JP3131109B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、所定の経路に敷設さ
れた誘導線に沿って自動操舵を行いつつ走行する自動走
行車の操舵制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ゴルフ場内においてゴルフバ
ッグ等の荷物や人を搬送する自動走行車が各種提案され
ている。この種の自動走行車としては、例えば特開平５
−８０８４４号のように、所定の誘導経路に沿って走行
するよう車両を自動操舵する操舵制御装置を備えたもの
が知られている。

【０００３】図４は、こうした自動走行車に搭載される
操舵制御装置の概略構成を示すブロック図である。同図
において、１ａ〜１ｃは誘導線センサであり、車両の前
端部に取り付けられたＴ字状アーム２に地面と対向する
よう配置されている。これら３つの誘導線センサ１ａ〜
１ｃは、所定の経路に埋設された誘導線Ｌを磁気的に検
出し、この誘導線Ｌとの距離に対応した電圧レベルの検
出信号をコントローラ３へ出力する。コントローラ３
は、各誘導線センサ１ａ〜１ｃの出力に基づき、車両位
置と誘導経路との偏差を検出し、この偏差を「０」にす
るよう操舵モータ４への通電を制御する。これにより、
車両が誘導経路から逸脱しないよう操舵制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
操舵制御装置において、誘導線センサ１ａ〜１ｃの故障
や路面状態の影響による脱線など、自動操舵に何らかの
異常が生じた場合、通常、車両は自動的に停止するよう
制御されるが、車両が完全に停止するまでの間はある程
度の距離を走行するため、この間に本来の誘導経路から
車両が逸脱する可能性がある。この場合、仮に運転者が
自らハンドル操作を行って手動操舵をしようとしても、
操舵モータ４の駆動力によって自由な操舵ができず、車
両の逸脱を回避することは極めて困難である。また、従
来の操舵制御装置においては、自動操舵中はハンドル操
作が機械的に禁止される構造になっているのが一般的で
あり、このような場合には全くハンドル操作ができない
ことになる。

【０００５】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、誘導線センサの故障や路面状態の影響による
車両の脱線など自動操舵に異常が生じた場合に、運転者
による手動操舵を可能とし、車両の逸脱を防止すること
ができる操舵制御装置を提供することを目的としてい
る。また、この発明は、自動操舵中にハンドル操作によ
る手動操舵が禁止されている場合においても、自動操舵
に異常が発生した場合には手動優先の操舵状態にするこ
とができる操舵制御装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車両の操舵機構を駆動する操舵モータと、所定の経路に
敷設された誘導線を検出し、該誘導線との距離に応じた
検出信号を出力する誘導線センサと、該センサの出力に
基づき、当該車両位置と前記誘導線位置との偏差を訂正
するよう前記操舵モータに対する通電量を制御する操舵
制御手段とを具備し、これによって当該車両を自動操舵
する操舵制御装置において、前記誘導線センサの出力に
基づき、自動操舵が正常になされているか否かを検出す
る異常検出手段と、ハンドル操作による手動操舵がなさ
れたか否かを検出する手動操舵検出手段と、前記異常検
出手段によって自動操舵の異常が検出され、かつ、前記
手動操舵検出手段によって手動操舵がなされたことが検
出された場合、手動操舵に対する負荷を軽減すべく前記
操舵モータに対する通電量を低減する操舵制御抑制手段
とを具備することを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ハンドルと操舵機構との間に介挿され、手
動操舵中に連結状態とされる一方、自動操舵中に非連結
状態とされる操舵クラッチと、前記異常検出手段によっ
て自動操舵の異常が検出された場合、前記操舵クラッチ
を非連結状態から連結状態に切り替える異常時切替手段
とを具備することを特徴としている。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明によれば、異常検出手段
は、誘導線センサの出力に基づき、自動操舵が正常にな
されているか否かを検出し、手動操舵検出手段は、ハン
ドル操作による手動操舵がなされたか否かを検出し、操
舵制御抑制手段は、異常検出手段によって自動操舵の異
常が検出され、かつ、手動操舵検出手段によって手動操
舵がなされたことが検出された場合、手動操舵に対する
負荷を軽減すべく操舵モータに対する通電量を低減す
る。これにより、誘導線センサの故障や車両の脱線など
自動操舵に何らかの異常が発生した場合に、運転者によ
るハンドル操作の開始に応じて操舵モータの駆動力が低
減され、異常発生後の手動操舵を容易に行うことが可能
となる。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、異常時切替
手段は、異常検出手段によって自動操舵の異常が検出さ
れた場合、操舵クラッチを非連結状態から連結状態に切
り替える。これにより、自動操舵に異常が発生するとと
もにそれまで不能であったハンドル操作が可能となり、
その後の運転者によるハンドル操作の開始に応じて操舵
モータの駆動力が低減され、異常発生後の手動操舵を容
易に行うことが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。 Ａ：実施例の構成 図１はこの発明の一実施例による操舵制御装置の構成を
示すブロック図である。この図に示す操舵制御装置が搭
載される自動走行車は、当該操舵制御装置による自動操
舵モードとハンドル操作による手動操舵モードとを選択
的に切り替えられるよう構成されており、例えばゴルフ
場で使用されるゴルフカートとして使用される。

