JP4549121B2 - Electric vehicle control device - Google Patents

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Description

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。   The present invention relates to an electric vehicle control device that realizes re-adhesion control that effectively uses adhesive force while maintaining good riding comfort of an electric vehicle.

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６に破線で示すような特性を有している。この接線力を軸重(車軸1軸当たりのレールに加わる垂直荷重)で割ったものを接線力係数、接線力係数の最大値を粘着係数という。
図示の如く、接線力の最大値を超えないトルクを主電動機で発生している場合は、空転・滑走は発生せず、接線力の最大値より左側の微小なすべり速度の粘着領域で電気車は走行する。もし最大値より大きなトルクを発生するとすべり速度は増大し、接線力が低下するのでますますすべり速度が増大する空転・滑走状態になるが、車輪およびレールが乾燥状態では主電動機で発生するトルクは接線力の最大値を超えないように車両の性能が設定されるので、空転・滑走は発生しない。 An electric vehicle performs acceleration / deceleration by a tangential force (also referred to as adhesive force) between wheels and rails. This tangential force generally has a characteristic as shown by a broken line in FIG. 6 with respect to a sliding speed. . The tangential force divided by the axle load (vertical load applied to the rail per axle) is called the tangential force coefficient, and the maximum value of the tangential force coefficient is called the adhesion coefficient.
As shown in the figure, when torque that does not exceed the maximum value of the tangential force is generated by the main motor, idling / sliding does not occur, and the electric vehicle has a small sliding speed on the left side of the maximum value of the tangential force. Will travel. If a torque larger than the maximum value is generated, the sliding speed increases and the tangential force decreases, so the slipping speed increases and the slipping / sliding state increases.However, when the wheels and rails are dry, the torque generated by the main motor is Since the vehicle performance is set so as not to exceed the maximum value of the tangential force, idling and sliding do not occur.

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主電動機の発生トルクより小さくなる。この場合、すべり速度が増大して空転・滑走状態になり、そのまま放置するとこれに対応して接線力が低下し、車両の加速・減速に必要な加減速力がますます低下してしまうので、迅速に空転・滑走を検出し、主電動機が発生するトルクを低減して再粘着させることが必要になる。このようにトルクの制御を行って再粘着させる場合、小さなすべり速度に維持しつつ、主電動機の発生トルクが極力接線力の最大値近傍の値になるように制御することが、電気車の加減速性能を高める上で必要である。   However, as shown by the solid line, when the rail surface is wet due to rain or the like, the adhesion coefficient decreases, and the maximum value of the tangential force becomes smaller than the generated torque of the main motor corresponding to the set performance of the vehicle. In this case, the slip speed increases and the vehicle is idled or slid. If left as it is, the tangential force decreases correspondingly, and the acceleration / deceleration force required to accelerate / decelerate the vehicle further decreases. Therefore, it is necessary to detect slipping / sliding and reduce the torque generated by the main motor to re-adhere. When re-adhesion is performed by controlling the torque in this way, it is possible to control the electric motor so that the torque generated by the main motor is as close to the maximum value of the tangential force as possible while maintaining a low sliding speed. Necessary for improving deceleration performance.

このような再粘着制御の実現を目的とした方法として、主電動機の回転速度(この主電動機回転速度を歯車装置の歯車比で割った速度が動輪軸上で見た速度すなわち動輪速度となる)を主電動機に印加される電圧・電流から推定し、この推定速度情報と主電動機発生トルクの演算値を入力情報として、最小次元外乱オブザーバを用いて車輪・レール間の接線力に対応した主電動機トルクを制御周期毎に推定して、空転・滑走検知時の推定トルクを用いて主電動機の発生トルクを制御する方式が、提案されている（例えば、非特許文献１参照。)。
この制御方式によって、良好な乗り心地を保ちつつ、主電動機の発生トルクを極力接線力の最大値近傍に維持することができつつある。 As a method for realizing such re-adhesion control, the rotation speed of the main motor (the speed obtained by dividing the rotation speed of the main motor by the gear ratio of the gear device is the speed seen on the driving wheel shaft, that is, the driving wheel speed). Is estimated from the voltage and current applied to the main motor, and the estimated speed information and the calculated value of the generated torque of the main motor are used as input information, and the main motor responds to the tangential force between the wheels and rails using the minimum dimension disturbance observer. A method has been proposed in which the torque is estimated for each control period and the generated torque of the main motor is controlled using the estimated torque at the time of idling / sliding detection (see Non-Patent Document 1, for example).
With this control method, it is possible to maintain the generated torque of the main motor as close to the maximum value of the tangential force as possible while maintaining good riding comfort.

しかし、インバータのパルスモードが1パルスモードになると、多パルスモードのときよりトルク応答速度が若干遅くなるために、トルクの推定に多パルスモード時より遅れが大きくなる。そのため、空転・滑走検知時の推定トルクをもとに動輪を再粘着させるために必要なトルク指令値の最小値を演算した場合、多パルスモードのときよりも推定トルクが若干大きめとなるため、演算したトルク指令値も大きめとなる。これによって、動輪を再粘着させるためにこのトルク指令値の最小値を所定の期間指令した場合、多パルスモードでは確実に再粘着させることができたものが、１パルスモードでは完全には再粘着させることができずまだ空転・滑走状態にある場合が発生する。そして、所定時間経過時点で、空転・滑走検知時に演算した再粘着後に指令するトルクを指令した場合、このトルク指令値も応答遅れのために若干大きくなることから、微小空転状態から徐々に空転速度が大きくなって、演算軸加速度がなかなか空転検知レベルに達せず、空転検知したときには多パルスモードのときに比べて空転速度が大きくなる事象が発生することがある。この事象を回避するため、空転・滑走を検知した場合に、動輪を再粘着させるために演算したトルク指令値の最小値を所定の期間指令した時点で、まだ完全には再粘着していないか最小値を指令し始めたときから全然再粘着に向かっていないことを検出したとき、それまで指令していた最小値よりさらに小さいトルクを所定時間経過後から指令して確実に再粘着するように再粘着促進制御を行うとともに、再粘着したことを検知した時点で、空転・滑走検知時に算出した再粘着した時点で指令する推定トルクに対応したトルクを若干小さくするように微調整したトルクを指令するようにして、１パルスモードにおいても確実に再粘着させることができるようにする再粘着促進制御が用いられる。しかし、このように確実に再粘着させるようにした場合であっても、上記のように微調整したトルクを所定の期間指令した後にトルク指令値を徐々に増大させる過程において、動輪の軸加速度がなかなか空転・滑走検知レベルに達しないために、動輪の空転・滑走速度が大きくなる場合があることである。
図５にこのような再粘着制御状態の例を示す。時刻tm0において空転を検出して、空転検出時の接線力に対応した推定トルクをもとに、再粘着させるためのトルク指令値の最小値Tau_c_min、再粘着後に指令するトルク指令値Tau_c_mu_cを計算して、トルク指令値の最小値Tau_c_minに向かって急速にトルクを引き下げ、このTau_c_minを期間T1の間指令した後の時刻tm0_1において、演算軸加速度の状態を調べる。図示の場合まだマイナスの値で再粘着途中であることを示しているので、今までのトルク指令値Tau_c_minにk1倍した(k1<1)
Tau_c_min×k1なるトルクを演算軸加速度が0またはプラスとなって再粘着が確認できるまで指令し続ける。そしてその後、再粘着後に指令するトルク指令値Tau_c_mu_cを微調整したTau_c_mu_c×k2なるトルク指令値(k2<1)を期間T2の間指令するようにして、粘着状態がT2の期間継続するようにする。そして、時刻tm1+T2において、粘着係数が増大している可能性があるので、トルク指令値を徐々に増大させる過程に入る。このように、確実に再粘着した状態から、トルク指令値を増大させる場合であっても、図示のように途中から徐々に空転速度が増大していくことがある。このとき、演算軸加速度がなかなか空転検知の閾値に達せず、どんどん空転速度が増大していく。そして空転速度が大きくなって軸加速度が急激に増大した時点で、初めて空転検知が行われる。そのときには空転速度が通常の空転時より大きいので、図示のように、何回かトルクの引き下げを繰り返して再粘着させることができるが、トルク引き下げの過程を繰り返すことによる台車振動の影響が演算軸加速度に若干重畳されるために、最終的に再粘着させることができた時点で指令するトルクがやや小さめになってしまう。このように、空転検知時の空転速度が大きくなっていることによる接線力の低下と、最終的に再粘着させることができた時点で指令するトルクがやや小さめになってしまうことによって、このような事象が発生した場合は、粘着力の有効利用の面ではやや不十分な状態となる。
この事象は1パルスモードにおいて頻繁に発生する訳ではなく、その時の粘着係数とトルク増大速度との関係で、ときどき見られる現象である。粘着力の有効利用のためには、このような事象の発生を極力抑制することが望まれる。 However, when the pulse mode of the inverter is changed to the 1-pulse mode, the torque response speed is slightly slower than in the multi-pulse mode, so that the delay in estimating the torque is greater than in the multi-pulse mode. Therefore, when calculating the minimum value of the torque command value necessary to re-adhere the driving wheel based on the estimated torque at the time of idling / sliding detection, the estimated torque is slightly larger than in the multi-pulse mode, The calculated torque command value is also larger. As a result, when the minimum value of the torque command value is commanded for a predetermined period in order to re-adhere the driving wheel, what can be re-adhered reliably in the multi-pulse mode is completely re-adhesive in the 1-pulse mode. There is a case where it is not possible to make it idle and is still in the idling and sliding state. Then, when the torque commanded after re-adhesion calculated at the time of slipping / sliding detection is commanded when a predetermined time elapses, the torque command value also becomes slightly large due to a response delay, so the slipping speed gradually increases from the minute slipping state. As a result, the calculation axis acceleration does not readily reach the idling detection level, and when idling is detected, an event may occur in which the idling speed becomes larger than in the multi-pulse mode. In order to avoid this phenomenon, when idling / sliding is detected, whether the minimum value of the torque command value calculated to re-adhere the driving wheel is commanded for a predetermined period, is it still not completely re-adhered? When it has been detected that the minimum value has not been re-adhered since the start of the minimum value command, a torque smaller than the minimum value commanded so far is instructed after the elapse of a predetermined time to ensure re-adhesion. In addition to performing re-adhesion promotion control, command a fine-tuned torque so that the torque corresponding to the estimated torque commanded at the time of re-adhesion calculated at the time of slipping / sliding detection is slightly reduced Thus, the re-adhesion promotion control is used so that the re-adhesion can be reliably performed even in the 1-pulse mode. However, even in the case where re-adhesion is ensured in this way, in the process of gradually increasing the torque command value after instructing the torque finely adjusted as described above for a predetermined period, the axial acceleration of the driving wheel is increased. Since the idling / sliding detection level is not easily reached, the idling / sliding speed of the driving wheel may increase.
FIG. 5 shows an example of such a re-adhesion control state. Based on the estimated torque corresponding to the tangential force at the time of slip detection, the minimum torque command value Tau_c_min for re-adhesion and the torque command value Tau_c_mu_c to be commanded after re-adhesion are calculated based on the estimated torque corresponding to the tangential force at the time of slip detection. Thus, the torque is rapidly reduced toward the minimum value Tau_c_min of the torque command value, and at time tm0_1 after this Tau_c_min is commanded for the period T1, the state of the calculation axis acceleration is examined. In the case of the figure, a negative value indicates that re-adhesion is still in progress, so the torque command value Tau_c_min so far is multiplied by k1 (k1 <1)
Continue to command the torque Tau_c_min × k1 until the calculation axis acceleration becomes 0 or plus and re-adhesion is confirmed. After that, the torque command value Tau_c_mu_c commanded after re-adhesion Tau_c_mu_c × k2 torque command value (k2 <1) is commanded for the period T2, so that the adhesion state continues for the period T2. . At time tm1 + T2, since there is a possibility that the adhesion coefficient has increased, the process of gradually increasing the torque command value is entered. As described above, even when the torque command value is increased from the state where it is reliably re-adhered, the idling speed may gradually increase from the middle as illustrated. At this time, the calculation axis acceleration does not readily reach the idling detection threshold, and the idling speed gradually increases. Then, the idling detection is performed only when the idling speed increases and the axial acceleration increases rapidly. At that time, since the idling speed is larger than the normal idling speed, as shown in the figure, torque reduction can be repeated several times to re-adhere, but the influence of the cart vibration caused by repeating the torque lowering process is the calculation axis. Since it is slightly superimposed on the acceleration, the commanded torque becomes slightly smaller when it can be finally re-adhered. In this way, the decrease in the tangential force due to the increase in the idling speed at the time of idling detection, and the torque commanded at the time when the re-adhesion is finally achieved become slightly smaller, thus If an unforeseen event occurs, it will be slightly inadequate in terms of effective use of adhesive strength.
This event does not occur frequently in the 1-pulse mode, but is a phenomenon that is sometimes seen due to the relationship between the adhesion coefficient and the torque increase speed at that time. In order to effectively use the adhesive force, it is desired to suppress the occurrence of such an event as much as possible.

門脇悟志、大石潔、宮下一郎、保川忍著：「外乱オブザーバと速度センサレスベクトル制御による電気車(2M1C)の空転再粘着制御の一方式」、電気学会論文誌D、平成13年11月号、pp1192-1198Satoshi Kadowaki, Kiyoshi Oishi, Ichiro Miyashita, Shinobu Yasukawa: "A method of re-adhesion control of electric vehicle (2M1C) by disturbance observer and speed sensorless vector control", IEEJ Transactions D, November 2001, pp1192-1198

解決しようとする問題点は、インバータが１パルスモードにあるときは、主電動機のトルク応答速度が少し低下することから、空転・滑走検知時のトルクの推定に遅れが生じて、推定トルクをもとに演算された動輪を再粘着させるために必要なトルク指令値の最小値が若干大きくなることから、所定の時間この最小値を指令しても多パルスモードでは完全に再粘着できたものが、1パルスモードでは完全には再粘着させることができず、また、再粘着時点で推定トルクに対応したトルクを指令したとき、この推定トルクに対応したトルクも若干大きめとなることから微小空転・滑走が継続して、空転検知した時点では空転(・滑走)速度が多パルスモードのときより大きくなり、結果として車輪・レール間の接線力が低下する事象が発生するのを抑制するため、空転・滑走を検知した場合に、動輪を再粘着させるために演算したトルク指令値の最小値を所定の期間指令した時点で、まだ完全には再粘着していないか最小値を指令し始めたときから全然再粘着に向かっていないことを検出したとき、それまで指令していた最小値よりさらに小さいトルクを所定時間経過後から指令して確実に再粘着するように再粘着促進制御を行うとともに、再粘着したことを検知した時点で、空転・滑走検知時に算出した再粘着した時点で指令する推定トルクに対応したトルクを若干小さくするように微調整したトルクを指令するようにして、１パルスモードにおいても確実に再粘着させることができるようにした場合であっても、上記のように微調整したトルクを所定の期間指令した後にトルク指令値を徐々に増大させる過程において、動輪の軸加速度がなかなか空転・滑走検知レベルに達しないために、動輪の空転・滑走速度が大きくなる場合があることである。   The problem to be solved is that when the inverter is in the 1-pulse mode, the torque response speed of the main motor is slightly reduced. Since the minimum value of the torque command value required for re-adhesion of the driving wheel calculated in (5) is slightly larger, even if this minimum value is commanded for a predetermined time, it can be completely re-adhered in the multi-pulse mode. In the 1-pulse mode, it cannot be completely re-adhered, and when a torque corresponding to the estimated torque is commanded at the time of re-adhesion, the torque corresponding to this estimated torque is slightly larger. When slipping continues and slipping is detected, the slipping (sliding) speed becomes higher than in multi-pulse mode, and as a result, an event occurs in which the tangential force between the wheels and rails decreases. Therefore, when idling / sliding is detected, the minimum value of the torque command value calculated to re-adhere the driving wheel is commanded for a predetermined period. Re-adhesion promotion to ensure re-adhesion by instructing a torque that is even smaller than the minimum value commanded until a predetermined time has elapsed when it is detected that it has not been directed to re-adhesion since the start of command. In addition to performing control, when a re-adhesion is detected, a fine-tuned torque is commanded so that the torque corresponding to the estimated torque commanded at the time of re-adhesion calculated at the time of slipping / sliding detection is slightly reduced. Even in the case where it is possible to reliably re-adhere even in the 1-pulse mode, the torque command value is set after commanding the torque finely adjusted as described above for a predetermined period. In the process of gradually increasing, for the axial acceleration of the wheel is not easily reach the idling-skid detection level is that there is a case where idling-sliding speed of the wheel increases.

本発明は上述した点に鑑み創案されたもので、その目的とするところは、この課題を解消するため、インバータが１パルスモードにあるときに空転・滑走を検知した場合、動輪を再粘着させるために演算したトルク指令値の最小値を所定の期間指令した時点で、まだ完全には再粘着していないか最小値を指令し始めたときから全然再粘着に向かっていないことを検出したとき、それまで指令していた最小値よりさらに小さいトルクを所定時間経過後から指令して確実に再粘着するように再粘着促進制御を行うとともに、再粘着したことを検知した時点で、空転・滑走検知時に算出した再粘着した時点で指令する推定トルクに対応したトルクを若干小さくするように微調整したトルクを指令するようにして確実に再粘着した状態に保ち、この微調整したトルク指令値を指令している期間の動軸の平均軸加速度を演算して、この平均軸加速度を用いて、微調整したトルク指令値を所定の期間指令し終わった後のトルク指令値を徐々に増大させる期間中における車両速度を推定し、動輪速度と推定車両速度との速度差が所定の値以上になった時点において、演算軸加速度が空転・滑走検知の閾値に達していなくても、空転・滑走検知を行うことによって、１パルスモードにおけるトルク指令値を徐々に増大させる過程にあっても、空転・滑走速度が大きくなる事象の発生を回避して、確実に再粘着させることができるようにして、粘着力の有効利用可能な再粘着制御法を具備した電気車制御装置を提供することにある。   The present invention was devised in view of the above points, and its purpose is to re-adhere the driving wheel when idling / sliding is detected when the inverter is in the 1-pulse mode in order to solve this problem. When the minimum value of the calculated torque command value is commanded for a predetermined period, it is detected that it has not yet completely re-adhered or has not started to re-adhere at all since the start of commanding the minimum value Executes re-adhesion promotion control to ensure re-adhesion by commanding a torque that is smaller than the minimum value that has been commanded until a predetermined time has elapsed, and when the re-adhesion is detected, slipping and sliding The torque corresponding to the estimated torque commanded at the time of re-adhesion calculated at the time of detection is finely adjusted so that the torque corresponding to the estimated torque is slightly reduced. Calculate the average axis acceleration of the dynamic axis during the period when commanding the adjusted torque command value, and using this average axis acceleration, the torque command value after finishing commanding the finely adjusted torque command value for a predetermined period The vehicle speed during the period of gradually increasing the vehicle speed is estimated, and when the speed difference between the driving wheel speed and the estimated vehicle speed exceeds a predetermined value, the calculation axis acceleration has not reached the threshold for detecting idling / sliding. Even in the process of gradually increasing the torque command value in the 1-pulse mode by detecting idling / sliding, it is possible to avoid the occurrence of an event in which the idling / sliding speed increases and to re-adhere it reliably. It is an object of the present invention to provide an electric vehicle control device equipped with a re-adhesion control method capable of effectively using adhesive force.

その目的を達成するための手段は、
１）請求項１において、
空転・滑走を検出したときの車輪・レール間の接線力に対応した主電動機軸上で見たトルクをオブザーバの手法を用いて推定し、空転・滑走を検知した場合に空転・滑走している動輪を再粘着させるに必要なトルク指令値の最小値Tau_c_minを前記推定トルクをもとに演算して、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minを所定の期間T1の間指令し、前記所定の期間T1経過後に、前記推定トルクより僅かに小さいトルクTau_c_mu_cへ向かってトルク指令値を速やかに増大させ、前記推定トルクより僅かに小さいトルクTau_c_mu_cにトルク指令値が達した時点から一定の期間T2の間Tau_c_mu_cなるトルクを指令し続けた後、前記期間T2の間に空転・滑走を検知することがない場合に、一定の期間T2経過後に徐々にトルク指令値を増大するようにトルク制御を行う再粘着制御機能を有し、
主電動機駆動用インバータが１パルスモードであるときに空転・滑走を検知した場合に、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minを前記所定の期間T1指令した時点において、空転を検知した場合にあっては、動輪の加速度がマイナスの値にある場合に、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度がプラスの値にある場合に、それまで指令していた前記トルク指令値の最小値Tau_c_minのk1倍のトルクを前記所定の期間T1経過した時点以降指令するようにし(k1は１未満の値を有する)、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかプラスの値になるまで、また滑走を検知した場合にあっては動輪の速度がゼロかマイナスの値になるまで、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minのk1倍のトルクを指令し続け、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかプラスの値になった時点から、また滑走を検知した場合にあっては、動輪の加速度がゼロかマイナスの値になった時点から、トルク指令値を前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクへ向かって速やかに増大させ(k2は１未満の値を有する)、前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクにトルク指令値が達した時点から一定期間T2の間前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクを指令し続けるようにした電気車制御装置において、前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクにトルク指令値が達した時点の動輪速度V1と一定期間T2の間前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクを指令し終わった時点における動輪速度V2から、前記期間T2の間の平均加速度を演算し、前記平均加速度を用いて前記期間T2が終了した時点以降において推定車両速度を演算し、動輪速度と前記推定速度との差分を演算し、前記差分が予め定めた閾値以上になった場合に、空転あるいは滑走の発生を検知して、前記再粘着制御に移行することを特徴とする電気車制御装置である。 Means to achieve that goal are:
1) In claim 1,
Estimating the torque seen on the main motor shaft corresponding to the tangential force between the wheels and rails when idling / sliding is detected using the observer method , and idling / sliding when idling / sliding is detected The minimum value Tau_c_min of the torque command value necessary to re-adhere the driving wheel is calculated based on the estimated torque, the minimum value Tau_c_min of the torque command value is commanded for a predetermined period T1, and the predetermined period T1 After the lapse of time, the torque command value is rapidly increased toward the torque Tau_c_mu_c slightly smaller than the estimated torque, and becomes Tau_c_mu_c for a certain period T2 from when the torque command value reaches the torque Tau_c_mu_c slightly smaller than the estimated torque. after continued commanded torque, the period when there is no possible to detect the slipping-sliding during T2, the row cormorants readhesion control the torque control to gradually increase the torque command value after a certain period of time T2 It has a function,
If idling is detected when the minimum value Tau_c_min of the torque command value is commanded for the predetermined period T1 when idling / sliding is detected when the main motor drive inverter is in the 1-pulse mode, If the acceleration of the driving wheel is negative, or if sliding is detected, if the acceleration of the driving wheel is positive, the minimum torque command value Tau_c_min that has been commanded until then Command k1 times the torque after the predetermined period T1 has elapsed (k1 has a value less than 1) , and when idling is detected, until the acceleration of the driving wheel becomes zero or a positive value In addition, when slipping is detected, until the speed of the driving wheel becomes zero or a negative value, a torque that is k1 times the minimum torque command value Tau_c_min is continuously commanded, and idling is detected. Is the acceleration of the driving wheel From the time when the degree becomes zero or a positive value, and when sliding is detected, the torque command value is set to a torque k2 times the Tau_c_mu_c from the time when the acceleration of the driving wheel becomes zero or a negative value. increasing the speed Ya or towards the (k2 has a value of less than 1), commanding the k2 times the torque between the Tau_c_mu_c the predetermined period T2 from the time the torque command value k2 times the torque of the Tau_c_mu_c reached in the electric vehicle control apparatus that continuously, at the time the finished commanding k2 times the torque between the Tau_c_mu_c the predetermined period T2 and wheel speed V1 at which the torque command value k2 times the torque of the Tau_c_mu_c reached The average acceleration during the period T2 is calculated from the driving wheel speed V2 , the estimated vehicle speed is calculated after the time period T2 ends using the average acceleration, and the difference between the driving wheel speed and the estimated speed is calculated. And the difference is predetermined. When becomes above the threshold, to detect the occurrence of slipping or sliding, said an electric vehicle control device, characterized in that the shift to re-adhesion control.

２）請求項２において、
空転・滑走を検出したときの車輪・レール間の接線力に
対応した主電動機軸上で見たトルクをオブザーバの手法を用いて推定し、空転・滑走を検知した場合に空転・滑走している動輪を再粘着させるに必要なトルク指令値の最小値Tau_c_minを前記推定トルクをもとに演算して、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minを所定の期間T1の間指令し、前記所定の期間T1経過後に、前記推定トルクより僅かに小さいトルクTau_c_mu_cへ向かってトルク指令値を速やかに増大させ、前記推定トルクより僅かに小さいトルクTau_c_mu_cにトルク指令値が達した時点から一定の期間T2の間Tau_c_mu_cなるトルクを指令し続けた後、前記期間T2の間に空転・滑走を検知することがない場合に、一定の期間T2経過後に徐々にトルク指令値を増大するようにトルク制御を行う再粘着制御機能を有し、
主電動機駆動用インバータが１パルスモードであるときに空転・滑走を検知した場合に、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minを前記所定の期間T1指令し終わった時点において、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度が前記期間T1の間一度もマイナスの値になることなくプラスの値である場合に、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度が前記期間T1の間一度もプラスの値になることなくマイナスの値である場合に、それまで指令していた前記トルク指令値の最小値Tau_c_minのn1倍のトルクを前記所定の期間T1経過した時点以降指令するようにし、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度が一旦はマイナスの値になった後にゼロかプラスの値になるまで、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度が一旦はプラスの値になった後にゼロかマイナスの値になるまで、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minのn1倍のトルクを指令し続け、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかプラスの値になった時点から、また滑走を検知した場合にあっては、動輪の加速度がゼロかマイナスの値になった時点から、トルク指令値を前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクへ向かって速やかに増大させ(n2は１未満の値を有する)、前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクにトルク指令値が達した時点から一定期間T2の間前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクを指令し続けるようにした電気車制御装置において、
前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクにトルク指令値が達した時点の動輪速度V1と一定期間T2の間前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクを指令し終わった時点における動輪速度V2から、前記期間T2の間の平均加速度を演算し、前記平均加速度を用いて前記期間T2が終了した時点以降において推定車両速度を演算し、動輪速度と前記推定速度との差分を演算し、前記差分が予め定めた閾値以上になった場合に、空転あるいは滑走の発生を検知して、前記再粘着制御に移行することを特徴とする電気車制御装置である。 2) In claim 2,
Estimating the torque seen on the main motor shaft corresponding to the tangential force between the wheels and rails when idling / sliding is detected using the observer method , and idling / sliding when idling / sliding is detected The minimum value Tau_c_min of the torque command value necessary to re-adhere the driving wheel is calculated based on the estimated torque, the minimum value Tau_c_min of the torque command value is commanded for a predetermined period T1, and the predetermined period T1 After the lapse of time, the torque command value is rapidly increased toward the torque Tau_c_mu_c slightly smaller than the estimated torque, and becomes Tau_c_mu_c for a certain period T2 from when the torque command value reaches the torque Tau_c_mu_c slightly smaller than the estimated torque. after continued commanded torque, the period when there is no possible to detect the slipping-sliding during T2, the row cormorants readhesion control the torque control to gradually increase the torque command value after a certain period of time T2 It has a function,
When the idling / sliding is detected when the main motor drive inverter is in the 1-pulse mode, the idling is detected when the minimum value Tau_c_min of the torque command value is commanded for the predetermined period T1. In the case where the acceleration of the driving wheel is a positive value without being negative once during the period T1, or when the sliding is detected, the acceleration of the driving wheel is positive once during the period T1. If the torque value is a negative value without becoming the value of the torque command, a torque that is n1 times the minimum value Tau_c_min of the torque command value that has been commanded until then is commanded after the predetermined period T1 has elapsed, and idling is performed. In the case of detection, the acceleration of the driving wheel once becomes a negative value until it becomes zero or a positive value. In the case of sliding, the acceleration of the driving wheel once becomes a positive value. The Continue to command a torque that is n1 times the minimum value Tau_c_min of the torque command value until zero or minus value later, and when idling is detected, the acceleration of the driving wheel becomes zero or a positive value from also be in when detecting sliding from the time when the acceleration of the wheel becomes zero or negative value, increases the torque command value to the speed Ya or towards n2 times the torque of the Tau_c_mu_c (n2 in has a value of less than 1), the electric motor car control apparatus that continue to command the n2 times the torque between the Tau_c_mu_c the predetermined period T2 from the time the torque command value reaches a n2 times the torque of the Tau_c_mu_c,
Between the driving wheel speed V1 when the torque command value reaches the torque n2 times the Tau_c_mu_c and a constant period T2, from the driving wheel speed V2 at the time when the torque of n2 times the Tau_c_mu_c has been commanded, between the time period T2 An average acceleration is calculated, an estimated vehicle speed is calculated after the end of the period T2 using the average acceleration, a difference between the driving wheel speed and the estimated speed is calculated, and the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value. In this case, the electric vehicle control device detects the occurrence of idling or sliding and shifts to the re-adhesion control.

本発明の電気車制御装置では、インバータが1パルスモードにある場合、空転・滑走検知時の接線力に対応した推定トルクをもとに動輪を再粘着させるための指令トルクの最小値を演算して、このトルクの最小値を所定期間指令した時点で動輪が完全には再粘着していないことを検出した場合に、それまで指令していたトルクよりもう少し小さいトルクをその時点以降指令して完全に再粘着させるようにして、再粘着したと判断した時点以降、空転・滑走検知時の接線力に対応した推定トルクをもとに算定した再粘着時点で指令する予定のトルク指令値を少し小さくなるように微調整した粘着限界トルクより若干小さいトルクを指令するようにすることで、粘着限界トルクに近いトルクを指令しつつ確実に再粘着させることができることから、粘着限界トルクに近いトルクを指令している期間中の動輪の平均加速度が車両の加速度を表していることを利用して、粘着限界トルクに近いトルクを指令する期間が終了した時点以降の車両速度を推定し、この推定車両速度が実際の車両速度に近い値を示すことから、その後トルク指令値を徐々に増大させる過程における動輪速度と推定車両速度との差分を求めて、動輪の演算軸加速度が空転・滑走検知の閾値に達していなくても、この差分が予め定めた閾値以上になったことをもって空転・滑走の発生を検知できるので、微小空転・滑走が継続することに起因する空転・滑走速度の増大とこれに起因する粘着力の有効利用が図れない事象の発生を回避でき、粘着力の有効利用が実現できる。   In the electric vehicle control device of the present invention, when the inverter is in the 1-pulse mode, the minimum value of the command torque for re-adhering the driving wheel is calculated based on the estimated torque corresponding to the tangential force at the time of idling / sliding detection. When the minimum value of this torque is commanded for a predetermined period, it is detected that the driving wheel is not completely re-adhered. The torque command value that is scheduled to be commanded at the time of re-adhesion calculated based on the estimated torque corresponding to the tangential force at the time of slipping / sliding detection is slightly smaller after the time when it is determined that the material has been re-adhered. By commanding a torque slightly smaller than the adhesion limit torque finely adjusted so that it can be reliably re-adhered while commanding a torque close to the adhesion limit torque, Using the fact that the average acceleration of the driving wheels during the period in which the torque close to the adhesion limit torque is commanded represents the vehicle acceleration, the vehicle speed after the point in time when the period for instructing the torque close to the adhesion limit torque has ended Since the estimated vehicle speed shows a value close to the actual vehicle speed, the difference between the driving wheel speed and the estimated vehicle speed in the process of gradually increasing the torque command value is obtained, and the calculation axis acceleration of the driving wheel is calculated. Even if the threshold of slipping / sliding has not been reached, the occurrence of slipping / sliding can be detected when this difference exceeds a predetermined threshold value. It is possible to avoid the occurrence of an event where the increase in the sliding speed and the effective use of the adhesive force due to this increase cannot be achieved, and the effective use of the adhesive force can be realized.

インバータのトルク応答性が少し遅くなる1パルスモードにおいて、特にトルク指令値を徐々に増大させる過程にあっても空転・滑走速度が大きくなることのない再粘着制御を実現する目的に対して、空転・滑走検知時に動輪を再粘着させるためにトルク指令値を所定期間引き下げが終了した時点で再粘着しているか否かを判断して、再粘着していないときには指令トルクをさらに少し下げて指令して確実に再粘着させるようにして、再粘着した時点で指令する予定であったトルク指令値を若干小さくなるように微調整して、再粘着後にほぼ粘着限界トルクに対応したトルクを指令するようにし、微調整したトルクを指令している期間中の動輪の平均加速度を求め、この平均加速度を用いて、その後トルク指令値を徐々に増大させる過程における車両速度の推定値を演算し、演算軸加速度が空転・滑走検知の閾値に達していない場合でも、動輪速度とこの推定車両速度との偏差がある閾値以上になったことで空転・滑走の発生を早期に検知することで、実現した。   In the 1-pulse mode, where the torque response of the inverter is slightly slowed down, the idling control is performed for the purpose of achieving re-adhesion control without increasing the idling / sliding speed even in the process of gradually increasing the torque command value.・ In order to re-adhere the driving wheel when slipping is detected, it is judged whether or not the torque command value has been re-adhered when the pull-down is completed for a predetermined period. Make sure to re-adhere and fine-tune the torque command value that was scheduled to be commanded at the time of re-adhesion to be slightly smaller, and command a torque that corresponds to the adhesion limit torque after re-adhesion. In the process of obtaining the average acceleration of the driving wheel during the period of commanding the finely adjusted torque and then gradually increasing the torque command value using this average acceleration. The estimated value of the vehicle speed is calculated, and even if the calculation axis acceleration has not reached the threshold for detection of slipping / sliding, the difference between the driving wheel speed and the estimated vehicle speed exceeds a certain threshold, so This was realized by detecting the occurrence at an early stage.

図１は本発明の請求項１に記載の一実施例を示すブロック図、図２は本発明の請求項２に記載の一実施例を示すブロック図、図３はインバータが１パルスモードにおける請求項１に記載の一実施例によって空転速度が大となるのを抑制できることを示す再粘着制御状態の例、図４はインバータが１パルスモードにおける請求項２に記載の一実施例によって空転速度が大となるのを抑制できることを示す再粘着制御状態の例、図５は１パルスモードにおける徐々にトルクを増大させる過程において空転速度が大となる場合の再粘着制御状態を示す例、図6は接線力係数あるいは接線力のすべり速度に対する一般的な特性を示す図である。
図１において、図示しない主電動機電圧・電流検出器によって検出した電圧E・電流IMを用いて公知の速度推定器3において主電動機電流の制御周期毎に推定した主電動機回転速度の推定値ωmest、前記主電動機電圧・電流検出器によって検出した電圧E・電流IMを用いて図示しない主電動機発生トルク演算器にて演算した主電動機発生トルクの演算値Trqmが公知の最小次元外乱オブザーバ1に入力される。そして、公知の最小次元外乱オブザーバ1において、主電動機電流の制御周期毎に演算された主電動機回転速度の推定値ωmest、前記主電動機発生トルクの演算値Trqmを用いて、主電動機電流の制御周期毎に車輪・レール間の接線力に対応した主電動機軸上の推定トルクτestを演算し、主電動機トルク指令値発生器2に出力する。また、主電動機回転速度の推定値ωmestは軸加速度演算器4に入力され、軸加速度演算器4において演算軸加速度ωmdestを算出して空転検出器5に出力する。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment according to the first aspect of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment according to the second aspect of the present invention, and FIG. FIG. 4 shows an example of a re-adhesion control state indicating that an increase in the idling speed can be suppressed by the embodiment according to the first aspect. FIG. 4 shows an example in which the inverter is in the one-pulse mode. FIG. 5 shows an example of the re-adhesion control state when the idling speed increases in the process of gradually increasing the torque in the one-pulse mode, and FIG. It is a figure which shows the general characteristic with respect to the sliding speed of a tangential force coefficient or a tangential force.
In FIG. 1, the estimated value ωmest of the main motor rotation speed estimated for each control period of the main motor current in the known speed estimator 3 using the voltage E and current IM detected by a main motor voltage / current detector (not shown). The calculated value Trqm of the main motor generated torque calculated by the main motor generated torque calculator (not shown) using the voltage E and current IM detected by the main motor voltage / current detector is input to the known minimum dimension disturbance observer 1. The Then, in the known minimum dimension disturbance observer 1, using the estimated value ωmest of the main motor rotation speed calculated for each control cycle of the main motor current, the calculated value Trqm of the main motor generated torque, the control cycle of the main motor current Every time, the estimated torque τest on the main motor shaft corresponding to the tangential force between the wheels and the rails is calculated and output to the main motor torque command value generator 2. The estimated value ωmest of the main motor rotation speed is input to the axial acceleration calculator 4, which calculates the calculated axial acceleration ωmdest and outputs it to the idle detector 5.

空転検出器5においては演算軸加速度ωmdestが空転検知レベル以上であるか否かの判定を行い、空転検知レベル以上である場合には、空転検知信号slip1をオンにして主電動機トルク指令値発生器2に出力する。また、空転検出器5には、主電動機トルク指令値発生器2から、推定車両速度Vbd_estと推定車両速度Vbd_estが有効か否かを示す推定車両速度有効信号signal_vldが出力される。そして、空転検出器5では、推定車両速度有効信号signal_vldがオンである、すなわち推定車両速度Vbd_estが有効である(、推定車両速度Vbd_estが適正な値であることを意味する)期間中であれば、主電動機回転速度の推定値ωmestの動輪軸上で見た速度に換算した推定速度Vmestと推定車両速度Vbd_estとの差分ΔVを演算し、この差分ΔVが所定の閾値δVslipより小さい場合にはslip2をオフとして、また差分ΔVが所定の閾値δVslipより大きい場合には、たとえ演算軸加速度ωmdestが空転・滑走検知レベルより低い場合であっても、slip2をオンにして、主電動機トルク指令値発生器2に出力する。主電動機トルク指令値発生器2には、主電動機回転速度の推定値ωmestも入力される。主電動機トルク指令値発生器2では、空転検知信号slip1とslip2のいずれもがオフすなわち空転が発生していない場合には、そのときの主電動機回転速度の推定値ωmestをもとに車両の設定性能に対応したトルクをトルク指令値Trqcとして図示しない主電動機トルク制御器に対して出力している。そして、空転検知信号slip1あるいはslip2のいずれかがオンになった、すなわち空転を検知した場合は、車輪・レール間の接線力に対応した主電動機軸上の推定トルクτestをもとに、動輪を空転している状態から再粘着状態に戻すためのトルク指令の下限値Tau_c_minと、再粘着した時点で指令するトルクTau_c_mu_cを演算する。再粘着した時点で指令するトルクTau_c_mu_cは、空転検知時の推定トルクτestより僅かに小さいトルクで、このTau_c_mu_cを指令したときにすぐに空転を検知する状態となることがないような値に選定される。そして、Tau_c_minおよびTau_c_mu_cを演算した後、図３に示すように、トルク指令の下限値Tau_c_minに向けて、トルク指令値を急速に低減し、Tau_c_minに達した後期間T1の間このTau_c_minをトルク指令値として保持する(時刻tm0_1まで)。そして、時刻tm0_1において、Tau_c_minを期間T1の間指令していたときの演算軸加速度が、一旦マイナスの値になって空転していた動輪が再粘着に向かって動輪速度が減少し、その後再粘着したために演算軸加速度がゼロあるいはプラスの値になっているのか、マイナスの値であるのかの判定を行う。Tau_c_minのトルク指令を行っている期間において、一旦演算軸加速度がマイナスの値になった後T1の期間が終了した時刻tm0_1において、演算軸加速度がゼロあるいはプラスの値である場合には、時刻tm0_1以降、破線で示したように空転検知したときに演算した再粘着したときに指令するトルク指令値Tau_c_mu_cに向けてトルクを増大させ、Tau_c_mu_cに達した後はこの値を期間T2の間保持し、その後徐々にトルクを増大させる制御を行う。もしも、時刻tm0_1の時点で演算軸加速度がまだマイナスの値である場合は、この時点以降Tau_c_min×k1なるトルク(ここにk1<1)にトルク指令値を引き下げ、その値を演算軸加速度がゼロあるいはプラスの値になるまで指令して再粘着を促進させる制御を行う。ここにk1は確実に再粘着させることのできる範囲内で、できるだけ１に近い値として、さらなるトルクの絞り込みに伴う衝動の発生を回避できるように設定する。 The idling detector 5 determines whether or not the calculation axis acceleration ωmdest is equal to or higher than the idling detection level. If it is equal to or more than the idling detection level, the idling detection signal slip1 is turned on to generate the main motor torque command value generator. Output to 2. Further, the idling detector 5 outputs an estimated vehicle speed valid signal signal_vld indicating whether the estimated vehicle speed Vbd_est and the estimated vehicle speed Vbd_est are valid from the main motor torque command value generator 2. In the idling detector 5, if the estimated vehicle speed valid signal signal_vld is on, that is, the estimated vehicle speed Vbd_est is valid (meaning that the estimated vehicle speed Vbd_est is an appropriate value) The difference ΔV between the estimated speed Vmest converted to the speed seen on the driving wheel shaft of the estimated value ωmest of the main motor and the estimated vehicle speed Vbd_est is calculated, and if this difference ΔV is smaller than the predetermined threshold value δVslip, slip2 If the difference ΔV is larger than the predetermined threshold value ΔVslip, the slip motor 2 is turned on and the main motor torque command value generator is generated even if the calculation axis acceleration ωmdest is lower than the idling / sliding detection level. Output to 2. The main motor torque command value generator 2 also receives an estimated value ωmest of the main motor rotation speed. In the main motor torque command value generator 2, when both of the slip detection signals slip1 and slip2 are off, that is, when no slipping occurs, the vehicle setting is made based on the estimated value ωmest of the main motor rotation speed at that time. Torque corresponding to the performance is output as a torque command value Trqc to a main motor torque controller (not shown). When either the slip detection signal slip1 or slip2 is turned on, that is, when slipping is detected, the driving wheel is turned on based on the estimated torque τest on the main motor shaft corresponding to the tangential force between the wheels and the rails. The torque command lower limit value Tau_c_min for returning from the idling state to the re-adhesion state and the torque Tau_c_mu_c commanded at the time of re-adhesion are calculated. The torque Tau_c_mu_c that is commanded at the time of re-adhesion is selected to a value that is slightly smaller than the estimated torque τest at the time of slipping detection and that does not immediately enter the state of detecting slipping when this Tau_c_mu_c is commanded. The Then, after calculating Tau_c_min and Tau_c_mu_c, as shown in FIG. 3, the torque command value is rapidly reduced toward the lower limit value Tau_c_min of the torque command, and after reaching Tau_c_min, this Tau_c_min is set to the torque command for the period T1. Stored as a value (until time tm0_1). At time tm0_1, the calculation axis acceleration when Tau_c_min was commanded for the period T1 once became a negative value, and the moving wheel that had been idling decreased toward the re-adhesion, and then the re-adhesion speed decreased. Therefore, it is determined whether the calculation axis acceleration is zero or a positive value or a negative value. At the time tm0_1 at which the T1 period ends after the calculation axis acceleration once becomes a negative value during the Tau_c_min torque command period, if the calculation axis acceleration is zero or a positive value, the time tm0_1 Thereafter, as shown by the broken line, the torque is increased toward the torque command value Tau_c_mu_c that is commanded when re-adhesion calculated when slipping is detected, and after reaching Tau_c_mu_c, this value is held for the period T2. Thereafter, control is performed to gradually increase the torque. If the calculated axis acceleration is still negative at the time tm0_1, the torque command value is reduced to a torque of Tau_c_min × k1 (here k1 <1) and the calculated axis acceleration is zero. Alternatively, control is performed so as to promote re-adhesion until a positive value is obtained. Here, k1 is set to a value as close to 1 as possible within a range in which re-adhesion can be reliably performed, so as to avoid occurrence of impulses due to further torque narrowing.

演算軸加速度がゼロあるいはプラスの値になった時点以降Tau_c_mu_c×k2なるトルク(ここにk2<1)に向けてトルクを増大し、この値に達した後はこの値のトルクを期間T2の間維持し、その後徐々にトルクを増大させていく。k2もできるだけ１に近い値とする。すなわち、上記のような再粘着促進制御を行うことになるのは、パルスモードが１パルスモードとなってトルク応答がそれまでの多パルスモード時より少し遅くなるため、空転検知時の推定トルクが若干大きめになることでTau_c_minも若干大きいことから再粘着が遅れている訳で、したがって再粘着した時点で指令するトルクTau_c_mu_cも若干大きめになっているので、この値を微調整して若干小さくして、Tau_c_mu_cを指令した時点以降すぐに微小空転状態となることがないようにする必要があるからである。
そして、上記のような再粘着促進制御が終了した時点換言すれば微調整したトルク指令値Tau_c_mu_c×k2の指令を開始した時点tm1における主電動機回転速度の推定値を動輪軸上に換算した速度V1と、微調整したトルク指令値Tau_c_mu_c×k2を所定の期間T2だけ指令し終わった時点tm1+T2における主電動機回転速度の推定値を動輪軸上に換算した動輪速度V2から、この期間T2における主電動機の平均加速度を動輪軸上に換算した動輪軸平均加速度αadを演算する。この期間T2においては、動輪はトルク指令値が微調整されて出力されていることから完全に粘着状態にあるので、主電動機の平均加速度を動輪軸上に換算した動輪軸平均加速度αadは車両の加速度と同じと見なすことができる。そこでこの動輪軸平均加速度αadを用いて、時点tm1+T2以降、車両の加速度は動輪軸平均加速度αadが維持されていると仮定して、推定車両速度Vbd_estを演算する。この推定車両速度Vbd_estの演算を開始したときから、推定車両速度が正しい値を有していることから、推定車両速度有効信号signal_vldをオン状態にする(この時点tm1+T2以前においては、signal_vldはオフ状態)。このようにして演算された推定車両速度Vbd_estと推定車両速度有効信号signal_vldを、図１に示す主電動機トルク指令値発生器2から空転検知器5に対して出力されるのである。空転検知器5において、第2の空転検知信号であるslip2をオンにするか否かの判定に用いる閾値δVslipは、誤検知を起こさない範囲でできるだけ小さな値にセットされる。
このように、動輪が粘着している状態における車両の加速度を用いて車両速度を推定し、この推定車両速度と動輪速度との速度差によって空転を検知することで、演算軸加速度による空転検知が迅速にできない場合でも、空転速度が増大しない時点で迅速に空転を検知できるようになり、１パルスモードにおいても粘着力の有効利用を確実に図ることができるようになる。 After the calculation axis acceleration becomes zero or a positive value, the torque is increased toward Tau_c_mu_c × k2 torque (here k2 <1), and after reaching this value, this value of torque is applied during period T2. Maintain and then gradually increase the torque. Let k2 be as close to 1 as possible. In other words, the re-adhesion promotion control as described above is performed because the pulse mode becomes one pulse mode and the torque response is a little slower than the previous multi-pulse mode. Since the Tau_c_min is slightly larger due to the slightly larger value, the re-adhesion is delayed, so the torque Tau_c_mu_c that is commanded at the time of the re-adhesion is also slightly larger. This is because it is necessary to prevent a minute idling state immediately after Tau_c_mu_c is commanded.
When the re-adhesion promotion control as described above ends, in other words, a speed V1 obtained by converting the estimated value of the main motor rotation speed at the time tm1 when the command of the finely adjusted torque command value Tau_c_mu_c × k2 is started is converted onto the driving wheel shaft. And the estimated value of the main motor rotational speed at the time tm1 + T2 when the command of the finely adjusted torque command value Tau_c_mu_c × k2 is completed for the predetermined period T2, and the main speed in this period T2 A driving wheel axis average acceleration αad obtained by converting the average acceleration of the electric motor onto the driving wheel axis is calculated. In this period T2, the driving wheel is in a completely sticky state because the torque command value is finely adjusted and output, so the driving wheel shaft average acceleration αad obtained by converting the average acceleration of the main motor onto the driving wheel shaft is It can be regarded as the same as acceleration. So by using this driving wheel shaft average acceleration Arufaad, when tm1 + T2 since the acceleration of the vehicle on the assumption that the wheel axis average acceleration Arufaad is maintained to calculate the estimated vehicle speed Vbd_est. Since the estimated vehicle speed has a correct value since the calculation of the estimated vehicle speed Vbd_est is started, the estimated vehicle speed valid signal signal_vld is turned on (before this time tm1 + T2, signal_vld is Off state). The estimated vehicle speed Vbd_est and the estimated vehicle speed valid signal signal_vld calculated in this way are output from the main motor torque command value generator 2 shown in FIG. In the slipping detector 5, the threshold value ΔVslip used for determining whether or not to turn on the slip2 that is the second slipping detection signal is set to a value as small as possible without causing false detection.
As described above, the vehicle speed is estimated by using the acceleration of the vehicle in a state where the moving wheels are adhered, and the idling is detected by the speed difference between the estimated vehicle speed and the driving wheel speed. Even if it cannot be performed quickly, it is possible to detect idling quickly when the idling speed does not increase, and it is possible to reliably use the adhesive force even in the 1-pulse mode.

図２は本発明の請求項２に記載の一実施例を示すブロック図である。図１と異なるところは、主電動機トルク指令値発生器２におけるトルク指令値微調整の方法であり、それ以外は図1と同じである。
図２において、図示しない主電動機電圧・電流検出器によって検出した電圧E・電流IMを用いて公知の速度推定器3において主電動機電流の制御周期毎に推定した主電動機回転速度の推定値ωmest、前記主電動機電圧・電流検出器によって検出した電圧E・電流IMを用いて図示しない主電動機発生トルク演算器にて演算した主電動機発生トルクの演算値Trqmが公知の最小次元外乱オブザーバ1に入力される。そして、公知の最小次元外乱オブザーバ1において、主電動機電流の制御周期毎に演算された主電動機回転速度の推定値ωmest、前記主電動機発生トルクの演算値Trqmを用いて、主電動機電流の制御周期毎に車輪・レール間の接線力に対応した主電動機軸上の推定トルクτestを演算し、主電動機トルク指令値発生器2に出力する。また、主電動機回転速度の推定値ωmestは軸加速度演算器4に入力され、軸加速度演算器4において演算軸加速度ωmdestを算出して空転検出器5に出力する。 FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment according to claim 2 of the present invention. The difference from FIG. 1 is the method of fine adjustment of the torque command value in the main motor torque command value generator 2, and the other points are the same as those in FIG.
In FIG. 2, an estimated value ωmest of the main motor rotation speed estimated for each control cycle of the main motor current in the known speed estimator 3 using the voltage E and current IM detected by a main motor voltage / current detector (not shown). The calculated value Trqm of the main motor generated torque calculated by the main motor generated torque calculator (not shown) using the voltage E and current IM detected by the main motor voltage / current detector is input to the known minimum dimension disturbance observer 1. The Then, in the known minimum dimension disturbance observer 1, using the estimated value ωmest of the main motor rotation speed calculated for each control cycle of the main motor current, the calculated value Trqm of the main motor generated torque, the control cycle of the main motor current Every time, the estimated torque τest on the main motor shaft corresponding to the tangential force between the wheels and the rails is calculated and output to the main motor torque command value generator 2. The estimated value ωmest of the main motor rotation speed is input to the axial acceleration calculator 4, which calculates the calculated axial acceleration ωmdest and outputs it to the idle detector 5.

空転検出器5においては演算軸加速度ωmdestが空転検知レベル以上であるか否かの判定を行い、空転検知レベル以上である場合には、空転検知信号slip1をオンにして主電動機トルク指令値発生器2に出力する。また、空転検出器5には、主電動機トルク指令値発生器2から、推定車両速度Vbd_estと推定車両速度Vbd_estが有効か否かを示す推定車両速度有効信号signal_vldが出力される。そして、空転検出器5では、推定車両速度Vbd_estがオンである、すなわち推定車両速度Vbd_estが有効である(、推定車両速度Vbd_estが適正な値であることを意味する)期間中であれば、主電動機回転速度の推定値ωmestを動輪軸上で見た推定速度Vmestと推定車両速度Vbd_estとの差分ΔVを演算し、この差分ΔVが所定の閾値δVslipより小さい場合にはslip2をオフとして、また差分ΔVが所定の閾値δVslipより大きい場合には、たとえ演算軸加速度ωmdestが空転・滑走検知レベルより低い場合であっても、slip2をオンにして、主電動機トルク指令値発生器2に出力する。主電動機トルク指令値発生器2には、主電動機回転速度の推定値ωmestも入力される。主電動機トルク指令値発生器2では、空転検知信号slip1とslip2のいずれもがオフすなわち空転が発生していない場合には、そのときの主電動機回転速度の推定値ωmestをもとに車両の設定性能に対応したトルクをトルク指令値Trqcとして図示しない主電動機トルク制御器に対して出力している。そして、空転検知信号slip1あるいはslip2のいずれかがオンになった、すなわち空転を検知した場合は、車輪・レール間の接線力に対応した主電動機軸上の推定トルクτestをもとに、動輪を空転している状態から再粘着状態に戻すためのトルク指令の下限値Tau_c_minと、再粘着した時点で指令するトルクTau_c_mu_cを演算する。再粘着した時点で指令するトルクTau_c_mu_cは、空転検知時の推定トルクτestより僅かに小さいトルクで、このTau_c_mu_cを指令したときにすぐに空転を検知する状態となることがないような値に選定される。そして、Tau_c_minおよびTau_c_mu_cを演算した後、図４に示すように、トルク指令の下限値Tau_c_minに向けて、トルク指令値を急速に低減し、Tau_c_minに達した後期間T1の間このTau_c_minをトルク指令値として保持する(時刻tm0_1まで)。そして、Tau_c_minを指令している間一旦動輪の演算軸加速度がマイナスとなり、時刻tm0_1において演算軸加速度がゼロあるいはプラスの値になっている場合には、時刻tm1以降、破線で示したように萱空転検知したときに演算した再粘着したときに指令するトルク指令値Tau_c_mu_cに向けてトルクを増大させ、Tau_c_mu_cに達した後はこの値を期間T2の間保持し、その後徐々にトルクを増大させる制御を行う。
もしも、Tau_c_minを指令し始めてから時刻tm0_1の時点になるまで、演算軸加速度が一度もマイナスの値になることなくプラスの値のままである場合は、この時点以降Tau_c_min×n1なるトルク(ここにn1<1)にトルク指令値を引き下げ、その値を演算軸加速度が一旦はマイナスの値になった後ゼロあるいはプラスの値になる時刻tm0_2まで指令して再粘着を促進させる制御を行う。ここにn1は確実に再粘着させることのできる範囲内で、できるだけ１に近い値として、さらなるトルクの絞り込みに伴う衝動の発生を回避できるように設定する必要があるが、この場合はTau_c_minを指令しても一度も演算軸加速度がマイナスにはならず空転速度が減少しない状態であり、再粘着させるためには、実施例１の場合よりもっとトルクを引き下げなければならないことを意味しているので、実施例１におけるk1よりは小さい値とする。すなわち、n1<k1<1とすることが必要である。
この時点tm0_2以降Tau_c_mu_c×n2なるトルク(ここにn2<1)に向けてトルクを増大し、この値に達した後はこの値のトルクを期間T2の間維持し、その後徐々にトルクを増大させていく。n2もできるだけ１に近い値とする。しかしながら、この場合はTau_c_minを指令しても一度も演算軸加速度がマイナスにはならず空転速度が減少しない状態であったことから、空転検知時の推定トルクτestは実施例１よりはもっと大きめに推定されていることを意味しており、Tau_c_mu_c×n2を指令した時点ですぐに空転状態となるのを回避するためには、実施例１の場合よりもっとトルクを引き下げなければならないことを意味している。そのため、n2はn2<k2<1となるように設定する必要がある。
そして、上記のような再粘着促進制御が終了した時点換言すれば微調整したトルク指令値Tau_c_mu_c×n2の指令を開始した時点tm1における主電動機回転速度の推定値を動輪軸上に換算した動輪速度V1と、微調整したトルク指令値Tau_c_mu_c×n2を所定の期間T2だけ指令し終わった時点tm1+T2における主電動機回転速度の推定値を動輪軸上に換算した動輪速度V2から、この期間T2における主電動機の平均加速度を動輪軸上に換算した動輪軸平均加速度αadを演算する。この期間T2においては、動輪はトルク指令値が微調整されて出力されていることから完全に粘着状態にあるので、主電動機の平均加速度を動輪軸上に換算した平均加速度αadは車両の加速度と同じと見なすことができる。そこでこの動輪軸平均加速度αadを用いて、時点tm1+T2以降、車両の加速度は動輪軸平均加速度αadが維持されていると仮定して、推定車両速度Vbd_estを演算する。この推定車両速度Vbd_estの演算を開始したときから、推定車両速度が正しい値を有していることから、推定車両速度有効信号signal_vldをオン状態にする(この時点tm1+T2以前においては、signal_vldはオフ状態)。このようにして演算された推定車両速度Vbd_estと推定車両速度有効信号signal_vldを、図2に示す主電動機トルク指令値発生器2から空転検知器5に対して出力されるのである。空転検知器5において、第2の空転検知信号であるslip2をオンにするか否かの判定に用いる閾値δVslipは、誤検知を起こさない範囲でできるだけ小さな値にセットされる。
このように、動輪が粘着している状態における車両の加速度を用いて車両速度を推定し、この推定車両速度と動輪速度との速度差によって空転を検知することで、演算軸加速度による空転検知が迅速にできない場合でも、空転速度が増大しない時点で迅速に空転を検知できるようになり、１パルスモードにおいても粘着力の有効利用を確実に図ることができるようになる。 The idling detector 5 determines whether or not the calculation axis acceleration ωmdest is equal to or higher than the idling detection level. If it is equal to or more than the idling detection level, the idling detection signal slip1 is turned on to generate the main motor torque command value generator. Output to 2. Further, the idling detector 5 outputs an estimated vehicle speed valid signal signal_vld indicating whether the estimated vehicle speed Vbd_est and the estimated vehicle speed Vbd_est are valid from the main motor torque command value generator 2. Then, in the idling detector 5, if the estimated vehicle speed Vbd_est is on, that is, the estimated vehicle speed Vbd_est is valid (meaning that the estimated vehicle speed Vbd_est is an appropriate value), Calculate the difference ΔV between the estimated speed Vmest of the estimated motor rotation speed ωmest and the estimated vehicle speed Vbd_est on the driving wheel shaft, and if this difference ΔV is smaller than the predetermined threshold δVslip, turn off slip2 When ΔV is larger than the predetermined threshold ΔVslip, slip2 is turned on and output to the main motor torque command value generator 2 even if the calculation axis acceleration ωmdest is lower than the idling / sliding detection level. The main motor torque command value generator 2 also receives an estimated value ωmest of the main motor rotation speed. In the main motor torque command value generator 2, when both of the slip detection signals slip1 and slip2 are off, that is, when no slipping occurs, the vehicle setting is made based on the estimated value ωmest of the main motor rotation speed at that time. Torque corresponding to the performance is output as a torque command value Trqc to a main motor torque controller (not shown). When either the slip detection signal slip1 or slip2 is turned on, that is, when slipping is detected, the driving wheel is turned on based on the estimated torque τest on the main motor shaft corresponding to the tangential force between the wheels and the rails. The torque command lower limit value Tau_c_min for returning from the idling state to the re-adhesion state and the torque Tau_c_mu_c commanded at the time of re-adhesion are calculated. The torque Tau_c_mu_c that is commanded at the time of re-adhesion is selected to a value that is slightly smaller than the estimated torque τest at the time of slipping detection and that does not immediately enter the state of detecting slipping when this Tau_c_mu_c is commanded. The Then, after calculating Tau_c_min and Tau_c_mu_c, as shown in FIG. 4, the torque command value is rapidly reduced toward the lower limit value Tau_c_min of the torque command, and after reaching Tau_c_min, this Tau_c_min is used for the period T1. Stored as a value (until time tm0_1). Then, when Tau_c_min is commanded, if the calculated axial acceleration of the driving wheel once becomes negative and the calculated axial acceleration is zero or positive at time tm0_1, after time tm1, as shown by the broken line, Control that increases the torque toward the torque command value Tau_c_mu_c that is commanded when re-adhesion calculated when slipping is detected, and holds this value for the period T2 after reaching Tau_c_mu_c, and then gradually increases the torque I do.
If the calculation axis acceleration never becomes a negative value and remains positive until the time tm0_1 from the start of commanding Tau_c_min, a torque (here, Tau_c_min × n1) The torque command value is lowered to n1 <1), and the value is commanded until the time tm0_2 at which the calculation axis acceleration once becomes a negative value becomes zero or a positive value to promote re-adhesion. Here, n1 must be set as close to 1 as possible within the range where it can be reliably adhered again, so that it is possible to avoid the occurrence of impulses due to further torque reduction. In this case, Tau_c_min is commanded. Even so, the calculation axis acceleration never becomes negative and the idling speed does not decrease, and in order to re-adhere, it means that the torque must be reduced more than in the case of Example 1. The value is smaller than k1 in the first embodiment. That is, it is necessary to satisfy n1 <k1 <1.
After this time tm0_2, the torque is increased toward Tau_c_mu_c × n2 (here n2 <1), and after reaching this value, this value is maintained for the period T2, and then gradually increased. To go. Let n2 be as close to 1 as possible. However, in this case, even if Tau_c_min is commanded, the calculation axis acceleration never becomes negative and the idling speed does not decrease. Therefore, the estimated torque τest at the idling detection is larger than that in the first embodiment. This means that the torque must be reduced more than in the case of the first embodiment in order to avoid the idling state immediately when Tau_c_mu_c × n2 is commanded. ing. Therefore, n2 needs to be set so that n2 <k2 <1.
Then, when the re-adhesion promotion control as described above ends, in other words, the driving wheel speed obtained by converting the estimated value of the main motor rotation speed at the time tm1 when the command of the finely adjusted torque command value Tau_c_mu_c × n2 is started is converted onto the driving wheel shaft. From V1 and the wheel speed V2 obtained by converting the estimated value of the main motor rotation speed at the time tm1 + T2 at the time tm1 + T2 when the command of the finely adjusted torque command value Tau_c_mu_c × n2 is completed for a predetermined period T2 in this period T2 A driving wheel shaft average acceleration αad obtained by converting the average acceleration of the main motor onto the driving wheel shaft is calculated. In this period T2, the driving wheel is in a completely sticky state because the torque command value is finely adjusted and output, so the average acceleration αad obtained by converting the average acceleration of the main motor onto the driving wheel axis is the vehicle acceleration. Can be considered the same. So by using this driving wheel shaft average acceleration Arufaad, when tm1 + T2 since the acceleration of the vehicle on the assumption that the wheel axis average acceleration Arufaad is maintained to calculate the estimated vehicle speed Vbd_est. Since the estimated vehicle speed has a correct value since the calculation of the estimated vehicle speed Vbd_est is started, the estimated vehicle speed valid signal signal_vld is turned on (before this time tm1 + T2, signal_vld is Off state). The estimated vehicle speed Vbd_est and the estimated vehicle speed valid signal signal_vld calculated in this way are output from the main motor torque command value generator 2 shown in FIG. 2 to the idling detector 5. In the slipping detector 5, the threshold value ΔVslip used for determining whether or not to turn on the slip2 that is the second slipping detection signal is set to a value as small as possible without causing false detection.
As described above, the vehicle speed is estimated by using the acceleration of the vehicle in a state where the moving wheels are adhered, and the idling is detected by the speed difference between the estimated vehicle speed and the driving wheel speed. Even if it cannot be performed quickly, it is possible to detect idling quickly when the idling speed does not increase, and it is possible to reliably use the adhesive force even in the 1-pulse mode.

なお、請求項１および２の実施例の説明では、空転検知時についてのみ説明したが、滑走検知時については、トルク指令の下限値Tau_c_minを期間T1の間指令し終わった時点tm0_1における、再粘着しているか否かの判定条件が異なるのみで、それ以外は空転検知時と同じである。すなわち、実施例１における時刻tm0_1における判定条件が、Tau_c_minなるトルクを指令している期間T1の間に一旦は演算軸加速度がプラスの値となった後時刻tm0_1においてこれがゼロあるいはマイナスの値である場合には、再粘着していると判断して、この時点以降Tau_c_mu_cに向けてトルクを増大させる制御に移行する。また、一旦は演算軸加速度がプラスの値となった後時刻tm0_1においてもこれがまだプラスの値である場合には、Tau_c_min×k1なるトルクを指令して演算軸加速度がゼロあるいはマイナスの値となるのを待ち、演算軸加速度がゼロあるいはマイナスの値となった時点から、Tau_c_mu_c×k2に向けてトルクを増大させる制御に移行する。そして、Tau_c_mu_ｃ×k2に達した後このトルク指令値に期間T2の間維持しているときの平均加速度(ブレーキであるので実際には減速度となる)の算出と、それを用いた推定車両速度の演算方法は空転の場合と同じであり、動輪速度と推定車両速度との速度差ΔVは、空転時はΔV＝動輪速度−推定車両速度 であるのに対して、ΔV＝推定車両速度−動輪速度 となる点が違うのみであり、滑走検知の条件はΔV≧δVslipで空転の場合と同じである。
また、実施例２においては、時刻tm0_1における判定条件が、Tau_c_minなるトルクを指令している期間T1の間に一度も演算軸加速度がプラスの値とならずにマイナスの値であり続けた場合、Tau_c_min×n1なるトルクを指令して演算軸加速度がゼロあるいはマイナスの値となるのを待ち、演算軸加速度がゼロあるいはマイナスの値となった時点から、Tau_c_mu_c×n2に向けてトルクを増大させる制御に移行する。そして、Tau_c_mu_ｃ×n2に達した後このトルク指令値に期間T2の間維持しているときの平均加速度(ブレーキであるので実際には減速度となる)の算出と、それを用いた推定車両速度の演算方法は空転の場合と同じであり、動輪速度と推定車両速度との速度差ΔVは、空転時はΔV＝動輪速度−推定車両速度 であるのに対して、ΔV＝推定車両速度−動輪速度 となる点が違うのみであり、滑走検知の条件はΔV≧δVslipで空転の場合と同じである。 In the description of the embodiments of claims 1 and 2, only the case of idling detection has been described. However, in the case of gliding detection, re-adhesion at the time tm0_1 when the lower limit value Tau_c_min of the torque command is commanded for the period T1 The other conditions are the same as those when detecting slipping. That is, the judgment condition at time tm0_1 in the first embodiment is that the calculation axis acceleration once becomes a positive value during the period T1 in which the torque Tau_c_min is commanded, and then this is zero or a negative value at time tm0_1. In this case, it is determined that the adhesive is re-adhered, and the control is shifted to Tau_c_mu_c after this point to increase the torque. In addition, if this is still a positive value at time tm0_1 once the calculation axis acceleration has become a positive value, a torque of Tau_c_min × k1 is commanded and the calculation axis acceleration becomes zero or a negative value. When the calculation axis acceleration becomes zero or a negative value, the control shifts to control for increasing the torque toward Tau_c_mu_c × k2. Then, after reaching Tau_c_mu_c × k2, the average acceleration (actually deceleration due to the brake) when this torque command value is maintained for the period T2, and the estimated vehicle speed using it The calculation method of is the same as in the case of idling, and the speed difference ΔV between the driving wheel speed and the estimated vehicle speed is ΔV = driving wheel speed-estimated vehicle speed at idling, whereas ΔV = estimated vehicle speed-driving wheel. The only difference is the speed, and the conditions for detecting sliding are the same as in the case of idling with ΔV ≧ δVslip.
In the second embodiment, when the determination condition at the time tm0_1 is a negative value instead of a positive value during the period T1 when the torque Tau_c_min is commanded, Control to increase torque toward Tau_c_mu_c × n2 after commanding torque of Tau_c_min × n1 and waiting for calculation axis acceleration to become zero or negative value, when calculation axis acceleration becomes zero or negative value Migrate to Then, after reaching Tau_c_mu_c × n2, the calculation of the average acceleration (actually deceleration due to the brake) when this torque command value is maintained for the period T2, and the estimated vehicle speed using it The calculation method of is the same as in the case of idling, and the speed difference ΔV between the driving wheel speed and the estimated vehicle speed is ΔV = driving wheel speed-estimated vehicle speed at idling, whereas ΔV = estimated vehicle speed-driving wheel. The only difference is the speed, and the conditions for detecting sliding are the same as in the case of idling with ΔV ≧ δVslip.

本発明で用いている、空転滑走検知時点でのトルク引き下げ後の再粘着しているか否かの判定に基づいて、その後のトルク指令値の微調整によって確実に再粘着させる方法および、確実に再粘着している間の動輪の平均加速度から推定車両速度を演算して、動輪速度と推定車両速度との速度差によって空転・滑走を検知する方法は、外乱オブザーバによる接線力推定を用いたインバータの１パルスモードにおける空転滑走検知時の再粘着制御に限定することなく、外乱オブザーバによる接線力推定を用いた他の鉄道車両用の推進装置にも適用できる。   Based on the determination of whether or not re-adhesion after the torque reduction at the time of idling / sliding detection is used in the present invention, a method for ensuring re-adhesion by fine adjustment of the torque command value thereafter, The method of calculating the estimated vehicle speed from the average acceleration of the moving wheels while sticking and detecting the idling / sliding by the speed difference between the moving wheel speed and the estimated vehicle speed is the method of the inverter using the tangential force estimation by the disturbance observer. The present invention is not limited to the re-adhesion control at the time of detection of idling in the 1-pulse mode, and can also be applied to other railway vehicle propulsion devices using tangential force estimation by a disturbance observer.

本発明の請求項１に記載の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the Example as described in Claim 1 of this invention. 本発明の請求項２に記載の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the Example as described in Claim 2 of this invention. インバータが1パルスモードにおける請求項１に記載の一実施例によって空転速度が大となるのを抑制できることを示す再粘着制御状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the re-adhesion control state which shows that the inverter can suppress that an idling speed becomes large by one Example of Claim 1 in 1 pulse mode. インバータが1パルスモードにおける請求項２に記載の一実施例によって空転速度が大となるのを抑制できることを示す再粘着制御状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the re-adhesion control state which shows that the inverter can suppress that an idling speed becomes large by one Example of Claim 2 in 1 pulse mode. １パルスモードにおける徐々にトルクを増大させる過程において空転速度が大となる場合の再粘着制御状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the re-adhesion control state in case the idling speed becomes large in the process of increasing torque gradually in 1 pulse mode. 接線力係数あるいは接線力のすべり速度に対する一般的な特性図である。It is a general characteristic view with respect to the tangential force coefficient or the sliding speed of the tangential force.

符号の説明Explanation of symbols

１ 最小次元外乱オブザーバ
２ 主電動機トルク指令値発生器
３ 速度推定器
４ 軸加速度演算器
５ 空転検知器
Ｅ 電圧
IM 電流
Trqm 主電動機発生トルクの演算値
Trqc トルク指令値
τest 車輪・レール間の接線力に対応した主電動機軸上の推定トルク
ωmest 主電動機回転速度の推定値
ωmdest 演算軸加速度
slip1 第一の空転検知信号
slip2 第二の空転検知信号
1 Minimum Dimension Disturbance Observer 2 Main Motor Torque Command Value Generator 3 Speed Estimator 4 Axis Acceleration Calculator 5 Idling Detector E Voltage
IM current
Trqm Calculated value of main motor generated torque
Trqc Torque command value τest Estimated torque on main motor shaft corresponding to tangential force between wheel and rail ωmest Estimated value of main motor rotation speed ωmdest Calculation axis acceleration
slip1 First slip detection signal
slip2 Second slip detection signal

Claims (2)

空転・滑走を検出したときの車輪・レール間の接線力に対応した主電動機軸上で見たトルクをオブザーバの手法を用いて推定し、空転・滑走を検知した場合に空転・滑走している動輪を再粘着させるに必要なトルク指令値の最小値Tau_c_minを前記推定トルクをもとに演算して、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minを所定の期間T1の間指令し、前記所定の期間T1経過後に、前記推定トルクより僅かに小さいトルクTau_c_mu_cへ向かってトルク指令値を速やかに増大させ、前記推定トルクより僅かに小さいトルクTau_c_mu_cにトルク指令値が達した時点から一定の期間T2の間Tau_c_mu_cなるトルクを指令し続けた後、前記期間T2の間に空転・滑走を検知することがない場合に、一定の期間T2経過後に徐々にトルク指令値を増大するようにトルク制御を行う再粘着制御機能を有し、
主電動機駆動用インバータが１パルスモードであるときに空転・滑走を検知した場合に、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minを前記所定の期間T1指令した時点において、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がマイナスの値にある場合に、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度がプラスの値にある場合に、それまで指令していた前記トルク指令値の最小値Tau_c_minのk1倍のトルクを前記所定の期間T1経過した時点以降指令するようにし(k1は１未満の値を有する)、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかプラスの値になるまで、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかマイナスの値になるまで、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minのk1倍のトルクを指令し続け、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかプラスの値になった時点から、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかマイナスの値になった時点から、トルク指令値を前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクへ向かって速やかに増大させ(k2は１未満の値を有する)、前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクにトルク指令値が達した時点から一定期間T2の間前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクを指令し続ける電気車制御装置において、
前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクにトルク指令値が達した時点の動輪速度V1と一定期間T2の間前記Tau_c_mu_cのk2倍のトルクを指令し終わった時点における動輪速度V2から、前記期間T2の間の平均加速度を演算し、前記平均加速度を用いて前記期間T2が終了した時点以降において推定車両速度を演算し、動輪速度と前記推定車両速度との差分を演算し、前記差分が予め定めた閾値以上になった場合に、空転あるいは滑走の発生を検知して、前記再粘着制御に移行することを特徴とする電気車制御装置。 Estimating the torque seen on the main motor shaft corresponding to the tangential force between the wheels and rails when idling / sliding is detected using the observer method , and idling / sliding when idling / sliding is detected The minimum value Tau_c_min of the torque command value necessary to re-adhere the driving wheel is calculated based on the estimated torque, the minimum value Tau_c_min of the torque command value is commanded for a predetermined period T1, and the predetermined period T1 After the lapse of time, the torque command value is rapidly increased toward the torque Tau_c_mu_c slightly smaller than the estimated torque, and becomes Tau_c_mu_c for a certain period T2 from when the torque command value reaches the torque Tau_c_mu_c slightly smaller than the estimated torque. after continued commanded torque, the period when there is no possible to detect the slipping-sliding during T2, the row cormorants readhesion control the torque control to gradually increase the torque command value after a certain period of time T2 It has a function,
If idling is detected when the minimum value Tau_c_min of the torque command value is commanded for the predetermined period T1 when idling / sliding is detected when the main motor drive inverter is in the 1-pulse mode, K1 of the minimum torque command value Tau_c_min that has been commanded so far when the acceleration of the driving wheel is a negative value, or when the acceleration of the driving wheel is a positive value when sliding is detected. Double torque is commanded after the predetermined period T1 has elapsed (k1 has a value less than 1) , and when idling is detected, until the acceleration of the driving wheel becomes zero or a positive value, In addition, when sliding is detected, a torque that is k1 times the minimum value Tau_c_min of the torque command value is continuously commanded until the acceleration of the driving wheel becomes zero or a negative value. Driving wheel acceleration The torque command value is increased to k2 times the torque of the Tau_c_mu_c from the time when the degree becomes zero or a positive value, or when the acceleration of the driving wheel becomes zero or a negative value when sliding is detected. headed increased to or Ya rapid (k2 has a value of less than 1), the k2 times the torque between the Tau_c_mu_c the predetermined period T2 from the time the torque command value k2 times the torque of the Tau_c_mu_c reached commanded in that electric vehicle control device continues,
The driving wheel speed V1 at the time when the torque command value reaches a torque k2 times the Tau_c_mu_c and a constant period T2 between the driving wheel speed V2 at the time when the torque of k2 times the Tau_c_mu_c has been commanded, and the period T2 An average acceleration is calculated, an estimated vehicle speed is calculated after the time period T2 ends using the average acceleration, a difference between a driving wheel speed and the estimated vehicle speed is calculated, and the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value. In this case, the electric vehicle control device detects the occurrence of slipping or sliding and shifts to the re-adhesion control. 空転・滑走を検出したときの車輪・レール間の接線力に対応した主電動機軸上で見たトルクをオブザーバの手法を用いて推定し、空転・滑走を検知した場合に空転・滑走している動輪を再粘着させるに必要なトルク指令値の最小値Tau_c_minを前記推定トルクをもとに演算して、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minを所定の期間T1の間指令し、前記所定の期間T1経過後に、前記推定トルクより僅かに小さいトルクTau_c_mu_cへ向かってトルク指令値を速やかに増大させ、前記推定トルクより僅かに小さいトルクTau_c_mu_cにトルク指令値が達した時点から一定の期間T2の間Tau_c_mu_cなるトルクを指令し続けた後、前記期間T2の間に空転・滑走を検知することがない場合に、一定の期間T2経過後に徐々にトルク指令値を増大するようにトルク制御を行う再粘着制御機能を有し、
主電動機駆動用インバータが１パルスモードであるときに空転・滑走を検知した場合に、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minを前記所定の期間T1指令した時点において、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がマイナスの値にある場合に、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度がプラスの値にある場合に、それまで指令していた前記トルク指令値の最小値Tau_c_minのn1倍のトルクを前記所定の期間T1経過した時点以降指令するようにし(n1は１未満の値を有する)、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかプラスの値になるまで、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかマイナスの値になるまで、前記トルク指令値の最小値Tau_c_minのn1倍のトルクを指令し続け、空転を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかプラスの値になった時点から、また滑走を検知した場合にあっては動輪の加速度がゼロかマイナスの値になった時点から、トルク指令値を前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクへ向かって速やかに増大させ(n2は１未満の値を有する)、前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクにトルク指令値が達した時点から一定期間T2の間前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクを指令し続ける電気車制御装置において、
前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクにトルク指令値が達した時点の動輪速度V1と一定期間T2の間前記Tau_c_mu_cのn2倍のトルクを指令し終わった時点における動輪速度V2から、前記期間T2の間の平均加速度を演算し、前記平均加速度を用いて前記期間T2が終了した時点以降において推定車両速度を演算し、動輪速度と前記推定車両速度との差分を演算し、前記差分が予め定めた閾値以上になった場合に、空転あるいは滑走の発生を検知して、前記再粘着制御に移行することを特徴とする電気車制御装置。 Estimating the torque seen on the main motor shaft corresponding to the tangential force between the wheels and rails when idling / sliding is detected using the observer method , and idling / sliding when idling / sliding is detected The minimum value Tau_c_min of the torque command value necessary to re-adhere the driving wheel is calculated based on the estimated torque, the minimum value Tau_c_min of the torque command value is commanded for a predetermined period T1, and the predetermined period T1 After the lapse of time, the torque command value is rapidly increased toward the torque Tau_c_mu_c slightly smaller than the estimated torque, and becomes Tau_c_mu_c for a certain period T2 from when the torque command value reaches the torque Tau_c_mu_c slightly smaller than the estimated torque. after continued commanded torque, the period when there is no possible to detect the slipping-sliding during T2, the row cormorants readhesion control the torque control to gradually increase the torque command value after a certain period of time T2 It has a function,
If idling is detected when the minimum value Tau_c_min of the torque command value is commanded for the predetermined period T1 when idling / sliding is detected when the main motor drive inverter is in the 1-pulse mode, N1 of the minimum torque command value Tau_c_min that has been commanded so far when the acceleration of the driving wheel is negative, or when sliding is detected and the acceleration of the driving wheel is positive. Double torque is commanded after the predetermined period T1 has elapsed (n1 has a value less than 1) , and when idling is detected, until the acceleration of the driving wheel becomes zero or a positive value, If sliding is detected, a torque that is n1 times the minimum value Tau_c_min of the torque command value continues to be commanded until the acceleration of the driving wheel reaches zero or a negative value. Driving wheel acceleration The torque command value is increased to n2 times the torque of Tau_c_mu_c from the time when the degree becomes zero or positive, or from the time when the acceleration of the driving wheel becomes zero or negative if sliding is detected. headed increased to or Ya speed (n2 has a value of less than 1), the n2 times the torque between the Tau_c_mu_c the predetermined period T2 from the time the torque command value n2 times the torque of the Tau_c_mu_c reached commanded in that electric vehicle control device continues,
Between the driving wheel speed V1 when the torque command value reaches the torque n2 times the Tau_c_mu_c and a constant period T2, from the driving wheel speed V2 at the time when the torque of n2 times the Tau_c_mu_c has been commanded, between the time period T2 An average acceleration is calculated, an estimated vehicle speed is calculated after the time period T2 ends using the average acceleration, a difference between a driving wheel speed and the estimated vehicle speed is calculated, and the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value. In this case, the electric vehicle control device detects the occurrence of slipping or sliding and shifts to the re-adhesion control.
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