TWI396636B - Vehicle walking control system - Google Patents

Description

車輛行走控制系統

本發明係有關於一種進行用以改善當電車通過電力系統切換區間時之乘坐舒適感的車輛控制的車輛行走控制系統。

在交流電的電力供給系統中，係存在一種用以切換由不同變電所所供給之電力的地上設備(區域切換)。當車輛通過該區域切換區間時，雖為短時間，但對車輛之電力的供給會呈停止狀態。

亦即，當車輛一面由1個變電所接受電力供給，一面進入區域切換區間之後而經過既定時間時，即停止由該變電所對區域切換區間供給電力。接著，自停止供給電力之後經過既定時間時，即開始由其他變電所對區域切換區間供給電力。

如上所示進行區域切換區間中之電力供給的切換，因此在區域切換區間中，對車輛所供給的電力會在短時間內由供給狀態變成停止狀態，然後再呈供給狀態。因此，接受電力供給而運轉的車輛驅動用馬達所發生的轉矩(torque)會隨著電力供給的供給或停止而發生較大變動，因此車輛會發生朝前後擺動的前後衝撞，而使車輛乘坐舒適感變差。

此外，當車輛在電力再生制動器運轉中進入區域切換區間時，與上述轉矩相同地，在停止供給電力時，電力再生制動器會在瞬間關斷(off)，並且碟式制動器(disc brake)會呈起動(on)。亦即，在進入區域切換區間時，電力再生制動器與碟式制動器之起動/關斷的切換係在瞬間進行，因此車輛會發生前後衝撞，而使車輛乘坐舒適感變差。

為了使該區域切換區間中所發生的前後擾動不會發生，在以往已提出一種將區域切換區間區分為3的區域切換方法。

亦即，將區域切換區間區分為3，由各個不同的變電所供給電力至該3個區間之兩端的區間，由兩方的變電所對正中間的區間供給電力。接著，隨著車輛通過該區間，依序切換進行電力供給的變電所，藉此當車輛通過區域切換區間時，可經常將電力供給至車輛，而抑制車輛之功率轉矩(power torque)變動(參照例如專利文獻1)。

(專利文獻1)日本專利特開2000－203316號公報

但是，如上所述之電力切換控制裝置若為如新幹線車輛般高速行走的車輛時，會有未進行適當運轉的情形。

亦即，在如新幹線之類之進行高速行走的車輛中，為了使車輛速度較快而且使車輛高速行走，必須使其發生高轉矩。因此，在新幹線車輛中，必須正確掌握新幹線車輛的行走位置，且在通過切換區域時，必須時機佳地切換3個電力供給區間。

但是，在如上所述之電力切換控制裝置中，並無法正確掌握如新幹線之類之高速車輛的行走位置，因而會有供給至車輛的電力暫時停止的情形，因此，會在車輛側發生較大的功率轉矩變動或電力再生制動器與碟式制動器的切換，由於該功率轉矩變動或制動器切換而發生前後衝撞，而會有車輛乘坐舒適感變差的問題。

本發明係鑑於如上所述的問題而研創者，目的在提供一種在電車之電力系統切換區間中用以使乘坐舒適感提升的車輛行走控制系統。

為了解決該問題所研創之本發明的第1態樣係由具有將由不同電力系統所供給的電力進行切換的電力系統切換區間的電力供給系統接受電力供給而行走的電車的車輛行走控制系統，係包括驅動手段、切換區間內車輛檢測手段及控制手段。

驅動手段係接受電力供給，且以既定的功率轉矩來驅動車輛，切換區間內車輛檢測手段係進行檢測車輛是否已進入電力系統切換區間。

此外，控制手段係構成為：當藉由切換區間內車輛檢測手段檢測出車輛已進入電力系統切換區間時，自車輛進入電力系統切換區間之後經過將對電力系統切換區間停止供給電力的時間為止之期間，以既定的減低模式使驅動手段所發生的功率轉矩減低，在已停止供給電力之後，且已經過預定之電力供給重新開始時間以後，或者藉由切換區間內車輛檢測手段而檢測出車輛已由電力系統切換區間離開以後，即以既定的上升模式使驅動手段所發生的功率轉矩上升。

根據如上所述之車輛行走控制系統，藉由切換區間內車輛檢測手段，進行檢測車輛是否已進入電力系統切換區間，以及自車輛進入電力系統切換區間之後經過將對電力系統切換手段停止供給電力的時間為止的期間，以既定的減低模式使驅動手段所發生的功率轉矩減低。

此外，在已停止供給電力之後，將經過預定之電力供給重新開始時間，或者在檢測出車輛已由電力系統切換區間離開以後，使功率轉矩以既定的上升模式上升。

如上所示，在車輛進入電力系統切換區間之後，若對車輛的功率轉矩進行控制時，可提升當車輛通過電力系統切換區間時的乘坐舒適感。以下就此詳加說明。

如前所述，當車輛在驅動手段發生功率轉矩的狀態下通過電力系統切換區間時，由於電力供給的停止、重新開始，而使驅動手段的功率轉矩急遽變化，因此會在車輛發生前後衝撞。例如，如新幹線車輛所示，為了使其高速行走，而以驅動手段使其發生較大的功率轉矩的車輛中，因該功率轉矩的變動所發生的前後衝撞較大。

