JPH07149217A - 自動走行車の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＰＵにより走行制御する自動走行車におい
て、プログラム暴走があっても車体が急停車せずに緩や
かに停止させて、車体や乗員に大きな衝撃が加わらない
ようにする。 【構成】 発電制動装置と、非駆動時に制動するスプリ
ングクローズ型の駐車ブレーキと、ＣＰＵの異常を検出
する異常検出手段と、前記ＣＰＵから独立した回路で構
成され異常検出に基づいて起動するソフトスタート手段
と、このソフトスタート手段の出力に基づき前記発電制
動装置を作動させる発電制動制御手段と、一定車速以下
で前記駐車ブレーキを作動させる駐車ブレーキ制御手段
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＰＵにより走行制御
を行う自動走行車に適用される制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術】ゴルフカーや工場内無人運搬車などにおい
て、走行コースに沿って埋設した誘導線を車体側に設け
た誘導コイル等のセンサで検出し、無人誘導可能とした
車両すなわち自動走行車が公知である。例えば、誘導線
に交流電流を流しておく一方、車両側にこの交流電流が
形成する交流磁界を検出するコイル（誘導コイル）を設
け、このコイルの検出出力の変化から車両の誘導線から
のずれすなわち偏差量を検出し、この偏差量が所定範囲
内に入るように車両の操向輪を操舵するものがある。

【０００３】また走行路面に設けた送信器から出力され
る指令車速を示す信号を車体側に設けた受信器で受信
し、車速をこの指令車速に一致させるように車速制御す
るものもある。これら操舵制御や車速制御には、通常Ｃ
ＰＵすなわちデジタルコンピュータが用いられている。

【０００４】しかしＣＰＵはその作動中に誤った入力信
号やノイズなどのために誤作動し、プログラムが暴走す
ることがあり得る。そこでＣＰＵには、プログラムの正
常作動時に一定時間間隔でパルスを出力するウォッチド
ッグタイマ出力が通常設けられている。そしてこのウォ
ッチドッグタイマ出力のパルスが消えたことからプログ
ラムの暴走を検出することができる。

【０００５】

【従来技術の問題点】ここに従来の装置では、このよう
にウォッチドッグタイマ出力からプログラム暴走を検出
すると直ちにＣＰＵをリセットし、プログラムを最初か
ら再びスタートさせている。しかし非駆動時に制動力を
発生するスプリングクローズ型の駐車ブレーキを備える
場合には、プログラム暴走時に走行指令信号が一時的に
遮断され、駐車ブレーキが非駆動状態になると、この駐
車ブレーキは急に制動状態になり、急激に制動力が加わ
ることになる。このため車体に衝撃が加わり車体が傷み
易くなる。

【０００６】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、非駆動時に制動状態になるスプリングクロ
ーズ型の駐車ブレーキを有する場合に、ＣＰＵのプログ
ラム暴走が発生しても駐車ブレーキが急に効いて車体に
衝撃を与えるおそれのない自動走行車の制御装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【発明の構成】本発明によればこの目的は、ＣＰＵによ
り走行制御する自動走行車において、発電制動装置と、
非駆動時に制動するスプリングクローズ型の駐車ブレー
キと、ＣＰＵの異常を検出する異常検出手段と、前記Ｃ
ＰＵから独立した回路で構成され前記異常検出に基づい
て起動するソフトスタート手段と、このソフトスタート
手段の出力に基づき前記発電制動装置を作動させる発電
制動制御手段と、一定車速以下で前記駐車ブレーキを作
動させる駐車ブレーキ制御手段とを備えることを特徴と
する自動走行車の制御装置により達成される。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるエンジン駆動
式ゴルフカーの概念図、図２はその制御装置の全体構成
を示すブロック図、図３はその前段部分の詳細図、図４
はその発電制動系の後段部分の詳細図、図５は駐車ブレ
ーキ系の後段部分の詳細図、図６はソフトスタート手段
の回路図、図７はその出力信号を示す図である。

【０００９】これらの図において、１０は本発明に係る
自動走行車としてのゴルフカーの車体である。この車体
１０の前部には操向輪としての前輪１２、１２が配設さ
れ、後部には駆動輪としての後輪１４、１４が配設され
ている。また、車体１０の中央付近には、操縦者が着座
するためのシート（図示せず）が設けられている。車体
１０には荷物搭載用のキャリアが固定され、このキャリ
アにはゴルフバッグが載置される。

【００１０】前記車体１０の車体幅方向中央部には、車
体後方へ向って斜め上方へのびるステアリング軸２０が
回動自在に保持されている。ステアリング軸２０の下端
部にはステアリングアーム２８が固着されている。この
ステアリングアーム２８の回動端はステアリングロッド
３０、３０を介して左右の前輪１２のナックルアーム３
２、３２に連結されている。

【００１１】３６は自動操縦用の電動モータであり、車
体１０側に固定されている。このモータ３６の回転は歯
付きベルト３８によってステアリング軸２０に伝えられ
る。ベルト３８に代えて歯車であってもよい。車体１０
の前部の下方には左右一対の誘導線センサ４０が配設さ
れ、走行ルートに沿って路面に敷設された誘導線４２を
検出する。各センサ４０、４０の出力はこの誘導線４２
との距離に応じて変化するから、後記制御装置（メイン
コントローラ）４６は両センサ４０、４０の出力の差に
基づいて車体１０の誘導線４２からのずれすなわち偏差
量を求めることができる。

【００１２】このゴルフカー１０の前輪１２、１２を操
舵するモータ３６は、ステアリングコントローラ４４
（図１、２）により制御される。すなわち制御装置（メ
インコントローラ）４６の指令に基づいて、このステア
リングコントローラ４４はモータ３６を所定回転量だけ
右または左に回動させる。

【００１３】次に動力系統を説明する。符号５０は車体
１０の中央付近に搭載されたエンジン、５２は後輪１
４、１４間に配設された駆動ケースである。この駆動ケ
ース５２の入力軸には、エンジン５０のクランク軸回転
がＶベルト式自動変速機５４を介して伝えられる。変速
機５４と駆動ケース５２の出力軸との間には電磁ブレー
キ５６が介在する。

【００１４】この電磁ブレーキは走行時に励磁されてブ
レーキが解放され、主電源のオフ時に非励磁となってブ
レーキがかかるスプリングクローズ型のものであり、本
発明の駐車ブレーキとなるものである。５７はセルダイ
ナモであり、エンジン５０のクランク軸にベルトで連結
されている。

【００１５】エンジン５０に接続された気化器５８のス
ロットル弁（図示せず）は、電磁クラッチからなる切換
装置６０を介して、ステップモータ６２により開閉され
る。すなわち切換装置６０が電磁クラッチをつないだ状
態で、ステップモータ６２を回転させることによりスロ
ットル弁を開閉する。この時のスロットル弁開度はスロ
ットルセンサで検出されてメインコントローラ４６に帰
還され、この開度が目標開度となるように制御される。
このメインコントローラ４６はマイクロコンピュータ
（ＣＰＵ）６４を持ち、切換装置６０およびモータ６２
は、このＣＰＵ６４の出力に基づいてスロットルコント
ローラ６６で制御される。

【００１６】次に操舵制御装置を説明する。前記誘導線
センサ４０、４０の出力は増幅器６８、６８を介してメ
インコントローラ４６に入力される。メインコントロー
ラ４６のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）６４には、こ
れら増幅器６８、６８の出力がＣＰＵ６４に入力され
る。

【００１７】ＣＰＵ６４はセンサ４０、４０の出力に基
づいて、車体１０の誘導線４２からのずれすなわち偏差
量を演算する。前記ステアリングコントローラ４４は、
この偏差量を０とするようにモータ３６を制御する。

【００１８】このＣＰＵ６４には現実の車速（現在車
速）Ｖと目標とする車速（指令車速）Ｖ₀ とが入力され
る。現実の車速Ｖは、例えば駆動ケース５２に後輪１４
の回転に同期してパルスを出力するエンコーダ７０を取
付け、このエンコーダ７０の出力をインターフェースを
介してＣＰＵ６４に入力し、ＣＰＵ６４はこのエンコー
ダ７０の出力パルスをカウントすることにより車速Ｖを
演算する。

【００１９】指令車速Ｖ₀ は、例えば走行路面に設けた
表示板（図示せず）を、車体側に設けた読取器７２で読
取ることにより検出される。表示板は例えばバーコード
や永久磁石配列により予め決めた複数段の車速のいずれ
かを示すように構成され、読取器７２では表示板の表示
内容から複数段の車速のいずれかを判別する。ＣＰＵ６
４ではこれらの現在車速Ｖおよび指令車速Ｖ₀ の差を求
め、この差が０になるように、前記スロットルコントロ
ーラ６６を介してモータ６２を制御する。

【００２０】次に発電制動装置７４について説明する。
この発電制動装置７４は、駆動ケース５２に取付られ後
輪１４の駆動軸により駆動される直流発電機７６と、こ
の発電機７６の電機子７６ａと閉回路を形成するように
接続された抵抗器７８とを有する。発電機７６の界磁コ
イル７６ｂの電流は後記の発電制動手段８０により制御
される。また前記駐車ブレーキとしての電磁ブレーキ５
６は、後記駐車ブレーキ制御手段８２により制御され
る。

【００２１】前記ＣＰＵ６４は運転状況に応じてそれぞ
れ変化する３種の信号Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ を出力する。信
号Ｐ₁ は電磁ブレーキ指令信号である。車体の走行時は
Ｈレベルとなって後記駐車ブレーキ制御手段８２により
電磁ブレーキ５６を非制動とする一方、停車時にＬレベ
ルとなって制動とする。

【００２２】信号Ｐ₂ はいわゆるウォッチドッグタイマ
出力であり、ＣＰＵ６４の正常動作時には一定周期のパ
ルスが出力され（図７参照）、プログラム暴走などがあ
るとこのパルスの出力が停止される。この信号Ｐ₂ は本
発明の異常検出手段としての暴走検出回路８４に入力さ
れ、ここでパルスが一定周期で出力されていなければ異
常有りと判断され、この結果は信号保持回路８６に記憶
される。この信号保持回路８６の出力信号ａは、暴走時
にＨレベルとなる暴走信号ａとなる（図７）。

【００２３】信号Ｐ₃ は発電機電流指令信号であり、制
動時に発電制動装置７４に発生させる制動力の大きさに
対応してデューティ比が変化するパルスからなる。すな
わち発電制動力を増やす時には信号Ｐ₃ のデューティ比
は増大し、後記する発電制御回路８０は界磁コイル７６
ｂの電流（界磁電流）Ｉ_F を増大させる。なおこの信号
Ｐ₃ はＦ／Ｖ変換器８８でアナログ電圧の信号Ｉ₂ に変
換される。従ってこの信号Ｉ₂ の電圧は信号Ｐ₃ のデュ
ーティ比の増減に対応して上下に変化する。

【００２４】暴走信号ａは、まず点火回路９０（図１）
に送られてエンジン５０へ送る点火信号の出力を停止さ
せる。この点火回路９０は正常時にはＣＰＵ６４の信号
に基づいて所定タイミングに点火信号を出力し、エンジ
ン５０を点火させるが、この暴走信号ａがＨレベルにな
ると点火信号を消してエンジン５０を停止させる。

【００２５】また暴走信号ａは同時にスロットルコント
ローラ６６に送られ、スロットル弁を全閉にする方向へ
スロットルモータ６２を駆動させる。暴走信号ａはま
た、ソフトスタート手段９２によって時間と共に電圧が
漸増する信号Ｉ₁ とされて発電制動制御手段８０に入力
される。このソフトスタート手段９２は図６のように構
成される。この図で９２ａはＮＰＮトランジスタ、９２
ｂはこのトランジスタ９２ａのコレクタと電源電圧Ｖ_cc
との間に直列接続された抵抗、９２ｃはエミッター・接
地間の抵抗、９２ｄは抵抗９２ｃに並列接続されたコン
デンサである。

【００２６】暴走信号ａは、直列抵抗９２ｅおよび接地
抵抗９２ｆとを介してトランジスタ９２ａのベースに入
力される。なお出力信号Ｉ₁ はトランジスタ９２ａのエ
ミッタから取出される。

【００２７】このソフトスタート回路９２において、暴
走信号ａがＬレベル（正常時）ならトランジスタ９２ａ
はオフ、従って出力Ｉ₁ は０ボルトとなる。暴走信号ａ
が図７に示すように或る時点ｔ₀ にＬレベル（正常時）
からＨレベル（暴走時）に変化すると、トランジスタ９
２ａはオンし、コンデンサ９２ｄは充電を開始する。こ
のため出力信号Ｉ₁ は次第に増加する。

【００２８】次に駐車ブレーキ制御手段８２を図３、５
を用いて説明する。この手段８２は、前記ＣＰＵ６４の
電磁ブレーキ指令信号Ｐ₁ と暴走信号ａとが入力される
ＯＲ回路９４と、このＯＲ回路９４の出力により開かれ
るゲート（アンド）９６とを持つ。前記エンコーダ７０
で求めた現実の車速Ｖは、Ｆ／Ｖ変換回路９８で電圧に
変換され、車体が停止したか否かの判別をするための設
定車速Ｖ_ooの電圧と比較器１００で比較される。比較器
１００はＶ＜Ｖ₀₀ならＨレベルを出力する。

【００２９】この比較器１００の出力と前記暴走信号ａ
とがＮＡＮＤ回路１０２に入力される。このＮＡＮＤ回
路１０２の出力信号（リセット信号）ｂは車速Ｖが十分
に低速（Ｖ＜Ｖ_oo）でかつプログラム暴走中（暴走信号
ａがＨレベル）の時にＬレベルとなり、それ以外ではＨ
レベルとなる。この信号ｂは前記ゲート９６に入力され
る。従ってこのゲート９６の出力は、プログラム暴走中
でかつ車速ＶがＶ_oo以下の時にＬレベルとなり、それ以
外の時にはＨレベルとなる。

【００３０】このゲート９６の出力はドライバ回路１０
４に入力される。ドライバ回路１０４は図５に示すよう
に、エミッタ接地のＮＰＮトランジスタ１０４ａを備
え、そのベースにゲート９６の出力信号が入力され、そ
のコレクタと電源Ｖ_ccとの間に駐車ブレーキとしての電
磁ブレーキ５６が接続されている。なお１０４ｂは電磁
ブレーキ５６と並列接続されたダイオードであり、トラ
ンジスタ１０４ａのオフ時のサージ電流吸収用である。

【００３１】ゲート９６の出力は、暴走中かつ低速時
か、非暴走中かつ信号Ｐ₁ がＬレベルの時にのみＬレベ
ルとなり、この時トランジスタ１０４ａはオフ、従って
電磁ブレーキ５６は非励磁となり、駐車ブレーキが効く
ことになる。それ以外の時には電磁ブレーキ５６は励磁
され、駐車ブレーキは不作動である。

【００３２】ＮＡＮＤ回路１０２の出力信号ｂは暴走か
つ低速時にのみＬレベルとなり、このＬレベルの信号ｂ
によりリセット回路１０６（図１）を作動させてＣＰＵ
６４をリセットさせる。なおこのリセット回路１０６は
メインスイッチ１０８の投入により電源回路１１０がオ
ンとなり、ＣＰＵ６４が起動する時にもＣＰＵ６４を一
度リセットさせる。

【００３３】発電制動制御手段８０は、図３、４に示す
ように、アナログスイッチ１２０と、ＰＷＭ回路１２２
と、ドライバ回路１２４とを有する。アナログスイッチ
１２０は、Ａ、Ｂ入力端信号に基づいて入力信号Ｉ₁ 、
Ｉ₂ 、Ｉ₃ のいずれかを選択するものである。すなわち
Ａ入力端には暴走信号ａが、Ｂ入力端にはリセット信号
ｂが入力される。またＩ₁ はソフトスタート回路９２の
出力、Ｉ₂ はＦ／Ｖ変換器８８の出力であり、Ｉ₃ は接
地されている。

【００３４】そしてこのアナログスイッチ１２０では、
暴走信号ａがＨレベル（暴走中）の時に、信号Ｉ₁ を選
択して出力し、リセット信号ｂがＬレベル（暴走中かつ
低速）の時には信号Ｉ₃ を選択する。それ以外の時には
Ｉ₂ を選択する。

【００３５】ＰＷＭ回路１２２は、パルス幅変調を行う
ものであり、アナログスイッチ１２０の出力電圧の上昇
と共にデューティ比が増大するパルスを出力する。ドラ
イブ回路１２４は前記駐車ブレーキ制御手段８２のドラ
イブ回路１０４と同じ回路であり、ＰＷＭ回路１２２の
デューティ比増加につれて界磁コイル８０の電流Ｉ_Fを
増加して、発電制動力を増大させる。

【００３６】従って走行中（Ｖ＞Ｖ_oo）に暴走が発生す
ると暴走信号ａがＨレベルとなり、アナログスイッチ１
２０は信号Ｉ₁ を選び、この信号Ｉ₁ は暴走発生時から
ソフトスタート回路９２により漸増するから、発電制動
力も０から次第に増加する。そして車速ＶがＶ_oo以下に
なるとリセット信号ｂがＬレベルになり、アナログスイ
ッチ１２０は信号Ｉ₃ すなわち０電圧を出力する。この
ため発電制動力は０になる。この時にはリセット信号ｂ
により電磁ブレーキ５６が非励磁となり、駐車ブレーキ
が効いて停止する。

【００３７】また非暴走時にはアナログスイッチ１２０
は信号Ｉ₂ を選択する。この信号Ｉ₂ は、ＣＰＵ６４が
正常な動作時に所定の発電制動力を得るための指令値で
あるから、これに対応する界磁電流Ｉ_F が界磁コイル８
０に流れる。

【００３８】以上の実施例は駐車ブレーキとして電磁ブ
レーキを用いているが、本発明にはこれに限られず、空
気圧や油圧を用いるブレーキであってもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、スプリ
ングクローズ型の駐車ブレーキを有する場合に、ＣＰＵ
のプログラム暴走が発生するとソフトスタート手段によ
り緩やかに変化する信号を用いて発電制動力を緩やかに
増大させ、一定車速以下になると駐車ブレーキを効かせ
て停止させるから、車体が急停車せず、車体に衝撃を与
えることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるエンジン駆動式ゴルフ
カーの概念図

【図２】その制御装置の全体構成を示すブロック図

【図３】その前段部分の詳細図

【図４】その発電制動系の後段部分の詳細図

【図５】駐車ブレーキ系の後段部分の詳細図

【図６】ソフトスタート手段の回路図

【図７】その入・出力信号を示す図

【符号の説明】

１２ 前輪 ４６ 制御装置（メインコントローラ） ６４ ＣＰＵ ５６ 駐車ブレーキとしての電磁ブレーキ ７４ 発電制動装置 ８０ 発電制動制御手段 ８２ 駐車ブレーキ制御手段 ８４ 異常検出手段としての暴走検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＰＵにより走行制御する自動走行車に
   おいて、発電制動装置と、非駆動時に制動するスプリン
   グクローズ型の駐車ブレーキと、ＣＰＵの異常を検出す
   る異常検出手段と、前記ＣＰＵから独立した回路で構成
   され前記異常検出に基づいて起動するソフトスタート手
   段と、このソフトスタート手段の出力に基づき前記発電
   制動装置を作動させる発電制動制御手段と、一定車速以
   下で前記駐車ブレーキを作動させる駐車ブレーキ制御手
   段とを備えることを特徴とする自動走行車の制御装置。