(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸の回転数に応じた速度信号を出力すると共に車両が停止とみなし得る速度まで低下したとき一定周波数の速度信号を出力する第１の速度検出器からの速度信号に基づいて車両速度を求めると共に、前記一定周波数の速度信号が速度信号の伝送路に伝送されていないとき断線を検知する第１の断線検知論理が設定された速度検知要素を有する速度検知装置であって、
前記第１の断線検知論理とは異なる第２の断線検知論理が設定され、車両が停止とみなし得る速度まで低下したとき前記一定周波数よりも低い値の周波数の速度信号を出力する第２の速度検出器からの速度信号の伝送路の断線を検知して断線検知信号を出力する断線検知部と、
前記断線検知信号が出力されていないとき、前記第２の速度検出器からの速度信号の周波数と前記第１の断線検知論理で断線を検知可能な所定値の周波数との高い方の周波数を周波数信号として前記速度検知要素へ出力し、前記断線検知信号が出力されているとき、前記周波数信号の出力を停止する制御部と、
を備えたことを特徴とする速度検知装置。
【請求項２】
前記制御部は、
列車の車輪径情報に基づいて、前記速度信号の周波数の値を、車輪径が減少する前に前記第２の速度検出器で検知されたであろう値に近似させる周波数補正部と、
前記周波数補正部で補正された周波数と前記所定値の周波数とを比較し、高い方の周波数を周波数信号として出力する周波数比較部と、
前記断線検知信号が出力されていないとき、前記周波数比較部からの周波数信号を前記速度検知要素へ出力し、前記断線検知信号が出力されているとき、前記周波数比較部からの周波数信号の出力を停止する出力制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の速度検知装置。
【請求項３】
前記制御部は、
車両が停止とみなし得る速度のときに前記第２の速度検出器から出力される速度信号の周波数より高く、かつ、車両が走行しているときに前記第２の速度検出器から出力される速度信号の周波数より低い周波数を前記所定値の周波数として設定する周波数設定部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の速度検知装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１つに記載の速度検知装置を備えたことを特徴とする列車保安装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速度検知装置および列車保安装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
列車速度を検知するために用いられる従来の速度検知装置は、車軸の回転数に応じた信号を速度信号として出力する速度発電機からの速度信号を、ＣＰＵ等の信号処理部に供給して速度を検知するように構成されており、速度信号の伝送される速度信号伝送線（以下「伝送路」）の断線の検知は、安定的な列車運行を確保する上できわめて重要である。速度発電機は、列車の車軸に設けられた発電機であり、列車の現在速度に相当する電圧を常時発電し速度信号として出力し、速度信号は、例えば時速５０ｋｍなら１５００Ｈｚ、時速１００ｋｍなら２０００Ｈｚというように列車速度に比例した周波数を有する。また、この速度発電機は、列車が停止中のときには、速度信号の代わりに例えば１００Ｈｚなどの一定周波数を出力するように構成されている。すなわち速度発電機には、列車が停止または停止とみなし得る低速度（例えば５Ｋｍ／ｈ）まで低下したときの速度信号に対応して一定周波数を出力する自己励振回路が設けられ、この自己励振回路からの自己発振周波数信号（一定周波数）が、速度発電機の巻線と伝送路とを経由して速度検知装置に供給される。
【０００３】
