JP2021138332A - 台車、作業機及び作業システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 より効果的にエンジンの稼働を制御すること。【解決手段】 台車が提供される。電動モータは、台車の走行経路に関する制御を行う外部の制御部からの制御信号に基づいて、走行駆動力を発生する。バッテリは、電動モータに電力を供給する。エンジンは、バッテリを充電可能な発電機を駆動する。判定部は、所定の条件に基づいて前記エンジンを稼働するか否かを判定する。【選択図】図４

Description

本発明は、台車、作業機及び作業システムに関する。
台車や作業機といった走行体の走行時の制御が知られている。一例として、特許文献１に記載の自律移動ロボットは、前方の床面の傾斜に応じて走行の停止又は継続を判断する。また、他の例として、特許文献２に記載の無人搬送車は、駆動用のモータとバッテリ充電用の発電機を駆動するエンジンとを備え、自車が建屋内にある時にはモータのみを駆動し、建屋外にある時にはエンジンも駆動する。
特開２００６−１４６３７６号公報 特開２０００−３５５４０２号公報
駆動用のモータと発電用のエンジンとを備える台車等においては、その台車等と独立可能に設けられる外部の制御部からの制御信号に基づいてその台車等の走行制御が行われる場合がある。制御部から送信される制御信号の例としては、台車のルート設定等を行う自律制御装置からの制御信号や、ユーザが台車の遠隔操作を行う際に用いられるコントローラからの制御信号等が挙げられる。このような台車等においてエンジンの稼働がより効果的に制御されることが望まれる。
本発明の目的は、より効果的にエンジンの稼働を制御する技術を提供することにある。
本発明によれば、
台車であって、
前記台車の走行経路に関する制御を行う外部の制御部からの制御信号に基づいて、走行駆動力を発生する電動モータと、
前記電動モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリを充電可能な発電機を駆動するエンジンと、
所定の条件に基づいて前記エンジンを稼働するか否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする台車が提供される。
本発明によれば、より効果的にエンジンの稼働を制御することができる。
一実施形態に係る走行システムの模式図。 図１で示す走行システムのハードウェア構成の例を示す図。 図１で示す走行システムの使用例を示す図。 機体制御部（台車ＥＣＵ）の処理例を示すフローチャート。 （ａ）及び（ｂ）は機体制御部（台車ＥＣＵ）の処理例を示すフローチャート。 図１で示す台車を用いた走行システムの一例を示す概略図。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
＜走行システムの概略＞
図１は、一実施形態に係るシステムＳＹ１の左側面図である。図２は、システムＳＹ１のハードウェア構成の例を示す図である。なお、これらの図は概略図であり、以下で説明する実施形態の特徴に関する部分を中心に説明している。
システムＳＹ１は、台車１と、台車１の走行経路に関する制御を行う自律制御部２とを備える走行システムである。本実施形態では、台車１は自律制御部２を搭載可能である。例えば、自律制御部２は台車１の車体フレーム１６に支持される。これにより、台車１と自律制御部２とが一体的に設けられた走行システムＳＹ１が構成される。自律制御部２は、台車１側の機体制御部として機能する台車ＥＣＵ１１と通信可能に構成されており、台車ＥＣＵ１１に制御信号を送信することで台車１の走行を制御する。自律制御部２の詳細は＜ハードウェア構成＞の項で説明する。
＜台車の概略＞
台車１は、ハイブリッド式の台車である。台車１は、荷台等を設けて搬送車両として用いたり、作業部３（図３参照）のように所定の作業を行う構成部品を設けて作業機として用いたりすることができる。例えば、台車１は、除雪車両や芝刈り機、耕うん機等として用いられ得る。また、本実施形態では、台車１には、自律制御部２のように台車１の走行を制御する制御部を搭載可能である。台車１は、台車１の自律制御が可能な制御装置を搭載することで、自走式の台車や作業車両として用いられ得る。換言すれば、台車１は、所定の機能を発揮する機能部を走行可能に搭載する土台部分であるといえる。
台車１は、モータ１０と、台車ＥＣＵ１１と、バッテリ１３と、エンジン１４と、発電機１５と、を含む。また、台車１は、前輪ＦＷと、後輪ＲＷと、クローラＣＲと、車体フレーム１６と、を含み得る。
モータ１０は、台車１の走行制御を行う自律制御部２からの制御信号に基づいて、走行駆動力を発生する。本実施形態ではモータ１０として電動モータが２つ設けられ、左右の前輪ＦＷをそれぞれ駆動する。
