JPS6160645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動列車制御装置の改良に関するもの
である。

自動列車制御装置（以下「ATC」という）を
装備した列車は、一つの信号セクシヨン長の範囲
で指示される信号を受信した場合、当該受信信号
の種別に対応した指示速度の範囲内で走行する。
もし、列車が指示速度を超過した場合には、それ
をATCが検知し、自動的に列車にブレーキをか
けて、少くとも当該セクシヨンの終端までに所定
の指示速度に減速させる。

列車が一つのセクシヨンで指示される速度の上
限で、次のセクシヨンに進入したとき、当該セク
シヨンで、より規制の大きい指示速度が指示され
ると、当該セクシヨンの終端までに指示速度以下
に減速するに十分なブレーキ力の作動指令が与え
られる。しかし、このブレーキ力は一般には一定
値であり、新幹線のATCなどごく一部ではあら
かじめ定めた速度の区分に応じてブレーキ力を可
変とする方法がとられているが、この方法におい
ても、速度の区分内においては、ATCにより作
動するブレーキ力は一定である。この一定である
ブレーキ力の大きさは後方セクシヨンから許容上
限速度でセクシヨン境界に進入した場合を想定し
て設定されているので、超過速度の小さい場合で
も大きなブレーキ力が作用することとなり、多く
の場合列車に必要以上の減速を強いるだけでな
く、ブレーキ作動時タイヤの滑走による損傷など
を発生させるケースも少くない。

従つて、信号が更新受信されるセクシヨン境界
に上限速度の限界一杯で列車が進入してきた場合
以外には、ATCにより作動させるブレーキ力を
速度の超過割合に応じててい減するなどの方法に
よつてブレーキ力を規制又は制御すれば、列車は
必要以上の減速を強いられることもなく、乗心地
の向上および運転速度の向上を計ることができる
とともに不必要な滑走を防止できるなどの点で効
果は大きい。

このことを第１図に従つてさらに詳細に説明す
る。

第１図において横軸は列車の進行方向、縦軸は
列車速度を示す。列車の運転状態を表す曲線Ｔは
地点ａ−ｂ間のATCの信号セクシヨンＡにおい
ては当該セクシヨンに現示された信号の規制速度
V₁を越えない速度Vaで走行するが、ｂ点におい
て進入した新たな信号セクシヨンＢ（ｂ−ｃ間）
には規制速度V₁なる信号が現示されているとす
る。この場合セクシヨン境界ｂ点において、列車
の受信信号が更新される。この時点において規制
速度V₁に対し△Ｖなる超過速度があるから、
ATCにより列車にブレーキ指令が与えられ、列
車は減速を開始してセクシヨンＢの途中で規制速
度V₁を下まわるように速度制御され、以後ATC
によるブレーキを緩解する。以上は一般のATC
による速度制御を示したものであるが、ｂ点にお
いて作動するATCによるブレーキ力は、前述の
ように列車が当地点にV₂なる速度、すなわち、
手前のセクシヨンの規制速度の上限で進入したと
き（超過速度が最大のとき）セクシヨンＢの終端
で当該セクシヨンにおける規制速度V₁に低下し
得るに必要な値に設定されている。このため、超
過速度△Ｖが最大でない場合には列車に必要以上
のブレーキが作動するということとなる。このよ
うなとき、超過速度△Ｖの値に応じてブレーキ力
を制御すれば、列車に必要以上のブレーキを強い
ることがなく、上述したような点で好ましい。

本発明は、ATCによるブレーキ力を超過速度
に応じて制御することによつて上述したような問
題点を解消しようとするものである。

本発明を第１図を引用しつつ、第２図〜第５図
に従つて以下詳細に説明する。

第１図における超過速度△Ｖと、これを一定長
さの信号セクシヨンの範囲で解消して所定の規制
速度に減速するために必要な列車の減速度βとの
関係はブレーキ作動時の例車の空走時間を無視す
ると、第２図に示す２次曲線で表わされることは
よく知られている。一般の列車ではブレーキ指令
値と、それによつて得られるブレーキ力、すなわ
ち減速度とは、その列車に用いられるブレーキ装
置によつて、また速度域によつて若干の相異はあ
るがほぼ比例した関係にある。従つてセクシヨン
境界において列車が、より規制の大きい速度を指
示する信号を更新受信し、新たな規制速度との間
に△Ｖなる速度超過を生じたとき、この超過速度
△Ｖと所要のブレーキ指令値との関係はおおむね
第３図に示す２次曲線群で表わされる。第３図に
おいて縦軸はブレーキ指令値を又横軸は超過速度
△Ｖを示し、曲線群は指示速度の変化の状況、具
体的に言えば、信号更新前の規制速度V₂と更新
後の規制速度V₁に応じて定められる。あるATC
において、指示信号に最高速度90Km／ｈを指示す
る種別のもの（以下これを〓と略記する。以下こ
れと同じ）、〓、〓、〓、〓および〓が存在し、全
速度域において設定減速度が一定であるものとす
れば、設定速度を確保するために必要なブレーキ
力を100として表わし、かつ減速度はブレーキ力
に比例して得られるとした場合、超過速度△Ｖに
対してい減制御すべきATCブレーキ力を表わす
指令は第３図の曲線群のごとくなる。

すなわち、図中〓→〓の如く表わされる指示速
度の変化の状況毎に超過速度△Ｖ及びその超過速
度に対応したてい減すべきブレーキ力を示す多く
の異なつた曲線が存在する。そして、たとえ同一
の超過速度△Ｖでも、指示速度の変化の状況が異
なれば同図から明らかなようにてい減すべきブレ
ーキ力も異なつたものとなる。例えば指示速度差
が同一のもの、例えば〓〓→〓〓と〓〓→〓〓の
如く信号更新に際し、指示する速度差が同じ45
Km／ｈであつても、超過速度△Ｖに対するブレー
キ力のてい減は信号更新の状況により異なつたも
のとなる。

このような考え方に基づき、さらに必要に応じ
ブレーキ空走時間等の補正を行つた上での、規制
速度の種別を可変変数とし、超過速度△Ｖを変数
とした、第３図に示すような適正なブレーキ力を
予め実験、計算などにより求めておけば、信号の
更新状況（指示速度の変化の状況）及び超過速度
△Ｖに応じ、それに対応した適正なブレーキ力を
当該パタンから検知できる。従つて超過速度△Ｖ
に対してブレーキ力が必要以上に過大とならずし
かもセクシヨンの終端Ｃまでの間において所定の
速度に減速することが可能な適正ブレーキ力を求
めることができる。これを達するための具体的構
成を第４図に示す実施例に従つて説明する。

１は図示しない軌道の信号電流等を検知する公
知のATC受信器であつて、当該受信器１で検知
された信号は、公知の速度パタン発生器２に与え
られ、当該速度パタン発生器２において、受信さ
れた信号の種別に対応した規制速度のパタンを発
生させる。当該パタンは公知の演算器３に出力さ
れる。演算部３には列車の車軸の回転数から当該
列車の速度を検知する速度発電機TGからの速度
情報も入力される。演算部３においては速度パタ
ンと実速度情報に基づき当該列車がATCによつ
て指示された速度を超過して走行しているかどう
かを公知の方法により演算し、規制速度を超過し
ている場合には、それを検知して直ちに予め定め
られたブレーキ力を作動すべき旨の指令を出力す
る。以上はATCによる速度制御方法として広く
知られているものであるが、本発明は上述した、
速度制御方法に次に述べるような新規な構成を付
加した点に特徴がある。

