專利名稱：電車的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電車的控制裝置，特別是涉及具有抑制車輪的空轉(zhuǎn)及滑行的空轉(zhuǎn)滑行控制功能的電車的控制裝置。
背景技術：
作為電車的控制裝置，使用逆變器來驅(qū)動控制交流電動機的系統(tǒng)已經(jīng)被實際應用。已知鐵路車輛的加減速是在鐵制的軌道與鐵制的車輪之間的僅有一點的接觸面積相互傳遞力來實現(xiàn)的，電車的控制裝置需要適當控制電動機的轉(zhuǎn)矩，以使車輪不會空轉(zhuǎn)。即，若轉(zhuǎn)矩太大，則車輪會空轉(zhuǎn)，車輪與軌道間的摩擦系數(shù)(以下也稱作粘著系數(shù))降低，力的傳輸效率下降。結(jié)果，會產(chǎn)生電車的加速性能變差、或車輪與軌道磨損的問題。反之，若轉(zhuǎn)矩太小，則車輪雖然不會空轉(zhuǎn)，但電車的加速性能變差，難以按照運行時刻表準時行駛。另外， 在再生制動的情況下也有同樣的問題。以往，電車的控制裝置具有用于抑制如上所述的車輪的空轉(zhuǎn)現(xiàn)象的空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。其大致結(jié)構(gòu)為，利用車輪速度的變化率或多個車輪間的速度偏差，判斷車輪的空轉(zhuǎn)狀態(tài)，調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)矩。然而，在軌道與車輪間有時會存在雨或雪、砂或油等物質(zhì)，再有粘著系數(shù)因軌道或車輪的表面狀態(tài)、溫度、行駛速度等而會時時刻刻有較大變化等，其物理現(xiàn)象比較復雜，將控制率定型化并不容易。因此，空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中存在著根據(jù)來自各種觀點的理論研究或?qū)嶋H車輛的行駛試驗數(shù)據(jù)而構(gòu)成的許多方式(例如參照專利文獻1)。專利文獻1 日本專利特開平6-335106號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題然而，上述現(xiàn)有技術中存在以下所示的問題。由于在原有的鐵路線等一般的鐵路上產(chǎn)生空轉(zhuǎn)或者滑行時的車輪的速度變化率比較大，另外多個車輪間的速度偏差也比較大，因此容易根據(jù)車輪的速度變化率及車輪間的速度偏差，掌握空轉(zhuǎn)/滑行現(xiàn)象。然而，在高速鐵路上高速行駛時(例如大致200km/h以上)，產(chǎn)生空轉(zhuǎn)/滑行時的車輪的速度變化率較小，另外多個車輪間的速度偏差也較小。因此，存在的問題是很難根據(jù)車輪的速度變化率及車輪間的速度偏差，掌握空轉(zhuǎn)/滑行現(xiàn)象，很難區(qū)別是通常行駛中的加速狀態(tài)、還是產(chǎn)生空轉(zhuǎn)/滑行的狀態(tài)。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種特別是檢測高速行駛時的空轉(zhuǎn)/滑行現(xiàn)象，可以進行適當?shù)目辙D(zhuǎn)/滑行控制的電車的控制裝置。解決問題的方法
為了解決上述問題、達到目的，本發(fā)明所涉及的電車的控制裝置包括多臺電動機以及空轉(zhuǎn)滑行控制部，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部基于所述多臺電動機的旋轉(zhuǎn)速度生成轉(zhuǎn)矩指令值，以抑制空轉(zhuǎn)或者滑行，所述電車的控制裝置的特征在于，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部包括基準旋轉(zhuǎn)速度計算部，所述基準旋轉(zhuǎn)速度計算部根據(jù)所述多臺電動機的旋轉(zhuǎn)速度計算第一基準旋轉(zhuǎn)速度及第二基準旋轉(zhuǎn)速度；第一粘著度指標生成部，所述第一粘著度指標生成部分別與所述各電動機對應設置，以所述第一基準旋轉