JP6617861B2

JP6617861B2 - 無人搬送車

Info

Publication number: JP6617861B2
Application number: JP2014253509A
Authority: JP
Inventors: 吉史曲田; 隆司門間; 拓哉川本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2019-12-11
Anticipated expiration: 2034-12-15
Also published as: JP2016115156A

Description

本発明は、無人搬送車に関し、特に、軌道逸脱の抑制を効率的に行う無人搬送車に関する。

従来より、軌道線をセンサにより検出し、軌道線に沿って自動走行する無人搬送車が知られている。

このような無人搬送車においては、特に高速走行時に牽引物の重量に引っ張られて蛇行して軌道線から逸脱した際に、床面の窪み等の外乱の影響を受けると、蛇行が大きくなり、軌道から逸脱してしまう場合がある。

このように自動走行する自動走行車においては、誘導路から所定の設定値を超えた場合には停止し、また、所定の設定値を超えた場合には減速する処理をするものが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、工場内などで荷物を搬送するための無人搬送車においては、走行を停止してしまうと、搬送計画を調整し直す必要があり、また、無駄に減速するだけでも、搬送効率が低下してしまうという問題がある。

特開２００２−３１２０３４号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、搬送効率をできるだけ低下させずに、軌道逸脱を防止して高速走行を行うことができる無人搬送車を提供することを目的とする。

前記目的を達成する本発明の第１の態様は、所定の軌道線に沿って自動走行する無人搬送車において、前記軌道線を検出する軌道線検出センサと、前記軌道線検出センサの検出結果に基づいて前記軌道線からの左右方向への変位量が第１の所定量より大きくなった場合に前記軌道線上に復帰させるように制御することにより、前記軌道線に沿って走行するように走行制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記軌道線から左右方向に前記第１の所定量より大きい第２の所定量を超えて変位した場合をカウントし、連続して前記第２の所定量を超えた変位の回数が所定回数となった場合に所定速度まで減速する減速制御を行うことを特徴とする無人搬送車にある。

かかる態様では、左右方向に所定量を超えて変位した変位回数をカウントし、連続して変位した変位回数が所定回数となった場合に減速する減速制御を行うことにより、軌道線からの逸脱を有効に防ぐことができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の無人搬送車において、前記連続して前記第２の所定量を超えた変位回数は、左右方向に交互に前記第２の所定量を超えて変位した場合とすることを特徴とする無人搬送車にある。

かかる態様では、変位回数のカウントは、左右方向に交互に変位した場合をカウントし、同じ方向に続けてカウントした場合には、カウントをリセットする。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載の無人搬送車において、前記減速制御は、モータトルクの最大値が出せる範囲の最高速度以上での自動走行において行われることを特徴とする無人搬送車にある。

かかる態様では、モータトルクが十分に大きく且つ高速走行できる自動走行運転の際に逸脱を防止する減速制御を実施する。

本発明の第４の態様は、第３の態様に記載の無人搬送車において、前記減速制御による所定速度までの減速は、前記最高速度への減速であることを特徴とする無人搬送車にある。

かかる態様では、必要以上に減速することなく、且つ大きなモータトルクが得られる状態に減速されるので、軌道線上への復帰が容易になる。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様に記載の無人搬送車において、左右方向に前記第２の所定量を超えて変位した場合に変位量を記憶し、左右方向に前記第２の所定量を超えた変位をカウントする際に、当該変位量が、同じ方向の前回の変位量より小さい場合には、カウントをリセットすることを特徴とする無人搬送車にある。

かかる態様では、所定値を超えた変位が繰り返し起こっても変位量が小さくなる傾向であれば、減速を行うことなく、軌道線上への復帰を果たすことができる。

本発明の無人搬送車によれば、必要以上に減速することなく、且つ軌道線から逸脱することなく、高速走行を実施することができ、効率的な搬送を連続的に実施することができる。

本発明の一実施形態に係るを無人搬送車の平面図及び側面図である。本発明の一実施形態に係る無人搬送車のモータトルクと速度との関係を示すグラフである。本発明の一実施形態に係る無人搬送車の制御を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る無人搬送車の制御を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る無人搬送車の制御を示すフローチャートである。

図１に基づいて本発明の無人搬送車を説明する。図１に示すように、無人搬送車１０は、車両本体に前輪となる一対の駆動輪１１と、後輪となる一対の従動輪１２とを具備し、駆動輪１１には、各駆動輪１１をそれぞれ独立して駆動するモータ１３が接続され、モータ１３に電力を供給するバッテリ１４が設けられている。また、モータ１３を運転制御するための制御部１５が設けられている。

このように、無人搬送車１０は、駆動輪１１を２輪、従動輪（自由キャスタ）１２を２輪とし、駆動輪１１をモータ１３へダイレクトに接続し、二輪速度差制御方式により操縦されるものである。ここで、二輪速度差制御方式とは、二つの駆動輪１１を等速で正転又は逆転させることにより、前進又は後進させ、双方に速度差を持たせることにより、旋回及びスピンターンを行う方式である。このように二輪速度差制御方式を採用することにより、精度の良い（反応の良い）旋回が可能となり、特に、小型化、小回りも可能となる。しかしながら、運転制御方式はこれに限定されず、変位量に応じて、例えば、従動輪を操舵する方式であってもよいことはいうまでもない。

また、車両本体には、床に設けられた軌道線を検出すると共に軌道線からの左右方向への変位量を検出する軌道線検出センサ１６が設けられている。軌道線検出センサ１６は、例えば、軌道線がＮ極の磁力線とした場合、磁力をアナログで検出するセンサである。なお、軌道線検出センサ１６は、これに限定されず、例えば、軌道線を光学的に検出する光学センサなどであってもよい。

ここで、制御部１５は、軌道線検出センサ１６からの左右への変位量に基づいて左右の駆動輪１１へ回転差を生じさせて変位した状態から軌道線上に復帰させるように運転制御している。この運転制御は、無人搬送車１０の速度の大小にかかわらず行われる。なお、運転制御は、変位量が少しでも発生した場合に行ってもよいが、本実施形態では、第１の所定量、すなわち、本実施形態では、変位量が５ｍｍを超えた場合に、運転制御を行うようにしている。

このような無人搬送車１０では、駆動輪１１に発生するモータトルクと車速との関係が図２に示すような関係となる。すなわち、所定の車速、この場合では、４０ｍ／ｍｉｎの車速までモータトルクが最大となり、車速が増加すると、モータトルクが漸次減少し、その後、この場合では、６０ｍ／ｍｉｎを超えると、モータトルクが急激に減少する。よって、このような無人搬送車１０では、モータトルクが最大値から大きく低下しない範囲、すなわち、この場合では、４０ｍ／ｍｉｎ〜６０ｍ／ｍｉｎの範囲、好ましくは、４０ｍ／ｍｉｎを少し超えた範囲で運転制御するのが１番効率的とされている。よって、本実施形態では、高速運転制御時においては、４５ｍ／ｍｉｎを設定速度として４０ｍ／ｍｉｎ〜４５ｍ／ｍｉｎの範囲で高速走行できるようにしている。

このような高速走行運転においては、特に牽引物の重量が大きい場合など、蛇行が大きくなる場合、床面の窪みなどの外乱により軌道線から逸脱してしまう場合がある。このような軌道逸脱が生じて無人搬送車１０が停止してしまうと、搬送効率の低下が生じ、計画的な搬送に支障を来してしまう。

本実施形態では、このような高速運転時においても軌道逸脱を起こさないように、所定の減速制御を行うようにしている。

本実施形態での減速制御は、制御部１５で行われるが、まず、制御部１５は、軌道線検出センサ１６からの左右への変位量を取得し、左右方向への変位量が第１の所定量より大きい第２の所定量を超えて変位した回数をカウントする。本実施形態では、第２の所定量は、１０ｍｍとした。

