(57)【要約】    【課題】  線路データの曲線形状と通過中に測定した実測データの曲線形状の全体を比べることで軌道狂いの影響を低減して走行位置補正の誤差を少なくする。    【解決手段】  ヨー角速度センサー３及び速度発電機５を備えた車両の通常走行時に、ヨー角速度センサー３で測定したヨー角速度を速度発電機５で測定した走行速度で除して曲線部の実測データの曲率を算出し、この実測データの曲率と予め記憶装置１０に記憶させておいた曲線部の線路データの曲率とを相関演算し、該演算により求めた相関値の最大値が設定値以上となった地点を当該車両の走行位置として特定する。【選択図】    図１
2007015483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨー角速度測定器及び走行速度測定器を備えた車両の曲線部走行時に、前記ヨー角速度測定器で測定したヨー角速度を前記走行速度測定器で測定した走行速度で除して実測データの曲率を算出し、該実測データの曲率と予め記憶させておいた線路データの曲率とを比較して当該車両の走行位置を特定する鉄道車両の走行位置検出方法において、前記実測データの曲率と前記線路データの曲率とを相関演算し、該演算により求めた相関値の最大値が設定値以上となった地点を当該車両の走行位置として特定することを特徴とする鉄道車両の走行位置検出方法。
【請求項２】
前記曲線部走行時の走行速度が設定値以上であるかを確認することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の走行位置検出方法。
【請求項３】
前記実測データの曲率と前記線路データの曲率との最大値が設定値以下であるかを確認することを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両の走行位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行路線の曲線部通過時に車体の傾斜制御を行う鉄道車両の走行位置を車上から検出する検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
路線の曲線部を高速且つ乗り心地良く通過するために、曲線部の曲率に応じて車両を左あるいは右に所定角度傾ける傾斜制御を行う制御付振子車両が実用化されている。この傾斜制御は、曲線部の走行に先行して開始される必要があり、これには、走行線区の屈曲形状等を表す正確な曲線上方を保持すること及びその車両の走行位置を検出することが必要となる。
【０００３】
車両の走行位置検出方法として、車両の通常走行に先駆けて、走行線区を走行させ、このときの車両の左右方向の挙動を測定し、この測定値を車輪の所定の回転量毎に記憶することにより、当該走行線区内での走行距離に対する車両の挙動を表す基準データを作成し、通常走行時に、前記走行線区内にて車両の左右方向の挙動を測定したデータと前記基準データとの相互相関関数を計算することにより、前記測定データに対応した車両の挙動パターンが前記基準データが表す車両の挙動パターンに最も一致する区域を求め、これを基にして当該車両の走行位置を特定するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、車輪回転数積算の走行位置から該当する曲線を線路データ中より求め、線路データの曲率半径と、車体と台車間の相対回転変位により算出した曲線半径の差が設定範囲の場合に、線路データの曲線開始位置と、通過中の曲線の進入時における車輪回転積算の走行位置との差を補正量として走行位置を補正するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特許第３４２１１３９号掲載公報  第１〜９頁  図１〜５
【特許文献２】特許第２８９７５７６号掲載公報  第１〜３頁  図１〜７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、鉄道車両の走行線路は、走行車両から受ける荷重によって、垂直方向や水平方向に曲がりすなわち軌道狂いが生じる場合があり、この軌道狂いに起因して車両に動揺が発生する。
【０００６】
特許文献１に記載の走行位置検出方法は、同一先駆を走行する車両の前記軌道狂いに起因した車両の左右方向の挙動に相関性があることを利用しているが、前記軌道狂いは、保線により適宜修正されるため、保線後は車両の左右方向の挙動に相関性がなくなる問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の走行位置検出方法は、線路データの曲線開始位置と通過中の曲線の進入位置の差を走行位置の補正量としているが、曲線進入位置を車体と台車間の相対回転変位の値から判断しているため、前記軌道狂いによって相対変位に誤差が生じた場合は、求めた曲線進入位置にも誤差が生ずることになる。
【０００８】
そこで本発明は、線路データの曲線形状と通過中に測定した曲線形状とを比べることで軌道狂いの影響を低減して、誤差の少ない鉄道車両の走行位置検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明は、ヨー角速度測定器及び走行速度測定器を備えた車両の曲線部走行時に、前記ヨー角速度測定器で測定したヨー角速度を前記走行速度測定器で測定した走行速度で除して実測データの曲率を算出し、該実測データの曲率と予め記憶させておいた線路データの曲率とを比較して当該車両の走行位置を特定する鉄道車両の走行位置検出方法において、前記実測データの曲率と前記線路データの曲率とを相関演算し、該演算により求めた相関値の最大値が設定値以上となった地点を当該車両の走行位置として特定することを特徴としている。また、走行位置の特定にあたっては、前記曲線部走行時の走行速度が設定値以上であるかを確認すること、前記実測データの曲率と前記線路データの曲率との最大値が設定値以下であるかを確認することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明は、線路データの曲線形状と通過中に測定した実測データの曲線形状との全体を比べることで軌道狂いの影響を低減できるから、走行位置補正の誤差が少なく、次の曲線部における車体傾斜制御を正確に行え、曲線部を高速且つ乗り心地良く通過することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面に示される実施形態例に基づいて説明する。走行位置検出装置１は、曲線部走行時の車体２のヨー角速度を測定するヨー角速度センサー３と、車輪４の回転量に応じたパルス信号を出力する速度発電機５と、前記ヨー角速度センサー３の信号を波形成形してＡ／Ｄ変換して出力する信号処理回路６と、前記速度発電機５の一定時間内のパルス信号をカウントして走行速度を算出する走行速度算出回路７と、前記速度発電機５のパルス信号をカウントするとともに外部からそのパルスカウント値の変更を受けることが可能な走行距離算出回路８と、通常走行時に、前記信号処理回路６が出力したヨー角速度と前記走行速度算出回路７が出力した走行速度と前記走行距離算出回路８が出力した走行距離から実測データを作成する実測データ作成部９と、予め作成された線路データと前記実測データ作成部９で作成されたデータ等を記憶する記憶装置１０と、検索司令部１１からの司令で前記実測データと前記線路データとを相関演算する演算部１２と、該演算部１２の演算により特定された走行位置に基づいて前記走行距離算出回路８のパルスカウント値を補正する走行距離補正部１３とで構成されている。
【００１２】
前記線路データは、鉄道会社が予め作成するもので、曲線部の曲率は、曲線部が入口緩和曲線部、本曲線部及び出口緩和曲線部から構成されていることから、例えば図５に示されるように、入口緩和曲線部では曲率の変化に合わせて徐々に大きくなり、本曲線部では一定の曲率であるから一定の数値となって、出口緩和曲線部では曲率の変化に合わせて徐々に小さくなる台形状として前記記憶装置１０に記憶される。
【００１３】
前記実測データは、通常走行時（人を乗せての走行）に、走行線区内の各曲線部走行毎に、前記ヨー角速度センサー３が測定した車体２のヨー角速度と前記速度発電機５が測定した走行速度とを前記実測データ作成部９に送り、該実測データ作成部９は、一定距離毎にヨー角速度を走行速度で除して演算し、フィルタ処理によって動揺成分を除去し、曲線の曲率の逆数を算出し、曲線部の実測データ曲率を作成して前記演算部１２に送られる。この実測データ曲率は、前記線路データとして記憶された箇所と同じ曲線部では、例えば図６に示されるように、軌道狂い等の影響で、前記線路データの曲率のような明確な台形状ではないが、極めて近似する山形となる。
【００１４】
前記演算部１２では、前記記憶部１０に記憶された線路データの曲率と前記実測データ作成部９から送られた実測データの曲率との一致度を両データの相関演算により求める。相関値は次の式で求められ、値が１に近いほど両データが一致していることを表す。
【数１】
2007015483.tif 000003
【００１５】
ここで、
ｘ（ｉ）：線路データ曲率
ｙ（ｉ）：実測データ曲率
ｉ，ｊ  ：データ位置
【００１６】
両データの最一致点は、図２に示されるように、実測データに設けた検索区間内から、演算区間分の実測データを抽出し、抽出した実測データの曲率と線路データの曲率との相関演算を、演算区間の開始点をずらしながら連続的に複数回の検索を行う。この相関演算により求めた相関値の最大値位置が１に近いほど、両データが一致していることを表す。実際の走行では、軌道狂い等の影響により相関値が１となる場合は少ないので、相関値の最大値を例えば０．９５以上に設定し、この設定値以上となる地点を当該車両の走行位置として特定する。
【００１７】
この演算処理及び走行位置の補正の流れを図４のフローチャートに示す。先ず、ステップＳ１で１ｍ毎の走行を前記速度発電機５のパルス信号から判断し、走行していればステップＳ２で前記速度発電機５のパルス信号をカウントして走行位置を積算し、ステップＳ３で現在の走行位置での線路データの曲率を読み込み、ヨー角速度と走行速度から現在の走行位置の実測曲率を算出する。ステップＳ４でフィルタ処理を行い、ステップＳ５で曲線出口を通過したかを判断し、ステップＳ６で曲線入口を通過したかを判断する。曲線入の値がでると曲線開始位置を前記記憶部１０に記憶させる。そして、ステップＳ１に戻ってステップＳ５に亘って曲線部の実測データ曲率を算出し、ステップＳ５で曲線出になると曲線終了位置を前記記憶部１０に記憶させ、これにより、ステップＳ７で実測データと線路データの相関演算を、演算区間の開始点をずらしながら連続的に行い、ステップＳ８では、この相関演算により求まった相関値の最大値が設定値以上であるかによって波形の一致度を確認し、ステップＳ９では、走行速度が低いと実測曲率の算出精度が低くなるため、曲線中の最小速度が設定値以上であるかを確認する。ステップＳ１０では、地点補正が正しければ、補正後の曲率差（地点補正を行った場合の曲線中の線路データ曲率と実測曲率の差の最大値）は、小さくなるので、補正後の曲率差が設定値以下であるかを確認して、ステップＳ１１で走行位置を特定して補正する。
【００１８】
このように、線路データの曲線形状と通過中に測定した実測データの曲線形状の全体を比べることで軌道狂いの影響を低減できるから、走行位置の誤差が少なく、次の曲線部における車体傾斜制御を正確に行え、曲線部を高速且つ乗り心地良く通過することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】走行位置検出装置の全体構成を示すブロック図
【図２】実測データの曲率と線路データの曲率との相関演算するための検索状態を示す概略図
【図３】実測データの曲率と線路データの曲率との相関演算による相関値の最大値位置を示す概略図
【図４】演算処理及び走行位置の補正の流れを示すフローチャート
【図５】線路データの曲率波形図
【図６】実測データの曲率波形図
【符号の説明】
【００２０】
１…走行位置検出装置、２…車体、３…ヨー角速度センサー、４…車輪、５…速度発電機、６…信号処理回路、７…走行速度算出回路、８…走行距離算出回路、９…実測データ作成部、１０…記憶装置、１１…検索司令部、１２…演算部、１３…走行距離補正部
【図１】
2007015483.tif 000004
【図２】
2007015483.tif 000005
【図３】
2007015483.tif 000006
【図４】
2007015483.tif 000007
【図５】
2007015483.tif 000008
【図６】
2007015483.tif 000009