JPH02231608A - 車両の磁気誘導システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、車両の走行路に敷設した磁気標識に沿って
車両を自動走行可能にする磁気誘導システムに関し、特
に、車両に付設されて磁気標識を検知する磁気センサに
係るものである。

［従来の技術］ 最近、搬送の柔軟化や高効率化を図るために、搬送車、
牽引車、あるいはパレットなど（以下、車両という）を
無人で自動走行させる車両の誘導システムの重要性が高
まっている。

以下、従来から広く知られている磁気標識を用いた磁気
誘導システムについて説明する。

走行路には、フエライトブロックやアモルファスシ一ト
等の磁気標識を敷設し、車両には、磁気センサを搭載す
る。磁気センサには、１００Ｍ｝１ｚ程度の正弦波で励
振される励磁コイルと、車両の進行方向の左右対称に励
磁コイルを挟む一対の検出用コイルを設けてある。そし
て、左右各々の検出用コイルから一対各別の検出信号を
えて、その相対的な大小関係に基づいて磁気標識に対す
る車両の走行位置を制御し、車両を自動走行させようと
する（特開昭６２−４９４０９号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来技術によれば、磁気センサに
は、磁気標識を経由する空間磁束と各別に鎖交する一対
の位置ずれ検出用コイルを備えなければならす、しかも
、車両の走行制御は、位置ずれ検出用コイルが対を成し
て各別に生成する検出信号に基づいて行われるので、次
の様な種々の問題があった。

すなわち、一般に、一対各別の位置ずれ検出コイルの電
磁気的性能を完全に等しくすることは実質上困難であり
、しかも、これを磁気標識経由の空間磁束や励磁コイル
に対して電磁的に等しく結合させることは至難である。

このため、磁気センサの位置ずれ検出精度を高められず
、結果として、車両の走行を高鯖度に制御することがで
きない。

しかも、磁気センサが大型化し、その組立作業や調整作
業がきわめて煩瑣なばかりでなく、位置ずれ検出用コイ
ルから検出信号を受ける制御回路の構成が複雑になる。

また、磁気センサの位置ずれ検出用コイルは、通常、磁
気標識の幅方向と一対として車両に配設されるので、横
揺れ（ローリング）や積荷の偏りにより車両の床面が傾
いた場合には、位置すれと誤認して車両を暴走させるお
それがあった。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記の従来技術が有していた未解決の課題
に鑑み、これらを解決せんとするもので、車両に付設す
る磁気センサに、磁界発生手段を備えるとともに、走行
路に敷設された磁気標識に対して平行な平面上に巻回さ
れて該磁界発生手段を取り巻く巻線を有する単一の位置
ずれ検出コイルを備えるものである。

［作用］ この発明の構成は、磁気センサの磁界発生手段が励磁信
号Ｄを受けて両端の磁極から生成した空間磁束は、磁気
標識に対する車両の位置ずれに応じた磁束分布を形成し
、磁気標識に向い、磁界発生手段を取り巻く単一の位置
ずれ検出コイルの巻線に鎖交する。そして、車両が磁気
標識の中央に沿って正常に走行し、磁気センサが磁気標
識の中央直上に位置する場合には、空間磁束は、磁気標
識に対して左右対称に分布し、位置ずれ検出コイルの巻
線には対称に鎖交するので、該巻線の訓導起電圧は各周
回で相殺されてしまい、位置ずれ検出コイルは、位置ず
れ検出信号Ｇを生じない。

車両が位置ずれして磁気センサが磁気標識の中央から外
れた場合には、磁束分布が磁気標識の中央に対して非対
称となり、位置ずれ検出コイルに非対称に鎖交するので
、巻線の誘導起電圧は相殺されず、位置ずれ検出コイル
は、車両の位置ずれ方向に対応して各々極性が異なる、
しかも、位置ずれ量に対応して出力量が変化する位置ず
れ検出信号Ｇを生じる。しかして、磁気標識に対する車
両の位置ずれ量と方向は、該位置ずれ検出コイルから出
力される位置ずれ検出信号Ｇを介して検出され、車両の
自動走行制御が可能になるように作用する。

