(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右両側に配置されている走行用車輪に回転数差を与えて旋回すると共に、左右の走行用車輪の回転数を検出する回転数検出手段と、走行通路の路面に配置された走行基準点を検出する基準点検出手段と、走行ずれ量検出手段と、走行方向ずれ角度検出手段と、前記各手段から得られる情報を入力して自動直進走行制御を行う直進制御手段を備えた無軌道式走行体の直進走行制御装置において、
前記左右の走行用車輪を駆動する走行モータのトルクを検出するトルク検出手段を備えると共に、
前記走行方向ずれ角度検出手段が、走行方向ずれ角度を、前記回転数検出手段で検出された左右の回転数の差から算出される量を、初期ずれ角度を初期値として時間積分した値から、前記トルク検出手段で検出された左右の走行モータのトルクの差から算出される撓み修正角度分を補正して求め、
前記走行ずれ量検出手段が、走行ずれ量を、初期ずれ量を初期値とし、走行速度と前記走行方向ずれ角度の積を時間積分して求めることを特徴とする無軌道式走行体の直進走行制御装置。
【請求項２】
前記基準点検出手段を該無軌道式走行体の左右方向に所定の距離離間して配置し、前記走行通路の横断方向に対をなして配置された前記走行基準点を検出し、
前記走行ずれ量検出手段が、前記基準点検出手段で検出した前記走行基準点の検出位置から，走行ずれ量を算出し、前記初期走行ずれ量を補正すると共に、
前記走行方向ずれ角度検出手段が、左右の前記基準点検出手段の検出時間差と前記回転数から算出される走行速度を使用して走行方向ずれ角度を算出し、前記初期ずれ角度を補正することを特徴とする請求項１記載の無軌道式走行体の直進走行制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無軌道式走行体の直進走行制御装置を備えたことを特徴とする無軌道式走行体。
【請求項４】
前記無軌道式走行体が、前記走行用車輪にラバータイヤを装着して、コンテナを荷役する自走式門型クレーンであることを特徴とする請求項３記載の無軌道式走行体。
【請求項５】
左右両側に配置されている走行用車輪に回転数差を与えて旋回すると共に、左右の走行用車輪の回転数を検出する回転数検出手段と、前記左右の走行用車輪を駆動する走行モータのトルクを検出するトルク検出手段と、走行通路の路面に配置された走行基準点を検出する基準点検出手段と、走行ずれ量検出手段と、走行方向ずれ角度検出手段と、前記各手段から得られる情報を入力して自動直進走行制御を行う直進制御手段を備えた無軌道式走行体の直進走行制御装置において、
走行方向ずれ角度を、前記回転数検出手段で検出された左右の回転数の差から算出される量を、初期ずれ角度を初期値として時間積分した値から、前記トルク検出手段で検出された左右の走行モータのトルクの差から算出される撓み修正角度分を補正して求め、
走行ずれ量を、初期ずれ量を初期値とし、走行速度と前記走行方向ずれ角度の積を時間積分して求めることを特徴とする無軌道式走行体の直進走行制御方法。
【請求項６】
該無軌道式走行体の左右方向に所定の距離離間して配置した前記基準点検出手段で、前記走行通路の横断方向に対をなして配置された前記走行基準点を検出し、
前記基準点検出手段で検出した前記走行基準点の検出位置から，走行ずれ量を算出し、前記初期走行ずれ量を補正すると共に、
左右の前記基準点検出手段の検出時間差と前記回転数から算出される走行速度を使用して走行方向ずれ角度を算出し、前記初期ずれ角度を補正することを特徴とする請求項５記載の無軌道式走行体の直進走行制御方法。
【請求項７】
該無軌道式走行体が、前記走行用車輪にラバータイヤを装着して、コンテナを荷役する自走式門型クレーンであることを特徴とする請求項５又は６に記載の無軌道式走行体の直進走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテナヤード等で使用される自走式門型クレーン等の無軌道式走行体の直進走行制御装置及び直進走行制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンテナヤード等でコンテナを移動する装置としては、移動型タワークレーン、トランスファー・クレーン、ストラドル・キャリヤ、ヤード・トラクラ、ヤード・トレーラ等があるが、その一つのトランスファー・クレーンは、移動能力より物上げ能力に優れたものが必要とされ、主として門型ラバータイヤ式クレーン（トランステーナ）と呼ばれる、走行用車輪にラバータイヤを装着してコンテナを荷役する自走式門型クレーンが用いられている。
【０００３】
この自走式門型クレーンは、特開昭５９−１６７７１７号公報等でも紹介されているが、コンテナヤード等で船からコンテナクレーンで陸揚げされてトレーラで運ばれてきたコンテナを、吊り上げて運搬してヤード上に積み上げる装置である。
【０００４】
そして、図１に示すように、この自走式門型クレーン１は、自走方向と直角の方向に走行するトロリ３にコンテナ１０を昇降するための吊り上げ装置２が備えられている。このトロリ３が、自走方向ｘと直角の方向ｙに走行するためのレール４ａを設けた梁（横桁）４とこの梁４を支える脚部５と、この脚部５を支えるトラック６とから構成されている。
【０００５】
この梁４と両脚部５、５とで門型を形成し、脚部５のトラック６にはラバータイヤ７ａが装着された走行用車輪７が配置されており、この走行用車輪７の駆動輪を左右個別の走行モータ８で回転駆動することにより移動し、旋回（ステアリング）操作は、両側に配置されている走行用車輪７に走行速度差、即ち回転数の差を与えることにより行っている。
【０００６】
そして、従来のラバータイヤ式クレーンの直進走行制御を行うシステムでは、特公平７−３８１３３号公報に示されている無軌道式クレーンの走行軌道修正装置や特開２０００−１５３９８８号公報の無軌道路面走行体のように、自動運転における進行方向に対する角度偏差である走行方向ずれ角度（機体姿勢角）を検出するために、ジャイロコンパスを用いている。
【０００７】
この自走式門型クレーン１の直進走行の自動制御装置は、図５に例示するような構成の自動直進制御装置２０Ｘであり、磁気センサ列等で形成される基準点検出手段２３により、コンテナヤード内の走行コースの路面に設けられた磁気板のような走行基準点１２を検出して、検出した磁気センサの位置である検出位置Ｙから、走行コースとの左右のずれ量である走行ずれ量（機体左右偏差）Ｙｄを算出している。また、ジャイロコンパスを用いた走行ずれ角度検出手段４０により目標の走行方向Ｘに対する走行方向ずれ角度θｄを検出している。
【０００８】
そして、直進制御手段２６により、走行ずれ量Ｙｄをゼロにするように左右の走行モータ８の回転数Ｎｒ，Ｎｌを制御し、両側の走行用車輪７に走行速度差を与えながら、自動直進走行している。
【０００９】
この自動直進走行制御を使用している場合には、左右の走行用車輪の駆動輪に対して同じ回転数の指示を出していても、トロリが移動するため、重心が中央に無い場合が多く、荷重が必ずしも左右のタイヤに均等に加わらず、片方の荷重が大きくなる場合が多い。
【００１０】
この場合に、荷重の大きい側の走行用車輪のタイヤの一回転当たりの走行距離がタイヤのへこみ分だけ小さくなるため、荷重の大きい側に旋回する。そのため、この旋回を検知して逆旋回を行う必要があり、これらの小さな旋回を繰り返しながら、直進走行することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このジャイロコンパスは高価な装置であり、その上、信頼性が低いという問題があり、特公平７−３８１３３号公報の装置では、走行基準点検出信号、走行速度、走行一方向角速度から軌道ずれ量を演算し、このずれ量に応じた軌道修正を行うと共に、走行基準点を通過する毎にジャイロコンパスのドリフトをリセットして補正するようにしている。
【００１２】
また、この問題を解決する別の方法として、左右の車輪回転数から角度偏差を求めることが考えられるが、この方法は、剛体と見なせる車両の場合には有効であるが、コンテナを扱うラバータイヤ式クレーンような無軌道式走行体では、左右の脚部間のスパンが約２０ｍにも及ぶものがあって、剛性が低く車体が撓み易いため、車輪回転数から求めた旋回角速度だけで走行ずれ角度を算出すると、実際の進行方向との誤差が大きくなってしまうという問題がある。
【００１３】
そして、この目標方向と走行方向とのずれ角度である走行方向ずれ角度と、左右方向の目標位置と走行位置との差である走行ずれ量との推定精度が悪いと、自動直進走行制御を行った場合に大きく蛇行することになる。そのため、運転者に不快な加減速を感じさせると共に、荷役中のコンテナに左右方向や旋回方向の加速度や角加速度を与えて揺動させてしまうという問題が生じる。
【００１４】
一方、車体の撓みによる走行方向ずれ角度への影響は、左右の駆動輪のトルクの差、即ち、左右の走行モータのトルク（走行モータトルク）の差に関係することが分かってきた。
【００１５】
本発明は、この知見を得て上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ジャイロコンパス等の特別な高価な装置を用いることなく、走行通路の路面に設けられた基準点を検出して走行ずれ量を算出すると共に、左右の走行用車輪の回転数と、走行モータのトルクを計測し、これらの計測値から、目標の進行方向に対する走行方向ずれ角度を算出及び補正して、走行方向ずれ角度を精度良く検出して、効率よく自動直進走行制御を行うことができる無軌道式走行体の自動直進制御装置及び自動直進制御方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そして、上記の目的を達成するための本発明の無軌道式走行体の自動直進制御装置は、次のように構成される。
【００１７】
１）左右両側に配置されている走行用車輪に回転数差を与えて旋回すると共に、左右の走行用車輪の回転数を検出する回転数検出手段と、走行通路の路面に配置された走行基準点を検出する基準点検出手段と、走行ずれ量検出手段と、走行方向ずれ角度検出手段と、前記各手段から得られる情報を入力して自動直進走行制御を行う直進制御手段を備えた無軌道式走行体の直進走行制御装置において、前記左右の走行用車輪を駆動する走行モータのトルクを検出するトルク検出手段を備えると共に、前記走行方向ずれ角度検出手段が、走行方向ずれ角度を、前記回転数検出手段で検出された左右の回転数の差から算出される量を、初期ずれ角度を初期値として時間積分した値から、前記トルク検出手段で検出された左右の走行モータのトルクの差から算出される撓み修正角度分を補正して求め、前記走行ずれ量検出手段が、走行ずれ量を、初期ずれ量を初期値とし、走行速度と前記走行方向ずれ角度の積を時間積分して求めるように構成される。
【００１８】
この走行速度は、左右の走行用車輪の回転数から求めるのが簡単であるが、他の方法で求めてもよい。
【００１９】
この構成によれば、走行ずれ量及び走行方向ずれ角度を、左右の走行用車輪の回転数と走行モータのトルクから算定するので、ジャイロコンパス等の高価な装置が不要となる。
【００２０】
そして、左右の走行モータのトルクを用いて、比較的車体の剛性が低い自走式門型クレーン等の無軌道式走行体の車体の撓みに基づく誤差を、トルク差から算出される撓み修正角度により補正しているので、精度よく走行方向ずれ角度を検出できる。
【００２１】
２）上記の無軌道式走行体の直進走行制御装置において、前記基準点検出手段を該無軌道式走行体の左右方向に所定の距離離間して配置し、前記走行通路の横断方向に対をなして配置された前記走行基準点を検出し、前記走行ずれ量検出手段が、前記基準点検出手段で検出した前記走行基準点の検出位置から，走行ずれ量を算出し、前記初期走行ずれ量を補正すると共に、前記走行方向ずれ角度検出手段が、左右の前記基準点検出手段の検出時間差と前記回転数から算出される走行速度を使用して走行方向ずれ角度を算出し、前記初期ずれ角度を補正するように構成される。
【００２２】
以上の構成によれば、走行基準点を検出する毎に、初期走行ずれ量と初期ずれ角度を補正できるので、より精度良く走行ずれ量と走行方向ずれ量を検出することができるようになる。そのため、より効率よく自動直進制御を行うことができる。
【００２３】
３）そして、上記のいずれかの無軌道式走行体の直進走行制御装置を備えて無軌道式走行体を構成する。
【００２４】
４）また、前記無軌道式走行体が、前記走行用車輪にラバータイヤを装着して、コンテナを荷役する自走式門型クレーンである場合には、特に効果を奏することができる。
【００２５】
このラバータイヤを装着して自走する門型クレーンは、２０ｍにも及ぶ大きな構造体を門型で形成しているために撓み易く、走行用車輪の回転数だけでは、走行方向ずれ角度を正確に推定できないので、特に効果が大きい。
【００２６】
そして、本発明の無軌道式走行体の直進走行制御方法は次のように構成され、上記と同様な効果を奏することができる。
【００２７】
１）左右両側に配置されている走行用車輪に回転数差を与えて旋回すると共に、左右の走行用車輪の回転数を検出する回転数検出手段と、前記左右の走行用車輪を駆動する走行モータのトルクを検出するトルク検出手段と、走行通路の路面に配置された走行基準点を検出する基準点検出手段と、走行ずれ量検出手段と、走行方向ずれ角度検出手段と、前記各手段から得られる情報を入力して自動直進走行制御を行う直進制御手段を備えた無軌道式走行体の直進走行制御装置において、前記走行方向ずれ角度検出手段が、走行方向ずれ角度を、前記回転数検出手段で検出された左右の回転数の差から算出される量を、初期ずれ角度を初期値として時間積分した値から、前記トルク検出手段で検出された左右の走行モータのトルクの差から算出される撓み修正角度分を補正して求め、走行ずれ量を、初期ずれ量を初期値とし、走行速度と前記走行方向ずれ角度の積を時間積分して求めるように構成される。
【００２８】
２）上記の無軌道式走行体の直進走行制御方法において、該無軌道式走行体の左右方向に所定の距離離間して配置した前記基準点検出手段で、前記走行通路の横断方向に対をなして配置された前記走行基準点を検出し、前記基準点検出手段で検出した前記走行基準点の検出位置から，走行ずれ量を算出し、前記初期走行ずれ量を補正すると共に、左右の前記基準点検出手段の検出時間差と前記回転数から算出される走行速度を使用して走行方向ずれ角度を算出し、前記初期ずれ角度を補正するように構成される。
【００２９】
３）そして、上記のいずれかの無軌道式走行体の直進走行制御方法を、該無軌道式走行体が、前記走行用車輪にラバータイヤを装着して、コンテナを荷役する自走式門型クレーンである場合に使用する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る無軌道式走行体の自動直進制御装置と自動直進制御方法の実施の形態について、自走式門型クレーンを例にして説明する。
【００３１】
最初に、この無軌道式走行体である自走式門型クレーンの構成について説明する。
【００３２】
図１に示すように、この自走式門型クレーン１は、梁（横桁）４と、この梁４を支える脚部５と、この脚部５を支えるトラック６とから構成されており、この梁４と両脚部５、５とで門型を形成している。
【００３３】
そして、この梁４には、トロリ３が走行するためのレール４ａが設けられ、トロリ３にはコンテナ１０を昇降するための吊り上げ装置２が備えられており、また、脚部５のトラック６にはラバータイヤ７ａが装着された走行用車輪７が配置され、この走行用車輪７の駆動輪を左右個別の走行モータ８で回転駆動することにより移動し、旋回（ステアリング）操作は、両側に配置されている走行用車輪７に走行速度差、即ち回転数の差を与えることにより行っている。
【００３４】
この自走式門型クレーン１の自動直進制御装置は、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）等で形成されるが、図２の第１の実施の形態の自動直進制御装置２０及び図３の第２の実施の形態の自動直進制御装置２０Ａに示すように、回転数検出手段２１、トルク検出手段２２、基準点検出手段２３、走行方向ずれ角度検出手段２４、走行ずれ量検出手段２５、及び、直進制御手段２６を備えて形成され、右走行モータ８と左走行モータ８の回転数Ｎｒ，Ｎｌを制御する。
【００３５】
この回転数検出手段２１は、左右の走行用車輪７の回転数Ｎｒ，Ｎｌを検出する手段であり、左右の走行用車輪７の回転軸、又は、走行モータ８の回転軸に設けたロータリエンコーダ等で形成される。あるいは、自動制御装置の制御用の数値を用いることもできる。
【００３６】
また、トルク検出手段２２は左右の走行用車輪７を駆動する走行モータ８のトルク（走行モータトルク）Ｔｒ，Ｔｌを検出する手段であり、走行モータ８に通常使用されるインバータモータでは、インバータ自身に装備したトルク検出手段で形成される。
【００３７】
そして、基準点検出手段２３は、走行通路１２の路面に配置された走行基準点１３を検出する手段であり、走行車輪７の近傍に設けた磁気センサ列１１で形成する。この磁気センサ列１１は、走行通路１２の走行方向ｘと直角の方向ｙ、即ち、左右方向ｙに、磁気センサを数十個（例えば８０個程度）を、所定の間隔（例えば５ｍｍ間隔）に並べて形成する。なお、図６に示すように、クレーン１における座標をｘ−ｙとし、走行通路１２の路面における座標をＸ−Ｙとする。
【００３８】
一方、磁気基準点（走行基準点）１３は、磁気板等を走行通路１２の路面に、例えば約５０ｍの一定間隔をおいて埋設して形成する。この走行基準点１３を走行通路１２の両側に設ける場合には走行指示方向Ｘに関して同じ位置にあるように、つまり、走行指示方向Ｘに直角となる直線上にあるように対をなして配置する。
【００３９】
また、走行方向ずれ角度検出手段２４は、所望の走行指示方向Ｘとクレーン１の機体の走行方向ｘとのずれ角度である走行方向ずれ角度θｄを検出する手段であり、走行ずれ量検出手段２５は、所望の走行コースの中心線（Ｙ＝０）からのクレーン１の機体のずれ量Ｙである走行ずれ量Ｙｄを検出する手段である。
【００４０】
直進制御手段２６は、これらの各手段から得られる情報を入力して、走行ずれ量Ｙｄ及び制御の必要に応じて走行方向ずれ角度θｄがゼロになるように、左右の走行用車輪７を駆動する走行モータ８の回転数Ｎｒ、Ｎｌを制御して、これにより左右の走行用車輪７の走行速度Ｖｒ、Ｖｌを制御する手段である。
【００４１】
そして、図２に示す第１の実施の形態では、走行方向ずれ角度検出手段２４は、回転数Ｎｒ、Ｎｌから算出されるずれ角度θE を、トルクＴｒ、Ｔｌから得られる撓み修正角度θT で補正している。
【００４２】
この回転数Ｎｒ、Ｎｌから算出されるずれ角度θE は、初期ずれ角度θ0 を初期値として、回転数Ｎｒ、Ｎｌから算出される旋回角速度ωE を時間積分して得られる。
【００４３】
この回転数Ｎｒ、Ｎｌから算出される旋回角速度ωE は、図７に示すように、回転数検出手段２１で検出された左右の回転数Ｎｒ，Ｎｌの関数となる走行速度Ｖｒ，Ｖｌにより、左右車輪間隔をＬとし、車体に撓みが無いとすると、ωE （rad/s)＝ｓｉｎ-1｛（Ｖｒ(m/s) −Ｖｌ(m/s) ）／Ｌ(m) ｝となる。ここで、αが小さい時に、ｓｉｎ-1（α）≒αであることを利用すると、ωE （rad/s)＝（Ｖｒ(m/s) −Ｖｌ(m/s) ）／Ｌ(m) となる。また、計算精度の面から走行速度Ｖｒ，Ｖｌも回転数Ｎｒ，Ｎｌに比例すると見なすことができる。
【００４４】
従って、θ0 を初期ずれ角度とすると、θE （rad)＝θ0 （rad)＋∫（ωE （rad/s)）ｄｔ＝θ0 （rad)＋∫｛（Ｖｒ(m/s) −Ｖｌ(m/s) ）／Ｌ(m) ｝ｄｔ= θ0 （rad)＋∫｛Ａ×（Ｎｒ(rpm) −Ｎｌ(rpm) ）／Ｌ(m) ｝ｄｔとなる。
【００４５】
そして、本発明では、更に、クレーン１の撓み量によって生じるずれ角度の誤差分となる撓み修正角度θT で補正する。この撓み修正角度θT は、トルク検出手段２２で検出された左右の走行用車輪７のトルクＴｒ，Ｔｌの差（Ｔｒ−Ｔｌ）に比例する値であり、Ｂを比例定数として、θT （rad)＝Ｂ×（Ｔｒ（kgf.m)−Ｔｌ（kgf.m)）となる。この撓み修正角度θT を、回転数Ｎｒ，Ｎｌから算出されるずれ角度θE から減じて補正する。
【００４６】
つまり、走行方向ずれ角度θｄは、θｄ（rad)＝θ0 （rad)＋θE （rad)−θT （rad)となり、ωE を使用すると、θｄ（rad)＝θ0 （rad)＋∫ωE ｄｔ−θT となり、θｄ（rad)＝θ0 （rad)＋∫｛Ａ×（Ｎｒ(rpm) −Ｎｌ(rpm) ）／Ｌ(m) ｝ｄｔ−Ｂ×（Ｔｒ（kgf.m)−Ｔｌ（kgf.m)）として算出できる。
【００４７】
そして、走行ずれ量検出手段２５は、磁気基準点１２上を、磁気センサ列１１が通過した時に、磁気基準点１３を検出した磁気センサの位置により、走行方向ずれ量Ｙ（又は、Ｙｒ、Ｙｌ）を検出する。そして、通過時の走行ずれ量Ｙｐをこの値Ｙ（又は、（Ｙｒ＋Ｙｌ）／２）とする。
【００４８】
また、磁気基準点１３上を磁気センサ列１１が通過し、次の磁気基準点１３上を磁気センサ列１１が通過するまでの期間では、Ｙ方向へのずれ速度Ｖｙは、図８に示すように、走行速度Ｖｘ（＝（Ｖｒ＋Ｖｌ）／２）と走行方向ずれ角度θｄから、Ｖｙ＝Ｖｘ×ｓｉｎ（θｄ）≒Ｖｘ×θｄとなるので、走行ずれ量Ｙｄを、初期ずれ量Ｙ０を初期値とし、走行速度Ｖｘと走行方向ずれ角度θｄの積（Ｖｘ×θｄ）を時間積分して算定する。つまり、Ｙｄ(m) ＝Ｙ０(m) ＋∫Ｖｙｄｔ＝Ｙ０(m) ＋∫（Ｖｘ(m/s) ×θｄ(rad) ）ｄｔとなる。
【００４９】
この初期ずれ量Ｙ０の値を、磁気基準点１２を検出する毎に、通過時の走行ずれ量Ｙｐにリセットして走行ずれ量Ｙｄを補正する。
【００５０】
〔第２の実施の形態〕
そして、図３に示す第２の実施の形態では、走行方向ずれ角度検出手段２４は、第１の実施の形態の構成に加えて、基準点検出手段２３で検出されたずれ位置Ｙｒ，Ｙｌから磁気基準点通過時の走行方向ずれ角度θｐを検出し、その時の走行方向ずれ角度θｄ及び初期ずれ角度θ０を補正するように構成される。
【００５１】
この場合には、基準点検出手段２３である磁気センサ列１１をクレーン１の左右方向ｙにスパンＬｒｌの間隔で設ける。
【００５２】
そして、一方（例えば右側）の磁気センサ列８が磁気基準点１２を検出してから、他方（例えば左側）の磁気センサ列８が磁気基準点１２を検出するまでの検出時間差をΔｔ(s) とし、磁気センサ列１１の中心間の距離をＬｒｌとすると、図９に示すように、Δｔ(s) ＝ｓｉｎ（θｐ（rad)）×Ｌｒｌ(m) ／Ｖｌmean(m/s) から、θｐ（rad)＝Ｖｌmean(m/s) ×Δｔ(s) ／Ｌｒｌ(m) となる。この関係式から磁気基準点通過時の走行方向ずれ角度θｐを検出する。なお、このＶｌmean(m/s) はＶｌ(m/s) のΔｔ(s) 間の平均値である。
【００５３】
なお、この場合には、左右の磁気センサ列８は、走行方向（前後方向）ｘに直角な方向（左右方向）ｙに関して同一直線上に設けるものとする。なお、同一直線上に設けず、前後する場合には、前後距離を考慮してＶｌ(m/s) ×Δｔ(s) を補正することにより、磁気基準点通過時の走行方向ずれ角度θｐを検出することができる。
【００５４】
〔自動直進制御方法〕
次に、以上の構成の無軌道式走行体の自動直進制御装置における自動直進制御方法について説明する。なお、ここでは、第１の実施の形態、及び、磁気センサ列８を左右両側に配置した第２の実施の形態の場合について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５５】
なお、図４は第２の実施の形態の場合の制御フローを示すが、第１の実施の形態の場合には、ステップＳ３１の「時間差の検出」とステップＳ３２の「走行方向ずれ角度の算出」と「初期ずれ角度の補正」が無い制御フローとなる。
【００５６】
この図４の制御フローは、ステップＳ１０のデータ入力、ステップＳ２０の基準点通過判定、ステップＳ３０の初期ずれ量等の補正、ステップＳ４０の走行ずれ量等の検出、ステップＳ５０の直進制御とからなり、この自動直進走行制御モードが選択され、自動直進走行制御が行われている間は、メインの走行制御のフローから繰り返し呼ばれて実行されるフローとして、例示したものである。
【００５７】
この無軌道式走行体である自走式門型クレーン１が、自動直進走行制御による走行を始めると、ステップＳ１０のデータ入力が実行される。
【００５８】
このステップＳ１０においては、ステップＳ１１で回転数検出手段２１により左右の走行用車輪７の回転数Ｎｒ，Ｎｌの検出と、左右の走行速度Ｖｒ，Ｖｌ、平均走行速度Ｖｘ＝（Ｖｒ＋Ｖｌ）／２及び速度差ΔＶｘ＝（Ｖｒ−Ｖｌ）の算出を行う。また、ステップＳ１２で、トルク検出手段２２による左右の走行用車輪７のトルクＴｒ，Ｔｌの検出と、車両の撓みの修正に使用する撓み修正角度θT ＝Ｂ×（ＴｒーＴｌ）の算出を行う。
【００５９】
次に、ステップＳ２０の基準点通過判定においては、基準点検出手段２３により、走行通路１２の路面に配置された走行基準点１３の検出が行われているか、否かを判定する。つまり、磁気センサ列１１が磁気基準点１３を検出中であるか否かを判定する。
【００６０】
そして、ステップＳ２０において、走行基準点１３の検出中であると判定すると、ステップＳ３０の初期ずれ量等の補正に行き、基準点検出手段２３、走行方向ずれ角度検出手段２４、走行ずれ量検出手段２５により、走行基準点通過時の走行方向ずれ角度θｐ、走行基準点通過時の走行ずれ量Ｙｐを算出し、この値を用いて、初期ずれ角度θ0 、初期ずれ量Ｙ０をリセットして補正する。
【００６１】
より詳細には、ステップＳ３１で、基準点検出手段２３により、走行方向ずれ量Ｙｒ，Ｙｌの検出を行う。そして、第２の実施の形態では、更に、一方（例えば右側）の磁気センサ列１１が磁気基準点１３を検出してから、他方（例えば左側）の磁気センサ列１１が磁気基準点１３を検出するまでの検出時間差Δｔ(s) の検出を行う。
【００６２】
また、第２の実施の形態では、ステップＳ３２で、走行方向ずれ角度検出手段２４により、走行基準点通過時の走行方向ずれ角度θｐ（rad)の算出を、θｐ（rad)＝Ｖｌ(m/s) ×Δｔ(s) ／Ｌｒｌ(m) で行い、初期ずれ角度θ0 を、この値θｄにリセットする。
【００６３】
また、ステップＳ３３で、走行ずれ量検出手段２５により、走行基準点通過時の走行ずれ量Ｙｐの算出を、Ｙｐ＝（Ｙｒ＋Ｙｌ）／２で行い、初期ずれ量Ｙ０をこの値Ｙｐにリセットする。
【００６４】
一方、ステップＳ２０において、走行基準点１３の検出中ではないと判定すると、ステップＳ４０の走行ずれ量等の検出に行き、走行方向ずれ角度検出手段２４、走行ずれ量検出手段２５により、初期ずれ角度θ0 、初期ずれ量Ｙ０を用いて、走行基準点１２通過後の走行方向ずれ角度θｄ、走行ずれ量Ｙｄを算出する。
【００６５】
より詳細には、ステップＳ４１で、走行方向ずれ角度検出手段２４により、走行方向ずれ角度θｄ（rad)の算出を、θｄ（rad)＝θ0 （rad)＋∫｛Ａ×（Ｎｒ(rpm) −Ｎｌ(rpm) ）／Ｌ(m) ｝ｄｔ（＝θE （rad)）により行う。
【００６６】
次のステップＳ４２で，車体の撓みによる誤差の補正を行う。この補正は車体の撓みによる撓み修正角度θT を差し引くことで行う。つまり、θｄ（rad)＝θE −θT ＝θｄ（rad)−Ｂ×（Ｔｒ（kgf.m)−Ｔｌ（kgf.m)）により行う。
【００６７】
また、ステップＳ４３で、走行ずれ量検出手段２５により、走行ずれ量Ｙｄの算出を、Ｙｄ(m) ＝Ｙ０(m) ＋∫（Ｖ(m/s) ×θｄ(rad) ）ｄｔで行う。
【００６８】
そして、ステップＳ２０又はステップＳ３０を終了したら、ステップ４０に行き、直進制御手段２６により、走行方向ずれ角度θｄや走行ずれ量Ｙｄがゼロになるように、左右の走行用車輪７の走行速度Ｖｒ、Ｖｌ、即ち、左右の走行用車輪７を駆動する走行モータ８の回転数Ｎｒ、Ｎｌを制御する。この制御は、走行方向ずれ角度θｄと走行ずれ量Ｙｄを制御値とし、走行モータ８の回転数Ｎｒ，Ｎｌを操作量とするフィードバック制御等で行うことができる。
【００６９】
このステップＳ１０〜Ｓ４０を実行して、図示しないメインの走行制御フローに戻っては、呼び出されることにより、自動直進走行モードが選定されている間、繰り返しステップＳ１０〜Ｓ４０を実行することにより、自動直進走行制御が行われる。
【００７０】
以上の構成の自走式門型クレーン（無軌道式走行体）とその自動直進制御方法によれば、ジャイロコンパス等の高価な装置を使用することなく、精度良く、走行ずれ量Ｙｄ及び走行方向ずれ角度θｄを検出することができるので、高精度で自動直進走行することができる。特に、クレーンの機体の撓みによる撓み修正角度θT を走行用車輪７のトルクＴｒ，Ｔｌから推定して補正するので、より精度を高めることができる。
【００７１】
そして、第２の実施の形態では、磁気基準点１３を通過する時に、初期ずれ角度θ0 も補正するので、より高精度で走行方向ずれ角度θｄを推定することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る無軌道式無軌道式走行体の自動直進制御装置及び自動直進制御方法によれば、次のような効果を奏することができる。
【００７３】
走行ずれ量及び走行方向ずれ角度を、左右の走行用車輪の回転数と左右の走行用車輪を駆動する走行モータのトルクから算定するので、ジャイロコンパス等の高価な装置が不要となる。
【００７４】
特に、左右の走行用車輪の駆動輪のモータトルクを用いて、比較的車体の剛性が低い自走式門型クレーン等の無軌道式走行体の車体の撓みを計算し、この撓みに基づく誤差を補正しているので、精度よく走行方向ずれ角度を検出できる。
【００７５】
また、走行基準点を検出する毎に、初期走行ずれ量と初期ずれ角度を補正するので、より精度良く走行ずれ量と走行方向ずれ量を検出することができ、より精度よく自動直進制御を行うことができる。
【００７６】
従って、自動直進走行制御の入力となるこれらの走行ずれ量と走行方向ずれ角度の検出精度が向上するので、より好適な自動直進制御を行うことができる。そのため、運転者の乗り心地性を向上でき、また、荷役中のコンテナに加わる加速度が小さくなるので、より安全な荷役ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無軌道式走行体の一例である自走式門型クレーンを示す模式的な図であり、（ａ）は斜視図で、（ｂ）は正面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態の自動直線制御装置の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態の自動直線制御装置の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る第２の実施の形態の自動直線制御装置における自動直線制御方法の制御フローを示す図である。
【図５】従来技術の自走式門型クレーンの自動直線制御装置の構成を示す図である。
【図６】直進制御に使用する諸量間の関係を説明するための無軌道式走行体固定座標系と走行通路の路面固定座標系との関係を示す図である。
【図７】無軌道式走行体の旋回角速度と左右の走行速度との関係を示す図である。
【図８】無軌道式走行体の走行速度とずれ速度との関係を示す図である。
【図９】走行基準点通過時の走行方向ずれ角度と検出時間差の関係を示す図である。
【符号の説明】
１    自走式門型クレーン（無軌道式走行体）
７    走行用車輪
８    走行モータ
１２    走行通路
１３    走行基準点
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｘ    自動直進制御装置
２１    回転数検出手段
２２    トルク検出手段
２３    基準点検出手段
２４    走行方向ずれ角度検出手段
２５    走行ずれ量検出手段
２６    直進制御手段
Ｎｒ，Ｎｌ    回転数
Ｔｒ，Ｔｌ    トルク
Ｙｄ    走行ずれ量
Ｙ 0    初期ずれ量
θｄ    走行方向ずれ角度
θ0     初期ずれ角度
Δｔ    検出時間差
Ｖｘ    走行速度
【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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【図９】
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