因此，如上所述，於電力系統切換區間中，至停止供給電力為止，使功率轉矩以既定的減低模式減低，當電力供給重新開始或者車輛離開電力系統切換區間，若以既定的上升模式使功率轉矩上升，而使功率轉矩不會急遽變動，則車輛不會發生前後衝撞。接著，由於車輛不會發生前後衝撞，因此提升車輛通過電力系統切換區間時的乘坐舒適感。

此外，與功率轉矩相同的情形亦在制動器中發生。亦即，當車輛在電氣制動器運轉中進入區域切換區間時，在停止供給電力時，會在瞬間使電氣制動器關斷(off)，並且使碟式制動器起動(on)。因此，在進入區域切換區間時，由於在瞬間進行電力再生制動器與碟式制動器之起動/關斷的切換，因此會在車輛發生前後衝撞，而使車輛乘坐舒適感變差。

因此，本發明第2態樣的車輛行走控制系統最好係包括：用以藉由以機械式抑制車輛之車輪的旋轉，而使車輛減速的機械制動器；以及用以藉由以電氣式抑制車輛之車輪的旋轉，而使車輛減速的電氣制動器，控制手段係構成為：在使前述電氣制動器運轉時，若藉由切換區間內車輛檢測手段檢測出車輛已進入電力系統切換區間時，則自車輛進入電力系統切換區間之後經過將對電力系統切換區間停止供給電力的時間為止之期間，以既定的減低模式使電氣制動器的運轉力減低，並且以既定的模式使機械制動器的運轉力上升，在已停止供給電力之後，且已經過預定之電力供給重新開始時間以後，或者藉由切換區間內車輛檢測手段而檢測出車輛已由電力系統切換區間離開以後，即以既定的上升模式使電氣制動器的運轉力上升，並且以既定的模式使機械制動器的運轉力減低。

在此，所謂「電氣制動器」係指將車輛所具有的運動能量轉換成電氣能量，而對車輛進行制動之方式的制動器，例如，如電力再生制動器所示，使驅動裝置發揮作為發電機的作用，且將由發電機所發電的電力反饋至架線的制動器。

此外，所謂「機械制動器」係指例如碟式制動器所示將金屬圓盤安裝在車軸，且將制動蹄摩擦片(brake shoe lining)按壓在金屬圓盤而產生制動力的制動器。

如上所示，於電力系統切換區間中，至電力供給停止為止，以既定的減低模式使電氣制動器的運轉力減低，並且以既定的模式使機械制動器的運轉力上升。接著，使電力供給重新開始，或者當車輛離開電力系統切換區間，即以既定的上升模式使電氣制動器的運轉力上升，並且以既定的模式使機械制動器的運轉力減低。

如此一來，在電源供給停止前，電氣制動器的運轉力幾乎為0，機械制動器的運轉力成為所需運轉力，因此在電源供給停止時，即使在瞬間切換電氣制動器與機械制動器，作為制動器整體的運轉力亦不會改變。

若作為制動器整體的運轉力不會變化，則在車輛不會發生前後衝撞，因此提升車輛通過電力系統切換區間時的乘坐舒適感。

但是，自車輛進入電力系統切換區間之後至電力供給停止為止的時間一般為較短。因此，為了以既定的減低模式使由驅動手段所發生的功率轉矩減低，係於車輛側亦必須正確進行檢測是否車輛已進入電力系統切換區間。

因此，在本發明第3態樣的車輛行走控制系統中，最好切換區間內車輛檢測手段係包括：電力系統切換區間資料庫，預先登錄有電力系統切換區間；以及ATC車載機，根據ATC地上子的位置資料、藉由由軌道及於該軌道行走中的車輛所形成的電動勢電路而獲得的車輛位置資料、以及車輛的速度資料，來特定前述車輛之現在位置，當藉由ATC車載機所特定之車輛的現在位置已進入電力系統切換區間資料庫所登錄的電力系統切換區間內時，即進行檢測車輛是否已進入電力系統切換區間，當已進入的車輛已離開電力系統切換區間時，即進行檢測車輛是否已由電力系統切換區間離開。

ATC車載機係可正確檢測行走中車輛的現在位置。因此，如本發明第3態樣所示，當藉由ATC車載機所獲得之車輛的現在位置已進入電力系統切換區間資料庫所登錄之電力系統切換區間內時，進行檢測車輛是否已進入電力系統切換區間，且當所進入的車輛已離開電力系統切換區間時，即進行檢測車輛是否已由電力系統切換區間離開，即可正確檢測出車輛已進入電力系統切換區間以及已由電力系統切換區間離開。

