JP2014091491A - 軌道走行車両 - Google Patents

Abstract

【課題】加速力および制動力を向上させることができる軌道走行車両を提供する。
【解決手段】走行操作装置により設定された目標速度と走行速度検出手段により検出され
た検出速度とを比較して加速走行状態、定速走行状態および減速走行状態のいずれである
かを判定し、加速走行状態のときには前側鉄輪１２ｆ，１２ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１
２ｒの４輪全てを駆動させる制御を行い、定速走行状態のときには前側鉄輪１２ｆ，１２
ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１２ｒのいずれか一方の２輪を駆動させる制御を行い、減速走
行状態のときには前側鉄輪１２ｆ，１２ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１２ｒの４輪全てを制
動させる制御を行うように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、軌道上を走行可能な軌道走行車両に関する。

軌道走行車両の一例として軌陸車がある。軌陸車は、タイヤ車輪（道路走行用車輪）を
有して道路走行可能なトラック車体をベースとして構成されており、軌道上を走行するた
めの軌道走行装置と、軌道に乗り入れる際にその作業を容易化する転車装置とを備えて構
成されている（例えば、特許文献１を参照）。軌道走行装置は、車体に対して下方に張り
出して用いられる軌道走行用の鉄輪（軌道走行用車輪）を有して構成される。鉄輪は、車
体に設けられた鉄輪支持部材に回転自在に支持され、この鉄輪支持部材を変位機構により
上下方向に変位させることにより、鉄輪を所定の格納位置および張出位置に位置させるこ
とができるように構成されている。

このような軌陸車では、軌道走行時において、エンジンを駆動させてパワーテイクオフ
機構によりエンジン動力を取り出し、このエンジン動力により油圧ポンプを駆動させる。
そして、油圧ポンプから吐出された作動油を利用して油圧モータを駆動させ、この油圧モ
ータにより鉄輪を駆動させて軌道上を走行するように構成された軌陸車が知られている。
また、このような軌陸車ではエンジンの駆動音が騒音となる場合があるため、車体に軌道
走行用バッテリを備え、軌道走行時において、エンジンの駆動を停止させ、軌道走行用バ
ッテリからの電力を利用して電動モータを駆動させ、この電動モータにより鉄輪を駆動さ
せて軌道上を走行するように構成された軌陸車も知られている。

特開２０１０‐１２６３０９号公報

ところで、軌道走行車両が軌道上を走行する際に、走行モータの出力トルクのうち走行
駆動力として利用できる最大駆動力は、鉄輪と軌道の間の摩擦力により決定される。その
ため、走行モータにおいて高トルクを出力させても、その全てを走行駆動力として利用す
ることができない場合があり、加速力（特に、発進時における加速力）を向上させること
ができないといった問題があった。また、制動力においても鉄輪と軌道の間の摩擦力によ
り決定されるため、制動される鉄輪に作用する垂直荷重が十分に大きくない場合には、鉄
輪と軌道の間ですべりが発生し、所望の減速をさせることが難しいという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、加速力および制動力を向上さ
せることができる軌道走行車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る軌道走行車両は、軌道上を走行可能な左右一対
の軌道走行用前輪（例えば、実施形態における前側鉄輪１２ｆ，１２ｆ）および軌道走行
用後輪（例えば、実施形態における後側鉄輪１２ｒ，１２ｒ）を有した車体と、前記軌道
走行用前輪を駆動する前輪側電動モータ（例えば、実施形態における前輪駆動モータ１３
，１３）および前記軌道走行用後輪を駆動する後輪側電動モータ（例えば、実施形態にお
ける後輪駆動モータ１４，１４）と、目標速度を設定する走行操作装置（例えば、実施形
態における軌道走行操作レバー４３）と、前記走行操作装置により設定された目標速度と
なるように前記前輪側および後輪側電動モータの回転速度を制御する走行制御装置（例え
ば、実施形態における走行制御部５２および走行状態判定部５２ａ）と、前記車体の走行
速度を検出する走行速度検出手段（例えば、実施形態における速度検出器５５）とを備え
て構成される。そして、前記走行制御装置は、前記走行操作装置により設定された目標速
度と前記走行速度検出手段により検出された検出速度とを比較して加速走行状態、定速走
行状態および減速走行状態のいずれであるかを判定し、前記加速走行状態のときには前記
軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪を駆動させる４輪駆動制御を行い、前記定速走
行状態のときには前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪のいずれか一方を駆動さ
せる２輪駆動制御を行い、前記減速走行状態のときには前記軌道走行用前輪および前記軌
道走行用後輪を制動させる４輪制動制御を行うように構成される。

なお、上記構成の軌道走行車両において、水平面に対する前記車体の傾斜角度を検出す
る傾斜角度検出手段（例えば、実施形態における傾斜角検出器５６）を備え、前記走行制
御装置は、前記傾斜角度検出手段により検出された前記車体の傾斜角度に基づいて走行し
ている軌道の勾配を求め、求められた勾配が所定の勾配を超える上り勾配のときには、前
記定速走行状態のときにおいても前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪を駆動さ
せる４輪駆動制御を行うように構成されることが好ましい。また、求められた勾配が所定
の勾配を超える下り勾配のときには、前記定速走行状態のときにおいて前記２輪駆動制御
を行うように構成されることが好ましい。

また、上記構成の軌道走行車両において、前記走行制御装置は、前記２輪駆動制御のと
きには前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪のうち大きな荷重がかかっている側
の車輪を駆動させるように構成されることが好ましい。

また、上記構成の軌道走行車両において、前記走行制御装置は、前記４輪駆動制御およ
び前記４輪制動制御のときには、前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪にかかる
荷重に応じて、前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪の駆動力配分および制動力
配分を制御するように構成されることが好ましい。

また、上記構成の軌道走行車両において、前記車体の前後に設けられた左右一対の道路
走行用車輪（例えば、実施形態におけるタイヤ車輪３）と、エンジン、車輪用電動モータ
（例えば、実施形態における道路走行用モータＭ）および前記車輪用電動モータに電力を
供給する道路走行用バッテリを有し、前記エンジンおよび前記車輪用電動モータの少なく
ともいずれかの動力により前記道路走行用車輪を駆動するハイブリッド駆動システム（例
えば、実施形態におけるパワーコントロールユニット８）と、前記前輪側および後輪側電
動モータに電力を供給する軌道走行用バッテリ（例えば、実施形態における架装バッテリ
７０）とを備え、前記前輪側および後輪側電動モータは、前記軌道走行用前輪および前記
軌道走行用後輪により回転駆動されて発電を行うとともに前記軌道走行用前輪および前記
軌道走行用後輪に制動をかける回生制動機能を有し、前記走行制御装置は、前記軌道走行
用バッテリからの電力が不足するときには、前記道路走行用バッテリからの電力も用いて
前記前輪側および後輪側電動モータを駆動させる制御を行い、前記軌道走行用バッテリの
充電状態が所定の充電量以上のときには、前記前輪側および後輪側電動モータにより発電
された電力を前記道路走行用バッテリに充電させる制御を行うように構成されることが好
ましい。

本発明に係る軌道走行車両によれば、車両が加速走行状態のときには、前輪側および後
輪側電動モータにより軌道走行用前輪および後輪の４輪全てが駆動されるので、従来の前
輪側もしくは後輪側を駆動させる２輪駆動の構成に比べて、軌道走行用車輪と軌道の間の
摩擦力により決定される最大駆動力が大きくなる。そのため、前輪側および後輪側電動モ
ータにより出力される大きな走行駆動力を軌道走行用前輪および後輪の４輪により確実に
軌道に伝達することができ、車両の加速力を向上させることができる。また、車両が減速
走行状態のときには、軌道走行用前輪および後輪の４輪全てが制動されるので、その制動
力を軌道走行用前輪および後輪の４輪により確実に軌道に伝達することができ、車両の制
動力を向上させることができる。

また、車両が定速走行状態のときには、前輪側および後輪側電動モータのいずれか一方
を駆動して軌道走行用前輪および後輪のいずれか一方を駆動させる２輪駆動制御が行われ
る。定速走行状態においては、必要な走行駆動力が小さく、さらにその走行駆動力が軌道
走行用前輪および後輪に配分されると、前輪側および後輪側電動モータにおいては効率が
悪い状態となる。したがって、定速走行状態のときに２輪駆動制御が行われることにより
、当該２輪を駆動する電動モータでは出力する走行駆動力が大きくなるためモータ効率が
良くなり、駆動されない軌道走行用車輪側の電動モータでは電力消費が抑えられるため、
エネルギー効率の良い走行を行うことができる。

また、走行している軌道の勾配が所定の勾配を超える上り勾配のときには、定速走行状
態のときにおいても、前輪側および後輪側電動モータにより軌道走行用前輪および後輪の
４輪全てが駆動されるように構成すれば、上り勾配がきつい場合であってもその上り勾配
を確実に登ることができ、車両の登坂能力を向上させることができる。

また、軌道走行用前輪および後輪のいずれか一方を駆動させる２輪駆動制御を行うとき
には、軌道走行用前輪および後輪のうち大きな荷重がかかっている側の軌道走行用車輪が
駆動されるように構成すれば、軌道走行用車輪と軌道との間ですべりが発生し難くなり、
当該軌道走行用車輪により走行駆動力を軌道に確実に伝達することができる。

また、軌道走行用前輪および後輪の４輪全てが駆動および制動されるときには、軌道走
行用前輪および後輪にかかる荷重に応じて軌道走行用前輪および後輪の駆動力配分および
制動力配分を制御するように構成すれば、例えば、大きな荷重がかかっている側の車輪の
駆動力配分および制動力配分を大きくする制御を行うことにより、軌道走行用車輪と軌道
との間ですべり（スリップ）が発生し難くなり、安定した軌道走行を確保することができ
る。

また、エンジン、電動モータおよび道路走行用バッテリを有し道路走行用車輪を駆動す
るハイブリッド駆動システムを備え、軌道走行用バッテリからの電力が不足するときには
、道路走行用バッテリからの電力も用いて軌道走行用の前輪側および後輪側電動モータを
駆動させるように構成すれば、例えば、上り勾配がきついときには大きな軌道走行駆動力
が必要になるため、軌道走行用バッテリからの電力だけでは不足する場合があるが、その
ような場合であっても、２つのバッテリにおいて電力を融通し合って必要な軌道走行駆動
力を前輪側および後輪側電動モータにおいて出力させることができる。また、軌道走行用
バッテリの充電状態が所定の充電量以上のとき（満充電状態に近いとき）には、前輪側お
よび後輪側電動モータにより発電された電力を道路走行用バッテリに充電させるように構
成すれば、軌道走行用バッテリが満充電状態に近いときには前輪側および後輪側電動モー
タにより発電される電力が軌道走行用バッテリに充電され難くなるため回生制動力が低下
する場合があるが、そのような場合であっても、発電電力を道路走行用バッテリに充電さ
せて回生制動力が低下することを防ぐことができる。また、減速エネルギーを無駄なく回
生することができる。

本発明に係る軌道走行車両の一例である軌陸作業車の側面図である。 上記軌陸作業車における駆動構成を示すブロック図である。 上記軌陸作業車における制御構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る軌道走行車両
の一例として軌陸作業車１を図１および図２に示している。軌陸作業車１は、車体２の前
部に運転キャブ４を有し、車体２の前後に配設された左右一対のタイヤ車輪３（道路走行
用車輪）により道路上を走行可能なトラック車両をベースに構成されている。車体２は、
シャシフレーム５とシャシフレーム５上に取り付けられたサブフレーム６とからなる車体
フレームを有して構成されている。

