JPH0530603A - 電気車の空転/滑走検出装置 - Google Patents

電気車の空転/滑走検出装置

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JPH0530603A
JPH0530603A JP20382091A JP20382091A JPH0530603A JP H0530603 A JPH0530603 A JP H0530603A JP 20382091 A JP20382091 A JP 20382091A JP 20382091 A JP20382091 A JP 20382091A JP H0530603 A JPH0530603 A JP H0530603A
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道雄 岩堀
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浩明 田村
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和之 依田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気車における車輪の空転や滑走を早期に検
出し、加速性能、減速性能を向上させる。 【構成】 車輪駆動用の各電動機2の回転周波数fr1
fr4を車輪径比演算器7に入力する。演算器7は、車輪
の最大径及び最小径に対する各車輪径の比をそれぞれ演
算し、これらを回転周波数差最大値演算器8に入力す
る。演算器8は、各車輪径比に定数である最高回転周波
数を掛けて回転周波数差最大値を求め、しきい値演算器
9に入力する。演算器9は、誤動作防止用マージン等を
加えて各車輪ごとの空転滑走検出しきい値A1〜A4、滑
走検出しきい値B1〜B4を算出し、これらのしきい値を
空転/滑走検出器6に入力する。検出器6は、これらの
しきい値と基準周波数fREFと回転周波数fr1〜fr4
力行/制動モード信号とを用いて、各車輪ごとに空転、
滑走を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気車の空転/滑走検出
装置に関し、詳しくは、車両駆動用の複数台の電動機の
回転周波数から車輪の空転や滑走を検出する装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の空転/滑走検出装置を車
両駆動装置と共に示したものである。図において、1は
電力変換装置、2は電力変換装置1により駆動される4
台の電動機、3は各電動機2に取付けられたパルスジェ
ネレータ(以下、PGという)、4はPG3の出力信号
から各電動機2の回転周波数fr1〜fr4を演算する回転
数演算器、5はこれらの回転周波数fr1〜fr4の中か
ら、力行/制動モード信号に応じてそれぞれ1つの基準
周波数frREFを選択して出力する基準周波数選択器、6
は回転周波数fr1〜fr4、力行/制動モード信号、基準
周波数frREF、空転検出しきい値A(定数)及び滑走検
出しきい値B(定数)に基づき、各電動機2に対応する
車輪(車軸)の空転または滑走を個別に検出する空転/
滑走検出器である。
【0003】上記構成において、基準周波数選択器5で
は通常、力行時には回転周波数fr1〜fr4のうち最低回
転周波数を選択すると共に制動時には最高回転周波数を
選択し、これらを基準周波数frREFとしてそれぞれ出力
している。また、空転/滑走検出器6では、基準周波数
frREF及び回転周波数fri(i=1〜4)から、 ・空転検出(力行)時には、fri−frREF>Aの状態が
一定時間以上継続したか ・滑走検出(制動)時には、frREF−fri>Bの状態が
一定時間以上継続したかを判定し、この条件が成り立つ
場合に第i軸の車輪の空転または滑走を検出している。
この検出信号を受けた電力変換装置1では、少なくとも
検出した軸の電動機2のトルクを絞る再粘着制御が実行
されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、各電動機が駆
動している車輪径には差があるため、空転あるいは滑走
していない場合でも各電動機の回転周波数は同一となら
ず、このためにfri−frREFまたはfrREF−friはゼロ
とはならない。従って、しきい値A,Bは、最高回転周
波数時にも誤検出しないようなある程度の大きさをもっ
た値に設定しなくてはならない。
【0005】しかるに一方において、高い加速性能及び
減速性能の確保という観点から、空転または滑走時には
これを直ちに検出して再粘着制御を行うことが必要であ
る。現状では、厳しい車輪径の管理により、しきい値
A,Bを上記加速性能等を大幅に低下させてしまうよう
な大きな値に設定する必要はない。しかしながら、車輪
のメンテナンスを軽減するために車輪径差の許容値を大
きくすると、その分だけしきい値A,Bを大きくしなく
てはならず、空転あるいは滑走の検出が遅れて結局、加
速性能や減速性能が低下してしまうという問題があっ
た。本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、誤検出が起こらない程度
に空転/滑走検出しきい値を従来より小さくして空転、
滑走の早期検出を可能とし、加速性能や減速性能を向上
させ得る電気車の空転/滑走検出装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、車両駆動用の複数台の電動機を有
し、これらの電動機の回転周波数と、これらの回転周波
数の中から選択された基準周波数との差が空転または滑
走検出しきい値以上になったことを判定条件として当該
電動機により駆動される車輪の空転または滑走を検出す
る電気車の空転/滑走検出装置において、車両の惰行時
における各電動機の回転周波数から、各電動機が各々駆
動する車輪径の比を演算する手段と、これらの車輪径比
に基づいて各車輪ごとに個別に空転または滑走検出しき
い値を設定する手段とを備えたものである。
【0007】第2の発明は、基準周波数として選択され
る回転周波数を持つ電動機が、他の電動機により駆動さ
れる車輪の空転や滑走によって当該他の電動機に変更さ
れた際に、空転または滑走検出しきい値を変更する手段
を備えたものである。
【0008】第3の発明は、車両駆動用の複数台の電動
機を有し、これらの電動機の回転周波数と、これらの回
転周波数の中から選択された基準周波数との差が空転ま
たは滑走検出しきい値以上になったことを判定条件とし
て当該電動機により駆動される車輪の空転または滑走を
検出する電気車の空転/滑走検出装置において、基準周
波数の変動に伴って空転または滑走検出しきい値を変化
させる手段を備えたものである。
【0009】
【作用】第1の発明によれば、車両の惰行時に各電動機
の回転周波数から車輪の最大径及び最小径に対する各車
輪径比を求め、この車輪径比から回転周波数差最大値を
求める。そして、誤動作防止用のマージン等を加味して
各車輪ごとに個別に空転検出しきい値及び滑走検出しき
い値を算出する。
【0010】第2の発明によれば、基準周波数として選
択された回転周波数に対応する電動機が変更された場合
に、これに対応させて、例えば各車輪ごとの空転検出し
きい値及び滑走検出しきい値を変更する。
【0011】第3の発明によれば、基準周波数の変動に
応じて空転または滑走検出しきい値を変化させることに
より、特に空転頻度が高い低回転周波数領域における各
しきい値の値を小さくする。
【0012】
【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。図1は第1の発明の一実施例を示す回路図である。
図4と同一の構成要素には同一の番号を付して詳述を省
略し、以下、異なる部分を中心に説明する。この実施例
は、図4の構成に車輪径比演算器7、回転周波数差最大
値演算器8及びしきい値演算器9を付加したものであ
り、その構成を以下に詳述する。
【0013】回転数演算器4からの回転周波数fr1〜f
r4は基準周波数選択器4の他に車輪径比演算器7にも入
力されており、その演算結果である車輪径比が回転周波
数差最大値演算器8に入力されている。また、この演算
器8による演算結果である回転周波数差の最大値がしき
い値演算器9に入力され、この演算器9において空転検
出しきい値A1〜A4及び滑走検出しきい値B1〜B4
が各車輪ごとに個別に演算され、これらのしきい値が空
転/滑走検出器6に入力されている。更に、車両が惰行
状態にあることを示す惰行モード信号が車輪径比演算器
7に入力されている。
【0014】次に、この動作を説明する。まず、車輪径
比演算器7が惰行モード信号を受け付けると、この演算
器7は、そのときの回転周波数fr1〜fr4から、車輪の
最大径と最小径に対する各車輪径の比率を計算する。従
って、演算器7からは、4つの回転周波数fr1〜fr4
対応してそれぞれ2つずつの車輪径比が出力される。
【0015】これらの車輪径比が入力される回転周波数
差最大値演算器8では、各車輪径比に定数である最高回
転周波数を掛けて回転周波数の差の最大値をそれぞれ計
算する。しきい値演算器7では、これらの各最大値に誤
動作防止のマージン等を加えることにより、各車輪ごと
の空転検出しきい値A1〜A4及び滑走検出しきい値B
1〜B4を演算する。そして、これらのしきい値A1〜
A4,B1〜B4を空転/滑走検出器6に入力し、力行
/制動モード信号に応じた基準周波数frREFと回転周波
数fr1〜fr4とを用いて前述した判定条件の成否を判断
し、各車輪ごとに空転または滑走を検出する。
【0016】このように本実施例では、車両の惰行時に
各電動機の回転周波数を比較して車輪の最大径と最小径
に対する各車輪径の比を求め、これらの車輪径比から各
しきい値A1〜A4,B1〜B4を個別に設定して空転
または滑走の検出に用いるものである。このため、従来
のように車輪径差のいわば最悪値に基づいて各しきい値
A,Bを設定する場合に比べ、各しきい値を小さく設定
することができ、空転や滑走を迅速に検出することが可
能になる。また、各しきい値A1〜A4,B1〜B4は
誤動作防止用のマージンを含み、かつ各々が各車輪に個
別に対応したものとなっているため、その値が小さくて
も誤検出を招くおそれがない。
【0017】図2は第2の発明の一実施例を示す回路図
である。この実施例では、図1の実施例において、基準
周波数選択器5により選択された最高回転周波数または
最低回転周波数に対応する基準軸(車輪)を示す基準軸
信号が、回転周波数差最大値演算器8に入力されてい
る。また、車輪径比演算器7′では、回転周波数fr1
fr4に基づき、すべての車輪径に対する各車輪径の比を
演算して回転周波数差最大値演算器8に出力する。すな
わち、例えば1つの回転周波数fr1に対応する車輪径に
ついては、すべての回転周波数fr1〜fr4に対応する車
輪径に対する比を求め、これら4つの車輪径比を演算器
8に出力する。従って、車輪径比演算器7′から出力さ
れる信号は4つの回転周波数fr1〜fr4について全体で
16となる。
【0018】次に、この実施例の動作を説明する。車輪
径比演算器7′が惰行モード信号を受け付けると、この
演算器7は、そのときの回転周波数fr1〜fr4から、す
べての車輪径を基準とした各車輪径の比率を計算する。
これらの各回転周波数fr1〜fr4について各々4つ、合
計16の車輪径比が入力される回転周波数差最大値演算
器8には、現在の最高回転周波数に対応する基準軸と、
最低回転周波数に対応する基準軸とが基準周波数選択器
5から別個に入力されている。従って、演算器8はこれ
らの基準軸情報を参照し、車輪径比演算器7′から入力
された車輪径比の中から、最高回転周波数に対応する基
準軸と最低回転周波数に対応する基準軸を対象としたも
のを選ぶ。これにより選択される車輪径比は、各回転周
波数fr1〜fr4について各々2つ、合計8つになる。
【0019】回転周波数差最大値演算器8では、こうし
て選択した車輪径比に定数である最高回転周波数を掛け
て回転周波数の差の最大値をそれぞれ計算し、その結果
をしきい値演算器9に出力する。しきい値演算器9で
は、これらの各最大値に誤動作防止のマージン等を加え
ることにより、各車輪ごとの空転検出しきい値A1〜A
4及び滑走検出しきい値B1〜B4を演算する。そし
て、これらのしきい値A1〜A4,B1〜B4を空転/
滑走検出器6に入力し、前記同様に各車輪ごとに空転ま
たは滑走を検出する。
【0020】この実施例によれば、空転または滑走が発
生して最低回転周波数または最高回転周波数に対応する
基準軸が変化した場合、これに応じて基準周波数選択器
5からの基準軸情報が変更され、回転周波数差最大値演
算器8において選択される車輪径比が変更されると共
に、回転周波数差最大値も変更されるため、結果的に各
しきい値A1〜A4,B1〜B4が減少する方向に変化
することになる。従って、この実施例では基準軸の変化
に追従させて各しきい値A1〜A4,B1〜B4を小さ
くすることができ、空転や滑走を迅速に検出することが
できる。同時に、各しきい値A1〜A4,B1〜B4が
誤動作防止用のマージン等を含み、かつ各車輪に個別に
対応しているため、その値が小さくても誤検出を招くお
それがない。なお、本発明は、各車輪ごとに空転または
滑走検出値を持たず、一括して一つのしきい値とした場
合にも有効である。
【0021】次に、図3は第3の発明の一実施例を示し
ている。この実施例は、図4の構成に図1または図2の
実施例とは異なる構成のしきい値演算器9′を付加した
ものであり、この演算器9′は基準周波数frREFに基づ
いてそれぞれ単一の空転検出しきい値A及び滑走検出し
きい値Bを演算し、これらを空転/滑走検出器6に向け
て出力するものである。
【0022】すなわち、しきい値演算器9′では、基準
周波数frREFに対応したしきい値A,Bを、例えば、 A=(frREF/frMAX)×C1+C2 B=(frREF/frMAX)×C3+C4 (但し、frMAXは定数である最高回転周波数、C1,C
2,C3,C4は誤動作防止のためのマージン等の定
数)のように演算する。
【0023】この実施例によれば、基準周波数frREF
変化に応じて各しきい値A,Bが変更され、特に、空転
頻度が高い低回転周波数領域すなわち低速度領域では車
輪径差に基づいた基準周波数frREFと回転周波数fri
の差が最高回転周波数時に比べて小さいため、この低速
度領域における各しきい値A,Bの値を小さくすること
ができる。これにより、前記各実施例と同様に空転や滑
走を迅速に検出できる等の利点がある。
【0024】
【発明の効果】以上のように第1の発明によれば、空転
検出しきい値及び滑走検出しきい値を従来のように車輪
径差の最悪値から求めるのではなく、実際の各車輪径差
から個別に算出するようにしているため、各しきい値を
小さく設定することができ、空転や滑走を迅速に検出す
ることができる。また、これによって加速及び減速性能
を向上させることができる。更に、各しきい値に誤動作
防止用のマージン等を含ませることにより、誤検出の防
止が可能である。
【0025】第2の発明によれば、基準軸の変化に追従
させてしきい値を小さくすることができるため、空転や
滑走の早期検出、及び加速、減速性能の向上が可能とな
る。
【0026】第3の発明によれば、特に低速度領域にお
いて各しきい値を小さくすることができ、上記同様に空
転等の早期検出、加速及び減速性能の向上が可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の一実施例を示す回路構成図であ
る。
【図2】第2の発明の一実施例を示す回路構成図であ
る。
【図3】第3の発明の一実施例を示す回路構成図であ
る。
【図4】従来の技術を示す回路構成図である。
【符号の説明】
1 電力変換装置 2 電動機 3 パルスジェネレータ(PG) 4 回転数演算器 5 基準周波数選択器 6 空転/滑走検出器 7,7′ 車輪径比演算器 8 回転周波数差最大値演算器 9,9′ しきい値演算器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両駆動用の複数台の電動機を有し、こ
    れらの電動機の回転周波数と、これらの回転周波数の中
    から選択された基準周波数との差が空転または滑走検出
    しきい値以上になったことを判定条件として当該電動機
    により駆動される車輪の空転または滑走を検出する電気
    車の空転/滑走検出装置において、 車両の惰行時における各電動機の回転周波数から、各電
    動機が各々駆動する車輪径の比を演算する手段と、これ
    らの車輪径比に基づいて各車輪ごとに個別に空転または
    滑走検出しきい値を設定する手段とを備えたことを特徴
    とする電気車の空転/滑走検出装置。
  2. 【請求項2】 車両駆動用の複数台の電動機を有し、こ
    れらの電動機の回転周波数と、これらの回転周波数の中
    から選択された基準周波数との差が空転または滑走検出
    しきい値以上になったことを判定条件として当該電動機
    により駆動される車輪の空転または滑走を検出する電気
    車の空転/滑走検出装置において、 基準周波数として選択される回転周波数を持つ電動機が
    他の電動機に変更された際に、空転または滑走検出しき
    い値を変更する手段を備えたことを特徴とする電気車の
    空転/滑走検出装置。
  3. 【請求項3】 車両駆動用の複数台の電動機を有し、こ
    れらの電動機の回転周波数と、これらの回転周波数の中
    から選択された基準周波数との差が空転または滑走検出
    しきい値以上になったことを判定条件として当該電動機
    により駆動される車輪の空転または滑走を検出する電気
    車の空転/滑走検出装置において、 基準周波数の変動に伴って空転または滑走検出しきい値
    を変化させる手段を備えたことを特徴とする電気車の空
    転/滑走検出装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012034456A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Railway Technical Research Institute 電動機制御方法及び電動機制御装置
JP2013543368A (ja) * 2010-11-04 2013-11-28 キャタピラー インコーポレイテッド 牽引力を制御するためのシステムおよび方法
JP2017005896A (ja) * 2015-06-11 2017-01-05 株式会社東芝 鉄道車両制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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