JPWO2017158956A1 - Independent wheel drive controller - Google Patents

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Abstract

独立車輪駆動制御装置は、車輪回転センサ51〜54と、電動機回転センサ41〜44と、車両の直線路惰性走行中に補正指示を出力する補正指示部81と、補正指示の受信時に車輪回転センサ51〜54出力に基づいて各車輪31〜34のN回回転分の回転時間を演算し、電動機回転センサ41〜44出力に基づいて各車輪31〜34のN回回転分の電動機11〜14の回転角を演算する回転角演算部91と、回転時間と回転角とに基づいて、駆動装置1〜4間の回転速度差をキャンセルする補正値を演算する補正値演算部75と、補正値を記録する補正値記録部101と、補正値記録部101に記録された補正値に基づいて速度指示部82からの速度指示を補正した補正速度指示を出力する回転速度補正部111とを備えている。The independent wheel drive control device includes a wheel rotation sensor 51 to 54, an electric motor rotation sensor 41 to 44, a correction instruction unit 81 that outputs a correction instruction during the straight road traveling of the vehicle, and a wheel rotation sensor when receiving the correction instruction. The rotation time for N rotations of the wheels 31 to 34 is calculated based on the 51 to 54 outputs, and the motors 11 to 14 for the N rotations of the wheels 31 to 34 are calculated based on the outputs of the motor rotation sensors 41 to 44. A rotation angle calculation unit 91 for calculating the rotation angle, a correction value calculation unit 75 for calculating a correction value for canceling the rotational speed difference between the driving devices 1 to 4 based on the rotation time and the rotation angle, and a correction value A correction value recording unit 101 for recording, and a rotation speed correction unit 111 for outputting a correction speed instruction obtained by correcting the speed instruction from the speed instruction unit 82 based on the correction value recorded in the correction value recording unit 101 are provided. .

Description

この発明は独立車輪駆動制御装置に関し、特に、鉄道車両用の独立車輪駆動制御装置に関する。   The present invention relates to an independent wheel drive control device, and more particularly to an independent wheel drive control device for a railway vehicle.

従来の鉄道車両においては、一般的に、右側の車輪と左側の車輪とが車軸により連結された一体型車輪が用いられていた。しかしながら、近年、低床構造等を採用するために、独立車輪動力台車の開発が進められている。   In a conventional rail vehicle, generally, an integrated wheel in which a right wheel and a left wheel are connected by an axle is used. However, in recent years, development of independent wheel powered trolleys has been promoted in order to adopt a low floor structure or the like.

従来の独立車輪動力台車については、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1に記載の独立車輪動力台車においては、電動機と遊星減速機と車輪とを同軸上に連結した駆動装置を複数設け、それぞれの車輪を独立に駆動制御可能な構成としている。独立車輪動力台車は、走行方向に対し、左右の車輪の間に車軸がないため、車体の床面を低床化することができ、例えば、路面電車のように地上高が低いホームにおいて、車両にステップを設けることなく乗降が可能な車体を実現できるメリットを有している。一方、車輪を独立駆動としたことから、それぞれの車輪外周速度を直線路や曲線路にあわせ、制御する必要がある。具体例としては、直線路では、それぞれの車輪外周速度を予め設定された走行速度に合わせるように、一方、曲線路では、曲線内径側と外径側に位置する車輪の外周速度に差をつけ、ステアリング作用が生じるように制御する。しかしながら、このような、各車輪の駆動制御が適切に行われなかった場合には、車輪とレールとの間で空転や滑走が生じ、車輪の異常な摩耗や異音・騒音といった問題を発生させる。   A conventional independent wheel powered carriage is described in Patent Document 1, for example. In the independent wheel powered carriage described in Patent Document 1, a plurality of drive devices in which an electric motor, a planetary speed reducer, and wheels are connected on the same axis are provided, and each wheel can be driven and controlled independently. The independent wheel powered carriage has no axle between the left and right wheels in the traveling direction, so the floor surface of the vehicle body can be lowered. For example, in a platform where the ground height is low, such as a tram, There is an advantage that a vehicle body that can be boarded and exited without providing a step is realized. On the other hand, since the wheels are driven independently, it is necessary to control each wheel outer peripheral speed according to a straight road or a curved road. As a specific example, on a straight road, each wheel outer peripheral speed is adjusted to a preset traveling speed, while on a curved road, a difference is made between the outer peripheral speeds of the wheels located on the curved inner diameter side and the outer diameter side. Control is performed so that the steering action occurs. However, if the driving control of each wheel is not properly performed, slipping and sliding occur between the wheel and the rail, causing problems such as abnormal wear of the wheel, abnormal noise and noise. .

しかしながら、特許文献1においては、そのような問題を回避するための構成・制御に関する具体的な記載はなく、車輪とレールとの間の空転や滑走を抑制することについては何ら意図されていない。   However, in Patent Document 1, there is no specific description regarding the configuration and control for avoiding such a problem, and there is no intention to suppress idling or sliding between the wheel and the rail.

特許文献2においては、車輪の空転を精度良く検知することを意図している。特許文献2においては、独立駆動装置を構成する電動機に設けられた速度検出器で、走行中の電動機の回転速度を検出し、その検出値に、車輪径差補正係数を乗算し、各制御装置に補正した速度指令を出力している。   In patent document 2, it intends to detect idling of a wheel with sufficient accuracy. In Patent Document 2, the speed detector provided in the electric motor constituting the independent drive device detects the rotational speed of the electric motor that is running, and multiplies the detected value by the wheel diameter difference correction coefficient. The corrected speed command is output.

特開2000−309268号公報JP 2000-309268 A 特開2001−145207号公報JP 2001-145207 A

上述したように、特許文献1では、各車輪の駆動制御が適切に行われなかった場合には、車輪とレール間で空転や滑走が生じ、車輪の異常な摩耗や異音・騒音といった問題を発生させるという課題があった。   As described above, in Patent Document 1, when the driving control of each wheel is not properly performed, slipping or sliding occurs between the wheel and the rail, and there are problems such as abnormal wear of the wheel, abnormal noise, and noise. There was a problem of generating.

また、特許文献2では、車輪径差に関する補正しか実施されていないため、減速機または弾性車輪に起因する車輪外周速度の差を補正できないという問題がある。そのため、特許文献2においても、依然として、走行中の空転や滑走が生じるという問題が残る。   Moreover, in patent document 2, since only the correction | amendment regarding a wheel diameter difference is implemented, there exists a problem that the difference of the wheel outer periphery speed resulting from a reduction gear or an elastic wheel cannot be correct | amended. Therefore, even in Patent Document 2, there still remains a problem that idling or sliding occurs during traveling.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、各車輪の回転に要する車輪回転時間と電動機の回転角度とから補正値を求めて、駆動装置間の回転角度差を補正するための補正値を演算することで、車輪径差だけでなく、減速機及び弾性車輪に起因する車輪外周速度の差も考慮した補正値を得て、車輪とレールとの間の空転や滑走を抑制することが可能な、独立車輪駆動制御装置を得ることを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and is to obtain a correction value from a wheel rotation time required for rotation of each wheel and a rotation angle of an electric motor, and to correct a rotation angle difference between driving devices. By calculating the correction value, the correction value considering not only the wheel diameter difference but also the wheel outer peripheral speed difference caused by the reducer and the elastic wheel is obtained, and slipping and sliding between the wheel and the rail are suppressed. It is an object of the present invention to obtain an independent wheel drive control device that can be used.

本発明は、互いに車輪を独立に駆動制御が可能な複数の駆動装置を有した独立車輪駆動制御装置であって、各前記駆動装置は電動機を有しており、前記独立車輪駆動制御装置は、さらに各前記駆動装置ごとに、各前記車輪の回転角を検出する車輪回転センサと、前記車輪回転センサの検出結果に基づいて前記車輪が予め設定された設定回分だけ回転するのに要した車輪回転時間を演算するとともに、前記電動機の回転角に基づいて前記車輪の前記設定回分の回転の間の前記電動機の電動機回転角を演算する回転角演算部と、前記回転角演算部によって演算された前記車輪回転時間と前記電動機の前記回転角とに基づいて、前記駆動装置間の回転速度差をキャンセルするための各前記駆動装置ごとの補正値を演算する補正値演算部と、前記補正値演算部によって演算された前記補正値および外部からの入力に基づく前記電動機に対する速度指示を用いて補正速度指示を算出する回転速度演算・補正部とを備えた独立車輪駆動制御装置である。   The present invention is an independent wheel drive control device having a plurality of drive devices capable of independently driving and controlling the wheels, each drive device has an electric motor, the independent wheel drive control device, Further, for each of the drive devices, a wheel rotation sensor that detects the rotation angle of each wheel, and wheel rotation required for the wheel to rotate a preset number of times based on the detection result of the wheel rotation sensor. While calculating time, the rotation angle calculation part which calculates the motor rotation angle of the electric motor during the rotation of the set number of times of the wheel based on the rotation angle of the electric motor, and the calculation calculated by the rotation angle calculation part A correction value calculation unit for calculating a correction value for each of the driving devices for canceling a rotational speed difference between the driving devices based on a wheel rotation time and the rotation angle of the electric motor; An independent wheel drive control device and a rotational speed calculation and correction unit for calculating a correction velocity command using a speed instruction for the correction value and the electric motor based on an external input calculated by the calculation unit.

本発明に係る独立車輪駆動制御装置によれば、各車輪の回転に要する車輪回転時間と電動機の回転角度とから、駆動装置間の回転角度差を補正するための補正値を演算することで、車輪径差だけでなく、減速機及び弾性車輪に起因する車輪外周速度の差も考慮した補正値を得るようにしたので、車輪とレールとの間の空転や滑走を抑制し、車両の良好な走行を実現することが可能である。   According to the independent wheel drive control device according to the present invention, by calculating the correction value for correcting the rotation angle difference between the drive devices from the wheel rotation time required for the rotation of each wheel and the rotation angle of the motor, Since the correction value considering not only the wheel diameter difference but also the wheel outer peripheral speed difference caused by the reducer and elastic wheel was obtained, slipping and sliding between the wheel and rail were suppressed, and the vehicle It is possible to realize traveling.

本発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた駆動装置の構成を示した平面図である。It is the top view which showed the structure of the drive device provided in the independent wheel drive control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた駆動装置の構成を示した側断面図である。It is the sectional side view which showed the structure of the drive device provided in the independent wheel drive control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the control apparatus provided in the independent wheel drive control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の回転速度演算・補正部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the rotational speed calculation and correction | amendment part of the control apparatus provided in the independent wheel drive control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動制御装置が設けられた車両の惰性走行中の走行時間と速度との関係をグラフで説明した説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the travel time and speed during inertial driving | running | working of the vehicle in which the independent wheel drive control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention was provided. 弾性部材を有する弾性車輪における回転半径を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the rotation radius in the elastic wheel which has an elastic member. 本発明の実施の形態2に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示す部分ブロック図である。It is a partial block diagram which shows the structure of the control apparatus provided in the independent wheel drive control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the control apparatus provided in the independent wheel drive control apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示す部分ブロック図である。It is a partial block diagram which shows the structure of the control apparatus provided in the independent wheel drive control apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた複数の駆動装置の構成を示した平面図である。また、図2は、実施の形態1に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた複数の駆動装置のうちの駆動装置1台分の構成を示した側断面図である。図3及び図4は、実施の形態1に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示したブロック図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a plurality of drive devices provided in the independent wheel drive control device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view showing the configuration of one drive device among a plurality of drive devices provided in the independent wheel drive control device according to the first embodiment. 3 and 4 are block diagrams showing the configuration of the control device provided in the independent wheel drive control device according to the first embodiment.

図1に示すように、独立車輪駆動制御装置には、複数の駆動装置1〜4が設けられている。駆動装置1〜4は、図1に示すように、台車枠201に固定されている。台車枠201は、図示を省略した列車の車体に機械的に接続されている。駆動装置1〜4は、それぞれ互いに独立に回転可能な構成となっている。   As shown in FIG. 1, the independent wheel drive control device is provided with a plurality of drive devices 1 to 4. As shown in FIG. 1, the driving devices 1 to 4 are fixed to the carriage frame 201. The carriage frame 201 is mechanically connected to the train body not shown. The driving devices 1 to 4 are configured to be able to rotate independently of each other.

駆動装置1〜4について、駆動装置1を例に挙げて、構成を説明する。駆動装置2〜4の構成については、駆動装置1と同じであるため、説明を省略する。なお、駆動装置i(i=1,・・・,4)を構成する各部材を示す符号は、1i,2i,3i,4i、5iとする。すなわち、駆動装置1であれば、11,21,31,41,51となり、駆動装置2であれば、12,22,32,42,52となる。   The configurations of the driving devices 1 to 4 will be described by taking the driving device 1 as an example. About the structure of the drive devices 2-4, since it is the same as the drive device 1, description is abbreviate | omitted. In addition, the code | symbol which shows each member which comprises the drive device i (i = 1, ..., 4) shall be 1i, 2i, 3i, 4i, 5i. That is, the driving device 1 is 11, 21, 31, 41, 51, and the driving device 2 is 12, 22, 32, 42, 52.

図1に示すように、駆動装置1は、電動機11と、減速機21と、車輪31とから構成されている。駆動装置1においては、図1に示すように、電動機11が減速機21に接続され、減速機21には車輪31が接続されている。また、電動機11の外壁には、電動機11の回転角を検出するための電動機回転センサ41が設けられている。電動機回転センサ41は、電動機11の回転軸の回転角に応じた信号を出力する。なお、電動機11の当該外壁は、電動機11において、回転しない部分となっている。   As shown in FIG. 1, the drive device 1 includes an electric motor 11, a speed reducer 21, and wheels 31. In the drive device 1, as shown in FIG. 1, the electric motor 11 is connected to a speed reducer 21, and wheels 31 are connected to the speed reducer 21. An electric motor rotation sensor 41 for detecting the rotation angle of the electric motor 11 is provided on the outer wall of the electric motor 11. The electric motor rotation sensor 41 outputs a signal corresponding to the rotation angle of the rotation shaft of the electric motor 11. The outer wall of the electric motor 11 is a portion that does not rotate in the electric motor 11.

台車枠201は、図1に示すように、全体の形状が、H型になっている。すなわち、台車枠201の中央部分201aから、左右前後の方向に4本の脚部201bが延びている。これらの脚部201bの1本ずつに、駆動装置1〜4が1つずつ取り付けられている。台車枠201の脚部201bには、車輪31の回転角を検出するための車輪回転センサ51が設けられている。車輪回転センサ51は、車輪31の回転角に応じた信号を出力する。   As shown in FIG. 1, the entire shape of the carriage frame 201 is an H shape. That is, four leg portions 201b extend from the central portion 201a of the carriage frame 201 in the left-right and front-back directions. One of the driving devices 1 to 4 is attached to each of the leg portions 201b. A wheel rotation sensor 51 for detecting the rotation angle of the wheel 31 is provided on the leg portion 201 b of the carriage frame 201. The wheel rotation sensor 51 outputs a signal corresponding to the rotation angle of the wheel 31.

電動機回転センサ41および車輪回転センサ51には、例えば、光学式あるいは電磁式といった、非接触式のセンサを用いる。光学式センサは、各回転軸1回転を等分するスリットや反射マークに対し、光を当て、光の透過あるいは反射を検知し、電気信号を出力する。また、電磁式センサは、例えば、各回転軸1回転を等分する歯車状回転体に対し、磁石と検出コイルを有する磁気センサを対向させた構成からなる。歯車状回転体の歯先と磁気センサが近接あるいは離間することで、検出コイルを通過する磁束が変化する。電磁式センサは、その磁束の変化に応じて電気信号を出力する。   As the electric motor rotation sensor 41 and the wheel rotation sensor 51, for example, a non-contact type sensor such as an optical type or an electromagnetic type is used. The optical sensor applies light to a slit or a reflection mark that equally divides one rotation of each rotation shaft, detects light transmission or reflection, and outputs an electrical signal. The electromagnetic sensor has a configuration in which, for example, a magnetic sensor having a magnet and a detection coil is opposed to a gear-shaped rotating body that equally divides one rotation of each rotating shaft. The magnetic flux passing through the detection coil changes as the tooth tip of the gear-shaped rotating body and the magnetic sensor approach or separate from each other. The electromagnetic sensor outputs an electrical signal in accordance with the change in the magnetic flux.

図2に、駆動装置1の具体的な構成の一例を示す。図2においては、図1と同一の部材について、同一の符号を付して示している。図2において、電動機軸152は、電動機11の回転軸である。電動機11の電動機軸152の同軸上に、減速機21が取り付けられている。図2の例においては、減速機21は、遊星歯車減速機から構成されている。減速機21の太陽歯車161と、電動機軸152とは、一体軸となっている。減速機21は、太陽歯車161と、遊星歯車162と、内歯車163と、遊星キャリア軸164と、車輪軸165と、車輪軸軸受166とから構成されている。遊星歯車162は自転しながら、太陽歯車161と内歯車163との間を公転する。遊星歯車162の公転運動は、遊星キャリア軸164を介して、車輪軸165を回転させる。車輪軸165は車輪軸軸受166によって回転自由に支持されている。車輪軸軸受166は、内歯車163の外周に取り付けられている。   FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the driving device 1. 2, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 2, the electric motor shaft 152 is a rotating shaft of the electric motor 11. The reduction gear 21 is mounted on the same axis as the motor shaft 152 of the motor 11. In the example of FIG. 2, the speed reducer 21 is composed of a planetary gear speed reducer. The sun gear 161 of the speed reducer 21 and the motor shaft 152 are an integral shaft. The reduction gear 21 includes a sun gear 161, a planetary gear 162, an internal gear 163, a planet carrier shaft 164, a wheel shaft 165, and a wheel shaft bearing 166. The planetary gear 162 revolves between the sun gear 161 and the internal gear 163 while rotating. The revolving motion of the planetary gear 162 rotates the wheel shaft 165 via the planet carrier shaft 164. The wheel shaft 165 is rotatably supported by a wheel shaft bearing 166. The wheel shaft bearing 166 is attached to the outer periphery of the internal gear 163.

車輪軸165の外周には車輪31が固定されている。車輪31は、弾性車輪から構成されている。従って、車輪31は、周方向に、弾性部材172を備えている。弾性部材172の外周には、レール接触車輪面175が設けられている。レール接触車輪面175は、車輪31において、図6に示すレール300に接触する面である。車両の走行中には、レール300からレール接触車輪面175に振動が伝わる。そのため、この振動が駆動装置の内部に伝わることを防止するために、弾性部材172が設けられている。弾性部材172は、ゴムまたは樹脂から構成され、弾性を有している。従って、弾性部材172が弾性を利用して変形することで、弾性部材172の当該変形損失を利用して、レール300からの振動の伝わりを低減している。   A wheel 31 is fixed to the outer periphery of the wheel shaft 165. The wheel 31 is composed of an elastic wheel. Therefore, the wheel 31 includes an elastic member 172 in the circumferential direction. A rail contact wheel surface 175 is provided on the outer periphery of the elastic member 172. The rail contact wheel surface 175 is a surface that contacts the rail 300 shown in FIG. While the vehicle is traveling, vibration is transmitted from the rail 300 to the rail contact wheel surface 175. Therefore, an elastic member 172 is provided to prevent this vibration from being transmitted to the inside of the drive device. The elastic member 172 is made of rubber or resin and has elasticity. Therefore, the elastic member 172 is deformed using elasticity, and the transmission of vibration from the rail 300 is reduced using the deformation loss of the elastic member 172.

内歯車163は、台車枠201に、台車固定枠173を介して固定されている。台車固定枠173の上部には、車輪31の回転を検出する車輪回転センサ51が配置されている。車輪回転センサ51は、車輪31の側面に設けられた複数の車輪回転センサ用マーク174を読み取ることで、車輪31の回転角を検出する。   The internal gear 163 is fixed to the carriage frame 201 via a carriage fixing frame 173. A wheel rotation sensor 51 that detects the rotation of the wheel 31 is disposed on the upper part of the carriage fixing frame 173. The wheel rotation sensor 51 detects the rotation angle of the wheel 31 by reading a plurality of wheel rotation sensor marks 174 provided on the side surface of the wheel 31.

図3に、本実施の形態に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示す。図3に示すように、制御装置には、回転速度演算・補正部71〜74と、補正値演算部75と、補正指示部81と、速度指示部82とが設けられている。回転速度演算・補正部71〜74は、駆動装置1〜4に対して、それぞれ、1つずつ設けられている。また、補正値演算部75は、各回転速度演算・補正部71〜74に対して、1つずつ、設けられている。   FIG. 3 shows a configuration of a control device provided in the independent wheel drive control device according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the control device includes a rotation speed calculation / correction unit 71 to 74, a correction value calculation unit 75, a correction instruction unit 81, and a speed instruction unit 82. One rotation speed calculation / correction unit 71 to 74 is provided for each of the driving devices 1 to 4. One correction value calculation unit 75 is provided for each of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74.

