JPS5826503A - 列車自動運転装置 - Google Patents

列車自動運転装置

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JPS5826503A
JPS5826503A JP12413981A JP12413981A JPS5826503A JP S5826503 A JPS5826503 A JP S5826503A JP 12413981 A JP12413981 A JP 12413981A JP 12413981 A JP12413981 A JP 12413981A JP S5826503 A JPS5826503 A JP S5826503A
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JP
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JP12413981A
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Kunio Saito
斉藤 国夫
Fusashi Tashiro
維史 田代
Kosei Hori
堀 孝正
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/32Control or regulation of multiple-unit electrically-propelled vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

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】 本発明は、列車自動運転装置に係り、特に動力を複数の
車両に分散させた列車め自動運転装置に関する0 地下鉄電車等の列車は、第1図に示すようK、列車を複
数のw=ニット動力単位)Ul、U2・・・・・・に分
け、各ユニット毎に、駆動用の主電動機Mとそれを制御
する主制御器MC並びにブレーキ装置Bとそれを制御す
るブレーキ制御器ABR=i設けている。1ユニツトは
通常2車両又は1車両である0このような列車の自動運
転装置は、各エニン)Ul、Ul・・・・・・の主制御
器MCとブレーキ制御器ABRt−1列車全体の運転制
御を行う自動運転主装置ATOからの指令により動作さ
せるよう罠なっている。即ち、自動運転主装置ATOは
、列車が走行すべき目標速度vpと実際の速度Vtが一
致す、るように、指令線PBNを通して主制御器MC又
はブレーキ制御器ABRにノツチ指令を与え、このノツ
チ指令により主電動機Mの限流値やブレーキ装置Bのシ
リンダ圧力t−m節し、もって引張力又はプレー中力を
制御している。
この場合、各エニン)Ul、Ul・・・・・・の乗客量
は一様とは限らないため、各エニン)Ul、Ul・・・
・・・には乗客量即ち荷重を検出して必要な出力t−調
整するための応荷重装置WDが般社られている。主制御
器MC及びブレーキ制御器ABRI、この応荷重装置W
Dからの荷重信号を入力して主電動機Mo1l流値やブ
レーキ装置Bのシリンダ圧゛力を修正している。
し九がって、上記のりな従来の列車自動運転装置では、
各ユニット毎に乗車率が異なっていても、各ユニットが
それに応じ友引張力又はブレーキ力を出力するので、各
ユニットの加速度又は減速度が等しくなり、ユニット間
の連結器にかかる力は理想的に扛零になるはずである。
しかし、実際には、各ユニット毎の、カ行、ブレーキの
主回路特性のばらつき、主電動機特性のばらつき、車輪
径の差、空気ブレーキ特性のばらつき等により、各ユニ
ットの引張力又はブレーキ力は理想的な値からずれる。
この友め、各ユニット間で力の差が生じ、列車全体とし
て粘着力を限界近くまで上げられないので、加速度、減
速度を向上させられないという問題があり、また、再粘
着制御のためのエネルギーロス、あるいは車両間の衝動
や連結器の緩衝作用によるエネルギーロスが発生して省
エネルギーの観点からも問題があった0 本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
各ユニットの出力をバランスさせて、列車全体として高
い粘着力金得ることができ、しかも省エネルギーt−a
かることのできる列車自動運転装置を提供することKあ
る。
この目的音達成するため、本発明鉱、列車の各ユニット
毎に設けられた主制御器及びブレーキ制御器を、列車全
体の運転制御を行う自動運転主装置からの指令により動
作させる列車自動運転装置において、前記各ユニットに
、前記自動運転主装置からの指令をそれぞれのユニット
の状況に応じて補正する自動運転補助装置を設け、この
自動運転補助装置は前記ユニットの状況として少なくと
も車輪径信号を、必要に応じ車輪径信号以外にブレーキ
シューの温度信号、主電動機特性のばらつき値、荷重信
号などを入力して、前記指令の補正処理を行うようにし
たことを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を第2図を参照して詳細に説明
する0 この実施例の列車自動運転装置が第1図の従来の装置と
大きく異なるところは、各ユニットUl。
Ul・・・・・・に、自動運転主装置ATOからの指令
をそれぞれのユニットの状況例えば車輪の減り具合、ブ
レーキ装置Bのきき具合、主電動機特性のばらつき程度
、乗客量の多少などに応じて補正する自動運転補助装置
UTOが設けられていることである。この自動運転補助
装置UTOは、速度発電機TGから車輪の回転速度信号
を、温度検出器Sからブレーキシューの温度信号を、応
荷重装置WDから乗客量に応じ友荷重信号を随時入力し
、また、制御パラメータマニュアル設定用のスイッチボ
ードSWBから主回路の回路特性のばらつきや主電動機
特性のばらつきを予め設定入力として入力している。自
動運転主装置 ばマイクロコンピュータで構成されるインテリジェント
化された装置である。
ATC信号、地上子信号などから列車全体の運転制御を
行う自動運転主装置ATOFi、指令wIPBNを通し
て各ユニットU1.U2・・・・・・の自動運転補助装
置UTOに、加速度又は減速度指令を与える。自動運転
補助装置UTOでは、この指令を、前述の各種センナ入
力及びスイッチボード入力に基づく制御パラメータを用
いて、圧電動機Mの限流値信号(力行及び回生制動用)
やブレーキ装置Bのシリンダ圧力信号に補正変換し、そ
れらの信号を主制御器MC及びプレー中制御器ABRに
与える。これKよって、各ユニットU1*U2・旧・・
では、車輪径、荷重などを考慮した勤カの制御を行うこ
とができる。
自動運転補助装置UTOにおける、加速度又は減速度指
令の各制御パラメータによる補正方法は次のとおりであ
る。
まず、車輪径りであるが、同一トルクでも車輪径が大き
いときは引張力は小、小さいときは引張力は大となる。
いま、車輪直径をり、主電動機のトルクfT、歯車比を
r、伝達効率をηとしたとき、引張力F社、 F =−@ T * r * W      =……(
1)で与えられるから、DがD±ΔDKなったとき、表
る関数よりトルクの補正値f 1 (D) を求めるこ
とができる。これをフ四−チヤードで示すと第3図0)
のステップ1.2のようになる。なお、車輪径りは、第
2図の実施例の場合、速度発電機TGからの速度パルス
の積算値(車輪回転数に和尚)と列車の走行距離を示す
キルポスト入力(図示してない)との比較により算出で
きる。
次に、ブレーキ力であるが、ブレーキ力は速度V及びブ
レーキシューの温度TBによって第4図のように変化す
る。即ち、ブレーキの摩擦力はシューの温度が低温(実
線a)の場合も定格温度(実線b)の場合も速度Vが低
い領域で大きくなる特性があり、また、速度Vが同じで
あれはシューの温fTnが高いほど大きくなる特性があ
る口したがって、ブレーキ指令値の補正は、上記の特性
の逆特性を自動運転補助装置UTO円にプログラムして
おき、速度発電機TGからの速度■及び温度検出器Sか
らのブレーキシュ一温度TBを入力することにより行う
ことができる0ま九、走行中のブレーキノツチ対減速度
の関係より走行中に摩擦力を推定し、これらの逆関数f
 s (V)(定格温度)又はf 2 (V)・ら(T
B)(定格温度範囲外)を求め(第4図に破線で示す)
、これにより補正管行う仁ともできる。これを70−チ
ャートで示すと第3図(b)(Dステップ3.4J−→
のステップ5,6のようKなる。
次に、主回路の回路定数のばらつきゃ主電動機特性のば
らつきは、主電動機Mのトルクのばらつき罠なって現わ
れる分をスイッチポード入力とし、その逆関数から補正
値fa(k7)t−求め、補正を行えばよい。これを7
0−チャートで示すと第3図に)のステップ7.8のよ
うになる。
次に、荷重Wpに対する補正は、列車の加速度又は減速
度αが F−几テ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)W、+W
ただし、F:引張力 RT:列車抵抗でRT= 1 (W、+W、 )WI:
自重 で与えられることから、荷重Wpの変動に対する加速度
又は減速度αの変動を求め、これを打消す関数値fi(
Wp)會求め、これにより補正を行う。
これをフローチャートで示すと第3図(ホ)のステップ
9,10のようになる。
以上のようKして各制御パラメータによる補正値が求め
られるから、自動運転主装置ATOからの力行ノツチ指
令Npを電流指令値(限流値信号)に補正変換するには
、自動運転補助装置UTOにおいて、 Np−fl(D)・fa(kr)・fs(Wp)なる補
