WO2004040391A1 - 軌道非接触車輌の操舵装置とその操舵方法 - Google Patents

Abstract

　軌道非接触車輌は、車輪と、前記車輪に支持される車輌本体と、操舵制御系とを具備している。前記操舵制御系は、前記車輪の操舵を非機械的に制御する制御部と、前記車輪の操舵を機械的に駆動する駆動部とを備えている。前記制御部は、目標走行路線の１次元座標値を検出する第１検出器と、前記１次元座標値に対応する目標操舵角を保持する操舵角保持部と、前記目標走行路線と前記車輌本体の現在位置との間の現在偏差を検出する第２検出器と、前記現在偏差と前記目標操舵角とに対応する制御操舵角を生成する制御操舵角計算部とを備えている。

Description

明細書 軌道非接触車輛の操舵装置 とその操舵方法 技術分野

本発明は、 軌道非接触車輛の操舵装置 と その操舵方法 に 関 し 、 特 に 、 操舵が 自 動化 さ れ る 軌道非接触車輛の操舵装 と そ の操舵方法 に 関する 背景技術

新文 ⁷ 通 ンス ァム は 空港 展 場 の よ Ό な狭領域でそ の採用 が推進 さ れて い る 新交通 シス テム で は 、 広域交通 技術 と し て の新幹線列車の う な 高速性 と 同時大 i¾輸送性 は要求 さ れな いが 大がか り な軌道設備が不要で あ る と が求め ら れて い る 軌道設備 を必要 と し な い車輛 と し て 白 動車 ハ、ス の よ Ό な ゴム 夕 ィ ャ式走行車輛が 、 特開 2 0

0 2 ― 3 1 0 6 5 1 号で知 ら れて い る 。 ゴム 夕 ィ ャ式走行 車輛は 走行方向 に い て大さ な 直 由度 を持ち 港 の車 両 と し て は不向 さ で あ る 新交通 シス テム で は 、 特 2 0

0 2 ― 1 9 6 0 3 号で述ベ ら れて い る う に 走行路線 を 簡易 に規定す る と が求め ら れて い る 簡易案内軌道 の技 と し て 多様な技術が知 ら れて い 航の安全の た め そ の う な案内軌道 に はめ る程度 の強度が求め ら れ る 強 度 の確保は 設備 ス 卜 の望ま れ る 低減 を 阻んで い る

機械的案内軌 の廃止 のた め に 1 次兀座 情報 を有す る 路面側情報帯 を規定路線上 に配置す る と が提案 さ れて い る そ の よ つ な路面側情報帯に は 転情報が さ込 ま れ て い る □ 転情報 に は 走行路線の上 に設定 さ れ る 1 次元 座 値が含 まれて い る の場合 に 1 次元座 fr;値 と す虽舵 角 速度 加速度の よ Ό な運転制御情報 と の対応関係 を示 すテ ブル の存在が必要で あ る そ の よ Ό なテ ブルのテ ブル値が固定 さ れて い る と 時々 刻 々 に変わ る (ダ ナ ミ ッ ク に変化す る ) 走行状況 に 円滑 に対応す る 制御が困難 と な る のた め 従来技術で は 操舵角 の 激な変化 に 因す る 激な速度変化 (例示 • 軌道方向 に直交す る 方向 の加速 •度 ) を招 さ そ の結果 と し て乗 り 心地 の 化 を招 い て い た

案内軌道 に機械的 に接触す る 機械的操舵部分がな < 且 つ 規定 さ れる 走行路線に高 に追随す る 操舵シス テ ム の技術の確 が求め ら れて い る 安全確保の た め セ フ テ ィ 軌道 を廃止 し な い と は重要で あ る が セ フ テ ィ 軌道 の簡素化が望 ま れて い る 更 に 自 動 転時の快適 さ が求め ら れて い る 発明の 開示

本発明 の課題は 案内軌道 に機械的 に接触す る 機械的 ロ 舵部分が存在 し な い車輛の 舵 を 自 動化す る 技術 を確 す る 軌道非接触車輛の操舵装置 と そ の操舵方法 を提供す る と に あ る

本発明 の他 の 題 は 未来的 (予測 ) 数 を制御系 に取

Ό 込んで 円 滑な 転 を可能 にす る 軌 非接触車輛の操舵装 置 と そ の操舵方法を 供す る と に あ る 本発明 の に他の 1¾ は 学習 を通 し て最 制御 を実行 す る 軌道非接触車輛の操舵衣置 と そ の操舵方法 を提供す る と に あ る o

本発 明 の更 に他 の課題は 白 動制御性能 の 向上 と 乗 り 心 地 の 向上 を両 さ せ る と が可能で あ る 軌道非接触車輛 の す 舵装置 と そ の操舵方法 を 供す る と に る

本発明 の第 1 観ハ占、、で は 軌道非接触車輛は 車平冊 と 刖 記車平 fffl に支持 さ れ る 車輛本体 と す 舵制御系 と を ζ 備 し て い る o 刖記操舵制御系 は 刖記車輪の操舵 を 非機械的 に制 御す る 制御部 と 刖記車輪 の操舵 を機械的 に駆動す る 駆動 部 と を備 えて い る 刖記制御部は 走行路線の 1 次元

pp

座 値 を検出す る 第 1 検出 と 記 1 次元座 値 に対応 す る 操舵角 を保持する 操舵角保持部 と 刖記 走行 路線 と 記車輛本体の現在位置 と の 間 の現在偏差 を検出す る 第 2 検出 と 前記現在偏差 と 前目 巨 操舵角 と に対応 す る 制御操舵角 を 生成する 制御操舵角 計算部 と を備 え て い る 前記現在偏差は 刖記 巨 lire走行路線 に直交す る 直交方向 の距離 に対応 し て定義 さ れ 刖記駆動部 は前記制御操舵角 に基づい て 刖記車輪 を転向 さ せる

で 前記 巨 走行路線は路面上 に設定 さ れ 刖 記第

2 検出 は 刖記位 偏 を非 触 に検出す る と が好 ま し

差

Vヽ -*

ま た 刖記車輛本体 に搭載 さ れ る 計算部 を更 に 備 し て も い o 刖記計算部 は前記車輛本体の 度丁 夕 の積分 に よ り 2 次元座 値 を 計算 し 保持する o

ま た 刖記 巨 走行路線は路面上 にき口又 &定 さ れ 刖記 標 走行路線は 刖記 1 次兀座 ire値 を 出 力す る 出 力 部分 を有 し 前記 1 次元座 値は刖記出力部分か ら 記第 1 検出器 に 線で送信 さ れる の場 Π 前記 巨 ΐϊτ;す 舵角 は刖記走行路 線 に き込 ま れて い る と が ま し い

ま た 記制御部は 記車輛本体 の速度 を検出する 第

3 検出 を更 に 備 し 刖記操舵角 制御 は 刖記位置偏 差 と 前記好適操舵角 と 刖記速度 と に対応す る 制御値 を 生成 す る

ま た 刖記制御部は 刖記制御操舵角 を最適解 に最適化 する 適化計算部 を更 に 目 備 し 刖記最適解は刖記車輛の 操舵に起 因す る振動 を最小化する よ Ό に決定 さ れる

ま た 刖記制御部 は 前記 走行路線の未来位置 に対 応す る 未来操舵角 を決定 し 前記現在偏差 と 記 操舵 角 と 前記未来操舵角 と に対応す る 補正操舵角 を生成す る 舵角 補正制御 と を更 に 目—備す る 前記制御操舵角 計算部 は 刖記現在偏差 刖記 舵角 及び刖記補正 舵角 と に対応す る 記制御 舵角 を 生成す る の場 Π 刖記 制御部は 前記車輛が前記 走行路線の N 回 巨 の走行 を 行 Ό と さ 現在位置 に対す る の現在操舵 を検出す る 第 2 検

J

出 SH と N 回分の前記現在 舵角 の全て ま た は 部か ら 現 ロ

在最適 ¾^ 舵角 を求 め る 最適解計算部 を更に 目—備 し て よ い 記展 解計算部は 刖記車輛の操舵 に起因す る 振動 を最小化す る よ に前記現在最適 標 ί罘舵角 を決定す る ま た 刖記最週解計算部は 刖記補正操舵角 を決定す る ュ D ネ ッ V ク を含んで も よ い あ る い は 刖記最適 解計算部 は 退伝的 ァ ルゴ ズム に基づい て 刖記補正 Τ 舵 角 を決定す る プ Π グ ラ ム を実行 し て ち よ

ま た 刖記最 解計算部は 退伝的 ァル ゴ ズム に づ い て 刖記補正す ^D 舵角 を決定す る プ 口 グ ラ ム を 行する と 実

が好 ま し い

ま た 刖記制御部 は 刖記制御値 を展適化す る 化計 算部 を更 に 備 し 刖記最適解は m記車輛の操舵 に起因す る 振動 を最小化す る の場 a m と η が任息 の複数 の組 み □ わせ を と る と さ 刖 車輛の m記 巨 走行路線の m回 巨 の走行 と n 回 巨 の走行時の車体位置間 の偏差 を振幅 と し て表 し 刖記最 化計算部は 刖記振幅の 乗 を最小化す る よ う に 刖記補正 舵角 を決定す る ま た m と n が任 の複数の組み □ わせ を と る と さ 刖'記車輛の前記 lre走行 路線の m回 巨 の走行 と n 回 巨 の走行時の車 '体の加速度 を表 し 刖記最 化 p卜算部 は 刖記加速度 の を最小化す る よ う に 刖記補正操舵角 を決定す る

ま た 軌 非接触車輛は 車輪 に支持 さ れる 台車 と 前 記台車 に対 し て支持 さ れ軌道側固定体 に接触す る セ フ テ ィ バ と を更 に旦備 して も よ い 刖 駆動部は 刖記台 車 と 刖記車輪 と の 間 に介 又 さ れ 前記駆動部 の変位部分は

'- 刖記車輪 と 刖記セ フ テ ィ ―パ と に機械的 に接 さ れて い る の 場 α 前記変位部分は電 モ 夕 に よ り 駆動 さ れ る ポ ルス ク U ュ 又は 刖記ポ ルス ク ュ に す る ナ V 卜 で あ る ま た 刖記変位部分は流体圧源 に よ り 駆 動 さ れる シ リ ン ダ又 は シ U ン ダに 士 す る ピス ン D ッ で あ る

