JPS61288706A - 自動列車運転装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、種々の条件に従って列車を適切な速度で自動
運転する自動列車運転装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

発車駄々停車駅どの間に各位置に対応する目標速度を諸
案件、たとえばポイントの有無とか勾配、曲率半径すど
を考虞して予め設定しておき、その目標速度に従って発
車から停車までを自動制御運転する装置はすでに提案さ
れている。第４図はそのような自動制御運転装冒を示す
ものである。

第４図の装置には入力端機器どして、車輪の回転から列
車速度を検出りるための速度発電機１、運転士によって
操作される出発押ボタンスイッチ２、閉塞区間への列車
進入可否やポイントの切換状況などに関する自動列車制
御装置＜ＡＴＣ＞からの情報をレールから信号電流とし
て検出する受電器３、この受電器３の出力信号電流から
制限速度情報（ＡＴＣ信号）を選別するＡＴＣ信号受信
器４、列車が停車駅の所定の停止点から所定の距離に達
したことを知らせるべく地上に設置された地上子からの
距離情報を受信する車上子５、この車上子５からの距離
情報から地点信号を判別する地点信号受信器６が設けら
れている。

これら入力端機器の出力伏目は制御−ｌニット７に導入
される。制御ユニツ］〜７には入力部として波形整形回
路７Ａおよび入力バッファ７Ｆが備えられている。波形
整形回路７Ａは速度発電機１の正弦波出力を矩形波に整
形し、車輪径補正回路７Ｃへ送出する。車輪径補正回路
７Ｃには中輪径設定スイッチ７Ｂからの車輪径設定情報
も人力され、波形整形回路７Ａからの矩形波信号すなわ
ち車輪回転速度信号に車輪径補正を加えて列車走行透電
に比例した速度パルスを出力する。このパルスを対象と
して速度カウンタ７Ｏにより一定［Ｉ５　ｆｆ！１計数
を繰返すことにより瞬時瞬時の列車速度が検知される。

入力バッファ７Ｆは出発押ボタンスイッチ２、ＡＴＣ信
号受信器４、および地点信号受信器６の各出力信号を入
力１）、それぞれ後置の電子回路の論即レベルに変換し
て出力する。入ノ１バッファ７Ｆを介して入力される出
発押ボタンスイッチ２およびＡＴＣ信号信号受信器４川
基づいて決定されるその都度の目標速度のパターンデー
タが予め配憶されている目標速度パターンメモリ７Ｆか
ら読出される。距離カウンタ７Ｇは、車輪径補正回路７
Ｃからの速度パルスを、地点信号受信器６からの地点信
号発生時点から４数＃ｉＷして同時点からの走行距離を
検知する。停車駅での定位開停止制御（以下、ＴＡＳＣ
という）用の目標速度パターンがＴＡＳＣパターンメモ
リ７１−１に予め記憶されており、そこから地点信号受
信器６からの地点信号を起点とし、距離カウンタ７Ｇの
検知距離に応じた目標速度パターンデータが読出される
。データ選択部７Ｉは、目標３！麿パターンメモリ７「
おにびＴＡＳ（’．パターンメモリ７１−１からの両読
出しデータのうち、地点信号受信器６の出力信号に基づ
いて、列車がＴＡＳＣ区間に入っていないどきは前者を
、またＴＡＳＣ区間に入ったときは後者をそれぞれ選択
し、それを最終的な目標速度指令としてノツチ選択部７
Ｊに送出する。ノツチ選択部７Ｊは速度カウンタ７Ｄか
ら列車の実際速度を表わＪ−実際速度データをも取込み
、両入力を比較照合し、その結果に従ってカ行ノツチ指
令あるいはブレーキノツチ指令を図示していない車両制
御装置へ送出する。

以上のように構成された第４図の装置の制御態様を、第
５図を参照しながら説明する。

第５図はＡ駅１１に停車している列車１２が同駅を発車
してからＢ駅１３に停車するまでの列車速度、ノツチ指
令、および電力（列車駆動電力）の−態様を例示したも
のである。Ａ駅１１に停車し出発を持っている列車１２
は出発条件が整ったことを知らせる出発押ボタンスイッ
ヂ２からの出発指令に基づき、地上からの制限速度情報
となるＡＴＣ信号受信器４からのＡＴＣ信号が制限透電
０１に／ｈ以外になっていることを条件として、Ｂ駅１
３に向けて制御ユニット７の指令により出発する。この
ときのＡＴＣ信号に対応するＡＴＣ制限速度１５を一例
どして１２０Ｋｍ／ｈどすると、その値の一５ｆｋ／　
ｈ　（−１　１　５Ｋｍ／　ｈ　）位のところに制御ユ
ニット７としてのコニツ１〜目標速度（１：１．下、Ａ
ＴＯ目標速度という）１６が目標速度パターンメモリ７
Ｆ内に設定され、これを目標値とする追従制御が行なわ
れる。したがって、まずＡ駅１１を出発した列車１２が
ＡＴＯ目標速度１６の１１５ＫＩｎ／ｈに達すべく制御
コニット７は図示していない車両制御装置にカ行指令を
出力することに２７る。このときの制御は目標速度パタ
ーンメモリ７Ｆに記憶されている目標速度パターンと速
度カウンタ７Ｄから出力される実際速度に従ってその偏
差を零にするように行なわれる。

車両制御装置へのカ行指令またはブレーキ指令は通常、
ノツプ指令で行なうことが多いので、これを−例どして
以下に説明する。

データ選択部７Ｉの出力目標速度をＶ、とし、これど速
度カウンタ７［）から出力される実際速度ＶＶとの差Δ
Ｖ＝Ｖ、−ＶＶと、カ行ノツチ指令またはブレーキノツ
チ指令との関係の一例を第６図に示す。第６図にＪ：れ
ば、Ａ駅１１０発車時はＡＴ（’）目標速度Ｖｐ　＝　
１１５　Ｋｍ／　ｈ　ト実際速度Ｖｖ＝０１ｍ／ｈとか
ら八Ｖ＝１１５−０＝１１５１ｍ／ｈであるから、カ行
ノツチ指令は４ノツチ（以下、ノツチをＮど称する）と
なる。この４Ｎ力行指令にＪ：り列車加速が行なわれ、
Ａ、　Ｔ　’Ｏ目標速度１６に列車速度が接近し、ΔＶ
＝Ｖ、〜ｖｖ−Ｏ’に：なると、カ行ノツチは／ＩＮか
ら切（駆動電力オフ）へと変化し、加速制御を終了して
定速運転に入る。この制御形態では加速の慣例にＪ：り
概ね列車速度がＡＴＯ目標速度１６を超過するので、そ
れが所定値を超えると第６図に従って今市はブレーキノ
ツチ指令が出力される。ブレーキ作用により速度低下す
るとノツチ切から再度カ行ノツチが指令され、以下、Ａ
ＴＯ目標速石１６を中心としてそれに追従した速度制御
が行なわれる。その後、たとえば曲線路などの恒久的制
限速度区間に入り、ＡＴＣ制限速而１面（たどえば７５
／（ｍ／ｈ）の−５ＫＩＲ／ｈのところにＡＴ、０１標
速疫１８（たとえばｊＯ／ｍ／ｈ）が設定されると、Δ
Ｖ＜−８となるので常用最大のブレーキノツチ４Ｎが指
令される。速度がＡＴＯ目標速瓜１８１ズ下にイ【ると
前述の定速運転の場合と同様の追従制御が行なわれる。

制限速億区間を抜４ＴＪ　、再び定速運転区間に入りＡ
Ｔ　、Ｃ制限速度１５が７５触／ｈから１２０触／りに
変更され、Ａ　、Ｔ　Ｏ目標速Ｋ　１６が１１５触／ｈ
に変更されると、列車は第６図のノツチ操作に従って再
加速された後、定速追従制御運転に入る。