(zhuǎn)速度及所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度作為輸入，基于根據(jù)所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度計算出的加速度與根據(jù)所述第一基準旋轉(zhuǎn)速度計算出的加速度之差即加速度偏差、和所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度與所述第一基準旋轉(zhuǎn)速度之差即速度偏差，生成與所述各電動機連結(jié)的車輪與車輪踏面之間的粘著度的指標即第一粘著度指標；第二粘著度指標生成部，所述第二粘著度指標生成部以所述第二基準旋轉(zhuǎn)速度作為輸入，生成將基于根據(jù)所述第二基準旋轉(zhuǎn)速度計算出的加速度而生成的增益與所述第一粘著度指標值相乘的值作為第二粘著度指標值；以及轉(zhuǎn)矩指令值生成部，所述轉(zhuǎn)矩指令值生成部基于所述第二粘著度指標值，生成所述轉(zhuǎn)矩指令值。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，即使在如高速行駛時產(chǎn)生空轉(zhuǎn)或者滑行時那樣，加速度偏差和速度偏差變小，通過基于第一粘著度指標的轉(zhuǎn)矩的調(diào)整而對控制空轉(zhuǎn)或者滑行不是很有效時， 通過將第二粘著度指標生成部生成的增益設定為小于1的規(guī)定值，也可以進行適當?shù)目辙D(zhuǎn)或者滑行控制。因此具有的效果是不追加非驅(qū)動軸等的新的旋轉(zhuǎn)速度信息，僅根據(jù)與車輪連結(jié)的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度信息就能掌握空轉(zhuǎn)/滑行現(xiàn)象，在速度與實際值有很大的不同之前就能檢測空轉(zhuǎn)/滑行狀態(tài)，進行適當?shù)目辙D(zhuǎn)/滑行控制。


圖1是表示實施方式所涉及的電車的控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示實施方式的空轉(zhuǎn)控制部的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是與第一軸連結(jié)的車輪5A空轉(zhuǎn)時的速度偏差DFM、加速度偏差DFT、以及粘著度指標ADLl的動作圖。圖4是各軸的粘著度指標ADLl ADL4、進行了最大值處理時的粘著度指標ADL0、 穩(wěn)態(tài)時的轉(zhuǎn)矩指令TO*、以及利用空轉(zhuǎn)控制而調(diào)整的轉(zhuǎn)矩指令T*的動作圖。圖5是輕微的空轉(zhuǎn)繼續(xù)時的第一粘著度指標計算部7A的動作圖。圖6是第二粘著度指標計算部起作用時的FMl FM4、FMmax, ADLO, Si、S2、ADL、 TO*、以及T*的動作圖。標號說明1空轉(zhuǎn)控制部2轉(zhuǎn)矩計算部3功率轉(zhuǎn)換器4A 4D電動機5A OT車輪6 軌道7A 7D第一粘著度指標生成部
8第二粘著度指標生成部
9最大值計算器
10最小值計算器
11、13、19微分器
12基準旋轉(zhuǎn)速度計算部
14、16減法運算器
15、17、20低通濾波器
18判別器
21比較器
22,23反相器
M斷開延時器
25ADL處理部
26、27乘法運算器
28 一階延遲部
29加速度計算部
30加速度偏差處理部
31差速度偏差處理部
32加速度低響應化處理部
33空轉(zhuǎn)檢測部
34增益生成部
35時間常數(shù)設定部
