるための演算は、例えば第５図（
Ｃ）に示すような流れにより行われる。まず、制御装置
１は、Ｓ２で取り込んだ、アクセル踏み込み量を示すア
ークセル信号と速度信号により駆動指令値マツプを参照
して駆動指令値Ａを読み込む（Ｓ３１）。駆動指令値マ
ツプは、例えば第６図（ａ）に示すように、アクセル信
号と速度信号に応じて駆動力値が書き込まれたマツプで
あり、第６図（ａ）の駆動指令値マツプによれば、速度
信号の値がｖＩであるとき、アクセル信号値がＡ　ＣＩ
であれば、制御装置１はＡ＝ｅとし、アクセル信号値が
Ａ　Ｃ２であれば制御装置１はＡ＝ｄとする。

次に制御装置１は、Ｓ２で取り込んだ、ブレーキ踏み込
み量を示すブレーキ信号により制動指令値マツプを参照
して制動指令値Ｂを読み込む（Ｓ３２）。制動指令値マ
ツプは、例えば第６図（ｂ）に示すように、ブレーキ信
号に応じて制動力値が書き込まれたマツプであり、第６
図（ｂ）の制動指令値マツプによれば、ブレーキ信号値
す、であれば、制御装置１はＢ＝ＢＩとする。

以上のようにして駆動指令値Ａおよび制動指令値Ｂが得
られると、次に制御装置１は、下記の式によりモータ指
令値Ｔを演算する（８３３）。

Ｔ＝αＡ−βＢ ここで、α、βはそれぞれアクセル信号、ブレーキ信号
で定められる係数であるが、これはアクセルとブレーキ
が同時に踏まれた場合の駆動と制動のバランスをとるた
めのものである。即ち、制御装置１は、ブレーキ踏み込
み量よりもアクセル踏み込み量の方が大きい場合にはα
〉βとし、アクセル踏み込み量よりもブレーキ踏み込み
量の方が大きい場合にはαくβとする。例えば、単純に
は、制御装置１は、アクセル踏み込み量の方が大きい場
合にはα＝１．β＝０とし、ブレーキ踏み込み量の方が
大きい場合にはα＝ｏ、β＝１とする。

この係数α、βを求めるには、例えば、アクセル踏み込
み量とブレーキ踏み込み量に対応してα、βの値を書き
込んだマツプを使用することで行うことができる。

後輪操舵角およびモータ指令値Ｔの演算が終了すると、
制御装置１は後輪操舵角をステアリングモータドライバ
１５へ、またモータ指令値Ｔを駆動用モータドライバ１
６にそれぞれ指示する（Ｓ２４）。ステアリングモータ
ドライバ１５は指示された操舵角によりステアリングモ
ータ４の回転方向および供給する電流の大きさを決定し
てステアリングモータ４へ電流を供給する。駆動用モー
タドライバ１６は指示されたモータ指令値Ｔにより駆動
用モータ３に供給する電流の大きさを決定し、当該電流
をどの磁極に供給するかをモータ指令値の符号により決
定する。即ち、モータ指令値Ｔの符号は、アクセルが踏
まれている場合にはＢ＝０であるから正の値となるが、
ブレーキが踏まれている場合には負となるから、モータ
指令値Ｔの符号が正であれば駆動力を発生するような位
置にある磁極に電流を供給するが、モータ指令値Ｔの符
号が負であれば制動力を発生するような位置にある磁極
に電流を供給するようにするのである。

このとき、スイッチ２９〜３１の出力に基づいて、前進
または後進の指令も行われる。

なお、第６図（ａ）に示す駆動指令値マツプおよび同図
（ｂ）に示す制動指令値マツプは飽くまでも一例を示す
ものであって、第６図に示すものに限定されるものでは
ない。また、駆動力、制動力を求める方法は種々提案さ
れており、それらの従来知られた方法を採用することも
できるものである。

以上の処理によって、通常の走行が達成される。

次に、第５図（ｄ）を参照して記憶モード時の処理につ
いて説明する。

記憶モードは、パターン化された運転操作、例えば車庫
入れ等の運転を行ったときのハンドル、アクセル、ブレ
ーキ等の操作内容を記憶するためのモードであり、自動
走行スイッチ３２および記憶モードスイッチ３３をオン
とすることにより記憶モードに入ることができる。

