JP2006142879A - 洗車機 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、車形検出装置の精度不足を補うための機械的な機能を追加することなく、検出される車形データを忠実な自動車輪郭に近い形で復元し、ブラシや車体の破損を防止することができる洗車機を提案することにある。
【解決手段】 車形データ検出手段３２ｂで作成した車形データの中から車体上面位置が切り替わる点Ｘ５，Ｘ１０を検出し、次にこの変更点Ｘ５，Ｘ１０を検出するまでに相対移動した距離に基づいて変更点間の車体上面位置を補正する車形データ加工手段３２ｃを備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車の形状を検出する車形検出装置を備えた洗車機に関する。

車形検出装置として、投光／受光を一対とするビームセンサを車体を挟んで上下方向に複数配列し、車体によって遮られるビームセンサの位置を洗車機が所定距離走行する毎に取り込んでいき車体形状を検出するものが知られている。このような車形検出装置の場合、一対の発光素子と受光素子とで形成する光電スイッチの配列ピッチによって車体検出の精度が変わり、検出される車形データと実際の自動車輪郭との間に最大で光電スイッチのピッチ程度の差が生じてしまうことになる。

このような車形検出装置を採用した洗車機として、特許第２７７９７５０号や特許第２７４１４８１号で知られている。これらの洗車機は、車形検出装置で検出される車形データに基づいて昇降する上面ブラシが備えられているが、車形データの精度を危惧して車体への過接触を防止するための機能が追加されている。すなわち、特許第２７７９７５０号には、車体の接触によりブラシを上方に揺動させる揺動アームが備えられ、特許第２７４１４８１号には、上面ブラシの昇降レールを洗車機本体の前後方向に揺動できるレール揺動装置が備えられている。こうした機能の追加は、コストアップや故障の原因になり好ましくない。
特許第２７７９７５０号 特許第２７４１４８１号

そこで、本発明が解決しようとする課題は、車形検出装置の精度不足を補うための機械的な機能を追加することなく、検出される車形データを忠実な自動車輪郭に近い形で復元し、ブラシや車体の破損を防止することができる洗車機を提案することにある。

このような課題を解決するために本発明は、洗車機と自動車の相対移動位置を検出する位置検出手段と、自動車を挟んで洗車機の上下方向に所定間隔毎に光軸を形成しこの光軸の透光／遮光により車体の上面位置を検出する車体検出手段と、前記位置検出手段で所定距離移動したことを検出する毎に前記車体検出手段で車体上面位置を取り込み車形データを作成する車形データ検出手段とを備えた洗車機において、前記車形データ検出手段で作成した車形データの中から車体上面位置が切り替わる点を検出し、次にこの変更点を検出するまでに相対移動した距離に基づいて変更点間の車体上面位置を補正する車形データ加工手段を備えたものである。

本発明の洗車機によれば、洗車機もしくは自動車が単位距離走行する毎に、車体検出装置により車体の有無を取り込んでいくと、ビームセンサの配列ピッチに応じた階段状の車形データが得られる。この車形データにおける車体上面位置が切り替わる点、つまり透光から遮光に転じる光軸位置、または遮光から透光に転じる光軸位置を検出し、次にこの変更点を検出するまでに走行した洗車機本体または自動車の距離に基づいて変更点間の車体上面位置を補正することで、滑らかな輪郭データが得られる。これにより、センサの検出精度（解像度）を補うために、機械的な機能を追加することなく、車体検出装置のセンサ数を少なくしても車体への過接触を防止することができる。

車形検出装置として自動車を幅方向に挟んで投光部と受光部を配置した車体検出センサを備え、洗車処理装置として垂直昇降する上面ブラシを備えた、以下の実施例に示すような門型洗車機が最良の形態である。

以下、本発明の実施例１について図面を基に説明する。図１は実施例１の正面説明図である。
洗車機本体１は左右一対のレール２，２上を往復走行し、レール２，２間に停車される自動車を跨ぐように移動する。３，４，４は洗車機本体１に設けられる洗車処理装置としての回転ブラシで、３は車体面に沿って昇降動作し主に車体上面を洗浄する上面ブラシ、４，４は車体面に沿って開閉動作し車体の側面および前後面を洗浄する左右一対の側面ブラシである。５，６，６は洗車機本体１に設けられ洗浄後の車体の乾燥をはかる洗車処理装置としてのブロワノズルで、５は車体面に沿って昇降動作する上面ブロワノズル、６，６は車体面に沿って出没動作する左右一対の側面ブロワノズルである。７は洗車機本体１の前側方に車体を挟んで配置され車体の有無を検出する車体検出装置、８は洗車機本体１が単位距離走行する毎にパルス信号を出力し洗車機本体１の走行位置を検出するエンコーダ、９は本体１を走行させるモータである。

車体検出装置７は、洗車機本体１の内側面前方に設けられ、垂直上下方向に所定間隔で発光素子を配列した投光部７Ａと、この投光部７Ａの発光素子と対をなす受光素子を配列した受光部７Ｂとを対面させ、各発光／受光素子間の光軸が車体によって遮られたのを検知して車体の有無を検出するものである。光軸の透光／遮光情報は、前記エンコーダ８がパルス信号を出力する毎に取り込まれ、洗車機本体１の走行位置と合わせて記憶することで、車形データが抽出される。

図２は上面ブラシ３の構造を示す説明図である。
上面ブラシ３は、ブラシ軸１０の両端に直結されたキャリア１１Ｌ，１１Ｒによって洗車機本体１内に垂設した昇降レール１２Ｌ，１２Ｒ上を昇降するように構成され、一方のキャリア１１Ｒに固定されたブラシモータ２１により正逆転駆動される。１３はキャリア１１Ｌ，１１Ｒを昇降する昇降装置で、キャリア１１Ｌ，１１Ｒの上端と下端を無端状に接続するチェーン１４と、該チェーン１４が懸回されるスプロケット１５Ｕ，１５Ｄと、左右の上スプロケット１５Ｕ同士を連結する回転軸１６と、該回転軸１６を正逆転する昇降モータ１７とから構成されている。この構成により、昇降モータ１７を駆動すると、左右のキャリア１１Ｌ，１１Ｒが同期して上下駆動され、キャリア間の上面ブラシ３が水平状態で昇降する。１８は回転軸１６が所定回転する毎にパルス信号を出力しキャリアの昇降位置を検出するエンコーダ、１９，２０はキャリア１１Ｌの接触によりスイッチングして上昇限界及び下降限界を与えるリミットスイッチである。

図３は上面ブロワノズル５の構造を示す説明図である。
上面ブロワノズル５も上面ブラシ３と略同様な構成で昇降されるもので、洗車機本体１内に垂設した昇降レール２２Ｌ，２２Ｒ上を昇降するキャリア２３Ｌ，２３Ｒにその両端を支持され、昇降装置２４のチェーン２５、スプロケット２６Ｕ，２６Ｄ、左右の上スプロケット２６Ｕ同士を連結する回転軸２７、回転軸２７を正逆転する昇降モータ２８により昇降される。２９は回転軸２７が所定回転する毎にパルス信号を出力しキャリアの昇降位置を検出するエンコーダ、３０，３１はキャリア２３Ｌの接触によりスイッチングして上昇限界及び下降限界を与えるリミットスイッチである。

図４は実施例１の制御系を説明するブロック図である。
３２はマイクロコンピュータ、メモリ等を含む制御部、３３は制御部３２からの信号によりブラシ、ブロワノズル等の処理装置を駆動する駆動部、３４は洗車開始入力や回避すべき突起物の指定入力を行う操作パネルである。

制御部３２は、操作パネル３４における洗車開始入力があると記憶した洗車プログラムに従って駆動部３３を介して洗車動作を実行し、洗車中は車体検出装置７で読み取る車体上面位置を記憶し、エンコーダ８の信号に基づく本体走行位置をパラメータとして、エンコーダ１８に基づく上面ブラシ３の位置、およびエンコーダ２９に基づく上面ブロワノズル５の位置を車体上面位置から算出した目標位置に適合させるよう、本体１の前進／後退およびキャリア１１，２３の昇降といった操作を行うことにより、処理装置たる上面ブラシ３および上面ブロワノズル９の車体上面に対する距離を略一定に保って洗車処理するよう制御する。

制御部３２での機能をもう少し詳しく説明する。３２ａは走行位置検出部で、エンコーダ８からのパルス信号をカウントして洗車機本体１の走行位置及び走行距離を検出する。３２ｂは車形データ検出部で、エンコーダ８からパルス信号が出力される毎に、車形検出装置７で与える車体上面位置を取り込み、その時の走行位置検出部３２ａで与える本体走行位置とを対応させて車形データを作成する。３２ｃは車形データ加工部で、車形データ検出部３２ｂで作成した車形データを平滑な自動車輪郭データに変形する。なお、車形データ加工部３２ｃでのデータ加工手法については後述説明する。３２ｄは目標位置設定部で、車形データ加工部３２ｃで加工した車形データに基づいて、主に上面ブラシ３及び上面ブロワノズル５の目標昇降位置を設定する。

３２ｅ・３２ｆは上面ブラシ３・上面ブロワノズル５それぞれの昇降位置検出部で、エンコーダ１８・２９からのパルス信号をカウントして上面ブラシ３・上面ブロワノズル５それぞれの昇降位置検出する。３２ｇは洗車制御部で、目標位置設定部３２ｄで与える上面ブラシ３・上面ブロワノズル５の目標昇降位置にそれぞれの位置を一致させるよう、モータ９・１７・２８を駆動制御する。すなわち、現在の本体走行位置およびブラシ３・ノズル５の高さ位置に対し、そこから本体１が単位距離走行した時にブラシ３・ノズル５がどこにあるべきかを目標位置設定部３２ｄで与える目標位置から参照し、ブラシ３・ノズル５の目標とするベクトルを求め、この目標ベクトルに合わせて走行モータ９と昇降モータ１７・２８を駆動するものである。

以上のように構成する実施例１の動作について説明する。
自動車を規定の停車位置に乗り入れ、操作パネル３４で希望する洗車設定をした後、洗車開始指令を入力すると洗車が実行される。洗車コースとして、１往復洗車が選択されると、洗車機本体１の往行に合わせて、自動車の輪郭を検出する車体検出工程と、この検出した形状に合わせて車体検出装置７から後行するブラシ３・４・４を、検出した車体に沿って駆動して車体面をブラッシング洗浄するブラッシング工程が行われ、続いて、洗車機本体１の復行に合わせて、検出した車体に沿ってブロワノズル５，６，６を駆動し車体に空気を吹き付けて車体をブローするブロー工程が行われる。尚、この１往復洗車以外にも洗車機を２往復・３往復させて様々なニーズに応じた洗車動作をさせることができる。

次に車体検出工程の動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。
本体１が往行を開始し（１）、単位距離ｓ走行してエンコーダ８がパルス信号を出力すると（２）、走行位置検出部３２ａでパルス数を加算して洗車開始位置からの走行距離を検出する（３）。同時に、エンコーダ８からのパルス信号をきっかけにして車形データ検出部３２ｂで車体検出装置７の透光／遮光データを取り込み（４）、走行位置検出部３２ａの走行距離と関連づけて車形データを作成する（５）。

図６は処理（５）で得られる車形データを示している。この車形データは、上下方向が車体検出装置７のビームセンサの配列ピッチｐにより決定され、横方向が車体検出の取り込みピッチ（すなわち本体の単位走行距離ｓ）によって決定される。従って、本実施例の洗車機のように、配列ピッチｐを１１０ｍｍに設定した場合には、検出される自動車上面位置と実際の自動車上面位置との間に最大で１０９ｍｍの誤差が生じた階段状の車形データが得られることになる。

次に、車形データ加工部３２ｃにおいて、この車形データを滑らかな車体輪郭形状に加工する処理を行う（６）。データ加工処理は、車体検出装置７で検出する自動車上面高さが連続して同一高さを検出した後に変化が生じたことを条件に実行されるもので、上面高さに変化が生じるまでに要した移動量と高さ変位量に基づいてその間の自動車上面位置を補正するものである。

図７は図６における車体ボンネット部分の車形データを加工する場合を示している。図７は検出点Ｘ５で光軸ｈ４が透光から遮光に転じ、検出点Ｘ６から検出点Ｘ９までは光軸ｈ４までが遮光していき、検出点Ｘ１０で光軸ｈ５が透光から遮光に転じたことを示しており、データ加工処理は、検出点Ｘ５から検出点Ｘ１０までに本体１が移動した移動量ΔＸと、遮光光軸が光軸ｈ３から光軸ｈ４に変化したときの高さ変位量ΔＹと、各検出点Ｘ６，Ｘ７，Ｘ８，Ｘ９までの本体移動量ｘ６〜ｘ９に基づいて自動車上面位置の補正高さｙ６〜ｙ９を算出し、この補正高さを元の車体上面位置に加算することで行われる。