具體實施例方式下面，基于附圖詳細說明本發(fā)明所涉及的電車的控制裝置的實施方式。另外，本發(fā)明不限于本實施方式。另外，說明的是空轉(zhuǎn)控制，但滑行控制的情況也一樣。實施方式圖1是表示本實施方式所涉及的電車的控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本實施方式的空轉(zhuǎn)控制部的結(jié)構(gòu)的圖。首先，參照圖1，說明本實施方式所涉及的電車的控制裝置的結(jié)構(gòu)。標號1是為了消除空轉(zhuǎn)或者滑行狀態(tài)而進行轉(zhuǎn)矩控制的控制部，下面為簡化說明，簡稱為空轉(zhuǎn)控制部。向空轉(zhuǎn)控制部1輸入非空轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩指令值T0*，在該轉(zhuǎn)矩指令值TO*添加空轉(zhuǎn)狀態(tài)進行計算后，輸出轉(zhuǎn)矩指令值τ*。標號2是轉(zhuǎn)矩計算部，以T*作為輸入，輸出柵極控制輸出G。標號3是功率轉(zhuǎn)換器，基于轉(zhuǎn)矩計算部2的輸出的柵極控制輸出G進行控制，在圖示例中，一并驅(qū)動多個電動機4A 4D。標號5A 5D是車輪，標號6是軌道。各電動機4A 4D分別與車輪5A 5D的軸連結(jié)，使車輪5A 5D旋轉(zhuǎn)。電車利用車輪5A 5D與軌道6之間的摩擦力，通過車輪 5A 5D的旋轉(zhuǎn)而得到推進力。另外，F(xiàn)Ml FM4是利用對各電動機4A 4D分別設置的傳感器(未圖示)檢測到的速度信號，表示各電動機4A 4D的軸的旋轉(zhuǎn)速度。接下來，參照圖2說明空轉(zhuǎn)控制部1的結(jié)構(gòu)。標號7A 7D是第一粘著度指標生
6成部，分別生成各車輪5A 5D與軌道6之間的粘著度的指標的粘著度指標ADLl ADL4。 另外，標號8是與第一粘著度指標生成部7A 7D另外設置的第二粘著度指標生成部。標號9是輸出旋轉(zhuǎn)速度FMl FM4的最大值FMmax的最大值計算器，標號10是輸出旋轉(zhuǎn)速度 FMl FM4的最小值FMmin的最小值計算器。最大值計算器9及最小值計算器10設置在基準旋轉(zhuǎn)速度計算部12的內(nèi)部?；鶞市D(zhuǎn)速度計算部12將FMmin分別輸出至第一粘著度指標生成部7A 7D，并且將FMmax輸出至第二粘著度指標生成部8。另外，在本實施方式中， 基準旋轉(zhuǎn)速度計算部12根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度FMl FM4計算最小值FMmin及最大值FMmax，但不限于此，只要根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度FMl FM4生成2個基準旋轉(zhuǎn)速度即可。向第一粘著度指標生成部7A輸入FMmin與旋轉(zhuǎn)速度FMl這2個信號。同樣，分別向第一粘著度指標生成部7B輸入FMmin與旋轉(zhuǎn)速度FM2這2個信號，向第一粘著度指標生成部7C輸入FMmin與旋轉(zhuǎn)速度FM3這2個信號，并且向第一粘著度指標生成部7D輸入 FMmin與旋轉(zhuǎn)速度FM4這2個信號。向第二粘著度指標生成部8輸入FMmax。接下來，說明第一粘著度指標生成部7A。另外，第一粘著度指標生成部7B 7D也一樣。標號11是微分器，以旋轉(zhuǎn)速度FMl作為輸入，輸出FMl的時間變化率即加速度Al。 另外，標號13是微分器，以Fmmin作為輸入，輸出Fmmin的時間變化率即加速度A2。微分器 11與微分器13構(gòu)成作為第一加速度計算部的加速度計算部四。標號14是減法運算器，根據(jù)加速度Al和加速度A2，輸出A3 = A2-A1。標號15是低通濾波器，以A3作為輸入，輸出加速度偏差DFT。另外，將微分器11的計算采樣設定得較短，將微分器13的計算采樣設定得較長。減法運算器14與低通濾波器15構(gòu)成加速度偏差處理部30。標號16是減法運算器，將旋轉(zhuǎn)速度FMl與FMmin之差輸出作為速度差VI。標號 17是低通濾波器，以速度差Vl作為輸入，輸出速度偏差DFM。減法運算器16與低通濾波器 17構(gòu)成差速度偏差處理部31。在以上的結(jié)構(gòu)中，加速度Al是電動機4A的軸即第一軸的旋轉(zhuǎn)速度FMl的加速度， 是瞬時加速度。另一方面，加速度A2是車輪5A 5D中最小的旋轉(zhuǎn)速度FMmin的加速度， 是幾乎沒有瞬時變化的基準加速度。