(57)【要約】【課題】  高価なセンサの使用を最小限にとどめることにより、コスト削減を図り、安定したクレーンの走行制御を実現する。【解決手段】  ガイドラインに平行な方向に沿う左走行用車輪と右走行用車輪とのずれ量である車輪ずれ量を推定する車輪ずれ量推定部２１と、車輪ずれ量推定部２１により推定された推定車輪ずれ量と、左走行用車輪と前記右走行用車輪との左右車輪間隔とに基づいて、ガイドラインとクレーンの走行方向とのずれ角度に対する正弦値であるずれ角度正弦値を推定するずれ角度正弦値推定部２２とを備えるので、高価なセンサを用いることなくずれ角度正弦値を得ることができる。【選択図】      図２
2005170608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左走行用車輪及び右走行用車輪の速度をそれぞれ制御することにより、走行経路に敷設されたガイドラインに従ってクレーンを走行させるクレーンの走行制御装置であって、
前記ガイドラインに垂直な方向に沿うクレーンのずれ量を検出するずれ量検出手段と、
前記ガイドラインに平行な方向に沿う前記左走行用車輪と前記右走行用車輪とのずれ量である車輪ずれ量を推定する車輪ずれ量推定手段と、
前記車輪ずれ量推定手段により推定された推定車輪ずれ量と、前記左走行用車輪と前記右走行用車輪との左右車輪間隔とに基づいて、ガイドラインとクレーンの走行方向とのずれ角度に対する正弦値であるずれ角度正弦値を推定するずれ角度正弦値推定手段と、
前記ずれ量検出手段によって検出されたずれ量と、前記ずれ角度正弦値推定手段によって推定された推定ずれ角度正弦値とが、それぞれゼロになるように、前記左走行用車輪及び前記右走行用車輪の速度をそれぞれ制御する制御手段と
を具備することを特徴とするクレーンの走行制御装置。
【請求項２】
前記車輪ずれ量推定手段は、前記左走行用車輪及び前記右走行用車輪に設けられている速度検出手段の検出結果に基づいて、車輪ずれ量を推定することを特徴とする請求項１に記載のクレーンの走行制御装置。
【請求項３】
左走行用車輪及び右走行用車輪との速度をそれぞれ制御することにより、走行経路に敷設されたガイドラインに従ってクレーンを走行させるクレーンの走行制御装置であって、
前記ガイドラインに垂直な方向に沿うクレーンのずれ量を検出するずれ量検出手段と、
前記ずれ量の変化速度を推定するずれ量変化速度推定手段と、
前記ずれ量変化速度推定手段によって推定されたずれ量の変化速度と、クレーンの走行速度とに基づいて、ガイドラインとクレーンの走行方向とのずれ角度に対する正弦値であるずれ角度正弦値を推定するずれ角度正弦値推定手段と、
前記ずれ量検出手段によって検出されたずれ量と、前記ずれ角度正弦値推定手段によって推定された推定ずれ角度正弦値とが、それぞれゼロになるように、前記左走行用車輪及び前記右走行用車輪の速度をそれぞれ制御する制御手段と
を具備することを特徴とするクレーンの走行制御装置。
【請求項４】
走行経路に敷設されたガイドラインに垂直な方向に沿うクレーンのずれ量を検出する複数のずれ量検出手段と、
複数の前記ずれ量検出手段の検出結果に基づいて前記クレーンの走行を制御する第１の走行制御装置と、
請求項１又は請求項３に記載のクレーンの走行制御装置と
を備えるクレーンの走行制御システムであって、
少なくとも２つの前記ずれ量検出手段が正常動作する場合には、前記第１の走行制御装置によりクレーンの走行を制御し、一方、正常動作する前記ずれ量検出手段が１つになった場合には、請求項１又は請求項３に記載のクレーンの走行制御装置によりクレーンの走行を制御することを特徴とするクレーンの走行制御システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかの項に記載のクレーンの走行制御装置を備えることを特徴とする自走式門型クレーン。
【請求項６】
請求項４に記載のクレーンの走行制御システムを備えることを特徴とする自走式門型クレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンの走行制御装置及びクレーンの走行制御システム並びに自走式門型クレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンテナヤード等においてコンテナを移動させるのに使用されるクレーンの１つとして、自走式門型クレーンがある。
従来、この自走式門型クレーンの走行制御は、左右の車輪に取り付けられた複数のオートステアリングセンサにより、ヤードに敷設されたガイドラインからのずれ量やずれ角等を検出することにより、走行制御が行われていた。
