JP2023182145A - タイヤの摩耗状態評価装置、及びタイヤの摩耗状態評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の自動搬送装置におけるタイヤの摩耗状態を高精度にかつ低コストに評価する。【解決手段】自動走行により車両Ｃの搬送を行う自動搬送装置１１のタイヤ２０ａの摩耗状態評価装置２７は、自動走行時における自動搬送装置１１の速度Ｖを設定する速度設定部２８と、自動走行時にタイヤ２０ａの回転数Ｎを測定する回転数測定部３０と、速度設定部２８で設定した速度Ｖと、回転数測定部３０で測定した回転数Ｎとに基づいて、タイヤ２０ａの摩耗状態Ｗを評価する摩耗状態評価部３１とを備える。【選択図】図８

Description

本発明は、タイヤの摩耗状態評価装置、及びタイヤの摩耗状態評価方法に関し、特に自動走行により車両を搬送する自動搬送装置のタイヤの摩耗状態を評価するための技術に関する。

例えば工場で量産された自動車などの完成車両を出荷地など所定の場所まで効率よく輸送するための手段として、コンテナなどの積載容器に複数台の完成車両を積載した状態で、当該積載容器を大型トラックなどの輸送車両で目的地近傍の港まで陸上輸送し、然る後、積載容器を輸送用船舶に積み替えて目的地まで水上輸送を行う方法が一般的に採られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、特許文献２には、牽引車両の無人自動運転により複数の台車を牽引して限定されたエリア内における所定の走行ルート上を走行する形式の搬送移動車両が、搬送対象である完成車両を台車上に搭載した状態で目的地まで搬送するシステムが提案されている。

特開２００４－１２３２５８号公報 特開２０１９－３６０３６号公報 特開２０１７－１５６２９５号公報 特開平５－３３２７６２号公報

近年、製造業界においても、来る高齢化社会に向けて、人手不足を補うための対策を講じる必要性が益々高まってきている。このような観点から少人数で効率よく完成車両の輸送を行うことを検討した場合、例えば搬送車を特許文献２に記載のように自走式とし、かつ搬送車を低コストで製作して多数の搬送車を準備することで、完成車両を一台ずつ搬送車に搭載して自動搬送する方法が考えられる。

上述のように、完成車両を搬送車に搭載して繰り返し自動搬送することを考えた場合、自動搬送装置となる搬送車の接地部、具体的にはタイヤの摩耗状態を定期的に評価する必要が生じる。この種の評価は、例えば作業者の目視により行われるが、多数の自動搬送装置のタイヤの摩耗状態を須らく目視で確認し評価していたのでは、多数の人員を割く必要が生じ、人件費の高騰を招く。

ここで、特許文献３には、所定の走行路上を走行する車両の少なくとも車速、走行パターン、タイヤの操舵量に関するデータを含む車両パラメータに関するデータを生成して記憶している車両走行データ生成部と、走行路に関する少なくとも勾配、曲率半径、曲線長を含むデータを生成して記憶している軌道情報生成部と、車両における各種の諸元及び摩擦エネルギーの演算に必要なパラメータを生成して記憶している車両モデル生成部と、走行パターンと、直線区間又は曲線区間の一方との組み合わせにより規定される走行モード毎の摩擦エネルギーを、走行パターンのそれぞれが持続する距離として規定される区間毎に、車両走行データ生成部と軌道情報生成部と車両モデル生成部とが記憶しているデータに基づき演算すると共に、各区間の摩擦エネルギーを積算して走行路の全区間におけるタイヤの全摩擦エネルギーを演算する摩擦エネルギー演算部とを有するタイヤの摩耗寿命推定システムが提案されている。また、摩擦エネルギー演算部は、走行パターンが加減速走行のときには、加減速走行に応じた第１摩擦エネルギーとして、車両の重量、加速度、車両のタイヤの本数、走行距離、及びタイヤのスリップ率とに基づいて演算することが記載されている。

また、特許文献４には、車両の走行時に、タイヤの振動周波数成分を含む信号を出力する出力手段と、上記信号から共振周波数成分の信号を抽出する抽出手段と、出力手段からの信号から単位時間当たりのタイヤの回転数と共振周波数とを演算する演算手段と、共振周波数と、基準車輪との単位時間当たりのタイヤ回転数差との関係に基づいてタイヤ外周の摩耗量を算定する算定手段と、算定手段の算定値と判定値とを比較してタイヤの異常摩耗を検知する検知手段とを備えるタイヤ異常摩耗検知装置が提案されている。

特許文献３に記載の摩耗寿命推定システムにおいて、摩擦エネルギーは、加速度、走行距離、及びタイヤのスリップ率を考慮に入れて算出されているが、実際のタイヤの摩耗状態を鑑みた場合、上述した要因だけでは十分な算出精度とはいえない。そのため、この摩擦エネルギーの大きさに比例するタイヤの摩耗量を高精度に評価することは難しい。

特許文献４に記載の異常摩耗検知装置では、走行時に発生するタイヤの共振周波数に基づいてタイヤ外周の摩耗量を算定しているが、この検知装置による摩耗検知が有効なのは、タイヤがラジアルタイヤの場合である。車両の自動搬送装置のように、総重量が非常に大きい場合、耐荷重性に優れたソリッドタイヤを使用する必要性が高まるが、ソリッドタイヤだと走行中の共振周波数が変動しにくい。そのため、特許文献４に記載の検知装置では、高精度にタイヤの摩耗状態を検知することが難しい。

以上の事情に鑑み、本明細書では、車両の自動搬送装置におけるタイヤの摩耗状態を高精度にかつ低コストに評価することを、解決すべき技術課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係るタイヤの摩耗状態評価装置によって達成される。すなわち、この評価装置は、自動走行により車両の搬送を行う自動搬送装置のタイヤの摩耗状態を評価するための装置であって、自動走行時における自動搬送装置の速度を設定する速度設定部と、自動走行時にタイヤを回転駆動する駆動装置の回転数を測定する回転数測定部と、速度設定部で設定した速度と、回転数測定部で測定した回転数とに基づいて、タイヤの摩耗状態を評価する摩耗状態評価部とを備えた点をもって特徴付けられる。

