WO2021140629A1 - 制御装置、制御システムおよび制御方法 - Google Patents

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WO2021140629A1
WO2021140629A1 PCT/JP2020/000509 JP2020000509W WO2021140629A1 WO 2021140629 A1 WO2021140629 A1 WO 2021140629A1 JP 2020000509 W JP2020000509 W JP 2020000509W WO 2021140629 A1 WO2021140629 A1 WO 2021140629A1
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WO
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acceleration
electric vehicle
information
deceleration
generation unit
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PCT/JP2020/000509
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English (en)
French (fr)
Inventor
英俊 北中
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a control device, a control system, and a control method for controlling the running of an electric vehicle.
  • railway electric cars are configured to run on iron rails with iron wheels.
  • the contact area between the rail and the wheel is small, and the friction coefficient between the rail and the wheel is small.
  • the condition of the rail is various, for example, the friction between the rail and the wheel such as fallen leaves, adhesion of oil in the atmosphere, adhesion of moisture during rainfall, adhesion of snow, ice, etc., inclination from the horizontal plane, etc.
  • Temperature, humidity, etc. also affect the coefficient of friction between the rail and the wheel.
  • the rotational speed of the wheels also affects the coefficient of friction between the rails and the wheels. For example, the lower the temperature and the faster the wheels rotate, the greater the decrease in the coefficient of friction when moisture adheres between the rails and the wheels.
  • Patent Document 1 states that when the control device of an electric vehicle detects a wheel slip or slip, the torque of the motor is weakened, and the electric vehicle continues to operate while suppressing the wheel slip or slip. The technology to be used is disclosed.
  • the tread where the wheels come into contact with the rail is gradually damaged by friction with the rail, the wheels will be deformed or the tread will be rough, and vibration, noise, etc. will be generated when the electric car is running. In this case, it is necessary to repair the wheel by reshaping the wheel into a specified shape. In addition, since the diameter of the wheel becomes smaller when the wheel is shaved again, it is necessary to replace the wheel with a new one when the wheel is shaved to the specified size.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a control device capable of reducing the frequency of repair and replacement of wheels provided in an electric vehicle.
  • the control device of the present invention is based on the information acquired from the sensor that detects the rotational state of the wheels of the electric vehicle, and at least of the wheel idling and the wheel sliding.
  • a data processing unit that detects one and generates idling gliding information
  • a database generating unit that generates a database showing wheel behavior using the idling gliding information acquired from the data processing unit
  • an electric vehicle based on the database. It is characterized by including an acceleration / deceleration command information generation unit that generates acceleration / deceleration command information.
  • the control device has an effect that the frequency of repairing and replacing the wheels of the electric vehicle can be reduced.
  • Block diagram showing a configuration example of the control system according to the present embodiment A flowchart showing the operation of the control system according to the present embodiment.
  • the figure which shows the example of the database generated by the database generation part of this embodiment The figure which shows the example of the case where the processing circuit provided in the control system which concerns on this embodiment is composed of a processor and a memory.
  • control device the control system, and the control method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a control system 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the control system 200 is a system for suppressing the idling and sliding of the wheels 1 included in the electric vehicle 300.
  • FIG. 1 shows an example in which the control system 200 is mounted on the electric vehicle 300 as an example.
  • the control system 200 includes a sensor 10, a data processing unit 20, a database generation unit 30, an acceleration / deceleration command information generation unit 40, a propulsion control device 50, an electric motor 60, and a brake control device.
  • a 70 and a friction brake 80 are provided. Further, as shown in FIG.
  • the control device 100 is composed of the data processing unit 20, the database generation unit 30, and the acceleration / deceleration command information generation unit 40.
  • the control system 200 will be described together with the operation of the control system 200.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the control system 200 according to the present embodiment.
  • the wheel 1 is installed on a trolley (not shown) of the electric vehicle 300 and is driven by a mechanically connected electric motor 60. The rotation of the wheel 1 is suppressed by the friction brake 80. Further, the wheels 1 are arranged on a rail (not shown) to support the vehicle body of the electric vehicle 300 and run the electric vehicle 300 along the rail.
  • the sensor 10 detects the rotational state of the wheel 1 (step ST1).
  • the rotational state is, for example, the number of rotations of the wheel 1 per unit time, the rotational acceleration of the wheel 1, and the like.
  • the sensor 10 outputs information indicating the number of rotations per unit time of the wheel 1 or the rotational acceleration as the rotation state information S1 indicating the rotation state.
  • the sensor 10 may calculate the rotation speed of the wheel 1 from the detected rotation speed of the wheel 1 per unit time, and output the information of the rotation speed of the wheel 1 as the rotation state information S1. Further, the sensor 10 may take a picture of the wheel 1, determine the rotation state from the image of the wheel 1 obtained as a result of the picture, and output it as the rotation state information S1.
  • the sensor 10 may be configured to be composed of one device or may be configured to be composed of a plurality of devices.
  • the data processing unit 20 detects the idling of the wheel 1 during acceleration of the electric vehicle 300 and the sliding of the wheel 1 during deceleration of the electric vehicle 300, that is, during braking, based on the rotation state information S1 acquired from the sensor 10. (Step ST2).
  • the data processing unit 20 can detect the idling of the wheel 1 by, for example, determining whether or not the magnitudes of the rotational speed, rotational acceleration, and the like of the wheel 1 exceed a defined threshold value. That is, when the current rotation speed of the wheel 1 exceeds the expected rotation speed of the wheel 1 while the electric vehicle 300 is accelerating, the data processing unit 20 determines that the wheel 1 is idling. be able to.
  • the data processing unit 20 can detect the gliding of the wheel 1 by, for example, determining whether or not the magnitudes of the rotational speed, rotational acceleration, and the like of the wheel 1 are below the defined threshold value. That is, when the current rotation speed of the wheel 1 is lower than the expected rotation speed of the wheel 1 during the deceleration of the electric vehicle 300, the data processing unit 20 determines that the wheel 1 is sliding. be able to.
  • the data processing unit 20 can acquire information on the running state of the electric vehicle 300, that is, whether it is accelerating or decelerating, from, for example, the propulsion control device 50. Therefore, the data processing unit 20 may detect only idling while the electric vehicle 300 is accelerating, may detect only gliding while the electric vehicle 300 is decelerating, or the electric vehicle 300 may detect only gliding. Idling and gliding may always be detected regardless of whether the vehicle is accelerating or decelerating.
  • the data processing unit 20 may determine the idling of the wheel 1 and the sliding of the wheel 1 based on at least one of the rotational speed of the wheel 1 and the rotational acceleration of the wheel 1 included in the rotational state information S1.
  • the data processing unit 20 generates and outputs slip slip information S2 as a determination result of determining the slip of the wheel 1 during acceleration or the slip of the wheel 1 during deceleration.
  • the data processing unit 20 may detect only one of the idling of the wheel 1 of the electric vehicle 300 and the sliding of the wheel 1 of the electric vehicle 300. That is, the data processing unit 20 may detect at least one of the idling of the wheel 1 and the gliding of the wheel 1 based on the rotation state information S1 acquired from the sensor 10 and generate the idling gliding information S2. Further, the data processing unit 20 indicates in the idling / sliding information S2 whether or not the wheel 1 has slipped and the degree of occurrence, and if the wheel 1 has slipped and has occurred, the degree of occurrence and the like. May be included. The degree of occurrence is, for example, the difference between the magnitude of the rotational speed of the wheel 1, the rotational acceleration, and the above-mentioned threshold value, and the period during which idling or sliding occurs, that is, continues.
  • the database generation unit 30 uses the slipping information S2 acquired from the data processing unit 20 to generate a database 31 showing the behavior of the wheel 1 (step ST3). Specifically, the database generation unit 30 uses the idling gliding information S2 acquired from the data processing unit 20 and the traveling position information S5 indicating the traveling position of the electric vehicle 300, and the electric vehicle in which the wheel 1 is idling occurs. A database of idling sliding position information S3 in which the traveling position of 300 or the traveling position of the electric vehicle 300 in which the wheel 1 has slipped and the information indicating whether or not what has occurred at that position is slipping or sliding are associated with each other. 31 is created.
  • the database generation unit 30 associates the position where the idling or sliding of the wheel 1 is detected with the traveling position of the electric vehicle 300 based on the idling sliding information S2 and the traveling position information S5, and the idling sliding position information S3. Is generated, and the database 31 including the slipping position information S3 is generated.
  • the position of the electric vehicle 300 indicated by the traveling position information S5 indicating the traveling position of the electric vehicle 300 may be the distance from the starting point of the rail on which the electric vehicle 300 travels, or the absolute position on the map.
  • the database generation unit 30 can obtain the distance from the starting point of the rail based on the information obtained from the speed generator (not shown) included in the electric vehicle 300. Further, the database generation unit 30 can obtain the absolute position on the map by using GPS (Global Positioning System) or the like.
  • GPS Global Positioning System
  • the database generation unit 30 idles data obtained by pairing the slipping slip information S2 and the traveling position information S5 corresponding to the point where slipping or sliding has occurred. Alternatively, each time a slide occurs, it is accumulated in the database 31.
  • the database generation unit 30 may further acquire acceleration / deceleration force information indicating the acceleration force or deceleration force of the electric vehicle 300 in which the motor 60 is generated as additional information S6.
  • the database generation unit 30 generates the database 31 in which the acceleration / deceleration force information indicating the acceleration force or the deceleration force of the electric vehicle 300 is added to the slipping / sliding position information S3 described above.
  • the database generation unit 30 can obtain acceleration / deceleration force information from power running command signals, braking force signals, torque command signals, etc. to the electric motor 60, which are internal signals of the propulsion control device 50.
  • the database generation unit 30 can include in the database 31 information on what kind of acceleration force the idling occurred and at what deceleration force the gliding occurred. ..
  • the control system 200 can execute finer-grained control according to the situation.
  • the database generation unit 30 may further acquire time information as additional information S6.
  • the database generation unit 30 generates the database 31 in which the time information is added to the above-mentioned slipping position information S3.
  • the database generation unit 30 can include information on the time zone in which the idling or sliding occurs in the database 31.
  • the time zone is, for example, early morning or late night when dew condensation is likely to occur on the rail.
  • the control system 200 can execute finer-grained control according to the situation.
  • the database generation unit 30 may further acquire weather information indicating the weather at the traveling position of the electric vehicle 300 as additional information S6.
  • the database generation unit 30 generates a database 31 in which weather information indicating the weather at the traveling position of the electric vehicle 300 is added to the above-mentioned slipping position information S3.
  • the weather information includes, for example, a part or all of temperature, rainfall or snowfall information, humidity information, and the like at the traveling position of the electric vehicle 300.
  • the database generation unit 30 can include in the database 31 information on what kind of weather conditions the slip or slide has occurred. As a result, the control system 200 can execute finer-grained control according to the situation.
  • the database generation unit 30 may further acquire load information indicating the load applied to the electric vehicle 300 as additional information S6.
  • the database generation unit 30 generates the database 31 in which the load information indicating the load applied to the electric vehicle 300 is added to the above-mentioned slipping position information S3.
  • the load information is information including the mass of luggage, passengers, etc. mounted on the electric vehicle 300.
  • the database generation unit 30 can include in the database 31 information on under what load conditions slipping or sliding occurs. For example, when the load is light, the friction coefficient between the wheel 1 and the rail decreases, so that it is assumed that the wheel 1 is likely to slip and slide. As a result, the control system 200 can execute finer-grained control according to the situation.
  • the database generation unit 30 outputs the idling gliding position information S3, which is the generated database 31.
  • the database generation unit 30 transmits and receives the idling sliding position information S3 as shared information S7 to and from another electric vehicle 300 having the same control system 200, and mutually exchanges the idling sliding position information S3 of each electric vehicle 300. You may share it with. By doing so, the control system 200 can enrich the database 31 more quickly.
  • the database generation unit 30 actually transmits and receives the shared information S7 to and from the other electric vehicle 300 via a communication unit (not shown).
  • the database generation unit 30 may directly send and receive the shared information S7 to and from the other electric vehicle 300, or transmit and receive the shared information S7 to and from the other electric vehicle 300 via ground equipment such as an operation management system (not shown). You may.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a database 31 generated by the database generation unit 30 of the present embodiment.
  • each of slip sliding information, acceleration / deceleration force information, time information, weather information, and load information is associated with each traveling position of the electric vehicle 300 indicated by the traveling position information S5. Information is stored. It is also assumed that the idling or sliding generated on the wheel 1 of the electric vehicle 300 continues for several seconds. Therefore, the database 31 may store information on the duration of idling or gliding in relation to the time information.
  • the database generation unit 30 stores the information on the degree of occurrence of idling or sliding included in the idling / sliding information S2 in the database 31. You may.
  • model information indicating the vehicle model of the electric vehicle 300 mileage information indicating the mileage of the electric vehicle 300 after the start of operation of the electric vehicle 300 or the wheel 1 of the electric vehicle 300 is replaced, Even if the usage period information indicating the usage period of the electric vehicle 300 and the surface condition information indicating the surface condition of the wheel 1 are stored after the operation of the electric vehicle 300 is started or the wheel 1 of the electric vehicle 300 is replaced. Good.
  • the model information is information used to make it possible to recognize the difference in the tendency of each information depending on the type of the electric vehicle 300 when the idling / sliding position information S3 is shared with other electric vehicles 300. ..
  • the mileage information and the usage period information are information for indicating a guideline for the replacement time of the wheel 1 when the replacement time of the wheel 1 is indicated by the mileage or the usage period of the electric vehicle 300.
  • the database generation unit 30 may update the database 31 based on the idling gliding information S2 acquired from the data processing unit 20, or a maintenance person who maintains the electric train 300. May update the database 31.
  • the maintenance person may store the wheel diameter information of the wheel 1 measured at the time of inspection in the database 31.
  • the surface state information is the state of the surface of the wheel 1 when, for example, an imaging device such as a camera capable of detecting the state of the surface of the wheel 1 as a sensor 10, that is, the state of the tread in contact with the rail is installed in the electric vehicle 300.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 generates acceleration / deceleration command information S4 for controlling acceleration / deceleration of the electric vehicle 300 based on the database 31 generated by the database generation unit 30, that is, the idling / sliding position information S3.
  • the acceleration / deceleration command information S4 is information including the magnitude of the acceleration force of the electric vehicle 300 or the deceleration force of the electric vehicle 300.
  • the acceleration / deceleration command information S4 may be, for example, a travel pattern indicating the timing of acceleration and deceleration, or may be a signal such as a travel control command including an acceleration / deceleration force, an operation command, or an acceleration / deceleration command.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may use the information on the wheel diameter of the wheel 1 when the information on the wheel diameter of the wheel 1 of the electric vehicle 300 is stored in the database 31 generated by the database generation unit 30. .. In this case, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may learn the difference in the control content depending on the wheel diameter of the wheel 1 by machine learning.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 obtains in advance basic position / speed information in which the position of the electric vehicle 300 for traveling on a certain route from the start point to the end point on a predetermined timetable and the desired traveling speed at the position are set. Have.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 sets the acceleration force or the deceleration force so that the actual speed of the electric vehicle 300 matches the basic position / speed information, and generates the acceleration / deceleration command information S4.
  • the magnitude of the acceleration force may be a ratio to the maximum power running torque that can be generated by the motor 60. Further, the magnitude of the deceleration force may be a ratio to the maximum brake torque that can be generated by the motor 60. The magnitude of the deceleration force may be a ratio to the maximum braking force that the friction brake 80 can generate.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 searches the idling / sliding position information S3, that is, the database 31 at the current traveling position of the electric vehicle 300 based on the traveling position information S5 of the electric vehicle 300.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may extract information corresponding to the current traveling position of the electric vehicle 300 obtained from the traveling position information S5 from the idling sliding position information S3 output from the database generation unit 30. Further, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may collate the database 31 based on the current traveling position of the electric vehicle 300 obtained in the traveling position information S5, and read out the information corresponding to the current traveling position.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the current traveling position of the electric vehicle 300 is the position where the wheel 1 is idling, the electric vehicle 300 is used as a control signal for controlling the acceleration / deceleration of the electric vehicle 300.
  • the acceleration / deceleration command information S4 in which the acceleration force of the vehicle 300 is set to a value smaller than the specified value is generated.
  • the control signal for controlling the acceleration / deceleration of the electric vehicle 300 is determined.
  • acceleration / deceleration command information S4 may be generated in which the acceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than a specified value.
  • the position close to the position where the idling occurs is, for example, a case where the difference between the current traveling position of the electric vehicle 300 and the position where the idling of the wheel 1 occurs is within a defined range.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the current traveling position of the electric vehicle 300 is the position where the wheel 1 is sliding, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 serves as a control signal for controlling the acceleration / deceleration of the electric vehicle 300.
  • the control signal for controlling the acceleration / deceleration of the electric vehicle 300 is determined.
  • the acceleration / deceleration command information S4 may be generated in which the deceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than the specified value.
  • the position close to the position where the sliding occurs is, for example, a case where the difference between the current traveling position of the electric vehicle 300 and the position where the wheel 1 is sliding is within a defined range.
  • a value smaller than the specified value is a value whose absolute value is smaller than the absolute value of the specified value. That is, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 controls to weaken the acceleration force or the deceleration force from the original acceleration force or the deceleration force by setting the value smaller than the specified value. The same applies to the following.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may acquire weather information as additional information S6.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 searches the idling / sliding position information S3, that is, the database 31 based on the traveling position information S5 and the weather information of the electric vehicle 300.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 corresponds to the current traveling position of the electric vehicle 300 obtained from the traveling position information S5 and the weather information which is the additional information S6 from the idling sliding position information S3 output from the database generation unit 30. Information may be extracted.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 collates the database 31 based on the current traveling position of the electric vehicle 300 obtained in the traveling position information S5 and the weather information which is the additional information S6, and collates the current traveling position and the weather information.
  • the information corresponding to may be read out.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the weather at the current traveling position of the electric vehicle 300 and the current traveling position of the electric vehicle 300 matches the condition in which the wheel 1 is idling, the electric vehicle 300 As a control signal for controlling the acceleration / deceleration of the electric vehicle 300, the acceleration / deceleration command information S4 in which the acceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than the specified value is generated.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the weather at the current traveling position of the electric vehicle 300 and the current traveling position of the electric vehicle 300 is similar to the condition in which the wheel 1 is idling, the electric vehicle 300 As a control signal for controlling the acceleration / deceleration of the electric vehicle 300, the acceleration / deceleration command information S4 in which the acceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than a specified value may be generated. Further, when the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the weather at the current traveling position of the electric vehicle 300 and the current traveling position of the electric vehicle 300 matches the condition in which the wheel 1 is sliding, electricity is generated.
