JPS63268405A - 列車駆動システム - Google Patents

列車駆動システム

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JPS63268405A
JPS63268405A JP62099751A JP9975187A JPS63268405A JP S63268405 A JPS63268405 A JP S63268405A JP 62099751 A JP62099751 A JP 62099751A JP 9975187 A JP9975187 A JP 9975187A JP S63268405 A JPS63268405 A JP S63268405A
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control device
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Makoto Nomi
能見 誠
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄道車両の繊動制御システムに係り特に車輪
と軌道の粘着力を向上し、性能を向上させるに好適な列
車駆動制御システムに関する。
〔従来の技術〕
従来1列車の駆動系として、ディーゼル、チョッパ駆動
直流モー゛タ、インバータ駆動イ/ダクションモータな
どがあり、路面状況によって空転滑走が発生するため1
個々の駆動制御装置で独立してそれを検出し、駆動力を
低減嘔せることにより再粘着を行なう制御が採用されて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来のような、独立した制御においては
1次の問題が生じる。
すなわち、路面の状態は、場所によって異なシ、空転、
滑走が発生するまでは、どこまで粘着係数を高めること
が出来るか分らず1、駆動力が最大粘着係数に相当する
値を越した瞬間から、空転滑走が始まり、一旦発生する
と粘着係数が急激に低下し、空転滑走が加速嘔れる。そ
のため、空転滑走を何らかの手段で検出し、駆動力を低
f1.略せるようにしているが、検出、制御の遅れに加
え1種々の誤差、外乱要因から、検出の不感帯を設けざ
るを得す、結果として、ある程度空転が発生した後で駆
動力を紋るという制御となっている。そのため、空転、
再粘着のサイクルを繰り返し、その結果、平均値として
あまp高い粘着係数を実現できず、さらに、駆動力が振
動的に変動するため1乗心地の点からも問題となってい
る。
〔問題点全解決するための手段〕
以上の間@は、粘着の物理的性格によるため本質的に避
は難い、すなわち、空転が発生しなければ最大粘着係数
を知ることが出来ない。しかしながら1列車の場合には
、複数の車両によって編成され、全車両あるいは一部の
複数車両に分散して駆動軸が設けられている。また1つ
の車両でも。
普通2つの台車を独立に駆動している。したがって、進
行方向前方に位置する駆動軸は、他の駆動軸の最先端を
走行し、他の軸はその後を続いて走行する。こ゛の場合
、最先端に位置する車軸で空転が発生した場合、その空
転を起した1駆動力の最大値から、当該位置における最
大粘着係数を却ることができる。その結果を後に連結さ
れている車両あるいは車軸を駆動する制御装置に報知す
れば。
後続車両の駆動力を、その位置と最大粘着係数を参考に
して駆動力を予めv!4整することにより、空転を発生
させずにあるいは最小限の空転にとどめる様な駆動を行
なうことができる。これは、駆動制御装置を互いにデー
タ伝送路で結合することにより実現できる。
〔作用〕
まず、最先端を走行する駆動軸を制御する制御装置は、
従来と同様な空転滑走制御を行なう。この際、空転の発
生を検出したら、駆動力を低減させるが、そのときの最
大粘着係数を、駆動力、空転の動特性より算出し、その
結果を伝送系で後の駆動軸全分担する制御装置に伝達す
る。そのデータを受信した制御装置は、そのデータを発
信した制御装置の対応軸と、白部動軸の相対距離と、車
走から割り出した走行距離より、自担当軸が対応点に達
したことを検出し、その地点での最大粘着係数に対応し
た駆動力を発生でせる。その結果はさらに後続車両に伝
達され、その車両は、自車両の前を走行するすべての車
両のデータをもとに、最適な駆動力を発生させる。
゛ 以上により、先頭車の空転滑走は止むを得ないが、
後続車両の空転は最小限にとどめることができ1列車全
体としては、その平均値で加速できるため、その性能が
向上する。
〔実施例〕
第1図は本発明を適用する列車の全体構成図で。
列車は複数の車両1が結合され、その駆動には。
直流モータを用いた場合を例として以下実施例を述べる
第1図において、4!r車両には、直流モータを駆動す
るチョッパ装置5が搭載され、各台車2毎にその車軸を
駆動するモータが備えられている。場合によっては、非
駆動台車のみの車両、あるいは。
1つのチョッパ装置で複数の台車、複数の車両のモータ
を統括駆動する。ここではすべて台車毎にチョッパ装置
が設置嘔れているものとするが、その限シではない。
以上の構成において、各チョッパ制御装置は。
データ伝送路6によって結合され、互いに制御情報を父
換することができる。
第2図は、1台の台車に層目して、チョッパ装置の内部
構成金示したもので、チョッパ制御装置51と、モータ
7を含む主回路にぶって構成される。
第2図の場合はモータ7は直巻界磁を含むものとし1通
常、1台車当り2軸の車輪に対応して。
2台のモータが付属する。この2台のモータは・直列に
接続され、サイリスタスイッチ52によってモータ電流
を制御し、所望の引張力、あるいはブレーキ力を発生さ
せる。これは、チョッパ制御装置(以下、制御装置と略
す)によって、モータ電流を検出し、与えられた引張力
Fを発生する目標′#L流となるよう誤差に応じてサイ
リスタ52の通流率をゲートパルストランスを介してサ
イリスタ52のゲートにゲートパルスを与え調整するこ
とによって所望の引張力を発生させている。
この際、2つのモータの内、1つに空転が発生した場合
、2つのモータの端子電圧に差電圧が生じ、その差電圧
を抵抗器56を用いたブリッジ回路と、電圧変成器55
によって慣出し、1!流を低減する方法が一般に用いら
れている。本実施例においても同じ方法を用いて説明す
るが、その限りではない。
第3図は、車輪とレールの粘着特性を示したもので、一
般に、粘着力F、は、車輪の空転量が微少量増加する領
域で比例的に増加し、最大粘着力F、を越す空転に対し
て逆に空転速度の上昇とともに粘着力が減少する特性を
持っている。この最大粘着力は、さまざまな要因によっ
て変動し、その値を予め予測することは困難である。そ
のため。
第3図中の破線で示すように、引張力Ftを増加させる
と Flを超えた瞬間から急激に空転量が増大する。そ
こで空転検出により力を低減するがその間にすでにおる
量の空転速度に達しているため、その空転を抑制するた
めには、その速度に対応した粘着力F、まで力を絞らな
ければならない。
その結果、第4図に示すように、空転と粘着を繰り返し
、平均引張力はF、金大きく下回ることになる。
しかしながら、第4図における粘着の動特性から、対応
する地点の粘着率は空転発生の事後には知ることができ
る。単純には、第6図の引張力Ftの最大値の包絡線が
その目安となる。さらに。
詳細化するには、空転の加速特性から、その加速度に回
転系の慣性を乗じた力を差し引いたものが粘着力となる
このようにして算出した粘着力を荷重で割ったものが粘
着係数となり、この粘着係数データを後続台車を制御す
るチョッパ制御装置に伝達する。
一方、粘着係数データを受信した制御装置は、それが分
担する台車と、データを発信した制御装置が分担する台
車の相対距離を予め装置内のメモリに記憶した他台車と
の相対距離データテーブルより、自台車を基準とした位
置の粘着係数テーブルに記憶する。その後、車軸等ニジ
検出した走行距離を積算する一方、走行距離対応に記憶
された粘着率データを読み出し、それに相当する引張力
を自台車のモータで発生させる。この場合、同一地点で
同一の粘着率が保証される訳ではないので。
場合によっては、後続台車でも空転が発生する場合がめ
る。その場合は先頭台車と同様に、粘着係数データをさ
らに後続台車を制御する制御装置へデータ伝送路を介し
て伝達することによって、後続台車は、最新の粘着率デ
ータをもとに制御されることになる。
なお、一般には、路面の状況は、車両が通過すると清掃
効果によってその直後の粘着係数は初期状態すなわち、
先頭台車の粘着率より高くなることが仰られている。し
たがって後続台車の制御においては、先行台車で観測さ
れた粘着係数より多少大きく設定した引張力を発生させ
ても良い。
以上本発明をチョッパ車両に適用した実施例を述べたが
、インバータ車両さらにはディーゼル車両あるいは′電
気機関車においても個々の回路、空転検出方法の差はあ
るが、同じ原理でシステムを構成できることは明らかで
ある。
又、実施例ではカ行すなわち加速の場合について説明し
たが制動においても同様に実現することができる。
〔発明の効果〕
以上1本発明によれば、先頭台車の空転滑走を防止する
ことはできないが、後続台車の粘着力を最大限に発生す
ることができ1列車全体としての平均粘着係数あるいは
、加減速度を向上させることが可能となるとともに、空
転滑走防止制御で発生する引張力の変動を低減し1乗心
地を向上させることか可能となシ、その効果は甚大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図はその
一部であるチョッパ装置の構成図、第3図は粘着特性曲
線、第4図は駆動系の空転制御時間特性を示す図である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の駆動軸を有する車両の駆動系において該駆動
    軸に対応した複数の駆動制御装置間を互いに伝送路で結
    合し、駆動制御装置間において互いに制御情報を交換し
    、該制御情報に基づいて前記複数制御装置のそれぞれに
    おいて対応する駆動装置を制御することを特徴とする列
    車駆動システム。 2、各々の駆動制御装置において前記駆動軸毎に最大粘
    着係数を算出し、該粘着係数をデータとして伝送路へ送
    出し、該粘着係数データを受信した駆動制御装置におい
    て、該受信データで示された最大粘着係数に対応する駆
    動力を発生させることを特徴とする第1項の列車駆動シ
    ステム。 3、前記最大粘着係数データを受信したそれぞれの駆動
    軸に対応した制御装置は、当該制御装置から見て、進行
    方向前方に位置する駆動軸の最大粘着係数データを受信
    し、該データの対応する駆動軸と、各々の対応駆動軸の
    相対距離に対応させ、該データの発生地点を算出し、該
    算出地点と該最大粘着係数を対応させ、該地点において
    対応最大粘着係数データに基づいて対応駆動軸の駆動力
    を制御することを特徴とする第2項の列車駆動システム
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