如上所述，由于將微分器13的計算采樣設定得較長， 因此加速度A2幾乎沒有瞬時變化，因此可以用作為基準加速度。以該加速度A2作為基準加速度，對其與瞬時值的加速度Al之差的A3，通過低通濾波器15進行一階延遲處理，成為加速度偏差DFT。另一方面，對第一軸的旋轉(zhuǎn)速度FMl與Fmmin之差的速度差VI，通過低通濾波器17進行一階延遲處理，成為速度偏差DFM。標號18是判別器，以加速度偏差DFT與速度偏差DFM作為輸入，根據(jù)它們的輸入值的組合，唯一地輸出對于第一軸的粘著度指標ADL1。即，在判別器18中，基于加速度偏差 DFT及速度偏差DFM，判別粘著度狀態(tài)，例如對加速度偏差DFT與速度偏差DFM以規(guī)定的比例進行加權(quán)等，輸出表示粘著狀態(tài)的粘著度指標ADLl。圖3是與第一軸連結(jié)的車輪5A空轉(zhuǎn)時的速度偏差DFM、加速度偏差DFT、以及粘著度指標ADLl的動作圖。以橫軸作為時間，表示旋轉(zhuǎn)速度FMl FM4、速度偏差DFM、加速度偏差DFT、以及粘著度指標ADLl的各時間變化。在時刻tl t4之間，速度偏差DFM及加速度偏差DFT的至少一個的偏差變大，與其相對應，粘著度指標ADLl小于1。特別是，從時刻 t2 t3之間的ADLl可知，與速度偏差DFM相比，可知加速度偏差DFT的影響是支配性的。 另外，粘著度指標為1時，判別為沒有空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，隨著從1逐漸下降，判別為逐漸產(chǎn)生空轉(zhuǎn)的狀態(tài)。對于第一粘著度指標生成部7B 7D，也進行同樣的處理，可以分別得到粘著度指標 ADL2 ADL4。標號25是ADL處理部，輸入有第一粘著度指標生成部7A 7D的輸出。S卩，粘著度指標ADLl ADL4輸入至ADL處理部25，例如進行最大值選擇處理或者平均化處理后，作為粘著度指標ADLO輸出。此處，所謂最大值選擇處理，是對粘著度指標ADLl ADL4選擇從1起的變化最大的指標值的處理，平均化處理是選擇粘著度指標ADLl ADL4的平均值的處理。標號沈和27分別是乘法運算器，標號28是產(chǎn)生一階延遲的一階延遲部。設一階延遲部觀中所使用的時間常數(shù)為τ。從ADL處理部25輸出的粘著度指標ADL0，如后文所述，在乘法運算器沈與增益相乘，接下來在乘法運算器27與基于運轉(zhuǎn)指令的穩(wěn)態(tài)時的轉(zhuǎn)矩指令TO*相乘后，輸入至一階延遲部觀，進行一階延遲，并作為轉(zhuǎn)矩指令T*從空轉(zhuǎn)控制部1 輸出。在沒有空轉(zhuǎn)的狀態(tài)下粘著度指標ADLO是1，但由于在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下根據(jù)加速度偏差 DFT和速度偏差DFM的值的組合成為1以下的值，因此TO* > T*，轉(zhuǎn)矩減少(Τ0*_Τ*)。另外，減少或者復原的時間常數(shù)可通過一階延遲部觀的時間常數(shù)τ進行調(diào)節(jié)。圖4是各軸的粘著度指標ADLl ADL4、進行了最大值選擇處理時的粘著度指標 ADL0、穩(wěn)態(tài)時的轉(zhuǎn)矩指令TO*、以及利用空轉(zhuǎn)控制而調(diào)整的轉(zhuǎn)矩指令T*的動作圖。如圖4所示，轉(zhuǎn)矩指令T*根據(jù)粘著度指標ADLO的變化而相應地輸出。在以上的動作中，由于可以設定得使加速度偏差DFT在空轉(zhuǎn)控制的響應性中成為支配性的，精調(diào)基準加速度的響應速度或者分辨率而使加速度偏差收斂，因此可以利用速度偏差DFM與加速度偏差DFT，進行高速且精細的粘著控制。另外，在本實施方式中，根據(jù)粘著度指標ADLl ADL4，由ADL處理部25輸出1個粘著度指標ADL0，輸出與該粘著度指標ADLO相應的轉(zhuǎn)矩指令T*。S卩，利用轉(zhuǎn)矩指令T*，一并控制4臺電動機4A 4D的轉(zhuǎn)矩。作為其他方式，也可以不使用ADL處理部25，輸出與各粘著度指標ADLl ADL4相應的4個轉(zhuǎn)矩指令，利用該4個轉(zhuǎn)矩指令，個別控制4臺電動機 4A 4D的轉(zhuǎn)矩。