JPS5833905A - 電気式デイ−ゼル機関車のブレ−キ制御方法 - 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】 本発明に、ディーゼルｗａ岡やガソリン棚間などの内燃
機関の腺１ｇ１１１１１ｉ（以下これをＬＩｉＭｌとい
う）で発電ｌｌｌＡｔ躯鯛し、発電さｎた電源により主
電動機を駆動して走行する電気式ディーゼルＩｌｉ岡車
において、主電動機に虐導゛−鯛機を使用し、該誘導電
動機を交流弐発亀機で駆動すると共に、該交流発電機を
、任意の指令回転数に高い精度で追従する機関で駆動す
る電気式ディーゼル機関車のプレー中制御に閃するもの
である・ 最近のディー（ル機胸などにおいて調達機の改良が行わ
れ、電子制御を全面的にとり入れた、高い性能のものが
開発されつつある◎特に任意の回転すべき旨の指令が可
′＃、な指令機構を備え、電子制御を導入した全速度式
調速機付ディーゼル機関において紘任意の回転数指令に
対し、すみやかにその−転指令に高い精度で追従し、途
中、負荷が大巾に変動した場合でもその回転数の変化が
ほとんどないものが開発されつつＴｏ）、本出願者にお
いても、最高回転数１ｊＯＲ声定格出力１０００馬力ク
ラスの中形機関車用ディーゼル機関において、機関回転
数指令に対しての機−回転数の誤差が通”常はわずか士
／ｒｐｍ以下というきわめて優れた一関の開発に成功し
た。かように高い精度で機関回転数の制御を行う方法は
いろいろあるが、一実施例としては、りぎのよう゛な方
法がめる。すなわ狐高い分解能１有する機Ｒ回転数情報
を出力回部なパルス式機関回転計を機関に装備し、これ
よシ出力される当該機ｗ４Ｉｉｉ！１転数情報を電気的
な周波＆に単位時間当りの変化量、すなわち回転数差変
化情報管きわめて短かい間−で公知の演算回路で算出し
、かく方法で得られたこれら二つの情報に基づいて、機
関を機関回転数指令に対して高い精度で追従するに最も
適正な予め定められ喪燃料噴射麓憧報管公知のバタン発
生器等で発生させ、この適正燃料噴射量指令情報にもと
づいてヒステリシスかなく、応答性のきわめてよいアク
チェエータ（例へは前述の演算−路をデジタル方式で行
った場合にはパルスモータを当該アクチェエータとして
使用することによってその目的を容易に達成し得る。）
、が燃料噴射ポンプ等の燃料供給装置の動作を制御する
。これにより一〇、適正燃料噴射が打れれる当該機１１
４ｉ扛Ｍ転数指令情報に対し、高い精度で追従゛回転す
ることができる。

このような機Ｍｔ−交流式主発電機駆動用とじて用いた
場合には、主発′に機で発電される電源の周波数嬬機闘
の正常の回転数の範囲でほぼ任意の値に設定する也とか
できる。しかもこのような方式ｔ″採用た場合に蝶、主
発電機から主電動１１１に供給される電源電圧は主発電
機の回転数上昇に応じて上昇するので、機関車の速度上
昇、すなわち、主電動機の回転数上昇にともなって、誘
導電動機に一般的に必要とされる供給電圧の上昇も適正
に行われるため、通常は電源電圧の制御ＩＩｌを行う必
要はな−などの利点がある。従って、従来必要とされた
可−変周波数発生装置中主発電機に交流発電機を用いた
場合に必要とされた整流装置などが全く不必要となり、
機関車の構成か着しく簡略化されるなどその利点は非常
に大′きい・ ところで、公知の誘導電動機の電源周波数を可変変数と
するすベシとトルクとの関係はその一例が第１［に示す
曲！ＩＩ群で示されるとと鉱床（知られている。

そして例恣に、性馳曲線が第１図で示される誘導電動機
ｔ＜ｆＡ給される電ｊｌｉ［扛その電圧と周波数がほぼ
比例して変化するものであったとすれば、その電源祉、
交流発電機を回転制御することにより得られたものと同
質のものと考えてよい。

従って、交流発電機を駆動する機関に任意の指令同転数
に高い精度で追従するものを用い、当該機関の指令回転
数を制御することによって当該発電機から供給される電
源を制御した場合の誘導電動機の電源周波数を可変変数
とするナベ）とトルクとの関係もまたほぼ第１図の如く
Ｋな蚤とみて差しつかえない。このような発電機を主発
電機とし、ま次回じくこのような誘導電動機を主電動機
とし、しかも、主発電機からの電源が直接当該主電動機
に供給さｎた場合の主電動機の回転数、すなわち、列車
速度に対応して、当該主電動機が、発揮すべきトルクを
指定した場合、主発電機から供給されるべき電源の周波
数、すなわち主発電機の一転数（この一転数はこれに直
結駆動される機関回転数に一致する）中ナベシを第１図
に示す曲線から求めることができる。従って、発揮すべ
きトルクを可変変数とした列車速度と電源周波致すなわ
ち、機８＠転数）との関係を示す曲線群や同じくトルク
を可変変数とした列車速度とすべ９との関係を示す曲線
群を第１１ｉ！！ｌから容易に求めることができる。

そして、これらの曲線群を利用することによって機関車
の出力指令がＤＡＩｇｒ力（主電動機のトルク）で行わ
れた場合主発電機の周波数、すなわち機関の遣正闘転数
扛直ちに判明する。

