JPH10234108A

JPH10234108A - 鉄道車両及びその駆動力制御方法

Info

Publication number: JPH10234108A
Application number: JP9036268A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Furuyama; 昌之古山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】台車の蛇行動を抑制して、安定した走行を実現
出来る鉄道車両及びその制御方法を提供する。【解決手段】車体と、該車体を支える二つの台車とから
なる鉄道車両において、前記台車には駆動力を有した二
つの輪軸が車両走行方向に並べて配置されており、前記
鉄道両車の高速走行時、前記台車の車両走行方向の前側
の輪軸の駆動力を車両走行方向の後側の輪軸の駆動力よ
りも大きくなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の駆動装
置に係り、特に、駆動力を有した輪軸を有する台車を備
えた鉄道車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、台車駆動用電動機の制御装置とし
て、左右の各車輪に設けられた電動機の速度をインバー
タ等により制御して左右の車輪を独立制御可能とし、曲
線軌道条件に対応して、左右の車輪に内軌道と外軌道と
の走行距離の差を考慮した速度差を与え、台車を曲線軌
道に沿わせて走行させるものが知られている。例えば、
特開昭５５−１５３２０４号公報には、曲線通過時にも
スムーズな速度制御を可能とするために、台車の両側車
輪の回転数の平均値を検出して台車速度としたものが開
示されている。

【０００３】また、特開昭５６−１５３９０４号公報に
記載された電気車制御方法によれば、進行方向に向かっ
て、左側及び右側の車輪を各々独立して駆動する第１及
び第２の誘導電動機を第１及び第２の可変周波数インバ
ータでそれぞれ駆動し、各誘導電動機の回転数に対応し
た回転周波数を検出し、各可変電圧可変周波数インバー
タが回転周波数より大きい出力を出すように制御するこ
とによって、左右車輪にトルク差の発生を防止する。こ
れにより、摩擦などによって左右の車輪間に径差が生じ
ても安定した走行が可能になるとされている。

【０００４】さらに、車両が駅を発車してから所定の速
度に達するまでの間、走行方向後ろ側の車輪の駆動トル
クを前輪の駆動トルクよりも大きくすることにより、車
輪の空転を防止しながら最大限の駆動トルクを発揮させ
る、いわゆる軸重補償制御が知られている。軸重補償制
御時には、例えば、走行方向後ろ側の車輪の駆動トルク
を１０％増加させ、一方、前輪の駆動トルクを１０％減
少させる。

【０００５】一方、電車の牽引用の台車駆動機構を簡略
化するために、台車の車軸と電動機間の減速機構を廃し
て台車の車軸を直接電動機の回転軸としたものとして、
例えば、特開平１−１４８６５４号公報に記載のよう
に、電車牽引駆動用主電動機の回転子軸と台車の車軸と
を兼用したものが知られている。また、特開平３−６１
１５８号公報、特開平３−６１１５９号公報にも同様
な、車軸を電動機の回転軸とする車両駆動装置が記載さ
れている。さらに、特開平４−１５１３６９号公報、特
開平５−１６８００号公報にも、車両の低床化を図るた
めに、車軸を電動機の回転軸とする車両駆動装置が記載
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、それぞれ駆
動用電動機を備えた輪軸を車両走行方向に２軸備えた台
車においては、各電動機をそれぞれインバータで独立に
制御するように構成されている。このような車両におい
ては、制御手段からの速度指令と電動機の電流や回転数
等のフィードバックと値に基づいた制御指令値が各イン
バータに与えられ、少なくとも直線区間では、各電動機
はほぼ同じ回転数になるように制御されている。換言す
ると、輪軸を車両走行方向に２軸備えた台車における各
輪軸の牽引力は同じ大きさになっている。

【０００７】しかしながら、各車輪踏面の保守状況、各
輪軸を構成する電動機自体の特性及び車輪とレールの関
係等から、輪軸の実際の牽引トルクは、各輪軸毎に異な
っている。これまでの台車においては、各輪軸において
発生する駆動力の違いを考慮することなく、該台車にお
ける輪軸の台車枠に対する前後、左右方向の支持剛性あ
るいは車輪の踏面勾配の製作精度、台車と車体との連結
部分の仕様を決定して、台車の蛇行を防止する構成とな
っていた。このように配慮された台車でも、在来線車両
の場合、時速１００Ｋｍ／ｈ以上、新幹線車両の場合、
時速２００Ｋｍ／ｈ以上の高速走行においては、蛇行動
を生じやすく、車両の走行安定性を図る上で、これまで
とは異なる対策が必要である。

【０００８】前記各従来技術において、このような高速
走行時の台車の蛇行動に着目し、その安定性を図ったも
のは無い。

【０００９】本発明の目的は、台車の蛇行動を抑制し
て、安定した走行を実現出来る鉄道車両及びその制御方
法を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、それぞれ駆動用電動
機を備えた輪軸を車両走行方向に２軸備えた台車によっ
て車体を保持した鉄道車両において、車両の運転パター
ンの如何に拘らず、台車の軌道に対するずれを抑制し
て、走行安定性の向上を図った鉄道車両及びその制御方
法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、車体と
該車体を支える二つの台車とを備え、前記台車には駆動
力を有した二つの輪軸が車両走行方向に並べて配置され
た鉄道車両において、鉄道両車の高速走行時、前記台車
の車両走行方向の前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の
後側の輪軸の駆動力よりも大きくなるように構成したこ
とにある。

【００１２】本発明の他の特徴は、車体と、該車体を支
える二つの台車とを備え、前記各台車は駆動力を有した
輪軸を有する鉄道車両において、前記鉄道両車の高速走
行時、車両走行方向の前側の台車の駆動力が車両走行方
向の後側の台車の駆動力よりも大きくなるように構成し
たことにある。

【００１３】本発明の特徴は、車体と、該車体を支える
二つの台車を備え、前記台車には駆動力を有した二つの
輪軸が車両走行方向に並べて配置された鉄道車両におい
て、前記鉄道両車の高速走行時、前記台車の車両走行方
向の前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の後側の輪軸の
駆動力よりも大きく、前記鉄道両車の高速走行からの減
速運転時、前記台車の車両走行方向の後側の輪軸の制動
力が車両走行方向の前側の輪軸の制動力よりも大きくな
るように構成したことにある。

【００１４】本発明の特徴は、車体と、該車体を支える
二つの台車とを備え、前記台車には駆動力を有した二つ
の輪軸が車両走行方向に並べて配置された鉄道車両にお
いて、前記鉄道車両の起動後の力行運転時、前記台車の
車両走行方向の後側の輪軸の駆動力が車両走行方向の前
側の輪軸の駆動力よりも大きく、高速走行時、前記台車
の車両走行方向の前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の
後側の輪軸の駆動力よりも大きくなるように構成したこ
とにある。

【００１５】本発明によれば、高速走行時、車両走行方
向の前側の輪軸もしくは台車の駆動力が後側の輪軸もし
くは台車の駆動力よりも大きいために、牽引力が車体の
走行方向前側に作用することから、安定走行を向上出来
る。

【００１６】すなわち、高速走行中の台車が加速すると
きあるいは高速一定速走行時のように、各輪軸に駆動力
すなわち牽引力を発生させる際には、常に後輪軸ｗｒよ
りも前輪軸ｗｆの牽引力を大きくする安定走行補償制御
を行う。従って各輪軸に牽引力が作用している状態で
は、双方の輪軸にほぼ同等のずれが生じた場合、前輪軸
ｗｆによって台車に作用する回転モーメントＭｆの方が
後輪軸ｗｒの回転モーメントＭｒよりも大きく、この差
が台車に復元力として作用するので、台車の旋回を防止
できる。これによって、台車の走行安定性を向上させる
とことができる。

【００１７】同様に、回生制動時には、車両走行方向の
後側の輪軸もしくは台車の制動力が前側の輪軸もしくは
台車の駆動制動よりも大きいために、制動力が車体の走
行方向後ろ側に作用することから、台車に回転モーメン
トの差による復元力が作用し、安定走行を向上出来る。

【００１８】本発明による輪軸の牽引力制御は、各輪軸
に設けた駆動手段として輪軸を直接電動機で駆動するダ
イレクト駆動方式をのみならず、電動機と輪軸との間に
撓み継ぎ手、あるいは歯車継ぎ手及び減速機構等を備え
た間接駆動方式においても効果がある。ただし、ダイレ
クト駆動方式では、電動機と輪軸との間に機械的な駆動
力伝達手段が存在しないため、各輪軸間の牽引力の正確
な制御が可能である。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例にな
る、二つの台車を備えた鉄道車両の側面図であり、図２
は、図１の鉄道車両の底面図である。図において、１０
は鉄道車両の車体であり、中心ピン１１及び空気バネ１
２を介して前後二つの台車２０（２０Ａ、２０Ｂ）上に
保持されている。１４は、輪軸３０（３１〜３４）を回
転可能に支持する軸箱であり、軸バネ１６により前記輪
軸３０の前後、左右方向の弾性支持剛性を所定の条件に
設定して、台車２０に保持している。４０は電動機５０
を駆動制御する主制御器が収納された制御機器箱であ
る。車両走行方向の前側の台車２０Ａには、それぞれ電
動機５０（５１〜５２）で駆動される二つの輪軸３１、
３２が車両走行方向に並べて配置され台車枠２３に保持
されている。同様に、車両走行方向の後側の台車２０Ｂ
にも、それぞれ電動機５０（５３〜５４）で駆動される
二つの輪軸３３、３４が車両走行方向に並べて配置され
台車枠２４に保持されている。なお、電動機５０とし
て、例えば同じ能力を持つ誘導電動機を４個用いる。ま
た輪軸を直接駆動するのに代えて、各電動機と輪軸の間
に減速機構を介在させても良い。

【００２０】架線から供給される交流電力は集電装置で
集電され、高圧ケーブルを介して車両床下の制御機器箱
４０へ導かれる。この制御機器箱４０の中には車両用Ｖ
ＣＢが配置されている。車両用ＶＣＢは、各車両に設け
た駆動系主制御器への給電経路を入れ切りするものであ
る。このようにして車両用ＶＣＢを通ってきた電流は、
主変圧器により電圧降下され、直流に整流され、インバ
ータにより運転指令及び車両の速度、駆動力に応じた周
波数、電圧の三相交流に変換され、各電動機５０を駆動
する。各電動機５０と軌道の間には輪軸３０を介した接
地回路が形成されている。

【００２１】図３は、図１の鉄道車両を駆動制御する機
器のブロック構成図を示す。６０は運転指令を与える主
幹制御器であり、運転者は、主幹制御器６０を制御して
車両の力行（加速）指令を電動機制御器８０に与える。
電動機制御器８０は、電流パターン発生手段８１及びト
ルク補償手段８２を備えており、各インバータ７１〜７
４の駆動信号ｆｉｎｖ１〜ｆｉｎｖ４を形成し、各電動
機５１〜５４を制御する。電動機制御器８０には、軌道
情報器６２、車両進行方向検知器６３、車両の速度を電
動機速度として検出する電動機速度検知器６４及び電動
機電流検知器６５の各出力が入力される。

【００２２】また、９０は軌道情報メモリであり、走行
する路線の直線部および曲線部の定点からの距離及びそ
れぞれの区間の長さ、曲線部の半径及びカント角のデー
タが記録されている。

【００２３】軌道情報器６２は、軌道に設けられた定点
を検出する地点検出器、及び走行距離を検知する距離
計、定点からの地点情報をもとに距離計からの走行距離
によって車両走行地点を割り出し、その点の軌道情報を
記憶部の軌道情報メモリ９０から読み出して出力する演
算部を備えている。

【００２４】図４は、図３の制御機器箱４０の電動機制
御器８０の詳細構成図を示す。電動機制御器８０の電流
パターン発生手段８１は、電動機速度ｆｒと電動機電流
ＩMPの関係を与える電流パターンを複数備えており、運
転指令と各電動機の速度ｆｒに応じて車両がこれから走
行する軌道に対応した速度指令値すなわち各電動機の電
流指令値ＩMP（ＩMP１〜ＩMP４）を生成する。トルク補
償手段８２は、起動後４０ｋｍ／ｈ以下まで（在来線車
両の場合）の加速時に車両の各後輪軸の駆動トルクが前
輪軸より大きくなるように制御する軸重補償機能と、１
００ｋｍ／ｈ以上（在来線車両の場合）の高速時に車両
の各台車各前輪軸（減速時は各後輪軸）の駆動トルクが
各後輪軸（減速時は各前輪軸）より大きくなるように制
御する安定走行補償機能とを備えている。トルク補償手
段８２には車両の走行方向、速度情報ｆｒ、軌道情報等
が入力され、各電動機のトルクを変更するために電流パ
ターンを補正する補正係数αを出力する。電流指令値Ｉ
MPに補正係数αを掛け合わせることにより、トルク補償
された電流指令値ＩMP’（＝ＩMP×α）が得られる。

【００２５】なお、新幹線車両の場合、軸重補償機能は
１２０ｋｍ／ｈ以下までとし、安定走行補償機能は１６
０ｋｍ／ｈ程度以上とするのが望ましい。

【００２６】トルク補償された電動機の電流指令値ＩM
P’は、比例積分器８３に入力され、電流フィードバッ
クＩMとの偏差δ（＝ＩMP’−ＩM）が演算され、出力さ
れる。この偏差δに、走行モードに応じたすべり周波数
パターン８５のすべりｆｓｐが加算される（ｆｓ＝δ＋
ｆｓｐ）。さらに、電動機速度ｆｒとｆｓが加算され、
各インバータの駆動信号ｆｉｎｖ１〜ｆｉｎｖ４が生成
される。ｆｉｎｖ１〜ｆｉｎｖ４＝ｆｒ＋ｆｓ誘導電動機は図６に示すようなすべり−トルク特性を有
しており、電動機の速度（回転周波数）ｆｒとインバー
タの駆動信号ｆｉｎｖの間には、次のような関係があ
る。

【００２７】（ｆｉｎｖ−ｆｒ）／ｆｉｎｖ＝Ｓ
ただしＳはすべり図５は、図４のトルク補償手段８２の要部詳細構成例を
示す図である。トルク補償手段８２は、安定走行補償機
能として、車両の進行方向に応じた２種類の速度パター
ン８２１、８２２と切り替えスイッチ８２３を備えてお
り、車両の進行方向及び速度ｆｒに応じて電流補正値＋
αもしくは−αを出力して電流指令値ＩMを補正する。
トルク補償手段８２の軸重補償機能も同様に、速度ｆｒ
に応じて電流補正値αを出力して電流指令値ＩMを補正
する。

【００２８】図７は電流パターンの一例を示すものであ
り、基本の電流パターンは運転指令（１Ｎ〜４Ｎ）に応
じて電動機の速度が制御される。軸重補償機能及び安定
走行補償機能として電流補正値αに応じて、速度に対す
る電流値が増減される。図８に、電動機の速度トルク特
性の一例を示しており、軸重補償機能及び安定走行補償
機能としてαの補正に伴いトルク特性が増減される。

【００２９】図９は、車両の速度制御パターンと軌道情
報の一部の例を示すものであり、Ａ駅を出発してからＢ
駅到着までの軌道の状況とそれに対応する車両の速度制
御パターンとを示している。この例によれば、軌道は、
Ａ駅からａ区間まで直線であり、ｂ区間が曲線、ｃ、
ｄ、ｅ区間が直線、ｆ区間が曲線、ｇ区間が直線となっ
ている。また、ａ−ｃ区間は平坦であり、ｄ区間の後半
に登りがあり、その後平坦になっている。

【００３０】Ａ駅を出発した後ａの直線区間で加速運転
して時速４０ｋｍ／ｈとし、ｂ区間の曲線部は一定速走
行する。また、ｃ区間で加速し１００ｋｍ／ｈ以上の最
高速で定速走行する。ｅ区間から減速走行に入り、Ｂ駅
到着まで減速する。

【００３１】図１０は、図９の車両の速度制御パターン
に対応した、電動機制御器８０による車両の駆動制御動
作の説明図である。電動機は、ａ−ｄ区間で力行運転、
ｅ−ｇ区間で回生制動運転する。ａ区間は加速運転のた
め一定の大トルクが必要である。トルク補償手段８２
は、軸重補償機能によって、車両の各後輪軸の駆動トル
クが各前輪軸の駆動トルクよりも大きくなるように制御
する。ｂ−ｃ区間は中小のトルクで走行するため、トル
ク補償は行わない。ただし、ｃ区間の後半からｄ区間で
は車両の速度が１００ｋｍ／ｈ以上になるため、安定走
行補償機能によって、車両の各台車の前輪軸の駆動トル
クが各後輪軸の駆動トルクよりも大きくなるように制御
する。また、ｅ区間の前半は回生制動運転ではあるが、
車両の速度が１００ｋｍ／ｈ以上のため、安定走行補償
機能によって、車両の各台車の後輪軸の駆動トルクが各
前輪軸の駆動トルクよりも大きくなるように制御する。

【００３２】図１１は、本発明のトルク補償機能を備え
た電動機により駆動される台車の駆動力の説明図であ
る。台車は、台車中心点Ｏの位置（平面図、即ち台車を
真上から見た場合の台車の中心位置）で、ピンにより車
体と連結されている。ここでは、力行運転の場合につい
て述べる。

【００３３】図１１（ａ）のように前輪軸ｗｆあるいは
台車自体あるいは軌道不整が原因で前輪軸ｗｆが走行方
向に向かって左側へΔＬだけずれた場合、従来の台車で
は前記前輪軸ｗｆを台車枠に対して弾性支持している軸
箱支持手段の支持機構を介して台車全体を前記前輪軸ｗ
ｆのずれた方向へ台車中心Ｏ点を中心とした旋回動作さ
せる力を生じることになる。

【００３４】ところが、本実施例においては、前輪軸ｗ
ｆに後輪軸よりも大きな牽引力Ｆｗｆが発生しているた
め、この牽引力Ｆｗｆに関して台車中心のＯ点を中心に
前記前輪軸ｗｆのずれ寸法ΔＬを腕とする回転モーメン
トＭｆが、台車に作用することになる。この回転モーメ
ントＭｆは、前記前輪軸ｗｆのずれによって台車が旋回
しようとする方向と逆方向に作用する。従って、前輪軸
ｗｆがずれたことによって台車が旋回しようとする力に
対して前記回転モーメントＭｆが逆方向に作用すること
により、台車の旋回を抑制することができる。そして、
前記回転モーメントＭｆは前輪軸ｗｆがずれている間に
作用することになるため、台車の旋回は抑制されるとと
もに、この回転モーメントを反力として、台車の前輪軸
ｗｆを支持している軸箱支持機構に該前輪軸ｗｆを正常
な位置に戻す復元力が生じて前記前輪軸ｗｆを正常な位
置に戻すことになる。

【００３５】また、前述の説明は、図１１（ａ）のよう
に前輪軸ｗｆが走行方向に向かって左側へずれた場合
に、台車中心Ｏ点を中心とした時計廻りの回転モーメン
トＭｆが台車に作用する状況について説明したが、前記
前輪軸ｗｆが走行方向に向かって右側へずれた場合に
は、ずれが−ΔＬとなることから回転モーメントは前述
の説明とは逆方向となり、常に前輪軸ｗｆのずれに対し
て台車の旋回を抑制する方向に働くことになる。従っ
て、台車の旋回動作を防止でき、車両全体の走行安定を
向上させることができる。

【００３６】図１１（ｂ）のように、後輪軸ｗｒあるい
は台車自体あるいは軌道不整が原因で該後輪軸ｗｒが走
行方向に向かって左側へΔＬだけずれた場合、後輪軸ｗ
ｒが発生する牽引力Ｆｗｒに関して、台車中心Ｏ点を中
心に前記ずれΔＬを腕とする回転モーメントＭｒが台車
に作用する。この回転モーメントＭｒは、後輪軸ｗｒの
牽引力Ｆｗｒの軸線（作用線）と牽引反力Ｆｖの軸線
（作用線）とを離す方向へ作用する。従って、前記後輪
軸ｗｒのずれ動作の後、台車には前記回転モーメントＭ
ｒが作用するとともに、後輪軸ｗｒがずれたことによ
り、該後輪軸ｗｒを支持する軸箱支持機構が台車枠との
間で相対的な変位を抑制する方向の力すなわち台車枠に
対して後輪軸を正規の位置に戻す復元力が生じる。この
復元力は前記回転モーメントＭｒと同じ方向に働くこと
から、該台車を前記回転モーメントＭｒとともに旋回さ
せることになる。前記回転モーメントＭｒは、後輪軸ｗ
ｒが走行方向に向かって右側へずれた場合にも、前述の
方向とは逆方向に作用して、台車を旋回させる方向に働
くことになる。

【００３７】しかしながら、本実施例においては、高速
走行中、台車を加速するときあるいは高速一定走行時の
ように、各輪軸に駆動力すなわち牽引力を発生させる際
には、常に後輪軸ｗｒよりも前輪軸ｗｆの牽引力を大き
くする安定走行補償制御を行う。従って各輪軸に牽引力
が作用している状態では、双方の輪軸にほぼ同等のずれ
が生じた場合、前輪軸ｗｆによって台車に作用する回転
モーメントＭｆの方が後輪軸ｗｒの回転モーメントＭｒ
よりも大きく、この差が復元力として台車に作用し、台
車の旋回を防止できる。このことによって、台車の走行
安定性を向上させるとことができる。

【００３８】高速走行状態からの回生制動時は逆の関係
となり、車両走行方向の後側の輪軸もしくは台車の制動
力が前側の輪軸もしくは台車の制動力よりも大きいため
に、制動力の差による回転モーメント差が復元力として
台車に作用し、安定走行を向上出来る。

【００３９】なお、前記先頭側の前輪軸ｗｆの牽引力
（Ｆｗｆ）は、輪軸とレールとの粘着の範囲内で、後ろ
側の後輪軸ｗｒの牽引力（Ｆｗｒ）と差が付けられる大
きさに、例えば±数％の範囲で任意に設定することにな
る。

【００４０】本発明の安定走行補償機能を備えた駆動ト
ルク制御方式は、車両走行方向の前側の台車２０Ａと後
側の台車２０Ｂの間にも適用出来る。すなわち、鉄道両
車の高速走行時、車両走行方向の前側の台車の駆動力を
車両走行方向の後側の台車の駆動力よりも大きくするこ
とによって（回生制動時は逆の関係）、車体のヨーイン
グを抑制して安定した走行を実現出来る。

【００４１】図１２は、本発明の他の実施例になる、二
つの台車を備えた鉄道車両の全体構成を示す底面図であ
る。この実施例では、車両走行方向の前側の台車２１に
は、それぞれ電動機５１１〜５２２で駆動される二つの
輪軸３１、３２が車両走行方向に並べて配置され台車枠
２３に保持されている。同様に、車両走行方向の後側の
台車２２にも、それぞれ電動機５３１〜５４２で駆動さ
れる二つの輪軸３３、３４が車両走行方向に並べて配置
され台車枠２４に保持されている。電動機５１１〜５４
２はそれぞれ独立したインバータで制御される。トルク
補償手段８２は、前記実施例で述べた機能に加えて、軌
道が旋回時の内外輪の周速度の差を補償する、旋回補償
機能を備えている。

【００４２】図９のｂ区間やｆ区間のような曲線軌道の
走行時には、走行方向前側でかつ外軌側の輪軸の回転数
を内軌側よりも高くする。また、走行方向後側の輪軸も
同様に、外軌側の輪軸の回転数を内軌側よりも高くす
る。これにより、台車は、曲線に沿って走行し、軌道に
対する車軸のアタック角を低減出来る。すなわち、各輪
軸の回転軸を曲線路の半径方向の中心に向けることがで
き、輪軸のフランジ摩耗を防止出来る。

【００４３】さらに、ｂ区間では、走行方向の前側の各
輪軸の牽引力（トルク）を後側の各輪軸の牽引力よりも
大きくすることにより、台車をより、曲線路に沿わせて
走行させることが出来る。すなわち、台車の前側の輪軸
が常に曲線に沿った方向に台車を引っ張ることになるた
め、台車は曲線を円滑に走行することができる。また、
ｅ区間の前半は回生制動運転ではあるが、車両の速度が
１００ｋｍ／ｈ以上のため、安定走行補償機能によっ
て、車両の各後輪軸の駆動トルクが各前輪軸の駆動トル
クよりも大きくなるように制御する。

【００４４】なお、走行方向が常に一定でかつ軸重補償
の必要のない条件で走行する車両の台車の場合、走行方
向の前側の各輪軸の牽引力（トルク）を後側の各輪軸の
牽引力よりも大きくする手段として、前後の電動機の能
力に差を設ける方法や、電動機の能力は等しくして前後
の車輪の径に差を持たせることも考えられる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、高速走行時における台
車の蛇行動を抑制して、安定した走行を実現出来る鉄道
車両及びその制御方法を提供することができる。

