JPS6295906A - 電気車の再粘着制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電気車の制御装置に係り１％にレール車輪間の
粘着力を有効に利用するのに好適な再粘着制御装置に関
する。

〔発明の背景〕

空転ないし滑走が発生しても、常にこれを検知して空転
ないし滑走速度が出来るだけ小さい内に再粘着させ、粘
着力を有効に利用し、かつ空転・滑走の発生による弊害
を防止する目的として、同一出願人は先に、車輪・レー
ル間のクリープ速度ｖｇ　　（車輪周速ＶＨと車両速度
ＶＴの差）の微分値ｖＩｌが基準値を越した時に十分大
きい再粘着側脚出力を生じる装置を設け、その出力をク
リープ速度増加時の応答は速く、減少時は適度な時定数
をもってゆつくシ応答するようにした遅れ要素を介して
フィードバックし、該フィードバック信号によシ駆動力
またはブレーキ力を制−する再粘着制御装置を提案した
。（特許第８２８．４５１号参照）しかし、この装置は
クリープ速度を微小値に抑制することは出来るが、駆動
力またはブレーキ力を必要以上に減少させる場合が生ず
るという問題があつ之。その点を改善するため、同一出
願人はまた。動輪周速度ないしクリープ速度の時間的変
化分（微分値ないし差分）によシ空転ないし滑走開始と
空転ないし滑走の加速の終了を検出する手段を設け、空
転ないし滑走の加速期間と、空転ないし滑走の非加速期
間に分けて再粘着制量信号を作成することを特徴とした
再粘着制御装置及び。

空転ないし滑走の加速期間における再粘着制錘信号を、
空転ないし滑走開始時の信号Ｔｆｉに、空転ないし滑走
に無関係に増加する信号ｅ、と、空転ないし滑走に関係
した信号ｅ２の和を加算した信号とすることを特徴とし
た再粘着制御装置を提案した。

しかし、前記の再粘着側調装置においても、再粘着制御
信号の出力に対して、実際の駆動力またはブレーキ力の
応答には遅れがあり、空転ないし滑走発生後の駆動力ま
几はブレーキ力のすみやかな減少、及び再粘着後のすみ
やかな立上げには限界があった。

〔発明の目的］ 本発明の目的は、空転ないし滑走発生後の駆動力または
ブレーキ力の減少をすみやかにすると共に、再粘着の際
には、いち早く駆動力またはブレーキ力を増加させるこ
とにより、車輪・レール間の粘着力を有効に利用する再
粘着副脚装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

鉄道車両は、そのけん引力またはブレーキ力を動輪とレ
ールの間の粘着力により得ており、動輪周の駆動力（動
輪軸駆動トルク／動輪半径、以佐駆動力と称する）また
はブレーキ力が車輪とレールの間の粘着力（Ｍ振力）の
限界値を越すと、車輪の空転または滑走の生ずることが
周知である。

この空転と滑走は、本質的には同じ現象であり、これら
を再粘着させる方策としては塊々の手段が講じられてい
る。以下、電気車のカ行時の動作を例にとり説明し、制
動時において特に異なる点はそのつど説明する。

第１図は、動輪・レール間のクリープ速度（動輪周速度
ｖｙと車両速度ＶＴ　Ｏ差）　ｖｓ　　と粘着力ｆの関
係を示し念ものである。駆動力を増加すると、粘着力ｆ
が増加し、それに共なってクリープ速度ｖ３　　も増加
して行くＡ領域（この領域のクリープ（すベク）を偽す
べりと称する）があり、粘着力ｆか最大値ｆ　ｍａｘに
達し、さらに駆動力を増加すると、クリープ速度は益々
増加し１反対に粘着力ｆは減少するＢ領域に移る（Ｂ領
域のクリープをカ行時は空転、制動時は滑走と称する）
。このＢ領域においては、その時のクリープ速度ｖｓに
対応する粘着力ｆ以下に駆動力を減少させないと再粘着
出来ない。

また、このクリープ速度ｖｌＩ　　と粘着力ｆの関係の
％性は、レールと動輪の踏面の状態、車両速度等によっ
て変化することが知られている。

第２図は、レールと動輪の踏面状態が変化した場合のク
リープ率と粘着係数の関係の機関車による実測結果の一
例を示したものである。ここに。

クリープ率とはクリープ速度と車両速度の比を意味し、
粘着係数は粘着力と軸重（１軸車シ動輪・レール間垂直
荷重）の比を意味している。第２図より、踏面状態の変
化によシ粘着力の最大値ｆｍａｘ　　及びそのときのク
リープ速度ｖｓｏが変化することが分かる。この図のよ
う（、油付着の状態ではクリープ率−粘着係数特注にお
いて、粘着係数に明確なピーク点が認められない。しか
し、一般的には粘着係数にピーク点が存在するので、以
後の説明はクリープ速度−粘着力特性は第１図のような
ものとして説明し、必要に応じてピーク点が存在しない
場合についても説明する。

