JP2016215662A - 車軸センサおよび車軸検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易的な構成による車軸検知技術を提供する。【解決手段】車軸センサ１０において、第１の受信コイルＲＸａは、レールを挟んで第１の送信コイルＴＸａと対向して配置されて相互誘導する。第２の受信コイルＲＸｂは、レールを挟んで第２の送信コイルＴＸｂと対向して配置されて相互誘導する。受信コイル部ＲＸの出力では、第１の受信コイルＲＸａのみ、第２の受信コイルＲＸｂのみ、第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂの両方が、それぞれ車軸を検知した場合の出力波形レベル差が発生する。出力波形のレベル差と、第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂの両方が車軸を検知した時間を算出することによって、車軸検出機能を１つの検知回路で実現することができる。【選択図】図６

Description

本発明は、車軸センサおよび車軸検知システムに関する。

日本国内においては、鉄道において列車の通過検知や位置検知の装置としては、軌道回路が閉塞状態となっているか否かを判断する軌道回路方式が普及している。一方、海外等では車軸カウンタ方式の装置に対する要望も依然として多い。

車軸カウンタ方式の技術は、車軸センサを用いて電磁遮蔽効果を利用して車軸（車輪）を検出する技術であり、各種の技術が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１に開示の技術では、レールを中間に挟み、片側に送信コイルを設置して、もう一方に受信コイルを設けて、受信コイルは差動結線とする。送信・受信コイルの軸はレールの踏面に対する垂直線と平行に設置する。車軸がない場合は、送信コイルから受信コイルへの磁場により受信コイルに誘導電圧が発生する。車軸がある場合は、磁場が遮断され誘起電圧が遮断される。この磁場の遮断による受信コイルの誘起電圧の有り・無しにより車軸あり・無しを検出する。

この技術は、受信コイルを差動結線することによって、車両からのインバータノイズ、レールへの帰線電流、信号電流などのノイズ元となる磁場を相殺することができる。ノイズ環境の多い鉄道信号の現場において、センサとして有効な手段である。

また、特許文献２に開示の技術では、車軸センサを用いて列車方向を判別する技術を開示している。独立した回路構成の車軸検知子を２組用いて、方向を判別する。具体的には、当該技術は、それぞれの検知子毎に発振回路が設けられており、２つの受信波形の車軸検知タイミング差から、列車方向を検知する。つまり、２組の検知子がそれぞれ独立で動作し、２個のセンサＯＮ／ＯＦＦのタイミングで列車進行方向を判別する。

ここで、図１〜図３を参照して、車軸カウンタ方式の公知の技術の構成及び動作を説明する。図１は、車軸検知センサ１１０の車軸検知による列車方向判別レール設置のイメージ図である。図２は車軸検知ブロック図である。図３は車軸検知センサ１１０から出力される信号例を示す図である。

図１のようにレール１９９に沿って第１及び第２の検知子１２０、１３０が配置される。第１の検知子１２０では、レール１９９の片側に送信コイルＴＸ１ａが配置され、もう一方の片側に差動結線した２つの受信コイルＲＸ１ａ、ＲＸ２ａが配置される。第２の検知子１３０でも同様に、レール１９９の片側に送信コイルＴＸ１ｂが配置され、もう一方の片側に差動結線した２つの受信コイルＲＸ１ｂ、ＲＸ２ｂが配置される。第１及び第２の検知子１２０、１３０の車軸検知ＯＮ／ＯＦＦタイミング（ＤＭ１、ＤＭ２の遮蔽タイミング）から列車の進行方向判別と通過した車軸数を判別する。

ここで図２のブロック図に示す様に、干渉しない２つの周波数ｆａ、ｆｂを磁場発生源として、送信コイルＴＸ１ａ、ＴＸ１ｂに電力を供給する。第１の検知子１２０から出力された信号は、バンドパスフィルタ１５１ａ、受信アンプ１５２ａを経て検波回路１５３ａに取り込まれ、検波結果を示すパルス信号が方向判定回路１６０に出力される。同様に、第２の検知子１３０から出力された信号は、バンドパスフィルタ１５１ｂ、受信アンプ１５２ｂを経て検波回路１５３ｂに取り込まれ、検波結果を示すパルス信号が方向判定回路１６０に出力される。検波回路１５３ａ、１５３ｂでは、具体的には、レベル検波方式が用いられ、閾値を設けて車軸１９５を通過する時のレベル変化をパルス出力し、第１及び第２の検知子１２０、１３０の出力タイミングを方向判定回路１６０へ入力する。

ここで、車軸検知センサ１１０に要求される機能として、列車の車軸と保守時に一時的に線路脇から荷物等を運搬するためのトロッコ等の保守用車の車軸とを判別する必要がある。保守用車の車輪は列車の車輪の直径１／２程度であり、列車判別は車輪径判別を行うこととなる。車輪径判別は、第１及び第２の検知子１２０、１３０の物理的な距離を、列車の車輪径が通過した場合に第１及び第２の検知子１２０、１３０が両方ＯＮとなる距離とし、トロッコ等の車輪では第１及び第２の検知子１２０、１３０が両方ＯＮとならない距離範囲に設置する。

この上記距離範囲内に第１及び第２の検知子１２０、１３０を設置した場合の出力が図３（ａ）〜（ｄ）に示す出力例となる。方向判定回路１６０では、パルス重なりの有り・無しによって、列車と保守用車とを判別する。例えば、図３（ａ）、（ｂ）では、第１の検知子１２０からのパルス信号と第２の検知子１３０からのパルス信号とに重なる期間があるため、列車が通過したもと判断される。図３（ｃ）、（ｄ）では、第１の検知子１２０からのパルス信号と第２の検知子１３０からのパルス信号とに重なる期間が無いため、保守用車が通過したと判断される。

特開２００７−２６３９３８号公報 特開２０００−６８０８号公報

ところで、上述の車軸検知センサ１１０の場合、第１及び第２の検知子１２０、１３０それぞれに独立した回路構成となるため、独立した２つの検知回路１５３ａ、１５３ｂが必要となり、回路ボリュームおよび処理ボリュームが大きくなり、不経済であるという課題があった。

本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することにある。

本発明の車軸センサは、交流電源に接続された送信コイルを備える送信コイル部と、前記送信コイル部とレールを挟んで対向してレール長手方向に沿って配置された複数の受信コイルを直列に接続して備えた受信コイル部と、を備え、前記送信コイル部と前記受信コイル部は相互誘導で電磁的に結合されている。
また、前記送信コイル部へ電流を供給する発振回路部は１回路であって、前記受信コイル部の前記複数の受信コイルは差動接続されてもよい。
また、複数の前記受信コイル間で、誘起電圧レベル差が設定されてもよい。
また、前記送信コイル部は、前記受信コイル部の前記複数の受信コイルと同数の送信コイルを備えており、１つの前記送信コイルとそれに対向した位置に配置された１つの前記受信コイルとで１つの検知子とし、複数の検知子が設けられてもよい。
また、前記複数の検知子は２つであって、２つの検知子の間隔は、列車の車軸通過時には両方の検知子が同時にＯＮとなる期間を有し、前記列車と区別した車両の通過時には両方の検知子が同時にはＯＮとならない様に、前記２つの検知子を配置してもよい。
本発明の車軸検知システムは、上述の車軸センサと、前記車軸センサの出力をもとに車軸の通過の有無を判別する車軸検出部とを備える。
また、前記車軸検出部は、前記受信コイル部の出力値が所定範囲にある時間をもとに、所定の列車と前記列車とは異なる車であるかを判別してもよい。
また、前記車軸検出部は、前記受信コイル部の出力値が所定範囲にある時間をもとに、所定の列車の速度を算出してもよい。

本発明によると、簡易的な構成による車軸検知技術を実現できる。

背景技術に係る、車軸センサの車軸検知による列車方向判別レール設置のイメージ図である。列車の構成を示す機能ブロック図である。 背景技術に係る、車軸検知ブロック図である。 背景技術に係る、車軸センサから出力される信号例を示す図である。 本実施形態に係る、車軸センサの車軸検知による列車方向判別レール設置のイメージ図である 本実施形態に係る、車軸検知ブロック図である。 本実施形態に係る、車軸検知システムのブロック図である。 本実施形態に係る、列車車輪時の車軸検知のタイムチャートである。 本実施形態に係る、保守用車車輪時の車軸検知のタイムチャートである。 本実施形態に係る、Ａ／Ｄ変換部の読み取りデータの具体例を示す図である。 本実施形態に係る、列車速度と第１の受信コイルと第２の受信コイルとの遮断時間との関係を示すテーブルである。 本実施形態に係る、検波回路（演算処理部）の車軸検出処理のフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態の概要は次の通りである。すなわち、レール長手方向に沿って２組の検知子を設置する。このとき、レールの片側に送信コイル、もう一方の片側に設置した受信コイルを差動結線とすることで、所定の列車とそのタイプの列車以外の車両、例えば保守用車との判別および列車進行方向を判別する。

図４は、車軸センサ１０の車軸検知による列車方向判別レール設置のイメージ図である。図５は車軸検知ブロック図である。

車軸センサ１０は、レール９９の長手方向に配置された２組の検知子（第１の検知子２０、第２の検知子３０）を備える。レール９９の片側に送信コイル部ＴＸが配置され、他方側に受信コイル部ＲＸが配置される。

送信コイル部ＴＸは、直列に接続された第１の送信コイルＴＸａと第２の送信コイルＴＸｂを備え、所定周波数ｆａの交流電源から電力を供給される。

受信コイル部ＲＸは、直列に差動結線された第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂとを備える。

ここで、第１の受信コイルＲＸａは、レール９９を挟んで第１の送信コイルＴＸａと対向して配置されて相互誘導する。すなわち、第１の受信コイルＲＸａと第１の送信コイルＴＸａとは、一組の検知子（以下、「第１の検知子２０」）として機能する。

同様に、第２の受信コイルＲＸｂは、レール９９を挟んで第２の送信コイルＴＸｂと対向して配置されて相互誘導する。すなわち、第２の受信コイルＲＸｂと第２の送信コイルＴＸｂとは、一組の検知子（以下、「第２の検知子３０」）として機能する。なお、第２の受信コイルＲＸｂの２つの端子のうち、第１の受信コイルＲＸａと接続されない方の端子は回路部のグランドに接続される。

受信コイル部ＲＸの出力は、第１の受信コイルＲＸａが車軸９５（車輪９０）を検知した場合の出力波形、第２の受信コイルＲＸｂが車軸９５（車輪９０）を検知した場合の出力波形、第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂの両方が車軸９５（車輪９０）を検知した場合の出力波形レベル差が発生する。受信コイル部ＲＸ（第１の受信コイルＲＸａ）の出力は、バンドパスフィルタ５１、受信アンプ５２を経て検波回路６０に出力される。

出力波形のレベル差と、第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂの両方が車軸９５（車輪９０）を検知した時間を算出することによって、背景技術の図１〜図３で示した同等の機能を、１つの検知回路で実現する。

以下、検出メカニズムに関して説明する。
第１の受信コイルＲＸａに誘導する電圧Ｖｘａを以下のように仮定する。
Ｖｘａ=Ａｓｉｎωｔ
このとき、差動接続とされている第２の受信コイルＲＸｂに誘導する電圧Ｖｘｂは次式で示される。
Ｖｘｂ=−Ｂｓｉｎωｔ

よって、車軸９５（車輪９０）を検知をしていない状態では、差動出力Ｖａｂは次の通りになる。
Ｖａｂ=（Ａ−Ｂ）ｓｉｎωｔ

車軸９５（車輪９０）が第１の受信コイルＲＸａの受信コイル磁場（ＤＭ１）を遮断した場合、第１の受信コイルＲＸａに誘導する電圧Ｖｘａ=０となる。したがって、差動出力波形は、Ｖ=−Ｂｓｉｎωｔとなる。

一方、車軸９５（車輪９０）が第２の受信コイルＲＸｂの受信コイル磁場（ＤＭ２）を遮断した場合は、Ｖｘｂ=０となり差動出力波形は、Ｖ=Ａｓｉｎωｔとなる。
すなわち、以下のとおりの信号波形変化が発生する。
Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無しの場合
Ｖ=（Ａ−Ｂ）ｓｉｎωｔ・・・式１
Ｒｘａ車軸検知の場合
Ｖ=−Ｂｓｉｎωｔ・・・式２
ＲｘａとＲｘｂの両方が車軸検知の場合
Ｖ=０・・・式３
Ｒｘｂ車軸検知の場合
Ｖ=Ａｓｉｎωｔ・・・式４

ここで、第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂの誘起電圧レベル差を設ける。誘起電圧レベル差を設ける方法は、第１の送信コイルＴＸａとＲｘａ間の物理的な距離を第２の送信コイルＴＸｂと第２の受信コイルＲＸｂ間と差を持たせる。または、図４では、送信電源（周波数ｆａ）と直列接続した送信コイル部ＴＸを示しているが、第１の送信コイルＴＸａに送信する電流と第２の送信コイルＴＸｂに送信する電流を可変するために並列接続する方式や、受信コイルの巻き線変え方式等さまざまな方式がある。何れにしても、第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂの誘起電圧レベル差を設けた状態とする。

第１の受信コイルＲＸａの誘起電圧レベルが、第２の受信コイルＲＸｂの誘起電圧レベルＢより若干大きいとした場合、Ａ=１０ｋ、Ｂ=９ｋ（ｋ：受信コイルの増幅アンプ定数）とすると、式１〜４は、以下の式１ａ〜４ａに変換される。
Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無しの場合
Ｖ=１ｋ ｓｉｎωｔ・・・式１ａ
Ｒｘａ車軸検知の場合
Ｖ=−９ｋｓｉｎωｔ=９ｋｓｉｎ（ωｔ+π）・・・式２ａ
ＲｘａとＲｘｂの両方が車軸検知の場合
Ｖ=０・・・式３ａ
Ｒｘｂ車軸検知の場合
Ｖ=１０ｋ ｓｉｎωｔ・・・式４ａ

図６に車軸センサ１０と検波回路６０と備える車軸検知システム１のブロック図を示す。この検波回路６０は、積分回路５３と演算部５４とを備える。演算部５４は、Ａ／Ｄ変換部５５と演算処理部５６とを備える。この検波回路６０によって、上述の式１ａ〜４ａの出力波形の検波を実行する。検波回路６０としては、乗算回路が一般的であり、送信波形と受信波を乗算し、その値を積分回路５３で積分し、Ａ／Ｄ変換部５５でＡ／Ｄ変換後、演算処理部５６で列車進行方向の判別し結果を出力する。なお、交流電源と乗算回路との経路上の移相器５８は、Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無しの時に、送信波形と受信波形を同位相に初期設定する。

乗算結果は、交流電源のｓｉｎωｔと受信コイルのＡｓｉｎωｔを演算した式Ａとなる。この式Ａのｃｏｓ（２ωｔ＋θ）は交流成分であり、積分回路５３が交流成分を積分すると、式Ａの直流成分だけが演算され式Ｂとなる。式Ａ及び式Ｂは次の数式１に示す。

よって、式１ａ〜式４ａを式Ｂで演算した結果は、以下のようになる。
式１ａのＶ=１ｋ／２=０．５ｋ
式２ａのＶ=−９ｋ／２＝−４．５ｋ
式３ａのＶ=０
式４ａのＶ=１０ｋ／２＝５ｋ

式１ａ〜４ａのｋ＝１（アンプゲイン１）で電圧値にすると、以下のとおりとなる。
Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無しの場合
Ｖ＝０．５Ｖ
Ｒｘａ車軸検知の場合
Ｖ＝−４．５Ｖ
ＲｘａとＲｘｂの両方が車軸検知の場合
Ｖ＝０Ｖ
Ｒｘｂ車軸検知の場合
Ｖ＝５Ｖ

つづいて、図７及び図８を参照して、列車と保守用車を判別するための車軸径判別論理に関して説明する。保守車は、列車の車輪径半分と仮定して説明する。第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂのセンサ感度範囲（以下、「応動距離」と呼ぶ）は、車輪径が１／２となれば１／２となる。

図７は、列車車輪時の車軸検知のタイムチャートである。図８は、保守用車車輪時の車軸検知のタイムチャートである。ここで示す例では、車輪９０は、第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂの応動距離が、列車では３００ｍｍ（前１５０ｍｍ＋後１５０ｍｍ）、保守車両では１５０ｍｍ（前７５ｍｍ＋後７５ｍｍ）としている。

図７に示す様に、列車の車輪９０ａでは、第１の受信コイルＲＸａと第２の受信コイルＲＸｂの両コイルが車輪９０ａを検知する０Ｖ出力がある。一方、図８に示す様に、保守用車の車輪９０ｂでは、第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲＸｂの切り替えタイミングで０Ｖ出力が一瞬だけ発生する。

すなわち、列車車輪時に、第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲＸｂがＯＮとなるように、第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲＸｂのレール長手方向の距離を設定する。第１の送信コイルＴｘａと第２の送信コイルＴＸｂも相互誘導するように第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲＸｂにあわせ距離をスライドさせる。このような物理的な配置をすることで、列車と保守車の判別ができる。

以下、図９に示す、Ａ／Ｄ変換部５５の読み取りデータで具体的に説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、列車の車輪９０ａを検知した場合のＡ／Ｄコンバータ入力値である。図９（ｃ）、（ｄ）は保守用車の車輪９０ｂを検知した場合のＡ／Ｄコンバータ入力値である。保守用車の車輪９０ｂの車輪径が列車の車輪９０ａの車輪径の半分以下となっている条件を想定している。

図９（ａ）と図９（ｂ）で示すように、列車の車輪９０ａの場合に第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲＸｂが両方ＯＮとなる（０Ｖ出力）時間が発生する。一方、図９（ｃ）と図９（ｄ）で示すように、保守用車の車輪９０ｂの場合は、第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲＸｂが「検知無しレベル」に遷移する直前または直後の一瞬だけ０Ｖ出力となる。

よって、保守用車の車輪径の最大値に対して、第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲＸｂの両方が車軸検知無しとなるように、第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲＸｂ間の物理的な距離配置にすることで、最大値以下の保守用車の車輪径が通過したとしても、列車と保守車両の判別ができる。

この第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲｘｂの両コイルが車軸検知した時間が一定値以上であった場合に、列車判別アルゴリズムとする。

図１０は、列車速度と第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲｘｂとの遮断時間との関係を示すテーブルである。ここでは、第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲｘｂのコイル間中心距離が１５０ｍｍとした場合の、第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲｘｂの両コイルが車軸９５（車輪９０）を検知している時間を示している。

例えば、３００ｋｍ／ｈの走行列車であっても、１．８ｍｓの時間があり、一般的なＡ／Ｄ変換のサンプリング時間で十分間に合う値である。第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲｘｂの遮断時間を精度良く計測することによって、列車速度を算出することも可能である。

図１１は、検波回路６０（演算処理部５６）の車軸検出処理のフローチャートである。車軸待ちレベル（Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無し）、Ｒｘａ車軸ＯＮレベル（Ｒｘａ車軸検知）、Ｒｘｂ車軸ＯＮレベル（Ｒｘｂ車軸検知）の閾値は、あらかじめ演算処理部５６に設定されている。

このフローでは、列車の車軸９５（車輪９０ａ）が通過したこと（図６の１動作完結）によって１車軸をカウントして、保守用車はカウントをしない。

まず、演算処理部５６は、Ａ／Ｄ変換部５５からのパルス信号が、Ｒｘａ車軸ＯＮレベルであるか否かを判断する（Ｓ１０）。

パルス信号がＲｘａ車軸ＯＮレベルである場合（Ｓ１０のＹ）、第１の受信コイルＲＸａから第２の受信コイルＲＸｂ方向への進行判別を行う（Ｓａ）。

第１の受信コイルＲＸａから第２の受信コイルＲＸｂ方向への進行判別（Ｓａ）では次の処理（Ｓ１２〜Ｓ３０）を行う。

演算処理部５６は、パルス信号に０Ｖ出力があるか否かを検知する（Ｓ１２）。０Ｖ出力が無ければ（Ｓ１２のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

０Ｖ出力がある場合（Ｓ１２のＹ）、演算処理部５６は０Ｖ出力が所定時間以上であるか否かを判断する（Ｓ１４）。

０Ｖ出力が所定時間以上である場合（Ｓ１４のＹ）、演算処理部５６は通過車両が列車であると判断し（Ｓ１６）、つづいて、Ｒｘｂ車軸ＯＮレベルであるか否かを判断する（Ｓ１８）。Ｒｘｂ車軸ＯＮレベルでない場合（Ｓ１８のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

Ｒｘｂ車軸ＯＮレベルである場合（Ｓ１８のＹ）、演算処理部５６は車軸待ちレベル（Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無し）であるか否かを判断する（Ｓ２０）。車軸待ちレベルでない場合（Ｓ２０のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

車軸待ちレベルである場合（Ｓ２０のＹ）、演算処理部５６は第１の受信コイルＲＸａから第２の受信コイルＲＸｂの方向へ進行する列車の車軸９５（車輪９０ａ）をカウントアップする（Ｓ２２）。

Ｓ１４の処理で、０Ｖ出力が所定時間未満である場合（Ｓ１４のＮ）、演算処理部５６は通過車両が保守用車であると判断し（Ｓ２４）、つづいて、Ｒｘｂ車軸ＯＮレベルであるか否かを判断する（Ｓ２６）。Ｒｘｂ車軸ＯＮレベルでない場合（Ｓ２６のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

Ｒｘｂ車軸ＯＮレベルである場合（Ｓ２６のＹ）、演算処理部５６は車軸待ちレベル（Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無し）であるか否かを判断する（Ｓ２８）。車軸待ちレベルでない場合（Ｓ２８のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

車軸待ちレベルである場合（Ｓ２８のＹ）、演算処理部５６は第１の受信コイルＲＸａから第２の受信コイルＲＸｂの方向へ保守用車が進行したと判断する（Ｓ３０）。

Ｓ１０の処理で、パルス信号がＲｘａ車軸ＯＮレベルでない場合（Ｓ１０のＮ）、演算処理部５６は、パルス信号がＲｘｂ車軸ＯＮレベルであるか否かを判断する（Ｓ３２）。Ｒｘｂ車軸ＯＮレベルでない場合（Ｓ３２のＮ）、処理はＳ１０に戻る。

Ｒｘｂ車軸ＯＮレベルである場合（Ｓ３２のＹ）、演算処理部５６は、第２の受信コイルＲＸｂから第１の受信コイルＲＸａ方向への進行判別を行う（Ｓｂ）。

第２の受信コイルＲＸｂから第１の受信コイルＲＸａ方向への進行判別（Ｓｂ）では次の処理（Ｓ３４〜Ｓ５２）を行う。

演算処理部５６は、パルス信号に０Ｖ出力があるか否かを検知する（Ｓ３４）。０Ｖ出力が無ければ（Ｓ３４のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

０Ｖ出力がある場合（Ｓ３４のＹ）、演算処理部５６は０Ｖ出力が所定時間以上であるか否かを判断する（Ｓ３６）。

０Ｖ出力が所定時間以上である場合（Ｓ３６のＹ）、演算処理部５６は通過車両が列車であると判断し（Ｓ３８）、つづいて、Ｒｘａ車軸ＯＮレベルであるか否かを判断する（Ｓ４０）。Ｒｘａ車軸ＯＮレベルでない場合（Ｓ４０のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

Ｒｘａ車軸ＯＮレベルである場合（Ｓ４０のＹ）、演算処理部５６は車軸待ちレベル（Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無し）であるか否かを判断する（Ｓ４２）。車軸待ちレベルでない場合（Ｓ４２のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

車軸待ちレベルである場合（Ｓ４２のＹ）、演算処理部５６は第２の受信コイルＲＸｂから第１の受信コイルＲＸａの方向へ進行する列車の車軸９５（車輪９０ａ）をカウントアップする（Ｓ４４）。

Ｓ３６の処理で、０Ｖ出力が所定時間未満である場合（Ｓ３６のＮ）、演算処理部５６は通過車両が保守用車であると判断し（Ｓ４６）、つづいて、Ｒｘａ車軸ＯＮレベルであるか否かを判断する（Ｓ４８）。Ｒｘａ車軸ＯＮレベルでない場合（Ｓ４８のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

Ｒｘａ車軸ＯＮレベルである場合（Ｓ４８のＹ）、演算処理部５６は車軸待ちレベル（Ｒｘａ／Ｒｘｂ車軸検知無し）であるか否かを判断する（Ｓ５０）。車軸待ちレベルでない場合（Ｓ５０のＮ）、処理はＳ１０へ戻る。

車軸待ちレベルである場合（Ｓ５０のＹ）、演算処理部５６は第２の受信コイルＲＸｂから第１の受信コイルＲＸａの方向へ保守用車が進行したと判断する（Ｓ５２）。

なお、列車が第１の受信コイルＲｘａと第２の受信コイルＲｘｂ間を通過せず途中で引き返した列車の車輪９０ａをカウントしないことが要求される。すなわち、フロー図には記載していないが、各処理ステップ（判断処理）では演算処理部５６の内部タイマで規定時間以内で処理が実行されない場合は、先頭フローの実行に戻る処理を行い、列車引き返しのチェックをする。例えば、海外では、多数の列車が連結し１編成が非常に長く構成される場合がある。そのような場合に、途中で連結が切り離されると、その判断が難しいことがあるが、列車通過判別を車両単位、車軸単位で行うことができる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１ 車軸検知システム
１０ 車軸センサ
２０ 第１の検知子
３０ 第２の検知子
５１ バンドパスフィルタ
５２ 受信アンプ
５３ 積分回路
５４ 演算部
５５ Ａ／Ｄ変換部
５６ 演算処理部
５８ 移相器
６０ 検波回路（車軸検出部）
９０、９０ａ、９０ｂ 車輪
９５ 車軸
９９ レール
ＲＸ 受信コイル部
ＲＸａ 第１の受信コイル
ＲＸｂ 第２の受信コイル
ＴＸ 送信コイル部
ＴＸａ 第１の送信コイル
ＴＸｂ 第２の送信コイル

Claims (8)

1. 交流電源に接続された送信コイルを備える送信コイル部と、
   前記送信コイル部とレールを挟んで対向してレール長手方向に沿って配置された複数の受信コイルを直列に接続して備えた受信コイル部と、
   を備え、
   前記送信コイル部と前記受信コイル部は相互誘導で電磁的に結合されていることを特徴とする車軸センサ。
2. 前記送信コイル部へ電流を供給する発振回路部は１回路であって、
   前記受信コイル部の前記複数の受信コイルは差動接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車軸センサ。
3. 複数の前記受信コイル間で、誘起電圧レベル差が設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車軸センサ。
4. 前記送信コイル部は、前記受信コイル部の前記複数の受信コイルと同数の送信コイルを備えており、
   １つの前記送信コイルとそれに対向した位置に配置された１つの前記受信コイルとで１つの検知子とし、複数の検知子が設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の車軸センサ。
5. 前記複数の検知子は２つであって、２つの検知子の間隔は、列車の車軸通過時には両方の検知子が同時にＯＮとなる期間を有し、前記列車と区別した車両の通過時には両方の検知子が同時にはＯＮとならない様に、前記２つの検知子を配置していることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の車軸センサ。
6. 請求項１〜５までのいずれかに記載の車軸センサと、
   前記車軸センサの出力をもとに車軸の通過の有無を判別する車軸検出部と
   を備えることを特徴とする車軸検知システム。
7. 前記車軸検出部は、前記受信コイル部の出力値が所定範囲にある時間をもとに、所定の列車と前記列車とは異なる車であるかを判別することを特徴とする請求項６に記載の車軸検知システム。
8. 前記車軸検出部は、前記受信コイル部の出力値が所定範囲にある時間をもとに、所定の列車の速度を算出することを特徴とする請求項６または７に記載の車軸検知システム。

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