(57)【要約】物体および人物を３次元で動かす様々な推進用途に対して、リニア同期モータが使用される。これらのモータの制御は、精密な位置を感知すること、固定子巻線内の電流を制御すること、および高レベルの制御装置からの指示に従うことなど、複数の低レベルのモータ制御の問題、ならびに停止および始動、スイッチングおよび合流、速度および加速度を制限すること、相対的な運動を同期させること、衝突および事故を防止すること、ならびに障害に対応することなど、高レベルの車両制御を伴う。大部分の場合、マスタ制御装置が、指定の最大速度および加速度で点Ａから点Ｂへ動くように車両を誘導するなど、簡単なコマンドに基づいて車両を誘導するが、他の場合、外部エージェントが、車両とロボットとの間の運動を同期させるなど、詳細な制御を提供することを可能にし、または人間の操作者による制御を可能にすることが望ましい。
2014526228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ．少なくとも１つの車両が推進される領域に沿って配置された複数の推進コイルを含むガイドウェイと、
Ｂ．前記ガイドウェイ上に配置された少なくとも１つの車両であって、それぞれ磁束源を含む少なくとも１つの車両と、
Ｃ．前記推進コイルを独立して励起し、前記ガイドウェイに沿って前記少なくとも１つの車両を推進する電力および制御回路と
を備え、
Ｄ．前記ガイドウェイは、少なくとも（ｉ）設定点に基づくパラメータの適用によって前記ガイドウェイ上の車両の運動が指示される第１の区間と、（ｉｉ）限界に基づくパラメータの適用によって前記ガイドウェイ上の車両の運動が指示される第２の区間とを含む
ことを特徴とする輸送システム。
【請求項２】
前記磁束源は、少なくとも１つのハルバッハまたは他の磁石配列を含むことを特徴とする請求項１に記載の輸送システム。
【請求項３】
前記限界に基づくパラメータは、最終位置、最高速度、最高加速度、および／またはジャークのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の輸送システム。
【請求項４】
前記設定点に基づくパラメータは、現在もしくは所望の位置、現在もしくは所望の速度、および／または現在もしくは所望の加速度のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の輸送システム。
【請求項５】
前記複数の推進コイルはＬＳＭモータを含み、前記ガイドウェイは、位置感知論理回路、電力電子構成要素、および少なくとも１つのブロック制御装置のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の輸送システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのブロック制御装置に結合され、前記限界に基づくパラメータを生成する中央制御装置を備えることを特徴とする請求項５に記載の輸送システム。
【請求項７】
前記ブロック制御装置の少なくとも１つは、速度および加速度の設定点を生成するための適用された限界に基づくパラメータに応答し、前記車両の運動を管理することを特徴とする請求項６に記載の輸送システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのブロック制御装置に結合され、前記設定点に基づくパラメータを生成するホスト制御装置を備えることを特徴とする請求項５に記載の輸送システム。
【請求項９】
Ａ．少なくとも１つの車両が推進される領域に沿って配置された複数の推進コイルを含むガイドウェイを設けるステップと、
Ｂ．前記ガイドウェイ上に少なくとも１つの車両を設けるステップと、
Ｃ．前記推進コイルを独立して励起し、前記ガイドウェイに沿って前記少なくとも１つの車両を推進するステップと、
Ｄ．設定点に基づくパラメータの適用によって、前記ガイドウェイの第１の区間における前記少なくとも１つの車両の運動を指示するステップと、
Ｅ．限界に基づくパラメータの適用によって、前記ガイドウェイの第２の区間における前記少なくとも１つの車両の運動を指示するステップと
を含むことを特徴とする輸送方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの車両は、少なくとも１つのハルバッハ配列、他の磁石配列、および／または他の磁束源を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ステップＥは、最終位置、最高速度、最高加速度、および／またはジャークのうちの少なくとも１つを含む限界に基づくパラメータを使用して、前記第２の区間における前記少なくとも１つの車両の運動を指示することを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