【００１１】図１において、この操舵制御装置は、誘導
線センサ１ａ〜１ｃ、モータ温度センサ１ｄ、モータ電
流センサ１ｅ、コントローラ３′、操舵モータ４、バッ
テリＢ、リレーＲおよび操舵クラッチ５から構成されて
いる。なお、図４に示した各部と共通する部分には同一
符号を付し、説明を省略する。

【００１２】コントローラ３′は、ＣＰＵ（中央処理装
置）、メモリ等のハードウェアによって構成されている
が、そのソフトウェア構成は、入力部３１ａ〜３１ｅ、
センサ異常判断部３２、通常時操舵制御計算部３３、異
常時操舵制御計算部３４、モータ電流指令値計算部３
５、励磁電圧計算部３６，３７、出力部３５ａ，３６
ａ，３７ａおよび自動／手動判定部３８から成ってい
る。

【００１３】入力部３１ａ〜３１ｅは、各種センサ１ａ
〜１ｅから発生される検出信号をＡ／Ｄ（アナログ／デ
ィジタル）変換し、変換後のディジタル値をセンサ異常
判断部３２へ出力する。センサ異常判断部３２は、各誘
導線センサ１ａ〜１ｃおよびモータ温度センサ１ｄの出
力レベルを所定のしきい値と比較し、誘導線センサ１ａ
〜１ｃの故障や操舵モータ４の過熱など自動操舵におけ
る種々の異常（後述する）を判断する。ここで、モータ
温度センサ１ｄは、操舵モータ４あるいはその近傍に設
置され、該モータ４の温度に対応した温度検出信号を発
生する。

【００１４】自動／手動判定部３８は、モータ電流セン
サ１ｅの出力レベルを所定のしきい値と比較し、自動操
舵中に運転者によるハンドル操作がされたか否かを判定
し、この判定結果を異常時操舵制御計算部３４へ出力す
る。ここで、モータ電流センサ１ｅは、操舵モータ４を
駆動するアクチュエータ（図示略）に流れる電流量に対
応した電流検出信号を発生する。

【００１５】通常時操舵制御計算部３３は、センサ異常
判断部３２によって自動操舵が正常に行われていると判
断された場合に、各誘導線センサ１ａ〜１ｃの出力レベ
ルに基づき、車両位置と誘導経路との偏差を検出し、こ
の偏差を「０」にするような制御指令値を算出する。異
常時操舵制御計算部３４は、センサ異常判断部３２によ
って自動操舵に異常があると判断され、かつ、自動／手
動判定部３８によってハンドル操作が検出された場合
に、モータ電流を「０」とする制御指令値を出力する。

【００１６】モータ電流指令値計算部３５は、通常時操
舵制御計算部３３あるいは異常時操舵制御計算部３４か
ら供給される制御指令値に対応したモータ電流指令値を
算出し、この値に対応したＰＷＭ(Pulse Width Modulat
ion)波を出力する。このＰＷＭ波は、出力部３５ａを介
し、操舵モータ４へ供給される。

