(57)【要約】  軌道の走行路面上を走行する走行輪と、幅方向に間隔をあけて一対が設けられ、前記走行路面の延在方向に沿って前記軌道に設けられた測定対象との距離を検出して信号を出力する位置検出部と、前記位置検出部からの前記信号に応じて、前記走行輪の操舵量を制御する制御部と、前記制御部によって該走行輪を操舵する操舵機構とを備える車両である。そして、前記位置検出部の各々は、前記信号として、前記測定対象から離間するに従って出力が増加し、かつ該測定対象との距離が所定値以上となる範囲で出力変化率が小さくなる特性を有する信号を出力するとともに、一方の前記位置検出部と前記測定対象との距離が小さくなると、他方の該位置検出部と前記測定対象との距離が大きくなるように設けられており、前記制御部は、一対の前記位置検出部からの前記信号の合成出力により、前記操舵量を制御する。
2014118880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道の走行路面上を走行する走行輪と、
幅方向に間隔をあけて一対が設けられ、前記走行路面の延在方向に沿って前記軌道に設けられた測定対象との距離を検出して信号を出力する位置検出部と、
前記位置検出部からの前記信号に応じて、前記走行輪の操舵量を制御する制御部と、
前記制御部によって該走行輪を操舵する操舵機構と、
を備え、
前記位置検出部の各々は、前記信号として、前記測定対象から離間するに従って出力が増加し、かつ該測定対象との距離が所定値以上となる範囲で出力変化率が小さくなる特性を有する信号を出力するとともに、一方の前記位置検出部と前記測定対象との距離が小さくなると、他方の該位置検出部と前記測定対象との距離が大きくなるように設けられており、
前記制御部は、一対の前記位置検出部からの前記信号の合成出力により、前記操舵量を制御する車両。
【請求項２】
一対の前記位置検出部は、前記信号の合成出力が、前記走行路面において前記幅方向の中央位置から外れた位置を走行する際に出力の変化率が大きくなり、かつ、該中央位置を走行する際に出力の変化率が小さくなるように、前記信号を出力する請求項１に記載の車両。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両と、
前記車両が走行する走行路面を有する軌道と、
前記車両に対して電力供給の制御を行って、運行計画に応じて走行させる運行制御部と、
前記走行路面の延在方向に沿って前記軌道に設けられた測定対象と、
を備える軌道系交通システム。
【請求項４】
前記位置検出部の各々は、前記測定対象から離間するに従って前記信号の出力が増加し、かつ該測定対象との距離が所定値以上となる範囲で前記信号の出力の変化率が小さくなる特性のセンサを有し、
前記測定対象は、前記走行路面と交差するように該走行路面の延在方向に延設された案内レールの案内面である請求項３に記載の軌道系交通システム。
【請求項５】
前記センサは、渦電流センサである請求項４に記載の軌道系交通システム。
【請求項６】
前記位置検出部の各々は、前記測定対象に近接するに従って前記信号の出力が増加する特性のセンサを有し、
前記測定対象は、前記センサに対して前記幅方向に近接するに従って該センサとの距離が減少し、かつ該センサとの距離が所定値以下となる範囲で該距離の変化率が小さくなる形状をなす請求項３に記載の軌道系交通システム。
【請求項７】
前記センサは、レーザーセンサである請求項６に記載の軌道系交通システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動操舵可能な車両と、この車両が走行する軌道を備える軌道系交通システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
バスや鉄道以外の新たな交通手段として、車両がゴムタイヤからなる走行輪で軌道上を走行するとともに、車両の案内輪が案内レールで案内される軌道系交通システムが知られている。このような軌道系交通システムは、一般に新交通システムやＡＰＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｐｅｏｐｌｅ  Ｍｏｖｅｒ）と呼ばれている。【０００３】
また、この種の新交通システムにおいては操舵方式として、サイドガイド方式とセンターガイド方式とがある。これらの操舵方式は、いずれも案内輪が案内レールに沿うことによって車両が誘導案内されるいわゆるパッシブ操舵方式である。このうちサイドガイド方式は、軌道の両側の案内レールに車両の両側の案内輪を沿わせて車両を誘導案内するものであり、案内レールと案内輪との間には隙間が設けられており、車両の両側にある案内輪はどちらかが常に案内レールに接触している。【０００４】
このようにパッシブ操舵方式では、案内輪のいずれかが案内レールに常に接触しているため、案内レールが撓んでいたり、連続する案内レールの接続部に段差が発生したりすることによって車両の走行中に振動が発生し、乗り心地が悪化するという問題がある。そこで、案内輪が案内レールに非接触となるように自動操舵機能によって車両を走行させることで、乗り心地向上を図ることが考えられる。【０００５】
ここで、特許文献１には、コース上に敷設された磁気マーカからの磁界を車両のセンサで受け、コースに沿って車両を走行させるように車両の操舵制御を行う操舵制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７３０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、所定間隔で敷設された磁気マーカからは点の情報しか得ることができない。このため、車両は車輪速センサ等を用いて走行コースを推定しながら操舵されて走行することになる。従って制御が非常に複雑になるため高速走行時には制御遅れが発生し、軌道上で車両を所望の走行コースからある範囲以上外れないように安定して走行させることは難しい。【０００８】
本発明は、簡易な制御によって、より確実に所望のコースを車両に走行させることが可能な軌道系交通システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様に係る車両は、軌道の走行路面上を走行する走行輪と、幅方向に間隔をあけて一対が設けられ、前記走行路面の延在方向に沿って前記軌道に設けられた測定対象との距離を検出して信号を出力する位置検出部と、前記位置検出部からの前記信号に応じて、前記走行輪の操舵量を制御する制御部と、前記制御部によって該走行輪を操舵する操舵機構と、を備え、前記位置検出部の各々は、前記信号として、前記測定対象から離間するに従って出力が増加し、かつ該測定対象との距離が所定値以上となる範囲で出力変化率が小さくなる特性を有する信号を出力するとともに、一方の前記位置検出部と前記測定対象との距離が小さくなると、他方の該位置検出部と前記測定対象との距離が大きくなるように設けられており、前記制御部は、一対の前記位置検出部からの前記信号の合成出力により、前記操舵量を制御する。【００１０】
このような軌道系交通システムによると、位置検出部によって測定対象との距離を検出した後、位置検出部各々からの信号の出力を制御部で合成する。ここで、一方の位置検出部が測定対象に近接し、かつ他方の位置検出部が測定対象から離間する領域（以下、第一領域とする）では、一方の位置検出部からの出力は測定対象に近接するにつれて大きな変化率で変化するとともに、他方の位置検出部では出力が大きな状態で、かつ出力変化率が小さくなっている（出力信号がフラットな状態である）。従って、上記第一領域において、一方の位置検出部の出力を正の数値とし、他方の位置検出部の出力を負の数値としてこれら二つの位置検出部の出力を合成すると、合成出力の出力信号は大きな変化率で変化する。
また逆に、一方の位置検出部が測定対象から離間し、かつ他方の位置検出部が測定対象に近接する領域（以下、第二領域とする）では、一方の位置検出部では出力が大きな状態で、かつ出力変化率が小さくなっているとともに他方の位置検出部の出力は測定対象に近接するにつれて大きな変化率で変化する。従って、上記第二領域において、一方の位置検出部の出力を正の数値とし、他方の位置検出部の出力を負の数値としてこれら二つの位置検出部の出力を合成すると、合成出力の出力信号は大きな変化率で変化する。
さらに、両方の位置検出部と測定対象との距離がほぼ同じ状態である領域、即ち、上記第一領域と上記第二領域との間の中間領域では、各々の位置検出部の出力が大きく変化する状態と出力変化率が小さくなっている状態との間の遷移状態となる。従って、この中間領域において、一方の位置検出部の出力を正の数値とし、他方の位置検出部の出力を負の数値としてこれら二つの位置検出部の出力を合成しても、第一領域及び第二領域と比較して出力信号は緩やかに変化する遷移状態を示すことになる。
このようにして、測定対象と一方の位置検出部との距離が近接している場合から離間している場合へと車両の位置が変化するにつれて、二つの位置検出部の合成出力は、第一領域、中間領域、第二領域へと変化することになるため、合成出力の出力信号は大きな変化率で変化した後に、緩やかに変化する遷移状態を示し、再び大きな変化率で変化する。よって、走行させたい幅方向の所定位置に車両がある場合に、合成出力の出力信号が中間領域に位置するように、またこの所定位置から車両が外れた場合には、合成出力の出力信号が第一領域、第二領域に位置するように、位置検出部からの信号の出力特性と設定する。これにより、所定位置から外れた際には、変化率の大きな合成出力信号によって迅速にこの所定位置に戻すように車両を制御でき、またこの所定位置に近づくと、変化率の小さな遷移状態の合成出力信号によって緩やかに操舵制御を行うことが可能となる。このため、所定位置に車両に戻すように操舵制御する際に、車両がこの所定位置をオーバーし、このような動きを繰り返すことで蛇行走行してしまうことを抑制できる。よって、車両を走行路面の幅方向の所望のコースで確実に走行させることができる。【００１１】
また、本発明の第二の態様に係る車両では、上記第一の態様における一対の前記位置検出部は、前記信号の合成出力が、前記走行路面において前記幅方向の中央位置から外れた位置を走行する際に出力の変化率が大きくなり、かつ、該中央位置を走行する際に出力の変化率が小さくなるように、前記信号を出力してもよい。【００１２】
このように、位置検出部からの信号の出力特性を選択することで、幅方向の中央位置から外れて走行する際には、迅速に中央位置に戻すように車両を制御でき、またこの中央位置に近づくと、緩やかに操舵制御を行うことが可能となる。このため、中央位置を挟んで蛇行走行してしまうことを抑制でき、車両を走行路の幅方向の中央位置で確実に走行させることができる。【００１３】
また、本発明の第三の態様に係る軌道系交通システムでは、上記第一又は第二の態様における車両と、前記車両が走行する走行路面を有する軌道と、前記車両に対して電力供給の制御を行って、運行計画に応じて走行させる運行制御部と、前記走行路面の延在方向に沿って前記軌道に設けられた測定対象と、を備える。【００１４】
このような軌道系交通システムによると、運行制御部によって車両を走行させるとともに、測定対象との距離を検出する一対の位置検出部からの合成出力を用いて制御部で操舵量を制御する。これにより、軌道の走行路面上で、幅方向の所定位置から外れて車両が走行する際には、迅速に所定位置に戻すように車両を制御できる。また、この所定位置に車両が近づくと、緩やかに操舵制御を行うことが可能となる。このため、所定位置を挟んで蛇行走行してしまうことを抑制でき、車両を走行路面上の幅方向の所定位置で確実に走行させることができる。【００１５】
さらに、本発明の第四の態様に係る軌道系交通システムでは、上記第三の態様における前記位置検出部の各々は、前記測定対象から離間するに従って前記信号の出力が増加し、かつ該測定対象との距離が所定値以上となる範囲で前記信号の出力の変化率が小さくなる特性のセンサを有し、前記測定対象は、前記走行路面と交差するように該走行路面の延在方向に延設された案内レールの案内面であってもよい。【００１６】
軌道系交通システムでは、案内レールが軌道に敷設されて、この案内レールの案内面によってガイドされながら車両が走行する。従って、あらたに測定対象を設置することがないため、コストを抑制しながらセンサの合成出力を用いた簡易な操舵制御によって、確実に所望のコース上で車両を走行させることができる。【００１７】
さらに、本発明の第五の態様に係る軌道系交通システムでは、上記第四の態様における前記センサは、渦電流センサであってもよい。【００１８】
このような渦電流センサを適用することで、測定対象から離間するに従って出力の変化率が小さくなっていき、即ち、出力が飽和状態となる。よって、センサの合成出力を用いた簡易な操舵制御によって、確実に所望のコース上で車両を走行させることができる。【００１９】
また、本発明の第六の態様に係る軌道系交通システムでは、上記第三の態様における前記位置検出部の各々は、前記測定対象に近接するに従って前記信号の出力が増加する特性のセンサを有し、前記測定対象は、前記センサに対して前記幅方向に近接するに従って該センサとの距離が減少し、かつ該センサとの距離が所定値以下となる範囲で該距離の変化率が小さくなる形状をなしていてもよい。【００２０】
このような軌道系交通システムによると、各位置検出部のセンサは測定対象との距離の増加、減少に対応して増加、減少する出力特性を有する。即ち、センサからの出力信号は単調に増加、減少するため、このようなセンサを用いることで、測定対象の形状に応じた出力信号を位置検出部で得ることができる。ここで、測定対象は、センサが走行路面の幅方向に近接するに従ってセンサとの距離が小さくなり、センサとの距離が所定値以下となる範囲で距離の変化率が小さくなる形状をなしている。従って、具体的には、一方のセンサが測定対象から幅方向に離間し、かつ他方のセンサが測定対象に幅方向に近接する領域（以下、第一領域とする）では、一方の位置検出部からの出力はセンサが測定対象から離間するにつれて大きな変化率で変化していくとともに、他方の位置検出部では、出力が大きな状態で、かつ出力変化率が小さくなっている（出力信号がフラットな状態である）。従って、上記第一領域において、一方の位置検出部の出力を正の数値とし、他方の位置検出部の出力を負の数値としてこれら二つの位置検出部の出力を合成すると、合成出力の出力信号は大きな変化率で変化する。
また逆に、一方のセンサが測定対象に近接し、かつ他方のセンサが測定対象から離間する領域（以下、第二領域とする）では、一方の位置検出部では出力が大きな状態で、かつ出力変化率が小さくなっているとともに、他方の位置検出部の出力はセンサが測定対象から離間するにつれて大きな変化率で変化していく。従って、上記第二領域において、一方の位置検出部の出力を正の数値とし、他方の位置検出部の出力を負の数値としてこれら二つの位置検出部の出力を合成すると、合成出力の出力信号は大きな変化率で変化する。
さらに、両方のセンサと測定対象との距離がほぼ同じ状態である領域、即ち、上記第一領域と上記第二領域との間の中間領域では、各々の位置検出部の出力が大きく変化する状態と出力変化率が小さくなっている状態との間の遷移状態となる。従って、この中間領域において、一方の位置検出部の出力を正の数値とし、他方の位置検出部の出力を負の数値としてこれら二つの位置検出部の出力を合成しても、第一領域及び第二領域と比較して出力信号は緩やかに変化する遷移状態を示すことになる。従って、このような合成出力の出力信号によって車両を制御することで、車両が蛇行走行してしまうことを抑制でき、車両を走行路面の幅方向の所望のコース上を確実に走行させることができる。【００２１】
本発明の第七の態様に係る軌道系交通システムでは、上記第六の態様における前記センサは、レーザーセンサであってもよい。【００２２】
このようなレーザーセンサを適用することで、センサから直線的に単調変化する出力信号を得ることができる。このため、測定対象の形状に応じた信号を位置検出部から出力することが可能となり、合成出力を用いた簡易な操舵制御によって、車両を走行路面の幅方向の所望のコースで確実に走行させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の車両、及び軌道系交通システムによれば、一対の位置検出部からの出力を合成した合成出力で操舵制御を行うことで、簡易な制御によって、より確実に所望のコースを車両に走行させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る軌道系交通システムの正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る軌道系交通システムの走行装置を示す平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る軌道系交通システムの走行装置の要部を示す平面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る軌道系交通システムの走行装置の要部を示す図であって、図３のＡ−Ａ断面を示す。
【図５】本発明の第一実施形態に係る軌道系交通システムに関し、センサの出力特性を示す図である。
【図６】本発明の第一実施形態の第一変形例に係る軌道系交通システムの走行装置の要部を示す図であって、図３のＡ−Ａ断面と同じ位置の断面を示す。
【図７】本発明の第一実施形態の第二変形例に係る軌道系交通システムの走行装置の要部を示す図であって、図３のＡ−Ａ断面と同じ位置の断面を示す。
【図８】本発明の第二実施形態に係る軌道系交通システムの走行装置の要部を示す図であって、図３のＡ−Ａ断面と同じ位置の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る軌道系交通システム（以下、単に交通システムとする）１について説明する。
図１及び図２に示すように、交通システム１は、車両３と、車両３が走行する軌道２と、車両３に対して電力供給の制御を行って、運行計画に応じて車両３を走行させる運行制御部１５と、車両３を軌道２の幅方向の左右両側で案内する鋼材を材料とする案内レール７とを備えており、車両３が幅方向の左右両側で案内されながら走行するいわゆるサイドガイド方式のシステムとなっている。
ここで、車両３の走行方向前方を単に前方として前後方向を規定し、前方に向かって右を右側、左を左側として左右方向を規定する。
【００２６】
図１から図４に示すように、車両３は、車体１０と、車体１０を車両３の前後方向における前方及び後方で下方から支持する二つの走行装置１１と、車両３の幅方向の左右両側に配された集電装置１４とを有している。
また、車両３は、車両３の走行位置を検出する位置検出部８と、位置検出部８からの信号によって車両３を操舵する制御部９とを有している。
【００２７】
車体１０は、直方体形状をなして走行装置１１の上部に設けられ、内部に乗客を収容する。
【００２８】
各々の走行装置１１は、左右一対の走行輪１２と、この一対の走行輪１２を連結する車軸１７と、車軸１７及び一対の走行輪１２を支える懸架装置１８と、案内レール７に対向して設けられた案内輪１９と、走行輪１２を操舵する操舵機構１３とを有している。
【００２９】
ここで、二つの走行装置１１は、車体１０の下方に前後対称となるように設けられており、以下では、前方の走行装置１１について代表して説明を行う。
【００３０】
走行輪１２は、各々の走行装置１１の左右に間隔をあけて一対が設けられており、走行輪１２の転動によって軌道２上を車両が走行可能となっている。
【００３１】
車軸１７は、幅方向左右に延在する軸線を中心とした棒状をなし、この軸線回りに走行輪１２とともに回転する。
【００３２】
懸架装置１８は、車軸１７、走行輪１２を支持するとともに、軌道２からの衝撃を吸収する。
【００３３】
案内輪１９は、走行装置１１に設けられて車両３の左右両側に配され、上下方向に平行な軸線を中心として前述の案内レール７に接した際に転動する。また、案内レールとの接触部分、即ち案内輪１９の外周部分が、例えばウレタンゴム等の弾性体によって形成されている。本実施形態ではこの案内輪１９は、走行輪１２の前後において、かつ左右両側に設けられており、即ち、一つの走行装置１１当たりで合計四つが設けられている。
【００３４】
なお、この案内輪１９の下方には分岐案内輪２２が設けられており、軌道２における分岐部で軌道２に設けられた不図示の分岐案内レールに接して転動し、車両３を分岐方向へと案内する。
【００３５】
操舵機構１３は、幅方向左右の両端で案内輪１９を転動可能に支持する支持枠２４と、車体１０の床面に対して垂直な旋回軸回りに支持枠２４を旋回可能に支持する旋回軸受２５と、支持枠２４の旋回に応じて走行輪１２を操舵する操舵リンク２６と、支持枠２４に旋回力を付与するアクチュエータ３９とを有している。
【００３６】
支持枠２４は、幅方向左右に延びて、車軸１７を中心として前後に配置されている前後一対の第一横梁３１と、前後方向に延び、前後一対の第一横梁３１同士を連結する左右一対の縦梁３２と、一対の縦梁３２を接続するように幅方向左右に延びる第二横梁３３を有している。第二横梁３３は、前側の第一横梁３１よりも後方で、この第一横梁３１沿うように配置されている。
【００３７】
旋回軸受２５は、旋回軸受２５の外輪と内輪とのうち、一方が支持枠２４に固定され、他方が懸架装置１８に固定されている。
【００３８】
操舵リンク２６は、走行輪１２のキングピン（不図示）を基準として走行輪１２と一体的に揺動するステアリングアーム２７と、このステアリングアーム２７と第二横梁３３とを連結するステアリングロッド２８と、を有している。ステアリングロッド２８の一方の端部は、ステアリングアーム２７の端部とピン結合され、他方の端部は第二横梁３３の中央部にピンで連結されている。
【００３９】
アクチュエータ３９は、可動ロッド３６を有する例えば油圧シリンダ等であり、アクチュエータ３９のシリンダ部は、走行装置１１の所定のフレーム１１ａに可動ロッド３６の伸縮方向が左右方向に沿うように取り付けられている。可動ロッド３６の端部は、支持枠２４の第二横梁３３の中央部と連結ピン３７で連結されている。
【００４０】
集電装置１４は、軌道２に設けられた電車線６に接触することで不図示の電動機に対して電力を供給し、走行輪１２を回転させる。
【００４１】
軌道２は、走行輪１２が転動して車両３が走行する走行路面４と、走行路面４の幅方向左右両側で、車両３を囲うように上方に向かって立設された側壁５とを有している。
【００４２】
運行制御部１５は、車両３の外部に設けられ、例えば、停車位置や走行速度等の運行計画に基づいて、電車線６から車両３へ供給される電力等の制御を行う。
【００４３】
案内レール７は、軌道２の側壁５の内面に沿って前後方向に延設されている。即ち、走行路面４に交差するように設けられている。そして、この案内レール７の左右方向の車両３側を向く面が案内面７ａ（測定対象）となっており、この案内面７ａに案内輪１９の外周部分が接触した際に、案内輪１９を転動させて車両３を案内する。
ここで、本実施形態では、車両３が軌道２において左右方向の中央位置に位置している状態で、案内面７ａと案内輪１９との距離がＬとなるように設定されている。
【００４４】
次に、車両３が有する位置検出部８、制御部９について説明する。
位置検出部８は、車軸１７の回転軸線の延長線上であって走行輪１２と軌道２の側壁５との間に配されるように、不図示のブラケット等によって走行装置１１の支持枠２４か、または車体１０に左右一対が取り付けられて設けられている。
【００４５】
各々の位置検出部８は、案内レール７の案内面７ａとの距離を検出するセンサ４０を有しており、本実施形態では、このセンサ４０は幅方向左右で案内面７ａに対向するように、略同一の上下方向位置に配されている。また本実施形態では、車両３が軌道２において左右方向の中央位置に位置している状態で、案内面７ａとセンサ４０との距離が案内面７ａと案内輪１９との距離Ｌよりも大きな「Ｌ＋δ」（以下、Ｄとする）となるように設定されている。
【００４６】
そして、このセンサ４０としては、案内面７ａから離間するに従って出力が大きく増加し、かつ案内面７ａとの距離が所定値以上となる範囲で出力変化率が小さくなる特性のセンサ４０を用いることができる。そして、本実施形態ではこのようなセンサ４０の一例として、測定距離が０．５Ｄ（Ｄの半分）程度の短距離用の渦電流式変位センサ（渦電流センサ）を用いており、案内面７ａとの距離がこの０．５Ｄを超えてくると出力変化率が小さくなり、即ち出力が飽和する。
【００４７】
制御部９は、一対のセンサ４０の出力を合成してこの合成出力から走行輪１２の操舵量を決定する操舵量演算部５４と、操舵量演算部５４で決定された操舵量を出力して走行輪１２を操舵させる操舵駆動部５５とを有している。
【００４８】
ここで、本実施形態では制御部９は車両３に搭載されているが、車両３の外部に設けられていても構わない。なお図２では、制御部９は、車両３の外部に設けられているような記載となっているが、実際には車両３に搭載されている。
【００４９】
操舵駆動部５５は、操舵量演算部５４で決定された走行輪１２の操舵量に基づきモータ等を駆動させ、アクチュエータ３９を動作させる。即ち、アクチュエータ３９の可動ロッド３６を伸縮させることによって、連結ピン３７を介して第二横梁３３を構成する支持枠２４を旋回軸回りに旋回させる。このようにして支持枠２４の旋回によりステアリングロッド２８を介して、左右の走行輪１２が操舵されるアクティブ操舵制御を行う。
【００５０】
操舵量演算部５４では、以下のように、一対のセンサ４０の合成出力が生成される。ここで、前方の台車における右側の位置検出部８におけるセンサ４０をセンサ４０Ａとし、左側の位置検出部８におけるセンサ４０をセンサ４０Ｂとする。なお、センサ４０Ａとセンサ４０Ｂとは同じセンサを使用する。
【００５１】
図５に示すように、センサ４０Ａ及びセンサ４０Ｂの出力は、上述したように案内面７ａから離間するに従って出力が大きく増加し、かつ案内面７ａとの距離が所定値以上となる範囲で出力変化率が小さくなる特性を有している。
【００５２】
そして、車両３が幅方向の中央位置から右側に寄って走行しようとすると、センサ４０Ａが案内面７ａに近接し、一方でセンサ４０Ｂは案内面７ａから離間する。
【００５３】
従って、センサ４０Ａの案内面７ａとの距離が０から０．５Ｄ程度となり、かつセンサ４０Ｂと案内面７ａとの距離が２Ｄ（Ｄの二倍）から１．５Ｄ（Ｄの１．５倍）程度となる第一領域Ｆ１では、センサ４０Ａの出力は大きな変化率で変化（減少）していくとともに、センサ４０Ｂでは出力が大きい状態で出力変化率が小さくなる（出力信号がフラットな状態となる）。
ここで、本実施形態では渦電流式変位センサであるセンサ４０での出力は電圧値である。
【００５４】
そして、この第一領域Ｆ１において、センサ４０Ａの出力を正の値として、またセンサ４０Ｂの出力を負の値として合成することで、この合成出力が負の値から大きな変化率で増加しながら０に近づいていく。
【００５５】
また逆に、車両３が左右方向の中央位置から左側に寄って走行しようとすると、センサ４０Ａが案内面７ａから離間し、一方でセンサ４０Ｂは案内面７ａに近接する。
【００５６】
従って、センサ４０Ａの案内面７ａとの距離が２Ｄから１．５Ｄ程度となり、かつセンサ４０Ｂと案内面７ａとの距離が０から１．５Ｄ程度となる第二領域Ｆ２では、センサ４０Ａでは出力が大きな状態で、かつ出力変化率が小さくなる（出力信号がフラットな状態となる）とともに、センサ４０Ｂの出力は大きな変化率で変化（増加）する。
【００５７】
そして、この第二領域Ｆ２において、センサ４０Ａの出力を正の値として、またセンサ４０Ｂの出力を負の値として合成することで、この合成出力が正の値で、大きな変化率で変化（増加）していく。
【００５８】
さらに、車両３が走行路面４の幅方向の中央位置で走行しようとすると、センサ４０Ａと案内面７ａとの距離、センサ４０Ｂと案内面７ａとの距離が略等しくなる。
【００５９】
従って、これらの距離が、約０．５Ｄから約１．５Ｄとなる上記第一領域Ｆ１と上記第二領域Ｆ２との間の中間領域Ｆ３では、センサ４０の出力が大きく変化（増加、減少）する状態と、出力変化率が小さくなっている状態との間の遷移状態を示す。
【００６０】
そして、この中間領域Ｆ３において、センサ４０Ａの出力を正の値として、またセンサ４０Ｂの出力を負の値として合成することで、この合成出力は、出力が０となる状態を挟んで、負の値から正の値へと緩やかに変化（増加）する遷移状態となる。
【００６１】
これら第一領域Ｆ１、中間領域Ｆ３、第二領域Ｆ２を通じてセンサ４０Ａ、センサ４０Ｂの合成出力を見ると、第一領域Ｆ１、中間領域Ｆ３、第二領域Ｆ２の順に、合成出力はまず大きく増大し、その後に変化率が小さい状態となって緩やかに増大し、再び大きく増大する出力特性を有している。
【００６２】
このような交通システム１においては、車両３の走行位置が軌道２の走行路面４の幅方向の中央位置近傍である場合に、即ち、本実施形態では、案内輪１９と案内面７ａとの距離がＬ前後となり、かつ二つのセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）と案内面７ａとの距離がＤ前後となる。この場合、センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の合成出力は中間領域Ｆ３に位置することになる。よって、車両３がちょうど中央位置にある場合にセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の合成出力は０となる。
【００６３】
一方で、車両３の走行位置が走行路面４の幅方向左右に中央位置から外れている場合、センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の合成出力は、第一領域Ｆ１及び第二領域Ｆ２に位置するため、出力変化率は大きくなっている。
【００６４】
これにより、車両３が走行路面４の幅方向の中央位置から外れた際には変化率の大きな合成出力信号によって、迅速に中央位置に戻すように制御部９によって走行輪１２を操舵制御できる。また中央位置に近づくと、変化率の小さな合成出力信号によって緩やかに操舵制御を行うことが可能となる。換言すると、軌道２の幅方向の中央位置から車両３が外れて走行しているときは操舵の反応速度が早いが、中央位置に近づくと操舵の反応速度が鈍くなる。
【００６５】
従って、振動や外乱等によって、車両３が片側によって走行しようとした場合であっても、車両３を中央位置に戻す際に中央位置をオーバーし、このような動きを繰り返すことで蛇行走行してしまうことがなくなるため、確実に車両３を走行路面４の幅方向の中央位置を走行させることができる。
【００６６】
さらに、制御部９では、二つのセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の出力を合成し、この合成出力によってアクチュエータ３９を動作させて走行輪１２を操舵するといった、非常に簡易な制御を用いている。このため制御遅れが発生しにくいため、車両３が高速で走行したとしても確実に操舵制御を行い、中央位置での走行が可能となる。
【００６７】
また、位置検出部８のセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）には、測定距離の短いセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）を用いることができるため、センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の小型化や、軽量化が可能となり、コストダウンにもつながる。
【００６８】
さらに、位置検出部８のセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、案内レール７の案内面７ａとの距離を測定し、これに基づき制御部９で出力信号を生成しているため、案内レール７と別途に距離の測定対象を設ける必要がなく、このような測定対象の設置の手間を省き、コストの抑制が可能である。
【００６９】
本実施形態の交通システム１によると、一対の位置検出部８でのセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の出力を合成することによって操舵制御が可能となるため、簡易な制御を用いて、より確実に所望のコースを車両に走行させることが可能となる。
【００７０】
ここで、位置検出部８におけるセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、渦電流式変位センサに限定されず、例えば静電容量型の変位センサでもよく、少なくとも出力がある所定の値に飽和する飽和型のセンサであればよい。なお、センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の出力特性は、車両３の走行速度、案内面７ａと案内輪１９との距離等、様々なパラメータを考慮して選択する必要がある。
【００７１】
また、センサ４０（４０Ａ、４０Ｂ）の配置位置は、車軸１７の回転軸線の延長線上であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されず、前後方向にずれて配されていてもよいし、案内面７ａとの間の距離測定が可能であれば、上下方向の位置も上述の実施形態に限定されない。ただし、案内面７ａと一方のセンサ４０との距離が小さくなると、案内面７ａと他方のセンサ４０との距離が大きくなるように設けられている必要がある。
【００７２】
なお、本実施形態では、センサ４０Ａと４０Ｂとは同じセンサを使用しており、さらに車両３の走行位置が走行路面４の中央位置であるため、車両３が中央位置にある状態で案内面７ａと各々のセンサ４０の左右方向の離間距離が等しくなっている必要がある。
【００７３】
ここで、図６に示すように、走行装置における左右二つの走行輪１２の間にセンサ４０Ａ、センサ４０Ｂを配置してこれらによって左右から挟まれるように、走行路面４上の幅方向の中央位置で上方に突出するように測定対象６７を設け、このような構成によって、車両３の操舵制御を行ってもよい。即ち測定対象６７を別途設けることとなるため、仮に、案内レール７が設けられていない軌道においても、本実施形態の操舵制御を適用可能となる。また図示はしないが、このような測定対象６７を軌道２の側壁５に沿って設けてもよい。
【００７４】
さらに、図７に示すように、軌道２中央位置での走行路面４上に案内レール７７が設けられたセンターガイド方式の交通システム１にも、本実施形態の操舵制御を適用可能である。この場合、案内レール７７における軌道２の側壁５の内面を向く面７７ａ（測定対象）との距離をセンサ４０が測定する。
【００７５】
また、上述した案内面７ａと案内輪１９との距離Ｌ、案内面７ａとセンサ４０との距離Ｄ、センサ４０の測定距離０．５Ｄ等は一例であり、これらの距離は必ずしもこのような関係とならなくてもよい。即ち、センサ４０の種類や特性によってもこれら距離同士の関係は異なるため、センサ４０に応じて、適宜設定する必要がある。
【００７６】
〔第二実施形態〕
次に本発明の第二実施形態に係る交通システム１Ａについて説明する。
第一実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の交通システム１Ａは、案内レールの案内面７ａに代えて構造物８２を備えているとともに、位置検出部８０が第一実施形態とは異なっている。
【００７７】
図８に示すように、位置検出部８０は、車軸１７の回転軸線と平行な線分上であって、左右二つの走行輪１２の間に配されるように、不図示のブラケット等によって走行装置１１の支持枠２４か、または車体１０に左右一対が取り付けられて設けられている。
【００７８】
この位置検出部８０には、構造物８２との距離を検出するセンサ８１を有しており、本実施形態では、このセンサ８１は構造物８２の斜め上方で対向するように配されている。また本実施形態では第一実施形態と同様に、車両３が走行路面４において幅方向の中央位置に位置している状態で、構造物８２とセンサ８１との距離がＤとなるように設定されている。
【００７９】
そして、このセンサ８１としては、構造物８２との間の距離が小さくなるに従って出力が増加する特性のセンサ８１を用いることができる。そして、本実施形態ではこのようなセンサ８１の一例として、レーザーセンサを用いている。
ここで、前方の台車における右側の位置検出部８０におけるセンサ８１をセンサ８１Ａとし、左側の位置検出部８０におけるセンサ８１をセンサ８１Ｂとする。
【００８０】
構造物８２は、走行装置１１における左右二つの走行輪１２の間で、走行路面４上の幅方向の中央位置で上方に突出するように設けられており、この構造物８２における上方を向く面がセンサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）に対向する検知面８３（測定対象）となっている。
【００８１】
検知面８３は、センサ８１Ａとの距離が小さくなると、センサ８１Ｂとの距離が大きくなるように設けられ、即ち、構造物８２はセンサ８１Ａとセンサ８１Ｂとによって挟まれるように、走行路面４の中央位置に設けられている。
【００８２】
さらに、検知面８３は各々のセンサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）が幅方向左右から近接するに従って、センサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）との距離が小さくなり、かつ各々のセンサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）との距離が所定値以下となる範囲で距離の変化率が小さくなる形状をなしている。即ち、走行路面４の中央位置を基準として左右対称となるように設けられ、中央位置に向かうに従って上方への突出高さが増加していく形状となっている。そして詳細形状としては、センサ８１Ａ側の形状が、第一実施形態で説明した図５におけるセンサ４０Ａの出力特性の線形と同等形状をなしている。また、検知面８３のセンサ８１Ｂ側の形状は、センサ８１Ａ側の形状を、走行路面４の幅方向中央位置を境に反転させた対称形状をなしている。
【００８３】
このような交通システム１Ａによると、各位置検出部８０のセンサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）は検知面８３に近接するに従って出力が増加する出力特性を有するレーザーセンサである。さらに、検知面８３は、センサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）が幅方向に近接するに従ってセンサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）との距離が小さくなり、センサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）との距離が所定値以下となる範囲で距離の変化率が小さくなる形状をなしている。
【００８４】
従って、レーザーセンサのような直線的な出力信号を出力するようなセンサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）を用いたとしても、検知面８３の形状を上記のようにすることで、第一実施形態で説明した渦電流式変位センサと同様な出力信号を得ることができる。
【００８５】
このため、一対の位置検出部８０でのセンサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）の出力を合成することによって操舵制御が可能となり、簡易な制御を用いて、より確実に所望のコースを車両に走行させることが可能となる。
【００８６】
ここで、位置検出部８０におけるセンサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）は、レーザーセンサに限定されず、例えば超音波センサであってもよく、少なくとも直線的に単調変化する出力信号を得ることができるセンサであればよい。センサ８１（８１Ａ、８１Ｂ）の出力特性、検知面８３の形状は、車両３の走行速度、案内面７ａと案内輪１９との距離等、様々なパラメータを考慮して選択する必要がある。
【００８７】
なお、検知面８３を有する構造物８２を車両３の幅方向左右に設けて、操舵制御を行ってもよい。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、自動操舵可能な車両と、この車両が走行する走行路を有する軌道とを備える軌道系交通システムに関する。本発明の軌道系交通システムによれば、一対の位置検出部でのセンサの出力を合成することで操舵制御が可能となるため、簡易な制御によって、より確実に所望のコースを車両に走行させることが可能となる。
【符号の説明】
【００９０】
１…（軌道系）交通システム  ２…軌道  ３…車両  ４…走行路面  ５…側壁  ６…電車線  ７…案内レール  ７ａ…案内面（測定対象）  ８…位置検出部  ９…制御部  １０…車体  １１…走行装置  １１ａ…フレーム  １２…走行輪  １３…操舵機構  １４…集電装置  １５…運行制御部  １７…車軸  １８…懸架装置  １９…案内輪  ２２…分岐案内輪  ２４…支持枠  ２５…旋回軸受  ２６…操舵リンク  ２７…ステアリングアーム  ２８…ステアリングロッド  ３１…第一横梁  ３２…縦梁  ３３…第二横梁  ３６…可動ロッド  ３７…連結ピン  ３９…アクチュエータ  ４０（４０Ａ、４０Ｂ）…センサ  ５４…操舵量演算部  ５５…操舵駆動部  Ｆ１…第一領域  Ｆ２…第二領域  Ｆ３…中間領域  ６７…測定対象  ７７…案内レール  ７７ａ…面  １Ａ…交通システム  ８０…位置検出部  ８１（８１Ａ、８１Ｂ）…センサ  ８２…構造物  ８３…検知面（測定対象）
【図１】
2014118880.tif 000003
【図２】
2014118880.tif 000004
【図３】
2014118880.tif 000005
【図４】
2014118880.tif 000006
【図５】
2014118880.tif 000007
【図６】
2014118880.tif 000008
【図７】
2014118880.tif 000009
【図８】
2014118880.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月22日(2016.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道の走行路面上を走行する走行輪と、
幅方向に間隔をあけて一対が設けられ、前記走行路面の延在方向に沿って前記軌道に設けられた測定対象との距離を検出して信号を出力する位置検出部と、
前記位置検出部からの前記信号に応じて、前記走行輪の操舵量を制御する制御部と、
前記制御部によって該走行輪を操舵する操舵機構と、
を備え、
前記位置検出部の各々は、前記信号として、前記測定対象から離間するに従って出力が増加し、かつ該測定対象との距離が所定値以上となる範囲で出力変化率が小さくなる特性を有する信号を出力するとともに、一方の前記位置検出部と前記測定対象との距離が小さくなると、他方の該位置検出部と前記測定対象との距離が大きくなるように設けられており、
前記制御部は、一方の前記位置検出部の信号の出力を正とし、他方の前記位置検出部の信号の出力を負とした際のこれら信号の合成出力により、前記操舵量を制御する車両。
【請求項２】
一対の前記位置検出部は、前記信号の合成出力が、前記走行路面において前記幅方向の中央位置から外れた位置を走行する際に出力の変化率が大きくなり、かつ、該中央位置を走行する際に出力の変化率が小さくなるように、前記信号を出力する請求項１に記載の車両。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両と、
前記車両が走行する走行路面を有する軌道と、
前記車両に対して電力供給の制御を行って、運行計画に応じて走行させる運行制御部と、
前記走行路面の延在方向に沿って前記軌道に設けられた測定対象と、
を備える軌道系交通システム。
【請求項４】
前記位置検出部の各々は、前記測定対象から離間するに従って前記信号の出力が増加し、かつ該測定対象との距離が所定値以上となる範囲で前記信号の出力の変化率が小さくなる特性のセンサを有し、
前記測定対象は、前記走行路面と交差するように該走行路面の延在方向に延設された案内レールの案内面である請求項３に記載の軌道系交通システム。
【請求項５】
前記センサは、渦電流センサである請求項４に記載の軌道系交通システム。
【請求項６】
前記位置検出部の各々は、前記測定対象に近接するに従って前記信号の出力が増加する特性のセンサを有し、
前記測定対象は、前記センサに対して前記幅方向に近接するに従って該センサとの距離が減少し、かつ該センサとの距離が所定値以下となる範囲で該距離の変化率が小さくなる形状をなす請求項３に記載の軌道系交通システム。
【請求項７】
前記センサは、レーザーセンサである請求項６に記載の軌道系交通システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第一の態様に係る車両は、軌道の走行路面上を走行する走行輪と、幅方向に間隔をあけて一対が設けられ、前記走行路面の延在方向に沿って前記軌道に設けられた測定対象との距離を検出して信号を出力する位置検出部と、前記位置検出部からの前記信号に応じて、前記走行輪の操舵量を制御する制御部と、前記制御部によって該走行輪を操舵する操舵機構と、を備え、前記位置検出部の各々は、前記信号として、前記測定対象から離間するに従って出力が増加し、かつ該測定対象との距離が所定値以上となる範囲で出力変化率が小さくなる特性を有する信号を出力するとともに、一方の前記位置検出部と前記測定対象との距離が小さくなると、他方の該位置検出部と前記測定対象との距離が大きくなるように設けられており、前記制御部は、一方の前記位置検出部の信号の出力を正とし、他方の前記位置検出部の信号の出力を負とした際のこれら信号の合成出力により、前記操舵量を制御する。
【国際調査報告】
2014118880.tif 000011
2014118880.tif 000012
2014118880.tif 000013
2014118880.tif 000014