JP2023145208A - 車両制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】独立駆動される一対の駆動輪を有する車両において車両を適正に旋回走行させる。
【解決手段】車両１０は、車両進行方向に対して左右となる２位置に取り付けられ、各々モータ２３，２４を有し当該各モータが独立して駆動される一対の駆動輪２１，２２を備えている。制御装置４０は、各駆動輪２１，２２の駆動を制御することで、車両１０の走行を制御する。制御装置４０は、車両１０の走行時において駆動輪２１，２２ごとに回転速度を制御する回転制御部と、車両１０の旋回走行時に、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることを判定する旋回状態判定部と、旋回半径のずれに基づいて、回転制御部による各駆動輪２１，２２の回転速度を調整する調整部と、を備える。
【選択図】 図１

Description

この明細書における開示は、各々独立して駆動される一対の駆動輪を備える車両についてその走行を制御する車両制御装置及びプログラムに関する。

従来、例えば物品等の搬送に用いられる車両として、複数の車輪にそれぞれモータを組み付け、それら各車輪を独立して駆動することで、所望の走行経路での走行を可能としたものが知られている（例えば特許文献１参照）。また、無人搬送車として、ホイールモータを備える左右一対の車輪を有し、それら各車輪を個別に制御することで、車両を直進、右旋回、左旋回のいずれかの状態で走行させる技術が検討されている。

特開２０１５－９５９８７号公報

しかしながら、上記車両を走行させる際には、車両における物品等の積載量が変更されることや、走行経路における走行条件が変わることが考えられる。そのため、車両が旋回走行する際に、所望とする旋回経路よりも意図せず旋回半径が大きくなったり、所望とする旋回経路よりも意図せず旋回半径が小さくなったりすることが懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、独立駆動される一対の駆動輪を有する車両において車両を適正に旋回走行させることができる車両制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

手段１は、
車両進行方向に対して左右となる２位置に取り付けられ、各々モータを有し当該各モータが独立して駆動される一対の駆動輪を備える車両に適用され、
前記各駆動輪の駆動を制御することで、前記車両の走行を制御する制御装置であって、
前記車両の走行時において前記駆動輪ごとに回転速度を制御する回転制御部と、
前記車両の旋回走行時に、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることを判定する旋回状態判定部と、
前記旋回半径のずれに基づいて、前記回転制御部による前記各駆動輪の回転速度を調整する調整部と、
を備えることを特徴とする。

独立駆動される一対の駆動輪を備える車両では、それら一対の駆動輪の制御により、車両の直進及び左右の旋回が可能となる。そして、制御装置において、車両の旋回走行時に、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることを判定し、その旋回半径のずれに基づいて、各駆動輪の回転速度を調整するようにした。この場合、車両における旋回半径のずれを適正に調整することが可能となる。その結果、独立駆動される一対の駆動輪を有する車両において車両を適正に旋回走行させることができる。

手段２では、手段１において、前記車両の重量を取得し、その重量が予め定めた基準重量よりも重いか否かを判定する重量判定部を備え、前記調整部は、前記旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、前記重量が前記基準重量よりも重いと判定されれば、前記各駆動輪の回転速度の調整により前記車両の旋回速度を制御し、前記重量が前記基準重量よりも軽いと判定されれば、前記一対の駆動輪の回転速度の差を制御する。

車両の旋回半径のずれが生じている場合において、車両の重量が比較的重ければ、車両の速度制御により車両旋回時の遠心力を調整して、車両の旋回半径を適正化することが望ましい。これに対し、車両の旋回半径のずれが生じている場合において、車両の重量が比較的軽ければ、左右の各駆動輪の回転速度のバランスを調整して、車両の旋回半径を適正化することが望ましい。こうした着想に基づき、車両の旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、重量が基準重量よりも重いと判定されれば、各駆動輪の回転速度の調整により車両の旋回速度を制御し、重量が基準重量よりも軽いと判定されれば、一対の駆動輪の回転速度の差を制御するようにした。これにより、車両の重量が変更されることがあっても、車両の適正な旋回走行を実現することができる。

手段３では、手段１又は２において、予め定められた走行経路を前記車両が走行する車両走行システムに適用され、前記走行経路においてコーナ部の前記目標旋回半径が予め定めた基準半径よりも大きいか否かを判定する旋回半径判定部を備え、前記調整部は、前記旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、前記目標旋回半径が前記基準半径よりも大きいと判定されれば、前記各駆動輪の回転速度の調整により前記車両の旋回速度を制御し、前記目標旋回半径が前記基準半径よりも小さいと判定されれば、前記一対の駆動輪の回転速度の差を制御する。

