JPS5846924B2 - 編成電気車の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気車の制御方法に係り、特にチョッパ制御さ
れる編成列車の総括多相化、多重多相化、運転方法に関
する。

従来、チョッパ方式により制御される電気車においては
、チョッパ電流による誘導障害防止のため、電源とチョ
ッパ間に濾波装置を設けたり、多相化が行なわれている
。

このため多数の電気車で編成される列車においては、各
車輛におけるチョッパ制御装置が複雑、大型化し高価で
あるばかりでなく保守管理も煩雑である。

また誘導障害はお互いに干渉や重量される等の不具合も
ある。

そこで、本発明では上記に鑑みて、構成が簡単でかつ少
なくとも２本の信号線で各車両を相互に接続するのみで
編成電気車全体を総括して多相化、多重多相化運転が行
なえる編成電気車の制御装置の提供を目的とするもので
ある。

以下、本発明の一実施例を図面によって詳細に説明する
。

第１図においてチョッパ制御回路ＣＣ、−ＣＣＮは制御
装置ＣＣＮに接続されると共に、それぞれの多相化制御
回路ＭＣ，〜ＭＣＮに接続されている。

またチョッパ制御回路ＣＣ１〜ＣＣＮはそれぞれのチョ
ッパ回路ＣＨ１〜ＣＨＮに接続されている。

他方多相化制御回路ＭＣ１〜ＭＣＮは信号線Ｌ１．Ｌ２
により相互に接続されている。

なお電気車はそれぞれ一点鎖線ＴＲ１〜ＴＲＮで示す。

また、ＭＣ，〜ＭＣＮ、ＣＣ１〜ＣＣＮ及びＣＣ１〜Ｃ
ＣＮはそれぞれ同じ構成にされている。

第２図は上記多相化制御回路ＭＣ１を示すもので、信号
線Ｌ１．Ｌ２は状態選択スイッチＳＳにそれぞれ接続さ
れ、同状態選択スイッチＳＳの一方の接点はチョッパ周
期を規制する繰り返し発振器Ｏ８Ｃ及び発振器信号の自
動選択器ＳＥに接続され、同自動選択器ＳＥの出力はチ
ョツノへ１制御回路ＣＣ１と位相遅延回路ＣＵに接続さ
れている。

又状態選択スイッチＳＳの他方の接点はチョッパ制御回
路ＣＣ１と位相遅延回路ＣＵに接続され、同位相遅延回
路ＣＵの出力はチョッパ制御回路ＣＣ１に接続されてい
るっまた位相遅延回路ＣＵには編成軍の号車涜指定用ス
イッチＳＷが接続されている。

次に、各回路を第４図に基づいて説明する。

この第４図は第１図での電気車ＴＲ１，ＴＲ２について
第２図に示す多相化制御回路ＭＣ１の内部構成も含めて
表わしたもので、電気車ＴＲ１をマスク側に、電気車Ｔ
Ｒ２をスレーブ側に設定しである。

なお、チョッパ制御回路ＣＣ１，ＣＣ２とチョッパ回路
ＣＨ１，ＣＨ２と電気車制御装置ＣＯＮは従来の電気車
に用いられている周知のものであるのでここでは簡単に
説明する。

また、以下の説明では電気車ＴＲ１を一例に説明する。

Ｍｌはモーターを示しており、各電気車毎に設けられて
いる。

ＣＨ，はチョッパ回路で第３図に示すようにチョッパ信
号ＴＨ１と信号ＳＴ、とによりモーターＭ、に対するチ
ョッパ出力をオン、オフするようになっている。

チョッパ制御回路ＣＣ１は内部に例えばカウンタを有す
る構成になっており、電気車制御装置ＣＯＮからの制御
信号（例えばパルス数として設定される）とカウンタの
カウント値との一致をとってチョッパ信号ＴＨ，を出力
する他、同カウンタに予め設定されている値にカウント
値がなった場合に信号ＳＴ、（これは例えばキャリー信
号である）を出力するように構成されている。

なお、同チョッパ制御回路ＣＣ１ではリセット信号ＲＥ
１用の信号線と信号ＳＴ１用の信号線はチョッパ制御回
路ＣＣ１の内部で導通している。

電気車制御装置ＣＯＮは電気車ＴＲ，〜ＴＲｎの動作、
停止及びチョッパ出力を規定するためのノツチ指令等の
信号を出力するためのもので、通常は先頭車に設けられ
ている。

