JPH06209503A

JPH06209503A - 電気車速度制御装置

Info

Publication number: JPH06209503A
Application number: JP5000028A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Tsuruta; 慎一郎鶴田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-01-04
Filing date: 1993-01-04
Publication date: 1994-07-26
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JP3071970B2

Abstract

(57)【要約】【目的】速度補償系と位置補償系の速度制御を切り換
えても急峻な速度変化を来さず、乗り心地の悪化を防止
することができる。【構成】この発明の電気車速度制御装置は、指令速度
と車両実速度との偏差から速度補償電流指令値を演算
し、また指令位置と車両実位置との偏差から位置補償電
流指令値を演算する。そして比率選択器において、速度
補償系と位置補償系との使用比率を車両実位置に応じて
連続的に変化するように選択し、電流指令値演算器にお
いて、比率選択器によって選択された使用比率を速度補
償電流指令値、位置補償電流指令値それぞれに乗じて加
算することにより電力変換器に対する電流指令値を求め
る。こうして、電力変換器へ出力する電流指令値を連続
的に変化するものにして制御の不連続性をなくし、乗り
心地の悪化を防止し、かつ、到着時間の誤差を少なく
し、停止精度も向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気車の速度制御を
行なう電気車速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気車の速度制御を行なうための
電気車速度制御装置として、図６に示す構成のものが知
られている。この従来の電気車速度制御装置は、速度指
令と実速度との偏差を補償する速度追従制御系と、位置
指令と実位置との偏差を補償する位置追従制御系との２
つの制御系を備え、列車の位置や時間に応じてどちらの
制御系の出力を用いるかを切り換えて制御する方式のも
のである。

【０００３】すなわち、図６に示すように、指令速度Ｖ
＊、指令位置Ｘ＊を出力するパターン発生部１、指令速
度Ｖ＊と車両実速度Ｖとの偏差を演算する差分演算器２
ａ、指令位置Ｘ＊と車両実位置Ｘとの偏差を演算する差
分演算器２ｂ、また、差分演算器２ａからの速度偏差に
相当する電流指令値Ｉｖ＊を演算する速度補償器３、差
分演算器２ｂからの位置偏差に相当する電流指令値Ｉｘ
＊を演算する位置補償器４、そして、速度補償器３にお
いて求められた速度補償電流指令値Ｉｖ＊を出力する
か、位置補償器４において求められた位置補償電流指令
値Ｉｘ＊を出力するかを選択する選択器５から構成され
ていて、この選択器５の出力が電力変換器に電流指令値
Ｉｍ＊として与えられるようになっていた。そして、こ
の選択器５は、電気車の位置または現在の時間に応じて
切り換えられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の電気車速度制御装置では、制御系を電気車の位置
または時間に応じて速度補償系か位置補償系かのいずれ
かに切り換えてその制御系に特定してしまうために、例
えば速度補償系から位置補償系に切り換える際に生じて
いる速度偏差と位置偏差の大きさに違いがある場合に
は、切り換え時に電流指令値が急変するため、制御が不
連続になって電気車の乗り心地が悪化したり、位置指令
に追従するまでに長い時間を必要として制御が不安定に
なったりする問題点があった。

【０００５】さらに、電気車を正確に指令停止点に停止
させるために、早めに位置補償系に制御系を切り換える
場合には、位置補償系の指令速度が停止直前の制御系と
して考慮されているために比較的小さい値であって指令
速度を守ることができず、保安速度をオーバーしてしま
ったり、速度が遅くなるために電気車の駅到着時間に大
きな誤差が生じたりする問題点があった。

【０００６】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、制御の不連続性の発生を極力防ぐこ
とができ、制御系の切り換え時の乗り心地の悪化を避け
ることができ、停止精度の向上、到着時間の誤差の低減
も図れる電気車速度制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の電気車
速度制御装置は、あらかじめ定められた速度制御対象電
気車の目標速度パターンから指令位置、指令速度を発生
するパターン発生器と、指令速度と車両実速度との偏差
から速度補償電流指令値を演算する速度補償器と、指令
位置と車両実位置との偏差から位置補償電流指令値を演
算する位置補償器と、電気車停止指令位置の手前の減速
域途中に定められた第１指定位置までは速度補償電流指
令値の使用比率を１とし、第１指定位置から先で電気車
停止指令位置の直前に定められた第２指定位置までの範
囲では速度補償電流指令値の使用比率を徐々に下げ、位
置補償電流指令値の使用比率を徐々に上げるように両電
流指令値の使用比率を連続的に変化させ、第２指定位置
以降は位置補償電流指令値の使用比率を１とするよう
に、速度補償器と位置補償器において演算された両電流
指令値間の使用比率を電気車の実位置に応じて選択する
比率選択器と、この比率選択器において選択された使用
比率を速度補償電流指令値、位置補償電流指令値それぞ
れに乗じて加算することにより電力変換器に対する電流
指令値として出力する電流指令値演算器とを備えたもの
である。

【０００８】また請求項２の発明の電気車速度制御装置
は、あらかじめ定められた速度制御対象電気車の目標速
度パターンから指令位置、指令速度を発生するパターン
発生器と、指令速度と車両実速度との偏差から速度補償
電流指令値を演算する速度補償器と、指令位置と車両実
位置との偏差から位置補償電流指令値を演算する位置補
償器と、位置補償電流指令値を使用する速度の上限値お
よび速度補償電流指令値を使用する速度の下限値をそれ
ぞれ第１指定速度、第２指定速度とし、電気車の加速運
転時、等速運転時および減速運転中であっても第１指定
速度よりも実速度が大きい場合に速度補償電流指令値の
使用比率を１とし、電気車が減速運転中で実速度が第１
指定速度より小さく、かつ第２指定速度よりも大きい範
囲である場合には速度補償電流指令値の使用比率を徐々
に下げ、位置補償電流指令値の使用比率を徐々に上げる
ように両電流指令値の使用比率を連続的に変化させ、電
気車が減速運転中で実速度が第２指定速度以下の場合に
は位置補償電流指令値の使用比率を１とするように、速
度補償器と位置補償器において演算された両電流指令値
の使用比率を電気車の実速度および加速度に応じて選択
する比率選択器と、この比率選択器において選択された
使用比率を速度補償電流指令値、位置補償電流指令値そ
れぞれに乗じて加算することにより電力変換器に対する
電流指令値として出力する電流指令値演算器とを備えた
ものである。

【０００９】

【作用】請求項１の発明の電気車速度制御装置では、パ
ターン発生器からの指令速度と車両実速度との偏差から
速度補償電流指令値を速度補償器によって演算し、ま
た、パターン発生器からの指令位置と車両実位置との偏
差から位置補償電流指令値を位置補償器によって演算す
る。

【００１０】また、比率選択器において、電気車停止指
令位置の手前の減速域途中に定められた第１指定位置ま
では速度補償電流指令値の使用比率を１とし、第１指定
位置から先で電気車停止指令位置の直前に定められた第
２指定位置までの範囲では速度補償電流指令値の使用比
率を徐々に下げ、位置補償電流指令値の使用比率を徐々
に上げるように両電流指令値の使用比率を連続的に変化
させ、第２指定位置以降は位置補償電流指令値の使用比
率を１とするように、速度補償器と位置補償器において
演算された両電流指令値間の使用比率を電気車の実位置
に応じて選択する。

【００１１】そして、電流指令値演算器において、比率
選択器において選択された使用比率を速度補償電流指令
値、位置補償電流指令値それぞれに乗じて加算すること
により電力変換器に対する電流指令値を求めて出力す
る。

【００１２】こうして、速度補償系と位置補償系との使
用比率を車両実位置に応じて連続的に変化するように選
択することによって、電力変換器へ出力する電流指令値
が連続的に変化するようにし、制御の不連続性をなくし
て乗り心地の悪化を防止し、かつ、到着時間の誤差を少
なくして停止精度も向上させる。

【００１３】請求項２の発明の電気車速度制御装置で
は、パターン発生器からの指令速度と車両実速度との偏
差から速度補償電流指令値を速度補償器によって演算
し、また、パターン発生器からの指令位置と車両実位置
との偏差から位置補償電流指令値を位置補償器によって
演算する。

【００１４】また、比率選択器において、位置補償電流
指令値を使用する速度の上限値および速度補償電流指令
値を使用する速度の下限値をそれぞれ第１指定速度、第
２指定速度とし、電気車の加速運転時、等速運転時およ
び減速運転中であっても第１指定速度よりも実速度が大
きい場合に速度補償電流指令値の使用比率を１とし、電
気車が減速運転中で実速度が第１指定速度より小さく、
かつ第２指定速度よりも大きい範囲である場合には速度
補償電流指令値の使用比率を徐々に下げ、位置補償電流
指令値の使用比率を徐々に上げるように両電流指令値の
使用比率を連続的に変化させ、電気車が減速運転中で実
速度が第２指定速度以下の場合には位置補償電流指令値
の使用比率を１とするように、速度補償器と位置補償器
において演算された両電流指令値の使用比率を電気車の
実速度および加速度に応じて選択する。

【００１５】そして、電流指令値演算器において、比率
選択器において選択された使用比率を速度補償電流指令
値、位置補償電流指令値それぞれに乗じて加算すること
により電力変換器に対する電流指令値を求めて出力す
る。

【００１６】こうして、速度補償系と位置補償系との使
用比率を車両実速度と加速状態に応じて連続的に変化す
るように選択することによって、電力変換器へ出力する
電流指令値が連続的に変化するようにし、制御の不連続
性をなくして乗り心地の悪化を防止し、かつ、到着時間
の誤差を少なくし、停止精度も向上させる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１８】図１は請求項１の発明の一実施例の回路ブ
ロック図であり、この実施例の電気車速度制御装置は、
あらかじめ定められた速度制御対象電気車の目標速度パ
ターンから指令速度Ｖ＊、指令位置Ｘ＊を発生するパタ
ーン発生器１と、このパターン発生器１からの指令速度
Ｖ＊と車両実速度Ｖとの偏差を求める差分演算器２ａ
と、パターン発生器１からの指令位置Ｘ＊と車両実位置
Ｘとの偏差を求める差分演算器２ｂと、差分演算器２ａ
が求めた速度偏差から速度補償電流指令値Ｉｖ＊を演算
する速度補償器３と、差分演算器２ｂが求めた位置偏差
から位置補償電流指令値Ｉｘ＊を演算する位置補償器４
とを備えている。

【００１９】この実施例の電気車速度制御装置はまた、
これらの速度補償器３が求めた速度補償電流指令値Ｉｖ
＊と位置補償器４が求めた位置補償電流指令値Ｉｘ＊と
の間の使用比率Ｋｖ，Ｋｘを電気車の実位置に応じて選
択する比率選択器６と、この比率選択器６において選択
された使用比率Ｋｖ，Ｋｘそれぞれを速度補償電流指令
値Ｉｖ＊、位置補償電流指令値Ｉｘ＊それぞれに乗じて
加算することにより電力変換器に対する電流指令値Ｉｍ
＊として出力する電流指令値演算器７を備えている。

【００２０】そして比率選択器６は、図２（ａ）に示す
速度パターンにおいて、同図（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、出発位置Ｘｓから電気車停止指令位置の手前の減速
域途中に定められた第１指定位置Ｘｒ１までは速度補償
電流指令値Ｉｖ＊の使用比率Ｋｖを１とし、第１指定位
置Ｘｒ１から先で電気車停止指令位置Ｘｅの直前に定め
られた第２指定位置Ｘｒ２までの範囲では速度補償電流
指令値Ｉｖ＊の使用比率Ｋｖを徐々に下げ、逆に位置補
償電流指令値Ｉｘ＊の使用比率Ｋｘを徐々に上げるよう
に両電流指令値Ｉｖ＊，Ｉｘ＊の使用比率Ｋｖ，Ｋｘを
連続的に変化させ、第２指定位置Ｘｒ２以降は位置補償
電流指令値Ｉｘ＊の使用比率Ｋｘを１とするように、速
度補償器３と位置補償器４において演算された両電流指
令値Ｉｖ＊，Ｉｘ＊間の使用比率Ｋｖ，Ｋｘを電気車の
実位置Ｘに応じて選択する。

【００２１】また、電流指令値演算器７は、図３に示す
回路構成を備えており、速度補償乗算器７１、位置補償
乗算器７２、これらの速度補償乗算器７１の出力と位置
補償乗算器７２の出力との加算器７３から構成されてい
て、比率選択器６において選択された使用比率Ｋｖ，Ｋ
ｘを速度補償電流指令値Ｉｖ＊、位置補償電流指令値Ｉ
ｘ＊それぞれに乗じて加算することにより電力変換器に
対する電流指令値Ｉｍ＊を出力するようになっている。

【００２２】次に、上記構成の電気車速度制御装置の動
作について説明する。

【００２３】電力変換器によって架線からとられた電力
を電流指令値Ｉｍ＊に対応する電力に変換して電動機を
駆動することにより、電気車は所定の速度パターンで走
行することになる。

【００２４】こうして電気車が走行することにより車両
実速度Ｖおよび車両実位置Ｘが検出され、パターン発生
器１から指令速度Ｖ＊および指令位置Ｘ＊が出力され
る。そこで、指令速度Ｖ＊と車両実速度Ｖとの偏差を差
分演算器２ａにおいて求め、速度補償器３においてその
偏差に応じた補償演算を行ない、速度補償電流指令値Ｉ
ｖ＊を求めて電流指令値演算器７に与える。また、指令
位置Ｘ＊と車両実位置Ｘとの偏差を差分演算器２ｂにお
いて求め、位置補償器４においてその偏差に応じた補償
演算を行ない、位置補償電流指令値Ｉｘ＊を求めて電流
指令値演算器７に与える。

【００２５】一方、比率選択器６では、走行開始前に、
図２（ａ）に示すように、速度パターン発生器１からの
速度パターン情報を得て位置補償系において演算された
位置補償電流指令値Ｉｘ＊の使用を開始する第１指定位
置Ｘｒ１、および速度補償系において演算された速度補
償電流指令値Ｉｖ＊の使用を終了する第２指定位置Ｘｒ
２をあらかじめ設定し、速度補償電流指令値、位置補償
電流指令値それぞれの使用比率Ｋｖ，Ｋｘを位置Ｘのパ
ラメータとしたデータして記憶しておく。

【００２６】すなわち、指令停止位置Ｘｅから距離ΔＸ
２だけ手前に第２指定位置Ｘｒ２を設定し、さらに距離
ΔＸ１だけ手前に第１指定位置Ｘｒ１を設定する。そし
て、出発位置Ｘｓ〜第１指定位置Ｘｒ１区間：（Ｋｖ：Ｋｘ）＝（１：０）第１指定位置Ｘｒ１〜第２指定位置Ｘｒ２区間：（Ｋｖ：Ｋｘ）＝（１：０）〜（０：１）の連続変化第２指定位置Ｘｒ２〜指令停止位置Ｘｅ区間：（Ｋｖ：Ｋｘ）＝（０：１）とし、この（Ｋｖ：Ｋｘ）を位置Ｘをパラメータとする
データとして記憶しておき、車両の走行により、時々刻
々入力されてくる車両実位置Ｘに応じて、両電流指令値
Ｉｖ＊，Ｉｘ＊の使用比率Ｋｖ，Ｋｘを図２（ｂ）、
（ｃ）に示すように選択して電流指令値演算器７に与え
るのである。

【００２７】電流指令値演算器７は、こうして速度補償
器３から速度補償電流指令値Ｉｖ＊、位置補償器４から
位置補償電流指令値Ｉｘ＊を受け、比率選択器６から使
用比率Ｋｖ，Ｋｘを受け取ると、速度補償乗算器７１に
おいて速度補償電流指令値Ｉｖ＊と速度補償使用比率Ｋ
ｖを乗算してＫｖ・Ｉｖ＊を加算器７３に出力し、同じ
ように位置補償乗算器７２において位置補償電流指令値
Ｉｘ＊と位置補償使用比率Ｋｘとを乗算してＫｘ・Ｉｘ
＊を加算器７３に出力し、加算器７３でこれらを加算し
て、電力変換器に対する電流指令値Ｉｍ＊として、Ｉｍ＊＝Ｋｖ・Ｉｖ＊＋Ｋｘ・Ｉｘ＊を出力する。

【００２８】したがって、最終的な電力変換器に対する
電流指令値Ｉｍ＊として、出発位置Ｘｓ〜第１指定位置Ｘｒ１区間：Ｉｍ＊＝Ｋｖ・Ｉｖ＊＋Ｋｘ・Ｉｘ＊＝Ｉｖ＊第１指定位置Ｘｒ１〜第２指定位置Ｘｒ２区間：Ｉｍ＊＝Ｋｖ・Ｉｖ＊＋Ｋｘ・Ｉｘ＊第２指定位置Ｘｒ２〜指令停止位置Ｘｅ区間：Ｉｍ＊＝Ｋｖ・Ｉｖ＊＋Ｋｘ・Ｉｘ＊＝Ｉｘ＊が得られることになる。

【００２９】すなわち、電気車が加速域や等速域、さら
には減速域であっても速度が大きい領域では、比率選択
器６が選択比率（Ｋｖ：Ｋｘ）を（１：０）として、速
度補償電流指令値Ｉｖ＊のみを使用して速度制御を行な
い、指令速度を守りながら指定された走行時間も守るこ
とを重点とした制御を行ない、そして電気車が減速を始
めて指令停止位置Ｘｅに近づいてくると、比率選択器６
では選択比率（Ｋｖ：Ｋｘ）を（１：０）から（０：
１）へと使用比率の合計が１になるように徐々に変化さ
せて、最終的には位置補償電流指令値Ｉｘ＊のみで速度
制御するように徐々にＫｘの比率を上昇させた速度制御
を行ない、さらに電気車が指令停止位置Ｘｅの直前に近
づくと、比率選択器６が選択比率（Ｋｖ：Ｋｘ）を
（０：１）として、位置補償電流指令値Ｉｘ＊のみを使
用して速度制御を行ない、停止精度を守ることを重点と
して制御を行なうのである。

【００３０】図４は請求項２の発明の一実施例の回路ブ
ロック図であり、この実施例の電気車速度制御装置は、
あらかじめ定められた速度制御対象電気車の目標速度パ
ターンから指令速度Ｖ＊、指令位置Ｘ＊を発生するパタ
ーン発生器１と、このパターン発生器１からの指令速度
Ｖ＊と車両実速度Ｖとの偏差を求める差分演算器２ａ
と、パターン発生器１からの指令位置Ｘ＊と車両実位置
Ｘとの偏差を求める差分演算器２ｂと、差分演算器２ａ
が求めた速度偏差から速度補償電流指令値Ｉｖ＊を演算
する速度補償器３と、差分演算器２ｂが求めた位置偏差
から位置補償電流指令値Ｉｘ＊を演算する位置補償器４
を備えている。

【００３１】この実施例の電気車制御装置はまた、これ
らの速度補償器３が求めた速度補償電流指令値Ｉｖ＊と
位置補償器４が求めた位置補償電流指令値Ｉｘ＊との間
の使用比率Ｋｖ，Ｋｘを電気車の実速度と加速状態に応
じて選択する比率選択器８と、この比率選択器８におい
て選択された使用比率Ｋｖ，Ｋｘそれぞれを速度補償電
流指令値Ｉｖ＊、位置補償電流指令値Ｉｘ＊それぞれに
乗じて加算することにより電力変換器に対する電流指令
値Ｉｍ＊として出力する電流指令値演算器７から構成さ
れている。

【００３２】また、電流指令値演算器７は、第１実施例
と同じく図３に示す回路構成を備えており、速度補償乗
算器７１、位置補償乗算器７２、これらの速度補償乗算
器７１の出力と位置補償乗算器７２の出力との加算器７
３から構成されていて、比率選択器８において選択され
た使用比率Ｋｖ，Ｋｘを速度補償電流指令値Ｉｖ＊、位
置補償電流指令値Ｉｘ＊それぞれに乗じて加算すること
により電力変換器に対する電流指令値Ｉｍ＊を出力する
ようになっている。

【００３３】そして、比率選択器８は、図５（ａ）に示
す速度パターンに示すように、位置補償電流指令値Ｉｘ
＊を使用する速度の上限値を第１指定速度Ｖｒ１とし、
速度補償電流指令値Ｉｖ＊を使用する速度の下限値を第
２指定速度Ｖｒ２とし、同図（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、電気車の加速運転時、等速運転時および減速運転中
であっても第１指定速度Ｖｒ１よりも実速度Ｖが大きい
場合に速度補償電流指令値Ｉｖ＊の使用比率Ｋｖを１と
し、電気車が減速運転中で実速度が第１指定速度Ｖｒ１
より小さく、かつ第２指定速度Ｖｒ２よりも大きい範囲
である場合には速度補償電流指令値Ｉｖ＊の使用比率Ｋ
ｖを徐々に下げ、逆に位置補償電流指令値Ｉｘ＊の使用
比率Ｋｘを徐々に上げるように両電流指令値Ｉｖ＊，Ｉ
ｘ＊の使用比率Ｋｖ，Ｋｘを連続的に変化させ、電気車
が減速運転中で実速度が第２指定速度Ｖｒ２以下の場合
には位置補償電流指令値Ｉｘ＊の使用比率を１とするよ
うに、速度補償器３と位置補償器４において演算された
両電流指令値Ｉｖ＊，Ｉｘ＊間の使用比率Ｋｖ，Ｋｘを
電気車の実速度とその加速状態に応じて選択するように
なっている。

【００３４】次に、上記構成の電気車速度制御装置の動
作について説明する。

【００３５】電力変換器によって架線からとられた電力
を電流指令値Ｉｍ＊に対応する電力に変換して電動機を
駆動することにより、電気車は所定の速度パターンで走
行することになる。

【００３６】こうして電気車が走行することにより車両
実速度Ｖおよび車両実位置Ｘが検出され、パターン発生
器１から指令速度Ｖ＊および指令位置Ｘ＊が出力され
る。そこで、指令速度Ｖ＊と車両実速度Ｖとの偏差を差
分演算器２ａにおいて求め、速度補償器３においてその
偏差に応じた補償演算を行ない、速度補償電流指令値Ｉ
ｖ＊を求めて電流指令値演算器７に与える。また、指令
位置Ｘ＊と車両実位置Ｘとの偏差を差分演算器２ｂにお
いて求め、位置補償器４においてその偏差に応じた補償
演算を行ない、位置補償電流指令値Ｉｘ＊を求めて電流
指令値演算器７に与える。

【００３７】一方、比率選択器８では、走行開始前に、
図５（ａ）に示すように、速度パターン発生器１からの
速度パターン情報を得て位置補償系において演算された
位置補償電流指令値Ｉｘ＊の使用を開始する第１指定速
度Ｖｒ１、および速度補償系において演算された速度補
償電流指令値Ｉｖ＊の使用を終了する第２指定速度Ｖｒ
２をあらかじめ設定し、速度補償電流指令値、位置補償
電流指令値それぞれの使用比率Ｋｖ，Ｋｘを位置Ｘのパ
ラメータとしたデータして記憶しておく。

【００３８】すなわち、加速時、等速時、さらに減速時
であっても電気車がまだ高速運転中であることを示す第
１指定速度Ｖｒ１と、停止直前の速度を示す第２指定速
度Ｖｒ２を設定する。そして、加速時、等速時の場合、および減速時で第１指定速度Ｖ
ｒ１以上の場合：（Ｋｖ：Ｋｘ）＝（１：０）減速時で第１指定速度Ｖｒ１〜第２指定速度Ｖｒ２の場
合：（Ｋｖ：Ｋｘ）＝（１：０）〜（０：１）の連続変化減速時で第２指定速度Ｖｒ２以下の場合：（Ｋｖ：Ｋｘ）＝（０：１）とし、この（Ｋｖ：Ｋｘ）を電気車の速度Ｖと加速状態
をパラメータとするデータとして記憶しておき、車両の
走行により、時々刻々入力されてくる車両実速度Ｖと加
速状態に応じて、両電流指令値Ｉｖ＊，Ｉｘ＊の使用比
率Ｋｖ，Ｋｘを図５（ｂ）、（ｃ）に示すように選択し
て電流指令値演算器７に与えるのである。

【００３９】電流指令値演算器７は、こうして速度補償
器３から速度補償電流指令値Ｉｖ＊、位置補償器４から
位置補償電流指令値Ｉｘ＊を受け、比率選択器８から使
用比率Ｋｖ，Ｋｘを受け取ると、図３に示すように、速
度補償乗算器７１において速度補償電流指令値Ｉｖ＊と
速度補償使用比率Ｋｖを乗算してＫｖ・Ｉｖ＊を加算器
７３に出力し、同じように位置補償乗算器７２において
位置補償電流指令値Ｉｘ＊と位置補償使用比率Ｋｘとを
乗算してＫｘ・Ｉｘ＊を加算器７３に出力し、加算器７
３でこれらを加算して、電力変換器に対する電流指令値
Ｉｍ＊として、Ｉｍ＊＝Ｋｖ・Ｉｖ＊＋Ｋｘ・Ｉｘ＊を出力する。

【００４０】したがって、最終的な電力変換器に対する
電流指令値Ｉｍ＊として、加速時、等速時の場合、および減速時で第１指定速度Ｖ
ｒ１以上の場合：Ｉｍ＊＝Ｋｖ・Ｉｖ＊＋Ｋｘ・Ｉｘ＊＝Ｉｖ＊減速時で第１指定速度Ｖｒ１〜第２指定速度Ｖｒ２の場
合：Ｉｍ＊＝Ｋｖ・Ｉｖ＊＋Ｋｘ・Ｉｘ＊減速時で第２指定速度Ｖｒ２以下の場合：Ｉｍ＊＝Ｋｖ・Ｉｖ＊＋Ｋｘ・Ｉｘ＊＝Ｉｘ＊が得られることになる。

【００４１】すなわち、電気車が加速域や等速域、さら
には減速域であっても速度が大きい第１指定速度Ｖｒ１
以上の領域では、比率選択器８が選択比率（Ｋｖ：Ｋ
ｘ）を（１：０）として、速度補償電流指令値Ｉｖ＊の
みを使用して速度制御を行ない、指令速度を守りながら
指定された走行時間も守ることを重点とした制御を行な
い、電気車が減速を始めて速度が低下してくると、比率
選択器８では選択比率（Ｋｖ：Ｋｘ）を（１：０）から
（０：１）へと使用比率の合計が１になるように徐々に
変化させて、最終的には位置補償電流指令値Ｉｘ＊のみ
で速度制御するように徐々にＫｘの比率を上昇させた速
度制御を行ない、さらに電気車が指令停止位置の直前に
近づき、速度が第２指定速度Ｖｒ２以下になれば、比率
選択器８が選択比率（Ｋｖ：Ｋｘ）を（０：１）とし
て、位置補償電流指令値Ｉｘ＊のみを使用して速度制御
を行ない、停止精度を守ることを重点として制御を行な
うのである。

【００４２】なお、上記の２実施例において、要求され
る停止精度が厳しい場合には、指定位置Ｘｒ１，Ｘｒ
２、あるいは指定速度Ｖｒ１，Ｖｒ２を大きくすること
によって位置補償電流指令値Ｉｘ＊を用いる範囲を広く
することで指令停止位置への停止精度を上げることがで
きる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、速度補償系と
位置補償系との使用比率を車両実位置に応じて連続的に
変化するように選択し、電力変換器へ出力する電流指令
値を連続的に変化するようにしているので、出力である
電流指令値を急峻に変化させることなく連続的に制御す
ることができ、乗り心地の悪化を防止することができ
る。また、使用比率を電気車の位置に応じて選択するこ
とにより、出発から減速途中までは速度追従制御を用い
て指令速度および走行時間をキープし、また停止直前か
ら先は位置追従制御を用いて停止位置を正確にキープす
ることができ、要求される指定速度や到着時間の誤差を
少なくすることができ、停止精度も高くすることができ
る。

【００４４】また請求項２の発明によれば、速度補償系
と位置補償系との使用比率を車両実速度と加速状態に応
じて連続的に変化するように選択し、電力変換器へ出力
する電流指令値を連続的に変化するようにしているの
で、制御の不連続性をなくして乗り心地の悪化を防止す
ることができ、しかも、使用比率を電気車の速度パター
ンに応じて選択することにより、出発から減速途中まで
は速度追従制御を用いて指令速度および走行時間をキー
プし、また停止直前から先は位置追従制御を用いて停止
位置を正確にキープすることができ、要求される指定速
度や到着時間の誤差を少なくすることができ、停止精度
も高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例の回路ブロック図。

【図２】上記実施例における比率選択器の動作特性を示
すタイミングチャート。

【図３】上記実施例における電流指令値演算器の内部構
成を示すブロック図。

【図４】請求項２の発明の一実施例の回路ブロック図。

【図５】上記実施例における比率選択器の動作特性を示
すタイミングチャート。

【図６】従来例の回路ブロック図。

【符号の説明】

１パターン発生部２ａ差分演算器２ｂ差分演算器３速度補償器４位置補償器６比率選択器７電流指令値演算器８比率選択器７１速度補償乗算器７２位置補償乗算器７３加算器Ｘｒ１第１指定位置Ｘｒ２第２指定位置Ｖｒ１第１指定速度Ｖｒ２第２指定速度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】あらかじめ定められた速度制御対象電気
車の目標速度パターンから指令位置、指令速度を発生す
るパターン発生器と、指令速度と車両実速度との偏差から速度補償電流指令値
を演算する速度補償器と、指令位置と車両実位置との偏差から位置補償電流指令値
を演算する位置補償器と、前記電気車停止指令位置の手前の減速域途中に定められ
た第１指定位置までは前記速度補償電流指令値の使用比
率を１とし、前記第１指定位置から先で前記電気車停止
指令位置の直前に定められた第２指定位置までの範囲で
は前記速度補償電流指令値の使用比率を徐々に下げ、前
記位置補償電流指令値の使用比率を徐々に上げるように
前記両電流指令値の使用比率を連続的に変化させ、前記
第２指定位置以降は前記位置補償電流指令値の使用比率
を１とするように、前記速度補償器と位置補償器におい
て演算された前記両電流指令値間の使用比率を電気車の
実位置に応じて選択する比率選択器と、前記比率選択器において選択された使用比率を前記速度
補償電流指令値、位置補償電流指令値それぞれに乗じて
加算することにより電力変換器に対する電流指令値とし
て出力する電流指令値演算器とを備えて成る電気車速度
制御装置。
【請求項２】あらかじめ定められた速度制御対象電気
車の目標速度パターンから指令位置、指令速度を発生す
るパターン発生器と、指令速度と車両実速度との偏差から速度補償電流指令値
を演算する速度補償器と、指令位置と車両実位置との偏差から位置補償電流指令値
を演算する位置補償器と、前記位置補償電流指令値を使用する速度の上限値および
前記速度補償電流指令値を使用する速度の下限値をそれ
ぞれ第１指定速度、第２指定速度とし、電気車の加速運
転時、等速運転時および減速運転中であっても前記第１
指定速度よりも実速度が大きい場合に前記速度補償電流
指令値の使用比率を１とし、電気車が減速運転中で実速
度が前記第１指定速度より小さく、かつ前記第２指定速
度よりも大きい範囲である場合には前記速度補償電流指
令値の使用比率を徐々に下げ、前記位置補償電流指令値
の使用比率を徐々に上げるように前記両電流指令値の使
用比率を連続的に変化させ、電気車が減速運転中で実速
度が前記第２指定速度以下の場合には前記位置補償電流
指令値の使用比率を１とするように、前記速度補償器と
位置補償器において演算された前記両電流指令値の使用
比率を電気車の実速度および加速度に応じて選択する比
率選択器と、前記比率選択器において選択された使用比率を前記速度
補償電流指令値、位置補償電流指令値それぞれに乗じて
加算することにより電力変換器に対する電流指令値とし
て出力する電流指令値演算器とを備えて成る電気車速度
制御装置。