JP2000134723A

JP2000134723A - 軸重補償形トルク適正配分運転方式

Info

Publication number: JP2000134723A
Application number: JP10305019A
Authority: JP
Inventors: Masayori Yamamura; 正順山村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】列車や電気機関車の各電動機の駆動トルクや回
生トルクの適正制御による高粘着と空転，滑走の防止を
する。【解決手段】走行時の軸重移動を求めることにより、各
電動車の各軸重に比例して各電動機のトルク制御ができ
るため、列車全体の各電動機のトルクの適正配分がで
き、電動車の連結器や床の位置を下げることにより、軸
重移動を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気機関車の各電動
機の駆動トルクや回生トルクの適正制御による高粘着と
空転，滑走の防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】発明に最も近い公知例として（１）(特
開昭55−2351号公報）の「電気車の制御装置」（発明
者：大出一幸：三菱電機株式会社）と、（２）（特開昭
61−251404号公報）の「電気車の制御装置」(発明者：
三橋英一：三菱電機株式会社)の２つの公知例がある。

【０００３】（１）の特許請求の範囲は下記である。
「複数の駆動用直流電動機を有する電気車において、軸
重移動量に対応して軸が増加した駆動用直流電動機の界
磁に対して添加励磁することにより、各駆動用直流電動
機の出力を軸重に相当する大きさに協調させて空転を防
止すると共に、電気車全体としてのけん引力を増大させ
るようにしたことを特徴とする電気車の制御装置。」こ
の請求範囲は直流電動機についてである。軸重移動量と
言っているが、列車では台車単位の応加重装置で列車静
止時の軸重しか検出していない。走行時の軸重が検出さ
れていない。軸重が電動車単位の軸重が列車全体の各電
動車の各軸重が不明である。又、連結器の上下位置の低
下による台車間のモーメントの減少のための軸重移動の
抑制については触れていない。又、電動車の車体の床を
下げることによる軸重移動の抑制について触れていな
い。

【０００４】（２）の特許請求の範囲は下記である。
「それぞれ主電動機を有する複数の台車で支承した車体
の重量を検出し、車体重量に対応した電流で上記主電動
機を加速するものにおいて、上記各台車が分担する上記
車体重量を検出し、この検出値に対応した電流で上記各
台車の主電動機を加速制御することを特徴とする電気車
の制御装置。」この請求範囲は台車単位で車体重量を検
出している。一般にこの検出は、現在（平成１０年７月
２１日）、静止時に検出している。この特許では走行時
に直接、台車単位で「台車荷重検知」を行うことにな
り、台車間の軸重移動は測定するが、台車内の軸重移動
は測定できない。これより、各電動車の各軸重移動より
の各軸重を正確に求められない。このため、列車の走行
時の軸重の検知方法が精度よくできていないため、軸重
移動を考慮した電動機の制御が精度よくできない。又、
連結器の上下位置の低下による台車間のモーメントの減
少のための軸重移動の抑制については触れていない。さ
らに、電動車の車体の床を下げることによる軸重移動の
抑制について触れていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】列車の走行時の軸重の
検知方法が不明確である。又、走行時、従来の台車単位
の応加重装置より直接、軸重を求める方法は、列車の振
動もあり、精度が悪く、正確に求まらない。走行時の軸
重が正確に求まらないため、各軸を駆動する各電動機の
トルクを軸重に応じて、正確に制御できていない。

【０００６】（請求項１の目的）電動車の駆動力や回生
ブレーキ力を各電動車の重量、又は各電動車の各軸重に
比例するように配分することにより、各軸又は各台車単
位に、空転開始速度や滑走開始速度を各電動車、全てに
渡って、均一にすることができる。これにより、空転開
始速度を上げ、又、滑走開始速度を下げ、高粘着にする
ことができる。

【０００７】（請求項２の目的）走行時の列車の電動車
の各軸重を求める具体的な方法を２つ示している。これ
を基に、各軸又は各台車毎に設定した誘導電動機のトル
クの制御が正確にできる。

【０００８】（請求項３の目的）連結器の上下の位置を
低くすることにより、各電動車の台車間のモーメントを
小さくして、台車間の軸重移動を抑制する方法を示して
いる。

【０００９】又、各電動車の車体の床を下げることによ
り、各台車内の前後軸重移動を抑制できる。構造的に軸
重の移動を少なくし各電動機のトルク値の違いを少なく
できる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（請求項１について）（１）列車の静止時、及び走行時に測定可能な応加重装
置を各軸、又は各台車毎に設置する。

【００１１】（２）列車の加減速度を測定するため、速
度発電機やドプラー効果を利用した電波速度計を用い、
列車速度を検出する。この速度を時間で微分し、加減速
度を得る。

【００１２】（３）（１)，(２）で求めた重量と加速度
を掛けて各車両に働く力を算出し、この合計した力を各
電動車の重量や各軸重に比例するよう配分する演算回路
を用いる。

【００１３】（請求項２について）（１）走行時の各電動車の各軸重を求める方法として、
その各軸全てに走行時に測定可能な応加重装置を設定す
る。この応加重装置は機械的な装置や、ローパスフィル
タを用いた電気的な装置を用いる。

【００１４】（２）請求項１で求めた各動力車の引力，
押力と静止時の軸重と列車の加減速度より、演算回路と
ある入力に対して計算された値を記憶する記憶素子よ
り、各軸重を演算する。誘導電動機が各軸又は各台車に
設定されているとして、この誘導電動機のトルクを各軸
重に比例させ、適正に配分するようにインバータを制御
する。

【００１５】（請求項３について）（１）連結部の上下位置を構造的にできるだけ低くなる
ように設計する。

【００１６】（２）電動車の床の位置を構造的にできる
だけ低くなるように設計する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１の全体構成は応加重装置４が
各台車５ごとに設置されている。走行時に動力車２の各
軸に設置されて測定可能な応加重装置ではない。走行時
に測定可能な応加重装置の場合は図２，図３，図４にお
いて、直接、走行時の各電動車の各軸重を測定すればよ
い。

【００１８】列車編成が２Ｍ２Ｔで先頭より、２の動力
車Ｍ１，３の附随車Ｔ１，Ｔ２、２の動力車Ｍ２からな
っていて、軌道上１にある。４は応加重装置で、列車静
止時に各台車にかかる車体重量を検出する。５は台車で
ある。６は一対の車輪である。７は各電動車の各軸に設
置された電動機である。８は電動機の制御器である。９
は列車速度を検出する速度発電機であり、電動機の回転
数を検知する。１０は連結器である。

【００１９】図１の動作について、列車編成が２Ｍ２Ｔ
で、動力車Ｍ１，Ｍ２で駆動される。静止時に４の応加
重装置で各台車にかかる車体重量を検出する。８の制御
器で７の電動機を駆動する。走行時の列車の速度を９の
速度発電機で計測する。又９は電動機の回転数を検知す
る。

【００２０】図１の特有の効果は、各車両の各台車にか
かる車体重量の検出ができる。各電動車の各軸に電動機
が設置され、各電動機を個別に制御できる。

【００２１】図２の全体構成において、この構成におけ
る入力は列車速度Ｖとクロックと静止時の各応加重であ
る。この構成における出力は各電動車の各軸重である。
１１は加速度算出器である。１２は重量算出器である。
１３は全列車と各車両に働く力の算出器である。１４は
各電動車のトルク算出器である。１５は連結部の力算出
器である。１６は列車の走行時における各電動車の各軸
重の算出器である。

【００２２】図２の動作について、１４の各電動車の駆
動トルクや回生トルクは、１３の全列車の駆動トルクや
回生トルクを、１２の各電動車の重量に比例して１４で
配分する。この１４の各電動車の駆動トルクや回生トル
クと１５の各連結部の力と１１の列車加速度と１２の各
車両重量と各台車重量から１６で各電動車の各軸重を算
出する。

