JP2735237B2 - 鉄道車両用制御装置 - Google Patents
鉄道車両用制御装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉄道車両の制御装置に係り、特に、駆動力、
ないし、ブレーキ力の制御手段を複数個備えた鉄道車
両、ないし、連結されて走行する一編成の鉄道車両等に
おける粘着性能の向上を図る鉄道車両の制御装置に関す
る。
ないし、ブレーキ力の制御手段を複数個備えた鉄道車
両、ないし、連結されて走行する一編成の鉄道車両等に
おける粘着性能の向上を図る鉄道車両の制御装置に関す
る。
鉄道車両は、その牽引力、または、制動力を車輪レー
ル間の粘着力により得ており、車輪周に加わる駆動力、
または、ブレーキ力が車輪レール間の粘着係数により定
まる限界値（粘着限界力と称する）を越すと、車輪は空
転ないし滑走を生じてしまい、所要の牽引力または制動
力が得られない。しかし、粘着係数は、レールの表面状
態等によつて0.05〜0.5位の間に大きくばらついてい
る。従つて、高速，高加速速度，大牽引力輸送など経済
性の高い鉄道車両を得るには、粘着係数の増大や有効利
用など、粘着性能の向上を図る必要がある。粘着係数を
増すには、レール表面に砂を撒いたりプラズマを照射す
るなどの方法が古くから行われている。また、空転、な
いし、滑走を検出するセンサを設け、その出力信号によ
つて、空転、ないし、滑走した車輪の駆動力、または、
ブレーキ力を減少させて再粘着（空転ないし滑走の速度
を零にする）を図り、粘着限界力をできるだけ有効に利
用するように駆動力、ないし、ブレーキ力を制御する手
段（これを再粘着制御装置と称する）等が実用化されて
いる。
ル間の粘着力により得ており、車輪周に加わる駆動力、
または、ブレーキ力が車輪レール間の粘着係数により定
まる限界値（粘着限界力と称する）を越すと、車輪は空
転ないし滑走を生じてしまい、所要の牽引力または制動
力が得られない。しかし、粘着係数は、レールの表面状
態等によつて0.05〜0.5位の間に大きくばらついてい
る。従つて、高速，高加速速度，大牽引力輸送など経済
性の高い鉄道車両を得るには、粘着係数の増大や有効利
用など、粘着性能の向上を図る必要がある。粘着係数を
増すには、レール表面に砂を撒いたりプラズマを照射す
るなどの方法が古くから行われている。また、空転、な
いし、滑走を検出するセンサを設け、その出力信号によ
つて、空転、ないし、滑走した車輪の駆動力、または、
ブレーキ力を減少させて再粘着（空転ないし滑走の速度
を零にする）を図り、粘着限界力をできるだけ有効に利
用するように駆動力、ないし、ブレーキ力を制御する手
段（これを再粘着制御装置と称する）等が実用化されて
いる。
また、特開昭60−91805号公報に開示されているよう
に、常に、最大粘着力を得るように制御することもでき
る。
に、常に、最大粘着力を得るように制御することもでき
る。
ところで、車輪・レール間の粘着係数は、前述のよう
に、レールの表面状態によつて大きなばらつきを示す。
また、速度の上昇とともに低下すること、いつたん空転
ないし滑走すると静摩擦から動摩擦の状態に移行するた
め摩擦係数が著るしく低下することなどが、従来から定
性的にわかつている。また、複数の駆動装置や制動装置
を備えた鉄道車両や複数の車両を連結して走行する一編
成の鉄道車両（列車）では、進行方向先頭の車輪や先頭
車両の各車輪の転動によつてレール表面を清掃するた
め、後続する車輪ないし連結された後続車両の車輪のレ
ール間の粘着係数はかなり改善され、高いレベルを示す
ことが最近の編成車両の粘着性能試験により明らかとな
った。
に、レールの表面状態によつて大きなばらつきを示す。
また、速度の上昇とともに低下すること、いつたん空転
ないし滑走すると静摩擦から動摩擦の状態に移行するた
め摩擦係数が著るしく低下することなどが、従来から定
性的にわかつている。また、複数の駆動装置や制動装置
を備えた鉄道車両や複数の車両を連結して走行する一編
成の鉄道車両（列車）では、進行方向先頭の車輪や先頭
車両の各車輪の転動によつてレール表面を清掃するた
め、後続する車輪ないし連結された後続車両の車輪のレ
ール間の粘着係数はかなり改善され、高いレベルを示す
ことが最近の編成車両の粘着性能試験により明らかとな
った。
一方、各駆動装置ないし制動装置ごちに、それぞれ、
独立した制御手段を備えた鉄道車両や複数の駆動装置、
ないし、制動装置をいくつかの群に分け、各群ごとに独
立した制御手段を備えた鉄道車両、および、複数の車両
を連結して走行する列車など複数の制御手段によつて駆