ステップＤは、現在もしくは所望の位置、現在もしくは所望の速度、および／または現在もしくは所望の加速度のうちの少なくとも１つを含む設定点に基づくパラメータを使用して、前記第１の区間における前記少なくとも１つの車両の運動を指示することを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
ステップＡは、前記複数の推進コイルがＬＳＭモータを含み、前記ガイドウェイが位置感知論理回路、電力電子構成要素、および少なくとも１つのブロック制御装置のうちの少なくとも１つをさらに含むように、前記ガイドウェイを設けることを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
ステップＥは、前記少なくとも１つのブロック制御装置に結合された中央制御装置を利用して、前記限界に基づくパラメータの少なくとも１つを生成することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ブロック制御装置の前記少なくとも１つによって、速度および加速度の設定点の生成による適用された限界に基づくパラメータに応答し、前記車両の運動を管理するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップＤは、前記少なくとも１つのブロック制御装置に結合されたホスト制御装置を利用して、前記設定点に基づくパラメータの少なくとも１つを生成することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体および人物を３次元で動かすためのリニア同期モータ（ＬＳＭ：Linear Synchronous Motor）推進システムの汎用制御に関する。目的は、様々な条件下で性能を最適化する制御装置の能力を制限することなく、可能な限り簡単な高レベルの制御を提供することである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＭ推進を使用する利点はよく知られており、他の特許（非限定的な例として、すべて本発明の譲受人に譲渡されており、その教示が参照により本明細書に組み込まれている、特許文献１〜特許文献１１）に記載されている。主要な問題は、多数の車両が様々な外部からの制約を受けて複雑なパターンで動いているときにこれらのモータを制御することである。
【０００３】
一例は、場所または時間によってその運動を車両、ロボット、または人物などの他の物体の運動に同期させなければならないときの車両の制御である。一例では、物体は生産ライン内を動き、動いている間は、制御された方法で物体と相互作用するためにロボットが必要とされる。別の例は、車両が自動制御下で人物を輸送しており、操作者が不測の事象に対処するために制御権を得たいと望んだときである。この場合、操作者は速度および加速度を変化させることができるが、システムは、不適切な操作者の行動によって起こりうる衝突から車両を保護しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第２０１０／０２３６４４５号明細書
【特許文献２】米国特許第７，９２６，６４４号明細書
【特許文献３】米国特許第７，５３８，４６９号明細書
【特許文献４】米国特許第７，４５８，４５４号明細書
【特許文献５】米国特許第７，４４８，３２７号明細書
【特許文献６】米国特許第６，９８３，７０１号明細書
【特許文献７】米国特許第６，９１７，１３６号明細書
【特許文献８】米国特許第６，７８１，５２４号明細書
【特許文献９】米国特許第６，４９９，７０１号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，１０１，９５２号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，０１１，５０８号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、所望の柔軟性を有するが、ユーザは最低レベルの詳細に気を配る必要がなく、高レベルまたは外部制御装置内で障害からの保護を提供するという選択肢のある制御システムを、ＬＳＭ推進システムのユーザに提供することである。
【０００６】
本発明のより全体的な目的は、改善された輸送システム、装置、および方法を提供することである。
【０００７】