【００２３】列車の加速度は１１の加速度算出器で列車
速度Ｖを時間で微分して求める。静止時の各応加重か
ら、１２の重量算出器で、静止時の各台車重量，各車両
重量，全車両重量を求める。１３で全列車の駆動トルク
や回生トルクは全車両重量に列車の加速度をかけて求め
る。この１３の全列車の駆動トルクや回生トルクを１４
で各電動車の重量に比例して配分する。この各電動車の
駆動トルクや回生トルクと各車両重量と列車の加速度か
ら１５の各連結部の力を算出する。この１５の各連結部
の力と１４の各電動車のトルクと列車加速度と各車両重
量と各台車重量から、１６で各電動車の各軸重移動を計
算し、各軸重を求める。

【００２４】図２の特有の効果は、列車の加速度と静止
時の各応加重から、走行時の各電動車の軸重移動を計算
でき、正確に各電動車の各軸重が求まる。

【００２５】図３の全体構成において、１７の演算回路
と記憶素子を用いて、出力として、各電動車の各軸重を
算出している。

【００２６】図３の動作について、図２の回路動作を簡
単に早く演算するために、１７を用いる。すなわち、あ
る決まった入力に対しては、ある決まった出力が出るよ
うに予め計算して、１７の記憶素子に記憶させておく。
これにより、余計な計算をせずに、記憶素子よりのデー
タの呼び出しの時間で、早く演算できる。

【００２７】図３の特有の効果は、記憶素子を用いるこ
とにより、回路構成が簡単になり、演算速度が早くな
る。又、コストが低くなる。

【００２８】図４の全体構成において、図１，図２，図
３の構成を図４の１６の下の構成にまとめて書いた。た
だし、列車速度の検出を２２の電波速度計（ドプラー効
果利用）を用いている。入力として１６の各電動車の各
軸重と１９の空転又は滑走の検出と電動機電流Ｉ_rを２
０の電動機のトルク算出演算回路に入れる。２１で各イ
ンバータのインバータ周波数ｆ_iを制御する。７の誘導
電動機を１８のインバータで制御する。９の速度発電機
で電動機の回転数を検知する。この回転数とインバータ
周波数ｆ_iより、すべりｆ_sを求める。

【００２９】図４の動作について、１６の各電動車の各
軸重算出器より下の動作については、図１，図２，図３
の動作で説明した。１６からの各電動車の各軸重と１９
のすべりｆ_sによる車輪の空転、又は滑走の検出と電動
機電流Ｉ_rの検出による電動機トルクの検知を入力とし
て、２０の電動機のトルク算出演算器で各軸重に比例し
て電動機のトルクを適正に配分する。

【００３０】この適正に配分された（誘動）電動機のト
ルク値を実現するため、このトルク値を２１のインバー
タ周波数ｆ_i制御器に入力する。２１の各インバータ周
波数ｆ_iを１８の各インバータに入力して、７の（誘
導）電動機のトルクを１つ１つ適正に制御する。

【００３１】９の速度発電機で、各（誘導）電動機の回
転数を検知し、インバータ周波数ｆ_iとの差より各（誘
導）電動機のすべりｆ_sを検知する。１９の空転、又は
滑走の検出器ですべりｆ_sの値より、空転や滑走をして
いる（誘導）電動機を検出し、２０の（誘導）電動機の
トルク算出器に入力して、空転や滑酸を防止する。電動
機電流Ｉ_rで現在の（誘導）電動機のトルクを検出す
る。２２の電波速度計はビームを発射して反射したビー
ムのドプラー効果を利用して、列車速度を検知するもの
である。

【００３２】図４の特有の効果について、全列車の各電
動車の各軸重に比例して、各軸に設置された誘導電動機
のトルクを適正に配分することができる。又、空転や滑
走している車輪のトルクを制御して、空転や滑走を防止
できる。これにより、高粘着制御が可能になる。

【００３３】図５の全体構成について、Ｔ車（附随
車），Ｍ車（電動車），Ｔ車（附随車）が連結した構成
である。走行中の軸重移動を説明するため、重心と距離
を記している。１は軌道である。２はＭ車で電動車であ
る。３はＴ車で附随車である。４は台車に設置された応
加重装置である。５は台車である。６は車輪である。７
は電動機である。８は制御器である。９は速度発電機で
ある。１０は連結器である。２２は電波速度計である。
２３，２４は２２より発射される電波で２方向ある。２
５は反射波に含まれるドプラー周波数のクロスポイント
である。２６は台車の心皿である。２７はＭ車の台車の
重心である。２８はＭ車全体の車両の重心である。２９
は列車の進行方向を示す矢印である。Ｓ１〜Ｓ４は第１
軸〜第４軸である。Ｗ_snは各重量である。（数１)〜(数
４）参照。

【００３４】図５の動作について、図５は電動車の軸重
移動の原因である走行時の電動車のモーメントを説明す
る図である。このモーメントは２種類ある。１つは、前
後の台車間に働くモーメントで、もう１つは、台車内で
働くモーメントである。

【００３５】前後の台車間に働くモーメントは前進時、
電動機の駆動力によって６の車輪の下部に働く力と１０
の連結器に働く力によってモーメントが生じ、軸重の移
動が生じる。このモーメントは２８のＭ車の車両全体の
重心が中心となる。

【００３６】台車内で働くモーメントは前進時、電動機
の駆動力によって６の車輪の下部に働く力と５の台車に
働く加速度によって生じる力によってモーメントが生
じ、軸重の移動が生じる。このモーメントは２６の心皿
が中心となる。

【００３７】Ｗ_sはＭ車の車両全体の重量である。Ｗ
_s12は第１軸Ｓ１と第２軸Ｓ２に働く合計の重量であ
る。Ｗ_s34は第３軸Ｓ３と第４軸Ｓ４に働く合計の重量
である。Ｗ_s1，Ｗ_s2，Ｗ_s3，Ｗ_s4は第１，２，３，４軸
に働く重量であり、軸重移動量を含んだ値である。これ
らには、（数１)，(数２)，(数３)，(数４）の関係があ
る。

【００３８】各台車，各軸の重量

【００３９】

【数１】Ｗ_s＝Ｗ_s12＋Ｗ_s34…（数１）

【００４０】

【数２】Ｗ_s12＝Ｗ_s1＋Ｗ_s2…（数２）

【００４１】

【数３】Ｗ_s34＝Ｗ_s3＋Ｗ_s4…（数３）

【００４２】

【数４】Ｗ_s＝Ｗ_s1＋Ｗ_s2＋Ｗ_s3＋Ｗ_s4…（数４）８は制御器で７の各電動機を個別に制御する。２２は電
波速度計で、発射角の異なる２３，２４の電波の２５の
反射波の角度（ドプラー効果の利用）から列車速度を検
出する。

【００４３】図５の特有の効果について、６の各車輪が
７の各電動機で個別に制御できる。１０の前後の連結器
からの力を７の電動機のトルク算出に反映できる。９の
速度発電器で７の電動機の回転数を測定するが、これと
は別に列車速度を２２の電波速度計で検出する。

【００４４】図６の全体構成について、図５の台車間の
モーメントを説明するための図である。図５の距離をそ
のまま用いている。Ｍ車の車両の重心をモーメントの中
心にしている。

【００４５】図６の動作について、電動車両の重心がモ
ーメントの中心となる。この中心に作用する力α・ｗ_s
は距離０のためモーメントの力とはならない。駆動トル
ク７Ｔと連結器の力Ｆの関係を（数５)，(数６）式に示
す。

【００４６】

【数５】Ｔ＞Ｆ …（数５）

【００４７】

【数６】Ｈ_ws＞Ｈ_ws−Ｈ …（数６）これより、モーメントが（数７）式となる。

【００４８】

【数７】Ｔ・Ｈ_ws＞Ｆ・(Ｈ_ws−Ｈ) …（数７）（数７）式より、右回りのモーメントを生じる。この右
回りのモーメントを０にすることはできない。この右回
りのモーメントＭＯＭ１は（数８）となる。

【００４９】図６の右回りのモーメントＭＯＭ１

【００５０】

【数８】ＭＯＭ１＝Ｔ・Ｈ_ws−Ｆ・(Ｈ_ws−Ｈ) …（数８）図６の特有の効果について、列車の加速時には、駆動ト
ルクと連結器の力により、必ず右回りのモーメントが台
車間に働く。列車のブレーキ時には、ブレーキ力と連結
車の力により左回りのモーメントが台車間に働く。この
ときは前に軸重が移動する。

【００５１】図７の全体構成について、図６の台車間の
モーメントを、図７で台車間(ｗ_s12，ｗ_s34）の軸重移
動に変更した。

【００５２】図７の動作について、図６の右回りのモー
メントＭＯＭ１は、図７の右回りのモーメントＭＯＭ１
に等しい。これより（数９)，(数１０）が成り立つ。図
７で左右の端点の力、台車間の軸重移動量は等しくなる
ので（数１０）が成り立つ。（数８)，(数９)，(数１
０）より軸重移動量ｗ_s12，ｗ_s34を求める。（数１１）
が成り立つため、台車間の軸重移動量ｗ_s12，ｗ_s34が
（数１２)，(数１３）に求まる。

【００５３】図７の右回りのモーメントＭＯＭ１

【００５４】

【数９】

【００５５】

【数１０】ｗ_s12＝−ｗ_s34…（数１０）（数５)，(数６)，(数７）より軸重移動量ｗ_s12，ｗ_s34
を求める。

【００５６】

【数１１】

【００５７】

【数１２】

【００５８】

【数１３】

【００５９】図７の特有の効果について、図６の台車間
のモーメントより、図７の台車間の軸重移動量ｗ_s12，
ｗ_s34に変換した。このｗ_s12，ｗ_s34を求めることがで
きた。図８の全体構成について、図５の電動車の前後の
各台車内のモーメントの説明図である。２６はＭ車の台
車の心皿（モーメントの中心）で２７はＭ車の台車の重
心である。Ｆ_f，Ｆ_bはそれぞれ連結器の前後の力であ
る。αは列車の加速度である。Ｗ_df，Ｗ_dbはそれぞれ、
Ｍ車の前後の台車の重量である。Ｔ_f，Ｔ_bはＭ車の前
後の台車で、それぞれ前後の車輪の駆動力である。

【００６０】図８の動作ついて、図８は電動車の台車内
のモーメントの説明図である。２６がＭ車の台車の心皿
で、モーメントの中心である。このモーメントの中心に
作用する台車重量（Ｗ_s12（前の台車)，Ｗ_s34（後の台
車)）と連結器の力Ｆ_f，Ｆ_bはモーメントを生じない。
台車に働く加速度と駆動力によっては、モーメントを生
じる。図８の右回りのモーメントＭＯＭ２ｆ（前の台
車），ＭＯＭ２ｂ（後の台車）はそれぞれ（数１４)，
(数１５）となる。ＭＯＭ２ｆ，ＭＯＭ２ｂは正とな
り、右回りのモーメントである。

【００６１】図８の特有の効果について、列車の加速時
には、駆動トルクと加速度により、右回りのモーメント
が生じ、前軸が後軸より軽くなる。ブレーキ時には、ブ
レーキ力と減速度により、左回りのモーメントが生じ、
前軸が後軸より重くなる。

【００６２】図９の全体構成について、図８の台車内の
モーメントを、図９で、台車内の軸重移動ｗ_s1，ｗ
_s2（前の台車）、又はｗ_s3，ｗ_s4（後の台車）に変更し
た。

【００６３】図９の動作について、図８の右回りのモー
メントＭＯＭ２ｆ(前の台車の軸間)，ＭＯＭ２ｂ（後の
台車の軸間）は、図９の右回りのモーメントＭＯＭ２
ｆ，ＭＯＭ２ｂに等しい。これより（数１６)，(数１
７）が成り立つ。図９で左右の端点の力、各台車の前
軸，後軸の軸重移動量が等しいので、(数１８)，(数１
９)が成り立つ。（数１４)，(数１５)，(数１６)，(数
１７)，(数１８)，(数１９）より軸重移動量ｗ_s1，
ｗ_s2，ｗ_s3，ｗ_s4を求める。すると軸重移動量(数２
０)，(数２１)，(数２２)，(数２３）が求まった。

【００６４】図８の右回りのモーメントＭＯＭ２ｆ（前
の台車），ＭＯＭ２ｂ（後の台車）

【００６５】

【数１４】ＭＯＭ２ｆ＝Ｔ_f・ｈ_c−α・Ｗ_df…（数１４）

【００６６】

【数１５】ＭＯＭ２ｂ＝Ｔ_b・ｈ_c−α・Ｗ_db…（数１５）図９の右回りのモーメントＭＯＭ２ｆ，ＭＯＭ２ｂ

【００６７】

【数１６】

【００６８】

【数１７】

【００６９】

【数１８】ｗ_s1＝−ｗ_s2…（数１８）

【００７０】

【数１９】ｗ_s3＝−ｗ_s4…（数１９）（数１１)〜(数１６）より軸重移動量ｗ_s1，ｗ_s2，
ｗ_s3，ｗ_s4を求める。

【００７１】

【数２０】

【００７２】

【数２１】

【００７３】

【数２２】

【００７４】

【数２３】

【００７５】図９の特有の効果について、図８の台車内
の前後軸のモーメントより、図９の各台車内の前後軸の
軸重移動量ｗ_s1，ｗ_s2，ｗ_s3，ｗ_s4に変換した。この軸
重移動量が求まる。

【００７６】図１０の全体構成について、列車の加速時
の電動車の軸重の大小関係を示す図である。Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４はそれぞれ第１軸，第２軸，第３軸，第
４軸である。その軸重がそれぞれＷ_s1，Ｗ_s2，Ｗ_s3，Ｗ
_s4である。各軸の重さを中心の支持台で天秤の中心のよ
うに支えている。前軸，後軸の中心を、さらに支持台上
の直線の端点にしている。

【００７７】図１０の動作について、列車の加速時の電
動車の軸重の大小関係を示す図で、上に位置する丸Ｓ１
が一番軽く、Ｓ３が２番目に軽く、Ｓ２が３番目に軽
く、Ｓ４が一番重い。上程軽く，下程重くなることを示
す図である。

【００７８】各軸重の重さＷ_s1〜Ｗ_s4を求める説明をす
る。Ｗ_df，Ｗ_dbについて説明する。Ｗ_df：列車の静止時の前の台車部にかかる全重量（≒前の台車の応加重装置重量＋前の台車重量）Ｗ_db：列車の静止時の後の台車部にかかる全重量（≒後の台車の応加重装置重量＋後の台車重量）Ｗ_s1について求める。Ｗ_s1は（数２４）に示す重量にな
る。（数２４）でＷ_df／２は列車の静止時の前の台車部
の前軸Ｓ１の重量である。前の台車部の全重量を前軸Ｓ
１と後軸Ｓ２で２分割した重量である。ｗ_s12は台車間
の軸重移動量で、前台車の重量移動量である。前台車の
前後の軸で等分にｗ_s12を分担するので、ｗ_s12／２の
項が追加される。ｗ_s1は前台車内の前後軸の軸重移動量
で、第１軸Ｓ１の軸重移動量である。これらよりＷ_s1が
（数２４）で求まる。さらに具体的なＷ_s1を求めた式が
（数２５）である。（数２５）は、（数２４）に(数１
２)，（数２０）の値を代入した式である。同様に（数
２６)〜(数３１）に、Ｗ_s2，Ｗ_s3，Ｗ_s4を求め、各軸重
の式を算出した。

【００７９】Ｗ_df：列車の静止時の前の台車部の重量（≒前の台車の応加重装置重量＋前の台車重量）Ｗ_db：列車の静止時の後の台車部の重量（≒後の台車の応加重装置重量＋後の台車重量）Ｗ_s1〜Ｗ_s4：第１軸〜第４軸の走行時の重量これを求める。

【００８０】

【数２４】

【００８１】

【数２５】

【００８２】

【数２６】

【００８３】

【数２７】

【００８４】

【数２８】

【００８５】

【数２９】

【００８６】

【数３０】

【００８７】

【数３１】

【００８８】

【数３２】Ｌ＞ｌ …（数３２）（数３２）は図５より台車間の距離Ｌと台車内の軸間距
離ｌより求めた。（数３３）は電動車内に平均した位置
に乗客が乗ると仮定すると成立する。(数３４)は台車間
の重量移動量より、各台車内の各軸間の重量移動量が大
きいことを示している。このため、（数３５）に示すよ
うな軸重の大小関係になる。これを図１０のＳ１〜Ｓ４
の上下位置に示した。

【００８９】（数２５)，(数２７)，(数２９)，(数３
１）より（数３６)，(数３７）の関係があると、即ち、
連結器の高さＨを下げ、車体の床ｈ_cを下げると、軸重
移動量が減少する。

【００９０】

【数３３】Ｗ_d≒Ｗ_df≒Ｗ_db…（数３３）

【００９１】

【数３４】

【００９２】

【数３５】Ｗ_s1＜Ｗ_s3＜Ｗ_s2＜Ｗ_s4…（数３５）

【００９３】

【数３６】（数３１）よりＨ →小（連結器の高さＨを下げる。） …（数３６）

【００９４】

【数３７】ｈ_c→小（車体の床ｈ_cを下げる。） …（数３７）図１０の特有の効果について、電動車の軸重の移動をモ
ーメントの大きさにし、天秤の傾きにして説明した。Ｓ
１〜Ｓ４の高さで軸重を示した。重い程、下に位置し、
軸重移動を理解しやすくする。

【００９５】

【発明の効果】（請求項１について）各電動車の各軸の
電動機のトルクが全列車に必要な駆動力を走行時の各電
動車の各軸重に比例して適切に配分される。このため全
電動機の各車輪を高粘着にでき、空転や滑走を防止でき
る。

【００９６】（請求項２について）走行時の軸重を台車
単位、又は軸単位に応加重装置で直接検出する方法は、
色々な演算回路が不要になり、簡単に軸重移動を測定で
きる。制御が楽に実現できる。

【００９７】走行時の軸重を静止時の台車単位の応加重
装置より、演算で求める方法は、現状の車両での応加重
装置の性能であるため、実現性がある。演算回路とし
て、すでに、入力に対して演算した結果を記憶素子を用
いて、入力しておくため、結果の出力の演算速度が早
い。

【００９８】（請求項３について）電動車の連結器の上
下位置を低くしたり、電動車の床の上下位置を低くする
ことにより、電動車の軸重移動を軽減できる。これによ
り、各車輪に設置された各電動機のトルクの変動を少な
くし、制御しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である２Ｍ２Ｔの列車編成図。