軌陸作業車１は、エンジンＥと、エンジンＥに直結された道路走行用モータＭ（電動モ
ータ）と、エンジンＥおよび道路走行用モータＭの駆動制御を行うパワーコントロールユ
ニット８とを備えるパラレルハイブリッド方式の車両である。パワーコントロールユニッ
ト８は、道路走行用コントローラ８ａ、道路走行用インバータ８ｂおよび道路走行用バッ
テリ８ｃを備えて構成され、車体２（シャシフレーム５）の左側におけるタイヤ車輪３，
３の間に位置して設けられている。軌陸作業車１は、車両の減速時に発生するエネルギー
を道路走行用モータＭにより回生して道路走行用バッテリ８ｃに蓄電し、加速時にはエン
ジンＥの動力を道路走行用モータＭによりアシストしてエンジンＥおよび道路走行用モー
タＭによる動力を変速機ＴＭおよび差動装置Ｄを介して左右のタイヤ車輪３に伝達して道
路上を走行するように構成されている。なお、エンジンＥの動力のみによりタイヤ車輪３
，３を駆動することも可能であり、且つ、道路走行用モータＭの動力のみによりタイヤ車
輪３，３を駆動することも可能に構成されている。

車体２の前後（各タイヤ車輪３の後側）には左右一対の鉄輪支持部材１１ｆ，１１ｒが
配設されており、それらの鉄輪支持部材１１ｆ，１１ｒの先端部に左右一対の前側鉄輪１
２ｆおよび後側鉄輪１２ｒが回転自在に配設されている。左右の前側鉄輪１２ｆ，１２ｆ
はそれぞれ、左右の前輪駆動モータ１３，１３（電動モータ）の出力軸に接続されており
、それらの前輪駆動モータ１３，１３の出力が減速機Ｇ，Ｇを介して伝達されることによ
り回転駆動されるように構成されている。左右の後側鉄輪１２ｒ，１２ｒはそれぞれ、左
右の後輪駆動モータ１４，１４（電動モータ）の出力軸に接続されており、それらの後輪
駆動モータ１４，１４の出力が減速機Ｇ，Ｇを介して伝達されることにより回転駆動され
るように構成されている。

前輪および後輪駆動モータ１３，１４は、車体２内に設けられた架装バッテリ７０から
軌道走行用インバータ７１，７１を介して供給される電力により回転駆動されて前側およ
び後側鉄輪１２ｆ，１２ｒを駆動させる。軌道走行用インバータ７１は、前輪および後輪
駆動モータ１３，１４にそれぞれ一つずつ設けられている。また、前輪および後輪駆動モ
ータ１３，１４は、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒにより回転駆動されて発電を行う
とともに、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒに制動をかける回生制動機能を有している
。前輪および後輪駆動モータ１３，１４は、後述する操作ボックス４２内に設けられた軌
道走行操作レバー４３の操作方向および操作量に応じて回転方向および回転速度が制御さ
れるように構成されている。

架装バッテリ７０は、エンジンＥが動いている時に常時駆動されて発電を行う発電機７
２の発電電力により充電されるようになっている。なお、架装バッテリ７０は、エンジン
Ｅのスタータモータを電動駆動するための車体２に既存のシャシバッテリ８０やパワーコ
ントロールユニット８における道路走行用バッテリ８ｃとは別のバッテリである。また、
発電機７２は、エンジンＥにより駆動されてシャシバッテリ８０に発電電力を供給するた
めの車体２に既存のオルタネータ８１とは別の発電機である。

鉄輪支持部材１１ｆ，１１ｒは、車体２（シャシフレーム５）に上下方向に揺動自在に
取り付けられ、内部に設けられた鉄輪張出シリンダ１５の伸縮作動により上下に揺動され
て鉄輪１２ｆ，１２ｒをタイヤ車輪３よりも下方に張り出したり上方に格納したりできる
ように構成されている。このように鉄輪１２ｆ，１２ｒを張り出しおよび格納するため（
軌陸作業車１を軌道上へ載せ換え移動するため）、シャシフレーム５の下部中央には上下
に伸縮可能な転車台（図示せず）を備えている。この転車台は、内部に設けられた転車台
シリンダ１６の伸長作動により下方に張り出して車体２を持ち上げた状態（タイヤ車輪３
が地面から浮いた状態）で支持することができるように構成されている。

車体２（サブフレーム６）の前後左右には、後述するブーム３０等を用いて高所作業を
行うときに軌陸作業車１を持ち上げ支持して車両を安定させるための上下に伸縮可能なジ
ャッキ１７が配設されている。ジャッキ１７は、内部に設けられたジャッキシリンダ１８
の伸長作動により下方に張り出して車体２を持ち上げた状態で支持することができるよう
に構成されている。

車体２における運転キャブ４後方の架装領域の前部（サブフレーム６の前部）には、旋
回モータ２１により駆動されて水平旋回可能に構成された旋回台２０が設けられている。
この旋回台２０から上方に延びた支柱２２，２２には、フートピン２３によりブーム３０
が上下方向に揺動自在（起伏自在）に取り付けられている。

ブーム３０は、フートピン２３により支柱２２，２２に起伏自在に取り付けられた基端
ブーム３０ａと、中間ブーム３０ｂと、先端ブーム３０ｃとが入れ子式に組み合わされて
構成されている。ブーム３０の内部にはブーム伸縮シリンダ３１が設けられており、この
ブーム伸縮シリンダ３１の伸縮作動によりブーム３０を長手方向に伸縮作動させることが
できるように構成されている。基端ブーム３０ａと支柱２２の間にはブーム起伏シリンダ
３２が跨設されており、このブーム起伏シリンダ３２の伸縮作動によりブーム３０を上下
面内において起伏作動させることができるように構成されている。

先端ブーム３０ｃの先端部には、作業台支持ブラケット３５がブーム３０の起伏面内に
おいて揺動可能に取り付けられている。作業台支持ブラケット３５は、内部に設けられた
レベリングシリンダ３６の伸縮作動によりブーム３０の起伏角度によらず作業台支持ブラ
ケット３５の上面が常時水平に保持されるように構成されている。そして、この作業台支
持ブラケット３５の上面に作業台４０が水平旋回自在に取り付けられている。作業台支持
ブラケット３５の内部には首振りモータ４１が設けられており、この首振りモータ４１を
駆動させることにより作業台４０を作業台支持ブラケット３５に対して水平旋回（首振り
作動）させることができるように構成されている。上記のように作業台支持ブラケット３
５の上面は常時水平に保持されるため、作業台４０の床面もブーム３０の起伏角度によら
ず水平に保持されるようになっている。

鉄輪張出シリンダ１５、転車台シリンダ１６、ジャッキシリンダ１８、旋回モータ２１
、ブーム伸縮シリンダ３１、ブーム起伏シリンダ３２、レベリングシリンダ３６および首
振りモータ４１は、車体２内に設けられた油圧ポンプ６０から吐出され制御バルブ群６３
を介して供給される作動油により駆動される。制御バルブ６３群は、各シリンダおよびモ
ータに対応して設けられた複数の制御バルブＶ１〜Ｖ４（図３を参照）を有して構成され
ている。なお、旋回モータ２１、ブーム伸縮シリンダ３１、ブーム起伏シリンダ３２、レ
ベリングシリンダ３６および首振りモータ４１を、以下、まとめて作業アクチュエータＡ
と称する。油圧ポンプ６０はポンプ駆動モータ６１により駆動される。ポンプ駆動モータ
６１は、架装バッテリ７０からポンプ駆動用インバータ６２を介して供給される電力によ
り回転駆動される。鉄輪張出シリンダ１５、転車台シリンダ１６、ジャッキシリンダ１８
は、車体２に設けられた鉄輪張出操作装置４７、転車台操作装置４８、ジャッキ操作装置
４９の操作に応じて作動制御されるように構成されている。また、作業アクチュエータＡ
は、後述する操作ボックス４２内に設けられた作業操作装置４４の操作に応じて作動制御
されるように構成されている。

作業台４０上には、作業操作装置４４を備えた操作ボックス４２が設けられている。作
業操作装置４４は、旋回体２０の旋回操作を行う旋回操作レバーと、ブーム３０の起伏操
作を行う起伏操作レバーと、ブーム３０の伸縮操作を行う伸縮操作レバーと、作業台４０
の首振り操作を行う首振り操作レバーとを有して構成されている。各操作レバーはそれぞ
れ、垂直状態の中立位置から前後方向に傾動操作可能に構成され、傾動操作状態から手を
放したときには内蔵されたスプリングの力により自動で中立位置に復帰する構成となって
いる。各操作レバーがそれぞれ操作されると、中立位置を基準とした操作方向（傾動方向
）および操作量（傾動量）に対応した電圧信号が出力され、それぞれ作業操作信号として
コントローラ５０の作業制御部５１に入力される（図３を参照）。また、車体２に設けら
れた鉄輪張出操作装置４７、転車台操作装置４８およびジャッキ操作装置４９がそれぞれ
操作されると、それぞれの作業操作信号が作業制御部５１に入力される。

図３に示すように、作業制御部５１は、入力される作業操作信号に応じた方向および量
で対応する制御バルブＶ１〜Ｖ４のスプールを電磁駆動して油圧ポンプ６０から各シリン
ダ１５，１６，１８および作業アクチュエータＡに供給される作動油の供給方向および供
給量を制御し、各シリンダ１５，１６，１８および作業アクチュエータＡの作動方向およ
び作動速度を制御する。また、作業制御部５１は、入力される作業操作信号に応じてポン
プ駆動用インバータ６２を介して架装バッテリ７０からポンプ駆動モータ６１に供給され
る電力を制御し、油圧ポンプ６０から吐出される作動油の量を制御する。

地上もしくは車体２上に居る作業者は、鉄輪張出操作装置４７および転車台操作装置４
８を操作することにより、転車台を下方に伸長させて車両を持ち上げ支持し、鉄輪１２ｆ
，１２ｒを下方に張り出して、軌陸作業車１を軌道上へ載せ換え移動させることができる
。また、ジャッキ操作装置４９を操作することにより、ジャッキ１７を下方に伸長させて
車両を持ち上げ支持して、車両を安定させた状態とすることができる。さらに、作業台４
０に搭乗した作業者は、作業操作装置４４の各操作レバーを操作することにより、ブーム
３０を起伏および伸縮させ、旋回体２０を旋回させ、作業台４０を首振り作動させて、作
業台４０を所望の高所位置に移動させることができる。

なお、作業操作装置４４の各操作レバーの操作により出力される作業操作信号の電圧レ
ベルはその操作量に略比例するようになっており、操作レバーの操作量を調節することに
より対応する各シリンダ３１，３２およびモータ２１，４１の作動速度を調節することが
できるようになっている。また、作業操作装置４４は車体２にも設けられており、地上も
しくは車体２上に居る作業者によっても旋回台２０、ブーム３０および作業台４０の作動
操作を行うことができるように構成されている。

また、操作ボックス４２には、前側鉄輪１２ｆ，１２ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１２ｒ
を用いた軌道走行時における走行操作を行う軌道走行操作レバー４３が設けられている。
軌道走行操作レバー４３は、垂直状態の中立位置から前後方向に傾動操作可能に構成され
、傾動操作状態から手を放したときには内蔵されたスプリングの力により自動で中立位置
に復帰する構成となっている。軌道走行操作レバー４３が傾動操作されると、中立位置を
基準とした操作方向（傾動方向）および操作量（傾動量）に対応した電圧信号が出力され
、走行指令信号としてコントローラ５０の走行制御部５２に入力される。軌道走行操作レ
バー４３の中立位置から前方への傾動操作は、車両の前進走行指令に相当し、その傾動操
作量が大きいときほど走行制御部５２において前進走行時の目標速度が大きい値に設定さ
れる。また、軌道走行操作レバー４３の中立位置から後方への傾動操作は、車両の後進走
行指令に相当し、その傾動操作量が大きいときほど走行制御部５２において後進走行時の
目標速度が大きい値に設定される。また、軌道走行操作レバー４３を中立位置に復帰させ
る操作は、車両の停止指令に相当する。なお、軌道走行操作レバー４３は運転キャブ４内
にも設けられており、運転キャブ４内に居る作業者によっても軌道走行時における走行操
作を行うことができるように構成されている。

車体２には、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒを用いた軌道走行時における車両の走
行速度を検出する速度検出器５５と、水平面に対する車体２の前後方向の傾斜角度を検出
する傾斜角検出器５６とが設けられている。速度検出器５５は、前輪および後輪駆動モー
タ１３，１４の回転速度または前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの回転速度を検出し、
その回転速度に基づいて車両の軌道走行速度を検出するように構成され、検出された軌道
走行速度情報はコントローラ５０の走行制御部５２に入力されるようになっている。傾斜
角検出器５６は、振り子または液面変化に基づいて車体２の前後方向の傾斜角度を検出す
るように構成され、検出された車体傾斜角情報はコントローラ５０の走行制御部５２に入
力されるようになっている。

走行制御部５２は、軌道走行時における車両の走行状態を判定する走行状態判定部５２
ａを有して構成されている。走行状態判定部５２ａは、軌道走行操作レバー４３により設
定された目標速度Ｖｔと速度検出器５５により検出された検出速度Ｖｄ（車両の軌道走行
速度）とを比較して、検出速度Ｖｄが目標速度Ｖｔ±α（αは許容速度範囲（公差）であ
る）よりも小さいときには車両が加速走行状態であると判定し、検出速度Ｖｄが目標速度
Ｖｔ±αより大きいときには車両が減速走行状態であると判定し、検出速度Ｖｄが目標速
度Ｖｔ±αの範囲内にあるときには車両が定速走行状態であると判定するように構成され
ている。

また、走行制御部５２は、傾斜角検出器５６により検出される水平面に対する車体２の
前後方向の傾斜角度に基づいて、走行している軌道の勾配を算出し、算出した勾配が所定
の設定勾配±Ｇｅを超える上りまたは下り勾配であるか否かを判定するように構成されて
いる。さらに、走行制御部５２は、車両設計において設定された前側および後側鉄輪１２
ｆ，１２ｒにそれぞれかかる設定荷重と傾斜角検出器５６により検出される車体２の傾斜
角度とに基づいて、軌道走行中において前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒのそれぞれに
かかっている荷重を算出し、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒのどちらに大きな荷重が
かかっているかを判定するように構成されている。

走行制御部５２は、走行状態判定部５２ａにおいて車両が加速走行状態であると判定さ
れているときには、前輪駆動モータ１３，１３および後輪駆動モータ１４，１４に架装バ
ッテリ７０から各軌道走行用インバータ７１を介して電力を供給して前側鉄輪１２ｆ，１
２ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１２ｒの４輪を駆動させ、速度検出器５５により検出される
検出速度Ｖｄ（車両の軌道走行速度）が軌道走行操作レバー４３により設定された目標速
度Ｖｔとなるように、前輪および後輪駆動モータ１３，１４に供給される電力を制御して
前輪および後輪駆動モータ１３，１４の回転速度を制御する。このとき、走行制御部５２
は、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒにかかっている荷重に応じて、前輪および後輪駆
動モータ１３，１４の駆動力配分を制御する。例えば、大きな荷重がかかっている側の鉄
輪を駆動する駆動モータの駆動力配分を大きくする制御を行う。また、走行制御部５２は
、架装バッテリ７０のバッテリ残量が少なく、必要な電力を前輪および後輪駆動モータ１
３，１４に供給できないときには、パワーコントロールユニット８（タイヤ車輪３を駆動
するハイブリッド駆動システム）の道路走行用バッテリ８ｃからの電力を各軌道走行用イ
ンバータ７１を介して前輪および後輪駆動モータ１３，１４に供給する制御を行うように
なっている。

走行制御部５２は、走行状態判定部５２ａにおいて車両が定速走行状態であると判定さ
れ、且つ、走行している軌道の勾配が所定の設定勾配＋Ｇｅを超える上り勾配ではないと
判定しているとき（設置勾配±Ｇｅ以内の勾配（平地を含む）および設定勾配−Ｇｅを超
える下り勾配のいずれかであると判定しているとき）には、前側および後側鉄輪１２ｆ，
１２ｒのうち大きな荷重がかかっている側の鉄輪を駆動する前輪および後輪駆動モータ１
３，１４の一方の駆動モータに架装バッテリ７０から軌道走行用インバータ７１，７１を
介して電力を供給して、前側鉄輪１２ｆ，１２ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１２ｒのうち大
きな荷重がかかっている側の２輪を駆動させ、速度検出器５５により検出される検出速度
Ｖｄ（車両の軌道走行速度）が軌道走行操作レバー４３により設定された目標速度Ｖｔ±
αの範囲内にとどまるように、当該２輪を駆動する駆動モータ（前輪駆動モータ１３，１
３または後輪駆動モータ１４，１４）に供給される電力を制御して当該駆動モータの回転
速度を制御する。このときも、走行制御部５２は、架装バッテリ７０のバッテリ残量が少
なく、必要な電力を当該駆動モータに供給できないときには、パワーコントロールユニッ
ト８の道路走行用バッテリ８ｃからの電力を軌道走行用インバータ７１を介して当該駆動
モータに供給する制御を行うようになっている。

一方、走行制御部５２は、走行状態判定部５２ａにおいて車両が定速走行状態であると
判定され、且つ、走行している軌道の勾配が所定の設定勾配＋Ｇｅを超える上り勾配であ
ると判定しているときには、前輪駆動モータ１３，１３および後輪駆動モータ１４，１４
に架装バッテリ７０から各軌道走行用インバータ７１を介して電力を供給して前側鉄輪１
２ｆ，１２ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１２ｒの４輪を駆動させ、検出速度Ｖｄ（車両の軌
道走行速度）が目標速度Ｖｔとなるように、前輪および後輪駆動モータ１３，１４に供給
される電力を制御して前輪および後輪駆動モータ１３，１４の回転速度を制御する。この
とき、走行制御部５２は、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒにかかっている荷重に応じ
て、前輪および後輪駆動モータ１３，１４の駆動力配分を制御する。例えば、大きな荷重
がかかっている側の鉄輪を駆動する駆動モータの駆動力配分を大きくする制御を行う。ま
た、走行制御部５２は、架装バッテリ７０のバッテリ残量が少なく、必要な電力を前輪お
よび後輪駆動モータ１３，１４に供給できないときには、パワーコントロールユニット８
の道路走行用バッテリ８ｃからの電力を軌道走行用インバータ７１を介して前輪および後
輪駆動モータ１３，１４に供給する制御を行うようになっている。

走行制御部５２は、走行状態判定部５２ａにおいて車両が減速走行状態であると判定さ
れているときには、前輪駆動モータ１３，１３および後輪駆動モータ１４，１４を発電機
として作動させて前側鉄輪１２ｆ，１２ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１２ｒの４輪に制動を
かけ、速度検出器５５により検出される検出速度Ｖｄ（車両の軌道走行速度）が軌道走行
操作レバー４３により設定された目標速度Ｖｔとなるように、前輪および後輪駆動モータ
１３，１４により発生させる制動力を制御する。このとき、走行制御部５２は、前側およ
び後側鉄輪１２ｆ，１２ｒにかかっている荷重に応じて、前輪および後輪駆動モータ１３
，１４の制動力配分を制御する。例えば、大きな荷重がかかっている側の鉄輪を駆動する
駆動モータの制動力配分を大きくする制御を行う。また、走行制御部５２は、架装バッテ
リ７０の充電状態が所定充電量未満のときには、前輪駆動モータ１３，１３および後輪駆
動モータ１４，１４により発電された電力を架装バッテリ７０に充電させる制御を行い、
架装バッテリ７０の充電状態が上記所定充電量以上のとき（満充電状態に近いとき）には
、パワーコントロールユニット８（タイヤ車輪３を駆動するハイブリッド駆動システム）
の道路走行用バッテリ８ｃに充電させる制御を行うようになっている。

例えば、軌陸作業車１が停車している状態において、軌道走行操作レバー４３を中立位
置から前方へ傾動操作して目標速度Ｖｔを２０ｋｍ／ｈに設定すると、前輪および後輪駆
動モータ１３，１４により前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの４輪が駆動されて、走行
速度（検出速度Ｖｄ）が２０ｋｍ／ｈとなるように前輪および後輪駆動モータ１３，１４
の回転速度が制御される。そして、走行速度が２０±αｋｍ／ｈになると（定速走行状態
になると）、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒのうち大きな荷重がかかっている側の２
輪が駆動されて、走行速度が２０±αｋｍ／ｈの範囲内にとどまるように当該２輪を駆動
する駆動モータの回転が制御される。ただし、このとき、走行している軌道の勾配が所定
の設定勾配＋Ｇｅを超える上り勾配であるときには、前輪および後輪駆動モータ１３，１
４により前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの４輪が駆動されて、走行速度が２０±αｋ
ｍ／ｈの範囲内にとどまるように前輪および後輪駆動モータ１３，１４の回転速度が制御
される。

そして、軌道走行操作レバー４３をさらに前方へ傾動操作して目標速度Ｖｔを２０ｋｍ
／ｈから４０ｋｍ／ｈに変更設定すると、再び前輪および後輪駆動モータ１３，１４によ
り前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの４輪が駆動されて、走行速度（検出速度Ｖｄ）が
４０ｋｍ／ｈとなるように前輪および後輪駆動モータ１３，１４の回転速度が制御される
。そして、走行速度が４０±αｋｍ／ｈになると（定速走行状態になると）、前側および
後側鉄輪１２ｆ，１２ｒのうち大きな荷重がかかっている側の２輪が駆動されて、走行速
度が４０±αｋｍ／ｈの範囲内にとどまるように当該２輪を駆動する駆動モータの回転が
制御される。ただし、このときも、上記と同様に、走行している軌道の勾配が所定の設定
勾配＋Ｇｅを超える上り勾配であるときには、前輪および後輪駆動モータ１３，１４によ
り前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの４輪が駆動されて、走行速度が４０±αｋｍ／ｈ
の範囲内にとどまるように前輪および後輪駆動モータ１３，１４の回転速度が制御される
。そして、軌道走行操作レバー４３を中立位置に戻す操作を行うと、前輪および後輪駆動
モータ１３，１４を発電機として作動させて前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの４輪に
制動をかけて、軌陸作業車１が停車するように前輪および後輪駆動モータ１３，１４によ
り発生させる制動力が制御される。このとき、前輪および後輪駆動モータ１３，１４によ
る制動力だけでは軌陸作業車１を所定の制動距離内において停車させられない場合には、
油圧または電動アクチュエータにより駆動される機械式のブレーキ装置（図示せず）によ
り不足分の制動力を発生させるように構成してもよい。

このように軌陸作業車１では、軌道走行操作レバー４３により設定された目標速度Ｖｔ
と速度検出器５５により検出された検出速度Ｖｄとを比較して、車両が加速走行状態、定
速走行状態および減速走行状態のいずれの走行状態であるかを判定する。そして、車両が
加速走行状態のときには、前輪および後輪駆動モータ１３，１４により前側および後側鉄
輪１２ｆ，１２ｒの４輪全てが駆動される。そのため、従来の前側または後側鉄輪を駆動
させる２輪駆動の構成に比べて、鉄輪と軌道の間の摩擦力により決定される最大駆動力が
大きくなる。そのため、前輪および後輪駆動モータ１３，１４により出力される大きな走
行駆動力を前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの４輪により確実に軌道に伝達することが
でき、車両の加速力を向上させることができる。また、車両が減速走行状態のときには、
前輪および後輪駆動モータ１３，１４を発電機として作動させて前側および後側鉄輪１２
ｆ，１２ｒの４輪全てが制動されるので、その制動力を前側および後側鉄輪１２ｆ，１２
ｒの４輪により確実に軌道に伝達することができ、車両の制動力を向上させることができ
る。

また、車両が定速走行状態のときには、前輪および後輪駆動モータ１３，１４のいずれ
か一方の駆動モータを駆動して前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒのいずれか一方の鉄輪
が駆動される。定速走行状態においては、必要な走行駆動力が小さく、さらにその走行駆
動力が前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒに配分されると、前輪および後輪駆動モータ１
３，１４においては効率が悪い状態となる。したがって、定速走行状態のときに２輪駆動
制御が行われることにより、当該２輪を駆動する駆動モータでは出力する走行駆動力が大
きくなるためモータ効率が良くなり、駆動されない鉄輪側の駆動モータでは電力消費が抑
えられるため、エネルギー効率の良い走行を行うことができる。

また、軌陸作業車１では、走行している軌道の勾配が所定の設定勾配＋Ｇｅを超える上
り勾配のときには、定速走行状態のときにおいても、前輪および後輪駆動モータ１３，１
４により前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの４輪全てが駆動される。そのため、上り勾
配がきつい場合であってもその上り勾配を確実に登ることができ、車両の登坂能力を向上
させることができる。

また、軌陸作業車１では、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒのいずれか一方の鉄輪を
駆動させる２輪駆動制御を行うときには、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒのうち大き
な荷重がかかっている側の鉄輪が駆動される。そのため、鉄輪と軌道との間ですべりが発
生し難くなり、当該鉄輪により走行駆動力を軌道に確実に伝達することができる。また、
軌陸作業車１では、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒの４輪全てが駆動および制動され
るときには、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒにかかる荷重に応じて、前輪および後輪
駆動モータ１３，１４の駆動力配分および制動力配分を制御するように構成されている。
そのため、例えば、大きな荷重がかかっている側の鉄輪の駆動力配分および制動力配分を
大きくする制御を行うことにより、軌道走行用車輪と軌道との間ですべり（スリップ）が
発生し難くなり、安定した軌道走行を確保することができる。

また、軌陸作業車１では、架装バッテリ７０のバッテリ残量が少なく、必要な電力を前
輪および後輪駆動モータ１３，１４に供給できないときには、パワーコントロールユニッ
ト８（タイヤ車輪３を駆動するハイブリッド駆動システム）の道路走行用バッテリ８ｃか
らの電力を前輪および後輪駆動モータ１３，１４に供給する制御を行うように構成されて
いる。例えば、上り勾配がきついときには大きな軌道走行駆動力が必要になるため、架装
バッテリ７０からの電力だけでは不足する場合があるが、そのような場合であっても、２
つのバッテリにおいて電力を融通し合って必要な軌道走行駆動力を前輪および後輪駆動モ
ータ１３，１４において出力させることができる。また、架装バッテリ７０の充電状態が
所定の充電量以上のとき（満充電状態に近いとき）には、前輪および後輪駆動モータ１３
，１４により発電された電力を道路走行用バッテリ８ｃに充電させる制御を行うように構
成されている。そのため、架装バッテリ７０が満充電状態に近いときには前輪および後輪
駆動モータ１３，１４により発電される電力が架装バッテリ７０に充電され難くなるので
回生制動力が低下する場合があるが、そのような場合であっても、発電電力を道路走行用
バッテリ８ｃに充電させて回生制動力が低下することを防ぐことができる。また、減速エ
ネルギーを無駄なく回生することができる。

これまで本発明に係る実施形態を説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示
したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、車両が定速走行状態であり、且
つ、走行している軌道の勾配が所定の設定勾配＋Ｇｅを超える上り勾配であると判定して
いるときに４輪駆動制御を行う構成について説明したが、このような判定のときに２輪駆
動であってもスリップすることなく必要な走行駆動力を確保可能な場合には２輪駆動制御
を行うように構成してもよい。また、上述の実施形態では、車両が減速走行状態のときに
４輪制動制御を行う構成について説明したが、減速走行状態であり、且つ、走行している
軌道の勾配が所定の設定勾配＋Ｇｅを超える上り勾配であると判定しているときに、２輪
制動であっても必要な制動力を確保可能な場合には２輪制動制御を行うように構成しても
よい。

また、上述の実施形態では、車両が加速走行状態のときに４輪駆動制御を行う構成につ
いて説明したが、加速走行状態であり、且つ、走行している軌道の勾配が所定の設定勾配
−Ｇｅを超える下り勾配であると判定しているときに、２輪駆動であっても十分な走行駆
動力（加速力）が得られる場合には２輪駆動制御を行うように構成してもよい。また、上
述の実施形態では、車両が定速走行状態であり、且つ、走行している軌道の勾配が所定の
設定勾配−Ｇｅを超える下り勾配であると判定しているときに２輪駆動制御を行う構成に
ついて説明したが、このような判定のときに、バッテリ回生飽和に近い場合には回生効率
が下がる４輪駆動制御を行うように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、前輪駆動モータ１３，１３および後輪駆動モータ１４，１
４の４つの駆動モータを備える構成について説明したが、駆動シャフト等を用いて前側鉄
輪１２ｆ，１２ｆおよび後側鉄輪１２ｒ，１２ｒをそれぞれ１つの駆動モータ（計２つの
駆動モータ）により駆動する構成としてもよい。また、上述の実施形態では、軌道走行時
の走行操作を行う走行操作装置として軌道走行操作レバー４３について説明したが、走行
操作装置の構成は操作レバーに限定されず、例えば、走行方向を設定するスイッチおよび
目標速度を設定するペダル等によって構成されてもよい。

また、上述の実施形態では、車両設計において設定された前側および後側鉄輪１２ｆ，
１２ｒにかかる設定荷重と傾斜角検出器５６により検出される車体２の傾斜角度とに基づ
いて、軌道走行中において前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒにかかっている荷重を算出
する構成について説明したが、前側および後側鉄輪１２ｆ，１２ｒにかかる荷重を検出す
る荷重検出器を備える構成としてもよい。また、上述の実施形態では、車輪用電動モータ
ＭがエンジンＥに直結されたパラレルハイブリッド方式の車両について説明したが、他の
方式のハイブリッド車両であってもよい。また、上述の実施形態では、本発明が適用され
る軌道走行車両の一例として、軌陸作業車について説明したが、本発明は軌陸作業車に限
定されるものではなく、軌道上を走行可能な軌道走行車両であれば、本発明を適用するこ
とが可能である。

１ 軌陸作業車（軌道走行車両）
２ 車体
３ タイヤ車輪（道路走行用車輪）
８ パワーコントロールユニット（ハイブリット駆動システム）
８ｃ 道路走行用バッテリ
１２ｆ，１２ｆ 前側鉄輪（軌道走行用前輪）
１２ｒ，１２ｒ 後側鉄輪（軌道走行用後輪）
１３，１３ 前輪駆動モータ（前輪側電動モータ）
１４，１４ 後輪駆動モータ（後輪側電動モータ）
４３ 軌道走行操作レバー（走行操作装置）
５０ コントローラ
５２ 走行制御部（走行制御装置）
５２ａ 走行状態判定部（走行制御装置）
５５ 速度検出器（走行速度検出手段）
５６ 傾斜角検出器（傾斜角度検出手段）
７０ 架装バッテリ（軌道走行用バッテリ）
Ｅ エンジン
Ｍ 道路走行用モータ（車輪用電動モータ、ハイブリット駆動システム）

Claims (6)

1. 軌道上を走行可能な左右一対の軌道走行用前輪および軌道走行用後輪を有した車体と、
   前記軌道走行用前輪を駆動する前輪側電動モータおよび前記軌道走行用後輪を駆動する
   後輪側電動モータと、
   目標速度を設定する走行操作装置と、
   前記走行操作装置により設定された目標速度となるように前記前輪側および後輪側電動
   モータの回転速度を制御する走行制御装置と、
   前記車体の走行速度を検出する走行速度検出手段とを備え、
   前記走行制御装置は、前記走行操作装置により設定された目標速度と前記走行速度検出
   手段により検出された検出速度とを比較して加速走行状態、定速走行状態および減速走行
   状態のいずれであるかを判定し、前記加速走行状態のときには前記軌道走行用前輪および
   前記軌道走行用後輪を駆動させる４輪駆動制御を行い、前記定速走行状態のときには前記
   軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪のいずれか一方を駆動させる２輪駆動制御を行
   い、前記減速走行状態のときには前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪を制動さ
   せる４輪制動制御を行うことを特徴とする軌道走行車両。
2. 水平面に対する前記車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段を備え、
   前記走行制御装置は、前記傾斜角度検出手段により検出された前記車体の傾斜角度に基
   づいて走行している軌道の勾配を求め、求められた勾配が所定の勾配を超える上り勾配の
   ときには、前記定速走行状態のときにおいても前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用
   後輪を駆動させる４輪駆動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の軌道走行車両。
3. 水平面に対する前記車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段を備え、
   前記走行制御装置は、前記傾斜角度検出手段により検出された前記車体の傾斜角度に基
   づいて走行している軌道の勾配を求め、求められた勾配が所定の勾配を超える下り勾配の
   ときには、前記定速走行状態のときにおいて前記２輪駆動制御を行うことを特徴とする請
   求項１または２に記載の軌道走行車両。
4. 前記走行制御装置は、前記２輪駆動制御のときには前記軌道走行用前輪および前記軌道
   走行用後輪のうち大きな荷重がかかっている側の車輪を駆動させることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の軌道走行車両。
5. 前記走行制御装置は、前記４輪駆動制御および前記４輪制動制御のときには、前記軌道
   走行用前輪および前記軌道走行用後輪にかかる荷重に応じて、前記軌道走行用前輪および
   前記軌道走行用後輪の駆動力配分および制動力配分を制御することを特徴とする請求項１
   〜４のいずれかに記載の軌道走行車両。
6. 前記車体の前後に設けられた左右一対の道路走行用車輪と、
   エンジン、車輪用電動モータおよび前記車輪用電動モータに電力を供給する道路走行用
   バッテリを有し、前記エンジンおよび前記車輪用電動モータの少なくともいずれかの動力
   により前記道路走行用車輪を駆動するハイブリッド駆動システムと、
   前記前輪側および後輪側電動モータに電力を供給する軌道走行用バッテリとを備え、
   前記前輪側および後輪側電動モータは、前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪
   により回転駆動されて発電を行うとともに前記軌道走行用前輪および前記軌道走行用後輪
   に制動をかける回生制動機能を有し、
   前記走行制御装置は、前記軌道走行用バッテリからの電力が不足するときには、前記道
   路走行用バッテリからの電力も用いて前記前輪側および後輪側電動モータを駆動させる制
   御を行い、前記軌道走行用バッテリの充電状態が所定の充電量以上のときには、前記前輪
   側および後輪側電動モータにより発電された電力を前記道路走行用バッテリに充電させる
   制御を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の軌道走行車両。

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