CN101516670B - 车辆牵引控制*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆牵引控制***，用于改进在转换区间中电动车辆的行驶质量。当ATC车载装置检测到所述车辆在功率运行状态下进入到区间切换区域时，在从当所述车辆进入到所述区间切换区域时直到当停止给所述区间切换区域供电时的过程中由驱动装置产生的牵引转矩根据预定减小模式减小。当在停止供电之后经过预定的供电恢复时间时，由所述驱动装置产生的牵引转矩根据预定增加模式而增加。

Description

车辆牵引控制***

技术领域

本发明涉及一种用于车辆控制的车辆牵引(vehicle travel)控制***，当电动车辆通过切换区域或转换区间时，该车辆牵引控制***改进了电动车辆的行驶质量。

背景技术

在使用交流电输入的供电***中，存在用于切换从不同变电站供给的电能的地面设备(区间切换)，当车辆通过所述区间切换区域时，供给到车辆的电能被停止较短的时间。

也就是说，在电能从一个变电站供给的同时，当所述车辆进入所述区间切换区域之后经过预定时间时，从所述变电站供给到所述区间切换区域的电能停止。当供电停止之后经过预定时间时，电能开始从另一个变电站供给到所述区间切换区域。

由于所述区间切换区域中的电源的切换是以上述方式予以执行的，因此所述区间切换区域中供给到车辆的电能在较短的时间内从供电状态改变为停止状态，并再次改变为供电状态。因此，由一接通电源就运行的牵引马达产生的转矩会根据电源的供给和停止大大波动。结果，产生了纵向振动，通过该振动所述车辆来回摇动。车辆的行驶质量变差。

而且，当在应用动力再生制动器的过程中所述车辆进入区间切换区域时，当停止供电时该动力再生制动器关闭并且盘式制动器打开，如在以上的转矩中的情况。也就是说，由于当所述车辆进入所述区间切换区域时接通/关闭所述动力再生制动器和所述盘式制动器同时发生，因此车辆发生纵向振动并且所述车辆的行驶质量变差。

为了抑制该纵向振动发生于所述区间切换区域，已经提出了一种区间切换技术，其中所述区间切换区域被分成三个子区域。

也就是说，在划分所述区间切换区域的三个子区域中，电能从不同的变电站被供给到两端部处的两个子区域中的每一个，电能从所述两个变电站被供给到中部的子区域。当车辆通过每个子区域时，将电能供给到车辆的变电站被顺序切换。以该方式，当车辆通过所述区间切换区域时电能总是供给到车辆，因此，限制了车辆牵引转矩中的波动(例如，参见专利文献1)。专利文献1：未经审查的日本专利公开：2000-203316。

发明内容

以上的馈电线(feeder)切换控制装置在像以高速行驶的高速列车车辆一样的车辆的情况下已经不能正常地运行。

也就是说，在像以高速行驶的高速列车车辆一样的车辆中，所述车辆的行驶速度很快，需要产生高的转矩以便使所述车辆以高速行驶。因此，在高速列车车辆中，需要精确控制所述高速列车车辆的行驶位置并当车辆通过区间切换区域时及时切换三个供电子区域。

以上的馈电线切换控制装置不能精确地控制像高速列车一样的高速车辆的行驶位置。因此，存在供给到车辆的电能被临时停止的情况。结果，牵引转矩和所述动力再生制动器和所述盘式制动器之间的切换中的较大波动发生在车辆的侧部，该波动引起纵向振动并恶化了车辆的行驶质量。

本发明是鉴于以上问题而产生的。本发明的目的是提供一种车辆牵引控制***用于改进在切换区域中电动车辆的行驶质量。

用来解决以上问题的本发明的第一方面提供了一种电动车辆的车辆牵引控制***，其中所述电动车辆通过从包括切换区域的馈电线(feeder)供电***得到供电而行驶的，其中在所述切换区域处从不同电源***供给的电能被切换。所述车辆牵引控制***包括驱动装置、用于检测切换区域内的车辆的位置的检测装置以及控制装置。

所述驱动装置接收供电以便以预定的牵引转矩驱动所述车辆。用于检测切换区域内的车辆的位置的检测装置检测车辆进入到所述切换区域。

当通过用于检测切换区域内的车辆的位置的检测装置检测到车辆进入到所述切换区域时，所述控制装置在从所述车辆进入到所述切换区域时直到当停止将电能供给到所述切换区域时的过程中根据预定减小模式减小由所述驱动装置产生的牵引转矩。当预定供电恢复时间过去之后或者当用于检测切换区域内的车辆的位置的检测装置检测到所述车辆从所述切换区域出来时，在停止供电之后，根据预定增加模式增加由所述驱动装置产生的牵引转矩。

在这种车辆牵引控制***中，当所述车辆进入到所述切换区域被用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置检测到时，在所述车辆进入到所述切换区域时直到当停止将电能供给到所述切换区域时的过程中根据预定减小的模式减小了由所述驱动装置产生的牵引转矩。

而且，当预定供电恢复时间过去之后或者当用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置检测到所述车辆从所述切换区域出来时，在停止供电之后，根据预定增加模式增加牵引转矩。

以此方式，由于在所述车辆进入到所述切换区域之后控制车辆的牵引转矩，因此当所述车辆通过切换区域时能改进车辆的行驶质量。将给出对该效果的详细描述。

如上所述，当所述车辆在牵引转矩是由所述驱动装置产生的状态下通过所述切换区域时，所述驱动装置的牵引转矩会由于供电的停止和恢复快速波动。因此，所述车辆发生纵向振动。例如，在像高速列车一样的车辆中，在该高速列车中由所述驱动装置产生大的牵引转矩以便实现高速行驶，由所述牵引转矩的波动产生的纵向振动很大。

因此，如果在供电停止之前通过根据预定减小模式减小所述牵引转矩并且通过当恢复供电时或所述车辆从如上的切换区域出来时根据预定增加模式增加所述牵引转矩，可以抑制所述牵引转矩在所述切换区域中快速波动，然后所述车辆不再发生纵向振动。由于车辆不再发生纵向振动，因此当所述车辆通过所述切换区域时改进了车辆的行驶质量。

与牵引转矩情况一样应用于制动器中。也就是说，在应用电制动器的过程中当所述车辆进入所述区间切换区域时，当停止供电时电制动器关闭同时盘式制动器打开。因此，由于在所述车辆进入所述区间切换区域时所述动力再生制动器和所述盘式制动器的接通/关闭同时发生，因此车辆发生纵向振动并且所述车辆的行驶质量变差。

因此，本发明的第二方面中的车辆牵引控制***优选包括用于通过机械地抑制车轮的转动而使所述车辆减速的机械制动器以及用于通过用电力抑制车轮的转动而使所述车辆减速的电制动器。当在应用电制动器的同时车辆进入所述切换区域被用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置检测到时，所述控制装置会根据预定减小模式减小电制动器的施加力，并且在从车辆进入所述切换区域时直到当停止给所述切换区域供给电能时的过程中根据预定模式增加机械制动器的施加力。当预定供电恢复时间过去之后或当用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置检测到车辆从所述切换区域出来时，在停止供电之后，所述控制装置会根据预定增加模式增加电制动器的施加力以及根据预定模式减小机械制动器的施加力。

在此“电制动器”是通过将车辆具有的动能转化为电能而被应用于车辆的一种类型的制动器。该电制动器意味着例如像动力再生制动器的制动器，其中所述动力再生制动器将驱动装置当作发电机来操作并由该发电机产生的电能反馈到架空线。

在此“机械制动器”表示像盘式制动器的一种制动器，其中所述盘式制动器是通过将制动靴衬套压靠被连接到车轴的金属盘上而产生制动力。

如上所述，在切换区域中，在停止供电时，电制动器的施加力是根据预定减小模式被减小，机械制动器的施加力是根据预定模式被增加。当恢复供电或当所述车辆离开切换区域时，所述电制动器的施加力根据预定增加模式得以增加，所述机械制动器的施加力根据预定模式得以减小。

在该方式中，在供电停止之前，电制动器的施加力变成基本上为零(0)，机械制动器的施加力按需要增加。因此，在停止供电时即使所述电制动器和所述机械制动器同时切换，制动器的施加力整体上没有改变。

如果制动器的施加力整体上没有改变，车辆不会发生纵向振动。当所述车辆通过切换区域时车辆的行驶质量得以改进。

从当车辆进入切换区域时到停止供电时的时间周期一般较短。因此，为了以预定减小模式减小由所述驱动装置产生的牵引转矩，在车辆侧也需要精确地检测车辆进入切换区域。

在本发明的第三方面的车辆牵引控制***中，用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置优选包括预先存储切换区域信息的转换区间数据库；ATC车载装置，该ATC车载装置基于ATC路侧线圈的位置数据、从由轨道和在该轨道上行驶的车辆形成的感应电路获得的数据以及车辆的速度数据确定车辆的当前位置。当由所述ATC车载装置确定的车辆的当前位置进入到储存于所述转换区间数据库中的切换区域时，用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置会检测到车辆进入到所述电源区间切换区域内。当进入的车辆从所述切换区域离开时，用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置会检测到车辆从所述切换区域离开。

所述ATC车载装置能精确地检测到行驶车辆的当前位置。因此，如在本发明的第三方面，如果当由所述ATC车载装置获得的车辆的当前位置进入到储存于所述转换区间数据库内的切换区域时，检测到车辆进入到切换区域，并且如果当进入的车辆从所述切换区域离开时检测到车辆从所述切换区域离开，能精确地检测到车辆进入到所述切换区域以及车辆从所述切换区域离开。

当车辆通过所述转换区间时，存在各种模式的由所述控制装置使驱动装置产生的牵引转矩。在本发明的第四方面的车辆牵引控制***中，所述牵引转矩被优选设定为以预定的第一牵引转矩和预定的减小加速值的商的斜率随时间消逝而减小。以该方式，所述牵引转矩以恒定速率减小。恒定加速度(减速加速度)被施加到所述车辆。也就是说，由于车辆加速度中的波动是恒定的，不会对车辆的行驶质量产生不利影响。

在本发明的第五方面的车辆牵引控制***中，所述控制装置使所述驱动装置产生的牵引转矩的预定增加模式被优选设定为使所述牵引转矩以预定第二牵引转矩和预定增加加速值之商的斜率优选随时间的消逝而增加。在该方式中，所述牵引转矩以恒定速率增加。恒定加速度(增速加速度)被施加到所述车辆。也就是说，既然车辆加速度中的波动是恒定的，不会对车辆的行驶质量产生不利影响。

在本发明的第六方面的车辆牵引控制***中，所述第一牵引转矩和所述第二牵引转矩被设定为所述驱动装置能产生的最大牵引转矩。这样，车辆能在所述车辆通过所述转换区间之前和之后以由所述驱动装置产生的最大牵引转矩行驶。所述驱动装置能被最大效率地使用。

在本发明的第七方面的车辆牵引控制***中，所述控制装置优选控制所述电制动器和所述机械制动器以使所述电制动器的施加力和所述机械制动器的施加力的总和是恒定的。在该方式中，这些制动器的施加力总体上是恒定的且不变的，即使所述电制动器和所述机械制动器被切换。因此，车辆没有发生纵向振动。车辆的行驶质量较好。

附图说明

图1是表示车辆牵引控制***的示意性结构的方块图；

图2是表示区间切换区域中区间切换操作的示意图；

图3是在车辆的牵引控制***中的控制***50中执行的过程的流程图；

图4是表示当装有所述车辆牵引控制***的车辆以最大转矩通过所述区间切换区域时所述区间切换操作和车辆侧的牵引控制之间的关系的示意图；

图5是表示当装有所述车辆牵引控制***的车辆以最大转矩通过所述区间切换区域时区间切换区域进入检测信号、架空线电压以及牵引转矩中每个值是如何变化的示意图；

图6(a)和(b)是表示当装有所述车辆牵引控制***的车辆80和没有装有所述车辆牵引控制***的车辆80的每个都以最大转矩通过所述区间切换区域时所述实际牵引转矩中测得的波动数据的示意图；

图7是表示当装有所述车辆牵引控制***的车辆使用制动器通过区间切换区域时所述区间切换操作和车辆侧的牵引控制的关系的示意图；

图8是表示当装有所述车辆牵引控制***的车辆使用制动器通过区间切换区域时区间切换区域进入检测信号、所述架空线电压以及牵引转矩中每个值是如何变化的示意图；

图9(a)和(b)表示当装有所述车辆牵引控制***的车辆80和没有装有所述车辆牵引控制***的车辆80的每个都使用制动器通过所述区间切换区域时所述实际牵引转矩中测得的波动数据的示意图。

附图标记说明

10-驱动装置、动力再生制动器15-盘式制动器20-ATC车载装置22-ATC路侧线圈24-外部存储装置24a-转换区间数据库30-测速发电机40-传送装置50-控制装置60-架空线70-受电弓80-车辆82-车轮90-轨道。

具体实施方式

在下文中，将通过附图解释本发明的实施例。本发明的实施例形式不限于任何方式的下述实施例，并能采用各种形式，只要这些形式属于本发明的技术范围。

(车辆牵引控制***的构造)

图1是表示车辆牵引控制***的示意性结构的方块图。如图1所示，所述车辆牵引控制***设置有驱动装置10、盘式制动器15、ATC车载装置20、ATC路侧线圈22、外部存储装置24(转换区间数据库24a)、测速发电机30、传送装置40以及控制装置50。

驱动装置10经由受电弓70从架空线60接收电能并以预定的牵引转矩驱动车辆82以使车辆80运行。特别地，所述驱动装置10包括未示出的逆变器，该逆变器经由受电弓70从架空线60接收交流电并将所述电能转化为直流电，然后转化为三相交流电。所述驱动装置10还包括交流电机等。

