JPH09269832A

JPH09269832A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JPH09269832A
Application number: JP8134487A
Authority: JP
Inventors: Koji Teramoto; 浩司寺本; Yoshimi Niihara; 良美新原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】移動経路に沿って設けられたガイド手段の位置
を車両側のガイドセンサで検出し、上記ガイド手段に沿
って走行する車両の制御装置であって、走行速度指令値
を設定する速度指令手段と、上記速度指令手段で設定さ
れた指令値に次第に変化すべく駆動モータの制御パラメ
ータを可変するパラメータ変更手段とを備えた車両の制
御装置であることを特徴とする。【解決手段】移動経路に沿って設けられたガイド手段の
位置を車両側のガイドセンサで検出し、上記ガイド手段
に沿って走行する車両の制御装置であって、走行速度指
令値を設定する速度指令手段Ｓ６と、上記速度指令手段
Ｓ６で設定された指令値に次第に変化すべく駆動モータ
の制御パラメータを可変するパラメータ変更手段Ｒ１と
を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば移動経路
に沿って設けられた磁気テープ（ガイドテープ）などの
ガイド手段に沿って工場内を走行（移動）するオートガ
イドビークル（いわゆるＡＧＶ）のような車両の制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の制御装置としては、例えば
特開平６−２５９１３４号公報に記載の装置がある。す
なわち、無人搬送車に絶対的な位置、角度を検出するレ
ートセンサ（方位センサ）と、自車の向きを検出する向
きエンコーダと、自車の回転数を検出する回転数エンコ
ーダとを搭載し、各エンコーダ出力を演算処理した推測
角度速と、レートセンサにより検出された絶対的な角度
速とを比較して、両者の差が一定値以内の時には絶対的
角度速を用い、一定値以上の時には推測角度速を用いる
ように構成した車両（ＡＧＶ）の制御装置である。

【０００３】この従来装置にあっては車両の自立制御を
可能とすることができるが、車両を速度制御する時、例
えば低速、中速、高速の３段階の速度指令値をステップ
的（段階的）に増加させるように成した場合、速度を変
化させる時（変速時）に電気的制御系が安定するまでに
時間がかかることに起因して車両が左右方向にふらつく
問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、速度指令手段で設定された指令値に次第
（漸次）に変化するように駆動モータの制御パラメータ
を可変することで、設定速度変更時の車両の走行軌跡が
左右方向にふらつくのを抑制することができる車両の制
御装置の提供を目的とする。

【０００５】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、ガイドセンサによる
左右の検出値に対する不感帯を設け、例えば左右の検出
値が不感帯内の場合には速度指令値の変更を禁止するこ
とで、左右の駆動輪を駆動する駆動メカ部分の過剰な軌
跡制御を抑止して、この駆動メカ部分の耐久性の向上を
図ることができる車両の制御装置の提供を目的とする。

【０００６】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、外乱補償用のフィー
ドフォワード部を設けることで、外乱の影響を排除した
良好な軌跡制御を実行することができ、かつ速度指令値
を変更した時、制御系が安定するまでに発生するふらつ
きを防止して、応答時間の短縮を図ることができる車両
の制御装置の提供を目的とする。

【０００７】この発明の請求項４記載の発明は、上記請
求項３記載の発明の目的と併せて、左右の駆動輪を独立
駆動して、左右の駆動輪の回転数差により操舵（方向修
正）を実行することで、１輪駆動タイプのものと比較し
て構造の簡略化を達成することができる車両の制御装置
の提供を目的とする。

【０００８】この発明の請求項５記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、制御パラメータの変
化は制御値変化率を読出して演算処理するように構成す
ることで、１つのロジック（論理）により速度に対応し
たそれぞれの演算処理を行なうことができる車両の制御
装置の提供を目的とする。

【０００９】この発明の請求項６記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、走行速度指令値を複
数段階に分けて設定する複数のマップ（例えば高速用マ
ップ、中速用マップ、低速用マップなどの複数のマッ
プ）を備え、マップの切換え時に制御パラメータを可変
することで、上記請求項１の目的を達成しつつ、制御則
としてのマップを用いることで、その設定、修正、変更
が容易で、各種の車種、重量に対する対応性もよく、走
行コースの変速時にあっても容易に対応することができ
る車両の制御装置の提供を目的とする。

【００１０】この発明の請求項７記載の発明は、上記請
求項６記載の発明の目的と併せて、左右の駆動輪を独立
駆動して、左右の駆動輪の回転数差（回転速度差）によ
り操舵（方向修正）を実行することで、１輪駆動タイプ
のものと比較して構造の簡略化を達成することができる
車両の制御装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、移動経路に沿って設けられたガイド手段の位
置を車両側のガイドセンサで検出し、上記ガイド手段に
沿って走行する車両の制御装置であって、走行速度指令
値を設定する速度指令手段と、上記速度指令手段で設定
された指令値に次第に変化すべく駆動モータの制御パラ
メータを可変するパラメータ変更手段とを備えた車両の
制御装置であることを特徴とする。

【００１２】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、左右の駆動輪をそれ
ぞれ駆動すべく構成した車両において、上記ガイドセン
サによる左右の検出値に対する不感帯を速度演算部に設
定した車両の制御装置であることを特徴とする。

【００１３】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、車両の速度を設定す
る速度設定部と、車両が上記ガイド手段に沿うように軌
跡を制御する軌跡制御部と、目標値に比例した比例制御
量を出力する比例制御部と、駆動モータを駆動するモー
タ駆動部と、上記駆動モータの駆動状態を検出して上記
比例制御部にフィードバック信号を戻すフィードバック
回路とを備え、上記軌跡制御部の出力段と、比例制御部
出力側およびモータ駆動部入力側間との間に外乱補償用
のフィードフォワード部を介設した車両の制御装置であ
ることを特徴とする。

