JPH04340305A - 電気車制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、異なる加速特性を有
する２種類の電気車を連結して運転する際に用いられる
電気車制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は複数の連結車両からなる電気車に
より構成された列車Ａ及びＢが連結運行されている状態
を示す側面図、また図７は各列車Ａ及びＢの個別の加速
特性の一例を示す説明図である。図７において、実線は
列車Ａの加速特性、一点鎖線は列車Ｂの加速特性であり
、この例では高速域のある速度において列車Ａの方が高
い加速性能を持っている。図８は列車Ｂの加速特性の別
の例を示し、実線は列車Ａの加速特性、二点鎖線は列車
Ｂの加速特性であり、この例では低速域のある速度にお
いて列車Ａの方が高い加速性能を持っている。

【０００３】このように加速特性の異なる列車Ａ及びＢ
は個別に運行され得るが、図６に示すように連結運行も
され得る。列車運行された各列車Ａ及びＢが図７あるい
は図８のように異なる加速特性を有しているときには、
連結された列車全体の加速特性は列車Ａ及びＢの中間の
加速特性となる。そして、列車Ａの加速性能が大幅に高
いときには、列車Ａは列車Ｂを引っ張ることになり動作
責務負担が大きくなるため、列車Ａの駆動用装置が過負
荷による故障を起こすことがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置
は以上のように、一方の列車（例えば列車Ａ）の動作責
務負担が大きくなることを避けるために加速特性の合っ
た車両のみを選別して連結する必要があり、車両の運用
が限定され車両を有効に活用できないという問題点があ
った。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、加速特性の異なる車両どおしを
連結することができ、車両の運用に制限がなくなり車両
を有効に活用できる電気車制御装置を得ることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電気車制
御装置は、車両の主電動機を含む電気車駆動装置と、電
気車駆動装置により発生される車両の加速トルクを検出
して車両の単独走行時の理論加速度を計算する理論加速
度測定手段と、車両の実加速度を測定する実加速度測定
手段と、理論加速度と実加速度との加速度偏差に応じて
電気車駆動装置のための加速パターンを切換える加速特
性設定手段とを備えたものである。

【０００７】

【作用】この発明においては、加速特性が調整可能な電
気車制御装置を備えた車両を加速特性の調整ができない
従来車両に連結し、前者の加速特性を自動的に後者の加
速特性に合わせることにより、一方の車両の動作責務負
担が大きくなることを避ける。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例１について図１を参
照しながら説明する。図１はこの発明の実施例１を示す
構成図であり、５は主電動機電流の大きさを測定する等
により主電動機が発生している加速トルクＴを検出する
加速トルク検出器、６は加速トルクＴに基づく加速力を
既知の自車両（または自編成）の重量Ｗで除算すること
により自車両（または自編成）単独走行時の理論加速度
αａを計算する理論加速度演算器である。加速トルク検
出器５及び理論加速度演算器６によって理論加速度測定
手段が構成されている。

【０００９】７は電気車の車軸等に取り付けられ車両の
速度Ｖｒを検出する速度検出器、８は速度Ｖｒを用いて
車両の実加速度αｒを演算する実加速度演算器である。 速度検出器７及び実加速度演算器８によって実加速度測
定手段が構成されている。

【００１０】Ｄは理論加速度αａを実加速度αｒから減
算して実加速度αｒの理論加速度αａに対する加速度偏
差Δα（＝αｒ−αａ）を演算する減算器、９は加速度
偏差Δαに基づいて加速パターンの切換指令Ｅを出力す
る加速特性切換指令装置、１０は切換指令Ｅに応じて内
部に記憶している加速パターンαｐを切換える加速パタ
ーン切換装置である。減算器Ｄ、加速特性切換指令装置
９及び加速パターン切換装置１０によって加速特性設定
手段が構成されている。

【００１１】１１は加速パターンαｐに従って電気車を
駆動する電気車駆動装置であり、内部に前述の主電動機
を備えている。電気車駆動装置１１は、制御上の柔軟性
を有しており、四象限チョッパ装置（界磁チョッパ及び
電機子チョッパを組合わせたもの）やＶＶＶＦインバー
タ装置によって加速特性を変化させ得る。

