專利名稱：列車的控制方法及鐵道車輛用控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與功率分散型的鐵道車輛的控制方法以及控制裝置有關(guān)，涉及對各功率單元的每一個，命令各功率單元(Power unit)工作/停止的列車控制方法以及鐵道車輛用控制裝置。
背景技術(shù)：
在以往的鐵道車輛中，將功率單元從控制系統(tǒng)開放、不進行運行的單元切斷方法，為了當(dāng)某功率單元發(fā)生故障時，將發(fā)生故障的功率單元從編組整體的控制中分離而被采用。該方法設(shè)置了當(dāng)特定的功率單元反復(fù)重復(fù)保護動作的情況下，推斷該功率單元內(nèi)部存在某種異常原因，由駕駛員操作在工作臺上設(shè)置的單元切斷開關(guān)，從安全的角度來說，在此之后可不使用該功率單元那樣的結(jié)構(gòu)。這種情況下，如果一旦對某一個確定的功率單元發(fā)出單元切斷的指示，駕駛員操作牽引扳手(handle)、制動扳手(handle)，即使發(fā)出牽引、再生命令，其功率單元也處于不工作狀態(tài)。通常，單元切斷的復(fù)位是在歸庫后，檢查單元內(nèi)的裝置，查明原因之后進行修理，如果確認(rèn)了裝置是正常的，則通過恢復(fù)單元切斷開關(guān)而進行的?？梢哉f，單元切斷在機器故障或異常時，發(fā)揮作為防止對編組整體產(chǎn)生異常影響的方法的功能。
在鐵道車輛中，當(dāng)是以高速行駛特別長的距離的列車的情況下，一個編組是將具有多個功率單元的車輛連接在一起而構(gòu)成的。各功率單元在牽引、制動中，也是幾乎均衡地分擔(dān)驅(qū)動力而行駛。利用圖10，表示適用了以往的單元切斷方式的鐵道車輛的構(gòu)成的一例。列車的編組，例如是連接具有主干控制器10和單元切斷開關(guān)19的控制車C，和包括單元控制裝置21、單元控制裝置211、集電裝置23、高壓開關(guān)24以及電動機25的電動車M而構(gòu)成的。駕駛員通過設(shè)置于工作臺上的主干控制器10將列車的加速、減速命令(主控制器變速裝置(notch)指令)Imn向編組內(nèi)的各單元控制裝置21-1～21-2發(fā)送。編組內(nèi)的所有單元控制裝置21接收此命令，控制功率單元22，對應(yīng)當(dāng)在應(yīng)輸出驅(qū)動力或制動力的電動機25中流動的電流進行控制。
還有，設(shè)置了高壓開關(guān)24，其選擇性地關(guān)斷對包括事故等的情況的、發(fā)生了故障的功率單元22的供電。萬一功率單元22內(nèi)的機器產(chǎn)生故障，變?yōu)椴荒軐υ摴β蕟卧?2供給電源的狀況時，駕駛員通過將關(guān)斷產(chǎn)生故障的功率單元22的高壓開關(guān)14的單元切斷命令I(lǐng)uc由單元切斷開關(guān)19發(fā)送，使向該功率單元22的供電停止。對功率單元22的供電關(guān)斷的同時，也聯(lián)動進行停止在該功率單元22中設(shè)置的冷卻裝置等的動作。但是，此單元切斷只限于在機器產(chǎn)生故障的情況下進行，平時不進行單元切斷。
但是，當(dāng)平常運行時，編組內(nèi)的所有的功率單元必須輸出最大功率而行駛的狀態(tài)是很少的，例如，限于在急的陡坡區(qū)間、從車站起動開始至巡航速度為止的區(qū)間等。通常，在平坦線路上以一定速度行駛的情況下，作為編組整體，和能輸出的最大的驅(qū)動力相比，較小的驅(qū)動力就足夠了。這種情況下，各功率單元相對其能力，變?yōu)槌掷m(xù)輸出比較低的輸出的狀態(tài)的運行狀態(tài)。此時，即使各功率單元是低驅(qū)動力，但由于機器工作，在元件中流動電流，為了在電動機25中輸出高次諧波少、失真小的交流電，需要將元件高速切換，由這些元件的動作產(chǎn)生熱量，這也成為損失、效率降低的主要原因。另外，具有成為基本損失的要素，如用于機器冷卻的冷卻系統(tǒng)裝置的工作所帶來的損失、常時用于施加電源的變壓器的鐵心損失等。
另外，提出了基于運行模式使車輛運行的車上主體型自動列車控制裝置(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1特開2002-330502號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種確保作為列車以一個編組行駛的同時，使各種損失抑制在最小限度內(nèi)的鐵道車輛的節(jié)能運行方法以及鐵道車輛用控制裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的列車的控制方法，是包括具有動力單元以及控制該動力單元的單元控制裝置的多臺車輛的列車控制方法，根據(jù)對應(yīng)于行駛狀態(tài)所必要的驅(qū)動力，使編組中的多個動力單元之中1個以上的工作停止，根據(jù)必要的驅(qū)動力使停止工作的動力單元再起動。
進一步，本發(fā)明在上述列車的控制方法中，從車站出發(fā)后的加速結(jié)束之后，在勻速運行的階段，停止預(yù)先設(shè)定的動力單元的工作。
即，本發(fā)明在上述列車的控制方法中，基于必要的驅(qū)動力和工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值，判斷工作中的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值是否有余力，當(dāng)工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值有余力時，使規(guī)定數(shù)目的動力單元的工作停止。
本發(fā)明在上述列車的控制方法中，基于必要的驅(qū)動力和工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值，判斷工作中的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值是否還有余力，當(dāng)工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值沒有余力時，使工作停止的動力單元的規(guī)定數(shù)目的動力單元再起動。
本發(fā)明在上述列車的控制方法中，停止工作的動力單元是位于列車前進方向前的單元。
本發(fā)明的列車控制方法，是在一個編組中，包括具有動力單元以及控制該動力單元的單元控制裝置的多臺車輛的列車控制方法，根據(jù)與行駛狀態(tài)對應(yīng)的必要的驅(qū)動力，使編組中的多個動力單元中的一個以上的工作停止，在此狀態(tài)的行駛過程中，當(dāng)ATC剎車動作時，再起動在ATC剎車動作之前停止了工作的動力單元，以使電動剎車能起作用。
本發(fā)明的鐵道車輛用控制裝置是控制在一個編組中，包括具有動力單元以及控制該動力單元的單元控制裝置的多臺車輛的列車的鐵道車輛用控制裝置，具備對各動力單元個別地發(fā)出驅(qū)動力指令值和單元開放指令或者單元開放解除指令的機構(gòu)；和比較各動力單元的最大驅(qū)動力和在此時刻所必要的驅(qū)動力的機構(gòu)，當(dāng)判斷出在此時刻必要的驅(qū)動力比工作的驅(qū)動單元的最大驅(qū)動力的總計值小時，對各動力單元階段性地發(fā)出停止動力單元的工作的單元開放指令。
本發(fā)明在上述鐵道車輛用控制裝置中，付與目標(biāo)速度，當(dāng)達(dá)到了加速或者減速后的目標(biāo)速度之后，推測能夠維持該目標(biāo)速度的驅(qū)動力，計算能夠保持此驅(qū)動力的動力單元數(shù)，當(dāng)此數(shù)目比所有編組的動力單元數(shù)少的情況下，發(fā)送停止多余的動力單元的工作的單元開放指令的同時，當(dāng)必要的驅(qū)動力再次增加時，發(fā)送再起動至此為止停止了工作的動力單元的單元開放解除指令。
本發(fā)明在上述鐵道車輛用控制裝置中，在停止編組中的一部分動力單元的工作的狀態(tài)下行駛的過程中，當(dāng)ATC剎車動作時，發(fā)出使在ATC剎車動作之前停止工作的動力單元再次處于工作狀態(tài)的指令，使各動力單元處于工作狀態(tài)，以便電動剎車可起作用。
本發(fā)明在上述鐵道車輛用控制裝置中，當(dāng)停止了編組中的一部分動力單元的工作時，按照使在各動力單元之間工作時間不為不均衡那樣，隨意地或者按順序地對各動力單元發(fā)送單元開放指令。
本發(fā)明在上述鐵道車輛用控制裝置中，具有單元切斷指示機構(gòu)由第1單元切斷指令和第2單元切斷指令兩個指令規(guī)定，第1單元切斷指令，根據(jù)來自駕駛員的單元開放解除指令解除使動力單元的工作停止的單元開放指令，第2單元切斷指令，如果扳動剎車就被自動解除；由能夠?qū)⒏鲉卧袛嘀噶钭鳛槠渌问教幚淼挠布蛘哕浖?gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，能夠降低列車運行時的損失，可進行節(jié)能運行。


圖1是說明適用有關(guān)本發(fā)明的第1實施例的鐵道車輛的節(jié)能運行方式的列車構(gòu)成的框圖。
圖2是說明第1實施例中運算裝置的構(gòu)成的框圖。
圖3是說明圖2所示的運算裝置中的處理的流程的圖。
圖4是說明適用有關(guān)本發(fā)明的第2實施例的鐵道車輛的節(jié)能運行方式的列車構(gòu)成的框圖。
圖5是說明有關(guān)第2實施例中的運算裝置的構(gòu)成的框圖。
圖6是說明有關(guān)第3實施例中的運算裝置的構(gòu)成的框圖。
圖7是說明第4實施例中的單元切斷指示機構(gòu)的構(gòu)成的框圖。
圖8是說明利用速度圖案求得自位置的原理的圖。
圖9是說明根據(jù)速度圖案和實際速度決定剎車電平的原理的圖。
圖10是說明以往的鐵道車輛的單元切斷方式的框圖。
圖中10-主干控制裝置，11-運算裝置，12-速度指示器，13-速度發(fā)電機，14-單元切斷指示機構(gòu)，15-顯示器，19-單元切斷開關(guān)，21-單元控制裝置，22-功率單元，23-集電裝置，24-高壓開關(guān)，25-電動機，111-第1邏輯電路，112-第2邏輯電路，113-第3邏輯電路，114-第4邏輯電路，115-減法器，141-第1R、S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，142-第2R、S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，143-第1OR電路，144-第2OR電路，C-控制車，M-電動車，Dnt-必要驅(qū)動力，Duc-單元切斷指示信息，Imn-主控制器變速裝置指令，Ims-目標(biāo)速度，Ip-位置信息，Irs-實際速度信號，Iuc-單元切斷指令，Iucr-單元切斷復(fù)位指令，Iut-單元驅(qū)動力指令值。
具體實施例方式
以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。利用圖1，說明適用關(guān)于本發(fā)明的實施方式的鐵道車輛的節(jié)能運行方法的列車的主要構(gòu)成。列車將在工作臺具有主干控制器10和運算裝置11的控制車輛C，和具有單元控制裝置21、功率單元22、集電裝置23、高壓開關(guān)24、電動機25的電動車M連接并編組。從設(shè)置于控制車輛C的工作臺等上的運算裝置11發(fā)出指示功率單元開放的單元切斷指令或者解除Iuc功率單元切斷指令的單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr以及對各單元控制裝置21發(fā)送的作為主控制器變速裝置指令I(lǐng)mn的驅(qū)動力指令I(lǐng)ut。
各單元控制裝置21控制功率單元22，對由集電裝置23供給的電流流到電動機25中進行控制。另外，單元控制裝置21基于單元切斷指令I(lǐng)uc或者單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr，也同時進行高壓開關(guān)24的接通、斷開控制。各單元控制裝置21具有下述功能基于來自運算裝置11的單元驅(qū)動力指令值Iut，控制功率單元22，使在電動機25中流動的電流的大小根據(jù)單元驅(qū)動力指令值Iut可變。另外，同時各單元控制裝置21也具有如果接收單元切斷指令I(lǐng)uc，則在抑制流向電動機25的電流的同時，斷開作為電源供給源的高壓開關(guān)24的功能。進一步，單元控制裝置21還具有如果進入單元切斷狀態(tài)，則停止用于冷卻構(gòu)成功率單元22的半導(dǎo)體元件、電動機25、還有變壓器等的機器的送風(fēng)機等的功能。其結(jié)果，處于單元切斷時，可使該功率單元不消耗無用的電力。
利用圖2，說明運算裝置11的構(gòu)成的一例。運算裝置11包括第1邏輯電路111和第2邏輯電路112。在運算裝置11中，輸入來自主干控制器10的主控制器變速裝置指令I(lǐng)mn。運算裝置11根據(jù)該主控制器變速裝置指令I(lǐng)mn，由第2邏輯電路112運算與Imn對應(yīng)的必要驅(qū)動力Dnt，將運算后的必要驅(qū)動力Dnt輸入給第1邏輯電路111。
在第1邏輯電路111中，預(yù)先付與關(guān)于各功率單元22的最大驅(qū)動力的數(shù)據(jù)，具有判斷來自第2邏輯電路112的必要驅(qū)動力Dnt是否是總計工作的各功率單元22的最大驅(qū)動力的值的功能，以及當(dāng)必要驅(qū)動力Dnt比工作的功率單元22的最大驅(qū)動力的總計值小時，依次對功率單元22進行單元切斷，對必要驅(qū)動力Dnt判斷是否還有余力的功能。另外，第1邏輯電路111具有為了得到必要驅(qū)動力Dnt，對工作的功率單元22的各驅(qū)動力指令值Iut進行運算的功能。第1邏輯電路111具有基于上述判斷，對停止工作的單元控制裝置21輸出單元切斷指令I(lǐng)uc的功能，對停止工作的單元控制裝置21輸出命令工作重新開始的單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr的功能，和對工作的單元控制裝置21輸出命令各自的驅(qū)動力的單元驅(qū)動力指令值Iut的功能。
第1邏輯電路111，當(dāng)必要驅(qū)動力Dnt為必須總計所有功率單元22那樣大的數(shù)值的情況下，對任一臺功率單元都不輸出作為開放指令的單元切斷指令I(lǐng)uc，將驅(qū)動力指示值Iut輸出到所有的單元控制裝置21，以使所有功率單元22工作。但是，即使一臺以上的功率單元22的驅(qū)動力為0，在已判斷出可得到必要驅(qū)動力Dnt的情況下，對于任意一臺以上的功率單元22，輸出單元切斷指令I(lǐng)uc。在加速結(jié)束后的巡航狀態(tài)下，不使所有的功率單元22工作，通過使一部分的功率單元22不動作，能避免在該功率單元22中的附帶損失，從作為整體編組來看時輸出沒有變化，且能使損失減少，能夠有助于節(jié)能運行。
利用圖3，說明在本實施例中運算裝置11的處理的流程。在此例中，說明一個編組中包括4個單元的功率單元22的情況。如果從第2邏輯電路112輸入必要驅(qū)動力Dnt，則第1邏輯電路111判斷必要驅(qū)動力Dnt是否大于4臺(所有)功率單元的最大驅(qū)動力Fmax的總計值(必要驅(qū)動力≥4×功率單元的最大驅(qū)動力)(S1)。當(dāng)為總計值以上時(是)，參照功率單元存儲器，判斷現(xiàn)在處于單元切斷(工作停止)的功率單元臺數(shù)是否為1臺以上(S2)?，F(xiàn)在處于單元切斷的功率單元的數(shù)目不是1臺以上(使4臺功率單元工作)時，計算各功率單元的單元驅(qū)動力指令值Iut，輸出給各功率單元控制裝置21，返回到步驟S1，等待輸入下一個必要驅(qū)動力指令。在步驟S2中，現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元數(shù)目為1臺以上(工作的功率單元在3臺以下)時，對處于單元切斷中的功率單元輸出單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr，起動該功率單元(S3)。計算各功率單元的單元驅(qū)動力指令值Iut，輸出給各單元控制裝置21，返回到步驟S1，等待下一個必要驅(qū)動力指令的輸入。其后，將由單元切斷指令I(lǐng)uc和單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr使單元切斷的功率單元的號碼和臺數(shù)存儲(更新)到設(shè)置于運算裝置11中的、省略了圖示的功率單元存儲器中(S4)。
在步驟S1中，當(dāng)必要驅(qū)動力Dnt比4臺功率單元的最大驅(qū)動力的總計值還小時，判斷必要驅(qū)動力是否為3臺功率單元的最大驅(qū)動力的總計值以上(必要驅(qū)動力≥3×功率單元的最大驅(qū)動力？)(S5)。當(dāng)為總計值以上(是)時，參照功率單元存儲器，判斷現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元臺數(shù)是否為1臺(S6)。當(dāng)現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元的數(shù)目為1臺時，計算正在工作的各功率單元的單元驅(qū)動力指令值Iut，輸出給各單元控制裝置21，返回到步驟S1，等待輸入下一個必要驅(qū)動力指令。在步驟S6中，當(dāng)不為總計值以上時，參照功率單元存儲器，判斷現(xiàn)在正處于單元切斷的功率單元臺數(shù)是否為兩臺以上(S7)。當(dāng)為兩臺以上時，將單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr輸出給除去一臺功率單元外剩余的處于單元切斷中的功率單元，起動該功率單元(S8)。計算工作(正在工作)的各功率單元的單元驅(qū)動力指令值Iut，輸出給各單元控制裝置21。在步驟S7中，當(dāng)現(xiàn)在處于單元切斷中的功率單元數(shù)目不為兩臺以上時(正在工作的功率單元為3臺)，將單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr輸出給處于單元切斷中的1臺功率單元，起動該功率單元(S9)。在步驟S8、步驟S9之后，將由單元切斷指令I(lǐng)uc和單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr使單元切斷的功率單元的號碼和臺數(shù)存儲到功率單元存儲器中(S10)。
在步驟S5中，當(dāng)必要驅(qū)動力比3臺功率單元的最大驅(qū)動力的總計值小時，判斷必要驅(qū)動力是否為兩臺功率單元的最大驅(qū)動力的總計值以上(必要驅(qū)動力≥2×功率單元的最大驅(qū)動力？)(S11)。當(dāng)為總計值以上(是)時，參照功率單元存儲器，判斷現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元臺數(shù)是否是兩臺(S12)。當(dāng)現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元的數(shù)目為兩臺時，返回到步驟S1，等待輸入下一個必要驅(qū)動力Dnt。在步驟S12中，當(dāng)現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元臺數(shù)不是兩臺時，參照功率單元存儲器，判斷現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元臺數(shù)是否為3臺以上(S13)。當(dāng)為3臺以上時，將單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr輸出給除去兩臺功率單元外剩余的處于單元切斷中的功率單元，起動該功率單元(S8)。在步驟S13中，當(dāng)現(xiàn)在處于單元切斷中的功率單元不為3臺以上時，將單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr輸出給單元切斷中的兩臺功率單元，起動該功率單元(S15)。在步驟S14、步驟S15之后，將由單元切斷指令I(lǐng)uc和單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr使單元切斷的功率單元的號碼和臺數(shù)存儲到功率單元存儲器中(S16)。
在步驟S11中，當(dāng)必要驅(qū)動力Dnt比兩臺功率單元的最大驅(qū)動力的總計值小時，參照功率單元存儲器，判斷現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元臺數(shù)是否為3臺(S17)。當(dāng)現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元的數(shù)目為3臺時，返回到步驟S1，等待輸入下一個必要驅(qū)動力指令。在步驟S17中，當(dāng)現(xiàn)在處于單元切斷的功率單元臺數(shù)不是3臺時，將單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr輸出給單元切斷中的3臺功率單元，起動該功率單元(S18)。其后，將由單元切斷指令I(lǐng)uc和單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr使單元切斷的功率單元的號碼和臺數(shù)存儲到功率單元存儲器中(S19)。
由此，每當(dāng)必要驅(qū)動力Dnt輸入時，通過使得到了必要驅(qū)動力臺數(shù)的功率單元以外的單元切斷，確保必要的驅(qū)動力，并且停止不必要的功率單元的工作，能避免不必要的能量的消耗。
在上述實施例中，當(dāng)將功率單元進行單元切斷時，可從位于列車的前進方向前面的功率單元開始進行。另外可按照隨意地或者順次地對各功率單元輸出單元切斷指令I(lǐng)uc，以使在各功率單元之間工作時間不為不均衡。
利用圖4說明本發(fā)明的第2實施例。第2實施例是假設(shè)了自動運行的實施例。列車將包括運算裝置11、速度指示器12以及速度發(fā)電機13的控制車輛C，和具有單元控制裝置21、功率單元22、集電裝置23、高壓開關(guān)24和電動機25的電動車輛M連接并編組。從運算裝置11輸出單元切斷指令I(lǐng)uc和向各單元控制裝置21輸出的單元驅(qū)動力指令值Iut。接受了作為由速度指示器12設(shè)定的速度指令的目標(biāo)速度Ims和來自速度發(fā)電機13的實際速度信號Irs的運算裝置11，根據(jù)其偏差計算各功率單元控制裝置21的單元驅(qū)動力指令值Iut、單元切斷指令I(lǐng)uc和單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr，向各單元控制裝置21輸出。各功率單元控制裝置21對由集電裝置23供電的電動機25中流動的電流進行控制。另外，也同時進行高壓開關(guān)24的接通、斷開控制。
各單元控制裝置21具有如果從運算裝置11接收了單元驅(qū)動力指令值Iut，則使電動機25中流動的電流的大小根據(jù)其指令值可變的功能。另外，同時還具有如果接受了單元切斷指令I(lǐng)uc，則抑制流向電動機25的電流，并且關(guān)斷作為電源供給源的高壓開關(guān)24的功能。進一步，單元控制裝置21還具有如果變?yōu)閱卧袛酄顟B(tài)，則停止用于冷卻功率單元22的元件、電動機25以及晶體管等的機器的送風(fēng)機等的功能。其結(jié)果，當(dāng)單元切斷時，可使該單元不消耗無用的功率。
利用圖5說明有關(guān)第2實施例的運算裝置11的構(gòu)成的一例。運算裝置11包括第1邏輯電路111、第3邏輯電路113和減法器115。在減法器115中輸入來自速度指示器12的速度指令(目標(biāo)速度)Ims和來自速度發(fā)電機13的實際速度信號Irs，計算速度指令I(lǐng)ms和實際速度信號Irs之間的偏差ΔS，向第3邏輯電路113輸出。第3邏輯電路113根據(jù)偏差ΔS，計算必要驅(qū)動力Dnt，向第1邏輯電路111輸出。必要驅(qū)動力Dnt是偏差ΔS越大則驅(qū)動力越大那樣的計算結(jié)果。
在輸入必要驅(qū)動力Dnt的第1邏輯電路111中，具有預(yù)先付與各功率單元的最大驅(qū)動力，判斷來自第3邏輯電路113的必要驅(qū)動力Dnt是否為總計各功率單元的最大驅(qū)動力后的值的功能，以及當(dāng)必要驅(qū)動力Dnt比所有功率單元的最大驅(qū)動力的總計值小時，將功率單元順次單元切斷，對必要驅(qū)動力Dnt判斷是否有余力的功能。第1邏輯電路111具有基于上述判斷，對各單元控制裝置21輸出單元驅(qū)動力指令值Iut的功能、對各單元控制裝置21輸出單元切斷指令I(lǐng)uc的功能、對各單元控制裝置21輸出單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr的功能。
第1邏輯電路111當(dāng)必要驅(qū)動力Dnt為必須總計所有功率單元那樣大的數(shù)值時，使所有功率單元22動作，為了對所有功率單元命令驅(qū)動力，對所有功率單元都不發(fā)出單元切斷指令I(lǐng)uc。但是，即使1臺以上的功率單元的驅(qū)動力為0，當(dāng)判斷可得到必要驅(qū)動力的情況下，對任意1臺以上的功率單元，輸出單元切斷指令I(lǐng)uc。在加速結(jié)束后的巡航狀態(tài)下，不使所有的功率單元工作，而是通過使一部分功率單元不工作，避免該功率單元的附帶損耗，作為編組整體來看時輸出不變，能使損失減少，能有助于節(jié)能運行。
在此實施例中，實際速度接近目標(biāo)速度，在幾乎不需要驅(qū)動力的行駛狀態(tài)下，不使所有單元工作，通過使一部分單元不工作(單元切斷)，避免該單元的附帶損失，作為編組整體來看輸出不變，能使損失減少，能有助于節(jié)能運行。
利用圖6說明本發(fā)明的第3實施例。在圖6中，運算裝置11是按照對單元控制裝置21不直接發(fā)出單元切斷指令I(lǐng)uc那樣構(gòu)成的。在運算裝置11中，輸入作為獲知列車的現(xiàn)在位置的信息的位置信息Ip，并且在構(gòu)成運算裝置11的第4邏輯電路114中存儲告知駕駛員表示應(yīng)當(dāng)在預(yù)先路線的哪個位置進行單元切斷的指示那樣的數(shù)據(jù)。運算裝置11直到列車來到某一位置(當(dāng)此位置是以預(yù)定的運行模式行駛到來的情況下，則推斷為是達(dá)到巡航速度的位置)，對駕駛員起動提示執(zhí)行單元切斷的畫面，使單元切斷指示信息Duc顯示在顯示裝置15中。其結(jié)果，駕駛員操作單元切斷開關(guān)19，使編組內(nèi)的一部分單元處于不動狀態(tài)。作為編組內(nèi)的必要裝備，根據(jù)圖10所示的以往的構(gòu)成。
根據(jù)此方法，通過追加最小限度的機器，可進行節(jié)能行駛，并且通過依靠駕駛員進行主要的判斷，當(dāng)晚點的情況下，即使處于巡航時，當(dāng)要略微提升速度時，根據(jù)駕駛員的判斷不進行單元切斷，使發(fā)出和加減速時相同的功率，可進行恢復(fù)運行。
利用圖7說明第4實施例。以往的單元切斷指令是如上所述那樣，在功率單元的機器發(fā)生故障時，開放該功率單元，為了不使2次危害再次擴大到其它的功率單元等中的指令。上述的各實施例的單元切斷指令是為了節(jié)能，用于開放功率單元的指令。在本發(fā)明中，當(dāng)需要充分驅(qū)動力時，需要使已處于單元切斷的功率單元恢復(fù)。因此，需要區(qū)別用于節(jié)能的單元切斷與因為故障的原因進行的單元切斷。在此，圖7表示用于進行此區(qū)別的邏輯的一例。所謂單元切斷指令1是在主要故障發(fā)生的狀態(tài)下所指示的指令。不優(yōu)選作為機器故障原因的單元切斷在故障修復(fù)之前被自動解除。在此，需要將在上述為止的實施例中的單元切斷指令和用于與故障對應(yīng)的單元切斷指令作為另外的指令定義。在本實施例中，將由于故障等的單元切斷指令稱為單元切斷指令1，將到上述為止的實施例中用于節(jié)能的單元切斷稱為單元切斷指令2。另外，將對故障的單元切斷復(fù)位指令稱作復(fù)位指令1，將在實施例中的單元切斷復(fù)位指令I(lǐng)ucr稱為復(fù)位指令2，作為不同的指令。
如圖7所示，單元切斷指示機構(gòu)14由第1R、S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器141、第2R、S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器142、第1OR電路143、第2OR電路144構(gòu)成。在第1雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器141中，在S輸入端輸入單元切斷指令1，在R輸入端輸入使所有單元切斷指令復(fù)位的復(fù)位指令1，將其輸出輸入第2OR電路144的一方的輸入端。在第2雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器142中，在S輸入端輸入單元切斷指令2，在R輸入端輸入第1OR電路143的輸出，將其輸出輸入到第2OR電路144的另一方輸入端。在第1OR電路143中，輸入復(fù)位指令1、剎車指令以及復(fù)位指令2，將其輸出輸入到第2雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器142的R輸入端。
單元切斷指示機構(gòu)14采用作為存儲要素工作的第1R、S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器141。當(dāng)由單元切斷指令1切斷功率單元時，在復(fù)位指令2中提供不解除此切斷指令那樣的邏輯。由單元切斷指令2單元切斷功率單元，當(dāng)沒有單元切斷指令1時，通過復(fù)位指令1或剎車指令或復(fù)位指令2，第2R、S雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器142被復(fù)位，來自第2OR電路144的單元切斷指令2被復(fù)位。此邏輯也適于各功率單元中，也可適于編組內(nèi)的其它的部位、機器內(nèi)。
單元切斷指示機構(gòu)能夠由硬件構(gòu)成，也能夠由軟件構(gòu)成。
還有，在上述實施例中，接受剎車指令時，單元切斷指令2雖然被復(fù)位，但理想狀態(tài)是期望在執(zhí)行剎車之前從功率單元開放狀態(tài)復(fù)位，結(jié)束工作的準(zhǔn)備。即，以往在車上主體型自動列車控制裝置(例如，參照專利文獻1)中，如圖8、圖9所示，在一部分ATC中，由于按照可明確限制速度圖案和實際速度圖案慢慢接近的趨勢的方式設(shè)定，因此使在某種程度之前就能夠知道有必要實施剎車。在此，參照圖8的速度圖案，根據(jù)自位置求出在此位置的允許速度V1，根據(jù)該允許速度V1和從速度發(fā)電機得到的自列車速度Vt，得到圖9所示的偏差ΔV，根據(jù)ΔV0定義規(guī)定值大小的ΔVop，當(dāng)判斷偏差ΔV達(dá)到此值時，通過發(fā)出相當(dāng)于圖7所示的剎車指令的指令，在ATC剎車作用之前，能將處于被單元切斷的停止?fàn)顟B(tài)的一部分或者全部的功率單元在被命令剎車之前恢復(fù)為工作狀態(tài)，能進行再生制動等。
權(quán)利要求
1.一種列車控制方法，是在一個編組中，包括具有動力單元以及控制該動力單元的單元控制裝置的多臺車輛的列車控制方法，其特征在于，根據(jù)對應(yīng)于行駛狀態(tài)的必要的驅(qū)動力，停止編組中的多個動力單元中的一個以上的工作，根據(jù)必要的驅(qū)動力再起動停止工作的動力單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車控制方法，其特征在于，從車站出發(fā)后的加速結(jié)束之后，在進行勻速運行階段，停止預(yù)先規(guī)定的動力單元的工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車控制方法，其特征在于，基于必要的驅(qū)動力與正在工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值，判斷正在工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值是否有余力，當(dāng)正在工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值有余力時，使規(guī)定數(shù)目的動力單元的工作停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車控制方法，其特征在于，基于必要的驅(qū)動力和正在工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值，判斷正在工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值是否有余力，當(dāng)正在工作的各動力單元的最大驅(qū)動力的總計值沒有余力時，使停止工作的動力單元中規(guī)定數(shù)目的動力單元再起動。
5.根據(jù)權(quán)利要求2～4中任一項所述的列車控制方法，其特征在于，停止工作的動力單元是位于列車前進方向前面的動力單元。
6.一種列車的控制方法，是在一個編組中，包括具有動力單元以及控制該動力單元的單元控制裝置的多臺車輛的列車控制方法，其特征在于，根據(jù)與行駛狀態(tài)對應(yīng)的必要的驅(qū)動力，使編組中的多個動力單元中的一個以上的工作停止，在此狀態(tài)的行駛過程中，當(dāng)ATC剎車動作時，再起動在ATC剎車動作之前停止了工作的動力單元，以使電動剎車能起作用。
7.一種鐵道車輛用控制裝置，是控制在一個編組中，包括具有動力單元以及控制該動力單元的單元控制裝置的多臺車輛的列車的鐵道車輛用控制裝置，其特征在于，具備對各動力單元個別地發(fā)出驅(qū)動力指令值和單元開放指令或者單元開放解除指令的機構(gòu)；和比較各動力單元的最大驅(qū)動力和在此時刻所必要的驅(qū)動力的機構(gòu)，當(dāng)判斷出在此時刻必要的驅(qū)動力比工作的驅(qū)動單元的最大驅(qū)動力的總計值小時，對各動力單元階段性地發(fā)出停止動力單元的工作的單元開放指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵道車輛用控制裝置，其特征在于，付與作為目標(biāo)的速度，當(dāng)加速或者減速后達(dá)到了作為目標(biāo)的速度之后，推測能夠維持該目標(biāo)速度的驅(qū)動力，計算能夠保持此驅(qū)動力的動力單元數(shù)目，當(dāng)該數(shù)目比整個編組的動力單元數(shù)少時，發(fā)出停止過剩的動力單元的工作的單元開放指令，并且當(dāng)必要的驅(qū)動力再次增加時，發(fā)出再起動到此為止停止了工作的動力單元的單元開放解除指令。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵道車輛用控制裝置，其特征在于，在停止編組中的一部分動力單元的工作的狀態(tài)下行駛的過程中，當(dāng)ATC剎車動作時，發(fā)出使在ATC剎車動作之前停止工作的動力單元再次處于工作狀態(tài)的指令，使各動力單元處于工作狀態(tài)，以使電動剎車可起作用。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵道車輛用控制裝置，其特征在于，在停止編組中的一部分動力單元的工作的情況下，按照在各動力單元之間使工作時間不為不均衡的方式，隨意地或者按照順序地將單元開放指令供給各動力單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵道車輛用控制裝置，其特征在于，具有單元切斷指示機構(gòu)由第1單元切斷指令和第2單元切斷指令兩個指令規(guī)定，第1單元切斷指令，根據(jù)來自駕駛員的單元開放解除指令解除使動力單元的工作停止的單元開放指令，第2單元切斷指令，如果扳動剎車就被自動解除；由能夠?qū)⒏鲉卧袛嘀噶钭鳛槠渌问教幚淼挠布蛘哕浖?gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種作為列車，以一個編組確保必要的行駛，并且能將各種損失抑制在最小限度的鐵道車輛的節(jié)能運行方法以及鐵道車輛用控制裝置。在一個編組中具有動力單元以及控制該動力單元的單元控制裝置的多臺車輛，在控制包含該多臺車輛的鐵道車輛用控制裝置中，具備對各動力單元(22)個別地發(fā)出驅(qū)動力指令值Iut、單元開放指令I(lǐng)uc或者單元開放解除指令I(lǐng)ucr的機構(gòu)；和比較各動力單元的最大驅(qū)動力和此時刻所必需的驅(qū)動力的機構(gòu)。當(dāng)判斷出在此時刻所必需的驅(qū)動力比工作的驅(qū)動力單元的最大驅(qū)動力的總計值低時，對各動力單元階段性地發(fā)出使動力單元的工作停止的單元開放指令。
文檔編號B61C17/00GK1719357SQ20051006295
公開日2006年1月11日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者秋山弘之, 三宅亙 申請人:株式會社日立制作所