JP2015076911A - Drive control system and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動制御システム及びこの駆動制御システムを搭載した車両に関する。 The present invention relates to a vehicle drive control system and a vehicle equipped with the drive control system.
世界的な環境問題から、移動体としては優秀といわれる鉄道分野においても省エネが強く求められている。鉄道システムにおける全電力の約70%−80%は、列車運行に関わる電力消費であり、この低減が重要である。その電力低減方法の1つとして、車両の制動時に発生する回生エネルギーを架線に戻し、近接位置を走行する他の車両の力行に最大限活用することが考えられる。 Due to global environmental problems, energy saving is also strongly demanded in the railway field, which is said to be excellent as a moving body. About 70% -80% of the total power in the railway system is the power consumption related to train operation, and this reduction is important. As one of the power reduction methods, it can be considered that the regenerative energy generated during braking of the vehicle is returned to the overhead line and used to the maximum for powering of other vehicles traveling in close proximity.
しかし、自車両の制動と他車両の力行のタイミングを合わせることは、現実的には非常に困難であるため、回生電力を蓄積する蓄電装置を活用するシステムが知られている。
蓄電装置を利用して省エネ性能を確保するためには、車両の制動時に発生する回生エネルギーを蓄電装置に余すことなく充電するとともに、他車両の状況を考慮した上で、次の充電に備え、充電したエネルギーの放電を最適なタイミングで行うことが必要である。
However, since it is actually very difficult to synchronize the braking of the host vehicle and the power running of the other vehicle, a system using a power storage device that stores regenerative power is known.
In order to ensure energy saving performance using the power storage device, regenerative energy generated during braking of the vehicle is charged without leaving the power storage device, and in consideration of the situation of other vehicles, in preparation for the next charge, It is necessary to discharge the charged energy at an optimal timing.
さらに、蓄電装置に充電する場合は蓄電装置の内部抵抗によるロスが、そして、架線に回生する場合には架線抵抗によるロスがあるため、それらのロスを考慮した上で、エネルギー損失が最小限となるよう、最適な回生電力の放電タイミングをコントロールする必要がある。 Furthermore, when charging the power storage device, there is a loss due to the internal resistance of the power storage device, and when regenerating on the overhead wire, there is a loss due to the overhead wire resistance. Therefore, it is necessary to control the optimal regenerative power discharge timing.
これを解決するための手段として、特許文献1には次のような鉄道車両の駆動システムが記載されている。
「電圧センサ8cは、電力線から集電装置3により供給された電力の対地電圧(架線電圧)Esを検出する。電流センサ9eは、電力線から集電装置3により供給された電力の電流量(架線電流)Isを検出する。両検出値が入力された統括制御手段10は、架線電流Esと架線電流Isの所定時間における増加量ΔEs、ΔIsの比率、R_reg(=ΔEs/ΔIs)を算出する。インバータ装置6の回生ブレーキ動作中に、R_regが所定値Ref_dif_ecf_isを超えたとき、以後、蓄電システム7は、インバータ装置6の回生電力を、他列車の力行電力としての消費としてではなく、自列車の蓄電システムへの充電に対して優先的に充電する。車上に蓄電装置を搭載し、回生時の車両の架線電圧上昇と回生電流の大きさから抵抗を求め、その抵抗値と蓄電装置の内部抵抗を基に架線へ回生するか、蓄電装置に充電するかを決定する。」(要約参照)
As means for solving this problem, Patent Document 1 describes the following railway vehicle drive system.
“The voltage sensor 8 c detects the ground voltage (overhead voltage) Es of the power supplied from the power line by the current collector 3. The current sensor 9 e is the current amount of the power supplied from the power line by the current collector 3 (overhead line) The integrated control means 10 to which both detection values are input calculates the ratio of the increase amounts ΔEs and ΔIs of the overhead wire current Es and the overhead wire current Is in a predetermined time, R_reg (= ΔEs / ΔIs). When R_reg exceeds the predetermined value Ref_dif_ecf_is during the regenerative braking operation of the inverter device 6, the
しかしながら、特許文献1においては、回生時のロスのみを考慮して蓄電装置に充電するか、あるいは、架線に返すかを決定しており、充電をする上で重要な放電を考慮した充電ではない。通常、蓄電装置の充電電力量と放電電力量は一致するので、放電できなければ充電できないことになる。なお、放電で最も重要なことは、そのタイミングである。
すなわち、他車両が回生中に放電した場合、自車両の蓄電装置において、その蓄電状態がほほ満充電に近い状態で、その放電電力を蓄積するだけの容量が残存しないような場合、本来、他車両が回生可能な電力を低減することもあり得る。さらに、回生している車両に蓄電装置がない場合には、回生電力を自らの蓄電装置で回収できないため、回生を絞り込む軽負荷回生や回生失効を起こし、エネルギーの無駄となる機械式ブレーキが作動することもある。
However, in Patent Document 1, it is determined whether to charge the power storage device in consideration only of the loss at the time of regeneration or to return to the overhead line, and it is not charging that considers discharge that is important for charging. . Usually, since the amount of charge power and the amount of discharge power of the power storage device match, charging is impossible unless the battery can be discharged. The most important thing in discharging is the timing.
That is, when another vehicle discharges during regeneration, in the power storage device of the own vehicle, when the storage state is close to almost full charge and the capacity for storing the discharged power does not remain, The electric power that the vehicle can regenerate may be reduced. In addition, if the regenerative vehicle does not have a power storage device, the regenerative power cannot be recovered by its own power storage device, so a light load regenerative operation that narrows down regeneration or regenerative invalidation occurs, and a mechanical brake that wastes energy is activated. Sometimes.
また、回生している車両が蓄電装置を有している場合には、制御によっては自車両の蓄電装置に回生することもできるが、特許文献1の手法では、架線に返すことを選択するため、蓄電装置がない場合と同じ現象を起こす。このため、蓄電装置の放電量も考慮して充電しなければ、結局のところ、省エネにはならない。
そこで、本発明の目的は、蓄電装置の放電タイミングを最適化し、架線や蓄電装置の損失を抑制し、力行時における架線電圧低下抑制、回生時における架線電圧上昇抑制を図ることで、力行時の消費電力量を抑制するとともに、回生失効を防止し省エネ効果を高めることにある。
In addition, when the regenerating vehicle has a power storage device, it can be regenerated to the power storage device of the host vehicle depending on the control. However, in the method of Patent Document 1, it is selected to return to the overhead line. The same phenomenon occurs as when there is no power storage device. For this reason, unless charging is performed in consideration of the discharge amount of the power storage device, after all, energy is not saved.
Therefore, an object of the present invention is to optimize the discharge timing of the power storage device, suppress the loss of the overhead wire and the power storage device, suppress the overhead wire voltage decrease during power running, and suppress the overhead wire voltage increase during regeneration. The purpose is to reduce the amount of power consumption and to prevent the regeneration from becoming invalid and to enhance the energy saving effect.
上記課題を解決するために、本願発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、例えば、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
その一例を挙げるならば、「本発明は、上記の目的を達成するために、電力蓄積手段と駆動装置を有し、常に電力供給線と接続している車両の駆動を制御する駆動制御システムにおいて、前記車両が各停止位置から加速する際に、走行領域における電力供給所位置及び当該車両の停止位置情報から、前記蓄電装置から放電するか、架線から給電するかを決定する手段と、前記停止位置に対し、その前方及び後方にある前記電力供給所位置からのそれぞれの架線抵抗と、前記電力蓄積手段の内部抵抗との関係から、前記電力蓄積手段の目標蓄電残量を決定する手段と、前記車両の走行位置に基づいて、当該走行位置における架線電圧を予測する架線電圧予測手段と、現在の架線電圧を計測する架線電圧計測手段とを有し、前記電力蓄積手段から入手した現在蓄電残量と、各停止位置における目標蓄電残量の大小関係と、前記架線電圧予測手段から入手した予測架線電圧と、前記架線電圧計測手段から入手した架線電圧の大小関係と、前記車両の走行状態とに基づいて、前記電力蓄積手段の充放電を行うかどうかを決定する電力蓄積指令手段とを、具備する」ようにした。
In order to solve the above problems, the present invention includes a plurality of means for solving the above problems. For example, the configuration described in the scope of claims is adopted.
For example, in order to achieve the above object, the present invention is a drive control system that has power storage means and a drive device, and controls the drive of a vehicle that is always connected to a power supply line. Means for deciding whether to discharge from the power storage device or to supply power from an overhead line from the power supply station position in the travel region and the stop position information of the vehicle when the vehicle accelerates from each stop position; Means for determining a target remaining charge amount of the power storage means from the relationship between the overhead wire resistance from the power supply station position in front of and behind the position and the internal resistance of the power storage means with respect to the position; Based on the traveling position of the vehicle, the overhead line voltage predicting means for predicting the overhead line voltage at the traveling position, and the overhead line voltage measuring means for measuring the current overhead line voltage, from the power storage means The current remaining power amount, the target power remaining amount at each stop position, the predicted overhead voltage obtained from the overhead line voltage predicting means, the magnitude relationship between the overhead line voltage obtained from the overhead line voltage measuring means, and Power storage command means for determining whether to charge / discharge the power storage means based on the running state of the vehicle.
本発明によれば、現在蓄電残量、各停止位置における目標蓄電残量の大小関係、予測架線電圧と実際の架線電圧の大小関係、そして、車両の走行状態に基づいて、電力蓄積手段の充放電を行うかどうかを決定するので、架線からの供給に伴う架線電圧低下を抑制することができる。これにより、加速性能が向上するため走行時間を遵守する鉄道システムでは、惰行を多く利用した走行が可能となり省エネとなる。しかも、力行時の架線電圧低下を抑制することができるため、ピークカットが可能となり、変電所の電力出力規模を小さくすることも可能となる。 According to the present invention, the power storage means is charged based on the current power storage remaining amount, the relationship between the target power storage remaining amount at each stop position, the predicted overhead line voltage and the actual overhead line voltage, and the running state of the vehicle. Since it is determined whether or not the discharge is performed, it is possible to suppress the overhead line voltage drop accompanying the supply from the overhead line. As a result, since the acceleration performance is improved, in the railway system that observes the traveling time, it is possible to travel using a lot of coasting, which is energy saving. In addition, since the overhead voltage drop during power running can be suppressed, peak cut is possible, and the power output scale of the substation can be reduced.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施例1]
図1は、本発明の一実施形態による鉄道車両の制御装置の全体を示す概略構成図である。まず、太線で接続された、架線102、駆動装置103、電力蓄積手段としての蓄電装置104、架線電圧計測手段105、マスコン106からなる動力系から説明する。
車両101は、マスコン106からの駆動指令154に基づいて、架線102あるいは電力蓄積手段としての蓄電装置104から電力の供給を受け、駆動装置103を介して走行する。なお、架線電圧計測手段105は、車両101が架線102と接している地点の架線電圧を計測する。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an entire railway vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention. First, a power system composed of the
The
次に、細線で接続された示す制御系を説明する。
最初に、データベース107から得られる変電所データベース150とデータ151(駅位置データベース、架線抵抗データ、蓄電装置104の内部抵抗データを含む)を用いて、位置−蓄電残量データベース作成手段108により、位置−目標蓄電残量データ152と、駅での力行時における蓄電装置の出力可否情報153を作成する。
なお、出力可否情報153と、これを作成するための処理の詳細については後述する。
Next, a control system shown by a thin line will be described.
First, using the
Note that the output permission /
運転士が制御するマスコン106からの駆動指令154を受け取った駆動装置103は、架線102あるいは電力蓄積手段104からの電力供給を受けて走行し、それに伴って位置155が変化する。
駆動装置103から算出した新たな位置155と、データベース107から得られる変電所データベース150と、車両特性156、及び、位置−蓄電残量データベース作成手段108により駅を発車する際の力行時における蓄電装置の出力可否情報153を用いて、予測架線電圧算出手段109が作成した、新たな位置155における予測架線電圧157を求める。詳細の処理は後述する。
The
The power storage device at the time of power running when leaving the station by the
目標蓄電残量算出手段110は、位置−目標蓄電残量データ152と位置155を用いて、当該位置155における目標蓄電残量158を算出し、電力蓄積指令手段11に出力する。なお、位置−目標蓄電残量データ152に、一致する位置がない場合には、その前後のデータを用いて線形補完などの手法によりデータを取得する。
The target remaining power
電力蓄積指令手段111は、駆動指令154、予測架線電圧157、目標蓄電残量算出手段110から得られる目標蓄電残量158、架線電圧計測手段105から得られる架線電圧159、そして、電力蓄積手段104から得られる現在蓄電残量160に基づいて、電力蓄積手段104に対する充放電指令161を決定する。なお、自動列車運転装置などを搭載している場合には、マスコン106からの出力に代え、自動列車運転装置からの指令を採用する。
The power
図2を用いて、図1に示す予測架線電圧算出手段109の処理を説明する。
ステップ201では、自車両位置X0の両端から、それぞれ前後方向で最も近い変電所位置Xt1、Xt2を取得し、ステップ202に進む。
ステップ202では、変電所位置Xt1、Xt2及び自列車位置X0から、それぞれの変電所までの距離Xt3、Xt4を求め、それぞれの区間の架線抵抗を考慮して、それぞれの変電所から供給される場合の架線抵抗値Rt1、Rt2を算出し、ステップ203に進む。
The process of the predicted overhead line
In
In
ステップ203では、自車両のノッチ操作から列車性能を考慮し、架線からすべての電力供給を受けることを前提にして、必要な電流量Iを算出する。なお、この電流量Iについては蓄電装置から出力される電力、車両内の冷暖房や照明などに使う補機分について考慮する場合には、これらを電流量Iに加え、ステップ204に進む。
In
ステップ204では、ステップ202で算出したRt1、Rt2及びステップ203で算出した必要電流量I、及びそれぞれの変電所の送り出し電圧OV1、OV2から、それぞれの変電所から供給される電流I1、I2を求める。なお、その求め方は、
OV1-Rt1・I1=OV2-Rt2・I2
I1+I2=I
の連立方程式によって求められる。次にステップ205に進む。
In
OV1-Rt1 ・ I1 = OV2-Rt2 ・ I2
I1 + I2 = I
It is obtained by the simultaneous equations of Next, the process proceeds to step 205.
ステップ205では、ステップ204で求めたI1あるいはI2、そして、それぞれの変電所の送り出し電圧OV1、OV2から、列車の予測パンタ点電圧PVを求める。その求め方は、
PV=OV1-Rt1・I1
もしくは、
PV=OV2-Rt2・I2
で求める。以上で終了となる。
In
PV = OV1-Rt1 ・ I1
Or
PV = OV2-Rt2 ・ I2
Ask for. This is the end.
次に、目標蓄電残量データベース作成手段108による処理について、図3を用いて説明する。なお、データベース107で得られるデータ151は、駅位置データベース、架線抵抗、搭載した蓄電装置の内部抵抗である。
ステップ301では、駅位置と変電所位置のデータベースを用いて、各駅位置に最も近い変電所位置を求め、ステップ302に進む。
Next, processing by the target remaining power remaining amount
In
ステップ302では、求めた各駅位置とステップ301で求めた変電所位置との組み合わせから、駅位置毎に最も近い変電所までの距離を求め、ステップ303に進む。
ステップ303では、ステップ302で求めた距離と架線抵抗を用いて、変電所から駅まで電流を流す場合の抵抗値を求め、ステップ304に進む。
In
In
ステップ304では、ステップ303で求めた抵抗値と、搭載した蓄電装置の内部抵抗とを比較し、ステップ303で求めた抵抗値が小さい場合には、架線から電力を供給した方が省エネであるため、位置−目標蓄電残量データベースとしては、その駅位置における目標蓄電残量は、搭載した蓄電装置の使用範囲下限値とする。また、駅での力行時における蓄電装置の出力可否情報を出力しないにセットする。
In
一方、ステップ303で求めた抵抗値が大きい場合には、蓄電装置から電力を放電した方が省エネであるため、位置−目標蓄電残量データベースとしては、その駅位置における目標蓄電残量は、搭載した蓄電装置の使用範囲上限値とする。また、駅での力行時における蓄電装置の出力可否情報を出力するにセットする。
以上で終了となる。なお、駅での力行時における蓄電装置の出力可否情報は、出力する/出力しないをビット情報で表しても問題はない。
On the other hand, when the resistance value obtained in
This is the end. It should be noted that there is no problem even if the output permission / prohibition information of the power storage device at the time of powering at the station is expressed by bit information indicating whether or not to output.
図4は、電力蓄積指令手段111の処理内容についての図である。駆動指令によって得られる情報から制動か制動以外かを判別し、目標蓄電残量と現在蓄電残量の大小関係、さらに現在蓄電残量と蓄電装置の使用範囲の上下限の大小関係を用いて、電力蓄積手段に対する充放電指令を決定する。
図4において、充放電指令を決定する縦方向(Yes No Yes No)の条件は、上から順に、
(a)目標蓄電残量が現在蓄電残量より大きく、かつ、現在蓄電残量が使用範囲下限値より大きいとき。
(b)目標蓄電残量が現在蓄電残量より大きく、かつ、現在蓄電残量が使用範囲下限値以下のとき。
(c)目標蓄電残量が現在蓄電残量以下であり、かつ、現在蓄電残量が使用範囲上限値より大きいとき。
(d)目標蓄電残量が現在蓄電残量以下であり、かつ、現在蓄電残量が使用範囲上限値以下のとき。
をそれぞれ示している。
FIG. 4 is a diagram regarding the processing contents of the power accumulation command means 111. Whether braking or other than braking is determined from the information obtained by the drive command, using the magnitude relationship between the target remaining power storage amount and the current remaining power storage amount, and further using the current storage remaining amount and the upper and lower limit size relationship of the power storage device, A charge / discharge command for the power storage means is determined.
In FIG. 4, the conditions in the vertical direction (Yes No Yes No) for determining the charge / discharge command are in order from the top,
(A) When the target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount and the current power storage remaining amount is larger than the use range lower limit value.
(B) When the target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount and the current power storage remaining amount is less than or equal to the use range lower limit value.
(C) When the target power storage remaining amount is equal to or less than the current power storage remaining amount and the current power storage remaining amount is larger than the use range upper limit value.
(D) When the target power storage remaining amount is equal to or less than the current power storage remaining amount and the current power storage remaining amount is equal to or less than the use range upper limit value.
Respectively.
図4において、充放電指令を決定する横方向の条件は、左から順に、
(α)架線電圧が予測架線電圧より大きく、かつ、制動時以外のとき。
(β)架線電圧が予測架線電圧より大きく、かつ、制動時。
(γ)架線電圧が予測架線電圧以下であり、かつ、力行時。
(δ)架線電圧が予測架線電圧以下であり、かつ、惰行時。
(ε)架線電圧が予測架線電圧以下であり、かつ、制動時。
をそれぞれ示している。
すなわち、この実施例では、縦方向4通り×横方向5通り=20通りの組み合わせに対応して充放電指令が決定される。
In FIG. 4, the horizontal conditions for determining the charge / discharge command are in order from the left,
(Α) When the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage and not during braking.
(Β) The overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage and braking is performed.
(Γ) The overhead line voltage is less than or equal to the predicted overhead line voltage, and during power running.
(Δ) When the overhead line voltage is equal to or lower than the predicted overhead line voltage and when coasting.
(Ε) The overhead line voltage is equal to or lower than the predicted overhead line voltage and during braking.
Respectively.
That is, in this embodiment, the charge / discharge command is determined corresponding to combinations of 4 ways in the vertical direction and 5 ways in the horizontal direction = 20 ways.
ここで、(a)〜(d)と(α)〜(ε)の各組み合わせ毎に決定される指令の意味について説明する。「指令なし」は「充放電しないこと」、「充電指令」は「搭載した蓄電装置の最大充電電力の範囲で充電する」、「放電指令」は「搭載した蓄電装置の最大放電電力の範囲で放電すること」をそれぞれ意味する。
「制限付き充電指令」は、(d)かつ(β)のとき、すなわち、目標蓄電残量が現在蓄電残量以下であり、かつ、現在蓄電残量が使用範囲上限値以下で、しかも、架線電圧が予測架線電圧よりも大きい状態で制動中であることから、他車両が回生している可能性が高い。そのため、回生電力を蓄電装置に充電した方がよい。
しかし、現在蓄電残量が使用範囲の上限値以下であるが、目標蓄電残量に比べて現在の蓄電残量が大きいため、充電電力は制限せざるを得ない。このため、充電量を以下の式で制限する。
充電電力=(使用範囲の上限値−現在の蓄電残量)/(使用範囲の上限値−目標蓄電残量)×通常充電電力
なお、通常充電電力とは、充電指令で回生できる電力の最大値を表す。
Here, the meaning of the command determined for each combination of (a) to (d) and (α) to (ε) will be described. “No command” means “Do not charge / discharge”, “Charge command” means “Charge within the range of the maximum charge power of the installed power storage device”, and “Discharge command” means “the range of the maximum discharge power of the installed power storage device” It means “to discharge”.
The “restricted charging command” is (d) and (β), that is, the target power storage remaining amount is less than or equal to the current power storage remaining amount, the current power storage remaining amount is less than or equal to the use range upper limit value, and the overhead line Since braking is being performed in a state where the voltage is larger than the predicted overhead line voltage, there is a high possibility that another vehicle is regenerating. Therefore, it is better to charge the power storage device with regenerative power.
However, although the current power storage remaining amount is less than or equal to the upper limit value of the use range, the current power storage remaining amount is larger than the target power storage remaining amount, so that the charging power has to be limited. For this reason, charge amount is restrict | limited by the following formula | equation.
Charged power = (Upper limit value of used range-Current remaining charge) / (Upper limit value of used range-Target remaining charge) x Normal charge power Note that the normal charge power is the maximum power that can be regenerated by the charge command. Represents.
次に、「制限付き放電指令」について説明する。「制限付き放電指令」は、(a)かつ(γ)のとき、すなわち、目標蓄電残量が現在蓄電残量より大きく、かつ、現在蓄電残量が使用範囲下限値より大きく、しかも、架線電圧が予測架線電圧よりも大きい、力行時であることから、想定よりも他車両の多くが力行している可能性が高いと推測されるため、放電した方がよい。しかし、使用範囲の下限値よりは上であるが、目標蓄電残量に比べて現在蓄電残量が小さいため、放電電力は制限せざるを得ない。このため、放電電力を以下の式で制限する。
放電電力=(現在蓄電残量−使用範囲の下限値)/(目標蓄電残量−使用範囲の下限値)×通常放電電力
なお、通常放電電力とは、放電指令で放電できる電力の最大値を表す。
Next, the “limited discharge command” will be described. The “restricted discharge command” is the case of (a) and (γ), that is, the target remaining power level is greater than the current stored power level and the current stored power level is greater than the lower limit of the use range, and the overhead voltage Is larger than the predicted overhead line voltage, and it is estimated that there is a high possibility that many other vehicles are powering more than expected. However, although it is above the lower limit value of the use range, the current power storage remaining amount is smaller than the target power storage remaining amount, so the discharge power has to be limited. For this reason, discharge electric power is restrict | limited by the following formula | equation.
Discharge power = (Current power remaining amount−Lower limit of use range) / (Target power storage remaining amount−Lower limit of use range) × Normal discharge power Note that the normal discharge power is the maximum power that can be discharged by a discharge command. Represent.
図5は、本実施例を適用する線区の一例を示すものであり、2変電所5駅で構成されている。図6は、図5に示す線区を走行する際に、本実施例を用いた場合の制御の一例を説明したものであり、上から(a)位置−速度パターン、(b)蓄電残量データベース作成手段108により作成した、位置−目標蓄電残量、(c)同じく蓄電残量データベース作成手段108により作成した、位置−蓄電装置104の出力可否情報(駅発車時)、(d)位置−架線電圧(細い実線は実際架線電圧、太い実線は予測架線電圧)、(e)位置−車両蓄電残量(細い実線、破線は目標蓄電残量)、(f)位置−架線電圧(太い実線は本実施例を適用したとき、細い実線は適用しないとき)をそれぞれ示している。 FIG. 5 shows an example of a line section to which this embodiment is applied, and is composed of two substations and five stations. FIG. 6 illustrates an example of control when the present embodiment is used when traveling in the line section shown in FIG. 5, and (a) position-speed pattern, (b) remaining power storage amount from the top. The position—target remaining power level created by the database creation means 108, (c) the same position—created by the remaining power database creation means 108—the output availability information of the power storage device 104 (at the time of departure from the station), (d) the position— Overhead voltage (thin solid line is actual overhead line voltage, thick solid line is predicted overhead line voltage), (e) position-vehicle power storage remaining amount (thin solid line, broken line is target power storage residual amount), (f) position-overhead line voltage (thick solid line is When the present embodiment is applied, a thin solid line is not applied).
以下、各位置における車両走行状態を区域A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3、C4、D1、D2、D3として記述し、区域毎に説明する。
なお、(c)においては、図3に示す目標で蓄電残量データベース作成手段108による処理により、駅での力行時における蓄電装置104に対し、A変電所に近いB駅までは、「出力しない」、B駅からD駅までは「出力する」、B変電所に近いD駅からE駅までは「出力しない」と判断されたものとする。
Hereinafter, the vehicle traveling state at each position is described as areas A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3, C4, D1, D2, and D3, and will be described for each area.
In FIG. 3C, the processing by the remaining power storage database creation means 108 with the target shown in FIG. 3 indicates that the
区域A1は、A駅からB駅に向かって進行する際の力行を表している。目標蓄電残量は使用範囲の下限値に設定され、現在蓄電残量よりも大きい値に設定される。
また、(d)では、実際の架線電圧(細い実線)が、他の鉄道車両の力行などの影響で、予測架線電圧(太い実線)よりも小さく、車両の走行状態は力行である。このため、図4の(b)かつ、(γ)の条件となり、蓄電装置104には「指令なし」となるため、蓄電残量は維持される。
Area A1 represents power running when traveling from A station toward B station. The target remaining power level is set to the lower limit value of the use range, and is set to a value larger than the current remaining power level.
Further, in (d), the actual overhead line voltage (thin solid line) is smaller than the predicted overhead line voltage (thick solid line) due to the influence of power running of other railway vehicles, and the running state of the vehicle is power running. Therefore, the conditions of (b) and (γ) in FIG. 4 are satisfied, and “no command” is given to the
区域A2は、A駅からB駅に向かって進行する際の惰行を表している。図6(e)に示すように、目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、図6(d)に示すように、実際の架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は惰行である。このため、図4の(b)かつ、(δ)の条件となり、蓄電装置104には「指令なし」となるため、蓄電残量は維持される。
Area A2 represents coasting when traveling from A station toward B station. As shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, and as shown in FIG. 6 (d), the actual overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is It is lameness. Therefore, the conditions of (b) and (δ) in FIG. 4 are satisfied, and “no command” is given to the
区域A3は、A駅からB駅に向かって進行する際の制動を表している。このときは、図6(e)に示すように、目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、図6(d)に示すように、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は制動である。このため、図4の(a)または(b)、かつ、(ε)の条件となり、現在蓄電残量が使用範囲の下限値以上か下限値以下かにかかわらず、蓄電装置104に充電指令が出され、蓄電残量が増加する。これにより、架線電圧の増加量が抑制され、架線としては安定方向になる。
Area A3 represents braking when traveling from station A toward station B. At this time, as shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, and as shown in FIG. 6 (d), the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the vehicle travels. The state is braking. Therefore, the condition (a), (b), and (ε) in FIG. 4 is satisfied, and a charge command is issued to the
区域B1は、B駅からC駅に向かって進行する際の力行を表している。図6の(e)に示すように、目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも大きく、現在蓄電残量が、使用範囲下限値より大きい。しかも、図6の(d)に示すように、実際の架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は力行である。このため、図4において(a)かつ(γ)の条件となり、さらに、図6の(c)に示すように、蓄電装置104の出力可否情報が「出力する」に切り替わっているため、蓄電装置104に制限付き放電指令が出され、蓄電残量が低減し、架線電圧の低下量が抑制される。
Area B1 represents power running when traveling from station B toward station C. As shown in (e) of FIG. 6, the target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, and the current power storage remaining amount is larger than the use range lower limit value. In addition, as shown in FIG. 6D, the actual overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is power running. Therefore, the conditions of (a) and (γ) are satisfied in FIG. 4, and further, as shown in (c) of FIG. 6, the output propriety information of the
区域B2は、B駅からC駅に向かって進行する際の惰行を表している。図6の(e)に示すように、目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも大きく、実際の架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は惰行である。このため、図4の(a)または(b)、かつ、(δ)の条件となり、現在蓄電残量が使用範囲の下限値以上か下限値以下かにかかわらず、蓄電装置には指令が出力されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。 Area B2 represents a lameness when traveling from station B toward station C. As shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, the actual overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is coasting. Therefore, the conditions of (a), (b), and (δ) in FIG. 4 are satisfied, and a command is output to the power storage device regardless of whether the current power storage remaining amount is not less than the lower limit value or less than the lower limit value of the use range. The remaining power storage is maintained. Further, the overhead line voltage has the same value as that when the control is not performed.
区域B3も、区域B2と同様に、B駅からC駅に向かって進行する際の惰行を表している。区域B2と異なる点は、図6の(d)に示すように、実際の架線電圧が予測架線電圧よりも大きくなった点である。これにより、図4の(a)または(b)、かつ、(α)の条件となり、処理の変更はなく、蓄電装置104には指令が出力されず、蓄電残量は維持される。その際、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area B3 also represents lameness when traveling from station B to station C, similarly to area B2. The difference from the area B2 is that the actual overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, as shown in FIG. Accordingly, the conditions (a), (b), and (α) in FIG. 4 are satisfied, the process is not changed, no command is output to the
区域B4は、B駅からC駅に向かって進行する際の制動を表している。図6の(e)に示すように、目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも大きく、図6の(d)に示すように、実際の架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は制動である。このため、図4の(a)または(b)、かつ、(β)の条件となり、現在蓄電残量が使用範囲の下限値以上か下限値以下かにかかわらず、蓄電装置104に充電指令が出され、蓄電残量が増加する。また、架線電圧の増加量が抑制され、架線としては図6(f)に示すように、安定方向になる。
Area B4 represents braking when traveling from station B to station C. As shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, and as shown in FIG. 6 (d), the actual overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, and the vehicle travels. The state is braking. Therefore, the condition (a), (b), and (β) in FIG. 4 is satisfied, and a charge command is issued to the
区域C1は、C駅からD駅に向かって進行する際の力行を表している。図6の(e)に示すように、目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、図6の(f)に示すように、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は力行(制動以外)である。
このため、図4の(a)または(b)、かつ、(α)の条件となり、現在蓄電残量が使用範囲の下限値以上か下限値以下かにかかわらず、蓄電装置には指令が出力されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area C1 represents power running when traveling from station C to station D. As shown in (e) of FIG. 6, the target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, and as shown in (f) of FIG. 6, the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is Power running (other than braking).
Therefore, the conditions of (a), (b), and (α) in FIG. 4 are satisfied, and a command is output to the power storage device regardless of whether the current power storage remaining amount is not less than the lower limit value or less than the lower limit value of the use range. The remaining power storage is maintained. Further, the overhead line voltage has the same value as that when the control is not performed.
区域C2は、C駅からD駅に向かって進行する際の惰行を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は惰行(制動以外)である。このため、図4の(a)または(b)、かつ、(δ)の条件となり、現在蓄電残量が使用範囲の下限値以上か下限値以下かにかかわらず、蓄電装置104には指令が出力されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area C2 represents a coasting when traveling from station C to station D. The target power storage remaining amount is greater than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is greater than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is coasting (other than braking). Therefore, the conditions of (a), (b), and (δ) in FIG. 4 are satisfied, and the
区域C3も、区域C2と同様に、C駅からD駅に向かって進行する際の惰行を表している。C2と異なる点は、図6の(e)に示すように、目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも小さくなり、図6の(d)に示すように、架線電圧が予測架線電圧より小さくなった点である。このため、図4の(c)または(d)、かつ、(δ)の条件となり、現在蓄電残量が使用範囲の上限値以上か上限値以下かにかかわらず、蓄電装置104に放電指令が出され、蓄電残量が低減する。また、架線電圧の低下量が抑制される。
Similarly to the area C2, the area C3 represents coasting when traveling from the C station toward the D station. The difference from C2 is that, as shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, and as shown in FIG. 6 (d), the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage. It is a point. Therefore, the conditions (c), (d), and (δ) in FIG. 4 are satisfied, and a discharge command is issued to the
区域C4は、C駅からD駅に向かって進行する際の制動を表している。図6の(e)に示すように、目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも小さく、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は制動である。このため、図4の(c)または(d)、かつ、(ε)の条件となり、現在蓄電残量が使用範囲の上限値以上か上限値以下かにかかわらず、蓄電装置104には指令が出力されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる
Area C4 represents braking when traveling from station C to station D. As shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is braking. Therefore, the conditions (c), (d), and (ε) in FIG. 4 are satisfied, and a command is issued to the
区域D1は、D駅からE駅に向かって進行する際の力行を表している。図6の(e)に示すように、目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも小さく、図6の(d)に示すように、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は力行(制動以外)である。このため、図4の(c)または(d)、かつ、(α)の条件となり、現在蓄電残量が使用範囲の上限値以上か上限値以下かにかかわらず、蓄電装置104には指令が出されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area D1 represents power running when traveling from D station to E station. As shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, and as shown in FIG. 6 (d), the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is Power running (other than braking). Therefore, the conditions of (c), (d), and (α) in FIG. 4 are satisfied, and a command is issued to the
区域D2は、D駅からE駅に向かって進行する際の惰行を表している。図6の(e)に示すように、目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも小さく、図6の(d)に示すように、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は惰行である。このため、図4の(c)または(d)、かつ、(ε)の条件となり、蓄電装置には指令が出力されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。 Area D2 represents a coasting when traveling from D station to E station. As shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, and as shown in FIG. 6 (d), the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is It is lameness. Therefore, the conditions of (c) or (d) and (ε) in FIG. 4 are satisfied, no command is output to the power storage device, and the remaining power storage is maintained. Further, the overhead line voltage has the same value as that when the control is not performed.
最後に、区域D3は、D駅からE駅に向かって進行する際の制動を表している。図6の(e)に示すように、目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも小さく、図6の(d)に示すように、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は制動である。さらに、図6(e)に示すように、現在の蓄電残量が使用範囲上限値以下である。このため、図4の(c)または(d)、かつ、(β)の条件となり、しかも、現在の蓄電残量が使用範囲上限値以下であるため、蓄電装置104に制限付き充電指令が出され、蓄電残量が増加する。また、架線電圧の増加量が抑制され、架線としては安定方向になる。
以上のように制御することで、力行時の架線電圧低下を抑制することで、省エネ運転を図ることが可能となる。
Finally, the area D3 represents braking when traveling from the D station toward the E station. As shown in FIG. 6 (e), the target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, and as shown in FIG. 6 (d), the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is It is braking. Furthermore, as shown in FIG. 6 (e), the current power storage remaining amount is equal to or lower than the use range upper limit value. For this reason, the conditions (c), (d), and (β) in FIG. 4 are satisfied, and since the current remaining power storage amount is less than or equal to the use range upper limit value, a limited charge command is issued to the
By controlling as described above, it is possible to achieve an energy-saving operation by suppressing the overhead voltage drop during powering.
[実施例2]
図7は、本発明の一実施形態による鉄道車両の制御装置の全体を示す概略構成図である。図1と共通するものには同じ符号を付している。実施例1と異なる点は、データベース701、目標蓄電残量データベース作成手段702、前記データベース701から出力されるデータ750、そして、目標蓄電残量データベース作成手段702で生成される目標蓄電残量データベース751である。
目標蓄電残量データベース作成手段702について図8を用いて説明する。
なお、ステップ801から804までの処理は、図3に示した、実施例1におけるステップ301からステップ304と同じ処理となる。
[Example 2]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an entire railway vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention. Components common to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that the
The target remaining power
Note that the processing from
すなわち、ステップ801では、駅位置と変電所位置のデータベースを用いて、各駅位置に最も近い変電所位置を求め、ステップ802に進む。
ステップ802では、求めた各駅位置とステップ801で求めた変電所位置との組み合わせから、駅位置毎に最も近い変電所までの距離を求める。次にステップ803に進む。
また、ステップ803では、ステップ802で求めた距離と架線抵抗を用いて変電所から駅まで電流を流す場合の抵抗値を求め、ステップ804に進む。
That is, in
In
In
ステップ804では、ステップ803で求めた抵抗値と搭載した蓄電装置104の内部抵抗を比較し、ステップ803で求めた抵抗値が小さい場合には、架線から電力を供給した方が省エネであるため、位置−目標蓄電残量データベースとしては、位置を駅位置、蓄電残量は、搭載した蓄電装置の使用範囲下限値とする。また、駅での力行時における蓄電装置の出力可否情報を出力しないにセットする。ステップ803で求めた抵抗値が大きい場合には、蓄電装置104から電力を放電した方が省エネであるため、位置−目標蓄電残量データベースとしては、位置を駅位置、蓄電残量は搭載した蓄電装置の使用範囲上限値とする。また、駅での力行時における蓄電装置の出力可否情報を出力するにセットし、ステップ805に進む。
In
ステップ805では、ステップ804で求めた各駅位置における蓄電残量と、データ750を基に、以下の手順ですべての位置の蓄電残量を算出する。なお、このデータ750には、予め定められた走行パターンが含まれているとする。
ここで、走行パターンを図9の一番上に示したように定義した場合について説明する。なお、A駅、B駅とも力行する際に放電をする場合とする。この場合、A駅、B駅とも使用範囲の上限値となる。この場合に、位置−目標蓄電残量パターンは、力行運転を行う区間Aでは位置Xにおける蓄電残量を次の式1により求め、(a)力行中のある位置における蓄電残量の曲線を作成する。
目標蓄電残量=使用範囲の上限値−∫(Tr(X)・V(X))・・・・・(式1)
ここで、Tr(X)は位置Xにおける引張力(N)、V(X)は位置Xにおける速度(m/s)である。
In
Here, the case where a running pattern is defined as shown at the top of FIG. 9 will be described. In addition, it is set as the case where it discharges when powering both A station and B station. In this case, both the A station and the B station are the upper limit values of the use range. In this case, in the position-target power remaining amount pattern, in the section A where the powering operation is performed, the power remaining amount at the position X is obtained by the following formula 1, and (a) a curve of the remaining power amount at a certain position during power running is created. To do.
Target remaining power level = upper limit of use range-∫ (Tr (X) · V (X)) (Equation 1)
Here, Tr (X) is the tensile force (N) at the position X, and V (X) is the velocity (m / s) at the position X.
次に、区間Dの制動区間においては回生中のある位置Yにおける蓄電残量を式2により求め、(b)回生中のある位置における基準蓄電残量の曲線を作成する。
蓄電残量=使用範囲の上限値−∫Br(Y)・V(Y)・・・・・・・・(式2)
ここで、Br(Y)は位置Yにおける電制力(N)、V(Y)は位置Yにおける速度(m/s)である。
最後に、惰行及び定速走行をしている区間B、Cでは、力行の終端蓄電残量と回生の始端蓄電残量を直線で結ぶことで、(c)位置−目標蓄電残量パターンを作成する。
このようにして作成したものが、図9の上から2番目に示す位置−目標蓄電残量パターンとなる。
Next, in the braking section of section D, the remaining amount of electricity stored at a certain position Y during regeneration is obtained by Equation 2, and (b) a reference electricity storage remaining amount curve at a certain position during regeneration is created.
Remaining power storage = Upper limit value of usage range−∫Br (Y) · V (Y) (Equation 2)
Here, Br (Y) is the electric control force (N) at the position Y, and V (Y) is the speed (m / s) at the position Y.
Finally, in the sections B and C where coasting and constant speed running are performed, the position-target power storage residual quantity pattern is created by connecting the terminal power storage residual capacity of power running and the regenerative power storage capacity of regeneration at a straight line. To do.
What is created in this way is the position-target power remaining amount pattern shown second from the top in FIG.
図10は、電力蓄積指令手段111により処理内容を説明するための図である。
駆動指令によって得られる情報から制動か制動以外かを判別し、架線電圧と予測架線電圧の大小関係、目標蓄電残量と現在蓄電残量の大小関係、さらに現在蓄電残量と蓄電装置の使用範囲の上下限の大小関係を用いて、蓄電装置104に対する充放電指令を決定する。
ここで、指令の意味について説明する。指令なしは充放電しないことを意味する。また、充電指令は搭載した蓄電装置104の最大充電電力の範囲で充電すること、放電指令は搭載した蓄電装置の最大放電電力の範囲で放電することを意味する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the processing contents by the power accumulation command means 111.
Whether braking or non-braking is determined from the information obtained from the drive command, the magnitude relationship between the overhead wire voltage and the predicted overhead wire voltage, the magnitude relationship between the target remaining power level and the current remaining power level, and the current remaining power level and the power storage device usage range The charge / discharge command for the
Here, the meaning of the command will be described. No command means no charging / discharging. Further, the charging command means charging within the range of the maximum charging power of the mounted
制限付き充電指令について説明する。制限付き充電指令は、架線電圧が予測架線電圧よりも大きいことから、他車両が回生している可能性が高いと考えられるため、充電したほうがよい。しかし、使用範囲の上限値よりは下であるが、目標蓄電残量に比べて現在蓄電残量が大きいため、蓄電残量は制限せざるを得ない。このため、蓄電残量を以下の式で制限する。
蓄電残量=(使用範囲の上限値−現在蓄電残量)/(使用範囲の上限値−目標蓄電残量)×通常蓄電残量
なお、通常蓄電残量とは、充電指令で回生できる最大値のことを表す。
The limited charging command will be described. Since the overhead charging voltage is larger than the predicted overhead wiring voltage, it is considered that there is a high possibility that another vehicle is regenerating the limited charging command. However, although it is below the upper limit of the use range, the remaining amount of electricity stored is inevitably limited because the remaining amount of stored electricity is larger than the target remaining amount of electricity. For this reason, the remaining power storage is limited by the following formula.
Remaining power storage = (Upper limit value of current range-Current remaining power level) / (Upper limit value of used range-Target remaining power level) x Normal remaining power level Note that the normal remaining power level is the maximum value that can be regenerated by a charge command. Represents this.
次に、制限付き放電指令について説明する。制限付き放電指令は、架線電圧が予測架線電圧よりも小さいことから、想定よりも他車両の多くが力行している可能性が高いと推測されるため放電したほうがよい。
しかし、使用範囲の下限値よりは上であるが、目標蓄電残量に比べて現在蓄電残量が小さいため、放電量は制限せざるを得ない。このため、放電量を以下の式で制限する。
放電量=(現在蓄電残量−使用範囲の下限値)/(目標蓄電残量−使用範囲の下限値)×通常放電量
なお、通常放電量とは、放電指令で放電できる最大値のことを表す。
Next, the limited discharge command will be described. The limited discharge command is preferably discharged because the overhead wire voltage is smaller than the predicted overhead wire voltage and it is estimated that many other vehicles are more likely to be powered than expected.
However, although it is above the lower limit of the use range, the amount of discharge is inevitably limited because the current remaining amount of electricity stored is smaller than the target remaining amount of electricity. For this reason, the discharge amount is limited by the following equation.
Discharge amount = (current power storage remaining amount−lower limit of use range) / (target power storage remaining amount−lower limit value of use range) × normal discharge amount Note that the normal discharge amount is the maximum value that can be discharged by a discharge command. Represent.
図10は、図5を走行する際に、本実施例を用いた場合の制御を説明したものである。
上から(a)位置−速度パターン、(b)位置−蓄電残量データベース作成手段108により作成した位置−目標蓄電残量データベース、(c)位置−蓄電残量データベース作成手段108により作成した位置−駅での力行時における蓄電装置104の出力可否情報、(d)位置−架線電圧、(e)位置−車両蓄電残量、(f)位置−架線電圧を示している。
また、各位置における車両走行状態を区域A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、C3、C4、D1、D2、D3として記述している。区域毎に説明する。
FIG. 10 illustrates the control when this embodiment is used when traveling in FIG.
From the top, (a) position-speed pattern, (b) position-position created by the remaining power storage database creation means 108 -target remaining power database, (c) position-position created by the remaining power database creation means- The output propriety information of the
Further, the vehicle running state at each position is described as areas A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3, C4, D1, D2, and D3. Explain for each area.
区域A1はA駅からB駅に向かって進行する際の力行を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は力行である。このため、蓄電装置104には「指令なし」となるため、蓄電残量は維持され架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area A1 represents power running when traveling from A station toward B station. The target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is power running. For this reason, since there is “no command” for the
次に、区域A2は、A駅からB駅に向かって進行する際の惰行を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は惰行である。このため、蓄電装置104には「指令なし」となるため、蓄電残量は維持され架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Next, area A2 represents lameness when traveling from A station toward B station. The target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is coasting. For this reason, since there is “no command” for the
区域A3は、A駅からB駅に向かって進行する際の制動を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は制動である。このため、蓄電装置104に充電指令が出力され、蓄電残量が増加し、これにより、架線電圧の増加量が抑制され、架線としては安定方向になる。
Area A3 represents braking when traveling from station A toward station B. The target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is braking. For this reason, a charge command is output to the
区域B1は、B駅からC駅に向かって進行する際の力行を表している。目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも大きく、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は力行である。このため、蓄電装置104に放電指令が出力され、蓄電残量が低減し、これにおり架線電圧の低下量が抑制される。
Area B1 represents power running when traveling from station B toward station C. The target remaining power level is larger than the current stored power level, the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is power running. For this reason, a discharge command is output to the
区域B2は、B駅からC駅に向かって進行する際の惰行を表している。B駅からC駅に向かって進行する際の惰行を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は惰行である。このため、蓄電装置104には指令が出力されず、蓄電残量は維持され、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area B2 represents a lameness when traveling from station B toward station C. It represents coasting when traveling from station B to station C. The target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is coasting. For this reason, a command is not output to the
区域B3は、区域B2と同様に、B駅からC駅に向かって進行する際の惰行を表している。B2と異なる点は、架線電圧が予測架線電圧よりも大きくなった点である。これによる処理の変更は無く、蓄電装置には指令が出されず、蓄電残量は維持され、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。 Area B3 represents lameness when traveling from station B to station C as in area B2. The difference from B2 is that the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage. There is no change in processing due to this, no command is issued to the power storage device, the remaining power storage is maintained, and the overhead line voltage becomes the same value as when not controlled.
区域B4は、B駅からC駅に向かって進行する際の制動を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、しかも、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は制動である。このため、蓄電装置104に充電指令が出され、蓄電残量が増加し、これにより、架線電圧の増加量が抑制され、架線としては安定方向になる。
Area B4 represents braking when traveling from station B to station C. The target remaining power level is greater than the current remaining power level, and the overhead line voltage is greater than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is braking. For this reason, a charge command is issued to the
区域C1は、C駅からD駅に向かって進行する際の力行を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも大きく、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は力行である。このため、蓄電装置104には指令が出されず、蓄電残量は維持され、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area C1 represents power running when traveling from station C to station D. The target power storage remaining amount is larger than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is power running. For this reason, no command is issued to the
区域C2も、区域C1と同様に、C駅からD駅に向かって進行する際の力行を表している。C2と異なる点は、目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも小さくなった点である。これによる制御の変更はなく、蓄電装置104には指令が出されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Similarly to the area C1, the area C2 represents powering when traveling from the C station toward the D station. The difference from C2 is that the target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount. There is no control change by this, no command is issued to the
区域C3は、C駅からD駅に向かって進行する際の惰行を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも小さく、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は惰行である。このため、蓄電装置104には指令が出されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
区域C4も、区域C3と同様に、C駅からD駅に向かって進行する際の惰行を表している。C3と異なる点は、架線電圧が予測架線電圧よりも小さくなった点である。このため、蓄電装置104に放電指令が出され、蓄電残量が低減する。また、架線電圧の低下量が抑制される。
Area C3 represents a coasting when traveling from station C to station D. The target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is coasting. For this reason, a command is not issued to the
Similarly to the area C3, the area C4 represents coasting when traveling from the C station toward the D station. The difference from C3 is that the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage. For this reason, a discharge command is issued to the
区域C5は、C駅からD駅に向かって進行する際の制動を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも小さく、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は制動である。このため、蓄電装置104には指令が出力されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
A section C5 represents braking when traveling from the C station toward the D station. The target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is braking. For this reason, no command is output to the
区域D1は、D駅からE駅に向かって進行する際の力行を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも小さく、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は力行である。このため、蓄電装置104には指令が出されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area D1 represents power running when traveling from D station to E station. The target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is power running. For this reason, a command is not issued to the
区域D2は、D駅からE駅に向かって進行する際の力行を表している。目標蓄電残量が現在蓄電残量よりも小さく、架線電圧が予測架線電圧よりも小さく、車両の走行状態は惰行である。このため、蓄電装置104には指令が出されず、蓄電残量は維持される。また、架線電圧は制御しない場合と同様の値となる。
Area D2 represents power running when traveling from D station to E station. The target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is smaller than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is coasting. For this reason, a command is not issued to the
最後に、区域D3は、D駅からE駅に向かって進行する際の制動を表している。目標蓄電残量は現在蓄電残量よりも小さく、架線電圧が予測架線電圧よりも大きく、車両の走行状態は制動である。このため、蓄電装置104に充電指令が出され、蓄電残量が増加する。また、架線電圧の増加量が抑制され、架線としては安定方向になる。
以上のように制御することで、力行時の架線電圧低下を抑制することで、省エネ運転を図ることが可能となる。
Finally, the area D3 represents braking when traveling from the D station toward the E station. The target power storage remaining amount is smaller than the current power storage remaining amount, the overhead line voltage is larger than the predicted overhead line voltage, and the running state of the vehicle is braking. For this reason, a charge command is issued to the
By controlling as described above, it is possible to achieve an energy-saving operation by suppressing the overhead voltage drop during powering.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
101:車両、 102:架線、 103:駆動制御装置、
104:蓄電装置(電力蓄積手段)、 105:架線電圧計測手段、
106:マスコン、107:データベース、108:目標蓄電残量データベース算出手段、
109:予測架線電圧算出手段、 110:目標蓄電残量算出手段、
111:電力蓄積指令手段、 150:変電所データ、 151:データ、
152:位置−目標蓄電残量データベース、
153:駅での力行時における蓄電装置の出力可否情報、 154:駆動指令、
155:車両位置、 156:車両特性、 157:予測架線電圧、
158:目標蓄電残量、 159:架線電圧、 160:電力蓄積手段の蓄電残量、
161:充放電指令、 701:データベース、
702:目標蓄電残量データベース作成手段、 750:データ、
751:目標蓄電残量データベース
101: vehicle, 102: overhead wire, 103: drive control device,
104: power storage device (power storage means), 105: overhead line voltage measuring means,
106: Mascon, 107: Database, 108: Target power storage remaining amount database calculating means,
109: Predicted overhead line voltage calculating means 110: Target power storage remaining amount calculating means,
111: Power storage command means, 150: Substation data, 151: Data
152: Position-target power storage remaining amount database,
153: Output permission information of power storage device during powering at station, 154: Drive command,
155: vehicle position, 156: vehicle characteristics, 157: predicted overhead line voltage,
158: target remaining power level, 159: overhead line voltage, 160: remaining power level of the power storage means,
161: charge / discharge command, 701: database,
702: Target power storage remaining amount database creation means, 750: Data,
751: Target power storage remaining amount database
Claims (12)
前記車両が各停止位置から加速する際に、走行領域における電力供給所位置及び当該車両の停止位置情報から、前記蓄電装置から放電するか、架線から給電するかを決定する手段と、
前記停止位置に対し、その前方及び後方にある前記電力供給所位置からのそれぞれの架線抵抗と、前記電力蓄積手段の内部抵抗との関係から、前記電力蓄積手段の目標蓄電残量を決定する手段と、
前記車両の走行位置に基づいて、当該走行位置における架線電圧を予測する架線電圧予測手段と、
現在の架線電圧を計測する架線電圧計測手段とを有し、
前記電力蓄積手段から入手した現在蓄電残量と、各停止位置における目標蓄電残量の大小関係と、前記架線電圧予測手段から入手した予測架線電圧と、前記架線電圧計測手段から入手した架線電圧の大小関係と、前記車両の走行状態とに基づいて、前記電力蓄積手段の充放電を行うかどうかを決定する電力蓄積指令手段とを、
具備することを特徴とする駆動制御システム。 In a drive control system that has power storage means and a drive device and controls the drive of a vehicle that is always connected to a power supply line,
When the vehicle accelerates from each stop position, means for determining whether to discharge from the power storage device or to supply power from the overhead line from the power supply station position in the travel region and the stop position information of the vehicle;
Means for determining the target remaining power level of the power storage means from the relationship between the overhead line resistance from the power supply station positions ahead and behind the stop position and the internal resistance of the power storage means When,
An overhead line voltage predicting means for predicting an overhead line voltage at the travel position based on the travel position of the vehicle;
An overhead wire voltage measuring means for measuring the current overhead wire voltage,
The current power remaining amount obtained from the power storage means, the magnitude relationship between the target power remaining amount at each stop position, the predicted overhead wire voltage obtained from the overhead wire voltage predicting means, and the overhead wire voltage obtained from the overhead wire voltage measuring means A power storage command means for determining whether to charge / discharge the power storage means based on the magnitude relationship and the running state of the vehicle;
A drive control system comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013209971A JP2015076911A (en) | 2013-10-07 | 2013-10-07 | Drive control system and vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013209971A JP2015076911A (en) | 2013-10-07 | 2013-10-07 | Drive control system and vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015076911A true JP2015076911A (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=53001395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013209971A Pending JP2015076911A (en) | 2013-10-07 | 2013-10-07 | Drive control system and vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015076911A (en) |
-
2013
- 2013-10-07 JP JP2013209971A patent/JP2015076911A/en active Pending
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