驱动装置10还被用作动力再生制动器10，其用电力抑制车辆的车轮82的旋转，因此使车辆减速。也就是说，驱动装置10将交流电机用作发电机以通过车辆的车轮82的旋转产生电能以便抑制车轮82的旋转，也就是说，通过将发电机用作车轮82旋转上的载荷实施制动。

通过控制所述发电机的发电能控制制动器的施加力。也就是说，当发电增加时，载荷增加，制动器的施加力变大。而且，当发电减小时，载荷减小，制动器的施加力变小。

由发电机发出的电经由逆变器和受电弓70返回到架空线60。

盘式制动器15是一种制动器，该制动器通过机械抑制车辆的车轮82的旋转以使车辆减速。盘式制动器15抑制车轮82的旋转，也就是说，通过将这些垫压靠由碳纤维等形成的并被连接到每个车轮82的未示出的轴的圆盘的两个侧部而实施制动。通过使制动垫多远地压靠所述圆盘来控制所述制动器的施加力。

安装在车辆80上的ATC车载装置20包括未示出的CPU、ROM和RAM以及外部存储装置24。ATC车载装置20的外部存储装置24存储转换区间数据库24a。所述转换区间数据库24a预先存储转换区间的位置数据。

ATC车载装置20接收ATC路侧线圈22的位置数据、由轨道90和在该轨道90上行驶的车辆80形成的感应电路所获得的车辆的位置数据以及由用于检测车辆速度的测速发电机30获得的车辆80的速度数据，以便确定车辆80的当前位置。

当车辆80的特定当前位置进入存储于转换区间数据库24a中的转换区间时，确定车辆80已经进入到所述区间切换区域，ATC车载装置20还经由传送装置40将区间切换区域进入检测信号输出到控制装置50。

而且，当在指定车辆80进入存储于转换区间数据库24中的转换区间之后车辆80从所述转换区间离开时，确定车辆80已经从所述区间切换区域离开，ATC车载装置20还经由传送装置40将区间切换区域离开检测信号输出到控制装置50。

ATC路侧线圈22被埋于和布置轨道90的两根铁轨之间。当车辆通过ATC路侧线圈22时，ATC路侧线圈22将ATC路侧线圈22的位置数据发送到ATC车载装置20。

测速发电机30检测车辆80的速度。测速发电机30产生与车辆80的速度成比例的电压以便检测车辆80的速度。

传送装置40是一种用于将从ATC车载装置20输出的区间切换区域进入检测信号和区间切换区域离开检测信号发送到控制装置50的装置。特别地，传送装置40将从ATC车载装置20输出的区间切换区域进入检测信号和区间切换区域离开检测信号转化成一种信号形式并发送，该信号形式在噪声环境下可传送到控制装置50侧上的传送装置40，等等。例如，传送装置40的输入/输出被配置成使用RS232C或RS422标准从而传送和接收所述检测信号。

控制装置50包含未示出的CPU、ROM、RAM等。当从ATC车载装置20接收所述区间切换区域检测信号时，控制装置50从车辆80进入到所述区间切换区域时到当停止给所述区间切换区域供电时根据预定减小模式形式而减小了由驱动装置10产生的牵引转矩。在停止供电之后，当预定供电恢复时间消逝之后或者接收到所述区间切换区域进入检测信号时，所述控制装置根据预定增加模式增加由驱动装置10产生的牵引转矩。

(区间切换区域中的区间切换操作)

将通过图2解释区间切换区域中的区间切换操作。图2是表示区间切换区域中的区间切换操作的示意图，其中，图(a)表示从子区域1和2中的变电站A供电；图(b)表示当车辆进入区间切换区域时开始区间切换操作；图(c)表示区间切换操作开始之后1秒钟，子区域2处于无电压状态；并且图(d)表示无电压状态之后0.3秒钟从变电站B给子区域2和3供电。

如图2(a)所示，在进入所述区间切换区域之前的子区域1中，车辆80从子变电站A接收电能以行驶。

当车辆80运动并进入如图2(b)所示的区间切换区域时，开始区间切换操作。

当开始所述区间切换操作时，在车辆80进入所述区间切换区域之后一秒钟给子区域2的供电停止，如图2(c)所示。因此，子区域2处于没有电压状态。

然后，如图2(d)所示，停止供电之后0.3秒钟，电能从子变电站B供给到子区域2。恢复车辆80的供电。

由于所述区间切换操作如上执行，存在一种情况，其中在子区域2中没有给车辆80供电0.3秒钟。在此情况下，所述牵引转矩快速波动因此发生纵向振动。

(牵引控制过程)

现在，将基于图3中的流程图解释在车辆80进入所述区间切换区域之后由控制装置50执行的行驶控制过程。图3是在所述车辆牵引控制***的控制***50中执行的过程的流程图。

如图3所示，在S100中，所述区间切换区域进入检测信号从ATC车载装置20提供。

在随后的S105中，确定是否提供了所述区间切换区域进入检测信号。如果确定没有供给所述区间切换区域进入检测信号(S105：No)，过程返回到S100。从ATC车载装置20供给所述区间切换区域进入检测信号的过程被重复。另一方面，如果确定供给了所述区间切换区域进入检测信号(S105：Yes)，该过程进行到S110。

在S110中，确定是否驱动装置10***作为动力再生制动器10。当确定动力再生制动器10在工作(S110：Yes)，该过程进行到S145。如果确定动力再生制动器10没有工作(S110：No)，该过程进行到S115。

在S115中，以恒定速率减小所述牵引转矩。在随后的S120中，确定是否经过了预定的时间。在本实施例中，所述预定时间为一秒钟(参见图2)。如果预定时间(一秒钟)还没有消逝(S120：No)，该过程返回到S115，所述牵引转矩被减小直到经过所述预定时间。当已经经过所述预定时间(S120：Yes)，该过程进行到S125。

在S125和S130中，预设时间和牵引转矩被设定为零(0)。在本实施例的情况下，所述预设时间是0.3秒钟(参见图2)。

当在牵引转矩被设定为零(0)之后已经经过预设时间(0.3秒钟)时，在S135中，牵引转矩以恒定速率增加。在随后的S140中，确定是否达到预定的牵引转矩。

当没有达到预定的牵引转矩(S140：No)时，该过程返回到S135，并增加了牵引转矩。另一方面，当实现了预定的牵引转矩(S140：Yes)，该过程返回到S100以重复所述牵引控制过程。

当确定在S110中动力再生制动器10在工作时，该过程进行到S145，在S145中，所述动力再生制动器10的施加力以恒定速率减小。在随后的S150中，盘式制动器15的施加力以恒定速率增加。

当动力再生制动器10的施加力在S145中减小时，盘式制动器15的施加力在S150中增加，动力再生制动器10和盘式制动器15被控制以使动力再生制动器10的施加力和盘式制动器15的施加力的总和是恒定的。

在随后的S155中，确定是否经过了预定时间。在本实施例中，所述预定时间被设定为一秒钟(参见图8)。如果所述预定时间(一秒钟)还没有消逝(S155：No)，该过程返回到S145。直到经过所述预定时间，动力再生制动器10和盘式制动器15的施加力得以控制。在经过所述预定时间之后(S155：Yes)，该过程进行到S160。

在S160中，确定是否在停止供电之后已经经过了预定时间。如果还没有经过预定时间(S160：No)，S160的步骤被重复直到经过所述预定时间。当已经经过了所述预定时间(S160：Yes)，该过程进行到S165。

在S165中，以恒定的速率减小所述盘式制动器的施加力。在随后的S170中，以恒定的速率增加动力再生制动器10的施加力。

当盘式制动器15的施加力在S165中以恒定速率减小时，动力再生制动器10的施加力在S170中以恒定速率增加，盘式制动器15和动力再生制动器10被控制以使所述盘式制动器15的施加力和动力再生制动器10的施加力之和是恒定的。

在随后的S180中，确定是否动力再生制动器10的施加力已经达到预定值。如果所述施加力还没有到达所述预定值(S180：No)，该过程返回到S165。所述施加力被控制直到所述施加力到达所述预定值。当所述施加力已经达到所述预定值(S180：Yes)，该过程返回到S100，并重复所述牵引控制过程。

现在将通过图4解释当安装有上述车辆控制***的车辆80以最大转矩通过所述区间切换区域时所述区间切换操作和车辆侧部上的行驶控制之间的关系，其中图(a)表示从子区域1和2中的变电站A供电；图(b)表示ATC车载装置20检测进入到分段切换区域的入口并输出区间切换区域入口检测信号，且控制装置50减小额定功率转速下的转矩；曲线(c)表示既然在区间切换操作开始之后，子区域2处于无压状态之前减小额定功率转速下的转矩，因此，没有发生纵向震动；且曲线(d)表示无电压状态之后0.3秒钟，从变电站B给子区域2和3供电，并增加额定功率转速下的转矩。

如图4(a)所示，在进入到所述区间切换区域之前的子区域1中，车辆80从子变电站A接收电能并以所述驱动装置10能产生的最大牵引转矩行驶。

当车辆80运动并进入到如图4(b)所示的区间切换区域时，开始区间切换操作。在此，在车辆80侧，检测到ATC车载装置20已经进入到所述区间切换区域。然后，所述区间切换区域进入检测信号从所述ATC车载装置20提供给所述控制***50，并且所述牵引转矩开始以恒定速率减小。

此时牵引转矩的减小模式是以使所述牵引转矩以驱动装置10能产生的最大牵引转矩和预定减小速率的商(恒定值)的斜率并且与消逝时间成比例地从最大牵引转矩减小到零(0)。

接着，如图4(c)所示，在车辆80进入到区间切换区域之后一秒钟停止给子区域2供电。在此，在车辆80侧，所述牵引转矩被设置为零(0)。

然后，如图4(d)所示，在从所述子变电站A供电停止0.3秒钟之后，电能从子变电站B被供给到子区域2。在此，在车辆80侧，所述牵引转矩以恒定速率增加直到所述牵引转矩已经达到所述预定值。

此时所述牵引转矩的增加模式是以使所述牵引转矩以驱动装置10能产生的最大牵引转矩和预定的增加速率的商(恒定值)的斜率并且与消逝时间成比例地从零(0)增加到最大牵引转矩。

如上所述，，所述牵引转矩被平滑地减小和增加以响应所述区间切换操作。因此，即使在子区域2中存在没有给车辆80供电0.3秒钟，所述牵引转矩不会快速波动。既然所述牵引转矩没有快速波动，因此纵向振动不会发生。

图5表示当牵引控制如图4被执行时，所述区间切换区域进入检测信号、架空线电压以及牵引转矩中每个值是如何变化。

如图5所示，当车辆80进入所述区间切换区域时，开始所述区间切换操作，所述区间切换区域进入检测信号变高。结果，所述牵引转矩开始以恒定速率减小。

在开始所述区间切换操作之后的一秒钟，所述架空线电压从25000[V]变化到0[V]。此时，所述牵引转矩已经被减小到接近零(0)。因此，所述牵引转矩几乎不波动，即使不再给驱动装置10供电，因为所述架空线电压为0[V]，并且驱动装置10能产生的牵引转矩变为0[V]。既然在所述牵引转矩中存在较小的波动，因此车辆80不会发生由所述牵引转矩中的波动引起的纵向振动。

图6(a)和(b)是表示当装有所述车辆牵引控制***的车辆80和没有装有所述车辆牵引控制***的车辆80的每个都通过所述区间切换区域时所述实际牵引转矩中测得的波动数据。图6(a)表示在安装所述车辆牵引控制***之前在传统车辆中的牵引转矩中的波动。图6(b)表示安装所述车辆牵引控制***的车辆80中的牵引转矩中的波动，其被改进从而不会引起纵向振动。在图6(a)和(b)中，所述水平轴表示时间，所述垂直轴表示纵向加速度。

如图6(a)所示，在传统的车辆中，当所述车辆通过所述区间切换区域时纵向加速度快速波动。能看到车辆发生纵向振动。另一方面，在安装有车辆牵引控制***的车辆80中，当车辆80通过所述区间切换区域时纵向加速平滑波动，如图6(b)所示。能看到车辆80没有发生纵向振动。

通过图7，将解释当安装有所述车辆牵引控制***的车辆80使用制动器通过所述区间切换区域时所述区间切换操作和所述车辆侧的牵引控制之间的关系，其中图(a)表示从子区域1和2中的变电站A供电；图(b)表示ATC车载装置20检测进入区间切换区域的入口，并输出分段切换区域入口检测信号，且控制装置50减小再生制动器的施加力，并增加盘式制动器的施加力；图(c)表示既然在区间切换操作开始之后在子区域2处于无电压状态之前减小再生制动器的施加力；以及图(d)表示无电压状态之后0.3秒钟，从变电站B给子区域2和3供电增加再生制动器的施加力并减小圆盘式制动器的施加力。

如图7(a)所示，在进入所述区间切换区域之前，车辆80在子区域1中在应用动力再生制动器10情况下行驶。

当车辆80运动并进入到如图7(b)所示的区间切换区域时，开始所述区间切换操作。在此，在车辆80侧，ATC车载装置20检测车辆80进入到所述区间切换区域中。然后所述区间切换区域进入检测信号从ATC车载装置20提供给控制装置50。结果动力再生制动器10的施加力开始以恒定速率减小，盘式制动器15的施加力开始以恒定速率增加。

接着，如图7(c)所示，在车辆80进入到区间切换区域之后一秒钟，停止给子区域2供电。

然后，如图7(d)所示，在停止供电之后0.3秒钟，从所述子变电站B给子区域2供电。在此，在车辆80侧，动力再生制动器10的施加力以恒定速度增加到预定值，盘式制动器15的施加力以恒定速度减小。

如上所述，在车辆80侧，动力再生制动器10和盘式制动器15的施加力响应所述区间切换操作平滑减小和增加。因此，即使在子区域2中没有给车辆80供电0.3秒钟，所述制动器的施加力没有快速波动。由于所述制动器的施加力没有快速波动，因此，没有发生纵向振动。

图8表示当如图7执行行驶控制时所述区间切换区域进入检测信号、架空线电压以及动力再生制动器10的施加力和所述盘式制动器的施加力中的每个值是如何变化。

如图8所示，当车辆80进入所述区间切换区域并且开始所述区间切换操作时，所述区间切换区域进入检测信号变高。结果，动力再生制动器10的施加力开始以恒定速率减小，盘式制动器15的施加力开始以恒定速率增加。

在所述区间切换操作开始之后一秒钟，所述架空线电压从25000[V]变化到0[V]。此时，动力再生制动器10的施加力已被减小到零(0)，所述盘式制动器15的施加力已经达到额定值。因此，这些制动器的施加力很难波动，即使由于所述架空线电压变为0[V]，并且所述动力再生制动器能产生的施加力变为零(0)不再应用动力再生制动器10。由于在这些制动器的施加力中存在较小的波动，因此由这些制动器的施加力中的波动引起的纵向振动不会发生于车辆80。

图9(a)和(b)表示当装有所述车辆牵引控制***的车辆80和没有装有所述车辆牵引控制***的车辆80的每个都通过所述区间切换区域时测得的实际波动(加速)数据。图9(a)表示在施加制动时执行所述区间切换操作的情况下在装入所述车辆牵引控制***之前传统车辆中的波动(加速)。图9(b)表示装有所述车辆牵引控制***的车辆80中的波动(加速)，其被改进以便不会引起纵向振动。在图9(a)和(b)中，所述纵轴表示时间，所述垂直轴表示纵向加速度(acceleration)。

在图9(a)中所示的传统车辆中，当车辆通过所述区间切换区域时的纵向加速快速度波动到0.8G/s的程度。能看到车辆发生了纵向振动。另一方面，在安装有所述车辆牵引控制***的车辆80中，当车辆80通过所述区间切换区域时纵向加速度平滑地波动到0.08G/s程度，如图9(b)所示。能看到，车辆80发生的纵向振动与所述传统车辆中的情况相比大大减小。

如上所述，在所述车辆牵引控制***中，在车辆80在产生牵引转矩的状态下行使的情况下，所述牵引转矩根据预定的减小模式减小直到停止供电，以及当在所述转换区间中恢复供电时所述牵引转矩根据预定增加模式而增加，以防止所述牵引转矩快速波动。因此，车辆80不会发生纵向振动。由于车辆80不会发生所述纵向振动，因此在通过所述转换区间时，车辆80的行使质量就会得以改进。

而且，在应用动力再生制动器10的状态下，所述动力再生制动器10的施加力根据预定减小模式减小，盘式制动器15的施加力根据预定增加模式而增加直到在所述区间切换区域停止供电。当恢复供电时，所述动力再生制动器10的施加力根据预定增加模式而增加，盘式制动器15的施加力根据预定减小模式而减小，从而阻止制动器的施加力快速波动。因此，车辆80不会发生纵向振动。既然车辆80不会发生纵向振动，因此在通过所述区间切换区域，车辆80的行使质量就会得以改进。

在所述车辆牵引控制***中，行使车辆80的当前位置是通过使用ATC车载装置20获得的。由于ATC车载装置20能精确地检测到所述行使车辆的当前位置，因此能精确检测到车辆80进入到所述区间切换区域以及车辆80从所述区间切换区域离开。

由驱动装置10产生的牵引转矩的减小模式被设定为使所述牵引转矩以恒定速率减小。因此，恒定加速度(减速的加速度)被施加到车辆80。也就是说，由于车辆80的加速度中的波动是恒定的，车辆80不会发生纵向振动。对车辆的行使质量没有不利影响。

由驱动装置10产生的牵引转矩的增加模式被设定为以使所述牵引转矩以恒定速率增加。因此，恒定加速度(加速的加速度)被施加到车辆80。也就是说，由于车辆80的加速度中的波动是恒定的，车辆80不会发生纵向振动。对车辆的行使质量没有不利影响。

在减小所述牵引转矩时，所述牵引转矩从能由驱动装置10产生的最大转矩减小。在增加所述牵引转矩时，所述牵引转矩从零(0)增加到所述最大转矩。因此，在车辆80通过所述转换区间之前和之后车辆80能以驱动装置10能够产生的最大牵引转矩行使。因此，驱动装置10能被最大有效地使用。

而且，动力再生制动器和盘式制动器15被控制成使得动力再生制动器10的施加力和盘式制动器15的施加力的总和是恒定的。这些制动器的施加力整体上是恒定且不变的，即使动力再生制动器10和盘式制动器15被切换。因此，所述车辆没有发生纵向振动。车辆的行使质量是令人舒适的。

(其他实施例)

以上描述了本发明的实施例。然而，本发明不限于所提供的实施例，并能采用各种模式。

(1)在本实施例中，所述牵引转矩相对于消逝的时间以恒定速率减小或增加。然而，可采用其他的模式。例如，所述牵引转矩能以曲线模式减小。也就是说，当接收到所述区间切换区域进入检测信号时，牵引转矩以较大速率减小，并且正好在所述架空线停止供电之前，减小速率降低(反之亦然，在所述牵引转矩得以增加)。

(2)在本实施例中，当所述牵引转矩减小到零(0)且在停止供电之后已经经过了所述预定时间(0.3秒钟)时，所述牵引转矩得以增加(参见图3中的S125到S140)。然而，在停电之后当车辆80从所述区间切换区域离开时，所述牵引转矩会得以增加。

具体地，在如图3的流程图中所示的所述牵引控制过程中，在S125中在所述牵引转矩被设定到零(0)之后，加入了新步骤S127，其中提供区间切换区域离开信号。在接着的S130中，取代确定是否在停止供电之后已经经过了预定时间，而是确定是否提供了所述区间切换区域离开信号。

当提供了所述区间切换区域离开信号时(S130：Yes)，该过程进行到S135，并且增加所述牵引转矩。另一方面，当没有提供所述区间切换区域离开信号时(S130：No)，所述过程返回到S125，并且所述转矩继续处于零(0)。

Claims (8)

1.一种电动车辆的车辆牵引控制***，其中所述电动车辆通过从包括转换区间的馈电线供电***得到供电而行驶的，其中在所述转换区间处从不同电源***供给的电能被切换，所述车辆牵引控制***包括：

驱动装置，该驱动装置接收供电以便以预定的牵引转矩驱动所述车辆；

检测装置，该检测装置用于检测切换区域内的车辆位置，其中所述检测装置检测所述车辆进入到所述转换区间和从所述转换区间离开；以及

控制装置，当通过用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置检测到车辆进入到所述转换区间时，所述控制装置从当所述车辆进入到所述区间切换区域时直到当停止将电能供给到所述区间切换区域时的过程中根据预定减小模式减小由所述驱动装置产生的牵引转矩；在停止供电之后，当预定供电恢复时间过去之后或者当用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置检测到所述车辆从所述转换区间离开时，根据预定增加模式增加由所述驱动装置产生的牵引转矩。

2.如权利要求1所述的车辆牵引控制***，还包括：

机械制动器，用于通过机械地抑制车轮的旋转使所述车辆减速；以及

电制动器，用于通过用电力抑制车轮的旋转使所述车辆减速，其中

在应用所述电制动器的同时通过用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置被检测到车辆进入所述转换区间时，在从当车辆进入所述转换区间时直到当停止给所述转换区间供给电能时的过程中，所述控制装置会根据预定减小模式减小电制动器的施加力并根据预定模式增加机械制动器的施加力；在停止供电之后，当预定供电恢复时间过去之后或当用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置检测到车辆从所述转换区间离开时，所述控制装置会根据预定增加模式增加所述电制动器的施加力以及根据预定模式减小所述机械制动器的施加力。

3.如权利要求1所述的车辆牵引控制***，其中

用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置包括：

转换区间数据库，该转换区间数据库预先存储转换区间信息；以及

ATC车载装置，该ATC车载装置基于ATC路侧线圈的位置数据、从由轨道和在该轨道上行驶的车辆形成的感应电路获得的数据以及由用于检测所述车辆的速度的速度检测装置获得的车辆速度数据确定车辆的当前位置，

当由所述ATC车载装置确定的车辆的当前位置进入到储存于所述转换区间数据库中的转换区间时，用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置检测到车辆进入到所述电源区间切换区域内。当进入的车辆从所述转换区间离开时，用于检测切换区域内的车辆位置的检测装置会检测到车辆从所述转换区间离开。

4.如权利要求1所述的车辆牵引控制***，其中

所述控制装置使所述驱动装置产生的牵引转矩减小的预定减小模式是使得所述牵引转矩以预定第一牵引转矩和预定减小加速度值的商的斜率随时间消逝而减小。

5.如权利要求1所述的车辆牵引控制***，其中

所述控制装置使所述驱动装置产生的牵引转矩增加的预定增加模式是使得所述牵引转矩以预定第二牵引转矩和预定增加的加速度值的商的斜率随时间消逝而增加。

6.如权利要求5所述的车辆牵引控制***，其中

所述第二牵引转矩被设定为所述驱动装置能产生的最大牵引转矩。

7.如权利要求2所述的车辆牵引控制***，其中

所述控制装置控制所述电制动器和所述机械制动器，使得所述电制动器的施加力和所述机械制动器的施加力的总和是恒定的。

8.如权利要求4所述的车辆牵引控制***，其中

所述第一牵引转矩被设定为所述驱动装置能产生的最大牵引转矩。

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