JP5643271B2 - Method for detecting occurrence of idling and motor control device - Google Patents

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Description

本発明は、動輪の空転又は滑走(空転滑走)の発生を検出して、当該動輪の再粘着制御を行う電動機制御装置等に関する。   The present invention relates to an electric motor control device that detects occurrence of idling or sliding (idling) of a moving wheel and performs re-adhesion control of the driving wheel.

電動機で動輪を駆動して走行する車両として電気車や電気自動車等が知られているが、以下、その代表例として電車(動力車)について説明する。電車は車輪・レール間の接線力(粘着力ともいう。)によって加減速がなされる。電動機の発生トルクにより生じる駆動力が、車輪とレールとに働く粘着力以下であれば粘着走行がなされるが、粘着力を超えた場合には空転又は滑走(以下、「空転滑走」という。)が生じる。空転滑走が生じた場合には、電動機の発生トルクを引き下げて粘着走行に復帰させる制御、すなわち再粘着制御が行われる(例えば、特許文献1参照)。   Electric vehicles, electric vehicles, and the like are known as vehicles that travel by driving a driving wheel with an electric motor. Hereinafter, a train (power vehicle) will be described as a representative example. The train is accelerated and decelerated by the tangential force between the wheels and rails (also called adhesive force). If the driving force generated by the generated torque of the electric motor is less than the adhesive force acting on the wheels and rails, the adhesive running is performed. If the driving force exceeds the adhesive force, the idle running or sliding (hereinafter referred to as “idling running”) is performed. Occurs. In the case of idling, the control for reducing the generated torque of the electric motor to return to the sticking running, that is, the re-sticking control is performed (for example, refer to Patent Document 1).

この再粘着制御において、監視対象としている速度や加速度を検出するために、動輪の回転を検出するセンサを利用するのが一般的である。例えば、動輪輪軸の軸端や車軸付近に設けられて動輪の回転を検出する速度発電機や、歯車の山谷を検出するパルスジェネレータ等の回転検出器が知られているが、何れにしても、動輪の回転を直接或いは間接に検出している。   In this re-adhesion control, in order to detect the speed and acceleration to be monitored, it is common to use a sensor that detects the rotation of the driving wheel. For example, a rotation generator such as a speed generator that is provided near the shaft end of the driving wheel shaft or the axle and detects the rotation of the driving wheel, or a pulse generator that detects the crests of the gears is known. The rotation of the driving wheel is detected directly or indirectly.

そのため、回転検出器の回転検出信号には、電動機による動輪の周方向の回転に係る主信号成分以外にノイズ成分が含まれている。例えば、台車や車体等の振動の影響による高周波成分がそれである。このため、従来では、FIRフィルタ等のデジタルフィルタを利用してローパスフィルタや移動平均演算等の時間軸方向の平滑化を施すことで回転検出信号から高周波成分を除去することで速度・加速度を求めて再粘着制御に利用しているのが一般的であった。   Therefore, the rotation detection signal of the rotation detector includes a noise component in addition to the main signal component related to the rotation of the driving wheel in the circumferential direction by the electric motor. For example, it is a high-frequency component due to the influence of vibration of a cart or a car body. For this reason, conventionally, speed / acceleration is obtained by removing high-frequency components from the rotation detection signal by performing smoothing in the time axis direction such as a low-pass filter and moving average calculation using a digital filter such as an FIR filter. It was generally used for re-adhesion control.

特開2002−44804号公報JP 2002-44804 A

しかしながら、平滑化には時間的な遅れが生じる。例えば、平滑化にローパスフィルタを用いるのであれば時定数が問題となってくる。信号処理に時間を要すると、実際の空転滑走から遅れて空転滑走の発生を検出することとなり、制御遅れが生じる。加えて、空転滑走の発生検出後にトルク引き下げを行うが、そのトルク引き下げの終了タイミングや、もとのトルクに復帰させる制御タイミング等も遅れることとなる。   However, there is a time delay in smoothing. For example, if a low-pass filter is used for smoothing, the time constant becomes a problem. If time is required for signal processing, the occurrence of idling will be detected with a delay from the actual idling, resulting in a control delay. In addition, the torque is reduced after the occurrence of idling and sliding is detected, but the end timing of the torque reduction, the control timing for returning to the original torque, and the like are also delayed.

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、回転検出信号に含まれるノイズ成分の除去と、時間遅れの削減との両者のバランスを図った新たな再粘着制御手法を提案するものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a new balance between the removal of noise components included in the rotation detection signal and the reduction of time delay. A re-adhesion control method is proposed.

以上の課題を解決するための第1の形態は、
動輪を駆動する電動機(例えば図3の電動機10)を制御して当該動輪の再粘着制御を行う電動機制御方法であって、
随時検出される前記動輪の速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する第1の平滑化処理とを行って加速度を検出する第1の加速度検出ステップ(例えば図4の空転滑走検出用加速度検出部612による加速度検出)と、
随時検出される前記動輪の速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する平滑化処理であって前記第1の平滑化処理よりも平滑化時間幅が狭い第2の平滑化処理とを行って加速度を検出する第2の加速度検出ステップ(例えば図4の回復検出用加速度検出部622による加速度検出)と、
前記第1の加速度検出ステップにおいて検出された加速度を用いて空転滑走の発生を検出する空転滑走発生検出ステップ(例えば図4の空転滑走検出部610による空転滑走検出)と、
前記空転滑走発生検出ステップの検出に応じて前記電動機のトルク引き下げ制御を開始するトルク引き下げ開始ステップ(例えば図4の再粘着制御部640によるトルク引き下げ)と、
前記トルク引き下げ制御の開始後に、前記第2の加速度検出ステップにおいて検出された加速度を用いて空転滑走後の回復を検出する回復検出ステップ(例えば図4の回復検出部620による回復検出)と、
前記回復検出ステップの検出に応じて前記トルク引き下げ制御を終了するトルク引き下げ終了ステップ(例えば図4の再粘着制御部640によるトルク引き下げ制御の終了)と、
を含む電動機制御方法である。
The first form for solving the above problems is:
An electric motor control method for controlling an electric motor that drives a driving wheel (for example, the electric motor 10 in FIG. 3) to perform re-adhesion control of the driving wheel,
A first acceleration detecting step (for example, idling in FIG. 4) that detects acceleration by performing a differential operation and a first smoothing process that smoothes in the time axis direction based on the speed of the moving wheel detected as needed. Acceleration detection by the acceleration detection unit 612 for sliding detection),
Based on the speed of the moving wheel detected at any time, a differential operation and a smoothing process for smoothing in the time axis direction, a second smoothing having a smoothing time width narrower than that of the first smoothing process A second acceleration detection step (for example, acceleration detection by the recovery detection acceleration detection unit 622 in FIG. 4) for detecting acceleration by performing processing;
An idling detection detection step (for example, idling detection by the idling detection unit 610 in FIG. 4) for detecting the occurrence of idling using the acceleration detected in the first acceleration detecting step;
A torque reduction start step (for example, torque reduction by the re-adhesion control unit 640 in FIG. 4) for starting torque reduction control of the electric motor in response to detection of the idling and sliding occurrence detection step;
A recovery detection step (for example, recovery detection by the recovery detection unit 620 in FIG. 4) for detecting recovery after idling using the acceleration detected in the second acceleration detection step after the start of the torque reduction control;
A torque reduction end step (for example, completion of torque reduction control by the re-adhesion control unit 640 in FIG. 4) for ending the torque reduction control in response to detection of the recovery detection step;
Is an electric motor control method including

また、他の形態として、
動輪を駆動する電動機を制御して当該動輪の再粘着制御を行う電動機制御装置(例えば図3の電動機制御装置50)であって、
随時検出される前記動輪の速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する第1の平滑化処理とを行って加速度を検出する第1の加速度検出部(例えば図4の空転滑走検出用加速度検出部612)と、
随時検出される前記動輪の速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する平滑化処理であって前記第1の平滑化処理よりも平滑化時間幅が狭い第2の平滑化処理とを行って加速度を検出する第2の加速度検出部(例えば図4の回復検出用加速度検出部622)と、
前記第1の加速度検出部により検出された加速度を用いて空転滑走の発生を検出する空転滑走発生検出部(例えば図4の空転滑走検出部610)と、
前記第2の加速度検出部により検出された加速度を用いて空転滑走後の回復を検出する回復検出部(例えば図4の回復検出部620)と、
を備え、前記空転滑走発生検出部の検出結果と前記回復検出部の検出結果とを用いて前記再粘着制御を行う電動機制御装置を構成することとしてもよい。
As another form,
An electric motor control device (for example, the electric motor control device 50 in FIG. 3) that controls the electric motor that drives the driving wheel and performs re-adhesion control of the driving wheel,
Based on the speed of the moving wheel detected at any time, a first acceleration detecting unit (for example, the idling in FIG. 4) that detects the acceleration by performing a differential operation and a first smoothing process that smoothes in the time axis direction. Glide detection acceleration detection unit 612),
Based on the speed of the moving wheel detected at any time, a differential operation and a smoothing process for smoothing in the time axis direction, a second smoothing having a smoothing time width narrower than that of the first smoothing process A second acceleration detection unit (for example, a recovery detection acceleration detection unit 622 in FIG. 4) that performs processing and detects acceleration;
An idle running occurrence detection unit (for example, an idle running detection unit 610 in FIG. 4) that detects the occurrence of idle running using the acceleration detected by the first acceleration detection unit;
A recovery detector (for example, a recovery detector 620 in FIG. 4) that detects recovery after idling using the acceleration detected by the second acceleration detector;
And an electric motor control device that performs the re-adhesion control using the detection result of the idling and sliding occurrence detection unit and the detection result of the recovery detection unit.

この第1の形態等において、微分演算と第1の平滑化処理とは、処理順序を同順又は逆順に行ってもよいし、或いは同時に行うこととしてもよい。同時に行う場合は、例えば、微分演算に用いる動輪の速度のサンプリング間隔を広げるといった方法がある。微分演算と第2の平滑化処理とについても同様である。   In the first embodiment and the like, the differential operation and the first smoothing process may be performed in the same order or the reverse order, or may be performed simultaneously. When performing simultaneously, there exists a method of extending the sampling interval of the speed of the driving wheel used for a differential calculation, for example. The same applies to the differential operation and the second smoothing process.

この第1の形態等によれば、随時検出される動輪の速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する平滑化処理とを行って加速度を検出するが、平滑化する時間幅が広い第1の平滑化処理と、狭い第2の平滑化処理とによって2種類の加速度が検出される(求められる)。そして、第1の平滑化処理を用いて検出された加速度を用いて空転滑走の発生が検出され、第2の平滑化処理を用いて検出された加速度を用いて空転滑走後の回復が検出される。   According to the first embodiment and the like, acceleration is detected by performing a differential operation and a smoothing process for smoothing in the time axis direction based on the speed of the moving wheel detected at any time. Two types of acceleration are detected (required) by the first smoothing process having a wide width and the second smoothing process having a narrow width. Then, the occurrence of idling is detected using the acceleration detected using the first smoothing process, and the recovery after the idling is detected using the acceleration detected using the second smoothing process. The

平滑化する時間幅を広げればノイズ成分の確実な除去を期待できるが、時間遅れが大きくなる。一方、平滑化時間幅を狭めれば時間遅れが小さくなるが、ノイズ成分を除去しきれずに検出後の加速度には、電動機による動輪の周方向の回転に係る主信号成分以外の成分が残ってしまう可能性が高くなる。   If the time width for smoothing is widened, reliable removal of noise components can be expected, but the time delay increases. On the other hand, if the smoothing time width is narrowed, the time delay is reduced, but the noise component cannot be completely removed, and components other than the main signal component related to the rotation of the driving wheel in the circumferential direction remain in the detected acceleration. There is a high possibility that it will end.

第1の形態等によれば、空転滑走の発生の検出には、平滑化する時間幅が広い第1の平滑化処理を用いて検出された加速度が利用される。空転滑走の発生を検出した場合には、すぐに電動機のトルク引き下げ制御が行われるため、空転滑走の発生検出は、多少の時間遅れを犠牲にしても確実なノイズ成分の除去を行うべきだからである。一方、空転滑走後の回復の検出には、平滑化する時間幅が狭い第2の平滑化処理を用いて検出された加速度が利用される。空転滑走の発生検出後は、回復の検出がなされるまでトルク引き下げが継続的に行われる。回復の検出が遅れれば、その分だけ牽引力が削がれ、また乗客の乗り心地にも影響を与える。加えて、もしも仮に誤って回復を検出したとしても、その後に加速度が上昇した場合には、空転滑走の発生検出が再度なされ得る。そのため、回復の検出には、時間遅れの削減を優先すべきだからである。従って、第1の形態等によれば、回転検出信号に含まれるノイズ成分の除去と、時間遅れの削減との両者のバランスを適切に図った再粘着制御を実現できる。   According to the first form or the like, the acceleration detected using the first smoothing process with a wide time width to be smoothed is used for detecting the occurrence of idling. When the occurrence of idling is detected, the torque reduction control of the electric motor is performed immediately, so the occurrence detection of idling should be surely removed even at the expense of some time delay. is there. On the other hand, the acceleration detected by using the second smoothing process having a narrow time width for smoothing is used to detect the recovery after idling. After detection of the occurrence of idling, torque reduction is continuously performed until recovery is detected. If detection of recovery is delayed, the traction force will be reduced by that amount, and passenger comfort will be affected. In addition, even if recovery is erroneously detected, if the acceleration subsequently increases, the occurrence of idling can be detected again. For this reason, priority should be given to reducing the time delay for recovery detection. Therefore, according to the first embodiment or the like, it is possible to realize the re-adhesion control that appropriately balances the removal of the noise component included in the rotation detection signal and the reduction of the time delay.

また、第2の形態として、第1の形態の電動機制御方法を、
走行速度に応じて、前記第1の平滑化処理及び/又は前記第2の平滑化処理の平滑化時間幅を変更する速度基準平滑化幅範囲変更ステップ(例えば図5の平滑化時間幅設定部650による平滑化時間幅の設定)を更に含むように構成してもよい。
Further, as a second form, the electric motor control method of the first form is
A speed reference smoothing width range changing step for changing the smoothing time width of the first smoothing process and / or the second smoothing process according to the traveling speed (for example, the smoothing time width setting unit in FIG. 5) (Smoothing time width setting by 650) may be further included.

この第2の形態によれば、平滑化処理の平滑化に係る時間幅を走行速度に応じて変更することが可能となる。例えば、走行速度が高速になるほど平滑化時間幅を広く、低速になるほど狭くすることで、速度が高速になるほどノイズ成分の除去、すなわちより正確な加速度の検出を優先し、速度が低速になるほど時間遅れの削減、すなわち過剰なトルク引き下げによる牽引力低下の防止といった作用効果を期待できる。   According to this 2nd form, it becomes possible to change the time width concerning the smoothing of the smoothing process according to the traveling speed. For example, the smoothing time width becomes wider as the running speed becomes higher, and becomes narrower as the speed becomes lower. The higher the speed, the higher priority is given to noise component removal, that is, more accurate acceleration detection. The effect of reducing delay, that is, preventing reduction in traction force due to excessive torque reduction can be expected.

また、第3の形態として、第1又は第2の形態の電動機制御方法であって、
前記第1の平滑化処理及び/又は前記第2の平滑化処理において所与の信号周波数成分を抽出する抽出処理ステップを更に含む電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as a third form, the electric motor control method of the first or second form,
The motor control method may further include an extraction process step of extracting a given signal frequency component in the first smoothing process and / or the second smoothing process.

この第3の形態によれば、第1の平滑化処理及び/又は第2の平滑化処理において、ノイズ成分をカットすることが可能となる。   According to the third aspect, it is possible to cut noise components in the first smoothing process and / or the second smoothing process.

また、第4の形態として、第1〜第3の何れかの形態の電動機制御方法であって、
前記第1の加速度検出ステップにおいて検出された加速度に、前記電動機の駆動による前記動輪の加速度に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出する第1の検出加速度振動検出ステップ(例えば図10の振動発生判定部760による振動発生の判定)と、
前記第1の検出加速度振動検出ステップでの検出に応じて前記第1の平滑化処理の平滑化時間幅を変更する第1の平滑化幅変更ステップ(例えば図10の平滑化時間幅設定部770による平滑化時間幅の設定)と、
を含む電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as a fourth form, the electric motor control method according to any one of the first to third forms,
A first detected acceleration vibration detecting step for detecting that the acceleration detected in the first acceleration detecting step includes a high-frequency component other than the main signal component related to the acceleration of the moving wheel driven by the electric motor ( For example, vibration generation determination by the vibration generation determination unit 760 in FIG.
A first smoothing width changing step (for example, a smoothing time width setting unit 770 in FIG. 10) that changes the smoothing time width of the first smoothing process according to the detection in the first detected acceleration vibration detecting step. Setting the smoothing time width by)
It is good also as comprising the electric motor control method containing these.

この第4の形態によれば、第1の平滑化処理を用いて検出された加速度に電動機による回転に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出した場合には、その第1の平滑化処理の平滑化に係る時間幅を変更することが可能となる。例えば、高周波成分が含まれている場合には、平滑化時間幅を広げるように変更することで、第1の平滑化処理を用いて検出された加速度に含まれるノイズ成分をより確実に除去することが可能となる。   According to the fourth aspect, when it is detected that the acceleration detected using the first smoothing process includes a high frequency component other than the main signal component related to the rotation by the electric motor, It becomes possible to change the time width concerning smoothing of 1 smoothing processing. For example, when a high frequency component is included, the noise component included in the acceleration detected using the first smoothing process is more reliably removed by changing the smoothing time width to be widened. It becomes possible.

また、第5の形態として、第1〜第4の何れかの形態の電動機制御方法であって、
前記第2の加速度検出ステップにおいて検出された加速度に、前記電動機の駆動による前記動輪の加速度に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出する第2の検出加速度振動検出ステップ(例えば図10の振動発生判定部760による振動発生の判定)と、
前記第2の検出加速度振動検出ステップでの検出に応じて前記第2の平滑化処理の平滑化時間幅を変更する第2の平滑化幅変更ステップ(例えば図10の平滑化時間幅設定部770による平滑化時間幅の設定)と、
を含む電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as a fifth mode, the electric motor control method according to any one of the first to fourth modes,
A second detected acceleration vibration detecting step for detecting that the acceleration detected in the second acceleration detecting step includes a high-frequency component other than the main signal component related to the acceleration of the moving wheel driven by the electric motor ( For example, vibration generation determination by the vibration generation determination unit 760 in FIG.
A second smoothing width changing step (for example, a smoothing time width setting unit 770 in FIG. 10) that changes the smoothing time width of the second smoothing process according to the detection in the second detected acceleration vibration detecting step. Setting the smoothing time width by)
It is good also as comprising the electric motor control method containing these.

この第5の形態によれば、第2の平滑化処理を用いて検出された加速度に電動機による回転に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出した場合には、その第2の平滑化処理の平滑化に係る時間幅を変更することが可能となる。例えば、高周波成分が含まれている場合には、平滑化時間幅を広げるように変更することで、第2の平滑化処理を用いて検出された加速度に含まれるノイズ成分をより確実に除去することが可能となる。   According to the fifth aspect, when it is detected that the acceleration detected using the second smoothing process includes a high frequency component other than the main signal component related to the rotation by the electric motor, It is possible to change the time width related to the smoothing of the smoothing process 2. For example, when a high frequency component is included, the noise component included in the acceleration detected by using the second smoothing process is more reliably removed by changing the smoothing time width to be widened. It becomes possible.

また、第6の形態として、第5の形態の電動機制御方法であって、
前記第2の検出加速度振動検出ステップでの検出に応じて前記トルク引き下げ制御における引き下げ速度を変更する引き下げ速度変更ステップ(例えば図10の引き下げ速度制御部642による引き下げ速度の制御)を含む電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as a sixth form, the electric motor control method of the fifth form,
An electric motor control method including a lowering speed changing step (for example, a lowering speed control by the lowering speed control unit 642 in FIG. 10) for changing a lowering speed in the torque lowering control according to the detection in the second detected acceleration vibration detecting step. It is good also as comprising.

この第6の形態によれば、第2の平滑化処理を用いて検出された加速度に主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出した場合には、トルク引き下げ制御における引き下げ速度を変更することが可能となる。例えば、第5の形態によって、高周波成分が含まれているときに平滑化時間幅を広げるように変更した場合には、ノイズ成分をより確実に除去することが可能にはなるが、時間遅れが大きくなる。このため、トルクの引き下げ速度を遅くすることによって、時間遅れが大きくなったとしても、結果的に引き下げたトルクの量(大きさ)は変化しないようにして、牽引力の低下を防止するといったことが可能となる。   According to the sixth aspect, when it is detected that the acceleration detected using the second smoothing process includes a high frequency component other than the main signal component, the reduction speed in the torque reduction control is set. It becomes possible to change. For example, according to the fifth embodiment, when the smoothing time width is changed to include a high frequency component, the noise component can be more reliably removed, but the time delay is increased. growing. For this reason, even if the time delay becomes large by slowing down the torque reduction speed, the amount (magnitude) of the reduced torque is not changed so as to prevent the reduction of the traction force. It becomes possible.

また、第7の形態として、第1〜第6の何れかの形態の電動機制御方法であって、
前記動輪の回転を検出する回転検出器による前記動輪の回転検出信号をもとに第1の回転検出結果平滑化処理を行って速度を検出する第1の速度検出ステップ(例えば図7の空転滑走検出用速度検出部611による速度検出)と、
前記第1の速度検出ステップにおいて検出された速度に、前記電動機の駆動による前記動輪の速度に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出する第1の検出速度振動検出ステップ(例えば図10の振動発生判定部760による振動発生の判定)と、
前記第1の検出速度振動検出ステップでの検出に応じて前記第1の回転検出結果平滑化処理の平滑化時間幅を変更する第1の回転検出結果平滑化幅変更ステップ(例えば図10の平滑化時間幅設定部770による平滑化時間幅の設定)と、
を含み、
前記第1の加速度検出ステップでは、前記第1の速度検出ステップにおいて検出された速度をもとに加速度を検出する、
電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as a seventh aspect, the electric motor control method according to any one of the first to sixth aspects,
A first speed detection step for detecting a speed by performing a first rotation detection result smoothing process based on a rotation detection signal of the driving wheel by a rotation detector that detects the rotation of the driving wheel (for example, idling sliding of FIG. 7) Speed detection by the detection speed detector 611),
First detection speed vibration detection step (detection) for detecting that the speed detected in the first speed detection step includes a high-frequency component other than the main signal component related to the speed of the moving wheel driven by the motor. For example, vibration generation determination by the vibration generation determination unit 760 in FIG.
A first rotation detection result smoothing width changing step (for example, smoothing in FIG. 10) for changing the smoothing time width of the first rotation detection result smoothing process according to the detection in the first detection speed vibration detection step. Smoothing time width setting by the control time width setting unit 770),
Including
In the first acceleration detection step, acceleration is detected based on the speed detected in the first speed detection step.
It is good also as comprising an electric motor control method.

この第7の形態によれば、第1の回転検出結果平滑化処理を行って検出された速度に主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出した場合には、その第1の回転検出結果平滑化処理の平滑化に係る時間幅を変更することが可能となる。例えば、高周波成分が含まれている場合には、平滑化時間幅を広げるように変更することで、第1の回転検出結果平滑化処理を行って検出される速度に含まれるノイズ成分をより確実に除去することが可能となる。   According to the seventh aspect, when it is detected that the high speed component other than the main signal component is included in the speed detected by performing the first rotation detection result smoothing process, the first It is possible to change the time width related to the smoothing of the rotation detection result smoothing process. For example, when a high-frequency component is included, the noise component included in the speed detected by performing the first rotation detection result smoothing process is more surely changed by widening the smoothing time width. Can be removed.

また、第8の形態として、第7の形態の電動機制御方法であって、
前記回転検出信号をもとに、前記第1の回転検出結果平滑化処理よりも平滑化時間幅が狭い第2の回転検出結果平滑化処理を行って速度を検出する第2の速度検出ステップ(例えば図7の回復検出用速度検出部621による速度検出)と、
前記第2の速度検出ステップにおいて検出された速度に、前記電動機の駆動による前記動輪の速度に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出する第2の検出速度振動検出ステップ(例えば図10の振動発生判定部760による振動発生の判定)と、
前記第2の検出速度振動検出ステップでの検出に応じて前記第2の回転検出結果平滑化処理の平滑化時間幅を変更する第2の回転検出結果平滑化幅変更ステップ(例えば図10の平滑化時間幅設定部770による平滑化時間幅の設定)と、
を含み、
前記第2の加速度検出ステップでは、前記第2の速度検出ステップにおいて検出された速度をもとに加速度を検出する、
電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as an eighth mode, the electric motor control method of the seventh mode,
Based on the rotation detection signal, a second speed detection step for detecting a speed by performing a second rotation detection result smoothing process whose smoothing time width is narrower than that of the first rotation detection result smoothing process ( For example, speed detection by the recovery detection speed detection unit 621 in FIG.
A second detection speed vibration detection step for detecting that the speed detected in the second speed detection step includes a high-frequency component other than the main signal component related to the speed of the moving wheel driven by the electric motor ( For example, vibration generation determination by the vibration generation determination unit 760 in FIG.
A second rotation detection result smoothing width changing step for changing the smoothing time width of the second rotation detection result smoothing process according to the detection in the second detection speed vibration detecting step (for example, the smoothing width in FIG. 10). Smoothing time width setting by the control time width setting unit 770),
Including
In the second acceleration detection step, acceleration is detected based on the speed detected in the second speed detection step.
It is good also as comprising an electric motor control method.

この第8の形態によれば、第7の形態と相俟って、動輪の回転を検出する回転検出器の回転結果を時間軸方向に平滑化することで速度を検出するが、平滑化する時間幅が広い第1の回転検出結果平滑化処理と、狭い第2の回転検出結果平滑化処理とによって2種類の速度が検出される(求められる)。そして、第1の回転検出結果平滑化処理により検出された速度をもとに第1の加速度平滑化処理を行って加速度が検出され、第2の回転検出結果平滑化処理を行って検出された速度をもとに第2の平滑化処理を用いて加速度が検出される。従って、平滑化時間幅の広い第1の回転検出結果平滑化処理を行って検出された速度は、最終的に空転滑走の発生検出に利用され、平滑化時間幅の狭い第2の回転検出結果平滑化処理を行って検出された速度は、最終的に空転滑走後の回復検出に利用される。従って、第1の形態と同様、回転検出信号に含まれるノイズ成分の除去と、時間遅れの削減との両者のバランスを取った合理的な再粘着制御を実現することができる。   According to the eighth embodiment, combined with the seventh embodiment, the speed is detected by smoothing the rotation result of the rotation detector that detects the rotation of the driving wheel in the time axis direction, but the rotation is smoothed. Two types of speeds are detected (obtained) by the first rotation detection result smoothing process having a wide time width and the narrow second rotation detection result smoothing process. Then, based on the speed detected by the first rotation detection result smoothing process, the first acceleration smoothing process is performed to detect the acceleration, and the second rotation detection result smoothing process is performed to detect the acceleration. Based on the speed, acceleration is detected using the second smoothing process. Therefore, the speed detected by performing the first rotation detection result smoothing process with a wide smoothing time width is finally used for detecting the occurrence of idling, and the second rotation detection result with a narrow smoothing time width. The speed detected by performing the smoothing process is finally used for detection of recovery after idling. Therefore, as in the first embodiment, it is possible to realize rational re-adhesion control that balances the removal of noise components included in the rotation detection signal and the reduction of time delay.

また、第2の回転検出結果平滑化処理により検出された速度に主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出した場合には、その第2の回転検出結果平滑化処理の平滑化に係る時間幅を変更することが可能となる。例えば、高周波成分が含まれている場合には、平滑化時間幅を広げるように変更することで、第2の回転検出結果平滑化処理を行って検出された速度に含まれるノイズ成分をより確実に除去することが可能となる。   Further, when it is detected that the speed detected by the second rotation detection result smoothing process includes a high-frequency component other than the main signal component, the second rotation detection result smoothing process is smoothed. It becomes possible to change the time width concerning. For example, when a high frequency component is included, the noise component included in the speed detected by performing the second rotation detection result smoothing process is more surely changed by widening the smoothing time width. Can be removed.

また、空転滑走発生検出については種々の形態が考えられる。
例えば、第9の形態として、第1〜第8の何れかの形態の電動機制御方法であって、
前記空転滑走発生検出ステップが、前記第1の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第1の加速度閾値条件を満たし、更に、前記動輪の速度と所与の基準速度との速度差が所与の速度差閾値条件を満たした場合に、空転滑走の発生を検出するステップである、
電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Moreover, various forms can be considered for the detection of idling.
For example, as a ninth mode, the motor control method according to any one of the first to eighth modes,
In the idling detection occurrence step, the acceleration detected in the first acceleration detection step satisfies a first acceleration threshold condition, and a speed difference between the moving wheel speed and a given reference speed is given. It is a step of detecting the occurrence of idling when the speed difference threshold condition is satisfied,
It is good also as comprising an electric motor control method.

また、第10の形態として、第1〜第8の何れかの形態の電動機制御方法であって、
随時検出される前記動輪の速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する平滑化処理であって前記第1の平滑化処理よりも平滑化時間幅が狭い第3の平滑化処理とを行って加速度を検出する第3の加速度検出ステップを更に含み、
前記空転滑走発生検出ステップは、前記第1の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第1の加速度閾値条件を満たし、且つ、前記第3の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第3の加速度閾値条件を満たした場合に、空転滑走の発生を検出するステップである、
電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as a tenth aspect, the electric motor control method according to any one of the first to eighth aspects,
Based on the speed of the moving wheel detected at any time, a differential operation and a smoothing process for smoothing in the time axis direction, and a third smoothing having a smoothing time width narrower than the first smoothing process And a third acceleration detecting step for detecting acceleration by performing processing,
In the idling detection occurrence step, the acceleration detected in the first acceleration detection step satisfies a first acceleration threshold condition, and the acceleration detected in the third acceleration detection step is a third acceleration threshold value. It is a step of detecting the occurrence of idling when the condition is satisfied,
It is good also as comprising an electric motor control method.

また、第11の形態として、第1〜第8の何れかの形態の電動機制御方法であって、
前記空転滑走発生検出ステップは、前記第1の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第1の加速度閾値条件を満たし、且つ、前記第2の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第2の加速度閾値条件を満たした場合に、空転滑走の発生を検出するステップである、
電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as an eleventh aspect, the electric motor control method according to any one of the first to eighth aspects,
In the idling detection occurrence step, the acceleration detected in the first acceleration detection step satisfies a first acceleration threshold condition, and the acceleration detected in the second acceleration detection step is a second acceleration threshold value. It is a step of detecting the occurrence of idling when the condition is satisfied,
It is good also as comprising an electric motor control method.

第12の形態は、
動輪を駆動する電動機を制御して当該動輪の再粘着制御を行う電動機制御方法であって、
前記動輪の回転を検出する回転検出器による前記動輪の回転検出信号をもとに回転検出結果平滑化処理を行って速度を検出する速度検出ステップ(例えば図10の速度検出部701による速度検出)と、
前記速度検出ステップにおいて検出された速度に、前記電動機の駆動による前記動輪の速度に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出する検出速度振動検出ステップ(例えば図10の速度用判定部762による振動発生の判定)と、
前記検出速度振動検出ステップでの検出に応じて前記回転検出結果平滑化処理の平滑化時間幅を変更する回転検出結果平滑化幅変更ステップ(例えば図10の速度用設定部772による平滑化時間幅の設定)と、
前記速度検出ステップにおいて随時検出される速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する加速度平滑化処理とを行って加速度を検出する加速度検出ステップ(例えば図10の加速度検出部702による加速度検出)と、
前記加速度検出ステップにおいて検出された加速度に、前記電動機の駆動による前記動輪の加速度に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出する検出加速度振動検出ステップ(例えば図10の加速度用判定部761による振動発生の判定)と、
前記検出加速度振動検出ステップでの検出に応じて前記加速度検出ステップにおける前記平滑化処理の平滑化時間幅を変更する平滑化幅変更ステップ(例えば図10の加速度用設定部771による平滑化時間幅の設定)と、
前記加速度検出ステップにおいて検出された加速度を用いて空転滑走の発生を検出する空転滑走発生検出ステップ(例えば図10の空転滑走検出部610による空転滑走検出)と、
前記空転滑走発生検出ステップの検出に応じて前記電動機のトルク引き下げ制御を開始するトルク引き下げ開始ステップ(例えば図10の再粘着制御部640によるトルク引き下げ制御)と、
前記トルク引き下げ制御の開始後に、前記加速度検出ステップにおいて検出された加速度を用いて空転滑走後の回復を検出する回復検出ステップ(例えば図10の回復検出部620による回復検出)と、
前記回復検出ステップの検出に応じて前記トルク引き下げ制御を終了するトルク引き下げ終了ステップ(例えば図10の再粘着制御部640によるトルク引き下げ制御の終了)と、
を含む電動機制御方法である。
The twelfth form is
An electric motor control method for controlling a motor that drives a driving wheel to perform re-adhesion control of the driving wheel,
A speed detection step of detecting a speed by performing a rotation detection result smoothing process based on a rotation detection signal of the driving wheel by a rotation detector that detects the rotation of the driving wheel (for example, speed detection by the speed detection unit 701 in FIG. 10). When,
Detection speed vibration detection step for detecting that the speed detected in the speed detection step includes a high-frequency component other than the main signal component related to the speed of the moving wheel driven by the electric motor (for example, for speed in FIG. 10) Determination of occurrence of vibration by the determination unit 762),
A rotation detection result smoothing width changing step for changing the smoothing time width of the rotation detection result smoothing process according to the detection in the detection speed vibration detecting step (for example, the smoothing time width by the speed setting unit 772 in FIG. 10) Settings) and
Based on the speed detected at any time in the speed detection step, an acceleration detection step (for example, an acceleration detection unit 702 in FIG. 10) that detects an acceleration by performing a differential operation and an acceleration smoothing process that smoothes in the time axis direction. Acceleration detection), and
A detected acceleration vibration detecting step for detecting that the acceleration detected in the acceleration detecting step includes a high frequency component other than the main signal component related to the acceleration of the moving wheel driven by the electric motor (for example, for acceleration in FIG. 10) Determination of occurrence of vibration by the determination unit 761),
A smoothing width changing step for changing the smoothing time width of the smoothing process in the acceleration detecting step according to the detection in the detected acceleration vibration detecting step (for example, the smoothing time width of the acceleration setting unit 771 in FIG. 10) Settings)
An idling detection detection step (for example, idling detection by the idling detection unit 610 in FIG. 10) for detecting the occurrence of idling using the acceleration detected in the acceleration detecting step;
A torque reduction start step (for example, torque reduction control by the re-adhesion control unit 640 in FIG. 10) for starting torque reduction control of the electric motor in response to detection of the idling and sliding occurrence detection step;
A recovery detection step (for example, recovery detection by the recovery detection unit 620 in FIG. 10) for detecting recovery after idling using the acceleration detected in the acceleration detection step after the start of the torque reduction control;
A torque reduction end step (for example, completion of torque reduction control by the re-adhesion control unit 640 in FIG. 10) for ending the torque reduction control in response to detection of the recovery detection step;
Is an electric motor control method including

また、他の形態として、
動輪を駆動する電動機を制御して当該動輪の再粘着制御を行う電動機制御装置であって、
前記動輪の回転を検出する回転検出器による前記動輪の回転検出信号をもとに回転検出結果平滑化処理を行って速度を検出する速度検出部(例えば図10の速度検出部701)と、
前記速度検出部により検出された速度に、前記電動機の駆動による前記動輪の速度に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出する検出速度振動検出部(例えば図10の速度用判定部762)と、
前記検出速度振動検出部の検出に応じて前記回転検出結果平滑化処理の平滑化時間幅を変更する回転検出結果平滑化幅変更部(例えば図10の速度用設定部772)と、
前記速度検出部により随時検出される速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する加速度平滑化処理とを行って加速度を検出する加速度検出部(例えば図10の加速度検出部702)と、
前記加速度検出部により検出された加速度に、前記電動機の駆動による前記動輪の加速度に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出する検出加速度振動検出部(例えば図10の加速度用判定部761)と、
前記検出加速度振動検出部の検出に応じて前記加速度検出部による前記平滑化処理の平滑化時間幅を変更する平滑化幅変更部(例えば図10の加速度用設定部771)と、
前記加速度検出部により検出された加速度を用いて空転滑走の発生を検出する空転滑走発生検出部(例えば図10の空転滑走検出部610)と、
前記加速度検出部により検出された加速度を用いて空転滑走後の回復を検出する回復検出部(例えば図10の回復検出部620)と、
を備え、前記空転滑走発生検出部の検出結果と前記回復検出部の検出結果とを用いて、前記再粘着制御を行う電動機制御装置を構成することとしてもよい。
As another form,
An electric motor control device that controls an electric motor that drives a driving wheel to perform re-adhesion control of the driving wheel,
A speed detection unit (for example, a speed detection unit 701 in FIG. 10) that detects a speed by performing a rotation detection result smoothing process based on a rotation detection signal of the driving wheel by a rotation detector that detects the rotation of the driving wheel;
A detection speed vibration detection unit that detects that the speed detected by the speed detection unit includes a high-frequency component other than the main signal component related to the speed of the moving wheel driven by the electric motor (for example, for the speed of FIG. 10). Determination unit 762),
A rotation detection result smoothing width changing unit (for example, a speed setting unit 772 in FIG. 10) that changes a smoothing time width of the rotation detection result smoothing process according to detection by the detection speed vibration detection unit;
Based on the speed detected at any time by the speed detection unit, an acceleration detection unit (for example, the acceleration detection unit 702 in FIG. 10) that detects the acceleration by performing differentiation and acceleration smoothing processing that smoothes in the time axis direction. )When,
A detected acceleration vibration detection unit (for example, for acceleration in FIG. 10) that detects that the acceleration detected by the acceleration detection unit includes a high-frequency component other than the main signal component related to the acceleration of the moving wheel driven by the motor. Determination unit 761),
A smoothing width changing unit (for example, an acceleration setting unit 771 in FIG. 10) that changes a smoothing time width of the smoothing process by the acceleration detecting unit in accordance with detection by the detected acceleration vibration detecting unit;
An idling run detection unit (for example, idling run detection unit 610 in FIG. 10) that detects the occurrence of idling using the acceleration detected by the acceleration detection unit;
A recovery detection unit (for example, recovery detection unit 620 in FIG. 10) that detects recovery after idling using the acceleration detected by the acceleration detection unit;
And a motor control device that performs the re-adhesion control using the detection result of the idling and sliding occurrence detection unit and the detection result of the recovery detection unit.

この第9の形態等によれば、動輪の回転を検出する回転検出器の回転検出信号をもとに速度を検出し、検出した速度をもとに、微分演算と、時間軸方向に平滑化する平滑化処理とを行って加速度を検出する。但し、検出された速度に電動機による回転に係る主信号成分以外の高周波成分が含まれている場合には、例えば平滑化に係る時間幅を大きくする等して平滑化時間幅が変更されるため、動輪の周方向の回転速度をより正確に検出することが可能となる。また、検出された加速度に主信号成分以外の高周波成分が含まれている場合にも平滑化に係る時間幅が変更されるため、動輪の周方向の回転加速度をより正確に検出することが可能となる。従って、ノイズ成分の除去ができていない場合にのみ、平滑化時間幅が広くされる。   According to the ninth embodiment, the speed is detected based on the rotation detection signal of the rotation detector that detects the rotation of the driving wheel, and the differential calculation and the smoothing in the time axis direction are performed based on the detected speed. The acceleration is detected by performing smoothing processing. However, when the detected speed includes a high-frequency component other than the main signal component related to rotation by the electric motor, the smoothing time width is changed, for example, by increasing the time width related to smoothing. Thus, it becomes possible to detect the rotational speed of the moving wheel in the circumferential direction more accurately. Even when the detected acceleration contains high-frequency components other than the main signal component, the time width for smoothing is changed, so that the rotational acceleration in the circumferential direction of the driving wheel can be detected more accurately. It becomes. Therefore, only when the noise component cannot be removed, the smoothing time width is widened.

こうして検出された加速度を用いて空転滑走の発生や、空転滑走後の回復が検出されて再粘着制御が行われるため、速度や加速度の誤検出を抑えつつ、時間遅れも必要最小限に抑えた再粘着制御を実現することが可能となる。   Using the acceleration detected in this way, the occurrence of idling and recovery after idling is detected and re-adhesion control is performed, so that false detection of speed and acceleration is suppressed, and time delay is also minimized. Re-adhesion control can be realized.

また、第13の形態として、第12の形態の電動機制御方法であって、
前記検出加速度振動検出ステップでの検出に応じて前記トルク引き下げ制御における引き下げ速度を変更する引き下げ速度変更ステップ(例えば図10の引き下げ速度制御部642による引き下げ速度の変更)を含む電動機制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as a thirteenth form, the electric motor control method of the twelfth form,
An electric motor control method including a lowering speed changing step (for example, changing the lowering speed by the lowering speed control unit 642 in FIG. 10) for changing the lowering speed in the torque lowering control according to the detection in the detected acceleration vibration detecting step is configured. It is good as well.

この第13の形態によれば、平滑化処理を用いて検出された加速度に主信号成分以外の高周波成分が含まれていることを検出した場合には、トルク引き下げ制御における引き下げ速度を変更することが可能となる。例えば、第9の形態によって、高周波成分が含まれているときに平滑化時間幅を広げるように変更した場合には、ノイズ成分をより確実に除去することが可能にはなるが、時間遅れが大きくなる。このため、トルクの引き下げ速度を遅くすることによって、時間遅れが大きくなったとしても、結果的に引き下げたトルクの量(大きさ)は変化しないようにして、牽引力の低下を防止するといったことが可能となる。   According to the thirteenth embodiment, when it is detected that the acceleration detected using the smoothing process includes a high-frequency component other than the main signal component, the pull-down speed in the torque pull-down control is changed. Is possible. For example, according to the ninth embodiment, when the smoothing time width is changed to include a high frequency component, the noise component can be more reliably removed, but the time delay is reduced. growing. For this reason, even if the time delay becomes large by slowing down the torque reduction speed, the amount (magnitude) of the reduced torque is not changed so as to prevent the reduction of the traction force. It becomes possible.

再粘着制御を説明するための図。The figure for demonstrating re-adhesion control. PG信号から算出される軸速度及び加速度の一例を示す図。The figure which shows an example of the axial velocity and acceleration calculated from PG signal. 第1実施例の電車の主回路の回路ブロックを示す図。The figure which shows the circuit block of the main circuit of the train of 1st Example. 第1実施例の再粘着制御装置のブロック図。The block diagram of the re-adhesion control apparatus of 1st Example. 第1実施例の再粘着制御装置の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the re-adhesion control apparatus of 1st Example. 速度域に応じた平滑化時間幅の設定の一例を示す図。The figure which shows an example of the setting of the smoothing time width according to a speed range. 第1実施例の再粘着制御装置の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the re-adhesion control apparatus of 1st Example. 第1実施例の再粘着制御装置の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the re-adhesion control apparatus of 1st Example. 複数の平滑化時間幅で検出した加速度を用いた空転滑走検出を説明するための図。The figure for demonstrating the idling detection using the acceleration detected by the some smoothing time width. 第2実施例の再粘着制御装置のブロック図。The block diagram of the re-adhesion control apparatus of 2nd Example. 軸速度及び加速度の変化と、トルク分電流指令の引き下げ速度との関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between the change of an axial speed and an acceleration, and the reduction | decrease speed of a torque part current command.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。尚、以下では、本発明を電気車の一種である電車に適用した場合を説明するが、電動機で動輪を駆動して走行する車両であれば、他の電気車である電気機関車や、電気自動車にも適用することが可能である。ブレーキ制御としても、回生ブレーキばかりでなく、機械ブレーキによるブレーキ制御を行う電気車への適用も可能であることは勿論である。
また、本発明の考え方の基礎となる問題点を先に説明した後に、具体的な実施例について詳細に説明する。また、以下では説明の簡明化のために適宜「電動機トルク」を増減させるとして説明するが、より正確には「トルク分電流」、ひいては「トルク分電流指令」を増減させる意味である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the case where the present invention is applied to a train which is a kind of electric vehicle will be described. However, if the vehicle is driven by driving a driving wheel with an electric motor, the electric locomotive, which is another electric vehicle, It can also be applied to automobiles. Of course, the brake control can be applied not only to the regenerative brake but also to an electric vehicle that performs a brake control by a mechanical brake.
In addition, after describing the problems that are the basis of the concept of the present invention, specific examples will be described in detail. In the following description, the “motor torque” is increased or decreased as appropriate for the sake of simplification, but more precisely, “torque component current” and thus “torque component current command” is increased or decreased.

[問題点]
図1は、再粘着制御を説明するための図であり、空転滑走が発生していない一定加速中の状態から空転滑走が発生し、再粘着制御を行って再粘着するまでの一連の各信号波形を示している。横軸を時間tとして、上から順に、制御対象の動軸の軸速度V及び基準速度Vmを示すグラフ、制御対称軸の加速度αを示すグラフ、電動機トルクτを示すグラフ、空転滑走検出信号のグラフ、回復検出信号のグラフを示す。空転滑走が発生していない状態では、軸速度Vは基準速度Vmにほぼ一致し、電動機トルクτはほぼ一定に保たれている。空転滑走が発生すると、軸速度Vが上昇し始め、基準速度Vmとの差分である速度差Vdが増加する。そして、時刻t1において、速度差Vdが予め定められた空転滑走検出閾値Vsに達すると、空転滑走の発生が検出される。ここで、空転滑走検出信号がONとなる。
[problem]
FIG. 1 is a diagram for explaining the re-adhesion control. A series of signals from the idling state where no free-running has occurred to the re-adhesion control after re-adhesion control has occurred. The waveform is shown. A graph showing the axial speed V and the reference speed Vm of the control target dynamic axis, a graph showing the acceleration α of the control symmetry axis, a graph showing the motor torque τ e, and a slipping detection signal, in order from the top, with the horizontal axis as time t And a graph of a recovery detection signal. In a state where no idling occurs, the shaft speed V substantially matches the reference speed Vm, and the motor torque τ e is kept substantially constant. When idling occurs, the shaft speed V starts to increase, and the speed difference Vd, which is the difference from the reference speed Vm, increases. Then, when the speed difference Vd reaches a predetermined idling detection threshold value Vs at time t1, occurrence of idling is detected. Here, the idling detection signal is turned ON.

すると、再粘着制御が発動されて、電動機トルクτの引き下げ(より正確にはトルク分電流の引き下げである。)が開始される。電動機トルクτの引き下げは、予め定められた引き下げ速度Wtで継続的に行われる。即ち、トルクτの引き下げ量を増加させていく。電動機トルクτが引き下げられると、加速度αの増加が次第に抑えられ、減少に転ずる。この間、軸速度Vは上がり続けるが、加速度αがゼロとなる時刻t2では、軸速度Vの増加もゼロとなる。この加速度αがゼロとなったことを、空転滑走からもとの粘着走行への回復開始として検出する(回復検出)。ここで、空転滑走検出信号がOFFになるとともに、回復検出信号がONとなる。なお、回復検出とする加速度αをゼロとして説明したが、説明の簡明化のためにゼロとしたものであって、所定の回復検出閾値(例えばゼロではなく、“+1”や“−1”)以下に達した場合に回復開始として検出することとしてよい。 Then, the re-adhesion control is activated, and the reduction of the motor torque τ e (more precisely, the reduction of the current corresponding to the torque) is started. Reduction in motor torque tau e is continuously performed at a predetermined lowered rate Wt. That is, the amount by which the torque τ e is reduced is increased. When the motor torque τ e is reduced, the increase in the acceleration α is gradually suppressed, and starts to decrease. During this time, the axial speed V continues to increase, but at time t2 when the acceleration α becomes zero, the increase in the axial speed V also becomes zero. The fact that the acceleration α has become zero is detected as the start of recovery from idle running to the original adhesive running (recovery detection). Here, the idling detection signal is turned off and the recovery detection signal is turned on. Although the acceleration α for recovery detection has been described as zero, it has been set to zero for the sake of simplification of description, and a predetermined recovery detection threshold (for example, “+1” or “−1” instead of zero). When the following is reached, it may be detected as recovery start.

回復検出がなされると、電動機トルクτの引き下げを停止して、引き下げ量を保持する。すると、マイナスとなっていた加速度αの減少が次第に抑えられ、やがて増加に転じる。また、基準速度Vmからの乖離幅が大きくなっていた軸速度Vが低下し始める。そして、速度差Vdが予め定められた再粘着検出閾値Vr以下になると、再粘着したとして検出(再粘着検出)し、復帰動作用の制御が開始される。すなわち、保持していた電動機トルクτの引き下げ量を減少させてトルクを復帰させる制御が開始される。そして、電動機トルクτが所定の目標トルク値(例えば、再粘着制御の開始時点(時刻t1)における値)まで復帰した時刻t4において、再粘着制御の終了となる。この再粘着検出後の電動機トルクτは、予め定められた復帰時間Ttをかけて復帰するように制御される。 When recovery is detected, the reduction of the motor torque τ e is stopped and the amount of reduction is maintained. Then, the decrease in acceleration α, which has been negative, is gradually suppressed, and eventually increases. Further, the axial speed V, which has a large deviation from the reference speed Vm, starts to decrease. When the speed difference Vd becomes equal to or less than a predetermined re-adhesion detection threshold Vr, it is detected as re-adhesion (re-adhesion detection), and the control for the return operation is started. That is, the control for returning to decrease the torque to lower the amount of the held have the motor torque tau e is started. Then, at the time t4 when the motor torque τ e returns to a predetermined target torque value (for example, the value at the start time of the re-adhesion control (time t1)), the re-adhesion control ends. The motor torque τ e after the re-adhesion detection is controlled so as to return over a predetermined return time Tt.

尚、ここでは、空転滑走検出及び再粘着検出の監視対象を軸速度V(ひいては速度差Vd)としたが加速度αも監視対象に加えて併用することとしてもよい。また、回復検出の監視対象を加速度αとしたが、軸速度V(ひいては速度差Vd)も監視対象に加えて併用し、加速度αがゼロとなる、或いは、速度差Vdが空転滑走検出閾値Vs以下の所定の閾値以下となったことを回復開始と見なして検出してもよい。   In this case, the monitoring target for the idling / sliding detection and the re-adhesion detection is the axial speed V (and hence the speed difference Vd), but the acceleration α may be used in addition to the monitoring target. Further, although the acceleration α is set as the monitoring target for recovery detection, the axial velocity V (and thus the speed difference Vd) is also used in addition to the monitoring target, so that the acceleration α becomes zero, or the speed difference Vd is the idling sliding detection threshold Vs. You may detect that it is below the predetermined threshold below, considering it as a recovery start.

以上の通り、再粘着制御は、軸速度V及び加速度αを監視対象として、これらの値に応じて制御されるが、この軸速度V及び加速度αは、動輪の回転を検出する回転検出器の検出結果信号から求めるのが一般的である。以下の第1〜第2の実施例では、この回転検出器としてパルスジェネレータを用いることとして説明する。パルスジェネレータで検出された信号(以下「PG信号」という。)から軸速度を求める方式には種々有り、例えば、FIRフィルタ等のデジタルフィルタを利用してデジタル演算処理により求める方式としては、一定時間の間に計数されたパルス数と車輪径とを用いて速度を算出する一定時間パルス数計数方式や、ある一定時間の時間幅の前後のパルスとその一定時間内のパルスとから求まるパルス列全体の検出時間幅とそのパルス列のパルス数と車輪径とを用いて速度を算出する平均パルス幅計数方式などが知られている。何れの方式も時間軸方向に平均するという平滑化を行っている。また、デジタル演算処理ではなく、信号処理回路として実現する場合には微分器とローパスフィルタによって構成されるが、その場合には、ローパスフィルタが時間軸方向への平滑化の役割を担う。
また、加速度αは軸速度Vを更に微分演算することで求められる。
As described above, the re-adhesion control is controlled according to these values with the axial velocity V and the acceleration α being monitored, and the axial velocity V and the acceleration α are determined by the rotation detector that detects the rotation of the driving wheel. Generally, it is obtained from the detection result signal. In the following first to second embodiments, a pulse generator is used as the rotation detector. There are various methods for obtaining the shaft speed from the signal detected by the pulse generator (hereinafter referred to as “PG signal”). For example, as a method for obtaining digital speed using a digital filter such as an FIR filter, a certain time is used. The pulse number counting method that calculates the speed using the number of pulses counted during this period and the wheel diameter, and the entire pulse train that is obtained from pulses before and after a certain time width and pulses within the certain time An average pulse width counting method for calculating a speed using a detection time width, the number of pulses in the pulse train, and a wheel diameter is known. Both methods perform smoothing by averaging in the time axis direction. Further, when implemented as a signal processing circuit instead of digital arithmetic processing, it is constituted by a differentiator and a low-pass filter. In this case, the low-pass filter plays a role of smoothing in the time axis direction.
Further, the acceleration α is obtained by further differentiating the axial velocity V.

ところが、PG信号には、電動機の駆動のみによる周方向の速度成分以外に、台車や車体の振動等の影響による高周波のノイズ成分が重畳している。そのため、軸速度を求める際の平滑化に係る時間幅に有る程度の時間幅を設けて、ノイズ成分を除去する処理が施されるのが一般的である。また、加速度を求める際にも、移動平均演算を施したり、演算に用いるサンプリング時間間隔を所定間隔にする(より具体的には、随時検出される速度のうち、加速度演算に用いる速度のサンプリング間隔を変更することで平滑化時間幅を変更することができるため、サンプリング間隔を所定間隔に保つ。)等の時間軸方向にある程度の平滑化を施しているのが一般的である。図2にPG信号から算出される軸速度、加速度の一例を示す。   However, a high-frequency noise component due to the influence of the vibration of the carriage or the vehicle body is superimposed on the PG signal, in addition to the circumferential speed component only by driving the motor. For this reason, it is common to perform a process of removing a noise component by providing a time width that is approximately equal to the time width related to smoothing when obtaining the axial speed. In addition, when calculating acceleration, a moving average calculation is performed, or a sampling time interval used for the calculation is set to a predetermined interval (more specifically, a sampling interval of speeds used for acceleration calculation among speeds detected at any time) Since the smoothing time width can be changed by changing, the sampling interval is kept at a predetermined interval.) In general, a certain degree of smoothing is performed in the time axis direction. FIG. 2 shows an example of the axial speed and acceleration calculated from the PG signal.

図2において、軸速度Vは、平均化時間幅が短い第1速度(例えば平滑化時間幅1ms)と、平均化時間幅が長い第2速度(例えば平滑化時間幅25ms)とを図示している。平滑化時間幅が短い第1速度の軸速度Vは微小振動が生じているが、平滑化時間幅が長い第2速度の軸速度Vには振動が生じていないのが分かる。図2の各加速度は、第2速度の軸速度Vに対して、平滑化時間幅を様々に変えた場合の加速度を示している。第1加速度〜第4加速度の順に、平滑化時間幅を長く(広く)している。第2速度の軸速度Vは、図2では振動していないかのように見える。しかし、僅かながらの振動(ノイズ成分)が依然として残存している。この結果、平滑化時間幅が最も短い第1加速度の加速度αのグラフは振動しており、その振幅も大きい。平滑化時間幅が長く(広く)なるに従って、すなわち、第2加速度、第3加速度、第4加速度となるに従って、加速度αにおいて振動の大きさが小さくなっていることが分かる。   In FIG. 2, the axial speed V indicates a first speed with a short average time width (for example, a smoothing time width of 1 ms) and a second speed with a long average time width (for example, a smoothing time width of 25 ms). Yes. It can be seen that the first speed axial speed V with a short smoothing time width causes minute vibrations, but the second speed axial speed V with a long smoothing time width has no vibrations. Each acceleration in FIG. 2 indicates the acceleration when the smoothing time width is variously changed with respect to the axial speed V of the second speed. The smoothing time width is increased (widened) in the order of the first acceleration to the fourth acceleration. The axial speed V of the second speed appears as if it is not vibrating in FIG. However, slight vibration (noise component) still remains. As a result, the graph of the acceleration α of the first acceleration having the shortest smoothing time width vibrates and has a large amplitude. It can be seen that the magnitude of vibration decreases at the acceleration α as the smoothing time width becomes longer (wider), that is, as the second acceleration, the third acceleration, and the fourth acceleration.

しかしながら、平滑化時間幅を長く(広く)することによって、時間遅れが生じる。第1加速度〜第4加速度の順に平滑化時間幅が広くなるに従って、加速度αのグラフが右方向にずれており、加速度の検出遅れが生じていることが分かる。   However, a time delay occurs by increasing (widening) the smoothing time width. It can be seen that as the smoothing time width increases in the order of the first acceleration to the fourth acceleration, the graph of acceleration α is shifted to the right, and an acceleration detection delay occurs.

すなわち、時間軸方向に平滑化する時間幅を広げることはノイズ成分の削減に有効ではある。ノイズ成分を削減することによって精度のよい速度・加速度を検出可能であるため、空転滑走検出、回復検出、再粘着検出の誤検出の可能性を低減することができる。しかし一方で、速度・加速度の検出遅れを招く。再粘着制御において、空転滑走を検出した場合、回復の検出がなされるまで電動機トルクτは所定の引き下げ速度で継続的に引き下げられる(図1参照)。従って、回復の検出が遅れることは、過剰なトルク引き下げを行うことになり、電車の牽引力の低下に繋がる。特に、低速走行中や登坂中の牽引力の低下は避けたいところである。このため、速度・加速度の検出遅れをできる限り無くしたい。回転検出器による検出信号に含まれるノイズ成分の除去と、速度・加速度の検出遅れの低減との両立を如何に図るかが重要である。以下、この問題点を解決するための実施例を説明する。 That is, widening the time width for smoothing in the time axis direction is effective in reducing noise components. Since it is possible to detect speed and acceleration with high accuracy by reducing the noise component, it is possible to reduce the possibility of erroneous detection of slipping detection, recovery detection, and re-adhesion detection. On the other hand, however, the detection of speed / acceleration is delayed. In re-adhesion control, when idling is detected, the motor torque τ e is continuously reduced at a predetermined reduction speed until recovery is detected (see FIG. 1). Therefore, if the detection of recovery is delayed, excessive torque reduction is performed, leading to a decrease in the traction force of the train. In particular, we want to avoid a reduction in traction during low-speed driving or climbing. For this reason, we want to eliminate the detection delay of speed and acceleration as much as possible. It is important how to eliminate the noise component contained in the detection signal by the rotation detector and to reduce the speed / acceleration detection delay. An embodiment for solving this problem will be described below.

[第1実施例]
図3は、電車の主回路の回路ブロックのうち、第1実施例に関係する構成を概略的に示した図であり、一の駆動軸について示している。すなわち、電動機の制御は個別制御(いわゆる1C1M)として以下説明するが、本発明の適用可能な形態がこれに限られるものではない。例えば、動輪2軸を一括して制御する1C2Mに適用することも可能である。図3によれば、第1実施例に関わる電車の主回路としては、電動機10と、パルスジェネレータ20と、インバータ30と、電流センサ40と、電動機制御装置50とが有る。
[First embodiment]
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration related to the first embodiment in the circuit block of the main circuit of the train, and shows one drive shaft. That is, the control of the electric motor will be described below as individual control (so-called 1C1M), but the applicable form of the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to 1C2M that collectively controls the two driving wheels. According to FIG. 3, the main circuit of the train related to the first embodiment includes an electric motor 10, a pulse generator 20, an inverter 30, a current sensor 40, and an electric motor control device 50.

電動機10は、インバータ30から電力が供給されることで車軸を回転駆動する主電動機(メインモータ)であり、例えば3相誘導電動機で実現される。パルスジェネレータ20は、駆動軸の回転を検出する回転検出器であり、検出信号であるPG信号を再粘着制御装置60及びベクトル演算制御装置90に出力する。尚、パルスジェネレータの代わりに速度発電機等の他の回転検出器を用いてもよい。電流センサ40は、電動機10の入力端に設けられ、電動機10に流入するU相及びV相の電流Iu,Ivを検出する。インバータ30には、パンタグラフ及びコンバータを介して架線の電力が供給される。そして、ベクトル演算制御装置90から入力されるU相、V相及びW相それぞれの電圧指令値Vu,Vv,Vwに基づいて出力電圧を調整し、電動機10に給電する。 The electric motor 10 is a main electric motor (main motor) that rotates the axle by being supplied with electric power from the inverter 30, and is realized by, for example, a three-phase induction motor. The pulse generator 20 is a rotation detector that detects the rotation of the drive shaft, and outputs a PG signal as a detection signal to the re-adhesion control device 60 and the vector calculation control device 90. Other rotation detectors such as a speed generator may be used instead of the pulse generator. The current sensor 40 is provided at the input end of the electric motor 10 and detects U-phase and V-phase currents Iu and Iv flowing into the electric motor 10. The inverter 30 is supplied with overhead power via a pantograph and a converter. Then, the output voltage is adjusted based on the voltage command values Vu * , Vv * , and Vw * of the U-phase, V-phase, and W-phase input from the vector calculation control device 90, and the electric motor 10 is supplied with power.

電動機制御装置50は、電動機10をベクトル制御する。この電動機制御装置50は、CPUやROM、RAM等から構成されるコンピュータ等によって実現され、例えば制御ボードとして電動機の制御装置の一部として実装されたり、或いはインバータ30を含めて一体的にインバータ装置として構成される。また、電動機制御装置50は、再粘着制御装置60と、ベクトル演算制御装置90とを備えている。   The electric motor control device 50 performs vector control of the electric motor 10. The electric motor control device 50 is realized by a computer or the like including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Configured as The electric motor control device 50 includes a re-adhesion control device 60 and a vector calculation control device 90.

再粘着制御装置60は、パルスジェネレータ20のPG信号から駆動軸の軸速度Vを検出し、更に微分演算することで加速度αを検出する。そして、基準速度Vmを用いて、検出した軸速度V及び加速度αを監視対象として空転滑走の検出や回復検出、再粘着検出を行い、空転滑走した動輪を再粘着させる制御を行う。この再粘着制御においては、電動機10の発生トルクを制御して動輪を再粘着させるためのトルク引き下げ指令信号を生成してベクトル演算制御装置90に出力する。ここで、基準速度Vmは電車の走行速度であり、例えば運転台から得られる速度としてもよいし、T車の従輪の軸速度としてもよい。また、車両内の各軸の軸速度のうち、力行時であれば最小値、ブレーキ時であれば最大値等として決定してもよい。   The re-adhesion control device 60 detects the shaft speed V of the drive shaft from the PG signal of the pulse generator 20, and further detects the acceleration α by performing a differentiation operation. Then, using the reference speed Vm, the detected axial speed V and the acceleration α are monitored, and slipping detection, recovery detection, and re-adhesion detection are performed, and control is performed to re-adhere the wheel that has slipped. In this re-adhesion control, a torque reduction command signal for re-adhering the moving wheels by controlling the torque generated by the electric motor 10 is generated and output to the vector arithmetic control device 90. Here, the reference speed Vm is a traveling speed of the train, and may be, for example, a speed obtained from a driver's cab or an axial speed of a follower wheel of a T car. Further, among the shaft speeds of the respective axes in the vehicle, the minimum value may be determined during power running, and the maximum value or the like may be determined during braking.

ベクトル演算制御装置90は、電流センサ40により検出されたIv,Iuをd−q軸座標変換することで得られるd軸成分である励磁電流成分Id及びq軸成分であるトルク電流成分(電動機トルク分電流)Iqや、パルスジェネレータ20により検出されたPG信号から得られる軸速度V、不図示の電流指令生成装置から入力される電流指令値Id,Iq、再粘着制御装置60から入力されるトルク引き下げ指令信号等に基づいて、インバータ30に対する電圧指令値Vu,Vv,Vwを生成する。具体的には、トルク引き下げ指令信号が入力されない間は、電流指令値Id,Iq等に基づく通常の演算処理を行って電圧指令値Vu,Vv,Vwを算出し、トルク引き下げ指令信号が入力されると、該信号に応じた分だけ電動機10の発生トルクを引き下げるように電圧指令値Vu,Vv,Vwを算出する。ここで、電流指令値Id,Iq等に基づき電圧指令値Vu,Vv,Vwを算出する演算処理は公知の演算処理であるため、詳細な説明は省略する。 The vector arithmetic control device 90 includes an excitation current component Id, which is a d-axis component obtained by performing dq axis coordinate conversion on Iv, Iu detected by the current sensor 40, and a torque current component (motor torque), which is a q-axis component. (Divided current) Iq, shaft speed V obtained from the PG signal detected by the pulse generator 20, current command values Id * and Iq * input from a current command generator (not shown), and input from the re-adhesion control device 60 Based on the torque reduction command signal or the like, voltage command values Vu * , Vv * , Vw * for the inverter 30 are generated. Specifically, while the torque reduction command signal is not input, normal calculation processing based on the current command values Id * , Iq *, etc. is performed to calculate the voltage command values Vu * , Vv * , Vw * , and the torque reduction. When the command signal is input, the voltage command values Vu * , Vv * , Vw * are calculated so as to reduce the torque generated by the electric motor 10 by an amount corresponding to the signal. Here, since the arithmetic processing for calculating the voltage command values Vu * , Vv * , Vw * based on the current command values Id * , Iq *, etc. is a known arithmetic processing, detailed description thereof is omitted.

図4は、再粘着制御装置60の構成を示すブロック図である。再粘着制御装置60は、速度検出部601と、加算器603と、空転滑走検出用加速度検出部612と、空転滑走検出部610と、回復検出用加速度検出部622と、回復検出部620と、再粘着検出用加速度検出部632と、再粘着検出部630と、再粘着制御部640とを有して構成される。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the re-adhesion control device 60. The re-adhesion control device 60 includes a speed detection unit 601, an adder 603, an idling detection acceleration detection unit 612, an idling detection unit 610, a recovery detection acceleration detection unit 622, and a recovery detection unit 620. The re-adhesion detection acceleration detection unit 632, the re-adhesion detection unit 630, and the re-adhesion control unit 640 are configured.

速度検出部601は、PG信号をもとに駆動軸の回転の検出間隔又は単位時間当たりの検出回数を時間軸方向に平滑化する回転検出結果平滑化処理を行って速度を検出する。具体的には、上述した一定時間パルス数計数方式や平均パルス幅計数方式等により速度を検出する。平滑化時間幅Tsは例えば25msとする等、高周波の振動成分であるノイズ成分の除去に一定の効果が得られる値に定められる。   The speed detection unit 601 detects the speed by performing a rotation detection result smoothing process for smoothing the detection interval of the drive shaft or the number of detections per unit time in the time axis direction based on the PG signal. Specifically, the speed is detected by the above-mentioned constant time pulse number counting method, average pulse width counting method, or the like. The smoothing time width Ts is set to a value that provides a certain effect for removing a noise component that is a high-frequency vibration component, for example, 25 ms.

空転滑走検出用加速度検出部612、回復検出用加速度検出部622、再粘着検出用加速度検出部632は、それぞれ速度検出部601が検出した軸速度Vを微分演算する微分演算部と、更に時間軸方向に平滑化する平滑化部とを有して加速度を検出するが、平滑化する時間幅が異なる。具体的には、空転滑走検出用加速度検出部612の平滑化時間幅Ta1よりも、回復検出用加速度検出部622の平滑化時間幅Ta2及び再粘着検出用加速度検出部632の平滑化時間幅Ta3の方が狭い時間幅に定められている。なお、速度検出部601が検出した軸速度Vを先に微分演算するのではなく、平滑化部が先に時間軸方向に平滑化した後に、微分演算部が微分演算してもよい。また、随時検出される速度のサンプリング間隔を変更して微分演算する方法を採るならば、微分演算と平滑化処理とを同時に行うことができるため、空転滑走検出用加速度検出部612、回復検出用加速度検出部622、再粘着検出用加速度検出部632は、この方法を採用してもよい。この場合には、平滑化時間幅はサンプリング間隔に相当することとなる。   The idling detection acceleration detection unit 612, the recovery detection acceleration detection unit 622, and the re-adhesion detection acceleration detection unit 632 each include a differential calculation unit that performs a differential calculation on the axis velocity V detected by the speed detection unit 601, and a time axis. Although the acceleration is detected by having a smoothing unit that smoothes in the direction, the time width for smoothing is different. Specifically, the smoothing time width Ta2 of the recovery detecting acceleration detecting unit 622 and the smoothing time width Ta3 of the re-adhesion detecting acceleration detecting unit 632 are set to be greater than the smoothing time width Ta1 of the idling / sliding detecting acceleration detecting unit 612. Has a narrower time range. Note that the differential calculation unit may perform differential calculation after the smoothing unit first smoothes in the time axis direction instead of performing differential calculation on the axial velocity V detected by the speed detection unit 601 first. Further, if a differential calculation is performed by changing the sampling interval of the speed detected at any time, the differential calculation and the smoothing process can be performed at the same time. Therefore, the idling sliding detection acceleration detection unit 612, the recovery detection The acceleration detection unit 622 and the re-adhesion detection acceleration detection unit 632 may adopt this method. In this case, the smoothing time width corresponds to the sampling interval.

空転滑走検出用加速度検出部612は、空転滑走検出部610が空転滑走の検出に利用する加速度α1を検出する。空転滑走を検出した場合にはすぐにトルクの引き下げ制御が開始されるため、空転滑走の検出には正確性が要求される。そのため、空転滑走検出用加速度検出部612の平滑化時間幅Ta1としては、回復検出用加速度検出部622の平滑化時間幅Ta2及び再粘着検出用加速度検出部632の平滑化時間幅Ta3よりも長い時間幅が定められている。   The idling detection detection unit 612 detects an acceleration α1 that the idling detection unit 610 uses to detect idling. When the idling is detected, the torque reduction control is started immediately, so that the idling is required to be accurate. Therefore, the smoothing time width Ta1 of the idling / sliding detection acceleration detecting unit 612 is longer than the smoothing time width Ta2 of the recovery detecting acceleration detecting unit 622 and the smoothing time width Ta3 of the re-adhesion detecting acceleration detecting unit 632. A time span is defined.

一方、回復検出用加速度検出部622は、回復検出部620が回復検出に利用する加速度α2を検出する。勿論、回復検出においても検出の正確性は要求されるが、もしも仮に誤って回復検出をし、再度の空転滑走が発生したとしても、空転滑走の検出が再度なされ、トルクの引き下げ制御が行われ得る。図1に示して説明した通り、回復検出がなされるまでの間はトルクの引き下げ量が所定の引き下げ速度で継続的に引き下げられるため、正確性よりも時間遅れを削減して、牽引力の向上のための即時性を優先し、平滑化時間幅を空転滑走検出のそれと比べて狭めている。   On the other hand, the recovery detection acceleration detection unit 622 detects the acceleration α2 that the recovery detection unit 620 uses for recovery detection. Of course, the accuracy of detection is also required in the recovery detection, but if the recovery is detected erroneously, and the slipping again occurs, the slipping is detected again and the torque reduction control is performed. obtain. As shown in FIG. 1, since the amount of torque reduction is continuously reduced at a predetermined reduction speed until recovery is detected, the time delay is reduced rather than the accuracy, and the traction force is improved. Therefore, priority is given to immediacy, and the smoothing time width is narrowed compared with that of idling gliding detection.

再粘着検出用加速度検出部632の平滑化時間幅Ta3も同様の理由である。すなわち、回復検出から再粘着検出がなされるまでの間はトルクの引き下げ量は保持されるものの、依然としてトルクが引き下げられた状態にある。このため、時間遅れを削減して、牽引力の向上のための即時性を優先し、平滑化時間幅が定められている。   The smoothing time width Ta3 of the acceleration detection unit 632 for re-adhesion detection is the same reason. That is, while the amount of torque reduction is maintained from recovery detection to re-adhesion detection, the torque is still reduced. For this reason, the time delay is reduced, and the smoothness time width is determined by giving priority to immediacy for improving the traction force.

加算器603は、速度検出部601により検出された軸速度Vから基準速度Vmを減算して速度差Vdを出力する。
空転滑走検出部610は、空転滑走検出用加速度検出部612により検出された加速度α1を空転滑走したと見なす所定の加速度閾値以上か否かを比較判定する比較器614と、速度差Vdを空転滑走したと見なす所定の速度差閾値以上か否かを比較判定する比較器615,616と、論理積部617と、論理和部618とを有し、加速度α1及び速度差Vdを用いて空転滑走の発生を検出して検出信号を再粘着制御部640に出力する。尚、比較器616の速度差閾値は、比較器615の速度差閾値よりも大きく定められており、比較器614,615による閾値判定が働かない場合の安全のために設けられている。従って、比較器614による判定のみで安全が確保される場合、或いは別途の安全対策が施されている場合には、比較器615,616、論理積部617、論理和部618を不要としてもよい。また、比較器615、論理積部617を残し、比較器616、論理和部618を不要としてもよい。
The adder 603 subtracts the reference speed Vm from the shaft speed V detected by the speed detector 601 and outputs a speed difference Vd.
The idling / sliding detection unit 610 compares the speed difference Vd with the comparator 614 for determining whether the acceleration α1 detected by the idling / sliding detection acceleration detecting unit 612 is equal to or greater than a predetermined acceleration threshold value. Comparators 615 and 616 for comparing whether or not a predetermined speed difference threshold value that is considered to be equal to or higher, a logical product unit 617, and a logical sum unit 618, and using the acceleration α1 and the speed difference Vd, The occurrence is detected and a detection signal is output to the re-adhesion control unit 640. The speed difference threshold value of the comparator 616 is set larger than the speed difference threshold value of the comparator 615, and is provided for safety when the threshold judgment by the comparators 614 and 615 does not work. Therefore, when safety is ensured only by determination by the comparator 614, or when another safety measure is taken, the comparators 615, 616, the logical product unit 617, and the logical sum unit 618 may be unnecessary. . Further, the comparator 615 and the logical product unit 617 may be left, and the comparator 616 and the logical sum unit 618 may be unnecessary.

回復検出部620は、比較器624,625と、論理和部626とを有し、回復検出信号を再粘着制御部640に出力する。比較器624は、回復検出用加速度検出部622により検出された加速度α2を回復したと見なす所定の加速度閾値以下(例えば図1の例ではゼロ以下)か否かを比較判定する。比較器625は、加速度α2が所定の加速度閾値以下とならなくとも回復したと見なせる速度差Vdとなったか否かを、速度差Vdが所定の速度差閾値以下か否かで判定する。論理和部626は、比較器624及び比較器625の何れかの判定結果をもって回復検出として再粘着制御部640に回復検出信号を出力する。   The recovery detection unit 620 includes comparators 624 and 625 and a logical sum unit 626, and outputs a recovery detection signal to the re-adhesion control unit 640. The comparator 624 compares and determines whether or not the acceleration α2 detected by the recovery detection acceleration detecting unit 622 is equal to or lower than a predetermined acceleration threshold value (for example, equal to or lower than zero in the example of FIG. 1). The comparator 625 determines whether or not the speed difference Vd is considered to have recovered even if the acceleration α2 is not less than or equal to a predetermined acceleration threshold value, based on whether or not the speed difference Vd is less than or equal to a predetermined speed difference threshold value. The logical sum unit 626 outputs a recovery detection signal to the re-adhesion control unit 640 as recovery detection based on the determination result of either the comparator 624 or the comparator 625.

再粘着検出部630は、比較器634,635と、論理和部636とを有し、再粘着検出信号を再粘着制御部640に出力する。比較器634は、再粘着検出用加速度検出部632により検出された加速度α3が再粘着したと見なす所定の加速度閾値以下か否かを比較判定する。比較器635は、速度差Vdが再粘着したと見なす所定の速度閾値以下(例えば図1の例では閾値Vr以下)か否かを比較判定する。論理和部636は、比較器634及び比較器635の何れかの判定結果をもって再粘着検出として再粘着制御部640に再粘着検出信号を出力する。   The re-adhesion detection unit 630 includes comparators 634 and 635 and a logical sum unit 636, and outputs a re-adhesion detection signal to the re-adhesion control unit 640. The comparator 634 compares and determines whether or not the acceleration α3 detected by the re-adhesion detection acceleration detecting unit 632 is equal to or less than a predetermined acceleration threshold value that is regarded as re-adhered. The comparator 635 compares and determines whether or not the speed difference Vd is equal to or less than a predetermined speed threshold value (for example, the threshold value Vr or less in the example of FIG. 1) that is regarded as having been re-adhered. The logical sum unit 636 outputs a re-adhesion detection signal to the re-adhesion control unit 640 as re-adhesion detection based on the determination result of either the comparator 634 or the comparator 635.

再粘着制御部640は、空転滑走検出部610から入力される空転滑走検出信号、回復検出部620から入力される回復検出信号、再粘着検出部630から入力される再粘着検出信号を用いて、図1を参照して説明した再粘着制御の通り、電動機10の発生トルクを低減させて再粘着を実現するためのトルク引き下げ指令信号を生成してベクトル演算制御装置90に出力する。   The re-adhesion control unit 640 uses the idling / sliding detection signal input from the idling / sliding detection unit 610, the recovery detection signal input from the recovery detection unit 620, and the re-adhesion detection signal input from the re-adhesion detection unit 630. As shown in the re-adhesion control described with reference to FIG. 1, a torque reduction command signal for reducing the generated torque of the electric motor 10 and realizing the re-adhesion is generated and output to the vector calculation control device 90.

以上の通り、第1実施例によれば、空転滑走検出用加速度検出部612は、回復検出用加速度検出部622及び再粘着検出用加速度検出部632に比べて、平滑化時間幅を広くして加速度を検出する。従って、空転滑走検出用加速度検出部612により検出される加速度α1は、回復検出用加速度検出部622により検出される加速度α2や再粘着検出用加速度検出部632により検出される加速度α3に比べて、ノイズ成分が少なく、より精確な加速度と言える。一方、回復検出用加速度検出部622及び再粘着検出用加速度検出部632は、空転滑走検出用加速度検出部612に比べて、平滑化時間幅を狭めて加速度を検出しているため、加速度の検出遅れが少なく、ひいては回復検出や再粘着検出の時間遅れが少ない。従って、動軸の加速度変化に対する即時性が向上し、牽引力の低下に繋がるトルク引き下げの引き下げ量及び引き下げ時間の短縮を図ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the idling / sliding detection acceleration detection unit 612 has a smoothing time width wider than the recovery detection acceleration detection unit 622 and the re-adhesion detection acceleration detection unit 632. Detect acceleration. Accordingly, the acceleration α1 detected by the idling detection acceleration detection unit 612 is compared with the acceleration α2 detected by the recovery detection acceleration detection unit 622 and the acceleration α3 detected by the re-adhesion detection acceleration detection unit 632. It can be said that there are few noise components and the acceleration is more accurate. On the other hand, the acceleration detection unit 622 for recovery detection and the acceleration detection unit 632 for re-adhesion detection detect acceleration by narrowing the smoothing time width compared to the acceleration detection unit 612 for idling / sliding detection. There is little delay, and therefore there is little time delay for recovery detection and re-adhesion detection. Therefore, the immediacy of the change in the acceleration of the dynamic axis is improved, and the reduction amount and the reduction time of the torque reduction leading to the reduction of the traction force can be achieved.

尚、再粘着制御装置60では、平滑化時間幅を固定として説明したが、走行速度に応じて可変にしてもよい。具体的に説明する。
図5は、第1実施例の再粘着制御装置60の変形例を示す図であり、平滑化時間幅設定部650が追加されている。平滑化時間幅設定部650は、空転滑走検出用加速度検出部612、回復検出用加速度検出部622、及び再粘着検出用加速度検出部632それぞれの加速度検出に係る平滑化時間幅を走行速度域に応じて可変に設定する。図6は、速度域に応じた平滑化時間幅の設定の一例を示しており、図6(a)が空転滑走検出用加速度検出部612に設定する平滑化時間幅を、図6(b)が回復検出用加速度検出部622及び再粘着検出用加速度検出部632に設定する平滑化時間幅を示している。図6に示す通り、どちらの加速度検出部であっても平滑化時間幅は、高速になる程広く(長く)、低速になる程狭く(短く)設定する。これは、低速域においては時間遅れによるトルク低下(牽引力低下)が大きな問題の1つであり、また、高速域においては時間遅れよりも検出の正確性が問題とされるためである。
In the re-adhesion control device 60, the smoothing time width has been described as fixed, but may be variable according to the traveling speed. This will be specifically described.
FIG. 5 is a diagram illustrating a modification of the re-adhesion control device 60 of the first embodiment, and a smoothing time width setting unit 650 is added. The smoothing time width setting unit 650 sets the smoothing time widths related to the acceleration detection of the idling / sliding detection acceleration detecting unit 612, the recovery detecting acceleration detecting unit 622, and the re-adhesion detecting acceleration detecting unit 632 to the traveling speed range. Set to be variable accordingly. FIG. 6 shows an example of the setting of the smoothing time width according to the speed range. FIG. 6A shows the smoothing time width that is set in the acceleration detecting unit 612 for detecting idling and sliding. Indicates the smoothing time width set in the acceleration detection unit 622 for recovery detection and the acceleration detection unit 632 for re-adhesion detection. As shown in FIG. 6, the smoothing time width is set wider (longer) as the speed becomes higher and narrower (shorter) as the speed becomes lower in either acceleration detection unit. This is because torque reduction (reduction in traction force) due to time delay is one of the major problems in the low speed range, and detection accuracy is more problematic than time delay in the high speed range.

また、空転滑走検出用加速度検出部612が、図6における3つの速度域、すなわち3つの平滑化時間幅に対応する第1〜第3の空転滑走検出用加速度検出部を有することとし、平滑化時間幅設定部650の設定に応じて切り換えて選択した検出部が加速度を検出することとしてもよい。回復検出用加速度検出部622、及び再粘着検出用加速度検出部632についても同様である。   Further, the idling detecting acceleration detecting unit 612 includes first to third idling detecting acceleration detecting units corresponding to the three speed ranges in FIG. 6, that is, three smoothing time widths. The detection unit selected by switching according to the setting of the time width setting unit 650 may detect the acceleration. The same applies to the recovery detection acceleration detection unit 622 and the re-adhesion detection acceleration detection unit 632.

また、図6では、3つの速度域に分けて平滑化時間幅を設定することとして説明したが、低速域とそれ以外というように2つの速度域に分けて設定することとしてもよいし、また4以上の速度域に分けて設定してもよい。   Further, in FIG. 6, the smoothing time width is described as being divided into three speed ranges, but may be set as being divided into two speed areas, such as a low speed area and other speed ranges. It may be set by dividing into four or more speed ranges.

また、上述した第1実施例において、速度検出部601により検出された軸速度Vが、空転滑走検出用加速度検出部612、回復検出用加速度検出部622、及び再粘着検出用加速度検出部632それぞれの加速度検出に共通に利用されることとして説明した。しかし、何れの検出に用いるのかに応じて別々に軸速度を検出することとしてもよい。   Further, in the first embodiment described above, the axial speed V detected by the speed detection unit 601 is determined based on the idling detection acceleration detection unit 612, the recovery detection acceleration detection unit 622, and the re-adhesion detection acceleration detection unit 632, respectively. It was explained as being commonly used for acceleration detection. However, the shaft speed may be detected separately depending on which detection is used.

図7は、この場合の再粘着制御装置60の変形例を示す図であり、速度検出部601の代わりに、空転滑走検出用速度検出部611と、回復検出用速度検出部621と、再粘着検出用速度検出部631とを有し、加算器603の代わりに、加算器613,623,633を有している。空転滑走検出用速度検出部611、回復検出用速度検出部621、及び再粘着検出用速度検出部631は、それぞれPG信号をもとに速度を検出するが、平滑化時間幅が異なる。空転滑走検出用速度検出部611の平滑化時間幅Ts1よりも、回復検出用速度検出部621の平滑化時間幅Ts2、及び再粘着検出用速度検出部631の平滑化時間幅Ts3の方が狭く定められている。加速度検出に係る平滑化時間幅Ta1,Ta2,Ta3と同様の理由によるものである。   FIG. 7 is a diagram illustrating a modification of the re-adhesion control device 60 in this case. Instead of the speed detection unit 601, the idling / sliding detection speed detection unit 611, the recovery detection speed detection unit 621, and the re-adhesion A detection speed detection unit 631, and adders 613, 623, and 633 instead of the adder 603. The idling / sliding detection speed detection unit 611, the recovery detection speed detection unit 621, and the re-adhesion detection speed detection unit 631 detect the speed based on the PG signal, but have different smoothing time widths. The smoothing time width Ts2 of the recovery detection speed detection unit 621 and the smoothing time width Ts3 of the re-adhesion detection speed detection unit 631 are narrower than the smoothing time width Ts1 of the idling / sliding detection speed detection unit 611. It has been established. This is because of the same reason as the smoothing time widths Ta1, Ta2, and Ta3 related to acceleration detection.

このように、速度検出に係る平滑化時間幅も、加速度検出に係る平滑化時間幅と同様に、何れの検出に用いるかに応じて設定することで、再粘着制御全体において、検出する速度の正確性と、検出遅れの低減(即時性)との両立を図ることができる。
なお、図7のそれぞれの速度検出部611,621,631の平滑化時間幅を、図5,6を参照して説明したように、走行速度に応じて可変に設定することとしてもよい。
As described above, the smoothing time width related to the speed detection is set according to which detection is used similarly to the smoothing time width related to the acceleration detection, so that the speed of the speed to be detected in the entire re-adhesion control is set. It is possible to achieve both accuracy and reduction in detection delay (immediateness).
In addition, as described with reference to FIGS. 5 and 6, the smoothing time widths of the respective speed detection units 611, 621 and 631 in FIG. 7 may be set variably according to the traveling speed.

また、空転滑走検出部610は、空転滑走検出用加速度検出部612により検出された加速度α1と、速度差Vdとを用いて空転滑走を検出することとしたが、空転滑走の検出方法はこれに限られない。例えば、図8に示すように、空転滑走検出用加速度検出部612により検出された加速度α1と、回復検出用加速度検出部622により検出された加速度α2と、速度差Vdとを用いて空転滑走を検出することとしてもよい。勿論、図8において比較器619における加速度α2に係る加速度閾値は、比較器624における加速度閾値とは異なる値が設定される。
この場合も、比較器614,619による判定のみで安全が確保される場合、或いは別途の安全対策が施されている場合には、比較器615,616、論理和部618を不要としてもよい。また、比較器615を残し、論理和部618を不要としてもよい。
In addition, the idling detection unit 610 detects idling using the acceleration α1 detected by the idling detection acceleration detection unit 612 and the speed difference Vd. Not limited. For example, as shown in FIG. 8, the idling is detected using the acceleration α1 detected by the idling detection acceleration detecting unit 612, the acceleration α2 detected by the recovery detecting acceleration detecting unit 622, and the speed difference Vd. It may be detected. Of course, in FIG. 8, the acceleration threshold value related to the acceleration α2 in the comparator 619 is set to a value different from the acceleration threshold value in the comparator 624.
Also in this case, the comparators 615 and 616 and the logical sum unit 618 may be unnecessary when safety is ensured only by the determination by the comparators 614 and 619 or when another safety measure is taken. Further, the comparator 615 may be left and the logical sum unit 618 may be unnecessary.

また、回復検出用加速度検出部622により検出された加速度α2ではなく、平滑化時間幅が空転滑走検出用加速度検出部612より狭い別の加速度検出部を設け、この加速度検出部により検出された加速度を加速度α2の代わりに用いてもよい。また、3以上の平滑化時間幅で検出したそれぞれの加速度を用いることとしてもよいし、複数の加速度を用いて速度差Vdを用いないこととしてもよい。   Further, instead of the acceleration α2 detected by the recovery detection acceleration detection unit 622, another acceleration detection unit whose smoothing time width is narrower than the idling sliding detection acceleration detection unit 612 is provided, and the acceleration detected by this acceleration detection unit May be used instead of the acceleration α2. Moreover, it is good also as using each acceleration detected by 3 or more smoothing time widths, and it is good also as not using the speed difference Vd using a some acceleration.

空転滑走検出部610が、複数の平滑化時間幅で検出した加速度を用いて空転滑走を検出することによる利点を図9を参照して説明する。図9において、軸速度Vを4つの平滑化時間幅で平滑化して求めた加速度が加速度A〜Dである。加速度A〜Dの順に平滑化時間幅が長く(広く)なっている。従来は、空転滑走を確実に検出するために、平滑化時間幅を長く(広く)した例えば加速度Dを用いて空転滑走を検出していた。例えば、時刻t22において加速度Dが閾値条件に達した(丸印)ことをもって空転滑走を検出していた。   The advantage of the idling detection unit 610 detecting idling using the accelerations detected in a plurality of smoothing time widths will be described with reference to FIG. In FIG. 9, accelerations A to D are accelerations obtained by smoothing the axial velocity V with four smoothing time widths. The smoothing time width becomes longer (wider) in the order of accelerations A to D. In the past, in order to reliably detect idling, idling was detected using, for example, acceleration D with a longer (wider) smoothing time width. For example, the idling was detected when the acceleration D reached the threshold condition (circle) at time t22.

これに対して、加速度Dに関する閾値条件を緩和(閾値を下げる)して空転滑走をより早く検出可能とするとともに、その他の加速度を用いることでより確実に空転滑走を検出する。図9の例では、平滑化時間幅が異なる加速度A,B,Dの3つそれぞれに閾値条件を設定して、これら全ての閾値条件が満たされた場合(論理積)に空転滑走を検出する。加速度A,B,Dそれぞれの閾値条件は、平滑化時間幅が短い(狭い)ほど閾値を高く(条件を厳しく)する。図9において、時刻t21の時点がそれである(図中の丸印)。平滑化時間幅が短い(狭い)と、速度の変化に敏感になり、誤検出の可能性が高まるため、閾値を高く(条件を厳しく)する。一方、加速度Dに係る閾値は、従来よりも低く(緩和)するため、従来よりも早く空転滑走を検出することが可能となる。   On the other hand, the threshold condition regarding the acceleration D is relaxed (the threshold value is lowered) so that the idling can be detected earlier, and the idling is more reliably detected by using other accelerations. In the example of FIG. 9, threshold conditions are set for each of three accelerations A, B, and D having different smoothing time widths, and idling is detected when all these threshold conditions are satisfied (logical product). . As the threshold conditions for the accelerations A, B, and D, the threshold value is increased (the condition is severer) as the smoothing time width is shorter (narrower). In FIG. 9, this is the time t21 (circle mark in the figure). If the smoothing time width is short (narrow), it becomes sensitive to changes in speed and the possibility of false detection increases, so the threshold value is increased (strict conditions). On the other hand, since the threshold value related to the acceleration D is lower (relaxed) than in the past, idling can be detected earlier than in the past.

時刻t22の時点で空転滑走を検出した場合、軸速度Vの空転速度である速度差Vdは速度差Vd2となるが、時刻t21の時点で空転滑走を検出することができれば、空転速度は速度差Vd1(<Vd2)で済む。空転滑走をより早く検出することができれば、再粘着制御を早く作動させることができ、トルク引下げ量が少なくて済み、ひいては電車の牽引力の低下を極力抑えることが可能となる。但し、空転滑走を確実に検出することが重要である。そのため、複数の平滑化時間幅で求めた加速度を用いて空転滑走を検出する。   When idling is detected at the time t22, the speed difference Vd, which is the idling speed of the shaft speed V, is the speed difference Vd2. If the idling is detected at the time t21, the idling speed is the speed difference. Vd1 (<Vd2) is sufficient. If the idling can be detected earlier, the re-adhesion control can be actuated earlier, the amount of torque reduction can be reduced, and as a result, the decrease in the traction force of the train can be suppressed as much as possible. However, it is important to reliably detect idling. For this reason, idling is detected using accelerations obtained in a plurality of smoothing time widths.

なお、空転滑走検出部610が、複数の平滑化時間幅で検出した加速度を用いて空転滑走を検出するようにすることは、図5や図7の再粘着制御装置60に適用することも可能である。   In addition, it is also possible to apply to the re-adhesion control device 60 of FIG. 5 and FIG. 7 so that the idling / sliding detection unit 610 detects idling / sliding using accelerations detected in a plurality of smoothing time widths. It is.

[第2実施例]
次に第2実施例について説明する。第2実施例は、第1実施例の再粘着制御装置60を再粘着制御装置70に置き換えた実施例である。従って、第1実施例と同じ構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment is an embodiment in which the re-adhesion control device 60 of the first embodiment is replaced with a re-adhesion control device 70. Accordingly, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図10は、第2実施例の再粘着制御装置70の構成を示すブロック図である。第2実施例の再粘着制御装置70では、速度を検出する速度検出部701と、加速度を検出する加速度検出部702はそれぞれ1つずつの構成である。そして、検出された軸速度V及び加速度αに高周波の振動が発生しているか否かを振動発生判定部760が判定することでノイズ成分が重畳しているか否かを判定する。具体的には、想定される電動機10の駆動のみによる動軸の回転速度・加速度を主成分とした場合に、その主成分の変化よりも高周波の変化をノイズ成分とみなして判定する。ノイズ検出方法は公知の方法を適用可能であるため、詳細な説明を省略する。振動発生判定部760は、加速度用判定部761が加速度αについて、速度用判定部762が軸速度Vについて、振動が発生しているか否かを判定する。   FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the re-adhesion control device 70 of the second embodiment. In the re-adhesion control device 70 of the second embodiment, the speed detection unit 701 that detects the speed and the acceleration detection unit 702 that detects the acceleration each have one configuration. Then, the vibration generation determination unit 760 determines whether or not a high frequency vibration is generated in the detected axial velocity V and acceleration α, thereby determining whether or not a noise component is superimposed. More specifically, when the rotation speed / acceleration of the moving shaft that is assumed only by driving of the electric motor 10 is used as a main component, a change in high frequency rather than a change in the main component is regarded as a noise component. Since a known method can be applied as the noise detection method, detailed description thereof is omitted. The vibration generation determination unit 760 determines whether or not vibration is generated with respect to the acceleration α by the determination unit 761 for acceleration and the axial velocity V with respect to the speed determination unit 762.

平滑化時間幅設定部770は、加速度用設定部771が加速度用判定部761の判定結果に応じて加速度検出部702の加速度検出に係る平滑化時間幅を、速度用設定部772が速度用判定部762の判定結果に応じて速度検出部701の速度検出に係る平滑化時間幅を変更設定する。例えば、振動している(ノイズ成分が重畳している)と判定された場合には、加速度用設定部771及び速度用設定部772ともに、速度検出部701及び加速度検出部702それぞれに係る平滑化時間幅を広げていき、逆に振動していない(ノイズ成分が重畳していない)と判定された場合には、加速度用設定部771及び速度用設定部772それぞれに係る平滑化時間幅を狭める。   In the smoothing time width setting unit 770, the acceleration setting unit 771 determines the smoothing time width related to the acceleration detection of the acceleration detection unit 702 according to the determination result of the acceleration determination unit 761, and the speed setting unit 772 determines the speed. The smoothing time width related to the speed detection of the speed detection unit 701 is changed and set according to the determination result of the unit 762. For example, when it is determined that the object is vibrating (noise component is superimposed), both the acceleration setting unit 771 and the speed setting unit 772 are smoothed according to the speed detection unit 701 and the acceleration detection unit 702, respectively. If the time width is increased and it is determined that the vibration is not vibrated (no noise component is superimposed), the smoothing time width related to the acceleration setting unit 771 and the speed setting unit 772 is decreased. .

このように、ノイズ成分が重畳している場合には平滑化時間幅を広げることで、そのノイズ成分を除去するように制御し、重畳していない場合には平滑化時間幅を狭めることで、検出遅れを低減するように制御する。   In this way, when the noise component is superimposed, the smoothing time width is widened to control the noise component to be removed. When the noise component is not superimposed, the smoothing time width is narrowed, Control to reduce the detection delay.

また、再粘着制御部640は、引き下げ速度制御部642を有し、平滑化時間幅設定部770の加速度用設定部771により設定される加速度検出部702の平滑化時間幅に応じて、トルク引き下げ速度を可変に制御する。具体的には、引き下げ速度制御部642は、平滑化時間幅が広げられた場合にトルク引き下げ速度を緩やか(遅く)に変更し、狭められた場合にトルク引き下げ速度を急峻(早く)に変更する。   Further, the re-adhesion control unit 640 has a pull-down speed control unit 642 and reduces the torque according to the smoothing time width of the acceleration detection unit 702 set by the acceleration setting unit 771 of the smoothing time width setting unit 770. Variable speed control. Specifically, the reduction speed control unit 642 changes the torque reduction speed to a gentle (slow) when the smoothing time width is widened, and changes the torque reduction speed to a steep (fast) when it is narrowed. .

図11は、平滑化時間幅を変更した場合に算出される軸速度及び加速度の変化と、トルク分電流指令の引き下げ速度との関係を説明するための図である。第1速度〜第2速度、第1加速度〜第4加速度の関係は、図2と同様であり、数字が大きいほど平滑化時間幅が長い(広い)。図11において、トルク分電流指令Iq_refの変化は、第1速度に比べて平滑化時間幅の長い(広い)第2速度の軸速度を検出し、第2加速度の加速度を検出した場合の再粘着制御による変化を示している。時刻t11において空転滑走が検出され、加速度がゼロとなった時刻t13において回復が検出される。この時刻t11と時刻t13の間、直線A1に示されるトルク引き下げ速度によってトルク分電流指令Iq_refがL1まで引き下げられる。   FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between changes in the axial speed and acceleration calculated when the smoothing time width is changed, and the reduction speed of the torque current command. The relationship between the first speed to the second speed and the first acceleration to the fourth acceleration is the same as in FIG. 2, and the smoothing time width is longer (wider) as the number is larger. In FIG. 11, the change in the torque current command Iq_ref indicates the re-adhesion when the axial speed of the second speed having a longer (wider) smoothing time width than the first speed is detected and the acceleration of the second acceleration is detected. The change by control is shown. The idling is detected at time t11, and the recovery is detected at time t13 when the acceleration becomes zero. Between time t11 and time t13, the torque component current command Iq_ref is lowered to L1 by the torque reduction speed indicated by the straight line A1.

引き下げ速度制御部642は、平滑化時間幅が広げられた場合には、トルク引き下げ速度を緩やか(遅く)に変更する。例えば、平滑化時間幅が第2加速度より広い第3加速度に変更した場合、加速度がゼロとなる時刻は時刻t15である。もしも、トルク引き下げ速度を固定として変更しなかった場合には、直線A1に示されるトルク引き下げ速度によってトルク分電流指令Iq_refがL2まで引き下げられることとなる。トルク引き下げ量が(L2−L1)だけ過剰となる。これを例えば直線A2に示されるトルク引き下げ速度に変更することで、過剰なトルク分電流指令Iq_refの引き下げを抑制し得る。   The pull-down speed control unit 642 changes the torque pull-down speed to a gradual (slow) when the smoothing time width is widened. For example, when the smoothing time width is changed to the third acceleration wider than the second acceleration, the time when the acceleration becomes zero is time t15. If the torque reduction speed is fixed and not changed, the torque component current command Iq_ref is reduced to L2 by the torque reduction speed indicated by the straight line A1. The torque reduction amount becomes excessive by (L2-L1). By changing this to, for example, the torque reduction speed indicated by the straight line A2, it is possible to suppress the excessive reduction of the current command Iq_ref by the amount of torque.

このように、引き下げ速度制御部642は、平滑化時間幅が広げられた場合に過剰なトルク引き下げを防止する作用効果を発揮する。また、平滑化時間幅が狭められた場合には、トルク引き下げ速度を上げる。平滑化時間幅が狭められることにより加速度の検出遅れが低減されるため、トルク引き下げ速度を上げて、トルク引き下げ期間を短縮させるためである。   As described above, the pulling speed control unit 642 exhibits an effect of preventing excessive torque pulling when the smoothing time width is widened. Further, when the smoothing time width is narrowed, the torque reduction speed is increased. This is because the delay in detecting the acceleration is reduced by narrowing the smoothing time width, so that the torque reduction speed is increased and the torque reduction period is shortened.

なお、振動発生判定部760が速度用判定部762を有せず、平滑化時間幅設定部770が速度用設定部772を有しないこととして、速度検出部701の平滑化時間幅については変更せず、加速度検出部702の平滑化時間幅のみ変更設定することとしてもよい。   Note that the vibration occurrence determination unit 760 does not have the speed determination unit 762 and the smoothing time width setting unit 770 does not have the speed setting unit 772, so that the smoothing time width of the speed detection unit 701 is changed. Instead, only the smoothing time width of the acceleration detection unit 702 may be changed and set.

[変形例]
以上2つの実施例について説明したが、本発明が適用可能な実施例はこれらに限られるわけではない。例えば、第1実施例と第2実施例とを組み合わせた形態にも適用可能である。具体的には、例えば図4の再粘着制御装置60に、図10の振動発生判定部760と、平滑化時間幅設定部770と、引き下げ速度制御部642とを設け、平滑化時間幅設定部770が、空転滑走検出用加速度検出部612と、回復検出用加速度検出部622と、再粘着検出用加速度検出部632との平滑化時間幅それぞれを変更設定する。そして、引き下げ速度制御部642は、回復検出用加速度検出部622の平滑化時間幅に応じて引き下げ速度を可変に設定する。
[Modification]
Although two embodiments have been described above, embodiments to which the present invention can be applied are not limited to these. For example, the present invention can be applied to a combination of the first embodiment and the second embodiment. Specifically, for example, the re-adhesion control device 60 in FIG. 4 includes the vibration generation determination unit 760, the smoothing time width setting unit 770, and the pulling-down speed control unit 642, and the smoothing time width setting unit. 770 changes and sets the smoothing time widths of the idle running acceleration detection unit 612, the recovery detection acceleration detection unit 622, and the re-adhesion detection acceleration detection unit 632, respectively. Then, the pull-down speed control unit 642 sets the pull-down speed variably according to the smoothing time width of the recovery detection acceleration detecting unit 622.

また、図7の再粘着制御装置60に、図10の振動発生判定部760と、平滑化時間幅設定部770と、引き下げ速度制御部642とを設けて、平滑化時間幅設定部770が、空転滑走検出用速度検出部611、回復検出用速度検出部621、再粘着検出用速度検出部631それぞれの平滑化時間を変更設定するとともに、空転滑走検出用加速度検出部612、回復検出用加速度検出部622、再粘着検出用加速度検出部632それぞれの平滑化時間幅を変更設定することとしてもよい。図9に対しても同様である。   In addition, the re-adhesion control device 60 of FIG. 7 includes the vibration generation determination unit 760, the smoothing time width setting unit 770, and the pulling speed control unit 642 of FIG. The smoothing time of the idling detection speed detection unit 611, the recovery detection speed detection unit 621, and the re-adhesion detection speed detection unit 631 is changed and set, the idling detection acceleration detection unit 612, and the recovery detection acceleration detection. The smoothing time widths of the unit 622 and the re-adhesion detection acceleration detection unit 632 may be changed and set. The same applies to FIG.

また、第2実施例における図7の加速度検出部702が、第1実施例と同様、第1〜第n(n≧2)の加速度検出部を有することとし、加速度用設定部771の設定に応じて切り換えて選択した加速度検出部が加速度を検出することとしてもよい。   In addition, the acceleration detection unit 702 of FIG. 7 in the second embodiment has first to nth (n ≧ 2) acceleration detection units as in the first embodiment, and the acceleration setting unit 771 is set. The acceleration detection unit selected by switching according to the detection may detect the acceleration.

また、上述した2つの実施例を含む実施形態では、回復検出と再粘着検出とを別々の検出として説明したが、回復検出したことをもって再粘着検出とみなしてもよいことは勿論である。   Further, in the embodiment including the two examples described above, the recovery detection and the re-adhesion detection are described as separate detections, but it is needless to say that the recovery detection may be regarded as the re-adhesion detection.

また、速度検出部601,701は、PG信号をもとに速度及び加速度を検出することとして説明した。しかし、速度センサレスベクトル制御の技術を適用して、パルスジェネレータ等の速度センサを不要として速度及び加速度を検出することとしてもよい。具体的には、速度検出部601,701は、電動機10に供給される電動機電流・電圧から回転速度を推定することで、軸速度Vを検出(推定)し、更に加速度αを検出(推定)することとしてもよい。   Further, the speed detection units 601 and 701 have been described as detecting the speed and acceleration based on the PG signal. However, speed sensorless vector control technology may be applied to detect speed and acceleration without using a speed sensor such as a pulse generator. Specifically, the speed detection units 601 and 701 detect (estimate) the shaft speed V by estimating the rotational speed from the motor current / voltage supplied to the motor 10, and further detect (estimate) the acceleration α. It is good to do.

また、上述した各実施例においては、速度や加速度を求める際に、平滑化時間幅を変更してPG信号等を時間軸方向に平滑化する処理を説明したが、この平滑化処理において、PG信号等に含まれる不要な周波数(例えばノイズ)をカットするための抽出処理を行うこととしてもよい。具体的には、例えば、ノイズ成分の周波数に応じてカットオフ周波数を定め、このカットオフ周波数未満の信号成分を抽出する。平滑化処理は、この信号成分に対して行う、或いは、抽出処理を行った後の信号成分に対して平滑化処理を行う。   Further, in each of the above-described embodiments, the processing for smoothing the PG signal or the like in the time axis direction by changing the smoothing time width when obtaining the speed or acceleration has been described. In this smoothing processing, Extraction processing for cutting unnecessary frequencies (for example, noise) included in the signal or the like may be performed. Specifically, for example, a cut-off frequency is determined according to the frequency of the noise component, and a signal component less than the cut-off frequency is extracted. The smoothing process is performed on this signal component, or the smoothing process is performed on the signal component after the extraction process is performed.

10 電動機
20 パルスジェネレータ
30 インバータ
50 電動機制御装置
60 再粘着制御装置
601 速度検出部
610 空転滑走検出部
612 空転滑走検出用加速度検出部
620 回復検出部
622 回復検出用加速度検出部
640 再粘着制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric motor 20 Pulse generator 30 Inverter 50 Electric motor control apparatus 60 Re-adhesion control apparatus 601 Speed detection part 610 Free-running detection part 612 Free-running detection acceleration detection part 620 Recovery detection part 622 Recovery detection acceleration detection part 640 Re-adhesion control part

Claims (6)

動輪を駆動する電動機を制御して当該動輪の空転又は滑走(以下「空転滑走」という。)の発生を検出する空転滑走発生検出方法であって、
随時検出される前記動輪の速度に基づいて、時間軸方向に平滑化する第1の平滑化処理を用いて加速度を検出する第1の加速度検出ステップと、
随時検出される前記動輪の速度に基づいて、時間軸方向に平滑化する平滑化処理であって前記第1の平滑化処理よりも平滑化時間幅が狭い第2の平滑化処理を用いて加速度を検出する第2の加速度検出ステップと、
前記第1の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第1の加速度閾値条件を満たし、且つ、前記第2の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第2の加速度閾値条件を満たした場合に、空転滑走の発生を検出する検出ステップと、
を含む空転滑走発生検出方法。
A method for detecting the occurrence of idling or slipping by controlling an electric motor that drives a driving wheel to detect the occurrence of idling or sliding (hereinafter referred to as “idling and sliding”) of the driving wheel,
A first acceleration detecting step for detecting acceleration using a first smoothing process for smoothing in the time axis direction based on the speed of the moving wheel detected at any time;
Acceleration using a second smoothing process that is smoothed in the time axis direction based on the speed of the moving wheel that is detected at any time and has a smoothing time width narrower than that of the first smoothing process. A second acceleration detecting step for detecting
When the acceleration detected in the first acceleration detection step satisfies the first acceleration threshold condition and the acceleration detected in the second acceleration detection step satisfies the second acceleration threshold condition, A detection step for detecting the occurrence of gliding;
A method for detecting the occurrence of idling.
前記動輪の速度と所与の基準速度との速度差に係る条件を判断することなしに、前記検出ステップでの検出結果で空転滑走の発生を判断する、
請求項1に記載の空転滑走発生検出方法。
Without determining the condition related to the speed difference between the speed of the moving wheel and a given reference speed, determine the occurrence of idling by the detection result in the detection step;
The method of detecting the occurrence of idling according to claim 1.
前記検出ステップは、
前記第1の加速度閾値条件を満たすか否かを、前記第1の加速度検出ステップにおいて検出された加速度と、第1の閾値とを比較して判定し、
前記第2の加速度閾値条件を満たすか否かを、前記第2の加速度検出ステップにおいて検出された加速度と、前記第1の閾値よりも高い第2の閾値とを比較して判定する、
ステップである、
請求項1又は2に記載の空転滑走発生検出方法。
The detecting step includes
Determining whether or not the first acceleration threshold condition is satisfied by comparing the acceleration detected in the first acceleration detection step with the first threshold;
Determining whether or not the second acceleration threshold condition is satisfied by comparing the acceleration detected in the second acceleration detecting step with a second threshold higher than the first threshold;
Is a step,
The method of detecting the occurrence of idling according to claim 1 or 2.
走行速度に応じて、前記第1の平滑化処理及び/又は前記第2の平滑化処理の平滑化時間幅を変更する速度基準平滑化幅変更ステップを更に含む請求項1〜3の何れか一項に記載の空転滑走発生検出方法。   4. A speed reference smoothing width changing step of changing a smoothing time width of the first smoothing process and / or the second smoothing process according to a traveling speed. The method of detecting the occurrence of idling according to the item. 前記第1の平滑化処理及び/又は前記第2の平滑化処理において所与の信号周波数成分を抽出する抽出処理ステップを更に含む請求項1〜4の何れか一項に記載の空転滑走発生検出方法。   5. The idling detection according to claim 1, further comprising an extraction process step of extracting a given signal frequency component in the first smoothing process and / or the second smoothing process. Method. 動輪を駆動する電動機を制御して当該動輪の空転滑走の発生を検出して再粘着制御を行う電動機制御装置であって、
随時検出される前記動輪の速度に基づいて、時間軸方向に平滑化する第1の平滑化処理を用いて加速度を検出する第1の加速度検出部と、
随時検出される前記動輪の速度に基づいて、時間軸方向に平滑化する平滑化処理であって前記第1の平滑化処理よりも平滑化時間幅が狭い第2の平滑化処理を用いて加速度を検出する第2の加速度検出部と、
前記第1の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第1の加速度閾値条件を満たし、且つ、前記第2の加速度検出ステップにおいて検出された加速度が第2の加速度閾値条件を満たした場合に、空転滑走の発生を検出する空転滑走発生検出部と、
を備えた電動機制御装置。
An electric motor control device that controls the electric motor that drives the driving wheel to detect the occurrence of idling of the driving wheel and performs re-adhesion control,
A first acceleration detector that detects acceleration using a first smoothing process that smoothes in the time axis direction based on the speed of the moving wheel detected as needed;
Acceleration using a second smoothing process that is smoothed in the time axis direction based on the speed of the moving wheel that is detected at any time and has a smoothing time width narrower than that of the first smoothing process. A second acceleration detector for detecting
When the acceleration detected in the first acceleration detection step satisfies the first acceleration threshold condition and the acceleration detected in the second acceleration detection step satisfies the second acceleration threshold condition, An idle running detection unit that detects the occurrence of sliding;
An electric motor control device.
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