WO2013129255A1 - Energy regeneration device of railroad vehicle and drive assist device of railroad vehicle - Google Patents
Energy regeneration device of railroad vehicle and drive assist device of railroad vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013129255A1 WO2013129255A1 PCT/JP2013/054533 JP2013054533W WO2013129255A1 WO 2013129255 A1 WO2013129255 A1 WO 2013129255A1 JP 2013054533 W JP2013054533 W JP 2013054533W WO 2013129255 A1 WO2013129255 A1 WO 2013129255A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- unit
- fluid pressure
- railway vehicle
- accumulator
- energy regeneration
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
- B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
- B60T1/10—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels by utilising wheel movement for accumulating energy, e.g. driving air compressors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/30—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power stored mechanically, e.g. in fly-wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
- B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
- B60T13/58—Combined or convertible systems
- B60T13/585—Combined or convertible systems comprising friction brakes and retarders
- B60T13/586—Combined or convertible systems comprising friction brakes and retarders the retarders being of the electric type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
- B61H9/00—Brakes characterised by or modified for their application to special railway systems or purposes
- B61H9/06—Brakes characterised by or modified for their application to special railway systems or purposes for storing energy during braking action
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance
Definitions
- the present invention relates to an energy regeneration device for a railway vehicle, which is installed in the railway vehicle and can regenerate energy during braking operation of the railway vehicle or a train including the rail vehicle, and the rail vehicle including the energy regeneration device.
- the present invention relates to a drive assist device.
- the motor vehicle is configured as a railway vehicle provided with a driving electric motor that generates a driving torque for rotationally driving an axle of the railway vehicle.
- the trailer vehicle is not provided with an electric motor for driving, and is configured as a railway vehicle that is driven by being pulled by the motor vehicle.
- the system disclosed by patent document 1 and patent document 2 is known as a system which can reproduce
- the present invention is a railway vehicle capable of regenerating kinetic energy during braking operation of a railway vehicle or a train including the railway vehicle even when energy cannot be regenerated by the drive electric motor. It is an object of the present invention to provide a railway vehicle drive assist device including the energy regeneration device and the energy regeneration device.
- An energy regeneration device for a railway vehicle according to the first invention for achieving the above object is provided for a railway vehicle that is installed in the railway vehicle and can regenerate energy during a braking operation of the railway vehicle or a train including the railway vehicle.
- the present invention relates to an energy regeneration device.
- the railcar energy regeneration device according to the first aspect of the present invention operates as a fluid pressure pump or a fluid pressure motor according to the direction in which the working fluid flows, and is a fluid pressure mechanism capable of changing the discharge flow rate of the working fluid.
- a gear mechanism that connects the fluid pressure mechanism and the axle of the railway vehicle, and gas is enclosed therein, and the fluid pressure
- the gas is compressed by the working fluid discharged from the mechanism and flows in, and pressure energy is accumulated by the pressure acting on the working fluid by the compressed gas, and the pressure fluid is stored in the fluid pressure mechanism.
- an accumulator part that constitutes a pressure source capable of supplying a working fluid, and the flow direction of the working fluid between the fluid pressure mechanism part and the accumulator part is switched.
- the force or torque transmitted from the axle of the railway vehicle that decelerates is input to the rotating shaft of the fluid pressure mechanism unit via the gear mechanism unit. Is done.
- this fluid pressure mechanism part operates as a fluid pressure pump.
- the flow direction of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit is adjusted by the switching unit and flows to the accumulator unit.
- the switching unit operates, the pressure energy accumulated in the accumulator unit is released, and the working fluid as the pressure fluid is supplied to the fluid pressure mechanism unit, so that the fluid pressure mechanism unit operates as a fluid pressure motor. become.
- the kinetic energy of the railway vehicle that cannot be recovered as electric energy by the electric motor for driving mounted on the motor vehicle of the train during the braking operation of the train including the train or the train is different from the electrical energy. It can be recovered and regenerated as pressure energy in the form. Thereby, the utilization efficiency of energy at the time of brake operation can be improved. Further, since the fluid pressure mechanism as the fluid pressure pump is driven by the force or torque transmitted from the axle during the braking operation, the energy regeneration device can generate the braking force or braking torque of the railway vehicle. Thereby, the burden of the friction brake operated by compressed air can also be reduced.
- the energy recovery during the braking operation is not limited by the performance of the drive electric motor mounted on the motor vehicle, and the high speed range in which the railway vehicle travels at high speed.
- the energy at can also be recovered.
- kinetic energy at the time of braking operation can be recovered as pressure energy and regenerated. That is, even in a trailer vehicle that cannot regenerate energy by the driving electric motor, kinetic energy can be regenerated during the knitting brake operation.
- a railcar energy regeneration device is the railcar energy regeneration device according to the first aspect of the present invention, wherein the fluid pressure mechanism portion includes a swash plate that can be installed obliquely with respect to its rotation axis.
- a swash plate control unit configured as a swash plate type fluid pressure pump and a fluid pressure motor, wherein the swash plate control unit controls an inclination angle of the swash plate with respect to the rotation axis by a working fluid as a pressure fluid accumulated in the accumulator unit; It is characterized by having.
- the fluid pressure mechanism is configured as a swash plate type fluid pressure pump and fluid pressure motor. For this reason, the amount of energy to be regenerated is easily adjusted simply by changing the inclination angle of the swash plate and adjusting the discharge flow rate of the working fluid. Therefore, an energy regeneration device that can be easily controlled can be realized. Further, according to the above configuration, the inclination angle of the swash plate is controlled by the action of the working fluid as the pressure fluid accumulated in the accumulator unit by the swash plate control unit. For this reason, it is not necessary to provide a separate fluid pressure source for controlling the inclination angle of the swash plate, and the configuration can be simplified.
- a railcar energy regeneration device is the railcar energy regeneration device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the control unit is a brake command relating to a brake force or a brake torque generated by the fluid pressure mechanism.
- the control unit is configured to be able to receive a signal from the brake control device, and the control unit discharges the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit based on the brake command signal and the flow direction of the working fluid by the switching unit. The switching operation is controlled.
- the energy regeneration device operates based on a brake command signal from a brake control device that controls the overall braking operation of the train. For this reason, in the brake operation, the friction brake operated by the compressed air, the regenerative brake by the drive electric motor mounted on the motor vehicle, and the share ratio of the regenerative brake by the energy regenerative device is a higher system of the energy regenerative device. It can be determined by the brake control device. Thereby, the energy regeneration at the time of brake operation and control of brake operation can be performed more efficiently as a whole knitting.
- a railcar energy regeneration device is the railcar energy regeneration device according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the pressure of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit to the accumulator unit is , Further comprising a sensor unit that detects at least one of the pressures of the working fluid accumulated in the accumulator unit, and the control unit, based on the magnitude of the pressure detected by the sensor unit, It controls at least one of the discharge flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit and the switching operation of the flow direction of the working fluid by the switching unit.
- a railcar energy regeneration device is the railcar energy regeneration device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the pressure of the working fluid in the accumulator section is equal to or less than a predetermined pressure value. In this manner, a pressure adjusting valve for adjusting the pressure of the working fluid in the accumulator unit is further provided.
- the pressure regulating valve is activated, and the excessive operation is performed. Inflow of the fluid into the accumulator unit is suppressed. Thereby, the state where the working fluid as the pressure fluid is sufficiently accumulated in the accumulator portion is maintained, and in that state, a sufficiently large brake force or brake torque can be continuously output.
- a railcar energy regeneration device is the railcar energy regeneration device according to any one of the first to fifth aspects of the invention, wherein the switching unit is such that the fluid pressure mechanism unit operates as the fluid pressure pump.
- the first communication path that connects the accumulator section and the fluid pressure mechanism section is shut off, and the first communication path communicates when the fluid pressure mechanism section operates as the fluid pressure motor.
- a switching valve provided in parallel with the first communication path, and provided in a second communication path that communicates the accumulator part and the fluid pressure mechanism part, and the working fluid passes the second communication path from the accumulator part. And a check valve for preventing the fluid pressure mechanism portion from flowing.
- the switching unit operates and the second switching valve communicates the circulation communication path, so that the state of the energy regeneration device is such that the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit communicates with the accumulator unit.
- the circulation state is set so as to return to the fluid pressure mechanism through the circulation communication path that is easier to flow than the two communication paths.
- the energy regeneration device for a railway vehicle according to an eleventh aspect of the invention is the energy regeneration device for a railway vehicle according to the tenth aspect of the invention, wherein a plurality of the accumulator parts are arranged in the vehicle width direction of the railway car, and the second manifold part is An accumulator-side manifold is formed to extend in the vehicle width direction of the railway vehicle and to which the accumulator port is connected.
- the accumulator portion formed so as to extend in one direction is arranged so that the longitudinal direction thereof is along the front-rear direction of the railway vehicle, a space is easily vacated in a side portion of the accumulator portion at the lower portion of the railway vehicle.
- the plurality of accumulator port portions arranged in the vehicle width direction of the railway vehicle can be easily arranged close to the accumulator side manifold portion formed to extend in the vehicle width direction of the rail vehicle.
- the accumulator port part can be easily connected to the second manifold part.
- the pressure resistance of the reservoir section can be set lower than that of the accumulator section, it is easier to miniaturize than the accumulator section. Therefore, the length in the longitudinal direction may not be as long as the accumulator part. Therefore, the whole 2nd unit can be made compact by arrange
- the second manifold portion can be made compact as a whole. As a result, the entire second unit can be made compact.
- a railcar energy regeneration device is the railcar energy regeneration device of the eleventh aspect or the twelfth aspect of the invention, wherein the second unit is an upper frame portion fixed to a lower portion of the railcar, and A frame part having a lower frame part disposed below the upper frame part, and in the frame part, in order from the carriage side toward the side away from the carriage, the reservoir part, the accumulator side manifold part,
- the accumulator section is disposed, the reservoir section is fixed to the lower frame section, the communication section is disposed above the reservoir section, one end is connected to the accumulator side manifold section, and the other end Is connected to the first manifold portion disposed above the bogie frame.
- the connecting portion whose one end is connected to the accumulator side manifold portion is in a state where the middle portion is disposed above the reservoir portion and the other end is disposed on the first manifold portion disposed above the carriage frame. It is connected. That is, the connecting portion allows the first manifold and the second manifold to communicate with each other without being greatly bent in the vertical direction at the lower portion of the railway vehicle. Therefore, since the communication part can be formed in a relatively straight line, the load on the connection part can be reduced.
- the communication portion can be formed in a relatively straight line, a sufficient space for arranging the reservoir portion in the frame portion can be ensured as compared with, for example, a case where the communication portion is largely bent in the vertical direction.
- a railcar energy regeneration device is the railcar energy regeneration device according to any one of the ninth to fourteenth inventions, wherein the fluid pressure mechanism portion is inclined with respect to the rotation axis thereof.
- the fluid pressure pump of the swash plate type and the fluid pressure motor having a swash plate that can be installed in the first swash plate, the first unit is configured to rotate the swash plate by a working fluid as pressure fluid accumulated in the accumulator unit. It further includes a swash plate control unit for controlling an inclination angle with respect to the shaft.
- a railroad vehicle drive assist device including any of the railcar energy regeneration devices described above can be configured.
- a railroad vehicle drive assist device is a railcar drive assist device that is installed in a railcar and can generate a driving force or a driving torque for driving the railcar. Relates to the device.
- a drive assist device for a railway vehicle includes the energy regeneration device for a rail vehicle according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein the gear mechanism includes the fluid pressure mechanism. Also when operating as a motor, the fluid pressure mechanism and the axle of the railway vehicle are connected.
- the energy regeneration device regenerates the kinetic energy during the braking operation of the train including the rail vehicle or the train including the rail vehicle as pressure energy, and further uses the regenerated energy as drive energy for driving the axle of the rail vehicle to rotate.
- the drive assist device for a railway vehicle according to an eighteenth aspect of the present invention is the drive assist device for a railcar according to the seventeenth aspect of the present invention, wherein no drive electric motor for generating a drive torque for rotationally driving the axle is provided. It is mounted on the railway vehicle as a trailer vehicle driven by being pulled by a motor vehicle provided with a motor.
- the drive assist device including the energy regeneration device is mounted on the trailer vehicle.
- the trailer vehicle which was a rail vehicle as a simple load pulled by a motor vehicle in the prior art, is used as a driving vehicle that regenerates kinetic energy during braking and drives the rail vehicle. can do.
- organization in which the trailer vehicle was integrated the number in which the motor vehicle which causes the increase in cost can be reduced, maintaining acceleration performance. Therefore, the cost of the entire knitting can be reduced.
- an energy regeneration device for a railway vehicle capable of regenerating kinetic energy during a braking operation of a railway vehicle or a train including the railway vehicle even when energy cannot be regenerated by an electric motor for driving. can do.
- the drive assist apparatus of a railway vehicle including the energy regeneration apparatus of the railway vehicle can be provided.
- FIG. 2 is a diagram showing a part of FIG. 1 in an enlarged state, and is a schematic diagram showing a part of a railcar organization in which an energy regeneration device and a drive assist device for a railcar according to a first embodiment of the present invention are installed. It is. It is a block diagram shown with a high-order control system structure about the structure of the energy regeneration apparatus and drive assistance apparatus which are shown in FIG. It is a circuit diagram which shows the hydraulic circuit structure of the energy regeneration apparatus and drive assist device which are shown in FIG.
- FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing a fluid pressure mechanism unit and a swash plate control unit in the energy regeneration device and the drive assist device shown in FIG. 3.
- FIG. 4 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device and the drive assist device shown in FIG. 3, and is a circuit diagram in an operation state of a neutral circulation mode. It is a flowchart for demonstrating the drive assist operation
- movement by the drive assist apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device and the drive assist device shown in FIG. 3, and is a circuit diagram in an operation state in which a drive assist operation is performed by the drive assist device.
- FIG. 13 is a front view of the energy regeneration device and the drive assist device shown in FIG. 12.
- FIG. 13 is a plan view of the energy regeneration device and the drive assist device shown in FIG. 12.
- FIG. 15 is a rear view of the energy regeneration device and the drive assist device shown in FIG. 12 and is an arrow view seen from the direction D in FIG. 14. It is a circuit diagram which shows the hydraulic circuit structure of the energy regeneration apparatus and drive assist apparatus of a railway vehicle which concern on a modification.
- FIG. 17 is a schematic diagram schematically showing a fluid pressure mechanism unit and a swash plate control unit in the energy regeneration device and the drive assist device shown in FIG. 16.
- the motor vehicle 101 is configured as a railway vehicle provided with a driving electric motor (not shown) that generates a driving torque for rotationally driving the axle of the railway vehicle.
- the trailer vehicle 102 is not provided with an electric motor for driving, and is configured as a railway vehicle that is pulled and driven by the motor vehicle 101.
- the motor vehicle 101 is configured to travel on a rail of a track by a carriage 103 provided with a plurality of wheels (four in the illustration of FIGS. 1 and 2) 103a.
- the motor vehicle 101 is provided with a plurality of carts 103 (two in the illustration of FIGS. 1 and 2).
- the axle (not shown) connected to the wheel 103a of the carriage 103 is configured to receive rotational driving torque from the driving electric motor.
- a railcar energy regeneration device 1 (hereinafter also simply referred to as “energy regeneration device 1”) and a railcar drive assist device 2 (drive assist device 2) according to the first embodiment of the present invention are shown in FIG.
- each trailer vehicle 102 is mounted.
- the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are accommodated in each carriage 104 of the trailer vehicle 102.
- the energy regeneration device 1 described later constitutes an energy regeneration device for a railway vehicle that is installed in a trailer vehicle 102 as a railway vehicle and can regenerate energy during the braking operation of the formation 100 including the trailer vehicle 102.
- the drive assist device 2 to be described later is installed in a trailer vehicle 102 as a rail vehicle, and can generate a driving force or a driving torque for substituting driving torque for driving the trailer vehicle 102.
- the drive assist device is configured. That is, the drive assist device 2 is provided as a device that assists the drive operation for causing the trailer vehicle 102 to travel during the power running operation of the formation 100.
- the drive assist device 2 includes the energy regeneration device 1.
- the component by which the component of the drive assist apparatus 2 and the component of the energy regeneration apparatus 1 were comprised in common is illustrated.
- the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are installed only in the trailer vehicle 102 is illustrated, but this need not be the case.
- the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 may be installed in both the trailer vehicle 102 and the motor vehicle 101. It is also possible to install the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 only on the motor vehicle 101.
- FIG. 4 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2.
- the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 include a fluid pressure mechanism unit 11, a gear mechanism unit 12, an accumulator unit 13, a switching unit 14, a control unit 15, a swash plate control unit 16, A sensor unit 17, a reservoir unit 18, a relief valve 19, and the like are provided.
- FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing a hydraulic circuit configuration, and each component (11 to 19 and the like) is not limited to the number shown in FIG. 4, but is different from the number shown in FIG. The number may be provided.
- the fluid pressure mechanism 11 is configured as a swash plate type hydraulic pump and hydraulic motor.
- the fluid pressure mechanism 11 includes a housing, a rotating shaft 20, a cylinder block 21, a plurality of pistons 22, a swash plate 23, and the like that are not shown.
- the housing (not shown) is provided as a structure that supports the rotary shaft 20 in a rotatable manner and incorporates a cylinder block 21, a swash plate 23, and the like.
- the rotary shaft 20 is provided as a shaft member that is connected to the axle 104b connected to the wheel 104a of the carriage 104 via the gear mechanism section 12.
- the rotating shaft 20 constitutes an input shaft through which torque from the axle 104b is input via the gear mechanism 12 when the knitting 100 is operated as the energy regeneration device 1 during the braking operation.
- the rotating shaft 20 constitutes an output shaft that outputs torque to the axle 104b via the gear mechanism 12 when the driving assist device 2 is operated during the power running operation of the knitting 100.
- the fluid pressure mechanism unit 11 also operates as a hydraulic motor that outputs torque to the axle 104b.
- the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor
- the pressure oil supplied from the accumulator unit 13 to be described later is used in half the cylinder chambers 21a of the plurality of cylinder chambers 21a with the swash plate 23 tilted. Of hydraulic fluid flows in.
- the oil that has flowed in is discharged to the reservoir section 18 described later.
- the cylinder block 21 makes one rotation around the rotation shaft 20 together with the rotation shaft 20 while each piston 22 displaces a stroke for one reciprocation in each cylinder chamber 21a.
- the torque by rotation of the rotating shaft 20 is transmitted to the axle 104b, and the axle 104b is rotationally driven.
- the third communication path 33 is directly connected to the fluid pressure mechanism unit 11, and the first communication path 30 and the first communication path 33 are connected to the side of the third communication path 33 opposite to the side connected to the fluid pressure mechanism unit 11.
- Two communication paths 31 are connected.
- the first communication path 30 and the second communication path 31 provided in parallel are connected to the third communication path 33 at one end side thereof, and the other end side is connected to the pressure accumulating chamber 13b of the accumulator section 13. So that they join and connect.
- the circulation communication path 32 is provided as an oil path that connects the third communication path 33 and the reservoir communication path 34.
- the swash plate control unit 16 sets the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 in the fluid pressure mechanism unit 11 by the working oil (working fluid) as pressure oil (pressure fluid) accumulated in the pressure accumulating chamber 13 b of the accumulator unit 13. It is provided as a control mechanism.
- the swash plate control unit 16 includes a swash plate drive actuator 37 and a control valve 38.
- the control valve 38 is configured such that the position of a spool (not shown) is proportionally controlled based on a swash plate control signal from the control unit 15 at each switching position (38a, 38b). ing. Further, the pressure of the pressure oil introduced from the accumulator communication path 35 to the control valve 38 is adjusted by the orifice 38c.
- the control unit 15 is configured to be able to receive a brake command signal related to a brake force or a brake torque generated by the fluid pressure mechanism unit 11 operating as a hydraulic pump from the brake control device 107 via the bus 105. Based on the brake command signal received from the brake control device 107, the control unit 15 is sucked from the reservoir unit 18 to be pressurized by the fluid pressure mechanism unit 11 and discharged from the fluid pressure mechanism unit 11. The discharge flow rate and the switching operation of the flow direction of the hydraulic oil by the switching unit 14 are controlled.
- the control unit 15 outputs a swash plate control signal to the control valve 38 of the swash plate control unit 16 based on the brake command signal, and controls the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotation shaft 20.
- the discharge flow rate of the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 is controlled.
- the control part 15 outputs a switching command signal with respect to the electromagnetic switching valve (28, 29) and the 3rd switching valve 27 of the switching part 14 based on said brake command signal, and the flow direction of hydraulic oil is flowed. Controls the switching operation.
- a brake command signal related to a brake force or a brake torque calculated by the brake control device 107 and shared as a regenerative brake by the driving electric motor of the motor vehicle 101 is received by the power running control device 108.
- the power running control device 108 performs motor regeneration control of the electric motor for driving each motor vehicle 101 based on the received brake command signal. Then, the power running control device 108 transmits to the brake control device 107 a brake feedback signal related to the braking force or the brake torque generated by the regenerative braking actually generated.
- the force or torque transmitted from the axle 104b rotates the rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism unit 11 via the gear mechanism unit 12.
- the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, and the hydraulic oil sucked from the reservoir unit 18 is pressurized and discharged to the accumulator unit 13 as indicated by an arrow A in FIG. S107).
- the fluid pressure mechanism 11 generates a braking force or a braking torque that acts on the axle 104b.
- the control part 15 calculates the braking force or the brake torque which the hydraulic pressure mechanism part 11 actually generate
- the control part 15 transmits the brake feedback signal regarding the brake force or brake torque with respect to the brake control apparatus 107 (step S108).
- the control unit 15 may execute the sliding control based on the determination at The sliding state is determined to have occurred when the difference between the speed of the formation 100 and the vehicle speed (wheel speed) calculated based on the rotation speed of the wheels 104a is equal to or greater than a predetermined magnitude.
- the switching unit 14 is switched to the state shown in FIG. 4 and the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, based on the speed of the knitting 100 and the rotation speed of the wheels 104a.
- Control in which the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 is gradually reduced until the difference from the calculated vehicle speed becomes less than a predetermined magnitude may be performed. Even if the inclination angle of the swash plate 23 becomes zero, if the difference between the speed of the knitting 100 and the vehicle speed calculated based on the rotation speed of the wheels 104a is not less than a predetermined magnitude, energy regeneration is performed.
- the operating state of the device 1 is set to the neutral circulation mode.
- the power running control device 108 calculates the driving force or driving torque to be shared by the drive assist device 2 based on the information on the amount of energy that can be output transmitted from the control unit 15 of the energy regeneration device 1 and the vehicle speed information described above. To do. Further, the power running control device 108 is based on the driving force or driving torque shared by the driving assist device 2 mounted on each trailer vehicle 102 and the driving force or driving torque necessary for the entire knitting 100. The driving force or driving torque shared by the driving electric motor 101 is calculated.
- the control unit 15 of the drive assist device 2 supplies the fluid pressure mechanism unit 11 with the pressure detected by the sensor unit 17, the received drive command signal, and the received vehicle speed information, and supplies the fluid pressure mechanism unit 11. Is calculated (step S204). Then, the control unit 15 generates a swash plate control signal for operating the swash plate control unit 16 to control the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 based on the calculated pressure and flow rate (see above). Step S205). Furthermore, the control unit 15 also generates a switching command signal for causing the switching unit 14 to switch the flow direction of the hydraulic oil so that the hydraulic oil flows from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 (step S205). ).
- FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2, and is a circuit diagram in an operation state in which the drive assist operation by the drive assist device 2 is performed.
- the electromagnetic switching valve 28 is excited based on the switching command signal and switched to the supply position 28a, whereby the first switching valve. 24 is switched to the communication position 24b. Then, based on the switching command signal, the electromagnetic switching valve 29 is demagnetized and switched to the supply position 29a, whereby the third switching valve 27 is switched to the communication position 27b. Moreover, the 2nd switching valve 26 will be in the state which was demagnetized based on the switching command signal, and was switched to the interruption
- the fluid pressure mechanism unit 11 is driven by the hydraulic oil as the pressure oil supplied from the accumulator unit 13, and the rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism unit 11 rotates. Then, the driving force or driving torque output from the rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism unit 11 is transmitted to the axle 104b via the gear mechanism unit 12, and the axle 104b is rotationally driven (step S207). In this way, the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor, and the hydraulic oil supplied from the accumulator unit 13 drives the fluid pressure mechanism unit 11 as indicated by an arrow C in FIG. Is discharged. As a result, the driving force or the driving torque for driving the axle 104b is generated by the fluid pressure mechanism unit 11.
- control unit 15 drives the driving force actually generated by the fluid pressure mechanism unit 11 based on the pressure value detected by the pressure sensor of the sensor unit 17 and the flow rate value detected by the flow rate sensor of the sensor unit 17. Alternatively, the driving torque is calculated. And the control part 15 transmits the drive feedback signal regarding the drive force or drive torque with respect to the power running control apparatus 108 (step S208).
- the control unit 15 may execute traction control.
- the sliding state occurs when the difference between the speed of the formation 100 and the vehicle speed (wheel speed) calculated based on the number of rotations of the wheels 104a is equal to or greater than a predetermined magnitude, as in the determination at the time of braking operation. It is judged that
- the clutch mechanism of the gear mechanism portion 12 is provided with a configuration capable of disconnecting the connection between the axle 104b and the fluid pressure mechanism portion 11, the first switching valve 24 is set to the cutoff position. While switching to 24a, control which operates said clutch mechanism may be performed. That is, as the traction control, control may be performed so that the connection between the axle 104b and the fluid pressure mechanism unit 11 is disconnected and the supply of hydraulic oil from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 is stopped.
- calculation is performed based on the speed of the knitting 100 and the rotation speed of the wheels 104a in a state where the switching unit 14 is switched to the state shown in FIG. 9 and the fluid pressure mechanism unit 11 is operated as a hydraulic motor.
- Control may be performed in which the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotation shaft 20 is gradually reduced until the difference from the vehicle speed is less than a predetermined magnitude. If the difference between the speed of the knitting 100 and the vehicle speed calculated based on the rotation speed of the wheels 104a does not become less than a predetermined magnitude even when the inclination angle of the swash plate 23 becomes zero, the drive assist The operating state of the device 2 is set to the neutral circulation mode.
- the kinetic energy of the trailer vehicle 102 that cannot be recovered as electric energy by the drive electric motor mounted on the motor vehicle 101 of the formation 100 is a pressure that is different from the electric energy. It can be recovered as energy and regenerated. Thereby, the utilization efficiency of energy at the time of brake operation can be improved. Furthermore, since the fluid pressure mechanism 11 as a hydraulic pump is driven by the force or torque transmitted from the axle 104b during the braking operation, the energy regeneration device 1 can generate the braking force or braking torque of the trailer vehicle 102. . Thereby, the burden of the friction brake operated by compressed air can also be reduced.
- the control unit 15 transmits a brake feedback signal related to the braking force or brake torque generated in the fluid pressure mechanism unit 11 to the brake control device 107 that controls the overall braking operation of the formation 100. Is done. For this reason, the brake by the energy regeneration device 1 can be efficiently used in controlling the brake operation of the entire knitting 100.
- the energy recovery during the braking operation is not limited by the performance of the drive electric motor mounted on the motor vehicle 101, and in a high speed range where the railway vehicle travels at a high speed. Energy can also be recovered. Also, in the trailer vehicle 102 that is not mounted with the driving electric motor and is pulled by the motor vehicle 101, the kinetic energy at the time of the braking operation can be recovered and regenerated as pressure energy. That is, even in the trailer vehicle 102 that cannot regenerate energy by the driving electric motor, kinetic energy can be regenerated during the braking operation of the formation 100.
- a device 1 can be provided.
- the fluid pressure mechanism 11 is configured as a swash plate type hydraulic pump and hydraulic motor. For this reason, the amount of regenerated energy can be easily adjusted simply by changing the inclination angle of the swash plate 23 and adjusting the discharge flow rate of the hydraulic oil. Therefore, the energy regeneration device 1 that can be easily controlled can be realized. Furthermore, according to the energy regeneration device 1, the inclination angle of the swash plate 23 is controlled by the swash plate control unit 16 by the action of hydraulic oil as pressure oil accumulated in the accumulator unit 13. For this reason, it is not necessary to provide a separate hydraulic power source for controlling the inclination angle of the swash plate 23, and the configuration can be simplified.
- the energy regeneration device 1 when the hydraulic oil as pressure oil is sufficiently accumulated in the accumulator unit 13 and the pressure of the hydraulic oil reaches a predetermined pressure value, the relief valve 19 is activated. And the inflow of excess hydraulic oil to the accumulator part 13 is suppressed. Thereby, the state in which the hydraulic oil as the pressure oil is sufficiently accumulated in the accumulator unit 13 is maintained, and in that state, a sufficiently large brake force or brake torque can be continuously output.
- the energy regeneration device 1 when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, the hydraulic oil does not flow back from the fluid pressure mechanism unit 11 to the accumulator unit 13 via the check valve 25 efficiently. To flow.
- the fluid pressure mechanism unit 11 when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor, the hydraulic oil efficiently flows from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 via the first switching valve 24. Therefore, the switching unit 14 having a simple configuration provided with the first switching valve 24 and the check valve 25 is regenerated while preventing hydraulic fluid from flowing from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 during energy recovery. The accumulated energy can be easily taken out from the accumulator unit 13.
- the drive assist device 2 including the energy regeneration device 1 is mounted on the trailer vehicle 102.
- the trailer vehicle 102 which was a rail vehicle as a simple load pulled by the motor vehicle 101 is used to drive the rail vehicle by regenerating kinetic energy during braking operation.
- the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 for the railway vehicle according to the second embodiment are part of the configuration of the hydraulic circuit, and the energy regeneration device 3 and the drive assist device for the railway vehicle.
- the arrangement of 4 is different.
- the differences from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration as the first embodiment will be made by attaching the same reference numerals in the drawings or by quoting the same reference numerals. Omitted.
- FIG. 10 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 of the railway vehicle according to the second embodiment.
- the numbers of the fluid pressure mechanism unit 11, the accumulator unit 13, the swash plate control unit 16, and the reservoir unit 18 are illustrated based on an actual embodiment.
- the hydraulic circuit of the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 according to the second embodiment has a third switching valve 27 and the third switching valve as compared with the hydraulic circuit according to the first embodiment.
- the electromagnetic switching valve 29 for supplying and discharging pilot pressure oil to and from the pilot pressure chamber of the valve 27 is omitted.
- the first unit 5 is configured by each component (the fluid pressure mechanism unit 11, the gear mechanism unit 12, the swash plate control unit 16 and the like) housed inside the carriage 104.
- the second unit 6 is configured by each component (the accumulator unit 13, the reservoir unit 18, the first switching valve 24, the second switching valve 26, and the like) housed in the frame unit 60 and the frame unit 60. Composed.
- the direction indicated by the arrow indicated as “front” is indicated as front or front
- the direction indicated by the arrow indicated as “rear” is indicated as rear or rear
- the direction indicated by the indicated arrow is referred to as the upper side or the upper side
- the direction indicated by the arrow indicated as the lower side is referred to as the lower side or the lower side.
- the direction indicated by the arrow indicated to the right is referred to as the right side
- the direction indicated by the arrow indicated as the left is referred to as the left side.
- the vehicle width direction of a railway vehicle may be called the left-right direction.
- the axle box 113 is attached to the front part and the rear part of each side beam part 111 via a spring mechanism (not shown). That is, four axle boxes 113 are provided in this embodiment.
- a bearing (not shown) is attached to the axle box 113 and rotatably supports the axle 104b. Thereby, the bogie frame 110 can be displaced in the vertical direction by the spring mechanism with respect to the axle 104b that vibrates by traveling on the track.
- each fluid pressure mechanism unit 11 is connected to a fluid pressure mechanism side communication portion 85.
- the fluid pressure mechanism side communication portion 85 includes two swash plate control lines 86 and 89, a fluid pressure mechanism side high pressure line 88, and a fluid pressure mechanism side low pressure line 87.
- one end of the fluid pressure mechanism side high pressure line 88 is connected to the high pressure side of the fluid pressure mechanism unit 11.
- One end of the fluid pressure mechanism side low pressure line 87 is connected to the low pressure side of the fluid pressure mechanism unit 11.
- One end of one swash plate control line 86 is connected to one of the two oil chambers 39a and 39b of the cylinder 39, and one end of the other swash plate control line 89 is connected to the other oil chamber 39b, 39a.
- a first manifold communication passage 55 is formed in the first manifold portion 50 to communicate the lines 81, 82, 83 of the manifold communication portion 80 with the lines 86 to 89 of the fluid pressure mechanism side communication portion 85. Yes.
- the first manifold communication path 55 corresponds to the flow path within the dotted line 50 in the hydraulic circuit shown in FIG.
- An energy regeneration device and a drive assist device having a gear mechanism portion provided with a clutch mechanism capable of executing a connection operation and a disconnection operation (connection release operation) between the fluid pressure mechanism unit and the axle may be implemented.
- an operation failure such as a failure occurs in the energy regeneration device or the drive assist device
- the fluid pressure mechanism and the axle can be mechanically separated by operating the clutch mechanism.
- the swash plate control unit includes a swash plate drive actuator provided as a fluid cylinder mechanism, and a control valve provided as an electrohydraulic chamber servo valve to control the operation of the swash plate drive actuator.
- a swash plate drive actuator provided as a fluid cylinder mechanism
- a control valve provided as an electrohydraulic chamber servo valve to control the operation of the swash plate drive actuator.
- FIG. 16 illustrates a circuit state corresponding to FIG.
- the energy regeneration device 1 a and the drive assist device 2 a have the swash plate 23 by hydraulic oil as pressure oil accumulated in the accumulator unit 13, such as the control valve 38 in the above-described embodiment.
- a mechanism for controlling the tilt angle is not provided.
- the swash plate control part 16a in the energy regeneration apparatus 1a and the drive assist apparatus 2a is provided as an electric actuator, as shown in FIG.
- the present invention relates to an energy regeneration device for a railway vehicle that is installed in the railway vehicle and can regenerate energy during braking operation of the train including the railway vehicle or the railway vehicle, and the driving of the railway vehicle including the energy regeneration device.
- the assist device can be widely applied.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Provided is an energy regeneration device of a railroad vehicle whereby operation energy during a braking action can be regenerated even when energy cannot be regenerated by a drive electric motor. A fluid pressure mechanism (11) capable of varying the discharge flow rate of a working fluid operates as a fluid pressure pump or a fluid pressure motor. A gear mechanism (12) connects the fluid pressure mechanism (11) and an axle (104b). An accumulator (13) stores pressure energy of the incoming working fluid discharged from the fluid pressure mechanism (11), and constitutes a pressure source capable of supplying the fluid pressure mechanism (11) with the working fluid as a pressure fluid. A switching part (14) switches the flow direction of the working fluid between the fluid pressure mechanism (11) and the accumulator (13). A controller (15) controls the discharge flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism (11) and the action of switching the flow direction of the working fluid by the switching part (14), and sends a brake feedback signal to a brake control device (107).
Description
本発明は、鉄道車両に設置されてその鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時のエネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置、及び、そのエネルギ回生装置を含む、鉄道車両の駆動アシスト装置に関する。
The present invention relates to an energy regeneration device for a railway vehicle, which is installed in the railway vehicle and can regenerate energy during braking operation of the railway vehicle or a train including the rail vehicle, and the rail vehicle including the energy regeneration device. The present invention relates to a drive assist device.
鉄道車両の編成においては、鉄道車両として、モータ車のみではなく、トレーラ車も設けられることが多い。モータ車は、鉄道車両の車軸を回転駆動する駆動トルクを生じさせる駆動用電動モータが設けられた鉄道車両として構成される。トレーラ車は、駆動用電動モータが設けられておらず、モータ車に牽引されて駆動される鉄道車両として構成される。そして、モータ車のブレーキ動作時のエネルギを回生可能なシステムとして、特許文献1及び特許文献2に開示されたシステムが知られている。
In the formation of railway vehicles, not only motor vehicles but also trailer vehicles are often provided as railway vehicles. The motor vehicle is configured as a railway vehicle provided with a driving electric motor that generates a driving torque for rotationally driving an axle of the railway vehicle. The trailer vehicle is not provided with an electric motor for driving, and is configured as a railway vehicle that is driven by being pulled by the motor vehicle. And the system disclosed by patent document 1 and patent document 2 is known as a system which can reproduce | regenerate the energy at the time of the brake operation | movement of a motor vehicle.
特許文献1に開示されたシステムは、変電所から直流き電系統に給電する給電システムとして設けられている。この給電システムには、変電所から離隔した駅の近傍に設けられ、電力用コンデンサを電源とした電力貯蔵装置が設けられている。そして、電力貯蔵装置は、駅の近傍のき電線電圧が定格電圧よりも高い設定電圧以上になったときに、き電線から上記のコンデンサへ急速充電させることで、き電線電圧の上昇を抑制するコントローラを備えている。また、このコントローラは、き電線電圧が定格電圧よりも低い設定電圧以下になったときにコンデンサからき電線へ急速放電させることでき電線電圧の降下を防止するように構成されている。この構成により、特許文献1の給電システムは、変電所から離隔した位置での電車の回生失効対策及びき電電圧降下対策を図ることを目的としている。
The system disclosed in Patent Document 1 is provided as a power feeding system that feeds power from a substation to a DC feeding system. This power supply system is provided with a power storage device provided near a station separated from the substation and using a power capacitor as a power source. The power storage device suppresses the increase in feeder voltage by rapidly charging the feeder from the feeder when the feeder voltage in the vicinity of the station exceeds a set voltage higher than the rated voltage. It has a controller. In addition, this controller is configured to prevent a drop in the wire voltage by allowing rapid discharge from the capacitor to the feeder when the feeder voltage falls below a set voltage lower than the rated voltage. With this configuration, the power supply system disclosed in Patent Document 1 is intended to take measures against regenerative invalidation of a train at a position separated from a substation and countermeasures against feeding voltage drops.
特許文献2に開示されたシステムは、変電所からき電系統を介してモータ車の駆動用電動モータに駆動電力を給電し走行制御を行う電気鉄道給電システムとして設けられている。この電気鉄道給電システムは、モータ車に搭載される複数のキャパシタバンク、充電手段、及び出力制御手段を備えて構成されている。複数のキャパシタバンクは、複数のキャパシタが直並列に接続されて構成されている。充電手段は、変電所の給電電力によりキャパシタバンクを充電し電気エネルギを蓄える手段として構成されている。出力制御手段は、キャパシタバンクに蓄えられた電気エネルギを駆動電力として駆動用電動モータに放電し給電するとともに、駆動用電動モータの回生電力をキャパシタバンクに充電し蓄える手段として構成されている。そして、この電気鉄道給電システムは、キャパシタバンクに蓄えられた電気エネルギを駆動用電動モータの駆動電力とし、又はその電気エネルギと変電所の給電電力とを併せて駆動用電動モータの駆動電力とするように構成されている。
The system disclosed in Patent Document 2 is provided as an electric railway power feeding system that feeds driving power to an electric motor for driving a motor vehicle via a power transmission system from a substation and performs traveling control. This electric railway power feeding system includes a plurality of capacitor banks mounted on a motor vehicle, charging means, and output control means. The plurality of capacitor banks are configured by connecting a plurality of capacitors in series and parallel. The charging means is configured as means for charging the capacitor bank with electric power supplied from the substation and storing electric energy. The output control means is configured as means for discharging and supplying electric power stored in the capacitor bank to the drive electric motor as drive power and charging and storing the regenerative power of the drive electric motor in the capacitor bank. In this electric railway power supply system, the electric energy stored in the capacitor bank is used as the drive power for the drive electric motor, or the electric energy and the power supply power for the substation are combined to be the drive power for the drive electric motor. It is configured as follows.
特許文献1及び特許文献2に開示されたシステムは、変電所から離隔した駅の近傍或いはモータ車に、電気エネルギを蓄えるキャパシタが設けられている。そして、モータ車に搭載された駆動用電動モータによる回生ブレーキを作動させ、モータ車のブレーキ動作時の電気エネルギを上記のキャパシタに蓄えることができるように構成されている。そして、モータ車に搭載された駆動用電動モータによる回生ブレーキ力が、鉄道車両の編成全体のブレーキ動作のためのブレーキ力として用いられる場合には、圧縮空気によって作動する摩擦ブレーキよりも上記の回生ブレーキが優先的に利用される、いわゆる遅れ込め制御が行われる。これにより、鉄道車両の編成全体として、ブレーキ動作時のエネルギが電気エネルギとして回生されるように構成されている。
In the systems disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, a capacitor for storing electric energy is provided in the vicinity of a station separated from a substation or in a motor vehicle. And it is comprised so that the regenerative brake by the drive electric motor mounted in the motor vehicle can be operated, and the electrical energy at the time of the brake operation of a motor vehicle can be stored in said capacitor. When the regenerative braking force by the driving electric motor mounted on the motor vehicle is used as a braking force for the braking operation of the entire train vehicle, the above regenerative braking is performed more than the friction brake operated by compressed air. So-called delay control is performed in which the brake is used preferentially. As a result, the entire formation of the railway vehicle is configured such that the energy during the braking operation is regenerated as electric energy.
しかしながら、一般的に、モータ車に搭載された駆動用電動モータによる回生ブレーキを作動させることで電気エネルギとして回生されるエネルギの割合は、約40%程度と考えられている。そして、ブレーキ動作時のエネルギの多くは、摩擦ブレーキによって熱として消費されてしまうのが現状である。
However, generally, it is considered that the ratio of energy regenerated as electric energy by operating a regenerative brake by a driving electric motor mounted on a motor vehicle is about 40%. In the current situation, much of the energy during the braking operation is consumed as heat by the friction brake.
ブレーキ動作時のエネルギの多くが、電気エネルギとして十分に回生されない理由としては、従来技術のようにキャパシタが用いられたとしても、駆動用電動モータの性能により、鉄道車両が高速で走行する高速域でのモータ回生制御が困難であることが挙げられる。更に、他の理由として、鉄道車両の編成には、モータ車に加えてトレーラ車が設けられており、編成の減速度によっては、編成全体として必要となるブレーキ力をモータ車に搭載された駆動用電動モータの回生ブレーキだけでは賄えない場合があることが挙げられる。これに対し、編成の全車両をモータ車として構成することも考えられるが、この場合、編成全体のコストが大幅に上昇することになる。また、この場合であっても、高速域における電気エネルギの回生は困難である。よって、駆動用電動モータによるエネルギの回生ができない場合であっても、鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時における運動エネルギを回生可能な装置の実現が望まれる。
The reason why much of the energy during braking is not fully regenerated as electric energy is that even if a capacitor is used as in the prior art, due to the performance of the electric motor for driving, the railway vehicle runs at high speed. It is difficult to control motor regeneration in Furthermore, as another reason, a rail car is provided with a trailer vehicle in addition to a motor vehicle, and depending on the speed of the formation, a braking force required for the entire organization is mounted on the motor vehicle. There are cases where it is not possible to cover only with the regenerative brake of the electric motor. On the other hand, it is conceivable to configure all the trained vehicles as motor vehicles, but in this case, the cost of the entire trained increases significantly. Even in this case, it is difficult to regenerate electric energy in a high speed range. Therefore, even when energy cannot be regenerated by the driving electric motor, it is desired to realize a device capable of regenerating kinetic energy during the braking operation of the railway vehicle or the train including the railway vehicle.
本発明は、上記実情に鑑みることにより、駆動用電動モータによるエネルギの回生ができない場合であっても、鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時における運動エネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置、及びそのエネルギ回生装置を含む、鉄道車両の駆動アシスト装置を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention is a railway vehicle capable of regenerating kinetic energy during braking operation of a railway vehicle or a train including the railway vehicle even when energy cannot be regenerated by the drive electric motor. It is an object of the present invention to provide a railway vehicle drive assist device including the energy regeneration device and the energy regeneration device.
上記目的を達成するための第1発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、鉄道車両に設置されて当該鉄道車両又は当該鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時のエネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置に関する。そして、第1発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、作動流体が流動する方向に応じて流体圧ポンプとして作動し或いは流体圧モータとして作動し、作動流体の吐出流量を変更可能な流体圧機構部と、少なくとも前記流体圧機構部が前記流体圧ポンプとして作動する場合に、前記流体圧機構部と前記鉄道車両の車軸とを連結するギヤ機構部と、内部に気体が封入され、前記流体圧機構部から吐出されて流入した作動流体によって前記気体が圧縮されるとともに、圧縮された前記気体により作動流体に圧力が作用することで圧力エネルギを蓄積し、前記流体圧機構部に対して圧力流体としての作動流体を供給可能な圧力源を構成するアキュムレータ部と、前記流体圧機構部と前記アキュムレータ部との間における作動流体の流動方向を切替可能な切替部と、前記流体圧機構部から吐出される作動流体の吐出流量と前記切替部による作動流体の流動方向の切替動作とを制御するとともに、前記鉄道車両が組み込まれる編成全体のブレーキ動作を統括して制御するブレーキ制御装置に対して、前記流体圧機構部によって生じたブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキフィードバック信号を送信する制御部と、を備えていることを特徴とする。
An energy regeneration device for a railway vehicle according to the first invention for achieving the above object is provided for a railway vehicle that is installed in the railway vehicle and can regenerate energy during a braking operation of the railway vehicle or a train including the railway vehicle. The present invention relates to an energy regeneration device. The railcar energy regeneration device according to the first aspect of the present invention operates as a fluid pressure pump or a fluid pressure motor according to the direction in which the working fluid flows, and is a fluid pressure mechanism capable of changing the discharge flow rate of the working fluid. And at least the fluid pressure mechanism when the fluid pressure mechanism operates as the fluid pressure pump, a gear mechanism that connects the fluid pressure mechanism and the axle of the railway vehicle, and gas is enclosed therein, and the fluid pressure The gas is compressed by the working fluid discharged from the mechanism and flows in, and pressure energy is accumulated by the pressure acting on the working fluid by the compressed gas, and the pressure fluid is stored in the fluid pressure mechanism. As an accumulator part that constitutes a pressure source capable of supplying a working fluid, and the flow direction of the working fluid between the fluid pressure mechanism part and the accumulator part is switched. And a switching operation of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit and a switching operation of the flow direction of the working fluid by the switching unit, and a braking operation of the entire knitting in which the railway vehicle is incorporated And a control unit that transmits a brake feedback signal related to a brake force or a brake torque generated by the fluid pressure mechanism unit.
この構成によると、鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時においては、減速する鉄道車両の車軸から伝達される力又はトルクがギヤ機構部を介して流体圧機構部の回転軸に入力される。そして、この流体圧機構部が流体圧ポンプとして作動する。更に、流体圧機構部から吐出された作動流体は、切替部によって流動方向が調整されて、アキュムレータ部へと流動する。これにより、アキュムレータ部内で圧縮された気体から圧力が作用した状態で、アキュムレータ部内に作動流体が流入し、圧力エネルギが蓄積される。また、切替部が作動し、アキュムレータ部に蓄積された圧力エネルギが解放され、流体圧機構部に圧力流体としての作動流体が供給されることで、流体圧機構部が流体圧モータとして作動することになる。
According to this configuration, during a braking operation of a railway vehicle or a train including the railway vehicle, the force or torque transmitted from the axle of the railway vehicle that decelerates is input to the rotating shaft of the fluid pressure mechanism unit via the gear mechanism unit. Is done. And this fluid pressure mechanism part operates as a fluid pressure pump. Furthermore, the flow direction of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit is adjusted by the switching unit and flows to the accumulator unit. Thereby, in a state where pressure is applied from the gas compressed in the accumulator portion, the working fluid flows into the accumulator portion, and pressure energy is accumulated. In addition, the switching unit operates, the pressure energy accumulated in the accumulator unit is released, and the working fluid as the pressure fluid is supplied to the fluid pressure mechanism unit, so that the fluid pressure mechanism unit operates as a fluid pressure motor. become.
上記により、鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時において、編成のうちのモータ車に搭載された駆動用電動モータによって電気エネルギとして回収できない鉄道車両の運動エネルギを、電気エネルギとは異なる形態である圧力エネルギとして回収し、回生することができる。これにより、ブレーキ動作時のエネルギの利用効率を向上させることができる。更に、ブレーキ動作時に車軸から伝達される力又はトルクで流体圧ポンプとしての流体圧機構部が駆動されるため、エネルギ回生装置によって鉄道車両のブレーキ力又はブレーキトルクを発生させることができる。これにより、圧縮空気によって作動する摩擦ブレーキの負担を軽減することもできる。また、上記のエネルギ回生装置によると、制御部により、流体圧機構部で生じたブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキフィードバック信号が編成全体のブレーキ動作を統括して制御するブレーキ制御装置に送信される。このため、エネルギ回生装置によるブレーキを編成全体のブレーキ動作の制御において効率よく利用することができる。
As described above, the kinetic energy of the railway vehicle that cannot be recovered as electric energy by the electric motor for driving mounted on the motor vehicle of the train during the braking operation of the train including the train or the train is different from the electrical energy. It can be recovered and regenerated as pressure energy in the form. Thereby, the utilization efficiency of energy at the time of brake operation can be improved. Further, since the fluid pressure mechanism as the fluid pressure pump is driven by the force or torque transmitted from the axle during the braking operation, the energy regeneration device can generate the braking force or braking torque of the railway vehicle. Thereby, the burden of the friction brake operated by compressed air can also be reduced. Further, according to the above energy regeneration device, the control unit transmits a brake feedback signal related to the braking force or braking torque generated in the fluid pressure mechanism unit to the brake control device that controls the overall braking operation of the knitting. For this reason, the brake by an energy regeneration apparatus can be efficiently utilized in control of the brake operation of the whole knitting.
そして、上記のエネルギ回生装置の構成によると、ブレーキ動作時におけるエネルギの回収にあたり、モータ車に搭載された駆動用電動モータの性能の制約を受けることがなく、鉄道車両が高速で走行する高速域でのエネルギも回収することができる。また、駆動用電動モータが搭載されておらずモータ車に牽引されるトレーラ車においても、ブレーキ動作時における運動エネルギを圧力エネルギとして回収して回生することができる。即ち、駆動用電動モータによるエネルギの回生ができないトレーラ車においても、編成のブレーキ動作時における運動エネルギの回生が可能となる。
According to the configuration of the energy regeneration device described above, the energy recovery during the braking operation is not limited by the performance of the drive electric motor mounted on the motor vehicle, and the high speed range in which the railway vehicle travels at high speed. The energy at can also be recovered. Also, in a trailer vehicle that is not equipped with an electric motor for driving and is pulled by a motor vehicle, kinetic energy at the time of braking operation can be recovered as pressure energy and regenerated. That is, even in a trailer vehicle that cannot regenerate energy by the driving electric motor, kinetic energy can be regenerated during the knitting brake operation.
従って、上記の構成によると、駆動用電動モータによるエネルギの回生ができない場合であっても、鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時における運動エネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置を提供することができる。
Therefore, according to the above configuration, even when energy cannot be regenerated by the driving electric motor, the energy regeneration of the railway vehicle that can regenerate the kinetic energy during the braking operation of the railway vehicle or the train including the railway vehicle is possible. An apparatus can be provided.
第2発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第1発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記流体圧機構部は、その回転軸に対して斜めに傾いた状態で設置可能な斜板を有する斜板式の前記流体圧ポンプ及び前記流体圧モータとして構成され、前記アキュムレータ部に蓄積された圧力流体としての作動流体によって前記斜板の前記回転軸に対する傾斜角度を制御する斜板制御部を更に備えていることを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a second aspect of the present invention is the railcar energy regeneration device according to the first aspect of the present invention, wherein the fluid pressure mechanism portion includes a swash plate that can be installed obliquely with respect to its rotation axis. A swash plate control unit configured as a swash plate type fluid pressure pump and a fluid pressure motor, wherein the swash plate control unit controls an inclination angle of the swash plate with respect to the rotation axis by a working fluid as a pressure fluid accumulated in the accumulator unit; It is characterized by having.
この構成によると、流体圧機構部が、斜板式の流体圧ポンプ及び流体圧モータとして構成される。このため、斜板の傾斜角度が変更されて作動流体の吐出流量が調整されるだけで、回生されるエネルギの量が容易に調整されることになる。よって、制御が容易なエネルギ回生装置を実現することができる。更に、上記の構成によると、斜板の傾斜角度が、斜板制御部により、アキュムレータ部に蓄積された圧力流体としての作動流体の作用によって制御される。このため、斜板の傾斜角度の制御のための別途の流体圧源を設ける必要がなく、構成を簡素化することができる。
According to this configuration, the fluid pressure mechanism is configured as a swash plate type fluid pressure pump and fluid pressure motor. For this reason, the amount of energy to be regenerated is easily adjusted simply by changing the inclination angle of the swash plate and adjusting the discharge flow rate of the working fluid. Therefore, an energy regeneration device that can be easily controlled can be realized. Further, according to the above configuration, the inclination angle of the swash plate is controlled by the action of the working fluid as the pressure fluid accumulated in the accumulator unit by the swash plate control unit. For this reason, it is not necessary to provide a separate fluid pressure source for controlling the inclination angle of the swash plate, and the configuration can be simplified.
第3発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第1発明又は第2発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記制御部は、前記流体圧機構部によって生じさせるブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキ指令信号を前記ブレーキ制御装置から受信可能に構成され、前記制御部は、前記ブレーキ指令信号に基づいて、前記流体圧機構部から吐出される作動流体の吐出流量と前記切替部による作動流体の流動方向の切替動作とを制御することを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a third aspect of the present invention is the railcar energy regeneration device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the control unit is a brake command relating to a brake force or a brake torque generated by the fluid pressure mechanism. The control unit is configured to be able to receive a signal from the brake control device, and the control unit discharges the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit based on the brake command signal and the flow direction of the working fluid by the switching unit. The switching operation is controlled.
この構成によると、エネルギ回生装置は、編成全体のブレーキ動作を統括して制御するブレーキ制御装置からのブレーキ指令信号に基づいて作動する。このため、ブレーキ動作時における、圧縮空気によって作動する摩擦ブレーキ、モータ車に搭載された駆動用電動モータによる回生ブレーキ、エネルギ回生装置による回生ブレーキの分担割合を、エネルギ回生装置の上位のシステムであるブレーキ制御装置にて決定することができる。これにより、編成全体として、ブレーキ動作時のエネルギの回生及びブレーキ動作の制御をより効率よく実行することができる。
According to this configuration, the energy regeneration device operates based on a brake command signal from a brake control device that controls the overall braking operation of the train. For this reason, in the brake operation, the friction brake operated by the compressed air, the regenerative brake by the drive electric motor mounted on the motor vehicle, and the share ratio of the regenerative brake by the energy regenerative device is a higher system of the energy regenerative device. It can be determined by the brake control device. Thereby, the energy regeneration at the time of brake operation and control of brake operation can be performed more efficiently as a whole knitting.
第4発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第1発明乃至第3発明のいずれかの鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記流体圧機構部から前記アキュムレータ部に吐出される作動流体の圧力と、前記アキュムレータ部に蓄積された作動流体の圧力と、のうちの少なくともいずれかを検知するセンサ部を更に備え、前記制御部は、前記センサ部で検知された圧力の大きさに基づいて、前記流体圧機構部から吐出される作動流体の吐出流量と前記切替部による作動流体の流動方向の切替動作とのうちの少なくともいずれかを制御することを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a fourth aspect of the present invention is the railcar energy regeneration device according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the pressure of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit to the accumulator unit is , Further comprising a sensor unit that detects at least one of the pressures of the working fluid accumulated in the accumulator unit, and the control unit, based on the magnitude of the pressure detected by the sensor unit, It controls at least one of the discharge flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit and the switching operation of the flow direction of the working fluid by the switching unit.
この構成によると、制御部は、センサ部での検知結果によってアキュムレータ部内の作動流体又はアキュムレータ部に吐出される作動流体の圧力を把握しながら流体圧機構部及び切替部を制御することができる。これにより、制御部は、圧力流体としての作動流体がアキュムレータ部に十分に蓄積された状態になったときに、流体圧機構部からの吐出流量及び切替部の状態の少なくともいずれかを制御し、作動流体のアキュムレータ部への流入を減少させ或いは停止させることができる。
According to this configuration, the control unit can control the fluid pressure mechanism unit and the switching unit while grasping the pressure of the working fluid in the accumulator unit or the working fluid discharged to the accumulator unit based on the detection result of the sensor unit. Thereby, the control unit controls at least one of the discharge flow rate from the fluid pressure mechanism unit and the state of the switching unit when the working fluid as the pressure fluid is sufficiently accumulated in the accumulator unit, The flow of the working fluid into the accumulator unit can be reduced or stopped.
第5発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第1発明乃至第4発明のいずれかの鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記アキュムレータ部内の作動流体の圧力の大きさが所定の圧力値以下となるように当該アキュムレータ部内の作動流体の圧力を調整する圧力調整弁を更に備えていることを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a fifth aspect of the present invention is the railcar energy regeneration device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the pressure of the working fluid in the accumulator section is equal to or less than a predetermined pressure value. In this manner, a pressure adjusting valve for adjusting the pressure of the working fluid in the accumulator unit is further provided.
この構成によると、圧力流体としての作動流体がアキュムレータ部に十分に蓄積されてその作動流体の圧力の大きさが所定の圧力値に達した状態になると、圧力調整弁が作動し、過剰な作動流体のアキュムレータ部への流入が抑制される。これにより、圧力流体としての作動流体がアキュムレータ部に十分に蓄積された状態が維持され、その状態においては、十分な大きさのブレーキ力又はブレーキトルクを継続的に出力することができる。
According to this configuration, when the working fluid as the pressure fluid is sufficiently accumulated in the accumulator section and the pressure level of the working fluid reaches the predetermined pressure value, the pressure regulating valve is activated, and the excessive operation is performed. Inflow of the fluid into the accumulator unit is suppressed. Thereby, the state where the working fluid as the pressure fluid is sufficiently accumulated in the accumulator portion is maintained, and in that state, a sufficiently large brake force or brake torque can be continuously output.
第6発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第1発明乃至第5発明のいずれかの鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記切替部は、前記流体圧機構部が前記流体圧ポンプとして作動するときに、前記アキュムレータ部と前記流体圧機構部とを連通する第1連通路を遮断し、前記流体圧機構部が前記流体圧モータとして作動するときに、前記第1連通路を連通させる第1切替弁と、前記第1連通路と並列して設けられて前記アキュムレータ部と前記流体圧機構部とを連通する第2連通路に設けられ、作動流体が前記第2連通路を前記アキュムレータ部から前記流体圧機構部に流動することを阻止する逆止弁と、を有していることを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a sixth aspect of the present invention is the railcar energy regeneration device according to any one of the first to fifth aspects of the invention, wherein the switching unit is such that the fluid pressure mechanism unit operates as the fluid pressure pump. Sometimes, the first communication path that connects the accumulator section and the fluid pressure mechanism section is shut off, and the first communication path communicates when the fluid pressure mechanism section operates as the fluid pressure motor. A switching valve, provided in parallel with the first communication path, and provided in a second communication path that communicates the accumulator part and the fluid pressure mechanism part, and the working fluid passes the second communication path from the accumulator part. And a check valve for preventing the fluid pressure mechanism portion from flowing.
この構成によると、流体圧機構部が流体圧ポンプとして作動するときには、流体圧機構部から逆止弁を介してアキュムレータ部に対して作動流体が逆流することなく効率よく流動する。一方、流体圧機構部が流体圧モータとして作動するときには、アキュムレータ部から第1切替弁を介して流体圧機構部に作動流体が効率よく流動する。よって、第1切替弁及び逆止弁を設けた簡素な構成の切替部によって、エネルギ回収時にアキュムレータ部から流体圧機構部に作動流体が流動することを阻止しつつ、回生されたエネルギを容易にアキュムレータ部から取り出すことができる。
According to this configuration, when the fluid pressure mechanism portion operates as a fluid pressure pump, the working fluid efficiently flows from the fluid pressure mechanism portion to the accumulator portion via the check valve. On the other hand, when the fluid pressure mechanism portion operates as a fluid pressure motor, the working fluid efficiently flows from the accumulator portion to the fluid pressure mechanism portion via the first switching valve. Therefore, the regenerative energy can be easily generated while preventing the working fluid from flowing from the accumulator portion to the fluid pressure mechanism portion by the switching portion having a simple configuration provided with the first switching valve and the check valve. It can be taken out from the accumulator part.
第7発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第6発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記切替部は、前記流体圧機構部における作動流体の吐出側と吸込み側とを連通する循環連通路に設けられ、当該循環連通路を遮断し又は連通させる第2切替弁を更に有していることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an energy regeneration device for a railway vehicle according to the sixth aspect of the present invention, wherein the switching unit is a circulation communication unit that communicates a discharge side and a suction side of the working fluid in the fluid pressure mechanism unit. It further has the 2nd switching valve provided in the channel | path, and interrupts | blocks or connects the said circulation communication channel.
この構成によると、切替部が作動し、第2切替弁が循環連通路を連通させることで、エネルギ回生装置の状態が、流体圧機構部から吐出された作動流体が、アキュムレータ部に連通する第2連通路よりも流れやすい循環連通路を通じて、流体圧機構部に戻るように循環する状態に設定されることになる。これにより、流体圧機構部と車軸との連結を切り離すクラッチ機構が設けられていない場合であっても、流体圧機構部の回転軸が回転することに伴って生じる負荷が鉄道車両の走行に影響を与えてしまうことを抑制することができる。
According to this configuration, the switching unit operates and the second switching valve communicates the circulation communication path, so that the state of the energy regeneration device is such that the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit communicates with the accumulator unit. The circulation state is set so as to return to the fluid pressure mechanism through the circulation communication path that is easier to flow than the two communication paths. As a result, even when a clutch mechanism for disconnecting the connection between the fluid pressure mechanism and the axle is not provided, the load caused by the rotation of the rotation shaft of the fluid pressure mechanism affects the travel of the railway vehicle. Can be suppressed.
第8発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第7発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記第2切替弁が前記循環連通路を連通させた状態のときに、前記アキュムレータ部と前記流体圧機構部とを連通する第3連通路を遮断する第3切替弁を更に有していることを特徴とする。
An energy regeneration device for a railway vehicle according to an eighth aspect of the present invention is the energy regeneration device for a railway vehicle according to the seventh aspect, wherein the accumulator portion and the fluid are provided when the second switching valve is in communication with the circulation communication path. It further has the 3rd change-over valve which intercepts the 3rd communication passage which connects the pressure mechanism part.
この構成によると、第2切替弁が循環連通路を連通させた状態において、第3切替弁が第3連通路を遮断した状態に切り替えられることで、流体圧機構部から吐出された作動流体がアキュムレータ部に流動するのを確実に防止し、該作動流体を循環連通路で循環させることができる。これにより、流体圧機構部と車軸との連結を切り離すクラッチ機構が設けられていない場合において、流体圧機構部の回転軸が回転することに伴って生じる負荷が鉄道車両の走行に影響を与えてしまうことを確実に抑制できる。
According to this configuration, in a state where the second switching valve communicates the circulation communication path, the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit is switched by switching the third switching valve to a state where the third switching path is blocked. It is possible to reliably prevent the fluid from flowing to the accumulator portion and to circulate the working fluid through the circulation communication path. As a result, when a clutch mechanism for disconnecting the connection between the fluid pressure mechanism unit and the axle is not provided, the load caused by the rotation of the rotation shaft of the fluid pressure mechanism unit affects the travel of the railway vehicle. Can be reliably suppressed.
第9発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第7発明又は第8発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記流体圧機構部に吸い込まれる作動流体を貯留可能なリザーバ部と、前記流体圧機構部が連通する第1マニホールド部と、前記アキュムレータ部及び前記リザーバ部が連通する第2マニホールド部と、一端が前記第1マニホールド部に接続されるとともに他端が前記第2マニホールド部に接続され、前記アキュムレータ部及び前記リザーバ部と、前記流体圧機構部とを連通させるための連通部とを更に備え、前記流体圧機構部、前記ギヤ機構部、及び前記第1マニホールド部を含む第1ユニットは、前記鉄道車両の車軸を回転可能に保持する、台車の枠体である台車枠に固定され、前記アキュムレータ部、前記リザーバ部、前記第1切替弁、前記第2切替弁、及び前記第2マニホールド部を含む第2ユニットは、前記鉄道車両の下部において、前記台車枠の外側に前記第1ユニットとは別個に設けられることを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a ninth aspect of the present invention is the railcar energy regeneration device according to the seventh aspect or the eighth aspect, wherein the reservoir section capable of storing the working fluid sucked into the fluid pressure mechanism section, and the fluid pressure A first manifold part that communicates with the mechanism part, a second manifold part that communicates with the accumulator part and the reservoir part, one end connected to the first manifold part and the other end connected to the second manifold part. A first unit including the fluid pressure mechanism unit, the gear mechanism unit, and the first manifold unit, further comprising a communication unit for communicating the accumulator unit and the reservoir unit with the fluid pressure mechanism unit. Is fixed to a bogie frame that is a bogie frame that rotatably holds the axle of the railway vehicle, and the accumulator portion, the reservoir portion, The second unit including the first switching valve, the second switching valve, and the second manifold part is provided separately from the first unit outside the bogie frame at a lower portion of the railcar. Features.
この構成によると、スペースが限られた台車枠内とは別の場所に、アキュムレータ部及びリザーバ部等が設置される。こうすると、アキュムレータ部に蓄積可能な圧力エネルギを増大するためにアキュムレータ部の容積を大きくしたり、リザーバ部に蓄積可能な作動流体の容量を増大するためにリザーバ部の容積を大きくしたりしやすくなる。すなわち、アキュムレータ部及びリザーバ部が含まれる油圧回路の設計自由度を向上できる。
According to this configuration, the accumulator part, the reservoir part, etc. are installed in a place different from the inside of the bogie frame where the space is limited. This makes it easy to increase the volume of the accumulator unit in order to increase the pressure energy that can be stored in the accumulator unit, or to increase the volume of the reservoir unit in order to increase the capacity of the working fluid that can be stored in the reservoir unit. Become. That is, the design freedom of the hydraulic circuit including the accumulator part and the reservoir part can be improved.
第10発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第9発明鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記アキュムレータ部は、一方向に延びるように形成され、長手方向が前記鉄道車両の前後方向に沿うように配置される圧力容器と、前記圧力容器の長手方向の一端部に設けられ、作動流体の流出入を許容するアキュムレータポート部とを有していることを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a tenth aspect of the present invention is the energy regeneration device for railroad vehicle according to the ninth aspect, wherein the accumulator portion is formed so as to extend in one direction, and the longitudinal direction thereof is along the longitudinal direction of the railcar. And an accumulator port portion which is provided at one end portion in the longitudinal direction of the pressure vessel and allows the working fluid to flow in and out.
アキュムレータ部の容積を増大させるためには、その外径を増大させることが考えられる。しかし、アキュムレータ部が設置される鉄道車両の下部のスペースは、鉛直方向の高さが比較的低いため、外径を増大しにくい。
In order to increase the volume of the accumulator part, it is conceivable to increase its outer diameter. However, the space below the railway vehicle where the accumulator unit is installed has a relatively low height in the vertical direction, so it is difficult to increase the outer diameter.
一方、アキュムレータ部の容積を増大させるため、その長さを長くすることも考えられる。この場合、上記の構成のように、一方向に延びるような形状のアキュムレータ部を、その長手方向が鉄道車両の前後方向に沿うように配置すれば、長手方向が比較的長い鉄道車両の下部において、アキュムレータ部の長さを長くしやすい。すなわち、この構成によると、アキュムレータ部に蓄積可能なエネルギを容易に増大できる。
On the other hand, in order to increase the volume of the accumulator part, it is conceivable to increase the length. In this case, if the accumulator portion having a shape extending in one direction as described above is arranged so that the longitudinal direction thereof is along the longitudinal direction of the railway vehicle, in the lower part of the railway vehicle having a relatively long longitudinal direction. It is easy to increase the length of the accumulator part. That is, according to this configuration, the energy that can be stored in the accumulator unit can be easily increased.
第11発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第10発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記アキュムレータ部は、前記鉄道車両の車幅方向に複数並べられ、前記第2マニホールド部は、前記鉄道車両の車幅方向に延びるように形成され前記アキュムレータポート部が接続されるアキュムレータ側マニホールド部を含むことを特徴とする。
The energy regeneration device for a railway vehicle according to an eleventh aspect of the invention is the energy regeneration device for a railway vehicle according to the tenth aspect of the invention, wherein a plurality of the accumulator parts are arranged in the vehicle width direction of the railway car, and the second manifold part is An accumulator-side manifold is formed to extend in the vehicle width direction of the railway vehicle and to which the accumulator port is connected.
一方向に延びるように形成されたアキュムレータ部を、その長手方向が鉄道車両の前後方向に沿うように配置すると、鉄道車両の下部において、該アキュムレータ部の側方の部分にスペースが空きやすくなる。
When the accumulator portion formed so as to extend in one direction is arranged so that the longitudinal direction thereof is along the front-rear direction of the railway vehicle, a space is easily vacated in a side portion of the accumulator portion at the lower portion of the railway vehicle.
これに対して、上記の構成のように、アキュムレータ部を、鉄道車両の車幅方向に複数並べることで、鉄道車両の下部の空間を有効に利用しつつ、アキュムレータ部に蓄積可能なエネルギを容易に増大できる。
On the other hand, by arranging a plurality of accumulator sections in the vehicle width direction of the railway vehicle as in the above configuration, energy that can be stored in the accumulator section can be easily used while effectively using the space below the railway vehicle. Can be increased.
また、上記の構成によると、鉄道車両の車幅方向に並ぶ複数のアキュムレータポート部を、鉄道車両の車幅方向に延びるように形成されたアキュムレータ側マニホールド部に容易に近づけて配置できる。これにより、アキュムレータポート部を第2マニホールド部に容易に接続できる。
Further, according to the above configuration, the plurality of accumulator port portions arranged in the vehicle width direction of the railway vehicle can be easily arranged close to the accumulator side manifold portion formed to extend in the vehicle width direction of the rail vehicle. Thereby, the accumulator port part can be easily connected to the second manifold part.
第12発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第11発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記リザーバ部は、一方向に延びるように形成され、長手方向が前記鉄道車両の車幅方向に沿うように配置されるタンク部と、前記タンク部の長手方向の一端部に設けられ、作動流体の流出入を許容するリザーバポート部とを有し、前記第2マニホールド部は、前記鉄道車両の前後方向に延びて、前記リザーバポート部が接続され、前記アキュムレータ側マニホールド部と一体に形成されたリザーバ側マニホールド部を含むことを特徴とする。
The energy regeneration device for a railway vehicle according to a twelfth aspect of the present invention is the energy regeneration device for a railway vehicle according to the eleventh aspect of the present invention, wherein the reservoir portion is formed to extend in one direction, and the longitudinal direction is in the vehicle width direction of the railway vehicle. And a reservoir port portion that is provided at one end portion in the longitudinal direction of the tank portion and allows the working fluid to flow in and out, and the second manifold portion is provided on the railcar. The reservoir port portion is connected to the reservoir port portion extending in the front-rear direction, and includes a reservoir side manifold portion formed integrally with the accumulator side manifold portion.
一般的に、リザーバ部は、アキュムレータ部よりも耐圧性を低く設定できるため、アキュムレータ部よりも小型化しやすい。そのため、長手方向の長さはアキュムレータ部ほど長くなくてもよい。よって、上記構成のように、リザーバ部を、長手方向が車幅方向に沿うように配置することで、第2ユニット全体をコンパクトにできる。
Generally, since the pressure resistance of the reservoir section can be set lower than that of the accumulator section, it is easier to miniaturize than the accumulator section. Therefore, the length in the longitudinal direction may not be as long as the accumulator part. Therefore, the whole 2nd unit can be made compact by arrange | positioning a reservoir | reserver part so that a longitudinal direction may follow a vehicle width direction like the said structure.
また、この構成によると、アキュムレータ側マニホールド部とリザーバ側マニホールド部とが一体化されているため、第2マニホールド部を全体的にコンパクトにできる。その結果、第2ユニット全体をコンパクトにできる。
Further, according to this configuration, since the accumulator side manifold portion and the reservoir side manifold portion are integrated, the second manifold portion can be made compact as a whole. As a result, the entire second unit can be made compact.
第13発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第11発明又は第12発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記第2ユニットは、前記鉄道車両の下部に固定される上側フレーム部、及び該上側フレーム部の下方に配置される下側フレーム部を有するフレーム部を含み、前記フレーム部内には、前記台車側から該台車と離れる側へ向かって順に、前記リザーバ部、前記アキュムレータ側マニホールド部、前記アキュムレータ部が配置され、前記リザーバ部は、前記下側フレーム部に固定され、前記連通部は、前記リザーバ部の上方に配置され、一端が前記アキュムレータ側マニホールド部に接続されるとともに、他端が前記台車枠の上側に配置される前記第1マニホールド部に接続されることを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a thirteenth aspect of the invention is the railcar energy regeneration device of the eleventh aspect or the twelfth aspect of the invention, wherein the second unit is an upper frame portion fixed to a lower portion of the railcar, and A frame part having a lower frame part disposed below the upper frame part, and in the frame part, in order from the carriage side toward the side away from the carriage, the reservoir part, the accumulator side manifold part, The accumulator section is disposed, the reservoir section is fixed to the lower frame section, the communication section is disposed above the reservoir section, one end is connected to the accumulator side manifold section, and the other end Is connected to the first manifold portion disposed above the bogie frame.
この構成によると、一端がアキュムレータ側マニホールド部に接続された連結部は、その途中部分がリザーバ部の上方に配置された状態で、他端が台車枠の上側に配置される第1マニホールド部に接続されている。すなわち、連結部は、鉄道車両の下部において、上下方向に大きく屈曲されることなく、第1マニホールドと第2マニホールドとを連通させている。従って、連通部を比較的直線状に形成できるため、連結部にかかる負荷を軽減できる。
According to this configuration, the connecting portion whose one end is connected to the accumulator side manifold portion is in a state where the middle portion is disposed above the reservoir portion and the other end is disposed on the first manifold portion disposed above the carriage frame. It is connected. That is, the connecting portion allows the first manifold and the second manifold to communicate with each other without being greatly bent in the vertical direction at the lower portion of the railway vehicle. Therefore, since the communication part can be formed in a relatively straight line, the load on the connection part can be reduced.
また、上述のように、連通部を比較的直線状に形成できるため、例えば連通部が上下方向に大きく屈曲されている場合と比べると、フレーム部内におけるリザーバ部の配置スペースを十分に確保できる。
Further, as described above, since the communication portion can be formed in a relatively straight line, a sufficient space for arranging the reservoir portion in the frame portion can be ensured as compared with, for example, a case where the communication portion is largely bent in the vertical direction.
第14発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第13発明の鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記アキュムレータ部は、前記上側フレーム部に固定されていることを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a fourteenth aspect of the invention is the railcar energy regeneration device of the thirteenth aspect, characterized in that the accumulator portion is fixed to the upper frame portion.
この構成によると、アキュムレータ部が、鉄道車両の下部に固定されていて比較的安定性の高い上側フレームに固定される。これにより、比較的重量が重いアキュムレータ部を、フレーム部内において安定して固定できる。
According to this configuration, the accumulator part is fixed to the lower frame of the railway vehicle and is fixed to the upper frame having relatively high stability. Thereby, the accumulator part with comparatively heavy weight can be stably fixed in the frame part.
第15発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第9発明乃至第14発明のいずれかの鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記流体圧機構部は、その回転軸に対して斜めに傾いた状態で設置可能な斜板を有する斜板式の前記流体圧ポンプ及び前記流体圧モータとして構成され、前記第1ユニットは、前記アキュムレータ部に蓄積された圧力流体としての作動流体によって前記斜板の前記回転軸に対する傾斜角度を制御する斜板制御部を更に含むことを特徴とする。
A railcar energy regeneration device according to a fifteenth aspect of the invention is the railcar energy regeneration device according to any one of the ninth to fourteenth inventions, wherein the fluid pressure mechanism portion is inclined with respect to the rotation axis thereof. The fluid pressure pump of the swash plate type and the fluid pressure motor having a swash plate that can be installed in the first swash plate, the first unit is configured to rotate the swash plate by a working fluid as pressure fluid accumulated in the accumulator unit. It further includes a swash plate control unit for controlling an inclination angle with respect to the shaft.
この構成によると、流体圧機構部の斜板を制御する斜板制御部を、流体圧機構部の近くに配置できるため、斜板制御部を備える構成のエネルギ回生装置をコンパクトにできる。
According to this configuration, since the swash plate control unit for controlling the swash plate of the fluid pressure mechanism unit can be disposed near the fluid pressure mechanism unit, the energy regeneration device having the configuration including the swash plate control unit can be made compact.
第16発明に係る鉄道車両のエネルギ回生装置は、第1発明乃至第8発明のいずれかの鉄道車両のエネルギ回生装置において、前記流体圧機構部に吸い込まれる作動流体を貯留可能なリザーバ部を更に備え、少なくとも、前記流体圧機構部、前記アキュムレータ部、前記切替部、前記リザーバ部、及び前記ギヤ機構部は、前記鉄道車両の車輪が設けられる台車の内部に収納可能であることを特徴とする。
The energy regeneration device for a railway vehicle according to a sixteenth aspect of the present invention is the energy regeneration device for a railway vehicle according to any one of the first to eighth aspects, further comprising a reservoir portion capable of storing the working fluid sucked into the fluid pressure mechanism portion. And at least the fluid pressure mechanism unit, the accumulator unit, the switching unit, the reservoir unit, and the gear mechanism unit can be housed in a carriage provided with wheels of the railway vehicle. .
この構成によると、流体圧機構部、アキュムレータ部、切替部、リザーバ部及びギヤ機構部が、鉄道車両の台車の内部に艤装される。このため、作動流体が流動する配管系統を鉄道車両の車体側に設置する必要が無く、エネルギ回生装置の鉄道車両への艤装が容易となる。
According to this configuration, the fluid pressure mechanism unit, the accumulator unit, the switching unit, the reservoir unit, and the gear mechanism unit are mounted inside the railway vehicle carriage. For this reason, it is not necessary to install a piping system through which the working fluid flows on the vehicle body side of the railway vehicle, and the energy regeneration device can be easily installed on the railway vehicle.
また、上述したいずれかの鉄道車両のエネルギ回生装置を含む鉄道車両の駆動アシスト装置を構成することもできる。第17発明に係る鉄道車両の駆動アシスト装置は、鉄道車両に設置されて当該鉄道車両を走行させるための駆動力又は駆動トルクを助成する助成力又は助成トルクを生成可能な、鉄道車両の駆動アシスト装置に関する。そして、第17発明に係る鉄道車両の駆動アシスト装置は、第1発明乃至第16発明のいずれかの鉄道車両のエネルギ回生装置を含み、前記ギヤ機構部は、前記流体圧機構部が前記流体圧モータとして作動する場合にも、前記流体圧機構部と前記鉄道車両の車軸とを連結することを特徴とする。
Also, a railroad vehicle drive assist device including any of the railcar energy regeneration devices described above can be configured. A railroad vehicle drive assist device according to a seventeenth aspect of the present invention is a railcar drive assist device that is installed in a railcar and can generate a driving force or a driving torque for driving the railcar. Relates to the device. A drive assist device for a railway vehicle according to a seventeenth aspect of the present invention includes the energy regeneration device for a rail vehicle according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein the gear mechanism includes the fluid pressure mechanism. Also when operating as a motor, the fluid pressure mechanism and the axle of the railway vehicle are connected.
この構成によると、エネルギ回生装置によって鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時における運動エネルギが圧力エネルギとして回生され、更にこの回生されたエネルギを鉄道車両の車軸を回転駆動する駆動エネルギとして活用することができる。よって、ブレーキ動作時の運動エネルギを電気エネルギとしてではなく圧力エネルギとして効率よく回生して鉄道車両の駆動力又は駆動トルクを助成できる、鉄道車両の駆動アシスト装置を実現することができる。
According to this configuration, the energy regeneration device regenerates the kinetic energy during the braking operation of the train including the rail vehicle or the train including the rail vehicle as pressure energy, and further uses the regenerated energy as drive energy for driving the axle of the rail vehicle to rotate. Can be used. Therefore, it is possible to realize a drive assist device for a railway vehicle that can efficiently regenerate kinetic energy during braking operation as pressure energy instead of electrical energy and assist the drive force or drive torque of the railway vehicle.
第18発明に係る鉄道車両の駆動アシスト装置は、第17発明の鉄道車両の駆動アシスト装置において、前記車軸を回転駆動する駆動トルクを生じさせる駆動用電動モータが設けられておらず当該駆動用電動モータが設けられたモータ車に牽引されて駆動されるトレーラ車としての前記鉄道車両に搭載されることを特徴とする。
The drive assist device for a railway vehicle according to an eighteenth aspect of the present invention is the drive assist device for a railcar according to the seventeenth aspect of the present invention, wherein no drive electric motor for generating a drive torque for rotationally driving the axle is provided. It is mounted on the railway vehicle as a trailer vehicle driven by being pulled by a motor vehicle provided with a motor.
この構成によると、エネルギ回生装置を含む駆動アシスト装置がトレーラ車に搭載される。このため、上記の構成によると、従来技術においてはモータ車に牽引される単なる負荷としての鉄道車両だったトレーラ車を、ブレーキ動作時の運動エネルギを回生して鉄道車両を駆動する駆動車両として活用することができる。これにより、トレーラ車が組み込まれた編成において、加速性能を維持しつつ、コストの増大を招くモータ車が組み込まれる数を減らすことができる。よって、編成全体としてのコストの削減を図ることができる。
According to this configuration, the drive assist device including the energy regeneration device is mounted on the trailer vehicle. For this reason, according to the above configuration, the trailer vehicle, which was a rail vehicle as a simple load pulled by a motor vehicle in the prior art, is used as a driving vehicle that regenerates kinetic energy during braking and drives the rail vehicle. can do. Thereby, in the knitting | organization in which the trailer vehicle was integrated, the number in which the motor vehicle which causes the increase in cost can be reduced, maintaining acceleration performance. Therefore, the cost of the entire knitting can be reduced.
本発明によると、駆動用電動モータによるエネルギの回生ができない場合であっても、鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時における運動エネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置を提供することができる。また、その鉄道車両のエネルギ回生装置を含む、鉄道車両の駆動アシスト装置を提供することができる。
According to the present invention, there is provided an energy regeneration device for a railway vehicle capable of regenerating kinetic energy during a braking operation of a railway vehicle or a train including the railway vehicle even when energy cannot be regenerated by an electric motor for driving. can do. Moreover, the drive assist apparatus of a railway vehicle including the energy regeneration apparatus of the railway vehicle can be provided.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明の実施形態は、鉄道車両に設置されて鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時のエネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置、及び、そのエネルギ回生装置を含む、鉄道車両の駆動アシスト装置として、広く適用することができるものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment of the present invention includes an energy regeneration device for a railway vehicle that is installed in the railway vehicle and can regenerate energy during braking operation of the train including the railway vehicle or the railway vehicle, and the energy regeneration device. The present invention can be widely applied as a drive assist device for railway vehicles.
[第1実施形態]
図1は、鉄道車両の編成100の一部を示す模式図である。図2は、図1の一部を拡大した状態として示す図であって、本発明の第1実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置1及び鉄道車両の駆動アシスト装置2が設置される鉄道車両を含む編成100の一部を示す模式図である。編成100は、複数のモータ車(M車)101と複数のトレーラ車(T車)102とが直列に連結されることで構成されている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a part of arailway vehicle formation 100. FIG. 2 is a diagram showing a part of FIG. 1 as an enlarged state, and a railway vehicle on which an energy regeneration device 1 for a railway vehicle and a drive assist device 2 for a railway vehicle according to the first embodiment of the present invention are installed. It is a schematic diagram which shows a part of the formation 100 containing. The formation 100 is configured by connecting a plurality of motor vehicles (M vehicles) 101 and a plurality of trailer vehicles (T vehicles) 102 in series.
図1は、鉄道車両の編成100の一部を示す模式図である。図2は、図1の一部を拡大した状態として示す図であって、本発明の第1実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置1及び鉄道車両の駆動アシスト装置2が設置される鉄道車両を含む編成100の一部を示す模式図である。編成100は、複数のモータ車(M車)101と複数のトレーラ車(T車)102とが直列に連結されることで構成されている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a part of a
モータ車101は、鉄道車両の車軸を回転駆動する駆動トルクを生じさせる駆動用電動モータ(図示せず)が設けられた鉄道車両として構成される。トレーラ車102は、駆動用電動モータが設けられておらず、モータ車101に牽引されて駆動される鉄道車両として構成される。図1及び図2に示す編成100としては、1台のモータ車101に対してトレーラ車102が3台で対応した1M3Tの編成が例示されている。
The motor vehicle 101 is configured as a railway vehicle provided with a driving electric motor (not shown) that generates a driving torque for rotationally driving the axle of the railway vehicle. The trailer vehicle 102 is not provided with an electric motor for driving, and is configured as a railway vehicle that is pulled and driven by the motor vehicle 101. As the knitting 100 shown in FIGS. 1 and 2, 1M3T knitting in which three trailer cars 102 correspond to one motor car 101 is exemplified.
モータ車101は、複数(図1及び図2の例示では、4つ)の車輪103aが設けられる台車103にて、軌道のレール上を走行するように構成されている。そして、モータ車101には、台車103が複数(図1及び図2の例示では、2つ)設けられている。台車103の車輪103aに連結された車軸(図示せず)には、駆動用電動モータからの回転駆動トルクが入力されるように構成されている。
The motor vehicle 101 is configured to travel on a rail of a track by a carriage 103 provided with a plurality of wheels (four in the illustration of FIGS. 1 and 2) 103a. The motor vehicle 101 is provided with a plurality of carts 103 (two in the illustration of FIGS. 1 and 2). The axle (not shown) connected to the wheel 103a of the carriage 103 is configured to receive rotational driving torque from the driving electric motor.
モータ車101によって牽引されて駆動されるトレーラ車102は、複数(図1及び図2の例示では、4つ)の車輪104aが設けられる台車104にて、軌道のレール上を走行するように構成されている。そして、トレーラ車102には、台車104が複数(図1及び図2の例示では、2つ)設けられている。また、トレーラ車102は、前述のように、モータ車101とは異なり、車輪104aに連結された車軸に対して回転駆動トルクを入力する駆動用電動モータが搭載されていない。
The trailer vehicle 102 that is pulled and driven by the motor vehicle 101 is configured to travel on the rail of the track by a carriage 104 provided with a plurality of wheels (four in the illustration of FIGS. 1 and 2). Has been. The trailer vehicle 102 is provided with a plurality of carriages 104 (two in the illustration of FIGS. 1 and 2). Further, as described above, the trailer wheel 102 is not mounted with a driving electric motor that inputs rotational driving torque to the axle connected to the wheel 104a, unlike the motor wheel 101.
本発明の第1実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置1(以下、単に「エネルギ回生装置1」とも称する)及び鉄道車両の駆動アシスト装置2(駆動アシスト装置2)は、図2に示すように、各トレーラ車102に搭載されている。そして、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2は、トレーラ車102の各台車104に収納されている。
A railcar energy regeneration device 1 (hereinafter also simply referred to as “energy regeneration device 1”) and a railcar drive assist device 2 (drive assist device 2) according to the first embodiment of the present invention are shown in FIG. In addition, each trailer vehicle 102 is mounted. The energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are accommodated in each carriage 104 of the trailer vehicle 102.
後述するエネルギ回生装置1は、鉄道車両としてのトレーラ車102に設置されてそのトレーラ車102を含む編成100のブレーキ動作時のエネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置を構成している。そして、後述する駆動アシスト装置2は、鉄道車両としてのトレーラ車102に設置されてそのトレーラ車102を走行させるための駆動力又は駆動トルクを助成する助成力又は助成トルクを生成可能な、鉄道車両の駆動アシスト装置を構成している。即ち、駆動アシスト装置2は、編成100の力行動作時にトレーラ車102を走行させるための駆動動作をアシストする装置として設けられている。そして、駆動アシスト装置2は、エネルギ回生装置1を含んで構成されている。尚、本実施形態では、駆動アシスト装置2の構成要素とエネルギ回生装置1の構成要素とが共通して構成された形態を例示している。
The energy regeneration device 1 described later constitutes an energy regeneration device for a railway vehicle that is installed in a trailer vehicle 102 as a railway vehicle and can regenerate energy during the braking operation of the formation 100 including the trailer vehicle 102. The drive assist device 2 to be described later is installed in a trailer vehicle 102 as a rail vehicle, and can generate a driving force or a driving torque for substituting driving torque for driving the trailer vehicle 102. The drive assist device is configured. That is, the drive assist device 2 is provided as a device that assists the drive operation for causing the trailer vehicle 102 to travel during the power running operation of the formation 100. The drive assist device 2 includes the energy regeneration device 1. In addition, in this embodiment, the component by which the component of the drive assist apparatus 2 and the component of the energy regeneration apparatus 1 were comprised in common is illustrated.
また、本実施形態では、トレーラ車102にのみエネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2が設置された形態を例示するが、この通りでなくてもよい。トレーラ車102及びモータ車101の両方にエネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2が設置されてもよい。また、モータ車101のみにエネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2を設置することも可能である。
Further, in the present embodiment, an example in which the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are installed only in the trailer vehicle 102 is illustrated, but this need not be the case. The energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 may be installed in both the trailer vehicle 102 and the motor vehicle 101. It is also possible to install the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 only on the motor vehicle 101.
図3は、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2の構成について上位の制御システム構成とともに示すブロック図である。エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2は、その上位の制御システムを構成するブレーキ制御装置107及び力行制御装置108に対して、バス105を介して通信可能に構成されている(図3を参照)。そして、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2は、ブレーキ制御装置107及び力行制御装置108からの指令信号に基づいて作動するように構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the configurations of the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 together with the upper control system configuration. The energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are configured to be communicable via the bus 105 to the brake control device 107 and the power running control device 108 constituting the higher-level control system (see FIG. 3). . The energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are configured to operate based on command signals from the brake control device 107 and the power running control device 108.
ブレーキ制御装置107は、トレーラ車102が組み込まれる編成100全体のブレーキ動作を統括して制御する。即ち、ブレーキ制御装置107は、編成100に組み込まれた全てのモータ車101及び全てのトレーラ車102のブレーキ動作を制御する。そして、ブレーキ制御装置107は、各モータ車101においては、圧縮空気によって作動するブレーキシリンダ機構を備えたディスクブレーキ装置による摩擦ブレーキ(図示せず)によるブレーキ動作と、駆動用電動モータによる回生ブレーキによるブレーキ動作とを制御する。一方、ブレーキ制御装置107は、トレーラ車102においては、上記と同様の摩擦ブレーキによるブレーキ動作と、エネルギ回生装置1によるブレーキ動作とを制御する。
The brake control device 107 controls the overall braking operation of the formation 100 in which the trailer vehicle 102 is incorporated. That is, the brake control device 107 controls the brake operation of all the motor vehicles 101 and all the trailer vehicles 102 incorporated in the formation 100. In each motor vehicle 101, the brake control device 107 uses a brake operation by a friction brake (not shown) by a disc brake device having a brake cylinder mechanism that is operated by compressed air, and a regenerative brake by a drive electric motor. Controls brake operation. On the other hand, in the trailer vehicle 102, the brake control device 107 controls the brake operation by the friction brake similar to the above and the brake operation by the energy regeneration device 1.
力行制御装置108は、編成100に搭載された駆動源から供給される駆動エネルギによって編成100を駆動して走行させる力行動作を統括して制御する。即ち、力行制御装置108は、全てのモータ車101及び全てのトレーラ車102について、各モータ車101及び各トレーラ車102を走行させるための駆動力又は駆動トルクを制御する。そして、力行制御装置108は、各モータ車101においては、そのモータ車101に搭載された上記駆動源としての駆動用電動モータから出力される駆動力又は駆動トルクを制御する。一方、力行制御装置108は、各トレーラ車102においては、そのトレーラ車102に搭載された上記駆動源としての駆動アシスト装置2から出力される駆動力又は駆動トルクを制御する。
The power running control device 108 controls the power running operation of driving the knitting 100 by the driving energy supplied from the drive source mounted on the knitting 100 and controlling it. That is, the power running control device 108 controls the driving force or driving torque for running each motor vehicle 101 and each trailer vehicle 102 for all motor vehicles 101 and all trailer vehicles 102. And in each motor vehicle 101, the power running control apparatus 108 controls the drive force or drive torque output from the drive electric motor as the drive source mounted on the motor vehicle 101. On the other hand, in each trailer vehicle 102, the power running control device 108 controls the driving force or driving torque output from the driving assist device 2 as the driving source mounted on the trailer vehicle 102.
また、ブレーキ制御装置107及び力行制御装置108は、運転装置106に対して、バス105を介して通信可能に構成されている。そして、ブレーキ制御装置107及び力行制御装置108は、運転装置106からの指令信号に基づいて、編成100のブレーキ動作及び編成100を走行させるための力行動作の指令信号を生成するように構成されている。運転装置106は、編成100を操縦する操縦者による編成100の操作が入力される操作レバー等を備えた操作入力装置として設けられている。そして、運転装置106は、操縦者の操作に基づいて生成した操作信号をバス105を介してブレーキ制御装置107及び力行制御装置108に対して送信するように構成されている。
In addition, the brake control device 107 and the power running control device 108 are configured to be able to communicate with the driving device 106 via the bus 105. The brake control device 107 and the power running control device 108 are configured to generate a command signal for the braking operation of the formation 100 and the power running operation for running the formation 100 based on the instruction signal from the driving device 106. Yes. The driving device 106 is provided as an operation input device provided with an operation lever or the like to which an operation of the formation 100 by a driver who operates the formation 100 is input. The driving device 106 is configured to transmit an operation signal generated based on the operation of the driver to the brake control device 107 and the power running control device 108 via the bus 105.
以下、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2について更に詳しく説明する。図4は、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2の油圧回路構成を示す回路図である。図3及び図4に示すように、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2は、流体圧機構部11、ギヤ機構部12、アキュムレータ部13、切替部14、制御部15、斜板制御部16、センサ部17、リザーバ部18、リリーフ弁19、等を備えて構成されている。なお、図4は、油圧回路構成を模式的に示す回路図であり、各構成要素(11~19等)については、図4に図示した個数に限らず、図4に図示した個数とは異なる個数、設けられていてもよい。
Hereinafter, the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 will be described in more detail. FIG. 4 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2. As shown in FIGS. 3 and 4, the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 include a fluid pressure mechanism unit 11, a gear mechanism unit 12, an accumulator unit 13, a switching unit 14, a control unit 15, a swash plate control unit 16, A sensor unit 17, a reservoir unit 18, a relief valve 19, and the like are provided. FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing a hydraulic circuit configuration, and each component (11 to 19 and the like) is not limited to the number shown in FIG. 4, but is different from the number shown in FIG. The number may be provided.
また、前述のように、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2は、トレーラ車102の台車104内に収納されている。このため、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2がトレーラ車102に搭載された状態では、流体圧機構部11、ギヤ機構部12、アキュムレータ部13、切替部14、制御部15、斜板制御部16、センサ部17、リザーバ部18、リリーフ弁19は、台車104の内部に収納されている。
Further, as described above, the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are accommodated in the carriage 104 of the trailer vehicle 102. For this reason, when the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are mounted on the trailer vehicle 102, the fluid pressure mechanism unit 11, the gear mechanism unit 12, the accumulator unit 13, the switching unit 14, the control unit 15, and the swash plate control unit. 16, the sensor unit 17, the reservoir unit 18, and the relief valve 19 are housed inside the carriage 104.
図5は、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2における流体圧機構部11及び斜板制御部16の構成を模式的に示す模式図である。図3乃至図5に示す流体圧機構部11は、作動流体が流動する方向に応じて流体圧ポンプとして作動し或いは流体圧モータとして作動するように構成されている。そして流体圧機構部11は、作動流体の吐出流量を変更可能な流体圧ポンプ及び流体圧モータとして構成されている。上記の作動流体は、非圧縮性流体であればよく、この作動流体の例示としては、油、水、不凍液などが挙げられる。本実施形態では、流体圧機構部11を流動する作動流体としては、作動油(油)が用いられている。よって、流体圧機構部11は、流体圧ポンプとしての油圧ポンプ又は流体圧モータとしての油圧モータとして作動するように構成されている。
FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the fluid pressure mechanism unit 11 and the swash plate control unit 16 in the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2. The fluid pressure mechanism 11 shown in FIGS. 3 to 5 is configured to operate as a fluid pressure pump or as a fluid pressure motor depending on the direction in which the working fluid flows. The fluid pressure mechanism 11 is configured as a fluid pressure pump and a fluid pressure motor that can change the discharge flow rate of the working fluid. The working fluid may be an incompressible fluid, and examples of the working fluid include oil, water, antifreeze and the like. In the present embodiment, hydraulic fluid (oil) is used as the hydraulic fluid that flows through the fluid pressure mechanism 11. Therefore, the fluid pressure mechanism unit 11 is configured to operate as a hydraulic pump as a fluid pressure pump or a hydraulic motor as a fluid pressure motor.
流体圧機構部11は、斜板式の油圧ポンプ及び油圧モータとして構成されている。そして、流体圧機構部11は、図示が省略されたハウジング、回転軸20、シリンダブロック21、複数のピストン22、斜板23、等を備えて構成されている。図示が省略されたハウジングは、回転軸20を回転自在に支持するとともに、シリンダブロック21、斜板23、等を内蔵する構造体として設けられている。
The fluid pressure mechanism 11 is configured as a swash plate type hydraulic pump and hydraulic motor. The fluid pressure mechanism 11 includes a housing, a rotating shaft 20, a cylinder block 21, a plurality of pistons 22, a swash plate 23, and the like that are not shown. The housing (not shown) is provided as a structure that supports the rotary shaft 20 in a rotatable manner and incorporates a cylinder block 21, a swash plate 23, and the like.
回転軸20は、台車104の車輪104aに連結された車軸104bに対して、ギヤ機構部12を介して連結される軸部材として設けられている。そして、回転軸20は、編成100のブレーキ動作時におけるエネルギ回生装置1としての作動の際には、車軸104bからのトルクがギヤ機構部12を介して入力される入力軸を構成する。一方、回転軸20は、編成100の力行動作時における駆動アシスト装置2としての作動の際には、車軸104bに対してギヤ機構部12を介してトルクを出力する出力軸を構成する。
The rotary shaft 20 is provided as a shaft member that is connected to the axle 104b connected to the wheel 104a of the carriage 104 via the gear mechanism section 12. The rotating shaft 20 constitutes an input shaft through which torque from the axle 104b is input via the gear mechanism 12 when the knitting 100 is operated as the energy regeneration device 1 during the braking operation. On the other hand, the rotating shaft 20 constitutes an output shaft that outputs torque to the axle 104b via the gear mechanism 12 when the driving assist device 2 is operated during the power running operation of the knitting 100.
シリンダブロック21は、複数のシリンダ室21aが設けられる部材として構成され、図示が省略されたハウジングの内側に設置されている。そして、複数のシリンダ室21aは、回転軸20の中心軸線を中心とする周方向に沿って等角度間隔で配置されるとともに、それぞれ回転軸20と平行な方向に沿って延びるように設けられている。各シリンダ室21aには、各ピストン22が配置されている。また、シリンダブロック21は、その中央において、回転軸20が貫通する貫通孔が形成されている。そして、シリンダブロック21と回転軸20とは、スプライン結合により互いに固定されている。これにより、シリンダブロック21及び回転軸20は、回転軸20の中心軸線を中心として一体に回転するように構成されている。
The cylinder block 21 is configured as a member in which a plurality of cylinder chambers 21a are provided, and is installed inside a housing that is not shown. The plurality of cylinder chambers 21 a are arranged at equiangular intervals along the circumferential direction around the central axis of the rotation shaft 20, and are provided so as to extend along a direction parallel to the rotation shaft 20. Yes. Each piston 22 is arranged in each cylinder chamber 21a. The cylinder block 21 is formed with a through hole through which the rotary shaft 20 passes in the center. The cylinder block 21 and the rotary shaft 20 are fixed to each other by spline coupling. Thereby, the cylinder block 21 and the rotating shaft 20 are configured to rotate integrally around the central axis of the rotating shaft 20.
ピストン22は、複数設けられ、シリンダブロック21における複数のシリンダ室21aのそれぞれに対して回転軸20と平行な方向に沿って摺動して変位可能に支持されている。各ピストン22は、斜板23に対してシュー構造22aを介して摺動することで軸方向の変位が規定されている。そして、各ピストン22は、斜板23に対して摺動しながら回転軸20の周りを回転するように設置されている。また、斜板23は、回転軸20に対して斜めに傾いた状態で設置可能なように、図示が省略されたハウジングに対して支持されている。尚、斜板23には、シリンダブロック21に一端側が固定された回転軸20の他端側が貫通する貫通孔が設けられている。
A plurality of pistons 22 are provided and supported so as to be slidable and displaceable along a direction parallel to the rotation shaft 20 with respect to each of the plurality of cylinder chambers 21a in the cylinder block 21. Each piston 22 is slid with respect to the swash plate 23 via the shoe structure 22a, whereby the axial displacement is defined. Each piston 22 is installed so as to rotate around the rotation shaft 20 while sliding with respect to the swash plate 23. Further, the swash plate 23 is supported with respect to a housing (not shown) so that the swash plate 23 can be installed in an inclined state with respect to the rotating shaft 20. The swash plate 23 is provided with a through-hole through which the other end side of the rotary shaft 20 whose one end side is fixed to the cylinder block 21 passes.
上記の構成を備えた流体圧機構部11は、車軸104bからのトルクが回転軸20に入力されると、回転軸20とともにシリンダブロック21が回転軸20を中心として回転する。そして、斜板23が回転軸20に対して傾いて傾斜している場合、シリンダブロック21が1回転する間に、各ピストン22が、各シリンダ室21aにおいて一往復分のストロークを変位する。このピストン22の変位に伴い、複数のシリンダ室21aのうちの半数のシリンダ室21aにおいて、後述のリザーバ部18に貯留された作動油が吸い込まれ、残りの半数のシリンダ室21aにおいて、吸い込まれた油が昇圧されるとともに後述のアキュムレータ部13に対して吐出される。このように、流体圧機構部11は、斜板23が傾斜した状態で車軸104bからのトルクが回転軸20に入力されると、油圧ポンプとして作動する。
In the fluid pressure mechanism 11 having the above-described configuration, when the torque from the axle 104b is input to the rotary shaft 20, the cylinder block 21 rotates about the rotary shaft 20 together with the rotary shaft 20. When the swash plate 23 is inclined with respect to the rotary shaft 20, each piston 22 displaces one stroke in each cylinder chamber 21a while the cylinder block 21 rotates once. With the displacement of the piston 22, the hydraulic oil stored in the reservoir section 18 described later is sucked in half of the plurality of cylinder chambers 21a and sucked in the remaining half of the cylinder chambers 21a. The oil is pressurized and discharged to an accumulator unit 13 described later. As described above, when the torque from the axle 104b is input to the rotary shaft 20 with the swash plate 23 tilted, the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump.
一方、流体圧機構部11は、車軸104bに対してトルクを出力する油圧モータとしても作動する。流体圧機構部11が油圧モータとして作動する場合は、斜板23が傾斜した状態で、複数のシリンダ室21aのうちの半数のシリンダ室21aにおいて、後述のアキュムレータ部13から供給された圧油としての作動油が流入する。そして、残りの半数のシリンダ室21aにおいて、流入した油が後述のリザーバ部18に対して吐出される。これにより、各ピストン22が各シリンダ室21aにおいて一往復分のストロークを変位しながら、シリンダブロック21が回転軸20とともに回転軸20を中心として1回転する。そして、回転軸20の回転によるトルクが車軸104bに伝達され、車軸104bが回転駆動される。
On the other hand, the fluid pressure mechanism unit 11 also operates as a hydraulic motor that outputs torque to the axle 104b. When the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor, the pressure oil supplied from the accumulator unit 13 to be described later is used in half the cylinder chambers 21a of the plurality of cylinder chambers 21a with the swash plate 23 tilted. Of hydraulic fluid flows in. Then, in the remaining half of the cylinder chambers 21a, the oil that has flowed in is discharged to the reservoir section 18 described later. As a result, the cylinder block 21 makes one rotation around the rotation shaft 20 together with the rotation shaft 20 while each piston 22 displaces a stroke for one reciprocation in each cylinder chamber 21a. And the torque by rotation of the rotating shaft 20 is transmitted to the axle 104b, and the axle 104b is rotationally driven.
リザーバ部18は、流体圧機構部11に吸い込まれる作動油を貯留可能なタンクを有する作動油貯留機構として設けられている。流体圧機構部11とリザーバ部18とは、リザーバ連通路34を介して連通している。そして、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動するときには、リザーバ連通路34を介して、リザーバ部18に貯留された作動油が流体圧機構部11に吸い込まれる。一方、流体圧機構部11が油圧モータとして作動するときには、リザーバ連通路34を介して、流体圧機構部11から吐出された作動油がリザーバ部18に排出される。
The reservoir unit 18 is provided as a hydraulic oil storage mechanism having a tank capable of storing hydraulic oil sucked into the fluid pressure mechanism unit 11. The fluid pressure mechanism unit 11 and the reservoir unit 18 communicate with each other via a reservoir communication path 34. When the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, the hydraulic oil stored in the reservoir unit 18 is sucked into the fluid pressure mechanism unit 11 via the reservoir communication path 34. On the other hand, when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor, the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 is discharged to the reservoir unit 18 via the reservoir communication path 34.
ギヤ機構部12は、複数の歯車を有して、回転を減速又は増速してトルクを伝達する歯車ユニットとして設けられている。ギヤ機構部12は、例えば、車軸104bに固定されたスパーギヤ12aと、このスパーギヤ12aに対して噛み合い可能であるとともに回転軸20に連結されたピニオンギヤ12bと、両ギヤ(12a、12b)とは異なる他のギヤを有するクラッチ機構(図示を省略)と、を備えて構成されている。これにより、ギヤ機構部12は、流体圧機構部11と車軸104bとを連結するように構成されている。また、ギヤ機構部12は、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動する場合には、例えば、スパーギヤ12aとピニオンギヤ12bとの噛み合いを介して、流体圧機構部11と車軸104bとを連結する。一方、ギヤ機構部12は、流体圧機構部11が油圧モータとして作動する場合にも流体圧機構部11と車軸104bとを連結するように構成されている。但し、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動する場合と油圧モータとして作動する場合とでは、回転軸20の回転方向が逆向きとなる。このため、ギヤ機構部12は、流体圧機構部11が油圧モータとして作動する場合には、例えば、スパーギヤ12aとピニオンギヤ12bとの間にクラッチ機構の他のギヤを噛み合わせ、流体圧機構部11と車軸104bとを連結するように構成されている。
The gear mechanism unit 12 has a plurality of gears, and is provided as a gear unit that transmits torque by decelerating or increasing the rotation. The gear mechanism 12 is different from, for example, a spur gear 12a fixed to the axle 104b, a pinion gear 12b that can mesh with the spur gear 12a and connected to the rotary shaft 20, and both gears (12a, 12b). And a clutch mechanism (not shown) having other gears. Thereby, the gear mechanism part 12 is comprised so that the fluid pressure mechanism part 11 and the axle shaft 104b may be connected. Further, when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, the gear mechanism unit 12 connects the fluid pressure mechanism unit 11 and the axle 104b through meshing of the spur gear 12a and the pinion gear 12b, for example. On the other hand, the gear mechanism portion 12 is configured to connect the fluid pressure mechanism portion 11 and the axle 104b even when the fluid pressure mechanism portion 11 operates as a hydraulic motor. However, the rotation direction of the rotating shaft 20 is opposite between when the fluid pressure mechanism 11 operates as a hydraulic pump and when it operates as a hydraulic motor. For this reason, when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor, the gear mechanism unit 12 meshes other gears of the clutch mechanism between the spur gear 12a and the pinion gear 12b, for example, and the fluid pressure mechanism unit 11 And the axle 104b.
アキュムレータ部13は、圧力容器としての容積体の内部がスライド移動自在な区画壁によって圧力室13aと蓄圧室13bとに区画された機構として設けられている。容積体の内部における圧力室13aには、N2ガスなどの不活性ガスとしての気体が封入されている。蓄圧室13bは、油圧ポンプとして作動した流体圧機構部11から圧油(圧力流体)としての作動油(作動流体)が流入するとともに、流入した作動油を貯留することで圧力エネルギを蓄積して蓄圧する領域として設けられている。
The accumulator unit 13 is provided as a mechanism in which the inside of the volume body as a pressure vessel is partitioned into a pressure chamber 13a and a pressure accumulating chamber 13b by a partition wall that is slidable. A gas as an inert gas such as N 2 gas is sealed in the pressure chamber 13a inside the volume body. The pressure accumulating chamber 13b accumulates pressure energy by storing working oil (working fluid) as pressure oil (pressure fluid) from the fluid pressure mechanism unit 11 that operates as a hydraulic pump and storing the flowing working oil. It is provided as an area for accumulating pressure.
上記の構成により、アキュムレータ部13は、流体圧機構部11から吐出されて流入した作動油によって圧力室13aの気体が圧縮されるとともに、圧縮されたその気体により蓄圧室13bの作動油に対して区画壁を介して圧力が作用することで、圧力エネルギを蓄積するように構成されている。そして、アキュムレータ部13は、蓄圧室13bに蓄えられた圧力エネルギを解放し、流体圧機構部11に対して圧油としての作動油を供給可能な圧力源を構成している。
With the above configuration, the accumulator unit 13 compresses the gas in the pressure chamber 13a by the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 and flows in, and the compressed gas causes the hydraulic oil in the pressure accumulation chamber 13b to be compressed. The pressure energy is stored by the pressure acting through the partition wall. And the accumulator part 13 comprises the pressure source which can release the pressure energy stored in the pressure accumulation chamber 13b, and can supply the working oil as pressure oil to the fluid pressure mechanism part 11.
切替部14は、流体圧機構部11とアキュムレータ部13との間における作動油(作動流体)の流動方向を切替可能な機構として設けられている。そして、切替部14は、第1切替弁24、逆止弁25、第2切替弁26、第3切替弁27、電磁切替弁(28、29)を備えて構成されている。
The switching unit 14 is provided as a mechanism capable of switching the flow direction of the working oil (working fluid) between the fluid pressure mechanism unit 11 and the accumulator unit 13. The switching unit 14 includes a first switching valve 24, a check valve 25, a second switching valve 26, a third switching valve 27, and electromagnetic switching valves (28, 29).
第1切替弁24は、アキュムレータ部13と流体圧機構部11とを連通する第1連通路30に設けられている。この第1切替弁24は、スプール(図示せず)を駆動するバネと、このバネの付勢力に抗してスプールを駆動可能な付勢力を生じさせるパイロット圧油が供給されるパイロット圧室とが設けられたパイロット圧切替弁として構成されている。そして、第1切替弁24は、パイロット圧室に対するパイロット圧油の給排が電磁切替弁28によって制御されることで作動するように構成されている。また、第1切替弁24は、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動するときに、電磁切替弁28の制御によって、遮断位置24aに切り替えられ、第1連通路30を遮断するように構成されている。一方、第1切替弁24は、流体圧機構部11が油圧モータとして作動するときに、電磁切替弁28の制御によって、連通位置24bに切り替えられ、第1連通路30を連通させるように構成されている。
The first switching valve 24 is provided in the first communication passage 30 that communicates the accumulator portion 13 and the fluid pressure mechanism portion 11. The first switching valve 24 includes a spring that drives a spool (not shown), a pilot pressure chamber that is supplied with pilot pressure oil that generates an urging force capable of driving the spool against the urging force of the spring. Is configured as a pilot pressure switching valve. The first switching valve 24 is configured to operate when the supply and discharge of pilot pressure oil to and from the pilot pressure chamber is controlled by the electromagnetic switching valve 28. Further, the first switching valve 24 is configured to be switched to the blocking position 24 a and to block the first communication path 30 by the control of the electromagnetic switching valve 28 when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump. ing. On the other hand, when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor, the first switching valve 24 is configured to be switched to the communication position 24b by the control of the electromagnetic switching valve 28 and to communicate the first communication path 30. ing.
逆止弁25は、第1連通路30と並列してアキュムレータ部13と流体圧機構部11とを連通する第2連通路31に設けられている。そして、逆止弁25は、作動油が第2連通路31を流体圧機構部11からアキュムレータ部13に向かって流動することを許容するように構成されている。一方、逆止弁25は、作動油が第2連通路31をアキュムレータ部13から流体圧機構部11に向かって流動することを阻止するように構成されている。
The check valve 25 is provided in the second communication passage 31 that communicates the accumulator portion 13 and the fluid pressure mechanism portion 11 in parallel with the first communication passage 30. The check valve 25 is configured to allow the hydraulic oil to flow through the second communication path 31 from the fluid pressure mechanism unit 11 toward the accumulator unit 13. On the other hand, the check valve 25 is configured to prevent hydraulic oil from flowing from the accumulator portion 13 toward the fluid pressure mechanism portion 11 through the second communication passage 31.
第2切替弁26は、流体圧機構部11における作動油の吐出側と吸込み側とを連通する循環連通路32に設けられている。この第2切替弁26は、電磁切替弁として設けられ、後述の制御部15からの切替指令信号に基づいて作動するように構成されている。そして、第2切替弁26は、上記切替指令信号に基づいて励磁して連通位置26aに切り替えられることで、循環連通路32を連通させるように構成されている。一方、第2切替弁26は、上記切替指令信号に基づいて消磁することで、循環連通路32を遮断するように構成されている。
The second switching valve 26 is provided in the circulation communication path 32 that connects the hydraulic oil discharge side and the suction side in the fluid pressure mechanism 11. The second switching valve 26 is provided as an electromagnetic switching valve and is configured to operate based on a switching command signal from the control unit 15 described later. And the 2nd switching valve 26 is comprised so that the circulation communication path 32 may be connected by exciting based on the said switching command signal and being switched to the communication position 26a. On the other hand, the second switching valve 26 is configured to block the circulation communication path 32 by degaussing based on the switching command signal.
第3切替弁27は、アキュムレータ部13と流体圧機構部11とを連通する第3連通路33に設けられている。この第3切替弁27は、スプール(図示せず)を駆動するバネと、このバネの付勢力に抗してスプールを駆動可能な付勢力を生じさせるパイロット圧油が供給されるパイロット圧室とが設けられたパイロット圧切替弁として構成されている。そして、第3切替弁27は、パイロット圧室に対するパイロット圧油の給排が電磁切替弁29によって制御されることで作動するように構成されている。また、第3切替弁27は、第2切替弁26が循環連通路32を連通させた状態とのときに、電磁切替弁29の制御によって、遮断位置27aに切り替えられ、第3連通路33を遮断するように構成されている。一方、第3切替弁27は、流体圧機構部11が油圧モータとして作動するときに、電磁切替弁29の制御によって、連通位置27bに切り替えられ、第3連通路33を連通させるように構成されている。
The third switching valve 27 is provided in the third communication passage 33 that allows the accumulator portion 13 and the fluid pressure mechanism portion 11 to communicate with each other. The third switching valve 27 includes a spring that drives a spool (not shown), a pilot pressure chamber that is supplied with pilot pressure oil that generates an urging force capable of driving the spool against the urging force of the spring. Is configured as a pilot pressure switching valve. The third switching valve 27 is configured to operate when the supply and discharge of pilot pressure oil to and from the pilot pressure chamber is controlled by the electromagnetic switching valve 29. Further, the third switching valve 27 is switched to the cutoff position 27a by the control of the electromagnetic switching valve 29 when the second switching valve 26 is in a state where the circulation communication path 32 is communicated, and the third communication path 33 is It is configured to block. On the other hand, when the fluid pressure mechanism 11 operates as a hydraulic motor, the third switching valve 27 is configured to be switched to the communication position 27b by the control of the electromagnetic switching valve 29 and to communicate the third communication path 33. ing.
尚、第3連通路33は、流体圧機構部11に直接に接続しており、この第3連通路33における流体圧機構部11に接続する側と反対側に、第1連通路30及び第2連通路31が接続している。そして、並列に設けられる第1連通路30及び第2連通路31は、それらの一端側が第3連通路33に対してともに接続するとともに、それらの他端側がアキュムレータ部13の蓄圧室13bに対して合流して接続するように設けられている。また、循環連通路32は、第3連通路33とリザーバ連通路34とを連通させる油路として設けられている。
The third communication path 33 is directly connected to the fluid pressure mechanism unit 11, and the first communication path 30 and the first communication path 33 are connected to the side of the third communication path 33 opposite to the side connected to the fluid pressure mechanism unit 11. Two communication paths 31 are connected. The first communication path 30 and the second communication path 31 provided in parallel are connected to the third communication path 33 at one end side thereof, and the other end side is connected to the pressure accumulating chamber 13b of the accumulator section 13. So that they join and connect. The circulation communication path 32 is provided as an oil path that connects the third communication path 33 and the reservoir communication path 34.
電磁切替弁28は、第1切替弁24を切り替える電磁切替弁として設けられ、後述の制御部15からの切替指令信号に基づいて作動するように構成されている。そして、電磁切替弁28は、上記切替指令信号に基づいて励磁して供給位置28aに切り替えられることで、パイロット圧油を第1切替弁24のパイロット圧室に供給するように構成されている。具体的には、電磁切替弁28は、供給位置28aに切り替えられることで、アキュムレータ部13の蓄圧室13bに連通するアキュムレータ連通路35と第1切替弁24のパイロット圧室とを接続するように構成されている。
The electromagnetic switching valve 28 is provided as an electromagnetic switching valve for switching the first switching valve 24, and is configured to operate based on a switching command signal from the control unit 15 described later. The electromagnetic switching valve 28 is configured to supply pilot pressure oil to the pilot pressure chamber of the first switching valve 24 by being excited and switched to the supply position 28a based on the switching command signal. Specifically, the electromagnetic switching valve 28 is switched to the supply position 28 a so as to connect the accumulator communication path 35 communicating with the pressure accumulation chamber 13 b of the accumulator unit 13 and the pilot pressure chamber of the first switching valve 24. It is configured.
一方、電磁切替弁28は、上記切替指令信号に基づいて消磁して排出位置28bに切り替えられることで、第1切替弁24のパイロット圧室のパイロット圧油を排出するように構成されている。具体的には、電磁切替弁28は、排出位置28bに切り替えられることで、リザーバ部18に対してリザーバ連通路34及び循環連通路32を介して連通するリリーフ通路36と第1切替弁24のパイロット圧室とを接続するように構成されている。
尚、リリーフ通路36は、アキュムレータ連通路35に対して、後述のリリーフ弁19を介して接続可能に設けられている。 On the other hand, the electromagnetic switching valve 28 is configured to discharge pilot pressure oil in the pilot pressure chamber of the first switching valve 24 by demagnetizing based on the switching command signal and switching to thedischarge position 28b. Specifically, the electromagnetic switching valve 28 is switched to the discharge position 28b, so that the relief passage 36 and the first switching valve 24 communicate with the reservoir 18 through the reservoir communication path 34 and the circulation communication path 32. The pilot pressure chamber is configured to be connected.
Therelief passage 36 is provided so as to be connectable to the accumulator communication passage 35 via a relief valve 19 described later.
尚、リリーフ通路36は、アキュムレータ連通路35に対して、後述のリリーフ弁19を介して接続可能に設けられている。 On the other hand, the electromagnetic switching valve 28 is configured to discharge pilot pressure oil in the pilot pressure chamber of the first switching valve 24 by demagnetizing based on the switching command signal and switching to the
The
電磁切替弁29は、第3切替弁27を切り替える電磁切替弁として設けられ、後述の制御部15からの切替指令信号に基づいて作動するように構成されている。そして、電磁切替弁29は、上記切替指令信号に基づいて消磁して供給位置29aに切り替えられることで、パイロット圧油を第3切替弁27のパイロット圧室に供給するように構成されている。具体的には、電磁切替弁29は、供給位置29aに切り替えられることで、アキュムレータ連通路35と第3切替弁27のパイロット圧室とを接続するように構成されている。
The electromagnetic switching valve 29 is provided as an electromagnetic switching valve that switches the third switching valve 27, and is configured to operate based on a switching command signal from the control unit 15 described later. The electromagnetic switching valve 29 is configured to supply pilot pressure oil to the pilot pressure chamber of the third switching valve 27 by demagnetizing and switching to the supply position 29a based on the switching command signal. Specifically, the electromagnetic switching valve 29 is configured to connect the accumulator communication path 35 and the pilot pressure chamber of the third switching valve 27 by being switched to the supply position 29a.
一方、電磁切替弁29は、上記切替指令信号に基づいて励磁して排出位置29bに切り替えられることで、第3切替弁27のパイロット圧室のパイロット圧油を排出するように構成されている。具体的には、電磁切替弁29は、排出位置29bに切り替えられることで、リリーフ通路36と第3切替弁27のパイロット圧室とを接続するように構成されている。なお、上記実施例では、第1切替弁24、第2切替弁26、第3切替弁27はパイロット圧切替弁として構成されているものとしたが、これに限られず、ダイレクトに電磁弁で切り替えるものであっても構わない。
On the other hand, the electromagnetic switching valve 29 is configured to discharge the pilot pressure oil in the pilot pressure chamber of the third switching valve 27 by being excited and switched to the discharge position 29b based on the switching command signal. Specifically, the electromagnetic switching valve 29 is configured to connect the relief passage 36 and the pilot pressure chamber of the third switching valve 27 by switching to the discharge position 29b. In the above-described embodiment, the first switching valve 24, the second switching valve 26, and the third switching valve 27 are configured as pilot pressure switching valves. However, the present invention is not limited to this, and switching is directly performed by an electromagnetic valve. It doesn't matter.
センサ部17は、流体圧機構部11からアキュムレータ部13に吐出される作動油の圧力と、アキュムレータ部13の蓄圧室13bに蓄積された作動油の圧力と、のうちの少なくともいずれかを検知する圧力センサを備えて構成されている。尚、上記の圧力センサは、アキュムレータ部13から流体圧機構部11に供給される作動油の圧力も検知可能に構成されていてもよい。
The sensor unit 17 detects at least one of the pressure of hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 to the accumulator unit 13 and the pressure of hydraulic oil accumulated in the pressure accumulation chamber 13 b of the accumulator unit 13. A pressure sensor is provided. The pressure sensor may be configured to be able to detect the pressure of the hydraulic oil supplied from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11.
また、本実施形態では、センサ部17には、上記の圧力センサに加え、流量センサ及び温度センサも備えられている。上記の流量センサは、流体圧機構部11からアキュムレータ部13に吐出される作動油の流量、及びアキュムレータ部13から流体圧機構部11に供給される作動油の流量を検知するセンサとして設けられている。温度センサは、流体圧機構部11の温度を検知するセンサとして設けられている。センサ部17にて検知された圧力、流量、温度は、後述の制御部15に対して送信される。
In the present embodiment, the sensor unit 17 includes a flow sensor and a temperature sensor in addition to the pressure sensor. The flow rate sensor is provided as a sensor that detects the flow rate of the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 to the accumulator unit 13 and the flow rate of the hydraulic oil supplied from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11. Yes. The temperature sensor is provided as a sensor that detects the temperature of the fluid pressure mechanism unit 11. The pressure, flow rate, and temperature detected by the sensor unit 17 are transmitted to the control unit 15 described later.
斜板制御部16は、アキュムレータ部13の蓄圧室13bに蓄積された圧油(圧力流体)としての作動油(作動流体)によって流体圧機構部11における斜板23の回転軸20に対する傾斜角度を制御する機構として設けられている。そして、この斜板制御部16は、斜板駆動アクチュエータ37と、制御弁38とを備えて構成されている。
The swash plate control unit 16 sets the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 in the fluid pressure mechanism unit 11 by the working oil (working fluid) as pressure oil (pressure fluid) accumulated in the pressure accumulating chamber 13 b of the accumulator unit 13. It is provided as a control mechanism. The swash plate control unit 16 includes a swash plate drive actuator 37 and a control valve 38.
斜板駆動アクチュエータ37は、図5の模式図に示すように、流体シリンダ機構として設けられ、シリンダ39及びロッド40を備えて構成されている。ロッド40には、ピストン40aが設けられ、シリンダ39内がピストン40aによって2つの油室(39a、39b)に区画されている。そして、シリンダ39内の各油室(39a、39b)は、制御弁38を介して、アキュムレータ連通路35及びリリーフ通路36に連通可能に構成されている。
As shown in the schematic diagram of FIG. 5, the swash plate driving actuator 37 is provided as a fluid cylinder mechanism and includes a cylinder 39 and a rod 40. The rod 40 is provided with a piston 40a, and the inside of the cylinder 39 is partitioned into two oil chambers (39a, 39b) by the piston 40a. The oil chambers (39a, 39b) in the cylinder 39 are configured to be able to communicate with the accumulator communication passage 35 and the relief passage 36 via the control valve 38.
また、斜板駆動アクチュエータ37のピストン40aにおけるシリンダ39から突出した端部には、シュー構造40bが設けられている。そして、ピストン40aは、シリンダ39に対して相対変位することで、シュー構造40bを介して斜板23を回転軸20に対して揺動させるように駆動するよう構成されている。これにより、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度が変更されるように駆動される。
Also, a shoe structure 40b is provided at the end of the piston 40a of the swash plate drive actuator 37 protruding from the cylinder 39. The piston 40 a is configured to be driven to swing the swash plate 23 with respect to the rotary shaft 20 via the shoe structure 40 b by being displaced relative to the cylinder 39. Thereby, it drives so that the inclination-angle with respect to the rotating shaft 20 of the swash plate 23 may be changed.
制御弁38は、斜板駆動アクチュエータ37の作動を制御するバルブ機構として設けられ、本実施形態では、電気油圧式サーボ弁(EHSV)として設けられている。この制御弁38は、後述の制御部15からの斜板制御信号に基づいて作動し、シリンダ39の油室(39a、39b)への圧油の給排を制御し、ピストン40aのシリンダ39からの突出量を制御するように構成されている。ピストン40aのシリンダ39からの突出量が制御されることで、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度が、上記の斜板制御信号に基づく傾斜角度となるように、制御されることになる。
The control valve 38 is provided as a valve mechanism that controls the operation of the swash plate drive actuator 37, and is provided as an electrohydraulic servo valve (EHSV) in this embodiment. The control valve 38 operates based on a swash plate control signal from the control unit 15 described later, controls the supply and discharge of pressure oil to and from the oil chambers (39a, 39b) of the cylinder 39, and from the cylinder 39 of the piston 40a. It is comprised so that the protrusion amount of may be controlled. By controlling the protrusion amount of the piston 40a from the cylinder 39, the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotary shaft 20 is controlled to be the inclination angle based on the swash plate control signal.
制御弁38には、シリンダ39の各油室(39a、39b)に連通する各ポートが設けられるとともに、アキュムレータ連通路35及びリリーフ通路36に連通する各ポートが設けられている。そして、制御弁38は、切替位置38aに切り替えられている状態では、アキュムレータ連通路35と油室39aとを連通させ、リリーフ通路36と油室39bとを連通させる。このため、ピストン40aがシリンダ39に向かって収縮するように変位し、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度が小さくなるように(回転軸20に垂直な方向に対する劣角の角度が小さくなるように)、斜板23が駆動される。これにより、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動する場合であれば、流体圧機構部11の吐出流量が少なくなるように変更されることになる。
The control valve 38 is provided with ports that communicate with the oil chambers (39a, 39b) of the cylinder 39 and ports that communicate with the accumulator communication passage 35 and the relief passage 36. And in the state switched to the switching position 38a, the control valve 38 makes the accumulator communication path 35 and the oil chamber 39a communicate, and makes the relief path 36 and the oil chamber 39b communicate. For this reason, the piston 40a is displaced so as to contract toward the cylinder 39, so that the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotation shaft 20 becomes small (the angle of the subordinate angle with respect to the direction perpendicular to the rotation shaft 20 becomes small). Ii), the swash plate 23 is driven. Thereby, if the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, the discharge flow rate of the fluid pressure mechanism unit 11 is changed to be small.
一方、制御弁38は、切替位置38bに切り替えられている状態では、アキュムレータ連通路35と油室39bとを連通させ、リリーフ通路36と油室39aとを連通させる。このため、ピストン40aがシリンダ39から伸張するように変位し、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度が大きくなるように(回転軸20に垂直な方向に対する劣角の角度が大きくなるように)、斜板23が駆動される。これにより、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動する場合であれば、流体圧機構部11の吐出流量が多くなるように変更されることになる。
On the other hand, in a state where the control valve 38 is switched to the switching position 38b, the accumulator communication path 35 and the oil chamber 39b communicate with each other, and the relief path 36 and the oil chamber 39a communicate with each other. For this reason, the piston 40a is displaced so as to extend from the cylinder 39, and the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotation shaft 20 is increased (so that the angle of subordinate to the direction perpendicular to the rotation shaft 20 is increased). The swash plate 23 is driven. Thereby, if the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, the discharge flow rate of the fluid pressure mechanism unit 11 is changed so as to increase.
尚、制御弁38は、各切替位置(38a、38b)において、スプール(図示せず)の位置が、制御部15からの斜板制御信号に基づいて、比例的に制御されるように構成されている。また、制御弁38に対してアキュムレータ連通路35から導入される圧油の圧力は、オリフィス38cによって調整されている。
The control valve 38 is configured such that the position of a spool (not shown) is proportionally controlled based on a swash plate control signal from the control unit 15 at each switching position (38a, 38b). ing. Further, the pressure of the pressure oil introduced from the accumulator communication path 35 to the control valve 38 is adjusted by the orifice 38c.
リリーフ弁19は、アキュムレータ連通路35とリリーフ通路36との間に設けられ、アキュムレータ連通路35とリリーフ通路36とを連通可能なバルブ機構として設けられている。そして、リリーフ弁19は、アキュムレータ部13の蓄圧室13bに連通するアキュムレータ連通路35から作用する作動油の圧力が所定の圧力値を超えると、アキュムレータ連通路35とリリーフ通路36とを連通させるように構成されている。このため、リリーフ弁19によって、アキュムレータ部13の蓄圧室13b内の作動油の圧力の大きさが所定の圧力値以下となるように、蓄圧室13b内の作動油の圧力が調整されることになる。即ち、リリーフ弁19は、本実施形態における圧力調整弁を構成している。
The relief valve 19 is provided between the accumulator communication passage 35 and the relief passage 36, and is provided as a valve mechanism capable of communicating the accumulator communication passage 35 and the relief passage 36. The relief valve 19 causes the accumulator communication passage 35 and the relief passage 36 to communicate with each other when the pressure of the hydraulic oil acting from the accumulator communication passage 35 communicating with the pressure accumulating chamber 13b of the accumulator portion 13 exceeds a predetermined pressure value. It is configured. For this reason, the pressure of the hydraulic oil in the pressure accumulating chamber 13b is adjusted by the relief valve 19 so that the pressure of the hydraulic oil in the pressure accumulating chamber 13b of the accumulator portion 13 is equal to or less than a predetermined pressure value. Become. That is, the relief valve 19 constitutes a pressure regulating valve in the present embodiment.
制御部15は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ、記憶装置、インターフェース、等を備えて構成されている。また、上記記憶装置には、上記プロセッサによって読み出され、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2の制御部15としての処理を実行させるためのプラグラムが記憶されている。
The control unit 15 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device, an interface, and the like. Further, the storage device stores a program that is read by the processor and causes the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 to execute processing as the control unit 15.
制御部15は、油圧ポンプとして作動する流体圧機構部11によって生じさせるブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキ指令信号をバス105を介してブレーキ制御装置107から受信可能に構成されている。そして、制御部15は、ブレーキ制御装置107から受信したブレーキ指令信号に基づいて、リザーバ部18から吸い込まれて流体圧機構部11にて昇圧されるとともに流体圧機構部11から吐出される作動油の吐出流量と、切替部14による作動油の流動方向の切替動作と、を制御するように構成されている。
The control unit 15 is configured to be able to receive a brake command signal related to a brake force or a brake torque generated by the fluid pressure mechanism unit 11 operating as a hydraulic pump from the brake control device 107 via the bus 105. Based on the brake command signal received from the brake control device 107, the control unit 15 is sucked from the reservoir unit 18 to be pressurized by the fluid pressure mechanism unit 11 and discharged from the fluid pressure mechanism unit 11. The discharge flow rate and the switching operation of the flow direction of the hydraulic oil by the switching unit 14 are controlled.
尚、制御部15は、上記のブレーキ指令信号に基づいて、斜板制御部16の制御弁38に対して斜板制御信号を出力して斜板23の回転軸20に対する傾斜角度を制御し、流体圧機構部11から吐出される作動油の吐出流量を制御する。そして、制御部15は、上記のブレーキ指令信号に基づいて、切替部14の電磁切替弁(28、29)及び第3切替弁27に対して切替指令信号を出力して作動油の流動方向の切替動作を制御する。
The control unit 15 outputs a swash plate control signal to the control valve 38 of the swash plate control unit 16 based on the brake command signal, and controls the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotation shaft 20. The discharge flow rate of the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 is controlled. And the control part 15 outputs a switching command signal with respect to the electromagnetic switching valve (28, 29) and the 3rd switching valve 27 of the switching part 14 based on said brake command signal, and the flow direction of hydraulic oil is flowed. Controls the switching operation.
そして、制御部15は、油圧モータとして作動する流体圧機構部11によって生じさせる駆動力又は駆動トルクに関する駆動指令信号をバス105を介して力行制御装置108から受信可能に構成されている。尚、流体圧機構部11による駆動力又は駆動トルクに関する駆動指令信号とは、駆動アシスト装置2が搭載されたトレーラ車102を走行させるための駆動力又は駆動トルクを助成する助成力又は助成トルクに関する駆動指令信号となる。そして、制御部15は、力行制御装置108から受信した駆動指令信号に基づいて、アキュムレータ部13から供給されて流体圧機構部11に流入するとともにシリンダブロック21及び回転軸20を回転させて流体圧機構部11からリザーバ部18へと排出される作動油の流量と、切替部14による作動油の流動方向の切替動作と、を制御するように構成されている。
And the control part 15 is comprised so that the drive command signal regarding the drive force or drive torque which the hydraulic pressure mechanism part 11 which operate | moves as a hydraulic motor produces | generates from the power running control apparatus 108 via the bus | bath 105 is comprised. The drive command signal related to the driving force or driving torque by the fluid pressure mechanism unit 11 relates to the assisting force or assisting torque for assisting the driving force or driving torque for running the trailer vehicle 102 on which the drive assist device 2 is mounted. It becomes a drive command signal. Based on the drive command signal received from the power running control device 108, the control unit 15 is supplied from the accumulator unit 13 and flows into the fluid pressure mechanism unit 11, and rotates the cylinder block 21 and the rotating shaft 20 to fluid pressure. The flow rate of the hydraulic oil discharged from the mechanism unit 11 to the reservoir unit 18 and the switching operation of the flow direction of the hydraulic oil by the switching unit 14 are controlled.
尚、制御部15は、上記の駆動指令信号に基づいて、斜板制御部16の制御弁38に対して斜板制御信号を出力して斜板23の回転軸20に対する傾斜角度を制御し、流体圧機構部11に供給される作動油の流量を制御する。そして、制御部15は、上記の駆動指令信号に基づいて、切替部14の電磁切替弁(28、29)及び第3切替弁27に対して切替指令信号を出力して作動油の流動方向の切替動作を制御する。
The control unit 15 outputs a swash plate control signal to the control valve 38 of the swash plate control unit 16 based on the drive command signal, and controls the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotation shaft 20. The flow rate of the hydraulic oil supplied to the fluid pressure mechanism unit 11 is controlled. Then, the control unit 15 outputs a switching command signal to the electromagnetic switching valves (28, 29) and the third switching valve 27 of the switching unit 14 on the basis of the above-described driving command signal to thereby change the flow direction of the hydraulic oil. Controls the switching operation.
また、制御部15は、ブレーキ制御装置107及び力行制御装置108から、バス105を介して、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2が搭載されているトレーラ車102の車速情報及び車両重量情報を受信するように構成されている。尚、上記の車速情報としては、例えば、編成100の車速の情報、又は、上記のトレーラ車102の車輪104aの回転数に基づいて算出される車速(車輪速)の情報が受信される。そして、上記の車両重量情報としては、例えば、上記のトレーラ車102の重量の情報、又は、上記のトレーラ車102の台車104が負担する重量の情報が受信される。なお、車両重量情報については、必ずしも受信する必要は無い。
Further, the control unit 15 receives vehicle speed information and vehicle weight information of the trailer vehicle 102 on which the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 are mounted from the brake control device 107 and the power running control device 108 via the bus 105. Is configured to do. In addition, as said vehicle speed information, the information of the vehicle speed of the formation 100 or the information of the vehicle speed (wheel speed) calculated based on the rotation speed of the wheel 104a of the said trailer vehicle 102 is received, for example. And as said vehicle weight information, the information of the weight of the said trailer vehicle 102 or the information of the weight which the cart 104 of the said trailer vehicle 102 bears is received, for example. Note that the vehicle weight information is not necessarily received.
そして、制御部15は、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動する際に、上記の車速情報、及び、センサ部17の圧力センサで検知された圧力値に基づいて、流体圧機構部11の作動によって実際に生じたブレーキ力又はブレーキトルクを算出する。更に、制御部15は、上記の算出結果に基づいて、ブレーキ制御装置107に対して、流体圧機構部11によって生じたブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキフィードバック信号を送信するように構成されている。
Then, when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, the control unit 15 determines the fluid pressure mechanism unit 11 based on the vehicle speed information and the pressure value detected by the pressure sensor of the sensor unit 17. The brake force or brake torque actually generated by the operation is calculated. Further, the control unit 15 is configured to transmit a brake feedback signal related to the brake force or the brake torque generated by the fluid pressure mechanism unit 11 to the brake control device 107 based on the above calculation result.
また、制御部15は、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動する際に、センサ部17の圧力センサで検知された圧力の大きさに基づいて、流体圧機構部11から吐出される作動油の吐出流量、及び、切替部14による作動油の流動方向の切替動作とを制御するようにも構成されている。この場合、制御部15は、圧力センサで検知された圧力の大きさが所定の圧力値以上となり、圧油としての作動油がアキュムレータ部13に十分に蓄積された状態になったときに、流体圧機構部11からの吐出流量を制御し、作動油のアキュムレータ部13への流入を減少させるように制御する。或いは、制御部15は、上記の状態になったときに、切替部14による作動油の流動方向の切替動作を制御し、作動油のアキュムレータ部13への流入を停止させるように制御する。
In addition, when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, the control unit 15 operates the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 based on the magnitude of the pressure detected by the pressure sensor of the sensor unit 17. The discharge flow rate and the switching operation of the flow direction of the hydraulic oil by the switching unit 14 are also controlled. In this case, when the pressure detected by the pressure sensor is equal to or greater than a predetermined pressure value and the hydraulic oil as pressure oil is sufficiently accumulated in the accumulator unit 13, the control unit 15 The discharge flow rate from the pressure mechanism unit 11 is controlled so as to reduce the inflow of hydraulic oil into the accumulator unit 13. Alternatively, the control unit 15 controls the switching operation of the flow direction of the hydraulic oil by the switching unit 14 so as to stop the flow of the hydraulic oil into the accumulator unit 13 when the above state is reached.
また、制御部15は、流体圧機構部11が油圧モータとして作動する際に、センサ部17の圧力センサで検知された圧力値、及び、センサ部17の流量センサで検知された流量値に基づいて、流体圧機構部11の作動によって実際に生じた駆動力又は駆動トルクを算出する。そして、制御部15は、上記の算出結果に基づいて、力行制御装置108に対して、流体圧機構部11によって生じた駆動力又は駆動トルクに関する駆動フィードバック信号を送信するように構成されている。
Further, the control unit 15 is based on the pressure value detected by the pressure sensor of the sensor unit 17 and the flow rate value detected by the flow rate sensor of the sensor unit 17 when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor. Thus, the driving force or driving torque actually generated by the operation of the fluid pressure mechanism unit 11 is calculated. Then, the control unit 15 is configured to transmit a driving feedback signal related to the driving force or driving torque generated by the fluid pressure mechanism unit 11 to the power running control device 108 based on the above calculation result.
次に、上述したエネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2の作動について説明する。まず、エネルギ回生装置1の作動について説明する。図6は、編成100によるブレーキ動作時に行われるエネルギ回生装置1によるエネルギ回生動作を説明するためのフロー図である。
Next, the operation of the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 described above will be described. First, the operation of the energy regeneration device 1 will be described. FIG. 6 is a flowchart for explaining the energy regeneration operation by the energy regeneration device 1 performed during the braking operation by the formation 100.
編成100のブレーキ動作時におけるエネルギ回生装置1によるエネルギ回生動作が行われる際には、まず、運転装置106からの操作信号に基づいて、ブレーキ制御装置107が、編成100の全体で必要なブレーキ力又はブレーキトルクを演算する。
When an energy regeneration operation is performed by the energy regeneration device 1 during the braking operation of the knitting 100, first, the brake control device 107 performs a braking force necessary for the entire knitting 100 based on an operation signal from the driving device 106. Alternatively, the brake torque is calculated.
そして、制御部15は、センサ部17の圧力センサで検知された圧力に基づいて、回生可能なエネルギ量を算出する(ステップS101)。即ち、アキュムレータ部13に圧油として蓄えられている作動油の圧力に基づいて、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動する際に、アキュムレータ部13に更に蓄積可能な圧力エネルギ量を算出する。そして、この蓄積可能な圧力エネルギ量に基づいて、圧力エネルギとして回生可能なトレーラ車102の運動エネルギの量を算出する。更に、制御部15は、上記のように算出した回生可能なエネルギ量をブレーキ制御装置107からの送信要求信号に応じてブレーキ制御装置107に対して送信する(ステップS101)。
And the control part 15 calculates the energy amount which can be regenerated based on the pressure detected by the pressure sensor of the sensor part 17 (step S101). That is, the amount of pressure energy that can be further accumulated in the accumulator unit 13 when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump is calculated based on the pressure of the hydraulic oil stored as pressure oil in the accumulator unit 13. Based on the amount of pressure energy that can be accumulated, the amount of kinetic energy of the trailer vehicle 102 that can be regenerated as pressure energy is calculated. Further, the control unit 15 transmits the regenerative energy amount calculated as described above to the brake control device 107 in response to a transmission request signal from the brake control device 107 (step S101).
ブレーキ制御装置107は、エネルギ回生装置1の制御部15から送信された回生可能なエネルギ量の情報、及び前述の車速情報、に基づいて、エネルギ回生装置1に分担させるブレーキ力又はブレーキトルクを算出する。また、ブレーキ制御装置107は、各トレーラ車102に搭載されたエネルギ回生装置1に分担させるブレーキ力又はブレーキトルクと、編成100の全体で必要なブレーキ力又はブレーキトルクとに基づいて、各モータ車101の駆動用電動モータによる回生ブレーキとして分担させるブレーキ力又はブレーキトルクを算出する。
The brake control device 107 calculates a braking force or a brake torque to be shared by the energy regeneration device 1 based on the information on the amount of energy that can be regenerated transmitted from the control unit 15 of the energy regeneration device 1 and the vehicle speed information described above. To do. In addition, the brake control device 107 is configured so that each motor vehicle is based on the brake force or brake torque shared by the energy regeneration device 1 mounted on each trailer vehicle 102 and the brake force or brake torque required for the entire formation 100. A brake force or a brake torque to be shared as a regenerative brake by the driving electric motor 101 is calculated.
ブレーキ制御装置107にて算出されてエネルギ回生装置1にて分担するブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキ指令信号は、エネルギ回生装置1の制御部15にて受信される(ステップS102)。更に、エネルギ回生装置1の制御部15は、ブレーキ制御装置107及び力行制御装置108から送信される前述の車速情報を受信する(ステップS103)。
The brake command signal relating to the braking force or the brake torque calculated by the brake control device 107 and shared by the energy regeneration device 1 is received by the control unit 15 of the energy regeneration device 1 (step S102). Further, the control unit 15 of the energy regeneration device 1 receives the vehicle speed information transmitted from the brake control device 107 and the power running control device 108 (step S103).
また、ブレーキ制御装置107にて算出されてモータ車101の駆動用電動モータによる回生ブレーキとして分担させるブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキ指令信号は、力行制御装置108にて受信される。尚、力行制御装置108は、受信したブレーキ指令信号に基づいて各モータ車101の駆動用電動モータのモータ回生制御を行う。そして、力行制御装置108は、実際に発生した回生ブレーキによるブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキフィードバック信号をブレーキ制御装置107に対して送信する。
Also, a brake command signal related to a brake force or a brake torque calculated by the brake control device 107 and shared as a regenerative brake by the driving electric motor of the motor vehicle 101 is received by the power running control device 108. The power running control device 108 performs motor regeneration control of the electric motor for driving each motor vehicle 101 based on the received brake command signal. Then, the power running control device 108 transmits to the brake control device 107 a brake feedback signal related to the braking force or the brake torque generated by the regenerative braking actually generated.
また、エネルギ回生装置1の制御部15は、センサ部17で検知された圧力、受信したブレーキ指令信号、受信した車速情報に基づいて、斜板制御部16を作動させて斜板23の回転軸20に対する傾斜角度を制御するための斜板制御信号を生成する(ステップS104)。更に、制御部15は、作動油を流体圧機構部11からアキュムレータ部13に流動させるように切替部14に作動油の流動方向の切替動作を行わせるための切替指令信号も生成する(ステップS104)。そして、斜板制御部16の制御弁38が、斜板制御信号に基づいて作動し、この制御弁38の制御によって斜板駆動アクチュエータ37が駆動され、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度が、斜板制御信号に基づく傾斜角度に制御される(ステップS105)。
Further, the control unit 15 of the energy regeneration device 1 operates the swash plate control unit 16 based on the pressure detected by the sensor unit 17, the received brake command signal, and the received vehicle speed information to rotate the rotating shaft of the swash plate 23. A swash plate control signal for controlling the tilt angle with respect to 20 is generated (step S104). Further, the control unit 15 also generates a switching command signal for causing the switching unit 14 to switch the flow direction of the hydraulic oil so that the hydraulic oil flows from the fluid pressure mechanism unit 11 to the accumulator unit 13 (step S104). ). Then, the control valve 38 of the swash plate control unit 16 is operated based on the swash plate control signal, and the swash plate drive actuator 37 is driven by the control of the control valve 38 so that the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 is increased. The tilt angle is controlled based on the swash plate control signal (step S105).
また、制御部15からの切替指令信号に基づいて、作動油が流体圧機構部11からアキュムレータ部13に流動するように切替部14が切り替えられる(ステップS106)。具体的には、図4に示す状態となるように、切替部14の状態が切り替えられる。即ち、切替指令信号に基づいて電磁切替弁28が消磁されて排出位置28bに切り替えられることで、第1切替弁24が遮断位置24aに切り替えられた状態となる。そして、切替指令信号に基づいて電磁切替弁29が消磁されて供給位置29aに切り替えられることで、第3切替弁27が連通位置27bに切り替えられた状態となる。また、第2切替弁26は、切替指令信号に基づいて消磁されて遮断位置26bに切り替えられた状態となる。
Further, based on the switching command signal from the control unit 15, the switching unit 14 is switched so that the hydraulic fluid flows from the fluid pressure mechanism unit 11 to the accumulator unit 13 (step S106). Specifically, the state of the switching unit 14 is switched so as to be in the state shown in FIG. In other words, the electromagnetic switching valve 28 is demagnetized based on the switching command signal and switched to the discharge position 28b, whereby the first switching valve 24 is switched to the cutoff position 24a. Then, based on the switching command signal, the electromagnetic switching valve 29 is demagnetized and switched to the supply position 29a, whereby the third switching valve 27 is switched to the communication position 27b. Moreover, the 2nd switching valve 26 will be in the state which was demagnetized based on the switching command signal, and was switched to the interruption | blocking position 26b.
上記のように切替部14が切り替えられた状態で、車軸104bから伝達される力又はトルクがギヤ機構部12を介して流体圧機構部11の回転軸20を回転駆動する。これにより、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動し、図4にて矢印Aで示すように、リザーバ部18から吸い込まれた作動油が、昇圧され、アキュムレータ部13へと吐出される(ステップS107)。これにより、流体圧機構部11によって、車軸104bに対して作用するブレーキ力又はブレーキトルクが生じることになる。そして、制御部15は、センサ部17で検知された圧力、及び前述の車速情報に基づいて、実際に流体圧機構部11によって発生したブレーキ力又はブレーキトルクを算出する。そして、制御部15は、そのブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキフィードバック信号をブレーキ制御装置107に対して送信する(ステップS108)。
In the state where the switching unit 14 is switched as described above, the force or torque transmitted from the axle 104b rotates the rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism unit 11 via the gear mechanism unit 12. As a result, the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, and the hydraulic oil sucked from the reservoir unit 18 is pressurized and discharged to the accumulator unit 13 as indicated by an arrow A in FIG. S107). As a result, the fluid pressure mechanism 11 generates a braking force or a braking torque that acts on the axle 104b. And the control part 15 calculates the braking force or the brake torque which the hydraulic pressure mechanism part 11 actually generate | occur | produced based on the pressure detected by the sensor part 17, and the above-mentioned vehicle speed information. And the control part 15 transmits the brake feedback signal regarding the brake force or brake torque with respect to the brake control apparatus 107 (step S108).
また、ブレーキ制御装置107は、エネルギ回生装置1の制御部15から送信された上記のブレーキフィードバック信号、及び、力行制御装置108から送信された前述のブレーキフィードバック信号と、編成100の全体で必要なブレーキ力又はブレーキトルクとを比較する。そして、ブレーキ制御装置107は、エネルギ回生装置1及び駆動用電動モータの回生ブレーキによるブレーキ力又はブレーキトルクが、編成100全体で必要なブレーキ力又はブレーキトルクに対して不足していると判断したときは、各鉄道車両(101、102)に設置された摩擦ブレーキを作動させる。これにより、ブレーキ制御装置107は、不足するブレーキ力又はブレーキトルクを補うように制御する。
Further, the brake control device 107 is necessary for the entire knitting 100 and the brake feedback signal transmitted from the control unit 15 of the energy regeneration device 1 and the brake feedback signal transmitted from the power running control device 108. Compare brake force or brake torque. When the brake control device 107 determines that the braking force or braking torque by the regenerative braking of the energy regeneration device 1 and the driving electric motor is insufficient with respect to the braking force or braking torque necessary for the entire knitting 100. Activates the friction brakes installed on each railway vehicle (101, 102). As a result, the brake control device 107 performs control so as to compensate for insufficient braking force or braking torque.
尚、ブレーキ動作時に、車輪104aがレールに対して滑る滑走状態が発生したとブレーキ制御装置107又は制御部15が判断した場合は、ブレーキ制御装置107からの指令信号に基づいて、又は制御部15での判断に基づいて、制御部15が、滑走時制御を実行してもよい。滑走状態は、編成100の速度と、車輪104aの回転数に基づいて算出される車速(車輪速)との差が、所定の大きさ以上のときに、発生したと判断される。
When the brake control device 107 or the control unit 15 determines that a sliding state in which the wheel 104a slides with respect to the rail has occurred during the brake operation, based on a command signal from the brake control device 107 or the control unit 15 The control unit 15 may execute the sliding control based on the determination at The sliding state is determined to have occurred when the difference between the speed of the formation 100 and the vehicle speed (wheel speed) calculated based on the rotation speed of the wheels 104a is equal to or greater than a predetermined magnitude.
上記の滑走時制御としては、ギヤ機構部12のクラッチ機構において、車軸104bと流体圧機構部11との連結を切り離し可能な構成が設けられている場合であれば、このクラッチ機構を作動させる制御が行われてもよい。即ち、滑走時制御として、車軸104bと流体圧機構部11との連結を切り離す制御が行われてもよい。
As the above sliding control, if the clutch mechanism of the gear mechanism unit 12 is provided with a configuration capable of disconnecting the connection between the axle 104b and the fluid pressure mechanism unit 11, the control for operating the clutch mechanism is performed. May be performed. That is, as the sliding control, control for disconnecting the connection between the axle 104b and the fluid pressure mechanism unit 11 may be performed.
また、前述の滑走時制御として、エネルギ回生装置1の運転状態が中立循環モードの運転状態となるように切替部14を切り替え、更に、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度をゼロとなるように制御することが行われてもよい。図7は、流体圧機構部11とアキュムレータ部13との間において作動油が流動しない中立循環モードの運転状態のときのエネルギ回生装置1又は駆動アシスト装置2の油圧回路構成を示す回路図である。
Further, as the above-described sliding control, the switching unit 14 is switched so that the operation state of the energy regeneration device 1 becomes the operation state of the neutral circulation mode, and further, the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 becomes zero. It may be performed to control. FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device 1 or the drive assist device 2 in the operation state of the neutral circulation mode in which the hydraulic oil does not flow between the fluid pressure mechanism unit 11 and the accumulator unit 13. .
上記の滑走時制御が行われるためにエネルギ回生装置1の運転状態が中立循環モードに設定される場合には、制御部15からの切替指令信号に基づいて、流体圧機構部11における作動油の吐出側と吸込み側とが循環連通路32を介して連通するように、切替部14が切り替えられる。具体的には、図7に示す状態となるように、切替部14の状態が切り替えられる。即ち、切替指令信号に基づいて電磁切替弁28が消磁されて排出位置28bに切り替えられることで、第1切替弁24が遮断位置24aに切り替えられた状態となる。そして、切替指令信号に基づいて電磁切替弁29が励磁されて排出位置29bに切り替えられることで、第3切替弁27が遮断位置27aに切り替えられた状態となる。また、第2切替弁26は、切替指令信号に基づいて励磁されて連通位置26aに切り替えられた状態となる。
When the operation state of the energy regeneration device 1 is set to the neutral circulation mode because the above-described control at the time of sliding is performed, based on the switching command signal from the control unit 15, the hydraulic oil in the fluid pressure mechanism unit 11 is changed. The switching unit 14 is switched so that the discharge side and the suction side communicate with each other via the circulation communication path 32. Specifically, the state of the switching unit 14 is switched so as to be in the state shown in FIG. In other words, the electromagnetic switching valve 28 is demagnetized based on the switching command signal and switched to the discharge position 28b, whereby the first switching valve 24 is switched to the cutoff position 24a. Then, the electromagnetic switching valve 29 is excited based on the switching command signal and switched to the discharge position 29b, whereby the third switching valve 27 is switched to the cutoff position 27a. The second switching valve 26 is excited based on the switching command signal and is switched to the communication position 26a.
滑走時制御が行われる際には、上記のように切替部14が切り替えられてエネルギ回生装置1の運転状態が中立循環モードに設定されるとともに、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度がゼロとなるように制御される。この状態では、エネルギ回生装置1の状態は、図7の両端矢印Bで示すように、流体圧機構部11から吐出された作動油がアキュムレータ部13に流動せずに流体圧機構部11に戻るように循環する状態に設定されることになる。また、上記の滑走時制御の状態では、ブレーキ制御装置107の制御による摩擦ブレーキによってブレーキ動作が行われる。
When the sliding control is performed, the switching unit 14 is switched as described above to set the operation state of the energy regeneration device 1 to the neutral circulation mode, and the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 is zero. It is controlled to become. In this state, as shown by the double-ended arrow B in FIG. 7, the state of the energy regeneration device 1 returns to the fluid pressure mechanism unit 11 without the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 flowing to the accumulator unit 13. It will be set to the state which circulates like this. Further, in the above-described control state during sliding, the brake operation is performed by the friction brake controlled by the brake control device 107.
また、前述の滑走時制御として、図4に示す状態に切替部14が切り替えられて流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動した状態で、編成100の速度と、車輪104aの回転数に基づいて算出される車速との差が、所定の大きさ未満となるまで、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度を徐々に小さくしていく制御が行われてもよい。尚、斜板23の傾斜角度がゼロになっても、編成100の速度と、車輪104aの回転数に基づいて算出される車速との差が、所定の大きさ未満とならない場合は、エネルギ回生装置1の運転状態が中立循環モードに設定される。
Further, as the above-described sliding control, the switching unit 14 is switched to the state shown in FIG. 4 and the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, based on the speed of the knitting 100 and the rotation speed of the wheels 104a. Control in which the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 is gradually reduced until the difference from the calculated vehicle speed becomes less than a predetermined magnitude may be performed. Even if the inclination angle of the swash plate 23 becomes zero, if the difference between the speed of the knitting 100 and the vehicle speed calculated based on the rotation speed of the wheels 104a is not less than a predetermined magnitude, energy regeneration is performed. The operating state of the device 1 is set to the neutral circulation mode.
次に、駆動アシスト装置2の作動について説明する。図8は、編成100の力行動作時にトレーラ車102を走行させるための駆動動作を駆動アシスト装置2がアシストする駆動アシスト動作を説明するためのフロー図である。
Next, the operation of the drive assist device 2 will be described. FIG. 8 is a flowchart for explaining the drive assist operation in which the drive assist device 2 assists the drive operation for causing the trailer vehicle 102 to travel during the power running operation of the knitting 100.
編成100の力行動作時における駆動アシスト装置2による駆動アシスト動作が行われる際には、まず、運転装置106からの操作信号に基づいて、力行制御装置108が、編成100の全体で必要な駆動力又は駆動トルクを演算する。
When the drive assist operation by the drive assist device 2 during the power running operation of the knitting 100 is performed, first, based on the operation signal from the driving device 106, the power running control device 108 requires the driving force necessary for the entire knitting 100. Alternatively, the driving torque is calculated.
そして、制御部15は、センサ部17の圧力センサで検知された圧力に基づいて、出力可能なエネルギ量を算出する(ステップS201)。即ち、アキュムレータ部13に圧油として蓄えられている作動油の圧力に基づいて、流体圧機構部11が油圧モータとして作動する際に、アキュムレータ部13から出力可能な圧力エネルギ量を算出する。そして、この出力可能な圧力エネルギ量に基づいて、トレーラ車102の駆動エネルギとして出力可能なエネルギの量を算出する。更に、制御部15は、上記のように算出した出力可能なエネルギ量を力行制御装置108からの送信要求信号に応じて力行制御装置108に対して送信する(ステップS201)。
And the control part 15 calculates the energy amount which can be output based on the pressure detected by the pressure sensor of the sensor part 17 (step S201). That is, the amount of pressure energy that can be output from the accumulator unit 13 when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor is calculated based on the pressure of the hydraulic oil stored as pressure oil in the accumulator unit 13. Based on the pressure energy amount that can be output, the amount of energy that can be output as the drive energy of the trailer vehicle 102 is calculated. Furthermore, the control unit 15 transmits the output energy amount calculated as described above to the power running control device 108 in response to the transmission request signal from the power running control device 108 (step S201).
力行制御装置108は、エネルギ回生装置1の制御部15から送信された出力可能なエネルギ量の情報、及び前述の車速情報、に基づいて、駆動アシスト装置2に分担させる駆動力又は駆動トルクを算出する。また、力行制御装置108は、各トレーラ車102に搭載された駆動アシスト装置2に分担させる駆動力又は駆動トルクと、編成100の全体で必要な駆動力又は駆動トルクとに基づいて、各モータ車101の駆動用電動モータに分担させる駆動力又は駆動トルクを算出する。
The power running control device 108 calculates the driving force or driving torque to be shared by the drive assist device 2 based on the information on the amount of energy that can be output transmitted from the control unit 15 of the energy regeneration device 1 and the vehicle speed information described above. To do. Further, the power running control device 108 is based on the driving force or driving torque shared by the driving assist device 2 mounted on each trailer vehicle 102 and the driving force or driving torque necessary for the entire knitting 100. The driving force or driving torque shared by the driving electric motor 101 is calculated.
力行制御装置108にて算出されて駆動アシスト装置2にて分担する駆動力又は駆動トルクに関する駆動指令信号は、駆動アシスト装置2の制御部15にて受信される(ステップS202)。更に、駆動アシスト装置2の制御部15は、ブレーキ制御装置107及び力行制御装置108から送信される前述の車速情報を受信する(ステップS203)。
The drive command signal related to the driving force or the driving torque calculated by the power running control device 108 and shared by the drive assist device 2 is received by the control unit 15 of the drive assist device 2 (step S202). Further, the control unit 15 of the drive assist device 2 receives the vehicle speed information transmitted from the brake control device 107 and the power running control device 108 (step S203).
また、駆動アシスト装置2の制御部15は、センサ部17で検知された圧力、受信した駆動指令信号、及び受信した車速情報に基づいて、流体圧機構部11に供給して流体圧機構部11を駆動する作動油の圧力及び流量を算出する(ステップS204)。そして、制御部15は、上記の算出した圧力及び流量に基づいて、斜板制御部16を作動させて斜板23の回転軸20に対する傾斜角度を制御するための斜板制御信号を生成する(ステップS205)。更に、制御部15は、作動油をアキュムレータ部13から流体圧機構部11に流動させるように切替部14に作動油の流動方向の切替動作を行わせるための切替指令信号も生成する(ステップS205)。
The control unit 15 of the drive assist device 2 supplies the fluid pressure mechanism unit 11 with the pressure detected by the sensor unit 17, the received drive command signal, and the received vehicle speed information, and supplies the fluid pressure mechanism unit 11. Is calculated (step S204). Then, the control unit 15 generates a swash plate control signal for operating the swash plate control unit 16 to control the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 based on the calculated pressure and flow rate (see above). Step S205). Furthermore, the control unit 15 also generates a switching command signal for causing the switching unit 14 to switch the flow direction of the hydraulic oil so that the hydraulic oil flows from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 (step S205). ).
そして、斜板制御部16の制御弁38が、斜板制御信号に基づいて作動し、この制御弁38の制御によって斜板駆動アクチュエータ37が駆動され、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度が、斜板制御信号に基づく傾斜角度に制御される(ステップS206)。また、制御部15からの切替指令信号に基づいて、作動油がアキュムレータ部13から流体圧機構部11に流動するように切替部14が切り替えられる(ステップS206)。具体的には、図9に示す状態となるように、切替部14の状態が切り替えられる。図9は、エネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2の油圧回路構成を示す回路図であって、駆動アシスト装置2による駆動アシスト動作が行われる運転状態のときの回路図である。
Then, the control valve 38 of the swash plate control unit 16 is operated based on the swash plate control signal, and the swash plate drive actuator 37 is driven by the control of the control valve 38 so that the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotating shaft 20 is increased. The tilt angle is controlled based on the swash plate control signal (step S206). Further, based on the switching command signal from the control unit 15, the switching unit 14 is switched so that the hydraulic oil flows from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 (step S206). Specifically, the state of the switching unit 14 is switched so that the state shown in FIG. 9 is obtained. FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2, and is a circuit diagram in an operation state in which the drive assist operation by the drive assist device 2 is performed.
図9に示すように、ステップS206にて切替部14の状態が切り替えられる際には、切替指令信号に基づいて電磁切替弁28が励磁されて供給位置28aに切り替えられることで、第1切替弁24が連通位置24bに切り替えられた状態となる。そして、切替指令信号に基づいて電磁切替弁29が消磁されて供給位置29aに切り替えられることで、第3切替弁27が連通位置27bに切り替えられた状態となる。また、第2切替弁26は、切替指令信号に基づいて消磁されて遮断位置26bに切り替えられた状態となる。
As shown in FIG. 9, when the state of the switching unit 14 is switched in step S206, the electromagnetic switching valve 28 is excited based on the switching command signal and switched to the supply position 28a, whereby the first switching valve. 24 is switched to the communication position 24b. Then, based on the switching command signal, the electromagnetic switching valve 29 is demagnetized and switched to the supply position 29a, whereby the third switching valve 27 is switched to the communication position 27b. Moreover, the 2nd switching valve 26 will be in the state which was demagnetized based on the switching command signal, and was switched to the interruption | blocking position 26b.
上記のように切替部14が切り替えられた状態で、アキュムレータ部13から供給される圧油としての作動油によって流体圧機構部11が駆動され、流体圧機構部11の回転軸20が回転する。そして、流体圧機構部11の回転軸20から出力される駆動力又は駆動トルクがギヤ機構部12を介して車軸104b伝達され、車軸104bが回転駆動される(ステップS207)。このように、流体圧機構部11が油圧モータとして作動し、図9にて矢印Cで示すように、アキュムレータ部13から供給された作動油が、流体圧機構部11を駆動し、リザーバ部18へと排出される。これにより、流体圧機構部11によって、車軸104bを駆動する駆動力又は駆動トルクが生じることになる。そして、制御部15は、センサ部17の圧力センサで検知された圧力値、及び、センサ部17の流量センサで検知された流量値に基づいて、実際に流体圧機構部11によって発生した駆動力又は駆動トルクを算出する。そして、制御部15は、その駆動力又は駆動トルクに関する駆動フィードバック信号を力行制御装置108に対して送信する(ステップS208)。
In the state where the switching unit 14 is switched as described above, the fluid pressure mechanism unit 11 is driven by the hydraulic oil as the pressure oil supplied from the accumulator unit 13, and the rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism unit 11 rotates. Then, the driving force or driving torque output from the rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism unit 11 is transmitted to the axle 104b via the gear mechanism unit 12, and the axle 104b is rotationally driven (step S207). In this way, the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor, and the hydraulic oil supplied from the accumulator unit 13 drives the fluid pressure mechanism unit 11 as indicated by an arrow C in FIG. Is discharged. As a result, the driving force or the driving torque for driving the axle 104b is generated by the fluid pressure mechanism unit 11. Then, the control unit 15 drives the driving force actually generated by the fluid pressure mechanism unit 11 based on the pressure value detected by the pressure sensor of the sensor unit 17 and the flow rate value detected by the flow rate sensor of the sensor unit 17. Alternatively, the driving torque is calculated. And the control part 15 transmits the drive feedback signal regarding the drive force or drive torque with respect to the power running control apparatus 108 (step S208).
尚、駆動アシスト動作時に、車輪104aがレールに対して滑る滑走状態が発生したと力行制御装置108又は制御部15が判断した場合は、力行制御装置108からの指令信号に基づいて、又は制御部15での判断に基づいて、制御部15が、トラクション制御を実行してもよい。滑走状態は、ブレーキ動作時の判断と同様に、編成100の速度と、車輪104aの回転数に基づいて算出される車速(車輪速)との差が、所定の大きさ以上のときに、発生したと判断される。
When the power running control device 108 or the control unit 15 determines that a sliding state in which the wheel 104a slides on the rail has occurred during the drive assist operation, based on a command signal from the power running control device 108 or the control unit Based on the determination at 15, the control unit 15 may execute traction control. The sliding state occurs when the difference between the speed of the formation 100 and the vehicle speed (wheel speed) calculated based on the number of rotations of the wheels 104a is equal to or greater than a predetermined magnitude, as in the determination at the time of braking operation. It is judged that
上記のトラクション制御としては、ギヤ機構部12のクラッチ機構において、車軸104bと流体圧機構部11との連結を切り離し可能な構成が設けられている場合であれば、第1切替弁24を遮断位置24aに切り替えるとともに、上記のクラッチ機構を作動させる制御が行われてもよい。即ち、トラクション制御として、車軸104bと流体圧機構部11との連結を切り離すとともに、アキュムレータ部13から流体圧機構部11への作動油の供給を停止する制御が行われてもよい。
As the traction control, if the clutch mechanism of the gear mechanism portion 12 is provided with a configuration capable of disconnecting the connection between the axle 104b and the fluid pressure mechanism portion 11, the first switching valve 24 is set to the cutoff position. While switching to 24a, control which operates said clutch mechanism may be performed. That is, as the traction control, control may be performed so that the connection between the axle 104b and the fluid pressure mechanism unit 11 is disconnected and the supply of hydraulic oil from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 is stopped.
また、前述のトラクション制御として、駆動アシスト装置2の運転状態が図7に示す中立循環モードの運転状態となるように切替部14を切り替え、更に、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度がゼロとなるように制御することが行われてもよい。この状態では、駆動アシスト装置2の状態は、図7の両端矢印Bで示すように、流体圧機構部11から吐出された作動油がアキュムレータ部13に流動せずに流体圧機構部11に戻るように循環する状態に設定されることになる。
Further, as the traction control described above, the switching unit 14 is switched so that the operation state of the drive assist device 2 becomes the operation state of the neutral circulation mode shown in FIG. 7, and the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotation shaft 20 is zero. Control may be performed so that In this state, as shown by the double-ended arrow B in FIG. 7, the state of the drive assist device 2 returns to the fluid pressure mechanism unit 11 without the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 flowing to the accumulator unit 13. It will be set to the state which circulates like this.
また、前述のトラクション制御として、図9に示す状態に切替部14が切り替えられて流体圧機構部11が油圧モータとして作動した状態で、編成100の速度と、車輪104aの回転数に基づいて算出される車速との差が、所定の大きさ未満となるまで、斜板23の回転軸20に対する傾斜角度を徐々に小さくしていく制御が行われてもよい。尚、斜板23の傾斜角度がゼロになっても、編成100の速度と、車輪104aの回転数に基づいて算出される車速との差が、所定の大きさ未満とならない場合は、駆動アシスト装置2の運転状態が中立循環モードに設定される。
Further, as the traction control described above, calculation is performed based on the speed of the knitting 100 and the rotation speed of the wheels 104a in a state where the switching unit 14 is switched to the state shown in FIG. 9 and the fluid pressure mechanism unit 11 is operated as a hydraulic motor. Control may be performed in which the inclination angle of the swash plate 23 with respect to the rotation shaft 20 is gradually reduced until the difference from the vehicle speed is less than a predetermined magnitude. If the difference between the speed of the knitting 100 and the vehicle speed calculated based on the rotation speed of the wheels 104a does not become less than a predetermined magnitude even when the inclination angle of the swash plate 23 becomes zero, the drive assist The operating state of the device 2 is set to the neutral circulation mode.
以上説明したように、第1実施形態に係るエネルギ回生装置1によると、編成100のブレーキ動作時においては、減速するトレーラ車102の車軸104bから伝達される力又はトルクがギヤ機構部12を介して流体圧機構部11の回転軸20に入力される。そして、この流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動する。更に、流体圧機構部11から吐出された作動油は、切替部14によって流動方向が調整されて、アキュムレータ部13へと流動する。これにより、アキュムレータ部13内で圧縮された気体から圧力が作用した状態で、アキュムレータ部13内に作動油が流入し、圧力エネルギが蓄積される。また、切替部14が作動し、アキュムレータ部13に蓄積された圧力エネルギが解放され、流体圧機構部11に圧油としての作動油が供給されることで、流体圧機構部11が油圧モータとして作動することになる。
As described above, according to the energy regeneration device 1 according to the first embodiment, during the braking operation of the formation 100, the force or torque transmitted from the axle 104b of the trailer vehicle 102 that decelerates is transmitted via the gear mechanism unit 12. And input to the rotary shaft 20 of the fluid pressure mechanism 11. This fluid pressure mechanism 11 operates as a hydraulic pump. Furthermore, the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 is adjusted in the flow direction by the switching unit 14 and flows to the accumulator unit 13. Thereby, in a state where pressure is applied from the gas compressed in the accumulator unit 13, the hydraulic oil flows into the accumulator unit 13 and pressure energy is accumulated. Further, the switching unit 14 is operated, the pressure energy accumulated in the accumulator unit 13 is released, and hydraulic fluid as pressure oil is supplied to the fluid pressure mechanism unit 11, so that the fluid pressure mechanism unit 11 serves as a hydraulic motor. Will work.
上記により、編成100のブレーキ動作時において、編成100のうちのモータ車101に搭載された駆動用電動モータによって電気エネルギとして回収できないトレーラ車102の運動エネルギを、電気エネルギとは異なる形態である圧力エネルギとして回収し、回生することができる。これにより、ブレーキ動作時のエネルギの利用効率を向上させることができる。更に、ブレーキ動作時に車軸104bから伝達される力又はトルクで油圧ポンプとしての流体圧機構部11が駆動されるため、エネルギ回生装置1によってトレーラ車102のブレーキ力又はブレーキトルクを発生させることができる。これにより、圧縮空気によって作動する摩擦ブレーキの負担を軽減することもできる。また、エネルギ回生装置1によると、制御部15により、流体圧機構部11で生じたブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキフィードバック信号が編成100全体のブレーキ動作を統括して制御するブレーキ制御装置107に送信される。このため、エネルギ回生装置1によるブレーキを編成100全体のブレーキ動作の制御において効率よく利用することができる。
As described above, during the braking operation of the formation 100, the kinetic energy of the trailer vehicle 102 that cannot be recovered as electric energy by the drive electric motor mounted on the motor vehicle 101 of the formation 100 is a pressure that is different from the electric energy. It can be recovered as energy and regenerated. Thereby, the utilization efficiency of energy at the time of brake operation can be improved. Furthermore, since the fluid pressure mechanism 11 as a hydraulic pump is driven by the force or torque transmitted from the axle 104b during the braking operation, the energy regeneration device 1 can generate the braking force or braking torque of the trailer vehicle 102. . Thereby, the burden of the friction brake operated by compressed air can also be reduced. Further, according to the energy regeneration device 1, the control unit 15 transmits a brake feedback signal related to the braking force or brake torque generated in the fluid pressure mechanism unit 11 to the brake control device 107 that controls the overall braking operation of the formation 100. Is done. For this reason, the brake by the energy regeneration device 1 can be efficiently used in controlling the brake operation of the entire knitting 100.
そして、エネルギ回生装置1によると、ブレーキ動作時におけるエネルギの回収にあたり、モータ車101に搭載された駆動用電動モータの性能の制約を受けることがなく、鉄道車両が高速で走行する高速域でのエネルギも回収することができる。また、駆動用電動モータが搭載されておらずモータ車101に牽引されるトレーラ車102においても、ブレーキ動作時における運動エネルギを圧力エネルギとして回収して回生することができる。即ち、駆動用電動モータによるエネルギの回生ができないトレーラ車102においても、編成100のブレーキ動作時における運動エネルギの回生が可能となる。
According to the energy regeneration device 1, the energy recovery during the braking operation is not limited by the performance of the drive electric motor mounted on the motor vehicle 101, and in a high speed range where the railway vehicle travels at a high speed. Energy can also be recovered. Also, in the trailer vehicle 102 that is not mounted with the driving electric motor and is pulled by the motor vehicle 101, the kinetic energy at the time of the braking operation can be recovered and regenerated as pressure energy. That is, even in the trailer vehicle 102 that cannot regenerate energy by the driving electric motor, kinetic energy can be regenerated during the braking operation of the formation 100.
従って、本実施形態によると、駆動用電動モータによるエネルギの回生ができない場合であっても、鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時における運動エネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置1を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, even when energy cannot be regenerated by the driving electric motor, the energy regeneration of the railway vehicle that can regenerate the kinetic energy during the braking operation of the railway vehicle or the train including the railway vehicle is possible. A device 1 can be provided.
また、エネルギ回生装置1によると、流体圧機構部11が、斜板式の油圧ポンプ及び油圧モータとして構成される。このため、斜板23の傾斜角度が変更されて作動油の吐出流量が調整されるだけで、回生されるエネルギの量が容易に調整されることになる。よって、制御が容易なエネルギ回生装置1を実現することができる。更に、エネルギ回生装置1によると、斜板23の傾斜角度が、斜板制御部16により、アキュムレータ部13に蓄積された圧油としての作動油の作用によって制御される。このため、斜板23の傾斜角度の制御のための別途の油圧源を設ける必要がなく、構成を簡素化することができる。
Further, according to the energy regeneration device 1, the fluid pressure mechanism 11 is configured as a swash plate type hydraulic pump and hydraulic motor. For this reason, the amount of regenerated energy can be easily adjusted simply by changing the inclination angle of the swash plate 23 and adjusting the discharge flow rate of the hydraulic oil. Therefore, the energy regeneration device 1 that can be easily controlled can be realized. Furthermore, according to the energy regeneration device 1, the inclination angle of the swash plate 23 is controlled by the swash plate control unit 16 by the action of hydraulic oil as pressure oil accumulated in the accumulator unit 13. For this reason, it is not necessary to provide a separate hydraulic power source for controlling the inclination angle of the swash plate 23, and the configuration can be simplified.
また、エネルギ回生装置1は、編成100全体のブレーキ動作を統括して制御するブレーキ制御装置107からのブレーキ指令信号に基づいて作動する。このため、ブレーキ動作時における、圧縮空気によって作動する摩擦ブレーキ、モータ車101に搭載された駆動用電動モータによる回生ブレーキ、エネルギ回生装置1による回生ブレーキの分担割合を、エネルギ回生装置1の上位のシステムであるブレーキ制御装置107にて決定することができる。これにより、編成100全体として、ブレーキ動作時のエネルギの回生及びブレーキ動作の制御をより効率よく実行することができる。
Further, the energy regeneration device 1 operates based on a brake command signal from a brake control device 107 that controls the overall braking operation of the formation 100. For this reason, at the time of braking operation, the share of the friction brake operated by compressed air, the regenerative brake by the drive electric motor mounted on the motor vehicle 101, and the regenerative brake by the energy regenerator 1 It can be determined by the brake control device 107 which is a system. As a result, the entire knitting 100 can more efficiently execute energy regeneration during braking operation and control of braking operation.
また、エネルギ回生装置1によると、制御部15は、センサ部17での検知結果によってアキュムレータ部13内の作動油又はアキュムレータ部13に吐出される作動油の圧力を把握しながら流体圧機構部11及び切替部14を制御することができる。これにより、制御部15は、圧油としての作動油がアキュムレータ部13に十分に蓄積された状態になったときに、流体圧機構部11からの吐出流量及び切替部14の状態の少なくともいずれかを制御し、作動油のアキュムレータ部13への流入を減少させ或いは停止させることができる。
Further, according to the energy regeneration device 1, the control unit 15 grasps the pressure of the hydraulic oil in the accumulator unit 13 or the hydraulic oil discharged to the accumulator unit 13 based on the detection result of the sensor unit 17, while the fluid pressure mechanism unit 11. In addition, the switching unit 14 can be controlled. As a result, the control unit 15 allows at least one of the discharge flow rate from the fluid pressure mechanism unit 11 and the state of the switching unit 14 when hydraulic oil as pressure oil is sufficiently accumulated in the accumulator unit 13. And the flow of hydraulic oil into the accumulator unit 13 can be reduced or stopped.
また、エネルギ回生装置1によると、圧油としての作動油がアキュムレータ部13に十分に蓄積されてその作動油の圧力の大きさが所定の圧力値に達した状態になると、リリーフ弁19が作動し、過剰な作動油のアキュムレータ部13への流入が抑制される。これにより、圧油としての作動油がアキュムレータ部13に十分に蓄積された状態が維持され、その状態においては、十分な大きさのブレーキ力又はブレーキトルクを継続的に出力することができる。
Further, according to the energy regeneration device 1, when the hydraulic oil as pressure oil is sufficiently accumulated in the accumulator unit 13 and the pressure of the hydraulic oil reaches a predetermined pressure value, the relief valve 19 is activated. And the inflow of excess hydraulic oil to the accumulator part 13 is suppressed. Thereby, the state in which the hydraulic oil as the pressure oil is sufficiently accumulated in the accumulator unit 13 is maintained, and in that state, a sufficiently large brake force or brake torque can be continuously output.
また、エネルギ回生装置1によると、流体圧機構部11が油圧ポンプとして作動するときには、流体圧機構部11から逆止弁25を介してアキュムレータ部13に対して作動油が逆流することなく効率よく流動する。一方、流体圧機構部11が油圧モータとして作動するときには、アキュムレータ部13から第1切替弁24を介して流体圧機構部11に作動油が効率よく流動する。よって、第1切替弁24及び逆止弁25を設けた簡素な構成の切替部14によって、エネルギ回収時にアキュムレータ部13から流体圧機構部11に作動油が流動することを阻止しつつ、回生されたエネルギを容易にアキュムレータ部13から取り出すことができる。
Further, according to the energy regeneration device 1, when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic pump, the hydraulic oil does not flow back from the fluid pressure mechanism unit 11 to the accumulator unit 13 via the check valve 25 efficiently. To flow. On the other hand, when the fluid pressure mechanism unit 11 operates as a hydraulic motor, the hydraulic oil efficiently flows from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 via the first switching valve 24. Therefore, the switching unit 14 having a simple configuration provided with the first switching valve 24 and the check valve 25 is regenerated while preventing hydraulic fluid from flowing from the accumulator unit 13 to the fluid pressure mechanism unit 11 during energy recovery. The accumulated energy can be easily taken out from the accumulator unit 13.
また、エネルギ回生装置1によると、切替部14が作動し、第2切替弁26が循環連通路32を連通させるとともに、第3切替弁27が第3連通路33を遮断した状態に切り替えられることで、エネルギ回生装置1の状態が、流体圧機構部11から吐出された作動油がアキュムレータ部13に流動せずに流体圧機構部11に戻るように循環する状態である中立循環モードに設定されることになる。これにより、ギヤ機構部12のクラッチ機構において、流体圧機構部11と車軸104bとの連結を切り離す構成が設けられていない場合であっても、流体圧機構部11の回転軸20が回転することに伴って生じる負荷が鉄道車両の走行に影響を与えてしまうことを抑制することができる。
Further, according to the energy regeneration device 1, the switching unit 14 is operated, the second switching valve 26 is connected to the circulation communication path 32, and the third switching valve 27 is switched to a state where the third communication path 33 is blocked. Thus, the state of the energy regeneration device 1 is set to the neutral circulation mode in which the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 is circulated so as to return to the fluid pressure mechanism unit 11 without flowing to the accumulator unit 13. Will be. Thereby, even if the clutch mechanism of the gear mechanism unit 12 is not provided with a configuration for disconnecting the connection between the fluid pressure mechanism unit 11 and the axle 104b, the rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism unit 11 rotates. It can suppress that the load which arises in connection with influence on driving | running | working of a railway vehicle.
また、エネルギ回生装置1によると、流体圧機構部11、アキュムレータ部13、切替部14、リザーバ部18及びギヤ機構部12が、トレーラ車102の台車104の内部に艤装される。このため、作動油が流動する配管系統をトレーラ車102の車体側に設置する必要が無く、エネルギ回生装置1のトレーラ車102への艤装が容易となる。
Further, according to the energy regeneration device 1, the fluid pressure mechanism unit 11, the accumulator unit 13, the switching unit 14, the reservoir unit 18, and the gear mechanism unit 12 are mounted inside the carriage 104 of the trailer vehicle 102. For this reason, it is not necessary to install a piping system through which the hydraulic oil flows on the vehicle body side of the trailer vehicle 102, and the energy regeneration device 1 can be easily installed on the trailer vehicle 102.
また、駆動アシスト装置2によると、エネルギ回生装置1によって編成100のブレーキ動作時における運動エネルギが圧力エネルギとして回生され、更にこの回生されたエネルギをトレーラ車102の車軸104bを回転駆動する駆動エネルギとして活用することができる。よって、本実施形態によると、ブレーキ動作時の運動エネルギを電気エネルギとしてではなく圧力エネルギとして効率よく回生してトレーラ車102の駆動力又は駆動トルクを助成できる、鉄道車両の駆動アシスト装置2を実現することができる。
Further, according to the drive assist device 2, the kinetic energy during the braking operation of the formation 100 is regenerated as pressure energy by the energy regeneration device 1, and this regenerated energy is further used as drive energy for rotationally driving the axle 104b of the trailer vehicle 102. Can be used. Therefore, according to the present embodiment, a driving assist device 2 for a railway vehicle that can efficiently regenerate kinetic energy at the time of braking operation as pressure energy instead of electric energy and subsidize the driving force or driving torque of the trailer vehicle 102 is realized. can do.
また、本実施形態によると、エネルギ回生装置1を含む駆動アシスト装置2がトレーラ車102に搭載される。このため、本実施形態によると、従来技術においてはモータ車101に牽引される単なる負荷としての鉄道車両だったトレーラ車102を、ブレーキ動作時の運動エネルギを回生して鉄道車両を駆動する駆動車両として活用することができる。これにより、トレーラ車102が組み込まれた編成100において、加速性能を維持しつつ、コストの増大を招くモータ車101が組み込まれる数を減らすことができる。よって、編成100全体としてのコストの削減を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, the drive assist device 2 including the energy regeneration device 1 is mounted on the trailer vehicle 102. For this reason, according to this embodiment, in the prior art, the trailer vehicle 102 which was a rail vehicle as a simple load pulled by the motor vehicle 101 is used to drive the rail vehicle by regenerating kinetic energy during braking operation. Can be used as Thereby, in the knitting 100 in which the trailer vehicle 102 is incorporated, it is possible to reduce the number of incorporated motor vehicles 101 that cause an increase in cost while maintaining acceleration performance. Therefore, the cost of the entire knitting 100 can be reduced.
[第2実施形態]
第2実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4は、第1実施形態の場合と比べて、油圧回路の構成の一部と、鉄道車両に対するエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4の配置とが異なる。以下、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と同様の構成の説明については、図面において同一の符号を付すことで又は同一の符号を引用して説明することで、省略する。 [Second Embodiment]
Compared to the case of the first embodiment, the energy regeneration device 3 and the drive assistdevice 4 for the railway vehicle according to the second embodiment are part of the configuration of the hydraulic circuit, and the energy regeneration device 3 and the drive assist device for the railway vehicle. The arrangement of 4 is different. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration as the first embodiment will be made by attaching the same reference numerals in the drawings or by quoting the same reference numerals. Omitted.
第2実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4は、第1実施形態の場合と比べて、油圧回路の構成の一部と、鉄道車両に対するエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4の配置とが異なる。以下、第1実施形態と異なる点について主に説明し、第1実施形態と同様の構成の説明については、図面において同一の符号を付すことで又は同一の符号を引用して説明することで、省略する。 [Second Embodiment]
Compared to the case of the first embodiment, the energy regeneration device 3 and the drive assist
図10は、第2実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4の油圧回路構成を示す回路図である。図10に示す油圧回路図では、流体圧機構部11、アキュムレータ部13、斜板制御部16、及びリザーバ部18の個数は、実際の実施形態に基づいて図示されている。具体的には、第2実施形態に係るエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4には、流体圧機構部11は2つ、アキュムレータ部13は4つ、斜板制御部16は2つ、リザーバ部18は2つ、設けられている。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a hydraulic circuit configuration of the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 of the railway vehicle according to the second embodiment. In the hydraulic circuit diagram shown in FIG. 10, the numbers of the fluid pressure mechanism unit 11, the accumulator unit 13, the swash plate control unit 16, and the reservoir unit 18 are illustrated based on an actual embodiment. Specifically, in the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 according to the second embodiment, there are two fluid pressure mechanism units 11, four accumulator units 13, two swash plate control units 16, and a reservoir unit. Two 18 are provided.
第2実施形態に係るエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4の油圧回路は、図10に示すように、第1実施形態に係る油圧回路と比べて、第3切替弁27、及び該第3切替弁27のパイロット圧室に対してパイロット圧油の給排を行う電磁切替弁29が省略された構成となっている。
As shown in FIG. 10, the hydraulic circuit of the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 according to the second embodiment has a third switching valve 27 and the third switching valve as compared with the hydraulic circuit according to the first embodiment. The electromagnetic switching valve 29 for supplying and discharging pilot pressure oil to and from the pilot pressure chamber of the valve 27 is omitted.
図10に示すように、第2実施形態の油圧回路では、アキュムレータ部13に蓄積された作動油の圧力が逆止弁25に作用している。これにより、流体圧機構部11の高圧側の作動油は、逆止弁25を介してアキュムレータ部13側へは流れにくい。
As shown in FIG. 10, in the hydraulic circuit of the second embodiment, the hydraulic oil pressure accumulated in the accumulator unit 13 acts on the check valve 25. As a result, the hydraulic oil on the high pressure side of the fluid pressure mechanism portion 11 is unlikely to flow to the accumulator portion 13 side via the check valve 25.
よって、図10に示すように、第2実施形態の油圧回路が中立循環モードに設定された場合、流体圧機構部11から吐出された作動油は、アキュムレータ部13に連通している第2連通路31には流れず、第2連通路31よりも流動負荷の小さい循環連通路32に流れる。すなわち、第2実施形態の油圧回路でも、流体圧機構部11から吐出された作動油は、中立循環モードにおいて、第2連通路31に流れず、循環連通路32を循環する。
Therefore, as shown in FIG. 10, when the hydraulic circuit of the second embodiment is set to the neutral circulation mode, the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 is communicated with the accumulator unit 13. It does not flow into the passage 31 but flows into the circulation communication passage 32 having a smaller flow load than the second communication passage 31. That is, also in the hydraulic circuit of the second embodiment, the hydraulic oil discharged from the fluid pressure mechanism unit 11 does not flow to the second communication path 31 but circulates in the circulation communication path 32 in the neutral circulation mode.
図11は、本発明の第2実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4が設置される鉄道車両の編成の一部を示す模式図である。また、図12乃至図15は、それぞれ、第2実施形態に係るエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4の斜視図、正面図、平面図、背面図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a part of the formation of a railway vehicle in which the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 for the railway vehicle according to the second embodiment of the present invention are installed. FIGS. 12 to 15 are a perspective view, a front view, a plan view, and a rear view, respectively, of the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 according to the second embodiment.
第2実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4も、第1実施形態に係る鉄道車両のエネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2と同様、流体圧機構部11、ギヤ機構部12、アキュムレータ部13、切替部14、制御部15、リザーバ部18等を備えている。そして、第1実施形態の場合と同様、制御部15は、ブレーキ制御装置107及び力行制御装置108からの指令に基づいて、他の構成要素を適宜、制御する。
The rail car energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 according to the second embodiment are similar to the rail vehicle energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 according to the first embodiment. 12, an accumulator unit 13, a switching unit 14, a control unit 15, a reservoir unit 18, and the like. As in the case of the first embodiment, the control unit 15 appropriately controls other components based on commands from the brake control device 107 and the power running control device 108.
第2実施形態では、鉄道車両のエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4を構成する各構成要素(流体圧機構部11、ギヤ機構部12、アキュムレータ部13、制御部15、リザーバ部18等)が、台車104の内部だけでなく、それ以外の部分にも取り付けられている。
In the second embodiment, each component (fluid pressure mechanism 11, gear mechanism 12, accumulator 13, controller 15, reservoir 18, etc.) constituting the energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 of the railway vehicle is provided. It is attached not only to the inside of the carriage 104 but also to other parts.
具体的には、鉄道車両の下部には、図11に示すように、台車104と、台車104に隣接して台車104とは別個に配置されるフレーム部60と、フレーム部60に隣接して配置されるボックス部90とが取り付けられている。そして、図12乃至図15に示すように、流体圧機構部11、ギヤ機構部12、及び斜板制御部16等は、台車104の内部に収納され、アキュムレータ部13、リザーバ部18、第1切替弁24、及び第2切替弁26等は、フレーム部60の内部に収納されている。また、制御部15は、図11に示すように、ボックス部90の内部に収容され、電気配線(図示省略)を介して各構成要素と電気的に接続されている。
Specifically, as shown in FIG. 11, the lower part of the railway vehicle is adjacent to a carriage 104, a frame portion 60 that is disposed adjacent to the carriage 104 and separately from the carriage 104, and adjacent to the frame portion 60. A box portion 90 to be disposed is attached. 12 to 15, the fluid pressure mechanism 11, the gear mechanism 12, the swash plate controller 16, and the like are housed inside the carriage 104, and the accumulator 13, the reservoir 18, the first The switching valve 24, the second switching valve 26, and the like are housed inside the frame portion 60. Moreover, the control part 15 is accommodated in the inside of the box part 90, as shown in FIG. 11, and is electrically connected with each component via the electrical wiring (illustration omitted).
上記において、台車104の内部に収納される各構成要素(流体圧機構部11、ギヤ機構部12、及び斜板制御部16等)によって、第1ユニット5が構成される。また、フレーム部60の内部に収納される各構成要素(アキュムレータ部13、リザーバ部18、第1切替弁24、及び第2切替弁26等)と、フレーム部60とによって、第2ユニット6が構成される。
In the above, the first unit 5 is configured by each component (the fluid pressure mechanism unit 11, the gear mechanism unit 12, the swash plate control unit 16 and the like) housed inside the carriage 104. In addition, the second unit 6 is configured by each component (the accumulator unit 13, the reservoir unit 18, the first switching valve 24, the second switching valve 26, and the like) housed in the frame unit 60 and the frame unit 60. Composed.
以下、台車104、第1ユニット5及び第2ユニット6の構成について順に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図12及び図13において、前と記載された矢印が指示する方向を前側又は前方、後と記載された矢印が指示する方向を後側又は後方、上と記載された矢印が指示する方向を上側又は上方、下と記載された矢印が指示する方向を下側又は下方と称する。また、図12において、右と記載された矢印が指示する方向を右側、左と記載された矢印が指示する方向を左側と称する。また、鉄道車両の車幅方向を、左右方向と称する場合もある。
Hereinafter, the configurations of the carriage 104, the first unit 5, and the second unit 6 will be described in order. In the following, for convenience of explanation, in FIGS. 12 and 13, the direction indicated by the arrow indicated as “front” is indicated as front or front, and the direction indicated by the arrow indicated as “rear” is indicated as rear or rear, and above. The direction indicated by the indicated arrow is referred to as the upper side or the upper side, and the direction indicated by the arrow indicated as the lower side is referred to as the lower side or the lower side. In FIG. 12, the direction indicated by the arrow indicated to the right is referred to as the right side, and the direction indicated by the arrow indicated as the left is referred to as the left side. Moreover, the vehicle width direction of a railway vehicle may be called the left-right direction.
本実施形態に係る第1ユニット5が収納される台車104は、いわゆるボルスタ―レス台車である。このボルスタ―レス台車とは、上下方向だけでなく、前後左右にも大きく変位可能な大型のダイヤフラム形の空気バネ121を、鉄道車両と台車104との間に配置することにより、ボルスタ―(枕梁)を省略した構成の台車である。なお、本実施形態に係るエネルギ回生装置3及び駆動アシスト装置4は、ボルスタ―レス台車を含む鉄道車両に適用しているが、この限りでなく、ボルスタ―台車等、その他の形式の台車を含む鉄道車両にも適用可能である。
The cart 104 in which the first unit 5 according to this embodiment is stored is a so-called bolsterless cart. This bolster-less bogie is a bolster (pillow) by disposing a large diaphragm-shaped air spring 121 that can be greatly displaced not only in the vertical direction but also in the front, back, left and right between the railway vehicle and the bogie 104. It is a cart with a configuration in which (beam) is omitted. The energy regeneration device 3 and the drive assist device 4 according to the present embodiment are applied to a railway vehicle including a bolster-less cart, but are not limited to this, and include other types of carts such as a bolster cart. It can also be applied to railway vehicles.
図12及び図14等に示すように、台車104は、枠体としての台車枠110を含んでいる。台車枠110は、2本の側梁部111と、2本の中央梁部112とを有している。2本の側梁部111は、互いに並行して前後方向に延びるように形成される。2本の中央梁部112は、2本の側梁部111の間を左右方向に延びるように形成され、2本の側梁部の間に架け渡されている。中央梁部112は、2本の側梁部111の前後方向の中央部分付近同士の間に架け渡され、2本の側梁部111に溶接等で固定されている。
As shown in FIGS. 12 and 14 and the like, the carriage 104 includes a carriage frame 110 as a frame. The carriage frame 110 has two side beam portions 111 and two central beam portions 112. The two side beam portions 111 are formed to extend in the front-rear direction in parallel with each other. The two central beam portions 112 are formed so as to extend in the left-right direction between the two side beam portions 111, and are bridged between the two side beam portions. The central beam portion 112 is bridged between the vicinity of the center portions in the front-rear direction of the two side beam portions 111 and is fixed to the two side beam portions 111 by welding or the like.
各側梁部111における前後方向の中央部分の上側には、上下方向の振動を吸収する空気バネ121が配置されている。この空気バネ121には、トレーラ車102における車両部分が載せられる。空気バネ121は、線路上を走行する車輪104aの振動が車両部分に伝わるのを抑制するためのものである。
An air spring 121 that absorbs vibration in the vertical direction is disposed above the center portion in the front-rear direction of each side beam portion 111. A vehicle portion of the trailer vehicle 102 is placed on the air spring 121. The air spring 121 is for suppressing the vibration of the wheel 104a traveling on the track from being transmitted to the vehicle portion.
各側梁部111における前側の部分及び後側の部分には、それぞれ、バネ機構(図示省略)を介して軸箱113が取り付けられている。つまり、軸箱113は、本実施形態では4つ設けられている。軸箱113には、ベアリング(図示省略)が取り付けられていて、車軸104bを回転可能に支持する。これにより、台車枠110は、線路上を走行することにより振動する車軸104bに対して、バネ機構によって上下方向に変位可能となっている。
The axle box 113 is attached to the front part and the rear part of each side beam part 111 via a spring mechanism (not shown). That is, four axle boxes 113 are provided in this embodiment. A bearing (not shown) is attached to the axle box 113 and rotatably supports the axle 104b. Thereby, the bogie frame 110 can be displaced in the vertical direction by the spring mechanism with respect to the axle 104b that vibrates by traveling on the track.
各側梁部111の前側の部分に取り付けられている軸箱113は、各台車104の前側の車軸104bの両端部のそれぞれを回転可能に支持している。一方、各側梁部111の後側の部分に取り付けられている軸箱113は、後側の車軸104bの両端部のそれぞれを回転可能に支持している。
The axle box 113 attached to the front portion of each side beam portion 111 rotatably supports both ends of the axle 104b on the front side of each carriage 104. On the other hand, the axle box 113 attached to the rear portion of each side beam portion 111 rotatably supports both end portions of the rear axle 104b.
第1ユニット5は、2つの流体圧機構部11と、2つのギヤ機構部12と、2つの斜板制御部16と、第1マニホールド部50とを備えている。
The first unit 5 includes two fluid pressure mechanism parts 11, two gear mechanism parts 12, two swash plate control parts 16, and a first manifold part 50.
各流体圧機構部11は、図12及び図14等に示すように、2本の側梁部111の間の空間に配置されている。具体的には、一方の流体圧機構部11は、2本の側梁部111の間の前側の空間に配置され、他方の流体圧機構部11は、2本の側梁部111の間の後側の空間に配置される。
Each fluid pressure mechanism section 11 is arranged in a space between two side beam sections 111 as shown in FIGS. Specifically, one fluid pressure mechanism 11 is disposed in a front space between the two side beams 111, and the other fluid pressure mechanism 11 is disposed between the two side beams 111. Arranged in the rear space.
図12及び図14に示すように、各流体圧機構部11には、流体圧機構側連通部85が接続されている。流体圧機構側連通部85は、2本の斜板制御ライン86,89と、流体圧機構側高圧ライン88と、流体圧機構側低圧ライン87とを有している。
As shown in FIGS. 12 and 14, each fluid pressure mechanism unit 11 is connected to a fluid pressure mechanism side communication portion 85. The fluid pressure mechanism side communication portion 85 includes two swash plate control lines 86 and 89, a fluid pressure mechanism side high pressure line 88, and a fluid pressure mechanism side low pressure line 87.
図10に示すように、流体圧機構側高圧ライン88の一端は、流体圧機構部11における高圧側に接続されている。流体圧機構側低圧ライン87の一端は、流体圧機構部11における低圧側に接続されている。また、一方の斜板制御ライン86の一端は、シリンダ39の2つの油室39a,39bのうちの一方に接続されていて、他方の斜板制御ライン89の一端は、他方の油室39b,39aに接続されている。
As shown in FIG. 10, one end of the fluid pressure mechanism side high pressure line 88 is connected to the high pressure side of the fluid pressure mechanism unit 11. One end of the fluid pressure mechanism side low pressure line 87 is connected to the low pressure side of the fluid pressure mechanism unit 11. One end of one swash plate control line 86 is connected to one of the two oil chambers 39a and 39b of the cylinder 39, and one end of the other swash plate control line 89 is connected to the other oil chamber 39b, 39a.
図14に示すように、第1ユニット5は、各流体圧機構部11を台車枠110に取り付けるための2つの継手部41を備えている。継手部41は、台車枠110に対する流体圧機構部11の振動を吸収するための振動吸収機構を構成している。各継手部41は、一方側に流体圧機構部11が固定されるとともに、他方側がバネ機構(図示省略)を介して各中央梁部112に固定されている。これにより、流体圧機構部11は、台車枠110に対して上下方向に変位可能となっている。
As shown in FIG. 14, the first unit 5 includes two joint portions 41 for attaching each fluid pressure mechanism portion 11 to the carriage frame 110. The joint portion 41 constitutes a vibration absorbing mechanism for absorbing the vibration of the fluid pressure mechanism portion 11 with respect to the carriage frame 110. In each joint portion 41, the fluid pressure mechanism portion 11 is fixed on one side, and the other side is fixed to each central beam portion 112 via a spring mechanism (not shown). Thereby, the fluid pressure mechanism unit 11 can be displaced in the vertical direction with respect to the carriage frame 110.
各ギヤ機構部12は、図14等に示すように、台車枠110内における左前側の空間と、右後側の空間とにそれぞれ配置されている。ギヤ機構部12は、図10に示す第1実施形態の場合と同様、車軸104bに固定されたスパーギヤ12aと、流体圧機構部11の回転軸20に固定されたピニオンギヤ12bとを有している。両ギア(12a,12b)は、互いに噛み合っている。
Each gear mechanism 12 is arranged in a left front space and a right rear space in the carriage frame 110 as shown in FIG. As in the case of the first embodiment shown in FIG. 10, the gear mechanism unit 12 includes a spur gear 12 a fixed to the axle 104 b and a pinion gear 12 b fixed to the rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism unit 11. . Both gears (12a, 12b) mesh with each other.
上述のように、スパーギヤ12aが固定された車軸104bは、台車枠110に対してバネ機構を介して取り付けられた軸箱113に回転可能に支持されている。つまり、台車枠110は、線路上を走行することにより振動する車軸104aに対して上下方向に変位可能となっている。また、ピニオンギヤ12bが固定された流体圧機構部11の回転軸20は、継手部41を介して台車枠110に対して取り付けられている。つまり、ピニオンギヤ12bに伝わる台車枠110からの振動は、継手部41によって吸収される。これにより、スパーギヤ12aとピニオンギヤ12bとの噛み合いが外れてしまうのを防止できる。
As described above, the axle 104b to which the spur gear 12a is fixed is rotatably supported by the axle box 113 attached to the carriage frame 110 via a spring mechanism. That is, the bogie frame 110 can be displaced in the vertical direction with respect to the axle 104a that vibrates when traveling on the track. The rotating shaft 20 of the fluid pressure mechanism 11 to which the pinion gear 12 b is fixed is attached to the carriage frame 110 via a joint 41. That is, vibration from the carriage frame 110 transmitted to the pinion gear 12 b is absorbed by the joint portion 41. Accordingly, it is possible to prevent the meshing between the spur gear 12a and the pinion gear 12b from being released.
斜板制御部16は、図5に示す第1実施形態の場合と同様、斜板駆動アクチュエータ37と、制御弁38とを備えている。斜板駆動アクチュエータ37は、各流体圧機構部11の内部に収容されている(図12乃至図15では図示省略)。制御弁38は、図14に示すように、第1マニホールド部50に取り付けられている。
The swash plate control unit 16 includes a swash plate drive actuator 37 and a control valve 38 as in the case of the first embodiment shown in FIG. The swash plate drive actuator 37 is accommodated in each fluid pressure mechanism 11 (not shown in FIGS. 12 to 15). As shown in FIG. 14, the control valve 38 is attached to the first manifold portion 50.
第1マニホールド部50は、中央梁部112の上側に設置されている。すなわち、第1マニホールド部50は、台車枠110の上側に配置されている。第1マニホールド部50には、2本の斜板制御ライン86,89の他端と、流体圧機構側高圧ライン88及び流体圧機構側低圧ライン87の他端とが接続されている。
The first manifold portion 50 is installed on the upper side of the central beam portion 112. That is, the first manifold portion 50 is disposed on the upper side of the carriage frame 110. The first manifold section 50 is connected to the other ends of the two swash plate control lines 86 and 89 and the other ends of the fluid pressure mechanism side high pressure line 88 and the fluid pressure mechanism side low pressure line 87.
また、第1マニホールド部50には、第1マニホールド部50と第2マニホールド部70とを繋ぐマニホールド連通部80が接続されている。このマニホールド連通部80は、アキュムレータ部13及びリザーバ部18と、流体圧機構部11とを連通させるための連通部である。
Further, a manifold communication portion 80 that connects the first manifold portion 50 and the second manifold portion 70 is connected to the first manifold portion 50. The manifold communication portion 80 is a communication portion for communicating the accumulator portion 13 and the reservoir portion 18 with the fluid pressure mechanism portion 11.
マニホールド連通部80は、高圧ライン81と、低圧ライン82と、アキュムレータライン83とを有している。図10に示すように、高圧ライン81は、第3連通路33の一部を構成し、該第3連通路33における逆止弁25よりも流体圧機構部11の高圧側の部分に設けられた配管である。また、低圧ライン82は、循環連通路32の一部を構成し、該循環連通路32とリザーバ連通路34との合流点32aよりも流体圧機構部11の低圧側の部分に設けられた配管である。アキュムレータライン83は、アキュムレータ連通路35から分岐して制御弁38に接続する連通路35aに設けられた配管である。各ライン81,82,83の一端は、第1マニホールド部50に接続されている。
The manifold communication portion 80 includes a high pressure line 81, a low pressure line 82, and an accumulator line 83. As shown in FIG. 10, the high-pressure line 81 constitutes a part of the third communication path 33 and is provided in a portion on the high-pressure side of the fluid pressure mechanism unit 11 with respect to the check valve 25 in the third communication path 33. Piping. The low pressure line 82 constitutes a part of the circulation communication path 32, and is a pipe provided in a portion on the low pressure side of the fluid pressure mechanism unit 11 with respect to the junction 32 a between the circulation communication path 32 and the reservoir communication path 34. It is. The accumulator line 83 is a pipe provided in the communication path 35 a branched from the accumulator communication path 35 and connected to the control valve 38. One end of each line 81, 82, 83 is connected to the first manifold portion 50.
第1マニホールド部50内には、マニホールド連通部80の各ライン81,82,83と、流体圧機構側連通部85の各ライン86~89とを連通させる第1マニホールド連通路55が形成されている。第1マニホールド連通路55は、図10に示す油圧回路における符号50の点線内の流路に対応している。
A first manifold communication passage 55 is formed in the first manifold portion 50 to communicate the lines 81, 82, 83 of the manifold communication portion 80 with the lines 86 to 89 of the fluid pressure mechanism side communication portion 85. Yes. The first manifold communication path 55 corresponds to the flow path within the dotted line 50 in the hydraulic circuit shown in FIG.
第2ユニット6は、アキュムレータ部13、切替部14、リザーバ部18、リリーフ弁19、第2マニホールド部70及びこれらを収納するフレーム部60を備えている。
The second unit 6 includes an accumulator unit 13, a switching unit 14, a reservoir unit 18, a relief valve 19, a second manifold unit 70, and a frame unit 60 for storing them.
フレーム部60は、12本の直線状の金属製部材61a,62a,63が互いに溶接等で接続されることにより、図12に示すような直方体状に形成されている。フレーム部60は、上側フレーム部61と、下側フレーム部62と、4本の連結部材63とを有している。
The frame part 60 is formed in a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 12 by connecting twelve linear metal members 61a, 62a, 63 to each other by welding or the like. The frame part 60 includes an upper frame part 61, a lower frame part 62, and four connecting members 63.
上側フレーム部61は、直線状に形成された4本の枠部材61aが互いに接合されて外形が直方形状となるように形成されている。上側フレーム部61は、長手方向がトレーラ車102の前後方向となるように配置され、トレーラ車102の車両部分の下側に固定される。
The upper frame portion 61 is formed such that four frame members 61a formed in a straight line shape are joined to each other to form a rectangular shape. The upper frame portion 61 is disposed such that the longitudinal direction thereof is the front-rear direction of the trailer vehicle 102 and is fixed to the lower side of the vehicle portion of the trailer vehicle 102.
下側フレーム部62は、上側フレーム部61と同様、直線状に形成された4本の枠部材62aが互いに接合されて外形が直方形状となるように形成されている。下側フレーム部62は、外形が上側フレーム部61と同じである。下側フレーム部62は、上側フレーム部61よりも下方に、上方から視て外形が上側フレーム部61の外形と重なるように配置される。
As with the upper frame portion 61, the lower frame portion 62 is formed such that four frame members 62a formed in a straight shape are joined to each other to form a rectangular shape. The lower frame portion 62 has the same outer shape as the upper frame portion 61. The lower frame portion 62 is disposed below the upper frame portion 61 so that the outer shape overlaps the outer shape of the upper frame portion 61 when viewed from above.
連結部材63は、それぞれが直線状に形成され、対向する上側フレーム部61の角部と下側フレーム部62の角部とを連結している。
The connecting members 63 are each formed in a straight line, and connect the corners of the upper frame part 61 and the corners of the lower frame part 62 facing each other.
上側フレーム部61は、図12及び図14等に示すように、2本の上側架設部材61bを有している。2本の上側架設部材61bは、直線状に形成されている。各上側架設部材61bは、上側フレーム部61における長い方の一対の枠部材61aの間に架け渡されて、溶接等によって固定されている。一方の上側架設部材61bは、上側フレーム部61における前後方向の中央部分に設けられ、他方の上側架設部材61bは、上側フレーム部61における後寄りの部分に設けられている。
The upper frame portion 61 has two upper erection members 61b as shown in FIGS. The two upper erection members 61b are formed linearly. Each upper erection member 61b is bridged between a pair of longer frame members 61a in the upper frame part 61, and is fixed by welding or the like. One upper erection member 61 b is provided in a central portion in the front-rear direction of the upper frame part 61, and the other upper erection member 61 b is provided in a rear part of the upper frame part 61.
下側フレーム部62は、図14に示すように、1本の架設部材62bと、該架設部材よりも短い2本の架設部材62cとを有している。架設部材62bは、下側フレーム部62における長い方の一対の枠部材62aの間に架け渡されて、溶接等によって固定されている。架設部材62bは、フレーム部60における前寄りの部分に設けられている。架設部材62cは、下側フレーム部62における前側の枠部材62aと架設部材62bとの間に、互いに間隔をあけて並行するように架け渡されて、溶接等によって固定されている。
As shown in FIG. 14, the lower frame portion 62 has one erection member 62b and two erection members 62c shorter than the erection member. The erection member 62b is bridged between a pair of longer frame members 62a in the lower frame portion 62, and is fixed by welding or the like. The erection member 62 b is provided at a front portion of the frame portion 60. The erection member 62c is bridged between the front frame member 62a and the erection member 62b in the lower frame portion 62 so as to be parallel to each other and fixed by welding or the like.
アキュムレータ部13は、図12乃至図15等に示すように、有底円筒状に形成された軸方向に細長い密閉状の圧力容器13cと、圧力容器13cの長手方向の一端部に設けられるアキュムレータポート部13dとを有している。アキュムレータ部13は、アキュムレータポート部13dが前側に位置し且つ圧力容器13cの長手方向が前後方向となるよう、フレーム部60内の空間における後側の部分に、左右方向に複数(図12及び図14の例示では4つ)、並べられている。アキュムレータ部13は、前側の部分及び後側の部分のそれぞれが、固定金具64によって上側架設部材61bに固定されている。各アキュムレータポート部13dは、第2マニホールド部70のアキュムレータ側マニホールド部71に接続されている。
As shown in FIG. 12 to FIG. 15 and the like, the accumulator unit 13 includes an axially closed hermetic pressure vessel 13c formed in a bottomed cylindrical shape, and an accumulator port provided at one end in the longitudinal direction of the pressure vessel 13c. Part 13d. The accumulator unit 13 includes a plurality of accumulator port units 13d in the left-right direction in the rear portion of the space in the frame unit 60 (see FIGS. 14 in the example of 14) are arranged. The accumulator unit 13 has a front part and a rear part fixed to the upper erection member 61 b by a fixing metal fitting 64. Each accumulator port portion 13 d is connected to the accumulator side manifold portion 71 of the second manifold portion 70.
リザーバ部18は、図12乃至図15等に示すように、有底円筒状に形成された軸方向に細長い密閉状のタンク部18aと、タンク部18aの長手方向の一端部に設けられるリザーバポート部18bとを有している。リザーバ部18は、アキュムレータ部13よりもサイズが小さい。具体的には、リザーバ部18のタンク部18aは、アキュムレータ部13の圧力容器13cと比べると、外径が小さく且つ長さが短くなるように構成されている。
As shown in FIG. 12 to FIG. 15 and the like, the reservoir section 18 includes a closed tank section 18a formed in a cylindrical shape with a bottom and elongated in the axial direction, and a reservoir port provided at one end section in the longitudinal direction of the tank section 18a. Part 18b. The reservoir unit 18 is smaller in size than the accumulator unit 13. Specifically, the tank portion 18 a of the reservoir portion 18 is configured to have a smaller outer diameter and a shorter length than the pressure vessel 13 c of the accumulator portion 13.
リザーバ部18は、リザーバポート部18bが左側に位置し且つ長手方向が左右方向となるよう、フレーム部60内の空間における前側の部分に、前後方向に複数(図12及び図14の例示では2つ)、並べられている。リザーバ部18は、右側の部分及び左側の部分のそれぞれが、固定金具65によって、下側フレーム部62の架設部材62cに固定されている。各リザーバポート部18bは、第2マニホールド部70のリザーバ側マニホールド部72に接続されている。
A plurality of reservoir portions 18 are arranged in the front-rear direction in the space in the frame portion 60 so that the reservoir port portion 18b is located on the left side and the longitudinal direction is the left-right direction (2 in the illustration of FIGS. 12 and 14). Are lined up. Each of the right side portion and the left side portion of the reservoir portion 18 is fixed to the erection member 62 c of the lower frame portion 62 by a fixing bracket 65. Each reservoir port portion 18 b is connected to the reservoir side manifold portion 72 of the second manifold portion 70.
第2マニホールド部70は、アキュムレータ側マニホールド部71と、リザーバ側マニホールド部72とを含み、これらが一体化されて構成されている。
The second manifold portion 70 includes an accumulator side manifold portion 71 and a reservoir side manifold portion 72, which are integrated.
アキュムレータ側マニホールド部71は、鉄道車両の左右方向に延びる直方体状に形成されている。アキュムレータ側マニホールド部71は、フレーム部60内におけるアキュムレータ部13が収容される空間とリザーバ部18が収容される空間とを区画するように、該フレーム部60内に配置されている。アキュムレータ側マニホールド部71における後側の面には、各アキュムレータポート部13dが接続されている。
The accumulator side manifold portion 71 is formed in a rectangular parallelepiped shape extending in the left-right direction of the railway vehicle. The accumulator side manifold portion 71 is disposed in the frame portion 60 so as to partition a space in the frame portion 60 in which the accumulator portion 13 is accommodated and a space in which the reservoir portion 18 is accommodated. Each accumulator port portion 13 d is connected to the rear surface of the accumulator side manifold portion 71.
リザーバ側マニホールド部72は、アキュムレータ側マニホールド部71の前側の面における左側の部分から前方向へ延びる直方体状に形成されている。これにより、第2マニホールド部70は、図14に示すように、上方から視てL字状となるように形成されている。リザーバ側マニホールド部72には、各リザーバポート部18bが接続されている。
The reservoir side manifold portion 72 is formed in a rectangular parallelepiped shape extending in the forward direction from the left side portion of the front surface of the accumulator side manifold portion 71. Thereby, as shown in FIG. 14, the 2nd manifold part 70 is formed so that it may become L shape seeing from upper direction. Each reservoir port portion 18 b is connected to the reservoir side manifold portion 72.
また、アキュムレータ側マニホールド部71の前側の面における右上側の部分には、マニホールド連通部80の高圧ライン81、低圧ライン82、及びアキュムレータライン83の他端が接続されている。
Further, the other end of the high pressure line 81, the low pressure line 82, and the accumulator line 83 of the manifold communication portion 80 is connected to the upper right side portion of the front surface of the accumulator side manifold portion 71.
マニホールド連通部80の各ライン81,82,83は、上述のように、それぞれの一端が、台車枠110の上側に配置される第1マニホールド部50に接続される一方、他端がアキュムレータ側マニホールド部71の上側の部分に接続されている。そして、その途中部分は、リザーバ部18の上方に配置されている。すなわち、マニホールド連通部80は、上下方向に大きく屈曲されることなく、直線状に形成されている。
As described above, each line 81, 82, 83 of the manifold communication portion 80 has one end connected to the first manifold portion 50 disposed on the upper side of the carriage frame 110 and the other end connected to the accumulator-side manifold. It is connected to the upper part of the part 71. A midway portion thereof is disposed above the reservoir portion 18. That is, the manifold communication portion 80 is formed in a straight line without being greatly bent in the vertical direction.
第2マニホールド部70内には、マニホールド連通部80の各ライン81,82,83と、アキュムレータ部13及びリザーバ部18とを連通させる第2マニホールド連通路75が形成されている。この第2マニホールド連通路75は、図10に示す油圧回路における符号70の点線内の流路に対応している。
In the second manifold portion 70, a second manifold communication passage 75 is formed for communicating each line 81, 82, 83 of the manifold communication portion 80 with the accumulator portion 13 and the reservoir portion 18. The second manifold communication path 75 corresponds to the flow path within the dotted line 70 in the hydraulic circuit shown in FIG.
切替部14は、第1切替弁24、逆止弁25、第2切替弁26、及び電磁切替弁28を備え、第2マニホールド部70に取り付けられている。同様に、リリーフ弁19も、第2マニホールド部70に取り付けられている。具体的には、リリーフ弁19及び逆止弁25は、アキュムレータ側マニホールド部71の上側の面における左側の部分に取り付けられている。また、第1切替弁24、電磁切替弁28及び第2切替弁26は、アキュムレータ側マニホールド部71の前側の面における左側の部分に取り付けられている。
The switching unit 14 includes a first switching valve 24, a check valve 25, a second switching valve 26, and an electromagnetic switching valve 28, and is attached to the second manifold unit 70. Similarly, the relief valve 19 is also attached to the second manifold portion 70. Specifically, the relief valve 19 and the check valve 25 are attached to the left portion of the upper surface of the accumulator side manifold portion 71. The first switching valve 24, the electromagnetic switching valve 28, and the second switching valve 26 are attached to the left portion of the front surface of the accumulator side manifold portion 71.
以上説明したように、第2実施形態に係るエネルギ回生装置3によると、第1実施形態の場合と同様、駆動用電動モータによるエネルギの回生ができない場合であっても、鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時における運動エネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置3を提供することができる。
As described above, according to the energy regeneration device 3 according to the second embodiment, as in the case of the first embodiment, even if the energy cannot be regenerated by the drive electric motor, the railway vehicle or the railway vehicle thereof. Thus, it is possible to provide an energy regeneration device 3 for a railway vehicle capable of regenerating kinetic energy during a braking operation of a knitting including.
また、エネルギ回生装置3によると、第1実施形態の油圧回路において第3切替弁27及び電磁切替弁29が省略された構成であっても、中立循環モードでの運転が可能である。従って、油圧回路の構成を簡素化できるため、エネルギ回生装置3を低コスト化できる。
Further, according to the energy regeneration device 3, even in the configuration in which the third switching valve 27 and the electromagnetic switching valve 29 are omitted in the hydraulic circuit of the first embodiment, the operation in the neutral circulation mode is possible. Therefore, since the configuration of the hydraulic circuit can be simplified, the energy regeneration device 3 can be reduced in cost.
また、エネルギ回生装置3によると、スペースが限られた台車枠110内とは別の場所に、アキュムレータ部13及びリザーバ部18等が設置される。こうすると、アキュムレータ部13に蓄積可能な圧力エネルギを増大するためにアキュムレータ部13の容積を大きくしたり、リザーバ部18に蓄積可能な作動流体の容量を増大するためにリザーバ部18の容積を大きくしたりしやすくなる。すなわち、アキュムレータ部13及びリザーバ部18が含まれる油圧回路の設計自由度を向上できる。
Further, according to the energy regeneration device 3, the accumulator unit 13, the reservoir unit 18 and the like are installed in a place different from the inside of the cart frame 110 where the space is limited. In this way, the volume of the accumulator unit 13 is increased to increase the pressure energy that can be accumulated in the accumulator unit 13, or the volume of the reservoir unit 18 is increased to increase the capacity of the working fluid that can be accumulated in the reservoir unit 18. It becomes easy to do. That is, the design freedom of the hydraulic circuit including the accumulator unit 13 and the reservoir unit 18 can be improved.
また、エネルギ回生装置3によると、一方向に延びるような形状のアキュムレータ部13を、その長手方向が鉄道車両の前後方向に沿うように配置している。こうすると、長手方向が比較的長い鉄道車両の下部において、アキュムレータ部13の長さを長くしやすい。すなわち、この構成によると、アキュムレータ部13に蓄積可能なエネルギを容易に増大できる。
Further, according to the energy regeneration device 3, the accumulator portion 13 having a shape extending in one direction is arranged so that the longitudinal direction thereof is along the front-rear direction of the railway vehicle. If it carries out like this, it is easy to lengthen the length of the accumulator part 13 in the lower part of a railway vehicle with a comparatively long longitudinal direction. That is, according to this configuration, the energy that can be stored in the accumulator unit 13 can be easily increased.
また、エネルギ回生装置3によると、アキュムレータ部13を、鉄道車両の車幅方向に複数並べている。これにより、鉄道車両の下部の空間を有効に利用しつつ、アキュムレータ部13に蓄積可能なエネルギを容易に増大できる。
Moreover, according to the energy regeneration device 3, a plurality of accumulator sections 13 are arranged in the vehicle width direction of the railway vehicle. This makes it possible to easily increase the energy that can be stored in the accumulator unit 13 while effectively using the space below the railway vehicle.
また、エネルギ回生装置3によると、アキュムレータ側マニホールド部71を、鉄道車両の車幅方向に延びるように形成している。これにより、アキュムレータ側マニホールド部71が延びる方向と同じ方向に並ぶ複数のアキュムレータポート部13dを、アキュムレータ側マニホールド部71に容易に接続できる。
Further, according to the energy regeneration device 3, the accumulator side manifold portion 71 is formed so as to extend in the vehicle width direction of the railway vehicle. Thereby, a plurality of accumulator port portions 13 d arranged in the same direction as the direction in which the accumulator side manifold portion 71 extends can be easily connected to the accumulator side manifold portion 71.
また、一般的に、リザーバ部18は、アキュムレータ部13よりも耐圧性を低く設定できるため、アキュムレータ部13よりも小型化しやすい。そのため、長手方向の長さはアキュムレータ部13ほど長くなくてもよい。よって、本実施形態に係るエネルギ回生装置3のように、リザーバ部18を、長手方向が車幅方向に沿うように配置することで、第2ユニット6全体をコンパクトにできる。
In general, the reservoir unit 18 can be set to have a pressure resistance lower than that of the accumulator unit 13, so that the reservoir unit 18 can be easily downsized than the accumulator unit 13. Therefore, the length in the longitudinal direction may not be as long as the accumulator portion 13. Therefore, like the energy regeneration device 3 according to the present embodiment, the entire second unit 6 can be made compact by disposing the reservoir portion 18 so that the longitudinal direction is along the vehicle width direction.
また、エネルギ回生装置3によると、一端がアキュムレータ側マニホールド部71に接続されたマニホールド連通部80は、その途中部分がリザーバ部18の上方に配置された状態で、他端が台車枠110の上側に配置される第1マニホールド部50に接続されている。すなわち、マニホールド連通部80は、鉄道車両の下部において、上下方向に大きく屈曲されることなく、第1マニホールド部50と第2マニホールド部70とを連通させている。従って、マニホールド連通部80を比較的直線状に形成できるため、マニホールド連通部80にかかる負荷を軽減できる。
Further, according to the energy regeneration device 3, the manifold communication portion 80 having one end connected to the accumulator-side manifold portion 71 is in a state where the middle portion is disposed above the reservoir portion 18, and the other end is the upper side of the carriage frame 110. Is connected to the first manifold portion 50 disposed in the first position. That is, the manifold communication portion 80 allows the first manifold portion 50 and the second manifold portion 70 to communicate with each other without being greatly bent in the vertical direction at the lower portion of the railway vehicle. Therefore, since the manifold communication portion 80 can be formed in a relatively straight line, the load on the manifold communication portion 80 can be reduced.
また、エネルギ回生装置3によると、上述のようにマニホールド連通部80を比較的直線状に形成できるため、例えばマニホールド連通部が上下方向に大きく屈曲されている場合と比べると、フレーム部60内におけるリザーバ部18の配置スペースを十分に確保できる。
Further, according to the energy regeneration device 3, since the manifold communication portion 80 can be formed in a relatively straight line as described above, for example, compared with a case where the manifold communication portion is largely bent in the vertical direction, A sufficient space for the reservoir 18 can be secured.
また、エネルギ回生装置3によると、アキュムレータ部13が、鉄道車両の下部に固定されていて比較的安定性の高い上側フレーム部61に固定される。これにより、比較的重量が重いアキュムレータ部13を、フレーム部60内において安定して固定できる。
Moreover, according to the energy regeneration device 3, the accumulator part 13 is fixed to the lower part of the railway vehicle and is fixed to the upper frame part 61 having relatively high stability. Thereby, the accumulator part 13 with comparatively heavy weight can be stably fixed in the frame part 60.
また、エネルギ回生装置3によると、斜板制御部16は、台車104内に収納される第1ユニット5に設けられている。こうすると、流体圧機構部11の斜板23を制御する斜板制御部16を、流体圧機構部11の近くに配置できるため、斜板制御部16を備える構成のエネルギ回生装置3をコンパクトにできる。
Further, according to the energy regeneration device 3, the swash plate control unit 16 is provided in the first unit 5 accommodated in the carriage 104. In this case, the swash plate control unit 16 that controls the swash plate 23 of the fluid pressure mechanism unit 11 can be disposed near the fluid pressure mechanism unit 11, so that the energy regeneration device 3 having the configuration including the swash plate control unit 16 can be compact. it can.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, you may implement the following modifications.
(1)前述の実施形態では、エネルギ回生装置及び駆動アシスト装置が、トレーラ車に設置される形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。エネルギ回生装置及び駆動アシスト装置がモータ車に設置される形態、或いは、エネルギ回生装置及び駆動アシスト装置がトレーラ車及びモータ車に設置される形態が実施されてもよい。
(1) In the above-described embodiment, the energy regeneration device and the drive assist device have been described by way of example in which the energy regeneration device and the drive assist device are installed in the trailer vehicle. A mode in which the energy regeneration device and the drive assist device are installed in the motor vehicle, or a mode in which the energy regeneration device and the drive assist device are installed in the trailer vehicle and the motor vehicle may be implemented.
(2)前述の実施形態では、1台のモータ車に対して、エネルギ回生装置及び駆動アシスト装置が設置されたトレーラ車が3台で対応した1M3Tの編成を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。1台のモータ車に対して、エネルギ回生装置及び駆動アシスト装置が設置されたトレーラ車が1台、2台、或いは、4台以上で対応した編成が実施されてもよい。
(2) In the above-described embodiment, a 1M3T knitting in which three trailer vehicles each having an energy regeneration device and a drive assist device are used for one motor vehicle has been described as an example. It does not have to be. For one motor vehicle, knitting corresponding to one, two, or four or more trailer vehicles provided with an energy regeneration device and a drive assist device may be performed.
(3)流体圧機構部と車軸との連結動作及び切り離し動作(連結解除動作)を実行可能なクラッチ機構が設けられたギヤ機構部を有するエネルギ回生装置及び駆動アシスト装置が実施されてもよい。この場合、エネルギ回生装置或いは駆動アシスト装置に故障等の作動不良が生じた場合であっても、クラッチ機構を作動させることで、流体圧機構部と車軸とを機械的に分離することができる。これにより、エネルギ回生装置或いは駆動アシスト装置が設置された鉄道車両の走行動作に対して上記の作動不良が影響を及ぼしてしまうことを防止することができる。
(3) An energy regeneration device and a drive assist device having a gear mechanism portion provided with a clutch mechanism capable of executing a connection operation and a disconnection operation (connection release operation) between the fluid pressure mechanism unit and the axle may be implemented. In this case, even if an operation failure such as a failure occurs in the energy regeneration device or the drive assist device, the fluid pressure mechanism and the axle can be mechanically separated by operating the clutch mechanism. Thereby, it is possible to prevent the above-described malfunction from affecting the traveling operation of the railway vehicle on which the energy regeneration device or the drive assist device is installed.
(4)流体圧機構部の温度を検知するセンサ部の温度センサでの検知結果に基づいて、制御部が、斜板の傾斜角度を制御する構成が実施されてもよい。この場合、例えば、温度センサで検知される温度が所定の温度以上に上昇したときに、斜板の傾斜角度を小さくするように変更する制御が行われてもよい。これにより、流体圧ポンプとしての流体圧機構部から吐出される作動流体の吐出流量、或いは、流体圧モータとしての流体圧機構部に供給される作動流体の流量を減少させ、発熱を抑制することができる。
(4) A configuration in which the control unit controls the inclination angle of the swash plate based on the detection result of the temperature sensor of the sensor unit that detects the temperature of the fluid pressure mechanism unit may be implemented. In this case, for example, when the temperature detected by the temperature sensor rises above a predetermined temperature, control may be performed to change the inclination angle of the swash plate to be small. Thereby, the discharge flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit as the fluid pressure pump or the flow rate of the working fluid supplied to the fluid pressure mechanism unit as the fluid pressure motor is reduced, thereby suppressing heat generation. Can do.
(5)前述の実施形態では、斜板制御部が、流体シリンダ機構として設けられた斜板駆動アクチュエータと、電気油圧室サーボ弁として設けられて斜板駆動アクチュエータの作動を制御する制御弁とを備えて構成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。斜板制御部が、電動アクチュエータを含んで構成される形態が実施されてもよい。
(5) In the above-described embodiment, the swash plate control unit includes a swash plate drive actuator provided as a fluid cylinder mechanism, and a control valve provided as an electrohydraulic chamber servo valve to control the operation of the swash plate drive actuator. Although the description has been given by taking the configuration configured as an example, this need not be the case. A configuration in which the swash plate control unit includes an electric actuator may be implemented.
図16は、変形例に係る鉄道車両のエネルギ回生装置1a(以下、単に「エネルギ回生装置1a」と称する)及び鉄道車両の駆動アシスト装置2a(以下、単に「駆動アシスト装置2a」と称する)の油圧回路構成を示す回路図である。また、図17は、エネルギ回生装置1a及び駆動アシスト装置2aにおける流体圧機構部11及び斜板制御部16aを模式的に示す模式図である。エネルギ回生装置1a及び駆動アシスト装置2aは、前述の実施形態のエネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2と同様に構成されているが、斜板制御部16aの構成において、前述の実施形態のエネルギ回生装置1及び駆動アシスト装置2とは異なっている。以下、エネルギ回生装置1a及び駆動アシスト装置2aについて、前述の実施形態とは異なる構成についてのみ説明し、前述の実施形態と同様に構成される要素については、図面において同一の符号を付すことで、或いは、同一の名称又は符号を引用して説明することで、重複する説明を省略する。
FIG. 16 illustrates a railcar energy regeneration device 1a (hereinafter simply referred to as “energy regeneration device 1a”) and a railcar drive assist device 2a (hereinafter simply referred to as “drive assist device 2a”) according to a modification. It is a circuit diagram which shows a hydraulic circuit structure. FIG. 17 is a schematic diagram schematically showing the fluid pressure mechanism 11 and the swash plate controller 16a in the energy regeneration device 1a and the drive assist device 2a. The energy regeneration device 1a and the drive assist device 2a are configured in the same manner as the energy regeneration device 1 and the drive assist device 2 of the above-described embodiment. However, in the configuration of the swash plate control unit 16a, the energy regeneration of the above-described embodiment. It is different from the device 1 and the drive assist device 2. Hereinafter, with respect to the energy regeneration device 1a and the drive assist device 2a, only the configuration different from the above-described embodiment will be described, and elements configured similarly to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings. Or the description which overlaps is abbreviate | omitted by quoting and explaining the same name or code | symbol.
図16は、図4に対応する回路状態を図示している。この図16に示すように、エネルギ回生装置1a及び駆動アシスト装置2aには、前述の実施形態における制御弁38のような、アキュムレータ部13に蓄積された圧油としての作動油によって斜板23の傾斜角度を制御するための機構が設けられていない。そして、エネルギ回生装置1a及び駆動アシスト装置2aにおける斜板制御部16aは、図11に示すように、電動アクチュエータとして設けられている。
FIG. 16 illustrates a circuit state corresponding to FIG. As shown in FIG. 16, the energy regeneration device 1 a and the drive assist device 2 a have the swash plate 23 by hydraulic oil as pressure oil accumulated in the accumulator unit 13, such as the control valve 38 in the above-described embodiment. A mechanism for controlling the tilt angle is not provided. And the swash plate control part 16a in the energy regeneration apparatus 1a and the drive assist apparatus 2a is provided as an electric actuator, as shown in FIG.
図17に例示した電動アクチュエータとしての斜板制御部16aは、電動モータ16b及びボールスクリュー機構16cを備えて構成されている。電動モータ16bは、制御部15からの斜板制御信号に基づいて作動し、ボールスクリュー機構16cを駆動するように構成されている。ボールスクリュー機構16cは、電動モータ16bの回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換するとともに、斜板23を回転軸20に対して揺動させるように駆動する機構として設けられている。尚、ボールスクリュー機構16cは、シュー構造16dを介して斜板23を駆動するように構成されている。このような、電動アクチュエータを含んで構成される斜板制御部が実施されてもよい。
A swash plate control unit 16a as an electric actuator illustrated in FIG. 17 includes an electric motor 16b and a ball screw mechanism 16c. The electric motor 16b is configured to operate based on a swash plate control signal from the control unit 15 and drive the ball screw mechanism 16c. The ball screw mechanism 16 c is provided as a mechanism that converts the driving force in the rotational direction of the electric motor 16 b into a linear driving force and drives the swash plate 23 to swing with respect to the rotating shaft 20. The ball screw mechanism 16c is configured to drive the swash plate 23 via the shoe structure 16d. Such a swash plate control unit including an electric actuator may be implemented.
(6)エネルギ回生装置によるエネルギ回生動作が、鉄道車両の走行速度の全速度範囲において行われる形態に限らず、所定の速度範囲のみで行われる形態が実施されてもよい。例えば、モータ車に搭載された駆動用電動モータによるモータ回生制御が困難な高速域のみにおいて、エネルギ回生装置によるエネルギ回生動作が行われる形態が実施されてもよい。
(6) The mode in which the energy regeneration operation by the energy regeneration device is performed not only in the entire speed range of the traveling speed of the railway vehicle, but also in a predetermined speed range may be implemented. For example, a mode in which the energy regeneration operation by the energy regeneration device is performed only in a high speed range where it is difficult to perform motor regeneration control by the driving electric motor mounted on the motor vehicle may be implemented.
(7)駆動アシスト装置による駆動アシスト動作が、鉄道車両の走行速度の全速度範囲において行われる形態に限らず、所定の速度範囲のみで行われる形態が実施されてもよい。例えば、所定の速度以下の発車時のみにおいて、或いは、所定の速度以上及び所定の速度以下の加速時のみにおいて、駆動アシスト装置による駆動アシスト動作が行われる形態が実施されてもよい。
(7) The mode in which the drive assist operation by the drive assist device is performed not only in the entire speed range of the traveling speed of the railway vehicle but also in a predetermined speed range may be implemented. For example, a mode in which the drive assist operation by the drive assist device is performed only at the time of departure at a predetermined speed or less, or only at the time of acceleration at a predetermined speed or higher and lower than a predetermined speed may be implemented.
(8)前述の実施形態では、エネルギ回生装置によって回生されたエネルギが駆動アシスト装置としての作動によって消費される形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、鉄道車両に設置された発電機に対する流体圧機構部の回転軸の連結動作及び切り離し動作(連結解除動作)を実行可能なクラッチ部が設けられたエネルギ回生装置が実施されてもよい。この場合、クラッチ部を作動させることで、流体圧機構部の回転軸に対して発電機を連結し、流体圧モータとして作動する流体圧機構部によってこの発電機を駆動することができる。これにより、エネルギ回生装置によって任意のタイミングで発電を実施し、架線に送電を行うことができる。このため、エネルギを回生するタイミングと回生されたエネルギを消費するタイミングとにずれがあっても、エネルギを無駄にすることなく効率よく利用することができる。また、変電設備或いは同じ送電範囲を走行している編成との間で連携をとり、エネルギ回生装置で回収したエネルギの放出タイミングを調整することで、同じ送電範囲の電力消費量と電力供給量とをバランスさせることも可能となる。
(8) In the above-described embodiment, an example in which the energy regenerated by the energy regeneration device is consumed by the operation as the drive assist device has been described, but this need not be the case. For example, an energy regeneration device provided with a clutch unit capable of executing a connecting operation and a disconnecting operation (connection releasing operation) of a rotating shaft of a fluid pressure mechanism unit with respect to a generator installed in a railway vehicle may be implemented. In this case, by operating the clutch portion, the generator can be connected to the rotating shaft of the fluid pressure mechanism portion, and the generator can be driven by the fluid pressure mechanism portion that operates as a fluid pressure motor. Thereby, it is possible to perform power generation at an arbitrary timing by the energy regeneration device and transmit power to the overhead line. For this reason, even if there is a difference between the timing for regenerating energy and the timing for consuming the regenerated energy, the energy can be efficiently used without being wasted. In addition, by coordinating with substation facilities or trains traveling in the same power transmission range, and adjusting the timing of energy release collected by the energy regeneration device, the power consumption and power supply amount of the same power transmission range Can also be balanced.
(9)また、エネルギ回生装置によって回収された圧力エネルギが蓄積されたアキュムレータ部が、鉄道車両に搭載されて圧力流体で作動する機器の駆動圧力源として利用されてもよい。
(9) Further, the accumulator unit in which the pressure energy recovered by the energy regeneration device is accumulated may be used as a driving pressure source for a device that is mounted on a railway vehicle and operates with a pressure fluid.
(10)前述の実施形態では、滑走時制御或いはトラクション制御の際に、エネルギ回生装置或いは駆動アシスト装置の状態が、中立循環モードに設定される形態を例にとって説明したが、滑走時制御及びトラクション制御以外のタイミングにおいても、エネルギ回生装置及び駆動アシスト装置の状態が中立循環モードに設定される形態が実施されてもよい。例えば、鉄道車両が等速で走行しているタイミングなどのように、エネルギ回生装置及び駆動アシスト装置と車軸との間における力又はトルクの伝達を抑制することが望まれるタイミングにおいて、エネルギ回生装置及び駆動アシスト装置の状態が中立循環モードに設定されてもよい。
(10) In the above-described embodiment, the state where the state of the energy regeneration device or the drive assist device is set to the neutral circulation mode in the case of the sliding control or the traction control has been described as an example. Even at timings other than the control, a mode in which the states of the energy regeneration device and the drive assist device are set to the neutral circulation mode may be implemented. For example, at a timing when it is desired to suppress transmission of force or torque between the energy regeneration device and the drive assist device and the axle, such as when the railway vehicle is traveling at a constant speed, the energy regeneration device and The state of the drive assist device may be set to the neutral circulation mode.
本発明は、鉄道車両に設置されて鉄道車両又はその鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時のエネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置、及び、そのエネルギ回生装置を含む、鉄道車両の駆動アシスト装置として、広く適用することができるものである。
The present invention relates to an energy regeneration device for a railway vehicle that is installed in the railway vehicle and can regenerate energy during braking operation of the train including the railway vehicle or the railway vehicle, and the driving of the railway vehicle including the energy regeneration device. The assist device can be widely applied.
1 鉄道車両のエネルギ回生装置
11 流体圧機構部
12 ギヤ機構部
13 アキュムレータ部
14 切替部
15 制御部
20 回転軸
100 編成
102 トレーラ車(鉄道車両)
104b 車軸
107 ブレーキ制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Railway vehicleenergy regeneration apparatus 11 Fluid pressure mechanism part 12 Gear mechanism part 13 Accumulator part 14 Switching part 15 Control part 20 Rotating shaft 100 Formation 102 Trailer car (railway car)
104bAxle 107 Brake control device
11 流体圧機構部
12 ギヤ機構部
13 アキュムレータ部
14 切替部
15 制御部
20 回転軸
100 編成
102 トレーラ車(鉄道車両)
104b 車軸
107 ブレーキ制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Railway vehicle
104b
Claims (18)
- 鉄道車両に設置されて当該鉄道車両又は当該鉄道車両を含む編成のブレーキ動作時のエネルギを回生可能な、鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
作動流体が流動する方向に応じて流体圧ポンプとして作動し或いは流体圧モータとして作動し、作動流体の吐出流量を変更可能な流体圧機構部と、
少なくとも前記流体圧機構部が前記流体圧ポンプとして作動する場合に、前記流体圧機構部と前記鉄道車両の車軸とを連結するギヤ機構部と、
内部に気体が封入され、前記流体圧機構部から吐出されて流入した作動流体によって前記気体が圧縮されるとともに、圧縮された前記気体により作動流体に圧力が作用することで圧力エネルギを蓄積し、前記流体圧機構部に対して圧力流体としての作動流体を供給可能な圧力源を構成するアキュムレータ部と、
前記流体圧機構部と前記アキュムレータ部との間における作動流体の流動方向を切替可能な切替部と、
前記流体圧機構部から吐出される作動流体の吐出流量と前記切替部による作動流体の流動方向の切替動作とを制御するとともに、前記鉄道車両が組み込まれる編成全体のブレーキ動作を統括して制御するブレーキ制御装置に対して、前記流体圧機構部によって生じたブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキフィードバック信号を送信する制御部と、
を備えていることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle that is installed in the railway vehicle and can regenerate energy during braking operation of the railway vehicle or a train including the railway vehicle,
A fluid pressure mechanism that operates as a fluid pressure pump or a fluid pressure motor according to the direction in which the working fluid flows, and can change the discharge flow rate of the working fluid;
When at least the fluid pressure mechanism portion operates as the fluid pressure pump, a gear mechanism portion that connects the fluid pressure mechanism portion and the axle of the railway vehicle;
Gas is sealed inside, the gas is compressed by the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism and flows in, and pressure energy is accumulated by pressure acting on the working fluid by the compressed gas, An accumulator unit constituting a pressure source capable of supplying a working fluid as a pressure fluid to the fluid pressure mechanism unit;
A switching unit capable of switching the flow direction of the working fluid between the fluid pressure mechanism unit and the accumulator unit;
Controls the discharge flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit and the switching operation of the flow direction of the working fluid by the switching unit, and comprehensively controls the braking operation of the entire knitting in which the railway vehicle is incorporated. A control unit that transmits a brake feedback signal related to a brake force or a brake torque generated by the fluid pressure mechanism unit to the brake control device;
An energy regeneration device for a railway vehicle, comprising: - 請求項1に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記流体圧機構部は、その回転軸に対して斜めに傾いた状態で設置可能な斜板を有する斜板式の前記流体圧ポンプ及び前記流体圧モータとして構成され、
前記アキュムレータ部に蓄積された圧力流体としての作動流体によって前記斜板の前記回転軸に対する傾斜角度を制御する斜板制御部を更に備えていることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 1,
The fluid pressure mechanism is configured as the fluid pressure pump and the fluid pressure motor of a swash plate type having a swash plate that can be installed in an inclined state with respect to the rotation axis thereof,
An energy regeneration device for a railway vehicle, further comprising a swash plate control unit that controls an inclination angle of the swash plate with respect to the rotation axis by a working fluid as a pressure fluid accumulated in the accumulator unit. - 請求項1又は請求項2に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記制御部は、前記流体圧機構部によって生じさせるブレーキ力又はブレーキトルクに関するブレーキ指令信号を前記ブレーキ制御装置から受信可能に構成され、
前記制御部は、前記ブレーキ指令信号に基づいて、前記流体圧機構部から吐出される作動流体の吐出流量と前記切替部による作動流体の流動方向の切替動作とを制御することを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 1 or 2,
The control unit is configured to be able to receive a brake command signal related to a brake force or a brake torque generated by the fluid pressure mechanism unit from the brake control device,
The control unit controls a discharge flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit and a switching operation of the flow direction of the working fluid by the switching unit based on the brake command signal. An energy regeneration device for railway vehicles. - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記流体圧機構部から前記アキュムレータ部に吐出される作動流体の圧力と、前記アキュムレータ部に蓄積された作動流体の圧力と、のうちの少なくともいずれかを検知するセンサ部を更に備え、
前記制御部は、前記センサ部で検知された圧力の大きさに基づいて、前記流体圧機構部から吐出される作動流体の吐出流量と前記切替部による作動流体の流動方向の切替動作とのうちの少なくともいずれかを制御することを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 The railcar energy recovery device according to any one of claims 1 to 3,
A sensor unit for detecting at least one of the pressure of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit to the accumulator unit and the pressure of the working fluid accumulated in the accumulator unit;
The control unit includes a discharge flow rate of the working fluid discharged from the fluid pressure mechanism unit and a switching operation of the flow direction of the working fluid by the switching unit based on the magnitude of the pressure detected by the sensor unit. An energy regeneration device for a railway vehicle, characterized by controlling at least one of the following. - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記アキュムレータ部内の作動流体の圧力の大きさが所定の圧力値以下となるように当該アキュムレータ部内の作動流体の圧力を調整する圧力調整弁を更に備えていることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 4,
A railroad vehicle energy characterized by further comprising a pressure adjusting valve that adjusts the pressure of the working fluid in the accumulator section so that the pressure of the working fluid in the accumulator section is equal to or less than a predetermined pressure value. Regenerative device. - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記切替部は、
前記流体圧機構部が前記流体圧ポンプとして作動するときに、前記アキュムレータ部と前記流体圧機構部とを連通する第1連通路を遮断し、前記流体圧機構部が前記流体圧モータとして作動するときに、前記第1連通路を連通させる第1切替弁と、
前記第1連通路と並列して設けられて前記アキュムレータ部と前記流体圧機構部とを連通する第2連通路に設けられ、作動流体が前記第2連通路を前記アキュムレータ部から前記流体圧機構部に流動することを阻止する逆止弁と、
を有していることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The switching unit is
When the fluid pressure mechanism portion operates as the fluid pressure pump, the first communication path that connects the accumulator portion and the fluid pressure mechanism portion is blocked, and the fluid pressure mechanism portion operates as the fluid pressure motor. A first switching valve for communicating the first communication path;
Provided in parallel with the first communication path and in a second communication path that communicates the accumulator part and the fluid pressure mechanism part, and the working fluid passes through the second communication path from the accumulator part to the fluid pressure mechanism. A check valve that prevents flow into the part,
An energy regeneration device for a railway vehicle, comprising: - 請求項6に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記切替部は、
前記流体圧機構部における作動流体の吐出側と吸込み側とを連通する循環連通路に設けられ、当該循環連通路を遮断し又は連通させる第2切替弁を更に有していることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 6,
The switching unit is
The fluid pressure mechanism further includes a second switching valve that is provided in a circulation communication path that communicates a discharge side and a suction side of the working fluid in the fluid pressure mechanism, and that blocks or communicates the circulation communication path. , Energy recovery equipment for railway vehicles. - 請求項7に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記切替部は、前記第2切替弁が前記循環連通路を連通させた状態のときに、前記アキュムレータ部と前記流体圧機構部とを連通する第3連通路を遮断する第3切替弁を更に有していることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 The energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 7,
The switching unit further includes a third switching valve that shuts off a third communication path that connects the accumulator unit and the fluid pressure mechanism unit when the second switching valve is in a state where the circulation communication path is in communication. An energy regeneration device for a railway vehicle, comprising: - 請求項7又は請求項8に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記流体圧機構部に吸い込まれる作動流体を貯留可能なリザーバ部と、
前記流体圧機構部が連通する第1マニホールド部と、
前記アキュムレータ部及び前記リザーバ部が連通する第2マニホールド部と、
一端が前記第1マニホールド部に接続されるとともに他端が前記第2マニホールド部に接続され、前記アキュムレータ部及び前記リザーバ部と、前記流体圧機構部とを連通させるための連通部とを更に備え、
前記流体圧機構部、前記ギヤ機構部、及び前記第1マニホールド部を含む第1ユニットは、前記鉄道車両の車軸を回転可能に保持する、台車の枠体である台車枠に固定され、
前記アキュムレータ部、前記リザーバ部、前記第1切替弁、前記第2切替弁、及び前記第2マニホールド部を含む第2ユニットは、前記鉄道車両の下部において、前記台車枠の外側に前記第1ユニットとは別個に設けられることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 7 or claim 8,
A reservoir capable of storing the working fluid sucked into the fluid pressure mechanism;
A first manifold part in communication with the fluid pressure mechanism part;
A second manifold part in which the accumulator part and the reservoir part communicate with each other;
One end is connected to the first manifold portion and the other end is connected to the second manifold portion, and further includes a communication portion for communicating the accumulator portion, the reservoir portion, and the fluid pressure mechanism portion. ,
The first unit including the fluid pressure mechanism unit, the gear mechanism unit, and the first manifold unit is fixed to a bogie frame that is a bogie frame that rotatably holds an axle of the railway vehicle.
The second unit including the accumulator part, the reservoir part, the first switching valve, the second switching valve, and the second manifold part is located on the outside of the carriage frame in the lower part of the railway vehicle. An energy regeneration device for a railway vehicle, wherein the energy regeneration device is provided separately. - 請求項9に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記アキュムレータ部は、
一方向に延びるように形成され、長手方向が前記鉄道車両の前後方向に沿うように配置される圧力容器と、
前記圧力容器の長手方向の一端部に設けられ、作動流体の流出入を許容するアキュムレータポート部とを有していることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 9,
The accumulator part is
A pressure vessel formed so as to extend in one direction and arranged so that the longitudinal direction thereof is along the front-rear direction of the railway vehicle;
An energy regeneration device for a railway vehicle, comprising an accumulator port portion that is provided at one end portion in the longitudinal direction of the pressure vessel and allows the working fluid to flow in and out. - 請求項10に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記アキュムレータ部は、前記鉄道車両の車幅方向に複数並べられ、
前記第2マニホールド部は、前記鉄道車両の車幅方向に延びるように形成され前記アキュムレータポート部が接続されるアキュムレータ側マニホールド部を含むことを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 The energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 10,
A plurality of the accumulator portions are arranged in the vehicle width direction of the railcar,
The energy recovery device for a railway vehicle, wherein the second manifold part includes an accumulator side manifold part formed so as to extend in a vehicle width direction of the railway vehicle and to which the accumulator port part is connected. - 請求項11に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記リザーバ部は、
一方向に延びるように形成され、長手方向が前記鉄道車両の車幅方向に沿うように配置されるタンク部と、
前記タンク部の長手方向の一端部に設けられ、作動流体の流出入を許容するリザーバポート部とを有し、
前記第2マニホールド部は、前記鉄道車両の前後方向に延びて、前記リザーバポート部が接続され、前記アキュムレータ側マニホールド部と一体に形成されたリザーバ側マニホールド部を含むことを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 The energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 11,
The reservoir section is
A tank portion that is formed so as to extend in one direction and the longitudinal direction thereof is arranged along the vehicle width direction of the railway vehicle;
A reservoir port part that is provided at one end of the tank part in the longitudinal direction and allows the working fluid to flow in and out;
The railroad vehicle characterized in that the second manifold portion includes a reservoir side manifold portion that extends in the front-rear direction of the railcar, is connected to the reservoir port portion, and is formed integrally with the accumulator side manifold portion. Energy regeneration device. - 請求項11又は請求項12に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記第2ユニットは、前記鉄道車両の下部に固定される上側フレーム部、及び該上側フレーム部の下方に配置される下側フレーム部を有するフレーム部を含み、
前記フレーム部内には、前記台車側から該台車と離れる側へ向かって順に、前記リザーバ部、前記アキュムレータ側マニホールド部、前記アキュムレータ部が配置され、
前記リザーバ部は、前記下側フレーム部に固定され、
前記連通部は、前記リザーバ部の上方に配置され、一端が前記アキュムレータ側マニホールド部に接続されるとともに、他端が前記台車枠の上側に配置される前記第1マニホールド部に接続されることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 11 or claim 12,
The second unit includes a frame portion having an upper frame portion fixed to a lower portion of the railway vehicle, and a lower frame portion disposed below the upper frame portion,
In the frame portion, the reservoir portion, the accumulator side manifold portion, and the accumulator portion are arranged in order from the cart side toward the side away from the cart.
The reservoir portion is fixed to the lower frame portion,
The communication portion is disposed above the reservoir portion, and has one end connected to the accumulator side manifold portion and the other end connected to the first manifold portion disposed above the carriage frame. A feature of an energy regeneration device for a railway vehicle. - 請求項13に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記アキュムレータ部は、前記上側フレーム部に固定されていることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to claim 13,
The energy regeneration device for a railway vehicle, wherein the accumulator portion is fixed to the upper frame portion. - 請求項9乃至請求項14のいずれか1項に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記流体圧機構部は、その回転軸に対して斜めに傾いた状態で設置可能な斜板を有する斜板式の前記流体圧ポンプ及び前記流体圧モータとして構成され、
前記第1ユニットは、前記アキュムレータ部に蓄積された圧力流体としての作動流体によって前記斜板の前記回転軸に対する傾斜角度を制御する斜板制御部を更に含むことを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to any one of claims 9 to 14,
The fluid pressure mechanism is configured as the fluid pressure pump and the fluid pressure motor of a swash plate type having a swash plate that can be installed in an inclined state with respect to the rotation axis thereof,
The first unit further includes a swash plate control unit that controls an inclination angle of the swash plate with respect to the rotation axis by a working fluid as a pressure fluid accumulated in the accumulator unit. Regenerative device. - 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置であって、
前記流体圧機構部に吸い込まれる作動流体を貯留可能なリザーバ部を更に備え、
少なくとも、前記流体圧機構部、前記アキュムレータ部、前記切替部、前記リザーバ部、及び前記ギヤ機構部は、前記鉄道車両の車輪が設けられる台車の内部に収納可能であることを特徴とする、鉄道車両のエネルギ回生装置。 An energy regeneration device for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 8,
A reservoir section capable of storing the working fluid sucked into the fluid pressure mechanism section;
At least the fluid pressure mechanism unit, the accumulator unit, the switching unit, the reservoir unit, and the gear mechanism unit can be stored in a carriage provided with wheels of the rail vehicle. Vehicle energy regeneration device. - 鉄道車両に設置されて当該鉄道車両を走行させるための駆動力又は駆動トルクを助成する助成力又は助成トルクを生成可能な、鉄道車両の駆動アシスト装置であって、
請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の鉄道車両のエネルギ回生装置を含み、
前記ギヤ機構部は、前記流体圧機構部が前記流体圧モータとして作動する場合にも、前記流体圧機構部と前記鉄道車両の車軸とを連結することを特徴とする、鉄道車両の駆動アシスト装置。 A drive assist device for a railway vehicle, which is installed in the railway vehicle and can generate an assisting force or an assisting torque for assisting the driving force or driving torque for running the railway vehicle,
An energy regeneration device for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 16,
The gear mechanism section connects the fluid pressure mechanism section and the axle of the railway vehicle even when the fluid pressure mechanism section operates as the fluid pressure motor. . - 請求項17に記載の鉄道車両の駆動アシスト装置であって、
前記車軸を回転駆動する駆動トルクを生じさせる駆動用電動モータが設けられておらず当該駆動用電動モータが設けられたモータ車に牽引されて駆動されるトレーラ車としての前記鉄道車両に搭載されることを特徴とする、鉄道車両の駆動アシスト装置。 The drive assist device for a railway vehicle according to claim 17,
A drive electric motor that generates drive torque for rotationally driving the axle is not provided, and is mounted on the railway vehicle as a trailer vehicle driven by being driven by a motor vehicle provided with the drive electric motor. A drive assist device for a railway vehicle, characterized in that
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012-041109 | 2012-02-28 | ||
JP2012041109 | 2012-02-28 | ||
JP2012-248416 | 2012-11-12 | ||
JP2012248416 | 2012-11-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2013129255A1 true WO2013129255A1 (en) | 2013-09-06 |
Family
ID=49082455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2013/054533 WO2013129255A1 (en) | 2012-02-28 | 2013-02-22 | Energy regeneration device of railroad vehicle and drive assist device of railroad vehicle |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TW201343445A (en) |
WO (1) | WO2013129255A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105235663A (en) * | 2015-11-05 | 2016-01-13 | 周凌燕 | Electromobile energy recovery system |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6484156B2 (en) * | 2015-10-08 | 2019-03-13 | 川崎重工業株式会社 | Temperature sensor unit with radio communication function for railcar bogie |
CN109835318B (en) * | 2017-11-24 | 2023-08-22 | 常州中车铁马科技实业有限公司 | Hydraulic brake system for rail transit vehicle and control method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54138204U (en) * | 1978-03-20 | 1979-09-26 | ||
JPH0632211A (en) * | 1992-07-15 | 1994-02-08 | Mitsubishi Motors Corp | Accumulator fixing device for braking energy regeneration device |
JPH07156765A (en) * | 1993-12-03 | 1995-06-20 | Mitsubishi Motors Corp | Braking energy regeneration device |
JP2001071783A (en) * | 1999-09-07 | 2001-03-21 | Nissan Motor Co Ltd | Vehicular energy regeneration controller |
-
2013
- 2013-02-22 WO PCT/JP2013/054533 patent/WO2013129255A1/en active Application Filing
- 2013-02-26 TW TW102106778A patent/TW201343445A/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54138204U (en) * | 1978-03-20 | 1979-09-26 | ||
JPH0632211A (en) * | 1992-07-15 | 1994-02-08 | Mitsubishi Motors Corp | Accumulator fixing device for braking energy regeneration device |
JPH07156765A (en) * | 1993-12-03 | 1995-06-20 | Mitsubishi Motors Corp | Braking energy regeneration device |
JP2001071783A (en) * | 1999-09-07 | 2001-03-21 | Nissan Motor Co Ltd | Vehicular energy regeneration controller |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105235663A (en) * | 2015-11-05 | 2016-01-13 | 周凌燕 | Electromobile energy recovery system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201343445A (en) | 2013-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10814688B2 (en) | Hydraulic actuator with on-demand energy flow | |
JP5600323B2 (en) | Hybrid hydraulic drive system with pressure accumulator as vehicle chassis | |
JP5180518B2 (en) | Construction machine with hybrid drive | |
JP5639666B2 (en) | Brake system for vehicle and method of operating vehicle brake system | |
JP5900601B2 (en) | Vehicle behavior control device | |
WO2014207474A2 (en) | Energy efficient electric vehicle control system | |
CN101857017A (en) | Braking device for vehicles | |
CN110836205A (en) | Active radial executing system and control method for bogie | |
WO2013129255A1 (en) | Energy regeneration device of railroad vehicle and drive assist device of railroad vehicle | |
JP2011025901A (en) | Suspension hydraulic power generation system | |
KR20120099659A (en) | Hydraulic assembly and brake system for a motor vehicle | |
WO2017099063A1 (en) | Work machine | |
JP5781050B2 (en) | Railway vehicle drive system | |
JP2021515728A (en) | Electric vehicle with electro-hydraulic propulsion system | |
JP7043940B2 (en) | Braking system | |
JP5404897B2 (en) | Railway vehicle | |
CN116985901A (en) | Redundant steering control system and method for unmanned mining dump truck | |
JP2010023743A (en) | Railroad vehicle | |
US20150336552A1 (en) | Hydraulic Braking System Having a Temporary Store | |
CN105620451B (en) | Motor vehicles with hybrid drive | |
WO2024232376A1 (en) | Hydraulic pressure generation device | |
CN119489863A (en) | Steering angle module chassis and vehicle | |
JP2011230731A (en) | Brake oil pressure control device | |
JP2014046739A (en) | Vehicle brake device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13754929 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13754929 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |