JP6189211B2 - Electric vehicle control device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電気車制御装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an electric vehicle control apparatus.

鉄道システムにおいて、電気車の車輪とレールとの間の摩擦係数が小さいため、急勾配や降雨時に車輪とレールとの間の粘着性が低下し、車輪が空転しやすくなる。また、急な加速時や減速時にも車輪の空転が発生する場合がある。このため、従来、車輪の進行方向直前のレール上にパイプなどを通じて砂を散布し、電気車の車輪とレールとの間の粘着性を高めている。   In the railway system, since the coefficient of friction between the wheel of the electric vehicle and the rail is small, the adhesion between the wheel and the rail is lowered during a steep slope or rain, and the wheel is likely to idle. Also, the wheel may slip even during sudden acceleration or deceleration. For this reason, conventionally, sand is sprayed through a pipe or the like on the rail immediately before the traveling direction of the wheel to enhance the adhesion between the wheel of the electric vehicle and the rail.

特開２００４−１３０９６７号公報JP 2004-130967 A

本発明が解決しようとする課題は、過剰な砂撒きを抑制しつつ、電気車の車輪とレールとの間の粘着性を回復させることができる電気車制御装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an electric vehicle control device capable of recovering the adhesion between the wheels and rails of an electric vehicle while suppressing excessive sanding.

実施形態の電気車制御装置は、加速度検出部と、空転検出部と、制御部と、処理装置とを持つ。前記加速度検出部は、鉄道用の電気車の駆動輪の回転加速度を検出する。前記空転検出部は、前記加速度検出部により検出された前記駆動輪の回転加速度から前記駆動輪の空転を検出し、前記駆動輪の空転を検出した場合、前記駆動輪を駆動する回転機のトルク電流を低下させる。前記制御部は、前記空転検出部により前記駆動輪の空転が検出され、且つ、前記トルク電流が所定電流閾値以下に低下した場合、前記電気車の駆動輪とレールとの間の摩擦係数を増加させるための所定の処理を開始させる指令を出力し、前記電気車が加速状態に移行した場合、前記所定の処理を終了させる指令を出力する。前記処理装置は、前記制御部から出力される指令に基づき前記所定の処理を実行する。   The electric vehicle control device according to the embodiment includes an acceleration detection unit, an idling detection unit, a control unit, and a processing device. The acceleration detector detects the rotational acceleration of the drive wheels of the railway electric vehicle. The idling detection unit detects idling of the driving wheel from the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detecting unit, and when detecting idling of the driving wheel, torque of the rotating machine that drives the driving wheel Reduce current. The control unit increases the coefficient of friction between the driving wheel and the rail of the electric vehicle when the idling of the driving wheel is detected by the idling detection unit and the torque current falls below a predetermined current threshold value. A command for starting a predetermined process for causing the electric vehicle to output is output. When the electric vehicle shifts to an acceleration state, a command for ending the predetermined process is output. The processing device executes the predetermined processing based on a command output from the control unit.

第１の実施形態の電気車制御装置の構成図。The lineblock diagram of the electric car control device of a 1st embodiment. 第１の実施形態の電気車制御装置の動作波形図。The operation | movement waveform diagram of the electric vehicle control apparatus of 1st Embodiment. 第２の実施形態の電気車制御装置の構成図。The block diagram of the electric vehicle control apparatus of 2nd Embodiment. 第２の実施形態の電気車制御装置の動作波形図。The operation | movement waveform diagram of the electric vehicle control apparatus of 2nd Embodiment. 第３の実施形態の電気車制御装置の構成図。The block diagram of the electric vehicle control apparatus of 3rd Embodiment. 第３の実施形態の電気車制御装置の動作波形図。The operation | movement waveform diagram of the electric vehicle control apparatus of 3rd Embodiment.

以下、実施形態の電気車制御装置を、図面を参照して説明する。
なお、実施形態の電気車制御装置は、鉄道用電気車（以下、「電気車」と称す。）を制御対象とするが、電気車に限らず、任意の形式の鉄道用車両を制御対象とすることが可能である。 Hereinafter, an electric vehicle control apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
In addition, although the electric vehicle control apparatus of the embodiment targets a railway electric vehicle (hereinafter referred to as “electric vehicle”) as a control target, it is not limited to an electric vehicle, and any type of railway vehicle is a control target. Is possible.

（第１の実施形態）
概略的には、第１の実施形態では、砂撒きの終了時期に関し、空転時の駆動輪の回転加速度が所定値以下になったときに、空転が終了したと判定して砂撒きを終了させる。これにより、砂撒きの回数を低減し、低コストで高効率な砂撒きを実現する。 (First embodiment)
Schematically, in the first embodiment, when the rotational acceleration of the driving wheel at the time of idling is equal to or less than a predetermined value, it is determined that idling is completed and the sanding is terminated in the first embodiment. . As a result, the number of times of sanding is reduced, and highly efficient sanding is realized at low cost.

図１は、第１の実施形態の電気車制御装置１００の構成図である。
電気車制御装置１００は、加速度指令器１（例えば、マスタコントローラ）から加速度指令値が入力される電流パターン発生部２と、電流演算部３と、架線４から集電装置５を介して受電する電力変換部６と、電流検出部７と、回転機８の回転を検出する回転検出器９と、加速度検出部１０と、空転検出部１１と、制御部１２と、砂撒装置１３（処理装置）とを備えている。 FIG. 1 is a configuration diagram of an electric vehicle control apparatus 100 according to the first embodiment.
The electric vehicle control device 100 receives electric power from the acceleration command device 1 (for example, a master controller) through the current pattern generator 2, the current calculator 3, and the overhead wire 4 through the current collector 5. Power converter 6, current detector 7, rotation detector 9 for detecting rotation of rotating machine 8, acceleration detector 10, idling detector 11, controller 12, sand slag device 13 (processing device) ).

電流パターン発生部２は、電気車の運転台に設置された加速度指令器１から入力される加速度指令値に基づいて回転機８を駆動するための電流パターンＳＩＱを発生させるものである。電流演算部３は、電流検出部７の検出値であるトルク電流Ｉｑが電流パターン発生部２から発生された電流パターンＳＩＱと整合するように、回転機８に供給されるべきトルク電流を演算するものである。   The current pattern generator 2 generates a current pattern SIQ for driving the rotating machine 8 based on the acceleration command value input from the acceleration command device 1 installed in the cab of the electric vehicle. The current calculation unit 3 calculates the torque current to be supplied to the rotating machine 8 so that the torque current Iq, which is the detection value of the current detection unit 7, matches the current pattern SIQ generated from the current pattern generation unit 2. Is.

電力変換部６は、電流演算部３により演算されたトルク電流が得られるように、架線４から受電された電力を電力変換して３相交流出力を回転機８に供給するものである。電力変換部６は、例えばＰＷＭ(Pulse Width Modulation)インバータである。電流検出部７は、電力変換部６から回転機８に供給される３相交流出力のトルク電流Ｉｑを検出するものである。回転機８は、電気車の車輪（図示なし）を駆動する走行用モータである。以下では、回転機８により駆動される車輪を「駆動輪」と称す。回転検出器９は、回転機８の回転速度ＶＡを検出するものであり、例えばＰＧセンサである。   The power conversion unit 6 converts the power received from the overhead wire 4 and supplies a three-phase AC output to the rotating machine 8 so that the torque current calculated by the current calculation unit 3 can be obtained. The power converter 6 is, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) inverter. The current detection unit 7 detects a torque current Iq of a three-phase AC output supplied from the power conversion unit 6 to the rotating machine 8. The rotating machine 8 is a traveling motor that drives wheels (not shown) of the electric vehicle. Hereinafter, the wheels driven by the rotating machine 8 are referred to as “drive wheels”. The rotation detector 9 detects the rotation speed VA of the rotating machine 8, and is a PG sensor, for example.