動力、ないし、ブレーキ力を制御するように構成した従
来の鉄道車両では、各制御手段に与えられる制御指令値
として各車輪へ加わる駆動力、ないし、ブレーキ力が平
均的な粘着限界力より小さくなるように、概ね、一定値
に設定されている。
独立した制御手段を備えた鉄道車両や複数の駆動装置、
ないし、制動装置をいくつかの群に分け、各群ごとに独
立した制御手段を備えた鉄道車両、および、複数の車両
を連結して走行する列車など複数の制御手段によつて駆
動力、ないし、ブレーキ力を制御するように構成した従
来の鉄道車両では、各制御手段に与えられる制御指令値
として各車輪へ加わる駆動力、ないし、ブレーキ力が平
均的な粘着限界力より小さくなるように、概ね、一定値
に設定されている。
従つて、空転ないし滑走をできるだけ生じさせないよ
うな制御指令値を設定した従来の鉄道車両では、粘着係
数のレベルが最も小さい先頭車輪で期待される粘着係数
を基準にした指令値レベルを設定する必要があるため、
鉄道車両、ないし、列車全体は真に粘着限界力を有効に
利用しているとはいえず、鉄道車両、ないし、列車が大
型化したり、効率が低下するなどの欠点があつた。
うな制御指令値を設定した従来の鉄道車両では、粘着係
数のレベルが最も小さい先頭車輪で期待される粘着係数
を基準にした指令値レベルを設定する必要があるため、
鉄道車両、ないし、列車全体は真に粘着限界力を有効に
利用しているとはいえず、鉄道車両、ないし、列車が大
型化したり、効率が低下するなどの欠点があつた。
また、各制御手段に前述の再粘着制御装置を設け、空
転、ないし、滑走した車輪の駆動力、または、ブレーキ
力を減少させ再粘着させるようにした従来の鉄道車両で
は、鉄道車両、ないし、列車全体として期待される粘着
係数を基準にした制御指令値を設定することができる
が、先頭側の車輪を含む制御単位には粘着限界力を超え
る駆動力、ないし、ブレーキ力が発生する機会が増加す
るため空転、滑走の頻度が増え、粘着性能や乗心地の悪
化を招いたり、場合によつては、大空転，滑走固着によ
る車輪，駆動装置，レール等の損傷や騒音の増加を招く
恐れがあつた。
転、ないし、滑走した車輪の駆動力、または、ブレーキ
力を減少させ再粘着させるようにした従来の鉄道車両で
は、鉄道車両、ないし、列車全体として期待される粘着
係数を基準にした制御指令値を設定することができる
が、先頭側の車輪を含む制御単位には粘着限界力を超え
る駆動力、ないし、ブレーキ力が発生する機会が増加す
るため空転、滑走の頻度が増え、粘着性能や乗心地の悪
化を招いたり、場合によつては、大空転，滑走固着によ
る車輪，駆動装置，レール等の損傷や騒音の増加を招く
恐れがあつた。
なお、最近の鉄道車両では、各車輪、ないし、各車両
に加わる垂直荷重の大きさに見合つて駆動力、ないし、
ブレーキ力を増減させる応荷重補償や電気的軸重補償等
の制御手段も行なわれているがこれらはいずれも各車輪
ないし各車両の駆動力、ないし、ブレーキ力と垂直荷重
との比を概ね一定値にして粘着性能の向上を図るように
したもので、各制御単位での車輪レール間の粘着限界力
を有効に利用することが考慮されておらず、鉄道車両の
大型化、効率の低下、騒音の増加，乗心地の悪化などを
招くおそれがあつた。
に加わる垂直荷重の大きさに見合つて駆動力、ないし、
ブレーキ力を増減させる応荷重補償や電気的軸重補償等
の制御手段も行なわれているがこれらはいずれも各車輪
ないし各車両の駆動力、ないし、ブレーキ力と垂直荷重
との比を概ね一定値にして粘着性能の向上を図るように
したもので、各制御単位での車輪レール間の粘着限界力
を有効に利用することが考慮されておらず、鉄道車両の
大型化、効率の低下、騒音の増加，乗心地の悪化などを
招くおそれがあつた。
本発明の目的は、電動車両を複数連結して走行する一
編成の鉄道車両における粘着性能の向上を図る鉄道車両
の制御装置を提供することにある。
編成の鉄道車両における粘着性能の向上を図る鉄道車両
の制御装置を提供することにある。
上記目的は、1.複数の独立した車両で編成され、連結
されて走行する一編成の鉄道車両であり、付随車両と電
動車両を複数連結して総括制御する鉄道車両の制御装置
において、一編成中の前記複数の電動車両は個々に期待
される粘着係数相当の補正係数を設定して電動機発生ト
ルクを制御する制御手段を備え、前記一編成鉄道車両内
に最前部に位置する前記電動車両は最後部に位置する前
記電動車両の電動機発生トルクより小さくなるように前
記補正係数を設定する手段を備えることにより達成され
る。
されて走行する一編成の鉄道車両であり、付随車両と電