駆動装置1〜4に設けられた電動機回転センサ41〜44および車輪回転センサ51〜54の出力信号は、回転速度演算・補正部71〜74に、それぞれ入力される。具体的には、電動機回転センサ41および車輪回転センサ51の出力信号が回転速度演算・補正部71に入力され、電動機回転センサ42および車輪回転センサ52の出力信号が回転速度演算・補正部72に入力され、電動機回転センサ43および車輪回転センサ53の出力信号が回転速度演算・補正部73に入力され、電動機回転センサ44および車輪回転センサ54の出力信号が回転速度演算・補正部74に入力される。   Output signals from the motor rotation sensors 41 to 44 and the wheel rotation sensors 51 to 54 provided in the driving devices 1 to 4 are input to the rotation speed calculation / correction units 71 to 74, respectively. Specifically, output signals from the motor rotation sensor 41 and the wheel rotation sensor 51 are input to the rotation speed calculation / correction unit 71, and output signals from the motor rotation sensor 42 and the wheel rotation sensor 52 are input to the rotation speed calculation / correction unit 72. The output signals from the motor rotation sensor 43 and the wheel rotation sensor 53 are input to the rotation speed calculation / correction unit 73, and the output signals from the motor rotation sensor 44 and the wheel rotation sensor 54 are input to the rotation speed calculation / correction unit 74. The

また、回転速度演算・補正部71〜74には、速度指示部82が接続されている。速度指示部82は、列車の走行速度を指示する速度指示V0を出力する。回転速度演算・補正部71〜74のそれぞれには、速度指示部82から速度指示V0が入力され、後述する構成に基づき、電動機11〜14のそれぞれに対する駆動信号が演算・出力される。具体的には、回転速度演算・補正部71が電動機11に対する駆動信号を演算・出力し、回転速度演算・補正部72が電動機12に対する駆動信号を演算・出力し、回転速度演算・補正部73が電動機13に対する駆動信号を演算・出力し、回転速度演算・補正部74が電動機14に対する駆動信号を演算・出力する。   Further, a speed instruction unit 82 is connected to the rotation speed calculation / correction units 71 to 74. The speed instruction unit 82 outputs a speed instruction V0 that instructs the traveling speed of the train. A speed instruction V0 is input from the speed instruction section 82 to each of the rotation speed calculation / correction sections 71 to 74, and drive signals for the electric motors 11 to 14 are calculated and output based on the configuration described later. Specifically, the rotation speed calculation / correction unit 71 calculates / outputs a drive signal for the electric motor 11, the rotation speed calculation / correction unit 72 calculates / outputs a drive signal for the electric motor 12, and the rotation speed calculation / correction unit 73. Calculates and outputs a drive signal for the electric motor 13, and a rotational speed calculation / correction unit 74 calculates and outputs a drive signal for the electric motor 14.

また、回転速度演算・補正部71〜74のそれぞれには、補正指示部81が接続されている。補正指示部81は、電動機11〜14に対する駆動信号の補正を実施する条件を満たしたときに、回転速度演算・補正部71〜74に対して、補正指示の信号を発する。本実施の形態では、車両が直線路を惰性走行しているという条件を満たしているときに、補正指示部81が、補正指示の信号を発することとする。このように、本実施の形態においては、回転速度の補正値の測定・算出は、車両が直線路で惰性走行中に実施されるものであり、補正指示部81による補正指示の発生は、これを満たす条件の際に、運転者またはメンテナンス作業者が実施するものである。   Further, a correction instruction unit 81 is connected to each of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74. The correction instruction unit 81 issues a correction instruction signal to the rotation speed calculation / correction units 71 to 74 when a condition for correcting the drive signals for the electric motors 11 to 14 is satisfied. In the present embodiment, it is assumed that the correction instruction unit 81 issues a correction instruction signal when the condition that the vehicle is coasting on a straight road is satisfied. Thus, in the present embodiment, the measurement / calculation of the rotational speed correction value is performed while the vehicle is coasting on a straight road, and the generation of the correction instruction by the correction instruction unit 81 It is performed by the driver or the maintenance worker when the condition is satisfied.

図4に、回転速度演算・補正部71〜74の具体的な構成を示す。図4においては、駆動装置1〜4に対して設けられた回転速度演算・補正部71〜74について、回転速度演算・補正部71を例に挙げて、その構成を説明する。回転速度演算・補正部72〜74の構成については、回転速度演算・補正部71と同じであるため、説明を省略する。   FIG. 4 shows a specific configuration of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74. In FIG. 4, the configuration of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74 provided for the driving devices 1 to 4 will be described by taking the rotation speed calculation / correction unit 71 as an example. The configuration of the rotation speed calculation / correction units 72 to 74 is the same as that of the rotation speed calculation / correction unit 71, and thus the description thereof is omitted.

なお、上述した図3は、台車枠201に固定された4つの駆動装置1〜4のそれぞれが、図4に示す制御装置の構成を備え、それらの制御装置に対して補正指示部81と速度指示部82とが共通であることを示している。   In FIG. 3 described above, each of the four driving devices 1 to 4 fixed to the carriage frame 201 has the configuration of the control device shown in FIG. This indicates that the instruction unit 82 is common.

図4に示すように、回転速度演算・補正部71には、回転角演算部91と、補正値記録部101と、回転速度補正部111と、駆動制御部121とが設けられている。すなわち、回転速度演算・補正部7i(i=1,2,3,4)には、回転角演算部9iと、補正値記録部10iと、回転速度補正部11iと、駆動制御部12iとが設けられている。   As shown in FIG. 4, the rotation speed calculation / correction unit 71 includes a rotation angle calculation unit 91, a correction value recording unit 101, a rotation speed correction unit 111, and a drive control unit 121. That is, the rotation speed calculation / correction unit 7i (i = 1, 2, 3, 4) includes a rotation angle calculation unit 9i, a correction value recording unit 10i, a rotation speed correction unit 11i, and a drive control unit 12i. Is provided.

回転速度の補正値の算出は、上述のように、車両が直線路において惰性走行中に、補正指示部81を運転者またはメンテナンス作業者が操作することで開始される。補正指示部81からの補正指示の信号は、回転角演算部91に入力される。回転角演算部91は、補正指示の信号を受信すると、車輪31の回転角に応じて車輪回転センサ51から出力される信号列に同期して、車輪31が、予め設定されたN回分だけ回転するのに要した回転時間を計測する。車輪31の回転時間の計測は、少なくとも1回転以上、すなわち、予め設定されたN回転分で行うよう設定されている。回転角演算部91は、予め設定されたN転回分の回転時間の計測を実施後、車輪1回転の平均回転時間T1を演算する。平均回転時間T1の情報は、補正値演算部75に出力される。補正値演算部75には、他の駆動装置2〜4に対して設けられた他の回転角演算部92〜94からも、演算された平均回転時間T2〜T4が入力される。補正値演算部75では、T1〜T4の平均回転時間Taveを算出し、次式(1)により、各車輪の平均直径差に関する補正値Cs1〜Cs4を算出する。   As described above, the calculation of the correction value of the rotation speed is started when the driver or the maintenance worker operates the correction instruction unit 81 while the vehicle is coasting on a straight road. A correction instruction signal from the correction instruction unit 81 is input to the rotation angle calculation unit 91. When the rotation angle calculation unit 91 receives the correction instruction signal, the wheel 31 rotates by N times set in advance in synchronization with the signal sequence output from the wheel rotation sensor 51 according to the rotation angle of the wheel 31. Measure the rotation time required to do. The measurement of the rotation time of the wheel 31 is set to be performed at least once or more, that is, for a preset N rotation. The rotation angle calculation unit 91 calculates the average rotation time T1 for one rotation of the wheel after measuring the rotation time for N rotations set in advance. Information of the average rotation time T1 is output to the correction value calculation unit 75. The calculated average rotation times T2 to T4 are also input to the correction value calculation unit 75 from the other rotation angle calculation units 92 to 94 provided for the other driving devices 2 to 4. The correction value calculation unit 75 calculates an average rotation time Tave from T1 to T4, and calculates correction values Cs1 to Cs4 related to the average diameter difference of each wheel by the following equation (1).

Csi=Ti/Tave (1)     Csi = Ti / Tave (1)

ここで、i=1,2,3,4とする。   Here, i = 1, 2, 3, and 4.

電動機回転センサ41から出力される電動機11の回転角は、回転角演算部91に入力される。回転角演算部91では、車輪回転センサ51からの入力信号をもとに、車輪31が、予め設定されたNd回分の回転を行う間に変化した電動機11の回転角を演算する。上記のNとNdとは同じであっても異なっていてもよい。本実施の形態においては、回転角演算部91は、車輪31のNd回転毎(Ndは整数)に、電動機11の平均回転角θ1を算出する。θ1は、少なくとも車輪31の1回転以上、かつ、あらかじめ設定されたNd回転分で行うよう設定されている。算出された平均回転角θ1は、補正値演算部75に出力される。補正値演算部75には、同様に、回転角演算部92〜94からも、算出された平均回転角θ2〜θ4が入力される。補正値演算部75は、入力されたθ1〜θ4に基づいて、次式(2)により、減速機21〜24の減速比のずれと変動および車輪31の弾性部材172部分の弾性変形による車輪回転径の変化分(詳細は後述)に対応する補正値Cdiを算出する。   The rotation angle of the electric motor 11 output from the electric motor rotation sensor 41 is input to the rotation angle calculation unit 91. Based on the input signal from the wheel rotation sensor 51, the rotation angle calculation unit 91 calculates the rotation angle of the electric motor 11 that has changed while the wheel 31 is rotating Nd times set in advance. N and Nd described above may be the same or different. In the present embodiment, the rotation angle calculation unit 91 calculates the average rotation angle θ1 of the electric motor 11 for each Nd rotation of the wheel 31 (Nd is an integer). θ1 is set to be performed at least for one rotation of the wheel 31 and for a preset Nd rotation. The calculated average rotation angle θ1 is output to the correction value calculator 75. Similarly, the calculated average rotation angles θ2 to θ4 are also input to the correction value calculation unit 75 from the rotation angle calculation units 92 to 94. Based on the inputted θ1 to θ4, the correction value calculator 75 rotates the wheel by the following equation (2) due to the shift and variation of the reduction ratio of the speed reducers 21 to 24 and the elastic deformation of the elastic member 172 portion of the wheel 31. A correction value Cdi corresponding to the diameter change (details will be described later) is calculated.

Cdi=(Nd×360)/θi/R0
={(Nd×360)/(δθ×n)}/R0 (2)
Cdi = (Nd × 360) / θi / R0
= {(Nd × 360) / (δθ × n)} / R0 (2)

ここで、i=1,2,3,4とし、Nd及びnは1以上の整数とし、R0は減速機21〜24の公称減速比とする。   Here, i = 1, 2, 3, and 4, Nd and n are integers of 1 or more, and R0 is the nominal reduction ratio of the reducers 21 to 24.

式(2)において、δθは、電動機回転センサ41〜44の回転角分解能(360・を電動機回転センサ1回転中に出力される電気信号数で除算した値)であり、nはNd回転中にカウントされた電動機回転センサ41〜44からの出力パルスである。   In equation (2), δθ is the rotation angle resolution of the motor rotation sensors 41 to 44 (a value obtained by dividing 360 · by the number of electric signals output during one rotation of the motor rotation sensor), and n is during Nd rotation. These are output pulses from the counted motor rotation sensors 41-44.

補正値演算部75で算出された補正値CsiおよびCdi(i=1,2,3,4)は、それぞれ、該当する補正値記録部101〜104に出力され、記録される。補正値記録部101〜104は、メモリから構成されている。以上の行程で、補正指示部81からの信号により開始された、補正値の算出行程が完了する。   The correction values Csi and Cdi (i = 1, 2, 3, 4) calculated by the correction value calculation unit 75 are output and recorded in the corresponding correction value recording units 101 to 104, respectively. The correction value recording units 101 to 104 are configured from a memory. With the above process, the correction value calculation process started by the signal from the correction instruction unit 81 is completed.

一方、走行時には、速度指示部82から、運転者の操作により、所望の速度指示V0が回転速度演算・補正部71〜74に入力される。以降の具体的な行程について、回転速度演算・補正部71を例に説明する。回転速度演算・補正部72〜74の動作は、回転速度演算・補正部71と同じであるため、ここでは、説明を省略する。   On the other hand, a desired speed instruction V0 is input from the speed instruction unit 82 to the rotation speed calculation / correction units 71 to 74 from the speed instruction unit 82 during driving. The following specific steps will be described using the rotation speed calculation / correction unit 71 as an example. Since the operations of the rotation speed calculation / correction units 72 to 74 are the same as those of the rotation speed calculation / correction unit 71, description thereof is omitted here.

回転速度補正部111に速度指示V0が入力されると、回転速度補正部111は、補正値記録部101に信号を発し、補正値記録部101から補正値Cs1、Cd1を読み出す。そうして、回転速度補正部111は、次式(3)によって、補正速度指示V1を算出して、駆動制御部121に出力する。   When the speed instruction V 0 is input to the rotation speed correction unit 111, the rotation speed correction unit 111 issues a signal to the correction value recording unit 101 and reads the correction values Cs 1 and Cd 1 from the correction value recording unit 101. Then, the rotation speed correction unit 111 calculates a correction speed instruction V1 by the following equation (3) and outputs it to the drive control unit 121.

V1=V0×Cdi/Csi (3)     V1 = V0 × Cdi / Csi (3)

ここで、i=1,2,3,4である。   Here, i = 1, 2, 3, and 4.

駆動制御部121は、入力されたV1をもとに、電動機11に出力すべき電流値を、電動機11のトルク速度特性を基に演算する。そうして、駆動制御部121は、算出した電流値に相当する電流を供給して電動機11を回動させる。   The drive control unit 121 calculates a current value to be output to the electric motor 11 based on the input V1 based on the torque speed characteristic of the electric motor 11. Then, the drive control unit 121 rotates the electric motor 11 by supplying a current corresponding to the calculated current value.

なお、補足ながら、図3及び図4に示す制御装置のハードウェアの構成について説明する。制御装置を構成する回転速度演算・補正部71〜74、補正値演算部75、補正指示部81、速度指示部82の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、制御装置は、車両が直線路を惰性走行しているときに補正指示を出力し、車輪回転時間と電動機回転角とに基づいて駆動装置間の回転速度差をキャンセルするための各駆動装置ごとの補正値を演算し、車両の走行中に外部からの入力に基づいて電動機に対する速度指示を出力し、記録された補正値に基づいて速度指示を補正して補正速度指示を出力するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSPともいう)であってもよい。   Note that the hardware configuration of the control device shown in FIGS. 3 and 4 will be described with supplementary explanation. The functions of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74, the correction value calculation unit 75, the correction instruction unit 81, and the speed instruction unit 82 constituting the control device are realized by a processing circuit. That is, the control device outputs a correction instruction when the vehicle is coasting on a straight road and cancels the rotational speed difference between the drive devices based on the wheel rotation time and the motor rotation angle. Calculating a correction value for each, outputting a speed instruction to the motor based on an external input while the vehicle is traveling, correcting a speed instruction based on the recorded correction value, and outputting a corrected speed instruction A processing circuit is provided. Even if the processing circuit is dedicated hardware, a CPU that executes a program stored in the memory (Central Processing Unit, central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, DSP) It may be.

処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが該当する。回転速度演算・補正部71〜74、補正値演算部75、補正指示部81、速度指示部82の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。   When the processing circuit is dedicated hardware, the processing circuit corresponds to, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof. The functions of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74, the correction value calculation unit 75, the correction instruction unit 81, and the speed instruction unit 82 may be realized by a processing circuit. It may be realized.

処理回路がCPUの場合、回転速度演算・補正部71〜74、補正値演算部75、補正指示部81、速度指示部82の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、車両が直線路を惰性走行しているときに補正指示を出力するステップ、車輪回転時間と電動機回転角とに基づいて駆動装置間の回転速度差をキャンセルするための各駆動装置ごとの補正値を演算するステップ、車両の走行中に外部からの入力に基づいて電動機に対する速度指示を出力するステップ、記録された補正値に基づいて速度指示を補正して補正速度指示を出力するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。また、これらのプログラムは、回転速度演算・補正部71〜74、補正値演算部75、補正指示部81、速度指示部82の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリー、EPROM、EEPROM等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD等が該当する。   When the processing circuit is a CPU, the functions of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74, the correction value calculation unit 75, the correction instruction unit 81, and the speed instruction unit 82 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. Is done. Software and firmware are described as programs and stored in a memory. The processing circuit reads out and executes the program stored in the memory, thereby realizing the function of each unit. That is, the step of outputting a correction instruction when the vehicle is traveling on a straight road, the correction for each driving device for canceling the rotational speed difference between the driving devices based on the wheel rotation time and the motor rotation angle As a result, a step of calculating a value, a step of outputting a speed instruction to the electric motor based on an external input while the vehicle is traveling, and a step of correcting the speed instruction based on a recorded correction value and outputting a corrected speed instruction A memory for storing programs to be executed automatically. These programs can be said to cause the computer to execute the procedures and methods of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74, the correction value calculation unit 75, the correction instruction unit 81, and the speed instruction unit 82. Here, the memory corresponds to, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as RAM, ROM, flash memory, EPROM, or EEPROM, a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, a DVD, or the like. To do.

なお、回転速度演算・補正部71〜74、補正値演算部75、補正指示部81、速度指示部82の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、回転速度演算・補正部71〜74については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、補正値演算部75、補正指示部81については処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現するというように、専用のハードウェアとソフトウェアまたはファームウェアとを組み合わせることが可能である。   Note that some of the functions of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74, the correction value calculation unit 75, the correction instruction unit 81, and the speed instruction unit 82 are realized by dedicated hardware, and a part thereof is software or firmware. It may be realized. For example, the functions of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74 are realized by a processing circuit as dedicated hardware, and for the correction value calculation unit 75 and the correction instruction unit 81, the processing circuit is stored in a memory program. It is possible to combine dedicated hardware and software or firmware, such as realizing the function by reading and executing.

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。   As described above, the processing circuit can realize the functions described above by hardware, software, firmware, or a combination thereof.

詳細説明として、上述の行程における車輪31〜34および電動機11〜14の回転角の検出タイミングを図5で説明する。図5は、駆動装置1〜4のうちの一台の駆動装置において、惰性走行中の回転角度検出タイミングを走行時間と速度との関係で示している。図5において、横軸は走行時間、縦軸は速度を示す。   As a detailed description, the detection timing of the rotation angles of the wheels 31 to 34 and the motors 11 to 14 in the above-described stroke will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the rotation angle detection timing during inertial traveling in one of the driving devices 1 to 4 in relation to the traveling time and speed. In FIG. 5, the horizontal axis represents travel time, and the vertical axis represents speed.

また、図5において、破線501は車両自体の惰性走行速度、すなわち、車輪外周速度Vjを示している。矢印503は、弾性車輪の変形分を示し、矢印504は、減速比ずれ分を示し、矢印505は、車輪径の変動分を示している。矢印506は、車輪1回転相当の時間長さを示している。また、実線502は、おなじく惰性走行中の電動機回転速度から算出される公称の車輪外周速度を示している。公称の車輪外周速度は、実際の電動機の回転速度に、設計上の公称減速比と公称車輪径から算出される値である。減速比や、車輪径が設計どおりの公称値であれば、実線の計算値は、破線の値と同じになる。しかし、実際には、加工誤差や経年的な使用による摩耗や変形などによって、車輪径や減速比において公称値との差が生じる。また、車輪31が弾性車輪の場合には、図6に示すように、車輪31には、ゴムまたは樹脂から構成された弾性部材172が設けられている。弾性部材172は、図6に示すように、車輪31の輪重601によって弾性変形するため、車輪31の回転中心の位置がレール方向にずれ、輪重が有る場合の回転半径R2が、輪重の無い場合の回転半径R1に比べて短くなる。このため、車輪軸を回転駆動させたときの単位回転あたりの走行距離、あるいは、走行速度が減少するため、実際の速度に差異が生じる。なお、ここで、輪重601とは、車輪31にかかる荷重のことである。   In FIG. 5, a broken line 501 indicates the inertia traveling speed of the vehicle itself, that is, the wheel outer peripheral speed Vj. An arrow 503 indicates a deformation amount of the elastic wheel, an arrow 504 indicates a reduction ratio shift amount, and an arrow 505 indicates a variation of the wheel diameter. An arrow 506 indicates a time length corresponding to one rotation of the wheel. A solid line 502 indicates the nominal wheel outer peripheral speed calculated from the motor rotational speed during inertial traveling. The nominal wheel outer peripheral speed is a value calculated from the nominal speed reduction ratio and the nominal wheel diameter of the actual motor rotation speed. If the reduction ratio and the wheel diameter are nominal values as designed, the calculated value of the solid line is the same as the value of the broken line. However, in reality, the wheel diameter and the reduction ratio differ from the nominal values due to processing errors and wear and deformation due to aging. Further, when the wheel 31 is an elastic wheel, the wheel 31 is provided with an elastic member 172 made of rubber or resin, as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the elastic member 172 is elastically deformed by the wheel load 601 of the wheel 31, and therefore the rotation radius R <b> 2 when the wheel 31 has a wheel load shifts to the position of the center of rotation of the wheel 31. It becomes shorter than the rotation radius R1 when there is no. For this reason, since the traveling distance per unit rotation or the traveling speed when the wheel shaft is rotationally driven decreases, a difference occurs in the actual speed. Here, the wheel load 601 is a load applied to the wheel 31.

上述の理由から、図5のように、破線501で示す惰性走行中の車輪外周速度Vjと、実線502で示す電動機11の回転速度から算出される車輪外周速度(実線)には差異が生じる。なお、図5の例では、弾性車輪の弾性変形により車輪の回転径が減少し、減速比は公称の値より大きく(電動機からみれば、公称値より低速側に減速される)、車輪外周は楕円状になっている場合を示している。但し、説明を簡単にするため、実際にはあるが、弾性変形の周方向の弾性変形量や、減速比の出力軸1回転中の減速比変動はないものとしている。   For the above-described reason, as shown in FIG. 5, there is a difference between the wheel outer peripheral speed Vj during inertia running indicated by the broken line 501 and the wheel outer peripheral speed (solid line) calculated from the rotational speed of the electric motor 11 indicated by the solid line 502. In the example of FIG. 5, the rotational diameter of the wheel decreases due to elastic deformation of the elastic wheel, the reduction ratio is larger than the nominal value (decelerated to the lower speed side than the nominal value from the viewpoint of the electric motor), and the outer circumference of the wheel is The case where it is elliptical is shown. However, for the sake of simplicity, it is assumed that there are no elastic deformation amounts in the circumferential direction of elastic deformation and fluctuations in the reduction ratio during one rotation of the output shaft of the reduction ratio, although they are actually.

本実施の形態では、車輪Nd回転毎(図5では1回毎)のタイミングで電動機11〜14の回転角度を検出するため、車輪径、弾性変形、減速機のそれぞれ1回転中に発生する変動に影響されることなく、電動機11〜14の回転と車輪外周速度の関係の設計値からのずれを補正することができる。さらに、複数の車輪間の平均径の差異は、車輪Nd回転毎の回転時間から算出し補正される。   In the present embodiment, since the rotation angles of the motors 11 to 14 are detected at every rotation of the wheel Nd (once in FIG. 5), the wheel diameter, the elastic deformation, and the fluctuations that occur during one rotation of the speed reducer. The deviation from the design value of the relationship between the rotation of the motors 11 to 14 and the wheel outer peripheral speed can be corrected without being affected by the above. Further, the difference in average diameter between the plurality of wheels is calculated and corrected from the rotation time for each rotation of the wheel Nd.

上述のように、複数の駆動装置の車輪径の差異、および、駆動装置内の減速機または弾性車輪に起因した差異分を計測して、電動機の回転速度を補正するように駆動するため、レールと車輪間の空転・滑走を抑制する効果が得られる。   As described above, the rails are used to measure the difference between the wheel diameters of the plurality of drive units and the difference caused by the speed reducer or the elastic wheels in the drive units, and to drive to correct the rotational speed of the motor. And the effect of suppressing idling / sliding between wheels.

以上のように、本実施の形態に係る独立車輪駆動制御装置は、車両に取り付けられた台車枠201に配置され、互いに独立に駆動制御が可能な複数の駆動装置1〜4を有している。各駆動装置1〜4は、車輪31〜34と、減速機21〜24と、電動機11〜14とから構成されている。独立車輪駆動制御装置は、各駆動装置1〜4ごとに、各車輪31〜34の回転角を検出する車輪回転センサ51〜54と、各駆動装置1〜4ごとに、各電動機11〜14の回転角を検出する電動機回転センサ41〜44と、車両が直線路を惰性走行しているときに補正指示を出力する補正指示部81と、補正指示部81から補正指示を受信したときに、車輪回転センサ51〜54の検出結果に基づいて車輪31〜34が予め設定された設定回分だけ回転するのに要した車輪回転時間を演算するとともに、電動機回転センサ41〜44の検出結果に基づいて車輪31〜34の設定回分の回転の間に変化した電動機11〜14の電動機回転角を演算する回転角演算部91と、回転角演算部91によって演算された車輪回転時間と電動機回転角とに基づいて、駆動装置1〜4間の回転速度差をキャンセルするための各駆動装置1〜4ごとの補正値を演算する補正値演算部75と、補正値演算部75によって演算された補正値を記録する補正値記録部101と、車両の走行中に、車両の運転者の操作に基づいて、電動機11〜14に対する速度指示を出力する速度指示部82と、補正値記録部101に記録された補正値に基づいて速度指示部82からの速度指示を補正した補正速度指示を出力する回転速度補正部111と、回転速度補正部111から出力された補正速度指示に従って、電動機11〜14を駆動する駆動制御部121とを備えている。この構成により、車輪31〜34ごとに車輪回転時間と電動機回転角とを演算し、駆動装置1〜4間の回転速度差をキャンセルするための補正値を各駆動装置1〜4ごとに演算するようにしたので、各駆動装置1〜4の駆動速度差の要因となる、車輪径の差異や、弾性車輪の弾性変形による車輪回転径の差異、減速機の減速比の差異などの影響を補正し、走行時のレールと車輪間のすべりによる摩耗や騒音を低減することができる。   As described above, the independent wheel drive control device according to the present embodiment includes a plurality of drive devices 1 to 4 that are arranged on the carriage frame 201 attached to the vehicle and can be driven and controlled independently of each other. . Each drive device 1-4 is comprised from the wheels 31-34, the reduction gears 21-24, and the electric motors 11-14. The independent wheel drive control device includes a wheel rotation sensor 51 to 54 that detects the rotation angle of each wheel 31 to 34 for each drive device 1 to 4, and each of the electric motors 11 to 14 for each drive device 1 to 4. The motor rotation sensors 41 to 44 that detect the rotation angle, the correction instruction unit 81 that outputs a correction instruction when the vehicle is coasting on a straight road, and the wheel when the correction instruction is received from the correction instruction unit 81 Based on the detection results of the rotation sensors 51 to 54, the wheel rotation time required for the wheels 31 to 34 to rotate a preset number of times is calculated, and the wheels based on the detection results of the motor rotation sensors 41 to 44 are calculated. The rotation angle calculation unit 91 that calculates the motor rotation angle of the motors 11 to 14 that has changed during the rotation of the set number of times 31 to 34, and the wheel rotation time and the motor rotation angle calculated by the rotation angle calculation unit 91 Accordingly, the correction value calculation unit 75 for calculating the correction value for each of the driving devices 1 to 4 for canceling the rotational speed difference between the driving devices 1 to 4, and the correction value calculated by the correction value calculation unit 75 are calculated. The correction value recording unit 101 for recording, the speed instruction unit 82 for outputting a speed instruction for the electric motors 11 to 14 based on the operation of the vehicle driver while the vehicle is running, and the correction value recording unit 101 are recorded. A rotation speed correction unit 111 that outputs a correction speed instruction obtained by correcting the speed instruction from the speed instruction unit 82 based on the correction value, and the motors 11 to 14 are driven according to the correction speed instruction output from the rotation speed correction unit 111. And a drive control unit 121. With this configuration, the wheel rotation time and the motor rotation angle are calculated for each of the wheels 31 to 34, and a correction value for canceling the rotational speed difference between the drive devices 1 to 4 is calculated for each of the drive devices 1 to 4. As a result, the influence of the difference in wheel diameter, the difference in wheel rotation diameter due to elastic deformation of the elastic wheel, the difference in the reduction ratio of the reduction gear, etc., which causes the drive speed difference of each of the driving devices 1 to 4 is corrected. In addition, wear and noise due to slippage between the rail and the wheel during traveling can be reduced.

さらに、本実施の形態においては、車輪N回転毎(図5では1回毎)のタイミングで電動機11〜14の回転角度を検出するため、車輪径、弾性変形、減速機のそれぞれ1回転中に発生する変動に影響されることなく、電動機11〜14の回転と車輪外周速度の関係の設計値からのずれを補正することができる。   Further, in the present embodiment, the rotation angles of the electric motors 11 to 14 are detected at the timing of each rotation of the wheel N (once in FIG. 5), so that the wheel diameter, the elastic deformation, and the reduction gear are each rotated once. The deviation from the design value of the relationship between the rotation of the motors 11 to 14 and the wheel outer peripheral speed can be corrected without being affected by the generated fluctuation.

なお、本実施の形態においては、電動機11〜14とは別に電動機回転センサ41〜44を設けているが、必ずしも電動機回転センサは必要とはならない。電動機が回転センサレスで制御されている場合には、電動機を制御する制御装置で算出される回転角の推定値を用いてもよい。   In the present embodiment, the motor rotation sensors 41 to 44 are provided separately from the motors 11 to 14, but the motor rotation sensors are not necessarily required. When the electric motor is controlled without a rotation sensor, an estimated value of the rotation angle calculated by a control device that controls the electric motor may be used.

また、本実施の形態においては、車両が直線路を惰性走行しているときに、補正指示を出力する補正指示部81を設けているが、必ずしも補正指示部は必要とはならない。車両が直線路を惰性走行しているという条件を満たしているときに、運転者などから補正指示が出されてもよい。   In the present embodiment, the correction instruction unit 81 that outputs a correction instruction when the vehicle is traveling on a straight road is provided. However, the correction instruction unit is not necessarily required. A correction instruction may be issued from the driver or the like when the condition that the vehicle is traveling along a straight road is satisfied.

実施の形態2.
図7は、本発明の実施の形態2に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示す部分ブロック図である。図7は、上述の実施の形態1の図4に相当する図である。図7においては、駆動装置1〜4に対して設けられた回転速度演算・補正部71〜74について、回転速度演算・補正部71を例に挙げて、構成を示している。回転速度演算・補正部72〜74の構成については、回転速度演算・補正部71と同じであるため、ここでは説明を省略する。図7と図4との構成の違いは、図7においては、図4の構成に対して、補正値外部出力部131が設けられている点である。他の構成については、図4と同一であるため、図4と同一符号を付して示し、ここでは説明を省略する。また、本実施の形態に係るその他の構成および動作についても、すべて、上述の実施の形態1と同じであるため、図1〜図3,図5,図6を参照することとし、ここでは説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a partial block diagram illustrating a configuration of a control device provided in the independent wheel drive control device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 4 of the first embodiment described above. In FIG. 7, the rotation speed calculation / correction units 71 to 74 provided for the drive devices 1 to 4 are illustrated by taking the rotation speed calculation / correction unit 71 as an example. Since the configuration of the rotation speed calculation / correction units 72 to 74 is the same as that of the rotation speed calculation / correction unit 71, description thereof is omitted here. 7 is different from the configuration of FIG. 4 in that a correction value external output unit 131 is provided in FIG. 7 with respect to the configuration of FIG. Since other configurations are the same as those in FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 4 are given, and description thereof is omitted here. Further, all other configurations and operations according to the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and therefore, description will be given here with reference to FIGS. 1 to 3, 5, and 6. Is omitted.

図7に示すように、本実施の形態においては、補正値外部出力部131が設けられている。補正値外部出力部131は、回転速度演算・補正部71〜74に接続されている。補正値外部出力部131は、回転速度演算・補正部71〜74の補正値記録部101〜104に記録された補正値Csi、Cdi(i=1,2,3,4)を表示するか、あるいは、外部に出力する。補正値外部出力部131は、ディスプレイまたはインタフェースから構成される。   As shown in FIG. 7, in the present embodiment, a correction value external output unit 131 is provided. The correction value external output unit 131 is connected to the rotation speed calculation / correction units 71 to 74. The correction value external output unit 131 displays the correction values Csi and Cdi (i = 1, 2, 3, 4) recorded in the correction value recording units 101 to 104 of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74, or Alternatively, output to the outside. The correction value external output unit 131 includes a display or an interface.

図7を用いて、回転速度演算・補正部71を例に挙げて説明する。図7に示すように、補正値外部出力部131は、補正値記録部101に接続され、補正値記録部101に記録された補正値Cs1,Cd1の値を読み出し、それを表示あるいは外部の記録装置に出力する機能を有する。なお、補正値外部出力部131は、他の回転速度演算・補正部72〜74と共通化された1個のものでもよく、あるいは、回転速度演算・補正部71〜74ごとに別個に設けてもよい。   The rotational speed calculation / correction unit 71 will be described as an example with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the correction value external output unit 131 is connected to the correction value recording unit 101, reads out the values of the correction values Cs1 and Cd1 recorded in the correction value recording unit 101, and displays them or displays them externally. It has a function to output to the device. The correction value external output unit 131 may be a single unit shared with the other rotation speed calculation / correction units 72 to 74 or may be provided separately for each of the rotation speed calculation / correction units 71 to 74. Also good.

メンテナンス作業者が、駆動装置1〜4のメンテナンス時期あるいは設定された期間毎に、補正値外部出力部131を用いて、補正値Csi,Cdiを外部に読み出し、その径年的変化を比較することで、機器の異常や交換箇所を特定することに用いる。具体的に説明する。   The maintenance operator reads the correction values Csi and Cdi to the outside using the correction value external output unit 131 for each maintenance period of the driving devices 1 to 4 or a set period, and compares the changes over time. Therefore, it is used to specify the abnormality of the equipment and the replacement part. This will be specifically described.

例えば、車輪の外周径と関係するCsi(i=1,2,3,4)の値のすべてあるいはいずれかが低下していれば、車輪31〜34のすべてあるいはいずれかの摩耗が進んだことがわかる。なお、例えばCs1が減少しても、Cd1の値は、車輪31の1回転の周期で検出される値のため変化しない。すなわち、Cs1の変化は、車輪31の変化に起因するものと判断できる。   For example, if all or any of the values of Csi (i = 1, 2, 3, 4) related to the outer diameter of the wheel is reduced, all or any of the wheels 31 to 34 has been worn. I understand. For example, even if Cs1 decreases, the value of Cd1 does not change because it is a value detected in one rotation cycle of the wheel 31. That is, it can be determined that the change in Cs1 is caused by the change in the wheels 31.

一方、Cdi(i=1,2,3,4)の値が変化した場合は、減速機21〜24の歯面の摩耗、すなわち、歯車のピッチ円径の変化による減速比の変化、あるいは、車輪31〜34の弾性部材172の劣化による弾性変形分の変化に起因する。このため、Cdiの値の変化は、減速機21〜24の変化あるいは弾性部材172の変化、あるいは、その両方の変化に起因するものと判断できる。   On the other hand, when the value of Cdi (i = 1, 2, 3, 4) changes, the wear of the tooth surfaces of the speed reducers 21 to 24, that is, the change in the reduction ratio due to the change in the pitch diameter of the gears, or This is caused by a change in elastic deformation due to deterioration of the elastic member 172 of the wheels 31 to 34. For this reason, it can be determined that the change in the value of Cdi is caused by the change in the speed reducers 21 to 24, the change in the elastic member 172, or both.

以上のように、本実施の形態によれば、補正値記録部101に記録された補正値Csi、Cdi(i=1,2,3,4)を表示するか、あるいは、外部に出力する機能を有した補正値外部出力部131を備えるようにしたので、補正値Csi、Cdiの変化の有無により、径年的な車輪径の変化量や減速機の速比の変化量の有無を割り出すことができ、メンテナンスの要否の判定を行えるとともに、補正値Csi、Cdiのそれぞれの変化の有無により、駆動装置1〜4を構成する車輪31〜34、その弾性部材172、および、減速機21〜24の中で、いずれの部分が変化したかを把握でき、メンテナンス部位を特定できるため、不要に、減速機21〜24を分解する、あるいは、車輪31〜34を外すなどの作業が省け、メンテナンス時間およびコストの削減といった効果が得られる。   As described above, according to the present embodiment, the correction values Csi and Cdi (i = 1, 2, 3, 4) recorded in the correction value recording unit 101 are displayed or output to the outside. Since the correction value external output unit 131 having the above is provided, the presence / absence of the change in the wheel diameter and the change in the speed ratio of the speed reducer can be determined based on the presence / absence of the change in the correction values Csi and Cdi. Can determine whether or not maintenance is necessary, and depending on whether or not the correction values Csi and Cdi have changed, the wheels 31 to 34 constituting the driving devices 1 to 4, their elastic members 172, and the speed reducers 21 to 21, respectively. Since it is possible to grasp which part has changed in 24 and to specify the maintenance site, unnecessary work such as disassembling the speed reducers 21 to 24 or removing the wheels 31 to 34 can be omitted, and maintenance can be performed. Effect is obtained such during and cost reduction.

実施の形態3.
本実施の形態は、車両の曲線部走行時に、レールと車輪間の空転や滑走を抑制する構成に関するものである。図8は、本実施の形態に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示したブロック図であり、図9は、本実施の形態に係る独立車輪駆動制御装置に設けられた制御装置の構成を示す部分ブロック図である。
Embodiment 3 FIG.
The present embodiment relates to a configuration that suppresses idling or sliding between a rail and wheels during traveling of a curved portion of a vehicle. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the control device provided in the independent wheel drive control device according to the present embodiment, and FIG. 9 is provided in the independent wheel drive control device according to the present embodiment. It is a partial block diagram which shows the structure of a control apparatus.

図8は、上述の実施の形態1の図3に相当する図である。また、図9は、上述の実施の形態1の図4に相当する図である。図9においては、駆動装置1〜4に対して設けられた回転速度演算・補正部71〜74について、回転速度演算・補正部71を例に挙げて、構成を示している。回転速度演算・補正部72〜74の構成については、回転速度演算・補正部71と同じであるため、ここでは説明を省略する。   FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 3 of the first embodiment. FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 4 of the first embodiment described above. In FIG. 9, the rotation speed calculation / correction units 71 to 74 provided for the drive devices 1 to 4 are illustrated by taking the rotation speed calculation / correction unit 71 as an example. Since the configuration of the rotation speed calculation / correction units 72 to 74 is the same as that of the rotation speed calculation / correction unit 71, description thereof is omitted here.

本実施の形態と実施の形態1との構成の違いは、図8と図3とを比較すれば分かるように、図8においては、左右輪速度差補正部191〜194と、左右輪速度差演算部181,182とが、追加されている点である。また、図8及び図9においては、図の簡略化を図るため、図3及び図4で示した補正値演算部75の図示を省略しているが、実際には、本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、補正値演算部75が設けられていることとする。左右輪速度差補正部191〜194は、各駆動装置1〜4ごとに、1つずつ設けられている。一方、左右輪速度差演算部181,182は、左右の1対の駆動装置ごとに設けられている。すなわち、左右輪速度差演算部181は駆動装置1,3に対して設けられ、左右輪速度差演算部182は駆動装置2,4に対して設けられている。他の構成および動作については、上述の実施の形態1と同じであるため、ここでは説明を省略する。   As can be seen from the comparison between FIG. 8 and FIG. 3, the difference in configuration between the present embodiment and the first embodiment is shown in FIG. 8 in which the left and right wheel speed difference correction units 191 to 194 and the left and right wheel speed difference are different. Calculation units 181 and 182 are added. 8 and 9, the correction value calculation unit 75 shown in FIGS. 3 and 4 is not shown for the sake of simplification, but actually, in the present embodiment as well. As in the first embodiment, it is assumed that a correction value calculation unit 75 is provided. The left and right wheel speed difference correction units 191 to 194 are provided for each of the driving devices 1 to 4. On the other hand, the left and right wheel speed difference calculation units 181 and 182 are provided for each pair of left and right drive devices. That is, the left and right wheel speed difference calculation unit 181 is provided for the driving devices 1 and 3, and the left and right wheel speed difference calculation unit 182 is provided for the driving devices 2 and 4. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment described above, and thus description thereof is omitted here.

図8及び図9に示されるように、左右輪速度差補正部191〜194は、それぞれ、速度指示部82と回転速度演算・補正部71〜74との間に接続されている。走行時に、速度指示部82から、運転者の操作により、所望の速度指示V0が、左右輪速度差補正部191〜194に入力される。左右輪速度差補正部191〜194は、後述する左右輪速度差演算部181,182から出力される補正値に基づいて、左右の1対の車輪間の速度差を補正した速度指示V0'を演算し、回転速度演算・補正部71〜74に出力する。   As shown in FIGS. 8 and 9, the left and right wheel speed difference correction units 191 to 194 are connected between the speed instruction unit 82 and the rotation speed calculation / correction units 71 to 74, respectively. During traveling, a desired speed instruction V0 is input from the speed instruction unit 82 to the left and right wheel speed difference correction units 191 to 194 by a driver's operation. The left and right wheel speed difference correction units 191 to 194 receive a speed instruction V0 ′ obtained by correcting a speed difference between a pair of left and right wheels based on correction values output from left and right wheel speed difference calculation units 181 and 182 described later. Calculate and output to rotation speed calculation / correction units 71-74.

また、図8及び図9に示されるように、左右輪速度差演算部181,182は、電動機回転センサ41〜44と、回転速度演算・補正部71〜74と、左右輪速度差補正部191〜194とに、接続されている。駆動装置1,3に対して設けられた左右輪速度差演算部181は、回転速度演算・補正部71,73の回転速度補正部111,113から補正後の補正速度指示V1が入力されるとともに、電動機回転センサ41,43から検出結果が入力されて、それらに基づき、左右の速度差を縮小する方向の回転速度の補正値を求め、左右輪速度差補正部191,193に出力する。同様に、駆動装置2,4に対して設けられた左右輪速度差演算部182は、回転速度演算・補正部72,74の回転速度補正部112,114から補正後の速度指示が入力されるとともに、電動機回転センサ42,44から検出結果が入力されて、それらに基づき、左右の速度差を縮小する方向の回転速度の補正値を求め、左右輪速度差補正部192,194に出力する。   As shown in FIGS. 8 and 9, the left and right wheel speed difference calculation units 181 and 182 include motor rotation sensors 41 to 44, rotation speed calculation / correction units 71 to 74, and left and right wheel speed difference correction units 191. To 194. The right and left wheel speed difference calculation unit 181 provided for the driving devices 1 and 3 receives the corrected correction speed instruction V1 from the rotation speed correction units 111 and 113 of the rotation speed calculation / correction units 71 and 73. The detection results are input from the motor rotation sensors 41 and 43, and based on them, a correction value for the rotation speed in the direction of reducing the left and right speed difference is obtained and output to the left and right wheel speed difference correction sections 191 and 193. Similarly, the right and left wheel speed difference calculation unit 182 provided for the driving devices 2 and 4 receives corrected speed instructions from the rotation speed correction units 112 and 114 of the rotation speed calculation / correction units 72 and 74. At the same time, detection results are input from the motor rotation sensors 42 and 44, and based on them, a correction value for the rotation speed in the direction of reducing the left and right speed difference is obtained and output to the left and right wheel speed difference correction sections 192 and 194.

左右輪速度差演算部181は、図9に示すように、速度偏差計測部185,186と、左右輪速度差判定部187と、左右輪速度差補正演算部188とが設けられている。左右輪速度差演算部182の構成は、左右輪速度差演算部181と同じである。   As shown in FIG. 9, the left and right wheel speed difference calculation unit 181 includes a speed deviation measurement unit 185, 186, a left and right wheel speed difference determination unit 187, and a left and right wheel speed difference correction calculation unit 188. The configuration of the left and right wheel speed difference calculation unit 182 is the same as that of the left and right wheel speed difference calculation unit 181.

以降、本実施の形態の動作について、図9を用いて説明する。回転速度演算・補正部71の回転速度補正部111から出力された補正後の補正速度指示V1は、速度偏差計測部185に入力される。速度偏差計測部185には、電動機回転センサ41で検出された信号パルスも併せて入力される。速度偏差計測部185は、予め設定された時間間隔ΔTsで回転速度補正部111からの補正速度指示V1を読み取るとともに、ΔTs間の電動機回転センサ41からの信号パルスをカウントすることで、実際の電動機11の回転速度V1'を演算する。速度偏差計測部185は、さらに、次式(4)により、速度差ΔV1を演算する。   Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. The corrected correction speed instruction V1 output from the rotation speed correction unit 111 of the rotation speed calculation / correction unit 71 is input to the speed deviation measurement unit 185. A signal pulse detected by the motor rotation sensor 41 is also input to the speed deviation measuring unit 185. The speed deviation measuring unit 185 reads the correction speed instruction V1 from the rotation speed correction unit 111 at a preset time interval ΔTs, and counts the signal pulses from the motor rotation sensor 41 during ΔTs, so that the actual electric motor 11 rotation speed V1 'is calculated. The speed deviation measuring unit 185 further calculates a speed difference ΔV1 by the following equation (4).

ΔVi=Vi'−Vi (4)     ΔVi = Vi′−Vi (4)

ここで、i=1,2,3,4である。   Here, i = 1, 2, 3, and 4.

一方、速度偏差計測部186でも上述と同様の行程で、電動機13側の速度差ΔV3を演算する。すなわち、回転速度演算・補正部73の回転速度補正部111から出力された補正後の補正速度指示V3は、速度偏差計測部186に入力される。速度偏差計測部186には、電動機回転センサ43で検出された信号パルスも併せて入力される。速度偏差計測部186は、予め設定された時間間隔ΔTsで回転速度補正部113からの補正速度指示V3を読み取るとともに、ΔTs間の電動機回転センサ43からの信号パルスをカウントすることで、実際の電動機13の回転速度V3'を演算する。速度偏差計測部186は、さらに、上式(4)により、速度差ΔV3を演算する。   On the other hand, the speed deviation measuring unit 186 calculates the speed difference ΔV3 on the electric motor 13 side in the same process as described above. That is, the corrected correction speed instruction V3 output from the rotation speed correction unit 111 of the rotation speed calculation / correction unit 73 is input to the speed deviation measurement unit 186. A signal pulse detected by the motor rotation sensor 43 is also input to the speed deviation measuring unit 186. The speed deviation measuring unit 186 reads the correction speed instruction V3 from the rotation speed correction unit 113 at a preset time interval ΔTs, and counts the signal pulses from the motor rotation sensor 43 during ΔTs, so that the actual electric motor 13 rotational speed V3 'is calculated. The speed deviation measuring unit 186 further calculates a speed difference ΔV3 by the above equation (4).

ここで、ΔV1とΔV3の値の意味について説明する。車両がカーブを走行する際、レール内外径の差に起因し、カーブ内側のレールに位置する駆動装置(駆動装置1と仮定する)には、進行方向に進めようとする駆動力が作用する。一方、カーブ外側のレールに位置する駆動装置(駆動装置3と仮定する)には進行方向と逆に遅らせようとする制動力が作用する。このレールと車輪との間に働く作用力により、レールと車輪との間に、すべりが生じ、車輪およびレールの摩耗を生じさせる。このとき、カーブ内側の電動機11の回転速度において、指示された補正速度指示V1と、実際の電動機11の回転速度V1'との間に、差ΔV1が発生する。同様に、カーブ外側の電動機13の回転速度において、指示された補正速度指示V3と、実際の電動機13の回転速度V3'との間に、差ΔV3が発生する。   Here, the meaning of the values of ΔV1 and ΔV3 will be described. When the vehicle travels on a curve, a driving force that moves forward in the traveling direction acts on the driving device (assumed to be driving device 1) located on the rail inside the curve due to the difference in the inner and outer diameters of the rail. On the other hand, a driving force (assuming the driving device 3) located on the rail outside the curve is applied with a braking force that is delayed in the direction of travel. Due to the acting force acting between the rail and the wheel, a slip occurs between the rail and the wheel, causing wear of the wheel and the rail. At this time, a difference ΔV1 occurs between the instructed correction speed instruction V1 and the actual rotation speed V1 ′ of the electric motor 11 at the rotation speed of the electric motor 11 inside the curve. Similarly, a difference ΔV3 occurs between the instructed correction speed instruction V3 and the actual rotation speed V3 ′ of the electric motor 13 at the rotation speed of the electric motor 13 outside the curve.

ΔV1とΔV3は左右輪速度差判定部187に入力される。左右輪速度差判定部187は、ΔV1とΔV3との差の絶対値を求め、当該絶対値の値が閾値以上か否かを判定する。判定の結果、閾値以上であれば、左右輪速度差判定部187は、補正要と判定し、ΔV1及びΔV3の値と、左右輪速度差を補正することを指示する補正指示信号とを、左右輪速度差補正演算部188に出力する。一方、判定の結果、閾値未満であれば、左右輪速度差判定部187は、補正不要と判定し、補正指示信号を出力しない。   ΔV1 and ΔV3 are input to the left and right wheel speed difference determination unit 187. The left and right wheel speed difference determination unit 187 obtains an absolute value of the difference between ΔV1 and ΔV3, and determines whether or not the absolute value is equal to or greater than a threshold value. If the result of the determination is that the threshold is greater than or equal to the threshold value, the left and right wheel speed difference determining unit 187 determines that correction is necessary, and sends the values of ΔV1 and ΔV3 and a correction instruction signal instructing correction of the left and right wheel speed difference to the left and right. Output to the wheel speed difference correction calculation unit 188. On the other hand, if the determination result is less than the threshold value, the left and right wheel speed difference determination unit 187 determines that correction is unnecessary and does not output a correction instruction signal.

左右輪速度差補正演算部188では、例えば、ΔV1が正値であれば、ΔV1分を減速する方向に、ΔV1が負値であればΔV1分を増速する方向に、速度指示部82からの速度指示を補正するための補正値を、左右輪速度差補正部191に出力する。同様に、左右輪速度差補正演算部188では、例えば、ΔV3が正値であれば、ΔV3分を減速する方向に、ΔV3が負値であればΔV3分を増速する方向に、速度指示部82からの速度指示を補正するための補正値を、左右輪速度差補正部193に出力する。   In the left and right wheel speed difference correction calculation unit 188, for example, if ΔV1 is a positive value, the speed instruction unit 82 is decelerated by ΔV1 and if ΔV1 is a negative value, the speed is incremented by ΔV1. A correction value for correcting the speed instruction is output to the left and right wheel speed difference correction unit 191. Similarly, in the left and right wheel speed difference correction calculation unit 188, for example, if ΔV3 is a positive value, the speed instruction unit is in a direction to decelerate ΔV3, and if ΔV3 is a negative value, in a direction to increase ΔV3. A correction value for correcting the speed instruction from 82 is output to the left and right wheel speed difference correction unit 193.

左右輪速度差補正部191,193は、それぞれ、左右輪速度差補正演算部188から入力された補正値に基づいて、速度指示部82からの速度指示V0を補正して、補正後の補正速度指示V0'を出力する。   The left and right wheel speed difference correction sections 191 and 193 correct the speed instruction V0 from the speed instruction section 82 based on the correction value input from the left and right wheel speed difference correction calculation section 188, respectively. The instruction V0 ′ is output.

回転速度補正部111に速度指示V0'が入力されると、回転速度補正部111は、補正値記録部101に信号を発し、補正値記録部101から補正値Cs1、Cd1を読み出す。そうして、回転速度補正部111は、次式(5)によって、補正速度指示V1を算出して、駆動制御部121に出力する。   When the speed instruction V0 ′ is input to the rotation speed correction unit 111, the rotation speed correction unit 111 issues a signal to the correction value recording unit 101, and reads the correction values Cs1 and Cd1 from the correction value recording unit 101. Then, the rotation speed correction unit 111 calculates a correction speed instruction V1 according to the following equation (5) and outputs it to the drive control unit 121.

V1=V0'×Cdi/Csi (5)     V1 = V0 ′ × Cdi / Csi (5)

ここで、i=1,2,3,4である。   Here, i = 1, 2, 3, and 4.

駆動制御部121,123は、入力されたV1をもとに、電動機11,13に出力すべき電流値を、電動機11,13のトルク速度特性を基に演算する。そうして、駆動制御部121,123は、算出した電流値に相当する電流を供給して電動機11,13を回動させる。   The drive control units 121 and 123 calculate the current value to be output to the electric motors 11 and 13 based on the torque speed characteristics of the electric motors 11 and 13 based on the input V1. Then, the drive control units 121 and 123 rotate the electric motors 11 and 13 by supplying a current corresponding to the calculated current value.

以上のように、本実施の形態によれば、カーブ走行中でも、カーブ内側と外側の車輪ごとに、速度指令を補正するための補正値を算出するようにしたので、複数ある駆動装置1〜4の車輪径の差異、および、駆動装置内の減速機や弾性車輪に起因した差異分を補正しながら、レールと車輪間のすべり(空転、滑走)を抑え、レールや車輪の摩耗進行やすべりに起因する騒音を低減する効果が得られる。   As described above, according to the present embodiment, since the correction value for correcting the speed command is calculated for each wheel inside and outside the curve even during the curve traveling, there are a plurality of driving devices 1 to 4. While correcting the difference in the wheel diameter and the difference due to the speed reducer and elastic wheel in the drive unit, the slip between the rail and the wheel (idling and sliding) is suppressed, and the wear of the rail and the wheel progresses and slips. The effect of reducing the resulting noise can be obtained.

なお、本実施の形態は、上記の実施の形態1の構成に適用させた例を挙げて説明したが、その場合に限らず、上記の実施の形態2の構成に適用させてもよい。すなわち、本実施の形態においても、上記の実施の形態2で示した補正値外部出力部131を備えるようにしてよい。   In addition, although this Embodiment gave and demonstrated the example applied to the structure of said Embodiment 1, you may make it apply to the structure of said Embodiment 2 not only in that case. That is, also in the present embodiment, the correction value external output unit 131 shown in the second embodiment may be provided.

実施の形態4.
上記の実施の形態1〜3の車輪回転センサ51〜54は、車輪31〜34が1回転以上の整数回転を検出する機能を有していればよく、車輪1回転分を等分割するマーキングやスリットに対し、センサ構造や検出アルゴリズムの簡素化が計れ、コスト低減の効果が得られる。
Embodiment 4 FIG.
The wheel rotation sensors 51 to 54 of the above first to third embodiments only need to have a function for the wheels 31 to 34 to detect an integer rotation of one or more rotations. For the slit, the sensor structure and detection algorithm can be simplified, and the cost can be reduced.

1,2,3,4 駆動装置、11,12,13,14 電動機、21,22,23,24 減速機、31,32,33,34 車輪、41,42,43,44 電動機回転センサ、51,52,53,54 車輪回転センサ、71,72,73,74 回転速度演算・補正部、75 補正値演算部、81 補正指示部、82 速度指示部、91 回転角演算部、101 補正値記録部、111 回転速度補正部、121 駆動制御部、131 補正値外部出力部、152 電動機軸、161 太陽歯車、162 遊星歯車、163 内歯車、164 遊星キャリア軸、165 車輪軸、166 車輪軸軸受、172 弾性部材、173 台車固定枠、174 車輪回転センサ用マーク、175 レール接触車輪面、181,182,183,184 左右輪速度差演算部、191,192,193,194 左右輪速度差補正部、201 台車枠、300 レール。   1, 2, 3, 4 Drive unit, 11, 12, 13, 14 Electric motor, 21, 22, 23, 24 Reducer, 31, 32, 33, 34 Wheel, 41, 42, 43, 44 Motor rotation sensor, 51 , 52, 53, 54 Wheel rotation sensor, 71, 72, 73, 74 Rotational speed calculation / correction section, 75 Correction value calculation section, 81 Correction instruction section, 82 Speed instruction section, 91 Rotation angle calculation section, 101 Correction value recording , 111 rotational speed correction unit, 121 drive control unit, 131 correction value external output unit, 152 motor shaft, 161 sun gear, 162 planetary gear, 163 internal gear, 164 planet carrier shaft, 165 wheel shaft, 166 wheel shaft bearing, 172 Elastic member, 173 bogie fixing frame, 174 mark for wheel rotation sensor, 175 rail contact wheel surface, 181, 182, 183, 184 left and right wheel speed Calculation unit, 191, 192, 193, and 194 left and right wheel speed difference correction unit, 201 bogie frame, 300 rail.

Claims (6)

互いに車輪を独立に駆動制御が可能な複数の駆動装置を有した独立車輪駆動制御装置であって、各前記駆動装置は電動機を有しており、
前記独立車輪駆動制御装置は、さらに
各前記駆動装置ごとに、各前記車輪の回転角を検出する車輪回転センサと、
前記車輪回転センサの検出結果に基づいて前記車輪が予め設定された設定回分だけ回転するのに要した車輪回転時間を演算するとともに、前記電動機の回転角に基づいて前記車輪の前記設定回分の回転の間の前記電動機の電動機回転角を演算する回転角演算部と、
前記回転角演算部によって演算された前記車輪回転時間と前記電動機の前記回転角とに基づいて、前記駆動装置間の回転速度差をキャンセルするための各前記駆動装置ごとの補正値を演算する補正値演算部と、
前記補正値演算部によって演算された前記補正値および外部からの入力に基づく前記電動機に対する速度指示を用いて補正速度指示を算出する回転速度演算・補正部と
を備えた独立車輪駆動制御装置。
An independent wheel drive control device having a plurality of drive devices capable of independently driving and controlling the wheels, each drive device having an electric motor,
The independent wheel drive control device further includes, for each drive device, a wheel rotation sensor that detects a rotation angle of each wheel,
Based on the detection result of the wheel rotation sensor, the wheel rotation time required for the wheel to rotate by a preset number of times set is calculated, and the rotation of the wheel by the set number of times is calculated based on the rotation angle of the motor. A rotation angle calculation unit for calculating the motor rotation angle of the electric motor between,
Correction for calculating a correction value for each driving device for canceling the rotational speed difference between the driving devices based on the wheel rotation time calculated by the rotation angle calculating unit and the rotation angle of the electric motor. A value calculator,
An independent wheel drive control device comprising: a rotation speed calculation / correction unit that calculates a correction speed instruction using the correction value calculated by the correction value calculation unit and a speed instruction to the electric motor based on an input from the outside.
各前記駆動装置ごとに、各前記電動機の前記回転角を検出する電動機回転センサと、
前記車輪が設けられた車両が直線路を惰性走行しているときに、補正指示を出力する補正指示部と
をさらに備え、
前記回転角演算部は、
前記補正指示部から前記補正指示を受信したときに、前記車輪回転センサの検出結果に基づいて前記車輪が前記設定回分だけ回転するのに要した前記車輪回転時間を演算するとともに、前記電動機回転センサの検出結果に基づいて前記車輪の前記設定回分の回転の間の前記電動機の前記電動機回転角を演算する、
請求項1に記載の独立車輪駆動制御装置。
An electric motor rotation sensor for detecting the rotation angle of each electric motor for each of the driving devices;
A correction instruction unit that outputs a correction instruction when the vehicle provided with the wheels is coasting on a straight road; and
The rotation angle calculator is
When the correction instruction is received from the correction instruction unit, the wheel rotation time required for the wheel to rotate the set number of times is calculated based on the detection result of the wheel rotation sensor, and the motor rotation sensor Calculating the motor rotation angle of the motor during the set number of rotations of the wheel based on the detection result of
The independent wheel drive control device according to claim 1.
前記回転速度演算・補正部は、
前記補正値演算部によって演算された前記補正値を記録する補正値記録部と、
前記車輪が設けられた車両の走行中に、外部からの入力に基づいて、前記電動機に対する速度指示を出力する速度指示部と、
前記補正値記録部に記録された前記補正値に基づいて、前記速度指示部からの前記速度指示を補正し、補正速度指示を出力する回転速度補正部と、
前記回転速度補正部から出力された前記補正速度指示に従って、前記電動機を駆動する駆動制御部と
を備えた、
請求項1または2に記載の独立車輪駆動制御装置。
The rotation speed calculation / correction unit is
A correction value recording unit for recording the correction value calculated by the correction value calculation unit;
A speed instruction unit that outputs a speed instruction to the electric motor based on an external input during traveling of the vehicle provided with the wheels;
Based on the correction value recorded in the correction value recording unit, a rotational speed correction unit that corrects the speed instruction from the speed instruction unit and outputs a correction speed instruction;
A drive control unit that drives the electric motor in accordance with the correction speed instruction output from the rotation speed correction unit,
The independent wheel drive control device according to claim 1 or 2.
各前記駆動装置は減速機をさらに有しており、
前記補正値演算部が演算する前記補正値は、
前記回転角演算部によって演算された前記車輪回転時間に基づいて演算される、前記駆動装置の前記車輪の車輪径の変化に対応する第1の補正値と、
前記回転角演算部によって演算された前記電動機回転角に基づいて演算される、前記駆動装置の前記減速機の減速比の変化および前記車輪の弾性変形の変化に対応する第2の補正値と
を含む、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の独立車輪駆動制御装置。
Each of the driving devices further includes a speed reducer,
The correction value calculated by the correction value calculation unit is:
A first correction value corresponding to a change in wheel diameter of the wheel of the drive device, calculated based on the wheel rotation time calculated by the rotation angle calculation unit;
A second correction value corresponding to a change in a reduction ratio of the reduction gear of the drive device and a change in elastic deformation of the wheel, which is calculated based on the electric motor rotation angle calculated by the rotation angle calculation unit. Including,
The independent wheel drive control device according to any one of claims 1 to 3.
前記補正値記録部から前記補正値を外部に出力する補正値外部出力部を備えた、
請求項3に記載の独立車輪駆動制御装置。
A correction value external output unit for outputting the correction value to the outside from the correction value recording unit;
The independent wheel drive control device according to claim 3.
各前記駆動装置ごとに、各前記電動機の前記回転角を検出する電動機回転センサと、
前記電動機回転センサで検出された前記電動機の前記回転角と前記回転速度補正部から出力される前記補正速度指示とに基づいて、前記電動機ごとに前記電動機の実回転速度と前記補正速度指示との速度差を演算する速度偏差計測部と、
前記速度偏差計測部で演算された前記速度差を左右1対の前記電動機間で比較し、対応する左右1対の前記車輪間の速度補正の要否を判定する左右輪速度差判定部と、
前記左右輪速度差判定部によって前記速度補正が必要と判定された場合に、前記左右1対の前記車輪間の速度差を縮小するための前記電動機の回転速度に対する左右輪速度補正値を演算する左右輪速度差補正演算部と、
前記速度指示部と前記回転速度補正部との間に設けられ、前記左右輪速度差補正演算部が演算した前記左右輪速度補正値に基づいて、前記速度指示部からの前記速度指示を補正した左右輪補正速度指示を前記回転速度補正部に出力する左右輪速度差補正部と
をさらに備え、
前記回転速度補正部は、前記速度指示部からの前記速度指示の代わりに、前記左右輪速度差補正部からの前記左右輪補正速度指示が入力され、前記補正値記録部に記録された前記補正値に基づいて前記左右輪補正速度指示を補正した補正速度指示を出力する、
請求項3に記載の独立車輪駆動制御装置。
An electric motor rotation sensor for detecting the rotation angle of each electric motor for each of the driving devices;
Based on the rotation angle of the motor detected by the motor rotation sensor and the correction speed instruction output from the rotation speed correction unit, the actual rotation speed of the motor and the correction speed instruction for each motor. A speed deviation measuring unit for calculating a speed difference;
A left and right wheel speed difference determination unit that compares the speed difference calculated by the speed deviation measurement unit between the pair of left and right motors and determines whether or not speed correction between the corresponding pair of left and right wheels is necessary;
When the right / left wheel speed difference determination unit determines that the speed correction is necessary, the left / right wheel speed correction value for the rotational speed of the motor for reducing the speed difference between the pair of left and right wheels is calculated. Right and left wheel speed difference correction calculation unit,
Provided between the speed instruction unit and the rotation speed correction unit, the speed instruction from the speed instruction unit is corrected based on the left and right wheel speed correction value calculated by the left and right wheel speed difference correction calculation unit. A left and right wheel speed difference correction unit that outputs a left and right wheel correction speed instruction to the rotation speed correction unit;
The rotation speed correction unit receives the left and right wheel correction speed instruction from the left and right wheel speed difference correction unit instead of the speed instruction from the speed instruction unit, and records the correction recorded in the correction value recording unit. Outputting a corrected speed instruction in which the left and right wheel corrected speed instructions are corrected based on the value;
The independent wheel drive control device according to claim 3.
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