【００１２】次に、図１に示したこの発明の実施例１の
動作について、図２〜図４を参照しながら説明する。先
ず、加速トルク検出器５によって主電動機が発生してい
る加速トルクＴを検出する。理論加速度演算器６は、加
速トルクＴに基づいて電気車駆動装置１１が発生してい
る加速力ＴＥを求めた後、加速力ＴＥと予め値の知られ
ている自編成（単独で走行している場合には自車両）の
重量Ｗとを用いて、下記の式■によって、自編成（また
は自車両）だけで走行していると仮定した場合に期待さ
れる加速度すなわち理論加速度αａを演算する。

【００１３】

【数１】

【００１４】一方、実加速度演算器８は、速度検出器７
によって検出される速度Ｖｒをある時間間隔でサンプリ
ングすることにより、実加速度αｒを演算する。

【００１５】続いて、減算器Ｄは実加速度αｒの理論加
速度αａからの偏差Δα＝αｒ−αａを演算し、加速特
性切換指令装置９は加速度偏差Δαが下記の領域（ａ）
〜（ｃ）のうちのどの領域にあてはまるかを判定する。

【００１６】

【数２】

【００１７】ここで、Ｐ及び−Ｐは領域判定基準となる
上限及び下限の所定値である。そして、加速特性偏差演
算装置９は、加速度偏差Δαが領域（ａ）にあると判定
した場合は加速パターンαｐを１段増す切換指令Ｅを、
領域（ｂ）にあると判定した場合は加速パターンαｐを
そのまま保つ切換指令Ｅを、領域（ｃ）にあると判定し
た場合は加速パターンαｐを１段減じる切換指令Ｅを、
それぞれ加速パターン切換装置１０に与える。

【００１８】例えば、Δαが所定値Ｐよりも大きいとい
うことは、実加速度αｒが理論加速度αａよりも大きい
ということであり、連結されている他の列車から力を受
けていることになる。従って、この場合には加速パター
ンを増す指令が出される訳である。同様に、Δαが所定
値Ｐよりも小さいということは、実加速度αｒが理論加
速度αａよりも小さいということであり、他の列車に力
を与えていることになる。従って、この場合には加速パ
ターンを減じる指令が出される

【００１９】図２は加速特性切換指令装置９の動作を示
す説明図である。先ず、加速度偏差Δαをサンプリング
検出すると共に速度領域（高速域または低速域）を判別
する（ステップＳ１）。次に、上限値Ｐ及び下限値−Ｐ
と比較することにより加速度偏差Δαの大きさを判定し
（ステップＳ２）、この判定結果に基づいて加速パター
ンαｐの切換判定を行う（ステップＳ３）。すなわち、
前述のように領域（ａ）（Ｐ＜Δα）の場合は１段加速
パターンを増し（ステップＳ４）、領域（ｂ）（−Ｐ≦
Δα≦Ｐ）の場合はそのままの加速パターンを保ち（ス
テップＳ５）、領域（ｃ）（Δα＜−Ｐ）の場合は１段
加速パターンを減じる（ステップＳ６）。この図に示し
た例では、高速域において加速度偏差Δαが下限値−Ｐ
よりも小さくなるのでステップＳ６に進み、高速域にて
加速パターンαｐを１段減じる切換指令Ｅが出される。

【００２０】加速パターン切換装置１０内部には、例え
ば図３及び図４に示すような加速パターンαｐ１〜αｐ
６が記憶されている。図３は高速域における加速パター
ン例、図４は低速域における加速パターン例であり、そ
れぞれ、パターンの番号が若くなるに従って加速パター
ンが増される。加速パターン切換装置１０は、加速特性
切換指令装置９からの切換指令Ｅに従って加速パターン
の増減を行う。

【００２１】さらに、電気車駆動装置１１は、加速パタ
ーン切換装置１０が出力した加速パターンαｐに従って
電気車を駆動する。

【００２２】このように、図１に示した電気車制御装置
を備えた列車は、加速特性の調整ができない従来の列車
に連結され、前者の加速特性を自動的に後者の加速特性
に合わせることにより、一方の車両の動作責務負担が大
きくなるを避ける。

【００２３】実施例２ しかしながら、実施例１の電気車制御装置を適用する場
合において、頻繁な車輪の空転が発生したり、レールの
継ぎ目やポイントを走行するときに異常な衝撃等を受け
たりすると、検出される速度Ｖｒに一時的な誤差を生じ
、適当でない加速パターンαｐが選択される恐れがある
。これを防ぐためには、加速特性切換指令装置９による
加速パターンの判定結果を記憶する検知結果記憶部及び
出力指令部１２（図５参照）を設け、所定回数同じ判定
結果が得られたときのみ、その判定結果に従って加速パ
ターンαｐを切換えればよい。

【００２４】実施例２においては、加速特性切換指令装
置９と加速パターン切換装置１０との間に挿入された検
知結果記憶部及び出力指令部１２が、加速特性設定手段
に付加されている。

【００２５】この場合、切換指令Ｅは、検知結果記憶部
及び出力指令部１２の検知結果記憶部により所定回数だ
け記憶され、所定回数の記憶内容が一致したときに出力
指令部から切換指令Ｅ′として加速パターン切換装置１
０に出力される。従って、一時的な誤検知による切換指
令Ｅに応答して加速パターンαｐが切換えられることは
ない。

【００２６】実際の電気車駆動装置１１は、短時間の過
負荷に耐えられるように設計されているので、実施例２
のような制御によって数回の加速走行の状態を判定した
上で必要に応じ加速パターンαｐを切換えることで必要
充分かつ安定した切換制御を行うことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、車両の
主電動機を含む電気車駆動装置と、電気車駆動装置によ
り発生される車両の加速トルクを検出して車両の単独走
行時の理論加速度を計算する理論加速度測定手段と、車
両の実加速度を測定する実加速度測定手段と、理論加速
度と実加速度との加速度偏差に応じて電気車駆動装置の
ための加速パターンを切換える加速特性設定手段とを備
えたので、加速特性の異なる車両どおしを連結すること
ができ、車両の運用に制限がなくなり車両を有効に活用
できる電気車制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す構成図である。

【図２】加速特性切換指令装置の動作の説明図である。

【図３】高速域における加速パターンを示す説明図であ
る。

【図４】低速域における加速パターンを示す説明図であ
る。

【図５】この発明の実施例２を示す構成図である。

【図６】列車Ａ及びＢが連結運行されている状態を示す
側面図である。

【図７】列車Ａ及びＢの加速特性の一例を示す説明図で
ある。

【図８】列車Ａ及びＢの加速特性の別の例を示す説明図
である。

【符号の説明】

５　　　　加速トルク検出器 ６　　　　理論加速度演算器 ７　　　　速度検出器 ８　　　　実加速度演算器 ９　　　　加速特性偏差演算装置 １０　　　　加速パターン切換装置 １１　　　　電気車駆動装置 １２　　　　検知結果記憶部及び出力指令部Ｄ　　　　
減算器 Ｔ　　　　加速トルク αａ　　　　理論加速度 Ｖｒ　　　　速度 αｒ　　　　実加速度 Δα　　　　加速度偏差 Ｅ　　　　切換指令 Ｅ′　　　　切換指令 αｐ　　　　加速パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両の主電動機を含む電気車駆動装置
   と、前記電気車駆動装置により発生される前記車両の加
   速トルクを検出して前記車両の単独走行時の理論加速度
   を計算する理論加速度測定手段と、前記車両の実加速度
   を測定する実加速度測定手段と、前記理論加速度と前記
   実加速度との加速度偏差に応じて前記電気車駆動装置の
   ための加速パターンを切換える加速特性設定手段とを備
   えたことを特徴とする電気車制御装置。
2. 【請求項２】　　前記加速特性設定手段は、検知結果記
   憶部及び出力指令部を含み、前記加速度偏差に応じて前
   記車両の加速パターンを所定回数だけ繰り返し判定し、
   前記所定回数だけ同じ判定結果が出たときのみ判定結果
   である切換指令に従う特性パターンに前記加速パターン
   を切換えることを特徴とする請求項１の電気車制御装置
   。