JPH06306366A - コークス炉作業用移動機械の走行装置における走行異常判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コークス炉作業用移動機械の走行装置にあっ
て、自動制御操作中に発生する走行異常を判定する。 【構成】 走行装置１０に対する走行制御装置２０の走
行制御部２２による自動制御運転走行中に、２以上の各
車輪１２、１４における各車輪回転数ないしは各走行速
度を相互に比較して、これらの各車輪回転数データ１２
ａ、１４ａないしは各走行速度データの差が、予め設定
されている所定の車輪回転数範囲ないしは走行速度範囲
を外れた場合の発生回数と、その発生位置（窯番地）お
よび発生該当車輪とに関する各検出データを記憶装置部
２３へ順次に蓄積させておき、解析プログラム部２４に
内蔵された所定のプログラムによって、こゝでの発生回
数が所定の回数範囲を超えたとき、蓄積された各検出デ
ータから、一定期間毎に発生位置および発生該当車輪を
分類し、かつ発生位置および発生該当車輪の分布状態を
解析して異常発生部位の判断および走行異常を判定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コークス炉の作業用
移動機械の走行装置における走行異常判定方法に関し、
さらに詳しくは、コークス炉施設の各付帯設備を含んだ
各窯設備に対する作業移動に適用され、かつ走行制御装
置により自動制御運転操作されて、軌条上を駆動、従動
の各車輪で走行移動する作業用移動機械の走行装置にお
いて、当該走行装置の走行移動に伴い、２以上の各車輪
から得られる各車輪回転数データないしは各走行速度デ
ータの各検出データから、当該走行装置の経年的劣化状
況などを判定することにより、走行異常を早期に検出し
得るようにした走行異常判定方法に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コークス炉の作業用移動機械に
適用され、自動制御運転操作によって軌道上を走行移動
する走行装置においては、コークス炉施設の各付帯設備
を含んだ各窯設備に対しての作業用移動機械による効率
的な稼働のために、円滑かつ効果的な走行移動を行なわ
せる必要がある。

【０００３】こゝで、この種のコークス炉の作業用移動
機械に適用して自動制御運転される走行装置の構成態様
としては、通常の場合、電動機を主とする駆動装置およ
び回生制動装置と、油圧モーターを主とする駆動装置お
よび回生制動装置と、その他の形式による制動装置と、
これらの駆動装置および制動装置を自動制御する走行制
御装置と、それに駆動車輪を含む駆動系、従動車輪を含
む従動系およびこれらの駆動、従動の各車輪を含む制動
系とがあり、この走行装置は、コークス炉施設を構成す
る各付帯設備を含む各窯設備の相互間に敷設された軌条
上で、外部雰囲気に曝された比較的過酷な条件の下に、
走行制御装置による自動制御運転操作の基に走行移動さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５には、前記のよう
に走行制御装置によって作業用移動機械の走行装置を自
動制御運転操作する際に、その走行装置の２以上の各車
輪から得られるそれぞれの各車輪回転数データないしは
各走行速度データの各検出データにつき、正常な場合を
実線で、異常を生じた場合を点線でそれぞれに示してあ
る。

【０００５】この図５のグラフにおいて、自動制御運転
操作される走行装置は、予め調整設定された所要の各制
御パラメータの基にして、実線で示す正常運転の場合、
走行開始点ａから次第に加速されて所定の通常走行速度
による定速走行点ｂに達し、その後、定速走行して予備
制動点ｃに至り、この予備制動点ｃでは、予備制動を受
けながら次第に減速され、この結果、慣性速度が減殺さ
れて減速走行点ｄを過ぎ、引続き、制御による制動停止
の可能な低速度で走行を続け、さらに、制動開始点ｅに
至って所定の制動停止力が加えられ、目的とする許容精
度範囲内の停止点ｆに停止する。

【０００６】しかし、走行装置の構成各部に経年的劣化
などに基づく異常とか、車輪の偏摩耗、軌条の亀裂発生
などの異常があったり、あるいは、強力な風雨などの気
象条件で外部雰囲気に制御作用を超える変化をきたした
りするなどの予測不能な事態を生じた場合には、異常運
転として点線で示すように、例えば、走行開始点ａから
定速走行点ｂへの加速時にあって、車輪に空転（スキッ
ド）状態をきたすとか、あるいは、予備制動点ｃから減
速走行点ｄへの予備制動時にあって、車輪に拘束（スリ
ップ）状態をきたすなどの不都合を生じ、このように予
め設定された各制御パラメータでは、所期通りに、各点
ａ〜ｅ間で走行装置を自動制御走行させたり、許容精度
範囲内の停止点ｆに停止させ得なくなる。

【０００７】そして、前記のような作業用移動機械にお
ける走行装置の経年的劣化などに基づいた異常、軌条の
偏摩耗、亀裂発生などの異常とか、あるいは、外部雰囲
気の制御作用を超える変化などのそれぞれの検出につい
ては、従来の場合、運転者の経験に伴う五感に頼ると
か、保全業務に携わる作業員の日常点検の中から経験的
に判定している。

【０００８】しかしながら、現在でのように、装置構成
の完全自動制御化が進んで、無人化運転の傾向がある作
業用移動機械の走行装置においては、運転者が不在であ
ることなどのために、装置に対する連続的な監視が不可
能になってきており、これが異常発見の遅れにつながっ
て、コークス炉施設に重大な事故などを生ずる危険性を
有し、かつまた装置構成にも致命的な破損などを生ずる
惧れがあるなどの問題点があった。

【０００９】この発明は、従来のこのような実情に鑑
み、これらの問題点を解消するためになされたもので、
その目的とするところは、走行装置の自動制御運転操作
による走行中に、２以上の各車輪から得られる各車輪回
転数データないしは各走行速度データを基にして、その
各検出データの蓄積と解析とから、少なくとも走行装置
の構成各部での不良、軌条の亀裂などを検出して、異常
発生を早期に判定し得るようにした、この種のコークス
炉作業用移動機械の走行装置における走行異常判定方法
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明に係るコークス炉作業用移動機械の走行装
置における走行異常判定方法は、自動制御運転操作され
る作業用移動機械の走行装置において、当該走行装置の
自動制御運転操作による走行中に、２以上の各車輪から
得られる各車輪回転数データないしは各走行速度データ
の各検出データをサンプリングして時系列的に蓄積さ
せ、かつ予め設定されたロジックプログラムによって蓄
積された各検出データを解析し、走行装置の走行移動傾
向を定量的に監視して異常発生部位の判断および走行異
常の判定をなすようにしたものである。

【００１１】すなわち、この発明は、コークス炉の作業
用移動機械に適用され、かつ走行制御装置により自動制
御運転操作されて、軌条上を駆動、従動の各車輪で走行
移動する走行装置の走行異常判定方法であって、前記走
行装置の走行移動に伴い、当該走行装置での２以上の各
車輪の各車輪回転数ないしは各走行速度を相互に比較し
て、これらの２以上の各車輪における各車輪回転数デー
タないしは各走行速度データの差が、予め設定されてい
る所定の車輪回転数範囲ないしは走行速度範囲を外れた
場合の発生回数と、その発生位置（窯番地）および発生
該当車輪とに関する各検出データを、前記走行制御装置
の記憶装置に対して順次に蓄積させると共に、前記所定
の車輪回転数範囲ないしは走行速度範囲を外れた場合の
発生回数が、予め設定された所定の回数範囲を超えたと
き、当該蓄積された各検出データから、一定期間毎に発
生位置および発生該当車輪を分類し、かつその発生位置
および発生該当車輪の分布状態を解析して異常発生部位
の判断および走行異常を判定することを特徴とするコー
クス炉作業用移動機械の走行装置における走行異常判定
方法である。

【００１２】

【作用】従って、この発明では、走行装置の自動制御運
転操作による走行中に、２以上の各車輪における各車輪
回転数ないしは各走行速度を相互に比較して、これらの
各車輪回転数データないしは各走行速度データの差が、
予め設定されている所定の車輪回転数範囲ないしは走行
速度範囲を外れた場合の発生回数と、その発生位置（窯
番地）および発生該当車輪とに関する各検出データを順
次に蓄積させておき、こゝでの発生回数が所定の回数範
囲を超えたとき、蓄積された各検出データから、一定期
間毎に発生位置および発生該当車輪を分類し、かつ発生
位置および発生該当車輪の分布状態を解析することによ
り、走行装置における異常発生部位の判断および走行異
常の判定がなされる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明に係るコークス炉作業用移動
機械の走行装置における走行異常判定方法の実施例につ
き、図１ないし図４を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は、この発明による走行異常判定方法
の一実施例を適用したコークス炉作業用移動機械の走行
装置における走行制御装置の概要構成を示すブロック図
である。

【００１５】すなわち、この図１の装置構成において、
符号１０は、作業用移動機械に設けられる走行装置、つ
まり、こゝでは、図示省略したが、コークス炉施設を構
成する各付帯設備を含んだ各窯設備の相互間に敷設され
る軌条上を走行して所要の各位置毎に停止作動される走
行装置を示し、この走行装置１０には、先にも述べたよ
うに、電動機を主とする駆動装置、回生制動装置と、油
圧モーターを主とする駆動装置、回生制動装置と、その
他の制動装置などとによって構成された駆動装置部１１
および制動装置部１３が設けられており、前記駆動装置
部１１は、駆動車輪、こゝでは、駆動対象車輪１２をも
つ駆動系、図示しない従動車輪をもつ従動系を有し、前
記制動装置部１３は、これらの駆動、従動の何れかの車
輪、こゝでは、制動対象車輪１４を含む制動系を有して
いる。

【００１６】また、２０は、前記走行装置１０を自動制
御運転操作させ、かつこれを自動位置決め停止制御する
走行制御装置を示し、この走行制御装置２０には、少な
くとも前記した走行開始点ａから停止点ｆまでの各走行
位置と、許容停止範囲を含んだ停止点（以下、単に停止
点という）ｆに対応する停止位置とを検出して出力する
位置検出部２１を設けてあり、かつ前記走行装置１０に
対する自動制御運転と自動位置決め制御停止とのための
各制御パラメータを内蔵すると共に、当該走行装置１０
の２以上の各車輪、こゝでは、駆動対象車輪１２と制動
対象車輪１４との各車輪回転数ないしは各走行速度（以
下、説明の煩雑さを避けるために各車輪回転数に統一す
る）を相互に比較して、これらの各車輪回転数データな
いしは各走行速度データ（以下、同様に各車輪回転数デ
ータに統一する）の差が、予め設定されている所定の車
輪回転数範囲ないしは走行速度範囲（以下、同様に各車
輪回転数範囲に統一する）を外れた場合に異常発生を出
力する手段などを含んで、前記位置検出部２１の各走行
位置検出データ２１ａが入力される走行制御部２２を設
けてある。

【００１７】さらに、前記走行制御装置２０には、別
に、前記位置検出部２１からの各走行位置および停止位
置の各検出データ（以下、単に走行・停止位置検出デー
タという）２１ｂと共々に、前記走行制御部２２からの
異常発生の検出データ（以下、単に異常検出データとい
う）２２ｄを蓄積して記憶する記憶装置２３を設けてあ
り、かつ当該記憶装置２３に蓄積される各検出データ２
１ｂ、２２ｄを、予め設定された解析プログラム通りに
解析して、解析結果をＣＲＴプリンター部２５に出力す
る解析プログラム部２４を設けてある。

【００１８】しかして、この実施例の場合、走行装置１
０、ひいては、作業用移動機械の自動制御運転による走
行開始点ａからの走行移動に際し、走行制御部２２にお
いては、位置検出部２１から出力される走行位置検出デ
ータ２１ａを基に、目的の停止点ｆに対する走行距離を
計測しながら、適正な走行駆動・駆動速度指令２２ａを
駆動装置部１１に出力して走行装置１０を走行移動させ
ると共に、当該走行移動中にあって、駆動対象車輪１２
と制動対象車輪１４とからの各車輪回転数データ１２
ａ、１４ａがそれぞれに入力される。

【００１９】そして、前記走行制御部２２では、前記そ
れぞれに入力される各車輪回転数データ１２ａ、１４ａ
を相互に比較して、これらの各車輪回転数データ１２
ａ、１４ａの差が、予め設定されている所定の車輪回転
数範囲を外れた場合を異常発生として検出し、異常発生
検出データ２２ｂを記憶装置２３に出力すると共に、一
方において、前記走行移動中の走行装置１０が停止点ｆ
に接近するのに伴い、適正な制動指令２２ｃを制動装置
部１３に出力して制動させ、所定の停止点ｆに対して当
該走行装置１０を停止させる。

【００２０】また、前記記憶装置２３においては、前記
走行制御部２２からの異常発生検出データ２２ｂの入力
があった場合に、その発生回数と、前記位置検出部２１
からの走行・停止位置検出データ２１ｂに基づいた発生
位置（窯番地）と、それに、発生該当車輪とに関する各
検出データを順次に記憶して蓄積すると共に、解析プロ
グラム部２４に対し、これらの各検出データを異常発生
データ２３ａとして出力する。

【００２１】引続き、前記解析プログラム部２４では、
前記記憶装置２３から入力される異常発生データ２３ａ
を内蔵された解析プログラム通りに解析して、当該異常
発生データ２３ａから、こゝでの車輪回転数範囲を外れ
た場合における一定期間毎、例えば、１日単位の発生回
数が、予め設定されている所定の回数範囲を超えている
か否かを比較し、超えている場合には、所定の期間範
囲、例えば、過去１ヶ月間の発生状況について、その発
生位置（窯番地）および発生該当車輪を日毎または時間
毎に分類すると共に、当該発生位置および発生該当車輪
の分布状態を解析することにより、異常発生部位の判断
および走行異常を判定し、かつこれらの判断および判定
結果を装置異常データ２４ａとしてＣＲＴ・プリンター
部２５に出力させ、当該ＣＲＴ・プリンター部２５にお
いて、表示させ、かつプリントアウトするのである。

【００２２】なお、前記走行装置１０における２以上の
各車輪の各車輪回転数データとしての少なくとも一方に
ついては、これが必ずしも車輪回転数データに限られる
ものではなく、例えば、走行装置１０の位置を検出した
位置データなどから得られる検出データであっても差し
支えはない。そして、このように車輪回転数データが１
つの場合には、これを速度データに換算すると共に、こ
れを位置検出による一定期間の移動量から求められる速
度データと比較することによっても、前記と同様な処理
が可能である。

【００２３】一方、前記実施例構成において、前記作業
用移動機械に設けられる走行装置１０の構成各部が、た
とえ、正常な状態に維持されていたとしても、その外部
雰囲気が当該走行装置１０に対する制御作用を超えるま
でに変化した場合、つまり、例えば、比較的強力な風雨
などの気象条件によって、軌条面が激しく濡れていたり
することで、当該軌条面と各駆動対象車輪１２との接触
圧、いわゆる粘着係数が限界点を外れて、先に述べたよ
うに、当該各駆動対象車輪１２が空転（スキッド）状態
または拘束（スリップ）状態となって、前記と同様に、
２以上の各車輪の各車輪回転数データの差が、予め設定
されている回転数範囲を超える状態が発生することがあ
る。

【００２４】よって、このような場合には、前記発生回
数が、所定期間内、例えば、１日の内に２〜３回程度あ
るものとすれば、安全性などを見越すことにより、この
ときの最高値の３回に対し、その偏差値として、例え
ば、１〜２程度を加算した４〜６の値に上限設定してお
き、前記発生回数との比較をなすようにすればよく、こ
のようにして比較した所定期間内での発生回数が、当該
上限値を超えているときには、結果的にみて、異常が発
生しているものと見做すことができるので、こゝでも、
所定期間内、例えば、過去１ヶ月単位の発生状況につい
て、その発生位置（窯番地）を日毎または時間毎に分類
し、かつ解析して前記と同様な結果が得られる。

【００２５】また、前記解析においては、前記インチン
グの発生分布から、発生位置（窯番地）の集中度とし
て、作業用移動機械、ないしは、この作業用移動機械に
設けられる走行装置１０の各特性によっても変わりはす
るが、１窯当りの平均発生回数のｋ倍（但し、ｋは集中
度の係数）以上の発生回数のある窯番地を算出するのが
好ましい。

【００２６】この点については、一般に前記軌条の異常
が、その経年的劣化による偏摩耗、亀裂の発生以外に
も、例えば、枕木のライナーのはずれによる軌条面のレ
ベル変動および継ぎ目の段差などがあり、これらは、そ
の該当位置を通して走行装置１０が走行しようとすると
きに、そのレベル変動による傾斜、継ぎ目の段差による
跳ねなどによって、必ずしも通常通りの粘着係数が得ら
れずに、回転数異常の発生につながる場合が多く、しか
も、これらの各異常は、コークス炉の全長、換言する
と、各窯範囲の全長に沿わせた軌条の全域にはなくて、
限られた位置にのみ存在するために、この場合での走行
装置１０の回転数異常も該当位置においてだけ発生する
ことになるもので、このときの解析結果として、回転数
異常が発生した窯番地の分布が集中していれば、これが
軌条の異常と判断されるのである。

【００２７】一方、前記走行装置１０における回転数異
常の発生要因の一つに駆動装置部１１および制動装置部
１３の各経年的劣化があり、一般的には、一定の駆動
力、制動力の下で、自動走行停止制御の制動に関するパ
ラメータが適切に設定されているのが通常の態様である
ことから、こゝでの駆動力、制動力に変化を生じたり、
あるいは車輪が偏摩耗したりすると、軌条面と該当車輪
間に通常の粘着係数が得られず、こゝでもまた回転数異
常を発生することになる。

【００２８】そして、このような状態は、走行位置に関
係することなく、走行動作に伴って発生するもので、こ
のときの回転数異常の発生分布が集中していない限り、
これらの駆動装置部１１、制動装置部１３、それに車輪
などの異常発生、ひいては、走行装置１０の異常と判定
されるのである。

【００２９】次に、図２および図３は、前記走行装置１
０を有するコークス炉作業用移動機械としての、この場
合は、４輪駆動型による消火電車の加速時および減速時
における第１ないし第４の各駆動車輪１０１〜１０４と
従動車輪１０５の各速度検出データ１０１ａ〜１０４
ａ、１０５ａ、および前記位置検出部２１での速度検出
データ２１ｃをそれぞれにサンプリングしてグラフ化し
たものである。

【００３０】すなわち、図２においては、加速時にあっ
て、走行部分Ａで第４駆動車輪１０４に空転（スキッ
ド）状態が発生し、図３においては、減速時にあって、
走行部分Ｂで第３駆動車輪１０３に拘束（スリップ）状
態が発生したときの各速度状況を示している。

【００３１】また、図４は、一定期間内におけるスリッ
プ・スキッド発生回数を前記第１ないし第４の各駆動車
輪１０１〜１０４毎に分類してグラフ化し、かつ併せ
て、当該各駆動車輪１０１〜１０４毎の車輪摩耗量を測
定して相互の関係を示す説明図である。

【００３２】この図４から明らかなように、スリップ・
スキッド発生回数と車輪摩耗量との間に相関関係があ
り、これによって異常を検出できた。

【００３３】

【発明の効果】以上、実施例によって詳述したように、
この発明方法によれば、コークス炉の作業用移動機械に
適用され、走行制御装置により自動制御運転操作され
て、軌条上を駆動、従動の各車輪で走行移動する走行装
置の走行異常判定方法において、走行装置の自動制御運
転操作による走行中に、２以上の各車輪における各車輪
回転数ないしは各走行速度を相互に比較して、これらの
各車輪回転数データないしは各走行速度データの差が、
予め設定されている所定の車輪回転数範囲ないしは走行
速度範囲を外れた場合の発生回数と、その発生位置（窯
番地）および発生該当車輪とに関する各検出データを順
次に蓄積させておき、こゝでの発生回数が所定の回数範
囲を超えたとき、蓄積された各検出データから、一定期
間毎に発生位置および発生該当車輪を分類し、かつ発生
位置および発生該当車輪の分布状態を解析するようにし
たから、コークス炉施設における作業用移動機械の異常
部位の判断および走行異常の判定を容易に行ない得るも
ので、これらの実態を早期に把握して適切な対策を講ず
ることができ、炉施設の事故とか、設備構成の破損など
を未然に防止し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による走行異常判定方法の一実施例を
適用したコークス炉作業用移動機械の走行装置における
走行制御装置の概要構成を示すブロック図である。

【図２】同上作業用移動機械としての４輪駆動型消火電
車の加速時および減速時における各駆動車輪と従動車輪
の各速度検出データおよび位置検出部での速度検出デー
タの第１例を示すグラフである。

【図３】同上第２例を示すグラフである。

【図４】同上４輪駆動型消火電車の一定期間内における
スリップ・スキッド発生回数を各駆動車輪毎に分類して
グラフ化し、かつ各駆動車輪毎の車輪摩耗量との関係を
示す説明図である。

【図５】従来の走行装置における一般的な走行自動位置
決め停止制御操作の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 走行装置 １１ 駆動装置部 １２ 駆動対象車輪 １２ａ 車輪回転数データ １３ 制動装置部 １４ 制動対象車輪 １４ａ 車輪回転数データ ２０ 走行制御装置 ２１ 位置検出部 ２１ａ 走行位置検出データ ２１ｂ 走行・停止位置検出データ ２１ｃ 速度検出データ ２２ 走行制御部 ２２ａ 走行駆動・駆動速度指令 ２２ｂ 異常発生検出データ ２２ｃ 制動指令 ２２ｄ 異常検出データ ２３ 記憶装置 ２３ａ 異常発生データ ２４ 解析プログラム部 ２４ａ 装置異常データ ２５ ＣＲＴ・プリンター部 １０１〜１０４ 第１ないし第４の各駆動車輪 １０１ａ〜１０４ａ 速度検出データ １０５ 従動車輪 １０５ａ 速度検出データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 13/62 Ｆ 9132−3Ｈ Ｇ 9132−3Ｈ // Ｂ６５Ｇ 43/02 Ｚ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス炉の作業用移動機械に適用さ
   れ、かつ走行制御装置により自動制御運転操作されて、
   軌条上を駆動、従動の各車輪で走行移動する走行装置の
   走行異常判定方法であって、 前記走行装置の走行移動に伴い、当該走行装置の２以上
   の各車輪から得られる各車輪回転数ないしは各走行速度
   を相互に比較して、これらの２以上の各車輪における各
   車輪回転数データないしは各走行速度データの差が、予
   め設定されている所定の車輪回転数範囲ないしは走行速
   度範囲を外れた場合の発生回数と、その発生位置（窯番
   地）および発生該当車輪とに関する各検出データを、前
   記走行制御装置の記憶装置に対して順次に蓄積させると
   共に、前記所定の車輪回転数ないしは走行速度範囲を外
   れた場合の発生回数が、予め設定された所定の回数範囲
   を超えたとき、当該蓄積された各検出データから、一定
   期間毎に発生位置および発生該当車輪を分類し、かつそ
   の発生位置および発生該当車輪の分布状態を解析して、
   異常発生部位の判断および走行異常を判定することを特
   徴とするコークス炉作業用移動機械の走行装置における
   走行異常判定方法。
2. 【請求項２】 前記２以上の各車輪における各車輪回転
   数データないしは各走行速度データの一方が、走行装置
   の位置を検出した位置データなどから得られる検出デー
   タであることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉
   作業用移動機械の走行装置における走行異常判定方法。