JP2003102103A - Railroad train of multiple cars - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道編成車両に係
り、特に、高速域から低速域まで主に電力回生ブレーキ
を利用する鉄道車両の駆動軸をブレーキ力が均等に作用
する軸配置とした鉄道編成車両において機械ブレーキの
負担を軽減するブレーキ技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a railway rolling stock, and more particularly, to a drive shaft of a railway vehicle which mainly uses an electric power regenerative brake from a high speed range to a low speed range, in which a braking force is applied uniformly. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a brake technology for reducing the load of mechanical brakes in railway rolling stock.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電気車では電気ブレーキと空気ブ
レーキを併用したブレーキ制御を行うのが一般的であ
り、特に速度が所定速度以下から停止までは空気ブレー
キのみで制動している。実際の回生ブレーキ力を空気ブ
レーキ装置に与える際、ブレーキステップ及び応荷重条
件からなるブレーキ力指令全領域について、空気ブレー
キの作用遅れを加味した係数を実際の回生ブレーキ力に
乗算し、回生ブレーキと空気ブレーキの切換え時の円滑
性を図った制御方式として特開平７−７８０６号公報の
「電気車の回生ブレーキ制御方式」がある。図５に、従
来のブレーキ制御の構成図を示す。車両１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄでひとつの編成単位を構成する。ここでは、特
に４両単位でのブレーキ制御を例に挙げているが、編成
両数を限定するものではない。車両１ａ、１ｃは推進力
を発生する電動車であり、車両１ａはインバータ制御装
置２ａにより電動軸（Ｍ）３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを駆
動し、車両１ｃはインバータ制御装置２ｂにより電動軸
３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈを駆動する。また、車両１ｂ、
１ｄは推進力を発生しない付随車であり、車両１ｂは付
随軸（Ｔ）４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを有し、車両１ｄは
付随軸４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈを有する。ブレーキ制御
装置５ａは車両１ａ、１ｂのブレーキ力を制御し、ブレ
ーキ制御装置５ｂは車両１ｃ、１ｄのブレーキ力を制御
する。ブレーキ制御装置５ａは、ブレーキ力指令Ｂｔｃ
を受信し、回生ブレーキパターン（Ｂｔｐ）を演算して
インバータ制御装置２ａに送り、実際にインバータ制御
装置２ａが発生する電気ブレーキ力（回生ブレーキフィ
ードバック信号）（Ｂｆｂ＿ａ）をブレーキ制御装置５
ａに返して不足するブレーキ力を演算し、車両１ａが補
足すべき空気ブレーキ力信号（Ｂｔａ＿ｍ）を電動軸用
変換弁６ａに、車両１ｂが補足すべき空気ブレーキ力信
号（Ｂｔａ＿ｔ）を付随軸用変換弁７ｂに送り、圧力源
８ａの圧力をもとに必要なブレーキ圧を得る。ブレーキ
制御装置５ｂは、ブレーキ力指令Ｂｔｃを受信し、回生
ブレーキパターン（Ｂｔｐ）を演算してインバータ制御
装置２ｂに送り、実際にインバータ制御装置２ｂが発生
する電気ブレーキ力（回生ブレーキフィードバック信
号）（Ｂｆｂ＿ｂ）をブレーキ制御装置５ｂに返して不
足するブレーキ力を演算し、車両１ｃが補足すべき空気
ブレーキ力信号（Ｂｔａ＿ｍ）を電動軸用変換弁６ｂ
に、車両１ｄが補足すべき空気ブレーキ力信号（Ｂｔａ
＿ｔ）を付随軸用変換弁７ｂに送り、圧力源８ｂの圧力
をもとに必要なブレーキ圧を得る。ここで、電動軸３に
作用する空気ブレーキ力を調整する電動軸用変換弁６お
よび電動軸用ブレーキ圧配管９、付随軸４に作用する空
気ブレーキ力を調整する付随軸用変換弁７および付随軸
用ブレーキ圧配管１０を別系統として設け、補足すべき
空気ブレーキ力を電動軸３および付随軸４に任意に配分
できる構成としている。これにより、例えば指令値に対
する電動軸３に作用する回生ブレーキ力の不足分のみを
付随軸４の空気ブレーキ力で負担する等、回生ブレーキ
を優先的に用いることにより回生効率を向上するブレー
キ力制御を可能としている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an electric vehicle, it is general to perform a brake control using both an electric brake and an air brake, and in particular, only the air brake is applied from a speed lower than a predetermined speed to a stop. When applying the actual regenerative braking force to the air braking device, multiply the actual regenerative braking force by a coefficient that takes into account the action delay of the air brake for all areas of the braking force command consisting of the brake step and the variable load condition, and As a control method for achieving smoothness when switching air brakes, there is a "regenerative braking control method for electric vehicles" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 77806. FIG. 5 shows a block diagram of conventional brake control. Vehicles 1a, 1b, 1
c and 1d constitute one knitting unit. Here, in particular, the brake control in units of four cars is taken as an example, but the number of cars is not limited. The vehicles 1a and 1c are electric vehicles that generate propulsive force, the vehicle 1a drives the electric shafts (M) 3a, 3b, 3c, and 3d by the inverter control device 2a, and the vehicle 1c is the electric shaft 3e by the inverter control device 2b. 3f, 3g, 3h are driven. In addition, the vehicle 1b,
1d is a trailing vehicle that does not generate propulsive force, vehicle 1b has trailing shafts (T) 4a, 4b, 4c, 4d, and vehicle 1d has trailing shafts 4e, 4f, 4g, 4h. The brake control device 5a controls the braking force of the vehicles 1a and 1b, and the brake control device 5b controls the braking force of the vehicles 1c and 1d. The brake control device 5a uses the brake force command Btc.