車両の自動搬送装置は、例えば完成した車両を工場ヤードから輸送ヤード（コンテナヤードなど）まで所定の経路を所定の速度履歴で繰り返し走行する特徴を有する。また、この種の搬送は、相対的に低速（例えば４０ｋｍ以下）で行われる。この場合、自動搬送装置の速度Ｖとタイヤを回転駆動する駆動装置（例えばモータ）の回転数Ｎとの間には、数式１に示す関係が成り立つ。
Ｖ＝Ｎ×Ｒ×Ｐ …（数１）
ここで、Ｒは駆動装置からタイヤに至る動力伝達系の減速比、Ｐはタイヤの周長である。ここで、この種の搬送装置においては、重量物である車両を一定の経路で繰り返し搬送することを考慮した場合、減速比Ｒを大きく変動させる必要はなく、むしろ安定的な車両搬送を考慮した場合、減速比Ｒは一定であったほうが好ましい。以上のことから、自動搬送装置の速度Ｖを所定の値に制御する場合、摩耗に伴いタイヤの周長Ｐが変化（減少）するに伴って、タイヤの回転数Ｎが増加する。

ここで、摩耗した状態のタイヤの周長Ｐは、回転数Ｎの関数として、数式２に示すように表すことができる。
Ｐ＝Ｖ／（Ｒ×Ｎ） …（数２）
一方で、摩耗状態におけるタイヤの周長Ｐは、タイヤの半径ｒの関数として、数式３のように表すことができる。
Ｐ＝２×π×ｒ …（数３）
ここで、タイヤの摩耗量Ｗは、タイヤの初期半径をｒｉとした場合、数式４のように表すことができる。
Ｗ＝ｒｉ－ｒ …（数４）
よって、数式２と数式３とから周長Ｐを削除し、数式４に代入すると、タイヤの摩耗量Ｗは、回転数Ｎの関数として、数式５のように表すことができる。
Ｗ＝ｒｉ－Ｖ／（２×π×Ｒ×Ｎ） …（数５）

本発明は以上の知見に基づき成されたもので、上記構成の摩耗状態評価装置によれば、予め設定される自動走行時における自動搬送装置の速度と実際の回転数とに基づいて、タイヤの摩耗量をその半径減少量として容易に求めることができる。なにより、この種の自動搬送装置においては、数式１に示す関係が正確に成り立つものと考えられるので、本発明によれば、タイヤの周長の減少量、ひいてはタイヤの摩耗量を高精度に評価することが可能となる。また、上述したパラメータは全て自動搬送装置に既存の機器で測定でき、かつ摩耗状態の評価に至る一連の処理を全て自動で実施できるので、人件費の抑制を図って低コストに摩耗状態の評価を図ることが可能となる。

また、本発明に係るタイヤの摩耗状態評価装置において、自動走行時にタイヤの振動量を測定する振動量測定部をさらに備え、摩耗状態評価部は、速度と回転数、及び、振動量測定部で測定した振動量とに基づいて、タイヤの摩耗状態を評価してもよい。

本発明者が、走行中に測定される駆動装置の回転数に影響を及ぼす因子について検討を行ったところ、特にタイヤに生じる振動が回転数に影響を及ぼすことが判明した。詳述すると、振動方向が鉛直上方でその振動量が大きいほど、回転数は増加し、振動方向が鉛直下方でその振動量が大きいほど、回転数は減少する傾向（相関）が見られた。当該知見に基づき、本構成では、自動搬送装置の走行時にタイヤの振動量を測定し、測定した振動量（振動方向とその大きさ）をさらに考慮に入れて、タイヤの摩耗量を評価したので、走行中に測定される回転数から振動の影響を排除した数値（修正後の回転数）を取得することができる。よって、この修正後の回転数と速度とに基づいて、タイヤの摩耗状態を評価することで、タイヤの摩耗状態をより高精度に評価することが可能となる。

また、本発明に係るタイヤの摩耗状態評価装置において、自動搬送装置は複数のタイヤを有し、回転数測定部は、複数のタイヤの駆動装置の回転数をそれぞれ測定すると共に、摩耗状態評価部は、速度と、各タイヤの駆動装置の回転数とに基づいて各タイヤの摩耗状態を評価してもよい。

このように、タイヤごとに走行時の駆動装置の回転数を測定し、測定した各タイヤの駆動装置の回転数と速度とに基づいて各タイヤの摩耗状態を評価することで、タイヤごとの摩耗状態をより正確に評価することができ、これにより必要なタイヤのみ交換する等のメンテナンスを効率よく実施することが可能となる。

また、前記課題の解決は、本発明に係るタイヤの摩耗状態評価方法によっても達成され得る。すなわち、この評価方法は、自動走行により車両の搬送を行う自動搬送装置のタイヤの摩耗状態を評価するための方法であって、自動走行時における自動搬送装置の速度を設定する速度設定ステップと、自動走行時にタイヤを回転駆動する駆動装置の回転数を測定する回転数測定ステップと、速度設定ステップで設定した速度と、回転数測定ステップで測定した回転数とに基づいて、タイヤの摩耗状態を評価する摩耗状態評価ステップとを備えた点をもって特徴付けられる。

本発明に係るタイヤの摩耗状態評価方法においても、予め設定される自動走行時における自動搬送装置の速度と実際のタイヤの駆動装置の回転数とに基づいて、タイヤの摩耗量をその半径減少量として容易に求めることができる。また、この種の自動搬送装置においては、数式１に示す関係が正確に成り立つものと考えられるので、本発明に係る評価方法においても、タイヤの周長の減少量、ひいてはタイヤの摩耗量を高精度に評価することが可能となる。また、上述したパラメータは全て自動搬送装置に既存の機器で測定でき、かつ摩耗状態の評価に至る一連の処理を全て自動で実施できるので、人件費の抑制を図って低コストに摩耗状態の評価を図ることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、車両の自動搬送装置におけるタイヤの摩耗状態を高精度にかつ低コストに評価することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両の自動搬送システムの全体構成を示す図である。 図１に示す自動搬送装置の側面図である。 図１に示す自動搬送装置の平面図である。 図１に示す自動搬送装置の正面図である。 図１に示す自動搬送装置に完成車両の前輪が搭載された状態を示す側面図である。 図１に示す自動搬送装置に設けた端末制御部、及び、タイヤの摩耗状態評価装置の構成を概念的に説明するための図である。 自動走行時における速度制御方法の手順を示すフローチャートである。 自動走行時におけるタイヤの摩耗状態評価方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る摩耗状態評価方法の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係るタイヤの摩耗状態評価装置を備えた自動搬送装置、及びこの自動搬送装置を備えた車両の自動搬送システムの内容を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両の自動搬送システム１０の全体構成を示している。この自動搬送システム１０は、工場Ｆで完成した完成車両Ｃを、車両待機場であるコンテナヤードＹに搬送するためのもので、自動走行が可能な複数の自動搬送装置１１と、複数の自動搬送装置１１の駆動を制御する制御部１２と、摩耗状態評価装置２７（図６を参照）を主に備える。ここでいう自動搬送装置１１が、本発明に係る車両に相当する。本実施形態では、前輪駆動車である完成車両Ｃの左右の前輪ＦＷ（後述する図５を参照）を自動搬送装置１１に搭載し、完成車両Ｃの左右の後輪ＲＷ（図５を参照）を接地させた状態で完成車両Ｃを搬送する場合を例にとって、以下に詳細を説明する。

自動搬送装置１１は、図２～図４に示すように、二個の駆動輪１３と、各駆動輪１３に動力を付与する動力付与部１４と、完成車両Ｃの前輪ＦＷを搭載可能な搭載部１５と、衛星測位システム（ＧＮＳＳ）の受信部１６とを有する。本実施形態では、自動搬送装置１１は検出部１７をさらに有する。また、各駆動輪１３はそれぞれケーシング１８に収容されている。これら二個のケーシング１８は連結部１９により互いに連結されている。この場合、連結部１９上の幅方向所定位置、すなわち、搭載すべき完成車両Ｃの前輪ＦＷに対応した二箇所の幅方向位置に搭載部１５がそれぞれ設けられている。よって、この場合、搭載部１５は、二個の駆動輪１３の間に配設される。言い換えると、搭載部１５は、二個の駆動輪１３と車体前後方向で重複する位置に配設される（図３を参照）。なお、ここでいう幅方向とは、完成車両Ｃを搭載した状態において車体前後方向に直交する向きを意味し、自動搬送装置１１でいえば二個の駆動輪１３が互いに離れている向きに相当する。なお、本実施形態では、自動搬送装置１１による搬送対象を完成車両Ｃとした場合を例示したが、もちろんこれには限定されない。例えば量産される車両であって、軽トラックの開口荷台や箱状荷室などがない、言い換えると架装されていない状態の車両（架装前車両）などを搬送対象としてもよい。

各駆動輪１３は、本実施形態では、図３及び図４に示すように、互いに並列に配置された二個の車輪２０で構成されている。各車輪２０はタイヤ２０ａを有し、互いに独立して回転可能に構成されると共に、車輪２０間に配設された回転軸２１に回転可能に支持されている。タイヤ２０ａの種類は原則として任意であるが、耐荷重性やメンテナンス性を考慮した場合、また自動搬送装置１１の走行態様等を考慮した場合、ソリッドタイプが好適である。回転軸２１は、自動搬送装置１１の走行時において、その長手方向を鉛直方向に一致させた状態で配設され、これにより、例えば二個の車輪２０を互いに逆方向に回転させることで、あるいは一方の車輪２０のみを回転駆動させることで、二個の車輪２０を有する駆動輪１３が回転軸２１まわりに回転し、自動搬送装置１１としての操舵が可能となる。なお、本実施形態では、駆動輪１３としての二個の車輪２０は、回転軸２１まわりに少なくとも９０度回転可能（好ましくは３６０度回転可能）とされているので、例えば図示は省略するが、これら二個の車輪２０を９０度回転させることで、自動搬送装置１１の移動方向を車体前後方向から幅方向に変更可能としている。

本実施形態では、動力付与部１４は、図３に示すように、車輪２０と同じ数だけ設けられ、各車輪２０に回転駆動力を付与する複数のインホイールモータ２２で構成されている。各インホイールモータ２２は、例えば図示は省略するがステータとロータとを有し、ステータが回転軸２１に固定され、ロータが車輪２０のホイールに連結される。これにより、インホイールモータ２２のロータを回転駆動することで、ロータに連結された車輪２０がロータと共に回転可能となる。また、各インホイールモータ２２は独立して電気的に制御可能であり、上述のように動力付与部１４を構成することによって、並列して配設された二個の車輪２０をそれぞれ独立して回転駆動できると共に、駆動輪１３としてもそれぞれ独立して鉛直軸線まわりに回転し、かつ水平軸線まわりに回転駆動できるようになっている。また、本実施形態では、上述のように、駆動装置であるインホイールモータ２２のロータが車輪２０の一部（ここではホイール）に連結されるので、減速比Ｒは一定であり、走行中に変動することはない。

また、本実施形態では、連結部１９の車体前方側に補助輪２３が配設されている。この場合、補助輪２３は、各駆動輪１３よりも自動搬送装置１１の車体前方側で接地可能とされ、駆動輪１３の接地状態における回転駆動に伴って従動的に回転（地面に対して転動）する。あるいは、後述するように完成車両Ｃの前輪ＦＷが搭載部１５に搭載された状態で自動搬送装置１１が走行する際、補助輪２３は、駆動輪１３の接地状態における回転駆動に伴って従動的に回転する。

