JP5606043B2 - Electric vehicle drive system - Google Patents

Electric vehicle drive system Download PDF

Info

Publication number
JP5606043B2
JP5606043B2 JP2009256182A JP2009256182A JP5606043B2 JP 5606043 B2 JP5606043 B2 JP 5606043B2 JP 2009256182 A JP2009256182 A JP 2009256182A JP 2009256182 A JP2009256182 A JP 2009256182A JP 5606043 B2 JP5606043 B2 JP 5606043B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
carriage
carriage frame
electric vehicle
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009256182A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011101555A (en
Inventor
信吾 牧島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Electric Manufacturing Ltd filed Critical Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority to JP2009256182A priority Critical patent/JP5606043B2/en
Publication of JP2011101555A publication Critical patent/JP2011101555A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5606043B2 publication Critical patent/JP5606043B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

本発明は、電気車駆動システムに関するものであり、特に振動乗り心地向上に関するものである。   The present invention relates to an electric vehicle drive system, and more particularly to improvement of vibration ride comfort.

図8から図11に従来の技術による電気車駆動システムの一例を示し、この図に基づいて従来の技術を説明する。   FIG. 8 to FIG. 11 show an example of a conventional electric vehicle drive system, and the conventional technique will be described based on this figure.

車体1の運転台にある主幹制御装置2を運転手が操作することにより、加速指令が出力され電動機制御装置3に入力される。電動機制御装置3に入力された加速指令はトルク制御器31によってトルク指令に変換される。トルク指令は電流制御器32に入力され、電力変換回路33に流れる電流がトルク指令と対応した電流となるように電圧指令を生成する。また同時に、電流制御器は電圧指令と電力変換回路33に流れる電流から電動機61の回転速度を推定する。電力変換回路33は、集電装置4の電圧とレール5の電圧を用いて、電圧指令と等価的な電圧を台車6に搭載されている電動機61に電圧を印加する。(例えば特許文献1)   When the driver operates the master controller 2 in the cab of the vehicle body 1, an acceleration command is output and input to the motor controller 3. The acceleration command input to the motor control device 3 is converted into a torque command by the torque controller 31. The torque command is input to the current controller 32, and a voltage command is generated so that the current flowing through the power conversion circuit 33 becomes a current corresponding to the torque command. At the same time, the current controller estimates the rotation speed of the electric motor 61 from the voltage command and the current flowing through the power conversion circuit 33. The power conversion circuit 33 applies a voltage equivalent to the voltage command to the electric motor 61 mounted on the carriage 6 by using the voltage of the current collector 4 and the voltage of the rail 5. (For example, Patent Document 1)

なお、複数の電動機61を並列に制御することも可能であるが、ここでは図9に示すように個々の電動機61を別の電力変換回路33で駆動する場合を説明する。その場合、電流制御器32と電力変換回路33を電動機61と対応したものを用意し、電流制御器32に入力されるトルク指令は同一のものとする。   Although a plurality of electric motors 61 can be controlled in parallel, here, a case where each electric motor 61 is driven by another power conversion circuit 33 as shown in FIG. 9 will be described. In that case, the current controller 32 and the power conversion circuit 33 corresponding to the electric motor 61 are prepared, and the torque command input to the current controller 32 is the same.

台車6を上から見た図を図10に、横から見た図を図11に示す。台車6を横から見た際に構成が複雑でるため、図11では3つの図に分割したが、全て同一の台車6に組み込まれる構成である。   FIG. 10 shows a view of the carriage 6 from above, and FIG. 11 shows a view seen from the side. Since the configuration is complicated when the cart 6 is viewed from the side, it is divided into three diagrams in FIG. 11, but all are incorporated in the same cart 6.

台車6は走行用の車輪62が2組あり、車輪62と台車枠63は上下方向が軸ばね64、前後方向は前後支持装置65で結合されている。また、台車枠63と車体1は、上下方向が空気ばね66で、前後方向は牽引装置67で結合されている。   The carriage 6 has two sets of traveling wheels 62, and the wheels 62 and the carriage frame 63 are coupled by a shaft spring 64 in the vertical direction and a longitudinal support device 65 in the front-rear direction. Further, the bogie frame 63 and the vehicle body 1 are coupled by an air spring 66 in the vertical direction and by a traction device 67 in the front-rear direction.

