(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側コイルと受信側コイルからなる車上子を含む車上装置において、
送信側コイルに接続する発振回路の出力側に接続された送信側モニター回路、及び受信側コイルに接続された受信回路の出力側に接続された受信側モニター回路から出力された送信信号と受信信号との周波数特性の差分を抽出し、装置内で車上子の結合度補正を行うことを特徴とする車上装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車上装置であって、送信側コイルと受信側コイルとの間の結合により誘起されている受信レベルの影響を取り除くことで、車上子外部による受信レベルを分離して抽出することを特徴とする車上装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車上装置であって、受信側モニター回路から出力された受信信号は、レベル調整された後に周波数特性の差分が抽出され、装置内で車上子の結合度補正が行われることを特徴とする車上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車上装置に係り、特に、車上子の結合度調整が行われる車上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動列車停止装置（ＡＴＣ装置）などの車両制御を行う装置は、車上子が地上子に結合した際に、発振周波数が地上子の共振周波数に変周されることで、車上子側の受信部で地上子からの制御情報を受信し、車上子側の制御部がその制御情報に応じた車両制御を行う。
【０００３】
車上子は、一対の送信コイルと受信コイルにより構成され、電磁的に結合されることで発振状態を維持して変周現象を生じさせる。この結合の程度が結合度であり、この結合度は送信コイルと受信コイルとの位置を調整バーにより変えることで調整される。本明細書では、このように、送信コイルと受信コイルとの位置を調整バーにより変えることで結合の程度を変化させることを「結合度調整」という。
【０００４】
車上子は、定期的に結合度の調整を行う試験が必要とされる。この試験では、まず、車上子のケーブルを繋ぎ換えて結合度試験機に接続する。そして結合度試験機より結合度を確認しながら、車上子に取り付けられた結合度調整金具を用いて手動により調整する。
【０００５】
特許文献１には、この結合度を自動的に調整する車上子検査装置が提案されている。ここでは、金属片保持部が、金属片を、その位置に応じて車上子の結合度が変化するように移動可能に保持する。結合度測定部は、車上に測定用信号を出力して結合度を測定する。金属片の位置を可変とし、結合度測定部を備えるから、調整制御部が、結合度の測定値に基づいて金属片の位置を制御することによって、自動的に結合度を設定値に調整する、との記載がある。
【０００６】
そこで、特許文献２には、増幅回路の出力に応じたモニター信号を監視して結合度を知ることで車上子の結合度の調整を容易にした車上装置が提案されている。ここでは、増幅回路は縦続接続されて多段増幅回路を構成する。車上子は互いに結合する一対のコイルを含み、一方のコイルが最終段の増幅回路の出力側に接続され、他方のコイルが初段の増幅回路の入力側に接続されて多段増幅回路の帰還回路を構成する。増幅回路及び車上子は、定められた発振周波数で発振する発振回路を構成する。モニター回路は、最終段の増幅回路よりも手前に位置する増幅回路の出力側に接続され、増幅回路の出力に応じたモニター信号を出力する、ことが記載されている。
【０００７】
この特許文献２に開示された技術は、モニター回路を監視しながら一対のコイルの結合度が調整できる。これは、従来、車上子のケーブルを繋ぎ換えて結合度試験器に接続して結合度試験器より結合度を確認するという作業をモニター上で行えるように改良した技術である。しかし、結合度調整の作業自体は、車上子に取り付けられた結合度調整金具を用いて手動により調整する。
【０００８】
このように、自動列車停止装置（ＡＴＣ装置）などの車両制御を行う装置は、車上子が地上子と結合した際に、常時発振周波数が地上子の共振周波数に変周されるという「変周現象」を利用する。従って、地上子や金属物によるノイズの影響が発生する。例えば、送信用コイル及び受信用コイルが接近しているため、相互誘導作用により、受信回路における雑音の発生、及び送信回路の特性への影響が発生する。
【０００９】
特許文献３には、送受信に影響を与えないようにコイルを配設した車上子が提案されている。ここでは、一つの取付枠体内に送信用コイル及び受信用コイルを配設した車上子において、前記送信用コイル及び前記受信用コイルは、相互誘導に伴う結合度が最も低い値となる位置関係を保って設ける、との記載がある。
【００１０】
さらに、特許文献４には、帰還発振回路を用いた変周方式によるＡＴＳ装置ではなく発振回路を備えたＡＴＳ装置が提案されている。ここでは、車上装置は、地上に設置されている地上子に対応した周波数を安定して常時発生させる信号発生器を有している。そしてＡＴＳ装置は、列車が所定の周波数を送出している地上子に接近し、車上子と地上子とが電磁結合状態におかれると、車上子の周波数は、地上子の周波数 に同調させられる。これにより、車上装置は、その列車が地上子の位置に到着したことが検知できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−９３９５１号公報
【特許文献２】特開平０９−２２１０３０号公報
【特許文献３】特開平１０−２７８７９７号公報
【特許文献４】特開２００５−２２９７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
自動列車停止装置（ＡＴＳ−Ｓ形）において、従来、車上子の結合度調整が必要とされてきた。この調整を実施するには、車上子に取り付けられたケーブルを取り外し、結合度試験機に接続する必要がある。この作業は、車上で行わなければならず、手間のかかる作業となるという問題があった。
【００１３】
また、車上子の結合度は、送信アンテナと受信アンテナとの間の結合で誘起されている受信レベルと、地上子や金属物などの外部の影響による受信レベルと、の合計が受信波形となるため、外部の影響による受信レベルの変化を正確に測定できないという問題があった。
【００１４】
本願の目的は、かかる課題を解決し、装置内部で車上子の結合度の補正機能を有し、装置側で車上子の結合度補正を行うことができる車上装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る車上装置は、送信側コイルと受信側コイルからなる車上子を含む車上装置において、送信側コイルに接続する発振回路の出力側に接続された送信側モニター回路、及び受信側コイルに接続された受信回路の出力側に接続された受信側モニター回路から出力された送信信号と受信信号との周波数特性の差分を抽出し、装置内で車上子の結合度補正を行うことを特徴とする。
【００１６】
上記構成により、車上装置は、送信側モニター回路及び受信側モニター回路から出力された送信信号と受信信号との周波数特性の差分を抽出し、デジタルで数値処理をする。これにより、車上子の結合度調整が不要となり、車上子に取り付けられたケーブルを取り外して試験機に取り付ける手間を省くことができる。
【００１７】
また、車上装置は、送信側コイルと受信側コイルとの間の結合により誘起されている受信レベルの影響を取り除くことで、車上子外部による受信レベルを分離して抽出することが好ましい。このように、デジタル処理により結合度補正を行い、より精度の良い受信データを測定できる。
【００１８】
また、車上装置は、受信側モニター回路から出力された送信信号は、レベル調整された後に周波数特性の差分が抽出され、装置内で車上子の結合度補正が行われることが好ましい。これにより、受信側モニター回路から出力された送信信号は、同じ波形ではあるが出力レベルを調整することで周波数の差分が検出され易くなり、外界による受信レベルの変化を正確に測定できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明に係る車上装置によれば、装置内部で車上子の結合度の補正機能を有し、装置側で車上子の結合度補正を行う車上装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る車上装置の１つの実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図２】受信判定部の一つの実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】周波数ごとの受信レベルのグラフを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（車上装置の構成）
以下に、図面を用いて本発明に係る車上装置１の実施形態につき、詳細に説明する。図１に、本発明に係る車上装置１の１つの実施形態の概略構成を示す。本発明に係る車上装置１は、車上子２、発振回路２０、受信回路２１、及び受信判定部１０から構成される。
【００２２】
車上子２は、ピッチ間隔（Ｌ）を隔てて互いに結合する一対の送信側コイル３及び受信側コイル４により構成されている。送信側コイル３及び受信側コイル４は、結合度（Ｍ）により結合している。そして、送信側コイル３は発振器５に接続され、受信側コイル４は受信器１１に接続される。
【００２３】
発振器５は、例えば、常時発信周波数（ｆ０）で発振するか、又は地上子の周波数帯をカバーするように周波数を変化させながら送信を行う。そして、発振回路２０は、発振器５から発振アンプ６及びフィルタ７を介して車上子２の送信側コイル３に接続する。一方、受信回路２１は、車上子２の送信側コイル３からトランス８、アンプ６、フィルタ７を介して受信器１１に接続する。
【００２４】
本発明は、既存技術であるこの車上子２、発振回路２０、及び受信回路２１の構成に対して、さらに受信判定部１０を備える。受信判定部１０は、送信側コイル３に接続する発振回路２０の出力側に接続された送信側モニター回路１８から出力された送信信号１２、及び、受信側コイル４に接続された受信回路２１の出力側に接続された受信側モニター回路１９から出力された受信信号１３との周波数特性の差分を抽出し、車上装置１内で車上子２の結合度補正を行う。
【００２５】
図２に、受信判定部１０の一つの実施例の構成をブロック図で示す。受信判定部１０は、レベル調整部１４、差分算出部１５、結合度算定部１６、及び外部信号測定部１７から構成される。
【００２６】
レベル調整部１４は、受信器１１への受信信号１３のレベル差、位相差を調整する。すなわち、送信レベルと受信レベルとのレベル及び位相を合わせることで、受信レベル（Ｖ１）と受信レベル（Ｖ２）とを分離可能とする。差分算出部１５は、レベル調整部１４により受信レベル（Ｖ１）が調整された後に、受信レベル（Ｖ１）と受信レベル（Ｖ２）との差分を算出する。結合度算定部１６は、地上からの受信レベル（Ｖ２）が高いほど結合度（Ｍ）が高くなることから車上子２の結合度（Ｍ）を算定する。さらに、外部信号測定部１７は、地上子や金属物などの外部の影響による受信レベル（Ｖ２）を測定する。本明細書では。このように、デジタル処理により送信レベルと受信レベルとのレベル及び位相を合わせること。及び受信レベル（Ｖ１）と受信レベル（Ｖ２）とを分離することなどを「結合度補正」という。
【００２７】
図３に、周波数ごとの受信レベルのグラフを示す。このグラフを用いて結合度補正について説明する。車上子２の受信波形は、送信アンテナと受信アンテナとの間の結合により誘起されている受信レベル（Ｖ１）と、地上子や金属物などの外部の影響による受信レベル（Ｖ２）との合計である。図３のグラフは、周波数（ｆ）ごとの電圧（Ｖ）のグラフであり、受信レベルの周波数特性が示されている。図３（ａ）は、送信アンテナと受信アンテナとの間の結合により誘起されている受信レベル（Ｖ１）である。また、図３（ｂ）は、地上子や金属物などの外部の影響による受信レベル（Ｖ２）である。そして、図３（ｃ）は、受信レベルＶ１及びＶ２の合計であり、車上子２の受信波形となる。ここで、図３（ａ）の受信レベル（Ｖ１）は送信レベルであることから、送信レベルと受信レベルの周波数の差分を算出すると、図３（ｃ）に示す地上子や金属物などの外部の影響による受信レベル（Ｖ２）となる。
【００２８】
このように、結合度（Ｍ）による送信アンテナと受信アンテナとの間の結合により誘起されている受信レベル（Ｖ１）をデジタルによる数値処理により補正することができる。この補正により、第１に、送信レベルと受信レベルの周波数の差分が算出でき、第２に、地上子や金属物などの外部の影響による受信レベル（Ｖ２）を分離して抽出できる。
【００２９】
具体的には、送信信号１２のレベルが１０Ｖｐｐであり、受信信号のレベルが０．１Ｖｐｐであるとした場合、受信レベルの１００倍が送信信号１２と同じレベルになる。従って、レベル調整部１４は、受信信号レベルを１００倍する操作を行う。なお、Ｖｐｐとは、信号波形での電圧値の山と谷との差をいう。
【００３０】
この操作を行った後、差分算出部１５は、図３（ｃ）の周波数ごとの電圧値（Ｖ１＋Ｖ２）から図３（ａ）の周波数ごとの電圧値（Ｖ１）差し引く補正をすれば、結合度ゼロの場合となり、送信側コイル３と受信側コイル４との間の結合により誘起されている受信レベルの影響を取り除くことができる。そして、この取り除いた後には、車上子２の外部による受信レベル（Ｖ２）のみとなる。
【００３１】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ、及び配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  車上装置、２  車上子、３  送信側コイル、４  受信側コイル、５  発振器、６  アンプ、７  フィルタ、８  トランス、１０  受信判定部、１１  受信器、１２  送信信号、１３  受信信号、１４  レベル調整部、１５  差分算出部、１６  結合度算定部、１７  外部信号測定部、１８  送信側モニター回路、１９  受信側モニター回路、２０  発振回路、２１  受信回路、Ｌ  ピッチ間隔、Ｍ  結合度。
【図１】
0006318028.tif 000002
【図２】
0006318028.tif 000003
【図３】
0006318028.tif 000004