JP2013001779A - コークス消火電車の減速停止制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消火電車の駆動輪のスリップによる消火電車の目標速度と実速度との間の速度偏差が大きくなっても、消火電車の自動運転のダウンタイムの発生を防止又は低減することができ、その結果、コークスの生産量を増加させることができるコークス消火電車の減速停止制御方法及び装置を提供する。
【解決手段】コークス消火電車を駆動する電動機をインバータによって制御して消火電車の自動走行速度制御を行う際に、消火電車を目標停止位置の手前に設けた減速開始点から減速させ、目標停止位置で停止させるコークス消火電車の減速停止制御方法であって、消火電車の減速時において、予め設定された目標速度と測定された実速度との速度偏差を監視し、この速度偏差が設定値を超えた場合には、消火電車のブレーキを動作させて強制的に消火電車を減速し、速度偏差が設定値以下に戻った場合には、消火電車のブレーキを開放し、インバータによる自動走行速度制御に戻すことにより、上記課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コークス消火電車の走行制御に係り、コークス消火電車の減速停止制御方法及び装置に関する。

コークス消火電車は、コークス炉から押出した赤熱コークスを消火設備へ搬送するように自動運転される。このため、消火電車では、以下の条件を満たすように操業が行われている。
・赤熱コークスの受渡しのため決められた位置へ精度よく停止する。
・消火電車のサイクルタイムが生産量へ影響するため、目的位置まで最短時間で到達する。

最短時間で消火電車の操業を行うためには、インバータ（ＩＮＶ）の速度制御（以下、インバータ制御ともいう）による自動運転の速度パターンは、図５（ａ）のように、出発位置から目標停止位置までの間において、インバータの加減速レートを最大とした三角形状の、最短時間の速度パターンとなる。
しかし、通常は設備的な制約により、消火電車の最高速度が決まるため、最短時間での消火電車の操業は、図５（ｂ）に示すように、出発位置から加速レートを最大として加速し、最高速度で走り、目標停止位置まで減速レートを最大として減速する台形状の、最高速度を考慮した最短時間の速度パターンとなる。このように、消火電車の操業における目標速度は、出発位置からの加速時には、インバータの最大加速レートで達成される速度であり、目標停止位置までの減速時には、最高速度からインバータの最大減速レートで達成される速度となる。

ところで、消火電車の実際の速度と上述のようなインバータ制御による速度パターンの目標速度との間には速度誤差が生じる。消火電車の減速時に速度誤差が生じて、実際の速度が目標速度に減速されずに目標速度を超えてしまった場合、目標速度がインバータの最大減速レートによる速度であるため、インバータによる速度制御では速度誤差をそれ以上小さくすることができない。そのため、最高速度から減速レートを最大として減速して停止した場合、一旦目標速度を超えてしまうと減速されても、消火電車が目的位置を超えて停止してしまう。
このように、消火電車が目的位置を超えた場合には、消火電車をもう一度走行させて目的位置まで戻す必要があるため、サイクルタイムが長くなるという問題が生じる。

また、停止精度を上げるためには速度を落とせばよいが、その場合にも、サイクルタイムが長くなる。そこで、速度誤差による停止誤差が要求される範囲に入る速度を停止制御のための所定低速度とし、停止前に所定低速度に一度落として停止することで停止精度を上げることができる。
この時の停止前に所定低速度とする、最高速度を考慮した最短時間の速度パターンを、図５（ｃ）へ示す。ここで、所定低速度は速度を小さくするほどサイクルタイムが長くなり、大きくするほど停止精度が悪くなるため、最適な値とする必要がある。
例えば、速度に対する誤差がａ％とすると、所定低速度走行から減速停止した場合の速度誤差による停止誤差は、以下の通りとなる。
停止誤差 ＝ （速度誤差） × （停止時間）
＝ （所定低速度×ａ／ｌ００） × 所定低速度／減速レート）
この停止誤差が停止精度の許容範囲内となるよう所定低速度を決めている。

このため、従来は、以下に示す消火電車の減速方法が特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示の消火電車の減速方法においては、
まず、第１に、図６（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示すように、消火電車では、目標停止位置へ停止する際、及び速度制限域へ進入する際に、目標停止位置へ停止及び速度制限域に目標とする速度への速度パターンをインバータによる減速レートから計算している。
次に、第２に、消火電車では、計算された速度パターンに対して遊輪装置（車輪をレールに接地し、車輪の回転角度をアブソコーダで測定するもの）で速度を検出し、インバータ制御によって車速を制御している。