受信部１６は、衛星測位システム用の複数の衛星（図示は省略）からの信号を受信可能とされる。そして、この受信した信号に基づいて所定の演算処理を実行することにより、受信時刻における完成車両Ｃ（の受信部１６）の地球上の位置を取得可能としている。ここで、位置取得のための演算処理は、受信部１６で実行してもよく、あるいは制御部１２（具体的には後述する端末制御部２４又は統括制御部２５）で実行してもよい。自動搬送装置１１に対する受信部１６の取付け位置は任意であり、例えば衛星測位システム用の衛星（測位衛星）との円滑な通信を考慮した場合、自動搬送装置１１のなるべく高い位置に取付けるのがよい。本実施形態では、ケーシング１８の上面から立設した立設部２６の先端（上端）に受信部１６が配設されている（図２等を参照）。

検出部１７は、自動搬送装置１１の所定位置に設けられる。この検出部１７は、自動搬送装置１１の周囲の空間情報（接近物の有無など）を正確に知るために用いられ、あるいは、搬送対象となる完成車両Ｃの所定部位（例えば前輪ＦＷ）の位置を正確に知るために用いられる。本実施形態では、検出部１７は、光学カメラ、赤外線カメラなどの画像取得装置であり、自動搬送装置１１が自動走行する路面（例えば自動搬送装置１１の前方側の路面）を撮像可能としている。

制御部１２は、二個の駆動輪１３と動力付与部１４を制御することで、自動搬送装置１１の操舵を伴う自動走行を可能としている。本実施形態では、制御部１２は、各自動搬送装置１１に設けられる複数の端末制御部２４と、これら複数の端末制御部２４との間で通信を行う統括制御部２５とで構成される。ここで、端末制御部２４は、統括制御部２５からの指令と、受信部１６を通じて衛星測位システムにより得られた自動搬送装置１１の位置情報（位置データ）及び走行状態に関する情報（操舵角、速度、加速度データなど）と、自動走行の際の目標となる目標経路ＴＲ（図１を参照）に関する情報とに基づき、駆動輪１３と動力付与部１４とを制御することで、自動搬送装置１１の操舵を伴う自動走行を可能としている。すなわち、端末制御部２４は、上述した指令や位置情報等に基づいて、自動搬送装置１１の操舵角と速度Ｖを適時制御可能としている。

上述した制御を可能とするため、端末制御部２４は、例えば図６に示すように、自動走行時における自動搬送装置１１の速度Ｖを設定する速度設定部２８と、速度設定部２８で設定した速度Ｖになるように、速度Ｖを制御する速度制御部、ここではインホイールモータ２２の回転数Ｎを制御する回転数制御部２９とを備える。

速度設定部２８は、統括制御部２５からの指令、及び、自動搬送装置１１の位置情報等に基づき、自動走行時の速度Ｖを設定する。また、本実施形態では、上述した数式１に基づいて、速度Ｖに応じたインホイールモータ２２の回転数Ｎを算出し、算出した回転数Ｎを目標回転数ＮＡとして設定する。この際、減速比Ｒは一定の値であり、タイヤ２０ａの周長Ｐには、後述する摩耗状態評価部３１で評価した最新の摩耗量Ｗの値に基づいて、数式３及び数式４より算出される周長Ｐの値が用いられるのがよい。

回転数制御部２９は、速度設定部２８で設定した目標回転数ＮＡと後述する回転数測定部３０で測定された回転数Ｎとの差に基づいて、インホイールモータ２２の回転数Ｎを制御する。具体的には、回転数制御部２９は、目標回転数ＮＡと回転数Ｎとの差分が零となる向き及び大きさの電流をインホイールモータ２２に供給し、回転数Ｎが目標回転数ＮＡと実質的に一致するようにフィードバック制御を行う。

摩耗状態評価装置２７は、図６に示すように、速度設定部２８と、回転数測定部３０と、摩耗状態評価部３１とを備える。本実施形態では、摩耗状態評価装置２７は、振動量測定部３２をさらに備えている。

回転数測定部３０は、駆動装置（ここでは車輪２０を回転駆動するインホイールモータ２２）の回転数Ｎを計測可能な回転数センサであって、測定対象となる各車輪２０、各車輪２０と同期して回転する要素（本実施形態でいえばインホイールモータ２２のロータ）、又はその近傍に配設される。これにより、自動搬送装置１１の自動走行時における各インホイールモータ２２の回転数を測定可能としている。

振動量測定部３２は、例えばＩＭＵ（慣性計測装置）であり、測定対象となる各車輪２０、又は各車輪２０と同期して回転する要素に配設される。振動量測定部３２は、加速度センサと角速度センサを有しており、各車輪２０の並進運動を速度、加速度として、各車輪２０の回転運動を角速度（回転数）として測定可能としている。なお、自動搬送装置１１全体としての振動量を測定する場合には、振動量測定部３２の個数は１つで足り、自動搬送装置１１の任意の位置に配設される。また、本実施形態では、回転数測定部３０と振動量測定部３２とは共通の機器により構成されてもよい。一例として、対象物体の加速度と各速度（回転数）を計測可能なＩＭＵ（慣性計測装置）を挙げることができる。要は、車輪の加速度（振動数）と角速度を計測可能な限りにおいて、回転数測定部３０及び振動量測定部３２の構成は任意である。

摩耗状態評価部３１は、目標経路ＴＲのうち指定区間Ｒ１（図１を参照）を自動搬送装置１１が走行している際のインホイールモータ２２の回転数Ｎと、速度設定部２８で設定された自動搬送装置１１の速度Ｖとに基づいてタイヤ２０ａの摩耗状態を評価可能に構成される。具体的には、摩耗状態評価部３１は、上述した数式１～数式５に基づいて、回転数Ｎと速度Ｖとからタイヤ２０ａの外周面の摩耗量Ｗを算出可能に構成されている。

本実施形態では、摩耗状態評価部３１は、インホイールモータ２２の回転数Ｎと、自動搬送装置１１の速度Ｖ、及び、振動量測定部３２で測定した振動量Ａｃとに基づいてタイヤ２０ａの摩耗状態を評価可能に構成されている。この場合、摩耗状態評価部３１は、予め同時刻における振動量Ａｃの向き（例えば鉛直上方を正、鉛直下方を負）及び大きさ（加速度）と、回転数Ｎの変動量Ｎｘとの関係に関するデータを取得し、振動量Ａｃと回転数Ｎの変動量Ｎｘとの相関を求めておく。この場合、例えば振動量Ａｃと回転数Ｎの変動量Ｎｘとの間には、数式６の関係が成り立つ。
Ａｃ＝ｋ×Ｎｘ …（数６）
ここで、ｋは、上記振動量Ａｃと回転数Ｎの変動量Ｎｘとの関係に関するデータから求められる相関定数である。

そして、摩耗状態評価部３１は、回転数測定部３０により測定した回転数Ｎと、振動量測定部３２により測定した振動量Ａｃとに対し、数式６に基づいて、回転数Ｎを修正する。回転数測定部３０で測定した回転数Ｎは、測定時刻に発生したタイヤ２０ａの振動の影響が反映されているため、この影響（振動が生じたことによる回転数Ｎの変動量Ｎｘ）を測定値から排除する。具体的には、測定した振動量Ａｃを数式６に代入して、対応する回転数Ｎの変動量Ｎｘを算出する。そして、この変動量Ｎｘを測定した回転数Ｎから減じることで、修正後の回転数ＮＢを取得する。然る後、修正後の回転数ＮＢを数式５に代入することで摩耗量Ｗが算出され得る。

また、摩耗状態評価部３１は、上述のようにして評価したタイヤ２０ａの摩耗状態（摩耗量Ｗ）に基づいて、タイヤ２０ａの交換の要否を判定してもよい（後述するタイヤ交換要否判定ステップＳ１２）。すなわち、この判定ステップＳ１２では、例えばタイヤ２０ａの交換が必要な摩耗量Ｗにつき予め基準値（ここでは警告基準値Ｔ１）を設定しておき、評価した摩耗量Ｗが警告基準値Ｔ１以上又は警告基準値Ｔ１を超えた場合、タイヤ２０ａの交換の必要ありと判定し、評価した摩耗量Ｗが警告基準値Ｔ１未満であった場合、タイヤ２０ａの交換の必要なしと判定する。なお、タイヤ２０ａの交換の必要ありと判定した場合、図８に示すように、警告を発してもよい。

上記構成の摩耗状態評価部３１は、本実施形態では、速度設定部２８と共に端末制御部２４に組み込まれている（図６を参照）。

次に、上記構成の自動搬送装置１１及び摩耗状態評価装置２７を備えた完成車両Ｃの自動搬送システム１０の動作の一例を主に図１～図５に基づいて説明すると共に、自動搬送装置１１の速度制御の一例を主に図６及び図７に基づき説明する。また、上記構成の摩耗状態評価装置２７による摩耗状態の評価の一例を主に図６及び図８に基づいて説明する。

まず、統括制御部２５は、複数の自動搬送装置１１に向けて各自動搬送装置１１が次になすべきことに関する指令を送る。例えば図１中、コンテナヤードＹと工場Ｆとの間に位置する空の状態（完成車両Ｃを搭載していない状態）の自動搬送装置１１（１１ａ）に対しては、工場Ｆに向けて移動する指令を送る。また、工場Ｆの敷地内に位置する自動搬送装置１１（１１ｂ）に対しては、搬送対象となる完成車両Ｃを搭載可能な位置に向けて移動する指令を送る。また、工場ＦとコンテナヤードＹとの間に位置し完成車両Ｃを搭載した状態の自動搬送装置１１（１１ｃ）に対しては、コンテナヤードＹ内の所定の待機位置に向けて所定の目標経路ＴＲ上を移動する指令を送り、荷下ろし後の自動搬送装置１１（１１ｄ，１１ｅ）に対しては、必要に応じて移動方向に対する姿勢を変更した後、コンテナヤードＹ内から退避する指令を送る。指令を受けた各自動搬送装置１１（１１ａ～１１ｅ）は、指令の内容に応じた動作を行うよう、端末制御部２４により駆動輪１３及び動力付与部１４の制御を行う。このようにして、複数の自動搬送装置１１（１１ａ～１１ｅ）の自動走行、及びこれらの自動搬送装置１１（１１ａ～１１ｅ）による完成車両Ｃの自動搬送が継続的に実施される。

ここで、上述した完成車両Ｃの自動搬送（自動走行）は、例えば図７に示すフローチャートに沿って実施される。すなわち、この自動走行は、まず自動搬送装置１１の走行状態に関する情報を取得する情報取得ステップＳ１と、取得した情報に基づいて速度Ｖを設定する速度設定ステップＳ２と、速度Ｖに応じた目標回転数ＮＡを設定する目標回転数設定ステップＳ３と、目標回転数ＮＡと実際に測定した回転数Ｎとに基づいて速度Ｖを制御する速度制御ステップＳ４とを備える。以下、各ステップＳ１～Ｓ５の詳細を順に説明する。

（Ｓ１）情報取得ステップ
まずこのステップＳ１では、自動走行の対象となる自動搬送装置１１の走行状態に関する情報を取得する。具体的には、自動搬送装置１１の位置情報、情報取得時における自動搬送装置１１の実速度、インホイールモータ２２の回転数Ｎを取得する。この際、自動搬送装置１１の位置情報は、自動搬送装置１１に設けられた受信部１６を通じて衛星測位システムにより取得される。また、自動搬送装置１１の実速度は、自動搬送装置１１に設けられた慣性計測装置（ここでは振動量測定部３２）により取得される。また、インホイールモータ２２の回転数Ｎは、同じく自動搬送装置１１に設けられた回転数測定部３０により取得される。

（Ｓ２）速度設定ステップ
このステップＳ２では、情報取得ステップＳ１で取得した自動搬送装置１１の走行状態に関する情報に基づいて、自動走行時の速度Ｖを設定する。具体的には、情報取得ステップＳ１で取得した自動搬送装置１１の位置情報、実速度、及び、予め設定しておいた目標経路ＴＲに関する情報とに基づき、自動走行時の速度Ｖを設定する。

（Ｓ３）目標回転数設定ステップ
このステップＳ３では、速度設定ステップＳ２で設定した速度Ｖに応じたインホイールモータ２２の目標回転数ＮＡを設定する。本実施形態では、インホイールモータ２２から車輪２０（タイヤ２０ａ）に至る動力伝達系の減速比Ｒは一定の値に固定されているので、目標回転数ＮＡは、上述した数式１に、ステップＳ２で設定した速度Ｖの値と、タイヤ２０ａの周長Ｐとを代入することにより求めることができる。ここで、タイヤ２０ａが既に摩耗している場合、後述する摩耗量算出ステップＳ１１で算出した摩耗量Ｗから摩耗状態を考慮した最新の周長Ｐの値を用いるのがよい。あるいは、未だタイヤ２０ａが摩耗していない場合には、タイヤ２０ａの周長Ｐの初期値を用いるのがよい。

（Ｓ４）速度制御ステップ
このステップＳ４では、予め設定した速度Ｖと、実際に測定した回転数Ｎとに基づいて速度Ｖを制御する。本実施形態では、目標回転数ＮＡと回転数Ｎとの差に基づいて、インホイールモータ２２の回転数Ｎを制御する。具体的には、回転数制御部２９は、目標回転数ＮＡと回転数Ｎとの差分が零となる向き及び大きさの電流をインホイールモータ２２に供給し、回転数Ｎが目標回転数ＮＡと実質的に一致するようにフィードバック制御を行う。このようにしてインホイールモータ２２の回転数Ｎを制御することにより、回転数Ｎとの間に数式１の関係が精度よく成立する速度Ｖが高精度に制御可能となる。

以上のステップＳ１～Ｓ４を例えば所定時間おきに実施し、自動搬送装置１１が搬送目標地点（例えば図１に示すコンテナヤードＹ内の所定位置）に到達したものと判定した場合（目標地点到達判定ステップＳ５）、上述した速度制御を終了する。以上のようにして、自動搬送装置１１による完成車両Ｃの自動搬送が繰り返し実施される。

また、統括制御部２５は、所定のタイミングで、摩耗状態評価装置２７に対し、自動走行中の自動搬送装置１１（１１ａ～１１ｅ）のタイヤ２０ａの摩耗状態の評価を行う旨の指令を送る。指令を受けた摩耗状態評価装置２７は、所定の手順でタイヤ２０ａの摩耗状態を評価する。

ここで、本実施形態に係る摩耗状態評価方法は、図８に示すように、自動搬送装置１１の現在の位置情報を取得する位置情報取得ステップＳ６と、自動搬送装置１１の位置が指定区間Ｒ１内か否かを判定する位置判定ステップＳ７と、回転数Ｎを測定する回転数測定ステップＳ８と、振動量Ａｃを測定する振動量測定ステップＳ９と、回転数Ｎを修正する回転数修正ステップＳ１０と、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗを算出する摩耗量算出ステップＳ１１とを備える。ここで摩耗量算出ステップＳ１１が本発明に係る摩耗状態評価ステップに相当する。また、本実施形態では、算出した摩耗量Ｗに基づきタイヤ２０ａの交換の要否を判定するタイヤ交換要否判定ステップＳ１２と、交換が必要と判定された場合に警告を発する警告ステップＳ１３とをさらに備える。以下、各ステップＳ６～Ｓ１３の詳細を順に説明する。

（Ｓ６）位置情報取得ステップ
まずこのステップＳ６では、自動走行の対象となる自動搬送装置１１の位置情報を取得する。自動搬送装置１１の位置情報は、自動搬送装置１１に設けられた受信部１６を通じて衛星測位システムにより取得される。

（Ｓ７）位置判定ステップ
このステップＳ７では、位置情報取得ステップＳ６で取得した自動搬送装置１１の位置情報に基づいて、自動搬送装置１１が目標経路ＴＲ上の指定区間Ｒ１内に位置しているか否かを判定する。そして、自動搬送装置１１が指定区間Ｒ１内に位置していると判定した場合には、ステップＳ８以降に進む。自動搬送装置１１が指定区間Ｒ１内に位置していないと判定した場合には、ステップＳ８に進むことなく本プログラムを終了する。

なお、指定区間Ｒ１は、原則として目標経路ＴＲ上の任意の箇所に設定できる。一方で、例えば完成車両Ｃの搬送時と、完成車両Ｃの非搬送時とでは、設定される速度Ｖが異なる（例えば完成車両Ｃの搬送時における速度Ｖのほうが非搬送時における速度Ｖよりも遅く設定される）ことを考慮した場合には、目標経路ＴＲのうち完成車両Ｃを搬送している箇所に指定区間Ｒ１を設定するのがよい。

（Ｓ８）回転数測定ステップ
このステップＳ８では、指定区間Ｒ１内を自動走行している自動搬送装置１１のインホイールモータ２２の回転数Ｎを測定する。この測定は、回転数測定部３０により実施される。本実施形態では、各車輪２０に連結される全てのインホイールモータ２２の回転数Ｎを測定する。

（Ｓ９）振動量測定ステップ
このステップＳ９では、指定区間Ｒ１内を自動走行している自動搬送装置１１の車輪２０の振動量Ａｃを測定する。ここで、振動量Ａｃは、車輪２０又は車輪２０と一体的に回転する要素の振動の大きさとその向きとして、振動量測定部３２により鉛直方向の加速度とその正負を測定する。本実施形態では、全ての車輪２０につき振動量Ａｃを測定する。なお、振動量Ａｃの測定は、回転数Ｎの測定と同期して行うことが望ましい。すなわち、回転数測定ステップＳ８で測定した複数の回転数Ｎの値と、振動量測定ステップＳ９で測定した複数の振動量Ａｃの値の少なくとも一部が、同時刻に測定されたものであることが望ましい。

（Ｓ１０）回転数修正ステップ
このステップＳ１０では、回転数測定ステップＳ８で測定した回転数Ｎの値を振動量Ａｃの値に基づいて修正する。具体的には、回転数測定ステップＳ８で測定された複数の回転数Ｎの値と、振動量測定ステップＳ９で測定された複数の振動量Ａｃの値のうち同時刻に測定したデータを利用して、回転数Ｎの修正を行う。すなわち、同時刻に測定した振動量Ａｃを数式６に代入して、対応する回転数Ｎの変動量Ｎｘを算出する。そして、この変動量Ｎｘを、対応する時刻に測定した回転数Ｎから減じる（変動量Ｎｘが負の値の場合、回転数Ｎに変動量Ｎｘを加える）ことで、修正後の回転数ＮＢを取得する。上述した演算を、全ての回転数Ｎ及び振動量Ａｃに対して実施することで、演算対象となる回転数Ｎ及び振動量Ａｃと同数の修正後回転数ＮＢが取得されるので、例えば本実施形態では、これら複数の修正後回転数ＮＢの平均値を、摩耗量算出ステップＳ１１では修正後回転数ＮＢとして取り扱う。

上述した一連の処理は、車輪２０（タイヤ２０ａ）ごとに実行される。これにより、車輪２０（タイヤ２０ａ）ごとに修正後回転数ＮＢが取得される。

（Ｓ１１）摩耗量算出ステップ
このステップＳ１１では、回転数修正ステップＳ１０で取得した修正後回転数ＮＢに基づいて、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗを算出する。具体的には、速度設定ステップＳ２で設定した速度Ｖの値と、回転数修正ステップＳ１０で取得した修正後回転数ＮＢを回転数Ｎとして数式５に代入することで、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗを算出する。本実施形態では、タイヤ２０ａごとに修正後回転数ＮＢを取得しているので、これらタイヤ２０ａごとの修正後回転数ＮＢを数式５に代入することで、各タイヤ２０ａの摩耗量Ｗを算出し得る。このようにして各タイヤ２０ａの摩耗状態が外径寸法の減少量（摩耗量Ｗ）として評価される。

（Ｓ１２）交換要否判定ステップ
このステップＳ１２では、摩耗量算出ステップＳ１１で算出した各タイヤ２０ａの摩耗量Ｗに基づいて、タイヤ２０ａの交換の要否を判定する。本実施形態では、摩耗量Ｗが、予め設定しておいた摩耗量Ｗの警告基準値Ｔ１を超える場合、又は警告基準値Ｔ１以上であった場合、タイヤ２０ａの交換の必要ありと判定し、警告を発する（警告ステップＳ１３）。摩耗量Ｗが警告基準値Ｔ１未満であった場合、タイヤ２０ａの交換の必要なしと判定し、終了する。

タイヤ２０ａの交換の必要ありとして警告が発せられた場合、直ちに完成車両Ｃの自動搬送を停止し、あるいは現時点で実施している自動搬送が完了次第、タイヤ２０ａの交換エリアに移動し、タイヤ２０ａの交換を行う。タイヤ２０ａの交換の必要なしと判定された場合、引き続き、完成車両Ｃの自動搬送を繰り返し行う。このようにして、タイヤ２０ａの摩耗状態の評価並びに評価に基づく処理が行われる。この摩耗状態の評価は、例えば自動搬送装置１１が指定区間Ｒ１を所定の回数通過する度に実施される。

以上述べたように、本実施形態に係る摩耗状態評価装置２７によれば、予め設定される自動走行時における自動搬送装置１１の速度Ｖと実際の回転数Ｎとに基づいて、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗをその半径減少量として容易に求めることができる。なにより、この種の自動搬送装置１１においては、一定の経路を一定の速度で繰り返し走行することから、数式１に示す関係が正確に成り立つものと考えられる。そのため本実施形態に係る摩耗状態評価装置２７によれば、タイヤ２０ａの周長Ｐの減少量、ひいてはタイヤ２０ａの摩耗量Ｗを高精度に評価することが可能となる。また、上述したパラメータは全て自動搬送装置１１に既存の機器（ここではＩＭＵ）で測定でき、かつ摩耗状態の評価に至る一連の処理を全て自動で実施できるので、人件費の抑制を図って低コストに摩耗状態の評価を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、インホイールモータ２２の減速比Ｒが固定値であり、かつタイヤ２０ａにソリッドタイヤを用いていること、及び少なくとも完成車両Ｃの搭載時には目標経路ＴＲ上を低速で走行することを鑑みると、数式１がより高精度に成立し得る。よって、これら数式１～数式５により、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗをより高精度に評価することが可能となる。

また、本実施形態では、自動搬送装置１１の走行時にタイヤ２０ａの振動量Ａｃを測定し（振動量測定ステップＳ９）、測定した振動量Ａｃ（振動方向とその大きさ）をさらに考慮に入れて、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗを評価したので、走行中に測定される回転数Ｎから振動の影響を排除した数値（修正後の回転数ＮＢ）を取得することができる。よって、この修正後回転数ＮＢと速度Ｖとに基づいて、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗを評価することで、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗをより高精度に評価することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係る摩耗状態評価方法、及び摩耗状態評価装置は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

例えば上記実施形態では、摩耗状態評価ステップとして、タイヤ２０ａの摩耗量Ｗを算出し（摩耗量算出ステップＳ１１）、算出した摩耗量Ｗに基づいてタイヤ２０ａの交換の要否を判定した場合を例示したが、もちろんこれには限られない。図９は、本発明の他の実施形態に係る摩耗状態評価方法の手順を示している。図９に示すように、本実施形態に係る評価方法では、摩耗状態評価部３１による摩耗状態評価ステップの内容が、先の実施形態と相違している。

本実施形態に係る摩耗状態評価方法では、回転数修正ステップＳ１０で修正後回転数ＮＢを取得した後、摩耗量Ｗを算出することなく、タイヤ２０ａ交換の要否の判定を行う（タイヤ交換要否判定ステップＳ１２ａ）。この場合、予め、摩耗量Ｗが、タイヤ２０ａの交換が必要と認められるレベルの大きさである場合の回転数Ｎ（修正後回転数ＮＢ）を求めておく。そして、この際の回転数Ｎ（修正後回転数ＮＢ）を警告基準値Ｔ２とし、回転数修正ステップＳ１０で取得した修正後回転数ＮＢの値を警告基準値Ｔ２と比較し、タイヤ２０ａの交換の要否を判定する（タイヤ交換要否判定ステップＳ１２ａ）。ここで、修正後回転数ＮＢが、予め設定しておいた修正後回転数ＮＢの警告基準値Ｔ２を超える場合、又は警告基準値Ｔ２以上であった場合、タイヤ２０ａの交換の必要ありと判定し、警告を発する（警告ステップＳ１３）。修正後回転数ＮＢが警告基準値Ｔ２未満であった場合、タイヤ２０ａの交換の必要なしと判定し、終了する。このように、本実施形態に係る摩耗状態評価方法によれば、摩耗量算出ステップＳ１１を省略できるので、一連のステップＳ６～Ｓ１３に係る処理を短時間で実施することが可能となる。

また、以上の説明では、端末制御部２４と統括制御部２５とで制御部１２を構成した場合を例示したが、もちろんこれには限られない。例えば統括制御部２５を省略し、端末制御部２４のみで自動搬送装置１１の自動走行をそれぞれ制御してもかまわない。この場合、例えば自動搬送装置１１については、予め搭載及び荷下ろしを伴う自動搬送に関するプログラムを端末制御部２４に記憶させておき、作業者の所定の操作により上記プログラムに基づいて、駆動輪１３及び動力付与部１４を駆動制御するようにしてもよい。

また、以上の説明では、自動搬送装置１１の駆動部を二個の駆動輪１３とした場合を例示したが、もちろんこれには限られない。図示は省略するが、三個又は四個以上の駆動輪１３で駆動部を構成してもかまわない。同様に、以上の説明では、各駆動輪１３を並列配置された二個の車輪２０で構成した場合を例示したが、もちろんこれ以外の構成をとることも可能である。駆動輪１３の数によっては、駆動輪１３を一個の車輪２０で構成してもよい。

また、以上の説明では、動力付与部１４として、各車輪２０にインホイールモータ２２が連結される構造をとる場合を例示したが、もちろんこれには限られない。駆動輪１３（車輪２０）に所定の回転駆動力を付与可能な限りにおいて、任意の構成の駆動装置を動力付与部１４として自動搬送装置１１に設けることが可能である。

１０ 自動搬送システム
１１ 自動搬送装置
１２ 制御部
１３ 駆動輪
１４ 動力付与部
１５ 搭載部
１６ 受信部
１７ 検出部
１８ ケーシング
１９ 連結部
２０ 車輪
２０ａ タイヤ
２１ 回転軸
２２ インホイールモータ
２３ 補助輪
２４ 端末制御部
２５ 統括制御部
２６ 立設部
２７ 摩耗状態評価装置
２８ 速度設定部
２９ 回転数制御部
３０ 回転数測定部
３１ 摩耗状態評価部
３２ 振動量測定部
Ａｃ 振動量
Ｃ 完成車両
Ｆ 工場
ＦＷ 前輪
Ｎ 回転数
ＮＡ 目標回転数
ＮＢ 修正後回転数
Ｎｘ 変動量
Ｐ タイヤ周長
Ｒ 減速比
Ｒ１ 指定区間
ＲＷ 後輪
Ｔ１，Ｔ２ 警告基準値
ＴＲ 目標経路
Ｖ 速度
Ｗ 摩耗量
Ｙ コンテナヤード
Ｓ１ 情報取得ステップ
Ｓ２ 速度設定ステップ
Ｓ３ 目標回転数設定ステップ
Ｓ４ 速度制御ステップ
Ｓ５ 目標地点到達判定ステップ
Ｓ６ 位置情報取得ステップ
Ｓ６ 位置情報取得ステップ
Ｓ７ 位置判定ステップ
Ｓ８ 回転数測定ステップ
Ｓ９ 振動量測定ステップ
Ｓ１０ 回転数修正ステップ
Ｓ１１ 摩耗量算出ステップ
Ｓ１２，Ｓ１２ａ タイヤ交換要否判定ステップ
Ｓ１３ 警告ステップ

Claims (2)

1. 自動走行により車両の搬送を行う自動搬送装置のタイヤの摩耗状態を評価するための装置であって、
   前記自動走行時における前記自動搬送装置の速度を設定する速度設定部と、
   前記自動走行時に前記タイヤの回転数を測定する回転数測定部と、
   前記速度設定部で設定した前記速度と、前記回転数測定部で測定した前記回転数とに基づいて、前記タイヤの摩耗状態を評価する摩耗状態評価部とを備えた、タイヤの摩耗状態評価装置。
2. 前記自動搬送装置の走行時に前記タイヤの振動量を測定する振動量測定部をさらに備え、
   前記摩耗状態評価部は、前記速度と前記回転数、及び、前記振動量測定部で測定した前記振動量とに基づいて、前記タイヤの摩耗状態を評価する、請求項１に記載の摩耗状態評価装置。
   

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