JPH1164360A - Train speed detecting device using accelerometer - Google Patents
Train speed detecting device using accelerometerInfo
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- JPH1164360A JPH1164360A JP22665997A JP22665997A JPH1164360A JP H1164360 A JPH1164360 A JP H1164360A JP 22665997 A JP22665997 A JP 22665997A JP 22665997 A JP22665997 A JP 22665997A JP H1164360 A JPH1164360 A JP H1164360A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、列車速度検出装置
に関し、特に、車輪に加速度計を設けて計測した加速度
に基づいて列車速度を検出する列車速度検出装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a train speed detecting device, and more particularly to a train speed detecting device for detecting a train speed based on acceleration measured by providing an accelerometer on a wheel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の列車速度検出装置では、例えば、
車輪の回転軸（車軸）に取り付けたタコジェネレータ等
を用いて列車速度を計測するものが一般的である。この
タコジェネレータは、車軸の回転速度に応じた電圧を発
生し、その電圧を基に列車速度を検出するものである。2. Description of the Related Art In a conventional train speed detecting device, for example,
Generally, a train speed is measured by using a tachogenerator or the like attached to a rotating shaft (axle) of wheels. The tachogenerator generates a voltage corresponding to the rotation speed of the axle, and detects the train speed based on the voltage.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
タコジェネレータ等を用いた列車速度検出装置では、車
軸に機械的に接触しながら列車速度の計測が行われるた
め、摩擦トルク等が発生するという欠点がある。また、
車輪の空転や滑走といったスリップ時の応動を検出する
ことが難しいため、速度検出の高精度化にも限界があ
る。However, in a conventional train speed detecting device using a tachogenerator or the like, the train speed is measured while mechanically contacting the axle, so that a friction torque or the like is generated. There is. Also,
Since it is difficult to detect a response at the time of slip such as slipping or sliding of a wheel, there is a limit in increasing the accuracy of speed detection.
【０００４】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、車軸等の回転体に摺接することなく列車速度を検出
でき、また、車輪の空転や滑走を検出して高い精度で列
車の速度を計測できる加速度計を用いた列車速度検出装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and is capable of detecting a train speed without slidingly contacting a rotating body such as an axle, and detecting a wheel idling or a skidding with high accuracy. An object of the present invention is to provide a train speed detecting device using an accelerometer capable of measuring a speed.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】このため本発明のうちの
請求項１に記載の発明は、列車の車輪に設けられた第１
の加速度計と、前記車輪の回転軸に対して前記第１の加
速度計と対称な位置に設けられた第２の加速度計と、前
記第１の加速度計で計測される法線方向の加速度と前記
第２の加速度計で計測される法線方向の加速度との加算
値に基づいて、加速度計配置点における接線速度を算出
し、該接線速度を車輪外周における接線速度に変換して
列車速度を求める演算処理手段と、を備えて構成され
る。For this reason, the present invention according to claim 1 of the present invention comprises a first train provided on a wheel of a train.
An accelerometer, a second accelerometer provided at a position symmetrical to the first accelerometer with respect to a rotation axis of the wheel, and a normal acceleration measured by the first accelerometer. Based on the sum of the acceleration in the normal direction and the acceleration measured by the second accelerometer, the tangential speed at the accelerometer arrangement point is calculated, and the tangential speed is converted to the tangential speed on the outer periphery of the wheel to calculate the train speed. And a calculation processing means to be obtained.
【０００６】かかる構成によれば、車輪が回転すると第
１、２の加速度計が円運動してそれぞれに作用する法線
方向の加速度が計測される。各加速度計は車輪の回転軸
に対して対称な位置に配置されるため、それぞれの加速
度計で計測された法線方向の加速度を演算処理手段で加
算することにより、重力加速度などの円運動に起因しな
い加速度成分がキャンセルされる。この加算値を基に加
速度計配置点における接線速度を算出し、該接線速度を
車輪外周における接線速度に変換することで列車速度が
求められるようになる。According to this configuration, when the wheel rotates, the first and second accelerometers make a circular motion, and the normal acceleration acting on each of the first and second accelerometers is measured. Since each accelerometer is placed at a position symmetrical with respect to the rotation axis of the wheel, the acceleration in the normal direction measured by each accelerometer is added by arithmetic processing means to the circular motion such as gravitational acceleration. Acceleration components that are not caused are canceled. The tangential speed at the accelerometer arrangement point is calculated based on the added value, and the tangential speed is converted to the tangential speed on the outer periphery of the wheel, whereby the train speed can be obtained.
