JP2019098938A

JP2019098938A - 自動搬送車

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Publication number: JP2019098938A
Application number: JP2017232134A
Authority: JP
Inventors: 阿久津　進; Susumu Akutsu; 進阿久津; 真実田中; Mami Tanaka
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-24
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: US20190171219A1; JP6599420B2; CN109867103A; CN109867103B

Abstract

【課題】搬送経路からの逸脱を抑制しつつ俊敏に走行することが可能な自動搬送車を提供する。【解決手段】ガイドマーカに沿って走行する自動搬送車であって、車体と、左右のタイヤと、車体に設けられ、ガイドマーカを検出するガイドセンサと、左右のタイヤを駆動する駆動部と、を有し、駆動部は、自動搬送車がガイドマーカから離れる方向に進行している場合には、自動搬送車がガイドマーカの延伸方向に平行な方向に進行するように左右のタイヤを駆動する第１の制御を実行し、自動搬送車がガイドマーカの延伸方向に平行な方向又はガイドマーカに接近する方向に進行している場合には、自動搬送車の車体の基準位置がガイドマーカ上に移動し且つ自動搬送車がガイドマーカに沿って走行するように左右のタイヤを駆動する第２の制御を実行する。【選択図】図５

Description

本発明は、軌道上を走行する自動搬送車に関する。

軌道上を走行する自動搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）は、例えば運行ラインに沿って貼られた磁気ガイドマーカに沿ってその中心が移動するように制御される。自動搬送車には、磁気ガイドマーカを検出する磁気センサが配置されている。磁気センサは、進行方向の前方下において、例えば自動搬送車の中心から左右７０ｍｍを検出するように配置されている。

例えば、左右１個ずつの２つのタイヤ及びこれらを駆動する一対のモータを有する自動搬送車では、電流センサを用いずに「ホール素子」を利用した角度センサを用いて、「矩形波制御」によりモータの制御を行う。

２つのモータの同期制御を行う駆動装置として、例えば、第１モータの駆動位置及び第２モータの駆動位置が所定の範囲を逸脱しないように、第１駆動軸及び第２駆動軸の駆動速度を制御する駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、各軸の同期を高精度に保つため、各軸で独立に算出される位置補正量を最も応答の遅い軸に合わせるように選択する同期制御装置が提案されている（例えば、特許文献２）。

特許第６０９２７０１号特許第５３８８６０５号

従来のモータ制御では、接続される負荷の最も軽い状態を想定し、自動搬送車が発振しないようにゲインを決めていた。しかし、軌道上を走行する自動搬送車は、荷物の積載の有無により、負荷の増減が大きい場合があり、最大負荷の場合には、そのように決定したゲインでは、緩慢な動作しかできなかった。また、車体の初期角度、カーブのＲ、コーナー角等が急峻であればあるほど、搬送経路からの逸脱を抑制するために速度を小さく設定しなければならず、さらに緩慢な動作となるという問題があった。

上記のようにホール素子を利用した角度センサを有する自動搬送車では、速度応答性や定常安定性を高めるため、疑似正弦波を用いる方法などが考えられる。しかし、かかる方法を用いた場合であっても、立ち上がりの加速度の応答性には限界があり、モータの応答性以上の指令を入れられないため、車両の動きが緩慢になってしまう。

また、自動搬送車の運行には、大きく分けて２種類の運行方法がある。１つ目は自動搬送車が台車を牽引する「牽引搬送方法」であり、２つ目は自動搬送車が台車の下に潜り込み台車を背負って移動する「もぐりこみ搬送方法」である。２つの運行方法は、制御系や可搬重量の変化量が大きく異なるにも関わらず、自動搬送車の加減速の時間及び最高速度や磁気ガイドマーカからの位置ずれ補正の制御ゲインにおいて、一定の制御を求められている。

しかし、「牽引搬送方法」では自動搬送車のゲインを多少上げてもラインから外れて走行することがないのに対し、「もぐりこみ搬送方法」では、台車の重心が自動搬送車の重心とほぼ重なるため、牽引の場合と同じゲインでは自動搬送車の発振やライン（搬送経路）から外れる事態が生じてしまう。一方、ゲインを落とした場合には、希望する加速度が得られずに搬送時間が延びてしまうことになる。

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、搬送経路からの逸脱を抑制しつつ俊敏に走行することが可能な自動搬送車を提供することを目的の一つとする。