但是，在車輛通過電力系統切換區間時，以控制手段使驅動手段所發生的功率轉矩的發生模式而言，已考慮有很多種，惟在本發明第4態樣的車輛行走控制系統中，最好將以既定值的減低加速度除以既定之第1功率轉矩所得之值作為傾角，隨著時間經過而同時使功率轉矩減低者。如此一來，由於功率轉矩以一定比率減低，因此對車輛施加一定的加速度(減低加速度)。亦即，由於車輛的加速度變動為一定，因此不會對於車輛乘坐舒適感造成不良影響。

此外，關於控制手段使前述驅動手段所發生之功率轉矩之既定上升模式，在本發明第5態樣的車輛行走控制系統中，最好係將以既定值的上升加速度除以既定之第2功率轉矩所得之值作為傾角，隨著時間經過而同時使功率轉矩上升。如此一來，由於功率轉矩以一定比率上升，因此對車輛施加一定的加速度(上升加速度)。亦即，由於車輛的加速度變動為一定，因此不會對於車輛乘坐舒適感造成不良影響。

再者，在本發明第6態樣的車輛行走控制系統中，最好第1功率轉矩及第2功率轉矩均為驅動手段可發生的最大功率轉矩。如上所示，由於車輛在通過電力系統切換區間的前後，可以驅動手段所發生的最大功率轉矩行走，因此可最有效率地利用驅動手段。

此外，在本發明第7態樣的車輛行走控制系統中，最好控制手段係以使電氣制動器之運轉力與機械制動器之運轉力的和為一定的方式來控制電氣制動器與機械制動器。如此一來，即使切換電氣制動器與機械制動器，制動器整體的運轉力為一定而不會改變，因此不會在車輛發生前後衝撞。因此，車輛乘坐舒適感佳。

以下使用圖示說明適用本發明之實施形態。其中，本發明之實施形態只要屬於本發明之技術範圍，即可採用各種形態，而非限定於下述之實施形態。

(車輛行走控制系統的構成)

第1圖係顯示車輛行走控制系統之概略構成的方塊圖。如第1圖所示，車輛行走控制系統係由驅動裝置10、碟式制動器15、ATC車載機20、ATC地上子22、外部記憶裝置24(電力系統切換區間資料庫24a)、速度發電機30、傳送裝置40及控制裝置50所構成。

驅動裝置10係透過集電弓(pantograph)70而由架線60接受電力供給，以既定的功率轉矩使車輪82驅動而使車輛80行走者。具體而言，利用集電弓70由架線60接受交流電力，一旦轉換成直流之後，再轉換成三相交流之未圖示的反相器及交流馬達等所構成。

此外，驅動裝置10亦可作為藉由對車輛的車輪82的旋轉進行電氣抑制而使車輛減速的電力再生制動器10加以使用。亦即，將交流馬達作為發電機使用，藉由車輛之車輪82的旋轉來進行發電，藉此將發電機作為車輪82的旋轉負荷而抑制車輪82旋轉，亦即使制動器運轉。

此時，藉由控制發電機的發電量，可控制制動器的運轉力。亦即，若加大發電量，則負荷會變大，因此作為制動器的運轉力會變大，若減小發電量，則負荷會變小，因此作為制動器的運轉力會變小。

其中，以發電機予以發電的電力係透過反相器及集電弓70而送回架線60。

碟式制動器15係以機械式抑制車輛之車輪82的旋轉，藉此使車輛減速的制動器，在車輪82之未圖示的車軸設置由碳纖維(carbon fiber)等所形成的碟片(disc)，以墊件(pad)夾持該碟片，藉此抑制車輪82旋轉，亦即使制動器運轉。此時，藉由墊件的夾持量來控制運轉力。

ATC車載機20係由未圖示的CPU(central processing unit，中央處理單元)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、RAM(random access memory，隨機存取記憶體)及外部記憶裝置24所構成，且裝載在車輛80。此外，在ATC車載機20的外部記憶裝置24係記憶有電力系統切換區間資料庫24a。在電力系統切換區間資料庫24a係預先登錄有電力系統切換區間的位置資料。

ATC車載機20係輸入：ATC地上子22的位置資料、藉由由軌道90及於該軌道90行走中的車輛80所形成的電動勢電路而獲得之車輛的位置資料、以及藉由用以檢測車輛速度的速度發電機30而獲得之車輛80的速度資料，來特定車輛80的現在位置。

此外，ATC車載機20係在所特定車輛80的現在位置已進入電力系統切換區間資料庫24a所登錄的電力系統切換區間內時，車輛80即為已進入區域切換區間，且透過傳送裝置40而將區域切換區間進入檢測訊號輸出至控制裝置50。

此外，ATC車載機20係在所特定車輛80的現在位置已進入電力系統切換區間資料庫24a所登錄的電力系統切換區間內之後，且離開電力系統切換區間時，該車輛80即為已由區域切換區間離開，且透過傳送裝置40而將區域切換區間離開檢測訊號輸出至控制裝置50。

