JPH0466363A - 車両の誘導装置 - 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、操向ハンドルによって操舵される操舵輪を有
した車両に適用される誘導装置に関する。

〔従来の技術〕

市販の有人走行車両には、無人走行のための手段は備え
られていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、従来、無人走行車両が必要な場合には、該車両
を別途購入しているか、これは経済上の観点から見て得
策ではない。

本発明の目的は、かかる状況に鑑み、操向ハンドルによ
って操舵される操舵輪を有した市販の有人走行車両に無
人誘導走行機能を付加することかできる誘導装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、操舵用アクチュエータと、無人走行時に上記
操舵機構と連係して、上記操舵用アクチユエータの操舵
力を該操舵機構に作用させる操舵力伝達手段と、地上に
配置された誘導標識を検出して、規定の走行コースに対
する車体の偏位を検出する偏位検出手段と、上記偏位検
出手段で検出された車体偏位が補正されるように上記操
舵用アクチュエータを制御する制御手段とを備えている
。

〔作用〕

上記操舵用アクチュエータの操舵力が操舵輪に作用され
ない場合には、有人操舵による走行が可能となり、上記
操舵力伝達手段によって操舵用アクチュエータの操舵力
を操舵輪に作用させた場合には無人誘導走行か可能とな
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照しなから本発明の実施例について説明
する。

第１図および第２図は、本発明に係る誘導装置か適用さ
れた車両の一実施例を示す平面図および側面図である。

同図に示す車両は、操向ハントルコによって操舵される
前車輪２と、図示していない走行用モタて駆動される左
右の後車輪３と、シート４とを有した電動式三輪車であ
る。

第３図は、この車両に付加した電動式操舵機構の構成を
概念的に示しでている。

この操舵機構は、略三角状のコネクティングプレート５
と、該プレート５上に固定配置されたサポートブロック
６と、ピン７を介して上記サポートブロック６に揺動自
在に支承されたジヨイントリンク８と、このジヨイント
リンク８に形成された凹溝８ａに嵌入されるピン９土、
プレート５の左右前端部にそれぞれ固定されたロット連
結具コ０．１１と、該連結具１０．１１にそれぞれの一
端部か連結されたロッド１２，１３と、左右前端部に上
記ロット１２，１３の他端部かそれぞれ連結され、かつ
中央部に位置する回動軸コ４に歯車１５か連結されたコ
ネクティングプレート１６と、上記歯車１５に歯合され
た歯車］７と、この歯車１７を回動させる操舵用モータ
１８とを備えている。

コネクテインクプレート５は、後方中央部に孔５ａを有
し、この孔５ａは第４図に示したフロントフォークシャ
フト２０に回動可能に嵌合されている。

なお、フロントフォークシャフト２０の上端部には、ハ
ンドルシャフト２１の下端部が嵌合連結されている。そ
して、ノ＼ンドルシャフト２１の上端部には、第１図に
示したノーンドル１か取付けられ、またフロントフォー
クシャフト２０の下端部に付設されたフロントフォーク
２２には、同図に示した前車輪２が支承されている。

一方、上記ピン９は、第４図に示したように、周面に形
成したネジ山によって上記フロントフォークシャフト２
０とハンドルシャフト２１の嵌合部に螺着されている。

このピン９の先端部は、ハンドルシャフト２１の前方に
突出しており、第４図に実線で示したように前記ジヨイ
ントリンク８か後方側に揺動された場合、該ジヨイント
リンク８の凹溝８ａ（第３図参照）に嵌入される。

」二記ロッド連結具］０は、第５図に示すように、ホー
ル］、　Ｏａと、基端部か該ホール１０ａに嵌合された
柄部１．　Ｏｂと、ボール１０ａに連結された取付は用
ボルト１．０　Ｃとを備え、柄部１０ｂの先端部に設け
られたネジ穴１０ｄにロッド１２のネジ部１２ａが螺合
される。