正演算を行えばよい。これ?71:l−チャートで示す
と第3図(へ)のステップ11.12の工うになる。ま
た、ブレーキノツチ指令NBヲブレーキ装置のシリンダ
圧力指令値に補正変換するには、NB ’ft(D)・
fz(V)・fs(Tn)・fs(Wp)なる補正演算
を行えばよい。これ′t70−チャ−トで示すと第3図
(ト)のステップ13.14のようになる。
上記実施例では、応荷重装置からの荷重信号を自動運転
補助装置に入力しているが、従来の主制御器及びブレー
キ制御器をそのまま利用できるようにするためKは、応
荷重装置からの荷重信号を従来通り主制御器及びブレー
キ制御器に入力するようにしておけばよい。自動運転主
装置からの指令を補正する要因のうち、最も重要なもの
は荷重信号と車輪径信号であるが、荷重信号を直接主制
御器及びブレーキ制御器に入力する場合があることを考
慮すると、自動運転補助装置に入力すべき不可欠の情報
は車輪径信号ということになる。
以上説明したように1本発明によれば、列車の各ユニッ
トは自動運転補助装置によりそのユニットの加減速に必
要十分な引張力又はブレーキ力を出力する工うKなるの
で、各ユニットの出力がバランスする。したがって、列
車全体として粘着力を向上させることができ、より高い
加速度、減速度で能率のよい運転が可能になると共に、
車両間の力の授受が少なくなることがらエネルギー損失
も少なくなり、省エネルギーにも有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の列車自動運転装置のブロック図、第2図
は本発明の一実施例に係る列車自動運転装置のブロック
図、第3図(イ)〜(ト)は同装置における自動運転補
助装置の動作を説明するための70−チャート、第4図
はブレーキ装置の摩擦力と速度と温度の関係を示すグ2
7である。 人To・・・・・・自動運転主装置、UTO・・・・・
・自動運転補助装置、S・・・・・・ブレーキシューの
温度検出器、WD・・・・・・応荷重装置、TG・旧・
・速度発電機−8WB・・・・・・スイッチボード、M
C・・・・・・主制御器、ABR・・・・・・ブレーキ
制御器、M・・・・・・主電動機、B・・・・・・ブレ
ーキ装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、列車の各ユニットに設けられ友、主電動機制御用の
    主制御器とブレーキ装置制御用のブレーキ制御器を、列
    車全体の運転′制御全行う自動運転主装置からの指令に
    より動作させるものにおいて、前記各ユニットに、前記
    自動運転主装置からの指令管それぞれのユニットの状況
    に応じて補正する自動運転補助装置を設け、各自動運転
    補助装置蝶前記ユニットの状況として少なくとも車輪径
    信号管入力するようにしたこと1−特徴とする列車自動
    運転装置0 2、特許請求の範囲第1項において、前記自動運転補助
    装置は、前記ユニットの状況としてプレーキシニーの温
    度信号管入力するようにしたことを特徴とする列車自動
    運転装置。 3、特許請求の範囲第1項又扛第2項において、前記自
    動運転補助装置は、前記ユニットの状況として前記主電
    動機のトルクのばらつき値を入力するようKしたことを
    特徴とする列車自動運転装置。 4、q#許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに
    おいて、前記自動運転補助装置は、前記ユニットの状況
    として荷重信号を入力するようにしたことを特徴とする
    列車自動運転装置。 5、%許請求の範囲第1項において、前記自動運転主装
    置からの指令は加速度又は減速度指令であり、前記自動
    運転補助装置の出力は前記主電動機の限流値信号及び前
    記ブレーキ装置のシリンダ圧力信号であることを特徴と
    する列車自動運転装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1070649A2 (en) * 1999-07-22 2001-01-24 Hitachi, Ltd. Train control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1070649A2 (en) * 1999-07-22 2001-01-24 Hitachi, Ltd. Train control system
EP1070649A3 (en) * 1999-07-22 2003-01-02 Hitachi, Ltd. Train control system

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