(57)【要約】【課題】  走行路１上を走行する走行体２の速度を監視するシステムの提供。【解決手段】  走行路１上を走行する走行体２の速度を監視するシステムは、２つの磁気発生手段４，５を走行路１に沿って所定の間隔で配置し、磁気検出手段３、速度判定手段１１および報知手段１６を前記走行体２に設け、前記磁気検出手段３は、前記走行体２の走行中において前記２つの磁気発生手段４，５の位置を順次検出し、前記速度判定手段１１は、前記検出の時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に制限速度を超過していると判断し、前記報知手段１６に制限速度超過信号を出力する。 【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行路１上を走行する走行体２の速度を監視するシステムにおいて、２つの磁気発生手段４，５を走行路１に沿って所定の間隔で配置し、磁気検出手段３、速度判定手段１１および報知手段１６を前記走行体２に設け、前記磁気検出手段３は、前記走行体２の走行中において前記２つの磁気発生手段４，５の位置を順次検出し、前記速度判定手段１１は、前記検出の時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に、前記報知手段１６に制限速度超過信号を出力するように構成したことを特徴とする走行体の速度監視システム。
【請求項２】
請求項１において、前記走行路１に沿って複数の異なる制限速度の領域が存在する場合に、前記各領域においてその制限速度に比例して前記２つの磁気発生手段４，５の間隔が長く配置されることを特徴とする走行体の速度監視システム。
【請求項３】
請求項２において、前記各領域には少なくとも走行路１の湾曲領域、走行体２の停止領域を含み、前記2つの磁気発生手段４，５はそれら領域内若しくはそれら領域に接する上流側領域に配置されることを特徴とする走行体の速度監視システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、前記磁気発生手段４，５が永久磁石であり、前記磁気検出手段３がホール素子を用いた検出手段であることを特徴とする走行体の速度監視システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、前記走行路１が軌道１ａであり、前記走行体２が該軌道１ａ上を走行する車両２ａであることを特徴とする走行体の速度監視システム。
【請求項６】
請求項５において、前記磁気検出手段３は車両２ａにおける下部の下面または側面に取り付けられ、その磁気検出手段３の取り付け位置に対応して前記磁気発生手段４，５が軌道１ａの内側または軌道１ａの側脇に配置されることを特徴とする走行体の速度監視システム。
【請求項７】
走行路１上を走行する走行体２の速度を制御するシステムにおいて、２つの磁気発生手段４，５を走行路１に沿って所定の間隔で配置し、磁気検出手段３、速度判定手段１１および制御手段１７を前記走行体２に設け、前記磁気検出手段３は、前記走行体２の走行中において前記２つの磁気発生手段４，５の位置を順次検出し、前記速度判定手段１１は、前記検出の時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に、前記制御手段１７に減速信号を出力するように構成したことを特徴とする走行体の速度制御システム。
【請求項８】
請求項７において、前記走行路１に沿って複数の異なる制限速度の領域が存在する場合に、前記各領域においてその制限速度に比例して前記２つの磁気発生手段４，５の間隔が長く配置されることを特徴とする走行体の速度制御システム。
【請求項９】
請求項８において、前記各領域には少なくとも走行路１の湾曲領域、走行体２の停止領域を含み、前記2つの磁気発生手段４，５はそれら領域内若しくはそれら領域に接する上流側領域に配置されることを特徴とする走行体の速度制御システム。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９のいずれかにおいて、前記磁気発生手段４，５が永久磁石であり、前記磁気検出手段３がホール素子を用いた検出手段であることを特徴とする走行体の速度制御システム。
【請求項１１】
請求項７ないし請求項１０のいずれかにおいて、前記走行路１が軌道１ａであり、前記走行体２が該軌道１ａ上を走行する車両２ａであることを特徴とする走行体の速度制御システム。