台車ＥＣＵ１１は、自律制御部２からの制御信号を受信して、モータ１０やエンジン１４等の台車１の各構成部品を駆動させる。換言すれば、台車ＥＣＵ１１は、自律制御部２からの制御信号に基づいて、台車１の機体制御を行う。台車ＥＣＵ１１の詳細については＜ハードウェア構成＞の項で説明する。
バッテリ１３は、モータ１０に電力を供給する。本実施形態では、バッテリ１３が鉛蓄電池である場合について説明するが、バッテリ１３はリチウムイオンバッテリ等の他の二次電池であり得る。また、搭載されるバッテリ１３の数も適宜設計可能である。例えば、鉛蓄電池が２個直列で接続されてもよい。
エンジン１４は、バッテリ１３を充電可能な発電機１５を駆動する。本実施形態では、エンジン１４はセルスタータ付であり、セルスタータによる始動及びキルスイッチによる停止を外部から制御可能である。発電機１５は、エンジン１４の駆動力によって回転し、発電を行う。発電機１５によって発電された電気はバッテリ１３に蓄電される。本実施形態では、エンジン１４は発電機１５の駆動用に設けられているが、必要に応じてエンジン１４の駆動力が台車１の走行駆動力として用いられてもよい。つまり、台車１は、シリーズ方式に限定されず、パラレル方式やシリーズ・パラレル方式等の他の方式を採用したハイブリッド式車両であり得る。
前輪ＦＷ、後輪ＲＷ及びクローラＣＲは、台車１の走行機構を構成し得る。本実施形態では、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷがそれぞれ左右に離間して２つずつ設けられている。そして、その左右それぞれにおいて、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷに無端のクローラＣＲが巻きかけられている。本実施形態では、左右の前輪ＦＷが左右のモータ１０によってそれぞれ駆動するので、前輪ＦＷが駆動輪であり、後輪ＲＷがクローラＣＲを介して前輪ＦＷに従動する従動輪である。しかしながら、台車１は後輪ＲＷが駆動輪、前輪ＦＷが従動輪となる構成も採用可能である。また、台車１は、前輪ＦＷ及び後輪ＲＷの一方又は両方が１つであってもよいし、これらが３つ以上設けられていてもよい。また、台車１は、クローラＣＲを有さない構成も採用可能である。
車体フレーム１６は、台車１の骨格をなす部材であり、例えば金属材料から形成される。車体フレーム１６は、上述のモータ１０やエンジン１４等、台車１の構成部品の少なくとも一部を支持する。また、車体フレーム１６は、その上面に所定の搭載部品を搭載可能な搭載部１６１を有する。
搭載部１６１は、例えば台車１が搬送車両として用いられる場合、荷台（不図示）を搭載し得る。これにより、ユーザ等は荷台に荷物を積載することができる。また、搭載部１６１は、例えば台車１が作業車両として用いられる場合、作業部３等の所定の作業を行う作業装置を搭載し得る。これにより、作業車両は、台車１により走行をしながら作業装置により所定の作業を行うことができる。なお、荷台や所定の作業を行う作業装置は、搭載部１６１に搭載されるものに限らず、ボルト等の締結機構により荷台や作業装置が台車１のいずれかの部分に取り付けられる、アタッチメント式の構成も採用可能である。
＜ハードウェア構成＞
台車ＥＣＵ１１は、台車１の各構成要素の作動を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。一例として、台車ＥＣＵ１１は、台車１の走行部及び動力系の制御、換言すれば台車１の機体制御を行う。台車ＥＣＵ１１は、処理部１１１、ＲＡＭ，ＲＯＭ等の記憶部１１２、及び外部デバイスと処理部１１１との信号の送受信を中継するＩ／Ｆ部１１３（インタフェース部）を含む。処理部１１１は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部１１２に記憶されたプログラムを実行する。記憶部１１２には、処理部１１１が実行するプログラムの他、処理部１１１が処理に使用するデータ等が格納される。なお、台車ＥＣＵ１１として複数のＥＣＵが設けられてもよい。例えば、台車ＥＣＵとして、モータ１０の駆動を制御するＥＣＵとエンジン１４の駆動を制御するＥＣＵとが互いに通信可能に設けられてもよい。
処理部１１１は、台車１の構成部品の作動を制御する。例えば、処理部１１１は、自律制御部２から受信した制御信号に基づいて、不図示のモータドライバを介してモータ１０の駆動を制御する。また例えば、処理部１１１は、図４、図５（ａ）（ｂ）で示す処理により、エンジン１４の稼働を制御する。また、例えば、処理部１１１は、各種センサ１７の検知結果をＩ／Ｆ部１１３を介して自律制御部２に送信する。
各種センサ１７は、台車１の車体に関する情報を検知する各種のセンサや、台車１の周辺の状況に関する情報を検知する各種のセンサを含み得る。
台車１の車体に関する情報を検知するセンサの例としては、エンジン１４のオイルレベルセンサや燃料レベルセンサ、バッテリ１３の電圧センサ及び台車１の傾きを検知する傾斜センサ等が挙げられる。傾斜センサは、例えば加速度センサや角速度センサであり得る。
台車１の周辺の状況に関する情報を検知するセンサの例としては、振動センサ、外気温センサ、風速センサ、一酸化炭素濃度を検知するＣＯ濃度センサ、外部との接触を検知する感圧式の接触センサ、周辺の人の有無を検知するセンサ等が挙げられる。周辺の人の有無を検知するセンサとしては、例えば、カメラ、ミリ波レーダ、ライダ（Light Detection and Ranging）等が挙げられる。また、台車１の位置情報を取得可能なＧＰＳ等も採用可能である。
台車１は、上記で例示したセンサのうちの１又は複数を各種センサ１７として有し得る。
自律制御部２は、台車１の走行制御を行う制御部であり、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。自律制御部２は、処理部２１、ＲＡＭ，ＲＯＭ等の記憶部２２、及び外部デバイスと処理部２１との信号の送受信を中継するＩ／Ｆ部２３（インタフェース部）を含む。処理部２１は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部２２に記憶されたプログラムを実行する。記憶部２２には、処理部２１が実行するプログラムの他、処理部２１が処理に使用するデータ等が格納される。Ｉ／Ｆ部２３は、有線又は無線により台車１側の台車ＥＣＵ１１との信号の送受信を中継する。
処理部２１は、台車１の走行制御を行う。本実施形態では、処理部２１は、台車１の自律制御を行う。具体的には、処理部２１は、台車１の目標地点や倉庫経路等を設定する走行計画を行ったり、この走行計画に基づいて台車１の動作を制御したりしてもよい。より具体的移には、処理部２１は、台車ＥＣＵ１１から受信した各種センサ１７の検知結果及び上記走行計画に基づいて、台車１の移動速度、移動方向等についての制御信号を台車ＥＣＵ１１に送信してもよい。そして、台車ＥＣＵ１１の処理部１１１は、処理部２１からの制御信号に基づいて、モータ１０の駆動電流等を制御してもよい。このように、処理部２１は、処理部１１１を介して台車１の自律走行制御を行う。
＜システムの使用例＞
図３は、図１で示すシステムＳＹ１の使用例を示す図である。この例では、台車提供者は、作業機提供者に台車１を提供する。そして、作業機提供者は、台車１に自律制御部２を搭載したシステムＳＹ１を構成し、システムＳＹ１に所定の作業を行う作業部３を搭載した作業機Ｗを最終製品としてユーザに提供する。
図３の使用例では、作業機提供者は、自律制御部２や作業部３を搭載する土台部分である台車１の開発をする必要が無く、台車１に搭載する自律制御部２や作業部３のみを開発することでユーザにサービスを提供することができる。また、この使用例によれば、自律制御部２は、台車１側の台車ＥＣＵ１１を介して各種センサ１７の検知結果を取得できるので、自律制御部２と各種センサ１７との通信経路をそれぞれ構築する必要が無く、システムを簡素化することができる。よって、作業機提供者は、サービスの提供のための開発コストを低減することができる。なお、上記使用例は例示であって、他の態様も採用可能である。例えば、作業機提供者は、後述のように台車ＥＣＵ１１と通信可能なサーバを自律制御部２として機能させる場合、台車１に自律制御部２は搭載せずに作業部３を搭載して作業機としてユーザに提供してもよい。
＜台車ＥＣＵの処理例＞
システムＳＹ１においては、モータ１０による走行を継続するため、エンジン１４を稼働させて発電機１５で発電を行い、バッテリ１３を充電する必要がある。一方で、バッテリ１３の充電を要する場合であっても、台車１やその周辺の状況によってはエンジンを稼働させない方がよい場合もある。そこで、本実施形態では、以下の処理によりエンジン１４の稼働をより効果的に制御している。
図４は、台車ＥＣＵ１１の処理例を示すフローチャートである。本フローチャートは、台車ＥＣＵ１１によるエンジンの稼働制御の全体的な流れを示している。例えば、本フローチャートは、処理部１１１が記憶部１１２に含まれるＲＯＭに格納されているプログラムを記憶部１１２に含まれるＲＡＭに読み出して実行することにより実現される。また、例えば、本フローチャートは、エンジン１４が稼働していない場合に所定の周期ごとに実行され得る。