動車両を複数連結して総括制御する鉄道車両の制御装置
において、一編成中の前記複数の電動車両は個々に期待
される粘着係数相当の補正係数を設定して電動機発生ト
ルクを制御する制御手段を備え、前記一編成鉄道車両内
に最前部に位置する前記電動車両は最後部に位置する前
記電動車両の電動機発生トルクより小さくなるように前
記補正係数を設定する手段を備えることにより達成され
る。
複数の電動車両を連結して走行する一編成の鉄道車両
では、先頭車両の車輪レール間の粘着係数が後続車両よ
り小さい。これは先頭車両の車輪がレール面を転がった
結果その清掃作用により後続車両の車輪レール間の粘着
係数が増加するためである。
では、先頭車両の車輪レール間の粘着係数が後続車両よ
り小さい。これは先頭車両の車輪がレール面を転がった
結果その清掃作用により後続車両の車輪レール間の粘着
係数が増加するためである。
本発明においては、先頭と後続の電動車両とでは通過
するレールとの粘着係数が異なることに着目して、編成
列車の進行方向最前部電動車両の発生トルクを最後部電
動車両よりも電動機の発生トルクを小さくするので、最
前部電動車両の空転、滑走の機会が減り、後部電動車両
となるに従い発生トルクを粘着係数に見合って増加させ
ることができ、編成列車全体のトルクを減少させること
がない。
するレールとの粘着係数が異なることに着目して、編成
列車の進行方向最前部電動車両の発生トルクを最後部電
動車両よりも電動機の発生トルクを小さくするので、最
前部電動車両の空転、滑走の機会が減り、後部電動車両
となるに従い発生トルクを粘着係数に見合って増加させ
ることができ、編成列車全体のトルクを減少させること
がない。
以下、本発明の一実施例を第１図から第３図により詳
細に説明する。第１図は本発明をチヨツパ式電気車に適
用した場合の駆動時の一実施例の制御ブロツク図であ
り、第２図は第１図のように構成した制御装置を三個用
いて六軸の鉄道車両を構成した場合の制御ブロック図を
示し、第３図は第２図のように構成した本発明の一実施
例における粘着限界力fmaxと駆動力Ｆおよび粘着限界力
指令回路の補正係数KFの関係を示す説明図である。
細に説明する。第１図は本発明をチヨツパ式電気車に適
用した場合の駆動時の一実施例の制御ブロツク図であ
り、第２図は第１図のように構成した制御装置を三個用
いて六軸の鉄道車両を構成した場合の制御ブロック図を
示し、第３図は第２図のように構成した本発明の一実施
例における粘着限界力fmaxと駆動力Ｆおよび粘着限界力
指令回路の補正係数KFの関係を示す説明図である。
第１図において、PGは集積装置を、FLはフイルタ回路
を構成するリアクトルを、FCはフイルタコンデンサを、
A1,A2は直流電動機の電機子を、F1,F2は直流電動機の界
磁巻線を、MSLは平滑用リアクトルを、CHはチヨツパ
を、Ｄはフリーホイールダイオードを、DCCTは電流検出
器を、それぞれ、示す。また、RVは運転室に設置された
主幹制御器（図示せず）からの指令により電機子A1,A2
の接続を前進、または、後進方向に切換えるための転換
器である。また、１はチヨツパ制御装置を示し、比較演
算回路２、及び、移相回路３等で構成され、駆動力指令
信号Icと電流検出器DCCTによつて検出された電動機電流
Imとを比較演算回路２で比較演算し、この比較結果に基
づく移相回路３からの制御信号によりチヨツパCHにおけ
る通流率を制御して駆動力を制御する。
を構成するリアクトルを、FCはフイルタコンデンサを、
A1,A2は直流電動機の電機子を、F1,F2は直流電動機の界
磁巻線を、MSLは平滑用リアクトルを、CHはチヨツパ
を、Ｄはフリーホイールダイオードを、DCCTは電流検出
器を、それぞれ、示す。また、RVは運転室に設置された
主幹制御器（図示せず）からの指令により電機子A1,A2
の接続を前進、または、後進方向に切換えるための転換
器である。また、１はチヨツパ制御装置を示し、比較演
算回路２、及び、移相回路３等で構成され、駆動力指令
信号Icと電流検出器DCCTによつて検出された電動機電流
Imとを比較演算回路２で比較演算し、この比較結果に基
づく移相回路３からの制御信号によりチヨツパCHにおけ
る通流率を制御して駆動力を制御する。
R1,R2およびDCPTは空転検出用の抵抗器と電圧検出器
であり、車輪の空転により電機子A1とA2との間に生じる
逆起電力の不平衡電圧ΔＥが電圧検出器DCPTで検出され
る。この検出量ΔＥは比較演算回路２に入力され、空転
量に見合つて駆動力を減少させ、再粘着制御される。
であり、車輪の空転により電機子A1とA2との間に生じる
逆起電力の不平衡電圧ΔＥが電圧検出器DCPTで検出され
る。この検出量ΔＥは比較演算回路２に入力され、空転
量に見合つて駆動力を減少させ、再粘着制御される。
駆動力の指令は、基準パターン発生回路４により、所
望の駆動力基準パターンIpが与えられ、粘着限界力指令
回路５によつてIpを制御装置により駆動される車輪群に
おける期待粘着係数に見合つて補正し、駆動力指令信号
Icを出力する。ここで、駆動力基準パターンIpは、制御
装置を複数個備えた鉄道車両で要請される牽引力を各制
御装置で均等に負担するような基準値が設定される。ま
た、粘着限界力指令回路５では、制御装置により駆動さ
れる車輪群が鉄道車両で配置された軸位によつて決まる
期待粘着係数相当の駆動力指令信号Icを出力するように
補正係数を設定する。又、鉄道車両の進行方向によつ
て、軸位が変更され期待粘着係数も異なつた値となるた
め、運転室に設置された主幹制御器（図示せず）から前
後進切換信号Revを受信し、これによつて補正係数が変
更されるように構成する。
望の駆動力基準パターンIpが与えられ、粘着限界力指令
回路５によつてIpを制御装置により駆動される車輪群に
おける期待粘着係数に見合つて補正し、駆動力指令信号
Icを出力する。ここで、駆動力基準パターンIpは、制御
装置を複数個備えた鉄道車両で要請される牽引力を各制
御装置で均等に負担するような基準値が設定される。ま
た、粘着限界力指令回路５では、制御装置により駆動さ
れる車輪群が鉄道車両で配置された軸位によつて決まる
期待粘着係数相当の駆動力指令信号Icを出力するように
補正係数を設定する。又、鉄道車両の進行方向によつ
て、軸位が変更され期待粘着係数も異なつた値となるた
め、運転室に設置された主幹制御器（図示せず）から前
後進切換信号Revを受信し、これによつて補正係数が変
更されるように構成する。
第２図及び第３図は六個の駆動輪（W1〜W6）を備えた
鉄道車両７に本発明の一実施例として第１図に示した制
御装置を三台設置した場合の態様について示しており、
各制御装置は説明に必要な部分のみを表示している。図
において、第２図中に表示した進行方向における先頭車
輪をW1とし、後続の車輪は、順次、W2からW6の記号で示
し、これらの車輪を駆動する直流電動機もM1からM6で示
している。CH1は電動機M1,M2の駆動力を制御するための
チヨツパを、11はチヨツパ制御装置を、15は粘着限界力
指令回路を、14は基準パターン発生回路をそれぞれ示
し、これらを一群の制御単位と称する。また、車輪W3,W
4に設置した直流電動機M3,M4の駆動力を制御する二群の
制御単位は、チヨツパCH2,チヨツパ制御装置21,基準パ
ターン発生回路24,および、粘着限界力指令回路25で、
車輪W5,W6に設置した直流電動機M5,M6の駆動力を制御す
る三群の制御単位はチヨツパCH3,チヨツパ制御装置31,
基準パターン発生回路34および粘着限界力指令回路35に
よつて構成されている。なお、６は主幹制御器であり、
運転手の操作により第１図に示した転換器RVが動作して
進行方向の変更とともに前後進切換信号Revが発信され
る。
鉄道車両７に本発明の一実施例として第１図に示した制
御装置を三台設置した場合の態様について示しており、
各制御装置は説明に必要な部分のみを表示している。図
において、第２図中に表示した進行方向における先頭車
輪をW1とし、後続の車輪は、順次、W2からW6の記号で示
し、これらの車輪を駆動する直流電動機もM1からM6で示
している。CH1は電動機M1,M2の駆動力を制御するための
チヨツパを、11はチヨツパ制御装置を、15は粘着限界力
指令回路を、14は基準パターン発生回路をそれぞれ示
し、これらを一群の制御単位と称する。また、車輪W3,W
4に設置した直流電動機M3,M4の駆動力を制御する二群の
制御単位は、チヨツパCH2,チヨツパ制御装置21,基準パ
ターン発生回路24,および、粘着限界力指令回路25で、
車輪W5,W6に設置した直流電動機M5,M6の駆動力を制御す
る三群の制御単位はチヨツパCH3,チヨツパ制御装置31,
基準パターン発生回路34および粘着限界力指令回路35に
よつて構成されている。なお、６は主幹制御器であり、
運転手の操作により第１図に示した転換器RVが動作して
進行方向の変更とともに前後進切換信号Revが発信され
る。
第３図は第２図の構成とした鉄道車両の表示された進
行方向での粘着限界力fmaxの分布傾向と各制御単位で与
えられる駆動力Ｆの関係を示している。なお、図中の破
線は鉄道車両において要請される牽引力の1/3に相当す
