(57)【要約】【課題】  回生ブレーキ状態でセクション通過している時に電力中断が発生しても衝動の発生が防止できる車両駆動制御装置を提供する。【解決手段】  地点検知装置１０がセクション位置をあらかじめ検知して、その地点検知信号をブレーキ制御装置７と電力変換制御装置６に入力すると、ブレーキ制御装置７内の回生ブレーキ制御回路１５では電力変換制御装置６への回生ブレーキ力指令によって回生ブレーキ力を絞り、空気ブレーキ制御回路１６側では空気ブレーキ装置８への空気ブレーキ力指令を立上げ、この回生ブレーキ力絞り指令と空気ブレーキ立上げ指令との動作タイミングの時間的な協調をとることによって回生ブレーキ力と空気ブレーキ力との総合ブレーキ力が急峻に変化しないように制御する。【選択図】      図１
2005210821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流架線から単相交流電力を一次側へ入力し降圧させる主変圧器と、
降圧された単相二次電圧を直流電圧に変換する架線側電力変換回路と、
この電力変換装置により変換された直流電圧を三相交流に変換する駆動側電力変換回路と、
この駆動側電力変換回路により変換された三相交流により駆動される交流電動機と、
車上に設けられた、あらかじめ交流き電区分所の地点を検知する地点検知装置と、
電力回生ブレーキ、空気ブレーキを切り替えてブレーキ制御するブレーキ制御装置とを備え、
前記ブレーキ制御装置は、電力回生ブレーキ運転中に前記地点検知装置により交流き電区分所の地点を検知した時に、当該交流き電区分所通過直前に電力回生ブレーキを空気ブレーキに切替える制御機能を有することを特徴とする車両駆動制御装置。
【請求項２】
交流架線から単相交流電力を一次側へ入力し降圧させる主変圧器と、
降圧された単相二次電圧を直流電圧に変換する架線側電力変換回路と、
この電力変換装置により変換された直流電圧を三相交流に変換する駆動側電力変換回路と、
この駆動側電力変換回路により変換された三相交流により駆動される交流電動機と、
車上に設けられた、あらかじめ交流き電区分所の地点を検知する地点検知装置と、
力行中の交流き電区分所通過時に、前記地点検知装置においてあらかじめ交流き電区分所の地点を検知することで、当該交流き電区分所通過直前に前記駆動側電力変換回路の出力トルクを絞る制御をする電力変換制御装置とを備えたことを特徴とする車両駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示したように、従来の交流電気車の車両駆動制御装置は、主回路を構成する交流架線から集電する集電装置１、トランス２、架線側電力変換回路３、駆動側電力変換回路４、交流電動機５を備えている。また、架線側電力変換回路３、駆動側電力変換回路４を制御する電力変換制御装置６、ブレーキ制御装置７、空気ブレーキ装置８を備えている。電力変換制御装置６には、架線電圧の低下によって停電を検知する停電検知回路１１、運転席からの運転指令／ブレーキ指令に基づいて力行回生指令を出力する運転指令入力回路１２、そして電力変換回路３，４を制御する制御回路１３が含まれている。架線側電力変換回路３、駆動側電力変換回路４とこの電力変換制御装置６とを含めて電力変換装置９としている。ブレーキ制御装置７は回生ブレーキ制御回路１５と空気ブレーキ制御回路１６を有している。
【０００３】
この従来の交流電気車の車両駆動制御装置では、交流架線から集電装置１にて集電して、架線側電力変換回路３にて単相交流を直流電力に変換し、駆動側電力変換回路４にて直流電力を三相交流電力に変換し、この三相交流電力にて複数台の誘導電動機５を駆動する。効率の良い力行運転や回生ブレーキ運転はこれらの電力変換装置にて行なっている。ここで、回生ブレーキ運転とは、ブレーキ力指令によりブレーキ制御装置７から電力変換装置９へ回生ブレーキ力指令を与えることで回生ブレーキ力を発生させることである。電力変換制御装置９では回生ブレーキ動作／停止信号をブレーキ制御装置７へ与え、ブレーキ制御装置７にて回生ブレーキと空気ブレーキへの切替えを行っている。通常、空気ブレーキは制輪子への磨耗を抑えるために、高速域では補助的な使用として、回生ブレーキを主に使用する。
【０００４】
一方、電力を供給する変電設備側には、あるき電距離毎に交流き電区分所（「セクション」と称する。）を設けて変電側からのき電区分を分けている。このセクションにおいては、切替え用遮断器等による切替えセクション等の方式があるが、切替えのタイミングでは数百mS程度の電力の中断が発生する。例えば回生ブレーキ運転中にセクションを通過する場合には、セクションでの電力中断期間により、回生エネルギーがき電側へ返還できないために、電力変換装置９内での直流電圧の上昇や架線側電力変換回路３の入力側電圧の上昇となり、電力変換装置９の過電圧による損傷を招く可能性がある。そのために、セクション切替え時に電力中断を速やかに検知し、電力変換装置９の動作を停止させる停電検知回路１０が設けられている。即ち、回生ブレーキ中でのセクション進入時の電力中断時には、この停電検知回路１０の機能により回生ブレーキを停止させ、セクション通過後の電力復帰時には、停電検知による回生ブレーキの停止を自動的に解除して再度回生ブレーキ運転を行なっている。このセクションでの停電検知期間内には回生ブレーキが作用しないために、電力変換装置９よりブレーキ制御装置７へ回生ブレーキ動作／停止信号を与えることにより、バックアップとして空気ブレーキ装置８を作動させ、ブレーキ距離の増加を抑えている。
【０００５】
しかしながら、この停電検知機能においては、電力変換装置９の過電圧による損傷を抑えるために速やかに運転を停止させる必要があるが、空気ブレーキ立上げ遅れによる両者の動作タイミングのずれにより衝動が発生していた。回生ブレーキでのセクション通過時の動作を図５に示す。セクション進入時の停電検知による回生ブレーキの停止により、回生ブレーキ動作／停止信号の変化によって空気ブレーキ装置８が動作するが、回生ブレーキと空気ブレーキの動作タイミングにより、総合ブレーキ力として両ブレーキ力が作用しない期間が発生して、ブレーキ力の急峻な変化により衝動が発生していた。
【０００６】
また力行でのセクション通過時の動作を図６に示す。力行時においても回生ブレーキ時同様にセクションでの電力中断による停電検知にて力行を速やかに中断させるために、力行牽引力の急峻な変化により衝動が発生していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、回生ブレーキ状態でセクション通過している時に電力中断が発生しても、力行運転でセクション通過している時に電力中断が発生しても衝動の発生が防止できる車両駆動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】
【０００８】
請求項１の発明の車両駆動制御装置は、交流架線から単相交流電力を一次側へ入力し降圧させる主変圧器と、降圧された単相二次電圧を直流電圧に変換する架線側電力変換回路と、この電力変換装置により変換された直流電圧を三相交流に変換する駆動側電力変換回路と、この駆動側電力変換回路により変換された三相交流により駆動される交流電動機と、車上に設けられた、あらかじめ交流き電区分所の地点を検知する地点検知装置と、電力回生ブレーキ、空気ブレーキを切り替えてブレーキ制御するブレーキ制御装置とを備え、前記ブレーキ制御装置は、電力回生ブレーキ運転中に前記地点検知装置により交流き電区分所の地点を検知した時に、当該交流き電区分所通過直前に電力回生ブレーキを空気ブレーキに切替える制御機能を有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明の車両駆動制御装置は、交流架線から単相交流電力を一次側へ入力し降圧させる主変圧器と、降圧された単相二次電圧を直流電圧に変換する架線側電力変換回路と、この電力変換装置により変換された直流電圧を三相交流に変換する駆動側電力変換回路と、この駆動側電力変換回路により変換された三相交流により駆動される交流電動機と、車上に設けられた、あらかじめ交流き電区分所の地点を検知する地点検知装置と、力行中の交流き電区分所通過時に、前記地点検知装置においてあらかじめ交流き電区分所の地点を検知することで、当該交流き電区分所通過直前に前記駆動側電力変換回路の出力トルクを絞る制御をする電力変換制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、地点検知装置によって交流き電区分所の位置をあらかじめ検知し、当該交流き電区分所通過直前に回生ブレーキから空気ブレーキに切替えることで、回生ブレーキの中断及び空気ブレーキ立上げ時の動作タイミングによる総合ブレーキ力の急峻な変化を防ぎ、衝動を抑制することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、地点検知装置によって交流き電区分所の位置をあらかじめ検知し、交流き電区分所通過直前に電力変換制御装置にてあらかじめ力行牽引力を絞る制御を行うことで、力行中断による力行牽引力の急峻な変化を防ぎ、衝動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の車両駆動制御装置の構成を示している。本実施の形態の車両駆動制御装置は、図４に示した従来例に対して交流き電区分所（セクション）の地点をあらかじめ検知する地点検知装置１０を備え、この地点検知装置１０が、電力変換装置９及びブレーキ制御装置７にセクション検知信号を入力するようにしたことを特徴としている。
【００１３】
本実施の形態の車両駆動制御装置は、主回路を構成する交流架線から集電する集電装置１、トランス２、架線側電力変換回路３、駆動側電力変換回路４、交流電動機５を備えている。また、架線側電力変換回路３、駆動側電力変換回路４を制御する電力変換制御装置６、ブレーキ制御装置７、空気ブレーキ装置８を備えている。電力変換制御装置６には、架線電圧の低下によって停電を検知する停電検知回路１１、運転席からの運転指令／ブレーキ力指令に基づいて力行回生指令を出力する運転指令入力回路１２、そして電力変換回路３，４を制御する制御回路１３が含まれている。架線側電力変換回路３、駆動側電力変換回路４とこの電力変換制御装置６とを含めて電力変換装置９としている。ブレーキ制御装置７は回生ブレーキ制御回路１５と空気ブレーキ制御回路１６を有している。
【００１４】
さらに本実施の形態の車両駆動制御装置は、その特徴として、あらかじめ交流き電区分所（セクション）の地点検知を行い、電力変換装置９の電力変換制御装置６とブレーキ制御装置７に地点検知信号を与える地点検知装置１０を備えている。
【００１５】
本実施の形態の車両駆動制御装置による鉄道車両の駆動制御、すなわち電力変換制御及びブレーキ制御は従来例とほぼ同様である。
【００１６】
そしてセクション通過時の制御は次の通りである。地点検知装置１０はセクション位置をあらかじめ検知して、その地点検知信号をブレーキ制御装置７と電力変換制御装置６に入力する。ブレーキ制御装置７内の回生ブレーキ制御回路１５では電力変換制御装置６への回生ブレーキ力指令によって回生ブレーキ力を絞り、空気ブレーキ制御回路１６側では空気ブレーキ装置８への空気ブレーキ力指令を立上げる。この回生ブレーキ力絞り指令と空気ブレーキ立上げ指令との動作タイミングの時間的な協調をとり、回生ブレーキ力と空気ブレーキ力との総合ブレーキ力が急峻に変化しない制御を行なう。
【００１７】
本実施の形態の車両駆動制御装置による回生ブレーキでセクション通過する時の車両駆動制御チャートを図２に示してある。地点検知装置１０によるセクション地点検知信号は、車両がセクション地点に進入する直前のタイミングｔ１に信号論理を変化させる。セクション地点検知信号により、ブレーキ制御装置７の回生ブレーキ制御回路１５では電力変換制御装置６への回生ブレーキ力指令によって空気ブレーキ力指令の立上げ時間と同調するタイミングにて回生ブレーキ力を絞る。電力変換制御装置６側ではブレーキ制御装置７からの回生ブレーキ力指令により、この回生ブレーキ力指令に追従したブレーキ力制御を行って回生ブレーキ力を絞る。ブレーキ制御装置７の空気ブレーキ制御回路１６側では、セクション地点検知信号により、空気ブレーキ装置８への空気ブレーキ力指令を立上げる。セクション通過後は再度信号論理を変化させ、空気ブレーキから回生ブレーキに切替える。
【００１８】
このようにセクション直前にてブレーキ力を回生ブレーキから空気ブレーキに切替えることにより、タイミングｔ２〜ｔ３のセクション通過時においては総合ブレーキ力が空気ブレーキに切替わっているために回生ブレーキの中断は発生せず、総合ブレーキ力の急峻な変化がなく、衝動の発生を防止できる。なお、地点検知装置１０はセクションを通過した後のタイミングｔ４において信号論理を再変化させる。
【００１９】
また、本実施の形態の車両駆動制御装置による力行モードでセクション通過する時の車両駆動制御チャートを図３に示してある。地点検知装置１０によるセクション地点検知信号はセクション地点に入る直前のタイミングｔ１１に信号論理を変化させる。セクション地点検知信号により電力変換制御装置６側では力行牽引力をある時定数をもって絞る。これによりタイミングｔ１２〜ｔ１３のセクション通過時においては力行牽引力が絞られており、力行牽引力の中断は発生せず、力行牽引力の急峻な変化がないために衝動の発生を防止できる。なお、この場合も、地点検知装置１０はセクションを通過した後のタイミングｔ１４において信号論理を再変化させる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の１つの実施の形態の回路ブロック図。
【図２】上記実施の形態による回生ブレーキ中のセクション通過時の制御タイミングチャート。
【図３】上記実施の形態による力行モードでのセクション通過時の制御タイミングチャート。
【図４】従来例の回路ブロック図。
【図５】従来例による回生ブレーキ中のセクション通過時の制御タイミングチャート。
【図６】従来例による力行モードでのセクション通過時の制御タイミングチャート。
【符号の説明】
【００２１】
１  集電装置
２  トランス
３  架線側電力変換回路
４  駆動側電力変換回路
５  交流電動機
６  電力変換制御装置
７  ブレーキ制御装置
８  空気ブレーキ装置
９  電力変換装置
１０  地点検知装置
【図１】
2005210821.tif 000003
【図２】
2005210821.tif 000004
【図３】
2005210821.tif 000005
【図４】
2005210821.tif 000006
【図５】
2005210821.tif 000007
【図６】
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