制御装置１は、第５図（ａ）の８３において記憶モード
が選択されたと判断すると、手動ステアリングロック用
ブレーキ１３に通電してステアリングハンドル７１の操
作ができないようにする（Ｓ６）と共に、スイッチ２９
．３０，３１．３５．３６および３７を有効とし、スイ
ッチ２６〜２８を無効とする。スイッチ３５．３Ｂ、３
７は後Ｖを操舵するためのスイッチであり、スイッチ３
５がオンとなされると制御装置１はステアリングモータ
ドライバ１５に対して右回転の指示を与え、スイッチ３
６をオンとすると制御装置１はステアリングモータドラ
イバ１５に対して左回転を指示し、直胤スイッチ３７を
オンとする制御装置１はステアリングモータドライバ１
５に対して直進を指示する。なお、記憶モード時におけ
る後輪操舵はこれらのスイッチに代えてシロイスティッ
クを使用することも可能である。

以上のように、記憶モード時においては前輪は操舵不能
となされ、スイッチ２９〜３１．３５〜３７の操作およ
びアクセルとブレーキの操作で後輪を操舵することによ
って走行が行われる。この状態は、運転者の向きが反対
ではあるが、通常の前輪操舵の車両と同じであることが
分かる。従って、記憶モード時においては前輪は操舵角
Ｏ″の位置にロックされることが望まし″いが、所望の
操舵角でよいことは当然である。記憶する走行軌跡によ
っては０６でない操舵角にロックする方が好ましい場合
があるからである。そこで、前輪の操舵角が運転者によ
り所望の角度に設定された状態で自動走行スイッチ３２
および記憶モードスイッチ３３がオンとなされると、制
御装置１はその操舵角で手動ステアリング６をロックす
ることになる。従って、運転者が現在の前輪操舵角を明
確に認識できるように、表示装置１４に前輪ステアリン
グセンサ８から取り込んだ前輪の操舵角を表示するよう
にしてもよいものである。

さて、制御装置１は、第５図（ａ）の８６で手動ステア
リングロック用ブレーキ１３をロックした後、記憶モー
ド処理（Ｓ７）を実行する。この記憶モード処理は、例
えば第５図（ｄ）に示すように行われる。

記憶モード処理においては、まず、直前のモードが記憶
モードであったか否かを判断する（Ｓ４１）。直前のモ
ードが記憶モードであれば引き続いて時刻カウンタをイ
ンクリメントする（Ｓ４３）が、今回初めて他のモード
から記憶モードに切り換えられたのであれば、後輪操舵
角等の操作内容を記憶するためにメモリをクリアすると
共に、時刻カウンタおよび走行距離カウンタをリセット
（Ｓ４２）ｔ、てから時刻カウンタをインクリメントす
る。

次に、Ｓ４４では、運転者の操作に応じて第５図（ｂ）
に示す通常走行モード処理が行われる。このとき、車両
は後輪のみが操舵されることは前述した通りである。

制御装置１は、Ｓ４７において、車速センサ１０から取
り込んだ車速と当該ルーチンにおける今回の処理時間（
１０ｍ５ｅｃ）とから当該処理時間中に走行する距離を
演算し、これまでの積算距離に加算して今回のルーチン
における処理までの積算距離を求める。

Ｓ４７の処理が終了すると、制御装置ｌは、Ｓ４８にお
いて、Ｓ４７で求めた積算走行距離、Ｓ２で取り込んだ
アクセルセンサ１１の出力値わよびブレーキセンサ１２
の出力値、後輪ステアリングセンサ７の出力値、前後進
スイッチ２９〜３１の出力値をメモリに書き込み、リタ
ーンする。なお、アクセルセンサ値およびブレーキセン
サ値に代えて、駆動用モータドライバ１６に指令したモ
ータ指令値Ｔを記憶するようにしてもよいものである。

制御装置ｌは当該ルーチンを処理した後、所定の時間（
１０ｍ５ｅｃ）後に再び８２以下の処理を繰り返すが、
次に８７の記憶モード処理のルーチンに入ってきたとき
には、Ｓ４１では直前のモードが記憶モードであると判
断されるので、Ｓ４３で時刻カウンタがインクリメント
され、８４４以下の処理が行われる。

このようにして記憶された運転操作データの構造の例を
第７図に示す。第７図によれば、記憶運転操作データは
、スタートからの時間、積算走行距離、アクセル踏み込
み量、ブレーキ踏み込み量、後輪操舵角および前後進ス
イッチの値が書き込まれているのが分かる。なお、運転
操作データがルーチンの繰り返し周期である１０ｍ５ｅ
ｃ毎に収集されることは明らかである。また、第７図に
おいては前後進スイッチの値はニュートラルの場合には
「Ｏ」、前進の場合には「１」、後進の場合には「２」
となされているが、その他の値でよいことは当然である
。また、第７図には図示していないが、運転操作データ
には手動ステアリング６がロックされたときの操舵角も
書き込まれる。