本発明の別の関連する目的は、ガイドウェイ上で車両および他の物体を効率的かつ精密に動かすように適合されたシステム、装置、および方法を提供することである。
【０００８】
本発明の関連する目的は、ＬＳＭ技術を利用するシステム、装置、および方法を提供することである。
【０００９】
本発明のさらに関連する目的は、製造、生産、研究、および他の用途で使用されるように適合されたシステム、装置、および方法を提供することである。
【００１０】
上記は、本発明によって得られる目的の一部であり、本発明は、いくつかの態様では、複数の推進コイルを有するガイドウェイであって、前記複数の推進コイルが、前記ガイドウェイ上に配置された少なくとも１つの車両が推進される領域に沿って配置される、ガイドウェイ、ならびに前記推進コイルを励起して前記ガイドウェイに沿って前記車両を推進する電力および制御回路を含む、ＬＳＭに基づく輸送システムを提供する。本発明のこれらの態様によれば、車両はそれぞれ、磁束源、たとえば少なくとも１つのハルバッハまたは他の磁石配列を含む。
【００１１】
上記の態様によるシステムは、他の理由の中でも、ガイドウェイ上の車両を、それらがガイドウェイ上の他の車両に近接しているにもかかわらず、制御された形で互いに独立して、たとえば衝突または制御されていない運動のリスクなしに動かす（または推進する）ことができるために有利である。本発明の関連する態様によれば、ガイドウェイは、ガイドウェイ上で車両の維持を容易にするレールなどの案内構造と、合流および分岐に使用されるスイッチとを含むことができる。
【００１２】
ＬＳＭ推進システムの制御は、複雑な一連の問題を伴う。いくつかの問題は、低レベルのモータ制御装置に関係し、これらのモータ制御装置は、車両の位置を感知して、所望の推進力および車両速度をもたらすように巻線内の電流を制御する。他の問題は、より高レベルの制御装置の領域であり、これらの制御装置は、所望の効果を実現するように車両の運動を監視する。これらの制御装置は、さらに高レベルの制御装置によって制御されており、さらに高レベルの制御装置は、停止、始動、合流、スイッチング、外部事象との同期、および操作者への応答を伴う場合によっては複雑な経路内で、多くの車両の動きを制御する。本発明は、高レベルの制御装置が安全な動作に必要なこと以上のことをする必要なく、最小の複雑さで、高レベルの制御をどのように行うことができるかを示す。
【００１３】
したがって、たとえば、いくつかの実施形態では、ガイドウェイに沿った車両の運動は、限界に基づくパラメータ（たとえば、３次元の最終位置、最高速度、および／または最高加速度など）を介して指定することができ、あるいは、ガイドウェイの少なくともいくつかの区間では、または場合によっては、設定点パラメータ（たとえば、現在もしくは所望の位置、現在もしくは所望の速度、および／または現在もしくは所望の加速度など）によって指定することができる。その結果、ガイドウェイ上の車両を効率的かつ精密に動かす輸送システムおよび方法が得られる。
【００１４】
本発明のさらなる態様は、上記に従ってＬＳＭに基づく輸送システムを動作させる方法を提供する。
【００１５】
本発明の上記その他の態様は、図面および以下の文面から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明のより完全な理解は、図面を参照することによって得ることができる。
【図１】本発明の一実施形態によるリニア同期ガイドウェイおよび制御システムを示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態によるシステムにおける限界に基づくパラメータ制御区間および設定点に基づくパラメータ制御区間内の車両１２の運動の制御を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態によるシステムにおける限界に基づくパラメータ制御区間および設定点に基づくパラメータ制御区間内の車両１２の運動の制御を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態によるシステムにおける限界に基づくパラメータ制御区間および設定点に基づくパラメータ制御区間内の車両１２の運動の制御を示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による輸送システムで使用されるガイドウェイの代替構成を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による輸送システムで使用されるガイドウェイの代替構成を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による輸送システムで使用されるガイドウェイの代替構成を示す図である。
【図４】図１に示すタイプの好ましいガイドウェイおよび制御システムのさらなる態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここでは、代替制御によって車両の運動の管理を可能にし、それによって、たとえばガイドウェイの異なる区間内で変動する運動調整性を与える新規なガイドウェイアーキテクチャを利用する輸送システムについて説明する。したがって、たとえば、いくつかの実施形態では、ガイドウェイに沿った車両の運動は、限界に基づくパラメータ（たとえば、最終位置、最高速度、および／または最高加速度など）を介して指定することができ、あるいは、ガイドウェイの少なくともいくつかの区間では、設定点パラメータ（たとえば、現在もしくは所望の車両位置、現在もしくは所望の車両速度、および／または現在もしくは所望の車両加速度など）によって指定することができる。その結果、ガイドウェイ上の車両および他の物体を効率的かつ精密に動かす輸送システムおよび方法が得られる。
【００１８】
以下の文章は、たとえば製造、組立て、および研究の用途に適した本発明の実施形態の構成要素および動作について説明する。これは、本発明の譲受人に譲渡され、参照により組み込まれている、同時係属の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２１８３９号明細書および米国特許出願第１２／６９２，４４１号明細書（以下、「参照により組み込まれている出願」と呼ぶ）に記載されているタイプのシステムに関する文脈で、ある程度提供されている。しかし、この設計に関して多くの変形が可能であり、本発明によって企図されることが理解されるであろう。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態によるリニア同期ガイドウェイおよび制御システムを示す。図示のシステムは、一般にリニア同期モータ（ＬＳＭ）技術を利用する制御された動きのために車両１２がその上に配置されたガイドウェイ１０を含む。
【００２０】
具体的には、車両１２の運動は、ここでは中央制御装置１４、ブロック制御装置１６、およびプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１８（「ホスト」とも呼ぶ）によって例示されているデジタルデータ処理装置によって制御される。煩雑になるため図面には図示しないが、中央制御装置１４は、ブロック制御装置１６に通信結合される。これは、直接接続を介して、または間接接続を介して、たとえばデイジーチェーニング（もしくは他の間接結合）を介して、たとえば他のブロック制御装置を通じて、行うことができる。
【００２１】
当業者には理解されるように、中央制御装置１４を、代わりに、意味の変化なく「ノード制御装置」と呼ぶこともでき、同様に、ブロック制御装置１６を、代わりに、この場合も意味の変化なく「モータ制御装置」と呼ぶこともできる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、中央（またはノード）制御装置１４は、すべてのブロック（またはモータ）制御装置１６と通信結合され、他の実施形態では、それは、ＰＬＣ１８と通信結合されていないそれらのブロック制御装置１６のみと通信結合される。本明細書では、中央制御装置との「通信結合」という語句は、ブロック制御装置１６が中央制御装置によって生成された信号に応答して、通常動作またはオーバーライド動作モードで、以下で論じるように車両の運動の制御を行う結合（直接または間接）を指す。
【００２３】
図示の実施形態では、ＰＬＣ１８は、ブロック制御装置１６の部分集合、すなわち、ガイドウェイの区間２４内のそれらと通信結合されており、以下、これを「設定点パラメータで制御」されているという。実際には、ＰＬＣは、すべてのブロック制御装置１６に直接または間接的に結合することができるが、ここでは、「通信結合」という語句は、ブロック制御装置１６がＰＬＣ１８によって生成された信号に応答して、以下で論じるように車両の運動の制御を行う結合（直接または間接）を指すために使用される。
【００２４】
したがって、たとえば、いくつかの実施形態では、ＰＬＣ１８とブロック制御装置１６との間の通信結合は中央制御装置１４を介して行われ、または別の言い方をすれば、設定点パラメータで制御される区間２４内のブロック制御装置１６へのＰＬＣ１８によるすべての信号送信は、中央制御装置１４を介して行われる。中央制御装置１４を介するＰＬＣおよびブロック制御装置のそのような間接通信結合には、例として一時的または恒久的な製造または生産ラインの再構成などを含む安全上または他の理由のために、たとえばオーバーライドが必要である（限界に基づくパラメータ制御への「フォールバック」が望ましい）とき、それ（中央制御装置１４）がＰＬＣによる設定点パラメータ制御に介入することが可能になるという利点がある。
【００２５】
上記に照らして、いくつかの実施形態では、ＰＬＣ１８をすべてのブロック制御装置に結合（たとえば、直接または間接）できること、および中央制御装置によって、ブロック制御装置のうちの様々なものとＰＬＣを動的に通信結合できることが理解されよう。実際には、そのモードにあるブロック制御装置の部分集合は、時間とともに変動し、その結果、それらの異なる群（それらのすべてを含み、またはそれらをまったく含まない）を、いつでもそのモードにすることができる。
【００２６】
ガイドウェイ１０
図示の実施形態のガイドウェイ１０は、ＬＳＭモータを含む推進コイル２０、ならびに個々のブロック２２に対する制御装置、すなわちブロック制御装置１６として働く位置感知論理回路、電力電子構成要素、およびマイクロプロセッサを収容する。図面では、ガイドウェイ１０は、湾曲した太い実線として示されており、ブロック２２は、ガイドウェイに重なるやや細い破線線分によって示されており、これらの線分はそれぞれ、個々のブロックを表し、これらの線分はともに、ガイドウェイ１０を構成するブロックを表し、コイルは、ブロックに重なるさらに細い破線線分によって示されており、これらの線分はそれぞれ、個々のコイルを表し、これらの線分はともに、個々のブロックを構成するコイルを表す。煩雑にならないように、図面では、１つのブロックおよび１つのコイルのみをそのようなラベルで示す。
【００２７】
ガイドウェイ１０は、本発明の教示に従って適合された、当技術分野では知られているＬＳＭガイドウェイの方法で構築することができ、好ましくは、この場合も本発明の教示に従って適合された、参照により組み込まれている国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２１８３９号明細書および米国特許出願第１２／６９２，４４１号明細書に記載および図示されているガイドウェイの方法で構築することができる。これに関しては、例として、「ガイドウェイ」、「低摩擦摺動面」、「磁石配列」、および「リニア推進モータ」という名称の上記の参照により組み込まれている出願の項目、ならびにそれらの項目で参照される図が特に参照される。ガイドウェイ１０は、一体構造とすることができるが、好ましくは、それは、たとえば、本発明の教示に従って適合された、「ガイドウェイモジュール」という名称のこの場合も上記の参照により組み込まれている出願の項目、およびその項目で参照される図に記載されているタイプのモジュールから製造される。
【００２８】
図示のガイドウェイ１０は、２つのタイプの区間、すなわち設定点に基づくパラメータ制御区間２４および限界に基づくパラメータ制御区間２６に分割される。図面では、前者は、密接して隔置されている線分からなる破線によって示されており（ラベル２４で示す）、ガイドウェイ１０のうち、ブロック制御装置２６が（中央制御装置１４に結合されていることに加えて）ＰＬＣ１８に結合されている区間に対応する。限界パラメータで制御される区間は、より広い間隔の同様の破線によって示されており（ラベル２６で示す）、ブロック制御装置１６が中央制御装置１４に結合されるが、ＰＬＣ１８には結合されないことが示されている区間に対応する。
【００２９】
車両１２
図示の実施形態の車両１２は、本発明の教示に従って適合された、当技術分野ではよく知られているＬＳＭ車両の方法で構築することができ、好ましくは、この場合も本発明の教示に従って適合された、上記の参照により組み込まれている出願、たとえば「ガイドウェイ」という名称の項目およびその項目で参照される図に記載および図示されている車両の方法で構築することができる。そのような車両は、参照により組み込まれている出願のその項目でも議論されている、この場合も本発明の教示に従って適合された、ダブルボギー設計とすることができる。
【００３０】
制御装置  
制御装置１４、１６のためのソフトウェアは、本発明の教示に従って適合された、当技術分野では知られているタイプのものとすることができ、好ましくは、この場合も本発明の教示に従って適合された、上記の参照により組み込まれている出願、例として、「リニア推進モータ」および「ＰＣ基板実装コイルおよび制御回路」という名称の項目に記載されているタイプのものとすることができる。
【００３１】
図示の実施形態では、各ブロック制御装置１６は、それぞれのブロック２２を構成するコイル２０の電力供給を管理し、それによって、それらがそのブロックを通過するとき、より具体的にはそのブロックのそれぞれのコイル２０を通過するとき、車両１２の速度および加速度を管理する。この目的で、各ブロック制御装置１６は、個々の車両がいつそのブロックに出入りするか、および／またはブロック内でのその車両の位置を判定する。次いで、ブロック制御装置１６は、ブロックの電力電子構成要素に制御信号を印加して、所望の速度および加速度を与えるように、車両が通過しているコイル２０に電力を供給する。
【００３２】
好ましくは、各ブロック制御装置１６は、それぞれのブロックの位置感知論理回路（たとえば、磁電式、光学式などにすることができる）を監視することによって、および／または同じくそれぞれのブロックの車両識別論理回路（たとえば、ＲＦＩＤなど）を監視することによって、車両の存在および位置を判定する。あるいは、または追加として、いくつかの実施形態では、位置および／または識別情報は他の方法で判定される。したがって、たとえば、その情報は、推論によって判定することができ、たとえば他のデータ処理装置１４、１６、１８から供給される情報に基づいて判定することができる。
【００３３】
車両の存在および位置が判定されると、ブロック制御装置１６は、その車両に対する速度および加速度の設定点を取得する。これらは、たとえばガイドウェイ１０の設定点に基づくパラメータ制御区間２４内に位置するブロック２２内の制御装置１６の場合と同様に、ＰＬＣ１８によって供給することができ、または、それらは、たとえばガイドウェイ１０の限界に基づくパラメータ制御区間２６内に位置するブロック２２内の制御装置１６の場合と同様に、車両に対する全体的な運動プロファイルの一部として制御装置１６によって計算することができる。
【００３４】
いずれにせよ、ブロック制御装置１６が、それぞれのブロックのコイル２０を通過する車両に対する速度および加速度の設定点を判定した後、それは、そのブロックの電力電子構成要素に制御信号を印加して、それらの設定点を実現するのに十分な電流を供給する。それらの制御された信号は、ブロック制御装置１６によって直接的な計算を介して判定することができ、および／またはＤＳＰもしくは他の関連する論理回路の使用を通じて判定することができる。さらに、制御信号は、それぞれのブロック２２内のすべてのコイル２０に印加することができるが、好ましくは、それらは、車両がその上を進んでいるそれらのコイルのみに印加される。
【００３５】
図４は、図１に示すタイプの好ましいガイドウェイおよび制御システムのさらなる態様を示す。
【００３６】
限界に基づくパラメータ制御区間２６  
上記のように、車両１２がその上を通っているブロック制御装置、たとえば例示的な制御装置１６ａは、たとえばガイドウェイ１０の限界に基づくパラメータ制御区間２６内に位置するブロック２２内の制御装置１６の場合と同様に、その車両に対する速度および加速度の設定点を取得し、実際には計算することができる。
【００３７】
これらの区間では、中央制御装置１４は、ブロック制御装置（ここでは、制御装置１６ａ、１６ｂによって表される）に、限界に基づくパラメータを供給し、ブロック制御装置は、それらの限界に基づくパラメータを利用して設定点を生成する。図示の実施形態では、それらの限界に基づくパラメータは、最終位置（図面のｐ（ｄｅｓｔ））、最高速度（ｖ（ｍａｘ））、および最高加速度（ａ（ｍａｘ））である。他の実施形態では、より少ない数またはより多くの数の限界に基づくパラメータを利用することもでき、たとえば、最終位置および最高速度、最終位置および最高加速度、ジャークなどを利用することができる。
【００３８】
たとえば図４に示すタイプのいくつかの実施形態では、中央制御装置１４は、ＰＬＣ（またはホスト）１８によって生成される「命令」に応答して、限界に基づくパラメータを生成する。
【００３９】
いくつかの実施形態では、個々の１組の限界に基づくパラメータが、中央制御装置１４によって各車両に対するブロック制御装置１６ａ、１６ｂに供給され、それに応じて、それらのパラメータは、車両識別パラメータ（ボギーＩＤ）を伴うことができる。他の実施形態では、制御装置１４は、１組のパラメータをすべての車両に対するブロック制御装置に供給する。さらに他の実施形態の中央制御装置１４は、上記の組合せを用いる。
【００４０】
限界に基づくパラメータから、ブロック制御装置１６ａは、位置（ｐ（ｓｅｔ））の関数として（または時間の関数として）車両速度（ｖ（ｓｅｔ））および車両加速度（ａ（ｓｅｔ））に対する設定点を指定する「運動プロファイル」２８を計算することができる。これは、（ｉ）ｖ（ｍａｘ）またはａ（ｍａｘ）を超過することなくガイドウェイ１０上でｐ（ｄｅｓｔ）まで車両を動かすため、ならびに（ｉｉ）同じブロック２２ａおよび／または下流のブロック２２ｂ上の車両との衝突を回避するために必要である。制御装置１６ａは、それぞれのブロック２２ａ上のすべての（もしくは一部の）車両の位置に対して、または好ましくは、ガイドウェイ上で車両の現在の位置と最終位置（対応する名称のパラメータによって指定される）との間のすべての（もしくは一部の）位置に対して、運動プロファイルを計算することができる。
【００４１】
実際には、いくつかの実施形態では、各ブロック制御装置１６ａは、ガイドウェイ１０に沿った車両の経路内で下流のブロック２２ｂのブロック制御装置１６ｂに、より完全に埋め込まれた運動プロファイルを渡し、それによって、車両がそのそれぞれのブロック２２ｂを通過するときに、下流の制御装置１６ｂに対して、それを全体的に再計算する代わりに、プロファイルを復元する機会を与える。図面では、ブロック制御装置１６ａは、プロファイル２８全体の代わりに、ブロック２２ａ上の車両の運動を特徴付けるｐ（ｓｅｔ）、ｖ（ｓｅｔ）、およびａ（ｓｅｔ）の最終値だけを渡すことが示されている。
【００４２】
ガイドウェイ１０の限界に基づくパラメータで制御される区間２６内で行われるタイプの車両１２の運動の制御の利点は、それが分散されており、拡張性があることである。たとえば、場合によっては数十、数百、または数千台の車両１２に対する正確な動きを監視して運動プロファイルを計算するために必要な処理は、それらの車両が進んでいるガイドウェイの多くのブロック２２に対するブロック制御装置１６間で分散させることができる。さらなる例として、それは、中央制御装置１４とブロック制御装置１６との間で制御信号、運動プロファイル、車両位置、および／または識別情報を運ぶために必要な帯域幅を低減させる。
【００４３】
設定点に基づくパラメータ制御区間２４
同じく上記のように、ブロック制御装置１６は、たとえばガイドウェイ１０の設定点に基づくパラメータで制御される区間２４内に位置するブロック２２ｃ内の制御装置１６ｃの場合と同様に、通過中の車両１２に対する速度および加速度の設定点を、ＰＬＣ１８から直接取得することができる。これらの区間内のブロック制御装置１６ｃ、１６ｄは、それらのそれぞれのブロック２２ｃ、２２ｄを通過する車両に対する運動プロファイルを計算する必要がなく、その代わりに、設定点データ、具体的には図示の実施形態では増分のｐ（ｓｅｔ）、ｖ（ｓｅｔ）、およびａ（ｓｅｔ）（集合的に、「プロファイルデータ」）に関して、ＰＬＣ１８に依拠することができ、この設定点データに対して、必要な電力制御信号が判定される。
【００４４】
ただし、いくつかの実施形態では、設定点に基づくパラメータ制御区間２４のブロック制御装置１６は、限界に基づくパラメータ制御区間のそれらと同様に機能することができ、すなわち、通過中の車両に対する運動制御プロファイルを計算し、それに従って運動を制御することができる。これは、たとえば、安全上の理由のため、たとえば図示のシステムが「旅客輸送機関」の用途で使用される実施形態において、運転要員および／または機器がＰＬＣ制御（または他の機器）にオーバーライドを必要とする障害を検出した場合に、ＰＬＣ１８および／または中央制御装置１４が、限界に基づくパラメータの制御へ「フォールバック」するようにブロック制御装置に指示する場合である。または、製造、生産ライン、または研究室において、関連する装置もしくは処理に障害が生じた場合、および／またはブロック制御装置が設定点に基づく制御に起因する潜在的な衝突を検出し、限界に基づく制御を優先してそれをオーバーライドする場合である。実際には、そのようなフォールバックまたはオーバーライドは、たとえばＰＬＣ１８および／または中央制御装置１４が、たとえば品質保証検査などによって完全な処理に適していないことが検出された車両に対して限界に基づくパラメータ制御を利用するように、ブロック制御装置に指示する場合に、車両ごとに行うことができる。
【００４５】
いずれにせよ、図２Ｃは、区間２４内の車両１２のＰＬＣ制御を容易にするために、フィールドエンジニア操作者によって、たとえばＧＵＩエディタなどを介して供給できる種類の表３０を示す。この表に示すように、エンジニア（または他者）は、時間（たとえば、車両が区間２４に入った時間などから判定される）の関数として位置（たとえば、ここでは罫線３２によって表されるガイドウェイの距離に従って判定される）を与えることによって、区間内の車両の運動を指定することができる。そのような表は、ＰＬＣによるリアルタイムの実行に適した手段によって、翻訳または「ポート」することができる。
【００４６】
ガイドウェイ１０の設定点に基づくパラメータ制御区間２４内で行われるタイプの車両１２の運動の制御の利点は、ＰＬＣによって、場合によっては他の製造、生産ライン、または他の研究活動と共同して、そのような制御を精密に管理できることである。そのような制御を容易にするために、区間２４内で利用されるガイドウェイ（またはしたがってモジュール）は、（ａ）制御信号およびデータをＰＬＣ１８からブロック制御装置１６へ運び、（ｂ）車両位置および／または識別情報を区間２４のブロック２０内のセンサからＰＬＣ１８へ運ぶのに適したより高い帯域幅の配線および追加のポートを含むことができる。そのような「より高い」帯域幅および「追加の」ポートは、たとえば、ガイドウェイのうち、ガイドウェイの限界に基づくパラメータで制御される区間２６内の部分に対して用いられる。
【００４７】
代替構成  
本発明によるガイドウェイおよび輸送システムは、多数の方法で構成することができる。図１に示すように、そのようなガイドウェイ１０は、限界に基づくパラメータ制御のために全体として構成される主「トラック」部分（ここでは、楕円形の形状）を有することができる。さらに、その図面に示すように、主トラックは、設定点に基づくパラメータ制御のために構成された少なくとも１つの区間を有することができる。さらに、設定点に基づくパラメータ制御のために、トラックの補助ローディング領域（分岐および合流ガイドウェイ部分によって画定される）を構成することもできる。
【００４８】
図３は、たとえばダブルボギー車両３２の向きを制御するために利用できるガイドウェイの代替構成を示す。この構成では、ガイドウェイの主トラック部分は、限界に基づくパラメータ制御が使用される細長い楕円である。これは、車両３２が楕円の「長い」側面に沿って進む間にその主軸３２ａがガイドウェイ１０ａの長軸に概ね平行になるような車両の動きおよび向きをもたらすのに適している。
【００４９】
前述の目的を満たすシステムおよび方法について、上記で説明した。記載の実施形態は本発明の単なる例であり、これらの実施形態に変更を組み込む他の実施形態も本発明の範囲によって企図されることが理解されよう。
【００５０】
したがって、たとえば、本明細書で別個に図示および議論した様々なデジタルデータ処理装置、すなわち中央（またはノード）制御装置１４、ブロック（またはモータ）制御装置１６、およびＰＬＣ１８を通じて、本発明の実施形態では、これらの少なくとも１つをともに収容することができ、および／またはこれらの少なくとも１つに帰する機能を他のものが担うこともでき、または逆も同様であることが理解される。したがって、たとえば、いくつかの実施形態では、すべて非限定的な例として、本明細書に論じたブロック制御装置１６の機能を中央制御装置１４が担うこともでき、ＰＬＣの機能を中央制御装置１４が担うこともでき、または逆も同様である。
【００５１】
さらなる例として、いくつかの実施形態では、設定点に基づくパラメータ制御区間を進む車両は、設定点に基づく制御のためにＰＬＣ／ホストによって引き受ける必要はない。逆に、ＰＬＣ／ホストは、設定点に基づくパラメータ制御のためにそのような区間の任意の部分を使用することができ、実際には、その目的でそのような区間の複数の部分（たとえば、複数のより短い（独立した）設定点に基づく制御区間）を使用することができる。
【００５２】
同様に、いくつかのそのような実施形態では、ＰＬＣ／ホストは、そのような区間内で設定点に基づく制御を車両ごとにアサートすることができ、たとえば、区間内のいくつかの車両に関して設定点に基づく制御をアサートすることができるが、他のものに関してアサートしなくてもよい。
【００５３】
その結果、たとえば、限界に基づく制御下で動いている車両は、表面上は設定点に基づくパラメータ制御区間（ＰＬＣ／ホストによってその上にアサートされた設定点に基づく制御がない）を通過することができ、その区間内でその前に位置する設定点に基づく制御された車両との衝突を防止する挙動を示す（たとえば、それらの設定点に基づく制御車両が後退しない限り）。表面上は設定点に基づくパラメータ制御区間内でそのような制御方式を利用する利点は、それらの中の限界に基づく制御された車両が、設定点に基づく制御された車両と「ナイスプレーをする」（たとえば、衝突しない）ことである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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