JPH04150708A - 編成列車のトルク制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明（友複数の車両を連結した編成列車の発生するト
ルクを制御する編成列車のトルク制御方法に関する。

［従来の技術］ 従来、複数の車両を連結した編成列車において（よ運転
席あるいは地上局から当該編成列車が発生すべき目標ト
ルクが指令されると、各車両にそのトルク値を均等に分
担させるように各車両の車輪に駆動力や制動力を与える
電動機及びブレーキ機構を駆動している。

また、編成列車で（よ各車両の車輪に滑走固着検知装置
を設け、車輪に発生する滑り状態を検出して全車両の電
動機あるいはブレーキ機構の作動量をフィードバック制
御している。

すなわち、従来の編成列車において（よ各車両の車輪は
均一のトルク分担の下に駆動される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこのように各車両の車輪に均等なトルク分担を課
す従来の編成列車のトルク制御方法の下で（友線路との
摩擦係数の小さな車輪に滑りが発生し、摩擦係数の大き
な車輪には発生可能なトルクに十分な余裕があることが
判明した。

この現象法編成列車の各車両の車輪と線路との間に作用
する摩擦力が均一ではなく、各車両毎に異なることに起
因している。

そして、このような現象を引き起こしている従来の編成
列車のトルク制御方法で（よ編成列車の有する加速能力
及び減速能力を十分に引き比すことができず、未だに最
適なトルク制御が実現化されていないことを意味してい
る。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、編
成列車の有する加速能力及び減速能力を十分に引き出し
、有効活用することで、編成列車の加速及び減速特性殻
改善することができる優れた編成列車のトルク制御方法
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ すなわち、この目的を達するためになされた本発明（友
複数の車両を連結した編成列車の発生するトルクを、外
部から指令された目標トルクに制御する編成列車のトル
ク制御方法であって、当該編成列車の先頭車両から中間
車両になるほど上記目標トルクの分担割合が大きくなる
よう、各車両が発生すべきトルク値乞決定し、該決定さ
れたトルク値に応じて、各車両の車輪に加わる駆動力及
び制動力を制御することを特徴とする編成列車のトルク
制御方法を要旨としている。

［作用］ このように本発明方法によれ１′Ｌ　先頭車両から中間
車両になるほど目標トルクの分担割合が大きくなるよう
に各車両が発生すべきトルク値を決定し、その決定され
たトルク値に応じて各車両の車輪に加わる駆動力及び制
動力を制御する。

以下、この理由について説明する。

まず編成列車の発生するトルクを運転席でのマニュアル
操作あるいは地上局からの運行指令によって決定される
目標トルクに制御し、編成列車を加速あるいは減速させ
るために（友各車両の車輪毎に発生しているトルクの合
計値を目標トルクに一致させる必要がある。そして、そ
の条件を満足しつつ、全車両の車輪に空回りや滑りが発
生していないとき１：、編成列車の加速能力あるいは減
速能力を最大限に発揮させることができる。

そこで、本発明で（友上述のごとく先頭車両から中間車
両になるほどトルクの分担割合を大きくして、各車両の
トルク値を決定する。

これ（表編成列車の各車両の車輪と線路との粘着力の実
験結果に基づき決定されたもので、実験によれば編成列
車の先頭車両はど車輪と線路との粘着力が低下している
ことが判明したからである。

この実験結果（よ次のような理論により説明される。線
路の表面には水分や風塵等の付着物が少なからず存在す
るが、その付着物の粘着力への影響力は最初にその部分
を走行する先頭車両はど強く現れる。そして、当該先頭
車両により線路上の水分や風塵等が除去されるため（ミ
粘着力への影響は中間車両にかけて徐々に小さくなる。

従って、本発明（よ編成列車として必要なトルクの分担
割合を先頭車両には小さく、中間車両はど大きくするこ
とで上記目的を達成するのである。

なお、中間車両から後部車両にかけてのトルク分担割合
；よ以下の理由により編成列車の運行形態等に応じて適
宜決定することができる。

編成列車が所定区間内を折り返し運行するために前後進
をなすものであれｆ′Ｌｍ成列車が後進することを予め
想定し、中間車両から後部車両になるほどトルク分担割
合を小さく設定すればよい。

また、編成列車が一方向運行のみのものであれＩＬ中間
車両から後部車両にかけてほぼ同一のトルク分担割合と
することもできる。

また、現実の分担割合の決定１上編成列車の編成数各車
両の重量、動力源の有無等を勘案し、実験的にあるいは
理論的に適宜決定すればよＬ〜ここで上記目標トルク（
よ運転席でのマニュアル操作あるいは地上局から発せら
れる運行指令等に基づき決定されるもので、目標トルク
が正の値であるときには編成列車は加速あるいは定速の
運転状態となり、負の値であ゛るときには減速の運転状
態となる。

また上述のように各車両毎のトルク値を制御するにあた
っては各車両の車輪に加わる駆動力及び制動力を制御す
るのであるが、列車において正のトルクを発生するもの
として１飄列車の駆動風すなわち電動機やディーゼル機
関等があり、負のトルクを発生するものとして（良電気
ブレーキ。

空気ブレーキ、油圧ブレーキ等の各種ブレーキ機構があ
るため、本発明方法を実現するに当たって１表　こうし
た正負のトルクを発生する部材を駆動制御すればよい。

以下、本発明をより具体的に説明するため、実施例を挙
げて詳述する。

［実施例］ まず第２図（良木発明のトルク制御方法が適用された実
施例の編成列車の概略説明図である。

図示するごとく本実施例における編成列車（友駆動源及
び制動源となる電動機１２と制動源となる空気ブレーキ
機構１４とからなるトルク源１０を各車両に備えた１０
両の編成からなっている。

そして、車両毎のトルク源１０を制御するトルクコント
ローラ２０が各車両毎に独立に設けられているため、本
実施例の編成列車は各車両毎に発生トルク値を独立に調
整することができる。

なお、以下の説明において、トルクコントローラ２０な
どの複数の車両に備えられる構成要素を指標するに際し
、特に特定車両に備えられた構成要素を指し示す場合に
はその数字符号の後に車両に応じた英字符号（ａ−ｊ：
ａは１号車、ｂは２号車・・・・・・　ｊは１０号車）
を添字として使用する。

１号車と１０号車に１表　操作量に応じた運行指令を発
生する運行ハンドル３０ａ、３０ｊ、図示しない地上局
から送信されてくる運行指令を受信する受信機４０ａ、
４０ｊが備えらね、これら運行ハンドル３０ａ、３０ｊ
及び受信機４０ａ、４０ｊからの８力信号（運行指令）
１表　各車両のトルクコントローラ２０ａ〜２０」に入
力される。

なおこれら運行ハンドル３０ａ、３０ｊ及び受信機４０
ａ、４０ｊの内、列車が図面左方向に進行する際　すな
わち１号車を先頭に進行する際に（表　１号車の運行ハ
ンドル３０ａ及び受信機４０ａが作動して、各トルクコ
ントローラ２０ａ〜２０ｊに運行指令を入力し、列車が
図面右方向に進行する際　すなわち１０号車を先頭に進
行する際に床　１０号車の運行ハンドル３０ｊ及び受信
機４０ｊが作動して、各トルクコントローラ２０ａ〜２
０ｊに運行指令を入力する。

（飄　第３図に示す如く構成されている。なお上記各コ
ントローラ２０ａ〜２０ｊは同一の構成であるため、図
には１号車のトルクコントローラ２０ａのみを示し旭 図に示す如くトルクコントローラ２０（よマイクロコン
ピュータを中心とした算術論理演算装置にて構成されて
おり、算術論理演算を実行するＣＰＵ２２、不揮発的に
後述するプログラムを記憶しているＲＯＭ２４、ＣＰＵ
の動作を補助するために一時的な情報の記憶を行うＲＡ
Ｍ２６、外部機器（ここでは運行ハンドル３ｏ及び受信
機４０）との情報の授受を受は持つ入畠カポート２８．
及びＣＰＵ２２からの動作指令及びその時の運行状況か
ら電動機１２及び空気ブレーキ１４の駆動に適した制御
信号を作り出し、これを電動機１２及び空気ブレーキ１
４に出力するトルク源インタフェイス２９を備えている
。

トルク源インタフェイス２９１よ例え（戯動作指令によ
り緩やかな減速が指令さね　かつ、現在の運行状況が加
速中であれ（戴公知のごとく電動機１２への電力の供給
を中止すると共に指令された減速の大きさに比例した発
電量となるように電動機１２を発電機として駆動し、電
気ブレーキを作動させる。また、急激な減速等の指令に
対してｆｔ、、　　トルク源インタフェイス２９は空気
ブレーキ］４を優先的に作動させる。

次にトルクコントローラ２０のＲＯＭ２４には第１図に
示すごときトルクコントロールプログラムが記憶されて
おり、ＣＰＵ２２はそのプログラムを順次処理する。以
下、このトルクコントロールプログラムを説明すること
で、本実施例のトルク制御方法について詳述する。

トルクコントロールプログラム（ヨトルクコントローラ
２０への電源供給が開始されたときに起動されるもので
、処理が開始されるとはじめに初期処理が実行され（ス
テップ２００）、ＲＡＭ２６の初期化等を行う。そして
、予めＲＯＭ２４に記憶されている車両Ｎｏ、Ｘを読み
込み（ステップ２１０）、その車両Ｎｏ、Ｘに基づいて
同じくＲＯＭ２４に記憶されているテーブルを検索して
トルク分担比ＸＢを決定する（ステップ２２ｏ）。

ここで、車両Ｎｏ、Ｘと（ヨトルクコントローラ２０が
搭載される車両が何号車にあたるかを指標する情報であ
り、列車の編成にあたりトルクコントローラに入力され
る値である。従って、本実施例の場合には車両Ｎｏ、Ｘ
は「１〜１０」の範囲の整数値をとり、トルクコントロ
ーラ２０ａのＲＯＭ　２４　ａには「１」、トルクコン
トローラ２０ｂのＲＯＭ２４ｂには「２」、・・・・・
−トルクコントローラ２０」のＲＯＭ２４ｊには「１０
」が設定されている。

また、上記車両Ｎｏ、×からトルク分担比ＸＢを決定す
るテーブルと（よ第４図に示すようなものである。図示
するごとくトルク分担比ＸＢＩｔ、。

車両Ｎｏ、Ｘが編成列車の中間車両を指標するほどに大
きな値となり、かつ、総てのトルク分担比ＸＢの合計は
「１０」となっている。

こうしてトルク分担比ＸＢが決定されると、現在の運行
指令を運行ハンドル３０あるいは受信機４０から入力し
くステップ１３０）、その運行指令から編成列車の現在
の運行状況を運行指令により要求された運行状況へと変
化させるために必要な編成列車の目標トルクＴｔを読み
取る（ステップ１４０）。

そしてこの目標トルクＴｔを当該編成列車の車両数１０
で除算することにより１車両当りの基準トルク値Ｔｂを
算出しくステップ］５０）、更にこの基準トルク値Ｔｂ
から次式（１） ％式％（１） を用いて当該車両が発生すべき実トルク値Ｔ×を次式に
より算出しくステップ１６０）、その実トルク値Ｔ×に
基づきトルク源インタフェイス２９を介してトルク源１
０を制御して（ステップ１７０）、本プログラムの１回
の処理を終える。

そして、処理は再度ステップ１３０へと戻り、以下同様
にステップ１３０〜１７０の処理が繰り返し実行される
。

以上のごとくトルク制御が実行される本実施例の編成列
車において（飄々の効果が明らかである。

トルクコントローラ２０ａ〜２０ｊは、トルクコントロ
ールプログラム乞処理することにより、各車両のトルク
源１０ａ〜１０ｊにトルク分担比ＸＢに等しい比率でト
ルクを発生させることができる。この時、各車両の発生
するトルク比ε図示するなら（Ｌ第５図に示すごとき特
性曲線となる。

この特性曲線から明らかなように本実施例で（友車両の
車輪と線路との粘着力が低下する１号車から粘着力が強
い中間の５号車にかけてトルク分担比が徐々に上昇して
いる。従って、車輪の空回り及び滑りの発生が防止さね
編成列車の有する加速能力及び減速能力を十分に引き出
した運行が可能となる。

すなわち、従来に比較して編成列車の加速性及び減速性
が改善さね、運転速度の上昇、停止必要距離の短縮等が
達成さね運行指令に対して応答性の高い編成列車の運行
制御が可能となる。

しかも、そのトルク分担比ＸＢＩ＆　第４図に示すよう
に合計値が「１０」となるように決定されている。

このため、各車両のトルク源１０ａ〜１０ｊにより発生
されるトルクの合計値（よ現在の運行状況を運行指令に
より要求された運行状況へ変更するに最適なトルク値Ｔ
ｔと一致し、瞬時に要求された運行状況に変化する。

また、トルク分担比を第５図に示すように山なり特性と
しているため、本実施例の編成列車が所定区間を前後進
する際に、トルクコントローラ２０や運行コントローラ
３０のプログラムやトルク分担比を決定するテーブル等
Ｅ変更する必要はなく、操作性に優れる。

なお、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない各種の態様により具現化され
るものである。

例え（′Ｌ　上記実施例では総ての車両にトルク源１０
を備える例について説明したが、トルク源１０を備えな
い車両を混在させる編成列車にも同様に適用可能である
。この際に（ヨトルク源１０を備える車両についてのみ
、先頭車両から中間車両にかけてトルク分担比が大きく
なるように上述のテーブルが決定される。

［発明の効果］ 以上説明したごとく本発明の編成列車のトルク制御方法
でＬｔ、、編成列車の先頭車両から中間車両になるほど
目標トルク値の分担割合が大きくなるように各車両のト
ルク値を決定する。このため本発明方法によれ（瓜各車
輪と線路との粘着力の大きさに応じたトルク分担比によ
り編成列車の発生トルクを制御することができる。従っ
て、編成列車の各車両の車輪と線路との間に空回りや滑
りを発生させることなく、編成列車の加速能力及び減速
能力を十分に引き出し、有効活用することができ、編成
列車の加速及び減速特性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のトルクコントローラにて実行されるト
ルクコントロールプログラムを表すフローチャート、第
２図は実施例の編成列車の概略説明図、第３図はトルク
コントローラの回路構成を表すブロック図、第４図はト
ルクコントロールプログラムにて利用されるテーブルの
説明図、第５図は実施例における各車両のトルク分担比
を表す線図、である。 １０・・・トルク源　１２・・・電動機１４・・・空気
ブレーキ機構 ２０・・・トルクコントローラ ２２−ＣＰＵ　　　　　　２４−ＲＯＭ２６・・・ＲＡ
Ｍ　　　　　　２８・・・入出力ポート２９・・・トル
ク源インタフェイス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の車両を連結した編成列車の発生するトルクを、外
   部から指令された目標トルクに制御する編成列車のトル
   ク制御方法であって、 当該編成列車の先頭車両から中間車両になるほど上記目
   標トルクの分担割合が大きくなるよう、各車両が発生す
   べきトルク値を決定し、該決定されたトルク値に応じて
   、各車両の車輪に加わる駆動力及び制動力を制御するこ
   とを特徴とする編成列車のトルク制御方法。