  • the acceleration / deceleration command information S4 in which the deceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than the specified value is generated.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the weather conditions of the current traveling position of the electric vehicle 300 and the current traveling position of the electric vehicle 300 are similar to the conditions under which the wheel 1 is sliding, the electric vehicle 300
  • the acceleration / deceleration command information S4 in which the deceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than a specified value may be generated.
  • the similar case is the same as the case of the above-mentioned close position with respect to the traveling position, and the weather is, for example, within the range in which the temperature difference is specified, within the range in which the precipitation difference is specified, and the like.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 generates acceleration / deceleration command information S4 having a predetermined value as usual when the weather conditions do not match even if the conditions of the current traveling position of the electric vehicle 300 match.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may acquire load information as additional information S6.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 searches the idling / sliding position information S3, that is, the database 31 based on the traveling position information S5 and the load information of the electric vehicle 300.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 corresponds to the current traveling position of the electric vehicle 300 obtained from the traveling position information S5 and the load information which is the additional information S6 from the idling sliding position information S3 output from the database generation unit 30. Information may be extracted.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 collates the database 31 based on the current traveling position of the electric vehicle 300 obtained in the traveling position information S5 and the load information which is the additional information S6, and collates the current traveling position and the load information.
  • the information corresponding to may be read out.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the current traveling position of the electric train 300 and the load applied to the electric train 300 match the conditions under which the wheel 1 is idling, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 accelerates / decelerates the electric train 300.
  • the acceleration / deceleration command information S4 in which the acceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than the specified value is generated.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the current traveling position of the electric train 300 and the load applied to the electric train 300 are similar to the conditions under which the wheel 1 is idling, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 accelerates / decelerates the electric train 300.
  • the acceleration / deceleration command information S4 in which the acceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than the specified value may be generated.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the current traveling position of the electric vehicle 300 and the load applied to the electric vehicle 300 match the conditions under which the wheel 1 is sliding, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 applies the electric vehicle 300.
  • acceleration / deceleration command information S4 in which the deceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than a specified value is generated.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the current traveling position of the electric vehicle 300 and the load applied to the electric vehicle 300 are similar to the conditions under which the wheel 1 is sliding, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 accelerates / decelerates the electric vehicle 300.
  • the acceleration / deceleration command information S4 in which the deceleration force of the electric vehicle 300 is set to a value smaller than the specified value may be generated.
  • the similar case is the same as the case of the above-mentioned close position with respect to the traveling position, and the load is, for example, the case where the difference between the loads is within the specified range.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 generates acceleration / deceleration command information S4 having a specified value as usual when the load conditions do not match even if the conditions of the current traveling position of the electric vehicle 300 match.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 can determine a more detailed acceleration force or deceleration force based on conditions such as weather and load.
  • step ST4 When the current traveling position of the electric vehicle 300 is the position where the wheel 1 slips (step ST4: Yes), the acceleration / deceleration command information generation unit 40 sets the acceleration force to a value smaller than the specified value. Command information S4 is generated (step ST5). In the acceleration / deceleration command information generation unit 40, when the current traveling position of the electric vehicle 300 is not the position where the wheel 1 slips (step ST4: No), but the wheel 1 slides (step ST6: No). Yes), the acceleration / deceleration command information S4 in which the deceleration force is set to a value smaller than the specified value is generated (step ST7).
  • step ST6: No When the current traveling position of the electric vehicle 300 is not the position where the wheel 1 slides (step ST6: No), the acceleration / deceleration command information generation unit 40 generates acceleration / deceleration command information S4 having a specified value (step ST6: No). Step ST8).
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 has a function of generating acceleration / deceleration command information S4.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 collates at least the traveling position information S5 with the idling sliding position information S3.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines that the current traveling position of the electric vehicle 300 is the position where the wheel 1 is idling or the wheel 1 is sliding
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines the acceleration force or the deceleration force of the electric vehicle 300.
  • the acceleration / deceleration command information S4 set to a value smaller than the specified value is generated.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may determine, for example, that slipping or sliding occurs when slipping or sliding occurs even once at the position, or based on the probability that slipping or sliding occurs at the position. You may judge. Further, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may make a determination based on the degree of idling or sliding at the position.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may reflect a predetermined ratio or amount in the base acceleration force or deceleration force, or slip. Alternatively, a predetermined ratio or amount based on the probability that gliding may occur may be reflected in the base acceleration or deceleration force. Further, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may reflect a predetermined ratio or amount in the base acceleration force or deceleration force based on the degree of idling or sliding.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 is defined for each information such as the duration when the wheel 1 slips or the wheel 1 slides, the difference from the above-mentioned threshold value, and the temperature included in the weather information. Information indicating how much the value should be reduced with respect to the acceleration force or the deceleration force of the electric vehicle 300 may be stored in advance. That is, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 defines the duration when the wheel 1 slips or the wheel 1 slides, the difference from the above-mentioned threshold value, the temperature included in the weather information, and the like. The ratio for reducing the acceleration or deceleration force of the electric vehicle 300, the amount to be subtracted, and the like may be selected.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 determines whether or not the wheel 1 is idling or the wheel 1 is sliding, and determines how much the acceleration force or deceleration force should be reduced. , Machine learning may be performed.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 learns based on a data set created by, for example, a combination of idling / sliding position information S3, traveling position information S5, and additional information S6.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 learns position determination, value determination, and the like by so-called supervised learning according to, for example, a neural network model.
  • Supervised learning is a model in which a large number of sets of input and result data are given to a learning device, and features in those data sets are learned and the result is estimated from the input.
  • Neural networks can also be learned by so-called unsupervised learning.
  • Unsupervised learning is to learn how the input data is distributed by giving a large amount of input data to the acceleration / deceleration command information generation unit 40, and input data without giving the corresponding teacher data. It is a method of learning by compressing, classifying, shaping, etc.
  • deep learning which learns the extraction of the feature amount itself, can also be used.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may execute machine learning according to other known methods such as genetic programming, functional logic programming, and a support vector machine.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 may have different control contents, that is, the contents of the acceleration / deceleration command information S4 before and after the replacement. is assumed. In this case, the acceleration / deceleration command information generation unit 40 machine-learns the difference in the control contents, and if the same tendency continues for the specified number of times, it is determined that the wheel 1 or the rail of the electric vehicle 300 has been replaced. And control may be performed.
  • the information on the replacement of the wheel 1 and the replacement of the rail of the electric vehicle 300 may be registered in the control system 200 by the maintenance person, or may be automatically registered from a management device (not shown). You may.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 sets the acceleration force of the electric vehicle 300 to be smaller than the specified value
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 makes electricity at a position different from the position where the acceleration force of the electric vehicle 300 is set to be smaller than the specified value.
  • the acceleration / deceleration command information S4 in which the acceleration force of the vehicle 300 is set to be larger than the specified value, or the acceleration / deceleration command information S4 in which the acceleration time of the electric vehicle 300 is set to be longer than the specified time may be generated.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 is set at a position different from the position where the deceleration force of the electric vehicle 300 is set to be smaller than the specified value.
  • the acceleration / deceleration command information S4 in which the deceleration force of the electric vehicle 300 is set to be larger than the specified value, or the acceleration / deceleration command information S4 in which the deceleration time of the electric vehicle 300 is set to be longer than the specified time may be generated.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 can drive the electric vehicle 300 so that the entire traveling time of the electric vehicle 300 is not delayed even under conditions where slipping or sliding is likely to occur.
  • the acceleration / deceleration command information generation unit 40 continues to change the acceleration force or deceleration force of the electric vehicle 300 from the specified value and the changes are the same, the acceleration / deceleration force specified by the base is used. You may want to change the value of.
  • the propulsion control device 50 is a control device composed of an inverter or the like (not shown).
  • the propulsion control device 50 controls the drive of the electric motor 60 that drives the wheels 1 based on the acceleration / deceleration command information generated by the acceleration / deceleration command information generation unit 40.
  • the propulsion control device 50 generates a power running torque command or a regenerative torque command to the motor 60 based on the acceleration / deceleration command information S4 acquired from the acceleration / deceleration command information generation unit 40, and outputs the power running torque command or the regenerative torque command to the motor 60. ..
  • the propulsion control device 50 controls the motor 60 so that the torque generated by the motor 60 connected to the wheel 1 matches the power running torque command or the regenerative torque command (step ST9).
  • the motor 60 is a motor that drives the wheels 1.
  • the operation of the electric motor 60 is controlled by the above-mentioned propulsion control device 50 composed of an inverter or the like.
  • the brake control device 70 is a control device that adjusts the strength of the friction brake 80 connected to the wheel 1.
  • the brake control device 70 generates a braking force command to the friction brake 80 based on the acceleration / deceleration command information S4 acquired from the acceleration / deceleration command information generation unit 40, and outputs the brake force command to the friction brake 80.
  • the brake control device 70 controls the friction brake 80 so that the braking force generated by the friction brake 80 matches the braking force command (step ST10).
  • the friction brake 80 is a device that obtains braking force, that is, braking force by friction by pressing a brake shoe or the like against the tread surface of wheel 1.
  • control system 200 is mounted on the electric vehicle 300
  • the present invention is not limited to this.
  • the control device 100 may be installed in ground equipment such as an operation management system (not shown).
  • the data processing unit 20, the database generation unit 30, and the acceleration / deceleration command information generation unit 40 constituting the control device 100 a part is installed in the electric vehicle 300 and the rest is installed in the ground equipment such as the operation management system. May be done. There are no restrictions on the installation location of the control device 100.
  • each configuration other than the control device 100 that is, the sensor 10, the propulsion control device 50, the electric motor 60, the brake control device 70, and the friction brake 80 are the same as the devices mounted on a general electric vehicle. It is a configuration.
  • the control device 100 that is, the data processing unit 20, the database generation unit 30, and the acceleration / deceleration command information generation unit 40 are realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the control system 200 according to the present embodiment is configured by a processor and a memory.
  • the processing circuit is composed of the processor 91 and the memory 92, each function of the processing circuit of the control system 200 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software or firmware is written as a program and stored in the memory 92.
  • each function is realized by the processor 91 reading and executing the program stored in the memory 92. That is, the processing circuit includes a memory 92 for storing a program in which the processing of the control system 200 is to be executed as a result. It can also be said that these programs cause a computer to execute the procedures and methods of the control system 200.
  • the processor 91 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 92 includes, for example, non-volatile or volatile such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM).
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM).
  • Semiconductor memory magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), etc. are applicable.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the control system 200 according to the present embodiment is configured by dedicated hardware.
  • the processing circuit is composed of dedicated hardware
  • the processing circuit 93 shown in FIG. 5 includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and the like. FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination of these is applicable.
  • Each function of the control system 200 may be realized by the processing circuit 93 for each function, or each function may be collectively realized by the processing circuit 93.
  • a part may be realized by dedicated hardware and a part may be realized by software or firmware.
  • the processing circuit can realize each of the above-mentioned functions by the dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the control system 200 frequently slips or slides in a place where there are many fallen leaves, a place where oil easily adheres to the rail at a railroad crossing where many cars come and go, and the like.
  • the points are extracted in advance, and the acceleration or deceleration force is set to a value smaller than the specified value in advance so that slipping or sliding does not occur.
  • the control system 200 can suppress the occurrence of idling or sliding of the wheel 1.
  • the control system 200 can reduce the chances of the idling slip suppression control operating in the propulsion control device 50, the brake control device 70, etc., prevent the wheel 1 of the electric vehicle 300 from being damaged, and repair the wheel 1 and repair the wheel 1.
  • the frequency of replacement can be reduced.
  • control system 200 can reduce the maintenance work burden and cost by workers and the like by reducing the frequency of repair and replacement of the wheel 1.
  • control system 200 can control the acceleration / deceleration that does not cause slipping, the occurrence of transient changes in the acceleration / deceleration is suppressed, so that the riding comfort of the electric vehicle 300 can be improved.
  • control system 200 can further extract conditions in which slipping or sliding is likely to occur in consideration of conditions such as weather information and load information, and can set a more optimum acceleration force or deceleration force, which is more detailed.
  • the electric vehicle 300 can be controlled.
  • control system 200 applies a frictional force between the wheel 1 and the rail, such as by sprinkling sand on the rail at the position. Control to improve may be performed. As a result, the control system 200 can further suppress the occurrence of idling or sliding of the wheel 1.
  • the control system 200 may notify the following electric vehicle 300 that it has sprinkled sand. As a result, the control system 200 included in the following electric vehicle 300 can perform control to suppress the occurrence of idling or sliding of the wheel 1 based on the fact that the rails are covered with sand.
  • the control system 200 sets the acceleration force or deceleration force of the electric vehicle 300 to a value smaller than the specified value, that is, controls so that the acceleration force or deceleration force of the electric vehicle 300 is weaker than the original value.
  • the electric vehicle 300 may be delayed on a daily basis.
  • the decrease in the coefficient of friction between the wheel 1 and the rail is suppressed due to changes in equipment such as the wheel 1 and rail, and changes in the environment such as weather. Therefore, when the control system 200 determines that the acceleration force or deceleration force of the electric vehicle 300 has converged to a certain value, the acceleration force or deceleration force of the electric vehicle 300 is made larger than the converged value, that is, the electric vehicle 300.
  • the control system 200 returns the acceleration or deceleration force of the electric vehicle 300 to the converged value when slipping or sliding occurs as a result of making the acceleration or deceleration force of the electric vehicle 300 larger than the converged value on a trial basis. ..
  • the control system 200 converged the acceleration or deceleration force of the electric train 300 when slipping or sliding did not occur as a result of making the acceleration or deceleration force of the electric train 300 larger than the converged value on a trial basis. Change to a value larger than the value.
  • the electric vehicle 300 can always run at the optimum acceleration force or deceleration force. As a result, the daily delay of the electric vehicle 300 by the control system 200 can be suppressed.
  • the configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • the application of the electric vehicle 300 to the control device 100 has been described in consideration of the application, but the application field is not limited to this, and the application to various related fields is possible. Needless to say.

Landscapes

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Abstract

電気車（３００）の車輪（１）の回転状態を検出するセンサ（１０）から取得した回転状態情報（Ｓ１）に基づいて、車輪（１）の空転および車輪（１）の滑走のうち少なくとも一方を検出し、空転滑走情報（Ｓ２）を生成するデータ処理部（２０）と、データ処理部（２０）から取得した空転滑走情報（Ｓ２）を用いて、車輪（１）の挙動を示すデータベース（３１）を生成するデータベース生成部（３０）と、データベース（３１）に基づいて、電気車（３００）の加減速指令情報（Ｓ４）を生成する加減速指令情報生成部（４０）と、を備える。

Description

制御装置、制御システムおよび制御方法
　本発明は、電気車の走行を制御する制御装置、制御システムおよび制御方法に関する。
　鉄道の電気車は、鉄のレールの上を鉄の車輪で走行する構成である。レールと車輪との接触面積は小さく、レールと車輪との間の摩擦係数は小さい。また、レールの状況は様々であり、例えば、落ち葉、大気中の油分などの付着、降雨時の水分の付着、雪、氷などの付着、水平面からの傾きなど、レールと車輪との間の摩擦係数をさらに低下させる要因が種々存在する。気温、湿度なども、レールと車輪との間の摩擦係数に影響する。また、車輪の回転速度も、レールと車輪との間の摩擦係数に影響する。例えば、気温が低く、車輪の回転が速いほど、レールと車輪との間に水分が付着した際の摩擦係数の低下量が大きくなる。
　このように、電気車では、車輪とレールとの間の摩擦係数の低下によって、加速時には車輪の空転が生じやすくなり、減速時には車輪の滑走が生じやすくなる。車輪の空転または車輪の滑走が生じると、電気車は、安定して走行することができず、車輪の損傷、乗り心地の悪化などを招き、安定的な運行に支障を来すことになる。
　運転士が運転操作する手動運転の電気車では、運転士は、経験によって空転または滑走が生じやすい条件と判断した場合、加速力または減速力を弱めるように電気車を操作することによって、空転または滑走の発生を抑えることができる。一方で、あらかじめ決められた走行パターンで走行するように構成された自動運転の電気車は、前述のような運転は困難である。このような問題に対して、特許文献１には、電気車の制御装置が、車輪の空転または滑走を検出すると電動機のトルクを弱め、車輪の空転または滑走を抑制しながら電気車の運行を継続する技術が開示されている。
特開平１１－２８５１０３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の電気車は、最大限の加速度または減速度を得るため、レールと車輪との間の摩擦係数の状態によらず、あらかじめ決められたトルクを電動機に発生させるよう、またはあらかじめ決められたブレーキ力を発生するよう電動機または摩擦ブレーキを一旦動作させる。特許文献１に記載の電気車は、車輪が空転または滑走した段階で都度これを解消すべく、電動機トルク、摩擦ブレーキ力などの調整、いわゆる空転滑走抑制制御を行う。そのため、特許文献１に記載の電気車は、空転または滑走の発生そのものを防ぐことはできない、という問題があった。
　車輪がレールと接触する踏面がレールとの摩擦によって徐々に損傷すると、車輪が変形したり、踏面が荒れたりして、電気車の走行時に振動、騒音などが発生する。この場合、車輪を規定された形状に削り直す車輪の修繕作業が必要となる。また、車輪を削り直すと車輪の直径が小さくなるので、規定されたサイズまで車輪を削ると、車輪を新品と交換する必要がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気車が備える車輪の修繕および交換の頻度を低減可能な制御装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の制御装置は、電気車の車輪の回転状態を検出するセンサから取得した情報に基づいて、車輪の空転および車輪の滑走のうち少なくとも一方を検出し、空転滑走情報を生成するデータ処理部と、データ処理部から取得した空転滑走情報を用いて、車輪の挙動を示すデータベースを生成するデータベース生成部と、データベースに基づいて、電気車の加減速指令情報を生成する加減速指令情報生成部と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、制御装置は、電気車が備える車輪の修繕および交換の頻度を低減できる、という効果を奏する。
本実施の形態に係る制御システムの構成例を示すブロック図 本実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャート 本実施の形態のデータベース生成部が生成するデータベースの例を示す図 本実施の形態に係る制御システムが備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 本実施の形態に係る制御システムが備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態に係る制御装置、制御システムおよび制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態に係る制御システム２００の構成例を示すブロック図である。制御システム２００は、電気車３００が備える車輪１の空転および滑走を抑制するシステムである。図１では、一例として、制御システム２００が電気車３００に搭載されている例を示している。図１に示すように、制御システム２００は、センサ１０と、データ処理部２０と、データベース生成部３０と、加減速指令情報生成部４０と、推進制御装置５０と、電動機６０と、ブレーキ制御装置７０と、摩擦ブレーキ８０と、を備える。また、図１に示すように、制御システム２００では、データ処理部２０、データベース生成部３０、および加減速指令情報生成部４０で制御装置１００を構成する。制御システム２００が備える各構成について、制御システム２００の動作とともに説明する。図２は、本実施の形態に係る制御システム２００の動作を示すフローチャートである。
　車輪１は、電気車３００の図示しない台車に設置され、機械的に接続された電動機６０によって駆動される。車輪１は、摩擦ブレーキ８０によって回転を抑制される。また、車輪１は、図示しないレールの上に配置され、電気車３００の車体を支持するとともに、レールに沿って電気車３００を走行させる。
　センサ１０は、車輪１の回転状態を検出する（ステップＳＴ１）。回転状態とは、例えば、車輪１の単位時間あたりの回転数、車輪１の回転加速度などである。センサ１０は、回転状態を示す回転状態情報Ｓ１として、車輪１の単位時間あたりの回転数、または回転加速度を示す情報を出力する。なお、センサ１０は、検出した車輪１の単位時間あたりの回転数から車輪１の回転速度を算出し、車輪１の回転速度の情報を回転状態情報Ｓ１として出力してもよい。また、センサ１０は、車輪１を撮影し、撮影の結果得られた車輪１の画像から回転状態を判定して回転状態情報Ｓ１として出力してもよい。センサ１０は、１つの機器からなる構成であってもよいし、複数の機器からなる構成であってもよい。
　データ処理部２０は、センサ１０から取得した回転状態情報Ｓ１に基づいて、電気車３００の加速中の車輪１の空転、および電気車３００の減速中、すなわちブレーキ中の車輪１の滑走を検出する（ステップＳＴ２）。データ処理部２０は、例えば、車輪１の回転速度、回転加速度などの大きさが規定された閾値を超過したか否かを判定することなどによって、車輪１の空転を検出することができる。すなわち、データ処理部２０は、電気車３００の加速中において、現在の車輪１の回転速度が、想定される車輪１の回転速度を超えてしまった場合、車輪１が空転していると判定することができる。また、データ処理部２０は、例えば、車輪１の回転速度、回転加速度などの大きさが規定された閾値を下回ったか否かを判定することなどによって、車輪１の滑走を検出することができる。すなわち、データ処理部２０は、電気車３００の減速中において、現在の車輪１の回転速度が、想定される車輪１の回転速度を下回ってしまった場合、車輪１が滑走していると判定することができる。
　データ処理部２０は、電気車３００の走行状態、すなわち加速中か減速中かの情報については、例えば、推進制御装置５０などから取得することができる。そのため、データ処理部２０は、電気車３００が加速中は空転のみを検出するようにしてもよいし、電気車３００が減速中は滑走のみを検出するようにしてもよいし、電気車３００が加速中か減速中かに関係なく、常に空転および滑走を検出するようにしてもよい。データ処理部２０は、回転状態情報Ｓ１に含まれる車輪１の回転速度および車輪１の回転加速度のうち少なくとも１つに基づいて、車輪１の空転、および車輪１の滑走を判定してもよい。データ処理部２０は、加速中の車輪１の空転または減速中の車輪１の滑走を判定した判定結果として空転滑走情報Ｓ２を生成して出力する。
　なお、データ処理部２０は、電気車３００の車輪１の空転または電気車３００の車輪１の滑走のうち一方のみを検出してもよい。すなわち、データ処理部２０は、センサ１０から取得した回転状態情報Ｓ１に基づいて、車輪１の空転および車輪１の滑走のうち少なくとも一方を検出し、空転滑走情報Ｓ２を生成してもよい。また、データ処理部２０は、空転滑走情報Ｓ２に、車輪１の空転の発生有無と発生している場合は発生の度合い、車輪１の滑走の発生有無と発生している場合は発生の度合いなどを含めてもよい。発生の度合いとは、例えば、車輪１の回転速度、回転加速度などの大きさと前述の閾値との差分、空転または滑走が発生、すなわち継続している期間などである。
　データベース生成部３０は、データ処理部２０から取得した空転滑走情報Ｓ２を用いて、車輪１の挙動を示すデータベース３１を生成する（ステップＳＴ３）。具体的には、データベース生成部３０は、データ処理部２０から取得した空転滑走情報Ｓ２と、電気車３００の走行位置を示す走行位置情報Ｓ５とを用いて、車輪１の空転が発生した電気車３００の走行位置または車輪１の滑走が発生した電気車３００の走行位置と、当該位置で発生したものが空転または滑走であるかを示す情報と、を対応付けた空転滑走位置情報Ｓ３であるデータベース３１を作成する。すなわち、データベース生成部３０は、空転滑走情報Ｓ２と走行位置情報Ｓ５とに基づいて、車輪１の空転または滑走が検出された位置と電気車３００の走行位置とを対応付けた空転滑走位置情報Ｓ３を生成し、空転滑走位置情報Ｓ３を含むデータベース３１を生成する。
　電気車３００の走行位置を示す走行位置情報Ｓ５で示される電気車３００の位置については、電気車３００が走行するレールの起点からの距離でもよいし、地図上の絶対位置などでもよい。データベース生成部３０は、レールの起点からの距離については、電気車３００が備える図示しない速度発電機から得られる情報に基づいて求めることができる。また、データベース生成部３０は、地図上の絶対位置については、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）などを利用することで求めることができる。データベース生成部３０は、空転または滑走が生じた位置に関するデータベース３１を作成するため、空転滑走情報Ｓ２と、空転または滑走が生じた地点に相当する走行位置情報Ｓ５とを対としたデータを、空転または滑走が生じた都度、データベース３１に蓄積する。
　なお、データベース生成部３０は、さらに、付加情報Ｓ６として、電動機６０が発生している電気車３００の加速力または減速力を示す加減速力情報を取得してもよい。この場合、データベース生成部３０は、前述の空転滑走位置情報Ｓ３に、電気車３００の加速力または減速力を示す加減速力情報を付加したデータベース３１を生成する。データベース生成部３０は、加減速力情報について、推進制御装置５０の内部信号である電動機６０への力行指令信号、ブレーキ力信号、トルク指令信号などから得ることができる。こうすることで、データベース生成部３０は、どのような加速力のときに空転が生じたのか、また、どのような減速力のときに滑走が生じたのかの情報をデータベース３１に含めることができる。これにより、制御システム２００は、状況に応じたよりきめ細かい制御を実行できる。
　また、データベース生成部３０は、さらに、付加情報Ｓ６として、時刻情報を取得してもよい。この場合、データベース生成部３０は、前述の空転滑走位置情報Ｓ３に、時刻情報を付加したデータベース３１を生成する。こうすることで、データベース生成部３０は、どのような時間帯で空転または滑走が生じたのかの情報をデータベース３１に含めることができる。時間帯とは、例えば、レールに結露が生じやすい早朝、深夜などである。これにより、制御システム２００は、状況に応じたよりきめ細かい制御を実行できる。
　また、データベース生成部３０は、さらに、付加情報Ｓ６として、電気車３００の走行位置の天候を示す天候情報を取得してもよい。この場合、データベース生成部３０は、前述の空転滑走位置情報Ｓ３に、電気車３００の走行位置の天候を示す天候情報を付加したデータベース３１を生成する。天候情報とは、例えば、電気車３００の走行位置における温度、降雨または降雪情報、湿度情報などの一部または全部を含むものである。このようにすることで、データベース生成部３０は、どのような天候条件で空転または滑走が生じたのかの情報をデータベース３１に含めることができる。これにより、制御システム２００は、状況に応じたよりきめ細かい制御を実行できる。
　また、データベース生成部３０は、さらに、付加情報Ｓ６として、電気車３００に掛かる荷重を示す荷重情報を取得してもよい。この場合、データベース生成部３０は、前述の空転滑走位置情報Ｓ３に、電気車３００に掛かる荷重を示す荷重情報を付加したデータベース３１を生成する。荷重情報とは、電気車３００に搭載している荷物、乗客などの質量を含む情報である。このようにすることで、データベース生成部３０は、どのような荷重条件で空転または滑走が生じたのかの情報をデータベース３１に含めることができる。例えば、荷重が軽い場合、車輪１とレールとの間の摩擦係数が低下するため、車輪１において、空転および滑走が生じやすくなることが想定される。これにより、制御システム２００は、状況に応じたよりきめ細かい制御を実行できる。
　データベース生成部３０は、生成したデータベース３１である空転滑走位置情報Ｓ３を出力する。なお、データベース生成部３０は、空転滑走位置情報Ｓ３を共有情報Ｓ７として、同様の制御システム２００を備える他の電気車３００との間で送受信し、各電気車３００の空転滑走位置情報Ｓ３を相互に共有するようにしてもよい。こうすることで、制御システム２００は、より早くデータベース３１を充実化できる。データベース生成部３０は、実際には、図示しない通信部を介して、他の電気車３００との間で共有情報Ｓ７を送受信する。データベース生成部３０は、直接他の電気車３００と共有情報Ｓ７を送受信してもよいし、図示しない運行管理システムなどの地上設備を経由して、他の電気車３００と共有情報Ｓ７を送受信してもよい。
　なお、データベース生成部３０は、付加情報Ｓ６として利用可能な情報は１つに限定されず、付加情報Ｓ６として複数の情報を利用してもよい。図３は、本実施の形態のデータベース生成部３０が生成するデータベース３１の例を示す図である。図３に示すように、データベース３１には、走行位置情報Ｓ５で示される電気車３００の各走行位置に対応付けて、空転滑走情報、加減速力情報、時刻情報、天候情報、および荷重情報の各情報が記憶されている。電気車３００の車輪１で発生する空転または滑走は、数秒間継続することも想定される。そのため、データベース３１に、時刻情報に関連して空転または滑走の継続期間の情報が記憶されていてもよい。データベース生成部３０は、空転滑走情報Ｓ２に車輪１の空転または滑走の発生の度合いの情報が含まれる場合、空転滑走情報Ｓ２に含まれる空転または滑走の発生の度合いの情報をデータベース３１に記憶させてもよい。
　また、データベース３１には、さらに、電気車３００の車両型式を示す型式情報、電気車３００の運用開始または電気車３００の車輪１を交換してから電気車３００の走行距離を示す走行距離情報、電気車３００の運用開始または電気車３００の車輪１を交換してから電気車３００の使用期間を示す使用期間情報、および車輪１の表面状態を示す表面状態情報の各情報が記憶されていてもよい。
　型式情報は、他の電気車３００との間で空転滑走位置情報Ｓ３を相互に共有する場合において、電気車３００の種類によって各情報の傾向の違いが認識できるようにするために用いる情報である。走行距離情報および使用期間情報は、車輪１の交換時期が電気車３００の走行距離または使用期間で示されている場合に、車輪１の交換時期の目安を示すための情報である。走行距離情報および使用期間情報については、データベース生成部３０が、データ処理部２０から取得する空転滑走情報Ｓ２に基づいてデータベース３１を更新してもよいし、電気車３００の保守を行う保守担当者がデータベース３１を更新してもよい。保守担当者は、点検時に測定した車輪１の車輪径の情報をデータベース３１に記憶させてもよい。車輪１は、電気車３００の走行によって徐々に摩耗していくため、車輪径は徐々に小さくなっていく。車輪１の車輪径が小さくなると、車輪１の１回転あたりの電気車３００の走行距離が短くなる。そのため、車輪１の車輪径の情報は、後段の加減速指令情報生成部４０が加減速指令情報Ｓ４を生成する際に有用な情報となる。表面状態情報は、例えば、センサ１０として車輪１の表面、すなわちレールと接する踏面の状態を検出可能なカメラなどの撮像機器が電気車３００に設置されている場合に、当該車輪１の表面の状態を表す情報である。なお、電気車３００では、各駅停車、急行などの運行形態の種別によって、同じ走行位置でも規定されている速度が異なる場合がある。そのため、データベース３１に、電気車３００の運行形態の情報が記憶されていてもよい。
　加減速指令情報生成部４０は、データベース生成部３０で生成されたデータベース３１、すなわち空転滑走位置情報Ｓ３に基づいて、電気車３００の加減速を制御するための加減速指令情報Ｓ４を生成する。加減速指令情報Ｓ４とは、電気車３００の加速力または電気車３００の減速力の大きさを含む情報である。加減速指令情報Ｓ４は、例えば、加速および減速のタイミングを示す走行パターンであってもよいし、加減速力を含む走行制御指令、運転指令、加減速指令などの信号であってもよい。加減速指令情報生成部４０は、データベース生成部３０で生成されたデータベース３１に電気車３００の車輪１の車輪径の情報が記憶されている場合、車輪１の車輪径の情報を用いてもよい。この場合、加減速指令情報生成部４０は、車輪１の車輪径による制御内容の違いを、機械学習によって学習しておいてもよい。
　加減速指令情報生成部４０は、ある路線を起点から終点まで決められたダイヤで走行するための電気車３００の位置と当該位置におけるあるべき走行速度とがセットになった基本位置速度情報をあらかじめ有している。加減速指令情報生成部４０は、基本位置速度情報に実際の電気車３００の速度が一致するように加速力または減速力を設定し、加減速指令情報Ｓ４を生成する。加速力の大きさについては、電動機６０が発生可能な最大力行トルクに対する割合であってもよい。また、減速力の大きさについては、電動機６０が発生可能な最大ブレーキトルクに対する割合であってもよい。減速力の大きさについては、摩擦ブレーキ８０が発生可能な最大ブレーキ力に対する割合であってもよい。
　加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の走行位置情報Ｓ５に基づいて、電気車３００の現在の走行位置で、空転滑走位置情報Ｓ３すなわちデータベース３１を検索する。加減速指令情報生成部４０は、データベース生成部３０から出力される空転滑走位置情報Ｓ３から、走行位置情報Ｓ５で得られる電気車３００の現在の走行位置に該当する情報を抽出してもよい。また、加減速指令情報生成部４０は、走行位置情報Ｓ５で得られる電気車３００の現在の走行位置に基づいてデータベース３１を照合し、現在の走行位置に該当する情報を読み出してもよい。
　加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置が、車輪１の空転が発生している位置であると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の加速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置が、車輪１の空転が発生している位置に近い位置であると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の加速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成してもよい。空転が発生している位置に近い位置とは、例えば、電気車３００の現在の走行位置と車輪１の空転が発生している位置との差異が規定された範囲内の場合である。また、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置が、車輪１の滑走が発生している位置であると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置が、車輪１の滑走が発生している位置に近い位置であると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成してもよい。滑走が発生している位置に近い位置とは、例えば、電気車３００の現在の走行位置と車輪１の滑走が発生している位置との差異が規定された範囲内の場合である。なお、規定された値より小さい値とは、規定された値の絶対値よりも絶対値が小さくなる値のことである。すなわち、加減速指令情報生成部４０は、規定された値より小さい値に設定することによって、加速力または減速力を、本来の加速力または減速力よりも弱める制御を行う。以降についても同様とする。
　また、加減速指令情報生成部４０は、付加情報Ｓ６として、天候情報を取得してもよい。この場合、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の走行位置情報Ｓ５および天候情報に基づいて、空転滑走位置情報Ｓ３すなわちデータベース３１を検索する。加減速指令情報生成部４０は、データベース生成部３０から出力される空転滑走位置情報Ｓ３から、走行位置情報Ｓ５で得られる電気車３００の現在の走行位置および付加情報Ｓ６である天候情報に該当する情報を抽出してもよい。また、加減速指令情報生成部４０は、走行位置情報Ｓ５で得られる電気車３００の現在の走行位置および付加情報Ｓ６である天候情報に基づいてデータベース３１を照合し、現在の走行位置および天候情報に該当する情報を読み出してもよい。
　加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置および電気車３００の現在の走行位置の天候が、車輪１の空転が発生している条件と一致すると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の加速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置および電気車３００の現在の走行位置の天候が、車輪１の空転が発生している条件と類似すると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の加速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成してもよい。また、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置および電気車３００の現在の走行位置の天候が、車輪１の滑走が発生している条件と一致すると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置および電気車３００の現在の走行位置の天候が、車輪１の滑走が発生している条件と類似すると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成してもよい。類似する場合とは、走行位置については、前述の近い位置の場合と同様であり、天候については、例えば、温度の差分が規定された範囲内、降水量の差分が規定された範囲内などの場合である。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置の条件が一致しても天候の条件が一致しない場合、通常通りの規定された値の加減速指令情報Ｓ４を生成する。
　また、加減速指令情報生成部４０は、付加情報Ｓ６として、荷重情報を取得してもよい。この場合、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の走行位置情報Ｓ５および荷重情報に基づいて、空転滑走位置情報Ｓ３すなわちデータベース３１を検索する。加減速指令情報生成部４０は、データベース生成部３０から出力される空転滑走位置情報Ｓ３から、走行位置情報Ｓ５で得られる電気車３００の現在の走行位置および付加情報Ｓ６である荷重情報に該当する情報を抽出してもよい。また、加減速指令情報生成部４０は、走行位置情報Ｓ５で得られる電気車３００の現在の走行位置および付加情報Ｓ６である荷重情報に基づいてデータベース３１を照合し、現在の走行位置および荷重情報に該当する情報を読み出してもよい。
　加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置および電気車３００に掛かる荷重が、車輪１の空転が発生している条件と一致すると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の加速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置および電気車３００に掛かる荷重が、車輪１の空転が発生している条件と類似すると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の加速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成してもよい。また、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置および電気車３００に掛かる荷重が、車輪１の滑走が発生している条件と一致すると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置および電気車３００に掛かる荷重が、車輪１の滑走が発生している条件と類似すると判定した場合、電気車３００の加減速を制御する制御信号として、電気車３００の減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成してもよい。類似する場合とは、走行位置については、前述の近い位置の場合と同様であり、荷重については、例えば、荷重の差分が規定された範囲内の場合である。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置の条件が一致しても荷重の条件が一致しない場合、通常通りの規定された値の加減速指令情報Ｓ４を生成する。
　このように構成することで、加減速指令情報生成部４０は、天候、荷重などの条件に基づいてよりきめ細かい加速力または減速力の決定が可能となる。
　加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置が車輪１の空転が発生する位置の場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、加速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する（ステップＳＴ５）。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置が車輪１の空転が発生する位置ではないが（ステップＳＴ４：Ｎｏ）、車輪１の滑走が発生する位置の場合（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）、減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する（ステップＳＴ７）。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置が車輪１の滑走が発生する位置ではない場合（ステップＳＴ６：Ｎｏ）、規定された値の加減速指令情報Ｓ４を生成する（ステップＳＴ８）。
　以上のように、加減速指令情報生成部４０は、加減速指令情報Ｓ４を生成する機能を有する。加減速指令情報生成部４０は、少なくとも走行位置情報Ｓ５と空転滑走位置情報Ｓ３との照合を行う。加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の現在の走行位置が車輪１の空転または車輪１の滑走が発生している位置であると判定した場合、電気車３００の加速力または減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報Ｓ４を生成する。
　加減速指令情報生成部４０において、車輪１の空転または車輪１の滑走が発生している位置であると判定する論理については、種々のものが考えられる。加減速指令情報生成部４０は、例えば、当該位置で一度でも空転または滑走が発生した場合に空転または滑走が発生すると判定してもよいし、当該位置で空転または滑走が発生した確率に基づいて判定してもよい。また、加減速指令情報生成部４０は、当該位置での空転または滑走の度合いに基づいて判定してもよい。
　また、加減速指令情報生成部４０において、どの程度加速力または減速力を小さくするかを決定する論理についても、種々のものが考えられる。加減速指令情報生成部４０は、例えば、当該位置で一度でも空転または滑走が発生した場合、あらかじめ決定しておいた割合または量を基の加速力または減速力に反映させてもよいし、空転または滑走が発生した確率に基づいてあらかじめ決定しておいた割合または量を基の加速力または減速力に反映させてもよい。また、加減速指令情報生成部４０は、空転または滑走の度合いに基づいて、あらかじめ決定しておいた割合または量を基の加速力または減速力に反映させてもよい。
　加減速指令情報生成部４０は、例えば、車輪１の空転または車輪１の滑走が発生した場合の継続期間、前述の閾値との差分、天候情報に含まれる温度などの各情報について、規定された電気車３００の加速力または減速力に対してどの程度、値を小さくすればよいのかを示す情報をあらかじめ保持しておいてもよい。すなわち、加減速指令情報生成部４０は、車輪１の空転または車輪１の滑走が発生した場合の継続期間、前述の閾値との差分、天候情報に含まれる温度などの各情報に基づいて、規定された電気車３００の加速力または減速力を小さくする比率、減算する量などを選択するようにしてもよい。
　加減速指令情報生成部４０は、車輪１の空転または車輪１の滑走が発生している位置であるか否かの判定、および、どの程度加速力または減速力を小さくするかの値の決定について、機械学習を行ってもよい。加減速指令情報生成部４０は、例えば、空転滑走位置情報Ｓ３、走行位置情報Ｓ５、および付加情報Ｓ６の組み合わせによって作成されるデータセットに基づいて学習する。加減速指令情報生成部４０は、例えば、ニューラルネットワークモデルに従って、いわゆる教師あり学習によって、位置の判定、値の決定などを学習する。教師あり学習とは、ある入力と結果のデータの組を大量に学習装置に与えることであり、それらのデータセットにある特徴を学習し、入力から結果を推定するモデルをいう。また、ニューラルネットワークは、いわゆる教師なし学習によって学習することもできる。教師なし学習とは、入力データのみを大量に加減速指令情報生成部４０に与えることで、入力データがどのような分布をしているか学習し、対応する教師データを与えなくても、入力データに対して圧縮、分類、整形などを行い学習する手法である。また、加減速指令情報生成部４０に用いられる学習アルゴリズムとして、特徴量そのものの抽出を学習する、深層学習（Deep　Learning）を用いることもできる。また、加減速指令情報生成部４０は、他の公知の方法、例えば、遺伝的プログラミング、機能論理プログラミング、サポートベクターマシンなどに従って機械学習を実行してもよい。
　また、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の車輪１が交換された場合、またはレールが交換された場合、交換の前後で制御内容、すなわち加減速指令情報Ｓ４の内容が異なることが想定される。この場合、加減速指令情報生成部４０は、制御内容の差異を機械学習しておき、同様の傾向が規定された回数継続した場合、電気車３００の車輪１またはレールが交換されたものと判断して制御を行うようにしてもよい。なお、電気車３００の車輪１の交換、およびレールの交換の情報については、保守担当者が制御システム２００に登録するようにしてもよいし、図示しない管理装置から自動的に登録されるようにしてもよい。
　なお、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の加速力を規定された値より小さく設定した場合、電気車３００の加速力を規定された値より小さく設定した位置と異なる位置において、電気車３００の加速力を規定された値より大きく設定した加減速指令情報Ｓ４、または電気車３００の加速時間を規定された時間より長く設定した加減速指令情報Ｓ４を生成してもよい。
　同様に、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の減速力を規定された値より小さく設定した場合、電気車３００の減速力を規定された値より小さく設定した位置と異なる位置において、電気車３００の減速力を規定された値より大きく設定した加減速指令情報Ｓ４、または電気車３００の減速時間を規定された時間より長く設定した加減速指令情報Ｓ４を生成してもよい。
　このようにすることで、加減速指令情報生成部４０は、空転または滑走が発生しやすい条件においても、電気車３００の全体の走行時間が遅延しないように電気車３００を走行させることができる。
　なお、加減速指令情報生成部４０は、電気車３００の加速力または減速力を規定された値から変更する状態が継続し、かつ変更内容が同じ場合、基の規定された加速力または減速力の値を変更するようにしてもよい。
　推進制御装置５０は、図示しないインバータなどで構成される制御装置である。推進制御装置５０は、加減速指令情報生成部４０で生成された加減速指令情報に基づいて、車輪１を駆動する電動機６０への駆動制御を行う。具体的には、推進制御装置５０は、加減速指令情報生成部４０から取得した加減速指令情報Ｓ４に基づいて、電動機６０への力行トルク指令または回生トルク指令を生成し、電動機６０に出力する。推進制御装置５０は、車輪１と接続された電動機６０の発生するトルクが、力行トルク指令または回生トルク指令に一致するように電動機６０を制御する（ステップＳＴ９）。
　電動機６０は、車輪１を駆動するモータである。電動機６０は、インバータなどで構成される前述の推進制御装置５０によって動作が制御される。
　ブレーキ制御装置７０は、車輪１と接続された摩擦ブレーキ８０の強さを調整する制御装置である。ブレーキ制御装置７０は、加減速指令情報生成部４０から取得した加減速指令情報Ｓ４に基づいて、摩擦ブレーキ８０へのブレーキ力指令を生成し、摩擦ブレーキ８０に出力する。ブレーキ制御装置７０は、摩擦ブレーキ８０の発生するブレーキ力がブレーキ力指令に一致するように摩擦ブレーキ８０を制御する（ステップＳＴ１０）。
　摩擦ブレーキ８０は、制輪子などを車輪１の踏面などに押し当てて、摩擦によって制動力、すなわちブレーキ力を得る装置である。
　なお、本実施の形態では、具体的に、制御システム２００が電気車３００に搭載される場合について説明したが、これに限定されない。制御システム２００のうち、制御装置１００については、図示しない運行管理システムなどの地上設備に設置されてもよい。また、制御装置１００を構成するデータ処理部２０、データベース生成部３０、および加減速指令情報生成部４０のうち、一部が電気車３００に設置され、残りが運行管理システムなどの地上設備に設置されてもよい。制御装置１００の設置場所についての制限はない。
　つづいて、制御システム２００のハードウェア構成について説明する。制御システム２００において、制御装置１００以外の各構成、すなわち、センサ１０、推進制御装置５０、電動機６０、ブレーキ制御装置７０、および摩擦ブレーキ８０は、一般的な電気車に搭載される機器と同様の構成である。制御装置１００、すなわち、データ処理部２０、データベース生成部３０、および加減速指令情報生成部４０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
　図４は、本実施の形態に係る制御システム２００が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、制御システム２００の処理回路の各機能は、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。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、制御システム２００の処理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９２を備える。また、これらのプログラムは、制御システム２００の手順および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、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、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、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、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、またはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。
　図５は、本実施の形態に係る制御システム２００が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図５に示す処理回路９３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（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御システム２００の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。
　なお、制御システム２００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。このように、処理回路は、専用のハードウェア、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。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、制御システム２００は、落葉が多い場所、車の往来が多い踏切でレールに油分が付着しやすい地点など、空転または滑走が高頻度で発生する地点を事前に抽出し、空転または滑走が発生しないように先回りで加速力または減速力を、規定された値よりも小さい値に設定する。これにより、制御システム２００は、車輪１の空転または滑走の発生そのものを抑制することができる。この結果、制御システム２００は、推進制御装置５０、ブレーキ制御装置７０などにおいて空転滑走抑制制御が動作する機会が減少させ、電気車３００の車輪１が損傷することを防止でき、車輪１の修繕および交換の頻度を低減させることができる。
　また、制御システム２００は、車輪１の修繕および交換の頻度が低減することによって、作業員などによるメンテナンス作業負担、コストを低減させることができる。
　また、制御システム２００は、空転滑走を発生させない加減速度に制御することができるため、過渡的な加減速度の変化の発生が抑制されるので、電気車３００の乗り心地を改善することができる。また、制御システム２００は、さらに、天候情報、荷重情報などの条件を加味して空転または滑走が生じやすい条件を抽出し、より最適な加速力または減速力を設定することが可能となり、よりきめ細かい電気車３００の制御が可能となる。
　なお、制御システム２００は、どのように制御しても車輪１の空転または滑走の発生を抑えることができない場合、当該位置においてレールに砂をまくなど、車輪１とレールとの間の摩擦力を向上させる制御を行ってもよい。これにより、制御システム２００は、さらに、車輪１の空転または滑走の発生そのものを抑制することができる。なお、制御システム２００は、後続の電気車３００に対して、砂をまいたことを通知してもよい。これにより、後続の電気車３００が備える制御システム２００は、レールに砂がまかれていることをふまえたうえで、車輪１の空転または滑走の発生を抑える制御を行うことができる。
　また、制御システム２００は、電気車３００の加速力または減速力を規定された値よりも小さい値に設定する、すなわち電気車３００の加速力または減速力を本来よりも弱めるように制御する。この場合、電気車３００が日常的に遅延する可能性がある。しかしながら、車輪１、レールなどの設備の変更、天候などの環境の変化によって、車輪１とレールとの間の摩擦係数の低下が抑制されることも考えられる。そのため、制御システム２００は、電気車３００の加速力または減速力がある値に収束したと判断した場合、電気車３００の加速力または減速力を収束した値よりも大きくする、すなわち電気車３００の加速力または減速力を強めるように制御することを試行してもよい。制御システム２００は、試験的に電気車３００の加速力または減速力を収束した値よりも大きくした結果、空転または滑走が発生した場合、電気車３００の加速力または減速力を収束した値に戻す。制御システム２００は、試験的に電気車３００の加速力または減速力を収束した値よりも大きくした結果、空転または滑走が発生しなかった場合、電気車３００の加速力または減速力を、収束した値よりも大きくした値に変更する。このように、電気車３００の加速力または減速力を変化させ、試行することによって、電気車３００は、常に最適な加速力または減速力で走行することができる。その結果、制御システム２００による電気車３００の日常的な遅延を抑制することができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　さらに、本実施の形態では、電気車３００の制御装置１００への適用を考慮して説明しているが、適用分野はこれに限られるものではなく、種々の関連分野への応用が可能であることも言うまでもない。
　１　車輪、１０　センサ、２０　データ処理部、３０　データベース生成部、３１　データベース、４０　加減速指令情報生成部、５０　推進制御装置、６０　電動機、７０　ブレーキ制御装置、８０　摩擦ブレーキ、１００　制御装置、２００　制御システム、３００　電気車。

Claims (18)

  1. 　電気車の車輪の回転状態を検出するセンサから取得した情報に基づいて、前記車輪の空転および前記車輪の滑走のうち少なくとも一方を検出し、空転滑走情報を生成するデータ処理部と、
    　前記データ処理部から取得した前記空転滑走情報を用いて、前記車輪の挙動を示すデータベースを生成するデータベース生成部と、
    　前記データベースに基づいて、前記電気車の加減速指令情報を生成する加減速指令情報生成部と、
    　を備えることを特徴とする制御装置。
  2. 　前記データ処理部は、前記センサから取得した情報として、前記車輪の回転速度および前記車輪の回転加速度のうち少なくとも１つに基づいて、前記電気車の加速中の前記車輪の空転、および前記電気車の減速中の前記車輪の滑走のうち少なくとも一方を検出し、前記空転滑走情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記データベース生成部は、前記空転滑走情報と前記電気車の走行位置を示す走行位置情報とに基づいて、前記車輪の空転または滑走が検出された位置と前記電気車の走行位置とを対応付けた空転滑走位置情報を生成し、前記空転滑走位置情報を含む前記データベースを生成する、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
  4. 　前記データベース生成部は、前記空転滑走位置情報に、前記電気車の加速力または減速力を示す加減速力情報を付加した前記データベースを生成する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
  5. 　前記データベース生成部は、前記空転滑走位置情報に、時刻情報を付加した前記データベースを生成する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
  6. 　前記データベース生成部は、前記空転滑走位置情報に、前記電気車の走行位置の天候を示す天候情報を付加した前記データベースを生成する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
  7. 　前記データベース生成部は、前記空転滑走位置情報に、前記電気車に掛かる荷重を示す荷重情報を付加した前記データベースを生成する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
  8. 　前記加減速指令情報生成部は、前記データベースに基づいて、前記電気車の加減速を制御する制御信号として、加速力または減速力の大きさを含む加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の制御装置。
  9. 　前記加減速指令情報生成部は、前記走行位置情報に基づいて前記データベースを検索し、前記電気車の現在の走行位置が前記車輪の空転が発生している位置または空転が発生している位置に近い位置と判定した場合、前記電気車の加減速を制御する制御信号として、前記電気車の加速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
  10. 　前記加減速指令情報生成部は、前記走行位置情報および前記天候情報に基づいて前記データベースを検索し、前記電気車の現在の走行位置および前記電気車の現在の走行位置の天候が前記車輪の空転が発生している条件と一致するまたは類似すると判定した場合、前記電気車の加減速を制御する制御信号として、前記電気車の加速力を規定された値より小さく設定した加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
  11. 　前記加減速指令情報生成部は、前記走行位置情報および前記荷重情報に基づいて前記データベースを検索し、前記電気車の現在の走行位置および前記電気車に掛かる荷重が前記車輪の空転が発生している条件と一致するまたは類似すると判定した場合、前記電気車の加減速を制御する制御信号として、前記電気車の加速力を規定された値より小さく設定した加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
  12. 　前記加減速指令情報生成部は、前記走行位置情報に基づいて前記データベースを検索し、前記電気車の現在の走行位置が前記車輪の滑走が発生している位置または滑走が発生している位置に近い位置と判定した場合、前記電気車の加減速を制御する制御信号として、前記電気車の減速力を規定された値より小さい値に設定した加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
  13. 　前記加減速指令情報生成部は、前記走行位置情報および前記天候情報に基づいて前記データベースを検索し、前記電気車の現在の走行位置および前記電気車の現在の走行位置の天候が前記車輪の滑走が発生している条件と一致するまたは類似すると判定した場合、前記電気車の加減速を制御する制御信号として、前記電気車の減速力を規定された値より小さく設定した加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
  14. 　前記加減速指令情報生成部は、前記走行位置情報および前記荷重情報に基づいて前記データベースを検索し、前記電気車の現在の走行位置および前記電気車に掛かる荷重が前記車輪の滑走が発生している条件と一致するまたは類似すると判定した場合、前記電気車の加減速を制御する制御信号として、前記電気車の減速力を規定された値より小さく設定した加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
  15. 　前記加減速指令情報生成部は、前記電気車の加速力を規定された値より小さく設定した場合、前記電気車の加速力を規定された値より小さく設定した位置と異なる位置において、前記電気車の加速力を規定された値より大きく設定した加減速指令情報、または前記電気車の加速時間を規定された時間より長く設定した加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
  16. 　前記加減速指令情報生成部は、前記電気車の減速力を規定された値より小さく設定した場合、前記電気車の減速力を規定された値より小さく設定した位置と異なる位置において、前記電気車の減速力を規定された値より大きく設定した加減速指令情報、または前記電気車の減速時間を規定された時間より長く設定した加減速指令情報を生成する、
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
  17. 　請求項１から１６のいずれか１つに記載の制御装置と、
    　電気車の車輪の回転状態を検出するセンサと、
    　前記制御装置が備える加減速指令情報生成部で生成された加減速指令情報に基づいて、前記車輪を駆動する電動機への駆動制御を行う推進制御装置と、
    　を備えることを特徴とする制御システム。
  18. 　データ処理部が、電気車の車輪の回転状態を検出するセンサから取得した情報に基づいて、前記車輪の空転および前記車輪の滑走のうち少なくとも一方を検出し、空転滑走情報を生成する第１のステップと、
    　データベース生成部が、前記データ処理部から取得した前記空転滑走情報を用いて、前記車輪の挙動を示すデータベースを生成する第２のステップと、
    　加減速指令情報生成部が、前記データベースに基づいて、前記電気車の加減速指令情報を生成する第３のステップと、
    　を含むことを特徴とする制御方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115871724A (zh) * 2023-01-29 2023-03-31 卡斯柯信号(北京)有限公司 控制撒砂设备的方法和装置
WO2024106102A1 (ja) * 2022-11-15 2024-05-23 三菱重工業株式会社 データ蓄積装置、車両の制御装置、データ蓄積システム、データ蓄積方法、およびプログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1169506A (ja) * 1997-08-08 1999-03-09 Mitsubishi Electric Corp 電気車制御装置
JP2006050798A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Hitachi Ltd 車両制御システム及び地上システム
JP2009118543A (ja) * 2007-11-01 2009-05-28 Toyo Electric Mfg Co Ltd 鉄道車両用運行支援装置
JP2010004662A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Toshiba Corp 列車制御装置
JP2017055607A (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 株式会社日立製作所 編成制御装置，車両駆動システム及び編成列車

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1169506A (ja) * 1997-08-08 1999-03-09 Mitsubishi Electric Corp 電気車制御装置
JP2006050798A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Hitachi Ltd 車両制御システム及び地上システム
JP2009118543A (ja) * 2007-11-01 2009-05-28 Toyo Electric Mfg Co Ltd 鉄道車両用運行支援装置
JP2010004662A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Toshiba Corp 列車制御装置
JP2017055607A (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 株式会社日立製作所 編成制御装置，車両駆動システム及び編成列車

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024106102A1 (ja) * 2022-11-15 2024-05-23 三菱重工業株式会社 データ蓄積装置、車両の制御装置、データ蓄積システム、データ蓄積方法、およびプログラム
CN115871724A (zh) * 2023-01-29 2023-03-31 卡斯柯信号(北京)有限公司 控制撒砂设备的方法和装置

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