JP2010089647A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現示信号には対応しない共振周波数を用いて地上/車上間情報伝送を行っても、車両速度制御に影響を与えることがなく、しかも、既設の車上装置及び地上子にも容易に適用できる安価な変周式車両制御装置を提供すること。
【解決手段】地上子１は、車両２の走行路４に沿って設けられ、現示信号に対応する複数の共振回路と、現示信号には対応しない共振回路とを含み、共振回路のそれぞれを選択することが可能である。車上装置３は、増幅回路３１及び車上子３２、３３により、車上子３２、３３が地上子１と結合していない間はある定まった常時発振周波数で発振し、車上子３２、３３が地上子１と結合したときは、地上子１において設定された共振回路の共振周波数で変周される。周波数信号選択部３５は、現示信号に対応する共振回路の共振周波数で変周された発振周波数、及び、現示信号には対応しない共振回路の共振周波数で変周された発振周波数を選択しえる。
【選択図】図１

Description

本発明は、変周式の車両制御装置に関する。

自動列車停止装置（以下「ＡＴＳ装置」という。）の一つのタイプとして、従来より変周式ＡＴＳ装置が知られている。変周式ＡＴＳ装置は、車上子が地上子と結合したときに、常時発振周波数が地上子の共振周波数に変周される変周現象を利用して、車上側で地上側からの制御情報を受信し、その制御情報に応じた車両制御を行なう。このようなＡＴＳ装置は、特許文献１及び鉄道技術者のための電気概論・信号シリーズNo.７・「ＡＴＳ・ＡＴＣ」（日本鉄道電気技術協会発行）の第６頁〜第１９頁等に詳述されている。

車上子が、地上子と結合していない状態では、車上装置の発振回路は、例えば１０３ｋＨｚの常時発振周波数で発振する。この状態では、車両は、地上からの速度制御を受けることなく、走行する。車上子が地上子と結合すると、車上装置の発振回路の発振周波数が、地上子に構成されている現示信号毎の共振回路の共振周波数に変周され、その発振周波数に応じて、現示信号に対応する速度制御が行われる。

車上装置の発振回路が、常時発振周波数及び現示信号に対応する発振周波数の何れでも発振していない場合には、車上装置は異常であると判断し、非常ブレーキ扱いにより車両を停止させる。

ところで、車両制御の高度化のためには、これまでに用いられている現示信号のほかに、他の情報も地上子に含ませたい場合がある。しかし、現在の変周式ＡＴＳ装置は、常時発振周波数、及び、現示信号に対応する発振周波数の何れでも発振していない場合は、非常ブレーキ扱いにより車両を停止させるのであるから、地上子に、現示信号のほかに他の情報を入れ込むことができない。現示信号以外の情報は、非常ブレーキ扱いになってしまうからである。

変周式ＡＴＳ装置に代えて、例えば、特許文献２に記載されているように、帰還発振回路を用いないＡＴＳ装置を採用することも考えられるが、車上装置を全く新しくせざるを得ないので、コスト高になる。
特開平９−２２１０３０号公報 特開２００５−２２９７８９号公報

本発明の課題は、現示信号には対応しない共振周波数を用いて地上/車上間情報伝送を行っても、車両速度制御に影響を与えることのない変周式車両制御装置を提供することである。

本発明のもう一つの課題は、既設の車上装置及び地上子にも容易に適用できる安価な変周式車両制御装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る車両制御装置は、地上子と、車上装置とを含む。前記地上子は、車両の走行路に沿って設けられ、現示信号に対応する複数の共振回路と、現示信号には対応しない共振回路とを含み、前記共振回路のそれぞれを選択することが可能である。

前記車上装置は、増幅回路と、その帰還回路を構成する車上子と、周波数信号選択部とを含み、前記増幅回路及び前記車上子により、前記車上子が前記地上子していない間はある定まった常時発振周波数で発振し、前記車上子が前記地上子と結合したときは、前記常時発振周波数が前記地上子において設定された前記共振回路の共振周波数に変周される。

前記周波数信号選択部は、現示信号に対応する前記共振回路の共振周波数で変周された発振周波数、及び、現示信号には対応しない前記共振回路の共振周波数で変周された発振周波数を選択しえる。

本発明に係る車両制御装置において、車両の走行路に沿って設けられた地上子は、現示信号に対応する複数の共振回路を含み、共振回路のそれぞれを選択することが可能であり、また、車上装置は、車上子が地上子と結合していない間はある定まった常時発振周波数で発振し、車上子が前記地上子と結合したときは、常時発振周波数が地上子において設定された共振回路の共振周波数に変周される。即ち、変周式車両制御装置を構成する。

変周式ＡＴＳ装置において、従来、地上子に、現示信号のほかの他の情報を入れ込むと、非常ブレーキ扱いになっていた。これを回避するため、本発明では、まず、地上子は、現示信号に対応する共振回路の他に、現示信号には対応しない共振回路を含む。

一方、車上子が前記地上子と結合したときは、車上装置の常時発振周波数が地上子において設定された共振回路の共振周波数に変周される。地上子は、現示信号には対応しない共振回路も含んでおり、常時発振周波数が、現示信号に対応する共振回路の共振周波数のみならず、現示信号には対応しない共振回路の共振周波数にも変周される。

周波数信号選択部は、現示信号に対応する共振回路の共振周波数で変周された発振周波数のみならず、現示信号には対応しない共振回路の共振周波数で変周された発振周波数を選択しえる。

従って、本発明によれば、車上装置おいて、発振周波数が、現示信号には対応しない共振回路の共振周波数に変周されても、これを、周波数信号選択部において選択し、車両制御信号として用いることができる。即ち、非常ブレーキ扱いに陥ることがない。

しかも、現在汎用されている地上子、及び、車上装置を用い、その一部を変更するだけでよい。例えば、地上子では、キャパシタを追加し又は削除することによって対応できるし、車上装置では、バンドパスフィルタ回路及び受信回路を追加するだけでよい。従って、変周式ＡＴＳ装置を、帰還発振回路を用いないＡＴＳ装置に代える場合よりも、著しいコストダウンを達成することができる。

上述したように、本発明によれば、次のような作用効果を得ることができる。
（ａ）現示信号には対応しない共振周波数を用いて地上/車上間情報伝送を行っても、車両速度制御に影響を与えることのない変周式車両制御装置を提供することができる。
（ｂ）既設の変周式車上装置にも容易に適用できる変周式の車両制御装置を提供することができる。

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添付図面は、単なる例示に過ぎない。

図１は、本発明に係る車両制御装置の構成を概略的に示す図である。本発明に係る車両制御装置は、地上子１と、車上装置３とを含む。地上子１は、車両２の走行路４（レール）に沿って設けられ、現示信号に対応する複数の共振回路と、現示信号には対応しない共振回路とを含み、共振回路のそれぞれを選択することが可能である。

変周式ＡＴＳ装置において用いられる地上子１は、基本的には、ＬＣ共振回路であり、その回路定数Ｌ、Ｃを、例えばスイッチに切り替えることにより、異なる現示信号に対応して、異なる共振周波数を持つ共振回路を構成することができる。

具体的な実例では、共振周波数１０８．５ｋＨｚの共振回路を現示信号ＹＧに対応させ、共振周波数１２３ｋＨｚの共振回路を現示信号Ｙに対応させ、共振周波数１３０ｋＨｚの共振回路を停止現示信号Ｒに対応させてあり、そのような共振回路が構成されるように、地上子１のＬＣ共振回路が、スイッチ操作により切り替えられる。

本発明では、地上子1は、現示信号ＹＧ、Ｙ、Ｒに対応する複数の共振回路の他、更に、現示信号には対応しない共振回路を含む。この共振回路は、共振周波数が、現示信号ＹＧの共振回路の共振周波数１０８．５ｋＨｚ、現示信号Ｙの共振回路の共振周波数１２３ｋＨｚ、現示信号Ｒの共振回路の共振周波数１３０ｋＨｚとは明確に区別できる共振周波数、例えば、１４０ｋＨｚの共振周波数を持つように設定される。この共振回路も、スイッチ操作により切り替えられる。

車上装置３は、増幅回路３１と、その帰還回路を構成する車上子３２、３３と、周波数信号選択部３５とを含む。車上子３２、３３は、送信コイル３２と、受信コイル３３とを組み合わせたものである。車上装置３は、増幅回路３１及び車上子３２、３３により、帰還ループＬＰ１を構成し、車上子３２、３３が地上子１と結合していない間は、ある定まった常時発振周波数、例えば１０３ｋＨｚで発振する。車上子３２、３３が地上子１と結合したときは、常時発振周波数１０３ｋＨｚが、地上子１において設定された共振回路の共振周波数、具体的には共振周波数１０８．５ｋＨｚ、１２３ｋＨｚ、１３０ｋＨｚ及び１４０ｋＨｚに変周される。

周波数信号選択部３５は、現示信号ＹＧ、Ｙ、Ｒに対応する共振回路の共振周波数で変周された発振周波数１０８．５ｋＨｚ、１２３ｋＨｚ、１３０ｋＨｚ、及び、現示信号ＹＧ、Ｙ、Ｒには対応しない共振回路の共振周波数で変周された発振周波数、例えば、１４０ｋＨｚを選択しえる。具体的には、発振周波数１０８．５ｋＨｚを選択するバンドパスフィルタ３５１、発振周波数１２３ｋＨｚを選択するバンドパスフィルタ３５２、発振周波数１３０ｋＨｚを選択するバンドパスフィルタ３５３及び発振周波数１４０ｋＨｚを選択するバンドパスフィルタ３５４を備える。

周波数信号選択部３５の後段には受信部３６が備えられており、受信部３６は、バンドパスフィルタ３５１〜３５４に個別的に接続された受信回路３６１〜３６４を有している。受信回路３６１〜３６４の出力は、信号処理部３７に供給される。

信号処理部３７は、ＣＰＵで構成され、受信回路３６１〜３６４から供給される信号及び速度発電機３９２などから供給される自車両速度検出信号とを対比し、その結果に基づいて、車輪３８に付設されたブレーキ３９１を制御する。これによって、車両速度が制御される。

上述した車両制御装置において、車上装置３を構成する車上子３２、３３が、地上子１と結合しておらず、車上装置３が常時発振周波数１０３ｋＨｚで発振している状態では、車両２は、地上からの速度制御を受けることなく、矢印F1の方向に走行する。

車両２の走行にともない、車上子３２、３３が地上子１と結合すると、車上装置３の発振回路の発振周波数が、地上子１に構成されている共振回路の共振周波数に変周される。地上子１の共振回路が現示信号ＹＧ、Ｙ又は停止信号Ｒに対する共振周波数、例えば１０８．５ｋＨｚ、１２３ｋＨｚ又は１３０ｋＨｚに設定されている場合には、車上装置３の発振回路では、その発振周波数が上記共振周波数に変周される。この発振周波数を持つ信号ｆ１〜ｆ３は、周波数選択回路３５を構成するバンドパスフィルタ３５１、３５２、３５３の何れかを通過して、受信回路３６１〜３６３の何れかに導かれ、更に、信号処理部３７に導入される。そして、信号処理部３７の制御作用により、現示信号ＹＧ、Ｙ又は停止信号Ｒに対応する速度制御が行われる。

地上子１の共振回路が、追加された共振周波数１４０ｋＨｚに設定されている場合には、車上装置３の発振回路は、発振周波数がその共振周波数１４０ｋＨｚに変周される。変周された発振周波数１４０ｋＨｚの信号は、バンドパスフィルタ３５４によって選択され、受信回路３６４を経由して、信号処理部３７に導かれ、解読される。

従って、本発明によれば、車上装置３の発振回路において、発振周波数が現示信号ＹＧ、Ｙ、Ｒには対応しない共振周波数１４０ｋＨｚに変周されても、これを、周波数信号選択部３５において選択し、車両制御信号に用いることができる。即ち、非常ブレーキ扱いに陥ることがない。

しかも、現在汎用されている地上子１、及び、車上装置３を用い、その一部を変更するだけでよい。例えば、地上子１では、キャパシタを追加し又は削除することによって対応できるし、車上装置３では、バンドパスフィルタ３５４及び受信回路３６４を追加するだけでよい。従って、変周式ＡＴＳ装置を、帰還発振回路を用いないＡＴＳ装置に代える場合よりも、著しいコストダウンを達成することができる。

車上装置３の発振回路が、常時発振周波数では発振しておらず、現示信号ＹＧ、Ｙ又は停止信号Ｒに対応する発振周波数でも発振しておらず、更に、追加された発振周波数１４０ｋＨｚでも発振していない場合には、車上装置３は異常であると判断し、非常ブレーキ扱いにより車両２を停止させる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

本発明に係る車両制御装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１ 地上子
２ 車両
３ 車上装置
３１ 増幅回路
３２、３３ 車上子
３４ バンドパスフィルタ

Claims (1)

1. 地上子と、車上装置とを含む車両制御装置であって、
   前記地上子は、車両の走行路に沿って設けられ、現示信号に対応する複数の共振回路と、現示信号には対応しない共振回路とを含み、前記共振回路のそれぞれを選択することが可能であり、
   前記車上装置は、増幅回路と、その帰還回路を構成する車上子と、周波数信号選択部とを含み、前記増幅回路及び前記車上子により、前記車上子が前記地上子と結合していない間はある定まった常時発振周波数で発振し、前記車上子が前記地上子と結合したときは、前記常時発振周波数が前記地上子において設定された前記共振回路の共振周波数に変周されるものであり、
   前記周波数信号選択部は、現示信号に対応する前記共振回路の共振周波数で変周された発振周波数、及び、現示信号には対応しない前記共振回路の共振周波数に変周された発振周波数を選択しえる、
   車両制御装置。

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