本発明に係る自動搬送車は、ガイドマーカに沿って走行する自動搬送車であって、車体と、左右のタイヤと、前記車体に設けられ、前記ガイドマーカを検出するガイドセンサと、前記左右のタイヤを駆動する駆動部と、を有し、前記駆動部は、前記自動搬送車が前記ガイドマーカから離れる方向に進行している場合には、前記自動搬送車が前記ガイドマーカの延伸方向に平行な方向に進行するように前記左右のタイヤを駆動する第１の制御を実行し、前記自動搬送車が前記ガイドマーカの延伸方向に平行な方向又は前記ガイドマーカに接近する方向に進行している場合には、前記自動搬送車の前記車体の基準位置が前記ガイドマーカ上に移動し且つ前記自動搬送車が前記ガイドマーカに沿って走行するように前記左右のタイヤを駆動する第２の制御を実行する、ことを特徴としている。

このように本発明の自動搬送車は、自動搬送車がガイドマーカから離れる方向に進行していた場合には、一旦自動搬送車の進行方向がガイドマーカと平行になるように制御し、平行になった状態から自動搬送車をガイドマーカ上に移動させるという２段階の制御を行う。かかる構成によれば、ガイドマーカから離れる方向に進行している自動搬送車をガイドマーカ上に一気に移動させようとする場合と異なり、車体の進行方向が急激に変化することに起因する左右方向への大きな慣性が発生しない。従って、自動搬送車の搬送経路からの逸脱を抑制することができる。また、逸脱を防止するために自動搬送車の設定速度を低く抑える必要がないため、自動搬送車を俊敏に動作させつつ搬送経路からの逸脱を抑制することが可能となる。

また、前記駆動部は、前記第２の制御において、前記自動搬送車の進行方向と前記ガイドマーカの延伸方向とのなす角度が前記自動搬送車の車体と前記ガイドマーカとの距離に応じて小さくなるように前記左右のタイヤを駆動することが好ましい。

かかる構成によれば、第２の制御において、自動搬送車はガイドマーカに接近するにつれて進行方向が徐々にガイドマーカの延伸方向と一致するように制御される。このため、自動搬送車をガイドマーカ上に移動させるために急激な進行方向の制御を行う場合とは異なり、発振状態が生じない。従って、車体の発振による搬送経路からの逸脱を抑制することができる。

また、前記駆動部は、前記左右のタイヤを駆動する一対のモータと、前記自動搬送車の前記ガイドマーカに対する車体位置の変化を示す車体角度信号を取得する車体位置検出部と、前記車体の目標角度を設定し、設定した前記車体の目標角度及び前記車体角度信号に基づいて前記左右のタイヤの速度指令値を算出する速度指令算出部と、前記左右のタイヤの速度指令値に基づいて、前記一対のモータに対する速度指令値を算出する出力速度計算処理部と、を含むことが好ましい。

かかる構成によれば、車体の目標角度に対して、ガイドマーカに対する車体位置の変化をフィードバック制御することにより、目標角度に応じた速度指令値を算出することができる。

また、前記出力速度計算処理部は、前記左右のタイヤの実速度の平均と、前記自動搬送車の前記ガイドマーカに対する車体位置と、前記左右のタイヤの速度指令値の平均と、に基づいて強制追従の速度指令値を算出し、前記左右のタイヤの速度指令値と、前記強制追従の速度指令値と、前記左右のタイヤの実速度と、に基づいて前記一対のモータに対する速度指令値を算出することが好ましい。

かかる構成によれば、強制追従の速度指令値を加えることにより、フィードバック制御のみでモータに対する速度指令値を算出する場合とは異なり、モータの応答特性以上の速度指令を行うことができる。このため、モータに対して急峻な速度指令を入れることにより、車体の減速を最小限に抑えつつ、軌道を逸脱しない制御を実現することが可能となる。

また、前記出力速度計算処理部は、前記自動搬送車が曲路を走行する際、前記左右のタイヤのうち前記曲路の外径側に位置するタイヤに対しては大なる加減速ゲイン、前記曲路の内径側に位置するタイヤに対しては小なる加減速ゲインを設定して、前記前記一対のモータに対する速度指令値を算出することが好ましい。

かかる構成によれば、カーブ等の曲路を走行する際に、外径側に位置するタイヤの速度変化を大きくし、内径側に位置するタイヤの速度変化を小さくすること、または、減速させることにより、自動搬送車をより小さい径で動作させることができる。従って、車体の応答性を向上させることができるため、自動搬送車を俊敏に走行させることが可能となる。

また、カーブ等の曲路での停止に伴う、加減速においても経路を逸脱することなく停止若しくは発進を行うことができる。

本実施例に係るモータ制御システムの構成を示すブロック図である。自動搬送車の車体の底面を模式的に示す図である。カーブ付近の自動搬送車と磁気ガイドマーカの位置関係（ａ）、自動搬送車の速度ベクトル（ｂ）、及び速度ベクトルの計算式（ｃ）を表す図である。自動搬送車の進行方向が磁気ガイドマーカに向かう方向である場合の車体目標角度（ａ）、及び自動搬送車の進行方向が磁気ガイドマーカから離れる方向である場合の車体目標角度（ｂ）を表す図である。自動搬送車の進行方向と車体目標角度との関係を表す図である。出力速度計算処理の制御プロセスを表す図である。自動搬送車の位置、左速度指令、左タイヤの実速度、右速度指令、及び右タイヤの実速度の関係を模式的に示すグラフである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例における説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。

図１は、本実施例に係るモータ制御システム１００の構成を示すブロック図である。モータ制御システム１００は、自動搬送車ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）のモータを制御する制御システムである。モータ制御システム１００は、センサ部１０、モーションＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０及びモータ駆動部３０から構成されている。センサ部２０、モーションＥＣＵ２０及び駆動部３０は、自動搬送車ＡＧＶに搭載されている。

センサ部１０は、磁気ガイドセンサ１１を含む。磁気ガイドセンサ１１は、自動搬送車ＡＧＶの車体底面に設けられている。

図２は、自動搬送車ＡＧＶの車体の底面を模式的に示す図である。図のＸ方向は自動搬送車ＡＧＶの進行方向に直交する方向、Ｙ方向は自動搬送車ＡＧＶの進行方向に沿った方向を示している。自動搬送車ＡＧＶの車体の左側には左タイヤＬＴが設けられ、右側には右タイヤＲＴが設けられている。また、自動搬送車ＡＧＶの運行ルート（搬送経路）の路面上には、テープ状の磁気ガイドマーカＭＧ（すなわち、運行ルートを示すガイドテープ）が貼り付けられている。

磁気ガイドセンサ１１は、自動搬送車ＡＧＶの車体の中心軸ＣＡに交差する方向に配列された複数の磁気センサＭＳからなる磁気センサアレイとして構成されている。本実施例では、中心軸ＣＡ上に１個、中心軸ＣＡから左右方向（すなわち、図２のＸ方向）に１０ｍｍの間隔を空けて７個ずつの計１５個の磁気センサＭＳが、中心軸ＣＡに直交する方向に１列に配列されている。従って、本実施例の磁気ガイドセンサ１１は、左右方向の１４０ｍｍの幅をカバーする磁気センサアレイとして構成されている。

磁気ガイドセンサ１１は、磁気センサＭＳの各々が所定レベル以上の磁気を検出したか否か（すなわち、夫々の磁気センサＭＳによる検出がＯＮであるかＯＦＦであるか）を示す磁気検出信号ＤＳを生成し、モーションＥＣＵ２０に供給する。いずれの磁気センサＭＳがＯＮになるか（ＯＦＦになるか）は、自動搬送車ＡＧＶの中心軸ＣＡと磁気ガイドマーカＭＧとの位置関係（位置及び角度）に応じて変化する。従って、磁気検出信号ＤＳは、自動搬送車ＡＧＶの中心軸ＣＡと磁気ガイドマーカＭＧとの位置関係を示す信号となる。

再び図１を参照すると、センサ部１０は磁気指令マーカセンサ１２を含む。磁気指令マーカセンサ１２は、自動搬送車ＡＧＶの運行ルートにおける所定の地点（例えば、カーブ位置や自動搬送車ＡＧＶの停止予定位置等）に設けられた磁気指令マーカ（図示せず）を検出する磁気センサである。磁気指令マーカセンサ１２は、磁気ガイドセンサ１１とは別に自動搬送車ＡＧＶの車体底面に設けられている。磁気指令マーカセンサ１２は、磁気指令マーカの検出に応じて、磁気指令マーカ検出信号ＭＳをモーションＥＣＵ２０に供給する。

モーションＥＣＵ２０は、ジョブデータ記憶部２１、ジョブ命令実行処理部２２、車体ズレ量計算処理部２３、及び出力速度計算処理部２４を有する。

ジョブデータ記憶部２１は、ジョブ命令実行処理部２２が実行するジョブ命令の内容を示すジョブデータＪＤを記憶する。ジョブデータＪＤは、自動搬送車ＡＧＶに対する車体速度指令を含む。ジョブデータＪＤは、例えば車両外部の上位システム（図示せず）により、適宜更新される。

ジョブ命令実行処理部２２は、ジョブデータ記憶部２１からジョブデータＪＤを読み出し、車両外部の上位システム（図示せず）からのジョブ実行開始指令ＪＣに応じて、当該ジョブデータＪＤに示されるジョブ命令を実行する。例えば、ジョブ命令実行処理部２２は、車体目標角度θｃｏｍを設定し、当該車体目標角度θｃｏｍに応じた速度指令ＳＣを出力速度計算処理部２４に供給する。

また、ジョブ命令実行処理部２２は、磁気指令マーカセンサ１２から磁気指令マーカ検出信号ＭＳの供給を受け、ジョブ命令の内容を切り替える。例えば、１ステップ目のジョブ命令を実行中に磁気指令マーカ検出信号ＭＳの供給を受けた場合、ジョブ命令実行処理部２２は、ジョブデータＪＤから次のステップのジョブ命令を読み込み、２ステップ目のジョブ命令を実行する。

車体ズレ量計算処理部２３は、磁気ガイドセンサ１１から供給された磁気検出信号ＤＳに基づいて、磁気ガイドマーカＭＧに対する自動搬送車ＡＧＶの車体のズレ量を計算する。車体ズレ量計算処理部２３は、計算により得た車体のズレ量を位置ずれ量Ｂとして出力速度計算処理部２４に供給する。

出力速度計算処理部２４は、ジョブ命令実行処理部２２から供給された車体速度指令ＳＣと、車体ズレ量計算処理部２３から供給された位置ずれ量Ｂと、自動搬送車ＡＧＶの実速度ＡＳと、に基づいて、左右のモータに対する速度指令を計算する。出力速度計算処理部２４は、計算により得た左速度指令ＬＳＣ及び右速度指令ＲＳＣを駆動部３０に供給する。

駆動部３０は、左モータコントローラ３１及び右モータコントローラ３２を含む。左モータコントローラ３１は、図２に示す左タイヤＬＴに接続された左側モータ（図示せず）を制御するモータ制御部である。右モータコントローラ３２は、図２に示す右タイヤＲＴに接続された右側モータ（図示せず）を制御するモータ制御部である。左モータコントローラ３１は、左速度指令ＬＳＣに基づいて左側モータを回転駆動することにより、左タイヤＬＴの速度を変化させる。右モータコントローラ３２は、右速度指令ＲＳＣに基づいて右側モータを回転駆動することにより、右側タイヤＲＴの速度を変化させる。

本実施例のモータ制御システム１００は、自動搬送車ＡＧＶに磁気ガイドマーカＭＧ上（すなわち、運行ルート上）を走行させるべく、左タイヤＬＴ及び右タイヤＲＴの速度の制御（すなわち、自動搬送車ＡＧＶの走行制御）を行う。

図３（ａ）は、運行ルートのカーブ付近における自動搬送車ＡＧＶと磁気ガイドマーカＭＧとの位置関係を模式的に示す図である。自動搬送車ＡＧＶの速度ベクトルＶｅは、図３（ｂ）に示すように、Ｘ方向の速度、Ｙ方向の速度、及び角度θにより表される。そして、速度ベクトルＶｅは、タイヤ半径をＲ、左タイヤＬＴと右タイヤＲＴとの間の距離をＤとすると、図３（ｃ）に示す計算式で表される。

このように、自動搬送車ＡＧＶの速度には、角度のパラメータが含まれる。そこで、本実施例のモータ制御システム１００は、自動搬送車ＡＧＶの進行方向である車体目標角度θｃｏｍを設定し、これに応じて左タイヤＬＴ及び右タイヤＲＴの速度を制御することにより、自動搬送車ＡＧＶの走行制御を行う。車体目標角度θｃｏｍは、比例定数をＫ、モータ回転数をＲ、ずれ量をＢとすると、「θｃｏｍ＝（Ｋ／Ｒ）×Ｂ」で表される。

車体目標角度θｃｏｍは、自動搬送車ＡＧＶの進行に応じて動的に設定される。例えば、自動搬送車ＡＧＶの進行方向が磁気ガイドマーカＭＧに向かう方向である場合、図４（ａ）に示すように、車体目標角度θｃｏｍはまず中程度の値に設定され、自動搬送車ＡＧＶの進行に応じて徐々に小さい値となるように設定される。一方、自動搬送車ＡＧＶの進行方向が磁気ガイドマーカＭＧから離れる方向である場合、図４（ｂ）に示すように、車体目標角度θｃｏｍは大きな値に設定される。また、自動搬送車ＡＧＶと磁気ガイドマーカＭＧとの距離が遠い場合には、車体目標角度θｃｏｍはさらに大きな値に設定される。

本実施例のモータ制御システム１００は、自動搬送車ＡＧＶの進行方向が磁気ガイドマーカＭＧから離れる方向である場合、２段階のモータ制御を行う。

まず、１段階目の制御では、自動搬送車ＡＧＶのスタート時点での検出位置をオフセット位置として、オフセット位置に収束するように制御を行う。例えば、図５（ａ）に示すように、自動搬送車ＡＧＶの進行方向と磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向とが一致するように車体目標角度θｃｏｍを設定する。そして、最大負荷の動作でも逸脱しないように大きなゲインを設定して、ＰＩＤ制御（Proportional Integral Differential Controller）を行う。

図５（ｂ）に示すように、自動搬送車ＡＧＶの進行方向が磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向に平行な方向になると、モータ制御システム１００は、制御パラメータをいったんリセットし、２段階目の制御に移行する。

２段階目の制御では、自動搬送車ＡＧＶの磁気ガイドセンサ１１の中心が磁気ガイドマーカＭＧ上に移動するように、車体目標角度θｃｏｍを設定してモータの制御を行う。すなわち、図５（ｃ）に示すように、自動搬送車ＡＧＶが磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向と平行な方向に進行している状態から、図５（ｄ）に示すように、進行方向が磁気ガイドマーカＭＧへ向かう方向となるように車体目標角度θｃｏｍを設定し、負荷なしの状態で安定して動くように小さなゲインを設定して、ＰＩＤ制御を行う。
すなわち、本実施例のモータ制御システム１００は、自動搬送車ＡＧＶが磁気ガイドマーカＭＧから離れる方向に進行している場合には、自動搬送車ＡＧＶが磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向に平行な方向に進行するように左右のタイヤを駆動する第１の制御（１段階目の制御）を実行し、自動搬送車ＡＧＶが磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向に平行な方向又は磁気ガイドマーカＭＧに接近する方向に進行している場合には、自動搬送車ＡＧＶの車体における所定の基準位置（図示せず）が磁気ガイドマーカＭＧ上に移動し且つ自動搬送車ＡＧＶが磁気ガイドマーカＭＧに沿って走行するように左右のタイヤを駆動する第２の制御（２段階目の制御）を実行する。そして、２段階目の制御では、自動搬送車ＡＧＶの進行方向と磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向とのなす角度が自動搬送車ＡＧＶの車体と磁気ガイドマーカＭＧとの距離に応じて小さくなるように左右のタイヤを駆動する。

一方、自動搬送車ＡＧＶの進行方向が磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向と平行な方向又は磁気ガイドマーカＭＧに向かう方向である場合には、上記の２段階目の制御のみを行う。これにより、自動搬送車ＡＧＶの車体の進行方向に応じて柔軟に車体目標角度θｃｏｍを設定して制御を行うことができる。

次に、設定した車体目標角度θｃｏｍに基づいて左右のモータを制御するための左速度指令ＬＳＣ及び右速度指令ＲＳＣを算出する出力速度計算処理の制御プロセスについて、図６を参照して説明する。なお、ここでは図３（ａ）に示すように自動搬送車ＡＧＶが右に曲がるカーブを走行する場面を例として説明する。

上記の通り、出力速度計算処理部２４は、ジョブ命令実行処理部２２から供給された車体速度指令ＳＣと、車体ズレ量計算処理部２３から供給された位置ずれ量Ｂと、自動搬送車ＡＧＶの実速度ＡＳと、に基づいて、左速度指令ＬＳＣ及び右速度指令ＲＳＣを算出する。

まず、出力速度計算処理部２４は、センサ部１０から自動搬送車ＡＧＶの車体位置を示す車体位置センサ信号ＢＰＳを取得する。さらに、出力速度計算処理部２４は、自動搬送車ＡＧＶの実速度ＡＳに基づいて、左タイヤＬＴの実際の速度を示す左タイヤ実速度ＬＡＳと、右タイヤＲＴの実際の速度を示す右タイヤ実速度ＲＡＳとを取得する。

