JPS63140607A - 列車制御方式 - Google Patents

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、車輪と走行路との間での粘着力を利用して推
進駆動力を得る方式の列車の制御方式に係り、特に、電
気鉄道における列車の空転や滑走の制御に好適な列車制
御方式に関する。

〔従来の技術〕

車両の走行、停止に車輪と走行路との間での摩擦力、い
わゆる粘着力を利用する方式の列車では、必要とする加
減速度を保つのに障害となり、暴走などによる安全性の
低下をもたらし、車輪のフラット発生による保守の増大
や乗心地悪化の原因となる空転や滑走の発生を極力抑え
なければならない。

そこで、従来から、車両に空転滑走検知装置を設け、空
転や滑走を検知して駆動力（ブレーキ力）を弱める方法
が採用されており、その例を国鉄新幹線の車両などに見
ることができる（国鉄、新幹線、０系先行車取扱説明書
参照）。

ところで、このような従来技術では、その空転や滑走の
検知による駆動力の制御が、それぞれの車両ごとに独立
に行なわれていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来例では、列車全体での空転や滑走の制御につい
て考慮されておらず、このため、列車編成の中でのそれ
ぞれの車両ごとに空転や滑走の検出を行ない、その結果
に基づいてその車両での駆動力制御が行なわれずにすぎ
ず、従って、列車全体としてみた場合、とにかく、各車
両ごとに、そこで空転や滑走が現われた後に、それに対
応した形での駆動力制御が得られるだけであり、空転や
滑走の発生を充分に抑えることができないという問題点
があった。

本発明の目的は、粘着力の変化を予想した駆動力制御を
可能にし、空転や滑走を充分に抑圧することができろよ
うにした列車制御方式の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、列車編成された複数の車両の中で、先行す
る車両での粘着力を検出し、その結果に基づいて後続の
車両における駆動力制御を行なうようにして達成される
。

〔作　用〕

粘着力は走行路の状態によって決定されることが多く、
このため列車編成された複数の車両の中で先行する車両
で検出した粘着状態は、後続する車両が同じ地点に達し
九ときにも同じ状態として把握可能であり、従って、先
行する車両で検出した粘着力に応じて後続する車両の駆
動力制御を行なってやれば、粘着力を走行位置で予想し
た制御が得られることになり、空転や滑走を未然に防ぐ
ことができる。

なお、空転・滑走の防止、換言すれば粘着性能向上は、
鉄道に於ける長年の珠題であり、このためには適確な粘
着制御を要する。しかして、この粘着制御の難かしさは
、粘着性能が天候や線路の特異点（継目やポイント）、
線路上の付着した油やゴミ等の為、不規則に変化する事
にある。よって、ある線区の粘着性能は、全体として広
い範囲にパラツク為、粘着制御についても、平均的な粘
着性能で議論せざるを得す、従って、適確な制御は困難
なのである。

しかして、本発明では、このように走行路の地点に応じ
て、或いは時間経過に応じてバラライている粘着性能に
対しても、列車の中で先行する車両によりリアルタイム
で検出を行ない、その結果に基づく駆動力制御が後続す
る車両において与えられる念め、充分適確な粘着制御が
得られるのである。

〔実施例〕

以下、本発明による列車制御方式について図示の実施例
により詳細に説明する。

第１図は本発明をＭＴＭ編成の電車に適用した場合の一
実施例で、図において、Ａ、Ｃは電動車両（Ｍ）、Ｂは
付随車両（Ｔ）、１は粘着力検知装置。

２は推進駆動制御装置であり、矢印方向に走行する状態
にあるものとする。従って、ここでは、電動車両Ａ、Ｃ
のうち、先行車両はＡ、後続車両はＣとなる。

先行車両人に設けられている粘着力検知装置１は、第２
図に示されているように、空転滑走検知器１０を備え、
これにより、まず、先行車両人における駆動車輪の回転
数（或いは主電動機の回転数やその電圧、′＃Ｌ九等）
の急変により空転、滑走の検出を行ない、この検出結果
を検知信号ａとして後続車両Ｃに伝送する。

一方、後続車両Ｃに設けられている推進駆動力制御装置
２は、第２図に示すように、タイミング演算装！２０と
駆動電力制御装置２１とを備え、これにより、先行車両
Ａから送られてくる検知信号ａに基づいて演算を行ない
、先行車両Ａに空転、又は滑走が発生した地点に後続車
両Ｃが到達するタイミングを検出し、この地点に後続車
両Ｃが到達した時点で、この後続車両Ｃの主電動機のト
ルク制御を行ない、空転検知地点では推進トルクを、そ
して滑走検知地点ではブレーキトルクをそれぞれ減少さ
せる方向での制御を行なうのである。なお、当業者には
自明の通り、ここにいう推進駆動力とは、正の値のとき
と負の値のときの双方を含み、正の推進駆動力とは列車
に前進方向の駆動力を与えろものを、そして、負の推進
駆動力とは制動力（ブレーキ力）を与えるものをそれぞ
れ意味していることは、説明するまでもない。

次に、この実施例について、さらに詳細に説明する。

この実施例は、第２図から明らかなように、主電動機と
して誘導電動機３を用い、これをＶＶＶＦインバータ２
１５で可変電圧、可変周波数により駆動制御するように
した電気車両に本発明を適用したもので、粘着力検知装
置１は、上記したように、空転滑走検知器１０で構成さ
れているが、タイミング演算装置加は距離積算回路２０
１と、距離設定回路２０２、それに地点到達判定回路２
０３とで構成され、タイミング信号ｔを出力する働きを
する。また、駆動電力制御装置２１は加算回路２１０〜
２１３゜変調回路２１４．それに上記し７１ｃｖｖｖＦ
インバータ２１５（なお、ＶＶＶＦとは可変電圧、可変
周波数の意）、およびＣＴ（電流検出用変成器）２１６
とで構成され、上記したように主電動機である誘導電動
機３のトルクと回転数の制御を行なう。

さらに、この第２図で、４は回転数センサであり、誘導
電動機３０回転数を表わすパルス信号を出力する働きを
する。

ここで、空転滑走検知器１０と、タイミング演算装置銀
の説明に先立って、まず、駆動電力制御装置２１につい
て説明する。

図示してない主幹制御器などから与えられる電流指令値
Ｉｐと周波数指令値ｆ８Ｐは、加算回路２１０〜２１２
を介して周波数制御信号ｆｌＮＶとなり、これが変調回
路２１４に入力されることによりインバータ２１５に対
する制御が行なわれ、これにより誘導電動機３に所定の
電圧と周波数の３相交流電力が供給される。そして、こ
のときの誘導電動機３に供給されている電流がＣＴ　２
１６によって検出され、この検出電流１ｍが加算回路２
１０に入力されることによって得られるフィードバック
制御と、このときの誘導電動機３０回転数が回転センサ
４で検出され、加算回路２１２に入力されることによる
フィードバック制御とにより、誘導電動機３の電圧と周
波数が指令値（Ｉｐ、ｆｇｐ）に収斂し、この電動機３
のトルクと回転数が所定値となるような制御が得られる
ことになる。なお、以上の動作は、主電動機として誘導
電動機を用い、これをＶＶＶＦインバータで制御する方
式の電気車の制御としては一般的なものである。

次に、空転滑走検知器ｌＯとタイミング演算装置加につ
いて説明する。

まず、空転滑走検知器１０は、上記したように、先行車
両人での粘着力変化（低下）を、車輪の空転、又は滑走
の発生によって検知する働きをする。

すなわち、列車がカ行中、又は制動中に、先行重両Ａで
粘着力の低下が起ると、それは空転（力行中）、又は滑
走（制動中）として現われる。なお、このような粘着力
の低下は、 （１）　　降雨時などでは、全線にわたって平均的に現
われる。

（２）線路の汚れや地形の影響によるものは局部的に現
われる。

ものであり、問題になるのは、主として（２）の方であ
ることは前述のとおりである。

そこで、この空転滑走検知器１０は、このような空転、
及び滑走を車輪の回転数の急変や、主電動機の電流の急
変などにより、粘着力変化として検出し、検知信号ａを
発生するのである。

次に、タイミング演算装置加は、上記したように距離積
算回路２０１と、距離設定回路２０２、それに地点到達
判定回路２０３とで構成されているが、まず、距離積算
回路２０１は一種のカウンタで、検知信号ａによ？てイ
ネーブルされ、これにより回転センサ４からのパルス信
号Ｐのカウントを開始するように動作する。

次に、距離設定回路２０２は所定値を定数データｈとし
て記憶している一種の記憶回路で、ディジタルスイッチ
やＲＯＭなどで構成されているものである。

また、地点到達判定回路２０３は一種のデータ比較器を
含み、距離積算回路２０１の出力データｌと距離設定回
路２０２の出力である定数データ＾と比較し、両者が一
致したときにタイミング信号ｔを発生する働きをする。

ここで、回転センサ４のパルス信号Ｐについてみると、
これは後続車両Ｃの主電動機である誘導電動機３０回転
に応じて順次、発生されてくるものであり、他方、この
誘導電動機３０回転数は後続車両Ｃの走行距離を表わす
ものであるから、結局、この回転センサ４のパルス信号
Ｐをカウントすることにより列車の走行距離を知ること
ができることになり、距離積算回路２０１の出力データ
ｌは、検知信号ａが現われたときから列車が走行した距
離を表わすことになる。

そこで、いま、距離設定回路２０２に、出力データｌに
対応させて、列車の先行車両Ａから後続車両Ｃまでの距
離を表わす定数データｌｌａを設定記憶させておいたと
すると、列車が走行中、成る地点で先行車両人に空転、
又は滑走が発生したあと、それに続いて後続車両Ｃがそ
の地点に丁度達した時点でタイミング信号ｔが発生され
ることになる。

一方、駆動電力制御装置２１には加算回路２１３が設け
られており、これに上記したタイミング信号ｔが入力さ
れている。そして、これにより、タイミング信号ｔが現
われると、電流指令値Ｉｐ　（実際Ｋ　ハｔ　ｉパター
ンとなっている）から一時的に所定値が減算されるよう
になっている。つまり、駆動電力制御装置２１では、タ
イミング信号ｔが入力されると、これに伴って主電動機
（誘導電動機３）の′を流が、そのときでの指令値から
所定値だけ減少制御され、駆動力が一時的に低下するよ
うな制御が働くことになる。

従って、この実施例によれば、先行車両人に空転、又は
滑走が発生した地点に後続車両Ｃが到達するごとに、こ
の後続車両Ｃでは常に自動的にその主電動機のトルクが
減少制御され、空転、又は滑走を未然に防止することが
できる。

特に、第１図の実施例では、ＭＴＭ編成の僅か３両から
なる列車について説明したが、実際に、もつと編成車両
数が多く、かつＭ車両も多い場合には、列車の先頭のＭ
車以外の後続の全ての車両についての空転、滑走は全て
未然に防止できることになり、充分な空転、滑走の防止
を得ることができる。

なお、以上の実施例では、滑走の制御に、主電動機の負
の駆動力の減少を用いるものについて説明したが、機械
的なブレーキによる滑走の制御に適用してもよいことは
言うまでもない。つまり、タイミング信号により根株ブ
レーキをゆるめるようにするのである。

また、主電動機についても、上記実施例のように誘導電
動機に限らないことも、同様に言うまでもないところで
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、 （１）大空転や滑走を発生させずに走行可能であり、粘
着係数を多少下げた程度で走行出来る。

このため活用できる平均粘着係数が向上する。

（２）　　乗心地が改善されろ。

（３）滑走を未然に防止出来、安全性の向上が期待でき
る。

などの優れた効果が得られ、従来技術の問題点に充分に
対処した列車制御方式を容易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による列車制御方式の一実施例を示す全
体構成図、第２図は粘着力検知装置と推進駆動制御装置
の一実施例を示すブロック図である。 ゛　Ａ・・・・・・先行車両、Ｃ・・・・・・後続車両
。 １・・・・・・粘着力検知装置、２・・・・・・推進駆
動制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くとも推進駆動力制御を必要とする車両を２以上
   含んで編成された列車の制御方式において、列車中の先
   行車両での粘着力を検出して後続車両に伝達する粘着力
   検知手段と、列車の走行状態に基づいて上記先行車両が
   通過した地点に上記後続車両が到達すべきタイミングを
   算出する演算手段とを設け、これら粘着力検知手段と演
   算手段の出力データに基づいて上記後続車両での推進駆
   動力制御を行なうように構成したことを特徴とする列車
   制御方式。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記粘着力検知手
   段が、上記先行車両での空転発生及び滑走発生の少くと
   も一方を検出する手段で構成されていることを特徴とす
   る列車制御方式。