(57)【要約】【課題】  本発明は、自動車の側面位置を検出してサイドノズルを接離させる洗車機で、車体側面位置の検出を確実に行い、サイドノズルを安全に接離させることを課題とするものである。【解決手段】  サイドブラシ５の開閉位置と揺動角度から車体側面までの距離を算出する第１車幅検出部３９と、本体フレームの内面から車体側面までの距離を検出する第２車幅検出部４０を備え、洗車制御部３６は、本体フレームの相対移動に伴い第１及び第２の検出部で検出される自動車の側面位置を比較し、その差が所定値以上であれば第１車幅検出部３９で検出される距離に基づきサイドノズル７を制御し、所定値未満であれば第２車幅検出部４０で検出される距離に基づきサイドノズル７を制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
門型に形成された本体フレームと、自動車の車体面を洗車処理する洗車処理装置と、自動車の側面形状データを作成するとともに、作成される側面形状データに基づいて前記洗車処理装置の動作を制御する制御部とを備えた洗車機において、
前記洗車処理装置として、自動車の側面をブラッシング洗浄する左右一対のサイドブラシと、自動車の側面を送風乾燥する左右一対のサイドノズルと、前記サイドブラシを自動車の幅方向に開閉するブラシ開閉手段と、サイドブラシを自動車の幅方向に揺動するブラシ揺動手段と、前記サイドノズルを自動車の幅方向に移動するノズル進退手段とを備え、
前記制御部として、本体フレームの内面から車体側面までの距離を測定して自動車の車幅を検出する第１車幅検出部と、サイドブラシの開閉位置と揺動角度によって自動車の車幅を検出する第２車幅検出部と、前記本体フレームの相対移動に伴い前記第１車幅検出部及び第２車幅検出部で検出される自動車の側面位置を比較し、差分が所定値以上であれば第２車幅検出部で検出される距離を優先し、差分が所定値未満であれば第１車幅検出部で検出される距離を優先して側面形状データを作成する車形データ作成部と、該車形データ作成部で作成された側面形状データに基づき前記ノズル進退手段を制御する洗車制御部を備えたことを特徴とする洗車機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の側面位置を検出してサイドノズルを接離させる洗車機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の洗車機として、サイドブラシが車体に接触した位置から自動車側面までの距離を検出し、検出した距離に基づいてサイドノズルを接離させる洗車機が知られている（特許文献１）。サイドブラシの移動位置から側面位置を検出する方法では、ブラシの回転方向を反転させる動作や車体面の凹凸によるブラシの反発により、車体との接触状態が安定せず、車体側面位置の検出が不安定となる。
【０００３】
一方、本体フレームの内面から車体側面に超音波を照射し、反射してくるまでの時間によって車体側面との距離を測定する反射型超音波センサを上下に複数配列した洗車機も知られている（特許文献２）。超音波センサで側面位置を検出する方法では、車体側面が平坦でない部分で超音波が反射されず、車体側面位置の検出ができない。また、タイヤハウス等の部分的に凹陥した部分で車体側面位置が大きく変化してしまう。
【０００４】
このように、サイドブラシによる検出では主にブラシの動きに左右され、超音波センサによる検出では主に車体形状に左右されて安定した車体側面位置の検出が行えず、サイドノズルを安全に車体側面に接離させることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平８−５２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２０３３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、自動車の側面位置を検出してサイドノズルを接離させる洗車機で、車体側面位置の検出を確実に行い、サイドノズルを安全に接離させることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