JP5404002B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道等の車両を所定の目標位置に自動的に停止させるための定位置停止制御装置などの車両制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle control device such as a fixed position stop control device for automatically stopping a vehicle such as a railway at a predetermined target position.
近年、鉄道などの車両制御においては、自動運転装置あるいは定位置停止制御装置の導入が増加している。自動運転装置あるいは定位置停止制御装置の導入により、運転士の技量によらず安定した均一な運転が可能となり、定時運行が容易となる。
鉄道車両の定位置停止制御では、ブレーキの効き具合のばらつきに対応して適切なブレーキ指令を決定することにより、所定の目標位置に精度良く車両を停止させる必要がある。これは、車両の駆動装置及び制動装置に同じブレーキ指令を与えた場合であっても、発生する実際のブレーキ力には、ばらつきがあり、その都度ブレーキ力が異なる場合があるためである。
従来、定位置停止制御装置としては、車両の減速度に基づいてブレーキの効き具合を検知し、ブレーキの効き具合に応じてブレーキ指令を決定し、車両を所定の目標位置に停止させるものが提案されている（たとえば、特許文献１）。
In the fixed position stop control of a railway vehicle, it is necessary to accurately stop the vehicle at a predetermined target position by determining an appropriate brake command corresponding to the variation in the effectiveness of the brake. This is because even when the same brake command is given to the driving device and the braking device of the vehicle, the actual braking force generated varies and the braking force may be different each time.
Conventionally, a fixed position stop control device that detects the effectiveness of a brake based on the deceleration of the vehicle, determines a brake command according to the effectiveness of the brake, and stops the vehicle at a predetermined target position has been proposed. (For example, Patent Document 1).
上記特許文献１に記載されている定位置停止制御では、ブレーキの効き具合を検知し、ブレーキの効き具合に応じてブレーキ指令を決定する。このため、同じブレーキ指令に対して発生するブレーキ力がばらついた場合でも、定位置に停止させる制御が可能である。
しかしながら、定位置停止制御中に電気ブレーキから空気ブレーキへの切替が発生した場合、ブレーキの効き具合が大きく変化することがある。例えば、電気ブレーキに対して空気ブレーキのブレーキ力が強い場合、電気ブレーキが絞り込まれ、空気ブレーキが立ち上がるにつれてブレーキ力が短時間で強くなる。このような場合、それまで検知していたブレーキの効き具合に対して、実際のブレーキ力が急に強くなるが、強くなった後のブレーキの効き具合を検知するには時間がかかる。
In the fixed position stop control described in Patent Document 1, the effectiveness of the brake is detected, and the brake command is determined according to the effectiveness of the brake. For this reason, even when the braking force generated for the same brake command varies, it is possible to control to stop at a fixed position.
However, when switching from the electric brake to the air brake occurs during the fixed position stop control, the effectiveness of the brake may change greatly. For example, when the brake force of the air brake is strong with respect to the electric brake, the electric brake is narrowed down, and the brake force increases in a short time as the air brake rises. In such a case, the actual braking force suddenly increases with respect to the braking effectiveness detected until then, but it takes time to detect the braking effectiveness after it has become stronger.
ブレーキの効き具合は、あるブレーキ指令に対して整定状態となっている時の減速度を用いて評価する必要がある。たとえば、強くなった後の空気ブレーキの効き具合を検知するためには、空気ブレーキが完全に立ち上がるとともに、ブレーキ指令変化に対しても減速度が整定状態になっている必要がある。また、空気ブレーキの立ち上がりが完了する直前でブレーキ指令が切り替った場合、空気ブレーキが立ち上がってから、さらにブレーキ指令切替時の応答時間以上の時間が経過しなければ、強くなった後の空気ブレーキの効き具合を評価できない。このような場合、弱いままのブレーキの効き具合の検知結果に基づいて車両に対する停止制御を継続してしまうため、減速しすぎて手前に停止してしまったり、長い時間の惰行が入って減速時間が延びたりする。 The effectiveness of the brake needs to be evaluated using the deceleration when the brake is in a set state with respect to a certain brake command. For example, in order to detect the effectiveness of the air brake after becoming strong, it is necessary that the air brake is fully started up and the deceleration is in a steady state even when the brake command changes. In addition, if the brake command is switched immediately before the start of the air brake completion, the air brake will become stronger after the air brake has started, and if the time longer than the response time for switching the brake command has not elapsed. Cannot evaluate the effectiveness of. In such a case, the stop control for the vehicle is continued based on the detection result of the weak braking effect, so that the vehicle decelerates too much and stops forward, or a long time of coasting enters the deceleration time. Or extend.
本発明の一形態は、上記のような課題を解決するものであり、車両を所定の目標位置に精度良く停止させることのできる車両制御装置を提供することを目的とする。 One form of this invention solves the above subjects, and it aims at providing the vehicle control apparatus which can stop a vehicle to a predetermined target position accurately.
