KR100802275B1

KR100802275B1 - 궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법

Info

Publication number: KR100802275B1
Application number: KR1020057007457A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 고오노; 마사히로 야마구찌; 히로시 야마시따; 마사히사 마스까와; 지 모리찌까; 히로유끼 모찌도메; 고오끼 후꾸다
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2008-02-11
Also published as: DE60331575D1; JP4347221B2; ATE459523T1; US20060200280A1; HK1081675A1; TW200415056A; US7757608B2; EP1564614A4; WO2004040391A1; JPWO2004040391A1; AU2003280653A1; EP1564614A1; CA2504621A1; ES2339547T3; EP1564614B1; CA2504621C; CA2641261A1; CA2641261C; TWI266713B; KR20050065639A

Abstract

궤도 비접촉 차량은 차륜과, 상기 차륜에 지지되는 차량 본체와, 조타 제어계를 구비하고 있다. 상기 조타 제어계는 상기 차륜의 조타를 비기계적으로 제어하는 제어부와, 상기 차륜의 조타를 기계적으로 구동하는 구동부를 구비하고 있다. 상기 제어부는 목표 주행 노선의 1차원 좌표치를 검출하는 제1 검출기와, 상기 1차원 좌표치에 대응하는 목표 조타각을 보유 지지하는 조타각 보유 지지부와, 상기 목표 주행 노선과 상기 차량 본체의 현재 위치와의 사이의 현재 편차를 검출하는 제2 검출기와, 상기 현재 편차와 상기 목표 조타각과 대응하는 제어 조타각을 생성하는 제어 조타각 계산부를 구비하고 있다.

조타 제어계, 검출기, 조타각 보유 지지부, 조타각 계산부, 안전 바아

Description

궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법 {METHOD AND DEVICE FOR STEERING VEHICLE HAVING NO CONTACT WITH TRACK}

본 발명은 궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법에 관한 것으로, 특히 조타가 자동화되는 궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법에 관한 것이다.

신교통 시스템은 공항, 전시회장과 같은 좁은 영역에서 그 채용이 추진되고 있다. 신교통 시스템에서는, 광역 교통 기술로서의 신깐센 열차와 같은 고속성과 동시 대량 수송성은 요구되지 않지만, 대규모인 궤도 설비가 불필한 것이 요구되고 있다. 궤도 설비를 필요로 하지 않는 차량으로서, 자동차, 버스와 같은 고무 타이어식 주행 차량이 일본 특허 공개 제2002-310651호에 알려져 있다. 고무 타이어식 주행 차량은 주행 방향에 대해 큰 자유도를 가져 공항의 차량으로서는 부적합하다. 신교통 시스템에서는 일본 특허 공개 제2002-19603호에서 서술되어 있는 바와 같이, 주행 노선을 간이하게 규정하는 것이 요구되고 있다. 간이 안내 궤도의 기술로서, 다양한 기술이 알려져 있다. 운항의 안전을 위해, 그와 같은 안내 궤도에는 어느 정도의 강도가 요구된다. 강도의 확보는 설비 비용의 바람직한 저감을 저지하고 있다.

기계적 안내 궤도의 폐지를 위해, 1차원 좌표 정보를 갖는 노면측 정보대를 규정 노선 상에 배치하는 것이 제안되어 있다. 그와 같은 노면측 정보대에는 운전 정보가 기입되어 있다. 운전 정보에는 주행 노선 상에 설정되는 1차원 좌표치가 포함되어 있다. 이 경우에, 1차원 좌표치와 조타각, 속도, 가속도와 같은 운전 제어 정보와의 대응 관계를 나타내는 테이블의 존재가 필요하다. 그와 같은 테이블의 테이블치가 고정되어 있으면, 시시각각으로 변하는(다이나믹하게 변화함) 주행 상황에 원활하게 대응하는 제어가 곤란해진다. 이로 인해, 종래 기술에서는 조타각의 급격한 변화에 기인하는 급격한 속도 변화(예시 : 궤도 방향으로 직교하는 방향의 가속도)를 초래하고, 그 결과로서 승차감의 악화를 초래하였다.

안내 궤도에 기계적으로 접촉하는 기계적 조타 부분이 없고, 또한 규정되는 주행 노선에 고정밀도로 추종하는 조타 시스템의 기술의 확립이 요구되고 있다. 안전 확보를 위해 안전 궤도를 폐지하지 않는 것은 중요하지만, 안전 궤도의 간소화가 기대되고 있다. 또한, 자동 운전시의 쾌적함이 요구되고 있다.

본 발명의 과제는 안내 궤도에 기계적으로 접촉하는 기계적 조타 부분이 존재하지 않는 차량의 조타를 자동화하는 기술을 확립하는 궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 미래적(예측) 변수를 제어계에 취입하여 원활한 운전을 가능하게 하는 궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 과제는 학습을 통해서 최적 제어를 실행하는 궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 과제는, 자동 제어 성능의 향상과 승차감의 향상을 양립시키는 것이 가능한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제1 관점에서는, 궤도 비접촉 차량은 차륜과, 상기 차륜에 지지되는 차량 본체와, 조타 제어계를 구비하고 있다. 상기 조타 제어계는 상기 차륜의 조타를 비기계적으로 제어하는 제어부와, 상기 차륜의 조타를 기계적으로 구동하는 구동부를 구비하고 있다. 상기 제어부는 목표 주행 노선의 1차원 좌표치를 검출하는 제1 검출기와, 상기 1차원 좌표치에 대응하는 목표 조타각을 보유 지지하는 조타각 보유 지지부와, 상기 목표 주행 노선과 상기 차량 본체의 현재 위치와의 사이의 현재 편차를 검출하는 제2 검출기와, 상기 현재 편차와 상기 목표 조타각에 대응하는 제어 조타각을 생성하는 제어 조타각 계산부를 구비하고 있다. 상기 현재 편차는 상기 목표 주행 노선에 직교하는 직교 방향의 거리에 대응하여 정의되고, 상기 구동부는 상기 제어 조타각을 기초로 하여 상기 차륜을 전향시킨다.

여기서, 상기 목표 주행 노선은 노면 상에 설정되고, 상기 제2 검출기는 상기 위치 편차를 비접촉으로 검출하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차량 본체에 탑재되는 계산부를 더 구비해도 좋다. 상기 계산부는 상기 차량 본체의 속도 데이터의 적분에 의해 2차원 좌표치를 계산하여 유지한다.

또한, 상기 목표 주행 노선은 노면 상에 설정되고, 상기 목표 주행 노선은 상기 1차원 좌표치를 출력하는 출력 부분을 갖고, 상기 1차원 좌표치는 상기 출력 부분으로부터 상기 제1 검출기에 무선으로 송신된다. 이 경우, 상기 목표 조타각은 상기 주행 노선에 기입되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 차량 본체의 속도를 검출하는 제3 검출기를 더 구비하고, 상기 조타각 제어기는 상기 위치 편차와 상기 적합 조타각과 상기 속도에 대응하는 제어치를 생성한다.

또한, 상기 제어부는 상기 제어 조타각을 최적 해로 최적화하는 최적화 계산부를 더 구비하고, 상기 최적 해는 상기 차량의 조타에 기인하는 진동을 최소화하도록 결정된다.

또한, 상기 제어부는 상기 목표 주행 노선의 미래 위치에 대응하는 미래 조타각을 결정하여, 상기 현재 편차와 상기 목표 조타각과 상기 미래 조타각에 대응하는 보정 조타각을 생성하는 조타각 보정 제어기를 더 구비한다. 상기 제어 조타각 계산부는 상기 현재 편차, 상기 목표 조타각 및 상기 보정 조타각에 대응하는 상기 제어 조타각을 생성한다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 차량이 상기 목표 주행 노선의 N회째의 주행을 행할 때, 현재 위치에 대한 현재 조타를 검출하는 제2 검출기와, N회분의 상기 현재 조타각의 전체 또는 일부로부터 현재 최적 목표 조타각을 구하는 최적 해 계산부를 더 구비해도 좋다. 상기 최적 해 계산부는 상기 차량의 조타에 기인하는 진동을 최소화하도록 상기 현재 최적 목표 조타각을 결정한다. 또한, 상기 최적 해 계산부는 상기 보정 조타각을 결정하는 뉴로 네트워크를 포함해도 좋다. 혹은, 상기 최적 해 계산부는 유전적 알고리즘을 기초로 하여 상기 보정 조타각을 결정하는 프로그램을 실행해도 좋다.

또한, 상기 최적 해 계산부는 유전적 알고리즘을 기초로 하여 상기 보정 조타각을 결정하는 프로그램을 실행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 제어치를 최적화하는 최적화 계산부를 더 구비하고, 상기 최적 해는 상기 차량의 조타에 기인하는 진동을 최소화한다. 이 경우, m과 n이 임의의 복수의 조합을 취할 때, 상기 차량의 상기 목표 주행 노선의 m회째의 주행과 n회째의 주행시의 차체 위치간의 편차를 진폭으로서 나타내고, 상기 최적화 계산부는 상기 진폭의 제곱을 최소화하도록 상기 보정 조타각을 결정한다. 또한, m과 n이 임의의 복수의 조합을 취할 때, 상기 차량의 상기 목표 주행 노선의 m회째의 주행과 n회째의 주행시의 차체의 가속도를 나타내고, 상기 최적화 계산부는 상기 가속도의 제곱을 최소화하도록 상기 보정 조타각을 결정한다.

또한, 궤도 비접촉 차량은 차륜에 지지되는 대차와, 상기 대차에 대해 지지되어 궤도측 고정체에 접촉하는 안전 바아를 더 구비해도 좋다. 상기 구동부는 상기 대차와 상기 차륜 사이에 개재 설치되고, 상기 구동부의 변위 부분은 상기 차륜과 상기 안전 바아에 기계적으로 접속되어 있다. 이 경우, 상기 변위 부분은 전기 모터에 의해 구동되는 볼 스크류 또는 상기 볼 스크류에 결합하는 너트이다. 또한, 상기 변위 부분은 유체 압원에 의해 구동되는 실린더 또는 실린더에 결합하는 피스톤 로드이다.

또한, 본 발명의 제2 관점에서는, 궤도 비접촉 차량은 차륜과, 상기 차륜에 지지되는 대차와, 조타 장치를 구비한다. 상기 조타 장치는 모터와, 상기 모터의 출력축에 연결되는 나사축과, 상기 나사축을 지지하는 베어링과, 상기 나사축에 나사 결합하는 너트와, 상기 너트를 지지하는 제1 지지체와, 상기 베어링을 지지하는 제2 지지체와, 상기 차륜을 조타하는 링크 기구를 구비한다. 상기 제1 지지체와 상기 제2 지지체 중 어느 하나는 상기 대차에 고정되는 고정측 지지체를 형성하고, 상기 제1 지지체와 상기 제2 지지체 중 어느 하나는 상기 링크 기구에 연결하는 가동측 지지체를 형성하고 있다.

여기서, 궤도 비접촉 차량은 안전 바아와, 상기 안전 바아에 지지되는 안전륜을 더 구비하고, 상기 안전 바아는 상기 가동측 지지체에 결합되고, 상기 대차는 고정측 지지체에 결합되고, 상기 너트는 상기 대차에 지지되어 있다. 또한, 상기 모터와 상기 베어링은 상기 안전 바아에 지지되어 있어도 좋다.

또한, 상기 조타 장치는 상기 나사축과 상기 모터 사이에 개재 설치되는 클러치를 더 구비하고, 상기 안전륜과 궤도측 고정체의 접촉에 대응하여 상기 클러치의 결합이 해제된다.

또한, 상기 너트는 상기 링크 기구에 지지되고, 상기 모터와 상기 베어링은 상기 대차에 지지되어 있어도 좋다. 또한, 상기 나사축은 볼 나사축을 형성해도 된다.

또한, 본 발명의 제3 관점에서는, 궤도 비접촉 차량은 차륜과, 상기 차륜에 지지되는 대차와, 조타기를 구비한다. 상기 조타기는 모터와, 상기 모터의 출력축에 연결되는 이동 부재와, 안전 차륜을 구비하는 안전 바아와, 상기 차륜을 조타하는 링크 기구를 구비한다. 상기 링크 기구는 상기 안전 바아와 상기 이동 부재에 연결되고, 상기 안전 바아는 상기 대차에 대해 가동적으로 지지되고, 상기 모터는 대차에 고정적으로 지지되어 있다.

여기서 상기 모터의 출력축은 피니온과 랙을 거쳐서 상기 이동 부재에 연결되어도 좋다.

또한, 본 발명의 제4 관점에서는, 궤도 비접촉 차량은 차륜과, 상기 차륜에 지지되는 대차와, 조타기를 구비한다. 상기 조타 장치는 모터와, 상기 모터의 출력축에 연결되는 나사축과, 상기 나사축을 지지하는 베어링과, 상기 나사축에 나사 결합하는 너트와, 상기 차륜을 조타하는 링크 기구와, 안전륜을 구비하는 안전 바아를 구비한다. 상기 안전 바아와 상기 모터와 상기 베어링은 상기 대차에 고정적으로 지지되고, 상기 너트는 상기 링크 기구에 결합되어 있다.

또한, 상기 조타 장치는 상기 나사축과 상기 모터 사이에 개재 설치되는 클러치를 더 구비하고 있다. 상기 안전륜과 궤도측 고정체의 접촉에 대응하여 상기 클러치의 결합이 해제된다.

또한, 본 발명의 제5 관점에서는, 궤도 비접촉 차량의 조타 방법은 목표 주행 노선의 1차원 좌표치를 설정하는 것과, 상기 1차원 좌표치(Xj)에 대응하는 목표 조타각을 설정하는 것과, 상기 목표 주행 노선과 상기 차량 본체의 위치와의 사이의 현재 편차를 검출하는 것과, 상기 현재 편차와 상기 목표 조타각에 대응하는 제어 조타각을 생성하는 것과, 상기 제어 조타각에 대응하는 각도 위치로 상기 차륜을 전향시키는 것을 구비하고 있다. 상기 현재 편차는 상기 목표 주행 노선에 직교하는 직교 방향의 거리에 대응하여 정의된다.

또한, 상기 목표 주행 노선의 미래 위치에 대응하는 미래 목표 조타를 설정하는 것과, 상기 미래 조타각에 대응하는 보정 조타각을 생성하는 것을 구비하고, 상기 현재 편차와, 상기 목표 조타각과, 상기 보정 조타각을 기초로 하여 상기 제어 조타각은 결정된다.

또한, 본 발명의 제6 관점에서는, 궤도 비접촉 차량의 조타 방법은, 구동부는 모터와, 모터의 출력축에 결합하는 볼 나사축과, 상기 볼 나사축에 결합하는 너트와, 상기 모터와 상기 볼 나사축 사이에 개재 설치되는 클러치와, 차륜에 결합하여 상기 모터의 출력축의 회전에 의해 동작하는 링크 기구를 구비하고, 상기 차량의 일부와 노면측 구조와의 접촉을 검출하는 것과, 상기 접촉에 대응하여 사이에 개재 설치되는 클러치를 단락시키는 것을 더 구비한다.

본 발명에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치 및 궤도 비접촉 차량의 조타 방법은 신교통 시스템의 자동 운항의 기술을 확립하고, 원활한 제어 성능을 비약적으로 향상시켜, 결과적으로 승차감을 현저하게 개선한다. 볼 나사축을 이용하는 조타 기구는 비용을 저감시키고, 기구를 간소화하고, 또한 원활한 제어 성능을 비약적으로 향상시킨다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치를 도시하는 도면이다.

도2는 도1의 측면 단면도이다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 있어서의 구동부를 도시하는 평면도이다.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 있어서의 제어부와 구동부를 도시하는 블럭도이다.

도5는 제1 실시예에 있어서의 제어부를 도시하는 회로 블럭도이다.

도6은 조타각 제어 방법을 나타내는 평면도이다.

도7은 다른 조타각 제어 방법을 나타내는 평면도이다.

도8은 또 다른 조타각 제어 방법을 나타내는 평면도이다.

도9는 또 다른 조타각 제어 방법을 나타내는 평면도이다.

도10은 또 다른 조타각 제어 방법을 나타내는 평면도이다.

도11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 있어서의 편차 검출 방법을 나타내는 단면도이다.

도12는 도11에 나타내는 편차 검출 방법의 변형예를 나타내는 단면도이다.

도13은 본 발명의 제3 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 있어서의 편차 검출 방법을 나타내는 단면도이다.

도14는 본 발명의 제3 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 있어서의 편차 검출 방법의 변형예를 나타내는 단면도이다.

도15는 본 발명의 제4 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 있어서의 편차 검출 방법을 나타내는 단면도이다.

도16은 본 발명의 제5 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 있어 서의 편차 검출 방법을 나타내는 단면도이다.

도17은 본 발명의 제6 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 있어서의 구동 장치를 도시하는 평면도이다.

도18은 본 발명의 제7 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량에 있어서의 구동 장치를 도시하는 단면도이다.

도19는 본 발명의 제7 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량에 있어서의 구동 장치의 변형예를 나타내는 단면도이다.

도20은 본 발명의 제8 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량에 있어서의 구동 장치를 도시하는 단면도이다.

도21은 본 발명의 제9 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량에 있어서의 구동 장치를 도시하는 단면도이다.

도22는 본 발명의 제10 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량에 있어서의 구동 장치를 도시하는 단면도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 대해 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치를 도시하는 도면이다. 도1을 참조하여, 주행 궤도 기준을 생성하는 안내 라인(1)은 전용 궤도면(2)에 설정된다. 전용 궤도면(2)은 직선적으로 또는 곡선적으로 형성되어 있다. 안내 라인(1)은 도1에서는 궤도면(2)으로부터 돌출되어 있지만, 궤도면(2) 에 매립되도록 형성되어도 좋다. 차량(3)은 차체 본체(4)와 대차(5)를 구비하고 있다. 대차(5)는 전용 궤도면(2)에 지지되어 있다. 차체 본체(4)는 수직축 또는 궤도면 법선 방향축의 주위에 회전 가능하도록 대차(5)에 의해 궤도면(2) 상에 지지되어 있다. 대차(5)는 차륜(6)을 구비하고 있다.

조타 시스템은 비기계적 조타 시스템부로서의 제어부(10)와 기계적 조타 시스템부로서의 구동부(20)를 구비하고 있다. 조타 시스템은 도2에 도시된 바와 같이 차량(3)을 기계적으로 안내하는 기계적 안내 궤도를 구비하고 있지 않다. 차량(3)이 안내 라인(1)에 기계적으로 접촉하는 것은 본질적이지 않다.

