JP2017005896A - Railroad vehicle control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a railroad vehicle control device that can preferably detect wheel slip.SOLUTION: The railroad vehicle control device includes a detection part and a detected degree control part. The detection part detects wheel slip. The detected degree control part controls the detection part to detect wheel slip more susceptibly as the detection part detects wheel slip more frequently.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、鉄道車両制御装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a railway vehicle control device.

鉄道システムにおいて、鉄道車両の車輪の空転を検出する技術が知られている。このような技術では、固定値あるいは車輪の回転速度に応じて車輪の空転を検出しており、空転を検出できない場合や、空転を誤検出してしまう場合があった。   In a railway system, a technique for detecting idling of a wheel of a railway vehicle is known. In such a technique, the idling of the wheel is detected according to a fixed value or the rotational speed of the wheel, and the idling may not be detected or the idling may be erroneously detected.

特開2007−318826号公報JP 2007-318826 A

本発明が解決しようとする課題は、車輪の空転の検出速度を向上させることができる鉄道車両制御装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a railway vehicle control device capable of improving the detection speed of wheel slipping.

実施形態の鉄道車両制御装置は、検出部と、検出程度制御部とをもつ。検出部は、車輪の空転を検出する。検出程度制御部は、検出部により空転が検出された頻度が高い程、空転を検出しやすくするように検出部を制御する。   The railway vehicle control device according to the embodiment includes a detection unit and a detection degree control unit. The detection unit detects idling of the wheel. The degree-of-detection control unit controls the detection unit to make it easier to detect idling as the frequency at which idling is detected by the detection unit is higher.

第1の実施形態における鉄道車両制御装置100を含む車両駆動装置1の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the vehicle drive device 1 containing the rail vehicle control apparatus 100 in 1st Embodiment. 第1の実施形態における鉄道車両制御装置100の機能構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a function structure of the rail vehicle control apparatus 100 in 1st Embodiment. 空転判定部122による空転の判定方法の一例を説明するための図。The figure for demonstrating an example of the determination method of the idling by the idling determination part 122. FIG. 空転判定部122による空転の判定方法の他の例を説明するための図。The figure for demonstrating the other example of the determination method of the idling by the idling determination part 122. FIG. 空転回数Niを記憶部130に記憶させる方法の一例について説明するための図。The figure for demonstrating an example of the method of memorize | storing idling frequency Ni in the memory | storage part. 記憶部130に格納されたマップMPの一例を示す図。The figure which shows an example of map MP stored in the memory | storage part. 第1の実施形態における鉄道車両制御装置100の処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of a process of the rail vehicle control apparatus 100 in 1st Embodiment. 第2の実施形態における鉄道車両制御装置100の機能構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a function structure of the rail vehicle control apparatus 100 in 2nd Embodiment. 第4の実施形態における積算部400のハードウェア構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the hardware constitutions of the integrating | accumulating part 400 in 4th Embodiment. 第5の実施形態における積算部400のハードウェア構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the hardware constitutions of the integrating | accumulating part 400 in 5th Embodiment.

以下、実施形態の鉄道車両制御装置を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a railway vehicle control device of an embodiment is explained with reference to drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における鉄道車両制御装置100を含む車両駆動装置1の構成の一例を示す図である。本実施形態における車両駆動装置1は、鉄道用の電気車両(以下、「鉄道車両」と称する)に搭載される。鉄道車両は、集電器10が直流電源または交流電源である架線Pに接触することにより、架線Pから電力供給を受けてレールR上を走行する。図1では架線Pが直流電源であるものとする。車両駆動装置1は、主要な構成要素として、モータ20と、インバータ30と、鉄道車両制御装置100とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle drive device 1 including a railway vehicle control device 100 according to the first embodiment. The vehicle drive device 1 in the present embodiment is mounted on an electric vehicle for railroad (hereinafter referred to as “railway vehicle”). The railcar travels on the rail R by receiving power from the overhead line P when the current collector 10 contacts the overhead line P, which is a DC power source or an AC power source. In FIG. 1, it is assumed that the overhead line P is a DC power source. The vehicle drive device 1 includes a motor 20, an inverter 30, and a railway vehicle control device 100 as main components.

集電器10からの電力供給経路には、フィルタリアクトル12が設けられている。フィルタリアクトル12は、架線Pから供給される電流を平滑化させる。また、集電器10から帰線であるレールRまでの間には、インバータ30と並列にフィルタコンデンサ14が設けられている。フィルタコンデンサ14は、インバータ30に供給される電圧を安定化させる。   A filter reactor 12 is provided in the power supply path from the current collector 10. The filter reactor 12 smoothes the current supplied from the overhead line P. Further, a filter capacitor 14 is provided in parallel with the inverter 30 between the current collector 10 and the return rail R. The filter capacitor 14 stabilizes the voltage supplied to the inverter 30.

モータ20は、例えば、かご型の誘導電動機である。モータ20は、図示しない歯車等の連結機構を介して車輪Wに連結され、走行用の駆動力を出力する。モータ20には、U相、V相、およびW相の電力線が接続されている。U相の電力線には電流センサ22Uが取り付けられ、W相の電力線には電流センサ22Wが取り付けられている。これらの電流センサの検出値を示す信号は、鉄道車両制御装置に入力される。なお、モータ20は、「駆動部」の一例である。なお、モータ20は、永久磁石型電動機等、他の種類の電動機であってもよい。   The motor 20 is, for example, a cage type induction motor. The motor 20 is connected to the wheel W via a connection mechanism such as a gear (not shown), and outputs a driving force for traveling. The motor 20 is connected to U-phase, V-phase, and W-phase power lines. A current sensor 22U is attached to the U-phase power line, and a current sensor 22W is attached to the W-phase power line. Signals indicating the detection values of these current sensors are input to the railway vehicle control device. The motor 20 is an example of a “drive unit”. The motor 20 may be another type of electric motor such as a permanent magnet type electric motor.

また、モータ20には、回転検出部24が取り付けられる。回転検出部24は、モータ20の回転部材であるロータ20Aの回転速度νを検出する。回転検出部24は、例えばPGセンサである。なお、回転検出部24は、モータ20のロータ20Aの回転角度を検出するものであってもよい。この場合、回転検出部24は、例えばレゾルバセンサであり、鉄道車両制御装置100においてパルス信号をカウントすること等によってロータ20Aの回転速度νが算出される。なお、回転検出部24は、ロータ20Aの回転速度νに代えて、出力軸の回転速度を検出してもよいし、車輪の回転速度を検出してもよい。また、鉄道車両制御装置100は、ロータ20Aの回転速度νを検出するセンサを省略して、センサレスでロータ20Aの回転速度νまたは回転角を算出してもよい。   In addition, a rotation detector 24 is attached to the motor 20. The rotation detector 24 detects the rotational speed ν of the rotor 20 </ b> A that is a rotating member of the motor 20. The rotation detection unit 24 is a PG sensor, for example. Note that the rotation detection unit 24 may detect the rotation angle of the rotor 20 </ b> A of the motor 20. In this case, the rotation detection unit 24 is, for example, a resolver sensor, and the rotation speed ν of the rotor 20A is calculated by counting pulse signals in the railway vehicle control device 100. The rotation detection unit 24 may detect the rotation speed of the output shaft or the rotation speed of the wheels instead of the rotation speed ν of the rotor 20A. Further, the railway vehicle control device 100 may omit the sensor that detects the rotation speed ν of the rotor 20A, and calculate the rotation speed ν or the rotation angle of the rotor 20A without a sensor.

具体的には、鉄道車両制御装置100は、電流センサ22U、22Wにより検出される電流値や、インバータ30の各相の電圧値、電流値を用いてモータ20のすべり周波数を算出し、算出したすべり周波数に基づいてモータ20のロータ20Aの回転速度νまたは回転角を算出してもよい。また、鉄道車両制御装置100は、インバータ30の各相の電圧値からモータ20内部の誘起電圧を算出し、算出した誘起電圧に基づいて回転速度νまたは回転角を算出してもよい。   Specifically, the railway vehicle control device 100 calculates the slip frequency of the motor 20 by using the current value detected by the current sensors 22U and 22W, the voltage value of each phase of the inverter 30, and the current value. The rotation speed ν or the rotation angle of the rotor 20A of the motor 20 may be calculated based on the slip frequency. Further, the railway vehicle control device 100 may calculate an induced voltage inside the motor 20 from the voltage value of each phase of the inverter 30, and may calculate the rotation speed ν or the rotation angle based on the calculated induced voltage.

インバータ30は、モータ20を駆動する。インバータ30は、3相(UVM相)の電力を生成するスイッチング素子32−1〜32−6を備える。インバータ30は、これらのスイッチング素子が任意に導通(オン)・阻止(オフ)動作されることによって、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の3相交流電圧に変換する。すなわち、インバータ30は、PWM(Pulse Width Modulation)インバータである。各スイッチング素子は、例えば逆並列に接続されたダイオードを内蔵したIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)である。なお、スイッチング素子として、他の種類のスイッチング素子を使用してもよい。   The inverter 30 drives the motor 20. The inverter 30 includes switching elements 32-1 to 32-6 that generate three-phase (UVM phase) power. The inverter 30 converts the DC voltage into a three-phase AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency by arbitrarily conducting (ON) / blocking (OFF) these switching elements. That is, the inverter 30 is a PWM (Pulse Width Modulation) inverter. Each switching element is, for example, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) including a diode connected in antiparallel. Note that other types of switching elements may be used as the switching elements.

車両駆動装置1を搭載する鉄道車両の運転は、運転台に取り付けられたマスターコントローラ40を操作することによって行われる。マスターコントローラ40は、種々の態様を採用し得るが、例えば、前方に押すことによって制動・減速を指示し、後方に引くことによって加速を指示することができる横軸型のマスターコントローラである。マスターコントローラ40に対してなされた操作量を示す信号、或いは操作に基づいて決定される制御信号は、鉄道車両制御装置に入力される。なお、マスターコントローラ40は、「操作部」の一例である。また、マスターコントローラ40に対してなされた操作量を示す信号、或いは操作に基づいて決定される制御信号は、「入力操作」の一例である。   The operation of the railway vehicle equipped with the vehicle drive device 1 is performed by operating a master controller 40 attached to the cab. The master controller 40 may adopt various modes. For example, the master controller 40 is a horizontal axis type master controller that can instruct braking / deceleration by pushing forward and instruct acceleration by pulling backward. A signal indicating the amount of operation performed on the master controller 40 or a control signal determined based on the operation is input to the railway vehicle control device. The master controller 40 is an example of an “operation unit”. A signal indicating the amount of operation performed on the master controller 40 or a control signal determined based on the operation is an example of “input operation”.

鉄道車両制御装置100は、鉄道車両の車輪Wの空転、或いは滑走を検出するためにモータ20をモニタリングし、モニタリングの結果に基づいて、インバータ30を制御する。空転や滑走は、急勾配や降雨時に鉄道車両の車輪WとレールRとの間の粘着性が低下することにより発生する。以下、鉄道車両の車輪Wの空転および滑走を、まとめて「空転」と称して説明する。   The railway vehicle control device 100 monitors the motor 20 in order to detect idling or sliding of the wheels W of the railway vehicle, and controls the inverter 30 based on the monitoring result. The idling and gliding are caused by a decrease in the adhesiveness between the wheel W and the rail R of the railway vehicle during a steep slope or rain. Hereinafter, the idling and sliding of the wheel W of the railway vehicle will be collectively referred to as “idling”.

図2は、第1の実施形態における鉄道車両制御装置100の機能構成の一例を示す図である。本実施形態における鉄道車両制御装置100は、制御部110と、記憶部130とを備える。制御部110は、電流指令演算部112と、電圧指令演算部114と、変換部116と、PWM制御部118と、加速度演算部120と、空転判定部122と、積算部124と、空転頻度演算部126とを備える。なお、図1に示す回転検出部24、加速度演算部120、および空転判定部122を合わせたものは、「検出部」の一例である。また、積算部124および空転頻度演算部126は、「検出程度制御部」の一例である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the railway vehicle control device 100 according to the first embodiment. The railway vehicle control device 100 according to the present embodiment includes a control unit 110 and a storage unit 130. The control unit 110 includes a current command calculation unit 112, a voltage command calculation unit 114, a conversion unit 116, a PWM control unit 118, an acceleration calculation unit 120, an idling determination unit 122, an integration unit 124, and an idling frequency calculation. Part 126. The combination of the rotation detection unit 24, the acceleration calculation unit 120, and the idling determination unit 122 illustrated in FIG. 1 is an example of the “detection unit”. The accumulating unit 124 and the idling frequency calculating unit 126 are examples of the “detection degree control unit”.

上述した制御部110の機能部のうち一部または全部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが記憶部130に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、制御部110の機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。   Some or all of the functional units of the control unit 110 described above are software functional units that function when a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executes a program stored in the storage unit 130. Also, some or all of the functional units of the control unit 110 may be hardware functional units such as LSI (Large Scale Integration) and ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

記憶部130は、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等の不揮発性の記憶媒体と、RAM(Random Access Memory)、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とを有する。記憶部130に記憶される情報は、プロセッサが実行するプログラムの他、後述する閾値αth、閾値Tth、閾値Fmax、閾値Fmin、図5に示すマップMP(或いはマップMPに相当するテーブルや関数、アルゴリズム)、空転頻度F、空転回数Ni、回転加速度α、時間T等の情報を含む。   The storage unit 130 includes, for example, a nonvolatile storage medium such as a ROM (Read Only Memory), a flash memory, and an HDD (Hard Disk Drive), and a volatile storage medium such as a RAM (Random Access Memory) and a register. . The information stored in the storage unit 130 includes a program executed by the processor, a threshold value αth, a threshold value Tth, a threshold value Fmax, a threshold value Fmin, which will be described later, a map MP shown in FIG. 5 (or a table, function or algorithm corresponding to the map MP). ), Idling frequency F, idling number Ni, rotational acceleration α, time T, and the like.

以下、制御部110の各機能部について説明する。電流指令演算部112は、マスターコントローラ40から入力された加速度指令値(ノッチ数)に基づいて、出力すべきパワーを決定し、決定したパワーと、現在のロータ20Aの回転速度νとを用いて、モータ20のトルクを決定する。   Hereinafter, each functional unit of the control unit 110 will be described. The current command calculation unit 112 determines the power to be output based on the acceleration command value (the number of notches) input from the master controller 40, and uses the determined power and the current rotational speed ν of the rotor 20A. The torque of the motor 20 is determined.

電流指令演算部112は、決定したトルクに基づいて、インバータ30からモータ20に供給する電流の指令値を算出する。具体的には、電流指令演算部112は、加速度指令値(ノッチ数)と現在のロータ20Aの回転速度νとに基づいて、d軸電流指令値IdRefとq軸電流指令値IqRefとを生成し、生成したd軸電流指令値IdRefとq軸電流指令値IqRefとを電圧指令演算部52に出力する。ここで、d軸電流とは、モータ20の二次側磁束の方向(d軸方向)に流れる電流であり、q軸電流とは、d軸と直交する方向(q軸方向)に流れる電流である。   The current command calculation unit 112 calculates a command value for the current supplied from the inverter 30 to the motor 20 based on the determined torque. Specifically, the current command calculation unit 112 generates a d-axis current command value IdRef and a q-axis current command value IqRef based on the acceleration command value (number of notches) and the current rotational speed ν of the rotor 20A. The generated d-axis current command value IdRef and q-axis current command value IqRef are output to the voltage command calculation unit 52. Here, the d-axis current is a current that flows in the direction of the secondary magnetic flux of the motor 20 (d-axis direction), and the q-axis current is a current that flows in a direction orthogonal to the d-axis (q-axis direction). is there.

また、電流指令演算部112は、後述する空転判定部122により車輪Wが空転していると判定された場合、生成したq軸電流指令値IqRefの値を小さくする。これによって、鉄道車両制御装置100は、モータ20が出力するトルクを少なくすることで、車輪WとレールRの路面との間の粘着性を向上させることができる。この結果、鉄道車両制御装置100は、車輪Wの空転を抑制することができる。なお、電流指令演算部112は、モータ20が回転子の内部に永久磁石を埋め込んだ埋込磁石構造の同期モータIPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)である場合、d軸電流指令値IdRef(磁束電流)とq軸電流指令値IqRef(トルク電流)との双方の値を小さくしてもよい。   Further, the current command calculation unit 112 decreases the value of the generated q-axis current command value IqRef when it is determined by the idling determination unit 122 described later that the wheel W is idling. Thereby, the railway vehicle control apparatus 100 can improve the adhesion between the wheels W and the road surface of the rail R by reducing the torque output by the motor 20. As a result, the railway vehicle control device 100 can suppress idling of the wheels W. When the motor 20 is a synchronous motor IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) having an embedded magnet structure in which a permanent magnet is embedded in the rotor, the current command calculation unit 112 is a d-axis current command value IdRef (flux current). ) And q-axis current command value IqRef (torque current) may be reduced.

電圧指令演算部114は、電流指令演算部112から入力された電流指令値(IdRef、IqRef)と、変換部116から入力されたd軸電流値Idおよびq軸電流値Iqとに基づいて、d軸電圧指令値Vdおよびq軸電圧指令値Vqを生成し、生成したd軸電圧指令値Vdおよびq軸電圧指令値Vqを変換部116に出力する。   Based on the current command values (IdRef, IqRef) input from the current command calculation unit 112 and the d-axis current value Id and the q-axis current value Iq input from the conversion unit 116, the voltage command calculation unit 114 An axis voltage command value Vd and a q-axis voltage command value Vq are generated, and the generated d-axis voltage command value Vd and q-axis voltage command value Vq are output to the conversion unit 116.

変換部116は、電圧指令演算部114から入力されたd軸電圧指令値Vdおよびq軸電圧指令値Vqを、U相、V相、W相の電圧指令値Vu、Vv、Vwに変換し、変換した3相の電圧指令値Vu、Vv、VwをPWM制御部118に出力する。また、変換部116は、電流センサ22U、22Wから入力されたU相およびW相の電流を、d軸電流値Idおよびq軸電流値Iqに変換し、変換したd軸電流値Idおよびq軸電流値Iqを電圧指令演算部114に出力する。   The conversion unit 116 converts the d-axis voltage command value Vd and the q-axis voltage command value Vq input from the voltage command calculation unit 114 into U-phase, V-phase, and W-phase voltage command values Vu, Vv, and Vw, The converted three-phase voltage command values Vu, Vv, and Vw are output to the PWM control unit 118. The conversion unit 116 converts the U-phase and W-phase currents input from the current sensors 22U and 22W into the d-axis current value Id and the q-axis current value Iq, and the converted d-axis current value Id and q-axis. The current value Iq is output to the voltage command calculation unit 114.

PWM制御部118は、予め設定された三角波と各相電圧指令Vu、Vv、Vwとを個別に比較して各相のゲート指令値を生成し、生成したゲート指令値を、インバータ30を構成する各相のスイッチング素子に出力することで、インバータ30を制御する。なお、上述したd軸、q軸とU相、V相、W相との間の相互変換は、例えば、クラーク変換やパーク変換等のベクトル変換を用いて行う。なお、実施形態で説明したインバータ30の駆動手法は、あくまで一例であり、他の手法を採用してもよい。   The PWM control unit 118 individually compares a preset triangular wave with each phase voltage command Vu, Vv, Vw to generate a gate command value for each phase, and configures the inverter 30 with the generated gate command value. The inverter 30 is controlled by outputting to the switching element of each phase. Note that the above-described mutual conversion between the d-axis and q-axis and the U-phase, V-phase, and W-phase is performed using vector conversion such as Clark conversion or Park conversion, for example. In addition, the drive method of the inverter 30 demonstrated by embodiment is an example to the last, You may employ | adopt another method.

加速度演算部120は、回転検出部24により検出された回転速度νからロータ20Aの回転加速度αを算出する。具体的には、加速度演算部120は、回転検出部24により検出された回転速度νを微分演算することにより回転加速度αを算出する。   The acceleration calculation unit 120 calculates the rotation acceleration α of the rotor 20A from the rotation speed ν detected by the rotation detection unit 24. Specifically, the acceleration calculation unit 120 calculates the rotation acceleration α by differentiating the rotation speed ν detected by the rotation detection unit 24.

空転判定部122は、加速度演算部120により算出された回転加速度αに基づいて車輪Wが空転しているか否かを判定する。図3は、空転判定部122による空転の判定方法の一例を説明するための図である。また、図4は、空転判定部122による空転の判定方法の他の例を説明するための図である。図3および図4における横軸は時間t(例えば単位は[sec])を表し、縦軸は回転加速度α(例えば単位は[Hz/sec])の絶対値を表す。図3に示すように、空転判定部122は、例えば、加速度演算部120により算出された回転加速度αが継続的に閾値αthを超えている時間Tが、閾値Tthを超える場合に、車輪Wが空転していると判定する。また、図4に示すように、空転判定部122は、例えば、加速度演算部120により算出された回転加速度αが継続的に閾値αthを超えている時間Tが、閾値Tthを超えない場合に、車輪Wが空転していないと判定する。なお、ここでは回転加速度αが正の場合の空転(加速時に発生)と、回転加速度αが負の場合の空転(減速時に発生)とに対して同じ閾値αthおよびTthを用いるものとしたが、回転加速度αが正の場合の空転と負の場合の空転とに対して異なる閾値を適用してもよい。   The idling determination unit 122 determines whether or not the wheel W is idling based on the rotational acceleration α calculated by the acceleration calculation unit 120. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the idling determination method by the idling determination unit 122. FIG. 4 is a diagram for explaining another example of the idling determination method performed by the idling determination unit 122. 3 and 4, the horizontal axis represents time t (for example, the unit is [sec]), and the vertical axis represents the absolute value of the rotational acceleration α (for example, the unit is [Hz / sec]). As shown in FIG. 3, for example, the idling determination unit 122 determines that the wheel W is changed when the time T during which the rotational acceleration α calculated by the acceleration calculation unit 120 continuously exceeds the threshold value αth exceeds the threshold value Tth. Determined to be idle. Further, as shown in FIG. 4, the idling determination unit 122, for example, when the time T during which the rotational acceleration α calculated by the acceleration calculation unit 120 continuously exceeds the threshold αth does not exceed the threshold Tth, It determines with the wheel W not idling. Here, the same threshold values αth and Tth are used for idling when the rotational acceleration α is positive (occurred during acceleration) and idling when the rotational acceleration α is negative (occurred during deceleration). Different threshold values may be applied to idling when the rotational acceleration α is positive and idling when the rotation acceleration α is negative.

空転判定部122は、車輪Wが空転していると判定した場合、モータ20に供給する電流を低下(減少)させる旨の指令を電流指令演算部112に出力する。指令を受け取った電流指令演算部112は、生成した電流指令値を、より小さい値の電流指令値に変更する処理を行う。なお、空転判定部122から電流指令演算部112に出力される指令は、モータ20に力行のための電流を供給させる指令であってもよいし、回生のための電流を供給させる指令であってもよい。すなわち、空転判定部122は、加速時に発生する空転と、減速時に発生する空転とのいずれの場合にも対応することが可能である。   When the idling determination unit 122 determines that the wheel W is idling, the idling determination unit 122 outputs a command to the current command calculation unit 112 to reduce (decrease) the current supplied to the motor 20. Upon receiving the command, the current command calculation unit 112 performs a process of changing the generated current command value to a smaller current command value. Note that the command output from the idling determination unit 122 to the current command calculation unit 112 may be a command for supplying the motor 20 with a current for powering, or a command for supplying a current for regeneration. Also good. That is, the idling determination unit 122 can cope with any of the idling that occurs during acceleration and the idling that occurs during deceleration.

積算部124は、予め定められた積算時間τ(例えば10秒程度)ごとに、空転判定部122により車輪Wが空転していると判定された回数を積算する。以下、積算時間τごとの積算回数を「空転回数Ni」と称する。積算部124は、例えば、積算時間τの間に、空転判定部122により車輪Wが空転していると判定された回数を、空転回数Niとして算出する。積算部124は、積算した空転回数Niを記憶部130に記憶させる。   The accumulating unit 124 accumulates the number of times that the wheel W is determined to be idling by the idling determination unit 122 every predetermined accumulation time τ (for example, about 10 seconds). Hereinafter, the number of integrations for each integration time τ is referred to as “idling number Ni”. For example, the accumulating unit 124 calculates the number of idling times Ni that is determined by the idling determination unit 122 that the wheel W is idling during the accumulated time τ. The accumulating unit 124 stores the accumulated idling number Ni in the storage unit 130.

積算部124は、空転回数Niを記憶部130に記憶させる際、記憶部130内に設けられた空転回数Niの記憶領域の単位数xに応じて、既に空転回数Niが記憶されている記憶領域に対し、新たに空転回数Niを上書きして記憶させてもよい。   When the accumulating unit 124 stores the idling number Ni in the storage unit 130, the storage area in which the idling number Ni is already stored according to the unit number x of the idling number Ni storage area provided in the storage unit 130. On the other hand, the number of idling Ni may be newly overwritten and stored.

図5は、空転回数Niを記憶部130に記憶させる方法の一例について説明するための図である。図5の例では、記憶部130は、空転回数Niを記憶する記憶領域として記憶領域A-1からA-3の3つの記憶領域を有している。例えば、記憶領域A-1には、t-1回目に積算された空転回数Niが記憶され、記憶領域A-2には、t回目に積算された空転回数Niが記憶され、記憶領域A-3には、t+1回目に積算された空転回数Niが記憶されている。以下、一単位の記憶領域に空転回数Niを記憶させる動作を記憶領域の単位数x分繰り返すことを「1セット」と称して説明する。図5の例では、1セットは3回分である。   FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a method for storing the number of idling Ni in the storage unit 130. In the example of FIG. 5, the storage unit 130 has three storage areas A-1 to A-3 as storage areas for storing the number of idling Ni. For example, the storage area A-1 stores the number of idling times Ni accumulated for the t-1th time, and the storage area A-2 stores the number of idling times Ni accumulated for the tth time. 3 stores the number of idling Ni accumulated for the time t + 1. Hereinafter, repeating the operation of storing the number of idling Ni in one unit storage area by the number of units x of the storage area will be referred to as “one set”. In the example of FIG. 5, one set is for three times.

このような場合、積算部124は、t+1回目に積算した空転回数Niを、t-1回目の空転回数Niを記憶させた記憶領域A-1に上書き記憶させる。また、積算部124は、t+2回目に積算した空転回数Niを、t回目の空転回数Niを記憶させた記憶領域A-2に上書き記憶させる。以下、同様に積算部124は、上述した処理を周期的に繰り返し実行し、記憶領域A-1→A-2→A-3→A-1→…(以下省略)の順序で積算した空転回数Niを上書き記憶させる。   In such a case, the accumulating unit 124 overwrites and stores the idling number Ni accumulated at the (t + 1) th time in the storage area A-1 in which the t-1st idling number Ni is stored. Further, the accumulating unit 124 overwrites and stores the idling number Ni accumulated at the (t + 2) th time in the storage area A-2 in which the tth idling number Ni is stored. Hereinafter, similarly, the accumulating unit 124 repeatedly performs the above-described process periodically, and accumulates the number of idlings accumulated in the order of the storage areas A-1, A-2, A-3, A-1, → (hereinafter omitted). Ni is overwritten and stored.

この結果、積算部124は、上述した記憶部130の上書き動作を繰り返し行うことにより、常に現時点から30秒前までに発生した空転回数Niを記憶部130に記憶させ、記憶部130に記憶させる空転回数Niの演算結果を積算時間τ(上述した例では10秒)毎に最新の値に更新させることができる。また、用意すべき記憶領域を増大させることを抑制することができ、リソースの浪費を防止することができる。なお、上述した例において積算時間τを、「10秒」として説明したがこれに限られない。積算部124は、例えば、1秒ごとや1分ごとに空転回数Niを積算してもよい。また、1セット分の時間は「30秒」に限られず、例えば1分であってもよいし、10分であってもよい。   As a result, the accumulating unit 124 repeatedly performs the overwriting operation of the storage unit 130 described above, so that the number of idling Ni that has occurred 30 seconds before the current time is always stored in the storage unit 130 and is stored in the storage unit 130. The calculation result of the number Ni can be updated to the latest value every integration time τ (10 seconds in the above example). Further, it is possible to suppress an increase in the storage area to be prepared, and it is possible to prevent waste of resources. In the example described above, the accumulated time τ is described as “10 seconds”, but the present invention is not limited to this. For example, the accumulating unit 124 may accumulate the number of idling Ni every second or every minute. Further, the time for one set is not limited to “30 seconds”, and may be, for example, 1 minute or 10 minutes.

空転頻度演算部126は、空転判定部122により車輪Wが空転していると判定された頻度(以下、「空転頻度F」と称する)を算出する。例えば、空転頻度演算部126は、積算部124により1セット分の空転回数Niの積算処理が実施された場合、1セット分の空転回数Niの総和(N1+N2+…+Nx)を1セット分の時間で除算したものを、空転頻度Fとして算出する。これにより、空転頻度演算部126は、時間変化に伴って緩やかに値が変化する空転頻度Fを算出することができ、急激な制御の切り替わりによって鉄道車両の乗り心地が悪化するのを抑制することができる。なお、空転頻度演算部126は、直近側の空転回数Niの加重を大きくした加重平均等を、空転頻度Fとして算出してもよい。   The idling frequency calculation unit 126 calculates the frequency (hereinafter, referred to as “idling frequency F”) at which the idling determination unit 122 determines that the wheel W is idling. For example, when the accumulation unit 124 performs the accumulation process of the number of idling Ni for one set, the idling frequency calculating unit 126 calculates the sum (N1 + N2 + ... + Nx) of the idling number Ni for one set for one set. Is calculated as the idling frequency F. As a result, the idling frequency calculation unit 126 can calculate the idling frequency F whose value gradually changes with time, and suppresses deterioration of the riding comfort of the railway vehicle due to a sudden change of control. Can do. The idling frequency calculation unit 126 may calculate a weighted average or the like obtained by increasing the weight of the nearest idling number Ni as the idling frequency F.

鉄道車両が走行するレールRの路面の状況は、雨天等の天候の変化に影響を受けやすい。このような場合、天候の変化に伴って変化するレールRの路面の状態は、空転の発生頻度に影響を与える。例えば、雨が降った後の濡れた状態のレールR路面と、乾いた状態のレールR路面とでは、空転(または滑走)の発生頻度が異なる。   The condition of the road surface of the rail R on which the railway vehicle travels is easily affected by changes in weather such as rainy weather. In such a case, the state of the road surface of the rail R that changes as the weather changes affects the frequency of idling. For example, the occurrence frequency of idling (or gliding) differs between a wet rail R road surface after raining and a dry rail R road surface.

従って、鉄道車両制御装置100は、レールRの路面が濡れた状態から乾いた状態へと移り変わる際に、或いは、乾いた状態から濡れた状態へと移り変わる際に、算出する空転頻度Fを、この路面の状態変化に速やかに追従させる必要がある。   Accordingly, the railcar control device 100 calculates the idling frequency F to be calculated when the road surface of the rail R changes from a wet state to a dry state, or when the rail R changes from a dry state to a wet state. It is necessary to promptly follow changes in road conditions.

一方で、鉄道車両制御装置100は、鉄道車両の乗り心地を悪化するのを防ぐために、路面の状態が変わる位置で急激な車輪制御を行わないようにする必要がある。また、悪天候時にトンネルを通過する際のように、レールRの状況が急激に変化する場合、迅速に追従し過ぎると、急激な車輪制御を行ってしまうような場合がある。   On the other hand, in order to prevent the riding comfort of the railway vehicle from deteriorating, the railway vehicle control device 100 needs not to perform rapid wheel control at a position where the road surface changes. In addition, when the state of the rail R changes suddenly, such as when passing through a tunnel in bad weather, sudden wheel control may be performed if it follows too quickly.

これに対し、鉄道車両制御装置100は、上述したように30秒程度、あるいは1分間程度の1セット時間ごとに空転回数Niを積算し、数秒から数十秒間隔程度の積算時間τで記憶部130の空転回数Niを更新するため、空転頻度Fを急激に変化させることがなくなる。この結果、鉄道車両制御装置100は、レールRの路面の状況の変化に徐々に適応させる車輪制御を行うことができる。   On the other hand, the railway vehicle control device 100 accumulates the number of idling Ni for each set time of about 30 seconds or about 1 minute as described above, and stores the accumulated time τ at intervals of several seconds to several tens of seconds. Since the number of idling Ni 130 is updated, the idling frequency F is not changed rapidly. As a result, the railway vehicle control apparatus 100 can perform wheel control that gradually adapts to changes in the road surface condition of the rail R.

また、空転頻度演算部126は、算出した空転頻度Fに基づいて、空転判定部122による空転判定時に参照される閾値αthおよび閾値Tthを設定する。図6は、記憶部130に格納されたマップMPの一例を示す図である。空転頻度演算部126は、図6に例示するマップMPを参照して、空転判定時に参照される閾値αthおよび閾値Tthの設定処理を行う。なお、記憶部130には、マップMPに代えて、マップMPと同等の関数、テーブル、またはアルゴリズム等の情報が格納されていてもよい。この場合、空転頻度演算部126は、記憶部130に格納された関数等を用いて閾値αthおよび閾値Tthを設定する。   Also, the idling frequency calculation unit 126 sets a threshold value αth and a threshold value Tth that are referred to when the idling determination unit 122 determines idling based on the calculated idling frequency F. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the map MP stored in the storage unit 130. The idling frequency calculating unit 126 refers to the map MP illustrated in FIG. 6 and performs setting processing of the threshold value αth and the threshold value Tth that are referred to when idling is determined. The storage unit 130 may store information such as a function, a table, or an algorithm equivalent to the map MP instead of the map MP. In this case, the idling frequency calculation unit 126 sets the threshold value αth and the threshold value Tth using a function or the like stored in the storage unit 130.

図6において、推移線LN1は、閾値αthの空転頻度Fに応じた変化を示し、推移線LN2は、閾値Tthの空転頻度Fに応じた変化を示している。図6に示すように、空転頻度演算部126は、例えば、算出した空転頻度Fが下限に設けられた閾値Fmin以下の場合、閾値αthを一定値α1に設定すると共に、閾値Tthを一定値T1に設定する。また、空転頻度演算部126は、例えば、算出した空転頻度Fが下限に設けられた閾値Fmin以上で、且つ上限に設けられた閾値Fmax以下の場合、空転頻度Fの増加に伴って減少するような値に閾値αthおよび閾値Tthを設定する。   In FIG. 6, a transition line LN1 indicates a change according to the idling frequency F of the threshold value αth, and a transition line LN2 indicates a change according to the idling frequency F of the threshold value Tth. As shown in FIG. 6, for example, when the calculated idling frequency F is equal to or less than the threshold value Fmin provided at the lower limit, the idling frequency calculating unit 126 sets the threshold value αth to the constant value α1 and sets the threshold value Tth to the constant value T1. Set to. In addition, for example, when the calculated idling frequency F is equal to or greater than the threshold value Fmin provided at the lower limit and equal to or less than the threshold value Fmax provided at the upper limit, the idling frequency calculating unit 126 may decrease as the idling frequency F increases. The threshold value αth and the threshold value Tth are set to such values.

また、空転頻度演算部126は、例えば、算出した空転頻度Fが上限に設けられた閾値Fmax以上の場合、閾値αthおよび閾値Tthを初期値よりも小さい一定値α2およびT2に、それぞれ設定する。このように、空転頻度演算部126は、算出した空転頻度Fが大きい程、すなわち空転が発生しやすい状態である程、閾値αthおよび閾値Tthを小さく設定することで、高頻度で空転が発生する環境下では空転を検出しやすくして感度を上昇させ、低頻度で空転が発生する環境下では空転を検出しにくくして誤検出を抑制する。なお、鉄道車両制御装置100の運用が開始されてから1セット分の時間(例えば30秒)が経過するまでの期間において、閾値αthおよび閾値Tthには、それぞれ一定値α1および一定値T1が設定されているものとする。   In addition, for example, when the calculated idling frequency F is equal to or greater than the threshold value Fmax provided at the upper limit, the idling frequency calculating unit 126 sets the threshold value αth and the threshold value Tth to constant values α2 and T2 that are smaller than the initial values, respectively. As described above, the idling frequency calculation unit 126 sets the threshold αth and the threshold Tth to be smaller as the calculated idling frequency F is larger, that is, the idling is more likely to occur, so that idling occurs more frequently. In the environment, it is easy to detect idling to increase sensitivity, and in an environment in which idling occurs at low frequency, it is difficult to detect idling and suppresses false detection. In the period from when the operation of the railway vehicle control device 100 is started until a set time (for example, 30 seconds) elapses, the threshold value αth and the threshold value Tth are set to a constant value α1 and a constant value T1, respectively. It is assumed that

また、本実施形態では、それ以下で回転加速度αに対する閾値αthが一定値となる空転頻度Fの下限と、それ以下で時間に対する閾値Tthが一定値となる空転頻度Fの下限とが同じ閾値Fminであるものとしたが、これらは異なる値であってもよい。また、それ以上で回転加速度αに対する閾値αthが一定値となる空転頻度Fの上限と、それ以上で時間に対する閾値Tthが一定値となる空転頻度Fの上限とが同じ閾値Fmaxであるものとしたが、これらは異なる値であってもよい。   Further, in the present embodiment, the lower limit of the idling frequency F at which the threshold value αth for the rotational acceleration α becomes a constant value below that is the same as the lower limit of the idling frequency F at which the threshold value Tth for the time becomes a constant value below it. These may be different values. Further, the upper limit of the idling frequency F at which the threshold value αth with respect to the rotational acceleration α becomes a constant value beyond that and the upper limit of the idling frequency F at which the threshold value Tth with respect to time becomes a constant value above are the same threshold value Fmax. However, these may be different values.

このように、鉄道車両制御装置100は、空転頻度Fに応じて閾値αthおよび閾値Tthを設定することにより、車輪Wの空転発生に適切に対応することができる。鉄道車両制御装置100は、例えば、空転頻度Fが高い場合、閾値αthおよび閾値Tthを低い値に設定することにより、空転の判定感度を高く設定することができ、空転の発生を早い段階で検出することができる。この結果、鉄道車両制御装置100は、速やかにモータ20のトルクを減少させることができ、車輪WとレールRの路面との間の再粘着を早めることができる。また、鉄道車両制御装置100は、例えば、空転頻度Fが低い場合、閾値αthおよび閾値Tthを高い値に設定することにより、空転の判定感度を低く設定することができ、空転の誤検出を防止することができる。これらの結果、鉄道車両制御装置100は、車輪の空転の検出速度を向上させることができる。   Thus, the railway vehicle control device 100 can appropriately cope with the occurrence of the idling of the wheel W by setting the threshold value αth and the threshold value Tth according to the idling frequency F. For example, when the idling frequency F is high, the railcar control device 100 can set the idling determination sensitivity to be high by setting the threshold value αth and the threshold value Tth to low values, and can detect the occurrence of idling at an early stage. can do. As a result, the railway vehicle control device 100 can quickly reduce the torque of the motor 20 and can speed up the re-adhesion between the wheels W and the road surface of the rail R. In addition, for example, when the idling frequency F is low, the railway vehicle control device 100 can set the idling determination sensitivity to be low by setting the threshold value αth and the threshold value Tth to high values, thereby preventing erroneous detection of idling. can do. As a result, the railway vehicle control device 100 can improve the detection speed of the wheel slipping.

なお、鉄道車両制御装置100は、空転頻度演算部126における空転頻度Fの演算処理を確実に行うために、上述した積算部124の処理において、一定の遅延時間(例えば5秒程度)を設けて空転回数Niの上書き処理を行うと好適である。上述した図5の例の場合、積算部124は、例えば、空転頻度演算部126が空転頻度Fの演算時において、t−1回目に記憶された空転回数Niを記憶領域A−1から取得するタイミングから遅延時間(例えば5秒程度)経過した後に、t+2回目に積算した空転回数Niを記憶領域A−1に上書きして記憶させる。   In addition, the railcar control device 100 provides a certain delay time (for example, about 5 seconds) in the processing of the integrating unit 124 described above in order to reliably perform the calculation processing of the idling frequency F in the idling frequency calculating unit 126. It is preferable to perform an overwriting process of the number of idling Ni. In the case of the example of FIG. 5 described above, the accumulating unit 124 acquires, from the storage area A-1, the idling number Ni stored for the t-1th time, for example, when the idling frequency calculating unit 126 calculates the idling frequency F. After a delay time (for example, about 5 seconds) has elapsed from the timing, the number of idling Ni accumulated at the (t + 2) th time is overwritten and stored in the storage area A-1.

これによって、空転頻度演算部126は、空転頻度Fの演算処理を、空転回数Niの上書き処理のタイミングよりも前に実施することができ、現在時刻の空転頻度Fを確実に演算することができる。   Thereby, the idling frequency calculation unit 126 can perform the calculation process of the idling frequency F before the timing of the overwriting process of the idling number Ni, and can reliably calculate the idling frequency F at the current time. .

以下、鉄道車両制御装置100の処理の流れについて説明する。図7は、第1の実施形態における鉄道車両制御装置100の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば、所定周期で繰り返し実行される。   Hereinafter, the flow of processing of the railway vehicle control device 100 will be described. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a process flow of the railway vehicle control device 100 according to the first embodiment. The processing of this flowchart is repeatedly executed at a predetermined cycle, for example.

まず、加速度演算部120は、回転検出部24から検出値である回転速度νを取得する(ステップS100)。次に、加速度演算部120は、取得した回転速度νからロータ20Aの回転加速度αを算出する(ステップS102)。   First, the acceleration calculation unit 120 acquires a rotation speed ν that is a detection value from the rotation detection unit 24 (step S100). Next, the acceleration calculation unit 120 calculates the rotational acceleration α of the rotor 20A from the acquired rotational speed ν (step S102).

次に、空転判定部122は、加速度演算部120により算出された回転加速度αが閾値αth以下である状態から、閾値αthを超える状態になったか否かを判定する。空転判定部122は、加速度演算部120により算出された回転加速度αが閾値αth以下である状態から、閾値αthを超える状態になった場合、時間のカウントをゼロから開始する。   Next, the idling determination unit 122 determines whether or not the rotational acceleration α calculated by the acceleration calculation unit 120 has exceeded the threshold value αth from the state where the rotational acceleration α is equal to or less than the threshold value αth. When the rotational acceleration α calculated by the acceleration calculation unit 120 is less than or equal to the threshold value αth and exceeds the threshold value αth, the idling determination unit 122 starts counting time from zero.

次に、空転判定部122は、加速度演算部120により算出された回転加速度αが閾値αthを超えているか否かを判定する(ステップS104)。空転判定部122は、回転加速度αが閾値αthを超えている場合、回転加速度αが閾値αthを超えている時間Tのカウントを継続し、現在のカウントが閾値Tthを超えているか否かを直ちに判定する(ステップS106)。空転判定部122は、カウントした時間Tが閾値Tthを超えている場合、車輪Wが空転していると判定し(ステップS108)、時間TがTthを超えていない場合、車輪Wが空転していないと判定する(ステップS110)。一方、空転判定部122は、回転加速度αが閾値αthを超えていない場合、車輪Wが空転していないと判定する(ステップS110)。   Next, the idling determination unit 122 determines whether or not the rotational acceleration α calculated by the acceleration calculation unit 120 exceeds the threshold αth (step S104). When the rotational acceleration α exceeds the threshold value αth, the idling determination unit 122 continues counting time T when the rotational acceleration α exceeds the threshold value αth, and immediately determines whether the current count exceeds the threshold value Tth. Determination is made (step S106). When the counted time T exceeds the threshold value Tth, the idling determination unit 122 determines that the wheel W is idling (step S108), and when the time T does not exceed Tth, the wheel W is idling. It determines with not (step S110). On the other hand, if the rotational acceleration α does not exceed the threshold value αth, the idling determination unit 122 determines that the wheel W is not idling (step S110).

次に、積算部124は、空転判定部122により車輪Wが空転していると判定された空転回数Niに1を加算し、空転回数Niを更新する(ステップS112)。次に、積算部124は、積算時間τが経過したか否かを判定する(ステップS114)。積算部124は、積算時間τが経過した場合、積算した空転回数Niを記憶部130に記憶させ、積算する空転回数Niをゼロクリアする。   Next, the accumulating unit 124 adds 1 to the number of idling Ni determined that the wheel W is idling by the idling determination unit 122, and updates the number of idling Ni (step S112). Next, the integration unit 124 determines whether or not the integration time τ has elapsed (step S114). When the integration time τ has elapsed, the integration unit 124 stores the integrated number of idle rotations Ni in the storage unit 130 and clears the accumulated number of idle rotations Ni to zero.

次に、鉄道車両制御装置100は、上述したステップS100からステップS114までの空転回数Niの積算処理を1セット分実施して空転回数Niを積算し、積算した1セット分の空転回数Niを記憶部130に記憶させて更新する(ステップS116)。   Next, the railway vehicle control device 100 performs the accumulation process of the idling number Ni from step S100 to step S114 for one set, accumulates the idling number Ni, and stores the accumulated idling number Ni for one set. The information is stored in the unit 130 and updated (step S116).

空転頻度演算部126は、積算時間τが経過するたびに、積算部124により積算された空転回数Niに基づいて、空転頻度Fを算出する(ステップS118)。   The idling frequency calculating unit 126 calculates the idling frequency F based on the number of idling Ni accumulated by the accumulating unit 124 every time the accumulation time τ elapses (step S118).

次に、空転頻度演算部126は、算出した空転頻度Fに基づいて、空転判定部122による空転判定時に参照される閾値αthおよび閾値Tthを再計算し、計算結果の値に閾値αthおよび閾値Tthを設定する(ステップS120)。鉄道車両制御装置100の制御部110は、以上の一連のフローチャートの処理を毎制御サイクル実施する。   Next, the idling frequency calculation unit 126 recalculates the threshold value αth and the threshold value Tth that are referred to when the idling determination unit 122 determines idling based on the calculated idling frequency F, and the threshold value αth and the threshold value Tth are calculated as the calculation result values. Is set (step S120). The control unit 110 of the railway vehicle control device 100 performs the above-described series of flowchart processes every control cycle.

以上説明した第1の実施形態の鉄道車両制御装置100によれば、空転判定部122により車輪Wが空転していると判定される頻度が大きい程、空転の判定感度を高くするように空転判定部122を制御することにより、車輪Wの空転の検出速度を向上させることができる。鉄道車両制御装置100は、空転の判定感度を高く設定した場合、速やかにモータ20のトルクを減少させることができ、車輪WとレールRの路面との間の再粘着を早めることができる。この結果、鉄道車両制御装置100は、車輪Wの空転を早い段階で検出することにより、鉄道車両の速度が低下することで運行ダイヤに影響を及ぼしたり、車輪Wが摩耗することで鉄道車両の乗り心地が悪化したりすることを防止することができる。また、鉄道車両制御装置100は、空転の判定感度を低く設定した場合、空転の誤検出を防止することができる。   According to the railway vehicle control apparatus 100 of the first embodiment described above, the idling determination is performed so that the determination sensitivity of idling increases as the frequency at which the idling determination unit 122 determines that the wheel W is idling increases. By controlling the part 122, the detection speed of the idling of the wheel W can be improved. When the idling determination sensitivity is set high, the railway vehicle control device 100 can quickly reduce the torque of the motor 20 and can accelerate re-adhesion between the wheels W and the road surface of the rail R. As a result, the railway vehicle control device 100 detects the idling of the wheels W at an early stage, thereby affecting the operation schedule by reducing the speed of the railway vehicles, or by causing the wheels W to wear. It is possible to prevent the ride comfort from deteriorating. Further, the railcar control device 100 can prevent erroneous detection of idling when the idling determination sensitivity is set low.

また、走行するためのモータ20を搭載している鉄道車両と、モータ20を搭載していない付随の鉄道車両とを含む複数の鉄道車両により組成される列車編成において、一般的に、雨天時には先頭に近い鉄道車両ほど空転(滑走)が発生しやすい傾向がある。このような場合であっても、第1の実施形態の鉄道車両制御装置100によれば、空転がより発生しやすい先頭の鉄道車両に対して空転の判定感度を高く設定し、付随の鉄道車両に対して空転の判定感度を低く設定することにより、車両ごとに空転検出を好適に行うことができる。   Further, in a train organization composed of a plurality of railway vehicles including a railway vehicle equipped with a motor 20 for traveling and an accompanying railway vehicle not equipped with a motor 20, in general, it is the first in rainy weather. There is a tendency that idling (sliding) is more likely to occur in railway vehicles closer to. Even in such a case, according to the railway vehicle control apparatus 100 of the first embodiment, the idling determination sensitivity is set high with respect to the leading railway vehicle in which idling is more likely to occur. On the other hand, the idling detection sensitivity can be suitably set for each vehicle by setting the idling determination sensitivity low.

また、第1の実施形態の鉄道車両制御装置100によれば、数秒から数十秒間隔程度の積算時間τで記憶部130の空転回数Niを更新することにより、空転頻度Fを緩やかに変化させることができる。この結果、鉄道車両制御装置100は、レールRの路面の状況の変化に徐々に適応させる車輪制御を行うことができる。   Further, according to the railway vehicle control apparatus 100 of the first embodiment, the idling frequency F is gradually changed by updating the idling number Ni of the storage unit 130 with the integration time τ of about several seconds to several tens of seconds. be able to. As a result, the railway vehicle control apparatus 100 can perform wheel control that gradually adapts to changes in the road surface condition of the rail R.

また、第1の実施形態の鉄道車両制御装置100によれば、空転回数Niを積算値で保持しておくことにより、トンネル通過等の一時的にレールR路面の状況が改善するような場合でも急激な車輪制御を防ぐことができる。   Further, according to the railway vehicle control apparatus 100 of the first embodiment, even when the state of the rail R road surface is temporarily improved, such as passing through a tunnel, by maintaining the number of idling Ni as an integrated value. Sudden wheel control can be prevented.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態における鉄道車両制御装置100について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点として、リセットタイミング判定部128について説明する。以下、上述した第1の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the railway vehicle control apparatus 100 according to the second embodiment will be described. Here, as a difference from the first embodiment, the reset timing determination unit 128 will be described. Hereinafter, descriptions of functions and the like common to the first embodiment described above are omitted.

図8は、第2の実施形態における鉄道車両制御装置100の機能構成の一例を示す図である。第2の実施形態における鉄道車両制御装置100は、上述した第1の実施形態の構成にリセットタイミング判定部128をさらに備える。リセットタイミング判定部128は、「検出部」の一機能に相当する。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the railway vehicle control device 100 according to the second embodiment. The railway vehicle control apparatus 100 according to the second embodiment further includes a reset timing determination unit 128 in the configuration of the first embodiment described above. The reset timing determination unit 128 corresponds to one function of the “detection unit”.

リセットタイミング判定部128は、マスターコントローラ40から入力される信号に基づいて、鉄道車両が力行状態(ノッチオン状態)であるか否か、ブレーキオン状態(回生状態)であるか、或いは惰行状態(ニュートラル状態)であるかを判定する。リセットタイミング判定部128は、鉄道車両が力行状態(ノッチオン状態)から惰行状態(ニュートラル状態)に遷移したときに、積算部124による積算時間τの積算処理を一時的に停止させる。そして、再び惰行状態(ニュートラル状態)から力行状態(ノッチオン状態)、またはブレーキング状態(回生状態)に移行した場合に、リセットタイミング判定部128は、積算部124に再度積算時間τの積算処理を再開させる。   Based on the signal input from the master controller 40, the reset timing determination unit 128 determines whether the railway vehicle is in a power running state (notch-on state), a brake-on state (regeneration state), or a coasting state (neutral state). State). The reset timing determination unit 128 temporarily stops the integration process of the integration time τ by the integration unit 124 when the railway vehicle transitions from the power running state (notch-on state) to the coasting state (neutral state). Then, when the coasting state (neutral state) again shifts to the powering state (notch-on state) or the braking state (regeneration state), the reset timing determination unit 128 causes the integration unit 124 to perform integration processing of the integration time τ again. Let it resume.

また、リセットタイミング判定部128は、鉄道車両がブレーキオン状態(回生状態)から惰行状態(ニュートラル状態)に遷移したときにも同様に、積算時間τの積算を積算部124に一時的に停止させ、再び惰行状態(ニュートラル状態)からブレーキング状態(回生状態)または力行状態(ノッチオン状態)に移行した場合、再度積算時間τの積算を積算部124に再開させる。なお、積算部124は、空転回数Niを消去させる旨の信号を取得した場合に、記憶領域A−1からA−3の全てをゼロクリアしてもよい。   Similarly, the reset timing determination unit 128 causes the integration unit 124 to temporarily stop integration of the integration time τ when the railway vehicle transitions from the brake-on state (regeneration state) to the coasting state (neutral state). When the coasting state (neutral state) again shifts to the braking state (regenerative state) or the powering state (notch-on state), the integration unit 124 resumes integration of the integration time τ again. Note that the accumulating unit 124 may clear all the storage areas A-1 to A-3 to zero when acquiring a signal to erase the number of idling Ni.

この結果、第2の実施形態の鉄道車両制御装置100は、鉄道車両が加速(または減速)中でない期間、すなわち、惰行状態(ニュートラル状態)である場合、車輪Wの空転の発生確率が低いことから、空転頻度の算出に含めないことを目的とし、積算を一時的に停止する。これによって、空転頻度演算部126は、惰行期間が長い路線の走行中、または駅停車中に空転頻度の情報が不要にクリアされてしまうことを抑制する。この結果、鉄道車両制御装置100は、車輪Wの空転の検出速度を、より向上させることができる。   As a result, the railway vehicle control device 100 according to the second embodiment has a low probability of idling of the wheels W when the railway vehicle is not accelerating (or decelerating), that is, in a coasting state (neutral state). Therefore, the integration is temporarily stopped for the purpose of not including it in the calculation of the idling frequency. As a result, the idling frequency calculation unit 126 prevents the idling frequency information from being unnecessarily cleared during traveling on a line with a long coasting period or when the station stops. As a result, the railway vehicle control device 100 can further improve the detection speed of the idling of the wheels W.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態における鉄道車両制御装置100について説明する。ここでは、上述した第1および第2の実施形態との相違点として、積算部124の動作について説明する。以下、上述した第1および第2の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the railway vehicle control apparatus 100 according to the third embodiment will be described. Here, the operation of the integrating unit 124 will be described as a difference from the above-described first and second embodiments. Hereinafter, description of functions and the like common to the first and second embodiments described above will be omitted.

第3の実施形態における積算部124は、空転頻度演算部126により算出された空転頻度Fに基づいて、算出した空転回数Niを記憶部130に記憶させる処理、または算出した空転回数Niを記憶部130に記憶させずに消去する処理を行う。   The accumulating unit 124 according to the third embodiment is configured to store the calculated idling number Ni in the storage unit 130 based on the idling frequency F calculated by the idling frequency calculating unit 126 or the calculated idling number Ni. A process of erasing without storing in 130 is performed.

積算部124は、例えば、空転頻度Fが閾値Fmaxよりも大きい場合、空転頻度Fが高いため、算出した空転回数Niを記憶部130の記憶領域に上書きして記憶させる。すなわち、積算部124は、上述した第1、第2の実施形態と同様に、積算した上書き処理を行う。   For example, when the idling frequency F is greater than the threshold value Fmax, the accumulating unit 124 stores the calculated idling number Ni overwritten in the storage area of the storage unit 130 because the idling frequency F is high. That is, the integrating unit 124 performs the integrated overwriting process in the same manner as in the first and second embodiments described above.

また、積算部124は、例えば、空転頻度Fが閾値Fminよりも小さい場合、誤検知や偶発的な空転である可能性が高いため、空転検知に用いる閾値αthおよび閾値Tthを変化させない。空転回数Niの積算値がある一定以上を超えた場合に初めて、路面状況の悪化と判定し、閾値αthおよび閾値Tthを通常の値より小さくする。この結果、鉄道車両制御装置100は、車輪Wの空転の検出速度を、より向上させることができる。   Further, for example, when the idling frequency F is smaller than the threshold value Fmin, the accumulating unit 124 does not change the threshold value αth and the threshold value Tth used for idling detection because there is a high possibility of erroneous detection or accidental idling. Only when the accumulated value of the number of idlings Ni exceeds a certain value or more, it is determined that the road surface condition is deteriorated, and the threshold value αth and the threshold value Tth are made smaller than normal values. As a result, the railway vehicle control device 100 can further improve the detection speed of the idling of the wheels W.

(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態における鉄道車両制御装置100について説明する。ここでは、上述した第1から第3の実施形態との相違点として、積算部400の構成について説明する。第4の実施形態における積算部400は、上述した第1から第3の実施形態の積算部124に相当する。以下、上述した第1から第3の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the railway vehicle control apparatus 100 according to the fourth embodiment will be described. Here, as a difference from the first to third embodiments described above, the configuration of the integrating unit 400 will be described. The integration unit 400 in the fourth embodiment corresponds to the integration unit 124 in the first to third embodiments described above. Hereinafter, description of functions and the like common to the above-described first to third embodiments will be omitted.

図9は、第4の実施形態における積算部400のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施形態では、積算部400は、カウンタ402と、パルスジェネレータ404と、遅延器406と、シフトレジスタ408と、加算器410とを備える。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the integrating unit 400 according to the fourth embodiment. In the present embodiment, the accumulation unit 400 includes a counter 402, a pulse generator 404, a delay unit 406, a shift register 408, and an adder 410.

カウンタ402は、空転判定部122から車輪Wの空転の判定結果を示す判定信号を取得する。空転判定部122は、例えば、車輪Wが空転していると判定した場合に励起するパルス信号を、判定信号として生成する。カウンタ402は、空転判定部122により生成された判定信号に含まれるパルスの励起回数を、リセットRSTにパルス信号が入力されるまでの間カウントする。すなわち、カウンタ402は、空転回数Niをカウント(積算)する。カウンタ402は、遅延器406からリセットRSTに励起されたパルス信号が出力された場合に、カウントした数(以下、「カウント数」と称する)を後段のシフトレジスタ408に出力するとともに、カウント数をリセットする。   The counter 402 acquires a determination signal indicating the determination result of the idling of the wheel W from the idling determination unit 122. For example, the idling determination unit 122 generates a pulse signal that is excited when it is determined that the wheel W is idling as a determination signal. The counter 402 counts the number of pulse excitations included in the determination signal generated by the idling determination unit 122 until the pulse signal is input to the reset RST. That is, the counter 402 counts (accumulates) the number of idling Ni. When the pulse signal excited by the reset RST is output from the delay unit 406, the counter 402 outputs the counted number (hereinafter, referred to as “count number”) to the shift register 408 at the subsequent stage, and the count number. Reset.

パルスジェネレータ404は、パルスが1つだけ励起された単パルス信号を生成し、生成した単パルス信号を後述する遅延器406と、シフトレジスタ408を構成する各レジスタとに対して、積算時間τごとに同時に出力する。なお、パルスジェネレータ404は、一定時間(積算時間τ)経過毎に単パルス信号を出力するものとして説明したが、鉄道車両が力行状態または回生状態において、空転回数Niの積算時間が、ある一定時間を超える度に単パルス信号を出力するものであってもよい。このような動作を行うことにより、鉄道車両制御装置100は、例えば、駅停車時間や惰行時間が長くなる場合でも空転頻度Fがリフレッシュされてしまうことを防ぐことができる。   The pulse generator 404 generates a single pulse signal in which only one pulse is excited, and generates the generated single pulse signal for each delay time 406 described later and each register constituting the shift register 408 for each integration time τ. Output simultaneously. The pulse generator 404 has been described as outputting a single pulse signal every elapse of a fixed time (integrated time τ). However, when the railway vehicle is in a power running state or a regenerative state, the accumulated time of the number of idling Ni is a certain fixed time. A single pulse signal may be output each time the value exceeds. By performing such an operation, the railway vehicle control device 100 can prevent the idling frequency F from being refreshed even when the station stop time or coasting time becomes long, for example.

遅延器406は、パルスジェネレータ404により出力された単パルス信号を取得した場合に、カウント数をシフトレジスタ408に出力させるためのパルス信号を、所定の時間遅延させてカウンタ402のリセットRSTに出力する。   When the delay unit 406 acquires the single pulse signal output from the pulse generator 404, the delay unit 406 delays the pulse signal for outputting the count number to the shift register 408 by a predetermined time and outputs the delayed pulse signal to the reset RST of the counter 402. .

シフトレジスタ408は、カウンタ402から出力されるカウント数を保持する。シフトレジスタ408は、レジスタR-1からR-Nにより構成され、各レジスタR-1からR-Nは、直列に接続される。レジスタR−1は、パルスジェネレータ404から単パルス信号が入力された場合、カウンタ402から出力されるカウント数を保持する。レジスタR−1は、保持したカウント数を後段のレジスタR−2に出力する。レジスタR−2は、レジスタR−1の動作と同様に、パルスジェネレータ404から単パルス信号が入力された場合、レジスタR−1から出力されるカウント数を保持する。以下、後段の各レジスタも同様に上述した動作を行う。従って、シフトレジスタ408は、パルスジェネレータ404により単パルス信号が出力される度に、前段に接続されたレジスタにより保持されるカウント数を、後段のレジスタに保持させるように動作する。なお、カウント数は、2進数や10進数、16進数等によって表されてもよく、この場合、シフトレジスタ408の構成は、当該カウント数の表示形態に合わせて適宜変更されてもよい。   The shift register 408 holds the count number output from the counter 402. The shift register 408 includes registers R-1 to RN, and the registers R-1 to RN are connected in series. The register R-1 holds the count number output from the counter 402 when a single pulse signal is input from the pulse generator 404. The register R-1 outputs the held count number to the subsequent register R-2. Similarly to the operation of the register R-1, the register R-2 holds the count number output from the register R-1 when a single pulse signal is input from the pulse generator 404. Thereafter, each of the subsequent registers performs the above-described operation in the same manner. Therefore, every time a single pulse signal is output from the pulse generator 404, the shift register 408 operates to hold the count number held by the register connected to the previous stage in the subsequent stage register. Note that the count number may be represented by a binary number, a decimal number, a hexadecimal number, or the like. In this case, the configuration of the shift register 408 may be changed as appropriate in accordance with the display form of the count number.

加算器410は、各レジスタR-1からR-Nの保持するカウント数を全て加算し、加算した結果を、空転回数Niとして空転頻度演算部126に出力する。   The adder 410 adds all the count numbers held by the registers R-1 to RN, and outputs the addition result to the idling frequency calculation unit 126 as the idling number Ni.

以上説明した第4の実施形態の鉄道車両制御装置100によれば、上述した第1実施形態と同様に、空転判定部122により車輪Wが空転していると判定される頻度が大きい程、空転の判定感度を高くするように空転判定部122を制御することにより、車輪Wの空転を好適に検出することができる。これによって、鉄道車両制御装置100は、車輪Wの空転の検出速度を向上させることができる。   According to the railway vehicle control apparatus 100 of the fourth embodiment described above, as the first embodiment described above, the idling determination unit 122 determines that the wheel W is idling, and the idling is greater. By controlling the idling determination unit 122 so as to increase the determination sensitivity, the idling of the wheel W can be suitably detected. As a result, the railway vehicle control device 100 can improve the detection speed of the idling of the wheels W.

(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態における鉄道車両制御装置100について説明する。ここでは、上述した第1から第4の実施形態との相違点として、積算部500の構成について説明する。第5の実施形態における積算部500は、上述した第1から第3の実施形態の積算部124、および第4の実施形態の積算部400に相当する。以下、上述した第1から第4の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, the railway vehicle control apparatus 100 according to the fifth embodiment will be described. Here, as a difference from the above-described first to fourth embodiments, the configuration of the integrating unit 500 will be described. The integration unit 500 in the fifth embodiment corresponds to the integration unit 124 in the first to third embodiments described above and the integration unit 400 in the fourth embodiment. Hereinafter, description of functions and the like common to the first to fourth embodiments described above will be omitted.

図10は、第5の実施形態における積算部400のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施形態における積算部400は、例えば、リセット信号生成回路510と、RSフリップフロップ回路520と、遅延器530と、カウンタ540と、比較器550と、RSフリップフロップ回路560とを備える。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the integrating unit 400 according to the fifth embodiment. The integration unit 400 in the present embodiment includes, for example, a reset signal generation circuit 510, an RS flip-flop circuit 520, a delay unit 530, a counter 540, a comparator 550, and an RS flip-flop circuit 560.

マスターコントローラ40は、運転者から鉄道車両を力行状態(ノッチオン状態)にさせるための操作、或いはブレーキオン状態(回生状態)にさせるための操作を受け付けた場合、パルス信号を鉄道車両制御装置100に入力する。以下、パルス信号において、パルスが励起された状態を“1”と表し、パルスが励起されていない状態を“0”と表す。また、マスターコントローラ40は、運転者から鉄道車両を惰行状態(ニュートラル状態)にさせるための操作を受け付けた場合、“0”値のパルス信号を鉄道車両制御装置100に入力する。   When the master controller 40 receives an operation from the driver for causing the railway vehicle to be in a power running state (notch-on state) or an operation for causing a brake-on state (regeneration state), the master controller 40 sends a pulse signal to the railway vehicle control device 100. input. Hereinafter, in the pulse signal, the state in which the pulse is excited is represented as “1”, and the state in which the pulse is not excited is represented as “0”. In addition, when the master controller 40 receives an operation for bringing the railway vehicle into a coasting state (neutral state) from the driver, the master controller 40 inputs a pulse signal having a value of “0” to the railway vehicle control device 100.

リセット信号生成回路510は、例えば、ORゲート回路512と、NOTゲート回路514とにより構成される。リセット信号生成回路510は、力行状態(ノッチオン状態)を示すパルス信号(“1”)、またはブレーキオン状態(回生状態)を示すパルス信号(“1”)がORゲート回路512に入力される場合、後段のNOTゲート回路514に“1”を出力する。NOTゲート回路514は、ORゲート回路512から入力される信号を反転し、RSフリップフロップ回路560に出力する。上述した例の場合、NOTゲート回路514は、ORゲート回路512から入力される“1”を“0”に変換し、RSフリップフロップ回路560のリセットRに出力する。   The reset signal generation circuit 510 includes, for example, an OR gate circuit 512 and a NOT gate circuit 514. The reset signal generation circuit 510 receives a pulse signal (“1”) indicating a power running state (notch-on state) or a pulse signal (“1”) indicating a brake-on state (regeneration state) when input to the OR gate circuit 512. Then, “1” is output to the NOT gate circuit 514 at the subsequent stage. The NOT gate circuit 514 inverts the signal input from the OR gate circuit 512 and outputs the inverted signal to the RS flip-flop circuit 560. In the case of the example described above, the NOT gate circuit 514 converts “1” input from the OR gate circuit 512 into “0” and outputs the converted value to the reset R of the RS flip-flop circuit 560.

RSフリップフロップ回路520には、空転判定部122により車輪Wが空転していると判定される場合に、セットSに“1”が入力される。RSフリップフロップ回路520は、リセットRに入力される値が“0”である場合、セットSに入力された値“1”を遅延器530に出力する。また、RSフリップフロップ回路520は、リセットRに“1”が入力される場合、セットSに入力された値に関わらずに“0”を遅延器530に出力する。   In the RS flip-flop circuit 520, “1” is input to the set S when the idling determination unit 122 determines that the wheel W is idling. When the value input to the reset R is “0”, the RS flip-flop circuit 520 outputs the value “1” input to the set S to the delay unit 530. Further, when “1” is input to the reset R, the RS flip-flop circuit 520 outputs “0” to the delay unit 530 regardless of the value input to the set S.

遅延器530は、RSフリップフロップ回路520から入力される信号を所定の時間遅延させて、RSフリップフロップ回路520のリセットRに出力する。従って、RSフリップフロップ回路520は、セットSに“1”が入力された後に、所定の時間経過すると、出力する値を“0”にリセットする動作を行う。また、遅延器530は、RSフリップフロップ回路520から入力される信号を所定の時間遅延させて、カウンタ540のリセットRSTに出力する。   The delay device 530 delays the signal input from the RS flip-flop circuit 520 by a predetermined time and outputs the delayed signal to the reset R of the RS flip-flop circuit 520. Therefore, the RS flip-flop circuit 520 performs an operation of resetting the output value to “0” when a predetermined time elapses after “1” is input to the set S. The delay unit 530 delays the signal input from the RS flip-flop circuit 520 by a predetermined time and outputs the delayed signal to the reset RST of the counter 540.

カウンタ540は、空転判定部122から車輪Wの空転の判定結果を示す判定信号を取得する。空転判定部122は、例えば、車輪Wが空転していると判定した場合に励起するパルス信号を、判定信号として生成する。カウンタ540は、空転判定部122により生成された判定信号に含まれるパルスの励起回数を、リセットRSTにパルス信号が入力されるまでの間カウントする。カウンタ540は、遅延器530からリセットRSTに“1”のパルス信号が出力された場合に、カウント数を後段の比較器550に出力すると共に、カウント数をリセットする。   The counter 540 acquires a determination signal indicating the determination result of the idling of the wheel W from the idling determination unit 122. For example, the idling determination unit 122 generates a pulse signal that is excited when it is determined that the wheel W is idling as a determination signal. The counter 540 counts the number of pulse excitations included in the determination signal generated by the idling determination unit 122 until the pulse signal is input to the reset RST. When the pulse signal of “1” is output from the delay unit 530 to the reset RST, the counter 540 outputs the count number to the subsequent comparator 550 and resets the count number.

比較器550は、カウンタ540から入力されるカウント数、すなわち空転回数Niと、記憶部130に予め記憶させておいた閾値との比較を行い、空転回数Ni(カウント数)が当該閾値以上である場合に、後段のRSフリップフロップ回路560のセットSに空転回数Niの値を出力する。   The comparator 550 compares the count number input from the counter 540, that is, the idling number Ni with a threshold value stored in advance in the storage unit 130, and the idling number Ni (count number) is equal to or greater than the threshold value. In this case, the value of the number of idling Ni is output to the set S of the subsequent stage RS flip-flop circuit 560.

RSフリップフロップ回路560は、リセット信号生成回路510からリセットRに出力されるパルス信号が“0”である場合、比較器550からセットSに出力される値を、空転頻度演算部126に出力する。また、RSフリップフロップ回路560は、リセット信号生成回路510からリセットRに出力されるパルス信号が“1”である場合、比較器550からセットSに出力される値を出力しない。   When the pulse signal output from the reset signal generation circuit 510 to the reset R is “0”, the RS flip-flop circuit 560 outputs the value output from the comparator 550 to the set S to the idling frequency calculation unit 126. . The RS flip-flop circuit 560 does not output the value output from the comparator 550 to the set S when the pulse signal output from the reset signal generation circuit 510 to the reset R is “1”.

以上説明した第5の実施形態の鉄道車両制御装置100によれば、上述した第2の実施形態と同様に、鉄道車両が加速(または減速)中でない期間、すなわち、惰行状態(ニュートラル状態)である場合、車輪Wの空転の発生確率が低いことから、空転回数Niの積算結果を記憶部130に記憶させないようにする。これによって、空転頻度演算部126は、低い値の空転頻度Fを算出することになる。この結果、鉄道車両制御装置100は、車輪Wの空転の検出速度を、より向上させることができる。   According to the railway vehicle control device 100 of the fifth embodiment described above, as in the second embodiment described above, the railway vehicle is not accelerating (or decelerating), that is, in a coasting state (neutral state). In some cases, since the occurrence probability of idling of the wheel W is low, the accumulation result of the number of idling Ni is not stored in the storage unit 130. As a result, the idling frequency calculation unit 126 calculates the idling frequency F having a low value. As a result, the railway vehicle control device 100 can further improve the detection speed of the idling of the wheels W.

(その他の実施形態(変形例))
以下、その他の実施形態として、上述した第1から第3の実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態では、鉄道車両制御装置100は、1セット分の空転回数Niの総和の平均値を空転頻度Fとして算出すると説明したが、これに限られない。鉄道車両制御装置100は、積算時間τ(上述した実施形態では例えば10秒)ごとに空転回数Niの平均値を算出してもよい。具体的には、鉄道車両制御装置100は、例えば、現時刻である30秒から40秒の期間に積算された空転回数N3と、過去の時刻である20秒から30秒の期間に積算された空転回数N2との平均値を算出し、将来の時刻である40秒から50秒の期間では、現時刻に算出した平均値と当該時刻において積算される空転回数N4との平均値を算出する。鉄道車両制御装置100は、以降の時刻においても同様に、現時刻の空転回数Niを、過去の平均化された空転回数Niを用いて平均化する。
(Other Embodiments (Modifications))
Hereinafter, as other embodiments, modifications of the above-described first to third embodiments will be described.
In the above-described embodiment, the railcar control device 100 has been described as calculating the average value of the total number of idling times Ni for one set as the idling frequency F, but is not limited thereto. The railway vehicle control apparatus 100 may calculate the average value of the number of idling Ni every accumulated time τ (for example, 10 seconds in the above-described embodiment). Specifically, for example, the railway vehicle control device 100 accumulates the number of idling N3 accumulated in a period of 30 seconds to 40 seconds that is the current time and a period of 20 seconds to 30 seconds that is a past time. An average value of the number of idling N2 is calculated, and an average value of the average value calculated at the current time and the number of idling N4 accumulated at the time is calculated in a future time period of 40 to 50 seconds. The railcar control device 100 similarly averages the number of idling Ni at the current time using the past averaged number of idling Ni at subsequent times.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、空転判定部122により車輪Wが空転していると判定される頻度が大きい程、空転の判定感度を高くするように空転判定部122を制御することにより、車輪Wの空転の検出速度を向上させることができる。   According to at least one embodiment described above, the idling determination unit 122 is controlled to increase the idling determination sensitivity as the frequency at which the idling determination unit 122 determines that the wheel W is idling increases. Thereby, the detection speed of the idling of the wheel W can be improved.

実施形態の鉄道車両制御装置100は、空転の判定感度を高く設定した場合、速やかにモータ20のトルクを減少させることができ、車輪WとレールRの路面との間の再粘着を早めることができる。この結果、鉄道車両制御装置100は、車輪Wの空転を早い段階で検出することにより、鉄道車両の速度が低下することで運行ダイヤに影響を及ぼしたり、車輪Wが摩耗することで鉄道車両の乗り心地が悪化したりすることを防止することができる。また、鉄道車両制御装置100は、空転の判定感度を低く設定した場合、空転の誤検出を防止することができる。   The railway vehicle control device 100 according to the embodiment can quickly reduce the torque of the motor 20 when the idling determination sensitivity is set high, and can accelerate re-adhesion between the wheel W and the road surface of the rail R. it can. As a result, the railway vehicle control device 100 detects the idling of the wheels W at an early stage, thereby affecting the operation schedule by reducing the speed of the railway vehicles, or by causing the wheels W to wear. It is possible to prevent the ride comfort from deteriorating. Further, the railcar control device 100 can prevent erroneous detection of idling when the idling determination sensitivity is set low.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…車両駆動装置、10…集電器、12…フィルタリアクトル、14…フィルタコンデンサ、20…モータ、20A…ロータ、22U、22W…電流センサ、24…回転検出部、30…インバータ、40…マスターコントローラ、52…電圧指令演算部、100…鉄道車両制御装置、110…制御部、112…電流指令演算部、114…電圧指令演算部、116…変換部、118…PWM制御部、120…加速度演算部、122…空転判定部、124、400、500…積算部、126…空転頻度演算部、128…リセットタイミング判定部、130…記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle drive device, 10 ... Current collector, 12 ... Filter reactor, 14 ... Filter capacitor, 20 ... Motor, 20A ... Rotor, 22U, 22W ... Current sensor, 24 ... Rotation detection part, 30 ... Inverter, 40 ... Master controller , 52 ... Voltage command calculation unit, 100 ... Railway vehicle control device, 110 ... Control unit, 112 ... Current command calculation unit, 114 ... Voltage command calculation unit, 116 ... Conversion unit, 118 ... PWM control unit, 120 ... Acceleration calculation unit , 122 ... idling determination unit, 124, 400, 500 ... integration unit, 126 ... idling frequency calculation unit, 128 ... reset timing determination unit, 130 ... storage unit

Claims (7)

車輪の空転を検出する検出部と、
前記検出部により前記空転が検出された頻度が高い程、前記空転を検出しやすくするように前記検出部を制御する検出程度制御部と、
を備える鉄道車両制御装置。
A detector for detecting idling of the wheel;
A detection degree control unit that controls the detection unit so as to make it easier to detect the idle rotation as the frequency of detection of the idle rotation by the detection unit increases.
A railway vehicle control device comprising:
前記検出部は、前記車輪に駆動力を出力する駆動部の回転部材の回転速度を検出し、前記検出した回転速度に基づいて前記車輪の空転を検出する、
請求項1記載の鉄道車両制御装置。
The detection unit detects a rotation speed of a rotation member of a drive unit that outputs a driving force to the wheel, and detects idling of the wheel based on the detected rotation speed.
The railway vehicle control device according to claim 1.
前記検出部は、前記検出した回転部材の回転速度に基づいて前記回転部材の回転加速度を算出し、前記算出した回転加速度が閾値を超えている時間が所定時間以上である状態を、前記車輪の空転として検出する、
請求項2記載の鉄道車両制御装置。
The detection unit calculates the rotation acceleration of the rotation member based on the detected rotation speed of the rotation member, and the state where the calculated rotation acceleration exceeds a threshold value is a predetermined time or more. Detect as idling,
The railway vehicle control device according to claim 2.
前記検出程度制御部は、前記検出部により前記空転が検出された頻度が高い程、前記閾値を低く設定することで、前記空転を検出しやすくするように前記検出部を制御する、
請求項3記載の鉄道車両制御装置。
The detection degree control unit controls the detection unit to make it easier to detect the idling by setting the threshold value lower as the frequency at which the idling is detected by the detection unit is higher.
The railway vehicle control device according to claim 3.
前記検出程度制御部は、前記検出部により前記空転が検出された頻度が高い程、前記所定時間を短く設定することで、前記空転を検出しやすくするように前記検出部を制御する、
請求項3または4記載の鉄道車両制御装置。
The detection degree control unit controls the detection unit to make it easier to detect the idling by setting the predetermined time shorter as the frequency at which the idling is detected by the detection unit is higher.
The railway vehicle control device according to claim 3 or 4.
操作者から駆動指示の入力操作を受け付ける操作部と、
前記検出部により前記空転が検出された回数を積算する積算部と、をさらに備え、
前記検出程度制御部は、前記積算部により積算された回数が多い程、前記空転を検出しやすくするように前記検出部を制御するとともに、前記操作部により受け付けられた入力操作に基づいて、前記積算部による積算を無効化する、
請求項2記載の鉄道車両制御装置。
An operation unit that receives an input operation of a drive instruction from an operator;
An accumulating unit that accumulates the number of times that the idling is detected by the detecting unit;
The detection degree control unit controls the detection unit to make it easier to detect the idling as the number of times accumulated by the accumulation unit increases, and based on an input operation received by the operation unit, Disable integration by the integration unit,
The railway vehicle control device according to claim 2.
前記検出程度制御部は、前記操作部により受け付けられた入力操作に基づいて、前記駆動部が力行状態または回生状態から惰行状態に遷移するときに、前記積算部による積算を無効化する、
請求項6記載の鉄道車両制御装置。
The detection degree control unit invalidates the integration by the integration unit when the drive unit transitions from the power running state or the regenerative state to the coasting state based on the input operation received by the operation unit.
The railway vehicle control device according to claim 6.
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