JPH0626443B2 - 走行体の高精度定位置停止制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明な、走行体の高精度定位置停止制御装置に関し、
特にノッチ等の離散的制御入力により運転される車両
を、停止目標地点に精度よく、しかも停止の際のショッ
クを小さくして停車させることができる走行体の高精度
定位置停止制御装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の自動列車における定位置停車方法では、ブレーキ
力の変動、軌道の勾配による外力の変動により、目標速
度パターンに対する追従偏差が発生するため、停止精度
が悪化する場合があった。また、追従偏差の発生を防止
するために、ブレーキ装置の比例制御に加えて積分制御
を行うと、ノッチ変更が多くなるため、車両の乗り心地
が悪化するという問題があった。

そこで、本発明者等は、最終的な停止精度を許容範囲内
に収め、しかもノッチ変更回数を減少して乗り心地をよ
くするような定位置停車方法を提案した（特願昭５７−
７０９３１号明細書参照）。

上記先願による定位置停車方法は、車両の現在地点と停
止目標地点との距離、車両の速度および加速度を検出
し、これにもとづいてブレーキ制御用ノッチを選択して
ブレーキの制御を行う場合、現在のノッチを保持したと
きの停止位置精度と、ノッチを所定量変化させたときの
停止位置精度とをあいまい量として求め、両者を比較し
てノッチの選択を行うものである。

第４図は、上記先願による自動列車定位置停車制御装置
のブロック図であり、第５図、第６図はその動作説明図
である。

第４図において、１は速度発電機、２は速度発電機１の
過去１秒間のパルスにより、車両の速度（実即度）Ｖ_Ｔ
と加速度α_Ｔとを演算する速度加速度演算装置、３は車
両の現在位置（ｘ_１）と停止目標地点０との間の距離Ｌ
_１を演算する残距離演算装置、４は地上子、５は地点検
出器、６は現在の車両の速度Ｖ_Ｔと停止目標地点０まで
の距離Ｌ_１および予め選択したノッチに対応してあらか
じめ定められた減速度β_Ｐを用いて、次式により現時点
で予め選択したノッチによってブレーキをかけた場合の
停止精度Ｌ_２を演算する所定ノッチ停止精度演算装置で
ある。

Ｌ_２＝Ｌ_１−Ｖ_T ²１）（７．２・β_Ｐ）…（１） ７は停止精度Ｌ_２と現在の速度Ｖ_Ｔから現在の速度で走
行する場合のブレーク制御開始余裕時間ΔＴを次式によ
り求め、その余裕時間ΔＴが一定時間（例えば、１秒）
以下となった場合に、定位置停車のためのブレーキ制御
開始の信号を出力するブレーキ制御開始指令演算装置で
ある。

ΔＴ＝３．６・Ｌ_２／Ｖ_Ｔ…（２） ８Ｚ，８Ｐ，８Ｎは、それぞれ現時点で現在のノッチを
保持した場合、１ノッチ増加した場合、および１ノッチ
減少した場合の停止精度のあいまい量を演算する停止精
度あいまい量演算装置、９はノッチ変更後、１秒間だけ
ノッチ変更を抑止する信号Ｍを発生するノッチ変更抑止
装置、１０は停止精度あいまい量演算装置８Ｐ，８Ｚ，
８Ｎの出力から、あいまい推論を行い、ノッチ変更が抑
止されていない場合に、ノッチ指令Ｎ（ｔ）を演算する
制御ノッチ演算装置、１１はブレーキ制御開始指令演算
装置７の出力により制御ノッチ演算装置１０の出力を断
続するブレーキ指令演算装置、１２はブレーキ装置を示
している。

第５図では、第４図における定位置停止制御のためのブ
レーキ制御開始時刻を決定する動作を示している。

車両が停止目標地点０から所定距離ｌだけ手前に置かれ
た地点Ｐを通過し、ｘ_１にある状況を示している。所定
ノッチ停止精度演算装置６により停止精度Ｌ_２を求め、
これと現在の速度Ｖ_Ｔとから、ブレーキ制御開始指令演
算装置７によりブレーキ開始余裕時間ΔＴを求めて、こ
の時間ΔＴが一定時間（例えば、１秒）以下となった場
合に、ブレーキ制御開始指令を出力する。

第６図では、第４図において、定位置停止のためのブレ
ーキ・ノッチを選択する動作を示している。停止精度あ
いまい量演算装置８Ｐ，８Ｚ，８Ｎでは、残距離演算装
置３で求めた停止目標地点０までの距離Ｌ_１と速度加速
度演算装置２で求めた現在の速度Ｖ_T1、加速度α_Ｔ１、
および１ノッチ当りの所定の加速度Δα（例えば、０．
５km／ｈ／秒）から、次式により停止精度のスカラ量Ｌ
_Ｐ，Ｌ_Ｚ，Ｌ_Ｎを演算する（第６図参照）。この場合、
加速度α_T1，Δαは負の値をとる。