도3은 구동부(20)를 도시하고 있다. 구동부(20)는 액튜에이터(12)와 제1 링크 기구(13)와 제2 링크 기구(14)를 구비하고 있다. 액튜에이터(12)는 비가동 부위인 액튜에이터 본체(15)와 가동 부위인 피스톤 로드(16)를 구비하고 있다. 액튜에이터 본체(15)는 대차(5)에 고정되어 있다. 제1 링크 기구(13)는 제1 링크(17)와, 제2 링크(18)를 구비하고 있다. 제1 링크(17)의 기부측은 제1 핀(19)에 의해 회전 가능하게 대차(5)에 지지되어 있다. 제1 링크(17)의 자유단부측은 제2 핀(21)에 의해 회전 가능하게 피스톤 로드(16)의 동작 단부에 연결되어 있다. 제2 링크 기구(14)는 대차(5)에 회전 가능하게 지지되는 제1 레버(22)와, 레버 링크(23)와, 대차(5)에 회전 가능하게 지지되는 제2 레버(24)를 구비하고 있다. 제2 링크(18)의 자유단부는 제1 레버(22)의 일단부 부위에 회전 가능하게 연결되어 있다. 제1 레버(22)의 타단부 부위는 레버 링크(23)의 일단부 부위에 회전 가능하게 연결되어 있다. 레버 링크(23)의 타단부 부위는 제2 레버(24)의 일단부 부위에 회 전 가능하게 연결되어 있다.

액튜에이터 본체(15)에 동작 신호가 공급되면 피스톤 로드(16)가 선형으로 진퇴 이동한다. 피스톤 로드(16)의 선형 변위에 대응하여 제1 링크(17)가 회전 변위한다. 이와 같은 제1 링크 기구(13)의 주동에 종동하여 제2 링크 기구(14)가 동작한다. 제2 링크 기구(14)의 제1 레버(22)는 제2 링크(18)의 회전과 직선의 복합 운동에 대응하여 회전 운동한다.

양측의 차륜(6)은 차축(25)의 중심선을 포함하고, 전용 궤도면(2)에 평행한 평면 중에서 차축(25)에 대해 회전 가능하게 차축(25)에 지지되어 있다. 차축(25)은 대차(5)에 지지되어 있다. 제1 레버(22)와 제2 링크 기구(14)와 제2 레버(24)와 차축(25)은 평행 사변형의 4절 링크 기구를 형성하고 있다. 제2 링크(18)의 복합 운동에 따라서 그 평행 사변형이 변형되고, 차륜(6)의 회전 중심선에 직교하는 양측 직교면(수직면)이 서로 평행하게 차축(25)에 대해 회전 변위한다.

도4는 제어부(10)와 구동부(20) 사이의 제어 관계를 나타내고 있다. 제어부(10)는 안내 라인(1)과 조타 제어부(7)를 구비하고 있다. 조타 제어부(7)는 제어 유닛(8), 송신기(9), 수신기(11)를 구비하고 있다. 제어 유닛(8)은 송신기(9)에 대해 데이터 취득 명령 신호(26)를 송신한다. 송신기(9)는 데이터 취득 명령 신호(26)에 응답하여 데이터 취득 동작 신호(27)를 발신한다. 데이터 취득 동작 신호(27)는 데이터(27) 송신 요구 신호(27-1)를 포함하고 있다. 데이터 취득 동작 신호(27)는 공급 전력(27-2)을 포함하고 있어도 좋다. 공급 전력(27-2)이 이용되는 경우에는 안내 라인(1)에 전력을 공급하는 지상측 전원은 불필요하다.

안내 라인(1)은 시점과 종점 사이에서 등간격으로 분할되어 있고, 위치 데이터열(X_j)을 갖고 있다. 위치 데이터열(X_j)은 1차원 곡선 좌표치(X_j)의 열을 나타내고 있다. 안내 라인(1)이 주위 회전 궤도의 기준선인 경우에는, 그 종점의 좌표는 그 시점의 좌표와 동일하다. 그 등간격의 길이는 1 ㎝ 이하가 적합하다. 1차원 곡선 좌표치(X)는 3차원 절대 좌표계에서 엄밀하게 규정되어 있다. 안내 라인(1)의 1차원 곡선 좌표치(X)의 열은 라인 형성렬 요소(1-j)의 집합이다. 각 라인 형성렬 요소(1-j)는 1차원 위치 좌표치(위치 데이터열 요소)(X_j)에 대응하고 있다. 라인 형성렬 요소(1-j)는 데이터 송신 요구 신호(27-1)에 응답하여 위치 데이터(X_j), 목표 조타각(θ^*)(X_j), 목표 궤도 편차(ΔR^*)를 발신한다. 수신기(11)는 위치 데이터(X_j), 목표 조타각(θ^*)(X_j), 목표 궤도 편차(ΔR^*)를 수신하여, 제어 유닛(8)에 전송한다. 라인 형성렬 요소(1-j)가 그 위치 데이터(X_j)에 대응하는 3차원 절대 좌표치와 3차원 규정 속도치와 같은 운전 제어 정보를 갖는 것은 유효하다. 3차원 궤도 곡률과 3차원 가속도는 3차원 절대 좌표와 3차원 규정 속도로부터 계산에 의해 구할 수 있다. 그러나, 계산을 생략하기 위해, 테이블[위치 데이터(X_j), 목표 조타각, 목표 궤도 편차, 목표 속도, 목표 가속도, 궤도 곡률]을 갖는 것은 유효하다. 그와 같은 테이블은 라인 형성렬 요소(1-j)에 부여되어도 좋고, 또는 제어 유닛(8)에 구비되어도 좋다. 라인 형성렬 요소(1-j)에 부여되는 경우에는, 그 요소 (1-j)에 대응하는 목표 조타각, 목표 궤도 편차, 목표 속도, 목표 가속도, 궤도 곡률이 저장되어 있다. 또한, 제어 유닛(8)에 부여되는 경우에는, 위치 데이터(X_j)를 기초로 하여 목표 조타각, 목표 궤도 편차, 목표 속도, 목표 가속도, 궤도 곡률이 검색된다.

도5는 조타 제어부(7)의 상세함을 나타내고 있다. 조타 제어부(7)는 4차원 좌표계를 기초로 하여 제어 동작을 행한다. 시간 좌표는 내장되는 시계(도시하지 않음)에 의해 규정된다. 공간 좌표는 3차원 좌표로 규정되어 있다. 그 3차원 좌표계 중에 1차원 위치 좌표에서 나타내는 궤도 기준 곡선이 설정되어 있다.

조타 제어부(7)는 제어 유닛(8)과 궤도 편차 계측기(33) 및 조타각 검출기(34)를 구비하고 있다. 제어 유닛(8)은 궤도 편차 설정기(36), 감산기(37), 조타각 예측 보정 제어기(38), 조타각 계산부(35)를 포함하는 주제어기(31) 및 보정 가산기(32)를 구비하고 있다.

궤도 편차 설정기(36)는 안내 라인(1)으로부터 수신기(11)를 거쳐서 수신된 목표 궤도 편차(ΔR^*)(X_j)를 설정한다. 목표 궤도 편차(ΔR^*)는 위치 데이터열(X_j)에 대응하여 이상치 또는 목표치(ΔR^*)(X_j)로서 설정된다. 목표 궤도 편차(ΔR^*)(X_j)는 0에 한정되지 않는다. 직선 궤도 상에서는 목표 궤도 편차(ΔR^*)(X_j)는 0으로 설정되지만, 직선 궤도로부터 곡선 궤도로 변화하는 궤도 영역에서는 차량의 원심력 관성이 고려되어, 안내 라인(1)보다 외측으로부터의 현실 궤도를 주행하는 것이 이상적이다. 그와 같은 이상 궤도와 안내 라인(1) 사이의 이격 거리로서, 목표 궤도 편차(ΔR^*)(X_j)가 설정된다. 이와 같은 목표 궤도 편차(ΔR^*)가 포함되어 안내 라인(1)이 설정되어 있는 경우에는, 목표 궤도 편차(ΔR^*)(X_j)는 정수치의 0이다.

수신기(11)는 위치 데이터(Xj)를 검출하는 검출기로서 차량(3)의 기준점에 배치되어 있다. 그와 같은 기준점은 대차에 대해 회전하는 차체 본체(4)의 회전 중심축선 상에 설정되는 것이 바람직하다. 수신기(11)는 안내 라인(1)에 고정적으로 기재되어 있는 목표 조타각(θ^*)(X_j)을 수신하여 조타각 계산기(35)에 출력한다.

궤도 편차 계측기(33)는 그와 같은 기준점에 배치되어, 안내 라인 법선 방향(궤도 직교 방향 또는 곡률 반경 방향)의 현재 궤도 편차(ΔR)를 계측한다. 궤도 편차 계측기(33)로서는 CCD 카메라가 적합하다. CCD 카메라는 안내 라인(1)을 촬영한다. 궤도 편차 계측기(33)는 CCD 카메라의 촬상면의 광축점과 그 촬상면에 실상으로서 형성되는 안내 라인의 거리를 계산한다. 따라서, 현재 궤도 편차(ΔR)는 그 거리에 대응하고 있다. 현재 궤도 편차(ΔR)는 감산기(37)에 공급된다.

조타각 검출기(34)는 액튜에이터(12)의 액튜에이터 본체(15)에 대한 피스톤 로드(16)의 진퇴량을 리얼 타임의 현재 조타각(θ)(X_j)으로서 검출한다. 현재 조타각(θ)(X_j)은 조타각 예측 보정 제어기(38)에 출력된다.

감산기(37)는 궤도 편차 설정기(36)와 조타각 계산기(35) 사이에 개재 설치되어 있다. 목표 궤도 편차(ΔR^*)(X_j)는 현재 궤도 편차(ΔR)(X_j)와 함께 감산기(37)에 입력된다. 감산기(37)는 하기의 계산을 실행하여 제어 궤도 편차(ΔR')(X_j)를 구한다.

ΔR' ＝ ΔR^* － ΔR

제어 궤도 편차(ΔR')(X_j)는 피드백 제어 신호로서 조타각 계산기(35)와 조타각 예측 보정 제어기(38)에 공급된다.

조타각 계산부(35)는 수신기(11)에 의해 수신된 위치 데이터(X_j)에 대응하는 목표 조타각(θ^*)(X_j)을 설정한다. 목표 조타각(θ^*)(X_j)은 안내 라인(1)에 고정적으로 기재되어 있는 데이터가 수신기(11)를 거쳐서 조타각 계산기(35)에 공급된다. 그러나, 목표 조타각(θ^*)(X_j)은 조타각 계산기(35)에 테이블[X_j, θ^*(X_j)]로서 규정되어 있어도 좋다. 그 후, 주제어기(31)는 제어 궤도 편차(ΔR')(X_j)와 목표 조타각(θ^*)(X_j)에 2대 1로 대응하는 잠정 제어 조타각(θ')(X_j)을 구한다. 잠정 제어 조타각(θ')(X_j)은 보정 가산기(32)에 공급된다.

보정 가산기(32)는 잠정 제어 조타각(θ')(X_j)을 조타각 계산기(35)로부터 받고, 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)을 조타각 예측 보정 제어기(38)로부터 받고, 잠정 제어 조타각(θ')(X_j)에 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)을 가산하여 목표 제어 조타각(θ")(X_j)을 생성한다. 목표 제어 조타각(θ")(X_j)은 차량(3)의 액튜에이터(12)에 출력된다. 이리하여, 키가 제어된다.

조타각 예측 보정 제어기(38)는 감산기(37)로부터 출력되는 제어 궤도 편차(ΔR')를 수취한다. 조타각 예측 보정 제어기(38)는 또한 조타각 검출기(34)에 의해 계측되는 현재 조타각(θ)(X_j)을 수취하여 유지하고 있다. 또한, 제어기(38)는 동일 안내 라인(1)의 과거의 운행에 있어서의 동일 위치에 대응하는 현재 조타각(θ)(X_j)을 운항 횟수(N)로 지표화하여, 운항 이력 조타각(θ)(X_j[N])으로서 유지하고 있다. 다수의 운항 기록 중 최선의 운항은 승객의 앙케이트 조사, 전문가의 실제 승차 체험, 엑스퍼트의 실제 운전(운전수용 조타기는 존재하지 않지만, 운전수는 단말 입력기로부터 조타각 신호를 생성할 수 있음)에 의해 경험적으로 판정된다.

조타각 예측 보정 제어기(38)는 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j)을 갖고 있다. 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j)은 안내 라인(1)의 전체 위치의 적합 조타각을 나타내고 있다. 따라서, 차량의 현재 위치(X_j)에 대한 현재 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j)과, 현재 위치(X_j)로부터 ΔX_j 진행한 미래 위치(X_j ＋ ΔX_j)의 미래 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j ＋ ΔX_j)을 포함하고 있다. ΔX_j는 현재 위치(X_j)의 변수(j)의 함수로서 설정되어 있고, 안내 라인(1)의 미래 궤도 곡률에 대응하여 설정되어 있어도 좋다. 그 경우, 현재 위치(X_j)와 미래 위치(X_j ＋ ΔX_j) 사이의 곡률 변화율이 작은 경우에는 그 ΔX_j는 크게 설정되고, 그 곡률 변화율이 큰 경우에는 그 ΔX_j는 작게 설정된다. 조타각 예측 보정 제어기(38)는 제어 궤도 편차(ΔR')와 현재 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j)과 미래 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j ＋ ΔX_j)에 3대 1로 대응하여, 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)을 계산한다. 계산된 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)은 가산기(32)에 공급된다. 또한, 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j)은 운항 이력 조타각(θ)(X_j[N])을 기초로 하여 결정되어도 좋다. 이 때, 차량의 조타에 기인하는 진동을 최소화하도록 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j)을 결정하는 것이 바람직하다. 또는, 현재 위치(X_j)에 대한 테이블을 갖고 있어, 그 테이블로부터 검색되어도 좋다. 또한, 차량(3)에 속도 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있을 때에는, 차량의 속도(V)를 속도 센서로부터 수취해도 좋다. 그 속도를 적분함으로써, 차량의 2차원 좌표 위치를 계산한다.

이상에 있어서, 궤도 편차 설정기(36)와 조타각 계산부(35)는 차량(3)의 현 재 위치에 대응하는 목표 궤도 편차(ΔR^*)(X_j)와 목표 조타각(θ^*)(X_j)을 사용하고 있지만, 그들 데이터가 설정된 후 출력 가능해질 때까지 시간을 필요로 하고, 실제로는 차량(3)이 위치(X_{j ＋ 1})로 진행하였을 때 출력 가능한 경우가 있다. 그 경우에는, 차량의 현재 위치의 1 요소분 전의 목표 궤도 편차(ΔR^*)(X_{j － 1})와 목표 조타각(θ^*)(X_{j － 1})이 사용되게 된다.

조타각 예측 보정 제어기(38)는 최적 보정 조타각(Δθ^**)(X_j)을 구하는 최적 제어 계산을 실행한다. 최적 제어 계산은 학습 계산, 운동 방정식 계산, 또는 이들 2종류의 계산의 조합에 의해 가능하다. 학습 계산으로서는, 뉴로 네트워크 계산, 또는 유전자 알고리즘 계산, 뉴로 네트워크 계산이 포함되는 유전자 알고리즘 계산이 적합하다. 뉴로 네트워크 계산과 유전자 알고리즘 계산은 주지 관용 계산 방법으로서 알려져 있다. 운동 방정식 계산은 4차원 좌표 위치의 운동 방정식의 역다이나믹스에 의해 통과 후보점을 단락하는 궤도 중 가속도에 관한 최소 제곱치 계산(4차원 항법)이 적합하다. 4차원 항법은 항공기의 최적 항로 발견 방법으로서 알려져 있다.

학습 계산:

뉴로 네트워크의 입력측에 학습 데이터로서 제어 궤도 편차(ΔR'), 현재 최 적 조타각(θ^**)(X_j), 미래 최적 조타각(θ^**)(X_j ＋ ΔX_j)이 설정 임계치보다 작은 구속 조건의 기초로 입력되고, 뉴로 네트워크의 출력측에 대응하는 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)이 교사 데이터로서 입력된다. ΔX_j를 1이라 하면, 현재 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j)과 미래 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j ＋ ΔX_j)은 각각 현재 최적 목표 조타각(θ^**)(X_j)과 미래 최적 목표 조타각(θ^**)(X_{j ＋ 1})으로 나타낸다. 뉴로 네트의 노드는 계수(k1, k2, k3, k4)를 갖고 있다. 계수는, 일반적으로는 좌표(X_j)의 함수이다. 뉴로 네트워크는 연립 다변수 1차 함수(y) ＝ fㆍx(y와 x는 다변수 벡터)로 y와 x를 기지수(旣知數)로 하여 계수(f)를 역함수 해로서 구하는 방법이다. 학습 데이터와 교사 데이터의 다수의 세트를 학습한다. 이 때, 계수는 일의적으로 정해지지 않지만, 다수의 세트(y, x)를 부여하여, 구속 조건(가속도 제곱 합 최소, 혹은 진폭 제곱 합 최소)을 설정함으로써, 계수의 최적 해를 점근적으로 구할 수 있다. 이리하여, 임의의 제어 궤도 편차(ΔR'), 현재 최적 조타각(θ^**)(X_j), 미래 최적 조타각(θ^**)(X_j ＋ ΔX_j)이 부여되었을 때, 대응하는 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)을 출력할 수 있다.

구속 조건은, 예를 들어 m회째와 n회째(m과 n은 같지 않음)의 운행시의 동일 위치에 있어서의 차체 위치간의 거리 편차를 진폭(Ws)으로서 나타내고, m과 n을 임 의로 복수 취함으로써, 진폭의 제곱을 최소화하는 것이 유효하게 예시된다. 또한, m회째와 n회째의 운행시의 동일 위치에 있어서의 차체의 가속도(Am)로서 나타내고, m과 n을 임의로 복수 취함으로써, 진폭의 제곱을 최소화하는 것이 유효하게 예시된다.

최적화 정밀도를 높게 하고, 또한 고속화하기 위해 유전자 알고리즘 그 밖의 다양한 공지의 수학적 기술이 적용된다. 유전적 알고리즘(GA)은 제어 궤도 편차(ΔR'), 현재 최적 조타각(θ^**)(X_j), 미래 최적 조타각(θ^**)(X_j ＋ ΔX_j), 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)을 미지 변수로서 국소적으로 또한 광역적으로 랜덤하게 선택하고, 국소 해에 빠지는 것을 회피하면서 최적 해에 점근적으로 미래적으로 수렴시켜 가는 해법이다. 최적화를 위해 평가 함수가 설정된다. 평가 함수는 뉴로의 경우와 마찬가지이다. 평가 함수치가 낮지만 도태되어야 할 것이 결정되지 않은 변수 인자는 도태되지 않는다. 평가 함수치가 높지만 보다 최적인 해가 그 이외에 발견되는 변수 인자는 도태된다. 다변수를 서로 미묘하게 교체시키면서 반복하여 최적 계산이 실행된다. 변수의 다차원화를 위해, 1 변수의 값의 진화에 한정되지 않고, 함수를 계층화하여(LISP의 S식 표현), 연산자(S식 표현의 목구조)를 진화시키는 것에 유전적 프로그램(GP)의 자동 진화가 계산 가능하다. 따라서, 주위 회전 궤도를 주행하는 동일 차량에 대해 영속적으로 조타각 제어의 최적화가 진행한다.