加速度検出部１０は、回転検出器９により検出された回転速度ＶＡから電気車の駆動輪の回転加速度を検出するものである。加速度検出部１０は、回転検出器９から出力される回転速度ＶＡを微分演算することにより駆動輪の回転加速度を取得する。なお、加速度検出部１０における回転加速度の検出において、回転検出器９の回転速度ＶＡから駆動輪の回転加速度をミクロ的に検出しても、例えば回転速度ＶＡのサンプリング周期との関係から回転加速度を必ずしも精度よく検出することはできない。このため、好ましくは、加速度検出部１０は、マクロ的に駆動輪の回転加速度を検出する。例えば、回転検出器９の１制御周期（例えば、１サンプリング周期）毎に回転速度ＶＡから駆動輪の回転加速度を検出するのではなく、例えば、３０制御周期単位で回転検出器９から入力される回転速度ＶＡを用いて回転加速度を演算する。これにより、回転加速度の検出精度を向上させることができる。   The acceleration detection unit 10 detects the rotational acceleration of the driving wheels of the electric vehicle from the rotational speed VA detected by the rotation detector 9. The acceleration detection unit 10 obtains the rotational acceleration of the driving wheel by differentiating the rotational speed VA output from the rotation detector 9. Even when the rotational acceleration of the driving wheel is detected microscopically from the rotational speed VA of the rotation detector 9 in the detection of the rotational acceleration in the acceleration detector 10, for example, the rotational acceleration is calculated from the relationship with the sampling period of the rotational speed VA. It cannot always be detected accurately. For this reason, preferably, the acceleration detection unit 10 detects the rotational acceleration of the driving wheel in a macro manner. For example, instead of detecting the rotational acceleration of the drive wheel from the rotational speed VA every one control cycle (for example, one sampling cycle) of the rotation detector 9, for example, it is input from the rotation detector 9 in units of 30 control cycles. The rotational acceleration is calculated using the rotational speed VA. Thereby, the detection accuracy of rotational acceleration can be improved.

空転検出部１１は、加速度検出部１０により検出された駆動輪の回転加速度から駆動輪の空転を検出するものである。空転検出部１１は、加速度検出部１０により検出された駆動輪の回転加速度が第１の所定加速度値を超えた場合、空転の発生を検出する。空転検出部１１は、駆動輪の空転の発生を検出した場合、駆動輪を駆動する回転機８に供給されるトルク電流Ｉｑを低下（減少）させる旨の指令を出力する。また、空転検出部１１は、加速度検出部１０により得られた回転加速度から空転の終了を検出する。空転検出部１１は、駆動輪の回転加速度が第２の所定加速度値以下になった場合、駆動輪の空転の終了を検出する。   The idling detection unit 11 detects idling of the drive wheel from the rotational acceleration of the drive wheel detected by the acceleration detection unit 10. The idling detection unit 11 detects the occurrence of idling when the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detection unit 10 exceeds the first predetermined acceleration value. When the idling detection unit 11 detects the occurrence of idling of the driving wheel, the idling detection unit 11 outputs a command to reduce (decrease) the torque current Iq supplied to the rotating machine 8 that drives the driving wheel. Further, the idling detection unit 11 detects the end of idling from the rotational acceleration obtained by the acceleration detection unit 10. The idling detection unit 11 detects the end of idling of the driving wheel when the rotational acceleration of the driving wheel becomes equal to or less than the second predetermined acceleration value.

ここで、第１の所定加速度値は、駆動輪の空転の発生を判別するための基準となる値であり、砂撒きの運用形態に応じて任意に設定し得る値である。空転検出部１１は、加速度検出部１０により検出された駆動輪の回転加速度が第１の所定加速度値以下であれば、駆動輪の空転は発生しておらず、加速度検出部１０により検出された駆動輪の回転加速度が第１の所定加速度値を超えれば、空転が発生していると判定する。ただし、加速度検出部１０により検出された駆動輪の回転加速度が第１の所定加速度値以上であれば、空転が発生しているものとしてもよい。   Here, the first predetermined acceleration value is a reference value for determining the occurrence of idling of the driving wheel, and can be arbitrarily set according to the sanding operation mode. If the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detecting unit 10 is equal to or less than the first predetermined acceleration value, the idling detecting unit 11 does not cause idling of the driving wheel and is detected by the acceleration detecting unit 10. If the rotational acceleration of the driving wheel exceeds the first predetermined acceleration value, it is determined that idling has occurred. However, if the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detection unit 10 is equal to or greater than the first predetermined acceleration value, it may be assumed that idling has occurred.

また、第２の所定加速度値は、駆動輪の空転の終了を判別するための基準となる値であり、砂撒きの運用形態に応じて任意に設定し得る値である。空転検出部１１は、加速度検出部１０により検出された駆動輪の回転加速度が第２の所定加速度値以下であれば、駆動輪の空転は終了しており、加速度検出部１０により検出された駆動輪の回転加速度が第２の所定加速度値を超えれば、空転が終了していないと判定する。ただし、加速度検出部１０により検出された駆動輪の回転加速度が第２の所定加速度値未満であれば、空転が終了しているものとしてもよい。   The second predetermined acceleration value is a reference value for determining the end of idling of the drive wheel, and can be arbitrarily set according to the sanding operation mode. If the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detecting unit 10 is equal to or less than the second predetermined acceleration value, the idling detecting unit 11 has ended the idling of the driving wheel, and the driving detected by the acceleration detecting unit 10 If the rotational acceleration of the wheel exceeds the second predetermined acceleration value, it is determined that idling has not ended. However, if the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detection unit 10 is less than the second predetermined acceleration value, the idling may be completed.

制御部１２は、電流パターン発生部２から出力される電流パターンＳＩＱと、空転検出部１１の検出結果とに基づいて砂撒装置１３に砂撒きに関する指令を出力するものである。即ち、制御部１２は、空転検出部１１により駆動輪の空転が検出され、且つ、電流パターンＳＩＱによって示される回転機８のトルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ（所定値）以下に低下した場合、電気車の駆動輪とレールとの間の摩擦係数を増加させるための砂撒き（所定の処理）を開始させる旨の指令を出力する。また、制御部１２は、駆動輪とレールとが再粘着して電気車が加速可能な状態に移行した場合、砂撒きを終了させる指令を出力する。   The control unit 12 outputs a command related to sanding to the sandbag device 13 based on the current pattern SIQ output from the current pattern generation unit 2 and the detection result of the idling detection unit 11. That is, the control unit 12 detects that the idling of the driving wheel is detected by the idling detection unit 11 and the torque current Iq of the rotating machine 8 indicated by the current pattern SIQ falls below a predetermined current threshold ITH (predetermined value). A command to start sanding (predetermined processing) for increasing the coefficient of friction between the driving wheel of the electric vehicle and the rail is output. Moreover, the control part 12 outputs the instruction | command which complete | finishes sand burning, when a driving wheel and a rail re-adhere and it transfers to the state which can accelerate an electric vehicle.

砂撒装置１３は、制御部１２から出力される指令に基づき砂撒き（所定の処理）を実行する処理装置である。第１の実施形態では、砂撒装置１３は、電気車の駆動輪とレールとの間に砂を散布して駆動輪とレールとの間の摩擦係数を高める。なお、砂は、砕屑物に限らず、駆動輪とレールとの間の粘着性を改善し得ることを限度として、例えばセラミックスの一種であるアルミナ（酸化アルミニウム）等、任意の粒子であり得る。また、砂撒きの概念には、上記アルミナ等の任意の粒子をレール上に噴射することが含まれる。   The sand blasting device 13 is a processing device that performs sanding (predetermined processing) based on a command output from the control unit 12. In the first embodiment, the sand trap apparatus 13 spreads sand between the drive wheel and the rail of the electric vehicle to increase the coefficient of friction between the drive wheel and the rail. The sand is not limited to debris, and may be any particle such as alumina (aluminum oxide), which is a kind of ceramics, as long as the adhesion between the drive wheel and the rail can be improved. Moreover, the concept of sanding includes injecting arbitrary particles such as alumina onto the rail.

制御部１２は、砂撒開始判定部１２１と、砂撒終了判定部１２２と、否定的論理回路１２３と、論理積回路１２４とを備えている。砂撒開始判定部１２１は、電流パターン発生部２から出力される電流パターンＳＩＱによって示されるトルク電流（Ｉｑ）から、砂撒きの開始時期を判定するものである。砂撒開始判定部１２１は、電流パターン発生部２から出力される電流パターンＳＩＱによって示されるトルク電流（Ｉｑ）が所定電流閾値ＩＴＨ以下に低下した場合、砂撒きの開始時期である旨の判定を行う。砂撒開始判定部１２１は、砂撒きの開始時期である場合、論理値「１」の信号Ｓ１２１を出力し、その他の場合には論理値「０」の信号Ｓ１２１を出力する。   The control unit 12 includes a sand jar start determination unit 121, a sand jar end determination unit 122, a negative logic circuit 123, and a logical product circuit 124. The sand sand start determination unit 121 determines the start time of sand sand from the torque current (Iq) indicated by the current pattern SIQ output from the current pattern generation unit 2. When the torque current (Iq) indicated by the current pattern SIQ output from the current pattern generation unit 2 falls below a predetermined current threshold ITH, the sand shark start determination unit 121 determines that it is the start time of sand blasting. Do. The sand sand start determination unit 121 outputs a signal S121 having a logical value “1” when it is the start time of sand sanding, and outputs a signal S121 having a logical value “0” in other cases.

砂撒終了判定部１２２は、空転検出部１１の検出結果から、砂撒きの終了時期を判定するものである。砂撒終了判定部１２２は、空転検出部１１の検出結果が、駆動輪の空転の終了を示す場合、即ち、駆動輪の回転加速度が第２の所定加速度値以下になった場合、砂撒きの終了時期である旨の判定を行う。砂撒終了判定部１２２は、砂撒きの終了時期である場合、論理値「１」の信号Ｓ１２２を出力し、その他の場合には論理値「０」の信号Ｓ１２２を出力する。なお、砂撒終了判定部１２２は、空転検出部１１と一体化されてもよい。この場合、空転検出部１１は、空転の終了を検出したときを砂撒きの終了時期として判定し、その判定結果を示す信号Ｓ１２２の反転信号を制御部１２の否定的論理回路１２３を通じて論理積回路１２４に出力する。   The sand jar end determination unit 122 determines the end time of sand blasting from the detection result of the idling detection unit 11. When the detection result of the idling detection unit 11 indicates the end of idling of the driving wheel, that is, when the rotational acceleration of the driving wheel becomes equal to or less than the second predetermined acceleration value, It is determined that it is the end time. The sand jar end determination unit 122 outputs a signal S122 having a logical value of “1” when it is the end time of sanding, and outputs a signal S122 having a logical value of “0” in other cases. Note that the sand jar end determination unit 122 may be integrated with the idling detection unit 11. In this case, the idling detection unit 11 determines the time when the end of idling is detected as the end timing of sanding, and an inverted signal of the signal S122 indicating the determination result is obtained through the negative logic circuit 123 of the control unit 12 and the AND circuit. It outputs to 124.

否定的論理回路１２３は、砂撒終了判定部１２２から出力される信号Ｓ１２２の論理を反転させるものである。否定的論理回路１２３は、砂撒終了判定部１２２に組み込まれてもよい。論理積回路１２４は、砂撒開始判定部１２１から出力される信号Ｓ１２１と砂撒終了判定部１２２から出力される信号Ｓ１２２との論理積演算を実施するものである。その演算結果は、制御信号Ｓとして砂撒装置１３に出力される。   The negative logic circuit 123 inverts the logic of the signal S122 output from the sand jar end determination unit 122. The negative logic circuit 123 may be incorporated in the sand jar end determination unit 122. The AND circuit 124 performs a logical product operation of the signal S121 output from the sand jar start determination unit 121 and the signal S122 output from the sand jar end determination unit 122. The calculation result is output as a control signal S to the sandbox device 13.

次に、第１の実施形態の電気車制御装置１００の動作を説明する。
図２は、第１の実施形態の電気車制御装置１００の動作波形図である。
なお、駆動輪の空転が発生する前の初期状態では、砂撒開始判定部１２１から出力される信号Ｓ１２１の論理値と砂撒終了判定部１２２から出力される信号Ｓ１２２の論理値は共に「０」となっているものとする。 Next, operation | movement of the electric vehicle control apparatus 100 of 1st Embodiment is demonstrated.
FIG. 2 is an operation waveform diagram of the electric vehicle control apparatus 100 according to the first embodiment.
Note that, in the initial state before the idling of the driving wheel occurs, the logical value of the signal S121 output from the sand jar start determining unit 121 and the logical value of the signal S122 output from the sand jar end determining unit 122 are both “0”. ”.

電気車の駆動輪が空転していない場合、加速度指令器１からの加速度指令値に基づいて電流パターン発生部２により電流パターンＳＩＱが発生される。電流演算部３は、電流パターン発生部２により発生された電流パターンＳＩＱに従って回転機８に供給すべきトルク電流（Ｉｑ）を演算する。   When the driving wheel of the electric vehicle is not idling, the current pattern SIQ is generated by the current pattern generator 2 based on the acceleration command value from the acceleration command device 1. The current calculation unit 3 calculates a torque current (Iq) to be supplied to the rotating machine 8 according to the current pattern SIQ generated by the current pattern generation unit 2.

電力変換部６は、電流演算部３により演算されたトルク電流（Ｉｑ）が得られるように、架線４から受電した電力を電力変換して回転機８に供給する。このとき、電力変換部６から回転機８に供給されるトルク電流Ｉｑが電流検出部７により検出され、その検出値（Ｉｑ）が電流演算部３にフィードバックされる。これにより、電流演算部３は、電力変換部６から回転機８に供給されるトルク電流Ｉｑが電流パターン発生部２から発生される電流パターンＳＩＱと整合するようにトルク電流Ｉｑを逐次演算し直す。これにより、回転機８に供給されるトルク電流Ｉｑが加速度指令器１からの加速度指令値に基づき逐次制御されて回転機８に供給され、この回転機８により電気車の駆動輪が駆動される。この結果、加速度指令器１から供給される加速度指令値に応じた電気車の加速度が得られる。   The power conversion unit 6 converts the power received from the overhead wire 4 into power and supplies it to the rotating machine 8 so that the torque current (Iq) calculated by the current calculation unit 3 is obtained. At this time, the torque current Iq supplied from the power converter 6 to the rotating machine 8 is detected by the current detector 7, and the detected value (Iq) is fed back to the current calculator 3. Thus, the current calculation unit 3 sequentially recalculates the torque current Iq so that the torque current Iq supplied from the power conversion unit 6 to the rotating machine 8 matches the current pattern SIQ generated from the current pattern generation unit 2. . Thereby, the torque current Iq supplied to the rotating machine 8 is sequentially controlled based on the acceleration command value from the acceleration command device 1 and supplied to the rotating machine 8, and the driving wheel of the electric vehicle is driven by the rotating machine 8. . As a result, the acceleration of the electric vehicle according to the acceleration command value supplied from the acceleration command device 1 is obtained.

ここで、例えば電気車が急勾配のレールを登坂する状況において、図２に示す時刻ｔ０で回転機８によって駆動される電気車の駆動輪の空転が発生したとする。この場合、時刻ｔ０から駆動輪の回転速度ＶＡが急激に上昇する。加速度検出部１０は、回転検出器９から出力される回転速度ＶＡの微分量から、回転機８により駆動される駆動輪の回転加速度を逐次検出する。   Here, for example, in a situation where the electric vehicle climbs a steep rail, it is assumed that idling of the driving wheel of the electric vehicle driven by the rotating machine 8 occurs at time t0 shown in FIG. In this case, the rotational speed VA of the driving wheel rapidly increases from time t0. The acceleration detector 10 sequentially detects the rotational acceleration of the drive wheels driven by the rotating machine 8 from the differential amount of the rotational speed VA output from the rotation detector 9.

そして、時刻ｔ１で、加速度検出部１０により検出された回転加速度が第１の所定加速度値を超えると、空転検出部１１は、空転が発生したと判定し、駆動輪の空転を検出する。この場合、空転検出部１１は、回転機８に供給されるトルク電流Ｉｑを低下させる旨の指令を電流パターン発生部２に出力する。これにより、時刻ｔ１で、電流パターンＳＩＱによって示されるトルク電流（Ｉｑ）が低下を開始する。このトルク電流（Ｉｑ）の低下により、回転機８の回転力が徐々に抑制され、駆動輪とレールとの間の粘着性が回復する方向に向かう。   When the rotational acceleration detected by the acceleration detection unit 10 exceeds the first predetermined acceleration value at time t1, the idling detection unit 11 determines that idling has occurred and detects idling of the drive wheel. In this case, the idling detection unit 11 outputs a command to the current pattern generation unit 2 to reduce the torque current Iq supplied to the rotating machine 8. Thereby, at time t1, the torque current (Iq) indicated by the current pattern SIQ starts to decrease. Due to the decrease in the torque current (Iq), the rotational force of the rotating machine 8 is gradually suppressed, and the adhesiveness between the drive wheel and the rail is restored.

