(57)【要約】【課題】  列車位置検出の誤差を低減させることができ、列車の走行の安全性を著しく高めることのできる列車制御装置を提供する。【解決手段】  列車２の車軸の回転量を検出するタコジェネレータ６から出力される信号の周波数を解析する周波数解析部７と、周波数解析部７による周波数の解析結果に基づいて、列車２の車輪５の空転、滑走を検出する空転滑走検出部８と、空転滑走検出部８による空転、滑走状態に基づいて列車２の位置を検出する列車位置検出部９と、を備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の車軸の回転量を検出する速度発電機から出力される信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部による周波数の解析結果に基づいて、前記列車の車輪の空転、滑走を検出する空転滑走検出部と、
前記空転滑走検出部による空転、滑走状態に基づいて列車の位置を検出する列車位置検出部と、
を備えていることを特徴とする列車制御装置。
【請求項２】
前記周波数解析部は、前記速度発電機から出力される信号を高速フーリエ変換処理して解析することを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。
【請求項３】
前記空転滑走検出部は、前記周波数解析部により解析された周波数が高くなった場合に空転と検出するとともに、前記周波数が低くなった場合に滑走と検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の列車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は列車制御装置に係り、特に、列車位置検出の誤差を低減させることができ、列車の走行の安全性を著しく高めることを可能とした列車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、列車の走行位置を検出する場合に、車輪の回転に対応してパルスを発生させる速度発電機が多く用いられており、この速度発電機により発生されるパルス数をカウントして車輪の回転量を演算することにより列車の位置を検出することが行われている。
【０００３】
しかしながら、このような速度発電機により列車の位置検出を行う場合、車輪の回転に基づいて行うことから、例えば、列車の加速時に車輪が空転した場合や、列車のブレーキ時に車輪が滑走した場合には、列車の位置検出に誤差が生じてしまい、正確な列車位置を検出することができないという問題があった。
【０００４】
このような従来の車輪の空転や滑走を検出する手段として、従来、例えば、複数軸の速度発電機のパルス数をカウントするカウンタ、パルス数倍周カウンタと、何れか１つのカウンタのカウント値から複数時間のサンプリング速度に変換する速度変換処理部と、この変換されたサンプリング速度ごとに加減速度を算出する加減速度算出部と、これら複数時間のサンプリング速度及び各加減速度と予め登録される線形データを用いて空転・滑走の発生・終了を検知する発生・終了検出手段と、これら発生・終了信号から空転・滑走中を判断し、大空転・大滑走時に短時間のサンプリング速度の空転・滑走、微小空転・滑走時は長時間のサンプリング速度の空転・滑走を選択し各軸ごとの空転・滑走を判断する判断手段とを設けるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７３３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の技術においては、加減速度算出部により、サンプリング速度に基づいて加減速度を算出するものであるが、速度および加減速度を算出するには、速度発電機から発生するパルスの一定時間における変化を検出して、例えば、移動平均化処理を行って算出するものであると考えられる。そして、このように移動平均化処理により、過去の値を蓄積して値を算出するため、車輪の空転または滑走が発生、終了した時点から、速度、加速度値に反映されるまでの遅れが生じるため、検知の遅れが生じてしまい、列車位置検出値に誤差が生じるおそれがあるという問題を有している。
【０００７】
そのため、列車の走行の安全性を確保することが困難となり、列車の高密度運転への適用が困難であるという問題を有している。
【０００８】
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、列車位置検出の誤差を低減させることができ、列車の走行の安全性を著しく高めることのできる列車制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る列車制御装置は、列車の車軸の回転量を検出する速度発電機から出力される信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部による周波数の解析結果に基づいて、前記列車の車輪の空転、滑走を検出する空転滑走検出部と、
前記空転滑走検出部による空転、滑走状態に基づいて列車の位置を検出する列車位置検出部と、
を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記周波数解析部は、前記速度発電機から出力される信号を高速フーリエ変換処理して解析することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記空転滑走検出部は、前記周波数解析部により解析された周波数が高くなった場合に空転と検出するとともに、前記周波数が低くなった場合に滑走と検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、周波数解析部により、速度発電機の周波数を解析し、空転滑走検出部により、周波数の変化から車輪の空転または滑走を検出するようにしているので、列車の位置を正確に算出することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。また、従来のように、移動平均化処理を行うことにより、車輪の空転または滑走を検出する場合に比較して、迅速に空転または滑走を検出することが可能となり、列車の位置を迅速に検出することができ、列車の走行の安全性を確保することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、周波数解析部は、速度発電機から出力される信号を高速フーリエ変換処理して解析するようにしているので、周波数解析部により、適正に速度発電機の周波数を解析することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、空転滑走検出部により、周波数解析部により解析された周波数が高くなった場合に空転と検出するとともに、周波数が低くなった場合に滑走と検出するようにしているので、速度発電機の周波数に基づいて、適正に車輪の空転または滑走を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る列車制御装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る列車制御装置の実施形態におけるタコジェネレータの周波数に基づく空転または滑走の関係を示す説明図である。
【図３】本発明に係る列車制御装置の実施形態における動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る列車制御装置の実施形態を示す概略構成図であり、本実施形態においては、所定の軌道１上を走行する列車２には、列車制御装置３が搭載されている。この列車制御装置３は、ＣＰＵを中心に構成された車上制御部４を有しており、列車２の速度制御や制動制御などの各種制御を行うように構成されている。
【００１８】
また、列車制御装置３には、列車２の所定の車輪５の車軸（図示せず）に接続され、この車軸の回転に伴ってパルス状の出力信号を出力する速度発電機、いわゆるタコジェネレータ６が接続されている。
【００１９】
また、本実施形態においては、列車制御装置３は、周波数解析部７を備えており、この周波数解析部７は、タコジェネレータ６から車輪５の回転速度に比例したパルス状の出力信号に基づいて、この出力信号を高速フーリエ変換処理することにより、タコジェネレータ６の周波数を解析するように構成されている。
【００２０】
また、列車制御装置３は、空転滑走検出部８を備えており、この空転滑走検出部８は、周波数解析部７から送られる周波数を常に監視し、周波数の変化があった場合に、車輪５の空転または滑走が発生したことを検出するように構成されている。
【００２１】
ここで、図２に示すように、列車２の車輪５が粘着状態、すなわち、レールに沿って適正に転がっている状態では、列車２の速度に比例してタコジェネレータ６の周波数が変化することがわかっている。そして、列車２の車輪５が空転した場合には、タコジェネレータ６の周波数は、車輪５が粘着状態にある場合に比較して、高い周波数を示すことがわかっており、列車２の車輪５が滑走した場合には、タコジェネレータ６の周波数は、車輪５が粘着状態にある場合に比較して、低い周波数を示すことがわかっている。
そのため、空転滑走検出部８により、タコジェネレータ６の周波数を監視している状態で、周波数が急激に高くなった場合には、列車２の車輪５が空転したと検出し、周波数が急激に低くなった場合には、列車２の車輪５が滑走したと検出するように構成されている。
【００２２】
そして、図２に示すように、車輪５の粘着状態における周波数に対する車輪５の空転時の周波数と、車輪５の滑走時の周波数との関係を考慮すると、車輪５の粘着時における周波数に対して、約５０％程度高くなった場合に、車輪５が空転したと検出し、車輪５の粘着時における周波数に対して、約５０％程度低くなった場合に、車輪５が滑走したと検出することにより、車輪５の空転または滑走を検出することができるものである。
【００２３】
また、列車制御装置３は、列車位置検出部９を備えており、この列車位置検出部９は、タコジェネレータ６から送られる車輪５の回転速度に比例した出力信号に基づいて列車２の走行距離を演算するとともに、空転滑走検出部８から送られる車輪５の空転または滑走の検出結果に基づいて、列車２の走行距離を補正することにより、列車２の現在位置を検出するように構成されている。そして、この列車位置検出部９により検出された列車２の位置に基づいて、車上制御部４により列車２の速度制御、制動制御などを行うように構成されている。
【００２４】
次に、本実施形態の動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２５】
まず、列車２の走行により、タコジェネレータ６から車輪５の車軸の回転に伴って出力信号を出力する（ＳＴ１）。
【００２６】
そして、周波数解析部７により、タコジェネレータ６から車輪５の回転速度に比例したパルス状の出力信号に基づいて、タコジェネレータ６の周波数を解析する（ＳＴ２）。
【００２７】
その後、空転滑走検出部８により、周波数解析部７から送られる周波数を監視し、周波数の急激な変化があるか否か監視する（ＳＴ３）。そして、周波数の急激な変化がない場合には、列車２の車輪５が粘着状態であると検出する。
【００２８】
一方、周波数が急激に高くなった場合には、列車２の車輪５が空転したと検出し（ＳＴ５）、周波数が急激に低くなった場合には、列車２の車輪５が滑走したと検出する（ＳＴ６）。
【００２９】
そして、列車位置検出部９により、タコジェネレータ６から送られる車輪５の回転速度に比例した出力信号に基づいて列車２の走行距離を演算するとともに、空転滑走検出部８から送られる車輪５の空転または滑走の検出結果に基づいて、列車２の走行距離を補正することにより、列車２の現在位置を算出するようになっている（ＳＴ４）。
【００３０】
以上述べたように、本実施形態においては、周波数解析部７により、タコジェネレータ６の周波数を解析し、空転滑走検出部８により、周波数の変化から車輪５の空転または滑走を検出するようにしているので、列車２の位置を正確に算出することができ、列車２の走行の安全性を著しく高めることができる。
【００３１】
また、周波数の分解能として、例えば、±１０Ｈｚの精度で周波数を求めようとした場合、従来のように、移動平均化処理を行うことにより、車輪５の空転または滑走を検出する場合に比較して、１／２程度の時間で車輪５の空転または滑走を検出することが可能となり、列車２の位置を迅速に検出することができるので、列車２の走行の安全性を確保することができる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  軌道
２  列車
３  列車制御装置
４  車上制御部
５  車輪
６  タコジェネレータ
７  周波数解析部
８  空転滑走検出部
９  列車位置検出部
【図１】
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【図２】
2015037329.tif 000004
【図３】
2015037329.tif 000005