JPH1164360A - 加速度計を用いた列車速度検出装置 - Google Patents
加速度計を用いた列車速度検出装置Info
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- JPH1164360A JPH1164360A JP22665997A JP22665997A JPH1164360A JP H1164360 A JPH1164360 A JP H1164360A JP 22665997 A JP22665997 A JP 22665997A JP 22665997 A JP22665997 A JP 22665997A JP H1164360 A JPH1164360 A JP H1164360A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】車軸等に摺接することなく列車速度を検出で
き、また、車輪の空転や滑走を検出して高い精度で列車
の速度を計測できる加速度計を用いた列車速度検出装置
を提供する。 【解決手段】本装置は、列車の車輪Ｗの回転軸に対して
対称な位置に加速度計1a,1b を取り付け、各加速度計1
a,1b の計側値を無線により伝送部２から処理部３に送
信する。処理部３は、各加速度計1a,1b で計測された法
線方向ｚについての加速度の加算値等に基づいて、加速
度計の固定点における接線速度ｖを計算し、その接線速
度ｖから列車速度Ｖを求める。また、車体側に設けた加
速度計で計測した列車進行方向の加速度を基に対地走行
実速度を求め、該対地走行実速度と前記列車速度Ｖとを
比較することで、車輪Ｗの空転や滑走を判別する。
き、また、車輪の空転や滑走を検出して高い精度で列車
の速度を計測できる加速度計を用いた列車速度検出装置
を提供する。 【解決手段】本装置は、列車の車輪Ｗの回転軸に対して
対称な位置に加速度計1a,1b を取り付け、各加速度計1
a,1b の計側値を無線により伝送部２から処理部３に送
信する。処理部３は、各加速度計1a,1b で計測された法
線方向ｚについての加速度の加算値等に基づいて、加速
度計の固定点における接線速度ｖを計算し、その接線速
度ｖから列車速度Ｖを求める。また、車体側に設けた加
速度計で計測した列車進行方向の加速度を基に対地走行
実速度を求め、該対地走行実速度と前記列車速度Ｖとを
比較することで、車輪Ｗの空転や滑走を判別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、列車速度検出装置
に関し、特に、車輪に加速度計を設けて計測した加速度
に基づいて列車速度を検出する列車速度検出装置に関す
る。
に関し、特に、車輪に加速度計を設けて計測した加速度
に基づいて列車速度を検出する列車速度検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の列車速度検出装置では、例えば、
車輪の回転軸（車軸）に取り付けたタコジェネレータ等
を用いて列車速度を計測するものが一般的である。この
タコジェネレータは、車軸の回転速度に応じた電圧を発
生し、その電圧を基に列車速度を検出するものである。
車輪の回転軸（車軸）に取り付けたタコジェネレータ等
を用いて列車速度を計測するものが一般的である。この
タコジェネレータは、車軸の回転速度に応じた電圧を発
生し、その電圧を基に列車速度を検出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
タコジェネレータ等を用いた列車速度検出装置では、車
軸に機械的に接触しながら列車速度の計測が行われるた
め、摩擦トルク等が発生するという欠点がある。また、
車輪の空転や滑走といったスリップ時の応動を検出する
ことが難しいため、速度検出の高精度化にも限界があ
る。
タコジェネレータ等を用いた列車速度検出装置では、車
軸に機械的に接触しながら列車速度の計測が行われるた
め、摩擦トルク等が発生するという欠点がある。また、
車輪の空転や滑走といったスリップ時の応動を検出する
ことが難しいため、速度検出の高精度化にも限界があ
る。
【０００４】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、車軸等の回転体に摺接することなく列車速度を検出
でき、また、車輪の空転や滑走を検出して高い精度で列
車の速度を計測できる加速度計を用いた列車速度検出装
置を提供することを目的とする。
で、車軸等の回転体に摺接することなく列車速度を検出
でき、また、車輪の空転や滑走を検出して高い精度で列
車の速度を計測できる加速度計を用いた列車速度検出装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため本発明のうちの
請求項１に記載の発明は、列車の車輪に設けられた第１
の加速度計と、前記車輪の回転軸に対して前記第１の加
速度計と対称な位置に設けられた第２の加速度計と、前
記第１の加速度計で計測される法線方向の加速度と前記
第２の加速度計で計測される法線方向の加速度との加算
値に基づいて、加速度計配置点における接線速度を算出
