(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対して門型フレームを該車体を跨いだ状態で相対移動させながら前記門型フレーム側に設けた車体検出手段により車体を検出する門型洗車機における車体検出方法において、前記車体検出手段を車体の本体より下方に設置し、その車体検出手段により少なくとも左右２つの車輪のそれぞれの外側近傍の前端部と後端部を検出し、それらの検出データに基づいて門型フレームに対する車体側面の相対位置を求めるようにしたことを特徴とする門型洗車機における車体検出方法。
【請求項２】
左右一対の車輪に関する検出データに基づいて、前記各車輪の外側近傍の前端部と後端部との中点を演算し、それらの中点の位置に基づいて門型フレームに対する車体側面の相対位置を求める請求項１に記載の門型洗車機における車体検出方法。
【請求項３】
左右一対の車輪に関する検出データに基づいて、前記各車輪の外側近傍の前端部と後端部との中点を演算し、それらの中点を結んだ線に対して直交する方向を車体の前後方向として門型フレームに対する車体側面の相対位置を求める請求項１又は２に記載の門型洗車機における車体検出方法。
【請求項４】
前輪と後輪に関するそれぞれの外側近傍の前端部と後端部を検出し、それらの検出データに基づいて、前輪及び後輪の外側近傍の前端部と後端部との中点を演算し、それらの中点の位置に基づいて門型フレームに対する車体側面の相対位置を求める請求項１〜３のいずれか一項に記載の門型洗車機における車体検出方法。
【請求項５】
車体に対して門型フレームを該車体を跨いだ状態で相対移動させながら前記門型フレーム側に設けた車体検出手段により車体を検出する門型洗車機における車体検出装置において、前記車体検出手段は、車体本体より下位平面内に傾斜角を異ならせて車体を横切って配置した複数の光軸の透光遮光を検出する光電センサと、該光電センサによって検出した少なくとも左右２つの車輪のそれぞれの外側近傍の前端部と後端部に関する検出データに基づいて門型フレームに対する車体側面の相対位置を求める演算手段から構成したことを特徴とする門型洗車機における車体検出装置。
【請求項６】
前記光電センサは相対移動に直交する方向に対して大小の各傾斜角で左右対称に２対の光軸を配置した請求項５に記載の門型洗車機における車体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、門型洗車機における車体の検出技術に関する。より詳しくは、門型フレームに対する車体側面の相対的な位置関係を求めるための車体検出技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体側面の検出に関しては、門型フレームの左右側部に設けた超音波センサや門型フレームの上部に車幅方向に移動可能に設けた反射型の光電センサを用いて車体の側面を認識する車体検出手段が知られている（特開平６−１２７３４６号公報、特開平９−３０９４１１号公報）。しかしながら、前者の従来技術の場合には、超音波センサが風や気温の影響を受けやすく、水滴の付着による誤動作も問題であった。また、後者の従来技術の場合には、検出手段を車幅方向に移動させるための機構や制御が複雑になるといった技術的な問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みて発明したものであり、気温や風等による影響や、水滴の付着による誤動作を排除しやすく、しかも検出手段の車幅方向の移動を必要としない簡便で動作の安定した車体側面の検出技術を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、鋭意研究の結果、車輪に着目して車体側面の位置を求めることにより前記課題を解決し得るとの結論に達した。請求項１の門型洗車機における車体検出方法に係る発明では、車体検出手段を車体の本体より下方に設置し、その車体検出手段により少なくとも左右２つの車輪のそれぞれの外側近傍の前端部と後端部を検出し、それらの検出データに基づいて門型フレームに対する車体側面の相対位置を求めるという技術手段を採用した。