JP4628772B2 - Electric vehicle drive system and drive control method - Google Patents

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

本発明は鉄道車両の駆動システムにかかり、特に複数の車両で構成する編成列車に特有な前後動揺を抑えるように電動機の発生トルク力を調整し、また前記電動機の発生トルクを駆動力としてレール面に有効に伝達するように電動機の発生トルク力を調整することを特徴とする鉄道車両の駆動システムに関する。   The present invention relates to a railway vehicle drive system, and in particular, adjusts the generated torque force of an electric motor so as to suppress the back-and-forth motion peculiar to a train train composed of a plurality of vehicles, and uses the generated torque of the electric motor as a driving force to control a rail surface. The present invention relates to a railway vehicle drive system that adjusts the torque generated by an electric motor so as to effectively transmit the torque to the vehicle.

鉄道システムでは、ラッシュ時の大量輸送に対応するため、複数車両で編成列車を構成することが多い。例えば、都市部の通勤車両は8〜10両編成、新幹線車両は10〜16両編成で運行されている。特に、最近では、乗客数変動に応じた適切な車両数の確保や、行き先方面に応じたきめ細かい分割・併合サービスのため、比較的短い編成列車を複数併結して走行する例も多くなっている。   In railway systems, trains are often composed of a plurality of vehicles to cope with mass transportation during rush hours. For example, urban commuter vehicles are operated with 8-10 trains, and Shinkansen vehicles are operated with 10-16 trains. In particular, in recent years, there are many examples of running a plurality of relatively short trains in order to secure an appropriate number of vehicles according to fluctuations in the number of passengers and a fine division / merging service according to the destination. .

編成列車では、各車両をばね要素と減衰要素で構成される緩衝器にて連結する。編成列車全体を大きく見ると、質点(車両質量)をばね−ダンパにより結合した系であることから、車両数分の編成前後動揺モードが発生する。例えば、車両質量30tonの10量編成を想定すると、概ね0.5Hzで編成全体が伸縮する動揺モードを始めとして、全部で10通りの前後動揺モードが発生する。   In a train train, each vehicle is connected by a shock absorber composed of a spring element and a damping element. When the entire train is viewed in large size, since it is a system in which mass points (vehicle mass) are coupled by a spring-damper, a knitting forward / backward swing mode corresponding to the number of vehicles is generated. For example, assuming a 10-volume knitting with a vehicle mass of 30 tons, a total of ten back-and-forth oscillating modes are generated, including a shaking mode in which the entire knitting is expanded and contracted at approximately 0.5 Hz.

この前後動揺モードは、各車両の加速力、減速力の変化に差があるときに発生する。例えば、加速力、減速力特性の異なる2編成を併結した場合、加速或は減速の開始/終了時に編成間の加速力、減速力に差分が生じるため前後動揺モードを励起しやすい。特に低次モード(低周波数)の減衰比が低く、これが人間の前後動揺に対する感度の高い1Hz前後の周波数域に合致した場合は、乗り心地を大幅に損なう。   This back-and-forth swing mode occurs when there is a difference between changes in acceleration force and deceleration force of each vehicle. For example, when two knitting having different acceleration force and deceleration force characteristics are combined, a difference occurs in the acceleration force and deceleration force between the knittings at the start / end of acceleration or deceleration, so that it is easy to excite the forward / backward oscillation mode. In particular, when the damping ratio of the low-order mode (low frequency) is low and this matches the frequency range around 1 Hz, which is highly sensitive to human back-and-forth motion, the ride comfort is greatly impaired.

現在、編成車両間の加速力、減速力特性を極力合わせる調整を施すことにより、乗り心地の劣化を防いでいる。また、新幹線など一部の車両では、各車両間に緩衝器とは別の車体間前後動ダンパ(ヨーダンパ)を設けて、前後動揺モードが発生した場合でも短時間で収束させている。   Currently, the ride quality is prevented from deteriorating by adjusting the acceleration and deceleration characteristics between the trains as much as possible. Further, in some vehicles such as the Shinkansen, an inter-vehicle longitudinal damper (yaw damper) separate from the shock absorber is provided between the vehicles so that the vehicle converges in a short time even when the longitudinal oscillation mode occurs.

複数編成を併結して運行する場合、特にそれぞれの編成の駆動制御方式が異なる場合については、それぞれの加速力、減速力特性を完全に同じくすることは不可能であり、良好な乗り心地を確保できない例もある。また、制御方式が同じ編成の併結であっても、各編成には緩衝器など機械的特性にばらつきが存在するため、併結編成の組合せによって前後動揺モードを誘発する場合もあり、制御定数の調整等により乗り心地の劣化を防ぐことは困難である。   When operating multiple knitting together, especially when each knitting drive control system is different, it is impossible to make the acceleration and deceleration characteristics completely the same, ensuring good riding comfort. There are some cases that cannot be done. Even if the knitting with the same control method is combined, there is a variation in mechanical characteristics such as shock absorbers in each knitting. It is difficult to prevent the ride comfort from deteriorating.

また、前後動ダンパの追加は前後動揺モードの抑制に有効であるが、ハード追加によるコスト増加を避けることはできない。   In addition, the addition of the longitudinal motion damper is effective for suppressing the longitudinal motion mode, but an increase in cost due to the addition of hardware cannot be avoided.

本発明の目的は、編成車両の各車両間、あるいは併結編成の各編成間における加速力、減速力特性のばらつきを許容したうえで、編成列車に特有な前後動揺を抑えるように電動機の発生トルク力を調整し、また前記電動機の発生トルクを駆動力としてレール面に有効に伝達するように電動機の発生トルク力を調整することで、良好な乗り心地を低コストに確保することである。 An object of the present invention is to generate a torque generated by an electric motor so as to suppress variation in acceleration and deceleration characteristics between trains of a train set or between trains of combined trains, and to suppress back and forth fluctuations peculiar to trains. adjust the force, also by adjusting the torque force of the motor so as to effectively transmitted to the rail surface generated torque of the motor as a driving force, and to ensure a good riding comfort at low cost.

本発明の電気車の駆動システムは、連結される複数の車両の走行速度をそれぞれ検出する速度検出手段と、前記速度検出手段で検出された走行速度情報に基づいて連結される複数の車両間の相対運動を検出する相対運動算出手段と、前記相対運動情報に基づいて前記車両の相対運動を低減させるトルク調整値を演算し、前記車両駆動用の電動機の駆動制御装置へ当該トルク調整値を出力する安定化制御器と、を備えたことを特徴とする。
さらに、本発明の電気車の駆動システムは、前記安定化制御器は、前記相対運動情報から特定周波数の相対運動情報を抽出するフィルタを備え、前記特定周波数の相対運動情報に基づき、前記車両の前記特定周波数の相対運動を低減させるトルク調整値を前記車両駆動用の電動機の駆動制御装置へ出力することを特徴とする。
さらに、本発明の電気車の駆動システムは、進行方向前位車両の駆動制御装置へ出力するトルク調整値は、進行方向後位車両の駆動制御装置へ出力するトルク調整値を上回らないように演算されることを特徴とする。
さらに、本発明の電気車の駆動システムは、前記安定化制御器は、前記相対運動を低減させるトルク調整値を比例積分制御により算出することを特徴とする。
Electric vehicle drive system of the present invention, a speed detecting means for detecting a traveling speed of the plurality of vehicles are connected, respectively, between a plurality of vehicles coupled on the basis of the travel speed information detected by the speed detecting means Relative motion calculating means for detecting relative motion, a torque adjustment value for reducing the relative motion of the vehicle based on the relative motion information, and calculating the torque adjustment value to a drive control device for the motor for driving the vehicle And a stabilization controller that performs the above-described operation.
Furthermore, in the electric vehicle drive system of the present invention, the stabilization controller includes a filter that extracts relative motion information of a specific frequency from the relative motion information, and based on the relative motion information of the specific frequency, A torque adjustment value for reducing the relative motion at the specific frequency is output to a drive control device for the electric motor for driving the vehicle.
Furthermore, the electric vehicle drive system according to the present invention calculates the torque adjustment value to be output to the drive control device for the vehicle ahead in the traveling direction so as not to exceed the torque adjustment value output to the drive control device for the vehicle behind in the travel direction. It is characterized by being.
Furthermore, in the electric vehicle drive system of the present invention, the stabilization controller calculates a torque adjustment value for reducing the relative motion by proportional-integral control.

本発明の駆動制御方法は、複数の車両が連結された編成車両の駆動制御方法において、前記複数の車両の速度検出結果から車両間の相対運動速度を演算し、前記相対運動速度が低減するトルクを前記車両駆動用の電動機に発生させるトルク調整値を算出し、当該トルク調整値を用いて前記電動機を駆動することを特徴とする。The drive control method of the present invention is a drive control method for a knitted vehicle in which a plurality of vehicles are connected. The torque for calculating the relative motion speed between the vehicles from the speed detection result of the plurality of vehicles and reducing the relative motion speed. A torque adjustment value that causes the motor for driving the vehicle to be generated is calculated, and the motor is driven using the torque adjustment value.
さらに、本発明の駆動制御方法は、前記車両間の相対運動速度を演算した後、前記相対運動情報から特定周波数の相対運動速度を抽出し、前記特定周波数の相対運動速度が低減するトルクを前記車両駆動用の電動機に発生させるトルク調整値を算出することを特徴とする。Further, in the drive control method of the present invention, after calculating the relative motion speed between the vehicles, the relative motion speed of the specific frequency is extracted from the relative motion information, and the torque that reduces the relative motion speed of the specific frequency is calculated. A torque adjustment value to be generated in the vehicle driving electric motor is calculated.
さらに、本発明の駆動制御方法は、進行方向前位車両に搭載された電動機の駆動制御に用いるトルク調整値は、進行方向後位車両に搭載された電動機の駆動制御に用いるトルク調整値を上回らないように演算されることを特徴とする。Further, according to the drive control method of the present invention, the torque adjustment value used for driving control of the electric motor mounted on the front vehicle in the traveling direction exceeds the torque adjustment value used for driving control of the electric motor mounted on the rear vehicle in the traveling direction. It is calculated so that there is no.
さらに、本発明の駆動制御方法は、前記トルク調整値は、比例積分制御により算出することを特徴とする。Furthermore, the drive control method of the present invention is characterized in that the torque adjustment value is calculated by proportional-integral control.

本発明は、編成前後動揺を抑えるようにするため、特定の電動車両間の速度差をもとに、各電動車両の駆動力調整値を演算し各電動車両の駆動力を制御する。また、各電動車両の駆動力がそれぞれの粘着限界に沿うように制御する。編成車両の各車両間、あるいは併結編成の各編成間における加速力、減速力特性のばらつきを許容したうえで、編成列車に特有な前後動揺を抑えるように電動機の発生トルク力を調整し、また前記電動機の発生トルクを駆動力としてレール面に有効に伝達するように電動機の発生トルク力を調整することで、良好な乗り心地を低コストに確保する。すなわち、本発明は、図1に示すように、ひとつの編成単位を付随車両1、電動車両2a,2bで構成する。付随車両1と電動車両2aは緩衝器3aで結合し、電動車両2aと電動車両2bは緩衝器3bにより結合する。付随車両1は駆動手段を持たない車両であり、付随台車4a,4bを有している。電動車両2aは駆動手段を持つ車両であり、電動台車5a,5bを有している。電動台車5a,5bは図示していない電動機を装備し、駆動制御装置6aは前記電動機の発生トルクを制御することで電動車両2aを駆動する。電動車両2bは駆動手段を持つ車両であり、電動台車5c,5dを有している。電動台車5c,5dは図示していない電動機を装備し、駆動制御装置6bは前記電動機の発生トルクを制御することで電動車両2bを駆動する。加減算器7は電動台車5a,5bが装備する図示していない電動機の回転速度の平均値であるVaと、電動台車5c,5dが装備する図示していない電動機の回転速度の平均値であるVbの差分演算することにより電動車両2a,2bの相対運動速度ΔVabを演算する。安定化制御器8は相対運動速度ΔVabを入力とし、ΔVabの特定の周波数成分を低減する駆動制御装置6a,6bへの駆動トルク調整値ΔIqa,ΔIqbを演算して出力する。 The present invention calculates the driving force adjustment value of each electric vehicle and controls the driving force of each electric vehicle based on the speed difference between specific electric vehicles in order to suppress knitting back and forth fluctuations. Further, the driving force of each electric vehicle is controlled so as to follow the respective adhesion limit. Adjust the torque generated by the motor so as to suppress the forward / backward swinging characteristic of trains while allowing variation in acceleration and deceleration force characteristics between trains of trains or between trains of combined trains. By adjusting the generated torque force of the electric motor so that the generated torque of the electric motor is effectively transmitted to the rail surface as a driving force, a good riding comfort is ensured at low cost. That is, according to the present invention, as shown in FIG. 1, one knitting unit is constituted by the accompanying vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b. The accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2a are coupled by a shock absorber 3a, and the electric vehicle 2a and the electric vehicle 2b are coupled by a shock absorber 3b. The accompanying vehicle 1 is a vehicle having no driving means, and has accompanying carts 4a and 4b. The electric vehicle 2a is a vehicle having driving means, and has electric carts 5a and 5b. The electric carts 5a and 5b are equipped with an electric motor (not shown), and the drive control device 6a drives the electric vehicle 2a by controlling the torque generated by the electric motor. The electric vehicle 2b is a vehicle having driving means, and has electric carts 5c and 5d. The electric carts 5c and 5d are equipped with an electric motor (not shown), and the drive control device 6b drives the electric vehicle 2b by controlling the torque generated by the electric motor. The adder / subtractor 7 is Va, which is an average value of the rotational speeds of the motors (not shown) equipped in the electric carts 5a, 5b, and Vb, which is an average value of the rotational speeds of the motors (not shown) equipped in the electric carts 5c, 5d. To calculate the relative motion speed ΔVab of the electric vehicles 2a and 2b. The stabilization controller 8 receives the relative motion speed ΔVab, calculates and outputs drive torque adjustment values ΔIqa and ΔIqb to the drive control devices 6a and 6b that reduce a specific frequency component of ΔVab.

本発明によれば、編成車両の各車両間、あるいは併結編成の各編成間における加速力、減速力特性のばらつきを許容したうえで、編成列車に特有な前後動揺を抑えるように電動機の発生トルク力を調整し、また前記電動機の発生トルクを駆動力としてレール面に有効に伝達するように電動機の発生トルク力を調整することで、良好な乗り心地を低コストに確保することができる。 According to the present invention, the torque generated by the electric motor is controlled so as to suppress the back-and-forth fluctuation peculiar to the train train while allowing variation in acceleration force and deceleration force characteristics between the trains of the train set or between the trains of the combined train. By adjusting the force and adjusting the generated torque force of the electric motor so that the generated torque of the electric motor is effectively transmitted to the rail surface as a driving force, it is possible to ensure good riding comfort at a low cost.

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の電気車の駆動システムの一実施形態を示す構成図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an electric vehicle drive system of the present invention.

ひとつの編成単位を付随車両1、電動車両2a,2bで構成する。付随車両1と電動車両2aは、緩衝器3bにより結合している。ここでは、特に3量編成を例に説明するが、これは編成列車の両数を限定するものではない。   One knitting unit is composed of the accompanying vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b. The accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2a are coupled by a shock absorber 3b. Here, a description will be given in particular with a three-volume train as an example, but this does not limit the number of trains.

付随車両1は駆動手段を持たない車両であり、付随台車4a,4bを有している。電動車両2aは駆動手段を持つ車両であり、電動台車5a,5b、駆動制御装置6aを有している。電動台車5a,5bは図示していない電動機を装備し、駆動制御装置6aは前記電動機の発生トルクを制御することで電動車両2aを駆動する。電動車両2bは駆動手段を持つ車両であり、電動台車5c,5d、駆動制御装置6bを有している。電動台車5c,5dは図示していない電動機を装備し、駆動制御装置6bは前記電動機の発生トルクを制御することで電動車両2bを駆動する。   The accompanying vehicle 1 is a vehicle having no driving means, and has accompanying carts 4a and 4b. The electric vehicle 2a is a vehicle having driving means, and includes electric carts 5a and 5b and a drive control device 6a. The electric carts 5a and 5b are equipped with an electric motor (not shown), and the drive control device 6a drives the electric vehicle 2a by controlling the torque generated by the electric motor. The electric vehicle 2b is a vehicle having driving means, and includes electric carts 5c and 5d and a drive control device 6b. The electric carts 5c and 5d are equipped with an electric motor (not shown), and the drive control device 6b drives the electric vehicle 2b by controlling the torque generated by the electric motor.

電動車両2a,2bには、加算器7と安定化制御器8が設けられる。   The electric vehicles 2a and 2b are provided with an adder 7 and a stabilization controller 8.

加減算器7は電動台車5a,5bが装備する図示していない電動機の回転速度の平均値であるVaと、電動台車5c,5dが装備する図示していない電動機の回転速度の平均値であるVbの差分演算することにより電動車両2a,2bの相対運動速度ΔVabを演算する。安定化制御器8は相対運動速度ΔVabを入力とし、ΔVabの特定の周波数成分を低減するための駆動制御装置6a,6bへの駆動トルク調整値ΔIqa,ΔIqbを演算して出力する。   The adder / subtractor 7 is Va, which is an average value of the rotational speeds of the motors (not shown) equipped in the electric carts 5a, 5b, and Vb, which is an average value of the rotational speeds of the motors (not shown) equipped in the electric carts 5c, 5d. To calculate the relative motion speed ΔVab of the electric vehicles 2a and 2b. The stabilization controller 8 receives the relative motion speed ΔVab, calculates and outputs drive torque adjustment values ΔIqa and ΔIqb to the drive control devices 6a and 6b for reducing a specific frequency component of ΔVab.

これらの構成により、編成車両に特有な前後動揺モードを電動車両2a,2bの相対運動速度ΔVabにより検出し、この相対運動速度ΔVabのうち特定の周波数成分を低減するための駆動トルク調整値ΔIqa,ΔIqbにより駆動制御装置6a,6bを制御することで、前後動揺を収束させ乗り心地の向上を可能とする。   With these configurations, the longitudinal swing mode unique to the trained vehicle is detected by the relative motion speed ΔVab of the electric vehicles 2a, 2b, and the drive torque adjustment value ΔIqa, for reducing a specific frequency component of the relative motion speed ΔVab. By controlling the drive control devices 6a and 6b with ΔIqb, the forward / backward fluctuation is converged and the riding comfort can be improved.

また、本実施形態では、付随車両1、電動車両2a,2bにより構成する3両編成の編成列車を例に説明したが、これは付随車両、電動車両の両数比率を規定するものではない。例えば、付随車両を有しない電動車両のみ3両編成についても、前記と同様な構成をとることができる。   Further, in the present embodiment, a three-car train formed by the accompanying vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b has been described as an example, but this does not define the ratio of both the accompanying vehicle and the electric vehicle. For example, the same configuration as described above can be adopted for a three-car train only for an electric vehicle that does not have an accompanying vehicle.

図2は、本発明の電気車の駆動システムの一実施形態における駆動制御装置の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a drive control device in an embodiment of the electric vehicle drive system of the present invention.

駆動制御装置は、運転制御装置9と、電流指令演算器10と、ベクトル制御演算器11と、PWM信号演算器13と、PWMインバータ16と、回転速度検出器18と、速度演算器19を有している。PWMインバータ16はフィルタコンデンサ15で平滑化された直流電源14からの直流電電力が供給され、三相交流電力を誘導電動機17に供給する。   The drive control device includes an operation control device 9, a current command calculator 10, a vector control calculator 11, a PWM signal calculator 13, a PWM inverter 16, a rotation speed detector 18, and a speed calculator 19. is doing. The PWM inverter 16 is supplied with DC electric power from the DC power source 14 smoothed by the filter capacitor 15 and supplies three-phase AC power to the induction motor 17.

運転制御装置9は、カ行による加速或はブレーキによる減速を制御する運転指令信号CMDを出力する。電流指令演算器10は、運転指令信号CMD、駆動トルク調整値ΔIqa,ΔIqb、後述する速度演算器19が出力する基準回転速度信号Frを入力とし、励磁電流指令Idp,トルク電流指令Iqpを出力する。ベクトル制御演算器11は、励磁電流指令Idpとトルク電流指令Iqpと電流検出器12a,12b,12cによる電動機電流検出値Iu,Iv,Iwおよび速度演算器19が出力する基準回転速度信号Frを入力として、インバータ出力電圧指令Vpを出力する。PWM信号演算器13は、インバータ出力電圧指令Vpを入力として、PWMインバータ16の主回路を構成するスイッチング素子を駆動するゲート信号GPを演算する。PWMインバータ16は、直流電源14よりフィルタコンデンサ15を介して得られる直流電力を三相交流電力に変換して、その電力を誘導電動機17に供給する。回転速度検出器18は、誘導電動機17の回転速度を検出し、速度演算器19において基準回転速度信号Frに変換する。なお、図2ではPWMインバータで駆動する誘導電動機17とその回転速度を検出する回転速度検出器18は2組示しているが、これは誘導電動機17と回転速度検出器18の数を規定するものではなく、誘導電動機17、回転速度検出器18が1組あるいは3組、4組・・・でも構成可能である。   The operation control device 9 outputs an operation command signal CMD for controlling acceleration by force or deceleration by braking. The current command calculator 10 receives an operation command signal CMD, drive torque adjustment values ΔIqa and ΔIqb, and a reference rotation speed signal Fr output from a speed calculator 19 described later, and outputs an excitation current command Idp and a torque current command Iqp. . The vector control calculator 11 receives the excitation current command Idp, the torque current command Iqp, the motor current detection values Iu, Iv, Iw from the current detectors 12a, 12b, 12c, and the reference rotation speed signal Fr output from the speed calculator 19. As a result, an inverter output voltage command Vp is output. The PWM signal calculator 13 receives the inverter output voltage command Vp as an input, and calculates a gate signal GP that drives the switching elements constituting the main circuit of the PWM inverter 16. The PWM inverter 16 converts DC power obtained from the DC power supply 14 via the filter capacitor 15 into three-phase AC power and supplies the power to the induction motor 17. The rotation speed detector 18 detects the rotation speed of the induction motor 17 and converts it into a reference rotation speed signal Fr in the speed calculator 19. In FIG. 2, two sets of the induction motor 17 driven by the PWM inverter and the rotation speed detector 18 for detecting the rotation speed are shown, but this defines the number of the induction motor 17 and the rotation speed detector 18. Instead, the induction motor 17 and the rotation speed detector 18 can be configured by one set, three sets, four sets,.

これらの構成により、編成車両に特有な前後動揺モードに対応する、特定の周波数成分を低減するための駆動トルク調整値デルタIqa、Iqbに基づいて電動機のトルクを制御することで、前後動揺を収束させ乗り心地の向上を可能とする。   With these configurations, the forward / backward vibration is converged by controlling the torque of the motor based on the drive torque adjustment values delta Iqa and Iqb for reducing a specific frequency component corresponding to the forward / backward vibration mode unique to the formation vehicle. The ride comfort can be improved.

図3は本発明の電気車の駆動システムの一実施形態における車両動揺の発生の様子を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing the state of occurrence of vehicle shaking in one embodiment of the electric vehicle drive system of the present invention.

編成車両は、付随車両1、電動車両2a,2bの3両で構成され、付随車両1と電動車両2aは緩衝器3a、電動車両2aと電動車両2bは連結器3bで連結されている。   The organized vehicle is composed of three vehicles, an accompanying vehicle 1 and electric vehicles 2a and 2b. The accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2a are connected by a shock absorber 3a, and the electric vehicle 2a and the electric vehicle 2b are connected by a connector 3b.

いま、付随車両1、電動車両2a,2bを質点、緩衝器3a,3bをばね系として考えると、3質点の前後方向の運動は3つのモード(1次モード、2次モード、3次モード)により記述できる。以下、付随車両1、電動車両2a,2bの質量を30000(kg)、緩衝器3a,3bのばね定数を2.7×10(N/m)と仮定して説明する。 Considering the accompanying vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b as mass points and the shock absorbers 3a and 3b as spring systems, the movement of the three mass points in the front-rear direction has three modes (primary mode, secondary mode, and tertiary mode). Can be described by Hereinafter, description will be made assuming that the mass of the accompanying vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b is 30000 (kg) and the spring constants of the shock absorbers 3a and 3b are 2.7 × 10 6 (N / m).

図3(A)に示す1次モードは、付随車両1、電動車両2a,2bがお互いの相対変位、速度を保ちながら前後方向に移動する運動モードである。すなわち、編成全体が加速、蛇行、減速する通常の運転状態のうち、車両相互間の相対運動を除いたものである。1次モードについては、車両相互間の相対運動がないため、以下、2次モード、3次モードで説明するような周期的な相対運動は発生しない(すなわち、周期T1=∞の相対運動)。   The primary mode shown in FIG. 3A is a motion mode in which the associated vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b move in the front-rear direction while maintaining the relative displacement and speed of each other. That is, in a normal driving state where the entire knitting is accelerated, meandering, and decelerating, the relative movement between the vehicles is excluded. In the primary mode, since there is no relative motion between the vehicles, the periodic relative motion as described in the secondary mode and the tertiary mode does not occur (that is, the relative motion of the cycle T1 = ∞).

図3(B)に示す2次モードは、付随車両1、電動車両2a,2bの全体が前後方向に伸縮する運動モードである。2次モードでは、電動車両2aは運動の節として、動揺せずに並進する。以下、2次モードの運動の様子について説明する。   The secondary mode shown in FIG. 3B is an exercise mode in which the associated vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b as a whole extend and contract in the front-rear direction. In the secondary mode, the electric vehicle 2a translates without being shaken as a node of motion. Hereinafter, the state of the exercise in the secondary mode will be described.

(a)時刻t=0では、付随車両、電動車両2a,2bは「状態0」にある。   (A) At time t = 0, the accompanying vehicles and the electric vehicles 2a and 2b are in the “state 0”.

(b)その後、付随車両1、電動車両2bは、電動車両2aに対してそれぞれ離れる方向に運動し、時刻t=(1/4)×T2では、電動車両2aと付随車両1、電動車両2aと電動車両2bの距離がそれぞれ最大である、「状態1」に移る。   (B) Thereafter, the accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2b move in directions away from the electric vehicle 2a. At time t = (1/4) × T2, the electric vehicle 2a, the accompanying vehicle 1, and the electric vehicle 2a are moved. And the distance between the electric vehicle 2b is maximum, and the state shifts to “state 1”.

(c)「状態1」から付随車両1、電動車両2bは、電動車両2aに対してそれぞれ近づく方向に運動し、時刻t=(1/2)×T2では、電動車両2aと付随車両1、電動車両2aと電動車両2bの位置関係は「状態0」に戻る。   (C) From the “state 1”, the accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2b move in a direction approaching the electric vehicle 2a, respectively, and at time t = (1/2) × T2, the electric vehicle 2a and the accompanying vehicle 1, The positional relationship between the electric vehicle 2a and the electric vehicle 2b returns to “state 0”.

(d)その後、付随車両1、電動車両2bは、伝送車両2aに対してそれぞれ近づく方向に運動し、時刻t=(3/4)×T2では、電動車両2aと付随車両1、電動車両2aと電動車両2bの距離がそれぞれ最小である、「状態2」に移る。   (D) Thereafter, the accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2b move in directions approaching the transmission vehicle 2a, respectively. At time t = (3/4) × T2, the electric vehicle 2a, the accompanying vehicle 1, and the electric vehicle 2a are moved. And the state of the electric vehicle 2b is minimum, and the state shifts to “state 2”.

(e)「状態2」から付随車両1、電動車両2bは、電動車両2aに対してそれぞれ離れる方向に運動し、時刻t=T2では、電動車両2aと付随車両1、電動車両2aと電動車両2bの位置関係は「状態0」に戻る。   (E) From the “state 2”, the accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2b move in directions away from the electric vehicle 2a. At time t = T2, the electric vehicle 2a and the auxiliary vehicle 1, and the electric vehicle 2a and the electric vehicle are moved. The positional relationship of 2b returns to “state 0”.

2次モードは、以上の(a)〜(e)を周期的に繰り返す運動である。その周期T2は、付随車両1、電動車両2a,2bの質量を30000(kg)、緩衝器3a,3bのばね定数を2.7×10(N/m)と仮定したとき、T2≒0.7(s)である。 The secondary mode is a motion that periodically repeats the above (a) to (e). Assuming that the mass of the associated vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b is 30000 (kg) and the spring constant of the shock absorbers 3a and 3b is 2.7 × 10 6 (N / m), the cycle T2 is T2≈0. .7 (s).

図3(C)に示す3次モードは、付随車両1、電動車両2bに対して、電動車両2aが前後方向に動揺する運動モードである。3次モードでは、付随車両1、電動車両2bは運動の節として、動揺せずに並進運動する。以下、3次モードの運動の様子について説明する。 The tertiary mode shown in FIG. 3C is an exercise mode in which the electric vehicle 2a is shaken in the front-rear direction with respect to the accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2b. In the tertiary mode, the accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2b move in translation as a node of motion without being shaken. Hereinafter, the state of the exercise in the tertiary mode will be described.

(a)時刻t=0では、付随車両1、電動車両2a,2bは、「状態0」にある。   (A) At time t = 0, the accompanying vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b are in the “state 0”.

(b)その後、電動車両2aは、付随車両1に対して離れる方向に、電動車両2bに対して近づく方向にそれぞれ運動し、時刻t=(1/4)×T2では、付随車両1と電動車両2aの距離が最大、電動車両2bと電動車両2aの距離が最小である、「状態1」に移る。   (B) Thereafter, the electric vehicle 2a moves in a direction away from the associated vehicle 1 and in a direction closer to the electric vehicle 2b, and at time t = (1/4) × T2, the electric vehicle 2a is electrically operated. The process proceeds to “state 1” where the distance between the vehicle 2a is the maximum and the distance between the electric vehicle 2b and the electric vehicle 2a is the minimum.

(c)「状態1」からの電動車両2aは、付随車両1に対して近づく方向に、電動車両2bに対して離れる方向にそれぞれ運動し、時刻t=(1/2)×T2では、付随車両1と電動車両2a、電動車両2bと電動車両2aの位置関係は「状態0」に戻る。   (C) The electric vehicle 2a from “state 1” moves in a direction approaching the accompanying vehicle 1 and away from the electric vehicle 2b, and at time t = (1/2) × T2, the accompanying vehicle 1a moves. The positional relationship between the vehicle 1 and the electric vehicle 2a, and between the electric vehicle 2b and the electric vehicle 2a returns to “state 0”.

(b)その後、電動車両2aは、付随車両1に対して近づく方向に、電動車両2bに対して離れる方向にそれぞれ運動し、時刻t=(3/4)×T2では、付随車両1と電動車両2aの距離が最小、電動車両2bと電動車両2aの距離が最大である、「状態2」に移る。   (B) Thereafter, the electric vehicle 2a moves in a direction approaching the associated vehicle 1 and away from the electric vehicle 2b. At time t = (3/4) × T2, the electric vehicle 2a is electrically operated. The process proceeds to “state 2” where the distance between the vehicle 2a is the minimum and the distance between the electric vehicle 2b and the electric vehicle 2a is the maximum.

(e)「状態2」から付随車両1、電動車両2bは、電動車両2aに対してそれぞれ離れる方向に運動し、時刻t=T2では、電動車両2aと電動車両2bの位置関係は「状態0」に戻る。   (E) From the “state 2”, the accompanying vehicle 1 and the electric vehicle 2b move away from the electric vehicle 2a. At time t = T2, the positional relationship between the electric vehicle 2a and the electric vehicle 2b is “state 0”. Return to.

3次モードは、以上の(a)〜(e)を周期的に繰り返す運動である。その周期T3は、付随車両1、電動車両2a,2bの質量を30000(kg)、緩衝器3a,3bのばね定数を2.7×10(N/m)と仮定したとき、T3≒0.4(s)である。 The tertiary mode is a motion that periodically repeats the above (a) to (e). The period T3 is T3≈0 assuming that the mass of the associated vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b is 30000 (kg) and the spring constant of the shock absorbers 3a and 3b is 2.7 × 10 6 (N / m). .4 (s).

以上のように、付随車両1、電動車両2a,2bの相対運動は、車両質量、緩衝器ばね定数によって決まる。周期性のある3つの運動モードに限定される。本発明では、この運動モードに着目して、列車前後動揺を抑えるための制御操作量を与える位置(車両)、およびその周波数特性を限定することにより、効果的に車両前後動揺を抑制し、乗り心地の向上を可能とする。   As described above, the relative motion of the accompanying vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b is determined by the vehicle mass and the shock absorber spring constant. Limited to three motion modes with periodicity. In the present invention, focusing on this motion mode, by limiting the position (vehicle) to which the control operation amount for suppressing the forward / backward movement of the train and the frequency characteristics thereof are limited, the forward / backward movement of the vehicle is effectively suppressed, Improves comfort.

なお、付随車両1、電動車両2a,2bにより構成する3両編成の編成列車を例に説明したが、同様に4両編成の編成列車には4つの運動モード、5両編成の編成列車には5つの運動モード、というように編成内の車両数に等しい前後方向の運動モードが存在する。本発明は、多数車両による編成列車においても、乗り心地に影響するある特定の運動モードに着目して、これを抑制して乗り心地を改善するように、相対運動速度ΔVab,駆動トルク調整値ΔIqa,ΔIqbを演算する構成とすれば、本実施形態と同じ効果を実現できる。   In addition, although the description has been given by taking as an example the train set with three cars formed by the accompanying vehicle 1 and the electric vehicles 2a and 2b, similarly, the train with four cars has four motion modes and the train with five cars. There are five motion modes, such as a longitudinal motion mode equal to the number of vehicles in the train. The present invention focuses on a specific motion mode that affects the ride comfort even in a train train composed of a large number of vehicles, and controls the relative motion speed ΔVab and the drive torque adjustment value ΔIqa so as to suppress this and improve the ride comfort. , ΔIqb, the same effect as the present embodiment can be realized.

図4を用いて、本発明の電気車の駆動システムの一実施形態における安定化制御器の構成説明する。安定化制御器8は、通過帯域限定フィルタ20aと、通過帯域限定フィルタ20bと、PI制御器21aと、PI制御器21bとを有している。安定化制御機8には、加減算器7の出力が入力される。   The configuration of the stabilization controller in one embodiment of the electric vehicle drive system of the present invention will be described with reference to FIG. The stabilization controller 8 includes a passband limiting filter 20a, a passband limiting filter 20b, a PI controller 21a, and a PI controller 21b. The output of the adder / subtractor 7 is input to the stabilization controller 8.

PI制御器21は、比例項ゲインKpと、積分項ゲインKiと、積分器22と、加算器23を有している。   The PI controller 21 includes a proportional term gain Kp, an integral term gain Ki, an integrator 22, and an adder 23.

加減算器7は、図示していない電動車両2aが装備する電動機の回転速度の平均値であるVaと、同じく図示していない電動車両2bが装備する電動機の回転速度の平均値であるVbの差分を演算することにより電動車両2a,2bの相対運動速度ΔVabを演算する。   The adder / subtractor 7 is a difference between Va, which is an average value of the rotational speed of the electric motor equipped in the electric vehicle 2a (not shown), and Vb, which is an average value of the electric speed of the electric motor, equipped in the electric vehicle 2b (not shown). Is calculated to calculate the relative motion speed ΔVab of the electric vehicles 2a and 2b.

通過帯域限定フィルタ20aは、相対運動速度ΔVabを入力として、前述の3次モード(2.5(Hz)、周期T2=0.4(s))の周波数を中心に、周波数帯域を限定した相対運動速度成分ΔVafを通過させて出力する。通過帯域限定フィルタ20bは、相対運動速度ΔVabを入力として、前述の2次モード(1.4(Hz)、周期T1=1.7(s))の周波数を中心に、周波数帯域を限定した相対運動速度成分ΔVbfを通過させて出力する。 The passband limiting filter 20a receives a relative motion speed ΔVab as an input, and uses a relative frequency band limited around the frequency of the above-described third-order mode (2.5 (Hz), cycle T2 = 0.4 (s)). The motion speed component ΔVaf is passed through and output. The passband limiting filter 20b receives a relative motion speed ΔVab as an input, and uses a relative frequency band limited around the frequency of the second-order mode (1.4 (Hz), period T1 = 1.7 (s)). The motion speed component ΔVbf is passed through and output.

PI制御器21aは、周波数帯域を限定した相対運動速度成分ΔVafを入力として、相対運動速度成分ΔVafに比例項ゲインKp1を乗じた信号(Kp1・ΔVab)と、相対運動速度成分ΔVafに積分項ゲインKi1を乗じた信号(Ki1・ΔVab)を積分器22aにより積分した信号を、加算器23aで加算することにより、駆動トルク調整値ΔIqaを演算して出力する。   The PI controller 21a receives a relative motion speed component ΔVaf with a limited frequency band as input, a signal (Kp1 · ΔVab) obtained by multiplying the relative motion speed component ΔVaf by a proportional term gain Kp1, and an integral term gain to the relative motion speed component ΔVaf. A signal obtained by integrating the signal (Ki1 · ΔVab) multiplied by Ki1 by the integrator 22a is added by the adder 23a to calculate and output the drive torque adjustment value ΔIqa.

P1制御器21bは、周波数帯域を限定した相対運動速度成分ΔVbfを入力として、相対運動速度成分ΔVbfに比例項ゲインKp2を乗じた信号(Kp2・ΔVab)と、相対運動速度成分ΔVbfに積分ゲインKi2を乗じた信号(Ki2・ΔVbf)を積分器22bにより積分した信号を、加算器23bで加算することにより、駆動トルク調整値ΔIqbを演算して出力する。   The P1 controller 21b receives a relative motion speed component ΔVbf with a limited frequency band as input, a signal (Kp2 · ΔVab) obtained by multiplying the relative motion speed component ΔVbf by a proportional term gain Kp2, and an integral gain Ki2 to the relative motion speed component ΔVbf. The signal obtained by multiplying the signal (Ki2 · ΔVbf) multiplied by the integrator 22b is added by the adder 23b to calculate and output the drive torque adjustment value ΔIqb.

これらの構成とすることにより、編成車両の運動モードに着目して、制御操作量を与える位置(車両)、およびその周波数特性を限定することにより、効果的に車両前後動揺を抑制し、乗り心地の向上を可能とする。   By adopting these configurations, focusing on the motion mode of the trained vehicle, by limiting the position (vehicle) to which the control operation amount is given and its frequency characteristics, it is possible to effectively suppress vehicle back and forth shaking, Can be improved.

図を用いて、本発明の駆動システムの一実施形態における電流指令演算器10の構成を説明する。電流指令演算器10は、励磁電流指令発生部24と、トルク電流指令発生部25と、選択器27と、加算器27とを有している。   The configuration of the current command calculator 10 in the embodiment of the drive system of the present invention will be described with reference to the drawings. The current command calculator 10 includes an excitation current command generator 24, a torque current command generator 25, a selector 27, and an adder 27.

励磁電流指令発生部24は、基準回転速度信号Frと、運転指令信号CMDを入力とし、図示しない誘導電動機の特性に応じた励磁電流指令Idpを演算して出力する。トルク電流指令発生部25は、基準回転速度信号Frと、運転指令信号CMDを入力とし、図示しない誘導電動機の特性と、車両の駆動トルク特性に応じたトルク電流指令Iqp0を演算して出力する。   The excitation current command generation unit 24 receives the reference rotation speed signal Fr and the operation command signal CMD, and calculates and outputs an excitation current command Idp corresponding to the characteristics of the induction motor (not shown). The torque current command generator 25 receives the reference rotational speed signal Fr and the operation command signal CMD, and calculates and outputs a torque current command Iqp0 corresponding to the characteristics of the induction motor (not shown) and the driving torque characteristics of the vehicle.

選択器26は、駆動トルク調整値ΔIqaまたは駆動トルク調整値ΔIqbと、運転指令信号CMDを入力とし、運転指令信号CMDの指令に応じて、入力された駆動トルク調整値ΔIqaまたは駆動トルク調整値ΔIqb、あるいは零値を選択して、トルク電流指令加算値ΔIqp0を出力する。入力された駆動トルク調整値ΔIqaまた駆動トルク調整値はΔIqb、あるいは零値を選択する条件としては、カ行(加速)開始時、ブレーキ(減速中)開始時のある期間など、特に車両前後動揺が発生しやすい期間に限定して駆動トルク調整値ΔIqaまたは駆動トルク調整値ΔIqbを出力し、それ以外の期間は零値を出力することが考えられる。   The selector 26 receives the drive torque adjustment value ΔIqa or the drive torque adjustment value ΔIqb and the operation command signal CMD, and inputs the drive torque adjustment value ΔIqa or the drive torque adjustment value ΔIqb according to the command of the operation command signal CMD. Alternatively, a zero value is selected and a torque current command addition value ΔIqp0 is output. The input driving torque adjustment value ΔIqa or the driving torque adjustment value is ΔIqb, or the condition for selecting the zero value is a vehicle back-and-forth movement, particularly during a certain period of time when starting braking (acceleration) or starting braking (decelerating). It is conceivable that the drive torque adjustment value ΔIqa or the drive torque adjustment value ΔIqb is output only during a period during which the occurrence of the occurrence of the occurrence of the trouble occurs, and a zero value is output during other periods.

加算器27は、トルク電流指令発生部25が出力するトルク電流指令値Iqp0と、選択器26が出力するトルク電流調整値ΔIqp0を加算して、トルク電流指令値Iqpを出力する。   The adder 27 adds the torque current command value Iqp0 output from the torque current command generator 25 and the torque current adjustment value ΔIqp0 output from the selector 26, and outputs the torque current command value Iqp.

これらの構成により、特に車両前後動揺が発生しやすい、カ行(加速)開始時、ブレーキ(減速中)開始時のある期間に限定して制御を行うことにより、通常のカ行(加速)、ブレーキ(減速中)の動作に与える影響を最小限とし、効果的に車両前後動揺を抑え、乗り心地を向上できる。   With these configurations, normal control (acceleration) can be achieved by performing control only during a certain period of time at the start of braking (acceleration) and braking (during deceleration), where vehicle back and forth is likely to occur. The influence on the operation of the brake (during deceleration) can be minimized, effectively suppressing the vehicle back and forth shaking and improving the ride comfort.

図6は本発明の電気車の駆動システムの一実施形態における電動車両のトルク配分を示す図である。
図6のグラフを用いて、車両に乗車している乗客数の指標である「乗車率」に対して、一定の加速力を維持するために必要なトルク電流指令の上限値である「トルク電流指令リミット値」の関係について説明する。これらは、トルク電流指令発生器26a(電動車両2a)、およびトルク電流指令発生器26b(電動車両2b)の出力であるIqpの上限値を規定するものである。ここでは、進行方向前位に電動車両2a、進行方向後位に電動車両2bがある場合について説明したが、折り返し運転により、進行方向前位に電動車両2b、進行方向後位に電動車両2aとなった場合についても、進行方向前位、進行方向後位で区別する考え方は同じである。
FIG. 6 is a diagram showing torque distribution of the electric vehicle in one embodiment of the electric vehicle drive system of the present invention.
With reference to the graph of FIG. 6, “torque current” that is an upper limit value of a torque current command necessary for maintaining a constant acceleration force with respect to “boarding rate” that is an index of the number of passengers riding on the vehicle The relationship of “command limit value” will be described. These define the upper limit value of Iqp, which is the output of the torque current command generator 26a (electric vehicle 2a) and the torque current command generator 26b (electric vehicle 2b). Here, the case where there is the electric vehicle 2a at the front in the traveling direction and the electric vehicle 2b at the rear in the traveling direction has been described. Even in such a case, the concept of distinguishing between the front in the traveling direction and the rear in the traveling direction is the same.

トルク配分方法は、通常時(雨天時以外)と雨天時で変化させ、その切換は運転指令信号CMDの情報に基づいて行う。   The torque distribution method is changed between a normal time (other than rainy weather) and a rainy weather, and the switching is performed based on information of the operation command signal CMD.

通常については、進行方向前位の電動車両2aと、進行方向後位の電動車両2bで、乗車率とトルク電流指令リミット値の関係は同じである。乗車率が空車相当のときトルク電流指令リミット値はIqp_maxであり、乗車率がその中間値であるときは、乗車率に応じてトルク電流指令値を比例的に変化させる。   Normally, the relationship between the boarding rate and the torque current command limit value is the same in the electric vehicle 2a in the front in the traveling direction and the electric vehicle 2b in the rear in the traveling direction. When the boarding rate is equivalent to an empty vehicle, the torque current command limit value is Iqp_max. When the boarding rate is an intermediate value, the torque current command value is changed proportionally according to the boarding rate.

一方、雨天時については、進行方向前位の電動車両2aと、進行方向後位の電動車両2bで、乗車率とトルク電流指令リミット値の関係を次のように差を設けることで空転・滑走の発生頻度を抑える。   On the other hand, in the case of rain, the idling / sliding is performed by providing the following difference in the relationship between the boarding rate and the torque current command limit value between the electric vehicle 2a at the front in the traveling direction and the electric vehicle 2b at the rear in the traveling direction. Reduce the frequency of occurrences.

進行方向後位の電動車両2bについては、通常時よりもあらかじめ設定するトルク電流指令リミット調整値aを加算する。ここで、トルク電流指令リミット調整値aは、通常時のトルク電流指令リミット値の10%を上限としてあらかじめ設定する。なお、トルク電流指令リミット調整値aを上乗せすることにより、乗車率Mにてトルクリミット値Iqp_maxに達することになるが、この場合はトルク電流指令リミット値の上限をIqp_maxとし、トルク電流指令リミット値全体でIqp_maxを越えないようにトルク電流指令リミット値を設定する。   For the electric vehicle 2b at the rear in the traveling direction, a torque current command limit adjustment value a set in advance is added compared to the normal time. Here, the torque current command limit adjustment value a is set in advance with an upper limit of 10% of the normal torque current command limit value. By adding the torque current command limit adjustment value a, the torque limit value Iqp_max is reached at the boarding rate M. In this case, the upper limit of the torque current command limit value is Iqp_max, and the torque current command limit value is set. The torque current command limit value is set so as not to exceed Iqp_max as a whole.

進行方向後位の電動車両2aにっいては、通常時よりもあらかじめ設定するトルク電流指令リミット調整値aを減算する。ただし、乗車率が前述のMに達した点から、乗車率が満車相当に達する点にかけてトルク電流指令リミット値がIqp_maxになるように、乗車率に応じてトルク電流指令値を比例的に変化させる。   For the electric vehicle 2a at the rear in the traveling direction, the torque current command limit adjustment value a set in advance is subtracted from the normal time. However, the torque current command value is changed proportionally according to the boarding rate so that the torque current command limit value becomes Iqp_max from the point at which the boarding rate reaches M to the point at which the boarding rate reaches full. .

すなわち、進行方向後位の電動車両2bのトルク電流指令リミット値の加算値と、進行方向前位の電動車両2aのトルク電流指令リミット値の減算値は、その絶対値は各乗車率において常に等しくなるように設定する。   That is, the absolute value of the addition value of the torque current command limit value of the electric vehicle 2b at the rear in the traveling direction and the subtraction value of the torque current command limit value of the electric vehicle 2a at the front in the traveling direction are always equal at each boarding rate. Set as follows.

これらのように進行方向前位の電動車両2aと、電動車両2bで雨天時にトルク配分を行うことにより空転、滑走の発生を抑え、車両前後動揺制御の操作量であるトルク電流指令調整ΔIqpa,ΔIqpbを駆動力として確実にレール面まで伝達することを可能とし、効果的に車両前後動揺を抑え、乗り心地を向上できる。   As described above, torque distribution is controlled by the electric vehicle 2a and the electric vehicle 2b at the front in the advancing direction to suppress the occurrence of idling and gliding in the rain, and torque current command adjustments ΔIqpa and ΔIqpb which are the operation amounts of the vehicle longitudinal swing control. Can be reliably transmitted to the rail surface as a driving force, effectively suppressing vehicle back and forth shaking and improving ride comfort.

本発明の電気車の駆動システムの一実施形態を示す構成図。The block diagram which shows one Embodiment of the drive system of the electric vehicle of this invention. 本発明の電気車の駆動システムの一実施形態における駆動制御装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the drive control apparatus in one Embodiment of the drive system of the electric vehicle of this invention. 本発明の電気車の駆動システムの一実施形態における車両動揺の発生の様子を示す図。The figure which shows the mode of generation | occurrence | production of the vehicle shake in one Embodiment of the drive system of the electric vehicle of this invention. 本発明の電気車の駆動システムの一実施形態における安定化制御器の構成を示す図。The figure which shows the structure of the stabilization controller in one Embodiment of the drive system of the electric vehicle of this invention. 本発明の駆動システムの一実施形態における電流指令演算器の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electric current command calculator in one Embodiment of the drive system of this invention. 本発明の電気車の駆動システムの一実施形態における電動車両のトルク配分を示す図。The figure which shows the torque distribution of the electric vehicle in one Embodiment of the drive system of the electric vehicle of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…付随車両、2…電動車両、3…緩衝器、4…付随台車、5…電動車両、6…駆動制御装置、7…加減算器、8…安定化制御器、9…運転制御装置、10…電流指令演算器、11…ベクトル制御演算器、12…電流検出器、13…PWM信号演算器、14…直流電源、15…フィルタコンデンサ、16…PWMインバータ、17…誘導電動機、18…速度検出器、19…速度演算器、20…通過帯域限定フィルタ、21…PI制御器、22…積分器、23…加算器、24…励磁電流指令発生部、25…トルク電流指令発生部、26…加算器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Accompanying vehicle, 2 ... Electric vehicle, 3 ... Buffer, 4 ... Accompanying cart, 5 ... Electric vehicle, 6 ... Drive control apparatus, 7 ... Adder / subtractor, 8 ... Stabilization controller, 9 ... Operation control apparatus, 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Current command calculator, 11 ... Vector control calculator, 12 ... Current detector, 13 ... PWM signal calculator, 14 ... DC power supply, 15 ... Filter capacitor, 16 ... PWM inverter, 17 ... Induction motor, 18 ... Speed detection , 19 ... speed calculator, 20 ... pass band limiting filter, 21 ... PI controller, 22 ... integrator, 23 ... adder, 24 ... excitation current command generator, 25 ... torque current command generator, 26 ... addition vessel.

Claims (8)

連結される複数の車両の走行速度をそれぞれ検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段で検出された走行速度情報に基づいて連結される複数の車両間の相対運動を検出する相対運動算出手段と、
前記相対運動情報に基づいて前記車両の相対運動を低減させるトルク調整値を演算し、前記車両駆動用の電動機の駆動制御装置へ当該トルク調整値を出力する安定化制御器と、を備えたことを特徴とする電気車の駆動システム。
Speed detecting means for detecting the traveling speeds of a plurality of vehicles connected to each other ;
A relative motion calculating means for detecting relative motion between a plurality of vehicles connected based on the traveling speed information detected by the speed detecting means;
A stabilization controller that calculates a torque adjustment value for reducing the relative movement of the vehicle based on the relative movement information, and outputs the torque adjustment value to a drive control device for the electric motor for driving the vehicle. Electric vehicle drive system characterized by
請求項1に記載の電気車の駆動システムにおいて、
前記安定化制御器は、前記相対運動情報から特定周波数の相対運動情報を抽出するフィルタを備え、前記特定周波数の相対運動情報に基づき、前記車両の前記特定周波数の相対運動を低減させるトルク調整値を前記車両駆動用の電動機の駆動制御装置へ出力することを特徴とする電気車の駆動システム。
The electric vehicle drive system according to claim 1,
The stabilization controller includes a filter that extracts relative motion information of a specific frequency from the relative motion information, and a torque adjustment value that reduces the relative motion of the vehicle at the specific frequency based on the relative motion information of the specific frequency. Is output to the drive control device of the electric motor for driving the vehicle .
請求項1または請求項2に記載の電気車の駆動システムにおいて、
進行方向前位車両の駆動制御装置へ出力するトルク調整値は、進行方向後位車両の駆動制御装置へ出力するトルク調整値を上回らないように演算されることを特徴とする電気車の駆動システム。
In the electric vehicle drive system according to claim 1 or 2 ,
A drive system for an electric vehicle, wherein the torque adjustment value output to the drive control device for the preceding vehicle in the traveling direction is calculated so as not to exceed the torque adjustment value output to the drive control device for the rear vehicle in the traveling direction. .
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電気車の駆動システムにおいて、
前記安定化制御器は、前記相対運動を低減させるトルク調整値を比例積分制御により算出することを特徴とする電気車の駆動システム。
In the electric vehicle drive system according to any one of claims 1 to 3 ,
The electric vehicle drive system, wherein the stabilization controller calculates a torque adjustment value for reducing the relative motion by proportional-integral control .
複数の車両が連結された編成車両の駆動制御方法において、In a drive control method for a knitted vehicle in which a plurality of vehicles are connected,
前記複数の車両の速度検出結果から車両間の相対運動速度を演算し、The relative motion speed between the vehicles is calculated from the speed detection results of the plurality of vehicles,
前記相対運動速度が低減するトルクを前記車両駆動用の電動機に発生させるトルク調整値を算出し、Calculating a torque adjustment value for causing the motor for driving the vehicle to generate a torque that reduces the relative motion speed;
当該トルク調整値を用いて前記電動機を駆動することを特徴とする駆動制御方法。A drive control method comprising driving the electric motor using the torque adjustment value.
請求項5に記載の駆動制御方法において、The drive control method according to claim 5, wherein
前記車両間の相対運動速度を演算した後、After calculating the relative speed of motion between the vehicles,
前記相対運動情報から特定周波数の相対運動速度を抽出し、Extracting a relative motion speed of a specific frequency from the relative motion information,
前記特定周波数の相対運動速度が低減するトルクを前記車両駆動用の電動機に発生させるトルク調整値を算出することを特徴とする駆動制御方法。A drive control method, comprising: calculating a torque adjustment value that causes the motor for driving the vehicle to generate a torque that reduces the relative motion speed of the specific frequency.
請求項5または請求項6に記載の駆動制御方法において、The drive control method according to claim 5 or 6,
進行方向前位車両に搭載された電動機の駆動制御に用いるトルク調整値は、進行方向後位車両に搭載された電動機の駆動制御に用いるトルク調整値を上回らないように演算されることを特徴とする駆動制御方法。The torque adjustment value used for the drive control of the electric motor mounted on the preceding vehicle in the traveling direction is calculated so as not to exceed the torque adjustment value used for the drive control of the electric motor mounted on the rear vehicle in the traveling direction. Drive control method.
請求項5ないし請求項7のいずれかに記載の駆動制御方法において、The drive control method according to any one of claims 5 to 7,
前記トルク調整値は、比例積分制御により算出することを特徴とする駆動制御方法。The torque control value is calculated by proportional integral control.
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