鉄道車両用前照灯装置
【課題】鉄道車両の進行方向の視認性を高めることが可能な鉄道車両用前照灯装置を提供する。
【解決手段】鉄道車両用前照灯装置２０は、ヘッドライト２５、現在位置取得部２１、記憶部２３、判定部２４及び制御部２６を備えている。ヘッドライト２５は、車両１の進行方向前方を照射する。現在位置取得部２１は、車両１の現在位置を取得する。記憶部２３は、車両１が走行する線路について、直線区間の位置と曲線区間の位置と曲線区間の形状情報とを含む線形情報２３ａを記憶する。判定部２４は、現在位置と線形情報２３ａとに基づいて、車両１が曲線区間に進入する前の切換区間に位置するのか否かを判定する。制御部２６は、現在位置と線形情報２３ａとに基づいて、車両１が進入しようとする曲線区間の形状情報を特定し、特定された形状情報に基づいてヘッドライト２５の照射方向を制御する。
【解決手段】鉄道車両用前照灯装置２０は、ヘッドライト２５、現在位置取得部２１、記憶部２３、判定部２４及び制御部２６を備えている。ヘッドライト２５は、車両１の進行方向前方を照射する。現在位置取得部２１は、車両１の現在位置を取得する。記憶部２３は、車両１が走行する線路について、直線区間の位置と曲線区間の位置と曲線区間の形状情報とを含む線形情報２３ａを記憶する。判定部２４は、現在位置と線形情報２３ａとに基づいて、車両１が曲線区間に進入する前の切換区間に位置するのか否かを判定する。制御部２６は、現在位置と線形情報２３ａとに基づいて、車両１が進入しようとする曲線区間の形状情報を特定し、特定された形状情報に基づいてヘッドライト２５の照射方向を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両に用いられる可動式の前照灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に設けられた車両前照灯は、一般に進行方向の正面のみを照らすようになっている。このため、カーブ区間等を走行する際には、車両がこれから走行しようとする先の位置を前照灯で照らすことができず、運転士にとって視認性が悪いという問題がある。そして、このような問題を解決するための多くの技術が開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ハンドルの操舵に連動して照射方向を可動させる技術が開示されている。また、特許文献２では、ハンドルの操作に連動して照射範囲を広げる技術が開示されている。また、特許文献３では、ハンドル操作から旋回半径を算出し、算出された値に基づいてヘッドライトの方向を変えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４２８３６号公報
【特許文献２】特開平８−１８３３８５号公報
【特許文献３】特開平５−２９４１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜３は、いずれも自動車を対象に発明されたものであり、そもそもハンドル操作を伴わない鉄道車両に適用できるものではない。一方、台車の傾きにリンクして可動するように前照灯を設計することも考えられるが、この方法では、例えば、転線時（ポイント通過時）の照射方向の調整や、車両速度に対応した照射方向の調整といった柔軟な対応をすることが困難である。
【０００６】
本発明は、係る状況を鑑み、鉄道車両の走行時に、鉄道車両の進行方向である線路周辺の視認性を高めることが可能な鉄道車両用前照灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の鉄道車両用前照灯装置は、車両の進行方向前方を照射する前照灯と、車両の現在位置情報を取得する現在位置取得手段と、車両が走行する線路の直線区間及び曲線区間の位置情報と、曲線区間の形状情報とを含む線形情報を記憶する記憶手段と、現在位置情報と線形情報とに基づいて、車両が曲線区間に進入する前の切換区間に位置するか否かを判定する判定手段と、判定手段によって車両が切換区間に位置すると判定された場合、車両が進入しようとする曲線区間の形状情報に基づいて前照灯の照射方向を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
なお、制御手段による照射方向の調整には、光軸を変えることや照射範囲を広くすることも含まれる。
【０００９】
このような鉄道車両用前照灯装置によれば、現在位置と線形情報とから得ることができる車両が進入しようとする曲線区間の形状情報に基づいて、前照灯の照射方向が制御される。この結果、鉄道車両が曲線区間に進入する前から前照灯の照射方向を制御することができるので、鉄道車両の進入する線路周辺の視認性を高めることが可能となる。
【００１０】
また、鉄道車両用前照灯装置では、記憶手段は、線路周辺の構造物の位置情報と、構造物に対する特定の照射指示情報をさらに記憶しており、判定手段は、現在位置と構造物の位置情報とに基づいて、車両が構造物に対して所定の距離に位置するか否かを判定し、制御手段は、判定手段によって車両が構造物に対して所定の距離に位置すると判定された場合、構造物に対応する照射指示情報に基づいて前照灯の照射方向を制御してもよい。これにより、例えば、ポイント位置では、前照灯の照射方向を調整しない等、前照灯の照射方向を調整するにあたって柔軟な対応をすることが可能となる。