公知のコード変換器４は速度パターン発生器２
へ受信器１から出力されるATCの信号を同時に
入力し、予めATCの信号の種別に応じて定めら
れたコードに変換する。これらの予め定められた
コードは比較演算の行いやすい値をもつて表され
てるものとする。コードに変換されたATC信号
は内部に公知のメモリ６及び公知の比較器７を有
する信号更新検知器５へ出力される。信号更新検
知器５においては、メモリ６によつて現時点で受
信中の信号をたえず記憶し、信号が更新されたと
き、比較器７は動作となつて、信号が更新された
こと及び更新された信号の種別を検知するととも
に、メモリ６に記憶されている更新以前の信号を
も併せて入力して、更新以前及び更新後の信号の
変化の状況を検知し、かく検知された、これらの
信号の変化の状況を公知の方法で比較し、更新後
の信号が更新前の信号より大きな速度制御を受け
るものである場合には、公知のゲート８をも動作
とさせるとともに、信号変化の状況、すなわち、
指示速度の変化の状況をブレーキ力てい減装置１
０のパタン発生機構PGへ出力する。ゲート８の
動作によつて、その時点、すなわち、信号更新時
における速度発電機TGが検知した列車の速度情
報は当該ゲート８を介して速度差検知器９へ出力
される。速度差検知器９は公知の演算回路を有
し、公知の方法により、信号更新時の当該列車の
実速度情報と、更新受信された信号の種別に対応
して速度パタン発生器２から出力される規制速度
情報との差すなわち、超過速度を求め、かく検知
された超過速度情報をブレーキ力てい減装置１０
へ出力する。公知のパタン発生機構PGを有する
ブレーキ力てい減装置１０は信号更新検知器５か
ら出力される指示速度の変化状況についての情報
を記憶装置であるパタン発生機構PGに入力させ
る。第３図に示したようなパタン群をメモリした
パタン発生機構PGは指示速度の変化の状況を可
変変数とするパタン群の中から該情報に適応した
唯一のパタンを選択発生させるとともに、かく発
生させたパタンを用い、速度差検知器９から出力
される、超過速度情報△Ｖを受けて、該情報に対
応したブレーキ指令値を検知する。かく検知され
たブレーキ指令値は変換器CGに出力される。変
換器CGはパタン発生機構PGからの出力が入力さ
れた場合、動作となつて、演算部３から出力され
るブレーキ指令をパタン発生機構PGから出力さ
れるブレーキ指令値に変換し、かく変換されたブ
レーキ指令値、すなわち、セクシヨン終端迄に所
定速度に減速させるブレーキに変換して出力す
る。かくして得られた適正なブレーキ指令を列車
に与えるべき旨のブレーキ指令は、ブレーキ力て
い減装置１０から公知のブレーキ指令器１１へ伝
達され、公知の方法により所定のブレーキ指令と
して列車全体へ伝達され列車にATCによるブレ
ーキが作動する。セクシヨン終端に至るまでの間
にATCの指示する制限速度以下に減速された場
合には演算部３からのブレーキ指令が中止される
ことによつてブレーキ作動も中止され、列車は減
速を中止する。以上の方法によつて、ATCが信
号を更新受信したとき、更新された信号が低位で
ある場合に限つて超過速度に応じてブレーキ力が
てい減されるため、適正なブレーキ力を作動させ
ることができる。

一般のATCでは更新受信される信号が低位の
ものである場合、この受信地点はセクシヨンの境
界であるのが通常であるが、前方に異常な事態が
発生した場合などには、まれにセクシヨンの中間
で低位の信号を更新受信することもありえないわ
けではない。現行のATCにおいては、かような
場合、更新受信された信号が緊急停止すべき旨を
指令するものでない限り、車上においては通常の
ATCによるブレーキ指令、すなわち、セクシヨ
ンの終端までに列車を所定の制限速度に減速すべ
きブレーキ力作動が行われるだけであるため、か
ような異常事態が生じたときにはセクシヨンの終
端までに所定の速度に減速できない可能性があ
る。この問題は本発明の上記実施例においても同
様に生ずる。しかも、上記実施例においては超過
速度に応じてブレーキ力を作動させるので、かよ
うな事態が生じたときは問題がより大きくなる。
そこで、かような場合、セクシヨンの境界で信号
が更新された場合のみ超過速度に応じたブレーキ
力を適用させる方式を採用し、それ以外の場合に
はかような方式を採用しないこととすれば、上記
実施例からは上述の問題点を除かれる。

その具体的構成を第５図に従つて説明する。

車両Ｌの先頭車軸Ｗの前方に同一構造からなる
ATCのための受電器Ａにつらなる受信器Raおよ
び受電器Ｂにつらなる受信器Rbが設けられる。
受電器RaおよびRbは互に列車の進行方向に対し
て充分な間隔をもつて設けられる。車両はセクシ
ヨンＹからセクシヨンＸへ進入しつつあるものと
する。車両の前方に取付けられた受電器Ａはすで
に新しい前方のセクシヨンＸに進入しているのに
対し、受電器ＢはセクシヨンＹに留つている。セ
クシヨンＸに現示された信号の種別がセクシヨン
Ｙに現示された信号の種別と異るものであるとき
は受信器のセクシヨン境界通過時に信号が更新さ
れる。従つて列車の進行方向に対して互に充分な
間隔をもつて設置された２つの受電器にそれぞれ
つらなる２つの受信器が更新信号を受信する時期
は、２つの受信器、受電器の性能が同じであるな
らば、たとえ、その時間が非常に短いものではあ
つたとしても、異つた時である。すなわち、ま
ず、受信器Raの信号が更新され、つづいて、受
信器Rbの信号が更新される。従つて、これら２
つの受信器RaおよびRbの受信した信号の出力を
同時に入力するタイマーおよびメモリを有する判
別器Ｃを設け、まず、受信器Raが更新受信し、
つづいて同様の信号を受信器Rbが受信したこと
をタイマーおよびメモリ等を有する判別器Ｃが検
知した時セクシヨン境界で信号が更新受信された
ものと判定し、その場合にのみ、第４図で述べた
ATCブレーキ力をてい減することとすればよ
い。すなわち、第４図における速度差検知器９を
上述したセクシヨン境界更新受信情報の入力を条
件として動作とさせるように、たとえば、第５図
における信号更新検知器Ｃからの信号更新情報の
出力を公知のアンド・ゲート等によつて並列接続
するようにすればよい。

なお、第４図の実施例においては、超過速度に
応じて付与すべきブレーキ力を予めパタンとして
作成し、当該パタンに基いてブレーキ力を指令す
る場合の例について述べたが、ブレーキ力のてい
減方法については、これに限定されるものではな
く、公知のメモリ等を用いて、超過速度に応じ
て、予め定められたブレーキ力を作動させる方式
をとつてもよい。又、信号更新検知方法について
も、第４図について述べた方法の外、種々の変形
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はATCのセクシヨンに対する列車速度
の関係を示す線図、第２図は列車の超過速度に対
するATCブレーキに必要な減速度の関係を示す
線図、第３図は列車の超過速度に対する必要な
ATCブレーキ指令値を示す線図、第４図は本発
明の実施例を示すブロツク図、第５図は本発明の
他の実施例を示すブロツク図である。 ５……信号更新検知器、９……速度差検知器、
１０……ブレーキ力てい減装置、Ｘ，Ｙ……信号
セクシヨン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ATCを使用した列車が、一つの信号を受信
   して当該受信信号の指示する速度範囲で走行中に
   当該受信信号より低位で走行すべき旨の信号を更
   新受信した時点で走行速度が更新受信された信号
   に対応した指示速度を超過していた場合におい
   て、当該受信信号より低位で走行すべき旨の信号
   を更新受信したことを検知する信号更新検知器、
   指示速度の変化の状況を検知する装置、当該列車
   の超過速度を検知する速度差検知器、指示速度の
   変化の状況及び超過速度に応じた適正ブレーキ指
   令値をメモリした記憶装置並びに当該記憶装置か
   ら指示速度の変化の状況及び超過速度に応じ出力
   されるブレーキ指令値によつてブレーキ力を制御
   する装置とからなり、更新受信された時点におけ
   る指示速度の変化の状況及び超過速度に応じて当
   該列車に付与すべきブレーキ力を適正に制御する
   ことを特徴とする自動列車制御装置。 ２ 自動列車制御装置を使用した列車が一つの信
   号を受信して当該受信信号の指示する速度範囲で
   走行中に当該受信信号より低位で走行すべき旨の
   信号を更新受信したとき、当該更新された信号が
   信号セクシヨン境界で更新受信されたことを条件
   として自動列車制御装置からのブレーキ指令を更
   新受信された時点における指示速度の変化の状況
   及び超過速度に応じて制御するようにしたことを
   特徴とする自動列車制御方法。