一方、停止精度のあいまい量は、 （ａ）許容精度内に停止できる（μ_１）、 （ｂ）停止目標位置に正確に停止できる（μ_２）、 の２つのあいまい台集合からなるものとする。このあい
まい台集合を表わすメンバシップ関数を、例えば次のよ
うに定義する。ｘを停止精度〔ｍ〕とし、許容精度を
０．５ｍとすると、許容精度内に停止できるあいまい台
集合のメンバシップ関数μ_１（ｘ）は、次のように定義
される。

また、停止位置に正確に停止できるあいまい台集合のメ
ンバシップ関数μ_２（ｘ）は、次のように決定される。

そして、停止精度は、上記２つのメンバシップ関数μ_１
（ｘ），μ_２（ｘ）の値のペアからなるあいまい量で表
わされる。つまり、上記停止精度のスカラ量Ｌ_Ｐ，
Ｌ_Ｚ，Ｌ_Ｎから、現在のノッチを＋１ノッチ増加した場
合、現在のノッチを保持した場合、および現在のノッチ
を−１ノッチ減少した場合の各あいまい量_Ｐ，_Ｚ，
_Ｎは、次のように表わされる。

停止精度あいまい量演算装置８Ｐ，８Ｚ，８Ｎからの上
記出力_Ｐ，_Ｚ，_Ｎより、制御ノッチ演算装置１０
は、例えば、次のようなあいまい推論にもとづいてノッ
チの選択を行う。

（ｉ）現在のノッチで許容範囲内に停止できるならば、
現在のノッチを保持する。

（ii）＋１ノッチで停止目標位置に正確に停止できるな
らば、１ノッチ増加する。

（iii）−１ノッチで停止目標位置に正確に停止できる
ならば、１ノッチ減少する。

上記あいまい推論による具体的なノッチの選択は、上記
（ｉ）〜（iii）に対応するメンバシップ関数の値（そ
れぞれ、_Ｐ，_Ｚ，_Ｎ）が最大となるものを選択す
ることにより行う。なお、この制御は、ノッチ変更抑止
装置９からのノッチ変更抑止信号Ｍがないときに行う。

この方法は、停止精度の許容範囲内で、安全かつ乗り心
地のよい定位置停車方法を実現できる。しかし、停止直
前に高い減速度を生じるノッチが選択される場合があ
り、その場合には高い減速のためにショックが起って、
乗り心地が悪くなるという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このような問題を解決するため、最終
的には停止精度を許容範囲内に収め、かつ停止直前に高
い減速度を生じるノッチを選択しても、そのノッチによ
りショックをなくして、乗り心地を悪くさせない走行体
の高精度定位置停止制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明による走行体の高精度
定位置停止制御装置は、走行体の現在地点と停止目標地
点との距離、該走行体の速度と加速度を検出し、これら
にもとづいて現在のノッチを保持した場合の停止位置精
度とノッチを所定量増減した場合の停止位置精度とをあ
いまい量として求め、両者を比較する走行体の定位置停
止制御装置において、停止前の所定の速度以下では、高
い減速度を生じるノッチに対するあいまい量を小さくす
るか、または中程度の減速度を生じるブレーキ制御用ノ
ッチを用いて停止することに特徴がある。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の一実施例を示す走行体の高精度定位
置停止制御装置のブロック図である。

第１図において、第４図と同じ符号は同一構成要素を示
す。該高精度定位置停止制御装置は、検出系３００と、
演算系４００と、操作系５００とから構成される。

検出系３００は、速度発電機１と、速度加速度演算装置
２と地上子４と地点検出器５と、残距離演算３とから構
成され、時々刻々の車両の速度、加速度、および現在位
置と停止目標地点との距離を検出する。

演算系４００は、所定ノッチ停止精度演算装置６と、ブ
レーキ制御開始指令演算装置７と、ブレーキ指令演算装
置１１と、ノッチ変更抑止装置９と制御量演算系４０１
とから構成され、該検出系３００から出力された時々刻
々の車両の速度、加速度、および現在位置と停止目標地
点との距離から最適なブレーキ指令を算出しそれを出力
する。

ここで、制御量演算系４０１は、加速度演算装置８
Ｐ′、８Ｚ′、８Ｎ′と加速度あいまい量演算装置１３
Ｐ、１３Ｚ、１３Ｎと、停止精度あいまい量演算装置１
４Ｐ、１４Ｚ、１４Ｎと、あいまい量選択装置１５Ｐ、
１５Ｚ、１５Ｎと、制御ノッチ演算装置１０とから構成
される。

操作系５００は、ブレーキ装置１２より構成され、該演
算系４００から出力されたブレーキ指令に従いブレーキ
を操作する。また、８Ｚ′，８Ｐ′，８Ｎ′は、それぞ
れ現時点で現在のノッチを保持した場合、１ノッチ増加
した場合および１ノッチ減少した場合の加速度を演算す
る加速度演算装置、１３Ｚ，１３Ｐ，１３Ｎは、それぞ
れ現地点で現在のノッチを保持した場合、１ノッチ増加
した場合、および１ノッチ減少した場合の加速度のあい
まい量を演算する加速度あいまい量演算装置、１４Ｚ，
１４Ｐ，１４Ｎは、それぞれ現時点で現在のノッチを保
持した場合、１ノッチ増加した場合および１ノッチ減少
した場合の停止精度のあいまい量を演算する停止精度あ
いまい量演算装置、１５Ｚ，１５Ｐ，１５Ｎは、それぞ
れ現時点で現在のノッチを保持した場合、１ノッチ増加
した場合、および１ノッチ減少した場合の加速度と停止
精度のあいまい量の最小値をとるあいまい量選択装置で
ある。

第１図の定位置停止制御装置による停止制御方法におい
ては、停止直前において高い減速度を生じるノッチに対
するメンバシップ関数の値を、他のブレーキ制御用ノッ
チに対するメンバシップ関数に比べて小さくし（例え
ば、０．５以下）、停止精度の許容範囲内において高い
減速度を生じるノッチが選択されないようにすることに
より、停止直前の乗り心地を悪くさせないようにする。

第２図は、第１図における定位置停止のためのブレーキ
・ノッチを選択する動作を示す図である。

加速度演算装置８Ｐ′，８Ｚ′，８Ｎ′では、速度、加
速度演算装置２で求めた加速度α_T1および１ノッチ当り
の所定の加速度Δα（例えば、０．５km／ｈ／秒）か
ら、次式により加速度α_Ｐ，α_Ｚ，α_Ｎを算出する。

一方、加速度あいまい量は、加速度あいまい量演算装置
１３Ｐ，１３Ｚ，１３Ｎで演算され、例えば、次に定義
するようなメンバシップ関数によるあいまい台集合から
なるものとする。

｜α｜＜α_ｂのとき、μ_３（｜α｜）＝１．０ α_ｂ≦｜α｜α_ｍａｘのとき、 ここで、αは負の加速度とし、α_ｂは、例えば、５ノッ
チ相当の加速度の絶対値、α_maxは最大加速度（例え
ば、７ノッチ相当）の絶対値である。また、加速度は、
上記メンバシップ関数μ_３（α）の値からなるあいまい
量で表わされる。すなわち、８Ｐ′，８Ｚ′，８Ｎ′の
それぞれの加速度演算装置の結果α_Ｐ，α_Ｚ，α_Ｎか
ら、現在のノッチを＋１ノッチ増加した場合、現在のノ
ッチを保持した場合、および現在のノッチを１ノッチ減
少した場合の加速度のあいまい量_Ｐ，_Ｚ，_Ｎは、
次のように表わされる（第２図（ａ）参照）。

一方、停止精度あいまい量演算装置１４Ｐ，１４Ｚ，１
４Ｎでは、残距離演算装置３で求めた停止目標地点０ま
での距離Ｌ_１と、速度加速度演算装置２で求めた現在の
速度Ｖ_T1と、加速度演算装置８Ｐ′，８Ｚ′，８Ｎ′で
求めたα_Ｐ，α_Ｚ，α_Ｎとから、式（３）と等価な次式
により停止精度のスカラ量Ｌ_Ｐ，Ｌ_Ｚ，Ｌ_Ｎを算出する
（第２図（ｄ）参照）。この場合、加速度α_Ｐ，α_Ｚ，
α_Ｎは、負の値をとる。

一方、停止精度のあいまい量は、次の２つのあいまい台
集合からなるものとする。

(a)許容精度内に停止できる（μ_１…第２図（ｂ））。
(b)停止目標位置に正確に停止できる（μ_２…第２図
（ｃ））。

このあいまい台集合を表わすメンバシップ関数は、例え
ば次のように定義される。すなわち、ｘを停止精度
（ｍ）とし、許容精度Δａを０．５ｍとすると、上記許
容精度内に停止できるあいまい台集合のメンバシップ関
数μ_１（ｘ）は、次のように定義される。

また、停止目標位置に正確に停止できるあいまい台集合
のメンバシップ関数μ_２（ｘ）は、次のように定義され
る。

そして、停止精度は、上記２つのメンバシップ関数μ_１
（ｘ），μ_２（ｘ）の値のペアからなるあいまい量で表
わされる。すなわち、停止精度のスカラ量Ｌ_Ｐ，Ｌ_Ｚ，
Ｌ_Ｎから、現在のノッチを１ノッチ増加した場合、現在
のノッチを保持した場合、および現在のノッチを１ノッ
チ減少した場合の停止精度のあいまい量Ｃ_Ｐ，Ｃ_Ｚ，Ｃ
_Ｎは、次のように表わされる。なお、本式は式（６）と
同じである。

あいまい量選択装置１５Ｐ，１５Ｚ，１５Ｎは、車両の
速度Ｖ_Ｔ≦Ｖ_Ｃ（例えば、５km／ｈ）のとき、加速度あ
いまい量演算装置からの出力_Ｐ，_Ｚ，_Ｎと、停止
精度あいまい量演算装置からの出力_Ｐ，_Ｚ，_Ｎと
の各々に対応するものの最小値を選択する。

すなわち、装置１５_Ｐは、値min（_Ｐ，_Ｐ）を出力
する。ここでmin(a,b)は２つの量ａ，ｂのうちの最小値
を意味する。同様に、装置１５Ｚは値min（_Ｚ，
_Ｚ）を、また装置１５Ｎは値min（_Ｎ，_Ｎ）を出
力する。なお、車両の速度がＶ_Ｔ＞Ｖ_Ｃのときには、装
置１５Ｐ、１５Ｚ、１５Ｎはそれぞれ、_Ｐ、_Ｚ、
_Ｎを選択する。

あいまい量選択装置１５Ｐ，１５Ｚ，１５Ｎからの出力
より、制御ノッチ演算装置１０は、例えば次のようなあ
いまい推論にもとづいてノッチの選択を行う。

（ｉ）現在のノッチで許容範囲に停止できるならば、現
在のノッチを保持する。

（ii）１ノッチの増加で停止目標位置に正確に停止でき
るならば、１ノッチ増加する。

（iii）１ノッチの減少で停止目標位置に正確に停止で
きるならば、１ノッチ減少する。

上記あいまい推論により、具体的にノッチを選択するた
めには、上記（ｉ）〜（iii）に対応するメンバシップ
関数の値すなわち、装置１５Ｚ、１５Ｐ、１５Ｎの出力
値が最大となるものを選択すればよい。なお、この制御
は、ノッチ変更抑止装置９からのノッチ変更抑止信号Ｍ
がないときに行われる。

第１図においては、各種演算装置６〜１１，１３〜１５
を設けて、高精度停止制御装置をハードウエアで構成し
ているが、演算にはマイクロ・コンピュータを用いて、
プログラムにより処理することもできる。

第３図は、本発明の高精度定位置停止制御をプログラム
により実現した場合のフローチャートである。

このプログラムは、車両の速度Ｖ_Ｔ、加速度α_Ｔ、停止
目標地点までの距離Ｌ_１にもとづいて、ノッチ指令Ｎ
（ｔ）を求める機能を有している。すなわち、先ず、加
速度α_Ｚ，α_Ｐ，α_Ｎを算出し（式（７）参照、ステッ
プ１０１）、これらの値から停止精度のスカラ量Ｌ_Ｚ，
Ｌ_Ｐ，Ｌ_Ｎを算出し（式(10)参照、ステップ１０２）、
次に加速度α_Ｚ，α_Ｐ，α_Ｎより、加速度のあいまい量
μ_３（α_Ｚ），μ_３（α_Ｐ），μ_３（α_Ｎ）を求める
（式（９）参照、ステップ１０３）。次に許容精度内に
停止できるあいまい台集合のメンバシップ関数μ_１（Ｌ
_Ｚ），μ_１（Ｌ_Ｐ，μ_１（Ｌ_Ｎ）を求めた後（ステップ
１０４）、停止目標位置に正確に停止できるあいまい台
集合のメンバシップ関数μ_２（Ｌ_Ｚ），μ_２（Ｌ_Ｐ），
μ_２（Ｌ_Ｎ）を求める（ステップ１０５）。

次に、車両の速度がＶ_Ｔ＞Ｔ_Ｃ（例えば、５km／ｈ）で
あるか判断して、Ｖ_Ｔ≦Ｖ_Ｃの場合には、μ_３（α_Ｚ）
とμ_１（Ｌ_Ｚ）の最小値、μ_３（α_Ｐ）とμ_２（Ｌ_Ｐ）
の最小値、μ_３（α_Ｎ）とμ_２（Ｌ_Ｎ）の最小値のうち
の量も大きいものを選択する（ステップ１０６，１０
８，１０９）。また、Ｖ_Ｔ＞Ｖ_Ｃの場合には、μ_２（Ｌ
_Ｚ），μ_２（Ｌ_Ｐ），μ_２（Ｌ_Ｎ）のうちの最大値μma
xを調べる（ステップ１０７，１０９）。そして、μ
_ｍａｘを与える制御スカラ量Ｌ_Ｚ，Ｌ_Ｐ，Ｌ_Ｎを選択し
て、現在のノッチＮ（ｔ）に修正を加える（ステップ１
０９）。