車両の旋回半径のずれが生じている場合において、走行経路におけるコーナ部の目標旋回半径が比較的大きければ、車両の速度制御により車両旋回時の遠心力を調整して、車両の旋回半径を適正化することが望ましい。これに対し、車両の旋回半径のずれが生じている場合において、コーナ部の標旋回半径が比較的小さければ、左右の各駆動輪の回転速度のバランスを調整して、車両の旋回半径を適正化することが望ましい。こうした着想に基づき、車両の旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、コーナ部の目標旋回半径が基準半径よりも大きいと判定されれば、各駆動輪の回転速度の調整により車両の旋回速度を制御し、コーナ部の目標旋回半径が基準半径よりも小さいと判定されれば、一対の駆動輪の回転速度の差を制御するようにした。これにより、走行経路においてコーナ部の目標旋回半径が大小異なることがあっても、車両の適正な旋回走行を実現することができる。

手段４では、手段２又は３において、前記旋回状態判定部は、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じている場合に、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きいか小さいかを判定するものであり、前記調整部は、前記各駆動輪の回転速度の調整により前記車両の旋回速度を制御する場合において、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きいと判定されれば、前記各駆動輪の回転速度を低下させて前記車両の旋回速度を小さくし、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が小さいと判定されれば、前記各駆動輪の回転速度を増加させて前記車両の旋回速度を大きくし、前記一対の駆動輪の回転速度の差を制御する場合において、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きいと判定されれば、前記一対の駆動輪の回転速度差を大きくし、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が小さいと判定されれば、前記一対の駆動輪の回転速度差を小さくする。

これにより、目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きい場合、及び小さい場合のいずれにおいても、各駆動輪の回転速度を適正に調整でき、ひいては所望とする走行経路での走行が可能となる。

手段５では、手段１～４のいずれかにおいて、前記調整部は、前記旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、前記旋回半径のずれ量と前記車両の重量とに基づいて、前記各駆動輪の回転速度を調整する第１調整量を算出するとともに、前記旋回半径のずれ量と前記目標旋回半径とに基づいて、前記各駆動輪の回転速度を調整する第２調整量を算出し、前記第１調整量と前記第２調整量とのうち大きい方を用い、前記各駆動輪の回転速度の調整を実施する。

上記構成によれば、車両の旋回走行時において、車両重量と走行経路の目標旋回半径との大きさを考慮しつつ、各駆動輪の回転速度を適正に調整することができる。

手段６では、手段１～５のいずれかにおいて、前記旋回半径のずれが所定の閾値を超えている場合に、前記一対の駆動輪の間隔であるトレッド、又は、進行方向前側及び後側に設けられた各車輪の間のホイールベースを調整する旨を指令する調整指令部を備える。

旋回半径のずれが所定の閾値を超えている場合として、例えば車両旋回時に過度なオーバステアが生じている場合には、車両の旋回速度を大幅に減少させて対処することが考えられる。ただし、車両の速度減少の程度が大きいほど、物品等の搬送効率が低下することが懸念される。この点、旋回半径のずれが所定の閾値を超えている場合に、車両のトレッド又はホイールベースを調整する旨を指令するようにしたため、車両の旋回速度を過度に調整することを抑制しつつ、適正な車両走行を実現することができる。

車両の概略構成を示す図。 自動倉庫内における車両の走行経路を示す図。 車両旋回時の旋回半径を説明する図。 車両走行制御の処理手順を示すフローチャート。 車両旋回時の旋回半径を説明する図。 第２実施形態において車両走行制御の処理手順を示すフローチャート。 別例において車両走行制御の処理手順を示すフローチャート。 （ａ）は第１調整量を求めるための関係図、（ｂ）は第２調整量を求めるための関係図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態における車両は、一対の駆動輪の回転により自動走行可能な電動モビリティであり、例えば物品を搬送する無人搬送車として用いることが可能となっている。ただし、その他に人や動物等の搬送に用いる搬送車として用いることも可能である。なお、以下の各実施形態において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
本実施形態に係る車両１０は、自動倉庫において物品の搬送に用いる無人搬送車であり、その概要を図１に示す。

図１において、車両１０は、車体１１と、一対の駆動輪２１，２２と、一対の従動輪３１，３２とを備えている。一対の駆動輪２１，２２は、車両１０の進行方向に対して直交する方向の２位置（左右２位置）に取り付けられ、各々独立して駆動される車輪である。一対の従動輪３１，３２は、各駆動輪２１，２２の回転に応じて回転し、かつ自由に転舵可能な車輪である。

各駆動輪２１，２２は、駆動源としてモータ２３，２４を有する、いわゆるインホイールモータである。車両１０では、モータ２３，２４ごとにインバータ２５，２６が設けられている。各駆動輪２１，２２は、モータ２３，２４とインバータ２５，２６とを一体的に有する構成であるとよい。各モータ２３，２４は、不図示の車載バッテリからの給電により駆動される。なお、各モータ２３，２４は減速ギアを有するものであってもよい。

