JP5738165B2 - 交通システム - Google Patents
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Description
一方、案内レールに案内される案内輪は、案内荷重を常に負担しているため寿命が短く、やはりコスト高の原因となっている。特に、高速運転中に車両が左右に振られた場合、停止していた案内輪が案内レールに接触すると同時に高速回転させられるため、案内輪に対する負担が大きい。
本発明の交通システムは、車両と、前記車両が走行する走行路、及び前記走行路幅方向両側に延設された案内部を有する軌道とを備える交通システムであって、前記軌道は、前記案内部によって前記車両が案内されることで前記車両が前記軌道上を走行する第一の区間と、前記車両自身の操舵により前記軌道上を走行する第二の区間とを有し、前記車両が、車両本体と、前記車両本体下部に取り付けられた走行輪と、前記車両本体に対する走行輪の方向を操舵可能な操舵機構と、前記車両本体の幅方向両側に設けられて前記案内部に案内されるとともに、該案内部同士の間隔に対して、互いの距離が所定寸法小さく設定されている被案内部を具備し、前記被案内部の幅方向の位置に応じて前記操舵機構によって前記走行輪の方向を操舵させる案内機構と、アクチュエータを具備し、前記アクチュエータの駆動により前記操舵機構を操作させて前記走行輪の方向を操舵させ、かつ前記案内機構と支持枠を介して接続されている駆動機構とを有し、前記駆動機構が、予め記憶した軌道線形情報に対し、前記車両の位置を特定し、その位置から先の軌道線形に沿って前記車両が走行するように前記操舵機構を操舵制御するフィードフォワード演算部と、前記車両の左右において、前記案内部と前記被案内部との距離が一定になるように前記操舵機構を操舵制御するフィードバック演算部と、を有し、前記軌道内で予め設定され、前記駆動機構によって前記操舵機構を制御する第二の区間では前記駆動機構の駆動を制御するとともに、前記軌道内で予め設定され、前記案内機構によって前記操舵機構を制御する第一の区間では前記駆動機構による駆動を停止させる操舵制御の切替制御部を備え、前記車両の前記案内機構は、幅方向の位置に応じて前記操舵機構による前記走行輪の向きを調整可能とする補助被案内部を有し、前記軌道は、前記案内部が前記車両の前記被案内部と予め設定された隙間以上となるようにして設けられているとともに、前記補助被案内部を案内する補助案内部を有し、該補助案内部と前記補助被案内部との隙間は、前記案内部と前記被案内部との隙間よりも小さく設定されており、前記第一の区間と前記第二の区間とで前記案内部同士の間隔の寸法が同じである、ことを特徴とする。
本発明の第一実施形態に係る交通システムについて説明する。
本実施形態の交通システム1は、予め定められた軌道2上を走行する軌道系車両3を用いたものである。図1に示すように、軌道2はA駅とB駅を結ぶ路線に敷設されており、上り路線と下り路線にそれぞれ設けられている。また、A駅とB駅との間には、分岐が設けられており、軌道系車両3は必要に応じて上り路線と下り路線を切り替えることができる。
なお、駅間高速区間Hにおいては、必ずしも軌道系車両3を高速で移動させる必要はなく、駅部・分岐部Sと同じ速度で軌道系車両3を走行させてもよい。
本実施形態の交通システム1は、既存の主案内レール7を活用して構築されるシステムである。即ち、本実施形態の交通システム1を既存の交通システムに適用する場合、既存の主案内レール7をそのまま利用することができる。
上述したように、案内レール5には、走行路4の両側に配置されている主案内レール7と、走行路4が分岐する分岐部及び駅部に設けられている分岐案内レール8とがある。分岐案内レール8は、主案内レール7との干渉を避けるために、主案内レール7よりも下方の位置に設けられている。また、走行路4に沿った位置には、軌道2の全長に亘って軌道系車両3の運転に必要な情報を記憶し発信する複数の地上子9が設置されている。
図2、図3、及び図4に示すように、軌道系車両3は、車体10と、車体10を車両の前後方向Yにおける前方及び後方で支持する2つの走行装置11と、走行タイヤ12の走行方向に対する角度を変更させるアクチュエータ13と、軌道系車両3の幅方向X両側に配された集電装置14を備えている。車体10は、走行装置11の上に直方体形状の車体本体16が形成されたものである。集電装置14は、走行タイヤ12を回転させる電動機(図示せず)と軌道2の電車線6と接触することで電動機に電力を供給するものである。
走行装置11は、左右一対の走行タイヤ12と、この一対の走行タイヤ12を連結する車軸17と、車軸17及び一対の走行タイヤ12を支える懸架装置18と、案内輪19と、走行タイヤ12を操舵するパッシブ案内機構20と、を備えている。
変位センサ48は、走行装置11の両側部に二つずつ、即ち、一台の軌道系車両3に四つ取り付けられている。変位センサ48の前後方向Yの位置は、走行装置11の前後方向Y中央部である。変位センサ48は、走行装置11の支持枠24に所定の方法で取り付けられている。また、変位センサ48は、主案内輪21と略同じ高さに取り付けられている。即ち、変位センサ48は、案内レール7と略同じ高さに取り付けられている。
この変位センサ48からの信号は、後述するアクティブ操舵によって操舵リンク機構26を操作する際の、入力信号として利用される。
図6に示すように、アクチュエータ13を構成する油圧シリンダの油圧回路40は、油圧シリンダに作動油を供給するギヤポンプ41と、ギヤポンプ41を駆動するモータ42と、作動油の貯油タンク43と、油圧回路に許容値以上の負荷が加わった場合に開くことで作動油を貯油タンク43に逃がすリリーフ弁44が設けられた閉回路で構成されている。また、アクチュエータ13は、片ロッドシリンダであるため、このシリンダロッド分の体積差を補償するために、ギヤポンプ41の吐出側にマイクロシャトル弁45と貯油タンク43とからなる補償回路46が設けられている。
軌道系車両3の主案内輪21が主案内レール7に接触し、この主案内レール7から車幅方向Xの力を受けると、この主案内輪21を支持している支持枠24は、主案内輪21から車幅方向Xの力を受けて、旋回軸回りに旋回する。支持枠24が旋回すると、この旋回に伴って、操舵リンク機構26のステアリングロッド28が変位し、この変位より、ステアリングアーム27及び走行タイヤ12がキングピンを中心として回転する。つまり、走行タイヤ12が操舵される。また、軌道系車両3の分岐案内輪22が分岐案内レール8に接触し、この分岐案内レール8から車幅方向Xの力を受けたときも、以上と同様、この分岐案内輪22を支持している支持枠24が旋回し、この旋回により、走行タイヤ12が操舵される。
アクティブ操舵は、アクチュエータ13の作動により行われる。即ち、アクチュエータ13の可動ロッド36が伸縮することによって、連結ピン37を介して第二横梁33を構成する支持枠24が旋回軸回りに旋回する。支持枠24の旋回により、パッシブ操舵と同様に、走行タイヤ12が操舵される。アクチュエータ13の動作量、即ち、操舵リンク機構26の操舵量は、後述する操舵量演算部54によって決定される。
案内レール7同士の間隔の寸法W(以下レール間隔と称す)は、既存の交通システムにおけるレール間隔と略同一の寸法とすることができる。寸法Wは、例えば2,900mmとする。
軌道系車両3が左右の主案内レールRに対して中心に配置された状態では、主案内輪21と主案内レール7との間に隙間Gが生じる。例えば、W=2,900mm、P=2,800mmとすると、隙間Gは50mmとなる。
図8に示すように、切替制御部51には、地点信号、及び自車位置情報が入力される。地点信号(地点情報)とは、地上子9から送られてくる位置情報であり、軌道2に全長に亘り、軌道2に沿って所定の間隔で複数敷設される無電源の地上子9から送られてくる信号をいう。送られてくる情報には、各々の地上子9の識別番号、位置情報、軌道情報、および制御情報が含まれている。位置情報には、その地上子9に関する絶対位置座標や基準点からの距離が含まれている。
詳しくは、アクティブ駆動機構52は、操舵量演算部54と、アクチュエータ13とからなる。操舵量演算部54は、地点信号、及び自車位置情報が入力されるフィードフォワード演算部55、及び変位センサ48の情報が入力されるフィードバック演算部56とを有している。
操舵量演算部54の演算結果はアクチュエータ13に入力され、アクチュエータ13が駆動される。
アクティブ操舵とパッシブ操舵の切り替え地点は、駅から所定距離離間した地点であり、交通システム1の仕様に応じて適宜設定されるものである。
アクティブ操舵フローにおいては、まず、地点信号に含まれるA駅とB駅間の軌道情報、車両重量情報、車両運行情報に基づき制御パターンを演算する(S8)。次いで、制御パターンの演算結果に基づきフィードフォワード演算部によってフィードフォワード制御が行われる(S9)。
また、アクティブ操舵フローにおいては、フィードバック演算部56を用いてフィードバック制御も行われる(S10)。フィードバック制御は、変位センサ48の情報に基づき車両の左右変位を計測し(S11)、左右変位が変位センサ48のセンシングの不感帯値より大きいか否かを判定し(S12)、左右変位がセンシングの不感帯値よりも大きくなった場合は、操舵リンク機構26の修正を行う。
また、案内輪19が案内レール5と接触しないことから案内輪19と案内レール5の接触音がなくなり、騒音低減が可能となる。
さらに、駅部・分岐部STにおいては、分岐案内レール8をU字形状のレールとしたことによって、分岐案内レール8のみによって軌道系車両3を誘導案内することができる。
第二実施形態は、第一実施形態の変形例を示すものであり、第一実施形態と同一の要素については、同一符号を用いてそれらの説明を省略する。
図10は、本実施形態の案内レール5Bと案内輪19Bの機構を説明する平面図である。図11は、第一実施形態の図7に対応する断面図である。図10に示すように、本実施形態の案内輪19Bは伸縮式となっており、駅間高速区間と、駅部・分岐部とで、外幅Pを変化させることができる。
上述したような伸縮機構60においては、レバー65と、油圧シリンダ62とが協働して、主案内輪21の外幅Pを縮めることが可能なように構成されている。主案内輪21の外幅Pは、例えば片側につき30mm〜50mm伸縮可能に構成されている。
本実施形態のレール間隔Wは、第一実施形態と同様に例えば2,900mmとすることができる。
分岐案内レール8は、既存の分岐案内レール8と略同一の形状である。即ち、本実施形態の分岐案内レール8は、断面L字形のレールであり、第一実施形態の副案内壁72(図7参照)に相当する部位は設けられていない。
伸縮機構60は、切替制御部51によってアクティブ操舵とパッシブ操舵と同様のタイミングで制御される。詳しくは、パッシブ操舵の区間(駅部・分岐部)においては、伸縮機構60は、主案内輪の外幅Pは例えば2,900mmとされる。即ち、主案内輪21の外幅Pを、主案内輪21が主案内レール7に誘導案内されるような寸法に設定する。
参考例は、第一実施形態の変形例を示すものであり、第一実施形態と同一の要素については、同一符号を用いてそれらの説明を省略する。
本参考例の交通システム1Cは、第一実施形態の軌道系車両3と比較して、主案内輪21の外幅Pを変更した軌道系車両3Cを用いている。さらに、駅部・分岐部ST(パッシブ操舵区間)のレール間隔W1と、駅間高速区間H(アクティブ操舵区間)のレール間隔W2を異なるものとしている。以下、図を参照して具体的に説明する。
また、駅部・分岐部STと駅間高速区間Hとの遷移区間においては、案内レール5は、徐々に変化するように斜めにて接合されている。
また、軌道系車両3Cのアクティブ駆動機構52など、アクティブ操舵に関する機構は第一実施形態の軌道系車両3と同様である。
また、軌道系車両3Cに関しては、現状の軌道系車両にアクチュエータ等のアクティブ駆動機構52を付加するのみでよいため、軌道系車両の改修を容易に実施することができる。
例えば、図14に示すように、走行路4上に新規にセンターガイド81を設け、軌道系車両3の変位センサ82をこのセンターガイド81に向けて設置する構成としてもよい。
このように、新規にセンターガイド81を設ける、即ち、案内レール5と独立したセンシング対象を設けることによって、案内レールの状態によらず、正確な位置制御を実施することができる。
2…軌道
3…軌道系車両
4…走行路
5…案内レール(案内部)
7…主案内レール
8…分岐案内レール(補助案内部)
10…車体
11…走行装置
12…走行タイヤ(走行輪)
13…アクチュエータ
15…車台
16…車両本体
19…案内輪
20…パッシブ案内機構
21…主案内輪
22…分岐案内輪(補助被案内部)
26…操舵リンク機構(操舵機構)
48…変位センサ
51…切替制御部
52…アクティブ駆動機構
60…伸縮機構
H…駅間高速区間(第二の区間)
ST…駅部・分岐部(第一の区間)
Claims (4)
- 車両と、
前記車両が走行する走行路、及び前記走行路幅方向両側に延設された案内部を有する軌道とを備える交通システムであって、
前記軌道は、前記案内部によって前記車両が案内されることで前記車両が前記軌道上を走行する第一の区間と、
前記車両自身の操舵により前記軌道上を走行する第二の区間とを有し、
前記車両が、
車両本体と、
前記車両本体下部に取り付けられた走行輪と、
前記車両本体に対する走行輪の方向を操舵可能な操舵機構と、
前記車両本体の幅方向両側に設けられて前記案内部に案内されるとともに、該案内部同士の間隔に対して、互いの距離が所定寸法小さく設定されている被案内部を具備し、前記被案内部の幅方向の位置に応じて前記操舵機構によって前記走行輪の方向を操舵させる案内機構と、
アクチュエータを具備し、前記アクチュエータの駆動により前記操舵機構を操作させて前記走行輪の方向を操舵させ、かつ前記案内機構と支持枠を介して接続されている駆動機構とを有し、
前記駆動機構が、
予め記憶した軌道線形情報に対し、前記車両の位置を特定し、その位置から先の軌道線形に沿って前記車両が走行するように前記操舵機構を操舵制御するフィードフォワード演算部と、
前記車両の左右において、前記案内部と前記被案内部との距離が一定になるように前記操舵機構を操舵制御するフィードバック演算部と、を有し、
前記軌道内で予め設定され、前記駆動機構によって前記操舵機構を制御する第二の区間では前記駆動機構の駆動を制御するとともに、前記軌道内で予め設定され、前記案内機構によって前記操舵機構を制御する第一の区間では前記駆動機構による駆動を停止させる操舵制御の切替制御部を備え、
前記車両の前記案内機構は、幅方向の位置に応じて前記操舵機構による前記走行輪の向きを調整可能とする補助被案内部を有し、
前記軌道は、前記案内部が前記車両の前記被案内部と予め設定された隙間以上となるようにして設けられているとともに、前記補助被案内部を案内する補助案内部を有し、該補助案内部と前記補助被案内部との隙間は、前記案内部と前記被案内部との隙間よりも小さく設定されており、
前記第一の区間と前記第二の区間とで前記案内部同士の間隔の寸法が同じである、
ことを特徴とする交通システム。 - 前記被案内部同士の距離寸法が変更可能に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の交通システム。
- 前記アクチュエータは、油圧シリンダによって構成されており、
前記駆動機構に、前記案内機構より許容値以上の負荷が加わった場合に前記アクチュエータの油圧を逃がすリリーフ弁が油圧回路の中に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の交通システム。 - 前記車両には、前記走行輪、前記操舵機構、前記駆動機構、及び前記案内機構を有する走行装置が、前記車両の前後方向に2つ対称配置で設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の交通システム。
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