JP7141548B1 - 異物検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無人搬送車の車輪への異物の付着の有無を安価に且つ精度良く検知可能な異物検知方法を提供する。【解決手段】異物検知方法は、無人搬送車の複数の車輪のうち一の車輪に異物が付着した場合に生じる当該一の車輪の負荷トルクと他の車輪の負荷トルクとの大小関係の変化を反映する所定差分トルクを検出する差分トルク検出工程（ステップＳＡ３）と、差分トルク検出工程にて検出された前記所定差分トルクを基に、前記一の車輪に対する異物の付着の有無を検知する異物検知工程（ステップＳＡ４～ＳＡ６）とを含む。【選択図】図５

Description

本発明は、無人搬送車の車輪への異物の付着の有無を検知する異物検知方法に関する。

従来より、無人搬送車の車輪への異物の付着の有無を検知するための異物検知方法の一例として、特開２００７－３０１６６０号公報（下記特許文献１）に開示された方法が知られている。

この異物検知方法では、先ず、無人搬送車の筐体を固定機構により床面に固定した状態で車輪をモータにより回転させて、当該モータが発生するトルクとモータの回転角速度とを検出し、検出したトルクと回転角速度とを基にモータの軸回りの慣性モーメントを算出する。そして、算出した慣性モーメントと、予め記憶しておいた車輪に異物が付着していない場合のモータの軸回りの慣性モーメントとを比較して、該慣性モーメントの算出値が記憶値よりも大きい場合には車輪に異物が付着していると判断するようにしている（特許文献１の段落［００６２］及び［０１３０］参照）。

特開２００７－３０１６６０号公報

しかしながら、特許文献１に示す異物検知方法では、慣性モーメントを求めるために、無人搬送車の筐体を床面に固定する必要があり、そのための固定機構（引用文献１では伸縮自在な脚）を筐体に別途設ける必要がある。このため、無人搬送車の構成が複雑化してコスト増加を招くという問題がある。

そこで、上述の固定機構を設けずに異物を検知する方法として、例えば、走行中の各車輪の車軸回りの負荷トルクをトルクセンサ等により検出し、検出した負荷トルクと、予め記憶しておいた車輪に異物が付着していない場合の負荷トルクとの大小関係を比較することで異物の付着の有無を判断することが考えられる。

しかし、走行中の各車輪の負荷トルクは、無人搬送車の積載物の重量や、路面の状態（材質、面粗さ、湿度などの状態）、及び、車輪表面の摩耗状態など、様々な要因により変化するため、単に、走行中の負荷トルクと予め記憶しておいた異物の付着がない場合の負荷トルクとの比較を行うだけでは、車輪への異物の付着の有無を精度良く検知することができないという問題がある。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであって、無人搬送車の車輪への異物の付着の有無を安価に且つ精度良く検知可能な異物検知方法を提供することを、その目的とする。

前記課題を解決するための本発明の一局面は、
無人搬送車の車輪への異物の付着の有無を検知する異物検知方法であって、
前記無人搬送車は前記車輪を複数有しており、
前記複数の車輪のうち一の車輪に異物が付着した場合に生じる当該一の車輪の負荷トルクと、少なくとも１つの他の車輪の負荷トルクとの大小関係の変化を反映する所定差分トルクを検出する差分トルク検出工程と、
前記差分トルク検出工程にて検出された前記所定差分トルクを基に、前記一の車輪に対する異物の付着の有無を検知する異物検知工程とを含む異物検知方法に係る。

この異物検知方法によれば、異物検知対象である一の車輪の負荷トルクと少なくとも１つの他の車輪の負荷トルクとの大小関係の変化を反映する所定差分トルクが差分トルク検出工程にて検出され、差分トルク検出工程にて検出された差分トルクに基づいて前記一の車輪への異物の付着の有無が異物検知工程にて検知される。前記所定差分トルクは、車輪への異物の付着に起因する負荷トルクの大小関係を反映する差分トルクであって、異物検知用のパラメータとして機能する。所定差分トルクの具体例として、後述するように、一の車輪の負荷トルクと他の車輪の負荷トルクとの差分値や、一の車輪の負荷トルクと車輪１個当たりの平均負荷トルクとの差分値が挙げられる。

ここで、異物検知用のパラメータとして差分トルクを採用せずに、検知対象である一の車輪に作用する負荷トルクの変化に基づいて当該車輪への異物の付着の有無を検知することが考えられる。しかし、車輪の負荷トルクは、無人搬送車の積載重量、路面の状態、及び車輪表面の摩耗度など、様々な不定要因の影響を受けて変化する。このため、単に一の車輪に作用する負荷トルクの変化に着目した場合、当該変化が車輪への異物の付着に起因するものであるか、又は、前記不定要因に起因するものであるかを区別することができず、車輪への異物の付着の有無を精度良く検知することができないという問題がある。これに対して発明者等は、（ｉ）前記不定要因による車輪の負荷トルクの変化は、一の車輪と他の車輪との間で略同じになること、及び（ｉｉ）一の車輪と他の車輪とに同時に異物が付着するケースは極めて希であることに着目して、一の車輪の負荷トルクと、少なくとも１つの他の車輪の負荷トルクの大小関係を反映する所定差分トルクを異物検知用のパラメータとして採用するようにした。これによれば、一の車輪と少なくとも１つの他の車輪との間で前記不定要因に起因する負荷トルクの変化量は同じになるため、所定差分トルクには、結局、前記不定要因による負荷トルクの変化は反映されず一の車輪への異物の付着による負荷トルクの変化のみが反映されることとなる。したがって、本発明によれば、前記不定要因に左右されることなく一の車輪への異物の付着の有無を精度良く検知することができる。また、各車輪の負荷トルクは、例えばトルクセンサや各車輪を駆動する駆動モータの駆動電流を基に検出することができるので無人搬送車の構成が複雑化することもない。よって、車輪への異物付着の有無を簡単な構成で安価に検出することができる。

前記所定差分トルクは、前記一の車輪に作用する負荷トルクと、前記少なくとも１つの他の車輪に作用する負荷トルクとの差分値である差分負荷トルクであり、前記異物検知工程では、前記所定差分トルクの絶対値が予め設定した閾値以上であり且つ前記一の車輪に作用する負荷トルクが当該少なくとも１つの他の車輪に作用する負荷トルクよりも大きい異常トルク状態にあるか否かを判定し、該異常トルク状態にあると判定した場合に、前記一の車輪に対する異物の付着が有ると検知することが好ましい。

この方法によれば、一の車輪に異物が付着して当該一の車輪に作用する負荷トルクが少なくとも１つの他の車輪に作用する負荷トルクよりも大きくなった場合において、一の車輪に作用する負荷トルクと少なくとも１つの他の車輪に作用する負荷トルクとの差分値である差分負荷トルク（所定差分トルク）の絶対値が閾値以上であるときには、異物検知工程において一の車輪が異常トルク状態にあると判定され、そのことをもって当該一の車輪への異物の付着が有ると検知される。このように、差分負荷トルク（所定差分トルク）の絶対値が閾以上である場合のみ異物の付着有りと検知するようにしたことで、一の車輪の負荷トルクが増加した場合であってもその増加量が小さい場合には、前記差分トルクの絶対値が閾値未満になるので、異物検知工程にて異物の付着有りとの検知がなされることはない。したがって、軽微な回転不良に起因する車輪の負荷トルクの微少な増加が生じたことをもって車輪への異物の付着が有ると誤検知されるのを防止することができる。

前記所定差分トルクは、前記一の車輪に作用する負荷トルクと、前記複数の車輪における車輪１個当たりの平均負荷トルクとの差分値である差分負荷トルクであり、前記異物検知工程では、前記所定差分トルクの絶対値が予め設定した閾値以上であり且つ前記一の車輪に作用する負荷トルクが前記平均負荷トルクよりも大きい異常トルク状態にあるか否かを判定し、該異常トルク状態にあると判定した場合に、前記一の車輪に対する前記異物の付着が有ると検知することが好ましい。

この方法によれば、一の車輪に異物が付着して当該一の車輪に作用する負荷トルクが車輪１個当たりの平均負荷トルクよりも大きくなった場合において、一の車輪に作用する負荷トルクと、複数の車輪における車輪１個当たりの平均負荷トルクとの差分値である差分負荷トルク（所定差分トルク）の絶対値が閾値以上であるときには、異物検知工程において、一の車輪が異常トルク状態にあると判定され、そのことをもって一の車輪への異物の付着が有ると検知される。このように、異物検知用のパラメータである所定差分トルクとして、一の車輪の負荷トルクと車輪１個当たりの平均負荷トルクとの差分値である差分負荷トルクを採用し、且つその絶対値が閾値以上であるか否かを基に異物の付着の有無を判定するようにしたことで、特定の車輪の負荷トルクが何らかの理由により異常に高い値又は低い値になった場合でもその影響を極力排除して、車輪への異物付着の有無を精度良く検知することができる。

前記異物検知工程では、前記異常トルク状態が一定の周期で発生するか否かを判定し、該異常トルク状態が一定の周期で発生すると判定した場合に、前記一の車輪に対する異物の付着が有ると検知することが好ましい。

この方法によれば、異物検知工程において一の車輪の異常トルク状態が一定の周期で発生しているか否かが判定され、一定の周期で発生していると判定された場合には、そのことをもって当該一の車輪への異物の付着が有ると検知される。したがって、一の車輪に異物が付着した場合に生じる当該車輪の負荷トルクの周期的な変化を捕えて異物の付着の有無を精度良く検知することができる。

無人搬送車が直進走行中であるか否かを判定する直進判定工程をさらに備え、前記差分トルク検出工程及び前記異物検知工程は、前記直進判定工程にて前記無人搬送車が直進走行中であると判定された場合に実行されることが好ましい。

この方法によれば、直進判定工程にて無人搬送車が直進走行中であるか否かが判定され、無人搬送車が直進走行中であると判定された場合には、前記差分トルク検出工程及び前記異物検知工程が実行される。換言すると、前記差分トルク検出工程及び前記異物検知工程は無人搬送車が直進走行している最中にのみ実行される。したがって、無人搬送車の旋回走行時に生じる左右の車輪の負荷トルクの差が、異物検知用のパラメータである前記所定差分トルクの検出値に影響を及ぼすのを防止することができる。延いては、異物検知工程における異物の付着の有無の検知精度を向上させることができる。

前記無人搬送車は、直進走行及び旋回走行可能に構成され、前記複数の車輪は、左側車輪群と右側車輪群とで構成され、前記差分トルク検出工程では、前記無人搬送車の直進走行中においては、前記左側車輪群及び前記右側車輪群とからなる全ての車輪を対象として前記所定差分トルクの検出処理を実行する一方、前記無人搬送車の旋回走行中においては、各車輪群ごとに前記所定差分トルクの検出処理を実行することが好ましい。

この方法によれば、無人搬送車の直進走行中においては、差分トルク検出工程にて、前記左側車輪群及び前記右側車輪群とからなる全ての車輪を対象として前記所定差分トルクの検出処理が実行される一方、無人搬送車の旋回走行中においては、左側車輪群及び右側車輪群ごとに前記所定差分トルクの検出処理が実行される。したがって、無人搬送車の旋回走行中においては、左右方向の同じ側に位置する車輪群を対象として所定差分トルクが検出されるので、旋回走行時に左右の車輪の駆動トルクの差が、異物検知用のパラメータである前記所定差分トルクの検出値に影響を及ぼすのを防止することができる。延いては、異物検知工程における異物の付着の有無の検知精度を向上させることができる。

