JPS61229668A - 列車検知装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は軌道上を走行する車両を検知するための装置に
関する。

〈従来の技術） この種の車両検知装置としては、例えば鉄道信号システ
ムにおける軌道回路がある。これは、列車軌道の所定区
間のレールを電気回路の一部として利用し、列車によっ
て前記レール間が短絡されることにより、その区間内の
列車の存在を検知するもので、この検知信号を用いて各
種保安装置を制御するようにしている。そして、このよ
うな軌道回路の１つとしてレールに流す軌道電流に交流
を用いる交流軌道回路がある。

かかる交流軌道回路の従来の外国における報告の一例を
第６図に示す。

図において、１は交流電源（例えばＡ、Ｃ１００Ｖ）に
接続された基準信号としてのローカル信号入力用の第１
トランス、２は列車が走行する軌道に接続された軌道信
号入力用の第２トランス、３は列車検知判定信号を出力
する第３トランス、４〜７はサイリスタ、８．９はダイ
オードで、これらにより列車検知装置が構成されている
。１０は第３トランス３からの交流出力を整流する整流
平滑回路、１１は整流平滑回路１０からの出力に基づい
て駆動するリレーである。

次に動作を説明する。ローカル信号と軌道信号との位相
が一致し、かつ軌道信号の電圧レベルが所定値以上（列
車不在）の場合は、正の半波（図中実線方向）のときに
サイリスク４．６がＯＮとなり第１トランス１の二次側
→サイリスタ４→第３ランスの一次側一サイリスタロー
ダイオード９−第１トランス１の二次側と電流が流れ、
また負の半波は（図中破線方向）のときに、サイリスク
５．７がＯＮとなり、第１トランス１の二次側→サイリ
スタ５−第３トランス３の一次側→サイリスタ７→ダイ
オード８→第１トランス１の二次側と電流が流れ第３ト
ランス３の二次側に交流出力を生じ列車不在信号が出力
されてリレー１１が励磁状態にある。

一方、ローカル信号と軌道信号の位相がπずれているか
又は軌道信号の電圧レベルが所定値より低ければ（軌道
間が列車により短絡されたとき）、サイリスタがＯＮせ
ず第３トランス３の二次側には出力が発生せずリレー１
１が無励磁状態となり列車検知を知らせる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、従来装置では、検知装置の出力をトランスを
用いて取り出してリレーを駆動するようにしているため
、検知装置の集積化ができないという問題点があった。

また、例えばサイリスタ４゜６又はサイリスク５．７が
同時に短絡故障した場合、列車が存在し軌道信号が低レ
ベルにも拘わらず回路が構成されてしまい第３トランス
３に出力が発生するのでフェイルセーフにならないとい
う欠点がある。さらに、位相判定と軌道からの受信信号
のレベル判定が同一素子（サイリスク）で行われるため
に、耐雑音性が良くない欠点をもつ。

すなわち、位相判定を正確に行うには入力の零レベルを
検知しなければならない。一方、入力の零レベルの判定
点は受信レベルのレベル判定の観点からみると一番耐雑
音性の悪い点であり、受信レベルの耐雑音性はスレショ
ールドを高くとる方が良い。しかるに第６図は位相判定
と受信レベルの判定を同一素子で行っているので、この
矛盾が起こり、正確な位相判定を行うことができない欠
点があった。

本発明は上記の実状に鑑みてなされたもので、出力用ト
ランスを用いず集積化が可能で、しかもファイルセーフ
性を有する車両検知装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 このため本発明では、交流電源から入力する基準信号と
車両走行軌道から入力する軌道信号との各位相信号の論
理積にもどついて両信号が同相であるとき出力すると共
に故障時には出力を発生しないＡＮＤゲート回路と、前
記軌道信号の電圧レベルが所定値以上のとき出力を発生
するレベル判定回路とを備え、前記ＡＮＤゲート回路と
レベル判定回路とが共に出力を発生したときのみ車両不
在信号を出力する構成とした。

く作用〉 これにより、位相判定とレベル判定とを別々に行い基準
信号と軌道信号が同相のときでかつ軌道信号の電圧レベ
ルが所定値以上のとき即ち、両者のＡＮＤ条件が成立し
たときのみ車両不在信号が出力される。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図を示す。