１．踏面状態が変化しても、つねに空転ないし滑走ソ速
度ができるだけ小さいうちに再粘着させ（空転速度ない
し滑走速度を零にすること）、粘着力が最大値ｆ　ｍａ
ｘ　Ｋ極力近い値になるようにし、かつ駆動力の減少量
を必要最小限の値になるように制御することによシ粘着
力を最大限有効にけん引力ないしブレーキ力とじて利用
することができる。

このように側脚することを目的として、先に、クリープ
速度が粘着力のピーク点を越、を空転が生じるとクリー
プ速度ｖＳの微分値壱Ｂが、いち早く増加することに着
目して、この微分値ｖｇが基準備を越したことによシ空
転ないし滑走の開始を検出する手段を有し、空転ないし
滑走の加速期間においては、空転ないし滑走開始時点の
再粘着側信号に、空転ないし滑走現象に無関係に時間と
共に増加する信号と、空転ないし滑走現象に関係した信
号の和を加えた信号を再粘着制御信号Ｔｆとして用い、
また、動輪周加速度ｖＭまたはクリープ速度の微分値÷
８　が零以下（八≦０または銭≦Ｏ）となったことによ
り空転加速期間の終了を検出し、空転ないし滑走の非加
速期間においては、再粘着制御信号により抑制していた
駆動力またはブレーキ力を適当な速さで増加させること
を特徴とする再粘着側調装置を提案した。

しかし、この装置に関しては、空転加速期間に出す再粘
着制御信号において、空転検出直後の再粘着制御信号Ｔ
ｔのレベルが小さいのと、主回路インダクタンス等によ
シ再粘着制−信号の出力に対して実際の駆動力またはブ
レーキ力の応答に遅れがあるために、空転検出後いち早
く駆動力またはブレーキ力を粘着力相当値まで減少させ
ることにおいて限界があった。また、再粘着制御信号に
より駆動力またはブレーキ力が粘着力相当値まで減少し
た際にも、動輪周加速度÷ＶがｖＭ≦０またはクリープ
速度の微分値ｉが９８≦０となったことによシ再粘着を
検出しても、実際に抑制されていた駆動力またはブレー
キ力が再度増加し始めるまでには時間的遅れがあり、駆
動力またはブレーキ力を必要以上に減少させる場合が生
ずるという問題があり、粘着力の有効利用という点で問
題があった。

本発明の再粘着制御Ｍ置は、基本的には前記再粘着制御
！１ｌｌｌ装置と同様な構成であるが、実験的、理論的
に検討し、より粘着力の最大値を有効に利用しうるもの
として考案されたものである。そして空転ないし滑走検
出後の空転ないし滑走加速期間の再粘着制御信号Ｔｒに
おいて、空転検出直後の実際の駆動力またはブレーキ力
の減少速度を速め、再粘着までの時間を早める目的で、
従来の空転ないし滑走状態量に無関係に空転ないし滑走
検出後の時間と共に一定の割合で増加する信号、空転な
いし滑走の状態量に応じた信号の他に、空転ないし滑走
の状態量に無関係でかつ時間と共に変化しない一定レベ
ルの信号を追加したことを特徴とするものである。

また、再粘着の検出においても、再粘着検出から駆動力
ま念ケブレーキ力増加までの時間的な遅れを見込んで、
動輪周加速度籠またはクリープ速度の微分値ψＢが零以
下でなく、零より太きなめる設定値以下となったことに
より、早めに再粘着を検出し、駆動力またはブレーキ力
が必要以上に減少するのを抑止することをも特徴として
いる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第３図〜第１２図によシ説明
する。

第３図は１本発明の再粘着側調装置の一実施例の動作を
説明するための動輪周速度ｖＭ、車両速度ＶＴ＋　クリ
ープ速度ＶＱ　、動輪周加速度ｖｙ、車両加速度Ｑ丁、
クリープ速度微分値÷Ｓ及び再粘着制御信号Ｔｆの時間
による変化を示したものである。この図は空転の場合を
示してお９１図において、ａ、は動輪周速度ｖＨ，ａ２
は車両速度ｙＴ、ｂはクリープ速度ｖｇ（＝ｖＭ−ｖｔ
　）、Ｃ＋は動輪周加速度ｖＭ、ｃ２は車両加速度Ｑで
、ｄはクリープ速度の微分値すｇ　　（：ｖＭ−Ｖ？）
、　ｅは再粘着制御信号Ｔｔのそれぞれ時間に対する変
化を示している。図のように、クリープ速度の微分値ｖ
ｇが基準値δ、を越したことにより空転の発生を検出し
、空転が発生した瞬間の時間をｔｌとおく。時間１＋か
ら動輪周加速度ｖｙが零となる時間ｔ、ｔでの期間は、
空転中で且つ動輪周速度が加速中である。この期間では
、駆動力が粘着力よシ大きいので、空転を止めるために
、駆動力を速やかに減少させる必要がある。

また、実施例においては、空転検出時点から、クリープ
速度の微分値ｉが設定値δ、以下となる時までを空転加
速期間と称し、図のように変数５ＬＩＰを１とおく。こ
の空転加速期間を除く期間を非空転加速期間と称し１図
のように変数５ＬＩＰを零とおく。この非空転加速期間
は、空転中で動輪周速度が減速中の場合と、偽すベクの
領域にある場合であるから、駆動力は適当な速さで増加
させる。このように駆動力を制−する信号が再粘着制御
信号（駆動力を減少させる信号）Ｔｆであ見回のように
空転加速期間（ＳＬＩｐ＝ｔのとき）においては再粘着
制御信号Ｔｆを速やかに増加させ、非空転加速期間（Ｓ
ＬＩＰ＝Ｏのとき）においては、Ｔｆを適当な速さで減
少させる。図のように、空転加速期間のＴｆをＴｆａ、
非空転加速期間のＴｆをＴｔｄ　　とおき、それぞれの
詳細については後で説明する。又、空転を検出した瞬間
の時間１．　　におけるクリープ速度をｖｓｔ、再粘着
制御信号ＴｆをＴｆＩとおく。

第４図にマイクロプロセッサを用いて、第３図のように
動作させるようにした本発明の再粘着制御信号の一実施
例のブロック図を示す。この図は簡単のため、一つの主
制御装置で一つの主電動機を開開する場合を示したもの
である。この図で。

ＩＶｉ）ルク指令発生装置でアシ、出力としてトルク指
令Ｔｐを発生する。２は主側−装置であり。

これによシ主電動機３の発生するトルクを側副する。主
側調装置としては、交流電気車の場合にはサイリスタの
点弧位相角を制御する方式、直流電気車の場合にはチョ
ッパ制却方式やインバータ側脚方式など各種の方式があ
る。４は動輪同速度検出装置であシ、たとえば動輪軸な
いし動輪軸に連結されて回転する軸に取付けられた速度
発電機とその出力波形処理装置等よシなり、出力として
動輪周速度ＶＷに比例した電圧を生ずる。この速度検出
装置としては、ほかに動輪軸に取付けられた歯車ないし
、動輪軸に連結されて回転する軸に取付けられ円周部に
スリットを設けた円板の歯ないしスリット部の通過を検
出するセンナを用い、該センナの出力を周波数電圧変換
装置により速度に比例した電圧を得る装置等を用いるこ
ともできる。

４′は車両速度検出装置であり、例えば従動軸（主電機
により駆動されない軸）に増付けた速度発電機とその出
力波形処理装置等よりなジ、出力として車両速度Ｖ？に
比例した電圧を生ずる。なお、車両速度検出手段として
は、超音波を利用したドツプラーレーダによる対地速度
検出装置等も利用出来る。これらの速度検出装置には走
行中の振動などによるノイズを除去するフィルタを設け
る場合もある。９，９′　はＡ−Ｄ変換装置であり、そ
れぞれ動輪周速度ｖＭ　、車両速度Ｖｆをディジタル（
［ｉＫ変換してマイクロプロセッサ１０に入力する。１
１．１１’、１２　　はマイクロプロセッサｌＯにおけ
る演算内容を示すもので、１１は動輪周速度ｖＭの差分
ΔＹＭすなわち各時点の動輪周゛速度ｖＭ（ｎ）と１サ
ンプリング間期前の動輪周速度ｖＭ（ｎｌ）の差の演算
部である。このΔｖＭをサンプリング周期Δ１．で除し
たΔｖＭ／Δｔ８が動輪周加速度ｖＭに等価でおるから
、ΔｖＭを桟の代シに利用することができる。１１’は
車両速度ＶＴＯ差分ΔＶｆ　すなわち各時点の車両速度
ｖｔ（ｎ）と１サンプリング周期前の車両速度Ｖτ（ｎ
−１）の差の演算部である。ＩＶｉ　　をサンプリング
周期Δｔ８で除したΔｖＴ／Δｔ８が車両加速度Ｑ丁に
等価であるから、ＩＶｉを÷↑の代シに利用することが
できる。１２は論理演算部であシ、動輪局速度ｖＭ、動
輪周速度の差分ΔｖＭ、車両速度ｖ丁、車両速度の差分
ΔＶ？　　などを用いて空転加速期間と非空転加速期間
の判別、及び雨期間における再粘着制御信号Ｔｆの演算
を行ない、このＴｒを出力する。１３はＤ−Ａ変換装置
であり、マイクロプロセッサ−０の出力である。ディジ
タル値のＴｒをアナログ値に変換し、減算器８によ、２
トルク指令Ｔｐ　　との差Ｔｐ　　Ｔｆの演算を行ない
、それによＱ王制ｍ＠ｔ２を介して主電動機３の発生ト
ルクに制関するものである。