前記一の車輪及び前記少なくとも１つの他の車輪は、それぞれ、駆動モータにより回転駆動される駆動車輪であり、前記差分トルク検出工程は、前記一の車輪を駆動する駆動モータの駆動トルクと、前記少なくとも１つの他の車輪の駆動モータの駆動トルクとを検出し、検出した前記一の車輪の駆動モータの駆動トルクと、前記少なくとも１つの他の車輪の駆動モータの駆動トルクとの差分値が前記差分負荷トルクに等しいものとして、当該差分値を前記所定差分トルクとして検出するものであり、前記異物検知工程では、前記異常トルク状態にあるか否かの判定に際して、前記一の車輪の駆動モータの駆動トルクが、少なくとも１つの他の車輪の駆動モータの駆動トルクよりも大きい場合に、当該一の車輪の負荷トルクが、少なくとも１つの他の車輪の負荷トルクよりも大きいと判断することが好ましい。

前記一の車輪及び前記少なくとも１つの他の車輪は、それぞれ、駆動モータにより回転駆動される駆動車輪であり、前記差分トルク検出工程は、前記一の車輪を駆動する駆動モータの駆動トルクと、前記少なくとも１つの他の車輪の駆動モータの駆動トルクとを検出し、検出した前記一の車輪の駆動モータの駆動トルクと、前記駆動モータ１個当たりの平均駆動トルクとの差分値が前記差分負荷トルクに等しいものとして、当該差分値を前記所定差分トルクとして検出するものであり、前記異物検知工程では、前記異常トルク状態にあるか否かの判定に際して、前記一の車輪の駆動モータの駆動トルクが、前記駆動モータ１個当たりの平均駆動トルクよりも大きい場合に、当該一の車輪の負荷トルクが前記車輪１個当たりの平均負荷トルクよりも大きいと判断するようにしてもよい。

これらの方法によれば、各車輪を駆動する駆動モータの駆動トルクを基に、差分トルク検出工程における所定差分トルク（差分負荷トルク）の検出処理を実行することができるので、各車輪の負荷トルクを検出するための専用のセンサを設ける必要がない。よって、車輪への異物付着の有無を安価に検知することができる。

本発明の異物検知方法によれば、一の車輪に異物が付着した場合に生じる当該一の車輪の負荷トルクと少なくとも１つの他の車輪の負荷トルクとの大小関係の変化を反映する所定差分トルクを検出し、検出した差分トルクを基に前記一の車輪への異物の付着の有無を検知するようにしたことで、当該車輪への異物の付着の有無を安価に且つ精度良く検出することができる。

実施形態１に係る異物検知方法により車輪への異物の付着の有無が検知される無人搬送車を示す車幅方向の左側から見た概略側面図である。 無人搬送車を示す概略平面図である。 無人搬送車の制御システムの構成を示すブロック図である。 車輪への異物付着の有無を検知する際に使用する所定差分トルクを示す表である。 実施形態１に係る異物検知方法を実現するための制御処理の一例を示すフローチャートである。 実施形態２を示す図５相当図である。 実施形態２を示す図４相当図である。 他の実施形態に係る異物検知方法が適用される無人搬送車の旋回走行中の状態を示す平面図である。 他の実施形態に係る無人搬送車の旋回走行中における所定差分トルクの一例を示す表である。 他の実施形態に係る無人搬送車の旋回走行中における所定差分トルクの他の例を示す表である。 別の他の実施形態を示す図２相当図である。

《実施形態１》
図１及び図２は、本発明の実施形態に係る異物検知方法によって車輪への異物の付着の有無が検知される無人搬送車１０を示している。

この無人搬送車１０は、例えばＳＬＡＭ(Simultaneous Localization and Mapping)技術に基づいて移動経路の決定と周辺環境地図の生成とを同時に行いながら無軌道で走行する。尚、無人搬送車１０は、無軌道走行する車両に限ったものではなく、例えば床面に設置された反射板やマグネットをセンサにより検出しながら有軌道で走行する車両であってもよい。

無人搬送車１０は、車両前後方向に長い直方体状の搬送車本体１１を有している。搬送車本体１１の前側面には距離センサ１５及び警報装置１６が取付けられている。距離センサ１５は、他の障害物との距離を測定するためのセンサであって、例えばLIDAR(Light Detection and Ranging)装置により構成される。警報装置１６は、後述するように、車輪１２に異物が付着したことを周囲に報知するための装置であって本例では音声スピーカにより構成されている。搬送車本体１１の下端部の四隅にはそれぞれ車輪１２が取付けられている。各車輪１２は、それぞれの車軸回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように形成されている。そして、各車輪１２は、それぞれの車軸に連結された駆動モータ１３によって独立に回転駆動される。また、各車輪１２は、鉛直に延びる操舵軸（図示省略）を有していて、該操舵軸に連結された操舵モータ１４によって鉛直軸回りに操舵可能に構成されている。無人搬送車１０は、後述する車載制御装置２０による制御の下、操舵モータ１４により各車輪１２の操舵角を変更することで直進及び旋回が可能になっている。

ここで、４つの車輪１２は、左前車輪１２ａ、右前車輪１２ｂ、左後車輪１２ｃ及び右後車輪１２ｄからなり、４つの駆動モータ１３は、左前駆動モータ１３ａ、右前駆動モータ１３ｂ、左後駆動モータ１３ｃ及び右後駆動モータ１３ｄからなるが、以下の説明においてこれらを特に区別する必要がない場合には、添字ａ～ｄを適宜省略して単に車輪１２、駆動モータ１３と称するものとする。

図３は、無人搬送車１０を制御する制御システム１００の概略構成図である。この制御システム１００は、前記車載制御装置２０と、工場内に設置されて該車載制御装置２０との間で無線通信可能な上位制御装置３０とを含んでいる。車載制御装置２０及び上位制御装置３０はそれぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータにより構成されている。

上位制御装置３０は、無人搬送車１０の距離センサ１５により検出された周辺障害物までの距離データを車載制御装置２０を介して無線通信により受信する。そして、上位制御装置３０は、受信した距離データを基に、周辺環境地図を生成するとともに、無人搬送車１０を目的地まで走行させるための目標移動経路を算出して、算出した目標移動経路の情報を車載制御装置２０に送信する。

車載制御装置２０は、上位制御装置３０より受信した移動経路情報を基に無人搬送車１０を目的地点まで走行させる。また、車載制御装置２０は、この無人搬送車１０の走行制御に際して、各車輪１２への異物の付着の有無を検知する異物検知制御を実行する。この異物検知制御では、後述するように、各車輪１２の車軸回りの負荷トルクに関連する所定差分トルクを基に異物の付着の有無を検知する。ここで、異物の付着が有る状態とは、各車輪１２の表面に異物が付着する状態のみでなく、各車輪１２の回転部分に異物が噛み込んでいる状態等も含む。

図３に示すように、車載制御装置２０は、機能部として、走行制御部２１と直進判定部２２と差分トルク検出部２３と異物検知部２４とを有している。これら各機能部は、コンピュータプログラムによって実現される。

走行制御部２１は、上位制御装置３０にて算出された目標移動経路に沿って無人搬送車１０が走行するように各操舵モータ１４及び各駆動モータ１３を制御する。

直進判定部２２は、上位制御装置３０より受信した目標移動経路の情報と、現時点における各操舵モータ１４の操舵角とを基に、無人搬送車１０が直進走行中（本例では前側又は後側への直進走行中）の状態にあるか否かを判定する。

差分トルク検出部２３は、直進判定部２２にて無人搬送車１０が直進走行中であると判定された場合に、車輪１２への異物の付着の有無を反映する所定差分トルクを検出する。本例では、前記所定差分トルクは、異物検知対象となる一の車輪１２の車軸回りの負荷トルクと他の３つの車輪１２の車軸回りの負荷トルクとの差分値である差分負荷トルクであって異物検知用パラメータとして機能する。

本例では、差分トルク検出部２３は、所定差分トルクとしての差分負荷トルクを算出する際に、各駆動モータ１３の駆動トルクを利用する。具体的には、差分トルク検出部２３は、直進判定部２２にて無人搬送車１０が直進走行中であると判定された場合には、先ず、各車輪１２の駆動モータ１３の駆動電流を取得し、取得した駆動電流を基に各駆動モータ１３の駆動トルクを算出する。そして、差分トルク検出部２３は、一の車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクと、他の３つの車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクとの差分値を前記差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３として算出し、算出した差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３を前記所定差分トルクとして検出する。

図４は、異物検知対象である各車輪１２ａ～１２ｄごとに差分トルク検出部２３により検出される所定差分トルク（つまり差分負荷トルクＤＴ１～Ｄ３）を示す図である。表中の符号Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，及びＴｄは、それぞれ、左前駆動モータ１３ａの駆動トルク、右前駆動モータ１３ｂの駆動トルク、左後駆動モータ１３ｃの駆動トルク、及び右後駆動モータ１３ｄの駆動トルクを示している。

この表に示すように、例えば異物検知対象が左前車輪１２ａである場合には、差分トルク検出部２３は、当該車輪１２ａを駆動する左前駆動モータ１３ａの駆動トルクＴａと、他の３つの車輪１２ｂ～１２ｄを駆動する右前駆動モータ１３ｂ、左後駆動モータ１３ｃ及び右後駆動モータ１３ｄの駆動トルクＴｂ，Ｔｃ，Ｔｄとの差分負荷トルクＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３（ＤＴ１＝Ｔａ－Ｔｂ、ＤＴ２＝Ｔａ－Ｔｃ、及びＤＴ３＝Ｔａ－Ｔｄ）を所定差分トルクとして検出する。尚、異物検知対象が右前車輪１２ｂ、左後車輪１２ｃ、又は右後車輪１２ｄである場合の所定差分トルクについては、図４の表に示す通りであるため詳細な説明を省略する。

異物検知部２４は、異物検知対象である各車輪１２ａ～１２ｄのそれぞれについて、差分トルク検出部２３により検出した差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３（所定差分トルク）を基に異物検知処理（後述する図５のステップＳＡ４及びＳＡ５の処理）を実行する。そして、異物検知部２４は、車輪１２ａ～１２ｄに異物の付着が有ると検知した場合には、その旨を示す検知信号を警報装置１６に出力する。

警報装置１６は、本例では音声スピーカにより構成されていて、４つの車輪１２ａ～１２ｄのうちいずれの車輪に異物が付着しているかを音声出力によって周囲に報知する。尚、異物が付着している車輪１２ａ～１２ｄを特定せずに単に異物の付着が有る旨を報知するようにしてもよい。また、警報装置１６は、音声スピーカに限ったものではなく、例えば、警報音のみを発生するスピーカや、異物が付着している旨を視覚的に周囲に報知する警報ランプ、又は、文字表示によって周囲に報知するディスプレイ装置であってもよい。

次に、図５のフローチャートを参照して、無人搬送車１０の走行中に車載制御装置２０により実行される異物検知制御の具体例を説明する。

この異物検知制御の最初の処理では、先ず、直進判定部２２にて無人搬送車１０が直進走行中であるか否かを判定し（ステップＳＡ１）、直進走行中でないと判定した場合にはリターンする一方、直進走行中であると判定した場合には（ステップＳＡ１でＹＥＳ）、差分トルク検出部２３にて各車輪１２の駆動モータ１３の駆動電流をそれぞれのモータドライバより取得し、取得した駆動電流を基に各駆動モータ１３の駆動トルクを算出する（ステップＳＡ２）。そして、差分トルク検出部２３では、一の車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクと、他の３つの車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクとの差分値を、該一の車輪１２と他の３つの車輪１２との差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３として算出し、算出した差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３を所定差分トルクとして検出する（ステップＳＡ３）。

差分トルク検出部２３による差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の算出後は、異物検知部２４において、先ず、異物検知対象である一の車輪１２の負荷トルクが他の３つの車輪１２の負荷トルクよりも大きいか否かを判定する（ステップＳＡ４）。この判定は、ステップＳＡ２で取得した各駆動モータ１３の駆動トルクを基に行う。具体的には、前記一の車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクが、他の３つの車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクよりも大きい場合には、当該一の車輪１２の負荷トルクが他の３つの車輪１２の負荷トルクよりも大きいと判定する一方、一の車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクが、他の３つの車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルク以下である場合には、当該一の車輪１２の負荷トルクが他の３つの車輪１２の負荷トルク以下であると判定する。

そして、異物検知部２４において、前記一の車輪１２負荷トルクが、他の３つの車輪１２の負荷トルクよりも大きいと判定された場合には（ステップＳＡ４でＹＥＳ）、ステップＳＡ３にて算出された差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の絶対値が全て、予め設定した閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＡ５）。そして、異物検知部２４では、各差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の絶対値が全て前記閾値以上であると判定した場合には（ステップＳＡ５でＹＥＳ）、前記一の車輪１２への異物の付着が有る旨の検知信号を警報装置１６に出力し（ステップＳＡ６）、警報装置１６では、当該検知信号を基に該一の車輪１２に異物が付着している旨及びその車輪１２の位置を周囲に報知する（ステップＳＡ７）。

一方、異物検知部２４において、３つの差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３のうち少なくとも１つが閾値未満であると判定された場合には（ステップＳＡ５でＮＯ）、一の車輪１２への異物の付着が無いものとしてステップＳＡ１に戻る。そうして前記ステップＳＡ１～ＳＡ７の処理が、異物検知対象である４つの車輪１２ａ～１２ｄのそれぞれに対して繰り返し実行される。

以上のように構成された無人搬送車１０において、例えば左前車輪１２ａに異物が付着した場合には、当該左前車輪１２ａの車軸回りの負荷トルクが増加して他の３つの車輪１２ｂ～１２ｃの車軸回りの負荷トルクよりも大きくなり、且つ、その差分値である差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の絶対値は予め設定した閾値以上となる。この結果、ステップＳＡ４及びＳ５の処理でＹＥＳと判定され、これにより、異物検知部２４より警報装置１６に向けて、左前車輪１２ａに異物が付着している旨の検知信号が出力され（ステップＳＡ６）、警報装置１６ではこの検知信号を受けて、左前車輪１２ａに異物が付着している旨の音声出力を実行する（ステップＳＡ７）。これにより、周囲の作業者は、左前車輪１２ａに異物が付着していることを認識して当該異物を除去するなどの対策を講じることができる。よって、左前車輪１２ａに付着した異物が床面に擦り付けられて異音が発生したり床面に傷が生じたりするのを防止することができる。

一方、左前車輪１２ａに異物が付着していない場合には、当該左前車輪１２ａの車軸回りの負荷トルクは増加しないので、ステップＳＡ４の処理でＮＯと判定され、この結果、警報装置１６が作動することなく異物検知制御の最初の処理であるステップＳＡ１に戻る。また、左前車輪１２ａへの異物の付着が無い状態で軽微な回転不良によって負荷トルクが僅かに増加した場合には、ステップＳＡ４の処理でＹＥＳと判定されるものの、左前車輪１２ａと他の３つの車輪１２ｂ～１２ｄとの差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の絶対値は前記閾値未満となるので、ステップＳＡ５の処理でＮＯと判定され（つまり異物の付着無しと判定され）、この結果、警報装置１６が作動することなく異物検知制御の最初の処理であるステップＳＡ１に戻る。尚、ここでは、左前車輪１２ａに異物が付着した場合の動作を説明したが、他の車輪１２ｂ～１２ｄに異物が付着した場合にも同様の処理が実行されて警報装置１６による警報動作が行われる。

以上説明したように、本実施形態の車載制御装置２０により実行される異物検知方法は、前記４つの車輪１２のうち一の車輪１２に異物が付着した場合に生じる当該一の車輪１２の負荷トルクと、他の３つの車輪１２の負荷トルクとの大小関係の変化を反映する差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３（所定差分トルクに相当）を検出するステップＳＡ３（差分トルク検出工程に相当）と、ステップＳＡ３にて検出された差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３を基に、前記一の車輪１２に対する異物の付着の有無を検知するステップＳＡ４～ステップＳＡ６（異物検知工程に相当）とを備えている。

これによれば、異物検知対象である一の車輪１２に異物が付着した場合には当該一の車輪１２の負荷トルクと他の３つの車輪１２の負荷トルクとの大小関係が変化することを利用して、当該大小関係の変化を反映する差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３を基に、各車輪１２への異物の付着の有無を精度良く検出することができる。また、異物検知用のパラメータとして差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３を採用するようにしたことで、単に異物検知対象である一の車輪１２の負荷トルクの変化に基づいて異物検知を行う場合に比べて、無人搬送車１０の積載重量、路面状態、及び車輪表面の摩耗度などの様々な不定要因の影響を極力受けずに各車輪１２への異物付着の有無を高精度で検知することができる。

また、本実施形態の異物検知方法では、異物検知対象である一の車輪１２について、他の３つの車輪１２との間で生じる差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の絶対値が閾値以上であり、且つ、一の車輪１２の負荷トルクが、他の３つの車輪１２の負荷トルクよりも大きい状態（以下、異常トルク状態という）にあるか否かを判定し（ステップＳＡ４及びステップＳＡ５）、当該異常トルク状態にあると判定した場合に(ステップＳＡ５でＹＥＳ)、一の車輪１２への異物の付着が有ると検知するようにしている（ステップＳＡ６）。

これによれば、一の車輪１２の負荷トルクが増加した場合であってもその増加量が小さい場合には、前記各差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の絶対値が閾値未満となり、ステップＳＡ５の処理でＮＯと判定される（つまり異物の付着無しと判断される）。したがって、軽微な回転不良に起因する車輪１２の負荷トルクの微少な増加が生じたことをもって当該車輪１２への異物の付着が有ると誤検知されるのを防止することができる。

また、本実施形態の異物検知方法は、無人搬送車１０が直進走行中であるか否かを判定するステップＳＡ１（直進判定工程に相当）をさらに備え、当該ステップＳＡ１にて無人搬送車１０が直進走行中であると判定された場合のみ、上述した各差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の検出処理（ステップＳＡ２及びＳ３）及び各差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３に基づく異物検知処理（ステップＳＡ４～ＳＡ６）を実行するようにしている。

これによれば、無人搬送車１０の旋回走行時に生じる左右の車輪１２の負荷トルクの差が、異物検知用のパラメータである差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３の値に影響を及ぼすのを防止することができる。延いては、差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３に基づく各車輪１２への異物付着の有無の検知精度を向上させることができる。

《実施形態２》
図６は実施形態２を示している。この実施形態では、車載制御装置２０により実行される異物検知制御の内容が前記実施形態１とは異なっている。尚、以下の実施形態において、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

具体的には、ステップＳＢ１～ＳＢ７のうち、ステップＳＢ３及びＳＢ４の処理が実施形態１とは異なっており、以下では主にこの２つのステップにおける処理内容を説明し、他のステップＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ５～ＳＢ７については、実施形態１のステップＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ５～ＳＡ７と同様であるため詳細な説明を省略する。

すなわち、本実施形態のステップＳＢ３では、差分トルク検出部２３は、差分異物検知対象となる一の車輪１２の負荷トルクと、全車輪１２における車輪１個当たりの平均負荷トルクとの差分値である差分負荷トルクＤＴ０を所定差分トルクとして検出する。本例では、この差分負荷トルクＤＴ０を算出する際に、ステップＳＢ２で取得した各駆動モータ１３の駆動トルクを利用する。具体的には、差分トルク検出部２３は、各駆動モータ１３の駆動トルクＴａ～Ｔｄと、全駆動モータ１３におけるモータ１個当たりの平均駆動トルク(４つの駆動モータ１３の駆動トルクの合計値を４で割った値）との差分値を算出し、算出した該差分値を前記差分負荷トルクＤＴ０として算出する。

図７は、異物検知対象である各車輪１２ａ～１２ｄごとに差分トルク検出部２３により検出される所定差分トルクを示す表である。表中の符号Ｔaveは、４つの駆動モータ１３のモータ１個当たりの平均駆動トルクであり、符号Ｔａ～Ｔｄは、上述したように各駆動モータ１３ａ～１３ｄの駆動トルクである。この表に示すように、例えば異物検知対象が左前車輪１２ａである場合には、差分トルク検出部２３は、当該車輪１２ａを駆動する左前駆動モータ１３ａの駆動トルクＴａと、平均駆動トルクＴaveとの差分負荷トルクＤＴ０（＝Ｔａ－Ｔave）を所定差分トルクとして検出する。尚、異物検知対象が右前車輪１２ｂ、左後車輪１２ｃ、又は右後車輪１２ｄである場合の所定差分トルクについては、図７の表に示す通りであるための詳細な説明を省略する。

ステップＳＢ４では、異物検知部２４において、一の車輪１２の負荷トルクが、全車輪１２における車輪１個当たりの平均負荷トルクよりも大きいか否かを判定する。この判定はステップＳＢ２で取得した各駆動モータ１３の駆動トルクを基に行う。具体的には、異物検知部２４は、前記一の車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクが、全駆動モータ１３におけるモータ１個当たりの平均駆動トルクＴaveよりも大きい場合には、当該一の車輪１２の負荷トルクが前記車輪１個当たりの平均負荷トルクよりも大きいと判定する一方、前記一の車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクが、モータ１個当たりの平均駆動トルクＴave以下である場合には、当該一の車輪１２の負荷トルクが前記車輪１個当たりの平均負荷トルク以下であると判定する。

このように本実施形態によれば、異物検知用のパラメータである所定差分トルクは、一の車輪１２の負荷トルクと、全車輪１２における車輪１個当たりの平均負荷トルクとの差分負荷トルクＤＴ０とされている。したがって、特定の車輪１２の負荷トルクが何らかの理由により異常に高い値又は低い値になった場合でもその影響を極力受けることなく一の車輪１２への異物の付着の有無を検知することができる。

《他の実施形態》
前記各実施形態では、無人搬送車１０の直進走行中においてのみ差分トルク検出処理及び所定差分トルクに基づく異物検知処理を実行するようにしているが、これに限ったものではなく、無人搬送車１０の旋回走行中においてもこれらの処理を実行するようにしてもよい。この場合、図８に示すように、無人搬送車１０の４つの車輪１２ａ～１２ｄを、左前車輪１２ａ及び左後車輪１２ｃからなる左側車輪群ＷＬと、右前車輪１２ｂ及び右後車輪１２ｄからなる右側車輪群ＷＲとに分けて、無人搬送車１０の旋回走行中は、各車輪群ＷＬ，ＷＲごとに差分トルク検出部２３による所定差分トルクの検出処理を実行することが好ましい。図９は、実施形態１の差分トルク検出処理を左側車輪群ＷＬ及び右側車輪群ＷＲごとに実行した例を示し、図１０は、実施形態２の差分トルク検出処理を左側車輪群ＷＬ及び右側車輪群ＷＲごとに実行した例を示している。このように、無人搬送車１０の旋回走行中においては、左右方向（車幅方向）の同じ側に位置する各車輪群ＷＬ，ＷＲごとに、差分トルク検出部２３により所定差分トルクの検出処理を実行することで、旋回走行時の左右の車輪１２の駆動トルクの差が、異物検知用のパラメータである所定差分トルクの検出値に影響を及ぼすのを防止し、延いては、各車輪１２の異物検知精度を向上させることができる。尚、無人搬送車１０の直進走行中においては、前記各実施形態と同様に左側車輪群ＷＬ及び右側車輪群ＷＲとからなる全ての車輪１２を対象として前記所定差分トルクの検出処理を実行すればよい。

また、前記各実施形態では、一の車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクが、他の３の車輪１２の駆動トルクよりも大きく、且つ、所定差分トルクの絶対値が予め設定した閾値以上となる異常トルク状態が発生すると（ステップＳＡ５でＹＥＳと判定されると）、そのことをもって一の車輪１２への異物付着が有ると検知するようにしているが、これに限ったものではなく、異物検知部２４において、当該異常トルク状態が一定の周期で発生しているか否かを判定して、該異常トルク状態が一定の周期で発生していると判定した場合に、前記一の車輪１２に対する異物の付着が有ると検知するようにしてもよい。

これによれば、車輪１２に異物が付着した場合に生じる前記所定差分トルクの周期的な変化を捕えて各車輪１２への異物の付着の有無を精度良く検知することができる。また、例えば車輪１２が床面の凹部に嵌まり込んだまま回転不能なった場合には、異常トルク状態が発生するが、車輪１２への異物付着が生じた場合のように異常トルク状態が周期的に発生することはない。したがって、このような凹部への車輪１２の嵌り込み状態と、車輪１２への異物付着が生じている状態とを区別して検知することができる。

前記各実施形態では、各車輪１２の駆動モータ１３の駆動トルクを基に、各車輪１２の差分負荷トルクＤＴ０～ＤＴ３の検出処理（ステップＳＡ３及びＳＢ３の処理）や、負荷トルクの大小関係の判定処理（ＳＡ４及びＳＢ４の処理）を実行するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、各車輪１２の車軸にトルクセンサを取付けて、各トルクセンサにより各車輪１２の車軸回りの負荷トルクを直接検出するようにしてもよい。

前記各実施形態では、無人搬送車１０の全車輪１２が駆動モータ１３に連結された駆動車輪とされているが、これに限ったものではなく、図１１に示すように、一部の車輪１２のみを駆動車輪１２ｅ,１２ｆとし、他の車輪１２を従動車輪１２ｇとしてもよい。図１０の例では、駆動車輪１２ｅ，１２ｆは、無人搬送車１０の前後方向の中央部に車幅方向に間隔を開けて配置されている。左側の駆動車輪１２ｅには、左側駆動モータ１３ｅが連結され、右側の駆動車輪１２ｆには右側駆動モータ１３ｆが連結されている。そして、無人搬送車１０は、左右の駆動モータ１３ｅ，１３ｆの回転数を異ならせることにより左右に旋回可能になっている。従動車輪１２ｇは、無人搬送車１０の前端部及び後端部にそれぞれ２つずつ配置されていて、無人搬送車１０の移動にしたがって従動回転する。この無人搬送車１０では、異物の付着を検知可能な車輪は左側の駆動車輪１２ｅと右側の駆動車輪１２ｆとの２つであり、前記各実施形態と同様に、左側駆動モータ１３ｅの駆動トルクと、右側駆動モータ１３ｆの駆動トルクとの差分値を基に各車輪１２ｅ，１２ｆへの異物の付着の有無を検知することができる。

尚、図１０の無人搬送車１０において、例えば、各従動車輪１２ｇの車軸に負荷トルクを検出するためのトルクセンサを取付けて、各トルクセンサにより検出された負荷トルクを基に、各従動車輪１２ｇと他の車輪１２との差分負荷トルクを所定差分トルクとして検出し、検出した所定差分トルクを基に当該従動車輪１２ｇへの異物の付着の有無を検知するようにしてもよい。

前記実施形態１では、異物検知対象である一の車輪１２と他の３つの車輪１２との間の差分負荷トルクＤＴ１～ＤＴ３を所定差分トルクとして検出するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、一の車輪１２と、他の１つ又は２つの車輪１２との間の差分負荷トルクを所定差分トルクとして検出するようにしてもよい。すなわち、所定差分トルクは、一の車輪１２に異物が付着した場合に生じる当該一の車輪１２の負荷トルクと、少なくとも１つの他の車輪１２の負荷トルクとの大小関係の変化を反映する差分トルクであれば如何なるものであってもよい。

