JP2000125406A - Electric rolling stock controller - Google Patents

Electric rolling stock controller

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JP2000125406A
JP2000125406A JP10293171A JP29317198A JP2000125406A JP 2000125406 A JP2000125406 A JP 2000125406A JP 10293171 A JP10293171 A JP 10293171A JP 29317198 A JP29317198 A JP 29317198A JP 2000125406 A JP2000125406 A JP 2000125406A
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JP
Japan
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main motor
speed
tangential force
value
estimated
Prior art date
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Pending
Application number
JP10293171A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Oishi
潔 大石
Ichiro Miyashita
一郎 宮下
Shinobu Yasukawa
忍 保川
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Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To implement re-adhesion control which enables effective utilization of adhesion regardless of the state of sticking between wheels and rails and provides favorable ride quality, by controlling main motor torque command value based on estimated speed with less delay using main motor voltage-current information. SOLUTION: Using a voltage E and a current IM detected by a main motor voltage-current detector, an estimated value of main motor rotational speed estimated every control cycle of main motor current is obtained by a speed estimating device 3, and a calculated value of main motor-generated torque calculated by a calculator is inputted to a minimum dimension disturbance observer 1. A tangential force Fe1 is estimated according to an coefficient of tangential force calculated using the calculated value, and it is inputted to a main motor torque command value generator 2, a torque command value being output-controlled. As a result, re-adhesion control is implemented which makes it possible to maintain favorable ride quality and make effective use of adhesion however the coefficient of adhesion varies.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、電気車の良好な乗
り心地を維持しつつ粘着力の有効利用を図った再粘着制
御を実現する電気車制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle control device for realizing re-adhesion control for effectively utilizing an adhesive force while maintaining a good ride quality of an electric vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気車は車輪・レール間の接線力(粘着
力ともいう)によって加減速を行っているが、この接線
力は、一般にすべり速度に対して図5に破線で示すよう
な特性を有している。この接線力を軸重(車軸1軸当た
りのレールに加わる垂直荷重)で割ったものを接線力係
数、接線力係数の最大値を粘着係数という。図示の如
く、接線力の最大値を超えないトルクを主電動機で発生
している場合は、空転・滑走は発生せず、接線力の最大
値より左側の微小なすべり速度の粘着領域で電気車は走
行する。もし最大値より大きなトルクを発生するとすべ
り速度は増大し、接線力が低下するのでますますすべり
速度が増大する空転・滑走状態になるが、車輪およびレ
ールが乾燥状態では主電動機で発生するトルクは接線力
の最大値を超えないように車両の性能が設定されるの
で、空転・滑走は発生しない。
2. Description of the Related Art An electric vehicle accelerates and decelerates by a tangential force between wheels and rails (also referred to as an adhesive force). Generally, the tangential force has a characteristic as shown by a broken line in FIG. have. The tangential force divided by the axle load (vertical load applied to the rail per axle) is called the tangential force coefficient, and the maximum value of the tangential force coefficient is called the adhesion coefficient. As shown in the figure, if the main motor generates torque that does not exceed the maximum value of the tangential force, no slipping or gliding occurs, and the electric vehicle runs in the adhesive area with a small sliding speed to the left of the maximum value of the tangential force. Runs. If a torque greater than the maximum value is generated, the slip speed increases, and the tangential force decreases, causing the slip speed to increase. Since the performance of the vehicle is set so as not to exceed the maximum value of the tangential force, no slip or gliding occurs.

