JPH11171017A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地点検知動作での地点検知の信頼性を向上する
ため、冗長な装置構成により、誤動作無く使用すること
が可能な車両位置認識を得て軌道状態に対応した最適な
車両制御を実現する。 【解決手段】レールに沿って地上に敷設された複数の地
上子からの情報を車上で受信する受信器と、車上に設置
され車両の速度を検出する手段より自位置を演算する手
段と、該演算された自位置を前記受信器からの情報によ
り補正し、補正された自位置に基づいて車両を制御する
車両制御装置において、同一車両または列車上に少なく
とも２つの前記受信器を所定間隔を置いて設け、おのお
のの受信器からの情報に応じて、予め定められたルール
により自位置を補正する手段と、該補正された自位置と
予め装置内に記憶された軌道位置とを対応させ台車の傾
斜角度を調整制御する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄道車両の制御装置
に関わり、特に、車両の自位置を認識するための技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、振子台車制御装置のように、軌道
位置に対応させ台車の傾斜角度を調整制御するものにお
いては自位置を常に認識する必要がある。このために一
般に速度発電機からの信号を制御装置に取り込み、信号
を積分あるいは積算し、自位置の更新を行うと共に、所
々におかれた地点検知用の受信器からの、当該地点を検
出したパルスを受け、この地上子を認識し、制御装置内
に保持されている各地点の絶対位置により、自位置をそ
の値にプリセットし、速度信号の積算によって徐々に増
加する位置の累積誤差をリセットすることが行われてい
る。本明細書中、図５及び特開昭60−157957号公報が、
その一例である。

【０００３】列車がカーブの手前一定距離手前にさしか
かると、台車を徐々に傾け始め、完全にカーブに入った
状態では、そのカーブの半径と自列車の速度に応じた適
切な車体傾斜角度になるように台車制御装置２より制御
されている。予めカーブの位置は車上の制御装置１に記
憶されており、車上の制御装置は、速度発電機６からの
出力で位置を積算して行き、また所々におかれた地上子
５により、情報を車上子４，受信機３を介して受信する
とともに、カーブの位置と同様に予め地上子の位置も記
憶されており、この地上子情報により積算誤差をその地
点で補正しながら走行するという方式を採用している。

【０００４】この公知例では、地上子を検知する毎に距
離カウンタをリセットし、カーブの位置は全て地上子か
らの距離として記憶しているが、地上子を検知する毎に
絶対距離で、距離カウンタを予め地上子毎に決められた
値でプリセットすれば、カーブ位置を相対値ではなく絶
対値として記憶しておくことが出来、この方がカーブの
位置を線路図から直読できメモリに書き込むときにいち
いち相対値に変換する手間が省ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、地上子を検知す
るための受信器も、制御装置も単一系（一重系）である
ので、単純に１：１で接続することで良いが、信頼性の
向上のためは、各部を多重系で構成するシステムが必要
である。従来は速度発電機は二台設けており、速度情報
に関しては冗長になっているが、地点検知用の車上子は
一台しか設けられていない。この部分についても２重に
するためには、例えば、車上子，地上子とも２台並べ
て、常に同時に動作するような構成をとれることが望ま
しい。しかしながら、地上子は同一場所には、設置でき
ない。即ち枕木方向に複数並べては設置できず、また、
車上子も車体に左右に並べては設置できない。これは、
あまり近くに車上子同士、或いは地上子同士を奥と正し
く結合が出来なくなってしまうという電磁的な制約があ
るためである。

【０００６】また、図６のように地上子，車上子とも、
レール方向にずらしそれぞれを対応させた位置に複数設
置し、それぞれの車上子，受信器からの出力を照合部７
に入力して選択することが考えられる。しかし、地上子
検知動作の様子を図７に示すように、タイミングＴ２の
時は良いが、Ｔ１，Ｔ３の時はどちらか一方の受信器し
か信号が入らず、突き合わせ論理が複雑になるなどで、
実用時には処理は煩雑になる可能性がある。即ち、この
方法では２重系または多重系に構成したとしても、それ
ぞれの動作は時間的にずれるため、通常多重系システム
の絞り込みでは必ず不一致が発生し、システム異常とな
ってしまい、使用することが出来ないという問題があっ
た。

【０００７】本発明の目的は、上記のような同期するこ
とが本来困難な地点検知動作での地点検知の信頼性を向
上するため、冗長な装置構成により、誤動作，矛盾無く
使用することが可能な車両位置認識を得て軌道状態に対
応した最適な車両制御を実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、レールに沿っ
て地上に敷設された複数の地上子と、車上に設置され当
該地上子と結合し、地上子からの情報をそのまま、また
は加工して出力する受信器と、車上に設置され当該車両
の速度または走行距離を検出する手段と、前記速度また
は走行距離情報により自位置を逐次更新演算する手段
と、該演算された自位置を前記受信器からの情報により
補正し、該補正された自位置に基づいて車両を制御する
車両制御装置において、同一車両または列車上に少なく
とも２つの前記受信器を所定間隔を置いて設け、おのお
のの受信器からの情報に応じて、予め定められたルール
により自位置を補正する手段と、該補正された自位置と
予め装置内に記憶された軌道位置とを対応させ台車の傾
斜角度を調整制御する手段を備えたことを特徴とする。

【０００９】本発明においては、複数の地点検地装置の
情報を、複数のあるいは単一の制御装置に各々取り込
み、地点を検知した場合、どちらの受信器であっても、
受信器から地点信号があった場合には、ある補正を加
え、自位置をプリセットすることにより、いずれの受信
器からの信号が来た場合も、その情報を無駄無く有効
に、しかも、受信器が故障して信号が出なくなった場合
にも残りの残存装置のみで、位置認識機能が正常に作用
するようにしたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の全体構成図である。また図
２に発明部の詳細構成図を示す。車上の制御装置１に
は、内蔵される高位優先機能部１１へ車両に複数設けら
れた速度発電機６からの速度信号が入力され、最も速度
が高位の信号△Ｓを選択し、その信号を自位置記憶部１
２内で積分し自位置の更新を行いそれを距離カウンタに
記憶すると共にその記憶した自位置信号Ｓは台車制御装
置２に入力される。

【００１２】ここで、台車制御装置は軌道状態に合わせ
て台車の傾きを制御するものであるが、その詳細は割愛
する。

【００１３】一方、車上子１，２とその車上子に接続さ
れる受信器３は各々２台使用されている。各受信器から
は地上子５からの情報を検知したことを知らせる信号線
が制御装置１に接続されている。

【００１４】制御装置１はこの２台の受信器２からの信
号線を別々の入力端子から取り込んだ後、それぞれの信
号によって距離補正演算部１３で補正信号Ｓｃを出力す
る。なお、受信器が一台の場合には、車上子の位置を基
準に距離の補正を行うのが簡単であるが、受信器が複数
台接続される本実施例のケースでは、例えば列車の先頭
の位置を自位置の基準点とすることが便利である。

【００１５】受信器１から、仮に地上子ｎを受信した旨
の信号が入力されたと仮定する。すると、距離補正演算
部１３では、予め地上子ｎに対応した位置データが記憶
されており、この位置をＳｎとすると、補正距離Ｓｃは
次式で計算される。

【００１６】Ｓｃ＝Ｓｎ＋Ｌ１ ここに、Ｌ１は車両端から車上子１までの長さである。
この計算の結果得られるＳｃにより、自位置記憶部１２
の距離カウンタをプリセットし、Ｓｃに置換える。

【００１７】また、受信器２からの信号に関しても同様
に Ｓｃ＝Ｓｎ＋Ｌ２ ここに、Ｌ２は車上子１から車上子２までの長さであ
る。上式によって、Ｓｃを計算し、距離カウンターをプ
リセットし、Ｓｃに置換える。

【００１８】なお、本実施例では、地上子は１つである
が、もともと地上子は全体がモールドされた独立した装
置であり、故障は非常に少ないこと、現実には、環境的
な影響から地上子と車上子の結合が希にうまくとれない
ことがあることから、地上子は一つであっても、車上
子，受信器が各々２台あることによって、万一どちらか
が旨く結合しなくても、もう一台の方で検知可能である
という仮定ができ、地点検知の確実性を向上させ制御の
信頼性を向上させることが可能である。

【００１９】このように本発明は、２つの車上子から得
られる信号により列車の車両位置を補正することで、冗
長性が向上する。

【００２０】図３は本発明の他の実施例を示す。この例
では各受信器の送信出力は単一の伝送線に接続されてお
り、各受信器は同時に情報を流すことはできないが、先
に述べた実施例に見るように実際には同時に地上子を検
知することは無いので、実用上は問題は生じない。一
方、制御装置の入力端は一つで済む。一つの入力端によ
り２つの受信器の信号を入力するので、各受信器から送
られる信号には、何らかの区別の出来る符号を持つ必要
がある。

【００２１】図４は上記した実施例における各受信器が
出力する情報の内容を示す。第１バイトはヘッダであ
り、固定のデータが入っている。第２バイト目は受信器
を判別するための符号であり、例えば、受信器１では、
（０１）Ｈを、受信器２では（０２）Ｈを送信側で付与
する。次の第３バイトは、地上子から受信した地上子の
固有の番号である。ここでは各々の地上子には固有の番
号が割り当ててある。例えば、始発駅から最初の地上子
は１番、次は２番というように、予め規定しておく。車
上子が、地上子の直上を通過すると、電磁的に結合し、
地上子に保持されている番号が車上子に伝わり受信器で
解読される。この番号によって例えば１番目の地上子の
場合には、先の第３バイトを（０１）Ｈ、もし、３番目
の地上子を通過したときには（０３）Ｈと、受信器が送
信する。

【００２２】一方、これを受けた制御装置は、まず第２
バイトを見ることによって、どちらの受信器が地上子を
検出したかを判断し、これにより、以下に述べる演算
で、定数Ｌｎとして、受信器毎に予め定められた値にセ
ットする。次に、第３バイトにより、制御装置の内部に
記憶された地上子の番号と位置とを表わすデータを検索
し、対応する番号の地上子の位置データを決定する。こ
の位置データＳｎから、先のＬｎを減算した値をＳと
し、この値によって常に速度情報から更新している現在
位置を置き換えることによって、速度検出誤差による位
置データの累積誤差を補正する。第４バイト目はフッタ
であり、ヘッダと同様固定値である。

【００２３】なお、フレーム構成やシステム構成は前述
の実施例と同一であるが、他の実施例を以下に示す。前
述の実施例では第２バイト目の情報に、受信器番号を割
り当てたが、本実施例では、これを受信器が列車内の基
準位置からどのくらい変移しているかの距離（変位距
離）をそのまま入れている。この距離は予め受信器内に
記憶されており、この距離をＬａとすると、一連のフレ
ームを受け取った制御部では自位置の補正時に、いちい
ち、受信器の番号と、各受信器の変位距離を対応させる
必要はない。その代わりに以下の式で直接計算が可能で
ある。

【００２４】Ｓｃ＝Ｓｎ＋Ｌａ 本実施例によれば、３台以上の受信器を容易に接続する
ことが容易であり、更なる信頼性の向上が可能である。

【００２５】本発明は受信器を複数台、同一のシステム
に接続する場合に有効であり、台車の傾きを制御する制
御装置以外にも、常に自位置を認識しながら走行する装
置に有効であり、自動列車運転装置（ＡＴＯ）などに対
しても、使用可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、同期することが本来困
難な地点検知動作での地点検知の信頼性，冗長性が向上
されるので、その車両位置認識を得て軌道状態に対応し
た最適な車両制御を実現することができる。

【００２７】なお、上述の実施例としては、制御装置を
一重系であると仮定して説明したが、勿論多重系構成し
た場合にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体ブロック図。

【図２】図１における本発明の詳細構成図。

【図３】本発明の他の実施例の詳細構成図。

【図４】本発明における伝送方式説明図。

【図５】従来技術の説明のためのブロック図。

【図６】従来多重化のための一構成案図。

【図７】図６の構成における検知動作の説明図。

【符号の説明】

１…制御装置、２…台車制御装置、３…受信器、４…車
上子、５…地上子、６…速度発電機、１１…高位優先機
能部、１２…自位置記憶部、１３…距離補正演算部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レールに沿って地上に敷設された複数の地
   上子と、車上に設置され当該地上子と結合し地上子から
   の情報をそのまま、または加工して出力する受信器と、
   車上に設置され当該車両の速度または走行距離を検出す
   る手段と、前記速度または走行距離情報により自位置を
   逐次更新演算する手段と、該演算された自位置を前記受
   信器からの情報により補正し、該補正された自位置に基
   づいて車両を制御する車両制御装置において、同一車両
   または列車上に少なくとも２つの前記受信器を所定間隔
   を置いて設け、おのおのの受信器からの情報に応じて、
   予め定められたルールにより自位置を補正する手段と、
   該補正された自位置と予め装置内に記憶された軌道位置
   とを対応させ台車の傾斜角度を調整制御する手段を備え
   たことを特徴とする車両制御装置。
2. 【請求項２】レールに沿って地上に敷設された複数の地
   上子と、車上に設置され当該地上子と結合し地上子から
   の情報をそのまま、または加工して出力する受信器と、
   車上に設置され当該車両の速度または走行距離を検出す
   る手段と、前記速度または走行距離情報により自位置を
   逐次更新演算する手段と、該演算された自位置を前記受
   信器からの情報により補正し、該補正された自位置に基
   づいて車両位置を認識する車両位置認識装置において、
   同一車両または列車上に少なくとも２つの前記受信器を
   所定間隔を置いて設け、おのおのの受信器からの情報に
   応じて、予め定められたルールにより自位置を補正する
   手段を備えたことを特徴とする車両位置認識装置。
3. 【請求項３】請求項２において、受信器と制御部間を１
   対１の直列伝送で接続し、制御部にとっては直列伝送入
   力の口により、受信器が特定でき、予め受信器毎に一定
   距離を割り当てておき、地上子と結合した際に、自位置
   データをその距離で補正することを特徴とする車両位置
   認識装置。
4. 【請求項４】請求項２において、複数の受信器の直列伝
   送線が単一の伝送経路で接続され制御部への入力は各々
   独立した直列伝送入力端子を使用しており、伝送される
   地上子結合情報に加え送信元の受信器番号が付与され
   る、予め受信器の番号に対応して各受信器が接続されて
   いる車上子の位置と車両の基準位置との距離を記憶し、
   自位置を補正することを特徴とする車両位置認識装置。
5. 【請求項５】請求項２において、複数の受信器の直列伝
   送線が単一の伝送経路で接続され制御部への入力は単一
   の直列伝送入力端子となっており、伝送される地上子結
   合情報に加え送信元の受信器が接続されている車上子の
   位置と車両の基準位置との距離が付与されて伝送され、
   この距離情報を元に自位置を補正することを特徴とする
   車両位置認識装置。