一対の駆動輪２１，２２及び一対の従動輪３１，３２は、そのうち一方が車両１０の進行方向前側に設けられ、他方が車両１０の進行方向後側に設けられている。本実施形態では、進行方向前側に一対の駆動輪２１，２２が設けられ、進行方向後側に一対の従動輪３１，３２が設けられた構成としている。ただし、進行方向前側に一対の従動輪３１，３２を設け、進行方向後側に一対の駆動輪２１，２２を設ける構成としてもよい。

車両１０において、各駆動輪２１，２２の位置、及び各従動輪３１，３２の位置はそれぞれ変更可能となっており、これら各車輪の位置変更により、一対の駆動輪２１，２２の間隔であるトレッド、又は、進行方向前側及び後側に設けられた各車輪の間のホイールベースの調整が可能となっている。具体的には、車体１１は、左右の各駆動輪２１，２２及び左右の各従動輪３１，３２について各々の車輪ごとに複数の被取付部を有しており、車体１１における各車輪の取付位置を変更することにより、トレッドやホイールベースの調整が可能となっている。車体１１において、各車輪が取り付けられた状態で、そのスライド等により車輪取付位置が変更できる構成であってもよい。なお、駆動輪２１，２２及び従動輪３１，３２のうち駆動輪２１，２２のみが位置変更可能であってもよい。

車両１０は、各駆動輪２１，２２が各々独立して駆動されることにより前進、後退、旋回が可能となっている。各駆動輪２１，２２が共に正回転することにより車両１０が前進し、各駆動輪２１，２２が共に逆回転することにより車両１０が後退する。また、左右の各駆動輪２１，２２の回転速度を相違させることで、車両１０が旋回する。

車体１１は、物品を積載する不図示の積載部を有している。積載部は、自動倉庫においてロボットアーム等による物品の積み降ろしが可能な形態であることが望ましい。

車両１０は、マイコンや各種メモリ等からなる制御装置４０と、車両１０の状態を検出するセンサ５０と、外部装置１００との無線通信を可能とする通信装置６０とを備えている。制御装置４０は、メモリに記憶されている各種プログラムを実行する。センサ５０には、例えば、車両重量を検出する重量センサや、車両１０の速度を検出する速度センサ、車両１０の左右方向の横加速度であるヨーレートを検出するヨーレートセンサ、車両１０の周囲を撮像する画像センサが含まれている。重量センサにより、車両１０に積載された物品の重量の検出が可能となっている。また、ヨーレートセンサにより、車両１０が旋回する際のヨーレート（横加速度）の検出が可能となっている。また、各インバータ２５，２６には、各モータ２３，２４のコイルに流れる電流を検出する電流センサが設けられている。

制御装置４０は、通信装置６０により受信される外部装置１００からの指令信号に基づいて、各駆動輪２１，２２における各モータ２３，２４の駆動を制御する。具体的には、制御装置４０は、車両走行に際し、通信装置６０を介して外部装置１００から車両１０の速度指令値とヨーレート指令値（旋回指令値）とを受信し、それら速度指令値及びヨーレート指令値や、車両１０のトレッド、各駆動輪２１，２２のタイヤ径に基づいて、左右の駆動輪２１，２２における各モータ２３，２４の目標回転速度を算出する。そして、各モータ２３，２４の回転速度が目標回転速度となるように、インバータ２５，２６の制御により回転速度フィードバック制御を実施する。

図２は、自動倉庫内における車両１０の走行経路を示す図である。図２に示すように、車両１０は、搬送元である始点位置Ａ１から搬送先である終点位置Ａ２に向けて走行経路Ｂ１に沿って走行し、その後、終点位置Ａ２から走行経路Ｂ２に沿って走行することで始点位置Ａ１に戻る。この場合、走行経路Ｂ１は、例えば２つのコーナ部Ｃ１，Ｃ２を有しており、それら各コーナ部Ｃ１，Ｃ２の曲率半径Ｒ１，Ｒ２はＲ１＜Ｒ２となっている。自動倉庫内の床面には、走行経路Ｂ１，Ｂ２に沿って、点状又は線状のマーカが設けられているとよい。なお、車両１０は、走行経路Ｂ１においてＡ１とＡ２との間を往復するものであってもよい。

自動倉庫内において走行経路を車両１０が走行する際には、車両走行の都度、車両１０の重量、すなわち積載物を含む車両１０の全重量が変動していることが考えられる。すなわち、物品を積載した状態で車両１０が走行する場合と、物品を積載しない状態で車両１０が走行する場合とでは車両重量が相違する。また、物品の積載量などに応じて車両重量が相違する。この場合、車両重量が相違すると、車両走行状態に影響が及ぶことになり、特に車両１０の旋回時において、旋回半径が目標半径よりも大きくなるアンダステア状態（旋回時に曲がりが不足する状態）、又は旋回半径が目標半径よりも小さくなるオーバステア状態（旋回時に過剰に曲がる状態）になることが考えられる。そして、車両１０が適正に旋回できなくなることで、車両１０や積載物が周囲の物体に接触したり、物品の荷崩れが生じたりすることが懸念される。

