Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7629828B2 - Railway vehicle test device and test method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7629828B2 - Railway vehicle test device and test method - Google Patents

Railway vehicle test device and test method Download PDF

Info

Publication number
JP7629828B2
JP7629828B2 JP2021145123A JP2021145123A JP7629828B2 JP 7629828 B2 JP7629828 B2 JP 7629828B2 JP 2021145123 A JP2021145123 A JP 2021145123A JP 2021145123 A JP2021145123 A JP 2021145123A JP 7629828 B2 JP7629828 B2 JP 7629828B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
vehicle
railway vehicle
test
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021145123A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023038424A (en
Inventor
鎮喜 須藤
浩史 小暮
健志 篠宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2021145123A priority Critical patent/JP7629828B2/en
Publication of JP2023038424A publication Critical patent/JP2023038424A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7629828B2 publication Critical patent/JP7629828B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

本発明は、鉄道車両用駆動装置ための試験装置および試験方法に関する。 The present invention relates to a test device and a test method for a train drive system.

自動車用モータドライブシステムを試験するために、負荷発電機を制御して電気慣性制御を行う自動車用ダイナモメータシステムや動力計が提案されている。これらは、自動車のドライブトレインやエンジン等を試験するための装置である。 To test automotive motor drive systems, automotive dynamometer systems and dynamometers have been proposed that control the load generator to perform electrical inertia control. These are devices for testing automotive drive trains, engines, etc.

例えば、特許文献1では、ダイナモメータシステムで前輪・後輪を同期速度で回転する制御について提案されている。また、特許文献2では、動力計でタイヤ慣性や車体慣性を模擬した負荷制御により、実車の走行状態を模擬する制御が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a control system that uses a dynamometer system to rotate the front and rear wheels at synchronous speeds. Patent Document 2 proposes a control system that uses load control to simulate tire inertia and vehicle body inertia using a dynamometer to simulate the running conditions of an actual vehicle.

特許第6525076号公報Patent No. 6525076 特許第6737363号公報Patent No. 6737363

上記した公知技術は、自動車用の試験を行う試験装置のための技術であるため、鉄道用において、模擬をしたい車両内や編成を構成する車両間の車輪径、勾配や曲線などの走行抵抗、車輪単位での空転滑走、といった鉄道特有の種々の外乱を模擬していない。 The above-mentioned publicly known technologies are technologies for testing equipment used in automobile testing, and therefore do not simulate various disturbances specific to railways, such as the wheel diameters inside the cars and between the cars in the train, running resistance due to gradients and curves, and wheel-slippage.

また、鉄道車両では、一つの駆動装置で複数台の軸を駆動させ、編成を組んで動作するため、複数の軸が様々に連動することになり、複数軸が連動した負荷試験装置が必要であるが、自動車用の試験装置では模擬がされていない。そのため、鉄道用駆動装置を正しく評価することができない。 In addition, in railway vehicles, multiple axles are driven by a single drive unit and operated in a train configuration, so the multiple axles are linked in various ways, necessitating a load test device in which multiple axles are linked; however, this is not simulated in automotive test equipment. As a result, railway drive units cannot be properly evaluated.

上記の課題を解決するために、代表的な本発明の鉄道車両用試験装置の一つは、供試装置と継手を介して接続される負荷発電機および当該負荷発電機を制御する負荷制御器の組み合わせを複数台と、複数台の負荷制御器を統括して制御する統括制御装置とを有し、統括制御装置は、試験対象とする鉄道車両および走行状態を表す車両パラメータとして設定した当該鉄道車両の車輪と路面との摩擦力と、外部から入力される複数台の供試装置の供試制御情報と、に基づいて負荷発電機に対する制御指令を演算して、当該制御指令を負荷制御器それぞれに出力し、複数台の負荷制御器それぞれは、対応する負荷発電機を制御指令によって制御して鉄道車両の車輪単位での空転滑走を模擬するものである。
In order to solve the above problems, one representative railway vehicle testing device of the present invention has multiple combinations of load generators connected to the test equipment via joints and load controllers that control the load generators , and an overall control device that overall controls the multiple load controllers , and the overall control device calculates a control command for the load generator based on the friction force between the wheels of the railway vehicle and the road surface, which are set as vehicle parameters representing the railway vehicle to be tested and its running state, and test control information of the multiple test equipment input from the outside , and outputs the control command to each load controller , and each of the multiple load controllers controls the corresponding load generator using the control command to simulate wheel-by-wheel skid of the railway vehicle.

本発明によれば、実際の鉄道車両における走行路線の勾配、曲線、トンネル区間や明かり区間などの走行抵抗、レールの継ぎ目による負荷変動、車両内や編成を構成する車両間の車輪径および車両が空転や滑走挙動の車輪単位の変動など、鉄道車両への種々の外乱や挙動を忠実に考慮した鉄道車両用駆動装置のための試験装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施をするための形態における説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a test device for a railway vehicle drive unit that faithfully takes into account various disturbances and behaviors of railway vehicles, such as the gradient of the route on which an actual railway vehicle runs, curves, running resistance in tunnel sections and lighted sections, load fluctuations due to rail joints, wheel diameters within a vehicle and between cars that make up a train, and wheel-by-wheel variations in the slippage and sliding behavior of a vehicle.
Problems, configurations and effects other than those described above will become apparent from the description of the following embodiments.

