JP5373644B2 - Control method and control apparatus for knitted vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,ディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した鉄道車両を少なくとも2車両以上連結した編成車両の制御方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a control method and a control device for a knitted vehicle in which at least two railway vehicles equipped with an engine such as a diesel engine are connected.
従来より、ディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した鉄道車両を少なくとも2車両以上連結した編成車両において、列車の負荷に応じて、即ち、編成全体で必要となる駆動出力に見合って、エンジンを順次起動していく手法がある。 Conventionally, in a train that connects at least two railway vehicles equipped with an engine such as a diesel engine, the engines are sequentially started according to the train load, that is, in accordance with the drive output required for the entire train. There is a technique to go.
従来技術として、例えば、特許文献1には、図14に示すように、列車の負荷に応じて、即ち、編成全体で必要となる駆動出力に見合って、エンジン16を順次起動していき、起動エンジン出力の総和が編成全体で必要となる駆動出力となれば、エンジン16の順次起動をやめる。このとき、エンジン16の起動順序は、エンジン16の残存燃料量に基づいて決定する、つまり、残存燃料量の多いものから起動していく編成車両が開示されている。
As a conventional technique, for example, in
しかし、上記従来技術の場合、各エンジンの出力時間積算値(電力量)が異なるため、各エンジンのメンテナンス周期にばらつきが生じてしまうという課題がある。メンテナンスサイクル(交換周期)は、作業性、作業コストを考慮すると、全ての車両を一括してメンテナンスできることが望ましい。すなわち、各エンジンの使用条件(出力及び稼動時間)をできるだけ等しくすることが、エンジンのライフサイクル管理、メンテナンス管理の観点から有利である。 However, in the case of the above-described conventional technology, since the output time integrated value (electric energy) of each engine is different, there is a problem that the maintenance cycle of each engine varies. As for the maintenance cycle (replacement cycle), it is desirable that all the vehicles can be maintained collectively in consideration of workability and work cost. That is, it is advantageous from the viewpoints of engine life cycle management and maintenance management to make the use conditions (output and operating time) of each engine as equal as possible.
本発明の目的は、ディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した鉄道車両を少なくとも2車両以上連結した編成車両において、各エンジンの出力時間積算値が均一になるように、各エンジンの出力及び稼動時間を調整し、各エンジンのメンテナンス周期の統一化を図ることである。 An object of the present invention is to adjust the output and operating time of each engine so that the integrated output time value of each engine is uniform in a knitted vehicle in which at least two railway vehicles equipped with engines such as diesel engines are connected. The goal is to unify the maintenance cycle of each engine.
本発明の編成車両の制御方法は、エンジンと該エンジンによって駆動される発電機と、該発電機から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置と、該コンバータ装置から出力される直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換し、該交流電力を車両を駆動する交流電動機に供給するインバータ装置と、補助機器に電力を供給する補助電源装置をコンバータ装置とインバータ装置の間の直流部に備えた鉄道車両を複数両連結して、補助機器と車両を駆動させる動力を得るための複数のエンジンを有し、各車両の負荷に応じた必要駆動出力情報を集約し編成全体で必要となる必要駆動出力を算出する必要駆動出力算出部と、各エンジンの出力情報及び稼動時間情報を集約し各エンジンの出力時間積算値を算出する出力時間積算値算出部と、自車が走行している区間を取得する走行区間取得部を有する統括制御装置を備えている編成車両の制御方法において、各エンジンの出力時間積算値を均一化するように、統括制御装置が各エンジンの出力指令及び起動・停止の稼動時間指令を演算し、該出力指令及び該稼動時間指令に基づいて、通信線を介して各エンジンの制御装置に稼働時間指令を伝達して各エンジンの稼働時間を個別制御し、また、通信線を介して各コンバータ装置の制御装置及び各インバータ装置の制御装置に出力指定を伝達して、各コンバータ装置及び各インバータ装置の出力を個別制御することにより各エンジンの出力を個別制御して、該エンジンの出力及び稼動時間を調整し、各エンジンの出力及び稼動時間を調整し、各エンジンの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力を編成内の各エンジンが均等負担するように該エンジンの出力を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする。 A method for controlling a knitted vehicle according to the present invention includes an engine, a generator driven by the engine, a converter device that converts AC power output from the generator into DC power, and DC power output from the converter device. Is converted into AC power with variable voltage and variable frequency, and an inverter device that supplies the AC power to an AC motor that drives the vehicle, and an auxiliary power supply device that supplies power to the auxiliary equipment are DC between the converter device and the inverter device. the railway vehicle having a section with multiple two joining, a plurality of engines for obtaining power for driving the auxiliary equipment and vehicles possess, aggregates required drive output information corresponding to the load of each vehicle required for the entire organization It requires a drive output calculation unit, an output time product calculating an output time integrated value of the engine aggregates output information and operation time information of each engine for calculating a required drive output to be Value calculation unit, a control method of the train that includes a centralized controller with travel section acquisition unit that