JP2002325307A - Control device for electric rolling stock - Google Patents
Control device for electric rolling stockInfo
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Abstract
Description
【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 apparatus 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11のすべり速度・接
線力係数特性の例を示す図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(車輪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あるいはブレーキ時
に主電動機トルクに併せて主電動機に機械的に結合され
た動軸(以下単に動軸と称する)の空気ブレーキ力とで発
生している場合は、空転・滑走を発生せず、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。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, this tangential force is expressed by the slip speed / tangential force coefficient shown in FIG. It has a characteristic shown by a broken line in a diagram showing an example of the characteristic. The tangential force divided by the axle load (vertical load applied to the rail per wheel 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, the torque not exceeding the maximum value of the tangential force is applied to the main motor or the air brake force of a dynamic shaft (hereinafter simply referred to as a dynamic shaft) mechanically coupled to the main motor in accordance with the main motor torque during braking. If so, the electric vehicle does not generate any slip or gliding, and travels in the adhesive region with a small sliding speed to the left of the maximum value of the tangential force.
【０００３】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ある
いはブレーキ時には動軸の空気ブレーキ力と主電動機ト
ルクの合算値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。しか
し、実線で示すように、レール面が雨などによって湿潤
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トルクより小さくなる。[0003] If a torque larger than the maximum value is generated, the slip speed increases, and the tangential force decreases. As a result, the slip speed increases, resulting in an idling / sliding state. At the time of braking or braking, the performance of the vehicle is set so that the sum of the air braking force of the driving shaft and the torque of the main motor does not exceed the maximum value of the tangential force. However, as shown by the solid line, when the rail surface is wet due to rain or the like, the adhesion coefficient decreases and the maximum value of the tangential force becomes smaller than the torque corresponding to the set performance of the vehicle.
【０００４】この場合、すべり速度が増大し空転・滑走
状態となり、そのまま放置するとこれに対応して接線力
係数が低下し、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あるいはブレーキ時には
動軸の空気ブレーキ力と主電動機発生トルクとの合算値
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あるいは動軸
の空気ブレーキ力と主電動機発生トルクとの合算値を極
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。[0004] In this case, the slip speed increases, causing a slip / skid state, and if left as it is, the tangential force coefficient decreases correspondingly, and the acceleration / deceleration force required for accelerating / decelerating the vehicle further decreases. In addition, it is necessary to quickly detect slipping / sliding and reduce the torque generated by the main motor or the sum of the air braking force of the driving shaft and the generated torque of the main motor during braking to re-adhere. In the case of re-adhesion by controlling the torque in this way, the torque generated by the main motor or the sum of the air brake force of the driving shaft and the torque generated by the main motor is reduced to the maximum It is necessary to control the value so that it is close to the value in order to enhance the acceleration / deceleration performance of the electric vehicle.
【０００５】以下、図面に基ずいて説明する。また、滑
走時は軸加速度がマイナスになるがその絶対値をとりブ
レーキトルク指令値をプラスの値で扱えば、空転時と同
じように扱えるので、以下においては、特に断らない限
り、空転の場合を例にとって説明する。まず、請求項１
〜請求項４に関する従来技術の問題点について説明す
る。図７、８、９は、従来の軸加速度を用いて空転検知
を行って再粘着制御する場合の制御状態の特性図であ
り、Trefはトルク指令値、slipは空転・滑走検知信号、
ωmは主電動機回転速度、αdは動輪軸加速度である。図
７は平坦区間を走行する場合の制御状態例、図８は下り
勾配区間を走行する場合の制御状態例、図９は上り勾配
区間を走行する場合の制御状態例をそれぞれ示してい
る。Hereinafter, description will be made with reference to the drawings. In addition, when running, the axial acceleration becomes negative, but if the absolute value is taken and the brake torque command value is treated as a positive value, it can be handled in the same way as when idling, so in the following, unless otherwise specified, in the case of idling Will be described as an example. First, claim 1
The problem of the related art according to claim 4 will be described. FIGS. 7, 8, and 9 are characteristic diagrams of a control state in a case where a conventional spin detection is performed using an axial acceleration to perform re-adhesion control, where Tref is a torque command value, slip is a slip / slide detection signal,
ωm is the rotation speed of the main motor, and αd is the acceleration of the driving wheel axis. 7 shows a control state example when traveling on a flat section, FIG. 8 shows a control state example when traveling on a downhill section, and FIG. 9 shows a control state example when traveling on an uphill section.
【０００６】これらの各図において、トルク指令値Tref
が増加し、そのときの粘着係数に対応したトルクよりも
大きくなると、空転が発生して車両速度よりも主電動機
回転速度ωmが急激に増加するので、制御装置において空
転を検知することになる。そして、空転を検知すると、
空転・滑走検知信号slipのパルスを発生すると共に、ト
ルク指令値Trefを空転している動輪を確実に再粘着させ
ることが出来る値までトルクを絞り込み、再粘着したと
思われる時点において、トルク指令値をある値まで短時
間のうちに増大させた後、再度徐々にトルク指令値を増
大させ、以降同様の作用が繰り返えされる。なお、トル
クの増大切替区間における主電動機回転速度ωm及び動
輪軸加速度αd、並びにトルク切替区間のデッドタイム
特性については公知技術であるため、ここではその説明
を割愛する。In each of these figures, a torque command value Tref
Increases, and when the torque becomes larger than the torque corresponding to the adhesion coefficient at that time, idling occurs, and the main motor rotation speed ωm increases more rapidly than the vehicle speed, so that the controller detects the idling. And when it detects a slip,
A pulse of the slip / slip detection signal slip is generated, and the torque command value Tref is narrowed down to a value that can surely re-adhere the idle wheel, and at the time when it is considered that the re-adhesion has occurred, the torque command value is set. Is increased to a certain value in a short time, then the torque command value is gradually increased again, and the same operation is repeated thereafter. The main motor rotation speed ωm and the driving wheel shaft acceleration αd in the torque increase switching section, and the dead time characteristics in the torque switching section are well-known technologies, and thus description thereof is omitted here.
【０００７】ここに、図８に示す下り勾配区間を走行す
る場合、例えばtad4〜tad5の期間中は動輪が再粘着して
いる期間であるが、この期間中の動輪軸加速度αdは、
下り勾配の重力成分の影響で、図７の平坦区間や図９の
上り勾配区間の場合よりも大きくなる。したがって、こ
の場合でも、空転の誤検出をすることなく確実に空転を
検出するためには、空転検知のしきい値を高く設定する
ことが必要になる。ブレーキの場合については、上り勾
配区間でブレーキを作用させた場合が、上記力行時の下
り勾配区間での加速の場合に対応し、この上り勾配区間
においても滑走の誤検出をすることなく確実に滑走を検
出するためには、滑走検知のしきい値を高く設定するこ
とが必要になる。When the vehicle is traveling on a downhill section shown in FIG. 8, for example, a period of tad4 to tad5 is a period in which the wheels are re-adhered.
Due to the influence of the gravitational component of the descending gradient, it becomes larger than in the case of the flat section in FIG. Therefore, even in this case, it is necessary to set a high threshold value for idling detection in order to reliably detect idling without erroneously detecting idling. In the case of braking, the case where the brake is applied in the uphill section corresponds to the case of acceleration in the downhill section during power running. In order to detect gliding, it is necessary to set a higher threshold value for gliding detection.
【０００８】このように、下り勾配区間における空転の
誤検出をすることのないようにしきい値を設定した場
合、図７や図９の平坦区間や上り勾配区間においては、
再粘着時における動輪軸加速度αdは、下り勾配区間走
行時よりも低くなるのでしきい値は低くてよいのに、相
対的にしきい値が高くなる。そのため、実際に空転を検
出したときには、空転時のすべり速度が高くなり、接線
力がその分低下して、再粘着させるためにはより大きく
トルクを引き下げる必要が生ずる。特に上り勾配区間で
何らかの原因で停止してしまって、そこから起動しなけ
ればいけない場合を想定すると、できるだけ大きなトル
クを発揮して加速することが必要になるのに対して、上
記のように空転検出時のすべり速度が大きくなることに
よってトルクを大きく引き下げなければならない状況は
極力回避したいところである。本発明の請求項１〜請求
項４は、このような従来の問題点を解決することを目的
としている。As described above, when the threshold value is set so as not to erroneously detect idling in the downhill section, in the flat section and the uphill section shown in FIGS.
