JPS63209401A - 列車自動運転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は鉄道車両の自動運転を行う自動列車゛制御装置
にかかわり、特に列車（電車も含む）の定位置停止制御
、定時間運転制御等を高精度で実施可能な列車自動運転
装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、鉄道車両における自動運転制御としては、駅間
を決められた時間にて走行するように制御する定時間運
転制御、駅での停止時に所定位置に列車を停止させるた
めの定位置停止制御などがある。

このような列車自動運転制御においては、正確なＩＱ　
ｍを行うために必要な条件は列車速度検知、走行距離検
知の精度を確保することである。ところで、これらの検
知はいずれも列車速度測定が基本であり、従来、これは
列車の駆動軸に取付けられた速度発電機（タコジェネレ
ータ）の出力を計数して車輪の回転数の情報を得、これ
と予め設定された車輪径の値をもとに演算により求める
ことで行っている。

すなわち、速度発電機は列車の駆動軸対応の回転速度で
回転され、その回転速度対応の周波数信号を発生する。

そのため、この速度発電機の出力を計数して車輪の回転
数の情報を得、これと予め設定された車輪径の値を基に
演算することで現在速度を求めることが出来、また、走
行時間を加味することで走行距離を求めることができる
。

従って、列車速度検知、走行距離検知の精度を確保する
には先ず第１に、車輪径情報を正しく与えることである
。この点で車輪径情報を正しく与えることが重要な課題
となる。

（発明が解決しようとする問題点） このように列車自動運転制御においては、正確な制御を
行うために必要な条件は列車速度検知、走行距離検知の
精度を確保することである。ところで、これらの検知は
いずれも列車速度測定が基本であり、従来、これは列車
の駆動軸に取付けられた速度発電機の出力を計数して車
輪の回転数の情報を得、これと予め設定された車輪径の
値をもとに演算により求めることで行っている。

しかしながら、列車の動輪周はレールとの摩擦接触によ
る変化や、フラット（平坦摩耗）を無くすための研磨に
より変わるため、自動運転装置の車輪径情報を正しいも
のにするために、定期的に動輪周を測定し、車輪径の設
定値を手動設定し直すか、２点の地上子間を通過する間
に、列車側で検知した距離の差より車輪径の変化を検知
し、補正する等の手法が採られる。

ところで、このような手法では前者の場合、設定のし忘
れや設定の誤りがそのまま、精度誤差に繋がる欠点があ
り、また、後者では軌道上の２地点間を複数箇所で得よ
うとすると、地上子の数が多くなるばかりでなく、地点
間毎の距離誤差が生じたりして車輪径補正に誤差がでる
。また、地上側の地形等により、曲線区間には向かない
等の問題があり、車輪径をもとに速度や距離の算出を行
う自動列車運転装置では制御する速度、距離等に誤差を
生じる欠点がある。

そこでこの発明の目的とするところは、精度の高い車輪
径検知を行うことができ、従って、高精度の列車速度検
知、走行距離検知ができて精度の良い定時間運転制御や
定位置停止制御などができるようにした列車自動運転装
置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は次のように構成する
。すなわち、列車の車輪回転数に比例した周波数信号を
発生する手段と、この周波数信号と上記車輪径の設定値
を用いて列車の定時間運転制御あるいは定位置停止制御
等をする運転制御手段を備えたものにおいて、軌道上に
配置される地上子と、車上に設けられ上記周波数信号を
計数する計数手段と、車上に設けられ車両の走行方向に
所定距離存して配置した少なくとも一対の車上子と、こ
れらの車上子が上記地上子通過の際発生する検知信号を
受けてこれら一対の車上子が地上子位置を通過するに要
する時間を知り、この時間内における上記計数手段の計
数値より車輪の回転数を知って車」二子間距離とこの回
転数より当該車両の車輪径を演算する演算処理部を備え
、上記演算処理部の求めた車輪径の値を運転制御手段に
車輪径設定値と与える構成とする。

（作　用） このように、車両の前後に設けた車上子の地上子検出出
力をもとに、地上子位置をこの車両が通過するに要する
時間を求め、この時間内における速度発電機の出力を計
数して車軸の回転数を検知する。そしてこれより当該速
度発電機の接続されている車輪の径を演算により求め、
この求めた車輪径の値を車輪径設定値として自動運転制
御に利用するようにしたものである。従って、精度の高
い車輪径検知ができて、設定の誤りも生ぜず、高精度の
列車速度検知、走行距離検知ができて、定時間運転制御
あるいは走行距離演算値をもとにした定位置停止制御が
高精度で実施可能になる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
るが、それに先立ち、本発明の原理的な考え方を説明し
ておく。

すなわち、本装置では地」−側軌道」―に地］皿子を置
き、車両側では車両の前後に所定距離りを介してそれぞ
れ１つづつ車上子を配置し、列車が地上子」二を通過す
る際、これら２つの車上子からの検知信号のうち、先頭
側の車上子からの信号を受けてから後部側の車上子から
の信号を受けるまでに要する時間内に速度発電機から入
力される周波数信号から得られる周波数に比例した計数
値ｎがいくつになるかを計測し、これをもとにＤ−Ｋ（
Ｌ／ｎπ）　　・・・（１） 但しＤは車輪径、πは円周率、Ｋは比例定数なる周知の
関係式に基づき、マイクロコンピュータにより構成され
た演算処理部にて車輪径を演算１１．て求める。この求
めた車輪径を用いて自動運転１、制御部は列車速度、走
行距離の算出を行って列車自動運転制御を実施する。

本装置の実施例を第１図乃至第４図を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。図中１
は車両であり、２はこの車両１に搭載された列車自動運
転制御装置本体である。３ａ、　３ｂは車両１の前部と
後部の底面側にそれぞれ設けられた車１−子であり、こ
れら車り子３ａ、　３ｂは予め設定されたｉ↓準距ＭＬ
を介して配置されている。５は軌道上に設置された地上
子であって、コイル等を内蔵しており例えば誘導電流を
流す等していて、車上子３ａ、　３ｂ側で地−に子上を
通過する際にこの地上子５を検知できるようになってい
る。４は車輪の回転数を得るため車両１の駆動輪に接続
された速度発電機である。

第２図は列車自動運転装置本体２の構成図である。図中
７はマイクロコンピュータ等からなる演算処理部であり
、８は速度発電機４の出力する周波数信号を計数する計
数部、９ａ、　９ｂは」二記車−１−子３ａ、　３ｂに
対応して設けられ、対応する車−１−子３ａ。

３ｂの検知信号を受けると演算処理部７に検知信号を与
える地点検知回路である。上記演算処理部７は地点検知
回路９ａ、　９ｂのうちのいずれか一方からの検知信号
を受けると計数部８の計数出力を利用して計数し、地点
検知回路９ａ、　９ｂのうちの他方から検知信号を受け
ると計数を停止して地上子５の通過に要する時間経過期
間内の車輪の回転数を得、こわを用いて既知の車−Ｌ子
間距ｆｉＬとの関係より、上２＜１）式を演算して車輪
径を求め、車輪径設定値として出力する機能を何する。

１６は従来技術同様の列車自動運転制御（定時間運転制
御や定位置停止制御等）を行う自動運転制御部であり、
演算処理部７からの車輪径設定値を受けてこれをもとに
前述の制御を行うものである。また、第３図は演算処理
部７の構成例であり、１０はシーケンシャルな処理を行
うマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、１１はこのＭ　Ｐ　
Ｕ　１０に時間情報を与えるタイマ、１２はプログラム
を格納するためのメモリ（ＲＯＭ）　、Ｈは演算処理の
際のワーキングエリアやデータ格納エリア等に用いるメ
モリ（Ｒ，ＡＭ）、１４は演算処理部７からの人力をす
るためのインターフェース部（ＩＦＩ）、１５は演算処
理部７への出力をするためのインターフェース部（ＩＦ
Ｏ）である。

本装置では地ト側軌道りに地−Ｌ子５を置き、車両側で
は車両１の前後に所定距離りを介してそれぞれ１つづつ
車上子３ａ、３ｂを配置し、列車が地」二子５上を通過
する際、これら２つの車り子３ａ。

３ｂからの検知信号うち、先頭側の車上子からの信号を
受けてから後部側の車上子からの信号を受けるまでに要
する時間内に速度発電機４から入力される駆動輪回転数
に比例した周波数信号から得られる計数値ｎがいくつに
なるかを計測する。そして、これをもとにＤ＝Ｋ（Ｌ／
ｎπ）（但しＤは車輪径、πは円周率、Ｋは比例定数）
なる周知の関係式を基づき、これをＲＯＭ１２に格納さ
れたプログラムをＭ　Ｐ　Ｕ　１０に実行させることに
より求める演算処理部７にて車輪径を演算して求める。

この求めた車輪径を用いて自動運転制御部１６は列Φ。

速度、走行距離の算出を行って列ボ自動運転制御を実施
する。

すなわち、車両１の前部が地」皿子５を通過した際、こ
の前部側車上子３ａに地に子５からの誘導により信号が
発生する。この信号を受けると地点検知回路９ａは測定
開始指令を演算処理部７に与え、これによりこの演算処
理部７は車輪径演算のための速度発電機４の周波数信号
の計数処理を計数部８を用いて開始する。そして、車両
ｌが進行し、車上子３ｂが地上子５を通過するとその誘
導による検知信号にて地点検知回路９ｂは測定終了指令
を演算処理部７に与え、これによりこの演算処理部７は
計数部８を用いての計数処理を終了し、ｎを求める。こ
のタイミング関係を第４図に示す。

演算処理部７はこうして求められたｎと、一定の基準距
離情報であるＬをもとに前述の式（１）に基づいて演算
を行い、車輪径を算出する。

尚、距離Ｌ１円周率π、比例定数には車輪径の変化に影
響されない情報であるから、予めＲＯＭ１２に設定して
おくことが出来る。

このようにして得られた車輪径は、自動運転制御部１６
に与えられ自動運転制御部１６は前述したようにこの車
輪径の値と速度発電機４め出力をもとに定時間運転制御
あるいは走行距離演算値をもとに定位置停止制御のため
の処理を行う。そして、新たな車輪径の測定演算値を得
るまで、この得た現在の車輪径測定演算値を用いてこの
処理を行う。

このように車両の前後に設けた車上子の地上子検出出力
をもとに、地上子位置をこの車両が通過するに要する時
間を知り、この時間内に該車両の車軸の回転速度を検知
する速度発電機の出力を測定してこれより当該速度発電
機の接続されている車輪の径を演算により求めるように
したものである。従って、精度の高い車輪径検知ができ
て設定の誤りも生ぜず、従って、高精度の列車速度検知
、走行距離検知ができて、定時間運転制御あるいは走行
距離演算値をもとにした定位置停止制御が高精度で実施
可能になる。

また、車輪径の値はＲＡ　Ｍ　１３に保持するが、この
ＲＡ　Ｍ　１１に不揮発性メモリを使用すれば、列車自
動運転装置本体２の主電源が切れても車輪径設定値を保
持出来るので、その後の制御に支障を来たすことも無く
なり、自動運転の信頼性が一層高くなる。また、ＲＡ　
Ｍ　１３に格納された車輪径の値が、定められた値の範
囲内から外れる時には、特定値に車輪径の値を再設定す
るようにすることにより、車輪径検知以前の値に設定し
直すことができるので速度発電機４の接続された車輪が
スリップする等の異常発生時に、異常な車輪径演算値が
生じても、異常な自動運転制御が成されるのを防止する
ことができる。

尚、本発明は上記し、且つ、図面に示す実施例に限定す
ることなくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得るものであり、例えば、上記実施例による地上
子は距離情報を与えるものであるため、一般に、列車速
度と信号指示速度とを比較してブレーキ指令を出力する
保安装置として実用に供されている自動列車制御装置で
ある自動列車停止装置（ＡＴＣ、運転′士の信号誤認や
信号見落としをバックアップする保安装置で、運転士が
信号機を見誤るか、見落として信号機の指示速度以上の
速度で走行しようとすると非常ブレーキをかける装置）
や、自動列車制御装置（ＡＴＣ、軌道から連続的に信号
を受信して、その信号の示す速度以下に自動的に列車を
制御し、列車が信号の指示速度を超えるときはブレーキ
指令を出してブレーキをかけ、列車が信号の指示速度よ
り小さくなるとブレーキ緩め指令を出してブレーキを緩
めるように制御する装置）等のために設置されている地
上子でもあるいはキロ程検知用の地上子でも利用するこ
とが可能である。

〔発明の効果〕

以上、述べたように本発明によれば、地上からの距離情
報を得ることなく、車上側のみで自動的に車輪径情報を
得ることができ、実速度を求めるに当たって正確な車輪
径の値を用いることが出来るようになるから、列車速度
や走行距離情報を高精度で得ることが出来、駅間を定時
間走行するための定時間運転制御や定位置停止制御が高
精度で実施可能となって、信頼性の高い列車自動運転装
置が得られるようになり、特に車輪径補正開度を多くし
た場合に最も簡単な構成で誤差の影響の少ない精度の高
い車輪径が得られ、この値を用いることで定時間運転、
定位置運転制御等の精度を著しく向−１−させることの
出来る列車自動運転装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略的な構成図、第２
図はその要部構成を示すブロック図、第３図は演算処理
部の構成を示すブロック図、第４図は本装置の作用を説
明するためのタイムチャートである。 ｌ・・・車両、２・・・列車自動運転装置本体、３ａ、
　３ｂ・・・車」二手、４・・・速度発電機、５・・・
地上子、６・・・軌道、７・・・演算処理部、８・・・
計数部、９ａ、　９ｂ・・・地点検知回路、１０・・・
マイクロコンピュータ、１１・・・タイマ、１２・・・
ＲＯＭ、１３・・・ＲＡＭ、、ｉ４．１５・・・インタ
ーフェース、自動運転制御部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 列車の車輪回転数に比例した周波数信号を発生する手段
   と、この周波数信号と上記車輪径の設定値を用いて列車
   の定時間走行あるいは定位置停止制御等をする運転制御
   手段を備えたものにおいて、軌道上に配置される地上子
   と、車上に設けられ上記周波数信号を計数する計数手段
   と、車上に設けられ車両の走行方向に所定距離存して配
   置した少なくとも一対の車上子と、これらの車上子が上
   記地上子通過の際発生する検知信号を受けてこれら一対
   の車上子が地上子位置を通過するに要する時間を知り、
   この時間内における上記計数手段の計数値より車輪の回
   転数を知って車上子間距離とこの回転数より当該車両の
   車輪径を演算する演算処理部を備え、上記演算処理部の
   求めた車輪径の値を運転制御手段に車輪径設定値として
   与える構成とすることを特徴とする列車自動運転装置。