| 【発明の名称】 |
列車制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮地 正和
【氏名】鈴木 静男
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| 【要約】 |
【課題】走行中に車軸の滑走や空転が発生しても列車の速度を補正し、車軸の滑走や空転が終了したときに適正な走行許容速度パターンで列車を走行させる。
【解決手段】列車２１が走行しているときに速度発電機３を有する車軸に滑走／空転が発生したときに仮の減速度βｉを推測し、仮の走行速度で列車を走行させるとともに、車軸の滑走／空転が終了すると、滑走／空転が開始したときの速度Ｖ0と滑走／空転が終了したときの速度Ｖ1とその間を走行した時間から列車２１の正確な減速度βｔを算出する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車上子と受信部と速度発電機及び速度照査部を有し、車上子は地上の軌道の特定地点に一定距離隔てて設けられた２個の地上子と電磁結合して地上情報を検出して受信部に送り、受信部は車上子で検出された地上情報を受信し、受信した地上情報を所定の信号形態に変換して速度照査部に送り、速度発電機は車両の車軸の回転に応じて周波数と電圧が変化する交流信号を発生し、速度照査部は許容速度検出部と速度パターン発生部と走行速度検出部と滑走／空転検出部と走行状態推測部と滑走／空転終了検出部と走行状態補正部と速度制御部を有し、許容速度検出部は受信部からの信号を入力して地上から与えられる許容速度を検出し、速度パターン発生部は列車自体の構造で定まる固有の車両性能と許容速度検出部で検出した許容速度から許容速度検出地点より停止位置までの速度制御パターンを発生し、走行速度検出部は速度発電機から出力する交流信号を入力して列車の走行速度を検出し、滑走／空転検出部は検出している列車の走行速度と列車固有の車両性能から車軸の滑走／空転を検出し、走行状態推測部は車軸の滑走／空転を検出したときに仮の走行速度を採用し、滑走／空転終了検出部は検出している列車の走行速度から車軸の滑走／空転が終了したことを検出し、走行状態補正部は車軸の滑走／空転が終了したことを検出したとき、滑走が開始したときの速度と滑走が終了したときの速度とその間を走行した時間から列車の正確な減速度を算出し、算出した減速度と２個の地上子を通過した時間から走行状態推測部で推測した地上子間の推定距離を補正し、速度パターン発生部は車軸の滑走／空転が発生したときに走行状態推測部で採用した仮の走行速度から速度制御パターンを補正し、滑走／空転が終了したとき走行状態補正部で列車の正確な減速度と補正された２個の地上子間の距離により補正した速度制御パターンを再補正し、速度制御部は速度パターン発生部から出力する速度制御パターンと走行速度検出部から出力する列車の走行速度から速度制御信号を出力することを特徴とする列車制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両の車軸回転に伴なう速度発電機からの信号により車両の走行速度と走行距離を計測しているときに車軸の滑走／空転が発生して車両の実速度と検出している速度が一致しなくなった場合に、列車を許容速度以下に抑えて走行させる列車制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】列車を走行させているときに、レールに流れている信号又は地上子から与えられる許容速度信号と車両の車軸回転に伴なう速度発電機からの信号から得られる列車の走行速度とを比較し、走行速度が許容速度信号を超過した場合には、車上装置でブレーキ指令を出力して列車の走行速度を許容速度以下に抑える制御を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら列車の走行速度と走行距離は、車両の車軸回転に伴なう速度発電機からの信号により計測するため、車軸の滑走や空転が発生したとき、車両の実速度と速度発電機の信号で検出している走行速度が一致しなくなり、許容速度以下で走行しているにも拘わらずブレーキ指令を出力してしまう。また、停止位置までの許容速度パターンにより制御する場合では、速度発電機からの信号により算出した列車の走行距離が実際の走行距離と合わなくなり、適切な許容速度パターンとの比較ができず不要なブレーキ指令を出力してしまう。さらに、例えば地上子間の距離により許容速度パターンを算出するときなどは、実走行距離が判明できないと誤った許容速度パターンを選択して出力し、運転効率が低下してしまう等の問題が発生していた。
