(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
始発点から本線上の任意の距離に位置する地上子を第１の基準地上子とし、該第１の基準地上子から運行方向に所定の間隔で設置される地上子のうち適宜の数の地上子を夫々次順位の基準地上子とし、前記第１の基準地上子から前記始発点方向の線路上の所定の位置にある地上子を後方地上子とし、振子制御式鉄道車両の制御装置により、前記始発点から前記第１の基準地上子と後方地上子との間に設定した基準地点までの距離データ及び前回走行時の車輪回転数と車輪径を記憶し、該始発点から前記基準地点までの現車輪回転数が前記前回車輪回転数に達したときに、現車輪回転数及び該始発点から基準地点までに検知した地上子の積算数の夫々をリセットし、前記鉄道車両に搭載の車上子が前記第１の基準地上子を検知した時点で現車輪回転数を再度リセットし、該第１の基準地上子以降の各基準地上子を通過する度毎に、該基準地上子区間毎の車輪回転数と記憶してある区間距離データとから区間毎の現車輪径を演算し、得られた各区間毎の現車輪径から演算した車輪径平均値に基づいて前回の車輪径設定値を補正するようにしてなる振子制御式鉄道車両の車輪径自動補正方法。
【請求項２】
前記区間毎に得られた現車輪径の比較値が所定の許容誤差内にある場合にのみ、該各区間毎の現車輪径から演算した車輪径平均値に基づいて前回の車輪径設定値を補正するようにしたことを特徴とする請求項１記載の振子制御式鉄道車両の車輪径自動補正方法。
【請求項３】
前記各基準地上子及び後方地上子には、自動列車停止装置のために線路に設置してある既設地上子を利用することを特徴とする請求項１記載の振子制御式鉄道車両の車輪径自動補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、振子制御式鉄道車両において、曲線路位置で車体を正確に強制傾斜させることができるように、車輪径を自動補正して車両の現在位置を正確に検知できるようにした振子制御式鉄道車両の車輪径自動補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
線路における曲線路位置（カーブ）での振子制御式鉄道車両の乗り心地を改善するためには、線路の曲線路位置を正確に検知して車両を強制傾斜させる必要がある。そこで、線路の曲線路位置を検出する方法として、例えば特公平３−７３５１１号公報、特開平７−１０８９３３号公報に開示されているように、ＡＴＳ（自動列車停止装置）の地上子を検出した地点を基点として演算した車輪の回転数と車輪径から車両の走行距離を算出し、記憶してあるカーブ位置データとの比較結果に基づいて車両の位置を検出し、車両が地上子を通過する毎に走行距離を路線データに基づいて補正し、走行距離と路線データ内の曲線路位置を照合することにより曲線路位置を検知する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車輪の回転数から走行距離を演算して走行位置を検知する場合、車輪径のデータが正確であることが位置検知の精度を確保する上で極めて重要であるが、従来はこの車輪径データの補正は制御装置のデジタルスイッチを手動操作により行なうようになっており、数カ月に１度行なう定期検査において車輪径を実測した際や、車輪の交換時に行なっている。
【０００４】
しかしながら、車輪径は磨耗、滑走、空転等によって変化するもので常に一定ではないのであって、制御装置の車輪径設定値と実際の車輪径が異なっている場合には積算距離に誤差が生じる。例えば、車輪径が３ｍｍ違うと最大で車両１両分の長さの誤差が生じるため、車両が通常より早いタイミングで傾斜動作を行うことになる。しかし、従来のように数カ月毎の検査時に修正するのでは、その間は車輪径の誤差があるままで走行距離を演算するために曲線路位置を正確に検知できないことになり、車両の傾斜制御が早すぎたり、遅れたりする結果乗り心地が悪くなるという問題がある。
【０００５】
また、制御装置において車輪径の設定は手動で行なっていることから、仮に設定値の入力を誤った場合にも次回検査時に実測値と比較した場合でなければ誤差を確認できないことになり、この間は曲線路位置と車両の傾斜制御のタイミングがずれたままで振子制御式鉄道車両を運行することになる。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の諸欠点に鑑みなされたもので、常に正確な走行位置を検知することができるので車両の傾斜制御をタイミング良く行うことができるし、車輪径の補正を自動的に行うので手動補正作業の不要化と手動補正によるミスを解消することができ、しかも既設の地上子をそのまま利用できると共に、設置してある地上子の数が異なる複数の出発番線のいずれから始発しても車輪径の補正を常に正確に行うことができる振子制御式鉄道車両の車輪径自動補正方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために構成された本発明の手段は、始発点から本線上の任意の距離に位置する地上子を第１の基準地上子とし、該第１の基準地上子から運行方向に所定の間隔で設置される地上子のうち適宜の数の地上子を夫々次順位の基準地上子とし、前記第１の基準地上子から前記始発点方向の線路上の所定の位置にある地上子を後方地上子とし、振子制御式鉄道車両の制御装置により、前記始発点から前記第１の基準地上子と後方地上子との間に設定した基準地点までの距離データ及び前回走行時の車輪回転数と車輪径を記憶し、該始発点から前記基準地点までの現車輪回転数が前記前回車輪回転数に達したときに、現車輪回転数及び該始発点から基準地点までに検知した地上子の積算数の夫々をリセットし、前記鉄道車両に搭載の車上子が前記第１の基準地上子を検知した時点で現車輪回転数を再度リセットし、該第１の基準地上子以降の各基準地上子を通過する度毎に、該基準地上子区間毎の車輪回転数と記憶してある区間距離データとから区間毎の現車輪径を演算し、得られた各区間毎の現車輪径から演算した車輪径平均値に基づいて前回の車輪径設定値を補正するようにするものである。
【０００８】
そして、前記区間毎の現車輪径を比較した値が所定の許容誤差内である場合にのみ、該各区間毎の現車輪径から演算した車輪径平均値に基づいて前回の車輪径設定値を補正するようにするとよい。
【０００９】
また、前記各基準地上子及び後方地上子には、自動列車停止装置のために線路に設置してある既設の地上子を利用するとよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る車輪径自動補正方法を図面に基づき詳述する。図１において、１は線路を示し、該線路１は複数、実施の形態では６本の出発番線２Ａ、２Ｂ、・・２Ｆ（なお、場合により出発番線２と総称する。）と、該各出発番線２Ａ、２Ｂ、・・・２Ｆが続く本線３とからなっており、出発番線２と本線３との境界は後述する基準地点Ｂとしている。４Ａ、４Ｂ、・・・は前記出発番線２の始発点Ａから本線３に至る間の各出発番線２Ａ、２Ｂ、・・・２Ｆに設置したＡＴＳの地上子で、該地上子４Ａ、４Ｂ、・・・の数は各出発番線２Ａ、２Ｂ、・・・２Ｆ毎に異なっている。
【００１１】
他方、５、６、７、８は４基の基準地上子を示す。該基準地上子５乃至８は前記本線３上に運行方向に所定の間隔で予め設置してある既設地上子を選定したもので、第１の基準地上子５は、出発番線２の始発点Ａから本線３上の任意の地点に位置しており、該第１の基準地上子５と始発点Ａ方向に直近の既設の後方地上子４Ｇとのほぼ中間地点を基準地点Ｂとしてある。ここで、始発点Ａから基準地点Ｂまでの距離をＰ１、基準地点Ｂから基準地上子５までの距離をＰ２とする。また、６、７、８は本線３上に順次設置してある既設地上子を選定した第２、第３、第４の基準地上子で、該第２、第３、第４の各基準地上子６、７、８は夫々所定の区間距離Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の間隔で離間している。
【００１２】
１１は振子制御式鉄道車両の先頭車Ｃに搭載した制御装置で、該制御装置１１は振子制御装置１２と後述する車輪形自動補正装置１８とから構成される。１３は該振子制御装置１２を構成し、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成した制御回路で、該制御回路１３は各走行線区毎の距離データ、走行線区の全曲線路位置データ、地上子位置データの夫々を記憶する機能、これらのデータを基に後述する速度発電機１６、１７からのパルス信号や地上子の信号を受けて車両の走行位置と曲線路位置を演算する機能、走行距離補正機能、更に、牽引車両毎の傾斜制御を行うために各牽引車両に搭載してあるチルトコントローラ装置に傾斜タイミング指令と距離パルス信号を送る傾斜制御指令機能を夫々有している。