【請求項１２】
請求項７ないし請求項１１のいずれかにおいて、前記走行体２に報知手段１６を設け、前記速度判定手段１１は、前記検出の時間差が予め設定された時間差値より小さい場合に、前記制御手段１７に減速信号を出力すると共に、前記報知手段１６に制限速度超過信号を出力するように構成したことを特徴とする走行体の速度制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走路上を走行する走行体の速度監視および速度制御システムに関し、特に鉄道等の軌道上を走行する車両に好適な速度監視および速度制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軌道上を走行する車両等の走行体の速度を検出する方法として、車輪等の回転速度から走行体の速度を算出する方法が知られている。しかしこの方法は車輪のスリップが生じる場合などには検出精度が低くなるという問題がある。
【０００３】
そこで、移動する車両に設けた磁石と軌道との間に作用する電磁力を利用して車両の絶対速度を検出する方法が特許文献１に提案されている。この方法は車両に設けた磁石から軌道に磁界を加えると、車両の速度に比例する電流が軌道に発生し、その電流による電磁力を車両側で検出することにより車両速度を検出する方法である。
【０００４】
また、吸引型磁気浮上車両の速度検出方法が特許文献２に提案されている。この方法は浮上ギャップ制御系に使用されている軌道と車両の電磁石とのギャップ長を検出するギャップセンサの出力が軌道桁と軌道桁の継目で変動することを利用して車両速度を検出する方法である。
【０００５】
さらに、軌道上を走行する車両の速度検出の他の方法が特許文献３に提案されている。特許文献３の方法は、車両上に第１の検出手段と第２の検出手段を走行方向に所定の間隔で設け、軌道に沿って配置された対象物の位置をこれら検出装置で検出し、その検出の時間差で車両速度を検出する方法である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−３０２１６５号公報
【特許文献２】特開昭５２−１４７８２０号公報
【特許文献３】特開平１０−１９９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献１の速度検出方法では装置が複雑になり、検出精度に限界があるという問題を抱えている。また、特許文献２の速度検出方法は吸引型磁気浮上車両以外に適用できないという問題がある。さらに、特許文献３の速度検出方法は、多数の車両に夫々２つの検出系を設置する必要があるのでコスト的に不利になるという問題がある。
【０００８】
また、これら特許文献には車両が制限速度を超過したか否かを監視するシステムは記載されていない。例えば鉄道の軌道には湾曲（カーブ）領域、勾配（特に下り勾配）領域および停止領域などがあり、それぞれ制限速度が異なる。そのように制限速度の異なる領域について速度超過を自動的に監視することが望ましいが、特許文献１〜３の方法では実施困難である。
【０００９】
そこで本発明は、これら従来の走行体の速度検出方法における問題を解決することを課題とし、そのための新しい走行体の速度監視システムおよび速度制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決する本発明の速度監視システムは、走行路上を走行する走行体の速度を監視するシステムである。そして本システムは、２つの磁気発生手段を走行路に沿って所定の間隔で配置し、磁気検出手段、速度判定手段および報知手段を前記走行体に設け、前記磁気検出手段は、前記走行体の走行中において前記２つの磁気発生手段の位置を順次検出し、前記速度判定手段は、前記検出の時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に、前記報知手段に制限速度超過信号を出力するように構成したことを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
上記速度監視システムにおいて、前記走行路に沿って複数の異なる制限速度の領域が存在する場合に、前記各領域においてその制限速度に比例して前記２つの磁気発生手段の間隔が長く配置されるように構成できる（請求項２）。
【００１２】
上記複数の異なる制限速度の領域が存在する場合の速度監視システムにおいて、前記各領域には少なくとも走行路の湾曲領域、走行体の停止領域を含み、前記2つの磁気発生手段はそれら領域内若しくはそれら領域に接する上流側領域に配置されるように構成できる（請求項３）。
【００１３】
上記いずれかの速度監視システムにおいて、前記磁気発生手段として永久磁石を使用し、前記磁気検出手段としてホール素子を用いた検出手段を使用することができる（請求項４）。
【００１４】
上記いずれかの速度監視システムは、前記走行路が軌道であり、前記走行体が該軌道上を走行する車両であることができる（請求項５）。
【００１５】
上記走行路が軌道である場合において、前記磁気検出手段を車両における下部の下面または側面に取り付け、その磁気検出手段の取り付け位置に対応して前記磁気発生手段を軌道の内側または軌道の側脇に配置することができる（請求項６）。
【００１６】
また、前記課題を解決する本発明の速度制御システムは、走行路上を走行する走行体の速度を制御するシステムである。そして本システムは、２つの磁気発生手段を走行路に沿って所定の間隔で配置し、磁気検出手段、速度判定手段および制御手段を前記走行体に設け、前記磁気検出手段は、前記走行体の走行中において前記２つの磁気発生手段の位置を順次検出し、前記速度判定手段は、前記検出の時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に、前記制御手段に減速信号を出力するように構成したことを特徴とする（請求項７）。
【００１７】
上記速度制御システムにおいて、前記走行路に沿って複数の異なる制限速度の領域が存在する場合に、前記各領域においてその制限速度に比例して前記２つの磁気発生手段の間隔が長く配置されるように構成できる（請求項８）。
【００１８】
上記複数の異なる制限速度の領域が存在する場合の速度制御システムにおいて、前記各領域には少なくとも走行路の湾曲領域、走行体の停止領域を含み、前記2つの磁気発生手段はそれら領域内若しくはそれら領域に接する上流側領域に配置されるように構成できる（請求項９）。
【００１９】
上記いずれかの速度制御システムにおいて、前記磁気発生手段として永久磁石を使用し、前記磁気検出手段としてホール素子を用いた検出手段を使用することができる（請求項１０）。
【００２０】
上記いずれかの速度制御システムにおいて、前記走行路が軌道であり、前記走行体が該軌道上を走行する車両であることができる（請求項１１）。
【００２１】
さらに、上記いずれかの速度制御システムにおいて、前記走行体に報知手段を設け、前記速度判定手段は、前記検出の時間差が予め設定された時間より小さい場合に、前記制御手段に減速信号を出力すると共に、前記報知手段に制限速度超過信号を出力するように構成できる（請求項１２）。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の走行体の速度監視システムは、請求項1に記載のように、走行体の走行中に２つの磁気発生手段からの磁気を磁気検出手段により検出したときの時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に、報知手段に制限速度超過信号を出力するように構成されている。この場合、２つの磁気発生手段の配置間隔をL（ｍ）、磁気検出の時間差をＴ（秒）とすると、走行体の速度S（m/秒）はL/Ｔになる。すなわち２つの磁気発生手段の配置間隔Lが一定の場合、走行体の速度Sは磁気検出の時間差Ｔに逆比例する。そこで検出の時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に制限速度超過として検出できるので、その検出信号を報知手段に出力すれば、報知手段から運転者に走行体が速度超過している状態を報知して警告できる。
【００２３】
上記速度監視システムにおいて、請求項２に記載のように、走行路に沿って複数の異なる制限速度の領域が存在する場合に、前記各領域においてその制限速度に比例して前記２つの磁気発生手段の間隔が長く配置されるように構成できる。そのように構成すると、複数の異なる制限速度の領域が存在する場合であっても、予め設定する時間差値を単一化できるので、システム構成が簡単になり監視精度も向上できる。
【００２４】
上記複数の異なる制限速度の領域が存在する場合の速度監視システムにおいて、請求項３に記載のように、前記各領域には少なくとも走行路の湾曲領域、走行体の停止領域を含み、前記2つの磁気発生手段はそれら領域内若しくはそれら領域に接する上流側領域に配置されるように構成できる。このように構成すると、走行路の湾曲領域、走行体の停止領域のそれぞれの制限速度監視を行うことができる。
【００２５】
上記いずれかの速度監視システムにおいて、請求項４に記載のように、前記磁気発生手段として永久磁石を使用し、前記磁気検出手段としてホール素子を用いた検出手段を使用することができる。このように磁気発生手段として永久磁石を使用すると電源供給などの必要がないので、システムの設置コストやメンテナンスコストが低減されると共に、システムの信頼性が向上される。また磁気検出手段としてホール素子を用いた検出手段を使用すると、磁気検出手段の構成が簡単化し信頼性も向上できる。
【００２６】
上記いずれかの速度監視システムは、請求項５に記載のように、走行路が軌道であり、走行体が該軌道上を走行する車両である場合に好ましく適用できる。その場合において、前記磁気検出手段を車両における下部の下面または側面に取り付け、その磁気検出手段の取り付け位置に対応して前記磁気発生手段を軌道の内側または軌道の側脇に配置することにより、磁気検出を高い信頼性で且つ容易に行うことができる。
【００２７】
また、本発明の速度制御システムは、請求項７に記載のように、走行体の走行中に２つの磁気発生手段からの磁気を磁気検出手段により検出したときの時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に、制御手段に減速信号を出力するように構成されている。この場合、２つの磁気発生手段の配置間隔をL（ｍ）、磁気検出の時間差をＴ（秒）とすると、走行体の速度S（m/秒）はL/Ｔになる。すなわち２つの磁気発生手段の配置間隔Lが一定の場合、走行体の速度Sは磁気検出の時間差Ｔに逆比例する。そこで検出の時間差値が予め設定された時間差値より小さい場合に制限速度超過として検出できるので、その検出信号を制御手段に出力すれば、制御手段は走行体を減速するように制御し、速度超過による事故発生を予防することができる。
【００２８】
上記速度制御システムにおいて、請求項８に記載のように、前記走行路に沿って複数の異なる制限速度の領域が存在する場合に、前記各領域においてその制限速度に比例して前記２つの磁気発生手段の間隔が長く配置されるように構成できる。そのように構成すると、複数の異なる制限速度の領域が存在する場合であっても、予め設定する時間差値を単一化できるので、システム構成が簡単になり減速制御の精度も向上できる。
【００２９】
上記複数の異なる制限速度の領域が存在する場合の速度制御システムにおいて、請求項９に記載のように、前記各領域には少なくとも走行路の湾曲領域、走行体の停止領域を含み、前記2つの磁気発生手段はそれら領域内若しくはそれら領域に接する上流側領域に配置されるように構成できる。このように構成すると、走行路の湾曲領域、走行体の停止領域のそれぞれの制限速度超過した場合の減速制御を行うことができる。
【００３０】
上記いずれかの速度制御システムにおいて、請求項１０に記載のように、前記磁気発生手段として永久磁石を使用し、前記磁気検出手段としてホール素子を用いた検出手段を使用することができる。このように磁気発生手段として永久磁石を使用すると電源供給などの必要がないので、システムの設置コストやメンテナンスコストが低減されると共に、システムの信頼性がより向上される。また磁気検出手段としてホール素子を用いた検出手段を使用すると、磁気検出手段の構成が簡単化し信頼性も向上できる。
【００３１】
上記いずれかの速度制御システムは、請求項１１に記載のように、走行路が軌道であり、走行体が該軌道上を走行する車両である場合に好適に適用できる。その場合において、前記磁気検出手段を車両における下部の下面または側面に取り付け、その磁気検出手段の取り付け位置に対応して前記磁気発生手段を軌道の内側または軌道の側脇に配置することにより、磁気検出を高い信頼性で且つ容易に行うことができる。
【００３２】
さらに、上記いずれかの速度制御システムにおいて、請求項１２に記載のように、前記走行体に報知手段を設け、前記走行体の走行中に前記２つの磁気発生手段からの磁気を前記磁気検出手段により検出される磁気検出の時間差が予め設定された時間より小さい場合に、前記制御手段に減速信号を出力すると共に、前記報知手段に制限速度超過信号を出力することができる。このように構成すると、減速制御と共に制限速度超過時の警告をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、図面を参照して本発明の走行体の速度監視及び制御システムの最良の実施形態を説明する。図１は走行路上に配置した磁気発生手段を示す図であり、図２は磁気発生手段と磁気検出手段の位置関係を示す図であり、図３は速度監視及び制御システムのブロック図である。なお、これらの図に示す実施形態は鉄道における軌道上を電車等の車両が走行する場合であるが、他の走行システム、例えばレジャー施設におけるゴーカートコースの安全走行システム、空中移動型ケーブルカーの安全システムなどにも適用できる。
【００３４】
図１において、レールや枕木等により構成される軌道からなる走行路１上に走行体２としての車両２ａが走行し、車両２ａの下部には磁気検出手段３が設けられる。図示の例は走行路１におけるＡ，Ｂ，Ｃの３つの領域内若しくはそれら領域に接する上流側領域に夫々永久磁石からなる２つの磁気発生手段４，５が夫々配置される。車両２ａは矢印方向に走行し、各領域における走行方向上流側に磁気発生手段４が配置され、それから下流側の所定間隔だけ離れた位置に磁気発生手段５が配置される。なお、２つの磁気発生手段４，５は電磁石であってもよい。
【００３５】
領域Ａは走行路１が平坦で直線状であって制限速度は比較的高く、２つの磁気発生手段４，５の間隔Ｌ１はその制限速度に応じて比較的長く設定される。領域Ｂは例えば走行路１の湾曲（カーブ）領域であり、その制限速度は領域Ａより低く、２つの磁気発生手段４，５の間隔Ｌ２はその制限速度に応じて比較的短く設定される。なお、領域Ｂに類似するものとして下り勾配領域や特別な速度制限区域などがある。領域Ｃは例えば停車場等の停止領域や車庫領域であり、その制限速度は最も低く、２つの磁気発生手段４，５の間隔Ｌ３はその制限速度に応じて最も短く設定される。
【００３６】
図２において、走行路１は基盤６と１対のレール７を有する軌道１ａにより構成され、走行体２としての車両２aは車輪８と図示しない駆動制御装置により速度制御される駆動モータを有し、駆動モータの駆動力で車両２ａがレール７上を走行する。磁気検出手段３が実線のように車両２ａにおける下部の下面に取り付けられ、その磁気検出手段３が検出可能なレベルの磁束を受信できるような位置、すなわち磁気検出手段３の位置に対応して永久磁石からなる磁気発生手段４，５が走行路１の内側（具体的にはレール７の内側）の位置に配置される。しかし場合によっては点線のように磁気検出手段３を車両２ａにおける下部の側面に取り付け、その磁気検出手段３の取り付け位置に対応して永久磁石からなる磁気発生手段４，５を軌道の側脇に配置することもできる。
【００３７】
磁気検出手段３は例えばホール素子を用いた検出手段で構成することができる。ホール素子を用いた検出手段は、非導電性材料の保護体内にホール素子を収容した検出部と電気回路を有し、電気回路はホール素子に電源を供給すると共に、ホール素子の出力信号を増幅して外部に出力するようになっている。なお、磁気検出手段３は他の方式、例えば磁気抵抗素子を用いた検出手段でもよい。
【００３８】
図３において、速度監視及び制御システム１０は速度判定手段１１を主要部として構成される。速度判定手段１１はフリップフロップ回路１２、カウンタ１３、比較器１４及び設定器１５を有し、これらは１つの集積回路またはプリント基板に一体的に構成することができる。フリップフロップ回路１２は磁気検出手段３からの検出信号が入力される毎にセット信号とリセット信号をカウンタ１３および比較器１４に出力する。カウンタ１３のカウント値は比較器１４に入力され、そこで設定器１５で予め設定された設定値と比較される。そして比較器１４の出力側には報知手段１６および制御手段１７が接続される。
【００３９】
次に、速度判定手段１１の作用を説明する。磁気検出手段３が第１の磁気発生手段４を検出すると、磁気検出手段３からフリップフロップ回路１２に検出信号が出力され、それによりフリップフロップ回路１２はカウンタ１３（および比較器１４）にセット信号を出力する。カウンタ１３はそのセットにより図示しない時計回路からの時間パルス信号のカウントを開始する。
【００４０】
次に、磁気検出手段３が第２の磁気発生手段５を検出すると、磁気検出手段３からフリップフロップ回路１２に検出信号が出力され、それによりフリップフロップ回路１２はカウンタ１３（および比較器１４）にリセット信号を出力する。カウンタ１３はそのリセットにより図示しない時計回路からの時間パルス信号のカウントを停止する。したがって、カウンタ１３のカウント値は磁気検出手段３による第１の磁気発生手段４と第２の磁気発生手段５の検出の時間差値に対応する。すなわちカウント値は検出された時間差値（検出時間差値）に換算できる。一方、設定器１５には制限速度に相当する時間差値（制限速度時間差値）が設定される。
【００４１】
比較器１４には図示しない一時記憶部、比較回路および出力回路を有する。一時記憶部はフリップフロップ回路１２のセット信号を受けて作動状態になり、カウンタ１３のカウント値を時間差値に換算し、それを検出時間差値として一時的に記憶する。比較回路はフリップフロップ回路１２のリセット信号を受けて作動状態になり、一時記憶回路に記憶した検出時間差値と設定器１５に記憶した制限速度時間差値を比較する。
【００４２】
検出時間差値が制限速度時間差値より小さい場合は、比較器１４から制限速度超過信号が報知手段１６に出力される。報知手段１６は例えば警告灯などの表示器、ブザーやベル等の警報器により構成され、制限速度超過を運転者に報知する。なお、比較回路はフリップフロップ回路１２のセット信号を受けて作動状態が解除され、それによって報知手段１６への制限速度超過信号は解除される。
【００４３】
比較器１４は検出時間差値と制限速度時間差値の差分（速度超過率）に比例した複数の制限速度超過信号を出力することもできる。例えば速度超過率の範囲を５％〜１０％、１０％〜２０％、２０％超の３段階に区分し、それぞれ別個の制限速度超過信号を報知手段１６に出力する。その場合、報知手段１６は例えば３つの異なる色の警告灯で構成し、３段階の制限速度超過信号に応じて警告灯を選択点灯する。
【００４４】
本実施形態では、検出時間差値が制限速度時間差値より小さい場合には、比較器１４からその制御手段１７に対し減速信号が出力される。制御手段１７は減速信号を受けると車両２aの駆動制御装置１８に減速指令を出力する。駆動制御装置１８は運転席に設けた操作部１９からの駆動指令に応じた速度に駆動モータ２０を制御するが、制御手段１７から減速指令を受けると前記速度を予め定められた範囲まで減速する制御を行う。
【００４５】
上記減速信号は複数に区分して出力することもできる。その場合は前記のように比較器１４を検出時間差値と制限速度時間差値の差分（速度超過率）に比例した複数の制限速度超過信号を出力するように構成し、例えば速度超過率の範囲を５％〜１０％、１０％〜２０％、２０％超の３段階に区分し、各段階に応じた減速信号を制御手段１７に出力する。なお、比較器１４における比較回路は前記のようにフリップフロップ回路１２のセット信号を受けて作動状態が解除され、それによって制御手段１７への減速信号も解除されるので、その後は操作部１９から適正な速度に操作する。なお、場合によっては制御手段１７を一定時間維持することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の走行体の速度監視システムおよび速度制御システムは、鉄道等の車両の速度監視および速度制御に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】走行路上に配置した磁気発生手段を示す図。
【図２】磁気発生手段と時期検出手段の位置関係を示す図。
【図３】速度監視システムおよび速度制御システムのブロック図。
【符号の説明】
【００４８】
１  走行路
１ａ  軌道
２  走行体
２ａ  車両
３  磁気検出手段
・  磁気発生手段
６  基盤
７  レール
８  車輪
１０  速度監視及び制御システム
【００４９】
１１  速度判定手段
１２  フリップフロップ回路
１３  カウンタ
１４  比較器
１５  設定器
１６  報知手段
１７  制御手段
１８  駆動制御装置
１９  操作部
２０  駆動モータ
【図１】
2007155615.tif 000003
【図２】
2007155615.tif 000004
【図３】
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