多相化制御回路ＭＣ８の発振器０８Ｃ１は、各電気車Ｔ
Ｒ１〜ＴＲｎ内の回路の作動を同期させるためのクロッ
クパルスを供給するためのもので、電気車ＴＲ，をマス
タ車に設定した場合には同電気車ＴＲ１の発振器０８Ｃ
１からのクロックパルスが他の電気車ＴＲ２〜Ｔ Ｒｎ
に供給されるようになっている。

自動選択器ＳＥ１は自軍の発振器ＯＳ Ｃ，からのクロ
ックパルスと他車の発振器０８Ｃ２〜ＯＳ Ｃｎからの
クロックパルスの選択を行うためのもので、状態選択ス
イッチＳＳ１がスレーブ側Ｓに投入されかつ信号線Ｌ１
からの信号があるときには自動的に発振器０８Ｃ１から
の信号を遮断するとともに信号線Ｌ１からの信号を選択
してチョッパ制御回路ＣＣ１に出力し、状態選択スイッ
チＳＳ、がマスタ側Ｍに投入されているか、またはスレ
ーブ側Ｓに投入されていても信号線Ｌ１線からの信号が
入力されないときには自動的に発振器ＯＳ Ｃ１からの
信号をチョッパ制御回路ＣＣ１へ出力するように構成さ
れている。

号車鷹指定用スイッチＳＷ、は個々の電気車の号車層を
設定するためのもので、同号車涜指定用スイッチＳＷ２
に設定された値に対応した所定の信号（これは例えば数
値として設定される）を位相遅延回路ＣＵ１に送出する
ように構成されている。

（本例ではこの号車涜指定用スイッチＳＷ。（他のＳＷ
２〜ＳＷｎについても同様）に設定される数値によって
チョッパ出力ＣＨ，の位相のずれが決まるようになって
いる。

例えば１を設定すれば位相はＴ／Ｎ遅れ、２を設定すれ
ば位相は２Ｔ／Ｎ遅れる。

（Ｔはチョッパ繰返し周期、Ｎは編成電気車の総数）） 位相遅延回路ＣＵ１はこれに内蔵された図示しないカウ
ンタを主体としてなり、前記号車涜指定用スイッチＳＷ
、から入力される所定の信号値（これは例えばパルス数
として設定される）になるまで自動選択器ＳＥ、より入
力されるクロックパルスの計数を行い、カウンタの計数
値と号車慮指定用スイッチＳＷ１からの信号値との一致
を検出して（号車涜指定用スイッチＳＷ１に例えば１が
設定されている場合、カウントを開始してから一致によ
る信号ＲＥ、を出力するまでの時間はＴ／Ｎとなるよう
に設定されている）チョッパ制御回路ＣＣ，ヘリセット
信号ＲＥ、を送出するように構成されている。

ただし、いちどカウントアツプするとリセット端子Ｒに
リセット信号が入力されてカウンタの内部がクリアされ
るまでは計数は停止するようになっている。

なお、この位相遅延回路ＣＵ、は状態選択スイッチＳＳ
がスレーブＳ側に設定されたスレーブ車ＴＲ２〜ＴＲｎ
において必要な回路であり、状態選択スイッチＳＳ１が
マスク側に設定されているマスク車ＴＲ１ではリセット
端子Ｒにリセット信号が入力されないことから一度カウ
ントを行った後はまったく動作しない。

従ってマスク車ＴＲ１では前記号車屑指定スイッチＳＷ
１と位相遅延回路ＣＵ、についてはその動作を考慮しな
くてもよい。

次に作用及び効果について説明する。

本実施例は第３図に示すようにチョッパ回路ＣＨ，〜Ｃ
Ｈｎからのチョッパ出力をそのチョッパ回路毎に所定位
遅づつ遅らせることを目的とするものである。

そしてこれが本例ではどのようになされるかを以下に説
明するわけであるが、ここでは説明簡単化のため第３図
及び第４図に基づいて電気車ＴＲ１とＴＲ２とによりこ
れを説明する。

まず、電気車ＴＲ１をマスク車とし、電気車ＴＲ２をス
レーブ車とする。

（以後電気車ＴＲ１をマスク車といい電気車ＴＲ２をス
レーブ車という）従って、マスタ車ＴＲ，の選択スイッ
チＳＳ、はマスタ側に、スレーブ車ＴＲ２の選択スイッ
チＳＳ２はスレーブ側に予め設定しておく。

（車両の編成をｎ車両とした場合においてＴＲ１をマス
ク車にするとＴＲ２〜ＴＲｎは原則としてスレーブ車に
される） まずマスク車ＴＲ１について説明する。

発振器０８Ｃ１からのクロックパルスＯ８１は自動選択
器ＳＥ、へ入力されている。

マスク車ＴＲ，では状態選択スイッチＳＳ１はマスク側
に投入されているので自動選択器ＳＥ１は発振器０８Ｃ
１からのクロックパルスＯ８，をそのままチョツ／ ４
１Ｊ御回路ＣＣ１へ出力する。

次に、チョッパ制御回路ＣＣ１ではこれに設けられた図
示しないカウンタが前記自動選択器ＳＥ。

からのクロックパルスＯ８１をカウントしている。

そしてこのカウント値が予め設定された値になると信号
ＳＴ、を出力する。

するとこの信号ＳＴ、はチョッパ回路ＣＨ１に入力され
てモーターＭへのチョッパ出力ＣＯ１をオフにするとと
もにチョッパ制御回路ＣＣ１のカウンタを自らリセット
する。

このため図示しないカウンタはこのリセットによってふ
たたびゼロからカウントを続行する。

これは第３図の時間Ｔｓに相当する。

このカウントの続行によってカウンタのカウント値が電
気車制御装置ＣＯＮから制御信号と同じになると今度は
チョッパ信号ＴＨｆを出力する。

（このチョッパ信号ＴＨ１が出力されるまでのカウント
数は電気車制御装置ＣＯＮからの制御信号によって任意
に定められるものである。

）そうするとチョッパ回路ＣＨ，はチョッパ出力ＣＯ１
をオンにする。

一方、前記チョッパ信号ＴＨ１が出力されてからもチョ
ッパ制御回路ＣＣ１内のカウンタはクロックパルスＯ８
１のカウントを続行しているが、このカウント数が所定
値になるとカウンタは信号ＳＴ、を出力するとともに自
らのリセットを行う。

（図示しないカウンタには例えばパルスのカウント数が
例えばＱ個になったときに信号ＳＴ、を出力するように
予め設定されている。

これは例えばキャリー信号のようなものでこれによって
チョッパ繰返し周期Ｔが決まる）そして、この信号ＳＴ
１によってチョッパ出力ＣＯ１はオフにされる。

これは時間Ｔｅに相当する。

以後マスク車ＴＲ，では上述の動作が繰返されて第３図
のＣＯｌに示すようなチョッパ出力が形成されてこれに
よってモーターＭ１の駆動がなされる。

次にスレーブ車ＴＲ２について説明する。

各スレーブ車ＴＲ２〜ＴＲｎの多相化制御回路ＭＣ２〜
ＭＣｎでは状態選択スイッチＳＳ１〜ＳＳｎはすべてス
レーブ側Ｓに設定されており、そして号車鷹指定スイッ
チＳＷ、〜ＳＷｎはそれぞれ列車の号車涜に相当する数
値にセットされている。

従ってスレーブ車ＴＲ２では状態選択スイッチＳＳ２は
スレーブ側Ｓに投入され、号車屑指定用スイッチＳＷ２
は１にセットされている。

この状態において、自動選択器ＳＥ２には信号線り、を
介して発振器０８Ｃ１からのクロックパルスＯ８１が入
力されるので、チョッパ制御回路ＣＣ２には発振器０８
Ｃ１からのクロックパルスＯ８，が入力されて前述と同
様にチョッパ制御回路ＣＣ２内の図示しないカウンタに
よってチョッパ出力が形成される。

然し、スレーブ車ＴＲ２では状態選択スイッチＳＳ２が
スレーブ側Ｓに設定されていることから位相遅延回路Ｃ
Ｕ２のリセット端子Ｒに信号線Ｌ２を介して前記信号Ｓ
Ｔ、が入力されるのでチョッパ出力Ｃ０２の位相はチョ
ッパ出力ＣＯ１の位相よりもＴ／Ｎ（Ｔはチョッパ繰返
し周期、Ｎは電気車総数）だけ遅れることになる。

これについて詳述すると、位相遅延回路ＣＵ。

にはクロックパルスＯ８，が入力されてこれのカウント
が行なわれている。

一方、これのリセット端子Ｒには前記チョッパ制御回路
ＣＣ７からの信号ＳＴ、が入力されるので同位相遅延回
路ＣＵ２は信号ＳＴ、が入力されると同時にリセットさ
れてゼロからのカウントを開始する。

これは第３図の時間ＴＳに相当する。

次に、カウントの進行によってカウンタのカウント値が
号車涜指定スイッチＳＷ２からの設定値と同じになると
同位相遅延回路ＣＵ２はチョッパ制御回路ＣＣ２へり、
セット信号ＲＥ２を出力する。

（号車屑指定用スイッチＳＷ２に１に設定されている場
合、このリセット信号ＲＥ、を出力するまでの時間はＴ
／Ｎになるように設定されている）そうすると、チョッ
パ制御回路ＣＣ２内の図示しないカウンタがリセットさ
れ、同カウンタはふたたびゼロからカウントを開始する
。

これは第３図の時間Ｔｃに相当する。

これ以後の動作は前述のマスター車ＴＲ１のチョッパ制
御回路ＣＣ１と同様になるが、一応これについても説明
を加えておくと、リセット信号ＲＥ２が出力されるとＲ
Ｅ２とＳＴ２はチョッパ制御回路ＣＣ２の内部で導通し
ていることから同リセット信号ＲＥ２と同時に信号ＳＴ
２が出力されてチョッパ回路ＣＨ２はチョッパ出力ＣＯ
２をゼロにする。

一方、チョッパ制御回路ＣＣ２内のカウンタではクロッ
クパルスＯ８，のカウントが進行しており、このカウン
ト値が電気車制御装置ＣＯＮから制御信号と同じになる
と、一致によるチョッパ信号ＴＨ２が出力されてチョッ
パ回路ＣＨ，はチョッパ出力Ｃ０２をオンにする。

これは時間Ｔｄに相当する。

次に、チョッパ信号ＴＨ２が出力されてからもチョッパ
制御回路ＣＣ２内のカウンタはクロックパルスＯ８，の
カウントを続行しているが、このカウント数が所定値（
この値はマスク車ＴＲ，でもスレーブ車ＴＲ２でも同じ
に設定されている）になるとカウンタは信号ＳＴ２を出
力するとともに自らのリセットを行う。

これは時間Ｔｇに相当する。

そしてこの信号ＳＴ、によってチョッパ出力ＣＯ２はオ
フにされる。

以後スレーブ車では上述の動作が繰返されて第３図に示
すチョッパ出力ＣＯ２が形成さ札これによってモーター
Ｍ２の駆動がなされる。

このようにして他のスレーブ車ＴＲ３〜ＴＲｎについて
も同様に位相が遅延されて、そのチョッパ出力は第３図
のＣＨ３，ＣＨｎに示すようなものとなる。

従って各電気車ＴＲ１〜ＴＲｎではモーターＭ、〜Ｍｎ
がすべて同時に駆動されるのではなく、例えば１号車、
２号車、３号車・・・ｎ号車といった順に順次間欠駆動
されることになる。

なお、第３図のＣＨ１〜ＣＨｎはチョッパ繰返し周期Ｔ
を電気車総数Ｎで徐した時間だけ各電気車の位相をずら
した場合の、いわゆる多相化例であり、多量多相化する
場合はチョッパ繰返し周期Ｔを、（電気車総数Ｎ）×（
整数Ｍ ： Ｍ＝２、３、４−）で徐した時間だけずら
す事によっても達成できることは容易に類推できる。

このように本例では編成電気車ＴＲ１〜ＴＲｎのモータ
ーＭ、〜Ｍｎをすべて同時に駆動するのではなく、第３
図に示すように所定位相づつずらして駆動するので、各
電気車毎に複数のチョッパ回路及びチョッパ制御回路を
設けなくてもそれぞれ１づつ載置するだけでチョッパ出
力ＣＯ１〜ＣＯｎの多重多層化を行うことができる。

このため、チョッパ出力ＣＯ１〜ＣＯｎの多重多層化を
行うことによって誘導障害が減少するので濾波装置を設
ける必要もなくかつ各電気車ＴＲ１〜ＴＲｎのチョッパ
回路及びチョツ／４１Ｊ御装置を小型化できるわけであ
る。

また仮りにマスク車ＴＲ，の発振器ＯＳＣ，が故障した
場合を想定すると、この場合信号線Ｌ１からの信号が無
くなるので他の車輛の多相化制御回路ＭＣ２〜ＭＣＮは
総てそれぞれに組込まれている発振器０８Ｃ２〜Ｏ８ｎ
に切換えられて、多相化しない通常の運転方式に自動的
に切換わり、チョッパ回路ＣＨ，のダウンのみで他のチ
ョッパ回路ＣＨ，〜ＣＨＮは正常に動作し、編成軍をダ
ウンさせる事なく運転することが出来る。

しかも発振器ＯＳＣ，がダウンしたままでも状態選択ス
イッチＳ８２〜ＳＳｎを切換えれば他の電気車ＴＲ２〜
Ｔ Ｒｎをマスタにして正常な運転をする事も可能であ
る。

なお信号線り、 、 Ｌ２の断線や位相遅延回路ＣＵ、
〜ＣＵｎに故障が発生しても、上記同様に通常の多相化
しない運転に自動的に切り換わリ、編成軍のダウンを招
くことはない。

また編成軍特有の編成画数の変更は多相化制御回路ＭＣ
１〜ＭＣｎの状態選択スイッチＳＳ、〜ＳＳｎの切換と
号車涜指定用スイッチＳＷ、〜ＳＷｎの設定を変更する
のみで容易に対応できる。

さらに当然のことながらマスク車とスレーブ車の組み合
わせも自由に行なえる。

即ち、本発明は特許請求の範囲に記載した構成によって
、簡単なる制御装置とこれらを相互に接続する少なくと
も２本の信号線によって、誘導障害を効果的に防止でき
るという優れた特徴がある。

しかも、例えばマスク車の発振器、位相遅延回路、信号
線等が故障若しくは断線したとしても、他の車両では自
軍に組み込まれている発振器に自動的に切り換えられて
多相化しない通常の運転方式に切り換わるので、編成軍
を全く停止させることなく運転を継続できるという電気
車としてはきわめて好ましい特徴を有する。

また、マスク車の発振器が故障したままであっても、単
に状態選択スイッチを切り換えるのみで他の電気車をマ
スク車にして正常なる運転が行なえるので、故障に対す
る対応がきわめて容易であるという特徴もある。

さらに、編成軍特有の編成画数の変更も、ただ単に状態
選択スイッチの切り換えと号車Ｎｏ指定用スイッチＳＷ
、〜ＳＷｎの設定を変更するのみでよいので、編成電気
車の制御装置としてはまことに好ましい発明といえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した一実施例を示すブロック図
、第２図は多相化制御回路を示すブロック図、第３図は
各部の信号のタイミングを説明するためのタイミングチ
ャート、第４図は電気車ＴＲ，と電気車ＴＲ２を主体と
して示すブロック図である。 ＣＣ０・・・・・・チョッパ制御回路、ＣＯＮ・・・・
・・電気車制御装置、ＭＣ・・・・・・多相化制御回路
、ＣＨｌ・・・・・・チョッパ回路、Ｌ、 、 Ｌ２・
・・・・・信号線、ＳＳ・・・・・・状態選択スイッチ
、Ｏ８Ｃ・・・・・・発振器、ＳＥ・・・・・・自動選
択器、ＣＵ・・・・・・位相遅延回路、ＳＷ・・・・・
・号車涜指定用スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 先頭車には走行速度を制御するための電気車制御装
   置が設けられており、各電気車には前記電気車制御装置
   によって制御されるチョッパ制御回路及びチョッパ回路
   を備えた、複数の編成車両全体を総括して多相化、多重
   多相化する編成電気車の制御装置であって、前記各電気
   車には、前記チョッパ制御回路用のクロック信号を発生
   するための発振器、自軍に設けられている発振器の発振
   出力と他車に設けられている発振器からの発振出力とを
   比較して他車からの発振出力がある場合にはこれを優先
   的にクロック信号として用いる自動選択器、編成電気車
   の号車番号を設定するための号車Ｎｏ指定用スイッチ、
   この号車Ｎｏ指定用スイッチに設定された値に基づいて
   チョッパ多相化のためのリセット信号を作る位相遅延回
   路及びマスク側に設定されたときにはクロック信号を他
   の電気車へ出力しスレーブ側に設定されたときには他の
   電気車からのクロック信号を入力するための状態選択ス
   イッチからなる多相化制御回路を設け、この多相化制御
   回路を少なくとも２本の信号線で車両相互において接続
   しであることを特徴とする編成電気車の制御装置。