JP4193366B2 - 台車走行システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め決められた走行コースに沿って給電線が敷設され、台車がその給電線から電力を受け取りながら走行する台車走行システムに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
予め決められた走行コースに沿って給電線が敷設され、台車がその給電線から電力を受け取りながら走行する台車走行システムは、例えば、工場内の部品搬送システム等として知られている。この種のシステムは、しばしば、センタ装置からの指示によりその走行が自動的に制御される。
【０００３】
上記台車走行システムにおいて、台車の数を増やそうとすると、必然的に、給電線に供給すべき電力を大きくする必要がある。すなわち、大型の電源装置が必要になる。しかし、大型の電源装置は、それ自体が高価であるだけでなく、場合によっては、それを使用するための安全対策等が必要になり、全体としてコストが高くなる。
【０００４】
このため、走行コースを複数の走行区間に分割し、各走行区間ごとに小型の電源装置を設けるようにしたシステムが実施されている。なお、複数の電源装置を備える台車走行システムとしては、例えば、特開平７−７８１８号に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、走行コースを複数の走行区間に分割し、各走行区間ごとに小型の電源装置を設けるシステムでは、走行区間どうしの間に給電線が存在しない区間が生じてしまう。このため、台車の走行中に、例えば、図７(a) に示すように、台車が備える受電ユニットが給電線から電力を受け取れない期間が生じてしまう。
【０００６】
この問題を解決する方法として、図７(b) に示すように、台車に複数の受電ユニットを設け、常に少なくとも１つの受電ユニットが給電線から電力を受け取ることができるようにした構成が知られている。しかし、この構成であっても、給電線から電力を受け取ることができない受電ユニットがあると、必然的に、台車が使用可能な電力は低下してしまう。また、複数の受電ユニットのうちの１つの受電ユニットが受け取ることができる電力に基づいて台車の仕様を決定すると、乗継ぎ区間以外の走行区間（通常区間）の仕様（台車の速度など）を維持しようとすれば、台車に搭載する装置（受電ユニットを含む）が必要以上に大きくなってしまい、台車に搭載する装置の大きさを制限すると、通常区間の仕様を下げなければならなくなってしまう。
【０００７】
このように、走行コースが複数の走行区間に分割されたシステムでは、台車がある走行区間から次の走行区間へ乗り継ぐときに、その台車が給電線から受け取ることができる電力が低下してしまう。このため、この乗継ぎ区間においては、大きな電力を消費することは許されない。一方、この乗継ぎ区間において給電線から受け取ることができる最大電力に合わせて台車の仕様を決定すると、台車自体を大型化するか、あるいは通常区間における台車の性能を抑えることになってしまう。
【０００８】
本発明の課題は、台車の性能を最大限に引き出すことができる台車走行システムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の台車走行システムは、予め決められた走行コースに沿って台車が走行する台車走行システムであって、上記走行コースを分割することにより得られる複数の走行区間に沿ってそれぞれ設けられる複数の給電線と、上記複数の給電線に対してそれぞれ電力を供給する複数の電源装置と、上記複数の給電線から電力を受け取りながら上記走行コースに沿って走行する台車とを備える。前記走行コースには、互いに隣り合う走行区間どうしの間の前記給電線が存在しない領域である非給電区間および該非給電区間の前後の周辺領域を含む乗継ぎ区間と、前記乗継ぎ区間以外の走行区間である通常区間とが設定される。全走行区間に対して許容最高速度が設定されると共に、前記乗継ぎ区間に対しては、前記許容最高速度よりも小さいしきい値速度がさらに設定される。そして、前記台車が前記乗継ぎ区間に位置する間は、前記台車の走行速度が前記しきい値速度を超えていたときにその台車の加速が禁止される。
【００１０】
上記システムでは、各走行区間に沿って給電線が敷設されるが、乗継ぎ区間ではその給電線が途切れてしまう。このため、台車は、乗継ぎ区間において十分な電力を得ることができない場合がある。一方、台車により消費される電力は、その台車が高速走行中にさらに加速するときに最大となる。従って、乗継ぎ区間において台車の走行速度が上記しきい値速度を越えていたときに、その台車の加速を禁止すれば、乗継ぎ区間において台車の消費電力が所定値以下に抑えられる。これにより、乗継ぎ区間において台車が備える電源装置に過大な負荷がかかることが回避されるので、台車が備える電源装置の能力を上げる必要はなくなる。換言すれば、台車が備える電源装置の能力を上げることなく、乗継ぎ区間以外の走行区間における仕様を維持することができる。
上述のシステムにおいて、前記乗継ぎ区間に前記しきい値速度より小さい走行速度で進入した台車は、その走行速度が前記しきい値速度に達するまで前記乗継ぎ区間における加速が許容され、前記乗継ぎ区間においてその走行速度が前記しきい値速度に達した台車、および前記乗継ぎ区間に前記しきい値速度以上の走行速度で侵入した台車は、前記乗継ぎ区間に位置する間の加速が禁止される、ようにしてもよい。
また、前記通常区間における台車は、その走行速度が前記許容最高速度に達するまでの加速が許容され、前記乗継ぎ区間において加速が禁止されている台車は、前記乗継ぎ区間を通過すると前記許容最高速度まで加速が許容される、ようにしてもよい。
さらに、走行速度の代わりに消費電力をしきい値として乗継ぎ区間における台車の加速を制御するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施形態】
図１は、本発明の実施形態の台車走行システムの構成図である。本実施形態の台車走行システムは、予め決められた走行コースに沿って給電線が敷設され、台車がその給電線から電力を受け取りながら走行する。
【００１２】
走行コースは、周回コースであり、複数の走行区間（第１走行区間〜第３走行区間）に分割されている。そして、第１走行区間〜第３走行区間に対してそれぞれ給電線１ａ〜１ｃが敷設されており、給電線１ａ〜１ｃに対してそれぞれ電源装置２ａ〜２ｃが接続されている。すなわち、電源装置２ａ〜２ｃは、それぞれ対応する給電線１ａ〜１ｃに電力を供給する。
【００１３】
なお、走行区間どうしの間は、給電線１ａ〜１ｃが設けられていない区間が存在する。すなわち、台車４がある走行区間から次の走行区間へ乗り継ぐときは、その台車４が給電線１ａ〜１ｃから受け取ることができる最大電力は低くなる。以下では、走行区間どうしの間で給電線１ａ〜１ｃが途切れている区間、およびその前後の周辺領域のことを「乗継ぎ区間」と呼ぶことにする。
【００１４】
センタ装置３は、台車４との間で情報を送受信する機能を備え、各台車４の走行を制御する。具体的には、センタ装置３は、例えば、台車４に対してそれぞれの移動先を指示する。なお、センタ装置３と各台車４との間の通信路は、この実施例では無線伝送路であるが、給電線を介して情報を送受信するようにしてもよい。
【００１５】
台車４は、給電線１ａ〜１ｃから電力を受け取り、センタ装置３からの指示に従って走行する。また、台車４は、自分の位置を検出してセンタ装置３に通知する機能を備える。なお、この実施例では、走行コースに沿って多数の位置表示板５が配置されており、台車４は、その位置表示板５を識別することにより自分の位置を検出する。ここで、位置表示板５には、それぞれ識別番号が付与されている。具体的には、第１走行区間に配置されている位置表示板には「１」〜「Ｌ」が付されており、第２走行区間に配置されている位置表示板には「Ｌ＋１」〜「Ｍ」が付されており、第３走行区間に配置されている位置表示板には「Ｍ＋１」〜「Ｎ」が付されている。そして、台車４は、それぞれ検出した識別番号をセンタ装置３に通知する。
【００１６】
このように、本実施形態の台車走行システムでは、各台車がセンタ装置３からの指示に従って予め決められた走行コースを走行する。
図２は、台車４の構成図である。受電ユニット１１は、給電線１ａ〜１ｃから電力を受け取る。なお、給電線から電力を受け取る方法は、受電ユニット１１と給電線とを互いに接触させながら電力の受け渡しを行う接触型給電方式であってもよいし、それらを互いに接触させることなく電力の受け渡しを行う非接触型給電方式であってもよい。そして、受電ユニット１１の出力は、整流器１２により整流され、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ１３により所定の電圧に変換されてモータおよび各回路に供給される。
【００１７】
位置センサ１４は、当該台車の位置を検出する。この実施例では、図１を参照しながら説明したように、位置表示板５を利用して自車の位置を検出するものとするが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、走行コース上に基準位置を決めておき、その基準位置からの走行距離により当該台車の位置を検出することもできる。この場合、走行距離は、例えば、台車の車輪の回転数により検出できる。速度センサ１５は、当該台車の速度を検出する。なお、台車の速度を検出する方法は、既存の技術により実現される。
【００１８】
データベース１６は、コントローラ１８がアクセス可能なメモリ領域に作成され、図３(a) 〜図３(c) に示す情報を格納する。図３(a) に示すテーブルは、各走行区間を識別する情報を格納する。具体的には、各走行区間についての経路情報が設定される。ここで、経路情報は、図１に示す位置表示板５の識別番号を用いて表される。図３(b) に示すテーブルは、乗継ぎ区間の位置を表す情報を格納する。なお、この乗継ぎ区間も、位置表示板５の識別番号により表される。図３(c) に示す情報は、自車の位置を表す情報であり、台車走行中に位置センサ１４が位置表示板５を検出するごとに更新される。すなわち、この位置情報も、位置表示板５の識別番号により表される。
【００１９】
通信ユニット１７は、センタ装置３と通信するためのインターフェイスを提供する。コントローラ１８は、位置センサ１４により検出された自車の位置を表す情報を、センタ装置３へ通知すると共に、データベース１６に書き込む。また、センタ装置３から当該台車の移動先が通知されると、それに従ってモータ１９を駆動する。このとき、コントローラ１８は、データベース１６に格納されている情報および速度センサ１５の出力を参照し、自車が加速することができるか否かを判断し、その判断結果に基づいてモータ１８を制御する。
【００２０】
次に、本実施形態の台車走行システムの動作を説明する。図４は、Ａ点に停車している台車４をＢ点（目的地）まで走行させる場合を示している。なお、この例では、Ａ点からＢ点までの間に乗継ぎ区間がないものとする。
台車４は、Ｂ点へ移動する旨の指示をセンタ装置３から受けると、予め決められている許容最高速度まで加速していく。ここで、許容最高速度は１００ｍ／分であるものとする。そして、台車４は、走行速度が許容最高速度に達すると、その速度を維持する。この後、台車４がＢ点に近づくと、走行速度を徐々に減速してゆき、Ｂ点で停止する。
【００２１】
ところが、走行中に乗継ぎ区間を通過する場合は、台車４は、その乗継ぎ区間において給電線から十分な電力を受け取ることができないことがある。従って、この実施形態のシステムでは、台車４が乗継ぎ区間に位置しているときは、台車４の消費電力が予め決められたしきい値を越えないようにするための制御が行われる。
【００２２】
ここで、台車４の消費電力は、走行速度が速いほど大きくなり、また、加速動作中に大きくなる。すなわち、台車４の消費電力が最大になるのは、台車４が高速走行しているときに更に加速しようとした場合である。このため、本実施形態のシステムでは、台車４が乗継ぎ区間内を高速走行しているときは、台車４がさらに加速することを禁止している。これにより、台車４が乗継ぎ区間に位置しているときの台車４の最大消費電力が抑制されるので、給電線から十分な電力を得られない場合であっても、台車４が備える電源装置（例えば、図２に示すＤＣ／ＤＣコンバータ１３）に過大な負荷がかかることもない。
【００２３】
図５(a) 〜図５(c) は、台車４が乗継ぎ区間を通過する際の動作を説明する図である。図５(a) は、台車４が許容最高速度で走行しながら乗継ぎ区間を通過する場合を示している。この場合、台車４はさらに加速する必要がないので、台車４はそのまま等速度で走行し続ける。
【００２４】
図５(b) は、台車４が低速域で加速しながら乗継ぎ区間を通過する場合を示している。この場合、台車４の加速は、乗継ぎ区間においても禁止されることはない。したがって、台車４は、加速しながら乗継ぎ区間を通過する。そして、乗継ぎ区間を通過した後、台車４は、さらに許容最高速度まで加速してゆく。
【００２５】
図５(c) は、台車４が高速域で加速しながら乗継ぎ区間を通過する場合を示している。なお、この実施例では、台車４は、許容最高速度の８０パーセントの速度（しきい値速度）よりも速い速度で走行しているときに加速が禁止されるものとする。この場合、台車４が乗継ぎ区間に進入を開始したとき、その走行速度がしきい値速度以下であれば、台車４は加速することが許可される。したがって、台車４の走行速度は徐々に上がっていく。そして、この台車４の走行速度が乗継ぎ区間内においてしきい値速度に達すると、以降、加速が禁止される。したがって、台車４は、しきい値速度で走行する。この後、台車４が乗継ぎ区間から抜け出すと、自由に加速できるようになるので、以降、台車４は、許容最高速度まで加速することになる。
【００２６】
このように、本実施形態のシステムでは、台車４が高速域で乗継ぎ区間を通過するときに加速が禁止される。すなわち、乗継ぎ区間は、台車４にとって条件付き加速許容区間である。
図６は、台車４の動作を説明するフローチャートである。このフローチャートのステップＳ１〜Ｓ７に示す処理は、所定周期毎に起動され、図２に示すコントローラ１８により実行される。なお、ここでは、説明を簡単にするために、台車４が減速する場合を除外している。また、台車４が位置表示板５の近傍を通過する毎に位置センサ１４により位置情報（位置表示板５の識別番号）が検出され、図３(c) に示したように、最新の位置情報がデータベース１６により保持されるものとする。
【００２７】
ステップＳ１では、自車の現在位置を検出する。自車の現在位置は、上述の通り、データベース１６により保持されている。ステップＳ２では、自車が乗継ぎ区間内に位置しているのか否かを調べる。ここで、乗継ぎ区間を表示する乗継ぎ区間データは、図３(b) に示したように、データベース１６に格納されている。よって、ステップＳ１で検出した自車の現在位置および乗継ぎ区間データを参照することにより、自車が乗継ぎ区間内に位置しているのか否かを判断できる。
【００２８】
そして、自車が乗継ぎ区間に位置していなければ、ステップＳ３において、センタ装置３の指示に従って走行する。すなわち、台車４の走行速度が許容最高速度以下であれば加速し、台車４が許容最高速度で走行しているときはそのまま等速度で走行する。なお、この場合の走行動作は、図４に示した通りである。
【００２９】
自車が乗継ぎ区間内に位置しているときは、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、自車の速度を検出する。自車の速度は、速度センサ１５により検出される。ステップＳ５では、自車の速度がしきい値速度以下であるか否かを調べる。なお、しきい値速度を定義するしきい値速度データは、予め台車４に設定されているものとする。
【００３０】
自車の速度がしきい値速度以下であれば、ステップＳ６において、台車４を加速させる。この場合の走行動作の例は、図５(b) に示した通りである。一方、自車の速度がしきい値速度を越えていれば、ステップＳ７において、現在の走行速度を維持する。この場合の走行動作の例は、図５(a) に示した通りである。なお、図５(c) において、台車４の走行速度が８０ｍ／分の維持されている期間は、台車４の走行がステップＳ７の処理に制御されている。
【００３１】
なお、上述の実施例のシステムでは、乗継ぎ区間における台車４の走行速度がしきい値速度を越えているか否かに基づいて加速の許可／禁止が判断されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各台車が、自車の消費電力を検出する機能を備え、乗継ぎ区間における台車４の消費電力がしきい値電力を越えているか否かに基づいて加速の許可／禁止を判断するようにしてもよい。ただし、この場合、設定すべきしきい値電力は、乗継ぎ区間以外の走行区間において台車４の許容最高速度等によって決まる許容最大消費電力よりも小さな値とする。
【００３２】
また、上述の実施例のシステムでは、各台車が加速してもよいか否かの判断が各台車によりなされていた。しかし、本発明は、この構成に限定されるものではない。すなわち、センタ装置３が上記判断を行うようにしてもよい。この場合、図２に示したデータベース１６はセンタ装置３に設けられ、各台車はそれを備える必要がない。そして、センタ装置３は、図６に示すフローチャートの処理を実行することにより各台車が加速を行ってもよいか否かを判断し、その結果を各台車に通知する。また、各台車は、センタ装置３からの通知に従って走行コースを走行する。
【００３３】
上記構成においては、台車走行システムをメンテナンスする際、あるいは走行コースを変更する際などに、センタ装置３の設定を変更／調整するだけでよいので、作業の手間が少なくなる。
【００３４】
【発明の効果】
走行コースが複数の走行区間に分割され、台車が各走行区間に敷設されている給電線から電力を受け取りながら走行するシステムにおいて、乗継ぎ区間における台車の消費電力が一定値以下に抑えられるようにその区間での台車の加速を制限するので、乗継ぎ区間において台車が備える電源に過大な負荷がかかることはない。また、乗継ぎ区間以外の走行区間では、乗継ぎ区間において受電パワーが低下することの影響を受けることなく自由に走行できるので、システムとしての仕様を下げる必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の台車走行システムの構成図である。
【図２】台車の構成図である。
【図３】台車が備えるデータベースの例である。
【図４】実施形態の台車走行システムの動作を説明する図である。
【図５】台車が乗継ぎ区間を通過する際の動作を説明する図である。
【図６】本実施形態のシステムにおいて使用される台車の動作を説明するフローチャートである。
【図７】従来技術の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｃ 給電線
２ａ〜２ｃ 電源装置
３ センタ装置
４ 台車
５ 位置表示板
１１ 受電ユニット
１２ 整流器
１３ DC/DCコンバータ
１４ 位置センサ
１５ 速度センサ
１６ データベース
１７ 通信ユニット
１８ コントローラ
１９ モータ

Claims (4)

1. 予め決められた走行コースに沿って台車が走行する台車走行システムであって、
   前記走行コースを分割することにより得られる複数の走行区間に沿ってそれぞれ設けられる複数の給電線と、
   前記複数の給電線に対してそれぞれ電力を供給する複数の電源装置と、
   前記複数の給電線から電力を受け取りながら前記走行コースに沿って走行する台車とを備え、
   前記走行コースには、互いに隣り合う走行区間どうしの間の前記給電線が存在しない領域である非給電区間および該非給電区間の前後の周辺領域を含む乗継ぎ区間と、前記乗継ぎ区間以外の走行区間である通常区間とが設定され、
   全走行区間に対して許容最高速度が設定されると共に、前記乗継ぎ区間に対しては、前記許容最高速度よりも小さいしきい値速度がさらに設定されており、
   前記台車が前記乗継ぎ区間に位置する間は、前記台車の走行速度が前記しきい値速度を超えていたときにその台車の加速が禁止される
   ことを特徴とする台車走行システム。
2. 請求項１に記載の台車走行システムであって、
   前記乗継ぎ区間に前記しきい値速度より小さい走行速度で進入した台車は、その走行速度が前記しきい値速度に達するまで前記乗継ぎ区間における加速が許容され、
   前記乗継ぎ区間においてその走行速度が前記しきい値速度に達した台車、および前記乗継ぎ区間に前記しきい値速度以上の走行速度で侵入した台車は、前記乗継ぎ区間に位置する間の加速が禁止される
   ことを特徴とする台車走行システム。
3. 請求項１または２に記載の台車走行システムであって、
   前記通常区間における台車は、その走行速度が前記許容最高速度に達するまでの加速が許容されており、
   前記乗継ぎ区間において加速が禁止されている台車は、前記乗継ぎ区間を通過すると前記許容最高速度まで加速が許容される
   ことを特徴とする台車走行システム。
4. 予め決められた走行コースに沿って台車が走行する台車走行システムであって、
   前記走行コースを分割することにより得られる複数の走行区間に沿ってそれぞれ設けられる複数の給電線と、
   前記複数の給電線に対してそれぞれ電力を供給する複数の電源装置と、
   前記複数の給電線から電力を受け取りながら前記走行コースに沿って走行する台車とを備え、
   前記走行コースには、互いに隣り合う走行区間どうしの間の前記給電線が存在しない領域である非給電区間および該非給電区間の前後の周辺領域を含む乗継ぎ区間と、前記乗継ぎ区間以外の走行区間である通常区間とが設定され、
   全走行区間に対して許容最大消費電力が設定されると共に、前記乗継ぎ区間に対しては、前記許容最大消費電力よりも小さいしきい値電力がさらに設定されており、
   前記台車が前記乗継ぎ区間に位置する間は、前記台車の消費電力が前記しきい値電力を超えていたときにその台車の加速が禁止される
   ことを特徴とする台車走行システム。

Images