【００１１】
また、鉄道車両用前照灯装置は、車両の速度を検知する速度検知手段をさらに備えており、制御手段は、速度検知手段が検知する車両の速度に基づいて前照灯の照射方向を制御してもよい。これにより、前照灯は、車両速度に従って照射方向が調整される。この結果、車両の速度が速いほど、車両から遠い位置の線路周辺を照射するように前照灯を調整することができるので、運転士が確認したい位置の視認性を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現在位置及び線形情報から得ることができる車両が進入しようとする曲線区間の形状情報に基づいて、鉄道車両が曲線区間に進入する前から前照灯の照射方向が制御されるので、鉄道車両が進行する線路周辺の視認性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好適な一実施形態に係る鉄道車両用前照灯装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１の記憶部に記憶されている線形情報及び対象物情報の一例を説明する図である。
【図３】（ａ）は、図２で説明した線形情報のデータ構成、（ｂ）は、図２で説明した対象物情報のデータ構成を説明する図である。
【図４】（ａ）は、従来の前照灯の照射方向、（ｂ）は、図１の前照灯の照射方向を説明する図である。
【図５】図１の制御部における照射方向の調整処理を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は、図１の鉄道車両用前照灯装置における照射方向、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る鉄道車両用前照灯装置における照射方向を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好適な一実施形態に係る鉄道車両用前照灯装置（以下、前照灯装置と示す）２０について、図１〜図５を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る前照灯装置２０の機能構成を示すブロック図である。
【００１５】
前照灯装置２０は、図１に示すように、現在位置取得部（現在位置取得手段）２１と、速度検知部（速度検知手段）２２と、記憶部（記憶手段）２３と、判定部（判定手段）２４と、ヘッドライト（前照灯）２５と、制御部（制御手段）２６とを含んで構成されている。
【００１６】
ここで、制御部２６は、図示しないＣＰＵ、主記憶装置であるＲＡＭ及びＲＯＭ等を含む情報処理装置として構成されている。制御部２６によって実現される機能は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等のハードウェア上に所定のプログラムを読み込ませることにより実現される。
【００１７】
以下、前照灯装置２０の機能について説明する。現在位置取得部２１は、車両１の現在位置情報を取得する部分である。具体的には、現在位置取得部２１は、線路１１上に所定間隔で配置されている自動列車停止装置（ＡＴＳ：Automatic Train Stop）３１の地上子３２から現在位置情報を取得する。この場合、現在位置取得部２１は、地上子３２から取得できる基準位置と、車輪２の回転数から算出される距離とに基づいて車両１の現在位置情報を取得する。
【００１８】
速度検知部２２は、車両１の速度を検知する部分である。具体的には、速度検知部２２は、車両１の車輪２の回転数を計測し、車両１の速度を検知する。記憶部２３は、線形情報２３ａと、構造物情報２３ｂとを記憶する部分である。
【００１９】
線形情報２３ａは、図２に示すように、車両１が走行する線路１１について直線区間の位置と曲線区間の位置と曲線区間の形状情報とを含んでいる。線形情報２３ａに含まれる直線区間の位置や曲線区間の位置は、キロ標（ｎ，ｎ＋１，・・・）や座標で示される。線形情報２３ａに含まれる曲線区間の形状情報は、曲線半径Ｒ１，Ｒ２と曲線の向き（進行方向に向かって左向き、右向き）で示される。
【００２０】
構造物情報２３ｂは、図３（ｂ）に示すように、構造物の位置情報（距離標）と、ヘッドライト２５による構造物に対する特定の照射指示情報（備考、調整量）とを含んでいる。ここでいう構造物には、図２に示すように、トンネルＴ１、工事現場Ｔ２、ポイントＴ３をいったものがある。また、構造物には、これ以外にも、山岳区間、都市区間といった情報も含まれる。また、照射指示情報には、図３（ｂ）に示すような、前照灯の照射方向の調整量や、調整対象となる時間等を記憶した備考情報等が含まれる。
【００２１】
図１に示す判定部２４は、現在位置取得部２１で取得した現在位置情報と、記憶部２３に記憶された線形情報２３ａとに基づいて、車両１が曲線区間に進入する前の切換区間に位置するのか否かを判定する部分である。ここでいう「切換区間」とは、車両１が進入しようとする曲線区間手前の一定区間をいう。図２を用いて具体的に説明すると、車両１が矢印の方向に走行する場合、切換区間は、曲線半径がＲ１の曲線区間手前の一定区間Ｌ１、曲線半径がＲ２の曲線区間手前の一定区間Ｌ２に該当する。なお、切換区間Ｌ１，Ｌ２は、車両速度、前照灯の性能等によって適宜設定される。
