特許 7554173 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-10

(45)【発行日】2024-09-19

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240911BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20240911BHJP

   B60W 30/12 20200101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

B62D6/00

B60W30/12

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021176257

(22)【出願日】2021-10-28

(62)【分割の表示】P 2020169211の分割

【原出願日】2020-10-06

(65)【公開番号】P2022061505

(43)【公開日】2022-04-18

【審査請求日】2023-09-11

(73)【特許権者】

【識別番号】591117631

【氏名又は名称】株式会社ＮＩＣＨＩＪＯ

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平山 英樹

(72)【発明者】

【氏名】金田 脩佑

(72)【発明者】

【氏名】難波 真二

(72)【発明者】

【氏名】酒井 相向

(72)【発明者】

【氏名】小原 敏之

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２２１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７２０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－１６１０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－６５６６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／４３

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６０Ｗ ３０／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め設定された走行ルートを走行する車両であって、
第１タイヤ及び第２タイヤを含み、互いに異なる舵角に設定可能な複数のタイヤと、
前記複数のタイヤの舵角をそれぞれ設定し、当該車両が前記走行ルートから逸脱した際に前記走行ルートに復帰させる処理装置と、を備え、
前記処理装置は、前記走行ルート上の復帰位置を決定し、当該車両が前記復帰位置に位置したときに前記走行ルートを走行可能となる前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの目標位置を算出し、前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの現在位置と前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの前記目標位置とから得られる各前記タイヤの旋回円に基づいて舵角を設定する、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、予め設定された走行ルートを走行する車両に関する。

【背景技術】

【0002】

予め設定された走行ルートを走行する車両には、敷地内で複雑な移動ができるように、複数のタイヤをそれぞれ異なる舵角に設定できるように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２０５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の車両が、何らかの要因で走行ルートから逸脱した場合、不要な動作をすることなく、速やかに走行ルートに復帰することが望ましい。本願は、このような事情に鑑みてなされたものであり、走行ルートから逸脱したときに効率よく走行ルートに復帰することができる車両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】

本願の一態様に係る車両は、予め設定された走行ルートを走行する車両であって、第１タイヤ及び第２タイヤを含み、互いに異なる舵角に設定可能な複数のタイヤと、前記複数のタイヤの舵角をそれぞれ設定する処理装置と、を備え、前記処理装置は、当該車両が前記走行ルートから逸脱して前記走行ルートに復帰する際において、前記走行ルート上の復帰位置を決定するとともに、当該車両が前記復帰位置に位置したときに前記走行ルートを走行可能となる前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの目標位置を算出し、前記第１タイヤの現在位置からの距離と前記第１タイヤの目標位置からの距離の差が所定範囲内であり、かつ、前記第２タイヤの現在位置からの距離と前記第２タイヤの目標位置からの距離の差が所定範囲内である共通中心点を求め、前記複数のタイヤのそれぞれが、前記共通中心点を中心とし前記共通中心点までの距離を半径とする旋回円の接線方向又は当該接線方向との角度差が所定範囲内である方向に向くように、前記複数のタイヤの舵角をそれぞれ設定する。

【0006】

例えば、走行ルートから逸脱した車両を走行ルートに復帰させる場合に、車両を走行ルート上に位置させることができたとしても、走行ルートに対して車体が傾いており、これにより車両がすぐに走行ルートを走行できないような場合は、車両を効率よく走行ルートに復帰させたとは言えない。これに対し、前述した本願の一態様に係る車両では、走行ルートを走行可能な位置に速やかに車両の各タイヤを位置させるため、車両が走行ルート上に位置した時点で走行ルートを走行できる姿勢となっている。したがって、車両は効率よく走行ルートに復帰することができる。

【発明の効果】

【0007】

上記の構成によれば、走行ルートから逸脱したときに効率よく走行ルートに復帰することができる車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、車両の概略平面図である。

【図2】図２は、ルート復帰プログラムのフローチャートである。

【図3】図３は、復帰位置を決定する方法を説明する図である。

【図4】図４は、目標位置を算出する方法を説明する図である。

【図5】図５は、走行ルートが曲線であるときの目標位置を算出する方法を説明する図である。

【図6】図６は、共通中心点を求める方法を説明する図である。

【図7】図７は、各タイヤの舵角を設定する方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜車両の概要＞
まず、実施形態に係る車両１００の概要について説明する。図１は、車両１００の概略平面図である。車両１００は、予め設定された走行ルートを走行する。車両１００は、走行ルートを自動で走行するように構成されていてもよく、一部手動（例えば、加減速のみ手動でそれ以外は自動）で走行するように構成されていてもよい。

