JP3186933B2 - 列車の速度制御装置 - Google Patents

列車の速度制御装置

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JP3186933B2
JP3186933B2 JP27210094A JP27210094A JP3186933B2 JP 3186933 B2 JP3186933 B2 JP 3186933B2 JP 27210094 A JP27210094 A JP 27210094A JP 27210094 A JP27210094 A JP 27210094A JP 3186933 B2 JP3186933 B2 JP 3186933B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄道における列車の
速度制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の列車の速度制御装置を示す
構成図、図8は減速制御を示す説明図である。図7にお
いて、1は列車の加速及び減速制御を行う列車自動運転
装置(以下、ATO装置)で、地上又は後述の運転台2
からの出発指令に従って加速及び減速の走行制御を行
う。そして、列車の走行中は常に後述の自動列車制御装
置(以下、ATC装置)3による速度制限を受ける。し
たがって、ATO装置1は後述のATC装置3の制限速
度を越えない範囲の速度で、できるだけ円滑な走行にな
るように制御する。
【0003】2は運転台で、ATO装置1に出発指令を
与える。3はATC装置で、列車が制限速度を越えて走
行すると常用最大ブレーキを後述のカ行・ブレーキ装置
5に指令して、制限速度以下になるまで速度を低下させ
る。4は速度発電機で、列車の速度、加減速度及び距離
を検出するパルスを発生する。5はカ行・ブレーキ装置
で、ATO装置1からのノッチ指令に従って列車の加
速、減速を行う。さらに、カ行・ブレーキ装置5はAT
C装置3からの常用最大ブレーキ指令を受けて、列車が
制限速度以下になるまで常用最大ブレーキをかける。
【0004】次に動作について説明する。図7及び図8
において、ATC装置3から制限速度信号の上位信号S
がATO装置1に入力されると、制限速度信号の制限
速度より3km/h低い目標速度Vp1を設定する。ま
た、速度発電機4から列車の車輪の回転数に比例したパ
ルスがATO装置1に入力される。ATO装置1では速
度発電機4からのパルスから演算により速度Vを求め
る。ATO装置1では、目標速度Vp1及び検出された
列車の速度Vに基づいて、目標速度Vp1に列車の速
度Vが追随するようなノッチを演算する。そして、カ
行・ブレーキ装置5に演算したノッチ指令を出力して、
一定の速度で列車を走行させる定速制御を行う。
【0005】信号変化地点Dで制限速度信号が上位信
号Sの制限速度より低い下位信号Sに変化すると、
ATC装置3から常用最大ブレーキ指令がカ行・ブレー
キ装置5に出力されて減速制御が行われる。また、常用
最大ブレーキ指令が出力されると、ATC装置3からA
TO装置1にATCブレーキ動作信号が入力される。A
TO装置1ではATCブレーキ動作信号を受けると減速
制御を開始し、ATC装置3からの常用最大ブレーキが
緩解したときに備えて例えば、ブレーキ4ノッチの指令
を出力する。しかし、列車の速度Vが下位信号S
制限速度以下に減速するまでATC装置3による常用最
大ブレーキ指令が優先する。
【0006】列車の速度Vが下位信号Sの制限速度
以下に減速すれば、ATC装置3からの常用最大ブレー
キ指令が地点Dで解除される。しかし、ATO装置1
のブレーキ4ノッチ指令が継続して出力されているの
で、列車の速度Vをさらに減速させて、下位信号S
区間の目標速度Vp2に追随するようにする。そして、
地点Dで常用最大ブレーキが解除されると、ATC装
置3からATO装置1へのATCブレーキ動作信号がな
くなって減速制御が終わる。以後はATO装置1により
目標速度Vp2に追随するノッチ指令がカ行・ブレーキ
装置5に出力されて定速制御が行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の列車の速度制御
装置は以上のように構成されているので、自動列車制御
装置の制限速度信号が上位信号から下位信号に変化した
とき、列車の速度を下位信号の制限速度以下になるまで
自動列車制御装置による常用最大ブレーキにより減速さ
せるため、強いブレーキ力によって乗心地が低下すると
いう問題点があった。
【0008】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、ATC装置の制限速度信号が
下位信号に変化したときにATC装置の常用最大ブレー
キ指令が出されないで、下位信号の制限速度以下まで減
速させる列車自動運転装置を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る列
車の速度制御装置は、自動列車制御装置による制限速度
信号の制限速度以下になるように列車の駅間走行制御を
行う列車の速度制御装置において、上記制限速度信号が
上位信号からその制限速度が当該上位信号の制限速度よ
り低い下位信号に変化する信号変化地点の手前の所定位
置に減速制御開始地点を設定し、常用最大ブレーキより
低いブレーキのノッチ指令で上記減速制御開始地点から
減速制御を行い、上記信号変化地点で列車速度が上記下
位信号の制限速度以下となるよう、上記減速制御開始地
点の位置を設定するものであって、 上記上位信号の区間
が上り勾配の場合、上記ノッチ指令を惰行運転とし、上
上位信号と下位信号との制限速度の差と上記勾配の勾
配抵抗とから上記減速制御開始地点の位置を設定する
のである。
【0010】
【作用】請求項1の発明では、列車は減速制御開始地点
を通過すると惰行運転に入りその上り勾配により減速を
開始し、信号変化地点では下位信号の制限速度以下に迄
減速する。
【0011】
【実施例】実施例1. 図1は実施例1の構成図である。図1において、2〜5
は従来のものと同様である。6は列車の加速及び減速制
御を行う列車自動運転装置(以下、ATO装置)で、地
上又は運転台2からの出発指令により制御プログラムに
従って加速及び減速の走行制御を行う。
【0012】図2はATO装置6の動作を示す説明図で
ある。図2において、S及びSは従来と同様にそれ
ぞれ制限速度信号の上位信号及び下位信号である。D
は上位信号Sから下位信号Sへの信号変化地点、V
p1は上位信号S区間における目標速度パターン、V
p2は下位信号S区間における目標速度パターン、V
は列車の速度である。Dは信号変化地点Dから所
定の距離手前に設定した減速制御開始地点である。
【0013】図3はATO装置6に記憶している制御プ
ログラムのフローチャートである。図1〜図3におい
て、上位信号S区間を目標速度パターンVp1に追随
するように列車の速度が制御されているとき、ステップ
7で減速制御開始地点Dを列車が通過したか否かを照
査する。減速制御開始地点Dは、速度発電機4から入
力されたパルス数に基づいて算出した列車の走行距離
と、ATO装置6のメモリに記憶した基準点からの距離
とから判断する。そして、列車が減速制御開始地点D
を通過していればステップ8に進み、通過していない場
合はステップ7の判断を継続する。ステップ8におい
て、ATO装置6のメモリに記憶している下位信号S
に変化した後の目標速度Vp2を下位信号Sの制限速
度より3km/h低い速度に設定する。
【0014】ステップ9において、速度発電機4からの
パルスに基づいて測定した列車の速度Vとステップ8
で設定した下位信号S区間での目標速度Vp2との偏
差ΔV=V−Vp2によりカ行・ブレーキ装置5へ出
力するノッチの決定方法を選択する。 例えば、ΔV≧
4km/hであればステップ10へ、2km/h<ΔV
<4km/hであればステップ14へ、2km/h≧Δ
Vであればステップ15へ移行する。
【0015】ステップ10において、速度発電機4から
入力されたパルスに基づいて列車の加減速度Aを検出
してノッチ操作量ΔNを決定する。例えば、A<−3
km/h/sのとき、列車は目標とする減速度に対して
減速度が大き過ぎているので、ステップ11へ進んでΔ
N=1とする。そして、−2.5km/h/s<A
−2.0km/h/sのとき、列車は目標とする減速度
が不足しているので、ステップ12へ進んでノッチ操作
量をΔN=−1とする。さらに、−2.0km/h/s
<Aのとき、列車は目標とする減速度より減速度が不
足しているので、ステップ13へ進んでノッチ操作量を
ΔN=−2とする。
【0016】ステップ14は、列車の速度Vが目標速
度Vp2にやや近づいたときの制御で、目標加減速度β
p1で減速するようなノッチ操作量ΔNを演算により求
める。ノッチ操作量ΔNは列車の加減速度A及び1ノ
ッチ当たりの加減速度換値ΔTeから式(1)により演
算して、ステップ16へ進む。
【0017】
【数1】
【0018】ステップ15は、列車の速度Vが目標速
度Vp2にかなり近づいたときの制御で、目標加減速度