なお、実施例１においては、あいまい推論で、ノッチの
増減を±１ノッチとしたが、より多くのノッチ変化を選
択範囲に加えてもよいのは勿論である。また、本実施例
においては、停止精度および加速度のあいまい量を定義
するあいまい台集合のメンバシップ関数を式（８），式
（１１），式（１２）のように定義しているが、本発明
はこのような式のみに限定されない。このように、本実
施例では、停止前のある速度以下になると高い減速度を
生じるノッチに対してあいまい量を小さくしたので、上
記速度以下において、中程度の減速度を生じるノッチを
選択した場合の停止精度がその許容範囲内にあるときに
は、よりより停止精度を与えるとともに、高い減速度を
生じるノッチが選択されないようにするので、きわめて
停止精度がよく、かつ、停止時のショックは小さい。

第７図は、本発明の他の実施例を示す高精度定位置停止
制御装置のブロック図である。

該高精度定位置停止制御装置は、検出系３００と、演算
系４００と、操作系５００とから構成される。

検出系３００は、速度発電機１と、速度加速度演算装置
２と地上子４と、地点検出器５と、残距離演算３とから
構成され、時々刻々の車両の速度、加速度、および現在
位置と停止目標地点との距離を検出する。

演算系４００は、所定ノッチ停止精度演算装置６と、ブ
レーキ制御開始指令演算装置７と、ブレーキ指令演算装
置１１と、ノッチ変更抑止装置９と、制御量演算系４０
１とから構成され、上記検出系３００から出力された時
々刻々の車両の速度、加速度、および現在位置と停止目
標地点との距離から最適なブレーキ指令を算出しそれを
出力する。

ここで、制御量演算系４０１は停止精度あいまい量演算
装置８Ｐ，８Ｚ，８Ｎと、制御ノッチ演算装置１０とか
ら構成される。

操作系５００は、ブレーキ装置１２より構成され、該演
算系４００から出力されたブレーキ指令に従いブレーキ
を操作する。

第７図においては、第４図に示す先願の定位置停車方法
を与える制御装置とほぼ同一ハードウエアでよく、ただ
停止精度演算装置６が使用する減速度をβ_P1とβ_P2の２
つに増加する。すなわち、所定ノッチ停止精度演算装置
６は、現在の車両の速度Ｖ_Ｔと停止目標地点０までの距
離Ｌ_１、およびあらかじめ選択したノッチに対応してあ
らかじめ定められた減速度β_P1、および停止前の一定速
度Ｖ_Ｃ以下において、あらかじめ定められたノッチに対
応した減速度β_P2を用いて、次式により現地点であらか
じめ選択した上記ノッチによりブレーキをかけた場合の
停止精度Ｌ_２を演算する。

その他の構成要素は、第４図と全く同一である。

第７図の実施例では、中程度の減速度を生じるブレーキ
制御用ノッチを用いて停止することをあらかじめ考慮に
入れて、現在のノッチを増減した場合の停止位置精度
と、ノッチを所定量変化させた場合の停止位置精度とを
あいまい量として求め、両者を比較して、上記ノッチの
選択を行う。

第８図，第９図は、第７図の装置の動作説明図である。

第８図では、定位置停止制御のためのブレーキ制御開始
時刻を決定する動作を示している。車両が停止目標地点
０から所定距離ｌだけ手前の地点Ｐを通過し、ｘ_１にあ
る状況を示している。停止精度演算装置６が減速度β_P1
と、一定速度Ｖ_ｃ以下においてあらかじめ定められたノ
ッチに対応する減速度β_P2とを用いて停止精度Ｌ_２を求
める。次に、ブレーキ制御開始指令演算装置７が、上記
Ｌ_２と現在の速度Ｖ_Ｔとから、ブレーキ開始余裕時間Δ
Ｔを求めて、この時間ΔＴが一定時間（例えば、１秒）
以下となった場合に、ブレーキ制御開始指令を出力す
る。

第９図では、車両の速度Ｖ_Ｔが一定速度Ｖ_ｂ（例えば２
０km／ｈ）より大きい場合に、定位置停止のためブレー
キ・ノッチを選択する動作を示している。

停止精度あいまい量演算装置８Ｐ，８Ｚ，８Ｎでは、残
距離演算装置３で求めた現在の速度Ｖ_T1、加速度α_T1、
１ノッチ当りの所定の加速度Δα（例えば、０．５km／
ｈ／秒）および停止前の一定速度Ｖ_ｃ以下においてあら
かじめ定められたノッチに対応した加速度α_T1′から、
次式により停止精度のスカラ量Ｌ_Ｐ，Ｌ_Ｚ，Ｌ_Ｎを算出
する（第９図（ｃ）参照）。

この場合、加速度α_T1およびα_T1′は負の値をとる。

第９図（ａ）（ｂ）は、許容精度内および目標位置に停
止できるあいまい台集合のメンバシップ関数μ_１，μ_２
の曲線上における停止精度のあいまい量_Ｚ，_Ｐ，
_Ｎを示している。

第１０図は、第７図の装置において、車両の速度Ｖ_Ｔが
一定速度Ｖ_ｂより小さい場合に、定位置停止のためのブ
レーキ・ノッチを選択する動作を示している。

停止精度あいまい量演算装置８Ｐ，８Ｚ，８Ｎでは、残
距離演算装置３で求めた現在の速度Ｖ_T2、加速度α_T2、
１ノッチ当りの所定の加速度Δα（例えば、０．５km／
ｈ／秒）から、次式により停止精度のスカラ量Ｌ_Ｐ′，
Ｌ_Ｚ′，Ｌ_Ｎ′を算出する。この場合、加速度α_T2およ
びΔαは負の値をとる。

一方、停止精度のあいまい量を、次の２つのあいまい台
集合からなるものとする。

(a)許容精度内に停止できる（μ_１）。

(b)停止目標位置に正確に停止できる（μ_２）。

このあいまい台集合を表わすメンバシップ関数は、例え
ば、次のように定義される。すなわち、ｘを停止精度
（ｍ）とし、許容精度を０．５ｍとすると、許容精度内
に停止できるあいまい台集合のメンバシップ関数μ
_１（ｘ）は、次のように定義される。なお、本式は式
（４）と同じである。

また、停止目標位置に正確に停止できるあいまい台集合
のメンバシップ関数μ_２（ｘ）は、次のように定義され
る。なお、本式は式（５）と同じである。

停止精度は、上記２つのメンバシップ関数μ_１（ｘ），
μ_２（ｘ）の値のペアからなるあいまい量で表わされ
る。すなわち、停止精度のスカラ量Ｌ_Ｐ，Ｌ_Ｚ，Ｌ_Ｎあ
るいはＬ_Ｐ′，Ｌ_Ｚ′，Ｌ_Ｎ′から、現在のノッチを保
持した場合、およびノッチを±１ノッチ増減した場合の
各停止精度のあいまい量_Ｐ，_Ｚ，_Ｎは、次のよう
に表わされる（第１０図（ａ）（ｂ）参照）。

停止精度あいまい量演算装置８Ｐ，８Ｚ，８Ｎからの出
力_Ｐ，_Ｚ，_Ｎより、制御ノッチ演算装置１０は、
例えば、次のようなあいまい推論に基づきノッチの選択
を行う。

（ｉ）現在のノッチで許容範囲内に停止できるならば、
現在のノッチを保持する。

（ii）＋１ノッチで停止目標位置を正確に停止できるな
らば、１ノッチ増加する。

（iii）−１ノッチで停止目標位置に正確に停止できる
ならば、１ノッチ減少させる。

このあいまい推論を用いて具体的にノッチを選択する場
合には、上記（ｉ）〜（iii）に対応するメンバシップ
関数の値（_P2，_Z，_N2）が最大となるものを選択
すればよい。勿論、この制御は、ノッチ変更抑止装置９
からのノッチ変更抑止信号Ｍがないときに行われる。

なお、第１０図（ａ）（ｂ）は、各停止精度のあいまい
量を示す図である。

本実施例においては、停止直前の一定速度Ｖ_Ｃ以下で
は、中程度の減速度で停止することにし、また一定速度
Ｖ_ｂ以上では、あらかじめそのことを考慮して停止精度
を求め、ノッチの選択を行うので、停止精度がよく、か
つ大きな減速度による停止時のショックは小さい。

なお、上記実施例では、第７図に示すように、各種演算
装置６〜１１を設け、高精度定位置停止制御装置をすべ
てハードウェアにより構成しているが、演算にはマイク
ロ・コンピュータによるプログラム処理を行うこともで
きる。

