JP4487631B2 - 車両用制御装置 - Google Patents
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Description
従来の車両用制御装置では、応荷重信号に比例させて主電動機のトルク制御を行っている。このため、たとえば、応荷重信号が何らかの理由でプラス側の異常値を出力した場合、実際の車両重量より重い状態の場合に必要な電力が主電動機に供給され、車両は所定の加速度以上で加速されることになるという問題点がある。この結果、車両は急加速されることになり、加速度が高すぎたことによる乗客の転倒などの危険が予想される。しかしながら、従来の車両用制御装置では、加速度異常を検出することができず、このような車両の急加速を防止することはできなかった。
図1は、本発明の実施の形態に適用される発明の概念図である。
判定手段12は、加速度算出手段11の算出した加速度を予め設定された所定の規定値と比較し、加速度が所定の規定値を超えているかどうかを調べる。なお、所定の規定値は、異常と判定される加速度異常検出値で、たとえば、車両が健全な走行をしている場合の加速度の1.5倍といった値が設定される。加速度が加速度異常検出値を超えている場合、加速度異常(過加速度)の状態であると判定される。判定結果は、制御手段13へ通知する。
電力変換装置30は、架線101から電力を取り込み、トルク指令に応じて出力される電力変換装置パルス発生器20のパルス信号に応じて、主電動機41、42、43、44に電流を供給する。なお、接地は、レール102になる。
速度センサ51、52、53、54は、主電動機41、42、43、44のトルクに基づき、速度信号を生成し、速度演算器60へ出力する。
このような構成の車両用制御装置の動作について説明する。
このように、本発明によれば、速度センサ51、52、53、54の検出する走行速度を用いて加速度を監視しており、トルク指令発生部10は、加速度異常を検出すると、力行制御を停止させる。そして、たとえば、列車制御装置からの力行指令によって力行制御を再開するが、このときの力行制御は、予め設定された低レベルの応荷重信号を用いて行われる。これにより、過加速度となることを防止することができるとともに、一旦加速度異常を検出すると、所定の解除条件が成立するまで、再び過加速度となることを防止するようにトルク制御が行われる。この結果、車両を安全に走行させることが可能となる。
車両加速度(α)=1/質量(M)×主電動機トルク(F) ・・・(1)
と表すことができる。すなわち、車両の質量(M)が同じ状態では、車両の加速度(α)は、主電動機トルク(F)に比例する。よって、主電動機のトルクから速度信号を検出し、この速度検出信号から加速度を算出し、この加速度が加速度異常検出値を超えたかどうかを検出することで、加速度異常の状態を検出することが可能である。
図3は、本発明の実施の形態の車両用制御装置のトルク指令発生部のブロック図である。図は、図1に示した車両用制御装置のトルク指令発生部10の具体的な構成例を示している。
保持器1(141)および保持器2(142)がともに0の通常の状態の場合は、保持器1(141)のゲート制御信号は力行制御の実行指示、保持器2(142)の応荷重制御信号は応荷重検出器70の出力信号指示であるので、ノッチ信号と応荷重検出器70の応荷重信号に基づきトルク指令を演算する。
[ステップS02] 加速度と予め設定された加速度異常検出値とを比較し、加速度が加速度異常検出値を超えているかどうか調べる。超えている場合は、加速度異常状態であると判定する。
[ステップS04] 加速度異常状態であることが検出された場合、保持器1(141)と保持器2(142)に、1を設定する。保持器1(141)および保持器2(142)は、それぞれの解除条件が成立するまで、この値を保持する。
[ステップS06] 保持器1(141)が1、すなわち、加速度異常状態が検出され、まだノッチオンリセットが行われていない状態であるので、力行制御を停止させ、処理を終了する。
以上の処理手順が実行されることにより、通常状態では通常の力行制御、加速度異常検出で力行制御停止、その後のノッチオンリセットで固定応荷重信号(最低値)による力行制御、の各処理が行われる。
11 加速度算出手段
12 判定手段
13 制御手段
20 電力変換装置パルス発生器
30 電力変換装置
41、42、43、44 主電動機
51、52、53、54 速度センサ
60 速度演算器
70 応荷重検出器
101 架線
102 レール
110 微分器
120 比較器
130 制御部
141 保持器1
142 保持器2
Claims (4)
- 車両重量に応じた荷重検出信号に基づいてトルク指令を演算して駆動用の電力変換装置を運転することにより、車輪を駆動する主電動機をトルク制御する車両用制御装置において、
車両の走行速度を測定する速度センサの生成する速度信号を入力し、前記速度信号から加速度を算出する加速度算出手段と、
前記加速度算出手段によって算出された前記加速度の値が所定の規定値を超え、加速度異常の状態になったかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記加速度異常の状態と判定された場合、力行制御を停止させる制御手段と、
を具備することを特徴とする車両用制御装置。 - 前記制御手段は、前記力行制御を停止した後に力行制御指令を入力した場合、予め設定された低いレベルの荷重検出信号値を用いて、前記力行制御を再開させることを特徴とする請求項1記載の車両用制御装置。
- 前記判定手段による前記加速度異常の判定結果を力行制御指令の入力まで保持する第1の保持手段と電源リセットまで保持する第2の保持手段とを具備し、
前記制御手段は、前記第1の保持手段に前記加速度異常の判定結果が保持されているときは前記力行制御を停止し、前記第1の保持手段の前記加速度異常の判定結果が解除された後、前記第2の保持手段に前記加速度異常の判定結果が保持されているときは最低値に固定した応答荷重信号によって力行制御を行い、前記第1の保持手段及び前記第2の保持手段の前記加速度異常の判定結果が解除されているときは通常の力行制御を行うことを特徴とする請求項1記載の車両用制御装置。 - 前記加速度算出手段は、前記力行制御が行われている場合に、前記速度信号を微分演算して前記加速度を算出することを特徴とする請求項1記載の車両用制御装置。
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