特開平９−１３０４０号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示の従来技術では、下記の問題が発生する。
１．消火電車の駆動輪がスリップした場合、上述した速度パターンの目標速度と実速度との間の速度偏差が生じる。
２．速度偏差が大きくなると、目標停止位置へ停止出来ない場合や、速度制限域へ制限速度を超えて進入する場合がある。
３．上記２の目標停止位置へ停止できない場合や、速度制限域へ制限速度を超えて進入する場合には、消火電車の自動運転ができなくなる（ダウンする）。
４．上記３の消火電車の自動運転の復旧作業のために、オベレータが消火電車に乗車して対応を取る必要があるため、ダウンタイム（Ｄ／Ｔ）が発生する。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消するために、消火電車の駆動輪がスリップし、消火電車の自動運転の速度パターンの目標速度と実速度との間の速度偏差が大きくなっても、速度偏差を強制的に小さくして、目標停止位置へ停止ができなくなったりすることや、速度制限域へ制限速度を超えて進入したりすることを防止、若しくは低減することができ、そのため、消火電車の自動運転がダウンして、その復旧作業のためにオベレータが消火電車に乗車して対応を取る等のダウンタイム（Ｄ／Ｔ）の発生を防止、若しくは低減することができ、その結果、コークスの生産量を増加させることができるコークス消火電車の減速停止制御方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るコークス消火電車の減速停止制御方法は、コークス消火電車を駆動する電動機をインバータによって制御して前記消火電車の自動走行速度制御を行う際に、前記消火電車を目標停止位置の手前に設けた減速開始点から減速させ、前記目標停止位置で停止させるコークス消火電車の減速停止制御方法であって、前記消火電車の減速時において、予め設定された目標速度と実速度との速度偏差を監視し、該速度偏差が設定値を超えた場合には、前記消火電車のブレーキを動作させて強制的に前記消火電車を減速し、前記速度偏差が前記設定値以下に戻った場合には、前記消火電車のブレーキを開放し、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことを特徴とする。

ここで、前記設定値は、前記速度偏差の大きさ、及び時間の設定値であり、前記速度偏差の大きさが前記大きさの設定値を超えた状態が前記時間の設定値を超えて継続された場合に、前記消火電車のブレーキを動作させて強制的に前記消火電車を減速することが好ましい。
また、前記速度偏差の大きさの設定値は、複数の実績値の平均値であり、前記速度偏差の時間の設定値は、誤動作が生じない時間に設定されることが好ましい。

また、前記消火電車のブレーキを動作させ、所定時間経過しても、前記速度偏差が前記設定値以下に戻らない場合には、さらに、前記消火電車の貨車側に取り付けられているブレーキを動作させて、前記消火電車を強制的に減速させ、前記速度偏差が前記設定値以下に戻った時点で、前記消火電車のブレーキ及び前記貨車側のブレーキを開放して、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことが好ましい。
または、前記消火電車のブレーキを動作させ、所定時間経過しても、前記速度偏差が前記設定値以下に戻らない場合には、さらに、前記消火電車の貨車側に取り付けられているブレーキを所定動作時間動作させ、前記消火電車を強制的に減速した後、前記貨車側のブレーキを所定開放時間開放することを、前記速度偏差が前記設定値以下に戻るまで繰り返し、前記速度偏差が前記設定値以下に戻った時点で、前記消火電車のブレーキ及び前記貨車側のブレーキを開放し、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことが好ましい。

また、前記消火電車のブレーキは、前記消火電車の移動機の電磁ブレーキであり、前記貨車側のブレーキは、空気ブレーキであることが好ましい。
また、前記消火電車が前記減速開始点に達したときに減速を開始させて減速走行状態にし、前記消火電車が前記目標停止位置に達したときに前記消火電車を停止させるように、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御を行うと共に、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御が行われている前記消火電車が前記目標停止位置に達したときに前記消火電車が停止するように、前記消火電車のブレーキを動作させることが好ましい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の態様に係るコークス消火電車の減速停止制御装置は、移動機と、該移動機を駆動する電動機と、前記移動機に取り付けられる移動機ブレーキと、を備えるコークス消火電車を目標停止位置の手前に設けた減速開始点から減速させ、前記目標停止位置で停止させるコークス消火電車の減速停止制御装置であって、前記電動機をインバータによって制御して前記消火電車の自動走行速度制御を行う速度制御手段と、前記消火電車の実速度を検出する速度検出手段と、前記消火電車の減速時において、予め設定された目標速度と前記速度検出手段で検出された実速度との速度偏差を演算する速度偏差演算手段と、該速度偏差演算手段で演算された前記速度偏差と予め設定された設定値とを比較する比較手段と、該比較手段による比較の結果、前記速度偏差が前記設定値を超えた場合に、前記移動機ブレーキを動作させて、強制的に前記消火電車を減速し、前記比較手段による比較の結果、前記移動機ブレーキの動作状態において前記速度偏差が前記設定値以下に戻れば、前記移動機ブレーキを開放し、前記速度制御手段による前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すブレーキ制御手段と、を有することを特徴とする。

ここで、前記消火電車は、さらに、赤熱したコークスを積載し、前記移動機に牽引される貨車と、前記貨車側に取り付けられる貨車ブレーキと、を有し、前記ブレーキ制御手段は、前記比較手段による比較の結果、前記移動機ブレーキを動作させた状態で所定時間経過しても、前記速度偏差が前記設定値以下に戻らない場合には、さらに、前記貨車ブレーキを動作させ、前記消火電車を強制的に減速し、前記移動機ブレーキ及び前記貨車ブレーキの動作状態において、前記速度偏差が前記設定値以下に戻った場合には、前記移動機ブレーキ及び前記貨車ブレーキを開放し、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことが好ましい。

また、前記ブレーキ制御手段は、前記比較手段による比較の結果、前記移動機ブレーキを動作させた状態で所定時間経過しても、前記速度偏差が前記設定値以下に戻らない場合には、前記速度偏差が前記設定値以下に戻るまで、さらに、前記貨車ブレーキを所定動作時間動作させること、及び、その後、前記貨車ブレーキを所定開放時間開放することを繰り返し、前記速度偏差が前記設定値以下に戻った時点で、前記移動機ブレーキ及び前記貨車ブレーキを開放し、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことが好ましい。
また、前記移動機ブレーキは、電磁ブレーキであり、前記貨車ブレーキは、空気ブレーキであることが好ましい。