［実施例］ この発明の実施例の構成と動作を第１図乃至第５図を参
照して以下に説明する。なお、図において、空間磁束φ
、φ′は、理解の容易のために破線で示されている。

第１図は、この発明の一の実施例である無人車の磁気誘
導システムの全体の構成を示す斜視図である。

車両である無人車１の走行路には、磁気標識２が敷設さ
れ、無人車１には、磁気標識２の面上から所定の高さに
磁気センサ３が取り付けられている。なお、無人車１に
は、図示されぬ通常の走り装置や走行制御装置等が備え
られ、走行制御装置には磁気センサ３が接続されている
。

磁気センサ３には、磁界発生手段としての励磁コイル４
と、励磁コイル４を取り巻く単一の位置ずれ検出コイル
５が備えられている。励磁コイル４には、走行制御装置
から周波数１００ＫＨｚの正弦波の励磁信号Ｄが供給さ
れ、励磁コイル４は、その両端から磁気標識２の幅方向
に向いた空間磁束φを生成する。

次に、第２図を参照して、この発明の磁気センサ３の構
造を詳細に説明する。

磁気センサ３には、その基板３１上に励磁コイル４を磁
気標識２の幅方向に向けて架設する支持具４１と、励磁
コイル４を取り巻いて位置ずれ検出コイル５を位置決め
する取り付け具５２が配設されている。支持具４１は、
頂部に励磁コイル４のコア４２を挿通する孔が開設され
、磁気標識２の幅方向に所定の間隔をおいて基板３１に
立設さわている。励磁コイル４は、コア４２を支持具４
ｌの孔に挿通して、磁気標識２の幅方向に向けて水平に
架設される。コア４２は、直径１　２ｍｏ＋、長さ６０
ｌｌＩ１の棒状フエライトであり、コア４２の中間部に
は、線径０　．　３　２＋１０１の絶縁被覆銅線が１２
０回巻回され、この巻線の両端には図示されぬ正弦波発
生回路が接続されて励磁信号Ｄが供給さわる。位置ずれ
検出コイル５は、ホビン５】の外周に線径０．：１２ｍ
ｍの絶縁被覆銅線が１３０回巻回された矩型の空芯コイ
ルであり，ボビン５ｌは、取り付け具５２を介して磁気
標識２と平行、かつ、巻回面が励磁コイル４と同一面に
位置し、しかも、励磁コイル４を内側に取り巻くように
架設されている。なお、位置ずれ検出コイル５の巻線の
両端には、図示さわぬ走行制御装置が接続されている。

ところで、第２図によれば、位置ずれ検出コイル５は、
ボビン５ｌの上端４箇所の設けられたヒンジ５３により
取り付け具５２の頂面に螺着されている。そこで、ヒン
ジ５３と取り付け具５２の間にバネを介し、あるいは、
所定の長さの間座を挿設することで、これらの高さ調節
手段により、磁気標識２と位置ずれ検出コイル５の間隔
を所定に設定することができる。さらに、より大幅に上
記の高さ調節を行う場合には、位置ずれ検出コイル５の
ボビン５ｌを天地反転し、基板３】上の励磁コイル４の
架設高さより、位置ずれ検出コイル５を高く取り付ける
ことができる。

次に、第３図（Ａ）および（Ｂ）は、上記実施例の動作
を説明する説明図で、同図（Ａ）は、磁気標識２に対す
る車両の位置に対応した磁気標識２、励磁コイル４、お
よび位置ずれ検出コイル５の各々の位置関係を示してい
る。同図（Ｂ）は、同図（Ａ）に対応した励磁信号Ｄと
位置ずれ検出信号Ｇの各々の波形を示している。なお、
以下の図面の説明において、（イ）乃至（八）は、磁気
標識の一端から他端に車両が移動する間の位置関係を各
々示している。

先ず、車両の走行路を逸脱して磁気センサが磁気標識２
の中央から位置ずれした場合には、励磁コイル４からの
空間磁束の分布が左右非対称になり、励磁コイル４の一
端からの空間磁束φは、位置ずれ検出コイル５の巻線と
鎖交して磁気標識２に集まり、一方、励磁コイル４の他
端からの空間磁束φ′は、位置ずれ検出コイル５の巻線
と鎖交することなく磁気標識２に集まる。その結果、位
置ずれ検出コイル５は、鎖交する空間磁束φの磁束密度
の変化に応じた起電圧を電磁作用により誘起し、励磁信
号Ｄに対応した位置ずれ検出信号Ｇを生成する（第３図
（イ）参照）。

車両が走行路に戻り、磁気センサが磁気標識２の中央直
上に位置する場合には、空間磁束の分布は左右対称にな
り、空間磁束φは位置ずれ検出コイル５の巻線に対して
左右対称に鎖交する。その結果、位置ずれ検出コイル５
の巻線に誘起される誘導起電圧は、巻線の各周回で相殺
され、位置ずれ検出コイル５は位置ずれ検出信号Ｇを生
じない（第３図（ｒ！）参照）。

再び車両が位置ずれし、磁気センサが磁気標識の中央か
ら外れた場合には、空間磁束φの磁束分布が非対称とな
り、位置ずれ検出コイル５に対しても非対称に鎖交して
巻線の周回毎に相殺されない話導起電圧を生じるので、
位置ずれ検出コイル５は励磁信号Ｄに対応し、先の位置
ずれ（第３図（イ））とは極性が反転した位置ずれ検出
信号Ｇを生じる（第３図（八）参照）。

そして、位置ずれ検出信号Ｇの出力振幅は、磁気標識に
対する車両の位置ずれ量に応じて変化し、該信号Ｇの極
性は位置ずれ方向により、反転変化する。しかして、走
行路からの車両の位置ずれは、位置ずれ検出コイル５か
らの位置ずれ検出信号Ｇにより検出さわるので、位置ず
れ検出信号Ｇにより車両の自動走行制御が可能になる。

次に、この発明の実施例の回路構成について、第４図の
回路図を参照して説明する。

励磁信号発生手段６は、通常の正弦波発生回路とバッフ
ァアンプを有し、その出力端子は、励磁コイル４に接続
すると共に、走行制御装置としての車両位置制御千段７
が備えるパルス発生回路７１経由で走行制御信号発生回
路７２のコントロール入力端子Ｃに至っている。ここで
、パルス発生回路７ｌは、ゼロクロスコンバレータとデ
ィジタル時間操作回路によって構成されている。また、
走行制御信号発生回路７２は、サンプルホールド回路に
より構成されている。

位置ずれ検出コイル５の端子は、車両位置制御手段７の
演算増幅器７３経由で走行制御信号発生回路７２の入力
端子Ｉに接続している。そして、走行制御信号発生回路
７２の出力端子は、一方が走行制御信号Ｈとして車輪の
走行方向を設定するステアリング装置に接続され、他方
は、ウィンドコンパレータ７４経由で緊急停止信号Ｌと
してブレーキ装置に接続されている。

上記構成の動作を、第４図を参照して説明すれば以下の
通りである。励磁信号発生手段６の励磁信号Ｄは、励磁
コイル４により空間磁束を生成する。空間磁束の磁束分
布は磁気標識２に対する車両の磁気センサ３の位置関係
に対応して変化し位置ずれ検出コイル５に位置ずれ検出
信号Ｇを生ずる。併せて、励磁信号Ｄは、車両位置制御
手段７のパルス発生回路７ｌ経由で所定のパルス信号Ｐ
を生成し、パルス信号Ｐは、走行制御信号発生回路７２
のサンプルホールドタイミングを指定するコントロール
信号として走行制御信号発生回路７２に供給されている
。

位置ずれ検出コイル５の位置ずれ検出信号Ｇは演算増幅
器７３経由で所定に増幅されて走行制御信号発生回路７
２に入力し、パルス信号Ｐによりサンブルされてホール
ドさわる。走行制御信号発生回路７２はホールドした信
号を走行制御信号Ｈとして出力する。ステアリング装置
は走行制御信号Ｈに応じて車両の走行方向を修正する。

ウィンドコンバレータ７４は、設定されたしきい値と走
行制御信号Ｈを比較し、走行制御信号Ｈがしきい値を越
えた場合には、車両が過度に位置ずれしたものと見なし
て、緊急停止信号Ｌをブレーキ装置に供給し車両を停止
させる。

