JP6259321B2 - Electric vehicle control device - Google Patents

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Description

本発明は、電気ブレーキ及び機械ブレーキを併用可能な電気車を制御する電気車制御装置に関するものである。   The present invention relates to an electric vehicle control device that controls an electric vehicle capable of using both an electric brake and a mechanical brake.

レール上を走行する電気車は、車輪・レール間の粘着力（接線力）によって加減速を行うが、この粘着力の最大値を超えた値で駆動・制動を行うと、車輪の空転・滑走が発生してしまう。特に、雨天時などでレール面が濡れていると、粘着力の最大値が低下するため、空転・滑走が発生し易くなる。   Electric cars that run on rails are accelerated and decelerated by the adhesion between the wheels and the rails (tangential force). If driving or braking is performed at a value that exceeds the maximum value of this adhesion, the wheels will run idle and slide. Will occur. In particular, when the rail surface is wet during rainy weather or the like, the maximum value of the adhesive force is reduced, so that idling / sliding easily occurs.

電気車のブレーキは、駆動用の主電動機のトルクを用いた電気ブレーキと、車輪踏面又は車輪に直結されたブレーキディスクの摩擦力を用いた機械ブレーキと併用する場合が多い。なお、機械ブレーキは空気圧シリンダを用いて動作させる空気ブレーキが大半である。   Electric vehicle brakes are often used in combination with an electric brake that uses the torque of the main motor for driving and a mechanical brake that uses the frictional force of a brake disk directly connected to the wheel tread or the wheel. Most of the mechanical brakes are air brakes that are operated using a pneumatic cylinder.

電気ブレーキは電力回生が可能であり、機械ブレーキに比べてメンテナンス性が優れることから、出来る限り電気ブレーキを多く使うのが望ましい。そこで、電気車は一般的に運転台の主幹制御装置２からのブレーキ力指令に従い電気ブレーキ力を発生することを基本にする。そして、電気ブレーキが動作不能の場合や電気ブレーキ力のみではブレーキ力が不足する場合に、機械ブレーキを動作させる。つまり、ブレーキ力指令τｏと電気ブレーキ力を示す電制フィードバック信号τｅとの差を機械ブレーキ力指令τｍとする。 Electric brakes can regenerate power and are more maintainable than mechanical brakes, so it is desirable to use as many electric brakes as possible. Therefore, an electric vehicle is generally based on generating an electric brake force in accordance with a brake force command from the master controller 2 of the cab. Then, the mechanical brake is operated when the electric brake cannot be operated or when the braking force is insufficient only with the electric braking force. That is, the difference between the braking force command τ o and the electric feedback signal τ e indicating the electric braking force is set as the mechanical braking force command τ m .

ブレーキ時に車輪の周速度が車体の速度よりも遅くなることを滑走という。ブレーキ時に滑走が発生すると、電気車制御装置は電気ブレーキ力を弱めて、滑走を抑制して再粘着するような制御を行う。電気ブレーキ力を弱めると、トータルのブレーキ力を一定とするために機械ブレーキ力は増大するが、電気ブレーキに対して機械ブレーキの応答は遅いため、機械ブレーキ力が増大する前に再粘着ができれば滑走は解消する。   The term "sliding" means that the peripheral speed of the wheel becomes slower than the speed of the vehicle body during braking. When sliding occurs during braking, the electric vehicle control device performs control such that the electric braking force is weakened and the sliding is suppressed and re-adhered. If the electric brake force is weakened, the mechanical brake force increases to keep the total brake force constant, but the response of the mechanical brake to the electric brake is slow, so if re-adhesion is possible before the mechanical brake force increases The gliding is eliminated.

しかしながら、機械ブレーキ力が増大するまでに再粘着できないと、機械ブレーキ力の増大により滑走が更に大きくなってしまう。   However, if re-adhesion cannot be achieved before the mechanical braking force increases, the sliding will be further increased due to the increased mechanical braking force.

