(57)【要約】【課題】列車情報装置がパラメータとして記憶している車輪径の値が正しいか否かを簡便に判定する。【解決手段】列車情報装置２０は、鉄道車両１０のモータの回転速度と、あらかじめ記憶されている車輪径及びギア比と、駅区間の走行時間とから、鉄道車両１０が走行した駅区間の走行距離の予測値である走行駅区間距離予測値ＤＣを算出する駅区間距離算出部２２と、走行駅区間距離予測値ＤＣと、鉄道車両１０が走行した駅区間のあらかじめ記憶されている実際の距離ＤＰとの差が閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を出力する車輪径差異判定部２４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両のモータの回転速度と、あらかじめ記憶されている車輪径及びギア比と、駅区間の走行時間とから、前記鉄道車両が走行した駅区間の走行距離の予測値である走行駅区間距離予測値を算出する駅区間距離算出部と、
前記走行駅区間距離予測値と、前記鉄道車両が走行した駅区間のあらかじめ記憶されている実際の距離との差が閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を出力する車輪径差異判定部と、
を備えることを特徴とする列車情報装置。
【請求項２】
前記車輪径差異判定部は、前記車輪の空転が発生した場合には、判定を行わないか、または前記判定結果を無効とすることを特徴とする、請求項１に記載の列車情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の列車情報装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の列車情報装置は、列車情報装置にパラメータとして記憶されている車輪径を用いて鉄道車両の速度を算出している。しかし、車輪は磨耗により車輪径が徐々に小さくなる。そのため、車輪径の値は定期的なメンテナンス等で車輪径が測定された場合に更新される。
【０００３】
また、車輪径を実際に測定することなく補正する方法として、地上子間の走行距離を算出するとともに地上子間の区間距離を算出し、地上子を通過するごとに車輪径を補正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実際の車輪径とパラメータとして記憶されている車輪径との差異が大きくなると、実際の車両速度や走行距離と、パラメータに基づいて算出される車両速度や走行距離との差異も大きくなる。しかし、従来の列車情報装置は、パラメータとして記憶されている車輪径と実際の車輪径との間に差異があることを判定する機能を有しておらず、パラメータとして記憶されている車輪径の値の更新を適切なタイミングで促すことができないという問題があった。また、特許文献１に開示された車輪径補正方法では地上子を用いるため、地上子がない区間では車輪径を補正することができなかった。
【０００６】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、地上子を用いることなく、列車情報装置がパラメータとして記憶している車輪径の値が正しいか否かを簡便に判定することが可能な列車情報装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る列車情報装置は、鉄道車両のモータの回転速度と、あらかじめ記憶されている車輪径及びギア比と、駅区間の走行時間とから、前記鉄道車両が走行した駅区間の走行距離の予測値である走行駅区間距離予測値を算出する駅区間距離算出部と、前記走行駅区間距離予測値と、前記鉄道車両が走行した駅区間のあらかじめ記憶されている実際の距離との差が閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を出力する車輪径差異判定部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係る列車情報装置において、前記車輪径差異判定部は、前記車輪の空転が発生した場合には、判定を行わないか、または前記判定結果を無効とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、地上子を用いることなく、列車情報装置がパラメータとして記憶している車輪径の値が正しいか否かを簡便に判定することができる。また、車輪径の値が正しくない場合に適切なタイミングで通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る列車情報装置を備える鉄道車両の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る列車情報装置を備える鉄道車両の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る列車情報装置を備える鉄道車両の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、鉄道車両１０は、列車情報装置２０と、モータ回転数計測器３０と、表示器４０とを備える。列車情報装置２０は、駅区間距離情報記憶部２１と、駅区間距離算出部２２と、走行駅区間判定部２３と、車輪径差異判定部２４と、パラメータ記憶部２５とを備える。なお、図１の例では駅区間距離情報記憶部２１及びパラメータ記憶部２５を区別して表しているが、両者を１つの記憶部により構成してもよい。
【００１３】
モータ回転数計測器３０は、鉄道車両１０の車輪５０に歯車を介して接続されるモータの回転速度Ｒを計測し、駅区間距離算出部２２に出力する。
【００１４】
パラメータ記憶部２５は、鉄道車両１０の車輪５０の車輪径Ｗ、及び該車輪５０に接続される歯車のギア比Ｇを含むパラメータをあらかじめ記憶する。車輪径は車輪の磨耗により小さくなっていくため、ある程度時間が経過すると記憶されている車輪径Ｗを正しい値に更新する必要がある。本発明は、記憶されている車輪径Ｗよりも実際の車輪径Ｗ’が小さくなったことを、自動的に判定するものである。
【００１５】
駅区間距離算出部２２は、鉄道車両１０が走行した駅区間の走行距離の予測値である走行駅区間距離予測値ＤＣを算出し、車輪径差異判定部２４に出力する。具体的には、駅区間距離算出部２２は、モータ回転数計測器３０により計測されたモータの回転速度Ｒと、パラメータ記憶部２５に記憶されている車輪径Ｗ及びギア比Ｇとから車両速度Ｖを算出する。そして、式（１）に示すように、車両速度Ｖを駅区間の走行時間で積分することにより鉄道車両１０が走行した駅区間の走行距離の予測値である走行駅区間距離予測値ＤＣを算出する。ここで、ｔ１は第１駅の出発時間であり、ｔ２は第１駅の次の第２駅の到着時間である。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
走行駅区間判定部２３は、鉄道車両１０が走行する駅の並び順を示す駅順情報、鉄道車両１０の速度、及び鉄道車両１０のドア開閉情報から、鉄道車両１０が走行している駅区間を判定し、鉄道車両１０が走行している駅区間を示す走行駅区間情報Ｓを駅区間距離情報記憶部２１に出力する。
【００１８】
駅区間距離情報記憶部２１は、路線の各駅区間の距離をあらかじめ記憶しており、走行駅区間判定部２３から入力される走行駅区間情報Ｓに基づいて、走行中の駅区間の距離である走行駅区間距離ＤＰを示す走行駅区間距離情報を車輪径差異判定部２４に出力する。
【００１９】
車輪径差異判定部２４は、駅区間距離算出部２２から走行駅区間距離予測値情報を入力し、駅区間距離情報記憶部２１から走行駅区間距離情報を入力する。そして走行駅区間距離予測値ＤＣと走行駅区間距離ＤＰとの差が閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を示す判定情報Ｊを表示器４０に出力する。
【００２０】
車輪の磨耗により実際の車輪径Ｗ’が記憶されている車輪径Ｗよりもより小さくなると、式（１）により算出される走行駅区間距離予測値ＤＣは走行駅区間距離ＤＰよりも大きくなる。そのため、走行駅区間距離予測値ＤＣと走行駅区間距離ＤＰとの差が閾値を超える場合には、記憶されている車輪径Ｗと実際の車輪径Ｗ’との差異が大きいと判定することができる。
【００２１】
表示器４０は、車輪径差異判定部２４から入力される判定情報Ｊに基づくメッセージを表示する。例えば、判定情報Ｊが、記憶されている車輪径Ｗと実際の車輪径Ｗ’との差異が大きいことを示している場合には、その旨、あるいは車輪径Ｗを更新すべき旨のメッセージを表示する。なお、表示器４０に替えてスピーカを備え、車輪径差異判定部２４から入力される判定情報Ｊに基づくメッセージを音声により通知するようにしてもよい。
【００２２】
上述したように、列車情報装置２０は、駅区間距離算出部２２により鉄道車両１０のモータの回転速度Ｒと、あらかじめ記憶されている車輪径Ｗ及びギア比Ｇと、駅区間の走行時間とから、鉄道車両１０が走行した駅区間の走行距離の予測値である走行駅区間距離予測値ＤＣを算出する。そして、車輪径差異判定部２４により、走行駅区間距離予測値ＤＣと、鉄道車両１０が走行した駅区間のあらかじめ記憶されている実際の距離ＤＰとの差が閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を出力する。
【００２３】
かかる構成により、列車情報装置２０は、パラメータとして記憶している車輪径Ｗの値が正しいか否かを簡便に判定することができる。また、閾値を調整することで、車輪径Ｗの値の更新を適切なタイミングで促すことができる。また、車輪径Ｗの値が更新されない場合であっても、列車情報装置２０が算出する車両速度Ｖと実際の車両速度Ｖ’の差異が大きいことを運転手に通知することができる。
【００２４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係る列車情報装置を備える鉄道車両の構成例を示すブロック図である。
【００２５】
インバータ制御装置６０は、一般的なインバータ制御装置であり、例えばＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）制御により、モータに接続されるインバータを制御する。インバータ制御装置６０はトルク制御をしているため、車輪５０の空転及び滑走を検知することができる。本実施形態では、インバータ制御装置６０は、空転の発生を示す信号Ｋを車輪径差異判定部２４に出力する。
【００２６】
雨又は雪が降っている時は、力行中に車輪の空転が発生する場合がある。車輪の空転が発生すると、その間、上述した式（１）による積分値は、実際の走行距離よりも大きくなるので、式（１）により算出される走行駅区間距離予測値ＤＣは走行駅区間距離ＤＰよりも大きくなる。したがって、車輪が磨耗していなくても、車輪の空転が発生した場合には、走行駅区間距離予測値ＤＣと走行駅区間距離ＤＰとの差が閾値を超えることがあり、車輪の磨耗と車輪の空転とを判別することが困難である。
【００２７】
そこで、車輪径差異判定部２４は、インバータ制御装置６０から車輪５０の空転の発生を示す信号Ｋを取得すると、空転の発生した駅区間における判定を行わないか、又は判定結果を無効とする。例えば、判定情報Ｊを出力しないようにしてもよいし、空転の発生により判定を行わないことを示す判定情報Ｊを出力するようにしてもよい。
【００２８】
また、雨又は雪が降っている時は、回生中に車輪の滑走が発生する場合がある。車輪の滑走が発生すると、その間、上述した式（１）による積分値は、実際の走行距離よりも小さくなるので、式（１）により算出される走行駅区間距離予測値ＤＣは走行駅区間距離ＤＰよりも小さくなる。車輪径Ｗ’が車輪の磨耗により小さくなった場合には走行駅区間距離予測値ＤＣは走行駅区間距離ＤＰよりも大きくなるため、車輪の磨耗と車輪の滑走とを判別することは容易である。
【００２９】
ただし、車輪の滑走により正確な走行駅区間距離予測値ＤＣが得られなくなるため、車輪の滑走が発生した場合にも、滑走の発生した駅区間における判定を行わないか、又は判定結果を無効とするようにしてもよい。この場合には、インバータ制御装置６０は、空転の発生又は滑走の発生を示す信号Ｋを車輪径差異判定部２４に出力する。車輪径差異判定部２４は、インバータ制御装置６０から車輪５０の空転又は滑走の発生を示す信号Ｋを取得すると、空転又は滑走の発生した駅区間における判定を行わないか、又は判定結果を無効とする。
【００３０】
このように、第２の実施形態によれば、車輪径差異判定部２４は車輪５０の空転（又は滑走）が発生した場合には、判定を行わないか、または判定結果を無効とするため、車輪径差異判定部２４の誤判定を防止することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、適切な車両速度を算出するために列車情報装置が一般的にあらかじめ記憶している車輪径及び路線の駅区間距離の情報を用いて簡便に判定を行うことができるため、本発明に係る列車情報装置はあらゆる鉄道用線路を走行する鉄道車両で利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  鉄道車両
２０  列車情報装置
２１  駅区間距離情報記憶部
２２  駅区間距離算出部
２３  走行駅区間判定部
２４  車輪径差異判定部
２５  パラメータ記憶部
３０  モータ回転数計測器
４０  表示器
５０  車輪
６０  インバータ制御装置
【図１】
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【図２】
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