Is received, the regenerative braking pattern (Btp) is calculated and sent to the inverter controller 2a, and the electric braking force (regenerative brake feedback signal) (Bfb_a) actually generated by the inverter controller 2a is calculated by the brake controller 5a.
The air braking force signal (Bta_m) to be complemented by the vehicle 1a is calculated by returning to a, and the air braking force signal (Bta_t) to be complemented by the vehicle 1b is supplied to the conversion valve 6a for the electric shaft. It is sent to the converter valve 7b and the required brake pressure is obtained based on the pressure of the pressure source 8a. The brake control device 5b receives the braking force command Btc, calculates a regenerative braking pattern (Btp) and sends it to the inverter control device 2b, and the electric braking force (regenerative brake feedback signal) (actually generated by the inverter control device 2b) ( Bfb_b) is returned to the brake control device 5b to calculate the insufficient braking force, and the air brake force signal (Bta_m) to be supplemented by the vehicle 1c is converted to the electric-shaft conversion valve 6b.
In addition, the air brake force signal (Bta
_T) is sent to the associated shaft conversion valve 7b to obtain the required brake pressure based on the pressure of the pressure source 8b. Here, a conversion valve 6 for an electric shaft that adjusts the air braking force that acts on the electric shaft 3, a brake pressure pipe 9 for the electric shaft, a conversion valve 7 for an associated shaft that adjusts the air braking force that acts on the auxiliary shaft 4, and an accompanying The shaft brake pressure pipe 10 is provided as a separate system, and the air braking force to be supplemented can be arbitrarily distributed to the electric shaft 3 and the auxiliary shaft 4. Thus, the braking force control for improving the regeneration efficiency by preferentially using the regenerative brake, for example, the air braking force of the auxiliary shaft 4 bears only the shortage of the regenerative braking force acting on the electric shaft 3 with respect to the command value. Is possible.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のブレー
キ制御においては、電動軸（Ｍ）と付随軸（Ｔ）を車両
毎に分割配置しているため、Ｍ車とＴ車との間にブレー
キ力の不均衡が発生し、ブレーキ時にＭ車とＴ車の間に
衝撃を生ずるという問題がある。また、低速時かつＭ車
を空気ブレーキにより作動する場合、電動軸（Ｍ）と付
随軸（Ｔ）を車両毎に分割配置しているため、Ｍ車とＴ
車に対するブレーキ力の調整が複雑になるという問題が
ある。ここで、高速時におけるブレーキ力の配分につい
ても、同様にその調整が複雑になるという問題がある。
一方、近年の地球環境への関心から、電気車のおける回
生エネルギ効率向上の要求が高まりつつあり、関連する
技術の開発が進められている。その一環として高速域か
ら速度ゼロまでできる限り回生ブレーキのみでブレーキ
力を負担する全電気ブレーキ制御が提案されている。こ
の全電気ブレーキ制御を行った場合、ブレーキ力の殆ど
は回生ブレーキが負担するため、空気ブレーキの使用頻
度が減る。このため、従来の応荷重ブレーキ力制御、滑
走防止制御等の高度な機能を持つブレーキ制御器に代わ
り、これらの機能は全て回生ブレーキ制御により行うこ
とで、ブレーキ制御器は回生ブレーキで負担できないブ
レーキ力を作用させるだけの単機能なものに置き換えら
れることが考えられる。However, in the conventional brake control, since the electric shaft (M) and the auxiliary shaft (T) are separately arranged for each vehicle, the brake is applied between the M car and the T car. There is a problem that a force imbalance occurs and an impact is generated between the M car and the T car during braking. Further, when the M car is operated by the air brake at a low speed, the electric shaft (M) and the auxiliary shaft (T) are separately arranged for each vehicle, so that the M car and the T
There is a problem that the adjustment of the braking force for the vehicle becomes complicated. Here, there is a problem in that the distribution of the braking force at the time of high speed is similarly complicated to adjust.
On the other hand, in recent years, due to concern about the global environment, demands for improving regenerative energy efficiency in electric vehicles are increasing, and related technologies are being developed. As part of this, all-electric brake control has been proposed in which the braking force is shared by the regenerative brake as much as possible from the high speed range to zero speed. When this all-electric brake control is performed, most of the braking force is borne by the regenerative brake, so the frequency of use of the air brake is reduced. Therefore, instead of the conventional brake controller with advanced functions such as adaptive load braking force control and skid prevention control, all of these functions are performed by regenerative brake control, so that the brake controller can not bear the regenerative brake. It is possible to replace it with a single function that only exerts force.
【０００４】本発明の課題は、高速域から低速域まで主
に電力回生ブレーキを利用する鉄道車両の駆動軸をブレ
ーキ力が均等に作用する軸配置とし、機械ブレーキの負
担を均一化、軽減し、ブレーキ装置の全体構成を簡略化
することにある。An object of the present invention is to make the drive shaft of a railway vehicle, which mainly uses an electric power regenerative brake from a high speed range to a low speed range, an axis arrangement in which the braking force acts evenly, so that the load on the mechanical brake is made uniform and reduced. , To simplify the overall configuration of the braking device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、編成単位における各車両の輪軸は電動軸と付随軸に
より構成し、全ての電動軸および全ての付随軸はその編
成単位毎にそれぞれ同じ制御系統により機械ブレーキの
制御を行う。In order to solve the above-mentioned problems, the wheel axle of each vehicle in the formation unit is composed of an electric shaft and an auxiliary shaft, and all the electric shafts and all the auxiliary shafts are respectively arranged in each formation unit. The mechanical brake is controlled by the same control system.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明の鉄道編成車両の第１
の実施形態を示す構成図である。図１において、車両１
ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで一つの編成単位を構成する。こ
こでは、特に４両単位でのブレーキ制御を例に挙げてい
るが、編成両数を限定するものではない。車両１ａは、
インバータ制御装置２ａ、２ｂがそれぞれ駆動する電動
軸（Ｍ）３ａ、３ｂと付随軸（Ｔ）４ａ、４ｂ、車両１
ｂは、インバータ制御装置２ｃ、２ｄがそれぞれ駆動す
る電動軸（Ｍ）３ｃ、３ｄと付随軸（Ｔ）４ｃ、４ｄ、
車両１ｃは、インバータ制御装置２ｅ、２ｆがそれぞれ
駆動する電動軸（Ｍ）３ｅ、３ｆと付随軸（Ｔ）４ｅ、
４ｆ、車両１ｄは、インバータ制御装置２ｇ、２ｈがそ
れぞれ駆動する電動軸（Ｍ）３ｇ、３ｈと付随軸（Ｔ）
４ｇ、４ｈを有する。図１では、特に各車両の内側の２
本の輪軸を電動軸３、外側の２本の輪軸を付随軸３とし
ているが、この組み合わせは任意であり、例えば各車両
の外側の２本の輪軸を電動軸３、内側の２本の輪軸を付
随軸４とする構成であってもよい。また、図１では、特
に１つのインバータ制御装置で１つの電動軸を駆動する
構成の例を示しているが、例えばインバータ制御装置２
ａ、２ｂを組み合わせた機能を持つ１つの制御装置によ
り電動軸３ａ、３ｂを駆動するという構成であってもよ
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first railway rolling stock according to the present invention.
It is a block diagram which shows the embodiment of FIG. In FIG. 1, a vehicle 1
One knitting unit is composed of a, 1b, 1c, and 1d. Here, in particular, the brake control in units of four cars is taken as an example, but the number of cars is not limited. The vehicle 1a is
Electric shafts (M) 3a, 3b and associated shafts (T) 4a, 4b driven by the inverter control devices 2a, 2b, respectively, vehicle 1
b is an electric shaft (M) 3c, 3d and an associated shaft (T) 4c, 4d, which are respectively driven by the inverter control devices 2c, 2d,
The vehicle 1c includes an electric shaft (M) 3e, 3f and an associated shaft (T) 4e, which are respectively driven by the inverter control devices 2e, 2f.
4f, the vehicle 1d includes an electric shaft (M) 3g, 3h and an associated shaft (T) driven by the inverter control devices 2g, 2h, respectively.
Having 4g, 4h. In FIG. 1, the inside 2 of each vehicle
Although the two wheel sets are the electric shaft 3 and the two outer wheel sets are the auxiliary shafts 3, this combination is arbitrary. For example, the two outer wheel sets of each vehicle are the electric shaft 3 and the inner two wheel sets. May be used as the auxiliary shaft 4. Further, although FIG. 1 shows an example of a configuration in which one inverter control device drives one electric shaft, in particular, for example, the inverter control device 2
A configuration in which the electric shafts 3a and 3b are driven by one control device having a combined function of a and 2b may be used.
【０００７】インバータ制御装置２ａは、情報制御手段
１２より情報伝送手段１３を経由して送られてきたブレ
ーキ力指令Ｂｔｃを受信する。そして、このブレーキ力
指令Ｂｔｃに対して実際にインバータ制御装置２ａが発
生する電気ブレーキ力（回生ブレーキフィードバック信
号）Ｂｆｂ＿ａを演算し、情報伝送手段１３を経由して
情報制御手段１２に送る。同様に、インバータ制御装置
２ｂ〜２ｈは、ブレーキ力指令Ｂｔｃに対して実際にイ
ンバータ制御装置２ｂ〜２ｈが発生する電気ブレーキ力
（回生ブレーキフィードバック信号）Ｂｆｂ＿ｂ〜Ｂｆ
ｂ＿ｈを演算し、情報伝送手段１３を経由して情報制御
手段１２に送る。情報制御手段１２では、ブレーキ力指
令Ｂｔｃと、各インバータ制御装置２ａ〜２ｈから情報
伝送手段１３を経由で送られた回生ブレーキフィードバ
ック信号Ｂｆｂ＿ａ〜Ｂｆｂ＿ｈを基に編成単位全体と
して必要な空気ブレーキ力を演算する。この空気ブレー
キ力は、電動軸３で負担すべき空気ブレーキ力指令Ｂｔ
ａ＿ｍ、付随軸４で負担すべき空気ブレーキ力指令Ｂｔ
ａ＿ｔを別々に演算する。これは通常、電動軸３に作用
する回生ブレーキ力と付随軸４に作用する空気ブレーキ
力で編成単位全体のブレーキ力を負担できる編成車両で
も、回生負荷が不足して十分な回生ブレーキ力が得られ
ないとき、その不足分ブレーキ力の全てを付随軸４に空
気ブレーキ力として添加すると、粘着限界を超過する場
合が考えられ、これを防止するため、空気ブレーキ力を
電動軸３と電動軸４に配分して作用させ、滑走すること
なく、充分なブレーキ力を確保するためである。空気ブ
レーキ力指令Ｂｔａ＿ｍ、Ｂｔａ＿ｔは情報伝送手段１
２を経由してそれぞれ電動軸用変換弁６、付随軸用変換
弁７に送り、圧力源８の圧力をもとに必要なブレーキ圧
を発生する。ここで、電動軸３に作用する空気ブレーキ
力を調整する電動軸用変換弁６および電動軸用ブレーキ
圧配管９、付随軸４に作用する空気ブレーキ力を調整す
る付随軸用変換弁７および付随軸用ブレーキ圧配管１０
は別系統として設け、補足すべき空気ブレーキ力を電動
軸３および付随軸４に任意に配分できる構成とする。ま
た、電動軸３へ空気ブレーキ力を与えるブレーキ圧配管
は、通常は電動軸用ブレーキ圧配管９からの圧力として
いるが、インバータ制御装置２が切替弁１１に指令を与
えることで付随軸用ブレーキ圧配管１０からの圧力によ
り空気ブレーキを動作できる構成とする。これは、万一
インバータ制御装置２のいずれかが故障したときに、そ
のインバータ装置が回生ブレーキを発生しないことによ
り、ブレーキ力の不足、あるいは車両毎のアンバランス
を軽減するためである。The inverter control device 2a receives the braking force command Btc sent from the information control means 12 via the information transmission means 13. Then, the electric braking force (regenerative braking feedback signal) Bfb_a actually generated by the inverter control device 2a is calculated in response to this braking force command Btc, and is sent to the information control means 12 via the information transmission means 13. Similarly, the inverter control devices 2b to 2h have electric braking forces (regenerative brake feedback signals) Bfb_b to Bf actually generated by the inverter control devices 2b to 2h in response to the braking force command Btc.
b_h is calculated and sent to the information control means 12 via the information transmission means 13. The information control means 12 determines the air braking force required for the entire knitting unit based on the braking force command Btc and the regenerative brake feedback signals Bfb_a to Bfb_h sent from the respective inverter control devices 2a to 2h via the information transmission means 13. Calculate This air braking force is the air braking force command Bt to be borne by the electric shaft 3.
a_m, air brake force command Bt to be borne by the associated shaft 4
Calculate a_t separately. This is because a regenerative braking force is insufficient and sufficient regenerative braking force can be obtained even in a formation vehicle that can bear the braking force of the entire formation unit by the regenerative braking force acting on the electric shaft 3 and the air braking force acting on the auxiliary shaft 4. If the insufficient braking force is added to the auxiliary shaft 4 as the air braking force, the adhesion limit may be exceeded. To prevent this, the air braking force is applied to the electric shaft 3 and the electric shaft 4. This is to ensure that a sufficient braking force is exerted without being skated by being distributed to and acting on. The air brake force commands Bta_m and Bta_t are information transmission means 1
It is sent to the conversion valve 6 for the electric shaft and the conversion valve 7 for the auxiliary shaft via 2 respectively, and the necessary brake pressure is generated based on the pressure of the pressure source 8. Here, a conversion valve 6 for an electric shaft that adjusts the air braking force that acts on the electric shaft 3, a brake pressure pipe 9 for the electric shaft, a conversion valve 7 for an associated shaft that adjusts the air braking force that acts on the auxiliary shaft 4, and an accompanying Brake pressure piping for shaft 10
Is provided as a separate system, and the air braking force to be supplemented can be arbitrarily distributed to the electric shaft 3 and the auxiliary shaft 4. Further, the brake pressure pipe for applying the air braking force to the electric shaft 3 is usually the pressure from the electric shaft brake pressure pipe 9, but the inverter control device 2 gives a command to the switching valve 11 to brake the auxiliary shaft. The air brake is operated by the pressure from the pressure pipe 10. This is because if one of the inverter control devices 2 should fail, the inverter device does not generate regenerative braking, thereby reducing braking force shortage or unbalance between vehicles.
【０００８】図２は、本発明の第１の実施形態における
ブレーキ制御方式の一例を示す図である。（ａ）は、編
成単位全体で必要なブレーキ力の半分以上を電気ブレー
キで負担できる場合を示している。いま、車両１ａ、１
ｃは電気ブレーキの出力限界以下、車両１ｂ、１ｄは電
気ブレーキの出力限界以上のブレーキ力を必要としてい
る。この時の各車両のブレーキ力の配分は、車両１ｂ、
１ｄの電気ブレーキの出力限界値超過分をまだ出力限界
値に達していない車両１ａ、１ｃで負担し、それでも電
気ブレーキの出力限界値を超過する分については付随軸
の空気ブレーキで各車両均一に負担しするものとし、こ
のブレーキ力相当を付随軸（Ｔ）空気ブレーキ信号Ｂｔ
ａ＿ｔとする。（ｂ）は、編成単位全体で必要なブレー
キ力の半分以下しか電気ブレーキで負担できない場合を
示している。いま、車両１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはすべ
て電気ブレーキの出力限界以上のブレーキ力を必要とし
ている。このとき、必要なブレーキ力と電気ブレーキの
出力限界値の差分を空気ブレーキで補足するが、
（付随軸の空気ブレーキ力Ｂｔａ＿ｔ）＝（電動軸の空
気ブレーキ力Ｂｔａ＿ｍ）＋（電気ブレーキの出力限界
値）
となるように、Ｂｔａ＿ｍ、Ｂｔａ＿ｔを演算する。
（ｃ）は、編成単位全体で必要なブレーキ力の半分以下
しか電気ブレーキで負担できず、かつ、車両１ｄの電気
ブレーキ力が全く得られない場合を示している。このと
き、前述のようにインバータ制御装置からの指令により
車両１ｄの電動軸には付随軸と同じ空気ブレーキ力が作
用する。車両１ａ、１ｂ、１ｃについては（ｂ）と同じ
状態と考えて良い。FIG. 2 is a diagram showing an example of a brake control system according to the first embodiment of the present invention. (A) shows the case where the electric brake can bear more than half of the braking force required for the entire knitting unit. Now the vehicles 1a, 1
c requires a braking force below the output limit of the electric brake, and the vehicles 1b and 1d require a braking force above the output limit of the electric brake. At this time, the distribution of the braking force of each vehicle is as follows:
The excess of the output limit value of the electric brake of 1d is borne by the vehicles 1a and 1c that have not yet reached the output limit value, and the excess of the output limit value of the electric brake is applied evenly to each vehicle by the air brake of the accompanying shaft. It is assumed that this braking force is equivalent to the associated axis (T) air brake signal Bt.
Let a_t. (B) shows the case where the electric brake can bear less than half of the braking force required for the entire formation unit. Now, all of the vehicles 1a, 1b, 1c, 1d need a braking force equal to or more than the output limit of the electric brake. At this time, the difference between the required braking force and the output limit value of the electric brake is supplemented by the air brake, but (air braking force of the auxiliary shaft Bta_t) = (air braking force of the electric shaft Bta_m) + (electric brake output limit Bta_m and Bta_t are calculated such that
(C) shows a case where less than half of the braking force required for the entire formation unit can be borne by the electric brake, and the electric braking force of the vehicle 1d cannot be obtained at all. At this time, as described above, the same air braking force as the auxiliary shaft acts on the electric shaft of the vehicle 1d according to the command from the inverter control device. The vehicles 1a, 1b, 1c may be considered to be in the same state as (b).
【０００９】図３は、本発明の第２の実施形態を示す構
成図である。図３において、車両１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄで一つの編成単位を構成する。ここでは、特に４両単
位でのブレーキ制御を例に挙げているが、編成両数を限
定するものではない。車両１ａは、インバータ制御装置
２ａ、２ｂがそれぞれ駆動する電動軸３ａ、３ｂと付随
軸４ａ、４ｂ、車両１ｂは、インバータ制御装置２ｃ、
２ｄがそれぞれ駆動する電動軸３ｃ、３ｄと付随軸４
ｃ、４ｄ、車両１ｃは、インバータ制御装置２ｅ、２ｆ
がそれぞれ駆動する電動軸３ｅ、３ｆと付随軸４ｅ、４
ｆ、車両１ｄは、インバータ制御装置２ｇ、２ｈがそれ
ぞれ駆動する電動軸３ｇ、３ｈと付随軸４ｇ、４ｈを有
する。図３では、特に各車両の内側の２本の輪軸を電動
軸３、外側の２本の輪軸を付随軸３としているが、この
組み合わせは任意であり、例えば各車両の外側の２本の
輪軸を電動軸３、内側の２本の輪軸を付随軸４とする構
成であってもよい。また、図３では、特に１つのインバ
ータ制御装置で１つの電動軸を駆動する構成の例を示し
ているが、例えばインバータ制御装置２ａ、２ｂを組み
合わせた機能を持つ１つの制御装置により電動軸３ａ、
３ｂを駆動するという構成であってもよい。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, vehicles 1a, 1b, 1c, 1
One knitting unit is constituted by d. Here, in particular, the brake control in units of four cars is taken as an example, but the number of cars is not limited. The vehicle 1a includes electric shafts 3a and 3b driven by the inverter control devices 2a and 2b and associated shafts 4a and 4b, and the vehicle 1b includes an inverter control device 2c.
The electric shafts 3c and 3d and the auxiliary shaft 4 driven by 2d respectively
c, 4d, the vehicle 1c, the inverter control device 2e, 2f
Driven by the electric shafts 3e, 3f and the auxiliary shafts 4e, 4
f, the vehicle 1d has electric shafts 3g, 3h and auxiliary shafts 4g, 4h driven by the inverter control devices 2g, 2h, respectively. In FIG. 3, in particular, the two inner wheel shafts of each vehicle are the electric shafts 3 and the outer two wheel shafts are the auxiliary shafts 3, but this combination is arbitrary, and for example, the two outer wheel shafts of each vehicle. May be the electric shaft 3 and the two inner wheel shafts may be the auxiliary shafts 4. Further, although FIG. 3 shows an example of a configuration in which one inverter control device drives one electric shaft in particular, for example, the electric shaft 3a is controlled by one control device having a function of combining the inverter control devices 2a and 2b. ,
It may be configured to drive 3b.
【００１０】インバータ制御装置２ａは、情報制御手段
１２より情報伝送手段１３を経由して送られてきたブレ
ーキ力指令Ｂｔｃを受信する。そして、このブレーキ力
指令Ｂｔｃに対して実際にインバータ制御装置２ａが発
生する電気ブレーキ力（回生ブレーキフィードバック信
号）Ｂｆｂ＿ａを演算し、情報伝送手段１３を経由して
情報制御手段１２に送る。同様に、インバータ制御装置
２ｂ〜２ｈはブレーキ力指令Ｂｔｃに対して実際にイン
バータ制御装置２ｂ〜２ｈが発生する電気ブレーキ力
（回生ブレーキフィードバック信号）Ｂｆｂ＿ｂ〜Ｂｆ
ｂ＿ｈを演算し、情報伝送手段１３を経由して情報制御
手段１２に送る。情報制御手段１２では、ブレーキ力指
令Ｂｔｃと各インバータ制御装置２ａ〜２ｈから情報伝
送手段１３を経由で送られた回生ブレーキフィードバッ
ク信号Ｂｆｂ＿ａ〜Ｂｆｂ＿ｈを基に編成単位全体とし
て必要な空気ブレーキ力Ｂｔａ＿ｔを演算する。空気ブ
レーキ力指令Ｂｔａ＿ｔは、情報伝送手段１２を経由し
て付随軸用変換弁７に送り、圧力源８の圧力をもとに必
要なブレーキ圧力を発生する。ここで、付随軸用変換弁
７により供給する空気ブレーキ圧は、付随軸用ブレーキ
圧配管１０により付随軸４の空気ブレーキ装置に供給す
る。また、空気ブレーキ装置には開閉弁１４を設け、イ
ンバータ制御装置２からの指令により電動軸に空気ブレ
ーキ力を与えるか否かを選択できる構成とする。これ
は、全てのインバータ制御装置２が正常動作していると
きは、必要なブレーキ力は電動軸３に作用する回生ブレ
ーキと付随軸４に作用する空気ブレーキで負担できる編
成車両でも、万一インバータ制御装置２のいずれかが故
障したときには、ブレーキ力が不足することも考えられ
る。このとき、故障したインバータ装置２が駆動してい
た電動軸３の開閉弁１４を開放し、空気ブレーキ力が作
用するようにしてそのインバータ制御装置が電気ブレー
キを発生しないことによる、ブレーキ力の不足あるいは
車両毎のアンバランスを軽減する。The inverter control device 2a receives the braking force command Btc sent from the information control means 12 via the information transmission means 13. Then, the electric braking force (regenerative braking feedback signal) Bfb_a actually generated by the inverter control device 2a is calculated in response to this braking force command Btc, and is sent to the information control means 12 via the information transmission means 13. Similarly, the inverter control devices 2b to 2h generate electric braking forces (regenerative brake feedback signals) Bfb_b to Bf that are actually generated by the inverter control devices 2b to 2h in response to the braking force command Btc.
b_h is calculated and sent to the information control means 12 via the information transmission means 13. The information control means 12 determines the air braking force Bta_t required for the entire formation unit based on the braking force command Btc and the regenerative brake feedback signals Bfb_a to Bfb_h sent from the respective inverter control devices 2a to 2h via the information transmission means 13. Calculate The air brake force command Bta_t is sent to the auxiliary shaft conversion valve 7 via the information transmission means 12, and the necessary brake pressure is generated based on the pressure of the pressure source 8. Here, the air brake pressure supplied from the associated shaft conversion valve 7 is supplied to the air brake device of the associated shaft 4 via the associated shaft brake pressure pipe 10. Further, the air brake device is provided with an opening / closing valve 14 so that it can be selected whether or not to apply the air brake force to the electric shaft according to a command from the inverter control device 2. This is because even if all of the inverter control devices 2 are operating normally, the necessary braking force can be borne by the regenerative brake acting on the electric shaft 3 and the air brake acting on the auxiliary shaft 4 even if the vehicle is an inverter. When any of the control devices 2 fails, the braking force may be insufficient. At this time, the opening / closing valve 14 of the electric shaft 3 that was driven by the faulty inverter device 2 is opened so that the air brake force acts so that the inverter control device does not generate an electric brake. Alternatively, the imbalance of each vehicle is reduced.
【００１１】図４は、本発明の第２の実施形態における
ブレーキ制御方式の一例を示す図である。（ａ）は、編
成単位全体で必要なブレーキ力の半分以上を電気ブレー
キで負担できる場合を示している。いま、車両１ａ、１
ｃは電気ブレーキの出力限界以下、車両１ｂ、１ｄは電
気ブレーキの出力限界以上のブレーキ力を必要としてい
る。この時の各車両のブレーキ力の配分は、車両１ｂ、
１ｄの電気ブレーキの出力限界値超過分をまだ出力限界
値に達していない車両１ａ、１ｃで負担し、さらに電気
ブレーキの出力限界値を超過する分については、付随軸
の空気ブレーキで各車両均一に負担し、このブレーキ力
相当を付随軸空気ブレーキ信号Ｂｔａ＿ｔとする。
（ｂ）は、編成単位全体で必要なブレーキ力の半分以下
しか電気ブレーキで負担できない場合を示している。い
ま、車両１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはすべて電気ブレーキ
の出力限界以上のブレーキ力を必要としている。このと
き、必要なブレーキ力と電気ブレーキの出力限界値の差
分を空気ブレーキで各車両均一に補足するように、付随
軸の空気ブレーキ力信号Ｂｔａ＿ｔを演算する。（ｃ）
は、編成単位全体で必要なブレーキ力の半分以下しか電
気ブレーキで負担できず、かつ、車両１ｄの電気ブレー
キ力が全く得られない場合を示している。このとき、イ
ンバータ制御装置からの指令により車両１ｄの電動軸に
は付随軸と同じ空気ブレーキ力が作用する。車両１ａ、
１ｂ、１ｃについては（ｂ）と同じ状態と考えて良い。FIG. 4 is a diagram showing an example of a brake control system according to the second embodiment of the present invention. (A) shows the case where the electric brake can bear more than half of the braking force required for the entire knitting unit. Now the vehicles 1a, 1
c requires a braking force below the output limit of the electric brake, and the vehicles 1b and 1d require a braking force above the output limit of the electric brake. At this time, the distribution of the braking force of each vehicle is as follows:
The excess of the output limit value of the electric brake of 1d is borne by the vehicles 1a and 1c that have not yet reached the output limit value, and the amount of exceeding the output limit value of the electric brake is evenly applied to each vehicle by the air brake of the accompanying shaft. Then, the braking force equivalent is used as the auxiliary shaft air brake signal Bta_t.
(B) shows the case where the electric brake can bear less than half of the braking force required for the entire formation unit. Now, all of the vehicles 1a, 1b, 1c, 1d need a braking force equal to or more than the output limit of the electric brake. At this time, the air brake force signal Bta_t of the associated shaft is calculated so that the difference between the required brake force and the output limit value of the electric brake is uniformly complemented by the air brake. (C)
Shows the case where the electric brake can bear less than half of the required braking force in the entire formation unit and the electric braking force of the vehicle 1d cannot be obtained at all. At this time, the same air braking force as the auxiliary shaft acts on the electric shaft of the vehicle 1d according to a command from the inverter control device. Vehicle 1a,
It can be considered that 1b and 1c are in the same state as (b).
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
編成単位における各車両の輪軸を電動軸と付随軸により
構成するので、高速域から低速域まで主に電力回生ブレ
ーキを利用する鉄道車両の駆動軸にブレーキ力が均等に
作用すると共に、機械ブレーキの負担を均一化、軽減す
ることができる。また、全ての電動軸および全ての付随
軸をその編成単位毎にそれぞれ同じ制御系統により機械
ブレーキの制御を行うことにより、ブレーキ装置の全体
構成を簡略化することができる。As described above, according to the present invention,
Since the wheel shaft of each vehicle in the formation unit is composed of the electric shaft and the auxiliary shaft, the braking force acts evenly on the drive shaft of the railway vehicle that mainly uses the electric power regenerative brake from the high speed range to the low speed range, and the mechanical brake The load can be made uniform and reduced. Further, by controlling the mechanical brakes of all the electric shafts and all of the associated shafts by the same control system for each knitting unit, the overall configuration of the brake device can be simplified.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の鉄道編成車両の第１の実施形態を示す
構成図FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a railway rolling stock according to the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態におけるブレーキ制御
方式の一例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of a brake control system according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の鉄道編成車両の第２の実施形態を示す
構成図FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of a railway rolling stock according to the present invention.
【図４】本発明の第２の実施形態におけるブレーキ制御
方式の一例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a brake control system according to a second embodiment of the present invention.
【図５】従来のブレーキ制御を示す構成図FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional brake control.
１…車両、２…インバータ制御装置、３…電動軸、４…
付随軸、５…ブレーキ制御装置、６…電動軸用変換弁、
７…付随軸用変換弁、８…圧力源、９…電動軸用ブレー
キ圧配管、１０…付随軸用ブレーキ圧配管、１１…切替
弁、１２…情報制御手段、１３…情報伝送手段、１４…
開閉弁1 ... Vehicle, 2 ... Inverter control device, 3 ... Electric shaft, 4 ...
Associated shaft, 5 ... Brake control device, 6 ... Conversion valve for electric shaft,
7 ... Associated shaft conversion valve, 8 ... Pressure source, 9 ... Electric axis brake pressure pipe, 10 ... Associated shaft brake pressure pipe, 11 ... Switching valve, 12 ... Information control means, 13 ... Information transmission means, 14 ...
Open / close valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 哲 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所交通システム事業部水戸交通 システム本部内 Ｆターム(参考） 3D046 AA07 BB00 CC03 CC06 GG01 HH51 MM15 5H115 PA10 PA11 PC01 PG01 PI01 PU01 PV09 QE10 QI04 QI08 QI16 QN02 QN08 SE03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Satoshi Horie 1070 Ichimo, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Stock Association Hitachi, Ltd. Transportation Systems Division Mito Transportation System headquarters F term (reference) 3D046 AA07 BB00 CC03 CC06 GG01 HH51 MM15 5H115 PA10 PA11 PC01 PG01 PI01 PU01 PV09 QE10 QI04 QI08 QI16 QN02 QN08 SE03
Claims (5)
機により駆動されない付随軸と、前記電動機のトルクを
制御する電力変換器の制御手段と、前記電動軸および前
記付随軸に作用する機械ブレーキ力の制御手段を備える
鉄道編成車両において、編成単位における各車両の輪軸
は、前記電動軸と前記付随軸により構成することを特徴
とする鉄道編成車両。1. An electric shaft driven by an electric motor, an auxiliary shaft not driven by the electric motor, control means of a power converter for controlling torque of the electric motor, and mechanical braking force acting on the electric shaft and the auxiliary shaft. In the railway rolling stock provided with the control means, the wheel set of each vehicle in the rolling-stock set is constituted by the electric shaft and the auxiliary shaft.
を制御する電力変換器の制御手段は、最高速度から停止
まで前記電動機のトルクを制御することを特徴とする鉄
道編成車両。2. The railway rolling stock according to claim 1, wherein the control means of the electric power converter for controlling the torque of the electric motor controls the torque of the electric motor from the maximum speed to the stop.
機械ブレーキ力の制御手段は、前記電動軸に作用する機
械ブレーキ力を調整する制御手段と、前記付随軸に作用
する機械ブレーキ力を調整する制御手段を備えることを
特徴とする鉄道編成車両。3. The mechanical braking force control means according to claim 1 or 2, wherein the mechanical braking force control means adjusts the mechanical braking force acting on the electric shaft, and the mechanical braking force acts on the auxiliary shaft. A railway rolling stock comprising control means for controlling.
機械ブレーキ力の制御手段は、前記電動軸と前記付随軸
に作用する機械ブレーキ力を調整する制御手段を備える
ことを特徴とする鉄道編成車両。4. The railway formation according to claim 1, wherein the control means for controlling the mechanical braking force includes control means for adjusting the mechanical braking force acting on the electric shaft and the auxiliary shaft. vehicle.
構成する鉄道編成車両において、各車両の輪軸を電動機
により駆動される電動軸と電動機により駆動されない付
随軸により構成し、最高速度から停止まで電動機のトル
クを制御する電力変換器の制御手段と、前記電動軸およ
び前記付随軸に作用する機械ブレーキ力の制御手段を備
え、全ての前記電動軸および全ての前記付随軸はその編
成単位毎にそれぞれ同じ制御系統により機械ブレーキの
制御を行うことを特徴とする鉄道編成車両。5. In a railway rolling stock which comprises one or a plurality of rolling stocks as a unit of rolling stock, the wheel axle of each rolling stock is composed of an electric shaft driven by an electric motor and an auxiliary shaft not driven by the electric motor, and stopped from the maximum speed. Up to the control means of the electric power converter for controlling the torque of the electric motor, and the control means of the mechanical braking force acting on the electric shaft and the auxiliary shafts, all the electric shafts and all the auxiliary shafts are provided for each knitting unit. A railway rolling stock characterized in that the mechanical brakes are controlled by the same control system.
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|---|---|---|---|---|
| JP4638959B1 (en) * | 2010-01-21 | 2011-02-23 | 三菱電機株式会社 | Brake control device and brake control method |
| EP2623361A1 (en) * | 2010-09-29 | 2013-08-07 | Hitachi, Ltd. | Brake control apparatus for vehicle, and brake control apparatus for multi-car train |
| WO2014128820A1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-28 | 三菱電機株式会社 | Brake control device, and brake control method |
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2001
- 2001-09-25 JP JP2001292622A patent/JP4026113B2/en not_active Expired - Fee Related
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