βp2で減速するようなノッチ操作量ΔNを演算により
求める。ノッチ操作量ΔNは列車の加減速度A及び1
ノッチ当たりの加減速度換値ΔTeから式(2)により
演算して、ステップ16へ進む。
【0019】
【数2】
【0020】ステップ16において、ステップ11〜ス
テップ15のいずれかで決定したノッチ操作量ΔNを現
ノッチNaに加えて、N=Na+ΔNを出力ノッチとし
て、ステップ17へ進む。ステップ17において、ステ
ップ16で決定したノッチ(N=Na+ΔN)をカ行・
ブレーキ装置5へ指令することによって、図2に示すよ
うに列車の速度がa→b→c→d点のように減速され
る。点aから点bはステップ10、点bから点cはステ
ップ14及び点cから点dはステップ15により減速さ
れる。
【0021】ステップ18において、ノッチNをカ行・
ブレーキ装置5に指令してからの経過時間を計測し、指
令に対する応答の遅れを見込んでノッチNを出力してか
ら1.5秒以上経過していればステップ19へ進み、経
過していなければステップ20へ進む。ステップ20で
は、図4において、矢印に示すように速度帯1から速度
帯2へ及び速度帯2から速度帯3へ列車の速度Vが属
する速度帯が変化していれば、ゾーン変化があったとし
てステップ19へ進む。列車の速度Vが属する速度帯
に変化がないか、あるいは矢印の方向以外に変化してい
ればゾーン変化がなかったとしてステップ18へ戻る。
【0022】ステップ19において、列車の速度V
目標速度Vp2との偏差がΔV≦1km/hであれば、
列車の速度Vが下位信号Sの制限速度以下に到達し
ているので、減速制御を終了する。ΔV>1km/hで
あれば、ステップ9に戻って、ΔV≦1km/hになる
まで減速制御を継続する。
【0023】以上の一連の制御を行うことによって、制
限速度信号が上位信号Sから下位信号Sに変化した
信号変化地点Dにおける列車の速度Vを下位信号S
の制限速度以下に制御することができるので、下位信
号Sに変化したときにATC装置3による常用最大ブ
レーキが動作するのを防止できる。
【0024】実施例2. 図2において、上位信号 区間の路線が上り勾配の場
合には、列車を惰行運転することによって、勾配抵抗に
よる減速度が得られる。したがって、図1及び図2にお
いて、ATO装置6で上位信号Sの制限速度と下位信
号Sの制限信号との差と、勾配抵抗とから減速制御開
始地点Dを演算して設定する。さらに、下位信号S
の制限速度と基準点からの減速制御開始地点DとをA
TO装置6のメモリに記憶しておく。
【0025】からの走行距離とメモリに記憶している減
速制御開始地点Dとを比較して、列車が減速制御開始
地点Dを通過していれば、メモリに記憶している下位
信号Sの制限速度に基づいて目標速度Vp2を、下位
信号Sの制限速度より3km/h低い速度に設定す
る。そして、ATO装置6からカ行・ブレーキ装置5へ
惰行運転を指令する。
【0026】列車の速度Vと目標速度Vp2との偏差
ΔVが1km/h以下になるまで惰行運転を保持するこ
とにより、信号変化地点Dで列車の速度Vを下位信
号Sの制限速度以下にすることができるので、上位信
号Sから下位信号Sに変化したときにATC装置3
による常用最大ブレーキが動作するのを防止できる。
【0027】実施例3. 上記実施例1及び実施例2においては、減速制御開始地
点DをATO装置6のメモリに記憶しているものにつ
いて説明したが、図5に示すように減速制御開始地点D
の地上に地点信号を発信する地上子などの地上信号発
信器7を設ける。この地上信号発信器7の地点信号を車
上で受信して減速制御開始地点Dを検出することがで
きる。
【0028】減速制御開始地点Dが設定されてから以
後の減速制御は実施例1と同様に行う。このように、減
速制御開始地点Dを地上に設置した地上発信手段7に
よって設定することによって、より正確な位置から減速
制御を開始することができる。
【0029】実施例4. 実施例1及び実施例2において、車上に設けたモニタ装
置(図示せず)などから、減速制御開始地点D及び下
位信号Sに変化した後の速度データを入力することに
よって、任意の制限速度区間を容易に設定できる。な
お、減速制御開始地点Dが設定されてから以後の減速
制御は実施例1と同様に行う。
【0030】実施例5. 図6は実施例5の動作を示す説明図である。図1及び図
6において、実施例5におけるATC装置3は信号変化
地点Dから常用最大ブレーキより小さい緩和ブレーキ
指令をカ行・ブレーキ装置5に出力する。そして、列車
の速度VがATC装置3の制限速度パターンPを越え
たとき、ATC装置3からカ行・ブレーキ装置5に常用
最大ブレーキ指令が出力される。ATO装置6は信号変
化地点Dから所定の距離手前の減速制御開始地点D
をメモリに記憶している。
【0031】列車は上位信号Sの区間を目標速度V
p1に追随するようにATO装置6で制御されながら速
度Vで走行している。この場合、ATO装置6は速度
発電機4から入力されたパルス数に基づいて算出した列
車の走行距離とメモリに記憶している減速制御開始地点
との距離を比較して、減速制御開始地点Dを列車
が通過していれば、カ行・ブレーキ装置5に惰行運転指
令を出力する。
【0032】惰行運転された列車の速度Vは信号変化
地点Dでは目標速度Vp1より減速されている。そし
て、列車が信号変化地点Dに達するとATC装置3に
よる緩和ブレーキが動作して、所定の減速度で減速され
ながら走行する。地点DでATC装置3の制限速度パ
ターンを越えると常用最大ブレーキ指令がATC装置3
からカ行・ブレーキ装置5に出力される。以後は、AT
C装置3の常用最大ブレーキ指令により下位信号S
制限速度になるまで減速される。そして、列車の速度V
が地点Dで下位信号S以下になるとATO装置6
により目標速度Vp2に追随するように制御が行われ
る。
【0033】以上のように、減速制御開始地点Dから
信号変化地点Dまで惰行運転し、信号変化地点D
ら地点Dまで常用最大ブレーキより小さい緩和ブレー
キが動作し、その後に常用最大ブレーキが動作し、急激
な減速度の変化がないので、乗り心地を低下させるのを
防止できる。
【0034】
【発明の効果】請求項1の列車の速度制御装置は、上位
信号の区間が上り勾配の場合、ノッチ指令を惰行運転と
することによって、下位信号区間までに下位信号の制限
速度以下までに減速させることによって、常用最大ブレ
ーキが動作するのを避けられるので、乗り心地の低下を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】 実施例1の動作を示す説明図である。
【図3】 実施例1の制御プログラムを示すフローチャ
ートである。
【図4】 実施例の動作を示す説明図である。
【図5】 実施例3を示す構成図である。
【図6】 実施例5の動作を示す説明図である。
【図7】 従来の列車の速度制御装置を示す構成図であ
る。
【図8】 従来の列車の速度制御装置の動作を示す説明
図である。
【符号の説明】
3 自動列車制御装置、6 列車自動運転装置、7 地
上信号発生器、S 上位信号、S 下位信号、D
信号変化地点、D 減速制御開始地点、Vp1,V
p2 目標速度、V 列車の速度。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−89109(JP,A) 特開 昭51−147806(JP,A) 特開 昭58−185364(JP,A) 特開 昭57−193904(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 15/40 - 15/42 B60L 3/00 - 3/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動列車制御装置による制限速度信号の
    制限速度以下になるように列車の駅間走行制御を行う列
    車の速度制御装置において、 上記制限速度信号が上位信号からその制限速度が当該上
    位信号の制限速度より低い下位信号に変化する信号変化
    地点の手前の所定位置に減速制御開始地点を設定し、常
    用最大ブレーキより低いブレーキのノッチ指令で上記減
    速制御開始地点から減速制御を行い、上記信号変化地点
    で列車速度が上記下位信号の制限速度以下となるよう、
    上記減速制御開始地点の位置を設定するものであって、 上記上位信号の区間が上り勾配の場合、上記ノッチ指令
    を惰行運転とし、上記上位信号と下位信号との制限速度
    の差と上記勾配の勾配抵抗とから上記減速制御開始地点
    の位置を設定する ことを特徴とする列車の速度制御装
    置。
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JP2012080645A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Hitachi Ltd 定速走行制御装置
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