JP4577769B2

JP4577769B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP4577769B2
Application number: JP2005027090A
Authority: JP
Inventors: 末一矢田; 哲生山口
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2025-02-02
Also published as: JP2006213148A

Description

本発明は、車両制御装置に関する。本発明に係る車上装置及び車両制御装置は、具体的にはＡＴＣ装置（自動列車制御装置）やＡＴＳ装置（自働列車停車装置）を構成するものである。

ＡＴＣ装置は、地上装置において、先行車両の位置条件などに基づき、適切な速度信号（ＡＴＣ信号）を選択して軌道回路に送信し、軌道回路を構成するレールを介して、ＡＴＣ信号を車上装置によって受信させる。車上装置は、受信したＡＴＣ信号によって指示される速度で車両を走行させる。ＡＴＣ信号が受信された通常状態においては、常用ブレーキによる速度制御が行なわれるが、ＡＴＣ信号が受信できない場合、つまり、車両側から見てＡＴＣ信号が無信号のときは、非常ブレーキをかけ、車両運行の安全を確保する。

これは、従来、車両側でＡＴＣ信号が受信できない場合、車両側では制限速度が分からないため、非常ブレーキを出力することにより、安全を確保するという考え方をとっていたことによる。

しかし、一旦、非常ブレーキがかかると、再び車両を発車させるまでに、時間や手間がかかり、車両運行ダイヤの乱れの原因になる。

そこで、列車が安定的に停車していることが、車両側で判定できれば、ＡＴＣ信号を受信しなくても、常用ブレーキで引き続き停車させたい。その手段として、例えば、特許文献１などに記載された追跡式ＡＴＣ装置が知られている。この追跡式ＡＴＣ装置は、車両の移動を追跡し、車両位置に基づいて、車両毎に割り当てられた送信器により、当該車両宛のＡＴＣ信号を送信する構成をとる。

ところが、駅や留置線等においては、車両が遅滞なく発車できる状態にしておく必要から、車両毎に割り当てられるべき送信器を準備し、送信器によってＡＴＣ信号を供給し、非常ブレーキがかからないようにしなければならない。

このため、駅や留置線などのように、停車、留置の車両が多くなる場所では、送信器数が増加してしまい、送信器数削減という本来の目的に反する結果になっている。
特開２００３−２２０２号公報

本発明の課題は、駅や留置線等において、安定的に停車している車両に対して、非常ブレーキがかかることのない車上装置、及び、車両制御装置を提供することである。

本発明のもう１つの課題は、設備コストの低減を図り得る車上装置、及び、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、地上装置と、車上装置とを含む。前記地上装置は、列車追跡機能及び自動列車制御機能、即ち、追跡式ＡＴＣ装置を構成する。前記車上装置は、自車両の走行速度が、前記地上装置から供給される前記速度制御信号によって指示される速度より大きいとき、常用ブレーキ信号を出力する。一方、前記速度制御信号が供給されないときは、前記車両の速度が所定値以下、かつ、ブレーキハンドルが最大位置、かつ、力行ハンドルがオフ状態にあることを条件に、前記車両が安定的に停車していると判断して、前記常用ブレーキ信号を出力し、上記条件を満たさないときは非常ブレーキ信号を出力する。

本発明において、前記地上装置は、列車追跡機能及び自動列車制御機能、即ち、追跡式ＡＴＣ装置を構成する。したがって、周知の追跡式ＡＴＣ装置によるメリットを得ることができる。

また、車上装置は、自車両の走行速度が、地上装置から供給される速度制御信号によって指示される速度より大きいとき、常用ブレーキ信号を出力するから、通常の車両走行時は、周知のＡＴＣによる速度制御を行なうことができる。

本発明の特徴は、速度制御信号が供給されないときは、車両が安定的に停車していると判断して、常用ブレーキ信号を出力し、上記条件を満たさないときは非常ブレーキ信号を出力する点にある。車両が安定的に停車しているとは、車両が動き出すことがないような状態で、停車していることをいう。駅又は留置線上の停車がその典型である。

ここで、本発明の場合、駅や留置線等に安定的に停車している車両には、非常ブレーキではなく、常用ブレーキがかかる。このため、再び発車させる際、非常ブレーキ解除時のように時間を要することなく、遅滞なく発車させることができる。

車両が安定的に停車しているかどうかは、車両の速度が所定値以下、かつ、ブレーキハンドルが最大位置、かつ、力行ハンドルがオフ状態にあるかどうかによって判断する。したがって、車両が安定的に停車しているかどうかを確実に判断することができる。

上記の条件を満たさないときは、非常ブレーキ信号を出力する。従って、異常状態が起こっても、車両運行の危険はない。

地上装置は、その具体的な構成として、信号処理部と、送信部と、接続切換部とを含むことができる。前記信号処理部は、外部から進路情報及び在線情報を含む入力信号が供給され、前記入力信号に基づいて、速度制御信号を供給すべき閉塞区間、及び、当該閉塞区間に供給されるべき速度信号を判定する。前記送信部は、前記信号処理部から与えられる指示に基づき、速度制御信号を生成し、前記接続切換部は、前記送信部から出力された速度制御信号を、前記信号処理部によって指示された閉塞区間に供給する。

上記構成によれば、外部から供給される進路情報及び在線情報に基づいて、特定の閉塞区間に在線する車両に対し、的確な速度制御信号を供給し、車両速度を制御することができる。

更に、前記信号処理部は、前記入力信号より前記車両が安定的に停車していると判断できるときは、前記送信部及び前記切換部に対し、前記車両の停止している閉塞区間への接続を切り離し、速度制御信号を出力しない制御を与える。したがって、車両が安定的に停車していれば、その車両に搭載された車上装置には、速度制御信号が供給されないことになるから、速度制御信号を供給しない分だけ、送信部の数を減らすことができ、その分だけ、設備コストを低減することができる。また、設備のメンテナンスにかかる手間を低減することができる。

以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）留置線等において、安定的に停車している車両に対して、非常ブレーキがかかることのない車両制御装置を提供することができる。
（ｂ）設備コストの低減を図り得る車両制御装置を提供することができる。

本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。

図１は本発明に係る車両制御装置の一実施例を説明する図、図２は図１に示した車上装置のフローチャートである。図示の車両制御装置は、例えば、ＡＴＣを用いた列車追跡式の車両制御装置である。車両制御装置は、例えば、ＡＴＳ装置等を用いてもよい。

図１において、車両制御装置は、車上装置１０と、地上装置３０とを含む。軌道６は、複数ｎの閉塞区間１Ｔ〜ｎＴに区分されている。閉塞区間１Ｔ〜ｎＴは軌道回路として構成される。

車上装置１０は、受電器１１と、受信部１３と、速度検出部１２と、信号処理部１４と、ブレーキ制御部１５とを含む。車上装置１０は車両ＴＲ１に搭載されている。参照符号２１は、車両ＴＲ１の車輪である。

信号処理部１４は、通常、速度制御信号Ｓ１、及び、速度検出信号Ｓ２が供給され、供給された信号を用いた速度照査をし、これに応じて常用ブレーキ信号Ｓ３を生成し、これをブレーキ制御部１５に供給する。信号処理部１４は、非常ブレーキ信号Ｓ４を生成し、ブレーキ制御部１５に供給する。

信号処理部１４は、更に、車両ＴＲ１の速度が所定値以下、例えば、５（ｋｍ／ｈ）以下、かつ、ブレーキハンドルが最大位置、かつ、力行ハンドルがオフ状態であるとき、常用ブレーキ信号Ｓ３を出力する。車両ＴＲ１の速度は、速度発電機などで構成される速度検出部１２から供給される信号Ｓ２で与えられる。ブレーキハンドルが最大位置である旨の信号Ｓ５、及び、力行ハンドルがオフ状態である旨の信号Ｓ６はハンドル操作部から供給される。

ブレーキ制御部１５は、常用ブレーキ信号Ｓ３、又は、非常ブレーキ信号Ｓ４の別に応じて、ブレーキ装置２２を作動させる。常用ブレーキと、非常ブレーキとは、ブレーキ動作時の機能が異なる。非常時には、非常ブレーキにより車両停車を確実に実現するとともに、通常時には、常用ブレーキの動作及び解除を瞬時に行い、乗客の乗り心地、及び、最適な車両運行ダイヤを考慮した車両運行を実現する必要があるからである。

非常ブレーキは、非常ブレーキ動作時には、ブレーキガスを抜ける構成であり、非常ブレーキ動作後、車両を発車させるためには、ブレーキガスを注入しなければならない。ブレーキガスの注入には、例えば、５分程度の時間がかかり、ブレーキガス注入完了までは、車両は発車できず、停車状態を維持することとなる。これに対して、常用ブレーキは、常用ブレーキ動作後、瞬時に、常用ブレーキ動作を解除し、車両を加速することができる。

速度検出部１２は、例えば、速度発電機により車両速度を検出し、速度検出信号Ｓ２を出力する。速度検出部１２は、車両速度が完全にゼロでなくても、例えば、速度５（ｋｍ／ｈ）以下であれば、車両速度がゼロであるとみなすことができる。速度検出部１２は、例えば、地上から車両速度の情報を受信する装置であってもよいし、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いて車両速度を検出するものであってもよい。

図２は地上装置３０の具体的な構成を示す図である。図において、地上装置３０は、制御部６０と、送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍと、接続切替部５１〜５ｍとを含む。個数ｍは、閉塞区間１Ｔ〜ｎＴに在線し得る車両ＴＲ１の数であり、一般には、閉塞区間数ｎよりも小さい。

地上装置３０は、信号処理部６０と、送信部Ｔｘ１と、接続切替部５１とを含む。地上装置３０の信号処理部６０は、外部から進路情報及び在線情報を含む入力信号が供給され、入力信号に基づいて、速度制御信号を供給すべき閉塞区間１Ｔ〜ｎＴ、及び、当該閉塞区間１Ｔ〜ｎＴに供給されるべき速度信号を判定する。

送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍは、信号処理部６０から与えられる指示に基づき、速度制御信号を生成する。送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍは、軌道回路によって構成された複数の閉塞区間１Ｔ〜ｎＴのそれぞれに独立して接続され、信号処理部６０によって指示された速度制御信号Ｓ１を生成する。速度制御信号Ｓ１には、例えば、ＡＴＣ信号、ＡＴＳ信号等が含まれる。

接続切替部５１は、送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍから出力された速度制御信号を、信号処理部６０によって指示された閉塞区間１Ｔ〜ｎＴに供給する。例えば、送信部Ｔｘ１に着目すると、送信部ＴＸ１を、複数の閉塞区間１Ｔ〜ｎＴのうちいずれかに選択的に接続する。接続切替部５１は、例えば、リレー、トランジスタスイッチ等を用いて構成することができる。図において、車両ＴＲ１が矢印Ｘの方向に進行する場合、接続切替部５１は、送信部Ｔｘ１からの信号により、車両ＴＲ１を追跡するように、リレースイッチ５０１〜５０ｎのＯＮ状態がシフトする。

接続切替部５１〜５ｍは、送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍのそれぞれを、全ての閉塞区間１Ｔ〜ｎＴに接続できるスイッチ回路を構成している。従って、閉塞区間１Ｔ〜ｎＴへの信号伝送に当たり、送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍにより、相互的に補完する信号伝送系が構成される。

また、接続切替部５１〜５ｍの各リレースイッチ５０１〜５０ｎは、閉塞回路１Ｔ〜ｎＴに順次に接続されているので、列車追跡結果に追従して、必要な閉塞回路にＡＴＣ信号及び情報入力信号を供給できる。列車追跡結果に追従する接続切換部５１〜５ｍの各リレースイッチ５０１〜５０ｎの動作は、制御部６０から供給される制御信号によって実行される。

次に、図１及び図２に示した車両制御装置の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。まず、地上装置３０の送信部Ｔｘ１から、接続切替部５１のリレースイッチ５０２を介して、閉塞区間２Ｔに速度制御信号Ｓ１が供給される場合について説明する。

この場合は、速度制御信号Ｓ１は、受電器１１によって受信され、車上装置１０の信号処理部１４に導かれる。信号処理部１４は、速度制御信号Ｓ１の指示する制限速度と、速度検出部１２で得られた車両速度とを照査し、走行速度が制限速度よりも大きいときは、常用ブレーキ信号Ｓ３を出力し、常用ブレーキ制御を行う。走行速度が制限速度よりも小さいときは、常用ブレーキを解除する。この構成によれば、一般的なＡＴＣ制御及びＡＴＳ制御を実現することができる。地上装置３０は、列車追跡機能及び自動列車制御機能、即ち、追跡式ＡＴＣ装置を構成するから、周知の追跡式ＡＴＣ装置によるメリットを得ることができる。

次に、本発明の特徴に関連する事項として、速度制御信号が供給されない場合について説明する。この場合は、車上装置１０は、車両の速度が所定値以下、かつ、ブレーキハンドルが最大位置、かつ、力行ハンドルがオフ状態にあるかどうかを判断する。そして、その判断が肯定的であったときは、車両が安定的に停車していると判断して、常用ブレーキ信号を出力する。

逆に、上記判断が否定的であったとき、つまり、上記条件を満たさないときは非常ブレーキ信号を出力する。

上述したように、駅や留置線等において、安定的に停車している車両には、非常ブレーキではなく、常用ブレーキがかかる。このため、再び発車させる際、非常ブレーキ解除時のように時間を要することなく、遅滞なく発車させることができる。

車両が安定的に停車しているかどうかは、車両の速度が所定値以下、かつ、ブレーキハンドルが最大位置、かつ、力行ハンドルがオフ状態にあるかどうかによって判断するから、車両が安定的に停車しているかどうかを確実に判断することができる。

しかも、上記の条件を満たさないときは、非常ブレーキ信号を出力するから、異常状態が起こっても、車両運行上の危険はない。

実施例では、信号処理部６０により、外部から供給される進路情報及び在線情報を含む入力信号に基づいて、速度制御信号を供給すべき閉塞区間、及び、当該閉塞区間に供給されるべき速度信号を判定し、送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍにおいて、信号処理部６０から与えられる指示に基づき、速度制御信号を生成し、送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍから出力された速度制御信号を、接続切替部５１〜５ｍにより、信号処理部６０によって指示された閉塞区間に供給するようになっている。

更に、信号処理部６０は、車両が安定的に停車していると判断できるときは、送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍ及び前記切換部に対し、車両の停止している閉塞区間への接続を切り離し、速度制御信号を出力しない制御を与える。したがって、車両が安定的に停車していれば、その車両に搭載された車上装置１０には、速度制御信号が供給されないことになるから、速度制御信号を供給しない分だけ、送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍの数を減らすことができ、その分だけ、設備コストを低減することができる。また、設備のメンテナンスにかかる手間を低減することもできる。

次に、この点について、図４を参照して説明する。図４は、駅のプラットホームに停車した車両ＴＲ１，ＴＲ２と、駅の留置線に停車している車両ＴＲ３の車両制御を説明する図である。

駅のプラットホームに停車している車両ＴＲ１，ＴＲ２は、安定的に停車していると判断されるから、車両ＴＲ１，ＴＲ２には、非常ブレーキを回避するために速度制御信号Ｓ１を供給しなくてもよい。つまり、閉塞区間８Ｔに接続されるべき送信部Ｔｘ２、及び、閉塞区間３Ｔに接続されるべき送信部Ｔｘ１を、割り当てから外すことができる。

留置線上に停車している車両ＴＲ３も、安定的に停車していると判断されるから、車両ＴＲ３には、非常ブレーキを回避するために速度制御信号Ｓ１を供給しなくてもよい。つまり、閉塞区間１４Ｔに接続されるべき送信Ｔｘ３、Ｔｘ４を、割り当てから外すことができる。このため、駅及び留置線において使用される送信部Ｔｘ１〜Ｔｘｍの数を減らすことができ、その分だけ、設備コストを低減することができる。また、設備のメンテナンスにかかる手間を低減することができる。

また、駅、留置線又は車庫等に停車している車両ＴＲ１、ＴＲ２には、非常ブレーキではなく、常用ブレーキがかかっているから、停車車両ＴＲ１、ＴＲ２を、再び発車させる際、非常ブレーキ解除時のように時間を要することなく、遅滞なく発車させることができるから、ダイヤの乱れの原因になるおそれがない。

しかも、駅や留置線等に安定的に停車している車両ＴＲ１、ＴＲ２に対して、速度制御信号Ｓ１を供給する必要がないので、その分だけ、電力を削減することができる。

以上、実施の形態を参照して説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々の変形、変更が可能であることは言うまでもない。

本発明に係る車両制御装置の一実施例を説明する図である。本発明に係る車両制御装置について地上装置の構成を具体的に示す図である。図１及び図２に示した車両制御装置の動作を説明するフローチャートである。本発明に係る車両制御装置を、駅、留置線又は車庫などに適用した場合の例を説明する図である。

符号の説明

３０地上装置
Ｔｘ１〜Ｔｘｍ送信部
５１〜５ｍ接続切替部
１０車上装置
１３受信部
１２速度検出部
１４信号処理部
１５ブレーキ制御部
Ｓ１速度制御信号
Ｓ２速度検出信号
Ｓ３常用ブレーキ信号
Ｓ４非常ブレーキ信号

Claims

地上装置と、車上装置とを含む車両制御装置であって、
前記地上装置は、列車追跡機能及び自動列車制御機能を備えており、
前記車上装置は、
自車両の走行速度が、前記地上装置から供給される前記速度制御信号によって指示される速度より大きいとき、常用ブレーキ信号を出力し、
前記速度制御信号が供給されないときは、前記車両の速度が所定値以下、かつ、ブレーキハンドルが最大位置、かつ、力行ハンドルがオフ状態にあることを条件に、前記常用ブレーキ信号を出力し、
前記速度制御信号が供給されないときであって、前記車両の速度が所定値以下、かつ、ブレーキハンドルが最大位置、かつ、力行ハンドルがオフ状態という条件が満たされないときは、非常ブレーキ信号を出力する、
車両制御装置。
請求項１に記載された車両制御装置であって、
前記地上装置は、信号処理部と、送信部と、接続切換部とを含んでおり、
前記信号処理部は、外部から進路情報及び在線情報を含む入力信号が供給され、前記入力信号に基づいて、速度制御信号を供給すべき閉塞区間、及び、当該閉塞区間に供給されるべき速度信号を判定し、
前記送信部は、前記信号処理部から与えられる指示に基づき、速度制御信号を生成し、
前記接続切換部は、前記送信部から出力された速度制御信号を、前記信号処理部によって指示された閉塞区間に供給し、
更に、前記信号処理部は、前記入力信号により前記車両が安定的に停車していると判断できるときは、前記送信部及び前記切換部に対し、前記車両の停止している閉塞区間への接続を切り離し、速度制御信号を出力しない制御を与える、
車両制御装置。