尚、従来と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。

図において、２１は交流のローカル信号（基準信号）を
整流かつ平滑する整流平滑回路で、第１図における信号
処理の直流出力電源Ｖｓを得る。２２は正弦波のローカ
ル信号を矩形波に変換する波形整形回路、２３は軌道信
号のレベル検知信号を出力するレベル検知回路で、これ
は第２図に示すようにコンデンサＣ，，Ｃ，及びダイオ
ードＤ＋、Ｄｇからなる倍電圧半波整流回路で構成され
ている。２４は正弦波の軌道信号を矩形波に変換する波
形整形回路、２５は第３図に示すようなコンデンサＣ３
と抵抗Ｒ１からなる微分回路で、前記波形整形回路２４
とこの微分回路２５とで軌道信号側の位相検知信号を形
成している。２６は前記波形整形回路２２、レベル検知
回路２３及び微分回路２５の各出力が３つの入力端子ａ
ｘｅ（第４図に示す）にそれぞれ入力する３入力のＡＮ
Ｄゲート回路を構成する演算発振器で、全ての入力が電
源電圧Ｖｓより高い値のとき発振出力を発生し、しかも
故障時には出力しないフェイルセーフな構成になってい
る。そして、本実施例では位相判定とレベル判定の両機
能を有する構成としている。

この演算発振器２６の具体的構成の一例を第４図に示す
。

これは３つのＮＰＮ型トランジスタＴ　＋　”　Ｔ　３
と４つの抵抗Ｒ２〜Ｒ５及び２つのツェナダイオードＺ
Ｄ＋、ＺＤｚで構成されている。

その動作は、例えばトランジスタＴ１がＯＦＦ状態のと
き各入力ａ　”−ｃが電源電圧Ｖｓより高くなると、ト
ランジスタ’ｒｇｏＮ→トランジスタＴ３ＯＦＦ→トラ
ンジスタＴ、ＯＮ→トランジスタＴ２ＯＦＦ→トランジ
スタＴ、ＯＮ→トランジスタＴ。

ＯＦＦ・・・のようにトランジスタＴ１〜Ｔ３が０Ｎ−
ＯＦＦを繰り返し発振出力■。を生じる。

一方、いずれかの入力レベルが電源電圧以下になるとト
ランジスタＴ　＋　＝　７３の動作が反転せず発振が停
止される。

尚、ツェナーダイオードＺＤ、、ＺＤＺの各ツェナ電圧
Ｖ　ＺＤ＋　、　Ｖ　Ｚｎ２の選択条件はＶ２Ｏ３＜　
Ｖ　ｓ　＜　ＶＺＤ＋ とするのが良い。

また、２７は演算発振器２６の出力を整流する整流回路
で、レベル検知回路２３と同様第２図の倍電圧半波整流
回路からなっている。そして、この整流出力はダイオー
ドＤ３を介して微分回路２５の出力が入力する入力端子
Ｃへ帰還されている。２８は演算発振器２６の発振出力
を増幅する交流増幅回路でその出力は従来と同様整流平
滑回路１０で整流されリレー１１を駆動する。

次に第５図のタイムチャートを参照しながら動作を説明
する。

第５囲いに示す交流のローカル信号は第１トランス１を
介してそれぞれ整流平滑回路２１と波形整形回路２２に
入力する。前記整流平滑回路２１では、演算発振器２６
及びリレー１１の騒動用電源として使用するための直流
出力Ｖｓを発生する。また、波形整形回路２２では、位
相判定用の基準信号として第５図（０に示す矩形波を出
力する。

一方、軌道から第２トランス２に入力された軌道信号は
列車が存在しないときには、第５図囚のような正弦法に
なっている。そして、レベル検知回路２３及び波形整形
回路２４にそれぞれ入力し、このとき、前者からは第５
図０のような所定値以上の整流されたレベル検知用の直
流出力を生じる。

また、後者においては、第５図［Ｆ］に示す矩形波が出
力され、更に微分回路２５により第５図面のような微分
パルスが出力される。尚、両波形整形回路２２、２４．
　　レベル検知回路２３及び微分回路２５の各出力は整
流平滑回路２１の直流出力Ｖｓに重畳して出力される。

従って、演算発振器２６の各入力端子ａ　７％”　Ｃに
それぞれ入力する波形整形回路２２、レベル検知回路２
３及び微分回路２５の正パルスはいずれも発振開始可能
な電源電圧Ｖｓより高い入力レベルとなる。

そして、微分回路２５からの正パルスが入力することに
より、既に成立しているレベル判定条件（軌道信号の電
圧レベルが所定値以上）に加えて位相判定条件（ローカ
ル信号と軌道信号が同相である）が成立し、演算発振器
２６が発振を開始する。

演算発振器２６の発振出力は交流増幅回路２８に入力す
る一方、整流回路２７によって整流されダイオードＤ、
を介して入力端子Ｃに帰還され演算発振器２６の出力を
、ローカル側の位相信号（第５図０）が立ち下がるまで
自己保持してパルス幅増幅が行われる（第５図（０参照
）。尚、ダイオードＤ、は微分パルスが整流回路２７の
コンデンサＣ２で消滅するのを防止している。

そして、演算発振器２６の第５図（０に示すパルス幅増
幅出力は交流増幅回路２８により増幅された後に整流平
滑回路１０で整流されてリレー１１に供給されてリレー
１１を励磁状態に保持する。即ち、列車が軌道回路に存
在してないことを示す。

かかる状態において、軌道回路内に列車が進入すると、
列車によって軌道間が短絡され第２トランス２に入力す
る軌道信号の電圧レベルが低下する。すると、レベル検
知回路２３の出力が第５図０の破線で示す如く低下して
演算発振器２６のＡＮＤの条件が成立せず、したがって
発振できず、出力が停止するのでリレー１１が非励磁状
態となって軌道回路内に列車が存在していることを検知
する。

また、交流軌道回路では、隣接する軌道回路間が短絡し
たときの誤動作を防止するために、前方の軌道回路に列
車が存在するときといないときとで軌道信号の位相がπ
だけ異なるようにしている。

従って、前方の軌道回路に列車がいる場合には、ローカ
ル信号と軌道信号との位相が同相でなくなり、演算発振
器２６によって判定され、その出力が停止するのでリレ
ー１１はやはり非励磁状態となって列車在りの信号を出
力する。

尚、この位相判定においては、ローカル信号と軌道信号
とに位相のずれがあると、両者の信号が同相でないとき
でも演算発振器２６の発振条件を満足する場合があり、
判定に誤りが生じてしまう。

これを防止するため、本実施例では、軌道信号を微分し
、その正の微分パルスを演算発振器２６に入力するよう
にし、そのときの発振出力を自己保持して発振出力を確
保するようにしている。

更に、従来装置では、サイリスクがＯＮするレベル、即
ち列車による軌道短絡を判定するための軌道信号の電圧
レベルを定めると判定する位相も同時に定まってしまう
。この場合、軌道信号の電圧レベルはレールの設置環境
の変化、例えば降雨。

積雪等によって大きく変動するものであるために、この
ような電圧レベルの変動に対して位相判定値も変動して
しまう。この位相変動はレベル判定のための設定値が高
いほど大きくなる。ところが、列車電流等で発生する雑
音による列車検知装置の誤動作を防ぐには前記設定値は
高い方がよい。このため、従来装置では、レベル判定精
度を高めようとすれば位相判定精度が低下し、逆に位相
判定精度を確保しようとすればレベル判定精度が低下す
るという不具合があった。

これに対し、本実施例では、レベル判定用と位相判定用
とに別個の信号を形成してそれぞれの判定を行っている
ため、レベル判定の設定値を高めることができると共に
、位相判定を常に軌道信号の負から正に転換する点で行
うことができる。従って、検知精度も高くでき信顛性が
向上する。しかも、公知のフェイルセーフな演算発振器
２６．整流回路２３．２７．交流増幅回路２８及び微分
回路２５を使用しているために、検知装置をフェイルセ
ーフに構成できる。また、ダイオードＤ、が開放される
と演算発振器２６が自己保持されないので、リレー１１
を励磁できるだけの時間の電力が得られず、短絡される
と、微分パルスがコンデンサＣ２に吸収されて演算発振
器２６の入力端子Ｃに信号が入力しないので、フェイル
セーフとなる。

尚、本実施例では、レベル判定と位相判定とを１つのＡ
ＮＤゲート回路で行うものを示したが、これに限らず位
相判定はフェイルセーフなＡＮＤゲート回路を用いて行
いこの判定信号でリレー１１を駆動させる一方、レベル
検知回路２３の出力で駆動されるリレーを前記リレー１
１と直列に接続する構成としてもよい。また、レベル検
知回路２３には整流回路を使用したが、公知の交流入力
のレベル検知器を使ってその出力を整流してもよいこと
は明らかである。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、トランスを用いてい
ないので、集積化が可能となり装置の小型化を図れる。

また、装置の故障等のときには必ず出力が零となってリ
レーが落下して安全側になるので、フェイルセーフ性が
確保できる。更には位相信号とレベルを別々に判定する
ので、正確な位相及びレベルの判定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は同上
実施例のレベル検知回路図、第３図は同じく微分回路図
、第４図は同じく演算発振器の回路図、第５図は信号波
形タイムチャート、第６図は従来例の回路図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源から入力する基準信号と車両走行軌道から入力
   する軌道信号との各位相信号の論理積にもとづいて両信
   号が同相であるとき出力すると共に故障時には出力を発
   生しないＡＮＤゲート回路と、前記軌道信号の電圧レベ
   ルが所定値以上のとき出力を発生するレベル判定回路と
   を備え、前記ＡＮＤゲート回路とレベル判定回路とが共
   に出力を発生したときのみ車両不在信号を出力する構成
   としたことを特徴とする車両検知装置。