本実施形態では、左右方向に交互に第２の所定量を超えて変位した場合の回数をカウントするようにし、所定回数は３回としている。すなわち、例えば、軌道線の中央から左に１０ｍｍ以上変位した(外れた）際に、蛇行としてカウント１とし、次に、５ｍｍ以内に復帰した後、軌道線の中央から右に１０ｍｍを以上変位した（外れた）際に蛇行としてカウント２とし、さらに、軌道線の中央から左に１０ｍｍ以上変位した場合にカウント３として所定の減速処理を実行する。

ここで、例えば、軌道線の中央から左に１０ｍｍ以上変位した際にカウント１とした後、５ｍｍ以内に復帰し、また、軌道線の中央から左に１０ｍｍ以上変位して場合には、カウントはリセットする。また、例えば、軌道線の中央から左に１０ｍｍ以上変位した際にカウント１とし、次に、５ｍｍ以内に復帰して軌道線の中央から右に１０ｍｍ以上変位した際にカウント２とした後、次に、５ｍｍ以内に復帰した後にまた右に１０ｍｍ以上変位した場合にもカウントはリセットされるようになっている。

このような減速制御を行うのは、本実施形態の無人搬送車１０では、上述した高速運転を行う場合、蛇行が発生して左右に交互に変位した場合、３回目での補正制御では軌道復帰が可能であるが、４回目で補正制御しても軌道復帰はほぼ不可能で軌道逸脱する可能性が高いことが検証されたからである。よって、減速制御を行うための所定回数は、このような検証に基づいて決定するのが好ましい。

何れにしても、本実施形態では、補正制御により軌道復帰の可能性が著しく小さくなる変位回数の一つ前で減速制御を行い、補正制御により軌道復帰を果たすようにしている。

本実施形態では、左右への所定量以上の変位が所定回数、すなわち、３回に達した場合に減速制御を行うが、減速制御は、最大のモータトルクが得られる最大速度、すなわち、本実施形態では、４５ｍ／ｍｉｎの高速運転制御から、４０ｍ／ｍｉｎまで減速するようにしている。これは、モータトルクを向上させ、補正制御をより有効にするためであり、また、必要以上に減速せずに、搬送効率の必要以上の低下を防止するものである。なお、減速制御の後、軌道線から５ｍｍ以内の変位に復帰した場合には、高速運転制御に復帰させる。

本実施形態では、上述したように、左右交互に所定量以上変位した場合をカウントし、左、左、あるいは右、右と同じ方向への変位が続いた場合にはカウントをリセットすることとしたが、これは、軌道線が曲がっている曲線部を走行している場合を逸脱危機と判断しないようにするためである。

また、このような曲線部の走行では、同じ方向の変位が長期間、例えば、５秒以上続くので、例えば、左方向に１０ｍｍ以上変位して５ｍｍには復帰しないで５秒以上経過した場合にも、カウントをリセットするようにしてもよい。

図３〜図５には、一実施例に係る運転制御及び減速制御のフローチャートを示す。

図３に示すように、４５ｍ／ｍｉｎ以上の高速走行制御が開始されると、ステップＳ１で軌道線検出センサ１６から位置情報を取り込み、ステップＳ２で位置情報取り込み前の位置情報と比較して進行方向を記憶し、ステップＳ３で軌道線中央か否か、すなわち、軌道線中央から１０ｍｍ未満か否かを判断する。

ステップＳ３で１０ｍｍ未満で蛇行補正が必要の場合（ステップＳ３；Ｎｏ）には、ステップＳ４で同じ方向に５秒以上外れているかを判断し、５秒以上外れていない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）の場合には、ステップＳ５で左右どちらに外れているかを判断し、左に外れている場合には、サブルーチンＡに移行し、右に外れている場合には、サブルーチンＢに移行する。

