JPH0625664B2 - 車両の着雪厚さ検出方法及び装置 - Google Patents
車両の着雪厚さ検出方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0625664B2 JPH0625664B2 JP26946289A JP26946289A JPH0625664B2 JP H0625664 B2 JPH0625664 B2 JP H0625664B2 JP 26946289 A JP26946289 A JP 26946289A JP 26946289 A JP26946289 A JP 26946289A JP H0625664 B2 JPH0625664 B2 JP H0625664B2
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- ultrasonic
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、車両の着雪厚さ検出方法及び装置に関するも
のである。
のである。
（ロ）従来の技術 積雪状態でレール上を車両が走行すると、風圧によって
雪が舞い上がり、舞い上がった雪が車体床下の壁状部に
付着し着雪が発生る。着雪の状態によって車両の速度を
規制する必要があるため、着雪厚さの測定が必要とな
る。着雪厚さの測定は、車両が駅に停車した際に作業者
が物差しを用いて目視により行なっている。
雪が舞い上がり、舞い上がった雪が車体床下の壁状部に
付着し着雪が発生る。着雪の状態によって車両の速度を
規制する必要があるため、着雪厚さの測定が必要とな
る。着雪厚さの測定は、車両が駅に停車した際に作業者
が物差しを用いて目視により行なっている。
（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のように車両が停車した際に測定す
る方法では、走行中の着雪厚さの変化を知ることができ
ず、次の停車駅までの走行時間が長い場合には許容以上
の着雪厚さとなる可能性がある。本発明は、走行中にお
いても着雪厚さを自動的に測定することができるように
することを目的としている。
る方法では、走行中の着雪厚さの変化を知ることができ
ず、次の停車駅までの走行時間が長い場合には許容以上
の着雪厚さとなる可能性がある。本発明は、走行中にお
いても着雪厚さを自動的に測定することができるように
することを目的としている。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、超音波センサーを用いて着雪厚さを検出する
ことにより、上記課題を解決する。
ことにより、上記課題を解決する。
すなわち、本発明による車両の着雪厚さ検出方法は、レ
ール上方に位置すると共にこれと平行となるように所定
間隔をおいて車体の床下に配列された下向きの複数の超
音波センサーから、レールへ向けて超音波を発信すると
共に反射波を受信し、受信した反射波による出力電圧の
うちレールからの反射波に対応する部分のみを取り出
し、上記取り出された出力電圧と途中に障害物がない状
態でレールから反射してきた反射波によって得られるべ
き電圧よりも所定比率だけ小さい基準電圧とを比較し、
出力電圧が基準電圧よりも小さい超音波センサーの位置
から着雪の厚さを検出するように構成される。
ール上方に位置すると共にこれと平行となるように所定
間隔をおいて車体の床下に配列された下向きの複数の超
音波センサーから、レールへ向けて超音波を発信すると
共に反射波を受信し、受信した反射波による出力電圧の
うちレールからの反射波に対応する部分のみを取り出
し、上記取り出された出力電圧と途中に障害物がない状
態でレールから反射してきた反射波によって得られるべ
き電圧よりも所定比率だけ小さい基準電圧とを比較し、
出力電圧が基準電圧よりも小さい超音波センサーの位置
から着雪の厚さを検出するように構成される。
また、上記方法を実施する本発明による車両の着雪厚さ
検出装置は、車体（１６）床下に取り付られるセンサー
ユニット（２２）と、センサーユニットからの信号が入
力される信号処理ユニット（２６）と、信号処理ユニッ
トからの出力信号により作動する表示器（２８）と、を
有しており、センサーユニットは壁状部（２０）の前方
側でレール（１０）の上方に配置されており、センサー
ユニットはレールと平行に所定間隔で配列された複数の
超音波センサー（２４）を有しており、超音波センサー
は超音波の発信及び受信を行ない受信した反射波に応じ
て電圧信号を信号処理ユニットに出力可能であり、信号
処理ユニットは、超音波センサーを共振周波数で発振さ
せる発振器（３０）と、各超音波センサーからの出力電
圧のうちレールからの発射波に対応する部分のみを取り
出すためのタインミング回路（３６）及びサンプルホー
ルド回路（４２）と、取り出された出力電圧を所定の基
準電圧と比較し基準電圧より小さい出力電圧となってい
る超音波センサーを判別しこの判別結果に基づいて着雪
厚さを表示するように表示器を作動させる信号を出力す
る比較演算回路（４４）と、を有している。なお、かっ
こ内の符号は後述の実施例の対応する部材を示す。
検出装置は、車体（１６）床下に取り付られるセンサー
ユニット（２２）と、センサーユニットからの信号が入
力される信号処理ユニット（２６）と、信号処理ユニッ
トからの出力信号により作動する表示器（２８）と、を
有しており、センサーユニットは壁状部（２０）の前方
側でレール（１０）の上方に配置されており、センサー
ユニットはレールと平行に所定間隔で配列された複数の
超音波センサー（２４）を有しており、超音波センサー
は超音波の発信及び受信を行ない受信した反射波に応じ
て電圧信号を信号処理ユニットに出力可能であり、信号
処理ユニットは、超音波センサーを共振周波数で発振さ
せる発振器（３０）と、各超音波センサーからの出力電
圧のうちレールからの発射波に対応する部分のみを取り
出すためのタインミング回路（３６）及びサンプルホー
ルド回路（４２）と、取り出された出力電圧を所定の基
準電圧と比較し基準電圧より小さい出力電圧となってい
る超音波センサーを判別しこの判別結果に基づいて着雪
厚さを表示するように表示器を作動させる信号を出力す
る比較演算回路（４４）と、を有している。なお、かっ
こ内の符号は後述の実施例の対応する部材を示す。
なお、複数の超音波センサーを用いる代わりに１個の超
音波センサーを移動させて着雪厚さを検出するようにす
ることもできる。
音波センサーを移動させて着雪厚さを検出するようにす
ることもできる。
（ホ）作用 超音波センサーからレールに向けて調音波が発信され、
これの反射波が受信される。超音波センサーによって受
信された反射波に対応して電圧信号が得られる。着雪に
よって妨害されることなくレールから反射してきた反射
波を受信した場合には所定の高い出力電圧が得られる。
一方、超音波センサーから発信された超音波が着雪によ
って妨害されると、レールから反射してくる反射波が減
少し出力電圧が低下する。所定の基準電圧より小さい値
まで出力電圧が低下した超音波センサーの位置から着雪
厚さを検出することができる。
これの反射波が受信される。超音波センサーによって受
信された反射波に対応して電圧信号が得られる。着雪に
よって妨害されることなくレールから反射してきた反射
波を受信した場合には所定の高い出力電圧が得られる。
一方、超音波センサーから発信された超音波が着雪によ
って妨害されると、レールから反射してくる反射波が減
少し出力電圧が低下する。所定の基準電圧より小さい値
まで出力電圧が低下した超音波センサーの位置から着雪
厚さを検出することができる。
（ヘ）実施例 第１〜５図に本発明の実施例を示す。
第１図に示すように、レール１０上を回転する車輪１２
に台車１４が支持されており、台車１４に車体１６が支
持されている。車体１６の床下に箱１８が固着されてお
り、これの車両進行方向前方側に壁上部２０が形成され
ている。車体１６の床下の壁状部２０の前方側にセンサ
ーユニット２２が設けられている。センサーユニット２
２はレール１０の上方に配置されており、レール１０と
平行に所定間隔をおいて配列された複数の超音波センサ
ー２４を有している。センサーユニット２２からの信号
は信号処理ユニット２６に入力される。信号処理ユニッ
ト２６は表示器２８を作動させる信号を出力する。
に台車１４が支持されており、台車１４に車体１６が支
持されている。車体１６の床下に箱１８が固着されてお
り、これの車両進行方向前方側に壁上部２０が形成され
ている。車体１６の床下の壁状部２０の前方側にセンサ
ーユニット２２が設けられている。センサーユニット２
２はレール１０の上方に配置されており、レール１０と
平行に所定間隔をおいて配列された複数の超音波センサ
ー２４を有している。センサーユニット２２からの信号
は信号処理ユニット２６に入力される。信号処理ユニッ
ト２６は表示器２８を作動させる信号を出力する。
第２図に信号処理ユニット２６の構造を示す。信号処理
ユニット２６は、発振器３０、切換スイッチ３２、切換
スイッチ３４、タイミング回路３６、増幅回路３８、整
流回路４０、サンプルホールド回路４２及び比較演算回
路４４を有している。発振器３０は超音波センサー２４
の共振周波数で発振可能である。タイミング回路３６は
所定の間隔で信号を出力し、切換スイッチ３２、切換ス
イッチ３４及びサンプルホールド回路４２を順次切換可
能である。切換スイッチ３２及び切換スイッチ３４を構
成する複数の単体スイッチがそれぞれ超音波センサー２
４と接続されている。超音波センサー２４からの出力信
号は増幅回路３８で増幅され、更に整流回路４０で整流
される。整流回路４０からの信号は、タイミング回路３
６からの信号により開閉されるゲートを有するサンプル
ホールド回路４２において記憶される。サンプルホール
ド回路４２に記憶された反射波の出力電圧は比較演算回
路４４において基準電圧と比較され、これに基づいて表
示器２８を作動させる信号が出力される。
ユニット２６は、発振器３０、切換スイッチ３２、切換
スイッチ３４、タイミング回路３６、増幅回路３８、整
流回路４０、サンプルホールド回路４２及び比較演算回
路４４を有している。発振器３０は超音波センサー２４
の共振周波数で発振可能である。タイミング回路３６は
所定の間隔で信号を出力し、切換スイッチ３２、切換ス
イッチ３４及びサンプルホールド回路４２を順次切換可
能である。切換スイッチ３２及び切換スイッチ３４を構
成する複数の単体スイッチがそれぞれ超音波センサー２
４と接続されている。超音波センサー２４からの出力信
号は増幅回路３８で増幅され、更に整流回路４０で整流
される。整流回路４０からの信号は、タイミング回路３
６からの信号により開閉されるゲートを有するサンプル
ホールド回路４２において記憶される。サンプルホール
ド回路４２に記憶された反射波の出力電圧は比較演算回
路４４において基準電圧と比較され、これに基づいて表
示器２８を作動させる信号が出力される。
次にこの実施例の動作について説明する。信号処理ユニ
ット２６の発振器３０は常に所定の周波数で発振してお
り、切換スイッチ３２により複数の超音波センサー２４
が順次定められた時間だけ導通状態とされる。切換スイ
ッチ３２の作動はタイミング回路３６からの信号により
制御される。１つの超音波センサー２４は、例えば第３
図に示すように、一定時間ｔ１だけ超音波を発信するこ
とになる。発信された超音波４６は第５図に示すように
基本的にはレール１０に当たって反射する。ただし、第
６図に示すように、壁状部２０に着雪４８があると、こ
れによっても反射され、またレール１０を敷設した地面
１１（玉砂利面）からも反射される。反射波は超音波セ
ンサー２４によって受信される。この場合タイミング回
路３６からの信号により切換スイッチ３４が第３図に示
すｔ２時間導通状態とされる。超音波センサー２４によ
って受信された反射波に基づく信号は増幅回路３８で増
幅され、次いで整流回路４０で整流される。超音波セン
サー２４によって受信された反射波に基づく電圧信号は
例えば第４図に示すようなものとなっているが、整流回
路４０の作用によりこれから出力される電圧信号は第３
図に示すようなものとなっている。なお、整流回路４０
からの出力電圧には、壁状部２０に付着した着雪４８か
らの反射波に基づくもの（ａ）、地面１１からの反射波
に基づくもの（ｃ）などが含まれているが、サンプルホ
ールド回路４２のゲートを超音波の送信が開始されてか
らｔ３時間後からｔ４時間だけ開くことにより、レール
１０からの反射波による出力電圧（ｂ）のみをサンプル
ホールド回路４２に記憶させることができる。これは超
音波センサー２４とレール１０との間の距離及び超音波
の速度はあらかじめ定められているので、レール１０か
らの反射波が超音波センサー２４によって捉えられる時
間が予測可能であることに基づいている。こうして得ら
れた電圧信号は比較演算回路４４において基準電圧と比
較される。基準電圧としては超音波センサー２４とレー
ル１０との間に障害物がない場合（第５図に示す状態）
に得られる電圧の５０％の値が設定されている。第１図
中で壁状部２０側から教えて第１番目及び第２番目の超
音波センサー２４からの超音波は大部分が着雪４８によ
って反射されるため、出力電圧は非常に小さい値とな
り、基準電圧以下（オフ）となる。一方、壁状部２０か
ら第３番目の超音波センサー２４では第６図に示すよう
に着雪４８によって超音波の半分程度が妨害されるた
め、出力電圧はほぼ基準電圧に等しい値となり、第６図
に示す状態よりも着雪４８の量がわずかに増えれば第３
番目の超音波センサー２４もオフとなる。第何番目まで
の超音波センサー２４がオフとなっているかの判断に基
づいて表示器２８に着雪厚さが表示される。これにより
常に自動的に着雪厚さを検出することができる。
ット２６の発振器３０は常に所定の周波数で発振してお
り、切換スイッチ３２により複数の超音波センサー２４
が順次定められた時間だけ導通状態とされる。切換スイ
ッチ３２の作動はタイミング回路３６からの信号により
制御される。１つの超音波センサー２４は、例えば第３
図に示すように、一定時間ｔ１だけ超音波を発信するこ
とになる。発信された超音波４６は第５図に示すように
基本的にはレール１０に当たって反射する。ただし、第
６図に示すように、壁状部２０に着雪４８があると、こ
れによっても反射され、またレール１０を敷設した地面
１１（玉砂利面）からも反射される。反射波は超音波セ
ンサー２４によって受信される。この場合タイミング回
路３６からの信号により切換スイッチ３４が第３図に示
すｔ２時間導通状態とされる。超音波センサー２４によ
って受信された反射波に基づく信号は増幅回路３８で増
幅され、次いで整流回路４０で整流される。超音波セン
サー２４によって受信された反射波に基づく電圧信号は
例えば第４図に示すようなものとなっているが、整流回
路４０の作用によりこれから出力される電圧信号は第３
図に示すようなものとなっている。なお、整流回路４０
からの出力電圧には、壁状部２０に付着した着雪４８か
らの反射波に基づくもの（ａ）、地面１１からの反射波
に基づくもの（ｃ）などが含まれているが、サンプルホ
ールド回路４２のゲートを超音波の送信が開始されてか
らｔ３時間後からｔ４時間だけ開くことにより、レール
１０からの反射波による出力電圧（ｂ）のみをサンプル
ホールド回路４２に記憶させることができる。これは超
音波センサー２４とレール１０との間の距離及び超音波
の速度はあらかじめ定められているので、レール１０か
らの反射波が超音波センサー２４によって捉えられる時
間が予測可能であることに基づいている。こうして得ら
れた電圧信号は比較演算回路４４において基準電圧と比
較される。基準電圧としては超音波センサー２４とレー
ル１０との間に障害物がない場合（第５図に示す状態）
に得られる電圧の５０％の値が設定されている。第１図
中で壁状部２０側から教えて第１番目及び第２番目の超
音波センサー２４からの超音波は大部分が着雪４８によ
って反射されるため、出力電圧は非常に小さい値とな
り、基準電圧以下（オフ）となる。一方、壁状部２０か
ら第３番目の超音波センサー２４では第６図に示すよう
に着雪４８によって超音波の半分程度が妨害されるた
め、出力電圧はほぼ基準電圧に等しい値となり、第６図
に示す状態よりも着雪４８の量がわずかに増えれば第３
番目の超音波センサー２４もオフとなる。第何番目まで
の超音波センサー２４がオフとなっているかの判断に基
づいて表示器２８に着雪厚さが表示される。これにより
常に自動的に着雪厚さを検出することができる。
なお、この実施例では、センサーユニット２２は複数の
超音波センサー２４を有するものとしたが、センサーユ
ニット２２には１つの超音波センサー２４を設け、これ
を往復動機構によって移動させることにより反射波電圧
が基準電圧以下となる位置を求めるようにすることもで
きる。
超音波センサー２４を有するものとしたが、センサーユ
ニット２２には１つの超音波センサー２４を設け、これ
を往復動機構によって移動させることにより反射波電圧
が基準電圧以下となる位置を求めるようにすることもで
きる。
（ト）発明の効果 以上説明してきたように、本発明によると、超音波セン
サーを用いて着雪厚さを検出するようにしたので、走行
中に車両上で着雪厚さを検出することが可能となり、走
行中に着雪量が増大したような場合に適切な速度規制を
行なうことができるようになり、また停車した際に物差
しを用いて着雪厚さを測定する作業が不要となる。
サーを用いて着雪厚さを検出するようにしたので、走行
中に車両上で着雪厚さを検出することが可能となり、走
行中に着雪量が増大したような場合に適切な速度規制を
行なうことができるようになり、また停車した際に物差
しを用いて着雪厚さを測定する作業が不要となる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は信号処理ユ
ニットを示す図、第３図は横軸を時間として超音波の発
信、受信、ゲートの開閉及び出力電圧を示す線図、第４
図は超音波センサーによって得られる電圧信号を示す
図、第５図は着雪がない状態での超音波の発信状態を示
す図、第６図は着雪がある状態での超音波の発信状態を
示す図である。 １０……レール、１２……車輪、１６……車体、２０…
…壁状部、２２……センサーユニット、２４……超音波
センサー、２６……信号処理ユニット、２８……表示
器、３０……発振器、３２……切換スイッチ、３４……
切換スイッチ、３６……タイミング回路、４２……サン
プルホールド回路、４４……比較演算回路、４６……超
音波、４８……着雪。
ニットを示す図、第３図は横軸を時間として超音波の発
信、受信、ゲートの開閉及び出力電圧を示す線図、第４
図は超音波センサーによって得られる電圧信号を示す
図、第５図は着雪がない状態での超音波の発信状態を示
す図、第６図は着雪がある状態での超音波の発信状態を
示す図である。 １０……レール、１２……車輪、１６……車体、２０…
…壁状部、２２……センサーユニット、２４……超音波
センサー、２６……信号処理ユニット、２８……表示
器、３０……発振器、３２……切換スイッチ、３４……
切換スイッチ、３６……タイミング回路、４２……サン
プルホールド回路、４４……比較演算回路、４６……超
音波、４８……着雪。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 徳治 千葉県四街道市吉岡1321番地 株式会社日 本製鋼所内 (72)発明者 井波 俊夫 千葉県四街道市吉岡1321番地 株式会社日 本製鋼所内 (72)発明者 山本 豊彦 千葉県四街道市吉岡1321番地 株式会社日 本製鋼所内 (56)参考文献 特開 昭58−28608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−185182（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−53382（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】レール上を走行する車両の車輪の後方側に
設けられた、車両床下から垂直又は略垂直下方向に伸び
る壁状部に付着する着雪の壁状部からの厚さ寸法を測定
する車両の着雪厚さ検出方法において、 レール上方に位置すると共にこれと平行となるように所
定間隔をおいて車体の床下に配列された下向きの複数の
超音波センサーから、レールへ向けて超音波を発信する
と共に反射波を受信し、受信した反射波による出力電圧
のうちレールからの反射波に対応する部分のみを取り出
し、上記取り出された出力電圧と途中に障害物がない状
態でレールから反射してきた反射波によって得られるべ
き電圧よりも所定比率だけ小さい基準電圧とを比較し、
出力電圧が基準電圧よりも小さい超音波センサーの位置
から着雪の厚さを検出することを特徴とする車両の着雪
厚さ検出方法。 - 【請求項２】レール上を走行する車両の車輪の後方側に
設けられた、車両床下から垂直又は略垂直下方向に伸び
る壁状部に付着する着雪の壁状部からの厚さ寸法を測定
する車両の着雪厚さ検出装置において、 車体床下に取り付られるセンサーユニットと、センサー
ユニットからの信号が入力される信号処理ユニットと、
信号処理ユニットからの出力信号により作動する表示器
と、を有しており、センサーユニットは壁状部の前方側
でレールの上方に配置されており、センサーユニットは
レールと平行に所定間隔で配列された複数の超音波セン
サーを有しており、超音波センサーは超音波の発信及び
受信を行ない受信した反射波に応じて電圧信号を信号処
理ユニットに出力可能であり、信号処理ユニットは、超
音波センサーを共振周波数で発振させる発振器と、各超
音波センサーからの出力電圧のうちレールからの反射波
に対応する部分のみを取り出すためのタイミング回路及
びサンプルホールド回路と、取り出された出力電圧を所
定の基準電圧と比較し基準電圧より小さい出力電圧とな
っている超音波センサーを判別しこの判別結果に基づい
て着雪厚さを表示するように表示器を作動させる信号を
出力する比較演算回路と、を有していることを特徴とす
る車両の着雪厚さ検出装置。 - 【請求項３】レール上を走行する車両の車輪の後方側に
設けられた、車両床下から垂直又は略垂直下方向に伸び
る壁状部に付着する着雪の壁状部からの厚さ寸法を測定
する車両の着雪厚さ検出方法において、 レール上方をこれと平行に往復動するように車体の床下
に設けられた超音波センサーから、レールへ向けて超音
波を発信すると共に反射波を受信し、受信した反射波に
よる出力電圧のうちレールからの反射波に対応する部分
のみを取り出し、上記取り出された出力電圧と途中に障
害物がない状態でレールから反射してきた反射波によっ
て得られるべき電圧よりも所定比率だけ小さい基準電圧
とを比較し、出力電圧が基準電圧よりも減少した際の超
音波センサーの位置から着雪の厚さを検出することを特
徴とする車両の着雪厚さ検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26946289A JPH0625664B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 車両の着雪厚さ検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26946289A JPH0625664B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 車両の着雪厚さ検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03138509A JPH03138509A (ja) | 1991-06-12 |
| JPH0625664B2 true JPH0625664B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=17472777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26946289A Expired - Fee Related JPH0625664B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 車両の着雪厚さ検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625664B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4275397B2 (ja) * | 2002-12-17 | 2009-06-10 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両 |
| JP4873741B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2012-02-08 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 移動体の着氷雪抑制構造 |
| JP5386319B2 (ja) * | 2009-11-19 | 2014-01-15 | 株式会社アルバック | 漏洩検知システム |
| JPWO2018155149A1 (ja) * | 2017-02-22 | 2019-12-12 | 住友電気工業株式会社 | センサ情報提供装置、センサ情報収集装置、センサ情報収集システム、センサ情報提供方法、センサ情報収集方法、およびコンピュータプログラム |
| JP2021167160A (ja) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の制御装置 |
-
1989
- 1989-10-17 JP JP26946289A patent/JPH0625664B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03138509A (ja) | 1991-06-12 |
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