Ｓ１で、処理部１１１は、バッテリ１３の電圧が閾値以下であるか否かを確認する。処理部１１１は、閾値以下の場合はＳ２の処理に進み、閾値を超える場合はフローチャートを終了する。これにより、バッテリ１３のバッテリ残量が少なくなったときに以下の処理による発電が行われる。また、バッテリ残量が十分な場合には以下の処理による発電が行われないので、不要な発電を抑制することができる。閾値は、例えばバッテリ１３が鉛蓄電池の場合には10-12[Ｖ]の範囲内で設定してもよい。さらに言えば、閾値は10.5[Ｖ]であってもよい。また、バッテリ１３がリチウムイオンバッテリ等の他の二次電池の場合には、その種類に応じた閾値が適宜設定されてもよい。
なお、処理部１１１は、例えばセルスタータによりエンジン１４を始動できない、あるいはセルスタータ自体が作動できないほどバッテリ電圧が低下したときにもフローチャートを終了してもよい（Ｓ１：Ｎｏ）。つまり、処理部１１１は、バッテリ電圧が、充電必要、かつ、セルスタータによりエンジン１４を始動可能な範囲内にある場合にＳ２の処理に進んでもよい。これにより、エンジン１４を始動できないのにもかかわらずセルスタータが回り続けることあるいは信号を送り続けることを防ぐことができる。
Ｓ２で、処理部１１１は、エンジンを稼働するか否かを判定する。すなわち、処理部１１１は、エンジン稼働判定を行う判定部として機能する。判定処理の例は後述する（図５（ａ））。なお、処理部１１１は、（Ｓ１：Ｙｅｓ）の場合にＳ２の処理を行うので、バッテリ１３の電圧が閾値以下の場合にエンジン１４を稼働するか否かの判定を行う。
Ｓ３で、処理部１１１は、エンジン１４／発電機１５の稼働処理を行う。処理の例は後述する（図５（ｂ））。
Ｓ４で、処理部１１１は、各種情報を自律制御部２に送信する。例えば、処理部１１１は、Ｓ２におけるエンジン稼働判定の判定結果をＩ／Ｆ部１１３を介して走行自律制御部２に送信する。すなわち、処理部１１１は、この判定結果を自律制御部２に送信する送信部として機能する。これにより、自律制御部２の側でもエンジン１４の稼働の状況を取得することができる。また、処理部１１１は、各種情報として各種センサ１７の検知結果を自律制御部２に送信してもよい。
なお、処理部１１１が自律制御部２に各種情報を送信するタイミングは適宜変更可能である。例えば、処理部１１１は、Ｓ２におけるエンジン稼働判定の処理後にその判定結果を自律制御部２に送信してもよい。また、処理部１１１は、各種センサ１７の検知結果を所定の制御周期ごとに送信してもよい。
図５（ａ）は、台車ＥＣＵ１１の処理例を示すフローチャートであって、図４のＳ２のサブルーチンの具体例を示すフローチャートである。
Ｓ２１で、処理部１１１は、各種センサ１７のセンサ値を取得する。
Ｓ２２で、処理部１１１は、取得したセンサ値等に基づいて、エンジン１４を稼働するための所定の条件を満たすか否かを確認する。処理部１１１は、所定の条件を満たす場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、Ｓ２３に進みエンジン１４を稼働すると判定する。一方、処理部１１１は、所定の条件を満たさない場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、Ｓ２４に進みエンジンを稼働しないと判定する。処理部１１１は、Ｓ２３又はＳ２４の処理の後、本フローチャートを終了し、図４のフローチャートの処理に戻る。
一実施形態において、処理部１１１は、台車１の車体に関する情報が所定の条件を満たすか否かに基づいて、エンジンを稼働するか否かを判定してもよい。これにより、不適切な稼働によるエンジンの故障や始動不良を抑制することができる。具体的には、処理部１１１は、Ｓ２１で、エンジン１４のオイルレベルセンサ、燃料レベルセンサ、バッテリ１３の電圧センサ、及び台車１の傾斜センサの少なくともいずれかのセンサ値を取得してもよい。そして、処理部１１１は、取得したセンサ値に基づいて、所定の条件を満たすか否かを判定してもよい。
より具体的には、処理部１１１は、オイルレベルセンサや燃料レベルセンサがＯＫ又はＮＧのいずれかを出力する構成の場合、検知結果がＯＫの場合にエンジン１４を稼働すると判定してもよい。また、処理部１１１は、オイルレベルセンサや燃料レベルセンサが液面高さなどの測定値を出力する構成の場合、検知結果が閾値以上であるか場合にエンジン１４を稼働すると判定してもよい。これらのように、エンジン１４の状態に基づいてエンジン１４を稼働するか否かを判定することで、エンジン１４に不具合等が起きる可能性がある状況での稼働を抑制することができる。
また、処理部１１１は、傾斜センサの検知結果が閾値以下である場合にエンジン１４を稼働すると判定してもよい。これにより、台車１が大きく傾いている状況においてはエンジン１４を稼働しないので、エンジン１４の焼き付き等を防ぐことができる。例えば、閾値は、０度〜３０度の間の所定の値に設定されてもよい。さらに言えば、閾値は、０度〜２０度の範囲の所定の値に設定されてもよい。つまり、処理部１１１は、傾斜センサの検知結果に基づき取得される傾斜が０度〜２０度の範囲の所定の値以下である場合にエンジン１４を稼働すると判定してもよい。
一実施形態において、処理部１１１は、台車１の周辺の状況に関する情報が所定の条件を満たすか否かに基づいて、エンジン１４を稼働するか否かを判定してもよい。これにより、周辺の状況に応じてエンジンの稼働を制御することができる。
具体的には、処理部１１１は、台車１の周囲の人の有無についての情報に基づいてエンジン１４を稼働するか否かを判定してもよい。すなわち、処理部１１１は、カメラ、ミリ波レーダ、ライダ等の検知結果に基づいて、周囲に人がいる場合にはエンジン１４を稼働しないと判定してもよい。これにより、周囲の人に対してエンジン音又は匂い等による不快感を与え得る状況でのエンジン１４の稼働を抑制することができる。
また、具体的には、処理部１１１は、台車１の周辺の一酸化炭素濃度についての情報に基づいてエンジン１４を稼働するか否かを判定してもよい。より具体的には、ＣＯ濃度センサの検知結果が閾値以上場合にはエンジン１４を稼働しないと判定してもよい。これにより、例えば台車１が室内にいる状態においてＣＯ濃度の上昇を防ぐことができる。また、処理部１１１は、台車１の周囲に人が存在し、かつ、ＣＯ濃度が閾値以上である場合にはエンジン１４を稼働しないと判定してもよい。ＣＯ濃度の閾値は、例えば１０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲で設定されてもよい。
図５（ｂ）は、台車ＥＣＵ１１の処理例を示すフローチャートであって、図４のＳ３のサブルーチンの具体例を示すフローチャートである。
Ｓ３１で、処理部１１１は、Ｓ２での判定の結果、エンジン１４を稼働する場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）はＳ３２に進み、エンジン１４を稼働しない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）は処理を終了する。よって、Ｓ３１の分岐でＮｏに進んだ場合、エンジン１４が稼働することなく図４のフローチャートは終了する。
Ｓ３２で、処理部１１１は、エンジン１４のセルスタータを始動する。例えば、処理部１１１は、所定時間セルスタータを始動する。その後、Ｓ３３で、処理部１１１は、発電機１５を起動する。
Ｓ３４で、処理部１１１は、発電機１５の出力電圧が閾値以上であるかを確認し、閾値以上の場合（Ｓ３４：Ｙｅｓ）にはＳ３５に進み、閾値未満の場合（Ｓ３４：Ｎｏ）にはＳ３７に進む。一実施形態において、部品点数削減等の観点から、エンジン１４が回転数や負荷の状況を検知するセンサを有しない場合がある。このような場合、処理部１１１は、発電機１５の出力電圧の値に基づいてエンジン１４が稼働しているか否かを確認することができる。より詳細には、Ｓ３２でセルスタータを始動したにもかかわらず何らかの理由でエンジンが正常に稼働しなかった場合、Ｓ３３で発電機１５を起動しても発電機１５の出力電圧は立ち上がらない。したがって、処理部１１１は、発電機１５の出力電圧に基づいてエンジン１４の稼働状況を確認することができる。なお、エンジン１４が回転数や付加状況等を検知するセンサを有している場合には、処理部１１１は、それらの検知結果に基づいてエンジン１４が稼働していることを確認できたときはＳ３５に進み、稼働を確認できないときはＳ３７に進んでもよい。なお、出力電圧の閾値は、例えば１２〜１５[Ｖ]の範囲で設定されてもよい。さらに言えば、出力電圧の閾値１４．５[Ｖ]であってもよい。なお、バッテリ１３の種類がリチウムイオンバッテリ等の他の種類の二次電池の場合、その種類に応じて出力電圧の閾値が設定されてもよい。
Ｓ３５で、処理部１１１は、エンジン１４及び発電機１５の作動を所定時間継続させる。つまり、処理部１１１はＳ３４の処理によりエンジン１４が稼働していることを確認した場合にエンジン１４及び発電機１５の作動を所定時間継続させる。
Ｓ３６で、処理部１１１は、エンジン１４及び発電機１５を停止して本フローチャートを終了し、図４のフローチャートに戻る。一方、Ｓ３４からＳ３７進んだ場合、すなわち、Ｓ３４でエンジン１４が稼働していることを確認できなかった場合、処理部１１１は発電機１５を停止して本フローチャートを終了し、図４のフローチャートに戻る。
なお、処理部１１１は、図４のフローチャートを周期的に実行し得るので、Ｓ３５におけるエンジン１４及び発電機１５の作動によるバッテリ１３の充電が不十分な場合、次の制御周期において再度バッテリ１３の充電が行われる。これを繰り返すことでバッテリ１３を十分に充電することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、処理部１１１は所定の条件に基づいてエンジン１４を稼働するか否かを判定するので、状況に応じてエンジン１４を稼働することができる。また、エンジン１４を稼働するか否の判定を台車１の側で行うので、自律制御部２との関係でシステムを簡素化することができる。したがって、より効果的にエンジン１４の稼働を制御することができる。
＜他の実施形態＞
上記実施形態では、自律制御部２が台車１に搭載されることでシステムＳＹ１を構成するが、自律制御部２が台車１に搭載されずにシステムを構成する例も採用可能である。すなわち、自律制御部２が遠隔で台車１の走行制御を行う例も採用可能である。図６は、一実施形態に係るシステムＳＹ２の構成例を示す図である。なお、以下の説明において、上記実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
図６において、システムＳＹ２は、１又は複数の台車１と、台車１と通信可能なサーバ４とを備える。
サーバ４は、台車１の車体情報を管理したり、台車１の走行制御を行ったりする。また、サーバ４は、例えば台車提供者や作業機提供者のオフィス等に設置され得る。サーバ４は、処理部４１、ＲＡＭ，ＲＯＭ等の記憶部４２、及び外部デバイスと処理部４１との信号の送受信を中継するＩ／Ｆ部４３（インタフェース部）を含む。
処理部４１は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部４２に記憶されたプログラムを実行する。例えば、処理部４１は、台車１の走行制御についてのプログラムを実行することにより、台車１の自律制御部として機能する。すなわち、処理部４１は、台車１の走行を遠隔で制御する。このとき、処理部４１は、Ｉ／Ｆ部４３及びネットワークＮを介して台車１の台車ＥＣＵ１１と信号の送受信を行う。処理部４１は、例えば無線通信により台車ＥＣＵ１１との信号の送受信を行う。
なお、台車１側にも台車１の走行制御が可能な制御部を搭載し、台車１側の制御部とサーバ４とにより台車１の走行制御が行われてもよい。例えば、サーバ４が目標地点や走行経路等を設定する走行計画を行い、台車１に搭載された制御部が走行計画に基いて台車１の移動速度や移動方向等を制御してもよい。
記憶部４２には、処理部４１が実行するプログラムの他、処理部４１が処理に使用するデータ等が格納される。また、記憶部４２には、台車１の車体情報等についてのデータベースＤＢが構成される。
システムＳＹ２は、例えば倉庫における搬送作業等に使用可能である。すなわち、台車１に荷台等を搭載して台車１を搬送車両として使用して、その搬送車両の走行制御をサーバ４で行ってもよい。これにより、倉庫内で自律走行可能な複数の搬送車両を用いて搬送作業を行う場合、搬送車両同士の衝突回避等を考慮して、サーバ４側で各搬送車両の走行が制御される。
そして、このようなシステム構成においても、台車１はバッテリ１３の充電のためのエンジン１４の稼働を台車ＥＣＵ１１により制御することができる。したがって、台車１の自律制御部として機能するサーバ４側はエンジンの稼働についての制御を行う必要が無く、サーバ４の構成を簡素化することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、サーバ４により遠隔で台車１の走行制御が行われるシステムにおいて、エンジン１４の稼働を効果的に制御することができる
また、上記実施形態では、エンジンを稼働するか否かの判定を台車１が行っているが、台車１が自身の走行可否判定を行ってもよい。具体的には、台車ＥＣＵ１１の処理部１１１は、台車１の走行中に所定の条件を満たす場合に走行を停止してもよい。例えば、処理部１１１は、角速度センサのセンサ値が所定の条件を満たさない場合に走行を停止してもよい。これにより、台車１が不安定な姿勢になっている場合等に台車１の走行を停止でき、台車１の転倒等の可能性を低減することができる。また、例えば、処理部１１１は、加速度センサのセンサ値が所定の条件を満たさない場合に走行を停止してもよい。これにより、台車１に加わる振動大きいなど台車１が不安定な状態にある場合に走行を停止することができる。
また、上記実施形態では、各種センサ１７により各種情報を取得していたが、情報の少なくとも一部を通信等により外部から取得してもよい。すなわち、情報の取得方法は限定されない。例えば、台車１の走行領域にカメラ等のセンサが設けられている場合、処理部１１１は、そのカメラの検知結果を受信して、受信した検知結果に基づいて周辺の人の有無を判断してもよい。
また、上記実施形態では、自律制御部２が台車１の自律走行制御を行う例について説明したが、自律制御部２は操作者の入力を受け付ける制御装置等であってもよい。例えば、自律制御部２は、リモコン等の無線通信装置であってもよく、操作者に入力に基づく制御信号を処理部１１１に送信してもよい。すなわち、台車１の走行経路に関する制御が、自律制御により行われてもよいし、リモコン等によるユーザの操作等により手動で行われてもよい。また、一実施形態において、台車１上に運転席が設けられ、ユーザの運転操作により台車１の走行に関する制御が行われてもよい。処理部１１１は、これらの走行経路に関する制御に基づき、台車１の走行部及び動力系の制御、換言すれば台車１の機体制御をし得る。
また、上記実施形態に係るシステムＳＹ１又はシステムＳＹ２は、対象物を積載して搬送する搬送作業に適用され得る。搬送作業は比較的走行距離が長くなる傾向にあり、バッテリ１３の充電が必要となる頻度が多くなる場合があるが、処理部１１１により状況に応じてエンジンによるバッテリの充電をすることができる。また、処理部１１１は、屋内と屋外を行き来する状況や周囲で人が作業する状況においてもエンジンの稼働を効果的に制御することができる。
＜実施形態のまとめ＞
上記実施形態は以下の台車、作業機及び走行システムを少なくとも開示する。
１．上記実施形態の台車(例えば1)は、
前記台車の走行経路に関する制御を行う外部の制御部(例えば2)からの制御信号に基づいて、走行駆動力を発生する電動モータ(例えば10)と、
前記電動モータに電力を供給するバッテリ(例えば13)と、
前記バッテリを充電可能な発電機(例えば15)を駆動するエンジン(例えば14)と、
所定の条件に基づいて前記エンジンを稼働するか否かを判定する判定部(例えば111,S2)と、を備える。
この実施形態によれば、所定の条件に基づいてエンジンを稼働するか否かを判定するので、状況に応じてエンジンを稼働することができる。また、エンジンを稼働するか否の判定を台車の側で行うので、走行経路に関する制御を行う外部の制御部との関係でシステムを簡素化することができる。したがって、より効果的にエンジンの稼働を制御することができる。
２．上記実施形態によれば、
前記判定部による判定結果を、前記制御部に送信する送信部(例えば111,S4)をさらに備える。
この実施形態によれば、制御部の側がエンジンの稼働の状況を取得することができる。
３．上記実施形態によれば、前記台車は前記制御部を搭載可能である。
この実施形態によれば、制御部を備えた台車が提供される。
４．上記実施形態によれば、
前記制御部は、前記台車の自律走行制御を行う。
この実施形態によれば、自律走行制御を行う台車において、エンジンを稼働するか否かの判定を行うことができる。
５．上記実施形態によれば、
前記判定部は、前記台車の車体に関する第１情報が前記所定の条件を満たすか否かに基づいて、前記エンジンを稼働するか否かを判定する(例えばS21-S24)。
この実施形態によれば、車体に関する情報に基づいてエンジンを稼働するか否かを判定するので、不適切な稼働によるエンジンの故障や始動不良を抑制することができる。
６．上記実施形態によれば、
前記判定部は、前記台車の周辺の状況に関する第２情報が前記所定の条件を満たすか否かに基づいて、前記エンジンを稼働するか否かを判定する(例えばS21-24)。
この実施形態によれば、周辺の状況に応じてエンジンの稼働を制御することができる。
７．上記実施形態によれば、
前記第２情報は、前記台車の周囲の人の有無についての情報を含む。
この実施形態によれば、周囲の人に対してエンジン音又は匂い等による不快感を抑制することができる。
８．上記実施形態によれば、
前記第２情報は、前記台車の周囲の一酸化炭素濃度についての情報を含む。
この実施形態によれば、例えば室内において一酸化炭素濃度の上昇を防ぐことができる。
９．上記実施形態によれば、
前記判定部は、前記バッテリの電圧が閾値以下の場合に前記エンジンを稼働するか否かの判定を行う(例えばS1)
この実施形態によれば、バッテリ残量が少なくなったときにエンジンによる発電を行うことができる。
１０．上記実施形態の作業機(例えばW)は、
台車と、前記台車に搭載され、所定の作業を行う作業部(例えば3)と、を備える。
この実施形態によれば、状況に応じてエンジンの稼働を制御可能な作業機が提供される。
１１．上記実施形態によれば、
前記所定の作業は、対象物を積載して搬送する搬送作業である。
この実施形態によれば、比較的走行距離の長い搬送作業時に状況に応じてエンジンによるバッテリの充電をすることができる。また、屋内と屋外を行き来する状況や周囲で人が作業する状況においてもエンジンの稼働を効果的に制御することができる。
１２．上記実施形態の走行システム(例えばSY1,SY2)は、
台車(例えば1)と、前記台車の走行経路に関する制御を行う制御部(例えば2)と、を備え、
前記台車は、
前記制御部からの制御信号に基づいて、走行駆動力を発生する電動モータ(例えば10)と、
前記電動モータに電力を供給するバッテリ(例えば13)と、
前記バッテリを充電可能な発電機(例えば15)を駆動するエンジン(例えば14)と、
所定の条件に基づいて前記エンジンを稼働するか否かを判定する判定部(例えば111,S2)と、を備える。
この実施形態によれば、エンジンの稼働をより効果的に制御することができる走行システムが提供される。
１３．上記実施形態によれば、
前記走行システムは前記台車と通信可能なサーバ(例えば4)をさらに備え、
前記サーバが前記制御部を含む。
この実施形態によれば、サーバにより遠隔で台車の走行制御が行われるシステムにおいて、エンジンの稼働を効果的に制御することができる。
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
１ 台車、２ 自律制御部、１０ モータ、１３ バッテリ、１４ エンジン、１１１ 処理部、ＳＹ１ システム

Claims (13)

  1. 台車であって、
    前記台車の走行経路に関する制御を行う外部の制御部からの制御信号に基づいて、走行駆動力を発生する電動モータと、
    前記電動モータに電力を供給するバッテリと、
    前記バッテリを充電可能な発電機を駆動するエンジンと、
    所定の条件に基づいて前記エンジンを稼働するか否かを判定する判定部と、
    を備えることを特徴とする台車。
  2. 請求項１に記載の台車であって、
    前記判定部による判定結果を、前記制御部に送信する送信部をさらに備えることを特徴とする台車。
  3. 請求項２に記載の台車であって、前記制御部を搭載可能であることを特徴とする台車。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の台車であって、前記制御部は、前記台車の自律走行制御を行うことを特徴とする台車。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の台車であって、
    前記判定部は、前記台車の車体に関する第１情報が前記所定の条件を満たすか否かに基づいて、前記エンジンを稼働するか否かを判定することを特徴とする台車。
  6. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の台車であって、前記判定部は、前記台車の周辺の状況に関する第２情報が前記所定の条件を満たすか否かに基づいて、前記エンジンを稼働するか否かを判定することを特徴とする台車。
  7. 請求項６に記載の台車であって、前記第２情報は、前記台車の周囲の人の有無についての情報を含むことを特徴とする台車。
  8. 請求項６又は７に記載の台車であって、前記第２情報は、前記台車の周囲の一酸化炭素濃度についての情報を含むことを特徴とする台車。
  9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の台車であって、前記判定部は、前記バッテリの電圧が閾値以下の場合に前記エンジンを稼働するか否かの判定を行うことを特徴とする台車。
  10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の台車と、
    前記台車に搭載され、所定の作業を行う作業部と、を備える、
    ことを特徴とする作業機。
  11. 請求項１０に記載の作業機であって、前記所定の作業は、対象物を積載して搬送する搬送作業であることを特徴とする作業機。
  12. 台車と、前記台車の走行経路に関する制御を行う外部の制御部と、を備える走行システムであって、
    前記台車は、
    前記制御部からの制御信号に基づいて、走行駆動力を発生する電動モータと、
    前記電動モータに電力を供給するバッテリと、
    前記バッテリを充電可能な発電機を駆動するエンジンと、
    所定の条件に基づいて前記エンジンを稼働するか否かを判定する判定部と、
    ことを特徴とする走行システム。
  13. 請求項１２に記載の走行システムであって、
    前記台車と通信可能なサーバをさらに備え、
    前記サーバが前記制御部を含む、
    ことを特徴とする走行システム。
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