【0010】

図１に示すように、車両１００は、車体１０と、複数のタイヤ１１～１４と、タイヤ駆動装置１５と、測位システム１６と、処理装置１７と、を備えている。

【0011】

車体１０は、重量物を搬送できるように構成されており、本実施形態では平面視において略長方形の形状を有している。車両１００が走行ルートを走行する際には、車体１０のうち長手方向の一方側の端部を先頭とし、車体１０の長手方向に走行する。本実施形態では、車体１０の紙面左側の端部が先頭であり、紙面左方に向かって走行する（矢印参照）。なお、車体１０の用途、形状、及び、進行方向は、上記のものに限定されない。

【0012】

複数のタイヤ１１～１４には、右前輪に相当する第１タイヤ１１、左前輪に相当する第２タイヤ１２、右後輪に相当する第３タイヤ１３、及び、左後輪に相当する第４タイヤ１４が含まれる。ただし、各タイヤ１１～１４の配置はこれに限定されない。また、車両１００が備えるタイヤの数も４つに限定されない。

【0013】

タイヤ駆動装置１５は、各タイヤ１１～１４を回転駆動させるととともに、舵角（車体１０に対するタイヤ１１～１４の角度）を設定する。本実施形態のタイヤ駆動装置１５は、各タイヤ１１～１４の回転速度及び舵角を互いに異なるように設定できる。なお、タイヤ駆動装置１５は、内燃機関を用いて各タイヤ１１～１４を回転駆動させてもよく、電動モータを用いて各タイヤ１１～１４を回転駆動させてもよい。なお、各タイヤ１１～１４の舵角は、舵角検出センサによる検出の結果に基づいてフィードバック制御する。

【0014】

測位システム１６は、車体１０の現在位置（ここでは車体１０の中心位置であるが、これに限定されない）及び向きを測定するシステムである。本実施形態の測位システム１６は、車体１０の前方部分と後方部分にGNSS（Global Navigation Satellite System）受信機を有しており、車体１０の前方部分と後方部分の詳細な位置を測定することができる。そして、測位システム１６は、車体１０の前方部分と後方部分の位置に基づいて、車体１０の現在位置及び向きを算出する。ただし、測位システム１６は、カメラを用いるなど、上記以外の方法で車体１０の現在位置及び向きを測定してもよい。また、測位システム１６は、受信機を１つのみ有し、その受信機が２つのアンテナを有していてもよい。また、測位システム１６は、受信機を１つのみ有し、測定した最新の車体１０の位置とそれよりも所定時間前の車体１０の位置に基づいて車体１０の向きを算出（取得）してもよい。

【0015】

処理装置１７は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、及び、Ｉ／Ｏインターフェース等を有している。処理装置１７は、測位システム１６と電気的に接続されており、測位システム１６から車体１０の現在位置及び向きを取得することができる。さらに、処理装置１７は、タイヤ駆動装置１５と電気的に接続されており、タイヤ駆動装置１５に制御信号を送信してタイヤ駆動装置１５を制御し、各タイヤ１１～１４の回転速度及び舵角を設定することができる。

【0016】

また、上述した処理装置１７の不揮発性メモリには、予め設定された車両１００の走行ルートのデータが保存されているとともに、ルート復帰プログラムのデータが保存されている。処理装置１７のプロセッサは、上記のルート復帰プログラムに基づいて、揮発性メモリを用いて演算処理を行う。処理装置１７は、揮発性メモリで演算処理した結果に基づいて、タイヤ駆動装置１５に制御信号を送信する。

【0017】

＜ルート復帰プログラム＞
次に、ルート復帰プログラムについて説明する。図２は、ルート復帰プログラムのフローチャートである。ルート復帰プログラムは、走行ルートを逸脱した車両１００を走行ルートに復帰させるためのプログラムであって、走行ルートの走行中に実行される。図２で示す処理は、処理装置１７によって実行される。

【0018】

ルート復帰プログラムが開始されると、処理装置１７は、車体１０の現在位置及び向きを取得する（ステップＳ１）。車体１０の現在位置及び向きは、前述した測位システム１６から取得することができる。

【0019】

続いて、処理装置１７は、各タイヤ１１～１４の現在位置を算出する（ステップＳ２）。車体１０に対する各タイヤ１１～１４の相対位置は分かっているため、各タイヤ１１～１４の現在位置は、車体１０の現在位置及び向きに基づいて算出することができる。

【0020】

続いて、処理装置１７は、車両１００が走行ルートに復帰するときの走行速度（以下、「復帰走行速度」と称する）を決定する（ステップＳ３）。復帰走行速度は、ルート走行プログラム実行時における車両１００の走行速度の他、車体１０に積載される積載物の重量などの条件に基づいて決定する。例えば、車体１０の積載物が軽ければ、復帰走行速度を大きい値に決定してもよい。また、復帰走行速度は一定であってもよい（この場合、ステップＳ３を省略することができる）。

【0021】

続いて、処理装置１７は、基準距離を決定する（ステップＳ４）。基準距離は、ステップＳ３で決定した復帰走行速度に応じて決定する。本実施形態では、復帰走行速度が速くなるに従って基準距離を大きな値となるように決定し、復帰走行速度が遅くなるに従って基準距離を小さな値となるように決定する。ただし、復帰走行速度と基準距離の関係は、上記のものに限定されない。

【0022】

続いて、処理装置１７は、復帰位置を決定する（ステップＳ５）。本実施形態では、ステップＳ４で決定した基準距離に基づいて復帰位置を決定する。具体的には、図３に示すように、走行ルートＲ上で、かつ、車両１００の現在位置Ａから基準距離Ｌ離れた位置Ｂを復帰位置に決定する。復帰位置Ｂは、車両１００から見て走行ルートＲの進行方向前方に位置している。

【0023】

続いて、処理装置１７は、第１タイヤ１１の目標位置及び第２タイヤ１２の目標位置を算出する（ステップＳ６）。図４に示すように、第１タイヤ１１の目標位置Ｂ１は、車両１００が復帰位置Ｂに位置したときに走行ルートＲを走行することができる第１タイヤ１１の位置である。同様に、第２タイヤ１２の目標位置Ｂ２は、車両１００が復帰位置Ｂに位置したときに走行ルートＲを走行することができる第２タイヤ１２の位置である。

【0024】

例えば、図４で示すように、走行ルートＲが直線であるときには、車体１０が復帰位置Ｂに位置しており、かつ、車体１０の前後方向が走行ルートＲに対して平行であるときの第１タイヤ１１及び第２タイヤ１２の位置を、それぞれ第１タイヤ１１の目標位置Ｂ１及び第２タイヤ１２の目標位置Ｂ２とする。

【0025】

また、例えば、図５に示すように、走行ルートＲが曲線であるときには、車体１０が復帰位置Ｂに位置しており、かつ、車体１０の前後方向が走行ルートＲの接線に対して平行であるときの第１タイヤ１１及び第２タイヤ１２の位置を、それぞれ第１タイヤ１１の目標位置Ｂ１及び第２タイヤ１２の目標位置Ｂ２とする。

【0026】

続いて、処理装置１７は、共通中心点を求める（ステップＳ７）。図６に示すように、共通中心点Ｘは、第１タイヤ１１の現在位置Ａ１からの距離と第１タイヤ１１の目標位置Ｂ１からの距離が同じであり、かつ、第２タイヤ１２の現在位置Ａ２からの距離と第２タイヤ１２の目標位置Ｂ２からの距離の差が同じである点である。つまり、第１タイヤ１１の現在位置Ａ１と目標位置Ｂ１を結ぶ直線の垂直二等分線と、第２タイヤ１２の現在位置Ａ２と目標位置Ｂ２を結ぶ直線の垂直二等分線との交点が、共通中心点Ｘである。

【0027】

続いて、処理装置１７は、各タイヤ１１～１４の舵角を設定する（ステップＳ８）。具体的には、図７に示すように、第１タイヤ１１であれば、ステップＳ７で求めた共通中心点Ｘを中心とし、第１タイヤ１１の現在位置Ａ１から共通中心点Ｘまでの距離を半径とする旋回円Ｃ１の接線方向に第１タイヤ１１が向くように、第１タイヤ１１の舵角を設定する。同様にして、第１タイヤ１１以外のタイヤ１２～１４においても、共通中心点Ｘを中心とし、各タイヤ１２～１４の現在位置Ａ２～Ａ４から共通中心点Ｘまでの距離を半径とする旋回円Ｃ２～C４の接線方向に各タイヤ１２～１４が向くように、各タイヤ１２～１４の舵角を設定する。

【0028】

続いて、処理装置１７は、車両１００が各タイヤ１１～１４を走行ルートに向けて回転駆動する（ステップＳ９）。処理装置１７は、各タイヤ１１～１４を同じ回転速度で回転駆動させてもよく、各タイヤ１１～１４の現在位置から目標位置までの距離に応じて、異なる回転速度で回転駆動させてもよい。例えば、現在位置から目標位置までの距離が長いようなタイヤは、当該距離が短いものに比べて速い回転速度で回転駆動してもよい。

【0029】

ステップＳ９を経た後は、ステップＳ１に戻って、車両１００が走行ルートに復帰するまでステップＳ１からステップＳ９を繰り返す。つまり、処理装置１７は、走行ルートから逸脱した車両１００が走行ルートに復帰するまでの間、復帰位置を刻々と更新し（ステップＳ５）、これにより各タイヤ１１～１４の舵角の設定を刻々と更新してゆく（ステップＳ８）。なお、ステップＳ１からステップＳ８は、各タイヤ１１～１４を回転駆動させながら（つまりステップＳ９の実行中に）実行してもよい。これにより、車両１００が走行ルートに近づくにつれて、各タイヤ１１～１４が走行ルートに沿う方向に向くように舵角は修正されてゆく。その結果、車両１００が復帰位置に至ると、すぐに車両１００は走行ルートを走行することができる。

【0030】

ただし、ステップＳ１からステップＳ９を繰り返さずに、車両１００が走行ルートに復帰するまで、一旦設定した各タイヤ１１～１４の舵角を維持してもよい。この場合でも、車両１００が復帰位置に至った後、各タイヤ１１～１４が走行ルートの進行方向に向くように舵角を調整すれば、すぐに車両１００は走行ルートを走行することができる。つまり、車両１００は速やかに走行ルートに復帰することができる。

【0031】

なお、上記のルート復帰プログラムでは、第１タイヤ１１の現在位置からの距離と第１タイヤ１１の目標位置からの距離が同じであり、かつ、第２タイヤ１２の現在位置からの距離と第２タイヤ１２の目標位置からの距離の差が同じである点を共通中心点としたが（ステップＳ７）、各タイヤ１１～１４の滑りなどを考慮して共通中心点を求めてもよい。つまり、第１タイヤ１１の現在位置からの距離と第１タイヤ１１の目標位置からの距離の差が所定範囲内であり、かつ、第２タイヤ１２の現在位置からの距離と第２タイヤ１２の目標位置からの距離の差が所定範囲内である点を共通中心点としてもよい。

【0032】

同様に、上記のルート復帰プログラムでは、共通中心点を中心とし各タイヤ１１～１４から共通中心点までの距離を半径とする旋回円の接線方向に向くように各タイヤ１１～１４の舵角を設定したが（ステップＳ８）、共通中心点を中心とし各タイヤ１１～１４から共通中心点までの距離を半径とする旋回円の接線方向との角度差が所定範囲内である方向に向くように各タイヤ１１～１４の舵角を設定してもよい。

【0033】

また、上記のルート復帰プログラムでは、第１タイヤ１１及び第２タイヤ１２の２つのタイヤの現在位置及び目標位置に基づいて、共通中心点を求めたが（ステップＳ７、図６）、３つ以上のタイヤの現在位置及び目標位置に基づいて共通中心点を求めてもよい。

【0034】

＜作用効果等＞
上記のとおり、本実施形態に係る車両は、予め設定された走行ルートを走行する車両であって、第１タイヤ及び第２タイヤを含み、互いに異なる舵角に設定可能な複数のタイヤと、前記複数のタイヤの舵角をそれぞれ設定する処理装置と、を備え、前記処理装置は、当該車両が前記走行ルートから逸脱して前記走行ルートに復帰する際において、前記走行ルート上の復帰位置を決定するとともに、当該車両が前記復帰位置に位置したときに前記走行ルートを走行可能となる前記第１タイヤ及び前記第２タイヤの目標位置を算出し、前記第１タイヤの現在位置からの距離と前記第１タイヤの目標位置からの距離の差が所定範囲内であり、かつ、前記第２タイヤの現在位置からの距離と前記第２タイヤの目標位置からの距離の差が所定範囲内である共通中心点を求め、前記複数のタイヤのそれぞれが、前記共通中心点を中心とし前記共通中心点までの距離を半径とする旋回円の接線方向又は当該接線方向との角度差が所定範囲内である方向に向くように、前記複数のタイヤの舵角をそれぞれ設定する。

【0035】

このように、本実施形態に係る車両は、走行ルートを走行可能となるような位置に各タイヤを速やかに位置させることができるため、効率よく走行ルートに復帰することができる。

【0036】

また、本実施形態に係る車両では、前記処理装置は、前記復帰位置を決定するにあたり、当該車両が前記走行ルートに復帰するときの走行速度に応じて基準距離を決定し、当該車両の現在位置から前記復帰位置までの距離が前記基準距離となるように前記復帰位置を決定している。

【0037】

そのため、本実施形態に係る車両によれば、走行速度に応じて適切に復帰位置を決定することができる。

【0038】

また、本実施形態に係る車両では、前記処理装置は、前記走行ルートから逸脱した当該車両が前記走行ルートに復帰するまでの間、前記復帰位置を刻々と更新し、これにより前記複数のタイヤのそれぞれの舵角の設定を刻々と更新してゆく。

【0039】

そのため、本実施形態に係る車両によれば、車両が走行ルートに近づくにつれて、各タイヤが走行ルートに沿う方向に向くように舵角が修正されてゆく。その結果、復帰位置に至るとすぐに車両は走行ルートを走行することができる。

【符号の説明】

【0040】

１０ 車体
１１ 第１タイヤ
１２ 第２タイヤ
１３ 第３タイヤ
１４ 第４タイヤ
１５ タイヤ駆動装置
１６ 測位システム
１７ 処理装置
１００ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】