特開 2024-68176 超過速度検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024068176

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】超過速度検出装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/08 20060101AFI20240510BHJP

   H02P 29/00 20160101ALI20240510BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

B60L3/08 M

H02P29/00

B60L3/00 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023188224

(22)【出願日】2023-11-02

(31)【優先権主張番号】2211515

(32)【優先日】2022-11-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(71)【出願人】

【識別番号】523416313

【氏名又は名称】アルデバラン

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アレクシ・モナシ

(72)【発明者】

【氏名】ギヨーム・ケリン

(72)【発明者】

【氏名】セドリック・ブリュネル

(72)【発明者】

【氏名】フロラン・ロシャイス

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンドル・ラザレフ

【テーマコード（参考）】

5H125

5H501

【Ｆターム（参考）】

5H125AA20

5H125BA00

5H125CA00

5H125EE08

5H125EE51

5H125EE52

5H125EE61

5H125EE66

5H501AA20

5H501FF08

5H501JJ16

5H501LL08

5H501LL10

5H501MM04

5H501MM09

(57)【要約】

【課題】超過速度検出装置を提供する。
【解決手段】本発明は、シャシ（１０）と、駆動輪（１２０）及び駆動電気モータ（１２２）を含むモータ／車輪アセンブリ（１２）とを含む車両（１）であって、超過速度検出装置（２）を含み、超過速度検出装置（２）は、第１のセンサ（２０）を含み、第１のセンサ（２０）は、回転速度を測定するように構成され、超過速度検出装置（２）は、最大回転速度を確立するための速度基準装置（２２）を含み、基準装置（２２）は、近接環境を決定するための光学センサ（２２０）を含み、最大回転速度は、近接環境、所定の機能速度閾値及び回転方向の関数であり、超過速度検出装置（２）は、回転速度を最大回転速度と比較するための比較器（２４）を含み、比較器（２４）は、回転速度が最大回転速度を上回る場合、駆動輪（１２０）の回転を停止するように構成される、車両（１）に関する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動エリア内で移動するように構成された車両（１）であって、シャシ（１０）と、少なくとも１つの駆動輪（１２０）及び前記駆動輪（１２０）を回転駆動する電気モータ（１２２）を含むモータ／車輪アセンブリ（１２）とを含み、前記駆動輪（１２０）のための超過速度検出装置（２）を含み、前記超過速度検出装置（２）は、第１の超過速度センサ（２０）を含み、前記第１の超過速度センサ（２０）は、前記駆動輪（１２０）の回転速度を測定するように構成され、
前記超過速度検出装置（２）は、前記駆動輪（１２０）の最大回転速度を確立するように構成された速度基準装置（２２）を含み、前記速度基準装置（２２）は、前記駆動輪（１２０）の近接環境を決定するように構成された光学センサ（２２０）を含み、前記光学センサ（２２０）は、前記シャシ（１０）に対して配置され、前記最大回転速度は、少なくとも前記近接環境、所定の機能速度閾値及び前記駆動輪（１２０）の回転方向の関数であり、
前記超過速度検出装置（２）は、前記駆動輪（１２０）の前記回転速度を前記駆動輪（１２０）の前記最大回転速度と比較するための速度比較器（２４）を含み、前記速度比較器（２４）は、前記駆動輪（１２０）の前記回転速度が前記駆動輪（１２０）の前記最大回転速度を上回る場合、前記駆動輪（１２０）の回転を停止するように構成され、
前記第１の超過速度センサ（２０）は、前記第１の超過速度センサ（２０）の切り換え頻度をアナログ電圧に変換するように構成された信号変換器（２００）を含む、車両（１）。

【請求項2】

前記第１の超過速度センサ（２０）は、前記駆動輪（１２０）内に位置決めされた固定要素（２０’）と、回転軸に対して前記移動輪（１２０）の半径方向末端に位置決めされた少なくとも１つの移動要素（２０’’）とを含む、請求項１に記載の車両（１）。

【請求項3】

前記第１の超過速度センサ（２０）は、前記信号変換器（２００）と前記速度比較器（２４）との間に配置されたフィルタ（２４０）を含む、請求項１又は２に記載の車両（１）。

【請求項4】

前記光学センサ（２２０）は、ライダーセンサである、請求項１～３のいずれか一項に記載の車両。

【請求項5】

前記ライダーセンサ（２２０）は、前記近接環境の第１のマップ（２２２）を生成するように構成され、前記ライダーセンサ（２２０）は、前記移動エリア内の前記車両（１）の注意エリアをプログラムするように構成された第２のプログラミング入力（２２４）を含む、請求項４に記載の車両（１）。

【請求項6】

前記超過速度検出装置（２）は、前記第１の超過速度センサ（２０）に対して所定の角度で配置された第２の超過速度センサ（２６）を含み、前記第２の超過速度センサ（２６）は、前記駆動輪（１２０）の回転速度を測定するように構成される、請求項１～５のいずれか一項に記載の車両（１）。