出力速度計算処理部２４は、車体角度信号ＢＡを算出する。車体角度信号ＢＡは、Ｋ３×車体位置センサ信号ＢＰＳの変化率×実速度ＡＳにより算出される。Ｋ３は、センサ分解能及びサンプリング周期により設定される定数である。

出力速度計算処理部２４は、車体目標角度θｃｏｍに車体角度信号ＡＳを加算し、これに加減速ゲインＧａを乗算して、左タイヤ速度指令ＬＴＣを算出する。また、出力速度計算処理部２４は、車体目標角度θｃｏｍから車体角度信号を減算し、これに加減速ゲインＧａを乗算して、右タイヤ速度指令ＲＴＣを算出する。

加減速ゲインＧａは、左右のタイヤの速度差に応じた過剰な値を有する加減速指令である。また、左タイヤ速度指令ＬＴＣ及び右タイヤ速度指令ＲＴＣは、磁気ガイドマーカ上の目標位置及び自動搬送車ＡＧＶの現在位置の偏差に応じた第１の速度指令値である。

出力速度計算処理部２４は、左タイヤ速度指令ＬＴＣ及び右タイヤ速度指令ＲＴＣに示される指令速度の平均値である左右タイヤ指令速度平均ＡＴＣと、左タイヤ実速度ＬＡＳ及び右タイヤ実速度ＲＡＳの平均値である左右タイヤ実速度平均ＡＴＳと、車体位置センサ信号ＢＰＳと、に基づいて、強制速度指令ＦＳＣを算出する。

この強制速度指令ＦＳＣは、磁気ガイドマーカＭＧに対する自動搬送車ＡＧＶの車体の中心軸の変位に応じた第２の速度指令値である。

出力速度計算処理部２４は、左タイヤ速度指令ＬＴＣに強制速度指令ＦＳＣを加算し、左タイヤ実速度ＬＡＳを減算して左速度指令ＬＳＣを算出する。また、出力速度計算処理部２４は、右タイヤ速度指令ＲＴＣに強制速度指令ＦＳＣを加算し、右タイヤ実速度ＲＡＳを減算して右速度指令ＲＳＣを算出する。

この左速度指令ＬＳＣ及び右速度指令ＲＳＣは、第１の速度指令値（左タイヤ速度指令ＬＴＣ及び右タイヤ速度指令ＲＴＣ）、第２の速度指令値（強制速度指令ＦＳＣ）、及び左右のタイヤの夫々の実速度を加算して算出されたモータの指令値である。

左速度指令ＬＳＣ及び右速度指令ＲＳＣは、位置ずれゲイン＝Ｋ１×位置ずれ量Ｂ、加減速ゲイン＝Ｋ２×ａｂｓ（速度指令左右平均値−実速度左右平均値）とすると、以下の（１）及び（２）の演算式のように表される。なお、Ｋ１及びＫ２は、自動搬送車ＡＧＶのスペックに応じて定まる定数である。

（１）左速度指令ＬＳＣ＝（車体速度指令ＳＣ）×（１＋位置ずれゲイン×加減速ゲイン）
（２）右速度指令ＲＳＣ＝（車体速度指令ＳＣ）×（１−位置ずれゲイン×加減速ゲイン）
図７は、自動搬送車ＡＧＶが右に曲がるカーブを走行する場面における、自動搬送車ＡＧＶの位置、左速度指令ＬＳＣ、左タイヤの実速度、右速度指令ＲＳＣ、及び右タイヤの実速度の関係を模式的に示すグラフである。本実施例のモータ制御システム１００は、自動搬送車ＡＧＶがカーブに進入を開始してから所定期間おき（図中の（ｉ）〜（ｉｉｉ））に左速度指令ＬＳＣ及び右速度指令ＲＳＣを切り替える。

例えば、カーブの外径側に位置するタイヤである左タイヤについては、期間（ｉ）〜（ｉｉｉ）において、段階的に左速度指令ＬＳＣの値を増加させる制御を行う。そして、期間（ｉ）〜（ｉｉｉ）の後、加速度の上限に対応する値まで左速度指令ＬＳＣの値を増加させる。なお、加速度の上限は、モータの加減速の応答特性に応じて定まる。これにより、外径側のタイヤを俊敏に動作させることが可能である。

一方、カーブの内径側に位置するタイヤである右タイヤについては、期間（ｉ）〜（ｉｉｉ）において、段階的に右速度指令ＲＳＣの値を減少させる制御を行う。すなわち、カーブ等の曲路では、内径側のタイヤを駆動するモータに同じ加減速の指令を入れると、常に加速状態になる。そこで、期間（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）においては、内径側の指令が実速度を下回るようにすることで、内径側のタイヤを減速状態にする。これにより、位置ずれが大きいほど、内径側の速度指令が下がり、低速状態となる車体目標角度θｃｏｍの戻し動作が働く。なお、タイヤに対する粘性成分があり摩擦が大きいため、減速側である右タイヤの周波数応答は、加速側である左タイヤの周波数応答よりも高い。
すなわち、出力速度計算処理部２４は、自動搬送車ＡＧＶがカーブ等の曲路を走行する際、左右のタイヤのうち曲路の外径側に位置するタイヤに対しては大なる加減速ゲイン、曲路の内径側に位置するタイヤに対しては小なる加減速ゲインを設定して、一対のモータに対する速度指令値ＬＳＣ及びＲＳＣを算出する。

なお、左右の速度指令の更新頻度は、モータの速度応答をｆ（例えば、０．５Ｈｚ）とすると、ｆ×１０倍以上であることが好ましい。すなわち、モータの周波数応答０．５Ｈｚである場合、例えば１００Ｈｚで制御を行う。これは、信号のムダ時間が車両の位相余裕に影響するためである。

以上のように、本実施例のモータ制御システム１００は、自動搬送車ＡＧＶが磁気ガイドマーカＭＧから離れる方向に進行していた場合には、一旦自動搬送車ＡＧＶの進行方向が磁気ガイドマーカＭＧと平行になるように制御し、平行になった状態から自動搬送車ＡＧＶを磁気ガイドマーカＭＧ上に移動させるという２段階の制御を行う。かかる構成によれば、磁気ガイドマーカＭＧから離れる方向に進行している自動搬送車ＡＧＶをガイドマーカ上に一気に移動させようとする場合と異なり、車体の進行方向が急激に変化することに起因する左右方向への大きな慣性が発生しない。従って、自動搬送車ＡＧＶの搬送経路からの逸脱を抑制することができる。また、逸脱を防止するために自動搬送車ＡＧＶの設定速度を低く抑える必要がないため、自動搬送車ＡＧＶを俊敏に動作させつつ搬送経路からの逸脱を抑制することが可能となる。
また、２段階目の制御では、自動搬送車ＡＧＶは磁気ガイドマーカＭＧに接近するにつれて進行方向が徐々に磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向と一致するように制御される。このため、自動搬送車ＡＧＶを磁気ガイドマーカＭＧ上に移動させるために急激な進行方向の制御を行う場合とは異なり、発振状態が生じない。従って、車体の発振による搬送経路からの逸脱を抑制することができる。

また、本実施例のモータ制御システム１００は、車体目標角度θｃｏｍを制御対象として、車体角度信号ＡＳを極性違いで左右にフィードバック制御することにより、車体を回転させるように制御する。また、フィードバック制御に加えて強制追従の速度指令値を入れて左右のモータに対する速度指令値を算出する。このため、フィードバック制御のみでモータに対する速度指令値を算出する場合とは異なり、モータの応答特性以上の速度指令を行うことができる。従って、モータに対して急峻な速度指令を入れることにより、車体の減速を最小限に抑えつつ、軌道を逸脱しない制御を実現することが可能となる。

また、本実施例のモータ制御システム１００において、出力速度計算処理部２４は、自動搬送車ＡＧＶがカーブ等の曲路を走行する際、左右のタイヤのうち曲路の外径側に位置するタイヤに対しては大なる加減速ゲイン、曲路の内径側に位置するタイヤに対しては小なる加減速ゲインを設定して、一対のモータに対する速度指令値を算出する。これにより、カーブ等の曲路を走行する際に、外径側のタイヤの速度変化を大きくし、内径側のタイヤの速度変化を小さくすることにより、自動搬送車をより小さい径で動作させることができる。従って、車体の応答性を向上させることができるため、自動搬送車を俊敏に走行させることが可能となる。

従って、本実施例のモータ制御システム１００によれば、自動搬送車ＡＧＶに俊敏な動きをさせつつ搬送経路からの逸脱を抑制することが可能となる。

なお、本発明の実施形態は、上記実施例で示したものに限られない。例えば、上記実施例では、磁気ガイドセンサが１５個の磁気センサからなる磁気センサアレイとして構成され、当該１５個の磁気センサが車体の中心軸ＣＡに直交する方向に１列に配列されている場合について説明した。しかし、磁気センサの数及び配列の仕方はこれに限られない。

また、磁気ガイドマーカＭＧの形状はテープ状に限られず、運行ルートをガイドするように路面に配置されていれば良い。例えば、磁気ガイドマーカＭＧは、矩形状、円形状、楕円形状等の磁気マーカが所定間隔で鎖線状に配置されることにより構成されていても良い。その場合、鎖線の方向が磁気ガイドマーカＭＧの延伸方向となる。

また、上記実施例では、運行ルートを示すガイドマーカが磁気ガイドマーカであり、ガイドマーカを検出するガイドセンサが磁気ガイドセンサである場合を例として説明した。しかし、ガイドマーカ及びガイドセンサは磁気によるものに限られない。例えば、ガイドマーカが塗料等により形成され、ガイドセンサが光学的にガイドマーカを検出する構成であっても良い。

また、上記実施例では、自動搬送車ＡＧＶが右に曲がるカーブを走行する場面を例として、曲路における外径側及び内径側のモータ制御（速度指令）について説明した。しかし、自動搬送車ＡＧＶが左に曲がるカーブを走行する場合についても、左右の制御（外径側及び内径側の制御）を入れ替えることにより、同様の制御が可能である。また、カーブを走行する場合だけではなく、右折時や左折時等、内径側と外径側とで異なる制御が必要となる他の曲路においても、同様のモータ制御を行うことが可能である。

１００モータ制御システム
１０センサ部
１１磁気ガイドセンサ
１２磁気指令マーカセンサ
２０モーションＥＣＵ
２１ジョブデータ記憶部
２２ジョブ命令実行処理
２３車体ズレ量計算処理
２４出力速度計算処理
３０駆動部
３１左モータコントローラ
３２右モータコントローラ

Claims

ガイドマーカに沿って走行する自動搬送車であって、
車体と、左右のタイヤと、前記車体に設けられ、前記ガイドマーカを検出するガイドセンサと、前記左右のタイヤを駆動する駆動部と、を有し、
前記駆動部は、
前記自動搬送車が前記ガイドマーカから離れる方向に進行している場合には、前記自動搬送車が前記ガイドマーカの延伸方向に平行な方向に進行するように前記左右のタイヤを駆動する第１の制御を実行し、
前記自動搬送車が前記ガイドマーカの延伸方向に平行な方向又は前記ガイドマーカに接近する方向に進行している場合には、前記自動搬送車の前記車体の基準位置が前記ガイドマーカ上に移動し且つ前記自動搬送車が前記ガイドマーカに沿って走行するように前記左右のタイヤを駆動する第２の制御を実行する、
ことを特徴とする自動搬送車。
前記駆動部は、前記第２の制御において、前記自動搬送車の進行方向と前記ガイドマーカの延伸方向とのなす角度が前記自動搬送車の車体と前記ガイドマーカとの距離に応じて小さくなるように前記左右のタイヤを駆動することを特徴とする請求項１に記載の自動搬送車。
前記駆動部は、
前記左右のタイヤを駆動する一対のモータと、
前記自動搬送車の前記ガイドマーカに対する車体位置の変化を示す車体角度信号を取得する車体位置検出部と、
前記車体の目標角度を設定し、設定した前記車体の目標角度及び前記車体角度信号に基づいて前記左右のタイヤの速度指令値を算出する速度指令算出部と、
前記左右のタイヤの速度指令値に基づいて、前記一対のモータに対する速度指令値を算出する出力速度計算処理部と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動搬送車。
前記出力速度計算処理部は、前記左右のタイヤの実速度の平均と、前記自動搬送車の前記ガイドマーカに対する車体位置と、前記左右のタイヤの速度指令値の平均と、に基づいて強制追従の速度指令値を算出し、前記左右のタイヤの速度指令値と、前記強制追従の速度指令値と、前記左右のタイヤの実速度と、に基づいて前記一対のモータに対する速度指令値を算出することを特徴とする請求項３に記載の自動搬送車。
前記出力速度計算処理部は、前記自動搬送車が曲路を走行する際、前記左右のタイヤのうち前記曲路の外径側に位置するタイヤに対しては大なる加減速ゲイン、前記曲路の内径側に位置するタイヤに対しては小なる加減速ゲインを設定して、前記前記一対のモータに対する速度指令値を算出することを特徴とする請求項３又は４に記載の自動搬送車。