The wheel axle acceleration αd at the time of re-adhesion is lower than at the time of traveling on the downhill section, so that the threshold value may be lower, but the threshold value is relatively higher. For this reason, when slippage is actually detected, the slip speed during slippage increases, the tangential force decreases by that amount, and it is necessary to further reduce the torque to re-adhere. Especially when assuming that the vehicle stops for some reason in the uphill section and must be started from there, it is necessary to accelerate with the largest possible torque. A situation in which the torque must be greatly reduced due to an increase in the slip speed at the time of detection is to be avoided as much as possible. It is an object of the present invention to solve such conventional problems.
【０００９】次に、請求項５〜請求項８に関する従来技
術の問題点を説明する。図１０は、従来の軸加速度を用
いた空転検知による再粘着制御の別の例を示している。
この場合は、通常頻繁に起こる事象ではないがしばしば
発生し、一旦発生するとなかなか短時間に再粘着させる
のが困難な事象である。すなわち、トルク指令値とその
時の粘着係数に対応したトルクとが接近している場合な
どに発生する事象で、動輪軸加速度αdが空転検知のし
きい値に達することなく、徐々に空転が拡大し、すべり
速度が非常に大きくなってしまい、そのままノッチオフ
して力行状態を解除しないと空転が収まらなかったり、
途中で空転検知しても、そのときは通常の空転検知で行
うトルクの絞り込み量では再粘着させられず、空転が同
じく発散してしまう場合である。Next, the problems of the related art according to claims 5 to 8 will be described. FIG. 10 shows another example of conventional re-adhesion control based on idling detection using axial acceleration.
In this case, it is an event that does not usually occur frequently but frequently occurs, and once it occurs, it is difficult to reattach in a very short time. In other words, in the event that occurs when the torque command value and the torque corresponding to the adhesion coefficient at that time are approaching, the wheel shaft acceleration αd does not reach the threshold value of the slip detection, and the slip increases gradually. , The slip speed becomes very large, and the spinning cannot be settled without notching off and releasing the powering state,
Even if the idling is detected on the way, the adhesion may not be re-adhered with the reduced amount of the torque performed in the normal idling detection, and the idling may also diverge.
【００１０】このような空転現象をだらだら空転と称す
ることがあり、ここでもこの表現を用いることにする。
このような事象は、空転検知を動輪軸加速度だけを用い
て行う場合には、確実に防止することはできない。これ
への対策として、各動輪速度の速度差を用いる方法も考
えられるが、動輪が全軸空転している場合には十分には
対応できない。本発明の請求項５〜請求項８は、このよ
うな従来の問題点を解決することを目的としている。[0010] Such an idling phenomenon is sometimes called "idling", and this expression will be used here.
Such an event cannot be reliably prevented when idling detection is performed using only the wheel axle acceleration. As a countermeasure against this, a method using a speed difference between the respective driving wheel speeds is also conceivable, but it cannot sufficiently cope with a case where the driving wheels are idling on all axes. Claims 5 to 8 of the present invention aim to solve such conventional problems.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、動輪の
軸加速度を用いて空転を検知することによって再粘着制
御を行う方式において、下り勾配区間においても空転の
誤検知を発生することなく確実に空転を検出することが
できるように空転検出のためのしきい値を設定した場
合、そのしきい値では平坦区間や上り勾配区間におい
て、空転検知のためのしきい値が相対的に大きくなるこ
とから空転検出時のすべり速度が大きくなって、再粘着
させるためにはより大きなトルクの絞り込みが必要にな
り粘着力の有効利用が図れず、したがって加減速性能の
低下をもたらすという問題点がある。また、トルク指令
値とその時の粘着係数に対応したトルクとが接近してい
る場合等に、軸加速度が空転検知のしきい値に達するこ
となく、徐々に空転が拡大し、すべり速度が非常に大き
くなってしまい、そのままノッチオフして力行状態を解
除しないと空転が収まらなかったり、途中で空転検知し
ても、そのときは通常の空転検知で行うトルクの絞り込
み量では再粘着させられず、空転が同じく発散してしま
い、結果として、粘着力の有効利用が図れず、やはり、
加減速性能の低下をもたらすという問題点がある。As described above, in the system in which re-adhesion control is performed by detecting idling using the axial acceleration of a driving wheel, erroneous detection of idling is ensured even in a downhill section. When a threshold value for idling detection is set so that slipping can be detected, the threshold value for idling detection becomes relatively large in a flat section or an uphill section. As a result, the slip speed at the time of idling detection is increased, and it is necessary to narrow down the torque in order to re-adhese, and it is not possible to effectively use the adhesive force, and therefore, there is a problem that the acceleration / deceleration performance is reduced. . In addition, when the torque command value and the torque corresponding to the adhesion coefficient at that time are close to each other, the slippage gradually increases without the axial acceleration reaching the threshold value of the slip detection, and the slip speed becomes extremely high. It will become large, and if you do not release the powering state by notching off as it is, idling will not stop or even if you detect idling on the way, at that time it will not be re-adhesive with the amount of torque narrowed down by normal idling detection, Also diverges, and as a result, effective use of adhesive force cannot be achieved.
There is a problem that the acceleration / deceleration performance is reduced.
【００１２】本発明の目的は、前記のような問題点を解
決し、どのような勾配区間を列車が走行しようとも、勾
配の影響を受けることなく、確実に空転・滑走を検出で
きる範囲内で、極力空転・滑走検知のためのしきい値を
小さく設定することで、空転・滑走検出時のすべり速度
を小さく抑制し、だらだら空転・滑走の発生を抑制する
ことによって、粘着力の有効利用を図り、列車の加減速
性能を向上させることである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to ensure that no matter what gradient section a train travels, it is possible to detect idling and sliding without being affected by the gradient. By setting the threshold value for slip / skid detection as low as possible, the slip speed at the time of slip / skid detection is suppressed to a low level, and the effective use of adhesive force is suppressed by suppressing the occurrence of slip / skid. The purpose is to improve the acceleration / deceleration performance of the train.
【００１３】[0013]
【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、主電動機トルク指令値または該
主電動機の発生トルクの演算値、速度センサにより検出
される該主電動機回転速度、電気車質量、減速比、動輪
径などから駆動輪の接線力係数を推定する接線力係数推
定器と、前記速度センサから演算した動輪軸加速度から
動輪軸の空転・滑走を検知する空転滑走検知器と、空転
または滑走を検知したときには前記接線力係数推定値に
対応したトルクより小さいトルクを指令して粘着状態に
戻った後は前記接線力係数推定器の接線力係数推定値に
対応するトルクを指令するトルク指令値演算器と、前記
接線力係数推定値に対応するトルクを指令している期間
中の動輪軸加速度の平均値を演算しこの動輪軸加速度平
均値に所定の定数を加算したものを前記空転滑走検知器
のしきい値に設定する空転・滑走検知用しきい値演算器
を備えたことを特徴とする電気車制御装置である。[Means for Solving the Problems] That is, means for achieving the object are as follows: 2. The tangential force coefficient of a driving wheel according to claim 1, wherein the main motor torque command value or the calculated value of the generated torque of the main motor, the main motor rotation speed detected by a speed sensor, the electric vehicle mass, the reduction ratio, the moving wheel diameter, etc. A tangential force coefficient estimator for estimating, a slip / skid detector for detecting the slip / sliding of the wheel axle from the wheel axle acceleration calculated from the speed sensor, and a tangential force coefficient corresponding to the estimated tangential force coefficient when slipping or sliding is detected. A torque command value calculator for instructing a torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value of the tangential force coefficient estimator of the tangential force coefficient estimator, and The average value of the wheel axle acceleration during the period in which the torque to be commanded is calculated, and a value obtained by adding a predetermined constant to the average value of the wheel axle acceleration is set as a threshold value of the slip / skid detector. Further comprising a rolling-sliding detection threshold calculator is an electric vehicle control device according to claim.
【００１４】２．請求項２において、複数台の主電動機
を同一制御装置で駆動する車両においては、主電動機回
転速度の平均値と動輪軸加速度の平均値を用いることを
特徴とする請求項１記載の電気車制御装置である。2. The electric vehicle control according to claim 1, wherein in a vehicle in which a plurality of traction motors are driven by the same control device, an average value of the rotation speed of the traction motor and an average value of the acceleration of the wheel axle are used. Device.
【００１５】３．請求項３において、速度センサレス電
気車制御装置において、主電動機トルク指令値または該
主電動機の発生トルクの演算値、該主電動機に印加され
る電圧および電流の演算により得られる該主電動機推定
速度、電気車質量、減速比、動輪径などから駆動輪の接
線力係数を推定する接線力係数推定器と、前記推定速度
より演算した動輪軸加速度の推定値から動輪軸の空転・
滑走を検知する空転滑走検知器と、空転または滑走を検
知したときには前記接線力係数推定値に対応したトルク
より小さいトルクを指令して粘着状態に戻った後は前記
接線力係数推定器の接線力係数推定値に対応するトルク
を指令するトルク指令値演算器と、前記接線力係数推定
値に対応するトルクを指令している期間中の動輪軸加速
度の平均値を演算しこの動輪軸加速度平均値に所定の定
数を加算したものを前記空転滑走検知器のしきい値に設
定する空転・滑走検知用しきい値演算器を備えたことを
特徴とする電気車制御装置である。[0015] 3. In the electric vehicle control device without a speed sensor according to claim 3, the main motor torque command value or a calculated value of the generated torque of the main motor, the main motor estimated speed obtained by calculating a voltage and a current applied to the main motor, A tangential force coefficient estimator that estimates a tangential force coefficient of a drive wheel from an electric vehicle mass, a reduction ratio, a running wheel diameter, and the like, and a running wheel axle
A slip / skid detector for detecting skidding, and a tangential force of the tangential force coefficient estimator after commanding a torque smaller than the torque corresponding to the tangential force coefficient estimate when returning to the adhesive state when slipping or sliding is detected. A torque command value calculator for instructing a torque corresponding to the coefficient estimation value, and an average value of the wheel axle acceleration during a period in which the torque corresponding to the tangential force coefficient estimation value is instructed to calculate the wheel axle acceleration average value An electric vehicle control device comprising: a slip / skid detection threshold calculator for setting a value obtained by adding a predetermined constant to a threshold value of the slip / skid detector.
【００１６】４．請求項４において、複数台の主電動機
を同一制御装置で駆動する車両においては、主電動機平
均速度の推定値と動輪軸加速度平均値の推定値を用いる
ことを特徴とする請求項３記載の電気車制御装置であ
る。4. The electric vehicle according to claim 3, wherein in the vehicle in which a plurality of main motors are driven by the same control device, the estimated value of the average speed of the main motor and the estimated value of the average value of the wheel axle acceleration are used. It is a car control device.
【００１７】５．請求項５において、主電動機トルク指
令値または該主電動機の発生トルクの演算値、速度セン
サにより検出される該主電動機回転速度、電気車質量、
減速比、動輪径などから駆動輪の接線力係数を推定する
接線力係数推定器と、前記速度センサから演算した動輪
軸加速度から動輪軸の空転・滑走を検知する空転滑走検
知器と、空転または滑走を検知したときには前記接線力
係数推定値に対応したトルクより小さいトルクを指令し
て粘着状態に戻った後は前記接線力係数推定値に対応す
るトルクを指令するトルク指令値演算器と、前記接線力
係数推定値に対応するトルクを指令している期間中の動
輪軸加速度の平均値を演算しこの動輪軸加速度平均値に
所定の定数を加算したものを前記空転滑走検知器のしき
い値に設定する空転・滑走検知用しきい値演算器と、動
輪軸加速度が前記空転滑走検出のしきい値を超えない場
合でも指令したトルクに対応した接線力係数と前記接線
力係数推定値との差分の前記指令したトルクに対応した
接線力係数に対する比率がある一定の期間連続してある
値以上となった場合に空転滑走の発生と判断して再粘着
制御に移行させるように動作させる第二の空転・滑走検
知器を備えたことを特徴とする電気車制御装置である。[5] In Claim 5, the main motor torque command value or the calculated value of the generated torque of the main motor, the main motor rotation speed detected by a speed sensor, the electric vehicle mass,
A tangential force coefficient estimator for estimating a tangential force coefficient of a drive wheel from a reduction ratio, a running wheel diameter, etc .; a slip / skid detector for detecting running / sliding of the running wheel shaft from a running wheel axis acceleration calculated from the speed sensor; A torque command value calculator for instructing a torque smaller than the torque corresponding to the tangent force coefficient estimated value when the sliding is detected and returning to the adhesive state after instructing the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value; The average value of the wheel axle acceleration during the period in which the torque corresponding to the estimated tangential force coefficient is commanded, and a predetermined constant added to the average value of the wheel axle acceleration is used as the threshold value of the slip / skid detector. And a threshold calculator for slip / slide detection to be set, and a tangential force coefficient corresponding to the commanded torque and the tangential force coefficient estimated value even when the wheel axle acceleration does not exceed the threshold for slip / skid detection. When the ratio with respect to the tangential force coefficient corresponding to the specified torque for a certain minute exceeds a certain value continuously for a certain period of time, it is determined that slippage has occurred and the operation is shifted to readhesion control. An electric vehicle control device characterized by comprising a slip / skid detector.
【００１８】６．請求項６において、複数台の主電動機
を同一制御装置で駆動する車両においては、主電動機実
速度の平均値と動輪軸加速度の平均値を用いることを特
徴とする請求項５記載の電気車制御装置である。6. 6. The electric vehicle control according to claim 5, wherein in a vehicle in which a plurality of main motors are driven by the same control device, the average value of the actual speed of the main motor and the average value of the wheel axis acceleration are used. Device.
【００１９】７．請求項７において、速度センサレス電
気車制御装置において、主電動機トルク指令値または該
主電動機の発生トルクの演算値、該主電動機に印加され
る電圧および電流の演算により得られる該主電動機推定
速度、電気車質量、減速比、動輪径などから駆動輪の接
線力係数を推定する接線力係数推定器と、前記推定速度
から演算した動輪軸加速度から動輪軸の空転・滑走を検
知する空転滑走検知器と、空転または滑走を検知したと
きには前記接線力係数推定値に対応したトルクより小さ
いトルクを指令して粘着状態に戻った後は前記接線力係
数推定器の接線力係数推定値に対応するトルクを指令す
るトルク指令値演算器と、前記接線力係数推定値に対応
するトルクを指令している期間中の動輪軸加速度の平均
値を演算しこの動輪軸加速度平均値に所定の定数を加算
したものを前記空転滑走検知器のしきい値に設定する空
転・滑走検知用しきい値演算器と、動輪軸加速度が前記
空転滑走検出器のしきい値を超えない場合でも指令した
トルクに対応した接線力係数と前記接線力係数推定値と
の差分の前記指令したトルクに対応した接線力係数に対
する比率がある一定の期間連続してある値以上となった
場合に空転滑走の発生と判断して再粘着制御に移行させ
るように動作させる第二の空転・滑走検知器を備えたこ
とを特徴とする電気車制御装置である。[7] The electric motor control device without a speed sensor according to claim 7, wherein the main motor torque command value or the calculated value of the generated torque of the main motor, the main motor estimated speed obtained by calculating the voltage and current applied to the main motor, A tangential force coefficient estimator that estimates a tangential force coefficient of a drive wheel from an electric vehicle mass, a reduction ratio, a running wheel diameter, and the like, and a slip / skid detector that detects running / sliding of a running wheel shaft from a running wheel axis acceleration calculated from the estimated speed. And, when slipping or sliding is detected, after returning to the adhesive state by instructing a torque smaller than the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value, the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value of the tangential force coefficient estimator is returned. A torque command value calculator for instructing, and an average value of the wheel axle acceleration during a period in which a torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is instructed, and this wheel axle acceleration average value A threshold value calculator for slip / slide detection that sets a value obtained by adding a predetermined constant to a threshold value of the slip / skid detector, even when the wheel axis acceleration does not exceed the threshold value of the slip / skid detector. When the ratio of the difference between the tangential force coefficient corresponding to the commanded torque and the estimated value of the tangential force coefficient to the tangential force coefficient corresponding to the commanded torque becomes a certain value or more continuously for a certain period of time, the skid glide. The electric vehicle control device further comprises a second slip / skid detector which operates to determine occurrence of the slippage and shift to the readhesion control.
【００２０】８．請求項８において、複数台の主電動機
を同一制御装置で駆動する車両においては、主電動機平
均速度の推定値と動輪軸加速度平均値の推定値を用いる
ことを特徴とする請求項７記載の電気車制御装置であ
る。[8] 8. The electric vehicle according to claim 7, wherein in the vehicle in which a plurality of main motors are driven by the same control device, the estimated value of the average speed of the main motor and the estimated value of the average value of the wheel axle acceleration are used. It is a car control device.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の電気車制御装置に
ついて、図示の実施例を用いて詳細に説明する。図１は
本発明の請求項１〜４記載の再粘着制御系の実施例を示
すブロック図、図２は本発明の請求項５〜８記載の再粘
着制御系の実施例を示すブロック図、図３〜５は本発明
の請求項１〜４記載の実施例を用いて再粘着制御した場
合の制御状態の例を示す図、図６は本発明の請求項５〜
８記載の実施例を用いて再粘着制御した場合の制御状態
の例を示す図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an electric vehicle control device according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. 1 is a block diagram showing an embodiment of a readhesion control system according to claims 1 to 4 of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a readhesion control system according to claims 5 to 8 of the present invention, FIGS. 3 to 5 show examples of control states when re-adhesion control is performed using the embodiments of claims 1 to 4 of the present invention, and FIG. 6 shows claims 5 to 5 of the present invention.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a control state in a case where re-adhesion control is performed using the example described in FIG.
【００２２】先ず本発明の請求項１記載の実施例につい
て説明する。図１において、一台の主電動機に対するト
ルク指令値と、速度センサによって検出した前記主電動
機回転速度（実速度）を外乱オブザーバ等を用いた接線
力係数推定器への入力情報として、前記外乱オブザーバ
等を用いた接線力係数推定器によって推定した前記一台
の主電動機に対応した電気車の動輪の接線力係数推定値
と、前記速度センサから検出した実速度から演算した動
輪軸加速度をもとに検出した空転あるいは滑走検知信号
とを用いて、空転または滑走を検出したときに、前記接
線力係数推定値に対応したトルクよりも小さいトルクを
指令して空転または滑走状態から再粘着状態に戻した後
に、前記接線力係数推定値に対応したトルクを指令する
ようにした制御器を設けた電気車制御装置である。First, a first embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, a torque command value for one main motor and the main motor rotation speed (actual speed) detected by a speed sensor are used as input information to a tangential force coefficient estimator using a disturbance observer or the like as the disturbance observer. Based on the tangential force coefficient estimated value of the driving wheel of the electric vehicle corresponding to the one main motor estimated by the tangential force coefficient estimator using the driving wheel shaft acceleration calculated from the actual speed detected from the speed sensor. Using the detected slipping or sliding detection signal, when slipping or sliding is detected, a torque smaller than the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is instructed to return from the slipping or sliding state to the re-adhesion state. After that, the electric vehicle control device is provided with a controller for instructing a torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value.
【００２３】空転または滑走軸が再粘着したと思われる
時点で、前記接線力係数推定値に対応したトルクを指令
している期間中の動輪軸加速度の平均値を演算し、前記
動輪軸加速度の平均値に一定の定数を加算したものを空
転滑走検知のためのしきい値演算器で演算してこれを空
転滑走検出のしきい値に設定することで、軸加速度によ
る空転滑走検知のしきい値を勾配の影響を加味して大き
めに設定する必要をなくし、小さな車輪のすべり速度の
うちに空転滑走を検出するように構成したものである。At the point in time when the slip or sliding axis is considered to have re-adhered, the average value of the wheel axle acceleration during the period when the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is commanded is calculated, and the average value of the wheel axle acceleration is calculated. By adding a constant to the average value using a threshold calculator for slip / skid detection, and setting this as a threshold for slip / skid detection, the threshold for slip / skid detection due to axial acceleration is calculated. This eliminates the need to set the value to a large value in consideration of the influence of the gradient, and detects slipping during the slip speed of a small wheel.
【００２４】すなわち、図示しない速度センサによって
検出した一台の主電動機回転速度ωmと、前記主電動機
に対するトルク指令値Trefが、例えば0次外乱オブザー
バ等を用いた接線力係数推定器1に入力され、接線力係
数推定値μestが演算される。一方、図示しない動輪軸
加速度演算器によって、前記主電動機に対応した動輪軸
加速度αdが空転・滑走検知器3に入力される。そして、
この動輪軸加速度αdがしきい値αth以上になると、空
転・滑走検知器3は空転・滑走の発生を検知し、図３〜
図５に示すように、動輪軸加速度αdがある値以下にな
るまで、暫時空転・滑走検知信号slipをオンにする。そ
して、この空転・滑走検知信号slip、動輪軸加速度αd
と前述の接線力係数推定値μestとがトルク指令値演算
器2に入力され、トルク指令値演算器2では、空転・滑走
検知信号slipがオンになったことで、その時の接線力係
数推定値μestをもとに、再粘着させるに必要なトルク
指令値Tref_limと、再粘着した時点で指令すべき接線力
係数推定値μestに対応したトルク指令値Tref_estとを
演算し、図３〜図５に示すように指令する。That is, one main motor rotation speed ωm detected by a speed sensor (not shown) and a torque command value Tref for the main motor are input to a tangential force coefficient estimator 1 using, for example, a zero-order disturbance observer. , A tangential force coefficient estimated value μest is calculated. On the other hand, a running wheel axis acceleration αd corresponding to the main motor is input to the slip / slide detector 3 by a running wheel axis acceleration calculator (not shown). And
When the wheel axle acceleration αd is equal to or greater than the threshold value αth, the slip / skid detector 3 detects the occurrence of slip / skid, and FIG.
As shown in FIG. 5, the temporary slip / slide detection signal slip is turned on until the wheel axle acceleration αd falls below a certain value. Then, the slip / slide detection signal slip and the wheel axis acceleration αd
And the tangential force coefficient estimated value μest described above are input to the torque command value calculator 2, and in the torque command value calculator 2, the idling / sliding detection signal slip is turned on, and the tangential force coefficient estimated value at that time is obtained. Based on μest, a torque command value Tref_lim required for re-adhesion and a torque command value Tref_est corresponding to a tangential force coefficient estimated value μest to be instructed at the time of re-adhesion are calculated. Command as shown.
【００２５】このトルク指令値演算器2では、このトル
ク指令値Tref_estなどをトルク指令値Trefとして、前述
の接線力係数推定器1に対して出力する。そして、トル
ク指令値演算器2では、接線力係数推定値μestに対応し
たトルク指令値Tref_estを指令している期間で十分再粘
着していると思われる期間、例えば図３〜図５に示す時
刻tad1〜tad2の間における動輪軸加速度αdの平均値αa
vを演算し、空転・滑走検知用しきい値演算器4に対して
出力する。空転・滑走検知用しきい値演算器4では、動
輪軸加速度αdの平均値αavに例えばある定数を加算し
たものを、空転・滑走検知のしきい値αthとして空転・
滑走検知器3に出力する。定数は、動輪軸加速度αdの微
小な時間的変動で空転・滑走を誤検知しない範囲で、極
力小さくする。前述したように、空転・滑走検知器3で
は、このようにして設定された空転・滑走検知のしきい
値αthをもとに空転・滑走検知を行う。The torque command value calculator 2 outputs the torque command value Tref_est and the like to the tangential force coefficient estimator 1 as a torque command value Tref. Then, in the torque command value calculator 2, a period during which the torque command value Tref_est corresponding to the tangential force coefficient estimated value μest is commanded is considered to be sufficiently re-adhered, for example, the time shown in FIGS. Average value αa of wheel axle acceleration αd between tad1 and tad2
v is calculated and output to the slip / slide detection threshold calculator 4. The slip / slide detection threshold calculator 4 calculates a value obtained by adding a constant to the average value αav of the wheel axle acceleration αd as a slip / slide detection threshold αth.
Output to slide detector 3. The constant is set as small as possible within a range in which slipping / sliding is not erroneously detected due to minute temporal fluctuations of the wheel axle acceleration αd. As described above, the slip / slide detector 3 performs the slip / slide detection based on the threshold value αth of the slip / slide detection thus set.
【００２６】このように、常に、空転検知時の接線力係
数推定値μestに対応したトルク指令値Tref_estを指令
している期間、すなわち十分再粘着したと考えられる時
点における動輪軸加速度αdの平均値αavをもとに空転
・滑走検知のしきい値αthを演算しているので、いかな
る勾配区間を走行している場合でも、現在の走行区間に
対応した列車の加速度を動輪軸加速度αdの平均値αav
は表している。したがって、このように設定された空転
・滑走検知のしきい値αthによって空転・滑走検知を行
うので、勾配区間の影響をうけることなく、高感度で空
転・滑走を検出できることになる。なお、上記において
はトルク指令値Trefを用いるものとして実施例の説明を
行ったが、主電動機の発生トルクの演算値をトルク指令
値の代わりに接線力係数推定器1へ入力するように構成
しても、同じ制御動作が得られるので、発生トルクの演
算値を用いる場合については、説明を割愛する。As described above, the average value of the wheel axle acceleration αd at the time when the torque command value Tref_est corresponding to the estimated tangential force coefficient μest at the time of idling detection is always commanded, that is, at the time when it is considered to be sufficiently re-adhesive. Calculates the threshold value αth for idling / sliding detection based on αav, so if you are traveling on any gradient section, the acceleration of the train corresponding to the current traveling section is the average value of the wheel axis acceleration αd αav
Represents. Therefore, since the slip / slide detection is performed based on the threshold value αth of the slip / slide detection thus set, the slip / slide can be detected with high sensitivity without being affected by the gradient section. In the above description, the embodiment has been described assuming that the torque command value Tref is used.However, a configuration is adopted in which the calculated value of the torque generated by the main motor is input to the tangential force coefficient estimator 1 instead of the torque command value. However, since the same control operation can be obtained, the description of the case of using the calculated value of the generated torque is omitted.
【００２７】本発明の請求項２記載の実施例について
は、図１におけるωmとして図示しない複数台の主電動
機実速度の平均値演算器出力、αdとして図示しない複
数の動輪軸加速度の平均値演算器出力を用いるところが
請求項１記載の実施例と異なるだけで、それ以外は図１
の実施例と同じである。本発明の請求項３記載の実施例
については、図１におけるωmとして図示しない主電動
機に印加される電圧および電流の演算により得られる主
電動機推定速度演算器出力、αdとして図示しない主電
動機推定速度から演算する動輪軸加速度の推定値演算器
出力を用いるところが請求項１記載の実施例と異なるだ
けで、それ以外は図１の実施例と同じである。本発明の
請求項４記載の実施例については、図１におけるωmと
して図示しない複数台の主電動機に印加される電圧およ
び電流の演算により得られる主電動機平均速度の推定値
演算器の出力、αdとして図示しない複数台の主電動機
平均速度の推定値から演算した複数の動輪軸加速度平均
値の推定値演算器出力を用いるところが請求項１の実施
例と異なるだけで、それ以外は図１の実施例と同じであ
る。In the embodiment according to the second aspect of the present invention, an average value calculator output of a plurality of main motor actual speeds not shown as ωm in FIG. 1 and an average value calculation of a plurality of wheel axis accelerations not shown as αd are shown in FIG. FIG. 1 is different from the embodiment of FIG. 1 only in that the device output is used.
This is the same as the embodiment of FIG. In the third embodiment of the present invention, an output of a main motor estimated speed calculator obtained by calculating a voltage and a current applied to the main motor (not shown) as ωm in FIG. 1 and a main motor estimated speed (not shown) as αd The present embodiment is different from the embodiment of the first embodiment only in that the output of the estimated value calculator of the wheel axle acceleration calculated from the above is used, and other than that is the same as the embodiment of FIG. In the embodiment according to claim 4 of the present invention, the output of the estimated value calculator of the average speed of the main motor obtained by calculating the voltage and current applied to a plurality of main motors (not shown) as ωm in FIG. 1 is different from that of the embodiment of FIG. 1 in that a plurality of estimated values of a running wheel axle average calculated from the estimated values of the average speeds of the main motors (not shown) are used. Same as the example.
【００２８】次に本発明の請求項５記載の実施例につい
て説明する。図２において、一台の主電動機に対するト
ルク指令値または発生トルクの演算値と、速度センサに
よって検出した前記主電動機の実速度を外乱オブザーバ
等を用いた接線力係数推定器への入力情報として、前記
外乱オブザーバ等を用いた接線力係数推定器によって推
定した一台の主電動機に対応した電気車の動輪の接線力
係数推定値と、前記速度センサから検出した実速度から
演算した動輪軸加速度をもとに検出した空転あるいは滑
走検知信号とを用いて、空転または滑走を検出したとき
に、前記接線力係数推定値に対応したトルクよりも小さ
いトルクを指令して空転または滑走状態から再粘着状態
に戻した後に、前記接線力係数推定値に対応したトルク
を指令するようにした制御器を設けた電気車制御装置で
ある。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In FIG. 2, the torque command value for one main motor or the calculated value of the generated torque, and the actual speed of the main motor detected by a speed sensor as input information to a tangential force coefficient estimator using a disturbance observer or the like, The tangential force coefficient estimated value of the driving wheel of the electric vehicle corresponding to one main motor estimated by the tangential force coefficient estimator using the disturbance observer and the like, and the running wheel axis acceleration calculated from the actual speed detected from the speed sensor. Using the originally detected slipping or sliding detection signal, when slipping or sliding is detected, a torque smaller than the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is instructed to change the slipping or sliding state to the re-adhesion state. The electric vehicle control device further includes a controller for instructing a torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value after returning to the above.
【００２９】前記接線力係数推定値に対応したトルクを
指令している期間中の動輪軸加速度の平均値を演算し、
前記動輪軸加速度の平均値に一定の定数を加算したもの
を空転滑走検出のしきい値に設定するとともに、前記空
転滑走検出のしきい値設定時点以降、動輪軸加速度が前
記空転滑走検出のしきい値を超えない場合でも、指令し
たトルクに対応した接線力係数と前記接線力係数推定値
との差分の前記指令したトルクに対応した接線力係数に
対する比率が、ある一定の期間連続してある値以上とな
った場合に空転滑走の発生と判断して再粘着制御に移行
させるようにしたことで、空転滑走検出のしきい値に達
することなく空転・滑走速度が徐々に増大していく空転
滑走現象の発生を抑制するように構成したものである。The average value of the wheel axle acceleration during the period when the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is commanded is calculated,
A value obtained by adding a constant to the average value of the running wheel axis acceleration is set as a threshold value for slip / skid detection. Even when the threshold value is not exceeded, the ratio of the difference between the tangential force coefficient corresponding to the commanded torque and the tangential force coefficient estimated value to the tangential force coefficient corresponding to the commanded torque is continuous for a certain period of time. When the value is greater than or equal to this value, it is determined that slippage has occurred, and the system shifts to re-adhesion control, so that the slippage / sliding speed gradually increases without reaching the threshold value for slippage detection. It is configured to suppress the occurrence of the gliding phenomenon.
【００３０】すなわち、図示しない速度センサによって
検出した一台の主電動機の実速度ωmと、前記一台の主
電動機に対するトルク指令値Trefが、例えば0次外乱オ
ブザーバ等を用いた接線力係数推定器1に入力され、接
線力係数推定値μestが演算される。一方、図示しない
動輪軸加速度演算器によって、前記一台の主電動機に対
応した動輪軸加速度αdが空転・滑走検知器3に入力され
る。そして、この動輪軸加速度αdがしきい値αth以上
になると、空転・滑走検知器3は空転・滑走の発生を検
知し、図６に示すように、動輪軸加速度αdがある値以
下になるまで、暫時空転・滑走検知信号slipをオンにす
る。そして、この空転・滑走検知信号slip、動輪軸加速
度αdと前述の接線力係数推定値μest、第二の空転・滑
走検知器(2)5の出力である第二の空転・滑走検知信号sl
ip2とが第二のトルク指令値演算器(2)6に入力され、第
二のトルク指令値演算器(2)6では、空転・滑走検知信号
slipがオンになったことで、その時の接線力係数推定値
μestをもとに、再粘着させるに必要なトルク指令値Tre
f_limと、再粘着した時点で指令すべき接線力係数推定
値μestに対応したトルク指令値Tref_estとを演算し、
図６に示すように指令する。That is, the actual speed ωm of one main motor detected by a speed sensor (not shown) and the torque command value Tref for the one main motor are, for example, a tangential force coefficient estimator using a zero-order disturbance observer or the like. 1 and a tangential force coefficient estimated value μest is calculated. On the other hand, a running wheel axis acceleration αd corresponding to the one main motor is input to the slip / slide detector 3 by a running wheel axis acceleration calculator (not shown). When the wheel axle acceleration αd becomes equal to or more than the threshold value αth, the slip / skid detector 3 detects the occurrence of the slip / skid, and until the wheel axle acceleration αd becomes a certain value or less as shown in FIG. Then, the temporary slip / slide detection signal slip is turned on. Then, the slip / slide detection signal slip, the wheel axle acceleration αd and the tangential force coefficient estimated value μest, and the second slip / slide detection signal sl which is the output of the second slip / slide detector (2) 5
ip2 is input to the second torque command value calculator (2) 6, and the second torque command value calculator (2) 6 outputs a slip / slide detection signal.
When slip is turned on, the torque command value Tre required for re-adhesion is determined based on the tangential force coefficient estimated value μest at that time.
f_lim and the torque command value Tref_est corresponding to the tangential force coefficient estimated value μest to be commanded at the time of re-adhesion,
The command is issued as shown in FIG.
【００３１】このトルク指令値Tref_estなどは、前述の
接線力係数推定器1に対してトルク指令値Trefとして出
力される。そして、第二のトルク指令値演算器(2)6で
は、接線力係数推定値μestに対応したトルク指令値Tre
f_estを指令している期間で十分再粘着していると思わ
れる期間、例えば図６に示す時刻tad1〜tad2の間におけ
る動輪軸加速度αdの平均値αavを演算し、空転・滑走
検知用しきい値演算器4に対して出力する。空転・滑走
検知用しきい値演算器4では、動輪軸加速度αdの平均値
αavに例えばある定数を加算したものを、空転・滑走検
知のしきい値αthとして空転・滑走検知器3に出力す
る。定数は、動輪軸加速度αdの微小な時間的変動で空
転・滑走を誤検知しない範囲で、極力小さくする。前述
したように、空転・滑走検知器3では、このようにして
設定された空転・滑走検知のしきい値αthをもとに空転
・滑走検知を行う。The torque command value Tref_est and the like are output to the tangential force coefficient estimator 1 as a torque command value Tref. In the second torque command value calculator (2) 6, the torque command value Tre corresponding to the tangential force coefficient estimated value μest is calculated.
The average value αav of the wheel axle acceleration αd during the period in which f_est is instructed and the adhesion is considered to be sufficiently re-adhesive, for example, between times tad1 and tad2 shown in FIG. 6, is calculated, and the slip / skid detection threshold is calculated. Output to value calculator 4. The slip / slide detection threshold calculator 4 outputs, for example, a value obtained by adding a certain constant to the average value αav of the wheel axle acceleration αd to the slip / slide detector 3 as a slip / slide detection threshold αth. . The constant is set as small as possible within a range in which slipping / sliding is not erroneously detected due to minute temporal fluctuations of the wheel axle acceleration αd. As described above, the slip / slide detector 3 performs the slip / slide detection based on the threshold value αth of the slip / slide detection thus set.
【００３２】さらに、接線力係数推定器1の出力である
接線力係数推定値μestと、第二のトルク指令値演算器
(2)6の出力であるトルク指令値Trefが、第二の空転・滑
走検知器(2)5に入力される。第二の空転・滑走検知器
(2)5では、トルク指令値Trefに対応した接線力係数推定
値μtrefの演算を行い、次いでトルク指令値Trefに対応
した接線力係数μtrefと接線力係数の推定値μestの差
分のトルク指令値Trefに対応した接線力係数μtrefに対
する比率rto_muを、(1)式に示す演算にて行う。Further, a tangential force coefficient estimated value μest output from the tangential force coefficient estimator 1 and a second torque command value calculator
(2) The torque command value Tref, which is the output of 6, is input to the second slip / slide detector (2) 5. Second slip / slip detector
(2) In 5, the tangential force coefficient estimated value μtref corresponding to the torque command value Tref is calculated, and then the torque command value of the difference between the tangential force coefficient μtref corresponding to the torque command value Tref and the tangential force coefficient estimated value μest The ratio rto_mu to the tangential force coefficient μtref corresponding to Tref is calculated by the calculation shown in Expression (1).
【００３３】 rto_mu = (μtref - μest) /μtref ・・・・・・・(1) そして、この比率rto_muがだらだら空転・滑走検知のし
きい値Δrto_slipと、次に示す(2)式の条件が連続して
ある期間成立した場合、第二の空転・滑走検知器(2)5の
第二のトルク指令値演算器（2）６への出力である第二
の空転・滑走検知信号slip2を、図６に示すように、暫
時オンにする。もし(2)式の条件が連続してある期間成
立しない場合には、第二の空転・滑走検知信号slip2は
オフのままである。Rto_mu = (μtref−μest) / μtref (1) Then, when this ratio rto_mu is slow, the threshold value Δrto_slip for idling / sliding detection and the condition of the following equation (2) are satisfied. If the second slip / skid detector (2) 5 is continuously output for a certain period, the second slip / skid detector (2) 5 outputs the second slip / skid detection signal slip2, which is output to the second torque command value calculator (2) 6, As shown in FIG. 6, it is temporarily turned on. If the condition of equation (2) is not satisfied for a certain period of time, the second slip / slide detection signal slip2 remains off.
【００３４】 rto_mu ≧Δrto_slip ・・・・・・・(2) ここに、図６に示すように、時刻tad3で第二の空転・滑
走検知信号slip2がオンになると、第二のトルク 指令値
演算器(2)6では、空転滑走検知信号slipがオフであって
も、その時の接線力係数推定値μestをもとに、空転滑
走検知信号slipがオンの場合と同様の再粘着制御に移行
する。このように、第一の空転・滑走検知器3が空転を
検知しなくても、第二の空転・滑走検知器(2)5が空転検
知するので、だらだら空転が拡大する前に再粘着制御を
行って、より一層粘着力の有効利用が可能となる。Rto_mu ≧ Δrto_slip (2) Here, as shown in FIG. 6, when the second slip / slide detection signal slip2 is turned on at time tad3, the second torque command value calculation is performed. In the device (2) 6, even if the slipping / slippage detection signal slip is off, based on the tangential force coefficient estimated value μest at that time, the process shifts to the re-adhesion control as in the case where the slippage / slippage detection signal slip is on . In this way, even if the first slip / slide detector 3 does not detect slip, the second slip / slide detector (2) 5 detects slip, so that the re-adhesion control is performed before the slip increases. By doing so, the adhesive force can be more effectively used.
【００３５】本発明の請求項６記載の実施例について
は、図２におけるωmとして図示しない複数台の主電動
機実速度の平均値演算器出力、αdとして図示しない複
数の動輪軸加速度の平均値演算器出力を用いるところが
請求項５の実施例と異なるだけで、それ以外は図２の実
施例と同じである。本発明の請求項７記載の実施例につ
いては、図２におけるωmとして図示しない主電動機に
印加される電圧および電流の演算により得られる主電動
機推定速度演算器出力、αdとして図示しない主電動機
推定速度から演算した動輪軸加速度の推定値演算器出力
を用いるところが請求項５の実施例と異なるだけで、そ
れ以外は図２の実施例と同じである。In the embodiment according to claim 6 of the present invention, an average value calculator output of a plurality of main motor actual speeds (not shown) as ωm in FIG. 2, and an average value calculation of a plurality of wheel axis accelerations (not shown) as αd This embodiment is the same as the embodiment of FIG. 2 except that the device output is different from that of the fifth embodiment. In the embodiment according to claim 7 of the present invention, an output of a main motor estimated speed calculator obtained by calculating a voltage and a current applied to the main motor (not shown) as ωm in FIG. 2, and a main motor estimated speed not shown as αd The difference from the embodiment of the fifth embodiment is that the output of the estimated value calculator of the wheel axle acceleration calculated from the above is used, and the rest is the same as the embodiment of FIG.
【００３６】本発明の請求項８記載の実施例について
は、図２におけるωmとして図示しない複数台の主電動
機に印加される電圧および電流の演算により得られる主
電動機平均速度の推定値演算器出力、αdとして図示し
ない複数台の主電動機平均速度の推定値から演算した複
数の動輪軸加速度平均値の推定値演算器出力を用いると
ころが請求項５の実施例と異なるだけで、それ以外は図
２の実施例と同じである。In the embodiment of the present invention, an output of the estimated value calculator of the average speed of the main motor obtained by calculating voltages and currents applied to a plurality of main motors (not shown) as ωm in FIG. , .Alpha.d are different from those in the embodiment of FIG. 5 in that the outputs of a plurality of estimated values of the average wheel speed acceleration calculated from the estimated values of the average speeds of the main motors (not shown) are used. This is the same as the embodiment of FIG.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上に説明したように本発明の請求項１
〜４記載によれば、力行またはブレーキ中の列車の加速
度を常に把握でき、その列車の加速度をもとに空転・滑
走検知のしきい値を設定できるので、勾配の影響を考慮
することなく高い検知感度で、空転・滑走の検出ができ
ることになり、空転・滑走時のすべり速度を小さく抑制
でき、したがって、再粘着させるために必要なトルクの
低減量を極力抑制した粘着力の有効利用可能な再粘着制
御を実現できることになる。また、本発明の請求項５〜
８記載によれば、請求項１〜４による空転・滑走検知で
は検知し得ないだらだら空転・滑走が発生した場合で
も、空転・滑走が拡大する前にこれを検知して、空転・
滑走の拡大を抑制して粘着力のより一層有効利用可能な
再粘着制御を実現できることになる。As described above, the first aspect of the present invention is as follows.
According to the descriptions of Nos. To 4, the acceleration of the train during powering or braking can always be grasped, and the threshold value for idling / sliding detection can be set based on the acceleration of the train. With the detection sensitivity, slip / slip can be detected, and the slip speed during slip / slip can be suppressed to a small value.Therefore, the amount of torque required for re-adhesion can be minimized, and the adhesive force can be used effectively. The re-adhesion control can be realized. Claim 5 of the present invention.
According to the eighth aspect, even in the case where the slip / slide which cannot be detected by the slip / slide detection according to claims 1 to 4 occurs, the slip / slide is detected before the slip / slide is expanded, and the slip / slide is detected.
It is possible to realize the re-adhesion control that can effectively utilize the adhesive force by suppressing the expansion of the sliding.
【図１】本発明の請求項１〜４記載の再粘着制御系の実
施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a readhesion control system according to claims 1 to 4 of the present invention.
【図２】本発明の請求項５〜８記載の再粘着制御系の実
施例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a readhesion control system according to claims 5 to 8 of the present invention.
【図３】本発明の請求項１〜４記載の実施例を用いて再
粘着制御した場合の制御状態の例(平坦区間を走行する
場合)である。FIG. 3 is an example of a control state (when traveling in a flat section) when re-adhesion control is performed using the embodiment according to claims 1 to 4 of the present invention.
【図４】本発明の請求項１〜４記載の実施例を用いて再
粘着制御した場合の制御状態の例(下り勾配区間を走行
する場合)である。FIG. 4 is an example of a control state in a case where re-adhesion control is performed by using the embodiment according to claims 1 to 4 of the present invention (when traveling on a downhill section).
【図５】本発明の請求項１〜４記載の実施例を用いて再
粘着制御した場合の制御状態の例(上り勾配区間を走行
する場合)である。FIG. 5 is an example of a control state in a case where the re-adhesion control is performed using the embodiment according to claims 1 to 4 of the present invention (when traveling on an uphill section).
【図６】本発明の請求項５〜８記載の実施例を用いて再
粘着制御した場合の制御状態の例である。FIG. 6 is an example of a control state in a case where re-adhesion control is performed using the embodiments according to claims 5 to 8 of the present invention.
【図７】従来の軸加速度を用いた空転検知による再粘着
制御の例（平坦区間走行の場合）である。FIG. 7 is an example of conventional re-adhesion control based on idling detection using axial acceleration (in the case of flat section traveling).
【図８】従来の軸加速度を用いた空転検知による再粘着
制御の例（下り勾配区間走行の場合）である。FIG. 8 is an example of a conventional re-adhesion control based on idling detection using axial acceleration (in the case of traveling on a downhill section).
【図９】従来の軸加速度を用いた空転検知による再粘着
制御の例（上り勾配区間走行の場合）である。FIG. 9 is an example of conventional re-adhesion control based on idling detection using axial acceleration (in the case of traveling on an uphill section).
【図１０】従来の軸加速度を用いた空転検知による再粘
着制御で、空転検知のしきい値に達することなく徐々に
空転が拡大する場合の例である。FIG. 10 is an example of conventional re-adhesion control based on idling detection using axial acceleration, in which idling gradually increases without reaching a threshold value for idling detection.
【図１１】すべり速度・接線力特性の例である。FIG. 11 is an example of a sliding speed / tangential force characteristic.
１ 接線力係数推定器 ２ トルク指令値演算器 ３ 空転・滑走検知器 ４ 空転・滑走検知用しきい値演算器 ５ 第二の空転・滑走検知器(2) ６ 第二のトルク指令値演算器(2) Tref トルク指令値 Tref_lim 再粘着させるに必要なトルク指令値の下限値 μest 接線力係数推定値 Tref_est 接線力係数推定値μestに対応したトルク指
令値 μtref トルク指令値Trefに対応した接線力係数 Δrto_slip だらだら空転・滑走検知のしきい値 rto_mu トルク指令値Trefに対応した接線力係数μtref
と接線力係数推定値μestの差分のトルク指令値Trefに
対応した接線力係数推定値μtrefに対する比率 slip 空転・滑走検知信号 slip2 第二の空転・滑走検知信号 ωm 主電動機回転速度 αd 動輪軸加速度 αav 粘着時の動輪軸加速度の平均値 αth 空転・滑走検知のためのしきい値 tad1 動輪再粘着時における動輪軸加速度の平均値を
求める時間幅の始点 tad2 動輪再粘着時における動輪軸加速度の平均値を
求める時間幅の終点 tad3 だらだら空転検知時刻 tad4 動輪再粘着時における動輪軸加速度の平均値を
求める時間幅の始点 tad5 動輪再粘着時における動輪軸加速度の平均値を
求める時間幅の終点REFERENCE SIGNS LIST 1 tangential force coefficient estimator 2 torque command value calculator 3 slip / slide detector 4 threshold calculator for slip / slide detection 5 second slip / slide detector (2) 6 second torque command value calculator (2) Tref Torque command value Tref_lim Lower limit value of torque command value required for re-adhesion μest Estimated tangential force coefficient Tref_est Torque command value corresponding to estimated tangential force coefficient μest μtref Tangential force coefficient corresponding to torque command value Tref Δrto_slip Threshold for detection of slipping / sliding rto_mu Tangent force coefficient μtref corresponding to torque command value Tref
The ratio of the difference between the estimated tangent force coefficient μest and the tangential force coefficient estimated value μtref corresponding to the torque command value Tref slip Slip / skid detection signal slip2 Second slip / skid detection signal ωm Main motor rotation speed αd Wheel axle acceleration αav Average value of wheel axis acceleration when sticking αth Threshold value for idling / sliding detection tad1 Starting point of time width to find average value of wheel axis acceleration when wheel is re-adhered tad2 Average value of wheel axis acceleration when wheel is re-adhered End point of the time width to find the average value of the wheel axis acceleration when the wheel is re-adhered tad5 start point of the time width to find the average value of the wheel axis acceleration when the wheel is re-adhered tad3
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｘ (72)発明者 大石 潔 新潟県長岡市学校町１−３−４長岡住宅５ −101 (72)発明者 門脇 悟志 新潟県長岡市長峰町60番地109クレールヒ ル202号 (72)発明者 宮下 一郎 神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目８番地 東洋電機製造株式会社横浜製作所内 (72)発明者 保川 忍 神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目８番地 東洋電機製造株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 3D046 AA07 BB29 GG01 HH36 HH39 HH42 JJ01 JJ07 5H115 PA08 PA11 PG01 QE01 QE04 QE05 QE06 QE08 QE14 QI08 QN06 QN28 RB11 SE03 SF01 TB01 TO07 TO10 TW07 5H550 AA01 BB03 BB08 DD01 EE03 FF02 FF04 GG03 JJ04 LL01 LL32 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02P 5/00 H02P 5/00 X (72) Inventor Kiyoshi Oishi 1-3-4 School Town, Nagaoka City, Niigata Prefecture Nagaoka Residence 5-101 (72) Inventor Satoshi Kadowaki 60-109 Nagamine-cho, Nagaoka City, Niigata Prefecture 109 Clair Hill 202 (72) Inventor Ichiro Miyashita 3-8 Fukuura, Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Toyo Electric Manufacturing Co., Ltd. Yokohama Works (72) Inventor Shinobu Hogawa 3-8 Fukuura, Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term (reference) 3D046 AA07 BB29 GG01 HH36 HH39 HH42 JJ01 JJ07 5H115 PA08 PA11 PG01 QE01 QE04 QE05 QE08 QE08 QE14 QI08 QN06 QN28 RB11 SE03 SF01 TB01 TO07 TO10 TW07 5H550 AA01 BB03 BB08 DD01 EE03 FF02 FF04 GG03 JJ04 LL01 LL32
Claims (8)
の発生トルクの演算値、速度センサにより検出される該
主電動機回転速度、電気車質量、減速比、動輪径などか
ら駆動輪の接線力係数を推定する接線力係数推定器と、
前記速度センサから演算した動輪軸加速度から動輪軸の
空転・滑走を検知する空転滑走検知器と、空転または滑
走を検知したときには前記接線力係数推定値に対応した
トルクより小さいトルクを指令して粘着状態に戻った後
は前記接線力係数推定器の接線力係数推定値に対応する
トルクを指令するトルク指令値演算器と、前記接線力係
数推定値に対応するトルクを指令している期間中の動輪
軸加速度の平均値を演算しこの動輪軸加速度平均値に所
定の定数を加算したものを前記空転滑走検知器のしきい
値に設定する空転・滑走検知用しきい値演算器を備えた
ことを特徴とする電気車制御装置。1. A tangential force coefficient of a driving wheel based on a main motor torque command value or a calculated value of a generated torque of the main motor, a rotation speed of the main motor detected by a speed sensor, an electric vehicle mass, a reduction ratio, a moving wheel diameter, and the like. A tangential force coefficient estimator for estimating
A slip / skid detector that detects slip / sliding of the wheel axle from the wheel axle acceleration calculated from the speed sensor, and when a slip or a slip is detected, instructs a torque smaller than the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value to adhere. After returning to the state, the torque command value calculator for instructing the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value of the tangential force coefficient estimator, and during the period when the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is being commanded. A slip / slide detection threshold calculator for calculating an average value of the wheel axle acceleration and adding a predetermined constant to the average value of the wheel axle acceleration as a threshold value of the slip / skid detector; An electric vehicle control device characterized by the above-mentioned.
する車両においては、主電動機回転速度の平均値と動輪
軸加速度の平均値を用いることを特徴とする請求項１記
載の電気車制御装置。2. The electric vehicle control according to claim 1, wherein in a vehicle in which a plurality of main motors are driven by the same control device, an average value of the main motor rotation speed and an average value of the wheel axle acceleration are used. apparatus.
て、主電動機トルク指令値または該主電動機の発生トル
クの演算値、該主電動機に印加される電圧および電流の
演算により得られる該主電動機推定速度、電気車質量、
減速比、動輪径などから駆動輪の接線力係数を推定する
接線力係数推定器と、前記推定速度より演算した動輪軸
加速度の推定値から動輪軸の空転・滑走を検知する空転
滑走検知器と、空転または滑走を検知したときには前記
接線力係数推定値に対応したトルクより小さいトルクを
指令して粘着状態に戻った後は前記接線力係数推定器の
接線力係数推定値に対応するトルクを指令するトルク指
令値演算器と、前記接線力係数推定値に対応するトルク
を指令している期間中の動輪軸加速度の平均値を演算し
この動輪軸加速度平均値に所定の定数を加算したものを
前記空転滑走検知器のしきい値に設定する空転・滑走検
知用しきい値演算器を備えたことを特徴とする電気車制
御装置。3. An electric vehicle control device without a speed sensor, comprising: a main motor torque command value or a calculated value of a generated torque of the main motor; an estimated main motor speed obtained by calculating a voltage and a current applied to the main motor; Electric car mass,
A tangential force coefficient estimator for estimating a tangential force coefficient of a drive wheel from a reduction ratio, a running wheel diameter, and the like, and a slip / skid detector for detecting running / sliding of a running wheel shaft from an estimated value of a running wheel axis acceleration calculated from the estimated speed. When idling or skidding is detected, a torque smaller than the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is commanded, and after returning to the sticky state, a torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value of the tangential force coefficient estimator is commanded. A torque command value calculator that calculates the average value of the wheel axle acceleration during a period when the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is commanded, and adds a predetermined constant to the average value of the wheel axle acceleration. An electric vehicle control device comprising: a slip / skid detection threshold calculator for setting the threshold value of the slip / skid detector.
する車両においては、主電動機平均速度の推定値と動輪
軸加速度平均値の推定値を用いることを特徴とする請求
項３記載の電気車制御装置。4. The electric vehicle according to claim 3, wherein in a vehicle in which a plurality of main motors are driven by the same control device, an estimated value of the average speed of the main motor and an estimated value of the average value of the wheel axle acceleration are used. Car control device.
の発生トルクの演算値、速度センサにより検出される該
主電動機回転速度、電気車質量、減速比、動輪径などか
ら駆動輪の接線力係数を推定する接線力係数推定器と、
前記速度センサから演算した動輪軸加速度から動輪軸の
空転・滑走を検知する空転滑走検知器と、空転または滑
走を検知したときには前記接線力係数推定値に対応した
トルクより小さいトルクを指令して粘着状態に戻った後
は前記接線力係数推定値に対応するトルクを指令するト
ルク指令値演算器と、前記接線力係数推定値に対応する
トルクを指令している期間中の動輪軸加速度の平均値を
演算しこの動輪軸加速度平均値に所定の定数を加算した
ものを前記空転滑走検知器のしきい値に設定する空転・
滑走検知用しきい値演算器と、動輪軸加速度が前記空転
滑走検出のしきい値を超えない場合でも指令したトルク
に対応した接線力係数と前記接線力係数推定値との差分
の前記指令したトルクに対応した接線力係数に対する比
率がある一定の期間連続してある値以上となった場合に
空転滑走の発生と判断して再粘着制御に移行させるよう
に動作させる第二の空転・滑走検知器を備えたことを特
徴とする電気車制御装置。5. A tangential force coefficient of a driving wheel based on a main motor torque command value or a calculated value of a generated torque of the main motor, the main motor rotation speed detected by a speed sensor, an electric vehicle mass, a reduction ratio, a moving wheel diameter, and the like. A tangential force coefficient estimator for estimating
A slip / skid detector that detects slip / sliding of the wheel axle from the wheel axle acceleration calculated from the speed sensor, and when a slip or a slip is detected, instructs a torque smaller than the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value to adhere. After returning to the state, a torque command value calculator for instructing a torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value, and an average value of the wheel axle acceleration during a period in which the torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is commanded And a value obtained by adding a predetermined constant to the average value of the wheel axle acceleration is set as a threshold value of the slip / skid detector.
A slippage detection threshold calculator, and the command of the difference between the tangential force coefficient corresponding to the commanded torque and the tangential force coefficient estimated value even when the wheel axle acceleration does not exceed the slippage slippage detection threshold is given. When the ratio of the tangential force coefficient corresponding to the torque exceeds a certain value for a certain period of time continuously, it is determined that slippage has occurred, and the second slip / slide detection is operated to shift to readhesion control. An electric vehicle control device characterized by comprising a container.
する車両においては、主電動機回転速度の平均値と動輪
軸加速度の平均値を用いることを特徴とする請求項５記
載の電気車制御装置。6. The electric vehicle control according to claim 5, wherein in a vehicle in which a plurality of main motors are driven by the same control device, an average value of the main motor rotation speed and an average value of the wheel axle acceleration are used. apparatus.
て、主電動機トルク指令値または該主電動機の発生トル
クの演算値、該主電動機に印加される電圧および電流の
演算により得られる該主電動機推定速度、電気車質量、
減速比、動輪径などから駆動輪の接線力係数を推定する
接線力係数推定器と、前記推定速度から演算した動輪軸
加速度から動輪軸の空転・滑走を検知する空転滑走検知
器と、空転または滑走を検知したときには前記接線力係
数推定値に対応したトルクより小さいトルクを指令して
粘着状態に戻った後は前記接線力係数推定器の接線力係
数推定値に対応するトルクを指令するトルク指令値演算
器と、前記接線力係数推定値に対応するトルクを指令し
ている期間中の動輪軸加速度の平均値を演算しこの動輪
軸加速度平均値に所定の定数を加算したものを前記空転
滑走検知器のしきい値に設定する空転・滑走検知用しき
い値演算器と、動輪軸加速度が前記空転滑走検出器のし
きい値を超えない場合でも指令したトルクに対応した接
線力係数と前記推定接線力係数との差分の前記指令した
トルクに対応した接線力係数に対する比率がある一定の
期間連続してある値以上となった場合に空転滑走の発生
と判断して再粘着制御に移行させるように動作させる第
二の空転・滑走検知器を備えたことを特徴とする電気車
制御装置。7. An electric vehicle control device without a speed sensor, wherein a main motor torque command value or a calculation value of a generated torque of the main motor, the main motor estimated speed obtained by calculating a voltage and a current applied to the main motor, Electric car mass,
A tangential force coefficient estimator for estimating a tangential force coefficient of a drive wheel from a reduction ratio, a running wheel diameter, and the like, a slip / slip detector for detecting running / sliding of a running wheel shaft from a running wheel axis acceleration calculated from the estimated speed, When slippage is detected, a torque command that instructs a torque smaller than the torque corresponding to the tangential force coefficient estimation value, and after returning to the adhesive state, instructs a torque corresponding to the tangential force coefficient estimation value of the tangential force coefficient estimator. A value calculator, calculates an average value of the wheel axle acceleration during a period in which a torque corresponding to the tangential force coefficient estimated value is commanded, and adds a predetermined constant to the average value of the wheel axle acceleration to obtain a value obtained by adding the predetermined value to the slipping skidding. A threshold calculator for idling / sliding detection to be set as a threshold value of the detector, and a tangential force coefficient corresponding to a commanded torque even when the wheel axle acceleration does not exceed the threshold value of the slip / sliding detector; Push When the ratio of the difference from the tangential force coefficient to the tangential force coefficient corresponding to the instructed torque becomes a certain value or more continuously for a certain period of time, it is determined that idling has occurred, and the process shifts to readhesion control. An electric vehicle control device, comprising: a second slip / slide detector to be operated.
する車両においては、主電動機平均速度の推定値と動輪
軸加速度平均値の推定値を用いることを特徴とする請求
項７記載の電気車制御装置。8. An electric vehicle according to claim 7, wherein in a vehicle in which a plurality of main motors are driven by the same control device, an estimated value of the average speed of the main motor and an estimated value of the average value of the wheel axis acceleration are used. Car control device.
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