そこで、滑走時に再粘着制御のために電気ブレーキ力を引き下げても、電制フィードバック信号τｅを一定時間内引き下げないようにすることで、機械ブレーキ力指令τｍが大きくなることを防ぐ手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, there is a technique for preventing the mechanical brake force command τ m from becoming large by preventing the electric feedback signal τ e from being lowered within a certain time even if the electric brake force is lowered for re-adhesion control during sliding. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開２００５−２６１１１３号公報JP 2005-261113 A

特許文献１に記載の方法では、トータルのブレーキ力を弱めることにより滑走を防ぐことを実現している。しかしながら、トータルのブレーキ力を弱めることになるため、電気ブレーキ力の引き下げが不適切に大きい場合などにおいては、ブレーキ力が必要以上に弱まり制動距離の増大などの問題が発生する。ブレーキ力が大きくて車輪が滑走した方が、滑走させないようにブレーキ力を弱めた場合に比べて制動距離が短くなる場合もある。そのため、ブレーキ力を弱めることが良いとは一概にいえない。   In the method described in Patent Document 1, the sliding is prevented by weakening the total braking force. However, since the total braking force is weakened, when the reduction of the electric braking force is inappropriately large, the braking force is weakened more than necessary, causing problems such as an increase in braking distance. The braking distance may be shorter when the braking force is greater and the wheel slides than when the braking force is weakened so that the wheel does not slide. Therefore, it cannot be generally said that it is good to weaken the braking force.

一方で、滑走発生時に、車体が停止するよりも先に車輪の回転が停止すると、車輪がロックした状態であり、車輪踏面に損傷（フラット）が発生する場合がある。フラットが発生すると、振動・騒音の原因となり、車輪の旋削が必要となる。そのため、車輪がロックしない範囲であればブレーキ時の滑走はさほど問題とはならないものの、車輪がロックしてフラットが発生することは防止しなくてはならない。   On the other hand, if the rotation of the wheel stops before the vehicle body stops when the skid occurs, the wheel is in a locked state, and the wheel tread may be damaged (flat). If a flat occurs, it will cause vibration and noise, and it will be necessary to turn the wheel. Therefore, as long as the wheel does not lock, sliding at the time of braking is not a problem, but it is necessary to prevent the wheel from locking and flatness from occurring.

以下に、図４を参照して、従来の電気車においてフラットが発生する状況を説明する。図４（ａ）は車体の速度及び車輪の周速度の時間変化を示しており、図４（ｂ）は電気ブレーキ力の時間変化を示しており、図４（ｃ）は機械ブレーキ力の時間変化を示している。   Below, with reference to FIG. 4, the situation where a flat generate | occur | produces in the conventional electric vehicle is demonstrated. 4A shows the time change of the vehicle body speed and the wheel peripheral speed, FIG. 4B shows the time change of the electric brake force, and FIG. 4C shows the time of the mechanical brake force. It shows a change.

ｔ０では、電気車はブレーキ力指令τｏに基づく電気ブレーキ力を発生させている。ｔ１で車輪の周速度が車体の速度よりも遅くなると、電気車は滑走の発生を検出し、ｔ２で電気ブレーキ力を弱める。その後、滑走が解消しなければ、ｔ３，ｔ４で更に電気ブレーキ力を弱める。電気ブレーキ力を弱めると電制フィードバック信号τｅが小さくなるので、その分機械ブレーキ力指令τｍは大きくなり、その結果機械ブレーキ力が増大する。そして、再粘着せず、車体の速度がゼロになるよりも前にｔ５で車輪の周速度がゼロになり車輪の回転が停止してしまうと、フラットが発生する。 At t0, the electric vehicle generates an electric braking force based on the braking force command τ o . When the circumferential speed of the wheel becomes slower than the speed of the vehicle body at t1, the electric vehicle detects the occurrence of sliding, and weakens the electric brake force at t2. Thereafter, if the sliding does not disappear, the electric brake force is further weakened at t3 and t4. When the electric brake force is weakened, the electric feedback signal τ e becomes small, and accordingly, the mechanical brake force command τ m becomes large, and as a result, the mechanical brake force increases. And if it does not re-adhere and the peripheral speed of the wheel becomes zero and the rotation of the wheel stops at t5 before the speed of the vehicle body becomes zero, flatness occurs.

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、滑走時に、電制フィードバック信号の値を実際の電気ブレーキ力と必要以上に変えることなく、フラットの発生を防止することが可能な電気車制御装置を提供することにある。   An object of the present invention made in view of such circumstances is an electric vehicle control device capable of preventing the occurrence of a flat without changing the value of the electric feedback signal and the actual electric brake force more than necessary when sliding. Is to provide.

上記課題を解決するため、本発明に係る電気車制御装置は、電気ブレーキ及び機械ブレーキを併用可能であり、ブレーキ力指令と電制フィードバック信号との差を機械ブレーキ力指令とする電気車を制御する電気車制御装置であって、ブレーキ力指令に基づく電気ブレーキ力を発生するように主電動機のトルクを制御するトルク制御部と、滑走の発生時に、前記電気車が停止するよりも先に前記電気車の車輪の回転が停止しそうであるか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記電気車が停止するよりも先に前記電気車の車輪の回転が停止しそうでないと判定された場合には、実際に発生している電気ブレーキ力を示す信号を電制フィードバック信号として出力し、前記判定部により前記電気車が停止するよりも先に前記電気車の車輪の回転が停止しそうであると判定された場合には、実際に発生している電気ブレーキ力より大きな値を示す信号を前記電制フィードバック信号として出力する電制フィードバック信号出力部と、を備え、前記判定部は、滑走の発生時に、前記主電動機の制御に用いる速度が閾値以下になり、且つ、該速度の変化率が閾値より負の方向に大きくなった場合に、前記電気車が停止するよりも先に前記電気車の車輪の回転が停止しそうであると判定する。 In order to solve the above problems, an electric vehicle control device according to the present invention can use both an electric brake and a mechanical brake, and controls an electric vehicle using a difference between a brake force command and an electric feedback signal as a mechanical brake force command. An electric vehicle control device for controlling a torque of a main motor so as to generate an electric brake force based on a brake force command, and before the electric vehicle stops at the time of sliding, A determination unit that determines whether or not the rotation of the wheel of the electric vehicle is likely to stop, and the determination unit determines that the rotation of the wheel of the electric vehicle is not likely to stop before the electric vehicle stops. In this case, a signal indicating the electric braking force that is actually generated is output as an electric feedback signal, and the wheel of the electric vehicle is stopped before the electric vehicle is stopped by the determination unit. If the rotation is determined to be likely to stop is provided actually with a signal indicating a value larger than the electric braking force has occurred the electronically controlled electronically controlled feedback signal output section for outputting a feedback signal, the said The determination unit is configured to stop the electric vehicle when the speed used for controlling the main motor is equal to or lower than a threshold value and the rate of change of the speed is larger in the negative direction than the threshold value when the sliding occurs. also it determined that the rotation of the electric vehicle wheels earlier is likely to stop.

本発明によれば、滑走時に、トータルのブレーキ力を弱める時間を最小限に抑えつつ、フラットの発生を防止することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a flat while minimizing the time for weakening the total braking force during sliding.

本発明の一実施形態に係る電気車制御装置を備える電気車の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an electric vehicle provided with the electric vehicle control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電気車制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the electric vehicle control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電気車制御装置の滑走発生時における制御例を説明する図である。It is a figure explaining the example of control at the time of skid generation of the electric car control device concerning one embodiment of the present invention. 従来の電気車においてフラットが発生する状況を説明する図である。It is a figure explaining the condition where a flat generate | occur | produces in the conventional electric vehicle.

以下、図面を参照して、本発明に係る電気車制御装置の好適な実施形態を詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an electric vehicle control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る電気車制御装置を備える電気車の構成例を示す図である。図１に示す例では、電気車１０は、主幹制御器２と、電気車制御装置３と、主電動機４と、ブレーキ受量器５と、機械ブレーキ制御装置６と、機械ブレーキ装置７と、車輪８とを備える。電気車１０は、車体１を減速・停止させるために、電気ブレーキ及び機械ブレーキを併用可能である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an electric vehicle including an electric vehicle control device according to an embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 1, the electric vehicle 10 includes a main controller 2, an electric vehicle controller 3, a main motor 4, a brake receiver 5, a mechanical brake controller 6, a mechanical brake device 7, Wheels 8 are provided. The electric vehicle 10 can use both an electric brake and a mechanical brake in order to decelerate and stop the vehicle body 1.

電気車制御装置３は、主電動機４の回転数情報を用いて主電動機４のトルクを制御して、加速力及び電気ブレーキ力を発生させる。電気車制御装置３は、ブレーキ受量器５からブレーキ力指令τｏを受け取ると、ブレーキ力指令τｏに基づく電気ブレーキ力を発生するように主電動機４のトルクを制御し、電制フィードバック信号τｅをブレーキ受量器５に出力する。 The electric vehicle control device 3 controls the torque of the main motor 4 using the rotational speed information of the main motor 4 to generate acceleration force and electric brake force. When the electric vehicle control device 3 receives the brake force command τ o from the brake receiver 5, the electric vehicle control device 3 controls the torque of the main motor 4 so as to generate the electric brake force based on the brake force command τ o , and the electric feedback signal τ e is output to the brake receiver 5.

図２は、電気車制御装置３の構成例を示すブロック図である。図２に示す例では、電気車制御装置３は、滑走検出部３１と、トルク制御部３２と、判定部３３と、電制フィードバック信号出力部３４とを備える。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the electric vehicle control device 3. In the example illustrated in FIG. 2, the electric vehicle control device 3 includes a sliding detection unit 31, a torque control unit 32, a determination unit 33, and an electric feedback signal output unit 34.

滑走検出部３１は、例えば主電動機４の回転速度情報を取得し、回転速度の変化率から滑走の発生を検出する。主電動機４の回転速度は、例えば速度センサにより直接検出してもよいし、あるいは主電動機４の電流及び電圧から推定してもよい。そして、滑走検出部３１は滑走の発生を検出すると、トルク制御部３２及び判定部３３に通知する。   For example, the gliding detection unit 31 acquires the rotational speed information of the main motor 4 and detects the occurrence of gliding from the rate of change of the rotational speed. The rotational speed of the main motor 4 may be directly detected by a speed sensor, for example, or may be estimated from the current and voltage of the main motor 4. And if the sliding detection part 31 detects generation | occurrence | production of sliding, it will notify to the torque control part 32 and the determination part 33. FIG.

トルク制御部３２は、架線から入力される架線電圧をインバータにより三相交流電力に変換し、主電動機４に出力する。インバータは一般的には、ＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）制御により、三相交流電力の電圧及び周波数を変化させる。また、ブレーキ受量器５からブレーキ力指令τｏが入力されると、トルク制御部３２はブレーキ力指令τｏに基づく電気ブレーキ力を発生するように主電動機４のトルクを制御する。また、トルク制御部３２は、滑走検出部３１から滑走が発生したことを通知されると、電気ブレーキ力を弱め、再粘着を試みる。そして、主電動機４で発生している電気ブレーキ力を示す信号を電制フィードバック信号出力部３４に出力する。 The torque control unit 32 converts the overhead line voltage input from the overhead line into three-phase AC power by an inverter, and outputs it to the main motor 4. The inverter generally changes the voltage and frequency of the three-phase AC power by VVVF (Variable Voltage Variable Frequency) control. When the brake force command τ o is input from the brake receiver 5, the torque control unit 32 controls the torque of the main motor 4 so as to generate an electric brake force based on the brake force command τ o . Further, when the torque control unit 32 is notified from the sliding detection unit 31 that the sliding has occurred, the torque control unit 32 weakens the electric brake force and tries to re-adhere. Then, a signal indicating the electric brake force generated in the main motor 4 is output to the electric feedback signal output unit 34.

判定部３３は、滑走検出部３１から滑走が発生したことを通知されると、電気車１０が停止するよりも先に電気車１０の車輪８の回転が停止しそうである（停止しかけている）か否かを判定する。例えば、主電動機４の制御に用いる速度（例えば主電動機４の回転速度）の変化率が閾値より負の方向に大きくなった場合や、主電動機４の制御に用いる速度が閾値以下になり、且つ該速度の変化率が閾値より負の方向に大きくなった場合に、電気車１０の停止よりも先に車輪８の回転が停止しそうであると判定する。電気車１０が停止するよりも先に車輪８の回転が停止しそうでない場合とは、滑走が解消して車体１の速度と車輪８の周速度が一致する場合である。一方、電気車１０が停止するよりも先に車輪８の回転が停止しそうである場合とは、滑走が解消しない場合であり、先に車輪８の回転が停止するとフラットが発生する。   When the determination unit 33 is notified from the sliding detection unit 31 that the sliding has occurred, the rotation of the wheel 8 of the electric vehicle 10 is likely to stop (being stopped) before the electric vehicle 10 stops. It is determined whether or not. For example, when the rate of change of the speed used for controlling the main motor 4 (for example, the rotational speed of the main motor 4) becomes larger in the negative direction than the threshold, or the speed used for controlling the main motor 4 is equal to or less than the threshold, and When the change rate of the speed becomes larger than the threshold value in the negative direction, it is determined that the rotation of the wheel 8 is likely to stop before the electric vehicle 10 stops. The case where the rotation of the wheel 8 is not likely to stop before the electric vehicle 10 stops is a case where the sliding is eliminated and the speed of the vehicle body 1 and the peripheral speed of the wheel 8 coincide. On the other hand, the case where the rotation of the wheel 8 is likely to stop before the electric vehicle 10 stops is a case where the sliding does not disappear, and a flat occurs when the rotation of the wheel 8 stops first.