電動機61のトルクは、継手68を介して駆動装置69に入力される。駆動装置69の小歯車691は歯車箱692に取り付けられている。小歯車691は車輪62とつながった大歯車693と噛み合って車輪62を回転させる。この時に、歯車箱692が回転運動をすることを防ぐために、台車枠63と結合する吊りリンク694によって歯車箱692の回転運動を防止している。   The torque of the electric motor 61 is input to the drive device 69 via the joint 68. A small gear 691 of the driving device 69 is attached to a gear box 692. The small gear 691 meshes with a large gear 693 connected to the wheel 62 to rotate the wheel 62. At this time, to prevent the gear box 692 from rotating, the gear box 692 is prevented from rotating by the suspension link 694 coupled to the carriage frame 63.

車輪62はレール5上を走行するが、レール5の凹凸により上下に振動する。上下振動は、軸ばね64及び空気ばね66により吸収されるため、車体1に伝達される振動はレールの凹凸のうち一部である。しかしながら、レール5の凹凸が大きいと十分に振動が減衰されずに車体1の振動も大きくなるため、乗り心地の悪化を招く。   The wheel 62 travels on the rail 5, but vibrates up and down due to the unevenness of the rail 5. Since the vertical vibration is absorbed by the shaft spring 64 and the air spring 66, the vibration transmitted to the vehicle body 1 is a part of the unevenness of the rail. However, if the unevenness of the rail 5 is large, the vibration is not sufficiently attenuated and the vibration of the vehicle body 1 is also increased, resulting in a deterioration in riding comfort.

軸ばね64によって台車枠と軸箱の間の振動が吸収されるが、電動機61は台車枠63に結合されているため電動機61と小歯車691の相対位置がずれる。そのために、継手68により電動機61と小歯車691の相対位置がずれてもトルクが伝わるようになっている。   The shaft spring 64 absorbs vibration between the carriage frame and the axle box. However, since the electric motor 61 is coupled to the carriage frame 63, the relative position between the electric motor 61 and the small gear 691 is shifted. Therefore, even if the relative position of the electric motor 61 and the small gear 691 is shifted by the joint 68, the torque is transmitted.

また、車体1は空気力変動によっても振動が発生する。特に他の車体1とのすれ違いや、トンネル通過等では空気力変動も大きいため、車体1が振動し乗り心地悪化を招く。   The vehicle body 1 also vibrates due to fluctuations in aerodynamic forces. In particular, since the variation in aerodynamic force is large when passing with another vehicle body 1 or passing through a tunnel, the vehicle body 1 vibrates and the ride comfort deteriorates.

台車枠63は上下方向だけでなく、前後が逆方向に動くピッチングといわれる回転運動も行う。凹凸のあるレール5を走行すると台車枠63は上下振動だけでなくピッチング振動も発生する。ピッチング振動が発生すると、牽引装置67経由で車体に振動が伝達されるため、車体1の振動を発生させて乗り心悪化を招く。(例えば、非特許文献1)   The carriage frame 63 performs not only the vertical direction but also a rotational movement called pitching in which the front and rear move in the reverse direction. When traveling on the uneven rail 5, the carriage frame 63 generates not only vertical vibration but also pitching vibration. When the pitching vibration is generated, the vibration is transmitted to the vehicle body via the traction device 67, so that the vibration of the vehicle body 1 is generated and the ride center is deteriorated. (For example, Non-Patent Document 1)

車体1の振動を抑制するために、アクティブサスペンションを台車枠63と車体1の間に設ける場合がある。アクティブサスペンションは、車体1の振動を検出して車体1の振動を抑制するような力を発生する。(例えば、特許文献2)   In order to suppress vibration of the vehicle body 1, an active suspension may be provided between the carriage frame 63 and the vehicle body 1. The active suspension detects a vibration of the vehicle body 1 and generates a force that suppresses the vibration of the vehicle body 1. (For example, Patent Document 2)

また、軸ばね64の特性を可変にすることによって、台車枠63の上下振動を制御し、間接的に車体1の振動の抑制を行う手法も提案されている。(例えば、特許文献3)   In addition, a method has been proposed in which the vibration of the vehicle body 1 is indirectly suppressed by making the characteristics of the shaft spring 64 variable so as to control the vertical vibration of the carriage frame 63. (For example, Patent Document 3)

特開2005−160245号公報JP 2005-160245 A 特開平7−267085号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-267085 特開2005−145312号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-145312

鉄道車両の車体、台車及び車体・台車結合要素特製が振動乗り心地に与える影響、日本機械学会論文集(C編)66巻645号Effect of body of railroad car, bogie and special body / cart combination element on vibration ride comfort, Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. 66, No. 645

アクティブサスペンションを搭載するにはコストが増加するため、一部の車両に限定される。また、アクティブサスペンションの力を発生するにはエネルギーが必要であるため、エネルギー源が必要であり、エネルギー消費が増大する。   Since mounting the active suspension increases the cost, it is limited to some vehicles. Moreover, since energy is required to generate the force of the active suspension, an energy source is required, and energy consumption increases.

アクティブサスペンションを制御するためには、振動センサが必要である。振動センサを設けると、コスト増加やセンサの配線や電源が必要となる。また、センサの故障や誤作動があると、制御できなくなるという問題がある。   In order to control the active suspension, a vibration sensor is required. If a vibration sensor is provided, cost increases and sensor wiring and power supply are required. In addition, there is a problem that control becomes impossible if there is a malfunction or malfunction of the sensor.

既存の台車の中には、アクティブサスペンションの搭載が困難な構成や軸ばねの特性を可変にするのが困難なものもある。特に電動台車は構造が複雑なため、アクティブサスペンションの搭載が困難な場合が多く、電動機を有さない付随台車に比べ振動対策が施されない場合が多い。   Some existing trolleys are difficult to mount active suspensions, and it is difficult to change the characteristics of the shaft springs. In particular, since the electric cart has a complicated structure, it is often difficult to mount an active suspension, and vibration countermeasures are often not provided as compared to an accompanying cart without an electric motor.

よって、アクティブサスペンションや軸ばねの可変特性といったハードウェアの追加や変更が不要で、車体の振動乗り心地を改善する手法が必要である。また、電動台車で容易に実現できる手法が望ましい。   Therefore, it is not necessary to add or change hardware such as active suspension and variable characteristics of the shaft spring, and a method for improving the vibration riding comfort of the vehicle body is necessary. Also, a technique that can be easily realized with an electric cart is desirable.

請求項1の発明によれば、車輪を有する台車の上に車体が上下方向が空気ばねで結合して搭載された電気車であり、該台車に装荷された2台の電動機がそれぞれ歯車を内蔵した駆動装置を介して2組の車輪を独立に駆動することにより走行する電気車制御装置において、前記2台の電動機に逆方向の振動トルクを重畳させることによって前記台車の上下振動の制御を行い間接的に前記車体の振動抑制制御を行うことを特徴とする電気車制御装置。

According to the first aspect of the present invention, there is provided an electric vehicle in which a vehicle body is mounted on a carriage having wheels by being coupled with an air spring in the vertical direction , and the two electric motors loaded on the carriage each have a built-in gear. In the electric vehicle control apparatus that travels by independently driving the two sets of wheels via the driving device, the vertical vibration of the carriage is controlled by superimposing vibration torques in opposite directions on the two electric motors. An electric vehicle control device that indirectly controls vibration suppression of the vehicle body.

請求項2の発明によれば、2台の電動機がそれぞれ駆動装置を介して2組の車輪を独立に駆動する電気車制御装置において、前記2台の電動機に逆方向の振動トルクを重畳させることによって前記台車の上下振動の制御を行い間接的に前記車体の振動抑制制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の電気車制御装置。   According to the invention of claim 2, in the electric vehicle control device in which the two electric motors independently drive the two sets of wheels via the driving device, the vibration torques in the opposite directions are superimposed on the two electric motors. The electric vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle body vibration suppression control is performed indirectly by controlling vertical vibrations of the carriage.

請求項の発明によれば、前記台車の上下振動抑制に用いる上下振動速度は同一台車内の2台の前記電動機の回転速度の差から演算することを特徴とする請求項に記載の電気車制御装置。 According to the invention of claim 2, vertical vibration speed to be used for vertical vibration suppression of the bogie electrical of claim 1, characterized in that for calculating the difference in rotational speeds of two of the motor in the same carriage Car control device.

アクティブサスペンション等の新たなハードウェアを追加しなくても、車体の振動抑制が可能となる。   The vibration of the vehicle body can be suppressed without adding new hardware such as an active suspension.

本発明の実施例1に係る電気車駆動システムの原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of the electric vehicle drive system which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る電気車駆動システムの原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of the electric vehicle drive system which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る電気車駆動システムの制御系の一例である。It is an example of the control system of the electric vehicle drive system which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る電気車駆動システムの制御系の一例である。It is an example of the control system of the electric vehicle drive system which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る電気車駆動システムの制御系の一例である。It is an example of the control system of the electric vehicle drive system which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る電気車駆動システムの原理を説明する図であるIt is a figure explaining the principle of the electric vehicle drive system which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る電気車駆動システムの原理を説明する図であるIt is a figure explaining the principle of the electric vehicle drive system which concerns on Example 4 of this invention. 従来の技術による電気車駆動システムの一例である。It is an example of the electric vehicle drive system by a prior art. 従来の技術による電気車駆動システムの制御系の一例である。It is an example of the control system of the electric vehicle drive system by a prior art. 従来の技術による電気車駆動システムの台車の上面図の一例である。It is an example of the top view of the trolley | bogie of the electric vehicle drive system by a prior art. 従来の技術による電気車駆動システムの台車の側面図の一例である。It is an example of the side view of the trolley | bogie of the electric vehicle drive system by a prior art.

以下に図面を参照して、本発明にかかる電気車駆動システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an electric vehicle drive system according to the present invention will be explained below in detail with reference to the drawings.

図1及び図2を用いて請求項1の発明の一実施例について説明するが、従来の技術と同一部分は省略する。   An embodiment of the invention of claim 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2, but the same parts as those of the prior art will be omitted.

電動機61のトルクが発生すると、駆動装置69の小歯車691は大歯車周りに公転運動をしようとする。しかしながら、小歯車691は歯車箱692に設置されており、歯車箱692は吊りリンク694によって台車枠63に結合されていることから、小歯車691の公転運動を抑制するように力を発生する。この力の反作用が台車枠にかかるため、電動機61のトルクによって台車枠63は力を受ける。   When the torque of the electric motor 61 is generated, the small gear 691 of the driving device 69 tries to revolve around the large gear. However, since the small gear 691 is installed in the gear box 692, and the gear box 692 is coupled to the carriage frame 63 by the suspension link 694, a force is generated so as to suppress the revolving motion of the small gear 691. Since the reaction of this force is applied to the carriage frame, the carriage frame 63 receives the force by the torque of the electric motor 61.

また、電動機61は台車枠63に設置されているため、電動機61のトルクの反作用がモーメントとして台車枠63にかかる。   Further, since the electric motor 61 is installed on the carriage frame 63, the reaction of the torque of the electric motor 61 is applied to the carriage frame 63 as a moment.

一例として図1は、2台の電動機61に逆方向のトルクをかけた場合である。2台の電動機61に逆方向にトルクをかけた場合、図1に示すように台車枠63に対して吊りリンクからの力及び電動機61のトルクの反作用が働く。このうち、電動機61のトルクの反作用は逆方向に働くため打ち消しあう。しかしながら、吊りリンク694によって発生する力によって台車枠の上下方向に重なり合うため、2台の電動機61に逆方向のトルクをかけることにより、台車枠の上下運動を制御できることがわかる。   As an example, FIG. 1 shows a case where reverse torque is applied to two electric motors 61. When torque is applied to the two motors 61 in the opposite directions, the reaction from the force from the suspension link and the torque of the motor 61 acts on the carriage frame 63 as shown in FIG. Of these, the torque reaction of the electric motor 61 works in the opposite direction and cancels out. However, it can be seen that the vertical movement of the bogie frame can be controlled by applying the torque in the opposite direction to the two electric motors 61 because they overlap in the vertical direction of the bogie frame by the force generated by the suspension link 694.

別の一例として図2は、2台の電動機61に同一方向のトルクをかけた場合である。同一方向のトルクをかけた場合、図2に示すように台車枠63に対して吊りリンク694からの力及び電動機61のトルクの反作用が働く。これらはすべて台車枠63のピッチング方向のモーメントとして作用することから、2台の電動機に同一のトルクをかけることにより、台車枠63のピッチング運動を制御できることがわかる。   As another example, FIG. 2 shows a case where torque in the same direction is applied to two electric motors 61. When torque in the same direction is applied, the reaction from the force from the suspension link 694 and the torque of the electric motor 61 acts on the carriage frame 63 as shown in FIG. Since these all act as moments in the pitching direction of the carriage frame 63, it can be seen that the pitching motion of the carriage frame 63 can be controlled by applying the same torque to the two motors.

つまり、2台の電動機61のトルクを同位相に振動させることにより台車枠63のピッチング振動を制御でき、逆位相に振動させることにより台車枠63の上下振動を制御できる。車体1は空気ばね65を介して台車枠63と結合していることから、台車枠63の上下振動を制御することにより、間接的に車体1の振動抑制が可能である。また〔0012〕で示したとおり、台車枠63のピッチング振動が牽引装置67経由で車体に伝達することから、台車枠63のピッチング振動の制御によって間接的に車体1の振動抑制が可能となる。   That is, the pitching vibration of the carriage frame 63 can be controlled by vibrating the torques of the two electric motors 61 in the same phase, and the vertical vibration of the carriage frame 63 can be controlled by vibrating in the opposite phase. Since the vehicle body 1 is coupled to the carriage frame 63 via the air spring 65, the vibration of the vehicle body 1 can be indirectly suppressed by controlling the vertical vibration of the carriage frame 63. Further, as indicated by [0012], since the pitching vibration of the bogie frame 63 is transmitted to the vehicle body via the traction device 67, the vibration of the vehicle body 1 can be indirectly suppressed by controlling the pitching vibration of the bogie frame 63.

図3を用いて請求項2及び請求項3の発明の一実施例について説明するが、実施例1と同一部分は省略する。   An embodiment of the second and third aspects of the invention will be described with reference to FIG. 3, but the same parts as those of the first embodiment will be omitted.

加速度センサ631がそれぞれの台車枠63につけられ、台車枠63の上下振動加速度を検出する。加速度センサ631の出力は、積分器34が積分することにより台車枠63上下絶対速度に変換される。積分器34の出力が比例器35により増幅したものを、該当する台車の電動機61に対応するトルク指令のうち、一方から減算しもう一方には加算する。   An acceleration sensor 631 is attached to each cart frame 63 to detect vertical vibration acceleration of the cart frame 63. The output of the acceleration sensor 631 is converted into the absolute speed of the carriage frame 63 by integration by the integrator 34. The output of the integrator 34 amplified by the proportional unit 35 is subtracted from one of the torque commands corresponding to the electric motor 61 of the corresponding carriage and added to the other.

この構成により、台車枠63の上下絶対速度に比例した振動トルクが2台の電動機61に逆方向に重畳される。逆方向の振動トルクは、〔0033〕に示した原理により台車枠63の上下力として作用する。台車枠63の上下振動絶対速度に比例した逆方向の力が台車枠63に発生することにより、台車枠63の上下振動を抑制できる。   With this configuration, vibration torque proportional to the absolute vertical speed of the carriage frame 63 is superimposed on the two electric motors 61 in the opposite directions. The reverse vibration torque acts as the vertical force of the carriage frame 63 according to the principle shown in [0033]. When a force in the reverse direction proportional to the absolute vibration velocity of the carriage frame 63 is generated in the carriage frame 63, the vertical vibration of the carriage frame 63 can be suppressed.

レールに凹凸がある場合、車輪62→軸ばね64→台車枠63→空気ばね66→車体1の順に減衰しながら伝達される。そこで、台車枠63の振動を抑制することにより、車体1への振動伝達がなくなり、レールに凹凸があっても車体1の振動を抑制することができる。   When the rail has irregularities, it is transmitted while being attenuated in the order of the wheel 62 → the shaft spring 64 → the carriage frame 63 → the air spring 66 → the vehicle body 1. Therefore, by suppressing the vibration of the bogie frame 63, vibration transmission to the vehicle body 1 is eliminated, and the vibration of the vehicle body 1 can be suppressed even if the rail has irregularities.

