JPH0343846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、複数台の車両を一編成として走行
させるシステムにおいて、各車両に搭載される車
両の走行制御装置に関する。

車両を無人運行し、ステーシヨンからステーシ
ヨンに人間または貨物を輸送するシステムが開発
されつつある。このような輸送システムにおい
て、車両の運行はセンタで集中的に制御され、全
ての車両はセンタからの指令にもとづいて走行す
る。システムの輸送効率を高めるためには多数の
車両を同時に運行させ、かつ車両の相互間隔を小
さくすることが必要である。しかし、車両間隔を
短くし走行車両台数を多くすると、膨大な量のデ
ータを短い時間で処理しなければならないため、
センタに設置される制御装置が巨大となり、設備
や維持費の点から経済的な運営が困難となる。

そこで、多数の車両を物理的に連結せずに一編
成として走行させ、各編成の先頭車両だけをセン
タで走行制御し、後続の車両については走行車両
との間隔を一定に保持しながら各車両単独の走行
制御を行ない、センタにおける制御の負担を軽減
させることが考えられる。このような車両の運行
システムでは、先頭車両の走行制御と後続車両の
走行制御が異なるから、各車両別にそれぞれ異な
る走行制御装置が必要となる。しかしながら、編
成の順序に応じて各車両ごとにそれぞれ別個の走
行制御装置を搭載するようにすると、たとえば先
頭車両には先頭を走行するためのみの走行制御装
置を設けると、その車両は先頭車両としての機能
しか持たないから、自由な車両編成ができなくな
る。

この発明の目的は、複数台の車両を一編成とし
て運行させ、先頭車両とそれに続く後続車両とを
それぞれ別個に走行制御するシステムにおいて、
自由な車両編成が可能となり、車両１台による単
独走行をも可能となる、車両の走行制御装置を提
供することにある。

以下、図面を参照してこの発明の実施例につい
て詳述する。

第１図は、輸送システムにおいて、複数台の車
両を物理的に連結せずに一編成として走行させる
様子を示している。先頭車両１は、後に示すよう
に、あらかじめ定められた一定速度で走行するよ
う制御される。後続車両２は、先行する車両との
車間距離を一定に保つように走行制御される。し
かしながら、すべての車両１，２は全く同じ構成
である。各車両１，２には、先行車両との車間距
離を測定する車間距離測定装置３、車間距離の測
定を補助するための、および必要ならば後続車両
との車間距離を測定するための車間距離測定装置
５、ならびに先頭車両か後続車両かの判別および
この判別にもとづく走行制御を行なう主制御装置
４が設けられている。必要ならば各車両１，２に
は、センタとのデータの送受信を行なう通信装置
が搭載される。

第２図は、上述の各装置のより詳細な構成を示
している。車間距離測定装置３，５は、超音波を
用いて相前後する車両の車間距離を測定するもの
である。装置３は、車体の前部に設けられた超音
波送波器１１および受波器１２、ならびに送受信
回路１０から構成されている。装置５は、車体の
後部に設けられた超音波送波器１４および受波器
１５、ならびに送受信回路１３から構成されてい
る。主制御装置４は、２台の中央処理装置
（CPUという）１７，２０、および加減速駆動回
路２２からなる。CPUとしてマイクロプロセツ
サが好ましい。CPU１７は、送受信回路１０，
１３の制御、車間距離の算出、および先頭車両か
後続車両かの判別処理を行なう。CPU２０は、
加減速制御を行なうものであり、駆動回路２２を
制御する。これらのCPU１７，２０には、その
実行プログラムを記憶したROM１９、および各
種データを記憶するRAM１８が備えられてい
る。また車両１，２には、車両の走行速度を検出
して、走行速度に比例した一連のパルスを出力す
る車両速度検出器２３が設けられている。送受信
回路１０，１３、加減速駆動回路２２および速度
検出器２３は、インターフエイス１６，２１を介
してそれぞれCPU１７，２０に接続されている。

送受信回路１０によつて送波器１１が駆動さ
れ、周波数ｆ１（たとえば25KHz）の超音波が前
方に向けて送波される。前方に先行車両が存在
し、この超音波が受波器１５によつて受波される
と、送受信回路１３によつてただちに周波数ｆ２
（たとえば20KHz）の超音波が送波器１４から後
方に向けて送波される。この周波数ｆ２の超音波
が後続車両の受波器１２によつて受波されると、
再び送受信回路１０によつて送波器１１から周波
数ｆ１の超音波が前方に向けて送波される。この
ようにして、周波数ｆ１，ｆ２の超音波が相前後
する車両間で往復する。車両間で超音波の送受を
繰返えすこの方式は、シングアラウンド方式と呼
ばれている。異なる周波数ｆ１，ｆ２の超音波が
用いられているのは、相互干渉を防ぐためであ
る。

送受信回路による超音波受波から送波までの時
間遅れを無視すれば、送受信回路１０による超音
波の送波周期Ｔは、超音波が相前後する車両間を
往復するのに要する時間に等しい。したがつて、
後続車両から先行車両までの車間距離Ｌは、送波
周期Ｔを用いて、 Ｌ＝Ｔ／２・Ｗ で表わされる。ここでＷは音速である。CPU１
７は、送受信回路１０からの送波および受波信号
を用いて、後に示すように、先行車両との車間距
離を算出する。同じように、送受信回路１３から
の送波および受波信号を用いて、後続車両との車
間距離を算出することもできる。

受波器１２によつて超音波を受波したときただ
ちに送波器１１から超音波を送波せずに、送受信
回路１０による超音波送波を一定周期で行なうよ
うにしてもよい。また、送波器１１からの送波超
音波を先行車両の後面で反射させ、この反射波を
受送器１２で受波するようにしてもよい。しかし
ながら、シングアラウンド方式においては、超音
波の送波周期が車間距離に応じて変化し、車間距
離が小さくなつたときには送波周期が短くなり、
得られる距離情報が多くなるので、有利である。

第３図はRAM１８の内容の一部を示してい
る。RAM１８内には、測定した車両速度Ｖおよ
び先行車両との車間距離Ｌをそれぞれ記憶するエ
リヤ、定車間距離制御におけるあらかじめ定めら
れた許容最大および最小距離Lmax，Lminを記
憶するエリヤ、定速度制御におけるあらかじめ定
められた定速度パラメータVOを記憶するエリ
ヤ、ならびに先頭車両フラグＦ１および後続車両
フラグＦ２としてそれぞれ用いられるエリヤが設
けられている。

第４図は、CPU１７による超音波送受波制御、
車間距離Ｌの算出、および先頭車両か後続車両か
の判別処理の手順を示している。まず送波器１１
から周波数ｆ１の超音波を送波させ（ステツプ３
０）、測定可能な距離に相当する時間をCPU１７
内のタイマにプリセツトする（ステツプ３１）。
そして、受波器１２が周波数ｆ２の超音波を受波
したかどうかを調べ（ステツプ３２）、受波した
場合には上述の原理にしたがつて先行車両との車
間距離Ｌを算出し、RAM１８に記憶する（ステ
ツプ３５）。車間距離Ｌは超音波送波から受波ま
での時間に比例するから、この時間を距離Ｌとし
てRAM１８に記憶してもよい。周波数ｆ２の超
音波を受波器１２が受波したということは、先行
する車両が存在することを意味するから、この車
両は後続車両であり、後続車両フラグＦ２をオン
とする（ステツプ３６）。

タイマにプリセツトした所定時間が経過しても
周波数ｆ２の超音波を受波しない場合には（ステ
ツプ３２でNO、ステツプ３３でYES）、原則的
には、測定可能な距離の範囲内には先行する車両
が存在しないことを意味するから、この車両は先
頭車両であり、先頭車両フラグＦ１をオンとする
（ステツプ３４）。ステツプ３４および３６の処理
ののち、ステツプ３０に戻つて、超音波送波を繰
返えす。

受波器１５が後続車両からの周波数ｆ１の超音
波を受波した場合には、この受波信号はCPU１
７に対する割込信号となり、CPU１７は割込処
理を実行する。超音波を受波すると（ステツプ３
７）、送波器１４から周波数ｆ２の超音波を送波
させて（ステツプ３８）、割込処理を終える。

送波器４から超音波を送波後、一定時間以内に
受波器１５が超音波を受波したかどうかを検査す
ることにより（ステツプ３０〜３４と同じような
処理）、後続する車両が存在するかどうかを判定
することができる。先行する車両も後続する車両
も存在しない場合には、この車両は１台単独で走
行していることになる。

車両速度の測定処理の手順については図示は省
略するが、速度検出器２３から入力するパルスの
時間間隔または一定時間内に入力するパルス数を
計数することにより、車両速度Ｖが求められ、こ
の速度ＶはRAM１８に記憶される。車両速度の
測定処理は、一定時間ごとに行なわれる。

第５図は、CPU２０による加減速制御処理の
手順を示している。まず、先頭車両フラグＦ１が
オンかどうか（ステツプ４０）、後続車両フラグ
Ｆ２がオンかどうか（ステツプ４２）を順次調べ
る。フラグＦ１がオンの場合には、この車両は先
頭車両であるから、RAM１８に記憶されている
定速度パラメータVOによつて表わされる一定速
度で走行するよう定速度制御を行なう（ステツプ
４１）。先頭車両がセンタによつて制御される場
合には、定速度パラメータVOはセンタから伝送
され、RAM１８に記憶される。単独走行車両に
ついてもステツプ４０でYESとなるから、この
定速度制御が行なわれる。

フラグＦ２がオンの場合には、この車両は後続
車両であるから、先行車両との車間距離が一定と
なるように加減速制御する。RAM１８に記憶さ
れている測定車間距離Ｌならびに許容最大および
最小距離Lmax，Lminを読出し（ステツプ４
３）、これらの距離を比較する。Ｌ＞Lmaxであ
れば（ステツプ４４でYES）、先行車両と離れす
ぎているから、駆動回路２２に加速指令を出力し
て加速させる（ステツプ４５）。Ｌ＜Lminの場合
には（ステツプ４６でYES）、先行車両に接近し
すぎであるから減速指令を出力して減速させる
（ステツプ４７）。Lmax≧Ｌ≧Lminであれば
（ステツプ４４および４６のいずれでもNO）、車
度距離は許容範囲内であるから、そのままの速度
で走行させる。このようにして、後続車両は、先
行車両との車間距離がLmax〜Lminの範囲に保
たれる。第５図に示す処理は、一定時間ごとに繰
返して行なわれる。後続車両の加減速制御におい
て、車両の走行速度Ｖが考慮されかつ加減速が複
数段階に行なわれれば一層正確な定車間距離制御
が可能となる。

以上のようにこの発明による車両の走行制御装
置は、複数台の車両を一編成としてこれらが物理
的に連結することなく前後に間隔を離して走行す
るように運行制御されるシステムにおいて、各車
両に搭載されて用いられる。

この車両の走行制御装置は、先行車両との間の
車間距離を測定する車間距離測定装置、車間距離
測定装置によつて先行車両との間の車間距離デー
タが得られたかどうかに応じて先行車両の有無を
検出し、これによつて先頭車両か後続車両かを判
別する手段、車両の走行速度を測定する車両速度
検出器、および判別手段によつて先頭車両と判別
された場合には車両速度検出器による測定走行速
度を用いてあらかじめ定められた一定速度で走行
するよう、後続車両と判別された場合には車間距
離測定装置による測定車間距離を用いて先行車両
との車間距離が一定になるよう車両の走行速度を
制御する加減速制御装置を備えている。

この発明による先行制御装置を搭載したすべて
の車両が先頭車両か後続車両かを判別する機能を
持つことになり、先頭車両であれば定速度制御
が、後続車両であれば定車間距離制御がそれぞれ
行なわれる。したがつて、複数台の車両を一編成
として運行させると、先頭車両はあらかじめ定め
られた速度で定速走行し、これに続く後続車両は
先頭車両に追従して先行車両との間の距離を一定
に保つよう定車間距離走行する。そして、各車両
がその編成順序位置を判断するから、自由な車両
編成が可能となる。また車両１台による単独走行
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、複数台の車両を編成した様子を示す
図、第２図は各車両の走行制御装置を示すブロツ
ク図、第３図はRAMの内容を示す図、第４図
は、CPUによる車間距離測定および車両判別処
理の手順を示すフロー・チヤート、第５図は、
CPUによる加減速制御処理手順を示すフロー・
チヤートである。 １…先頭車両、２…後続車両、３，５…車間距
離測定装置、４…主制御装置、１１，１４…超音
波送波器、１２，１５…超音波受波器、１０，１
３…送受信回路、１７，２０…CPU、２３…速
度検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数台の車両を一編成としてこれらが物理的
   に連結することなく前後に間隔を離して走行する
   ように運行制御されるシステムにおいて用いら
   れ、各車両に搭載される車両の走行制御装置であ
   り、 先行車両との間の車間距離を測定する車間距離
   測定装置、 車間距離測定装置によつて先行車両との間の車
   間距離データが得られたかどうかに応じて先行車
   両の有無を検出し、これによつて先頭車両か後続
   車両かを判別する手段、 車両の走行速度を測定する車両速度検出器、お
   よび 判別手段によつて先頭車両と判別された場合に
   は車両速度検出器による測定走行速度を用いてあ
   らかじめ定められた一定速度で走行するよう、後
   続車両と判別された場合には車間距離測定装置に
   よる測定車間距離を用いて先行車両との車間距離
   が一定になるよう車両の走行速度を制御する加減
   速制御装置、 を備えた車両の走行制御装置。 ２ 車間距離測定装置が、先行車両に向けて超音
   波を送波し、先行車両からの反射波、または超音
   波受波にもとづいて先行車両から送波された超音
   波を受波し、超音波の往復時間にもとづいて車間
   距離を測定するものであり、 判別手段が、車間距離測定装置による超音波送
   波後、先行車両からの超音波を一定時間以上受波
   しない場合に先頭車両と判断するものである、 特許請求の範囲第１項に記載の走行制御装置。