次の停車駅であるＢ駅１３に接近すると、地上子１９に
にすＢ駅１３のホームの停＋Ｌ　（＊置から一定距離の
地点に到達した旨の情報を申上子５を介して地点信号受
信器６に伝える。ここで受信された地点信号は制御］ニ
ラＩ〜７に取込まれる。制御コニット７は、列車をこの
地点から減速制御してＢ駅１３のホームの定点に停止さ
せるべく、ＴＡＳＣメモリ７１−１の記憶内容に従って
減速パターンを発生し、これを△Ｔｏ目標目標速段定し
た第６図に従い減速のための自動ノツチ操作を行なう。

１ス上述べた従来装置ににる制御方式の場合、定速運転
および定位置停止制御でのノツチ操作回数が多くなり、
そのため乗心地があまり良くないのみならず、主回路制
御装置の寿命低下を来たし、とくに制限速ｍ区間に入っ
たどきに急激な過大ブレーキ力による乗心地の低下およ
び車輪フラットの発生を眉来し、さらにはＡＴＯ目標速
度に対する追従制御のためのオンオフ制御により電力の
浪費を生ずるなどの問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は以下の事情を考慮してなされたもので、乗心地
の向上、主回路制御機器の寿命延長、さらには消費電力
の減少を達成し得る自動列車運転装置を提供することを
目的とするものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明は、ＡＴＣ制限速度に
準じて設定される目標速度への追従制御を行なうのでは
なく、通常の運転士の取扱うブレーキノツチまたはカ行
ノツチ操作に極力近い運転速度パターンをＡＴＣ制限速
度を超えないように列車固有の条件を考慮して制御ユニ
ット内に予め記憶しておき、それを地上からの走行駅間
情報により適宜読出して列車制御を行なうようにしたこ
とを特徴とするものである。

より詳細には、本発明の自動列車運転装置は、列車速度
を検出する速度検出手段と、地上がらの制限速度情報を
受信する受信手段と、次駅に停車するか否かを車種どし
て予め設定する車種設定手段と、ノツチ切換回数おにび
消費電力ができるだけ少むくなるような位置と目標速度
との関係を各駅間ごとに運転曲線として予め配憶してい
る目標速度メモリと、列車の走行位置を検出する位置検
出手段と、前記目標速度メモリから前記位置検出手段に
よって検出された列車走行位置に対応する目標速度を読
出す手Ｖと、前配目標速痩メモリから読出された目標速
度と前記受信手段によって受信された制限速度情報に対
応する制限速度とを比較し、その低値のものと前記速度
検出手段によって検出された列市速麿との偏差に応じて
ノツチ位置を選択する第１のノツチ選択手段と、前記車
種設定手段によって設定された車種および前８Ｌ！位置
検出手段によって検出された列車走行位置に応じて次駅
停車までのノツチ位置を選択する第２のノツチ選択手段
と、前記第１のノツチ選択手段によって選択されたノツ
チ位置ど前記第２のノツチ選択手段にＪ：って選択され
たノツチ位置とを比較し、その低位のものを最終ノツチ
指令として出力する手段とを具備し、前記各ノツチ選択
手段は予め設定された複数段ノツチ相当の速度偏差を生
じたときにはじめて順次進段によりノツチ切換指令を出
力し、速疫偏差が減少する方向にあるときは偏差がほぼ
零になってはじめて順次降段によりノツチ切換指令を出
力することを特徴とするものである。

Ｃ発明の実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示すものである。

第４図のものと同一符号で示されている構成部分は第４
図のものと同一であることを表わしている。

第１図の装置においては、制御ユニツ］〜２０への入力
機器として、各駅停車の列車か急行列車かの種類すなわ
ち車種を指定する車種設定スイッチ２１が設けられ、そ
の指定結果は入力バッファ７Ｆを介してノツチ選択メモ
リ２０Ｄに導かれる。

１１ＪＩｌｌユニツト２０には、第４図の構成部分７Ｆ
。

７Ｈ，７Ｉ、７Ｊの代わりに、ＡＴＣ信号受信器４の出
力ＡＴＣ信号に基づいてそれに対応するＡＴＣ制限速度
情報を読出すためのＡＴＣ制限速−１１一 度メモリ２ＯＡ、出発押ボタンスイッチ２おＪ：び距離
カウンタ７Ｇの出力によりその都度の列車位置に応じた
ＡＴＯ制限速度を読出すためのＡＴＯ目標速度パターン
メ王り２０Ｂ１このＡＴＣ制限速度メモリ２０△から読
出された目標速度とＡＴＯ１標速葭パターンメモリ２０
Ｂから読出された目標速度とを比較し、その低値のもの
と速度カウンタ７Ｄから出力される列車透型との偏差に
応じてノツチ選択を行なうためのノツチ選択メモリ２０
Ｃ，車種設定スイッチ２１と距離カウンタ７Ｇの各出力
に基づいて所定の減速パターンに応じたノツチ選択を行
なうためのノツチ選択メモリ２０Ｄ１両ノツチ選択メモ
リ２０Ｃおよび２０Ｄの出力ノツチのうちの下位のもの
を選択的に出力する下位選択回路２０Ｅを備えている。

いま、第２図に示すように、出発押ボタンスイッチ２か
ら入力バッファ７Ｆを介しての指令により次駅を出発し
た列車１２は地上子２２から次駅がＢ駅であることを示
す次駅信号を車上子５および地点信号受信器６を介して
受信し、入力バッフ７７Ｆに取込まれる。この信号と、
車種設定スイッチ２１からの信号とにより自列車が次の
Ｂ駅に停車するのか通過するのかを判断し、その判断結
果に従って８駅までの運転速度パターンに対応するノツ
チ出力をノツチ選択メモリ２０ｒ）から取出す。一方、
ノツチ選択メモリ２０Ｃからも同様にしてＡＴＣ制限速
度を−Ｆ回らない目標ノツチ出力が得られるので、下位
選択回路２０ＥにＪ：り両ノツチ出力のうちの低位のも
のを選択し、図示していない車両制御装置へその都度の
目標速度と実際速度との偏差に応じてカ行またはブレー
キのノツチ指令を出力する。

しかしながら、透面偏差ΔＶとノツチとの関係は、第６
図によるのではなしに、本発明により第３図に従って行
なわれる。すなわち、目標速度■、と実際速度Ｖ、との
偏差ΔＶ＝Ｖ、−ＶＶが正方向に所定の進段限界値Δｖ
ｏ　（たとえば８触／ｈ）を超過したらはじめて加速の
ためのカ行ノツチ４Ｎを指令し、以後偏差Δ■が減少し
てもΔ■−０となるまでこれを保持する。また、ΔＶが
０方向に所定の進段限界値へｖＢを超えた（絶対１１１
が）どきも同様にしてブレーキノツチ４Ｎを指令りる。

しかし、ノツチの実際操作上、単純なノツプオフを直接
性なうと透電変化が大きいので、Δｖ　ｈ＜零に近くｈ
ったり逆に進段限Ｗ飴に近くなったりしたらノツチの時
限時進段つまり／Ｉ−３−２−１−切または切−１−２
−３−４というように順次降段または順次進段を行ない
、それによりオーバーシュートを防１１“する手段を併
用する。

先行列車の遅れなどにより不意にＡＴＣ信号が下位変化
ｔ　’、ｘわらより低い制限速度を指令して来た場合、
その指令はＡＴＣ信号受信器４により受信され、入力バ
ッファ７Ｆを介して制御ユニット２０に取込まれる。こ
のＡＴＣ信号の下位変化指令はＡ　Ｔ　Ｃｉｌｌ限３１
疫メモリ２０Ａから然るべき低い制限速度を出力させ、
それどＡＴＯ目標速度メモリ２０Ｂによる目標速度との
うち、低位のものに相当−リ゛るノツチをノツチ選択メ
モリ２０Ｇによって判定し、それを下位選択回路２０Ｆ
へ出力する。下位選択回路２０Ｆは、かくしてＡＴＣ信
号に対応した制限速度にするためのノツチ指令を出力す
る。

Ｂ駅に停車する列車の場合には、地上子１９、車上子５
、および地点信号受信器６を介して定位置停止信号が受
信され、それが入力バッファ７Ｆを介して制御ユニット
２０に入力されることにより定位置停止制御に入る。こ
れはノツチ選択メモリ２０Ｄに記憶されている運転速痕
パターンに従って行われ、ＡＴＯ目標速痩メモリ２０Ｂ
から得られるＡＴＯ目標速度との差が少ないときはノツ
チ選択メモリ２０Ｄの記憶ノツチ指令に従って制御を行
ない、差が大きくなったときは第３図に従って修正制御
を行なう。

以上述べたＩＩＩ御方式によれば、第４図以下に記載の
従来方式に比へてノツチ操作回数の低減（第２図（ｂ）
参照）および消費電力の低減（第２図（Ｃ）参照）を達
成できると共に、恒久透電制限区間への進入時の過大ブ
レーキによる乗心地の低下を防止することができる。

以上述べた実施例においては地上からの次駅情報を点制
御式で受信する方式について説明したが、これを列車無
線の誘導無線などによる連続制御式のものでも本発明は
実施可能である。また、運転速痕パターンすなわち運転
曲線の配憶は車上で行なうもののほか、これを１駅間分
のみに限定し、その都度、地上からの信号授受のときに
受信して記憶保持する方式にすることもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、予測制御等の高度な
技術を用いたりすることなく、比較的筒中な制御手法を
用いてより効果のある運転制御、すなわち乗心地の良い
、低消費電力の運転制御を実現することができ、しかも
それをより安価に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の装置による一制御態様を示す説明図、第３図は
第１図の装置による速度偏差とノツチ指令の関係を示す
ノツチ特性図、第４図は従来の自動列車運転装置のブロ
ック図、第５図は第４図の装置による一制御態様を示す
説明図、第６図は第４図の装置による速度偏差とノツチ
指令の関係を示すノツチ特性図である。 １・・・速度発電機、２・・・出発押ボタンスイッチ、
３・・・受電器、４・・・ＡＴＣ信号受信器、５・・・
車上子、６・・・地点信号受信器、７Ｄ・・・速度カウ
ンタ、７Ｇ・・・距離カウンタ、１２・・・列車、１９
．２２・・・地上子、２０・・・制御ユニット、２０Ａ
・・・ＡＴＣ制限速度メモリ、２０Ｂ・・・ＡＴＯ目標
速醜メモリ、２０Ｇ・・・ノツチ選択メモリ、２０Ｄ・
・・ノツチ選択メモリ、２０Ｅ・・・下位選択回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 列車速度を検出する速度検出手段と、地上からの制限速
   度情報を受信する受信手段と、次駅に停車するか否かを
   車種として予め設定する車種設定手段と、ノッチ切換回
   数および消費電力ができるだけ少なくなるような位置と
   目標速度との関係を各駅間ごとに運転曲線として予め記
   憶している目標速度メモリと、列車の走行位置を検出す
   る位置検出手段と、前記目標速度メモリから前記位置検
   出手段によって検出された列車走行位置に対応する目標
   速度を読出す手段と、前記目標速度メモリから読出され
   た目標速度と前記受信手段によって受信された制限速度
   情報に対応する制限速度とを比較し、その低値のものと
   前記速度検出手段によって検出された列車速度との偏差
   に応じてノッチ位置を選択する第１のノッチ選択手段と
   、前記車種設定手段によって設定された車種および前記
   位置検出手段によって検出された列車走行位置に応じて
   次駅停車までのノッチ位置を選択する第２のノッチ選択
   手段と、前記第１のノッチ選択手段によって選択された
   ノッチ位置と前記第２のノッチ選択手段によって選択さ
   れたノッチ位置とを比較し、その低位のものを最終ノッ
   チ指令として出力する手段とを具備し、前記各ノッチ選
   択手段は予め設定された複数段ノッチ相当の速度偏差を
   生じたときにはじめて順次進段によりノッチ切換指令を
   出力し、速度偏差が減少する方向にあるときは偏差がほ
   ぼ零になってはじめて順次降段によりノッチ切換指令を
   出力することを特徴とする自動列車運転装置。