【００４６】特に、それぞれ駆動用電動機を備えた輪軸
を車両走行方向に２軸備えた台車によって車体を保持し
た鉄道車両において、車両の運転パターンの如何に拘ら
ず、台車の軌道に対するずれを抑制して、走行安定性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例になる、二つの台車を備えた
鉄道車両の全体構成を示す側面図。

【図２】図１の鉄道車両の底面図。

【図３】図１の鉄道車両の駆動制御系の構成図。

【図４】図３の電動機制御器の詳細図。

【図５】図４のトルク補償手段の要部構成図。

【図６】図３の台車駆動用電動機の基本特性図。

【図７】図３の台車駆動用電動機の電流パターン図。

【図８】図３の台車駆動用電動機のトルク特性図。

【図９】車両の速度制御パターンと軌道情報の一部の例
を示す図。

【図１０】図３のトルク補償手段の動作説明図。

【図１１】本発明の方法により駆動される台車の駆動力
の説明図。

【図１２】本発明の他の実施例になる、二つの台車を備
えた鉄道車両の全体構成を示す底面図。

【符号の説明】

１０…鉄道車両の車体、１１…ピン、２０…台車、３
３、３４…輪軸、５０…電動機、８０…電動機制御器、
８１…電流パターン発生手段、８２…トルク補償手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体と、該車体を支える二つの台車とを備
え、前記台車には駆動力を有した二つの輪軸が車両走行
方向に並べて配置された鉄道車両において、前記鉄道両車の高速走行時、前記台車の車両走行方向の
前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の後側の輪軸の駆動
力よりも大きくなるように構成したことを特徴とする鉄
道車両。
【請求項２】車体と、該車体を支える二つの台車とを備
え、前記各台車は駆動力を有した輪軸を有する鉄道車両
において、前記鉄道両車の高速走行時、車両走行方向の前側の台車
の駆動力が車両走行方向の後側の台車の駆動力よりも大
きくなるように構成したことを特徴とする鉄道車両。
【請求項３】車体と、該車体を支える二つの台車を備
え、前記台車には駆動力を有した二つの輪軸が車両走行
方向に並べて配置された鉄道車両において、前記鉄道両車の高速走行時、前記台車の車両走行方向の
前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の後側の輪軸の駆動
力よりも大きく、前記鉄道両車の高速走行からの減速運
転時、前記台車の車両走行方向の後側の輪軸の制動力が
車両走行方向の前側の輪軸の制動力よりも大きくなるよ
うに構成したことを特徴とする鉄道車両。
【請求項４】車体と、該車体を支える二つの台車とを備
え、前記台車には駆動力を有した二つの輪軸が車両走行
方向に並べて配置された鉄道車両において、前記鉄道車両の起動後の力行運転時、前記台車の車両走
行方向の後側の輪軸の駆動力が車両走行方向の前側の輪
軸の駆動力よりも大きく、高速走行時、前記台車の車両
走行方向の前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の後側の
輪軸の駆動力よりも大きくなるように構成したことを特
徴とする鉄道車両。
【請求項５】車体と、該車体を支える二つの台車とを備
え、前記台車には駆動力を有した二つの輪軸が車両走行
方向に並べて配置された鉄道車両において、前記鉄道車両の起動後の力行運転時、前記台車の車両走
行方向の後側の輪軸の駆動力が車両走行方向の前側の輪
軸の駆動力よりも大きく、高速走行時、前記台車の車両
走行方向の前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の後側の
輪軸の駆動力よりも大きく、曲線路走行時、外側の軌道
の輪軸の駆動力が内側軌道の輪軸の駆動力よりも大きく
なるように構成したことを特徴とする鉄道車両。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の鉄道
車両において、前記各輪軸に駆動力を与える手段として
前記各輪軸に直結された電動機を有し、該各電動機は、
運転指令、軌道情報、車両進行方向、電動機速度及び電
動機電流に基づき電動機制御器にて生成される制御信号
により制御されるインバータによって駆動されることを
特徴とする鉄道車両。
【請求項７】車体と、該車体を支える二つの台車とから
なり、前記台車には駆動力を有した二つの輪軸が車両走
行方向に並べて配置された鉄道車両の駆動力制御法にお
いて、前記鉄道両車の高速走行時、前記台車の車両走
行方向の前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の後側の輪
軸の駆動力よりも大きくなるように制御することを特徴
とする鉄道車両の駆動力制御法。
【請求項８】車体と、該車体を支える二つの台車とから
なり、前記各台車は、駆動力を有した輪軸を有する鉄道
車両の駆動力制御法において、前記鉄道両車の高速走行時、車両走行方向の前側の台車
の駆動力が車両走行方向の後側の台車の駆動力よりも大
きくなるように制御することを特徴とする鉄道車両の駆
動力制御法。
【請求項９】請求項７または８のいずれかに記載の鉄道
車両の駆動力制御法において、前記各輪軸に駆動力を与
える手段として前記各輪軸に直結された電動機を有し、運転指令、軌道情報、車両進行方向、電動機速度及び電
動機電流に基づき電動機制御器にて生成される制御信号
により制御されるインバータによって前記各電動機を駆
動することを特徴とする鉄道車両の駆動力制御法。
【請求項１０】車両走行方向に並べて配置さた二つの輪
軸と、該各輪軸をそれぞれ駆動する電動機と、該電動機
を制御する制御器とを備えた鉄道車両用台車において、前記制御器は、鉄道両車の高速走行時、前記台車の車両
走行方向の前側の輪軸の駆動力が車両走行方向の後側の
輪軸の駆動力よりも大きくなるように前記電動機のトル
クを制御するように構成されていることを特徴とする車
両用台車。
【請求項１１】車両走行方向に並べて配置さた二つの輪
軸と、該各輪軸をそれぞれ駆動する電動機と、該電動機
を制御する制御器とを備えた鉄道車両用台車において、前記制御器は、前記鉄道両車の高速走行時、前記台車の
車両走行方向の前側の輪軸の電動機トルクが車両走行方
向の後側の輪軸の電動機トルクよりも大きく、前記鉄道
両車の高速走行からの減速運転時、前記台車の車両走行
方向の後側の輪軸の電動機による制動トルクが車両走行
方向の前側の輪軸の電動機による制動トルクよりも大き
くなるように前記電動機のトルクを制御するように構成
されていることを特徴とする車両用台車。
【請求項１２】車体を支える台車に設けられ車両走行方
向に並べて配置さた二つの輪軸をそれぞれ駆動する複数
の電動機と、該各電動機を駆動するインバータと、該各
インバータ制を御する電動機制御器とを備えた駆動制御
装置において、前記電動機制御器は、運転指令、軌道情報、車両進行方
向、電動機速度及び電動機電流に基づき、高速走行時、
前記台車の車両走行方向の前側の輪軸の駆動力が車両走
行方向の後側の輪軸の駆動力よりも大きくなるように、
前記インバータの制御信号を生成する前記電動機のトル
クを制御することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項１３】車体を支える２つの台車がそれぞれ車両
走行方向に並べて配置さた二つの輪軸と、該各輪軸をそ
れぞれ駆動する電動機と、該電動機を制御する電動機制
御器とを備えた鉄道車両用の駆動制御装置において、前記電動機制御器は、運転指令、軌道情報、車両進行方
向、電動機速度及び電動機電流に基づき、高速走行時、
車両走行方向の前側の台車を駆動する電動機のトルクを
車両走行方向の後側の台車を駆動する電動機のトルクよ
りも大きくするように、前記インバータの制御信号を生
成することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項１４】車体を支える台車に設けられ車両走行方
向に並べて配置さた二つの輪軸をそれぞれ駆動する複数
の電動機と、該各電動機を駆動するインバータと、該各
インバータ制を御する電動機制御器とを備えた駆動制御
装置において、前記電動機制御器は、運転指令、軌道情報、車両進行方
向、電動機速度及び電動機電流に基づき、車両の速度及
び進行方向に応じて、車両の起動後の力行運転時には、
前記台車の車両走行方向の後側の輪軸の駆動電動機のト
ルクが車両走行方向の前側の輪軸の駆動電動機のトルク
よりも大きく、高速走行時、前記台車の車両走行方向の
前側の輪軸の駆動電動機のトルクが車両走行方向の後側
の輪軸の駆動駆動電動機のトルクよりも大きなるよう
に、前記インバータの制御信号を生成することを特徴と
する駆動制御装置。