JP2003146580A - 無軌道式走行体の直進走行制御装置及び直進走行制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ジャイロコンパス等の特別な高価な装置を用
いることなく、高精度で走行ずれ量と走行方向ずれ角度
を検出して、自動直進走行制御を行うことができる無軌
道式走行体の自動直進制御装置及び自動直進制御方法を
提供する。 【解決手段】 走行方向ずれ角度θｄを、左右の走行用
車輪の回転数の差（Ｎｒ−Ｎｌ）から求めると共に、左
右の走行用車輪を駆動する走行モータ８のトルクの差
（Ｔｒ−Ｔｌ）から求められる撓み修正角度で、車体の
撓みによって発生する誤差が減少するように補正し、更
に、走行基準点の通過時に検出した走行ずれ量と走行方
向ずれ角度により、走行ずれ量Ｙｄと走行方向ずれ角度
θｄの算定式を補正して、自動直進走行制御のための入
力値の検出精度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンテナヤード等
で使用される自走式門型クレーン等の無軌道式走行体の
直進走行制御装置及び直進走行制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンテナヤード等でコンテナを移動する
装置としては、移動型タワークレーン、トランスファー
・クレーン、ストラドル・キャリヤ、ヤード・トラク
ラ、ヤード・トレーラ等があるが、その一つのトランス
ファー・クレーンは、移動能力より物上げ能力に優れた
ものが必要とされ、主として門型ラバータイヤ式クレー
ン（トランステーナ）と呼ばれる、走行用車輪にラバー
タイヤを装着してコンテナを荷役する自走式門型クレー
ンが用いられている。

【０００３】この自走式門型クレーンは、特開昭５９−
１６７７１７号公報等でも紹介されているが、コンテナ
ヤード等で船からコンテナクレーンで陸揚げされてトレ
ーラで運ばれてきたコンテナを、吊り上げて運搬してヤ
ード上に積み上げる装置である。

【０００４】そして、図１に示すように、この自走式門
型クレーン１は、自走方向と直角の方向に走行するトロ
リ３にコンテナ１０を昇降するための吊り上げ装置２が
備えられている。このトロリ３が、自走方向ｘと直角の
方向ｙに走行するためのレール４ａを設けた梁（横桁）
４とこの梁４を支える脚部５と、この脚部５を支えるト
ラック６とから構成されている。

【０００５】この梁４と両脚部５、５とで門型を形成
し、脚部５のトラック６にはラバータイヤ７ａが装着さ
れた走行用車輪７が配置されており、この走行用車輪７
の駆動輪を左右個別の走行モータ８で回転駆動すること
により移動し、旋回（ステアリング）操作は、両側に配
置されている走行用車輪７に走行速度差、即ち回転数の
差を与えることにより行っている。

【０００６】そして、従来のラバータイヤ式クレーンの
直進走行制御を行うシステムでは、特公平７−３８１３
３号公報に示されている無軌道式クレーンの走行軌道修
正装置や特開２０００−１５３９８８号公報の無軌道路
面走行体のように、自動運転における進行方向に対する
角度偏差である走行方向ずれ角度（機体姿勢角）を検出
するために、ジャイロコンパスを用いている。

【０００７】この自走式門型クレーン１の直進走行の自
動制御装置は、図５に例示するような構成の自動直進制
御装置２０Ｘであり、磁気センサ列等で形成される基準
点検出手段２３により、コンテナヤード内の走行コース
の路面に設けられた磁気板のような走行基準点１２を検
出して、検出した磁気センサの位置である検出位置Ｙか
ら、走行コースとの左右のずれ量である走行ずれ量（機
体左右偏差）Ｙｄを算出している。また、ジャイロコン
パスを用いた走行ずれ角度検出手段４０により目標の走
行方向Ｘに対する走行方向ずれ角度θｄを検出してい
る。

【０００８】そして、直進制御手段２６により、走行ず
れ量Ｙｄをゼロにするように左右の走行モータ８の回転
数Ｎｒ，Ｎｌを制御し、両側の走行用車輪７に走行速度
差を与えながら、自動直進走行している。

【０００９】この自動直進走行制御を使用している場合
には、左右の走行用車輪の駆動輪に対して同じ回転数の
指示を出していても、トロリが移動するため、重心が中
央に無い場合が多く、荷重が必ずしも左右のタイヤに均
等に加わらず、片方の荷重が大きくなる場合が多い。

【００１０】この場合に、荷重の大きい側の走行用車輪
のタイヤの一回転当たりの走行距離がタイヤのへこみ分
だけ小さくなるため、荷重の大きい側に旋回する。その
ため、この旋回を検知して逆旋回を行う必要があり、こ
れらの小さな旋回を繰り返しながら、直進走行すること
になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このジ
ャイロコンパスは高価な装置であり、その上、信頼性が
低いという問題があり、特公平７−３８１３３号公報の
装置では、走行基準点検出信号、走行速度、走行一方向
角速度から軌道ずれ量を演算し、このずれ量に応じた軌
道修正を行うと共に、走行基準点を通過する毎にジャイ
ロコンパスのドリフトをリセットして補正するようにし
ている。

【００１２】また、この問題を解決する別の方法とし
て、左右の車輪回転数から角度偏差を求めることが考え
られるが、この方法は、剛体と見なせる車両の場合には
有効であるが、コンテナを扱うラバータイヤ式クレーン
ような無軌道式走行体では、左右の脚部間のスパンが約
２０ｍにも及ぶものがあって、剛性が低く車体が撓み易
いため、車輪回転数から求めた旋回角速度だけで走行ず
れ角度を算出すると、実際の進行方向との誤差が大きく
なってしまうという問題がある。

【００１３】そして、この目標方向と走行方向とのずれ
角度である走行方向ずれ角度と、左右方向の目標位置と
走行位置との差である走行ずれ量との推定精度が悪い
と、自動直進走行制御を行った場合に大きく蛇行するこ
とになる。そのため、運転者に不快な加減速を感じさせ
ると共に、荷役中のコンテナに左右方向や旋回方向の加
速度や角加速度を与えて揺動させてしまうという問題が
生じる。

【００１４】一方、車体の撓みによる走行方向ずれ角度
への影響は、左右の駆動輪のトルクの差、即ち、左右の
走行モータのトルク（走行モータトルク）の差に関係す
ることが分かってきた。

【００１５】本発明は、この知見を得て上記の問題を解
決するためになされたものであり、その目的は、ジャイ
ロコンパス等の特別な高価な装置を用いることなく、走
行通路の路面に設けられた基準点を検出して走行ずれ量
を算出すると共に、左右の走行用車輪の回転数と、走行
モータのトルクを計測し、これらの計測値から、目標の
進行方向に対する走行方向ずれ角度を算出及び補正し
て、走行方向ずれ角度を精度良く検出して、効率よく自
動直進走行制御を行うことができる無軌道式走行体の自
動直進制御装置及び自動直進制御方法を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そして、上記の目的を達
成するための本発明の無軌道式走行体の自動直進制御装
置は、次のように構成される。

【００１７】１）左右両側に配置されている走行用車輪
に回転数差を与えて旋回すると共に、左右の走行用車輪
の回転数を検出する回転数検出手段と、走行通路の路面
に配置された走行基準点を検出する基準点検出手段と、
走行ずれ量検出手段と、走行方向ずれ角度検出手段と、
前記各手段から得られる情報を入力して自動直進走行制
御を行う直進制御手段を備えた無軌道式走行体の直進走
行制御装置において、前記左右の走行用車輪を駆動する
走行モータのトルクを検出するトルク検出手段を備える
と共に、前記走行方向ずれ角度検出手段が、走行方向ず
れ角度を、前記回転数検出手段で検出された左右の回転
数の差から算出される量を、初期ずれ角度を初期値とし
て時間積分した値から、前記トルク検出手段で検出され
た左右の走行モータのトルクの差から算出される撓み修
正角度分を補正して求め、前記走行ずれ量検出手段が、
走行ずれ量を、初期ずれ量を初期値とし、走行速度と前
記走行方向ずれ角度の積を時間積分して求めるように構
成される。

【００１８】この走行速度は、左右の走行用車輪の回転
数から求めるのが簡単であるが、他の方法で求めてもよ
い。

【００１９】この構成によれば、走行ずれ量及び走行方
向ずれ角度を、左右の走行用車輪の回転数と走行モータ
のトルクから算定するので、ジャイロコンパス等の高価
な装置が不要となる。

【００２０】そして、左右の走行モータのトルクを用い
て、比較的車体の剛性が低い自走式門型クレーン等の無
軌道式走行体の車体の撓みに基づく誤差を、トルク差か
ら算出される撓み修正角度により補正しているので、精
度よく走行方向ずれ角度を検出できる。

【００２１】２）上記の無軌道式走行体の直進走行制御
装置において、前記基準点検出手段を該無軌道式走行体
の左右方向に所定の距離離間して配置し、前記走行通路
の横断方向に対をなして配置された前記走行基準点を検
出し、前記走行ずれ量検出手段が、前記基準点検出手段
で検出した前記走行基準点の検出位置から，走行ずれ量
を算出し、前記初期走行ずれ量を補正すると共に、前記
走行方向ずれ角度検出手段が、左右の前記基準点検出手
段の検出時間差と前記回転数から算出される走行速度を
使用して走行方向ずれ角度を算出し、前記初期ずれ角度
を補正するように構成される。

【００２２】以上の構成によれば、走行基準点を検出す
る毎に、初期走行ずれ量と初期ずれ角度を補正できるの
で、より精度良く走行ずれ量と走行方向ずれ量を検出す
ることができるようになる。そのため、より効率よく自
動直進制御を行うことができる。

【００２３】３）そして、上記のいずれかの無軌道式走
行体の直進走行制御装置を備えて無軌道式走行体を構成
する。

【００２４】４）また、前記無軌道式走行体が、前記走
行用車輪にラバータイヤを装着して、コンテナを荷役す
る自走式門型クレーンである場合には、特に効果を奏す
ることができる。

【００２５】このラバータイヤを装着して自走する門型
クレーンは、２０ｍにも及ぶ大きな構造体を門型で形成
しているために撓み易く、走行用車輪の回転数だけで
は、走行方向ずれ角度を正確に推定できないので、特に
効果が大きい。

【００２６】そして、本発明の無軌道式走行体の直進走
行制御方法は次のように構成され、上記と同様な効果を
奏することができる。

【００２７】１）左右両側に配置されている走行用車輪
に回転数差を与えて旋回すると共に、左右の走行用車輪
の回転数を検出する回転数検出手段と、前記左右の走行
用車輪を駆動する走行モータのトルクを検出するトルク
検出手段と、走行通路の路面に配置された走行基準点を
検出する基準点検出手段と、走行ずれ量検出手段と、走
行方向ずれ角度検出手段と、前記各手段から得られる情
報を入力して自動直進走行制御を行う直進制御手段を備
えた無軌道式走行体の直進走行制御装置において、前記
走行方向ずれ角度検出手段が、走行方向ずれ角度を、前
記回転数検出手段で検出された左右の回転数の差から算
出される量を、初期ずれ角度を初期値として時間積分し
た値から、前記トルク検出手段で検出された左右の走行
モータのトルクの差から算出される撓み修正角度分を補
正して求め、走行ずれ量を、初期ずれ量を初期値とし、
走行速度と前記走行方向ずれ角度の積を時間積分して求
めるように構成される。

【００２８】２）上記の無軌道式走行体の直進走行制御
方法において、該無軌道式走行体の左右方向に所定の距
離離間して配置した前記基準点検出手段で、前記走行通
路の横断方向に対をなして配置された前記走行基準点を
検出し、前記基準点検出手段で検出した前記走行基準点
の検出位置から，走行ずれ量を算出し、前記初期走行ず
れ量を補正すると共に、左右の前記基準点検出手段の検
出時間差と前記回転数から算出される走行速度を使用し
て走行方向ずれ角度を算出し、前記初期ずれ角度を補正
するように構成される。

【００２９】３）そして、上記のいずれかの無軌道式走
行体の直進走行制御方法を、該無軌道式走行体が、前記
走行用車輪にラバータイヤを装着して、コンテナを荷役
する自走式門型クレーンである場合に使用する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
無軌道式走行体の自動直進制御装置と自動直進制御方法
の実施の形態について、自走式門型クレーンを例にして
説明する。

【００３１】最初に、この無軌道式走行体である自走式
門型クレーンの構成について説明する。

【００３２】図１に示すように、この自走式門型クレー
ン１は、梁（横桁）４と、この梁４を支える脚部５と、
この脚部５を支えるトラック６とから構成されており、
この梁４と両脚部５、５とで門型を形成している。

【００３３】そして、この梁４には、トロリ３が走行す
るためのレール４ａが設けられ、トロリ３にはコンテナ
１０を昇降するための吊り上げ装置２が備えられてお
り、また、脚部５のトラック６にはラバータイヤ７ａが
装着された走行用車輪７が配置され、この走行用車輪７
の駆動輪を左右個別の走行モータ８で回転駆動すること
により移動し、旋回（ステアリング）操作は、両側に配
置されている走行用車輪７に走行速度差、即ち回転数の
差を与えることにより行っている。

【００３４】この自走式門型クレーン１の自動直進制御
装置は、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントロ
ーラ）等で形成されるが、図２の第１の実施の形態の自
動直進制御装置２０及び図３の第２の実施の形態の自動
直進制御装置２０Ａに示すように、回転数検出手段２
１、トルク検出手段２２、基準点検出手段２３、走行方
向ずれ角度検出手段２４、走行ずれ量検出手段２５、及
び、直進制御手段２６を備えて形成され、右走行モータ
８と左走行モータ８の回転数Ｎｒ，Ｎｌを制御する。

【００３５】この回転数検出手段２１は、左右の走行用
車輪７の回転数Ｎｒ，Ｎｌを検出する手段であり、左右
の走行用車輪７の回転軸、又は、走行モータ８の回転軸
に設けたロータリエンコーダ等で形成される。あるい
は、自動制御装置の制御用の数値を用いることもでき
る。

【００３６】また、トルク検出手段２２は左右の走行用
車輪７を駆動する走行モータ８のトルク（走行モータト
ルク）Ｔｒ，Ｔｌを検出する手段であり、走行モータ８
に通常使用されるインバータモータでは、インバータ自
身に装備したトルク検出手段で形成される。

【００３７】そして、基準点検出手段２３は、走行通路
１２の路面に配置された走行基準点１３を検出する手段
であり、走行車輪７の近傍に設けた磁気センサ列１１で
形成する。この磁気センサ列１１は、走行通路１２の走
行方向ｘと直角の方向ｙ、即ち、左右方向ｙに、磁気セ
ンサを数十個（例えば８０個程度）を、所定の間隔（例
えば５ｍｍ間隔）に並べて形成する。なお、図６に示す
ように、クレーン１における座標をｘ−ｙとし、走行通
路１２の路面における座標をＸ−Ｙとする。

【００３８】一方、磁気基準点（走行基準点）１３は、
磁気板等を走行通路１２の路面に、例えば約５０ｍの一
定間隔をおいて埋設して形成する。この走行基準点１３
を走行通路１２の両側に設ける場合には走行指示方向Ｘ
に関して同じ位置にあるように、つまり、走行指示方向
Ｘに直角となる直線上にあるように対をなして配置す
る。

【００３９】また、走行方向ずれ角度検出手段２４は、
所望の走行指示方向Ｘとクレーン１の機体の走行方向ｘ
とのずれ角度である走行方向ずれ角度θｄを検出する手
段であり、走行ずれ量検出手段２５は、所望の走行コー
スの中心線（Ｙ＝０）からのクレーン１の機体のずれ量
Ｙである走行ずれ量Ｙｄを検出する手段である。

【００４０】直進制御手段２６は、これらの各手段から
得られる情報を入力して、走行ずれ量Ｙｄ及び制御の必
要に応じて走行方向ずれ角度θｄがゼロになるように、
左右の走行用車輪７を駆動する走行モータ８の回転数Ｎ
ｒ、Ｎｌを制御して、これにより左右の走行用車輪７の
走行速度Ｖｒ、Ｖｌを制御する手段である。

【００４１】そして、図２に示す第１の実施の形態で
は、走行方向ずれ角度検出手段２４は、回転数Ｎｒ、Ｎ
ｌから算出されるずれ角度θE を、トルクＴｒ、Ｔｌか
ら得られる撓み修正角度θT で補正している。

【００４２】この回転数Ｎｒ、Ｎｌから算出されるずれ
角度θE は、初期ずれ角度θ0 を初期値として、回転数
Ｎｒ、Ｎｌから算出される旋回角速度ωE を時間積分し
て得られる。

【００４３】この回転数Ｎｒ、Ｎｌから算出される旋回
角速度ωE は、図７に示すように、回転数検出手段２１
で検出された左右の回転数Ｎｒ，Ｎｌの関数となる走行
速度Ｖｒ，Ｖｌにより、左右車輪間隔をＬとし、車体に
撓みが無いとすると、ωE （rad/s)＝ｓｉｎ^-1｛（Ｖｒ
(m/s) −Ｖｌ(m/s) ）／Ｌ(m) ｝となる。ここで、αが
小さい時に、ｓｉｎ^-1（α）≒αであることを利用する
と、ωE （rad/s)＝（Ｖｒ(m/s) −Ｖｌ(m/s) ）／Ｌ
(m) となる。また、計算精度の面から走行速度Ｖｒ，Ｖ
ｌも回転数Ｎｒ，Ｎｌに比例すると見なすことができ
る。

【００４４】従って、θ0 を初期ずれ角度とすると、θ
E （rad)＝θ0 （rad)＋∫（ωE （rad/s)）ｄｔ＝θ0
（rad)＋∫｛（Ｖｒ(m/s) −Ｖｌ(m/s) ）／Ｌ(m) ｝ｄ
ｔ=θ0 （rad)＋∫｛Ａ×（Ｎｒ(rpm) −Ｎｌ(rpm) ）
／Ｌ(m) ｝ｄｔとなる。

【００４５】そして、本発明では、更に、クレーン１の
撓み量によって生じるずれ角度の誤差分となる撓み修正
角度θT で補正する。この撓み修正角度θT は、トルク
検出手段２２で検出された左右の走行用車輪７のトルク
Ｔｒ，Ｔｌの差（Ｔｒ−Ｔｌ）に比例する値であり、Ｂ
を比例定数として、θT （rad)＝Ｂ×（Ｔｒ（kgf.m)−
Ｔｌ（kgf.m)）となる。この撓み修正角度θT を、回転
数Ｎｒ，Ｎｌから算出されるずれ角度θE から減じて補
正する。

【００４６】つまり、走行方向ずれ角度θｄは、θｄ
（rad)＝θ0 （rad)＋θE （rad)−θT （rad)となり、
ωE を使用すると、θｄ（rad)＝θ0 （rad)＋∫ωE ｄ
ｔ−θT となり、θｄ（rad)＝θ0 （rad)＋∫｛Ａ×
（Ｎｒ(rpm) −Ｎｌ(rpm) ）／Ｌ(m) ｝ｄｔ−Ｂ×（Ｔ
ｒ（kgf.m)−Ｔｌ（kgf.m)）として算出できる。

【００４７】そして、走行ずれ量検出手段２５は、磁気
基準点１２上を、磁気センサ列１１が通過した時に、磁
気基準点１３を検出した磁気センサの位置により、走行
方向ずれ量Ｙ（又は、Ｙｒ、Ｙｌ）を検出する。そし
て、通過時の走行ずれ量Ｙｐをこの値Ｙ（又は、（Ｙｒ
＋Ｙｌ）／２）とする。

【００４８】また、磁気基準点１３上を磁気センサ列１
１が通過し、次の磁気基準点１３上を磁気センサ列１１
が通過するまでの期間では、Ｙ方向へのずれ速度Ｖｙ
は、図８に示すように、走行速度Ｖｘ（＝（Ｖｒ＋Ｖ
ｌ）／２）と走行方向ずれ角度θｄから、Ｖｙ＝Ｖｘ×
ｓｉｎ（θｄ）≒Ｖｘ×θｄとなるので、走行ずれ量Ｙ
ｄを、初期ずれ量Ｙ０を初期値とし、走行速度Ｖｘと走
行方向ずれ角度θｄの積（Ｖｘ×θｄ）を時間積分して
算定する。つまり、Ｙｄ(m) ＝Ｙ０(m) ＋∫Ｖｙｄｔ＝
Ｙ０(m) ＋∫（Ｖｘ(m/s) ×θｄ(rad) ）ｄｔとなる。

【００４９】この初期ずれ量Ｙ０の値を、磁気基準点１
２を検出する毎に、通過時の走行ずれ量Ｙｐにリセット
して走行ずれ量Ｙｄを補正する。

【００５０】〔第２の実施の形態〕そして、図３に示す
第２の実施の形態では、走行方向ずれ角度検出手段２４
は、第１の実施の形態の構成に加えて、基準点検出手段
２３で検出されたずれ位置Ｙｒ，Ｙｌから磁気基準点通
過時の走行方向ずれ角度θｐを検出し、その時の走行方
向ずれ角度θｄ及び初期ずれ角度θ０を補正するように
構成される。

【００５１】この場合には、基準点検出手段２３である
磁気センサ列１１をクレーン１の左右方向ｙにスパンＬ
ｒｌの間隔で設ける。

【００５２】そして、一方（例えば右側）の磁気センサ
列８が磁気基準点１２を検出してから、他方（例えば左
側）の磁気センサ列８が磁気基準点１２を検出するまで
の検出時間差をΔｔ(s) とし、磁気センサ列１１の中心
間の距離をＬｒｌとすると、図９に示すように、Δｔ
(s) ＝ｓｉｎ（θｐ（rad)）×Ｌｒｌ(m) ／Ｖｌmean(m
/s) から、θｐ（rad)＝Ｖｌmean(m/s) ×Δｔ(s) ／Ｌ
ｒｌ(m) となる。この関係式から磁気基準点通過時の走
行方向ずれ角度θｐを検出する。なお、このＶｌmean(m
/s) はＶｌ(m/s) のΔｔ(s) 間の平均値である。

【００５３】なお、この場合には、左右の磁気センサ列
８は、走行方向（前後方向）ｘに直角な方向（左右方
向）ｙに関して同一直線上に設けるものとする。なお、
同一直線上に設けず、前後する場合には、前後距離を考
慮してＶｌ(m/s) ×Δｔ(s) を補正することにより、磁
気基準点通過時の走行方向ずれ角度θｐを検出すること
ができる。

【００５４】〔自動直進制御方法〕次に、以上の構成の
無軌道式走行体の自動直進制御装置における自動直進制
御方法について説明する。なお、ここでは、第１の実施
の形態、及び、磁気センサ列８を左右両側に配置した第
２の実施の形態の場合について、図４のフローチャート
を参照しながら説明する。

【００５５】なお、図４は第２の実施の形態の場合の制
御フローを示すが、第１の実施の形態の場合には、ステ
ップＳ３１の「時間差の検出」とステップＳ３２の「走
行方向ずれ角度の算出」と「初期ずれ角度の補正」が無
い制御フローとなる。

【００５６】この図４の制御フローは、ステップＳ１０
のデータ入力、ステップＳ２０の基準点通過判定、ステ
ップＳ３０の初期ずれ量等の補正、ステップＳ４０の走
行ずれ量等の検出、ステップＳ５０の直進制御とからな
り、この自動直進走行制御モードが選択され、自動直進
走行制御が行われている間は、メインの走行制御のフロ
ーから繰り返し呼ばれて実行されるフローとして、例示
したものである。

【００５７】この無軌道式走行体である自走式門型クレ
ーン１が、自動直進走行制御による走行を始めると、ス
テップＳ１０のデータ入力が実行される。

【００５８】このステップＳ１０においては、ステップ
Ｓ１１で回転数検出手段２１により左右の走行用車輪７
の回転数Ｎｒ，Ｎｌの検出と、左右の走行速度Ｖｒ，Ｖ
ｌ、平均走行速度Ｖｘ＝（Ｖｒ＋Ｖｌ）／２及び速度差
ΔＶｘ＝（Ｖｒ−Ｖｌ）の算出を行う。また、ステップ
Ｓ１２で、トルク検出手段２２による左右の走行用車輪
７のトルクＴｒ，Ｔｌの検出と、車両の撓みの修正に使
用する撓み修正角度θT ＝Ｂ×（ＴｒーＴｌ）の算出を
行う。

【００５９】次に、ステップＳ２０の基準点通過判定に
おいては、基準点検出手段２３により、走行通路１２の
路面に配置された走行基準点１３の検出が行われている
か、否かを判定する。つまり、磁気センサ列１１が磁気
基準点１３を検出中であるか否かを判定する。

【００６０】そして、ステップＳ２０において、走行基
準点１３の検出中であると判定すると、ステップＳ３０
の初期ずれ量等の補正に行き、基準点検出手段２３、走
行方向ずれ角度検出手段２４、走行ずれ量検出手段２５
により、走行基準点通過時の走行方向ずれ角度θｐ、走
行基準点通過時の走行ずれ量Ｙｐを算出し、この値を用
いて、初期ずれ角度θ0 、初期ずれ量Ｙ０をリセットし
て補正する。

【００６１】より詳細には、ステップＳ３１で、基準点
検出手段２３により、走行方向ずれ量Ｙｒ，Ｙｌの検出
を行う。そして、第２の実施の形態では、更に、一方
（例えば右側）の磁気センサ列１１が磁気基準点１３を
検出してから、他方（例えば左側）の磁気センサ列１１
が磁気基準点１３を検出するまでの検出時間差Δｔ(s)
の検出を行う。

【００６２】また、第２の実施の形態では、ステップＳ
３２で、走行方向ずれ角度検出手段２４により、走行基
準点通過時の走行方向ずれ角度θｐ（rad)の算出を、θ
ｐ（rad)＝Ｖｌ(m/s) ×Δｔ(s) ／Ｌｒｌ(m) で行い、
初期ずれ角度θ0 を、この値θｄにリセットする。

【００６３】また、ステップＳ３３で、走行ずれ量検出
手段２５により、走行基準点通過時の走行ずれ量Ｙｐの
算出を、Ｙｐ＝（Ｙｒ＋Ｙｌ）／２で行い、初期ずれ量
Ｙ０をこの値Ｙｐにリセットする。

【００６４】一方、ステップＳ２０において、走行基準
点１３の検出中ではないと判定すると、ステップＳ４０
の走行ずれ量等の検出に行き、走行方向ずれ角度検出手
段２４、走行ずれ量検出手段２５により、初期ずれ角度
θ0 、初期ずれ量Ｙ０を用いて、走行基準点１２通過後
の走行方向ずれ角度θｄ、走行ずれ量Ｙｄを算出する。

【００６５】より詳細には、ステップＳ４１で、走行方
向ずれ角度検出手段２４により、走行方向ずれ角度θｄ
（rad)の算出を、θｄ（rad)＝θ0 （rad)＋∫｛Ａ×
（Ｎｒ(rpm) −Ｎｌ(rpm) ）／Ｌ(m) ｝ｄｔ（＝θE
（rad)）により行う。

【００６６】次のステップＳ４２で，車体の撓みによる
誤差の補正を行う。この補正は車体の撓みによる撓み修
正角度θT を差し引くことで行う。つまり、θｄ（rad)
＝θE −θT ＝θｄ（rad)−Ｂ×（Ｔｒ（kgf.m)−Ｔｌ
（kgf.m)）により行う。

【００６７】また、ステップＳ４３で、走行ずれ量検出
手段２５により、走行ずれ量Ｙｄの算出を、Ｙｄ(m) ＝
Ｙ０(m) ＋∫（Ｖ(m/s) ×θｄ(rad) ）ｄｔで行う。

【００６８】そして、ステップＳ２０又はステップＳ３
０を終了したら、ステップ４０に行き、直進制御手段２
６により、走行方向ずれ角度θｄや走行ずれ量Ｙｄがゼ
ロになるように、左右の走行用車輪７の走行速度Ｖｒ、
Ｖｌ、即ち、左右の走行用車輪７を駆動する走行モータ
８の回転数Ｎｒ、Ｎｌを制御する。この制御は、走行方
向ずれ角度θｄと走行ずれ量Ｙｄを制御値とし、走行モ
ータ８の回転数Ｎｒ，Ｎｌを操作量とするフィードバッ
ク制御等で行うことができる。

【００６９】このステップＳ１０〜Ｓ４０を実行して、
図示しないメインの走行制御フローに戻っては、呼び出
されることにより、自動直進走行モードが選定されてい
る間、繰り返しステップＳ１０〜Ｓ４０を実行すること
により、自動直進走行制御が行われる。

【００７０】以上の構成の自走式門型クレーン（無軌道
式走行体）とその自動直進制御方法によれば、ジャイロ
コンパス等の高価な装置を使用することなく、精度良
く、走行ずれ量Ｙｄ及び走行方向ずれ角度θｄを検出す
ることができるので、高精度で自動直進走行することが
できる。特に、クレーンの機体の撓みによる撓み修正角
度θT を走行用車輪７のトルクＴｒ，Ｔｌから推定して
補正するので、より精度を高めることができる。

【００７１】そして、第２の実施の形態では、磁気基準
点１３を通過する時に、初期ずれ角度θ0 も補正するの
で、より高精度で走行方向ずれ角度θｄを推定すること
ができる。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る無軌道式無軌道式走行体の自動直進制御装置及び
自動直進制御方法によれば、次のような効果を奏するこ
とができる。

【００７３】走行ずれ量及び走行方向ずれ角度を、左右
の走行用車輪の回転数と左右の走行用車輪を駆動する走
行モータのトルクから算定するので、ジャイロコンパス
等の高価な装置が不要となる。

【００７４】特に、左右の走行用車輪の駆動輪のモータ
トルクを用いて、比較的車体の剛性が低い自走式門型ク
レーン等の無軌道式走行体の車体の撓みを計算し、この
撓みに基づく誤差を補正しているので、精度よく走行方
向ずれ角度を検出できる。

【００７５】また、走行基準点を検出する毎に、初期走
行ずれ量と初期ずれ角度を補正するので、より精度良く
走行ずれ量と走行方向ずれ量を検出することができ、よ
り精度よく自動直進制御を行うことができる。

【００７６】従って、自動直進走行制御の入力となるこ
れらの走行ずれ量と走行方向ずれ角度の検出精度が向上
するので、より好適な自動直進制御を行うことができ
る。そのため、運転者の乗り心地性を向上でき、また、
荷役中のコンテナに加わる加速度が小さくなるので、よ
り安全な荷役ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無軌道式走行体の一例である自走
式門型クレーンを示す模式的な図であり、（ａ）は斜視
図で、（ｂ）は正面図である。

【図２】本発明に係る第１の実施の形態の自動直線制御
装置の構成を示す図である。

【図３】本発明に係る第２の実施の形態の自動直線制御
装置の構成を示す図である。

【図４】本発明に係る第２の実施の形態の自動直線制御
装置における自動直線制御方法の制御フローを示す図で
ある。

【図５】従来技術の自走式門型クレーンの自動直線制御
装置の構成を示す図である。

【図６】直進制御に使用する諸量間の関係を説明するた
めの無軌道式走行体固定座標系と走行通路の路面固定座
標系との関係を示す図である。

【図７】無軌道式走行体の旋回角速度と左右の走行速度
との関係を示す図である。

【図８】無軌道式走行体の走行速度とずれ速度との関係
を示す図である。

【図９】走行基準点通過時の走行方向ずれ角度と検出時
間差の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 自走式門型クレーン（無軌道式走行体） ７ 走行用車輪 ８ 走行モータ １２ 走行通路 １３ 走行基準点 ２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｘ 自動直進制御装置 ２１ 回転数検出手段 ２２ トルク検出手段 ２３ 基準点検出手段 ２４ 走行方向ずれ角度検出手段 ２５ 走行ずれ量検出手段 ２６ 直進制御手段 Ｎｒ，Ｎｌ 回転数 Ｔｒ，Ｔｌ トルク Ｙｄ 走行ずれ量 Ｙ 0 初期ずれ量 θｄ 走行方向ずれ角度 θ0 初期ずれ角度 Δｔ 検出時間差 Ｖｘ 走行速度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F202 AA04 BA02 3F203 AA06 BA03 CA03 CC01 DA05 EB05 EC30 3F204 AA03 BA04 CA07 GA01 5H301 AA01 AA09 BB06 CC06 CC08 EE06 HH10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右両側に配置されている走行用車輪に
   回転数差を与えて旋回すると共に、左右の走行用車輪の
   回転数を検出する回転数検出手段と、走行通路の路面に
   配置された走行基準点を検出する基準点検出手段と、走
   行ずれ量検出手段と、走行方向ずれ角度検出手段と、前
   記各手段から得られる情報を入力して自動直進走行制御
   を行う直進制御手段を備えた無軌道式走行体の直進走行
   制御装置において、 前記左右の走行用車輪を駆動する走行モータのトルクを
   検出するトルク検出手段を備えると共に、 前記走行方向ずれ角度検出手段が、走行方向ずれ角度
   を、前記回転数検出手段で検出された左右の回転数の差
   から算出される量を、初期ずれ角度を初期値として時間
   積分した値から、前記トルク検出手段で検出された左右
   の走行モータのトルクの差から算出される撓み修正角度
   分を補正して求め、 前記走行ずれ量検出手段が、走行ずれ量を、初期ずれ量
   を初期値とし、走行速度と前記走行方向ずれ角度の積を
   時間積分して求めることを特徴とする無軌道式走行体の
   直進走行制御装置。
2. 【請求項２】 前記基準点検出手段を該無軌道式走行体
   の左右方向に所定の距離離間して配置し、前記走行通路
   の横断方向に対をなして配置された前記走行基準点を検
   出し、 前記走行ずれ量検出手段が、前記基準点検出手段で検出
   した前記走行基準点の検出位置から，走行ずれ量を算出
   し、前記初期走行ずれ量を補正すると共に、 前記走行方向ずれ角度検出手段が、左右の前記基準点検
   出手段の検出時間差と前記回転数から算出される走行速
   度を使用して走行方向ずれ角度を算出し、前記初期ずれ
   角度を補正することを特徴とする請求項１記載の無軌道
   式走行体の直進走行制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の無軌道式
   走行体の直進走行制御装置を備えたことを特徴とする無
   軌道式走行体。
4. 【請求項４】 前記無軌道式走行体が、前記走行用車輪
   にラバータイヤを装着して、コンテナを荷役する自走式
   門型クレーンであることを特徴とする請求項３記載の無
   軌道式走行体。
5. 【請求項５】 左右両側に配置されている走行用車輪に
   回転数差を与えて旋回すると共に、左右の走行用車輪の
   回転数を検出する回転数検出手段と、前記左右の走行用
   車輪を駆動する走行モータのトルクを検出するトルク検
   出手段と、走行通路の路面に配置された走行基準点を検
   出する基準点検出手段と、走行ずれ量検出手段と、走行
   方向ずれ角度検出手段と、前記各手段から得られる情報
   を入力して自動直進走行制御を行う直進制御手段を備え
   た無軌道式走行体の直進走行制御装置において、 走行方向ずれ角度を、前記回転数検出手段で検出された
   左右の回転数の差から算出される量を、初期ずれ角度を
   初期値として時間積分した値から、前記トルク検出手段
   で検出された左右の走行モータのトルクの差から算出さ
   れる撓み修正角度分を補正して求め、 走行ずれ量を、初期ずれ量を初期値とし、走行速度と前
   記走行方向ずれ角度の積を時間積分して求めることを特
   徴とする無軌道式走行体の直進走行制御方法。
6. 【請求項６】 該無軌道式走行体の左右方向に所定の距
   離離間して配置した前記基準点検出手段で、前記走行通
   路の横断方向に対をなして配置された前記走行基準点を
   検出し、 前記基準点検出手段で検出した前記走行基準点の検出位
   置から，走行ずれ量を算出し、前記初期走行ずれ量を補
   正すると共に、 左右の前記基準点検出手段の検出時間差と前記回転数か
   ら算出される走行速度を使用して走行方向ずれ角度を算
   出し、前記初期ずれ角度を補正することを特徴とする請
   求項５記載の無軌道式走行体の直進走行制御方法。
7. 【請求項７】 該無軌道式走行体が、前記走行用車輪に
   ラバータイヤを装着して、コンテナを荷役する自走式門
   型クレーンであることを特徴とする請求項５又は６に記
   載の無軌道式走行体の直進走行制御方法。