【００１７】励磁電圧計算部３６は、通常時操舵制御計
算部３３あるいは異常時操舵制御計算部３４から供給さ
れる制御指令に基づき、リレーＲに対するオン／オフ指
令信号を出力する。このオン／オフ指令信号は、出力部
３６ａを介し、リレーＲへ供給される。励磁電圧計算部
３７は、通常時操舵制御計算部３３あるいは異常時操舵
制御計算部３４から供給される制御指令に基づき、操舵
クラッチ５に対するオン／オフ指令信号を出力する。こ
のオン／オフ指令信号は、出力部３７ａを介し、操舵ク
ラッチ５へ供給される。

【００１８】また、操舵モータ４は、コントローラ３′
の制御の下、バッテリＢに基づき通電され、図示しない
操舵機構を駆動する。すなわち、自動操舵モードにおい
て、コントローラ３がリレーＲをオンにすると、操舵モ
ータ４は、バッテリＢの電源に基づき、コントローラ
３′から与えられるＰＷＭ波に対応した通電がなされ、
これによって操舵機構を駆動する。一方、手動操舵モー
ドにおいて、コントローラ３′がリレーＲをオフにする
と、バッテリＢから操舵モータ４への電源供給は停止さ
れ、自動操舵が停止される。

【００１９】さらに、操舵クラッチ５は、図２に示すよ
うに、ハンドルの回動操作を操舵機構（図示略）に伝達
する操舵軸ＳＨに介挿されている。この操舵クラッチ５
は、コントローラ３′による制御の下、手動操舵モード
の場合、手動操舵を可能とすべくハンドルを操舵軸ＳＨ
に連結し、自動操舵モードの場合、ハンドル操作による
手動操舵を禁止すべく該ハンドルを操舵軸ＳＨから切り
離す。

【００２０】Ｂ：実施例の動作 次に、この実施例の動作について説明する。図３は自動
操舵モードにおいてコントローラ３′が実行する操舵制
御ルーチンを示すフローチャートである。以下では、こ
のフローチャートを参照し、実施例の動作を正常時と異
常時に分けて説明する。なお、この操舵制御ルーチン
は、自動操舵モードの間、所定のサイクルで繰り返し実
行される。

【００２１】（１）正常時の動作 まずコントローラ３′は、図３に示す操舵制御ルーチン
を起動すると、ステップＳＴ１に処理を進める。ステッ
プＳＴ１では、各誘導線センサ１ａ〜１ｃおよびモータ
温度センサ１ｄの出力レベル（電圧）に基づき、以下の
異常を判別することにより、自動操舵が正常に行われて
いるか否かを判断する。

【００２２】誘導線センサ１ａ〜１ｃのうち一部のセ
ンサの異常 この異常は、誘導線センサ１ａ〜１ｃのうち一部のセン
サの出力レベルが所定の上限値と下限値で定められた範
囲内に収まらなくなることにより検出される。この場
合、他の一部のセンサは正常に機能しているため、自動
操舵はある程度継続可能である。

【００２３】全ての誘導線センサ１ａ〜１ｃの異常 この異常は、全ての誘導線センサ１ａ〜１ｃの出力レベ
ルが上記所定の範囲内に収まらなくなることにより検出
される。この場合、正常な自動操舵は不能となる。

【００２４】偏差異常 この異常は、路面状態等の影響により車両が誘導経路か
ら脱線した状態であって、各誘導線センサ１ａ〜１ｃの
出力レベルに基づき算出される車両位置と誘導経路との
偏差が所定期間所定値以上となることにより検出され
る。この場合も、自動操舵の継続は不能となる。

【００２５】操舵モータ４の異常 この異常は、操舵モータ４が過熱し、モータ温度センサ
１ｄによって検出される温度が所定のしきい値を越える
ことにより検出されるものである。この場合も、自動操
舵の継続は不能となる。

【００２６】誘導線Ｌの異常 この異常は、誘導線Ｌが何らかの原因によって切断等さ
れ誘導経路に存在しない状態であって、中央の誘導線セ
ンサ１ｂの出力レベルが所定の下限値以下になることに
より検出されるものである。この場合も、自動操舵の継
続は不能となる。

【００２７】ここで、上記〜の何れの異常も発生し
ていない場合、上記ステップＳＴ１の判断結果が「Ｙｅ
ｓ」となり、ステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２で
は、通常時操舵制御計算部３３に基づく操舵制御、すな
わち各誘導線センサ１ａ〜１ｃの出力レベルから車両位
置と誘導経路との偏差を検出し、この偏差を「０」にす
るような制御指令値に基づき操舵制御を行う。

【００２８】このように自動操舵が正常に行われている
間は、当該ルーチンが起動される度に上記ステップＳＴ
１，ＳＴ２の動作を繰り返し、各誘導線センサ１ａ〜１
ｃの出力に基づき車両位置と誘導経路との偏差が「０」
になるよう操舵制御が行われる。

【００２９】（２）異常時の動作 自動操舵に上記〜のうち何れかの異常が発生した場
合、前述のステップＳＴ１の判断結果が「Ｎｏ」とな
り、ステップＳＴ３に進む。ステップＳＴ３では、コン
トローラ３′は、図示しない速度制御部および制動制御
部に対し停止指令を出す。この結果、車両に制動がかか
り、完全に停止するまで徐々に減速される。

【００３０】一方、上記ステップＳＴ３で停止指令を出
した後は、当該発生した異常の種別によって、車両が完
全に停止するまでの制御の態様が異なるので、以下、場
合を分けて説明する。

【００３１】ａ）一部の誘導線センサが異常の場合（前
記） 誘導線センサ１ａ〜１ｃのうち一部の誘導線センサが異
常の場合、ある程度の自動操舵は可能なので、異常時操
舵制御計算部３４は、残りの正常な誘導線センサのうち
少なくとも１つのセンサの出力に基づき、車両位置と誘
導経路との偏差を検出し、この偏差を「０」にするよう
な制御指令値を算出する。これによって操舵制御が継続
される（ステップＳＴ４）。

【００３２】ｂ）その他の異常の場合（前記〜） 全誘導線センサ１ａ〜１ｃの異常、偏差異常、操舵モー
タ４の異常、あるいは誘導線Ｌの異常の場合、自動操舵
の継続は不能となるので、操舵クラッチ５をオンにして
ハンドルを操舵機構に連結し、ハンドル操作を可能とす
る（ステップＳＴ５）。この結果、車両が停止するまで
の間、運転者による手動操舵が可能となる。ただし、こ
の段階では操舵モータ４による操舵制御は継続される
（前述のステップＳＴ２）。

【００３３】そして、運転者が操舵モータ４の駆動力に
逆らってハンドル操作を行うと、操舵モータ４に大きな
負荷がかかるため、操舵モータ４を駆動するアクチエェ
ータ（図示略）に流れる電流が上昇する。これによりモ
ータ電流センサ１ｅの出力レベルが所定のしきい値を越
えると、ステップＳＴ６の判断結果が「Ｙｅｓ」とな
り、ステップＳＴ７に進む。

【００３４】ステップＳＴ７では、操舵モータ４に対す
る通電指令値を「０」にするとともにリレーＲをオフに
することによって操舵モータ４への通電を停止させる。
これにより、操舵状態は完全に手動操舵モードに切り替
わり、以後、運転者は操舵モータ４の抵抗を受けること
なくハンドル操作が可能となる。

【００３５】Ｃ：実施例のまとめ このように、本実施例によれば、自動操舵モードで走行
する間、誘導線センサ１ａ〜１ｃの故障や偏差異常など
種々の異常を検出すると、車両を円滑停止させるべく制
動をかける。そして、当該異常が一部の誘導線センサの
故障である場合には、他の正常な誘導線センサのみによ
って自動操舵を継続させる。一方、当該異常が全誘導線
センサ１ａ〜１ｃの故障や脱線による偏差異常など、自
動操舵の継続が不可能なものである場合には、操舵クラ
ッチ５をオンにしてハンドルを操舵機構に連結する。そ
の後、運転者がハンドル操作を開始すると、これをモー
タ電流の上昇によって検出し、手動操舵に対する負荷を
除去すべく、操舵モータ４への通電を停止させる。こう
して、自動操舵が不可能な異常が発生した場合には手動
優先の操舵状態となる。

【００３６】Ｄ：変更例 なお、本実施例では、前述のステップＳＴ７において、
手動操舵に対する負荷を完全に除去すべく、操舵モータ
４に対する通電指令値を「０」にするようにしたが、手
動操舵を容易に行うことができれば、通電指令値を所定
量低減させるだけでもよい。一方、操舵モータ４に対す
る通電指令値を「０」にするだけでは、手動操舵に対す
る負荷を完全に除去できない場合には、操舵モータ４自
体を操舵機構から機械的に切り離し可能とするクラッチ
機構を設けておき、このクラッチをオフするようにして
もよい。

【００３７】また、本実施例では、操舵クラッチ５を設
けて自動操舵中にハンドル操作を不能とする構成にした
が、本発明は、操舵クラッチ５を設けない構成とした場
合にも適用可能である。この場合、操舵モータ４の駆動
力に逆らえば常に手動操舵が可能ではあるが、異常発生
時には特に操舵モータ４の通電が停止（あるいは低減）
されるため、手動優先の操舵状態となる。

【００３８】また、前述のステップＳＴ４において、一
部の正常な誘導線センサによって自動操舵の継続が十分
可能な場合には、この場合のみ前述のステップＳＴ３の
停止指令を出さないようにしてもよい。

【００３９】また、異常の発生を運転者に報知すべく、
アラーム音を発生したり、あるいはＬＥＤ(Light Emitt
ed Diode)等からなる表示部（図示略）に警告表示を行
うようにしてもよい。また、本実施例では、運転者によ
るハンドル操作の有無をモータ電流の上昇を検出するこ
とによって判別するようにしたが、これに限らず、ハン
ドル自体に感圧センサ等を取り付けるなど、その他の検
出手段を採用してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、誘導線センサの故障や路面状態の影響による車両の
脱線など自動操舵に異常が発生した場合に、運転者によ
る手動操舵を可能にし、結果として車両の逸脱を防止す
ることができる。また、自動操舵中にハンドル操作が禁
止されている場合においても、自動操舵に異常が発生し
た場合には、手動優先の操舵状態にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による操舵制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】 同実施例の操舵クラッチの取り付け位置を示
す斜視図である。

【図３】 同実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４】 従来の操舵制御装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ…誘導線センサ、 １ｄ…モータ温度センサ、 １ｅ…モータ電流センサ（手動操舵検出手段）、 ２…Ｔ字状アーム、 ３′…コントローラ（異常検出手段、操舵制御手段、操
舵制御抑制手段、異常時切替手段）、 ３１ａ〜３１ｅ…入力部、 ３２…センサ異常判断部、 ３３…通常時操舵制御計算部、 ３４…異常時操舵制御計算部、 ３５…モータ電流指令値計算部、 ３５ａ，３６ａ，３７ａ…出力部、 ３６，３７…励磁電圧計算部、 ３８…自動／手動判定部、 ４…操舵モータ、 ５…操舵クラッチ、 Ｂ…バッテリ、 Ｌ…誘導線、 Ｒ…リレー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−205505（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−286315（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−247323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−14214（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−272441（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−38208（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭53−33949（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭63−42686（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の操舵機構を駆動する操舵モータ
   と、所定の経路に敷設された誘導線を検出し、該誘導線
   との距離に応じた検出信号を出力する誘導線センサと、
   該センサの出力に基づき、当該車両位置と前記誘導線位
   置との偏差を訂正するよう前記操舵モータに対する通電
   量を制御する操舵制御手段とを具備し、これによって当
   該車両を自動操舵する操舵制御装置において、 前記誘導線センサの出力に基づき、自動操舵が正常にな
   されているか否かを検出する異常検出手段と、 ハンドル操作による手動操舵がなされたか否かを検出す
   る手動操舵検出手段と、 前記異常検出手段によって自動操舵の異常が検出され、
   かつ、前記手動操舵検出手段によって手動操舵がなされ
   たことが検出された場合、手動操舵に対する負荷を軽減
   すべく前記操舵モータに対する通電量を低減する操舵制
   御抑制手段とを具備することを特徴とする操舵制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の操舵制御装置において、 ハンドルと操舵機構との間に介挿され、手動操舵中に連
   結状態とされる一方、自動操舵中に非連結状態とされる
   操舵クラッチと、 前記異常検出手段によって自動操舵の異常が検出された
   場合、前記操舵クラッチを非連結状態から連結状態に切
   り替える異常時切替手段とを具備することを特徴とする
   操舵制御装置。