る平均駆動力Fmであり、基準パターンを発生回路14,24,
34には、このFmに相当する駆動力基準パターンIpが設定
される。図から、先頭車輪W1を含む一群の制御単位では
レール表面の影響を直接受け易く、特に、雨天時には雨
水とともにレール表面に錆が発生するなどの影響で粘着
限界力はかなり低下した値を示す。一方、二群及び三群
の制御単位では先行する車輪W1,W2の転動によつてレー
ル表面が清掃されるため粘着限界力が、順次、増加して
いる。そこで、本発明の一実施例では上記粘着限界力傾
向に見合つた各制御単位における駆動力指令信号Icが出
力されるように補正係数KF1（Ic1−IpまたはIc1/Ip）〜
KF3を決定し、各粘着限界力指令回路15,25,35に設定さ
れる。
行方向での粘着限界力fmaxの分布傾向と各制御単位で与
えられる駆動力Ｆの関係を示している。なお、図中の破
線は鉄道車両において要請される牽引力の1/3に相当す
る平均駆動力Fmであり、基準パターンを発生回路14,24,
34には、このFmに相当する駆動力基準パターンIpが設定
される。図から、先頭車輪W1を含む一群の制御単位では
レール表面の影響を直接受け易く、特に、雨天時には雨
水とともにレール表面に錆が発生するなどの影響で粘着
限界力はかなり低下した値を示す。一方、二群及び三群
の制御単位では先行する車輪W1,W2の転動によつてレー
ル表面が清掃されるため粘着限界力が、順次、増加して
いる。そこで、本発明の一実施例では上記粘着限界力傾
向に見合つた各制御単位における駆動力指令信号Icが出
力されるように補正係数KF1（Ic1−IpまたはIc1/Ip）〜
KF3を決定し、各粘着限界力指令回路15,25,35に設定さ
れる。
また、進行方向が反転した場合には（車輪W6が先頭に
なる）粘着限界力傾向も反対になるので前後進切換信号
Revによつて、補正係数KF1〜KF3が変更され各駆動力指
令信号Icは、常に、車輪群で期待される粘着係数に見合
つて出力される。なお、補正係数は鉄道車両の車輪配置
や編成状況によつて異なつた値が設定されるが、最大補
正係数（IpとIcの比）は一般的に±10％程度の値であ
る。
なる）粘着限界力傾向も反対になるので前後進切換信号
Revによつて、補正係数KF1〜KF3が変更され各駆動力指
令信号Icは、常に、車輪群で期待される粘着係数に見合
つて出力される。なお、補正係数は鉄道車両の車輪配置
や編成状況によつて異なつた値が設定されるが、最大補
正係数（IpとIcの比）は一般的に±10％程度の値であ
る。
実施例によれば、複数の制御手段を備えた鉄道車両に
おける各制御単位当りの駆動力は制御単位で駆動される
車輪群における期待粘着係数相当に制御されるので、空
転の発生頻度が著しく減少し、空転による駆動装置や車
輪・レールの損耗や乗心地の悪化などを防ぐことができ
る。また、各制御単位における駆動力と粘着限界力は、
常に、近接して制御されており、空転を発生しても、大
空転に至らず、若干駆動力を減少させることにより容易
に再粘着するなど粘着性能の向上に効果がある。
おける各制御単位当りの駆動力は制御単位で駆動される
車輪群における期待粘着係数相当に制御されるので、空
転の発生頻度が著しく減少し、空転による駆動装置や車
輪・レールの損耗や乗心地の悪化などを防ぐことができ
る。また、各制御単位における駆動力と粘着限界力は、
常に、近接して制御されており、空転を発生しても、大
空転に至らず、若干駆動力を減少させることにより容易
に再粘着するなど粘着性能の向上に効果がある。
なお、第２図では、一両の鉄道車両について示してい
るが、連結されて走行する一編成の鉄道車両についても
適用でき同様の効果を示す。それは第２図の独立制御さ
れる各群が、それぞれ連結された独立した車両に属する
と見なして列車を編成すればよい。このように、電動車
と付随車を多数連結した列車では、各制御単位の間によ
り多くの車輪が介在するため、各制御単位における期待
粘着係数の偏差分が大きく、本発明の適用により、さら
に、効果的な粘着性能の向上が期待できる。
るが、連結されて走行する一編成の鉄道車両についても
適用でき同様の効果を示す。それは第２図の独立制御さ
れる各群が、それぞれ連結された独立した車両に属する
と見なして列車を編成すればよい。このように、電動車
と付随車を多数連結した列車では、各制御単位の間によ
り多くの車輪が介在するため、各制御単位における期待
粘着係数の偏差分が大きく、本発明の適用により、さら
に、効果的な粘着性能の向上が期待できる。
第４図は本発明の他の実施例を示す。第４図は、駆動
力指令信号Icを制御装置で駆動される車輪群の期待粘着
係数相当に設定した本発明の制御装置において、設定さ
れた時間内に所定の頻度以上に空転が発生した場合これ
を検出して粘着限界力指令回路45に設定した補正係数を
修正する粘着限界力修正回路41を備えている。粘着限界
力修正回路41は、例えば、第５図に示すように、積分器
51,リセツト回路52,タイマ53及び不感帯要素54などで構
成される。すなわち、積分器51は、ダイオードｄと抵抗
ｒ及びコンデンサｃよりなる積分回路に空転検出信号Δ
Ｅを入力して、その積分値を求める。また、積分回路に
はリセツト回路52が並設されており、タイマ53によつて
設定された時間ごとに積分値はリセツトされる。不感帯
要素54では、積分値が設定値ｅを超えた時、出力信号Er
を出力し、この出力信号によつて粘着限界力指令回路45
に設定された補正係数を減算することにより駆動力指令
信号Icをその時点の期待粘着係数相当値に修正するよう
に構成している。
力指令信号Icを制御装置で駆動される車輪群の期待粘着
係数相当に設定した本発明の制御装置において、設定さ
れた時間内に所定の頻度以上に空転が発生した場合これ
を検出して粘着限界力指令回路45に設定した補正係数を
修正する粘着限界力修正回路41を備えている。粘着限界
力修正回路41は、例えば、第５図に示すように、積分器
51,リセツト回路52,タイマ53及び不感帯要素54などで構
成される。すなわち、積分器51は、ダイオードｄと抵抗
ｒ及びコンデンサｃよりなる積分回路に空転検出信号Δ
Ｅを入力して、その積分値を求める。また、積分回路に
はリセツト回路52が並設されており、タイマ53によつて
設定された時間ごとに積分値はリセツトされる。不感帯
要素54では、積分値が設定値ｅを超えた時、出力信号Er
を出力し、この出力信号によつて粘着限界力指令回路45
に設定された補正係数を減算することにより駆動力指令
信号Icをその時点の期待粘着係数相当値に修正するよう
に構成している。
なお、粘着限界力修正回路41によつて修正された粘着
限界力指令回路45の補正係数は、運転室等に設けたリセ
ツト回路，別設したタイマによるリセツト回路（いずれ
も図示せず）等によるリセツト操作を行なうまで継続す
ることが望ましい。
限界力指令回路45の補正係数は、運転室等に設けたリセ
ツト回路，別設したタイマによるリセツト回路（いずれ
も図示せず）等によるリセツト操作を行なうまで継続す
ることが望ましい。
本発明の制御装置では、粘着係数のレベルが大きく変
動する各種の天候条件下でも、常に、各制御単位での駆
動力を期待粘着係数付近に設定し、適応制御することが
でき、粘着性能の向上がより顕著となる。
動する各種の天候条件下でも、常に、各制御単位での駆
動力を期待粘着係数付近に設定し、適応制御することが
でき、粘着性能の向上がより顕著となる。
第６図は本発明をブレーキ制御に適用した場合の一実
施例を示す回生ブレーキ装置のブロツク図である。図か
ら、61は運転室に設置されたブレーキ弁を、62はブレー
キ弁61の指令にもとずき必要なブレーキ力に相当する基
準パターンIBPを発生する基準パターン発生回路を、63
はブレーキ制御単位によつてブレーキ操作が行われる車
輪群の期待粘着係数に見合つて基準パターン発生回路の
出力を補正し、ブレーキ力指令信号IBCを出力する粘着
限界力指令回路を示す。粘着限界力指令回路63の構成は
第１図、および、第２図に示した粘着限界力指令回路5,
15,25,35と同一である。
施例を示す回生ブレーキ装置のブロツク図である。図か
ら、61は運転室に設置されたブレーキ弁を、62はブレー
キ弁61の指令にもとずき必要なブレーキ力に相当する基
準パターンIBPを発生する基準パターン発生回路を、63
はブレーキ制御単位によつてブレーキ操作が行われる車
輪群の期待粘着係数に見合つて基準パターン発生回路の
出力を補正し、ブレーキ力指令信号IBCを出力する粘着
限界力指令回路を示す。粘着限界力指令回路63の構成は
第１図、および、第２図に示した粘着限界力指令回路5,
15,25,35と同一である。
ブレーキ力指令信号IBCはチヨツパ制御装置の比較演
算回路２に入力され、チヨツパCHによる回生ブレーキが
行なわれる。
算回路２に入力され、チヨツパCHによる回生ブレーキが
行なわれる。
ブレーキ力指令信号IBCはパイロツト弁増幅器64およ
びパイロツト弁65にも送信され、電気信号に見合つた空
気圧に変換され中継弁66を介してブレーキシリンダBCに
空気圧を供給し、空気ブレーキの操作が行なわれる。な
お、67は比較器であり電流検出器DCCTにより回生ブレー
キ電流Imを検出して基準値と比較し、回生ブレーキ力が
不足した場合に空気ブレーキ力を増加させ補足ブレーキ
制御が行われる。
びパイロツト弁65にも送信され、電気信号に見合つた空
気圧に変換され中継弁66を介してブレーキシリンダBCに
空気圧を供給し、空気ブレーキの操作が行なわれる。な
お、67は比較器であり電流検出器DCCTにより回生ブレー
キ電流Imを検出して基準値と比較し、回生ブレーキ力が
不足した場合に空気ブレーキ力を増加させ補足ブレーキ
制御が行われる。
本発明のブレーキ制御装置は各制御単位のブレーキ力
が車輪群の期待粘着係数に見合つて設定されるため、ブ
レーキ時の粘着性能も駆動時と同様に向上させることが
できる。また、付随車と電動車が連結された一編成の鉄
道車両のブレーキ制御の場合、付随車のブレーキは空気
ブレーキのみで与えられ、一般に、再粘着制御が実施さ
れていない。従つて、鉄道車両の必要な制動力を各制御
単位で等分に負担した従来の制御装置では、先頭の制御
単位（一般に付随車が配置されている）で滑走・固着が
生じ易く騒音の増大，乗心地の悪化等が多発していた。
が車輪群の期待粘着係数に見合つて設定されるため、ブ
レーキ時の粘着性能も駆動時と同様に向上させることが
できる。また、付随車と電動車が連結された一編成の鉄
道車両のブレーキ制御の場合、付随車のブレーキは空気
ブレーキのみで与えられ、一般に、再粘着制御が実施さ
れていない。従つて、鉄道車両の必要な制動力を各制御
単位で等分に負担した従来の制御装置では、先頭の制御
単位（一般に付随車が配置されている）で滑走・固着が
生じ易く騒音の増大，乗心地の悪化等が多発していた。
本発明によれば、各制御単位におけるブレーキ力を制
御単位に連結した車輪群の期待粘着係数に見合つて増減
させ、かつ、鉄道車両全体として所望の制動力が得られ
るように構成したので、滑走・固着による問題点を回避
することができ、効率や信頼性も向上する。
御単位に連結した車輪群の期待粘着係数に見合つて増減
させ、かつ、鉄道車両全体として所望の制動力が得られ
るように構成したので、滑走・固着による問題点を回避
することができ、効率や信頼性も向上する。
なお、本発明はチヨツパ式車両のみでなく、駆動機
構、ないし、ブレーキ機構を備えたすべての鉄道車両、
および、列車，モノレール等の軌道車両にも適用でき
る。
構、ないし、ブレーキ機構を備えたすべての鉄道車両、
および、列車，モノレール等の軌道車両にも適用でき
る。
本発明によれば、複数の制御手段を備えた鉄道車両、
ないし、連結されて走行する一編成の鉄道車両におい
て、車輪レール間の粘着力を最大限有効に牽引力、ない
し、制動力として利用することができ、粘着性能を向上
することができる。
ないし、連結されて走行する一編成の鉄道車両におい
て、車輪レール間の粘着力を最大限有効に牽引力、ない
し、制動力として利用することができ、粘着性能を向上
することができる。
第１図は本発明の一実施例の制御系統図、第２図は鉄道
車両の制御ブロツク図、第３図は第２図の粘着限界力と
駆動力および補正係数の関係の説明図、第４図は本発明
の他の実施例の駆動時の制御系統図、第５図は第４図の
粘着限界力修で回路のブロツク図、第６図は本発明のブ
レーキ時の制御系統図である。 4,14,24,34,62…基準パターン発生回路、5,15,25,35,4
5,63…粘着限界力指令回路、41…粘着限界力修正回路。
車両の制御ブロツク図、第３図は第２図の粘着限界力と
駆動力および補正係数の関係の説明図、第４図は本発明
の他の実施例の駆動時の制御系統図、第５図は第４図の
粘着限界力修で回路のブロツク図、第６図は本発明のブ
レーキ時の制御系統図である。 4,14,24,34,62…基準パターン発生回路、5,15,25,35,4
5,63…粘着限界力指令回路、41…粘着限界力修正回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−130706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−140607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−31403（ＪＰ，Ａ) 実願 昭51−28731号（実開 昭52− 122403号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】複数の独立した車両で編成され、連結され
て走行する一編成の鉄道車両であり、付随車両と電動車
両を複数連結して総括制御する鉄道車両の制御装置にお
いて、一編成中の前記複数の電動車両は個々に期待され