【００２２】
また、判定部２４は、車両１の現在位置情報と構造物情報２３ｂとに基づいて、車両１が構造物に対して所定の距離に位置するのか否かを判定する部分である。
【００２３】
図１に示すヘッドライト２５は、車両１の進行方向前方を照射する部分である。ヘッドライト２５は、図示しないモータ等の力学的な方法で光軸方向を変え、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態のように、照射方向を調整することができる。また、ヘッドライト２５は、ヘッドライト２５周辺に配置されている図示しないリフレクタを可動させて照射方向を調整することもできる。
【００２４】
図１に示す制御部２６は、判定部２４によって車両１が切換区間Ｌ１，Ｌ２に位置すると判定された場合、車両１が進入しようとする曲線区間の形状情報に基づいてヘッドライト２５の照射方向を制御する部分である。具体的には、制御部２６は、車両１が進入しようとする曲線区間の形状情報を特定すると、図３（ａ）に示すような対応情報に従って、ヘッドライト２５の水平方向における照射方向を調整する。例えば、車両１が切換区間Ｌ１（図２参照）に位置するときは、ヘッドライト２５の水平方向における照射方向をα１傾けるように調整する。
【００２５】
また、制御部２６は、判定部２４によって車両１が構造物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対して所定の距離に位置すると判定された場合、構造物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対応する照射指示情報に基づいてヘッドライト２５の照射方向を制御する部分である。具体的には、制御部２６は、車両１が構造物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対して所定の距離に位置すると判定すると、図３（ｂ）に示すような、構造物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対応する照射指示情報（調整量、備考）に従ってヘッドライト２５の照射方向を制御する。
【００２６】
以下、図５を用いて、前照灯装置２０におけるヘッドライト２５の照射方向の調整処理について説明する。最初に、現在位置取得部２１は、自動列車停止装置３１の地上子３２から現在位置情報を取得する（ステップＳ０１）。
【００２７】
次に、判定部２４は、線形情報２３ａを記憶する記憶部２３から線形情報２３ａを読み出す（ステップＳ０２）。次に、判定部２４は、ステップＳ０１において取得した現在位置情報とステップＳ０２において読み出した線形情報２３ａとに基づいて、車両１の現在位置が曲線区間に進入する前の区間である切換区間に位置するのか否かを判定する（ステップＳ０３）。
【００２８】
次に、判定部２４は、ステップＳ０１において取得した現在位置情報と構造物情報２３ｂとに基づいて、車両１の現在位置が所定の構造物に対して所定の距離に位置するか否かを判定する。例えば、判定部２４は、車両１の現在位置が、図２に示すトンネルＴ１に対して所定の距離にあるか否かを判定する。ここで、判定部２４が、車両１の現在位置がトンネルＴ１に対して所定の距離にないと判定した場合（ステップＳ０４：無）は、ステップＳ０５に移動する。また、車両１の現在位置がトンネルＴ１に対して所定の距離にあると判定した場合（ステップＳ０４：有）は、ステップＳ０７に移動する。
【００２９】
ステップＳ０４において、車両１の現在位置がトンネルＴ１に対して所定の距離にないと判定された場合、制御部２６は、現在位置情報と線形情報２３ａとに基づいて、車両１が侵入しようとする曲線区間の形状情報を特定する。次に、制御部２６は、図３（ａ）に示す曲線半径の大きさとヘッドライト２５の照射方向の調整量との対応情報に基づいて、車両１が侵入しようとする曲線区間の形状情報に対応するヘッドライト２５の照射方向調整量を特定する（ステップＳ０５）。制御部２６は、例えば図３（ａ）に示すように、車両１が進入しようとする曲線区間の曲線半径がＲ１の場合、ヘッドライト２５の照射方向調整量をα１度と特定する。
【００３０】
次に、制御部２６は、ステップＳ０５において特定された照射方向調整量に基づいて、ヘッドライト２５の照射方向を調整する（ステップＳ０６）。例えば、ステップＳ０６において特定された照射方向調整量がα１の場合、制御部２６は、図３（ａ）に示す状態Ａ０から、図３（ｂ）に示すように、ヘッドライト２５の角度αを正面方向に対してα１度傾ける状態Ａ１に調整する。
【００３１】
ステップＳ０４において、車両１の現在位置がトンネルＴ１に対して所定の距離にあると判定された場合、制御部２６は、構造物情報２３ｂを記憶する記憶部２３から構造物情報２３ｂを読み出す（ステップＳ０７）。
【００３２】
次に、制御部２６は、図３（ｂ）に示す構造物の種類とヘッドライト２５の照射方向の調整量との対応情報に基づいてヘッドライト２５の照射方向調整量を特定する（ステップＳ０８）。制御部２６は、例えば図３（ｂ）に示すように、対象となる構造物が工事現場Ｔ２の場合、ヘッドライト２５の照射方向調整量をα３度と特定する。