以下に、第５図を参照して上記実施例の動作を説明する
。同図は、走行制御信号発生回路によりサンプリングさ
れた位置ずれ検出信号Ｇの振幅出力特性を示し、車両が
磁気標識の左端から右端に移る際の位置ずれ検出信号Ｇ
の変化を示している。

なお、同図において、磁気センサ３と磁気標識２の間隔
（６Ｉ！ｉ気センサの走行路上の高さ）ｈは、１４０＋
１１および１８ｍｍに設定されている。

位置ずれ検出コイル５は、車両が位置ずれした場合には
、巻線での誘起電圧が周回毎に相殺されず、位置ずれ検
出信号Ｇを生成する。

然るに、磁気センサが磁気標識２の中央直上に位置した
場合には、位置ずれ検出コイル５は、巻線での誘起電圧
が周回毎に相殺され、位置ずれ検出信号Ｇを生成しない
。しかも、位置ずれ検出信号Ｇの振幅は、磁気標識に対
する車両の位置すれが一定範囲内では、その位置ずれ量
に対応し、しかも，その極性は、磁気標識２に対する車
両の位置ずれ方向に対応し、正負の何れかになる。

その結果、位置ずれ検出信号Ｇのみによって、その極性
と振幅の高低により、磁気標識２に対する車両の位置ず
れ方向と位置ずれ量を検出できる。

位置ずれ検出コイルは、単一であり、しかも、従来の左
右対称な一対の検出コイルに比較して小型なので、磁気
センサを小型化でき、磁気センサや周辺回路の構成を大
幅に単純化できる。さらに、車両の横揺れ（ローリング
）や積載荷重の偏りによる床而の傾斜を車両に位置すれ
と誤認することもない。以上、この発明のいくつかの実
施例について説明したか、この発明は、上記実施例の説
明に限定されず、車両に複数の磁気センサを備えるよう
にして、自動走行の安全性を一段と高めることもできる
。また、励磁コイル４や位置ずれ検出コイル５の形状や
取り付け位置を変更することもできる。あるいは、車両
位置制御手段の構成を変更することも可能である。

［発明の効果］ 上記のように、この発明によれば、磁気標識からの車両
の位置ずれを検知する磁気センサに、巻線の巻回面が磁
気標識に対して平行、かつ、該巻線が磁界発生手段を取
り巻くように巻回された単一の位置ずれ検出コイルを設
けたので、磁気センサの構造が単純になり車両への取り
付けが容易となり、しかも、位置ずれ検出コイルの位置
ずれ検出信号により車両の位置ずれ方向と位置ずれ量を
高梢度、かつ、簡易に検知できるので、車両の走行制御
装置の構成がｗＪ素化できるだけでなく、車両の自動走
行の安定性を格段に高めるという優れた効果が奏される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の全体の構成を示す斜視図
、第２図は、磁気センサの詳細な構成を示す斜視図、第
３図は、実施例の動作を説明する説明図、第４図は、実
施例の構成を示す回路図、第５図は、実施例の動作を説
明する特性図である。 １・・・車両、２−・磁気標識、３・・・磁気センサ、
４・・・磁界発生手段、５・一位置ずれ検出コイル、６
・・・励磁信号発生手段、７・・・車両位置制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両（１）の走行路に沿って磁気標識（２）を敷設
   し、車両（１）に付設した磁気センサ（３）により磁気
   標識（２）に対する車両（１）の相対的な位置ずれを検
   知して走行路に沿って車両（１）を自動走行可能にする
   車両の磁気誘導システムにおいて、 磁気センサ（３）には、 励磁信号（Ｄ）を受けて磁気標識（２）の幅方向に向い
   た空間磁束φを生成する磁界発生手段（４）と、 磁気標識（２）に対して平行な平面上に巻回され磁界発
   生手段（４）を取り巻く巻線を有する単一の位置ずれ検
   出コイル（５）を備えることを特徴とする車両の磁気誘
   導システム。 ２、前記磁気センサ（３）の位置ずれ検出コイル（５）
   は、磁気標識（２）との間隔を可変に設定する高さ調整
   手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両の磁
   気誘導システム。