【００１３】
１４は運転室内に設置され、前記制御回路１３に接続した車内モニタ装置で、該車内モニタ装置１４によって始発駅、先行駅等を設定することにより走行線区、例えば札幌〜函館間の線区が選定される。１５は制御回路１３に接続した車上子で、該車上子１５は線路１上に設置してある各既設地上子４Ａ〜４Ｆ、後方地上子４Ｇ、基準地上子５〜８及びそれ以降の既設地上子の各々を検知して位置信号を制御回路１３に送る。１６は先頭車Ｃの１軸の回転数を検出するための１軸速度発電機、１７は４軸の回転数を検出するための４軸速度発電機を示し、該各速度発電機１６、１７は車軸の１回転当たりのパルス信号、例えば１回転６０パルスの信号を発生して制御回路１３に送る。
【００１４】
他方、１８は振子制御装置１２に接続した車輪径自動補正装置を示す。１９は該車輪径自動補正装置１８を構成するデータ入出力部（Ｉ／Ｏ）で、該データ入出力部１９には前記車上子１５が検出した既設地上子４Ａ〜４Ｆ、後方地上子４Ｇ、基準地上子５〜８及びそれ以降の既設地上子の各位置信号を積算する地上子演算部２０、各速度発電機１６、１７が夫々検出したパルス信号を積算する回転数演算部２１、２２が接続してある。２３は記憶している車輪径データを車輪を交換した場合等に手動で補正するための内部メモリ補正用スイッチ、２４はバックアップデータ及び演算結果出力部である。
【００１５】
更に、２５はデータ入出力部１９に接続したデータ演算部で、該データ演算部２５はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭから構成してあり、例えば札幌駅、函館駅、釧路駅等の出発駅毎の始発点Ａから基準地点Ｂまでの走行パルスを前回補正した値の車輪径に基づいて設定した設定初期パルス及びその他の各種データを保存するデータ保存機能と、パルスリセット機能、データ入出力部１９から送られる車輪径を演算する演算機能、相加平均値から車輪径を演算して保存する機能を有している。ここで、出発駅毎に記憶してある設定初期パルスの例を表１に示す。車輪径は記憶してある前回の設定値を利用している。
【００１６】
【表１】
0004660842.tif 000002
【００１７】
本実施の形態は上述の構成からなるが、車輪径を補正する場合のフローチャートを図３乃至図６に示す。制御装置１１の電源を投入するとバックアップデータ（前回の車輪径設定値）が読み出される。車内モニタ装置１４により始発駅、行先駅等を設定することによりステップ４（７）において上り（下り）走行線間が設定され、ステップ５（８）、６（９）でこの走行線区の初期走行パルス、距離データ、地上子数等の各種データを読み出され、ステップ１０で前回走行時の走行パルス数、ＡＴＳナンバー数が設定されて走行待機状態になる。列車が出発番線２Ａ〜２Ｆのいずれかを出発し、各速度発電機１６、１７により検出する車輪の回転パルス数である走行パルス数の積算値が記憶してある初期走行パルス数に達すると、即ち基準地点Ｂに達するとそれまでカウントした走行パルス数および地上子数をリセットする（ステップ１２）。
【００１８】
しかる後、車両に搭載した車上子１５が第１の基準地上子５を検知すると、走行パルス数のカウンタを再度リセットし（ステップ１５）、第１の基準地上子５以降の走行パルス数をカウントし、車上子１５が第２の基準地上子６を検知したら（ステップ１７）、第１の基準地上子５から第２の基準地上子６までの区間でカウントした走行パルス数をラムに記憶してカウンタをリセットし（ステップ１９）、所定の区間距離Ｐ3 のデータと車輪回転数から当該区間における車輪径を演算してラムに記憶する（ステップ２０）。更に、第２の基準地上子６を検知した以降の走行パルス数をカウントし、車上子１５が第３の基準地上子７を検知したら（ステップ２２）上記と同様に、第２の基準地上子６から第３の基準地上子７までの区間でカウントした走行パルス数をラムに記憶してカウンタをリセットし（ステップ２３、２４）、所定の区間距離Ｐ4 のデータと車輪回転数から当該区間における車輪径を演算してラムに記憶する（ステップ２５）。
【００１９】
更に、車上子１５が第４の基準地上子８を検知したら（ステップ２７）、上記と同様に、第３の基準地上子７から第４の基準地上子８までの区間でカウントした走行パルス数をラムに記憶した後カウンタをラッチし（ステップ２８、２９）、所定の区間距離Ｐ5 のデータと車輪回転数から当該区間における車輪径を演算してラムに記憶する（ステップ３０）。このようにして３区間で得られた各車輪径の値をそれぞれ比較し（ステップ３１）、比較値が２ｍｍ以内であれば車輪径の平均値を演算し（ステップ３３）、記憶してある車輪径補正データ（バックアップデータ）を得られた車輪径データに更新する（ステップ３４）。
【００２０】
なお、３区間の区間毎に得られた車輪径の演算結果が２ｍｍを超えている場合は、車輪径補正データは更新しないで、そのまま出力する（ステップ３５）。これにより、車輪の滑空や空転等による車輪径の誤演算による悪影響を回避することができる。
【００２１】
なお、本実施の形態では４点に基準地上子５、６、７、８を配置して３区間毎の車輪回転数を走行パルスにより検出するようにしたが、配置する基準地上子の数は実施の形態に限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上詳述した如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）車両の始発毎に車輪径の設定値を高い精度で補正することができるから、車両の距離演算の累積誤差を常に最小限度に抑えることができ、常に正確な走行位置を検知することができる。従って、曲線路位置における車両の傾斜制御をタイミング良く行うことができるので、乗り心地の向上を図ることができる。
（２）車輪径の計測及びその補正は自動的に行うから、従来の手動設定の作業は不要にできると共に、設定値の入力ミスといった事態を完全に解消できる。
（３）本線上に設置した複数の基準地上子を探索することにより、予め計測してある正確な区間距離データと区間毎の現車輪回転数から車輪径を演算し、得られる車輪径の平均値に基づいて予め記憶してある車輪径設定値を補正するようにしたから、高精度の誤差の修正が可能である。
（４）本線上に設置した基準地上子を探索して車輪径の補正を行うから、本線に出る複数の出発番線のいずれの番線から出発しても、各出発番線によって設置数が異なる地上子の数及び距離に影響されることなく正確な車輪径の補正を行うことができる。
（５）本発明によれば、自動列車停止装置のための既設の地上子を基準地上子及び後方地上子として利用することができるので、地上子の設置等の費用も不要である。
（６）更に、複数の区間毎に得られた車輪径を比較した値が所定の許容誤差内である場合にのみ、該各区間毎の現車輪径から平均車輪径を演算して前回の車輪径設定値を補正するようにしたから、１ｍｍ単位での高精度の誤差の修正が可能であるし、車輪の滑空や空転等による車輪径の誤演算による悪影響を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る線路上の既設地上子、基準地上子の配置関係を示す説明図である。
【図２】  実施の形態に係る制御装置のブロック図である。
【図３】  実施の形態における制御を示す流れ図である。
【図４】  図３に続く流れ図である。
【図５】  図４に続く流れ図である。
【図６】  図５に続く流れ図である。
【符号の説明】
４Ｇ      後方地上子
５、６、７、８    基準地上子
１１      制御装置
Ａ        始発点
Ｂ        基準地点
Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５    区間距離
【図１】
0004660842.tif 000003
【図２】
0004660842.tif 000004
【図３】
0004660842.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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