第１１図は、第７図の制御をプログラムで行った場合の
処理フローチャートである。

このプログラムは、車両の速度Ｖ_Ｔ、加速度α_Ｔ、停止
目標地点までの距離Ｌ_１にもとづいてノッチ指令Ｎ
（ｔ）を求める機能を有している。

第３図の実施例と比較すれば明らかなように、第１１図
の実施例では、加速度α_Ｚ，α_Ｐ，α_Ｎの算出、およ
び、それから加速度あいまい量μ_３（α_Ｚ），μ_３（α
_Ｐ），μ_３（α_Ｎ）を算出するステップは不要である
が、車両の速度が一定速度Ｖ_ｂより小さい場合の停止精
度のスカラ量Ｌ_Ｐ′，Ｌ_Ｚ′，Ｌ_Ｎ′を別個に算出する
必要がある。

先ず、ホールド時間からの起動周期を引き（ステップ２
０１）、ホールド時間が０または負の値であるときには
（ステップ２０２）、停止精度Ｌ_２を演算する（前式(1
4)参照、ステップ２０３）。次に、ブレーキ制御開始余
裕時間ΔＴを求め（前式（２）参照、ステップ２０
４）。余裕時間ΔＴが１秒未満のとき、Ｖ_Ｔ＞Ｖ_ｂか否
かを判断する（ステップ２０５，２０６）。Ｖ_Ｔ＞Ｖ_ｂ
の場合には、先ず、停止精度のスカラ量Ｌ_Ｚ，Ｌ_Ｐ，Ｌ
_Ｎを求めた後（前式(15)参照、ステップ２０７）、あい
まい台集合のメンバシップ関数（許容精度内に停止可
能）μ_１（Ｌ_Ｚ），μ_１（Ｌ_Ｐ），μ_１（Ｌ_Ｎ）および
メンバシップ関数（停止目標位置に正確に停止可能）μ
_２（Ｌ_Ｚ），μ_２（Ｌ_Ｐ），μ_２（Ｌ_Ｎ）を求める（ス
テップ２０８，２０９）。そして、μ_１（Ｌ_Ｚ）， μ_１（Ｌ_Ｐ），μ_１（Ｌ_Ｎ）のうちの最大の値のものを
選択して、ノッチに修正を加える（ステップ２１０，２
１１）。

一方、Ｖ_Ｔ＜Ｖ_ｂの場合には、停止精度のスカラ量
Ｌ_Ｚ′，Ｌ_Ｐ′，Ｌ_Ｎ′を求めた後（前式(16)参照、ス
テップ２１２）、あいまい台集合のメンバシップ関数を
求め、｛μ_１（Ｌ_Ｚ，μ_２（Ｌ_Ｐ，μ_２（Ｌ_Ｎ｝の中で
最大のものを選択し、ノッチに修正を加える（ステップ
２１３〜２１６）。そして、ノッチが変化したとき、ホ
ールド時間を１．０とする（ステップ２１７）。

なお、実施例においては、停止精度のあいまい量を定義
するためのあいまい台集合のメンバシップ関数を式(1
7)、式(18)で定義したが、この式だけに限定されないの
は勿論である。また、あいまい推論において、ノッチの
増減を±１ノッチとしたが、より多くのノッチ変化を選
択範囲としてもよい。

なお、実施例では、列車の停車方法を説明しているが、
同じような走行体、例えば自動車、船舶、航空機等のす
べてに適用できるのは勿論である。

本発明の第１の実施例では、停止直前における高い減速
度を生じるノッチに対するメンバシップ関数の値を、他
のブレーキ制御用ノッチに対するそれと比較して小さく
することにより、また第２の実施例では、停止前のある
速度以下では、中程度の減速度を生じるブレーキ制御用
ノッチを用いて停止することを考慮に入れて、あいまい
量を比較することにより、停止直前のショックを小さく
し、乗り心地を良くする。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、停止走行体の現
在地点と停止目標地点との距離、走行体の速度、加速度
を検出し、これらにもとづいて、ブレーキ制御用ノッチ
を選択してブレーキ制御を行う走行体の定位置停止制御
装置において、現在のノッチを保持した場合の停止位置
精度と、ノッチを所定量変化させた場合の停止位置精度
とをあいまい量として求め、両者を比較して、ノッチの
選択を行う場合に、停止前のある速度以下では中程度の
減速度を生じるブレーキ制御用ノッチを用いることを考
慮しておくか、また停止前のある速度以下では高い減速
度を生じるノッチに対するあいまい量を小さくしたの
で、停止精度がきわめてよく、かつ、停止時のショック
が小さく、乗り心地がよいという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す高精度定位置停止制
御装置のブロック図、第２図は第１図の動作を説明する
図、第３図は第１図の動作をブログラムで制御する場合
のフローチャート、第４図は先願による定位置停車制御
装置のブロック図、第５図，第６図は第４図の動作を説
明する図、第７図は本発明の第２実施例を示す高精度定
位置停止制御装置のブロック図、第８図，第９図，第１
０図は第７図の動作を説明する図、第１１図は第７図の
動作をプログラムで制御するためのフローチャートであ
る。 １……速度発電機、２……速度加速度演算装置、３……
残距離演算装置、４……地上子、５……地点検出器、６
……停止精度演算装置、７……ブレーキ開始指令装置、
８Ｚ，８Ｐ，８Ｎ……停止精度あいまい量演算装置、８
Ｚ′，８Ｐ′，８Ｎ′……加速度演算装置、９……ノッ
チ変更抑止装置、１０……制御ノッチ演算装置、１１…
…ブレーキ指令演算装置、１２……ブレーキ装置、１３
Ｚ，１３Ｐ，１３Ｎ……加速度あいまい量演算装置、１
４Ｚ，１４Ｐ，１４Ｎ……停止精度あいまい量演算装
置、１５Ｚ，１５Ｐ，１５Ｎ……あいまい量選択装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検出系（３００）と、演算系（４００）と
   を有する走行体の高精度定位置停止制御装置であって、 検出系（３００）は、走行体の時々刻々の、速度と、加
   速度と、現在位置と停止目標位置との間の距離とを検出
   して出力し、 演算系（４００）は、 検出系（３００）の出力と現在のノッチ信号とを入力
   し、ノッチの現在位置を保持した場合と、ノッチを修正
   して所定量だけ増・減した場合とのそれぞれについて、 加速度を求める処理（８Ｐ′，８Ｚ′，８Ｎ′；１０
   １）と、加速度のあいまい量を求める処理（１３Ｐ，１
   ３Ｚ，１３Ｎ；１０３）と、停止精度のあいまい量を求
   める処理（１４Ｐ，１４Ｚ，１４Ｎ；１０４，１０５）
   とを行ない、該停止精度のあいまい量は、（ａ）許容精
   度内で目標位置に停止できる、（ｂ）正確に目標位置に
   停止できる、のペアのうちいずれか一方からなる量であ
   り、 速度と、加速度のあいまい量と、停止精度のあいまい量
   とからあいまい量選択処理（１５Ｐ、１５Ｚ、１５Ｎ；
   １０６，１０７，１０８）を行ない、該あいまい量選択
   処理は、速度が（ａ）停止前の一定速度以上では、停止
   精度のあいまい量を選択し、（ｂ）該一定速度以下で
   は、加速度のあいまい量と、停止精度のあいまい量との
   小なるものを選択するものであり、 選択されたあいまい量から最大値を持つものを求め、か
   つ（ａ）該求められたあいまい量が現ノッチを保持した
   時のものである場合は、現ノッチを保持し、（ｂ）該あ
   いまい量が現ノッチを所定量増加した時のものである場
   合は、現ノッチを該所定量増加し、（ｃ）該あいまい量
   が現ノッチを所定量減少した時のものである場合は、現
   ノッチを該所定量減少するものである制御ノッチの選択
   処理（１０；１０９）を行ない、対応する修正した制御
   ノッチ信号を出力するものである 走行体の高精度定位置停止制御装置。
2. 【請求項２】検出系（３００）と、演算系（４００）と
   を有する走行体の高精度定位置停止制御装置であって、 検出系（３００）は、走行体の時々刻々の、速度と、加
   速度と、現在位置と停止目標位置との間の距離とを検出
   して出力し、 演算系（４００）は、 検出系（３００）の出力と現在のノッチ信号とを入力
   し、ノッチの現在位置を保持した場合と、ノッチを修正
   して所定量だけ増・減した場合とのそれぞれについて、 停止精度のあいまい量を求める処理（８Ｐ，８Ｚ，８
   Ｎ；２１０，２１５）を行ない、該停止精度のあいまい
   量は、（ａ）許容精度内で目標位置に停止できる、
   （ｂ）正確に目標位置に停止できる、のペアのうちのい
   ずれか一方からなる量であり、速度が（ａ）停止前の一
   定速度以上では、別途定めた所定の速度を境として該所
   定の速度より高速走行時と低速走行時とで相異なる加速
   度を想定して求めた停止精度のあいまい量を選択し、
   （ｂ）該一定速度以下では、全速度域にわたり一定の加
   速度を想定して求めた停止精度のあいまい量を選択する
   ものであり、選択されたあいまい量から最大値を持つも
   のを求め、かつ（ａ）該求められたあいまい量が現ノッ
   チを保持した時のものである場合は現ノッチを保持し、
   （ｂ）該あいまい量が現ノッチを所定量増加した時のも
   のである場合は、現ノッチを該所定量増加し、（ｃ）該
   あいまい量が現ノッチを所定量減少した時のものである
   場合は、現ノッチを該所定量減少すものである制御ノッ
   チの選択処理（１０；２１１、２１６）を行ない、 対応する修正した制御ノッチ信号を出力するものである 走行体の高精度定位置停止制御装置。