물리 계산:

시시각각 초기 조건과 그 시각의 가속도를 기지수로 하는 운동 방정식의 해로서, 궤도를 구할 수 있다. 역다이나믹스에서는 궤도의 좌표(X_j)를 미지수로 하는 운동 방정식의 해로서, 시시각각의 속도 및/또는 가속도를 구할 수 있다. 이 경우에, 궤도 상의 차량(3)의 좌표(X_j)로서, 안내 라인(1)에 의해 부여되는 좌표(X_j)의 근방이 허용된다. 구해지는 가속도의 제곱합의 최소화, 또는 가속도 편차의 제곱합의 최소화와 최단 시간 도달이 구속 조건으로서 부여된다. 가속도의 최소화의 구속 조건에 의해, 승차감이 우선되어 속도 및/또는 가속도가 수학적으로 정해진다. 역다이나믹스에 의해 리얼 타임으로 구할 수 있는 가속도와 그 때의 속도는 조타각에 2대 1로 대응한다. 이와 같이 하여 구해지는 해가 교사해(敎師解)로서, 전술한 뉴로 네트워크의 출력측에 입력되어도 좋다.

이리하여 얻게 된 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)은 조타각 예측 보정 제어기(38)로부터 보정 가산기(32)에 출력된다. 보정 가산기(32)는 하기 식을 계산한다.

θ"(X_j) ＝ θ'(X_j) ＋ Δθ^*(X_j)

현재 시각의 현재 위치(4차원 현재 위치)에서 차량(3)이 이상적으로 제어되어 직선 궤도 상에서 주행하고 있는 경우에는, 잠정 제어 조타각(θ')(X_j)은 0이다.

(1) 계속적 이상 주행 상태(ΔR' ＝ 0)

이상 주행 상태에서는 원칙적으로 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)은 0이고, 일반적 으로 θ"(X_j) ＝ θ'(X_j)이다. 도6은 곡률 반경(R)이 일정한 원 궤도 상을 이상적으로 주행하는 이상 주행 상태를 나타내고, 도7은 곡률 반경(R)이 무한한 직선 궤도 상을 이상적으로 주행하는 이상 주행 상태를 나타내고 있다.

(2) 순간적 이상 주행 상태(ΔR' ≠ 0)

도8은 직선 궤도가 정곡률 궤도(곡률 반경 ＝ R)로 이행하는 곡률 변화점 P을 나타내고 있다. 점 P에서 액튜에이터(12)가 조타각을 0으로부터 규정 조타각(θ')으로 순식간에 변화하는 것은 4차원 항법에서는 있을 수 없다. 정곡률 궤도에 대응하여 일정 조타각(θ)이 조타각 계산기(35)에 설정된다. 이와 같은 경우에는, 점 P에서 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)은 0이고, 제어 조타각(θ")(X_j)은 잠정 제어 조타각(θ')(X_j)과 같아진다. 그 후, 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)은 순조롭게 증대하고, 점 P와 점 Q의 중점에서 최대가 되고, 그 중점을 통과한 후에 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)은 순조롭게 감소하여 점 Q에서 0이 되는 것이 이상적이다.

(3) 이상적이지 않은 주행 상태 1(ΔR' ≠ 0, 또는 ΔR' ＝ 0)

도9에 도시된 바와 같이, 궤도로부터 떨어져 주행하고 있는 경우에는, 제어 조타각(θ")(X_j)은 잠정 제어 조타각(θ')(X_j)과 일치하지 않는다. 근미래에 궤도 곡률 변화율이 크게 변화하지 않는 경우에는, 특히 주행 궤도가 직선 궤도인 경우에는, 도9에 도시된 바와 같이 피드백 제어에 의해 θ'는 순조롭게 θ^*에 근접해 간 다. 직선 궤도가 충분히 계속 길어지는 경우에는, 단위 시간당의 조타각 변화는 현재 궤도 편차(ΔR)에 작게 의존한다. 비례해도 좋다. 실선 표시 궤도(a)가 아닌 점선 표시 궤도(b)를 따라 직선 궤도에 점근한다. 제어 궤도 편차(ΔR')가 0인 경우에는, 단위 시간당의 조타각 변화는 더욱 작게 설정된다. 단위 시간당의 조타각 변화는, 또한 현재 조타각(θ)(X_j)과 현재 규정 목표 조타각(θ^*)(X_j) 사이의 차분에 대응한다. 특히 비례해도 좋다.

Δθ^*(X_{j ＋ 1})

＝ θ"(X_{j ＋ 1}) － θ'(X_{j ＋ 1})

＝－k1ㆍΔR' ＋ k2ㆍ[θ"(X_j) － θ'(X_j)]

또한, 상술한 k1과 k2 및 이하에 서술하는 k3과 k4는 뉴럴 네트워크에 있어서의 노드의 계수이다.

(4) 이상적이지 않은 주행 상태 2(ΔR' ≠ 0, 또는 ΔR' ＝ 0)

도10에 도시된 바와 같이, 미래적으로 궤도 곡률이 크게 변화하는 경우에는 도9의 최선 궤도(b)가 아니라, 근미래의 곡선 궤도의 곡률 변화를 예측적으로 피드 포워드하여, 장래의 곡선 궤도에 순조롭게 점근시키기 위한 보정 조타각(Δθ^*)(X_j)이 조타각 예측 보정 제어기(38)로부터 보정 가산기(32)에 대해 출력된다.

Δθ^*(X_{j ＋ 1})

＝ θ"(X_j) － θ'(X_j)

＝－k1ㆍΔR' ＋ k2ㆍ[θ"(X_j) － θ'(X_j)] ＋ Δθ^*(X_j)

Δθ^* ＝ k3ㆍθ^*(X_j ＋ ΔX_j) ＋ k4ㆍΔR

다음에 본 발명의 제2 실시예에 의한 편차 검출 방법을 도11을 참조하여 설명한다. 도11을 참조하여, 본 실시예의 제어부(10)에서는 안내 라인(1) 대신에 비접촉식의 안내 궤도(41)가 마련되어 있다. 안내 궤도(41)는 궤도 바닥(42)과 연석(緣石)(43)과 2조의 중앙 안내 궤조(44)를 구비하고 있다. 좌우의 차륜(6)은 좌우의 중앙 안내 궤조(44)에 각각 지지되어 회전한다. 차량(3)의 차체 본체(4)의 좌우 단부에, 각각에 이중 검출 센서(45)가 고정되어 배치되어 있다. 위치 검출 센서(45)는 전술한 송신기(9)와 수신기(11)의 쌍에 대응하고 있다. 위치 검출 센서(45)는 CCD 카메라, 초점 위치 자동 집광형 레이저와 같은 비접촉식 센서이다. 위치 검출 센서(45)는 중앙 안내 궤조(44)의 선 형상 단부 모서리(46)와 차체 본체(4)의 상대적 위치를 검출한다. 차량(3)이 정상 위치에 있으면, 선 형상 단부 모서리(46)는 위치 검출 센서(45)를 구성한다. CCD 카메라의 중심선에 일치하여 영상화된다. 위치 검출 센서(45)는 CCD 카메라의 중심선과 선 형상 단부 모서리(46)의 영상선과의 사이의 거리인 위치 편차(ΔD)를 검출한다. 그 위치 편차(ΔD)는 전술한 ΔR'로서 제어 유닛(8)의 조타각 계산기(35)와 조타각 예측 보정 제어기(38)에 공급된다. 위치 검출 센서(45)는 도12에 도시된 바와 같이 차체의 측벽에 고정하여 배치하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 위치 검출 센서(45)는 차량(3)의 그 차체 측벽 기준면과 연석(43)의 내측면과의 사이의 거리 또는 거리 편차를 검출한다. 또한, 제1 실시예와 같이, 설정치(ΔR)와 위치 편차(ΔD)의 차(ΔR')가 제어 유닛(8)의 조타각 계산기(35)와 조타각 예측 보정 제어기(38)에 공급되어도 좋다.

다음에 본 발명의 제3 실시예에 의한 편차 검출 방법을 도13을 참조하여 설명한다. 도13을 참조하여, 본 실시예에서는, 위치 검출 센서(45)는 차량(3)의 상측 부위의 선두 부위에 고정되어 배치되어 있다. 위치 검출 센서(45)의 광축(47)은 일정한 각도(φ)로 도로면(2)에 교차하고 있다. 광축(47)과 도로면(2)이 교차하는 교점(48)과 차량(3)의 기준점 사이의 거리(L)는 일정하다. 위치 검출 센서(45)로서 CCD 카메라가 이용되고 있는 경우에는, 도14에 도시된 바와 같이 주행 궤조면으로서 도로면(2)에 그려지고 또는 매립되어 있는 좌우의 주행 궤조 띠 형상 표지(51) 사이의 횡폭(W)은 거리(L)에서 규정되는 규정 상대적 위치의 횡폭으로서 검출된다. 그 CCD 카메라는 그 화상면에 설정되어 있는 기준점 P과 그 횡폭(W)의 중심점 사이의 거리 편차(ΔW)를 검출한다. 편차(ΔW)는 제2 실시예의 위치 편차(ΔD)와 마찬가지로 처리된다.

다음에 본 발명의 제4 실시예에 의한 편차 검출 방법을 도15를 참조하여 설명한다. 도15를 참조하여, 본 실시예에서는 주행 궤조 띠 형상 표지(51)가 1개인 안내 라인(1)을 도시하고 있다. CCD 카메라의 촬상면에 기준 폭(W)의 기준 영상(52)이 설정되어 있다. CCD 카메라의 촬상면에는 주행 궤조 띠 형상 표지(51)와 기준 영상(52)이 포개어져 형성되고, 3가지의 폭(W1, W2, W0)의 영상이 형성된다. W ＝ W1 ＋ W0 ＋ W이다. 편차(ΔW)(＝ W2 － W1)의 절대치가 작아지는 방향으로, 편차(ΔW)는 제2 실시예의 위치 편차(ΔD)와 마찬가지로 처리된다.

다음에 본 발명의 제5 실시예에 의한 편차 검출 방법을 도16를 참조하여 설명한다. 도16을 참조하여, 본 실시예에서는 전술한 도12의 차량(3)에 안전 가이드륜이 추가되어 있다. 차량(3)의 차체 또는 대차(5)에 좌우에 안전 가이드륜(53)이 장착되어 있다. 안전 가이드륜(53)의 회전 축심선(54)은 좌우 연석(43)의 대향면에 평행하다. 안전 가이드륜(53)은 연석(43)에 접촉하지 않는다. 연석(43)이 접촉하지 않는 안전 가이드륜(53)의 건설 비용은 공지의 안내 궤도용 가이드 레일의 설치 비용에 비해 현저히 낮다. 연석(43)과 안전 가이드륜(53) 사이에서 소음은 발생하지 않고, 진동은 차체에 발생하지 않는다.

차륜(6)의 회전수를 검출하는 회전수 검출기(도시되지 않음)의 추가는 바람직하다. 제어 정보로서, 대차(5) 또는 차량(3)의 1차원 곡선 좌표(L) 상의 절대적 위치 정보와 대차(5) 또는 차량(3)과 안내 라인(1)과의 상대적 위치 정보가 추가된다. 그 절대적 위치 정보는 운동계가 갖는 계측기에 의해 계측될 수 있다. 그 절대적 위치 정보가 안내 라인(1)(유비쿼터스 센서)으로부터 취득될 수 있는 것은 제1 실시예에서 전술되어 있는 바와 같다.

다음에 본 발명의 제6 실시예에 의한 4 안내륜식 보기 방식의 구동부(20)를 도17을 참조하여 설명한다. 도17을 참조하여, 가이드 레일에 접촉하는 4개의 안내륜(1O1)은 평행 등장 링크(102) 각각의 좌우단부에 지지되고, 좌우 주행륜(6)은 차 축(25)의 양단부 부위에 지지되어 있다. 전후의 평행 등장 링크(102)는 링크(103)로 연결되어 동체화되어 있다. 링크(103)와 차축(25)은 양방의 중점에서 교차적으로 연결하고, 그 교차점(104)은 대차(5)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 실시예에 4 안내륜식 보기 방식이 채용되는 경우에는 안내륜(101)과 평행 등장 링크(102)와 링크(103)는 제거되고, 차축(25)에 액튜에이터(12)가 결합된다. 제2 실시예에 4 안내륜식 보기 방식이 채용되는 경우에는 4 안내륜식 보기 방식의 기술이 그대로 채용되지만, 안내륜(101)은 연석(43)에 대해 비접촉으로 배치된다.

다음에 본 발명의 제7 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 이용되는 조타 시스템의 구동부(20)를 도18을 참조하여 설명한다. 도18을 참조하여, 본 실시예에서는 전술한 리얼 타임의 고정밀도 추종 제어와 그 제어에 수반하는 안전화가 실현되어 있다. 그 특징은 볼 나사를 이용하는 것과, 안전 바아를 이용하는 것과, 안전 클러치를 추가하는 것이다.

구동부(20)는 액튜에이터(12)와 제1 링크 기구(13)와 제2 링크 기구(14)를 구비하고 있다. 대차(5)에 고정적으로 지지되는 액튜에이터 고정부(55)는 전술한 액튜에이터 본체(15)에 상당한다. 액튜에이터 고정부(55)에 대해 진퇴 이동하는 액튜에이터 가동부(56)는 전술한 피스톤 로드(16)에 상당한다. 액튜에이터 고정부(55)에는 너트(57)가 고정되어 있다. 너트(57)에 나사 결합하는 볼 스크류 나사(58)는 액튜에이터 가동부(56)에 고정되어 있는 양측의 베어링(60, 61)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 액튜에이터 가동부(56)에는 서보 모터(59)가 고정적으로 배치되어 있다. 볼 스크류 나사(58)의 단부는 커플링(62)을 거쳐서 서보 모터(59) 의 출력축(63)에 축 결합하고 있다. 출력축(63)에는 클러치(64)가 개재 설치되어 있다.

안전 바아(65)는 액튜에이터 가동부(56)에 결합되어, 횡방향(d)으로 진퇴 이동한다. 안전 바아(65)의 양측 단부에는 좌우측 안전륜(66)이 회전 가능하게 부착되어 있다. 제1 링크 기구(13)의 일단부 부위는 대차(5)에 회전 가능하게 지지되고, 제1 링크 기구(13)의 타단부 부위는 대차(5)에 회전 가능하게 안전 바아(65)에 지지되어 있다.

서보 모터(59)는 전술한 목표 제어 조타각(θ")(X_j)을 받아, 그 조타각에 대응하는 회전 위치까지 회전한다. 볼 스크류 나사(58)는 그 회전 위치에 대응하는 회전 위치까지 회전하여 너트(57)로부터 반작용을 받아, 그 회전 위치에 대응하는 선형 위치까지 이동한다. 볼 스크류 나사(58)와 함께 선형 이동하는 액튜에이터 가동부(56)는 제1 링크 기구(13)와 제2 링크 기구(14)를 변위시킨다. 제2 링크 기구(14)의 선형 변위에 대응하여 변위하는 레버 링크(23)는 목표 제어 조타각(θ")(X_j)에 대응하는 조타각 위치로 차륜(6)을 회전 구동한다.

정상 제어 운전시에는, 좌우측 안전륜(66)은 안전 가이드[도16의 연석(43)]에 접촉하지 않는다. 돌풍 또는 공항 내 다른 차량과의 접촉에 의해 안내 라인(1)으로부터 떨어져 제어 궤도 편차(ΔR')가 이상하게 커지면, 차량(3)의 좌우측 안전륜(66)은 연석(43)에 접촉한다. 이와 같은 경우에는, 전술한 자동 제어에 의한 차량의 추진력은 연석(43)으로부터 받는 반작용에 의해 영향을 받는다. 이로 인해, 볼 스크류 나사(58)의 제어 위치와 현실의 위치가 다르고, 그 차이는 서보 모터(61)에 의해 검출된다. 간섭의 발생은 좌우측 안전륜(66)에 압력 센서를 부착함으로써 검출 가능하다. 간섭 검출에 의해 클러치(64)가 단락되고, 차량(3)은 좌우측 안전륜(66)에 의해 잠시 안내되어 주행하지만, 차량(3)에 빠르게 제동이 작용하여 정지한다. 차량(3)의 구동원은 디젤 엔진, 전기 모터ㆍ디젤 엔진ㆍ하이브리드, 또는 연료 전지이다. 본 실시예는 볼 스크류 나사(58)의 사용에 의해 제어 응답 정밀도가 고속이 되고, 이상시에 순간적으로 안전이 확보된다. 연석(43)에는 차량을 지지하여 안내하는 기능은 거의 없고, 제어 궤도 편차(ΔR')를 검출하여 정지하기까지의 단시간 동안의 지지를 행할 뿐이다. 이로 인해, 연석(43)은 강도적 보증은 거의 필요가 없고, 그 설치 비용은 현저히 저렴해진다.

도19는 도18의 제7 실시예의 변경예를 나타내고 있다. 액튜에이터 가동부(56)는 액튜에이터 고정부(56')로 변경되어 있다. 액튜에이터 고정부(56')는 대차(5)에 고정되어 있다. 너트(57)는 액튜에이터 고정부(56')에 대해 가동 가능하게 볼 스크류 나사(58)에 지지되어 있다. 베어링(60)과 서보 모터(61)와 커플링(62)과 출력축(63)과 클러치(64)는 액튜에이터 고정부(56')에 대해 배치되어 있는 점은 제7 실시예의 그들과 마찬가지이다. 제1 링크 기구(13)의 일단부가 대차(5)에 회전 가능하게 지지되고, 제1 링크 기구(13)의 타단부가 안전 바아(65)에 회전 가능하게 지지되는 점은 전술한 실시예와 동일하다.

차량이 궤도로부터 떨어져 연석(43)에 접촉할 때의 안전 바아(65)의 변위는 제1 링크 기구(13)와 제2 링크 기구(14)를 거쳐서 차륜(6)에 전달되고, 차륜(6)은 연석(43)에 대응하여 조타되고, 클러치(64)가 순식간에 단락되는 점은 도18의 제7 실시예와 동일하다. 도19의 실시예는 도18의 제7 실시예와 상대적으로 동일이다.

다음에 본 발명의 제8 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 이용되는 조타 시스템의 구동부(20)를 도20을 참조하여 설명한다. 도20을 참조하여, 본 실시예에서는 전술한 볼 스크류ㆍ너트쌍 대신에 랙ㆍ피니온쌍이 이용되고 있다. 본 실시예는 전술한 실시예에 비해 조타 정밀도의 점에서 바람직하지 않지만, 구동 부분의 비용의 저감에서 우수하다.

다음에 본 발명의 제9 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 이용되는 조타 시스템의 구동부(21)를 도21을 참조하여 설명한다. 도21을 참조하여, 본 실시예에서는 안전 바아(65)가 제1 링크 기구(13)를 거치는 일 없이, 대차(5)에 직접적으로 고정되어 있는 점에서 도19의 실시예와 다르다. 이상시에는 클러치(64)가 단락되고, 차량(3)은 안전 바아(65)의 좌우측 안전륜(66)에 의해 직접적으로 안내된다. 이 경우에, 자유롭게 무저항으로 볼 스크류 나사(58)에 대해 횡방향(d)으로 운동하는 너트(57)는 그 때의 조타의 방해가 되지 않는다.

차체 그 자체가 안전 바아의 기능을 가지므로, 차량(3)을 안내하기 위한 안전 바아는 실제로는 불필요하다. 차체의 일부분이 연석(43)에 접촉하고, 서보 모터(61)에 제어 조타각을 나타내는 제어 신호가 정상적으로 이송되어 오는 경우에는, 서보 모터(61)에 이상 토크가 발생한다. 그 이상 토크의 검지에 의해, 차체의 추진을 중지하여, 차륜(6)의 제동력을 작용시킴으로써 사고는 발생하지 않는다. 그러나, 안전 바아와 연석(43)은 만약을 위해 장비되는 것이 바람직하다.

다음에 본 발명의 제10 실시예에 의한 궤도 비접촉 차량의 조타 장치에 이용되는 조타 시스템의 구동부(20)를 도22를 참조하여 설명한다. 도20을 참조하여, 본 실시예는 전술한 리얼 타임의 고정밀도 추종 제어와 그 제어에 수반하는 안전화를 실현하고 있다. 그 특징은 유체압 구동 기구와 안전 바아가 이용되는 것이다. 본 실시예에서는 나사축을 이용하는 도18의 제7 실시예의 구동부(20) 대신에, 유체압 구동 기구가 이용된다. 모터(59) 대신에 유체압 공급원(도시되지 않음)이 이용되고, 너트(57)와 볼 스크류 나사(58)의 세트 대신에 피스톤 로드(57')가 이용된다. 피스톤 로드(57')의 한 쪽 가동단부에는 유체압 실린더(71)의 내부에 공급되는 압력 유체가 작용하고, 피스톤 로드(57')의 다른 쪽 가동단부는 대차(5)에 고정적으로 지지되는 액튜에이터 고정부(55)에 고정 부착된다.

유체압 실린더(71)의 동작실(72)에 정압 또는 부압을 공급하고, 액튜에이터 고정부(55)에 대해 안전 바아(65)를 좌우 방향으로 구동하고, 안전 바아(65)를 거쳐서 제1 링크 기구(13)와 제2 링크 기구(14)를 동작시키는 조타 기구는 안전 바아(65)의 운동을 거쳐서 차륜의 전향 방향을 제어하는 점에서 도18의 제7 실시예의 제어와 동일하다. 유체압 실린더(71)의 동작실에 정압 또는 부압의 압력 유체가 공급됨으로써 좌우 이동하는 안전 바아(65)는 차체 밖으로부터 외력을 받을 때에, 그 외력과 유체압 실린더(71)에 공급되는 유압의 압력의 공급력이 간섭하는 것은 이론적으로 있을 수 있다. 이와 같은 경우에는, 제어부(10)의 조타 제어는 무효화되고, 안전 바아(65)와 제1 링크 기구(13)와 제2 링크 기구(14)의 보조적 기계 제어가 우선된다. 그 우선 제어의 절환시의 한순간의 전술한 간섭은 유체압 실린더 의 유체의 점성과 압축성에 의해 완화된다. 다음의 한순간에는, 유체압 제어 기구의 배관에 개재 설치되는 개방 밸브가 개방하여 안전화는 철저하게 회피된다. 본 실시예는 이와 같은 완충성이 존재하는 점에서, 도18의 제7 실시예보다 안전성이 높다. 완충성을 강화하기 위해서는 유체압은 공기압이 우수하다. 유체로서는, 환경면에서 물이 우수하다.

도19의 볼 스크류 나사(58)는 도18의 피스톤 로드(57')로 바뀌어도 좋다. 도21의 볼 스크류 나사(58)는 도18의 피스톤 로드(57')로 바뀌어도 좋다. 도22의 액튜에이터 가동부(56)와 액튜에이터 고정부(55)는 위치적으로 교환 가능하다. 액튜에이터 가동부(56)가 대차(5)에 고정되고, 액튜에이터 고정부(55)가 안전 바아(65)에 고정될 수 있다.

Claims

차륜과,

상기 차륜에 의해 지지되는 대차와,

상기 대차에 의해 지지되는 차량 본체와,

제어부 및 구동부를 포함하는 조타 제어계를 구비하고,

상기 제어부는 상기 차량의 현재 위치에서 주행 노선으로부터의 현재 목표 편차, 상기 차량의 상기 현재 위치에서 주행 노선으로부터의 현재 실제 편차 및 상기 차량의 상기 현재 위치에서 현재 목표 조타각에 기초하여 임시 목표 조타각을 생성하고,

상기 제어부는 상기 차량의 전향에 기인한 상기 차량의 진동을 최소화하기 위해 상기 임시 목표 조타각을 목표 제어 조타각으로 최적화시키도록 구성된 최적화 계산부를 포함하고,

상기 구동부는 상기 목표 제어 조타각에 기초하여 상기 대차를 기계적으로 조향하는 궤도 비접촉 차량.
제1항에 있어서, 상기 제어부는

상기 현재 실제 편차를 검출하도록 구성된 제1 검출기와,

상기 현재 목표 편차를 유지하도록 구성된 편차 유지부와,

상기 현재 목표 조타각을 유지하도록 구성된 조타각 유지부와,

상기 현재 목표 편차, 상기 현재 실제 편차 및 상기 현재 목표 조타각에 기초하여 상기 임시 목표 조타각을 생성하도록 구성된 제어 계산부와,

상기 최적화 계산부를 포함하는 궤도 비접촉 차량.
제2항에 있어서, 상기 주행 노선은 노면 상에 설정되고, 상기 편차 유지부는 비접촉 방식으로 상기 주행 노선으로부터의 상기 현재 목표 편차를 검출하도록 구성된 제2 검출기를 포함하는 궤도 비접촉 차량.
제2항에 있어서, 상기 편차 유지부는 상기 차량 본체 상에 제공되고 상기 차량의 상기 현재 위치에 기초하여 상기 현재 목표 편차를 결정하고 상기 차량의 속도 데이터를 적분함으로써 상기 차량의 상기 현재 위치를 결정하도록 구성되는 위치 계산부를 포함하는 궤도 비접촉 차량.
제2항에 있어서, 상기 주행 노선은 노면 상에 설정되고 무선으로 상기 현재 위치를 출력하도록 구성되는 출력 부분을 포함하고,

상기 제어부는 상기 출력 부분으로부터 상기 현재 위치를 수신하도록 구성되는 수신기를 포함하는 궤도 비접촉 차량.
제5항에 있어서, 상기 현재 목표 조타각은 상기 주행 노선에 기입되고,

상기 수신기는 상기 출력 부분으로부터 상기 현재 목표 조타각을 수신하는 궤도 비접촉 차량.
제4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 차량의 속도를 검출하도록 구성되는 속도 검출기를 더 포함하는 궤도 비접촉 차량.
제2항에 있어서, 상기 최적화 계산부는

상기 차량의 현재 위치에서의 현재 최적 조타각 및 상기 현재 목표 조타각에 기초하여 상기 차량의 미래 위치에 대응하는 미래 최적 조타각을 결정하고 상기 현재 목표 편차와 상기 현재 실제 편차 사이의 차이 및 상기 미래 최적 조타각에 기초하여 보정 조타각을 생성하도록 구성된 조타각 보정 생성부와,

상기 임시 목표 조타각 및 상기 보정 조타각을 가산함으로써 상기 제어 조타각을 생성하도록 구성된 보정 가산부를 포함하는 궤도 비접촉 차량.
제8항에 있어서, 상기 최적화 계산부는

상기 현재 위치에 대응하는 상기 현재 목표 조타각을 검출하도록 구성된 현재 목표 조타각 검출기와,

상기 차량이 상기 주행 노선을 N회째 주행하는 경우 N회째에 대한 상기 현재 목표 조타각의 전부 또는 일부로부터 상기 현재 최적 조타각 및 상기 미래 최적 조타각을 결정하도록 구성된 최적 해 계산부를 더 포함하고,

상기 최적 해 계산부는 상기 차량의 조향에 기인한 진동이 최소화되도록 상기 현재 최적 조타각 및 상기 미래 최적 조타각을 결정하는 궤도 비접촉 차량.
제9항에 있어서, 상기 최적 해 계산부는 상기 현재 목표 편차와 상기 현재 실제 편차 사이의 차이 및 상기 현재 목표 조타각으로부터 상기 보정 조타각을 결정하도록 구성된 뉴로 네트워크를 포함하는 궤도 비접촉 차량.
제9항에 있어서, 상기 최적 해 계산부는 유전적 알고리즘을 기초로 하여 상기 보정 조타각을 결정하는 프로그램을 실행하는 궤도 비접촉 차량.
제10항에 있어서, 상기 최적 해 계산부는 유전적 알고리즘을 기초로 하여 상기 보정 조타각을 결정하는 프로그램을 실행하는 궤도 비접촉 차량.
제2항에 있어서, 상기 편차 유지부는 상기 차량의 상기 현재 위치를 검출하도록 구성된 위치 검출기를 포함하는 궤도 비접촉 차량.
제8항에 있어서, 상기 주행 노선에서의 m회째 주행의 상기 차량의 상기 현재 위치와 상기 주행 노선에서의 n회째 주행의 상기 차량의 상기 현재 위치 사이의 차이가 진폭으로 주어지는 경우, 상기 최적화 계산부는 상기 m 및 n의 최적 조합을 위한 진폭의 제곱의 합이 최소화되도록 상기 보정 조타각을 결정하는 궤도 비접촉 차량.
제8항에 있어서, 상기 최적화 계산부는 상기 주행 노선 상에서의 m회째 주행의 가속도의 제곱의 합이 최소화되도록 상기 보정 조타각을 결정하는 궤도 비접촉 차량.
제1항에 있어서, 상기 대차에 의해 지지되고 안전 가이드와 접촉하도록 구성된 안전 바아를 더 포함하고,

상기 구동부는 상기 대차와 상기 차륜 사이에 개재 설치되고,

상기 구동부의 변위 부분은 상기 차륜과 상기 안전 바아에 기계적으로 접속되는 궤도 비접촉 차량.
제16항에 있어서, 상기 변위 부분은 전기 모터에 의해 구동되는 볼 스크류 또는 상기 볼 스크류에 결합하는 너트인 궤도 비접촉 차량.
제16항에 있어서, 상기 변위 부분은 유체 압원에 의해 구동되는 실린더 또는 실린더에 결합하는 피스톤 로드인 궤도 비접촉 차량.
궤도 비접촉 차량이며,

차륜과,

상기 차륜에 지지되는 대차와,

제어부와 구동부를 포함하는 조타 장치를 구비하고,

상기 제어부는 상기 차량의 현재 위치에서의 주행 노선으로부터의 현재 목표 편차, 상기 차량의 상기 현재 위치에서의 상기 주행 노선으로부터의 현재 실제 편차 및 상기 차량의 상기 현재 위치에서의 현재 목표 조타각에 기초하여 임시 목표 조타각을 생성하고, 상기 차량의 조향에 기인한 상기 차량의 진동을 최소화하도록 상기 임시 목표 조타각을 목표 제어 조타각으로 최적화시키고,

상기 구동부는 상기 목표 제어 조타각에 기초하여 상기 대차를 기계적으로 조향하고,

상기 구동부는

모터와,

상기 모터의 출력축에 연결되는 나사축과,

상기 나사축을 지지하는 베어링과,

상기 나사축에 나사 결합하는 너트와,

상기 너트를 지지하는 제1 지지체와,

상기 베어링을 지지하는 제2 지지체와,

상기 차륜을 조타하는 링크 기구를 구비하고,

상기 제1 지지체와 상기 제2 지지체 중 어느 하나는 상기 대차에 고정되는 고정측 지지체를 형성하고, 상기 제1 지지체와 상기 제2 지지체 중 다른 하나는 상기 링크 기구에 연결하는 가동측 지지체를 형성하는 궤도 비접촉 차량.
제19항에 있어서, 안전 바아와,

상기 안전 바아에 지지되는 안전륜을 더 구비하고,

상기 안전 바아는 상기 가동측 지지체에 결합되고,

상기 대차는 고정측 지지체에 결합되고, 상기 너트는 상기 대차에 의해 지지되는 궤도 비접촉 차량.
제20항에 있어서, 상기 모터와 상기 베어링은 상기 안전 바아에 의해 지지되는 궤도 비접촉 차량.
제20항에 있어서, 상기 조타 장치는 상기 나사축과 모터 사이에 개재 설치되는 클러치를 더 구비하고,

상기 안전륜과 안전 가이드의 접촉에 대응하여 상기 클러치의 결합이 해제되는 궤도 비접촉 차량.
제19항에 있어서, 상기 너트는 상기 링크 기구에 지지되고,

상기 모터와 상기 베어링은 상기 대차에 지지되어 있는 궤도 비접촉 차량.
제19항에 있어서, 상기 나사축은 볼 나사축을 형성하는 궤도 비접촉 차량.
궤도 비접촉 차량이며,

차륜과,

상기 차륜에 의해 지지되는 대차와,

제어부와 구동부를 포함하는 조타 장치를 구비하고,

상기 제어부는 상기 차량의 현재 위치에서의 주행 노선으로부터의 현재 목표 편차, 상기 차량의 상기 현재 위치에서의 상기 주행 노선으로부터의 현재 실제 편차 및 상기 차량의 상기 현재 위치에서의 현재 목표 조타각에 기초하여 임시 목표 조타각을 생성하고, 상기 차량의 조향에 기인한 상기 차량의 진동을 최소화하도록 상기 임시 목표 조타각을 목표 제어 조타각으로 최적화시키고,

상기 구동부는 상기 목표 제어 조타각에 기초하여 상기 대차를 기계적으로 조향하고,

상기 구동부는

모터와,

상기 모터의 출력축에 연결되는 이동 부재와,

안전륜을 구비하는 안전 바아와,

상기 차륜을 조타하는 링크 기구를 구비하고,

상기 링크 기구는 상기 안전 바아와 상기 이동 부재에 연결되고,

상기 안전 바아는 상기 대차에 대해 가동적으로 지지되고, 상기 모터는 대차에 의해 고정적으로 지지되는 궤도 비접촉 차량.
제25항에 있어서, 상기 모터의 출력축은 피니온과 랙을 거쳐서 상기 이동 부재에 연결되는 궤도 비접촉 차량.
궤도 비접촉 차량이며,

차륜과,

상기 차륜에 지지되는 대차와,

제어부와 구동부를 포함하는 조타 장치를 구비하고,

상기 제어부는 상기 차량의 현재 위치에서의 주행 노선으로부터의 현재 목표 편차, 상기 차량의 상기 현재 위치에서의 상기 주행 노선으로부터의 현재 실제 편차 및 상기 차량의 상기 현재 위치에서의 현재 목표 조타각에 기초하여 임시 목표 조타각을 생성하고, 상기 차량의 조향에 기인한 상기 차량의 진동을 최소화하도록 상기 임시 목표 조타각을 목표 제어 조타각으로 최적화시키고,

상기 구동부는 상기 목표 제어 조타각에 기초하여 상기 대차를 기계적으로 조향하고,

상기 구동부는

모터와,

상기 모터의 출력축에 연결되는 나사축과,

상기 나사축을 지지하는 베어링과,

상기 나사축에 나사 결합하는 너트와,

상기 차륜을 조타하는 링크 기구와,

안전륜을 갖는 안전 바아를 구비하고,

상기 링크 기구는 안전 바아에 연결되고,

상기 안전 바아, 상기 모터 및 상기 베어링은 상기 대차에 의해 고정적으로 지지되고,

상기 너트는 상기 링크 기구에 결합되는 궤도 비접촉 차량.
제27항에 있어서, 상기 조타 장치는 상기 나사축과 상기 모터 사이에 개재 설치되는 클러치를 더 구비하고,

상기 안전륜과 안전 가이드의 접촉에 대응하여 상기 클러치의 결합이 해제되는 궤도 비접촉 차량.
궤도 비접촉 차량의 조타 방법이며,

목표 주행 노선의 1차원 좌표치를 설정하는 단계와,

상기 1차원 좌표치에 대응하는 목표 조타각을 설정하는 단계와,

상기 목표 주행 노선과 상기 차량 본체의 현재 위치 사이의 현재 편차를 검출하는 단계와,

상기 현재 편차와 상기 목표 조타각에 대응하는 제어 조타각을 생성하는 단계와,

상기 제어 조타각에 대응하는 각도 위치로 차륜을 전향시키는 단계를 구비하고,

상기 현재 편차는 상기 목표 주행 노선에 직교하는 직교 방향으로의 상기 현재 위치의 거리로서 정의되는 궤도 비접촉 차량의 조타 방법.
제29항에 있어서, 상기 목표 주행 노선의 미래 위치에 대응하는 미래 목표 조타각을 설정하는 단계와,

상기 미래 목표 조타각에 대응하는 보정 조타각을 생성하는 단계를 더 구비하고,

상기 현재 편차, 상기 목표 조타각 및 상기 보정 조타각을 기초로 하여 상기 제어 조타각이 결정되는 궤도 비접촉 차량의 조타 방법.
궤도 비접촉 차량의 조타 방법이며,

구동부는 모터, 상기 모터의 출력축에 결합하는 볼 나사축 및 상기 볼 나사축에 결합하는 너트와,

상기 모터와 상기 볼 나사축 사이에 개재 설치되는 클러치와, 차륜에 결합하여 상기 모터의 출력축의 회전을 동작시키는 링크 기구를 구비하고,

상기 차량의 일부와 노면측 구조 사이의 접촉을 검출하는 단계와,

상기 접촉에 대응하여 그 사이에 개재 설치되는 클러치를 단락시키는 단계를 더 구비하는 궤도 비접촉 차량의 조타 방법.