【００１４】この発明の請求項４記載の発明は、上記請
求項３記載の発明の構成と併せて、上記車両の左右の駆
動輪を独立駆動する車両に設定された車両の制御装置で
あることを特徴とする。

【００１５】この発明の請求項５記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記制御パラメータ
の変化は制御値変化率を読出して演算処理する車両の制
御装置であることを特徴とする。

【００１６】この発明の請求項６記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、走行速度指令値を複
数段階に分けて設定する複数のマップを備え、車両走行
速度に対応する上記マップの切換え設定時に当該マップ
で設定された指令値に次第に変化すべく駆動モータの制
御パラメータを可変する車両の制御装置であることを特
徴とする。

【００１７】この発明の請求項７記載の発明は、上記請
求項６記載の発明の構成と併せて、上記車両は左右の駆
動輪を独立駆動する車両に設定された車両の制御装置で
あることを特徴とする。

【００１８】

【発明の作用及び効果】この発明の請求項１記載の発明
によれば、上述のガイドセンサは移動経路に沿って設け
られたガイド手段の位置を検出し、車両はガイド手段に
沿って走行する。また上述の速度指令手段は走行速度指
令値を設定するが、パラメータ変更手段は上述の速度指
令手段にて設定された指令値になるように駆動モータの
制御パラメータを次第に変化させる。このように設定速
度の変更時において駆動モータの制御パラメータを次第
に変化させて、滑らかに速度変更するので、車両の走行
軌跡が左右方向にふらつくのを抑制することができる効
果がある。

【００１９】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の速度演
算部にガイドセンサによる左右の検出値に対する不感帯
を設定したので、左右の検出値が不感帯内の場合に速度
演算部による速度指令値の変更を禁止することが可能と
なり、この結果、左右の駆動輪を駆動するところの駆動
メカ部分が常時過剰制御されるのを防止することがで
き、この駆動メカ部分の耐久性の向上を図ることができ
る効果がある。

【００２０】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の軌跡制
御部の出力段と、比例制御部の出力側およびモータ駆動
部の入力側間との間に、外乱補償用のフィードフォワー
ド部（外乱を検出し、この外乱の影響を打ち消すような
訂正動作を行なう回路）を設けたので、外乱の影響を排
除（補償）した良好な軌跡制御を実行することができ、
かつ速度指令値を変更した時には制御系が安定するまで
に発生する左右ふらつきを防止して、応答時間の短縮を
図ることができる効果がある。特に、走行速度を任意選
択して低速、中速、高速に切換えて走行する場合や、長
期的に続く坂道走行が終了したような場合には一般的に
外乱が入るので、このような際に有効である。

【００２１】この発明の請求項４記載の発明によれば、
上記請求項３記載の発明の効果と併せて、左右の駆動輪
が独立駆動されて、これら左右の駆動輪の回転数差（回
転速度差）により操舵（方向修正、軌道修正）を実行す
るので、１輪駆動タイプのものと比較して、その構造の
簡略化を達成することができる効果がある。

【００２２】この発明の請求項５記載の発明によれば、
上記請求項１記載のい発明の効果と併せて、上述の制御
パラメータの変化は制御値変化率を読出して演算処理す
るので、１つのロジック（論理）により例えば低速、中
速、高速の各速度に対応したそれぞれの演算処理を行な
うことができる効果がある。

【００２３】この発明の請求項６記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、走行速度指令
値を複数段階に分けて設定する複数の制御則としてのマ
ップ（ＲＡＭ等のデータメモリに割り付けられたマッ
プ）を備えたので、マップそれ自体の設定、修正、変更
が容易であり、各種の車種、重量に対する対応性もよい
うえ、走行コースの変更時（コーナー部分における曲率
半径の変更も含む）にあっても容易に対応することがで
きる効果がある。加えて、車両走行速度に対応する上述
のマップの切換え設定時に当該マップで設定された指令
値に次第に変化するように駆動モータの制御パラメータ
を可変するので、この制御パラメータの変化により、滑
らかに速度変更が実行されて、車両の走行軌跡が左右方
向にふらつくのを抑制することができる効果がある。

【００２４】この発明の請求項７記載の発明によれば、
上記請求項６記載の発明の効果と併せて、左右の駆動輪
を独立駆動して、左右の駆動輪の回転数差（回転速度
差）により操舵（方向修正）が実行されるので、１輪駆
動タイプのものと比較して構造の簡略化を達成すること
ができる効果がある。

【００２５】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は車両の制御装置を示し、図１、図２にお
いて、床部１には移動経路（走行コース）に沿ってガイ
ド手段の一例としてのガイドテープ２が敷設されてお
り、無人移動車両（自車速いわゆるＡＧＶであるが、以
下単に車両と略記する）３側には、操舵センタ４を中心
として水平回動可能な基台５を設け、この基台５上に設
置された左右の駆動モータ６，７により左右独立して駆
動される左右の駆動輪８，９を備えている。

【００２６】また上述の車両３には自在車輪構成もしく
は非自在車輪構成の左右の従動輪１０，１１を設けると
共に、上述のガイドテープ２と直交状に交差する方向に
配設されたガイドセンサ１２を備えている。さらに上述
の車両３には床部１の所定箇所に配設された番地手段と
しての番地板１３を検出する番地センサ１４を取付けて
いる。

【００２７】ここで、上述のガイドセンサ１２は図３に
示すようにガイドテープ２と交差する方向に配列された
複数たとえば１６個のポイントセンサＣ１〜Ｃ１６を有
し、これらの各ポイントセンサＣ１〜Ｃ１６にてガイド
テープ２および車両３の左右位置ずれ（横ずれ）を検出
すべく構成している。

【００２８】すなわち、図３においてＣＬ１は車両３の
センタを示し、ＣＬ２はガイドテープ２のセンタを示
し、これらセンタＣＬ１，ＣＬ２の離間距離が車両３の
左右位置ずれ量（横ずれ量）ΔＬとなるので、左右の各
駆動輪８，９の回転数の差（回転速度の差）、換言すれ
ば左右の各駆動モータ６，７の回転数の差（回転速度の
差）により横ずれ量ΔＬがなくなるように操舵するもの
である。

【００２９】また上述のガイドテープ２を磁気テープ
（磁気記録媒体）に設定する一方、上述の各ポイントセ
ンサＣ１〜Ｃ１６を磁気センサの一例としての磁気ホー
ル素子に設定して、床部１や路面の汚れの影響を受けに
くく、常に良好な磁気検出精度を確保すべく構成してい
る。さらに、この実施例にあっては２輪駆動タイプの車
両３においてガイドテープ２に対する左右方向のずれを
検出して、左右の各駆動輪８，９の回転数の差、換言す
れば左右の各駆動モータ６，７の回転速度の差により車
両３を操舵（方向修正、軌跡制御）すべく構成してい
る。

【００３０】図４は車両の制御装置の機能ブロックを示
し、ＣＰＵ２０は軌道スイッチ停止スイッチ等を含む操
作部１５と、ガイドセンサ１２と、番地センサ１４とか
らの必要な入力信号に基づいて、ＲＯＭ１６に格納され
たプログラムに従って、左右の各モータ駆動部１７，１
８を駆動制御し、またＲＡＭ１９は図６に示す第１マッ
プＭ１、図７に示す第２マップＭ２、図９に示す第３マ
ップＭ３などの必要なマップやデータを記憶する。

【００３１】図４において上述の駆動モータ６，７には
その回転数を検出する回転数検出手段としてのエンコー
ダ２１，２３を接続し、これら各エンコーダ２１，２３
の出力段をエンコーダ入力部２２，２４を介してＣＰＵ
２０にフィードバック接続している。ここで、上述のＲ
ＡＭ１９に記憶させた第１マップＭ１（図６参照）は走
行速度指令値を低速、中速、高速の３段階に分けてステ
ップ状に設定したマップである。

【００３２】また第２マップＭ２（図７参照）は上述の
低速、中速、高速に応じてＰＩ制御パラメータ値を３段
階に分けてステップ状に設定したマップであり、「Ｐ」
はプロポーショナル（比例）「Ｉ」はインテグラル（積
分）を示すので、ＰＩ制御とは比例積分制御を意味す
る。またパラメータ（parameter ）は周知のように助変
数、媒介変数を意味する。さらに第３マップＭ３はＰＩ
制御パラメータ値の制御値変化率（Δα／ΔΤ）いわゆ
る勾配を制御系における遅れ系順応するように設定した
マップである。

【００３３】また、上述のＣＰＵ２０は、走行速度指令
値を設定する速度指令手段（図１１に示すフローチャー
トの第６ステップＳ６参照）と、上述の速度指令手段で
設定された指令値に次第に変化するように駆動モータ
６，７の制御パラメータ（この実施例においてはＰＩ制
御パラメータ値における制御変化率いわゆる勾配）を可
変するパラメータ変更手段（図１１に示すフローチャー
トにおいて各ステップからなるルーチンＲ１参照）とを
兼ねる。

【００３４】一方、図５は図４で示した機能ブロックと
等価な制御ブロックを示し、左右の駆動モータ速度演算
部２５，２６にはガイドテープ位置および走行速度指令
値が入力され、これらの各駆動モータ速度演算部２５，
２６は駆動モータ６，７の回転速度を演算する。

【００３５】これら各駆動モータ速度演算部２５，２６
からの演算結果は指令値として比較部２７，２８に入力
され、これら各比例部２７，２８はエンコーダ２１，２
３からフィードバックライン２９，３０、速度変換部３
１，３２を介して入力されるフィードバック信号（速度
フィードバック用の信号）と上述の演算結果（指令値）
との偏差を制御偏差として次段のＰＩ制御部３３，３４
に出力にする。上述の各ＰＩ制御部３３，３４は入力さ
れた制御偏差を比例積分演算して次段の各モータ駆動部
１７，１８に出力し、これら各モータ駆動部１７，１８
は対応するそれぞれの駆動モータ６，７を各別に駆動す
る。

【００３６】なお、３５は操舵センタ４、基台５、左右
の駆動輪８，９を含むメカ的な走行操舵機構部であり、
ガイドテープ２に対する左右の位置ずれ量はガイドセン
サ１２で検出され、ループ３６を介して左右の各駆動モ
ータ速度演算部に与えられる。また上述の各要素２５〜
２８、３１〜３４はＣＰＵ２０内に構成される。このよ
うに構成した車両の制御装置の作用を、図１１に示すフ
ローチャートを参照して、以下に詳述する。

【００３７】第１ステップＳ１で、ＣＰＵ２０はタイマ
を初期化する（タイマを零にもどす）。このタイマは時
間積算するためのものであり、また上述のタイマとして
はＣＰＵ内蔵タイマを用いる。第２ステップＳ２で、Ｃ
ＰＵ２０は起動スイッチを含む操作部１５からの信号に
基づいて起動か否かを判定し、ＮＯ判定時には待機する
一方、ＹＥＳ判定時には次の第３ステップＳ３に移行す
る。

【００３８】この第３ステップＳ３で、ＣＰＵ２０は番
地センサ１４からの信号に基づいて番地板１３を検出し
たか否かを判定し、ＮＯ判定時には第１６ステップＳ１
６にスキップする一方、ＹＥＳ判定時には次の第４ステ
ップＳ４に移行する。この第４ステップＳ４で、ＣＰＵ
２０は番地板１３に予め記憶された番地データに基づい
て速度指令（変速指令）か否かを判定し、ＮＯ判定時に
は第１６ステップＳ１６にスキップする一方、ＹＥＳ判
定時には次の第５ステップＳ５に移行する。

【００３９】この第５ステップＳ５で、ＣＰＵ２０は番
地データに対応した速度指令値を図６の第１マップＭ１
から読出す。つまり低速指令時には低速に対応した速度
指令値を読出し、中速指令時には中速に対応した速度指
令値を読出し、高速指令時には高速に対応した速度指令
値を読出す。次に第６ステップＳ６で、ＣＰＵ２０は読
出した速度指令値を設定する。

【００４０】次に第７ステップＳ７で、ＣＰＵ２０はＰ
Ｉ制御パラメータ値を図７の第２マップＭ２から読出
す。次に第８ステップＳ８で、ＣＰＵ２０はＰＩ制御パ
ラメータ値の制御値変化率（Δα／ΔＴ）いわゆる勾配
を図９の第３マップＳ３から読出す。次に第９ステップ
Ｓ９で、ＣＰＵ２０は読出したＰＩ制御パラメータ値
（読出ＰＩ値）から現行のＰＩ制御パラメータ値（現Ｐ
Ｉ値）を減算してΔβ（つまりパラメータの変化量）
（図７参照）を求める。

【００４１】次に第１０ステップＳ１０で、ＣＰＵ２０
はタイマを起動し、次の第１１ステップＳ１１で、ＣＰ
Ｕ２０はΔＴ≧タイマ値か否かを判定し、ＮＯ判定時に
は第１６ステップＳ１６にスキップする一方、時間ΔＴ
（ここでΔＴは１ステップ当り例えば１００msec程度の
値である）がタイマ値（例えば１sec ）に達したＹＥＳ
判定時には次の第１２ステップＳ１２に移行し、この第
１２ステップＳ１２で、ＣＰＵ２０はタイマを初期化
（タイマを零にもどす）する。

【００４２】次に第１３ステップＳ１３で、ＣＰＵ２０
は現ＰＩ値＝現ＰＩ値（１＋Δα）の式により現ＰＩ値
を求め、次の第１４ステップＳ１４で、ＣＰＵ２０は現
ＰＩ値と読出ＰＩ値との大小関係を比較して、現ＰＩ値
＜読出ＰＩ値の時には第８ステップＳ８にリターンする
一方、現ＰＩ値≧読出ＰＩ値の時には次の第１５ステッ
プＳ１５に移行する。

【００４３】上述の第８ステップＳ８から第１４ステッ
プＳ１４までのルーチンＲ１により図７に示す如き段階
的なＰＩ制御パラメータ値は図９に示すように制御系に
順応する勾配にて次第に変化することになる。上述の第
１５ステップＳ１５で、ＣＰＵ２０はタイマを停止し、
次の第１６ステップＳ１６で、ＣＰＵ２０はガイドセン
サ１２出力に基づいてガイドテープ２の位置、つまり左
右のずれ量を演算する。次に第１７ステップＳ１７で、
ＣＰＵ２０は左右の各モータ駆動速度を演算し、次の第
１８ステップＳ１８で、ＣＰＵ２０はモータ回転速度誤
差を演算する。

【００４４】次に第１９ステップＳ１９で、ＣＰＵ２０
はＰＩ制御量を演算し、次の第２０ステップＳ２０で、
ＣＰＵ２０は左右の各モータ回転速度を演算する。次に
第２１ステップＳ２１で、ＣＰＵ２０はモータ回転速度
を設定し、次の第２２ステップＳ２２で、ＣＰＵ２０は
左右の各モータ６，７を設定されたモータ回転速度にて
駆動する。

【００４５】次に第２３ステップＳ２３で、ＣＰＵ２０
は番地板１３からの指令もしくは停止スイッチを含む操
作部１５からの信号に基づいて停止か否かを判定し、Ｎ
Ｏ判定時には第３ステップＳ３にリターンする一方、Ｙ
ＥＳ判定時には次の第２４ステップＳ２４に移行し、こ
の第２４ステップＳ２４で、ＣＰＵ２０は左右の駆動モ
ータ６，７を停止して、一連の処理を終了する。

【００４６】以上要するに、上述のガイドセンサ１２は
床部１に設けられたガイド手段（ガイドテープ２参照）
の位置を検出し、車両３はガイドテープ２に沿って走行
する。また上述の速度指令手段（第６ステップＳ６参
照）は走行速度指令値を設定するが、パラメータ変更手
段（ルーチンＲ１参照）は上述の速度指令手段にて設定
された指令値になるように駆動モータ６，７の制御パラ
メータを次第に変化させる。このように設定速度の変更
時において駆動モータ６，７の制御パラメータを次第に
変化させて、滑らかに速度変更するので、車両３の走行
軌跡が左右方向にふらつくのを抑制することができる効
果がある。

【００４７】すなわち、設定速度の変更時にあって比例
ゲインと積分時定数とを図７に示すように段階的に変更
すると制御系が安定するまでに時間がかかることに起因
して、本来、図８に示すようなガイドテープ位置検出値
（オーバシュート、アンダシュートを繰返しながら次第
に収束するような変化）となるが、上述のルーチンＲ１
にてＰＩ制御パラメータ値に勾配をつけるので、ガイド
テープ位置検出値は図１０に示すようになって、車両３
の左右振れを抑制することができる効果がある。

【００４８】また、上述の制御パラメータの変化は制御
値変化率（Δα／ΔＴ）（図９参照）を読出して演算処
理するので、１つのロジック（論理）により例えば低
速、中速、高速の各速度に対応したそれぞれの演算処理
を行なうことができる効果がある。

【００４９】さらに、左右の駆動輪８，９が独立駆動さ
れて、これら左右の駆動輪８，９の回転数差（回転速度
差）により操舵（方向修正、軌道修正）を実行するの
で、１輪駆動タイプのものと比較して、その構造の簡略
化を達成することができる効果がある。

【００５０】図１２、図１３、図１４は車両の制御装置
の他の実施例を示し、この実施例においても先の実施例
の回路装置を用いる。但し、この実施例の場合には図６
に示す第１マップＭ１に代えて、図１２に示す高速用マ
ップＭ４、図１３に示す中速用マップＭ５、図１４に示
す低速用マップＭ６の走行速度に対応して段階的に変化
する合計３つのマップを用いる。

【００５１】上述の高速用マップＭ４（図１２参照）は
横軸にガイドテープ位置をとり、縦軸に左右の各モータ
６，７の回転速度をとった制御則で、実車速の例えば３
０〜６０m/分に相当する。また上述の中速用マップＭ５
（図１３参照）は横軸にガイドテープ位置をとり、縦軸
に左右の各モータ６，７の回転速度をとった制御則で、
実車速の例えば１５〜３０m/分に相当する。さらに上述
の低速用マップＭ６（図１４参照）は横軸にガイドテー
プ位置をとり、縦軸に左右の各モータ６，７の回転速度
をとった制御則で、実車速の例えば５〜１５m/分に相当
する。

【００５２】ここで、上述の各マップＭ４，Ｍ５，Ｍ６
は図４に示すＲＡＭ１９に記憶される一方、走行安定性
の向上を図る目的で図１２、図１３、図１４からも明ら
かなように高速走行になる程、左右の駆動輪８，９の回
転速度差、換言すれば左右の各モータ６，７の回転速度
差Ｘ，Ｙ，Ｚが小となるように設定されている。つまり
Ｘ＜Ｙ＜Ｚの関係式が成立ように設定されている。

【００５３】このように、走行速度指令値（高速、中
速、低速の各モータ回転速度参照）を複数段階に分けて
設定する複数の制御則としてのマップＭ４，Ｍ５，Ｍ６
を備えると、マップそれ自体の設定、修正、変更が容易
であり、各種の車種、重量に対する対応性もよいうえ、
走行コースの変更時（コーナー部分における曲率半径の
変更も含む）にあっても容易に対応することができる効
果がある。加えて、車両走行速度に対応する上述のマッ
プＭ４，Ｍ５，Ｍ６の切換え設定時（例えば番地センサ
１４による番地板１３からの変速指令時）に当該マップ
で設定された指令値（各マップのモータ回転速度参照）
に次第に変化するように駆動モータ６，７の制御パラメ
ータを可変すると、先の実施例同様にこの制御パラメー
タの変化により、滑らかに速度変更が実行されて、車両
３の走行軌跡が左右方向にふらつくのを抑制することが
できる効果がある。

【００５４】さらに、左右の駆動輪８，９を独立駆動し
て、左右の駆動輪８，９の回転数差（回転速度差）によ
り操舵（方向修正）が実行されるので、１輪駆動タイプ
のものと比較して構造の簡略化を達成することができる
効果がある。

【００５５】図１５、図１６は車両の制御装置のさらに
他の実施例を示し、この実施例においても図１乃至図５
で既に示した実施例の回路装置を用いる。但しこの実施
例においては図５に示す左右の各駆動モータ速度演算部
２５，２６にはガイドセンサ１２による左右の検出値に
対する不感帯Ｄ（図１５参照）を設定している。

【００５６】また、この実施例の場合、上述のＣＰＵ２
０はガイドテープ位置の検出値（図１５参照）が不感帯
Ｄの内か外かを判定する不感帯域判定手段（図１６に示
すフローチャートの第７ステップＳ３７参照）と、ガイ
ドテープ位置検出値が不感帯Ｄ外の時にのみ右左折等の
軌跡制御を実行する目的で、ループ３６を通して比較部
２７，２８入力側の指令値を変更するモータ駆動速度演
算手段（図１６に示すフローチャートの第８ステップＳ
８参照）と、ガイドテープ位置検出値が不感帯Ｄ内の時
には、過剰制御を抑止する目的で、上述のループ３６を
通すことなく、フィードバックライン２９，３０による
ループのみをと押して演算する過剰制御抑止手段（図１
６に示すフローチャートの第７ステップＳ３７における
ＮＯ判定参照）とを兼ねる。

【００５７】このように構成した車両の制御装置の作用
を、図１６に示すフローチャートを参照して、以下に詳
述する。第１ステップＳ３１で、ＣＰＵ２０は起動スイ
ッチを含む操作部１５からの信号に基づいて起動か否か
を判定し、ＮＯ判定時には起動になるまで待機する一
方、ＹＥＳ判定時には次の第２ステップＳ３２に移行す
る。

【００５８】この第２ステップＳ３２で、ＣＰＵ２０は
例えば低速などの初期モータ駆動速度を設定する。次に
第３ステップＳ３３で、ＣＰＵ２０は番地センサ１４か
らの信号により番地板１３を検出したか否かを判定し、
ＮＯ判定時には第６ステップＳ３６にスキップする一
方、ＹＥＳ判定時には次の第４ステップＳ３４に移行す
る。

【００５９】この第４ステップＳ３４で、ＣＰＵ２０は
番地板１３の番地データに基づいて速度指令（変速指
令）か否かを判定し、ＮＯ判定時には第６ステップＳ３
６にスキップする一方、ＹＥＳ判定時には次の第５ステ
ップＳ３５に移行する。この第５ステップＳ３５で、Ｃ
ＰＵ２０は番地データに基づいた走行速度の設定を実行
する。次に第６ステップＳ３６で、ＣＰＵ２０はガイド
センサ１２からの信号によりガイドテープ位置を演算す
る。つまりガイドテープ２に対する車両３の左右ずれ量
が演算される。

【００６０】次に第７ステップＳ３７で、現在検出され
ているガイドテープ位置検出値が図１５に示す不感帯Ｄ
の外か否かを判定し、不感帯Ｄ内の場合には過剰制御を
回避する目的で第９ステップＳ３９にスキップする一
方、右左折等の軌道修正を実行する必要があるＹＥＳ判
定時（ガイドテープ位置検出値が不感帯Ｄの外である
時、図１５の時点ｔ１，ｔ２参照）には次の第８ステッ
プＳ３８に移行する。

【００６１】この第８ステップＳ３８で、ＣＰＵ２０は
ループ３６からの信号により比較部２７，２８の入力
側、換言すれば駆動モータ速度演算部２５，２６の出力
側の指令値を変更するようなモータ駆動速度演算処理を
実行する。次に第９ステップＳ３９で、ＣＰＵ２０はフ
ィードバックライン２９，３０からのフィードバック信
号と上記指令値との制御偏差を求めるようなモータ回転
速度誤差演算を実行する。

【００６２】次に第１０ステップＳ４０で、ＣＰＵ２０
は特に図５に示すＰＩ制御部３３，３４はＰＩ制御量を
演算する。次に第１１ステップＳ４１で、ＣＰＵ２０は
モータ回転速度を演算し、次の第１２ステップＳ４２
で、ＣＰＵ２０はモータ回転速度を設定する。

【００６３】次に第１３ステップＳ４３で、ＣＰＵ２０
は左右の各駆動モータ６，７を駆動する。次に第１４ス
テップＳ４４で、ＣＰＵ２０は番地板１３の検出もしく
は停止スイッチを含む操作部１５の信号に基づいて停止
か否かを判定し、ＮＯ判定時には前述の第３ステップＳ
３３に移行する一方、ＹＥＳ判定時には次の第１５ステ
ップＳ４５に移行し、この第１５ステップＳ４５で、Ｃ
ＰＵ２０は左右の各モータ６，７を停止して、一連の処
理を終了する。

【００６４】このように、上述の速度演算部２５，２６
にガイドセンサ１２による左右の検出値に対する不感帯
Ｄ（図１５参照）を設定したので、左右の検出値が不感
帯Ｄ内の場合に速度演算部２５，２６による速度指令値
の変更を禁止することが可能となり、図１５に示す不感
帯Ｄ以内の部分では左右のモータ駆動速度が変化しな
い。この結果、左右の駆動輪８，９を駆動するところの
駆動メカ部分が常時過剰制御されるのを防止することが
でき、この駆動メカ部分の耐久性の向上を図ることがで
きる効果がある。

【００６５】また図１５に示す部分ａ，ｂはガイドテー
プ位置検出値が不感帯Ｄの外にあることを示し、このよ
うな部分ａ，ｂは路面に凹凸がある場合や車両３がスリ
ップした場合に発生するが、ガイドテープ位置検出値が
不感帯Ｄ外に振れた時には左モータ駆動速度と右モータ
駆動速度との差によって、良好に軌道修正することがで
きる。さらに右左折時においても同様に左右モータ６，
７の速度差により方向修正することができる。

【００６６】図１７は車両の制御装置のさらに他の実施
例を示し、この実施例においても図１乃至図４に示す回
路装置を用いる。但し、この実施例の場合には軌跡制御
部分に図１７にブロック図で示す回路を示す。この図１
７のブロック図の構成は次の通りである。

【００６７】すなわち、車両３の速度を設定する速度設
定部４１の次段には、車両３がガイドテープ２に沿うよ
うに軌跡を制御する軌跡制御部４２（マップに相当す
る）を接続している。この軌跡制御部４２をライン４
３，４４を介して左右の比較部４５，４６に接続し、こ
の比較部４５，４６の偏差出力段には左右の比例制御部
４７，４８および左右の積分制御部４９，５０（坂道走
行時のように常に偏差が発生することに対応して積分制
御部４９，５０が必要となる）をそれぞれ接続してい
る。

【００６８】左側の比例制御部４７および積分制御部４
９の各出力を比較部５１に接続し、この比較部５１の出
力側には左モータ駆動部１７を介して前述の左側の駆動
モータ６（図１７では図示省略）を接続している。同様
に、右側の比例制御部４８および積分制御部５０の各出
力を比較部５２に接続し、この比較部５２の出力側には
右モータ駆動部１８を介して前述の右側の駆動モータ７
（図１７では図示省略）を接続している。ここで、上述
の左右各モータ６，７はモータ駆動部１７，１８により
ＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）される。

【００６９】また上述の各駆動モータ６，７の回転数を
検出するエンコーダ２１，２３の出力側をフィードバッ
クライン５３，５４を介して比較部４５，４６にフィー
ドバック接続している。なお、このフィードバックライ
ン５３，５４には速度変換部３１，３２（図５参照）が
介設される。

【００７０】さらに前述の操舵センタ４、基台５等を含
むメカ的な操作操舵部５５を設け、左右の駆動輪８，９
による走行時のガイドマーク２と車両３との左右ずれ位
置をガイドセンサ１２で検出するように構成している。
５６はガイドセンサ１２の出力と目標値Ｐｓ（ガイドセ
ンサ１２の中央値）とを比較する比較部で、この比較部
５６の出力は上述の軌跡制御部４２に入力される。

【００７１】５７は左側の駆動モータ６の回転速度Ｖ_L
と外乱Ｖ_LXとを比較する比較部で、この比較部５７の出
力はエンコーダ２１に入力される。同様に、５８は右側
の駆動モータ７の回転速度Ｖ_Rと外乱Ｖ_RXとを比較する
比較部で、この比較部５８の出力はエンコーダ２３に入
力される。５９は走行操舵部５５による車両３の操作量
Ｐと外乱Ｐ_Xとを比較する比較部で、この比較部５９の
出力はガイドセンサ１２に入力される。

【００７２】ここで、上述の各エンコーダ２１，２３と
各比較部４５，４６とを結ぶフィードバックライン５
３，５４により、駆動モータ６，７の駆動状態を検出し
て上述の比例制御部４７，４８にフィードバック信号を
戻すところのフィードバック回路を構成している。

【００７３】しかも、上述の軌跡制御部４２の左側系に
おける出力段と、比較部５１との間には外乱補償用のフ
ィードフォワード部６０を介設し、同様に上述の軌跡制
御部４２の右側系における出力段と、比較部５２との間
にも外乱補償用のフィードフォワード部６１を介設して
いる。換言すれば比例制御部４７，４８、積分制御部４
９，５０と並列に上述のフィードフォワード部６０，６
１を接続している。

【００７４】ここで、上述の比較部５１，５２は比例制
御部４７，４８の出力側とモータ駆動部１７，１８の入
力側との間に位置するものである。いま、路面状態の変
化による操舵量の変動や右左折時のガイドテープ２の位
置変化による軌跡ずれを修正するための左右の駆動モー
タ６，７の回転速度の設定量をＦ_L，Ｆ_Rとし、軌跡制
御の目標値をＰ_Sとし、操舵部５５による操作量をＰと
して、これら三者の関係を求めると、次の［数１］のよ
うになる。

【００７５】

【数１】

【００７６】なお、上式においてｆは関数を示す。また
フィードフォワード量Ｂ_L，Ｂ_R、比例制御量Ｐ_L，Ｐ
_Rは次の［数２］で求めることができる。

【００７７】

【数２】

【００７８】さらに積分制御量Ｉ_L，Ｉ_Rは次の［数
３］で求めることができる。

【００７９】

【数３】

【００８０】上述の駆動モータ６，７の回転速度Ｖ_L，
Ｖ_Rとモータ駆動部１７，１８の入力との関係は次の
［数４］の如くなる。

【００８１】

【数４】

【００８２】上述の［数４］において右辺はモータ駆動
部１７，１８の入力を示す。また、ガイドテープ２の位
置ガイドセンサ１２の中央になるように軌跡制御を行な
いながら、走行するための操舵部５５の操作量Ｐは次の
［数５］で示すことができる。

【００８３】

【数５】

【００８４】ここで、ガイドテープ２の位置がガイドセ
ンサ１２の中央にあって、設定された速度Ｖ_S（但し次
式においてＶ_SLは左側の速度、Ｖ_SRは右側の速度を示
す）で安定した状態で走行するためのモータ駆動部１
７，１８の入力出力の関係は次の［数６］の如くなる。

【００８５】

【図６】

【００８６】すなわち、制御系のバランス点となるモー
タ駆動部１７，１８の入力Ｖ_SL，Ｖ_SRは、フィードフォ
ワード量Ｂ_LS，Ｂ_RSとオフセット量Ｃ_L（０），Ｃ
_R（０）とを加算した信号となる。因に、フィードフォ
ワード部６０，６１を設けない場合のバランス点となる
モータ駆動部１７，１８の入力Ｖ_SL，Ｖ_SRは次に［数
７］で示すように、積分制御部４９，５０によるオフセ
ット量のみとなる。

【００８７】

【数７】

【００８８】このように、走行速度を任意に選択して、
低速、中速、高速に切換えて走行する時、フィードフォ
ワード部６０，６１を有さない構成にあってはモータ駆
動部１７，１８の入力のバランス点は、積分制御部４
９，５０のオフセット量のみとなり（数７参照）、速度
変更された新たな速度のバランス点になるまでに、積分
時定数ＴＩに対する積分時間が必要で、その間、制御系
は不安定な状態となり、車両３の走行においてふらつき
が発生するが、本実施例の如く上述のフィードフォワー
ド量６０，６１を備えると、このフィードフォワード部
６０，６１で設定速度に応じたフィードフォワード量Ｂ
_LS，Ｂ_RSを速度変更の直前のオフセット量Ｃ_L（０），
Ｃ_R（０）に加えるため、積分制御部４９，５０による
オフセット量の修正量が最小となり、新規設定速度のバ
ランス点になるまでの積分時間も最も短くなる。このた
め、走行速度の変更時の制御系の不安定時間が最短とな
って、車両３の走行において左右へのふらつきの発生を
防止することができる効果がある。

【００８９】以上要するに、この図１７の実施例によれ
ば、上述の軌跡制御部４２の出力段と、比例制御部４
７，４８の出力側およびモータ駆動部１７，１８の入力
側間との間に、外乱補償用のフィードフォワード部６
０，６１（外乱を検出し、この外乱の影響を打ち消すよ
うな訂正動作を行なう回路）を設けたので、外乱の影響
を排除（補償）した良好な軌跡制御を実行することがで
き、かつ速度指令値を変更した時には制御系が安定する
までに発生する左右ふらつきを防止して、応答時間の短
縮を図ることができる効果がある。特に、走行速度を任
意選択して低速、中速、高速に切換えて走行する場合
や、長期的に続く坂道走行が終了したような場合には一
般的に外乱が入るので、このような際に有効である。

【００９０】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明のガイド手段は、実施例の磁気テー
プ製のガイドテープ２に対応し、以下同様に、ガイドセ
ンサは、磁気センサからなるガイドセンサ１２に対応
し、速度指令手段は、ＣＰＵ２０制御による第６ステッ
プＳ６に対応し、制御パラメータは、制御値変化率（Δ
α／ΔＴ）に対応し、パラメータ変更手段は、ＣＰＵ２
０制御によるルーチンＲ１に対応し、不感帯が設定され
た速度演算部は、左右の駆動モータ速度演算部２５，２
６に対応し、フィードバック回路は、フィードバックラ
イン５３，５４に対応し、複数のマップは、高速用マッ
プＭ４、中速用マップＭ５、低速用マップＭ６に対応す
るも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定され
るものではない。

【００９１】例えばガイドテープ２と複数のポイントセ
ンサＣ１〜Ｃ１６からなるガイドセンサ１２との組合せ
は、白線テープなどの光反射要素と光電センサとの組合
せであってもよく、あるいは誘導電流の通電により磁場
を発生する線体と、円筒形のボビンにコイルが巻回され
た探りコイルとの組合せであってもよい。また請求項
１，３，５，６にあっては２つの駆動輪を有する車両に
限定されることなく、１つの駆動輪（走行輪）と、この
駆動輪を操舵する操舵モータを備えた所謂１輪駆動タイ
プの車両であってもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両の制御装置を示す側面図。

【図２】ガイドテープに対する車両の関係を示す平面
視図。

【図３】ガイドテープとポイントセンサとの関係を示
す説明図。

【図４】制御装置の機能を示すブロック図。

【図５】制御装置の制御ブロック図。

【図６】走行速度指令値の説明図。

【図７】ＰＩ制御パラメータ値の説明図。

【図８】パラメータ可変制御を実施例しない時のガイ
ドテープ位置検出値の説明図。

【図９】ＰＩ制御パラメータ値における制御値変化率
の説明図。

【図１０】パラメータ可変制御を実施した時のガイド
テープ位置検出値の説明図。

【図１１】パラメータ可変制御を示すフローチャー
ト。

【図１２】ＲＡＭに記憶させた高速用マップの説明
図。

【図１３】ＲＡＭに記憶させた中速用マップの説明
図。

【図１４】ＲＡＭに記憶させた低速用マップの説明
図。

【図１５】不感帯を設けた時のガイドテープ位置検出
値と左右のモータ駆動速度との関係を示す説明図。

【図１６】不感帯制御を示すフローチャート。

【図１７】本発明の制御装置の他の実施例を示すブロ
ック図。

【符号の説明】

１…床部２…ガイドテープ３…車両６，７…駆動モータ８，９…駆動輪１２…ガイドセンサ１７，１８…モータ駆動部２５，２６…駆動モータ速度演算部Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６…マップＳ６…速度指令手段Ｒ１…パラメータ変更手段Ｄ…不感帯４１…速度設定部４２…軌跡制御部４７，４８…比例制御部５３，５４…フィードバックライン６０，６１…フィードフォワード部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動経路に沿って設けられたガイド手段の
位置を車両側のガイドセンサで検出し、上記ガイド手段
に沿って走行する車両の制御装置であって、走行速度指
令値を設定する速度指令手段と、上記速度指令手段で設
定された指令値に次第に変化すべく駆動モータの制御パ
ラメータを可変するパラメータ変更手段とを備えた車両
の制御装置。
【請求項２】左右の駆動輪をそれぞれ駆動すべく構成し
た車両において、上記ガイドセンサによる左右の検出値
に対する不感帯を速度演算部に設定した請求項１記載の
車両の制御装置。
【請求項３】車両の速度を設定する速度設定部と、車両
が上記ガイド手段に沿うように軌跡を制御する軌跡制御
部と、目標値に比例した比例制御量を出力する比例制御
部と、駆動モータを駆動するモータ駆動部と、上記駆動
モータの駆動状態を検出して上記比例制御部にフィード
バック信号を戻すフィードバック回路とを備え、上記軌
跡制御部の出力段と、比例制御部出力側およびモータ駆
動部入力側間との間に外乱補償用のフィードフォワード
部を介設した請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項４】上記車両の左右の駆動輪を独立駆動する車
両に設定された請求項３記載の車両の制御装置。
【請求項５】上記制御パラメータの変化は制御値変化率
を読出して演算処理する請求項１記載の車両の制御装
置。
【請求項６】走行速度指令値を複数段階に分けて設定す
る複数のマップを備え、車両走行速度に対応する上記マ
ップの切換え設定時に当該マップで設定された指令値に
次第に変化すべく駆動モータの制御パラメータを可変す
る請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項７】上記車両は左右の駆動輪を独立駆動する車
両に設定された請求項６記載の車両の制御装置。