【００３３】
次に、制御部２６は、ステップＳ０９において特定された照射方向調整量に基づいて、ヘッドライト２５の照射方向を調整する（ステップＳ０６）。例えば、ステップＳ０６において特定された照射方向調整量がα３の場合、制御部２６は、図３（ａ）に示す状態Ａ０から、図３（ｂ）に示すようにヘッドライト２５の角度αをα３度傾ける状態Ａ１に調整する。また、図３（ｂ）に示すように、構造物情報２３ｂを構成する情報の一つである「備考情報」に基づいて、ＰＭ１０：００〜ＰＭ１１：００の時間帯のみ、ヘッドライト２５の角度をα３度傾ける状態Ａ１に調整してもよい。
【００３４】
以上、ステップＳ０１〜ステップＳ０８を実行することによって、現在位置情報と線形情報２３ａとから得ることができる車両１が侵入しようとする曲線区間の形状情報に基づいて、ヘッドライト２５の照射方向が調整される。この結果、車両１が曲線区間に進入する前の段階からヘッドライト２５の照射方向を制御して曲線区間の線路１１周辺を確実に照射するので、車両１が進入しようとする線路１１周辺の視認性を高めることが可能となる。
【００３５】
また、本発明の前照灯装置では、図６（ｂ）に示すように、制御部２６は、速度検知部２２が検知する車両１の速度に基づいてヘッドライト２５の照射方向を制御してもよい。具体的には、制御部２６は、車両１の速度が速いほど、車両１から遠い位置の線路１１周辺を照射できるように、図６（ａ）に示す状態Ａ１から、図６（ｂ）に示す状態Ａ２となるように制御する。
【００３６】
また、制御部２６は、車両１の速度が速いほど、図４（ｂ）に示す調整角度αを大きくするように、ヘッドライト２５の照射方向を制御してもよい。この場合であっても、車両１から遠い位置の線路１１周辺を照射できるようになる。
【００３７】
また、上記実施形態においては、曲線区間の形状情報として曲線半径を使用する例を挙げて説明したが、例えば、カント量等を使用してもよい。
【００３８】
また、上記実施形態においては、制御部２６は、曲線半径に基づいてヘッドライト２５の照射方向を水平方向に制御する例を挙げて説明したが、例えば、ヘッドライト２５の照射方向を垂直方向に制御してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態においては、制御部２６は、線路１１の片側にヘッドライト２５を傾ける例を挙げて説明したが、例えば、左右のヘッドライト２５をそれぞれ別々に制御し、線路１１の両側を照射するように制御してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、現在位置取得部２１が、自動列車停止装置３１から位置情報を取得する例を挙げて説明したが、ＡＴＣ、ＡＴＯ等の保安装置及びＧＰＳ等を利用して位置情報を取得してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、従来の前照灯装置に換えて本発明に係る前照灯装置２０を搭載した例を挙げて説明したが、例えば、従来の前照灯装置とは別に本発明に係る前照灯装置２０を搭載してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…車両、２…車輪、１１…線路、２０…鉄道車両用前照灯装置、２１…現在位置取得部、２２…速度検知部、２３…記憶部、２３ａ…線形情報、２３ｂ…構造物情報、２４…判定部、２５…ヘッドライト、２６…制御部、３１…自動列車停止装置、３２…地上子、Ｒ１，Ｒ２…曲線半径、Ｌ１，Ｌ２…切換区間、Ｔ１…トンネル、Ｔ２…工事現場、Ｔ３…ポイント。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両に用いられる可動式の前照灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に設けられた車両前照灯は、一般に進行方向の正面のみを照らすようになっている。このため、カーブ区間等を走行する際には、車両がこれから走行しようとする先の位置を前照灯で照らすことができず、運転士にとって視認性が悪いという問題がある。そして、このような問題を解決するための多くの技術が開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ハンドルの操舵に連動して照射方向を可動させる技術が開示されている。また、特許文献２では、ハンドルの操作に連動して照射範囲を広げる技術が開示されている。また、特許文献３では、ハンドル操作から旋回半径を算出し、算出された値に基づいてヘッドライトの方向を変えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４２８３６号公報
【特許文献２】特開平８−１８３３８５号公報
【特許文献３】特開平５−２９４１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜３は、いずれも自動車を対象に発明されたものであり、そもそもハンドル操作を伴わない鉄道車両に適用できるものではない。一方、台車の傾きにリンクして可動するように前照灯を設計することも考えられるが、この方法では、例えば、転線時（ポイント通過時）の照射方向の調整や、車両速度に対応した照射方向の調整といった柔軟な対応をすることが困難である。