る粘着係数相当の補正係数を設定して電動機発生トルク
を制御する制御手段を備え、前記一編成鉄道車両内に最
前部に位置する前記電動車両は最後部に位置する前記電
動車両の電動機発生トルクより小さくなるように前記補
正係数を設定する手段を備えたことを特徴とする鉄道車
両用制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63222384A JP2735237B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 鉄道車両用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63222384A JP2735237B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 鉄道車両用制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274105A JPH0274105A (ja) | 1990-03-14 |
| JP2735237B2 true JP2735237B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=16781514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63222384A Expired - Fee Related JP2735237B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 鉄道車両用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735237B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07131253A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-05-19 | Fujitsu Ltd | 高周波乗算回路 |
| JP4636757B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2011-02-23 | 日本車輌製造株式会社 | 鉄道車両の駆動装置 |
| IT201700064371A1 (it) * | 2017-06-12 | 2018-12-12 | Faiveley Transport Italia Spa | Procedimento per la valutazione della contaminazione di una rotaia, particolarmente per un veicolo ferroviario. |
| CN114791366A (zh) * | 2021-01-25 | 2022-07-26 | 克诺尔车辆设备(苏州)有限公司 | 轨道车辆轮轨粘着系数的测量方法、装置及计算机存储介质 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52122403U (ja) * | 1976-03-12 | 1977-09-17 | ||
| JPS58130706A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-08-04 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電気車制御方式 |
| JPS6331403A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-10 | Railway Technical Res Inst | インバ−タ制御電気車の空転時再粘着制御方法 |
| JPS63140607A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | Hitachi Ltd | 列車制御方式 |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP63222384A patent/JP2735237B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0274105A (ja) | 1990-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |