JP3227738B2 - 電気車制動制御装置 - Google Patents
電気車制動制御装置Info
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- JP3227738B2 JP3227738B2 JP28857891A JP28857891A JP3227738B2 JP 3227738 B2 JP3227738 B2 JP 3227738B2 JP 28857891 A JP28857891 A JP 28857891A JP 28857891 A JP28857891 A JP 28857891A JP 3227738 B2 JP3227738 B2 JP 3227738B2
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気制動と空気制動
とを併用した電気車の制動制御装置に関するものであ
る。
とを併用した電気車の制動制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の電気車制動制御装置を示
すブロック図であり、図において1は駆動用制御装置の
主回路、2は主回路1を制御する制御回路で1と2とで
駆動用制御装置を構成する。3は上記駆動用制御装置で
駆動される主電動機であり、図示していない歯車装置を
介して4の車軸を回転させる。5は車軸の両端に取りつ
けられた車輪4に押し当てて車輪4の回転を停止させる
為の制輪子、6は制輪子5を車輪4に押し当てるため圧
縮空気により操作される操作機構、7は電気信号を空気
圧力に変換する電空変換装置、8は図示されていない運
転台の制動ハンドルからの指令を受けて制動力パターン
を発生するパターン発生回路、9はパターン発生回路8
の出力から制御回路2の電気制動力フィードバック信号
を減算して電空変換装置7への入力とする減算回路であ
る。
すブロック図であり、図において1は駆動用制御装置の
主回路、2は主回路1を制御する制御回路で1と2とで
駆動用制御装置を構成する。3は上記駆動用制御装置で
駆動される主電動機であり、図示していない歯車装置を
介して4の車軸を回転させる。5は車軸の両端に取りつ
けられた車輪4に押し当てて車輪4の回転を停止させる
為の制輪子、6は制輪子5を車輪4に押し当てるため圧
縮空気により操作される操作機構、7は電気信号を空気
圧力に変換する電空変換装置、8は図示されていない運
転台の制動ハンドルからの指令を受けて制動力パターン
を発生するパターン発生回路、9はパターン発生回路8
の出力から制御回路2の電気制動力フィードバック信号
を減算して電空変換装置7への入力とする減算回路であ
る。
【0003】次に動作について説明する。パターン発生
回路8の出力は、駆動用制御装置の制御回路2に電気制
動力指令として入力される。制御回路2は、駆動用制御
装置の主回路1を制御して電気制動力が指令値通りとな
る様に制御する。但し電気制動が回生制動の場合、主回
路1の電源側につながる回生負荷が十分でない場合は、
回生負荷の量に見合った形で電気制動力が制限されるの
で、この場合には実際の電気制動力は電気制動力指令よ
りも小さな値となってしまう。
回路8の出力は、駆動用制御装置の制御回路2に電気制
動力指令として入力される。制御回路2は、駆動用制御
装置の主回路1を制御して電気制動力が指令値通りとな
る様に制御する。但し電気制動が回生制動の場合、主回
路1の電源側につながる回生負荷が十分でない場合は、
回生負荷の量に見合った形で電気制動力が制限されるの
で、この場合には実際の電気制動力は電気制動力指令よ
りも小さな値となってしまう。
【0004】制御回路2で検出された実電気制動力はフ
ィードバックされて、パターン発生回路8の出力から減
算回路9において減算される。パターン発生回路の出力
をTP、フィードバックされる電気制動力をTE、減算
回路9の出力をTAとすれば、 TA=TP−TE となり、制動力指令TPに対して実際に作用している電
気制動力TEとの差分、即ち不足制動力がTAとして得
られる。
ィードバックされて、パターン発生回路8の出力から減
算回路9において減算される。パターン発生回路の出力
をTP、フィードバックされる電気制動力をTE、減算
回路9の出力をTAとすれば、 TA=TP−TE となり、制動力指令TPに対して実際に作用している電
気制動力TEとの差分、即ち不足制動力がTAとして得
られる。
【0005】この不足制動力信号が電空変換装置7で空
気圧力に変換されて操作機構6を操作して制輪子5を車
輪4に押し当てて、いわゆる空気制動力を作用させる。
従って車軸4当りの総合制動力TBは、電気制動力TE
と空気制動力TAとの和となるので、
気圧力に変換されて操作機構6を操作して制輪子5を車
輪4に押し当てて、いわゆる空気制動力を作用させる。
従って車軸4当りの総合制動力TBは、電気制動力TE
と空気制動力TAとの和となるので、
【0006】 TB=TE+TA =TE+(TP−TE) =TP となり、制動力指令TP通りの制動力が作用することに
なる。
なる。
【0007】以上は、電気制動と空気制動との協調制御
の原理であるが、実際の電気車では構成がやや複雑とな
る。図2に示すように電気制動力を発生する駆動用制御
装置1,2と空気制動力を発生する電空変換装置7とが
1対1に対応しておれば問題無いが、通常の電気車にお
いては、電空変換装置7と図示していないが、付随する
弁類の寸法・重量・コストの関係上、電空変換装置7
は、台車(2軸)当り、あるいは車両(4軸)当りに1
台しか設けていない。このような空気制動システムを有
する電気車において、駆動時の粘着性能や車両としての
冗長性を向上させる目的で、駆動用制御装置の制御単位
を各軸単位とすることがある。
の原理であるが、実際の電気車では構成がやや複雑とな
る。図2に示すように電気制動力を発生する駆動用制御
装置1,2と空気制動力を発生する電空変換装置7とが
1対1に対応しておれば問題無いが、通常の電気車にお
いては、電空変換装置7と図示していないが、付随する
弁類の寸法・重量・コストの関係上、電空変換装置7
は、台車(2軸)当り、あるいは車両(4軸)当りに1
台しか設けていない。このような空気制動システムを有
する電気車において、駆動時の粘着性能や車両としての
冗長性を向上させる目的で、駆動用制御装置の制御単位
を各軸単位とすることがある。
【0008】この実施例を図3に示す。図において、図
2と同一記号をつけたものは図2と同一の物を表わし、
添字aをつけたものは、第2の車軸に関する装置であ
り、図2と同一の数字の物は図2の物と同一機能を有す
る。即ち1aは駆動用制御装置の主回路、2aは駆動用制御
装置の制御回路、3aは主電動機、4aは第2の車軸、5aは
制輪子、6aは圧縮空気による操作機構である。10はそれ
ぞれの駆動用制御装置の制御回路2,2aから出力される
電気制動力フィードバック信号を受けて平均値を演算す
る平均値回路であり、平均値回路10の出力は減算回路9
に入力されてパターン発生回路8の出力から減算され
る。
2と同一記号をつけたものは図2と同一の物を表わし、
添字aをつけたものは、第2の車軸に関する装置であ
り、図2と同一の数字の物は図2の物と同一機能を有す
る。即ち1aは駆動用制御装置の主回路、2aは駆動用制御
装置の制御回路、3aは主電動機、4aは第2の車軸、5aは
制輪子、6aは圧縮空気による操作機構である。10はそれ
ぞれの駆動用制御装置の制御回路2,2aから出力される
電気制動力フィードバック信号を受けて平均値を演算す
る平均値回路であり、平均値回路10の出力は減算回路9
に入力されてパターン発生回路8の出力から減算され
る。
【0009】次に図3の実施例における動作を説明す
る。駆動用制御装置1,2の電気制動力フィードバック
信号をTE1 、駆動用制御装置1a,2aの電気制動力フィ
ードバック信号をTE2 とすると、平均値回路10の出力
TEは、 TE=(TE1 +TE2 )÷2 となる。従って、減算回路9の出力TAは、 TA=TP−TE =TP−(TE1 +TE2 )÷2 となる。
る。駆動用制御装置1,2の電気制動力フィードバック
信号をTE1 、駆動用制御装置1a,2aの電気制動力フィ
ードバック信号をTE2 とすると、平均値回路10の出力
TEは、 TE=(TE1 +TE2 )÷2 となる。従って、減算回路9の出力TAは、 TA=TP−TE =TP−(TE1 +TE2 )÷2 となる。
【0010】これが補足空気制動力となって各軸の電気
制動力に加算されるので、各軸の総合制動力TB1 ,T
B2 は以下の通りとなる。
制動力に加算されるので、各軸の総合制動力TB1 ,T
B2 は以下の通りとなる。
【0011】 TB1 =TE1 +TA =TE1 +TP−(TE1 +TE2 )÷2 =TP+(TE1 −TE2 )÷2 TB2 =TE2 +TA =TE2 +TP−(TE1 +TE2 )÷2 =TP+(TE2 −TE1 )÷2
【0012】従って、台車(2軸分)あたりの総合制動
力は TB1 +TB2 =2×TP となるので、指令値(1軸当りTP、2軸分で2×T
P)通りの制動力が作用することとなる。
力は TB1 +TB2 =2×TP となるので、指令値(1軸当りTP、2軸分で2×T
P)通りの制動力が作用することとなる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来の制動制御装置で
は、以上のように駆動用制御装置よりの電気制動力フィ
ードバック信号を平均化して制動力指令から減算される
ので、電気制動力TE1 とTE2 とが等しい場合には各
軸に作用する総合制動力は共にTPとなり、問題は無い
が、回生負荷が十分に存在しない場合には、駆動用制御
装置の特性差により、電気制動力TE1 とTE2 とに違
いが生ずる。今、TE1 とTE2 とが下式に示す関係に
なっているとすると、 TE1 <TE2 <TP
は、以上のように駆動用制御装置よりの電気制動力フィ
ードバック信号を平均化して制動力指令から減算される
ので、電気制動力TE1 とTE2 とが等しい場合には各
軸に作用する総合制動力は共にTPとなり、問題は無い
が、回生負荷が十分に存在しない場合には、駆動用制御
装置の特性差により、電気制動力TE1 とTE2 とに違
いが生ずる。今、TE1 とTE2 とが下式に示す関係に
なっているとすると、 TE1 <TE2 <TP
【0014】各軸の総合制動力TB1,TB2は TB1=TP−ΔTE÷2 TB2=TP+ΔTE÷2 但しΔTE=TE2−TE1 となる。
【0015】台車(2軸分)当りの総合制動力は、この
場合でも TB1 +TB2 =2×TP となり制動力指令通りであるが、第2軸については、そ
の軸の総合制動力は、制動力指令TPよりもΔTEだけ
多い。
場合でも TB1 +TB2 =2×TP となり制動力指令通りであるが、第2軸については、そ
の軸の総合制動力は、制動力指令TPよりもΔTEだけ
多い。
【0016】このΔTEが大きくなり、1軸当りの粘着
係数(軸当りの総合制動力を軸重で除した値)が、車輪
とレール面との状態で決る限界値(粘着限界)を越える
と車輪の滑走が生じて、車輪にフラットを生ずる。車輪
にフラットが生ずると、乗心地を害し、走行中の騒音が
増加するだけでなく、車輪の研削によってフラットを無
くす為の費用が発生し、車両運用上、大きな損害を被る
ことになる。
係数(軸当りの総合制動力を軸重で除した値)が、車輪
とレール面との状態で決る限界値(粘着限界)を越える
と車輪の滑走が生じて、車輪にフラットを生ずる。車輪
にフラットが生ずると、乗心地を害し、走行中の騒音が
増加するだけでなく、車輪の研削によってフラットを無
くす為の費用が発生し、車両運用上、大きな損害を被る
ことになる。
【0017】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、簡単な回路を付加することによ
り、車両としての総合制動力性能を損うことなく、車輪
のフラットを防止できる電気車制動制御装置を提供する
ことを目的とする。
ためになされたもので、簡単な回路を付加することによ
り、車両としての総合制動力性能を損うことなく、車輪
のフラットを防止できる電気車制動制御装置を提供する
ことを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明に係る制動制御
装置は、個々の駆動用制御装置からの電気制動力フィー
ドバック信号を比較することにより、駆動用制御装置単
位での総合制動力を監視し、この値が車輪とレール面と
の粘着限界値を越えると、各駆動用制御装置への電気制
動力指令値を0とするとともに空気制動力で補足して、
制動指令が解除されるまではこれを0に保持するととも
に空気制動力で補足するものである。
装置は、個々の駆動用制御装置からの電気制動力フィー
ドバック信号を比較することにより、駆動用制御装置単
位での総合制動力を監視し、この値が車輪とレール面と
の粘着限界値を越えると、各駆動用制御装置への電気制
動力指令値を0とするとともに空気制動力で補足して、
制動指令が解除されるまではこれを0に保持するととも
に空気制動力で補足するものである。
【0019】
【作用】この発明における軸当りの総合制動力は必ず、
車輪とレール面との粘着限界値以下に制御される。
車輪とレール面との粘着限界値以下に制御される。
【0020】
【実施例】実施例1. 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
において、図3と同一記号のものは図3と同一の物を示
す。11は駆動用制御装置からの電気制動力フィードバッ
ク信号を比較して、その絶対値を検出する差分絶対値検
出回路、12は差分絶対値検出回路11の出力とパターン発
生回路8の出力である制動力指令を加算する加算回路、
13は加算回路12の出力の値が、車輪とレール面との粘着
限界値を越えたときに、駆動用制御装置の制御回路2,
2aへの電気制動力指令を0とするとともに空気制動力で
補足し、運転台からの制動指令が解除されるまで0を保
持するとともに空気制動力で補足する指令補正回路であ
る。
において、図3と同一記号のものは図3と同一の物を示
す。11は駆動用制御装置からの電気制動力フィードバッ
ク信号を比較して、その絶対値を検出する差分絶対値検
出回路、12は差分絶対値検出回路11の出力とパターン発
生回路8の出力である制動力指令を加算する加算回路、
13は加算回路12の出力の値が、車輪とレール面との粘着
限界値を越えたときに、駆動用制御装置の制御回路2,
2aへの電気制動力指令を0とするとともに空気制動力で
補足し、運転台からの制動指令が解除されるまで0を保
持するとともに空気制動力で補足する指令補正回路であ
る。
【0021】本発明による実施例の作用、動作について
説明する。今、第1軸、第2軸の電気制動力フィードバ
ック信号が従来の実施例での説明と同じく TE1<TE2<TP の関係にあれば差分絶対値検出回路11の出力は、 ΔTE=TE2−TE1 となる。この値が加算回路12で制動力パターン発生回路
8の出力TPと加算されて TMAX=TP+(TE2−TE1)÷2 となる。
説明する。今、第1軸、第2軸の電気制動力フィードバ
ック信号が従来の実施例での説明と同じく TE1<TE2<TP の関係にあれば差分絶対値検出回路11の出力は、 ΔTE=TE2−TE1 となる。この値が加算回路12で制動力パターン発生回路
8の出力TPと加算されて TMAX=TP+(TE2−TE1)÷2 となる。
【0022】指令補正回路13は、加算回路12の出力T
MAX を監視しており、この値が粘着限界から定まる値を
越えると駆動用制御装置の制御回路2,2aへの電気制動
力指令を0とし、この値(0)を制動指令が解除される
まで保持する。
MAX を監視しており、この値が粘着限界から定まる値を
越えると駆動用制御装置の制御回路2,2aへの電気制動
力指令を0とし、この値(0)を制動指令が解除される
まで保持する。
【0023】この結果、駆動用制御装置1,2及び駆動
用制御回路1a,2aで制御される電気制動力は0となるの
で電気制動力フィードバック信号もともに0となり、平
均値回路10の出力も0となるので、減算回路9の出力は TA=TP−0 =TP となり、各軸にTPに相当する空気制動力が補足され
る。
用制御回路1a,2aで制御される電気制動力は0となるの
で電気制動力フィードバック信号もともに0となり、平
均値回路10の出力も0となるので、減算回路9の出力は TA=TP−0 =TP となり、各軸にTPに相当する空気制動力が補足され
る。
【0024】各軸の電気制動力は0であるので、各軸の
総合制動力は共にTPとなり、制動力指令通りであり、
また各軸ともその総合制動力が粘着限界に相当する値を
越えることは無い。
総合制動力は共にTPとなり、制動力指令通りであり、
また各軸ともその総合制動力が粘着限界に相当する値を
越えることは無い。
【0025】なお、上記実施例においては、2台の駆動
用制御装置と1台の空気制動制御装置との組合せについ
て説明したが、N台の駆動用制御装置と1台の空気制動
制御装置との組合せでもよい。この場合には、K番目
(但し、K=1〜N)の駆動用制御装置からの電気制動
力フィードバック信号をTEK としたときに、
用制御装置と1台の空気制動制御装置との組合せについ
て説明したが、N台の駆動用制御装置と1台の空気制動
制御装置との組合せでもよい。この場合には、K番目
(但し、K=1〜N)の駆動用制御装置からの電気制動
力フィードバック信号をTEK としたときに、
【0026】
【数2】
【0027】で求められるK番目の駆動用制御装置にお
ける総合制動力TBKが、車輪とレール面との粘着限界
値を超えると、各駆動用制御装置への電気制動力指令を
0とするとともに空気制動力で補足して、制動指令が解
除されるまでは、これを0に保持するとともに空気制動
力で補足するようにすればよい。
ける総合制動力TBKが、車輪とレール面との粘着限界
値を超えると、各駆動用制御装置への電気制動力指令を
0とするとともに空気制動力で補足して、制動指令が解
除されるまでは、これを0に保持するとともに空気制動
力で補足するようにすればよい。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、N台
の駆動用制御装置と1台の空気制動制御装置とから成る
制動制御装置において、個々の駆動用制御装置からの電
気制動力フィードバック信号を比較することにより、駆
動用制御装置単位での総合制動力を監視し、この値が車
輪とレール面との粘着限界値を越えると、電気制動力指
令を0とするとともに空気制動力で補足して制動指令が
解除されるまでは、これを0に保持するとともに空気制
動力で補足するようにしたので、総合制動力性能を損う
ことなく、車輪の滑走によるフラットを防止できる電気
車制動制御装置が実現できる。
の駆動用制御装置と1台の空気制動制御装置とから成る
制動制御装置において、個々の駆動用制御装置からの電
気制動力フィードバック信号を比較することにより、駆
動用制御装置単位での総合制動力を監視し、この値が車
輪とレール面との粘着限界値を越えると、電気制動力指
令を0とするとともに空気制動力で補足して制動指令が
解除されるまでは、これを0に保持するとともに空気制
動力で補足するようにしたので、総合制動力性能を損う
ことなく、車輪の滑走によるフラットを防止できる電気
車制動制御装置が実現できる。
【図1】この発明の一実施例による制動制御装置のブロ
ック図。
ック図。
【図2】従来の実施例による制動制御装置のブロック
図。
図。
【図3】従来の実施例による制動制御装置のブロック
図。
図。
1,1a 駆動用制御装置の主回路 2,2a 駆動用制御装置の制御回路 7 電空変換装置 8 制動力パターン発生回路 10 平均値回路 11 差分絶対値検出回路 13 指令補正回路
Claims (1)
- 【請求項1】 N台の駆動用制御装置と1台の空気制動
制御装置とで1つの制御単位を構成し、制動力指令に対
する電気制動力の不足分を空気制動力で補足する電気車
制動制御装置において、前記各駆動用制御装置への電気
制動力指令値をTP、第K番目の駆動用制御装置からの
電気制動力フィードバック信号をTEK(但し、K=1
〜Nで0≦TEK≦TP)とした時に、 【数1】 で求められるTBKの値が、車輪とレール面との間の粘
着限界値を越えると、前記各駆動用制御装置への電気制
動力指令値を0とするとともに空気制動力で補足して、
制動指令が解除されるまではこれを0に保持するととも
に空気制動力で補足するようにした電気車制動制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28857891A JP3227738B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電気車制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28857891A JP3227738B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電気車制動制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05130708A JPH05130708A (ja) | 1993-05-25 |
JP3227738B2 true JP3227738B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=17732084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28857891A Expired - Fee Related JP3227738B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電気車制動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3227738B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP28857891A patent/JP3227738B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH05130708A (ja) | 1993-05-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |