JP4900258B2 - 洗車機 - Google Patents

Description

本発明は、被洗浄車両と洗車機本体を相対移動させながら、前記被洗浄車両に対して洗車を行う洗車機、特にその被洗浄車両の車幅検出装置に関するものである。

上記従来の洗車機の一例が特許文献１に開示されている。
この特許文献１に開示されている洗車機では、洗車機本体の前端部両側それぞれに、被洗浄車両の車体側面に対向して反射式の超音波センサを設け、両車体側面に向けてそれぞれ超音波を照射しその反射波を受信するまでの時間をカウントすることにより各車体側面までの距離Ｌ１・Ｌ２を検出している。

そして、両超音波センサでそれぞれ検出した車体側面までの距離Ｌ１・Ｌ２を、予めデータとして与えられる両超音波センサ間の距離ＬＣから差し引くことにより、車体幅（ＬＣ−Ｌ１−Ｌ２）を求め、求めた車体幅に基づいて車種を判定している。
特開平１１−１１２６６号公報

しかし、特許文献１に開示されている洗車機では、被洗浄車両が、洗車機本体と被洗浄車両の相対移動方向から傾斜して停車していると、超音波センサから照射した超音波が戻ってこないために、未検知となっていた。そのため、被洗浄車両の運転者は、車両乗り入れ精度（被洗浄車両を、超音波の照射方向と車体側面が直角になるように乗り入れる精度）が要求され、未検知となると、被洗浄車両の乗り入れのやり直しが要求されていた。また、かろうじて反射波を検知しても車体側面のどの箇所から反射したのかが判断できないため、検出される車幅の精度が悪く、車種や車幅に応じて実行されるブラッシング洗車動作等の際に不具合が発生する恐れがあった。

そこで、本発明は、被洗浄車両が傾斜して停車されても、正確に被洗浄車両の車幅を検出でき、車種を特定できる洗車機を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、被洗浄車両と洗車機本体を相対移動させながら、前記被洗浄車両に対して洗車を行う洗車機であって、前記被洗浄車両の両車体側面に対してそれぞれ、前記相対移動方向とは直角な左右方向に対向して配置され、前記被洗浄車両の各車体側面に向けて水平に超音波または光を照射することにより各車体側面までの距離を検出する一対の距離検出装置と、前記各距離検出装置をそれぞれ、前記超音波または光の照射方向が水平となるように支持し、水平方向に揺動する一対の揺動装置と、前記各揺動装置によりそれぞれ揺動される前記各距離検出装置の揺動角度を検出する一対の角度検出装置とを備え、各距離検出装置を前記揺動装置により揺動しながら検出した車体側面までの距離の中で、それぞれ最も短い距離を各距離検出装置の車体側面までの距離データとして認識し、そのとき前記角度検出装置により検出される揺動角度および前記認識した車体側面までの距離データから、前記被洗浄車両の車幅を求めることを特徴とするものである。

上記構成によれば、一対の距離検出装置をそれぞれ揺動装置により水平方向に揺動させ、検出した車体側面までの距離の中で、それぞれ最も短い距離を各距離検出装置の車体側面までの距離データとして認識する。このとき、超音波または光の照射方向と被洗浄車両の車体側面は直角となり、揺動角度は、被洗浄車両の停止時の傾斜角度として認識される。したがって、予め両距離検出装置間の距離が判っていることから、認識した揺動角度および認識した両車体側面までのそれぞれの距離データから、被洗浄車両の車幅が求められる。

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記両距離検出装置を、対向した角度を中心にして前記揺動角度が、互いに反対の相対移動方向の向きとなるように同期して揺動し、検出した車体側面までの距離データの中で、各距離検出装置が同じ揺動角度ではないときに検出した車体側面までの距離データを誤検知のデータと判断することを特徴とするものである。

上記構成によれば、被洗浄車両が傾斜して停車されている場合、各距離検出装置の揺動角度が互いに反対の相対移動方向の向きとなるように同期して揺動されると、同じ揺動角度の位置で、車体側面からの超音波または光の反射波が受信または受光され、すなわち車体側面までの距離データが得られる。したがって、互いの揺動角度が異なっているときに、距離データが検出されると、この距離データは、超音波または光が被洗浄車両の車体側面ではない箇所から反射されてきたものと判断され、誤検知のデータとして処理される。

また請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明であって、前記距離検出装置を揺動する揺動装置を、前記距離検出装置から照射される超音波または光が水平となるように、距離検出装置を支持する軸体と、前記軸体に連結され、軸体を水平方向に揺動する揺動手段から構成し、前記角度検出装置は、前記軸体の揺動角度を検出することにより前記距離検出装置の揺動角度を検出することを特徴とするものである。

上記構成によれば、揺動手段により、軸体を介して距離検出装置は、照射される超音波または光が水平となるよう揺動され、そのときの軸体の角度が揺動角度として、角度検出装置により検出される。

本発明の洗車機は、一対の距離検出装置を水平方向に揺動させ、検出した車体側面までの距離の中で、それぞれ最も短い距離を各距離検出装置の車体側面までの距離データとして認識し、このときの揺動角度および前記認識した車体側面までの距離データから、被洗浄車両の車幅を求めることにより、被洗浄車両が傾斜して停車している場合においても被洗浄車両の車幅を正確に求めることができ、運転者へ乗り入れ精度を要求する必要を無くすことができる、という効果を有している。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図５は本発明の実施の形態における洗車機の側面図、図６は同洗車機の正面図である。
図５および図６に示すように、１０は被洗浄車両５を跨ぎ、複数個の車輪１１を介して床面Ｆに敷設されたレール（一定経路の一例）１の上を被洗浄車両５の前後方向Ｘに走行する門型の洗車機本体であり、前後方向Ｘに一定経路に沿って往復走行される。なお、前記前後方向Ｘと直角な方向を左右方向（車幅方向）Ｙとする。

前記洗車機本体１０には、被洗浄車両５へ洗浄水（リンス）、あるいは洗剤、あるいは撥水コート剤、あるいはワックスを噴霧するスプレー装置の一例として、第１洗浄水ノズル１２と、第１洗剤ノズル１３と、第２洗浄水ノズル１４と、撥水コート剤ノズル１５と、第２洗剤ノズル１６と、ワックスノズル１７とが、前部から後部に亘って、この順で配設されている。ここで各ノズル１２〜１７は、たとえばアーチ状に構成されている。前記第１洗浄水ノズル１２と第２洗浄水ノズル１４からは、被洗浄車両５に対して水が噴射され、また前記第１洗剤ノズル１３と第２洗剤ノズル１６からは、被洗浄車両５に対して水により希釈された洗剤が噴射される。また前記撥水コート剤ノズル１５からは、被洗浄車両５に対して水で希釈された撥水コート剤が噴射され、ワックスノズル１７からは、被洗浄車両５に対して水で希釈されたワックスが噴射される。

そして洗車機本体１０には、被洗浄車両５の洗浄装置（ブラッシング装置）の一例として、被洗浄車両５の前後面および側面を洗浄する、左右方向Ｙに出退自在な一対のサイドブラシ１８と、被洗浄車両５の側面下部を洗浄する、左右方向Ｙに出退自在な一対のロッカーブラシ１９と、被洗浄車両５の上面を洗浄する、昇降自在なトップブラシ２０が配設されている。

さらに洗車機本体１０には、被洗浄車両５の乾燥装置の一例として、被洗浄車両５の前後面および上面を乾燥する、昇降自在なトップノズル２１と、被洗浄車両５の両側面を乾燥する左右一対のサイドノズル２２と、トップノズル２１にダクトホース２３を介して接続されトップノズル２１へ風を供給する左右一対のトップ側ブロワ装置２４と、サイドノズル２２にダクトホース２５を介して接続されサイドノズル２２へそれぞれ風を供給する左右一対のサイド側ブロワ装置２６が設けられている。

また洗車機本体１０の内部には、洗車機本体１０の前方に位置して、後述する左右一対の車幅検出装置３０と、本体の走行に伴い被洗浄車両５の側方から車形（シルエット）を読み取るための車形検出センサ３１が設けられ、洗車機本体１０の車輪１１に、洗車機本体１０を走行するための走行駆動装置（駆動モータ等）３２に連結され、この走行駆動装置３２に走行用エンコーダ３３が連結されている。前記車形検出センサ３１は、被洗浄車両５の左右側方位置に水平に対向して配置される送受光部からなる光電スイッチを複数、垂直方向に並べて構成されており、被洗浄車両５により光軸が遮断された光電スイッチを検出することにより、車形検出センサ３１の位置における被洗浄車両５の車高が検出される。また一対の車幅検出装置３０は、洗車機本体１０の前方に位置して、洗車機本体１０が待機位置にあるとき洗車位置に進入し停車した被洗浄車両５の先端部分の車体検出と車体幅検出ができるよう、対向して設置されている。

また前記洗車機本体１０における左側の縦枠部の前面には操作パネル３６が設けられ、そして操作パネル３６の裏面側には、洗車機本体１０の制御装置３７が設けられている。この制御装置３７には、操作パネル３６から、洗車に必要なデータ、例えば、選択された洗車コースパターンの設定信号、起動、停止などの操作信号が入力され、車幅検出装置３０の検出信号、車形検出センサ３１の検出信号、走行用エンコーダ３３の検出信号が入力され、制御装置３７は、これら操作パネル３６からの信号、およびセンサ類の検出信号に応じて、上記スプレー装置（ノズル１２〜１７）、乾燥装置（ノズル２１，２２、ブロワ装置２４，２６）、洗浄装置（ブラッシング装置；ブラシ１８，１９，２０）、走行駆動装置３２等を制御して洗車機本体１０全体の動作を制御し、洗車動作を実行している。

前記車幅検出装置３０について詳細に説明する。
各車幅検出装置３０はそれぞれ、図２に示すように、被洗浄車両５の車体側面に向けて水平に超音波ｓを照射しその反射波を受信するまでの時間をカウントすることにより各車体側面までの距離を検出する超音波センサ（距離検出装置の一例）４１と、超音波センサ４１から照射される超音波が水平となるように、超音波センサ４１を支持する棒状の軸体４２と、軸体４２に連結され、軸体４２を一定角度（例えば、９０゜）で水平方向に揺動する揺動手段４３と、軸体４２にベルト体４４を介して連結され、軸体４２の回転を検出するパルスエンコーダ４５と、軸体４２を垂直に且つ回転自在に支持し、揺動手段４３、ベルト体４４およびパルスエンコーダ４５を収納する装置本体４６から構成されている。

前記揺動手段４３は、軸体４２の一部に水平に固定された駆動板４８と、駆動板４８の一端に取り付けられ、駆動板４８を一方向へ引っ張る（付勢する）バネ体４９と、平面視が楕円形の板カム５０と、駆動板４８の他端に固定され、板カム５０の回転により作用される力を駆動板４８に伝達する被作用体５１と、板カム５０を、一対の歯車からなる減速装置５２を介して回転するモータ５３とからなり、板カム５０が１回転すると、被作用体５１、駆動板４８および軸体４２を介して超音波センサ４１を角度９０゜で前後方向Ｘに揺動するように構成されている。

また両超音波センサ４１は、図３に示すように、角度４５゜のとき互いに向かい合い、この４５゜を中心として揺動手段４３により、０゜〜９０゜の範囲で、互いに反対の前後方向Ｘの向きとなるように同期して揺動される。これにより、被洗浄車両５が傾斜して停車されているとき、両超音波センサ４１は同じ揺動角度θ位置で、被洗浄車両５の車体側面からの超音波ｓの反射波を受信でき、被洗浄車両５の車体側面までの距離データが得られる。

車幅検知を実行する制御装置３７の要部ブロック図を図３に示す。
車幅検知を実行する制御装置（要部）３７は、図３に示すように、
左のパルスエンコーダ４５から出力されるカウントし、そのカウント値を、０゜からの揺動角度θＬに換算して出力する左カウンタ６１Ｌと、
右のパルスエンコーダ４５から出力されるカウントし、そのカウント値を、０゜からの揺動角度θＲに換算して出力する右カウンタ６１Ｒと、
後述する統括部６５から実行指令を入力すると、一定時間毎に、左カウンタ６１Ｌから出力される揺動角度θＬと左の超音波センサ４１から出力される距離データを、一対のデータとして記憶する左距離記憶部６２Ｌと、
後述する統括部６５から実行指令を入力すると、一定時間毎に、右カウンタ６１Ｒから出力される揺動角度θＲと右の超音波センサ４１から出力される距離データを、一対のデータとして記憶する右距離記憶部６２Ｒと、
車幅演算部６３（詳細は後述する）と、
後述する統括部６５から実行指令を入力すると、左のモータ５３を回転駆動する左モータ駆動部６４Ｌと、
後述する統括部６５から実行指令を入力すると、右のモータ５３を回転駆動する右モータ駆動部６４Ｒと、
統括部６５（詳細は後述する）
から構成されている。

前記車幅演算部６３は、統括部６５から実行指令を入力すると、以下の動作を順に実行する。
（１）図４に示す左距離記憶部６２Ｌに記憶された一定時間毎の一対のデータ（揺動角度θＬ，距離データ）と、図４に示す右距離記憶部６２Ｒに記憶された一定時間毎の一対のデータ（揺動角度θＲ，距離データ）とを突合せ、同じ時間に、検出されていない距離データがあると（図４に一点鎖線で示す）、このデータは誤検知であるとして削除する。すなわち、両超音波センサ４１は同じ揺動角度θ位置で、被洗浄車両５の車体側面までの距離データが得られることから、一対の超音波センサ４１の互いの揺動角度θが異なっているときに、距離データが検出されると、この距離データは、超音波ｓが被洗浄車両５の車体側面そのものから反射されてきたものではないと判断し（誤検知と判断し）、削除する。
（２）左距離記憶部６２Ｌに記憶された一定時間毎の一対のデータ（揺動角度θＬ，距離データ）の中から距離データが最小の一対のデータを求め、図１に示す、左の最小距離Ｂとそのときの角度θを求める。最小距離Ｂが検出されるとき、左の超音波センサ４１から照射される超音波ｓの方向と被洗浄車両５の車体側面は直角となり、揺動角度θは、被洗浄車両５の停止時の傾斜角度として認識される。
（３）右距離記憶部６２Ｒに記憶された一定時間毎の一対のデータ（揺動角度θＲ，距離データ）の中から距離データが最小の一対のデータを求め、図１に示す、右の最小距離Ｃとそのときの角度θを求める。最小距離Ｃが検出されるとき、右の超音波センサ４１から照射される超音波ｓの方向と被洗浄車両５の車体側面は直角となり、揺動角度θは、被洗浄車両５の停止時の傾斜角度として認識される。
（４）図１に示すように、予め設定される両超音波センサ４１間の距離Ａと、上記求めた左の最小距離Ｂと右の最小距離Ｃと角度θから車幅Ｗを式（ａ）により求め、被洗浄車両５の停止時の傾き角度λを式（ｂ）により求める。

Ｗ＝Ａｃｏｓθ−Ｂ−Ｃ …（ａ）
λ＝４５゜−θ …（ｂ）
この傾き角度λは、０゜のとき、傾きなし、角度λがプラス（＋）のとき、洗車機本体１０から見て被洗浄車両５の後部が左方向にずれて停止していること｛図１（ｂ）に示す状態｝、角度λがマイナス（−）のとき、洗車機本体１０から見て被洗浄車両５の後部が右方向にずれて停止していることが示される。
（５）統括部６５へ、求めた車幅Ｗのデータと被洗浄車両５の傾き角度λを出力する。

前記統括部６５の動作を順に説明し、同時に車幅検出装置３０の作用を説明する。統括部６５は、起動信号（制御装置３７に操作パネル３６より起動の操作信号が入力されることにより発生される信号）を入力すると、制御を開始する。
（１）左距離記憶部６２Ｌ、右距離記憶部６２Ｒ、左モータ駆動部６４Ｌ、および右モータ駆動部６４Ｒに対して、実行指令を出力し、経過時間のカウントを開始する。

上記実行指令に応じて、左モータ駆動部６４Ｌにより左の車幅検出装置３０のモータ５３が駆動され、左の超音波センサ４１が後方側０゜から「前方」へ揺動を開始し、板カム５０の作用により揺動角度が９０゜となると、反転して、後方へ揺動する。このように、０゜−９０゜−０゜−９０゜…の揺動を繰り返す。揺動が開始されると、左のパルスエンコーダ４５よりパルスが出力され、左カウンタ６１Ｌによりパルスがカウントされ、左の超音波センサ４１の揺動角度θＬが検出される。

また同時に、同期して、右モータ駆動部６４Ｒにより右の車幅検出装置３０のモータ５３が駆動され、右の超音波センサ４１が前方側０゜から「後方」へ揺動を開始し、板カム５０の作用により揺動角度が９０゜となると、反転して、前方へ揺動する。このように、０゜−９０゜−０゜−９０゜…の揺動を繰り返す。揺動が開始されると、右のパルスエンコーダ４５よりパルスが出力され、右カウンタ６１Ｒによりパルスがカウントされ、右の超音波センサ４１の揺動角度θＲが検出される。

このように揺動手段４３（モータ５３）により、軸体４２を介して超音波センサ４１は、照射される超音波ｓが水平となるよう一定角度９０゜で揺動され、そのときの揺動角度θが、パルスエンコーダ４５とカウンタ６１からなる角度検出装置により検出される。

また上記実行指令に応じて、左距離記憶部６２Ｌにより、一定時間毎に、一対のデータ（揺動角度θＬ，距離データ）が収集されて記憶され、同時に右距離記憶部６２Ｒにより、一定時間毎に、一対のデータ（揺動角度θＲ，距離データ）が収集されて記憶される。
（２）上記カウントしている経過時間が、モータ５３が動作されて超音波センサ４１が首振り（揺動）動作を３回行い、図４に示すように３回の首振り動作に伴う一対のデータ（揺動角度θ，距離データ）が収集される時間に相当する時間となると、左距離記憶部６２Ｌ、右距離記憶部６２Ｒ、左モータ駆動部６４Ｌ、および右モータ駆動部６４Ｒに対して、停止指令を出力する。

上記停止指令に応じて、左モータ駆動部６４Ｌによる左の車幅検出装置３０のモータ５３の駆動が停止され、右モータ駆動部６４Ｒによる右の車幅検出装置３０のモータ５３の駆動が停止される。

また同時に、左距離記憶部６２Ｌと右距離記憶部６２Ｒにおけるデータ収集が終了される。
（３）続いて車幅演算部６３へ実行指令を出力する。

この実行指令に応じて、車幅演算部６３は、上記手順により、車幅Ｗと傾き角度λを求め、その車幅Ｗのデータと傾き角度λのデータを統括部６５へ出力する。
（４）車幅演算部６３より車幅Ｗのデータを得ると、この車幅Ｗのデータから被洗浄車両５の車種を判定し、例えば、車幅Ｗが１．５ｍ未満を小型車と判定し、１．５ｍ以上を普通車と判定し、この判定した車種のデータと前記入力した車幅Ｗのデータおよび傾き角度λのデータを出力する。

このように上記車幅検出装置３０と制御装置３７の構成により、洗車が実行される前に、被洗浄車両５の車幅Ｗと車種と傾き角度λが求められる。
以上のように本実施の形態によれば、一対の超音波センサ４１を水平方向に揺動させ、検出した車体側面までの距離データの中で、それぞれ最も短い距離を各超音波センサ４１の車体側面までの距離データとして認識し、このときの揺動角度θおよび認識した車体側面までの距離データから、被洗浄車両５の車幅Ｗを求めることにより、被洗浄車両５が傾斜して停車している場合においても被洗浄車両５の車幅を正確に求めることができ、運転者に車両乗り入れ精度を要求する必要がなくなり、検知できなかった場合の車両乗り入れやり直しの手間を省くことができ、さらに精度の悪い車幅Ｗのデータにより洗車動作に不具合が発生する恐れを回避することができる。

また本実施の形態によれば、一対の超音波センサ４１の互いの揺動角度が異なっているときに、距離データが検出されると、この距離データは、超音波ｓが被洗浄車両５の側面ではない箇所から反射されてきたものと判断し、誤検知して処理することにより、誤った距離データにより車幅Ｗが検出される恐れを無くすことができる。

なお、本実施の形態では、車幅検出装置３０を洗車機本体１０内に配置し、洗車停止位置に停止された被洗浄車両５の車幅Ｗと車種と傾き角度λを検出しているが、傾き角度λの検出が不要な場合は、車幅検出装置３０を、洗車機本体１０の外方で被洗浄車両５の進入路に配置し、車幅検出装置３０を配置した位置に被洗浄車両５の停止位置を設定し、一旦停止した被洗浄車両５の車幅Ｗと車種を検出するようにしてもよい。

また本実施の形態では、左右の超音波センサ４１を同期して揺動させているが、必ずしも同期させることは必要なく、車幅Ｗを求めることができる。このとき、距離データの誤検知のためには、検出した車体側面までの距離データ毎に左右の揺動角度θを対比する必要がある。

また本実施の形態では、距離検出装置の一例として、超音波センサ４１を使用しているが、距離設定（反射）形光電センサまたは距離設定（反射）形レーザセンサを使用してもよい。距離設定（反射）形光電センサまたは距離設定（反射）形レーザセンサは、被洗浄車両５の車体側面に向けて水平に光またはレーザを照射し、車体側面からの反射光を受光レンズによって位置検出素子（光の当たる位置に応じた信号を出力する半導体素子）上に結像し、その結像位置が検出物体の距離によって異なるという三角測距の原理により車体側面までの距離を検出する。

また本実施の形態では、洗車機本体１０のみを移動させ、洗車機本体１０と被洗浄車両５を相対移動させて、被洗浄車両５の洗車を行う形式が示されているが、これは洗車機本体１０を固定状態とし、ローラコンベヤ（車両移動手段）などを用いて被洗浄車両５を前後方向Ｘに移動させて、相対移動するようにした形式などであってもよい。また、洗車機本体１０を、洗浄装置を備えた前部本体と乾燥装置を備えた後部本体とに分離し、これら前部本体と後部本体とをそれぞれ移動可能とした形式などであってもよい。

本発明の実施の形態における洗車機の車幅検出の原理図である。 同洗車機の車幅検出装置の構成図である。 同洗車機の制御構成図である。 同洗車機の車幅検出の特性図である。 同洗車機の側面図である。 同洗車機の正面図である。

符号の説明

５ 被洗浄車両
１０ 洗車機本体
３０ 車幅検出装置
３７ 制御装置
４１ 超音波センサ
４２ 軸体
４３ 揺動手段
４４ ベルト体
４５ パルスエンコーダ
４６ 装置本体
４８ 駆動板
４９ バネ体
５０ 板カム
５１ 被作用体
５２ 減速装置
５３ モータ
Ｘ 前後方向
Ｙ 車幅方向（左右方向）

Claims (3)

1. 被洗浄車両と洗車機本体を相対移動させながら、前記被洗浄車両に対して洗車を行う洗車機であって、
   前記被洗浄車両の両車体側面に対してそれぞれ、前記相対移動方向とは直角な左右方向に対向して配置され、前記被洗浄車両の各車体側面に向けて水平に超音波または光を照射することにより各車体側面までの距離を検出する一対の距離検出装置と、
   前記各距離検出装置をそれぞれ、前記超音波または光の照射方向が水平となるように支持し、水平方向に揺動する一対の揺動装置と、
   前記各揺動装置によりそれぞれ揺動される前記各距離検出装置の揺動角度を検出する一対の角度検出装置と
   を備え、
   各距離検出装置を前記揺動装置により揺動しながら検出した車体側面までの距離の中で、それぞれ最も短い距離を各距離検出装置の車体側面までの距離データとして認識し、そのとき前記角度検出装置により検出される揺動角度および前記認識した車体側面までの距離データから、前記被洗浄車両の車幅を求めること
   を特徴とする洗車機。
2. 前記両距離検出装置を、対向した角度を中心にして前記揺動角度が、互いに反対の相対移動方向の向きとなるように同期して揺動し、検出した車体側面までの距離データの中で、各距離検出装置が同じ揺動角度ではないときに検出した車体側面までの距離データを誤検知のデータと判断すること
   を特徴とする請求項１に記載の洗車機。
3. 前記距離検出装置を揺動する揺動装置を、
   前記距離検出装置から照射される超音波または光が水平となるように、距離検出装置を支持する軸体と、
   前記軸体に連結され、軸体を水平方向に揺動する揺動手段
   から構成し、
   前記角度検出装置は、前記軸体の揺動角度を検出することにより前記距離検出装置の揺動角度を検出すること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の洗車機。

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