JP2006189371A

JP2006189371A - 車両用速度検出装置

Info

Publication number: JP2006189371A
Application number: JP2005002626A
Authority: JP
Inventors: Chikato Ishitobi; 親人石飛; Masayuki Ueno; 雅之上野; Satoshi Kobayashi; 学志小林; Takafumi Fukushima; 隆文福島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2006-07-20

Abstract

【課題】輪軸の回転速度と動力発生部の回転速度とを比較することによって、動力発生部、輪軸および動力伝達機構の何れかに発生した異常を検知することができる車両用速度検出装置を提供するものである。
【解決手段】車両の輪軸１３の回転速度を検出する速度発電機６と、輪軸１３の駆動源である電動機４の回転速度を検出する速度発電機７と、速度発電機６で検出した第１の回転速度と、速度発電機７で検出した第２の回転速度との差異を検出する差異検出手段８とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の輪軸の回転速度と動力発生部の回転速度とを比較して異常を検出する車両用速度検出装置に関する。

従来の車両用速度検出装置は、動力発生部または輪軸のどちらか一方にのみ速度検出器を取り付けて回転速度を検出している（例えば、非特許文献１参照）。

内田清五著、「新幹線のブレーキシステム」、初版、有限会社レールアンドテック社、２００１年３月３０日、ｐ．２４−ｐ．２６

従来の車両用速度検出装置は、動力発生部または輪軸のどちらか一方にのみ速度検出器が取り付けられているので、動力発生部、輪軸、および動力発生部から輪軸に至る動力伝達機構の何れかに異常が発生した場合、速度検出器が取り付けられた箇所で発生した異常については、異常を検知できるが、速度検出器が取り付けられていない箇所で発生した異常については、異常を検知することができないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、輪軸の回転速度と動力発生部の回転速度とを比較することによって、動力発生部、輪軸および動力伝達機構の何れかに発生した異常を検知することができる車両用速度検出装置を提供するものである。

この発明に係る車両用速度検出装置は、車両の輪軸の回転速度を検出する第１の検出手段と、輪軸の駆動源である動力発生部の回転速度を検出する第２の検出手段と、第１の検出手段で検出した第１の回転速度と、第２の検出手段で検出した第２の回転速度との差異を検出する差異検出手段とを備えたものである。

この発明の車両用速度検出装置によれば、輪軸の回転速度と動力発生部の回転速度とを比較することができるので、回転速度の差異に基づいて、動力発生部、輪軸および動力伝達機構の何れかに発生した異常を検知することができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る車両用速度検出装置を示す構成図である。
図１において、この車両用速度検出装置１は、両端部に車輪２が固定された車軸３の端部に設けられ、車軸３の回転速度を検出する第１の検出手段である速度発電機６を有している。
また、この車両用速度検出装置１は、第１の平歯車１６および第２の平歯車５を介して車軸３に動力を供給する動力発生部である電動機４の回転軸の一端に設けられ、電動機４の回転軸の回転速度を検出する第２の検出手段である速度発電機７を有している。
なお、電動機４の回転軸の他端に固定された第１の平歯車１６と、車軸３に固定された第２の平歯車５とにより、動力伝達機構を構成している。
ここで、車輪２と車軸３とにより、輪軸１３は構成されている。

速度発電機６、７は、磁石が埋め込まれた歯車が設けられた車軸３が回転し、その回転によって、歯車と歯車に対向して設けられたコイルとの間で磁束密度が変化してコイルに誘起電圧が発生し、その誘起電圧に基づいて回転速度を演算出力するものである。

また、この車両用速度検出装置１は、速度発電機６および速度発電機７に接続され、第１の回転速度である輪軸１３の回転速度と第２の回転速度である電動機４の回転速度との差異を検出する差異検出手段８と、差異検出手段８の出力に基づいて、電動機４の駆動を制御する制御装置９に停止指令を出力する指令手段１０とを備えている。

以下、上記構成の車両用速度検出装置１についての動作を説明する。
まず、電動機４で発生した動力は、第１の平歯車１６および第２の平歯車５を介して車軸３に伝達され、車輪２を回転させる。
同時に、速度発電機６は、第１の回転速度を検出し、速度発電機７は、第２の回転速度を検出する。
続いて、第１の回転速度と第２の回転速度とは、差異検出手段８で比較される。

ここで、第１の回転速度と第２の回転速度とを比較することで、電動機４、輪軸１３、第１の平歯車１６および第２の平歯車５の何れかに生じた異常を検出することができる。
例えば、電動機４、輪軸１３、第１の平歯車１６および第２の平歯車５の何れにも異常がない場合、第１の回転速度と第２の回転速度とは、それぞれ第１の平歯車１６および第２の平歯車５の比に応じた一定の値を示している。
しかしながら、電動機４、輪軸１３、第１の平歯車１６および第２の平歯車５の何れかに異常が生じた場合、第１の回転速度と第２の回転速度との、それぞれ第１の平歯車１６および第２の平歯車５の比に応じた一定の値の間に差異が生じる。
このとき、差異検出手段８から出力された第１の回転速度と第２の回転速度との差異が、指令手段１０に設定された値を越えたとき、指令手段１０は、電動機４の制御装置９に対して、停止の指令を発して、電動機４を停止させる。

この発明の実施の形態１に係る車両用速度検出装置１によれば、速度発電機６を車軸３の端部に設け、速度発電機７を電動機４の端部に設け、第１の回転速度と第２の回転速度とを差異検出手段８で比較することができるので、回転速度の差異に基づいて、電動機４、輪軸１３、第１の平歯車１６および第２の平歯車５の何れかに異常が生じたことを検知することができる。
また、差異検出手段８の出力に基づいて指令手段１０が電動機４の停止指令を出力することもできる。

なお、上記の説明において、動力発生部は電動機４であるとしたが、勿論このものに限定されるものではなく、例えば内燃動力機関であってもよい。この場合の構成を図２に示す。
ここで、エンジン本体１４とクランクシャフト１１とにより、動力発生部である内燃動力機関は構成されており、クランクシャフト１１に第１の検出手段である速度発電機７が取り付けられている。
また、クランクシャフト１１の端部に固定された第１の傘歯車１７と、車軸３に固定された第２の傘歯車１８とにより、動力伝達機構を構成している。
この構成においても、第１の回転速度と第２の回転速度とを差異検出手段８で比較することができるので、エンジン本体１４、輪軸１３、第１の傘歯車１７および第２の傘歯車１８の何れかに異常が生じたことを検知することができる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る車両用速度検出装置１を示す構成図である。
図３において、この車両用速度検出装置１は、実施の形態１で示したものに加えて、差異出力手段１２を有している。その他の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。

以下、上記構成の車両用速度検出装置１について、第１の回転速度と第２の回転速度とが一致しない場合の動作を説明する。
差異検出手段８から出力された第１の回転速度と第２の回転速度との差異が差異出力手段１２に設定された値を越えたとき、差異出力手段１２は、外部装置（図示せず）に異常を知らせる信号を出力する。
ここで、信号が出力される外部装置は、運転台に設けられた表示灯であってもよいし、運転状態を記憶するデータベースであってもよい。

この発明の実施の形態２に係る車両用速度検出装置１によれば、異常を知らせる信号を表示灯やデータベースなどの外部装置に出力することができるので、運転士は異常を知ることができ、ブレーキ操作等の処置をとることができる。
また、データベースに信号を出力することができるので、運転状態を後から確認することができる。

なお、指令手段１０の設定値と差異出力手段１２の設定値とは、それぞれ変更することができる。
ここで、指令手段１０の設定値と差異出力手段１２の設定値とを相互に調整することにより、例えば、第１の回転速度と第２の回転速度との差異が指令手段１０の設定値に達して電動機４に停止指令を出力する前に、差異出力手段１２により運転士に警報を与え、運転士の注意を喚起するというように、運転士に表示する情報を変えることができる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係る車両用速度検出装置１を示す構成図である。
図４において、速度発電機７は、電動機４の駆動を制御する制御装置９に設けられた速度検知手段であるセンサレス回転速度検出装置１５である。
センサレス回転速度検出装置１５は、制御装置９から電動機４に出力した電圧情報および電流情報に基づいて、電動機４の回転軸の位置情報を演算し、位置情報を回転速度に変換するものである。

この発明の実施の形態３に係る車両用速度検出装置１によれば、制御装置９から電動機４に出力した電圧情報および電流情報に基づいて回転速度を検知することができるので、電動機４の端部に速度発電機７を別途設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。

なお、実施の形態１〜３では、動力伝達機構として、第１の平歯車１６および第２の平歯車５を用いて説明したが、動力伝達機構はベルトやチェーン等であってもよい。
また、第１の検出手段および第２の検出手段は、速度発電機６、７であるとしたが、勿論このものに限定されるものではなく、車軸に凹凸やスリットを設け、車軸に対向して設けられた光送受信機から車軸に光を照射し、反射に要する時間や反射の有無を読み取って、回転速度を演算出力する光エンコーダであってもよい。
さらに、速度発電機６、７は、必ずしも車軸３に設けられる必要はなく、車輪２に設けられていてもよい。

この発明の実施の形態１に係る車両用速度検出装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１に係る車両用速度検出装置を示す別の構成図である。この発明の実施の形態２に係る車両用速度検出装置を示す構成図である。この発明の実施の形態３に係る車両用速度検出装置を示す構成図である。

符号の説明

１車両用速度検出装置、２車輪、３車軸、４電動機（動力発生部）、６速度発電機（第１の検出手段）、７速度発電機（第２の検出手段）、８差異検出手段、９制御装置、１０指令手段、１２差異出力手段、１３輪軸、１４エンジン本体、１５センサレス回転速度検出装置（第２の検出手段）。

Claims

車両の輪軸の回転速度を検出する第１の検出手段と、
前記輪軸の駆動源である動力発生部の回転速度を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段で検出した第１の回転速度と、前記第２の検出手段で検出した第２の回転速度との差異を検出する差異検出手段と
を備えたことを特徴とする車両用速度検出装置。
前記差異に基づいて、前記動力発生部の停止指令を出力する指令手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用速度検出装置。
前記差異を外部に出力する差異出力手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用速度検出装置。
前記第２の検出手段は、前記動力発生部の駆動軸に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用速度検出装置。
前記第２の検出手段は、前記動力発生部の駆動を制御する制御装置に設けられ、前記動力発生部に出力した制御情報に基づいて、前記第２の回転速度を検知する速度検知手段であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用速度検出装置。