JP2000224708A - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動車の接線力係数の推定値をもとに、付随
車で滑走を発生することなく、粘着限界に近い空気ブレ
ーキ力を発生させる電気車制御装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 電動車の電気車制御装置において、最小
次元外乱オブザーバによって各制御周期毎に電動車の接
線力係数を推定し、この推定接線力係数を付随車のブレ
ーキ制御装置に出力し、電動車より受信した推定接線力
係数に対応したブレーキ力あるいはそれよりも若干下回
る値を空気ブレーキ力の上限値として制御することで、
滑走を発生することなく良好な乗り心地を保ちつつ粘着
力の有効利用を図った付随車空気ブレーキ力制御であ
る。
車で滑走を発生することなく、粘着限界に近い空気ブレ
ーキ力を発生させる電気車制御装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 電動車の電気車制御装置において、最小
次元外乱オブザーバによって各制御周期毎に電動車の接
線力係数を推定し、この推定接線力係数を付随車のブレ
ーキ制御装置に出力し、電動車より受信した推定接線力
係数に対応したブレーキ力あるいはそれよりも若干下回
る値を空気ブレーキ力の上限値として制御することで、
滑走を発生することなく良好な乗り心地を保ちつつ粘着
力の有効利用を図った付随車空気ブレーキ力制御であ
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、電気車の良好な乗
り心地を維持しつつ粘着力の有効利用を図った再粘着制
御を実現する電気車制御装置に関するものである。
り心地を維持しつつ粘着力の有効利用を図った再粘着制
御を実現する電気車制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気車は車輪・レール間の接線力（粘着
力ともいう）によって加減速を行っているが、この接線
力は、一般にすべり速度に対して図４に破線で示すよう
な特性を有している。この接線力を軸重（車軸１軸当た
りのレールに加わる垂直荷重）で割ったものを接線力係
数、接線力係数の最大値を粘着係数という。図示の如
く、接線力の最大値を超えないトルクを主電動機である
いはブレーキ時に主電動機トルクに併せて主電動機に機
械的に結合された動軸（以下単に動軸と称する）の空気
ブレーキ力とで発生している場合は、空転・滑走は発生
せず、接線力の最大値より左側の微小なすべり速度の粘
着領域で電気車は走行する。もし最大値より大きなトル
クを発生するとすべり速度は増大し、接線力が低下する
のでますますすべり速度が増大する空転・滑走状態にな
るが、車輪およびレールが乾燥状態では主電動機で発生
するトルクあるいはブレーキ時には動軸の空気ブレーキ
力と主電動機トルクの合算値は接線力の最大値を超えな
いように車両の性能が設定されるので、空転・滑走は発
生しない。しかし、実線で示すように、レール面が雨等
によって湿潤状態にある場合は、粘着係数が低下して接
線力の最大値が車両の設定性能に対応したトルクより小
さくなる。この場合、すべり速度が増大し空転・滑走状
態になり、そのまま放置するとこれに対応して接線力が
低下し、車両の加速・減速に必要な加減速力がますます
低下してしまうので、迅速に空転・滑走を検出し、主電
動機が発生するトルクあるいはブレーキ時には動軸の空
気ブレーキ力と主電動機発生トルクとの合算値を低減し
て再粘着させることが必要になる。このようにトルクの
制御を行って再粘着させる場合、小さなすべり速度に抑
制しつつ、主電動機の発生トルクあるいは動軸の空気ブ
レーキ力と主電動機発生トルクとの合算値を極力接線力
の最大値近傍の値になるように制御することが、電気車
の加減速性能を高める上で必要である。
力ともいう）によって加減速を行っているが、この接線
力は、一般にすべり速度に対して図４に破線で示すよう
な特性を有している。この接線力を軸重（車軸１軸当た
りのレールに加わる垂直荷重）で割ったものを接線力係
数、接線力係数の最大値を粘着係数という。図示の如
く、接線力の最大値を超えないトルクを主電動機である
いはブレーキ時に主電動機トルクに併せて主電動機に機
械的に結合された動軸（以下単に動軸と称する）の空気
ブレーキ力とで発生している場合は、空転・滑走は発生
せず、接線力の最大値より左側の微小なすべり速度の粘
着領域で電気車は走行する。もし最大値より大きなトル
クを発生するとすべり速度は増大し、接線力が低下する
のでますますすべり速度が増大する空転・滑走状態にな
るが、車輪およびレールが乾燥状態では主電動機で発生
するトルクあるいはブレーキ時には動軸の空気ブレーキ
力と主電動機トルクの合算値は接線力の最大値を超えな
いように車両の性能が設定されるので、空転・滑走は発
生しない。しかし、実線で示すように、レール面が雨等
によって湿潤状態にある場合は、粘着係数が低下して接
線力の最大値が車両の設定性能に対応したトルクより小
さくなる。この場合、すべり速度が増大し空転・滑走状
態になり、そのまま放置するとこれに対応して接線力が
低下し、車両の加速・減速に必要な加減速力がますます
低下してしまうので、迅速に空転・滑走を検出し、主電
動機が発生するトルクあるいはブレーキ時には動軸の空
気ブレーキ力と主電動機発生トルクとの合算値を低減し
て再粘着させることが必要になる。このようにトルクの
制御を行って再粘着させる場合、小さなすべり速度に抑
制しつつ、主電動機の発生トルクあるいは動軸の空気ブ
レーキ力と主電動機発生トルクとの合算値を極力接線力
の最大値近傍の値になるように制御することが、電気車
の加減速性能を高める上で必要である。
【０００３】このような再粘着制御の実現を目的とした
方法として、主電動機の回転速度を検出し、この情報と
主電動機発生トルクの演算値または計測値を入力情報と
して最小次元外乱オブザーバを用いて車輪・レール間の
接線力係数を各制御周期毎に推定して、主電動機の発生
トルクを制御する方式が最近提案されている (参考文
献：外乱オブザーバを用いた電気車の接線力係数の推定
方法−第２報−、電気学会半導体電力変換器研究会、平
成10年１月30日)。この制御方式と同様に、動軸に空気
ブレーキ力が併せて付加されるブレーキ時についても最
小次元外乱オブザーバを用いて車輪・レール間の接線力
係数を推定して動軸のトルクを制御することが可能であ
り、この制御機能を有している電気車制御装置を搭載し
た電動車については、力行・ブレーキ時ともに良好な乗
り心地を保ちつつ主電動機の発生トルクを極力接線力の
最大値近傍に維持することができる。一方、この電動車
に隣接した付随車では、車軸端に付けた速度センサから
の速度情報をもとにブレーキ時に滑走の発生を検出し、
空気ブレーキ力を制御して滑走抑制制御をブレーキ制御
装置で行って、滑走を発生させて車輪踏面にフラットが
発生することを防止する措置が講じられている。しかし
実際には、空気ブレーキの応答が遅いことと、付随車の
レール面上でみた車輪・車軸等の回転部分の慣性モーメ
ントが付随車には電動車のようには主電動機や歯車が付
いていないために小さいことから、図３に示すように、
一旦滑走が発生すると急速に大きな滑走速度になり、こ
の滑走している車輪を再粘着させるためには、大きく空
気ブレーキ力を低下させることが必要であるのが現状で
ある。このため、ブレーキ時に乗り心地が悪化し、接線
力係数のピーク値近傍に対応した空気ブレーキ力を発生
することができないために、減速性能が低下するケース
が多い。最近空気ブレーキ力を高速制御してこの滑走速
度を小さい範囲に抑制する制御が開発されつつあるが、
乗り心地と粘着力の有効利用の観点からさらなる努力が
必要である。
方法として、主電動機の回転速度を検出し、この情報と
主電動機発生トルクの演算値または計測値を入力情報と
して最小次元外乱オブザーバを用いて車輪・レール間の
接線力係数を各制御周期毎に推定して、主電動機の発生
トルクを制御する方式が最近提案されている (参考文
献：外乱オブザーバを用いた電気車の接線力係数の推定
方法−第２報−、電気学会半導体電力変換器研究会、平
成10年１月30日)。この制御方式と同様に、動軸に空気
ブレーキ力が併せて付加されるブレーキ時についても最
小次元外乱オブザーバを用いて車輪・レール間の接線力
係数を推定して動軸のトルクを制御することが可能であ
り、この制御機能を有している電気車制御装置を搭載し
た電動車については、力行・ブレーキ時ともに良好な乗
り心地を保ちつつ主電動機の発生トルクを極力接線力の
最大値近傍に維持することができる。一方、この電動車
に隣接した付随車では、車軸端に付けた速度センサから
の速度情報をもとにブレーキ時に滑走の発生を検出し、
空気ブレーキ力を制御して滑走抑制制御をブレーキ制御
装置で行って、滑走を発生させて車輪踏面にフラットが
発生することを防止する措置が講じられている。しかし
実際には、空気ブレーキの応答が遅いことと、付随車の
レール面上でみた車輪・車軸等の回転部分の慣性モーメ
ントが付随車には電動車のようには主電動機や歯車が付
いていないために小さいことから、図３に示すように、
一旦滑走が発生すると急速に大きな滑走速度になり、こ
の滑走している車輪を再粘着させるためには、大きく空
気ブレーキ力を低下させることが必要であるのが現状で
ある。このため、ブレーキ時に乗り心地が悪化し、接線
力係数のピーク値近傍に対応した空気ブレーキ力を発生
することができないために、減速性能が低下するケース
が多い。最近空気ブレーキ力を高速制御してこの滑走速
度を小さい範囲に抑制する制御が開発されつつあるが、
乗り心地と粘着力の有効利用の観点からさらなる努力が
必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように湿潤状態
によって粘着係数の低下が発生した場合、付随車では空
気ブレーキの応答が遅いことと車輪・車軸等の回転部分
の慣性モーメントが小さいことから、一旦滑走が発生す
ると急速に大きな滑走速度になり、滑走車輪を再粘着さ
せるためには大きく空気ブレーキ力を低減しなければな
らない状況が発生し、乗り心地の悪化と粘着力の利用率
の低下を招くきらいがある。
によって粘着係数の低下が発生した場合、付随車では空
気ブレーキの応答が遅いことと車輪・車軸等の回転部分
の慣性モーメントが小さいことから、一旦滑走が発生す
ると急速に大きな滑走速度になり、滑走車輪を再粘着さ
せるためには大きく空気ブレーキ力を低減しなければな
らない状況が発生し、乗り心地の悪化と粘着力の利用率
の低下を招くきらいがある。
【０００５】本発明の目的は、電動車の接線力係数の推
定値をもとに、付随車で滑走を発生することなく粘着限
界に近い空気ブレーキ力を発生させて、良好な乗り心地
を保ちつつ粘着力の有効利用が可能な空気ブレーキ力制
御を実現させる手段を具備した電気車制御装置を提供す
ることにある。
定値をもとに、付随車で滑走を発生することなく粘着限
界に近い空気ブレーキ力を発生させて、良好な乗り心地
を保ちつつ粘着力の有効利用が可能な空気ブレーキ力制
御を実現させる手段を具備した電気車制御装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】電動車の電気車制御装置
において最小次元外乱オブザーバによって各制御周期毎
に電動車の接線力係数を推定し、この推定接線力係数を
付随車のブレーキ制御装置に出力し、付随車のブレーキ
制御装置では、電動車より受信した推定接線力係数に対
応したブレーキ力あるいはそれよりも若干下回る値を空
気ブレーキ力の上限値として制御することで、一般に電
動車に隣接した付随車の粘着係数は電動車の粘着係数に
近い値をとることから、滑走を発生することなく、した
がって良好な乗り心地を保ちつつ粘着力の有効利用を図
った付随車空気ブレーキ力制御を実現することができ
る。
において最小次元外乱オブザーバによって各制御周期毎
に電動車の接線力係数を推定し、この推定接線力係数を
付随車のブレーキ制御装置に出力し、付随車のブレーキ
制御装置では、電動車より受信した推定接線力係数に対
応したブレーキ力あるいはそれよりも若干下回る値を空
気ブレーキ力の上限値として制御することで、一般に電
動車に隣接した付随車の粘着係数は電動車の粘着係数に
近い値をとることから、滑走を発生することなく、した
がって良好な乗り心地を保ちつつ粘着力の有効利用を図
った付随車空気ブレーキ力制御を実現することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電気車制御装置に
ついて、図示の実施例を用いて詳細に説明する。図１は
本発明の請求項１に記載の実施例を示すブロック図、図
２は本発明の請求項１に記載の実施例による付随車での
空気ブレーキ力制御状態の例を示す図、図５は本発明の
請求項２に記載の実施例を示すブロック図である。
ついて、図示の実施例を用いて詳細に説明する。図１は
本発明の請求項１に記載の実施例を示すブロック図、図
２は本発明の請求項１に記載の実施例による付随車での
空気ブレーキ力制御状態の例を示す図、図５は本発明の
請求項２に記載の実施例を示すブロック図である。
【０００８】本発明の請求項１に記載の実施例の動作の
詳細は、以下の通りである。図１において、図示しない
速度センサによって検出した主電動機回転速度ω、やは
り図示しない検出器によって検出した電圧Ｅ、電流ＩＭ
がトルク演算器１に入力され、主電動機の発生トルクＴ
rqm が演算される。この発生トルクＴrqm と上記の主電
動機回転速度ω、同じく図示しない電動車ブレーキ制御
装置からの空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸への
換算値Ｔair 、さらに同じく図示しない応荷重装置から
の電動車の応荷重信号ΔＷｍが最小次元外乱オブザーバ
２に入力され、さらに電動車の応荷重信号ΔＷｍは主電
動機トルク指令値発生器３に入力される。また主電動機
トルク指令値発生器３には図示しない電動車ブレーキ制
御装置からの空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸へ
の換算値Ｔair も入力される。そして、最小次元外乱オ
ブザーバ２において、主電動機回転速度ωを用いて、
（１）式、（２）式によってブレーキ時の接線力係数の
推定値μest(Vs)を演算し、この推定値μest(Vs)を主電
動機トルク指令値発生器３に入力する。主電動機トルク
指令値発生器３では、このμest(Vs) と電動車ブレーキ
制御装置からの空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸
への換算値Ｔair をもとに、図示しない主電動機電流制
御器に対して主電動機トルク指令値Ｔrqceを出力する。 Ｆｅ１＝（Ｔrqm ＋Ｔair ＋Ｊm ・ｓ・ω )・ａ／ ( s + a ) ・・・(1) μest(Vs) ＝Ｆｅ１・Ｒg ／（( Ｗｍ＋ΔＷｍ）・ｇ・ｒ）・・・・・・(2) ここに、 Ｆｅ１：接線力の推定値 s ：ラプラス演算子 ａ ：外乱オブザーバの極（時定数の逆数） Ｔrqm ：主電動機の発生トルク（ブレーキトルク）の演
算値 Ｔair ：空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸への換
算値 Ｊm ：主電動機軸まわりの慣性モーメント ω ：主電動機回転速度 μest(Vs) ：ブレーキ時の接線力係数の推定値 Ｒg ：駆動装置の歯車比 Ｗｍ ：電動車の軸重（車軸１軸当たりのレールに加わ
る垂直荷重）のノミナル値 ΔＷｍ：電動車の応荷重信号（軸重のノミナル値からの
増加分） ｒ ：車輪半径 ｇ ：重力加速度 Vs ：すべり速度 またこのブレーキ時の接線力の推定値μest(Vs) は、付
随車ブレーキ制御装置４に対して出力され、付随車ブレ
ーキ制御装置４にはさらに付随車の応荷重信号ΔＷｔが
入力される。
詳細は、以下の通りである。図１において、図示しない
速度センサによって検出した主電動機回転速度ω、やは
り図示しない検出器によって検出した電圧Ｅ、電流ＩＭ
がトルク演算器１に入力され、主電動機の発生トルクＴ
rqm が演算される。この発生トルクＴrqm と上記の主電
動機回転速度ω、同じく図示しない電動車ブレーキ制御
装置からの空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸への
換算値Ｔair 、さらに同じく図示しない応荷重装置から
の電動車の応荷重信号ΔＷｍが最小次元外乱オブザーバ
２に入力され、さらに電動車の応荷重信号ΔＷｍは主電
動機トルク指令値発生器３に入力される。また主電動機
トルク指令値発生器３には図示しない電動車ブレーキ制
御装置からの空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸へ
の換算値Ｔair も入力される。そして、最小次元外乱オ
ブザーバ２において、主電動機回転速度ωを用いて、
（１）式、（２）式によってブレーキ時の接線力係数の
推定値μest(Vs)を演算し、この推定値μest(Vs)を主電
動機トルク指令値発生器３に入力する。主電動機トルク
指令値発生器３では、このμest(Vs) と電動車ブレーキ
制御装置からの空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸
への換算値Ｔair をもとに、図示しない主電動機電流制
御器に対して主電動機トルク指令値Ｔrqceを出力する。 Ｆｅ１＝（Ｔrqm ＋Ｔair ＋Ｊm ・ｓ・ω )・ａ／ ( s + a ) ・・・(1) μest(Vs) ＝Ｆｅ１・Ｒg ／（( Ｗｍ＋ΔＷｍ）・ｇ・ｒ）・・・・・・(2) ここに、 Ｆｅ１：接線力の推定値 s ：ラプラス演算子 ａ ：外乱オブザーバの極（時定数の逆数） Ｔrqm ：主電動機の発生トルク（ブレーキトルク）の演
算値 Ｔair ：空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸への換
算値 Ｊm ：主電動機軸まわりの慣性モーメント ω ：主電動機回転速度 μest(Vs) ：ブレーキ時の接線力係数の推定値 Ｒg ：駆動装置の歯車比 Ｗｍ ：電動車の軸重（車軸１軸当たりのレールに加わ
る垂直荷重）のノミナル値 ΔＷｍ：電動車の応荷重信号（軸重のノミナル値からの
増加分） ｒ ：車輪半径 ｇ ：重力加速度 Vs ：すべり速度 またこのブレーキ時の接線力の推定値μest(Vs) は、付
随車ブレーキ制御装置４に対して出力され、付随車ブレ
ーキ制御装置４にはさらに付随車の応荷重信号ΔＷｔが
入力される。
【０００９】付随車ブレーキ制御装置４ではこのブレー
キ時の接線力係数の推定値μest(Vs) と付随車の応荷重
信号ΔＷｔをもとに、下記によって付随車で発生すべき
空気ブレーキ力Ｆair を演算し、このブレーキ力を発生
するように制御を行う。図２に付随車ブレーキ制御装置
４での付随車の空気ブレーキトルクの制御状態の例を示
す。電気車制御装置の主電動機トルク指令値発生器３で
は、外乱オブザーバによって推定したブレーキ時の接線
力係数の推定値μest(Vs) を用いて、応答の遅い空気ブ
レーキトルクをゆっくり変化させつつ応答速度の速い主
電動機トルクを高速で制御することによって、主電動機
トルクと空気ブレーキトルクの合算値を、その時のブレ
ーキの接線力係数のピーク値近傍に維持することが可能
なので、ブレーキ時の接線力係数の推定値μest(Vs) は
ほぼ常時ブレーキ時の接線力係数のピーク値に近い値、
すなわち粘着係数に近い値を示していると考えられる。
一方、付随車の各軸の粘着係数は、電動車の粘着係数と
ほぼ同じ値を示すことが経験的に知られている。そこで
付随車ブレーキ制御装置４で、外乱オブザーバから出力
された電動車のブレーキ時の接線力係数の推定値μest
(Vs) より僅かに（すべりが生じない程度に）下回る接
線力係数μt を用いて、(3) 式によってレール面上での
付随車の空気ブレーキ力Ｆair を求める。 Ｆair ＝ μt ・（Ｗｔ＋ΔＷｔ）・ｇ ・・・・・・・・・(3) ここに、 Ｗｔ ：付随車の軸重のノミナル値 ΔＷｔ：付随車の応荷重信号（付随車の軸重のノミナル
値からの増加分） μt ：電動車のブレーキ時の接線力係数の推定値μes
t(Vs) より僅かに下回る接線力係数 Ｆair ：レール面上での付随車の空気ブレーキ力 このようにして求められた空気ブレーキ力Ｆair を指令
すると、図２に示すように、付随車の各軸は滑走を発生
することがないので、図３に示す従来の滑走が発生した
場合の再粘着制御状態と対比して、空気ブレーキ力の大
きな変動がないことから良好な乗り心地を保つことがで
きることと、車輪踏面への傷やフラットの発生が防止で
きることが分かる。しかも、電動車のブレーキ時の接線
力係数μest(Vs) はほぼその時の粘着係数に近い値であ
るので、これより僅かに下回る接線力係数μt を用いて
求めた付随車の空気ブレーキ力は、付随車の粘着係数に
対応したブレーキ力に近い値となり、粘着力の有効利用
も図れることになる。なお、付随車のブレーキ制御装置
４に応荷重信号ΔＷｔに基づいた空気ブレーキ指令の演
算機能がない場合には、図５のように電動車の応荷重信
号ΔＷｍによりこれを代用し、電動車ブレーキ制御装置
において付随車のブレーキ力を同時に演算し、これを付
随車のブレーキ制御装置に直接出力することにより粘着
係数にほぼ見合ったブレーキ力を得ることができる。
キ時の接線力係数の推定値μest(Vs) と付随車の応荷重
信号ΔＷｔをもとに、下記によって付随車で発生すべき
空気ブレーキ力Ｆair を演算し、このブレーキ力を発生
するように制御を行う。図２に付随車ブレーキ制御装置
４での付随車の空気ブレーキトルクの制御状態の例を示
す。電気車制御装置の主電動機トルク指令値発生器３で
は、外乱オブザーバによって推定したブレーキ時の接線
力係数の推定値μest(Vs) を用いて、応答の遅い空気ブ
レーキトルクをゆっくり変化させつつ応答速度の速い主
電動機トルクを高速で制御することによって、主電動機
トルクと空気ブレーキトルクの合算値を、その時のブレ
ーキの接線力係数のピーク値近傍に維持することが可能
なので、ブレーキ時の接線力係数の推定値μest(Vs) は
ほぼ常時ブレーキ時の接線力係数のピーク値に近い値、
すなわち粘着係数に近い値を示していると考えられる。
一方、付随車の各軸の粘着係数は、電動車の粘着係数と
ほぼ同じ値を示すことが経験的に知られている。そこで
付随車ブレーキ制御装置４で、外乱オブザーバから出力
された電動車のブレーキ時の接線力係数の推定値μest
(Vs) より僅かに（すべりが生じない程度に）下回る接
線力係数μt を用いて、(3) 式によってレール面上での
付随車の空気ブレーキ力Ｆair を求める。 Ｆair ＝ μt ・（Ｗｔ＋ΔＷｔ）・ｇ ・・・・・・・・・(3) ここに、 Ｗｔ ：付随車の軸重のノミナル値 ΔＷｔ：付随車の応荷重信号（付随車の軸重のノミナル
値からの増加分） μt ：電動車のブレーキ時の接線力係数の推定値μes
t(Vs) より僅かに下回る接線力係数 Ｆair ：レール面上での付随車の空気ブレーキ力 このようにして求められた空気ブレーキ力Ｆair を指令
すると、図２に示すように、付随車の各軸は滑走を発生
することがないので、図３に示す従来の滑走が発生した
場合の再粘着制御状態と対比して、空気ブレーキ力の大
きな変動がないことから良好な乗り心地を保つことがで
きることと、車輪踏面への傷やフラットの発生が防止で
きることが分かる。しかも、電動車のブレーキ時の接線
力係数μest(Vs) はほぼその時の粘着係数に近い値であ
るので、これより僅かに下回る接線力係数μt を用いて
求めた付随車の空気ブレーキ力は、付随車の粘着係数に
対応したブレーキ力に近い値となり、粘着力の有効利用
も図れることになる。なお、付随車のブレーキ制御装置
４に応荷重信号ΔＷｔに基づいた空気ブレーキ指令の演
算機能がない場合には、図５のように電動車の応荷重信
号ΔＷｍによりこれを代用し、電動車ブレーキ制御装置
において付随車のブレーキ力を同時に演算し、これを付
随車のブレーキ制御装置に直接出力することにより粘着
係数にほぼ見合ったブレーキ力を得ることができる。
【００１０】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
付随車に隣接する電動車の電気車制御装置で最小次元外
乱オブザーバによって推定したブレーキ時の接線力係数
を用いてブレーキ力の制御を行うので、常時電動車の粘
着係数に近い接線力係数を結果的に推定することにな
り、この推定接線力係数よりわずかに下回る接線力係数
を用いて付随車の空気ブレーキ力を発生するので、付随
車では滑走を発生することなく、したがって良好な乗り
心地を保ち、また、車輪踏面にフラットを発生すること
なく、かつ粘着力の有効利用が可能となるブレーキ制御
が実現できることになる。
付随車に隣接する電動車の電気車制御装置で最小次元外
乱オブザーバによって推定したブレーキ時の接線力係数
を用いてブレーキ力の制御を行うので、常時電動車の粘
着係数に近い接線力係数を結果的に推定することにな
り、この推定接線力係数よりわずかに下回る接線力係数
を用いて付随車の空気ブレーキ力を発生するので、付随
車では滑走を発生することなく、したがって良好な乗り
心地を保ち、また、車輪踏面にフラットを発生すること
なく、かつ粘着力の有効利用が可能となるブレーキ制御
が実現できることになる。
【図１】本発明の請求項１に記載の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の請求項１に記載の実施例による付随車
での空気ブレーキ力制御状態図である。
での空気ブレーキ力制御状態図である。
【図３】付随車で空気ブレーキを作用させた時に滑走が
発生した場合の従来の空気ブレーキ力の制御状態図であ
る。
発生した場合の従来の空気ブレーキ力の制御状態図であ
る。
【図４】接線力係数あるいは接線力のすべり速度に対す
る一般的な特性図である。
る一般的な特性図である。
【図５】本発明の請求項２に記載の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１ トルク演算器 ２ 最小次元外乱オブザーバ ３ 主電動機トルク指令値発生器 ４ 付随車ブレーキ制御装置 ４’ 応荷重制御機能を有しない付随車用ブレー
キ制御装置 ５ 電気車制御装置に搭載される付随車ブレー
キ指令発生器 ω 主電動機回転速度 μest(Vs) ブレーキ時の接線力係数の推定値 Ｔrqm 主電動機の発生トルク（ブレーキトルク）
の演算値 Ｔrqce 主電動機トルク指令値 Ｔair 空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸への換算
値 Ｆair 付随車で発生すべき空気ブレーキ力 Ｆｅ１ 最小次元外乱オブザーバによって推定した
接線力の推定値 Ｅ 主電動機電圧 ＩＭ 主電動機電流 ΔＷｍ 電動車の応荷重信号（軸重のノミナル値からの
増加分） ΔＷt 付随車の応荷重信号（軸重のノミナル値からの増
加分）
キ制御装置 ５ 電気車制御装置に搭載される付随車ブレー
キ指令発生器 ω 主電動機回転速度 μest(Vs) ブレーキ時の接線力係数の推定値 Ｔrqm 主電動機の発生トルク（ブレーキトルク）
の演算値 Ｔrqce 主電動機トルク指令値 Ｔair 空気ブレーキトルク指令値の主電動機軸への換算
値 Ｆair 付随車で発生すべき空気ブレーキ力 Ｆｅ１ 最小次元外乱オブザーバによって推定した
接線力の推定値 Ｅ 主電動機電圧 ＩＭ 主電動機電流 ΔＷｍ 電動車の応荷重信号（軸重のノミナル値からの
増加分） ΔＷt 付随車の応荷重信号（軸重のノミナル値からの増
加分）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保川 忍 神奈川県大和市上草柳338番地−１ 東洋 電機製造株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H115 PA01 PA10 PC02 PG01 PI01 PI29 PU01 QE14 QI04 QI08 QI12 QI15 QI21 QN13 TB01 TB04 TO04 TO10 TO12 TO13 TO30
Claims (2)
- 【請求項１】 主電動機の発生トルクの演算値または計
測値、主電動機の発生トルクの演算値または計測値と主
電動機に機械的に結合された動軸の空気ブレーキ力指令
値との合算値と、速度センサによって検出した電気車の
主電動機軸の回転速度を入力情報として最小次元外乱オ
ブザーバを用いて推定した電気車の接線力および推定接
線力係数を用いて主電動機のトルク指令値または発生ト
ルクを制御する電気車制御装置にいて、 前記推定接線力係数ならびに応荷重信号を付随車のブレ
ーキ制御装置に出力する手段を有することを特徴とする
電気車制御装置。 - 【請求項２】 前記推定接線力係数に対応したブレーキ
トルクを上限値としたブレーキトルク指令を付随車のブ
レーキ制御装置に出力する手段を有することを特徴とす
る請求項１記載の電気車制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP2104899A JP4406476B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2104899A JP4406476B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000224708A true JP2000224708A (ja) | 2000-08-11 |
| JP4406476B2 JP4406476B2 (ja) | 2010-01-27 |
Family
ID=12044048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2104899A Expired - Fee Related JP4406476B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | 電気車制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4406476B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001231105A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-24 | Kiyoshi Oishi | 電気車制御装置 |
| JP2005261113A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kiyoshi Oishi | 電気車制御装置 |
| JP2007022421A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 付随車ブレーキ受量器 |
| JP2007106185A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 付随車ブレーキ受量器 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP2104899A patent/JP4406476B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001231105A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-24 | Kiyoshi Oishi | 電気車制御装置 |
| JP2005261113A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Kiyoshi Oishi | 電気車制御装置 |
| JP2007022421A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 付随車ブレーキ受量器 |
| JP2007106185A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 付随車ブレーキ受量器 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP4406476B2 (ja) | 2010-01-27 |
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