JPH0576107A - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

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JPH0576107A
JPH0576107A JP23042191A JP23042191A JPH0576107A JP H0576107 A JPH0576107 A JP H0576107A JP 23042191 A JP23042191 A JP 23042191A JP 23042191 A JP23042191 A JP 23042191A JP H0576107 A JPH0576107 A JP H0576107A
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JP
Japan
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speed
atc
control
train
signal
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JP23042191A
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Koji Kishimoto
康治 岸本
Makoto Yasuda
安田  真
Takenori Wajima
武典 和嶋
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ATC現示信号速度に極めて接近した走行を
可能とし、列車ダイヤを乱すことなく、かつ運転操作の
繁雑さを解消し、スムーズな列車速度制御を可能とす
る。 【構成】 主幹制御器2とATC装置3と制御装置16
とを備え、ATC装置3に定速運転条件発生部6を設け
てATC現示信号速度と列車速度との速度偏差を求め、
制御装置16はその速度偏差が設定値より小さい際に定
速制御を行ない、その速度偏差が設定値を越えた際に通
常の加速制御又はブレーキ制御を行ない、それぞれの制
御を選択して列車速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ATCのシステムを具
備した路線を走行する電気車の電気車制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、列車の速度制御は、起動時に主幹
制御器を操作して加速を行ない、所定の速度に達したと
ころで主幹制御器をオフ位置又は低位ノッチに移すこと
により、列車の出すトルクと、走行抵抗がバランスする
点を適宜選択することにより行なわれていた。
【0003】しかるに、列車のバランス速度は、路線の
勾配や曲線により常に変化するため、列車の速度を一定
に保つには、主幹制御器のノッチポジション選択、又は
下り勾配によって列車速度が上昇する場合はブレーキ弁
を操作するなど、運転操作が非常に繁雑で熟練した運転
経験が必要であった。
【0004】この繁雑な操作を低減させる一手段として
定速制御の導入が提案されている。この定速制御とは、
運転手が主幹制御器を扱い、列車を起動させた後、所望
の速度になった際に主幹制御器を所定の定速制御を指令
する位置に操作することにより、制御装置にその時点の
速度を記憶させ、以後定速制御指令中は記憶させた速度
(以下、基準速度という)を維持するように制御するこ
とをいう。すなわち、記憶した基準速度に対し、列車の
速度を監視し、基準速度と列車速度との差速度に対し、
比例したトルクパターンを制御装置側が発生させること
により、常に列車速度が基準速度を維持するように加速
・減速制御を自動的に制御装置側が判断して行なうもの
であり、これによって繁雑な運転操作を低減しようとす
るものである。
【0005】一方、新幹線電車や、大都市近郊における
高密度運転を行なう路線においては、運転上の保安の見
地から、ATC(自動列車制御装置)装置が具備されて
いる。この装置は、地上側の信号設備が、先行列車の走
行位置や路線の状態によりある区間における列車の許容
速度を指令し、車上側装置がその指令を受信し、その結
果が制御される列車の運転台に許容速度として表示され
る。運転手は、その許容速度(以下、ATC現示信号速
度という)を越えない速度で列車を運転するが、何らか
の原因でATC現示信号速度を越えた場合、又は曲線や
停車駅の接近による速度制限により、ATC現示信号速
度自体が下降して、列車速度がATC現示信号速度を上
回った場合は、装置の指令する速度以下に列車速度が低
下するまで、装置側から自動的にブレーキ指令が出され
るようになっている。ところが、当該ATC装置は、列
車の運転台へのATC現示信号速度の表示と、列車速度
がATC現示信号速度を越えた際にブレーキ指令を行な
うという上記2つの機能を持つのみで、それ以外の走行
時における速度制御は、運転手の運転操作に依存してい
る。
【0006】前記のATC装置を具備した路線は、その
性格上、高速走行を行なうが、列車密度の高い路線であ
り、走行パターンはATC装置の指令するATC現示信
号速度に極めて接近して走行するように、あらかじめ計
画されている場合が多く、何らかの理由によりATC現
示信号速度以上の速度となって、ATC装置によるブレ
ーキが指令され、列車の速度が減少すると、結果として
走行ダイヤを乱すことになる。
【0007】このことから、運転手は、ATC装置が指
令するATC現示信号速度を越えないように細心の注意
を払わなければならない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置
あっては、ATC装置の指令するATC現示信号速度に
極めて接近して走行する点と、ATC現示信号速度以下
の速度で走行する際の繁雑な運転操作とについて配慮さ
れておらず、高速走行を行なう線区又は列車密度の高い
線区に適用するには問題があった。すなわち、従来のA
TC装置では、ATC現示信号速度の指令と、列車速度
がATC現示信号速度を越えた際にブレーキを指令する
機能を持つのみで、走行速度制御は運転手による運転操
作に依存しており、繁雑な操作が必要である。
【0009】また、運転操作の繁雑さを低減するため定
速運転機能を持たせた場合でも、定速運転を行なうため
の基準速度は、運転手が主幹制御器ハンドルを所定の位
置に置くことにより設定されるものであり、ATC装置
の指令するATC現示信号速度に極めて接近した時点で
基準速度の設定をすることは難しいものがあった。
【0010】本発明の目的は、ATC現示信号速度に極
めて接近した走行を可能とし、列車ダイヤを乱すことな
く、かつ運転操作の繁雑さを解消し、スムーズな列車速
度制御を行なうことのできる電気車制御装置を提供する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る電気車制御装置は、主幹制御器とAT
C装置と制御装置とを備え、列車速度を制御する電気車
制御装置において、ATC現示信号速度と列車速度との
速度偏差を求め、その速度偏差が設定値より小さい際に
定速制御を行ない、その速度偏差が設定値を越えた際に
通常の加速制御又はブレーキ制御を行ない、それぞれの
制御を選択して列車速度を制御する構成とする。
【0012】そして主幹制御器に、ATC定速のノッチ
ポジションを設け、それぞれの制御は運転台の主幹制御
器ハンドルをATC定速の位置に投入した際に発生する
構成である。
【0013】またATC装置に、ATC現示信号速度と
列車速度との速度偏差を求め、それぞれの速度偏差に応
じて定速制御を行なうか否かの条件を制御装置に送る定
速運転条件発生部を備えた構成である。
【0014】さらに電気車においては、請求項1〜請求
項3のいずれか1項記載の電気車制御装置を備え、AT
C現示信号のパターンに沿った速度制御を行なう構成と
する。
【0015】
【作用】本発明によれば、ATC装置内に設けた「定速
運転条件発生部」は、現在の列車速度の情報として、速
度発電機等の列車速度検出部からの信号と、ATC現示
信号速度の情報としてATC信号受信器からの信号とを
入力する。「定速運転条件発生部」は、列車速度とAT
C現示信号速度とを比較し、列車速度がATC現示信号
速度に対し、ある基準値(設定値)以内に接近したこと
を検出し、「定速運転条件オン」信号を出力する。ま
た、列車速度が、ATC現示信号速度に対し、ある基準
値以上離れたことも検出し、その際は「定速運転条件オ
ン」信号をオフする(出力しない)ように動作する。
【0016】制御装置側では、ATC装置内の「定速運
転条件発生部」の出力信号を受信し、「定速運転条件オ
ン」であれば、加速制御を行ない、「定速運転条件オ
フ」であれば定速運転を行なう。これによって、制御装
置側では、列車速度と、ATC現示信号速度の状態によ
り、定速運転を行なうか否かの自動的な選択が行なわれ
る。
【0017】主幹制御器には「ATC定速」のノッチポ
ジションを設け、運転手が主幹制御器ハンドルを当該位
置に投入することにより、前記機能が生きるものとし、
それ以外については、従来通りのポジション構成とする
ことにより、前記機能が不要な場合は、従来通りの運転
手による速度制御が可能な形として、運転操作の融通性
が確保される。
【0018】
【実施例】本発明の一実施例を図1を参照しながら説明
する。図1に示すように、主幹制御器2は電源装置1を
電源とし、そのノッチポジションにより運転指令線11
〜14をそれぞれ加圧する。運転指令線は引き通し線1
5を通し、編成内にある数個の制御装置16に入力さ
れ、制御装置は運転指令線11〜14の加圧・無加圧の
状態を判断し、運転指令にしたがった制御を行なうよう
動作する。
【0019】ATC装置3は、列車速度を列車速度検出
器4から、また、ATC現示信号を受信器5から入力す
る。入力された信号は、定速運転条件発生部6とATC
ブレーキ条件発生部7に送られて、それぞれの条件判別
に用いられる。
【0020】制御装置16は、運転台側から送られた定
速指令11により、その時の速度を速度記憶部18に記
憶するとともに、定速パターン発生部17から定速運転
用のトルクパターンを発生させ、主回路電流検出器22
から得た主回路電流値とのつき合わせを行なった後の偏
差を、すべり周波数発生部20に入力し、最終的に主電
動機回転数25との和をとったインバータ周波数をイン
バータ装置21に送り、インバータを制御する。インバ
ータ装置21は主電動機23を駆動し、その時の主回路
電流を主回路電流検出器22により検出し、また、その
時の主電動機回転数を主電動機回転数検出器24により
検出し、制御装置16にフィードバックする。
【0021】以上の全体構成を持つ電気車制御装置は、
次に説明する動作を行なう。
【0022】主幹制御器2のノッチポジションを「AT
C定速」にとると、ATC定速リレー8がオンする。こ
の時、列車は起動直後であり、ATC現示信号速度より
も低い列車速度である場合、定速運転条件発生部6の出
力はオンとなっており、この出力により、ATC定速カ
ットリレー9がオンする。これによって、主幹制御器か
らの定速指令線11はカットオフされ、運転台側から制
御装置16側には「加速」指令のみ送られることになる
(運転指令線12、13、14のみ加圧の状態)。この
状態では、制御装置16側は、通常の力行加速状態と判
断し、列車が加速を行なうようインバータ装置21の制
御を行ない、主電動機23を駆動する。
【0023】列車速度が上昇し、 ATC現示信号速度−列車速度≦V1 ………(1) なる式が成立した際に定速運転条件発生部6の出力はオ
フとなり、ATC定速カットリレー9がオフし、定速指
令線11が加圧される。(1)式中のV1なる値は、A
TC現示信号速度と列車速度の速度偏差であり、あらか
じめATC装置3内に設定された値である。
【0024】定速指令線11が加圧されたことにより、
制御装置16は、その時の主電動機回転数25から列車
速度の情報を得、その情報を速度記憶部18に記憶す
る。この処理とともに、制御装置16は定速パターン発
生部17を起動し、通常の力行パターン発生部19の出
力と切りかえる。この定速パターン発生部17から出力
される定速運転用トルクパターンは、速度記憶部18に
記憶された速度を基準速度として、リアルタイムで入力
される主電動機回転数25の情報、すなわち列車速度
と、基準速度との速度偏差を次式により逐次演算し、 基準速度−列車速度=速度偏差 ………(2) その速度偏差が、あらかじめ設定された値V3よりも大
となった場合には引張力を、逆に、設定された値−V4
よりも小となった場合にはブレーキ力を発生されるもの
であり、速度偏差V3、−V4の点から最大トルク発生値
まで、速度偏差に比例して直線で増加して行くパターン
である。このトルクパターンは通常、主回路電流指令値
のディメンジョンをとることにより、制御系を簡略化す
る手段が採られる。
【0025】このトルクパターンと、主回路電流フィー
ドバック値26との偏差をすべり周波数発生部20に入
力し、すべり周波数に換算後、主電動機回転数25との
和をとり、最終的にインバータ周波数としてインバータ
装置21に対し、出力を行なう。このことから、制御装
置16側では、基準速度Vsに対し、Vs−V4〜Vs+
3の精度で列車速度を一定に保つよう、自動的に力行
又はブレーキの制御モードを選択しながらインバータの
制御が行なわれることになる。
【0026】列車速度が路線の上り勾配等により減少し
(3)式に示すように、 ATC現示信号速度−列車速度≧V2 ………(3) ATC現示信号速度との速度偏差がV2以上発生した場
合は(ここで、V2はV1と同様、あらかじめATC装置
内に設定された値とし、V1<V2とする。)定速運転条
件発生部6の出力がオンし、ATC定速カットリレー9
がオンすることにより、定速指令線11が無加圧となっ
て、制御装置16側には起動時と同様、「加速」指令の
み送られることとなり、通常の加速制御が行なわれる。
【0027】再び列車速度が上昇し、(2)式の条件が
成立した際には再度定速運転のモードに入ることが可能
である。
【0028】V2の設定値としては、定速での走行速度
の精度を高める観点からは、なるべくV1の値に接近し
ている方がよいが、制御装置16側で持っている定速走
行機能を十分に生かすという観点と、定速走行から通常
の加速走行に切り替わった際のトルク急変によるショッ
ク対策の観点から、定速走行パターンが最大トルク発生
値を示す点の速度偏差に合わせるか、それ以上の速度偏
差を持った点に設定するのがよい。
【0029】次に、列車速度が路線の下り勾配等により
上昇した場合、又は、曲線や停車駅の接近により、AT
C現示信号速度が下降した場合の動作を説明する。列車
速度が下り勾配等により上昇した場合は、まず、制御装
置16側における定速パターン発生部17の負側の速度
偏差−V4以上に(2)式に示す速度偏差が広がった時
点で、定速パターン発生部17からブレーキトルクが出
力され、制御装置16はインバータ装置21にブレーキ
制御指令を与える。これにより、列車の速度は減少し、
定速状態を維持するが、下り勾配による列車速度の上昇
が、上記ブレーキトルクよりも大きく、更に列車速度が
上昇し、ATC現示信号速度よりも高くなった場合は、
従来のATC装置側からのブレーキ指令が動作する。す
なわち、ATC現示信号速度以上の列車速度となったこ
とを、ATC装置3内のATCブレーキ条件発生部7で
判別し、その出力をオフさせることにより、ATC常用
ブレーキ指令リレー10をオフさせる。(このATC常
用ブレーキ指令リレー10は、ATCブレーキ指令不出
力時にオンする論理をとっている。)これにより、定速
指令線11と、力行指令線12とが運転台側でカットオ
フされるとともに、ブレーキ指令線27が加圧され、ブ
レーキ指令が、制御装置16、ブレーキ制御装置28に
入力されて、列車には常用最大ブレーキが作用し減速が
行なわれる。
【0030】列車速度がATC現示信号速度以下に低下
した際に、ATC装置3側からのブレーキ指令はなくな
るため、ATCブレーキ条件発生部7の出力がオンし、
ATC常用ブレーキ指令リレー10がオンする。この条
件と、(1)式の条件とが成立することにより、再び定
速指令線11が加圧され、制御装置16側ではその時点
での速度を基準速度とした定速制御が再開されることに
なる。
【0031】曲線や停車駅の接近によるATC現示信号
速度が下降した場合の動作も、上記のように、従来のA
TC装置によるブレーキ指令により減速が行なわれるこ
とになる。
【0032】以上説明した動作は全て、ATC装置3及
び制御装置16側で自動的に制御モードの切り替えを行
なっているため、運転手の運転扱いは、起動時に主幹制
御器を「ATC定速」のノッチポジションに投入した
後、駅停車時にATC現示信号速度の最低値(0Km/
h信号を除く)から列車を停止させるまでブレーキ操作
を行なえばよいことになり、運転操作が大幅に簡略化さ
れるとともに、ATC現示信号速度に極めて接近した走
行が容易に行なえる効果がある。
【0033】図2に、本発明を用いた際の走行パターン
と、運転操作とを示す。
【0034】また、前記一実施例には、主幹制御器に
「構内」(従来の1ノッチポジション相当)「加速」
「定速」「ATC定速」の4ノッチポジションを設け、
本発明によるATC現示信号速度に応じた速度制御の可
能な「ATC定速」の他に、従来からの運転手の操作に
よる速度制御が可能なように融通性を持たせているが、
これを簡略化したものとして、従来の基準速度設定がマ
ニュアルで行なえる「定速」ノッチポジションをなくし
たものを図3に、力行指令を全て「ATC定速」ノッチ
ポジションに集約した形態を図4に示す。
【0035】また、前記一実施例においては、ATC現
示信号速度が曲線や停車駅の接近により下降している場
合は、ATC装置3によるブレーキ指令により常用最大
ブレーキを減速する形態となっているが、次区間でAT
C現示信号速度が下降していることを、あらかじめ当該
区間の手前に設置した中継地上子を用いることにより、
列車が当該区間に進入する前に低位のブレーキによって
速度を低下させておく手段もある。
【0036】この手段をとった場合の全体構成を図5に
示す。この場合、ATC現示信号受信器5により、中継
地上子からの信号を受信し、中継地上子信号判定部31
により、ATC低位ブレーキ指令リレー30をオフさせ
ることにより、低位ブレーキ指令線29を加圧し、低位
ブレーキを動作させることが可能となる。通常のATC
現示信号と中継地上子信号はそれぞれ中継地上子から発
信する周波数を相違させておけば、ATC装置3内での
判断は簡便に行なわれる。この手段をとれば、ATC現
示信号速度が下降している区間に列車が進入し、常用最
大ブレーキが動作することによる乗り心地の悪化を防止
することができる。この手段を用いた際の走行パターン
を図6に示す。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、起動時に一度主幹制御
器を「ATC定速」のノッチポジションに投入すること
により、ATC装置及び制御装置側で、自動的に制御モ
ードを切り換えながら、ATC現示信号速度に追従して
速度制御が行なわれるため、後は駅停車時に手動ブレー
キの操作を行なうだけでよいことになり、列車の速度制
御における運転操作が大幅に簡略化されるとともに、A
TC現示信号速度に極めて接近した走行が容易に行な
え、かつ列車の定時運行を確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1の実施例を用いた際の列車走行パターンを
示す図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図5】中継地上子による制御を付加した本発明の他の
実施例を示す構成図である。
【図6】第5図の実施例を用いた際の列車走行パターン
を示す図である。
【符号の説明】
2 主幹制御器 3 ATC装置 6 定速運転条件発生部 8 ATC定速リレー 9 ATC定速カットリレー 16 制御装置 17 定速パターン発生部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主幹制御器とATC装置と制御装置とを
    備え、列車速度を制御する電気車制御装置において、A
    TC現示信号速度と前記列車速度との速度偏差を求め、
    その速度偏差が設定値より小さい際に定速制御を行な
    い、その速度偏差が設定値を越えた際に通常の加速制御
    又はブレーキ制御を行ない、それぞれの制御を選択して
    前記列車速度を制御することを特徴とする電気車制御装
    置。
  2. 【請求項2】 主幹制御器に、ATC定速のノッチポジ
    ションを設け、それぞれの制御は運転台の主幹制御器ハ
    ンドルを前記ATC定速の位置に投入した際に発生する
    ことを特徴とする請求項1記載の電気車制御装置。
  3. 【請求項3】 ATC装置に、ATC現示信号速度と列
    車速度との速度偏差を求め、それぞれの速度偏差に応じ
    て定速制御を行なうか否かの条件を制御装置に送る定速
    運転条件発生部を備えたことを特徴とする請求項1記載
    の電気車制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれか1項記載
    の電気車制御装置を備え、ATC現示信号のパターンに
    沿った速度制御を行なうことを特徴とする電気車。
JP23042191A 1991-09-10 1991-09-10 電気車制御装置 Pending JPH0576107A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6445350B2 (en) 2000-02-24 2002-09-03 Asahi Glass Company, Limited Terminal device for a glass antenna
JP2008187761A (ja) * 2007-01-26 2008-08-14 Toshiba Corp 列車制御装置
JP2011199912A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Hitachi Ltd 定速走行制御装置
JP2012016135A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Toyo Electric Mfg Co Ltd 電気車制御装置

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