【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記車輪に設けられ、前記第１の加
速度計の計測値及び前記第２の加速度計の計測値を無線
により車輪外部の前記演算処理手段に伝える伝送手段を
備えて構成されるものとする。かかる構成によれば、車
輪に設けられた第１、２の加速度計の計側値が無線によ
り伝送手段から発信され、車輪から離れた場所に設置し
た演算処理手段に伝送されるようになる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the measured value of the first accelerometer and the measured value of the second accelerometer are provided on the wheel, and the measured value of the second accelerometer is wirelessly transmitted to the wheel. It is assumed that a transmission means for transmitting the signal to the external processing means is provided. According to this configuration, the measurement values of the first and second accelerometers provided on the wheels are transmitted wirelessly from the transmission means and transmitted to the arithmetic processing means provided at a location remote from the wheels.
【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の発明において、前記演算処理手段が、前記
第１及び第２の加速度計で計測される接線方向の加速度
を時間積分して加速度計配置点における接線速度を算出
し、該接線速度より求めた列車速度と、前記法線方向の
加速度を基に求めた列車速度とが略一致したとき、当該
列車速度を有効と判断するものとする。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the arithmetic processing means integrates a tangential acceleration measured by the first and second accelerometers with time. Tangent speed at the accelerometer arrangement point, and when the train speed obtained from the tangential speed substantially matches the train speed obtained based on the acceleration in the normal direction, the train speed is determined to be valid. Shall be.
【０００９】かかる構成によれば、第１、２の加速度計
で計測される法線方向及び接線方向の加速度毎に接線速
度を算出して列車速度がそれぞれ求められる。そして、
法線方向の加速度を基に求めた列車速度と接線方向の加
速度を基に求めた列車速度とが略一致する場合に、その
列車速度が有効であると判断されるようになる。請求項
４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記
載の発明において、前記列車の車体側に設けられ、列車
進行方向の加速度を計測する第３の加速度計と、該第３
の加速度計で計測される加速度を時間積分して対地走行
実速度を求め、該対地走行実速度が前記演算処理手段で
求められた列車速度より小さいときに前記車輪の空転を
判別し、前記対地走行実速度が前記列車速度より大きい
ときに前記車輪の滑走を判別するスリップ判別手段と、
を備えて構成されるものとする。With this configuration, the tangential speed is calculated for each of the normal and tangential accelerations measured by the first and second accelerometers, and the train speed is obtained. And
When the train speed calculated based on the acceleration in the normal direction substantially coincides with the train speed calculated based on the acceleration in the tangential direction, the train speed is determined to be valid. According to the invention described in claim 4, in the invention described in any one of claims 1 to 3, a third accelerometer provided on a vehicle body side of the train and measuring an acceleration in a train traveling direction; Third
Acceleration measured by the accelerometer is time-integrated to obtain an actual ground running speed, and when the actual ground running speed is lower than the train speed obtained by the arithmetic processing means, the wheel idling is determined, and the ground running is determined. Slip determining means for determining the sliding of the wheels when the actual running speed is greater than the train speed,
Is provided.
【００１０】かかる構成によれば、車体側に設けられた
第３の加速度計で列車進行方向の加速度が計測され、該
加速度を用いてスリップ判別手段で該対地走行実速度が
求められる。そして、演算処理手段で求められた列車速
度と対地走行実速度とを比較することにより車輪スリッ
プの発生が判別される。具体的には、対地走行実速度が
列車速度よりも小さい場合に車輪の空転を判別し、対地
走行実速度が列車速度よりも大きい場合に車輪の滑走を
判別する。According to this configuration, the acceleration in the train traveling direction is measured by the third accelerometer provided on the vehicle body side, and the actual ground speed is obtained by the slip determination means using the acceleration. Then, the occurrence of wheel slip is determined by comparing the train speed obtained by the arithmetic processing means with the actual ground speed. Specifically, when the actual ground traveling speed is lower than the train speed, the wheel idling is determined, and when the actual ground traveling speed is higher than the train speed, the wheel sliding is determined.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る加速
度計を用いた列車速度検出装置の構成を示す図である。
図１において、本装置は、列車の車輪Ｗに取り付けられ
た第１、２の加速度計としての１組の加速度計1a,1b
と、各加速度計1a,1b から出力される信号を無線電波に
よって外部に送る伝送手段としての伝送部２と、伝送部
２からの電波を受信して列車速度Ｖを演算する演算処理
手段としての処理部３と、から構成される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a train speed detection device using the accelerometer according to the first embodiment.
In FIG. 1, the present apparatus includes a pair of accelerometers 1a and 1b as first and second accelerometers attached to wheels W of a train.
A transmission unit 2 for transmitting signals output from the accelerometers 1a and 1b to the outside by radio waves, and a processing unit for receiving a radio wave from the transmission unit 2 and calculating a train speed V. And a processing unit 3.
【００１２】各加速度計1a,1b は、車輪Ｗの外周付近の
側面で、後述するように重力加速度ｇ等の影響をなくす
ために、回転軸に対して対称な位置、即ち、回転軸を中
心として180 度対向する位置に固定される。これらの加
速度計1a,1b は、車輪Ｗの回転に伴なって円運動し、各
固定点（加速度計配置点）における法線方向ｚ、接線方
向ｘ及び横方向ｙ（車輪Ｗに垂直な方向）の加速度を計
測することが可能である。Each of the accelerometers 1a and 1b has a symmetrical position with respect to the rotation axis, that is, a center on the rotation axis, on the side surface near the outer periphery of the wheel W in order to eliminate the influence of the gravitational acceleration g as described later. As 180 degrees. These accelerometers 1a and 1b make a circular motion with the rotation of the wheel W, and a normal direction z, a tangential direction x and a lateral direction y (a direction perpendicular to the wheel W) at each fixed point (accelerometer arrangement point). ) Can be measured.
【００１３】伝送部２は、図２のブロック図に示すよう
に、各加速度計1a,1b から出力されるアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器21a,21b と、各Ａ
／Ｄ変換器21a,21b からの信号を符号化するコーダー22
と、コーダー22からの出力を変調信号として変調及び増
幅を行い送信信号を生成する変調器23及び増幅器24と、
その送信信号に応じた無線電波を放射するアンテナ25
と、上記の各要素を駆動する電源26とからなる。As shown in the block diagram of FIG. 2, the transmission unit 2 includes A / D converters 21a and 21b for converting analog signals output from the accelerometers 1a and 1b into digital signals, and A / D converters 21a and 21b.
Coder 22 for encoding signals from / D converters 21a and 21b
A modulator 23 and an amplifier 24 that perform modulation and amplification using the output from the coder 22 as a modulation signal to generate a transmission signal,
Antenna 25 that emits radio waves according to the transmission signal
And a power supply 26 for driving each of the above elements.
【００１４】処理部３は、伝送部２からの無線電波を受
信し復調して各加速度計1a,1b の計測結果を再生する。
そして、後述するように各加速度計1a,1b で計測した加
速度の値を基に加速度計の固定点における接線速度ｖを
計算し、更に、その接線速度ｖから車輪Ｗ外周の接線速
度、即ち、列車速度Ｖを求める。次に、第１の実施形態
の作用について説明する。The processing section 3 receives and demodulates the radio wave from the transmission section 2 and reproduces the measurement results of the accelerometers 1a and 1b.
Then, as described later, a tangential speed v at a fixed point of the accelerometer is calculated based on the acceleration value measured by each of the accelerometers 1a and 1b. Find the train speed V. Next, the operation of the first embodiment will be described.
【００１５】列車が進行して車輪Ｗが回転すると、加速
度計1a,1b が円運動してそれぞれに作用する加速度が計
測され、それらの計測結果が伝送部２を介して処理部３
に伝達される。ここで、各加速度計1a,1b の法線方向ｚ
について、各々で計測される加速度の加算値Ａを考え
る。重力加速度をｇとし、鉛直方向に対する車輪Ｗの回
転角をθとし、円運動によって各加速度計1a,1b に作用
する法線加速度をαとすると、前記加算値Ａは、次の
(1) 式で表すことができる。When the train W advances and the wheels W rotate, the accelerometers 1a and 1b make a circular motion to measure the acceleration acting on each of them, and the measurement results are transmitted to the processing unit 3 via the transmission unit 2.
Is transmitted to Here, the normal direction z of each accelerometer 1a, 1b
, The added value A of the acceleration measured respectively is considered. Assuming that the gravitational acceleration is g, the rotation angle of the wheel W with respect to the vertical direction is θ, and the normal acceleration acting on each of the accelerometers 1a and 1b by the circular motion is α, the added value A becomes
It can be expressed by equation (1).
【００１６】 Ａ＝（α−ｇ・COS θ）＋（α＋ｇ・COS θ）＝２α …(1) また、上記の法線加速度αは、加速度計の固定点におけ
る接線速度ｖ、車輪の中心から各加速度計までの距離ｒ
（定数）を用いて、次の(2) 式で表される。 α＝ｖ2 ／ｒ …(2) 上記の(1)(2)式より、接線速度ｖは、計測した加速度の
加算値Ａを用いて次の(3) 式で表すことができる。A = (α−g · COS θ) + (α + g · COS θ) = 2α (1) Further, the normal acceleration α is obtained from the tangential velocity v at the fixed point of the accelerometer and the center of the wheel. Distance r to each accelerometer
Using (constant), it is expressed by the following equation (2). α = v 2 / r (2) From the above equations (1) and (2), the tangential velocity v can be expressed by the following equation (3) using the added value A of the measured acceleration.
【００１７】 ｖ2 ＝ｒ・Ａ／２ ｖ＝（ｒ／２）1/2 ・Ａ1/2 …(3) このように加速度計1a,1b で計測した法線方向ｚの加速
度の加算値Ａを求めることにより、重力加速度ｇの法線
方向成分がキャンセルされるので、上記の(3)式に従っ
て接線速度ｖが直接計算される。この接線速度ｖは、加
速度計の固定点における値であるため、車輪Ｗの半径Ｒ
を用いて車輪外周における接線速度（周速）に変換す
る。この周速が列車速度に相当し、次の(4) 式に示す列
車速度Ｖの検出が可能になる。V 2 = r · A / 2 v = (r / 2) 1/2 · A 1/2 (3) Thus, the sum of the accelerations in the normal direction z measured by the accelerometers 1a and 1b. By calculating A, the normal component of the gravitational acceleration g is canceled, and the tangential velocity v is directly calculated according to the above equation (3). Since the tangential velocity v is a value at the fixed point of the accelerometer, the radius R of the wheel W
Is converted to a tangential speed (peripheral speed) at the outer periphery of the wheel. This peripheral speed corresponds to the train speed, and the train speed V shown in the following equation (4) can be detected.
【００１８】 Ｖ＝（Ｒ／ｒ）・ｖ＝（Ｒ／ｒ）・（ｒ・Ａ／２）1/2 ＝（Ｒ2 ／ｒ／２）1/2 ・Ａ1/2 …(4) なお、列車の進行方向への加速度については、図３に示
すように、車輪Ｗに取り付けられた加速度計はサイクロ
イド曲線の軌跡を描いて移動するため、各加速度計1a,1
b には列車進行方向への加速度が作用することになる。
しかし、この進行方向の加速度の法線方向成分について
も、上記のように重力加速度ｇの法線方向成分がキャン
セルされたのと同様にして、加速度計1a,1b で計測した
各加速度の加算値Ａを求めることでキャンセルされるた
め、その影響は列車速度Ｖの検出に無関係となる。V = (R / r) · v = (R / r) · (r · A / 2) 1/2 = (R 2 / r / 2) 1/2 · A 1/2 (4) As for the acceleration in the traveling direction of the train, as shown in FIG. 3, since the accelerometer attached to the wheel W moves along a locus of a cycloid curve, each accelerometer 1a, 1
b will be affected by the acceleration in the direction of train travel.
However, as for the normal component of the acceleration in the traveling direction, similarly to the case where the normal component of the gravitational acceleration g is canceled as described above, the addition value of each acceleration measured by the accelerometers 1a and 1b is obtained. The effect is irrelevant to the detection of the train speed V because it is canceled by obtaining A.
【００１９】上述のように第１の実施形態によれば、１
組の加速度計1a,1b を車輪Ｗの回転軸に対して対称に配
置し、各加速度計1a,1b で計測された法線方向ｚの加速
度の加算値Ａから接線速度ｖを計算して列車速度Ｖを求
めることによって、従来のタコジェネレータ等を使用す
る場合のように、検出装置が回転体に摺接して摩擦トル
ク等が発生するようなことがなく列車速度Ｖを計測する
ことができる。また、各加速度計1a,1b の取り付け位置
を車輪Ｗの外周付近として半径方向の距離ｒを長くした
ことによって、各加速度計1a,1b で計測される法線方向
ｚの加速度の値を大きくできるため、特に、低速域での
列車速度Ｖの検出精度を向上させることが可能である。
更に、各加速度計1a,1b の計側値を伝送部２を介して無
線で処理部３に伝えるようにしたことで、車輪と共に円
運動する加速度計の出力を処理部３に伝えるための配線
等が簡略化され、加速度計側値の伝送を容易に行うこと
ができる。As described above, according to the first embodiment, 1
A pair of accelerometers 1a, 1b are arranged symmetrically with respect to the rotation axis of the wheel W, and the train is calculated by calculating the tangential velocity v from the sum A of the acceleration in the normal direction z measured by each accelerometer 1a, 1b. By obtaining the speed V, the train speed V can be measured without the occurrence of friction torque or the like due to the detection device slidingly contacting the rotating body as in the case of using a conventional tachogenerator or the like. Further, by increasing the radial distance r by setting the mounting positions of the accelerometers 1a and 1b near the outer periphery of the wheel W, the value of the acceleration in the normal direction z measured by the accelerometers 1a and 1b can be increased. Therefore, particularly, it is possible to improve the detection accuracy of the train speed V in the low speed range.