続いて、時刻ｔ２で、電流パターンＳＩＱによって示されるトルク電流（Ｉｑ）が所定電流閾値ＩＴＨ以下になると、制御部１２の砂撒開始判定部１２１は、砂撒処理の開始を示す論理値「１」の信号Ｓ１２１を出力する。このとき、砂撒終了判定部１２２は、初期状態の論理値「０」の信号Ｓ１２２を継続して出力し、論理積回路１２４には、否定的論理回路１２３から論理値「１」が入力される。このため、時刻ｔ２で電流パターンＳＩＱによって示されるトルク電流（Ｉｑ）が所定電流閾値ＩＴＨ以下に低下した場合、制御部１２の砂撒開始判定部１２１から出力された論理値「１」の信号Ｓ１２１は、論理積回路１２４を通過し、制御信号Ｓとして砂撒装置１３に出力される。   Subsequently, when the torque current (Iq) indicated by the current pattern SIQ becomes equal to or less than the predetermined current threshold ITH at time t2, the sand candy start determination unit 121 of the control unit 12 has a logical value “1” indicating the start of the sand candy processing. ”Signal S121 is output. At this time, the sand jar end determination unit 122 continuously outputs the signal S122 having the logical value “0” in the initial state, and the logical value “1” is input from the negative logical circuit 123 to the logical product circuit 124. The For this reason, when the torque current (Iq) indicated by the current pattern SIQ drops below the predetermined current threshold ITH at time t2, the signal S121 having the logical value “1” output from the sand shark start determination unit 121 of the control unit 12 is obtained. Passes through the AND circuit 124 and is output as a control signal S to the sandbag device 13.

砂撒装置１３は、制御部１２から入力された制御信号Ｓの論理値が「１」であれば、砂撒処理を開始し、砂撒きを実施する。これにより、電気車の駆動輪とレールとの間に砂が散布され、電気車の駆動輪とレールとの間の摩擦係数が増加される。この結果、駆動輪とレールとの間の粘着性が回復し、トルク電流Ｉｑの低下と相俟って、駆動輪の空転が抑制される。このように、空転時に電流パターンＳＩＱによって示されるトルク電流（Ｉｑ）が所定電流閾値ＩＴＨとして設定された所定のトルク電流値より低くなれば、砂撒きが開始される。   If the logical value of the control signal S input from the control unit 12 is “1”, the sand blast apparatus 13 starts the sand blast process and performs sand blasting. As a result, sand is scattered between the drive wheel and the rail of the electric vehicle, and the coefficient of friction between the drive wheel and the rail of the electric vehicle is increased. As a result, the adhesiveness between the drive wheel and the rail is restored, and the idling of the drive wheel is suppressed in combination with the decrease in the torque current Iq. As described above, when the torque current (Iq) indicated by the current pattern SIQ becomes lower than the predetermined torque current value set as the predetermined current threshold ITH during idling, sanding is started.

また、砂撒きにより駆動輪とレールとの間の粘着性が回復し、駆動輪の空転が抑制されると、加速度検出部１０により検出される駆動輪の回転加速度、即ち回転速度ＶＡの接線Ａ（図２）の傾き（即ち回転速度ＶＡの微分量）によって示される回転加速度が低下する傾向を示す。時刻ｔ３において、駆動輪の回転速度ＶＡの接線Ａの傾きによって表される駆動輪の回転加速度が第２の所定加速度値以下になると、空転判定部１１は、駆動輪の空転が終了したと判定する。この場合、空転判定部１１は、回転機８に供給されるトルク電流Ｉｑを一定に維持するように電流パターン発生部２に指令を出力する。なお、時刻ｔ３では、厳密には駆動輪とレールとの間の空転滑走が継続している状態にあるが、第１の実施形態では、制御部１２は、駆動輪の回転加速度が第２の所定加速度値以下であれば、駆動輪の空転が停止したものとみなす。   Further, when the adhesion between the driving wheel and the rail is restored by sanding and the idling of the driving wheel is suppressed, the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detector 10, that is, the tangent A of the rotational speed VA. It shows a tendency that the rotational acceleration indicated by the gradient of FIG. At time t3, when the rotational acceleration of the driving wheel represented by the inclination of the tangent A of the rotational speed VA of the driving wheel becomes equal to or less than the second predetermined acceleration value, the idling determination unit 11 determines that the idling of the driving wheel has ended. To do. In this case, the idling determination unit 11 outputs a command to the current pattern generation unit 2 so as to keep the torque current Iq supplied to the rotating machine 8 constant. At time t3, strictly speaking, the idling between the driving wheel and the rail is continued, but in the first embodiment, the control unit 12 determines that the rotational acceleration of the driving wheel is the second value. If the acceleration value is less than or equal to the predetermined acceleration value, it is considered that the idling of the driving wheel has stopped.

上述のように、空転検出部１１により時刻ｔ１で駆動輪の空転が検出された後、時刻ｔ３で空転が終了したと判定された場合、時刻ｔ３以降では電気車の駆動輪とレールとの間の粘着性が回復し、電気車が加速可能な状態に移行することが推定される。制御部１２は、時刻ｔ３で電気車が加速可能な状態に移行した場合、砂撒処理（所定の処理）を終了させる指令を出力する。具体的には、制御部１２の砂撒終了判定部１２２は、空転判定部１１により駆動輪の空転が終了したと判定された場合、砂撒きを終了させる論理値「１」の信号Ｓ１２２を否定的論理回路１２３に出力する。この信号を受けて、否定的論理回路１２３は、論理値「０」を論理積回路１２４に出力する。これにより、論理積回路１２４から出力される制御信号Ｓの論理値は、時刻ｔ３で砂撒処理の終了を示す「０」になる。   As described above, after the idling detection unit 11 detects idling of the driving wheel at time t1, when it is determined that idling has been completed at time t3, between the driving wheel of the electric vehicle and the rail after time t3. It is presumed that the tackiness of the electric vehicle recovers and the electric vehicle shifts to a state where it can be accelerated. When the control unit 12 shifts to a state where the electric vehicle can be accelerated at time t3, the control unit 12 outputs a command to end the sand claw processing (predetermined processing). Specifically, when the idling determination unit 11 determines that the idling of the driving wheel has been completed, the sand jar completion determination unit 122 of the control unit 12 negates the signal S122 having a logical value “1” that terminates sanding. To the logical circuit 123. In response to this signal, the negative logic circuit 123 outputs a logical value “0” to the logical product circuit 124. As a result, the logical value of the control signal S output from the AND circuit 124 becomes “0” indicating the end of the sand jar process at time t3.

砂撒装置１３は、制御部１２から論理値「０」の制御信号Ｓが入力されると、砂撒処理を終了する。この後、時刻ｔ４において、駆動輪の空転がなくなり、駆動輪とレールが充分に粘着した正常な状態に回復すると、空転検出部１１は、トルク電流Ｉｑを回復させるように電流パターン発生部３に指令を出力する。この指令を受けて、電流パターン発生部３は、加速度指令器１からの加速度指令値に応じた電流パターンＳＩＱを発生させ、通常の動作に戻る。上述の一連の砂撒処理が終了すると、砂撒開始判定部１２１の出力信号Ｓ１２１の論理値と砂撒終了判定部１２２の出力信号Ｓ１２２の論理値は共に「０」に初期化され、次の砂撒処理に備える。   When the control signal S having the logical value “0” is input from the control unit 12, the sand jar device 13 ends the sand blast process. Thereafter, at time t4, when the driving wheel is no longer idling and the driving wheel and the rail are recovered to a normal state in which the driving wheel and the rail are sufficiently adhered, the idling detection unit 11 causes the current pattern generation unit 3 to restore the torque current Iq. Outputs a command. In response to this command, the current pattern generator 3 generates a current pattern SIQ corresponding to the acceleration command value from the acceleration command device 1 and returns to the normal operation. When the above-described series of sand blast processing ends, the logical value of the output signal S121 of the sand jar start determination unit 121 and the logical value of the output signal S122 of the sand jar end determination unit 122 are both initialized to “0”. Prepare for sand slag treatment.

第１の実施形態によれば、電流パターンＳＩＱにより示されるトルク電流（Ｉｑ）が所定電流閾値ＩＴＨ以下になる時刻ｔ２から、空転判定部１１により駆動輪の空転が終了したと判定される時刻ｔ３までの期間において、砂撒装置１３により砂の散布が実施され、粘着性が回復している時刻ｔ３以降、砂撒きが実施されない。これに対し、前述した従来技術によれば、トルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下である時刻ｔ２から時刻ｔ５までの全期間において砂撒きが実施されるため、粘着性が回復している時刻ｔ３以降の期間でも砂撒きが継続されることになる。   According to the first embodiment, from the time t2 when the torque current (Iq) indicated by the current pattern SIQ becomes equal to or less than the predetermined current threshold ITH, the time t3 when the idling determination unit 11 determines that the idling of the driving wheel is completed. Until the time t3 when the sand spraying is performed by the sand trap apparatus 13 and the adhesiveness is restored, the sand sanding is not performed. On the other hand, according to the above-described prior art, sanding is performed in the entire period from time t2 to time t5 when the torque current Iq is equal to or less than the predetermined current threshold ITH, and therefore the time t3 when the adhesiveness is restored. Sanding will continue in subsequent periods.

上述した第１の実施形態によれば、砂撒き動作の制御情報としてトルク電流Ｉｑの絞り量に加えて、駆動輪の回転加速度を用いることにより、駆動輪とレールの粘着状態に応じて、過剰な砂撒きを抑制しつつ、電気車の車輪とレールとの間の粘着性を効果的かつ効率的に回復させることができる。従って、適切なタイミングで砂を撒くことができ、低コスト、高効率、効果的な鉄道システムの構築が可能となる。   According to the first embodiment described above, by using the rotational acceleration of the driving wheel in addition to the throttle amount of the torque current Iq as the control information of the sanding operation, the excess is determined depending on the adhesion state of the driving wheel and the rail. It is possible to effectively and efficiently recover the adhesiveness between the wheel and the rail of the electric vehicle while suppressing the excessive sanding. Therefore, sand can be sown at an appropriate timing, and a low-cost, high-efficiency, and effective railway system can be constructed.

なお、第１の実施形態において、制御部１２は、否定的論理回路１２３と論理積回路１２４から構成される回路を備えるものとしたが、この構成は一例に過ぎず、上述したタイミングで砂撒きの開始時期と終了時期を設定することができることを限度として、否定的論理回路１２３および論理積回路１２４に代えて任意の技術手段（ソフトウェア、ハードウェア）を用いることができる。また、制御部１２の内部の各信号の論理は任意に設定し得る。また、制御部１２と空転検出部１１を一体的に構成することも可能である。   In the first embodiment, the control unit 12 includes a circuit including the negative logic circuit 123 and the logical product circuit 124. However, this configuration is only an example, and sanding is performed at the timing described above. Any technical means (software, hardware) can be used in place of the negative logic circuit 123 and the logical product circuit 124 as long as the start time and the end time can be set. Further, the logic of each signal inside the control unit 12 can be set arbitrarily. Further, the control unit 12 and the idling detection unit 11 can be configured integrally.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。
上述の第１の実施形態では、駆動輪の回転加速度から砂撒きの終了時期を判定したが、第２の実施形態では、電気車の対地速度ＶＢの微分量（対地加速度）から空転の終了を判定し、砂撒きの終了時期を判定する。空転の発生の判定と砂撒きの開始時期の判定については第１の実施形態と同様である。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
In the first embodiment described above, the sanding end time is determined from the rotational acceleration of the drive wheel. In the second embodiment, the end of idling is determined from the differential amount (ground acceleration) of the ground speed VB of the electric vehicle. Judgment is made, and the end time of sanding is determined. The determination of the occurrence of idling and the determination of the start time of sanding are the same as in the first embodiment.

図３は、第２の実施形態の電気車制御装置２００の構成図である。電気車制御装置２００は、上述の第１の実施形態の電気車制御装置１００の構成において、制御部１２に代えて制御部１２Ａを備えるとともに、回転検出器１５と、速度検出部１６を更に備えている。回転検出器１５は、例えば牽引車となる電気車に連結された被牽引車の車輪（従動輪）に連結された回転機１４の回転速度を検出するものである。速度検出部１６は、回転検出器１５によって検出された回転速度を対地速度ＶＢとして検出するものである。   FIG. 3 is a configuration diagram of the electric vehicle control apparatus 200 according to the second embodiment. In the configuration of the electric vehicle control device 100 of the first embodiment described above, the electric vehicle control device 200 includes a control unit 12A instead of the control unit 12, and further includes a rotation detector 15 and a speed detection unit 16. ing. The rotation detector 15 detects the rotational speed of the rotating machine 14 connected to the wheel (driven wheel) of a towed vehicle connected to an electric vehicle serving as a towing vehicle, for example. The speed detector 16 detects the rotational speed detected by the rotation detector 15 as the ground speed VB.

制御部１２Ａは、空転検出部１１により電気車の駆動輪の空転が検出された後、速度検出部１６により検出された対地速度ＶＢの微分量として得られる加速度が第３の所定加速度値を超えた場合、電気車が加速状態に移行したと判定するものである。ここで、第３の所定加速度値は、電気車が加速状態にあるか否かを判別するための基準となる値であり、砂撒きの運用形態に応じて任意に設定し得る値である。第３の実施形態では、実質的にゼロとみなすことができる電気車の加速度の上限を第３の所定加速度値として定義する。ただし、この例に限定されず、第３の所定加速度値は任意に定義し得る。   After the idling detection unit 11 detects idling of the driving wheel of the electric vehicle, the control unit 12A has an acceleration obtained as a differential amount of the ground speed VB detected by the speed detection unit 16 exceeding the third predetermined acceleration value. If it is determined that the electric vehicle has shifted to the acceleration state. Here, the third predetermined acceleration value is a value serving as a reference for determining whether or not the electric vehicle is in an acceleration state, and is a value that can be arbitrarily set according to the sanding operation mode. In the third embodiment, the upper limit of the acceleration of the electric vehicle that can be regarded as substantially zero is defined as the third predetermined acceleration value. However, the present invention is not limited to this example, and the third predetermined acceleration value can be arbitrarily defined.

制御部１２Ａは、上述の図１に示す第１の実施形態の制御部１２の構成において、砂撒終了判定部１２２に代えて、砂撒終了判定部１２２Ａを備える。砂撒終了判定部１２２Ａは、速度検出部１６の検出結果から砂撒きの終了時期を判定するものである。駆動輪の空転が発生した場合、砂撒終了判定部１２２Ａは、速度検出部１６の検出結果によって示される対地速度ＶＢが上昇し、この対地速度ＶＢの微分量として得られる加速度が第３の所定加速度値を超えた場合、砂撒きの終了時期であると判定する。換言すれば、対地速度ＶＢの微分量として得られる加速度が実質的にゼロでなくなれば、砂撒終了判定部１２２Ａは、砂撒きの終了時期であると判定する。
その他の構成は、第１の実施形態と同様である。 In the configuration of the control unit 12 of the first embodiment shown in FIG. 1 described above, the control unit 12A includes a sand jar end determination unit 122A instead of the sand jar end determination unit 122. The sand jar end determination unit 122A determines the end time of sand blasting from the detection result of the speed detection unit 16. When idling of the driving wheel occurs, the sand pit completion determination unit 122A increases the ground speed VB indicated by the detection result of the speed detection unit 16, and the acceleration obtained as the differential amount of the ground speed VB is a third predetermined value. When the acceleration value is exceeded, it is determined that it is the end time of sanding. In other words, if the acceleration obtained as the differential amount of the ground speed VB is not substantially zero, the sand blast end determination unit 122A determines that it is the end time of sand blasting.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.

次に、第２の実施形態の電気車制御装置２００の動作を説明する。
図４は、第２の実施形態の電気車制御装置２００の動作波形図である。
前述したように、第２の実施形態では、砂撒きの開始時期の判定については第１の実施形態と同様であるので、砂撒きの終了時期の判定に着目して電気車制御装置２００の動作を説明する。
なお、駆動輪の空転が発生する前の初期状態では、砂撒開始判定部１２１の出力信号Ｓ１２１の論理値と砂撒終了判定部１２２Ａの出力信号Ｓ１２２Ａの論理値は共に「０」であるものとする。 Next, operation | movement of the electric vehicle control apparatus 200 of 2nd Embodiment is demonstrated.
FIG. 4 is an operation waveform diagram of the electric vehicle control apparatus 200 according to the second embodiment.
As described above, in the second embodiment, since the determination of the sanding start time is the same as in the first embodiment, the operation of the electric vehicle control device 200 is focused on the determination of the sanding end time. Will be explained.
In the initial state before the idling of the drive wheel occurs, the logical value of the output signal S121 of the sand jar start determining unit 121 and the logical value of the output signal S122A of the sand jar end determining unit 122A are both “0”. And

第１の実施形態と同様に、例えば電気車が急勾配のレールを登坂する状況において、図４に示す時刻ｔ０で回転機８によって駆動される電気車の駆動輪の空転が発生すると、回転検出器９から出力される回転速度ＶＡの微分量から、加速度検出部１０は、回転機８により駆動される駆動輪の回転加速度を逐次検出する。加速中に空転が発生すれば、電気車の対地速度ＶＢが徐々に略一定になる。さらに空転が続けば、対地速度ＶＢが低下する場合もあるが、ここでは空転は一時的なものとし、電気車の対地速度ＶＢが略一定になるものとする。   As in the first embodiment, for example, in the situation where the electric vehicle climbs a steep rail, if the idling of the drive wheel of the electric vehicle driven by the rotating machine 8 occurs at time t0 shown in FIG. From the differential amount of the rotational speed VA output from the device 9, the acceleration detector 10 sequentially detects the rotational acceleration of the drive wheels driven by the rotating machine 8. If idling occurs during acceleration, the ground speed VB of the electric vehicle gradually becomes substantially constant. Further, if the idling continues, the ground speed VB may decrease. Here, the idling is assumed to be temporary, and the ground speed VB of the electric vehicle is assumed to be substantially constant.

時刻ｔ１で、加速度検出部１０により回転速度ＶＡから検出された回転加速度が第１の所定加速度値を超えると、空転検出部１１は、空転が発生したと判定し、トルク電流（Ｉｑ）を低下させる旨の指令を電流パターン発生部２に出力する。この結果、時刻ｔ２で、トルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下になると、制御部１２Ａの砂撒開始判定部１２１は、砂撒処理の開始を示す論理値「１」の信号Ｓ１２１を、論理積回路１２４を通じて制御信号Ｓとして砂撒装置１３に出力する。砂撒装置１３は、制御部１２Ａから制御信号Ｓを受けて砂撒処理を開始する。この結果、駆動輪とレールとの間の粘着性が回復し、トルク電流Ｉｑの低下と相俟って、駆動輪の空転が抑制される。   When the rotational acceleration detected from the rotational speed VA by the acceleration detecting unit 10 exceeds the first predetermined acceleration value at time t1, the idling detecting unit 11 determines that idling has occurred and decreases the torque current (Iq). A command to the effect is output to the current pattern generator 2. As a result, when the torque current Iq becomes equal to or less than the predetermined current threshold ITH at time t2, the sand candy start determination unit 121 of the control unit 12A performs a logical AND operation on the signal S121 having a logical value “1” indicating the start of the sand candy processing. The control signal S is output to the sand jar device 13 through the circuit 124. The sand shark device 13 receives the control signal S from the control unit 12A and starts the sand candy processing. As a result, the adhesiveness between the drive wheel and the rail is restored, and the idling of the drive wheel is suppressed in combination with the decrease in the torque current Iq.

砂撒処理により駆動輪の空転が抑制されると、回転検出器１５から出力される対地速度ＶＢが上昇を開始し、電気車の加速度、即ち対地速度ＶＢの接線Ｂ（図４）の傾き（即ち対地速度ＶＢの微分量）が上昇してゼロではなくなる。時刻ｔ３Ａで、速度検出部１６により電気車の対地速度ＶＢから得られる加速度が第３の所定加速度値を超えると、制御部１２Ａの砂撒終了判定部１２２Ａは、砂撒処理（所定の処理）を終了させる旨の指令を出力する。具体的には、砂撒終了判定部１２２Ａは、砂撒きを終了させる旨の論理値「１」の信号Ｓ１２２Ａを否定的論理回路１２３に出力する。   When the idling of the driving wheel is suppressed by the sand trap process, the ground speed VB output from the rotation detector 15 starts to increase, and the acceleration of the electric vehicle, that is, the slope of the tangent B (FIG. 4) of the ground speed VB ( That is, the differential amount of the ground speed VB) increases and is not zero. At time t3A, when the acceleration obtained from the ground speed VB of the electric vehicle by the speed detection unit 16 exceeds the third predetermined acceleration value, the sand culm end determination unit 122A of the control unit 12A performs a sand blast process (predetermined process). Outputs a command to end. Specifically, the sand jar end determination unit 122A outputs to the negative logic circuit 123 a signal S122A having a logical value “1” to end the sand blasting.

否定的論理回路１２３は、砂撒終了判定部１２２Ａからの信号を受けて論理値「０」を論理積回路１２４に出力する。この結果、時刻ｔ３で、制御部１２Ａは、砂撒き処理の終了を示す論理値「０」の制御信号Ｓを砂撒装置１３に出力する。砂撒装置１３は、制御部１２Ａから入力される制御信号Ｓに基づいて砂撒処理を終了する。なお、上述の一連の砂撒処理が終了すると、砂撒開始判定部１２１の出力信号Ｓ１２１の論理値と砂撒終了判定部１２２Ａの出力信号Ｓ１２２Ａの論理値は共に「０」に初期化され、次の砂撒処理に備える。
その他の動作は、第１の実施形態と同様である。 The negative logic circuit 123 outputs a logical value “0” to the logical product circuit 124 in response to the signal from the sand jar end determination unit 122A. As a result, at time t <b> 3, the control unit 12 </ b> A outputs a control signal S having a logical value “0” indicating the end of the sanding process to the sanding device 13. The sand shark device 13 ends the sand candy processing based on the control signal S input from the control unit 12A. When the above-described series of sand blast processing ends, the logical value of the output signal S121 of the sand shark start determination unit 121 and the logical value of the output signal S122A of the sand jar end determination unit 122A are both initialized to “0”. Prepare for the next sand pit treatment.
Other operations are the same as those in the first embodiment.

第２の実施形態によれば、電流パターンＳＩＱにより示されるトルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下になる時刻ｔ２から、電気車の対地速度ＶＢから得られる加速度が第３の所定加速度値を超える時刻ｔ３Ａまでの期間、砂撒装置１３により砂の散布が実施される。また、電気車が加速状態となる時刻ｔ３Ａ以降では砂撒きは実施されない。従って、第２の実施形態によれば、砂撒き動作の制御情報としてトルク電流Ｉｑの絞り量に加えて、電気車の対地速度ＶＢを用いることにより、駆動輪とレールとの粘着状態を的確に把握して砂撒きの終了を判定することができる。   According to the second embodiment, from the time t2 when the torque current Iq indicated by the current pattern SIQ becomes equal to or less than the predetermined current threshold ITH, the time when the acceleration obtained from the ground speed VB of the electric vehicle exceeds the third predetermined acceleration value. During the period up to t3A, sand is sprayed by the sand trap apparatus 13. Further, sanding is not performed after time t3A when the electric vehicle is in an accelerated state. Therefore, according to the second embodiment, by using the ground speed VB of the electric vehicle in addition to the throttle amount of the torque current Iq as the control information of the sanding operation, the adhesion state between the driving wheel and the rail is accurately determined. It is possible to determine the end of sanding by grasping.

特に、第２の実施形態によれば、電気車の実際の速度と駆動輪の回転加速度との関係性に基づいて駆動輪の空転を判定するので、駆動輪が空転状態にあるか否かを精度よく判定することができ、駆動輪とレールの粘着状態を的確に把握することができる。従って、砂撒きを必要最小限に抑えることができ、過剰な砂撒きを抑制しつつ、車輪とレールとの間の粘着性を効果的かつ効率的に回復させることができる。また、適切なタイミングで砂を撒くことができ、低コスト、高効率、効果的な鉄道システムの構築が可能となる。   In particular, according to the second embodiment, since the idling of the driving wheel is determined based on the relationship between the actual speed of the electric vehicle and the rotational acceleration of the driving wheel, it is determined whether or not the driving wheel is idling. The determination can be made with high accuracy, and the adhesion state between the drive wheel and the rail can be accurately grasped. Therefore, sanding can be suppressed to the minimum necessary, and the adhesiveness between the wheel and the rail can be effectively and efficiently recovered while suppressing excessive sanding. Moreover, sand can be sown at an appropriate timing, and a low-cost, high-efficiency, and effective railway system can be constructed.

なお、第２の実施形態においても、制御部１２Ａは、否定的論理回路１２３と論理積回路１２４から構成される回路を備えるものとしたが、この構成は一例に過ぎず、上述した第１の実施形態と同様に、否定的論理回路１２３と論理積回路１２４に代えて任意の技術手段（ソフトウェア、ハードウェア）を用いることができる。また、制御部１２Ａの内部の各信号の論理は任意に設定し得る。また、制御部１２Ａと空転検出部１１を一体的に構成することも可能である。   In the second embodiment as well, the control unit 12A includes a circuit composed of the negative logic circuit 123 and the logical product circuit 124. However, this configuration is only an example, and the first embodiment described above. As in the embodiment, any technical means (software, hardware) can be used in place of the negative logic circuit 123 and the AND circuit 124. Further, the logic of each signal inside the control unit 12A can be arbitrarily set. Further, the control unit 12A and the idling detection unit 11 can be configured integrally.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を説明する。
上述した第２の実施形態では、空転が発生した場合、トルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下になった場合に砂撒きを開始し、電気車の対地速度ＶＢから得られる加速度が第３の所定加速度を超えた場合に空転の終了を検知して砂撒きを終了するものとしたが、第３の実施形態では、トルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下であり、且つ、電気車の対地速度ＶＢから得られる加速度が第３の所定加速度以下である場合、砂撒きを実施する。第３の所定加速度値の定義は、第２の実施形態と同様である。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
In the second embodiment described above, when idling occurs, sanding is started when the torque current Iq falls below the predetermined current threshold ITH, and the acceleration obtained from the ground speed VB of the electric vehicle is the third predetermined When the acceleration exceeds, the end of idling is detected and the sanding is finished. However, in the third embodiment, the torque current Iq is equal to or less than the predetermined current threshold ITH and the ground speed VB of the electric vehicle is set. If the acceleration obtained from is less than or equal to the third predetermined acceleration, sanding is performed. The definition of the third predetermined acceleration value is the same as in the second embodiment.

図５は、第３の実施形態の電気車制御装置３００の構成図である。
電気車制御装置３００は、上述した第２の実施形態の図３に示す電気車制御装置２００の構成において、制御部１２Ａに代えて制御部１２Ｂを備えている。制御部１２Ｂは、トルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ（所定値）以下に低下し、且つ、対地速度ＶＢから得られる電気車の加速度が第３の所定加速度値以下である場合、砂撒処理（所定の処理）を実施させる旨の指令を出力するものであり、第１砂撒判定部１２１Ｂと、第２砂撒判定部１２２Ｂと、論理積回路１２４とを備えている。 FIG. 5 is a configuration diagram of an electric vehicle control device 300 according to the third embodiment.
The electric vehicle control device 300 includes a control unit 12B in place of the control unit 12A in the configuration of the electric vehicle control device 200 shown in FIG. 3 of the second embodiment described above. When the torque current Iq drops below a predetermined current threshold ITH (predetermined value) and the acceleration of the electric vehicle obtained from the ground speed VB is below a third predetermined acceleration value, the controller 12B A command to execute a predetermined process) is output, and includes a first sand scum judgment unit 121B, a second sand sag judgment unit 122B, and a logical product circuit 124.

第１砂撒判定部１２１Ｂは、電流パターンＳＩＱによって示されるトルク電流（Ｉｑ）が所定電流閾値ＩＴＨ以下である期間において、砂撒きを実施すべき旨の論理値「１」の信号Ｓ１２１Ｂを出力する。また、第２砂撒判定部１２２Ｂは、速度検出部１６によって示される速度ＶＢから得られる加速度が第３の所定加速度値以下である期間において、砂撒きを実施すべき旨の論理値「１」の信号Ｓ１２２Ｂを出力する。これら信号Ｓ１２１Ｂおよび信号Ｓ１２２Ｂは論理積回路１２４により論理演算され、この演算結果が制御信号Ｓとして制御部１２Ｂから砂撒装置１３に出力される。
その他の構成は、第２の実施形態と同様である。 The first sand sand determination unit 121B outputs a signal S121B having a logical value “1” indicating that sand sanding should be performed in a period in which the torque current (Iq) indicated by the current pattern SIQ is equal to or less than the predetermined current threshold ITH. . In addition, the second sand blast determination unit 122B has a logical value “1” indicating that sand blasting should be performed in a period in which the acceleration obtained from the speed VB indicated by the speed detection unit 16 is equal to or less than the third predetermined acceleration value. The signal S122B is output. The signal S121B and the signal S122B are logically calculated by the AND circuit 124, and the calculation result is output as a control signal S from the control unit 12B to the sand jar apparatus 13.
Other configurations are the same as those of the second embodiment.

次に、第３の実施形態の電気車制御装置３００の動作を説明する。ここでは、制御部１２Ｂに着目して説明する。
図６は、第３の実施形態の電気車制御装置３００の動作波形図である。第３の実施形態では、空転が発生した場合、電流パターンＳＩＱが所定電流閾値ＩＴＨ以下である時刻ｔ２から時刻ｔ５までの期間、第１砂撒判定部１２１Ｂは、砂撒きを実施すべき旨の論理値「１」の信号Ｓ１２１Ｂを出力する。また、第２砂撒判定部１２２Ｂは、速度検出部１６により検出される対地速度ＶＢが一定の期間、即ち、対地速度ＶＢから得られる加速度（対地速度ＶＢの微分量）が約ゼロに維持される時刻ｔ１Ｂから時刻ｔ２Ｂまでの期間、砂撒きを実施すべき旨の論理値「１」の信号Ｓ１２２Ｂを出力する。これら信号Ｓ１２１Ｂ，１２２Ｂが入力される論理積回路１２４は、時刻ｔ２から時刻ｔ２Ｂまでの期間、砂撒きを実施すべき旨の論理値「１」の制御信号Ｓを出力する。 Next, the operation of the electric vehicle control device 300 according to the third embodiment will be described. Here, the description will be given focusing on the control unit 12B.
FIG. 6 is an operation waveform diagram of the electric vehicle control apparatus 300 according to the third embodiment. In the third embodiment, when idling occurs, during the period from time t2 to time t5 when the current pattern SIQ is equal to or less than the predetermined current threshold ITH, the first sand sag determination unit 121B should carry out sand scouring. A signal S121B having a logical value “1” is output. In addition, the second sand sag determination unit 122B maintains the acceleration (the differential amount of the ground speed VB) obtained from the ground speed VB in a period in which the ground speed VB detected by the speed detection unit 16 is constant, that is, about zero. During the period from time t1B to time t2B, a signal S122B having a logical value “1” indicating that sanding should be performed is output. The AND circuit 124 to which these signals S121B and 122B are input outputs a control signal S having a logical value “1” indicating that sanding should be performed during a period from time t2 to time t2B.

図６の例では、対地速度ＶＢの微分量（加速度）が約ゼロになる時刻ｔ１Ｂは、トルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下になる時刻ｔ２よりも前の時刻であるため、結果的に、砂撒きの開始時期は、第２の実施形態と同じ時刻ｔ２となっている。しかしながら、第３の実施形態では、トルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下である期間のうち、速度ＶＢの微分量が約ゼロに維持される期間、即ち、実際に電気車が加速していない期間に限定して、砂撒きを実施すべき旨の論理値「１」の制御信号Ｓが制御部１２Ｂから出力される。従って、仮に、速度ＶＢの微分量がゼロになる時刻ｔ１Ｂが、トルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下になる時刻ｔ２よりも後の時刻であれば、砂撒きの開始時期は、第１の実施形態および第２の実施形態に比較して遅くなる。このことは、電気車が加速状態にあれば、砂撒きは実施されないことを意味する。   In the example of FIG. 6, the time t1B at which the differential amount (acceleration) of the ground speed VB becomes approximately zero is a time before the time t2 at which the torque current Iq becomes equal to or less than the predetermined current threshold ITH. Sanding start time is the same time t2 as in the second embodiment. However, in the third embodiment, among the periods in which the torque current Iq is equal to or less than the predetermined current threshold ITH, the period in which the differential amount of the speed VB is maintained at about zero, that is, the period in which the electric vehicle is not actually accelerating. The control signal S having a logical value “1” indicating that sanding should be performed is output from the control unit 12B. Therefore, if the time t1B when the differential amount of the speed VB becomes zero is a time after the time t2 when the torque current Iq becomes equal to or less than the predetermined current threshold ITH, the sanding start timing is the first implementation. Slow compared to the form and the second embodiment. This means that if the electric vehicle is in an accelerated state, sanding is not performed.

第３の実施形態によれば、電流パターンＳＩＱにより示されるトルク電流Ｉｑが所定電流閾値ＩＴＨ以下である期間のうち、電気車が実際に加速状態にない期間に限定して砂撒きが実施される。従って、上述の第１の実施形態および第２の実施形態に比較して、更に効率的に砂撒きを実施することが可能になり、砂撒きを必要最小限に抑えることができる。また、電気車の実際の速度と駆動輪の回転加速度との関係性に基づいて駆動輪の空転を判定するので、精度よく駆動輪の空転を把握することができる。   According to the third embodiment, sanding is performed only in a period in which the electric vehicle is not actually in an acceleration state during a period in which the torque current Iq indicated by the current pattern SIQ is equal to or less than the predetermined current threshold ITH. . Therefore, it is possible to carry out sanding more efficiently than in the first and second embodiments described above, and sanding can be minimized. Further, since the idling of the driving wheel is determined based on the relationship between the actual speed of the electric vehicle and the rotational acceleration of the driving wheel, the idling of the driving wheel can be accurately grasped.

なお、上述した第２の実施形態および第３の実施形態では、速度検出部１６は、従動輪に連結された回転機１４の回転数から速度検出部１６が電気車の対地速度ＶＢを検出するものとしたが、速度検出部１６は、例えば、ＧＰＳ(Global Positioning System)を用いて電気車の対地速度ＶＢを検出してもよい。   In the second embodiment and the third embodiment described above, the speed detector 16 detects the ground speed VB of the electric vehicle from the number of rotations of the rotating machine 14 connected to the driven wheel. However, the speed detector 16 may detect the ground speed VB of the electric vehicle using, for example, GPS (Global Positioning System).

以上述べた少なくともひとつの実施形態の電気車制御装置によれば、車輪の空転が発生し、電気車の駆動輪とレールとの間の摩擦係数を増加させるための所定の処理を実施した状況において、電気車が加速状態に移行した場合、上記所定の処理を終了させる指令を出力する制御部を持つことにより、過剰な砂撒きを抑制しつつ、電気車の車輪とレールとの間の粘着性を回復させることができる。   According to the electric vehicle control apparatus of at least one embodiment described above, in a situation where idling of the wheel occurs and a predetermined process for increasing the coefficient of friction between the drive wheel and the rail of the electric vehicle is performed. When the electric vehicle shifts to the acceleration state, by having a control unit that outputs a command to end the predetermined processing, the adhesion between the wheel and the rail of the electric vehicle is suppressed while suppressing excessive sanding. Can be recovered.

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

１…加速度指令器
２…電流パターン発生部
３…電流演算部
４…架線
５…集電装置
６…電力変換部
７…電流検出部
８…回転機（駆動輪側）
９…回転検出器
１０…加速度検出部
１１…空転検出部
１２，１２Ａ，１２Ｂ…制御部
１３…砂撒装置
１４…回転機（従動輪側）
１５…回転検出器
１６…速度検出部
１００，２００，３００…電気車制御装置
１２１…砂撒開始判定部
１２１Ｂ…第１砂撒判定部
１２２，１２２Ａ…砂撒終了判定部
１２２Ｂ…第２砂撒判定部
１２３…否定的論理回路
１２４…論理積回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acceleration command device 2 ... Current pattern generation part 3 ... Current calculation part 4 ... Overhead wire 5 ... Current collector 6 ... Power conversion part 7 ... Current detection part 8 ... Rotating machine (drive wheel side)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Rotation detector 10 ... Acceleration detection part 11 ... Idling detection part 12, 12A, 12B ... Control part 13 ... Sand trap apparatus 14 ... Rotating machine (driven wheel side)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Rotation detector 16 ... Speed detection part 100, 200, 300 ... Electric vehicle control apparatus 121 ... Sand shark start determination part 121B ... 1st sand jar determination part 122,122A ... Sand scum end determination part 122B ... 2nd sand sack Judgment part 123 ... Negative logic circuit 124 ... Logical product circuit

Claims (5)

鉄道用の電気車の対地速度を検出する速度検出部と、
前記電気車の駆動輪の回転加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部により検出された前記駆動輪の回転加速度から前記駆動輪の空転を検出し、前記駆動輪の空転を検出した場合、前記駆動輪を駆動する回転機のトルク電流を低下させる空転検出部と、
前記空転検出部により前記駆動輪の空転が検出され、且つ、前記トルク電流が所定電流閾値以下に低下した場合、前記電気車の駆動輪とレールとの間の摩擦係数を増加させるための砂撒きを開始させる指令を出力し、前記速度検出部により検出された前記対地速度から得られる加速度が所定加速度値以上になった場合、前記砂撒きを終了させる指令を出力する制御部と、
前記制御部から出力される指令に基づき前記砂撒きを実行する処理装置と、
を備えた電気車制御装置。 A speed detection unit for detecting a ground speed of an electric vehicle for railways;
An acceleration detection unit for detecting the rotational acceleration of the driving wheels of the electric vehicle,
When the idling of the driving wheel is detected from the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detecting unit, and the idling of the driving wheel is detected, the idling detection that reduces the torque current of the rotating machine that drives the driving wheel. And
Sanding for increasing the coefficient of friction between the driving wheel of the electric vehicle and the rail when the idling of the driving wheel is detected by the idling detection unit and the torque current falls below a predetermined current threshold value. A control unit that outputs a command to end the sanding when an acceleration obtained from the ground speed detected by the speed detection unit is equal to or greater than a predetermined acceleration value ;
A processing device for performing the sanding based on a command output from the control unit;
An electric vehicle control device comprising: 前記制御部は、
前記トルク電流が所定電流閾値以下に低下し、且つ、前記対地速度から得られる前記電気車の加速度が前記所定加速度値以下である場合、前記砂撒きを実施させる指令を出力する、請求項１に記載の電気車制御装置。 The controller is
The command for causing the sanding to be performed is output when the torque current falls below a predetermined current threshold value and the acceleration of the electric vehicle obtained from the ground speed is equal to or lower than the predetermined acceleration value. The electric vehicle control apparatus as described. 前記速度検出部は、
被牽引車の車輪に連結された回転機のエンコーダ信号から前記対地速度を検出する、請求項１または２に記載の電気車制御装置。 The speed detector
Detecting said ground speed from the encoder signal of the rotation motor connected to the wheels of the towed vehicle, electric vehicle control device according to claim 1 or 2. 前記速度検出部は、
ＧＰＳ(Global Positioning System)を用いて前記対地速度を検出する、請求項１または２に記載の電気車制御装置。 The speed detector
Detecting said ground speed by using a GPS (Global Positioning System), electric vehicle control device according to claim 1 or 2. 鉄道用の電気車の駆動輪の回転加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部により検出された前記駆動輪の回転加速度から前記駆動輪の空転を検出し、前記駆動輪の空転を検出した場合、前記駆動輪を駆動する回転機のトルク電流を低下させる空転検出部と、
前記空転検出部により前記駆動輪の空転が検出され、且つ、前記トルク電流が所定電流閾値以下に低下した場合、前記電気車の駆動輪とレールとの間の摩擦係数を増加させるための砂撒きを開始させる指令を出力し、前記空転検出部により前記駆動輪の空転が検出された後、前記加速度検出部により検出された前記回転加速度が所定加速度値以下に低下した場合、前記砂撒きを終了させる指令を出力する制御部と、
前記制御部から出力される指令に基づき前記砂撒きを実行する処理装置と、
を備えた電気車制御装置。 An acceleration detector for detecting the rotational acceleration of the drive wheels of the electric vehicle for railways;
When the idling of the driving wheel is detected from the rotational acceleration of the driving wheel detected by the acceleration detecting unit, and the idling of the driving wheel is detected, the idling detection that reduces the torque current of the rotating machine that drives the driving wheel. And
Sanding for increasing the coefficient of friction between the driving wheel of the electric vehicle and the rail when the idling of the driving wheel is detected by the idling detection unit and the torque current falls below a predetermined current threshold value. When the rotational acceleration detected by the acceleration detection unit falls below a predetermined acceleration value after the idle detection of the drive wheel is detected by the idle detection unit, the sanding is terminated. A control unit that outputs a command to be
A processing device for performing the sanding based on a command output from the control unit;
An electric vehicle control device comprising:
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