JP2004122911A - 車上装置及び車両位置検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照査信号のレベル低下が、地上子と結合したために生じたものなのか、回路故障によるものなのかを、確実に識別し得る車上装置を提供する。
【解決手段】車上アンテナ５の送信コイル５１及び受信コイル５２はコア５３上で互いに磁気結合する。磁気結合は、第１の態様と、第２の態様と、第３の態様とを含む。第１の態様は送信コイル５１の励磁によって支配される磁気結合であり、第２の態様は外部磁界の影響を受けた磁気結合であり、第３の態様は送信コイル５１または受信コイル５２に接続された回路の故障に対応した磁気結合である。照査信号発生部３は送信コイル５１に照査信号を供給する。照査信号受信部４は受信コイル５２から供給された受信照査信号を処理して第１乃至第３の態様のそれぞれに対応した論理出力を生じる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車上装置及び車両位置検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軌道上を走行する列車などの車両について、車両側で走行地点を検知する地点検知手段として、軌道に沿い、地上子を配置する一方、車両側に受信装置を搭載し、受信装置の車上アンテナが地上子と結合したことから、地点を検知する地点検知システムが知られている。
【０００３】
この種の地点検知システムでは、車上側の受信装置として、ＭＳ式ＡＴＳ受信器と称されるものが一般に用いられる。ＭＳ式ＡＴＳ受信器は、車上アンテナと、照査信号発生部と、照査信号受信部とを含む。車上アンテナは、同一のコアに巻きつけられ、互いに磁気結合する送信コイル及び受信コイルを有している。
【０００４】
車上アンテナが地上子に結合していない状態では、送信コイルと受信コイルとは、コアを介して、適度に磁気結合しており、照査信号発生部から送信コイルに供給された照査信号は、この磁気結合により、送信コイルから受信コイルへ伝送される。そして、受信コイルから照査信号受信部に対して、所定レベルの照査信号が供給される。照査信号受信部は、この所定レベルの照査信号に基づいて、車上アンテナが地上子に結合していないとする信号を生成する。
【０００５】
一方、車上アンテナが地上子と結合すると、地上子の供給する磁界によってコアが磁気飽和を起こし、受信コイルに現れる照査信号レベルが著しく低下する。照査信号受信部は受信コイルから供給される照査信号レベルの低下から、車上アンテナが地上子と結合したとする地点検知信号を出力する。従って、この地点検知信号から列車位置を知ることができる。
【０００６】
また、車上アンテナが、地上子の配置された２点間の距離と、２点間を通過するのに要した時間から、列車速度を検知する速照システムを構成することもできる。
【０００７】
しかし、上述した従来の技術では、車上アンテナに接続されている照査信号発生部や照査信号受信部等に断線などの回路故障が生じた場合、地上子と結合した場合と同様の照査信号のレベル低下を招くから、照査信号レベルの低下が、地上子と結合したために生じたものなのか、または、回路故障によるものなのかを、識別することができなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、受信された照査信号のレベル低下が、地上子と結合したために生じたものなのか、または、回路故障によるものなのかを、確実に識別し得る車上装置、及び、これを用いた車両位置検知装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するため、本発明に係る車上装置は、車上アンテナと、照査信号発生部と、照査信号受信部とを含む。
【００１０】
車上アンテナは、送信コイルと、受信コイルとを含む。前記送信コイル及び受信コイルは、同一のコアに巻きつけられ、互いに磁気結合している。
【００１１】
前記磁気結合は、第１の態様と、第２の態様と、第３の態様とを含む。前記第１の態様は、前記送信コイルの励磁によって支配される磁気結合である。前記第２の態様は、外部磁界の影響を受けた磁気結合である。前記第３の態様は、前記送信コイルまたは受信コイルに接続された回路の故障に対応した磁気結合である。
【００１２】
前記照査信号発生部は、前記送信コイルに照査信号を供給する。照査信号受信部は、受信コイルから供給された照査信号を処理して前記第１乃至第３の態様のそれぞれに対応した論理出力を生じる。
【００１３】