Further, by transmitting the measured values of each of the accelerometers 1a and 1b to the processing unit 3 via the transmission unit 2 wirelessly, wiring for transmitting the output of the accelerometer that moves circularly with the wheels to the processing unit 3 is provided. Etc. are simplified, and the transmission of the accelerometer-side value can be easily performed.
【００２０】次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、車輪スリップ時の応動を検出可能
にする構成を考える。図４は、第２の実施形態の概略構
成を示す図である。ただし、第１の実施形態の構成と同
一の部分には同じ符号を付して説明を省略する。図４に
おいて、第２の実施形態の構成は、第１の実施形態の構
成に加えて列車の車体側に第３の加速度計としての加速
度計1cを取り付け、その加速度計1cの計測値及び伝送部
２から送られる加速度計1a,1b の計測値を入力して、後
述する対地走行実速度及び列車速度を求め、車輪Ｗの空
転や滑走を判断する処理部３' を設けたものである。こ
こでは、処理部３' が演算処理手段及びスリップ判別手
段として機能する。また、第１の実施形態では、各加速
度計1a,1b で計測可能な各方向の加速度のうちの法線方
向ｚの加速度のみを用いて接線速度ｖを求めたが、第２
の実施形態では、各加速度計1a,1b で計測される法線方
向ｚ及び接線方向ｘの加速度をそれぞれ用いて接線速度
を求めるものとする。Next, a second embodiment will be described.
In the second embodiment, a configuration that enables detection of a response at the time of wheel slip is considered. FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the second embodiment. However, the same parts as those in the configuration of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 4, the configuration of the second embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that an accelerometer 1c as a third accelerometer is mounted on the vehicle body side of the train, and the measured values and transmission of the accelerometer 1c are performed. A processing unit 3 'for inputting the measured values of the accelerometers 1a and 1b sent from the unit 2 to obtain the actual ground running speed and the train speed, which will be described later, and for judging the idling or sliding of the wheel W is provided. Here, the processing section 3 'functions as arithmetic processing means and slip determination means. Further, in the first embodiment, the tangential velocity v is obtained by using only the acceleration in the normal direction z among the accelerations in each direction that can be measured by each of the accelerometers 1a and 1b.
In the embodiment, it is assumed that the tangential velocity is obtained by using the accelerations in the normal direction z and the tangential direction x measured by the accelerometers 1a and 1b, respectively.
【００２１】加速度計1cは、列車の進行方向（水平方
向）の加速度を計測するものである。この加速度計1cで
計測された加速度は、処理部３' に送られて時間積分さ
れることにより、列車の対地走行実速度を検出するため
に用いられる。次に、第２の実施形態の作用を説明す
る。列車が進行すると、第１の実施形態の場合と同様
に、加速度計1a,1b の円運動により作用する加速度が各
々の加速度計1a,1b で計測されると共に、進行方向につ
いての加速度が加速度計1cによって計測される。加速度
計1a,1b で計測された法線方向ｚ及び接線方向ｘの加速
度は伝送部２を介して処理部３' に伝達され、また、加
速度計1cの計測値は直接処理部３' に送られる。The accelerometer 1c measures the acceleration in the traveling direction (horizontal direction) of the train. The acceleration measured by the accelerometer 1c is sent to the processing unit 3 'and integrated with time, so as to be used for detecting the actual speed of the train to ground. Next, the operation of the second embodiment will be described. When the train advances, the acceleration acting by the circular motion of the accelerometers 1a and 1b is measured by each of the accelerometers 1a and 1b, and the acceleration in the traveling direction is measured as in the first embodiment. Measured by 1c. The accelerations in the normal direction z and the tangential direction x measured by the accelerometers 1a and 1b are transmitted to the processing unit 3 'via the transmission unit 2, and the measured values of the accelerometer 1c are directly sent to the processing unit 3'. Can be
【００２２】処理部３' では、法線方向ｚについて、第
１の実施形態の処理と同様にして、各加速度計1a,1b で
計測された法線方向ｚの加速度の加算値Ａを用いて、上
述の(3) 式により加速度計の固定点における接線速度を
計算して列車速度が求められる（以下、法線方向ｚの加
速度に基づく列車速度をＶCZとする）。また、ここで
は、各加速度計1a,1b で計測された接線方向ｘの加速度
それぞれについて、時間積分を行うことによっても加速
度計の固定点における接線速度が計算され、その接線速
度を変換して列車速度が求められる（以下、接線方向ｘ
の加速度に基づく列車速度をＶCXとする）。更に、加速
度計1cで計測された進行方向の加速度についても、時間
積分を行うことで対地走行実速度ＶG が求められる。そ
して、これらの速度ＶCZ, ＶCX, ＶG に基づいて車輪Ｗ
のスリップ状態が判別される。The processing unit 3 'uses the added value A of the acceleration in the normal direction z measured by each of the accelerometers 1a and 1b in the normal direction z in the same manner as in the processing of the first embodiment. The train speed is obtained by calculating the tangential speed at the fixed point of the accelerometer according to the above equation (3) (hereinafter, the train speed based on the acceleration in the normal direction z is referred to as V CZ ). Here, the tangential speed at the fixed point of the accelerometer is also calculated by performing time integration for each of the accelerations in the tangential direction x measured by each of the accelerometers 1a and 1b. The speed is determined (hereinafter, tangential direction x
V CX is the train speed based on the acceleration of). Furthermore, for the acceleration in the traveling direction measured by the accelerometer 1c, ground travel actual speed V G is determined by performing time integration. Then, these rates V CZ, V CX, wheels on the basis of V G W
Is determined.
【００２３】具体的には、まず、別々に求めた列車速度
ＶCZ, ＶCXが略一致し有効であることを確認した上で
（その速度をＶC とする）、列車速度ＶC と対地走行実
速度Ｖ G とを比較する。速度ＶC が対地走行実速度ＶG
より大きい場合（ＶC ＞ＶG ）には、車輪Ｗが空転して
いると判別し、速度ＶC が対地走行実速度ＶG より小さ
い場合（ＶC ＜ＶG ）には、車輪Ｗが滑走していると判
別する。一方、速度ＶCが対地走行実速度ＶG に略一致
する場合（ＶC ≒ＶG ）には、車輪Ｗがスリップしてい
ないと判別する。空転または滑走が判別されたときに
は、例えば、求めた列車速度ＶC を無効としたり、ある
いは、空転や滑走の状態に応じて列車速度Ｖ C を補正す
るなどの処置が可能である。Specifically, first, the train speed obtained separately is
VCZ, VCXAre almost identical and valid
(The speed is VC), Train speed VCAnd ground driving
Speed V GCompare with Speed VCIs the actual ground speed VG
Greater than (VC> VG), The wheel W spins
And the speed VCIs the actual ground speed VGSmaller
(VC<VG) Indicates that wheel W is sliding.
Separate. On the other hand, the speed VCIs the actual ground speed VGApproximately matches
If (VC≒ VG) Indicates that the wheel W is slipping
It is determined that there is not. When slipping or skidding is determined
Is, for example, the determined train speed VCDisable or have
Or, the train speed V CCorrect
And other measures are possible.
【００２４】なお、空転、滑走の他の判別方法として、
ここでは詳細には説明しないが、例えば、加速度計1a,1
b で計測された法線方向ｚの加速度から求めた接線速度
を微分して接線加速度を求め、その加速度計1a,1b に基
づく接線加速度と加速度計1cで計測した加速度とから、
即ち、加速度の値を用いて車輪の空転、滑走を判別する
ことも可能である。この場合の方が上記速度の値を基に
判別するときよりも応答が速くなる。[0024] As another method of discriminating slipping and sliding,
Although not described in detail here, for example, the accelerometers 1a, 1
The tangential acceleration obtained by differentiating the tangential velocity obtained from the acceleration in the normal direction z measured in b is obtained from the tangential acceleration based on the accelerometers 1a and 1b and the acceleration measured by the accelerometer 1c.
That is, it is also possible to determine the idling or sliding of the wheel using the value of the acceleration. In this case, the response is faster than when the determination is made based on the value of the speed.
【００２５】このように第２の実施形態によれば、加速
度計1a,1b で計測される法線方向ｚ及び接線方向ｘの各
加速度に基づいて列車速度ＶCZ, ＶCXを求め、各々の列
車速度を比較してその有効性を判断するようにしたこと
で、より高い精度で列車速度を検出できる。また、列車
の車体側に加速度計1cを設けて対地走行実速度ＶG を求
め、車輪Ｗの回転を基に求めた列車速度ＶC と比較する
ようにしたことで、車輪スリップ時の空転や滑走が判別
可能となるため列車速度の検出精度の更なる向上を図る
ことができると共に、異なる測定系（車輪Ｗの回転によ
る測定系と、車体の進行による測定系）によって得られ
た列車速度ＶC と対地走行実速度ＶGとの略一致が確認
されるので信頼性の高い列車速度検出装置となる。As described above, according to the second embodiment, the train speeds V CZ and V CX are obtained based on the accelerations in the normal direction z and the tangential direction x measured by the accelerometers 1a and 1b. By comparing the train speeds to determine the validity, the train speeds can be detected with higher accuracy. Also, determine the ground running actual speed V G and the accelerometer 1c provided on the vehicle body side of the train, it was to compare the wheel W train speed V C obtained rotated based on the, idle Ya when wheel slip Since the sliding can be distinguished, the detection accuracy of the train speed can be further improved, and the train speed V obtained by different measurement systems (measurement system based on rotation of the wheel W and measurement system based on the movement of the vehicle body) can be obtained. since substantially coincides with C and ground travel actual speed V G is confirmed and high reliability train speed detecting device.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明は、第１、２の加速度計を車輪の回転軸に対して対
称に配置し、各加速度計で計測された法線方向の加速度
の加算値から接線速度を計算して列車速度を求める構成
としたことによって、従来のタコジェネレータ等を使用
する場合のように検出装置が回転体に摺接して摩擦トル
ク等が発生するようなことがなく列車速度を計測するこ
とができる。また、車輪中心からの距離が長くなるよう
に各加速度計を取り付ければ、各加速度計で計測される
法線方向の加速度の値が大きくなるため、特に、低速域
での列車速度の検出精度を向上させることも可能であ
る。As described above, according to the first aspect of the present invention, the first and second accelerometers are arranged symmetrically with respect to the rotation axis of the wheel, and the normal direction measured by each accelerometer is used. The train speed is calculated by calculating the tangential speed from the added value of the acceleration of the sensor, so that the detecting device slides on the rotating body to generate friction torque and the like as in the case of using a conventional tachogenerator or the like. The train speed can be measured without any trouble. In addition, if each accelerometer is attached so that the distance from the center of the wheel becomes longer, the acceleration value in the normal direction measured by each accelerometer increases, so that the detection accuracy of the train speed especially in the low speed range is improved. It is also possible to improve.
【００２７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の効果に加えて、第１、２の加速度計の計側値を
伝送手段を介して無線により外部の演算処理手段に伝え
るようにしたことで、車輪と伴に円運動する各加速度計
の出力を演算処理手段に伝えるための配線等が簡略なも
のになり、計側値の伝送を容易に行うことができる。請
求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明
の効果に加えて、第１、２で計測される法線方向及び接
線方向の各加速度を基に列車速度を求め、各々の列車速
度が略一致するときに有効と判断するようにしたこと
で、より高い精度で列車速度を検出することが可能であ
る。According to a second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the measurement values of the first and second accelerometers are wirelessly transmitted to an external arithmetic processing means via a transmission means. By transmitting the information, the wiring and the like for transmitting the output of each accelerometer that makes a circular motion with the wheels to the arithmetic processing means can be simplified, and the measurement value can be easily transmitted. The invention according to claim 3 provides, in addition to the effects of the invention according to claim 1 or 2, a train speed is determined based on each of the normal and tangential accelerations measured in the first and second directions. It is determined that the train speed is valid when the train speeds of the trains substantially match, so that the train speed can be detected with higher accuracy.
【００２８】請求項４に記載の発明は、上記の効果に加
えて、車体側に第３の加速度計を設けて対地走行実速度
を求め、車輪の回転を基に求めた列車速度と比較するよ
うにしたことで、車輪スリップ時の空転や滑走が判別可
能となるため、列車速度の検出精度を一層向上させるこ
とができる。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above effects, a third accelerometer is provided on the vehicle body side to determine the actual ground traveling speed, and compares it with the train speed determined based on the rotation of the wheels. By doing so, it becomes possible to determine whether the vehicle is slipping or sliding at the time of wheel slip, so that the accuracy of detecting the train speed can be further improved.
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
【図２】同上第１の実施形態の伝送部の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a transmission unit according to the first embodiment.
【図３】同上第１の実施形態において列車進行方向への
加速度計の軌跡を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a trajectory of an accelerometer in a train traveling direction in the first embodiment.
【図４】本発明の第２の実施形態の概略構成を示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.
1a,1b,1c 加速度計 ２ 伝送部 ３, ３' 処理部 Ｗ 車輪 ｇ 重力加速度 α 法線加速度 ｖ 接線速度 Ｖ 列車速度 1a, 1b, 1c Accelerometer 2 Transmitter 3,3 'Processor W Wheel g Gravity acceleration α Normal acceleration v Tangential speed V Train speed
Claims (4)
と、 前記車輪の回転軸に対して前記第１の加速度計と対称な
位置に設けられた第２の加速度計と、 前記第１の加速度計で計測される法線方向の加速度と前
記第２の加速度計で計測される法線方向の加速度との加
算値に基づいて、加速度計配置点における接線速度を算
出し、該接線速度を車輪外周における接線速度に変換し
て列車速度を求める演算処理手段と、 を備えて構成されたことを特徴とする加速度計を用いた
列車速度検出装置。A first accelerometer provided on a wheel of a train; a second accelerometer provided at a position symmetrical to the first accelerometer with respect to a rotation axis of the wheel; Calculating a tangential velocity at an accelerometer arrangement point based on an added value of a normal acceleration measured by the first accelerometer and a normal acceleration measured by the second accelerometer; A train speed detecting device using an accelerometer, comprising: an arithmetic processing means for converting a speed into a tangential speed on the outer periphery of a wheel to obtain a train speed.
の計測値及び前記第２の加速度計の計測値を無線により
車輪外部の前記演算処理手段に伝える伝送手段を備えて
構成されたことを特徴とする請求項１記載の加速度計を
用いた列車速度検出装置。2. A transmission means provided on the wheel, for transmitting a measurement value of the first accelerometer and a measurement value of the second accelerometer to the arithmetic processing means outside the wheel by radio. A train speed detecting device using the accelerometer according to claim 1.
加速度計で計測される接線方向の加速度を時間積分して
加速度計配置点における接線速度を算出し、該接線速度
より求めた列車速度と、前記法線方向の加速度を基に求
めた列車速度とが略一致したとき、当該列車速度を有効
と判断することを特徴とする請求項１または２記載の加
速度計を用いた列車速度検出装置。3. The arithmetic processing means calculates a tangential velocity at an accelerometer arrangement point by time-integrating the tangential acceleration measured by the first and second accelerometers, and obtains the tangential velocity from the tangential velocity. The train using the accelerometer according to claim 1 or 2, wherein the train speed is determined to be valid when the train speed substantially coincides with the train speed obtained based on the acceleration in the normal direction. Speed detector.
向の加速度を計測する第３の加速度計と、 該第３の加速度計で計測される加速度を時間積分して対
地走行実速度を求め、該対地走行実速度が前記演算処理
手段で求められた列車速度より小さいときに前記車輪の
空転を判別し、前記対地走行実速度が前記列車速度より
大きいときに前記車輪の滑走を判別するスリップ判別手
段と、 を備えて構成されたことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１つに記載の加速度計を用いた列車速度検出装
置。4. A third accelerometer provided on the vehicle body side of the train for measuring an acceleration in a train traveling direction, and time-integrated with the acceleration measured by the third accelerometer to obtain an actual ground running speed. When the actual ground speed is lower than the train speed determined by the arithmetic processing means, the wheel idling is determined, and when the actual ground speed is higher than the train speed, the wheel sliding is determined. The train speed detecting device using the accelerometer according to any one of claims 1 to 3, wherein the train speed detecting device includes: a slip determining unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22665997A JPH1164360A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Train speed detecting device using accelerometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22665997A JPH1164360A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Train speed detecting device using accelerometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164360A true JPH1164360A (en) | 1999-03-05 |
Family
ID=16848651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22665997A Pending JPH1164360A (en) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Train speed detecting device using accelerometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1164360A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322760A (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method for measuring running speed of vehicle and its device |
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| DE102017205312A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Measuring arrangement and method for generating an output measuring signal with at least one acceleration sensor |
-
1997
- 1997-08-22 JP JP22665997A patent/JPH1164360A/en active Pending
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| US11420661B2 (en) | 2017-03-29 | 2022-08-23 | Siemens Mobility GmbH | Measurement system and method for producing an output measurement signal comprising at least one acceleration sensor |
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|---|---|---|---|
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