JP2008182808A

JP2008182808A - 列車速度位置検出装置

Info

Publication number: JP2008182808A
Application number: JP2007013675A
Authority: JP
Inventors: Kyo Mitsuyoshi; 京三吉; Sumiko Kominato; 須美子小湊; Toshiro Hasebe; 寿郎長谷部; Yosuke Nakazawa; 洋介中沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】モータの駆動制御で使用している速度情報を用いることにより、速度発電機付きの固有のモータを搭載しなくてもモータの回転数を得られる列車速度位置検出装置を提供することである。
【解決手段】列車の各々のモータごとに設けられモータの回転数を検出する回転数検出手段１１と、回転数検出手段１１ごとに設けられ回転数検出手段１１で検出された検出信号に基づいてモータの正負回転数に相当する信号及び故障情報を算出するモータ駆動制御装置１４と、モータ駆動制御装置１４の出力信号に基づいて列車の速度や位置を算出する速度・位置算出手段１２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道・新交通における車両に搭載される列車速度位置検出装置に関する。

例えば、鉄道においては軌道上を複数の列車が運行し、その運行する各列車が安全に運行できるように監視制御している。鉄道は停止距離が長いので、安全面と効率面とから列車群の運行を制御する。ここで、地上設備の構成を簡素化することができ、また、柔軟性の高い列車運行制御を行うことが可能な列車運行制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。

通常、鉄道や新交通においては、車両に自動運転制御装置が搭載されている。図９は従来の自動運転制御装置の列車速度位置検出装置の構成図である。図９に示すように、自動運転制御装置の列車速度位置検出装置は二重系に構成され、モータの回転数Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２を検出する回転数検出手段１１ａ、１１ｂ、回転数検出手段１１ａ、１１ｂで検出されたモータの回転数Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２に基づいて列車の速度や位置を算出する速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂ、速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂで算出された列車の速度・位置情報Ｄ１、Ｄ２に基づいて自動的にブレーキ制御する自動ブレーキ制御手段１３ａ、１３ｂを備えている。

回転数検出手段１１ａ、１１ｂは、モータに設置した速度発電機であり、回転数検出手段１１ａ、１１ｂで検出されたモータの回転数は、たすき掛けで速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに入力されている。速度・位置検出手段１２ａ、１２ｂは、列車の速度及び位置を算出するとともに列車の前進／後退を検出する。また、伝送線の断線の検出や車輪の空転や滑走の検出も行う。
特開平１０−４４９９８号公報

しかし、従来の列車速度位置検出装置では、モータに回転数検出手段１１ａ、１１ｂである速度発電機を設置しているので、速度発電機を設置し速度位置検出信号を得るモータは、速度発電機付きの固有のモータとなる。

本発明の目的は、モータの駆動制御で使用している速度情報を用いることにより、速度発電機付きの固有のモータを搭載しなくてもモータの回転数を得られる列車速度位置検出装置を提供することである。

本発明の列車速度位置検出装置は、列車の各々のモータごとに設けられモータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段ごとに設けられ前記回転数検出手段で検出された検出信号に基づいてモータの正負回転数に相当する信号及び故障情報を算出するモータ駆動制御装置と、前記モータ駆動制御装置の出力信号に基づいて列車の速度や位置を算出する速度・位置算出手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、モータの駆動制御で使用している速度情報を用いることにより、速度発電機付きの固有のモータを搭載しなくてもモータの回転数を得られる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図である。この第１の実施の形態は回転数検出手段１２ａ、１２ｂを備えたオーソドックスタイプとしたものである。回転数検出手段１２ａ、１２ｂは例えばレゾルバであり、列車の各々のモータごとに設けられ、モータの回転数Ｐ１、Ｐ２を検出する。モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂは回転数検出手段１２ａ、１２ｂごとに設けられ、モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂの故障検知手段１５ａ、１５ｂにおいて故障か否かが判定され故障であるときは故障情報Ｑ１、Ｑ２を出力する。モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂの回転数決定手段１６ａ、１６ｂは、信号Ｐ１、Ｐ２及び故障情報Ｑ１、Ｑ２に基づいて、モータの正負回転数に相当する信号（例えば、パルス信号など）及び故障情報を信号Ｒ１、Ｒ２として速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに出力する。速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂはモータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂの出力信号Ｒ１、Ｒ２に基づいて列車の速度や位置を算出し、自動速度制御装置１７ａ、１７ｂに出力する。

すなわち、本発明の第１の実施の形態においては、従来の列車速度位置検出装置と同等な機能を持たせるために、列車の進行方向を含む速度情報を算出するとともに、故障検知機能をもたせ故障情報とともに速度情報を出力する。これにより、空転・滑走の検出ができるようにしている。

列車のモータの回転数は、回転数検出手段１１ａ、１１ｂとしてモータ駆動制御用センサを用いて検出し、速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂの入力インターフェースＩ／Ｆを現行に近い形としている。また、モータ１台に１つの回転数検出手段１１ａ、１１ｂと駆動制御手段１４ａ、１４ｂを設けている。

第１の実施の形態によれば、回転数検出手段１２ａ、１２ｂとして、付属のセンサである例えばレゾルバを使用するので、精度の高い速度情報を利用できる。

図２は本発明の第２の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図である。この第２の実施の形態は、回転数検出手段１１ａ、１１ｂを省略したセンサレスタイプとしたものである。モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂは列車の各々のモータごとに設けられる。モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂの回転数推定手段１８ａ、１８ｂは、モータの駆動信号に基づいてモータの回転数を推定するものであり、回転数推定手段１８ａ、１８ｂで推定された回転数は列車速度推定手段１９ａ、１９ｂに入力され列車速度が推定される。列車速度推定手段１９ａ、１９ｂで推定された列車速度Ｓ１、Ｓ２は回転数信号作成手段２０ａ、２０ｂに入力される。

また、回転数信号作成手段２０ａ、２０ｂには故障検知手段１５ａ、１５ｂで検知された故障情報Ｑ１、Ｑ２も入力され、回転数信号作成手段２０ａ、２０ｂは、信号Ｓ１、Ｓ２及び故障情報Ｑ１、Ｑ２に基づいて、モータの正負回転数に相当する信号（例えば、パルス信号など）及び故障情報を信号Ｒ１、Ｒ２として速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに出力する。速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂはモータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂの出力信号Ｒ１、Ｒ２に基づいて列車の速度や位置を算出し、自動速度制御装置１７ａ、１７ｂに出力する。

第２の実施の形態では、列車のモータの回転数は、モータ駆動制御において推定している値を用いる。あるいは、モータ駆動制御とは別途に作成するようにしてもよい。また、回転数を推定して求めるようにしていることから、速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂの入力インターフェースＩ／Ｆを現行に近い形としている。また、モータ１台に１つの回転数検出手段１１ａ、１１ｂと駆動制御手段１４ａ、１４ｂを設けている。

第２の実施の形態によれば、列車のモータの回転数は推定して求めるので、回転数検出手段が不要になりスペース効率が向上する。

図３は本発明の第３の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図である。この第３の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、回転数決定手段１６ａに代えて、列車速度算出手段２１ａ、２１ｂを設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

すなわち、モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂは、モータの正負回転数に相当する信号に代えて、速度信号を速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに出力するようにした出力信号変更タイプである。モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂの列車速度算出手段２１ａは、信号Ｐ１、Ｐ２及び故障情報Ｑ１、Ｑ２に基づいて、列車速度及び故障情報を信号Ｒ１、Ｒ２として速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに出力する。速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂはモータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂの出力信号Ｒ１、Ｒ２に基づいて列車の速度や位置を算出し、自動速度制御装置１７ａ、１７ｂに出力する。

第３の実施の形態によれば、速度・位置検出手段１２ａ、１２ｂに列車速度が入力されるので、速度・位置検出手段１２ａ、１２ｂは回転数に相当するパルス値を入力して速度情報を作成する手段が不要となり、速度・位置検出手段１２ａ、１２ｂの簡素化が図れる。

図４は本発明の第４の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図である。この第４の実施の形態は、二重系の組み方をフレキシブルにしたフレキシブルタイプである。図４において、モータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄは列車の各々のモータごとに設けられる。そして、モータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄは、モータの駆動信号に基づいてモータの回転数を推定し速度信号及び故障情報を算出し、その列車速度及び故障情報を信号Ｒ１〜Ｒ４として速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに出力する。

速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂは、各々のモータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄに対して主系従系に切り換えて、各々のモータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄのいずれかの出力信号Ｒ１〜Ｒ４を入力し、列車の速度や位置を算出する。そして、算出した列車の速度・位置情報Ｄ１、Ｄ２を自動速度制御装置１７ａ、１７ｂに出力する。

このように、第４の実施の形態では、列車の１両に設置されているモータ全軸分の信号を取り込んでおいて、主系従系選択で必要時切り替えて、列車の速度・位置情報Ｄ１、Ｄ２を自動速度制御装置１７ａ、１７ｂに出力する。この場合、平均処理などにより速度算出精度を向上させることも可能である。また、二重系データの比較により空転滑走などの影響を低減することも可能であり故障診断精度も向上できる。

第４の実施の形態によれば、モータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄは列車の各々のモータごとに設け、列車速度の冗長性を大きくしたので、信頼性を向上させることができ、また車輪の空転や滑走の検出精度も向上させることができる。

図５は本発明の第５の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図である。この第５の実施の形態は、図４に示した第４の実施の形態に対し、すべてのモータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄから信号Ｒ１〜Ｒ４を速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに入力することに代えて、２つずつのモータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）から信号Ｒ１、Ｒ２（Ｒ３、Ｒ４）を速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに入力するようにしたものである。つまり、二重系の組み方をフレキシブルにしたフレキシブルタイプのバリエーションを示している。

図５において、モータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄは列車の各々のモータごとに設けられている。そして、モータの駆動信号に基づいてモータの回転数を推定し速度信号及び故障情報を算出し、モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂは速度・位置算出手段１２ａに信号Ｒ１、Ｒ２として出力し、モータ駆動制御装置１４ｃ、１４ｄは速度・位置算出手段１２ｂに信号Ｒ３、Ｒ４として出力する。速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂは、各々のモータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄの２つ、すなわち、モータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）に対して、主系従系に切り換えて２つのモータ駆動制御装置１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）のいずれかの出力信号を入力し、列車の速度や位置を算出する。そして、算出した列車の速度・位置情報Ｄ１、Ｄ２を自動速度制御装置１７ａ、１７ｂに出力する。

第５の実施の形態によれば、列車速度の冗長性を大きくしたので信頼性を向上させることができ、また車輪の空転や滑走の検出精度も向上させることができる。また、第４の実施の形態に比較し配線を削減することができる。この配線の削減により故障率を低減することができ、またコストの低減を図れる。

図６は本発明の第６の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図である。この第６の実施の形態は、図４に示した第４の実施の形態に対し、車両監視制御手段２２ａ、２２ｂ及び総括列車制御手段２３を設けたものである。

図６において、車両の駆動制御を含む監視制御を行う車両監視制御手段２２ａ、２２ｂは、列車トータルで制御を行う総括列車制御手段２３の子局であり、総括列車制御手段２３の子局側（車両監視制御手段２２ａ、２２ｂ）を通じて車両の速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに情報を流す構成とする。

車両監視制御手段２２ａ、２２ｂは、各々のモータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄに対して主系従系に切り換えて各々のモータ駆動制御装置１４ａ〜１４ｄのいずれかの出力信号を入力し、車両の駆動制御を含む監視制御を行うとともに速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂに速度信号及び故障情報を出力する。

また、図７は本発明の第６の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の他の一例を示す構成図である。図７に示すものでは、車両の駆動制御を含む監視制御を行う車両監視制御手段２２ａ〜２２ｄを通じて総括列車制御手段２３から自動速度制御手段１７ａ、１７ｂに車両の速度・位置情報を出力する構成としている。総括列車制御手段２３は他の車両の速度・位置情報を使用できる構成としている。

また、図８は本発明の第６の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の別の他の一例を示す構成図である。車両の駆動制御を含む監視制御を行う車両監視制御手段(列車トータルで制御を行う総括列車制御手段の子局側)を通じてすべての速度・位置算出手段１２ａ、１２ｂ及び自動速度制御手段１７ｃ、１７ｄに情報を流す構成としている。

第６の実施の形態によれば、情報の一元管理が可能となり機能の列車全体での最適配置による信頼性が向上するとともにコストの低減が図れる。

本発明の第１の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図。本発明の第２の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図。本発明の第３の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図。本発明の第４の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図。本発明の第５の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図。本発明の第６の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の構成図。本発明の第６の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の他の一例を示す構成図。本発明の第６の実施の形態に係わる列車速度位置検出装置の別の他の一例を示す構成図。従来の自動運転制御装置の列車速度位置検出装置の構成図。

符号の説明

１１…回転数検出手段、１２…速度・位置算出手段、１３…自動ブレーキ制御手段、１４…モータ駆動制御装置、１５…故障検知手段、１６…回転数決定手段、１７…自動速度制御手段、１８…回転数推定手段、１９…列車速度推定手段、２０…回転数信号作成手段、２１…列車速度算出手段、２２…車両監視制御手段、２３…総括列車制御手段

Claims

列車の各々のモータごとに設けられモータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段ごとに設けられ前記回転数検出手段で検出された検出信号に基づいてモータの正負回転数に相当する信号及び故障情報を算出するモータ駆動制御装置と、前記モータ駆動制御装置の出力信号に基づいて列車の速度や位置を算出する速度・位置算出手段とを備えたことを特徴とする列車速度位置検出装置。
列車の各々のモータごとに設けられモータの駆動信号に基づいてモータの回転数を推定しモータの正負回転数に相当する信号及び故障情報を算出するモータ駆動制御装置と、前記モータ駆動制御装置の出力信号に基づいて列車の速度や位置を算出する速度・位置算出手段とを備えたことを特徴とする列車速度位置検出装置。
前記モータ駆動制御装置は、モータの正負回転数に相当する信号に代えて、速度信号を前記速度・位置算出手段に出力することを特徴とする請求項１又は２記載の列車速度位置検出装置。
列車の各々のモータごとに設けられモータの駆動信号に基づいてモータの回転数を推定し速度信号及び故障情報を算出するモータ駆動制御装置と、各々のモータ駆動制御装置に対して主系従系に切り換えて各々のモータ駆動制御装置のいずれかの出力信号を入力し列車の速度や位置を算出する速度・位置算出手段とを備えたことを特徴とする列車速度位置検出装置。
列車の各々のモータごとに設けられモータの駆動信号に基づいてモータの回転数を推定し速度信号及び故障情報を算出するモータ駆動制御装置と、各々のモータ駆動制御装置の２つに対して主系従系に切り換えて２つのモータ駆動制御装置のいずれかの出力信号を入力し列車の速度や位置を算出する速度・位置算出手段とを備えたことを特徴とする列車速度位置検出装置。
各々のモータ駆動制御装置に対して主系従系に切り換えて各々のモータ駆動制御装置のいずれかの出力信号を入力し、車両の駆動制御を含む監視制御を行うとともに速度・位置算出手段に速度信号及び故障情報を出力する車両監視制御手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の列車速度位置検出装置。