この発明の一形態としての車両制御装置は、電気ブレーキと空気ブレーキとを制御するものにおいて、車両の速度と位置とを検知する速度位置検知手段と、前記速度位置検知手段による検知結果に基づいて車両の減速度を算出する減速度検知手段と、前記減速度検知手段により算出された減速度に基づいてブレーキの効き具合を検知するブレーキ検知手段と、ブレーキ指令に対応する減速度およびブレーキ指令に対する応答時間を含むブレーキ特性モデルを記憶する記憶手段と、前記ブレーキ検知手段により検知されたブレーキの効き具合と前記記憶手段に記憶されているブレーキ特性モデルとに基づいて、車両を目標位置に停止させるためのブレーキ指令を決定するブレーキ指令決定手段とを備え、前記ブレーキ指令決定手段は、車両の速度が前記電気ブレーキから前記空気ブレーキへの切替開始速度のときから、空気ブレーキ指令の立ち上がりが完了してブレーキ指令切替の整定状態となるまで、ブレーキ指令を保持する。 A vehicle control apparatus according to one aspect of the present invention controls an electric brake and an air brake, and based on a detection result by the speed position detection means and speed position detection means for detecting the speed and position of the vehicle. Deceleration detection means for calculating vehicle deceleration, brake detection means for detecting the effectiveness of the brake based on the deceleration calculated by the deceleration detection means, and the deceleration corresponding to the brake command and the brake command Based on the storage means for storing the brake characteristic model including the response time, the effectiveness of the brake detected by the brake detection means, and the brake characteristic model stored in the storage means, the vehicle is stopped at the target position. Brake command determining means for determining a brake command for the vehicle, wherein the brake command determining means There since from the electric brake switch start speed to said air brake, until complete rise of the air brake command the settling state of the brake command switch, to hold the brake command.
本発明の一形態によれば、車両を所定の目標位置に精度良く停止させることのできる車両制御装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a vehicle control device that can accurately stop a vehicle at a predetermined target position.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置としての定位置停止制御装置１と定位置停止制御装置１が搭載される車両Ｔの構成例を示すブロック図である。
図１に示す構成例では、定位置停止制御装置１が搭載される車両Ｔには、駆動及び制動制御装置１１、車上子１３、速度発電機（ＴＧ）１５などが設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a fixed position stop control device 1 as a vehicle control device according to a first embodiment of the present invention and a vehicle T on which the fixed position stop control device 1 is mounted.
In the configuration example shown in FIG. 1, the vehicle T on which the fixed position stop control device 1 is mounted is provided with a drive and
上記駆動及び制動制御装置は、当該車両Ｔを走行および停止させるための装置である。上記駆動及び制動制御装置は、ブレーキ装置として、たとえば、電気ブレーキ（回生ブレーキ）と空気ブレーキ（摩擦ブレーキ）とを有している。この場合、上記定位置停止制御装置１は、ブレーキ指令を適切に選択することにより当該車両Ｔを停止させる制御を行う。 The drive and braking control device is a device for running and stopping the vehicle T. The drive and brake control device includes, for example, an electric brake (regenerative brake) and an air brake (friction brake) as a brake device. In this case, the fixed position stop control device 1 performs control to stop the vehicle T by appropriately selecting a brake command.
上記車上子１３は、軌道上に設置された地上子（トランスポンダ）１４からの信号を検出する。上記車上子１３により検出される信号は、たとえば、当該車両Ｔの位置を補正するための情報である。この場合、当該車両Ｔの位置情報は、上記車上子１３が地上子１４から検出する信号により補正される。
上記速度発電機１５は、車輪の回転軸に取り付けられたタコジェネレータ（ＴＧ）により構成されている。上記速度発電機１５により検出される信号により、当該車両Ｔの速度が特定される。
The vehicle
The
また、上記定位置停止制御装置１は、当該車両Ｔを目標位置に停止させるための制御を行うものである。上記定位置停止制御装置１は、図１に示すように、速度及び位置検知手段２０、減速度検知手段２１、ブレーキ特性モデル２２、ブレーキの効き具合検知手段２４、ブレーキ指令決定手段２５などを有している。
上記速度及び位置検知手段２０は、速度検出手段あるいは位置検出手段として機能する。たとえば、上記速度及び位置検知手段２０は、上記速度発電機１５からの速度パルスに基づいて速度を検出する。また、上記速度及び位置検知手段２０は、軌道上に配置された地上子１４からの信号を上記車上子１３を介して入力し、その地上子１４から入力した信号に基づいて現在位置を補正する。
The fixed position stop control device 1 performs control for stopping the vehicle T at the target position. As shown in FIG. 1, the fixed position stop control device 1 includes a speed and position detection means 20, a deceleration detection means 21, a
The speed and position detection means 20 functions as a speed detection means or a position detection means. For example, the speed and position detection means 20 detects the speed based on the speed pulse from the
上記減速度検知手段２１は、当該車両Ｔの減速度を算出するものである。上記減速度検知手段２１は、上記速度及び位置検知手段２０により演算した車両Ｔの速度に基づいて車両Ｔの減速度を演算する。
上記ブレーキ特性モデル２２は、当該車両Ｔにおけるブレーキの特性を示す情報である。上記ブレーキ特性モデル２２は、記憶手段としての記憶装置に記憶される。当該車両のブレーキ特性は、様々な条件によって変化する。このため、上記ブレーキ特性モデル２２では、各ブレーキ指令に対する基準値を示すモデルとなっている。たとえば、上記ブレーキ特性モデル２２では、各ブレーキ指令に対して発生する基準値としての減速度およびブレーキ指令切替時の応答時間を示している。
The deceleration detection means 21 calculates the deceleration of the vehicle T. The deceleration detection means 21 calculates the deceleration of the vehicle T based on the speed and the speed of the vehicle T calculated by the position detection means 20.
The
上記ブレーキの効き具合検知手段２４は、当該車両Ｔに対するブレーキの効き具合を検知する。上記ブレーキの効き具合検知手段２４は、上記ブレーキ特性モデル２２で示される基準値としての減速度およびブレーキ指令切替時の応答時間を参照しつつ、上記減速度検知手段２１で演算した減速度に基づいて、ブレーキの効き具合を検知する。たとえば、上記ブレーキの効き具合検知手段２４は、ブレーキの効き具合として上記ブレーキ特性モデル２２で示される基準値に対してどの程度の増減があるかなどを判定する。
The braking effectiveness detection means 24 detects the braking effectiveness of the vehicle T. The braking effectiveness detection means 24 is based on the deceleration calculated by the deceleration detection means 21 while referring to the deceleration as the reference value indicated by the
上記ブレーキ指令決定手段２５は、ブレーキ指令を決定する。すなわち、上記ブレーキ指令決定手段２５は、種々の情報に基づいて車両Ｔを目標位置に停止させるためのブレーキ指令を決定する。たとえば、上記ブレーキ指令決定手段２５は、車両の現在速度、車両の現在位置、および、現在のブレーキの効き具合に基づいてブレーキ指令を決定する。例えば、上記ブレーキの効き具合検知手段２４により検知したブレーキの効き具合が基準値の１０％増しであった場合を想定する。この場合、上記ブレーキ指令決定手段２５は、各ブレーキ指令に対して発生する減速度がいずれも基準値の１０％増しになると想定してブレーキ指令を選択する。すなわち、上記ブレーキ指令決定手段２５は、現時点での車両速度と目標位置までの距離に基づいて、１０％増しの減速度で減速した場合に目標位置に停止できるようなブレーキ指令を選択する。 The brake command determining means 25 determines a brake command. That is, the brake command determination means 25 determines a brake command for stopping the vehicle T at the target position based on various information. For example, the brake command determination means 25 determines a brake command based on the current speed of the vehicle, the current position of the vehicle, and the current braking effectiveness. For example, it is assumed that the braking effectiveness detected by the braking effectiveness detection means 24 is 10% higher than the reference value. In this case, the brake command determination means 25 selects a brake command on the assumption that the deceleration generated for each brake command is 10% higher than the reference value. That is, the brake command determination means 25 selects a brake command that can stop at the target position when the vehicle is decelerated at a deceleration of 10% based on the current vehicle speed and the distance to the target position.
次に、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域における制御について説明する。
図２は、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替時における経時変化を示す図である。図２では、時間経過に対する車両の速度、減速度、ブレーキ指令（ノッチ）を示している。なお、ブレーキ指令は、複数段のブレーキレベルを指定する複数のノッチを指定するものとする。図２に示すように、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域において、上記ブレーキ指令決定手段２５は、所定のブレーキ指令を保持する。すなわち、図２に示す例では、上記ブレーキ指令決定手段２５は、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替の開始速度付近から所定のブレーキ指令（ノッチ）を保持し、空気ブレーキ指令の立ち上がりが完了し、ブレーキ指令切替の整定状態となるまで所定のブレーキ指令を保持する。
Next, control in the switching speed range from the electric brake to the air brake will be described.
FIG. 2 is a diagram showing a change with time when switching from the electric brake to the air brake. FIG. 2 shows vehicle speed, deceleration, and brake command (notch) over time. Note that the brake command designates a plurality of notches for designating a plurality of brake levels. As shown in FIG. 2, the brake command determining means 25 holds a predetermined brake command in the switching speed range from the electric brake to the air brake. That is, in the example shown in FIG. 2, the brake
上記のように、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域で所定のブレーキ指令を保持することにより、空気ブレーキへの切り替りの直後に、保持したブレーキ指令に対する整定状態が実現する。このため、定位置停止制御装置１としては、当該車両Ｔにおける空気ブレーキの効き具合を迅速に評価することができ、ブレーキの効き具合に応じた適切な停止制御が可能となる。この結果として、上記定位置停止制御装置１では、停止位置精度を確保することができる。 As described above, by maintaining a predetermined brake command in the switching speed range from the electric brake to the air brake, a settling state with respect to the held brake command is realized immediately after switching to the air brake. For this reason, the fixed position stop control device 1 can quickly evaluate the effectiveness of the air brake in the vehicle T, and appropriate stop control according to the effectiveness of the brake is possible. As a result, the fixed position stop control device 1 can ensure stop position accuracy.
なお、定位置停止制御装置１ではブレーキの効き具合を検知する際に車両の減速度を用いる。しかしながら、減速度は、過去の速度データに基づいて演算するために遅れが生じる。つまり、整定状態に達した瞬間の減速度は、減速度演算遅れ時間が経過してから得られることになる。従って、所定のブレーキ指令保持が終了し整定状態に達した後、すぐに通常制御に復帰すると、空気ブレーキの効き具合検知結果が出るのを待たずにブレーキ指令を選択することになる。このような状態でブレーキ指令が切り替ってしまうと、空気ブレーキの効き具合検知の制御への反映は、次のブレーキ指令の切替時になってしまう。定位置停止制御装置１では、図２に示すように、所定のブレーキ指令の保持を、空気ブレーキ指令の立ち上がりが完了し、かつ、ブレーキ指令切替の整定状態となった後、減速度の演算遅れ時間が経過まで延長することにより、上記のような制御の遅れを回避できるようになっている。 The fixed position stop control device 1 uses the deceleration of the vehicle when detecting the effectiveness of the brake. However, the deceleration is delayed because it is calculated based on past speed data. That is, the deceleration immediately after reaching the settling state is obtained after the deceleration calculation delay time has elapsed. Therefore, when the normal brake control is resumed immediately after the holding of the predetermined brake command is completed and the set state is reached, the brake command is selected without waiting for the result of detecting the effectiveness of the air brake. If the brake command is switched in such a state, the effect of detecting the effectiveness of the air brake is reflected in the control when the next brake command is switched. In the fixed position stop control device 1, as shown in FIG. 2, the predetermined brake command is held, and after the rising of the air brake command is completed and the brake command switching is set to the steady state, the calculation delay of the deceleration is delayed. By extending the time until the passage of time, it is possible to avoid such a delay in control.
上記のように、本第１の実施の形態としての定位置停止制御装置１は、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域に合わせて所定のブレーキ指令を保持する。すなわち、定位置停止制御装置は、所定の切替速度域において所定のブレーキ指令を保持することにより、空気ブレーキの立ち上がり完了時に上記所定のブレーキ指令に対して整定状態となるように制御するとともに、空気ブレーキの立ち上がり完了後に短時間で空気ブレーキの効き具合を検知できるように制御する。 As described above, the fixed position stop control device 1 as the first embodiment holds a predetermined brake command in accordance with the switching speed range from the electric brake to the air brake. That is, the fixed position stop control device maintains a predetermined brake command in a predetermined switching speed range, thereby controlling the air brake to be in a settling state with respect to the predetermined brake command when the start of the air brake is completed. Control is performed so that the effectiveness of the air brake can be detected in a short time after the completion of the brake startup.
これにより、第１の実施の形態としての定位置停止制御装置１によれば、車両を定位置に停止させる制御において、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替によってブレーキ力が急変するような場合であっても、空気ブレーキへの切替後にブレーキの効き具合を短時間で検知することができ、その結果として停止位置精度を向上させることができる。 Thereby, according to the fixed position stop control apparatus 1 as the first embodiment, in the control for stopping the vehicle at the fixed position, the brake force is suddenly changed by switching from the electric brake to the air brake. However, the effectiveness of the brake can be detected in a short time after switching to the air brake, and as a result, the stop position accuracy can be improved.
次に、第２の実施の形態について説明する。
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る車両制御装置としての定位置停止制御装置１と定位置停止制御装置２が搭載される車両Ｔの構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、第２の実施の形態に係る定位置停止制御装置２は、上述した第１の実施の形態に係る図１に示すような構成の定位置停止制御装置１に、ブレーキ状態判定手段２３を設けた構成となっている。なお、図３に示す定位置停止制御装置２における構成例のうち、図１に示す定位置停止制御装置１の構成例と同様な構成要素については、同一箇所に同一符号を付して詳細な説明を省略するものとする。
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a vehicle T on which the fixed position stop control device 1 and the fixed position stop control device 2 are mounted as vehicle control devices according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, the fixed position stop control device 2 according to the second embodiment includes a brake in place of the fixed position stop control device 1 configured as shown in FIG. 1 according to the first embodiment described above. The
上記ブレーキ状態判定手段２３は、ブレーキ装置の状態を判定するものである。ここでは、当該車両Ｔは、上記駆動及び制動制御装置１１におけるブレーキ装置として、電気ブレーキ（回生ブレーキ）と空気ブレーキ（摩擦ブレーキ）とを有しているものとする。この場合、上記ブレーキ状態判定手段２３は、当該車両Ｔのブレーキ装置の状態が電気ブレーキから空気ブレーキに切り替っているか否かを判定する。すなわち、上記ブレーキ状態判定手段２３は、車両Ｔのブレーキの状態が電気ブレーキの状態か空気ブレーキの状態かまたは両者の切替状態かを判定する。なお、上記ブレーキ状態判定手段２３は、電気ブレーキが有効であるか否かを示す信号、あるいは、空気ブレーキのブレーキシリンダー圧力に基づいて、ブレーキ装置の状態を判定するようにしても良い。
The brake state determination means 23 determines the state of the brake device. Here, it is assumed that the vehicle T has an electric brake (regenerative brake) and an air brake (friction brake) as brake devices in the drive and
上記第１の実施の形態では、電気ブレーキから空気ブレーキへの所定の切替速度域において所定のブレーキ指令を保持するようにしている。これに対して、本第２の実施の形態では、当該車両Ｔのブレーキ装置の状態が電気ブレーキから空気ブレーキに切り替っていない場合に、電気ブレーキから空気ブレーキへの所定の切替速度域において、所定のブレーキ指令を保持し、電気ブレーキから空気ブレーキに切り替っている場合には所定の切替速度域であっても所定のブレーキ指令を保持しない。これは、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域に達する前に空気ブレーキに切り替っている場合、所定の切替速度域であっても、所定のブレーキ指令を保持する必要はないためである。 In the first embodiment, a predetermined brake command is held in a predetermined switching speed range from the electric brake to the air brake. On the other hand, in the second embodiment, when the state of the brake device of the vehicle T is not switched from the electric brake to the air brake, in a predetermined switching speed range from the electric brake to the air brake, When the predetermined brake command is held and the electric brake is switched to the air brake, the predetermined brake command is not held even in the predetermined switching speed range. This is because, when switching to the air brake before reaching the switching speed range from the electric brake to the air brake, it is not necessary to hold the predetermined brake command even in the predetermined switching speed range.
例えば、ある速度未満でブレーキオフの状態からブレーキをかけた場合には電気ブレーキが立ち上がらないブレーキ特性の車両が存在する。このような車両に搭載された定位置停止制御装置２では、電気ブレーキが立ち上がらない条件が成立した場合、ブレーキ状態を空気ブレーキと判定する。ブレーキ状態が空気ブレーキであると判定した場合、上記定位置停止制御装置２は、その後の定位置へ停止させる制御中に電気ブレーキから空気ブレーキへの所定の切替速度域に達しても所定のブレーキ指令を保持する制御は行わない。 For example, there is a vehicle having a brake characteristic in which an electric brake does not rise when a brake is applied from a brake-off state at a speed lower than a certain speed. In the fixed position stop control device 2 mounted on such a vehicle, the brake state is determined to be the air brake when the condition that the electric brake does not rise is satisfied. When it is determined that the brake state is the air brake, the fixed position stop control device 2 performs the predetermined brake even if the predetermined switch speed range from the electric brake to the air brake is reached during the control to stop the brake at the subsequent fixed position. Control to hold the command is not performed.
上記のように、第２の実施の形態に係る定位置停止制御装置２では、所定の切替速度域において電気ブレーキが立ち上がらない場合がある車両であっても、ブレーキ特性に応じた適切な制御が行えるようになっている。 As described above, in the fixed position stop control device 2 according to the second embodiment, even if the electric brake may not start up in a predetermined switching speed range, appropriate control according to the brake characteristics is performed. It can be done.
次に、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態に係る定位置停止制御装置３は、上述した第１の実施の形態に係る定位置停止制御装置１、あるいは、第２の実施の形態に係る定位置停止制御装置２の何れにも適用できるものである。すなわち、第３の実施の形態に係る定位置停止制御装置３の構成例は、図１に示すような定位置停止制御装置１あるいは図３に示すような定位置停止制御装置２と同様であるため詳細な説明を省略するものとする。
Next, a third embodiment will be described.
The fixed position stop control device 3 according to the third embodiment is the same as the fixed position stop control device 1 according to the first embodiment or the fixed position stop control device 2 according to the second embodiment. It can be applied to both. That is, the configuration example of the fixed position stop control device 3 according to the third embodiment is the same as the fixed position stop control device 1 as shown in FIG. 1 or the fixed position stop control device 2 as shown in FIG. Therefore, detailed description will be omitted.
第３の実施の形態に係る定位置停止制御装置３は、停止位置予測を加味してブレーキ指令を決定する。すなわち、上記定位置停止制御装置３は、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域に合わせて所定のブレーキ指令の保持を開始するタイミングで、車両速度と車両位置に基づいて、種々のブレーキ指令（ノッチ）に対する停止位置予測を行う。上記定位置停止制御装置３は、停止位置予測の結果に基づいて目標位置に停止させるのに最適なブレーキ指令を決定する。 The fixed position stop control device 3 according to the third embodiment determines the brake command in consideration of the stop position prediction. In other words, the fixed position stop control device 3 performs various brake commands (based on the vehicle speed and the vehicle position at the timing of starting to hold a predetermined brake command in accordance with the switching speed range from the electric brake to the air brake. Prediction of stop position for (notch). The fixed position stop control device 3 determines an optimal brake command for stopping at the target position based on the result of prediction of the stop position.
例えば、停止位置予測が目標位置を超えないブレーキ指令（ノッチ）のうち、最小のブレーキ指令（ノッチ）を選択する。ここで、目標位置をオーバーするような弱いブレーキ指令（ノッチ）を選択し、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替時にブレーキ力が強くならなかった場合、通常制御への復帰後に強いブレーキ指令（ノッチ）を出さざるを得なくなり、停止間際の乗り心地が悪くなってしまう。 For example, the minimum brake command (notch) is selected from brake commands (notch) whose stop position prediction does not exceed the target position. If a weak brake command (notch) that exceeds the target position is selected and the braking force does not increase when switching from electric brake to air brake, a strong brake command (notch) is returned after returning to normal control. Will be forced to ride, and the ride comfort just before stopping will be worse.
すなわち、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域に達する時点での車両の位置は、車両に対する制御の状況により異なる可能性が高い。このため、上記切替速度域で保持するブレーキ指令が固定の値（ノッチ）であれば、停止位置制御としては最適なものとは言えないと考えられる。つまり、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域に達する時点での車両の位置が一定の位置にならない場合、所定の１つのブレーキ指令を保持するよりも、停止位置予測に応じた適切なブレーキ指令を選択し、その選択したブレーキ指令を保持するようにした方が最適な停止位置制御が行えるものと考えられる。 That is, the position of the vehicle at the time when it reaches the switching speed range from the electric brake to the air brake is likely to vary depending on the control status of the vehicle. For this reason, if the brake command held in the switching speed range is a fixed value (notch), it can be considered that the stop position control is not optimal. In other words, if the vehicle position does not reach a fixed position when reaching the switching speed range from the electric brake to the air brake, an appropriate brake command corresponding to the stop position prediction is maintained rather than holding one predetermined brake command. It is considered that the optimal stop position control can be performed by selecting and holding the selected brake command.
上記のように、第３の実施の形態に係る定位置停止制御装置３は、車両Ｔの速度が電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域に達する際、当該車両の現在速度と現在位置とに基づいて種々のブレーキ指令（ノッチ）に対する停止位置予測を行う。種々のブレーキ指令（ノッチ）に対する停止位置予測が得られると、上記定位置停止制御装置３は、所望の目標位置に停止させるのに最適なブレーキ指令を選択する。最適なブレーキ指令を選択すると、上記定位置停止制御装置３は、選択したブレーキ指令を上記切替速度域において保持する。 As described above, when the speed of the vehicle T reaches the switching speed range from the electric brake to the air brake, the fixed position stop control device 3 according to the third embodiment determines the current speed and the current position of the vehicle. Based on this, stop position prediction for various brake commands (notches) is performed. When the stop position prediction for various brake commands (notches) is obtained, the fixed position stop control device 3 selects an optimal brake command for stopping at a desired target position. When the optimum brake command is selected, the fixed position stop control device 3 holds the selected brake command in the switching speed range.
これにより、本第３の実施の形態に係る定位置停止制御装置３では、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域に達する時点での車両の位置が変動する場合であっても、上記切替速度域において最適なブレーキ指令を選択して保持することができる。従って、定位置停止制御装置３では、最適なブレーキ指令で空気ブレーキへの切替した後に迅速に空気ブレーキの効き具合の検知ができ、停止位置の精度を向上させることができる。 As a result, in the fixed position stop control device 3 according to the third embodiment, even when the vehicle position fluctuates when reaching the switching speed range from the electric brake to the air brake, the switching speed is changed. The optimum brake command can be selected and held in the range. Therefore, the fixed position stop control device 3 can quickly detect the effectiveness of the air brake after switching to the air brake with an optimal brake command, and improve the accuracy of the stop position.
次に、第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態に係る定位置停止制御装置４は、上述した第１の実施の形態に係る定位置停止制御装置１、あるいは、第２の実施の形態に係る定位置停止制御装置２の何れにも適用できるものである。すなわち、第４の実施の形態に係る定位置停止制御装置４の構成例は、図１に示すような定位置停止制御装置１あるいは図３に示すような定位置停止制御装置２と同様であるため詳細な説明を省略するものとする。
Next, a fourth embodiment will be described.
The fixed position stop control device 4 according to the fourth embodiment includes the fixed position stop control device 1 according to the first embodiment described above or the fixed position stop control device 2 according to the second embodiment. It can be applied to both. That is, the configuration example of the fixed position stop control device 4 according to the fourth embodiment is the same as the fixed position stop control device 1 as shown in FIG. 1 or the fixed position stop control device 2 as shown in FIG. Therefore, detailed description will be omitted.
第４の実施の形態に係る定位置停止制御装置４は、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域にばらつきがある場合であっても、適切な定位置への停止制御を実現するものである。すなわち、車両Ｔ自体の特性あるいは車両Ｔが走行する条件によっては、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域に大きなばらつきが生じる場合がある。このような場合、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域の設定が曖昧であれば、上記第１あるいは第２の実施の形態で説明した定位置停止制御の精度が低下する可能性がある。 The fixed position stop control device 4 according to the fourth embodiment realizes stop control to an appropriate fixed position even when there is a variation in the switching speed range from the electric brake to the air brake. . That is, depending on the characteristics of the vehicle T itself or the conditions under which the vehicle T travels, there may be a large variation in the switching speed range from the electric brake to the air brake. In such a case, if the setting of the switching speed range from the electric brake to the air brake is ambiguous, the accuracy of the fixed position stop control described in the first or second embodiment may be lowered.
たとえば、上記切替速度域としてのばらつきの範囲内において高い側の速度域に合せて所定のブレーキ指令を保持した場合、実際には低い速度域で電気ブレーキから空気ブレーキへの切替が発生する可能性がある。つまり、実際の切替速度域よりも高い速度域に合せてブレーキ指令の保持を行うと、空気ブレーキへの切替が完了しない状態でブレーキ指令の保持が終了して通常の制御に復帰することが考えられる。このような場合、実際の空気ブレーキの立ち上がりは、いつブレーキ指令が変化するかわからない状態で行われることとなる。このため、空気ブレーキの効き具合の検知が遅れる可能性がある。 For example, if a predetermined brake command is held in accordance with the higher speed range within the range of variation as the switching speed range, there is a possibility that switching from the electric brake to the air brake will actually occur in the lower speed range. There is. In other words, if the brake command is held in accordance with a speed range higher than the actual switching speed range, it is possible that the holding of the brake command is completed and the normal control is resumed without switching to the air brake. It is done. In such a case, the actual start-up of the air brake is performed without knowing when the brake command changes. For this reason, the detection of the effectiveness of the air brake may be delayed.
このため、本第４の実施の形態に係る定位置停止制御装置４では、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域としてのばらつきの範囲内において低い側の速度域に合せて所定のブレーキ指令を保持する。つまり、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域にばらつきがある場合であっても、ブレーキ指令の保持が終了した時点で、確実に空気ブレーキへの切替が完了した状態とするような制御を行う。これにより、定位置停止制御装置４では、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度域にばらつきがあっても、空気ブレーキへの切替後に空気ブレーキの効き具合の検知が遅れること無く、その結果として停止位置の精度を向上させることができる。 For this reason, in the fixed position stop control device 4 according to the fourth embodiment, a predetermined brake command is issued in accordance with the lower speed range within the range of variation as the switching speed range from the electric brake to the air brake. Hold. In other words, even when there is a variation in the switching speed range from the electric brake to the air brake, control is performed to ensure that the switching to the air brake is completed when the holding of the brake command is completed. . Thereby, in the fixed position stop control device 4, even if there is a variation in the switching speed range from the electric brake to the air brake, the detection of the effectiveness of the air brake is not delayed after switching to the air brake, and as a result, the stop is performed. Position accuracy can be improved.
次に、第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態に係る定位置停止制御装置５は、上述した第１の実施の形態に係る定位置停止制御装置１、あるいは、第２の実施の形態に係る定位置停止制御装置２の何れにも適用できるものである。すなわち、第５の実施の形態に係る定位置停止制御装置５の構成例は、図１に示すような定位置停止制御装置１あるいは図３に示すような定位置停止制御装置２と同様であるため詳細な説明を省略するものとする。
Next, a fifth embodiment will be described.
The fixed position stop control device 5 according to the fifth embodiment includes the fixed position stop control device 1 according to the first embodiment described above or the fixed position stop control device 2 according to the second embodiment. It can be applied to both. That is, the configuration example of the fixed position stop control device 5 according to the fifth embodiment is the same as the fixed position stop control device 1 as shown in FIG. 1 or the fixed position stop control device 2 as shown in FIG. Therefore, detailed description will be omitted.
第５の実施の形態に係る定位置停止制御装置５は、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替時の応答時間よりもブレーキ指令切替の応答時間が長い場合でも、適切な定位置への停止制御を実現するものである。すなわち、車両Ｔ自体の特性によっては、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替時の応答時間よりもブレーキ指令切替の応答時間が長い場合がある。このような場合、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替が始まる速度からブレーキ指令を保持したとすると、空気ブレーキへの切替が完了した時点で、まだブレーキ指令切替時の応答時間が経過しておらず、整定状態となっていないことになる。従って、ブレーキの効き具合を検知するためには、空気ブレーキへの切替が完了した後、さらにブレーキ指令切替に対する整定状態に達するのを待つ必要があり、ブレーキの効き具合を制御に反映するタイミングが遅れることになる。 The fixed position stop control device 5 according to the fifth embodiment performs stop control to an appropriate fixed position even when the response time of the brake command switching is longer than the response time at the time of switching from the electric brake to the air brake. It is realized. That is, depending on the characteristics of the vehicle T itself, the response time for switching the brake command may be longer than the response time for switching from the electric brake to the air brake. In such a case, if the brake command is held from the speed at which switching from the electric brake to the air brake begins, the response time at the time of switching the brake command has not yet elapsed when the switching to the air brake is completed. That is, it is not in a settling state. Therefore, in order to detect the effectiveness of the brake, it is necessary to wait until the settling state for the brake command switching is reached after the switch to the air brake is completed, and there is a timing to reflect the effectiveness of the brake in the control. It will be late.
このため、本第５の実施の形態に係る定位置停止制御装置５では、当該車両の電気ブレーキから空気ブレーキへの切替時の応答時間よりも、ブレーキ指令切替時の応答時間が長い場合、当該応答時間の差に応じて前記切替速度域よりも高い速度でブレーキ指令の保持を開始する。例えば、応答時間の差が０．５秒、すなわち、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替時の応答時間よりも、ブレーキ指令切替時の応答時間が０．５秒長い場合であって、切替速度域で発生し得る標準的な減速度が、１．５（ｋｍ／ｈ）／ｓである場合、電気ブレーキから空気ブレーキへの切替が始まる速度よりも０．７５ｋｍ／ｈ高い速度でブレーキ指令の保持を開始する。これにより、ブレーキ指令保持から０．５秒経過した時点で、おおむね電気ブレーキから空気ブレーキへの切替速度に近くなって切替が開始され、空気ブレーキへの切替が完了した時点で、ブレーキ指令切替の整定状態も同時に達成され、空気ブレーキの効き具合の検知を迅速に実施することが可能となる。 Therefore, in the fixed position stop control device 5 according to the fifth embodiment, when the response time at the time of brake command switching is longer than the response time at the time of switching from the electric brake to the air brake of the vehicle, Holding of the brake command is started at a speed higher than the switching speed range according to the difference in response time. For example, when the difference in response time is 0.5 seconds, that is, when the response time when switching the brake command is 0.5 seconds longer than the response time when switching from the electric brake to the air brake, If the standard deceleration that can be generated at 1.5 is 1.5 (km / h) / s, the brake command is maintained at a speed that is 0.75 km / h higher than the speed at which switching from the electric brake to the air brake begins. To start. As a result, when 0.5 seconds have elapsed since the brake command was held, switching started almost at the switching speed from the electric brake to the air brake, and when switching to the air brake was completed, The settling state is also achieved at the same time, and it becomes possible to quickly detect the effectiveness of the air brake.
Ｔ…車両、１、２、３、４…定位置停止制御装置、１１…駆動及び制動制御装置、１３…車上子、１４…地上子、１５…速度発電機、２０…速度及び位置検知手段、２１…減速度検知手段、２２…ブレーキ特性モデル、２３…ブレーキ状態判定手段、２４…ブレーキの効き具合検知手段、２５…ブレーキ指令決定手段。 T: Vehicle, 1, 2, 3, 4 ... Fixed position stop control device, 11 ... Drive and brake control device, 13 ... Vehicle upper element, 14 ... Ground element, 15 ... Speed generator, 20 ... Speed and position detection means , 21 ... Deceleration detection means, 22 ... Brake characteristic model, 23 ... Brake state determination means, 24 ... Brake effectiveness detection means, 25 ... Brake command determination means.
Claims (6)
車両の速度と位置とを検知する速度位置検知手段と、
前記速度位置検知手段による検知結果に基づいて車両の減速度を算出する減速度検知手段と、
前記減速度検知手段により算出された減速度に基づいてブレーキの効き具合を検知するブレーキ検知手段と、
ブレーキ指令に対応する減速度およびブレーキ指令に対する応答時間を含むブレーキ特性モデルを記憶する記憶手段と、
前記ブレーキ検知手段により検知されたブレーキの効き具合と前記記憶手段に記憶されているブレーキ特性モデルとに基づいて、車両を目標位置に停止させるためのブレーキ指令を決定するブレーキ指令決定手段とを備え、
前記ブレーキ指令決定手段は、車両の速度が前記電気ブレーキから前記空気ブレーキへの切替開始速度のときから、空気ブレーキ指令の立ち上がりが完了してブレーキ指令切替の整定状態となるまで、ブレーキ指令を保持する、
ことを特徴とする車両制御装置。 In a vehicle control device that controls an electric brake and an air brake,
Speed position detecting means for detecting the speed and position of the vehicle;
Deceleration detection means for calculating the deceleration of the vehicle based on the detection result by the speed position detection means;
Brake detecting means for detecting the effectiveness of the brake based on the deceleration calculated by the deceleration detecting means;
Storage means for storing a brake characteristic model including a deceleration corresponding to the brake command and a response time to the brake command;
Brake command determination means for determining a brake command for stopping the vehicle at a target position based on the effectiveness of the brake detected by the brake detection means and the brake characteristic model stored in the storage means. ,
The brake command determination means holds the brake command from when the vehicle speed is the switching start speed from the electric brake to the air brake until the rise of the air brake command is completed and the brake command switching is set to a stable state. To
The vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ブレーキ指令決定手段は、車両の速度が前記切替開始速度のときに、前記ブレーキ状態判定手段が、前記空気ブレーキが動作していると判定した場合には、ブレーキ指令を出力する、
ことを特徴とする前記請求項１に記載の車両制御装置。 A brake state determining means for determining which of the electric brake and the air brake is operating;
The brake command determining means, when the speed of the vehicle is of the switching start speed, the brake state determining means, when it is determined that the air brake is operating, and outputs a brake command,
The vehicle control device according to claim 1, wherein:
前記ブレーキ指令決定手段は、
車両の速度が前記切替開始速度のときに、前記ブレーキ状態判定手段が、前記電気ブレーキが動作している、または前記電気ブレーキから前記空気ブレーキへの切り替えが行なわれていると判定した場合には、空気ブレーキ指令の立ち上がりが完了してブレーキ指令切替の整定状態となるまで、ブレーキ指令を保持し、
車両の速度が前記切替開始速度のときに、前記ブレーキ状態判定手段が、前記電気ブレーキから前記空気ブレーキへ切り替わっていると判定した場合には、ブレーキ指令を出力する、
ことを特徴とする前記請求項１に記載の車両制御装置。 A brake state determination means for determining whether the electric brake is switched to the air brake;
The brake command determining means includes
When the speed is the switching start speed of the vehicle, the brake state determining means, when the switching of the electric brake is operating, or from the electric brake to said air brake is determined to have been performed , Hold the brake command until the start of the air brake command is completed and the brake command switching is in the settling state ,
When the speed of the vehicle is of the switching start speed, the brake state determining means, when from the electric brake is determined that the switching to the air brake outputs a braking command,
The vehicle control device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする前記請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御装置。 The brake command determination means performs stop position prediction for various brake commands based on the vehicle speed and vehicle position detected by the speed position detection means when the vehicle speed is the switching start speed , and the stop position Based on the prediction result, the brake command to be held is determined until the start of the air brake command is completed and the brake command switching is in a settling state .
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a vehicle control device.
ことを特徴とする前記請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御装置。 The brake command determination means is the lowest in the range of the speed variation when the settling state is reached when the rising speed of the air brake command is completed and there is a variation in the speed when the brake command switching is settling state. Hold the brake command until the speed is reached,
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a vehicle control device.
ことを特徴とする前記請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両制御装置。 When the response time at the time of brake command switching is longer than the response time at the time of switching from the electric brake to the air brake, the brake command determining means has a speed higher than the switching start speed according to the difference in the response time. To start holding the brake command,
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a vehicle control device.
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