JP2012245808A - 走行車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
レールに接地させた一対の道路走行用タイヤ4,4が空転しているか否かを判定する空転判定手段90と、空転判定手段が空転していると判定した場合に、レールに接地させた一対の道路走行用タイヤに隣接する一対の軌道走行用車輪6,6の輪重を予め定められた下限値を限度として低減し、空転していないと判定した場合に、一対の軌道走行用車輪の輪重を高めるように輪重を制御する輪重制御手段90とを備え、油圧回路100は、一対の軌道走行用車輪の輪重を制御する油圧シリンダ8,8に対して車輪下降圧力を付与する油圧経路に設けられ、輪重の下限値に相当する圧力以下の圧力で内部に作動油を貯留可能なである、油圧シリンダの圧力低下防止用のアキュムレータ137を有する構成とした。
【選択図】図7
Description
かかる輪重制御における油圧の増減の応答性は、油圧供給源となる油圧ポンプの性能に依存しており、輪重制御の場合には追従性に問題を生じないようになっている。ところが、例えば、レール上に異物(例えば、降雪による雪の塊等)が存在し、これに後方ゴムタイヤが乗り上げた場合などには、油圧ポンプによる作動油の供給が間に合わず、後方ガイド輪は急な車体の上昇に追従できなくなり、レールから浮いてしまう可能性があった。
即ち、この軌陸車では、ガイド輪が所定の接地圧でレールに接地した状態で油圧シリンダに対する油圧供給を遮断し、前後のゴムタイヤと前後のガイド輪とでレール走行を行っているが、上記のように,車体が何らかの要因で押し上げられると、油圧シリンダに対して、アキュムレータから作動油が供給されて速やかにガイド輪を下降させ、浮き上がりの防止を図っている。
一方、前述したデュアルモード車両の輪重制御では、ガイド輪を昇降させる油圧シリンダの油圧圧力を後方ゴムタイヤの空転の有無に応じて絶えず変動制御することから、油圧回路内の圧力も絶えず変化を生じ、上記軌陸車の技術をそのまま転用することはできなかった。
車体の前側と後側の各々に設けられた一対の軌道走行用車輪と、
車体の前側と後側の各々に設けられた一対の道路走行用タイヤと、
前記前側と後側の一対の軌道走行用車輪をそれぞれ昇降させる前側と後側の昇降用の油圧シリンダと、
前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧回路と、
を備え、
前記油圧シリンダにより、前記前側と後側の一対の軌道走行用車輪を上昇させて前記道路走行用タイヤのみで走行を行う道路走行モードと、前記前側と後側の一対の軌道走行用車輪を下降させて当該軌道走行用車輪と前後いずれか一対の道路走行用タイヤとがレールに接地させた状態で走行を行う軌道走行モードとを切り替え可能な走行車両であって、
前記レールに接地させた一対の道路走行用タイヤが空転しているか否かを判定する空転判定手段と、
前記空転判定手段が空転していると判定した場合に、前記レールに接地させた一対の道路走行用タイヤに隣接する前記一対の軌道走行用車輪の輪重を予め定められた下限値を限度として低減し、空転していないと判定した場合に、前記一対の軌道走行用車輪の輪重を高めるように、前記油圧シリンダの出力を制御する輪重制御手段とを備え、
前記油圧回路は、前記一対の軌道走行用車輪の輪重を制御する油圧シリンダに対して車輪下降圧力を付与する油圧経路に設けられ、前記輪重の下限値に相当する圧力以下の圧力で内部に作動油を貯留可能である、前記油圧シリンダの圧力低下防止用のアキュムレータを有することを特徴とする。
前記油圧回路は、前記油圧シリンダの車輪下降時に作動油が供給される貯留部から作動油を作動油タンクに直接的に戻すために、絞り弁が介在しない戻し経路を備えていることを特徴とする。
そして、輪重制御を実行するための油圧回路において、一対の軌道走行用車輪の昇降を行う油圧シリンダに当該油圧シリンダの圧力低下防止用のアキュムレータを併設したので、道路走行用タイヤがレール上の段差となる何らかの障害物などに乗り上げて車体の浮き上がりが生じた場合に、アキュムレータが蓄積した作動油を速やかに放出することで油圧シリンダへの供給圧力の低下を速やかに解消し、一対の軌道走行用車輪を速やかに下降させることができるため、当該車輪の浮き上がりを防止することができ、走行安定性の向上を図ることが可能となる。
また、油圧回路は輪重制御を行うことで、油圧シリンダへの供給圧力が常に制御に応じて変動するが、アキュムレータは輪重制御における輪重の下限値に相当する圧力(輪重の下限値を得るために油圧シリンダに供給する圧力)以下で作動油を貯留可能とすることから、油圧回路内の圧力変動の影響を受けることなく常に作動油を貯留することができ、輪重制御の実施している場合でも常にアキュムレータを作動させることができ、常に軌道走行用車輪の浮き上がりを防止することが可能である。
本発明における実施形態である走行車両としてのデュアルモード車両1について、図1から図10を参照しながら説明する。
本実施の形態に係るデュアルモード車両1は、図1及び図2に示すように、車体2、車体2の下部における前側及び後側に配設されたゴムタイヤ用車軸3a,4aを中心に回転する一対の道路走行用タイヤとしての前方ゴムタイヤ3及び後方ゴムタイヤ4、車軸方向における内側にフランジ部5f,6fを備え、車体2の前側及び後側にアーム5b,6bを介して昇降自在に配設されたガイド輪用車軸5a,6aを中心に回転する一対の軌道走行用車輪としての前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6、前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6を上昇下降させるための昇降用のアクチュエータとしての昇降用油圧シリンダ7,8、前方ゴムタイヤ3を上昇下降させるための昇降用のアクチュエータとしての昇降用油圧シリンダ9、昇降用油圧シリンダ7,8等に油圧を供給する油圧回路100、後側のガイド輪用車軸6aに設けられデュアルモード車両1の走行速度を検出する車速センサ11、後方ゴムタイヤ4の回転速度を検出するタイヤ回転速度センサ12、後方ゴムタイヤ4にかかる重量を測定するためのポテンショメータ13、後方ゴムタイヤ4の駆動源としてのエンジン14、トルク伝達機構としてのトランスミッション15、差動装置(図示略)、サスペンション装置ブレーキ装置(図示略)、上記各構成を制御する制御装置90等を備えて構成されている。
また、軌道走行時には、昇降用油圧シリンダ7,8により前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6がレール上に接すると共に、前方ゴムタイヤ3がレールの踏面よりも上方に退避するように前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6を押し下げる。また、この時、前方ゴムタイヤ3がレールに接しないように昇降用油圧シリンダ9により上方に引き上げる。そして、後方ゴムタイヤ4と前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6とにより走行を行う(以下、軌道走行モードという)。
この場合、前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6に形成されたフランジ部5f,6fがレールに沿った走行状態を維持し、後方ゴムタイヤ4が駆動輪となってデュアルモード車両1の走行駆動を行う。
また、このデュアルモード車両1では、上記の通り、軌道走行モードにおいて、車両の後部では、後方ゴムタイヤ4と後方ガイド輪6の両方がレールに接地して走行を行うことを前提とするので、後方ゴムタイヤ4による走行駆動力が得られ且つ後方ガイド輪6によるレールに沿った走行を維持できる接地圧(輪重)が得られるように、これらの輪重の配分を調節する必要があり、このため、軌道走行モードでは、制御装置90が昇降用油圧シリンダ8の油圧を制御する輪重制御を行っている。
このような前提を踏まえた上で、デュアルモード車両1の各構成について、以下にその詳細を説明する。
前方ゴムタイヤ3は、車体2の運転席のハンドルにより操舵することができる。後方ゴムタイヤ4は、後方ゴムタイヤ用車軸4aに左右2本ずつ軸支され、エンジン14及びトランスミッション15等によって駆動される。即ち、かかる後方ゴムタイヤ4が「トルク伝達が行われる一対の道路走行用タイヤ」に相当する。
前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6は鉄等の金属で構成され、それぞれ図3(A)と図3(B)とに例示するように、昇降用油圧シリンダ7,8の伸縮によりこれらのガイド輪5,6をそれぞれ上方及び下方に移動させるための支持機構50,60に支持されている。
左右一対の前方ガイド輪5,5は、ガイド輪用車軸5aの両端部に保持されており、当該ガイド輪用車軸5aは支持機構50を介して車体2のシャーシ部2aの前側下部に支持されている。
この支持機構50は、シャーシ部2aの前側端部の左右両側の下面において回動可能に装備された一対の腕部51と、各腕部51の回動端部に一端部が連結されたリンク体52と、リンク体52の他端部と腕部51の中間部とを連結するバネ式のサスペンション54とを備えている。
そして、ロッド54bの突出端部は、腕部51の中間部近傍に対して回動可能に連結されている。
かかる構成からなる支持機構50は、サスペンション54のロッド54bをシリンダ54aに対する滑り対偶、腕部51とリンク体52とサスペンション54のシリンダ54aとを回り対偶と見なすことにより、四節リンク構造(スライダクランク構造)を採っている。
このため、図4(B)に示すように、前方ガイド輪5がレールから衝撃等を受けると、リンク体52の上端部(他端部)が腕部51側に揺動し、サスペンション54が収縮する。このため、衝撃のエネルギーはサスペンション54のコイルバネ54cの圧縮により消費され、シャーシ部2a側への伝達が緩和されるようになっている。
この支持機構60は、前述した支持機構50と基本構造が同じなので、専ら異なる点についてのみ説明し、同一部分については説明を簡略化する。
即ち、支持機構60は、シャーシ部2aの後側端部の左右両側の下面において回動可能に装備された一対の腕部61と、各腕部61の回動端部に一端部が連結されたリンク体62と、リンク体62の他端部と腕部61の中間部とを連結するバネ式のサスペンション64とを備えている。
また、一対のリンク体62,62は前述した緩衝装置53と同一構造の緩衝装置63を介してガイド輪用車軸6aを保持している。
そして、かかる構成からなる支持機構60も、サスペンション64のロッド64bをシリンダ64aに対する滑り対偶、腕部61とリンク体62とサスペンション64のシリンダ64aとを回り対偶と見なすことにより、四節リンク構造(スライダクランク構造)を採っている。
このため、図5(B)に示すように、後方ガイド輪6がレールから衝撃等を受けると、リンク体62の下端部(他端部)が腕部61の逆側に揺動し、サスペンション64が伸長する。このため、衝撃のエネルギーはサスペンション64の伸長により消費され、シャーシ部2a側への伝達が緩和されるようになっている。
デュアルモード車両1の制御装置90は、前述したように、一対の後方ゴムタイヤ4と一対の後方ガイド輪6との間で相互の輪重の配分を適正範囲に制御する輪重制御を行う。
一対の後方ゴムタイヤ4と一対の後方ガイド輪6の間の輪重の配分は、後方ガイド輪の昇降を行う昇降用油圧シリンダ8の出力により変動する。このため、図2に示すように、デュアルモード車両1は、後方ガイド輪6の輪重を検出するために、昇降用油圧シリンダ8の油圧の圧力を検出する圧力計143を備えている。
即ち、このデュアルモード車両1は、軌道走行時には、後方ガイド輪6がレールに対して接地圧を生じるように、昇降用油圧シリンダ8に対して後方ガイド輪6を下降させる方向に油圧を付与する。そして、後方ガイド輪6がレールに接地している状態において、後方ガイド輪6の輪重と昇降用油圧シリンダ8への油圧の圧力との間には一定の対応関係が成立している。従って、この対応関係を示すデータテーブルを制御装置90の有する記憶メモリ内に用意しておくことで、上記圧力計143の検出する昇降用油圧シリンダ8への油圧の圧力値からデータテーブルを参照して、後方ガイド輪6の輪重を求めることが可能となる。つまり、圧力計143は、後方ガイド輪6の軸重を検出する軸重検出手段として機能する。
例えば、図6に示すように、後方ガイド輪用車軸6aの周囲にその円周に沿って複数の孔6hが設けられた輪重の測定用の車輪を通常の後方ガイド輪6に替えて車軸6aに取り付けて、昇降用油圧シリンダ8の油圧の圧力を微小間隔で変化させつつ、輪重の計測を行う。
この輪重測定用の後方ガイド輪6は、対角配置された二つの孔6hにひずみゲージw,x,y,zが貼付けられ、例えば図6(C)のように配線されて後方ガイド輪6が受けている輪重を測定することが可能となる。出力される信号は、後方ガイド輪6の回転に伴って変動する正弦波状の波形となり、その極大値が輪重の値を表していると言える。なお、図6(A)に示したひずみゲージが設けられていない孔6hを用いて図6(C)と同様に配線し輪重測定の回路を構成しても良い。その場合、それぞれ位相の異なる波形を記録することができ、瞬間的な輪重の変動をより正確に補足することができる。
これにより、制御装置90は、走行時(ひずみゲージw,x,y,zを装着しない通常の走行用の後方ガイド輪6を装着した状態)には、圧力143の検出圧力が入力されると、テーブルを参照することにより、後方ガイド輪6の軸重を算出することが可能となっている。
また、前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6のフランジ角度θ(約87°)は、通常の鉄道車両で用いられる車輪よりもフランジ角度が大きく設定されている(図6(B)参照)。これは、公知の先行技術から、デュアルモード車両1の脱線限界値を考慮して算出されたものであり、後方ガイド輪6の軸重が後部荷重全体の40%まで減少した時でも脱線係数が規定値を超えないよう考慮されている。
車速センサ11は、デュアルモード車両1の軌道走行時における走行速度を検出する。本実施の形態においては、後方ガイド輪6に搭載されたガイド輪回転速度センサ(車速センサ11)を採用しており、車速センサ11で検出された前後のガイド輪の回転速度に基づいて、軌道走行時におけるデュアルモード車両1の走行速度を算出している。車速センサ11で検出された速度情報は制御装置90に伝送されて、後方ゴムタイヤ4の空転状態の検出に用いられる。なお、車速センサ11としては、GPS(Global Positioning System)やINS(Inertial Navigation System)等を採用することもできる。
なお、この車速センサ11は、後方ガイド輪6に限らず、前方ガイド輪5にも設けても良い。
前述した後方ゴムタイヤ用車軸4aはサスペンション装置を介してシャーシ部2aに支持されている。
このサスペンション装置は、シャーシ部2aの下側において前後方向に沿って装備された二つの板バネと、二つの板バネの中間において後方ゴムタイヤ用車軸4aの両端部をそれぞれ回転可能に支持する支持部とを備えている。
各板バネは、車体前後方向に沿った状態でシャーシ部2aの下面に支持されると共に、弓なりに湾曲形成されており、支持部及びこれに支持された車軸4aを上下方向に揺動させることを可能としている。そして、支持部及び車軸4aの揺動の際には、板バネは、撓みを生じて弾性力を支持部及び車軸4aに付与することで緩衝効果を得ることが可能となっている。
また、このサスペンション装置には、シャーシ部2aから後方ゴムタイヤ用車軸4aまでの距離(サスペンションの伸縮量)を検出するポテンショメータ13が装備され(図2参照)、かかるポテンショメータ13の検出信号は、制御装置90に入力される。シャーシ部2aから後方ゴムタイヤ用車軸4aまでの距離は、後方ゴムタイヤ4のの軸重(レールに対する接地荷重)との間で相関関係がある。このため、制御装置90はシャーシ部2aから後方ゴムタイヤ用車軸4aまでの距離と後方ゴムタイヤ4の軸重との対応関係を事前の計測で求め、これらの対応関係を示すテーブルデータを予め用意し、ポテンショメータ13の検出信号が入力されると、テーブルデータから後方ゴムタイヤ4の軸重を算出するようになっている。なお、これにより、ポテンショメータ13は後方ゴムタイヤ4の軸重検出手段として機能するものである。
デュアルモード車両1の油圧回路100を図7に示す。図示のように、この油圧回路100は、主に、前方ゴムタイヤ3,3の昇降用油圧シリンダ9,9の油圧系統110と、前方ガイド輪5,5の昇降用油圧シリンダ7,7の油圧系統120と、後方ガイド輪6,6の昇降用油圧シリンダ8,8の油圧系統130と、各油圧系統110,120,130に対する作動油の供給及び回収を行う供給系統101とから構成されている。
これにより、制御装置90は、任意に前方ゴムタイヤ3,3の昇降を制御することが可能となっている。
これにより、制御装置90は、任意に前方ガイド輪5,5の昇降を制御することが可能となっている。
アキュムレータ126は、圧縮ガスの内部圧力は、軌道走行モードにおいて前方ガイド輪5,5が前方ゴムタイヤ3を上方に押し上げる際の作動油の供給圧力よりも幾分高く設定されている(例えば、10[MPa])。このため、アキュムレータ126内には、通常は作動油は蓄積されず、例えば、前方ガイド輪5が外部から振動や衝撃を受けて前方ガイド輪5,5が上方に押し上げられた場合に、昇降用油圧シリンダ7のボア側貯留部に供給される作動油がアキュムレータ126内に一時的に貯留されることで、車体2への振動や衝撃の伝達を抑制することが可能となっている。
これにより、制御装置90は、任意に後方ガイド輪6,6の昇降を制御することが可能となっている。
この圧力制御弁136は、油圧ポンプ103が一定の出力で作動している状態において、制御指令の電流値に比例して昇降用油圧シリンダ8,8に付与する作動油の圧力を任意に変動させることが可能となっている。また、昇降用油圧シリンダ8,8に付与する作動油の圧力を任意に変動させることで、後方ガイド輪6,6の輪重を任意に制御することが可能となる。
そして、制御装置90は、圧力制御弁136の指令電流値と各指令電流値における後方ガイド輪6,6の輪重との対応関係を示すデータテーブルをそのメモリ内に保有しており、後方ガイド輪6,6を任意の輪重に制御することを可能としている。
また、制御装置90は、圧力制御弁136の指令電流値を任意に増減することにより、後方ガイド輪6,6の輪重を自在に増減させることができ、これにより、後方ゴムタイヤ4と後方ガイド輪6の輪重の配分を任意に制御することが可能となっている。
そして、例えば、後方ゴムタイヤ4はレール上で何か(例えば降雪等)に乗り上げて車体2が急に押し上げられた場合に、油圧ポンプ103による作動油の供給が間に合わずに、後方ガイド輪6,6の車体2と共に押し上げられそうになった場合でも、このアキュムレータ137が素早く作動油を放出し、昇降用油圧シリンダ8,8のボア側貯留部に作動油を供給するので、後方ガイド輪6,6がレールから浮くことを防止することが可能である。
また、このアキュムレータ137は、作動油を十分に昇降用油圧シリンダ8,8に供給することができるように、前述した緩衝用のアキュムレータ126に比べて倍の容器(例えば、2[L])で作動油を貯留可能となっている。
制御装置90は、デュアルモード車両1の機器全体を統合制御するCPUやRAM、各種制御プログラムや制御データを格納したROM等から構成されている。
上記制御装置90には、図2に示すように、圧力計143、車速センサ11、タイヤ回転速度センサ12、ブレーキセンサ79、昇降用油圧シリンダ7、8、9の方向切替弁113、123、133、油圧系統130の圧力制御弁136、切替弁139、142、油圧ポンプ103を駆動するモータ108等が図示しないインターフェイス又はドライバ回路を介して接続されている。
そして、制御装置90は、上記の制御系により、デュアルモード車両1の道路走行モードと軌道走行モードとを切り替える走行モード切り替え制御と、輪重制御とを実行する。
制御装置90は、道路走行モードから軌道走行モードへ切り替えを行う際には、方向切替弁113,123,133を通じて各昇降用油圧シリンダ9,7,8を作動させ、上方に退避していた前方ガイド輪5、後方ガイド輪6を下降させると共に、前方ゴムタイヤ3は離陸するまで上昇させる制御を行う。また、昇降用油圧シリンダ8については後方ゴムタイヤ4が離陸を生じない範囲で後方ガイド輪6がレールに接地する位置まで下降するよう制御を行う。これにより、デュアルモード車両1は、前方ガイド輪5及び後方ガイド輪6がレールに接地して軌道のレールにガイドされると共に、後方ゴムタイヤ4がレールに接地してエンジンからトルクを付与されて軌道走行を行うことが可能となる。
また、制御装置90は、軌道走行モードから道路走行モードへ切り替えを行う際には、方向切替弁113,123,133を通じて各昇降用油圧シリンダ9,7,8を作動させ前方ガイド輪5、後方ガイド輪6を上方に退避させると共に前方ゴムタイヤ3を下降させる。これにより、前方ゴムタイヤ3が下降して路面に接地し、後方ゴムタイヤ4がエンジンからトルクが付与されて道路走行を行うことが可能となる。
輪重制御は、デュアルモード車両1が軌道走行モードで走行を行うことを前提とし、(1)制動時、(2)非制動時であって所定の低速走行時(0を超えて10[km/h]未満)、(3)非制動時であって所定速度範囲での通常走行時(10[km/h]以上)の個々の状況に応じて制御装置90が異なる制御を実行する。即ち、制御装置90は、輪重制御手段として機能する。
なお、軌道走行モードでの走行時には、常に油圧回路100の油圧ポンプ103が駆動継続状態にあり、昇降用油圧シリンダ8,8には常に一定の作動油の圧力が付与された状態にあることを前提とする。
また、このとき、デュアルモード車両1の走行時の後部荷重に対して、第一の配分比率(40パーセント)を乗じた値を後方ガイド輪6,6の輪重の下限値として定め、空転の有無に拘わらず後方ガイド輪6,6の輪重が下限値を下回らないよう規制する。
即ち、この場合、制御装置90は、空転判定手段として機能する。
従って、制御装置90は、車速センサ11の出力から車両1の停止が検出されると、ポテンショメータ13と圧力計143の出力を読み取り、それぞれのデータデーブルを参照して、後方ゴムタイヤ4の輪重と後方ガイド輪6の輪重とを算出し、それらを合計して求めた後部荷重を走行時の後部荷重として図示しないメモリに記録する。また、この走行時の後部荷重は、車両1が停止する毎に求められ、新たに上書きにより更新される。これにより、デュアルモード車両1は停止するたびに停止時の後部荷重が計測され更新される。一方、走行中に車両の後部荷重が変動する可能性は少ないので、車両1が停止する毎に新しい後部荷重を計測することで、走行中のリアルタイムの後部荷重とほぼ同値の後部荷重を取得することが可能となっている。
そして、走行時には、最新の後部荷重に基づいて後方ガイド輪6,6の輪重の下限値を算出し、輪重制御において常にこれを下回らないように昇降用油圧シリンダ8,8の出力に対して規制を行う。
なお、デュアルモード車両1の空車積載時の後部荷重は、車両設定時点で求められる変動の生じない固定値であり、予め制御装置90のメモリ内に登録されているのでこれを参照する。
デュアルモード車両1が、非制動状態で低速走行を行っている状態は、主として、走行開始時の加速状態である場合が多く、そのような場合には、後方ゴムタイヤ4,4が確実にレール上にホールドして走行駆動力が得られるように、後方ガイド輪6,6の後部荷重の分配比率を通常走行時よりも低く、後方ゴムタイヤ4,4の後部荷重の分配比率を通常走行時よりも高く設定している。
また、このとき、デュアルモード車両1の空車積載時の後部荷重に対して、第二の配分比率(46パーセント)を乗じた値を後方ガイド輪6,6の輪重の下限値として定め、後方ガイド輪6,6の輪重が下限値を下回らないよう規制する。
次に、図8のフローチャートに基づいて輪重制御における詳細な動作説明を行う。輪重制御は、デュアルモード車両1が軌道走行モードであって走行中であることを前提とする。
図8に示すように、軌道走行モードでの走行中において、制御装置90は、ブレーキセンサ79によるブレーキ操作の有無を判定し(ステップS1)、ブレーキ操作を検知しない場合には(ステップS1:NO)、車速センサ11からデュアルモード車両1の車速を検出する。
そして、デュアルモード車両1の車速が低速域(10[km/h]未満)か否かを判定する(ステップS3)。
その結果、空転が発生していないと判定した場合には、制御装置90は、圧力制御弁136により後方ガイド輪6,6の輪重が増加するように昇降用油圧シリンダ8,8を制御して処理を終了する(ステップS6)。
そして、圧力計143の検出出力から現在の後方ガイド輪6,6の輪重を算出し、輪重の下限値を超えているか否かを判定する(ステップS8)。
そして、後方ガイド輪6,6の輪重が下限値以下の場合には、当該後方ガイド輪6,6の輪重が下限値となるように圧力制御弁136を制御して処理を終了する(ステップS9)。
また、後方ガイド輪6,6の輪重が下限値より大きい場合には、制御装置90は、圧力制御弁136により後方ガイド輪6,6の輪重が低下するように昇降用油圧シリンダ8,8を制御して処理を終了する(ステップS11)。
次いで、圧力制御弁136により、後方ガイド輪6,6の輪重が目標値となるように制御して処理を終了する(ステップS15)。
そして、後方ガイド輪6,6の輪重の目標値と後方ガイド輪6,6の輪重の下限値とを比較し(ステップS19)、目標値の方が大きければ、圧力制御弁136により、後方ガイド輪6,6の輪重が目標値となるように制御して処理を終了する(ステップS21)。
また、下限値の方が大きければ、圧力制御弁136により、後方ガイド輪6,6の輪重が下限値となるように制御して処理を終了する(ステップS23)。
なお、このステップS1〜S23までの処理は、所定周期で繰り返し実行される。
軌道走行モードによる走行時の後方ガイド輪の昇降用油圧シリンダの油圧系統130の挙動について図9及び図10に基づいて説明する。図9(A)は通常の走行状態における油圧の伝達状態を示し,図9(B)は車体2が押し上げられたときの油圧の伝達状態を示す。また、図10(A)は後方ゴムタイヤ4がレール上で積雪などの障害物Sに乗り上げた瞬間の状態を示し、図10(B)は車体2が押し上げられた時の後方ガイド輪6の動作状態を示す。
即ち、後方ガイド輪6,6がレールに下降する動作を行う際には、切替弁142は昇降用油圧シリンダ8のロッド側貯留部を絞り弁134bを有する流量調整弁134が介在するロッド側経路132に接続し、ロッド側貯留部からの作動油の排出時のノッキングを防止している。そして、軌道走行モードでの走行中は、ロッド側貯留部を絞り弁が介在しない戻り経路141に接続することで速やかな作動油の排出を可能としている。
また、軌道走行モードでは、輪重制御が実施されるので、圧力制御弁136を通じて昇降用油圧シリンダ8,8のボア側貯留部に対して所定圧力で作動油が供給される。
このとき、瞬間的に後方ガイド輪6はレールからの抗力がなくなり、その下側が開放された状態となるが、油圧ポンプ103の作動油の供給量は一定であることから,後方ガイド輪6を即座にレールまで下降させるために必要な作動油を供給しきれない状態となる。
一方、昇降用油圧シリンダ8のボア側貯留部は一時的に作動油の圧力に低下を生じるため、アキュムレータ137は、図9(B)に示すように、それまで蓄積していた作動油を即座に放出する。これにより、昇降用油圧シリンダ8のボア側貯留部に作動油が満たされる。
また、同時に、昇降用油圧シリンダ8のロッド側貯留部は、切替弁142によって戻り経路141に開放されているため、ロッド側貯留部の内部の作動油も速やかに排出することができる。
従って、車体2の浮き上がりの発生時に後方ガイド輪6は速やかに下降してレールから浮き上がることが防止される。
上記デュアルモード車両1は、軌道走行モードにおいて、輪重制御を行うことで、後方ゴムタイヤ4,4の空転の発生を極力抑えつつ、後方ガイド輪6,6の輪重抜けを防止することが可能である。
そして、油圧回路100において、後方ガイド輪6,6の昇降を行う昇降用油圧シリンダ8,8に油圧シリンダの圧力低下防止用のアキュムレータ137を併設したので、後方ゴムタイヤ4,4がレール上の段差となる何らかの障害物などに乗り上げて車体2の浮き上がりが生じた場合に、後方ガイド輪6,6を速やかに下降させることができ、当該ガイド輪6,6の浮き上がりを防止することが可能となる。
また、アキュムレータ137は、通常走行時の輪重制御において後方ガイド輪6,6が輪重の下限値を得るために昇降用油圧シリンダ8,8に供給する圧力以下の圧力で作動油を貯留可能としている。このため、輪重制御の実行により昇降用油圧シリンダ8,8への作動油の圧力が絶えず変動する場合であっても、油圧回路100内の圧力変動の影響を受けることなく常に作動油を貯留することができ、輪重制御の実施している場合でも常にアキュムレータ137を作動させることができ、常に後方ガイド輪6,6の浮き上がりを防止することができ、走行安定性の向上を図ることが可能となる。
なお、上記デュアルモード車両1では、後方ガイド輪6,6の輪重や車体の後部荷重を求める際に、油圧回路100の圧力計143の検出出力を利用しているが、これに限るものではない。
例えば、圧力制御弁136に対する制御電流値と後方ガイド輪6,6の輪重との間で一定の関係が成立し、制御電流値を定まると一定の輪重となるような高い再現性を有する場合には、圧力制御弁136に対する制御電流値を読み取ることで後方ガイド輪6,6の輪重を求めることが可能である。従って、圧力制御弁136の制御電流値と後方ガイド輪6,6の輪重との関係を示すデータデーブル等を制御装置90のメモリ内に用意し、圧力制御弁136の制御電流値から後方ガイド輪6,6の輪重を特定することも可能である。その場合、油圧回路100の圧力計143及びそのデータテーブルは不要とすることができる。
2 車体
3 前方ゴムタイヤ(道路走行用タイヤ)
3a,4a ゴムタイヤ用車軸
4 後方ゴムタイヤ(道路走行用タイヤ)
5 前方ガイド輪(軌道走行用車輪)
5a,6a ガイド輪用車軸
6 後方ガイド輪(軌道走行用車輪)
7,8,9 昇降用油圧シリンダ(アクチュエータ)
7a ロッド
11 車速センサ
12 タイヤ回転速度センサ
13 ポテンショメータ
50,60 支持機構
53,63 緩衝装置
54,64 バネ式のサスペンション
90 制御装置(空転判定手段、輪重制御手段)
100 油圧回路
101 供給系統
102 作動油タンク
103 油圧ポンプ
110,120,130 油圧系統
113,123,133 方向切替弁
134 流量調整弁
134b 絞り弁
136 圧力制御弁
137 油圧シリンダの圧力低下防止用のアキュムレータ
139,142 切替弁
141 戻し経路
143 圧力計
Claims (3)
- 車体の前側と後側の各々に設けられた一対の軌道走行用車輪と、
車体の前側と後側の各々に設けられた一対の道路走行用タイヤと、
前記前側と後側の一対の軌道走行用車輪をそれぞれ昇降させる前側と後側の昇降用の油圧シリンダと、
前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧回路と、
を備え、
前記油圧シリンダにより、前記前側と後側の一対の軌道走行用車輪を上昇させて前記道路走行用タイヤのみで走行を行う道路走行モードと、前記前側と後側の一対の軌道走行用車輪を下降させて当該軌道走行用車輪と前後いずれか一対の道路走行用タイヤとがレールに接地させた状態で走行を行う軌道走行モードとを切り替え可能な走行車両であって、
前記レールに接地させた一対の道路走行用タイヤが空転しているか否かを判定する空転判定手段と、
前記空転判定手段が空転していると判定した場合に、前記レールに接地させた一対の道路走行用タイヤに隣接する前記一対の軌道走行用車輪の輪重を予め定められた下限値を限度として低減し、空転していないと判定した場合に、前記一対の軌道走行用車輪の輪重を高めるように、前記油圧シリンダの出力を制御する輪重制御手段とを備え、
前記油圧回路は、前記一対の軌道走行用車輪の輪重を制御する油圧シリンダに対して車輪下降圧力を付与する油圧経路に設けられ、前記輪重の下限値に相当する圧力以下の圧力で内部に作動油を貯留可能である、前記油圧シリンダの圧力低下防止用のアキュムレータを有することを特徴とする走行車両。 - 前記一対の軌道走行用車輪の輪重を制御する油圧シリンダは、車輪下降時に作動油が供給される貯留部と車輪上昇時に作動油が供給される貯留部とを備える複動式であって、
前記油圧回路は、前記油圧シリンダの車輪下降時に作動油が供給される貯留部から作動油を作動油タンクに直接的に戻すために、絞り弁が介在しない戻し経路を備えていることを特徴とする請求項1記載の走行車両。 - 前記一対の軌道走行用車輪にバネ式のサスペンションを併設したことを特徴とする請求項1又は2記載の走行車両。
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