さらに、請求項２の発明では、左右一対の車輪に関する検出データに基づいて、前記各車輪の外側近傍の前端部と後端部との中点を演算し、それらの中点の位置に基づいて門型フレームに対する車体側面の相対位置を求めるという技術手段を採用し、請求項３の発明では、左右一対の車輪の外側近傍の前端部と後端部との中点を結んだ線に対して直交する方向を車体の前後方向として門型フレームに対する車体側面の相対位置を求めるという技術手段を採用した。また、請求項４の発明では、前輪と後輪に関するそれぞれの外側近傍の前端部と後端部を検出し、それらの検出データに基づいて、前輪及び後輪の外側近傍の前端部と後端部との中点を演算し、それらの中点の位置に基づいて門型フレームに対する車体側面の相対位置を求めるという技術手段を採用した。請求項５の門型洗車機における車体検出装置に係る発明では、車体検出手段を、車体本体より下位平面内に傾斜角を異ならせて車体を横切って配置した複数の光軸の透光遮光を検出する光電センサと、該光電センサによって検出した少なくとも左右２つの車輪のそれぞれの外側近傍の前端部と後端部に関する検出データに基づいて門型フレームに対する車体側面の相対位置を求める演算手段から構成するという技術手段を採用した。請求項６の発明では、前記光電センサとして、相対移動に直交する方向に対して大小の各傾斜角で左右対称に２対の光軸を配置した。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、車輪の外側近傍の前端部と後端部を検出することにより門型フレームに対する車体側面の相対位置を求める点で特徴を有するものであり、各種の車両に対して広く適用することができる。なお、ここで、車輪の外側近傍としたわけは、実際の検出位置はタイヤの肩部すなわちトレッド部の両端部の具体的形状やタイヤの減り具合いかんにより多少変動することから、この検出位置の変動に対応すべく近傍としたものであり、一般的には、前記検出位置はタイヤを構成するサイドウォール部の外表面より若干内側に入る。車体検出手段としては、光軸が車体本体より下位の平面内において門型フレームの相対移動に直交する方向に対して異なる傾斜角を有する投受光型センサの組合わせを用いて、車輪を構成するタイヤの外側近傍の前端部あるいは後端部の相対位置を検出することになる。すなわち、本発明では、例えば投光素子から発せられたビームが受光素子により受光された否かによって検出動作を行う投受光型の検出手段の使用が可能なことから、従来の超音波を用いた車体検出手段のように気温や風等による影響や水滴の付着による誤動作を排除しやすい。しかも、検出手段の車幅方向の移動を必要としないので、車幅方向に移動可能に設けた反射型の光電センサを用いた従来技術に比べても、簡便で動作が安定した使い勝手のよい車体検出手段が得られる。なお、投受光型のものであれば、投受光器とミラーからなる回帰反射型の光電センサなどの使用も可能である。
【０００６】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明の実施例の要部を示した概略平面図であり、図２はその側面図である。図示のように、本実施例では、門型フレーム１側を移動可能に設置し、車体２を跨いだ状態で相対移動し得るように構成した。また、車体２の停車部分を移動可能な平台等にて構成し、車体２側を移動するように構成することも可能である。門型フレーム１の両側部３，４には、車体２の側面の位置を検出するための車体検出手段として、発光素子５〜８と受光素子９〜１２との組合せからなる４組の投受光型の光電センサを設けた。
【０００７】