【請求項7】

前記第１の超過速度センサ（２０）及び前記第２の超過速度センサ（２６）は、ホール効果センサ、又は回転センサ、又は光学センサである、請求項６に記載の車両（１）。

【請求項8】

前記超過速度検出装置（２）は、前記第１の超過速度センサ（２０）に対して且つ前記第２の超過速度センサ（２６）に対して所定の角度で配置された第３の超過速度センサ（２８）を含み、前記第３の超過速度センサ（２８）は、前記駆動輪（１２０）の回転速度を測定するように構成される、請求項１～７のいずれか一項に記載の車両（１）。

【請求項9】

前記超過速度検出装置（２）は、前記第１の超過速度センサ（２０）、前記第２の超過速度センサ（２６）及び前記第３の超過速度センサ（２８）のための汎用誤動作検出器（２９）を含み、前記汎用誤動作検出器（２９）は、前記第１の超過速度センサ（２０）及び前記第２の超過速度センサ（２６）、又は前記第２の超過速度センサ（２６）及び前記第３の超過速度センサ（２８）、又は前記第１の超過速度センサ（２０）及び前記第３の超過速度センサ（２８）、又は実際には前記第１の超過速度センサ（２０）、前記第２の超過速度センサ（２６）及び前記第３の超過速度センサ（２８）の同時誤動作を検出するように構成される、請求項１～８のいずれか一項に記載の車両（１）。

【請求項10】

前記電気モータ（１２２）は、前記駆動輪（１２０）に組み込まれる、請求項１～９のいずれか一項に記載の車両（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自律型移動ロボットの分野に関し、より具体的には、所定の移動エリアにわたって物品又は積荷を搬送することができる自律型移動ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

物体を移動させることを可能にする自律型移動ロボットは、特に自律的且つ安全な運転のために設計される。

【0003】

そのような自律型移動ロボットの安全システムは、自律型移動ロボットの周囲の所定の移動エリア内の障害物を検出するための手段と、所定の移動エリア内で検出された障害物と衝突する前に自律型移動ロボットを安全に停止させるための手段とを含む。

【0004】

自律型移動ロボットの全周囲の障害物を検出するための既知の解決策は、典型的には矩形の移動ロボットのコーナーに対角線上に２つのレーザスキャナを取り付けることである。各スキャナは、一般に、２７０°の視野をカバーし、すなわち移動ロボットの一方の側から対応するコーナーの別の側までカバーする。したがって、２つのスキャナは、自律型移動ロボットの周囲の保護エリアをカバーし得る。

【0005】

既知の方法では、自律型移動ロボットのこのような種類は、例えば、任意の時点で自律型移動ロボットの速度を測定することを可能にする他の種類のセンサを含み得る。

【0006】

その結果、スキャナ及び／又はセンサからのデータに基づいて、特にその移動エリアに関して且つその近接環境に関して、過剰と表現され得る速度で自律型移動ロボットが移動する状況において反映される自律型移動ロボットの潜在的超過速度状況を検出することが可能になる。これは、特に自律型移動ロボットが障害物に接近する場合であり、すなわち、自律型移動ロボットは、その速度及びその移動をその近接環境及びこれらの障害物に関して適合させなければならない。

【0007】

これらのセンサ及びスキャナのすべては、一般に、自律型移動ロボットの駆動輪を制御するために、様々なセンサ及び／又はスキャナによって供給される障害物の存在及び速度のデジタルデータを分析するデジタルコントローラに接続される。したがって、デジタルコントローラは、ロボットの近接環境に関して且つセンサ又はスキャナによって特定された障害物が示し得る目前の危険に関して、自律型移動ロボットの速度及び軌道をリアルタイムで適合させる。

【0008】

しかしながら、そのようなデジタルコントローラ及びそのようなデジタルセンサの使用は、多くの欠点を伴う。具体的には、デジタルコントローラ又はデジタルエンコーダを使用することにより、特にデジタル手段の使用のために自律型移動ロボットのアーキテクチャが複雑になる。そのようなアーキテクチャの高コストに加えて、その複雑さは、長い反応時間につながる可能性があり、これは、ロボットの安全性と両立しない。加えて、自律型移動ロボットの移動及び制動の制御を得るためにそのようなデジタル手段を使用することに関連する安全性に関して、デジタルコントローラは、安全基準に適合しなければならないという欠点も有する。これらの基準の認定は、得ることが難しい場合がある。

【0009】

上述のソフトウェアアーキテクチャの使用を回避するために、その移動エリア内の移動ロボットの速度を管理するために有線式のアナログ及び論理構成要素を採用するハードウェアアーキテクチャに専ら依存することが想定され得る。具体的には、ハードウェアアーキテクチャを採用することは、ソフトウェアアーキテクチャと比較して、制約が緩和された様々な安全基準を満たすという利点を有する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

したがって、本発明の目的は、専らハードウェア論理に従って動作する自律型移動ロボットの超過速度を検出するための装置であって、自律型移動ロボットの駆動輪内又は車輪によって駆動されるシャフト上且つ自律型移動ロボットの障害物及び近接環境を検出することを可能にするライダーセンサ上に位置決めされた単純なセンサの使用のみを必要とする上記装置を提案することにより、上述の問題の全部又は一部を軽減することである。ハードウェアアーキテクチャのみに従って動作するこの超過速度検出装置は、したがって、ソフトウェアアーキテクチャよりも単純である一方、同時にこの種のシステムに適用される安全基準を完全に満たすという利点を有する。

【0011】

本発明は、モータ制御から独立している論理装置を採用するという利点も有し、これにより車両がより安全であることが保証される。

【課題を解決するための手段】

【0012】

このため、本発明の主題は、移動エリア内で移動するように構成された車両であって、シャシと、少なくとも１つの駆動輪及び駆動輪を回転駆動する電気モータを含むモータ／車輪アセンブリとを含み、駆動輪のための超過速度検出装置を含み、超過速度検出装置は、第１の超過速度センサを含み、第１の超過速度センサは、駆動輪の回転速度を測定するように構成され、
超過速度検出装置は、駆動輪の最大回転速度を確立するように構成された速度基準装置を含み、速度基準装置は、駆動輪の近接環境を決定するように構成された光学センサを含み、光学センサは、シャシに対して配置され、最大回転速度は、少なくとも近接環境、所定の機能速度閾値及び駆動輪の回転方向の関数であり、
超過速度検出装置は、駆動輪の回転速度を駆動輪の最大回転速度と比較するための速度比較器を含み、速度比較器は、駆動輪の回転速度が駆動輪の最大回転速度を上回る場合、駆動輪の回転を停止するように構成され、
第１の超過速度センサは、第１の超過速度センサの切り換え頻度をアナログ電圧に変換するように構成された信号変換器を含む、車両である。

【0013】

本発明の一態様によれば、第１の超過速度センサは、駆動輪内に位置決めされた固定要素と、回転軸に対して移動輪の半径方向末端に位置決めされた少なくとも１つの移動要素とを含む。

【0014】

本発明の一態様によれば、第１の超過速度センサは、信号変換器と速度比較器との間に配置されたフィルタを含む。

【0015】

本発明の一態様によれば、光学センサは、ライダーセンサである。

【0016】

本発明の一態様によれば、ライダーセンサは、近接環境の第１のマップを生成するように構成され、ライダーセンサは、移動エリア内の車両の注意エリアをプログラムするように構成された第２のプログラミング入力を含む。

【0017】

本発明の一態様によれば、超過速度検出装置は、第１の超過速度センサに対して所定の角度で配置された第２の超過速度センサを含み、第２の超過速度センサは、駆動輪の回転速度を測定するように構成される。

【0018】

本発明の一態様によれば、第１の超過速度センサ及び第２の超過速度センサは、ホール効果センサ、又は回転センサ、又は光学センサである。

【0019】

本発明の一態様によれば、超過速度検出装置は、第１の超過速度センサに対して且つ第２の超過速度センサに対して所定の角度で配置された第３の超過速度センサを含み、第３の超過速度センサは、駆動輪の回転速度を測定するように構成される。

【0020】

本発明の一態様によれば、超過速度検出装置は、第１の超過速度センサ、第２の超過速度センサ及び第３の超過速度センサのための汎用誤動作検出器を含み、汎用誤動作検出器は、第１の超過速度センサ及び第２の超過速度センサ、又は第２の超過速度センサ及び第３の超過速度センサ、又は第１の超過速度センサ及び第３の超過速度センサ、又は実際には第１の超過速度センサ、第２の超過速度センサ及び第３の超過速度センサの同時誤動作を検出するように構成される。

【0021】

本発明の一態様によれば、電気モータは、駆動輪に組み込まれる。

【0022】

本発明は、添付の図面によって示される例として与えられる実施形態の詳細な記載を読むことでよりよく理解され、他の利点が明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明による車両用超過速度検出装置を含む自律型車両の概略図を示す。

【図2】第２の構成モードによる自律型車両の概略図を示す。

【図3】２つの超過速度センサを含む、図１の自律型車両の概略図を示す。

【図4】本発明による汎用誤動作検出器を含む自律型車両の概略図を示す。

【図5】本発明による超過速度検出装置の好ましい構成を含む自律型車両の概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

明瞭にするために、様々な図において、同じ要素は、同じ参照符号を有する。

【0025】

図１は、移動エリア内で移動するように構成された車両１の概略図を示す。車両１は、車輪によって移動できる任意の陸上車両として解釈され得る。本発明の１つの好ましい態様によれば、車両１は、自律的に移動できるロボットであり得る。

【0026】

車両１は、シャシ１０と、モータ／車輪アセンブリ１２とを含む。シャシ１０は、モータ／車輪アセンブリ１２に接続され、モータ／車輪アセンブリ１２は、駆動輪１２０と、電気モータ１２２とを含む。電気モータ１２２は、所与の速度設定点に適合された電気信号をモータに送出するコントローラ（図示せず）によって制御される。この例示的な実施形態において、モータ／車輪アセンブリ１２は、車両１を推進することができる駆動輪１２０に直接組み込まれた電気モータ１２２を含むアセンブリである。そのようなモータ／車輪アセンブリ１２の主な利点は、その低減された嵩及び電気モータ１２２と駆動輪１２０との間にトランスミッションを必要としないという事実である。したがって、駆動輪１２０は、回転軸Ａ１を中心として電気モータ１２２によって直接回転駆動される。

【0027】

変形形態では、電気モータ１２２は、駆動輪１２０によって駆動されるシャフト上にある。駆動輪１２０から電気モータ１２２を切り離すことには、電気モータ１２２が駆動シャフトによっていくつかの駆動輪を駆動することが可能になるという利点がある。

【0028】

車両１は、駆動輪１２０のための超過速度検出装置２も含む。超過速度検出装置２は、車両１がその移動エリア内で超過速度状況にある場合を検出するように構成される。このため、超過速度検出装置２は、駆動輪１２０上に配置された第１の超過速度センサ２０を含む。より具体的には、第１の超過速度センサ２０は、駆動輪１２０内又はその回転軸Ａ１に近接して位置決めされた固定要素２０’と、回転軸Ａ１に関して移動輪１２０の半径方向末端に位置決めされた１つ又は複数の移動要素２０’’とを含む。固定要素２０’は、駆動輪１２０内で不動であるように配置され、且つ駆動輪１２０の回転の基準測定を有することを可能にする。変形形態では、移動要素２０’’は、駆動輪１２０に対してランダムに固定される。

【0029】

より具体的には、移動要素２０’’が固定要素２０’に対して完全な回転を経験し、駆動輪１２０の完全な回転を反映すると、超過速度センサ２０は、不完全状態から完全状態に切り換わることによってこの完全な回転を検出する。したがって超過速度センサ２０の不完全状態は、駆動輪１２０及び移動要素２０’’の完全でない回転を反映し、完全な状態は、完全な回転、すなわち駆動輪１２０及び移動要素２０’’の３６０°の回転を反映する。完全な状態への切り換え後、第１の超過速度センサ２０は、駆動輪１２０の新しい完全な回転を検出するまで再び不完全状態に切り換わる。したがって、第１の超過速度センサ２０は、駆動輪１２０の回転速度を測定するように構成される。第１の超過速度センサ２０の固定要素２０’は、所定の基準フレームに対して、例えば既知の角度で駆動輪１２０の末端に近接して位置決めされる。その結果、超過速度センサ２０は、駆動輪１２０の回転中に駆動輪１２０の回転角度、実際には超過速度センサ２０の固定要素２０’に対する移動要素２０’’の回転角度を測定することが可能になる。変形形態では、基準フレームは、駆動輪１２０と、駆動輪１２０が移動する界面との間の接触点などの任意の地点であり得る。

【0030】

固定要素２０’及び１つ又は複数の移動要素２０’’は、第１の超過速度センサによる検出を向上するために、互いに短い距離にあるように好ましくは配置される。理想的な変形形態によれば、１つ又は複数の移動要素２０’’は、固定要素２０’が移動要素２０’’と接触しない状態で固定要素２０’にできるだけ近づけても配置される。示唆的な例として、固定要素２０’は、１つ又は複数の移動要素から１５ミリメートル未満の距離にある。

【0031】

その結果、駆動輪１２０が行った完全な回転の回数を正確に知り、駆動輪１２０が動いていた時間を知ることも可能になり、超過速度センサ２０が駆動輪１２０の回転速度をリアルタイムで測定することも可能になる。したがって、超過速度センサ２０は、固定要素２０’に対する且つ所定の基準フレームに対する移動要素２０’’の角度位置を感知するセンサとして、且つ超過速度センサ２０の不完全状態から完全状態への切り換え頻度を測定することによって回転速度を感知するセンサとして機能する。

【0032】

超過速度検出装置２は、駆動輪１２０の最大回転速度を確立するように構成された速度基準装置２２も含む。速度基準装置２２は、駆動輪１２０の回転を安全にする機能を実行し、駆動輪１２０が動いているときに駆動輪１２０の物理的且つ機能的限界を決定することを可能にする。このため、速度基準装置２２は、駆動輪１２０の近接環境を判定するように構成されたライダーセンサ２２０を含む。ライダーセンサ２２０は、所定の方向に光波を連続的に発することができるようにシャシ１０に取り付けられる。有利には、ライダーセンサ２２０は、車両１の移動の方向に光波を発し、それによりライダーセンサ２２０が車両１の前方に現れ事故を引き起こし得る障害物を十分な速さで検出することを可能にする。

【0033】

有利には、速度基準装置２２は、車両１の近接環境のより完全なマッピングを実行できるように様々な方向に向けられたいくつかのライダーセンサ２２０を含み得る。

【0034】

具体的には、車両１の近接環境は、ライダーセンサ２２０からの光波を受ける車両１に近接したエリアとして定義される。したがって、近接環境は、車両の移動エリア内に含まれ、且つライダーセンサ２２０によってマッピングされた、車両１に近接し、且つアクセス可能なエリアである。

【0035】

近接環境は、車両１の重要なエリアとして解釈され得、重要なエリア内において、車両１は、移動する間に障害物に直面する可能性があり、重要なエリアは、ライダーセンサ２２０によって特定され得る。近接の概念は、衝突する恐れがある十分に短い、ライダーセンサ２２０によって特定された物体と車両１との間の距離として解釈され得る。近接環境は、特に駆動輪１２０の回転速度に依存する。

【0036】

その結果、車両１と潜在的な障害物との間の望ましくない衝突を防止するために、速度基準装置２２は、ライダーセンサ２２０によって特定された車両１の近接環境が衝突につながりやすい障害物を提示する場合、車両の移動速度を制限するために駆動輪１２０の最大回転速度を確立することを可能にする。

【0037】

駆動輪１２０の最大回転速度は、近接環境、所定の機能速度閾値及び車輪の回転方向の関数として速度基準装置２２によって計算された速度である。より具体的には、機能速度閾値は、車両１が機能的に移動し、車両１が、定義された機能を果たし得る最大速度を定義する。

【0038】

示唆的な例として、ライダーセンサ２２０が、近接環境において、車両と衝突する危険性のある潜在的な障害物を検出した場合、速度基準装置２２は、駆動輪１２０の低い最大回転速度を確立する。基準装置は、車両１が積載されているとき及び機能速度閾値が低いとき、駆動輪１２０のより低い最大回転速度も確立し得る。

【0039】

最大回転速度は、指標速度である。具体的には、最大回転速度は、駆動輪１２０が、その近接環境及びその動作に関連する情報に従うために移動しなければならない速度として解釈されるものとする。したがって、駆動輪の最大回転速度は、上述のパラメータの関数としてリアルタイムで変動する速度基準である。

【0040】

超過速度検出装置２は、駆動輪１２０の回転速度と、速度基準装置２２によって確立された駆動輪１２０の最大回転速度とを比較するように構成された速度比較器２４も含む。速度比較器２４は、駆動輪１２０の回転速度が、速度基準装置２２によって確立された駆動輪１２０の最大回転速度よりも大きい場合、駆動輪１２０の回転を停止するようにも構成される。

【0041】

したがって、駆動輪１２０の回転速度が、速度基準装置２２によって確立された最大回転速度を上回る場合、車両１は、その近接環境に対して速く動き過ぎ、ライダーセンサ２２０によって特定された又は特定されない障害物と車両１との間の衝突の相当のリスクがそこに存在する。速度比較器２４は、電気モータ１２２及び駆動輪１２０を制動するように電気モータ１２２に直接作用する。有利には、速度比較器２４は、駆動輪１２０を停止するためにも電気モータ１２２に作用し得る。したがって、速度比較器２４は、駆動輪１２０の回転を停止することにより、駆動輪１２０及び車両１のための潜在的超過速度状況に対するセーフガードとして機能することを可能にする。

【0042】

そのような実施形態は、速度比較器２４が例えばコントローラの故障に起因する超過速度時に安全機能を果たすことを有利に可能にする。

【0043】

駆動輪１２０の回転及び駆動輪１２０の回転速度をより簡単に測定するために、第１の超過速度センサ２０は、図２に示されるように、第１の超過速度センサ２０の切り換え頻度を２進信号又はアナログ信号に変換するように構成された信号変換器２００を含み得る。好ましい例として、信号変換器２００は、第１の超過速度センサ２０の切り換え頻度をアナログ電圧に変換するように構成される。前述のように、移動要素２０’’が固定要素２０’に対して完全な回転を経験し、駆動輪１２０自体の完全な回転を反映する場合、超過速度センサ２０は、不完全状態から完全状態に切り換わることによってこの完全な回転を検出する。完全状態への切り換え後、第１の超過速度センサ２０は、駆動輪１２０の新しい完全な回転を検出するまで不完全状態に再び切り換わる。駆動輪１２０の完全な回転を反映するこの切り換えの検出をより簡単にするために、アナログ信号に従ってこの切り換えを変換することが想定され得る。アナログ信号に従う変換は、超過速度センサ２０の切り換えの出現の頻度、したがって駆動輪１２０の回転速度の測定値を強調することを可能にする。示唆的な例として、信号変換器２００は、駆動輪１２０の回転速度を測定するために０ボルト～５ボルトの電気信号を生成し得る。

【0044】

超過速度検出装置２、特に第１の超過速度センサ２０、速度比較器２４及び信号変換器２００を使用することは、したがって、車両及び駆動輪１２０の速度の管理を、コントローラによる自律型車両の全体的管理から引き離すという利点を有する。したがって、超過速度検出装置２は、デジタル及び複雑な構成要素を含むコントローラに対して切り離された態様で動作する信号変換器２００などの単純な構成要素又は論理ゲートのセットを含む。超過速度検出装置２は、したがって、誤りを犯しがちなデジタルコントローラに対して自律型車両の速度を管理することを可能にするための単純で信頼性のあるシステムである。超過速度の検出は、したがって、自律型車両の動作、特にデジタルコントローラの動作から独立する。

【0045】

変形形態では、超過速度センサ２０は、移動要素２０’’と固定要素２０’との間の回転角度を測定するようにも構成され得る。具体的には、駆動輪１２０の回転速度が低い場合、超過速度センサ２０の切り換え頻度も同じく低く、したがってこの回転速度を測定することが困難になる。この回転角度を知ることは、駆動輪１２０の完全な回転を検出することなく、駆動輪１２０の回転速度を測定することを可能にする。信号変換器２００は、例えば、方形波信号を介して又は任意の他の周期的な信号若しくは実際には電気モータ１２２の回転速度に比例する周波数を有する周期的な信号を介して、この回転角度を測定することを可能にし得る。

【0046】

換言すると、第１の超過速度センサ２０は、不完全状態と完全状態との間の第１の超過速度センサ２０の切り換え頻度を介して、駆動輪１２０の完全な回転又は回転角度及び駆動輪１２０の回転速度を測定することを可能にする。

【0047】

したがって、ライダーセンサ２２０は、第１のマップ２２２によって車両１の近接環境を特定又はデジタル表示するように構成される。ライダーセンサ２２０は、この第１のマップ２２２により、近接環境をスキャンすることと、物体がその視野内のいずれの箇所に存在し、車両１に対していずれの距離で存在するかを知ることとを可能にする。

【0048】

第２のプログラミング入力２２４により、ライダーセンサ２２０に第１のマップ２２２における車両１の注意エリアをプログラミングすることも想定され得る。この注意エリアをプログラムすることにより、ユーザは、車両１の移動エリアにおいて、車両１が移動してはならないエリア又は制限速度で移動しなければならないエリアを定めることが可能になる。これらの注意エリアは、したがって、衝突が非常に想定される重要なエリアと解釈することができる。

【0049】

したがって、ライダーセンサ２２０のスキャンと、ライダーセンサ２２０の第２のプログラミング入力２２４による注意エリアのプログラミングとを組み合わせて、より正確な第１のマップを得ることが可能である。注意エリアは、車両１の移動の上流で又は車両１の移動エリア内の移動中にプログラムすることもできる。

【0050】

ライダーセンサ２２０をソナー、ＴｏＦセンサ又は実際にはカメラなどの別の光学センサ又は近接センサに置き換えることも想定され得る。

【0051】

このように、第２のプログラミング入力２２４によって補足されるか又は補足されない第１のマップ２２２に基づいて、速度基準装置２２は、駆動輪１２０の最大回転速度を確立する。上述したように、速度基準装置は、車両１の物理的限界などの他の入力パラメータを考慮することもできる。

【0052】

有利には、超過速度検出装置２は、図３に示すように、駆動輪１２０に取り付けられ、第１の超過速度センサ２０に対して所定の角度で配置された第２の超過速度センサ２６を含み得る。第１の超過速度センサ２０と同様に、第２の超過速度センサ２６は、駆動輪１２０の回転軸Ａ１に近接して位置決めされた第２の超過速度センサの固定要素２６’と、回転軸Ａ１に対して移動輪１２０の半径方向末端に位置決めされた第２の超過速度センサ２６の移動要素２６’’とを含み、移動要素２６’’は、第１の超過速度センサ２０の移動要素２０’’に対して所定の角度で配置される。第２の超過速度センサ２６は、車輪の回転速度を測定するように構成される。換言すると、第２の超過速度センサ２６は、不完全状態と完全状態との間の第２の超過速度センサ２６の切り換え頻度を介して、駆動輪１２０の完全な回転又は回転角度及び駆動輪１２０の回転速度を測定することを可能にする。

【0053】

したがって、第２の超過速度センサ２６を使用することは、第１の超過速度センサ２０によって測定されたデータに関して冗長性を提供する駆動輪１２０の回転に関するデータを得るという利点を有する。第２の超過速度センサ２６は、駆動輪１２０の完全な回転を必要とすることなく、車輪の回転速度を測定することを可能にするという利点も有する。

【0054】

具体的には、車両１は、一般に、時速３キロメートル未満の比較的低い速度で移動する。その結果、駆動輪１２０の回転速度の第１の定量化可能なデータを得るのに必要な時間は、一般に、比較的長い時間を必要とし得る。しかしながら、回転速度を測定するこの時間中、車両１の近接環境は、簡単に変化する可能性があり、近接環境内の障害物が車両の前方に現れ、車両１の名目上動作状況を潜在的に危険な衝突状況に転換する可能性がある。したがって、第１の超過速度センサ２０に対して所定の角度で第２の超過速度センサ２６を使用することは、第１の超過速度センサ２０と第２の超過速度センサ２６との間の角度が達成されると測定値が与えられるため、駆動輪１２０の回転及びその回転速度を測定するのに必要な時間を制限することを可能にする。

【0055】

できるだけ正確に駆動輪１２０の回転速度を測定することを可能にするために、超過速度検出装置２は、駆動輪１２０に同じく取り付けられ、且つ第１の超過速度センサ２０及び第２の超過速度センサ２６に対して所定の角度で配置された第３の超過速度センサ２８を含み得る。第１の超過速度センサ２０及び第２の超過速度センサ２６と同様に、第３の超過速度センサ２８は、駆動輪１２０の回転軸Ａ１に近接して位置決めされた第３の超過速度センサ２８の固定要素２８’と、回転軸Ａ１に対して移動輪１２０の半径方向末端に位置決めされた第３の超過速度センサ２８の移動要素２８’’とを含み、第３の超過速度センサ２８の移動要素２８’’は、第１の超過速度センサ２０の移動要素２０’’及び第２の超過速度センサ２６の移動要素２６’’に対して所定の角度で配置される。第３の超過速度センサは、駆動輪１２０の回転速度を測定するようにも構成される。換言すると、第３の超過速度センサ２８は、第３の超過速度センサ２８の不完全状態と完全状態との間の切り換え頻度を介して、駆動輪１２０の完全な回転又は回転角度及び駆動輪１２０の回転速度を測定することを可能にする。

【0056】

このように３つの超過速度センサ２０、２６及び２８を使用することは、モータ／車輪アセンブリ１２に重荷を負わせることなく、駆動輪１２０内の均一な角度分散を可能にするという利点を有する。さらに、第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び第３の超過速度センサ２８の１つの超過速度センサが正確に動作していない場合、これにより駆動輪１２０の回転速度の測定において超過速度検出装置２に影響が及ぶことはない。超過速度センサを増やすことは、安全性に関して冗長的な要件を満たすことも可能にする。

【0057】

好ましい変形形態によれば、第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び第３の超過速度センサ２８は、同一の固定要素、すなわち例えば第１の超過速度センサ２０の固定要素２０’を共有し、それぞれが所定数の移動要素を含み、その結果、超過速度検出装置２は、駆動輪１２０にわたって均一に分散された移動要素の所定の合計を含むように想定され得る。示唆的な例として、各超過速度センサは、超過速度検出装置２が駆動輪１２０にわたって均一に分散された３０個の移動要素を含むように１０個の移動要素を含み得る。

【0058】

理想的な変形形態では、単一の超過速度センサ、例えば第１の超過速度センサ２０は、超過速度検出装置２に含まれる唯一の超過速度センサであり得、第１の超過速度センサは、図５に示されるように駆動輪１２０にわたって均一に分散された３０個の移動要素を含み得る。

【0059】

その結果、失速信号を処理する必要がある信号変換器２００は、所定数の、すなわち本例によれば３０回の、駆動輪の完全な回転中の完全状態と不完全状態との間の切り換えをアナログ信号に従って書き換えることができる。具体的には、第１の超過速度センサ２０は、１２度ごとに不完全状態と完全状態との間で状態を変化させる。

【0060】

移動要素２０’’の数を増やすこと、したがって第１の超過速度センサ２０の不完全状態と完全状態との間の切り換えの回数を増やすことは、上述のように、超過速度検出装置の反応を改善するという利点を有する。具体的には、駆動輪が比較的低い回転速度で回転し、電気モータ１２２と駆動輪１２０との間に減速ギヤが設置されないとき、第１の超過速度センサの完全状態と不完全状態との間の切り換えは、３０個の移動要素を使用することにより、例えば時速１キロメートルで７．８Ｈｚの頻度、したがって１２８ミリ秒の間隔で行われる。しかしながら、超過速度検出装置は、迅速な反応時間、すなわち３００ミリ秒未満の迅速な反応時間を有することが必要であり、これは、第１の超過速度センサ２０が３０個の移動要素２０’’を含む場合に有利に当てはまる。

【0061】

信号変換器２００の出力部において第１の超過速度センサ２０にフィルタ２４０を追加することも想定され得る。フィルタ２４０は、信号変換器２００と速度比較器２４との間に配置される。信号変換器２００の出力部におけるフィルタは、速度比較器２４が比較を実行できるように十分に滑らかであると同時に、駆動輪１２０の速度の測定値を供給すること及び駆動輪１２０の回転速度の測定値を駆動輪１２０の最大許容回転速度と比較することに関連する時間にできるだけ影響を与えない電圧を生成できるようなサイズでなければならない。

【0062】

好ましい構成によれば、フィルタ２４０は、３次フィルタである。

【0063】

示唆的な例として、フィルタ２４０は、レジスタ及びコンデンサから構成され、サレン・キー型アクティブフィルタでカスケード接続される１次ＲＣローパスフィルタから構成されたフィルタであり得る。変形形態では、サレン・キー型フィルタは、例えば、コイル及びコンデンサから構成された２つの１次ＲＣローパスフィルタ又はＬＣ２次パッシブフィルタで置き換えられ得る。

【0064】

超過速度検出装置２は、図４に示されるように、第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び第３の超過速度センサ２８のための汎用誤動作検出器２９も含み得、これは、第１の超過速度センサ２０及び第２の超過速度センサ２６、又は第２の超過速度センサ２６及び第３の超過速度センサ２８、又は第１の超過速度センサ２０及び第３の超過速度センサ２８、又は実際には第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び第３の超過速度センサ２８の同時誤動作を検出するように意図される。

【0065】

したがって、汎用誤動作検出器２９が、２つの超過速度センサが正しく動作していないことを検出すると、汎用誤動作検出器は、ユーザに超過速度検出装置２の損なわれた動作を報告する。同様に、汎用誤動作検出器２９が、３つの超過速度センサ２０、２６及び２８が正しく動作していないことを検出すると、汎用誤動作検出器は、ユーザに超過速度検出装置２の誤動作を報告する。

【0066】

さらに、第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び／又は第３の超過速度センサ２８は、ホール効果センサであり得る。これらのセンサは、単純なアーキテクチャを有し、非常に簡単にモータ／車輪アセンブリ１２に組み込むことができる。

【0067】

示唆的な例として、各超過速度センサが２進信号を送出するとき、汎用誤動作検出器２９は、第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び第３の超過速度センサ２８の各超過速度センサの状態を同時に検出することが可能である。同様に、第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び第３の超過速度センサ２８が同時に同じ状態を表示する場合、汎用誤動作検出器は、ユーザに超過速度検出装置２の誤動作を報告する。したがって、汎用誤動作検出器２９は、車両１の超過速度を監視する全体機能の喪失をもたらす共通原因の故障について警告することが可能である。より具体的には、３つのホール効果超過速度センサ２０、２６及び２８を含む構成によれば、第１、第２及び第３のホール効果超過速度センサのそれぞれからの信号は、電気モータ１２２の角度位置を近似的に知るために位相シフトされる。第１、第２及び第３の超過速度センサの各ホール効果超過速度センサは、２進信号を生成し、これは、８種類の可能な組合せを生じさせる。しかしながら、信号の６種類の組合せのみが第１、第２及び第３のホール効果超過速度センサの所望の構成に可能である。その結果、汎用誤動作検出器２９は、２つの「不可能な」組合せの１つが得られて、第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び第３の超過速度センサ２８の１つの超過速度センサの故障を反映しているかどうかを決定することを可能にする。

【0068】

変形形態では、第１の超過速度センサ２０、第２の超過速度センサ２６及び／又は第３の超過速度センサ２８は、回転センサ又は光学センサであり得る。

【0069】

有利には、本発明は、文献内でインホイールモータと一般に呼ばれる電気モータ１２２、すなわち電気モータ１２２によってそれ自体駆動される駆動輪に直接接続されたモータのために機能する。それにもかかわらず、当業者であれば、例えば電気モータによって生成される力及び／又はトルクを修正するための中間部材、例えば減速ギヤなどを追加することを容易に考え得る。このタイプのモータ／車輪アセンブリ１２及び超過速度検出装置２を含む車両１は、例えば、ロボット若しくは自律型デリバリーロボットなどの自律型車両又は実際には制御式デリバリーロボットなどの遠隔制御式車両であり得る。

【0070】

本発明は、したがって、駆動輪に直接位置決めされたセンサと、ライダー感知センサとを併せて使用することにより、近接環境の関数としてその移動エリア内でのその移動中に自律型移動車両の一部の超過速度を検出することを可能にし、状況が危機的に見える場合に車両１を停止するという利点を有する。

【符号の説明】

【0071】

１ 車両
２ 超過速度検出装置
１０ シャシ
１２ モータ／車輪アセンブリ
２０ 第１の超過速度センサ
２０’ 固定要素
２０’’ 移動要素
２２ 速度基準装置
２４ 速度比較器
２６ 第２の超過速度センサ
２６’ 固定要素
２６’’ 移動要素
２８ 第３の超過速度センサ
２８’ 固定要素
２８’’ 移動要素
１２０ 駆動輪
１２２ 電気モータ
２００ 信号変換器
２２０ 光学センサ
２２２ 第１のマップ
２２４ 第２のプログラミング入力
２４０ フィルタ
Ａ１ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】