ステップＳ３で１０ｍｍ未満で蛇行補正が不要の場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）には、ステップＳ６で軌道線中央、すなわち、１０ｍｍ未満を３秒以上走行しているかを判断し、３秒以上走行している場合には（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、ステップＳ７で蛇行記憶を全てリセットし、ステップＳ８で軌道補正動作を実施し、ステップＳ９で位置情報を記憶し、終了する。

サブルーチンＡでは、ステップＳ１１で蛇行記憶３、すなわち、軌道線中央から１０ｍｍ以上蛇行した記憶が蛇行記憶３に格納されているかを判断し、蛇行記憶３に蛇行記憶がない場合には、ステップＳ１２で蛇行記憶２に蛇行記憶があるかどうかを判断し、蛇行記憶２に蛇行記憶がない場合は、ステップＳ１３で蛇行記憶１に蛇行記憶があるかどうかを判断し、蛇行記憶１に蛇行記憶がない場合には、ステップＳ１４で蛇行記憶１に左外れ（左に変位）を記憶し、また、外れ量（変位量）を記憶し、その後、ステップＳ１５で軌道補正動作を実施して終了する。

ステップＳ１１で蛇行記憶３に左外れが記憶されている場合、ステップＳ１２で蛇行記憶２に左外れが記憶されている場合、及びステップＳ１３で蛇行記憶１に左外れが記憶されている場合には、左外れが２回続いたことになるので、ステップＳ１５で軌道補正動作を行って終了する。

ステップＳ１１で蛇行記憶３に右外れが記憶されている場合には、ステップＳ１６で、現在の左外れ量が蛇行記憶２の左外れ量より大きいか否かを判断し、大きい場合には（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ステップＳ１７で減速制御を行い、走行速度を４０ｍ／ｍｉｎまで減速し、その後、ステップＳ１５で軌道補正動作を実施して終了する。一方、ステップＳ１６で蛇行記憶３の右外れ量が蛇行記憶２の左外れ量より外れ量が大きくない場合には（ステップＳ１６；Ｎｏ）、ステップＳ１８で蛇行記憶を全てリセットし、ステップＳ１５で軌道補正動作を実施して終了する。

ステップＳ１２で蛇行記憶２に右外れが記憶されている場合には、ステップＳ１９で、現在の左外れ量が蛇行記憶１の左外れ量より大きいか否かを判断し、大きい場合には（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、ステップＳ１７で減速制御を行い、走行速度を４０ｍ／ｍｉｎまで減速し、その後、ステップＳ１５で軌道補正動作を実施して終了する。一方、ステップＳ１９で現在の左外れ量が蛇行記憶１の左外れ量より大きくない場合には（ステップＳ１９；Ｎｏ）、ステップＳ２０で蛇行記憶３に左外れを記憶し、また、左外れ量を記憶し、ステップＳ１５で軌道補正動作を実施して終了する。

ステップＳ１３で蛇行記憶１に右外れが記憶されている場合には、ステップＳ２１で蛇行記憶２に左外れを記憶し、また、左外れ量を記憶し、ステップＳ１５で軌道補正動作を実施して終了する。

サブルーチンＢでは、ステップＳ３１で蛇行記憶３、すなわち、軌道線中央から１０ｍｍ以上蛇行した記憶が蛇行記憶３に格納されているかを判断し、蛇行記憶３に蛇行記憶がない場合には、ステップＳ３２で蛇行記憶２に蛇行記憶があるかどうかを判断し、蛇行記憶２に蛇行記憶がない場合は、ステップＳ３３で蛇行記憶１に蛇行記憶があるかどうかを判断し、蛇行記憶１に蛇行記憶がない場合には、ステップＳ３４で蛇行記憶１に右外れ（右に変位）を記憶し、また、外れ量（変位量）を記憶し、その後、ステップＳ３５で軌道補正動作を実施して終了する。

ステップＳ３１で蛇行記憶３に右外れが記憶されている場合、ステップＳ３２で蛇行記憶２に右外れが記憶されている場合、及びステップＳ３３で蛇行記憶１に右外れが記憶されている場合には、右外れが２回続いたことになるので、ステップＳ３５で軌道補正動作を行って終了する。

ステップＳ３１で蛇行記憶３に左外れが記憶されている場合には、ステップＳ３６で、現在の右外れ量が蛇行記憶２の右外れ量より大きいか否かを判断し、大きい場合には（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）、ステップＳ３７で減速制御を行い、走行速度を４０ｍ／ｍｉｎまで減速し、その後、ステップＳ３５で軌道補正動作を実施して終了する。一方、ステップＳ３６で蛇行記憶３の左外れ量が蛇行記憶２の右外れ量より外れ量が大きくない場合には（ステップＳ３６；Ｎｏ）、ステップＳ３８で蛇行記憶を全てリセットし、ステップＳ３５で軌道補正動作を実施して終了する。

ステップＳ３２で蛇行記憶２に左外れが記憶されている場合には、ステップＳ３９で、現在の右外れ量が蛇行記憶１の右外れ量より大きいか否かを判断し、大きい場合には（ステップＳ３９；Ｙｅｓ）、ステップＳ３７で減速制御を行い、走行速度を４０ｍ／ｍｉｎまで減速し、その後、ステップＳ３５で軌道補正動作を実施して終了する。一方、ステップＳ３９で現在の右外れ量が蛇行記憶１の右外れ量より大きくない場合には（ステップＳ３９；Ｎｏ）、ステップＳ４０で蛇行記憶３に右外れを記憶し、また、右外れ量を記憶し、ステップＳ３５で軌道補正動作を実施して終了する。

ステップＳ３３で蛇行記憶１に左外れが記憶されている場合には、ステップＳ４１で蛇行記憶２に右外れを記憶し、また、右外れ量を記憶し、ステップＳ３５で軌道補正動作を実施して終了する。

以上説明した実施形態によれば、搬送効率をできるだけ低下させずに、軌道逸脱を防止して高速走行を行うことができる無人搬送車を提供することができる。

本発明は、無人搬送車の他、各種自動走行車に適用可能である。

１０無人搬送車
１１駆動輪
１２従動輪
１５制御部
１６軌道線検出センサ

Claims

所定の軌道線に沿って自動走行する無人搬送車において、前記軌道線を検出する軌道線検出センサと、前記軌道線検出センサの検出結果に基づいて前記軌道線からの左右方向への変位量が第１の所定量より大きくなった場合に前記軌道線上に復帰させるように制御することにより、前記軌道線に沿って走行するように走行制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記軌道線から左右方向に前記第１の所定量より大きい第２の所定量を超えて変位した場合をカウントし、連続して前記第２の所定量を超えた変位の回数が所定回数となった場合に所定速度まで減速する減速制御を行うことを特徴とする無人搬送車。
請求項１に記載の無人搬送車において、
前記連続して前記第２の所定量を超えた変位回数は、左右方向に交互に前記第２の所定量を超えて変位した場合とすることを特徴とする無人搬送車。
請求項１又は２に記載の無人搬送車において、
前記減速制御は、モータトルクの最大値が出せる範囲の最高速度以上での自動走行において行われることを特徴とする無人搬送車。
請求項３に記載の無人搬送車において、
前記減速制御による所定速度までの減速は、前記最高速度への減速であることを特徴とする無人搬送車。
請求項１〜４の何れか一項に記載の無人搬送車において、
左右方向に前記第２の所定量を超えて変位した場合に変位量を記憶し、左右方向に前記第２の所定量を超えた変位をカウントする際に、当該変位量が、同じ方向の前回の変位量より小さい場合には、カウントをリセットすることを特徴とする無人搬送車。