そこで本実施形態では、車両１０の旋回走行時に、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることを判定し、その旋回半径のずれに基づいて、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整するようにしている。なお本実施形態では、制御装置４０が回転制御部、旋回状態判定部、調整部、重量判定部に相当する。

各駆動輪２１，２２の回転速度を調整する処理について説明する。図３（ａ）は、車両旋回時において、旋回半径が目標半径よりも大きくなるアンダステア状態を説明する図であり、図３（ｂ）は、車両旋回時において、旋回半径が目標半径よりも小さくなるオーバステア状態を説明する図である。なお、これら各図では右旋回の状態を示しており、左側の駆動輪２１の回転速度が、右側の駆動輪２２の回転速度よりも高回転となっている。また、これら各図において破線が目標軌跡であり、実線が実軌跡である。

図３（ａ）に示すアンダステア状態では、制御装置４０は、車両１０の旋回半径を小さくするべく、各駆動輪２１，２２の回転速度を制御する。具体的には、両方の駆動輪２１，２２の回転速度を減少側に変更し、車両１０の旋回速度を低下させることにより、車両１０の旋回半径を小さくする。又は、左右の駆動輪２１，２２の回転速度差を大きくするために左側の駆動輪２１の回転速度を増加側に変更し（若しくは、右側の駆動輪２２の回転速度を減少側に変更し）、車両１０の旋回半径を小さくする。

また、図３（ｂ）に示すオーバステア状態では、制御装置４０は、車両１０の旋回半径を大きくするべく、各駆動輪２１，２２の回転速度を制御する。具体的には、両方の駆動輪２１，２２の回転速度を増加側に変更し、車両１０の旋回速度を上昇させることにより、車両１０の旋回半径を大きくする。又は、左右の駆動輪２１，２２の回転速度差を小さくするために右側の駆動輪２２の回転速度を増加側に変更し（若しくは、左側の駆動輪２１の回転速度を減少側に変更し）、車両１０の旋回半径を大きくする。

図４は、車両走行制御の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、車両１０の走行が開始される都度、制御装置４０により実施される。例えば自動倉庫において、物品を積載した状態で車両１０が搬送元から搬送先に走行する際の走行開始時、及び物品を積載していない状態で車両１０が搬送先から搬送元に戻る際の走行開始時に、本処理が実施されるとよい。

図４において、ステップＳ１１では、車両１０の重量と、車両走行経路における現時点の目標旋回半径に関する情報とを取得する。このとき、制御装置４０は、例えば重量センサにより検出された重量を取得する。また、制御装置４０は、外部装置１００から受信した車両１０の速度指令値やヨーレート指令値に基づいて目標旋回半径を算出する。又は、制御装置が、外部装置１００から車両走行経路の目標旋回半径を受信する構成であってもよい。

その後、ステップＳ１２では、今回の車両重量が属する重量範囲について走行制御の調整データがあるか否か、すなわち、現時点よりも前に、現時点の車両重量に関して各駆動輪２１，２２の回転速度（モータ回転速度）を調整する調整データが、制御装置４０内のメモリに記憶されているか否かを判定する。なお、車両重量は複数の重量範囲で区分けされており、それら重量範囲ごとに、回転速度制御の調整データが記憶されるようになっている。

そして、走行制御の調整データがあれば、ステップＳ１３に進み、現時点の車両重量に対応する調整データをメモリから読み出す。これにより、車両１０が旋回走行する際において調整データを用いて各駆動輪２１，２２の回転速度が適宜調整される。

また、走行制御の調整データがなければ、ステップＳ１４に進み、今現在、車両１０が旋回状態になっているか否かを判定する。車両１０が旋回状態になっていれば、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、車両旋回時における旋回半径にずれが生じている状態であり、かつ目標旋回半径に対する実際の旋回半径のずれ量が所定の閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。すなわち、車両１０の旋回半径は、車両旋回時の走行軌跡に即したものであり、走行軌跡のずれ判定として、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることが判定される。このとき、車両１０の旋回半径は、車両速度やヨーレートを検出するセンサの検出情報から算出されるとよい。また、画像センサにより取得された画像から走行経路に設けられたマーカを検知し、その検知情報に基づいて旋回半径が算出される構成であってもよい。

ステップＳ１５がＹＥＳであれば、ステップＳ１６に進み、旋回半径のずれ量が閾値ＴＨ１よりも大きい閾値ＴＨ２未満であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１６がＹＥＳであれば、ステップＳ１７に進み、ステップＳ１６がＮＯであれば、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ１７では、車両１０の重量が予め定めた基準重量Ｗｓよりも重いか否かを判定する。そして、車両重量が基準重量Ｗｓよりも重ければ、ステップＳ１８に進み、車両重量が基準重量Ｗｓよりも軽ければ、ステップＳ２１に進む。基準重量Ｗｓは、標準的な積載物を想定した重量（例えば１０ｋｇ，２０ｋｇ…，１００ｋｇ，２００ｋｇ…など）として定められているとよい。また、空荷の状態、すなわち積載物の無い状態の車両重量を基準重量Ｗｓとすることも可能である。

ステップＳ１８では、目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きい状態であるか否か、すなわちアンダステア状態になっているか否かを判定する。そして、アンダステア状態になっていれば、ステップＳ１９に進み、両方の駆動輪２１，２２の回転速度を低下させて車両１０の旋回速度を小さくする。また、オーバステア状態になっていれば、ステップＳ２０に進み、両方の駆動輪２１，２２の回転速度を増加させて車両１０の旋回速度を大きくする。ステップＳ１９，Ｓ２０では、各駆動輪２１，２２の回転速度（モータ回転速度）の調整結果が、調整データとして、現時点の車両重量に対応させてメモリに記憶される。ステップＳ１８～Ｓ２０によれば、車両１０の旋回半径のずれが生じており、かつ車両重量が比較的重い状況において、車両１０の速度制御により車両旋回時の遠心力が調整され、これにより、車両１０の旋回半径が適正化される。

また、ステップＳ２１では、目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きい状態であるか否か、すなわちアンダステア状態になっているか否かを判定する。そして、アンダステア状態になっていれば、ステップＳ２２に進み、例えば旋回外側の駆動輪の回転速度を増加させて回転速度差を大きくする。また、オーバステア状態になっていれば、ステップＳ２３に進み、例えば旋回内側の駆動輪の回転速度を増加させて回転速度差を小さくする。ステップＳ２２，Ｓ２３では、各駆動輪２１，２２の回転速度（モータ回転速度）の調整結果が、調整データとして、現時点の車両重量に対応させてメモリに記憶される。ステップＳ２１～Ｓ２３によれば、車両１０の旋回半径のずれが生じており、かつ車両重量が比較的軽い状況において、左右の各駆動輪２１，２２の回転速度のバランスが調整され、車両１０の旋回半径が適正化される。

ステップＳ２４では、車両１０のトレッド及びホイールベースのいずれかを調整する旨を指令する。このとき、トレッドの調整指令又はホイールベースの調整指令が、制御装置４０から外部装置１００に送信されるとよい。

トレッドの調整として具体的には、旋回半径が目標旋回半径よりも大きくなるアンダステアが生じていれば、トレッドを大きくする旨の調整を指令し、旋回半径が目標旋回半径よりも小さくなるオーバステアが生じていれば、トレッドを小さくする旨の調整を指令するとよい。また、ホイールベースの調整として具体的には、旋回半径が目標旋回半径よりも大きくなるアンダステアが生じていれば、ホイールベースを小さくする旨の調整を指令し、旋回半径が目標旋回半径よりも小さくなるオーバステアが生じていれば、ホイールベースを大きくする旨の調整を指令するとよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

車両１０の旋回走行時に、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることを判定し、その旋回半径のずれに基づいて、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整するようにした。この場合、車両１０における旋回半径のずれを適正に調整することが可能となる。その結果、独立駆動される一対の駆動輪２１，２２を有する車両１０において車両１０を適正に旋回走行させることができる。

車両１０の旋回半径のずれが生じている場合において、車両重量が比較的重ければ、車両１０の速度制御により車両旋回時の遠心力を調整して、車両１０の旋回半径を適正化することが望ましい。これに対し、車両１０の旋回半径のずれが生じている場合において、車両重量が比較的軽ければ、左右の各駆動輪２１，２２の回転速度のバランスを調整して、車両１０の旋回半径を適正化することが望ましい。こうした着想に基づき、車両１０の旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、車両重量が基準重量Ｗｓよりも重いと判定されれば、各駆動輪２１，２２の回転速度の調整により車両１０の旋回速度を制御し、車両重量が基準重量Ｗｓよりも軽いと判定されれば、一対の駆動輪２１，２２の回転速度の差を制御するようにした。これにより、車両重量が変更されることがあっても、車両１０の適正な旋回走行を実現することができる。

車両１０の旋回速度を制御する場合において、目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きければ、各駆動輪２１，２２の回転速度を低下させて車両１０の旋回速度を小さくし、目標旋回半径に対して実際の旋回半径が小さければ、各駆動輪２１，２２の回転速度を増加させて車両の旋回速度を大きくするようにした。また、一対の駆動輪２１，２２の回転速度差を制御する場合において、目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きければ、一対の駆動輪２１，２２の回転速度差を大きくし、目標旋回半径に対して実際の旋回半径が小さければ、一対の駆動輪２１，２２の回転速度差を小さくするようにした。これにより、目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きい場合、及び小さい場合のいずれにおいても、各駆動輪２１，２２の回転速度を適正に調整でき、ひいては所望とする走行経路での走行が可能となる。

旋回半径のずれが所定の閾値を超えている場合として、例えば車両旋回時に過度なオーバステアが生じている場合には、車両１０の旋回速度を大幅に減少させて対処することが考えられる。ただし、車両１０の速度減少の程度が大きいほど、物品等の搬送効率が低下することが懸念される。この点、旋回半径のずれが所定の閾値を超えている場合に、車両１０のトレッド又はホイールベースを調整する旨を指令するようにしたため、車両１０の旋回速度を過度に調整することを抑制しつつ、適正な車両走行を実現することができる。

なお、車両１０のトレッド又はホイールベースの調整は、各駆動輪２１，２２の回転速度の調整に代えて実施されてもよいし、各駆動輪２１，２２の回転速度の調整に加えて実施されてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の構成について、第１実施形態と相違点を主として説明する。本実施形態では、旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、車両１０の走行経路におけるコーナ部の目標旋回半径が予め定めた基準半径よりも大きいか否かを判定し、目標旋回半径が基準半径よりも大きければ、両方の駆動輪２１，２２の回転速度の調整により車両１０の旋回速度を制御し、目標旋回半径が基準半径よりも小さければ、各駆動輪２１，２２の回転速度の差を制御することとしている。本実施形態では、制御装置４０が旋回半径判定部にも相当する。

各駆動輪２１，２２の回転速度を調整する処理について説明する。図５（ａ）は、車両旋回時において、目標旋回半径が比較的大きい場合（予め定めた基準半径よりも大きい場合）の旋回状態を説明する図であり、図５（ｂ）は、車両旋回時において、目標旋回半径が比較的小さい場合（予め定めた基準半径よりも小さい場合）の旋回状態を説明する図である。

図５（ａ）に示す状態では、制御装置４０は、車両１０がアンダステア又はオーバステアの状態となっている場合に、各駆動輪２１，２２の回転速度の調整により車両１０の旋回速度を制御することで、車両１０の旋回半径を調整する。具体的には、アンダステア状態である場合に、両方の駆動輪２１，２２の回転速度を減少側に変更することにより、車両１０の旋回速度を低下させる。オーバステア状態である場合に、両方の駆動輪２１，２２の回転速度を増加側に変更することにより、車両１０の旋回速度を上昇させる。

また、図５（ｂ）に示す状態では、制御装置４０は、車両１０がアンダステア又はオーバステアの状態となっている場合に、各駆動輪２１，２２の回転速度差を制御することで、車両１０の旋回半径を調整する。具体的には、アンダステア状態である場合に、左側の駆動輪２１の回転速度を増加側に変更することにより、各駆動輪２１，２２の回転速度差を増加させる。オーバステア状態である場合に、右側の駆動輪２２の回転速度を増加側に変更することにより、各駆動輪２１，２２の回転速度差を減少させる。

図６は、車両走行制御の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、既述の図４の処理に代えて制御装置４０により実施される。なお、本処理において、図４と重複する処理については同じステップ番号を付して説明を省略する。

図６では、今現在、車両１０が旋回状態であり（ステップＳ１４がＹＥＳ）、目標旋回半径に対する実際の旋回半径のずれ量が閾値ＴＨ１以上、かつ閾値ＴＨ２未満であり（ステップＳ１５，Ｓ１６が共にＹＥＳ）である場合にステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、現時点の目標旋回半径が予め定めた基準半径Ｒｓよりも大きいか否かを判定する。そして、目標旋回半径が基準半径Ｒｓよりも大きければ、ステップＳ１８に進み、目標旋回半径が基準半径Ｒｓよりも小さければ、ステップＳ２１に進む。基準半径Ｒｓは、走行経路における標準的なコーナ半径を想定して定められているとよい。走行経路において数が最多となるコーナ半径を基準半径Ｒｓとしたり、全コーナ部の曲率半径の平均を基準半径Ｒｓとしたりすることも可能である。

ステップＳ１８～Ｓ２０では、車両１０の旋回半径のずれが生じており、かつ目標旋回半径が基準半径Ｒｓよりも大きい状況において、アンダステア状態になっていれば、両方の駆動輪２１，２２の回転速度を低下させて車両１０の旋回速度を小さくし（ステップＳ１９）、オーバステア状態になっていれば、両方の駆動輪２１，２２の回転速度を増加させて車両１０の旋回速度を大きくする（ステップＳ２０）。これにより、車両１０の速度制御により車両旋回時の遠心力が調整され、車両１０の旋回半径が適正化される。

ステップＳ２１～Ｓ２３では、車両１０の旋回半径のずれが生じており、かつ目標旋回半径が基準半径Ｒｓよりも小さい状況において、アンダステア状態になっていれば、例えば旋回外側の駆動輪の回転速度を増加させて回転速度差を大きくし（ステップＳ２２）、オーバステア状態になっていれば、例えば旋回内側の駆動輪の回転速度を増加させて回転速度差を小さくする（ステップＳ２３）。これにより、左右の各駆動輪２１，２２の回転速度のバランスが調整され、車両１０の旋回半径が適正化される。

車両１０の旋回半径のずれが生じている場合において、走行経路におけるコーナ部の目標旋回半径が比較的大きければ、車両１０の速度制御により車両旋回時の遠心力を調整して、車両１０の旋回半径を適正化することが望ましい。これに対し、車両１０の旋回半径のずれが生じている場合において、コーナ部の標旋回半径が比較的小さければ、左右の各駆動輪２１，２２の回転速度のバランスを調整して、車両１０の旋回半径を適正化することが望ましい。こうした着想に基づき、車両１０の旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、コーナ部の目標旋回半径が基準半径Ｒｓよりも大きいと判定されれば、各駆動輪２１，２２の回転速度の調整により車両１０の旋回速度を制御し、コーナ部の目標旋回半径が基準半径Ｒｓよりも小さいと判定されれば、一対の駆動輪２１，２２の回転速度の差を制御するようにした。これにより、走行経路においてコーナ部の目標旋回半径が大小異なることがあっても、車両１０の適正な旋回走行を実現することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・車両旋回時における旋回半径にずれが生じていると判定された場合において、旋回半径のずれ量と車両１０の重量とに基づいて、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整する第１調整量を算出するとともに、旋回半径のずれ量と目標旋回半径とに基づいて、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整する第２調整量を算出し、それら第１調整量と第２調整量とに基づいて、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整する構成としてもよい。具体的には、制御装置４０は、図７の処理を実施するとよい。なお、図７において、車両重量や旋回半径情報の取得の処理、旋回判定の処理等については割愛している。

図７において、ステップＳ４１では、車両旋回時において旋回半径にずれが生じている状態であるか否かを判定し、ステップＳ４２では、アンダステア状態になっているか否かを判定する。そして、ステップＳ４１，Ｓ４２が共にＹＥＳであれば、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、旋回半径のずれ量と車両重量とに基づいて、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整するための第１調整量を算出し、続くステップＳ４４では、旋回半径のずれ量と目標旋回半径とに基づいて、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整するための第２調整量を算出する。

これら各調整量の算出について具体的には、例えば図８（ａ）の関係を用い、旋回半径のずれ量が大きいほど又は重量が大きいほど、第１調整量として大きい値を設定する。また、例えば図８（ｂ）の関係を用い、旋回半径のずれ量が大きいほど又は目標旋回半径が小さいほど、第２調整量として大きい値を設定する。これら各調整量には、車両１０の旋回速度を変更するための各駆動輪２１，２２の回転速度の調整量、又は、各駆動輪２１，２２の回転速度差を調整する調整量が含まれているとよい。その詳細は既述のとおりである。なお、図８（ａ），（ｂ）の関係は適宜の変更が可能であり、例えば図８（ｂ）において、目標旋回半径が大きいほど、第２調整量として大きい値を設定するものであってもよい。

その後、ステップＳ４５では、ステップＳ４３，Ｓ４４の各調整量のうち大きい方を最終的に調整データとし、メモリに記憶する。

また、ステップＳ４１がＹＥＳ、ステップＳ４２がＮＯであれば、ステップＳ４６に進む。ステップＳ４６～Ｓ４８では、ステップＳ４３～Ｓ４５と同様に、第１調整量及び第２調整量の算出と調整データのメモリ記憶とを実施する。

上記構成によれば、車両１０の旋回走行時において、車両重量と走行経路の目標旋回半径との大きさを考慮しつつ、各駆動輪２１，２２の回転速度を適正に調整することができる。

・上記各実施形態では、旋回半径のずれが生じている場合において、重量が基準重量よりも重いか否か、又は目標旋回半径が基準半径よりも大きいか否かに基づいて、車両１０の旋回速度を制御するか、各駆動輪の回転速度差を制御するかを切り替える構成としたが、これを変更してもよい。例えば、旋回半径のずれが生じている場合において、重量が基準重量よりも重いか否か、又は目標旋回半径が基準半径よりも大きいか否かに関係なく、車両１０の旋回速度を制御する構成としてもよい。又は、旋回半径のずれが生じている場合において、重量が基準重量よりも重いか否か、又は目標旋回半径が基準半径よりも大きいか否かに関係なく、各駆動輪の回転速度差を制御する構成としてもよい。

・実際の物品の搬送時でなく、模擬走行において、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整する調整データを算出する構成であってもよい。

・自動走行車である車両１０を、自動倉庫以外で用いる構成であってもよい。例えば屋外での使用を想定する場合には、地図情報や気候情報などの環境情報を加味して、各駆動輪２１，２２の回転速度の調整を行うとよい。

・上記実施形態では、制御装置４０が、車両１０の旋回走行時に、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることを判定する処理（旋回状態判定部の処理）と、その旋回半径のずれに基づいて、各駆動輪２１，２２の回転速度を調整する処理（調整部の処理）とを実施する構成としたが、これに代えて、上記各処理の少なくとも一方を、外部装置１００が実施する構成であってもよい。

・上記実施形態では、車両１０を、一対の駆動輪２１，２２と一対の従動輪３１，３２とを有する４輪車両としたが、４輪車両以外としてもよい。例えば一対の駆動輪と１つの従動輪とを有する３輪車両としてもよい。また、４輪全てを駆動輪とする構成であってもよい。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０…車両、２１，２２…駆動輪、４０…制御装置、１００…外部装置。

Claims (7)

1. 車両進行方向に対して左右となる２位置に取り付けられ、各々モータ（２３，２４）を有し当該各モータが独立して駆動される一対の駆動輪（２１，２２）を備える車両（１０）に適用され、
   前記各駆動輪の駆動を制御することで、前記車両の走行を制御する制御装置（４０，１００）であって、
   前記車両の走行時において前記駆動輪ごとに回転速度を制御する回転制御部と、
   前記車両の旋回走行時に、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることを判定する旋回状態判定部と、
   前記旋回半径のずれに基づいて、前記回転制御部による前記各駆動輪の回転速度を調整する調整部と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記車両の重量を取得し、その重量が予め定めた基準重量よりも重いか否かを判定する重量判定部を備え、
   前記調整部は、前記旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、前記重量が前記基準重量よりも重いと判定されれば、前記各駆動輪の回転速度の調整により前記車両の旋回速度を制御し、前記重量が前記基準重量よりも軽いと判定されれば、前記一対の駆動輪の回転速度の差を制御する、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 予め定められた走行経路を前記車両が走行する車両走行システムに適用され、
   前記走行経路においてコーナ部の前記目標旋回半径が予め定めた基準半径よりも大きいか否かを判定する旋回半径判定部を備え、
   前記調整部は、前記旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、前記目標旋回半径が前記基準半径よりも大きいと判定されれば、前記各駆動輪の回転速度の調整により前記車両の旋回速度を制御し、前記目標旋回半径が前記基準半径よりも小さいと判定されれば、前記一対の駆動輪の回転速度の差を制御する、請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記旋回状態判定部は、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じている場合に、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きいか小さいかを判定するものであり、
   前記調整部は、
   前記各駆動輪の回転速度の調整により前記車両の旋回速度を制御する場合において、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きいと判定されれば、前記各駆動輪の回転速度を低下させて前記車両の旋回速度を小さくし、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が小さいと判定されれば、前記各駆動輪の回転速度を増加させて前記車両の旋回速度を大きくし、
   前記一対の駆動輪の回転速度の差を制御する場合において、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が大きいと判定されれば、前記一対の駆動輪の回転速度差を大きくし、前記目標旋回半径に対して実際の旋回半径が小さいと判定されれば、前記一対の駆動輪の回転速度差を小さくする、請求項２又は３に記載の車両制御装置。
5. 前記調整部は、
   前記旋回半径のずれが生じていると判定された場合において、前記旋回半径のずれ量と前記車両の重量とに基づいて、前記各駆動輪の回転速度を調整する第１調整量を算出するとともに、前記旋回半径のずれ量と前記目標旋回半径とに基づいて、前記各駆動輪の回転速度を調整する第２調整量を算出し、
   前記第１調整量と前記第２調整量とのうち大きい方を用い、前記各駆動輪の回転速度の調整を実施する、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記旋回半径のずれが所定の閾値を超えている場合に、前記一対の駆動輪の間隔であるトレッド、又は、進行方向前側及び後側に設けられた各車輪の間のホイールベースを調整する旨を指令する調整指令部を備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 車両進行方向に対して左右となる２位置に取り付けられ、各々モータ（２３，２４）を有し当該各モータが独立して駆動される一対の駆動輪（２１，２２）を備える車両（１０）に適用され、
   制御装置（４０，１００）により実行可能であり、前記各駆動輪の駆動を制御することで、前記車両の走行を制御するプログラムであって、
   前記車両の走行時において前記駆動輪ごとに回転速度を制御する回転制御ステップと、
   前記車両の旋回走行時に、目標旋回半径に対して実際の旋回半径のずれが生じていることを判定する旋回状態判定ステップと、
   前記旋回半径のずれに基づいて、前記回転制御ステップによる前記各駆動輪の回転速度を調整する調整ステップと、
   を備えるプログラム。

Images