【０００６】
本発明は、係る状況を鑑み、鉄道車両の走行時に、鉄道車両の進行方向である線路周辺の視認性を高めることが可能な鉄道車両用前照灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の鉄道車両用前照灯装置は、車両の進行方向前方を照射する前照灯と、車両の現在位置情報を取得する現在位置取得手段と、車両が走行する線路の直線区間及び曲線区間の位置情報と、曲線区間の形状情報とを含む線形情報を記憶する記憶手段と、現在位置情報と線形情報とに基づいて、車両が曲線区間に進入する前の切換区間に位置するか否かを判定する判定手段と、判定手段によって車両が切換区間に位置すると判定された場合、車両が進入しようとする曲線区間の形状情報に基づいて前照灯の照射方向を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
なお、制御手段による照射方向の調整には、光軸を変えることや照射範囲を広くすることも含まれる。
【０００９】
このような鉄道車両用前照灯装置によれば、現在位置と線形情報とから得ることができる車両が進入しようとする曲線区間の形状情報に基づいて、前照灯の照射方向が制御される。この結果、鉄道車両が曲線区間に進入する前から前照灯の照射方向を制御することができるので、鉄道車両の進入する線路周辺の視認性を高めることが可能となる。
【００１０】
また、鉄道車両用前照灯装置では、記憶手段は、線路周辺の構造物の位置情報と、構造物に対する特定の照射指示情報をさらに記憶しており、判定手段は、現在位置と構造物の位置情報とに基づいて、車両が構造物に対して所定の距離に位置するか否かを判定し、制御手段は、判定手段によって車両が構造物に対して所定の距離に位置すると判定された場合、構造物に対応する照射指示情報に基づいて前照灯の照射方向を制御してもよい。これにより、例えば、ポイント位置では、前照灯の照射方向を調整しない等、前照灯の照射方向を調整するにあたって柔軟な対応をすることが可能となる。
【００１１】
また、鉄道車両用前照灯装置は、車両の速度を検知する速度検知手段をさらに備えており、制御手段は、速度検知手段が検知する車両の速度に基づいて前照灯の照射方向を制御してもよい。これにより、前照灯は、車両速度に従って照射方向が調整される。この結果、車両の速度が速いほど、車両から遠い位置の線路周辺を照射するように前照灯を調整することができるので、運転士が確認したい位置の視認性を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現在位置及び線形情報から得ることができる車両が進入しようとする曲線区間の形状情報に基づいて、鉄道車両が曲線区間に進入する前から前照灯の照射方向が制御されるので、鉄道車両が進行する線路周辺の視認性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好適な一実施形態に係る鉄道車両用前照灯装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１の記憶部に記憶されている線形情報及び対象物情報の一例を説明する図である。
【図３】（ａ）は、図２で説明した線形情報のデータ構成、（ｂ）は、図２で説明した対象物情報のデータ構成を説明する図である。
【図４】（ａ）は、従来の前照灯の照射方向、（ｂ）は、図１の前照灯の照射方向を説明する図である。
【図５】図１の制御部における照射方向の調整処理を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は、図１の鉄道車両用前照灯装置における照射方向、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る鉄道車両用前照灯装置における照射方向を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好適な一実施形態に係る鉄道車両用前照灯装置（以下、前照灯装置と示す）２０について、図１〜図５を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る前照灯装置２０の機能構成を示すブロック図である。
【００１５】
前照灯装置２０は、図１に示すように、現在位置取得部（現在位置取得手段）２１と、速度検知部（速度検知手段）２２と、記憶部（記憶手段）２３と、判定部（判定手段）２４と、ヘッドライト（前照灯）２５と、制御部（制御手段）２６とを含んで構成されている。
【００１６】
ここで、制御部２６は、図示しないＣＰＵ、主記憶装置であるＲＡＭ及びＲＯＭ等を含む情報処理装置として構成されている。制御部２６によって実現される機能は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等のハードウェア上に所定のプログラムを読み込ませることにより実現される。
【００１７】
以下、前照灯装置２０の機能について説明する。現在位置取得部２１は、車両１の現在位置情報を取得する部分である。具体的には、現在位置取得部２１は、線路１１上に所定間隔で配置されている自動列車停止装置（ＡＴＳ：Automatic Train Stop）３１の地上子３２から現在位置情報を取得する。この場合、現在位置取得部２１は、地上子３２から取得できる基準位置と、車輪２の回転数から算出される距離とに基づいて車両１の現在位置情報を取得する。
【００１８】
速度検知部２２は、車両１の速度を検知する部分である。具体的には、速度検知部２２は、車両１の車輪２の回転数を計測し、車両１の速度を検知する。記憶部２３は、線形情報２３ａと、構造物情報２３ｂとを記憶する部分である。
【００１９】
線形情報２３ａは、図２に示すように、車両１が走行する線路１１について直線区間の位置と曲線区間の位置と曲線区間の形状情報とを含んでいる。線形情報２３ａに含まれる直線区間の位置や曲線区間の位置は、キロ標（ｎ，ｎ＋１，・・・）や座標で示される。線形情報２３ａに含まれる曲線区間の形状情報は、曲線半径Ｒ１，Ｒ２と曲線の向き（進行方向に向かって左向き、右向き）で示される。
【００２０】
構造物情報２３ｂは、図３（ｂ）に示すように、構造物の位置情報（距離標）と、ヘッドライト２５による構造物に対する特定の照射指示情報（備考、調整量）とを含んでいる。ここでいう構造物には、図２に示すように、トンネルＴ１、工事現場Ｔ２、ポイントＴ３をいったものがある。また、構造物には、これ以外にも、山岳区間、都市区間といった情報も含まれる。また、照射指示情報には、図３（ｂ）に示すような、前照灯の照射方向の調整量や、調整対象となる時間等を記憶した備考情報等が含まれる。
【００２１】
図１に示す判定部２４は、現在位置取得部２１で取得した現在位置情報と、記憶部２３に記憶された線形情報２３ａとに基づいて、車両１が曲線区間に進入する前の切換区間に位置するのか否かを判定する部分である。ここでいう「切換区間」とは、車両１が進入しようとする曲線区間手前の一定区間をいう。図２を用いて具体的に説明すると、車両１が矢印の方向に走行する場合、切換区間は、曲線半径がＲ１の曲線区間手前の一定区間Ｌ１、曲線半径がＲ２の曲線区間手前の一定区間Ｌ２に該当する。なお、切換区間Ｌ１，Ｌ２は、車両速度、前照灯の性能等によって適宜設定される。
【００２２】
また、判定部２４は、車両１の現在位置情報と構造物情報２３ｂとに基づいて、車両１が構造物に対して所定の距離に位置するのか否かを判定する部分である。
【００２３】
図１に示すヘッドライト２５は、車両１の進行方向前方を照射する部分である。ヘッドライト２５は、図示しないモータ等の力学的な方法で光軸方向を変え、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態のように、照射方向を調整することができる。また、ヘッドライト２５は、ヘッドライト２５周辺に配置されている図示しないリフレクタを可動させて照射方向を調整することもできる。
【００２４】
図１に示す制御部２６は、判定部２４によって車両１が切換区間Ｌ１，Ｌ２に位置すると判定された場合、車両１が進入しようとする曲線区間の形状情報に基づいてヘッドライト２５の照射方向を制御する部分である。具体的には、制御部２６は、車両１が進入しようとする曲線区間の形状情報を特定すると、図３（ａ）に示すような対応情報に従って、ヘッドライト２５の水平方向における照射方向を調整する。例えば、車両１が切換区間Ｌ１（図２参照）に位置するときは、ヘッドライト２５の水平方向における照射方向をα１傾けるように調整する。
【００２５】
また、制御部２６は、判定部２４によって車両１が構造物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対して所定の距離に位置すると判定された場合、構造物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対応する照射指示情報に基づいてヘッドライト２５の照射方向を制御する部分である。具体的には、制御部２６は、車両１が構造物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対して所定の距離に位置すると判定すると、図３（ｂ）に示すような、構造物Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対応する照射指示情報（調整量、備考）に従ってヘッドライト２５の照射方向を制御する。
【００２６】
以下、図５を用いて、前照灯装置２０におけるヘッドライト２５の照射方向の調整処理について説明する。最初に、現在位置取得部２１は、自動列車停止装置３１の地上子３２から現在位置情報を取得する（ステップＳ０１）。
【００２７】
次に、判定部２４は、線形情報２３ａを記憶する記憶部２３から線形情報２３ａを読み出す（ステップＳ０２）。次に、判定部２４は、ステップＳ０１において取得した現在位置情報とステップＳ０２において読み出した線形情報２３ａとに基づいて、車両１の現在位置が曲線区間に進入する前の区間である切換区間に位置するのか否かを判定する（ステップＳ０３）。
【００２８】
次に、判定部２４は、ステップＳ０１において取得した現在位置情報と構造物情報２３ｂとに基づいて、車両１の現在位置が所定の構造物に対して所定の距離に位置するか否かを判定する。例えば、判定部２４は、車両１の現在位置が、図２に示すトンネルＴ１に対して所定の距離にあるか否かを判定する。ここで、判定部２４が、車両１の現在位置がトンネルＴ１に対して所定の距離にないと判定した場合（ステップＳ０４：無）は、ステップＳ０５に移動する。また、車両１の現在位置がトンネルＴ１に対して所定の距離にあると判定した場合（ステップＳ０４：有）は、ステップＳ０７に移動する。
【００２９】
ステップＳ０４において、車両１の現在位置がトンネルＴ１に対して所定の距離にないと判定された場合、制御部２６は、現在位置情報と線形情報２３ａとに基づいて、車両１が侵入しようとする曲線区間の形状情報を特定する。次に、制御部２６は、図３（ａ）に示す曲線半径の大きさとヘッドライト２５の照射方向の調整量との対応情報に基づいて、車両１が侵入しようとする曲線区間の形状情報に対応するヘッドライト２５の照射方向調整量を特定する（ステップＳ０５）。制御部２６は、例えば図３（ａ）に示すように、車両１が進入しようとする曲線区間の曲線半径がＲ１の場合、ヘッドライト２５の照射方向調整量をα１度と特定する。
【００３０】
次に、制御部２６は、ステップＳ０５において特定された照射方向調整量に基づいて、ヘッドライト２５の照射方向を調整する（ステップＳ０６）。例えば、ステップＳ０６において特定された照射方向調整量がα１の場合、制御部２６は、図３（ａ）に示す状態Ａ０から、図３（ｂ）に示すように、ヘッドライト２５の角度αを正面方向に対してα１度傾ける状態Ａ１に調整する。
【００３１】
ステップＳ０４において、車両１の現在位置がトンネルＴ１に対して所定の距離にあると判定された場合、制御部２６は、構造物情報２３ｂを記憶する記憶部２３から構造物情報２３ｂを読み出す（ステップＳ０７）。
【００３２】
次に、制御部２６は、図３（ｂ）に示す構造物の種類とヘッドライト２５の照射方向の調整量との対応情報に基づいてヘッドライト２５の照射方向調整量を特定する（ステップＳ０８）。制御部２６は、例えば図３（ｂ）に示すように、対象となる構造物が工事現場Ｔ２の場合、ヘッドライト２５の照射方向調整量をα３度と特定する。
【００３３】
次に、制御部２６は、ステップＳ０９において特定された照射方向調整量に基づいて、ヘッドライト２５の照射方向を調整する（ステップＳ０６）。例えば、ステップＳ０６において特定された照射方向調整量がα３の場合、制御部２６は、図３（ａ）に示す状態Ａ０から、図３（ｂ）に示すようにヘッドライト２５の角度αをα３度傾ける状態Ａ１に調整する。また、図３（ｂ）に示すように、構造物情報２３ｂを構成する情報の一つである「備考情報」に基づいて、ＰＭ１０：００〜ＰＭ１１：００の時間帯のみ、ヘッドライト２５の角度をα３度傾ける状態Ａ１に調整してもよい。
【００３４】
以上、ステップＳ０１〜ステップＳ０８を実行することによって、現在位置情報と線形情報２３ａとから得ることができる車両１が侵入しようとする曲線区間の形状情報に基づいて、ヘッドライト２５の照射方向が調整される。この結果、車両１が曲線区間に進入する前の段階からヘッドライト２５の照射方向を制御して曲線区間の線路１１周辺を確実に照射するので、車両１が進入しようとする線路１１周辺の視認性を高めることが可能となる。
【００３５】
また、本発明の前照灯装置では、図６（ｂ）に示すように、制御部２６は、速度検知部２２が検知する車両１の速度に基づいてヘッドライト２５の照射方向を制御してもよい。具体的には、制御部２６は、車両１の速度が速いほど、車両１から遠い位置の線路１１周辺を照射できるように、図６（ａ）に示す状態Ａ１から、図６（ｂ）に示す状態Ａ２となるように制御する。
【００３６】
また、制御部２６は、車両１の速度が速いほど、図４（ｂ）に示す調整角度αを大きくするように、ヘッドライト２５の照射方向を制御してもよい。この場合であっても、車両１から遠い位置の線路１１周辺を照射できるようになる。
【００３７】
また、上記実施形態においては、曲線区間の形状情報として曲線半径を使用する例を挙げて説明したが、例えば、カント量等を使用してもよい。
【００３８】
また、上記実施形態においては、制御部２６は、曲線半径に基づいてヘッドライト２５の照射方向を水平方向に制御する例を挙げて説明したが、例えば、ヘッドライト２５の照射方向を垂直方向に制御してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態においては、制御部２６は、線路１１の片側にヘッドライト２５を傾ける例を挙げて説明したが、例えば、左右のヘッドライト２５をそれぞれ別々に制御し、線路１１の両側を照射するように制御してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、現在位置取得部２１が、自動列車停止装置３１から位置情報を取得する例を挙げて説明したが、ＡＴＣ、ＡＴＯ等の保安装置及びＧＰＳ等を利用して位置情報を取得してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、従来の前照灯装置に換えて本発明に係る前照灯装置２０を搭載した例を挙げて説明したが、例えば、従来の前照灯装置とは別に本発明に係る前照灯装置２０を搭載してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…車両、２…車輪、１１…線路、２０…鉄道車両用前照灯装置、２１…現在位置取得部、２２…速度検知部、２３…記憶部、２３ａ…線形情報、２３ｂ…構造物情報、２４…判定部、２５…ヘッドライト、２６…制御部、３１…自動列車停止装置、３２…地上子、Ｒ１，Ｒ２…曲線半径、Ｌ１，Ｌ２…切換区間、Ｔ１…トンネル、Ｔ２…工事現場、Ｔ３…ポイント。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進行方向前方を照射する前照灯と、
前記車両の現在位置情報を取得する現在位置取得手段と、
前記車両が走行する線路の直線区間及び曲線区間の位置情報と、前記曲線区間の形状情報とを含む線形情報を記憶する記憶手段と、
前記現在位置情報と前記線形情報とに基づいて、前記車両が前記曲線区間に進入する前の切換区間に位置するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記車両が前記切換区間に位置すると判定された場合、前記車両が進入しようとする前記曲線区間の形状情報に基づいて前記前照灯の照射方向を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする鉄道車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記線路周辺の構造物の位置情報と、前記構造物に対する特定の照射指示情報をさらに記憶しており、
前記判定手段は、前記現在位置と前記構造物の位置情報とに基づいて、前記車両が前記構造物に対して所定の距離に位置するか否かを判定し、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記車両が前記構造物に対して所定の距離に位置すると判定された場合、前記構造物に対応する前記照射指示情報に基づいて前記前照灯の照射方向を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用前照灯装置。
【請求項３】
前記車両の速度を検知する速度検知手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記速度検知手段が検知する前記車両の速度に基づいて前記前照灯の照射方向を制御する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両用前照灯装置。
【請求項１】
車両の進行方向前方を照射する前照灯と、
前記車両の現在位置情報を取得する現在位置取得手段と、
前記車両が走行する線路の直線区間及び曲線区間の位置情報と、前記曲線区間の形状情報とを含む線形情報を記憶する記憶手段と、
前記現在位置情報と前記線形情報とに基づいて、前記車両が前記曲線区間に進入する前の切換区間に位置するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記車両が前記切換区間に位置すると判定された場合、前記車両が進入しようとする前記曲線区間の形状情報に基づいて前記前照灯の照射方向を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする鉄道車両用前照灯装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記線路周辺の構造物の位置情報と、前記構造物に対する特定の照射指示情報をさらに記憶しており、
前記判定手段は、前記現在位置と前記構造物の位置情報とに基づいて、前記車両が前記構造物に対して所定の距離に位置するか否かを判定し、
前記制御手段は、前記判定手段によって前記車両が前記構造物に対して所定の距離に位置すると判定された場合、前記構造物に対応する前記照射指示情報に基づいて前記前照灯の照射方向を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用前照灯装置。
【請求項３】
前記車両の速度を検知する速度検知手段をさらに備えており、
前記制御手段は、前記速度検知手段が検知する前記車両の速度に基づいて前記前照灯の照射方向を制御する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両用前照灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３４８５０（Ｐ２０１０−２３４８５０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２５６４（Ｐ２００９−８２５６４）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００３３７７）東急車輛製造株式会社 (332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００３３７７）東急車輛製造株式会社 (332)
【Ｆターム（参考）】
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