この連結具１０によれば、取付は用ボルト１０Ｃを中心
としてロット１２を自由に回動させることができる。

なお、連結具１１も全く同様の構成を有している。

また、第３図では示されていないが、コネクテインクプ
レート１６に対するロッド１２，１３の連結も、ロット
連結具１０と同様の連結具を介して行っている。

さらに、上記コネクテイングプレート１６、歯車１５、
歯車１７および操舵用モータ１８は、第２図に示した前
部ケーシング２３内に配置されている。

ところで、この実施例では、標識検出用のセンサ２４．
２５．２６．２７および２８を車体下部に設けている。

センサ２４は、所定の走行コースに沿って路面に敷設さ
れた誘導標識３０を検出するために設けられている。こ
のセンサ２４は、第６図に示したように、複数の磁気検
出素子２４ａを直線上に配列させた構成を持ち、車幅方
向に沿って車体前部に配設されている。

なお、上記誘導標識３０は磁気テープから構成されてお
り、センサ２４の磁気検出素子２４ａはこの磁気テープ
の発生磁界を感知した場合にオンする。

いま、第６図に示したように、センサ２４の中心線（車
体の前後方向中心軸線）ρが誘導標識３０の中心線から
Δｄたけ偏位しているとすると、ハツチングを付した磁
気検出素子２４ａがオン動作する。この場合、センサ２
４に組込まれた図示していない信号処理回路は、オン動
作した磁気検出素子２４ａの出力信号に基ついて、上記
偏位Δｄに対応した偏位信号を出力する。

なお、上記偏位信号は車両か右偏位した場合と左偏位し
た場合とて極性か異なる。

一方、センサ２５．２６および２７は磁性体検出素子か
らなり、車幅方向についての配置位置か互いに相違して
いる。センサ２８も磁性体検出素子からなり、センサ２
５の後方に配置されている。

第１図に示したように、前記ハンドル１の上部にはスイ
ッチボックス３１か、また車体の後部両側には第８図に
示すコントローラ３２等か収納されるボックス３３．３
４か配設されている。

さらに、車体前方部には弧状のハンバ３５か配設され、
また前記ケーシング２３の前面には障害物センサ３６が
取付けられている。

この実施例の車両を有人走行させる場合には、第４図に
示したジヨイントリンク８を前方に傾倒して、該リンク
８の凹溝８ａからビン９を抜く操イ乍、つまりハンドル
ンヤフト２１とコ不りティングプレート５との連係を解
除する操作か行われる。

ついて運転者は、シート４に着座した状態でスイッチホ
ックス３］を操作して車両を起動し、その後、ハンドル
１を操作しなから走行する。

なお、有人走行時には、スイッチボックス３１に設けら
れた速度選択スイッチによって低速走行、高速走行のい
ずれかが選択される。

一方、この実施例の車両を無人走行させる場合には、第
４図に示したジヨイントリンク８が後方に傾倒されて、
該リンク８の凹溝８ａにピン９が嵌合される。そして、
ボックス３３に配設された起動スイッチ１つか押されて
図示していない起動リレーがセットされ、その結果、第
８図に示すコントローラ３２のサーボアンプ３２−１．
３２−２、操舵用モータ１８および走行用モータ３７２
等か起動可能な状態におかれる。

第９Ａ図〜第９Ｆ図は、第８図に示すＣＰＵ３２−３で
実行される処理手順を示している。なおＣＰＵ３１−３
は、入力回路３２−４を介して各センサ等の出力信号を
入力する。

第９Ａ図に示したように、ＣＰＵ３２−３では、まず上
記起動リレーがセットされているか否かが判断される（
ステップ１００）。

リレーがセットされている場合には、ステップ１０１て
後述するフラグＦＡ−ＦＤが“０”に設定された後、前
記ハンパ３５に取付けられた衝突検出用リミットスイッ
チ３８かオフしているか否がか判断される（ステップ１
０２）。そして、スイッチ３８かオフしている場合には
、前記障害物センサ３６の出力信号に基づいて車両前方
の予設定注意領域に障害物が存在してしないが否がか判
断される（ステップ１０３）。

なお、障害物センサ３６は超音波によって障害物を感知
する。

障害物センサ３６か障害物を感知していない場合には、
第６図に示したコントローラプルゾーンＷ内の磁気検出
素子２４ａか誘導標識３ｏの磁気を検出しているか否が
か判断される（ステップ１０４）。

なお、車両かコースアウトシたり、誘導標識３０が寸断
している場合には、上記コントローラプルゾーンＷ内の
磁気検出素子２４ａが誘導標識３０の磁気を検出しない
状態になる。

ステップ１０４の判断結果かＮｏの場合には、ステップ
１０５〜１０８て上記フラグＦＡ−ＦＤが“１”に設定
されているか否かがそれぞれ判断される。

現時点てフラグＦＡ−ＦＤはいずれも“Ｏ”に設定され
ているので、次のステップ１０９においてタイマがセッ
トされるとともに、フラグＦＡか“１”に設定される。

なお、上記タイマのセット時間は、たとえば数秒である
。

つきに、低速前進走行を指令する速度指令信号が出力回
路３２−５を介して減算器３２−６に人力される（ステ
ップ１１０）。

減算器３２−６では、上記速度指令信号と速度検出器４
０より出力される実車速を示す信号との偏差か求められ
る、そして、サーボアンプ３２２はこの偏差に対応した
駆動信号を走行用モータ３７に加え、この結果、車両は
低速前進走行するつぎのステップ１］１では、上記タイ
マかタイムアツプしたか否かか判断され、タイムアツプ
した場合には、高速前進走行を指令する速度指令信号か
減算器３２−６に加えられ（ステップ１１２）これによ
って車両か高速前進走行する。

車両が走行している間においては、前記誘導標識３０に
対する車両の偏位を示す上記標識検出センサ２４の出力
信号に基づき、上記偏位を補正するための舵角舵指令信
号が作成される。そして上記舵角舵指令は、出力回路３
２−５を介して減算器３２−７に加えられる。

減算器３２−７では、上記操舵指令信号と舵角検出器４
・１より出力される実舵角を示す信号との偏差か求めら
れ、前記サーボアンプ３２−１はこの偏差に対応した駆
動信号を操舵用モータ１８に加える。この結果、上記偏
差か零となるように操舵用モータ１８が作動され、これ
により車両の偏位か補正される。

すなわち、モータ］８の作動によって第３図に示したコ
ネクテインクプレート１６か回動され、これによりロフ
ト１２．１３を介してコネクテイングプレート５か回動
される。そして、コネクテインクプレート５の回動力は
、第４図に示したビン９を介してフロントフォークシャ
フト２０に伝達され、その結果、上記偏位か補正される
方向に車輪２か操舵される。

ところで、誘導用磁気テープ３０の右方部位に位置する
走行路面上の適所には、第７図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
、（ｄ）、（ｅ）および（ｄ）に示したように、減速標
識５１．５１’　、増速標識５２．５２’　、停止標識
５３．５３’　、左分岐標識５４　５４’、右分岐標識
５５．５５’　およびコーナ標識５６．５６’が敷設さ
れている。

上記各標識は、鉄板等の磁性体で構成されている。そし
て、同各図から明らかなように、標識５］０および５］
′はそれらの直上を前記センサ２５および２８が同時に
通過するように、また標識５２および５２′はそれらの
直上をセンサ２６および２８か同時に通過するように、
さらに標識５３および５３′はそれらの直上を前記セン
サ２７および２８か同時に通過するように、それぞれ位
置決めされている。

一方、標識５４および５４′は、それらの直上を前５己
センサ２５，２６のｘｌおよびセンサ２８か同時に通過
するように、標識５５および５５′は、それらの直上を
前記センサ２６，２７の対およびセンサ２８か同時に通
過するように、さらに標識５６および５６′は、それら
の直上をセンサ２５２６．２７の組およびセンサ２８が
同時に通過するように、それぞれの面積および敷設位置
が設定されている。

上記標識５１′〜５６′およびこれらを検出するセンサ
２８は、誤検出判定用に設けられている。

すなわち、たとえば第７図（ａ）のセンサ２５が、標識
５１の近傍に存在している磁性物体を標識５コとして誤
検出したと仮定すると、このときセンサ２５から離隔さ
れたセンサ２６は上記磁性物体を検出しない。一方、セ
ンサ２５か標識５コを検出した場合には、センサ２８か
同時に標識５１′を検出する。

そこで、この実施例では、センサ２５，２８が同時に標
識検出信号を出力した場合に、減速指令標識が検出され
たと判断している。なお、他の標識５２′〜５６′　も
誤検出判定用に設けられている。

第９Ａ図のステップ］１３、］１４．１１５および１コ
ロでは、上記磁性体検出センサ２５〜２８の出力信号に
基づいて、標識５４．５５．５６および５１が検出され
たか否かがそれぞれ判断される。そして、標識５４．５
５．５６および５１のいずれもか検出されない場合には
、手順がステップ１０２に戻される。

以後、ステップ１０５まで手順か進行した場合、現在フ
ラグＦＡが“１”に設定されていることがら、手順がス
テップ１１３にジャンプされる。

つぎに、ステップ１０２て上記パンパスイッチ３８かオ
ンしたこと、つまり障害物がハンパ３５に衝突したこと
か判断されると、ステップ］］７て車両が非常停止され
るとともに、ステップ］］８でコントローラの各要素や
モータ１８，３７に対する電源の供給か停止される。

なお、非常停止後に再び車両を走行させる場合には、コ
ントローラ３２の電源を再投入したのち、前記起動スイ
ッチ］９を再び押せばよい。

一方、ステップ１０３で予設定注意領域に存在する障害
物が検出された場合には、第９Ｂ図に示す手順か実行さ
れる。すなわち、低速指令が前記減算器３２−６に与え
られ、これにより車両か低速走行される（ステップ］１
９）。

つぎに、障害物か除去されたか否かか判断され（ステッ
プ１２０）、除去されない場合には障害物が予設定危険
領域に入ったか否かが判断される（ステップ１２１）。

そして、ステップ１］７の判断結果がＮＯある間に障害
物か除去された場合には、ステップ１２２て高速走行の
だめの指令が減算器３２−６に出力された後、手順かス
テップ１１３に戻される。

一方、障害物か予設定危険領域に入った二とかステップ
１２１て判断されると、車両を一時停止させる処理と前
記起動リレーをリセットさせる処理が実行される（ステ
ップ１２３）。

つきに、ステップ１０４の判断結果かＴＥＳである場合
について説明する。

第６−に示したコントローラプルゾーンＷ内の各磁気検
出素子２４ａが誘導標識３０の磁気を検出しない状態は
、車両がコースアウトした場合と誘導標識３０が寸断し
ている場合に発生し、後者においては短時間の内にセン
サ２４の磁気検出素子２４ａか誘導標識３０の磁気を検
出することになる。

そこでこの実施例では、第９Ｃ図に示すように、車両が
上記寸断箇所を通過するのに十分な時間をタイマにセッ
トする処理が実行され（ステップ１２４）、かつ上記タ
イマのタイムアツプ前に上記コントローラプルゾーンＷ
内の磁気検出素子２４ａか誘導標識３０の磁気を検出し
たか否かが判断される（ステップ１２５）。

そして、ステップ１２５の判断結果かＹＥＳの場合には
、つまり上記寸断の場合には手順がステップ１１３に戻
される。また判断結果かＮｏの場合には、つまり車両か
コースアウトしている場合には、車両を一時停止させる
処理と前記起動リレーをリセットさせる処理が実行され
る（ステップ１２６）。

一方、前記ステップ１１３で第７図（ｄ）に示した左分
岐標識５４か検出された場合には、第９Ｄ図に示したよ
うに、フラグＦＢおよびＦＡかそれぞれ“１”および“
０”に設定され（ステップ１２７）、ついで前記センサ
２４の検出信号をシフトする処理と、車両を低速走行さ
せるための指令を出力んする処理か実行される（ステッ
プ１２８．１２９）。

上記シフト処理は、例えばセンサ２４か第１０図（ａ）
のハソチンク領域で誘導標識３０を検出している場合に
、あたかも同図（ｂ）のハソチンク領域で誘導標識３０
を検出している如くセンサ２４の出力信号を右シフトさ
せることを意味している。

かかる処理を行う二とにより、過剰な操舵か防止されて
、標識３０の左分岐線上に車両を円滑に乗り移らせるこ
とかできる。

左分岐点から左分岐線に沿って所定距離進行した地点（
分岐終了地点）には、第７図（ｂ）に示した増速標識５
２か必す付設されており、第９Ｄ図のステップ１３０て
はこの増速標識５２が検出されたか否かが判断される。

標識５２が検出されない場合には、手順がステップ１０
２に戻される。以後、ステップ１０６まて手順が進行し
た場合、現在フラグＦＢが“１”に設定されていること
から、手順がステップ１３０にジャンプされる。

ステップ１３０て標識５２が検出された場合には、高速
指令か出力されて車両が高速走行される（ステップ１３
１）。そして、上記信号シフトの解除とフラグＦＢおよ
びＦＡをそれぞれ０”および“］”に設定する処理か実
行されたのち（ステップ１．３２）、手順がステップ１
１３に戻される。

なお、前記ステップ１１４て第７図（ｅ）に示した右分
岐標識５５か検出された場合にも、左分岐標識５４か検
出された場合と同様の手順が実行される。ただし、この
場合にはステップ１２８てセンサ２４の出力信号か左シ
フトされる。

つぎに、前記ステップ］１５て第７図（ｆ）に示したコ
ーナ標識５６が検出された場合には、第９Ｅ図に示すよ
うに、フラグＦＣおよびＦＡがぞれぞれ“１″および“
０”に設定され（ステップ１３３）、ついで低速指令か
出力される（ステップ１３４）。

上記コーナの終了地点には第７図（ｂ）に示した増速標
識５２が必ず付設されており、っきのステップ１３５て
は二〇増速標識５２が検出されたか否かか判断される。

標識５２が検出されない場合には、手順がステップ１０
２に戻される。以後、ステップ１０７まで手順が進行し
た場合、現在フラグＦＣが“１”に設定されていること
から、手順がステップ１３５にジャンプされる。

ステップ１３５て標識５２が検出された場合には、高速
指令か出力されて車両が高速走行される（ステップ１３
６）。そして、フラグＦＣおよびＦＡをそれぞれ“Ｏ”
および“１”に設定する処理が実行されたのち（ステッ
プ１３７）、手順がステップ１１３に戻される。

さらに、前記ステップ１１６て第７図（ａ）に示した減
速標識５１か検出された場合には、第９Ｆ図に示すよう
に、フラグＦＤおよびＦＡをそれぞれ“１′および“０
”に設定する処理が実行され（ステップ１３８）、つい
で低速指令が出力されるとともに（ステップ１．３９）
、第７図（Ｃ）に示した停止標識５３が検出されたが否
がが判断される（ステップ１４０）。

そして、標識５２が検出されない場合には、手順かステ
ップ１０２に戻される。以後、ステップ１０８まて手順
か進行した場合、現在フラグＦＤが“１′に設定されて
いることがら、手順がステップ］４０にジャンプされる
。

一方、ステップ１４０て標識５３が検出された場合には
、車両を一時停止させる処理と前記起動リレーをリセッ
トさせる処理が実行される（ステップ１４１）。

なお、上記ステップ１２３．１２６および１４１て一時
停止された車両を再び走行させる場合には、前記起動ス
イッチ１９が再び押される。

上記実施例では、第２図に示すシグナルタワー６　Ｃ１
が前記ケーシング２３上に立設されている。

このシグナルタワー６０の赤色ランプ６０ａは車両が非
常停止された場合に、また黄色ランプ６０ｂは車両が一
時停止された場合に、さらに緑色ランプ６０ｃは車両か
定常走行している場合に、それぞれ第８図に示したラン
プ駆動回路７０を介して点灯される。なお、上記ランプ
駆動回路７０は、ステップ１１８でコントローラ３２の
電源がオフされても作動し、したかって、車両の非常停
止中においては赤色ランプ６ａか継続して点灯される。

また上記実施例には、第１図に示したサイドボックス３
３に非常停止用押釦スイッチ９１および一時停止用押釦
スイッチ９２が設けられており、これらのスイッチが操
作された場合、車両か非常停止および一時停止される。

さらに上記実施例には、図示していない有線式のリモー
トコントローラか付設されており、スイッチ操作でリモ
ートコントロールモートか設定された場合には、上記リ
モートコントローラによって車両の走行および操舵か行
われる。

ところで、上記した無人走行時には、必要に応して第１
図および第２図に示した荷台８０かシート４の上方に設
置される。この荷台８０は、２本の前部脚８０ａと一本
の後部脚８０ｂとを有し２、その設置時には前部脚８０
ａの下端部か車体両側に設けられたパイプ状支持体８１
に嵌合されるとともに、後部脚８０ｂの下端が車体後方
に突設された支持用ステー８２に嵌合される。

なお、土、記実施例では標識３０として磁気テブを使用
しているか、本発明は該標識３０とし、て白色の光反射
テープを用いても実施ｉｉＪ能である。

も、ちるん、この場合には、反射テープからの反射光を
感知する素子を配列させた標識検出センサかセンサ２４
に代えて用いられる。また、センサ２５〜２７と１−７
で光センサを用いれば、標３５１〜５６として白色の光
反射体を使用することかてきる。

〔発明の効果〕

本発明は、操舵用アクチュフーータと、無人走行時に上
記操舵機構と連係Ｉ−て、］二記操舵用アクチ、エータ
の操舵力を該操舵機構に作用させる操舵力伝達手段と、
地」−に配置された誘導標識を検出して、規定の走行コ
ースに対する車体の偏位を検出する偏位検出手段と、」
−記偏位検出手段で検出された車体偏位が補正されるよ
うに上を己操舵用アクチュエータを制御する制御１段と
を偏えているので、有人走行車両に無人誘導走行機能を
付−′ｊすることかできる。

また、汎用の有人走行車両の操舵機構を利用しているの
で、きわめて低コストに構成できるという利便か得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明に係る車両の一実
施例を示した平面図および側面図、第３図は電動式操舵
機構の構成を概、金的に示した斜視図、第４図はコネク
テインクプレ−１・の取り付は態様を示した部分断面図
、第５図は連結７し１０構成を示した断面図、第６図は
誘導標識検出センサの構成と作用を示した概念図、第７
図は指令標識の配置態様を例示した概念図、第８図はコ
ントロラの構成を概念的に示したブロック図、第９図は
第８図に示したＣ、　Ｐ　Ｕの処理手順を例示したフロ
ーチャー１・、第１０図はシフト処理の内容を示した概
念図である。 １・・操向ハンドル、５．１６・・・コネクティングプ
レート、６・ザポートブロック、８・　ジヨイントリン
ク、９・ピン、ＩＣＩ、１１・・ロッド連結具、１２．
１’３　ロッド、］８　操舵用モータ、２〔］・・フロ
ントフォークニ７ヤフト、２〕・・・ハンドルシャー７
ト、２４〜２８・・・標識検出センサ、３（Ｉ〕・・、
Ａ導！、２．３２・・コントローラ、１３５・ハシバ３
６・・障害物センサ、３７・・走行用モータ、５１５１
′・、減速標識、５２．５２′　・増速標識、５３．５
３’　　停止Ｆ標識、５４．５４′・・・左分岐標識、
５５．５５’・・右分岐標識、５６　５６’　　・・コ
ーナ標識、６〔〕・−〕ンクナルタワー８〔］・荷台。 第２図 第４ 図 第５ 第６ （誠Ｌ） （友／、ｋ　、ｉ支） ２７−ロ （ｄ） （石ｌよ１） ２７づツ −」 （ｅ） 第７図 （イ番−二） 口と２６ （Ｃ） （ニーす） ２６和□ ＩＨ・５６ ２７メツ ローー゛□゛−−−コ ニー□−二 （、ｆ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　操向ハンドルによって操舵される操舵機構を有した車
   両に適用され、 操舵用アクチュエータと、 無人走行時に上記操舵機構と連係して、上記操舵用アク
   チュエータの操舵力を該操舵機構に作用させる操舵力伝
   達手段と、 地上に配置された誘導標識を検出して、規定の走行コー
   スに対する車体の偏位を検出する偏位検出手段と、 上記偏位検出手段で検出された車体偏位が補正されるよ
   うに上記操舵用アクチュエータを制御する制御手段と を備えることを特徴とする車両の誘導装置。