(57)【要約】【課題】機関車に牽引される各客車は急激なトルク変化による連結器によるショックもなく、スムーズに引き出しが開始され乗心地を大幅に改善するにある。【解決手段】客車などを牽引する電気機関車のモータにトルク指令を与える主幹制御器を備えた電気車制御装置において、前記主幹制御器に前記電気機関車の起動する時に操作するもので、この操作することにより前記電気機関車のトルクが徐々に増すというソフトスタート機能手段を具備した電気車制御装置である。【選択図】　　　図１
2004049000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　客車などを牽引する電気機関車のモータにトルク指令を与える主幹制御器を備えた電気車制御装置において、
　前記電気機関車を起動する時に操作することにより、前記電気機関車のトルクを徐々に増すソフトスタート機能手段を付加したことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項２】
　請求項１記載のソフトスタート機能手段は、前記主幹制御器に設けた起動専用ノッチとモータ電流を制御する要素からなる電気車制御装置。
【請求項３】
　請求項１記載のソフトスタート機能手段は、前記モータ電流を直線的に増加させるものである電気車制御装置。
【請求項４】
　請求項１記載のソフトスタート機能手段は、前記モータ電流を１次遅れで増加させるものである電気車制御装置。
【請求項５】
　請求項１記載のソフトスタート機能手段は、ノッチ投入扱いは所定の低低速度例えば２ｋｍ／ｈ以下の時のみ有効である電気車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、客車牽引機関車において、牽引される客車の乗心地を向上させる電気車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　　図５は従来の電気車制御装置の一例を示す電流制御ブロック図である。通常ノッチ指令１が入ると、車速２に応じた電流曲線（電流パターン）３がスイッチ５によって一次遅れ要素７に入力され、例えば約０．５秒の時定数１８で上昇していき電流パターン８を出力する。尚、一次遅れ要素７の初期値２４はモータの励磁分相当である。
【０００３】
　図６は図５の通常ノッチ指令１を出力するもので、運転台のマスタコントローラ（主幹制御器）の例の簡略図を示す。“Ｎ”はニュートラル（ノッチ指令無し）、１〜５ノッチに進段するに従いトルク指令値は増していく。一般的には速度０時の起動時の起動抵抗の大きなところで強力なトルクが得られるようにしている。
【０００４】
　図７は従来の力行（ｐｏｗｅｒｉｎｇ）特性曲線の一例を示す。横軸は速度ｖに対し、縦軸にはトルクＴをとっており、図７は簡略のため１ノッチ（１Ｎ）〜５ノッチ（５Ｎ）の各トルクパターンを例に示している。
【０００５】
　図８は図６の電気車制御装置の横軸ｔに対するモータ電流ＩＭ、トルクＴの関係を示す。
【０００６】
　速度０ｋｍ／ｈにて運転士が主幹制御器のノッチを投入すると、モータ電流ＩＭは一律に約１〜１．５秒程度で目標電流に達するようになっている。ＩＭは目標電流値、ｔ２は約１〜１．５秒である。尚、ｔ１は誘導電動機の場合の最初の励磁立上げ分である。
【０００７】
　これにより、機関車は起動し始め、複数台の客車を次々に引き出し始める。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
　しかしながら、従来の装置では次のような問題があった。
【０００９】
　図８のｔ２の値は各ノッチともほぼ同じで、ノッチ投入と共に自動的に目標電流ＩＭ、トルクＴに向かっていく。編成が長くなってくると、各客車を繋ぐ連結器の伸びとあそびのために、機関車が動き出してから後に繋がる客車に次々とトルクが伝わり最後尾車両に達するまでに数秒の時間が生じてしまうことがある。この時最後尾車両が動き始めたときにはすでに機関車の牽引トルクは目標トルク値にまで達しているため、最後尾車両にとっては連結器を介して急激なトルク変化が生じることになる。このため乗客の乗心地は悪化し、特に寝台列車などでは動き出すたびに大きく揺すられるため、そのたびに目が覚めるという苦情が多かった。
【００１０】
　本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、通常のノッチ指令の他に、前段にソフトスタート起動専用のノッチを設定し、起動時の乗心地の良い電気車制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
　前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、　である。
【発明の効果】
【００１２】
　本発明の電気車制御装置によれば、寝台列車などにおいてもソフトスタート起動専用ノッチが投入されることにより、各客車間の連結器が十分伸びきった状態までは大きなトルク変化が生じないようにすることができるため、機関車に牽引される各客車は急激なトルク変化による連結器によるショックもなく、スムーズに引き出しが開始され乗心地が大幅に改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　　以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
　＜第１実施例＞
　図１は本発明の電気車制御装置の第１実施例の電流パターン発生の概略ブロック図である。図５の従来例と異なる点は以下の点である。すなわち、力行用主幹制御器に新たに通常ノッチの前段（１ノッチの前）にトルク上昇率を低く押さえた起動専用のノッチを設けたものである。電流の上昇のしかたは直線的に上げていく方法、一次遅れ要素で上げていく方法などある。尚、この起動専用ノッチは速度がほぼ０ｋｍ／ｈのときのみ有効なノッチである。
【００１５】
　力行用主幹制御器に新たに設けられた起動専用ノッチ１６が投入されると、比較器２２により例えば２ｋｍ／ｈ以下の条件で論理積回路２１の出力が“１”となり、スイッチ６が“１”側に切り替わり、電流が徐々に増加する制御に切り替わるように構成されている。
【００１６】
　具体的には、起動専用ノッチ１６が投入されるとシングルショット１４が１サンプルタイム１５だけサンプルホールド１３の出力を“０”とし、この後加算器１１の出力は１サンプル毎に例えば０．５Ａ／１０ｍｓずつ上昇していく。この値は最小値選択回路１０により各車両を引き出すに十分な最大値（上限値）９以下に抑えられ、スイッチ６が“１”側に入り、一次遅れ要素７を通して電流パターン８となる。
【００１７】
　図２は図１の通常ノッチ指令１および起動専用ノッチ１６を有する力行用主幹制御器のノッチポジションを示す簡略図である。図６の従来の力行用主幹制御器のノッチポジションに対し、“Ｎ”位置と１ノッチの間に“起”と記載の起動専用ノッチ１６を追加した点が異なる。
【００１８】
　図３は図１の電流パターン８を説明するための図であり、横軸の時間ｔに対する縦軸のトルクＴ、電流ＩＭのグラフである。図１の起動専用ノッチ１６を投入すると、図８の一律に電流が上昇する曲線に対し、図３ではトルクＴ、電流ＩＭをゆっくり上昇させている。電流ＩＭがｔ１のところまで急速に上昇しているのは主電動機を誘導電動機とした場合の励磁分であり、トルクには寄与しないためである。ｔ１から先に電流ＩＭを徐々に上げることによりトルクＴも徐々に上昇し、各車両に対してゆるやかに牽引力が働くことになる。
【００１９】
　以上述べたように、低速度条件にて起動専用ノッチ１６が投入されることにより、図３に示すようにトルクＴが上昇し、これにより機関車に牽引される各客車は急激なトルク変化による連結器によるショックもなく、スムーズに引き出しを開始することになる。
【００２０】
　＜第２実施例＞
　図４は電気車制御装置の第２実施例の電流パターン発生の概略ブロック図である。図１の第１実施例と異なる点は、ＩＭ上昇率係数１２の電流上昇率を直線状にするのではなく、一次遅れ要素７の時定数を長くすることで緩やかなトルク上昇を実現するものである。すなわち、起動専用ノッチ１６が投入されると、例えば２ｋｍ／ｈ以下の条件でスイッチ６が“１”側に切り替わるが、この時スイッチ２０も通常時定数１８からソフトスタート用時定数１９に切り替わり緩やかに電流パターン８を上昇させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による電気車制御装置の第１実施例を示す概略構成図。
【図２】図１の要部である力行用主幹制御器のノッチポジションを示す図。
【図３】本発明の横軸ｔに対するモータ電流ＩＭの関係を示す図。
【図４】本発明による電気車制御装置の第２実施例を示す概略構成図。
【図５】従来の電気車制御装置の一例を示す概略構成図。
【図６】図５の要部である力行用主幹制御器のノッチポジションを示す図。
【図７】従来の力行特性曲線の一例
【図８】従来の電流パターン発生の概略を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２２】
　１…通常ノッチ指令、２…速度、３…電流曲線、４…電流初期値、５，６…スイッチ、７…一次遅れ要素、８…電流パターン、９…上限値、１０…最小値選択、１１…加算器、１２…ＩＭ上昇率係数、１３…サンプルホールド、１４…シングルショット、１５…サンプルタイム、１６…ソフトスタート起動専用ノッチ、１７…目標値、１８…時定数、１９…ソフトスタート用次定数、２０…スイッチ、２１…論理積回路、２２…比較器、２３…低速域上限値、２４…初期値。
【図１】
2004049000.tif 000003
【図２】
2004049000.tif 000004
【図３】
2004049000.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004049000.tif 000009
【図８】
2004049000.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月17日(2003.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　電気車のモータにトルク指令を与える主幹制御器を備えた電気車制御装置において、前記電気車を起動する時に操作することにより、前記電気車のトルクを徐々に増すソフトスタート機能手段を付加したことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項２】
　請求項１記載のソフトスタート機能手段は、前記モータ電流を直線的に増加させるものである電気車制御装置。
【請求項３】
　請求項１記載のソフトスタート機能手段は、ノッチ投入扱いは所定の低速度例えば２ｋｍ／ｈ以下の時のみ有効である電気車制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
　本発明は、電気車制御装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
　前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、電気車のモータにトルク指令を与える主幹制御器を備えた電気車制御装置において、前記電気車を起動する時に操作することにより、前記電気車のトルクを徐々に増すソフトスタート機能手段を付加したことを特徴とする電気車制御装置である。
　前記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、請求項１記載のソフトスタート機能手段は、前記モータ電流を直線的に増加させるものである電気車制御装置である。
　前記目的を達成するため、請求項３に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
請求項１記載のソフトスタート機能手段は、ノッチ投入扱いは所定の低速度例えば２ｋｍ／ｈ以下の時のみ有効である電気車制御装置である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
　本発明の電気車制御装置によれば、寝台列車などにおいてもソフトスタート起動専用ノッチが投入されることにより、各電気車間の連結器が十分伸びきった状態までは大きなトルク変化が生じないようにすることができるため、各電気車は急激なトルク変化による連結器によるショックもなく、スムーズに引き出しが開始され乗心地が大幅に改善される。