JPS5875934A - 対車両通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は地」−機と走行車両の車載機との間で行なわ
れる対車両通信方式に関する。

従来、誘導無線を利用した対車両通信においては１つの
通信地点毎に路面に埋設されたループコイ）Ｖｆ各地点
毎の地上機に接続し、ループコイルを送受アンテナとし
て使用している。一方面信地点には別に車両感知用のル
ープ式車両感知器が設けられる場合がある。ループ式車
両感知器は．ループコイ）Ｖを含む発振器を連続発振さ
せ，車両がループコイル上を通過する時に生じるインダ
クタンス変化をキャッチして車両感知を行なうものであ
る。このように従来は対車両通信用のループコイルと車
両感知用のループコイ）Ｖを個別に設け。

対車両通信と車両感知は独立して行なっており。

施設場所，）ｖ−プコイルの必要数，保守修理等の而よ
り対車両システム全体からみて非常に不経済であった。

この光１１）］の１，１的は、上記した従来方法の欠点
を解消し、装置の設置コストが安価であり、施設・保守
・修理が簡便となる対車両通信方式を提供するにある。

従来の車両感知器は」１記したようにループコイルを含
む発振器を連続発振させているが、現在における車両速
度は最高でも１６０　ｋｍ１時である。

それゆえ必らずしも車両感知のために発振語ヲ連続発振
させる必要がない。この点に着目し、」１記目的を達成
するためにこの発明の対車両通信方式は、地北様に路面
に埋設された１個のループコイルを接続するようにし、
車両感知用のループコイ）Ｖを対車両通信用のアンテナ
としても兼用するようにしている。すなわちル−プコイ
ルと車両感知用の発振回路の接続、）ｖ−プコイル及び
地」−機の送受信回路との接続を地上機に設ける切換回
路で交互に定周期で切換えるようにし、同一のループコ
イルで車両感知と対車両通信を時分割動作するようにし
ている。

以下９図面に示す実施例によりこの発明を詳細に１（ジ
１１明する。

第１図はこの発明が実施される装置の概略図である。図
において路面１にはループコイ／Ｉ／２が埋設されてお
り、このループコイル２は路側乙に設けられる唯」二様
４に接続されている。またブ［行屯両５にはアンテナ６
及びアンテナ６に４ヅ続される車載機７が設けられてい
る。走行車両５がループコイ／ｌ／２」二を通渦すると
、／Ｉ／−プコイ／Ｉ／２及び１山上機４内の重両感知
回路により車両感知がなされるとともに、地」二様４内
の送受信回路と１イ誠機７の送受信回路でループコイル
２．アンテナ６を介して対車両通信が行なわれる。

第２図は地上機４０回路溝成金示すブロック図である。

発振回路１０はゲート回路１１を介して地」二様外のル
ープコイ／ｌ／２に接続されている。グー１〜回路１１
が閉じると発振回路１０とループコイ／Ｌ／２が電気的
に接続され発振回路１０は内蔵する容量Ｃとループコイ
ル 励発振する。ゲート回路１１が開かれると発振回路１０
とループコイ／ｌ／２は電気的に切開１され発振回路１
Ｑは発振を停止する。

発振回路１０は同調回路１２を介して及び直接に位相比
較回路１３に接続されている。同調回路１２の共振周波
数は車両が進入していないときの発振回路１０の発振周
波数に選ばれている。それゆえ通常位相比較回路１６に
加えられる同調回路１２よりの信号と発振回路１　０．
１：りの信号は同相であるが，車両がループコイル２に
進入して来ると発振回路１０の発振周波数が変化するの
で位相の異なる２信号が入力される。位相比較回路１３
の出力端はレベル検知回路１４に接続されるとともにス
イッチ１５を介して積分回路１６に接続されている。位
相比較回路１５は入力された２信号の位相差に比例した
電圧を出力する。レベル検知回路１４は位相比較回路１
３よりの電圧が一定レベル以上の場合出力信号を導出す
る。積分回路１６は大きな時定数を持つ回路であり，た
とえば気温＼ 教化等でループコイル２のインダクタンスが変化した場
合その影響による位相比１咬回路１３の出力を同調回路
１２にフィードバックして同調回路１２の共（数周波数
をコントロール 発錠周波斂と同調回路１２の共振周波数が一致するよう
にしている。しかし車両が進入して来た場合のように急
激な変化に対しては積分回路１６は追従しないため浦正
がかからず，位相比較回路１６は一定出力を出すのでレ
ベル検知回路１４は出力１８号を導出する。レベル検知
回路１４の出力端は保持回路１７に接続されている。保
持回路１７１ｄニレベル検知回路１４よりの信号を受け
て一定時間保持し，車両感知信号を出力する。保持回路
１７に出力が導出されている曲，スイッチ１５をオフに
している・ ループコイ／Ｌ／２はゲート回路１８を経て．増幅回路
１９に接続されている。ｊ＠１，■回路１９は車載機７
からの信号を増幅するだめの回路である。増幅回路１９
の出力端は雑音成分を除去するだめの帯域フィルタ回路
２ｏに接続され，さらに帯域フィルタ回路２０は，検波
回路２１及び復調回路２２に接読されている。検波回路
２１は車載機７よりの信号を検波するための回路であシ
，復調回路２２は車１１戊機よシの信号中から車両デー
タ分を取出すだめの回路である。検波回路２１及び復Ｒ
１１ｊ回路２２は伝送制御１Ｉ４ｊ回路２３に接続され
ている。伝送制御回路２３は後述する第６図のフローチ
ャートにしたがい側斜動作を実行する。伝送制函１回路
２３は地上機４よシ東戟桟７に情報データを送出するた
めに情報データを変調回路２４に加えるように接続され
ている。変調ｉ回路２４は拵）送波ｆ２？送出情報で変
調するための回路である。変調回路２４は電力増幅回路
２５に接続され、電力増幅回路２５はゲート回路２６を
経てループコイル２に防続されている。ゲート回路１８
．２６はゲート信号制御回路２７よりの信号で開閉され
る。また上述したゲート回路１１もゲート信号制御回路
２７よりの信号によって開閉される。ゲート回路１１が
閉じられる時はゲート回路１８．２６が開き、ゲート回
路１１が開かれる時ゲート回路１８．２６が閉じられる
ように定周期で交互に発せられる信号ａ、ｂが、　ゲ−
）回路１１とゲート回路１８．２６に加えられる。ゲー
ト回路１８・２６もゲート回路１８・２６もゲート回路
１１と同僚、閉じられるとループコイ／ｌ／２と増１：
１畠回路１９．電力増幅回路２５とループコイ／Ｌ／２
を電気的に暗続する。

第６図は車載機７の回路構成を示すブロック図である。

アンテナ６は増幅回路６１０入力端に接続さ７ｊすると
ともに、゛市力増１１畠回路３９の出力端に接続されて
いる。増幅回路３１はアンテナ６にギャッチされる地上
機４の発振回路１０よりの発振１汀号あるいは電力増Ｉ
Ｉ畠回路２５よりの波変調信号を増幅するために設けら
れている。増幅回路３１の出力端は帯域フィルタ回路３
２．３３に接続されている。帯域フィルタ回路３２の中
心周波数は発振回路１０の発振周波ａｆ１に、帯域フィ
ルタ回路３３の中心周波数は変調回路２４のＩＩＩ：；
逆周波数ｆ２と一致するように選んでいる。帯域フィル
タ回路６２は検波回路３４に、帯域フイルり回路６３は
検波回路３５及び復調回路３乙にそれぞれ接続されてい
る。検波回路３４は発振回路１０よシの信号を検波して
パルス信号を？判るだめの回路である。検波回路６４は
地上機４よシの対Ｊ、１１両信号全検波して、列車両信
号に対応するパルス信号を得るプζめの回路、復調回路
３６は波２臼１４１信号よシ地上槻よシの情報データを
取出すだめの回路である。検波回路３４．３５及び復調
回路６６の出力端は伝送制御回路６７に接続されている
。伝送制御回路３７は後述する第７図のフローチャート
にしたがい制御動作を実行する。伝送制御回路３７は地
上機に車両データを送出するため、車両データ全変調回
路３８に加えるように接続されている。

変調回路３８は搬送波を送出車両データで変調するため
の回路であり、その出力端は電力増幅回路３９に接続さ
れている。

次に以上のように構成される地上機、車載機により車両
感知及び対止両通信を行なう場合の動作について説明す
る。以下の動作説明においては。

第４図に示す地上機の回路各部のタイムチャート。

第５図に示す車載機の回路各部のタイムチャート。

ＬＫｂ図に示す地上機の伝送制御回路の制御フローチャ
ート、および第７図に示す止或機の伝送制御回路の１ｉ
ｉｌＪ峙フローチヤートを参照して説明する。

動作を開始すると地上機４のゲーＩ・信号制御回路２７
は第４図に示す信号ａ、１）を発生する。信号ａはＴ１
期間のみハイレベルでＴ２期間はローレベルの信号であ
り、信号すは信号ａが反転された信号である。信号ａが
デー１−回路１１に加えられ、信号Ｉ）がゲート回路１
８・２６に加えられているので期間Ｔ１でデー１−回路
１１が閉じられ。

ゲート回、洛１８・２６は開かれる。期間Ｔ２ではその
逆となる。ゲート回絡１１が閉じている期間Ｔ１が単画
１■知動作１４１」間、ゲート回路１８・２６が閉じて
いる期間Ｔ２が対車両囲信朋間となる。

期間Ｔ１においてはデー１−回路１１が閉じられるから
発振回路１０とループコイｚｌｚ２が電気的に接続され
るので発振回路１０は発振を開始し、第４図に示す信号
Ｃを発生する。この信号Ｃが位４：■比較回路１３に加
えられるとともに同調回路１２を経て信号ｄが導出され
この信号（ｌも位（゛１１比較回路１３に加えられる。

車両がループコイ／ｌ／２に進入していないと信号Ｃと
ｄは同相なので位４・■比較回路１３の出力は口である
。寸だ車両がループコイ／Ｌ／２に接近するとその影響
で信号Ｃとｄの位相に若干のズレが生じ位相比較回路１
ろの出力信号ｅは第４図のＡのようにいくらかの出力電
圧を導出する。しかしこの場合まだ信号０のレベルは一
定以下なので、レベル検知回路１４の出力信号ｆはロー
レベルのままである。しかし、車両５がル−プコイ／Ｌ
／２上に完全に進入すると、コイルのインダクタンスが
大幅に変化するので信号Ｃとｄの位相の差が大となり２
位相比較回路１ろの出力ｅは第４図のＢのように一定レ
ベル以上の（言号となる。そのためレベル検知回路１４
は第４図に示す信号ｆを導出する。この信号ｆがさらに
保持回路１７に加えられ一定期間保持される。この保持
回路１７の出力信号ｇが車両感知信号である。

一方車両がループコイル２に進入すると発振回路１０よ
りの発振信号Ｃはゲート回路１１．／ｌ／−プコイル２
を経てアンテナ乙にキャッチされその受信信号が増幅回
路３１で増幅され第５図に示す［Ｎ号ｎが出力される。

発振信号Ｃは周波数がｆｌなので増幅回路３１に出力さ
れた信号ｎはさらに帯域フィルタ回路３２に導出され信
号０を出力する。この旧号０が検波回路３４に加えられ
て検波され期間Ｔ１のみハイレベルの検波信号Ｐを得る
。

この検波信号ｐが伝送制御回？ｇ３７に加えられる。

伝送制御回路３７は第７図に示すようにステップ７０で
ループ感知信号を検波したか判定しており検波信号ｐが
ハイレベルで導出されない時は判定ＮＯでこのステップ
に留まっているが、上述のように検波信号Ｐが加えられ
ると判定はＹＥＳでステップ７１に移る。そしてステッ
プ７１で車両データを送出する。車両データの送出は伝
送制御回路３７より第５図に示す車両データ信号９が変
調回路６８に加えられる。変調回路３８は車両データｑ
で変調された被変調波ｒを出力しこれを電力増幅回路６
９で増幅してアンテナ６よシ中心周波数ｆ２で送出する
。

車載機より送出された被変調波ｒはループコイルにキャ
ッチされさらに期間Ｔ２では信”号１）のためゲート回
路１８・２６が閉じているので、被変調波ｒはゲート回
路１８を経て増幅回路１９に加えられて増幅され、増幅
回路１９の出力端に第４図に示す信号１１ヲ得る。この
信号１１がさらに帯域フィルタ回］各２０に加えられ雑
音成分が除去され。

帯域フィルタ回路２０の出力側に第４図に示す信号ｉが
導出される。この信号ｉが検波回路２１で検波され、第
４図に示す検波信号ｌ（が得られる。

と同時に帯域フィルタ回路２０の出力信号ｉは復調回路
２２にも加えられているので復調回路２２の出力側には
第４図ｊに示す復調信号としての車両データ全導出する
。

伝送制御回路２６では第６図のフローチャートに示すよ
うにステップ６０でゲート信号Ｈ（ハイ）かの判定、ス
テップ６１で検波信号有かの判定。

ステップ６２でスタート信号を受信したかの判定全行な
っているが、動作がＴ２期間に入っており。

検波回路２１より検波信号が加えられ、復調回路２２よ
り車両データ信号が加えられ車両データ信号中のスター
ト信号も確認されるので、ステップ６０．６１．６２の
判定はいずれもＹＥＳとなり＼ ・旦送制御回路２５の動作はステップ６５に移る。

ステップ６３では加えられた車両データの読込みを行な
い、データの直並列変換を行なう。このデータ読込み動
作は車両データの最後に付けられているストップ信号が
入るまで行なわれる。ストップ信号が受信されるとステ
ップ６４の７１−ツブ信号を受信したかの判定がＹＥＳ
とな９．ステップ６５に移り、車両データの解析を行な
う。そしてステップ６６で解析した車両データに応じた
情報を作成し、信号ｌとして送出する。この信号は変調
回路２４に変調信号として加えられ、変調回路２４は信
号ｌで搬送波（中心周波数ｆ２）を変調し第４図に示す
被変調波用を出力する。この被変調波ｍは電力増幅回路
２５で増幅されゲート回路２６を経てループコイ／Ｉ／
２より送出される。

ループコイ／Ｌｙ２より送出された被変調波ｍは車両５
のアンテナ６でキャッチされ、増幅器３１に加えられ、
増幅される。そして増幅器３１の出力は帯域フィルタ３
２．３３に加えられるが帯域フィルタ５３の通過帯域が
受信された被変調波の周波数帯と一致するので帯域フィ
ルタ回路３６の出力に第５図Ｓに示すように入力された
被変調波と略同様の信号を得る。この君号Ｓが検波回路
３５で検波され、第５図に示す検波信号もが検波回路ろ
５の出力端に導出されるとともに、復調回路３６で復調
され第５図に示す復調信号Ｕすなわち地上機からの送信
データが復調回路３乙の出力端に導出される。そしてこ
れらの検波信号も、復調信号Ｕが伝送制御回路３７に加
えられる。

伝送制御回路３７では第７図のフローチャートのステッ
プ７２で受信検波信号（検波回路３５）があったか判定
しているが、検波回路３５より検波信号もが加えられる
とステップ７２の判定はＹＥＳとなり、伝送制御回路６
７の動作はステップ７３に移りスタート信号受信したか
の判定を行なう。復調回路３６より送信データＵが加え
られると送信データＵに含まれるスタート信号を受ける
のでステップ７ろの判定もＹＥＳとなり、ステップ７４
に移る。ステップ７４では地上機４よりの送信データを
受信し直並列変換する。ステップ７４の処理１ｄ、送信
データの最後に付されているストップ信号を受信するま
で継続される。伝送制御回路３７がストップ信号を受信
するとステップ７５のストップ信号を受信したかの判定
はＹ　Ｅ　Ｓとなりステップ７６に移り、車両内の表示
器等に地」二様よりの・清報を出力する。

以」二で地」二様４と車載機７の通信が終了するが。

この対車両通信は第４図に示す期間Ｔ２内で行なわれる
。

」二連したようにこの発明の対車通信方式によれば、）
ｖ−ブコイルと車両感知用の発振回路の接続。

ループコイルと地上機の送受信回路との接続を地上機に
設ける切換回路で定周期で切換えるようにし、車載機と
の対車両通信と車両感知を時分割動作させ、対車両通信
に車両感知用のループコイルを兼用するようにしたから
、従来方式のように対車両通信と車両感知に別々にルー
プコイ）ｖを設置した場合に比し、地上機用として路面
に埋設するループコイルは一個ですみ部材費、設置費の
面から考えて安価な装置を実現できる。またループコイ
ルの数が減少した分新設、保守、修理にかける時間も軽
減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が実施される装置の概略図。 第２図は地上機の回路構成を示すブロワ外」、第６図は
車載機の回路構成を示すブロック図、第４図は第２図に
示す地上様の回路各部の信号波形を示すタイムチャート
、第５図は第３図に示す車載機の回路各部の信号波形を
示すタイムチャート。 第６図は地」二様の伝送制御回路の制御フローチャート
、第７図は車載機の伝送制御回路の制御フローチャート
である。 １：路面、２：／Ｖ−ブコイル、　　３：路側。 ４：地上機、　　５：車両、　６：アンテナ。 ７：車載機、　１０：発振回路。 １１・１８・２６：ゲート回路、　１２：同調回路、　
　１３：位相比較回路、　　１４ニレベル検知回路、　
　１５：ヌイツチ、　１６：積分回路、　　１７：保持
回路、　　１９・３１：増幅回路、　　２０・６２・３
３：帯域フィルタ回路。 ２１・３４・ろ５：検波回路。 ２２・３６：復調回路、　２６：地上機の伝送制御回路
、　２４・３８：変調回路。 ２５・５９：電力増幅回路、　３７二車戦機の伝送制御
回路。。 特許出願人　　　　　立石電機株式会社代理人　　弁理
士　　中　村　茂　信 第ろ図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）地上機と走行車両の車載機とで行なう対車両通信
   方式であって。 地上機に、路面に埋設されたループコイルに接続される
   発振回路と、この発振回路に接続され車両到来で発振回
   路の周波数が変化することにより車両感知を行なう車両
   感知回路と、前記ループコイルに接続され前記ル−プコ
   イ／Ｉ／を介して車載機との対車両通信を行なう送受信
   回路部と、前記発振回路と前記送受信回路部を前記ルー
   プコイルに交圧に定周期で切換えて接続する切換回路部
   とを備え。 前記車両に、アンテナとこのアンテナに接続され前記地
   上機との通信を行なう、送受信回路部を含む車載機とを
   備え。 前記切換回路部の動作で、前記車両感知回路による車両
   感知と前記地上機と前記車載機間の通信を交互に定周期
   で行なうことを特徴とする対車両通信方式。