JP2003032810A - 位置検知システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地上一次方式の磁気浮上式鉄道において、交
差誘導線を用いず、全速度域で車両位置を正確に検出で
きる位置検知システムを低コストで実現する。 【解決手段】 位置検知装置１０では、車輪回転位置速
度検出部１２が、車輪６７の回転数に比例した車輪回転
パルスカウント値Ｋｗから車両位置を検出し、速度起電
力位置速度検出部１４が、速度起電力オブザーバ３１に
より推定された速度起電力位相θｅから車両位置を検出
する。そして位置情報制御部１１が、車速３０km/h未満
のときは車輪回転位置速度検出部１２による車両位置
を、３０km/h以上のときは速度起電力位置速度検出部１
４による車両位置を、それぞれ選択して出力する。速度
起電力位置速度検出部１４で車両位置を正常に得られな
くなった場合は、そのバックアップとして、コイルカウ
ント位置速度検出部１３による車両位置（浮上・案内コ
イルのカウント値Ｋｃに基づくもの）を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地上一次方式の磁
気浮上式鉄道において、車両の走行制御に必要な車両位
置を検出するための位置検知システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、新幹線に次ぐ次世代の大量高速輸
送システムとして、地上一次方式による磁気浮上式鉄道
の開発が進められ、実験線（山梨リニア実験線）におい
て近い将来の実用化に向けての各種試験等が行われてい
る。

【０００３】この地上一次方式の磁気浮上式鉄道は、車
両側に搭載した超電導磁石を界磁とし、回転型モータの
電機子に当たる推進コイルを地上側の軌道に沿って配置
した、リニア同期モータ（ＬＳＭ：Linear Synchronous
Motor）を動力とした鉄道であり、推進コイルへの通電
電流の大きさ或いは周波数を変化させることによって車
両の推進力や速度が制御される。

【０００４】このようなＬＳＭの同期制御においては、
推進コイルへの通電を、車両位置（詳細には、推進コイ
ルに対する超電導磁石の相対的位置）に応じて適切に制
御する必要があり、そのためには、車両の位置を高精度
で検出する必要がある。そこで、上記のような山梨リニ
ア実験線における地上一次方式の磁気浮上式鉄道（以下
「超電導リニア」と略す）では、従来より、車両位置を
検出する方法として、交差誘導線を用いた方式を採用し
ている。これは、所定の間隔で交差させてループを構成
した誘導線群からなる交差誘導線を軌道の全線に渡って
敷設しておき、車両に搭載した送信機からの電波を交差
誘導線で受信して、その受信信号を地上側の位置検知装
置で演算・処理することにより車両位置を得るものであ
る。この方法によって、ＬＳＭの同期制御が可能な高精
度（例えば±２０cm程度の誤差）の位置検出を実現して
いる。

【０００５】しかしながら、交差誘導線による車両位置
の検出は、高精度の位置検出が可能ではあるものの、交
差誘導線を軌道全線に渡って高精度に敷設すると共に所
定間隔毎（例えば２km毎）に中継装置を設置し、しかも
それらを維持管理する必要があるため、設備の施工及び
保守等に多大な労力・コストが必要となるといった問題
があった。

【０００６】そこで、交差誘導線による位置検出に代わ
る方法として、以下に述べる３つの方式（〜）が考
えられ、それぞれ実用化に向けての検討がなされてい
る。 車輪回転パルスカウント方式 これは、車輪の回転数に基づいて車両位置を検出する方
式である。超電導リニアでは、推進コイル以外に浮上・
案内コイルも地上側の軌道に沿って配置されており、車
両が走行（浮上・案内コイルに対して超電導磁石が移
動）すると、浮上・案内コイルに起電力が生じ、その起
電力による磁界と車両側の超電導磁石との磁気相互作用
によって、車両を浮上させようとする浮上力が生じる。

【０００７】ただし、車両が浮上走行するのは高速走行
時（例えば１００km/h以上）であり、車両速度が低速に
なると、車両を浮上させ得る程度の浮上力を得ることが
できず浮上走行できない。そのため、車両には車輪も設
けられており、浮上走行できない低速走行時はこの車輪
によって軌道上を走行する。

【０００８】そこで、車輪の回転数に応じたパルス信号
（例えば車輪一回転あたり数十パルス）を発生してその
パルス数をカウントする装置（例えば光学式エンコーダ
等）を車上に設け、そのカウント値を地上側の位置検知
装置へ伝送すれば、伝送されたカウント値に基づいて車
両位置を検出することができる。

【０００９】即ち、通常は車輪径が予めわかっており、
その車輪径から車輪一回転あたりの走行距離（より細か
く言えば１パルスあたりの走行距離）もわかるため、車
輪径及びパルス数に基づいて車両の走行距離、延いては
車両位置を検出するようにしたものである。この方式に
よれば、例えば車両の出発時に何らかの方法で車両位置
を初期設定することにより、それ以降はカウント値に基
づいて常に車両位置を算出することができる。

【００１０】速度起電力位相方式 これは、推進コイルに生じる速度起電力に基づいて車両
位置を検出する方式である。既述の通り、地上一次方式
では推進コイルへ通電することにより車両を推進させる
が、車両の推進（超電導磁石の移動）によって、推進コ
イルには逆起電力（速度起電力）が生じる。この速度起
電力を、例えば現代制御理論におけるオブザーバ理論を
用いて推定し、その値から位相信号（推進コイルに対す
る超電導磁石の電気的位相；以下「速度起電力位相」と
もいう）を算出して位置検知装置へ取り込むことによ
り、車両位置を得ることができる。

【００１１】尚、速度起電力位相をオブザーバにより推
定して車両の走行制御に用いる技術については、従来よ
り公知であり、例えば、特開平５−５６５１１号公報
や、平成１３年６月発行の電気学会論文誌（Vol.119-
Ｄ，No.6）に掲載の「磁気浮上式鉄道における速度起電
力位相同期方式を用いた自制制御」等に、具体的構成・
方法が開示されている。

【００１２】コイルカウント方式 これは、地上側に配置された浮上・案内コイルの数をカ
ウントすることにより車両位置を検出する方式である。
超電導リニアでは、既述の通り浮上・案内コイルが軌道
に沿って所定間隔で配置されているため、車両走行に伴
って通過する浮上・案内コイルの数を車上側でカウント
すれば、そのカウント値に応じた車両走行距離を算出す
ることができ、延いては車両位置を得ることができるの
である。

【００１３】浮上・案内コイルをカウントする具体的方
法としては、例えば車両走行（超電導磁石の通過）に伴
って浮上・案内コイルに生じる起電力を、車上側に設置
した検出コイル等により検出し、その検出コイルからの
出力電圧に基づいてカウントする方法などがある。そし
て、車上側で得られたカウント値を地上側の位置検知装
置へ伝送することにより、そのカウント値に基づいて車
両位置を検出することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
〜の３つの方式は、いずれも、交差誘導線を軌道全線
に渡って敷設するといったような大がかりな設備は不要
となるものの、それぞれ問題点があって、単独での実用
化は困難である。以下に、各方式〜がそれぞれ有す
る特徴・問題点について説明する。

【００１５】まず、の車輪回転パルスカウント方式に
ついては、軌道上を車輪走行する低速時しか車両位置の
検出ができないという問題がある。即ち、超電導リニア
では、車両速度が上昇して浮上走行を開始すると、当然
ながら車輪は回転しないため、この方式による車両位置
の検出は不可能となる。そのため、この方式で車両位
置を検出できるのは、車輪走行時のみ、つまり走行開始
時（車両速度０km/h）から浮上走行するまでの低速走行
時のみとなるのである。

【００１６】尚、この方式では、車両に搭載された光
学式エンコーダ等のパルスカウント装置からの信号（カ
ウント値）を無線通信等の何らかの信号伝送手段で地上
側へ伝送する必要があり、その際に若干の伝送遅れが生
じる。しかし、この伝送遅れ量は、方式による位置検
出が可能な低速走行時（車輪走行時）では、ＬＳＭの同
期制御にほとんど影響しない無視しうる程度のレベルで
あるため、特に問題とならない。

【００１７】次に、の速度起電力位相方式について
は、車両走行時に推進コイルに生じる速度起電力に基づ
いて車両位置を検出するものであるため、所定レベル以
上の速度起電力を発生させる必要がある。そのため、こ
の方式による位置検出が可能な車両速度には下限があ
り、速度起電力位相を検出し得る程度の速度起電力が発
生しない速度域（例えば０〜３０km/h）では、車両位置
を検出することができないという問題がある。

【００１８】逆に、車両速度が高速になればなるほど推
進コイルに誘起される速度起電力は大きくなるため、高
速域での制限はなく、最高速度（例えば５００km/h）で
の走行時でも何ら問題なく高精度で連続的な車両位置の
検出が可能である。尚、この方式では、速度起電力に
基づく車両位置の検出は全て地上側で行われるため、
の方式で述べたような伝送遅れの問題は生じない。

【００１９】次に、のコイルカウント方式について
は、車上側で得られたコイルカウント値を無線通信等の
何らかの信号伝送手段で地上側へ伝送する際に生じる伝
送遅れが、高速走行時には無視できなくなる。つまり、
車上側で浮上・案内コイルをカウントしてから、そのカ
ウント値が地上側の位置検知装置へ伝送されて車両位置
が検出されるまでに要する時間（伝送遅れ）の影響で、
地上の位置検知装置にて検出された車両位置が実際の車
両位置よりも遅れてしまっている、といった現象が生じ
るのである。

【００２０】この現象は、車両速度が高速になるほど顕
著となり、例えば５００km/hでの高速走行時に１０ｍse
c.の伝送遅れがあったとすると、検出された車両位置と
そのときの実際の車両位置との誤差は約１．４ｍ程度と
なって、ＬＳＭの適切な制御が不可能となってしまう。
そのため、この方式が適用できる速度域には上限があ
る。

【００２１】また、コイル数をカウントする方法とし
て、上記のような浮上・案内コイルに生じる起電力を検
出する方法を用いる場合、の方式と同様、車両速度が
所定の速度以上でないと、浮上・案内コイルに生じる起
電力が小さくなって検出できなくなる。更に、この方式
により得られる車両位置は、基本的に、浮上・案内コ
イル単位での離散的な位置（即ち、カウントアップ毎に
更新される離散的位置情報）であるため、これをそのま
まＬＳＭの同期制御に用いること自体、困難である。

【００２２】以上説明したように、の車輪回転パルス
カウント方式の場合は、浮上走行する速度域（例えば１
００km/h以上）で車両位置を検出できず、の速度起電
力位相方式の場合は、速度起電力が小さい低速走行時
（例えば０〜３０km/h）に車両位置を検出できず、の
コイルカウント方式の場合は、カウント値を車上側から
地上側へ伝送する際の伝送遅れ量が影響してくる高速走
行時に車両位置を正確に検出できない、或いはコイル数
をカウントする方法によっては低速域でも検出できない
場合がある、しかも得られる位置情報が離散的である、
といったように、上記各方式〜は、いずれも、車両
位置の検出が全く不可能な速度域、或いは位置検出はで
きるものの伝送遅れ等の影響で走行制御に用いることが
困難な速度域があるなどの問題点により、車両走行の全
速度域に渡って使用することはできないのである。

【００２３】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、地上一次方式の磁気浮上式鉄道において、交差誘導
線を用いることなく、全速度域に渡って車両位置を正確
に検出できる位置検知システムを低コストで実現するこ
とを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するためになされた請求項１記載の位置検知シス
テムは、地上側の軌道に沿って配置された推進コイルへ
車両位置に応じた電流を通電することにより、該推進コ
イルと車両側に搭載された界磁との磁気相互作用によっ
て車両を推進させ、車両速度が所定の浮上速度より低い
ときは車両に備えられた車輪による車輪走行を行い、浮
上速度以上では、軌道に沿って所定間隔で配置された浮
上コイルと界磁との磁気相互作用によって車両を浮上さ
せることにより浮上走行を行う地上一次方式の磁気浮上
式鉄道において、車両位置を検出するためのものであ
る。

【００２５】そして、車輪の回転数に基づいて、軌道上
における車両の位置を検出する車輪回転数位置検出手段
と、車両の走行に伴って推進コイルに誘起される速度起
電力に基づいて、軌道上における車両の位置を検出する
速度起電力位置検出手段とを備えると共に、位置情報選
択手段が、いずれか一方の検出手段により検出された位
置を選択する。

【００２６】具体的には、位置情報選択手段は、車両速
度が所定の位置切換速度未満のときは、車両位置として
車輪回転数位置検出手段により検出された位置を選択
し、車両速度が位置切換速度以上のときは、車両位置と
して速度起電力位置検出手段により検出された位置を選
択する。位置切換速度は、速度起電力位置検出手段によ
り車両の位置が検出可能であって且つ浮上速度より低い
速度域において、任意に設定することができる。

【００２７】車輪回転数位置検出手段による位置の検出
は、例えば従来技術で述べたの方式（車輪回転パルス
カウント方式）など、車輪の回転数に基づいて車両位置
を検出できる限り種々の方法を採用できるが、その検出
方法の原理上、当然ながら、浮上速度より低くて車輪走
行を行っているときは検出可能である反面、浮上速度以
上の速度域では検出不可能である。

【００２８】一方、速度起電力位置検出手段による位置
の検出についても、例えば従来技術で述べたの方式
（速度起電力位相方式）など、速度起電力に基づいて車
両位置を検出できる限り種々の方法を採用できる。しか
し、速度起電力の大きさは、通常は車両速度（推進コイ
ルを通過する界磁の通過速度）に比例するため、車両位
置を検出するのに最低限必要なレベルの速度起電力が誘
起される速度以上の速度域では検出可能である反面、そ
の速度域より低くて速度起電力が小さくなる低速走行時
は検出困難である。

【００２９】このように、上記２つの位置検出手段はい
ずれも、全速度域で車両の位置を検出することはできな
い。そのため、本発明では、位置情報選択手段が、位置
切換速度を境に２つの位置検出手段を選択切り換えする
ことにより、この２つの位置検出手段を組み合わせて全
速度域での車両位置の検出を可能にしているのである。

【００３０】従って、本発明（請求項１）の位置検知シ
ステムによれば、２つの位置検出手段がそれぞれ検出し
た車両の位置のいずれか一方を、位置情報選択手段が車
両速度に応じて選択するため、交差誘導線等を軌道全線
に渡って敷設するといった大がかりな設備・施工を行う
ことなく、簡易的な設備で全速度域に渡って車両位置を
正確に検出でき、位置検知システムの簡素化・低コスト
化が可能となる。

【００３１】ここで、車輪回転数位置検出手段による車
両位置の検出は、車輪の回転数に基づくものであるた
め、例えば現在山梨リニア実験線で試験走行等を行って
いる車両と同様、車輪にゴムタイヤを用いている場合、
走行時のタイヤ空気圧変化や車両乗員の増減等に起因し
て車輪径が変化し、検出結果に誤差が生じるおそれがあ
る。また、例えばディスクブレーキ等を使用して車両を
減速・停止させるよう構成された車両の場合、ディスク
ブレーキ作動により車輪が軌道上を滑走してまい、それ
が原因で検出結果に誤差が生じるおそれもある。

【００３２】これに対し、速度起電力位置検出手段によ
る車両位置の検出は、車両走行に伴って生じる速度起電
力に基づいて行われるものであるため、速度起電力を正
常に取り込める限り高精度の位置検出が可能である。そ
こで、位置情報選択手段が選択切り換えを行う位置切換
速度は、上記のように速度起電力位置検出手段により車
両の位置が検出可能であって且つ浮上速度より低い速度
域（換言すれば、上記各位置検出手段がいずれも車両の
位置を検出可能な速度域）において任意に設定できるも
のの、より好ましくは、例えば請求項２に記載したよう
に、速度起電力位置検出手段により車両の位置が検出可
能であって且つ浮上速度より低い速度域における、最低
速度にするとよい。このようにすれば、車輪回転数位置
検出手段によって検出する速度域を必要最低限に抑え、
速度起電力位置検出手段にて検出可能な速度域に入った
らすぐに速度起電力位置検出手段が選択されるため、よ
り精度の高い位置の検出が可能となる。

【００３３】また、位置情報選択手段は、車両位置とし
て選択する位置を各検出手段相互間で切り換える際に、
単に位置切換速度を境に切り換えるのではなく、例えば
請求項３に記載したように、切り換え先の位置検出手段
により検出された位置が正常であるか否かを判断し、正
常である場合に切り換えるようにするとよい。

【００３４】この正常であるか否かの判断は、例えば、
現在選択している位置とこれから選択しようとする位置
とを比較して、両者の差が所定の許容範囲以内にあれば
正常と判断するなど、これから選択しようとしている位
置が少なくとも推進コイルへの通電を適切に行える（延
いては車両走行を適切に制御できる）程度の精度で検出
されているか否かを判断できる限り、種々の方法を採り
うる。

【００３５】このように、選択しようとする位置が正常
である場合にのみ選択切り換えすることにより、位置切
換速度を境に無条件に選択切り換えする場合に比べ、位
置検知システムの信頼性を向上することができる。とこ
ろで、例えば従来技術で説明した超電導リニアでは、電
力変換器からき電線を介して推進コイルへの通電を行う
際に、地上に配置された複数の推進コイルを一定の長さ
（区間）毎に区切り、各区間毎にき電区分開閉器を通し
て通電するようにしているが、車両の異常時や、推進コ
イルへの通電を制御する地上側制御装置の異常時等に
は、推進コイルへの通電を停止すると共にき電区分開閉
器を全て投入することにより保安ブレーキを動作させ、
車両を停止させることがある。

【００３６】このような保安ブレーキが動作すると、速
度起電力位相が乱れてしまい、車両位置を検出すること
が不可能となる。その結果、保安ブレーキによって車両
が停止した後に異常が回復して再び走行しようとして
も、そのときの車両位置は不明のままであるため、車両
の適切な再出発制御が困難となる。

【００３７】そこで、請求項１〜３いずれかに記載の位
置検知システムは、例えば請求項４記載のように、上記
２つの位置検知手段以外に、車両の走行に伴って通過す
る浮上コイルの数をカウントし、該カウント値に基づい
て軌道上における車両の位置を検出するコイルカウント
位置検出手段を備えたものであって、位置情報選択手段
が、速度起電力位置検出手段により検出された位置の選
択中に該位置が正常であるか否かを判断し、異常のとき
はコイルカウント位置検出手段により検出された位置を
選択するものであるとよい。

【００３８】つまり、本発明（請求項４）では、速度起
電力位置検出手段の異常等によって正常な位置の検出が
できなくなると、コイルカウント位置検出手段により検
出された位置に選択切り換えするのである。このように
すれば、たとえその検出される位置が、従来技術の方式
について説明したような離散的な値或いは伝送遅れを
伴う値であって推進コイルの通電制御（延いては車両の
走行制御）に使用できなくても、少なくとも浮上コイル
のカウント数だけは確実に検出できる。

【００３９】これにより、上記のように、浮上走行中に
速度起電力位置検出手段に異常が生じて保安ブレーキの
動作等で車両が停止しようとしても、少なくとも異常発
生時から車輪走行になるまでの間はコイルカウント位置
検出手段によって車両の位置を検出でき、車輪走行にな
れば車輪回転数位置検出手段によって検出できるため、
車両の停止位置を検出することができる。そして、保安
ブレーキによる車両停止後に速度起電力位置検出手段が
正常状態に回復して再び車両が走行を開始しようとする
とき、走行開始時の車両位置がわかっているため、確実
に車両を出発させることができるのである。

【００４０】従って、請求項４記載の位置検知システム
によれば、速度起電力位置検出手段による位置検出がで
きなくなっても、そのバックアップとしてコイルカウン
ト位置検出手段により引き続き位置の検出（更新）はな
されるため、より信頼性の高い位置検知システムを実現
できる。

【００４１】尚、浮上コイルのカウントは、例えば従来
技術で説明したのコイルカウント方式により可能であ
るが、これ以外にも、例えば隣接配置された浮上コイル
相互間の間隙を光センサ等の何らかの方法で車上側で検
出することによってもカウントすることができる。後者
の方法だと、車両速度に関係なく全速度域でのカウント
が可能であるためより好ましい。

【００４２】ところで、車輪回転数位置検出手段により
検出される車両の位置には、既述の通り、車輪径の変化
や滑走等に起因する誤差が含まれている可能性があるた
め、その状態のまま位置の検出を継続すると、誤差も累
積されて許容限度をこえてしまうおそれがある。一方、
コイルカウント位置検出手段の場合、伝送遅れの問題を
除けば、離散的ではあるものの非常に高精度の位置情報
を得ることができる。しかも、コイル数をカウントする
方法として上記例のような光センサ等を用いて浮上コイ
ル相互間の間隙を検出する方法を採用すれば、車両速度
に関係なく全速度域で位置の検出が可能である。

【００４３】そこで、例えば請求項５に記載したよう
に、請求項１〜４いずれかに記載の位置検知システム
を、車両の走行に伴って通過する浮上コイルの数をカウ
ントし、該カウント値に基づいて、軌道上における車両
の位置を検出するコイルカウント位置検出手段を備えた
ものであって、さらに、位置情報選択手段によって車輪
回転数位置検出手段により検出された位置が選択されて
いる間、該選択されている位置を、コイルカウント位置
検出手段により検出された位置に基づいて定期的に再設
定する車輪回転数位置再設定手段を備えたものとして構
成するとよい。

【００４４】上記構成の位置検知システムでは、車輪回
転数位置検出手段による位置が選択されている間、車輪
径の変化等に起因する誤差が累積しても、その誤差を含
んだ位置は、コイルカウント位置検出手段による位置
（高精度な位置）に基づいて定期的（例えば浮上コイル
のカウント数が更新される毎、或いは予め設定した複数
の浮上コイルを通過する毎など）に再設定される。言い
換えれば、累積された誤差が定期的に消去されることに
なる。

【００４５】そのため、請求項５記載の位置検知システ
ムによれば、コイルカウント位置検出手段により検出さ
れた位置に基づいて、車輪回転数位置検出手段による位
置が定期的に再設定され、再設定される毎にその位置を
起点として引き続き位置の検出を行うことができるた
め、車輪径の変化等による誤差の影響が累積して制御不
能となってしまうおそれがなく、精度の高い位置検知シ
ステムを実現できる。

【００４６】そしてこの場合、例えば請求項６に記載し
たように、車輪回転数位置再設定手段は、コイルカウン
ト位置検出手段により検出された位置が正常であるか否
かを判断し、正常であるときのみ再設定を実行するよう
にするとよい。つまり、車輪回転数位置検出手段による
位置の選択中に、その位置を無条件にコイルカウント位
置検出手段による位置で再設定するのではなく、コイル
カウント位置検出手段による位置が正常である場合にの
み再設定を行うのである。このようにすれば、高精度か
つ信頼性の高い位置検知システムの提供が可能となる。

【００４７】次に、請求項７記載の発明は、請求項１〜
６いずれかに記載の位置検知システムであって、車両が
通過したことを検知するための車両通過検知手段が軌道
上に備えられると共に、該車両通過検知手段にて車両の
通過が検知されたとき、位置情報再設定手段が、前記各
位置検出手段のうち少なくとも位置情報選択手段にて選
択されている位置を、その車両通過検知手段が備えられ
ている位置に基づいて再設定するように構成されたもの
である。

【００４８】車輪回転数位置検出手段による位置には車
輪径の変化等によって誤差が生じている可能性があるこ
とは既に述べたが、他の速度起電力位置検出手段又はコ
イルカウント位置検出手段についても、例えばコイルカ
ウント位置検出手段がカウント忘れ或いは重複カウント
してしまうなど、何らかの要因で、検出した位置に誤差
が生じている可能性もある。

【００４９】そのため、位置検出手段の種類に関わら
ず、車両通過検出手段にて車両の通過が検知されたとき
は、少なくとも現在選択されている位置を、その車両通
過検出手段が設置されている場所の位置情報に基づいて
再設定するのである。車両通過検出手段は軌道上に固定
され、その位置は正確にわかっているものであるため、
現在選択中の位置に誤差が生じていても、その正確な位
置に基づく再設定により、誤差のない正確な位置に戻す
ことができる。

【００５０】尚、選択されていない他の位置検出手段に
よる位置についても、仮にその位置が誤差を含んだ状態
になっていると、その位置に選択切り換えされたとき、
切り換え後は誤差を含んだままの位置に基づいて各種制
御がなされてしまうことになる。そのため、位置情報再
設定手段による再設定は、好ましくは、現在選択中の位
置に限らず当該位置検知システムが備える全ての位置検
出手段がそれぞれ検出する位置について実行するとよ
い。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の位置
検知システム全体の概略構成を示す説明図である。本実
施形態の位置検知システムは、地上一次方式の磁気浮上
式鉄道における車両位置を検出するためのものであり、
図１に示す如く、主として、地上側に設置された位置検
知装置１０，駆動制御部２０，電力変換器３０，地上コ
イル装置４０，列車無線地上局５０，及び地上子５５
と、車両６０に備えられた車輪回転パルスカウント装置
６１，コイルカウント装置６２，列車無線車上局６３，
及び車上子６４とからなるものである。

【００５２】駆動制御部２０は、図示しない運行管理シ
ステムから与えられたランカーブ（車両６０を予め決め
られたダイヤ通りに走行させるための速度曲線）を基に
電力変換器３０が出力すべき電流値を計算し、電流指令
として電力変換器３０へ出力すると共に、位置検知装置
１０により得られた位置検知位相θｏを基に出力電流の
位相基準θを演算して電力変換器３０へ出力する。

【００５３】より具体的には、ランカーブに基づいて連
続データ（速度指令）を生成し、その速度指令と実際の
車両速度とを比較して、電力変換器３０への電流指令を
演算する。また、位置検知装置１０からの位置検知位相
θｏは、それ自体をそのまま位相基準θとして電力変換
器３０へ出力してもいいが、本実施形態では、二次のＰ
Ｉ制御系を通すことにより、加減速時に生じる定常偏差
を低減させた値を位相基準θとして出力するようにして
いる。

【００５４】尚、位置検知位相θｏ及び位相基準θはい
ずれも、軌道上における車両６０の位置（より詳しく
は、地上コイル装置４０を構成する推進コイル４１（図
２参照）に対する、車両６０に搭載された超電導磁石６
６の相対的位置）を電気角で表したものであり、１つの
推進コイル４１の長さ（本実施形態では２．７ｍ）が電
気角の１周期となっている。また、駆動制御部２０で
は、位置検知位相θｏから車両速度ｖも演算され、当該
駆動制御部２０内で使用されると共に、電力変換器３０
や図示しない他の各種制御装置等にも出力されている。

【００５５】電力変換器３０は、図示しないＰＷＭイン
バータを内部に備え、外部から取り込んだ商用電源を車
両６０の走行制御に必要な電力に変換して地上コイル装
置４０へ出力するためのものであり、駆動制御部２０か
らの電流指令及び位相基準θに基づき、推進コイル４１
への通電電流が車両位置に応じた適切な値となるように
出力電圧を演算して、地上コイル装置４０への給電を行
う。

【００５６】そして、速度起電力オブザーバ３１は、車
両６０の走行（超電導磁石６６の移動）に伴って推進コ
イル４１に誘起される速度起電力を推定し、その推定値
から速度起電力位相θｅを演算する。この速度起電力位
相θｅも、推進コイル４１に対する超電導磁石６６の相
対的位置を電気角で表したものである。

【００５７】この速度起電力オブザーバ３１は、地上コ
イル装置４０への出力電圧値、それによって推進コイル
４１に流れる電流値、駆動制御部２０からの位相基準θ
及び車両速度ｖ等に基づいて、現代制御理論におけるオ
ブザーバ理論を適用して速度起電力を推定し、その推定
値から速度起電力位相θｅを演算する。推定された速度
起電力は、地上コイル装置４０への出力電圧の外乱補償
にも使用される。

【００５８】速度起電力位相θｅは、推進コイル４１に
誘起される速度起電力に基づいて得られるものであるた
め、速度起電力が十分に得られない低速度域では速度起
電力位相θｅを推定するのは困難である。本実施形態の
速度起電力オブザーバ３１は、３０km/h以上の速度域で
あれば速度起電力位相θｅを確実に得ることができるよ
うに構成されている。この、速度起電力位相θｅを推定
可能な速度域における最低速度である３０km/hは、本発
明の位置切換速度に相当するものである。

【００５９】尚、速度起電力位相θｅをオブザーバ理論
により推定して車両制御に用いる技術については、従来
技術の項で述べた通り既に公知であり、本実施形態の速
度起電力オブザーバ３１も、既述の公知文献に記載され
たものと同様に構成できるため、その詳細な構成につい
ての説明は省略する。

【００６０】地上コイル装置４０は、図２に示す通り、
既存の山梨リニア実験線と同様、地上側の軌道に沿って
推進コイル４１及び浮上・案内コイル４２がそれぞれ所
定の間隔をもって隣接配置された構成となっている。
尚、図２では軌道において車両６０の左側（進行方向に
向かって）にのみ配置されている様子を示しているが、
図示は省略したものの、車両６０の右側にも同様に配置
され、両方併せて地上コイル装置４０を構成している。

【００６１】そして、電力変換器３０からの電力供給
は、推進コイル４１に対して行われ、より詳細には、隣
接する３つの推進コイル４１を一組として三相コイルが
構成されており、この三相コイルに三相電流を供給する
ことにより移動磁界を発生させる。

【００６２】軌道に沿って連続配置された推進コイル４
１には、全線に渡って常時電力を供給するのではなく、
一定長のセクション（コイルセクション）に区切って、
車両が在線するコイルセクションの推進コイル４１にの
み、き電区分開閉器（図示略）を通して電力供給し、車
両の移動に伴って、電力供給するコイルセクションを次
々に切り替えていくように制御される。また、本実施形
態の浮上・案内コイル４２は、全体が樹脂製のカバーで
覆われており、僅かな間隙を隔てて相互に隣接配置され
ている。

【００６３】車両６０は、その側面に界磁としての超電
導磁石６６を備えたものであり、この超電導磁石６６と
地上側の推進コイル４１とにより、リニア同期モータ
（ＬＳＭ）が構成される。また、超電導磁石６６が浮上
・案内コイル４２を通過することにより、その浮上・案
内コイル４２には起電力が生じて磁界が発生する。その
磁界と車両側の超電導磁石６６との磁気相互作用によ
り、車両６０には浮上力が発生する。

【００６４】但し、従来技術でも述べた通り、車両が浮
上走行できるのは高速走行時（本実施形態では１００km
/h以上）であり、１００km/h（本発明の浮上速度に相
当）より低い速度域では充分な浮上力が得られず浮上走
行できない。そのため、ゴムタイヤを備えた車輪６７が
備えられており、浮上走行できない低速走行時はこの車
輪６７により車輪走行する。つまり、本実施形態では、
地上側の電力変換器３０から推進コイル４１への通電に
より生じる移動磁界と超電導磁石６６との磁気相互作用
によって車両６０が推進し、超電導磁石６６と浮上・案
内コイル４２との磁気相互作用によって車両６０が浮上
するといった、従来の超電導リニアと同様の原理で車両
６０が推進・浮上する、いわゆる地上一次方式の磁気浮
上式鉄道が構成されている。

【００６５】尚、車輪６７自体には回転駆動力はなく、
車輪６７による自力走行はできない。つまり、車両６０
の推進力はあくまでも推進コイル４１と超電導磁石６６
との磁気相互作用により得られるものであって、車輪６
７は単に車両６０が浮上走行に移行するまでの走行を支
える役目に過ぎない。そのため、浮上走行に移行した
ら、車輪６７は台車（図示略）内に格納される。また、
浮上・案内コイル４２によって、車両６０の左右側面が
地上側の構造物に接触しないようにするための案内も行
われるが、本発明とは直接関係ないためここではその説
明を省略する。

【００６６】車両６０に備えられた車輪回転パルスカウ
ント装置６１は、車輪６７の回転数に比例したパルス信
号を発生させ、そのパルス数をカウントした車輪回転パ
ルスカウント値Ｋｗを外部（列車無線車上局６３）へ出
力するよう構成されたものであり、これは、回転電動機
や車輪等の回転体の回転数を検出する方法として従来よ
り周知となっている光学式エンコーダと同様の構成であ
るため、ここではその詳細な構成についての説明は省略
する。

【００６７】コイルカウント装置６２は、車両６０の走
行に伴って通過する地上側の浮上・案内コイル４２の数
をカウントするものであり、図３に示す如く、レーザ変
位計６２ａと、カウンタ部６２ｄと、伝送部６２ｅとで
構成されている。レーザ変位計６２ａは、浮上・案内コ
イル４２に向けてレーザ光を発光する発光部６２ｂと、
発光部６２ｂからのレーザ光が浮上・案内コイル４２等
で反射した反射光を受光する受光部６２ｃとを備えてお
り、受光部６２ｃにて受光される光のレベルを電圧値に
変換して、カウンタ部６２ｄへ出力する。

【００６８】浮上・案内コイル４２は、図２で説明した
ように所定間隔で連続配置され、各浮上・案内コイル４
２は全体が樹脂製カバーで覆われており、隣接する浮上
・案内コイル４２相互間には僅かな間隙が存在してい
る。そのため、発光部６２ｂからのレーザ光が浮上・案
内コイル４２に直接当たっているときの反射光の受光レ
ベルと、レーザ光が浮上・案内コイル４２相互間の間隙
を通過しているときの反射光の受光レベルは異なり、後
者の方が前者よりも受光レベルが小さくなる。

【００６９】即ち、レーザ光が浮上・案内コイル４２の
表面で反射している間は高レベルの電圧値が、レーザ光
が間隙部に入ったときは低レベルの電圧値が、カウンタ
部６２ｄに出力される。カウンタ部６２ｄでは、この電
圧値の変化をみて、電圧レベルが低下する（間隙を通過
する）毎にカウントアップし、そのカウント値（コイル
カウント値）を伝送部６２ｅへ出力する。つまり、車両
走行に伴ってコイルカウント装置６２が間隙を通過する
（詳細にはコイルカウント装置６２からのレーザ光が間
隙に入る）毎にカウントアップされていくのであり、結
果として浮上・案内コイル４２の数をカウントすること
になる。カウンタ部６２ｄからのコイルカウント値Ｋｃ
は、インターフェイスとして機能する伝送部６２ｅを介
して列車無線車上局６３へ出力される。

【００７０】車輪回転パルスカウント装置６１からの車
輪回転パルスカウント値Ｋｗと、コイルカウント装置６
２からのコイルカウント値Ｋｃはいずれも、列車無線車
上局６３に入力され、無線送信（本実施形態ではミリ波
無線）するための変調等の処理がなされて地上側の列車
無線地上局５０へ送信される。そして、列車無線地上局
５０では、受信した電波を車輪回転パルスカウント値ｋ
ｗ及びコイルカウント値Ｋｃのデータに復調して、位置
検知装置１０へ出力する。列車無線車上局６３及び列車
無線地上局５０はいずれも、変・復調装置やアンテナ等
を備えた周知の無線送受信機として構成されたものであ
る。

【００７１】尚、ミリ波による無線に限らず、例えば新
幹線において既に実用化されているＬＣＸ（漏洩同軸ケ
ーブル）による無線伝送など、種々の無線方式を採用で
きるが、伝送の高速化且つ大容量化のためにはＬＣＸに
よるものよりミリ波による伝送方式が好ましい。

【００７２】また、車両６０には車上子６４が備えら
れ、地上側の所定の場所には地上子５５が設置されてい
る。車上子６４からは、車両６０の走行中は常時電波が
出力されており、車両６０の走行により車上子６４が地
上子５５の上を通過すると、地上子５５では車上子６４
からの電波が受信される。この受信電波は、地上子受信
信号Ｐとして位置検知装置１０へ出力される。これによ
り、地上子５５の位置は予めわかっているため、位置検
知装置１０では、車上子６４が地上子５５上を通過する
度に車両６０の位置が正確に検出されることになる。

【００７３】次に、位置検知装置１０は、車輪回転パル
スカウント値Ｋｗに基づく車両６０の実位置（軌道上の
絶対位置）及びパルスカウント位相θｗの演算、コイル
カウント値Ｋｃに基づく車両６０の実位置及びコイルカ
ウント位相θｃの演算、及び速度起電力位相θｅに基づ
く車両６０の実位置の演算を行い、これら３種類の実位
置及び位相θｅ，θｗ，θｃのうちいずれか１種類のみ
を選択して外部へ出力する（位相についてはθｅ，θ
ｗ，θｃのいずれか１つが位置検知位相θｏとして出力
される）もので、ＣＰＵ１，インターフェイスとして機
能する入力部１５と出力部１６，及び図示しないメモリ
等を備えた周知のマイクロコンピュータとして構成され
たものである。

【００７４】尚、パルスカウント位相θｗ及びコイルカ
ウント位相θｃはいずれも、速度起電力位相θｅと同じ
く、推進コイル４１に対する超電導磁石６６の相対的位
置を電気角で表したものである。そして、上記各実位置
及び各位相θｅ，θｗ，θｃはいずれも、本発明の車両
位置に相当するものである。

【００７５】ＣＰＵ１は、予め設定されたプログラムを
実行することにより、位置情報制御部１１，車輪回転位
置速度検出部１２，コイルカウント位置速度検出部１
３，及び速度起電力位置速度検出部１４としての機能を
実現するものである。車輪回転位置速度検出部１２は、
インターフェイスとして機能する入力部１５を介して入
力された車輪回転パルスカウント値Ｋｗから車両６０の
進行距離を演算し、それを基に車両６０の位置（実位置
及びパルスカウント位相θｗ）を検出すると共に、車両
速度も検出する。そして、検出された車両位置及び車両
速度は、位置情報制御部１１へ入力される。車輪６７の
通常時（タイヤの内圧が所定の適正値のとき）における
車輪径は予めデフォルト径としてメモリに記録されてお
り、車輪６７が１回転する間にカウントされるパルスの
数もメモリに記録されているため、デフォルト径及び車
輪回転パルスカウント値Ｋｗとに基づいて車両位置及び
車両速度を演算・検出できる。

【００７６】しかし、ゴムタイヤからなる車輪６７の車
輪径は、タイヤ内圧の変化やタイヤ摩耗等の影響によっ
て、必ずしも常にデフォルト値にあるとは限らず、実際
の車輪径とデフォルト径とが異なっていると、車輪回転
位置速度検出部１２により検出される車両位置が実際の
車両位置とは異なったものになる（誤差がある）おそれ
がある。

【００７７】そこで、本実施形態の位置検知システムが
構成された地上一次方式の磁気浮上式鉄道では、車両６
０が車両基地を出発してから、地上一次方式による車両
制御が可能な軌道（推進コイル４１及び浮上・案内コイ
ル４２が設置され、推進コイル４１への通電による車両
走行が行われる軌道；以下「ガイドウェイ」ともいう）
上へ移動するまでの間に、地上子５５が２つ設置されて
おり、車上子６４がこの２つの地上子５５相互間を通過
する間の車輪回転数（車輪回転パルスカウント値Ｋｗの
変化分）とその地上子５５相互間の距離とに基づいて車
輪径を逆算し、その結果をデフォルト径に代わって使用
するようにしている。つまり、車両基地からの出発時に
そのときの正確な車輪径を算出し、算出された車輪径に
基づいて車輪回転位置速度検出部１２による車両位置・
速度の検出を行うようにしているのである。

【００７８】尚、車両基地からガイドウェイまでの車両
６０の移動は、例えば牽引車によって牽引するなどの方
法で行われる。また、地上子５５は、本実施形態では、
車両基地からガイドウェイに至るまでの間だけでなく、
軌道上の所定の位置（例えば駅の前後）にも設置されて
いる。

【００７９】コイルカウント位置速度検出部１３は、入
力部１５を介して入力されたコイルカウント値Ｋｃから
車両６０の進行距離を演算し、それを基に車両６０の位
置（実位置及びコイルカウント位相θｃ）を検出すると
共に、車両速度も検出する。そして、検出された車両位
置及び車両速度は、位置情報制御部１１へ入力される。
また、コイルカウント値Ｋｃ自体も、位置情報制御部１
１へ出力されており、後述する車輪回転パルス位置情報
リセット処理（図８参照）で使用される。

【００８０】速度起電力位置速度検出部１４は、入力部
１５を介して入力された速度起電力位相θｅに基づいて
車両位置及び車両速度を検出するものであるが、速度起
電力位相θｅはそれ自体がすでに位置検知位相θｏとし
て外部に出力できるものであるため、ここではその速度
起電力位相θｅに基づいて実位置及び車両速度を演算
し、速度起電力位相θｅと共に位置情報制御部１１へ出
力する。

【００８１】そして、本実施形態では、既述の通り、高
精度の速度起電力位相θｅを確実に得ることができるの
は３０km/h以上の速度域であるが、３０km/h未満であっ
ても、精度は落ちるものの全く速度起電力位相θｅが得
られないわけではなく、車両位置・速度の検出は実行さ
れる。しかし、そのように精度の低下した速度起電力位
相θｅから得られる車両位置を用いてＬＳＭの同期制御
を行うのは、システムの信頼性に欠けるため、本実施形
態では、３０km/h以上を、速度起電力方式による車両位
置検出が可能な速度域としている。そして、この速度起
電力方式による位置検出が可能な全速度域で、速度起電
力方式を選択するようにしている。

【００８２】上記のように、本実施形態では、車両位置
・速度を検出する手段として、車輪回転位置速度検出部
１２が車輪回転パルスカウント値Ｋｗに基づいて検出す
る方式（以下「車輪回転パルス方式」ともいう）と、コ
イルカウント位置速度検出部１３がコイルカウント値Ｋ
ｃに基づいて検出する方式（以下「コイルカウント方
式」ともいう）と、速度起電力オブザーバ３１が速度起
電力位相θｅを検出し、それに基づいて速度起電力位置
速度検出部１４が実位置及び車両速度を検出する方式
（以下「速度起電力方式」ともいう）と、の３つの方式
がある。

【００８３】そして、位置情報制御部１１は、後述する
ように、車両速度或いは電力変換器３０からの装置状態
信号等に基づいて、上記各位置速度検出部１２，１３，
１４にてそれぞれ検出された車両位置及び車両速度のう
ちいずれか１つの車両位置・速度のみを選択するととも
に、選択した車両位置を外部へ出力する。即ち、選択し
た位相を位置検知位相θｏとして出力部１６を介して外
部（駆動制御部２０等）へ出力すると共に、選択された
実位置も出力部１６を介して外部へ出力するのである。
尚、出力部１６はインターフェイスとして機能するもの
である。

【００８４】また、地上子受信信号Ｐが入力部１５を介
して入力されており、この信号Ｐをもとに、各位置速度
検出部１２，１３，１４において検出されている車両位
置のリセット（再設定又は初期設定）も行う。本実施形
態では、上記のように車両基地からガイドウェイまでの
間に２つの地上子５５が設置されている。そのため、車
両６０が出発してからガイドウェイに至るまでの間に、
車上子６４が地上子５５上を通過すると、地上子受信信
号Ｐが位置情報制御部１１へ入力される。そして、この
地上子受信信号Ｐによって得られる地上子位置情報（地
上子５５の設置位置）が、各位置速度検出部１２，１
３，１４に入力され、各位置速度検出部１２，１３，１
４により検出中の車両位置は、入力された地上子位置情
報によってそれぞれリセット（初期設定）されることに
なる。

【００８５】また、電力変換器３０から位置情報制御部
１１には、速度起電力オブザーバ３１を含む電力変換器
３０全体が正常に動作しているか否かを示す装置状態信
号が、入力部１５を介して入力されており、後述する速
度起電力方式の異常時処理において使用される。更に、
位置情報制御部１１は、各位置速度検出部１２，１３，
１４により検出されている車両位置・速度が正常か否か
を判断したり、現在選択されている車両位置・速度によ
って他の位置速度検出部による車両位置・速度をリセッ
ト（再設定）する処理等も行うが、これらについても後
述する。

【００８６】次に、ＣＰＵ１が位置情報制御部１１の機
能として実行する位置選択制御処理について、図４に基
づいて説明する。図４は、本実施形態の位置選択制御処
理を示すフローチャートであり、ＣＰＵ１にて所定の周
期（例えば５ｍsec.毎）で実行される。以下、車両６０
が牽引車により軌道上を牽引されながら図示しない車両
基地を出庫し、ガイドウェイへの進入後は推進コイル４
１への通電による地上一次制御が行われるものとする。
そして、車両６０の速度変化や車両状態に応じて、車両
６０の出発から停止に至るまでの過程を下記（１）〜
（７）の状況に分けて説明する。尚、ガイドウェイに進
入するまでは車両６０は２５km/h未満の速度で牽引され
るものとする （１）出庫して最初の地上子５５を通過する直前までの
処理 この処理が開始されると、まずステップ（以下「Ｓ」と
略す）Ｓ１１０にて、地上子５５上を車上子６４が通過
したか否かが判断される。上記の通り、車両基地からガ
イドウェイに至る軌道上には地上子５５が二つ設置され
ているが、出庫直後でまだ地上子５５上を通過しない間
は、否定判定されてＳ１５０の正常判断処理に移行す
る。Ｓ１５０は、車輪回転位置速度検出部１２からの車
両位置及び車両速度（以下これらを「車輪回転パルス位
置速度情報」ともいう）と、コイルカウント位置速度検
出部１３からの車両位置及び車両速度（以下これらを
「コイルカウント位置速度情報」ともいう）と、速度起
電力位置速度検出部１４からの車両位置及び車両速度
（以下これらを「速度起電力位置速度情報」ともいう）
の各々について、正常であるか否かの判断を行うもので
あり、その詳細を図５に示す。

【００８７】図５の正常判断処理では、まずＳ３１０に
て、現在選択されている位置速度情報が正常に検出され
ているか否かのチェックを行うが、ここではまだ出庫直
後で上記３つの位置速度情報のいずれも選択されていな
いため、そのままＳ３２０に進む。Ｓ３２０では、Ｓ３
１０のチェック結果に基づいて現在選択中の位置速度情
報が正常であるか否かの結果判定を行うが、上記の通り
まだ何も選択されていないため、否定判定されてＳ４９
０に進む。

【００８８】Ｓ４９０では、選択中情報に関するフラグ
を「なし」（現在選択されている位置速度情報はないこ
とを示す）にセットして、そのままこの正常判断処理を
終了し、図４の位置選択制御処理におけるＳ１６０に進
む。Ｓ１６０の位置速度情報選択処理は、上記３つの位
置速度情報のどれを選択するか、延いては各位置速度検
出部１２，１３，１４によりそれぞれ検出された各位相
θｗ，θｃ，θｅ、及び各実位置のうちどれを位置検知
位相θｏ及び実位置として外部へ出力するかを選択する
処理であり、その詳細を図６に示す。

【００８９】図６の位置速度情報選択処理では、まずＳ
６１０にて、速度起電力位置速度情報が現在選択されて
いるか否かを判断し、ここではまだ何も選択されていな
いため、否定判定されてＳ６２０に移行する。Ｓ６２０
では、コイルカウント位置速度情報が現在選択されてい
るか否かを判断するが、ここでもやはり否定判定され、
続くＳ６３０における、車輪回転パルス位置速度情報が
選択されているか否かの判断においても同様に否定判定
されて、そのままこの位置速度情報選択処理を終了し、
図４のＳ１７０に進む。

【００９０】Ｓ１７０の速度起電力方式の異常時処理
は、速度起電力位置速度情報を選択中、その情報が異常
となったときにコイルカウント位置速度情報に選択切り
換えする処理であり、その詳細を図７に示す。図７の速
度起電力方式の異常時処理では、まずＳ７１０にて、前
回まで（前回のＳ７１０の処理実行時）速度起電力位置
速度情報が選択されていてしかも今回（現在）は何も選
択されていないか否かを判断するが、ここでもやはり、
出発してからまだ何も選択されていない状態が続いてい
るため、否定判定されてＳ７５０に進む。

【００９１】Ｓ７５０では、速度起電力オブザーバ３１
を含む電力変換器３０の装置状態が異常か否かを、電力
変換器３０からの装置状態信号に基づいて判断する。以
下の説明では、特に断りのない限り電力変換器３０は正
常に動作しているものとして説明する。そのため、Ｓ７
５０で否定判定された後、そのままこのＳ１７０の処理
を終了し、図４におけるＳ１８０の処理に進む。

【００９２】Ｓ１８０では、現在選択されている位置速
度情報があるか否かの判断がなされるが、ここではまだ
何も選択されていないため、Ｓ２３０の車輪回転パルス
位置情報リセット処理に移行する。この処理は、車輪回
転パルス位置速度情報が選択されているときに、その車
両位置をコイルカウント方式の車両位置に基づいて定期
的にリセット（再設定）する処理であり、その詳細を図
８に示す。

【００９３】図８の車輪回転パルス位置情報リセット処
理では、まずＳ８１０にて、車両速度が２５km/h以下で
あるか否かが判断される。この判断処理は、車輪回転パ
ルス位置速度情報が選択されているときに、その選択さ
れている車両速度に基づいて判断される。そしてここで
は、実際には出発直後でまだ２５km/h以下であったとし
ても、位置情報制御部１１ではまだ何も選択されていな
い状態であるため、否定判定されてそのままこのＳ２３
０の処理を終了する。これにより、図４の位置選択制御
処理も一旦終了することになる。以後、車両６０の車上
子６４が地上子５５上を通過するまでは、どの位置速度
情報も選択されることなく上記処理が繰り返される。 （２）地上子５５を通過したときの処理 車両６０が牽引されながらガイドウェイに向けて走行し
ているとき、車上子６４が地上子５５上を通過すると、
地上子５５では車上子６４からの電波が受信され、地上
子受信信号Ｐが位置情報制御部１１へ入力される。この
ように地上子受信信号Ｐが位置情報制御部１１で検出さ
れると、図４のＳ１１０で肯定判定され、Ｓ１２０に進
む。

【００９４】Ｓ１２０では、各方式における車両位置
を、通過した地上子５５が設置されている位置（地上子
位置情報）に基づいて各々リセット（初期設定）する。
即ち、地上子５５の設置位置は予め正確にわかっている
ため、地上子５５の通過時に各方式により検出中の車両
位置をその地上子５５の設置位置に設定するのである。
そして、各方式につき、位置情報（車両位置）がリセッ
トされたことを示す「位置リセット」フラグもセットさ
れる。

【００９５】これにより、車輪回転パルス位置速度情報
については、以降、その地上子５５の位置を起点として
車輪回転パルスカウント値Ｋｗに基づいて検出が行われ
ていくことになる。但し、速度起電力位置速度情報及び
コイルカウント位置速度情報については、地上子５５を
通過した瞬間に初期設定はされるものの、以後、少なく
ともガイドウェイに進入するまでは正常な検出はなされ
ない。

【００９６】Ｓ１３０では、Ｓ１８０と同様、現在選択
されている位置速度情報があるか否かを判断し、ここで
はまだ何も選択されていないため、Ｓ１４０に移行す
る。そしてＳ１４０で、車輪回転パルス位置速度情報を
「正常状態」にセットすると共に、その位置速度情報を
選択する旨のフラグをセットする。これにより、車輪回
転パルス方式による位置情報が、外部の駆動制御部２０
等へ出力されることになる。つまり、出庫後はじめて車
両位置・速度が選択されたわけである。

【００９７】続くＳ１５０の正常判断処理（詳細は図５
参照）では、まず、Ｓ３１０にて現在選択されている車
輪回転パルス位置速度情報のチェックが行われる。この
チェックは、例えば、前回のチェック時（Ｓ３１０実行
時）における位置速度情報と比較して両者の差が所定の
範囲内にあるか否か、言い換えれば前回チェック時の位
置速度情報から予測される範囲内にあるか否かを判断す
ることにより行うことができる。そして、異常ならばＳ
３２０からＳ４９０に進んで選択中情報に関するフラグ
を「なし」にセットし、以降再び地上子５５を通過する
まで何も選択されない状態が続くが、正常ならばＳ３３
０に進む。

【００９８】Ｓ３３０では、車輪回転パルス方式以外の
他の方式Ａ（ここでは速度起電力方式とする）による位
置速度情報（速度起電力位置速度情報）が正常に検出さ
れているかチェックを行う。このチェックは、例えば現
在選択されている車輪回転パルス位置速度情報と比較す
ることにより行い、両者の差が所定の許容範囲内（例え
ば±０．５％以内）にあれば正常、許容範囲内になけれ
ば異常と判定することができる。

【００９９】そして、Ｓ３４０では、Ｓ３３０のチェッ
ク結果に基づき、車両速度についての判定が行われ、正
常ならばＳ３５０に進むが、ここではまだ車両６０がガ
イドウェイ内を走行しておらず、速度起電力が発生しな
い（つまり速度起電力位相θｅが正常に得られていな
い）ため、否定判定されてＳ３９０に進む。Ｓ３９０で
は、速度起電力位置速度情報を「異常状態」にセット
し、続くＳ４００で、Ｓ１２０（図４参照）によりセッ
トされた速度起電力方式の「位置リセット」フラグがク
リアされる。

【０１００】次に、Ｓ４１０では、車輪回転パルス方式
及び上記の他方式Ａ（速度起電力方式）以外の他の方式
Ｂ、つまりコイルカウント方式によるコイルカウント位
置速度情報が正常に検出されているかチェックを行う。
このチェックも、Ｓ３３０と同様、例えば現在選択され
ている車輪回転パルス位置速度情報と比較することによ
り行うことができる。そして、Ｓ４２０では、Ｓ４１０
のチェック結果に基づき車両速度についての判定がなさ
れ、正常ならばＳ４３０に進むが、ここではまだ車両６
０が、浮上・案内コイル４２が設置されたガイドウェイ
内を走行しておらず、浮上・案内コイル４２をカウント
することができないため、否定判定されてＳ４７０に進
む。Ｓ４７０では、コイルカウント位置速度情報を「異
常状態」にセットし、続くＳ４８０で、Ｓ１２０（図４
参照）によりセットされた、コイルカウント方式の「位
置リセット」フラグがクリアされる。これにより、Ｓ１
５０の正常判断処理は一旦終了し、続くＳ１６０の位置
速度情報選択処理に移行する。

【０１０１】今、車輪回転パルス位置速度情報が選択さ
れているため、Ｓ１６０（詳細は図６参照）の処理で
は、Ｓ６１０及びＳ６２０で否定判定された後、Ｓ６３
０で肯定判定され、Ｓ６６０に進む。Ｓ６６０では、現
在の車両速度が３０km/h以上であってしかも速度起電力
位置速度情報が「正常状態」であるか否かが判断される
が、ここではまだガイドウェイに進入しておらず車両速
度は３０km/hに満たないため、否定判定されてこのＳ１
６０の位置速度情報選択処理を終了し、Ｓ１７０に移行
する。

【０１０２】Ｓ１７０の速度起電力方式の異常時処理
（詳細は図７）では、上記（１）の場合と同様、前回の
処理実行時に速度起電力位置速度情報は選択されていな
いため、まずＳ７１０にて否定判定される。そして、Ｓ
７５０で否定判定されてそのままこのＳ１７０の処理を
終了し、続くＳ１８０に移行する。

【０１０３】ここで、現在すでに車輪回転パルス位置速
度情報が選択されているため、Ｓ１８０では肯定判定さ
れてＳ１９０に移行する。Ｓ１９０では、現在選択され
ていない他の方式Ａ（ここでは速度起電力方式とする）
により検出されている車両速度が「正常状態」であって
しかも車両位置がまだリセットされていない状態（つま
り「位置リセット」フラグがセットされていない）か否
かが判断されるが、上記のようにＳ１５０の正常判断処
理（図５参照）におけるＳ３９０の処理で速度起電力位
置速度情報は「異常状態」にセットされている。そのた
め、このＳ１９０では否定判定されてＳ２１０に移行す
る。

【０１０４】Ｓ２１０では、他方式Ｂ（ここではコイル
カウント方式）により検出されている車両速度が「正常
状態」であってしかもこの方式につき「位置リセット」
フラグがまだセットされていないか否かが判断される
が、Ｓ１５０の正常判断処理（図５参照）におけるＳ４
７０の処理でコイルカウント位置速度情報も「異常状
態」にセットされている。そのため、Ｓ２１０でも否定
判定されて、Ｓ２３０に移行する。

【０１０５】Ｓ２３０の車輪回転パルス位置情報リセッ
ト処理（詳細は図８）では、まずＳ８１０にて、現在選
択中の位置速度情報に基づいて車両速度が２５km/h以下
であるか否かが判断されるが、出庫直後の地上子５５通
過時は２５Km/h以下であるため肯定判定されてＳ８２０
に進む。Ｓ８２０では、コイルカウント位置速度検出部
１３から入力されているコイルカウント値Ｋｃが、前回
のこのＳ８２０実行時の値から更新され且つコイルカウ
ント方式による位置情報が「正常状態」であるか否かが
判断されるが、ここではまだガイドウェイに進入してお
らず浮上・案内コイル４２のカウントも行われていな
い。そのため、Ｓ８２０では否定判定されてそのままこ
の図８の処理を終了し、これにより図４の位置選択制御
処理も一旦終了する。

【０１０６】つまり、出庫後、車上子６４が地上子５５
を通過することにより、上記説明したような処理がなさ
れて車輪回転パルス位置速度情報が選択され、実位置と
共に、パルスカウント位相θｗも位置検知位相θｏとし
て外部へ出力される。但し、他の方式の位置速度情報に
ついては、Ｓ１２０で一旦は初期設定されたものの、ま
だガイドウェイに進入していないため正常に検出されて
いない「異常状態」にある。 （３）ガイドウェイに進入し、車両速度が２５km/h以下
であるときの処理 この場合の位置選択制御処理（図４）では、まずＳ１１
０で否定判定されてＳ１５０に進み、図５に示す正常判
断処理が実行される。この正常判断処理では、まずＳ３
１０，Ｓ３２０にて上記（２）と同様の処理がなされ、
ここでも現在選択中の車輪回転パルス位置速度情報は正
常であるものとしてＳ３３０へ進む。そして、Ｓ３３０
では、車輪回転パルス方式以外の他の方式Ａ（ここでは
速度起電力方式とする）の位置速度情報（速度起電力位
置速度情報）のチェックが行われるが、車両速度がまだ
３０km/hに満たないため、やはり上記（２）と同じくＳ
３４０で否定判定され、Ｓ３９０，Ｓ４００の各処理が
実行されてＳ４１０に進む。

【０１０７】そして、Ｓ４１０では、コイルカウント位
置速度情報について、上記（２）の場合と同様にチェッ
クが行われるコイルカウント方式による車両速度の検出
は、コイルカウント値Ｋｃの変化（カウントアップ）に
基づいて得られる車両の進行距離と、その間の所要時間
とから演算により求めることができ、ここではガイドウ
ェイを走行しているため正常に得られているものとみな
す。そのため、Ｓ４２０では肯定判定されて、Ｓ４３０
に進む。

【０１０８】Ｓ４３０では、コイルカウント方式につい
て「位置リセット」フラグがセットされているか否かが
判断されるが、ここでは、前回までに既に実行済みのＳ
４８０のクリア処理により、セットされていないため、
否定判定されてＳ４６０に進む。そして、Ｓ４６０にて
コイルカウント方式にて検出される車両速度を「正常状
態」にセットして、この正常判断処理を終了し、続くＳ
１６０の処理に移行する。つまり、現在選択中の車輪回
転パルス位置速度情報に加え、コイルカウント方式にて
検出されている車両速度も、「正常状態」にセットされ
たことになる。

【０１０９】このとき、車両６０がガイドウェイを走行
してはいるものの、現在選択されているのが車輪回転パ
ルス位置速度情報であって車両速度もまだ３０km/h以上
ではないため、Ｓ１６０の位置速度情報選択処理（図６
参照）では、上記（２）と同様、Ｓ６１０，Ｓ６２０で
否定判定された後Ｓ６３０で肯定判定され、続くＳ６６
０で否定判定されてそのままこの位置速度情報選択処理
を終了する。そして、続くＳ１７０の速度起電力方式の
異常時処理（図７参照）でも、上記（２）と同様、Ｓ７
１０で否定判定されると共にＳ７５０でも否定判定さ
れ、この処理を終了してＳ１８０へ進む。

【０１１０】Ｓ１８０では、車輪回転パルス位置速度情
報が選択されているため肯定判定される。そして、Ｓ１
９０では、現在選択されていない他の方式Ａ（ここでは
速度起電力方式とする）による車両速度はまだ「正常状
態」でないため、上記（２）と同様に否定判定されてＳ
２１０に進む。

【０１１１】そしてこのとき、他方式Ｂ（ここではコイ
ルカウント方式）については、図５の正常判断処理にお
けるＳ４６０の処理によって車両速度は「正常状態」に
セットされているが、車両位置については「位置リセッ
ト」フラグがクリアされた状態（未リセット状態）にあ
る。そのため、Ｓ２１０では肯定判定されてＳ２２０に
進み、コイルカウント方式による位置情報を現在選択中
の位置情報によってリセット（初期設定）すると共にそ
の初期設定後の車両位置を「正常状態」にセットする。
つまり、現在選択されている車両位置をコイルカウント
位置速度検出部１３へ与えて、コイルカウント方式によ
り検出される車両位置と現在選択中の位置とを同じ値に
設定するのである。この初期設定により、以降はコイル
カウント方式によっても、コイルカウント値Ｋｃに基づ
いて車両位置を正常に検出することができるようにな
る。尚、このリセットにより、コイルカウント方式につ
いての「位置リセット」フラグが再びセットされる。

【０１１２】続くＳ２３０（詳細は図８）では、まずＳ
８１０で肯定判断されてＳ８２０の処理に移行する。こ
のとき、上記のＳ２２０の処理によってコイルカウント
方式による位置情報は「正常状態」にセットされてい
る。そのため、コイルカウント値Ｋｃが前回から更新さ
れていなければそのままこの車輪回転パルス位置情報リ
セット処理を終了するが、更新されていればＳ８３０に
進む。Ｓ８３０では、車輪回転パルス方式による位置情
報が選択されているか否かの判断がなされ、ここでは肯
定判定されてＳ８４０に進む。

【０１１３】そしてＳ８４０で、車輪回転パルス方式に
よる位置情報が、コイルカウント方式による位置情報に
よってリセット（再設定）される。つまり、コイルカウ
ント方式においてコイルカウント値Ｋｃがカウントアッ
プされる毎に得られる高精度の車両位置を、そのカウン
トアップ時に車輪回転位置速度検出部１２へ入力するこ
とにより、車輪回転位置速度情報検出部１２では、現在
検出中の車両位置が、その入力された車両位置によって
更新設定されるのである。このようにするのは、既述の
通り車輪回転パルス方式による車両位置には車輪径の変
化や車輪滑走等による誤差が生じている可能性があっ
て、そのままこの車両位置の検出を継続すると誤差が累
積して許容範囲を超えてしまうおそれがあるからであ
る。

【０１１４】これに対し、コイルカウント値Ｋｃのカウ
ントアップ時には、浮上・案内コイル４２相互間の間隙
位置に対応した高精度の車両位置が得られるため、コイ
ルカウント値Ｋｃのカウントアップ毎に、車輪回転パル
ス方式による車両位置をコイルカウント方式による車両
位置に更新すれば、その度に車輪回転パルス方式の車両
位置に含まれる誤差も消去されることになり、結果とし
て車輪回転パルス方式による車両位置の検出をより高精
度で行うことができることになる。

【０１１５】これにより図４の位置選択制御処理が一旦
終了し、以降もこの位置選択制御処理は繰り返し実行さ
れるが、このとき既に、Ｓ２２０の処理が実行されたこ
とによってコイルカウント方式についての「位置リセッ
ト」フラグがセットされた状態にある。そのため、以
後、図５の正常判断処理におけるＳ４３０の判断処理で
は、肯定判定されてＳ４４０に進む。

【０１１６】そして、Ｓ４４０では、Ｓ４１０でのチェ
ック結果に基づいてコイルカウント方式による位置情報
の判定がなされ、異常ならばＳ４７０以降の処理に進む
が、正常であればＳ４５０に進んでコイルカウント位置
速度情報を「正常状態」にセットする。尚このとき、コ
イルカウント位置速度情報は、これまでに実行されたＳ
４６０及びＳ２２０（図４参照）の処理によって既に
「正常状態」にセットされているため、このＳ４５０の
処理は、コイルカウント位置速度情報が正常である間に
繰り返しなされる確認的処理である。

【０１１７】つまり、ガイドウェイに進入後、車両速度
が２５km/h以下の間は、上記のように、車輪回転パルス
位置速度情報が選択されるが、コイルカウント位置速度
情報もコイルカウント値Ｋｃのカウントアップ毎に正常
に検出される。そして、車輪回転パルス方式による車両
位置を、コイルカウント方式による車両位置によって定
期的（本実施形態ではコイルカウント値Ｋｃのカウント
アップ毎）に再設定することにより、車輪回転パルス方
式による車両位置の高精度化を実現している。 （４）ガイドウェイ上で車両速度が３０km/hに到達した
ときの処理 この場合、図４の位置選択制御処理において、まずＳ１
１０で否定判定されてＳ１５０に進む。Ｓ１５０の正常
判断処理（詳細は図５）では、現在選択されている車輪
回転パルス位置速度情報が正常である限り、Ｓ３１０及
びＳ３２０を経てＳ３３０に進む。そして、Ｓ３３０で
は、上記（３）と同様、他方式Ａ（ここでは速度起電力
方式とする）による位置速度情報が正常であるか否かが
判断されるが、本実施形態では車両速度が３０km/h以上
になると速度起電力方式による車両位置・速度の検出が
正常に行えるようになる。

【０１１８】そのため、車両速度が３０km/hに到達する
と、Ｓ３４０で肯定判定されてＳ３５０に進む。Ｓ３５
０では、既述のＳ４３０と同様、速度起電力方式につい
て「位置リセット」フラグがセットされているか否かが
判断されるが、ここでは、前回までに既に実行済みのＳ
４００の処理によりクリアされているため、否定判定さ
れてＳ３８０に進む。そして、速度起電力方式にて検出
される車両速度を「正常状態」にセットし、Ｓ４１０に
移行する。

【０１１９】Ｓ４１０以降は、コイルカウント位置速度
情報が正常に得られている限り、上記（３）と同様に処
理が実行され、最終的にＳ４５０の処理を実行してこの
正常判断処理を終了する。つまり、車両速度が３０km/h
に到達した時点でまず速度起電力方式による車両速度が
「正常状態」にセットされるのである。

【０１２０】続くＳ１６０の位置速度情報選択処理（詳
細は図６）では、上記（３）と同様、Ｓ６１０，Ｓ６２
０で否定判定された後、Ｓ６３０で肯定判定されてＳ６
６０に進む。このとき、車両速度は３０km/hに到達し、
速度起電力方式について車両速度は「正常状態」にセッ
トされているものの、車両位置はまだ「正常状態」にセ
ットされていない。そのためＳ６６０では否定判定され
てこの位置速度情報選択処理を終了する。続くＳ１７０
の速度起電力方式の異常時処理（詳細は図７）では、上
記（３）と同様、Ｓ７１０からＳ７５０を経てこの処理
を終了する。

【０１２１】そして、Ｓ１８０で肯定判定されてＳ１９
０に進むが、このとき、他方式Ａ（ここでは速度起電力
方式とする）による車両速度は「正常状態」にセットさ
れており、車両位置についてはまだ「位置リセット」フ
ラグがセットされていない未リセット状態にある。その
ため、Ｓ１９０で肯定判定されＳ２００に進む。Ｓ２０
０では、速度起電力方式による位置情報を現在選択中の
位置情報によってリセット（初期設定）すると共にその
初期設定後の車両位置を「正常状態」にセットする。つ
まり、現在選択されている車両位置を速度起電力位置速
度検出部１４へ与えて、速度起電力方式により検出され
る車両位置を現在選択中の車両位置と同じ値に設定する
のである。このリセットにより、速度起電力方式につい
ての「位置リセット」フラグが再びセットされる。つま
り、ここではじめて速度起電力方式による車両位置・速
度が「正常状態」にセットされたことになる。

【０１２２】続くＳ２１０の処理においては、他方式Ｂ
（ここではコイルカウント方式）については既に「位置
リセット」フラグがセットされているため、否定判定さ
れてＳ２３０に進む。そして、Ｓ２３０の車輪回転パル
ス位置情報リセット処理（詳細は図８）では、車両速度
が３０km/hであるため最初のＳ８１０にて否定判定さ
れ、そのままこの処理を終了する。

【０１２３】これにより図４の位置選択制御処理が一旦
終了し、引き続きこの位置選択制御処理が周期的に実行
されるが、このとき既に、Ｓ２００の処理が実行された
ことによって速度起電力方式についての「位置リセッ
ト」フラグがセットされた状態にある。そのため、次の
正常判断処理（図５参照）実行時におけるＳ３５０の判
断処理では、肯定判定されてＳ３６０に進む。

【０１２４】そして、Ｓ３６０では、Ｓ３３０でのチェ
ック結果に基づいて速度起電力方式による位置情報の判
定がなされ、異常ならばＳ３９０以降の処理に進むが、
正常であればＳ３７０に進んで速度起電力位置速度情報
を「正常状態」にセットする。尚このとき、速度起電力
位置速度情報は、これまでに実行されたＳ３８０及びＳ
２００（図４参照）の処理によって既に「正常状態」に
セットされているため、このＳ３７０の処理は、速度起
電力位置速度情報が正常である間に繰り返しなされる確
認的処理である。

【０１２５】このように速度起電力位置速度情報が「正
常状態」にセットされると、続くＳ１６０の位置速度情
報選択処理（詳細は図６）におけるＳ６６０の判断処理
では肯定判定されてＳ６８０に進む。そして、Ｓ６８０
で速度起電力位置速度情報が選択される。つまり、車両
速度が３０km/hに到達したとき、速度起電力位置速度情
報が正常状態であることを確認した上で、選択する位置
速度情報を車輪回転パルス位置速度情報から速度起電力
位置速度情報に切り換えるのである。これにより、以後
は速度起電力方式による車両位置（実位置及び速度起電
力位相θｅ）が外部の駆動制御部２０等へ出力されるこ
とになる。

【０１２６】また、このように速度起電力位置速度情報
への選択切り換えが行われると、以後再びＳ１６０の位
置速度情報選択処理が実行されるとき、最初のＳ６１０
の判断処理では肯定判定されてＳ６４０に進む。Ｓ６４
０では、車両速度が３０km/h未満であってしかも車輪回
転パルス位置速度情報が「正常状態」であるか否かが判
断されるが、ここでは車両速度が既に３０km/hに到達し
ているため否定判定されることになる。但し、車両速度
が再び３０km/h未満になって、しかもそのときの車輪回
転パルス位置速度情報が「正常状態」であれば、Ｓ６４
０では肯定判定されてＳ６７０に進み、車輪回転パルス
位置速度情報への選択切り換えが行われる。

【０１２７】更に、速度起電力位置速度情報が選択され
たことにより、以後の位置選択制御処理におけるＳ１９
０〜Ｓ２２０の処理、及びＳ１５０の正常判断処理（詳
細は図５）におけるＳ３４０以降の処理においては、車
輪回転パルス方式又はコイルカウント方式を、他方式Ａ
又は他方式Ｂとして扱えばいい。

【０１２８】このように速度起電力位置速度情報が選択
された後は、その情報が正常であってしかも車両速度が
３０km/h以上である限り、速度起電力位置速度情報が選
択された状態が続く。その一方で、車輪回転パルス位置
速度情報及びコイルカウント位置速度情報についても、
選択はされないものの引き続き車両位置・速度の検出が
継続される。

【０１２９】しかし、車両速度が１００km/h以上になっ
て浮上走行が始まると、車輪６７が回転しなくなり、車
輪回転パルス方式による車両位置・速度の検出は不可能
になる。この場合、Ｓ１５０の正常判断処理（詳細は図
５）において、車輪回転パルス方式を他方式Ａとする
と、Ｓ３４０で否定判定され、続くＳ３９０にて車輪回
転パルス位置速度情報が「異常状態」にセットされると
共に、Ｓ４００にて「位置リセットフラグ」がクリアさ
れる。そして、再び車輪走行に移行して車輪回転パルス
方式による検出が可能になるまでは、この状態が続く。 （５）浮上走行から再び車輪走行に移行したときの処理
（３０km/h以上） 浮上走行中の車両６０が、例えば駅に停車するために減
速して再び車輪走行になると、車輪６７の回転が再開さ
れて車輪回転パルス方式によって車両位置・速度を正常
に検出できるようになる。この場合に、Ｓ１５０の正常
判断処理（詳細は図５）において車輪回転パルス方式を
他方式Ａとすると、Ｓ３４０で肯定判定されてＳ３５０
に進むわけだが、浮上走行を開始したときにこの方式の
位置速度情報は「異常状態」にセットされている。つま
り、ここではまだこの方式についての「位置リセット」
フラグはセットされていないため、Ｓ３８０で速度情報
のみが「正常状態」にセットされる。

【０１３０】このため、図４におけるＳ１９０の処理
（車輪回転パルス方式を他方式Ａとする）で肯定判定さ
れることになり、続くＳ２００で、車輪回転パルス方式
による位置情報が、現在選択されている速度起電力位置
速度情報に基づいてリセット（初期設定）される。つま
り、現在選択されている車両位置を車輪回転位置速度検
出部１２へ与えて、車輪回転パルス方式により検出され
る車両位置を現在選択中の車両位置と同じ値に設定する
のである。

【０１３１】この初期設定により、以降、車輪回転パル
スカウント値Ｋｗに基づく車両位置の検出が可能とな
る。またＳ２００では、車輪回転パルス方式につき位置
情報が「正常状態」にセットされ且つ「位置リセット」
フラグがセットされる。つまり、車輪回転パルス位置速
度情報が再び「正常状態」にセットされたことになる。 （６）車両速度が３０km/h未満になったときの処理 上記（５）のように、車輪走行となって車輪回転パルス
位置速度情報が「正常状態」にセットされ、車輪回転パ
ルス方式による車両位置・速度の検出が再開された後、
車両速度が３０km/h未満になると、Ｓ１６０の位置速度
情報選択処理（詳細は図６）におけるＳ６４０の判断処
理で肯定判定され、Ｓ６７０で車輪回転パルス位置速度
情報への選択切り換えが行われる。

【０１３２】以後、車両６０が停止するまで、車輪回転
パルス位置速度情報に基づく地上一次制御が行われる。
尚、車両速度が２５km/h以下の範囲では、Ｓ２３０（詳
細は図８）の実行により、コイルカウント方式の位置情
報に基づく車輪回転パルス方式の位置情報のリセット
（更新）も行われる。 （７）速度起電力位置速度情報がその選択中に異常とな
ったときの処理 浮上走行中で速度起電力位置速度情報が選択されている
ときに、速度起電力オブザーバ３１を含む電力変換器３
０に何らかの異常が生じて、速度起電力位置速度情報を
正常に検出できなくなると、Ｓ１５０の正常判断処理
（詳細は図５）におけるＳ３２０の判断処理で否定判定
され、選択中情報に関するフラグが「なし」にセットさ
れる。これにより、いずれの位置速度情報も選択されて
いない状態になる。

【０１３３】こうなると、Ｓ１７０の速度起電力方式の
異常時処理（詳細は図７）では、最初のＳ７１０の処理
で肯定判定される。そして、Ｓ７２０では、前回までの
速度情報（つまり速度起電力位置情報が正常に検出でき
なくなる直前の速度情報）に基づき、車両速度が１００
km/h未満か否かを判断し、１００km/h未満であれば車輪
走行により車輪回転パルス位置情報が正常に検出されて
いるため、Ｓ７３０に進んで車輪回転パルス方式による
車両位置が選択される。

【０１３４】一方、１００km/h以上の場合、Ｓ７４０に
進んでコイルカウント方式による位置情報が選択され
る。即ち、１００km/h以上の浮上走行時に何らかの原因
で電力変換器３０に異常が生じて速度起電力位置速度情
報を正常に検出できなくなったときは、通常は推進コイ
ル４１への正常な通電も行われなくなる可能性が高いた
め、保安ブレーキ（電力変換器３０からの電力供給を停
止すると共にき電区分開閉器を全て投入）等を動作させ
て車両を非常停止させる。このとき、地上一次方式によ
る車両走行制御はできないものの、少なくとも車両位置
・速度については、コイルカウント方式により検出を継
続するのである。

【０１３５】このようにコイルカウント位置速度情報が
選択された後は、Ｓ１６０の位置速度情報選択処理（詳
細は図６）において、Ｓ６２０の判断処理で肯定判定さ
れ、Ｓ６５０の処理が実行される。Ｓ６５０では、現在
選択中のコイルカウント方式による車両速度が３０km/h
未満であってしかも車輪回転パルス位置速度情報が正常
であるか否かの判断が行われ、車両速度が３０km/h以上
のときは、たとえ車輪走行に移行していても否定判定さ
れて引き続きコイルカウント方式が選択されている状態
が続くが、車両速度が３０km/h未満になってそのときに
車輪回転パルス位置速度情報が「正常状態」であれば、
Ｓ６７０に進んで車輪回転パルス位置速度情報が選択さ
れることになる。

【０１３６】つまり、浮上走行時に速度起電力位置速度
情報が異常となったとき、コイルカウント方式による車
両位置の検出を行うことにより、車輪走行に移行したと
きに車輪回転パルス方式による位置情報をコイルカウン
ト方式による位置情報でリセット（初期設定）でき、以
後、車輪回転パルス方式による車両位置の検出が可能と
なり、非常停止してもそのときの車両位置を正常に検出
できるのである。そのため、その後電力変換器３０が正
常に回復して再出発するときに、その車両位置を元にス
ムーズな出発制御を行うことができる。つまり、浮上走
行時に速度起電力位置速度情報が正常に検出できなくな
った場合のバックアップ用としてコイルカウント方式を
用いるのである。

【０１３７】尚、３０km/h未満になるまでコイルカウン
ト方式の選択を継続するのは、コイルカウント方式が有
する既述の伝送遅れの影響を抑えるためである。即ち、
コイルカウント方式では、コイルカウント値Ｋｃを車両
６０側で検出してそれを地上側の位置検知装置１０へ無
線伝送するため、その際の伝送遅れの影響が、高速走行
時に無視できなくなる。そして、伝送遅れが大きい状態
で車輪回転パルス方式に選択切り換えすると、切り換え
前後の車両位置の差が大きくなってスムーズな切り換え
ができなくなる。そのため、この伝送遅れの影響を無視
できる程度の速度域に減速するまではコイルカウント方
式を選択し続けるようにしているのである。

【０１３８】また、図７の速度起電力方式の異常時処理
では、仮に速度起電力オブザーバ３１から速度起電力位
相θｅが正常に出力されていて速度起電力位置速度情報
が正常に検出されていて、Ｓ７１０で否定判定されて
も、電力変換器３０に何らかの異常が生じている旨の装
置状態信号が出力されていれば、Ｓ７５０からＳ７２０
に進み、車輪回転パルス方式或いはコイルカウント方式
への選択切り換えを行うようにしている。

【０１３９】上記（１）〜（７）で具体的に説明したよ
うに、本実施形態の位置検知システムでは、車輪回転パ
ルス方式、コイルカウント方式、及び速度起電力方式の
各々について、検出している位置速度情報が正常である
か否かの判定を行い、その判定結果と車両速度とに基づ
いて、いずれか１つの方式による位置速度情報を選択す
るようにしている。具体的には、車両速度が３０km/h未
満のときは車輪回転パルス位置速度情報を選択し、３０
km/h以上のときは速度起電力位置速度情報を選択する。

【０１４０】そして、２５km/h以下の速度域では、車輪
回転パルス位置速度情報をコイルカウント位置速度情報
に基づいてリセット（再設定）する。また、速度起電力
位置速度情報を選択中にその情報が異常になったとき、
車両速度が１００km/h未満であれば車輪回転パルス位置
速度情報に選択切り換えするが、１００km/h以上であれ
ばコイルカウント位置速度情報に選択切り換えする。

【０１４１】また、上記（１）〜（７）では具体的に説
明しなかったものの、既述の通り本実施形態では、地上
子５５が、車両基地からガイドウェイに至るまでの軌道
上に設けられているだけでなく、ガイドウェイにおいて
も、例えば駅の前後などに設置されている。そのため、
ガイドウェイへの進入後、これらの地上子５５を通過す
る度に、図４の位置選択制御処理におけるＳ１１０から
Ｓ１３０の処理が実行され、そのときに選択されている
位置速度情報を含む全ての位置速度情報が、その地上子
５５が設置されている場所の位置（地上子位置情報）に
よってリセット（再設定）される。

【０１４２】従って、本実施形態の位置検知システムに
よれば、速度起電力方式による位置速度情報の検出が困
難な３０km/h未満の速度域では車輪回転パルス方式を選
択し、３０km/h以上の速度域（特に１００km/h以上では
車輪回転パルス方式による検出は不可能）では速度起電
力方式を選択するため、従来のように交差誘導線等を軌
道全線に渡って敷設するといった大がかりな設備・施工
を行うことなく、簡易的な設備で全速度域に渡って車両
位置を正確に検出でき、位置検知システムの簡素化・低
コスト化が可能となる。

【０１４３】また、単に３０km/hを境にして選択切り換
えするのではなく、これから選択しようとする位置速度
情報が正常である場合にのみ選択するようにしており、
しかも、速度起電力方式による検出が可能な速度域に入
ったらすぐに速度起電力方式を選択することにより、車
輪径の変化や滑走等の影響による検出位置の誤差をでき
る限り抑えることができるため、高精度且つ信頼性の高
い位置検知システムが実現されている。

【０１４４】さらに、浮上走行中に速度起電力方式によ
る車両位置の検出ができなくなっても引き続き車両位置
の検出を行うために、コイルカウント方式をそのバック
アップとして用いることにより、位置検知システムの信
頼性をより高めている。また、コイルカウント方式によ
る車両位置を、車輪回転パルス方式による位置が選択さ
れているときにその位置をリセット（再設定）する際の
再設定値として用いており、車輪回転パルス方式による
車両位置は、コイルカウント方式による車両位置で再設
定される毎にその位置を起点として引き続き車両位置の
検出を行うことができるため、車輪径の変化等による誤
差の影響が累積して制御不能となってしまうおそれがな
く、精度の高い位置検知システムを実現できる。

【０１４５】そして、軌道上に設置された地上子５５を
通過する毎に、その地上子の設置位置に基づいて各方式
の位置情報が再設定されるため、検出中の各位置情報に
誤差が生じてしまっていたとしても、この再設定によっ
て、誤差のない正確な位置に戻すことができる。

【０１４６】ここで、本実施形態の構成要素と本発明の
構成要素の対応関係を明らかにする。本実施形態におい
て、車輪回転パルスカウント装置６１及び車輪回転位置
速度検出部１２により本発明の車輪回転数位置検出手段
が構成され、速度起電力オブザーバ３１及び速度起電力
位置速度検出部１４により本発明の速度起電力位置検出
手段が構成され、コイルカウント装置６２及びコイルカ
ウント位置速度検出部１３により本発明のコイルカウン
ト位置検出手段が構成され、地上子５５は本発明の車両
通過検知手段に相当し、位置情報制御部１１は本発明の
位置情報選択手段に相当する。位置情報制御部１１は、
本発明の車輪回転数位置再設定手段及び位置情報再設定
手段にも相当するものである。

【０１４７】また、図４の位置選択制御処理において、
Ｓ１１０〜Ｓ１２０の処理は本発明の位置情報再設定手
段が実行する処理に相当し、Ｓ１５０，Ｓ１６０，及び
Ｓ１７０の処理はいずれも本発明の位置情報選択手段が
実行する処理に相当し、Ｓ２３０の処理は本発明の車輪
回転数位置再設定手段が実行する処理に相当する。

【０１４８】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。例えば、上記実施形態では、速度起電力方式による
位置検出が可能な最低速度である３０km/hを境にして選
択切り換えを行うようにしたが、これに限らず、速度起
電力方式によってさらに低い速度まで検出可能であれば
その最低速度で選択切り換えすればいいし、また例え
ば、速度起電力方式で検出可能な最低速度に限らず、例
えば５０km/hで選択切り換えするなど、車輪回転パルス
方式と速度起電力方式との相互切り換えが問題なくでき
る範囲内で任意に設定可能である。但し、既述の通り、
車輪回転パルス方式では車輪径変化や車輪滑走等による
影響で誤差を生じやすいため、上記実施形態のように速
度起電力方式による検出可能な速度域ではその全速度域
で速度起電力方式を採用するのが望ましい。

【０１４９】また、図８の車輪回転パルス位置速度情報
リセット処理では、車両速度が２５km/h以下のときに車
輪回転パルス位置情報の更新を行うようにしたが、車輪
回転パルス方式が選択される全速度域（ここでは３０km
/h未満）で実行するようにしてもいい。

【０１５０】更に、上記実施形態では、コイルカウント
方式における浮上・案内コイル４２の数をカウントする
ために、図３に示すようなレーザ光を利用したコイルカ
ウント装置６２を用いるようにしたが、これに限らず、
浮上・案内コイル４２をカウントできる限りあらゆる方
法を採りうる。例えば、車両６０の走行に伴って浮上・
案内コイル４２に誘起される起電力によって発生する磁
界を、車両６０側で例えば検知コイル等を用いて検出
し、その検出結果（例えば電圧波形）に基づいてカウン
トするようにしてもいい。

【０１５１】但しこの方法は、その検出原理からわかる
ように、浮上・案内コイル４２に起電力が誘起されるこ
とが条件となるため、速度起電力方式の場合と同様、起
電力が十分に得られない（換言すれば起電力による磁界
が十分に発生しない）低速度域では検出することが困難
になる。そのため、上記実施形態のコイルカウント装置
６２のように、全速度域に渡ってカウントできるものが
より好ましい。

【０１５２】また、コイルカウント方式により得られる
位置情報は、カウントアップされる毎に得られる離散的
なデータであるが、その離散的な位置情報及び速度情報
を元に、演算により連続的なデータ（推測値）を生成す
るようにしてもよい。このようにすれば、その連続デー
タを車両の走行制御にも使用できるため、例えば速度起
電力位相θｅが正常に得られなくなったものの電力変換
器３０は正常に動作して推進コイルへの通電が引き続き
可能であるときに、コイルカウント方式よる位置情報を
使用することができ、バックアップとしてのコイルカウ
ント方式の有用性をより高めることができる。

【０１５３】更に、Ｓ１７０の速度起電力方式の異常時
処理（詳細は図７）では、１００km/h未満のときは車輪
回転パルス方式による位置情報を選択するようにしてい
るが、これに限らず、例えば５０km/h以上であればコイ
ルカウント方式を選択するなど、車輪回転パルス方式に
よる検出が可能な低速域で速度起電力方式に異常が生じ
たときであっても、コイルカウント方式を選択するよう
にしてもいい。

【０１５４】更にまた、コイルカウント方式による位置
情報が選択された後、車両速度が３０km/h未満になれば
車輪回転パルス方式に選択切り換えするようにした（図
６のＳ６５０参照）が、より低速まで（例えば１０km/h
になるまで）コイルカウント方式を選択し続けてもよ
く、その切換速度は特に限定されない。但し、完全に停
止するまでコイルカウント方式を選択し続けると、停止
したときの位置が正確にわからない（何コイル目を通過
したかはわかるが、それ以上の細かい位置情報はわから
ない）ため、停止する前の任意のタイミングで車輪回転
パルス方式に選択切り換えして、停止したときにはその
車輪回転パルス方式により確実に車両位置を検出できる
ようにする必要がある。

【０１５５】また、上記実施形態では、出庫時に２つの
地上子５５を通過することによってそのときの正確な車
輪径を求め、以降その車輪径に基づいて車輪回転位置速
度情報を検出するようにしたが、一旦浮上走行を開始し
たあと再び減速して車輪走行になり、車輪回転パルス位
置情報を選択しようとするとき、タイヤ摩耗や他の何ら
かの要因によって、出庫時に得た車輪径とは異なった車
輪径になっている可能性もある。この場合に、出庫時に
得た車輪径に基づいて車両位置の検出を行うと、当然な
がら検出される位置に誤差が生じてしまうことになる。

【０１５６】そこで、減速して車輪走行になったとき
に、速度起電力位置速度情報或いはコイルカウント位置
速度情報に基づいて、そのときの正確な車輪径を求める
ようにしてもよい。つまり、上記２つの情報はいずれも
高精度である（但し後者は離散的ではあるが）ため、あ
る期間内に走行した距離を上記いずれかの情報に基づい
て算出し、算出された距離と、その期間の車輪回転数
（車輪回転パルスカウント値Ｋｗの変化）とに基づい
て、車輪径を演算することができるのである。

【０１５７】このようにすれば、出庫時はもちろん、減
速時においても常に正確な車輪径を得た上で車輪回転パ
ルス方式による車両位置・速度の検出を行うことができ
るため、車輪回転パルス位置速度情報の精度をより高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の位置検知システム全体の概略構
成を示す説明図である。

【図２】 本実施形態の地上コイル装置の概略構成、及
び、地上コイル装置と車両との位置関係を説明する説明
図（平面図）である。

【図３】 本実施形態のコイルカウント装置内部の概略
構成を示す説明図である。

【図４】 本実施形態のＣＰＵが実行する位置選択制御
処理を示すフローチャートである。

【図５】 図４の位置選択制御処理における、Ｓ１５０
の正常判断処理の詳細を示すフローチャートである。

【図６】 図４の位置選択制御処理における、Ｓ１６０
の位置速度情報選択処理の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図７】 図４の位置選択制御処理における、Ｓ１７０
の速度起電力方式の異常時処理の詳細を示すフローチャ
ートである。

【図８】 図４の位置選択制御処理における、Ｓ２３０
の車輪回転パルス位置情報リセット処理の詳細を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０…位置検知装置、１１…位置情報制御部、１２…車
輪回転位置速度検出部、１３…コイルカウント位置速度
検出部、１４…速度起電力位置速度検出部、１５…入力
部、１６…出力部、２０…駆動制御部、３０…電力変換
器、３１…速度起電力オブザーバ、４０…地上コイル装
置、４１…推進コイル、４２…浮上・案内コイル、５０
…列車無線地上局、５５…地上子、６０…車両、６１…
車輪回転パルスカウント装置、６２…コイルカウント装
置、６２ａ…レーザ変位計、６２ｂ…発光部、６２ｃ…
受光部、６２ｄ…カウンタ部、６２ｅ…伝送部、６３…
列車無線車上局、６４…車上子、６６…超電導磁石、６
７…車輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H113 BB00 CC04 CD02 CD11 DA01 DA05 DB03 DB14 DC03 DC14 GG01 GG08 HH02 HH04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上側の軌道に沿って配置された推進コ
   イルへ車両位置に応じた電流を通電することにより、該
   推進コイルと車両側に搭載された界磁との磁気相互作用
   によって前記車両を推進させ、車両速度が所定の浮上速
   度より低いときは前記車両に備えられた車輪による車輪
   走行を行い、前記浮上速度以上では、前記軌道に沿って
   所定間隔で配置された浮上コイルと前記界磁との磁気相
   互作用によって前記車両を浮上させることにより浮上走
   行を行う地上一次方式の磁気浮上式鉄道において、 前記車両位置を検出するための位置検知システムであっ
   て、 前記車輪の回転数に基づいて、前記軌道上における前記
   車両の位置を検出する車輪回転数位置検出手段と、 前記車両の走行に伴って前記推進コイルに誘起される速
   度起電力に基づいて、前記軌道上における前記車両の位
   置を検出する速度起電力位置検出手段と、 車両速度が、前記速度起電力位置検出手段により前記車
   両の位置が検出可能であって且つ前記浮上速度より低い
   速度域における所定の位置切換速度未満のときは、前記
   車両位置として前記車輪回転数位置検出手段により検出
   された位置を選択し、車両速度が前記位置切換速度以上
   のときは、前記車両位置として前記速度起電力位置検出
   手段により検出された位置を選択する位置情報選択手段
   と、 を備えたことを特徴とする位置検知システム。
2. 【請求項２】 前記位置切換速度は、前記速度起電力位
   置検出手段により前記車両の位置が検出可能であって且
   つ前記浮上速度より低い速度域における、最低速度であ
   ることを特徴とする請求項１記載の位置検知システム。
3. 【請求項３】 前記位置情報選択手段は、前記車両位置
   として選択する位置を前記各検出手段相互間で切り換え
   る際に、切り換え先の位置が正常であるか否かを判断
   し、正常である場合に切り換えることを特徴とする請求
   項１又は２記載の位置検知システム。
4. 【請求項４】 前記車両の走行に伴って通過する前記浮
   上コイルの数をカウントし、該カウント値に基づいて、
   前記軌道上における前記車両の位置を検出するコイルカ
   ウント位置検出手段を備え、 前記位置情報選択手段は、前記速度起電力位置検出手段
   により検出された位置の選択中に、該位置が正常である
   か否かを判断し、異常のときは、前記コイルカウント位
   置検出手段により検出された位置を選択することを特徴
   とする請求項１〜３いずれかに記載の位置検知システ
   ム。
5. 【請求項５】 前記車両の走行に伴って通過する前記浮
   上コイルの数をカウントし、該カウント値に基づいて、
   前記軌道上における前記車両の位置を検出するコイルカ
   ウント位置検出手段を備え、 前記位置情報選択手段によって前記車輪回転数位置検出
   手段により検出された位置が選択されている間、該選択
   されている位置を、前記コイルカウント位置検出手段に
   より検出された位置に基づいて定期的に再設定する車輪
   回転数位置再設定手段を備えていることを特徴とする請
   求項１〜４いずれかに記載の位置検知システム。
6. 【請求項６】 前記車輪回転数位置再設定手段は、前記
   コイルカウント位置検出手段により検出された位置が正
   常であるか否かを判断し、正常であるときのみ、前記再
   設定を実行することを特徴とする請求項５記載の位置検
   知システム。
7. 【請求項７】 前記軌道上には、前記車両が通過したこ
   とを検知するための車両通過検知手段が備えられてお
   り、 更に、該車両通過検知手段にて前記車両の通過が検知さ
   れたとき、前記各位置検出手段のうち少なくとも前記位
   置情報選択手段にて選択されている位置を、前記軌道上
   における前記車両通過検知手段が備えられている位置に
   基づいて再設定する位置情報再設定手段を備えているこ
   とを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の位置検知
   システム。