ま た 本 明 の第 2 の観 占 で は 軌道非 触車輛は と B'J記 平 ra に支持 さ れ る 台車 と 舵装置 と を旦備す る 刖記操舵装置は モ ―夕 と 刖記モ 夕 の 出 力軸 に 結 さ れる 螺子軸 と 刖記螺子軸 を支持す る 軸受 と 刖記螺 子軸 に螺 α す る ナ ッ と 目' J記ナ ッ 卜 を支持する 第 1 支持 体 と 刖記軸受 を支持する 第 2 支持体 と 前記車輪 をす口 舵 す る リ ン ク 機構 と を旦備す る 刖記第 1 支持体 と 刖記第 2 支持体の う ち の いずれかは前記台車 に 固定 さ れる 固定側支 持体 を形成 し 記第 1 支持体 と 刖記第 2 支持体の ち の いずれか は 刖記 U ン ク 機構 に連結す る 可動側支持体 を形成 し て い る □

で 軌道非接触車輛は セ フ テ ィ バ と 記 セ フ テ ィ バ ―に支持さ れる 安全卑冊 と を更 に m.備 し 前 記セ フ テ ィ ―ハ、 は 刖記可動側支持体 に D さ れ 刖 記 台車は固定側支持体 に to 口 さ れ 前記ナ ッ h は刖記台車 に 支持 さ れて い る ま た 前記モ 夕 と 阿' J記軸受は 刖記セ フ テ ィ バ に支持 さ れて いて い

ま た 刖記 ^σ·舵装置は 前記螺子軸 と 記モ タ の 間 に 介 さ れ る ク ラ ッ チ を更 に 具備 し 前記安全輪 と 軌道側 固 定体の接触 に対応 し て 記 ク ラ ッ チ の Tfa 口 が解除 さ れる ま た 記ナ ッ は前記 リ ン ク 機構 に支持 さ れ HU記モ 夕 と 刖記軸受は刖記台車 に支持 さ れて い て ち よ い ま た 前記螺子軸 はポ ル螺子軸 を形成 し て ち よ い

ま た 本発明 の第 3 観 占 で は 軌道非接触車輛は 卓 ¥冊 と 目' J記車 m に支持 さ れる 台車 と 操舵 と を且備す る 刖記 舵器は モ 夕 と 刖記モ タ の 出 力 軸 に連結 さ れ る 移動体 と 安全車輪 を備 え る セ フ テ ィ ハ、 と 前記 ま輪 を操舵す る リ ン ク と を 目—備す る 刖記 u ン ク 機ォ冓 は前記セ フ テ ィ パ と 刖記移動体 に連結 さ れ 刖記セ フ テ ィ パ は前記台車 に対 し て可動的 に支持 さ れ 前 記モ 夕 は台車に 固定的 に支持さ れて い る

で 育 υ記モ 夕 の 出力軸は ピ ォ ン と ラ ッ ク を介 し て 記移動体 に連結 されて も よ い

ま た 本発明 の第 4 観 占 で は 軌道非接触車輛は 車由 m厶 と 刖記車 に支持 さ れる 台車 と 操舵 と を且備す る 刖記操舵装置は モ 夕 と 前記モ 夕 の 出 力軸 に連結 さ れる 螺子軸 と 記螺子軸 を支持す る 軸受 と 刖記螺子軸 に螺 □ す る ナ ッ h と 刖記車輪 をす 舵す る ン ク 機構 と 女全平冊 を備 え る セ フ ティ バ ―と を 具備す る 刖記セ フ テ ィ バ ―と 刖記モ 夕 と 記軸受は刖 記台車 に 固定的 に支持 さ れ 記ナ V h は前記 U ン ク ネ幾 に さ れて い る 。

ま た 冃 記操舵装置は 刖記螺子軸 と 記モ 夕 の 間 に 介設 さ れ る ク ラ ッ チ を更 に 備 し て い る 記安全平冊 と 軌 道側固定体の接触 に対応 し て前記 ク ラ ッ チ の結 α が解除 さ れ る

ま た 本発明 の第 5 観 占 で は 軌道非接触車輛 の 舵方 法は 巨 走行路線の 1 次元座 値 を 定す る と と 前 記 1 次元座 値 X j に対応す る 巨 l re 3 舵角 を設定す る と と 刖 巨 標走行路線 と 刖記車輛本体の位 と の 間 の現在 偏差 を検出す る と と 前記現在偏差 と 刖記 巨 舵角 と に対応す る 制御 ί呆舵角 を生成す る と と 記制御 ¾舵角 に対応す る 角度位置 に 記 輪 を転向 さ せ る と を a 備 し て い る 刖記現在偏差 は刖記 Ί 走行路線 に直交す る 直 方向の距離に対応 し て定義 さ れる

ま た 記 百 走行路線の未来位置 に対応する 未来 目 舵 を設定す る と と 刖記未来 舵角 に対応す る 補正すロ 舵角 を生成する と と を M備 し 記現在偏差 と 巨 操舵角 と 刖記補正操舵角 に基づい て 刖 制御操舵角 は決定 さ れる

ま た 本発明 の第 6 観 占 で は 軌道非接触車輛の操舵方 法は 駆動部は モ 夕 と モ 夕 の 出力軸 に α す る ポ ル螺子軸 と 刖記ポ ル螺子軸 に結 Π す る ナ ッ と 、 前 モ 夕 と 刖記ポ ル螺子軸 と の 間 に介 HX さ れる ク ラ ッ チ と 車輪 に結 口 し 前記モ 夕 の 出 力軸 の 回転 に よ り 動作す る U ン ク 機構 と を 備 し 刖記車輛の 部 と 路面側構造 と の接触 を検出す る と と 前記接触 に対応 し て間 に介設 さ れ る ク ラ V チ を切 る と と を更 に 目-備す る

本発明 に る 軌 非接触車輛の 舵装置 、 及び 軌道非 接触車輛の操舵方法は 新交通 シス テ ム の 自 動 航の技術 を確 し 円 滑な制御性能 を飛躍的 に 向上 さ せ 結果的 に 乗 Ό 心地 を顕著 に改善する ポ ル螺子軸 を用 い る 操舵機 構 は ス h を低減 し 機構 を簡素化 し 且つ 円滑な制 御性能 を飛 的 に 向上 さ せ る 図面の簡単な 明

図 1 は 本発明 の第 1 実施例 に よ る 軌道非接触車輛の操 舵お置 を示す図で あ り

図 2 は 図 1 の側面断面図で あ り 図 3 は、 本 明 の 1 施例 に よ る 軌道非 触 輛の操 舵装置 にお け る 駆動部 を示す平面図であ り 、

図 4 は 、 本発明 の第 1 実施例 に よ る 軌道非接触車輛の ί架 舵装置 に お け る 制御部 と駆動部 と を示すブ Π ッ ク 図で め Ό 図 5 は 、 第 1 実施例 にお け る 制御部 を示す回路ブ ッ ク 図であ り 、

図 6 は 、 舵角 制御方法 を示す平面図で め り 、

図 7 は 、 他の操舵角 制御方法 を示す平面図で め Ό 、 図 8 は 、 更 に他の操舵角制御方法 を示す平面図で め Ό 、 図 9 は 、 更 に他の 舵角制御方法 を示す平面図で あ Ό 、 図 1 0 は 、 更 に他の操舵角 制御方法 を示す平面図で り 図 1 1 は 、 本発明 の第 2 実施例 に る 軌道非接触車輛 の 操舵 置 にお け る 偏差検出方法を示す断面 図で あ Ό 、

図 1 2 は 、 図 1 1 に示 さ れる 偏差検出方法の変形例 を 示 す断面図で あ 、

図 1 3 は 、 本発明 の第 3 実施例 に る 軌道非接触車輛の 操舵 置 にお け る 偏差検出方法 を示す断面 図で あ Ό 、

図 1 4 は 、 本発 明 の第 3 実施例 に よ る 軌道非接触車輛の 操舵装 にお け る 偏 検出方法の変形例 を示す断面 図で あ 置 差

i

V 、

1 5 は 、 本発明 の第 4 実施例 に よ る 軌道非接触車輛の 操舵装置 にお け る偏差検出方法 を示す断面図で あ り 、

図 1 6 は 、 本発明 の第 5 実施例 に よ る 軌道非接触車輛の 操舵壮置 にお け る偏差検出方法 を示す断面図で あ り 、

図 1 7 は 、 本発明 の第 6 実施例 に る 軌道非接触車輛 の 操舵衣置 にお け る 駆動装 を示す平面図で め Ό 、 1 8 は、 本 明 の第 7 実施例 に よ る 軌道非接触車輛 に お け る駆動 置 を示す断面図で あ り 、

図 1 9 は 、 本発明 の第 7 実施例 に よ る 軌道非接触車輛 に お け る駆動 の変形例 を示す断面図で め り 、

図 2 0 は 、 本発明 の第 8 実施例 に よ る 軌道非接触車輛 に お け る 駆動 置 を示す断面図で あ Ό 、

図 2 1 は 、 本発明 の第 9 実施例 に る 軌道非接触車輛 に お け る 駆動 置 を示す断面図で め り 、 及び

図 2 2 は 、 本発明 の第 1 0 実施例 に よ る 軌道非接触車輛 に お け る 駆動装 を示す断面図で あ る

置

発明 を実施する ため の最良の形態 以下 に添付図面 を参照 し て 、 本発 明 の軌道非接触車輛 の 操舵装置 につ い て詳細 に説明す る

図 1 は 、 本発明 の第 1 実施例 に よ る 軌道非接触車輛 の操 舵 置 を示す図で あ る 図 1 を参照 し て 、 走行軌道基準 を 生成する 案内 ラ ィ ン 1 は 、 専用 軌道面 2 に設定 れ 專 用軌道面 2 は 、 直線的 に又 は曲線的 に形成 さ れて レ る 。 案 内 ラ ィ ン 1 は 、 図 1 で は軌道面 2 か ら 突出 し て い る が、 軌 道面 2 に埋め込 ま れ る う に形成 さ れて も よ い 。 車輛 3 は 車体本体 4 と 台車 5 と を備えて い る 台車 5 は専用 軌道面

2 に支持 さ れて い る 車体本体 4 は 、 鉛直軸又は軌道面法 線方向軸 の ま わ り に 回転 白 在で あ る よ う に 、 台車 5 に よ り 軌道面 2 上 に支持 さ れて い る 台車 5 は 、 車卑 6 を備 え て い る 。 操舵 シス ァム は 非機械的操舵シス テム部 と し て の制御 部 1 0 と機械的 ί荣舵 シス テム部 と し て の駆動部 2 0 と を備 えて い る 操舵 シス テム は 図 2 に示 さ れる よ う に 車輛

3 を機械的 に案内す る 機械的案内軌道 を備えてい な い 車 輛 3 が案内 ラ ィ ン 1 に 械的 に接触す る と は 本質的で はな い

図 3 は 駆動部 2 0 を示 し て い る 駆 部 2 0 は ァ ク チ ュ X 夕 1 2 と 第 1 リ ン ク 機構 1 3 と 第 2 U ン ク 機構 1

4 と を備 え て い る ァ ク チ ュ ェ タ 1 2 は 非可動部位で あ る ァ ク チ ュ ェ 夕 本体 1 5 と 可動部位で あ る ピ ス 卜 ン Π ッ H 1 6 と を備 えて い る ァ ク チ ュ X 夕 本体 1 5 は 台 車 5 に 固定 さ れて い る 第 1 ン ク 機構 1 3 は 第 1 U ン ク 1 7 と 第 2 U ン ク 1 8 と を備 えて い る 第 1 U ン ク 1

7 の基部側 は 第 1 ピ ン 1 9 に り 回転 白 在 に台車 5 に支 持 さ れて い る 第 1 ン ク 1 7 の 自 由 端側は 第 2 ピ ン 2

1 に よ り 回転 白 在 に ピス 卜 ン a ッ 1 6 の動作顺部 に連結 さ れて い る 第 2 ン ク 機構 1 4 は 台車 5 に回転 白 在 に 支持 さ れ る 第 1 梃子 2 2 と 梃子 V ン ク 2 3 と 台車 5 に 回転 商 在 に支持 さ れ る 第 2 梃子 2 4 と を備 え て い る 第 2

U ン ク 1 8 の 自 由顺部 は 第 1 梃子 2 2 の 部位 に 回転 自 在 に連 &± さ れて い る 第 1 梃子 2 2 の他 m部位は 梃子

U ン ク 2 3 の 顺部位 に 回転 商 在 に連 to さ れて い る 梃子

U ン ク 2 3 の他顺部位は 第 2 梃子 2 4 の 部位 に 回転 白 在 に連 *± さ れて い る

ァ ク チ ュ ェ タ 本体 1 5 に動作信号が供給 さ れ る ン U ッ ドヽ 1 6 が線形 に進退動す る 。 ピス ト ン ロ ッ の線形変位 に対 J心 し て第 1 u ン ク 1 7 が回転変位する の よ Ό な第 1 リ ン ク 機構 1 3 の主動 に従動 し て第 2 ン ク 機構 1 4 が動作す る 第 2 U ン ク 機構 1 4 の第 1 梃子 2 2 は 、 第 2 ン ク 1 8 の 回転 と 線の □ 動 に対応 し て 回 転 動す る

両側の車 冊 6 は 、 車軸 2 5 の 中心線 を含み 、 用軌道面

2 に平行な平面の 中 で車軸 2 5 に対 し て回転可能 に車軸 2

5 に支持 さ れて い る 車軸 2 5 は台車 5 に支持さ れて い •ο 。 第 1 梃子 2 2 と 第 2 U ン ク 機構 1 4 と 第 2 梃子 2 4 と 車軸

2 5 は 、 平行四辺形の 4 節 ン ク 機構 を形成 して い る 第

2 U ン ク 1 8 の複 α 動に従つ て 、 そ の平行四辺形が変形 さ れ 、 車 6 の ' ti [ 転 中 心線 【：こ 直交す -る 1両 側直交面 (鉛 直 面 ) が互い に平行 に車軸 2 5 に対 し て 回転変位す る

図 4 は 、 制御部 1 0 と駆動部 2 0 と の 間 の制御 関係 を示 し て い る 制御部 1 0 は 、 案内 ラ ィ ン 1 と 操舵制御部 7 と を えて い る 操舵制御部 7 は 、 制御 3. 一 V 卜 8 、 送信

9 受信 1 1 を備え て い る 制御 一 ッ h 8 は 、 送信

9 に対 し てァ 夕 取得指 "P 信号 2 6 を 送信す る 送信 9 は 、 ァ一 タ 取得指 信 2 6 に応答 し て 、 丁 一 夕 取 1旦

寸動作 口

信号 2 7 を発信す る 丁 夕 取得動作信 2 7 は 、 丁 一 夕 送信要求信号 2 7 一 1 を含んで い る ァ ―夕 取得動作信号

2 7 は 、 供 to m力 2 7 ― 2 を含んで い て よ い 供給電力

2 7 ― 2 が用 い ら れ る 場 に は 、 案内 ラ ィ ン 1 に電力 を 供 する 地上側 源は不要で め る

案内 ラ ィ ン 1 は 、 始ハ占、、 と 終 J占 と の 間で 間 に分割 さ れ てお り 、 位置デ一 タ 列 X j を有 し て い る 位置丁 夕 列 X は .、 1 次兀 曲線座標値 X j の 列 を 表わ し て い る o 案 内 ラ ィ ン 1 が周 回軌道の基準線で あ る 場合 に は、 その終ハ占、ヽ の座 はそ の始 占、、 の座標 と 同 じ で あ る 。 そ の等間 隔の長 さ は、

1 c m以下が好適で あ る 。 1 次元曲線座標値 X は 、 3 次元 絶対座 で厳密 に規定さ れて い る 。 案内 ラ イ ン 1 の 1 次 元曲線座標値 X の列 は、 ラ イ ン形成列要素 1 - j の集合で あ る o 各 ラ ィ ン 形成列要素 1 一 j は 、 1 次元位置座標値

(位置つ 夕 列要素） X j に対応 し て い る ラ イ ン形成列 要素 1 一 j は 、 7 タ 送信要求信号 2 7 一 1 に応答 し て位 置丁 夕 X j ■ 、 目 標操舵角 0 ^: * ( X 』· ） 、 目 標軌道偏差 Δ R を発信す る o 受 1a 器 1 1 は 、 位威テ 夕 X j 、 巨 操舵 角 Θ 氺 ) 目 標軌道偏差 A R * を 受信 し て 、 制御ュ二 ッ 卜 8 に転送する 。 ラ イ ン形成列要素 1 一 j がその位置つ 夕 X j に対応す る 3 次元絶対座標値 と 3 次元規定 M度値 の よ う な M ¾制御情報 有す る こ と は有効で あ る 。 3 次元軌 道 曲率 と 3 次元加速度は、 3 次元絶対座っ¾¾ と ύ 元規定速 度 と か ら 計算 に よ り 求め ら れる こ と がで さ る 。 し か し なが ら 、 計算 を 略す る た め に 、 テー ブル ( ：位 ] デー - タ X • j ' 操舵角 、 目 標軌道 ί扁 2έ 、 目 標速度 、 目 標加速度 、 軌道 曲率 ) を有す る こ と は有効で あ る 。 そ の よ う なテ ―ブルは、 ラ ィ ン形成列要素 1 一 j に与え ら れて ち よ い し 、 又は 、 制 御ュ一 ッ 卜 8 に備え ら れて も よ い 。 ラ ィ ン形成列要素 1 一 j に与え ら れ る 場合 に は、 その要素 1 ― j に対応す る 巨 fe 操舵角 、 目 軌道偏 r.、 速度、 目 加速度、 軌道 曲率 が格納 さ れて い る 。 ま た、 制御ュニ ッ h 8 に与え ら れ る 場

□ に は 、 位置デー タ X j に基づい て 目 標操舵角 、 標軌道 偏差 f≡l 百 標加速度、 軌道曲率が検索 さ れる o 図 5 は、 操舵制御部 7 の詳細 を示 し て い る 。 操舵制御部

7 は 4 次元座標系 に基づい て制御動作 を行 う 。 時間座標 は 内蔵 さ れる ク P ッ ク （図示せず） に よ り 規定 さ れ る 。 空間座標は、 3 次元座標で規定 さ れて い る 。 その 3 次元座 標系 中 に 、 1 次元 11L置座標で表 さ れる 軌道基準曲線が設定 さ れてい る 。

士 o

舵制御部 7 は 、 制御ュニ ッ 卜 8 と 軌道偏差計測器 3 3 及び操舵角検出器 3 4 を備 えて い る 。 制御ユニ ッ ト 8 は、 軌 M偏 ^ 疋 3 6 減算器 3 7 、 操舵角 予測補正制御器

3 8 、 操舵角 計算部 3 5 を含む主制御器 3 1 、 及び補正加 算 3 2 を備えて い る

軌道偏差設定器 3 6 は、 案内 ラ イ ン 1 カゝ ら 受信器 1 1 を 介 し て受信 さ れた 巨 te軌道偏差 Δ R * ( X j ) を設定す 巨 軌道偏差 Δ R * は 、 位置デー タ 列 X j に対応 し て理想 値又 は 目 標値 △ R * ( X j ) と し て 設定 さ れ る 。 目 標軌道 偏差 △ R * ( X · ） は、 零 に 限 ら れな い 。 直線軌道上で は、 巨 軌道偏差 Δ R * ( X j ) は零 に 設定 さ れ る が 、 直線軌 道か ら 曲線軌道 に変化す る 軌道領域で は、 車輛の遠心力 慣 性が考慮 さ れて、 案内 ラ イ ン 1 よ り 外側よ り の現実軌道 を 走行す る こ と が理想的で あ る 。 そ の よ う な理想軌道 と 案内 ラ ィ ン 1 と の 間 の 離 Pi鬲 距 離 と し て 、 目 標 軌 道偏差 △ R *

( X j ) が設定 さ れ る 。 こ の よ う な 目 標軌道偏差 厶 R * が 組み込 ま れて案内 ラ イ ン 1 が設定 さ れて い る 場合 に は 、 目 軌道偏差 △ R * ( X j ) は定数値の零で あ る 。

受 1S ¾S 1 1 は、 位置デー タ X j を検出す る検出器 と し て 車輛 3 の ハ占、、 に配置 さ れて い る そ の よ t ck Ί ^~τ^ ハ、ヽ よヽ 台車 に対 し て 回転す る 車体本体 4 の 回転中 心軸線上 に 疋 さ れる の が好迴で あ る 。 受信器 1 1 は 、 案内 ラ イ ン 1 に 固 定的 に記載 さ れて い る 目 標操舵角 Θ ) を受信 し て、 操舵角 計算 口- 3 5 に 出力す る

軌道偏差計測 3 3 は、 そ の よ う な基準 占 に配置 さ れ、 案内 ラ ィ ン法線方向 （軌道直交方向又は曲率半径方向 ) の 現在軌道偏差 Δ R を計測す る 。 軌道偏差計測 と し て は 、 C C D 力 メ ラ が好適で め る 。 C C D 力 メ ラ は、 案内 ラ ィ ン 1 を撮影す る 。 軌道偏差計測 3 3 は 、 C C D 力 メ ラ の撮像面 の光軸ハ占、、 と そ の撮像面 に実像 と し て形成 さ れ る 案 内 ラ ィ ン の距離を計算する 従つ て 、 現在軌 fe ^ △ R は そ の距離 に対応 し て い る 。 現在軌道偏差 Δ R は、 減

7 に供 厶

/下ロ さ れる o

操舵角検出器 3 4 は、 ァ ク チュ X一夕 1 2 の ァ ク チ ュ ェ 夕本体 1 5 に対す る ピス 卜 ン ロ ッ 1 6 の進退量 を 、 U ァ ル夕 ィ ム の現在操舵角 Θ ( X i ) と し て検 出 す る 現在 操舵角 Θ ( X ) 'は、 操舵角 予測補正制御 3 8 に 出 力 さ れる o

減 ^r nn

算 3 7 は 、 軌追 PX At ¾ 3 6 と 操舵角 計算 3 5 と の 間 に介 PX さ れて い る 。 目 標軌道偏差 Δ R * ( X j ) は、 現在軌道偏差 Δ R ( X j ) と と ち に減算 3 7 に 入力 さ れ る o 減 3 7 は 、 下記の 計算 を 行 し て ゝ 制御軌 偏差 実

Δ R ' ( X j ) を求め る 。

A R ' = A R * - A R

制御軌道偏差 Δ R ' ( X j ) は 、 フ ィ バ ッ ク 制御 信号 と し て操舵角 計算器 3 5 と 操舵角 予測補正制御器 3 8 に供 給さ れる 。

操舵角 計算部 3 5 ,は、 受信器 1 1 に よ り 受信 さ れた位置 デー タ X j に対応す る 目 標操舵角 0 * ( X ₃ ) を設定す る 。 目 標操舵角 0 * ( X 』 ） は 、 案 内 ラ イ ン 1 に 固 定 的 に 記載 さ れて い る デ一 夕 が受信器 1 1 を介 し て操舵角計算器 3 5 に供給 さ れる 。 し か し なが ら 、 目 標操舵角 0 * ( X ) は、 操舵角 計算器 3 5 に テー ブル （ X j ， Θ * ( X 」· ） ) と し て 規定 さ れて いて も よ い 。 そ の後、 主制御器 3 1 は、 制御軌 道偏差 △ R ' ( X j ) と 目 標操舵角 Δ 0 * ( X j ) と に 2 対 1 に対応す る 暫定制御操舵角 0 ' ( X 』· ） を 求 め る 。 暫定 制御操舵角 0 ' ( X j ) は、 補正加算器 3 2 に供給 さ れ る 。

補正加算器 3 2 は 、 暫定制御操舵角 0 ' ( X j ) を 操舵 角 計算器 3 5 か ら 受 け 、 補正操舵角 △ 0 * ( X j ) を 操 舵 角 予測補正制御器 3 8 か ら 受 け、 暫定制御操舵角 0 ' ( X j ) に補正操舵角 Δ 0 * ( X j ) を加算 し 、 目 標制御操舵角 Θ " ( X j ) を 生成す る 。 目 標制御操舵角 0 " ( X 】· ） は、 車輛 3 の ァ ク チ ユ エ一 夕 1 2 に 出 力 さ れる 。 こ う し て 、 舵 が制御 さ れ る 。

操舵角予測補正制御器 3 8 は、 減算器 3 7 か ら 出 力 さ れ る 制御軌道偏差 Δ R ' を 受 け取 る 。 操舵角 予測補正制御器 3 8 は、 ま た操舵角検出器 3 4 に よ り 計測 さ れる 現在操舵 角 Θ ( X j ) を受 け取 り 、 保持 し て い る 。 ま た、 制御器 3 8 は、 同一案内 ラ イ ン 1 の過去の運行 にお け る 同一位置 に 対応す る 現在操舵角 Θ ( X j ) を運航回数 N で指標化 し 、 運航履歴操舵角 0 ( X [ N ] ) と し て保持 し て い る 。 多 数の運航記録の う ち の最善の運航は、 乗客の ア ン ケー ト 調 查、 専門家の実乗車体験、 エキス パー ト の実運転 （運転手 用 操舵器は存在 し な いが、 運転手 は端末入力器か ら 操舵角 信号 を生成す る こ と ができ る 。 ） に よ り 経験的 に判定 さ れ る 。

操 舵 角 予 測 補 正 制 御 器 3 8 は 、 最 適 目 標 操 舵 角 * * ( X j ) を 有 し て い る 。 最適 目 標操舵角 0 * * ( X ：. ) は、 案内 ラ イ ン 1 の全位置の好適操舵角 を表わ し て い る 。 従 つ て、 車両の現在位置 X j に対する 現在最適 目 標操舵角

( X j ) と 、 現在位置 X j か ら △ X 」· 進ん だ未来位置 （ X j

+ Δ X j ) の未来最適 目 標操舵角 ( X j + A X j ) を会 ん で い る 。 △ X ； は 、 現在位置 X j の変数 j の 関数 と し て 設定 さ れてお り 、 案内 ラ イ ン 1 の未来軌道曲率 に対応 し て 設定 さ れて い て も よ い 。 そ の場合、 現在位置 Χ と 未 位 置 ( X j + Δ X j ) の 間 の 曲率変化率が小 さ い 場 □ に は そ の Δ X j は大き く 設定 さ れ、 そ の 曲率変化率が大 き い 場 に は 、 そ の △ X j は小 さ く 設定 さ れ る 。 操舵角 予測補正 制御 3 8 は、 制御軌道偏差 △ R ' と 現在最適 目 操舵角

Θ ： ( X j ) と 未来最適 目 標操舵角 0 * * ( X j + Δ X j ) と に 3 対 1 に 対応 し て 、 補正操舵角 Δ 0 * ( X j ) を 計算 す る 計算 さ れ た 補正操舵角 △ 0 * ( X j ) は 、 加 宵 SS 舁 ¾5 3

2 に供給 さ れ る 。 尚 、 最適 目 標操舵角 Θ * * ( X , ) は、 航履歴操舵角 0 ( X j [ N ] ) に 基づい て決定 さ れて も よ い の と き 、 車輛の操舵 に起因する 振動 を最小化す る よ

Ό に最適 目 標操舵角 ( X j ) を決定す る こ と が望 ま し い ま た は、 現在位置 X j に つ い て の テー ブル を 有 し て い て そ のテ ブルか ら 検索 さ れて よ い 尚 、 車両 3 に速 度セ ンサ （ 図示せず） が設 け ら れて い る と き に は 車両の 速度 V を速度セ ンサか ら 受 け取 て も 良い 。 その速度 ¾ 分する こ と に よ り 車両の 2 次元座 位置 を計算す る

以上 にお い て 軌追 fe差 又定 3 6 と 操舵角 計算部 3 5 は車 両 3 の 現 在位 置 こ 対応 す る 巨 軌道偏差 *

Δ R ( X と 目 標操舵角 Θ * ( X · ) を使用 し て い る が、 それ ら の 丁 夕 が設定 さ れてか ら 出 力可能 と な る ま で に、 時間 を要 し 実 際 に は車両 \ 3 が位置 X j + に ：進 ん だ と き 出 力 可能 で あ る 場合があ る そ の場合 に は 車両の現在位置の 1 要 分前 の 目 標軌道偏差 ： Δ R ( X 一 ) と 目 標操舵角 Θ *

( X - ！ ) が使用 さ れる こ と にな る

ί架舵角 予測補正制御 1器 3 ； は 、 最適補正操舵角 Δ

( X j ) を 求 め る 最適制御計算 を 実行す る 。 最迴制御計算 は 学習計算 動方程式計算 又 は れ ら の 2 種の計 算 の組合せ に り 可能で あ る 学習計算 と し て は ュ ―

Ρ ネ ッ 卜 ヮ ク 計算 又は 遺伝子ァ ルゴ リ ズム 計算 ュ 口 ネ ッ h フ ク 計算が組み込 ま れ る 伝子ァ ル ゴ リ ズ ム 計算が好 で あ る 二 ュ 口 ネ ッ ヮ ク 計算 と退伝子 ァルゴ リ ズム 計算 は 周知慣用 の 計算手法 と して知 ら れて い る 。 運動方程式計算 は、 4 次元座 位置 の運動方程式の 逆ダィ ナ ミ ッ ク ス に よ り 通過候補 占 を 絡す る 軌道の う ち 加 度 に 関す る 最小 乗値計算 ( 4 次元航法） が好適で あ る 4 次元航法は 航空機 の 適航路 見手法 と し て知 ら れて い る 。 二ュ ロ ネ ッ ト ワ ー ク の入力側 に 、 子 白 , 夕 と し て制 御軌道偏差 、 現在最適操舵角 Θ * * ( X j ) 、 人 τί^ 取 適操舵角 Θ * * ( X j + △ X ) が設定閾値 よ Ό 小 さ い拘束 条件の と で入力 さ れ、 ニ ュ ー ロ ネ ッ 卜 ヮ一ク の 出力 側 に 対応す る 補正操舵角 △ 0 * ( X j ) ：が教 師 デ ―夕 と し て入 力 さ れ る 。 A X j を 1 と す る と き 、 現在最適 巨 標操舵角 Θ

* ： * ( X j ) と未来最適 目 標操舵角 S * * ( X j + Δ X j ) は、 それぞれ現在最適 目 標操舵角 ' ( X j ) と 未来最適 目 標 操舵角 Θ * * ( X _{j + 1} ) と 表わ さ れ な 。 ニ ュ ― D ネ ッ 卜 の ノ ― ド は係数 k l , k 2 , k 3 , k 4 を持 つ て い る 。 係数 は 、 般的 に は、 座標 X j の 関数で め る 二 ュ 口 ネ ッ ト ヮ一ク は 、 連立多変数一次関数 y = f · X ( y と X は多変 数ベ ク 卜 ル） で y と X を既知数 と し て係数 f を逆関数解 と し て求め る 手法で あ る 。 学習デー タ と 教師デ一夕 の多数 の 組を学習す る 。 こ の と き 、 係数は一意的 に定 ま ら な い 力 s、 多数の組 • ( y , X ) を与え 、 拘束条件 （加速度一乗和最小、 あ る い は振幅二乗和最小） を設定す る こ と に よ り 、 係数 の 最適解 を漸近的 に求め る こ と がで き る 。 こ ラ して 、 任意 の 制御軌道偏差 A R ' 、 現在最適操舵角 0 * * ( X j ) 、 未米 最適操舵角 0 * * ( X j + △ X j ) が与 え ら れた と き 、 対応 す る補正操舵角 △ ø * ( X j ) を 出力す る こ と がで き る

拘束条件は、 例 え ば、 m回 目 と n 回 目 （ m と n は等 し く な い ) の運行時 の 同一位置 にお け る 車体 1ΑΔ置間 の距離偏差 を振幅 W s と し て表 し 、 m と n を任意 に複数取る と に よ

Ό 、 振幅 の二乗 を最小化す る こ と が有効 に例示さ れる 。 ま た 、 m回 目 と n 回 目 の運行時 の 同一位置 に お け る 車体 のカロ 速度 A m と し て表 し 、 m と n を任意 にネ复 c取る し と に よ り 振幅 一

の 乗 を最小化する こ と が有効 に例示 さ れる

展適化精度 を高 く し 、 且つ 、 高速化す る た め に 、 退伝子 ァルゴ U ズムそ の他の多様な公知 の数学的技術が j 用 さ れ る 、虫

退伝的ァ ルゴ リ ズム （ G A ) は、 制御軌道偏差 △ R ヽ 現在最 ί荣舵角 Θ * * ( X j ) 、 未来最適操舵角 θ ^! ( X - j

+ Δ X j ) 、 補正操舵角 Δ 0 * ( X j ) を 未知変数 と し て局 所的 に且つ大域的 に ラ ンダム に選択 し て 、 局所解 に 陥 る し と を 回避 し なが ら 最適解に漸近的 に未来的 に収束 さ せて い

< 解法で あ る 最適化 のた め に評価関数が設定 さ れる 評 価関数は 、 一 ュ 一 口 の場合 と 同 ί で あ る 評価関数値が低 い が淘汰 さ れ る べき こ と が決定 さ れな い変数因子は淘汰 さ れな い 評価関数値が高 い がよ り 最適で あ る 解が他 に見出 さ れる 変数因子は淘汰 さ れ る 多変数 を相互 に微妙 に入れ 換え なが ら 、 繰 り 返 し最適計算が実行 さ れる 変数の多次 元化の た め に 、 1 変数の値 の進化 に限 ら れず 、 関数 を 階層 化 し ( L I S P の S 式表現 ） 、 演算子 ( S 式表現 の 木構 造 ) を進化 さ せ る し と に よ る 遺伝的 プ グ ラ ム ( G P ) の 白 動進化が計算可能で あ る 従 つ て、 周 回軌道 を走行す る 同 輛 に つ い て 、 永続的 にす口 舵角 制御 の 展 化が進行す ス 物理計算 •

時々 刻 の初期条件 と そ の 時刻 の加 度 と を既知数 と す る 動方程式の解 と し て、 軌道が求め ら れ る 逆ダィ ナ ッ ク ス で は 、 軌道 の座標 X j を未知数 と す る 運動方程式 の 解 と し て 、 時 刻 々 の速度及び Ζ又は加速 ，又が求め ら れる の場 □ に 軌道上 の車両 3 の座標 X j と し て 蓥内 ラ ィ ン 1 に よ り 与 え ら れ る 座標 X j の近傍が許容 さ れ る 求 め ら れる 加速度の二乗和 の最小化、 又は加 度偏差の 乗和 の展小化 と 最短時間到達が拘束条件 と し て与 え ら れる 加 速度の 展小化 の拘束条件に よ り 、 乗 り 心地が 先 さ れて速 度及び /又は加速度が数学的 に定め ら れる 逆ダィ ナ ッ ク ス に よ Ό アルタ イ ム に解かれ る 加速度 と その 時の速度 は 操舵角 に 2 対 1 に対応する 。 こ の よ う に し て求め ら れ る解が 教師解 と し て、 既述のニ ュ ー ロ ネ ッ 卜 ヮ ク の 出 力側 に入力 さ れて も よ い。

し て得 ら れ た 補 正操舵角 △ 0 * ( X ) は 、 ¹³ 舵角 予測補正制御器 3 8 か ら 補正加算器 3 2 に 出 力 さ れる 補 正加算 3 2 は、 下記式を 計算す る 。

Θ ( ： X . i ) = Θ ' ( X 」· ） + A Θ * ( X _:· )

現在時刻 の現在位置 （ 4 次元現在位置） で車輛 3 が理 的 に制御 さ れて直線軌道上で走行 し て い る 場 口 に は、 暫定制 御操舵角 Θ ( X j ) は零で あ る 。

( 1 ) 継 的理想走行状態 （ △ R ' = 0 )

理 走行状態 で は 、 原則 的 に 補正操舵角 Δ Θ * ( X j ) は で あ り 一般的 に 0 " ( X j ) = Θ ' ( X ) で め る 図 6 は曲率半径 R が一定で あ る 円 軌道上 を 理想的 に走行す る 理ネ、目走行状態 を示 し 、 図 7 は曲率半径 が 限で あ る 直 線軌 上 を理想的 に走行す る 理想走行状態 を示 し て い る

( 2 ) 瞬間的理想走行状態 （ Δ R ' ≠ 0 )

図 8 は 直線軌道が定曲率軌道 （ 曲率半径 = R ) に移行 す る 曲率亦化点 P を示 して い る 。 点 P で ァ ク チュ ェ ―夕 1 2 がす 舵角 を零か ら 規定操舵角 0 ' に 瞬時 に 変化す る こ と は、 4 次元航法で はあ り え な い 。 定曲率軌道 に対応 し て 定操舵角 0が操舵角 計算器 3 5 に設定 さ れる 。 こ の よ う な 場合 に は、 点 P で補正操舵角 Δ 0 * ( X 」· ） は零 で め Ό 制御 舵角 0 " ( X j ) は暫定制御操舵角 S ' ( X j ) と等 し く な る 。 そ の 後、 補正操舵角 Δ Θ * ( X 』. ） は滑 ら か に 増大 し 、 点 P と 点 Q の 中点で最大 にな り 、 そ の 中点 を通過 し た 後 に 、 補正操舵角 △ 0 * ( X 」■ ) は 滑 ら か に 減 少 し 、 点 Q で零 に な る こ と が理想的で あ る 。

( 3 ) 非 理 想 走 行 状 態 1 ( Δ R ' ≠ 0 、 又 は 、 △ R

9 に示 さ れる よ う に 道か ら 外れて 走行 し て い る α に は、 制御操舵角 0 " ( X j ) は暫定制御操舵角 Θ ， (•X j ' ) と 致 し な い 。 近未来 に軌道 曲率変化率が大 き く 変化 し な い場合 に は、 特 に走行軌道が直線軌道で あ る 場合 に は 図 9 に示 さ れる よ う に 、 フ ィ 一 ド ノ ッ ク 制御 に よ り 、 Θ ， は滑 ら か に 0 * に 近づ い て ゆ く 。 直線軌道が十分 に長

< 場 A□ ίに は、 単位 ク ロ ッ ク 当 た り の操舵角 変化 は現在軌道 偏差 Δ R に小 さ く 依存す る 。 比例 し て も 良 い 。 実線表示軌 道 a でな く 点線表示軌道 b に沿 つ て直線軌道 に漸近す る 制御軌道偏差 △ R ' が 0 で あ る 場合 に は、 単位 ク ロ ッ ク 当 た の操舵角変化 は更 に小 さ く 設定さ れ る 。 単位 ク ロ ッ ク 当 た り の操舵角変化 は、 更 に 、 現在操舵角 Θ ( X j ) と 現 在規定 目 標操舵角 0 * ( X j ) と の 間 の 差分 に 対応す る 特 に 比例 し て も 良 レ 。

Δ Θ * ( ₊ 1 ) 尚 、 上述の k l と k 2 、 及び以下 に述べる k 3 と k 4 は二 ラ ルネ ッ 卜 ワ ー ク にお け る ノ ー ド の係数であ る 。

( 4 ) 非 理 想 走行 状 態 2 ( Δ R ' ≠ 0 、 又 は 、 Δ R ' = 0 )

図 1 0 に示 さ れ る よ う に、 未来的 に軌道 曲率が大き く 変 化す る 場合 に は、 図 9 の最善軌道 b で はな く 、 近未来 の 曲 線軌道の 曲率変化 を予測的 に フ ィ ド フ ォ ア ワー ド し て、 将来 の 曲線軌道 に滑 ら か に漸近 さ せ る た め の補正操舵角 △ Θ * ( X ) が操舵角 予測補正制御器 3 8 か ら 補正加算器 3 2 に対 し て 出 力 さ れる 。

Δ Θ * ( X j + 丄 ）

= θ " ( X j ) — θ ' ( X j )

= ― k 1 · Δ R + k 2 · ( Θ ( X ]· ) - Θ ( ) )

+ Δ θ * ( X j )

Δ Θ * = k 3 · Θ * ( X j + ' ) + k 4 • Δ R

次 に本発明 の第 2 実施例 に よ る 偏差検出方法を 図 1 1 を 参照 し て説明す る 図 1 1 を参照 し て 本実施例 の制御部

1 0 では、 案内 ラ ィ ン 1 に代え ら れて 非接触式の案内軌 道 4 1 が敷設 さ れて い る 案内軌道 4 1 は 軌道底 4 2 と 縁石 4 3 と 2 条の 中央案内軌条 4 4 と を備 え て い る 左右 の車輪 6 は、 左右の 中央案内軌条 4 4 にそれぞれ に支持 さ れて 回転す る 車輛 3 の車体本体 4 の 左右 m部に 、 それぞ れ に位置検出セ ンサ 4 5 が固定 さ れて配置 さ れて い る 位 置検出セ ンサ 4 5 は 既述の送信 ¾5 9 と 受信 1 1 の対 に 対 J心 し て い る 位置検出セ ンサ 4 5 は c C D 力 メ ラ 隹 占位置 動集光型 レ ザの よ Ό な非接触式セ ンサで あ る 位置検出セ ンサ 4 5 は 中央案内軌条 4 4 の線状 縁 4 6 と車体本体 4 の相対的位置 を検出す る 車輛 3 が正常位置 に あれば 線状 m縁 4 6 は位置検出セ ンサ 4 5 を構成す る

C C D 力 メ ラ の 中心線 に 致 し て映像化 さ れる 位置検出 セ ンサ 4 5 は C C D 力 メ ラ の 中心線 と 線状 m縁 4 6 の 映 像線 と の 間 の距離で あ る U置偏差 Δ D を検出する そ の位 置偏差 Δ D は 既述 の Δ R と し て 制御ュ一 ッ 8 のす。 舵 角 計算 3 5 と 操舵角予測補正制御 3 8 に供給 さ れる 位置検出セ ンサ 4 5 は 図 1 2 に示 さ れる よ う に 車体の 側 に 固定 し て配置す る と が可能で あ る の場 α に は、 位 A検出セ ンサ 4 5 は 車輛 3 のそ の車体側壁基準面 と 縁 石 4 3 の 内側面 と の 間 の距離又 は距離偏差 を検出する ま た 第 1 実施例 の よ う に ΘΧ定値 △ R と 位置偏差 Δ D の差

△ R が制 ' '御 一 ッ 卜 8 の操舵角 計算 3 5 と 操舵角 測 補正制御 3 8 に供給さ れて も い

次 に本発明 の第 3 実施例 に よ る i 差検出方法を 図 1 3 を 参 し て 明する 。 図 1 3 を参照 し て 本実施例では 位 置検出セ ンサ 4 5 は、 車輛 3 の上方部位の先頭部位 に 固定 さ れて配置 さ れて い る 位置検出セ ンサ 4 5 の光軸 4 7 は、 Ε の 角 度 Φで道路面 2 に交又 し て い る 光軸 4 7 と 道路 面 2 と が交わ る 交 占 4 8 と 車輛 3 の基準 占 と の 間 の距離 L は 定で あ る 置検出セ ンサ 4 5 と し て C C D 力 メ ラ が用 い ら れて い る 場 α に は 図 1 4 に示 さ れる よ Ό に 走行軌条面 と し て道路面 2 に佃かれ又は埋め込ま れて い る 左右 の走行軌条帯状標識 5 1 の 間 の横幅 Wは、 距離 し で規 定 さ れる 規定相対的位置の横幅 と して検出 さ れる 。 そ の C

C D 力 メ ラ は、 その画像面 に =&定 さ れて い る 基準点 P と そ の横幅 Wの 中 心点 と の 間 の 距離偏差 Δ Wを検 出す る 。 偏差

△ Wは第 2 実施例 の位置偏差 A D と 同様 に処理さ れる 。

次 に本発 明 の第 4 実施例 に よ る 偏差検出方法を 図 1 5 を 参照 し て説明する 図 1 5 を参照 し て 、 本実施例では 、 走 行軌条堂市づ犬標 BW 5 1 が 1 本で め る 案内 ラ イ ン 1 を示 し て い る C C D カ メ ラ の撮像面 に基準幅 Wの基準映像 5 2 が口又 定 さ れて い る 。 C C D カ メ ラ の撮像面 に は、 走行軌条帯状

5 1 と 基準映像 5 2 と が重ね合わ さ れて形成 さ れ 、 3 通 り の幅 W 1 , W 2 ， W 0 の映像が形成 さ れ る 。 W = W 1

+ W 0 + Wで あ る 偏差 △ W ( = W 2 - W 1 ) の絶対値が 小 さ < な る 方向 に 、 偏差 △ Wは第 2 実施例 の位置偏差 Δ D と 同様 に処理 さ れる

次 に本発明 の第 5 実施例 に よ る 偏差検出方法 を 図 1 6 を 参照 し て説明す る 図 1 6 を参照 し て 、 本実施例で は 、 既 述 の 図 1 2 の車輛 3 に安全ガィ ド 輪が追加 さ れて い る 車 輛 3 の車体又は台車 5 に左右 に 、 安全ガイ ド 輪 5 3 が装着 さ れて い る 。 安全ガィ ド輪 5 3 の 回転軸心線 5 4 は、 左右 の縁石 4 3 の対向面 に平行で あ る 。 安全ガイ ド輪 5 3 は 、 縁石 4 3 に接触 し な い 。 縁石 4 3 が接触 し な い安全ガィ ド、 輪 5 3 の建設 コ ス 卜 は、 公知 の案内軌道用 の ガイ ド レ ル の敷設 ス ト に 比ベて格段 に低い 。 縁石 4 3 と安全ガィ ド、 輪 5 3 の 間で騒音 は発生せず 、 振動は車体 に発生 し な い 輪 6 の 回転数 を検出す る 回転数検出器 （ 図示 さ れず ) の追加は好 ま し い 。 制御情報 と して、 台車 5 又は車輛 3 の 1 次元曲線座標 L の上 の絶対的位置情報 と 台車 5 又は車輛 3 と案内 ラ イ ン 1 と の相対的位置情報が追加 さ れる 。 そ の 絶対的位置情報は、 運動系が持つ 計測器 に よ り 計測 さ れ得 る 。 その絶対的位置情報が案内 ラ イ ン 1 (ュ ピキ 夕 ス セ ン サ） か ら 取得 さ れ得 る こ と は、 第 1 実施例で既述 さ れて い る 通 り で あ る 。

次 に本発明 の第 6 実施例 に よ る 4 案内輪式ポギ一方式 の 駆動部 2 0 を 図 1 7 を参照 し て説明す る 。 図 1 7 を参照 し て、 ガイ ド レール に接触す る 4 つ の案内輪 1 0 1 は、 平行 等長 リ ン ク 1 0 2 のそれぞれの左右端 に支持 さ れ、 左右走 行輪 6 は車軸 2 5 の両端部位に支持 さ れて い る 。 前後の平 行等長 リ ン ク 1 0 2 は、 リ ン ク 1 0 3 で連結 さ れて 同体化 さ れて い る 。 リ ン ク 1 0 3 と車軸 2 5 は、 両方の 中点で交 叉的 に連結 し 、 そ の交叉点 1 0 4 は台車 5 に 回転 自 在 に支 持 さ れて い る 。 第 1 実施例 に 4 案内輪式ポギ一方式が採用 さ れ る 場合 に は、 案内輪 1 0 1 と 平行等長 リ ン ク 1 0 2 と リ ン ク 1 0 3 と は除去 さ れ、 車軸 2 5 に ァ ク チユ エ一 夕 1 2 が結合 さ れ る 。 第 2 実施例 に 4 案内輪式ポギ一方式が採 用 さ れる 場合 に は、 4 案内輪式ボギー方式の技術がそ の ま ま に採用 さ れる が、 案内輪 1 0 1 は縁石 4 3 に対 し て非接 触 に配置 さ れる 。

次 に本発明 の第 7 実施例 に よ る 軌道非接触車輛の操舵装 置 に用 い ら れる操舵 シス テム の駆動部 2 0 を 図 1 8 を参照 し て説明す る 。 図 1 8 を参照 し て、 本実施例では、 既述 の リ アルタ イ ム の高精度追随制御 と その 制御 に伴 う 安全化が 実現 さ れて い る その特徴は ポ ルね じ を用 い る と と 、 セ フ ティ バ を用 い る と と 安全ク ラ ッ チ を追加す る と と で あ る □

駆動部 2 0 は ァ ク チュ X 夕 1 2 と第 1 V ン ク 機構 1

3 と第 2 U ン ク 機構 1 4 と を備 えて い る 台車 5 に 固定的 に支持 さ れ る ァ ク チュ ェ 夕 固定部 5 5 は 既述 の ァ ク チ ュ ェ タ 本体 1 5 に相 当す る ァ ク チ ュ X ―夕 固定部 5 5 に対 し て進退動す る ァ ク チュ ェ 夕 可動部 5 6 は 既述の ピス 卜 ン 口 ッ 1 6 に相 当 す る ァ ク チ ュ X タ 固定部 5

5 に は ナ ッ 卜 5 7 が固定 さ れて い る ナ ッ 5 7 に螺合 す る ポ ルス ク U ュ 螺子 5 8 は ァ ク チ ュ ェ 夕 可動部

5 6 に 固定 さ れて い る 両側の軸受 6 0 6 1 に回転 在 に 支持さ れて い る ァ ク チュ ェ 夕 可動部 5 6 に は サ ポ モ ―夕 5 9 が固定的 に配置 さ れて い る ポ ルス ク ュ 螺子 5 8 の m部は 力 ッ プ ン グ 6 2 を介 し て サ一ポ モ 夕 5 9 の 出力軸 6 3 に軸結 Π し て い る 出力軸 6 3 に は、 ク ラ ッ チ 6 4 が介設 さ れて い る

セ フ テ ィ バ 6 5 は ァ ク チ ュ ェ タ 可動部 5 6 に 結 α さ れ 横方向 d に進退動す る セ フ テ ィ ―パ ― 6 5 の両側顺部 に は 左右側安全早 m 6 6 が回転 在 に取 り 付 け ら れて い る 第 1 ン ク 機構 1 3 の 顺部位は台車 5 に 回 転 白 在 に支持 さ れ 第 1 リ ン ク 機構 1 3 の他顺部位は台車

5 に 回転 白 在 にセ フ テ ィ バ 6 5 に支持 さ れて い る

サ ポ モ タ ' 5 9 は 、 既 述 の 巨 制 御 操舵 角 Θ ( X を受 けて そ の操舵角 に対応す る 回転位置 ま で 回転す る ポ ルス ク U ュ 螺子 5 8 は そ の 回転位置 に対応す る 回転位 ま で回転 し 、 ナ ッ 卜 5 7 ら 反作用 を受 けて 、 そ の 回転 1 Z.置 に対応す る線形位置 ま で移動す る 。 ポ ルス ク U ュ 螺子 5 8 と ifc に線形移動す る ァ ク チュ ェ 夕 可動 部 5 6 は 第 1 U ン ク 機構 1 3 と 第 2 U ン ク 機構 1 4 を変 位 さ せる 第 2 U ン ク 機構 1 4 の線形変位 に対応 し て変位 す る 梃子 υ ン ク 2 3 は、 g 標制御操舵角 Θ " ( X j ) に対 応する 操舵角位置 に卓 ¥m 6 を 回転駆動す る 。

正常制御 運転時 ： に ： は 、 左右側安 全輪 6 6 は安全 ガ ィ ド

(図 1 6 の縁石 4 3 ) に接触 し な い 。 突風又 は空港内他車 輛 と の接触 に よ り 案内 ラ ィ ン 1 か ら 外れて制御軌道偏差 △

R が異常 に大き < な る と 、 車 i輛 3 の左右側安全輪 6 6 は、 縁石 4 3 に接触す る の よ う な場 Α□ Ϊ は、 既述 の 動制 御 に る 車輛の推進力 は 像 ¾ 4 3 ら 受 け る 反作用 に よ り 影 .さ れる の た め ホ ルス ク リ ュ 螺子 5 8 の 制 御位置 と 現実 の位置 と が相 し 、 そ の相違は 、 サ ―ポ モ タ 6 1 に よ り 検出 さ れ る 干渉の 発生 は 、 左右側安全輪 6

6 に圧力 セ ンサ を取 り 付け る こ と に よ り 検出可能で あ る 干渉検出 に よ Ό ク ラ ッ チ 6 4 が切断 さ れ、 車輛 3 は左右 側安全平冊 6 6 に よ り 暫時案内 さ れて走行す る が、 車輛 3 に 速やか に 制動が作用 し て停止する 車輛 3 の駆動源は 、 テ ィ ゼルェ ン ¾- 与

ン ノ ス モ 夕 • ディ ―ゼルェ ン ン ン - ハ ィ ブ U ッ 又は 燃料電池で ώ る 本実施例は ボ ル ス ク U ュ ―螺子 5 8 の使用 に よ り 制御応答精度が高 に な り 異常時 に瞬時 に安全が確保さ れ る 。 縁石 4 3 に は車輛 を支持 し て案 内す る 機能は ほ と ん ど な く 、 制御軌道偏差 Δ

R を検出 し て停止す る ま で の短時 間 の 間 の支持 を行 う だ けで あ る の た め 、 縁石 4 3 は、 強度的保証は ほ と ん ど 必要がな < その敷設 ス ト は顕著 に低廉 と な る

図 1 9 は 図 1 8 の第 7 実施例 の変更例 を示 し て い る ァ ク チ ュ ェ タ 可 動咅 1 5 6 は 、 ァ ク チ ユ エ一タ 固 定部 5

6 に X. さ れて い る ァ ク チ ュ ェ一 夕 固定部 5 6 は 台車 5 に 固定 さ れて い る ナ ッ 卜 5 7 は、 ァ ク チ ュ ェ 夕 固定部 5 6 に対 し て可動 自 在 に ポ —ルス ク リ ュ 螺子 5

8 に支持 さ れて い る o 軸受 6 0 と サ ポモ一 夕 6 1 と 力 ッ プ ン グ 6 2 と 出 力軸 6 3 と ク ラ ッ チ 6 4 は 、 ァ り, チ ュ X タ 固定部 5 6 に対 し て配置 さ れて い る 点 は、 第 7 実施 例 のそれ ら と |pj様で あ る 第 1 リ ン ク 機構 1 3 の 部が 台車 5 に 回 自 在 に支持 さ れ、 第 1 リ ン ク 機構 1 3 の他端 部がセ ―フ テ ィ ―バ 6 5 に 回転 自 在 に支持 さ れ る 占 は 既述の実施例 に 同 じ で め る

車輛が軌道カゝ ら 外れて縁石 4 3 に接触す る と き のセ フ テ ィ パ 6 5 の変位は 第 1 リ ン ク 機構 1 3 と 第 2 •J ン ク 機構 1 4 と を介 し て車輪 6 に 1¾達 さ れ、 車輪 6 は縁石 4

3 に対応 し て操舵 さ れ ク ラ ッ チ 6 4 が瞬時 に切断 さ れ る 占 は 図 1 8 の第 7 実施例 に 同 じ で あ る 。 図 1 9 の実施例 は 図 1 8 の第 7 実施例 に相対的 に 同一で あ る

次 に本発明 の第 8 実施例 に よ る 軌道非接触車輛の操舵装 置 に用 い ら れ る 操舵シス テム の駆動部 2 0 を 図 2 0 を 照 し て説明す る 。 図 2 0 を 照 し て、 本実施例では 既述 の ポ ルス ク ュ ~~ . ナ ッ 対 に代 えて 、 ラ ッ ク · ピ 才 ン 対が用 い ら れて い る 。 本実施例 は、 既述の実施例 に 比ベて、 舵 B の 占で芳 し < な い が、 駆動部分の コ ス 卜 の低減で 優れて い る

次 に本発明 の第 9 実施例 に よ る 軌 非接触 輛の操舵装 置 に用 い ら れる 操舵シス テム の駆動部 2 1 を 図 2 1 を参照 し て 明す る 図 2 1 を参照 し て 本実施例で は セ フ テ ィ ―バ 6 5 が 第 1 ン ク 機構 1 3 を介する と な < 台車 5 に直接 に 固定 さ れて い で 図 1 9 の実施例 と 異 な て い る 異常時 に はク ラ ッ チ 6 4 が切断 さ れ 車輛 3 はセ フ テ ィ バ ― 6 5 の左右側安全輪 6 6 に Ό 直接的 に案内 さ れ る の 場 α に 自 由 に 抵抗 に ポ ―ルス ク ュ ―螺子 5 8 に対 し て横方向 d に 動す る ナ ッ 5 7 は そ の時の 舵の 邪魔 に な ら な い。

車体そ の のがセ フ テ ィ バ の機能 を持つ の で 車 輛 3 を案内す る た め の セ一フ テ ィ パ、 ―は実際 に は不要で め る 車体の 部分が縁石 4 3 に接触 し サ ポ モ ―タ 6

1 に制御 舵角 を表わす制御信号が正常 に送 ら れて < る 場

□ に は サ ポモ 夕 6 1 に異常 ル ク が発生す る そ の 異常 ル ク の検知 に よ り 車体の推進 を 中止 し 車輪 6 の 制動力 を作用 さ せ る と に り 、 事故は生 じ な い し か し セ フ テ ィ バ と 縁石 4 3 と は念の た め 備 さ れ る _ と が好 ま し い

次 に本発明 の第 1 0 実施例 に よ る 軌道非接触車輛の 舵 装置 に用 い ら れる 操舵シス テム の駆動部 2 0 を 図 2 2 を参 照 し て §兌明す る 図 2 0 を参照 し て 本実施例 は 既述 の

U ァ ル夕 ィ ム の高 度追随制御 と そ の 制御 に伴 う 安全化 を 実現 し て い る そ の特徴は 流体圧駆動機構 と セ フ テ ィ バ と が用 い ら れ る と で め る 本実施例では 螺子軸 を用 い る 図 1 8 の第 7 実施例 の駆 部 2 0 に代んて、 流体 圧駆動機構が用 い ら れる モ 夕 5 9 に代えて流体圧供給 源 ( 図示 さ れず） が用 い ら れ ナ ッ 卜 5 7 と ポ ルス ク ュ ―螺子 5 8 の組 に代 えて ピ ス ン Π ッ ド、 5 7 が用 い ら

，

れ る ピ ス 卜 ン 口 ッ ドヽ 5 7 の 方 の可動顺 に は流体圧 シ ン ダ 7 1 の 内部 に供和 さ れ る圧力流体が作用 し ピス 卜

，

ン P ッ 5 7 の他方 の可動顺は台車 5 に 固定的 に支持 さ れる ァ ク チュ ェ 夕 固定部 5 5 に 固着 さ れる

流体圧 シ U ンダ 7 1 の動作室 7 2 に正圧又は負圧 を供和 し ァ ク チ ュ ェ 夕 固定部 5 5 に対 し てセ フ テ ィ バ

6 5 を左右方向 に駆動 し セ フ テ ィ パ 6 5 を介 し て 第 1 U ン ク 機構 1 3 と 第 2 U ン ク 機構 1 4 を動作 さ せ る - 舵機構は セ ―フ テ ィ バ 6 5 の 動 を介 し て車輪の転 向方向 を 制御す る 占 で 図 1 8 の第 7 実施例 の制御 に 同 じ で あ る 流体圧 シ U ン ダ 7 1 の動作室 に正圧又は負圧の圧 油が供 A

m さ れる と に よ り 左右動す る セ フ テ ィ パ、 6

5 は 車体外か ら 外力 を受 け る 際 に そ の外力 と 流体圧 シ

U ンダ 7 1 に供給さ れ る 油圧 の圧力 の供 力 と が干渉す る と は理 的 に あ り 得 る の よ う な場 □ に は 制御部 1

0 の操舵制御 は 効化 さ れ セ フ テ ィ ハ、 6 5 と 第 1

U ン ク 機構 1 3 と第 2 V ン ク 機構 1 4 の補助 的機械制御が 優先 さ れる ο そ の 先制御 の切換時の 瞬の既述の干渉は 流体圧 シ U ン ダの流体 の粘性 と圧縮性 に よ り 緩和 さ れ る 次 の 瞬 に は 流体圧制御機構の配管 に介設 さ れ る 開放弁 が la い て 安全化 は徹底的 に 回避 さ れ る 本実施例 は、 の よ Ό な 種 ΐ性が存在する 占 で 図 1 8 の第 7 実施例 よ Ό 安全性が高 い 緩衝性 を強化する た め に は、 流体圧は空気 圧が優れて い る 。 流体 と し ては 、 ¾¾境面で水が優れて い る 図 1 9 の ポ ルス ク V ュ一螺子 5 8 は 、 図 1 8 の ピ ス 卜 ン π ッ 5 7 に代え ら れて ち い 。 図 2 1 の ポ 一ルス ク

U ュ 螺子 5 8 は、 図 1 8 の ピ ス 卜 ン 口 ッ ド 5 7 ' に代 え ら れて も よ い 図 2 2 の ァ ク チ X一夕 可動部 5 6 と ァ ク チ ュ ェ ―夕 固定部 5 5 は 、 位置的 に交換可能で あ る ァ ク チ ュ ェ一タ 可動部 5 6 が台車 5 に 固定 さ れ、 ァ ク チュ X一 タ 固 部 5 5 がセ一フ ティ バ 6 5 に 固定さ れ得 る

Claims

請求の範囲

1 . 車輪 と 、

記車輪 に支持さ れる ま輛本体 と 、

口■舵制御系 と を具備 し 、

、

刖 pD操舵制御系 は 、

前記車輪の 舵を非機械的 に制御す る 制御部 と 、

■■、- 刖記車輪の操舵を機械的 に駆動す る 駆動部 と を備え 、

、

刖記制御部 は 、 巨 走行路線の 1 次元座標値 を検出す る 第 1 検出 と 、 刖記 1 次元座 値 に対応す る 巨 舵角 を保持す る 操舵 角保持部 と 、

、

刖記 巨 'lire走行路線 と 前記車輛本体の現在 1 L置 と の 間 の現 在偏差 を検出する 第 2 検出 と 、

す

前記現在偏差 と 刖記 S 舵角 と に対応す る 制御 舵角 を 生成す る 制御操舵角 計算部 と を備え 、

記現在偏差は 記 走行路線 に直交す る 直交方向 の 距離 に対応 し て定義 さ れ 、 刖記駆動部 は前記制御 舵角 に基づい て 刖 Bd車輪 を転向 さ せ る

軌 非 触車輛 o

2 • n 求項 1 の軌道非接触車輛 にお い て 、

刖記 巨 標走行路線は路面上 に 5又定 さ れ、

刖記第 2 検出 は刖記位置偏差 を非接触 に検出す る 軌道非捽触車輛 3 • 求項 1 の軌道非接触車輛 に いて

刖記車輛本体に搭載 さ れる 計算部 を更 に 目 備 し

前記計算部は前記車輛本体の速度丁 ―夕 の積分 に よ り 2 次元座標値 を 計算 し 保持する

軌 非接触車輛

4 • 求項 1 の軌道非接触車輛に い て

刖記 巨 走行路線は路面上 に設定 さ れ 記 標走行路 線は刖記 1 次元座 値 を 出 力 す る 出力部分 を有 し

刖記 1 次元座 値 は前 出力 部分か ら 前記 1 検出器 に 線で送信 さ れる

軌 M非 触車輛

5 求項 4 の軌 非接触車輛にお いて

刖記 目 操舵角 は 刖記走行路線に き込 ま れて い る 軌道非接触車輛

6 求項 1 の軌道非接触車輛 にね い て

前記制御部は

刖記車輛本体の速度 を検出す る 第 3 検出 を更 に具備 し 目 υ記操舵角 制御 は 刖記位 偏差 と 刖記好 操舵角 と 刖記速度 と に対応す る 制御値 を生成す る

冃求 1 の軌道非捽触車輛の操舵装 請求項 1 の軌道非接触車輛にお い て

記制御部は、 刖記制 口

御 舵角 を最 解 に展 化する 最適化 部 を

⁵ に具備 し 、

、 '- 記最適解は刖記車輛の 舵 に起因す る 動 ■ar最小化す る よ に決定 さ れる

軌道非 触車輛

8 冃 求項 1 の軌道非接触車輛 にお いて、

、

刖記制御部は 、

、

刖記 走行路線の未来位置 に対応す る 未来操舵角 を決 定 し 、 刖記現在偏差 と 前口し 百 標す 舵角 と 刖 未来操舵角 と に対応す る 補正操舵角 を生成す る 操舵角補正制御器 と を に具備 し 、 Si

前記制御操舵角 計算部は 、 前記現在偏 s 、 刖記 目 舵 角 、 及び刖記補正操舵角 と に対応す る 刖 操舵角 を 生 成す る

求 1 の軌道非 触 輛の 舵装置

9 求項 8 の軌道非接触車輛 にお いて、

前記制御部は 、

前記車輛が刖記 巨 標走行路線の Ν 回 巨 の走行 を行 う と さ

士

現在位置 に対する の現在 舵 を検出す る 第 2 検 と 、

N 回分の 刖記現在 罙舵角 の全て ま た は一 U か ら 現在 m適

S ττ; 舵角 を求め る 最 解計算部 を更 に具備 し 、

前記最適解計算部は前記車輛の ¾舵に起 因す る jfe動 ^最 小化する に前記現在展 目 操舵角 を決定す る 軌道非捽触車輛 1 0 • δ冃 求項 9 の軌道非 触車輞 にお い て

目' J記最適解計算部は 刖記 正操舵角 を決定す る ニ ュ 口 ネ ッ 卜 ク を含む

軌道非 触車輛

1 1 m 求項 9 の軌道非接触車輛 にお いて

記 m 解計算部 は 退伝的 ァル ゴ リ ズム に基づい て 記補正 舵角 を決定す る プ Π グ ラ ム を実行する

軌道非捽触 輛

1 2 • S冃 求項 1 1 の軌道非 触車輛にお いて

記展 解計算部 は 退伝的 ァル ゴ ズム に

正操舵角 を決定す る プ グ ラ ム を実行す る

軌道非接触車

1 3 冃 求項 8 の軌 非 触車輛 にお い て

刖記制御部は

前記制御値 を最適化す る 適化計算部 を更 に具備 し 刖記最適解は前記車輛の 舵 に起因す る 振動 を最小 る

軌道非择触車輛

4 δ冃 求項 1 3 の軌 非 触 輛にお い て、 m と Π が、任思 の複数の組み □ わせ を と る と さ 、 の前記 目 標走行路線の m回 目 の走行 と n 回 の走 体位置間 の偏差 を振幅 と し て表 し

前記最 化計算部は 刖記振幅 の 乗 を最小化する よ う

- に 刖記補正 ：]木舵角 を決定する

軌道非 触車輛 0

1 5 B冃 求項 1 3 の軌道非接触車輛 にお いて

m と n が任 ΈΞΙ* の複数の組み合わせ を と る と き 刖 己車輛 の 刖記 巨 走行路線の m回 S の走行 と n 回 百 の走行時の車 体 の加速度 を表 し

刖記展適化計算部は 刖記加速度の 乗 を最小化す る よ

Ό に 刖記補正 舵角 を決定す る

軌道非接触車輛 0

1 6 求項 1 1 5 の いずれか の軌道非接触車輛 にお い て

車輪 に支持 さ れる 台車 と

記台車 に対 し て支持 さ れ軌道側固定体 に接触す る セー フ テ ィ バ と を更 に旦 Z 備 し

、

刖記駆動部は 刖記台車 と 目 (j 車 Ira と の 間 に art

介 さ れ、 刖記駆動部の 位部分は §己車 厶

単冊 と 記セ フ テ ィ バ と に機械的 に接 さ れて い る

軌道非 触車輛 0

1 7 s冃求項 1 6 の軌道非接触車輛 にね いて

前記変位部分は モ 夕 に よ り 駆動 さ れる ポ一ルス ク

U ュ 又は刖記ポ ルス ク U ュ ― に □ す る ナ V h で あ る 軌道非接触車輛。

1 8 • s冃求項 1 6 の軌道非接触車輛 にお い て、

刖記変位部分は流体圧源 に よ り 駆動 さ れ る シ リ ン ダ又 は シ U ンダに結 □ す る ピス h ン ロ ッ で あ る

軌道非 触車輛

9 車 Ira と

刖記車 に支持 さ れ

操舵装置 と を 目 備 し

刖記操舵装置は

モ 夕 と

刖記モ 夕 の 出 力軸 に 結 さ れる 螺子軸 と

刖記螺子軸 を支持す る 軸受 と

刖記螺子軸 に螺 口 す る ナ ッ と

刖記ナ ッ 卜 を支持す る 第 1 支持体 と

前記軸受 を支持する 第 2 支持体 と 、

刖記車輪 を 舵する ン ク 機構 と を 目 備 し

刖記第 1 支持体 と 刖記第 2 支持体の う ち の いずれか は 記台車 に 固定 さ れる 固 定側支持体 を形成 し 刖記第 1 支 体 と 刖記第 2 支持体の う ち の いずれか は刖記 V ン ク 機構 連結す る 可動側支持体 を形成 して い る

軌道非捽触車輛 請求項 1 9 の軌道非接触車輛にお い て、 フ テ ィ —バー と 、 刖記セ フ テ ィ バ に支持 さ れ る 安全輪 と を更 に具備 し

'- 刖記セ フ テ ィ バ は刖 可動側支持体 に結合 さ れ、 記台車は固定側支持体に結 □ さ れ、 前記ナ ッ ト は 刖記 台車に支持 さ れて い る

軌 非 触車

2 1 e冃 求項 2 0 の軌道非接触車輛 にお い て、

記モ 夕 と 刖記軸受は前記セ フ テ ィ 一バー に支持 さ れて い る

軌 非 触

2 2 • 師 求項 2 0 又は 2 1 の軌 非接触車輛にお い て、 刖記 舵装置は 刖記螺子軸 と 刖記モ一 夕 の 間 に介設 さ れ る ク ラ チ を更 に且備 し

刖記安全輪 と軌道側固定体の接触 に対応 し て前記 ク ラ ッ チ の ロ が解除 さ れる

軌道非 触

2 3 B冃 求項 1 9 の軌道非接触車輛 にお いて、

刖記ナ ッ 卜 は刖記 U ン ク 機構 に支持 さ れ、

記モ 夕 と HU記軸受は刖記台車 に支持 さ れて い る 軌道非 触ま輛

2 4 S冃 求項 1 9 2 3 の いずれか の軌道非接触車輛 に お い て 刖記螺子軸 はポ一ル螺子軸 を形成 し て い る

軌道非 触ま輛

2 5 車 と 、

前記車 ra に支持 さ れる 台車 と 、

操舵 と を 目ヽ—備 し 、 刖記操舵 は 、

モ ―夕 と 、 刖記モ タ の 出 力 軸 に連 7F口 さ れる移動体 と 、

安全車 m を備え る セ一 フ テ ィ バ一 と 、 刖記車輪 を操舵す る U ン ク 機構 と を 目 備 し 、

記 ン ク 機構 は 前 記セ一 フ テ ィ ― さ"！

バ一 と 刖 G移動体 に 連ネ由 さ れ 、 刖記セ一 フ テ ィ 一バ一 は前記台車 に対 し て可動的 に支持 さ れ 、 刖記モ一 夕 は台車に 固定的 に支持 さ れて い る 軌道非 触車輛 虫

2 6 ロ冃 求項 2 5 の軌 非接触車輛 にお い て、

刖記モ一 夕 の 出 力軸は ピ ォ ン と ラ ッ ク を介 し て Hu ή移 動体 に連 口 さ れる

軌道非 触車輛

2 7 車早 ffl と 、

前記車卑冊 に支持 さ れる 台車 と 、

操舵 ¾S と を ヽ備 し 、

口ロ

前記 尸舵装置は 、 モ 一 夕 と 、

刖記モ 夕 の 出力軸 に連結 さ れる 螺子軸 と 、

刖記螺子軸 を支持する 軸受 と 、

記螺子軸 に螺 Π する ナ ッ と 、

刖記車 fffl を操舵する ン ク 機構 と 、

女全輪 を備 え る セ ―フ テ ィ バ と を具備 し 、

刖記セ フ テ ィ ―バ と 記モ 夕 と 前記軸受は刖記台 車 に 固定的 に支持さ れ 、

m記ナ ッ は 記 ン ク 機構に 八 さ れて い る

軌 非 触車輛

2 8 m 求項 2 7 の軌道非接触車輛 にお い て 、

前記 舵装置は 、 前記螺子軸 と 記モ 夕 の 間 に介設 さ れる ク ラ ッ チ を更 に Zヽ備 し 、

刖記安全 TO と軌道側固疋体の接触 に対応 し て 刖記 ク ラ ッ チの結 口 が解除 さ れる

軌道非 触車輛

2 9 巨 走行路線の 1 次元座 値 を 口又定する と と 、 刖記 1 次兀座 Ί ΓΛ値 X j に対応す る す ¹⁼¹ 舵角 を 口又定す る し と と 、

記 目 走行路線 と 前記車輛本体の位置 と の 間 の現在偏 差 を検出す る と と 、

- 刖記現在偏差 と 刖記 巨 ：]木舵角 と に対応す る 制御操舵角 を生成す る し と と

前記制御 舵角 に対応す る 角 度位置 に前記車輪 を 向 さ せる と を 備 し

刖記現在偏差は 記 走行路線 に直 する 交方向 の 距離に対応 し て定義 さ れる

軌 非 触車輛の 舵方

3 0 3冃 求項 2 9 の軌 非 触車輛の操舵方法 にお い て 刖記 巨 標走行路線の未来位 に対応す る 未来 巨 τ示 ί荣舵 を 置

設定する と と

刖記未来 舵角 に対応する 補正す¹ ^ 舵角 を 生成す る と と を旦備 し

刖記現在偏差 と 前記 百 操舵角 と 、 刖記補正操舵角 に 基づいて 前記制御操舵角 は決定 さ れる

軌道非 触車輛の 舵方法

3 1 駆動部は モ ―夕 と モ 夕 の 出力 軸 に結 す る ポ ル螺子軸 と 前記ポ ル螺子軸 に m 口 す る ナ V と 前記モ 夕 と 刖記ポ ル螺子軸 と の 間 に介設 さ れ る ク ラ ッ チ と 車輪 に結 口 し 記モ 夕 の 出 力 軸 の 回転 に よ り 作 す る U ン ク 機構 と を 目 備 し

記車輛の 部 と 路面側 造 と の接触 を検出す る と と

aru

刖記接触 に対応 し て 間 に介 e又 さ れ る ク ラ チ を 切 る と と

を に 備す る 軌 非捽触車輛の操舵方法