し、該接線速度を車輪外周における接線速度に変換して
列車速度を求める演算処理手段と、を備えて構成され
る。
請求項１に記載の発明は、列車の車輪に設けられた第１
の加速度計と、前記車輪の回転軸に対して前記第１の加
速度計と対称な位置に設けられた第２の加速度計と、前
記第１の加速度計で計測される法線方向の加速度と前記
第２の加速度計で計測される法線方向の加速度との加算
値に基づいて、加速度計配置点における接線速度を算出
し、該接線速度を車輪外周における接線速度に変換して
列車速度を求める演算処理手段と、を備えて構成され
る。
【０００６】かかる構成によれば、車輪が回転すると第
１、２の加速度計が円運動してそれぞれに作用する法線
方向の加速度が計測される。各加速度計は車輪の回転軸
に対して対称な位置に配置されるため、それぞれの加速
度計で計測された法線方向の加速度を演算処理手段で加
算することにより、重力加速度などの円運動に起因しな
い加速度成分がキャンセルされる。この加算値を基に加
速度計配置点における接線速度を算出し、該接線速度を
車輪外周における接線速度に変換することで列車速度が
求められるようになる。
１、２の加速度計が円運動してそれぞれに作用する法線
方向の加速度が計測される。各加速度計は車輪の回転軸
に対して対称な位置に配置されるため、それぞれの加速
度計で計測された法線方向の加速度を演算処理手段で加
算することにより、重力加速度などの円運動に起因しな
い加速度成分がキャンセルされる。この加算値を基に加
速度計配置点における接線速度を算出し、該接線速度を
車輪外周における接線速度に変換することで列車速度が
求められるようになる。
【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記車輪に設けられ、前記第１の加
速度計の計測値及び前記第２の加速度計の計測値を無線
により車輪外部の前記演算処理手段に伝える伝送手段を
備えて構成されるものとする。かかる構成によれば、車
輪に設けられた第１、２の加速度計の計側値が無線によ
り伝送手段から発信され、車輪から離れた場所に設置し
た演算処理手段に伝送されるようになる。
載の発明において、前記車輪に設けられ、前記第１の加
速度計の計測値及び前記第２の加速度計の計測値を無線
により車輪外部の前記演算処理手段に伝える伝送手段を
備えて構成されるものとする。かかる構成によれば、車
輪に設けられた第１、２の加速度計の計側値が無線によ
り伝送手段から発信され、車輪から離れた場所に設置し
た演算処理手段に伝送されるようになる。
【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載の発明において、前記演算処理手段が、前記
第１及び第２の加速度計で計測される接線方向の加速度
を時間積分して加速度計配置点における接線速度を算出
し、該接線速度より求めた列車速度と、前記法線方向の
加速度を基に求めた列車速度とが略一致したとき、当該
列車速度を有効と判断するものとする。
は２に記載の発明において、前記演算処理手段が、前記
第１及び第２の加速度計で計測される接線方向の加速度
を時間積分して加速度計配置点における接線速度を算出
し、該接線速度より求めた列車速度と、前記法線方向の
加速度を基に求めた列車速度とが略一致したとき、当該
列車速度を有効と判断するものとする。
【０００９】かかる構成によれば、第１、２の加速度計
で計測される法線方向及び接線方向の加速度毎に接線速
度を算出して列車速度がそれぞれ求められる。そして、
法線方向の加速度を基に求めた列車速度と接線方向の加
速度を基に求めた列車速度とが略一致する場合に、その
列車速度が有効であると判断されるようになる。請求項
４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記
載の発明において、前記列車の車体側に設けられ、列車
進行方向の加速度を計測する第３の加速度計と、該第３
の加速度計で計測される加速度を時間積分して対地走行
実速度を求め、該対地走行実速度が前記演算処理手段で
求められた列車速度より小さいときに前記車輪の空転を
判別し、前記対地走行実速度が前記列車速度より大きい
ときに前記車輪の滑走を判別するスリップ判別手段と、
を備えて構成されるものとする。
で計測される法線方向及び接線方向の加速度毎に接線速
度を算出して列車速度がそれぞれ求められる。そして、
法線方向の加速度を基に求めた列車速度と接線方向の加
速度を基に求めた列車速度とが略一致する場合に、その
列車速度が有効であると判断されるようになる。請求項
４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記
載の発明において、前記列車の車体側に設けられ、列車
進行方向の加速度を計測する第３の加速度計と、該第３
の加速度計で計測される加速度を時間積分して対地走行
実速度を求め、該対地走行実速度が前記演算処理手段で
求められた列車速度より小さいときに前記車輪の空転を
判別し、前記対地走行実速度が前記列車速度より大きい
ときに前記車輪の滑走を判別するスリップ判別手段と、