第５図は、論理演算部１２の論理演算の内容を具体的に
フローチャートで示したものである。第５図において使
用している変数は、マイクロプロセッサのイニシャライ
ズ時に必要なものは零とする。又、記号：＝ば、この記
号の右辺の値を左辺の変数に割当てられたメモリに記憶
させることを意味する。第５図において、２１では５Ｌ
ＩＰが１かどうか、すなわち空転加速期間かどうかを判
別し、５ＬＩＰキーすなわち非空転加速期間であれば２
２に進み、２２においてクリープ速度ｖＳ　と基準値Ｖ
　Ｂ　ｊｌＥＩｉｌを比較する。ここに、ｖ５−は速度
検・（ 吊装置に含まれる車両振動等によるノイズ成分に相当す
る値であり、通常、粘着力が最大となるクリープ速度Ｖ
ｓｏ（第１図参照）より小さい。２２において、ｖｌＩ
＜７８ｗｍ　のときは非空転加速期間であるとみなし、
２６に進み非空転加速期間における再粘着制御信号Ｔｒ
ｄの演算を行ない、その結果をＴｆに記憶させる。２２
においてｉ　　ｖＳ≧ｖＳ蝙のときは２４に進み、２４
において、クリープ速度の差分Δｖ３と基準値δ、′を
比較する。ここに。

クリープ速度の差分ΔｖＢは、前記動輪周速度の差分Δ
ｖＭ　と前記車両速度の差分ΔＶ〒の差ΔｖＭ−ΔＶＴ
　　よシ求められる。又、δ、′は第３図の基準値δ１
相当値であり、δ、とサンプリング周期Δｔ８　　の積
に等しい定数である。２４において、Δｖｓ＜δ１′　
のときは非空転加速期間とみなし前期２６に進む。２４
において、ΔｖＳ≧δ１′　のときは２７に進み、空転
加速期間の開始とみなし、５ＬＩＰを１とおき、その時
点のクリープ速度をＶ５ｉに、再粘着制御信号Ｔｆを’
ｌ’ｆｌに記憶させ、空転加速期間における再粘着側調
信号Ｔｆａの演算を行ない、その結果をＴｆに記憶させ
る。２１において、５ＬＩＰ＝１すなわち空転加速期間
であれば２３に進み、２３においてクリープ速度Ｖ１１
を前記の空転加速開始時点のクリープ速度Ｖｇｉと比較
する。２３においてＶ６）Ｖｌｉのときは２５に進む。

２５において、δ２′は速度検出部のノイズ除去フィル
タによる実際の速度に対する検知速度の遅れ、及び再粘
着制量信号出力に対する実際の駆動力の応答の遅れ等を
考慮して、早めに再粘着に達したことを検出するために
設定した。零以上、δ１′以下のクリープ速度の差分Δ
ｖＳの設定値である。よって、２５においてΔ’／ｓ＞
δ２′のときは空転加速期間とみなし、２８へ進む。２
８においては、再粘着側調信号Ｔｆａの演算を行ない、
その結果をＴｆ　に記憶させる。

また、２５においてΔｖｇ≦δ２′　のときは空転加速
期間が終了したと判断し、２９に進み、２９において５
ＬＩＰを零とおき、後述の再粘着制御信号の一部成分を
零とおき、非空転加速期間における再粘着側調信号Ｔｆ
ｄの演算を行ない、その結果をＴｆに記憶させる。また
、２３においてｖ５≦Ｖｇｉ　　のときは、非空転加速
期間とみなし前記２９に進む。

第５図において、２２を設けた理由は、速度検出装置の
出力に含まれる微小レベルのノイズによって誤動作しな
いようにすることであり、２３を設けた理由は、第１図
のＡ（偽すべり）の領域において、２２でｖＳ≧ｖＳ厘
、かつ２４でΔＶｆｉ動機トルクを減少し始めたとき、
２３においてｖＨくｖｓ＋　となることにより空転加速
期間を終了させ速やかに正常状態に復帰させるためであ
る。又。

２２によってもノイズによる誤動作を完全に除くことが
できず誤動作した場合に、２３によって速やかに正常状
態に復帰させることができる。なお、第５図において２
３と２５を交換し、始めにΔｖｌＩ〉δ、′の判別を行
ない、ΔＶ１１＞δ、′　のとき２３へ進み５次にｖｓ
　とＶｇｉを比較してｖ５≦Ｖｇｉのとき２９へ進むよ
うにしても第５図と同様の効果を有する。すなわち、ｖ
Ｂ）ｖｇｉかつΔｖｇ）δ、′の場合のみ２８に進み１
ｖｌｌ≦ｖｇｉまたはΔｖｌ＋≦δ２′の場合には空転
加速期間の終了とみなし２９へ進むものである。

また、第５図はクリープ速度ｖＢ　を用いる場合を示し
たが、クリープ速度ｖＳを用いないで動輪周速度ｖＭの
みにより空転加速期間と非空転加速期間を判別すること
も出来る。すなわち、動輪周加速度へが通常の粘着状態
に比べて大きくなることにより、空転の発生を検出し、
÷輩≦δ、となつ九とき空転加速が終了し念と判断する
ものである。その場合の論理演算部は、第５図において
２２．２３を取り除き２４をΔｖＭ≧δ１′　とし、２
７からＶｇｉ：：ｖＢを除いたものとなる。ここで基準
値δ、′は通常の車両走行加速度分だけδ、′より大き
くしたもので、δ、は速度検出部のノイズ除去フィルタ
による実際の速度に対する検知速度の遅れ、及び再粘着
側調信号出力に対する実際の駆動力の応答の遅れ等を考
慮して、早めに再粘着に達したことを検出するために設
定した、設定値である。この場合、前記実施例よシ、空
転検出感度が悪くなるが、車両速度を用いないため装置
が簡単となる。

空転加速期間における再粘着制痴信号Ｔｆａを本実施例
においては、前記のように空転加速開始時点の再粘着制
御信号Ｔ　ｆ　ｉに、空転現象に無関係かつ時間と共に
変化しない一定レベルの信号ｅ、及び同じく空転現象に
無関係に空転検出後の時間と共に増加する信号ｅ２．空
転現象に応じた信号ｅ。

の３種の信号の和とする。

第６図は、空転におけるこれら信号の典型的な波形例を
示している。本実施例においてｅｌは。

クリープ速度Ｖｓ　Ｋ比例した信号としている。また、
’ｌ’ｆａは’ｌ’ｆｌにｅｌ　　とｅ、とｅｓを加え
比もので第３図のｅのようになる。

通常の空転では、空転発生直後のクリープ速度の立上シ
は比較的緩慢であり、空転現象に応じた信号ｅ、は小さ
く、また時間と共に増加する信号ｅ２　も小さく、これ
らでは不十分な場合が多い。

そのため、そのような場合では、空転現象に無関係かつ
時間と共に変化しない一定レベルの信号ｅ。

が効果的に働き、空転速度が微小値のうちに再粘着させ
ることが出来る。しかし、動輪・レール間のクリープ特
注（クリープ速度と粘着力の関係）は、ｆ＊記第２図の
ように、動輪とレールの踏面の状態によって大きく変動
するので、空転現象に無関係な成分ｅＩ＋　ｅｌのみで
は、この粘着力特注の変動に対応出来ず、駆動力の減少
が過小であったり、過大でめったシする場合も生ずる。

このため、空転現象に応じた信号ｅ、は、このようなり
リープ特注の変動に対応して常に最適の再粘着信号とす
る働きを有する。例えば、動輪が粘着係数の低い場所に
急に突入した場合に、粘着力が急落すると、クリープ速
度ｖｓ　が大きくなり、ｅ、が急速に立上シ駆動力を速
やかに減少し、空転速度を微小値におさえることが出来
る。

また、再粘着制御信号Ｔｒａにより駆動力か減少し、　
　ｖＢ≦δ３　となう空転加速期間が終了すると’ｆｔ
ａの増加は止まり、駆動力も増加し始める。この際、δ
３は速度検出部のノイズ除去フィルタによる実際の速度
に対する検知速度の遅れ、及び再粘着制御信号出力に対
する実際の駆動力の応答の遅れ等を考慮して設定した値
であるので、駆動力を必要以上に減少させることはない
。

本実施例の場合のＴｔａ　　は次式によシ演算すること
が出来る。

Ｔｆａ　＝’ｌ’ｆｉ＋ｅｌ＋４２（ｎ）＋ｅａｅ、　
（ｎ）＝　ｅ、　（ｎ−１）＋Δｅ。

ｅｓ”Ｇ・（ｅｓ（ｎ　　１）＋Δｅ、　）ここに、ｅ
、　　は一定値、ｅ、（ｎ）は各時点のｅｌ　ｒｅｔ　
（ｎ　　１）、　ｅｓ　（ｎ　　１）はｌサンプリング
周期前のｅ２ｒ”Ｓ’　Δｅ２．Δｅ、はｅｔ＋Ｊの１
サンプリング周期間の増分、ｄはゲインを表わす定数で
ある。すなわち２　ｅｌは１周期前のｅ、に一定増分Δ
ｅ、をｅ、は１周期前のｅ、にｌサンプリング周期間の
増分Δｅ、を加えれば良い。したかつて前記のようにｅ
２＋　　ｅｌは空転加速期間が終了すると零にリセット
しておく必要がある本のである。

非仝転加速期間における再粘着側調信号Ｔｆｄは、１次
遅れ状に減少させるものとし、応答の時定数をτとする
と、Ｔｔｄに関する微分方程式７式％ に相当する次の差分方程式が得られる。

これよジ Ｔ　ｆｄ（ｎ）　＝　　−Ｔ　ｆｄ　（ｎ−１）ΔｔＩ
＋十τ すなわち、各時点のＴ　ｆｄ　（Ｔ　ｆｄ（１１）　）
は、１？ンブＩＪ　７グ周期前のＴ　ｆｄ　（Ｔｆｄ　
（ｎ−１）　）にτ／（Δ１Ｌ１＋τ）を乗じた値とす
ればよい。

次に１本発明装置による再粘着の動作をさらに図によっ
て説明する。第７図は、クリープ速度ｖｇに対する粘着
力ｆ及び駆動力Ｆの動きを示したものである。粘着力が
ｆｌ　のときの駆動力の動きがＦ’＋、粘着力がｆ、か
らｆ、に急変したときの駆動力の動きがＦ、である。い
ま、粘着力がｆ、であるとすると、空転が発生した瞬間
の駆動力はＰ。

点でめシ、その点の駆動力は（駆動力指令値Ｔｐ相当値
）−（空転検出時の再粘着制御信号Ｔｆｉ相幽値）でめ
υ、全空転発生によシ再粘着制却信号Ｔｆが前記のよう
に増大し、駆動力はＦＩ　のように減少するが、ＦＩ＞
ｆ＋　のときは動輪周速度ｖＭは増加しく　ｖＭ　＞Ｏ
）　、　ＦＩ　＝　Ｌ　となる２２点で空転加速期間が
終了し、前記のように再粘着制御信号Ｔｆの増加を止め
る。しかし、主電動機回路のインダクタンス系゛に安定
にするために王制μｓ装置□゛２に設けられる遅れ要素
、速度検出装置にノイズ低減用に設けられるフィルタ等
の遅れ要素により、駆動力Ｆ１は２２点よシ若干減少し
、ＦＩ＜ｆ＋となり動輪周速度ｖＭは減速しはじめ、駆
動力Ｆ。

は矢示のように変化し再粘着する。空転加速期間におけ
る再粘着制仰信号増大の速さを余り大きくすると、系の
遅れのため２３点以下に大きく駆動力が減少するため好
ましくなく、再粘着制仰信号’ｆｆの増大の速さには適
値がある。しかるに、粘着力がｆｌからｆ、に急変した
ときには、再粘着制〜信号Ｔｆ　を速やかに増大させて
駆動力をＦ２のように、急勾配に減少させる必要がある
。前記本発明の実施例では、粘着力に急変がないときの
最適な再粘着側副信号は主として、空転現象に関係なく
時間と共に増加する信号ｅ２　　によ９作成し、粘着力
の急変時には空転現象に関係した信号ｅ。

によりこれに対応し、空転検出直後のｅ２．ｅ。

の小さい所では、空転現象に無関係かつ時間と共に変化
しない一定レベルの信号ｅ、がこれを補い。

いずれの場合においても、常に最適な信号となるように
しているものである。

なお１本実施例としては、空転現象に関係した信号ｅ、
として、クリープ速度に比例した信号としたが、ｅ、と
してはクリープ速度の微分値、クリープ速度の微分値の
微分値（２次微分）、動輪周加速度の空転による変化分
、あるいはその微分値、またそれらの複数個の組合せと
することも考えられる。その他、時間と共に増加する信
号ｅ。

は、一定速度で増加するものに限定されず、適当な速き
で増加する信号であれば良い。

第８図はマイクロプロセッサの演算内容を変更した他の
実施例を示したものである。第８図は第４図と異なる部
分のみ示しており、第４図と同様のものは同一の記号を
用いておシ説明は省略する。

第８図において１４はクリープ速度演算部であり。

動輪周速度ｖＭと車両速度ＶＴを用いて、その差ｖＭ−
ｖ丁　を演算しクリープ速度ｖＳを求める。

１５では図示のようにクリープ速度ｖＳ　が設定値δ４
　より小さいときは出力ＴＧ＝０であり、クリープ速度
ｖｇが設定値δ４を越したとき Ｔ　ｆ’　”　Ｇ２　（Ｖｌｌ−δ４）を演算し　Ｔ　
ｒ　／を出力する。ここで、Ｇ、はゲインを表わす定数
であり、設定値δ４は通常の踏面状態において粘着力が
最大となるクリープ速度より大きく、許容最大クリープ
速度より小さい値とする。

１６は高位値選択部であり、前記論理演算部１２の出力
である再粘着側調信号Ｔｆと、１５の出力である再粘着
制御信号Ｔｆ′を比較し、両者の大きい方の信号を出力
し、それを再粘着制仰信号として用いるものである。こ
の再粘着制御信号Ｔｆ′は第２図のクリープ特注の油付
着の場合のように、粘着係数に明確なピーク点がない場
合にクリープ速度が過大となることを防止する効果と論
理演算部１２の出力である再粘着制御信号Ｔｆによって
再粘着に失敗した場合にクリープ速度が過大となること
を防止するバックアップの効果を有する。

以上の実施例は、簡単のために一つの主制御装置により
一つの主電動機を制−する場合について説明したが、第
１Ｏ図は一つの主制御装置２により３個の主電動機３１
，３２．３３を駆動する場合の実施例を示しており、各
主電動機３１，３２゜３３に各々速度検出装！４１，４
２．４３を設け、それらの出力をＡ−Ｄ変換装＆９１，
９２．９３によジデイジタル値に変換し、該出力ｖＭｌ
　！　ｖＭ２　＋ＶＨ，及び前記車両速度ＶＴをマイク
ロプロセッサ１０１，１０２，１０３に入力し、各々の
マイクロプロセッサで前記の論理演算を行い、各々の出
力Ｔｆ＋　＋　Ｔｆｔ　ｒ　Ｔｆｓの最大値Ｔｆを最大
値選択装＠１７で求め、該最大値Ｔｆ　を再粘着制御信
号として使用するものである。このように構成すれば、
いずれの主電動機が空転しても、前記第４図の実施例と
ほぼ同様に制御しつる。

次に、動輪周速度ｖＭ、車両速度Ｎ’？＋　クリープ速
度ｖＳの等価値を求めて、それら分使用する本発明の詳
細な説明する。

第１Ｏ図は、各主電動機に設けた速度検出装置４１．４
２．４３の出力の最大値を最大値選択装置１８で求め、
該最大値を動輪周速度ｖＭとし。

各主電動機に設けた速度検出装［４１，４２，４３の出
力の最小値を最小値選択装ｆｉｔ１９によシ求め。

一＄最小値を車両速度Ｖ〒として使用する実施例を示し
ておシ、このようにすれば、全部の主電動機が同時に空
転しない限り前記第４図の実施例とほぼ同様の制＃が可
能であり、本実施例によれば車両速度検出装置を用いな
いので装置が簡単となる。

第１１図は、主電動機電圧差をクリープ速度等価値とし
て利用する実施例を示したもので１図で。

凡、　、　Ｒ，はブリッジ抵抗、５は直流電圧検出装置
でろ力、主電動機３１．３２の中間点とブリッジ抵抗Ｒ
，，、Ｒ，、の中間点の間の電圧を検出する装置であり
、該電圧をＡ−Ｄ変換装［２０を介してマイクロプロセ
ンサー０に入力する。該直流電圧検出装置の出力として
は、各主電動機電ＥＥ、、Ｅ２の差に比例した電圧が得
られる。クリープ速度が零の場合には、Ｅ、とＥ２はほ
ぼ等しいが、いずれかの主電動機にクリープ速度が生ず
ると、その主電動機の逆起電力が増加し、その主電動機
の電圧がほぼクリープ速度に比例して大きくなり、直流
電圧検出装置５の出力としてほぼクリープ速度に比例し
た電圧が得られるものである。本実施例によれば、主電
動機３１．３２か同時に空転しない限り、前記第４図の
実施例とほぼ同様に制量でき、速度検出装置を使用しな
いので装置が簡単となる。

第１２図は、主電動機３１．３２，３３．３４の電圧を
直流電圧検出装ｆ１５１，５２．５３．５４により検出
し、最大差検出装置６により最大値と最小値の差分検出
し、該検出値をクリープ速度等価値とじて利用する実施
例を示したものである。このようにすると、４個の主電
動機が全部同時に空転しないかぎ力前記！４図とほぼ同
様の側倒が可能であるから、複数主電動機の同時空転に
より制＃Ｊ註能が悪くなるという確率が少なくなる。

又、以上の説明は主としてカ行時の空転の場合について
行なったが、制動時には動輪周速度が車両速度より小さ
くなることを考慮して、クリープ速度Ｖｇは車両速度Ｖ
？　と動輪周速度ｖＭの差賓−ｖＭ、動輪局速度の微分
値ｖＭ又は動輪周速度の差分Δｖｋ１を滑走開始及び滑
走加速の終了の検出に使用する場合には正負の極性を逆
にし、第１Ｏ図の実施例では、各動輪周速度の最大値を
車両速度等価値とし各動輪周速度の最小値を動輪周速度
等価値として前記実施例と同様に取扱えばよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、再粘着側創部の簡単な改良により、車
輪・レール間の粘着力分最大限有効に。

けん引力ないしブレーキ力として利用出来るので粘着を
向上することが出来る。そのため、機関車の場合けん引
荷重を増大することが出来、電車の場合１編成内の動力
車数を減らし、かつ加速度を大きくすることが出来、空
転速度が微小値に抑制されるので２車輪とレールの摩耗
を低減し、かつ空転発生時の乗心地を改善することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動輪とレールの間のクリープ速度
ｖＳ　　と粘着力ｆの関係の説明図、第２図はクリープ
速度ｖ１１　と粘着力ｆの関係の実測結果の一例、第３
図は本発明再粘着制＃Ｊ＠宜の動作説明のための動輪周
速度ｖＭ、車両速度Ｖ？、クリープ速度ｖ６．それらの
微分値ｖＭ、ＶＴ、ｖＢ、再粘着制−信号Ｔｒの時間的
変化の説明図、第４図は本発明の一実施例の全体構成を
示すブロック図、第５図は本発明の一実施例の構成要素
の一つであるマイクロプロセッサの論理演算部１２の論
理演算同容を示すフローチャート、第６図は本発明再粘
着制仰装置の空転加速時の再粘着制仰信号Ｔｒａを説明
するための、動輪周速度ｖＨ，車両速度ＶＴ。 クリープ速度ｖｔｒ　、再粘着側脚信号Ｔｒａ、Ｔｒの
時間的変化の説明図、第７図は本発明再粘着制御装置の
再粘着動作を説明するためのクリープ速度ｖ６と粘着力
ｆ及び駆動力Ｆの関係の説明図、第８図はクリープ速度
が過大となることを防止する系を設けた本発明の他の実
施例のブロック図、第９図は主電動機が複数個よりなる
場合（各主電動機ごとに求めた再粘着側脚信号の最大値
を用いる本発明の実施例のブロック図、第１０図は各動
輪同速度の最大値を動輪周速度等価値とし、各動輪周速
度の最小値を車両速度等価値として用いる本発明の実施
例のブロック図、第１１図は主電動機電圧差をクリープ
速度等価値として用いる本発明の実施例のブロック図、
第１２図は複数個の主電動機電圧の最大値と最小値の差
をクリープ速度等価値として用いる本発明の実施例のブ
ロック図である。 ２・・・主側調装置、３・・・主電動機、４・・・動輪
周速度検出装置、４′・・・車両速度検出装置、５・・
・直流電圧検出装置、６・・・最大差検出装置、８・・
・減算器、９．９′・・・Ａ−Ｄ変換装置、１０・・・
マイクロプロセッサ、１１・・・動輪周速度差分演算部
、１１’・・・車両速度差分演算部、１２・・・論理演
算部、１３・・・Ｄ−Ａ変換装置、１４・・・クリープ
速度演算部、１６・・・高位置選択部、１７．１８・・
・最大値選択妄壺１固 癌　　　−壜 萎３図 第５図 第６記 拳７図 殊 第１０図 第１１図 第１Ｚ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、動輪周速度ｖ＿Ｍないしクリープ速度ｖ＿Ｓの検出
   手段と、それらの時間的変化分を検出する手段と、該変
   化分により空転ないし滑走の開始及び空転ないし滑走加
   速の終了を検出する手段を有し、空転ないし滑走の加速
   期間と非空転ないし滑走加速期間に分けて再粘着制御信
   号を作成するものにおいて、空転ないし滑走加速期間に
   おける再粘着制御信号を、空転ないし滑走検出時の信号
   Ｔｆｉに空転ないし滑走状態量に無関係に与える一定レ
   ベルの信号ｅ＿１及び、同じく空転ないし滑走状態量に
   無関係に空転ないし滑走検出後の時間と共に増加する信
   号ｅ＿２、空転ないし滑走に応じた信号ｅ＿３の３種の
   信号の和または、前記３種の信号中２種の信号の和とす
   ることを特徴とする電気車の再粘着制御装置。