【0003】しかし、実線で示すように、レール面が雨
等によって湿潤状態にある場合は、粘着係数が低下して
接線力の最大値が車両の設定性能に対応した主電動機の
発生トルクより小さくなる。この場合、すべり速度が増
大し空転・滑走状態になり、そのまま放置するとこれに
対応して接線力が低下し、車両の加速・減速に必要な加
減速力がますます低下してしまうので、迅速に空転・滑
走を検出し、主電動機が発生するトルクを低減して再粘
着させることが必要になる。このようにトルクの制御を
行って再粘着させる場合、小さなすべり速度に抑制しつ
つ、主電動機の発生トルクが極力接線力の最大値近傍の
値になるように制御することが、電気車の加減速性能を
高める上で必要である。
However, as shown by the solid line, when the rail surface is wet due to rain or the like, the adhesion coefficient is reduced and the maximum value of the tangential force is smaller than the torque generated by the main motor corresponding to the set performance of the vehicle. Become. In this case, the slip speed increases and the skid / sliding state occurs. It is necessary to detect idling / sliding, reduce the torque generated by the main motor, and re-adhere. When re-adhesion is performed by controlling the torque in this way, it is necessary to control the generated torque of the main motor to a value near the maximum value of the tangential force as much as possible while suppressing the slip speed. Necessary for enhancing deceleration performance.

【0004】このような再粘着制御の実現を目的とした
方法として、主電動機の回転速度を検出し、この情報と
主電動機発生トルクの演算値または計測値を入力情報と
して最小次元外乱オブザーバを用いて車輪・レール間の
接線力係数を各制御周期毎に推定して、主電動機の発生
トルクを制御する方式が、最近提案されている (参考文
献:外乱オブザーバを用いた電気車の接線力係数の推定
方法−第2報−、電気学会半導体電力変換器研究会、平
成10年1月30日) 。この制御方式によって、急激な粘着
係数の変動が発生しない場合については、良好な乗り心
地を保ちつつ主電動機の発生トルクを極力接線力の最大
値近傍に維持することができるようになりつつある。
As a method for realizing such re-adhesion control, a rotational speed of a main motor is detected, and this information and a calculated value or a measured value of a torque generated by the main motor are used as input information to use a minimum dimension disturbance observer. A method of controlling the torque generated by the main motor by estimating the tangential force coefficient between the wheel and the rail for each control cycle has been recently proposed (reference: tangential force coefficient of an electric vehicle using a disturbance observer). (2nd report, IEEJ Semiconductor Power Converter Study Group, January 30, 1998). With this control method, when a sudden change in the adhesion coefficient does not occur, it is becoming possible to maintain the torque generated by the main motor as close to the maximum value of the tangential force as possible while maintaining good riding comfort.

【0005】しかし、粘着係数の急激な変動が発生した
場合、特に急激に粘着係数が減少したような場合につい
ては、主電動機速度検出遅れから大きな空転・滑走に進
展して、再粘着させるためにトルクを大きく低減しなけ
ればならない状況が発生する(図4)。これは、主電動
機として例えば誘導電動機を用いている場合、20〜25ms
程度の時間々隔毎に60パルス/回転の速度パルスを発生
する速度センサからのパルスをもとに速度を演算して電
動機制御を行っているためで、この程度の演算遅れでも
粘着係数が大きく低下した場合には空転速度が大きくな
る。さらにこの遅れによって、接線力係数の推定値も実
際の接線力係数の変動値以上に大きく低下して、これが
原因で主電動機のトルク指令値が必要以上に小さくなっ
てしまい、粘着力の低下値よりさらに低い粘着力しか利
用できないことなる。このように粘着係数が急激に低下
した場合でも、必要以上のトルクの引下げを防止し、乗
り心地の維持と高い粘着力の利用率を維持することが必
要である。
However, when a sudden change in the sticking coefficient occurs, particularly when the sticking coefficient suddenly decreases, the slippage / sliding progresses due to a delay in detection of the speed of the main motor, and it is necessary to re-stick. A situation arises where the torque must be significantly reduced (FIG. 4). This is, for example, when an induction motor is used as the main motor, 20 to 25 ms
Because the motor is controlled by calculating the speed based on the pulse from the speed sensor that generates a speed pulse of 60 pulses / rotation at every time interval, the adhesion coefficient is large even with such a calculation delay. If it decreases, the idling speed increases. Further, due to this delay, the estimated value of the tangential force coefficient is greatly reduced to a value larger than the actual variation value of the tangential force coefficient, and as a result, the torque command value of the main motor becomes smaller than necessary. Only lower adhesion is available. Thus, even when the adhesion coefficient sharply decreases, it is necessary to prevent the torque from being reduced more than necessary, to maintain the riding comfort and to maintain a high utilization rate of the adhesive force.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように粘着係数
の急激な変動が発生した場合、特に急激に粘着係数が減
少したような場合については、接線力係数を各制御周期
毎に推定してトルクを制御する方式を用いたときでも、
主電動機速度検出遅れから大きな空転・滑走に進展し
て、再粘着させるためにトルクを大きく低減しなければ
ならない状況が発生し、乗り心地の悪化と粘着力の利用
率の低下を招くきらいがある。
In the case where the adhesive coefficient fluctuates suddenly as described above, particularly when the adhesive coefficient decreases sharply, the tangential force coefficient is estimated for each control cycle. Even when using the torque control method,
Due to the main motor speed detection delay progressing to large slip and gliding, there is a situation where the torque must be greatly reduced in order to re-adhesive, which may lead to deterioration of ride comfort and decrease in utilization rate of adhesive force .

【0007】本発明は上述した点に鑑みて創案されたも
ので、その目的とするところは、これらの課題を解消す
るために、遅れが大きい主電動機実速度検出値を用いる
代わりに、主電動機電圧と電流によって主電動機電流の
各制御周期毎に求めた主電動機速度の推定値のみを用い
てあるいはこれを併用して、最小次元外乱オブザーバに
よる接線力係数の推定遅れを小さくして、粘着係数がど
のように変化しても、常に粘着係数近傍の接線力に対応
したトルクを主電動機で発生するようにして、良好な乗
り心地を保ちつつ粘着力の有効利用が可能な再粘着制御
法を具備した電気車制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to solve these problems by using a main motor actual speed detection value instead of using a main motor actual speed detection value having a large delay. Using only the estimated value of the main motor speed obtained for each control cycle of the main motor current by the voltage and the current, or using it together, the estimation delay of the tangential force coefficient by the minimum order disturbance observer is reduced, and the adhesion coefficient is reduced. Regardless of how it changes, a re-adhesion control method that enables the main motor to always generate torque corresponding to the tangential force in the vicinity of the adhesion coefficient, and enables effective use of adhesion while maintaining good riding comfort. An electric vehicle control device provided with the electric vehicle control device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、 1)請求項1において、主電動機の発生トルクの演算値
または計測値と速度センサによって検出した電気車の主
電動機軸の回転速度を入力情報として最小次元外乱オブ
ザーバを用いて推定した電気車の接線力および接線力係
数を用いて主電動機のトルク指令値または発生トルクを
制御する電気車制御装置であって、前記速度センサの代
わりに、主電動機電圧と電流から演算または推定によっ
て求めた回転速度を、前記主電動機軸の回転速度の入力
情報として用い、主電動機のトルク指令値または発生ト
ルクを制御するよう構成したことを特徴とする電気車制
御装置である。
Means for achieving the object are as follows: 1) The main motor of an electric vehicle detected by a speed sensor and a calculated value or measured value of the torque generated by the main motor according to claim 1. An electric vehicle control device that controls a torque command value or a generated torque of a main motor using a tangential force and a tangential force coefficient of an electric vehicle estimated using a minimum-order disturbance observer with the rotation speed of the shaft as input information. Instead of the speed sensor, the rotation speed obtained by calculation or estimation from the main motor voltage and current is used as input information of the rotation speed of the main motor shaft, and a torque command value or generated torque of the main motor is controlled. An electric vehicle control device characterized by the following.

【0009】2)請求項2において、主電動機の発生ト
ルクの演算値または計測値と速度センサによって検出し
た電気車の主電動機軸の回転速度を入力情報として最小
次元外乱オブザーバを用いて推定した電気車の接線力お
よび接線力係数を用いて主電動機のトルク指令値または
発生トルクを制御する電気車制御装置であって、前記速
度センサによって検出した主電動機軸の回転速度を用い
て、急激な空転や滑走が発生していないときのタイミン
グにおいて較正し、この時の速度推定精度を維持するよ
うにした主電動機電圧と電流から演算または推定によっ
て求めた回転速度を用いて、主電動機のトルク指令値ま
たは発生トルクを制御する手段から構成されることを特
徴とする電気車制御装置である。以下、本発明の一実施
例を図面に基づいて詳述する。
2) In the second aspect, an electric value estimated by using a minimum-order disturbance observer as input information is a calculated or measured value of a generated torque of the main motor and a rotation speed of the main motor shaft of the electric vehicle detected by the speed sensor as input information. An electric vehicle control device for controlling a torque command value or a generated torque of a main motor using a tangential force and a tangential force coefficient of a vehicle, wherein an abrupt idling is performed using a rotation speed of a main motor shaft detected by the speed sensor. And the torque command value of the main motor using the rotation speed obtained by calculation or estimation from the main motor voltage and current, which is calibrated at the timing when no skidding or skidding has occurred and maintains the speed estimation accuracy at this time. Alternatively, the electric vehicle control device is constituted by means for controlling generated torque. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明の請求項1に記載の
一実施例を示すブロック図、図2は本発明の請求項2に
記載の一実施例を示すブロック図、図3は粘着係数が急
激に減少したときの、主電動機電圧・電流から求めた回
転速度の推定値を用いて最小次元外乱オブザーバによる
推定遅れの小さい接線力係数の推定値をもとに再粘着制
御した場合の制御状態例を示す図(力行時の例)、図4
は粘着係数が急激に減少したときの、速度センサからの
回転速度情報を用いた最小次元外乱オブザーバによって
再粘着制御した場合の制御状態例を示す図(力行時の
例)、図5は接線力係数あるいは接線力のすべり速度に
対する一般的な特性を示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to claim 1 of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment according to claim 2 of the present invention, and FIG. Re-adhesion control based on the estimated value of the tangential force coefficient with a small delay estimated by the minimum-order disturbance observer using the estimated value of the rotational speed obtained from the main motor voltage and current when the adhesion coefficient sharply decreases FIG. 4 is a diagram showing an example of the control state (example of power running), FIG.
Is a diagram showing an example of a control state when re-adhesion control is performed by a minimum-order disturbance observer using rotation speed information from a speed sensor when the adhesion coefficient sharply decreases (example of power running), and FIG. 5 is a tangential force. It is a figure which shows the general characteristic with respect to the slip speed of a coefficient or a tangential force.

【0011】図1において、図示しない主電動機電圧・
電流検出器によって検出した電圧E・電流IMを用いて
速度推定器3において主電動機電流の各制御周期毎に推
定した主電動機回転速度の推定値ωmestj 、前記主電動
機電圧・電流検出器によって検出した主電動機電圧・電
流をもとにやはり図示しない演算器によって演算した主
電動機発生トルクの演算値Trqmが最小次元外乱オブザー
バ1に入力される。そして、最小次元外乱オブザーバ1
において、主電動機電流の各制御周期毎に演算された主
電動機回転速度の推定値ωmestj を用いて、下記に示す
(1)、 (2)式によって接線力係数したがって接線力Fe
1を推定する。この推定値Fe1が主電動機トルク指令
値発生器2に入力され、主電動機トルク指令値発生器2
では、この接線力Fe1をもとに、図示しない主電動機
電流制御器に対してトルク指令値Trqc を出力する。
In FIG. 1, a main motor voltage (not shown)
The estimated value ωmestj of the main motor rotation speed estimated for each control cycle of the main motor current in the speed estimator 3 using the voltage E and the current IM detected by the current detector, and detected by the main motor voltage / current detector. A calculated value Trqm of the generated torque of the main motor, also calculated by a calculator (not shown) based on the voltage and current of the main motor, is input to the minimum-order disturbance observer 1. And the minimum dimension disturbance observer 1
In the following, using the estimated value ωmestj of the main motor rotation speed calculated for each control cycle of the main motor current,
According to equations (1) and (2), the tangential force coefficient and therefore the tangential force Fe
Estimate 1. The estimated value Fe1 is input to the main motor torque command value generator 2, and the main motor torque command value generator 2
Then, based on the tangential force Fe1, a torque command value Trqc is output to a main motor current controller (not shown).

【0012】 Fe1=(Trqm −Jm ・s・ωmestj)・a/ ( s + a ) ・・・・(1) μest(Vs) =Fe1・Rg /(W・g・r) ・・・・・・・・・・(2) ここに、 Fe1:接線力の推定値 s :ラプラス演算子 a :外乱オブザーバの極(時定数の逆数) Trqm :主電動機の発生トルクの演算値 Jm :主電動機軸まわりの慣性モーメント ωmestj :主電動機電圧・電流から求めた主電動機回転
速度の推定値 μest(Vs) :接線力係数の推定値 Rg :駆動装置の歯車比 W :軸重(車軸1軸当たりのレールに加わる垂直荷
重) r :車輪半径 g :重力加速度 Vs :すべり速度
Fe1 = (Trqm−Jm · s · ωmestj) · a / (s + a) (1) μest (Vs) = Fe1 · Rg / (W · g · r) ····· ... (2) where, Fe1: estimated value of tangential force s: Laplace operator a: pole of disturbance observer (reciprocal of time constant) Trqm: calculated value of generated torque of main motor Jm: main motor shaft Moment of inertia around ωmestj: Estimated value of main motor rotation speed obtained from main motor voltage / current μest (Vs): Estimated value of tangential force coefficient Rg: Gear ratio of drive unit W: Axle weight (rails per axle shaft) Vertical load applied to the wheel) r: Wheel radius g: Gravitational acceleration Vs: Sliding speed

【0013】そして、例えば、誘導電動機を主電動機と
して用いた場合については、下記に示す(3)〜(7)式(参
考文献:速度センサレス瞬時空間ベクトル制御、電気学
会産業電力応用研究会、1990年10月26日)によって、主
電動機電圧・電流情報をもとに演算される主電動機回転
速度の推定値ωmestj は、主電動機電流の各制御周期毎
に演算されるので、推定値ωmestj の演算遅れはせいぜ
い1制御周期程度 (0.1 〜3 ms程度) であり、この速度
を用いた接線力係数の推定遅れは非常に小さい。そのた
め、粘着係数が急速に低下したような場合であっても、
接線力係数の減少を速やかに検出することが可能とな
る。
For example, when an induction motor is used as the main motor, the following equations (3) to (7) are used (reference: speed sensorless instantaneous space vector control, IEEJ Industrial Power Application Research Group, 1990). Since the estimated value ωmestj of the main motor rotation speed calculated based on the main motor voltage / current information is calculated for each control cycle of the main motor current, the calculation of the estimated value ωmestj The delay is at most about one control cycle (about 0.1 to 3 ms), and the estimation delay of the tangential force coefficient using this speed is very small. Therefore, even in the case where the adhesion coefficient rapidly decreases,
It is possible to quickly detect a decrease in the tangential force coefficient.

【0014】このために、図3に示すように、空転が大
きくなる前に必要最小限のトルクの絞り込み量で再粘着
させ、粘着力の利用率も高く維持することができる。な
お、誘導電動機を主電動機として用いる場合であって
も、速度の推定は必ずしもここに示した(3)〜 (7)式を
用いる方法である必要はなく、別の方法であってもよ
い。
For this reason, as shown in FIG. 3, re-adhesion is performed with a minimum required amount of torque before the idling increases, and the utilization rate of the adhesive force can be maintained high. Even when the induction motor is used as the main motor, the method of estimating the speed does not necessarily need to use the equations (3) to (7) shown here, but may use another method.

【0015】 φ1 =(M/L2)・φ2i+(L1−M/L2)・i1・・・・・(3) Trqm =|φ1 ×i1 | ・・・・・・・・・(4) φ2i=∫{M・R2・i1/L2−R2・φ2i/L2+jωmestj ・ φ2i}・dt ・・・・・・・・・(5) φ2=∫{L2・(V1−R1・i1)/M−(L1・L2/M−M)・ Pi1−K・(φ2−φ2i)}・dt・・・・・・・・・(6) ωmestj =P(tan-1 (φ2q /φ2d)) − R2・M・|φ1 ×i1 |/ (L2・|φ2|) ・・・・・・・・(7) ここに、 φ1 :誘導電動機の1次磁束ベクトル V1 :誘導電動機の1次電圧ベクトル R1 :誘導電動機の1次側の抵抗値 i1 :誘導電動機の1次電流ベクトル φ2 :誘導電動機の2次磁束ベクトル Trqm :誘導電動機の発生トルクの演算値 × :ベクトル積 ωmestj :主電動機電圧・電流から求めた主電動機回転
速度の推定値 φ2i:誘導電動機の電流系2次磁束ベクトル φ2q :誘導電動機の2次磁束ベクトルのq軸成分 φ2d :誘導電動機の2次磁束ベクトルのd軸成分 R2 :誘導電動機の2次側の抵抗値 L1 :誘導電動機の1次側自己インダクタンス L2 :誘導電動機の2次側自己インダクタンス M :誘導電動機の相互インダクタンス P :微分演算子 j :√−1 K :比例定数 |・|:絶対値
[0015] φ1 = (M / L2) · φ2i + (L1-M 2 / L2) · i1 ····· (3) Trqm = | φ1 × i1 | ········· (4) φ2i = ∫ {M · R2 · i1 / L2-R2 · φ2i / L2 + jωmestj · φ2i} · dt (5) φ2 = ∫ {L2 · (V1−R1 · i1) / M− ( L1 · L2 / M−M) Pi1-K · (φ2−φ2i)} · dt (6) ωmestj = P (tan-1 (φ2q / φ2d))-R2 · M · | φ1 × i1 | / ( L2 · | φ2 | 2) ········ (7) here, .phi.1: 1 rotor flux vector of the induction motor V1: 1 primary voltage vector of the induction motor R1: induction Resistance value of primary side of motor i1: Primary current vector of induction motor φ2: Secondary magnetic flux vector of induction motor Trqm: Calculated value of torque generated by induction motor ×: Vector product ωmes tj: Estimated value of main motor rotational speed obtained from main motor voltage / current φ2i: Current-system secondary magnetic flux vector of induction motor φ2q: q-axis component of secondary magnetic flux vector of induction motor φ2d: Secondary magnetic flux vector of induction motor R2: Resistance value of the secondary side of the induction motor L1: Primary self-inductance of the induction motor L2: Secondary self-inductance of the induction motor M: Mutual inductance of the induction motor P: Differential operator j: √ -1 K: Proportional constant │ ・ │: Absolute value

【0016】ここに、上記各ベクトル量は、静止したd
−q座標系で表したものである。これに対して先に図4
によって説明したように、速度センサからの速度パルス
をもとに一定時間々隔毎 (誘導電動機を主電動機として
用いる場合の例では、通常の主電動機速度センサを用い
た場合は、20〜25ms程度とすることが多い) に演算した
速度情報をもとに外乱オブザーバによって接線力を推定
した場合は、演算時間々隔分は推定遅れが発生するの
で、急激な粘着係数の低下が発生した場合にはこれに十
分対応することができなくなる。
Here, each of the vector quantities is d
This is expressed in a -q coordinate system. In contrast, FIG.
As described above, at regular intervals based on the speed pulse from the speed sensor (in the case of using an induction motor as the main motor, in the case of using a normal main motor speed sensor, about 20 to 25 ms If the tangential force is estimated by the disturbance observer based on the speed information calculated in (2), the calculation time interval will be delayed, so if the adhesion coefficient suddenly decreases, Will not be able to respond to this sufficiently.

【0017】次に、図2は本発明の請求項2において、
図1と異なるところは、図示しない速度センサからの速
度パルスをもとに、やはり図示しない速度演算器によっ
て速度演算時間間隔毎に検出された主電動機の回転速度
ωmiを速度推定器に入力した点である。この実施例で
は、例えば(3)〜(7)式によって速度を推定する場合や、
その他の推定方法を用いる場合、推定速度が真値からず
れることが想定されるが、このような場合に、速度セン
サを用いて演算した速度情報ωmiを用いて、速度推定器
において適切なタイミング、例えば急激な空転や滑走が
発生していないときに、速度の推定値ωmestj を較正す
ることによって、速度の推定精度の悪化を回避するよう
にしたものである。特に、低速、低周波数域では電流、
電圧情報の誤差成分の割合が増大し(S/N比が低下
し)、速度推定誤差が増大する。この速度推定誤差いわ
ゆるオフセットは、速度センサからの真値の平均値によ
り修正することができる。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
The difference from FIG. 1 is that the rotational speed ωmi of the main motor, which is also detected at each speed calculation time interval by a speed calculator (not shown), is input to a speed estimator based on a speed pulse from a speed sensor (not shown). It is. In this embodiment, for example, when estimating the speed by the equations (3) to (7),
When using other estimation methods, it is assumed that the estimated speed deviates from the true value.In such a case, using the speed information ωmi calculated using the speed sensor, an appropriate timing in the speed estimator, For example, when no sudden slip or gliding occurs, the estimated value of the speed ωmestj is calibrated to avoid deterioration of the accuracy of the speed estimation. In particular, the current,
The ratio of the error component of the voltage information increases (the S / N ratio decreases), and the speed estimation error increases. The so-called offset of the speed estimation error can be corrected by an average value of true values from the speed sensor.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
主電動機電圧・電流情報を用いた遅れの少ない推定速度
によって、時々刻々接線力および接線力係数を最小次元
外乱オブザーバで精度良く速やかに推定しながら主電動
機トルク指令値を制御できるので、車輪・レール間の粘
着状態がどのように変化しても、これに適応して常に粘
着力の有効利用可能な、また乗り心地の良好な再粘着制
御を実現でき、実用上、極めて有用性の高いものであ
る。
According to the present invention as described above,
With the estimated speed with little delay using the main motor voltage and current information, the main motor torque command value can be controlled while accurately and quickly estimating the tangential force and the tangential force coefficient from time to time with a minimum dimension disturbance observer. No matter how the adhesion state changes, it is possible to adapt to this and realize effective re-adhesion control that always makes effective use of adhesive force and good ride comfort, and is extremely useful in practical use. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の請求項1記載の一実施例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の請求項2記載の一実施例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment according to claim 2 of the present invention.

【図3】本発明の制御状態例を示す説明図である。(力
行時の例)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a control state example of the present invention. (Example of power running)

【図4】従来の速度センサからの回転情報を用いた制御
状態例を示す説明図である。(力行時の例)
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a control state using rotation information from a conventional speed sensor. (Example of power running)

【図5】接線力係数あるいは接線力のすべり速度に対す
る一般的な特性図である。
FIG. 5 is a general characteristic diagram of a tangential force coefficient or a sliding speed of a tangential force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 最小次元外乱オブザーバ 2 主電動機トルク指令値発生器 3 速度推定器 ωmi 主電動機回転速度の演算値または計測値 ωmestj 主電動機電圧・電流から求めた主電動機回
転速度の推定値 Trqm 主電動機発生トルクの演算値 Trqc 主電動機トルク指令値 Fe1 最小次元外乱オブザーバによって推定した
接線力の推定値 E 主電動機電圧 IM 主電動機電流
Reference Signs List 1 Minimum dimension disturbance observer 2 Main motor torque command value generator 3 Speed estimator ωmi Calculated or measured value of main motor rotation speed ωmestj Estimated value of main motor rotation speed obtained from main motor voltage / current Trqm Calculated value Trqc Main motor torque command value Fe1 Estimated value of tangential force estimated by minimum dimension disturbance observer E Main motor voltage IM Main motor current

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保川 忍 神奈川県大和市上草柳338番地1 東洋電 機製造株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 5H115 PA01 PC01 PG01 PI29 PU09 QE08 QE10 QN03 QN06 RB24 SE03 TB01 TO04 TO12 TO13 TO30 5H550 AA01 BB10 DD03 FF02 FF04 GG03 JJ03 JJ17 JJ23 KK06 LL01 LL22 LL23 LL32 LL60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinobu Hokawa 338-1 Kamisakuyanagi, Yamato-shi, Kanagawa Prefecture Toyo Denki Manufacturing Co., Ltd. Technical Research Laboratory F-term (Reference) 5H115 PA01 PC01 PG01 PI29 PU09 QE08 QE10 QN03 QN06 RB24 SE03 TB01 TO04 TO12 TO13 TO30 5H550 AA01 BB10 DD03 FF02 FF04 GG03 JJ03 JJ17 JJ23 KK06 LL01 LL22 LL23 LL32 LL60

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主電動機の発生トルクの演算値または計
測値と速度センサによって検出した電気車の主電動機軸
の回転速度を入力情報として最小次元外乱オブザーバを
用いて推定した電気車の接線力および接線力係数を用い
て主電動機のトルク指令値または発生トルクを制御する
電気車制御装置において、前記速度センサの代わりに、
主電動機電圧と電流から演算または推定によって求めた
回転速度を、前記主電動機軸の回転速度の入力情報とし
て用い、主電動機のトルク指令値または発生トルクを制
御するよう構成したことを特徴とする電気車制御装置。
1. A tangential force of an electric vehicle estimated by using a minimum-order disturbance observer as an input information of a calculated value or measured value of a generated torque of a main motor and a rotation speed of a main motor shaft of the electric vehicle detected by a speed sensor as input information. In an electric vehicle control device that controls a torque command value or a generated torque of a main motor using a tangential force coefficient, instead of the speed sensor,
An electric motor characterized in that a rotational speed calculated or estimated from a main motor voltage and a current is used as input information of a rotational speed of the main motor shaft to control a torque command value or a generated torque of the main motor. Car control device.
【請求項2】 主電動機の発生トルクの演算値または計
測値と速度センサによって検出した電気車の主電動機軸
の回転速度を入力情報として最小次元外乱オブザーバを
用いて推定した電気車の接線力および接線力係数を用い
て主電動機のトルク指令値または発生トルクを制御する
電気車制御装置において、 前記速度センサによって検出した主電動機軸の回転速度
を用いて、急激な空転や滑走が発生していないときのタ
イミングにおいて較正し、この時の速度推定精度を維持
するようにした主電動機電圧と電流から演算または推定
によって求めた回転速度を用いて、主電動機のトルク指
令値または発生トルクを制御する手段から構成されるこ
とを特徴とする電気車制御装置。
2. A tangential force of an electric vehicle estimated by using a minimum dimension disturbance observer as an input information of a calculated value or a measured value of a generated torque of the main motor and a rotation speed of a main motor shaft of the electric vehicle detected by a speed sensor. In an electric vehicle control device that controls a torque command value or a generated torque of a main motor using a tangential force coefficient, no abrupt slipping or sliding occurs using a rotation speed of a main motor shaft detected by the speed sensor. Means for controlling the torque command value or the generated torque of the main motor using the rotational speed obtained by calculation or estimation from the main motor voltage and current which is calibrated at the time and maintains the speed estimation accuracy at this time. An electric vehicle control device comprising:
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