(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車軸に設けられた速度発電機からの前記車軸の回転に応じたパルス信号に基づいて前記車両の速度を検出する車両速度検出要素を有し、地上子信号に基づいて生成されたブレーキパターンに前記車両の速度を照査して前記車両の速度を制御する列車保安装置であって、
前記車両速度検出要素は、
前記パルス信号に基づいて前記車両の速度が一定であることを検出して検出信号を出力する一定速度検出部と、
前記検出信号が出力された時から前記速度発電機の回転軸が１回転するまでの時間における複数の前記パルス信号の瞬時値を求める信号瞬時値算出部と、
前記検出信号が出力された時から前記速度発電機の回転軸が１回転するまでの時間における平均速度と前記瞬時値との差分値を前記パルス信号毎に演算する差分値演算部と、
前記回転軸が１回転する間における複数の前記パルス信号および前記差分値に対応した回転軸回転角を前記パルス信号毎に算出する回転角算出部と、
前記回転角算出部で算出された回転軸回転角を前記パルス信号および前記差分値と対応付けて記録する記録部と、
前記回転軸が１回転する間における回転軸回転角が算出された後、かつ、前記パルス信号が入力されたとき、前記記録部に記録された回転軸回転角および差分値に基づいて、車両の車両瞬時速度を前記パルス信号毎に求め、前記差分値を相殺するように前記車両瞬時速度を補正して出力する補正部と、
を備えたことを特徴とする列車保安装置。
【請求項２】
前記一定速度検出部は、前記パルス信号に基づいて前記速度発電機が１回転する毎に平均速度を演算し、前記速度発電機の所定周期における平均速度とこの所定周期の直後の周期における平均速度とが同一であるとき前記検出信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の列車保安装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記回転軸が１回転する間における回転軸回転角が算出された直後、かつ、前記パルス信号が入力されたとき、前記車両瞬時速度を補正して出力することを特徴とする請求項１または２に記載の列車保安装置。
【請求項４】
車両の車軸に設けられた速度発電機からの前記車軸の回転に応じたパルス信号に基づいて前記車両の速度を検出する車両速度検出装置であって、
前記パルス信号に基づいて前記車両の速度が一定であることを検出して検出信号を出力する一定速度検出部と、
前記検出信号が出力された時から前記速度発電機の回転軸が１回転するまでの時間における複数の前記パルス信号の瞬時値を求める信号瞬時値算出部と、
前記検出信号が出力された時から前記速度発電機の回転軸が１回転するまでの時間における平均速度と前記瞬時値との差分値を前記パルス信号毎に演算する差分値演算部と、
前記回転軸が１回転する間における複数の前記パルス信号および前記差分値に対応した回転軸回転角を前記パルス信号毎に算出する回転角算出部と、
前記回転角算出部で算出された回転軸回転角を前記パルス信号および前記差分値と対応付けて記録する記録部と、
前記回転軸が１回転する間における回転軸回転角が算出された後、かつ、前記パルス信号が入力されたとき、前記記録部に記録された回転軸回転角および差分値に基づいて、車両の車両瞬時速度を前記パルス信号毎に求め、前記差分値を相殺するように前記車両瞬時速度を補正して出力する補正部と、
を備えたことを特徴とする車両速度検出装置。
【請求項５】
前記一定速度検出部は、前記パルス信号に基づいて前記速度発電機が１回転する毎に平均速度を演算し、前記速度発電機の所定周期における平均速度とこの所定周期の直後の周期における平均速度とが同一であるとき前記検出信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の車両速度検出装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記回転軸が１回転する間における回転軸回転角が算出された直後、かつ、前記パルス信号が入力されたとき、前記車両瞬時速度を補正して出力することを特徴とする請求項４または５に記載の車両速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両速度検出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】
従来の車両速度検出装置は、速度発電機からの速度信号をパルス信号に変換して車両速度を検出するように構成されている。この速度発電機が車軸取付型の速度発電機である場合、速度発電機は、円板状を成し板中心に回転軸が設けられ車軸の回転をロータの回転軸へ伝達する伝達部と、回転軸に周設され外周部に複数の歯が形成されたロータと、ロータを内包するハウジングと、ハウジング内に形成されロータの回転方向に配置された複数の磁極片とを有して構成されている。そして、速度発電機の伝達部には、車軸の端面に設けられたフォークピンと係合する係合部が形成されている。このように構成された速度発電機では、車軸の回転に伴って伝達部が回動したとき、ロータに形成された歯が磁極片を通過する際、周期的に変化する電圧信号（速度信号）が磁極片に巻回されたコイルより出力される。
【０００３】
ただし、車軸を支持する筐体に速度発電機を取り付けた際の取り付け誤差がある場合、この誤差によって、車軸軸線の延長線上に回転軸軸線が配置されず、回転軸軸線が車軸軸線から偏心することとなる。その場合、車軸が１回転する間に出力されるパルス信号の疎密に起因する変動が実際の車両速度に重畳した形となる。速度発電機からの速度信号を利用する機器では、速度信号の読み込み周期と車軸の回転周期の値とによっては、パルス信号の疎密が原因となり、正確な車両速度を計測することができないという問題が生じる。
【０００４】
このような問題を解決するため、下記特許文献１に代表される従来技術では、例えば速度信号のサンプリング周期毎に、前回サンプリングとの差分値を車軸回転位相と関連付けて記憶し、次周期の同位相サンプリング値に対してこの差分値を加算することで、パルス信号の疎密に起因する変動を選択的に除去するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３００１３７２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、上記特許文献１に代表される従来技術では、以下のような課題があった。車軸取付型の速度発電機が例えば列車保安装置に用いられる場合、列車保安装置では、列車速度が低速か否かに関わりなく、速度照査パターンから導かれる目標停止位置を超過させることなく列車を停止させる必要があるが、列車が例えば時速３ｋｍ以下などの低速走行をしている場合、このときの車輪の回転周期は数秒程度になる。従来技術では複数の車輪速度を利用しなければ正確な車両速度を計測することができないため、この従来技術が適用されている列車保安装置を搭載した列車が低速で走行している場合、複数の車輪速度が得られるまで正確な車両速度を計測することができず、速度照査パターンと計測された車両速度との速度照査に誤差が生じて、目標停止位置の近傍に列車を停止させることができない場合があるという課題があった。このように従来技術は、車両の速度域を問わずに即座に正確な車両速度を求めるというニーズに対応することができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の速度域を問わずに即座に正確な車両速度を求めることが可能な車両速度検出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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両の車軸に設けられた速度発電機からの前記車軸の回転に応じたパルス信号に基づいて前記車両の速度を検出する車両速度検出要素を有し、地上子信号に基づいて生成されたブレーキパターンに前記車両の速度を照査して前記車両の速度を制御する列車保安装置であって、前記車両速度検出要素は、前記パルス信号に基づいて前記車両の速度が一定であることを検出して検出信号を出力する一定速度検出部と、前記検出信号が出力された時から前記速度発電機の回転軸が１回転するまでの時間における複数の前記パルス信号の瞬時値を求める信号瞬時値算出部と、前記検出信号が出力された時から前記速度発電機の回転軸が１回転するまでの時間における平均速度と前記瞬時値との差分値を前記パルス信号毎に演算する差分値演算部と、前記回転軸が１回転する間における複数の前記パルス信号および前記差分値に対応した回転軸回転角を前記パルス信号毎に算出する回転角算出部と、前記回転角算出部で算出された回転軸回転角を前記パルス信号および前記差分値と対応付けて記録する記録部と、前記回転軸が１回転する間における回転軸回転角が算出された後、かつ、前記パルス信号が入力されたとき、前記記録部に記録された回転軸回転角および差分値に基づいて、車両の車両瞬時速度を前記パルス信号毎に求め、前記差分値を相殺するように前記車両瞬時速度を補正して出力する補正部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、列車が一定速度で走行していることを検出した後の回転軸が１回転する時間内において、正確な車両速度を検出するために必要な情報を算出するようにしたので、車両の速度域を問わずに即座に正確な車両速度を求めることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、列車の床下に設けられる台車を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示される車軸と車軸端面に設けられる速度発電機との関係を説明するための図である。
【図３】図３は、車軸端面と伝達部との関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる列車保安装置の構成図である。
【図５】図５は、車両速度検出部の構成図である。
【図６】図６は、車両速度検出部の動作を説明するための第１の図である。
【図７】図７は、車両速度検出部の動作を説明するための第２の図である。
【図８】図８は、車両速度検出部の動作を説明するための第３の図である。
【図９】図９は、車両速度検出部の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる車両速度検出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。
【００１２】
実施の形態．
図１は、列車の床下に設けられる台車５０を模式的に示す図であり、図２は、図１に示される車軸５４と車軸端面５４ｃに設けられる速度発電機１との関係を説明するための図であり、図３は、車軸端面５４ｃと伝達部１ｅとの関係を示す図である。
【００１３】
図１には、台車５０の台車枠５１と、台車枠５１に取り付けられた梁５２に軸受け（図示せず）を介して回転可能に支持される車軸５４と、車軸５４に取り付けられた車輪５３と、車軸端面５４ｃに取り付けられた速度発電機１とが示されている。図２において、車軸端面５４ｃには、車軸軸線５４ａよりも車軸外周側に設けられ伝達部１ｅの係合部１ｆと係合するフォークピン５４ｂが設けられている。
【００１４】
速度発電機１は、回転軸１ｄに周設され外周部に複数の歯（図示せず）が形成されたロータ１ｃと、ロータ１ｃを内包するハウジング１ｂとを有して構成されている。ハウジング１ｂの内部には、ロータ１ｃの回転方向へ所定ピッチで配置された複数の磁極片（図示せず）が形成されている。
【００１５】
伝達部１ｅは、円形板状を成し、その中心が回転軸軸線１ａに設けられるように回転軸１ｄの端部に固定され、フォークピン５４ｂと係合可能に外周縁１ｈに形成され中心に向けて突となる凹状の係合部１ｆが形成されている。伝達部１ｅは、図２に示されるように、速度発電機１と車軸端面５４ｃとの間に配置される。
【００１６】
速度発電機１は、伝達部１ｅの係合部１ｆがフォークピン５４ｂと係合し、かつ、車軸軸線５４ａの延長線上に回転軸１ｄが配置されるように取り付けられるが、台車枠５１に取り付けられる際の取り付け誤差によって、回転軸軸線１ａが車軸軸線５４ａの延長線上から偏心する場合がある。図３には、回転軸軸線１ａが車軸軸線５４ａから偏心した状態が示されている。回転軸１ｄからフォークピン中心５４ｂ−１までの距離はｒ１、車軸軸線５４ａからフォークピン中心５４ｂ−１までの距離はｒ２、ｒ１とｒ２との離隔距離（誤差）はδである。フォークピン中心５４ｂ−１と車軸軸線５４ａとを通る線７０の法線を線６０と見立てて、この線上、かつ、車軸軸線５４ａと異なる位置に回転軸軸線１ａが存在する場合、線６０からの回転軸回転角θは、線６０からの車軸回転角φと異なる値となる。
【００１７】
図４は、本発明の実施の形態にかかる列車保安装置１００の構成図である。列車保安装置１００は、主たる構成として、車両速度検出要素１１０と、地上子信号復調部４、速度パターン生成部５、速度照査部６を有して構成されている。車両速度検出要素１１０は、速度信号変換部２および車両速度検出部３を有して構成されている。
【００１８】
速度信号変換部２は、速度発電機１から速度信号１ｇを列車保安装置１００が認識可能な信号に変換するため、速度信号１ｇをパルス状の電圧信号に変換して速度パルス信号２ａとして出力する。
【００１９】
車両速度検出部３は、速度信号変換部２からの速度パルス信号２ａに含まれる誤差を除去し、補正された車両速度Ｖを出力する。車両速度検出部３の詳細は後述する。
【００２０】
地上子信号復調部４では、図示しない車上子を介して送信された地上子信号の復調が行われる。地上子信号としては、列車保安装置１００がトランスポンダ式のＡＴＳ（Automatic Train Stop）装置である場合にはトランスポンダ電文であり、列車保安装置１００が発振周波数変周式ＡＴＳ装置である場合には変周信号である。速度パターン生成部５では、地上子信号復調部４からの信号に基づいて速度照査パターンが生成され、生成された速度照査パターンは速度照査部６へ出力される。速度照査部６は、車両速度検出部３からの車両速度Ｖを速度パターン生成部５からの速度照査パターンに照査し、車両速度が速度照査パターンを超過した場合にはブレーキ指令を出力する。
【００２１】
図５は、車両速度検出部３の構成図であり、図６は、車両速度検出部３の動作を説明するための第１の図であり、図７は、車両速度検出部３の動作を説明するための第２の図であり、図８は、車両速度検出部３の動作を説明するための第３の図であり、図９は、車両速度検出部３の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２２】
図５において、車両速度検出部３は、主たる構成として、一定速度検出部３１、差分値演算部４０、信号瞬時値算出部３３、記録部３５、回転角算出部３７、および補正部４１を有して構成されている。また、差分値演算部４０は、回転時間算出部３２、平均速度算出部３４、比較部３６を有して構成され、補正部４１は、瞬時速度算出部３８および瞬時速度補正部３９を有して構成されている。
【００２３】
一定速度検出部３１は、速度発電機１の回転軸１ｄが１回転する間における速度パルス信号２ａを計数することによって速度発電機１の回転周期を少なくとも２回計測し、計測された各回転周期の平均速度をそれぞれ求め、求められた各平均速度がほぼ同一であるとき、車両速度がほぼ一定であることを検出して検出信号３１ａを出力する。
【００２４】
図６を用いて具体的に説明する。例えばロータ１ｃに設けられた歯の数が７２である場合、回転軸１ｄが１回転する間に速度パルス信号２ａは７２回変化する。一定速度検出部３１は、回転軸１ｄが１回転する間に出力される速度パルス信号２ａ−１〜２ａ−７２（以下「速度パルス信号２ａ−ｎ」）を計数することによって速度発電機１の回転周期Ｔ１を求めると共に、回転周期Ｔ１における平均速度Ｖａを求める。さらに、一定速度検出部３１は、回転周期Ｔ１の後（例えば回転周期Ｔ１の次の周期）に出力される速度パルス信号２ａ−ｎを計数することによって速度発電機１の回転周期Ｔ２を求め、この回転周期Ｔ２における平均速度Ｖｂを求める。そして、一定速度検出部３１は、平均速度Ｖａと平均速度Ｖｂとを比較し、これらの速度がほぼ同一であるとき、車両速度がほぼ一定であること、すなわち車両速度の変動がないことを検出し、検出信号３１ａを出力する。
【００２５】
なお、図６では、一例として、連続する２つの回転周期における平均速度Ｖａ、Ｖｂを比較する場合の構成例を説明しているが、これに限定されるものではなく、速度発電機１の回転周期を３回以上計測し、それらの回転周期における平均速度が一致したときに検出信号３１ａを出力するように構成してもよい。
【００２６】
回転時間算出部３２は、検出信号３１ａが入力された時点からの速度パルス信号２ａ−ｎを計数することによって、検出信号３１ａが入力された時から回転軸１ｄが１回転するまでの時間Ｔ３（図６、図７参照）を算出する。検出信号３１ａが入力された時点で時間Ｔ３を算出することによって、速度パルス信号２ａ−ｎの疎密に起因する車両速度Ｖ１の変動を補正するための演算の即時性を高めることが可能である。
【００２７】
信号瞬時値算出部３３は、検出信号３１ａが入力された時点からの速度パルス信号２ａ−ｎのそれぞれの信号瞬時値（以下「瞬時値」）Ｖ３を算出する。
【００２８】
平均速度算出部３４は、回転時間算出部３２からの時間Ｔ３における平均速度Ｖ２を算出する。図７において太線で示される部分が時間Ｔ３における平均速度Ｖ２である。
【００２９】
記録部３５には、信号瞬時値算出部３３からの瞬時値Ｖ３が速度パルス信号２ａ−ｎと対応付けて記録される。例えば、周期ｔ１における速度パルス信号２ａ−１および瞬時値Ｖ３が対応付けて記録され、周期ｔ２における速度パルス信号２ａ−２および瞬時値Ｖ３が対応付けて記録される。図７において、例えば周期ｔ１における速度パルス信号２ａ−１の瞬時値Ｖ３は平均速度Ｖ２より低い値であり、周期ｔ３６における速度パルス信号２ａ−３６の瞬時値Ｖ３は平均速度Ｖ２より高い値である。
【００３０】
ここで、誤差δに起因する速度パルス信号疎密の周期性に関して説明する。下記（１）式は、回転軸１ｄの回転角速度と車軸５４の回転角速度との関係で表している。
【００３１】
【数１】
0005762348.tif 000002
【００３２】
（１）式より、速度パルス信号２ａ−ｎによる車両速度Ｖ１と実際の車両速度Ｖとの関係は（２）式で表すことができる。
【００３３】
【数２】
0005762348.tif 000003
【００３４】
（２）式より、誤差δに起因する速度パルス信号疎密は、回転軸回転角θに対して２πの周期性があることがわかる。比較部３６では、回転軸１ｄが１回転するまでの間における速度パルス信号２ａ−ｎの平均速度Ｖ２と瞬時値Ｖ３との差分値３６ａが求められ、差分値３６ａには回転軸回転角θに対して２πの周期性があるといえる。
【００３５】
具体的に説明すると、図７において、例えば速度パルス信号２ａ−１の瞬時値Ｖ３は平均速度Ｖ２より低い値であり、速度パルス信号２ａ−３６の瞬時値Ｖ３は平均速度Ｖ２より高い値であり、速度パルス信号２ａ−７２の瞬時値Ｖ３は速度パルス信号２ａ−１の瞬時値Ｖ３と同等の値である。すなわち、速度パルス信号２ａ−１〜２ａ−３６の疎密変化では瞬時値Ｖ３が小から大に変化し、速度パルス信号２ａ−３７〜２ａ−７２における疎密変化では瞬時値Ｖ３が大から小に変化する。このように、回転軸１ｄが１回転する間（時間Ｔ３）における速度パルス信号２ａ−ｎの疎密変化傾向は、比較部３６で求められた差分値３６ａ（誤差δ１〜誤差δ７２：以下「誤差δｎ」）に対応している。
【００３６】
そこで、回転角算出部３７は、予め設定された距離ｒ１と比較部３６からの差分値３６ａとに基づいて、回転軸１ｄが１回転する間における速度パルス信号２ａ−ｎおよび差分値３６ａ（誤差δｎ）に対応した回転軸回転角θ１〜θ７２（以下「回転軸回転角θｎ」）を算出する。具体的に説明すると、回転角算出部３７は、速度パルス信号２ａ−ｎの車両速度Ｖ１（瞬時値）を算出し、この車両速度Ｖ１と平均速度Ｖ２の比較から求まる誤差δ１〜誤差δ７２の変化傾向から、速度パルス信号２ａ−ｎおよび差分値３６ａに対応した回転軸回転角θｎを求める。
【００３７】
算出された回転軸回転角θｎは、瞬時速度算出部３８および記録部３５に出力され、記録部３５には、図８に示されるように、回転軸回転角θｎが速度パルス信号２ａ−ｎと対応付けて記録される。
【００３８】
回転角算出部３７で回転軸回転角θｎが算出された後（例えば時間Ｔ３が経過した直後）、かつ、速度発電機１からの速度パルス信号２ａが入力されたとき（すなわち車両が任意の速度で走行しているとき）、記録部３５からは、速度パルス信号２ａ−ｎに対応した回転軸回転角θｎおよび誤差δｎが出力される。
【００３９】
瞬時速度算出部３８では、速度パルス信号２ａ−ｎ毎の車両瞬時速度が算出される。瞬時速度補正部３９では、瞬時速度算出部３８で算出された車両瞬時速度と、記録部３５から読み出された回転軸回転角θｎおよび誤差δｎと、予め設定された距離ｒ１とを（２）式に適用し、速度パルス信号２ａ−ｎの疎密に起因する車両速度Ｖ１の変動（すなわち誤差δｎ）を相殺するように車両瞬時速度を補正し、補正された車両瞬時速度を車両速度Ｖとして出力する。なお、瞬時速度算出部３８で求められた車両瞬時速度は（２）式に示される「Ｖ１」に相当する。
【００４０】
瞬時速度算出部３８で車両瞬時速度が算出されるタイミングは、時間Ｔ３が経過した直後に限定されるものではなく、瞬時速度算出部３８は、例えば時間Ｔ３が経過した後の任意のタイミングで車両瞬時速度を算出してもよい。
【００４１】
図９を用いて動作を説明する。一定速度検出部３１において車両速度が一定であることが検出された場合（ステップＳ１,Ｙｅｓ）、検出信号３１ａが入力された時点から回転軸１ｄが１回転するまでの時間Ｔ３が算出され（ステップＳ２）、この時間Ｔ３における平均速度Ｖ２が算出される（ステップＳ３）。
【００４２】
一方、ステップＳ１において車両速度が一定であることが検出された場合（ステップＳ１,Ｙｅｓ）、検出信号３１ａが入力された時点以降に入力される速度パルス信号２ａ−ｎの瞬時値Ｖ３が算出され（ステップＳ４）、各瞬時値Ｖ３が速度パルス信号２ａ−ｎと対応付けて記録される（ステップＳ５）。
【００４３】
次に、ステップＳ３で算出された平均速度Ｖ２とステップＳ５で記録された瞬時値Ｖ３が比較され、速度パルス信号２ａ−ｎに対応する差分値３６ａ（誤差δｎ）が求められ、速度パルス信号２ａ−ｎおよび誤差δｎに対応した回転軸回転角θｎが算出される（ステップＳ６）。回転軸回転角θｎが算出された後、かつ、車両が任意の速度で走行している場合（ステップＳ７,Ｙｅｓ）、補正された車両速度Ｖが算出される（ステップＳ８）。
【００４４】
なお、本実施の形態では、車軸５４の回転角度に応じた交流信号を速度信号１ｇとして発生する速度発電機１を車両速度検出要素１１０に接続した例を説明しているが、速度発電機１がパルス式速度発電機の場合、車両速度検出要素１１０は、パルス式速度発電機からのパルス信号に基づいて車両速度Ｖを検出するように構成してもよい。
【００４５】
なお、車両速度検出要素１１０では、列車保安装置１００が起動する毎に車両速度検出部３における処理が実行され、記録部３５に回転軸回転角θなどの補正情報が新たに記録される。従って、保守などによって速度発電機１が台車枠５１から取り外された後に再び取り付けられた場合でも、その際のパラメータ調整（誤差δを車両速度検出要素１１０に設定する作業など）を行うことなく自動的に車両速度Ｖを検出することが可能である。
【００４６】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる列車保安装置１００は、車両の車軸５４に設けられた速度発電機１からの車軸５４の回転に応じたパルス信号（速度パルス信号２ａ）に基づいて車両の速度を検出する車両速度検出要素（車両速度検出装置）１１０を有し、地上子信号に基づいて生成されたブレーキパターンに車両速度Ｖを照査して車両の速度を制御する列車保安装置１００であって、車両速度検出要素１１０は、速度パルス信号２ａに基づいて車両の速度が一定であることを検出して検出信号３１ａを出力する一定速度検出部３１と、検出信号３１ａが出力された時から回転軸１ｄが１回転するまでの時間Ｔ３における複数の速度パルス信号２ａの瞬時値Ｖ３を求める信号瞬時値算出部３３と、速度パルス信号２ａに基づいて検出信号３１ａが出力された時から速度発電機１の回転軸１ｄが１回転するまでの時間Ｔ３における平均速度Ｖ２と瞬時値Ｖ３との差分値３６ａを速度パルス信号２ａ毎に演算する差分値演算部４０と、回転軸１ｄが１回転する間における複数の速度パルス信号２ａおよび複数の差分値３６ａに対応した複数の回転軸回転角θを算出する回転角算出部３７と、回転角算出部３７で算出された回転軸回転角θを速度パルス信号２ａおよび差分値３６ａと対応付けて記録する記録部３５と、回転軸１ｄが１回転する間における回転軸回転角θが算出された後、かつ、速度パルス信号２ａが入力されたとき、記録部３５に記録された回転軸回転角θｎおよび差分値３６ａ（誤差δｎ）に基づいて、車両瞬時速度を速度パルス信号２ａ毎に求め、差分値３６ａ（誤差δｎ）を相殺するように車両瞬時速度を補正して出力する補正部４１と、を備えるようにしたので、列車が低速走行をしている場合でも、列車が一定速度で走行していることを検出した後の時間Ｔ３内において、正確な車両速度Ｖを検出するために必要な情報（差分値３６ａ、回転軸回転角θなど）を得ることができ、この時間Ｔ３が経過した後に即座に正確な車両速度Ｖを検出することが可能である。
【００４７】
従来技術では、回転軸１ｄが複数回転したときでなければ、正確な車両速度Ｖを検出するために必要な情報を得ることができないため、列車が低速で走行している場合、即座に正確な車両速度Ｖを検出することが困難である。本実施の形態にかかる列車保安装置１００は、列車の走行速度の高低に関わりなく、回転軸１ｄが１回転する時間Ｔ３の直後から正確な車両速度Ｖを求めることができ、この車両速度Ｖと速度照査パターンとの速度照査を行うことが可能である。その結果、車両の速度域を問わずに精度よく車両速度Ｖを求めるというニーズに対応することができ、例えば、目標停止位置を超過させることなく、かつ、目標停止位置近傍に列車を停止させることが可能である。また、本実施の形態にかかる列車保安装置１００は、車輪５３の空転や滑走の影響を受けることがなく、また、台車５０に速度発電機１を取り付けた際のパラメータ調整を行うことなく自動的に車両速度Ｖを検出することが可能である。
【００４８】
また、本実施の形態にかかる列車保安装置１００の一定速度検出部３１は、速度パルス信号２ａに基づいて速度発電機１が１回転する毎に平均速度を演算し、速度発電機１の所定周期（Ｔ１）における平均速度Ｖａとこの所定周期の直後の周期（Ｔ２）における平均速度Ｖｂとが同一であるとき検出信号３１ａを出力するようにしたので、速度発電機１が２回転した時点で車両の速度が一定であるか否かを判別することができ、差分値演算部４０における演算を即座に開始させることが可能である。その結果、正確な車両速度Ｖを短時間に求めることが可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態にかかる列車保安装置１００の補正部４１は、回転軸１ｄが１回転する間における回転軸回転角θｎが算出された直後、かつ、速度パルス信号２ａが入力されたとき、車両瞬時速度を補正して出力するようにしたので、記録部３５に回転軸回転角θｎなどが記録された直後の速度発電機１の所定周期（周期Ｔ４）において正確な車両速度Ｖを求めることが可能となる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、車両速度検出要素１１０を列車保安装置１００に適用した例を説明したが、車両速度検出要素１１０は、車両速度検出装置として、車軸取付型の速度発電機１を用いて回転軸の回転速度を計測するあらゆる装置およびシステムに適用可能であり、その場合、それらのシステム等のＨ／Ｗ構成を変更することなく、上述した効果を得ることが可能である。
【００５１】
なお、本発明の実施の形態にかかる車両速度検出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】
【００５２】
以上のように、本発明は、車両速度検出装置および列車保安装置に適用可能であり、特に、車両の速度域を問わずに即座に正確な車両速度を求めることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１  速度発電機
１ａ  回転軸軸線
１ｂ  ハウジング
１ｃ  ロータ
１ｄ  回転軸
１ｅ  伝達部
１ｆ  係合部
１ｇ  速度信号
１ｈ  外周縁
２  速度信号変換部
２ａ  速度パルス信号（パルス信号）
３  車両速度検出部
４  地上子信号復調部
５  速度パターン生成部
６  速度照査部
３１  一定速度検出部
３２  回転時間算出部
３３  信号瞬時値算出部
３４  平均速度算出部
３５  記録部
３６  比較部
３７  回転角算出部
３８  瞬時速度算出部
３９  瞬時速度補正部
４０  差分値演算部
４１  補正部
５０  台車
５１  台車枠
５２  梁
５３  車輪
５４  車軸
５４ａ  車軸軸線
５４ｂ  フォークピン
５４ｂ−１  フォークピン中心
５４ｃ  車軸端面
６０、７０  線
１００  列車保安装置
１１０  車両速度検出要素（車両速度検出装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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