ここで、検出点Ｘ９での補正高さｙ９を求める場合について説明すると、まず移動量ΔＸは、検出点Ｘ５から検出点Ｘ１０までに本体１が移動した距離であるから、ΔＸ＝（単位距離ｓ×５）となり、高さ変位量ΔＹは、ビームセンサの配列ピッチｐと同じであるから、ΔＹ＝（配列ピッチｐ）となり、検出点Ｘ９までの移動量ｘ９は、エンコーダ８のパルス信号が４回出力したときに取り込まれた検出点であることから、ｘ９＝（単位距離ｓ×４）となるから、補正高さｙ９＝（４／５×ｐ）で算出することができる。よって、検出点Ｘ９での車体上面位置は光軸ｈ４の高さに補正高さｙ９を加えたｈ４＋ｙ９となる。

このようなデータ加工処理を検出点Ｘ６〜Ｘ９に対して行うことで、ビームセンサの配列ピッチが粗い車形検出装置を用いてもその間の車形データを補正することができる。よって、結果的に検出点Ｘ５から検出点Ｘ１０までが緩やかに繋がり、車体輪郭により近づいた車形データに加工することができる。

続いて、こうして作成される車形データに基づいて上面洗浄ブラシ３及び上面ブロワノズル５の昇降目標位置を目標位置設定部３２ｄで設定する（７）。設定方法は、本出願人が先に提案した特開２００１−１１４０７７号に記載されている方法を採用している。図８はこの方法により設定された車体上面位置に対する上面ブラシ３及び上面ブロワノズル５の昇降目標位置を示している。加工した車形データに基づいて目標位置を設定することで、車体輪郭に沿った昇降軌跡が得られ、車体への作用が均一化し洗車ムラや接触による破損が防止される。

こうして、本体の往行に合わせて車形データが随時取り込まれ、ブラシやブロワの昇降目標位置が設定される。この往行時には上面ブラシ３によるブラッシング工程も実行される。上面ブラシ３の制御は、現在の本体走行位置およびブラシ３の昇降位置に対し、そこから本体１が単位距離走行した時にブラシ３がどこにあるべきかを目標位置設定部３２ｄで与える目標位置から参照し、ブラシ３の目標とするベクトルを求め、この目標ベクトルに合わせて走行モータ９と昇降モータ１７を駆動するもので、この点も本出願人が先に提案した特開２００１−１１４０７７号に記載されている。

上面ブロワノズル５の制御も上記上面ブラシ３と同様であり、現在の本体走行位置およびブロワ５の昇降位置に対し、そこから本体１が単位距離走行した時にブロワ５がどこにあるべきかを目標位置設定部３２ｄで与える目標位置から参照し、ブロワ５の目標とするベクトルを求め、この目標ベクトルに合わせて走行モータ９と昇降モータ２８を駆動するものである。

上記実施例では洗車機本体が走行する門型洗車機について説明したが、自動車を搬送するコンベア型洗車機に対しても同様に実施できる。このコンベア型洗車機の場合には、上記した走行制御部における洗車機の走行位置・走行速度の制御に代えて、コンベアによる自動車の搬送位置・搬送速度の制御をするようにすれば良い。

透光／遮光により車体の有無を検出するビームセンサを複数上下方向に所定間隔で配列した車体検出装置を備えた洗車機に用いられる。

実施例１の洗車機を示す正面説明図である。 上面ブラシを示す説明図である。 上面ブロワノズルを示す説明図である。 実施例１の制御系を説明するブロック図である。 実施例１の動作を示すフローチャート図である。 車体検出手段で取り込まれる車形データを示す説明図である。 車体データ加工部で加工される車体形状を示す説明図である。 上面洗浄ブラシの目標軌跡を示す説明図である。

符号の説明

１ 洗車機本体
３ 上面ブラシ
５ 上面ブロワノズル
７ 車体検出装置
８ 走行エンコーダ
３２ 制御部
３２ａ 走行位置検出部
３２ｂ 車体データ検出部
３２ｃ 車体データ加工部

Claims (1)

1. 洗車機と自動車の相対移動位置を検出する位置検出手段と、自動車を挟んで洗車機の上下方向に所定間隔毎に光軸を形成しこの光軸の透光／遮光により車体の上面位置を検出する車体検出手段と、前記位置検出手段で所定距離移動したことを検出する毎に前記車体検出手段で車体上面位置を取り込み車形データを作成する車形データ検出手段とを備えた洗車機において、
   前記車形データ検出手段で作成した車形データの中から車体上面位置が切り替わる点を検出し、次にこの変更点を検出するまでに相対移動した距離に基づいて変更点間の車体上面位置を補正する車形データ加工手段を備えたことを特徴とする洗車機。
   
   
   
   

Images