acquires a section which the vehicle is traveling, so as to equalize the output time integrated value of the engine, the integrated control device calculates the operating time directive output command and start and stop of each engine, based on the output command及beauty the uptime command, uptime command via the communication line to the control device for each engine The operating time of each engine is individually controlled, and the output designation is transmitted to the control device of each converter device and the control device of each inverter device via the communication line, and the output of each converter device and each inverter device the individualized controls the output of the engine by individual control to adjust the output and operation time of the engine to adjust the output and operation time of each engine, the output time integration of the engine If the initial value of the same, each engine in the organized output required by the whole knitting adjusts the output of the engine to evenly bear, characterized Rukoto to equalize the output time integrated value of the engine And
また、本発明の編成車両の制御装置は、エンジンと該エンジンによって駆動される発電機と、該発電機から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置と、該コンバータ装置から出力される直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換し、該交流電力を車両を駆動する交流電動機に供給するインバータ装置と、補助機器に電力を供給する補助電源装置をコンバータ装置とインバータ装置の間の直流部に備えた鉄道車両を複数両連結して、補助機器と車両を駆動させる動力を得るための複数のエンジンを有し、各車両の負荷に応じた必要駆動出力情報を集約し編成全体で必要となる必要駆動出力を算出する必要駆動出力算出部と、該エンジンの出力情報及び稼動時間情報を集約し該出力情報及び該稼動時間情報を基に該エンジンの出力時間積算値を算出する出力時間積算値算出部と、自車が走行している区間を取得する走行区間取得部を有する統括制御装置を備えている編成車両の制御装置において、前記統括制御装置は、該エンジンの出力時間積算値を均一化するように、該エンジンの出力指令及び起動・停止の稼動時間指令を演算し、該出力指令及び該稼動時間指令に基づいて、通信線を介して各エンジンの制御装置に稼働時間指令を伝達して各エンジンの稼働時間を個別制御し、また、通信線を介して各コンバータ装置の制御装置及び各インバータ装置の制御装置に出力指定を伝達して、各コンバータ装置及び各インバータ装置の出力を個別制御することにより各エンジンの出力を個別制御して、該エンジンの出力及び稼動時間を調整し、各エンジンの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を編成内の各エンジンが均等負担するように各エンジンの出力を調整し、各エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする。 Further, the control device for a knitted vehicle of the present invention includes an engine, a generator driven by the engine, a converter device that converts AC power output from the generator into DC power, and output from the converter device. An inverter device that converts DC power into AC power of variable voltage and variable frequency, and supplies the AC power to an AC motor that drives the vehicle, and an auxiliary power supply device that supplies power to the auxiliary equipment are between the converter device and the inverter device. Connects multiple railway vehicles equipped in the direct current section of the vehicle, has a plurality of engines for obtaining power to drive the auxiliary equipment and the vehicle, collects the necessary drive output information according to the load of each vehicle and organizes the entire organization A required drive output calculation unit for calculating a required drive output required by the engine, and aggregating output information and operating time information of the engine, and based on the output information and operating time information, In the control device for a knitted vehicle, comprising the overall control device having an output time integrated value calculation unit that calculates the output time integrated value of the vehicle and a travel section acquisition unit that acquires a section in which the host vehicle is traveling. The control device calculates the engine output command and the start / stop operation time command so as to equalize the engine output time integrated value, and sets the communication line based on the output command and the operation time command. The operating time command is transmitted to the control device of each engine through the individual control of the operating time of each engine, and the output designation is transmitted to the control device of each converter device and the control device of each inverter device via the communication line. to the output of the engine by individual control by individual control of the output of each converter apparatus and the inverter device, and adjust the output and operation time of the engine, the output of each engine If the initial value between the integrated value are the same, each engine in the organized output (required drive output) required for the entire knitting adjusts the output of each engine to evenly borne, output time integration of the engine It is characterized by making the value uniform.
本発明の編成車両の制御方法又は制御装置は、更に、各エンジンの出力時間積算値の初期値が異なる場合は、該エンジンを起動する車両と停止する車両を設け、該エンジンの稼働時間によりエンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、該エンジンの稼動時間を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化すると、出力時間積算値の初期値が同じ場合の均等割り制御に切り替えることを特徴とする。 The control method or control device for a knitted vehicle of the present invention further includes a vehicle for starting and stopping a vehicle when the initial value of the output time integrated value of each engine is different, and the engine is operated according to the operating time of the engine. by switching the vehicle to stop the vehicle to start, adjust the operating time of the engine, equalized output time integrated value of the engine then, the initial value of the output time integrated value switches to evenly split control of the same case It is characterized by that .
また、本発明の編成車両の制御方法又は制御装置は、走行区間毎の勾配による影響を考慮したエンジンの起動・停止パタンを予め設定しておき、該起動・停止パタンと自車が走行している区間に基づいて、エンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、各エンジンの稼動時間を調整し、各エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする。 In addition, the control method or the control device for the knitted vehicle according to the present invention sets the engine start / stop pattern in advance in consideration of the influence of the gradient for each travel section, and the start / stop pattern and the host vehicle travel. based on are sections, by switching the vehicle to stop the vehicle to start the engine, by adjusting the operating time of each engine, characterized in that to equalize the output time integrated value of each engine.
本発明によれば、各エンジンの出力時間積算値(電力量) が均一になり、各エンジンのメンテナンス周期の統一化を図ることができる。 According to the present invention, the output time integrated value (electric energy) of each engine becomes uniform, and the maintenance cycle of each engine can be unified.
以下本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態による編成車両の概略構成図である。図1では、編成車両のうち、先頭車両と2つの中間車両のみを示している。車両1a〜1cに電動機2a〜2c が搭載され、これら複数の電動機によって車輪が駆動される。電動機2a〜2cとしては、3相交流電動機(誘導電動機又は同期電動機)が一般的である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a formation vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows only the leading vehicle and two intermediate vehicles among the organized vehicles.
この電動機2a〜2cに電力を供給するために、エンジン3a〜3cと、エンジン3a〜3cによって駆動される発電機4a〜4c、その出力(交流)を直流に変換するコンバータ装置5a〜5c、コンバータ装置5a〜5cの出力(直流)を交流に変換するインバータ装置6a〜6cを搭載している。
In order to supply electric power to the
さらに、空調等の補助機器に電力を供給する補助電源装置7a〜7cをコンバータ装置5a〜5cとインバータ装置6a〜6cの間(直流部)に備える。これらのエンジン3a〜3c、コンバータ装置5a〜5c、インバータ装置6a〜6c、補助電源装置7a〜7cは、それぞれの制御装置8a〜8c、9a〜9c、10a〜10c、11a〜11cによって制御される。
Furthermore, auxiliary
ここで、数字は各車両に搭載している機器(1:車両、2:電動機、3:エンジン、4:発電機…)を表し、アルファベットは車両番号(a:1号車、b:2号車、c:3号車…)を表している。つまり、この数字とアルファベットの組み合わせで各機器がどの車両に搭載しているかを表現している(2a:1号車に搭載してある電動機、4c:3号車に搭載してある発電機)。また、エンジン3a〜3cは各車両に1台ではなく複数台設けられていても良い。
Here, numbers represent devices (1: vehicle, 2: electric motor, 3: engine, 4: generator ...) installed in each vehicle, and alphabets represent vehicle numbers (a: 1 car, b: car 2), c: No. 3 car ...). In other words, the combination of the numbers and the alphabet represents which vehicle each device is mounted on (2a: electric motor mounted on the first car, 4c: generator mounted on the third car). Further, a plurality of
先頭車両1aには、インバータ装置6a〜6c及び補助電源装置7a〜7cの負荷に応じた車両1a〜1c毎の必要駆動出力情報、エンジン3a〜3cの出力情報、エンジン3a〜3cの稼動時間情報、区間情報(現在、自車が走行している区間)を集約する統括制御装置12が設けられている。
The leading
統括制御装置12は、インバータ装置6a〜6c及び補助電源装置7a〜7cから集約した車両1a〜1c毎の負荷に応じた必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。また、エンジン3a〜3cから集約した出力情報及び稼動時間情報を基に、出力を稼働時間で積分し、エンジン3a〜3cの出力時間積算値(電力量)を算出する。
The
なお、統括制御装置12は、運転台のある先頭車両1aに搭載されなくても良い。さらに、統括制御装置12とエンジン3a〜3cの制御装置8a〜8cとの間を通信線13で結合することで統括制御装置12からの制御指令によりエンジン3a〜3cの稼動時間を個別制御できるようにする。
Note that the
同様に、統括制御装置12とコンバータ装置5a〜5cの制御装置9a〜9c、インバータ装置6a〜6cの制御装置10a〜10cとの間を通信線13で結合することで統括制御装置12からの制御指令によりコンバータ装置5a〜5c、インバータ装置6a〜6cの出力を個別制御し、これにより、エンジン3a〜3cの出力を個別制御できるようにする。
Similarly, the control from the
具体的には、統括制御装置12はエンジン3a〜3cの出力時間積算値(電力量)が均一化するように、エンジン3a〜3cをどの程度の出力で、どの程度の時間、稼動させるかを判定し、通信線13を介してエンジン3a〜3cの制御装置8a〜8cに稼動時間指令を伝達することでエンジン3a〜3cの稼動時間を個別制御する。
Specifically, the
同様に、通信線13を介してコンバータ装置5a〜5cの制御装置9a〜9c、インバータ装置6a〜6cの制御装置10a〜10cに出力指令を伝達することでコンバータ装置5a〜5c、インバータ装置6a〜6cの出力を個別制御し、これにより、エンジン3a〜3cの出力を個別制御する。
Similarly, converter devices 5a to 5c and
指令を受けたエンジン3a〜3cの制御装置8a〜8cは、統括制御装置12からの指令通りにエンジン3a〜3cの稼働時間を制御する。同様に、指令を受けたコンバータ装置5a〜5cの制御装置9a〜9c及びインバータ装置6a〜6cの制御装置10a〜10cは、統括制御装置12からの指令通りにコンバータ装置5a〜5c、インバータ装置6a〜6cの出力を制御し、これによりエンジン3a〜3cの出力を制御する。
The control devices 8 a to 8 c of the
また、この制御指令は、その列車がその時必要とする動力の大きさを編成全体で判定し、起動しているエンジンの出力の総和が、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)となるように行う。 In addition, this control command determines the magnitude of power required by the train at that time for the entire train, and the sum of the outputs of the running engines is the output required for the entire train (required drive output). Do as follows.
以下、図2〜13を用いて、本発明の一実施形態の動作(エンジン3a〜3cの出力時間積算値が均一化するようにエンジン3a〜3cの出力及び稼動時間を個別制御する方法)を説明する。
Hereinafter, the operation of the embodiment of the present invention (a method for individually controlling the outputs and operating times of the
図2、図3(図2をブロック図として表した図)に示すように、インバータ装置6a〜6b及び補助電源装置7a〜7bの負荷に応じた車両1a〜1b毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3 (the diagram showing FIG. 2 as a block diagram), the necessary drive outputs for the
エンジン3a〜3bの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を編成内のエンジン数(2)で分割(均等割り)した値をエンジン3a〜3bが出力するように統括制御装置12がコンバータ装置5a〜5bの制御装置9a〜9b及びインバータ装置6a〜6bの制御装置10a〜10bに出力指令を出す。指令を受けたコンバータ装置5a〜5b及びインバータ装置6a〜6bは、統括制御装置12からの指令通りにコンバータ装置5a〜5b、インバータ装置6a〜6bの出力を制御(調整)する。
When the initial value of the output time integrated value of the
この場合、エンジン3a〜3bが同じ出力で同じ時間、稼動しているためエンジン3a〜3bの出力時間積算値は統一化される。
In this case, since the
ただし、起動エンジンの出力の総和は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)となるが、実際にはエンジン効率により出力が低下すると考えられる。今回は、効率による出力低下の影響は無視した模式的な考え方を示している。 However, the sum of the outputs of the starting engine is an output (necessary drive output) required for the entire knitting, but it is considered that the output actually decreases due to the engine efficiency. This time, we show a schematic concept that ignores the effect of output reduction due to efficiency.
図4に編成両数を4両とした場合について示す。まず、車両1a〜1dにおけるインバータ装置6a〜6d及び補助電源装置7a〜7dの負荷に応じた車両1a〜1d毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。
FIG. 4 shows the case where the number of trains is four. First, necessary drive outputs for the
次に、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を編成内のエンジン数(4)で均等割りした値をエンジン3a〜3dが出力する。
Next, the
エンジン3a〜3bの出力時間積算値の初期値が異なる場合は、図5、図6(図5をブロック図として表した図)に示すように、エンジンを起動する車両と停止する車両を設け、エンジン3a〜3bの稼働時間によりエンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、エンジン3a〜3bの稼動時間を調整し、エンジン3a〜3bの出力時間積算値を均一化させる。
When the initial value of the output time integrated value of the
具体的には、まず、インバータ装置6a〜6b及び補助電源装置7a〜7bの負荷に応じた車両1a〜1b毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。
Specifically, first, the required drive output for each of the
次に、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が小さい場合かつ、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を編成内の1つのエンジン3a(又は3b)のみで負担できる(エンジンの最大出力仕様を越えない)場合においては、編成内の1つのエンジン3a(又は3b)を起動し、残りのエンジン3b(又は3a)は停止する。つまり、エンジン3a(又は3b)のみが編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を負担する。
Next, when the output (necessary drive output) required for the entire knitting is small, the output (necessary drive output) required for the entire knitting can be borne by only one
統括制御装置12が、エンジン3a〜3bの出力情報及びエンジン3a〜3bの稼動時間情報によりエンジン3a〜3bの出力時間積算値(電力量)を算出し、エンジン3a(又は3b)の出力時間積算値が閾値を越えると統括制御装置12がエンジン3a(又は3b)の制御装置8a(8b)へ伝達する指令を起動指令から停止指令に切替える。
The
逆に、エンジン3b(又は3a)の出力時間積算値が閾値を下回ると統括制御装置12がエンジン3b(又は3a)の制御装置8b(又は8a)へ伝送する指令を停止指令から起動指令に切替える。
Conversely, when the output time integrated value of the
このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)となるようにする。 At this time, the output of the activated engine is set to an output (necessary drive output) required for the entire knitting.
指令を受けたエンジン3a〜3bの制御装置8a〜8bが、統括指令装置12からの指令通りに起動・停止を切替えることで、エンジン3a〜3bの稼動時間を調整し、出力時間積算値の統一化を図る。
The control devices 8a to 8b of the
また、エンジン3a〜3bの出力時間積算値が均一化すると、出力時間積算値の初期値が同じ場合の均等割り制御に切り替わる。
Further, when the output time integrated values of the
ここで、惰行運転中や定速運転、停車時等のように編成全体で必要となる出力が小さい場合において、図5の状態A又は状態Bのようにエンジンを起動する車両と停止する車両を設けることで、起動エンジンあたりの出力負担を増大させることでエンジン効率の向上という二次的効果が期待できる。 Here, when the output required for the entire knitting is small, such as during coasting operation, constant speed operation, stopping, etc., the vehicle that starts and stops the vehicle as in state A or state B in FIG. By providing this, a secondary effect of improving engine efficiency can be expected by increasing the output load per startup engine.
図7に編成両数を4両とした場合(編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が編成内の1つのエンジンのみで負担できるとき)について示す。 FIG. 7 shows a case where the number of trains is four (when the output required for the entire train (necessary drive output) can be borne by only one engine in the train).
まず、車両1a〜1dにおけるインバータ装置6a〜6d及び補助電源装置7a〜7dの負荷に応じた車両1a〜1d毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。
First, necessary drive outputs for the
編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が小さいかつ、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が編成内の1つのエンジンのみで負担できる(エンジンの最大出力仕様を越えない)ため、1つの車両のエンジンのみを起動し、残りの3両のエンジンは停止する。 The output required for the entire knitting (required drive output) is small and the output required for the entire knitting (required drive output) can be borne by only one engine in the knitting (not exceeding the maximum output specification of the engine). Only the engine of one vehicle is started, and the remaining three engines are stopped.
このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)となるようにする。なお、エンジン3a〜3dの起動・停止の切り替えはエンジン3a〜3dの稼動時間に基づいて行う。
At this time, the output of the activated engine is set to an output (necessary drive output) required for the entire knitting. The start / stop switching of the
図8に編成両数を4両とした場合(編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が編成内の1つのエンジンのみで負担できないとき)について示す。 FIG. 8 shows a case where the number of knitting cars is four (when the output required for the entire knitting (required drive output) cannot be borne by only one engine in the knitting).
まず、車両1a〜1dにおけるインバータ装置6a〜6d及び補助電源装置7a〜7dの負荷に応じた各車両毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。
First, the required drive output for each vehicle according to the loads of the
編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が小さいが、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が1つのエンジンのみで負担できない(エンジンの最大出力仕様を越える)ため、2つの車両のエンジンを起動し、残りの2両のエンジンは停止する。 Although the output required for the entire train (required drive output) is small, the output required for the entire train (required drive output) cannot be borne by only one engine (exceeds the maximum output specification of the engine). The other engines are started and the remaining two engines are stopped.
このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を起動エンジン数(2)で均等割りし、起動しているエンジンの出力の総和が、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)となるようにする。なお、エンジン3a〜3dの起動・停止の切り替えはエンジン3a〜3dの稼動時間に基づいて行う。
At this time, the output of the running engine is divided equally between the output required for the entire knitting (required drive output) by the number of starting engines (2), and the total output of the running engine is The required output (necessary drive output) is set. The start / stop switching of the
以上のように、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を編成内の1つのエンジンのみで負担できない(エンジンの最大出力仕様を越える)場合は、起動エンジン数を順次増やしていく。 As described above, when the output (necessary drive output) required for the entire knitting cannot be borne by only one engine in the knitting (exceeds the maximum output specification of the engine), the number of starting engines is sequentially increased.
エンジン3a〜3bの出力時間積算値が均一化するようにエンジン3a〜3bの出力及び稼動時間を個別制御する方法として、図2、図5ではエンジン3a〜3bの出力及び稼動時間を常時監視することで得られるエンジン3a〜3bの出力情報及び稼動時間情報を基にエンジン3a〜3bの出力時間積算値が均一になるようにエンジン3a〜3bの出力及び稼動時間を制御(調整)する方法を挙げた。
As a method for individually controlling the output and operating time of the
出力情報及び稼動時間情報を用いない別の方法として、図9、図10(図9をブロック図として表した図)に示すように、区間情報(現在、自車が走行している区間)に基づいてエンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、エンジン3a〜3bの稼動時間を調整し、エンジン3a〜3bの出力時間積算値を均一化させる。
As another method that does not use the output information and the operation time information, as shown in FIGS. 9 and 10 (the diagram showing FIG. 9 as a block diagram), the section information (the section where the vehicle is currently traveling) is used. The operation time of the
具体的には、まず、インバータ装置6a〜6b及び補助電源装置7a〜7bの負荷に応じた車両1a〜1b毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。
Specifically, first, the required drive output for each of the
次に、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が小さい場合かつ、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を編成内の1つのエンジン3a(又は3b)のみで負担できる(エンジンの最大出力仕様を越えない)場合においては、編成内の1つのエンジン3a(又は3b)を起動し、残りのエンジン3b(又は3a)は停止する。つまり、エンジン3a(又は3b)のみが編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を負担する。
Next, when the output (necessary drive output) required for the entire knitting is small, the output (necessary drive output) required for the entire knitting can be borne by only one
走行区間毎の勾配による影響を考慮したエンジンの起動・停止パタンを予め設定しておき、該起動・停止パタンと自車が走行している区間に基づいて、統括制御装置12がエンジン3a〜3bの制御装置8a〜8bへの指令を停止指令(起動指令)から起動指令(停止指令)に切替える。
このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)となるようにする。指令を受けたエンジン3a〜3bの制御装置8a〜8bが、統括指令装置12からの指令通りに起動・停止を切替えることで、エンジン3a〜3bの稼動時間を調整し、出力時間積算値の統一化を図る。
An engine start / stop pattern that takes into account the influence of the gradient for each travel section is set in advance, and based on the start / stop pattern and the section in which the vehicle is traveling, the
At this time, the output of the activated engine is set to an output (necessary drive output) required for the entire knitting. The control devices 8a to 8b of the
図9において、勾配がほとんどない場合は、図11に示すように区間による切替えとして上り線走行時と下り線走行時での切替えが考えられる。 In FIG. 9, when there is almost no gradient, as shown in FIG. 11, switching between the up-line travel and the down-line travel can be considered as the switching according to the section.
例えば、上り線走行時はエンジン3aを起動、エンジン3bを停止し、下り線走行時はエンジン3aを停止、エンジン3bを起動する。
For example, the
図12に編成両数を4両とした場合(編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が編成内の1つのエンジンのみで負担できるとき)について示す。 FIG. 12 shows a case where the number of trains is four (when the output required for the entire train (necessary drive output) can be borne by only one engine in the train).
まず、車両1a〜1dにおけるインバータ装置6a〜6d及び補助電源装置7a〜7dの負荷に応じた車両1a〜1d毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。
First, necessary drive outputs for the
編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が小さいかつ、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が編成内の1つのエンジンのみで負担できる(エンジンの最大出力仕様を越えない)ため、1つの車両のエンジンのみを起動し、残りの3両のエンジンは停止する。 The output required for the entire knitting (required drive output) is small and the output required for the entire knitting (required drive output) can be borne by only one engine in the knitting (not exceeding the maximum output specification of the engine). Only the engine of one vehicle is started, and the remaining three engines are stopped.
このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)となるようにする。なお、エンジン3a〜3dの起動・停止の切り替えは区間情報(現在、自車が走行している区間)に基づいて行う。
At this time, the output of the activated engine is set to an output (necessary drive output) required for the entire knitting. The start / stop switching of the
図13に編成両数を4両とした場合(編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が編成内の1つのエンジンのみで負担できないとき)について示す。 FIG. 13 shows a case where the number of trains is four (when the output required for the entire train (necessary drive output) cannot be borne by only one engine in the train).
まず、車両1a〜1dにおけるインバータ装置6a〜6d及び補助電源装置7a〜7dの負荷に応じた車両1a〜1d毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を算出する。
First, necessary drive outputs for the
編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が小さいが、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)が編成内の1つのエンジンのみで負担できない(エンジンの最大出力仕様を越える)ため、2つの車両のエンジンを起動し、残りの2両のエンジンは停止する。 The output required for the entire knitting (required drive output) is small, but the output required for the entire knitting (required drive output) cannot be borne by only one engine in the knitting (exceeds the maximum output specification of the engine), The engines of the two vehicles are started and the remaining two engines are stopped.
このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を起動エンジン数(2)で均等割りし、起動しているエンジンの出力の総和が、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)となるようにする。なお、エンジン3a〜3dの起動・停止の切り替えは区間情報(現在、自車が走行している区間)に基づいて行う。
At this time, the output of the running engine is divided equally between the output required for the entire knitting (required drive output) by the number of starting engines (2), and the total output of the running engine is The required output (necessary drive output) is set. The start / stop switching of the
以上のように、編成全体で必要となる出力(必要駆動出力)を編成内の1つのエンジンのみで負担できない(エンジンの最大出力仕様を越える)場合は、起動エンジン数を順次増やしていく。 As described above, when the output (necessary drive output) required for the entire knitting cannot be borne by only one engine in the knitting (exceeds the maximum output specification of the engine), the number of starting engines is sequentially increased.
ここまでは、各車両に1台のエンジンを搭載していることを前提としたが、車両1台に複数台のエンジンを搭載していても、上記均等方式及び切り替え方式を用いた各エンジンの出力時間積算値の統一化手法は適応可能である。 Up to this point, it is assumed that one engine is mounted on each vehicle. However, even if a plurality of engines are mounted on one vehicle, each engine using the above equalization method and switching method is used. A method for unifying the output time integrated value is applicable.
本発明の実施態様により、各エンジンの出力時間積算値(電力量) が均一になり、各エンジンのメンテナンス周期の統一化を図ることができる。メンテナンス周期の統一化は作業性、作業コストの面から有利となる。 According to the embodiment of the present invention, the output time integrated value (electric energy) of each engine becomes uniform, and the maintenance cycle of each engine can be unified. The unification of the maintenance cycle is advantageous in terms of workability and work cost.
1a〜1c 鉄道車両
2a〜2c 電動機
3a〜3c エンジン
4a〜4c 発電機
5a〜5c コンバータ装置
6a〜6c インバータ装置
7a〜7c 補助電源装置
8a〜8c 制御装置
9a〜9c 制御装置
10a〜10c 制御装置
11a〜11c 制御装置
12 統括制御装置
13 通信線
1a to
Claims (6)
各車両の負荷に応じた必要駆動出力情報を集約し編成全体で必要となる必要駆動出力を算出する必要駆動出力算出部と、該エンジンの出力情報及び稼動時間情報を集約し該出力情報及び該稼動時間情報を基に該エンジンの出力時間積算値を算出する出力時間積算値算出部と、自車が走行している区間を取得する走行区間取得部を有する統括制御装置を備えている編成車両の制御方法において、
該エンジンの出力時間積算値を均一化するように、該統括制御装置が該エンジンの出力指令及び起動・停止の稼動時間指令を演算し、該出力指令及び該稼動時間指令に基づいて、通信線を介して各エンジンの制御装置に稼働時間指令を伝達して各エンジンの稼働時間を個別制御し、また、通信線を介して各コンバータ装置の制御装置及び各インバータ装置の制御装置に出力指定を伝達して、各コンバータ装置及び各インバータ装置の出力を個別制御することにより各エンジンの出力を個別制御して、該エンジンの出力及び稼動時間を調整し、
各エンジンの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力を編成内の各エンジンが均等負担するように該エンジンの出力を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする編成車両の制御方法。 An engine, a generator driven by the engine, a converter device that converts AC power output from the generator into DC power, and DC power output from the converter device into variable voltage, variable frequency AC power A plurality of railway vehicles, each of which includes an inverter device that converts and supplies the AC power to an AC motor that drives the vehicle, and an auxiliary power supply device that supplies power to auxiliary equipment in a DC section between the converter device and the inverter device. And having a plurality of engines for obtaining power to drive the auxiliary equipment and the vehicle,
And the required drive output calculation unit for calculating a required drive output that is required for the entire aggregate organizes required drive output information corresponding to the load of each vehicle, the output information and the aggregate output information and operation time information of the engine an output time integrated value calculation unit based on the operating time information to calculate the output time integrated value of the engine, the train that includes a centralized controller with travel section acquisition unit that acquires a section which the vehicle is traveling In the control method of
The overall control device calculates the engine output command and the start / stop operation time command so as to equalize the engine output time integrated value, and based on the output command and the operation time command, the communication line The operation time command is transmitted to the control device of each engine via the control unit to individually control the operation time of each engine, and the output designation is given to the control device of each converter device and the control device of each inverter device via the communication line. And individually control the output of each engine by individually controlling the output of each converter device and each inverter device, and adjust the output and operating time of the engine ,
When the initial value of the output time integrated value of each engine is the same, the engine output is adjusted so that each engine in the knitting equally bears the output required for the entire knitting, and the output time integrated value of the engine is control method for the train, characterized in Rukoto is uniform.
各車両の負荷に応じた必要駆動出力情報を集約し編成全体で必要となる必要駆動出力を算出する必要駆動出力算出部と、該エンジンの出力情報及び稼動時間情報を集約し該出力情報及び該稼動時間情報を基に該エンジンの出力時間積算値を算出する出力時間積算値算出部と、自車が走行している区間を取得する走行区間取得部を有する統括制御装置を備えている編成車両の制御装置において、
前記統括制御装置は、
該エンジンの出力時間積算値を均一化するように、該エンジンの出力指令及び起動・停止の稼動時間指令を演算し、該出力指令及び該稼動時間指令に基づいて、通信線を介して各エンジンの制御装置に稼働時間指令を伝達して各エンジンの稼働時間を個別制御し、また、通信線を介して各コンバータ装置の制御装置及び各インバータ装置の制御装置に出力指定を伝達して、各コンバータ装置及び各インバータ装置の出力を個別制御することにより各エンジンの出力を個別制御して、該エンジンの出力及び稼動時間を調整し、
各エンジンの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力を編成内の各エンジンが均等負担するように該エンジンの出力を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化させる手段を備えていることを特徴とする編成車両の制御装置。 An engine, a generator driven by the engine, a converter device that converts AC power output from the generator into DC power, and DC power output from the converter device into variable voltage, variable frequency AC power A plurality of railway vehicles, each of which includes an inverter device that converts and supplies the AC power to an AC motor that drives the vehicle, and an auxiliary power supply device that supplies power to auxiliary equipment in a DC section between the converter device and the inverter device. And having a plurality of engines for obtaining power to drive the auxiliary equipment and the vehicle,
The necessary drive output information according to the load of each vehicle is aggregated to calculate the necessary drive output required for the entire knitting, the engine output information and the operation time information are aggregated, and the output information and the A knitted vehicle comprising an overall control device having an output time integrated value calculation unit that calculates an output time integrated value of the engine based on operating time information and a travel section acquisition unit that acquires a section in which the host vehicle is traveling In the control device of
The overall control device is:
The engine output command and start / stop operation time command are calculated so as to equalize the engine output time integrated value, and each engine is connected via a communication line based on the output command and the operation time command. The operating time command is transmitted to the control device of each to individually control the operating time of each engine, and the output designation is transmitted to the control device of each converter device and the control device of each inverter device via the communication line. The output of each engine is individually controlled by individually controlling the output of the converter device and each inverter device, and the output and operating time of the engine are adjusted,
When the initial value of the output time integrated value of each engine is the same, the engine output is adjusted so that each engine in the knitting equally bears the output required for the entire knitting, and the output time integrated value of the engine is A control device for a knitted vehicle, characterized by comprising means for equalizing.
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