ATC地上子22係埋設在軌道90之2條線路的內側而配置，當車輛80通過ATC地上子22之上時，將ATC地上子22的位置資料傳送至ATC車載機20。

速度發電機30係用以檢測車輛80的速度者，藉由發生與車輛80的速度成正比的電壓來檢測車輛80的速度。

傳送裝置40係用以將由ATC車載機20所輸出的區域切換區間進入檢測訊號及區域切換區間離開檢測訊號傳送至控制裝置50的裝置。具體而言，將ATC車載機20所輸出的區域切換區間進入檢測訊號及區域切換區間離開檢測訊號轉換成在控制裝置50側之傳送裝置40之間即使在雜訊等環境下亦可傳送該等檢測訊號的訊號形式來進行傳送。例如，以利用RS－232C或RS－422規格進行傳送裝置40的輸出入的方式構成，且傳送接收該等檢測訊號。

控制裝置50係由未圖示的CPU、ROM、RAM等所構成，當由ATC車載機20接收區域切換區間進入檢測訊號時，自車輛80進入區域切換區間之後至對區域切換區間停止供給電力為止之期間，以既定的減低模式使驅動裝置10所發生的功率轉矩減低。接著，在已停止供給電力之後，在經過預定之電力供給重新開始時間之後，或者接收區域切換區間離開檢測訊號時，則以既定的上升模式使驅動裝置10所發生的功率轉矩上升。

(區域切換區間中的區域切換動作)

在此，根據第2圖說明區域切換區間中的區域切換動作。第2圖係顯示區域切換區間中之區域切換動作的示意圖。

如第2圖(a)所示，在進入區域切換區間前的區間1中，車輛80係接受由變電所A所傳送的電力而進行行走。

車輛80前進，如第2圖(b)所示，當車輛80進入區域切換區間時，即開始進行區域切換動作。

當開始進行區域切換動作時，如第2圖(c)所示，自車輛80進入區域切換區間之後，在1秒鐘後停止對區間2供給電力，而使區間2呈無電壓狀態。

接著，如第2圖(d)所示，在停止供給電力之後，在0.3秒鐘後由變電所B供給電力至區間2，而重新開始對車輛80供給電力。

如以上所示，由於執行區域切換動作，因此在區間2中，會發生對車輛80未供給電力0.3秒鐘的現象，此時，由於功率轉矩急遽變化，而會發生前後衝撞。

(行走控制處理)

接著，根據第3圖的流程圖說明在車輛80進入區域切換區間之後，由控制裝置50所執行的行走控制處理。第3圖係利用車輛行走控制系統之控制裝置50所執行之處理的流程圖。

如第3圖所示，於S100中，由ATC車載機20輸入區域切換區間進入檢測訊號。

接著在S105中進行判定是否已輸入區域切換區間進入檢測訊號。當判定出尚未輸入區域切換區間進入檢測訊號時(S105；No)，即移至S100進行處理，而反覆進行自ATC車載機20之區域切換區間進入檢測訊號的輸入處理。另一方面，當判定出已輸入區域切換區間進入檢測訊號時(S105；Yes)，即移至S110進行處理，在S110中進行判定是否使驅動裝置10作為電力再生制動器10進行運轉。接著，當判定出電力再生制動器10運轉中時(S110；Yes)，即移至S145進行處理，當判定出電力再生制動器10非運轉中時(S110；No)，即移至S115進行處理。

在S115中，係以一定比率減低功率轉矩，接著在S120中進行判定是否已經過既定時間。在本實施形態中，該既定時間為1秒鐘(參照第2圖)。接著，當尚未經過既定時間(1秒鐘)時(S120；No)，即返回S115進行處理，且減低功率轉矩至經過既定時間為止。接著，若已經過既定時間(S120；Yes)，即移至S125進行處理。

在S125及S130中，將既定時間、功率轉矩設為0。本實施形態中，該既定時間為0.3秒鐘(參照第2圖)。

自功率轉矩為0之後，若已經過既定時間(0.3秒鐘)，即在S135中，以一定比率使功率轉矩上升，接著在S140中，進行判定是否已達到既定的功率轉矩。

接著，當尚未達到既定的功率轉矩時(S140；No)，即返回S135進行處理，使功率轉矩上升。另一方面，當已達到既定的功率轉矩時(S140；Yes)，即返回S100進行處理，且反覆進行行走控制處理。

在S110中進行判定電力再生制動器10為運轉中，而移至S145進行處理時，在S145中，係以一定比率使電力再生制動器10的運轉力減低，接著在S150中，以一定比率使碟式制動器15的運轉力上升。

其中，當於S145中使電力再生制動器10的運轉力減低，於S150中使碟式制動器15的運轉力上升時，以使電力再生制動器10的運轉力與碟式制動器15的運轉力的和為一定的方式來控制電力再生制動器10及碟式制動器15。

接著於S155中進行判定是否已經過既定時間。在本實施形態中，該既定時間為1秒鐘(參照第8圖)。接著，當尚未經過既定時間(1秒鐘)時(S155；No)，即返回S145進行處理，且進行電力再生制動器10及碟式制動器15之運轉力的控制至經過既定時間為止。接著，若已經過既定時間(S155；Yes)，即移至S160進行處理。

在S160中，進行判定在停止供給電力後是否已經過既定時間，當尚未經過既定時間時(S160；No)，即反覆進行S160的處理，至經過既定時間為止，若已經過既定時間時(S160；Yes)，即移至S165進行處理。

在S165中以一定比率使碟式制動器15的運轉力減低，接著在S170中以一定比率使電力再生制動器10的運轉力上升。

其中，當於S165中使碟式制動器15的運轉力減低，於S170中使電力再生制動器10的運轉力上升時，以使電力再生制動器10的運轉力與碟式制動器15的運轉力的和為一定的方式來控制電力再生制動器10及碟式制動器15。

接著在S180中進行判定電力再生制動器10的運轉力是否為既定值，當運轉力非為既定值時(S180；No)，即返回S165進行處理，且控制運轉力到運轉力為既定值為止。此外，當運轉力為既定值時(S180；Yes)，即返回S100進行處理，且反覆進行行走控制處理。

以下根據第4圖說明當已組入以上所說明之車輛控制系統的車輛80以最大轉矩通過區域切換區間時的區域切換動作與車輛側的行走控制的關係。

如第4圖(a)所示，在進入區域切換區間前的區間1中，車輛80係接受由變電所A所傳送的電力，而以驅動裝置10可發生的最大功率轉矩行走。

車輛80前進，如第4圖(b)所示，當車輛80進入區域切換區間時，即開始進行區域切換動作。此時，在車輛80側係由ATC車載機20進行檢測是否已進入區域切換區間。接著，由ATC車載機20輸入區域切換區間進入檢測訊號至控制裝置50，且以一定比率使功率轉矩開始減低。

此時之功率轉矩的減低模式係將以既定減低率除以驅動裝置10可發生的最大功率轉矩所得之值(一定值)作為傾角，且自最大功率轉矩值至0為止與經過時間成正比而使功率轉矩減低。

接著，如第4圖(c)所示，當車輛80進入區域切換區間之後在1秒鐘後對區間2停止供給電力。此時，在車輛80側係將功率轉矩設為0。

接著，如第4圖(d)所示，當停止供給電力之後，在0.3秒鐘後由變電所B供給電力至區間2。此時，在車輛80側係以一定比率使功率轉矩上升至既定值為止。

此時之功率轉矩的上升模式係將以既定上升率除以驅動裝置10可發生的最大功率轉矩所得之值(一定值)作為傾角，且自0至最大功率轉矩值為止與經過時間成正比而使功率轉矩上升。

如以上所示與區域切換動作相對應，在車輛80側使功率轉矩平滑地減低及上升，因此於區間2中，即使發生對車輛80不會供給電力0.3秒鐘的現象，功率轉矩亦不會急遽變化。由於功率轉矩不會急遽變化，因此不會發生前後衝撞。

在第5圖中顯示當如第4圖所示進行行走控制時，區域切換區間進入檢測訊號、架線電壓、功率轉矩之各值如何變化。

如第5圖所示，車輛80進入區域切換區間，而開始進行區域切換動作時，區域切換區間進入檢測訊號為High。如此一來，以一定比率開始減低功率轉矩。

當開始進行區域切換動作而經過1秒鐘時，架線電壓由25,000〔V〕變為0〔V〕。此時，由於功率轉矩已減低至接近0，因此，基於架線電壓為0〔V〕，而變得未供給電力至驅動裝置10，即使在驅動裝置10可發生的功率轉矩為0，功率轉矩亦幾乎不會變動。由於功率轉矩的變動較少，因此在車輛80並不會發生因功率轉矩變動而產生的前後衝撞。

在第6圖(a)(b)中顯示將未組入與已組入本車輛行走控制系統至車輛80時通過區域切換區間時之實際功率轉矩之變動予以計測的資料示意圖。第6圖(a)係顯示組入本車輛行走控制系統前之習知車輛中之功率轉矩的變動，第6圖(b)係顯示組入本車輛行走控制系統，且以不會發生前後衝撞的方式予以改善之車輛80中之功率轉矩的變動。於第6圖(a)(b)中，橫軸表示時間，縱軸表示前後加速度。

如第6圖(a)所示，可知在習知之車輛中，在通過區域切換區間時，前後加速度會急遽變化，而在車輛會發生前後衝撞。相對於此，可知在已組入本車輛行走控制系統之車輛80中，如第6圖(b)所示，在通過區域切換區間時，前後加速度會平滑地變化，在車輛不會發生前後衝撞。

此外，根據第7圖說明已組入車輛行走控制系統的車輛80在使制動器運轉的狀態下通過區域切換區間時之區域切換動作與車輛側之行走控制的關係。

如第7圖(a)所示，在進入區域切換區間前的區間1中，係在使電力再生制動器10運轉的狀態下行走。

車輛80前進，如第7圖(b)所示，當車輛80進入區域切換區間時，即開始進行區域切換動作。此時，在車輛80側係由ATC車載機20進行檢測是否已進入區域切換區間。接著，由ATC車載機20輸入區域切換區間進入檢測訊號至控制裝置50，且以一定比率使電力再生制動器10的運轉力開始減低，且以一定比率使碟式制動器15的運轉力開始上升。

接著，如第7圖(c)所示，自車輛80進入區域切換區間之後，在1秒鐘後停止對區間2供給電力。

接著，如第7圖(d)所示，在停止供給電力之後，在0.3秒鐘後由變電所B供給電力至區間2。此時，在車輛80側係以一定比率使電力再生制動器10的運轉力上升至既定值為止，且以一定比率使碟式制動器15的運轉力減低。

如以上所示與區域切換動作相對應，在車輛80側使電力再生制動器10及碟式制動器15的運轉力平滑地減低及上升，因此於區間2中，即使發生不會對車輛80供給電力0.3秒鐘的現象，制動器的運轉力亦不會急遽變化。由於制動器的運轉力不會急遽變化，因此不會發生前後衝撞。

在第8圖中顯示當如第7圖所示進行行走控制時，區域切換區間進入檢測訊號、架線電壓、電力再生制動器10之運轉力及碟式制動器15之運轉力之各值如何變化的示意圖。

如第8圖所示，車輛80進入區域切換區間，而開始進行區域切換動作時，區域切換區間進入檢測訊號為High。如此一來，使電力再生制動器10之運轉力以一定比率開始減低，且使碟式制動器15之運轉力以一定比率開始上升。

當開始區域切換動作而經過1秒鐘時，架線電壓由25,000〔V〕變為0〔V〕。此時，由於電力再生制動器10的運轉力已減低至接近0，碟式制動器15的運轉力變為額定值，因此，基於架線電壓為0〔V〕，而使電力再生制動器10未運轉，即使在電力再生制動器10可發生的運轉力為0，制動器的運轉力亦幾乎不會變動。由於制動器運轉力的變動較少，因此在車輛80不會發生因制動器運轉力變動而產生的前後衝撞。

在第9圖(a)(b)中顯示將未組入與已組入本車輛行走控制系統至車輛80時通過區域切換區間時之實際變動(加速度)予以計測的資料示意圖。第9圖(a)係顯示組入本車輛行走控制系統前之習知車輛中之制動器運轉時進行區域切換動作時的變動(加速度)，第9圖(b)係顯示組入本車輛行走控制系統，且以不會發生前後衝撞的方式予以改善之車輛80中的變動(加速度)。於第9圖(a)(b)中，橫軸表示時間，縱軸表示前後加速度。

如第9圖(a)所示，可知在習知之車輛中，在通過區域切換區間時，前後加速度會急遽變化，為0.80G/s左右，而在車輛會發生前後衝撞。相對於此，可知在已組入本車輛行走控制系統之車輛80中，如第9圖(b)所示，在通過區域切換區間時，前後加速度會平滑地變化，為0.08G/s左右，與習知車輛相比較，車輛80的前後衝撞極為減少。

如以上說明所示，在本車輛行走控制系統中，在使其發生功率轉矩的狀態下行走時，係於區域切換區間中，以既定的減低模式使功率轉矩減低至停止供給電力為止，當電力供給重新開始，即以既定的上升模式使功率轉矩上升，而使功率轉矩不會急遽變動。因此，在車輛80不會發生前後衝撞。接著，由於在車輛80不會發生前後衝撞，因而提升通過區域切換區間時的乘坐舒適感。

此外，在使電力再生制動器10運轉的狀態下，係於區域切換區間中，以既定的減低模式使電力再生制動器10的運轉力減低至停止供給電力為止，且以既定的模式使碟式制動器15上升。接著，若電力供給重新開始，則以既定的上升模式使電力再生制動器10的運轉力上升，且以既定的模式使碟式制動器15的運轉力減低，而使制動器的運轉力不會急遽變動。因此，在車輛80不會發生前後衝撞。接著，由於在車輛80不會發生前後衝撞，因此提升通過區域切換區間時的乘坐舒適感。

此外，在本車輛行走控制系統中，係使用ATC車載機20而獲得行走中車輛80的現在位置。ATC車載機20係可正確檢測出行走中車輛的現在位置，因此可正確檢測出車輛80已進入區域切換區間以及車輛80已由區域切換區間離開。

此外，在驅動裝置10所發生之功率轉矩的減低模式係設定成以一定比率使功率轉矩減低，因此對車輛80施加一定的加速度(減低加速度)。亦即，由於車輛80的加速度變動為一定，因此在車輛80不會發生前後衝撞，而不會對於車輛乘坐舒適感造成不良影響。

此外，在驅動裝置10所發生之功率轉矩的上升模式係設定成以一定比率使功率轉矩上升，因此對車輛80施加一定的加速度(上升加速度)。亦即，由於車輛80的加速度變動為一定，因此在車輛80不會發生前後衝撞，而不會對於車輛乘坐舒適感造成不良影響。

再者，當使功率轉矩減低時，使功率轉矩由驅動裝置10可發生的最大功率轉矩減低；當使功率轉矩上升時，則使功率轉矩由0上升至最大功率轉矩。因此，在車輛80通過電力系統切換區間的前後可利用驅動裝置10所發生的最大功率轉矩行走，因此可最有效率地利用驅動裝置10。

此外，以使電力再生制動器10之運轉力與碟式制動器15之運轉力的和為一定的方式來控制電力再生制動器10與碟式制動器15，因此即使切換電力再生制動器10與碟式制動器15，制動器整體的運轉力亦為一定而不會改變。因此，在車輛80不會發生前後衝撞，而使車輛乘坐舒適感良好。

(其他實施形態)

以上就本發明之實施形態加以說明，惟本發明並非限定於本實施形態，而可採用各種態樣。

(1)在本實施形態中，係使功率轉矩的減低模式及上升模式相對於經過時間以一定比率予以減低或上升，但亦可利用其他模式。例如，亦可在接收到區域切換區間進入檢測訊號後，以較大比率使功率轉矩減低，而在自架線供給電力停止瞬前，以減少減低比率之類的曲線狀模式(上升時則會相反)使功率轉矩減低。

(2)在本實施形態中，在使功率轉矩減低而為0之後，在電力供給停止後經過一定時間(0.3秒鐘)後，使功率轉矩上升(參照第3圖的S125至S140)，但亦可在電力停止後，若車輛80由區域切換區間離開，即使功率轉矩上升。

亦即，在第3圖之流程圖所示之行走控制處理中，於S125中使功率轉矩為0之後，追加S127，而於S127中輸入區域切換區間離開訊號。接著在S130中，在停止供給電力後，進行判定是否已輸入區域切換區間離開訊號，來取代進行判定是否已經過既定時間。

接著，當已輸入區域切換區間離開訊號時(S130：Yes)，即移至S135進行處理，且使功率轉矩上升。另一方面，若尚未輸入區域切換區間離開訊號時(S130：No)，則移至S125進行處理，且使轉矩保持為0。

15．．．碟式制動器

10．．．驅動裝置、電力再生制動器

20．．．ATC車載機

22．．．ATC地上子

24．．．外部記憶裝置

24a．．．電力系統切換區間資料庫

30．．．速度發電機

40．．．傳送裝置

50．．．控制裝置

60．．．架線

70．．．集電弓

80．．．車輛

82．．．車輪

90．．．軌道

第1圖係顯示車輛行走控制系統之概略構成的方塊圖。

第2圖(a)至第2圖(d)係顯示區域切換區間中之區域切換動作的示意圖。

第3圖係利用車輛行走控制系統之控制裝置50所執行之處理的流程圖。

第4圖(a)至第4圖(d)係顯示組入車輛行走控制系統的車輛以最大轉矩通過區域切換區間時之區域切換動作與車輛側之行走控制的關係圖。

第5圖係顯示組入車輛行走控制系統的車輛以最大轉矩通過區域切換區間時，區域切換區間進入檢測訊號、架線電壓、功率轉矩之各值如何變化的示意圖。

第6圖(a)(b)係顯示將未組入與已組入本車輛行走控制系統至車輛80時以最大轉矩通過區域切換區間時之實際功率轉矩之變動予以計測的資料示意圖。

第7圖(a)至第7圖(d)係顯示組入車輛行走控制系統的車輛在使制動器運轉的狀態下通過區域切換區間時之區域切換動作與車輛側之行走控制的關係圖。

第8圖係顯示組入車輛行走控制系統的車輛在使制動器運轉的狀態下通過區域切換區間時，區域切換區間進入檢測訊號、架線電壓、功率轉矩之各值如何變化的示意圖。

第9圖(a)(b)係顯示將未組入與已組入本車輛行走控制系統至車輛80時在使制動器運轉的狀態下通過區域切換區間時之實際功率轉矩之變動予以計測的資料示意圖。

15．．．碟式制動器

10．．．驅動裝置、電力再生制動器

20．．．ATC車載機

22．．．ATC地上子

24．．．外部記憶裝置

24a．．．電力系統切換區間資料庫

30．．．速度發電機

40．．．傳送裝置

50．．．控制裝置

60．．．架線

70．．．集電弓

80．．．車輛

82．．．車輪

90．．．軌道

Claims (12)

1. 一種車輛行走控制系統，係由具有將由不同電力系統所供給的電力進行切換的電力系統切換區間的電力供給系統接受電力供給而行走的電車的車輛行走控制系統，其特徵在於包括：驅動手段，接受電力供給，且以既定的功率轉矩來驅動車輛；切換區間內車輛檢測手段，用以檢測前述車輛是否已進入前述電力系統切換區間以及是否已由前述電力系統切換區間離開；以及控制手段，構成為：當藉由前述切換區間內車輛檢測手段檢測出前述車輛已進入前述電力系統切換區間時，自前述車輛進入前述電力系統切換區間之後經過將對前述電力系統切換區間停止供給電力的時間為止之期間，以既定的減低模式使前述驅動手段所發生的功率轉矩減低，在已停止供給電力之後，且已經過預定之電力供給重新開始時間以後，或者藉由前述切換區間內車輛檢測手段而檢測出前述車輛已由前述電力系統切換區間離開以後，即以既定的上升模式使前述驅動手段所發生的功率轉矩上升。
2. 如申請專利範圍第1項所述的車輛行走控制系統，其中，包括：機械制動器，用以藉由以機械式抑制前述車輛之車輪的旋轉，而使前述車輛減速；以及電氣制動器，用以藉由以電氣式抑制前述車輛之車輪 的旋轉，而使前述車輛減速，前述控制手段係構成為：在使前述電氣制動器運轉時，若藉由前述切換區間內車輛檢測手段檢測出前述車輛已進入前述電力系統切換區間時，則自前述車輛進入前述電力系統切換區間之後經過將對前述電力系統切換區間停止供給電力的時間為止之期間，以既定的減低模式使前述電氣制動器的運轉力減低，並且以既定的模式使前述機械制動器的運轉力上升，在已停止供給電力之後，且已經過預定之電力供給重新開始時間以後，或者藉由前述切換區間內車輛檢測手段而檢測出前述車輛已由前述電力系統切換區間離開以後，即以既定的上升模式使前述電氣制動器的運轉力上升，並且以既定的模式使前述機械制動器的運轉力減低。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的車輛行走控制系統，其中，前述切換區間內車輛檢測手段係包括：電力系統切換區間資料庫，預先登錄有電力系統切換區間；以及ATC車載機，根據ATC地上子的位置資料、藉由由軌道及於該軌道行走中的前述車輛所形成的電動勢電路而獲得的前述車輛的位置資料、以及藉由用以檢測車輛速度之速度檢測手段而獲得之前述車輛的速度資料，來特定前述車輛之現在位置，當藉由前述ATC車載機所特定之前述車輛的現在位置已進入在前述電力系統切換區間資料庫所登錄的前述電力 系統切換區間內時，即進行檢測前述車輛是否已進入前述電力系統切換區間，當前述已進入的車輛已離開前述電力系統切換區間時，即進行檢測前述車輛是否已由前述電力系統切換區間離開。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述的車輛行走控制系統，其中，前述控制手段使前述驅動手段所發生之功率轉矩之前述既定減低模式，係將以既定值的減低加速度除以既定之第1功率轉矩所得之值作為傾角，隨著時間經過而同時使功率轉矩減低者。
5. 如申請專利範圍第3項所述的車輛行走控制系統，其中，前述控制手段使前述驅動手段所發生之功率轉矩之前述既定減低模式，係將以既定值的減低加速度除以既定之第1功率轉矩所得之值作為傾角，隨著時間經過而同時使功率轉矩減低者。
6. 如申請專利範圍第4項所述的車輛行走控制系統，其中，前述控制手段使前述驅動手段所發生之功率轉矩之前述既定上升模式，係將以既定值的上升加速度除以既定之第2功率轉矩所得之值作為傾角，隨著時間經過而同時使功率轉矩上升者。
7. 如申請專利範圍第5項所述的車輛行走控制系統，其中，前述控制手段使前述驅動手段所發生之功率轉矩之前述既定上升模式，係將以既定值的上升加速度除以既定之第2功率轉矩所得之值作為傾角，隨著時間經過而同時使功率轉矩上升者。
8. 如申請專利範圍第4項所述的車輛行走控制系統，其中，前述第1功率轉矩係前述驅動手段可發生的最大功率轉矩。
9. 如申請專利範圍第5項所述的車輛行走控制系統，其中，前述第1功率轉矩及係前述驅動手段可發生的最大功率轉矩。
10. 如申請專利範圍第6項所述的車輛行走控制系統，其中，前述第2功率轉矩係前述驅動手段可發生的最大功率轉矩。
11. 如申請專利範圍第7項所述的車輛行走控制系統，其中，前述第2功率轉矩係前述驅動手段可發生的最大功率轉矩。
12. 如申請專利範圍第2項所述的車輛行走控制系統，其中，前述控制手段係以使前述電氣制動器之運轉力與前述機械制動器之運轉力的和為一定的方式來控制前述電氣制動器與前述機械制動器。