【０００４】この発明は、このような問題を解消し、走行中に車軸の滑走や空転が発生しても列車の速度を補正し、車軸の滑走や空転が終了したときに適正な走行許容速度パターンで列車を走行させることができる列車制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る列車制御装置は、車上子と受信部と速度発電機及び速度照査部を有し、車上子は地上の軌道の特定地点に一定距離隔てて設けられた２個の地上子と電磁結合して地上情報を検出して受信部に送り、受信部は車上子で検出された地上情報を受信し、受信した地上情報を所定の信号形態に変換して速度照査部に送り、速度発電機は車両の車軸の回転に応じて周波数と電圧が変化する交流信号を発生し、速度照査部は許容速度検出部と速度パターン発生部と走行速度検出部と滑走／空転検出部と走行状態推測部と滑走／空転終了検出部と走行状態補正部と速度制御部を有し、許容速度検出部は受信部からの信号を入力して地上から与えられる許容速度を検出し、速度パターン発生部は列車自体の構造で定まる固有の車両性能と許容速度検出部で検出した許容速度から許容速度検出地点より停止位置までの速度制御パターンを発生し、走行速度検出部は速度発電機から出力する交流信号を入力して列車の走行速度を検出し、滑走／空転検出部は検出している列車の走行速度と列車固有の車両性能から車軸の滑走／空転を検出し、走行状態推測部は車軸の滑走／空転を検出したときに仮の走行速度を採用し、滑走／空転終了検出部は検出している列車の走行速度から車軸の滑走／空転が終了したことを検出し、走行状態補正部は車軸の滑走／空転が終了したことを検出したとき、滑走が開始したときの速度と滑走が終了したときの速度とその間を走行した時間から列車の正確な減速度を算出し、算出した減速度と２個の地上子を通過した時間から走行状態推測部で推測した地上子間の推定距離を補正し、速度パターン発生部は車軸の滑走／空転が発生したときに走行状態推測部で採用した仮の走行速度から速度制御パターンを補正し、滑走／空転が終了したとき走行状態補正部で列車の正確な減速度と補正された２個の地上子間の距離により補正した速度制御パターンを再補正し、速度制御部は速度パターン発生部から出力する速度制御パターンと走行速度検出部から出力する列車の走行速度から速度制御信号を出力することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】この発明のＡＴＳ車上装置は車上子と受信部と速度発電機及び速度照査部を有する。速度照査部は許容速度検出部と速度パターン発生部と走行速度検出部と滑走／空転検出部と走行状態推測部と滑走／空転終了検出部と走行状態補正部及び速度制御部を有する。
【０００７】車上子は地上の軌道の特定地点に一定距離隔てて設けられた２個の地上子と電磁結合して地上情報を検出して受信部に送り、受信部は車上子で検出された地上情報を受信し、受信した地上情報を所定の信号形態に変換して速度照査部に送る。速度照査部の許容速度検出部は受信部からの信号を入力して地上から与えられる許容速度を検出し速度パターン発生部に送る。速度パターン発生部は送られた許容速度と列車自体の構造で定まる固有の車両性能から許容速度検出地点より停止位置までの速度制御パターンを発生する。一方、走行速度検出部は速度発電機から出力する交流信号を入力して列車の走行速度を検出する。速度制御部は走行速度検出部から出力する列車の走行速度と２個の地上子を通過する時間Ｔから２個の地上子間の距離を求め、速度パターン発生部から出力する減速パターンと列車の走行速度と２個の地上子間の距離から速度制御信号を出力する。
【０００８】このようにして列車を走行させているときに、速度発電機の車軸に滑走が発生すると、滑走／空転検出部は検出している列車の走行速度と列車固有の車両性能から車軸の滑走／空転を検出する。走行状態推測部は車軸の滑走を検出したときに仮の走行速度を採用する。速度パターン発生部は走行状態推測部で採用した仮の走行速度で補正減速パターンを作成する。速度制御部は速度パターン発生部から出力する補正減速パターンにより速度制御信号を出力する。列車が走行して滑走終了までに２個の地上子から地上情報を受信すると、走行状態推測部は２個の地上子間の距離を推測する。検出している列車の走行速度から滑走／空転終了検出部で車軸の滑走が終了したことを検出すると、走行状態補正部は滑走が開始したときの速度と滑走が終了したときの速度とその間を走行した時間から列車の正確な減速度を算出し、算出した減速度と２個の地上子を通過した時間から走行状態推測部で推測した地上子間の推定距離を補正する。速度パターン発生部は補正された走行距離と減速度により減速パターンを再補正する。速度制御部は速度パターン発生部から出力する速度制御パターンと走行速度検出部から出力する列車の走行速度から速度制御信号を出力する。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図である。図に示すように、列車に設けられたＡＴＳ車上装置は車上子１と受信部２と速度発電機３及び速度照査部４を有する。車上子１は地上の軌道の特定地点に一定距離隔てて設けられた２個の地上子と電磁結合して地上情報を検出して受信部２に送る。受信部２は車上子１で検出された地上情報を受信し、受信した地上情報を所定の信号形態に変換して速度照査部４に出力する。速度発電機３は車両の車軸の回転に応じて周波数と電圧が変化する交流信号を発生する。速度照査部４は受信部２から入力される許容速度と列車の走行速度とを比較し、列車の走行速度が許容速度を超過している場合にブレーキ指令信号を出力して列車を停止させるものであり、許容速度検出部５と速度パターン発生部６と走行速度検出部７と滑走／空転検出部８と走行状態推測部９と滑走／空転終了検出部１０と走行状態補正部１１及び速度制御部１２を有する。許容速度検出部５は受信部２からの信号を入力して地上から与えられる許容速度を検出する。速度パターン発生部６は列車自体の構造で定まる減速度や空走時間等の固有の車両性能と許容速度検出部５で検出した許容速度から許容速度検出地点より停止位置までの速度制御パターンである減速パターンを発生する。走行速度検出部７は速度発電機３から出力する交流信号を入力して列車の走行速度を検出する。滑走／空転検出部８は走行速度検出部７で検出している列車の走行速度と列車固有の車両性能から車軸の滑走／空転を検出する。走行状態推測部９は滑走／空転検出部８で車軸の滑走／空転を検出したときに、そのときの減速パターンから仮の走行速度を採用し、２個の地上子を通過したときに２個の地上子間の距離を推測する。滑走／空転終了検出部１０は走行速度検出部７で検出している列車の走行速度から車軸の滑走／空転が終了したことを検出する。走行状態補正部１１は滑走／空転終了検出部１０で車軸の滑走／空転が終了したことを検出したときに、走行状態推測部９で推測した２個の地上子間の距離を補正して速度パターン発生部６に出力する。速度パターン発生部６は車軸の滑走／空転が発生したときに走行状態推測部９で推測した仮の走行速度から減速パターンを補正し、滑走／空転が終了したとき補正された減速パターンを走行状態補正部１１で補正された２個の地上子間の距離と列車の走行速度から再補正する。速度制御部１２は速度パターン発生部６から出力する減速パターンと走行速度検出部７から出力する列車の走行速度から速度制御信号を算出して出力し列車のブレーキ出力を制御する。
【００１０】このＡＴＳ車上装置で地上子の設置位置に対応した減速パターンを使用して速度照査部４により速度を制御する場合について図２の速度制御パターンを参照して説明する。
【００１１】図２に示すように、速度制限区間Ａに対して一定距離Ｌ、例えば５００ｍ手前の位置に、一定間隔Ｌ１をおいて地上子２０ａ，２０ｂが設けられている。地上子２０ａ，２０ｂは設置された地点に対応した地上情報を発生させる。この地上情報は分岐器や曲線，下り勾配，臨時速度制限などの各種情報を特定の地上子周波数の組み合わせによって行い、２個の地上子２０ａ，２０ｂの距離相互Ｌ１に応じて制限速度を変化させる。列車２１が走行して２個の地上子２０ａ，２０ｂと車上子１が電磁結合して地上からの許容速度信号を検出すると受信部２に送る。受信部２は車上子１で検出された許容速度信号を受信し、受信した許容速度信号を所定の信号形態に変換して速度照査部４に送る。速度照査部４の許容速度検出部５は受信部２からの信号を入力して地上から与えられる許容速度を検出して速度パターン発生部６に送る。速度パターン発生部６は列車自体の構造で定まる減速度や空走時間等の固有の車両性能と許容速度検出部５で検出した許容速度から許容速度検出地点より停止位置までの減速パターンＰを発生する。一方、走行速度検出部７は速度発電機３からの信号により列車２１の走行速度Ｖを検出する。速度制御部１２は走行速度検出部７から出力する列車の走行速度Ｖと２個の地上子２０ａ，２０ｂを通過する時間Ｔから２個の地上子２０ａ，２０ｂ間の距離Ｌ１を求め、速度パターン発生部６から出力する減速パターンＰと列車の走行速度Ｖと２個の地上子２０ａ，２０ｂ間の距離Ｌ１から速度制御信号を出力する。
【００１２】この２個の地上子２０ａと地上子２０ｂの間を列車２１が走行している間に速度発電機３が設けられている車軸に滑走／空転が発生すると、速度発電機３からの信号により検出している列車２１の走行速度Ｖが実際の列車２１の走行速度Ｖｔと異なってしまう。このため速度制御部１２に入力する列車２１の走行速度Ｖと列車２１の走行速度Ｖから算出している地上子２０ａ，２０ｂ間の距離が実際の値とは異なり、所定の速度制限信号が発生できなくなる。このようなときに減速パターンを補正するときの処理を図３の速度変化特性図を参照して説明する。
【００１３】例えば正常な減速度βｔで列車２１が走行しているときに、速度発電機３が設けられている車軸に滑走が発生し、走行速度検出部７で検出している列車の走行速度Ｖが、図３に示すように列車固有の車両性能で定まる速度変化以上に変化すると、滑走／空転検出部８は速度発電機３が設けられている車軸に滑走が発生したと判断する。走行状態推測部９は滑走／空転検出部８で車軸の滑走を検出すると、滑走開始から一定時間例えば３００ｍｓ前の速度Ｖ0を採用し、速度Ｖ0により時間によって速度が減速していく仮想減速度βｉを仮の減速度として採用する。速度パターン発生部６は走行状態推測部９で採用した速度Ｖ0と仮想減速度βｉで補正減速パターンを作成する。速度制御部１２は速度パターン発生部６から出力する補正減速パターンにより速度制御信号を出力する。列車２１が走行して滑走終了までに２個の地上子２０ａ，２０ｂから地上情報を受信すると、走行状態推測部９は地上子２０ａ，２０ｂを通過する時間Ｔと仮想減速度βｉとで地上子２０ａ，２０ｂ間の推定距離Ｌｉ＝βｉＴを算出する。このように車軸に滑走が生じると、走行速度検出部７で速度発電機３からの信号により検出している列車の走行速度Ｖは、図３に示すようにまず減速状態（ａ）になってから加速状態（ｂ）になる。この走行速度検出部７で検出している列車の走行速度Ｖが加速状態（ｂ）になり、一定時間例えば２秒経過した後に滑走終了と判断する。このように走行速度検出部７で検出している列車の走行速度Ｖが加速状態（ｂ）になってから一定時間経過後に滑走終了と判断するのは、図３（ｃ）に示すように、加速状態から減速状態を経過して再度加速状態になったときでも滑走終了を検出できるようにするためである。滑走／空転終了検出部１０で車軸の滑走が終了したことを検出すると走行状態補正部１１は滑走が開始したときの速度Ｖ0と滑走が終了したときの速度Ｖ1とその間を走行した時間Ｔ0から列車２１の正確な減速度βｔを算出し、算出した減速度βｔと地上子２０ａ，２０ｂを通過した時間Ｔから走行状態推測部９で推測した地上子２０ａ，２０ｂ間の推定距離Ｌｓを補正する。速度パターン発生部６は補正された走行距離Ｌｉと減速度βｔ及び地上子２０ａ，２０ｂからの許容速度により減速パターンを再補正する。このようにして速度発電機３が設けられている車軸に滑走が発生した場合も正確な減速パターンに補正して列車２１を走行させることができる。
【００１４】上記実施例は車軸に滑走が生じた場合について説明したが、車軸の空転が発生した場合も同様にして正確な減速パターンに補正して列車２１を走行させることができる。
【００１５】また、上記実施例はＡＴＳ車上装置について説明したがＡＴＣ装置等の自動列車制御装置においても車軸に滑走や空転が発生したときに同様に適用して列車２１の走行速度を許容速度以下に抑えることができる。
【００１６】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、列車が走行しているときに速度発電機を有する車軸に滑走／空転が発生したときに仮の走行速度を推測し、仮の走行速度で列車を走行させるとともに、車軸の滑走／空転が終了すると、滑走／空転が開始したときの速度と滑走／空転が終了したときの速度とその間を走行した時間から列車の正確な減速度を算出するようにしたから、滑走／空転が発生していたときの列車の実際の走行速度を精度良く検出することができる。また、算出した減速度と２個の地上子を通過した時間から２個の地上子間の距離を算出するから２個の地上子間の距離を正確に得ることができ、正常な速度制御パターンで列車を走行させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２１６１６
【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社
【識別番号】０００００１２９２
【氏名又は名称】株式会社京三製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年４月６日（２０００．４．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９３９２０
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 俊郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２９２５０９（Ｐ２００１−２９２５０９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１０月１９日（２００１．１０．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１０４２４９（Ｐ２０００−１０４２４９） |
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