図4を用いて請求項4の発明の一実施例について説明するが、実施例1と同一部分は省略する。 An embodiment of the invention of claim 4 will be described with reference to FIG. 4, but the same parts as those of the embodiment 1 will be omitted.

台車枠ピッチングセンサ632がそれぞれの台車枠63につけられ、台車枠63のピッチング角を検出する。台車枠ピッチングセンサ632の出力は、積分器34が積分することによりピッチング角速度に変換される。積分器34の出力である車体上下の絶対加速度が比例器35により増幅したものを、該当する台車の電動機61に対応するトルク指令の両方から減算する。   A cart frame pitching sensor 632 is attached to each cart frame 63 to detect the pitching angle of the cart frame 63. The output of the carriage frame pitching sensor 632 is converted into a pitching angular velocity by integration by the integrator 34. A value obtained by amplifying the vertical acceleration of the vehicle body, which is an output of the integrator 34, by the proportional unit 35 is subtracted from both of the torque commands corresponding to the motor 61 of the corresponding carriage.

この構成により、台車枠63のピッチング角速度に比例した振動トルクが2台の電動機61に同一方向に重畳される。同一方向の振動トルクは、〔0034〕に示した原理により台車枠63のピッチング方向のモーメントとして作用する。台車枠63のピッチング角速度に比例した逆方向のモーメントが台車枠63に発生することにより、台車枠63のピッチング振動を抑制できる。   With this configuration, vibration torque proportional to the pitching angular velocity of the carriage frame 63 is superimposed on the two electric motors 61 in the same direction. The vibration torque in the same direction acts as a moment in the pitching direction of the carriage frame 63 according to the principle shown in [0034]. When a moment in the reverse direction proportional to the pitching angular velocity of the carriage frame 63 is generated in the carriage frame 63, the pitching vibration of the carriage frame 63 can be suppressed.

台車枠63のピッチング固有振動数は、10Hz程度である。台車枠63の運動が牽引装置67経由で車体1に伝達されて乗り心地悪化を招くのは、主にこの周波数付近である。台車枠63のピッチングを抑制することにより、牽引装置67経由での車体1の振動悪化を防ぐことが可能である。   The pitching natural frequency of the carriage frame 63 is about 10 Hz. It is mainly around this frequency that the motion of the carriage frame 63 is transmitted to the vehicle body 1 via the traction device 67 and causes a deterioration in riding comfort. By suppressing the pitching of the carriage frame 63, it is possible to prevent the deterioration of the vibration of the vehicle body 1 via the traction device 67.

図5から7を用いて請求項5から7の発明の一実施例について説明するが、実施例1から3までと同一部分は省略する。   An embodiment of the invention of claims 5 to 7 will be described with reference to FIGS. 5 to 7, but the same parts as those of the embodiments 1 to 3 are omitted.

図6は台車枠63が上方向に動いた際の図である。台車枠63が上方向に動くと、吊りリンク694により歯車箱692が引っ張られて回転運動をする。歯車箱692が回転運動すると歯車箱692に設置された小歯車691は大歯車693回りの遊星歯車運動をするため、回転する。このとき、同一の台車6内の2つの小歯車691は逆方向に回転するため、同時に同一の台車6内の2つの電動機61の回転数も逆方向に変動する。   FIG. 6 is a view when the carriage frame 63 moves upward. When the carriage frame 63 moves upward, the gear box 692 is pulled by the suspension link 694 and rotates. When the gear box 692 rotates, the small gear 691 installed in the gear box 692 rotates due to the planetary gear movement around the large gear 693. At this time, since the two small gears 691 in the same cart 6 rotate in the reverse direction, the rotational speeds of the two electric motors 61 in the same cart 6 also vary in the reverse direction.

つまり、同一の台車6内の2つの電動機61の回転数は台車枠63の上下運動速度に比例することがわかる。電動機61の回転数は電流制御器31内で演算されることから、同一の台車6内の2つの電動機61に対応した2台の電流制御器31で演算される回転数差から、台車の上下振動を検出できる。   That is, it can be seen that the rotational speeds of the two electric motors 61 in the same carriage 6 are proportional to the vertical movement speed of the carriage frame 63. Since the rotation speed of the electric motor 61 is calculated in the current controller 31, the upper and lower positions of the carriage are calculated from the rotation speed difference calculated by the two current controllers 31 corresponding to the two electric motors 61 in the same carriage 6. Vibration can be detected.

図7は台車枠63がピッチング方向に回転した際の図である。〔0045〕と同様の理由で、小歯車691が回転する。また、電動機61の固定子は台車枠63に設置されているため台車枠63のピッチングとともに回転する。電動機61の回転子は小歯車691と同一回転角度となるため、電動機61は台車枠63の回転と小歯車691の回転の和となる。この場合、2台の電動機61は同一の変化となるが、問題となる台車枠63のピッチング振動は固有振動数付近の周波数の振動状態となるため、定常的な回転速度に固有振動数付近の振動が重畳した形となる。   FIG. 7 is a view when the carriage frame 63 rotates in the pitching direction. For the same reason as [0045], the small gear 691 rotates. Further, since the stator of the electric motor 61 is installed on the carriage frame 63, it rotates together with the pitching of the carriage frame 63. Since the rotor of the electric motor 61 has the same rotation angle as that of the small gear 691, the electric motor 61 is the sum of the rotation of the carriage frame 63 and the rotation of the small gear 691. In this case, the two electric motors 61 have the same change, but the pitching vibration of the carriage frame 63 in question becomes a vibration state having a frequency near the natural frequency, so that the steady rotational speed is near the natural frequency. The vibration is superimposed.

そこで図5に示すように、同一の台車6に搭載されている2台の電動機61の回転速度の差から台車枠63の上下振動速度成分を抽出し、2台の電動機61の回転速度の和をフィルタ36に通して定常成分を除去したものから台車枠63のピッチング振動速度成分を抽出する。この抽出した台車枠36の上下振動成分を用いて実施例2の手法を、ピッチング振動速度成分を用いて実施例3の手法を実施する。   Therefore, as shown in FIG. 5, the vertical vibration speed component of the carriage frame 63 is extracted from the difference between the rotation speeds of the two motors 61 mounted on the same carriage 6, and the sum of the rotation speeds of the two motors 61 is obtained. Through the filter 36, the pitching vibration speed component of the carriage frame 63 is extracted from the stationary component removed. The method of the second embodiment is performed using the extracted vertical vibration component of the carriage frame 36, and the method of the third embodiment is performed using the pitching vibration speed component.

フィルタ36は2台の電動機61の回転速度の和から台車枠63のピッチング振動の固有振動数の周波数付近のみを取り出すことにより、台車枠63のピッチング速度成分を抽出できる。   The filter 36 can extract the pitching speed component of the carriage frame 63 by extracting only the vicinity of the natural frequency of the pitching vibration of the carriage frame 63 from the sum of the rotational speeds of the two electric motors 61.

本発明は、電気鉄道車両の駆動システムに有効である。また既存の車両のハードウェアの変更なしに実現できるため、極めて有効である。   The present invention is effective for a drive system of an electric railway vehicle. In addition, it is extremely effective because it can be realized without changing the hardware of an existing vehicle.

1 車体
2 主幹制御装置
3 電動機制御装置
31 トルク制御器
32 電流制御器
33 電力変換回路
34 積分器
35 比例器
36 フィルタ
4 集電装置
5 レール
6 台車
61 電動機
62 車輪
63 台車枠
631 加速度センサ
632 台車枠ピッチングセンサ
64 軸ばね
65 前後支持装置
66 空気ばね
67 牽引装置
68 継手
69 駆動装置
691 小歯車
692 歯車箱
693 大歯車
694 吊りリンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car body 2 Master controller 3 Motor controller 31 Torque controller 32 Current controller 33 Power conversion circuit 34 Integrator 35 Proportorator 36 Filter 4 Current collector 5 Rail 6 Carriage 61 Electric motor 62 Wheel 63 Carriage frame 631 Acceleration sensor
632 Bogie frame pitching sensor 64 Shaft spring 65 Front / rear support device 66 Air spring 67 Traction device 68 Joint 69 Drive device 691 Small gear 692 Gear box 693 Large gear 694 Suspension link

Claims (2)

車輪を有する台車の上に車体が上下方向が空気ばねで結合して搭載された電気車であり、該台車に装荷された2台の電動機がそれぞれ歯車を内蔵した駆動装置を介して2組の車輪を独立に駆動することにより走行する電気車両における電気車制御装置において、
前記2台の電動機に逆方向の振動トルクを重畳させることによって前記台車の上下振動の制御を行い間接的に前記車体の振動抑制制御を行うことを特徴とする電気車制御装置。
An electric vehicle in which a vehicle body is mounted on a carriage having wheels and coupled in the vertical direction with an air spring, and two electric motors loaded on the carriage are respectively connected to two sets via a drive device having a built-in gear . In an electric vehicle control device in an electric vehicle that travels by independently driving wheels,
An electric vehicle control device characterized by controlling vibrations of the vehicle body indirectly by controlling vertical vibrations of the vehicle by superimposing vibration torques in opposite directions on the two motors.
前記台車の上下振動抑制に用いる台車の上下振動速度は同一台車内の2台の前記電動機の回転速度の差から演算することを特徴とする請求項に記載の電気車制御装置。

2. The electric vehicle control device according to claim 1 , wherein a vertical vibration speed of the carriage used for suppressing the vertical vibration of the carriage is calculated from a difference between rotational speeds of the two motors in the same carriage.

JP2009256182A 2009-11-09 2009-11-09 Electric vehicle drive system Expired - Fee Related JP5606043B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009256182A JP5606043B2 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Electric vehicle drive system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009256182A JP5606043B2 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Electric vehicle drive system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011101555A JP2011101555A (en) 2011-05-19
JP5606043B2 true JP5606043B2 (en) 2014-10-15

Family

ID=44192236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009256182A Expired - Fee Related JP5606043B2 (en) 2009-11-09 2009-11-09 Electric vehicle drive system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5606043B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6621369B2 (en) * 2016-05-12 2019-12-18 東洋電機製造株式会社 Idling sliding re-adhesion control method and idling sliding re-adhesion control device
JP7420665B2 (en) * 2020-06-30 2024-01-23 株式会社日立製作所 railway vehicle bogie

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4602113B2 (en) * 2005-02-22 2010-12-22 株式会社日立製作所 Electric car drive system
JP4839778B2 (en) * 2005-10-31 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 Vehicle control device
JP4606350B2 (en) * 2006-03-09 2011-01-05 国立大学法人長岡技術科学大学 Electric vehicle tangential force estimation method
JP4333767B2 (en) * 2007-04-03 2009-09-16 株式会社デンソー Vehicle control device
JP2009118717A (en) * 2007-11-09 2009-05-28 Toyota Motor Corp Control device for electromotor
JP2010124555A (en) * 2008-11-18 2010-06-03 Toyo Electric Mfg Co Ltd Electric bogie

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011101555A (en) 2011-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100932414B1 (en) Driving wheel structure for automobile
KR101004957B1 (en) Robot system for 4 wheel driving and 4 wheel steering using motor
CN102582416B (en) Full line control electric vehicle with variable kinetic characteristics
JP4839778B2 (en) Vehicle control device
CN103534112A (en) A suspension control system
JP4602113B2 (en) Electric car drive system
JP6989445B2 (en) Electromagnetic suspension device
JP5528154B2 (en) Electric vehicle control device
JP2008222112A (en) Energy regenerating damper device and energy regenerating damper system
JP5606043B2 (en) Electric vehicle drive system
JP2014192926A (en) Motor controlling device for each wheel in cart in which each wheel is driven independently
JP6097494B2 (en) Electric vehicle drive system
JP4872792B2 (en) Electric suspension system for vehicles
JP2010202052A (en) Wheel position changing device of vehicle
JP2015195698A (en) Vehicle control device
JP2014192930A (en) Controlling device for cart in which each wheel is driven independently
JP6621369B2 (en) Idling sliding re-adhesion control method and idling sliding re-adhesion control device
JP5605796B2 (en) Electric vehicle control device
JP5748555B2 (en) Electric vehicle control device
JP4507768B2 (en) Each wheel independent drive vehicle
CN109649512A (en) Vehicle-mounted active air power device and its application method
JP4628772B2 (en) Electric vehicle drive system and drive control method
JP2010124555A (en) Electric bogie
JP5030749B2 (en) Vehicle cart
JP4296110B2 (en) Active suspension

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130417

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130423

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130620

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20131001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131227

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140114

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20140214

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140826

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5606043

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees