JP3729373B2 - 電気車の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、速度と検出する機能を持ち、力行指令と、ブレーキ指令を個別に指令できる指令器を持つ制御方法に係り、特に制御装置と空気ブレーキ装置の組み合わせのまま勾配上で空気ブレーキを作用させたままの力行起動や、力行制御から回生ブレーキ制御への切り換えを速やかに、かつ連続的に行なわせる電気車の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の制御装置では、力行指令とブレーキ指令が同時に入力された場合には、保護動作させるか、あるいは予め定めた一方の制御のみを動作させる方法としている。このため、空気ブレーキを作用させて力行起動をさせる場合、通常のブレーキ指令系とは別の制御装置にブレーキ指令を入力しない指令系を設ける事により実現している。
【０００３】
また、操作によっては力行指令を入力したままブレーキ指令を入力する場合もあり、この場合には、制御装置はただちに力行制御が遅れるので、空気ブレーキによるブレーキ動作のみを優先させる方法が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の制御装置では、力行指令ブレーキ指令の同時入力に対して、優先させる制御の判別規準がなく、常に空気ブレーキ装置を含めたシステムにおいて、ブレーキの動作する側を優先させるシステムとする必要があり、このために不要なブレーキ操作のためにブレーキシューの磨耗が生じるなどの課題があった。
本発明は上述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、ＶＶＶＦインバータによる制御装置等では、一般的にモータ回転数（車両速度）を常に検出して制御している事を利用し、この検出速度を基にシステムの安全性を低下させる事なく、制御装置の制御優先の判別機能を持たせることによって、不用な空気ブレーキの作用を抑制することができ、ブレーキシューの磨耗の低減が図れまたブレーキシューの回生が有効に行える電気車の制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
つまり、その目的を達成するための手段は、電気車の走行速度を検出する装置を有する制御装置において、前記走行速度を入力とする第１のコンパレータと第２のコンパレータを設け、第１のコンパレータは電気車の停止状態を検出し、第２のコンパレータは回生ブレーキの有効速度域を検出する。
また力行指令器およびブレーキ指令器からの信号をそれぞれに有する切換器を介して力行制御、惰行状態または、回生ブレーキ制御を行う制御指令ロジックに同時指令行う。
【０００６】
このとき予め定めた走行速度域での前記力行制御、惰行状態および回生ブレーキ制御の優先順位を定めておき、力行指令およびブレーキ指令の入力状態に応じて前記切換器を選択し、この切換器によって、停止状態では力行制御を優先させ、ブレーキ指令に応じた空気ブレーキを作用させた状態で力行起動制御を行い、走行状態では回生ブレーキ制御を優先させ、力行制御中にブレーキ指令を入力された場合は即座に力行制御から回生ブレーキ制御に切り換えることにある。
【０００７】
すなわち、判別の基準としては、安全性及び運転者の使い勝手から次の方法を取る。
（１）停止時→力行優先
勾配起動時に空気ブレーキを作用させたまま力行起動させる。
（２）走行時（回生ブレーキ有効速度域）→回生ブレーキ優先
力行加速中にブレーキ操作した場合、制御を力行制御から回生ブレーキ制御に即座に連続的に切り換え、不要な空気ブレーキの立上がりを抑制する。
（３）走行時（回生ブレーキ有効速度域）→惰行状態
走行速度が低い場合には、回生ブレーキが有効に作動しないので、制御装置は惰行状態として、空気ブレーキ装置によるブレーキ動作を優先させる。
以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて詳述する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示す切り換えロジックの説明図、図２は図１のそれぞれのコンパレータの特性図である。
走行速度ＰＧを入力とする第１のコンパレータ１と第２のコンパレータ２を設け、第１のコンパレータ１は電気車の停止状態を検出し、第２のコンパレータ２は回生ブレーキの有効速度域を検出し、また力行指令器３およびブレーキ指令器４からの信号をそれぞれに有する切換器５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃを介して力行制御、惰行状態または、回生ブレーキ制御を行う制御指令ロジックに同時指令行う。
【０００９】
このとき予め定めた走行速度域での前記力行制御、惰行状態および回生ブレーキ制御の優先順位を定めておき、力行指令およびブレーキ指令の入力状態に応じて切換器５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃを選択し、この切換器によって、停止状態では力行制御を優先させ、ブレーキ指令に応じた空気ブレーキを作用させた状態で力行起動制御を行い、走行状態では回生ブレーキ制御を優先させ、力行制御中にブレーキ指令を入力された場合は即座に力行制御から回生ブレーキ制御に切り換える方法である。
【００１０】
２つのコンパレータは１，２の検出点は、図２（ａ）に示すように、速度ａｋｍ／ｈ以下の場合は停止状態と判別し、力行ブレーキの同時指令に対して力行指令を優先させ、力行制御を動作させる。
この優先制御で、加速して速度ｂｋｍ／ｈを越えると、力行指令の優先がなくなるが、まだ図２（ｂ）に示す回生ブレーキ有効速度ｄｋｍ／ｈまで達していないので、制御装置は惰行状態となる。この時、ブレーキ指令があるので、空気ブレーキは作用したままなので、システム全体ではブレーキ優先となっている。
【００１１】
速度ｄｋｍ／ｈ以上の場合は、力行指令、ブレーキ指令の同時入力に対してブレーキ指令を優先させ、回生ブレーキ制御中の力行指令入力であれば、力行指令は無視され、力行制御中のブレーキ指令入力であれば、制御をただちに力行制御から回生ブレーキ制御に切り換える。
この回生ブレーキ優先制御で減速し、速度ｃｋｍ／ｈ以下となると回生ブレーキ有効速度域でなくなるので、通常の（ブレーキ優先制御でない）ブレーキ動作と同様に、回生ブレーキから空気ブレーキに切り換え、制御装置は惰行状態となる。
【００１２】
さらに減速し、速度ａｋｍ／ｈ以下となると力行優先の条件となるが、この時点で力行制御に切り換わり再加速すると危険なので、力行優先には、速度ａｋｍ／ｈ以下で、力行指令をＯＦＦ状態からＯＮ状態に変更した場合にのみ有効とする条件を付加している。
以上のごとくして、切換器５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃが作用し、制御指令ロジック７を制御する方法である。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、力行優先制御では通常のブレーキ指令器以外のブレーキ指令系（バイパスブレーキ等）を付加することなく空気ブレーキを作用させたまま力行起動ができる。
また、回生ブレーキ優先制御では、力行からブレーキへの切換えを制御装置だけの動作で実施できるので不要な空気ブレーキの作用を抑制する事ができ、ブレーキシューの磨耗の低減が図れ、またブレーキエネルギーの回生が有効に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は力行指令、ブレーキ指令の切り換えロジックの説明図である。
【図２】図２は図１のコンバータの特性図である。
【符号の説明】
１ コンパレータ１（停止検出用）
２ コンパレータ２（回生ブレーキ有効検出用）
３ 力行指令器
４ ブレーキ指令器
５，６ 切換器
７ 制御指令ロジック

Claims (1)

1. 電気車の走行速度を検出する装置を有する制御装置において、前記走行速度を入力とする第１のコンパレータと第２のコンパレータを設け、第１のコンパレータは電気車の停止状態を検出し、第２のコンパレータは回生ブレーキの有効速度域を検出し、また力行指令器およびブレーキ指令器からの信号をそれぞれに有する切換器を介して力行制御、惰行状態または、回生ブレーキ制御を行う制御指令ロジックに同時指令を行い、このとき予め定めた走行速度域での前記力行制御、惰行状態および回生ブレーキ制御の優先順位を定めておき、力行指令およびブレーキ指令の入力状態に応じて前記切換器を選択し、この切換器によって、停止状態では力行制御を優先させ、ブレーキ指令に応じた空気ブレーキを作用させた状態で力行起動制御を行い、走行状態では回生ブレーキ制御を優先させ、力行制御中にブレーキ指令を入力された場合は即座に力行制御から回生ブレーキ制御に切り換えることを特徴とする電気車の制御方法。

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