本発明の実施例1に係る複数駆動源を有する鉄道車両用試験装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram showing an overall configuration of a railway vehicle testing device having a plurality of driving sources according to a first embodiment of the present invention; 実施例1の負荷駆動制御システムを構成する制御ブロックを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a control block constituting the load drive control system of the first embodiment. 負荷発電機のトルクと供試電動機のトルクとの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the torque of a load generator and the torque of a test motor. 実施例2の負荷駆動制御システムを構成する制御ブロックを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a control block constituting a load drive control system according to a second embodiment. 実施例3の負荷駆動制御システムを構成する制御ブロックを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a control block constituting a load drive control system according to a third embodiment. 実施例4の負荷駆動制御システムを構成する制御ブロックを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing control blocks constituting a load drive control system according to a fourth embodiment. 実施例5の負荷駆動制御システムを構成する制御ブロックを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing control blocks constituting a load drive control system according to a fifth embodiment. 実施例6の負荷駆動制御システムを構成する制御ブロックを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing control blocks constituting a load drive control system according to a sixth embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施例1から6について説明する。なお、これら実施例1から6により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 Below, examples 1 to 6 of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to these examples 1 to 6. In addition, in the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.

また、以下の説明では、車軸としては、4軸または2軸の例を示しているが、これに限定されるものではなく、5軸以上でも適用可能である。 In addition, in the following explanation, examples of four or two axles are shown, but this is not limited to this and five or more axles can also be used.

更に、以下の説明では、負荷機として、三相交流機とインバータとの組み合わせの例を示しているが、直流機とチョッパとでもよい、または、単相交流機とインバータとでもよい。他方、供試機についても、三相誘導電動機を例としているが、同期電動機、直流電動機およびエンジンのいずれかでもよい。 Furthermore, in the following explanation, an example of a combination of a three-phase AC machine and an inverter is shown as the load machine, but a DC machine and a chopper, or a single-phase AC machine and an inverter, may also be used. On the other hand, a three-phase induction motor is shown as an example of the test machine, but it may also be a synchronous motor, a DC motor, or an engine.

図1は、本発明の実施例1に係る複数駆動源を有する鉄道車両用試験装置の全体構成の一例を示す図である。鉄道車両用試験装置は、試験対象である供試駆動システム1と、この供試駆動システム1に対して負荷を与える負荷駆動システム2とから構成される。この試験装置としては、実車両の編成にできるだけ沿った形態に構成することが望ましい。 Figure 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a railway vehicle test device having multiple drive sources according to a first embodiment of the present invention. The railway vehicle test device is composed of a test drive system 1, which is the subject of the test, and a load drive system 2, which applies a load to the test drive system 1. It is desirable to configure this test device in a form that closely resembles the composition of an actual vehicle as much as possible.

供試駆動システム1は、供試インバータ11、供試制御器12および供試電動機13から構成される。供試インバータ11は、電力源の架線もしくは設備の直流電源から直流電力が供給され、直流-交流電力変換した交流電力により供試電動機13を駆動する。この際、供試電動機13を駆動する力であるトルクは、供試制御器12によって演算される。 The test drive system 1 is composed of a test inverter 11, a test controller 12, and a test motor 13. The test inverter 11 is supplied with DC power from the overhead power line or the DC power source of the facility, and drives the test motor 13 with AC power converted from DC to AC power. At this time, the torque, which is the force that drives the test motor 13, is calculated by the test controller 12.

供試電動機13それぞれは、継手14およびシャフト15を介して、負荷駆動システム2のそれぞれの負荷発電機21に接続される。 Each test motor 13 is connected to each load generator 21 of the load drive system 2 via a coupling 14 and a shaft 15.

ここで、図1では、例示的に供試電動機13および負荷発電機21をそれぞれ4台としているが、4台に限定されるものではない。また、複数台の供試電動機13は、それぞれ同じ種類の電動機に限定されるものではなく、それぞれ異なる種類の電動機が混在しても構わない。この点は、複数台の負荷発電機21についても、同様である。 In FIG. 1, four test motors 13 and four load generators 21 are shown as an example, but this is not limited to four. Furthermore, the multiple test motors 13 are not limited to being the same type of motor, and different types of motors may be mixed. This also applies to the multiple load generators 21.

負荷駆動システム2は、負荷発電機21、負荷インバータ22、負荷制御器23および負荷統括制御装置24から構成される。 The load drive system 2 is composed of a load generator 21, a load inverter 22, a load controller 23, and a load general control device 24.

負荷インバータ22の方も、電力源の架線もしくは設備の直流電源から直流電力が供給され、直流-交流電力変換した交流電力により負荷発電機21を駆動する。この際、負荷発電機21を駆動する力であるトルクは、負荷制御器23により制御される。このトルク発生のためのトルク指令は、負荷統括制御装置24により演算される。 The load inverter 22 is also supplied with DC power from the overhead power line or the DC power source of the facility, and drives the load generator 21 with AC power converted from DC to AC power. At this time, the torque that drives the load generator 21 is controlled by the load controller 23. The torque command for generating this torque is calculated by the load general control device 24.

図2は、実施例1の負荷駆動制御システム31を構成する制御ブロックを示す図である。負荷駆動制御システム31は、負荷統括制御装置24と負荷制御器23とから構成される。図2では、負荷制御器23が2台の場合を示すが、試験対象に応じて適宜2台以上とすればよい。この点は、実施例2から6における負荷制御器23の台数についても同様である。 Figure 2 is a diagram showing the control blocks constituting the load drive control system 31 of the first embodiment. The load drive control system 31 is composed of a load general control device 24 and a load controller 23. Although Figure 2 shows a case where there are two load controllers 23, two or more may be used depending on the test subject. This also applies to the number of load controllers 23 in the second to sixth embodiments.

負荷統括制御装置24は、車両モデル51を有し、この車両モデル51は、車両や走行状態を表す車両パラメータを内部に有する。この車両パラメータを用いて、車両の走行条件や走行状態に応じたトルク指令または速度指令を演算し、負荷制御器23へ出力する。 The load general control device 24 has a vehicle model 51, which has internal vehicle parameters that represent the vehicle and its driving state. Using these vehicle parameters, it calculates a torque command or a speed command according to the vehicle's driving conditions and driving state, and outputs the torque command or the speed command to the load controller 23.

図3は、負荷発電機21のトルク(図3で点線で示す負荷トルク)と供試電動機13のトルク(図3で実線で示す供試トルク)との関係を示す図である。
試験対象である供試電動機13のトルク出力に対して、対抗するように負荷発電機21のトルクを出力する。双方の差分が車両の加速もしくは減速のトルクとなる(例えば、図3に示す、双方の差分による加速トルク)。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the torque of the load generator 21 (load torque shown by a dotted line in FIG. 3) and the torque of the test motor 13 (test torque shown by a solid line in FIG. 3).
The load generator 21 outputs torque in opposition to the torque output of the test motor 13 that is the test subject. The difference between the two becomes the torque for accelerating or decelerating the vehicle (for example, the acceleration torque due to the difference between the two as shown in FIG. 3).

実際の車両については、同一の供試トルクで動作した場合においても、車体の重量や乗客の荷重により車両の加速度が異なる。よって、負荷統括制御装置24は、車両モデル51を用いて車両パラメータに応じて得られる加速度を演算し、これらの加速度を再現するトルクを演算することで、車両や走行路線の状態を模擬した試験を実現する。 Even when an actual vehicle is operated with the same test torque, the vehicle acceleration varies depending on the weight of the vehicle body and the load of passengers. Therefore, the load control device 24 uses the vehicle model 51 to calculate the acceleration obtained according to the vehicle parameters, and calculates the torque that reproduces this acceleration, thereby realizing a test that simulates the state of the vehicle and the route on which it is traveling.

以上のように、負荷制御器23が出力する指令がトルクとなり車両の挙動を模擬する方法について説明した。また、速度等の電動機を制御するパラメータであれば、車両の挙動を模擬することが可能であり、実施例1では速度指令として記した場合が該当する。 As described above, a method for simulating the behavior of a vehicle in which the command output by the load controller 23 becomes torque has been described. In addition, if the parameter controls the motor, such as speed, it is possible to simulate the behavior of the vehicle, and in the first embodiment, this corresponds to the case described as a speed command.

図4は、実施例2の負荷駆動制御システム31を構成する制御ブロックを示す図である。実施例1の負荷駆動制御システム31と異なる点は、車両モデル51が、指令演算を車両パラメータのみならず外部から入力される供試制御情報も用いて演算する点である。ここで、供試制御情報とは、供試駆動システム1に係わる情報であって、例えば、供試トルク、供試機の速度情報などが挙げられる。 Figure 4 is a diagram showing the control blocks constituting the load drive control system 31 of the second embodiment. The difference from the load drive control system 31 of the first embodiment is that the vehicle model 51 performs command calculations using not only vehicle parameters but also test control information input from the outside. Here, the test control information is information related to the test drive system 1, such as test torque and test machine speed information.

負荷統括制御装置24が有する車両モデル51は、車両の走行条件や走行状態を模擬するための車両パラメータを内部に有する。この車両モデル51は、車両パラメータと外部から入力された供試制御情報とに基づき、負荷発電機制御指令(トルク指令または速度指令)を演算する。 The vehicle model 51 in the load general control device 24 has internal vehicle parameters for simulating the vehicle's driving conditions and driving state. This vehicle model 51 calculates the load generator control command (torque command or speed command) based on the vehicle parameters and test control information input from the outside.

負荷統括制御装置24は、この演算された負荷発電機制御指令(トルク指令または速度指令)を負荷制御器23へ出力する。 The load general control device 24 outputs the calculated load generator control command (torque command or speed command) to the load controller 23.

図5は、実施例3の負荷駆動制御システム31を構成する制御ブロックを示す図である。負荷統括制御装置24は、車両モデル51と編成モデル61とを有する。 Figure 5 is a diagram showing the control blocks constituting the load drive control system 31 of the third embodiment. The load general control device 24 has a vehicle model 51 and a train set model 61.

編成モデル61は、編成両数や各車両の位置等の編成に関するデータを有し、編成モデル61の内部に有するこれらデータを用いて、編成の状態を演算し編成パラメータとする。また、編成モデル61は、演算したこの編成パラメータを車両モデル51に伝達する。 The train formation model 61 has data on the train formation, such as the number of cars in the train and the position of each car, and uses this data stored within the train formation model 61 to calculate the state of the train formation and set it as train formation parameters. The train formation model 61 also transmits the calculated train formation parameters to the vehicle model 51.

車両モデル51は、編成パラメータに基づき負荷発電機制御指令(トルク指令または速度指令)を演算する。 The vehicle model 51 calculates the load generator control command (torque command or speed command) based on the train configuration parameters.

負荷統括制御装置24は、演算された負荷発電機制御指令(トルク指令または速度指令)を負荷制御器23へ出力する。 The load general control device 24 outputs the calculated load generator control command (torque command or speed command) to the load controller 23.

ここで、図5では、2台の車両モデル51を示しているが、例えば、上側の車両モデル51が、車両編成の1両目に対応し、編成モデル61から1両目に関する編成パラメータ1を受け取り、1両目の1つ目の車軸に対応する1番上の負荷制御器23へトルク指令1または速度指令1を、1両目の2つ目の車軸に対応する上から2番目の負荷制御器23へトルク指令2または速度指令2を、それぞれ出力することになる。 Here, FIG. 5 shows two vehicle models 51. For example, the upper vehicle model 51 corresponds to the first car in the vehicle formation, receives formation parameter 1 for the first car from formation model 61, and outputs torque command 1 or speed command 1 to the top load controller 23 corresponding to the first axle of the first car, and outputs torque command 2 or speed command 2 to the second load controller 23 from the top corresponding to the second axle of the first car.

また、下側の車両モデル51が、車両編成の2両目に対応し、編成モデル61から2両目に関する編成パラメータ2を受け取り、2両目の1つ目の車軸に対応する下から2番目の負荷制御器23へトルク指令3または速度指令3を、2両目の2つ目の車軸に対応する1番下の負荷制御器23へトルク指令4または速度指令4を、それぞれ出力することになる。 The lower vehicle model 51 corresponds to the second vehicle in the vehicle formation, receives formation parameters 2 for the second vehicle from the formation model 61, and outputs a torque command 3 or a speed command 3 to the second load controller 23 from the bottom corresponding to the first axle of the second vehicle, and a torque command 4 or a speed command 4 to the bottommost load controller 23 corresponding to the second axle of the second vehicle.

図6は、実施例4の負荷駆動制御システム31を構成する制御ブロックを示す図である。実施例3の負荷駆動制御システム31と異なる点は、編成モデル61が外部から入力された供試制御情報も用いて編成状態の演算をする点である。 Figure 6 is a diagram showing the control blocks constituting the load drive control system 31 of the fourth embodiment. The difference from the load drive control system 31 of the third embodiment is that the formation model 61 also uses sample control information input from the outside to calculate the formation state.

負荷統括制御装置24は、実施例3と同様、車両モデル51と編成モデル61とを有する。 The load management control device 24 has a vehicle model 51 and a train set model 61, similar to the third embodiment.

編成モデル61は、編成両数や各車体の位置等の編成のデータを有している。編成モデル61は、外部からの供試トルク等の供試制御情報に基づいて、編成の状態を演算し、演算した編成パラメータを車両モデル51に伝達する。また、編成モデル61は、全車軸の状態を観測し、各車軸での連動したパラメータ演算を行う。 The train set model 61 has data on the train set, such as the number of cars in the train set and the position of each car body. The train set model 61 calculates the state of the train set based on external test control information, such as test torque, and transmits the calculated train set parameters to the vehicle model 51. The train set model 61 also observes the state of all axles and performs linked parameter calculations for each axle.

車両モデル51は、編成の情報と供試制御情報に基づき、各々の車両の走行条件や走行状態を模擬した負荷発電機制御指令(トルク指令または速度指令)を演算する。 The vehicle model 51 calculates load generator control commands (torque commands or speed commands) that simulate the running conditions and running states of each vehicle based on the configuration information and test control information.

負荷統括制御装置24は、演算された負荷発電機制御指令(トルク指令または速度指令)を負荷制御器23へ出力する。 The load general control device 24 outputs the calculated load generator control command (torque command or speed command) to the load controller 23.

ここで、図6に示す2台の車両モデル51も、先の図5に示す実施例3の車両モデル51と同様の入出力態様であるが、編成モデル61には、例えば、負荷制御器23それぞれに対応した供試制御情報が入力される。 The two vehicle models 51 shown in FIG. 6 have the same input/output configuration as the vehicle model 51 of the third embodiment shown in FIG. 5, but the train set model 61 receives test control information corresponding to each of the load controllers 23, for example.

以上のとおり、実施例4では編成モデルを加えることによって、編成の挙動と編成における車両間の干渉を模擬することが可能となる。 As described above, in Example 4, by adding a train set model, it is possible to simulate the behavior of the train set and the interference between cars in the train set.

図7は、実施例5の負荷駆動制御システム31を構成する制御ブロックを示す図である。実施例1の負荷駆動制御システム31と異なる点は、負荷統括制御装置24を備えることなく、負荷制御器23の間で情報の伝達を行い、制御情報を共有する点である。 Figure 7 is a diagram showing the control blocks constituting the load drive control system 31 of the fifth embodiment. The difference from the load drive control system 31 of the first embodiment is that it does not have a load general control device 24, and information is transmitted between the load controllers 23 to share control information.

負荷駆動制御システム31は、複数の負荷制御器23から構成される。負荷制御器23それぞれは、車両モデル51を有する。 The load drive control system 31 is composed of multiple load controllers 23. Each load controller 23 has a vehicle model 51.

負荷制御器23は、互いに他の負荷制御器23からの負荷発電機制御指令および車両モデル51の情報に基づいて、車両の状態を模擬する負荷発電機制御指令(トルク指令または速度指令)を演算する。 The load controller 23 calculates a load generator control command (torque command or speed command) that simulates the state of the vehicle based on the load generator control commands from the other load controllers 23 and information from the vehicle model 51.

図8は、実施例6の負荷駆動制御システム31を構成する制御ブロックを示す図である。実施例5の負荷駆動制御システム31と異なる点は、車両モデル51が外部から入力された供試制御情報も用いて演算する点である。 Figure 8 is a diagram showing the control blocks constituting the load drive control system 31 of the sixth embodiment. The difference from the load drive control system 31 of the fifth embodiment is that the vehicle model 51 also performs calculations using sample control information input from the outside.

負荷駆動制御システム31は、複数の負荷制御器23から構成され、それぞれの負荷制御器23は、車両モデル51を有する。 The load drive control system 31 is composed of multiple load controllers 23, and each load controller 23 has a vehicle model 51.

負荷制御器23は、互いに他の負荷制御器23からの車両モデル51の情報と外部からの供試制御情報とに基づいて、自らの車両モデル51により車両の状態を模擬する負荷発電機制御指令(トルク指令または速度指令)を演算する。 The load controller 23 calculates a load generator control command (torque command or speed command) that simulates the state of the vehicle using its own vehicle model 51 based on vehicle model 51 information from other load controllers 23 and test control information from the outside.

次に、車両モデル51が有する車両パラメータについて説明する。
実施例1から実施例6における車両モデル51が有する車両パラメータとして、例えば、以下の9つの項目を設定することができる。車両パラメータは、車両や走行状態を表す情報として、以下の9つの項目に示すように、編成中の各車両の状態や路線(走行路線)の状態を表す情報である。
Next, the vehicle parameters of the vehicle model 51 will be described.
For example, the following nine items can be set as vehicle parameters of the vehicle model 51 in Examples 1 to 6. The vehicle parameters are information that represents the vehicle and running state, and are information that represents the state of each vehicle in the formation and the state of the line (running line), as shown in the following nine items.

(1)車輪と路面との摩擦力
車両パラメータとして、車輪と路面との摩擦力を設定する場合、車両の走行路線における区間、車両にかかる重量、編成内や車両内での車軸の位置等の情報に基づいて、この摩擦力を決定する。
(1) Frictional force between wheels and road surface When setting the frictional force between the wheels and road surface as a vehicle parameter, this frictional force is determined based on information such as the section of the route on which the vehicle is traveling, the weight on the vehicle, and the position of the axles within the train or vehicle.

車輪と路面との摩擦力が大きいほど、トルク指令の値を大きくする。この際、走行している区間の位置情報は、速度と経過時間とから算出する。算出された区間の位置情報に基づいて現在の摩擦力の値を決定する。 The greater the frictional force between the wheels and the road surface, the greater the torque command value is set. At this time, the position information of the traveling section is calculated from the speed and elapsed time. The current value of frictional force is determined based on the calculated position information of the section.

これにより、各車軸の摩擦力の変化を区間ごとに、または、車両の空転滑走等の現象、を模擬することができる。 This makes it possible to simulate changes in friction on each axle for each section, or phenomena such as vehicle skidding.

(2)車輪径
車両パラメータとして、車輪径を設定する場合、編成や車両内での車軸の位置と各車軸の車輪径の大きさを設定する。台車間の車輪径差、車両間の車両径差、編成間の車輪径差等の各車輪の位置関係によって影響度を変化させ、トルク指令への影響を変化させる。
(2) Wheel diameter When setting the wheel diameter as a vehicle parameter, the position of the axle in the train or vehicle and the wheel diameter of each axle are set. The degree of influence on the torque command is changed according to the positional relationship of each wheel, such as the wheel diameter difference between bogies, the wheel diameter difference between cars, and the wheel diameter difference between trains.

これにより、各車軸の車輪径を模擬し、車軸間で車輪径差が生じた際の現象を模擬することができる。 This allows us to simulate the wheel diameter of each axle and simulate the phenomenon that occurs when there is a difference in wheel diameter between axles.

(3)空制ブレーキ力
車両パラメータとして、空制ブレーキ力を設定する場合、空制ブレーキ力が大きいほどトルク指令の値を大きくする。この時、車両モデルは、各速度域での空制ブレーキ力の大きさや編成内での軸とコンプレッサ等との距離の情報を有する。
(3) Air brake force When setting the air brake force as a vehicle parameter, the torque command value is increased as the air brake force increases. At this time, the vehicle model has information on the magnitude of the air brake force at each speed range and the distance between the axle and the compressor, etc. within the train.

これにより、ブレーキが印加されるタイミングや印加された際のブレーキ力の強さを模擬することができる。 This makes it possible to simulate the timing at which the brakes are applied and the strength of the braking force when applied.

(4)車軸にかかる重量
車両パラメータとして、車軸にかかる重量を設定する場合、車種ごとの車体重量、編成内の各車両の乗車率や各駅間での乗車率の変動等のデータを、車両モデルが有し、各車軸にかかる車両の重量を変化させる。車軸にかかる重量が大きいほど、トルク指令の値を大きくする。
(4) Weight on Axles When the weight on the axles is set as a vehicle parameter, the vehicle model has data such as the vehicle weight for each vehicle type, the occupancy rate of each vehicle in the formation, and the fluctuation of the occupancy rate between stations, and changes the weight of the vehicle on each axle. The greater the weight on the axle, the greater the torque command value is set.

これにより、各車軸にかかる重量を模擬し、乗車率の変化による重量の変化、編成内での車両の重量の偏りを模擬することができる。 This allows us to simulate the weight placed on each axle, as well as changes in weight due to changes in occupancy rate and uneven distribution of car weight within a train.

(5)勾配抵抗
車両パラメータとして、勾配抵抗を設定する場合、車両モデル51は、走行路線内における勾配の位置、勾配の大きさ、車体重量および各車両の乗車率のデータを有し、これらのデータから勾配抵抗の値を決定する。勾配抵抗が大きいほど、トルク指令の値を大きくする。この際、走行している区間の位置情報は、速度と経過時間とから算出する。算出された区間の位置情報に基づいて、現在の勾配抵抗の値を決定する。
(5) Gradient Resistance When gradient resistance is set as a vehicle parameter, the vehicle model 51 has data on the position of the gradient on the travel route, the magnitude of the gradient, the vehicle weight, and the occupancy rate of each vehicle, and determines the value of the gradient resistance from this data. The greater the gradient resistance, the greater the torque command value is. At this time, position information of the traveled section is calculated from the speed and elapsed time. The current gradient resistance value is determined based on the calculated position information of the section.

これにより、各車軸の勾配抵抗を模擬し、勾配区間の車両の走行状態や勾配区間での起動を模擬することができる。 This makes it possible to simulate the gradient resistance of each axle, and to simulate the vehicle's running conditions on gradient sections and its start on gradient sections.

(6)曲線抵抗
車両パラメータとして、曲線抵抗を設定する場合、車両モデル51は、走行路線内における曲線の位置、曲線半径、車体の重量および各車両の乗車率のデータを有し、これらのデータから曲線抵抗の値を決定する。曲線抵抗が大きいほど、トルク指令の値を大きくする。この際、走行している区間の位置情報は、速度と経過時間とから算出する。算出された区間の位置情報に基づいて、現在の曲線抵抗の値を決定する。
(6) Curve Resistance When curve resistance is set as a vehicle parameter, the vehicle model 51 has data on the position of the curve on the travel route, the curve radius, the weight of the car body, and the occupancy rate of each car, and determines the value of the curve resistance from this data. The greater the curve resistance, the greater the torque command value is. At this time, position information of the traveled section is calculated from the speed and elapsed time. The current value of the curve resistance is determined based on the calculated position information of the section.

これにより、各車軸の曲線抵抗を模擬し、曲線区間の車両の走行状態を模擬することができる。 This allows us to simulate the curve resistance of each axle and the running conditions of the vehicle on curved sections.

(7)レール継ぎ目の抵抗
車両パラメータとして、レール継ぎ目の抵抗を設定する場合、車両モデル51は、走行路線内におけるレールの長さと継ぎ目間の情報、車両重量の情報を有し、レール継ぎ目による抵抗が生じるタイミングを決定する。
(7) Resistance of Rail Joints When setting resistance of rail joints as a vehicle parameter, the vehicle model 51 has information on the length of the rails and the distance between the joints on the traveling route, and information on the vehicle weight, and determines the timing at which resistance due to the rail joints occurs.

レール継ぎ目の抵抗は、レール継ぎ目を通過するタイミングで、トルク指令値を大きくすることで模擬する。この時、車両の位置やレール継ぎ目の抵抗がかかるタイミングは、速度と経過時間とから演算する。 The resistance of the rail joint is simulated by increasing the torque command value when the train passes over the rail joint. At this time, the position of the vehicle and the timing when the resistance of the rail joint is applied are calculated from the speed and elapsed time.

(8)トンネル走行抵抗
車両パラメータとして、トンネル走行抵抗を設定する場合、車両モデル51は、走行路線内におけるトンネルの位置情報、試験する車体の速度とトンネル走行抵抗との関係を有し、これらのデータからトンネル走行抵抗を決定する。この時、トンネル走行抵抗が大きいほど、トルク指令を大きくする。
(8) Tunnel running resistance When setting tunnel running resistance as a vehicle parameter, vehicle model 51 has position information of the tunnel on the travel route, and the relationship between the speed of the vehicle body under test and the tunnel running resistance, and determines the tunnel running resistance from these data. At this time, the larger the tunnel running resistance, the larger the torque command is set.

これにより、各車軸のトンネル走行抵抗を模擬し、トンネル区間の車両の走行状態を模擬することができる。 This allows us to simulate the tunnel running resistance of each axle and the running conditions of the vehicle in the tunnel section.

(9)出発抵抗
車両パラメータとして、出発抵抗を設定する場合、車両モデル51は、走行路線内における車両重量、乗車率、路面の状態による静止摩擦力の情報を有し、出発抵抗の大きさを決定する。この時、出発抵抗が大きいほど指令値を大きくすることで、出発抵抗を模擬する。
(9) Starting Resistance When setting the starting resistance as a vehicle parameter, the vehicle model 51 has information on the static friction force due to the vehicle weight, occupancy rate, and road surface condition on the traveling route, and determines the magnitude of the starting resistance. At this time, the starting resistance is simulated by increasing the command value as the starting resistance increases.

これにより、起動時において、車軸にかかる出発抵抗を模擬することができる。 This allows us to simulate the starting resistance on the axle when starting up.

以上、本発明の各実施例について説明したが、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

また、車両パラメータとして設定することができる上述した9つの項目は、単独で設定するだけでなく、それぞれを組み合わせて設定することも、勿論可能である。 In addition, the nine items mentioned above that can be set as vehicle parameters can of course be set not only individually, but also in combination with each other.

1:供試駆動システム、2:負荷駆動システム、11:供試インバータ、
12:供試制御器、13:供試電動機、14:継手、15:シャフト、
21:負荷発電機、22:負荷インバータ、23:負荷制御器、
24:負荷統括制御装置、31:負荷駆動制御システム、51:車両モデル、
61:編成モデル
1: test drive system, 2: load drive system, 11: test inverter,
12: test controller, 13: test motor, 14: joint, 15: shaft,
21: load generator, 22: load inverter, 23: load controller,
24: Load overall control device, 31: Load drive control system, 51: Vehicle model,
61: Organization model

Claims (4)

供試装置と継手を介して接続される負荷発電機および当該負荷発電機を制御する負荷制御器の組み合わせを複数台と、
前記複数台の前記負荷制御器を統括して制御する統括制御装置と
有し、
前記統括制御装置は、試験対象とする鉄道車両および走行状態を表す車両パラメータとして設定した当該鉄道車両の車輪と路面との摩擦力と、外部から入力される前記複数台の前記供試装置の供試制御情報と、に基づいて前記負荷発電機に対する制御指令を演算して、当該制御指令を前記負荷制御器それぞれに出力し、
前記複数台の前記負荷制御器それぞれは、対応する前記負荷発電機を前記制御指令によって制御して前記鉄道車両の車輪単位での空転滑走を模擬する
ことを特徴とする鉄道車両用試験装置。
A plurality of combinations of a load generator connected to the test device via a joint and a load controller for controlling the load generator ;
a general control device that controls the plurality of load controllers in a general manner;
having
the integrated control device calculates a control command for the load generator based on a frictional force between the wheels of the railway vehicle and a road surface, which is set as a vehicle parameter representing the railway vehicle to be tested and the running state of the railway vehicle, and test control information of the plurality of test devices input from an external source , and outputs the control command to each of the load controllers ;
A railway vehicle testing device characterized in that each of the plurality of load controllers controls the corresponding load generator by the control command to simulate wheel-by-wheel skid of the railway vehicle.
請求項1に記載の鉄道車両用試験装置であって、
前記統括制御装置は、前記鉄道車両が構成する編成に関する情報を演算する演算部を備え、前記車両パラメータ、前記供試制御情報および前記編成に関する情報に基づいて前記制御指令を演算して、当該制御指令を前記負荷制御器それぞれに出力する
ことを特徴とする鉄道車両用試験装置。
2. The railway vehicle test device according to claim 1,
The integrated control device includes a calculation unit that calculates information about a train configuration that includes the railway vehicles, calculates the control command based on the train parameters, the test control information, and information about the train configuration, and outputs the control command to each of the load controllers.
A railway vehicle test device comprising:
供試装置と継手を介して接続される負荷発電機を複数台組み合わせた鉄道車両用試験装置に対して、
試験対象とする鉄道車両および走行状態を表す車両パラメータとして設定した当該鉄道車両の車輪と路面との摩擦力と、前記複数台の前記供試装置の供試制御情報と、に基づいて前記負荷発電機に対する制御指令を演算し、
前記負荷発電機を前記制御指令によって制御して前記鉄道車両の車輪単位での空転滑走を模擬する
ことを特徴とする鉄道車両用試験方法
For railway vehicle test equipment that combines multiple load generators connected to the test equipment via couplings,
Calculating a control command for the load generator based on a frictional force between the wheels of the railway vehicle and a road surface, which is set as a vehicle parameter representing the railway vehicle to be tested and the running state of the railway vehicle, and test control information of the plurality of test devices;
A railway vehicle testing method characterized in that the load generator is controlled by the control command to simulate wheel-by-wheel slippage of the railway vehicle .
請求項3に記載の鉄道車両用試験方法であって、
前記鉄道車両が構成する編成に関する情報を演算し、
前記制御指令を、前記車両パラメータ、前記供試制御情報および前記編成に関する情報に基づいて演算する
ことを特徴とする鉄道車両用試験方法
The railway vehicle testing method according to claim 3,
Calculating information regarding a train configuration made up of the railway vehicles;
The control command is calculated based on the vehicle parameters, the sample control information, and information about the train set.
A railway vehicle testing method comprising:
JP2021145123A 2021-09-07 2021-09-07 Railway vehicle test device and test method Active JP7629828B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021145123A JP7629828B2 (en) 2021-09-07 2021-09-07 Railway vehicle test device and test method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021145123A JP7629828B2 (en) 2021-09-07 2021-09-07 Railway vehicle test device and test method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023038424A JP2023038424A (en) 2023-03-17
JP7629828B2 true JP7629828B2 (en) 2025-02-14

Family

ID=85514696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021145123A Active JP7629828B2 (en) 2021-09-07 2021-09-07 Railway vehicle test device and test method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7629828B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139527A (en) 2005-11-17 2007-06-07 Meidensha Corp Dynamometer for electric car
JP2010060529A (en) 2008-09-08 2010-03-18 Hitachi Plant Technologies Ltd Truck travel test device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5854543U (en) * 1981-10-08 1983-04-13 株式会社東芝 Train running test equipment
JPH08248104A (en) * 1995-03-10 1996-09-27 Toyota Motor Corp Motor performance test equipment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139527A (en) 2005-11-17 2007-06-07 Meidensha Corp Dynamometer for electric car
JP2010060529A (en) 2008-09-08 2010-03-18 Hitachi Plant Technologies Ltd Truck travel test device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023038424A (en) 2023-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Goodall et al. Mechatronic developments for railway vehicles of the future
CN112104284A (en) Urban rail train adhesion control method and system based on rack control mode
CN112319237A (en) Distributed power train traction braking control method and device
CN114357630B (en) Train dynamics real-time simulation platform
CN110442984A (en) It is a kind of that control emulation mode is sticked together based on straddle-type monorail train
CN109765485A (en) Based on the motor braking test macro and method under torque control model
Ahmad Dynamic braking control for accurate train braking distance estimation under different operating conditions
Oh et al. Hardware-in-the-loop simulation for active control of tramcars with independently rotating wheels
CN103034129A (en) Simulation method for traction control of rail vehicle
Malvezzi et al. Feasibility of degraded adhesion tests in a locomotive roller rig
CN112525564B (en) Flexibility test device for subway
JP7629828B2 (en) Railway vehicle test device and test method
JP5731365B2 (en) How to create a train curve
Gretzschel et al. A new concept for integrated guidance and drive of railway running gears
Zheng et al. Ride comfort transfer function for the MAGLEV vehicle Transrapid
CN107727406A (en) A kind of dumper test device and method
JPS63268405A (en) train drive system
Huang et al. Simulation study on adhesion control of electric locomotives based on multidisciplinary virtual prototyping
CN205665019U (en) Pull brake test system
CN101154109A (en) Methods for optimizing or testing controllers
Bruni et al. Development of a MB model for designing a control strategy of a full scale roller rig
CN105404755A (en) Power propulsion simulation software based on asynchronous motor vector calculation
CN113324771A (en) Train line resistance simulation test system and test method
Sakamoto et al. Analysis of longitudinal vibration in train sets caused by tractive force variation
ALONSO et al. Energy-meter data validation in railway via physical models

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7629828

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150