本発明によれば、消火電車の駆動輪がスリップし、消火電車の自動運転の速度パターンの目標速度と実速度との間の速度偏差（偏差の大きさ、時間）が大きくなっても、速度偏差を強制的に小さくして、目標停止位置へ停止ができなくなったりすることや、速度制限域へ制限速度を超えて進入したりすることを防止、若しくは低減することができる。
そのため、本発明によれば、消火電車の自動運転がダウンして、その復旧作業のためにオベレータが消火電車に乗車して対応を取る等のダウンタイムの発生を防止、若しくは低減することができ、その結果、コークスの生産量を増加させることができる。

本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法を実施するコークス消火電車の減速停止制御装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明及び従来のコークス消火電車の減速停止制御時の速度応答及び目標速度との速度偏差応答を示すグラフである。 本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法が適用されるコークス消火電車の自動走行制御方法の一例を示すフローチャートである。 本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法の一例を示すフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれインバータ制御によるコークス消火電車の自動運転の速度パターンを示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、従来のコークス炉移動機の目標停止位置への停止時、及び速度制限域進入時の速度パターンを示すグラフである。

以下に、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法及びこれを実施する本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御装置を、添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法を実施する本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。
同図に示すコークス消火電車（以下、単に消火電車という）１０は、コークス炉から押出した赤熱コークスを消火設備へ搬送するために自動運転されるもので、レール（軌条）１２上を自動走行する移動機１４と、移動機１４に牽引され、赤熱コークスを積載する貨車１６と、を有する。

移動機１４は、赤熱コークスを積載する貨車１６を牽引して、コークス炉の複数の窯の位置間や、コークスの装入位置と各窯の位置と間等に配設されたレール１２上を自動走行するもので、レール１２上を転動する左右一対の駆動輪１８ａ及び従動輪１８ｂと、移動機１４、従って消火電車１０を自動走行させるために駆動輪１８ａを回転駆動させる駆動源となる電動機（モータ：Ｍ）２０と、移動機１４、従って消火電車１０を減速し、かつ／又は停止させるために駆動輪１８ａに制動力を付与する移動機ブレーキ２２と、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法を実施する減速停止制御装置（以下、単に、制御装置という）２４とを有する。

ここで、移動機１４は、移動機本体ハウジング（図示せず）を有し、その内部に、電動機２０、移動機ブレーキ２２及び制御装置２４が収納されて支持され、移動機ハウジングは、左右一対の駆動輪１８ａ間及び従動輪１８ｂ間の回転軸を回転可能に支持する。
また、電動機２０の回転駆動力は、減速機(図示せず)を介して駆動輪１８ａに伝達される。
また、図示例においては、移動機ブレーキ２２は、主として消火電車１０を目標停止位置に正確に停止するために最終的に用いられるものであるが、本発明においては、消火電車１０の実速度が図２（ａ）に点線で示すインバータの最大減速レートでの目標速度を超えた場合に、消火電車１０の実速度を目標速度に戻すために、インバータによる速度制御の最大減速レートでは達成できない減速レートで消火電車１０を減速させるために用いるものである。なお、移動機ブレーキ２２は、駆動輪１８ａに制動力を付与して、消火電車１０を減速させ、最終的には、停止位置に正確に停止させることができれば、どのようなブレーキでも良く、例えば、車両のブレーキとして用いられる電磁ブレーキや、制動用シリンダを用いる空気ブレーキ及び油圧ブレーキ等を挙げることができるが、その中では、電磁ブレーキであるのが好ましい。

また、貨車１６は、図示しない貨車本体に搬送する赤熱コークスを積載するためのもので、レール１２上を転動する左右一対の従動輪２６と、貨車１６、従って移動機１４、即ち消火電車１０を減速し、かつ／又は停止させるために駆動輪２６に制動力を付与する貨車ブレーキ２８と、を有する。
ここで、図示例においては、貨車ブレーキ２８は、貨車の重量が大きい、例えば数十トン、具体的には３０余トン等であるため、慣性が大きく、移動機ブレーキ２２だけでは、消火電車１０を減速させ、最終的に正確に停止させることができない場合やその可能性がある場合に、移動機ブレーキ２２によって移動機１４の駆動輪１８ａに制動力を付与するのに加えて、貨車１６の駆動輪２６に制動力を付与して、貨車１６及び移動機１４、即ち消火電車１０を減速させ、最終的に正確に停止させるためのものである。即ち、貨車ブレーキ２８は、本来、消火電車１０の停止時の流れ防止のために使用するものであるが、本発明においては、消火電車１０の実速度が図２（ａ）に点線で示すインバータの最大減速レートでの目標速度を超えた場合に、消火電車１０の実速度を目標速度に戻すために用いられる移動機ブレーキ２２を作用させても達成できないより大きい減速レートで消火電車１０を減速させる際に用いるものである。なお、貨車ブレーキ２８は、移動機ブレーキ２２と同様なブレーキを用いることができるが、上記の種々のブレーキの中では、空気ブレーキであるのが好ましい。

次に、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御装置２４は、上述のような消火電車１０を、所定の出発位置から所定の目標停止位置まで予め設定された所定の速度パターンで自動走行させ、最終的に目標停止位置に正確に停止させるためのもので、インバータ（ＩＮＶ）によって電動機２０を制御して移動機１４の自動走行速度を所定の速度パターンの目標速度に制御するインバータ（ＩＮＶ）によって電動機２０を制御する速度制御器３０と、移動機１４の従動輪１８ｂの回転を計測して移動機１４（消火電車１０）の実速度を検出する速度検出器３２と、消火電車１０の減速時において、目標速度と速度検出器３２で検出された実速度との速度偏差を演算する速度偏差演算器３４と、速度偏差演算器３４で演算された速度偏差と予め設定された設定値とを比較する比較器３６と、比較器３６による比較の結果に応じて、移動機ブレーキ２２、又は移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８を動作させ、又は、開放するブレーキ制御器３８と、消火電車１０の所定の速度パターン及びその目標速度、速度偏差と比較される設定値（大きさ、時間）を記憶するメモリ（レジスタ）４０とを有する。

速度制御器３０は、消火電車１０をメモリ４０から読み出された（レジスタから与えられた）所定の速度パターン、例えば図５（ｂ）及び（ｃ）に示す最高速度を考慮した最短時間の速度パターンに応じた目標速度で自動走行させるために、即ち、移動機１４の自動走行速度が所定の速度パターンの目標速度となるように、インバータ（ＩＮＶ）による速度制御（インバータ制御）によって電動機２０を駆動制御するものである。なお、速度制御器３０は、消火電車１０を、インバータ制御による自動運転の所定の速度パターンで自動走行できれば、どのようなものであっても良い。また、速度制御器３０によって行われる、インバータ制御による速度パターンは、特に制限的ではなく、例えば、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す速度パターンのいずれであっても良いが、図５（ｂ）及び（ｃ）に示す速度パターンの方が好ましい。

速度検出器３２は、移動機１４、従って消火電車１０の実速度を検出して、検出した実速度を後段の速度偏差演算器３４に出力するためのもので、移動機１４の従動輪１８ｂの回転に応じてパルスを出力する、例えば１回転で１つのパルスを出力するパルス発生器（ＰＬＧ）４２と、パルス発生器３２から出力されるパルスをカウント（計数）するカウンタ４４と、所定時間内におけるカウンタ３４のカウント（計数）値と従動輪１８ｂの円周長とを乗算して移動機１４、従って消火電車１０の実速度を演算する速度演算器４６とを有する。
図示例では、移動機１４の従動輪１８ｂの回転に応じてパルス発生器４２で発生させたパルスをカウンタ４４で計数して移動機１４の実速度を演算しているが、本発明はこれに限定されず、移動機１４の実速度を検出できれば、いかなるものであっても良い。

速度偏差演算器３４は、消火電車１０の減速時において、例えば図５（ｂ）に示す速度パターンにおいて、出発位置から出発して加速後、最高速度に達して、所定時間走行後、目標停止位置の手前に設けられる減速開始点から目標停止位置まで減速させている間において、メモリ４０から読み出され（レジスタから与えられ）、速度パターンから予め設定される目標速度、例えば、図２（ａ）に一点鎖線で示す目標速度と、速度検出器３２で検出された消火電車１０の実速度との速度偏差を演算して、速度偏差を後段の比較器３６に出力する。

比較器３６は、速度偏差演算器３４で演算された速度偏差と、メモリ４０から読み出される（レジスタから与えられる）、予め設定された速度偏差の設定値とを比較し、比較結果を後段のブレーキ制御器３８に出力するためのものである。
ここで、予め設定された速度偏差の設定値は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、速度偏差の大きさ閾値Ｌ、及び設定時間（時間閾値）Ｔからなる。比較器３６は、図２（ｂ）に実線で示すように、速度偏差の大きさが閾値Ｌを超えた状態が継続している時間が設定時間Ｔを超えた時点で、即ち速度偏差が閾値Ｌ及び設定時間Ｔを超えた時点で、その結果を後段のブレーキ制御器３８に出力する。なお、比較器３６は、速度偏差が閾値Ｌ及び設定時間Ｔを超えた状態が継続している間は、その結果を後段のブレーキ制御器３８に出力し続けるのが好ましい。

ブレーキ制御器３８は、本発明の最も特徴とする部分であって、比較器３６の比較結果を受け取り、比較結果に応じた移動機ブレーキ２２の動作又は開放、若しくは移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８を動作の動作又は開放等の操作を行うものである。なお、ブレーキ制御器３８による具体的なブレーキ操作については後述する。
メモリ（レジスタ）４０は、制御装置２４の制御に必要なデータを記憶し、格納するためのもので、速度制御器３０及び速度偏差演算器３４で用いられる消火電車１０の所定の速度パターンのデータ、例えば、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すような速度パターンの出発位置から出発してからの経過時間に対する目標速度のデータや、比較器３６で速度偏差と比較される設定値の大きさ閾値Ｌのデータや、設定時間Ｔのデータ等を格納する。

ブレーキ制御器３８による移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８の具体的な操作について説明する。
ブレーキ制御器３８は、比較器３６による比較の結果、速度偏差が設定値（大きさの閾値Ｌ及び設定時間Ｔ）を超えた場合、即ち図２（ｂ）に実線で示すように、速度偏差の大きさが閾値Ｌを超えた状態で設定時間Ｔだけ経過した時点のブレーキ動作ポイントにおいて、移動機ブレーキ２２を動作させて駆動輪１８ａの回転を制動し、強制的に移動機１４（消火電車１０）をインバータ制御では達成できない減速レートで減速する。

従来は、所定の速度パターンに対して追従するようにインバータによる速度制御を行っているが、減速時に駆動輪がスリップするなどして、図２（ａ）及び（ｂ）に点線で示すように、目標速度を超えて速度偏差が大きくなった場合、インバータの減速レートを超えるため制御ができず、速度偏差を小さくする方法が従来無く、速度は徐々に低下するものの、速度偏差は小さくならず、速度偏差を閾値Ｌ以下にすることができないのは上述した通りである。
これに対し、本発明においては、図２（ａ）に示すように、消火電車１０の実速度が目標速度を超えて速度偏差が大きくなった場合、消火電車１０の移動機ブレーキ２２、例えば電磁ブレーキを動作させるので、減速を強制的に行うことができる。移動機ブレーキ２２が動作すると、駆動輪１８ａがロックされレール１２上をスリップしながら減速を行うことになるが、図２（ａ）に示すように、移動機ブレーキ２２の制動力はインバータによる減速レートよりも大きいため、図２（ｂ）に示すように、速度偏差を従来よりも小さくすることができ、所定の閾値Ｌ以下にすることが可能となる。

なお、本発明において、速度偏差の大きさが閾値Ｌを超えた時点をブレーキ動作ポイントにしないのは、速度偏差がノイズ等により一時的に閾値Ｌを超えた場合などのように、速度偏差が閾値Ｌを超えたことが確実でない場合に、移動機ブレーキ２２を誤動作させることを防止するためである。
ここで、速度偏差の設定値は、即ち速度偏差の大きさ閾値Ｌ及び設定時間Ｔは、停止誤差精度等を考慮して適宜設定すれば良い。
なお、閾値Ｌは、停止誤差精度等を考慮して複数回の実績値、例えば直近３回の実績値の平均値とするのが好ましい。
設定時間Ｔは、誤差を抑えるためには短い方が良いが、誤動作及びチャタリングを考慮して設定するのが好ましい。

この後、移動機ブレーキ２２の動作による移動機１４の減速によって、比較器３６による比較の結果、図２（ｂ）に示すように、速度偏差の大きさが閾値Ｌ以下の状態に戻った時点のブレーキ開放ポイントにおいて、ブレーキ制御器３８は、移動機ブレーキ２２を開放し、駆動輪１８ａの回転の制動を開放する。
その結果、移動機１４及び消火電車１０は、移動機ブレーキ２２による強制的な減速から、速度制御器３０のインバータ制御による自動走行速度制御に戻る。
その後、消火電車１０が、速度制御器３０のインバータ制御による減速で、目標停止位置に近づいて所定の低速度、例えば図５(ｃ)に示すような所定低速度まで減速された時点で、ブレーキ制御器３８が、移動機ブレーキ２２、好ましくは更に、貨車ブレーキ２８を動作させることにより、消火電車１０を目標停止位置に正確に停止させることができる。

一方、ブレーキ制御器は、比較器３６による比較の結果、移動機ブレーキ２２を動作させた状態で所定時間経過しても、速度偏差が閾値Ｌ以下に戻らない場合には、移動機ブレーキ２２に加え、さらに、貨車ブレーキ２８を動作させて併用し、消火電車１０を強制的に減速する。
このように、ブレーキ制御器３８による移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８の併用動作によって、消火電車１０が、移動機ブレーキ２２の動作による減速レートより大きい減速レートで強制的に減速された結果、速度偏差が閾値Ｌ以下に戻った時点で、ブレーキ制御器３８は、移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８を開放する。ここで、ブレーキ制御器３８は、移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８を同時に開放しても良いが、貨車ブレーキ２８を先に開放し、移動機ブレーキ２２を後に開放するのが好ましい。
その結果、消火電車１０（移動機１４及び貨車１６）は、移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８による強制的な減速から、速度制御器３０のインバータ制御による自動走行速度制御に戻る。

しかしながら、貨車ブレーキ２８は、もともと停止時の流れ防止のために使用しているので、走行中に動作させると、車輪、即ち従動輪２６が瞬時にロックしてしまう。
このため、貨車ブレーキ２８は、所定の一定時間動作と所定の一定時間開放との操作を交互に、速度偏差が所定偏差以内、即ち閾値Ｌ以下になるまで、繰り返すのが好ましい。
その結果、消火電車１０は、上述のように、速度偏差が閾値Ｌ以下に戻った時点で、ブレーキ制御器３８によって移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８が開放され、速度制御器３０のインバータ制御による自動走行速度制御に戻る。
その後、消火電車１０が、速度制御器３０のインバータ制御による減速で、目標停止位置に近づいて所定の低速度まで減速された時点で、ブレーキ制御器３８が、移動機ブレーキ２２、好ましくは更に、貨車ブレーキ２８を動作させることにより、消火電車１０を目標停止位置に正確に停止させることができる。

こうして、従来、消火電車１０の駆動輪１８ａがスリップした場合等に発生する目標速度と実速度との間の速度偏差が大きくなり、消火電車の自動運転がダウンするため、その復旧作業のためにダウンタイム（Ｄ／Ｔ）が発生していたが、本発明では、速度偏差が大きくなり、所定設定時間Ｔに亘り速度偏差の閾値Ｌを超えた場合には、ブレーキ制御器３８が、移動機ブレーキ２２、好ましくは更に、貨車ブレーキ２８を動作させて減速し、速度偏差を閾値Ｌ以下に戻すので、消火電車の自動運転がダウンすることを防止、もしくは削減することができ、復旧作業のためにダウンタイム（Ｄ／Ｔ）の発生を防止することができ、Ｄ／Ｔの発生削減によるコークス生産量の増加を図ることができる。

例えば、コークス炉の押出し窯数が１日当たり９０本であり、押出し窯における消火電車の停止回数が窯数１本当たり３回であり、従来の消火電車の自動運転のダウンタイム（Ｄ／Ｔ）の発生率が１％の確率であるとすると、消火電車の減速時の速度超過によるＤ／Ｔの発生回数は、１日当たり２．７回となる。
押出し窯数 ９０本／日×停止回数 ３回／本×発生率 １％＝２．７回／日
即ち、本発明においては、速度偏差を一定以下に制御でき、消火電車の自動運転のダウンを低減して防止できるので、速度超過によるＤ／Ｔの発生回数を、２．７回／日から０回／日に削減できる。

したがって、速度超過によるＤ／Ｔが１回当たり５分、コークス生産量が１時間（ｈ）当たり９７５ｔ、コークス生産量の増加の効果率が０．０５（５％）であるとすると、速度超過によるＤ／Ｔの発生回数は１日当たり２．７回であるので、Ｄ／Ｔ削減によるコークス生産量の増加は、１年間当たり３０８ｔとなる。
速度超過によるＤ／Ｔ回数 ２．７回／日×速度超過によるＤ／Ｔ ５分／回× ３６５日× コークス生産量 ７５ｔ／ｈ×効果率 ０．０５＝３０８ｔ／年
即ち、本発明を適用することにより、１年間当たりに、コークス生産量を３０８ｔ増加させることができるという効果を奏することができる。
本発明に係るコークス消火電車及びその減速停止制御装置は、基本的に以上のように構成される。

以下に、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御装置の作用、及び、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法について説明する。
図３は、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法が適用されるコークス消火電車の自動走行制御方法の一例を示すフローチャートである。図４は、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法の一例を示すフローチャートである。
以下では、コークス消火電車の自動走行制御方法及び減速停止制御方法は、図１に示す消火電車１０及びその制御装置２４によって、図５（ｂ）に示す速度パターンに基づいて実施されるものとして説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。

図３に示すように、コークス消火電車の自動走行制御方法では、まず、ステップＳ１０において、図５（ｂ）に示すように、出発位置から消火電車１０は自動走行を開始する。
次に、ステップＳ１２において、図５（ｂ）に示す速度パターンに基づいて、消火電車１０は、その最大加速レートで加速しながら自動走行（加速走行）する。
次いで、ステップＳ１２において、図５（ｂ）に示す速度パターンに基づいて、消火電車１０は、その最高速度で一定速度で自動走行（定速走行）する。
以上のステップＳ１２の加速走行及びステップＳ１４の低速走行においても、制御装置２４の速度検出器３２による速度検出及び検出された実速度に基づく速度制御器３０のインバータ制御による消火電車１０の自動走行制御が行われるが、状来公知の制御方法を適用することができるので、ここでは詳細な説明を省略する。

次に、ステップＳ１６において、図５（ｂ）に示すように、消火電車１０は、目標停止位置の手前に設けられた減速開始点に達すると、減速開始点からの自動減速走行が開始される。
こうして、ステップＳ１８において、消火電車１０では、速度制御器３０のインバータ（ＩＮＶ）制御による自動減速走行制御が行われる。
インバータ（ＩＮＶ）制御による自動減速走行制御が行われている間、ステップＳ２０において、速度検出器３２によって消火電車１０の実速度が検出される。

次に、ステップＳ２２において、実速度が目標停止位置で正確に停止可能な所定の低速度と比較され、低速度以下であれば、ステップＳ２４に移行し、ブレーキ制御器３８が、移動機ブレーキ２２、又は、移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８を動作させて、消火電車１０を目標停止位置に正確に停止させる。
一方、ステップＳ２２における比較の結果、実速度が所定の低速度超であれば、ステップ２８において、本発明の特徴とする実速度と速度パターンの目標速度との速度偏差に基づく減速制御を行い、ステップＳ１８のインバータ（ＩＮＶ）制御による自動減速走行制御に戻る。
本発明が適用されるコークス消火電車の自動走行制御方法は、基本的に、以上のように構成される。

図４に示す本発明のコークス消火電車の減速停止制御方法のフローチャートは、図３に示すコークス消火電車の自動走行制御方法のステップ２８の速度偏差に基づく減速制御を詳細に示すものである。図４に示す本発明法のフローチャートは、明確な説明のために、図３に示すステップＳ１８〜Ｓ２６も記載しているが、ここでは、その詳細な説明は省略する。
図４に示すように、まず、ステップＳ３０において、速度偏差演算器３４で消火電車１０の実速度とメモリ４０に記憶されている図５（ｂ）に示す速度パターンの目標速度（図２（ａ）参照）との速度偏差を演算する。

次に、ステップＳ３２において、比較器３６で、速度偏差をメモリ４０に記憶されている設定値（速度偏差の大きさの閾値Ｌ、及びその継続時間の設定時間Ｔ）と比較し、速度偏差が設定値以下（速度偏差の大きさが閾値Ｌを超えている状態の継続時間が設定時間Ｔ以下）の場合には、ステップＳ１８のインバータ（ＩＮＶ）制御による自動減速走行制御に戻る。
一方、ステップＳ３２の比較器３６における比較の結果、速度偏差が設定値を超えた場合、即ち、速度偏差の大きさが閾値Ｌを超えている状態の継続時間が設定時間Ｔを超えた時点で、ステップＳ３４に移行し、ブレーキ制御器３８が移動機ブレーキ２２を動作させて、消火電車１０（移動機１４）を強制的に減速する。

次に、ステップＳ３６において、移動機ブレーキ２２の動作によって減速中の消火電車１０の実速度を、ステップＳ２２と全く同様にして検出し、検出した実速度と目標速度との速度偏差を、ステップＳ３０と全く同様にして演算する。
この後、ステップＳ３８において、ステップＳ３２と全く同様にして、ステップＳ３６で演算された速度偏差と設定値（閾値Ｌ，設定時間Ｔ）とを比較する。
ステップＳ３８の比較の結果、速度偏差が設定値以下（速度偏差の大きさが閾値Ｌ超である状態の継続時間が設定時間Ｔ以下）に戻った時点で、ステップＳ４０に移行し、ブレーキ制御器３８が移動機ブレーキ２２を開放して、ステップＳ１８のインバータ（ＩＮＶ）制御による自動減速走行制御に戻る。

一方、ステップＳ３８の比較の結果、速度偏差が設定値を超えた場合、即ち、速度偏差の大きさの閾値Ｌ超の状態の継続時間が設定時間Ｔを超えた時点で、ステップＳ４２に移行し、ブレーキ制御器３８が、移動機ブレーキ２２に加えて、さらに貨車ブレーキ２８を動作させて、消火電車１０（移動機１４及び貨車１６）を強制的に減速する。
なお、貨車ブレーキ２８は、元来停止時の流れ防止のために使用しているので、走行中に動作させると、車輪、即ち従動輪２６が瞬時にロックしてしまい、必要な減速レートが得られない場合がある。このため、ステップＳ４２において、貨車ブレーキ２８の動作を連続して継続させる代わりに、速度偏差が設定値以下（所定偏差以内）になるまで、所定の一定時間動作と所定の一定時間開放との操作を交互に繰り返しても良い。

次に、ステップＳ４４において、ステップＳ３６と全く同様にして、移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８の併用動作によって減速中の消火電車１０の実速度を検出し、検出した実速度と目標速度との速度偏差を演算する。
この後、ステップＳ４６において、ステップＳ３８と全く同様にして、ステップＳ４４で演算された速度偏差と設定値（閾値Ｌ，設定時間Ｔ）とを比較する。
ステップＳ４６の比較の結果、速度偏差が設定値以下（速度偏差の大きさが閾値Ｌ超の状態の継続時間が設定時間Ｔ以下）に戻った時点で、ステップＳ４８に移行し、ブレーキ制御器３８が移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８を開放して、ステップＳ１８のインバータ（ＩＮＶ）制御による自動減速走行制御に戻る。

一方、ステップＳ３２の比較器３６における比較の結果、速度偏差が設定値（速度偏差の大きさの閾値Ｌ超の状態の継続時間が設定時間Ｔ）を超えている場合には、ステップＳ４２に移行し、ブレーキ制御器３８が移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８の併用動作を維持する状態を継続させるか、若しくは、移動機ブレーキ２２の動作の下、貨車ブレーキ２８の所定の一定時間動作と所定の一定時間開放との操作を交互に繰り返す。なお、移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８の併用動作を維持する場合には、直接、ステップＳ４４に移行するのが良い。
このような、ステップＳ４２のブレーキ制御器３８が移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８の併用動作の維持や、移動機ブレーキ２２の動作の下での、貨車ブレーキ２８の所定の一定時間動作と所定の一定時間開放との操作の交互も繰り返しと、ステップ４４の実速度の検出及び速度偏差の演算と、ステップＳ４６の速度偏差と設定値との比較は、速度偏差が設定値（閾値Ｌ）以下になり、ステップ４８の移動機ブレーキ２２及び貨車ブレーキ２８が開放されるまで繰り返される。

本発明のコークス消火電車の減速停止制御方法は、基本的に以上のように行われる。
これにより、消火電車の速度がインバータ制御による速度パターンの目標速度を超えて速度偏差が大きくなった場合でも、インバータ制御による減速レートより大きな減速レートで速度制御を行うことができ、速度偏差を一定以下とすることができる。
このように、本発明の減速停止制御方法を実施することにより、速度偏差を一定以下に制御可能なことが分かる。

以上、本発明に係るコークス消火電車の減速停止制御方法及び装置について種々の実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。

１０ コークス消火電車（消火電車）
１２ レール（軌条）
１４ 移動機
１６ 貨車
１８ａ 駆動輪（車輪）
１８ｂ，２６ 従動輪（車輪）
２０ 電動機（モータ）
２２ 移動機ブレーキ
２４ コークス消火電車の減速停止制御装置（制御装置）
２８ 貨車ブレーキ
３０ 速度制御器
３２ 速度検出器
３４ 速度偏差演算器
３６ 比較器
３８ ブレーキ制御器
４０ メモリ（レジスタ）

Claims (11)

1. コークス消火電車を駆動する電動機をインバータによって制御して前記消火電車の自動走行速度制御を行う際に、前記消火電車を目標停止位置の手前に設けた減速開始点から減速させ、前記目標停止位置で停止させるコークス消火電車の減速停止制御方法であって、
   前記消火電車の減速時において、予め設定された目標速度と実速度との速度偏差を監視し、
   該速度偏差が設定値を超えた場合には、前記消火電車のブレーキを動作させて強制的に前記消火電車を減速し、
   前記速度偏差が前記設定値以下に戻った場合には、前記消火電車のブレーキを開放し、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことを特徴とするコークス消火電車の減速停止制御方法。
2. 前記設定値は、前記速度偏差の大きさ、及び時間の設定値であり、
   前記速度偏差の大きさが前記大きさの設定値を超えた状態が前記時間の設定値を超えて継続された場合に、前記消火電車のブレーキを動作させて強制的に前記消火電車を減速することを特徴とする請求項1に記載のコークス消火電車の減速停止制御方法。
3. 前記速度偏差の大きさの設定値は、複数の実績値の平均値であり、
   前記速度偏差の時間の設定値は、誤動作が生じない時間に設定されることを特徴とする請求項２に記載のコークス消火電車の減速停止制御方法。
4. 前記消火電車のブレーキを動作させ、所定時間経過しても、前記速度偏差が前記設定値以下に戻らない場合には、
   さらに、前記消火電車の貨車側に取り付けられているブレーキを併用して動作させて、前記消火電車を強制的に減速させ、
   前記速度偏差が前記設定値以下に戻った時点で、前記消火電車のブレーキ及び前記貨車側のブレーキを開放して、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコークス消火電車の減速停止制御方法。
5. 前記消火電車のブレーキを動作させ、所定時間経過しても、前記速度偏差が前記設定値以下に戻らない場合には、さらに、
   前記消火電車の貨車側に取り付けられているブレーキを所定動作時間動作させ、前記消火電車を強制的に減速した後、前記貨車側のブレーキを所定開放時間開放することを、前記速度偏差が前記設定値以下に戻るまで繰り返し、
   前記速度偏差が前記設定値以下に戻った時点で、前記消火電車のブレーキ及び前記貨車側のブレーキを開放し、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコークス消火電車の減速停止制御方法。
6. 前記消火電車のブレーキは、前記消火電車の移動機の電磁ブレーキであり、前記貨車側のブレーキは、空気ブレーキであることを特徴とする請求項４又は５に記載のコークス消火電車の減速停止制御方法。
7. 前記消火電車が前記減速開始点に達したときに減速を開始させて減速走行状態にし、前記消火電車が前記目標停止位置に達したときに前記消火電車を停止させるように、前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御を行うと共に、
   前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御が行われている前記消火電車が前記目標停止位置に達したときに前記消火電車が停止するように、前記消火電車のブレーキを動作させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコークス消火電車の減速停止制御方法。
8. 移動機と、該移動機を駆動する電動機と、前記移動機に取り付けられる移動機ブレーキと、を備えるコークス消火電車を目標停止位置の手前に設けた減速開始点から減速させ、前記目標停止位置で停止させるコークス消火電車の減速停止制御装置であって、
   前記電動機をインバータによって制御して前記消火電車の自動走行速度制御を行う速度制御手段と、
   前記消火電車の実速度を検出する速度検出手段と、
   前記消火電車の減速時において、予め設定された目標速度と前記速度検出手段で検出された実速度との速度偏差を演算する速度偏差演算手段と、
   該速度偏差演算手段で演算された前記速度偏差と予め設定された設定値とを比較する比較手段と、
   該比較手段による比較の結果、前記速度偏差が前記設定値を超えた場合に、前記移動機ブレーキを動作させて強制的に前記消火電車を減速し、前記比較手段による比較の結果、前記移動機ブレーキの動作状態において前記速度偏差が前記設定値以下に戻れば、前記移動機ブレーキを開放し、前記速度制御手段の前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すブレーキ制御手段と、を有することを特徴とするコークス消火電車の減速停止制御装置。
9. 前記消火電車は、さらに、
   赤熱したコークスを積載し、前記移動機に牽引される貨車と、
   前記貨車側に取り付けられる貨車ブレーキと、を有し、
   前記ブレーキ制御手段は、前記比較手段による比較の結果、
   前記移動機ブレーキを動作させた状態で所定時間経過しても、前記速度偏差が前記設定値以下に戻らない場合には、さらに、前記貨車ブレーキを併用して動作させ、前記消火電車を強制的に減速し、
   前記移動機ブレーキ及び前記貨車ブレーキの併用動作状態において、前記速度偏差が前記設定値以下に戻った場合には、前記移動機ブレーキ及び前記貨車ブレーキを共に開放して、前記速度制御手段の前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことを特徴とする請求項８に記載のコークス消火電車の減速停止制御装置。
10. 前記ブレーキ制御手段は、前記比較手段による比較の結果、
    前記移動機ブレーキを動作させた状態で所定時間経過しても、前記速度偏差が前記設定値以下に戻らない場合には、前記速度偏差が前記設定値以下に戻るまで、さらに、前記貨車ブレーキを所定動作時間動作させること、及び、その後、前記貨車ブレーキを所定開放時間開放することを繰り返し、
    前記速度偏差が前記設定値以下に戻った時点で、前記移動機ブレーキ及び前記貨車ブレーキを開放し、前記速度制御手段の前記インバータによる前記消火電車の自動走行速度制御に戻すことを特徴とする請求項９に記載のコークス消火電車の減速停止制御装置。
11. 前記移動機ブレーキは、電磁ブレーキであり、前記貨車ブレーキは、空気ブレーキであることを特徴とする請求項９又は１０に記載のコークス消火電車の減速停止制御装置。

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