一方、従来の速度検知装置は、速度信号および一定周波数を取り込んで列車速度を検知すると共に伝送線の断線検知機能を有する速度検知要素を有し、断線検知機能には、伝送線に一定周波数が伝送されていないとき断線を検知する論理（以下「第１の断線検知論理」）が設定されているのが一般的である。第１の断線検知論理によれば、速度信号および一定周波数の何れかが入力されているときには伝送路が断線しておらず、速度信号および一定周波数の何れも入力されていないときには伝送路の断線が検知される（例えば下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１０６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に代表される従来技術は、第１の断線検知論理とは異なる断線検知論理（以下「第２の断線検知論理」）を要する速度センサが速度検知要素に設けられた速度発電機接続用インターフェイスに接続された場合、以下のような課題があった。すなわち、速度センサから出力される速度信号は、列車が停止したときに一定周波数よりも低い値となるため、断線検知機能を有する速度検知要素がこのような速度信号を受信した場合、伝送路が一定周波数を伝送できない状態（断線状態）と判定されることとなる。このような判定を回避するためには、断線検知機能を有する速度検知要素に、速度センサに対応した断線検知論理を設定するなどの措置が必要となり、特に複数の列車に対してこのような措置を行う場合、速度検知要素の改修に伴う多大な労力と時間を要するという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、断線検知論理の異なる速度センサを接続する際の速度検知要素の改修に伴う労力と時間を抑制可能な速度検知装置および列車保安装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車軸の回転数に応じた速度信号を出力すると共に車両が停止とみなし得る速度まで低下したとき一定周波数の速度信号を出力する第１の速度検出器からの速度信号に基づいて車両速度を求めると共に、前記一定周波数の速度信号が速度信号の伝送路に伝送されていないとき断線を検知する第１の断線検知論理が設定された速度検知要素を有する速度検知装置であって、前記第１の断線検知論理とは異なる第２の断線検知論理が設定され、車両が停止とみなし得る速度まで低下したとき前記一定周波数よりも低い値の周波数の速度信号を出力する第２の速度検出器からの速度信号の伝送路の断線を検知して断線検知信号を出力する断線検知部と、前記断線検知信号が出力されていないとき、前記第２の速度検出器からの速度信号の周波数と前記第１の断線検知論理で断線を検知可能な所定値の周波数との高い方の周波数を周波数信号として前記速度検知要素へ出力し、前記断線検知信号が出力されているとき、前記周波数信号の出力を停止する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、第２の断線検知論理を要する速度センサから速度信号を第１の断線検知論理に適合した周波数信号に変換し、この周波数信号を第１の断線検知論理が設定されている速度検知要素に入力するようにしたので、断線検知論理の異なる速度センサを接続する際の速度検知要素の改修に伴う労力と時間を抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施の形態１にかかる速度検知装置の信号出力回路の構成図である。
【図２】図２は、信号出力回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、本実施の形態２にかかる速度検知装置の信号出力回路の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる速度検知装置および列車保安装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１にかかる速度検知装置の信号出力回路１０の構成図であり、図２は、信号出力回路１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【００１２】
図１に示される信号出力回路１０は、主たる構成として、断線検知部１４および制御部４０を有して構成されている。制御部４０は、速度センサ２０からの速度信号２０ａをパルス状の周波数信号１１ａに変換して出力する波形成形部１１と、周波数設定部１２と、周波数比較部１３と、出力制御部１５とを有して構成されている。
【００１３】
信号出力回路１０は、例えば速度検知装置の速度検知要素（図示せず）に設けられた速度発電機接続用インターフェイスと速度センサ２０との間に設けられる。速度検知要素は、上述したように速度発電機（図示せず）からの速度信号および一定周波数を取り込んで列車速度を検知すると共に、伝送線の断線検知機能を有する。この断線検知機能には、伝送線に一定周波数が伝送されていないとき断線を検知する第１の断線検知論理が設定されている。速度検知要素に取り込まれた速度信号は、例えば地上設備から送信される制限速度信号情報と比較される速度情報として用いられ、この速度が制限速度を超過した場合、列車保安装置ではブレーキ制御装置（図示せず）に対するブレーキ指令が生成される。
【００１４】
信号出力回路１０は、速度センサ２０からの速度信号２０ａを第１の断線検知論理に適合した周波数信号（周波数信号１３ａ）に変換し、この変換された周波数信号１３ａを速度検知要素に対して出力するか否かを制御するものである。信号出力回路１０の出力端３１は、例えば速度検知要素に設けられた速度発電機接続用インターフェイス（図示せず）に接続される。出力制御部１５からの出力は、この出力端３１を介して速度発電機用の伝送線が取り外されていたインターフェイスに入力される。
【００１５】
以下、信号出力回路１０の構成要素を具体的に説明する。速度センサ２０は、上述した第２の断線検知論理が必要となるセンサであり、例えば時速０ｋｍなら０Ｈｚ、時速５０ｋｍなら１５００Ｈｚ、時速１００ｋｍなら２０００Ｈｚというように、走行速度に応じた速度信号２０ａを出力する。
【００１６】
断線検知部１４には、このような速度センサ２０が接続された伝送路１６の断線を検知するために、例えば第１の断線検知論理とは異なる第２の断線検知論理が設定されている。第２の断線検知論理は、例えば、速度センサ２０の速度信号２０ａに重畳されている直流成分がない場合には伝送路１６の断線を検知する論理である。断線検知部１４は、この論理によって伝送路１６の断線を検知したとき、断線検知信号１４ａを出力する。
【００１７】
なお、断線検知部１４に用いられる第２の断線検知論理は、これに限定されるものではなく、例えば、断線検知部１４から速度センサ２０に対して断線検知用の信号を送り、その信号に対して応答がなかったとき断線を検知するような論理であってもよい。また、第２の断線検知論理は、速度センサ２０が、例えば速度信号２０ａとは異なる特定周波数の信号を出力するように構成されている場合、断線検知部１４は、この特定周波数が出力されたときに断線を検知するような論理であってもよい。
【００１８】
周波数設定部１２には、所定値の周波数が設定され、周波数設定部１２は、この周波数情報に対応した周波数信号１２ａを出力する。周波数設定部１２に設定される周波数は、例えば上述した一定周波数の値と同じ周波数であり、具体的には、列車が停車または停止とみなし得る低速度（例えば５Ｋｍ／ｈ）のときに速度センサ２０から出力される速度信号２０ａの周波数（例えば０Ｈｚ〜５０Ｈｚ）より高く、かつ、列車が走行しているときに速度センサ２０から出力される速度信号２０ａの周波数（例えば時速１０ｋｍなら１０００Ｈｚ、時速５０ｋｍなら１５００Ｈｚ、時速１００ｋｍなら２０００Ｈｚ）より低い値である。なお、所定値の周波数は、上述した一定周波数と同じ値に限定されるものではなく、第１の断線検知論理で検知することが可能な周波数であればよい。
【００１９】
周波数比較部１３には、波形成形部１１からの周波数信号１１ａと周波数設定部１２からの周波数信号１２ａとが入力され、周波数比較部１３は、これらの信号の周波数を比較し、周波数が高い方の信号を周波数信号１３ａとして出力する。
【００２０】
出力制御部１５には、周波数比較部１３からの周波数信号１３ａと断線検知部１４からの断線検知信号１４ａとが入力される。そして出力制御部１５は、断線検知信号１４ａが入力されていないときには周波数信号１３ａを出力し、断線検知信号１４ａが入力されたときには周波数比較部１３からの周波数信号１３ａの出力を停止する。このように出力制御部１５は、断線検知信号１４ａの有無に応じて周波数比較部１３からの周波数信号１３ａを速度検知装置の速度検知要素（図示せず）へ出力するか否かの制御を行う。
【００２１】
上述したように、第１の断線検知論理が設定されている速度検知装置に速度発電機が接続されている場合、この第１の断線検知論理によれば、速度信号および一定周波数の何れかが入力されているときには伝送路が断線しておらず、速度信号および一定周波数の何れも入力されていないときには伝送路が断線していると判断される。より具体的には、速度発電機からの一定周波数が入力されているときには列車が停止している状態であると判断され、一定周波数以外の信号（速度信号）が入力されているときには列車が走行していると判断され、速度信号および一定周波数の何れも入力されていないとき伝送路１６の断線が検知される。
【００２２】
一方、第２の断線検知論理が必要となる速度センサ２０から出力される速度信号２０ａは、列車が停車または停止とみなし得る低速度のとき、一定周波数（例えば１００Ｈｚ）よりも低い値（例えば０〜５０Ｈｚなど）となる。第１の断線検知論理が設定されている速度検知装置にこのような速度センサ２０が接続された場合、速度検知装置には、このような値（０Ｈｚ）の速度信号２０ａが入力される。そのため、この速度検知装置は、伝送路１６が一定周波数（１００Ｈｚ）を伝送できない状態、すなわち断線状態と誤判定する可能性がある。
【００２３】
このような誤判定が回避するため、信号出力回路１０は、列車が停車または停止とみなし得る低速度のときに速度センサ２０から出力される速度信号２０ａの周波数（例えば０Ｈｚ〜５０Ｈｚ）より高く、かつ、列車が走行しているときに速度センサ２０から出力される速度信号２０ａの周波数（例えば１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ）より低い所定値（例えば一定周波数と同様の１００Ｈｚ）の周波数信号１２ａと、速度センサ２０からの周波数信号１１ａとを比較し、周波数信号１１ａの周波数が周波数信号１２ａの周波数以上、かつ、断線検知信号１４ａが出力されていないときには周波数信号１１ａを周波数信号１３ａとして出力し、周波数信号１１ａの周波数が周波数信号１２ａの周波数よりも低く、かつ、断線検知信号１４ａが出力されていないとき、周波数信号１２ａを周波数信号１３ａとして出力するように構成されている。従って、断線検知信号１４ａが出力されていない場合、速度信号２０ａの周波数が所定値（１００Ｈｚ）未満であっても、出力制御部１５からは所定値の周波数が出力される。
【００２４】
その結果、第１の断線検知論理が設定されている速度検知装置では、信号出力回路１０からの所定値の周波数が入力されているとき、第１の断線検知論理を要する速度発電機からの一定周波数が入力されている状態、すなわち列車が停止している状態と判断される。また、この速度検知装置では、信号出力回路１０からの所定値の周波数以上の周波数が入力されているとき、第１の断線検知論理を要する速度発電機からの速度信号が入力されている状態、すなわち列車が走行している状態と判断される。さらに、この速度検知装置では、信号出力回路１０からのこれらの周波数の何れも入力されていないとき、伝送路１６の断線が検知される。
【００２５】
以下、図２を用いて動作を説明する。速度センサ２０からの速度信号２０ａは、波形成形部１１でパルス状の周波数信号１１ａに変換される（ステップＳ１）、周波数信号１１ａの周波数は、周波数比較部１３によって周波数信号１２ａの周波数と比較される（ステップＳ２：周波数比較ステップ）。その結果、周波数信号１１ａの周波数が周波数信号１２ａの周波数以上の場合（ステップＳ２,Ｙｅｓ）、周波数信号１１ａが周波数信号１３ａとして出力制御部１５に出力される。出力制御部１５に断線検知信号１４ａが入力されている場合（ステップＳ３,Ｙｅｓ）、周波数比較部１３からの周波数信号１３ａ、すなわち周波数信号１１ａの出力が停止される（ステップＳ４）。
【００２６】
ステップＳ３において、出力制御部１５に断線検知信号１４ａが入力されていない場合（ステップＳ３,Ｎｏ）、周波数信号１１ａが速度検知要素へ出力される（ステップＳ５）。
【００２７】
ステップＳ２において、周波数信号１１ａの周波数が周波数信号１２ａの周波数未満の場合（ステップＳ２,Ｎｏ）、周波数信号１２ａが周波数信号１３ａとして出力制御部１５に出力され、出力制御部１５に断線検知信号１４ａが入力されている場合（ステップＳ６,Ｙｅｓ）、周波数比較部１３からの周波数信号１３ａ、すなわち周波数信号１２ａの出力が停止される（ステップＳ７）。
【００２８】
ステップＳ６において、出力制御部１５に断線検知信号１４ａが入力されていない場合（ステップＳ６,Ｎｏ）、周波数信号１２ａが速度検知要素へ出力される（ステップＳ８）。
【００２９】
なお、実施の形態１では、一例として列車保安装置に速度検知装置を適用した場合の例を説明したが、実施の形態１にかかる速度検知装置は、速度センサ２０からの速度信号２０ａを用いて速度を検知すると共にこの信号を用いて断線を検知するあらゆる装置に適用可能である。
【００３０】
以上に説明したように、実施の形態１にかかる速度検知装置は、車軸の回転数に応じた速度信号を出力すると共に車両が停止とみなし得る速度まで低下したときの速度信号に対応して一定周波数を出力する第１の速度検出器（速度発電機）からの速度信号に基づいて車両速度を求めると共に、前記一定周波数が速度信号の伝送路に伝送されていないとき断線を検知する第１の断線検知論理が設定された速度検知要素を有する速度検知装置であって、第１の断線検知論理とは異なる第２の断線検知論理が設定され、前記第１の速度検出器とは異なる方式で速度信号２０ａを出力する第２の速度検出器（速度センサ２０）からの速度信号２０ａの伝送路１６の断線を検知して断線検知信号１４ａを出力する断線検知部１４と、断線検知信号１４ａが出力されていないとき、速度センサ２０からの速度信号２０ａの周波数と第１の断線検知論理で断線を検知可能な所定値の周波数との高い方の周波数を周波数信号１３ａとして速度検知要素へ出力し、断線検知信号１４ａが出力されているとき、周波数信号１３ａの出力を停止する制御部４０と、を備えるようにしたので、速度センサ２０から速度信号２０ａが第１の断線検知論理に適合した周波数信号１３ａに変換され、この周波数信号１３ａが第１の断線検知論理が設定されている速度検知要素に入力される。従って、第１の断線検知論理が設定されている速度検知要素に速度センサ２０が接続された場合でも伝送路１６の断線を検知することが可能となる。その結果、速度センサ２０を接続する際の速度検知要素の改修に伴う労力と時間を抑制することができる。
【００３１】
また、実施の形態１にかかる速度検知装置の制御部４０は、車両が停止とみなし得る速度のときに速度センサ２０から出力される速度信号２０ａの周波数より高く、かつ、車両が走行しているときに速度センサ２０から出力される速度信号２０ａの周波数より低い周波数を所定値の周波数として設定する周波数設定部１２を備えるようにしたので、第１の断線検知論理に用いられる一定周波数の値が車毎に異なる場合でも、それらの一定周波数に対応した所定値の周波数を容易に設定することが可能となる。
【００３２】
実施の形態２．
列車の走行に伴って車輪径が変化した場合、実際の列車速度と速度センサ２０で検知される速度との間には誤差が生じるため、実施の形態２の信号出力回路１０ａは、外部からの車輪径情報３０ａを取り込み、この情報に応じて波形成形部１１から出力された周波数信号１１ａの周波数を補正し、この補正された周波数信号と周波数比較部１３に入力するように構成されている。以下、実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３３】
図３は、本実施の形態２にかかる速度検知装置の信号出力回路１０ａの構成図である。実施の形態２にかかる信号出力回路１０ａは、主たる構成として、断線検知部１４および制御部４０ａを有して構成されている。制御部４０ａは、波形成形部１１と、周波数設定部１２と、周波数補正部３０と、周波数比較部１３と、出力制御部１５とを有して構成されている。実施の形態１との相違点は、波形成形部１１と周波数比較部１３との間に介在する周波数補正部３０が設けられている点である。
【００３４】
以下動作を説明する。速度センサ２０からの速度信号２０ａは、波形成形部１１でパルス状の周波数信号１１ａに変換され、変換された周波数信号１１ａは、周波数補正部３０入力される。周波数補正部３０にはこの周波数信号１１ａと車輪径情報３０ａとが入力される。車輪径情報３０ａは、例えば定期検査において切削加工が行われた車輪において再計測された車輪径の値であり、例えば手動で設定してもよいし、速度検知装置の信号出力回路１０ａの外部機器（例えば列車情報管理装置）に入力された車輪径の値を車輪径情報３０ａとして自動的に取り込むように構成してもよい。列車に入力された車輪径情報３０ａを自動的に取り込むように構成することによって、車輪径情報３０ａの入力作業を軽減することが可能である。周波数補正部３０は、例えば、周波数信号１１ａの周波数の値に、車輪径情報３０ａの値に対応した係数を掛け合わせることによって、周波数補正部３０に入力された周波数信号１１ａの周波数の値を、車輪径が減少する前（例えば列車が製造されたとき）に速度センサ２０で検知されたであろう値に近似させて、この周波数を周波数信号３０ｂとして出力する。
【００３５】
周波数比較部１３では周波数信号３０ｂと周波数信号１２ａとが比較され、周波数信号３０ｂの周波数が周波数信号１２ａの周波数以上の場合、周波数信号３０ｂが周波数信号１３ａとして出力制御部１５に出力される。出力制御部１５に断線検知信号１４ａが入力されている場合、周波数比較部１３からの周波数信号１３ａ、すなわち周波数信号３０ｂの出力が停止され、出力制御部１５に断線検知信号１４ａが入力されていない場合、周波数信号３０ｂが出力される。
【００３６】
周波数比較部１３において、周波数信号３０ｂの周波数が周波数信号１２ａの周波数未満の場合、周波数信号１２ａが周波数信号１３ａとして出力制御部１５に出力され、出力制御部１５に断線検知信号１４ａが入力されている場合、周波数信号１２ａの出力が停止され、出力制御部１５に断線検知信号１４ａが入力されていない場合、周波数信号１２ａが出力される。
【００３７】
以上に説明したように、実施の形態２にかかる速度検知装置の制御部４０ａは、列車の車輪径情報３０ａに基づいて速度信号２０ａの周波数の値を、車輪径が減少する前に速度センサ２０で検知されたであろう値に近似させる周波数補正部３０と、周波数補正部３０で補正された周波数と所定値の周波数とを比較し、高い方の周波数を周波数信号１３ａとして出力する周波数比較部１３と、断線検知信号１４ａが出力されていないとき、周波数比較部１３からの周波数信号１３ａを出力し、断線検知信号１４ａが出力されているとき、周波数比較部１３からの周波数信号１３ａの出力を停止する出力制御部１５と、を備えるようにしたので、車輪の切削加工が行われた列車の走行速度と速度センサ２０で検知される速度との間に生じる誤差が減少し、精度よく速度検知を行うことができる。
【００３８】
また、実施の形態１、２にかかる速度検知装置を列車保安装置に用いることによって、万一、伝送路１６が断線した場合でもこの断線を速やかに検知することができるため、安定的な列車運行を確保することが可能となる。また、実施の形態２の速度検知装置は、実施の形態１同様に速度検知装置以外の装置にも適用可能である。
【００３９】
なお、本発明の実施の形態１、２にかかる速度検知装置および列車保安装置は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明は、速度検知装置および列車保安装置に適用可能であり、特に、更なる省エネ運転を図ることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０ａ  信号出力回路
１１  波形成形部
１１ａ、１２ａ、１３ａ、３０ｂ  周波数信号
１２  周波数設定部
１３  周波数比較部
１４  断線検知部
１４ａ  断線検知信号
１５  出力制御部
１６  伝送路
２０  速度センサ（第２の速度検出器）
２０ａ  速度信号
３０  周波数補正部
３０ａ  車輪径情報
３１  出力端
４０  制御部
【図１】
0005865757.tif 000002
【図２】
0005865757.tif 000003
【図３】
0005865757.tif 000004