尚、上述した実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

１０ 無人搬送車
１２ 車輪
１２ａ 左前車輪（駆動車輪）
１２ｂ 右前車輪（駆動車輪）
１２ｃ 左後車輪（駆動車輪）
１２ｄ 右後車輪（駆動車輪）
１２ｅ 左側の駆動車輪
１２ｆ 右側の駆動車輪
１３ 駆動モータ
１３ａ 左前駆動モータ（駆動モータ）
１３ｂ 右前駆動モータ（駆動モータ）
１３ｃ 左後駆動モータ（駆動モータ）
１３ｄ 右後駆動モータ（駆動モータ）
ＤＴ０ 差分負荷トルク（所定差分トルク）
ＤＴ１ 差分負荷トルク（所定差分トルク）
ＤＴ２ 差分負荷トルク（所定差分トルク）
ＤＴ３ 差分負荷トルク（所定差分トルク）
Ｔａ 駆動トルク
Ｔｂ 駆動トルク
Ｔｃ 駆動トルク
Ｔｄ 駆動トルク
Ｔave 平均駆動トルク
ＷＬ 左側車輪群
ＷＲ 右側車輪群

Claims (8)

1. 無人搬送車の車輪への異物の付着の有無を検知する異物検知方法であって、
   前記無人搬送車は前記車輪を複数有しており、
   前記複数の車輪のうち一の車輪に異物が付着した場合に生じる当該一の車輪の負荷トルクと、少なくとも１つの他の車輪の負荷トルクとの大小関係の変化を反映する所定差分トルクを検出する差分トルク検出工程と、
   前記差分トルク検出工程にて検出された前記所定差分トルクを基に、前記一の車輪に対する異物の付着の有無を検知する異物検知工程とを含むことを特徴とする異物検知方法。
2. 前記所定差分トルクは、前記一の車輪に作用する負荷トルクと、前記少なくとも１つの他の車輪に作用する負荷トルクとの差分値である差分負荷トルクであり、
   前記異物検知工程では、前記所定差分トルクの絶対値が予め設定した閾値以上であり且つ前記一の車輪に作用する負荷トルクが当該少なくとも１つの他の車輪に作用する負荷トルクよりも大きい異常トルク状態にあるか否かを判定し、該異常トルク状態にあると判定した場合に、前記一の車輪に対する異物の付着が有ると検知することを特徴とする請求項１記載の異物検知方法。
3. 前記所定差分トルクは、前記一の車輪に作用する負荷トルクと、前記複数の車輪における車輪１個当たりの平均負荷トルクとの差分値である差分負荷トルクであり、
   前記異物検知工程では、前記所定差分トルクの絶対値が予め設定した閾値以上であり且つ前記一の車輪に作用する負荷トルクが前記平均負荷トルクよりも大きい異常トルク状態にあるか否かを判定し、該異常トルク状態にあると判定した場合に、前記一の車輪に対する前記異物の付着が有ると検知することを徴とする請求項１記載の異物検知方法。
4. 前記異物検知工程では、前記異常トルク状態が一定の周期で発生するか否かを判定し、該異常トルク状態が一定の周期で発生すると判定した場合に、前記一の車輪に対する異物の付着が有ると検知することを特徴とする請求項２又は３記載の異物検知方法。
5. 無人搬送車が直進走行中であるか否かを判定する直進判定工程をさらに備え、
   前記差分トルク検出工程及び前記異物検知工程は、前記直進判定工程にて前記無人搬送車が直進走行中であると判定された場合に実行されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の異物検知方法。
6. 前記無人搬送車は、直進走行及び旋回走行可能に構成され、
   前記複数の車輪は、左側車輪群と右側車輪群とで構成され、
   前記差分トルク検出工程では、前記無人搬送車の直進走行中においては、前記左側車輪群及び前記右側車輪群とからなる全ての車輪を対象として前記所定差分トルクの検出処理を実行する一方、前記無人搬送車の旋回走行中においては、各車輪群ごとに前記所定差分トルクの検出処理を実行することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の異物検知方法。
7. 前記一の車輪及び前記少なくとも１つの他の車輪は、それぞれ、駆動モータにより回転駆動される駆動車輪であり、
   前記差分トルク検出工程は、前記一の車輪を駆動する駆動モータの駆動トルクと、前記少なくとも１つの他の車輪の駆動モータの駆動トルクとを検出し、検出した前記一の車輪の駆動モータの駆動トルクと、前記少なくとも１つの他の車輪の駆動モータの駆動トルクとの差分値が前記差分負荷トルクに等しいものとして、当該差分値を前記所定差分トルクとして検出するものであり、
   前記異物検知工程では、前記異常トルク状態にあるか否かの判定に際して、前記一の車輪の駆動モータの駆動トルクが、少なくとも１つの他の車輪の駆動モータの駆動トルクよりも大きい場合に、当該一の車輪の負荷トルクが、少なくとも１つの他の車輪の負荷トルクよりも大きいと判断することを特徴とする請求項２記載の異物検知方法。
8. 前記一の車輪及び前記少なくとも１つの他の車輪は、それぞれ、駆動モータにより回転駆動される駆動車輪であり、
   前記差分トルク検出工程は、前記一の車輪を駆動する駆動モータの駆動トルクと、前記少なくとも１つの他の車輪の駆動モータの駆動トルクとを検出し、検出した前記一の車輪の駆動モータの駆動トルクと、前記駆動モータ１個当たりの平均駆動トルクとの差分値が前記差分負荷トルクに等しいものとして、当該差分値を前記所定差分トルクとして検出するものであり、
   前記異物検知工程では、前記異常トルク状態にあるか否かの判定に際して、前記一の車輪の駆動モータの駆動トルクが、前記駆動モータ１個当たりの平均駆動トルクよりも大きい場合に、当該一の車輪の負荷トルクが前記車輪１個当たりの平均負荷トルクよりも大きいと判断することを特徴とする請求項３記載の異物検知方法。

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