接下來，說明第二粘著度指標生成部8。標號19是以從最大值計算器9輸出的 FMmax作為輸入、輸出加速度Sl的微分器。標號20是低通濾波器，以加速度Sl作為輸入， 輸出加速度S2。微分器19與低通濾波器20構(gòu)成作為第二加速度計算部的加速度低響應化處理部32。S卩，通過增大微分器19的計算間隔，或減慢低通濾波器20的響應，使得加速度低響應化處理部32的輸出的加速度S2對微小或者瞬時的加速度變化不會立即變化。特別是，使得由加速度低響應化處理部32計算出的加速度的響應速度、比由加速度計算部四計算出的加速度的響應速度慢。標號21是比較器，比較加速度S2與加速度檢測電平SSET的大小，若判斷為加速度S2比加速度檢測電平SSET大，則其輸出S3為“H”電平(高電平)，另一方面，若判斷為加速度S2在加速度檢測電平SSET以下，則其輸出S3為“L”電平(低電平)。作為“H”電平的輸出信號例如可以使用1，作為“L”電平的輸出信號例如可以使用0。另外，加速度檢測電平SSET是根據(jù)電車所設定的規(guī)定值，另外，也可以設定為可變。如后文所述，比較器21具有作為空轉(zhuǎn)檢測部33的功能。標號22、23是反相器，分別使輸入反相而輸出。標號M是斷開(OFF)延時器。比較器21的輸出S3輸入至反相器22，反相器22輸出S4。反相器22的輸出即S4輸入至乘法運算器洸，并且輸入至反相器23。例如，S3為“H”電平的情況下，S4為“L”電平，向乘法運算器沈輸入“L”電平的值即S4，將S4的值(以下稱作增益)與粘著度指標ADLO相乘。乘法運算器沈的乘法運算所使用的“L”電平的值例如是0，但不限于此，例如也可以是1以下的任意值。這樣，可以使增益為例如1以下的值。另外，在將增益設定為1以下的值時，將S4為“L”電平時的值、和 S4為“H”電平時的值相加的值設定為1。在S4為0時，乘法運算器沈的輸出即粘著度指標ADL為0，因此，乘法運算器27的輸出也為0。即，在加速度S2大于加速度檢測電平SSET 時，使得通過輸出0作為轉(zhuǎn)矩指令T*，控制空轉(zhuǎn)。另一方面，在加速度S2為加速度檢測電平SSET以下時，S3為“L”電平，S4為“H” 電平，此時增益例如是1。因此，乘法運算器沈的輸出即粘著度指標ADL為ADL0，轉(zhuǎn)矩指令 T*根據(jù)第一粘著度指令生成部7A 7D的輸出來決定。這樣，反相器22與23根據(jù)空轉(zhuǎn)檢測部33的輸出，構(gòu)成增益生成部34。另外，在本實施方式中，增益的值被設定為根據(jù)加速度S2與加速度檢測電平SSET的大小關系而相應切換。作為與此不同的其他形態(tài)，增益的值也可以根據(jù)加速度S2、和例如2個加速度檢測電平的大小關系而相應切換。將這2個加速度檢測電平作為第一加速度檢測電平、和比第一加速度檢測電平小的第二加速度檢測電平時，S2相對于第一加速度檢測電平以上、第二加速度檢測電平以上且不到第一加速度檢測電平、和不到第二加速度檢測電平的3個范圍，可以設定為使得增益的值以該順序增大。S4還輸入至反相器23，反相器23的輸出向斷開延時器M輸入。另外，斷開延時器 M的輸出S5輸入至一階延遲部觀。此時，若斷開延時器M的輸出S5—旦例如為“H”電平，則在一定期間保持該“H”電平的狀態(tài)，因此“H”電平的信號繼續(xù)輸出至一階延遲部28。 S5為“H”電平的期間中，一階延遲部觀的時間常數(shù)τ被切換設定為規(guī)定的值。這樣，斷開延時器M起到作為時間常數(shù)設定部35的功能。即使將加速度檢測電平SSET作為與通常的加速度相比略大的值，但在通常的沒有空轉(zhuǎn)狀態(tài)、或者加速度瞬時變化那樣的通常的空轉(zhuǎn)狀態(tài)下，比較器21的輸出即S3仍然為“L”電平。這是因為，由于利用加速度低響應化處理部32，加速度變化的響應延遲，因此 FMmax的加速度即使超過加速度檢測電平SSET，S2也會保持在加速度檢測電平SSET以下的狀態(tài)。由于S3仍然為“L”電平，因此S4仍然是“H”電平，S5仍然是“L”電平，粘著度指標ADL與粘著度指標ADLO相等，也不會產(chǎn)生一階延遲部觀的時間常數(shù)τ的切換設定。