【図２】入力として列車速度と静止時の応加重を入れた
とき、走行時の各電動車の各軸重を演算する回路図。

【図３】図２の回路を演算回路と記憶素子を用いて、簡
単にした回路図。

【図４】電動車で各軸に個々に誘導電動機を設置した場
合のトルクの制御方法を示した図。

【図５】電動車と附随車の図より、電動車の軸重移動を
説明するための図。

【図６】図５の電動車における台車間のモーメントを説
明するための図。

【図７】図６の電動車の台車間のモーメントを説明を同
じモーメントで軌道に平行に台車間の軸重移動量として
示した図。

【図８】図５の電動車における台車内のモーメントを説
明するための図。

【図９】図８の電動車の台車内のモーメントの説明を同
じモーメントで軌道に平行に台車内の軸重移動量として
示した図。

【図１０】各電動車の軸重移動量を表わすモーメント
図。

【符号の説明】

１…軌道、２…電動車、３…附随車、４…応加重装置、
５…台車、６…車輪、７…電動機、８…制御器、９…速
度発電機、１０…連結器、１１…加速度算出器、１２…
重量算出器、１３…全列車と各車両に働く力算出器、１
４…各電動車のトルク算出器、１５…連結部の力算出
部、１６…各電動車の各軸重算出器、１７…演算回路と
記憶素子、１８…インバータ、１９…空転又は滑走の検
出器、２０…各軸の電動機のトルク算出演算器、２１…
各インバータのインバータ周波数ｆ_i制御器（各誘導電
動機のトルク制御）、２２…電波速度計、２３…上側送
信ビーム、２４…下側送信ビーム、２５…反射波に含ま
れるドプラー周波数のクロスポイント、２６…台車の心
皿、２７…電動車の台車の重心、２８…電動車の車両の
重心、２９…進行方向矢印、Ｓ１…第１軸、Ｓ２…第２
軸、Ｓ３…第３軸、Ｓ４…第４軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H115 PA01 PA08 PC02 PG01 PI03 PI29 PU09 PV09 PV22 QE08 QE10 QE12 QI04 QN03 RB11 RB21 SE04 SE10 TO04 TO10 TO12 TO30 TR20 TW07 5H572 AA01 BB07 CC01 DD03 EE03 FF01 FF05 HB07 HC01 HC04 HC07 JJ03 KK05 LL02 LL03 LL22 LL50 MM01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静止時の電動車や附随車の各重量と走行時
の列車の加減速度より、走行時の各車両に働く力を算出
し、この各車両に働く力を合計して、全電動車の駆動力
や回生ブレーキ力にし、この全電動車の駆動力や回生ブ
レーキ力を、各電動車の重量に比例するように配分し、
又は、この全電動車の駆動力や回生ブレーキ力を、各電
動車の各軸重に比例するように配分することを特徴とす
る軸重補償形トルク適正配分運転方式。
【請求項２】請求項１において、各軸重を算出し、この
各軸重を求める方法には、２つの方法があり、１つめの
方法は、各台車毎、又は各軸毎に、走行時に測定可能な
応加重装置を設定し、各軸重を求め、２つめの方法は、
各車両連結部の引力，押力を算出し、この引力，押力値
と列車静止時の各軸重と列車走行中の加減速度より、演
算回路と記憶素子を用いて、走行中の各電動車の軸重移
動を算出し、各軸重を求め、各軸重を求めた後、電動機
として誘導電動機を使用し、各軸，各台車毎に誘導電動
機を設定して、このときの駆動力値や回生ブレーキ力値
を実現するため、各誘導電動機のインバータの制御を行
うことを特徴とする軸重補償形トルク適正配分運転方
式。
【請求項３】請求項１又は２記載において、各電動車の
駆動力によるモーメントとその各電動車の連結部の押引
力によるモーメントを、連結部の上下位置を低くして、
相殺させ、連結部の地上よりの高さを低くして、列車の
駆動力によるモーメントと連結部の押引力によるモーメ
ントを合わせて、台車間のモーメントを少なくする制御
をし、このモーメントは車両全体の重心を中心として働
くモーメントであり、又、各電動車の車体の床を下げる
ことによって、駆動力によるモーメントと加速度による
モーメントを減らし、各台車内の前後軸間のモーメント
を少なくし、前後軸重の移動を軽減することを特徴とす
る軸重補償形トルク適正配分運転方式。