JP2000261903A - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
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- vehicle
- deceleration
- speed
- torque pattern
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両速度が零になるまで電気ブレーキのみを
作用させて停止させる。 【解決手段】 車両を駆動する誘導電動機１を電力変換
装置２によりベクトル制御するようにした電気車制御装
置において、車両が予め設定された設定速度Ｖ0 に達し
た時点の減速度及び走行抵抗を演算して、設定速度Ｖ0
に達した地点から所定の距離の停止位置に車両を停止さ
せるまでの停止時間を求め、この停止時間で停止位置に
停止させるための減速度を演算し、さらに停止位置に停
止させる減速度を実現させるための停止トルクパターン
を演算し、停止トルクパターンを電力変換装置２に指令
する停止トルクパターン発生器５を備えたものである。
作用させて停止させる。 【解決手段】 車両を駆動する誘導電動機１を電力変換
装置２によりベクトル制御するようにした電気車制御装
置において、車両が予め設定された設定速度Ｖ0 に達し
た時点の減速度及び走行抵抗を演算して、設定速度Ｖ0
に達した地点から所定の距離の停止位置に車両を停止さ
せるまでの停止時間を求め、この停止時間で停止位置に
停止させるための減速度を演算し、さらに停止位置に停
止させる減速度を実現させるための停止トルクパターン
を演算し、停止トルクパターンを電力変換装置２に指令
する停止トルクパターン発生器５を備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘導電動機で駆
動される車両を電気ブレーキで停止させる電気車制御装
置に関するものである。
動される車両を電気ブレーキで停止させる電気車制御装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に鉄道車両においては電気ブレーキ
と空気ブレーキとが併用される。そして、車両の速度が
高い高速度域では電気ブレーキが作用し、低速度域にな
ると空気ブレーキに切り替えられて停止する。しかし、
電気ブレーキから空気ブレーキに切り替えられるときに
両ブレーキ間の応答速度差により、滑らかな切り替えが
難しく乗り心地に悪影響を及ぼすことがある。さらに、
空気ブレーキが作用時に摩耗するブレーキシューの保守
が面倒である。これらの問題を解決するために近年で
は、電気ブレーキだけで車両を停止させることが提案さ
れている。例えば、図９は平成１０年度電気学会産業応
用部門全国大会講演予稿集の第２５７頁から第２６２頁
「零速までの電気鉄道車両用電気ブレーキ試験台試験」
に記載された従来の電気車制御装置の動作を示す説明図
である。
と空気ブレーキとが併用される。そして、車両の速度が
高い高速度域では電気ブレーキが作用し、低速度域にな
ると空気ブレーキに切り替えられて停止する。しかし、
電気ブレーキから空気ブレーキに切り替えられるときに
両ブレーキ間の応答速度差により、滑らかな切り替えが
難しく乗り心地に悪影響を及ぼすことがある。さらに、
空気ブレーキが作用時に摩耗するブレーキシューの保守
が面倒である。これらの問題を解決するために近年で
は、電気ブレーキだけで車両を停止させることが提案さ
れている。例えば、図９は平成１０年度電気学会産業応
用部門全国大会講演予稿集の第２５７頁から第２６２頁
「零速までの電気鉄道車両用電気ブレーキ試験台試験」
に記載された従来の電気車制御装置の動作を示す説明図
である。
【０００３】図９において、車両駆動用の誘導電動機
（図示せず）はベクトル制御されている。従って、誘導
電動機のトルク分電流と加減速度とは比例関係にある。
そこで、車両速度Ｖに示すように加減速度を一定にして
車両の速度を低下させる時間０〜ｔ1 間の誘導電動機
の電流は、トルク分電流が一定となるようにトルク分電
流指令値Ｉｑ1 ＊により制御される。車両速度が減速さ
れて時間ｔ1 で設定速度Ｖ1 に達すると、時間ｔ1 〜ｔ
3 の間はジャーク（加減速度の変化率）が一定となるよ
うに停止位置（時間ｔ3 ）に向かってトルクを徐々に小
さくしていくトルク絞り込み制御が行われる。そして、
車両速度が零になるようなトルク分電流指令値Ｉｑ2 ＊
により制御が行われる。又、車両速度を検出する速度セ
ンサは低速度域での分解能に問題があるので、図９に示
すように車両速度が零近傍の速度Ｖ 2 以下になる時間ｔ
2 以降では推定値が使用される。この場合、設定速度Ｖ
1 からＶ2 までの減速度が維持されたと推定することに
より車両速度の演算が行われる。以上のように、誘導電
動機を制御することにより車両速度が零になるまで電気
ブレーキのみで車両を停止させることができる。
（図示せず）はベクトル制御されている。従って、誘導
電動機のトルク分電流と加減速度とは比例関係にある。
そこで、車両速度Ｖに示すように加減速度を一定にして
車両の速度を低下させる時間０〜ｔ1 間の誘導電動機
の電流は、トルク分電流が一定となるようにトルク分電
流指令値Ｉｑ1 ＊により制御される。車両速度が減速さ
れて時間ｔ1 で設定速度Ｖ1 に達すると、時間ｔ1 〜ｔ
3 の間はジャーク（加減速度の変化率）が一定となるよ
うに停止位置（時間ｔ3 ）に向かってトルクを徐々に小
さくしていくトルク絞り込み制御が行われる。そして、
車両速度が零になるようなトルク分電流指令値Ｉｑ2 ＊
により制御が行われる。又、車両速度を検出する速度セ
ンサは低速度域での分解能に問題があるので、図９に示
すように車両速度が零近傍の速度Ｖ 2 以下になる時間ｔ
2 以降では推定値が使用される。この場合、設定速度Ｖ
1 からＶ2 までの減速度が維持されたと推定することに
より車両速度の演算が行われる。以上のように、誘導電
動機を制御することにより車両速度が零になるまで電気
ブレーキのみで車両を停止させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置
は以上のように構成されているので、車両が設定速度Ｖ
1 に達するとジャークが一定になるようにトルク絞り込
み制御が行われるため、車両が設定速度Ｖ1 に達した時
点の減速度により設定速度Ｖ1 の地点から停止するまで
の移動距離が変化するという問題点があった。この発明
は以上のような問題点を解消するためになされたもの
で、車両速度が零になるまで電気ブレーキのみを作用さ
せて、設定速度の地点から停止までの移動距離を一定に
させることができる電気車制御装置を提供することを目
的とするものである。
は以上のように構成されているので、車両が設定速度Ｖ
1 に達するとジャークが一定になるようにトルク絞り込
み制御が行われるため、車両が設定速度Ｖ1 に達した時
点の減速度により設定速度Ｖ1 の地点から停止するまで
の移動距離が変化するという問題点があった。この発明
は以上のような問題点を解消するためになされたもの
で、車両速度が零になるまで電気ブレーキのみを作用さ
せて、設定速度の地点から停止までの移動距離を一定に
させることができる電気車制御装置を提供することを目
的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる電気車
制御装置は、車両を駆動する誘導電動機を電力変換装置
によりベクトル制御するようにした電気車制御装置にお
いて、車両が予め設定された設定速度に達した時点の減
速度及び走行抵抗を演算して、設定速度に達した地点か
ら所定の距離の停止位置に車両を停止させるまでの停止
時間を求め、この停止時間で停止位置に停止させるため
の減速度を演算し、さらに停止位置に停止させる減速度
を実現させるための停止トルクパターンを演算し、停止
トルクパターンを電力変換装置に指令する停止トルクパ
ターン発生器を備えたものである。また、車両が予め設
定された設定速度に達した時点の減速度及び走行抵抗を
演算して、設定速度に達した地点から所定の距離の停止
位置に車両を停止させるまでの停止時間を求めて停止時
間経過後に車両停止信号を出力すると共に、停止時間で
停止位置に停止させるための減速度を演算し、さらに停
止位置に停止させる減速度を実現させるための停止トル
クパターンを演算し、停止トルクパターンを電力変換装
置に指令する停止トルクパターン発生器と、車両停止信
号が入力されると指令されたブレーキシリンダ圧力信号
に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させる空気ブ
レーキ制御手段と、ブレーキシリンダの圧力が所定の圧
力に達すると電力変換装置による電気ブレーキを停止さ
せる電気ブレーキ停止信号を出力する電気ブレーキ停止
信号発生器とを備えたものである。
制御装置は、車両を駆動する誘導電動機を電力変換装置
によりベクトル制御するようにした電気車制御装置にお
いて、車両が予め設定された設定速度に達した時点の減
速度及び走行抵抗を演算して、設定速度に達した地点か
ら所定の距離の停止位置に車両を停止させるまでの停止
時間を求め、この停止時間で停止位置に停止させるため
の減速度を演算し、さらに停止位置に停止させる減速度
を実現させるための停止トルクパターンを演算し、停止
トルクパターンを電力変換装置に指令する停止トルクパ
ターン発生器を備えたものである。また、車両が予め設
定された設定速度に達した時点の減速度及び走行抵抗を
演算して、設定速度に達した地点から所定の距離の停止
位置に車両を停止させるまでの停止時間を求めて停止時
間経過後に車両停止信号を出力すると共に、停止時間で
停止位置に停止させるための減速度を演算し、さらに停
止位置に停止させる減速度を実現させるための停止トル
クパターンを演算し、停止トルクパターンを電力変換装
置に指令する停止トルクパターン発生器と、車両停止信
号が入力されると指令されたブレーキシリンダ圧力信号
に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させる空気ブ
レーキ制御手段と、ブレーキシリンダの圧力が所定の圧
力に達すると電力変換装置による電気ブレーキを停止さ
せる電気ブレーキ停止信号を出力する電気ブレーキ停止
信号発生器とを備えたものである。
【０００６】また、車両が予め設定された設定速度に達
した時点の減速度及び走行抵抗を演算して、設定速度に
達した地点から所定の距離の停止位置に上記車両を停止
させるまでの停止時間を求めて停止時間経過後に車両停
止信号を出力すると共に、停止時間で停止位置に停止さ
せるための減速度を演算し、さらに停止位置に停止させ
る減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算
し、停止トルクパターンを電力変換装置に指令する停止
トルクパターン発生器と、車両停止信号が入力されると
指令されたブレーキシリンダ圧力信号に基づいてブレー
キシリンダの圧力を増加させる空気ブレーキ制御手段
と、車両停止信号が出力されてから所定の時間が経過す
ると電力変換装置による電気ブレーキを停止させる電気
ブレーキ停止信号を出力する電気ブレーキ停止信号発生
器とを備えたものである。また、所定の停止位置に停止
させる減速度の演算は、減速度の変化率を時間の一次関
数として設定して実行されるものである。さらに、停止
位置近傍の車両速度は減速度の変化率を時間の一次関数
として演算することにより算出される速度を使用するも
のである。
した時点の減速度及び走行抵抗を演算して、設定速度に
達した地点から所定の距離の停止位置に上記車両を停止
させるまでの停止時間を求めて停止時間経過後に車両停
止信号を出力すると共に、停止時間で停止位置に停止さ
せるための減速度を演算し、さらに停止位置に停止させ
る減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算
し、停止トルクパターンを電力変換装置に指令する停止
トルクパターン発生器と、車両停止信号が入力されると
指令されたブレーキシリンダ圧力信号に基づいてブレー
キシリンダの圧力を増加させる空気ブレーキ制御手段
と、車両停止信号が出力されてから所定の時間が経過す
ると電力変換装置による電気ブレーキを停止させる電気
ブレーキ停止信号を出力する電気ブレーキ停止信号発生
器とを備えたものである。また、所定の停止位置に停止
させる減速度の演算は、減速度の変化率を時間の一次関
数として設定して実行されるものである。さらに、停止
位置近傍の車両速度は減速度の変化率を時間の一次関数
として演算することにより算出される速度を使用するも
のである。
【０００７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態
１を示す構成図である。図１において、１は車両を駆動
する誘導電動機、２は誘導電動機１を制御する電力変換
装置で、誘導電動機１の２次磁束パターンΦ2 ＊、後述
の車両速度Ｖ及びトルクパターンＴｑｒ＊に基づいて誘
導電動機１をベクトル制御する。３は誘導電動機１の回
転数を検出する回転数検出器である。４は速度演算器
で、回転数検出器３により検出された誘導電動機１の回
転数に基づいて車両速度Ｖを演算する。５は車両速度Ｖ
及び後述のトルクパターンＴｑｒ＊が入力される停止ト
ルクパターン発生器で、車両を電気ブレーキのみで予め
設定された設定速度Ｖ0 に達した地点から所定の距離の
停止位置に車両を停止させる停止トルクパターンＴｑｓ
＊及び切替信号Ｃｔを出力する。なお、切替信号Ｃｔは
ブレーキ運転中で車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 以下のとき
「１」、設定速度Ｖ0 以上のとき「０」が出力される。
６はパターン切替器で、切替信号Ｃｔが「０」のときに
運転士又は自動列車運転装置等のブレーキ系から指令さ
れる指令トルクパターンＴｑ＊をトルクパターンＴｑｒ
＊として電力変換装置２へ入力し、切替信号Ｃｔが
「１」のときに停止トルクパターンＴｑｓ＊をトルクパ
ターンＴｑｒ＊として電力変換装置２へ入力する。
１を示す構成図である。図１において、１は車両を駆動
する誘導電動機、２は誘導電動機１を制御する電力変換
装置で、誘導電動機１の２次磁束パターンΦ2 ＊、後述
の車両速度Ｖ及びトルクパターンＴｑｒ＊に基づいて誘
導電動機１をベクトル制御する。３は誘導電動機１の回
転数を検出する回転数検出器である。４は速度演算器
で、回転数検出器３により検出された誘導電動機１の回
転数に基づいて車両速度Ｖを演算する。５は車両速度Ｖ
及び後述のトルクパターンＴｑｒ＊が入力される停止ト
ルクパターン発生器で、車両を電気ブレーキのみで予め
設定された設定速度Ｖ0 に達した地点から所定の距離の
停止位置に車両を停止させる停止トルクパターンＴｑｓ
＊及び切替信号Ｃｔを出力する。なお、切替信号Ｃｔは
ブレーキ運転中で車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 以下のとき
「１」、設定速度Ｖ0 以上のとき「０」が出力される。
６はパターン切替器で、切替信号Ｃｔが「０」のときに
運転士又は自動列車運転装置等のブレーキ系から指令さ
れる指令トルクパターンＴｑ＊をトルクパターンＴｑｒ
＊として電力変換装置２へ入力し、切替信号Ｃｔが
「１」のときに停止トルクパターンＴｑｓ＊をトルクパ
ターンＴｑｒ＊として電力変換装置２へ入力する。
【０００８】次に動作について説明する。図２は図１の
動作を説明するタイムチャートである。図１及び図２に
おいて、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 より高い領域では、
図２（ａ）に示すようにトルク一定の指令トルクパター
ンＴｑ＊により制御が行われている。トルク一定制御に
より図２（ｂ）に示すように車両が減速度一定の電気ブ
レーキで減速される。この状態で車両速度Ｖが設定速度
Ｖ0 に達するまでは、図２（ｃ）に示すように切替信号
Ｃｔが「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ
＊は図２（ｄ）に示すようにブレーキ系から指令された
減速度一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されてい
る。従って、電力変換装置２はブレーキ系から指令され
た指令トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベク
トル制御をしている。その後、車両速度Ｖが設定速度Ｖ
0 以下になると停止トルクパターン発生器５において演
算された停止トルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図
２（ｅ）参照）と共に、図２（ｃ）に示すように切替信
号Ｃｔの「１」が出力される。
動作を説明するタイムチャートである。図１及び図２に
おいて、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 より高い領域では、
図２（ａ）に示すようにトルク一定の指令トルクパター
ンＴｑ＊により制御が行われている。トルク一定制御に
より図２（ｂ）に示すように車両が減速度一定の電気ブ
レーキで減速される。この状態で車両速度Ｖが設定速度
Ｖ0 に達するまでは、図２（ｃ）に示すように切替信号
Ｃｔが「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ
＊は図２（ｄ）に示すようにブレーキ系から指令された
減速度一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されてい
る。従って、電力変換装置２はブレーキ系から指令され
た指令トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベク
トル制御をしている。その後、車両速度Ｖが設定速度Ｖ
0 以下になると停止トルクパターン発生器５において演
算された停止トルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図
２（ｅ）参照）と共に、図２（ｃ）に示すように切替信
号Ｃｔの「１」が出力される。
【０００９】切替信号Ｃｔの「１」が出力されることに
より、パターン切替器６が動作して図２（ｄ）に示すよ
うに停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。これに
より、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパターンＴ
ｑｒ＊として電力変換装置２に指令される。ここで、停
止トルクパターンＴｑｓ＊の作成について説明する。回
転数検出器３で検出された誘導電動機１の回転数、誘導
電動機１と車輪との間の歯車比Ｇ及び車輪の半径とによ
り速度演算器４において車両速度Ｖを演算する。次に停
止トルクパターン発生器５で車両速度Ｖに基づいて所定
のサンプル時間Ｔｓ間の減速度β（ｎ）を式（１）によ
り演算する。さらに、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達す
るまでにトルクパターンＴｑｒ＊、誘導電動機１が駆動
する車輪が負担する車両重量Ｍ、車輪の半径ｒ及び歯車
比Ｇとにより車両の走行抵抗Ｔｒ（ｎ）を式（２）によ
り演算する。ｎは整数である。
より、パターン切替器６が動作して図２（ｄ）に示すよ
うに停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。これに
より、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパターンＴ
ｑｒ＊として電力変換装置２に指令される。ここで、停
止トルクパターンＴｑｓ＊の作成について説明する。回
転数検出器３で検出された誘導電動機１の回転数、誘導
電動機１と車輪との間の歯車比Ｇ及び車輪の半径とによ
り速度演算器４において車両速度Ｖを演算する。次に停
止トルクパターン発生器５で車両速度Ｖに基づいて所定
のサンプル時間Ｔｓ間の減速度β（ｎ）を式（１）によ
り演算する。さらに、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達す
るまでにトルクパターンＴｑｒ＊、誘導電動機１が駆動
する車輪が負担する車両重量Ｍ、車輪の半径ｒ及び歯車
比Ｇとにより車両の走行抵抗Ｔｒ（ｎ）を式（２）によ
り演算する。ｎは整数である。
【００１０】
【数１】
【００１１】車両が減速して車両速度Ｖが設定速度Ｖ0
に達すると、その時点における式（１）（２）の減速度
の初期値をβ0 及び走行抵抗の初期値をＴｒ0 とす
る。さらに、設定速度Ｖ0 に達した地点から車両が停止
するまでの移動距離をＸ0 とする。なお、移動距離Ｘ0
は予め車上に記憶されている。これらの各初期値を設定
した上でジャーク（減速度の変化率）ｊ（ｔ）を式
（３）に示すように、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達し
た時点からの経過時間ｔの関数として与える（図２
（ｆ）参照）。そして、式（３）に基づいて演算するこ
とにより減速度β（ｔ）、車両速度Ｖ（ｔ）及び車両が
停止までの移動距離Ｘ（ｔ）は、式（４）から式（６）
のように表すことができる（図２（ｇ）（ｈ）（ｉ）参
照）。 ｊ（ｔ）＝ｋ1 ＋２・ｋ2 ・ｔ ・・・（３） β（ｔ）＝β0 ＋ｋ1 ・ｔ＋ｋ2 ・ｔ2 ・・・（４） Ｖ（ｔ）＝Ｖ0 ＋β0 ・ｔ＋ｋ1 ・ｔ2 ／２＋ｋ2 ・ｔ3 ／３ ・・（５） Ｘ（ｔ）＝Ｖ0 ・ｔ＋β0 ・ｔ2 ／２ ＋ｋ1 ・ｔ3 ／６＋ｋ2 ・ｔ4 ／１２ ・・・（６） 車両が設定速度Ｖ1 に達した地点から距離Ｘ0 を進んで
停止する条件として、距離Ｘ0 を進んだときの車両速度
及び減速度を零としてｋ1 、ｋ2 を求めると式（７）
（８）となる。さらに、距離Ｘ0 を進むまでの経過時
間ｔ0 は式（９）により求められる。
に達すると、その時点における式（１）（２）の減速度
の初期値をβ0 及び走行抵抗の初期値をＴｒ0 とす
る。さらに、設定速度Ｖ0 に達した地点から車両が停止
するまでの移動距離をＸ0 とする。なお、移動距離Ｘ0
は予め車上に記憶されている。これらの各初期値を設定
した上でジャーク（減速度の変化率）ｊ（ｔ）を式
（３）に示すように、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達し
た時点からの経過時間ｔの関数として与える（図２
（ｆ）参照）。そして、式（３）に基づいて演算するこ
とにより減速度β（ｔ）、車両速度Ｖ（ｔ）及び車両が
停止までの移動距離Ｘ（ｔ）は、式（４）から式（６）
のように表すことができる（図２（ｇ）（ｈ）（ｉ）参
照）。 ｊ（ｔ）＝ｋ1 ＋２・ｋ2 ・ｔ ・・・（３） β（ｔ）＝β0 ＋ｋ1 ・ｔ＋ｋ2 ・ｔ2 ・・・（４） Ｖ（ｔ）＝Ｖ0 ＋β0 ・ｔ＋ｋ1 ・ｔ2 ／２＋ｋ2 ・ｔ3 ／３ ・・（５） Ｘ（ｔ）＝Ｖ0 ・ｔ＋β0 ・ｔ2 ／２ ＋ｋ1 ・ｔ3 ／６＋ｋ2 ・ｔ4 ／１２ ・・・（６） 車両が設定速度Ｖ1 に達した地点から距離Ｘ0 を進んで
停止する条件として、距離Ｘ0 を進んだときの車両速度
及び減速度を零としてｋ1 、ｋ2 を求めると式（７）
（８）となる。さらに、距離Ｘ0 を進むまでの経過時
間ｔ0 は式（９）により求められる。
【００１２】
【数２】
【００１３】以上のように、式（７）（８）のｋ1 、ｋ
2 を用いて式（４）から車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達
した地点からの移動距離Ｘ0 の所定の停止位置に車両を
停止させるための減速度β（ｔ）を演算する。さらに、
減速度β（ｔ）を実現させるために式（２）と同様の関
係式で走行抵抗Ｔｒ0 として、必要なトルクを式（１
０）により演算する。そして、式（１０）で演算された
トルクＴｑ（ｔ）が停止トルクパターン発生器５から図
２（ｅ）に示すように停止トルクパターンＴｑｓ＊とし
て出力される。 Ｔｑ（ｔ）＝（Ｍ・β（ｔ）・ｒ＋Ｔｒ0 ）／Ｇ ・・・（１０） ここで、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達して切替信号Ｃ
ｔの「１」が出力されることにより、パターン切替器６
が停止トルクパターンＴｑｓ＊を選択して、電力変換装
置２へ停止トルクパターンＴｑｓ＊が指令される。
2 を用いて式（４）から車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達
した地点からの移動距離Ｘ0 の所定の停止位置に車両を
停止させるための減速度β（ｔ）を演算する。さらに、
減速度β（ｔ）を実現させるために式（２）と同様の関
係式で走行抵抗Ｔｒ0 として、必要なトルクを式（１
０）により演算する。そして、式（１０）で演算された
トルクＴｑ（ｔ）が停止トルクパターン発生器５から図
２（ｅ）に示すように停止トルクパターンＴｑｓ＊とし
て出力される。 Ｔｑ（ｔ）＝（Ｍ・β（ｔ）・ｒ＋Ｔｒ0 ）／Ｇ ・・・（１０） ここで、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達して切替信号Ｃ
ｔの「１」が出力されることにより、パターン切替器６
が停止トルクパターンＴｑｓ＊を選択して、電力変換装
置２へ停止トルクパターンＴｑｓ＊が指令される。
【００１４】車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達した以後
は、電力変換装置２がトルクパターンＴｑｓ＊により図
２（ｂ）に示すように誘導電動機１のベクトル制御を行
い、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達した地点から距離Ｘ
0 の位置に車両を停止させる。なお、時間ｔ0 が経過後
にトルクＴｑ（ｔ0 ）を出力して空気ブレーキに切り替
える。なお、初期条件によっては式（９）の平方根内が
負になる。この場合、式（１１）により停止までの経過
時間ｔ0 を求めて、その結果を用いてｋ1 ，ｋ2 を求め
ることにより、電気ブレーキのみで車両を停止させるこ
とができる。ただし、設定速度Ｖ0 に達した地点から停
止までの移動距離は式（１２）で表され、減速度の初期
値β0 に依存して変化する。 ｔ0 ＝−３Ｖ0 ／β0 ・・・（１１） Ｘ＝−３Ｖ0 2 ／４β0 ・・・（１２） 以上のように、停止トルクパターン発生器５において予
め設定された設定速度Ｖ0 に達した時点の減速度及び走
行抵抗を演算して、設定速度に達した地点から所定の距
離の停止位置に停止させるための停止時間を求め、求め
られた停止時間で停止位置に停止させるための減速度を
演算し、さらに停止位置に停止させる減速度を実現させ
るための停止トルクパターンを演算する。そして、演算
された停止トルクパターンを電力変換装置２に指令して
誘導電動機１をベクトル制御することにより、車両速度
が零になるまで電気ブレーキのみを作用させて、設定速
度Ｖ0 に達した地点から停止までの移動距離を所定の
距離にすることができる。
は、電力変換装置２がトルクパターンＴｑｓ＊により図
２（ｂ）に示すように誘導電動機１のベクトル制御を行
い、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 に達した地点から距離Ｘ
0 の位置に車両を停止させる。なお、時間ｔ0 が経過後
にトルクＴｑ（ｔ0 ）を出力して空気ブレーキに切り替
える。なお、初期条件によっては式（９）の平方根内が
負になる。この場合、式（１１）により停止までの経過
時間ｔ0 を求めて、その結果を用いてｋ1 ，ｋ2 を求め
ることにより、電気ブレーキのみで車両を停止させるこ
とができる。ただし、設定速度Ｖ0 に達した地点から停
止までの移動距離は式（１２）で表され、減速度の初期
値β0 に依存して変化する。 ｔ0 ＝−３Ｖ0 ／β0 ・・・（１１） Ｘ＝−３Ｖ0 2 ／４β0 ・・・（１２） 以上のように、停止トルクパターン発生器５において予
め設定された設定速度Ｖ0 に達した時点の減速度及び走
行抵抗を演算して、設定速度に達した地点から所定の距
離の停止位置に停止させるための停止時間を求め、求め
られた停止時間で停止位置に停止させるための減速度を
演算し、さらに停止位置に停止させる減速度を実現させ
るための停止トルクパターンを演算する。そして、演算
された停止トルクパターンを電力変換装置２に指令して
誘導電動機１をベクトル制御することにより、車両速度
が零になるまで電気ブレーキのみを作用させて、設定速
度Ｖ0 に達した地点から停止までの移動距離を所定の
距離にすることができる。
【００１５】実施の形態２．図３は実施の形態２を示す
構成図である。図３において、１〜３，６は実施の形態
１のものと同様のものである。７は後述の速度演算器８
からの車両速度Ｖ及びトルクパターンＴｑｒ＊が入力さ
れる停止トルクパターン発生器で、車両を電気ブレーキ
のみで予め設定された設定速度Ｖ0 に達した地点から所
定の距離の停止位置に停止させる停止トルクパターンＴ
ｑｓ＊と、切替信号Ｃｔと、停止位置近傍の低速度域に
おける車両速度Ｖ（ｔ）とを演算して出力する。なお、
切替信号Ｃｔはブレーキ運転中で車両速度Ｖが設定速度
Ｖ0 以下のとき「１」、設定速度Ｖ0 以上のとき「０」
が出力される。８は速度演算器で、回転数検出器３によ
り検出された誘導電動機１の回転数に基づいて車両速度
Ｖを演算する。さらに、速度演算器８は停止位置近傍の
低速度域では停止トルクパターン発生器７から入力され
た車両速度Ｖ（ｔ）をＶ＝Ｖ（ｔ）として出力する。
構成図である。図３において、１〜３，６は実施の形態
１のものと同様のものである。７は後述の速度演算器８
からの車両速度Ｖ及びトルクパターンＴｑｒ＊が入力さ
れる停止トルクパターン発生器で、車両を電気ブレーキ
のみで予め設定された設定速度Ｖ0 に達した地点から所
定の距離の停止位置に停止させる停止トルクパターンＴ
ｑｓ＊と、切替信号Ｃｔと、停止位置近傍の低速度域に
おける車両速度Ｖ（ｔ）とを演算して出力する。なお、
切替信号Ｃｔはブレーキ運転中で車両速度Ｖが設定速度
Ｖ0 以下のとき「１」、設定速度Ｖ0 以上のとき「０」
が出力される。８は速度演算器で、回転数検出器３によ
り検出された誘導電動機１の回転数に基づいて車両速度
Ｖを演算する。さらに、速度演算器８は停止位置近傍の
低速度域では停止トルクパターン発生器７から入力され
た車両速度Ｖ（ｔ）をＶ＝Ｖ（ｔ）として出力する。
【００１６】次に動作について説明する。図４は図３の
動作を説明するタイムチャートである。図３及び図４に
おいて、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 より高い領域では、
図４（ａ）に示すようにトルク一定の指令トルクパター
ンＴｑ＊により制御が行われている。トルク一定制御に
より図４（ｂ）に示すように車両が減速度一定の電気ブ
レーキで減速される。この状態で車両速度Ｖが設定速度
Ｖ0 に達するまでは、図４（ｃ）に示すように切替信号
Ｃｔが「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ
＊は図４（ｄ）に示すようにブレーキ系から指令された
減速度一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されてい
る。従って、電力変換装置２はブレーキ系から指令され
た指令トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベク
トル制御をしている。図４（ｂ）に示すように車両が電
気ブレーキで減速されて時間ｔ1 で設定速度Ｖ0 に達す
ると、図４（ｄ）に示すように停止トルクパターンＴｑ
ｓ＊が選択される。
動作を説明するタイムチャートである。図３及び図４に
おいて、車両速度Ｖが設定速度Ｖ0 より高い領域では、
図４（ａ）に示すようにトルク一定の指令トルクパター
ンＴｑ＊により制御が行われている。トルク一定制御に
より図４（ｂ）に示すように車両が減速度一定の電気ブ
レーキで減速される。この状態で車両速度Ｖが設定速度
Ｖ0 に達するまでは、図４（ｃ）に示すように切替信号
Ｃｔが「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ
＊は図４（ｄ）に示すようにブレーキ系から指令された
減速度一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されてい
る。従って、電力変換装置２はブレーキ系から指令され
た指令トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベク
トル制御をしている。図４（ｂ）に示すように車両が電
気ブレーキで減速されて時間ｔ1 で設定速度Ｖ0 に達す
ると、図４（ｄ）に示すように停止トルクパターンＴｑ
ｓ＊が選択される。
【００１７】なお、停止トルクパターンＴｑｓ＊（図４
（ｅ）参照）は実施の形態１と同様に式（１０）で演算
されたＴｑ（ｔ）で与えられる。この時点では車両速度
Ｖは回転数検知器３により検出された誘導電動機１の回
転数に基づいて演算された値が使用されている。車両が
停止トルクパターンＴｑｓ＊により減速されて時間ｔ 2
において停止位置近傍の低速度域である車両速度がＶ2
に達すると、速度演算器８は停止トルクパターン発生器
７で式（５）及びｋ1 ，ｋ2 により演算した車両速度Ｖ
（ｔ）を車両速度Ｖとして出力する。なお、減速度β
（ｔ）、車両速度Ｖ（ｔ）及び設定速度Ｖ0 に達してか
らの移動距離Ｘ（ｔ）は、ジャークｊ（ｔ）を実施の形
態１と同様に式（３）として与えることにより、式
（４）から式（６）で演算される（図４（ｆ）〜（ｉ）
参照）。
（ｅ）参照）は実施の形態１と同様に式（１０）で演算
されたＴｑ（ｔ）で与えられる。この時点では車両速度
Ｖは回転数検知器３により検出された誘導電動機１の回
転数に基づいて演算された値が使用されている。車両が
停止トルクパターンＴｑｓ＊により減速されて時間ｔ 2
において停止位置近傍の低速度域である車両速度がＶ2
に達すると、速度演算器８は停止トルクパターン発生器
７で式（５）及びｋ1 ，ｋ2 により演算した車両速度Ｖ
（ｔ）を車両速度Ｖとして出力する。なお、減速度β
（ｔ）、車両速度Ｖ（ｔ）及び設定速度Ｖ0 に達してか
らの移動距離Ｘ（ｔ）は、ジャークｊ（ｔ）を実施の形
態１と同様に式（３）として与えることにより、式
（４）から式（６）で演算される（図４（ｆ）〜（ｉ）
参照）。
【００１８】以上のように、停止トルクパターン発生器
７において車両速度Ｖが予め設定された設定速度Ｖ0 に
達した時点の減速度及び走行抵抗を演算して、設定速度
Ｖ0に達した地点から所定の距離を移動した停止位置で
停止させるまでの時間を求め、求められた停止時間で停
止位置に停止させるための減速度を演算する。さらに、
停止位置に停止させる減速度を実現させるための停止ト
ルクパターンを演算する。そして、演算された停止トル
クパターンを電力変換装置２に指令して誘導電動機１を
ベクトル制御することにより、車両速度が零になるまで
電気ブレーキのみを作用させて、設定速度Ｖ0 に達した
地点から停止までの移動距離を所定の距離にすることが
できる。
７において車両速度Ｖが予め設定された設定速度Ｖ0 に
達した時点の減速度及び走行抵抗を演算して、設定速度
Ｖ0に達した地点から所定の距離を移動した停止位置で
停止させるまでの時間を求め、求められた停止時間で停
止位置に停止させるための減速度を演算する。さらに、
停止位置に停止させる減速度を実現させるための停止ト
ルクパターンを演算する。そして、演算された停止トル
クパターンを電力変換装置２に指令して誘導電動機１を
ベクトル制御することにより、車両速度が零になるまで
電気ブレーキのみを作用させて、設定速度Ｖ0 に達した
地点から停止までの移動距離を所定の距離にすることが
できる。
【００１９】実施の形態３．図５は実施の形態３を示す
構成図である。図５において、１，３，４は実施の形態
１のものと同様のものである。９は誘導電動機１を制御
する電力変換装置で、誘導電動機１の２次磁束パターン
Φ2 ＊、後述の車両速度Ｖ及びトルクパターンＴｑｒ＊
に基づいて誘導電動機１をベクトル制御する。さらに、
電力変換装置９は後述の電気ブレーキ停止信号ＣＥＢに
より電気ブレーキ制御を停止する。１０は車両速度Ｖ及
びトルクパターンＴｑｒ＊が入力される停止トルクパタ
ーン発生器で、車両を電気ブレーキのみで予め設定され
た設定速度Ｖ0 に達した地点から所定の距離の停止位置
に停止させる停止トルクパターンＴｑｓ＊、切替信号Ｃ
ｔ及び車両停止信号ＣＳｐを演算して出力する。ここ
で、停止トルクパターンＴｑｓ＊は実施の形態１と同様
に式（１０）により演算されたＴｑ（ｔ）で与えられ
る。また、切替信号Ｃｔはブレーキ運転中で車両速度Ｖ
が設定速度Ｖ0 以下のとき「１」、設定速度Ｖ0 以上の
とき「０」が出力される。さらに、車両停止信号ＣＳｐ
は車両が予め設定された設定速度Ｖ0に達した地点から
所定の時間ｔ0 が経過すると、車両が停止したものとし
て「１」を出力する。
構成図である。図５において、１，３，４は実施の形態
１のものと同様のものである。９は誘導電動機１を制御
する電力変換装置で、誘導電動機１の２次磁束パターン
Φ2 ＊、後述の車両速度Ｖ及びトルクパターンＴｑｒ＊
に基づいて誘導電動機１をベクトル制御する。さらに、
電力変換装置９は後述の電気ブレーキ停止信号ＣＥＢに
より電気ブレーキ制御を停止する。１０は車両速度Ｖ及
びトルクパターンＴｑｒ＊が入力される停止トルクパタ
ーン発生器で、車両を電気ブレーキのみで予め設定され
た設定速度Ｖ0 に達した地点から所定の距離の停止位置
に停止させる停止トルクパターンＴｑｓ＊、切替信号Ｃ
ｔ及び車両停止信号ＣＳｐを演算して出力する。ここ
で、停止トルクパターンＴｑｓ＊は実施の形態１と同様
に式（１０）により演算されたＴｑ（ｔ）で与えられ
る。また、切替信号Ｃｔはブレーキ運転中で車両速度Ｖ
が設定速度Ｖ0 以下のとき「１」、設定速度Ｖ0 以上の
とき「０」が出力される。さらに、車両停止信号ＣＳｐ
は車両が予め設定された設定速度Ｖ0に達した地点から
所定の時間ｔ0 が経過すると、車両が停止したものとし
て「１」を出力する。
【００２０】１１はパターン切替器で、切替信号Ｃｔが
「０」のときに運転士又は自動列車運転装置等のブレー
キ系から指令される指令トルクパターンＴｑ＊をトルク
パターンＴｑｒ＊として電力変換装置９へ入力し、切替
信号Ｃｔが「１」のときに停止トルクパターンＴｑｓ＊
をトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置９へ入力
する。１２は空気ブレーキ系から指令されたブレーキシ
リンダ圧力指令信号ＢＣ＊と車両停止信号ＣＳｐとが入
力される空気ブレーキ制御手段で、車両停止信号ＣＳｐ
の「１」が入力されると同時に後述のブレーキシリンダ
１３の空気圧ＢＣを目標のブレーキシリンダ圧力指令信
号ＢＣ＊に向けて増加させる。１３はブレーキシリンダ
で、空気圧ＢＣにより後述のブレーキシュー１４を押圧
する。１４はブレーキシューで、ブレーキシリンダ１３
の押圧力により車輪（図示せず〕に押圧されて車両に空
気ブレーキが作用する。１５はブレーキシリンダ圧力指
令信号ＢＣ＊と空気圧ＢＣとが入力される電気ブレーキ
停止信号発生器で、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ
＊に対して空気圧ＢＣが所定の値に達すると電気ブレー
キ停止信号ＣＥＢを出力する。
「０」のときに運転士又は自動列車運転装置等のブレー
キ系から指令される指令トルクパターンＴｑ＊をトルク
パターンＴｑｒ＊として電力変換装置９へ入力し、切替
信号Ｃｔが「１」のときに停止トルクパターンＴｑｓ＊
をトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置９へ入力
する。１２は空気ブレーキ系から指令されたブレーキシ
リンダ圧力指令信号ＢＣ＊と車両停止信号ＣＳｐとが入
力される空気ブレーキ制御手段で、車両停止信号ＣＳｐ
の「１」が入力されると同時に後述のブレーキシリンダ
１３の空気圧ＢＣを目標のブレーキシリンダ圧力指令信
号ＢＣ＊に向けて増加させる。１３はブレーキシリンダ
で、空気圧ＢＣにより後述のブレーキシュー１４を押圧
する。１４はブレーキシューで、ブレーキシリンダ１３
の押圧力により車輪（図示せず〕に押圧されて車両に空
気ブレーキが作用する。１５はブレーキシリンダ圧力指
令信号ＢＣ＊と空気圧ＢＣとが入力される電気ブレーキ
停止信号発生器で、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ
＊に対して空気圧ＢＣが所定の値に達すると電気ブレー
キ停止信号ＣＥＢを出力する。
【００２１】次に動作について説明する。図６は動作を
説明するタイムチャートである。図５及び図６におい
て、車両が予め設定された設定速度Ｖ0 に達するまでは
図６（ａ）に示すようにトルク一定の指令トルクパター
ンＴｑ＊によりベクトル制御が行われている。トルク一
定制御により図６（ｂ）に示すように車両が減速度一定
の電気ブレーキで減速される。この状態で設定速度Ｖ0
に達するまでは図６（ｃ）に示すように切替信号Ｃｔが
「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ＊は図
６（ｄ）に示すようにブレーキ系から指令された減速度
一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されている。従
って、電力変換装置９はブレーキ系から指令された指令
トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベクトル制
御をしている。
説明するタイムチャートである。図５及び図６におい
て、車両が予め設定された設定速度Ｖ0 に達するまでは
図６（ａ）に示すようにトルク一定の指令トルクパター
ンＴｑ＊によりベクトル制御が行われている。トルク一
定制御により図６（ｂ）に示すように車両が減速度一定
の電気ブレーキで減速される。この状態で設定速度Ｖ0
に達するまでは図６（ｃ）に示すように切替信号Ｃｔが
「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ＊は図
６（ｄ）に示すようにブレーキ系から指令された減速度
一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されている。従
って、電力変換装置９はブレーキ系から指令された指令
トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベクトル制
御をしている。
【００２２】その後、車両が設定速度Ｖ0 に達すると停
止トルクパターン発生器１０において演算された停止ト
ルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図６（ｅ）参照）
と共に、図６（ｃ）に示すように切替信号Ｃｔの「１」
が出力される。切替信号Ｃｔの「１」が出力されること
により、パターン切替器１１が動作して図６（ｄ）に示
すように停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。こ
れにより、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパター
ンＴｑｒ＊として電力変換装置９に指令される。車両が
設定速度Ｖ0 に達した後は、電力変換装置９がトルクパ
ターンＴｑｓ＊により図６（ｂ）に示すように誘導電動
機１のベクトル制御を行う。そして、設定速度Ｖ0 に達
してから所定の時間ｔ0 後に所定の停止距離で車両が停
止したものとして、停止トルクパターン発生器１０から
時間ｔ0 におけるトルクパターンＴｑ（ｔ0 ）が出力さ
れると共に、図６（ｆ）に示されるように車両停止信号
ＣＳｐの「１」が出力される。空気ブレーキ制御手段１
２に車両停止信号ＣＳｐが入力されると、ブレーキシリ
ンダ圧力指令信号ＢＣ＊によりブレーキシリンダ１３の
空気圧ＢＣが上げられる。ブレーキシリンダ１３の空気
圧ＢＣが上昇されることによりブレーキシュー１４が車
輪（図示せず）に押圧されて空気ブレーキが作用する。
止トルクパターン発生器１０において演算された停止ト
ルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図６（ｅ）参照）
と共に、図６（ｃ）に示すように切替信号Ｃｔの「１」
が出力される。切替信号Ｃｔの「１」が出力されること
により、パターン切替器１１が動作して図６（ｄ）に示
すように停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。こ
れにより、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパター
ンＴｑｒ＊として電力変換装置９に指令される。車両が
設定速度Ｖ0 に達した後は、電力変換装置９がトルクパ
ターンＴｑｓ＊により図６（ｂ）に示すように誘導電動
機１のベクトル制御を行う。そして、設定速度Ｖ0 に達
してから所定の時間ｔ0 後に所定の停止距離で車両が停
止したものとして、停止トルクパターン発生器１０から
時間ｔ0 におけるトルクパターンＴｑ（ｔ0 ）が出力さ
れると共に、図６（ｆ）に示されるように車両停止信号
ＣＳｐの「１」が出力される。空気ブレーキ制御手段１
２に車両停止信号ＣＳｐが入力されると、ブレーキシリ
ンダ圧力指令信号ＢＣ＊によりブレーキシリンダ１３の
空気圧ＢＣが上げられる。ブレーキシリンダ１３の空気
圧ＢＣが上昇されることによりブレーキシュー１４が車
輪（図示せず）に押圧されて空気ブレーキが作用する。
【００２３】そして、ブレーキシリンダ１３の空気圧Ｂ
Ｃが図６（ｇ）に示すように所定の空気圧ＲＢＣに達す
ると、図６（ｈ）に示すように電気ブレーキ停止信号発
生器１５から電気ブレーキ停止信号ＣＥＢの「１」が出
力される。なお、電気ブレーキ停止信号ＣＥＢは空気ブ
レーキのみで車両の停止状態が保持できる空気圧ＢＣに
達したときに出力されるように設定されている。電気ブ
レーキ停止信号ＣＥＢの「１」が電力変換装置９へ入力
されると、電力変換装置９は電気ブレーキ制御を停止さ
せる。以上のように、電力変換装置９により電気ブレー
キで車両を停止させ、車両停止信号ＣＳｐが入力される
とブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊に基づいてブレ
ーキシリンダ１３の圧力を増加させ、ブレーキシリンダ
１３の圧力が所定の圧力に達すると電気ブレーキ停止信
号発生器１５から電気ブレーキ停止信号ＣＥＢを出力し
て、車両の停止後に電気ブレーキから空気ブレーキへ切
り替えるので、乗り心地に支障を与えるのを防止するこ
とができる。
Ｃが図６（ｇ）に示すように所定の空気圧ＲＢＣに達す
ると、図６（ｈ）に示すように電気ブレーキ停止信号発
生器１５から電気ブレーキ停止信号ＣＥＢの「１」が出
力される。なお、電気ブレーキ停止信号ＣＥＢは空気ブ
レーキのみで車両の停止状態が保持できる空気圧ＢＣに
達したときに出力されるように設定されている。電気ブ
レーキ停止信号ＣＥＢの「１」が電力変換装置９へ入力
されると、電力変換装置９は電気ブレーキ制御を停止さ
せる。以上のように、電力変換装置９により電気ブレー
キで車両を停止させ、車両停止信号ＣＳｐが入力される
とブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊に基づいてブレ
ーキシリンダ１３の圧力を増加させ、ブレーキシリンダ
１３の圧力が所定の圧力に達すると電気ブレーキ停止信
号発生器１５から電気ブレーキ停止信号ＣＥＢを出力し
て、車両の停止後に電気ブレーキから空気ブレーキへ切
り替えるので、乗り心地に支障を与えるのを防止するこ
とができる。
【００２４】実施の形態４．図７は実施の形態４を示す
構成図である。図７において、１，３，４は実施の形態
１のものと同様のものであり、９〜１４は実施の形態３
のものと同様のものである。１６は車両停止信号ＣＳｐ
が入力される電気ブレーキ停止信号発生器で、車両停止
信号ＣＳｐの「１」が出力されてからの経過時間を計測
し、所定の時間ｔ1 に達すると電気ブレーキ停止信号Ｃ
ＥＢの「１」を出力する。そして、電気ブレーキ停止信
号ＣＥＢは電力変換装置９へ入力される。次に動作につ
いて説明する。図８は動作を説明するタイムチャートで
ある。図７及び図８において、車両が設定速度Ｖ0 に達
するまでは図８（ａ）に示すようにトルク一定の指令ト
ルクパターンＴｑ＊によりベクトル制御が行われてい
る。トルク一定制御により図８（ｂ）に示すように車両
が減速度一定の電気ブレーキで減速される。この状態で
設定速度Ｖ0 に達するまでは図８（ｃ）に示すように切
替信号Ｃｔが「０」である。
構成図である。図７において、１，３，４は実施の形態
１のものと同様のものであり、９〜１４は実施の形態３
のものと同様のものである。１６は車両停止信号ＣＳｐ
が入力される電気ブレーキ停止信号発生器で、車両停止
信号ＣＳｐの「１」が出力されてからの経過時間を計測
し、所定の時間ｔ1 に達すると電気ブレーキ停止信号Ｃ
ＥＢの「１」を出力する。そして、電気ブレーキ停止信
号ＣＥＢは電力変換装置９へ入力される。次に動作につ
いて説明する。図８は動作を説明するタイムチャートで
ある。図７及び図８において、車両が設定速度Ｖ0 に達
するまでは図８（ａ）に示すようにトルク一定の指令ト
ルクパターンＴｑ＊によりベクトル制御が行われてい
る。トルク一定制御により図８（ｂ）に示すように車両
が減速度一定の電気ブレーキで減速される。この状態で
設定速度Ｖ0 に達するまでは図８（ｃ）に示すように切
替信号Ｃｔが「０」である。
【００２５】この場合、トルクパターンＴｑｒ＊は図８
（ｄ）に示すようにブレーキ系から指令された減速度一
定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されている。従っ
て、電力変換装置９はブレーキ系から指令された指令ト
ルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベクトル制御
をしている。その後、車両が設定速度Ｖ0 に達すると停
止トルクパターン発生器１０において演算された停止ト
ルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図８（ｅ）参照）
と共に、図８（ｃ）に示すように切替信号Ｃｔの「１」
が出力される。切替信号Ｃｔの「１」が出力されること
により、パターン切替器１１が動作して図８（ｄ）に示
すように停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。こ
れにより、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパター
ンＴｑｒ＊として電力変換装置９に指令される。
（ｄ）に示すようにブレーキ系から指令された減速度一
定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されている。従っ
て、電力変換装置９はブレーキ系から指令された指令ト
ルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベクトル制御
をしている。その後、車両が設定速度Ｖ0 に達すると停
止トルクパターン発生器１０において演算された停止ト
ルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図８（ｅ）参照）
と共に、図８（ｃ）に示すように切替信号Ｃｔの「１」
が出力される。切替信号Ｃｔの「１」が出力されること
により、パターン切替器１１が動作して図８（ｄ）に示
すように停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。こ
れにより、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパター
ンＴｑｒ＊として電力変換装置９に指令される。
【００２６】車両が設定速度Ｖ0 に達した後は、電力変
換装置９がトルクパターンＴｑｓ＊により図８（ｂ）に
示すように誘導電動機１のベクトル制御を行う。そし
て、設定速度Ｖ0 に達してから所定の時間ｔ0 後に所定
の停止距離で車両が停止したものとして、停止トルクパ
ターン発生器１０から時間ｔ0 におけるトルクパターン
Ｔｑ（ｔ0 ）が出力されると共に、図８（ｆ）に示され
るように車両停止信号ＣＳｐの「１」が出力される。空
気ブレーキ制御手段１２に車両停止信号ＣＳｐの「１」
が入力されると、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊
によりブレーキシリンダ１３の空気圧ＢＣが上げられ
る。ブレーキシリンダ１３の空気圧ＢＣが上昇されるこ
とによりブレーキシュー１４が車輪（図示せず）に押圧
されて空気ブレーキが作用する。
換装置９がトルクパターンＴｑｓ＊により図８（ｂ）に
示すように誘導電動機１のベクトル制御を行う。そし
て、設定速度Ｖ0 に達してから所定の時間ｔ0 後に所定
の停止距離で車両が停止したものとして、停止トルクパ
ターン発生器１０から時間ｔ0 におけるトルクパターン
Ｔｑ（ｔ0 ）が出力されると共に、図８（ｆ）に示され
るように車両停止信号ＣＳｐの「１」が出力される。空
気ブレーキ制御手段１２に車両停止信号ＣＳｐの「１」
が入力されると、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊
によりブレーキシリンダ１３の空気圧ＢＣが上げられ
る。ブレーキシリンダ１３の空気圧ＢＣが上昇されるこ
とによりブレーキシュー１４が車輪（図示せず）に押圧
されて空気ブレーキが作用する。
【００２７】そして、車両停止信号ＣＳｐの「１」が出
力されてからの経過時間を電気ブレーキ停止信号発生器
１６で計測し、所定の時間ｔ1 に達すると電気ブレーキ
停止信号ＣＥＢの「１」を出力する。ブレーキ停止信号
ＣＥＢの「１」が電力変換装置９へ入力されると、電力
変換装置９は電気ブレーキ制御を停止させる。このと
き、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊により立ち上
げられたブレーキシリンダ１３の空気圧ＢＣは、空気ブ
レーキのみで車両の停止状態が保持できる空気圧ＢＣに
達するように設定されている。以上のように、車両が停
止して車両停止信号ＣＳｐが出力されるとブレーキシリ
ンダ圧力指令信号ＢＣ＊に基づいてブレーキシリンダ１
３の圧力を増加させると共に、車両停止信号ＣＳｐが出
力されてから所定の時間ｔ1 が経過するとブレーキ停止
信号ＣＥＢにより電力変換装置９による電気ブレーキを
停止させるので、乗り心地に支障を与えるのを防止する
ことができる。
力されてからの経過時間を電気ブレーキ停止信号発生器
１６で計測し、所定の時間ｔ1 に達すると電気ブレーキ
停止信号ＣＥＢの「１」を出力する。ブレーキ停止信号
ＣＥＢの「１」が電力変換装置９へ入力されると、電力
変換装置９は電気ブレーキ制御を停止させる。このと
き、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊により立ち上
げられたブレーキシリンダ１３の空気圧ＢＣは、空気ブ
レーキのみで車両の停止状態が保持できる空気圧ＢＣに
達するように設定されている。以上のように、車両が停
止して車両停止信号ＣＳｐが出力されるとブレーキシリ
ンダ圧力指令信号ＢＣ＊に基づいてブレーキシリンダ１
３の圧力を増加させると共に、車両停止信号ＣＳｐが出
力されてから所定の時間ｔ1 が経過するとブレーキ停止
信号ＣＥＢにより電力変換装置９による電気ブレーキを
停止させるので、乗り心地に支障を与えるのを防止する
ことができる。
【００２８】上記実施の形態１から実施の形態４におい
て、減速度β（ｎ）は式（１）により演算するものにつ
いて説明したが、加速度計等で直接検出するようにして
も同様の効果を期待することができる。また、走行抵抗
Ｔｒを式（２）により演算するものについて説明した
が、車両の線路上の位置と対応した走行抵抗のデータ
を、予め車上に記憶しておくようにしても同様の効果を
期待することができる。さらに、停止位置近傍の低速度
域では式（５）により算出された車両速度Ｖ（ｔ）を車
両速度Ｖとして使用することにより、回転数検出器３の
分解能に影響されることなく車両速度の検出が困難な低
速度域においても、電気ブレーキのみを作用させて停止
させることができる。
て、減速度β（ｎ）は式（１）により演算するものにつ
いて説明したが、加速度計等で直接検出するようにして
も同様の効果を期待することができる。また、走行抵抗
Ｔｒを式（２）により演算するものについて説明した
が、車両の線路上の位置と対応した走行抵抗のデータ
を、予め車上に記憶しておくようにしても同様の効果を
期待することができる。さらに、停止位置近傍の低速度
域では式（５）により算出された車両速度Ｖ（ｔ）を車
両速度Ｖとして使用することにより、回転数検出器３の
分解能に影響されることなく車両速度の検出が困難な低
速度域においても、電気ブレーキのみを作用させて停止
させることができる。
【００２９】
【発明の効果】この発明によれば、停止トルクパターン
発生器において車両速度が予め設定された設定速度に達
した時点の減速度及び走行抵抗を演算して、設定速度に
達した地点から所定の距離の停止位置に車両を停止させ
るまでの停止時間を求め、この停止時間で停止位置に停
止させるための減速度を演算し、さらに停止位置に停止
させる減速度を実現させるための停止トルクパターンを
演算し、停止トルクパターンを電力変換装置に指令して
誘導電動機をベクトル制御することにより、車両速度が
零になるまで電気ブレーキのみを作用させて、設定速度
に達した地点から停止までの移動距離を所定の距離にす
ることができる。また、電力変換装置により電気ブレー
キで車両を停止させ、車両停止信号が入力されるとブレ
ーキシリンダ圧力指令信号に基づいてブレーキシリンダ
の圧力を増加させ、ブレーキシリンダの圧力が所定の圧
力に達すると電気ブレーキ停止信号発生器から電気ブレ
ーキ停止信号を出力して、車両の停止後に電気ブレーキ
から空気ブレーキへ切り替えるので、乗り心地に支障を
与えるのを防止することができる。
発生器において車両速度が予め設定された設定速度に達
した時点の減速度及び走行抵抗を演算して、設定速度に
達した地点から所定の距離の停止位置に車両を停止させ
るまでの停止時間を求め、この停止時間で停止位置に停
止させるための減速度を演算し、さらに停止位置に停止
させる減速度を実現させるための停止トルクパターンを
演算し、停止トルクパターンを電力変換装置に指令して
誘導電動機をベクトル制御することにより、車両速度が
零になるまで電気ブレーキのみを作用させて、設定速度
に達した地点から停止までの移動距離を所定の距離にす
ることができる。また、電力変換装置により電気ブレー
キで車両を停止させ、車両停止信号が入力されるとブレ
ーキシリンダ圧力指令信号に基づいてブレーキシリンダ
の圧力を増加させ、ブレーキシリンダの圧力が所定の圧
力に達すると電気ブレーキ停止信号発生器から電気ブレ
ーキ停止信号を出力して、車両の停止後に電気ブレーキ
から空気ブレーキへ切り替えるので、乗り心地に支障を
与えるのを防止することができる。
【００３０】また、車両が停止して車両停止信号が出力
されるとブレーキシリンダ圧力指令信号に基づいてブレ
ーキシリンダの圧力を増加させると共に、車両停止信号
が出力されてから所定の時間が経過するとブレーキ停止
信号により電力変換装置による電気ブレーキを停止させ
るので、乗り心地に支障を与えるのを防止することがで
きる。また、減速度の変化率を時間の一次関数として設
定して、停止時間の演算及び演算した停止時間で停止位
置に停止させるための減速度の演算を行うことにより、
停止トルクパターンを容易に算出することができる。さ
らに、停止位置近傍の車両速度を減速度の変化率を時間
の一次関数として算出することにより、回転数検出器の
分解能に影響されることなく電気ブレーキのみを作用さ
せて停止させることができる。
されるとブレーキシリンダ圧力指令信号に基づいてブレ
ーキシリンダの圧力を増加させると共に、車両停止信号
が出力されてから所定の時間が経過するとブレーキ停止
信号により電力変換装置による電気ブレーキを停止させ
るので、乗り心地に支障を与えるのを防止することがで
きる。また、減速度の変化率を時間の一次関数として設
定して、停止時間の演算及び演算した停止時間で停止位
置に停止させるための減速度の演算を行うことにより、
停止トルクパターンを容易に算出することができる。さ
らに、停止位置近傍の車両速度を減速度の変化率を時間
の一次関数として算出することにより、回転数検出器の
分解能に影響されることなく電気ブレーキのみを作用さ
せて停止させることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。
る。
【図２】 図１の動作を説明するタイムチャートであ
る。
る。
【図３】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。
る。
【図４】 図３の動作を説明するタイムチャートであ
る。
る。
【図５】 この発明の実施の形態３を示す構成図であ
る。
る。
【図６】 図５の動作を説明するタイムチャートであ
る。
る。
【図７】 この発明の実施の形態４を示す構成図であ
る。
る。
【図８】 図７の動作を説明するタイムチャートであ
る。
る。
【図９】 従来の電気車制御装置の動作を示す説明図で
ある。
ある。
１ 誘導電動機、２，９ 電力変換装置、５，７，１０
停止トルクパターン発生器、１２ 空気ブレーキ制御
手段、１３ ブレーキシリンダ、１５ 電気ブレーキ停
止信号発生器。
停止トルクパターン発生器、１２ 空気ブレーキ制御
手段、１３ ブレーキシリンダ、１５ 電気ブレーキ停
止信号発生器。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PA10 PG01 PU09 PV09 QE10 QI02 QI08 QI23 QN03 QN06 QN12 RB08 RB26 SF13 SJ13 TB01 TO09 TO26 5H530 AA03 BB24 CC01 CD28 CD38 CE02 CE21 CE30 CF02 CF13 DD03 5H576 AA01 BB10 DD02 EE01 FF04 GG02 HB01 JJ17 JJ18 KK06 LL01 LL38 LL48
Claims (5)
- 【請求項１】 車両を駆動する誘導電動機を電力変換装
置によりベクトル制御するようにした電気車制御装置に
おいて、車両が予め設定された設定速度に達した時点の
減速度及び走行抵抗を演算して、上記設定速度に達した
地点から所定の距離の停止位置に上記車両を停止させる
までの停止時間を求め、上記停止時間で上記停止位置に
停止させるための減速度を演算し、さらに上記停止位置
に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパタ
ーンを演算し、上記停止トルクパターンを上記電力変換
装置に指令する停止トルクパターン発生器を備えたこと
を特徴とする電気車制御装置。 - 【請求項２】 車両を駆動する誘導電動機を電力変換装
置によりベクトル制御するようにした電気車制御装置に
おいて、車両が予め設定された設定速度に達した時点の
減速度及び走行抵抗を演算して、上記設定速度に達した
地点から所定の距離の停止位置に上記車両を停止させる
までの停止時間を求めて上記停止時間経過後に車両停止
信号を出力すると共に、上記停止時間で上記停止位置に
停止させるための減速度を演算し、さらに上記停止位置
に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパタ
ーンを演算し、上記停止トルクパターンを上記電力変換
装置に指令する停止トルクパターン発生器と、上記車両
停止信号が入力されると指令されたブレーキシリンダ圧
力信号に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させる
空気ブレーキ制御手段と、上記ブレーキシリンダの圧力
が所定の圧力に達すると上記電力変換装置による電気ブ
レーキを停止させる電気ブレーキ停止信号を出力する電
気ブレーキ停止信号発生器とを備えたことを特徴とする
電気車制御装置。 - 【請求項３】 車両を駆動する誘導電動機を電力変換装
置によりベクトル制御するようにした電気車制御装置に
おいて、車両が予め設定された設定速度に達した時点の
減速度及び走行抵抗を演算して、上記設定速度に達した
地点から所定の距離の停止位置に上記車両を停止させる
までの停止時間を求めて上記停止時間経過後に車両停止
信号を出力すると共に、上記停止時間で上記停止位置に
停止させるための減速度を演算し、さらに上記停止位置
に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパタ
ーンを演算し、上記停止トルクパターンを上記電力変換
装置に指令する停止トルクパターン発生器と、上記車両
停止信号が入力されると指令されたブレーキシリンダ圧
力信号に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させる
空気ブレーキ制御手段と、上記車両停止信号が出力され
てから所定の時間が経過すると上記電力変換装置による
電気ブレーキを停止させる電気ブレーキ停止信号を出力
する電気ブレーキ停止信号発生器とを備えたことを特徴
とする電気車制御装置。 - 【請求項４】 所定の停止位置に停止させる減速度の演
算は、減速度の変化率を時間の一次関数として設定して
実行されることを特徴とする請求項１から請求項３のい
ずれか一項に記載の電気車制御装置。 - 【請求項５】 停止位置近傍の車両速度は減速度の変化
率を時間の一次関数として演算することにより算出され
る速度を使用することを特徴とする請求項１から請求項
４のいずれか一項に記載の電気車制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11066070A JP2000261903A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11066070A JP2000261903A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 電気車制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000261903A true JP2000261903A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13305227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11066070A Pending JP2000261903A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000261903A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6882909B2 (en) | 2002-09-05 | 2005-04-19 | Hyundai Motor Company | Method and system for reducing motor shock of a hybrid vehicle |
| JP2009296733A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Hitachi Ltd | 定位置自動停止制御手段を備えた電気車両の制御装置 |
| JP2016111759A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 日産自動車株式会社 | 制駆動力制御装置及び制駆動力制御方法 |
| WO2016114032A1 (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 自動列車運転装置、自動列車制御方法及びプログラム |
| JP2017093153A (ja) * | 2015-11-10 | 2017-05-25 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
| CN113043856A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-29 | 日本电产艾莱希斯株式会社 | 控制装置、逆变器装置、汽车以及控制方法 |
| CN116135664A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-05-19 | 北京首钢自动化信息技术有限公司 | 无制动装置的运输车可变制动点精准定位方法和装置 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP11066070A patent/JP2000261903A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6882909B2 (en) | 2002-09-05 | 2005-04-19 | Hyundai Motor Company | Method and system for reducing motor shock of a hybrid vehicle |
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| WO2016114032A1 (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 自動列車運転装置、自動列車制御方法及びプログラム |
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| CN113043856A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-29 | 日本电产艾莱希斯株式会社 | 控制装置、逆变器装置、汽车以及控制方法 |
| JP2021107177A (ja) * | 2019-12-27 | 2021-07-29 | 日本電産株式会社 | 制御装置 |
| JP7458184B2 (ja) | 2019-12-27 | 2024-03-29 | ニデック株式会社 | 制御装置 |
| CN116135664A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-05-19 | 北京首钢自动化信息技术有限公司 | 无制动装置的运输车可变制动点精准定位方法和装置 |
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