因此，第二粘著度指標生成部8所涉及的控制狀態(tài)不會產(chǎn)生任何變化。這樣，加速度瞬時變化那樣的通常的空轉(zhuǎn)狀態(tài)，可以由第一粘著度指標生成部7Α 7D進行高速且精細的最佳粘著控制。在與通常加速度產(chǎn)生的加速度變化較小、速度上升較慢的空轉(zhuǎn)現(xiàn)象時，與上述相反，在第一粘著度指標生成部7Α 7D中，由于速度偏差DFM及加速度偏差DFT較小，因此不會進行控制以抑制空轉(zhuǎn)現(xiàn)象。另一方面，在這樣的空轉(zhuǎn)現(xiàn)象持續(xù)時，在第二粘著度指標生成部8中，加速度S2達到加速度檢測電平SSET以上，S4為“L”電平、即例如為0，粘著度指標ADL與第一粘著度指標生成部7Α 7D的計算結(jié)果無關，始終為0。另外，若加速度S2到達加速度檢測電平SSET以上，則由于加速度低響應化處理部32的響應延遲，加速度S2不會瞬時為加速度檢測電平SSET以下，該狀態(tài)會持續(xù)一陣。一階延遲部觀由于S5為“H”電平，因此切換時間常數(shù)τ。然后，在由斷開延時器M決定的一定期間，轉(zhuǎn)矩指令Τ*將0作為目標值以被切換的時間常數(shù)進行減少。之后，若加速度S2位于加速度檢測電平SSET以下，則轉(zhuǎn)矩指令Τ*返回基于粘著度指標ADLO的穩(wěn)態(tài)時的轉(zhuǎn)矩指令。圖5是輕微的空轉(zhuǎn)繼續(xù)時的第一粘著度指標計算部7Α的動作圖。以橫軸作為時間，表示第二粘著度指標計算部8不起作用時的FMl FM4、FMmin, Al、Α2、A3、DFT、DFM、 ADLO的動作。FMl FM4中所畫的虛線是真實速度，在FMl FM4中，表示由于持續(xù)的輕微空轉(zhuǎn)而與真實速度的偏差增大，產(chǎn)生空轉(zhuǎn)。另外可知，加速度偏差DFT較小，粘著度指標 ADLO從1的變化也僅有一點，不進行控制以抑制空轉(zhuǎn)。圖6是第二粘著度指標計算部8起作用時的FMl FM4、FMmax、ADL0、Sl、S2、ADL、 TO*、以及Τ*的動作圖。在FMl FM4中，表示由于持續(xù)的輕微空轉(zhuǎn)而與真實速度的偏差雖然隨著時間逐漸增加，但會再次轉(zhuǎn)為減少，表示利用第二粘著度指標計算部8的控制來抑制空轉(zhuǎn)的形態(tài)。由于Sl被低通濾波器20實施了一階延遲，因此S2在時刻t2 t5間，超過加速度檢測電平SSET，ADL的值變?yōu)?。另外，在從時刻t2到t3的范圍內(nèi)，Τ*的值雖然從大致1減少至0，但該變化率是由一階延遲部觀的時間常數(shù)τ的設定而決定的。如上所示，根據(jù)本實施方式，加速度偏差DFT及速度偏差DFM都較小，即使在第一粘著度指標生成部7Α 7D所進行的控制中難以抑制空轉(zhuǎn)時，也能利用第二粘著度指標生成部8來抑制空轉(zhuǎn)。因此，可以不追加非驅(qū)動軸等的新的軸速度信息，僅根據(jù)驅(qū)動軸的速度信息就能掌握空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在速度與實際值有很大的不同之前檢測空轉(zhuǎn)狀態(tài)，進行適當?shù)目辙D(zhuǎn)控制。根據(jù)本實施方式，特別在高速行駛時等可以檢測空轉(zhuǎn)并對其進行抑制。以上的實施方式所示的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的內(nèi)容的一個例子，也可以與已知技術等組合，另外，當然在不脫離本發(fā)明要點的范圍內(nèi)，進行變更而構(gòu)成。并且，本發(fā)明所涉及的空轉(zhuǎn)控制的適用領域不限于電車的控制裝置，例如也可以適用于電動汽車等相關領域。工業(yè)上的實用性如上所述，本發(fā)明所涉及的電車的控制裝置對于在高速鐵路等高速行駛時抑制產(chǎn)生空轉(zhuǎn)/滑行是有用的。
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權(quán)利要求
1.一種電車的控制裝置，包括多臺電動機以及空轉(zhuǎn)滑行控制部，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部基于所述多臺電動機的旋轉(zhuǎn)速度生成轉(zhuǎn)矩指令值，以抑制空轉(zhuǎn)或者滑行，所述電車的控制裝置的特征在于，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部包括第一粘著度指標生成部，所述第一粘著度指標生成部基于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度得到的加速度偏差與速度偏差，生成成為抑制第一空轉(zhuǎn)或者第一滑行的指標的第一粘著度指標；第二粘著度指標生成部，所述第二粘著度指標生成部基于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度得到的加速度與所述第一粘著度指標，生成成為抑制第二空轉(zhuǎn)或者第二滑行的指標的第二粘著度指標，所述第二空轉(zhuǎn)或者第二滑行的所述加速度偏差或者所述速度偏差比所述第一空轉(zhuǎn)或者第一滑行??；以及轉(zhuǎn)矩指令值生成部，所述轉(zhuǎn)矩指令值生成部根據(jù)所述第二粘著度指標，生成所述轉(zhuǎn)矩指令值。
2.一種電車的控制裝置，包括多臺電動機以及空轉(zhuǎn)滑行控制部，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部基于所述多臺電動機的旋轉(zhuǎn)速度生成轉(zhuǎn)矩指令值，以抑制空轉(zhuǎn)或者滑行，所述電車的控制裝置的特征在于，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部包括基準旋轉(zhuǎn)速度計算部，所述基準旋轉(zhuǎn)速度計算部根據(jù)所述多臺電動機的旋轉(zhuǎn)速度計算第一基準旋轉(zhuǎn)速度及第二基準旋轉(zhuǎn)速度；第一粘著度指標生成部，所述第一粘著度指標生成部輸入有所述第一基準旋轉(zhuǎn)速度， 基于加速度偏差與速度偏差生成與所述各電動機連結(jié)的車輪與車輪踏面之間的粘著度的指標即第一粘著度指標，所述加速度偏差是基于根據(jù)所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度計算出的加速度而生成的，所述速度偏差是基于所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度而生成的；第二粘著度指標生成部，所述第二粘著度指標生成部以所述第二基準旋轉(zhuǎn)速度作為輸入，生成第二粘著度指標值，所述第二粘著度指標值是根據(jù)增益和所述第一粘著度指標值而生成的，所述增益是基于根據(jù)所述第二基準旋轉(zhuǎn)速度計算出的加速度而生成的；以及轉(zhuǎn)矩指令值生成部，所述轉(zhuǎn)矩指令值生成部根據(jù)所述第二粘著度指標值，生成所述轉(zhuǎn)矩指令值。
3.一種電車的控制裝置，包括多臺電動機以及空轉(zhuǎn)滑行控制部，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部基于所述多臺電動機的旋轉(zhuǎn)速度生成轉(zhuǎn)矩指令值，以抑制空轉(zhuǎn)或者滑行，所述電車的控制裝置的特征在于，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部包括基準旋轉(zhuǎn)速度計算部，所述基準旋轉(zhuǎn)速度計算部根據(jù)所述多臺電動機的旋轉(zhuǎn)速度計算第一基準旋轉(zhuǎn)速度及第二基準旋轉(zhuǎn)速度；第一粘著度指標生成部，所述第一粘著度指標生成部分別與所述各電動機對應設置， 以所述第一基準旋轉(zhuǎn)速度及所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度作為輸入，基于根據(jù)所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度計算出的加速度與根據(jù)所述第一基準旋轉(zhuǎn)速度計算出的加速度之差即加速度偏差、和所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度與所述第一基準旋轉(zhuǎn)速度之差即速度偏差，生成與所述各電動機連結(jié)的車輪與車輪踏面之間的粘著度的指標即第一粘著度指標；第二粘著度指標生成部，所述第二粘著度指標生成部以所述第二基準旋轉(zhuǎn)速度作為輸入，生成將增益與所述第一粘著度指標值相乘后的值作為第二粘著度指標值，所述增益是基于根據(jù)所述第二基準旋轉(zhuǎn)速度計算出的加速度而生成的；以及轉(zhuǎn)矩指令值生成部，所述轉(zhuǎn)矩指令值生成部基于所述第二粘著度指標值，生成所述轉(zhuǎn)矩指令值。
4.如權(quán)利要求3所述的電車的控制裝置，其特征在于，所述空轉(zhuǎn)滑行控制部還包括粘著度指標處理部，所述粘著度指標處理部根據(jù)所述多個第一粘著度指標生成部分別生成的所述多個第一粘著度指標計算單獨的粘著度指標，將該單獨的粘著度指標作為第一粘著度指標，向所述第二粘著度指標生成部輸出，基于將由所述第二粘著度指標生成部生成的所述增益與所述單獨的粘著度指標相乘后的值即第二粘著度指標值，一并控制所述多臺電動機的轉(zhuǎn)矩。
5.如權(quán)利要求3或4所述的電車的控制裝置，其特征在于，所述第一粘著度指標生成部包括第一加速度計算部，所述第一加速度計算部根據(jù)所述各電動機的旋轉(zhuǎn)速度計算加速度，并且根據(jù)所述第一基準旋轉(zhuǎn)速度計算加速度，所述第二粘著度指標生成部包括第二加速度計算部，所述第二加速度計算部根據(jù)所述第二基準旋轉(zhuǎn)速度計算加速度，使由所述第二加速度計算部計算出的加速度的響應速度，比由所述第一加速度計算部計算出的加速度的響應速度要慢。
6.如權(quán)利要求3或4所述的電車的控制裝置，其特征在于，在所述第二粘著度指標生成部中，按照根據(jù)所述第二基準轉(zhuǎn)速計算出的加速度是否大于規(guī)定的設定值，來切換所述增益的值，并且在所述加速度大于所述規(guī)定的設定值時，將所述增益的值設定得更小。
7.如權(quán)利要求3或4所述的電車的控制裝置，其特征在于，在所述第二粘著度指標生成部中，根據(jù)所述第二基準轉(zhuǎn)速計算出的加速度以第一設定值、和小于該第一設定值的第二設定值為界，切換所述增益的值，并且對于第一設定值以上、第二設定值以上且不到第一設定值、和不到第二設定值的3個范圍，設定為使得所述增益的值以該順序依次增大。
8.如權(quán)利要求3或4所述的電車的控制裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩指令值生成部包括一階延遲部，所述一階延遲部使基于所述第二粘著度指標值生成的所述轉(zhuǎn)矩指令值進行一階延遲并輸出，所述第二粘著度指標生成部包括斷開延時器，所述斷開延時器與所述增益的值相對應地設定所述一階延遲部的時間常數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供特別是在高速行駛時檢測空轉(zhuǎn)/滑行現(xiàn)象、可以進行適當?shù)目辙D(zhuǎn)/滑行控制的電車的控制裝置。在空轉(zhuǎn)控制部(1)中，設置第一粘著度指標生成部以及第二粘著度指標生成部。對于加速度瞬時變化那樣的通常的空轉(zhuǎn)狀態(tài)，利用第一粘著度指標生成部生成的、基于加速度偏差及速度偏差的第一粘著度指標來進行轉(zhuǎn)矩控制。對于在高速行駛時的空轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于加速度偏差及速度偏差較小，因此利用對第一粘著度指標乘以由第二粘著度指標生成部生成的1以下的增益的第二粘著度指標來進行轉(zhuǎn)矩控制。
文檔編號H02P5/50GK102381211SQ20111023010
公開日2012年3月21日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者仲津啟二, 北中英俊, 藪內(nèi)正隆 申請人:三菱電機株式會社