電気車制御装置

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【発明の名称】	電気車制御装置
【発明者】	【氏名】丸山高央【氏名】芦谷正裕
【要約】	【課題】車両速度が零になるまで電気ブレーキのみを作用させて停止させる。【解決手段】車両を駆動する誘導電動機１を電力変換装置２によりベクトル制御するようにした電気車制御装置において、定点通過信号を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求め、停止時間で停止位置に停止させるための減速度を演算し、さらに停止位置に停止させるための減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算する停止トルクパターン発生器６を備え、停止トルクパターンを電力変換装置２に指令するようにしたものである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】車両を駆動する誘導電動機を電力変換装置によりベクトル制御するようにした電気車制御装置において、定点通過信号を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求め、上記停止時間で上記停止位置に停止させるための減速度を演算し、さらに上記停止位置に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算し、上記停止トルクパターンを上記電力変換装置に指令する停止トルクパターン発生器を備えたことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項２】車両を駆動する誘導電動機を電力変換装置によりベクトル制御するようにした電気車制御装置において、定点通過信号を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求めて上記停止時間経過後に車両停止信号を出力すると共に、上記停止時間で上記停止位置に停止させる減速度を演算し、さらに上記停止位置に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算し、上記停止トルクパターンを上記電力変換装置に指令する停止トルクパターン発生器と、上記車両停止信号が入力されると指令されたブレーキシリンダ圧力信号に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させる空気ブレーキ制御手段と、上記ブレーキシリンダの圧力が所定の圧力に達すると上記電力変換装置による電気ブレーキを停止させる電気ブレーキ停止信号を出力する電気ブレーキ停止信号発生器とを備えたことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項３】車両を駆動する誘導電動機を電力変換装置によりベクトル制御するようにした電気車制御装置において、定点通過信号を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求めて上記停止時間経過後に車両停止信号を出力すると共に、上記停止時間で上記停止位置に停止させる減速度を演算し、さらに上記停止位置に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算し、上記停止トルクパターンを上記電力変換装置に指令する停止トルクパターン発生器と、上記車両停止信号が入力されると指令されたブレーキシリンダ圧力信号に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させる空気ブレーキ制御手段と、上記車両停止信号が出力されてから所定の時間が経過すると上記電力変換装置による電気ブレーキを停止させる電気ブレーキ停止信号を出力する電気ブレーキ停止信号発生器とを備えたことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項４】所定の停止位置に停止するまでの停止時間の演算、及び上記停止時間で上記停止位置に停止させるための減速度の演算は、減速度の変化率を時間の一次関数として設定して実行されることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の電気車制御装置。
【請求項５】停止位置近傍の車両速度は減速度の変化率を時間の一次関数として演算することにより算出される速度を使用することを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の電気車制御装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘導電動機で駆動される車両を電気ブレーキで停止させる電気車制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に鉄道車両においては電気ブレーキと空気ブレーキとが併用される。そして、車両の速度が高い高速度域では電気ブレーキが作用し、低速度域になると空気ブレーキに切り替えられて停止する。しかし、電気ブレーキから空気ブレーキに切り替えられるときに両ブレーキ間の応答速度差により、滑らかな切り替えが難しく乗り心地に悪影響を及ぼすことがある。さらに、空気ブレーキが作用時に摩耗するブレーキシューの保守が面倒である。これらの問題を解決するために近年では、電気ブレーキだけで車両を停止させることが提案されている。例えば、図９は平成１０年度電気学会産業応用部門全国大会講演予稿集の第２５７頁から第２６２頁「零速までの電気鉄道車両用電気ブレーキ試験台試験」に記載された従来の電気車制御装置の動作を示す説明図である。
【０００３】図９において、車両駆動用の誘導電動機（図示せず）はベクトル制御されている。従って、誘導電動機のトルク分電流と加減速度とは比例関係にある。そこで、車両速度Ｖに示すように加減速度を一定にして車両の速度を低下させる時間０～ｔ₁間の誘導電動機の電流は、トルク分電流が一定となるようにトルク分電流指令値Ｉｑ₁＊により制御される。車両速度が減速されて時間ｔ₁で車両速度Ｖ₁に達すると、時間ｔ₁～ｔ₃の間はジャーク（加減速度の変化率）が一定となるように停止位置（時間ｔ₃）に向かってトルクを徐々に小さくしていくトルク絞り込み制御が行われる。そして、車両速度が零になるようなトルク分電流指令値Ｉｑ₂＊により制御が行われる。又、車両速度を検出する速度センサは低速度域での分解能に問題があるので、図９に示すように車両速度が零近傍の速度Ｖ₂以下になる時間ｔ₂以降では推定値が使用される。この場合、速度Ｖ₁からＶ₂までの減速度が維持されたと推定することにより車両速度の演算が行われる。以上のように、誘導電動機を制御することにより車両速度が零になるまで電気ブレーキのみで車両を停止させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置は以上のように構成されているので、車両速度がＶ₁に達するとジャークが一定になるようにトルク絞り込み制御が行われるため、車両速度がＶ₁に達した時点の減速度により停止までの移動距離が変化し、所定の停止位置に停止させることが困難であるという問題点があった。さらに、電気ブレーキで停止した後の空気ブレーキへの切替についてついては、具体案が示されていないという問題点があった。この発明は以上のような問題点を解消するためになされたもので、車両速度が零になるまで電気ブレーキのみを作用させて所定の停止位置に停止させることができる電気車制御装置を提供することを目的とするものである。さらに、停止後に電気ブレーキから空気ブレーキへ切り替えるようにした電気車制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる電気車制御装置は、車両を駆動する誘導電動機を電力変換装置によりベクトル制御するようにした電気車制御装置において、定点通過信号を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求め、求めた停止時間で停止位置に停止させるための減速度を演算し、さらに停止位置に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算し、停止トルクパターンを電力変換装置に指令する停止トルクパターン発生器を備えたものである。また、定点通過信号を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求めて停止時間経過後に車両停止信号を出力すると共に、求めた停止時間で停止位置に停止させる減速度を演算し、さらに停止位置に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算し、停止トルクパターンを電力変換装置に指令する停止トルクパターン発生器と、車両停止信号が入力されると指令されたブレーキシリンダ圧力信号に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させる空気ブレーキ制御手段と、ブレーキシリンダの圧力が所定の圧力に達すると電力変換装置による電気ブレーキを停止させる電気ブレーキ停止信号を出力する電気ブレーキ停止信号発生器とを備えたものである。
【０００６】また、定点通過信号を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求めて停止時間経過後に車両停止信号を出力すると共に、求めた停止時間で停止位置に停止させる減速度を演算し、さらに停止位置に停止させる減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算し、停止トルクパターンを電力変換装置に指令する停止トルクパターン発生器と、車両停止信号が入力されると指令されたブレーキシリンダ圧力信号に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させる空気ブレーキ制御手段と、車両停止信号が出力されてから所定の時間が経過すると電力変換装置による電気ブレーキを停止させる電気ブレーキ停止信号を出力する電気ブレーキ停止信号発生器とを備えたものである。また、所定の停止位置に停止するまでの停止時間の演算、及び求めた停止時間で停止位置に停止させるための減速度の演算は、減速度の変化率を時間の一次関数として設定して実行されるものである。さらに、停止位置近傍の車両速度は減速度の変化率を時間の一次関数として演算することにより算出される速度を使用するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態１を示す構成図である。図１において、１は車両を駆動する誘導電動機、２は誘導電動機１を制御する電力変換装置で、誘導電動機１の２次磁束パターンΦ₂＊、後述の車両速度Ｖ及びトルクパターンＴｑｒ＊に基づいて誘導電動機１をベクトル制御する。３は誘導電動機１の回転数を検出する回転数検出器、４は速度演算器で、回転数検出器３により検出された誘導電動機１の回転数に基づいて車両速度Ｖを演算する。５は定点通過検知器で、車両が所定の定点を通過したときに定点通過信号Ｃｐとして「１」を出力し、所定の定点を通過するまでは「０」を出力する。６は車両速度Ｖ、定点通過信号Ｃｐ及び後述のトルクパターンＴｑｒ＊が入力される停止トルクパターン発生器で、車両を電気ブレーキのみで所定の停止位置に停止させる停止トルクパターンＴｑｓ＊及び切替信号Ｃｔを出力する。なお、切替信号Ｃｔは定点通過信号Ｃｐが「０」のとき「０」、「１」のとき「１」が出力される。７はパターン切替器で、切替信号Ｃｔが「０」のときに運転士又は自動列車運転装置等のブレーキ系から指令される指令トルクパターンＴｑ＊をトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置２へ入力し、切替信号Ｃｔが「１」のときに停止トルクパターンＴｑｓ＊をトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置２へ入力する。
【０００８】次に動作について説明する。図２は図１の動作を説明するタイムチャートである。図１及び図２において、車両が定点を通過するまでは定点通過信号Ｃｐは図２（ａ）に示すように「０」である。そして、車両は定点通過までは図２（ｂ）に示すようにトルク一定の指令トルクパターンＴｑ＊により制御が行われている。トルク一定制御により図２（ｃ）に示すように車両が減速度一定の電気ブレーキで減速される。この状態で定点を通過するまでは、図２（ｄ）に示すように切替信号Ｃｔが「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ＊は図２（ｅ）に示すようにブレーキ系から指令された減速度一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されている。従って、電力変換装置２はブレーキ系から指令された指令トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベクトル制御をしている。その後、車両が定点を通過すると図２（ａ）に示すように定点通過信号Ｃｐが「１」になるので、停止トルクパターン発生器６において演算された停止トルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図２（ｆ）参照）と共に、図２（ｄ）に示すように切替信号Ｃｔの「１」が出力される。
【０００９】切替信号Ｃｔの「１」が出力されることにより、パターン切替器７が動作して図２（ｅ）に示すように停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。これにより、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置２に指令される。ここで、停止トルクパターンＴｑｓ＊の作成について説明する。回転数検出器３で検出された誘導電動機１の回転数、誘導電動機１と車輪との間の歯車比Ｇ及び車輪の半径とにより速度演算器４において車両の速度ｖを演算する。次に停止トルクパターン発生器６で車両の速度ｖに基づいて所定のサンプル時間Ｔｓ間の減速度β（ｎ）を式（１）により演算する。さらに、車両が定点を通過するまでにトルクパターンＴｑｒ＊、誘導電動機１が駆動する車輪が負担する車両重量Ｍ、車輪の半径ｒ及び歯車比Ｇとにより車両の走行抵抗Ｔｒを式（２）により演算する。ｎは整数である。
【００１０】
【数１】

【００１１】車両が定点を通過して定点通過信号Ｃｐが「１」になると、その時点における式（１）（２）の減速度の初期値をβ₀及び走行抵抗の初期値をＴｒ₀とする。又、定点通過信号Ｃｐが「１」になったときの車両速度の初期値をｖ₀とする。さらに、定点通過信号Ｃｐを受信した定点から所定の停止位置までの残り距離の初期値をｘ₀とする。なお、残り距離ｘ₀は定点通過信号Ｃｐと共に受信するか、または定点通過信号Ｃｐと対応して車上に記憶されている。これらの各初期値を設定した上でジャーク（減速度の変化率）ｊ（ｔ）を式（３）に示すように、定点通過後の経過時間ｔの関数として与える（図２（ｇ）参照）。そして、式（３）を演算することにより減速度β（ｔ）、車両の速度ｖ（ｔ）及び車両の停止位置までの残り距離ｘ（ｔ）は、式（４）から式（６）のように表すことができる（図２（ｈ）（ｉ）（ｊ）参照）。
ｊ（ｔ）＝ｋ₁＋２・ｋ₂・ｔ・・・（３）
β（ｔ）＝β₀＋ｋ₁・ｔ＋ｋ₂・ｔ² ・・・（４）
ｖ（ｔ）＝ｖ₀＋β₀・ｔ＋ｋ₁・ｔ²／２＋ｋ₂・ｔ³／３・・・（５）
ｘ（ｔ）＝ｘ₀＋ｖ₀・ｔ＋β₀・ｔ²／２＋ｋ₁・ｔ³／６＋ｋ₂・ｔ⁴／１２・・・（６）
車両が定点通過信号Ｃｐを受信してから残り距離ｘ₀を進んで所定の停止位置で停止する条件として、残り距離ｘ₀を進んだときの速度及び減速度を零としてｋ₁、ｋ₂を求めると式（７）（８）となる。さらに、残り距離ｘ₀を進むまでの経過時間ｔ₀は式（９）により求められる。なお、式（９）は初期条件によっては平方根内が負になる。この場合は、定点通過信号Ｃｐを受信したときから停止位置までの経過時間ｔ₀を式（１０）により求める。そして、経過時間ｔ₀を用いてｋ₁，ｋ₂を求める。この場合、通過信号Ｃｐを受信した地点から停止位置までの移動距離Ｘは式（１１）で表され、減速度の初期値β₀に依存して変化する。
【００１２】
【数２】

【００１３】以上のように、式（７）（８）のｋ₁、ｋ₂を用いて式（４）から車両を残り距離ｘ₀の所定の停止位置に停止させるための減速度β（ｔ）を演算する。さらに、減速度β（ｔ）を実現させるために式（２）と同様の関係式で走行抵抗Ｔｒ₀として、必要なトルクを式（１２）により演算する。そして、式（１２）で演算されたトルクＴｑ（ｔ）が停止トルクパターン発生器６から図２（ｆ）に示すように停止トルクパターンＴｑｓ＊として出力される。
【００１４】
【数３】

【００１５】ここで、定点通過信号Ｃｐが「１」で切替信号Ｃｔの「１」が出力されることにより、パターン切替器７が停止トルクパターンＴｑｓ＊を選択して、電力変換装置２へ停止トルクパターンＴｑｓ＊が指令される。定点通過信号Ｃｐを受信した以後は、電力変換装置２がトルクパターンＴｑｓ＊により図２（ｃ）に示すように誘導電動機１のベクトル制御を行い、所定の停止位置で車両を停止させる。なお、定点を通過して時間ｔ₀が経過後にトルクＴｑ（ｔ₀）を出力して空気ブレーキに切り替える。以上のように、停止トルクパターン発生器６において定点通過信号Ｃｐを受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求め、求められた停止時間で停止位置に停止させるための減速度を演算し、さらに停止位置に停止させるための減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算する。そして、演算された停止トルクパターンを電力変換装置２に指令して誘導電動機１をベクトル制御することにより、車両速度が零になるまで電気ブレーキのみを作用させて所定の停止位置に停止させることができる。
【００１６】実施の形態２．図３は実施の形態２を示す構成図である。図３において、１～３，５，７は実施の形態１のものと同様のものである。８は後述の速度演算器９からの車両速度ｖ、定点通過信号Ｃｐ及びトルクパターンＴｑｒ＊が入力される停止トルクパターン発生器で、車両を電気ブレーキのみで所定の停止位置に停止させる停止トルクパターンＴｑｒ＊と、切替信号Ｃｔと、停止位置近傍の低速度域における車両速度ｖ（ｔ）を演算して出力する。９は速度演算器で、回転数検出器３により検出された誘導電動機１の回転数に基づいて車両速度ｖを演算する。さらに、速度演算器９は停止位置近傍の低速度域では停止トルクパターン発生器８から入力された車両速度ｖ（ｔ）をｖ＝ｖ（ｔ）として出力する。
【００１７】次に動作について説明する。図４は図３の動作を説明するタイムチャートである。図３及び図４において、図４（ｃ）に示すように車両が電気ブレーキで減速されて速度ｖ₁及び時間ｔ₁で定点を通過するまでは図４（ａ）に示すように切替信号Ｃｔが「０」である。この場合、実施の形態１と同様にトルクパターンＴｑｒ＊は図４（ｅ）に示すようにブレーキ系から指令された指令トルクパターンＴｑｒ＊が選択されている。そして、車両が時間ｔ₁で定点を通過して定点通過信号Ｃｐが「１」になると、図４（ｅ）に示すように停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。なお、停止トルクパターンＴｑｓ＊は実施の形態１と同様に式（１０）で演算されたＴｑ（ｔ）で与えられる。この時点では車両速度ｖは回転数検知器３により検出された誘導電動機１の回転数に基づいて演算された値が使用されている。車両が停止トルクパターンＴｑｓ＊により減速されて時間ｔ₂において停止位置近傍の低速度域である車両速度がｖ₂に達すると、速度演算器９は停止トルクパターン発生器８で式（５）及びｋ₁，ｋ₂により演算した車両速度ｖ（ｔ）を車両速度ｖとして出力する。
【００１８】以上のように、停止トルクパターン発生器８において定点通過信号Ｃｐの「１」を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の位置に停止するまでの時間を求め、求められた停止時間が停止位置に停止させるための減速度を演算する。そして、停止位置に停止させるための減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算して電力変換装置２に指令することにより、誘導電動機１をベクトル制御して車両速度が零になるまで電気ブレーキのみを作用させて所定の位置に停止させることができる。さらに、停止位置近傍の低速度域では式（５）により算出された車両速度ｖ（ｔ）を車両速度ｖとして使用することにより、回転数検出器３の分解能に影響されることなく車両速度の検出が困難な低速度域においても、電気ブレーキのみを作用させて所定の停止位置に精度よく停止させることができる。
【００１９】実施の形態３．図５は実施の形態３を示す構成図である。図５において、１，３～５は実施の形態１のものと同様のものである。１０は誘導電動機１を制御する電力変換装置で、誘導電動機１の２次磁束パターンΦ₂＊、後述の車両速度及びトルクパターンＴｑｒ＊に基づいて誘導電動機１をベクトル制御する。さらに、電力変換装置１０は後述の電気ブレーキ停止信号ＣＥＢにより電気ブレーキ制御を停止する。１１は車両速度Ｖ、定点通過信号Ｃｐ及び後述のトルクパターンＴｑｒ＊が入力される停止トルクパターン発生器で、車両を電気ブレーキのみで所定の停止位置に停止させる停止トルクパターンＴｑｓ＊及び切替信号Ｃｔを出力する。ここで、停止トルクパターンＴｑｓ＊は実施の形態１で示した式（１２）により停止トルクパターン発生器１１において演算される。また、切替信号Ｃｔは定点通過信号Ｃｐが「０」のとき「０」、「１」のとき「１」が出力される。なお、定点通過信号Ｃｐは車両が定点を通過したとき「１」が出力される。
【００２０】さらに、停止トルクパターン発生器１１は定点通過信号Ｃｐが「１」になった時点から時間ｔ₀が経過すると、車両が停止したものとして車両停止信号ＣＳｐの「１」を出力する。１２はパターン切替器で、切替信号Ｃｔが「０」のときに運転士又は自動列車運転装置等のブレーキ系から指令される指令トルクパターンＴｑ＊をトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置１０へ入力し、切替信号Ｃｔが「１」のときに停止トルクパターンＴｑｓ＊をトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置１０へ入力する。１３は空気ブレーキ系から指令されたブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊と車両停止信号ＣＳｐとが入力される空気ブレーキ制御手段で、車両停止信号ＣＳｐの「１」が入力されると同時に後述のブレーキシリンダ１４の空気圧ＢＣを目標のブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊に向けて増加させる。１４はブレーキシリンダで、空気圧ＢＣにより後述のブレーキシューを押圧する。１５はブレーキシューで、ブレーキシリンダ１４の押圧力により車輪（図示せず〕に押圧されて車両に空気ブレーキが作用する。１６はブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊と空気圧ＢＣとが入力される電気ブレーキ停止信号発生器で、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊に対して空気圧ＢＣが所定の値に達すると電気ブレーキ停止信号ＣＥＢを出力する。
【００２１】次に動作について説明する。図６は動作を説明するタイムチャートである。図５及び図６において、車両が定点を通過するまでは定点通過信号Ｃｐは図６（ａ）に示すように「０」である。そして、車両は定点通過までは図６（ｂ）に示すようにトルク一定の指令トルクパターンＴｑ＊によりベクトル制御が行われている。トルク一定制御により図６（ｃ）に示すように車両が減速度一定の電気ブレーキで減速される。この状態で定点を通過するまでは図６（ｄ）に示すように切替信号Ｃｔが「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ＊は図６（ｅ）に示すようにブレーキ系から指令された減速度一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されている。従って、電力変換装置１０はブレーキ系から指令された指令トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベクトル制御をしている。その後、車両が定点を通過すると図６（ａ）に示すように定点通過信号Ｃｐが「１」になるので、停止トルクパターン発生器１１において演算された停止トルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図６（ｆ）参照）と共に、図６（ｄ）に示すように切替信号Ｃｔの「１」が出力される。切替信号Ｃｔの「１」が出力されることにより、パターン切替器１２が動作して図６（ｅ）に示すように停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。これにより、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置１０に指令される。
【００２２】定点通過信号Ｃｐを受信した後は、電力変換装置１０がトルクパターンＴｑｓ＊により図６（ｃ）に示すように誘導電動機１のベクトル制御を行う。そして、定点通過信号Ｃｐを受信してから時間ｔ₀後に所定の停止位置に車両が停止したものとして、停止トルクパターン発生器１１から時間ｔ₀におけるトルクパターンＴｑ（ｔ₀）が出力されると共に、図６（ｇ）に示されるように車両停止信号ＣＳｐの「１」が出力される。空気ブレーキ制御手段１３に車両停止信号ＣＳｐが入力されると、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊によりブレーキシリンダ１４の空気圧ＢＣが上げられる。ブレーキシリンダ１４の空気圧ＢＣが上昇されることによりブレーキシュー１５が車輪（図示せず）に押圧されて空気ブレーキが作用する。そして、ブレーキシリンダ１４の空気圧ＢＣが図６（ｈ）に示すように所定の空気圧ＲＢＣに達すると、図６（ｉ）に示すように電気ブレーキ停止信号発生器６から電気ブレーキ停止信号ＣＥＢの「１」が出力される。なお、電気ブレーキ停止信号ＣＥＢは空気ブレーキのみで車両の停止状態が保持できる空気圧ＢＣに達したときに出力されるように設定されている。電気ブレーキ停止信号ＣＥＢの「１」が電力変換装置１０へ入力されると、電力変換装置１０は電気ブレーキ制御を停止させる。
【００２３】以上のように、電力変換装置１０により電気ブレーキで車両を停止させ、車両停止信号ＣＳｐが入力されるとブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊に基づいてブレーキシリンダ１４の圧力を増加させ、ブレーキシリンダ１４の圧力が所定の圧力に達すると電気ブレーキ停止信号発生器１６から電気ブレーキ停止信号ＣＥＢを出力して、車両の停止後に電気ブレーキから空気ブレーキへ切り替えるので、乗り心地に支障を与えるのを防止することができる。上記実施の形態３において電気ブレーキ停止信号発生器１６でブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊と空気圧ＢＣとを比較するものについて説明したが、電気ブレーキ停止信号発生器１８に設定したしきい値と空気圧ＢＣとを比較するようにしても同様の効果を期待することができる。
【００２４】実施の形態４．図７は実施の形態４を示す構成図である。図７において、１，３～５は実施の形態１のものと同様のものであり、１０～１５は実施の形態３のものと同様のものである。１７は車両停止信号ＣＳｐが入力される電気ブレーキ停止信号発生器で、車両停止信号ＣＳｐの「１」が出力されてからの経過時間を計測し、所定の時間ｔ₁に達すると電気ブレーキ停止信号ＣＥＢの「１」を出力する。そして、電気ブレーキ停止信号ＣＥＢは電力変換装置１０へ入力される。
【００２５】次に動作について説明する。図８は動作を説明するタイムチャートである。図７及び図８において、車両が定点を通過するまでは定点通過信号Ｃｐは図８（ａ）に示すように「０」である。そして、車両は定点通過までは図８（ｂ）に示すようにトルク一定の指令トルクパターンＴｑ＊によりベクトル制御が行われている。トルク一定制御により図８（ｃ）に示すように車両が減速度一定の電気ブレーキで減速される。この状態で定点を通過するまでは図８（ｄ）に示すように切替信号Ｃｔが「０」である。この場合、トルクパターンＴｑｒ＊は図８（ｅ）に示すようにブレーキ系から指令された減速度一定の指令トルクパターンＴｑ＊が選択されている。従って、電力変換装置１０はブレーキ系から指令された指令トルクパターンＴｑ＊により誘導電動機１のベクトル制御をしている。その後、車両が定点を通過すると図８（ａ）に示すように定点通過信号Ｃｐが「１」になるので、停止トルクパターン発生器１１において演算された停止トルクパターンＴｑｓ＊が出力される（図８（ｆ）参照）と共に、図８（ｄ）に示すように切替信号Ｃｔの「１」が出力される。切替信号Ｃｔの「１」が出力されることにより、パターン切替器１２が動作して図８（ｅ）に示すように停止トルクパターンＴｑｓ＊が選択される。これにより、停止トルクパターンＴｑｓ＊がトルクパターンＴｑｒ＊として電力変換装置１０に指令される。
【００２６】定点通過信号Ｃｐの「１」を受信した後は、電力変換装置１０がトルクパターンＴｑｓ＊により図８（ｃ）に示すように誘導電動機１のベクトル制御を行う。そして、定点通過信号Ｃｐを受信してから時間ｔ₀後に所定の停止位置に車両が停止したものとして、停止トルクパターン発生器１１から時間ｔ₀におけるトルクパターンＴｑ（ｔ₀）が出力されると共に、図８（ｇ）に示されるように車両停止信号ＣＳｐの「１」が出力される。空気ブレーキ制御手段１３に車両停止信号ＣＳｐの「１」が入力されると、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊によりブレーキシリンダ１４の空気圧ＢＣが上げられる。ブレーキシリンダ１４の空気圧ＢＣが上昇されることによりブレーキシュー１５が車輪（図示せず）に押圧されて空気ブレーキが作用する。
【００２７】そして、車両停止信号ＣＳｐの「１」が出力されてからの経過時間を電気ブレーキ停止信号発生器１７で計測し、所定の時間ｔ₁に達すると電気ブレーキ停止信号ＣＥＢの「１」を出力する。ブレーキ停止信号ＣＥＢの「１」が電力変換装置１０へ入力されると、電力変換装置１０は電気ブレーキ制御を停止させる。このとき、ブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊により立ち上げられたブレーキシリンダ１４の空気圧ＢＣは、空気ブレーキのみで車両の停止状態が保持できる空気圧ＢＣに達するように設定されている。以上のように、車両が停止して車両停止信号ＣＳｐが出力されるとブレーキシリンダ圧力指令信号ＢＣ＊に基づいてブレーキシリンダ１４の圧力を増加させると共に、車両停止信号ＣＳｐが出力されてから所定の時間ｔ₁が経過するとブレーキ停止信号ＣＥＢにより電力変換装置１０による電気ブレーキを停止させるので、乗り心地に支障を与えるのを防止することができる。
【００２８】上記実施の形態１から実施の形態４において、減速度β（ｎ）は式（１）により演算するものについて説明したが、加速度計等で直接検出するようにしても同様の効果を期待することができる。また、走行抵抗Ｔｒを式（２）により演算するものについて説明したが、車両の線路上の位置と対応した走行抵抗のデータを、予め車上に記憶しておくようにしても同様の効果を期待することができる。さらに、停止位置近傍の低速度域では式（５）により算出された車両速度ｖ（ｔ）を車両速度ｖとして使用することにより、回転数検出器３の分解能に影響されることなく車両速度の検出が困難な低速度域においても、電気ブレーキのみを作用させて所定の停止位置に精度よく停止させることができる。
【００２９】
【発明の効果】この発明によれば、停止トルクパターン発生器において定点通過信号を受信した時点の減速度、走行抵抗及び車両速度を演算して所定の停止位置に停止するまでの停止時間を求め、求められた停止時間で停止位置に停止させるための減速度を演算し、さらに停止位置に停止させるための減速度を実現させるための停止トルクパターンを演算し、演算された停止トルクパターンを電力変換装置に指令して誘導電動機をベクトル制御することにより、車両速度が零になるまで電気ブレーキのみを作用させて所定の停止位置に停止させることができる。また、電力変換装置により電気ブレーキで車両を停止させ、車両停止信号が入力されるとブレーキシリンダ圧力指令信号に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させ、ブレーキシリンダの圧力が所定の圧力に達すると電気ブレーキ停止信号発生器から電気ブレーキ停止信号を出力して、車両の停止後に電気ブレーキから空気ブレーキへ切り替えるので、乗り心地に支障を与えるのを防止することができる。
【００３０】また、車両が停止して車両停止信号が出力されるとブレーキシリンダ圧力指令信号に基づいてブレーキシリンダの圧力を増加させると共に、車両停止信号が出力されてから所定の時間が経過するとブレーキ停止信号により電力変換装置による電気ブレーキを停止させるので、乗り心地に支障を与えるのを防止することができる。また、減速度の変化率を時間の一次関数として設定して、所定の停止位置に停止するまでの停止時間の演算、及び演算した停止時間で停止位置に停止させるための減速度の演算を行うことにより、停止トルクパターンを容易に算出することができる。さらに、停止位置近傍の車両速度を減速度の変化率を時間の一次関数として算出することにより、回転数検出器の分解能に影響されることなく電気ブレーキのみを作用させて所定の停止位置に精度よく停止させることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６０１３【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【出願日】	平成１１年２月１７日（１９９９．２．１７）
【代理人】	【識別番号】１０００７３７５９【弁理士】【氏名又は名称】大岩増雄
【公開番号】	特開２０００－２４５００４（Ｐ２０００－２４５００４Ａ）
【公開日】	平成１２年９月８日（２０００．９．８）
【出願番号】	特願平１１－３８２４６