次に反復モード処理について説明する。反復モードは記
憶モード時に記憶された運転操作を反復再現するモード
であり、自動走行スイッチ３２および反復モードスイッ
チ３４が共にオンとなされると制御装置１は反復モード
が選択されたものと判断し第５図（ａ）の８３から８８
に分岐し、まず、現在前輪操舵角が記憶モード時と同じ
であるか否かを判断する（Ｓ８）。即ち、反復モード時
においても手動ステアリング６はロックされ、後輪のみ
で操舵されるのであるが、このとき、前輪の操舵角が記
憶モード時と異なっていると記憶された通りの軌跡を再
現することができない。そこで、まず、Ｓ８において、
Ｓ２で取り込んだ前輪ステアリングセンサ８の出力値と
運転操作データに書き込まれた記憶モード時の前輪操舵
角を比較することにより、現在の前輪操舵角が記憶モー
ド時と同じであるか否かを判断し、同じであれば手動ス
テアリングロック用ブレーキ１３に通電して手動ステア
リング６をロックするが、同じでなければＳ１１に分岐
し、前輪操舵角を記憶モード時と一致させるためには手
動ステアリング６をどちらの方向に回転させればよいか
を判断し、右回転が必要であれば８１２で矢印２５（第
３図）を点灯させ、左回転が必要であれば矢印２４を点
灯させる。

そして、前輪操舵角が記憶された角度と一致したと判断
すると、制御装置１は手動ステアリングロック用フレー
キ１３に通電して手動ステアリング６をロックする（Ｓ
９）。なお、手動ステアリン″グ６の回転方向の指示は
、第３図に示す矢印２４．２５の表示に代えて、音声に
より行ってもよいものである。

以上のようにして前輪操舵角を記憶モード時の操舵角に
ロックすると、制御装置１は次にＳＩＯにおいて反復モ
ード処理を実行するが、運転操作を反復再現する方式に
は、少なくとも次の二つの方式が考えられる。いま、第
８図（ａ）に示すように、車両をスタートマーク９５に
位置させたＡの状態からＢの状態を経てＣの状態にする
車庫入れの場合の運転操作を考えると、後輪操舵角は積
算距離の増加に伴って概ね第８図（ｂ）に示すように変
化する。なお、第８図（ｂ）においては後輪操舵角の増
大する方向は後輪を左回りに操舵する方向を示し、減少
する方向は後輪を右回りに操舵する方向を示す。即ち、
第８図（ａ）のＡで示す状態においては後輪操舵角はＯ
ｏ−であるが、前進すると共にスイッチ３６により左回
りに操舵、ＢからＣに移行するにつれてスイッチ３５に
より右回りに操舵されて中心位置（Ｏ＠）を通り越し、
最後には再びスイッチ３６により左回りに操舵されてＣ
の状態になされる。

従って、収集された運転操作データから第８図（ｂ）に
示す運転操作マツプを作成し、反復運転時の積算走行距
離によって当該運転操作マツプを参照してそのときの後
輪操舵角を読み出し、求められた後輪操舵角値をステア
リングモータドライバ１５に指令することにより反復運
転が可能であることが分かる。これが第１の反復運転方
式である。

これは次のような観点に基づく方式である。つまり、記
憶モード時においては運転者が何らかの運転操作を行う
のであるが、反復時には必ずしも記憶モード時に運転し
た者が乗車するわけではなく、他の者が乗車したり、あ
るいは誰も乗車しないことがあるから、記憶時と反復時
とでは全体の重量は異なることが考えられる。また、記
憶時と反復時とではタイヤの空気圧も異なるのが一般的
であろう。このようなことから、記憶時と反復時とでは
車輪の径が異なる可能性があるから、記憶された時刻と
同じ時刻に記憶されたと同じモータ指令値を指示したと
しても、必ずしも同じ距離を走行するとは限らない可能
性が高いことになる。そこで、時間は無視しても、第８
図（ｂ）に示されるような運転操作マツプを忠実に再現
すれば、記憶された通りの軌跡を正確にトレースできる
のであり、このように積算走行距離を主体にして反復再
現するようになされたのが第１の反復運転方式であり、
例えば、第５図（ｅ）に示すような処理が行われる。

まず、制御装置１は、直前のモードが反復モードであっ
たか否かを判断する（Ｓ５１）。直前のモードが反復モ
ードであれば、時刻カウンタをインクリメン）　（８５
３）して８５５以下の処理を実行するが、直前のモード
が反復モードでなく、今回初めて反復モードに入ったの
であれば、以後の処理を行うために時刻カウンタおよび
走行距離カウンタをリセット（Ｓ５２）し、次に時刻カ
ウンタをインクリメントしてから８５５以下の処理を行
う。

Ｓ５５では、Ｓ２で取り込んだ車速センサ１０の値と当
該ルーチンにおける処理時間とから当該処理時間中にお
ける走行距離を算出し、前回までの積算走行距離に加算
して、反復モード時における実積算走行距離を算出する
。

次に、制御装置１は、第７図に示す運転操作データを参
照して、Ｓ５５で求めた実積算走行距離に最も近い距離
データに対応したアクセル信号値、ブレーキ信号値、後
輪操舵角および前後進スイッチ値を読み出す（８５６）
。例えば、いまＳ５５で求められた積算走行距離が３ｍ
であったとするとζ　制御装置１は第７図の運転操作デ
ータを参照して、アクセル踏み込み１１２５％、ブレー
キ踏み込み量０％、後輪操舵角−３０″前後進スイッチ
値１を読み出すのである。次に、制御装置１は８５６で
読み出した前後進スイッチ値から前進を行うか後進を行
うかを決定しく５５７）、駆動用モータドライバ１６へ
指令するモータ指令値を演算（Ｓ５８）して、得られた
モータ指令値を駆動用モータドライバ１６に指示する（
８５９）。Ｓ５８のモータ指令値の演算は第５図（Ｃ）
に示す流れにより行われる。なお、運転操作の反復を開
始するときには、制御装置１は第７図の運転操作データ
の最初のデータを読み込んでモータ指令値を演算するが
、記憶された運転操作データの初めの値は、積算走行距
離はＯｍであり、アクセル踏み込み量、ブレーキ踏み込
み量が共に０％であることが多く、この場合には演算の
結果得られるモータ指令値はＯとなり、当該第１の反復
運転方式においては積算走行距離により走行軌跡のマツ
チングを行う方式である関係上、いつまでも走行距離が
Ｏｍの場合のデータを読み出してしまい、車両が走行し
ないという事態が生じる。そこで、運転操作の反復を開
始するときには、最初の時刻のデータから得られるモー
タ指令値がＯであった場合には次の時刻のデータを読み
出してモータ指令値を演算するようにし、この処理をモ
ータ指令値がＯでなくなるまで続けるようにする。第７
図に示す運転操作データの例においては、制御装置１は
まず、時刻０．１　ｍ５ｅｃのデータを読み込んでモー
タ指令値を演算するが、この場合には前後進スイッチの
値は０、即ちニュートラルスイッチ３０がオンとなされ
ているからモータ指令値はＯとなるので、次に０．２　
ｍ５ｅｃのデータを読み込んでモータ指令値を演算する
。しかし、この場合には前進スイッチ２９がオンとなさ
れているがブレーキが踏まれているのでモータ指令値は
Ｏとなるから、次に０．３ｍ５ｅｃのデータを読み込ん
でモータ指令値を演算する。この場合には前進スイッチ
２９がオンであり、しかもアクセルが踏まれているから
、モータ指令値はＯでない値が得られ、このモータ指令
値が初めてＳ５９で駆動用モータドライバ１６に指示さ
れることになる。この処理は運転操作の反復を開始する
ときのみ行われるものであって、−旦Ｏでないモータ指
令値が得られた後は、モータ指令値は５５Ｅｉで読み出
されたデータに基づいて演算される。

以上、アクセル信号およびブレーキ信号からモータ指令
値を演算する場合について説明したが、当該第１の反復
運転方式においては積算走行距離により記憶された軌跡
とのマツチングを行うものであり、その場合速度は低速
の方がマツチングをとるのが容易であるから、モータ指
令値は予め定められた低速を与える一定値としてもよい
ものである。

以上のようにして、モータ指令値が演算され、駆動用モ
ータドライバ１６への指示が終了すると、制御装置１は
、次に８５Ｅ３で読み出した後輪操舵角をステアリング
モータドライバ１５に指令（Ｓ６０）してリターンし、
所定の時間（１０鵬５ｅｅ）後に再び上述した８２以下
の処理を実行する。

以上の動作により、車両は記憶モードで記憶された走行
軌跡を反復することができる。

以上が第１の反復運転方式であるが、次に第２の反復運
転方式について第５図（ｆ）を参照して説明する。上述
した第１の反復運転方式がオープンループ制御であるの
に対して、第２の反復運転方式は後輪操舵角に関してフ
ィードバック制御を行うようにしたものであり、そのた
めに第５図（ｆ）に示すフローチャートは、第５図（ｅ
）に示す処理に後輪操舵角の演算を行う処理（Ｓ７１）
が追加されたものとなっている。

Ｓ７１の後輪操舵角演算処理は、Ｓ２で取り込んだ現在
の後輪操舵角と、Ｓ６７で読み込んだ運転操作データに
書き込まれた後輪操舵角との差から後輪の操舵角を補正
する処理であり、Ｓ７１で得られた後輪操舵角の補正角
をステアリングモータドライバ１５に指示することによ
り後輪の操舵角のずれを修正することが可能となる。

なお、上述した８５８およびＳ６９におけるモータ指令
値演算処理は、当該電動車両の制動が駆動用モータ３の
回生制動のみで行われる場合には、第５図（Ｃ）に示す
流れで行うことができるが、メカニカルブレーキをも併
用している場合には、第９図に示すように、９６で示す
駆動用モータ３に対する制動指令値に９７で示すメカニ
カルブレーキによる制動量を加えて作成されている９８
で示すマツプにより制動指令値を求めるようにする。

以上の処理により記憶された軌跡をより正確に反復する
ことができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、パタ
ーン化された運転操作を記憶させておくことによって自
動的に反復運転を行うことができるので、車庫入れある
いは縦列駐車等の複雑な運転操作を必要とする場合にお
いても安全に行うことができる。また、本発明は、通常
の電動車両に適用できるばかりでなく、駆動用モータお
よびステアリングモータを搭載している車両であれば適
用することが可能であり、特に、工場内で決まったパタ
ーンで走行する搬送車には好適であり、また、玩具にも
適用することができるものである。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可
能であることは当業者に明らかである。例えば、上記実
施例では運転操作の記憶を必要としたが、予め所定の運
転操作をＲＯＭカードあるいはＩＣカードに記憶させて
おき、これらのＲＯＭカードあるいはＩＣカードをセッ
トすることによっても反復運転を行うことができるもの
であり、これは特に玩具等に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電動車両における自動運転操作方
式の一実施例の構成を示す図、第２図は後輪のステアリ
ング機構の例を示す断面図、第３図はスイッチ類および
表示装置が配置されたパネルの例を示す図、第４図はス
テアリングロック用ブレーキの構成例を示す図、第５図
は制御装置が行う処理の流れを示す図、第６図は駆動指
令値マツプおよび制動指令値マツプの例を示す図、第７
図は運転操作データの構造例を示す図、第８図は反復運
転方式を説明するための図、第９図は反復モード時に使
用する制動指令値マツプの例を示す図である。 １・・・制御装置、２・・・モータドライバ、３・・・
駆動用モータ、４・・・ステアリングモータ、５・・・
電源装置、８・・・手動ステアリング、７・・・後輪ス
テアリングセンサ、８・・・前輪ステアリングセンサ、
９・・・スイッチ、ｌＯ・・・車速センサ、１１・・・
アクセルセンサ、１２・・・ブレーキセンサ、１３・・
・手動ステアリングロック用ブレーキ、１４・・・表示
装置、１５・・・ステアリングモータドライバ、１６・
・・駆動用モータドライバ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動用モータと、前輪操舵用の手動ステアリング
   と、後輪操舵用のステアリングモータと、前記手動ステ
   アリングをロックする手動ステアリングロック用ブレー
   キと、前記駆動用モータ、前記ステアリングモータおよ
   び手動ステアリングロック用ブレーキを制御する制御装
   置とを備える電動車両において、前記制御装置は所定の
   タイミング毎に運転操作状態を示すデータを取り込んで
   記憶し、前記記憶された運転操作状態を示すデータを読
   み出して記憶された運転操作を反復再現すると共に、通
   常走行時には前記手動ステアリングロック用ブレーキを
   解除し、運転操作状態記憶時および運転操作反復時には
   前記手動ステアリングロック用ブレーキをロックするこ
   とを特徴とする電動車両における自動運転操作方式。