JP2000127963A - 電気車の空転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最適な散砂が可能な電気車の空転制御装置を
提供すること。 【解決手段】 電気車駆動電動機７の回転速度を検出
し、検出速度と車体速度１６ａとから第１の比較回路１
５は車輪の空転速度１５ａを検出する。粘着力算定回路
１７は、空転速度１５ａから、車輪１１とレール１２と
の間の粘着力を算出し、第２の比較回路１８はその粘着
力と電気車の運転指令８ａに基づく駆動電動機７の引張
力とを比較し、散砂器算出回路１９はその差に対応した
散砂量を算出し、その算出された散砂量に基づき制御器
２０は散砂器２１を制御する。このように、空転速度を
基に粘着力を算定して、再粘着可能な量の砂が散砂器２
１からレール上に撒かれるので、刻一刻と変化する車輪
１１とレール１２との間の粘着力にリアルタイム対応
し、引張力と粘着力との差に対応した適切な量の散砂が
可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気車の空転制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、三相誘導電動機駆動による電気
車の主回路は図９に示すように構成されている。

【０００３】すなわち、直流架線１からパンタグラフ２
を介して集電された直流電力は、断流器（ｌｉｎｅ ｂ
ｒｅａｋｅｒ）３、充電抵抗４１及び充電コンデンサ４
１の並列回路、及びフィルタリアクトル５を順次介して
ＶＶＶＦインバータ６に供給され、可変電圧可変周波数
制御による交流電力への変換後、三相誘導電動機からな
る駆動電動機７に供給される。

【０００４】ＶＶＶＦインバータ６は、例えばＧＴＯサ
イリスタやＩＧＢＴ等の自己消弧形半導体素子による三
相ブリッジ回路で構成され、運転台８からの速度指令及
び速度センサ９からの電動機回転速度に基づき生成され
た速度制御器１０からのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号に
より導通、非導通制御が行なわれる。

【０００５】駆動電動機７の回転トルクは車輪１１に伝
達され、車輪１１とレール１２との間の摩擦力（以下粘
着力と称する）を得て電気車は推進走行する。

【０００６】車輪１１とレール１２との間の粘着力は、
レール１２表面の状態等により変化し、例えば、レール
１２が雨に濡れたり、雪や氷に覆われたり、あるいは落
ち葉や油類が付着すると粘着力は低下する。

【０００７】車輪１１とレール１２との間に、引張力を
越える粘着力が形成されると、車輪１１の回転による引
張力はそのまま電気車の走行推進力となるが、下記式
（１）で表されるように、もしも車輪１１の引張力
（Ｔ）が粘着力（μＷ）を上回った場合は、その余剰の
引張力は車輪１１を空転させ、車体の走行速度以上の早
さで回転させる。

【０００８】Ｔ＞μＷ 式（１） ただし、Ｔ：車輪１１の引張力 μ：粘着係数 Ｗ：車両の質量 従って、例えば上り勾配等で粘着力が低下し車輪１１が
空転すると、電気車は坂を上れなくなり立ち往生する。
また、車輪１１の空転状態が継続すると、レール１２に
接する車輪１１面が剥離したり、レール１２が摩擦疲労
を引起こすなどの不具合が発生する。

【０００９】そこで従来、電気車の乗務員は、車輪の空
転を検知すると、電流絞りによる駆動電動機７の回転制
御によって再粘着を図るとともに、乗務員による運転台
８からの散砂指令により台車枠に取り付けられた散砂器
１３の砂（粘着剤）をレール１１上に散砂し、粘着力を
高めて電気車を走行させていた。

【００１０】電気車の走行時における車輪１１の空転と
同様な現象が、ブレーキ操作による制動時でも発生す
る。すなわち、車輪１１の制動力が粘着力を上回ると、
レール１２に対する車輪制動力の伝達力が低下し、車輪
１１がレール１２上を滑るいわゆる滑走現象となって現
れる。この滑走が検出された場合でも乗務員は、レール
１１上への散砂による再粘着化により電気車を制動させ
ていた。

【００１１】空転現象も滑走現象も、いずれも車輪１１
とレール１２との間の粘着性能にかかわり、電動機駆動
あるいは制動のそれぞれ正あるいは負の各引張力と、車
輪１１とレール１２との間の粘着力との間に差が生じて
引起こされるものである。従って両者の相違点は、単に
車輪１１からレール１２への力の伝達が引張力（正）で
あるか制動力（負）であるかの点で異なるのみであるの
で、本発明では一方の車輪１１の空転現象について以下
説明する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、車輪と
レールとの間の粘着力は、レールの環境に大きく左右さ
れるものであり、乗務員による散砂操作自体も、乗務員
の長年の勘や経験を頼りに行われたから、しばしば必要
以上の砂を無駄に消費してしまうことも多く、その後の
空転回避に支障をきたすこともあった。

【００１３】また、特に電気車の場合は、駆動電力をパ
ンタグラフから集電し走行レールを帰線としているの
で、レール上への散砂が多くなると車輪とレールとの間
の電気抵抗が大となり電力損失の増大させるとともに、
大地への漏れ電流が増加し通信誘導障害を発生させ電気
車の位置検出や地上の各種制御機器の誤動作を引き起こ
す要因ともなった。

【００１４】そこで本発明は、上記従来の課題を解決す
るもので、乗務員の勘や経験等によることなく、現場に
おける実際の粘着力に対応した散砂が可能な電気車の空
転制御装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る電気車の
空転制御装置は、電気車駆動電動機の回転速度を検出す
る回転速度検出手段と、この回転速度検出手段からの回
転速度と前記電気車の車体速度とを導入し、車輪の空転
速度を検出する空転速度検出手段と、この空転速度検出
手段による空転速度から、車輪とレールとの間の粘着力
を算出する粘着力算出手段と、この粘着力算出手段によ
る粘着力と前記電気車の運転指令に基づく前記駆動電動
機の引張力とを比較し、その差に対応した散砂量を算出
する散砂量算出手段と、この散砂量算出手段により算出
された量の砂をレール上に撒くように散砂器を制御する
制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１６】このように請求項１記載の発明は、散砂量
算出手段を有し、刻一刻と変化する車輪とレールとの間
の粘着力に対応した散砂量が算出され、制御手段により
散砂制御されるので、現場に即した適正な量の散砂が行
われる。

【００１７】請求項２に係る電気車の空転制御装置は、
電気車駆動電動機の回転速度を検出する回転速度検出手
段と、この回転速度検出手段による回転速度から車輪の
回転加速度を検出する加速度検出手段と、この加速度検
出手段からの車輪回転加速度と、運転台からの指令加速
度とにより両者の加速度差を検出する加速度偏差検出手
段と、この加速度偏差検出手段による加速度差に対応し
た不足粘着力を補償し得る散砂量を算出する散砂量算出
手段と、この散砂量算出手段により算出された量の砂を
レール上に撒くように散砂器を制御する制御手段とを具
備することを特徴とする。

【００１８】このように、請求項２に係る発明によれ
ば、加速度偏差検出手段を備え、乗務員による運転台か
らの加速度指令と車輪回転加速度との差に対応した散砂
量制御が可能となる。

【００１９】従って、例えば出発時や上り勾配等の走行
のように、加速度指令時に引張力が不足して空転が生じ
ると、その車体速度と車輪回転加速度との間に偏差が生
ずるが、この発明によればその偏差に対応した適切な散
砂が行われる。

【００２０】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２に記載の電気車の空転制御装置において、散砂量
算出手段により算出された散砂量に対応した信号により
駆動電動機を制御することを特徴とする。

【００２１】このように、請求項３に係る発明は、散砂
量に対応した信号により、散砂器はもとより駆動電動機
をも制御するので、構成が簡単になると同時に車輪の空
転状況に応じた適切な電動機制御が可能となる。

【００２２】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のうちのいずれか１項に記載の電気車の空転制御装置に
おいて、散砂量算出手段で算出された散砂量を加算する
加算手段と、この加算手段によって加算された散砂量と
加算対象の砂が散砂される間に散砂器に供給された砂の
量とを比較し、その差を表示する表示手段とを具備する
ことを特徴とする。

【００２３】このように、請求項４に係る発明は、表示
手段を備え、散砂された砂の量と散砂器に供給された砂
の量とを比較して表示するので、乗務員は残存する砂の
量を表示器により容易に確認できるので、散砂器の管理
を適切に行うことができる。

【００２４】請求項５に係る発明は、請求項４記載の電
気車の空転制御装置において、散砂器は、導電率または
粘着度の異なる複数種の砂を選択的に散砂可能に格納
し、加算手段で加算された散砂量とこの散砂量に対応し
た電気車の走行距離とから単位走行距離当たりの散砂量
を算出する算出手段と、この算出手段で算出された単位
走行距離当たりの散砂量が予め定めた値を越えたとき
に、レール上に撒かれる砂の種類を変えるよう前記散砂
器を制御する切替手段を具備することを特徴とする。

【００２５】このように、請求項５に係る発明は、散砂
器に複数種の砂を選択的に散砂可能に格納したので、単
位走行距離当たりの散砂量が予め定めた値を越えたとき
に、例えば導電率がより高い砂あるいは組合わせ混合に
よる導電率が高い砂への変更が可能となり、車輪とレー
ルとの間の導電性を低下させることなく、再粘着を得て
走行を円滑に継続させることができる。

【００２６】請求項６に係る発明は、請求項４記載の電
気車の空転制御装置において、散砂器は、導電率または
粘着度の異なる複数種の砂を選択的に散砂可能に格納
し、制御手段は、散砂量算出手段により算出された散砂
量に対応して散砂される複数種の砂の割合を変化させる
よう散砂器を制御することを特徴とする。

【００２７】このように、請求項６に係る発明も、散砂
器に複数種の砂が格納され、各砂の散布量の組合わせ
を、散砂量の変化に対応して変化させ得るので、例えば
散砂量が多くなるとともに、全体の導電率が高くなるよ
うに散砂の混合組合わせを変更し、請求項５における発
明と同様に、車輪とレールとの間の導電性を低下させる
ことなく、円滑に走行を継続させることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施の形態を図１
ないし図８を参照して詳細に説明する。なお、図９に示
した従来の構成と同一構成には同一符号を付して詳細な
説明は省略する。

【００２９】図１は本発明による電気車の空転制御装置
の第１の実施の形態を示す構成図である。すなわち、駆
動電動機７は、電気車の台車枠あるいは車体に装架さ
れ、その推進力は車輪１１の輪軸に取り付けられた歯車
装置を介して伝達される。駆動電動機７には速度センサ
９が設けられ、その速度センサ９で検出された電動機回
転速度は、車輪速度検出回路１４に供給され、車輪１１
の回転速度１１ａに変換されて第１の比較回路１５に供
給される。

【００３０】第１の比較回路１５には、車輪１１の回転
速度１１ａとともに、別途タコメータ等の車体速度検出
器１６によって検出された車体速度１６ａが供給され、
第１の比較回路１５からは、車輪１１の回転速度１１ａ
と車体速度１６ａとの差、すなわち車輪１１の空転速度
１５ａが導出され、粘着力算定回路１７に供給される。

【００３１】車輪１１とレール１２との間の粘着力は、
図２に示すように、晴れの日（ａ）や雨や雪の日（ｂ）
など、レール面の環境条件によって大きく変化し、空転
速度１５ａ特性もそれに追随して変化する。

【００３２】従って、図１の粘着力算定回路１７は、現
場の天候等の状況の基づく粘着力推定曲線（ｃ）を選択
して照合し、第１の比較回路１５からの空転速度１５ａ
に対応した粘着力１７ａを見出し第２の比較回路１８に
供給する。

【００３３】第２の比較回路１８には、粘着力算定回路
１７からの粘着力１７ａとともに運転台８からの乗務員
による速度指示に基づくトルク指令８ａが供給され、両
者の差（偏差値）出力１８ａが導出され、駆動電動機７
のトルク絞りによりその差を補償し再粘着化を図るべく
トルク絞り信号としてインバータ５に供給されると同時
に、散砂量算出回路１９にも供給される。

【００３４】散砂量算出回路１９は、この第２の比較回
路１８からの差出力１８ａとともに、運転台８からのト
ルク指令８ａをも導入し、空転を回避するのに必要な散
砂量を演算する。この散砂量演算回路１９で算出された
散砂量信号１９ａは制御器２０に供給され、算出された
量の砂がレール１２上に撒かれるよう散砂器２１を制御
すると同時に、加算器２２に供給される。

【００３５】図３は、散砂量演算回路１９におけるトル
ク指令８ａと散砂量との関係を示したもので、空転が発
生すると、まず散砂開始に先立ち、その時のトルク指令
値（１００％）からのトルク絞りが行われ、前述のよう
にトルク絞りによるインバータ６制御により再粘着化が
図られる。

【００３６】しかし、急勾配や雨や雪などによりレール
面の状況が悪く、トルク絞り量Ｔの増加のみによって
は、粘着力を越える引張力を確保できない点Ｐを越えて
からは、粘着力が引張力以下とならないように、散砂量
演算回路１９は、運転台８からのトルク指令８ａと第２
の比較回路１８の差出力１８ａとの相対に基づく特性曲
線ｄに沿った散砂量（％）を算出し、制御器２０に供給
するので、散砂器２１からの散砂により再粘着が行われ
る。

【００３７】なお、この実施の形態における散砂器２１
は、図１に示したように、予め互いに粘着率の異なる複
数種の砂２１１，２１２，２１３がいずれも散砂可能に
格納されるとともに、制御器２０からの制御信号等よっ
てそれらが任意に組合わされ、しかも各量も任意に設定
されて散砂可能となるよう選択器２１４が備えられてい
る。すなわち、制御器２０は散砂量演算回路１９からの
散砂量信号１９ａを受け、再粘着可能な組合わせからな
る砂２１１，２１２，２１３が散砂されるよう選択器２
１４を制御する。

【００３８】一方、同じく散砂量信号１９ａが供給され
た加算器２２は、一連の散砂が開始された以後の散砂量
を各砂２１１，２１２，２１３毎に加算して積算し、比
較器２３に供給するとともに、それらの総和を算出器２
５に供給する。

【００３９】比較器２３は加算器２２からの各砂２１
１，２１２，２１３毎の散砂加算出力と、それぞれの砂
２１１，２１２，２１３についての、一連の散砂開始時
点での砂の残量とその後の散砂開始以後に追加された砂
の量との和との導入比較により、各砂２１１，２１２，
２１３の現在残量を算出し、運転室等の表示器２４に供
給表示する。従って、表示器２４には、散砂器２４にお
ける各砂の現在残量が表示されるので、乗務員は適格に
散砂器内に残存する砂の量管理を行うことができる。

【００４０】なお、表示器２４は、散砂器２４の現在残
量を表示するものとしたが、予め必要最低残量を定め、
その最低残量までの余裕度を算出し、散砂器２１に対す
る補給アラーム信号を点灯表示するように構成しても良
い。

【００４１】ところで上述のように、通常、散砂量が増
加した場合は、車輪１１とレール１２との間の電気的導
通状態は低下する。しかし、散砂器２１内に導電率や粘
着率の異なる複数の砂２１１，２１２，２１３が格納さ
れている場合は、選択器２１４は、その導電率の異なる
砂２１１，２１２，２１３を適宜選択し、あるいはそれ
らの砂の任意の選択組合わせによって、導電率や粘着率
を変え、必要な導通を確保しつつ、再粘着化を図り空転
回避可能に構成することができる。

【００４２】すなわち、この実施の形態では、図１に示
すように、走行距離算出器２６が車体速度検出器１６か
らの車体走行速度１６ａの供給を受け、散砂開始後の走
行距離を算出し、算出器２５に供給する。

【００４３】そこで算出器２５は、散砂開始後の電気車
の走行距離と加算器２２からの散砂総和とから、単位走
行距離、例えば１ｍ当たりの散砂量を算出し比較切替器
２７に供給する。比較切替器２７には閾値設定器２８が
接続され、単位走行距離当たりの散砂量と閾値設定器２
８で予め設定された基準散砂量ｋと比較し、単位走行距
離当たりの散砂量が基準散砂量ｋを越えたとき、散砂器
２１から吐出されレール１２に撒かれる砂を、例えば導
電性の低い砂から導電性のより高い砂に切替えられるよ
うに選択器２１４を制御する。

【００４４】このように、散砂量が過大になると車輪１
１とレール１２との間の電気的な導通が低下するが、選
択器２１４は、比較切替器２７からの制御信号により、
単位走行距離当たりの散砂量が増加し、導電率の低下が
あっても、レール１２に撒かれる砂を、より導電性の良
好な砂に切替え散砂するので、車輪１１とレール１２と
の間の電気的な導通接触を確保し、電力の損失や通信制
御回路の誤動作を回避することができる。

【００４５】このように、第１の実施の形態によれば、
空転当初は、ＶＶＶＦインバータ６におけるトルク絞り
指令により再粘着化が図られるが、雨や雪等でレール面
が滑りやすかったり、あるいは上り勾配等で、車輪とレ
ールとの間の粘着力が、車輪による推進力より低くなり
加速できなくなったときには、車輪１１の空転状態に応
じて、必要な量の散砂が実行されるように散砂器１３を
制御されるので、適切な散砂が行われ、砂の無駄な消費
を回避することができる。

【００４６】次に、この第１の実施の形態では、第２の
比較回路１８において、粘着力算定回路１７からの粘着
力１７ａに基づく空転制御を説明したが、駆動電動機７
の回転加速度に基づき、適正な散砂量を算出して散砂器
を制御し、空転を回避することもできる。

【００４７】図４は、駆動電動機７の加速度に基づき、
散砂器を制御するように構成した本発明による電気車の
空転制御装置の第２の実施の形態を示す構成図である。

【００４８】すなわち、第１の実施の形態と同様に、速
度センサ９で検出された電動機回転速度は車輪速度検出
回路１４に供給され、電動機軸に連結された車輪１１の
回転速度１１ａが算出され、加速度検出回路２９に供給
される。

【００４９】加速度検出回路２９では、車輪の回転速度
１１ａを基に、車輪の加速度２９ａが算出され、比較回
路３０に供給される。

【００５０】一方、運転台８からの速度指定に基づくト
ルク指令８ａは、加速度基準検出回路３１に供給される
とともに、この加速度基準検出回路３１には運転台８に
おいて設定された車両走行条件８ｂ、すなわち、車両の
質量Ｗやレール１２の勾配抵抗Ｒｇ（Ｖ）や走行抵抗Ｒ
ｒが供給される。

【００５１】そこで、加速度基準検出回路３１では、下
記（２）式に基づき基準となる加速度指令αが算出さ
れ、比較回路３０に供給される。

【００５２】 α＝（Ｆ（Ｖ）一Ｒｒ（Ｖ）士Ｒｇ（Ｖ））／Ｗ 式（２） ただし、Ｆ（Ｖ） ：トルク指令８ａによる引張力 Ｒｒ（Ｖ）：出発抵抗及び曲線抵抗を含む走行抵抗 Ｒｇ（Ｖ）：レール１２の勾配抵抗 Ｗ ：車両の質量 そこで比較回路３０は、加速度基準検出回路３１からの
加速度指令αと、加速度検出回路２９からの車輪の加速
度２９ａとの間の偏差値３０ａを算出し、散砂量演算回
路１９に供給する。

【００５３】なお、図４に示す回路では、比較回路３０
からの偏差値３０ａは散砂量演算回路１９にのみ供給さ
れるように示しているが、第１の実施の形態と同様に、
偏差値３０ａをインバータ６にも供給し、散砂に先立ち
あるいは散砂と併せて自動的にトルク絞りが行われるよ
うに構成しても良く、あるいは別途乗務員による運転台
８でのノッチ指令により、トルク絞りを行うようにして
も良い。

【００５４】いずれにしても、この実施の形態では、加
速度の偏差に基づいた散砂制御が行われる。従って、ト
ルク絞りＴを経てもなおかつ偏差値３０ａが残存するよ
うな場合には、図５に示すように、粘着力が引張力を越
える点Ｐを散砂開始点とした散砂を開始され、加速度偏
差の増加に対応した曲線ｅに沿った散砂が実行されるの
で、車輪１１の空転は解消し、加速度指令αに対応した
安定走行が行われる。

【００５５】また、この第２の実施の形態では、特に低
加速度で車輪１１が空転している場合に、導電性の良好
な砂を撒き、車輪１１とレール１２との間の電気的接触
不良を回避できるように構成した。

【００５６】すなわち、車輪１１の加速度２９ａと加算
器２２で求められた散砂総和から、下記（３）式によ
り、速度変化による散砂量βを求めることができる。

【００５７】速度変化による散砂量β＝（散砂総和／車
輪の加速度２９ａ） （３）この速度変化による散砂
量βは、一定時間または一定走行距離で散砂量が多く、
さらに速度変化が少ない場合に大きくなるので、図６に
示すように、速度変化による散砂量が一定量Ｌを越えた
とき、導電性の砂をレール１２上に撒く比率％を多くす
るように比較切替器２８は散砂器２１の撰択器２１４を
制御する。

【００５８】これにより、速度変化が比較的小さい状態
で空転が継続している場合に、導電性の高い砂を撒き、
車輪１１とレール１２との間の電気的接触不良を回避さ
せることができる。

【００５９】このように、この第２の実施の形態では、
レール１２上の車両の質量や、勾配抵抗や走行抵抗等の
列車抵抗、及び電気車の加速度に基づいた散砂指令によ
り散砂器２１が制御されるので、その散砂量がレール１
２面の状況等に沿った、適切な散砂が行われる。

【００６０】なお、上記説明では、散砂に先立ち、何ら
かの方法により駆動電動機７へのトルク絞り制御が行わ
れるものとして説明したが、もしもトルク絞り制御が散
砂前に行われない場合は、車体加速度２９ａと加速度指
令αとの間の偏差値３０ａは、レール１２の勾配抵抗や
走行抵抗等、列車抵抗の条件に基づく値となる。

【００６１】上記第１及び第２の実施の形態における電
気車の空転制御装置は、いずれも散砂器の制御と同時に
インバータをも制御できるように構成されたので、空転
制御装置を電気車の駆動車輪に対応するように台車に取
り付けることができる。

【００６２】すなわち、図７及び図８は電気車の台車に
取り付けた本発明による電気車の空転制御装置の第３の
実施の形態を示す構成図である。

【００６３】すなわち、電気車車体下部には車体の前後
方向に複数の台車３０１，３０２が取り付けられ、これ
ら各台車３０１，３０２にそれぞれ取り付けられた各駆
動電動機７１，７２に対応して、各一対の車輪１１ａ，
１１ｂがそれぞれ回転自在に取り付けられている。この
一対の車輪１１ａ，１１ｂに対応して、図８に示すよう
にそれぞれ対応するインバータ７１，７２と組合わせ構
成された２組の空転制御装置Ａ，Ｂを据付け構成した。

【００６４】このように、駆動用電動機７１，７２を制
御するインバータ６１，６２の制御と空転制御装置Ａ，
Ｂを各台車３０１，３０２に取付けたので構成の小形化
が図れると同時に、各車輪１１ａ，１１ｂ毎の空転状態
に応じた適切な散砂を行うことができる。

【００６５】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、レール面
の条件が悪化し、車輪とレールとの間の粘着力が駆動電
動機による引張力よりも低くなる場合でも、自動的にか
つ適切な散砂により粘着力を高めることができ、上り勾
配での加速不良等による停止を引起こすことなく電気車
を円滑に運行させることができる。また、空転の状態に
応じて、粘着力を算出し、粘着力が引張力よりも低い場
合のみ散砂するので、消費される砂の量は最小限に押さ
えられ、乗務員の散砂器管理の負担を軽減することがで
きる。

【００６６】請求項２に係る発明によれば、レール面の
条件が悪化し、車輪とレールとの間の粘着力が引張力よ
り小さい場合でも、レール面の路線データと電気車の加
速度から、散砂量を算出するので、散砂量を必要最小限
に押さえることができる。また請求項１に係る発明と同
様に、上り勾配での加速不良等による停止を回避し、乗
務員の散砂器管理の負担を軽減することができる。 請
求項３に係る発明によれば、誘導電動機の制御と散砂器
の制御を同じブロックで構成することにより、各車輪毎
の各空転状態に応じて散砂器を動作させることができ
る。従って、各車輪の制御部の構成の小形化が可能とな
り、また複数の駆動車に対して、散砂器の共通化を図る
ことができる。

【００６７】請求項４に係る発明によれば、散砂器内の
砂の量が表示器に表示されるので、乗務員等による散砂
器の保守管理が容易となる。

【００６８】請求項５に係る発明によれば、散砂量が仮
に多くなっても、車輪とレールとの間の導電性が阻害さ
れないように、導電率の異なる砂が切り換え散砂される
ので、電気的接触不良による電力の損失や、電気車の位
置検出や信号制御等の誤動作を防止できる。

【００６９】請求項６に係る発明によれば、請求項５に
おける発明と同様に、レール面の状態により散砂量が多
くなっても、車輪とレールとの間の導電性が確保される
ように、導電性の異なる複数の砂が適宜選択組合わせ散
砂されるので、電力の損失を防ぎ、電気車の位置検出や
各種制御機器の誤動作を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電気車の空転制御装置の第１の実
施の形態を示す構成図である。

【図２】図１に示す装置における空転速度と粘着力との
関係を示した図である。

【図３】図１に示す装置におけるトルク指令と散砂量指
令との関係を示した図である。

【図４】本発明による電気車の空転制御装置の第２の実
施の形態を示す構成図である。

【図５】図４に示す装置における加速度偏差と散砂量指
令との関係を示した図である。

【図６】図４に示す装置における速度変化による散砂量
と導電性砂比率との関係を示した図である。

【図７】本発明による電気車の空転制御装置を適用した
電気車の構成図である。

【図８】図７における装置の構成図である。

【図９】従来の電気車の空転制御装置の代表的な主回路
構成例を示した構成図である。

【符号の説明】

５、５１、５２ フィルタリアクトル ６、６１、６２ インバータ ７、７１、７２ 駆動電動機 ８ 運転台 ８ａ トルク指令（運転指令） ９、９１、９２ 速度センサ（回転速度検出手段） １１、１１ａ、１１ｂ 車輪 １２ レール １３ 散砂器 １４ 車両速度検出回路 １５ 第１の比較回路（空転速度検出手段） １６ 車体速度検出器 １７ 粘着力算定回路（粘着力算出手段） １８ 第２の比較回路 １９ 散砂量算出回路 ２０ 制御器（制御手段） ２１ 散砂器 ２１４ 撰択器 ２２ 加算器（加算手段） ２３ 比較器 ２４ 表示器 ２５ 算出器（算出手段） ２６ 走行距離算出器 ２７ 閾値設定器 ２８ 比較切替器（制御手段） ２９ 加速度検出回路 ３０ 比較回路 ３１ 加速度基準検出回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気車駆動電動機の回転速度を検出する
   回転速度検出手段と、 この回転速度検出手段からの回転速度と前記電気車の車
   体速度とを導入し、車輪の空転速度を検出する空転速度
   検出手段と、 この空転速度検出手段による空転速度から、車輪とレー
   ルとの間の粘着力を算出する粘着力算出手段と、 この粘着力算出手段による粘着力と前記電気車の運転指
   令に基づく前記駆動電動機の引張力とを比較し、その差
   に対応した散砂量を算出する散砂量算出手段と、 この散砂量算出手段により算出された量の砂をレール上
   に撒くように散砂器を制御する制御手段とを具備するこ
   とを特徴とする電気車の空転制御装置。
2. 【請求項２】 電気車駆動電動機の回転速度を検出する
   回転速度検出手段と、 この回転速度検出手段による回転速度から車輪の回転加
   速度を検出する加速度検出手段と、 この加速度検出手段からの車輪回転加速度と、運転台か
   らの指令加速度とにより両者の加速度差を検出する加速
   度偏差検出手段と、 この加速度偏差検出手段からの加速度差に対応した不足
   粘着力を補償し得る散砂量を算出する散砂量算出手段
   と、 この散砂量算出手段により算出された量の砂をレール上
   に撒くように散砂器を制御する制御手段とを具備するこ
   とを特徴とする電気車の空転制御装置。
3. 【請求項３】 前記散砂量算出手段により算出された散
   砂量に対応した信号により前記駆動電動機を制御するこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気車
   の空転制御装置。
4. 【請求項４】 前記散砂量算出手段で算出された散砂量
   を加算する加算手段と、 この加算手段によって加算された散砂量と加算対象の砂
   が散砂される間に前記散砂器に供給された砂の量とを比
   較し、その差を表示する表示手段とを具備することを特
   徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか１項に記載
   の電気車の空転制御装置。
5. 【請求項５】 前記散砂器は、導電率または粘着度の異
   なる複数種の砂を選択的に散砂可能に格納し、 前記加算手段で加算された散砂量とこの散砂量に対応し
   た電気車の走行距離とから単位走行距離当たりの散砂量
   を算出する算出手段と、 この算出手段で算出された単位走行距離当たりの散砂量
   が予め定めた値を越えたときに、レール上に撒かれる砂
   の種類を変えるように前記散砂器を制御する切替手段と
   を具備することを特徴とする請求項４記載の電気車の空
   転制御装置。
6. 【請求項６】 前記散砂器は、導電率または粘着度の異
   なる複数種の砂を選択的に散砂可能に格納し、 前記制御手段は、前記散砂量算出手段により算出された
   散砂量に対応して散砂される複数種の砂の割合を変化さ
   せるよう前記散砂器を制御することを特徴とする請求項
   ４記載の電気車の空転制御装置。