電制フィードバック信号出力部３４は、判定部３３により、電気車１０よりも先に車輪８の回転が停止しそうでないと判定された場合には、トルク制御部３２から入力される電気ブレーキ力を示す信号を電制フィードバック信号τｅとしてブレーキ受量器５に出力する。一方、判定部３３により、電気車１０の停止よりも先に車輪８の回転が停止しそうであると判定された場合には、フラットを防止するために、主電動機４で実際に発生している電気ブレーキ力よりも大きな値を示す信号を電制フィードバック信号τｅとしてブレーキ受量器５に出力する。 The electric control feedback signal output unit 34 indicates the electric brake force input from the torque control unit 32 when the determination unit 33 determines that the rotation of the wheel 8 is unlikely to stop before the electric vehicle 10. The signal is output to the brake receiver 5 as an electric feedback signal τ e . On the other hand, when it is determined by the determination unit 33 that the rotation of the wheel 8 is likely to stop before the electric vehicle 10 is stopped, this actually occurs in the main motor 4 in order to prevent flatness. A signal indicating a value larger than the electric brake force is output to the brake receiver 5 as an electric feedback signal τ e .

ブレーキ受量器５は、運転台の主幹制御器２又は自動列車運転装置（ATO：Automatic Train Operation）から入力されるブレーキ力指令τｏを、電気車制御装置３に出力する。また、ブレーキ受量器５は、ブレーキ力指令τｏと、電気車制御装置３から入力される電制フィードバック信号τｅとの差を機械ブレーキ力指令τｍとして機械ブレーキ制御装置６に出力する。すわなち、次式（１）が成立する。 The brake receiver 5 outputs a brake force command τ o input from the master controller 2 of the cab or the automatic train operation device (ATO) to the electric vehicle control device 3. The brake receiver 5 outputs the difference between the braking force command τ o and the electric feedback signal τ e input from the electric vehicle control device 3 to the mechanical brake control device 6 as a mechanical braking force command τ m. . That is, the following equation (1) is established.

τｍ＝τｏ −τｅ （１） τ m = τ o −τ e (1)

ブレーキ力指令τｏ通りの電気ブレーキ力を発生させることができない場合でも、式（１）により電気ブレーキ力及び機械ブレーキ力のトータルのブレーキ力をブレーキ力指令τｏと同一の値に維持できるため、確実なブレーキをかけることができる。 Even when the electric braking force according to the braking force command τ o cannot be generated, the total braking force of the electric braking force and the mechanical braking force can be maintained at the same value as the braking force command τ o by the equation (1). Can be surely braked.

機械ブレーキ制御装置６は、ブレーキ受量器５から入力される機械ブレーキ力指令τｍに基づき、車輪８の踏面の摩擦力又は車輪８と同一回転するディスクの摩擦力を用いた機械ブレーキ装置７のブレーキ力を発生させる。機械ブレーキとしては空気ブレーキが用いられることが多いが、その他の油圧ブレーキや電気駆動式機械ブレーキなどを用いてもよい。 The mechanical brake control device 6 uses the mechanical braking force command τ m input from the brake receiver 5 to use the mechanical braking device 7 that uses the frictional force of the tread of the wheel 8 or the frictional force of the disk that rotates in the same manner as the wheel 8. The brake force is generated. An air brake is often used as the mechanical brake, but other hydraulic brakes, electric drive mechanical brakes, and the like may be used.

なお、本実施形態ではブレーキ受量器５を独立した装置としているが、機械ブレーキ制御装置６が内部にブレーキ受量器５の機能を有する構成であってもよい。   In the present embodiment, the brake receiver 5 is an independent device, but the mechanical brake control device 6 may have a function of the brake receiver 5 inside.

図３は、電気車制御装置３の滑走時における制御を説明する図である。図３（ａ）は車体の速度及び車輪の周速度の時間変化を示しており、図３（ｂ）は電気ブレーキ力の時間変化を示しており、図３（ｃ）は機械ブレーキ力の時間変化を示している。   FIG. 3 is a diagram for explaining the control of the electric vehicle control device 3 during sliding. FIG. 3A shows the time change of the vehicle body speed and the wheel peripheral speed, FIG. 3B shows the time change of the electric brake force, and FIG. 3C shows the time of the mechanical brake force. It shows a change.

ｔ０では、電気車制御装置３がブレーキ受量器５からブレーキ力指令τｏを受け取り、ブレーキ力指令τｏに基づく電気ブレーキ力を発生させている。 In t0, electric vehicle control device 3 receives the braking force command tau o from the brake受量device 5, thereby generating electric braking force based on the braking force command tau o.

ｔ１で車輪８の周速度が車体１の速度よりも遅くなると、電気車制御装置３は滑走の発生を検出する。   When the peripheral speed of the wheel 8 becomes slower than the speed of the vehicle body 1 at t1, the electric vehicle control device 3 detects the occurrence of sliding.

電気車制御装置３は滑走の発生を検出すると、滑走を抑制するようにｔ２で電気ブレーキ力を弱める。その後、滑走が解消しなければ、更に電気ブレーキ力を弱める。図３に示す例では、ｔ３，ｔ４で更に電気ブレーキ力を弱めている。電気車制御装置３は、実際に発生している電気ブレーキ力を示す信号を電制フィードバック信号τｅとして出力する。電気ブレーキ力を弱めると電制フィードバック信号τｅが小さくなるので、式（１）により機械ブレーキ力指令τｍは増大する。 When detecting the occurrence of sliding, the electric vehicle control device 3 weakens the electric brake force at t2 so as to suppress the sliding. After that, if the sliding does not disappear, the electric brake force is further weakened. In the example shown in FIG. 3, the electric brake force is further weakened at t3 and t4. The electric vehicle control device 3 outputs a signal indicating the electric braking force actually generated as the electric feedback signal τ e . When the electric brake force is weakened, the electric feedback signal τ e is reduced, so that the mechanical brake force command τ m is increased according to the equation (1).

電気ブレーキに対して機械ブレーキの応答が遅いため、電気ブレーキ力を弱めた場合、機械ブレーキ力が増大する前に再粘着ができれば滑走は解消する。しかし、滑走が解消せず、電気車１０が停止する（車体１の速度がゼロとなる）前に車輪８の回転が停止する（車輪８の周速度がゼロとなる）と、フラットが発生してしまう。そこで、電気車制御装置３は電気車１０の停止よりも先に車輪８の回転が停止しそうであるか否かを判定する。   Since the response of the mechanical brake with respect to the electric brake is slow, if the electric brake force is weakened, the sliding is canceled if re-adhesion can be made before the mechanical brake force increases. However, if the sliding is not resolved and the rotation of the wheel 8 stops (the peripheral speed of the wheel 8 becomes zero) before the electric vehicle 10 stops (the speed of the vehicle body 1 becomes zero), a flat is generated. End up. Therefore, the electric vehicle control device 3 determines whether or not the rotation of the wheel 8 is likely to stop before the electric vehicle 10 stops.

電気車制御装置３は、電気車１０の停止よりも先に車輪８の回転が停止しそうであると判定した場合には、電制フィードバック信号τｅを実際に発生している電気ブレーキ力よりも大きな値を示す信号とする。電制フィードバック信号τｅを大きな値とすると、式（１）により機械ブレーキ力指令τｍが小さくなり、機械ブレーキ力は低下する。そのため、電気ブレーキ力及び機械ブレーキ力のトータルのブレーキ力は弱まり、車輪８の回転が停止してフラットが発生することを防止することができる。 When the electric vehicle control device 3 determines that the rotation of the wheel 8 is likely to stop before the electric vehicle 10 stops, the electric vehicle control device 3 generates the electric feedback signal τ e more than the electric brake force actually generated. A signal indicating a large value is used. When the electric feedback signal τ e is set to a large value, the mechanical brake force command τ m is reduced according to the equation (1), and the mechanical brake force is reduced. Therefore, the total braking force of the electric braking force and the mechanical braking force is weakened, and it can be prevented that the rotation of the wheel 8 stops and the flat is generated.

図３に示す例では、ｔ５で電気車１０の停止よりも先に車輪８の回転が停止しそうであると判定し、ブレーキ力指令τｏを電制フィードバック信号τｅとしてブレーキ受量器５に出力する。なお、ｔ５における電制フィードバック信号τｅは実際に発生している電気ブレーキ力よりも大きな値を示す信号であればよいので、ブレーキ力指令τｏよりも小さい値であってもよい。また、ｔ２，ｔ３，ｔ４で電気ブレーキ力を弱めて再粘着を試みているが、この回数に特に制限はない。 In the example shown in FIG. 3, it is determined that the rotation of the wheel 8 is likely to stop before the electric vehicle 10 is stopped at t5, and the brake force command τ o is used as the electric feedback signal τ e to the brake receiver 5. Output. The electric feedback signal τ e at t5 may be a signal indicating a value larger than the electric braking force actually generated, and may be a value smaller than the braking force command τ o . Further, the electric brake force is weakened at t2, t3, and t4 to attempt re-adhesion, but the number of times is not particularly limited.

電気車制御装置３は、ｔ５で実際の電気ブレーキ力よりも大きな値を示す電制フィードバック信号τｅを出力した後、車輪８の回転速度が設定値より上回ったタイミング、又は一定時間経過後に、ｔ６で電制フィードバック信号τｅを実際の電気ブレーキ力を示す信号に戻す。その結果、必要以上にトータルのブレーキ力を弱めることを回避することができる。図３に示す例では、電制フィードバック信号τｅの値を実際の電気ブレーキ力よりも大きな値としてトータルのブレーキ力を弱める時間はｔ５からｔ６の間のみである。 After the electric vehicle control device 3 outputs the electric feedback signal τ e indicating a value larger than the actual electric brake force at t5, the timing at which the rotational speed of the wheel 8 exceeds the set value, or after the elapse of a certain time, back to signal indicative of the actual electrical braking force electronically controlled feedback signal tau e by t6. As a result, it is possible to avoid weakening the total braking force more than necessary. In the example shown in FIG. 3, the time for reducing the total braking force by setting the value of the electric feedback signal τ e to a value larger than the actual electric braking force is only between t5 and t6.

上述したように、本発明に係る電気車制御装置３は、滑走の発生時に、電気車の停止よりも先に電気車の車輪８の回転が停止しそうであるか否かを判定する。そして、電気車の停止よりも先に車輪８の回転が停止しそうでない場合には、実際に発生している電気ブレーキ力を示す信号を電制フィードバック信号τｅとして出力し、電気車の停止よりも先に車輪８の回転が停止しそうである場合には、実際に発生している電気ブレーキ力より大きな値を示す信号を電制フィードバック信号τｅとして出力する。 As described above, the electric vehicle control device 3 according to the present invention determines whether or not the rotation of the wheel 8 of the electric vehicle is likely to stop before the electric vehicle stops when the sliding occurs. If the rotation of the wheel 8 is not likely to stop before the stop of the electric vehicle, a signal indicating the electric braking force actually generated is output as the electric control feedback signal τ e , and the stop of the electric vehicle is stopped. If the rotation of the wheel 8 is likely to stop first, a signal indicating a value larger than the actually generated electric brake force is output as the electric feedback signal τ e .

このような構成により、滑走が発生していない場合や、滑走が発生しても解消した場合には、電気ブレーキ力及び機械ブレーキ力のトータルのブレーキ力をブレーキ力指令τｏと同一の値に維持できるため、確実なブレーキをかけることができる。また、滑走が発生して解消しない場合には、トータルのブレーキ力を弱める時間を最小限に抑えつつ、フラットの発生を防止することができる。 With such a configuration, when no sliding occurs or when the sliding is eliminated, the total braking force of the electric braking force and the mechanical braking force is set to the same value as the braking force command τ o. Since it can be maintained, a reliable brake can be applied. In addition, when sliding does not occur and is not solved, it is possible to prevent the occurrence of flats while minimizing the time for weakening the total braking force.

上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。   Although the above embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, a plurality of constituent blocks described in the embodiments can be combined into one, or one constituent block can be divided.

本発明は、電気ブレーキ及び機械ブレーキを併用可能な電気車に有用であり、車輪踏面のフラット発生を抑制できるため、振動・騒音及び車輪旋削の回数を削減でき、乗り心地向上及び省メンテナンスに貢献できる。   The present invention is useful for electric vehicles that can be used in combination with electric brakes and mechanical brakes, and can suppress the occurrence of flats on the wheel treads, thereby reducing the number of vibrations / noise and wheel turning, contributing to improved riding comfort and reduced maintenance. it can.

１ 車体
２ 主幹制御器
３ 電気車制御装置
４ 主電動機
５ ブレーキ受量器
６ ブレーキ制御装置
７ 機械ブレーキ装置
８ 車輪
１０ 電気車
３１ 滑走検出部
３２ トルク制御部
３３ 判定部
３４ 電制フィードバック信号出力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car body 2 Main controller 3 Electric vehicle control apparatus 4 Main motor 5 Brake receiver 6 Brake control apparatus 7 Mechanical brake apparatus 8 Wheel 10 Electric vehicle 31 Sliding detection part 32 Torque control part 33 Judgment part 34 Electric feedback signal output part

Claims (1)

電気ブレーキ及び機械ブレーキを併用可能であり、ブレーキ力指令と電制フィードバック信号との差を機械ブレーキ力指令とする電気車を制御する電気車制御装置であって、
ブレーキ力指令に基づく電気ブレーキ力を発生するように主電動機のトルクを制御するトルク制御部と、
滑走の発生時に、前記電気車が停止するよりも先に前記電気車の車輪の回転が停止しそうであるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記電気車が停止するよりも先に前記電気車の車輪の回転が停止しそうでないと判定された場合には、実際に発生している電気ブレーキ力を示す信号を電制フィードバック信号として出力し、前記判定部により前記電気車が停止するよりも先に前記電気車の車輪の回転が停止しそうであると判定された場合には、実際に発生している電気ブレーキ力より大きな値を示す信号を前記電制フィードバック信号として出力する電制フィードバック信号出力部と、
を備え、
前記判定部は、滑走の発生時に、前記主電動機の制御に用いる速度が閾値以下になり、且つ、該速度の変化率が閾値より負の方向に大きくなった場合に、前記電気車が停止するよりも先に前記電気車の車輪の回転が停止しそうであると判定する電気車制御装置。 An electric vehicle control device that can use both an electric brake and a mechanical brake, and controls an electric vehicle using a difference between a braking force command and an electric feedback signal as a mechanical braking force command,
A torque controller that controls the torque of the main motor so as to generate an electric brake force based on a brake force command;
A determination unit that determines whether or not rotation of the wheel of the electric vehicle is likely to stop before the electric vehicle stops when the sliding occurs; and
If it is determined by the determination unit that the rotation of the wheel of the electric vehicle is not likely to stop before the electric vehicle stops, a signal indicating the electric braking force that is actually generated is transmitted as an electric feedback signal. If the determination unit determines that the rotation of the wheel of the electric vehicle is likely to stop before the electric vehicle stops, a value greater than the electric braking force actually generated An electric feedback signal output unit for outputting a signal indicating the electric feedback signal,
Equipped with a,
The determination unit is configured to stop the electric car when the speed used for controlling the main motor is equal to or lower than a threshold value and the rate of change of the speed is larger in the negative direction than the threshold value when the sliding occurs. electric vehicle control device it determined that the rotation of the electric vehicle wheels earlier is likely to stop than.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4930151B1 (en) * 1969-09-16 1974-08-10
JPH1170870A (en) * 1998-05-22 1999-03-16 Railway Technical Res Inst Brake control device
JP2000071964A (en) * 1998-08-31 2000-03-07 Railway Technical Res Inst Brake control device for electropneumatic brake type electric rolling stock and method of controlling brake therefor
JP2002034101A (en) * 2000-07-14 2002-01-31 Hitachi Ltd Control device for electric car
JP4578126B2 (en) * 2004-03-12 2010-11-10 潔 大石 Electric vehicle control device
JP2008271615A (en) * 2007-04-16 2008-11-06 Toshiba Corp Electric motor car controller
JP5453168B2 (en) * 2010-05-19 2014-03-26 公益財団法人鉄道総合技術研究所 BRAKE CONTROL DEVICE, BRAKE CONTROL METHOD, AND PROGRAM THEREOF

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