JPH0344482B2 - - Google Patents
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- JPH0344482B2 JPH0344482B2 JP56207106A JP20710681A JPH0344482B2 JP H0344482 B2 JPH0344482 B2 JP H0344482B2 JP 56207106 A JP56207106 A JP 56207106A JP 20710681 A JP20710681 A JP 20710681A JP H0344482 B2 JPH0344482 B2 JP H0344482B2
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- JP
- Japan
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- speed
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- train
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- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気車の自動運転制御方法に係り、特
にチヨツパ装置により列車を駆動する主電動機の
弱め界磁制御を行なう自動運転制御方法に関す
る。
にチヨツパ装置により列車を駆動する主電動機の
弱め界磁制御を行なう自動運転制御方法に関す
る。
従来より、自動列車制御(ATC)システム及
び自動列車運転(ATO)システムにより列車の
ワンマン運転または無人運転が行なわれている。
び自動列車運転(ATO)システムにより列車の
ワンマン運転または無人運転が行なわれている。
上記ATCシステムでは、地上装置の信号現示
に対応する速度情報が送信され、この速度情報が
走行する列車の車上装置によつて受信される。そ
して列車は上記現示及び許容速度を越えると自動
的にブレーキを作動させ、その速度を常に許容速
度以下に制御する。尚ここでは上記許容速度の指
令をATC信号という。
に対応する速度情報が送信され、この速度情報が
走行する列車の車上装置によつて受信される。そ
して列車は上記現示及び許容速度を越えると自動
的にブレーキを作動させ、その速度を常に許容速
度以下に制御する。尚ここでは上記許容速度の指
令をATC信号という。
以上のATCシステムにATOシステムを導入す
ることにより列車をワンマンにてまたは無人にて
運転することが可能となる。このATOシステム
は各種の機能を有しているが、ここではその主な
ものとして駅間走行機能に関して第1図に基づい
て説明する。
ることにより列車をワンマンにてまたは無人にて
運転することが可能となる。このATOシステム
は各種の機能を有しているが、ここではその主な
ものとして駅間走行機能に関して第1図に基づい
て説明する。
第1図においてATO装置10にはATC信号1
00、運行管理指令102が与えられており、こ
れら信号100、指令102はATO装置10内
の基本パターン発生器12に供給される。基本パ
ターン発生器12はATC信号100、運行管理
指令102などにより定まる速度に対応する基準
速度信号104を出力することができ、この基準
速度信号104は比較器14の一方の比較入力に
供給される。この比較器14の他方の比較入力に
は列車の実走行速度に対応する速度検出信号10
6が供給されており、比較器14は両信号10
4,106の偏差(以下Δvで表わす)を求めて
速度偏差信号108を出力することができる。比
較器14の速度偏差信号108はノツチ指令変換
器16に与えられており、ノツチ指令変換器16
は上記Δvが正のときにはブレーキの、負のとき
には力行のノツチ指令110を発生することがで
きる。
00、運行管理指令102が与えられており、こ
れら信号100、指令102はATO装置10内
の基本パターン発生器12に供給される。基本パ
ターン発生器12はATC信号100、運行管理
指令102などにより定まる速度に対応する基準
速度信号104を出力することができ、この基準
速度信号104は比較器14の一方の比較入力に
供給される。この比較器14の他方の比較入力に
は列車の実走行速度に対応する速度検出信号10
6が供給されており、比較器14は両信号10
4,106の偏差(以下Δvで表わす)を求めて
速度偏差信号108を出力することができる。比
較器14の速度偏差信号108はノツチ指令変換
器16に与えられており、ノツチ指令変換器16
は上記Δvが正のときにはブレーキの、負のとき
には力行のノツチ指令110を発生することがで
きる。
以上のようにしてATO装置10で得られたノ
ツチ指令110は列車を駆動する主電動機の弱め
界磁制御を行なうチヨツパ装置に供給される。こ
こではこのチヨツパ装置は2段弱め界磁率の一定
弱め界磁制御方式にて列車の主電動機を制御する
ことができ、次に第2図、第3図を用いてこれを
説明する。
ツチ指令110は列車を駆動する主電動機の弱め
界磁制御を行なうチヨツパ装置に供給される。こ
こではこのチヨツパ装置は2段弱め界磁率の一定
弱め界磁制御方式にて列車の主電動機を制御する
ことができ、次に第2図、第3図を用いてこれを
説明する。
第2図は上記チヨツパ装置の力行ノツチ曲線を
印すもので、ここでは主電動機の容量が160kW
であり、1段弱め界磁率は50パーセント(図にお
いて50%Fの特性にて示されている)、2段弱め
界磁率が35パーセント(図において35%Fの特性
にて示されている)であり、ブレーキ時には弱め
界磁率が50パーセントに選択される。
印すもので、ここでは主電動機の容量が160kW
であり、1段弱め界磁率は50パーセント(図にお
いて50%Fの特性にて示されている)、2段弱め
界磁率が35パーセント(図において35%Fの特性
にて示されている)であり、ブレーキ時には弱め
界磁率が50パーセントに選択される。
ATO装置10からチヨツパ装置に力行ノツチ
指令110が供給されると主電動機は所定の電流
値IMにて加速され、列車速度が30Km/h(A点)
に達すると100パーセント界磁率で運転されて100
%Fの特性に従つて速度制御される。そして列車
速度が40Km/hに達すると、主電動機の電流か
ら規定される列車の最低速度として、1段弱め界
磁率特性に対応して設定される界磁最低速度
40Km/hと列車速度との速度偏差Δvが零とな
つて力行ノツチ指令100が切替わり、主電動機
は電流IMにて運転されてB点から50%Fの特性に
従つて加速される。さらに列車速度が50Km/h
に達すると、主電動機の電流から規定される列車
の最低速度として、2段弱め界磁率特性に対応し
て設定される界磁最低速度50Km/hと列車速度
との速度偏差Δvが零となつて力行ノツチ指令1
00が切り換わり、主電動機は電流IMにて運転さ
れて35%Fの特性に従つて加速される。
指令110が供給されると主電動機は所定の電流
値IMにて加速され、列車速度が30Km/h(A点)
に達すると100パーセント界磁率で運転されて100
%Fの特性に従つて速度制御される。そして列車
速度が40Km/hに達すると、主電動機の電流か
ら規定される列車の最低速度として、1段弱め界
磁率特性に対応して設定される界磁最低速度
40Km/hと列車速度との速度偏差Δvが零とな
つて力行ノツチ指令100が切替わり、主電動機
は電流IMにて運転されてB点から50%Fの特性に
従つて加速される。さらに列車速度が50Km/h
に達すると、主電動機の電流から規定される列車
の最低速度として、2段弱め界磁率特性に対応し
て設定される界磁最低速度50Km/hと列車速度
との速度偏差Δvが零となつて力行ノツチ指令1
00が切り換わり、主電動機は電流IMにて運転さ
れて35%Fの特性に従つて加速される。
このようにして電動機は50パーセント弱め界磁
率、35パーセント弱め界磁率の特性曲線に順次移
行し、最終段の35パーセントの弱め界磁率のトル
ク特性にて目標速度へ制御される。
率、35パーセント弱め界磁率の特性曲線に順次移
行し、最終段の35パーセントの弱め界磁率のトル
ク特性にて目標速度へ制御される。
以上のようにして最終的に35パーセトの弱め界
磁率にて主電動機が駆動されるが、主電動機が目
標速度すなわち基準速度に達してこれを越えたと
きには、第3図に示されるように速度偏差Δvが
プラスとなつて主電動機は50パーセントの弱め界
磁とされそのプレーキが作動する。
磁率にて主電動機が駆動されるが、主電動機が目
標速度すなわち基準速度に達してこれを越えたと
きには、第3図に示されるように速度偏差Δvが
プラスとなつて主電動機は50パーセントの弱め界
磁とされそのプレーキが作動する。
ここでATC信号100が低い速度を示す場合、
特に45Km/h以下の速度を示す場合を考察す
る。
特に45Km/h以下の速度を示す場合を考察す
る。
ATC信号100が示す速度が低く、列車が低
い速度で運転される場合には、最終的に主電動機
は35パーセント弱め界磁率にて運転されるので、
この時列車はその主電動機のトルクが小さい状態
にて運転されることになる。ここで、第2図に示
される様に100パーセント、50パーセント、35パ
ーセントの界磁率で必要なトルクを得るために主
電動機に流す電流はそれぞれIMA,IMB,IMCとな
り、界磁率が弱められるに従つてより多くの電流
が主電動機に必要とされる。このため軌道の勾
配、カーブが多く低速度運動がしばしば行なわれ
る様な路線では、列車の主電動機のトルクが小さ
くなるので、列車の基準速度に対する追従制御が
良好に行なわれず、電力消費量も多くなる。
い速度で運転される場合には、最終的に主電動機
は35パーセント弱め界磁率にて運転されるので、
この時列車はその主電動機のトルクが小さい状態
にて運転されることになる。ここで、第2図に示
される様に100パーセント、50パーセント、35パ
ーセントの界磁率で必要なトルクを得るために主
電動機に流す電流はそれぞれIMA,IMB,IMCとな
り、界磁率が弱められるに従つてより多くの電流
が主電動機に必要とされる。このため軌道の勾
配、カーブが多く低速度運動がしばしば行なわれ
る様な路線では、列車の主電動機のトルクが小さ
くなるので、列車の基準速度に対する追従制御が
良好に行なわれず、電力消費量も多くなる。
以上の様に従来方法には、ATC信号が示す速
度が低い場合、列車の電力消費量が増大し、列車
の速度追従制御が良好に行なわれなくなる、とい
う問題があつた。
度が低い場合、列車の電力消費量が増大し、列車
の速度追従制御が良好に行なわれなくなる、とい
う問題があつた。
本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたもの
であり、その目的は列車が低速にて運転されてい
るときにその主電動機のトルクを列車の速度追従
制御及び電力消費の観点から十分なものとするこ
とができる電気車の自動運転制御方法を提供する
ことにある。
であり、その目的は列車が低速にて運転されてい
るときにその主電動機のトルクを列車の速度追従
制御及び電力消費の観点から十分なものとするこ
とができる電気車の自動運転制御方法を提供する
ことにある。
上記目的を達成するために、本発明は、許容速
度指令と運行管理指令とから基準速度を求め、該
基準速度と列車の実走行速度との偏差を求め、該
速度偏差に比例した力行ノツチ指令又はブレーキ
ノツチ指令を求め、該ノツチ指令を電気車駆動用
主電動機の弱め界磁制御を行なうチヨツパ装置に
与え、列車を基準速度に追従して運転する電気車
の自動運転制御方法において、前記チヨツパ装置
に許容速度指令を与えて、前記電動機の電流から
規定される列車の最低速度に対応して弱め界磁率
特性毎に定められた界磁最低速度群と許容速度指
令とを比較させ、特定の界磁最低速度より許容速
度指令が低いときには、界磁最低速度が特定の界
磁最低速度より低い界磁率特性に従つた弱め界磁
ノツチ指令を界磁率の最も低いノツチ指令として
選択させる、ことを特徴とする。
度指令と運行管理指令とから基準速度を求め、該
基準速度と列車の実走行速度との偏差を求め、該
速度偏差に比例した力行ノツチ指令又はブレーキ
ノツチ指令を求め、該ノツチ指令を電気車駆動用
主電動機の弱め界磁制御を行なうチヨツパ装置に
与え、列車を基準速度に追従して運転する電気車
の自動運転制御方法において、前記チヨツパ装置
に許容速度指令を与えて、前記電動機の電流から
規定される列車の最低速度に対応して弱め界磁率
特性毎に定められた界磁最低速度群と許容速度指
令とを比較させ、特定の界磁最低速度より許容速
度指令が低いときには、界磁最低速度が特定の界
磁最低速度より低い界磁率特性に従つた弱め界磁
ノツチ指令を界磁率の最も低いノツチ指令として
選択させる、ことを特徴とする。
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。
明する。
第4図には本発明の好適な実施例が示され、本
発明ではATC信号100はATO装置10に供給
される他チヨツパ装置18にも供給される。この
チヨツパ装置18は、主電動機の電流IMから規定
される列車の最低速度に対応して弱め界磁率特性
毎に定められた界磁最低速度群(30Km/h,
40Km/h,50Km/h)とATC信号100が示
す許容速度とを比較し、許容速度が特定の界磁最
低速度、例えば50Km/h以上のときには界磁率
の最も低い35パーセントの弱め界磁率特性に従つ
た弱め界磁ノツチ指令を選択し、許容速度が特定
の界磁最低速度よりも低い速度、例えば45Km/
hのときには、界磁最低速度が45Km/hより低
い50パーセントの弱め界磁率特性に従つた弱め界
磁ノツチ指令を選択するように構成されている。
発明ではATC信号100はATO装置10に供給
される他チヨツパ装置18にも供給される。この
チヨツパ装置18は、主電動機の電流IMから規定
される列車の最低速度に対応して弱め界磁率特性
毎に定められた界磁最低速度群(30Km/h,
40Km/h,50Km/h)とATC信号100が示
す許容速度とを比較し、許容速度が特定の界磁最
低速度、例えば50Km/h以上のときには界磁率
の最も低い35パーセントの弱め界磁率特性に従つ
た弱め界磁ノツチ指令を選択し、許容速度が特定
の界磁最低速度よりも低い速度、例えば45Km/
hのときには、界磁最低速度が45Km/hより低
い50パーセントの弱め界磁率特性に従つた弱め界
磁ノツチ指令を選択するように構成されている。
第5図には上記チヨツパ装置18の力行ノツチ
曲線が示されている。本実施例では列車が
50Km/h以上の速度で運転すべき旨のATC信
号100が与えられている場合には、主電動機は
最終的に35パーセント界磁までその界磁が弱めら
れて駆動されるが、列車が45Km/h以下の速度
で運転すべき旨のATC信号100が与えられて
いる場合には主電動機は50パーセント界磁までし
かその界磁が弱められない。このように本発明で
は列車の許容速度が特定の界磁最低速度より低い
ときには、特定の界磁最低速度より界磁最低速度
が低い弱め界磁率特性に従つた弱め界磁ノツチ指
令選択されて主電動機が駆動されることになる。
このため、本実施例ではATC信号100が
45Km/h以下の速度を示すものであるときには
主電動機は50パーセントの弱め界磁率にて駆動さ
れることとなる。この結果、列車の基準速度に対
する追従制御は、本実施例では50パーセント弱め
界磁より大きなトルクにて行なわれる。この追従
制御に必要なトルクを第5図に示されるように
T0とした場合、35パーセント弱め界磁のときに
は電流IMCが必要であるが、本実施例では電流IMB
でこのトルクT0を得ることができ、従つて本発
明によれば電力消費量を低減することができる。
曲線が示されている。本実施例では列車が
50Km/h以上の速度で運転すべき旨のATC信
号100が与えられている場合には、主電動機は
最終的に35パーセント界磁までその界磁が弱めら
れて駆動されるが、列車が45Km/h以下の速度
で運転すべき旨のATC信号100が与えられて
いる場合には主電動機は50パーセント界磁までし
かその界磁が弱められない。このように本発明で
は列車の許容速度が特定の界磁最低速度より低い
ときには、特定の界磁最低速度より界磁最低速度
が低い弱め界磁率特性に従つた弱め界磁ノツチ指
令選択されて主電動機が駆動されることになる。
このため、本実施例ではATC信号100が
45Km/h以下の速度を示すものであるときには
主電動機は50パーセントの弱め界磁率にて駆動さ
れることとなる。この結果、列車の基準速度に対
する追従制御は、本実施例では50パーセント弱め
界磁より大きなトルクにて行なわれる。この追従
制御に必要なトルクを第5図に示されるように
T0とした場合、35パーセント弱め界磁のときに
は電流IMCが必要であるが、本実施例では電流IMB
でこのトルクT0を得ることができ、従つて本発
明によれば電力消費量を低減することができる。
上記電力消費量の低減に関して、全線15駅中
ATC信号100が45キロメートル/Hの区間が
5つある場合のシユミレーシヨンを行なつたとこ
ろ、主電動機のRMS(Root Mean Square)電流
で1パーセント、力行比電力量〔WH/t・
Km〕(単位距離、単位列車重量に対する力行消
費電力量)で2パーセント程度の軽減が行なえる
という結論が得られた。この様に本発明によれ
ば、ATC信号100が低い区間の多い路線を走
行する列車に対して本発明が適用されると、その
電力消費量を大幅に低減することができ、市街電
車、地下鉄などに極めて有効である。
ATC信号100が45キロメートル/Hの区間が
5つある場合のシユミレーシヨンを行なつたとこ
ろ、主電動機のRMS(Root Mean Square)電流
で1パーセント、力行比電力量〔WH/t・
Km〕(単位距離、単位列車重量に対する力行消
費電力量)で2パーセント程度の軽減が行なえる
という結論が得られた。この様に本発明によれ
ば、ATC信号100が低い区間の多い路線を走
行する列車に対して本発明が適用されると、その
電力消費量を大幅に低減することができ、市街電
車、地下鉄などに極めて有効である。
第6図は本実施例の低速走行時における追従制
御特性を示すものであり、従来の35パーセント弱
め界磁のトルクによる追従制御の場合よりも50パ
ーセントの弱め界磁のトルクで追従制御が行なわ
れるので、速度偏差ΔvのΔΔvだけ速度偏差Δvが
小さくなり列車は基準速度により近い速度にて運
転されることになる。
御特性を示すものであり、従来の35パーセント弱
め界磁のトルクによる追従制御の場合よりも50パ
ーセントの弱め界磁のトルクで追従制御が行なわ
れるので、速度偏差ΔvのΔΔvだけ速度偏差Δvが
小さくなり列車は基準速度により近い速度にて運
転されることになる。
以上説明した様に、本発明によれば、列車の
ATC信号が示す速度が低速である場合には必要
以上に界磁が弱められることはなく、十分なトル
クが主電動機に発生するので、主電動機の電力消
費量を低減することができ、さらに基準速度に対
する列車の速度追従性を高めることができる。
ATC信号が示す速度が低速である場合には必要
以上に界磁が弱められることはなく、十分なトル
クが主電動機に発生するので、主電動機の電力消
費量を低減することができ、さらに基準速度に対
する列車の速度追従性を高めることができる。
第1図は従来のブロツク図構成図、第2図は第
1図従来システムの力行ノツチ曲線図、第3図は
第1図従来システムの制御特性図、第4図は本発
明の好適な実施例のシステム構成図、第5図は第
4図実施例の力行ノツチ曲線図、第6図は第4図
実施例の制御特性図である。 10……ATO装置、12……基本パターン発
生器、14……比較器、16……ノツチ指令変換
器、18……チヨツパ装置、100……ATC信
号、102……運行管理指令、104……基準速
度信号、106……速度検出信号、108……速
度偏差信号、110……ノツチ指令。
1図従来システムの力行ノツチ曲線図、第3図は
第1図従来システムの制御特性図、第4図は本発
明の好適な実施例のシステム構成図、第5図は第
4図実施例の力行ノツチ曲線図、第6図は第4図
実施例の制御特性図である。 10……ATO装置、12……基本パターン発
生器、14……比較器、16……ノツチ指令変換
器、18……チヨツパ装置、100……ATC信
号、102……運行管理指令、104……基準速
度信号、106……速度検出信号、108……速
度偏差信号、110……ノツチ指令。
Claims (1)
- 1 許容速度指令と運行管理指令とから基準速度
を求め、該基準速度と列車の実走行速度との偏差
を求め、該速度偏差に比例した力行ノツチ指令又
はブレーキノツチ指令を求め、該ノツチ指令を電
気車駆動用主電動機の弱め界磁制御を行なうチヨ
ツパ装置に与え、列車を基準速度に追従して運転
する電気車の自動運転制御方法において、前記チ
ヨツパ装置に許容速度指令を与えて、前記電動機
の電流から規定される列車の最低速度に対応して
弱め界磁率特性毎に定められた界磁最低速群と許
容速度指令とを比較させ、特定の界磁最低速度よ
り許容速度指令が低いときには、界磁最低速度が
特定の界磁最低速度より低い界磁率特性に従つた
弱め界磁ノツチ指令を界磁率の最も低いノツチ指
令として選択させる、ことを特徴とする電気車の
自動運転制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56207106A JPS58108910A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 電気車の自動運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56207106A JPS58108910A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 電気車の自動運転制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58108910A JPS58108910A (ja) | 1983-06-29 |
| JPH0344482B2 true JPH0344482B2 (ja) | 1991-07-08 |
Family
ID=16534295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56207106A Granted JPS58108910A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | 電気車の自動運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58108910A (ja) |
-
1981
- 1981-12-23 JP JP56207106A patent/JPS58108910A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58108910A (ja) | 1983-06-29 |
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