を備えて構成されるものとする。
【００１０】かかる構成によれば、車体側に設けられた
第３の加速度計で列車進行方向の加速度が計測され、該
加速度を用いてスリップ判別手段で該対地走行実速度が
求められる。そして、演算処理手段で求められた列車速
度と対地走行実速度とを比較することにより車輪スリッ
プの発生が判別される。具体的には、対地走行実速度が
列車速度よりも小さい場合に車輪の空転を判別し、対地
走行実速度が列車速度よりも大きい場合に車輪の滑走を
判別する。
第３の加速度計で列車進行方向の加速度が計測され、該
加速度を用いてスリップ判別手段で該対地走行実速度が
求められる。そして、演算処理手段で求められた列車速
度と対地走行実速度とを比較することにより車輪スリッ
プの発生が判別される。具体的には、対地走行実速度が
列車速度よりも小さい場合に車輪の空転を判別し、対地
走行実速度が列車速度よりも大きい場合に車輪の滑走を
判別する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る加速
度計を用いた列車速度検出装置の構成を示す図である。
図１において、本装置は、列車の車輪Ｗに取り付けられ
た第１、２の加速度計としての１組の加速度計1a,1b
と、各加速度計1a,1b から出力される信号を無線電波に
よって外部に送る伝送手段としての伝送部２と、伝送部
２からの電波を受信して列車速度Ｖを演算する演算処理
手段としての処理部３と、から構成される。
基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る加速
度計を用いた列車速度検出装置の構成を示す図である。
図１において、本装置は、列車の車輪Ｗに取り付けられ
た第１、２の加速度計としての１組の加速度計1a,1b
と、各加速度計1a,1b から出力される信号を無線電波に
よって外部に送る伝送手段としての伝送部２と、伝送部
２からの電波を受信して列車速度Ｖを演算する演算処理
手段としての処理部３と、から構成される。
【００１２】各加速度計1a,1b は、車輪Ｗの外周付近の
側面で、後述するように重力加速度ｇ等の影響をなくす
ために、回転軸に対して対称な位置、即ち、回転軸を中
心として180 度対向する位置に固定される。これらの加
速度計1a,1b は、車輪Ｗの回転に伴なって円運動し、各
固定点（加速度計配置点）における法線方向ｚ、接線方
向ｘ及び横方向ｙ（車輪Ｗに垂直な方向）の加速度を計
測することが可能である。
側面で、後述するように重力加速度ｇ等の影響をなくす
ために、回転軸に対して対称な位置、即ち、回転軸を中
心として180 度対向する位置に固定される。これらの加
速度計1a,1b は、車輪Ｗの回転に伴なって円運動し、各
固定点（加速度計配置点）における法線方向ｚ、接線方
向ｘ及び横方向ｙ（車輪Ｗに垂直な方向）の加速度を計
測することが可能である。
【００１３】伝送部２は、図２のブロック図に示すよう
に、各加速度計1a,1b から出力されるアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器21a,21b と、各Ａ
／Ｄ変換器21a,21b からの信号を符号化するコーダー22
と、コーダー22からの出力を変調信号として変調及び増
幅を行い送信信号を生成する変調器23及び増幅器24と、
その送信信号に応じた無線電波を放射するアンテナ25
と、上記の各要素を駆動する電源26とからなる。
に、各加速度計1a,1b から出力されるアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器21a,21b と、各Ａ
／Ｄ変換器21a,21b からの信号を符号化するコーダー22
と、コーダー22からの出力を変調信号として変調及び増
幅を行い送信信号を生成する変調器23及び増幅器24と、
その送信信号に応じた無線電波を放射するアンテナ25
と、上記の各要素を駆動する電源26とからなる。
【００１４】処理部３は、伝送部２からの無線電波を受
信し復調して各加速度計1a,1b の計測結果を再生する。
そして、後述するように各加速度計1a,1b で計測した加
速度の値を基に加速度計の固定点における接線速度ｖを
計算し、更に、その接線速度ｖから車輪Ｗ外周の接線速
度、即ち、列車速度Ｖを求める。次に、第１の実施形態
の作用について説明する。
信し復調して各加速度計1a,1b の計測結果を再生する。
そして、後述するように各加速度計1a,1b で計測した加
速度の値を基に加速度計の固定点における接線速度ｖを
計算し、更に、その接線速度ｖから車輪Ｗ外周の接線速
度、即ち、列車速度Ｖを求める。次に、第１の実施形態
の作用について説明する。
【００１５】列車が進行して車輪Ｗが回転すると、加速
度計1a,1b が円運動してそれぞれに作用する加速度が計
測され、それらの計測結果が伝送部２を介して処理部３
に伝達される。ここで、各加速度計1a,1b の法線方向ｚ
について、各々で計測される加速度の加算値Ａを考え
る。重力加速度をｇとし、鉛直方向に対する車輪Ｗの回
転角をθとし、円運動によって各加速度計1a,1b に作用
する法線加速度をαとすると、前記加算値Ａは、次の
(1) 式で表すことができる。
度計1a,1b が円運動してそれぞれに作用する加速度が計
測され、それらの計測結果が伝送部２を介して処理部３
に伝達される。ここで、各加速度計1a,1b の法線方向ｚ
について、各々で計測される加速度の加算値Ａを考え
る。重力加速度をｇとし、鉛直方向に対する車輪Ｗの回
転角をθとし、円運動によって各加速度計1a,1b に作用
する法線加速度をαとすると、前記加算値Ａは、次の
(1) 式で表すことができる。
【００１６】 Ａ＝（α−ｇ・COS θ）＋（α＋ｇ・COS θ）＝２α …(1) また、上記の法線加速度αは、加速度計の固定点におけ
る接線速度ｖ、車輪の中心から各加速度計までの距離ｒ
（定数）を用いて、次の(2) 式で表される。 α＝ｖ2 ／ｒ …(2) 上記の(1)(2)式より、接線速度ｖは、計測した加速度の
加算値Ａを用いて次の(3) 式で表すことができる。
る接線速度ｖ、車輪の中心から各加速度計までの距離ｒ
（定数）を用いて、次の(2) 式で表される。 α＝ｖ2 ／ｒ …(2) 上記の(1)(2)式より、接線速度ｖは、計測した加速度の
加算値Ａを用いて次の(3) 式で表すことができる。
【００１７】 ｖ2 ＝ｒ・Ａ／２ ｖ＝（ｒ／２）1/2 ・Ａ1/2 …(3) このように加速度計1a,1b で計測した法線方向ｚの加速
度の加算値Ａを求めることにより、重力加速度ｇの法線
方向成分がキャンセルされるので、上記の(3)式に従っ
て接線速度ｖが直接計算される。この接線速度ｖは、加
速度計の固定点における値であるため、車輪Ｗの半径Ｒ
を用いて車輪外周における接線速度（周速）に変換す
る。この周速が列車速度に相当し、次の(4) 式に示す列
車速度Ｖの検出が可能になる。
度の加算値Ａを求めることにより、重力加速度ｇの法線
方向成分がキャンセルされるので、上記の(3)式に従っ
て接線速度ｖが直接計算される。この接線速度ｖは、加
速度計の固定点における値であるため、車輪Ｗの半径Ｒ
を用いて車輪外周における接線速度（周速）に変換す
る。この周速が列車速度に相当し、次の(4) 式に示す列
車速度Ｖの検出が可能になる。
【００１８】 Ｖ＝（Ｒ／ｒ）・ｖ＝（Ｒ／ｒ）・（ｒ・Ａ／２）1/2 ＝（Ｒ2 ／ｒ／２）1/2 ・Ａ1/2 …(4) なお、列車の進行方向への加速度については、図３に示
すように、車輪Ｗに取り付けられた加速度計はサイクロ
イド曲線の軌跡を描いて移動するため、各加速度計1a,1
b には列車進行方向への加速度が作用することになる。
しかし、この進行方向の加速度の法線方向成分について
も、上記のように重力加速度ｇの法線方向成分がキャン
セルされたのと同様にして、加速度計1a,1b で計測した
各加速度の加算値Ａを求めることでキャンセルされるた
め、その影響は列車速度Ｖの検出に無関係となる。
すように、車輪Ｗに取り付けられた加速度計はサイクロ
イド曲線の軌跡を描いて移動するため、各加速度計1a,1
b には列車進行方向への加速度が作用することになる。
しかし、この進行方向の加速度の法線方向成分について
も、上記のように重力加速度ｇの法線方向成分がキャン
セルされたのと同様にして、加速度計1a,1b で計測した
各加速度の加算値Ａを求めることでキャンセルされるた
め、その影響は列車速度Ｖの検出に無関係となる。
【００１９】上述のように第１の実施形態によれば、１
組の加速度計1a,1b を車輪Ｗの回転軸に対して対称に配
置し、各加速度計1a,1b で計測された法線方向ｚの加速
度の加算値Ａから接線速度ｖを計算して列車速度Ｖを求
めることによって、従来のタコジェネレータ等を使用す
る場合のように、検出装置が回転体に摺接して摩擦トル
ク等が発生するようなことがなく列車速度Ｖを計測する
ことができる。また、各加速度計1a,1b の取り付け位置
を車輪Ｗの外周付近として半径方向の距離ｒを長くした
ことによって、各加速度計1a,1b で計測される法線方向
ｚの加速度の値を大きくできるため、特に、低速域での
列車速度Ｖの検出精度を向上させることが可能である。
更に、各加速度計1a,1b の計側値を伝送部２を介して無
線で処理部３に伝えるようにしたことで、車輪と共に円
運動する加速度計の出力を処理部３に伝えるための配線
等が簡略化され、加速度計側値の伝送を容易に行うこと
ができる。
組の加速度計1a,1b を車輪Ｗの回転軸に対して対称に配
置し、各加速度計1a,1b で計測された法線方向ｚの加速
度の加算値Ａから接線速度ｖを計算して列車速度Ｖを求
めることによって、従来のタコジェネレータ等を使用す
る場合のように、検出装置が回転体に摺接して摩擦トル
ク等が発生するようなことがなく列車速度Ｖを計測する
ことができる。また、各加速度計1a,1b の取り付け位置
を車輪Ｗの外周付近として半径方向の距離ｒを長くした
ことによって、各加速度計1a,1b で計測される法線方向
ｚの加速度の値を大きくできるため、特に、低速域での
列車速度Ｖの検出精度を向上させることが可能である。
更に、各加速度計1a,1b の計側値を伝送部２を介して無
線で処理部３に伝えるようにしたことで、車輪と共に円
運動する加速度計の出力を処理部３に伝えるための配線
等が簡略化され、加速度計側値の伝送を容易に行うこと
ができる。
【００２０】次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、車輪スリップ時の応動を検出可能
にする構成を考える。図４は、第２の実施形態の概略構
成を示す図である。ただし、第１の実施形態の構成と同
一の部分には同じ符号を付して説明を省略する。図４に
おいて、第２の実施形態の構成は、第１の実施形態の構
成に加えて列車の車体側に第３の加速度計としての加速
度計1cを取り付け、その加速度計1cの計測値及び伝送部
２から送られる加速度計1a,1b の計測値を入力して、後
述する対地走行実速度及び列車速度を求め、車輪Ｗの空
転や滑走を判断する処理部３' を設けたものである。こ
こでは、処理部３' が演算処理手段及びスリップ判別手
段として機能する。また、第１の実施形態では、各加速
度計1a,1b で計測可能な各方向の加速度のうちの法線方
向ｚの加速度のみを用いて接線速度ｖを求めたが、第２
の実施形態では、各加速度計1a,1b で計測される法線方
向ｚ及び接線方向ｘの加速度をそれぞれ用いて接線速度
を求めるものとする。
第２の実施形態では、車輪スリップ時の応動を検出可能
にする構成を考える。図４は、第２の実施形態の概略構
成を示す図である。ただし、第１の実施形態の構成と同
一の部分には同じ符号を付して説明を省略する。図４に
おいて、第２の実施形態の構成は、第１の実施形態の構
成に加えて列車の車体側に第３の加速度計としての加速
度計1cを取り付け、その加速度計1cの計測値及び伝送部
２から送られる加速度計1a,1b の計測値を入力して、後
述する対地走行実速度及び列車速度を求め、車輪Ｗの空
転や滑走を判断する処理部３' を設けたものである。こ
こでは、処理部３' が演算処理手段及びスリップ判別手
段として機能する。また、第１の実施形態では、各加速
度計1a,1b で計測可能な各方向の加速度のうちの法線方
向ｚの加速度のみを用いて接線速度ｖを求めたが、第２
の実施形態では、各加速度計1a,1b で計測される法線方
向ｚ及び接線方向ｘの加速度をそれぞれ用いて接線速度
を求めるものとする。
【００２１】加速度計1cは、列車の進行方向（水平方
向）の加速度を計測するものである。この加速度計1cで
計測された加速度は、処理部３' に送られて時間積分さ
れることにより、列車の対地走行実速度を検出するため
に用いられる。次に、第２の実施形態の作用を説明す
る。列車が進行すると、第１の実施形態の場合と同様
に、加速度計1a,1b の円運動により作用する加速度が各
々の加速度計1a,1b で計測されると共に、進行方向につ
いての加速度が加速度計1cによって計測される。加速度
計1a,1b で計測された法線方向ｚ及び接線方向ｘの加速
度は伝送部２を介して処理部３' に伝達され、また、加
速度計1cの計測値は直接処理部３' に送られる。
向）の加速度を計測するものである。この加速度計1cで
計測された加速度は、処理部３' に送られて時間積分さ
れることにより、列車の対地走行実速度を検出するため
に用いられる。次に、第２の実施形態の作用を説明す
る。列車が進行すると、第１の実施形態の場合と同様
に、加速度計1a,1b の円運動により作用する加速度が各
々の加速度計1a,1b で計測されると共に、進行方向につ
いての加速度が加速度計1cによって計測される。加速度
計1a,1b で計測された法線方向ｚ及び接線方向ｘの加速
度は伝送部２を介して処理部３' に伝達され、また、加
速度計1cの計測値は直接処理部３' に送られる。
【００２２】処理部３' では、法線方向ｚについて、第
１の実施形態の処理と同様にして、各加速度計1a,1b で
計測された法線方向ｚの加速度の加算値Ａを用いて、上
述の(3) 式により加速度計の固定点における接線速度を
計算して列車速度が求められる（以下、法線方向ｚの加
速度に基づく列車速度をＶCZとする）。また、ここで
は、各加速度計1a,1b で計測された接線方向ｘの加速度
それぞれについて、時間積分を行うことによっても加速
度計の固定点における接線速度が計算され、その接線速
度を変換して列車速度が求められる（以下、接線方向ｘ
の加速度に基づく列車速度をＶCXとする）。更に、加速
度計1cで計測された進行方向の加速度についても、時間
積分を行うことで対地走行実速度ＶG が求められる。そ
して、これらの速度ＶCZ, ＶCX, ＶG に基づいて車輪Ｗ
のスリップ状態が判別される。
１の実施形態の処理と同様にして、各加速度計1a,1b で
計測された法線方向ｚの加速度の加算値Ａを用いて、上
述の(3) 式により加速度計の固定点における接線速度を
計算して列車速度が求められる（以下、法線方向ｚの加
速度に基づく列車速度をＶCZとする）。また、ここで
は、各加速度計1a,1b で計測された接線方向ｘの加速度
それぞれについて、時間積分を行うことによっても加速
度計の固定点における接線速度が計算され、その接線速
度を変換して列車速度が求められる（以下、接線方向ｘ
の加速度に基づく列車速度をＶCXとする）。更に、加速
度計1cで計測された進行方向の加速度についても、時間
積分を行うことで対地走行実速度ＶG が求められる。そ
して、これらの速度ＶCZ, ＶCX, ＶG に基づいて車輪Ｗ
のスリップ状態が判別される。
【００２３】具体的には、まず、別々に求めた列車速度
ＶCZ, ＶCXが略一致し有効であることを確認した上で
（その速度をＶC とする）、列車速度ＶC と対地走行実
速度Ｖ G とを比較する。速度ＶC が対地走行実速度ＶG
より大きい場合（ＶC ＞ＶG ）には、車輪Ｗが空転して
いると判別し、速度ＶC が対地走行実速度ＶG より小さ
い場合（ＶC ＜ＶG ）には、車輪Ｗが滑走していると判
別する。一方、速度ＶCが対地走行実速度ＶG に略一致
する場合（ＶC ≒ＶG ）には、車輪Ｗがスリップしてい
ないと判別する。空転または滑走が判別されたときに
は、例えば、求めた列車速度ＶC を無効としたり、ある
いは、空転や滑走の状態に応じて列車速度Ｖ C を補正す
るなどの処置が可能である。
ＶCZ, ＶCXが略一致し有効であることを確認した上で
（その速度をＶC とする）、列車速度ＶC と対地走行実
速度Ｖ G とを比較する。速度ＶC が対地走行実速度ＶG
より大きい場合（ＶC ＞ＶG ）には、車輪Ｗが空転して
いると判別し、速度ＶC が対地走行実速度ＶG より小さ
い場合（ＶC ＜ＶG ）には、車輪Ｗが滑走していると判
別する。一方、速度ＶCが対地走行実速度ＶG に略一致
する場合（ＶC ≒ＶG ）には、車輪Ｗがスリップしてい
ないと判別する。空転または滑走が判別されたときに
は、例えば、求めた列車速度ＶC を無効としたり、ある
いは、空転や滑走の状態に応じて列車速度Ｖ C を補正す
るなどの処置が可能である。
【００２４】なお、空転、滑走の他の判別方法として、
ここでは詳細には説明しないが、例えば、加速度計1a,1
b で計測された法線方向ｚの加速度から求めた接線速度
を微分して接線加速度を求め、その加速度計1a,1b に基
づく接線加速度と加速度計1cで計測した加速度とから、
即ち、加速度の値を用いて車輪の空転、滑走を判別する
ことも可能である。この場合の方が上記速度の値を基に
判別するときよりも応答が速くなる。
ここでは詳細には説明しないが、例えば、加速度計1a,1
b で計測された法線方向ｚの加速度から求めた接線速度
を微分して接線加速度を求め、その加速度計1a,1b に基
づく接線加速度と加速度計1cで計測した加速度とから、
即ち、加速度の値を用いて車輪の空転、滑走を判別する
ことも可能である。この場合の方が上記速度の値を基に
判別するときよりも応答が速くなる。
【００２５】このように第２の実施形態によれば、加速
度計1a,1b で計測される法線方向ｚ及び接線方向ｘの各
加速度に基づいて列車速度ＶCZ, ＶCXを求め、各々の列
車速度を比較してその有効性を判断するようにしたこと
で、より高い精度で列車速度を検出できる。また、列車
の車体側に加速度計1cを設けて対地走行実速度ＶG を求
め、車輪Ｗの回転を基に求めた列車速度ＶC と比較する
ようにしたことで、車輪スリップ時の空転や滑走が判別
可能となるため列車速度の検出精度の更なる向上を図る
ことができると共に、異なる測定系（車輪Ｗの回転によ
る測定系と、車体の進行による測定系）によって得られ
た列車速度ＶC と対地走行実速度ＶGとの略一致が確認
されるので信頼性の高い列車速度検出装置となる。
度計1a,1b で計測される法線方向ｚ及び接線方向ｘの各
加速度に基づいて列車速度ＶCZ, ＶCXを求め、各々の列
車速度を比較してその有効性を判断するようにしたこと
で、より高い精度で列車速度を検出できる。また、列車
の車体側に加速度計1cを設けて対地走行実速度ＶG を求
め、車輪Ｗの回転を基に求めた列車速度ＶC と比較する
ようにしたことで、車輪スリップ時の空転や滑走が判別
可能となるため列車速度の検出精度の更なる向上を図る
ことができると共に、異なる測定系（車輪Ｗの回転によ
る測定系と、車体の進行による測定系）によって得られ
た列車速度ＶC と対地走行実速度ＶGとの略一致が確認
されるので信頼性の高い列車速度検出装置となる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明は、第１、２の加速度計を車輪の回転軸に対して対
称に配置し、各加速度計で計測された法線方向の加速度
の加算値から接線速度を計算して列車速度を求める構成
としたことによって、従来のタコジェネレータ等を使用
する場合のように検出装置が回転体に摺接して摩擦トル
ク等が発生するようなことがなく列車速度を計測するこ
とができる。また、車輪中心からの距離が長くなるよう
に各加速度計を取り付ければ、各加速度計で計測される
法線方向の加速度の値が大きくなるため、特に、低速域
での列車速度の検出精度を向上させることも可能であ
る。
発明は、第１、２の加速度計を車輪の回転軸に対して対
称に配置し、各加速度計で計測された法線方向の加速度
の加算値から接線速度を計算して列車速度を求める構成
としたことによって、従来のタコジェネレータ等を使用
する場合のように検出装置が回転体に摺接して摩擦トル
ク等が発生するようなことがなく列車速度を計測するこ
とができる。また、車輪中心からの距離が長くなるよう
に各加速度計を取り付ければ、各加速度計で計測される
法線方向の加速度の値が大きくなるため、特に、低速域
での列車速度の検出精度を向上させることも可能であ
る。
【００２７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の効果に加えて、第１、２の加速度計の計側値を
伝送手段を介して無線により外部の演算処理手段に伝え
るようにしたことで、車輪と伴に円運動する各加速度計
の出力を演算処理手段に伝えるための配線等が簡略なも
のになり、計側値の伝送を容易に行うことができる。請
求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明
の効果に加えて、第１、２で計測される法線方向及び接
線方向の各加速度を基に列車速度を求め、各々の列車速
度が略一致するときに有効と判断するようにしたこと
で、より高い精度で列車速度を検出することが可能であ
る。
の発明の効果に加えて、第１、２の加速度計の計側値を
伝送手段を介して無線により外部の演算処理手段に伝え
るようにしたことで、車輪と伴に円運動する各加速度計
の出力を演算処理手段に伝えるための配線等が簡略なも
のになり、計側値の伝送を容易に行うことができる。請
求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明
の効果に加えて、第１、２で計測される法線方向及び接
線方向の各加速度を基に列車速度を求め、各々の列車速
度が略一致するときに有効と判断するようにしたこと
で、より高い精度で列車速度を検出することが可能であ
る。
【００２８】請求項４に記載の発明は、上記の効果に加
えて、車体側に第３の加速度計を設けて対地走行実速度
を求め、車輪の回転を基に求めた列車速度と比較するよ
うにしたことで、車輪スリップ時の空転や滑走が判別可
能となるため、列車速度の検出精度を一層向上させるこ
とができる。
えて、車体側に第３の加速度計を設けて対地走行実速度
を求め、車輪の回転を基に求めた列車速度と比較するよ
うにしたことで、車輪スリップ時の空転や滑走が判別可
能となるため、列車速度の検出精度を一層向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】同上第１の実施形態の伝送部の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】同上第１の実施形態において列車進行方向への
加速度計の軌跡を示す図である。
加速度計の軌跡を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の概略構成を示す図で
ある。
ある。
1a,1b,1c 加速度計 ２ 伝送部 ３, ３' 処理部 Ｗ 車輪 ｇ 重力加速度 α 法線加速度 ｖ 接線速度 Ｖ 列車速度
Claims (4)
- 【請求項１】列車の車輪に設けられた第１の加速度計
と、 前記車輪の回転軸に対して前記第１の加速度計と対称な
位置に設けられた第２の加速度計と、 前記第１の加速度計で計測される法線方向の加速度と前
記第２の加速度計で計測される法線方向の加速度との加
算値に基づいて、加速度計配置点における接線速度を算
出し、該接線速度を車輪外周における接線速度に変換し
て列車速度を求める演算処理手段と、 を備えて構成されたことを特徴とする加速度計を用いた
列車速度検出装置。 - 【請求項２】前記車輪に設けられ、前記第１の加速度計
の計測値及び前記第２の加速度計の計測値を無線により
車輪外部の前記演算処理手段に伝える伝送手段を備えて
構成されたことを特徴とする請求項１記載の加速度計を
用いた列車速度検出装置。 - 【請求項３】前記演算処理手段が、前記第１及び第２の
加速度計で計測される接線方向の加速度を時間積分して
加速度計配置点における接線速度を算出し、該接線速度
より求めた列車速度と、前記法線方向の加速度を基に求
めた列車速度とが略一致したとき、当該列車速度を有効
と判断することを特徴とする請求項１または２記載の加
速度計を用いた列車速度検出装置。 - 【請求項４】前記列車の車体側に設けられ、列車進行方
向の加速度を計測する第３の加速度計と、 該第３の加速度計で計測される加速度を時間積分して対
地走行実速度を求め、該対地走行実速度が前記演算処理
手段で求められた列車速度より小さいときに前記車輪の
空転を判別し、前記対地走行実速度が前記列車速度より
大きいときに前記車輪の滑走を判別するスリップ判別手
段と、 を備えて構成されたことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１つに記載の加速度計を用いた列車速度検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22665997A JPH1164360A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 加速度計を用いた列車速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22665997A JPH1164360A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 加速度計を用いた列車速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164360A true JPH1164360A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16848651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22665997A Pending JPH1164360A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | 加速度計を用いた列車速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1164360A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322760A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 車両走行速度測定方法及びその装置 |
| JP2009236821A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 回転速度の変化量検出装置及びこれを用いた回転制御装置 |
| JP2014510959A (ja) * | 2011-01-13 | 2014-05-01 | オーチス エレベータ カンパニー | 加速度計を用いて位置を決定する装置および方法 |
| DE102017205312A1 (de) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Messanordnung und Verfahren zum Erzeugen eines Ausgangsmesssignals mit zumindest einem Beschleunigungssensor |
| CN116223848A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-06-06 | 西门子（中国）有限公司 | 传感器系统和利用其测量旋转轴的旋转参数的方法 |
-
1997
- 1997-08-22 JP JP22665997A patent/JPH1164360A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322760A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 車両走行速度測定方法及びその装置 |
| JP2009236821A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 回転速度の変化量検出装置及びこれを用いた回転制御装置 |
| JP2014510959A (ja) * | 2011-01-13 | 2014-05-01 | オーチス エレベータ カンパニー | 加速度計を用いて位置を決定する装置および方法 |
| EP2663518A4 (en) * | 2011-01-13 | 2017-11-15 | Otis Elevator Company | Device and method for determining position using accelerometers |
| DE102017205312A1 (de) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Messanordnung und Verfahren zum Erzeugen eines Ausgangsmesssignals mit zumindest einem Beschleunigungssensor |
| US11420661B2 (en) | 2017-03-29 | 2022-08-23 | Siemens Mobility GmbH | Measurement system and method for producing an output measurement signal comprising at least one acceleration sensor |
| CN116223848A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-06-06 | 西门子（中国）有限公司 | 传感器系统和利用其测量旋转轴的旋转参数的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040323 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040720 |