図１に示したように、発光素子５〜８から発光されるビーム１３〜１６は、それぞれ門型フレーム１の相対移動と直交する方向に対して、ビーム１３を所定の傾斜角で照射されるように設定するとともに、ビーム１４はビーム１３より小さい傾斜角をもって照射されるように設定した。また、ビーム１５，１６はビーム１３，１４に対して左右対称となる傾斜角で照射されるように設定した。本実施例では、発光素子５，６から発光されるビーム１３，１４は途中の点ａで交差し、発光素子７，８から発光されるビーム１５，１６は点ｂで交差するように各発光素子の傾斜角を設定するとともに、それらの交点ａ、ｂが門型フレーム１の両側部３，４の内壁面１７，１８上に位置するように設定し、それらの内壁面１７，１８上の交点ａ，ｂを基準として車体２の側面までの相対位置を検出するようにした。なお、発光素子と受光素子とを交互に入替えて逆にしてもよい。
【０００８】
また、門型フレーム１と車体２との前後方向の相対的な位置関係に関しては、例えば門型フレーム１上の前記交点ａと交点ｂを結んだ車幅方向の直線上の適宜位置に基準点ｃを設定し、その基準点ｃを門型フレーム１側の基準位置として車体２との相対位置を演算するようにした。発光素子５〜８と受光素子９〜１２の設置高さは、図２に示したように車体１の本体すなわちボディより下方の車輪の検出が可能な高さで、泥よけを検出しない高さ、例えば地上１０ｃｍ程度とする。本実施例では、以上の発光素子５〜８と受光素子９〜１２とからなる光電センサを用いて車輪の外側近傍の前端部及び後端部の位置を検出し、その検出データに基づいて車体２の側面位置を演算することになる。なお、前記光電センサは、車体２の本体より下方に垂下がる静電気除去用金具などに対しても反応することになるが、反応時間が非常に短いことから車輪と認識しないようにすればよい。
【０００９】
次に、門型フレーム１に対する車体２の側面の相対位置に関する検出の仕方について詳細に説明する。本実施例では、前記門型フレーム１側を車体２を跨いだ状態で移動させながら、各受光素子９〜１２における発光素子５〜８からのビーム１３〜１６の受光状態を連続的に検出し、その検出結果を前記基準点ｃの位置と関連させてデータ化し記憶することになる。図３は車体検出の経過を例示した説明図である。図中、Ａａは、発光素子５からのビーム１３が前輪１９，２０により遮られて受光素子９が受光しない遮光領域を示し、Ａｂは、発光素子７からのビーム１５が前輪１９，２０により遮られて受光素子１１が受光しない遮光領域を示したものである。また、Ｂａは、発光素子６からのビーム１４が前輪１９，２０により遮られて受光素子１０が受光しない遮光領域を示し、Ｂｂは、発光素子８からのビーム１６が前輪１９，２０により遮られて受光素子１２が受光しない遮光領域を示したものである。同様に、Ｃａは、発光素子５からのビーム１３が後輪２１，２２により遮られて受光素子９が受光しない遮光領域を示し、Ｃｂは後輪２１，２２により遮られて受光素子１１が受光しない遮光領域、Ｄａは後輪２１，２２により遮られて受光素子１０が受光しない遮光領域、Ｄｂは後輪２１，２２により遮られて受光素子１２が受光しない遮光領域をそれぞれ示したものである。
【００１０】
図４は前記図３の部分拡大図であり、前輪１９，２０によりビームが遮られる遮光領域Ａａ，Ｂａの部分を拡大して示したものである。図示のように、前輪１９の外側近傍の前端部Ｅの位置は、該前輪１９による遮光がそれぞれ開始される際の発光素子５からのビーム１３と発光素子６からのビーム１４との交点により検出することができる。また、前輪２０の外側近傍の後端部Ｈの位置は、該前輪２０による遮光がそれぞれ終了して通光が開始される際の発光素子５からのビーム１３と発光素子６からのビーム１４との交点により検出することができる。同様に、前輪２０の外側近傍の前端部Ｇの位置は、該前輪２０による遮光が開始される際の他側に設置された発光素子７からのビーム１５と発光素子８からのビーム１６との交点により検出することができる。また、前輪１９の後端部Ｆの位置は、該前輪１９による遮光がそれぞれ終了して通光が開始される際の発光素子７からのビーム１５と発光素子８からのビーム１６との交点により検出することができる。以上により、前輪１９の外側近傍の前端部Ｅ及び後端部Ｆと、前輪２０の外側近傍の前端部Ｇ及び後端部Ｈの全ての位置検出が可能である。さらに、後輪２１，２２の外側近傍の前端部及び後端部の位置に関しても、以上と同様の手法を用いて、発光素子５からのビーム１３と発光素子６からのビーム１４との交点と、発光素子７からのビーム１５と発光素子８からのビーム１６との交点により検出が可能である。なお、ビーム１４及びビーム１６の門型フレーム１の相対移動に直交する方向に対する傾斜角は、少なくとも車輪が傾斜し得る角度よりも大きく設定している。
【００１１】
次に、前輪１９の外側近傍の前端部Ｅに関する具体的な位置の求め方を例にして、各車輪の外側近傍の前端部ないし後端部の具体的な位置の求め方に関して説明する。図５は前輪１９の外側近傍の前端部Ｅで交差したビーム１３，１４の部分を更に拡大して示した図４の部分拡大図である。ここでは、図示のように、発光素子５から発光されるビーム１３の門型フレーム１の内壁面１７すなわち相対移動方向に対する角度をθａ、発光素子６から発光されるビーム１４の角度をθｂとする。また、それらのビーム１３，１４相互間における前記交点ａすなわち前記基準点ｃの相対的な移動距離をＬａ、前輪１９の外側近傍の前端部Ｅから両ビーム１３，１４の交点ａの移動方向すなわち門型フレーム１の一方の側部３の内壁面１７に対して垂直に引いた直線Ｊの寸法すなわち内壁面１７と前端部Ｅとの間の距離をＬｂ、ビーム１４と直線Ｊとの内壁面１７における間隔をＬｃとする。
【００１２】
図５に示した三角形に関しては、次の関係式が成立つ。
【数１】
0003863060.tif 000002
【数２】
0003863060.tif 000003
【００１３】
以上の式（１）及び式（２）におけるＫａ及びＫｂは、角度θａ及びθｂが固定角であることから定数となる。したがって、直線Ｊの全長すなわち前端部Ｅの内壁面１７からの距離Ｌｂは、前記両ビーム１３，１４相互間における交点ａすなわち基準点ｃの相対的な移動距離Ｌａにより特定されることになる。同様に、前記ビーム１４と直線Ｊとの間隔Ｌｃも、両ビーム１３，１４相互間における交点ａすなわち基準点ｃの相対的な移動距離Ｌａにより特定されることになる。したがって、受光素子９，１０によりビーム１３，１４がそれぞれ遮光領域Ａａ，Ｂａへ突入する瞬間を検出するとともに、それらの突入時点における基準点ｃの位置を検出し、以上の検出データに基づいて基準点ｃの相対的な移動距離Ｌａを演算して、前記式（１）に代入すれば、前輪１９の外側近傍の前端部Ｅの内壁面１７からの距離Ｌｂが求められることになる。同様に、前記移動距離Ｌａを前記式（２）に代入すれば、前記ビーム１４と直線Ｊとの間隔Ｌｃが求められる。以上により、前輪１９の外側近傍の前端部Ｅの門型フレーム１に対する相対的な位置関係、すなわち前端部Ｅの門型フレーム１の内壁面１７からの距離Ｌｂと、門型フレーム１の移動方向に関する相対的な位置を求めることができる。
【００１４】
さらに、図４に示したように、受光素子９，１０によりビーム１３，１４がそれぞれ遮光領域Ａａ，Ｂａから脱出する瞬間を検出するとともに、それらの脱出時点における基準点ｃの位置を検出し、以上の検出データに基づいて基準点ｃの相対的な移動距離Ｌａを演算して、前記式（１）に代入すれば、前輪２０の外側近傍の後端部Ｈの内壁面１７からの距離Ｌｂが求められる。同様に、前記移動距離Ｌａを前記式（２）に代入すれば、前記ビーム１４と直線Ｊとの間隔Ｌｃが求められる。以上により、前輪２０の外側近傍の後端部Ｈの門型フレーム１の内壁面１７からの距離Ｌｂと、門型フレーム１の移動方向に関する相対的な位置を求めることができる。
【００１５】
同様に、他側の受光素子１１，１２により発光素子７，８からのビーム１５，１６がそれぞれ遮光領域Ａｂ，Ｂｂへ突入する瞬間あるいは脱出する瞬間を検出するとともに、それらの突入ないし脱出時点における基準点ｃの位置を検出し、以上の検出データに基づいて基準点ｃの相対的な移動距離Ｌａを演算して、前記式（１）及び式（２）に代入すれば、前輪２０の外側近傍の前端部Ｇ及び前輪１９の後端部Ｆの位置が求められる。なお、この場合の前輪２０の外側近傍の前端部Ｇ及び前輪１９の後端部Ｆの位置は、他方の内壁面１８からの距離として求められるが、内壁面１７，１８相互間の間隔が予め判っていることから、内壁面１７からの距離Ｌｂに換算することは容易である。以上により、前輪１９の外側近傍の前端部Ｅ及び後端部Ｆと、前輪２０の外側近傍の前端部Ｇ及び後端部Ｈの全ての門型フレーム１に対する相対位置が検出されたことになる。さらに、以上と同様の検出処理を後輪２１，２２にも適用すれば、それらの後輪２１，２２の外側近傍の前端部及び後端部の門型フレーム１に対する相対位置を検出することが可能である。因みに、相対的な移動距離Ｌａに対する距離Ｌｂ及び間隔Ｌｃの比率は変化しないことから、それらの間の長さの比率を予め決めておいてもよい。例えば、Ｌａ：Ｌｂ：Ｌｃ＝３：１２：１などのように整数の比で表せるように光軸の角度θａ，θｂを設定すれば、演算の簡略化にも有効である。
【００１６】
図６は車体２の前後方向の向きの求め方を示した説明図である。車体２の前後方向の向きを求めるには、先ず以上で求めた前輪１９の前端部Ｅと後端部Ｆとの中点Ｍと、前輪２０の前端部Ｇと後端部Ｈとの中点Ｎの位置を前記検出データに基づいて演算する。次に、それらの中点Ｍ，Ｎを結ぶ直線Ｐの中点Ｑを求めて該中点Ｑを通り直線Ｐに直交する直線Ｒを演算すれば、その直線Ｒが車体２の中心線を示し、車体２の前後方向の向きを示すことになる。
【００１７】
図７は車体２の側面位置の求め方を示した説明図である。車体２の側面位置を求めるには、図６で説明した方法で求めた前輪１９の外側近傍の中点Ｍ及び前輪２０の外側近傍の中点Ｎの直線Ｐ延長上に、車体２の側面がそれらの車輪の外側に突出する寸法を勘案して車種毎あるいは一律に予め設定した補足分Ｓを加算して求めた寸法を車幅Ｗと推測した上、前記直線Ｒを中心として両側にＷ／２ずつの間隔をとった平行線を演算すれば、車体２の側面位置を示す車体側面ラインＸ，Ｙを求めることが可能である。以上により、車体２の側面位置を示す車体側面ラインＸ，Ｙが求められたことになるが、更に後輪２１，２２に対しても同様の手法によりそれらの中点を求め、両中点の外側に前記補足分Ｓを加算して前記車体側面ラインＸ，Ｙを修正するように構成すれば、より高精度の検出結果が得られる。なお、前記車体側面ラインＸ，Ｙの前後方向の範囲に関しては、別途検出される車形データ等により特定されることになる。
【００１８】
なお、後輪２１，２２の向きは常に車体２の前後方向の向きと平行であることから、前記実施例のほか、対角線上の２つの車輪を選んだり、あるいは後輪２１，２２を選択して、以上の検出及び演算処理を実施することにより、車体２の側面位置を求めることも可能である。この場合には、一方の後輪２１あるいは２２の向きから直ちに車体２の前後方向の向きが検出できることから、車体２の向きに関する演算処理がより簡便になる。
【００１９】
以上のようにして、門型フレーム１に対する車体２の側面位置に関する検出データとして得られた車体側面ラインＸ，Ｙは、洗車作業におけるノズル等の制御データとしてきわめて有効である。例えば、洗浄ノズルや乾燥ノズルを車体２の側面に沿うように移動させるための制御データとして使用が可能である。特に、乾燥工程においては、乾燥ノズルを車体２の表面に接近して移動させるようにすれば乾燥効果をアップしやすいことから、前記車体側面ラインＸ，Ｙは乾燥ノズルの制御データとしてきわめて有効である。また、前記車体側面ラインＸ，Ｙを使用すれば、ノズルから車体２の側面までの距離がわかるので、噴射流の圧力制御に関する制御データとしても使用できる。なお、前述の車体２の側面位置に関する検出作業は、一般的には門型フレーム１の最初の相対移動において実施することになる。しかる後、その検出作業で得られた前記車体側面ラインＸ，Ｙを洗浄工程や乾燥工程のノズルの制御データとして使用することになるが、ノズルを車体２の側面にあまり接近させる必要のない洗浄工程に関しては、前記門型フレーム１の最初の相対移動における車体２の側面位置に関する検出作業と並行して実施することも可能である。この場合には、前輪１９，２０に関する検出データが得られてから車体２の側面に対する洗浄ノズルの制御データとして使用できるようになる。他方、その後の門型フレーム１の相対移動における乾燥工程等においては、後輪２１，２２に関する検出データも含めて使用が可能になることから、より精度の高い検出データに基づくノズル制御が可能になる。なお、図８に示したように、車体２の上面を洗浄する際の上面洗浄ノズルの車幅方向の移動範囲を規制するための制御データとして使用することも可能である。
【００２０】
以上ように、本発明によれば、車輪の位置や方向に拘束されることなく、門型フレームに対する車体側面の相対位置の検出が可能なことから、停車位置に関する自由度が大きく、また車体が門型フレームに対して偏ったり傾いた状態で停車しても構わないし、車輪が車体に対して傾いた状態で停車しても構わない。したがって、車両の門型フレームに対する停車状態に関する自由度が大幅に拡大されることになる。なお、車両の停車状態が規制され、門型フレームに対して車体及び車輪が必ず相対移動方向と平行になるように停車される場合には、例えばビーム１３，１４の組合わせからなる１対の光軸を用いて車体側面の相対位置の検出が可能である。すなわち、ビーム１３，１４を用いて一方の前輪１９の前端部Ｅの位置と他方の前輪２０の後端部Ｈの位置を検出すれば、車体２とそれらの前輪１９，２０が相対移動方向と平行であるという条件と組合わせることにより、簡便に車体側面の相対位置を演算することができる。なお、この場合には、前輪に替えて後輪の前端部及び後端部を検出することによっても、同様に車体側面の相対位置の演算が可能である。また、車輪の端面すなわちトレッド面が相対移動方向に対して直交する方向にあることから、ビーム１４に関する傾斜角は省略することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）車輪の外側近傍の前端部及び後端部を介して門型フレームに対する車体側面の相対位置の検出を行うようにしたので、投受光型の検出手段の使用が可能となり、気温や風等による影響や、水滴の付着による誤動作を排除しやすい。
（２）検出手段の車幅方向の移動は必要としないので、簡便で動作の安定した門型フレームに対する車体側面の相対位置の検出が可能である。
（３）車輪の位置や方向に拘束されることなく、門型フレームに対する車体側面の相対位置の検出が可能なことから、門型フレームに対する停車位置の自由度が大きく、しかも車体が門型フレームに対して偏ったり傾いた状態で停車しても構わないし、車輪が車体に対して傾いた状態で停車しても構わないことから、車両の門型フレームに対する停車状態に関する自由度が大幅に拡大される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の要部を示した概略平面図である。
【図２】  同実施例の側面図である。
【図３】  車体検出の経過を例示した説明図である。
【図４】  図３の遮光領域Ａａ，Ｂａの部分を拡大して示した部分拡大図である。
【図５】  図４の前端部Ｅで交差したビーム１３，１４の部分を更に拡大して示した部分拡大図である。
【図６】  車体の前後方向の向きの求め方を示した説明図である。
【図７】  車体の側面位置の求め方を示した説明図である。
【図８】  本発明の適用例を示した概略平面図である。
【符号の説明】
１…門型フレーム、２…車体、３，４…門型フレームの両側部、５〜８…発光素子、９〜１２…受光素子、１３〜１６…ビーム、１７，１８…両側部の内壁面、１９，２０…前輪、２１，２２…後輪、ａ，ｂ…ビームの交点、ｃ…門型フレームに関する基準点、Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ…前輪による遮光領域、Ｃａ，Ｃｂ，Ｄａ，Ｄｂ…後輪による遮光領域、Ｅ…前端部、Ｆ…後端部、Ｇ…前端部、Ｈ…後端部
【図１】
0003863060.tif 000004
【図２】
0003863060.tif 000005
【図３】
0003863060.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003863060.tif 000010
【図８】
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