上述したように、本発明に係る車上装置において、車上アンテナは、送信コイルと、受信コイルとを含んでおり、送信コイル及び受信コイルは、同一のコアに巻きつけられ、互いに磁気結合しているから、照査信号発生部から送信コイルに照査信号が供給された場合、照査信号は、コア介した磁気結合により、送信コイルから受信コイルへ伝送される。照査信号受信部は、受信コイルから供給された照査信号を処理する。
【００１４】
送信コイル及び受信コイルの磁気結合は、第１の態様と、第２の態様と、第３の態様とを含む。第１の態様は、送信コイルの励磁によって支配される磁気結合である。この第１の態様の磁気結合は、車上アンテナが地上子に結合してない状態に対応し、送信コイルから受信コイルへの照査信号の伝送が最大になり、照査信号受信部に供給される照査信号のレベルが最も高くなる。
【００１５】
次に、第２の態様は、外部磁界の影響を受けた磁気結合である。具体的には、車上アンテナが地上子の真上に位置し、地上子から供給される外部磁界の影響を受け、コアの内部の磁束密度が高くなっている状態である。コアの磁束密度は、磁気飽和を起こさない領域になければならない。この第２の態様では、第１の態様との比較において、送信コイルから受信コイルへの照査信号の伝送量が低下するので、照査信号受信部に供給される照査信号のレベルが低下する。
【００１６】
第３の態様は、送信コイルまたは受信コイルに接続された回路の故障に対応した磁気結合である。具体的には、照査信号発生部または照査信号受信部と、送信コイルまたは受信コイルとの間に、回路開放などの断線故障などを生じた場合に相当する。この第３の態様では、送信コイルから受信コイルへの照査信号の伝送が殆どないので、照査信号受信部に供給される照査信号のレベルは、第２の態様との比較において、更に低下し、ほぼ零となる。
【００１７】
照査信号受信部は、照査信号を処理して第１乃至第３の態様のそれぞれに対応した論理出力を生じる。第１乃至第３の態様のそれぞれにおいて、照査信号受信部に供給される照査信号レベルをＶａ、Ｖｂ、Ｖｃとすると、
Ｖａ＞Ｖｂ＞Ｖｃ
となる。従って、照査信号受信部は、照査信号レベルＶａ、Ｖｂ、Ｖｃのちがいから、第１乃至第３の態様のそれぞれに対応した論理出力を生じさせることができる。
【００１８】
本発明に係る車上装置は、地上子と組み合わされ、車両位置検知装置を構成する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る車上装置と、地上子とを組み合わせた車両位置検知装置の構成を示す図で、車上装置が地上子と結合していない状態を示す図、図２は同じく車上装置が地上子と結合した状態を示す図である。図示された車上装置は、車上アンテナ５と、照査信号発生部３と、照査信号受信部４とを含む。車上装置は、軌道２の上を走行する車両１に搭載されている。
【００２０】
地上子７は、車両１の走行する走行路である軌道２に沿って地上に設けられている。地上子７は、一般には、マグネットによって構成される。通常は、地点検知とともに、地上−車上間で車両制御などのための信号伝送が行われるので、地上子７の付近には誘導ループなどが敷設される。
【００２１】
車上アンテナ５は、送信コイル５１と、受信コイル５２とを含む。送信コイル５１及び受信コイル５２は、同一のコア５３に巻きつけられ、互いに磁気結合している。
【００２２】
磁気結合は、第１の態様と、第２の態様と、第３の態様とを含む。第１の態様は、図１に示すように、車上アンテナ５が地上子７に電磁気的に結合しておらず、送信コイル５１の励磁によって支配される磁気結合である。この第１の態様における磁気結合は、送信コイル５１に流れる照査信号によって、コア５３が磁気飽和を起こすことがないように選定される。コア５３の断面積、材質、更には、送信コイル５１及び受信コイル５２のターン数、電流などは、この条件を満たすように選定される。
【００２３】
第２の態様は、外部磁界の影響を受けた磁気結合である。第２の態様における磁気結合は、図２に図示するように、車上アンテナ５が地上子７に空間的に結合した状態における磁気結合である。この磁気結合では、コア５３の磁束密度が、地上子７から印加される外部磁界の影響を受けて、第１の態様の場合もよりも高くなっている。ただし、磁束密度は、磁気飽和を起こすまでには至らない状態にある。
【００２４】
第３の態様は、送信コイル５１または受信コイル５２に接続された回路の故障に対応した磁気結合である。この場合は、送信コイル５１または受信コイル５２には電流が流れないのが普通であるから、両者の磁気結合は零とみることができる。この状態は、コア５３の磁気飽和と実質的に同じである。
【００２５】
照査信号発生部３は、送信コイル５１に照査信号を供給する。照査信号発生部３は、一般には、発振器を含んで構成される。発振器としては、正弦波発振器、矩形波発振器など、各種のタイプのもを用いることができる。発振周波数は、車上アンテナ５の特性に合うように選定される。
【００２６】
照査信号受信部４は、受信コイル５２から供給された照査信号を処理して第１乃至第３の態様のそれぞれに対応した論理出力を生じる。図示実施例において、照査信号受信部４は、増幅器４１と、２つのレベル判定回路４２、４３と、２つのリレー４４、４５とを有する。２つのレベル判定回路４２、４３は、それぞれ異なる判定レベル（スレッショールドレベル）を持つ。具体的には、レベル判定回路４２のスレッショールドレベルＶＴＨ１は、レベル判定回路４３のスレッショールドレベルＶＴＨ２よりも高い値に選定される。
【００２７】
レベル判定回路４２のスレッショールドレベルＶＴＨ１は、第１の態様による磁気結合に対応して、増幅器４１の出力側で得られる電圧Ｖ１よりも低く、第２の態様による磁気結合に対応して、増幅器４１の出力側で得られる電圧Ｖ２よりも高い値に選定される。
【００２８】
レベル判定回路４３のスレッショールドレベルＶＴＨ２は、第２の態様による磁気結合に対応して増幅器４１の出力側で得られる電圧Ｖ２よりも低い値であって、ゼロではない値に選定される。
【００２９】
照査信号受信部４は、説明の明瞭化のため、具体的な回路の組み合わせとして示してあるが、このような識別可能な回路部分は持たないコンピュータ化されたものであってもよい。その意味で、増幅回路４１、レベル判定回路４２、４３及びリレー４４、４５は、照査信号受信部４の処理の順序を示したものとして捉えることもできる。
【００３０】
次に、図３、図４を参照し、図１及び図２に示した状態における動作、及び、回路故障時の動作について説明する。
【００３１】
まず、車上アンテナ５が地上子７に結合してない図１の状態では、送信コイル５１及び受信コイル５２は、送信コイル５１の励磁によって支配される第１の態様で、磁気結合する。送信コイル５１から受信コイル５２への照査信号の伝送が最大になり、照査信号受信部４に供給される照査信号レベルＶａが最も高くなる。従って、図３（ａ）に示すように、増幅器４１の出力側で見た照査信号レベルＶ１も、最も高い値となる。
【００３２】
図示実施例の場合、図３（ａ）に示すように、レベル判定回路４２のスレッショールドレベルＶＴＨ１は、第１の態様による磁気結合に対応して、増幅器４１の出力側で得られる照査信号レベルＶ１よりも低く、第２の態様による磁気結合に対応して、増幅器４１の出力側で得られる照査信号レベルＶ２よりも高い値に選定される。
【００３３】
レベル判定回路４３のスレッショールドレベルＶＴＨ２は、第２の態様による磁気結合に対応して、増幅器４１の出力側で得られる照査信号レベルＶ２よりも低い値であって、ゼロではない値に選定される。
【００３４】
従って、送信コイル５１及び受信コイル５２が、第１の態様で磁気結合している場合は、レベル判定回路４２、４３は、ともに、高レベルの信号を出力するので、リレー４４、４５は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ともに動作（励磁）状態にあり、論理値１の接点論理出力を生じる。リレー４４、４５を併せてみれば、このときの照査信号受信部４の論理出力は論理値（１、１）となる。
【００３５】
次に、図２に示すように、車上アンテナ５が地上子７の真上に位置すると、車上アンテナ５は、地上子７から供給される外部磁界の影響を受け、コア５３の磁束密度が高くなり、第２の態様の磁気結合状態となる。この第２の態様では、第１の態様との比較において、送信コイル５１から受信コイル５２への照査信号の伝送量が低下するので、照査信号受信部４に供給される照査信号レベルＶｂが低下する。実施例の場合、増幅器４１に供給される照査信号のレベルが低下するので、図３（ａ）に示すように、増幅器増幅器４１の出力側で見た照査信号レベルが、照査信号レベルＶ１よりも低い照査信号レベルＶ２に低下する。
【００３６】
レベル判定回路４２のスレッショールドレベルＶＴＨ１は、図３（ａ）に示すように、第１の態様による磁気結合に対応して、増幅器４１の出力側で得られる照査信号レベルＶ１よりも低く、第２の態様による磁気結合に対応して、増幅器４１の出力側で得られる照査信号レベルＶ２よりも高い値に選定される。従って、送信コイル５１及び受信コイル５２が、第２の態様で、磁気結合している場合は、レベル判定回路４２の出力が低レベルになり、リレー４４が復旧（無励磁）し、図３（ｂ）に示すように、論理値０の接点論理出力を生じる。
【００３７】
一方、レベル判定回路４３のスレッショールドレベルＶＴＨ２は、第２の態様による磁気結合に対応して、増幅器４１の出力側で得られる照査信号レベルＶ２よりも低い値であって、ゼロではない値に選定される。従って、送信コイル５１及び受信コイル５２が、第２の態様で、磁気結合している場合は、レベル判定回路４３の出力は高レベルを維持し、リレー４５も動作（励磁）状態を維持するので、図３（ｃ）に示すように、論理値１の接点論理出力を生じる。リレー４４、４５を併せてみれば、このときの照査信号受信部４の論理出力は論理値（０、１）となる。
【００３８】
照査信号発生部３または照査信号受信部４と、送信コイル５１または受信コイル５２との間に、回路開放などの断線故障などを生じた第３の態様では、送信コイル５１から受信コイル５２への照査信号の伝送が殆どないので、照査信号受信部４に供給される照査信号レベルＶｃは、ほぼ零となる。実施例の場合、増幅器４１の出力側で見た照査信号レベルＶ３も、図４（ａ）に示すようにほぼ零となる。
【００３９】
このため、送信コイル５１及び受信コイル５２が、第３の態様で磁気結合している場合は、レベル判定回路４２、４３の出力が低レベルになり、リレー４４、４５が、ともに復旧（無励磁）し、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、論理値０の接点論理出力を生じる。リレー４４、４５の論理出力を併せて見れば、このときの照査信号受信部４の論理出力は論理値（０、０）となる。
【００４０】
以上をまとめると、第１乃至第３の態様のそれぞれにおいて、照査信号受信部４に供給される照査信号レベルＶａ、Ｖｂ、Ｖｃとすると、
Ｖａ＞Ｖｂ＞Ｖｃ
となる。従って、照査信号受信部４は、供給される照査信号レベルＶａ、Ｖｂ、Ｖｃの違いから、第１乃至第３の態様のそれぞれに対応した論理出力、例えば論理値（１、１）、（０、１）、（０、０）を生じさせることができる。これらの論理出力の違いから、受信された照査信号のレベル低下が、地上子と結合したために生じたものなのか、または、回路故障によるものなのかを、確実に識別し得る。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、受信された照査信号のレベル低下が、地上子と結合したために生じたものなのか、または、回路故障によるものなのかを、確実に識別し得る車上装置、及び、これを用いた車両位置検知装置を提供する提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車上装置と、地上子とを組み合わせた車両位置検知装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る車上装置と、地上子とを組み合わせた車両位置検知装置において、車上装置が地上子と結合した状態を示す図である。
【図３】図１及び図２に示した状態における照査信号レベルの変化及び照査信号受信部の論理出力を示す図である。
【図４】回路故障時の照査信号レベルの変化及び照査信号受信部の論理出力を示す図である。。
【符号の説明】
１　　　　　　　　車両
２　　　　　　　　軌道
３　　　　　　　　照査信号発生部
４　　　　　　　　照査信号受信部
５　　　　　　　　車上アンテナ
５１　　　　　　　送信コイル
５２　　　　　　　受信コイル
５３　　　　　　　コア

Claims (2)

1. 車上アンテナと、照査信号発生部と、照査信号受信部とを含む車上装置であって、
   前記車上アンテナは、送信コイルと、受信コイルとを含み、前記送信コイル及び前記受信コイルは、同一のコア上で互いに磁気結合しており、
   前記磁気結合は、第１の態様と、第２の態様と、第３の態様とを含み、
   前記第１の態様は、前記送信コイルの励磁によって支配される磁気結合であり、
   前記第２の態様は、外部磁界の影響を受けた磁気結合であり、
   前記第３の態様は、前記送信コイルまたは前記受信コイルに接続された回路の故障に対応した磁気結合であり、
   前記照査信号発生部は、前記送信コイルに照査信号を供給するものであり、
   前記照査信号受信部は、受信コイルから供給された受信照査信号を処理して前記第１乃至第３の態様のそれぞれに対応した論理出力を生じる
   車上装置。
2. 車上装置と、地上子とを含む車両位置検知装置であって、
   車上装置は、請求項１に記載されたものでなり、
   前記地上子は、前記車両の走行する走行路に沿って地上に設けられ、前記車上アンテナに前記外部磁界を印加する
   車両位置検知装置。

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