JPH088728B2 - 電気車の再粘着制御装置 - Google Patents
電気車の再粘着制御装置Info
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- JPH088728B2 JPH088728B2 JP60177529A JP17752985A JPH088728B2 JP H088728 B2 JPH088728 B2 JP H088728B2 JP 60177529 A JP60177529 A JP 60177529A JP 17752985 A JP17752985 A JP 17752985A JP H088728 B2 JPH088728 B2 JP H088728B2
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、動輪とレールの間の粘着力（摩擦力）を最
大限にけん引力ないし制動力として利用するのに好適な
電気車両の再粘着制御装置に関する。
大限にけん引力ないし制動力として利用するのに好適な
電気車両の再粘着制御装置に関する。
鉄道車両は、そのけん引力又はブレーキ力を動輪とレ
ール間の粘着力により得ており、動輪周の駆動力（動輪
軸駆動トルク／動輪半径、以後駆動力と称する）又は制
動力が動輪とレール間の粘着係数（摩擦係数）により定
まる限界値を越すと、動輪の空転又は滑走を生ずること
が周知である。この空転と滑走は、本質的に同じ現象で
あり、これらを止める方策として同様な手段が講じられ
ている。そこで、以下、電気車の力行時の動作を例にと
り説明し、制動時に特に異なる点はそのつど説明する。
ール間の粘着力により得ており、動輪周の駆動力（動輪
軸駆動トルク／動輪半径、以後駆動力と称する）又は制
動力が動輪とレール間の粘着係数（摩擦係数）により定
まる限界値を越すと、動輪の空転又は滑走を生ずること
が周知である。この空転と滑走は、本質的に同じ現象で
あり、これらを止める方策として同様な手段が講じられ
ている。そこで、以下、電気車の力行時の動作を例にと
り説明し、制動時に特に異なる点はそのつど説明する。
第１図は、動輪のレール間のクリープ速度（動輪周速
度vMと車両速度vTの差）vsと粘着力ｆの関係を示したも
のである。駆動力を増加すると、粘着力ｆが増加し、そ
れにともなつてクリープ速度vsも増加していくＡ領域
（この領域のクリープ（すべり）を偽すべりと称する）
があり、粘着力ｆが最大値fmaxに達し、さらに駆動力を
増加すると、クリープ速度はますます増加し、クリープ
速度が増加するにしたがい粘着力ｆは減少するＢ領域に
移る（Ｂ領域のクリープを力行時は空転、制動時は滑走
と称する）。粘着力ｆが最大値fmaxとなるクリープ速度
をvsoとすると、vs-vsoを力行は空転速度、制動時は滑
走速度と称する。このクリープ速度vsと粘着力ｆの関係
の特性は、レールと動輪の踏面の状態、車両速度等によ
つて変化することが知られている。
度vMと車両速度vTの差）vsと粘着力ｆの関係を示したも
のである。駆動力を増加すると、粘着力ｆが増加し、そ
れにともなつてクリープ速度vsも増加していくＡ領域
（この領域のクリープ（すべり）を偽すべりと称する）
があり、粘着力ｆが最大値fmaxに達し、さらに駆動力を
増加すると、クリープ速度はますます増加し、クリープ
速度が増加するにしたがい粘着力ｆは減少するＢ領域に
移る（Ｂ領域のクリープを力行時は空転、制動時は滑走
と称する）。粘着力ｆが最大値fmaxとなるクリープ速度
をvsoとすると、vs-vsoを力行は空転速度、制動時は滑
走速度と称する。このクリープ速度vsと粘着力ｆの関係
の特性は、レールと動輪の踏面の状態、車両速度等によ
つて変化することが知られている。
第２図は、レールと動輪の踏面状態が変化した場合の
クリープ率と粘着係数の関係の機関車により実測結果の
一例を示したものである。（Trans.of ASME,Journal of
Engineering for Industry,Aug.1980,Vol.102,p.278よ
り引用）。ここに、クリープ率とはクリープ速度と車両
速度の比を意味し、粘着係数は粘着力と軸重（１軸当り
動輪レール間垂直荷重）の比を意味している。第２図よ
り、踏面状態の変化により粘着力の最大値fmax及びその
ときのクリープ速度vsoが変化することが分かる。この
図のように、油付着の状態ではクリープ率−粘着係数特
性において、粘着係数に明確なピーク点が認められな
い。しかし、一般的には粘着係数にピーク点が存在する
ので、以後の説明はクリープ速度−粘着力特性は第１図
のようなものとして説明し、必要に応じてピーク点が存
在しない場合についても説明する。
クリープ率と粘着係数の関係の機関車により実測結果の
一例を示したものである。（Trans.of ASME,Journal of
Engineering for Industry,Aug.1980,Vol.102,p.278よ
り引用）。ここに、クリープ率とはクリープ速度と車両
速度の比を意味し、粘着係数は粘着力と軸重（１軸当り
動輪レール間垂直荷重）の比を意味している。第２図よ
り、踏面状態の変化により粘着力の最大値fmax及びその
ときのクリープ速度vsoが変化することが分かる。この
図のように、油付着の状態ではクリープ率−粘着係数特
性において、粘着係数に明確なピーク点が認められな
い。しかし、一般的には粘着係数にピーク点が存在する
ので、以後の説明はクリープ速度−粘着力特性は第１図
のようなものとして説明し、必要に応じてピーク点が存
在しない場合についても説明する。
踏面状態が変化しても、つねに空転ないし滑走速度が
できるだけ小さいうちに再粘着させ（空転速度ないし滑
走速度を零にすること）、粘着力が最大値fmaxに極力近
い値になるようにし、かつ駆動力の減少量を必要最小限
の値になるように制御することにより粘着力を最大限有
効にけん引力ないしブレーキ力として利用することがで
きる。
できるだけ小さいうちに再粘着させ（空転速度ないし滑
走速度を零にすること）、粘着力が最大値fmaxに極力近
い値になるようにし、かつ駆動力の減少量を必要最小限
の値になるように制御することにより粘着力を最大限有
効にけん引力ないしブレーキ力として利用することがで
きる。
このように制御することを目的として、同一出願人
は、さきに、クリープ速度の微分値が基準値を越したと
き十分大きい出力を生じる装置を設け、その出力を入力
の増加時の応答は速く、減少時は適当な時定数でゆつく
り応答するようにした遅れ要素を介してフイードバツク
し、該フイードバツク信号により駆動力を制御する再粘
着制御装置を提案した（特許第828,451号参照）。しか
し、この装置は、空転速度を微小値に抑制することはで
きるが駆動力を必要以上に減少させる場合が生ずるとい
う問題があつた。その点を改良するため、同一出願人
は、さきに、動輪周速度ないしクリープ速度の時間的変
化分（微分値ないし差分）により空転（ないし滑走）の
開始と空転（ないし滑走）の加速の終了を検出する手段
を設け、空転（ないし滑走）加速期間と非空転（ないし
滑走）加速期間に分けて再粘着制御信号を作成すること
を特徴とした再粘着制御装置を提案した（特願60-42643
号公報）。
は、さきに、クリープ速度の微分値が基準値を越したと
き十分大きい出力を生じる装置を設け、その出力を入力
の増加時の応答は速く、減少時は適当な時定数でゆつく
り応答するようにした遅れ要素を介してフイードバツク
し、該フイードバツク信号により駆動力を制御する再粘
着制御装置を提案した（特許第828,451号参照）。しか
し、この装置は、空転速度を微小値に抑制することはで
きるが駆動力を必要以上に減少させる場合が生ずるとい
う問題があつた。その点を改良するため、同一出願人
は、さきに、動輪周速度ないしクリープ速度の時間的変
化分（微分値ないし差分）により空転（ないし滑走）の
開始と空転（ないし滑走）の加速の終了を検出する手段
を設け、空転（ないし滑走）加速期間と非空転（ないし
滑走）加速期間に分けて再粘着制御信号を作成すること
を特徴とした再粘着制御装置を提案した（特願60-42643
号公報）。
本発明は、この再粘着制御装置について、さらに実験
的、理論的に検討した結果なされたもので、本発明の目
的は、性能及び信頼性のより高い再粘着制御装置を提供
することにある。
的、理論的に検討した結果なされたもので、本発明の目
的は、性能及び信頼性のより高い再粘着制御装置を提供
することにある。
本発明の再粘着制御装置は、基本的には前記再粘着制
御装置と同様であり、動輪周波速度vMないしクリープ速
度vsの検出手段と、それらの時間的変化分（微分値ない
し差分）を検出する手段と、該変化分により空転（ない
し滑走）の開始及び空転（ないし滑走）の加速の終了を
検出する手段を有し、空転（ないし滑走）加速期間と非
空転（ないし滑走）加速期間に分けて再粘着制御信号を
作成するものにおいて、空転（ないし滑走）加速期間に
おける再粘着制御信号を、空転（ないし滑走）開始時点
の再粘着制御信号に、空転（ないし滑走）現象に無関係
に時間とともに増加する信号と空転（ないし滑走）現象
に関係した信号の和を加えた信号を用いることを特徴と
し、さらに誤動作の防止、ならびに全てのレール条件に
おいてクリープ速度が過大となることを防止するバツク
アツプを考慮したこと等を特徴とするものである。
御装置と同様であり、動輪周波速度vMないしクリープ速
度vsの検出手段と、それらの時間的変化分（微分値ない
し差分）を検出する手段と、該変化分により空転（ない
し滑走）の開始及び空転（ないし滑走）の加速の終了を
検出する手段を有し、空転（ないし滑走）加速期間と非
空転（ないし滑走）加速期間に分けて再粘着制御信号を
作成するものにおいて、空転（ないし滑走）加速期間に
おける再粘着制御信号を、空転（ないし滑走）開始時点
の再粘着制御信号に、空転（ないし滑走）現象に無関係
に時間とともに増加する信号と空転（ないし滑走）現象
に関係した信号の和を加えた信号を用いることを特徴と
し、さらに誤動作の防止、ならびに全てのレール条件に
おいてクリープ速度が過大となることを防止するバツク
アツプを考慮したこと等を特徴とするものである。
第３図は、本発明の再粘着制御装置の一実施例の動作
を説明するための動輪周速度vM、車両速度vT、クリープ
速度vs、動輪周加速度M、車両加速度T、クリープ速
度微分値s及び再粘着制御信号Tfの時間による変化を
示したものである。この図は空転の場合を示しており、
図において、a1は動輪周速度vM、azは車両速度vT、ｂは
クリープ速度vs（＝vM-vT）、c1は動輪周加速度M、c2
は車両加速度vT、ｄはクリープ速度の微分値s（＝M
-T）、ｅ再粘着制御信号Tfのそれぞれ時間に対する変
化を示している。図のように、クリープ速度の微分値
sが基準値δ1を越したことにより空転の発生を検出し、
空転が発生した瞬間の時間をt1とおく。時間t1から動輪
周加速度Mが零となる時間teまでの期間は、空転中で
且つ動輪周速度が加速中であるから空転加速期間と称
し、図のように変数SLIPを１とおく。この空転加速期間
では、駆動力が粘着力より大きいので、空転を止めるた
めには駆動力を速やかに減少させる必要がある。この空
転加速期間を除く期間を非空転加速期間と称し、図のよ
うに変数SLIPを零とおく。この非空転加速期間は、空転
中で動輪周速度が減速中の場合と、偽すべりの領域にあ
るから、駆動力は適当な速さで増加させる。このように
駆動力を制御する信号が再粘着制御信号（駆動力を減少
させる信号）Tfであり、図のように空転加速期間（SLIP
＝１のとき）においては再粘着制御信号Tfを速やかに増
加させ、非空転加速期間（SILP＝０のとき）において
は、Tfを適当な速さで減少させる。図のように、空転加
速期間のTfをTfa、非空転加速期間のTfをTfdとおき、そ
れぞれの詳細については後で説明する。又、空転を検出
した瞬間の時間tiにおけるクリープ速度をvsi、再粘着
制御信号TfとTfiとおく。
を説明するための動輪周速度vM、車両速度vT、クリープ
速度vs、動輪周加速度M、車両加速度T、クリープ速
度微分値s及び再粘着制御信号Tfの時間による変化を
示したものである。この図は空転の場合を示しており、
図において、a1は動輪周速度vM、azは車両速度vT、ｂは
クリープ速度vs（＝vM-vT）、c1は動輪周加速度M、c2
は車両加速度vT、ｄはクリープ速度の微分値s（＝M
-T）、ｅ再粘着制御信号Tfのそれぞれ時間に対する変
化を示している。図のように、クリープ速度の微分値
sが基準値δ1を越したことにより空転の発生を検出し、
空転が発生した瞬間の時間をt1とおく。時間t1から動輪
周加速度Mが零となる時間teまでの期間は、空転中で
且つ動輪周速度が加速中であるから空転加速期間と称
し、図のように変数SLIPを１とおく。この空転加速期間
では、駆動力が粘着力より大きいので、空転を止めるた
めには駆動力を速やかに減少させる必要がある。この空
転加速期間を除く期間を非空転加速期間と称し、図のよ
うに変数SLIPを零とおく。この非空転加速期間は、空転
中で動輪周速度が減速中の場合と、偽すべりの領域にあ
るから、駆動力は適当な速さで増加させる。このように
駆動力を制御する信号が再粘着制御信号（駆動力を減少
させる信号）Tfであり、図のように空転加速期間（SLIP
＝１のとき）においては再粘着制御信号Tfを速やかに増
加させ、非空転加速期間（SILP＝０のとき）において
は、Tfを適当な速さで減少させる。図のように、空転加
速期間のTfをTfa、非空転加速期間のTfをTfdとおき、そ
れぞれの詳細については後で説明する。又、空転を検出
した瞬間の時間tiにおけるクリープ速度をvsi、再粘着
制御信号TfとTfiとおく。
第４図にマイクロプロセツサを用いて、第３図のよう
に動作させるようにした本発明の再粘着制御装置の一実
施例のブロツク図を示す。この図は簡単のため、一つの
主制御装置で一つの主電動機を制御する場合を示したも
のである。この図で、１はトルク指令発生装置であり、
出力としてトルク指令TPを発生する。２は主制御装置で
あり、これにより主電動機３の発生するトルクを制御す
る。主制御装置としては、交流電気車の場合にはサイリ
スタの点弧位相角を制御する方式、直流電気車の場合に
はチヨツパ制御方式やインバータ制御方式など各種の方
式がある。４は動輪周速度検出装置であり、たとえば動
輪軸ないし動輪軸に連結されて回転する軸に取付けられ
た速度発電機とその出力波形処理装置等によりなり、出
力として動輪周速度vmに比例した電圧を生ずる。この速
度検出装置としては、ほかに動輪軸に取付けられた歯車
ないし、動輪軸に連結されて回転する軸に取付けられ円
周部にスリツトを設けた円板の歯ないしスリツト部の通
過を検出するセンサを用い、該センサの出力を周波数電
圧変換装置により速度に比例した電圧を得る装置等を用
いることもできる。４′は車両速度検出装置であり、た
とえば従動軸（主電動機により駆動されない軸）に取付
けた速度発電機とその出力波形処理装置等により、出力
として車両速度vTに比例した電圧を生ずる。なお、車両
速度検出手段としては、超音波を利用したドプラーレー
ダによる対地速度検出装置等も利用できる。これらの速
度検出装置には走行中の振動などによるノイズを除去す
るフイルタを設ける場合もある。9,9′はＡ・Ｄ変換装
置であり、それぞれ動輪周速度vM、車両速度vTをデイジ
タル値に変換したマイクロプロセツサ10に入力する。1
1,11′,12はマイクロプロセツサ10における演算内容を
示すもので、11は動輪周速度vMの差分ΔvMすなわち各時
点の動輪周速度vM（ｎ）と１サンプリング周期前の動輪
周速度vM（ｎ−１）の差の演算部である。このΔvMをサ
ンプリング周期Δtsで除したΔvM／Δtsが動輪周速度vM
に等価であるから、ΔvMをMの代りに利用することが
できる。11′は車両速度vTの差分ΔvT、すなわち各時点
の車両速度vT（ｎ）と１サンプリング周期前の車両速度
vT(n-1)の差の演算部である。ΔvTをサンプリング周期
Δtsで除したΔvT／Δtsが車両加速度Tに等価である
から、ΔvTをTの代りに利用することができる。12は
論理演算部であり、動輪周速度vM、動輪周速度の差分Δ
vM、車両速度vT、車両速度の差分ΔvTなどを用いて空転
加速期間と非空転加速期間の判別、及び両期間における
再粘着制御信号Tfの演算を行い、このTfを出力する。13
はＤ−Ａ変換装置であり、マイクロプロセツサ10の出力
であるデイジタル値のTfをアナログ値に変換し、減算器
８によりトルク指令TPとの差TP-Tfの演算を行ない、そ
れにより主制御装置２を介して主電動機３の発生トルク
を制御するものである。
に動作させるようにした本発明の再粘着制御装置の一実
施例のブロツク図を示す。この図は簡単のため、一つの
主制御装置で一つの主電動機を制御する場合を示したも
のである。この図で、１はトルク指令発生装置であり、
出力としてトルク指令TPを発生する。２は主制御装置で
あり、これにより主電動機３の発生するトルクを制御す
る。主制御装置としては、交流電気車の場合にはサイリ
スタの点弧位相角を制御する方式、直流電気車の場合に
はチヨツパ制御方式やインバータ制御方式など各種の方
式がある。４は動輪周速度検出装置であり、たとえば動
輪軸ないし動輪軸に連結されて回転する軸に取付けられ
た速度発電機とその出力波形処理装置等によりなり、出
力として動輪周速度vmに比例した電圧を生ずる。この速
度検出装置としては、ほかに動輪軸に取付けられた歯車
ないし、動輪軸に連結されて回転する軸に取付けられ円
周部にスリツトを設けた円板の歯ないしスリツト部の通
過を検出するセンサを用い、該センサの出力を周波数電
圧変換装置により速度に比例した電圧を得る装置等を用
いることもできる。４′は車両速度検出装置であり、た
とえば従動軸（主電動機により駆動されない軸）に取付
けた速度発電機とその出力波形処理装置等により、出力
として車両速度vTに比例した電圧を生ずる。なお、車両
速度検出手段としては、超音波を利用したドプラーレー
ダによる対地速度検出装置等も利用できる。これらの速
度検出装置には走行中の振動などによるノイズを除去す
るフイルタを設ける場合もある。9,9′はＡ・Ｄ変換装
置であり、それぞれ動輪周速度vM、車両速度vTをデイジ
タル値に変換したマイクロプロセツサ10に入力する。1
1,11′,12はマイクロプロセツサ10における演算内容を
示すもので、11は動輪周速度vMの差分ΔvMすなわち各時
点の動輪周速度vM（ｎ）と１サンプリング周期前の動輪
周速度vM（ｎ−１）の差の演算部である。このΔvMをサ
ンプリング周期Δtsで除したΔvM／Δtsが動輪周速度vM
に等価であるから、ΔvMをMの代りに利用することが
できる。11′は車両速度vTの差分ΔvT、すなわち各時点
の車両速度vT（ｎ）と１サンプリング周期前の車両速度
vT(n-1)の差の演算部である。ΔvTをサンプリング周期
Δtsで除したΔvT／Δtsが車両加速度Tに等価である
から、ΔvTをTの代りに利用することができる。12は
論理演算部であり、動輪周速度vM、動輪周速度の差分Δ
vM、車両速度vT、車両速度の差分ΔvTなどを用いて空転
加速期間と非空転加速期間の判別、及び両期間における
再粘着制御信号Tfの演算を行い、このTfを出力する。13
はＤ−Ａ変換装置であり、マイクロプロセツサ10の出力
であるデイジタル値のTfをアナログ値に変換し、減算器
８によりトルク指令TPとの差TP-Tfの演算を行ない、そ
れにより主制御装置２を介して主電動機３の発生トルク
を制御するものである。
第５図は、論理演算部12の論理演算の内容を具体的に
フローチヤートで示したものである。第５図において使
用している変数は、マイクロプロセツサのイニシヤライ
ズ時に必要なものは零とする。又、記号：＝は、この記
号の右辺の値を左辺の変数に割当てられたメモリに記憶
させることを意味する。第５図において、21ではSLIPが
１かどうか、すなわち空転加速期間かどうかを判別し、
SILP≠１すなわち非空転加速期間であれば22に進み、22
においてクリープ速度vsと基準値vsminを比較する。こ
こに、vsminは速度検出装置に含まれる車両振動等によ
るノイズ成分に相当する値であり、通常、粘着力が最大
となるクリープ速度vso（第１図参照）より小さい。22
において、vs≧vsminのときは非空転加速期間であると
みなし、26に進み非空転加速期間における再粘着制御信
号Tfdの演算を行ない、その結果をTfに記憶させる。22
において、vs≧vsminのときは24に進み、24において、
クリープ速度の差分Δvsと基準値δ1′を比較する。こ
こに、クリープ速度の差分Δvsは、前記動輪周速度の差
分ΔvMと前記車両速度の差分ΔvTの差ΔvM−ΔvTより求
められる。又、δ1′は第３図の基準値δ1相当値であ
り、δ1とサンプリング周期Δtsの積に等しい定数であ
る。24において、Δvs＜δ1′のときは非空転加速期間
とみなし前記26に進む。24において、Δvs≧δ1′のと
きは27に進み、空転加速期間の開始とみなし、SLIPを１
とおき、その時点のクリープ速度をvsiに、再粘着制御
信号TfをTfiに記憶させ、空転加速期間における再粘着
制御信号Tfaの演算を行ない、その結果をTfに記憶させ
る。21において、SILP＝１すなわち空転加速期間であれ
ば23に進み、23においてクリープ速度vsを前記の空転加
速開始時点のクリープ速度vsiと比較する。23においてv
s＞vsiのときは25に進み、25において、動輪周速度の差
分ΔvMの極性を判別し、ΔvM＞０のときは空転加速期間
とみなし28に進み、28において空転加速期間における再
粘着制御信号Tfaの演算を行ない、その結果をTfに記憶
させる。25において、ΔvM≦０のときは空転加速期間が
終了したと判断し、29に進み、29においてSLIPを零とお
き、後述の再粘着制御信号の一部の成分e1を零とおき、
非空転加速期間における再粘着制御信号Tfdの演算を行
ない、その結果をTfに記憶させる。又、23において、vs
≦vsiのときは、非空転加速期間とみなし前記29に進
む。
フローチヤートで示したものである。第５図において使
用している変数は、マイクロプロセツサのイニシヤライ
ズ時に必要なものは零とする。又、記号：＝は、この記
号の右辺の値を左辺の変数に割当てられたメモリに記憶
させることを意味する。第５図において、21ではSLIPが
１かどうか、すなわち空転加速期間かどうかを判別し、
SILP≠１すなわち非空転加速期間であれば22に進み、22
においてクリープ速度vsと基準値vsminを比較する。こ
こに、vsminは速度検出装置に含まれる車両振動等によ
るノイズ成分に相当する値であり、通常、粘着力が最大
となるクリープ速度vso（第１図参照）より小さい。22
において、vs≧vsminのときは非空転加速期間であると
みなし、26に進み非空転加速期間における再粘着制御信
号Tfdの演算を行ない、その結果をTfに記憶させる。22
において、vs≧vsminのときは24に進み、24において、
クリープ速度の差分Δvsと基準値δ1′を比較する。こ
こに、クリープ速度の差分Δvsは、前記動輪周速度の差
分ΔvMと前記車両速度の差分ΔvTの差ΔvM−ΔvTより求
められる。又、δ1′は第３図の基準値δ1相当値であ
り、δ1とサンプリング周期Δtsの積に等しい定数であ
る。24において、Δvs＜δ1′のときは非空転加速期間
とみなし前記26に進む。24において、Δvs≧δ1′のと
きは27に進み、空転加速期間の開始とみなし、SLIPを１
とおき、その時点のクリープ速度をvsiに、再粘着制御
信号TfをTfiに記憶させ、空転加速期間における再粘着
制御信号Tfaの演算を行ない、その結果をTfに記憶させ
る。21において、SILP＝１すなわち空転加速期間であれ
ば23に進み、23においてクリープ速度vsを前記の空転加
速開始時点のクリープ速度vsiと比較する。23においてv
s＞vsiのときは25に進み、25において、動輪周速度の差
分ΔvMの極性を判別し、ΔvM＞０のときは空転加速期間
とみなし28に進み、28において空転加速期間における再
粘着制御信号Tfaの演算を行ない、その結果をTfに記憶
させる。25において、ΔvM≦０のときは空転加速期間が
終了したと判断し、29に進み、29においてSLIPを零とお
き、後述の再粘着制御信号の一部の成分e1を零とおき、
非空転加速期間における再粘着制御信号Tfdの演算を行
ない、その結果をTfに記憶させる。又、23において、vs
≦vsiのときは、非空転加速期間とみなし前記29に進
む。
第５図において、22を設けた理由は、速度検出装置の
出力に含まれる微小レベルのノイズによつて誤動作しな
いようにすることであり、23を設けた理由は、第１図の
Ａ（偽すべり）の領域において、22でvs≧vsmin、かつ2
4でΔvs≧δ1′となり、空転加速が開始したと誤判断し
主電動機トルクを減少し始めたとき、23においてvs＜v
siとなることにより空転加速期間を終了させ速やかに正
常状態に復帰させるためである。又、22によつてもノイ
ズによる誤動作を完全に除くことができず誤動作した場
合に、23によつて速やかに正常状態に復帰させることが
できる。なお、第５図において23と25を交換し、はじめ
にΔvMの極性を判別しΔvM≦０のとき29に進み、次にvs
とvsiを比較しvs≦vsiのとき29に進むようにしても第５
図と同様の効果を有する。すなわち、vs＞vsiかつΔvM
＞０の場合のみ28に進み、vs≦vsi又はΔvM≦０の場合
には空転加速期間の終了とみなし29に進むものである。
出力に含まれる微小レベルのノイズによつて誤動作しな
いようにすることであり、23を設けた理由は、第１図の
Ａ（偽すべり）の領域において、22でvs≧vsmin、かつ2
4でΔvs≧δ1′となり、空転加速が開始したと誤判断し
主電動機トルクを減少し始めたとき、23においてvs＜v
siとなることにより空転加速期間を終了させ速やかに正
常状態に復帰させるためである。又、22によつてもノイ
ズによる誤動作を完全に除くことができず誤動作した場
合に、23によつて速やかに正常状態に復帰させることが
できる。なお、第５図において23と25を交換し、はじめ
にΔvMの極性を判別しΔvM≦０のとき29に進み、次にvs
とvsiを比較しvs≦vsiのとき29に進むようにしても第５
図と同様の効果を有する。すなわち、vs＞vsiかつΔvM
＞０の場合のみ28に進み、vs≦vsi又はΔvM≦０の場合
には空転加速期間の終了とみなし29に進むものである。
速度検出装置に含まれる、振動等によるノイズ成分は
車両速度とともに増大する傾向があるので前記第５図22
で用いる基準値vsminは車両速度とともに増大させるの
が望ましい。
車両速度とともに増大する傾向があるので前記第５図22
で用いる基準値vsminは車両速度とともに増大させるの
が望ましい。
速度検出装置にノイズ成分を除去するためのローパス
フイルタを設けること等の対策を施こし、基準値δ1′
を適値に選定することにより、第５図の判別部22,23は
除くこともできる。しかし、22,23を設けることによ
り、前記のように誤動作の防止と正常復帰に効果があ
り、より高感度に空転を検出できるので性能向上の効果
を有するものである。
フイルタを設けること等の対策を施こし、基準値δ1′
を適値に選定することにより、第５図の判別部22,23は
除くこともできる。しかし、22,23を設けることによ
り、前記のように誤動作の防止と正常復帰に効果があ
り、より高感度に空転を検出できるので性能向上の効果
を有するものである。
又、s＝M−Tの関係式において、機関車のよう
に車両加速度Tが十分小さい場合には、s＝Mであ
り、M＝０となる時間とs＝０となる時間の差（第３
図及び第６図のΔｔ）は、時間te-tiに比べて小さい。
したがつて、第５図の25を とすることができる。すなわち、クリープ速度の差分Δ
vsが零以下（Δvs≦０）のとき空転加速期間の終了とみ
なし29に進むものである。速度検出装置にノイズ除去の
ためフイルタを設けた場合には、通常真のクリープ速度
vsより検出されたクリープ速度vsが遅れるため、第５図
の25のΔvMをΔvsに置き換えうる。
に車両加速度Tが十分小さい場合には、s＝Mであ
り、M＝０となる時間とs＝０となる時間の差（第３
図及び第６図のΔｔ）は、時間te-tiに比べて小さい。
したがつて、第５図の25を とすることができる。すなわち、クリープ速度の差分Δ
vsが零以下（Δvs≦０）のとき空転加速期間の終了とみ
なし29に進むものである。速度検出装置にノイズ除去の
ためフイルタを設けた場合には、通常真のクリープ速度
vsより検出されたクリープ速度vsが遅れるため、第５図
の25のΔvMをΔvsに置き換えうる。
又、第５図はクリープ速度vsを用いる場合を示した
が、クリープ速度vsを用いないで動輪周速度vMのみによ
り空転加速期間と非空転加速期間を判別することもでき
る。すなわち、動輪周加速度Mが、通常の粘着状態に
比べて大きくなることにより空転の発生を検出し、M
≦０となつたとき空転加速が終了したと判断するもので
ある。その場合の論理演算部は、第５図において22,23
を取り除き24を とし、27からvsi：＝vsを除いたものとなる。ここで、
基準値δ1″は通常の車両走行加速度分だけδ1′より大
きくする必要があり空転検出感度が前記実施例より悪く
なるが、車両速度を用いないため装置が簡単となる。
が、クリープ速度vsを用いないで動輪周速度vMのみによ
り空転加速期間と非空転加速期間を判別することもでき
る。すなわち、動輪周加速度Mが、通常の粘着状態に
比べて大きくなることにより空転の発生を検出し、M
≦０となつたとき空転加速が終了したと判断するもので
ある。その場合の論理演算部は、第５図において22,23
を取り除き24を とし、27からvsi：＝vsを除いたものとなる。ここで、
基準値δ1″は通常の車両走行加速度分だけδ1′より大
きくする必要があり空転検出感度が前記実施例より悪く
なるが、車両速度を用いないため装置が簡単となる。
空転加速期間における再粘着制御信号Tfaは、前記の
ように空転加速開始時点の再粘着制御信号Tfiに、空転
現象に無関係に時間的に増加する信号と空転現象に関係
した信号の和を加えた信号とする。第６図は空転現象に
無関係な信号を一定速度で増加する信号とし、空転現象
に関係した信号をクリープ速度の微分値に比例した信号
とした場合の説明図である。第６図は、空転における典
型的な波形例を示しており、第３図と同じものは同じ記
号を用いており、それらの説明は省略する。図のe1は再
粘着制御信号TfのTfiに追加される成分のうち、空転現
象に無関係に時間的に増加する信号であり、この図では
時間的に一定速度で増加する信号としている。図のe
2は、空転現象に関係した信号であり、この図ではクリ
ープ速度の微分値sに比例した信号としている。Tfaは
Tfiにe1とe2を加えたものであるから、図のｅのように
なる。
ように空転加速開始時点の再粘着制御信号Tfiに、空転
現象に無関係に時間的に増加する信号と空転現象に関係
した信号の和を加えた信号とする。第６図は空転現象に
無関係な信号を一定速度で増加する信号とし、空転現象
に関係した信号をクリープ速度の微分値に比例した信号
とした場合の説明図である。第６図は、空転における典
型的な波形例を示しており、第３図と同じものは同じ記
号を用いており、それらの説明は省略する。図のe1は再
粘着制御信号TfのTfiに追加される成分のうち、空転現
象に無関係に時間的に増加する信号であり、この図では
時間的に一定速度で増加する信号としている。図のe
2は、空転現象に関係した信号であり、この図ではクリ
ープ速度の微分値sに比例した信号としている。Tfaは
Tfiにe1とe2を加えたものであるから、図のｅのように
なる。
通常の空転では、空転発生直後のクリープ速度の立上
りは比較的緩慢であり、空転現象に関係した信号は小さ
く空転現象に関係した信号のみでは不十分な場合が多
く、そのような場合に空転現象に無関係な信号e1が効果
的に働き、空転速度が微小値のうちに再粘着させること
ができ、そのときの駆動力の減少量も小さくすることが
できる。しかし、動輪レール間のクリープ特性（クリー
プ速度と粘着力の関係）は、前記第２図のように動輪と
レールの踏面の状態によつて大きく変動しているので、
空転現象に無関係な成分e1のみでは、この粘着力特性の
変動に対応できない。空転現象に関係した信号e2は、こ
のようなクリープ特性の変動に対応して常に最適の再粘
着信号とする働きを有する。すなわち、本発明の再粘着
制御信号を用いることにより、空転検出直後の空転速度
が微小値で粘着力の減少量が微小値のうちに駆動力を減
少させることができるので空転速度が微小値のうちに再
粘着させることができ、かつそのときの駆動力の減少量
を微小値におさえることができる。又、動輪が粘着力が
低い場所に急に突入した場合のように、粘着力が急変し
た場合にはクリープ速度の微分値が大きくなり、それに
よりTfaが急速に立上り駆動力を速やかに減少させるこ
とにより空転速度を微小値におさえることができ、vM＜
０となり空転加速期間が終了するとTfaの増加を止める
ので必要以上に駆動力を低減させることはない。このよ
うにクリープ特性の変動にも対応することができる。
りは比較的緩慢であり、空転現象に関係した信号は小さ
く空転現象に関係した信号のみでは不十分な場合が多
く、そのような場合に空転現象に無関係な信号e1が効果
的に働き、空転速度が微小値のうちに再粘着させること
ができ、そのときの駆動力の減少量も小さくすることが
できる。しかし、動輪レール間のクリープ特性（クリー
プ速度と粘着力の関係）は、前記第２図のように動輪と
レールの踏面の状態によつて大きく変動しているので、
空転現象に無関係な成分e1のみでは、この粘着力特性の
変動に対応できない。空転現象に関係した信号e2は、こ
のようなクリープ特性の変動に対応して常に最適の再粘
着信号とする働きを有する。すなわち、本発明の再粘着
制御信号を用いることにより、空転検出直後の空転速度
が微小値で粘着力の減少量が微小値のうちに駆動力を減
少させることができるので空転速度が微小値のうちに再
粘着させることができ、かつそのときの駆動力の減少量
を微小値におさえることができる。又、動輪が粘着力が
低い場所に急に突入した場合のように、粘着力が急変し
た場合にはクリープ速度の微分値が大きくなり、それに
よりTfaが急速に立上り駆動力を速やかに減少させるこ
とにより空転速度を微小値におさえることができ、vM＜
０となり空転加速期間が終了するとTfaの増加を止める
ので必要以上に駆動力を低減させることはない。このよ
うにクリープ特性の変動にも対応することができる。
本実施例の場合のTfaは、次式により演算することが
できる。
できる。
Tfa＝Tfi＋e1（Ｎ）＋e2 e1（ｎ）＝e1（ｎ−１）＋Δe1 e2＝G1Δvs ここに、e1（ｎ）は各時点のe1，e1（ｎ−１）は１サ
ンプリング周期前のe1、Δe1はe1の１サンプリング周期
間の増分、G1はゲインを表わす定数である。
ンプリング周期前のe1、Δe1はe1の１サンプリング周期
間の増分、G1はゲインを表わす定数である。
すなわち、e1は１周期前のe1に一定増分Δe1を加えれ
ばよい。したがつて、前記のようにe1は空転加速期間が
終了すると零にリセツトしておく必要があるものであ
る。
ばよい。したがつて、前記のようにe1は空転加速期間が
終了すると零にリセツトしておく必要があるものであ
る。
非空転加速期間における再粘着制御信号Tfdは、１次
遅れ状に減少させるものとし、応答の時定数をτとする
と、Tfdに関する微分方程式 τfd＋Tfd＝Ｏ に相当する次の差分方程式が得られる。
遅れ状に減少させるものとし、応答の時定数をτとする
と、Tfdに関する微分方程式 τfd＋Tfd＝Ｏ に相当する次の差分方程式が得られる。
これより すなわち、各時点のTfd（Tfd（ｎ））は、１サンプリ
ング周期前のTfd（Tfd（ｎ−１））にτ／（Δts＋τ）
を乗じた値とすればよい。
ング周期前のTfd（Tfd（ｎ−１））にτ／（Δts＋τ）
を乗じた値とすればよい。
次に、本発明装置による再粘着の動作をさらに図によ
つて説明する。第７図は、クリープ速度vsに対する粘着
力ｆ及び駆動力Ｆの動きを示したものである。粘着力が
f1のときの駆動力の動きがF1、粘着力がf1からf2に急変
したときの駆動力の動きがF2である。いま、粘着力がf1
であるとすると、空転が発生した瞬間の駆動力はP1点で
あり、その点の駆動力は（駆動力指令値Tp相当値）−
（空転検出時の再粘着制御信号Tfi相当値）であり、空
転の発生により再粘着制御信号Tfが前記のように増大
し、駆動力はF1のように減少するが、F1＞f1のときは動
輪周速度vMは増加し、（M＞０）、F1＝f1となるP2点
で空転加速期間が終了し、前記のように再粘着制御信号
Tfの増加を止める。しかし、主電動機回路のインダクタ
ンス系を安定にするために主制御装置２に設けられる遅
れ要素、速度検出装置にノイズ低減用に設けられるフイ
ルタ等の遅れ要素により、駆動力F1はP2点より若干減少
し、F1＜f1となり動輪周速度vMは減速しはじめ、駆動力
F1は矢示のように変化し再粘着する。空転加速期間にお
ける再粘着制御信号増大の速さを余り大きくすると、系
の遅れのためP2点以下に大きく駆動力が減少するため好
ましくなく、再粘着制御信号Tfの増大の速さには適値が
ある。しかるに、粘着力がf1からf2に急変したときに
は、再粘着制御信号Tfを速やかに増大させて駆動力をF2
のように、急こう配に減少させる必要がある。前記本発
明の実施例では、粘着力に急変がないときの最適な再粘
着制御信号を主として空転現象に関係なく時間ととに増
加する信号e1により作成し、粘着力の急変時には空転現
象に関係した信号e2により、その場合に最適な信号とな
るようにしているものである。
つて説明する。第７図は、クリープ速度vsに対する粘着
力ｆ及び駆動力Ｆの動きを示したものである。粘着力が
f1のときの駆動力の動きがF1、粘着力がf1からf2に急変
したときの駆動力の動きがF2である。いま、粘着力がf1
であるとすると、空転が発生した瞬間の駆動力はP1点で
あり、その点の駆動力は（駆動力指令値Tp相当値）−
（空転検出時の再粘着制御信号Tfi相当値）であり、空
転の発生により再粘着制御信号Tfが前記のように増大
し、駆動力はF1のように減少するが、F1＞f1のときは動
輪周速度vMは増加し、（M＞０）、F1＝f1となるP2点
で空転加速期間が終了し、前記のように再粘着制御信号
Tfの増加を止める。しかし、主電動機回路のインダクタ
ンス系を安定にするために主制御装置２に設けられる遅
れ要素、速度検出装置にノイズ低減用に設けられるフイ
ルタ等の遅れ要素により、駆動力F1はP2点より若干減少
し、F1＜f1となり動輪周速度vMは減速しはじめ、駆動力
F1は矢示のように変化し再粘着する。空転加速期間にお
ける再粘着制御信号増大の速さを余り大きくすると、系
の遅れのためP2点以下に大きく駆動力が減少するため好
ましくなく、再粘着制御信号Tfの増大の速さには適値が
ある。しかるに、粘着力がf1からf2に急変したときに
は、再粘着制御信号Tfを速やかに増大させて駆動力をF2
のように、急こう配に減少させる必要がある。前記本発
明の実施例では、粘着力に急変がないときの最適な再粘
着制御信号を主として空転現象に関係なく時間ととに増
加する信号e1により作成し、粘着力の急変時には空転現
象に関係した信号e2により、その場合に最適な信号とな
るようにしているものである。
なお、e2として前記実施例のようにクリープ速度の微
分値に比例した信号とすると、場合によつては第６図Tf
の一点鎖線のように単調増加でなくなる場合が生ずる
が、系の遅れが大きい場合には、このようになつても再
粘着させることができる。又、第６図に破線で示したよ
うに、e2の最大値を保持するようにすれば単調増加とす
ることができる。
分値に比例した信号とすると、場合によつては第６図Tf
の一点鎖線のように単調増加でなくなる場合が生ずる
が、系の遅れが大きい場合には、このようになつても再
粘着させることができる。又、第６図に破線で示したよ
うに、e2の最大値を保持するようにすれば単調増加とす
ることができる。
又、e2としてはクリープ速度の微分値だけでなく、ク
リープ速度の微分値の微分値（２次微分）、動輪周加速
度の空転による変化分、あるいはその微分値、あるいは
クリープ速度を用いたり、それらの複数個の組合せとす
ることも考えられるが、速度の１次又は２次微分値を用
いるのが好適である。e1は一定速度で増加するものに限
定されず適当な速さで増加する信号であればよい。
リープ速度の微分値の微分値（２次微分）、動輪周加速
度の空転による変化分、あるいはその微分値、あるいは
クリープ速度を用いたり、それらの複数個の組合せとす
ることも考えられるが、速度の１次又は２次微分値を用
いるのが好適である。e1は一定速度で増加するものに限
定されず適当な速さで増加する信号であればよい。
第８図はマイクロプロセツサの演算内容を変更した他
の実施例を示したものである。第８図は第４図と異なる
部分のみ示しており、第４図と同様のものは同一の記号
を用いており説明は省略する。第８図において14はクリ
ープ速度演算部であり、動輪周速度vMと車両速度vTを用
いて、その差vM−vTを演算しクリープ速度vsを求める。
15では、図示のようにクリープ速度vsが設定値δ2より
小さいときは出力Tf′＝０であり、クリープ速度vsが設
定値δ2を越したとき Tf′＝G2（v2−δ2） を演算し、Tf′を出力する。ここで、G2はゲインを表わ
す定数であり、設定値δ2は通常の踏面状態において粘
着力が最大となるクリープ速度より大きく、許容最大ク
リープ速度より小さい値とする。
の実施例を示したものである。第８図は第４図と異なる
部分のみ示しており、第４図と同様のものは同一の記号
を用いており説明は省略する。第８図において14はクリ
ープ速度演算部であり、動輪周速度vMと車両速度vTを用
いて、その差vM−vTを演算しクリープ速度vsを求める。
15では、図示のようにクリープ速度vsが設定値δ2より
小さいときは出力Tf′＝０であり、クリープ速度vsが設
定値δ2を越したとき Tf′＝G2（v2−δ2） を演算し、Tf′を出力する。ここで、G2はゲインを表わ
す定数であり、設定値δ2は通常の踏面状態において粘
着力が最大となるクリープ速度より大きく、許容最大ク
リープ速度より小さい値とする。
16は高位置選択部であり、前記論理演算部12の出力で
ある再粘着制御信号Tfと、15の出力である再粘着制御信
号Tfと、15の出力である再粘着制御信号Tf′を比較し、
両者の大きい方の信号を出力し、それを再粘着制御信号
として用いるものである。この再粘着制御信号Tf′は、
第２図のクリープ特性の油付着の場合のように、粘着係
数に明確なピーク点がない場合にクリープ速度が過大と
なることを防止する効果と論理演算部12の出力である再
粘着制御信号Tfによつて再粘着に失敗した場合にクリー
プ速度が過大となることを防止するバツクアツプの効果
を有する。
ある再粘着制御信号Tfと、15の出力である再粘着制御信
号Tfと、15の出力である再粘着制御信号Tf′を比較し、
両者の大きい方の信号を出力し、それを再粘着制御信号
として用いるものである。この再粘着制御信号Tf′は、
第２図のクリープ特性の油付着の場合のように、粘着係
数に明確なピーク点がない場合にクリープ速度が過大と
なることを防止する効果と論理演算部12の出力である再
粘着制御信号Tfによつて再粘着に失敗した場合にクリー
プ速度が過大となることを防止するバツクアツプの効果
を有する。
以上の実施例は、簡単のために一つの主制御装置によ
り一つの主電動機を制御する場合について説明したが、
第10図は一つの主制御装置２により３個の主電動機31,3
2,33を駆動する場合の実施例を示しており、各主電動機
31,32,33に各々速度検出装置41,42,43を設け、それらの
出力をＡ・Ｄ変換装置91,92,93によりデイジタル値に変
換し、該出力vM1，vM2，vM3及び前記車両速度vTをマイ
クロプロセツサ101,102,103に入力し、各々のマイクロ
プロセツサで前記の論理演算を行い、各々の出力Tf1，T
f2，Tf3の最大値Tfを最大値選択装置17で求め、該最大
値Tfを再粘着制御信号として使用するものである。この
ように構成すれば、いずれの主電動機が空転しても、前
記第４図の実施例とほぼ同様に制御しうる。
り一つの主電動機を制御する場合について説明したが、
第10図は一つの主制御装置２により３個の主電動機31,3
2,33を駆動する場合の実施例を示しており、各主電動機
31,32,33に各々速度検出装置41,42,43を設け、それらの
出力をＡ・Ｄ変換装置91,92,93によりデイジタル値に変
換し、該出力vM1，vM2，vM3及び前記車両速度vTをマイ
クロプロセツサ101,102,103に入力し、各々のマイクロ
プロセツサで前記の論理演算を行い、各々の出力Tf1，T
f2，Tf3の最大値Tfを最大値選択装置17で求め、該最大
値Tfを再粘着制御信号として使用するものである。この
ように構成すれば、いずれの主電動機が空転しても、前
記第４図の実施例とほぼ同様に制御しうる。
次に、動輪周速度vM、車両速度vT、クリープ速度vsの
等価値を求めて、それらを使用する本発明の実施例を説
明する。
等価値を求めて、それらを使用する本発明の実施例を説
明する。
第10図は、各主電動機に設けた速度検出装置41,42,43
の出力の最大値を最大値選択装置18で求め、該最大値を
動輪周速度vMとし、各主電動機に設けた速度検出装置4
1,42,43の出力の最小値を最小値選択装置19により求
め、該最小値を車両速度vTとして使用する実施例を示し
ており、このようにすれば、全部の主電動機が同時に空
転しない限り前記第４図の実施例とほぼ同様の制御が可
能であり、本実施例によれば車両速度検出装置を用いな
いので装置が簡単となる。
の出力の最大値を最大値選択装置18で求め、該最大値を
動輪周速度vMとし、各主電動機に設けた速度検出装置4
1,42,43の出力の最小値を最小値選択装置19により求
め、該最小値を車両速度vTとして使用する実施例を示し
ており、このようにすれば、全部の主電動機が同時に空
転しない限り前記第４図の実施例とほぼ同様の制御が可
能であり、本実施例によれば車両速度検出装置を用いな
いので装置が簡単となる。
第11図は、主電動機電圧差をクリープ速度等価値とし
て利用する実施例を示したもので、図で、R1，R2はブリ
ツジ抵抗、５は直流電圧検出装置であり、主電動機31,3
2の中間点とブリツジ抵抗R1，R2の中間点の間の電圧を
検出する装置であり、該電圧をA/D変換装置20を介して
マイクロプロセツサ10に入力する。該直流電圧検出装置
の出力としては、各主電動機電圧E1，E2の差に比例した
電圧が得られる。クリープ速度が零の場合には、E1とE2
はほぼ等しいが、いずれかの主電動機にクリープ速度が
生ずると、その主電動機の逆起電力が増加し、その主電
動機の電圧がほぼクリープ速度に比例して大きくなり、
直流電圧検出装置５の出力としてほぼクリープ速度に比
例した電圧が得られるものである。本実施例によれば、
主電動機31,32が同時に制御でき、速度検出装置を使用
しないので装置が簡単となる。
て利用する実施例を示したもので、図で、R1，R2はブリ
ツジ抵抗、５は直流電圧検出装置であり、主電動機31,3
2の中間点とブリツジ抵抗R1，R2の中間点の間の電圧を
検出する装置であり、該電圧をA/D変換装置20を介して
マイクロプロセツサ10に入力する。該直流電圧検出装置
の出力としては、各主電動機電圧E1，E2の差に比例した
電圧が得られる。クリープ速度が零の場合には、E1とE2
はほぼ等しいが、いずれかの主電動機にクリープ速度が
生ずると、その主電動機の逆起電力が増加し、その主電
動機の電圧がほぼクリープ速度に比例して大きくなり、
直流電圧検出装置５の出力としてほぼクリープ速度に比
例した電圧が得られるものである。本実施例によれば、
主電動機31,32が同時に制御でき、速度検出装置を使用
しないので装置が簡単となる。
第12図は、主電動機31,32,33,34の電圧を直流電圧検
出装置51,52,53,54により検出し、最大差検出装置６に
より最大値と最小値の差を検出し、該検出値をクリープ
速度等価値として利用する実施例を示したものである。
このようにすると、４個の主電動機が全部同時に空転し
ないかぎり前記第４図とほぼ同様の制御が可能であるか
ら、複数主電動機の同時空転により制御性能が悪くなる
という確率が少なくなる。
出装置51,52,53,54により検出し、最大差検出装置６に
より最大値と最小値の差を検出し、該検出値をクリープ
速度等価値として利用する実施例を示したものである。
このようにすると、４個の主電動機が全部同時に空転し
ないかぎり前記第４図とほぼ同様の制御が可能であるか
ら、複数主電動機の同時空転により制御性能が悪くなる
という確率が少なくなる。
又、以上の説明は主として力行時の空転の場合につい
て行なつたが、制動時には動輪周速度が車両速度より小
さくなることを考慮して、クリープ速度vsは車両速度vT
と動輪周速度vMの差vT-vM、動輪周速度の微分値M又は
動輪周速度の差分δvMを滑走開始及び滑走加速の終了の
検出に使用する場合には正負の極性を逆にし、第10図の
実施例では、各動輪周速度の最大値を車両速度等価値と
し各動輪周速度の最小値を動輪周速度等価値として前記
実施例と同様に取扱えばよい。
て行なつたが、制動時には動輪周速度が車両速度より小
さくなることを考慮して、クリープ速度vsは車両速度vT
と動輪周速度vMの差vT-vM、動輪周速度の微分値M又は
動輪周速度の差分δvMを滑走開始及び滑走加速の終了の
検出に使用する場合には正負の極性を逆にし、第10図の
実施例では、各動輪周速度の最大値を車両速度等価値と
し各動輪周速度の最小値を動輪周速度等価値として前記
実施例と同様に取扱えばよい。
以上説明したように、本発明によれば再粘着制御部の
簡単な改良により、動輪レール間の粘着力を最大限有効
にけん引力ないしブレーキ力として利用できるので粘着
性能を向上することができ、機関車の場合けん引荷重を
増大することができ、電車の場合１編成内の動力車の数
を減らし且つ加減速度を大きくすることができ、空転速
度が微小値に抑制されるので、動輪とレールの摩耗を少
なくし、かつ空転発生時の乗心地を改善することができ
る。
簡単な改良により、動輪レール間の粘着力を最大限有効
にけん引力ないしブレーキ力として利用できるので粘着
性能を向上することができ、機関車の場合けん引荷重を
増大することができ、電車の場合１編成内の動力車の数
を減らし且つ加減速度を大きくすることができ、空転速
度が微小値に抑制されるので、動輪とレールの摩耗を少
なくし、かつ空転発生時の乗心地を改善することができ
る。
第１図は動輪とレールの間のクリープ速度vsと粘着力ｆ
の関係の説明図、第２図はクリープ速度vsと粘着力ｆの
関係の実測結果の一例、第３図は本発明再粘着制御装置
の動作説明のための、動輪周速度vM、車両速度vT、クリ
ープ速度vs、それらの微分値M，T、s、再粘着制
御信号Tfの時間的変化の説明図、第４図は本発明の一実
施例の全体構成を示すブロツク図、第５図は本発明の一
実施例の構成要素の一つであるマイクロプロセツサの論
理演算部12の論理演算内容を示すフローチヤート、第６
図は本発明再粘着制御装置の空転加速時の再粘着制御信
号Tfaを説明するための、動輪周速度vM、車両速度vT、
クリープ速度微分値s、再粘着制御信号Tfa，Tfの時間
的変化の説明図、第７図は本発明再粘着制御装置の再粘
着動作を説明するための、クリープ速度vsと粘着力ｆ及
び駆動力Ｆの関係説明図、第８図はクリープ速度が過大
となることを防止する系を設けた本発明の他の実施例の
ブロツク図、第９図は主電動機が複数個よりなる場合に
各主電動機ごとに求めた再粘着制御信号の最大値を用い
る本発明の実施例のブロツク図、第10図は各動輪周速度
の最大値を動輪周速度等価値とし、各動輪周速度に最小
値を車両速度等価値として用いる本発明の実施例のブロ
ツク図、第11図は主電動機電圧差をクリープ速度等価値
として用いる本発明の実施例のブロツク図、第12図は複
数個の主電動機電圧の最大値と最小値の差をクリープ速
度等価値として用いる本発明の実施例のブロツク図であ
る。 １……トルク指令発生装置、２……主制御装置、３……
主電動機、４……動輪周速度検出装置、４′……車両速
度検出装置、５……直流電圧検出装置、６……最大差検
出装置、８……減算器、9,9′……Ａ−Ｄ変換装置、10
……マイクロプロセツサ、11……動輪周速度差分演算
部、11′……車両速度差分演算部、12……論理演算部、
13……Ｄ−Ａ変換装置、21〜29……論理演算フローチヤ
ートの各演算ブロツク、14……クリープ速度演算部、15
……再粘着制御信号Tf′演算部、16……高位置選択部、
17,18……最大値選択装置、19……最小値選択装置、20
……Ａ−Ｄ変換装置、vs……クリープ速度、vM……動輪
周速度、vT……車両速度、ｆ……粘着力、Ｆ……駆動
力、Tf……再粘着制御信号、Tp……トルク指令、ΔvM…
…動輪周速度差分、ΔvT……車両速度差分、Δvs……ク
リープ速度差分、R1，R2……ブリツジ抵抗、E1，E2……
主電動機電圧。
の関係の説明図、第２図はクリープ速度vsと粘着力ｆの
関係の実測結果の一例、第３図は本発明再粘着制御装置
の動作説明のための、動輪周速度vM、車両速度vT、クリ
ープ速度vs、それらの微分値M，T、s、再粘着制
御信号Tfの時間的変化の説明図、第４図は本発明の一実
施例の全体構成を示すブロツク図、第５図は本発明の一
実施例の構成要素の一つであるマイクロプロセツサの論
理演算部12の論理演算内容を示すフローチヤート、第６
図は本発明再粘着制御装置の空転加速時の再粘着制御信
号Tfaを説明するための、動輪周速度vM、車両速度vT、
クリープ速度微分値s、再粘着制御信号Tfa，Tfの時間
的変化の説明図、第７図は本発明再粘着制御装置の再粘
着動作を説明するための、クリープ速度vsと粘着力ｆ及
び駆動力Ｆの関係説明図、第８図はクリープ速度が過大
となることを防止する系を設けた本発明の他の実施例の
ブロツク図、第９図は主電動機が複数個よりなる場合に
各主電動機ごとに求めた再粘着制御信号の最大値を用い
る本発明の実施例のブロツク図、第10図は各動輪周速度
の最大値を動輪周速度等価値とし、各動輪周速度に最小
値を車両速度等価値として用いる本発明の実施例のブロ
ツク図、第11図は主電動機電圧差をクリープ速度等価値
として用いる本発明の実施例のブロツク図、第12図は複
数個の主電動機電圧の最大値と最小値の差をクリープ速
度等価値として用いる本発明の実施例のブロツク図であ
る。 １……トルク指令発生装置、２……主制御装置、３……
主電動機、４……動輪周速度検出装置、４′……車両速
度検出装置、５……直流電圧検出装置、６……最大差検
出装置、８……減算器、9,9′……Ａ−Ｄ変換装置、10
……マイクロプロセツサ、11……動輪周速度差分演算
部、11′……車両速度差分演算部、12……論理演算部、
13……Ｄ−Ａ変換装置、21〜29……論理演算フローチヤ
ートの各演算ブロツク、14……クリープ速度演算部、15
……再粘着制御信号Tf′演算部、16……高位置選択部、
17,18……最大値選択装置、19……最小値選択装置、20
……Ａ−Ｄ変換装置、vs……クリープ速度、vM……動輪
周速度、vT……車両速度、ｆ……粘着力、Ｆ……駆動
力、Tf……再粘着制御信号、Tp……トルク指令、ΔvM…
…動輪周速度差分、ΔvT……車両速度差分、Δvs……ク
リープ速度差分、R1，R2……ブリツジ抵抗、E1，E2……
主電動機電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 博史 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 高津 英二 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内
Claims (7)
- 【請求項１】動輪周速度vMないしクリープ速度vsを検出
する手段と、これらの時間的変化分（微分値ないし差
分）を検出する手段と、この変化分が第１の基準値以上
になったことにより空転（ないし滑走）の開始を、この
変化分が第２の基準値以下になったことにより空転（な
いし滑走）の終了を検出する手段と、この空転（ないし
滑走）の開始を検出した時点から終了を検出した時点ま
での空転（ないし滑走）加速期間及びこの空転（ないし
滑走）加速期間以外の非空転（ないし滑走）加速期間に
分けて、再粘着制御時におけるトルク指令値の減少分で
ある再粘着制御信号を作成する手段を備えた電気車の再
粘着制御装置において、前記空転（ないし滑走）加速期
間における再粘着信号を、前記空転（ないし滑走）開始
時の再粘着制御信号Tfiに、空転（ないし滑走）に無関
係に増加する信号e1と空転（ないし滑走）に関係した信
号e2との和を加算した信号とする電気車の再粘着制御装
置。 - 【請求項２】前記空転（ないし滑走）の開始を、前記ク
リープ速度vsが第３の基準値以上となり、かつ、前記ク
リープ速度vsの時間的変化分が前記第１の基準値以上に
なったことにより検出する特許請求の範囲第１項記載の
電気車の再粘着制御装置。 - 【請求項３】前記空転（ないし滑走）の終了を、前記ク
リープ速度vsが空転（ないし滑走）開始時のクリープ速
度vs1以下であるか、又は、前記動輪周速度VMの時間的
変化分あるいは前記クリープ速度vsの時間的変化分が前
記第２の基準値である零以下になったことにより検出す
る特許請求の範囲第１項記載の電気車の再粘着制御装
置。 - 【請求項４】前記クリープ速度vsが第４の基準値を越え
たとき第２の再粘着制御信号を発生する手段を併設した
特許請求の範囲第１項記載の電気車の再粘着制御装置。 - 【請求項５】同一の主制御装置により駆動される複数の
主電動機を有し、これら主電動機毎に前記再粘着制御信
号発生手段を備え、これら再粘着制御信号発生手段が発
生した再粘着制御信号の最大値を再粘着制御信号として
用いる特許請求の範囲第１項記載の電気車の再粘着制御
装置。 - 【請求項６】前記動輪周速度VMとして、力行時、複数個
の動輪周速度の最大値（制動時は最小値）を、前記クリ
ープ速度vsを算出するための車両速度として、力行時、
複数個の動輪周速度の最小値（制動時は最大値）を用い
る特許請求の範囲第１項記載の電気車の再粘着制御装
置。 - 【請求項７】前記クリープ速度vsとして、同一の主制御
装置によって制御される複数個の主電動機の電圧差を用
いる特許請求の範囲第１項記載の電気車の再粘着制御装
置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177529A JPH088728B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 電気車の再粘着制御装置 |
| US06/894,102 US4799161A (en) | 1985-08-14 | 1986-08-07 | Control apparatus for maintaining traction in electric rolling stock |
| EP86111101A EP0218839B1 (en) | 1985-08-14 | 1986-08-11 | A control apparatus for maintaining traction in electric rolling stock |
| DE8686111101T DE3684401D1 (de) | 1985-08-14 | 1986-08-11 | Steuervorrichtung zur aufrechterhaltung der mitnahmereibung im elektrischen zugbetrieb. |
| CA000515869A CA1266713A (en) | 1985-08-14 | 1986-08-13 | Control apparatus for maintaining traction in electric rolling stock |
| CN86105005.3A CN1006211B (zh) | 1985-08-14 | 1986-08-14 | 用于维持电动轨道车辆的牵引的控制装置 |
| ZA866128A ZA866128B (en) | 1985-08-14 | 1986-08-14 | A control apparatus for maintaining traction in electric rolling stock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177529A JPH088728B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 電気車の再粘着制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240004A JPS6240004A (ja) | 1987-02-21 |
| JPH088728B2 true JPH088728B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=16032517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60177529A Expired - Lifetime JPH088728B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 電気車の再粘着制御装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4799161A (ja) |
| EP (1) | EP0218839B1 (ja) |
| JP (1) | JPH088728B2 (ja) |
| CN (1) | CN1006211B (ja) |
| CA (1) | CA1266713A (ja) |
| DE (1) | DE3684401D1 (ja) |
| ZA (1) | ZA866128B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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