JP3734524B2 - 無人搬送車の走行制御機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ゴルフカートの如く、地中に埋設されたマグネットを検出して、走行速度の動作モードを変更する無人搬送車の走行制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ゴルフカート等において、地中に埋設したマグネットを検出して、走行速度の動作モードを変更する技術は公知とされていた。例えば、特開平４−３６７００７号公報に記載の技術の如くである。
しかし従来の技術の技術においては、２個のマグネットの組合せであれば、ＳＳ，ＳＮ，ＮＳ，ＮＮの４種類しか無かった。高機能化の為に、新たな外部信号が必要であり、現行のモデルに影響を与えず、コストが向上しない方法が求められていたのである。
即ち、上記の如く、モードを追加するには、もしマグネットを３個組み合わせる場合には、現行機との互換性が無くなるので、不具合が発生し、また新たにセンサーを追加する場合には、コストが上昇するという不具合があったのである。
【０００３】
ゴルフカートの電磁誘導では、外部からのモードの切換には、２個のマグネット信号を使用しているが、各社２個のマグネットによる４つの組合せは使用済みで、高機能化する為に現行機に影響を与えずに、コストアップしない新たな外部信号を検討中である。
本発明はこのような従来技術の不具合を解消するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は２個のマグネットの組合せで、４モード検出から６モード検出まで可能とし、設備やセンサーの追加無しで、無人搬送車の制御範囲を拡げるものである。また現行の設備や旧モデルのものに対しても、影響を与え無いのである。即ち、モードを完全に変更すると、従来の技術のモデルではマグネットの誤検出となり、モード変更しないのであるが、本発明はこの点を改善することが出来るのである。単にマグネットの３個の組合せを採用すると、その技術を採用した新しいモデルは８モードの切換が出来るが、従来の技術のモデルは前２個の動作で作動してしまうので、両モデルの混在使用が出来ないのである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明が解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、地中に離れて埋設された前後の２個のマグネット１．２を検出して、走行速度の動作モードを変更する制御機構において、地中に埋設されたマグネット１．２の磁界を、車体に取り付けたセンサー３が横切る時に発生する起電力を利用し、センサー３の起電力波形の正負を検出し、該起電力波形の正負の波形の組合せで極性判定する手段と、一定時間以上経過して起電力の組合せが予め設定された組合せ以外の時に、起電力情報をリセットする手段を設けると共に、２個の相反するマグネット１．２の埋設位置の間隔を、他のマグネット１．２の間隔よりも短くし、該両マグネット１．２の磁界をセンサー３が横切る時に発生する起電力の波形を結合させて結合波形を構成し、マグネットの検出モードを、結合しない波形の場合に加えて、結合波形の場合を追加するものである。
【０００６】
請求項２においては、地中に離れて埋設された前後の２個のマグネット１．２を検出して、走行速度の動作モードを変更する制御機構において、地中に埋設されたマグネット１．２の磁界を、車体に取り付けたセンサー３が横切る時に発生する起電力を利用し、センサー３の起電力波形の正負を検出し、該起電力波形の正負の波形の組合せで極性判定する手段と、一定時間以上経過して起電力の組合せが予め設定された組合せ以外の時に、起電力情報をリセットする手段を設けると共に、２個の相反するマグネット１．２の磁界をセンサー３が横切る時に発生する起電力の波形の振幅が、他のマグネット１．２の場合の振幅よりも大きくなるように構成し、該両マグネットにより発生するセンサー３の起電力の波形を結合させて結合波形を構成し、マグネットの検出モードを、結合しない波形の場合に加えて、結合波形の場合を追加するものである。
【０００７】
【作用】
次に作用を説明する。
請求項１の発明によれば、２個のマグネットの組合せにより、従来の４モードの検出から、６モードの検出が出来るので、従来の設備やセンサーに対して、部品を追加することなく、車両の制御範囲を拡げることが出来るのである。
即ち、従来の速度減速，停止の開始及び解除等の他に、高速モード開始、高速モード停止、又は、増速、自動手動切換等の外部信号を発することが可能となるのである。
【０００８】
特に請求項１においては、２個のマグネットの波形を重複結合した場合に、このような信号であることを、他の信号と区別する為に、２個のマグネットの間隔を短くすることにより、信号の区別が確実に出来るのである。
【０００９】
請求項２の発明によれば、２個のマグネットの波形を重複結合する為に波形の振幅を大きくして構成しているのである。この場合にも、従来の設備やセンサーに対して追加部品は必要なくコスト廉価で構成できるのである。
【００１０】
【実施例】
次に実施例を説明する。
図１は無人搬送車の走行制御機構の前面断面図、図２は２個のマグネットにより発生する波形を示す図面、図３は本発明により発生する６種類の波形を示す図面である。
【００１１】
図４はマグネット間隔を短くして重複波形を構成した場合と、マグネット波形の振幅を大きくして重複波形を構成した場合の実施例を示す図面、図５はセンサとマグネット間の相対速度を上げ、波形の幅が狭くなった波形を示す図面、図６はマグネット信号処理のブロック図を示す図面である。
【００１２】
図７は本発明の６モードの信号処理のフローチャートを示す図面、図８はマグネットが１個の場合と重複波形とした場合の相違点を示す図面、図９は誘導線７と誘導センサー９Ｌ・９Ｒとの関係から自動操舵を行う場合の制御構成を示す図面、図１０は自動操舵機構のシステム図を示す図面である。
【００１３】
図１１は手動と自動の場合の速度制御のブロック線図、図１２は自動操舵機構を示すブロック線図、図１３はズレ量の大きさにより車速制御を解除する際のズレ量の基準を示す図面、図１４はズレ量による車速制御のフローチャート図面、図１５は傾斜角により車速制御を解除する場合の傾斜角の範囲の設定を示す図面、図１６は傾斜角による車速制御のブロック線図、図１７は同じくフローチャート図面、図１８は目標車速算出の手動の場合と自動の場合を示す図面、図１９は外部信号により車速制御する場合のブロック線図、図２０は同じく外部信号により車速制御する場合のフローチャート図である。
【００１４】
図１において無人搬送車の走行制御機構の前面断面図が図示されている。
地中に誘導線７が埋設されており、該誘導線７の途中部分に、マグネット１・２が埋設されている。無人搬送車の腹部には左右の誘導センサー９Ｌ・９Ｒが配置されている。また無人搬送車は、左右の走行路８Ｌ・８Ｒの上を走行する。
【００１５】
２個の相反するマグネットを地中に埋設した状態で、センサーが通過することにより、起電力の正負の波形を検出する方法として、従来は図２の如き方法があった。
即ち、図２の（ａ）の如く、負→正をＳ極の波形とする場合。この方式の場合には、負→正のＳと、正→負のＮの２通りの組合せだけである。
【００１６】
次に図２の（ｂ）の如く、負→正をＳ極とし、正→負をＮ極とする方法である。
このように、（ｂ）の如く、マグネットの組合せを考えると、図３の従来のマグネットの組合せの如く、４通りが考えられる。即ち、Ｓ→Ｓ，Ｎ→Ｎ，Ｓ→Ｎ，Ｎ→Ｓの４通りである。
本発明においては、これに、図３の下側の如く、波形を重合させて、正の波形が重合したＳ→Ｎと、負の波形が重合した、Ｎ→Ｓを構成したものである。これにより、（ｂ）の場合の４通りと、本案の２通りの６通りの組合せが、２個の相反するマグネットにより構成できるのである。
【００１７】
２個の相反するマグネットの波形を結合する方法としては、次のような方法がある。（２）の方法の中に（３）〜（７）がある。
（１）．マグネット間隔を短くする方法
（２）．マグネット波形の振幅を大きくする方法
（３）．センサーからの信号を回路上で大きくする方法
（４）．センサーの感度を上げる方法
（５）．マグネットの磁力を上げる方法
（６）．センサーとマグネットの間の相対速度を上げる。
（７）．センサーとマグネットの距離を近づける。
即ち、上記の方法を表で表すと、次表のようになる。
【００１８】
【表１】

【００１９】
（１）．マグネット間隔を短くする方法は、図４の上側に図示している。即ち、従来からの正負の切り換わる起電力の波形の間隔Ａを、狭くした間隔Ｂとして、負の部分の起電力の波形に重複部分を作るのである。マグネットの間隔の間においては、Ａ＞Ｂの関係が成り立っている。
【００２０】
（２）．マグネット波形の振幅を大きくする方法は、図４の下側に図示している。この場合には、マグネットの間隔ＡとＢは変化しないのであるが、従来の場合の起電力の波形の振幅αと、本発明の起電力の波形βの間には、α＜βの関係が成り立っており、振幅が大きくなることにより、負の部分の波形が重複しているのである。
【００２１】
（３）．センサーからの信号を回路上で大きくする方法は、外部からの信号により、ある時期のみセンサーからの信号を回路上で大きくするものであり、６モードとすることが出来るが、コストが高く掛かるという難点がある。
（４）．センサーの感度を上げる方法は、埋設したコイルの巻線数を上げる等の方法で行うことができる方法であるが、これもコストが高くなるという不具合がある。
【００２２】
（５）．マグネットの磁力を上げる方法は、（ａ）と（ｂ）の方法の２モードのみを、磁力の強いマグネットを使用する方法であり、有効な方法である。
（６）．センサーとマグネットの間の相対速度を上げる方法は、図５に示すような波形の変化であり、波形の幅も狭くなる。
（７）．センサーとマグネットの距離を近づける方法は、同様に起電力の正負の振幅が大きくなる。
【００２３】
以上の如く、（１）から（７）までの方法で、２マグネットでありながら、モードを増加することはできるが、実現性の高いのは（１）．マグネット間隔を短くする方法と（２）．マグネット波形の振幅を大きくする方法である。
この・と・の方法を採用することにより、回路変更がなく、ＲＯＭ交換だけで出来る。またマグネットも現行のものが使用できる。またセンサーとマグネット間の距離は、本機のサスペンション機構や走行路の補修の為のオーバーレイにより変化する。また現行よりも近づけることは、マグネットが地表に出る為に無理がある等の理由からである。
従来は、このように波形が結合しないように信号処理することに専念しており、このような発想はされていなかったのである。
【００２４】
図６においては、信号処理ブロック図が図示されている。ゴルフカート等の無人搬送車が走行する道路の地下に、２個のマグネット１・２が、順序を置いて配置されている。そして、無人搬送車の下面に配置したセンサー３が、このマグネット１・２を検出し、起電力による波形を描くのである。該起電力波形は、増幅器４で増幅され、波形検出器５で検出されて、マイコン６に送信されて判断される。
【００２５】
図７においては、本発明の無人搬送車の走行制御機構のフローチャートを図示している。本発明においては、高速モードの検出用として、マグネット１・２の配置により、６つのモードを得て切換操作をしている。高速モードでは車速が６．２→９．０km/hとなる為に、登りや下りや急カーブでは車速制御・操縦制御が能力不足となる。従って高速モードであるモード６は、１つでもマグネットの入力があれば、解除するフローチャートとしている。もし高速モードを解除したくなければ、図７に示す如く、※２の部分を削除して、※１の部分にＴ時間以上連続していることという項目を追加すれば良い。Ｔ時間はマグネット１個の検出時の１．５倍程度にすれば良い。
【００２６】
前述の如く、通常は無人搬送車の高速モードの解除は、マグネット等の外部信号により行っている。しかし、何らかの原因で解除の外部信号を検出出来ない場合には、高速モードのままとなったり、本機の固体差、例えば経時変化や調整精度やバラツキ等により、操舵能力が設計目標値より少ない場合が発生する。このような場合には、急カーブでカーブに対する高速モード時の車速自身が速過ぎて、操舵能力が不足し、脱線したりする。また急な下り坂で速度制御が出来ず、速度が出すぎて、走行路にカーブが無いにも関わらず、操舵能力が不足して脱線したり、上記の２つの不具合いの組合せにより、操舵能力が不足して脱線することがある。
他の構成は、走行軌跡から、本機の操舵能力の限界を検出して、解除の為の外部信号が無くとも、また検出が出来なくとも、高速モードを自動的に解除することにより、脱線することなく走行できるようにしたものである。
【００２７】
他の構成の具体的な方法は、図１０から図１３において、システム図と、制御ブロック線図とフローチャートと、設定範囲を示す図面が図示されている。左右の誘導センサー９Ｌ・９Ｒからの信号によりズレ量を算出し、このズレ量がある一定値ａ以上になると、高速モードを即座に解除する。またズレ量がある一定値ａと他の一定値ｂとの間にある場合には、一定時間以上その状態が連続すると高速モードを解除するのである。またズレ量がある一定値ｂ以内にある場合には、高速モードを持続するのである。
【００２８】
従来は、操舵性能全体の向上を、周波数特性を向上すること等と合わせて検討してきたので、コース上で操舵性能をそれほど必要とされない場所、即ち平坦で直線路の場合には、現在本機が持っている操舵性能をフルに使用できる範囲まで車速を上げるという考えが出来なかった。全体の性能向上に対しては、時間やコストや技術がかかり、システム全体の見直しまで必要となっていたのである。本発明はこのような従来の事情を改善するものである。
【００２９】
次に、更に他の構成において説明する。
該他の構成については、図１５から図１８においてその制御ブロック線図や、フローチャートが図示されている。電磁誘導の自動操舵制御能力は、車速と走行路のＳ字の大きさの積で計算される。車速が速くなるほど、またはＳ字が小さくなるほど、厳しくなる。一般的に周波数特性として表される。実際の評価は、任意の大きさで作ったＳ字走行路を何km/hの車速で、追従できるかを計測するのである。従って、速度が速くなったり、走行路のカーブが急になると、操舵能力をオーバーしてしまい脱線する。一方使用するオペレータからは、進行を速める為に、高速走行が要求されている。特に平坦で直線路の場合には、本機のもつ操舵能力の限界まで車速を上げて使用したいという要求が強い。
【００３０】
本構成においては、外部からの信号即ち地中に埋設されたマグネットを検出し、高速モードで走行する無人搬送車において、操舵能力がそれほど必要とされない走行路即ち平坦な直線では、外部信号により車速を上げる手段と、走行路の傾斜角を検出する手段と、傾斜角に応じて目標車速を設定する手段と、傾斜角より本機の車速制御能力により決まる最高速度即ち実測値から、それぞれの傾斜角における操舵能力の評価に、実測により求めた余裕度を利用する手段と、上記傾斜角に対して、複数個の範囲が設定してあり、それぞれの傾斜角の範囲に合わせて、設定された時間連続して、その傾斜角範囲にあると、高速モードを解除することを特徴とするものである。即ち、傾斜角が小さい範囲では設定時間が長く、傾斜角が大きいと設定時間は短いのである。
【００３１】
このように構成することにより、走行路の傾斜角から本機の最高速度を推測し、操舵能力の限界を検知することで、高速モードの解除のための外部信号が検出できなくても、高速モードを自動的に解除することにより、脱線することなく、安全に走行できるのである。
【００３２】
実際の構成においては、システム図において、傾斜センサーからの信号により、各傾斜範囲での予測最高速度から操舵能力の余裕度を算出する。そして、上記傾斜角がある一定値ａ以上になると高速モードを即座に解除する。次に上記傾斜角がある一定値ａとｂの間にある場合には、一定時間以上その状態が連続すると、高速モードを解除する。傾斜角がある一定値ｂ以内にある場合は、高速モードを持続する構成としたのである。
【００３３】
次に、更に他の構成を説明する。
この構成については、図１９と図２０において、その制御ブロック線図とフローチャートが図示されている。
この発明においては、操舵能力がそれほど必要とされない走行路の場合には、外部信号により、車速を上げる手段と、車速を検出する手段と、車速が任意の車速以上になると、高速モードを解除することを特徴とするものである。任意の車速とは、Ｔ＋ｅkm/hである。Ｔは高速モードの設定車速、ｅは余裕度１〜２km/hである。
【００３４】
このように構成することにより、実車速により操舵能力の限界を検知することで、高速モードの解除の為の外部信号が無くても、高速モードを自動的に解除することができるのである。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１の如く構成したので、２個のマグネットの組合せにより、従来の４モードの検出から、６モードの検出が出来るので、従来の設備やセンサーに対して、部品を追加することなく、車両の制御範囲を拡げることが出来るのである。
即ち、従来の速度減速，停止，増速，自動手動切換等の他に、高速モード開始、高速モード停止等の外部信号を発することが可能となるのである。
特に請求項１においては、２個のマグネットの波形を重複結合した場合に、このような信号であることを、他の信号と区別する為に、２個のマグネットの間隔を短くすることにより、センサーの区別が確実に出来るのである。
【００３６】
また請求項２においては、２個のマグネットの波形を重複結合する為に波形の振幅を大きくして構成しているのである。この場合にも、従来の設備やセンサーに対して追加部品は必要なくコスト廉価で構成できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無人搬送車の走行制御機構の前面断面図。
【図２】 ２個のマグネットにより発生する波形を示す図面。
【図３】 本発明により発生する６種類の波形を示す図面。
【図４】 マグネット間隔を短くして重複波形を構成した場合と、マグネット波形の振幅を大きくして重複波形を構成した場合の実施例を示す図面。
【図５】 センサとマグネット間の相対速度を上げ、波形の幅が狭くなった波形を示す図面。
【図６】 マグネット信号処理のブロック図を示す図面。
【図７】 本発明の６モードの信号処理のフローチャートを示す図面。
【図８】 マグネットが１個の場合と重複波形とした場合の相違点を示す図面。
【図９】 誘導線７と誘導センサー９Ｌ・９Ｒとの関係から自動操舵を行う場合の制御構成を示す図面。
【図１０】 自動操舵機構のシステム図を示す図面。
【図１１】 手動と自動の場合の速度制御のブロック線図。
【図１２】 自動操舵機構を示すブロック線図。
【図１３】 ズレ量の大きさにより車速制御を解除する際のズレ量の基準を示す図面。
【図１４】 ズレ量による車速制御のフローチャート図面。
【図１５】 傾斜角により車速制御を解除する場合の傾斜角の範囲の設定を示す図面。
【図１６】 傾斜角による車速制御のブロック線図。
【図１７】 同じくフローチャート図面。
【図１８】 目標車速算出の手動の場合と自動の場合を示す図面。
【図１９】 外部信号により車速制御する場合のブロック線図。
【図２０】 同じく外部信号により車速制御する場合のフローチャート図。
【符号の説明】
１，２ マグネット
３ センサー
４ 増幅器
５ 波形検出器
６ マイコン
７ 誘導線
８ 走行路
９ 誘導センサー

Claims (2)

1. 地中に離れて埋設された前後の２個のマグネット１．２を検出して、走行速度の動作モードを変更する制御機構において、地中に埋設されたマグネット１．２の磁界を、車体に取り付けたセンサー３が横切る時に発生する起電力を利用し、センサー３の起電力波形の正負を検出し、該起電力波形の正負の波形の組合せで極性判定する手段と、一定時間以上経過して起電力の組合せが予め設定された組合せ以外の時に、起電力情報をリセットする手段を設けると共に、
   ２個の相反するマグネット１．２の埋設位置の間隔を、他のマグネット１．２の間隔よりも短くし、該両マグネット１．２の磁界をセンサー３が横切る時に発生する起電力の波形を結合させて結合波形を構成し、マグネットの検出モードを、結合しない波形の場合に加えて、結合波形の場合を追加することを特徴とする無人搬送車の走行制御機構。
2. 地中に離れて埋設された前後の２個のマグネット１．２を検出して、走行速度の動作モードを変更する制御機構において、地中に埋設されたマグネット１．２の磁界を、車体に取り付けたセンサー３が横切る時に発生する起電力を利用し、センサー３の起電力波形の正負を検出し、該起電力波形の正負の波形の組合せで極性判定する手段と、一定時間以上経過して起電力の組合せが予め設定された組合せ以外の時に、起電力情報をリセットする手段を設けると共に、
   ２個の相反するマグネット１．２の磁界をセンサー３が横切る時に発生する起電力の波形の振幅が、他のマグネット１．２の場合の振幅よりも大きくなるように構成し、該両マグネットにより発生するセンサー３の起電力の波形を結合させて結合波形を構成し、マグネットの検出モードを、結合しない波形の場合に加えて、結合波形の場合を追加することを特徴とする無人搬送車の走行制御機構。

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