従って、このような構成の電気式ディーゼル機関車では
機Ｉ４！回転数を制御することのみによって一定の範囲
では１ｌｉＪｉ単の出方制御を容易に実施できることは
当然として、それ以外に以下に述べる考え方によって、
このａｉＩ＠車では、ブレーキの鯛園も併せて実施でき
る・ すなわち、第１図で示すように主電動機の回転数が機関
の回転数を上廻って一転する状態となったとき１すなわ
ち、すベシが負の状謝となったとき灯図示の如く逆に主
１１１ｂ機にいわゆる発電ブレーキによるブレーキトル
クか発生する◎従って、ブレーキ作動のため、あるブレ
ーキトルクが指定されたとき、車両の速度を検知すれば
、そのプレーキト′ルクを確保するために、どの程度の
すベシを確保すればよいが、つまり主発電機金どの程度
ゝの回転数とすればよいかも直ちに判明する・よって、
指定されたブレーキトルクを得るためのブレーキ制御を
行うために社第１ｖ！Ｊの曲線で得た回転数で主発電機
を駆動する機関を回転制御させればよいことになる。

このような方法によれば、従前の電気式ディーゼルＩＩ
Ｍ車ではほとんど実施されていなかった機関をエネルギ
ー吸収装置として使用することができるので、いろいろ
な面で非常に好ましい。というの杜、電気式のディーゼ
ル機関車で、公知の発電プレー生金使用する場合には、
発生エネルギ（吸収用として専用の抵抗器並びにその冷
却装置を設備せねばならず、少なからぬ経費等を要した
からである。しかるに、このような方式によ夕、ブレー
キのエネルギーを機関に吸収させた場合には、機関自体
が周知の如く大きなブレーキエネルギーを吸収する能力
があることはもちろんであるが、機関にブレーキ用放熱
装置などの追設は一切不要なだけでなく、機関の制御自
体もカ行時の場合と同一の制御装置の他に着干の設備を
備えれば充分である。

さらに、このような方法により発電ブレーキを使用でき
る機関車は、従前の発電ブレーキを用いた方式に比べ、
または、発電機を全く有しないものに比べ多くの利点を
有することは自明である。

本発明線このような方式によって誘導電動機を主電動機
に用いたディーゼル機関車について、発電ブレーキによ
プブレーキ制御を行う方法に関するものである◎ このような機関車の力行時の制御の実施例については例
−見は特願昭ｊｓ−ｔｔｗコを号Ｃ誘導電動機を主電動
機に用いた電気式ディーゼル機関車昭和Ｊｊ年を月２−
日出願）などがあるが１本発明の実施例を述べるに先立
って、このような４１１関車の主要構成及び制御方法の
一実施例について述べてみよう。

この種の機関車の出力ｌ１ｌｌｌｌｌｔ行う場合にれ、
前述のように主電動機に対し供給される電源周波数を電
盤することによシ、主ｘｍ機のすベシ制御を行えによい
のでヰあるが、ただ主発電機から発生する電源の周波数
に扛つぎに述べるように一定の制゛約がある０というの
は、主発電機を駆動する機関の回転数には定められた範
囲があって、その範囲以外では機関を運転することがで
きない・そとで仁の実施例において、使用する機ｗＩ４
は公知の我が国における標準機関車用ディーゼル機関と
同一のもの、すなわち、回転数の範囲を１００ｒｐ鳳が
ら／　ｊ　００　ｒＰｍであるとし、また、これによっ
て駆動される主発電機の極数が６極でるると仮定すれば
電源Ｏ屑波数は、−ｊｉｇからりＪＨｍの範囲しか、制
御することができない・そこで本実施例における主電動
機はこのように低い周波数の下では周波数を一定とした
場合主電ｊｉＩｉ１機に印加する電圧を制御することに
よって、充分に主電動機のトルク制御が行い得るものを
使用するものとする。

以上のことがらを加味した本機関車の実施例を第一図に
示すプルツク１１４に基づいて説明する・図において、
誘導電動機を主′に動機に４用い良電気式ディーゼル機
関車の発揮すべきけん引力すなわち主電動機の出力指令
をトルクで行う主幹制御器ＭＯを乗務員が操作すること
によって、当該機関車に対する出力指令か行わｎ１当該
出力指令情報は、主電動＠　Ｍ　Ｍへ供給すべき適正な
電源周波数を求める良めの電源周波数情報発生機構であ
る多重バタン発生器ｌへ出力される。当該多重バタン発
生器／Ｋａこれと同時に当該機関車の列車速度情報が公
知の速度発電機ＴＧから出力されているＯ 上記多重バタン発生器ｌは主電動機ＭＭについて、その
性１／Ｉｔを予め試験等を行うことによって前述したよ
うな主電動機のトルク會可変変数とする主電動機の回転
数と颯１１１陶被数゛ｔｏ関係を示す曲磁評を求めてお
き、これらの曲ａｌ＃會図示しなめ内蔵する公知の記憶
素子を用いて記憶している。。

そして、出力指令情報及び列車速度情報が入力さ・れる
ことによって、これらのトルクを可変変数とする曲線群
のらちから入力さｎた出力指令情報のトルクに該当する
唯一の曲線のみを公知の方法によシ運択発生させ、さら
にその選択発生させた曲線から公知の方法によって列車
速度情報に対応した電源周波数を得る。

このような方法によって、当該機関車線出力指令と速度
に対応した所定のトルクを発揮するための電源周波数を
検知することができる。

このようにして検知された周波散拡周波数情報として公
知の比較器と基準周波数発振器とを内蔵する切換器コに
出力される。切換器２扛多重バタン発生ＩＩｌから出力
された周波数情報を内蔵する比較器に入力させ、当該周
波数情報が、当該機関車の主発電機で発生し得る周波数
の範ｉ、すなわ転コｊＩＩｇ以上であるかどうかを検定
する・前述のように当該機Ｒ−の電源は回転数の範囲が
限定された機関により直接駆動される交流発電機から給
電されるため、発生周波数に扛限界があって、この限界
ｔこえた範囲での出力制御越すべ）を意図した値に保つ
方法の制御以外の方法１すなわち、電圧制御で行わなけ
れはならない、切換器コはこＯような理由によって、列
車の速度が低速域の場合、指令出力に対して、所定のト
ルクを確保するため、すなわち、所定のすベクを確保す
るための制御が電源の関係で不可能な下限周波数すなわ
ちコｊＨｆｆｉ　Ｋ至ったか否かを内蔵の比較器により
比較判断する。

このような方法によって、−力指令情報に対応する電源
周波数が所定の下限値を上廻ったとき、すなわち、意図
したすベシを確保して劃−することが可能な場合には多
重バタン発生＃Ｉからの周波数惰弾は当１該切換器−を
経由して、機関制御器Ｊへ出力される。機関制御ｌ器Ｊ
扛内部に公知の演算器及び可変周波数発振器などを有し
当該周波数情報を入力し、この周波数と等価の電源を主
発電機Ｇで発生させるために必要な機関１の回転数を演
算検知し、得られた回転数音機関１に附属する調達機１
に機５１１１ｇ１転数指令情報として、出力する・なお
、出力の方法として線、例えは、Ｉｉｉ岡闘転数指令に
比例し九周波教などが考えられるが、その場合には内蔵
の可変周波数発振器によって１そのレベルに変換して出
力する・当該、機ｌｌａ＠転数指転数指令管１１會入力
速機Ｊは前述した方法などによって機関Ｉｔ−ＩＩ闘回
転数指令情報に高い精度で追従−転させるために適合し
た燃料噴射を行い、したがって、機関Ｍ扛当該指令回転
数に高い精度で追従一転し、これに直結駆動される主発
電機Ｇ蝶、多重バタン発生器ｌから出力され九周波数情
報に対応した周波数の電源を発生させ、主電動機ＭＭに
伝送されて当該主電動機ＭＭは主幹制御器ＭＯの出力指
令に対応したトルクを発揮して機−車は所定の運転を行
う。

一つぎに、ＩｉＩ岡車が低速で走行するため、機関車の
出力を所定値Ｋ１ｍ１保するために電源の周波数が本来
あるべき値で、制御することが不可能な場合、すなわち
、意図した　すべ夛での制御実施不可能な場合（前述の
実施例において電源周波数が−ｊ珈以下となった場合）
、所定の周波数を確保するために機Ｍ１の回転数を６０
０　ｒｐｍ以下に低下させること扛できないから、切換
器コはかような状態となったときにはその旨を内蔵の比
較器によって検知し、機関制御器Ｊに対しては、内蔵す
る基準周波数発振器によって、その下限値の周波数情報
（本例においてはコｊＨ４）ｔ−出力し続ける。ところ
で、このような状態のときに祉、主発電機Ｇは機Ｍ１か
機関の最低回転数で回転されつづけるので、一定周波数
の電源を供給しつづける。このように電源周波数が低い
状態においては、実施例における主電動機ＭＭは前述の
ように電圧のみを制御することによって、トルク制御を
充分行い得るものを用いているので″、゛このような状
態で＃′１１Ｅ源電圧の制電圧行うことによって機関車
の出力を制御する。すなわち、切換ｌＩコから機関回転
数がｓｏｏ　拳で回転しつづける状態となった旨の情報
を入力した電圧制御８４は動作となって、主幹制御器Ｍ
Ｏからめ出力指令情報を入力するとともに速度発電機！
Ｇからの列車速度情報を併せ入力し、予めメそりに記憶
した誘導電動機の性能曲崖からその状態の所要トルクに
対応した出力を発揮するために必要な〜亀圧管検知し、
こｒ′Ｌｔ％圧情報として主発電機Ｇに附属する公知の
＃磁脚１１器ＧＦＫ出力すゐ・葬磁調纏−Ｑシ扛こＯ電
圧情報を入力して動作となって、公知Ｏ方法により主抛
電機ＧＯＪＦ磁調整な朽い、電圧情報に対応した電圧を
発生し、これによって主亀＠＠ＭＭｌｆ１所定の）ルタ
を発揮して一転する・ 以上述べたような方法によｐ当該機関車＃ｉ所定の出力
制御を行いながら運転することができるＯつぎに、こＯ
よ゛うな機関車に機関１をプレ機中エネルギー吸収装置
として使用し丸場合のプレー命■御方決につ−て、本鋤
明〇一実施例を第Ｊ図ｔＦＩＪｌしつつのべてみよう、
。

第５ＷＪＩａ第コ図で述べた機関単に本発明を実施した
場合Ｏプ田ツタ図であって、第Ｊ［と同一記号のも０拡
仁れと崗−機能及び同−機構からなるか、但ｔ１鯵ＪＩ
ＩＫ＆いて本発明の実施例に直接―係な−もＯａ記載を
省略しである。

ＩＩＫおｉで、公知のブレーキ弁などからなり。

乗務員が機関車へプレー中指令會行うプレー中指令＠Ｂ
Ｙは、乗務員のハンドル操作により得られる乗務員の意
図し良ブレーキ指令値をブレーキ量に換算して、ブレー
キバタン発生器１０１へ伝送する・ブレーキ′量の換算
方法について社、いろいろな方法があるが、本実施例に
おいては、ブレーキシルクに換算して行われるものとす
る。

公知のバタン発生基管内蔵するブレーキバタン　′発生
ＩＩ　ｚ　ｏ　ｘ　Ｂ　、前記のブレーキ指令＠ＢＹか
らの指令情報と速度発電機ＴＧからの速度情報（前述の
ようにこの速度は主電動機ＭＭの一転数情報に一致する
。）を入力する。本バタン発生器１０１は、第１図に基
づいた主電動機ＭＭの性能曲線から求めた、ブレーキト
ルクを可変変数とする列車速度と電源周波数とＯＷ４係
會表わすバタン群を内滅し、このバタン群のうちからブ
レーキ、指令情報Ｏブレーキトルクに該当する同一のバ
タンを選択発生させ、さらに、その選択発生させた曲線
から公知の方法によって、列車速度情報に対応した電源
周波数を得る・ このような方法によりて樽たプレ呻作動に必要な電源周
波数社、後述する機能を有するブレーキ失効検知器１０
２を経由し、カ行の場合と同＠にして機関制御器Ｊに伝
送され、これを受けて機関側°御ｌｉａに機８１１１ｍ
に附設された調速機Ｓにこの周波数を主発電機Ｇか発電
するに適した回転数で回転すべき旨の制御指令を行い、
機関Ｉはこれを受けて主発電機Ｇｔ−所定の回転数で回
転させ、かくして主電動機ＭＭは電源周波数に対し、所
定すべ多の状態となシ、ブレーキ指令値に見合ったブレ
ーキトルクを発生させる◎ 以上は、機５ｓｉｃの回転数が所定の範囲にあって、か
つ、機１４１］！が所定のすベル１−鏝保できる回転数
で機関１０回転制制御能の場合である。しかし、機１４
１ｒ＋は前述のように回転数は一定の範囲があり、ブレ
ーキ時の回転制御に、その範Ｎがきわめて制約された条
件の下で行われる。というのは、ブレーキ時に扛、機関
１は原Ｓ機としてで扛なく、ブレーキ・エネルギー吸収
装置として動作するので、大きなブレーキ・トルクが作
動すると機ｓ１又は燃料噴射量を次第に減少させ、所定
の回転数の確保に努めるが、燃料を無噴射とし良状態、
すなわち最大ブレーキ・トルクの期待できる制御を行っ
ても、なおかつ所定回転数が確保されなければ、そｎ以
上の制−の手段を有せず、回転制御不能状態となりブレ
ーキ制御は不能となる・ このような現象は、主ＩＥ動機ＭＭの発生するブレーキ
・トルクが機１Ｉ４１ＩＡのブレーキ・トルクを１廻る
ときに、あるいは下シ勾配などで＠収エネきギーが大き
いときに発生する。

さらに１列車速度が低いとき、所定のブレーキ・トルク
を確保する友めにｊＯＯｒｐ鳳以下で回転しなければな
らない場合でも機Ｍｍは、これ以下で回転することは出
来ず、すべりが所定よシ過小、場合によっては正となっ
て時としてブレーキトルクのＩＩｋｌＩも生ずる恐れが
ある。かような場合、機ｅ１４ｍに重大な支障を与える
特定の回転数の範囲、たとえば１クランク軸固有ねじり
振′ｍ数に抵触しない範囲で、ブレーキ・トルク等を用
い機、ｇ−ｍがｊＯＯｒｐ鳳以下で回転するのを許容し
、これによシブレーキ・トルクを得る方法もない訳では
ないへ実際に扛いろいろと問題も多い。

このような状態を改善するための実施例を述べてみよう
・つぎに述べる方法は、低速度域において所定のブレー
キ・トルクを確保するためには機Ｍｌは所定の回転数範
！！を下廻って回転制御することとなる場合の対策につ
いてである。

ブレーキバタン発生器１０１から出力される電源周波数
指令情報に対応した機関Ｘの回転数が００季以下となっ
た場合、公知のレベル比較器を内蔵するブレーキ失効検
知器１０２は、当比較器を用いも杖やＩａＡｓ９１回転
数が制御の限界を逸脱したことを検知し、ブレーキ制御
が充分に実施できない旨のブレーキ制御失効情報を出力
する。この情報線、例えば、乗務員に表示類などによ夕
その旨を告知し、乗務員はこれを島って、その時点以后
、他の手段によるブレーキ制御に切夛換えてもよく、あ
るいはわずかなすベクでも確保できる間は主発電４１１
Ｇの界磁制御を行い電圧を上昇させトルクを増大させる
などの処置により発電ブレーキを有効゛に使用できる喘
゛囲では、これを用い不足分があれは他のブレーキ装置
ｔ操作してこれを被う方法によることも可能だが、本実
施例では、この時点以后は、発電ブレーキに全て断とし
、代シに自動的に等価の公知の空気ブレーキにより列単
にブレーキを作製させるものとしよう。

このような状況となった旨を検知して出力されるブレー
キ制御失効情報は主発電機Ｇに附属する界磁調整器Ｇ１
に出力され、主鈍電＠Ｇの界Ｍｉ電流をＯとなし、主発
電機Ｇを不動作とさせる。他方その情報は公知の開閉器
を有する締切器１０６に出力され、これをうけた締切器
１０６は動作となって、ブレーキ指令器ＢＹからのブレ
ーキ指令情報音公知の空気ブレーキ制御器゛Ｂ　ｃに伝
達し、これをうけて同表ｆＩｔはブレーキ指令情報にほ
ぼ見合ったブレーキ・トルクを得るために、圧縮空気を
図示−しない空気ダメから”得て１これを同じく図示し
ないブレーキシリンダＢＣ７へ所定の圧力に調整のうえ
送気し、こｎを受けて同シリンダＢＯ，は機関車にブレ
ーキを作動させる。

つぎに、ブレーキ失効検知器”１ｏ２が動作しない範囲
ではあっても前述の塩出によりブレーキエネルギーが大
門〈機＠１が所定の回転数を維持できない場合、すなわ
ち、機＠Ｈに取９つけられた公知の機Ｆ１４＠転計ＩＴ
Ｇの検知した機１４回転数情報が機関制御器Ｊの出方す
る機−回転数指令情報に一致しない５ｉｌｋが発生した
場合の対策について述べてみよう。これら二つの情報は
公知の比較器及びバタン発生器を内蔵するブレーキ補正
器ＢＰに出力される。ブレーキ補正器ＢＰはこのように
入力した二つの情報が不一致となった旨を内蔵の比較器
で検知し、しかして、必要に応じ、機１１１１Ｃのブレ
ーキ・トルクを増大嘔せる手段として広く知られ九排気
ブレーキ作動の指令を図示しない一関罵の排気装置に内
蔵された排気ブレーキ作動装置に出力するととも”に、
予め試験などにより得たデータを基にして、得た両惰権
の差に応じて、こΩ差を一定範囲内に留めるために必要
とされる空気ブレーキによるブレーキ力、すなわち、補
足ブレーキ量をバタンとして内蔵している。そして、こ
れら二つの情報を入力すると動作となってブレーキ力の
不足によって発生した指令値と実際の゛機関回転数差を
検知するとともに、かく検知されたキによる補足ブレー
キ量を内蔵のバタン発生器によシ検出し、かく検知され
た補足ブレーキ量をブレーキ制褌器Ｂｅに出力し、こｎ
をうけて、当制御器ＢＯはブレーキシリンダＢＯ，に所
定圧力の圧縮空気を送気し、これにょ夛、補足のブレー
キが作動して、機関車のブレーキ力不足による増速全防
止する。このような制御を行った場合には、ブレーキ・
トルクは、補足ブレーキにょ９増加するので、当初乗務
員の意図したブレーキ力より大きなブレーキが作用する
場合もある・ しかし、かような制御を行えば、当初のｙ・レーキ力の
設定線りにより列車が過走しすベシの著大化によりブレ
ーキ・トルクが著しく減少して実質的なブレーキ制御不
能状況になる危験をも併せて防止できる。

なお、このような補足ブレーキの制御は機関車のブレー
キ力不足による過速又は減速不足防止のため行うか、こ
の制御方法としては、他の実施例として例えば、ブレー
キ指令値が機関Ｅのプレーキトルタを上廻って出力され
たことを検知して補足ブレーキを作動させる方法など、
他にいろいろな実施例が考えられる〇 つぎに述べる実施例は機関回転制御が実施し得なくなっ
た挙例の一つとしてブレーキ指令値がその機１１ｍで吸
収し得る最大値に到達し、もはやこれを上廻ってのブレ
ーキ・トルクを当該機１ｔＢ＋が吸収することが不可能
となった状況を検知し、それを上廻るブレーキの指令に
対しては補足ブレーキとして主電動様の発生電圧を専用
の発電ブレーキ用抵抗器に消費させることにより対処す
る方法である・この方法は従前の機関車と同様の発電ブ
レーキ用抵抗を必要とするが、これはあくまでブレーキ
吸収の補助手段として用いる点で、従前と全く趣を興に
し、その構成も従前のそれに比べ著しく簡単となること
が本実施例の特徴である・前述のように、機１１＠１か
最大ブレーキ・トルクを発揮し得る状態は、機関２への
燃料供給を断とした状態でありＣ排気ブレーキを用いた
場合にはさらにこの条件が加わる）、この状態となった
ことは機関附属の調速機ｊから容易に検知できるので、
この理を用いてかような状Ｓを検知し、前記の補足ブレ
ーキを作動させる例を第４Ｉ図を引用しつつ述べてみよ
う。

第＃ｖｌは第３図で述べた機関車について、補足ブレー
キを本実施例によるものに置きかえたプリッタ図で、第
３図と同一記号のものはこれと同一構成、同一性能から
なシ、本実施例の説明に関係ないもの鉱記載を省略しで
ある。

図において、機関制御器Ｊから出力される機関回転数指
令情報によって、機関１に附属する調達機ｊは機関回転
数を所定に回転制御させるが１機関Ｉのブレーキエネル
ギー吸収能力を超過したブレーキ指令に対しては、燃料
供給を断とした状態以后についてはも、はや機ｌ１１］
ｃｏ回転制御不能となシ対処できない。この状１ｉＫ至
った旨を調速機Ｓに附属する燃料供給機構の動作管検知
する公知の位置検知器Ｃによって検知し、これを公知の
積分器を有する過剰ブレーキ指令検知器ムＯＫ出力し、
これをうけた同検知器ムＣは、プレー中指令器ＢＹから
トルクを単位として行われるブレーキ指令値について、
位置検知器０からの情報を出力した時点尿石、すなわち
、−Ｍｌがブレーキを吸収し得ない過剰なブレーキ指令
が行われ九時点尿石のプレー中指令値を公知の積分器を
用いるなどの方法により検知し、これを過剰ブレーキ指
令情報として、公知の積分器を有するブレーキ電力検出
器■に出力する＠これを受けた同検出器ＷＨＦｉ同憧報
および速度発電機’ｒＧからの列車速度情報を入力し、
これら２情報を東算して、過剰ブレーキ指令情報に対応
した所要のブレーキ吸収エネルギーを電力値に換算して
算出し、これをブレーキ電力情報として１亀圧検出器、
電流検出器及び必要に応じ力率検出器を内蔵した公知の
抵抗制御器ｏ８に出力する。これ奮う４ｒｊ九同制御器
０８は可変抵抗器ＶＲへ流れるブレーキ電流等管内蔵の
電圧１電流検出器などを用いて針歯し、公知の手段によ
り、過剰プレー中指令情報値と等価のブレーキエネルギ
ーを吸収する値に可変抵抗器ＶＲＯ抵抗値を設定し１し
かして機ｆｌａｘｑ）吸収能力を超過したプトキＪＩＫ
ついて可変抵抗器１が主亀動機舅Ｍの発生するエネルギ
ーを吸収することにより補足ル、−キの制御を適確に行
い、減速力不足などの現象発生を防止する０なお、本実
施例において、補足ブレーキが作動した仁とによって、
生ずる主発電機電源電圧の変動は無視したが、これを無
視し得ない場合にはこの時点尿石、これを考慮に入れた
すベクでｓｉｇｎの回転制御等ｔ＊施し、あるい嬬電源
電圧の補償措置を行う必要があるとと扛言うまでもない
。

一般Ｏ自動車が下９勾配を走行する時、勾配のレベルに
より、歯車比重適切に切り換えることにオリエンジンブ
レーキのブレーキ力ｔ＊＊す、６Ｃと蝶広（行われてい
るが、これと同じ原理、すなわち、通常の回転制御を行
ったのでは前述したようにブレーキ力か充分得られなｉ
場合何らかの方法で自動車と同様に機ｇＩ４回転数の許
容範囲内で機関１を増速回転させれは、機関１社同−速
度でもより効果的なブレーキエネルギーを吸収すること
ができる場合が多い。

なぜなら、機関１のブレーキエネルギー吸収は機ＩＩＩ
の内部摩擦、シリンダ内空気の吸排気及び圧縮に要する
エネルギー並びに機関１の各種捕機、例えば冷却用水ポ
ンプおよび潤滑油ポンプなどで行われるが、これらの各
ｌ１１案のエネルギー徴収はシルク工見た場合回転数の
増加とともに増加するものが多く、このため、機関１を
増速回転させれは、よル以上にブレーキ効果が期待でき
る場合が多いからである。

本機関車でこのようＫＩｋ＠１ｌｆｔ増速制御させるに
性、第３図の実施例においては、例えば、主発電機Ｇを
転極可能な発＄１１（以下この主発電機をＬ多極発電機
］という）ｔもって構成し、必要に応じ、その極数を減
少させれによい、なぜなら、かような制御を行えは機関
］ｅは所要すべ９管確保するためＫは１増速回転するの
で、より大きなブレーキエネルギー吸収＆収できる。０ つぎに、４極とダ極の多極発電機を用いてかような機関
増速回転によるブレーキ制御を行う実施例を述べてみよ
う・ブレーキ・トルクか所定値を確保できず、ブレーキ
制御不能に至る事態が生ずる一由祉、所定の機関回転制
御を行うと、機関−転数が許容範囲外となってしまう場
合、プレー中・トルクが過大なため、機ＩＩＮが指令−
転数に追従しない場合およびその他０ＩＩＩＩ合など多
くのケースがＴｏ９％これに対応してブレーキ制御を失
効させなＶ％良めに転極制御を行い機ｓ＠ｍｔ−増速回
転させるためのいろいろな方法が考えられるが、以下に
述べる実施例は吸収すべきブレーキエネルギーが下り勾
配などで過大のため、所定Ｏｍ御で鉱プレー中制御実施
不能な場合の対策として実施さるべきブレーキ制御の方
法である・ 第ｊｗＪは本機関車にその方法を実施し良場合のプリッ
タ図で、かような転極制御はカ行時でも実施可能だが、
本ｖ４拡転極によるブレーキ制御を実施するための必要
最小限の構成の＋會示したもので、図中で第２画と閤−
記号を附したものは、同図と同−機能及び同一構成のも
のである。

図において、Ｊｌと多極に転極ｇＪｌ＆、な多極発電機
ＧＰａ４極条件にお−ては、第２画と全く同一条件てブ
レーキ制−を実施する。かく状況て、機関車のブレーキ
指令では充分にブレーキエネルギーを吸収することがで
きず、このため、ブレーキ指速したとしよう・このよう
な現象防止のため、乗務員は１機５１１ｍに吸収可能な
ブレーキ力を上廻ったブレーキ指令を行ったものとし、
かっこの指令値は、機関１が６極状態の多極発電機ＧＰ
と直結連転したとき、期待できる最大ブレーキ・トルク
、すなわち燃料噴射ｔｏとし、しかも場合によって扛排
気ブレーキを作動させた伏線で得らｎる　ブレーキ・ト
ルク゛を超過したものであったとする。

公知のレベル比較器全内蔵するブレーキ指速知１１ＰＯ
は、予め内蔵のメモリに１極の多極発電機ＧＰで機関ｌ
に期待できる標準的な最大ブレーキ争トルクに相当する
プレー、キ指令値管記憶し、ブレーキ指令＠Ｈｓｖから
の指令値が前記のｆＩＩ関１が負担可能なブレーキ・ト
ルクを超過しているがどぅかを比較し、その旨を検知し
たときには動作となって１ブレーキ指令値をブレーキバ
タン発生器１０１に出力するに代えて多極用ブレーキバ
タン発生＠　１２０に出力するとともに、多極発電＠Ｇ
Ｆに附属する公知の極数転換器ＧＰＯにその極数を６極
から多極に転換すべき旨の指令を与え１これをうけて多
極発電機ＧＰは多極となる・公知の多重バタン群発生器
を有する多極用プレー中バタン発生器１１０は、ブレー
キバタン発生器１０１と同じように多極に発電機が転換
したときの、ブレーキ・トルクを可変変数とし、列車速
度と電源周波数との関係ｔ−不す曲ｉＩ＃會内蔵し、プ
レー中カ検知ａｔｔｏから出方されるブレーキ指令値を
受けて動作となって、ブレーキバタン発生！１１０１と
はぼ同じ動作を行って、ダ極状繍の多極発電機ＧＰの発
生すべき周波数を検知し、これをｑ極用機胸制御器ｓｉ
に出力する。これを受けたｊＩＩ１ｇ御響ｓｔＢ多極発
電機ＧＰが所定の周波数を発生させるために機Ｍ］ｅの
調速機ｊに所定の周波数に対応し、しかも許容回転数ｔ
ｍ過しない範囲の回転数で機関１が回転すべき旨の指令
を行い、かくシー１１１１１１ＣＵ増速回転を行って１
多極発電機Ｇアと主電動機ＭＭを所定すペシとなし、こ
れに゛よシ、よシ多くのブレーキエネルギー′ｔ＠収し
、列車の増速゛を防止する０　　　− なお、本実施例において、機関１に期待できる最大ブレ
ーキ・トルクはほぼ一定と仮定したが、実際には機関１
０回転数により変化することは前にも述べ九通シで、こ
の期待できる最大値限度一杯まで制御管実施する場合に
は、ブレーキ指令値が期待できるブレーキ・トルクを超
過しているか否かの検定実施に際して機関１０回転数を
参酌したブレーキ・）ルク限界値と比較する方法、具体
的には、機関回転数と最大ブレーキ・トルクとの関係を
示すバタンを発生させ、この出力値とブレーキ指令値と
を比較することとすればよい・本方法によｐ機関ｍを増
速回転さザてもなお、ブレーキ力が不足するときには、
第３図又は第ダ図で述べたと同様の補足ブレーキを作動
させなければならないことは当然で多る０ 今までのべた全ての実施例において、Ｉｓ関車０主発電
機を駆動する原動機については、ディーゼル機関を用い
る場合についてのべたが原動機の種類についてはこれに
特定されるものではなく、当該原動機に附与される回転
数指令情報に高ｉ精度で追従回転可能な原動機であるな
らば、他の種類の原動機についても全く同様に実施可能
である＠また主幹制御器ＭＣ等から行わｎる出力指令情
報についてもトルクに代えて、他の出力の単位、例えば
、仕事、ｔ（Ｊｌ力）の単位で実施することも可能であ
り（この場合には、主発ｍｓ等の発生すべき適正な電源
周波数情報を発生させるバタン発生機構等に記憶させる
各種性能曲線上で図示される単位は、本実施例における
が如き方法、すなわチ、トルクを単位としたものとは別
の単位を用いる必要がある）、さらに実施例において用
いたバタン発生機構についても、このバタン発生機構に
代えて他の公知の記憶回路や、バタンにＦＦｉ蔵される
各種の性能曲線等が演算によって求めらｎる場合には、
公知の演算機構を用いることによって実施可能である・
さらＫまた第５図における実施例にシ゛いては、多極発
電機ＧＦが転極した後に多極発電機Ｇ？が供給する電源
電圧のレベルについて祉何ら言及していないが、転極後
、発電機の回転数か上昇することによって、電源電圧が
必要以上に高くなつ九場合には、例えば多極発電機ＧＰ
に附属する界磁制御器を制御することによって電圧の調
整が必要なことは言うまでもない・また、多極発電機Ｇ
Ｐで転極する極数や機関の回転数についても本実施例に
特定されるものではなく、交流発電様の回転数を可変と
なして得る電源をもとにして、誘導電動機のトルクとす
べりとの関係曲線を示す第７図についても、その−例を
示し次にすぎず）曲線が第１図に示すのと大巾に興なる
ものであったとしても１本発明の実施に何ら差しつかえ
ない。

【図面の簡単な説明】

１１Ｍｔ図は公知の誘導電動機について、その電源周波
機を可変変数とするすべ９とトルクとの関係を示す性能
曲線群の一例を示す図、第コｗＪに電気式ディーゼル機
関車の制御の一実施例１示すブロック図、１Ｉｈ３図、
第亭図、＊’図に本発明の実施例を示すブロック図であ
る。 ＭＣ−主幹ｔ１４１ＩＩ器、五−機関、Ｇ−主発電機、
ＭＭ−主電ｗＪ機、’ｒＧ−速度発’ｉｉ機、ＧＰ−多
極発電機、ＧＰ−界磁調整器、ＢＹ−ブレーキ指令器、
ＢＯ−ブレーキ制御器、ｖＲ−可変抵抗器 ｘ２ｒｆＩ 牙　　３　　面 し） 葺　　４　　記 ７　　　オ　　ｓ−ｉＩ］ 手続補正書（自発） １１８１０　５２．７・Ａ２ｓ 特許庁　長官若杉和夫　殿 １事□。表１　　昭和５６都特許願館１！００４ｓ号２
発明の名称　　電気式ディーゼル機関車のブレーキ制御
方法３補正をする者 事件との関係　　　―許出願人 住　　所　　　東京都千代田区丸の内−丁目６番５号名
　称　（４１４）日本国有鉄道 ９４Ｊ　　　（−７ミ　才 代表者氏名　　　　ｉ　輩　　高　木　文　膳４指定代
理人 住　　所　　　東京都千代田区丸の内−丁目６番５号郵
便番号１００電話東京（２１２）　３５７’　６８補正
０内毒メ′＝＝＝〉、 （１）　　明細書の１特許請求の範ｖｆｉ１を別紙のと
おり訂正する。 コ　特許請求の範囲 （１）　　機関で直接駆動される交流式主発電機を備え
、かつ機関車の速度情報および出力指令情報に基づいて
、前記主発電機の電源周波数が誘導電動機を用いた主電
動機に対し、適正なすべり状態となるような周波数を検
知できる電源周波数情報発生機構と当該電源周波数情報
発生機構から出力される周波数情報と等しい周波数を発
生させる回転数で前記主発電機を回転させるべき旨の機
関回転数指令情報を機関に出力する機関制御器および当
該機関回転数指令情報をうけて、その指令情報に高い精
度で追従運転する主発電機駆動用の機関を備えた電気式
ディーゼル機関車において、出力指令に代えて出力され
るブレーキ指令に基づいて、電源周波数が主電動機に対
し適正すべり状態となる周波数を検知するブレーキ用周
波数検知機構を備え、該検知機構が検知しブレーキ指令
に対応したブレーキ力を得る制御方法を用いたことを特
徴とする電気式ディーゼル機関車のブレーキ制御方法。 が機関のブレーキエネルギー吸収能力を超過した御方法
。 （３）機関で直接駆動される転極可能な多極発電機を備
え、かつ機関車の速度情報および出力指令情報に基づい
て前記多極発電機の電源周波数が誘導雷−動機を用いた
主電動機に対し適正なすべり状態となるような値を検知
できる電源周波数情報発生機構と、該電源周波数情報発
生機構から出力される周波数情報と等しい周波数を発生
させる回転数で回転させるべき旨の機関回転数指令情報
を機関に、出力する機関制御器並びに当該機関回転数指
令情報をうけて、その指令情報に高い精度で追従運転す
る多極発電機駆動用の機関を備えた電気式ディーゼル機
関車において、出力指令情報に代えて出力されるブレー
キ指令情報に対応したブレーキ力する電気式ディーゼル
機関車のブレーキ制御方法。 指定代理人　日本国有鉄道総裁室法務課長関場大資

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔｉ）　　６間で直接駆動される交流式主発電機を備え
   、かつ機関車の速度情報および出力指令情報に基づいて
   、前記主発電機の電源周波数が誘導電動機を用いた主１
   ＩＩｂＩ！ＩＡに対し、適正なすべ９状態となるような
   周波数を検知できる電源周波数情報発生機構と当該電源
   周波数情報発生機構から出力される周波数情報と等しい
   周波＆１発生させる回転数で前記主発電機ｔ″−転させ
   るべき旨の機間回転数指令情報會ＩＩｇ１ｇに出力する
   機関制御器および当ｌ１１１Ｍ１転数指令情報をうけて
   、その指令情報、に高い精度で追従運転する主発電−駆
   動用の−Ｉ４を備えた電気式ディーゼＡＩ機関単におい
   て、出力指令に代えて出力されるブレーキ指令に基づい
   て、電源周波数が主″ＩＩＬ動機に対し適正すべり状−
   となる周波数を検知するブレーキ用周波数検知機構を備
   え、該検知機構が検知した周波数と等しい周波数を前記
   発電機が発生する回転数で機ＩＩ１１ｋ１ｇ１転制御す
   ることによシ１プレ、−中指令に対応したブレーキ力を
   得る制御方法を用いたことを特徴とする鬼気式ディーゼ
   ル機関車のブレーキ制御方法。 儲】特許請求の範凹第１項の記載におけるブレーキ制御
   方法において、ブレーキ指令値がＩＩＩＡＭのプレー中
   エネルギー吸収能力を超過した状態とケつた場合、超過
   したブレーキ指令値に応じ、前記ブレーキ制御方法に併
   せ、また扛１これに代えて、他のブレーキ制御方法を用
   いたこと１０黴とする電気式ディー（ル機関車のブレー
   キ制御方法。 （、ｎ＠＠で直接駆動される転極可能な多極発電−を備
   え、かつ機関車の速度情報および出力指令情報に基づい
   て前記多極発電−の亀＃ｊＡ崗波赦が誘導電動４ＩＩｔ
   用いた主電動機に対し適正なすベタ状１となるような値
   を検知できる電源周波数情報発生機構と、該電源周波数
   情報発生機構から出力される周波数情報と等しい周波数
   を発生させる回転数で回転させるべき旨の機関回転数指
   令情報を機関に出力する機関制御器並びに当該機関回転
   数指令情報をうけて、その指令情報に高い精度で追従運
   転する多極発電機駆動用の機関を備え丸亀気式ディーゼ
   ル機関車において、出力指令情報に代えて出力されるブ
   レーキ指令情報を受けて、多極発電機が発生する電源周
   波数に対し、主電動機を適正すべりとなすために多極発
   電機駆動用機関を回転制御することが不可能となったこ
   と金もって多極発電機を転ｍ制御することを特徴′とす
   る電気式ディーゼル機関車のブレーキＩＪ　１１　方法
   。