するため本発明は、門型に形成された本体フレームと、自動車の車体面を洗車処理する洗車処理装置と、自動車の側面形状データを作成するとともに、作成される側面形状データに基づいて洗車処理装置の動作を制御する制御部とを備えた洗車機において、洗車処理装置として、自動車の側面をブラッシング洗浄する左右一対のサイドブラシと、自動車の側面を送風乾燥する左右一対のサイドノズルと、サイドブラシを自動車の幅方向に開閉するブラシ開閉手段と、サイドブラシを自動車の幅方向に揺動するブラシ揺動手段と、サイドノズルを自動車の幅方向に移動するノズル進退手段とを備え、制御部として、本体フレームの内面から車体側面までの距離を測定して自動車の車幅を検出する第１車幅検出部と、サイドブラシの開閉位置と揺動角度によって自動車の車幅を検出する第２車幅検出部と、本体フレームの相対移動に伴い第１車幅検出部及び第２車幅検出部で検出される自動車の側面位置を比較し、差分が所定値以上であれば第２車幅検出部で検出される距離を優先し、差分が所定値未満であれば第１車幅検出部で検出される距離を優先して側面形状データを作成する車形データ作成部と、該車形データ作成部で作成された側面形状データに基づき前記ノズル進退手段を制御する洗車制御部を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、サイドブラシによる車体側面までの距離検出と、超音波センサによる車体側面までの距離検出の両方を実行し、補完しながら車体側面形状を検出できるため、安全にサイドノズルを車体側面に接離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の洗車機を示す平面図である。
【図２】サイドブラシの正面図である。
【図３】サイドブラシの側面図である。
【図４】サイドノズルの側面図である。
【図５】制御系を示すブロック図である。
【図６】車体側面までの距離検出を説明する説明図である。
【図７】車幅データを示す説明図である。
【図８】サイドノズルの動作を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施態様について図面を基に説明する。図１は本発明の洗車機を示す平面図である。
１は本体フレームで、門型に形成され、床面に敷設されたレール２・２上を走行モータ３に駆動されて往復走行する。本体フレーム１は、図１に示すように、レール２・２で与えられる走行範囲の後端部に停止し、この位置から洗車を開始する。本体フレーム１には、洗車処理を行う各種の処理装置として、洗浄ブラシ４・５・５，乾燥ノズル６・７・７をはじめ散水ノズル（図示しない）等が備えられ、走行モータ３の駆動による本体フレーム１の走行に伴って水，洗剤，ワックス等を散布してブラッシングする洗浄作業やブロワノズルより空気を吹き付ける乾燥作業を行う。
【００１１】
洗浄ブラシは、車体上面に沿って昇降し同上面をブラッシングするトップブラシ４と、トップブラシ４の後方に位置し車体に対して接離（開閉）動作し車体の前後面および側面をブラッシングする左右一対のサイドブラシ５・５とからなり、本体フレーム１の前側に洗浄部を形成している。乾燥ノズルは、車体上面に沿って昇降し同上面に空気を吹き付けて乾燥をはかるトップノズル６と、トップノズル６より本体フレーム１後方に位置し車体側面に空気を吹き付けて乾燥をはかる左右一対のサイドノズル７・７とからなり、本体フレーム１の後側に乾燥部を形成している。
【００１２】
８は走行エンコーダで、走行モータ３の出力軸に連係され、本体フレーム１が単位距離走行する毎にパルス出力し、そのパルス信号をカウントすることで本体フレーム１の走行位置を検知する。９は上面検出装置で、本体フレーム１内面の洗浄部より前位置に設けられ、複数の発光素子を上下に配列させた発光部９ａと、これに対応して複数の受光素子を上下に配列した受光部９ｂとを対向させてあり、前記エンコーダ８からのパルス信号に同期して両者間で光信号（赤外光）の授受を行い、これにより洗車する車体の上面位置を検出し、更にこれに伴いボンネット、ウィンドウ、ルーフ、トランクといった自動車の各部位、自動車の車種、突起物の位置と種別等を検出する。１０は車幅検出装置で、本体フレーム１内面の上面検出装置９より前位置で、且つ自動車車体が前端から後端まで検出できる高さに取り付けられた左右一対の超音波センサ１０ａ，１０ｂからなり、前記エンコーダ８からのパルス信号に同期して車体側面に超音波を照射し、車体面で反射して戻ってくるまでの時間から車体側面との距離を測定する。また、自動車待機中においてセンサ１０ａを送信用・センサ１０ｂを受信用（むろんその逆でもよい）として使用することで透過型検出器として機能させ、自動車が進入してきたことを検出する。
【００１３】
図２・３はサイドブラシ５・５の構造を示す説明図である。尚、図面では一方のサイドブラシのみを図示している。
サイドブラシ５は、本体フレーム１内の上部に水平に横架されたガイドレール１１に挟持するキャリア１２と、該キャリア１２から吊下される回転軸１３と、該回転軸１３の周囲に植毛される布製又は樹脂製のブラシ体１４とから構成され、ブラシ開閉装置１５を介してキャリア１２をガイドレール１１に沿って走行し自動車の側面に対して左右別々に開閉可能にされるとともに、ブラシ揺動装置１６を介して左右方向に揺動自在にされる。キャリア１２には、正逆可能なブラシ回転モータ１７が取り付けられており、プーリ、ベルト等からなる連係装置１８を介して回転軸１３と連係され、ブラシ体１４を正転・逆転させる。
【００１４】
ブラシ開閉装置１５は、サイドブラシ５を左右に開閉させるもので、キャリア１２の両側面に先端が接続されスプロケット１９・１９間に懸架されたチェーン２０と、一方のスプロケット１９を回転駆動するブラシ開閉用モータ２１と、モータの駆動軸先端に接続されるブラシ開閉位置検出用のエンコーダ２２とから構成される。
【００１５】
ブラシ揺動装置１６は、サイドブラシ５を垂直位置から下方が外側に開く位置に揺動させるもので、キャリア１２の上面において回転軸１３の上端を連結固定する支持板２３と、該支持板２３を一方向に揺動支持する支軸２４とから構成される。支持板２３の上面に揺動角度センサ２５が取り付けられており、ブラシの揺動角度が検出される。
【００１６】
自動車の側面洗浄は、左右のサイドブラシ５・５を自動車側面に押し付けて、車体側面の形状に適した角度に傾斜させた状態で行われる。この傾斜角度は、揺動角度センサ２５で揺動角度を検出しながらブラシ開閉用モータ２１を駆動することで、所定角度範囲に保持される。
【００１７】
図４はサイドノズル７・７の構造を示す説明図である。尚、図面では一方のサイドノズルのみを図示している。
サイドノズル７・７は、本体１フレームの脚部に水平に取り付けられたガイドフレーム２６を挟持するキャリア２７と、該キャリア２７に固定されるノズル体２８とから構成され、ノズル進退装置２９を介してキャリア２７をガイドフレーム２６に沿って走行し自動車側面に対して左右別々に進退可能にされる。
【００１８】
ノズル進退装置２９は、キャリア２７の両側面に先端が接続されスプロケット３０・３０間に懸架されたチェーン３１と、一方のスプロケット３０を回転駆動するノズル進退用モータ３２と、モータの駆動軸先端に接続されるノズル進退位置検出用のエンコーダ３３と、ガイドフレーム２６の前端と後端にそれぞれ設けたドッグ３４・３４に接触するリミットスイッチ３５とから構成される。
【００１９】
自動車の側面乾燥は、左右のサイドノズル７・７を自動車側面から所定距離離した位置に保持するように移動させながら行われる。この所定距離は、ノズル進退装置２８のエンコーダ３２で移動距離を検出しながらノズル進退用モータ３１を駆動して所定距離範囲に保持される。
【００２０】
図５は実施態様の制御系を示すブロック図である。
３６は制御部で、走行位置検出部３７・上面形状検出部３８・第１車幅認識部３９・第２車幅認識部４０・車形データ作成部４１・進退位置検出部４２・データ記憶部４３・洗車制御部４４を備え、本体フレーム１の走行エンコーダ８、上面検出装置９、車幅検出装置１０、サイドブラシ５・５の開閉エンコーダ２２・２２及び揺動角度センサ２５、サイドノズル７・７の進退エンコーダ３３及びリミットスイッチ３５、洗車駆動部４５が接続されている。
【００２１】
走行位置検出部３７は、走行モータ３の駆動に伴い本体フレーム１が単位距離走行する毎に走行エンコーダ８が出力するパルス信号をカウントして本体フレーム１の走行位置を検知し、走行位置データとして車形データ作成部４１に送信する。上面形状検出部３８は、走行エンコーダ８のパルス信号をトリガにして上面検出装置９の発光部９ａに信号出力して発光素子を上から順に発光させ、これと同期して受光部９ｂにおける受光素子での受光レベルを取得して車体の上面位置を検知し、車高データとして車形データ作成部４１に送信する。
【００２２】
第１車幅検出部３９は、走行エンコーダ８のパルス信号をトリガにして車幅検出装置１０の超音波センサ１０ａ・１０ｂに超音波発振信号を出力し、同時に反射波の受信信号を受けて反射波を受信するまでの時間から車体までの距離を算出し、第１車幅データとして車形データ作成部４１に送信する。第２車幅検出部４０は、サイドブラシ５・５のブラシ開閉用モータ２０の駆動に伴いサイドブラシ５が単位距離開閉する毎に開閉エンコーダ２２・２２が出力するパルス信号をカウントしていき、揺動角度センサ２５でサイドブラシ７が車体側面に接触して制御角度に揺動したことを検出した時点のパルス数から車体側面までの距離を算出し、第２車幅データとして車形データ作成部４１に送信する。
【００２３】
車形データ作成部４１は、走行位置検出部３７からの走行位置データ・上面形状検出部３８からの車高データ・第１車幅認識部３９からの第１車幅データ・第２車幅認識部４０からの第２車幅データに基づいて自動車の上面形状データ、側面形状データを作成する。進退位置検出部４２は、サイドノズル７・７のノズル進退用モータ３２の駆動に伴いサイドノズル７が単位距離進退する毎に進退エンコーダ３３・３３が出力するパルス信号をカウントしていき、パルス数から車体側面までの距離を算出する。
【００２４】
洗車制御部４４は、車形データ作成部４１で作成された自動車の上面形状データ及び側面形状データに基づいて本体フレーム１・トップブラシ４・サイドブラシ５・トップノズル６・サイドノズル７を制御する。洗車駆動部４５は、本体フレーム１の走行モータ３と、サイドブラシ５・５のブラシ回転モータ１７及びブラシ開閉用モータ２１と、サイドノズル７・７のノズル進退用モータ３２とが接続される他、トップブラシ４、トップノズル６の駆動系が接続され、洗車制御部４４からの指令により本体フレーム１・トップブラシ４・サイドブラシ５・トップノズル６・サイドノズル７を駆動するものである。
【００２５】
続いて、洗車制御部３６の動作について説明する。
洗車が開始されると、本体フレーム１の往復走行に伴う洗浄工程と、往行による乾燥工程が実行される。洗浄工程の第１往路では、洗浄する自動車の形状が作成され、以後の洗浄工程・乾燥工程は、ここで作成された車形データに基づいてブラシ及びノズルが制御されることになる。
まず第１往路では、本体フレーム１の往行に伴い、走行エンコーダ８のパルス信号をカウントして本体フレーム１の走行位置を検出しながら、所定数のパルス信号（例えば１２パルス）をカウントすると、上面検出装置９と車幅検出装置１０から車体上面位置と車体側面距離を取り込み、自動車の上面形状データ・第１車幅データを作成していく。また、トップブラシ４が車体に接近すると、作成した上面形状データに沿って昇降制御して車体上面のブラッシング洗浄を実行する。また、サイドブラシ５が車体に接近すると車体側面に押し付けていき、左右のサイドブラシがハの字姿勢になるように傾斜させて車体側面のブラッシング洗浄を実行する。そして、この側面洗浄時には、第２車幅データを作成していく。
【００２６】
図６は車幅検出方法を示しており、（ａ）は第１車幅検出部３９での車幅検出、（ｂ）は第２車幅検出部４０での車幅検出を示している。尚、図面では片側のみを図示している。
第１車幅検出部３９での車幅検出は、本体フレーム１の走行エンコーダ８がパルス出力すると、車幅検出装置１０の超音波センサ１０ａ・１０ｂから車体側面に超音波を発信し、同時に車体側面からの反射波を受信して発信から受信までの時間により車体側面までの距離Ｗ１を測定することでなされる。そして、この測定された車体側面までの距離Ｗ１を走行位置検出部３７で検出される本体フレーム１の走行位置とともに車形データ作成部４１に送信し、測定誤差を許容するため所定数（例えば、走行エンコーダ８の１２パルス分の距離データ）を平均化して第１車幅データΔＷ１ｎを蓄積していく。
【００２７】
また、第２車幅検出部４０での第２車幅検出は、サイドブラシ５が車体側面に接触して制御角度θに揺動したときの基点ＨＰから測定点Ｐまでの距離Ｌを開閉エンコーダ２２のパルス数から測定し、その時点で上面検出装置９で検出される車体上面高さＨと測定距離Ｌに基づいて測定点Ｐに対する傾斜補正値Ｃ（＝（支点高さＡ−Ｈ）×tanθ）を算出して実距離Ｗ２を求めることでなされる。図６（ｂ）に示すように、サイドブラシ５と車体との接触状況を見ると、ブラシ中心軸ＣＬから接触半径Ｂｒをもって接触しているため、傾斜補正値Ｃで補正される測定補正点Ｐａに対してこのブラシ接触半径Ｂｒを考慮した接触点Ｐｂに補正し、車体側面までの距離Ｗ２（＝Ｌ−Ｃ＋Ｂｒ）が求められる。そして、この算出された車体側面までの距離Ｗ２を、走行位置検出部３７で検出される本体フレーム１の走行位置とともに車形データ作成部４１に送信し、測定誤差を許容するため所定数（例えば、走行エンコーダ８の１２パルス分の距離データ）のデータ分を平均化して第２車幅データΔＷ２ｎを蓄積していく。
【００２８】
図７はこうして得られる車幅データを示しており、（ａ）は第１車幅データ、（ｂ）は第２車幅データを示している。
ここで、第１車幅データでは、自動車のタイヤハウス部分で超音波の反射波が検出されず、データが大きく落ち込んでおり（Ａ部）、第２車幅データでは、サイドブラシ５・５がドアミラーを回避する際に回転方向を切り替えた部分でデータが乱れている（Ｂ部）。この場合、車形データ作成部４１では、この第１車幅データと第２車幅データとを所定数分を平均化した車幅データΔＷ単位で比較し、その差が所定値より大きい場合には、第２車幅データを優先して側面形状データを作成していく。
【００２９】
例えば、第１車幅データΔＷ1-5と第２車幅データΔＷ2-5のように、差分が所定値を上回っている場合、第２車幅データΔＷ2-5を優先して側面形状データを作成する。これにより、タイヤハウス部分の非検出を補完することができる。また、第１車幅データΔＷ1-17と第２車幅データΔＷ2-17のように、差分が所定値を下回っている場合、第１車幅データΔＷ1-17を優先して側面形状データを作成する。これにより、サイドブラシの回転によるデータの乱れを補正することができる。こうして全ての第１車幅データΔＷ１と第２車幅データΔＷ２を比較していき、図７（ｃ）に示す側面形状データを作成する。
【００３０】
乾燥工程では、上面形状データと側面形状データを用いてトップノズル６、サイドノズル７・７を制御する。このうち、サイドノズル７・７は、図８に示すように、側面形状データに対して、車体側面とノズル送風口とのオフセット量Ｄを加味した距離Ｆ（＝Ｗ−Ｄ）分だけノズル進退装置２９によって移動し、車体に接触することなく近距離から車体に向けて送風する。その後、車体側面とのオフセット量Ｄを保持するように、ノズル進退装置２９を進退させていき、本体フレーム１が走行停止位置まで走行させて停止し、復行の乾燥工程が終了となる。
【００３１】
以上のように本発明は、サイドブラシによる車体側面までの距離検出と、超音波センサによる車体側面までの距離検出の両方を実行し、相互の車幅データを補完しながら車体側面形状を検出するようにしたので、より安全な側面形状データを作成することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１    本体フレーム
５・５  サイドブラシ
７・７  サイドノズル
９  車形検出装置
１０  車幅検出装置
１５  ブラシ開閉装置
１６  ブラシ揺動装置
２９  ノズル進退装置
３６  洗車制御部
３７  走行位置検出部
３９  第１車幅検出部
４０  第２車幅検出部
４１  車形データ作成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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