しかしながら、オートステアリングセンサは、高額な割には信頼性が低く、直進走行を正確に制御することができないという問題があった。また、オートステアリングセンサに変わって、GPS（Global
Positioning System）を使用した走行制御があるが、このGPSもコストが高いという問題がある。
そこで、上述したような高価なセンサを使わずに自走式クレーンの走行制御を行う技術が、特開２００３−１４６５８０号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４６５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１の発明では、初期ずれ量及び初期ずれ角を検出するために、路面に配置された走行基準点を検出する必要があり、処理過程が煩雑であるという問題があった。
また、上記特許文献１の発明では、ずれ角度を積分してずれ量を算出し、このずれ量に基づいて走行制御を行っているため、傾斜があるような路面を走行するような場合、傾斜を登り勝手の姿勢でまっすぐ進むため、実態としては、ずれ角度はある値をもち、ずれ量はゼロであるが、算出したずれ量はゼロでなく増加してしまい、直進走行が困難となる等の問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、高価なセンサの使用を最小限にとどめることにより、コスト削減を図り、安定したクレーンの走行制御を実現できるクレーンの走行制御装置及びクレーンの走行制御システム並びに自走式門型クレーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明のクレーン走行制御装置は、左走行用車輪及び右走行用車輪の速度をそれぞれ制御することにより、走行経路に敷設されたガイドラインに従ってクレーンを走行させるクレーン走行制御装置であって、前記ガイドラインに垂直な方向に沿うクレーンのずれ量を検出するずれ量検出手段と、前記ガイドラインに平行な方向に沿う前記左走行用車輪と前記右走行用車輪とのずれ量である車輪ずれ量を推定する車輪ずれ量推定手段と、前記車輪ずれ量推定手段により推定された推定車輪ずれ量と、前記左走行用車輪と前記右走行用車輪との左右車輪間隔とに基づいて、ガイドラインとクレーンの走行方向とのずれ角度に対する正弦値であるずれ角度正弦値を推定するずれ角度正弦値推定手段と、前記ずれ量検出手段によって検出されたずれ量と、前記ずれ角度正弦値推定手段によって推定された推定ずれ角度正弦値とが、それぞれゼロになるように、前記左走行用車輪及び前記右走行用車輪の速度をそれぞれ制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
このように、ずれ角度正弦値推定手段が、車輪ずれ量推定手段により推定された推定車輪ずれ量と、左走行用車輪及び右走行用車輪の左右車輪間隔とに基づいて、ずれ角度正弦値を推定するので、ずれ角度正弦値を検出するための高価なセンサを使用することなく、ずれ角度正弦値を得ることができる。
なお、ずれ量検出手段としては、例えば、オートステアリングセンサが挙げられる。より具体的には、ヤード地面に埋め込まれた磁石のライン（ガイドライン）を検出する磁気センサなどが挙げられる。
制御手段は、例えば、ずれ量と推定ずれ角度正弦値との和に基づいて、左走行用車輪及び右走行用車輪の制御量を算出し、この制御量に基づいて左走行用車輪及び右走行用車輪の速度をそれぞれ制御する。更に、制御量を算出するための項として、上記ずれ量と推定ずれ角度正弦値に、ずれ量の積分値を加えてもよい。このように、ずれ量の積分値を加えることにより、より高い精度でクレーンの走行を制御することができる。
制御手段は、より具体的には、ずれ量に所定の重み付けを与えた値と、推定ずれ角度正弦値に所定の重み付けを与えた値とを加算することにより制御量を求め、この制御量と左走行用車輪と右走行用車輪との速度差とが一致するように、前記左走行用車輪及び前記右走行用車輪の速度をそれぞれ制御する。なお、この場合にも、制御量を算出する項に、ずれ量の積分値を加えるようにしてもよい。
【０００７】
また、前記車輪ずれ量推定手段は、前記左走行用車輪及び前記右走行用車輪とに設けられている速度検出手段の検出結果に基づいて、車輪ずれ量を推定することを特徴とする。
【０００８】
このように、車輪ずれ量推定手段は、一般のクレーンであれば備えている速度検出手段の検出結果を使用して、簡易に且つ効果的に車輪ずれ量を推定することができる。車輪ずれ量推定手段は、例えば、速度検出手段によって検出された左走行用車輪の速度と右走行用車輪の速度をそれぞれ積分し、この積分値の差を算出することにより車輪ずれ量を推定する。
なお、上記速度検出手段としては、例えば、パルスジェネレータ、車輪の回転軸又は車輪を回転させる走行モータの回転軸に設けたロータリーエンコーダ等が挙げられる。
【０００９】
また、本発明のクレーンの走行制御装置は、左走行用車輪及び右走行用車輪との速度をそれぞれ制御することにより、走行経路に敷設されたガイドラインに従ってクレーンを走行させるクレーンの走行制御装置であって、前記ガイドラインに垂直な方向に沿うクレーンのずれ量を検出するずれ量検出手段と、前記ずれ量の変化速度を推定するずれ量変化速度推定手段と、前記ずれ量変化速度推定手段によって推定されたずれ量の変化速度と、クレーンの走行速度とに基づいて、ガイドラインとクレーンの走行方向とのずれ角度θに対する正弦値であるずれ角度正弦値を推定するずれ角度正弦値推定手段と、前記ずれ量検出手段によって検出されたずれ量と、前記ずれ角度正弦値推定手段によって推定された推定ずれ角度正弦値とが、それぞれゼロになるように、前記左走行用車輪及び前記右走行用車輪の速度をそれぞれ制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
このように、ずれ角度正弦値推定手段が、ずれ量の変化速度と、クレーンの走行速度とに基づいて、ガイドラインとクレーンの走行方向とのずれ角度に対する正弦値であるずれ角度正弦値を推定するので、ずれ角度正弦値を検出するための高価なセンサを使用することなく、ずれ角度正弦値を得ることができる。
ずれ量変化速度推定手段は、例えば、ずれ量検出手段の検出結果からずれ量の変位を算出し、この変位を微分することによりずれ量変化速度を推定する。より具体的には、ずれ量変化速度推定手段は、ずれ量検出手段により所定時間間隔で検出される前回値と今回値との偏差を算出し、この偏差を所定時間間隔で割ることによりずれ量の変化速度を推定する。
また、クレーンの走行速度は、例えば、クレーンの左走行用車輪又は右走行用車輪に設けられた速度検出手段によって検出される。なお、この速度検出手段としては、例えば、車輪の回転軸に設けられたパルスジェネレータ、又は、車輪の回転軸或いは車輪を回転させる走行モータの回転軸に設けられたロータリーエンコーダ等が挙げられる。
ずれ量検出手段としては、オートステアリングセンサ等が挙げられる。より具体的には、ヤード地面に埋め込まれた磁石のライン（ガイドライン）を検出する磁気センサなどが挙げられる。
制御手段は、例えば、ずれ量と推定ずれ角度正弦値との和に基づいて、左走行用車輪と右走行用車輪との制御量を算出し、この制御量に基づいて左走行用車輪と右走行用車輪との速度をそれぞれ制御する。更に、制御量を算出するための項として、上記ずれ量と推定ずれ角度正弦値に、ずれ量の積分値を加えてもよい。このように、ずれ量の積分値を加えることにより、より高い精度でクレーンの走行を制御することができる。
制御手段は、より具体的には、ずれ量に所定の重み付けを与えた値と、推定ずれ角度正弦値に所定の重み付けを与えた値とを加算することにより制御量を求め、この制御量と左走行用車輪と右走行用車輪との速度差とが一致するように、前記左走行用車輪及び前記右走行用車輪の速度をそれぞれ制御する。なお、この場合にも、制御量を算出する項に、ずれ量の積分値を加えるようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明のクレーンの走行制御システムは、走行経路に敷設されたガイドラインに垂直な方向に沿うクレーンのずれ量を検出する複数のずれ量検出手段と、複数の前記ずれ量検出手段の検出結果に基づいて前記クレーンの走行を制御する第１の走行制御装置と、請求項１又は請求項３に記載のクレーンの走行制御装置とを備えるクレーンの走行制御システムであって、少なくとも２つの前記ずれ量検出手段が正常動作する場合には、前記第１の走行制御装置によりクレーンの走行を制御し、一方、正常動作する前記ずれ量検出手段が１つになった場合には、請求項１又は請求項３に記載のクレーンの走行制御装置によりクレーンの走行を制御することを特徴とする。
【００１２】
このように、少なくとも２つのずれ量検出手段が正常動作している場合には、高精度で走行制御を行える第１の走行制御装置によってクレーンの走行制御を行い、一方、ずれ量検出手段が壊れる等の不具合が生じ、正常動作するずれ量検出手段が１つしかなくなった場合には、１つのずれ量検出手段によるクレーンの走行制御を実現する請求項１又は請求項３に記載のクレーンの走行制御装置によるクレーンの走行制御を行う。
これにより、クレーンの経年劣化などによりずれ量検出手段が壊れた場合でも、１つのずれ量検出手段さえ正常に動作すれば、クレーンの走行制御を行うことができる。
第１のクレーンの走行制御装置は、複数のオートステアリングセンサの検出結果に基づく走行制御を行うものであり、この制御は、従来から行われている周知の技術によるものである。
【００１３】
請求項１から請求項３のいずれかの項に記載のクレーン走行制御装置は、自走式門型クレーンに好適である。
【００１４】
また、請求項４に記載のクレーンの走行制御システムは、自走式門型クレーンに好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のクレーンの走行制御装置によれば、高価なセンサの使用数を極めて少なくできるので、コスト削減を図るとともに、安定したクレーンの走行制御を実現できる。
【００１６】
また、車輪ずれ量推定手段により、簡易に且つ効果的に車輪ずれ量を推定することができる。
【００１７】
本発明のクレーンの走行制御装置によれば、ずれ角度正弦値推定手段が、ずれ量の変化速度と、クレーンの走行速度とに基づいて、ガイドラインとクレーンの走行方向とのずれ角度に対する正弦値を推定するので、オートステアリングセンサ等の高価なセンサの使用数を極めて少なくできるとともに、安定したクレーンの走行制御を実現させることができる。
【００１８】
本発明のクレーンの走行制御システムによれば、最低でも１つのずれ量検出手段が正常に動作していれば、クレーンの走行制御を正確に行うことができるので、長い期間にわたってクレーンの走行制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかるクレーンの走行制御装置並びにクレーンの走行制御システムを自走式門型クレーンに適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。
まず初めに、本発明のクレーン走行制御装置等が適用される自走式門型クレーンの構成について説明する。
【００２０】
図１は、自走式門型クレーンの構成を示したブロック図である。
自走式門型クレーンは、コンテナヤード等で船から陸揚げされ、トレーラで運ばれてきたコンテナを吊り上げて運搬し、ヤード上に積み上げるものである。
自走式門型クレーンは、門型の本体１１と、本体１１の左脚部１１ａに設けられた複数の左走行用車輪１２ａと、本体１１の右脚部１１ｂに設けられた複数の右走行用車輪１２ｂと、本体１１の上部梁１１ｃを移動可能に設けられたトロリ１３と、トロリ１３からワイヤ１４を介して吊り下げられたスプレッダ１５とを備えている。
また、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂを左右個別の走行モータが回転駆動することにより、自走式門型クレーンを移動させる。また、旋回操作は、左右の走行用車輪１２ａ及び１２ｂにそれぞれ走行速度差、例えば、回転数の偏差を与えることにより行われる。
【００２１】
また、右走行用車輪１２ｂの前方車輪には、ガイドラインＧに垂直な方向に沿う自走式門型クレーンのずれ量を検出するためのオートステアリングセンサ（ずれ量検出手段）が実装されている。
更に、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂをそれぞれ回転駆動する走行モータの回転軸には、各車輪１２ａ及び１２ｂの速度検出を行うための速度センサ（速度検出手段）設けられている。なお、速度センサとしては、例えば、パルスジェネレータや、ロータリーエンコーダ等が挙げられる。これらのセンサは、各車輪１２ａ及び１２ｂの回転軸に設けられていても良いし、走行モータの回転軸に設けられていても良い。
【００２２】
『第１の実施形態』
次に、図１に示した自走式門型クレーンに適用される第１の実施形態に係るクレーンの走行制御装置について図２を参照して説明する。
図２に示すように、クレーンの走行制御装置２０は、オートステアリングセンサ（ずれ量検出手段）１６と、車輪ずれ量推定部（車輪ずれ量推定手段）２１と、ずれ角度正弦値推定部（ずれ角度正弦値推定手段）２２と、制御部（制御手段）２３とを備えており、制御部２３が左右の車輪にそれぞれ独立して設けられた走行モータ２４及び２５の回転数を制御することにより、自走式門型クレーンをガイドラインに従って走行させる。
【００２３】
以下、上記クレーンの走行制御装置２０を構成する各部の動作について図２及び図３を参照して説明する。
図３は、自走式門型クレーンの走行制御に使用する各種パラメータとガイドラインとの関係を示す図である。
まず、オートステアリングセンサ１６（図２参照）は、図３に示すようにガイドラインＧに垂直な方向に沿うクレーンのずれ量y1を検出する。なお、本実施形態では、オートステアリングセンサ１６は、右走行用車輪１２ｂの前輪に設けられているため、ずれ量y1は、ガイドラインＧに垂直な方向に沿う右走行用車輪１２ｂの前輪のずれ量y1となる。
一方、車輪ずれ量推定部２１（図２参照）は、図３に示すように、ガイドラインＧに平行な方向に沿う左走行用車輪１２ａと右走行用車輪１２ｂとのずれ量である車輪ずれ量x1を推定する。
具体的には、車輪ずれ量推定部２１（図２参照）は、左走行用車輪１２ａに対応する速度センサ（図示略）と、右走行用車輪１２ｂに対応する速度センサとから車輪速度をそれぞれ取得し、これらの車輪速度をそれぞれ積分することにより、左走行用車輪の走行距離及び右走行用車輪の走行距離をそれぞれ算出する。そして、この走行距離の偏差を求めることにより、車輪ずれ量（図３参照）を推定する。
【００２４】
次に、ずれ角度正弦値推定部２２（図２参照）は、車輪ずれ量推定部２１により推定された推定車輪ずれ量x1と、左走行用車輪１２ａと右走行用車輪１２ｂとの左右車輪間隔Lとに基づいて、ガイドラインGとクレーンの走行方向とのずれ角度θに対する正弦値である、ずれ角度正弦値を推定する。
具体的には、推定車両ずれ量x1を左右車輪間隔Lで割った値に、前後車輪間隔Rをかける。そして、この算出結果を2で割ることによって、平均値を求める。この結果、得られた値が推定ずれ角度正弦値e2’となる。
このように、平均値を使用することにより、高精度な走行制御を行うことができる。
なお、上記推定ずれ角度正弦値e2’を数式で表すと以下の（１）式のようになる。
【００２５】
【数１】
2005170608.tif 000003
【００２６】
次に、制御部２３は、オートステアリングセンサ１６によって検出されたずれ量y1と、ずれ角度正弦値推定部２２によって推定された推定ずれ角度正弦値e2’とが、それぞれゼロになるように、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂの速度をそれぞれ制御すべく、左右の車輪を別個に回転駆動する走行モータ２４及び２５に対して所定の回転数を与える。
具体的には、制御部２３は、ずれ量y1に所定の重み付けA’を与えた値A’y1と、推定ずれ角度正弦値e2’に所定の重み付けB’を与えた値と、ずれ量y1の積分値に所定の重み付けC’を与えた値とを加算することにより制御量を求め、この制御量と左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂの速度差Δvとが一致するように、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂを駆動する走行モータ２４及び２５を制御する。ここで、制御量と速度差Δvとの関係を数式で表すと以下の（２）式のようになる。
【００２７】
【数２】
2005170608.tif 000004
【００２８】
次に、本実施形態に係るクレーンの制御装置２０を用いた走行制御のシミュレーション結果を図４に示す。ここで、図４の上図は、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂの速度差Δvの時間的変移を、図４の中図は、ずれ量y1の時間的変移を、図４の下図は、実際のずれ角度正弦値e2の時間的変移を示している。そして、このシミュレーション結果により、ずれ角正弦値e2が−0.05mずれている初期状態から、ずれ量y1及びずれ角正弦値e2がともにゼロに収束するまでのクレーンの移動状態がわかる。この図に示すように、始動時においては、ずれ量y1がマイナス側に一旦大きくずれているものの、除々にゼロに収束し、安定した走行が行われていることがわかる。
【００２９】
以上、説明したように、本実施形態に係るクレーンの走行制御装置２０によれば、以下の効果を得ることができる。
車輪ずれ量推定部２１は、一般のクレーンであれば備えている速度センサの検出結果を使用して、簡易に且つ効果的に車輪ずれ量を推定することができる。
また、ずれ角度正弦値推定部２２が、車輪ずれ量推定部２１により推定された推定車輪ずれ量x1と、左右車輪間隔Lとに基づいて、ずれ角度正弦値を推定するので、ずれ角度正弦値を検出するための高価なセンサを使用することなく、ずれ角度正弦値を得ることができる。これにより、高価なセンサの使用数を極めて少なくできるとともに、安定したクレーンの走行制御を実現させることができる。
また、オートステアリングセンサ１６による検出結果を用いて走行制御を行うので、一定の精度を保つことができる。
なお、本実施形態では、オートステアリングセンサ１６を右走行用車輪の前輪に設けたが、これに限らず、後輪に設けても良い。
【００３０】
『第２の実施形態』
次に、図１に示した自走式門型クレーンに適用される第２の実施形態に係るクレーンの制御装置について図５を参照して説明する。
図５に示すように、本実施形態に係るクレーンの走行制御装置３０は、オートステアリングセンサ（ずれ量検出手段）１６と、ずれ量変化速度推定部（ずれ量変化速度推定手段）３１と、ずれ角度正弦値推定部（ずれ角度正弦値推定手段）３２と、制御部（制御手段）３３とを備えており、制御部３３が左右の車輪にそれぞれ独立して設けられた走行モータ２４及び２５の回転数を制御することにより、自走式門型クレーンをガイドラインＧに従って走行させる。
【００３１】
以下、上記クレーンの走行制御装置３０を構成する各部の動作について図５及び図６を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係るクレーンの走行制御に使用する各種パラメータとガイドラインとの関係を示す図である。
まず、オートステアリングセンサ１６（図５参照）は、図６に示すようにガイドラインＧに垂直な方向に沿うクレーンのずれ量y1を検出する。なお、本実施形態では、オートステアリングセンサ１６は、右走行用車輪１２ｂの前輪に設けられているため、ずれ量y1は、ガイドラインＧに垂直な方向に沿う右走行用車輪１２ｂの前輪のずれ量y1となる。
次に、ずれ量変化速度推定部３１（図５参照）は、図６に示すように、オートステアリングセンサ１６の検出結果からずれ量y1の変位を算出し、この変位を微分することにより、ずれ量変化速度を推定する。
例えば、オートステアリングセンサ１６により所定時間間隔で検出される前回のずれ量（例えば、図６のy0）と、今回のずれ量（例えば、図６のy1）の偏差y’（図６参照）を算出し、この偏差y’を所定時間間隔で割ることによりずれ量の変化速度を推定する。
【００３２】
次に、ずれ角度正弦値推定部３２は、ずれ量変化速度推定部３１によって推定された推定ずれ量変化速度と、クレーンの走行速度とに基づいて、ガイドラインGとクレーンの走行方向とのずれ角度θに対する正弦値であるずれ角度正弦値を推定する。
例えば、ずれ角度正弦値推定部３２は、まず、オートステアリングセンサ１６が設けられている側の車輪に対応する速度センサ、即ち、本実施形態では、右走行用車輪１２ｂの速度を検出している速度センサから検出結果を取得する。
次に、ずれ量変化速度推定部３１によって推定されたずれ量変化速度を速度センサから取得した右走行用車輪１２ｂの速度で割ることにより、ずれ角θ（rad）を推定する。
更に、推定したずれ角θ(rad)に、前後車輪間隔Rを乗算する。そして、この算出結果を2で割ることによって、平均値を求める。この結果、得られた値が推定ずれ角度正弦値e2"となる。
このように、平均値を使用することにより、高精度な走行制御を行うことができる。
なお、上記推定ずれ角度正弦値e2"を数式で表すと以下の（３）式のようになる。
【００３３】
【数３】
2005170608.tif 000005
【００３４】
制御部３３は、オートステアリングセンサ１６によって検出されたずれ量y1と、ずれ角度正弦値推定部３２によって推定された推定ずれ角度正弦値e2"とが、それぞれゼロになるように、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂの速度をそれぞれ制御すべく、左右の車輪を別個に回転駆動する走行モータ２４及び２５に対して所定の回転数を与える。
具体的には、制御部３３は、ずれ量y1に所定の重み付けA"を与えた値A"y1と、推定ずれ角度正弦値e2"に所定の重み付けB"を与えた値と、ずれ量y1の積分値に所定の重み付けC"を与えた値とを加算することにより制御量を求め、この制御量と左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂの速度差Δvとが一致するように、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂを駆動する走行モータ２４及び２５を制御する。
ここで、制御量と速度差Δvとの関係を数式で表すと以下の（４）式のようになる。
【００３５】
【数４】
2005170608.tif 000006
【００３６】
次に、本実施形態に係るクレーンの制御装置３０を用いた走行制御のシミュレーション結果を図７に示す。ここで、図７の上図は、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂの速度差Δvの時間的変移を、図７の中図は、ずれ量y1の時間的変移を、図７の下図は、実際のずれ角度正弦値e2の時間的変移を示している。そして、このシミュレーション結果により、実際のずれ角正弦値e2が−0.05mずれている初期状態から、ずれ量y1及び実際のずれ角正弦値e2がともにゼロに収束するまでのクレーンの移動状態がわかる。この図に示すように、始動時においては、ずれ量y1がマイナス側に一旦ずれ、一方、ずれ角度正弦値e2は多少オーバーシュートしているものの、除々にゼロに収束し、安定した走行が行われることがわかる。
【００３７】
以上、説明したように、本実施形態に係るクレーンの走行制御装置３０によれば、以下の効果を得ることができる。
ずれ角度正弦値推定部３２が、ずれ量の変化速度と、クレーンの走行速度とに基づいて、ガイドラインとクレーンの走行方向とのずれ角度θに対する正弦値であるずれ角度正弦値を推定するので、ずれ角度正弦値を検出するための高価なセンサを使用することなく、ずれ角度正弦値を得ることができる。
これにより、オートステアリングセンサ等の高価なセンサの使用数を極めて少なくできるとともに、安定したクレーンの走行制御を実現させることができる。
また、クレーンの走行速度は、例えば、クレーンの左走行用車輪１２ａ又は右走行用車輪１２ｂに設けられた速度センサにより簡易に検出することができる。
【００３８】
次に、図１に示した自走式門型クレーンに適用されるクレーンの走行制御システムについて図８を参照して説明する。
図８は、本実施形態に係るクレーンの走行制御システムの構成を示すブロック図である。
図８に示すように、本実施形態に係るクレーンの走行制御システム４０は、右走行用車輪の前輪に設けられたオートステアリングセンサ（ずれ量検出手段）１６と、右走行用車輪の後輪に設けられたオートステアリングセンサ（ずれ量検出手段）１７と、これらオートステアリングセンサ１６及び１７によって検出されたずれ量y1及びy2に基づいて、左右の車輪にそれぞれ独立して設けられた走行モータ２４及び２５の回転数を制御するクレーンの走行制御装置（第１の走行制御装置）５０と、第１の実施形態に係るクレーンの走行制御装置２０と、オートステアリングセンサ１６及び１７が、いずれも正常に動作する場合には、クレーンの走行制御装置５０を選択し、いずれか一方のオートステアリングセンサが正常動作しなくなった場合、即ち、正常動作するオートステアリングセンサが１つになった場合に、クレーンの走行制御装置２０を選択する選択部４２とを備える。
【００３９】
まず、本実施形態に係るクレーンの走行制御システム４０の動作について説明する前に、クレーンの走行制御装置５０の動作について説明する。
クレーンの走行制御装置５０は、オートステアリングセンサ１６及び１７によって検出された、ずれ量y1及びy2に基づいて、平均ずれ量e1と平均ずれ角正弦値e2を算出する。具体的には、ずれ量y1とy2との和を２で割ることによって平均ずれ量e1を算出し、ずれ量y1とy2との差を２で割ることにより平均ずれ角正弦値e2を算出する。
そして、これらの値がそれぞれゼロになるように左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂの速度をそれぞれ制御すべく、左右の車輪を別個に回転駆動する走行モータ２４及び２５に対して所定の回転数を与える。
例えば、平均ずれ量e1に所定の重み付けAを与えた値Ae1と、平均ずれ角度正弦値e2に所定の重み付けBを与えた値と、平均ずれ量e1の積分値に所定の重み付けCを与えた値とを加算することにより制御量を求め、この制御量と左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂの速度差Δvとが一致するように、左走行用車輪１２ａ及び右走行用車輪１２ｂを駆動する走行モータ２４及び２５を制御する。
ここで、制御量と速度差Δvとの関係を数式で表すと以下の（５）式のようになる。
【００４０】
【数５】
2005170608.tif 000007
【００４１】
このように、クレーンの走行制御装置５０は、２つのオートステアリングセンサ１６及び１７の検出結果を用いて走行制御を行うので、精度良く走行制御を行うことができる。
【００４２】
次に、本実施形態に係るクレーンの走行制御システム４０の動作について説明する。
まず、選択部４２は、オートステアリングセンサ１６及び１７が正常動作しているかを監視している。そして、両オートステアリングセンサ１６及び１７が正常に動作している場合には、クレーンの走行制御装置５０を選択することにより、上述したような走行制御を行わせる。
一方、いずれかのオートステアリングセンサが壊れる等して正常に動作しなくなった場合には、選択部４２は、クレーンの走行制御装置２０を選択することにより、１つのオートステアリングセンサによるクレーンの走行制御を実現させる。
【００４３】
このように、本実施形態に係るクレーンの制御システムによれば、クレーンの経年劣化などにより、ずれ量を検出するオートステアリングセンサが壊れた場合でも、１つのオートステアリングセンサさえ、正常に動作してさえいれば、クレーンの走行制御を確実に行うことができる。これにより、長い期間にわたってクレーンの走行制御を安全に行うことができるという効果を奏する。
【００４４】
なお、上記クレーンの走行制御装置２０に変わって、第２の実施形態に係るクレーンの走行制御装置３０を採用するようにしても良い。
また、クレーンの走行制御装置５０については、一例であり、複数のオートステアリングセンサを使用してクレーンの走行制御を行うような装置であれば適用可能である。
また、本実施形態では、オートステアリングセンサを右走行用車輪に設けた場合について述べたが、左走行用車輪に設けるようにしても良い。
また、上記オートステアリングセンサは２つに限らず、３つ以上設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のクレーンの走行制御装置が適用される自走式門型クレーンの構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るクレーンの走行制御装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るクレーンの走行制御装置における走行制御に使用する各種パラメータとガイドラインとの関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るクレーンの制御装置を用いた走行制御のシミュレーション結果を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るクレーンの走行制御装置の構成を示したブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るクレーンの走行制御装置における走行制御に使用する各種パラメータとガイドラインとの関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るクレーンの制御装置を用いた走行制御のシミュレーション結果を示した図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るクレーンの制御システムの構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１  本体
１２ａ  左走行用車輪
１２ｂ  右走行用車輪
１６、１７  オートステアリングセンサ
２０  第１の実施形態に係るクレーンの走行制御装置
２１  車輪ずれ量推定部
２２  ずれ角度正弦値推定部
２３  制御部
２４  左走行用車輪の走行モータ
２５  右走行用車輪の走行モータ
３０  第２の実施形態に係るクレーンの走行制御装置
３１  ずれ量変化速度推定部
３２  ずれ角度正弦値推定部
３３  制御部
４０  クレーンの走行制御システム
４２  選択部
５０  クレーンの走行制御装置
【図１】
2005170608.tif 000008
【図２】
2005170608.tif 000009
【図３】
2005170608.tif 000010
【図４】
2005170608.tif 000011
【図５】
2005170608.tif 000012
【図６】
2005170608.tif 000013
【図７】
2005170608.tif 000014
【図８】
2005170608.tif 000015