JP3505126B2 - 列車制御装置 - Google Patents

列車制御装置

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JP3505126B2 JP2000104249A JP2000104249A JP3505126B2 JP 3505126 B2 JP3505126 B2 JP 3505126B2 JP 2000104249 A JP2000104249 A JP 2000104249A JP 2000104249 A JP2000104249 A JP 2000104249A JP 3505126 B2 JP3505126 B2 JP 3505126B2
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Description

【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、滑走／空転が開始したときから一定時間前の速
度を基準とした仮想減速度を採用し、採用した仮想減速
度と２個の地上子を通過した時間から地上子間の推定距
離を算出し、滑走／空転終了検出部は検出している列車
の走行速度が減速状態から加速状態になってから一定時
間経過後に車軸の滑走／空転が終了したと判定し、走行
状態補正部は車軸の滑走／空転が終了したと判定したと
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ＡＴ
Ｓ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，２
０ｂ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２０
ａ，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１
０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。
【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。 【図２】列車を停止制御するときの速度制御パターン図
である。 【図３】車軸の滑走が発生したときの列車の実際の減速
度と速度発電機から検出した減速度の変化特性図であ
る。 【符号の説明】 １；車上子、２；受信部、３；速度発電機、４；速度照
査部、５；許容速度検出部、６；速度パターン発生部、
７；走行速度検出部、８；滑走／空転検出部、９；走行
状態推測部、１０；滑走／空転終了検出部、１１；走行
状態補正部、１２；速度制御部、２０；地上子、２１；
列車。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−75205（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−163004（ＪＰ，Ａ) 特開2000−13925（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−237817（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−69516（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−210601（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−340607（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 3/00 - 3/12 B60L 15/40 - 15/42 B61L 23/00 - 23/34

Claims (1)

  1. (57)【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、滑走／空転が開始したときから一定時間前の速度を
    基準とした仮想減速度を採用し、採用した仮想減速度と
    ２個の地上子を通過した時間から地上子間の推定距離を
    算出し、滑走／空転終了検出部は検出している列車の走
    行速度が減速状態から加速状態になってから一定時間経
    過後に車軸の滑走／空転が終了したと判定し、走行状態
    補正部は車軸の滑走／空転が終了したと判定したとき、
    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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