(57)【要約】【課題】  滑走防止弁を設けることも、ＶＶＶＦインバータ装置からブレーキ制御装置へ速度センサ信号の配線を増加することも行わずに、車輪滑走を防止することが可能な電気車制御装置を提供することである。【解決手段】  可変電圧可変周波数制御方式のＶＶＶＦインバータ装置１によって車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄを駆動し、車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄで駆動される駆動車輪２ａ〜２ｄのブレーキ力をブレーキ制御装置５で制御する。ＶＶＶＦインバータ装置１は、車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄの速度をもとに駆動車輪２ａ〜２ｄが滑走したことを検知する。ブレーキ制御装置５は、ＶＶＶＦインバータ装置１から滑走検知信号を受け取り空気ブレーキ力の指令値を弱めて駆動車輪２ａ〜２ｄのブレーキ力を弱め滑走を抑える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変電圧可変周波数制御方式のＶＶＶＦインバータ装置によって車両駆動用交流電動機を駆動し、前記車両駆動用交流電動機で駆動される駆動車輪のブレーキ力をブレーキ制御装置で制御する電気車制御装置において、前記車両駆動用交流電動機の速度をもとに前記駆動車輪が滑走したことを検知するＶＶＶＦインバータ装置と、前記ＶＶＶＦインバータ装置から滑走検知信号を受け取り空気ブレーキ力の指令値を弱めて前記駆動車輪のブレーキ力を弱め滑走を抑えるブレーキ制御装置とを備えたことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項２】
可変電圧可変周波数制御方式のＶＶＶＦインバータ装置によって車両駆動用交流電動機を駆動し、前記車両駆動用交流電動機で駆動される駆動車輪のブレーキ力をブレーキ制御装置で制御する電気車制御装置において、前記車両駆動用交流電動機の速度をもとに前記駆動車輪が滑走したことを検知し前記車両駆動用交流電動機で実際に発生しているブレーキ力よりその滑走検知信号分だけ大きな値の電気ブレーキ力フィードバック信号を出力するＶＶＶＦインバータ装置と、前記ＶＶＶＦインバータ装置から電気ブレーキ力フィードバック信号を受け取り空気ブレーキ力の指令値を弱めて前記駆動車輪のブレーキ力を弱め滑走を抑えるブレーキ制御装置とを備えたことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項３】
可変電圧可変周波数制御方式のＶＶＶＦインバータ装置によって車両駆動用交流電動機を駆動し、前記車両駆動用交流電動機で駆動される駆動車輪のブレーキ力をブレーキ制御装置で制御する電気車制御装置において、前記車両駆動用交流電動機の速度をもとに前記駆動車輪が滑走したことを検知するＶＶＶＦインバータ装置と、前記ＶＶＶＦインバータ装置から滑走検知信号を受け取り前記ＶＶＶＦインバータ装置へ指令する電気ブレーキ力の指令値を弱めて前記駆動車輪のブレーキ力を弱め滑走を抑えるブレーキ制御装置とを備えたことを特徴とする電気車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動用交流電動機をＶＶＶＦインバータ装置で駆動する電気車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動車輪にブレーキを掛けたときに車輪がロックして車輪滑走が発生することがある。このような車輪滑走が発生したときは、空気ブレーキ力を弱めて車輪滑走を防止する。この空気ブレーキ力を弱める方法として滑走防止弁が用いられおり、この滑走防止弁は車輪の滑走を検知して、そのときに空気ブレーキ力を弱めることでブレーキ力を減少させて滑走を抑えるものである。
【０００３】
また、車両駆動用交流電動機の速度信号から車輪速度を計算して車輪滑走を検知する方法がある。図７は従来の電気車制御装置の構成図である。ＶＶＶＦインバータ装置１は、駆動車輪２ａ〜２ｄに回転力や電気ブレーキ力を与える車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄを制御し、駆動車輪２ａ〜２ｄには機械的ブレーキ力を与えるための空気ブレーキ装置４ａ〜４ｄが設けられている。車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄの速度は、車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄから配線６ａ〜６ｄでブレーキ制御装置５の滑走検知部７に入力され、この速度信号から車輪速度を計算して車輪滑走を検知する。滑走検知部７で車輪滑走が検知されると、ブレーキ制御装置５の空気ブレーキ力指令演算部８は空気ブレーキ４ａ〜４ｄを弱めて車輪滑走を抑制する。
【０００４】
さらにまた、車体の滑走防止制御の信頼性を向上させるために、遊輪式のタッチローラ（接触回転）型センサを車体に設置し、そのセンサから得られる移動機の実測度データ及び車輪回転数データより車輪のロックを検知可能な手段を有し、車輪ロック時にブレーキ緩めを行いロックを解除し再粘着を行うことにより滑走を防止し、停止させることができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２５１７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、滑走防止弁はコスト的な都合からすべての車両に取り付けられるわけではなく、車両駆動用交流電動機の取り付けられている電動車に対しては滑走防止弁が備え付けられないこともある。また、滑走防止弁が電動車に備えられていても、滑走を検知するための速度センサが電動車のすべての軸に取り付けられているとは限らない。そのため滑走を検知できる軸は限られていて、滑走検知用の速度センサのついていない軸が滑走した場合、滑走により車輪がロックしても検知できずに、最悪の場合、車輪の一部が平坦状に削れるいわゆる車輪フラットを招く恐れがある。
【０００６】
また、図７に示した従来例ではＶＶＶＦインバータ装置１からブレーキ制御装置５への配線が複雑になり、配線を要する速度センサ信号が増加するのでコストアップとなる。
【０００７】
本発明の目的は、滑走防止弁を設けることも、ＶＶＶＦインバータ装置からブレーキ制御装置へ速度センサ信号の配線を増加することも行わずに、車輪滑走を防止することが可能な電気車制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電気車制御装置は、可変電圧可変周波数制御方式のＶＶＶＦインバータ装置によって車両駆動用交流電動機を駆動し、前記車両駆動用交流電動機で駆動される駆動車輪のブレーキ力をブレーキ制御装置で制御する電気車制御装置において、前記車両駆動用交流電動機の速度をもとに前記駆動車輪が滑走したことを検知するＶＶＶＦインバータ装置と、前記ＶＶＶＦインバータ装置から滑走検知信号を受け取り空気ブレーキ力の指令値を弱めて前記駆動車輪のブレーキ力を弱め滑走を抑えるブレーキ制御装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、滑走防止弁を設けることも、ＶＶＶＦインバータ装置からブレーキ制御装置へ速度センサ信号を送信する配線も不要であるため、それらのハードウエアの追加によるコストアップを抑えることができ、車輪滑走が発生したときに有効にブレーキ力を抑えることによって車輪滑走を防止して、車輪フラットを防止することが可能な電気車制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる電気車制御装置の構成図である。ＶＶＶＦインバータ装置１は、駆動車輪２ａ〜２ｄに連結された車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄを制御するものであり、車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄの速度をもとに駆動車輪２ａ〜２ｄが駆動車輪が滑走したことを検知する滑走検知部７を有している。滑走検知部７は駆動車輪２ａ〜２ｄが駆動車輪が滑走したときは滑走検知信号をブレーキ制御装置５の空気ブレーキ力指令演算部８に出力する。空気ブレーキ力指令演算部８は、滑走検知信号を受け取ると空気ブレーキ装置４ａ〜４ｄに空気ブレーキ力の指令値を弱めて駆動車輪２ａ〜２ｄのブレーキ力を弱め滑走を抑える。
【００１１】
すなわち、ＶＶＶＦインバータ装置１の内部に車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄの速度から滑走を検知する滑走検知部７を設け、その滑走検知部７から出力される滑走検知信号をブレーキ制御装置５の空気ブレーキ指令演算部７に送る。ブレーキ制御装置５の空気ブレーキ指令演算部７は、この滑走検知信号により空気ブレーキ力の指令を弱めて滑走を抑える。ＶＶＶＦインバータ装置１からブレーキ制御装置５への滑走検知信号の送信は、専用配線を用いて直接電気信号で送る方法あるいは演算処理装置（ＣＰＵ）同士のデータ伝送で送る方法等がある。
【００１２】
図２は本発明の第１の実施の形態に係わる電気車制御装置の動作を示す特性図である。車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄの速度の変化（時点ｔ１〜時点ｔ２）からＶＶＶＦインバータ装置１の滑走検知部７によって滑走を検知して、その滑走検知信号をブレーキ制御装置５の空気ブレーキ力指令演算部８に送る。ブレーキ制御装置５の空気ブレーキ力指令演算部８は滑走検知信号が成立している間は空気ブレーキ力指令を絞って滑走を抑える。
【００１３】
第１の実施の形態によれば、駆動車輪２ａ〜２ｄの滑走検知信号のみをブレーキ制御装置５へ送ることにより、ブレーキ制御装置５で車輪滑走を認識できる。そして、そのときに空気ブレーキ力を絞ることで車輪滑走を抑えることができる。これにより、滑走防止弁は不要となり、さらにＶＶＶＦインバータ装置１からブレーキ制御装置５への速度信号の配線も不要となる。配線の追加は滑走検知信号をやりとりする配線、またはＣＰＵ同士の伝送のみで、わずかなコストアップで駆動軸の滑走を抑える電気車制御装置を提供できる。
【００１４】
（第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態に係わる電気車制御装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、滑走検知部７に加え電気ブレーキ力フィードバック出力部９を追加して設け、車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄで実際に発生しているブレーキ力より、滑走検知部７からの滑走検知信号分だけ大きな値の電気ブレーキ力フィードバック信号を出力するようにしたものである。
【００１５】
図３において、ＶＶＶＦインバータ装置１の内部には車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄの速度から滑走を検知する滑走検知部７と、電気ブレーキ力フィードバック出力部９とが設けられている。一般に電気ブレーキ力フィードバック信号は現在の電気ブレーキ力をリアルタイムに表し、その信号はブレーキ制御装置５へ渡される。ブレーキ力は車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄで発生する電気ブレーキ力とブレーキシューで発生する空気ブレーキ力との合計であり、ブレーキ制御装置５は電気ブレーキ力フィードバック信号が小さくなったら空気の指令による空気ブレーキ力を増加し、逆に大きくなったら空気ブレーキ力を減少させることで合計のブレーキ力を一定に保つ制御を行っている。
【００１６】
図４は本発明の第２の実施の形態に係わる電気車制御装置の動作を示す特性図である。ＶＶＶＦインバータ装置１が滑走検知部７によって電動機速度をもとに滑走を検知すると（時点ｔ１〜時点ｔ２）、滑走検知信号を電気ブレーキ力フィードバック出力部９へ送る。電気ブレーキ力フィードバック出力部９は滑走検知部７から送られてくる滑走検知信号を受け取ると電気ブレーキ力フィードバック信号を実際の電気ブレーキ力より大きくしてブレーキ制御装置５へ出力する。その結果、ブレーキ制御装置５は空気ブレーキ力指令を小さくし、ブレーキ力が弱まり滑走を抑えることができる。ＶＶＶＦインバータ装置１からブレーキ制御装置５への滑走検知信号の送信は、専用配線を用いて直接電気信号で送る方法あるいは演算処理装置（ＣＰＵ）同士のデータ伝送で送る方法等がある。
【００１７】
第２の実施の形態によれば、電気ブレーキ力フィードバック信号を滑走時に実際の電気ブレーキ力より大きくすることにより、ブレーキ制御装置５で空気ブレーキ力を減少でき、ブレーキ力を抑えることにより車輪滑走を抑えることができる。これにより、滑走防止弁は不要となり、さらにＶＶＶＦインバータ装置１からブレーキ制御装置５への速度信号の配線も不要となる。従来のシステムから配線の追加することなしで駆動軸の滑走を抑える電気車制御装置を提供できる。
【００１８】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態に係わる電気車制御装置の構成図である。この第３の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、ブレーキ制御装置５の空気ブレーキ力指令演算部８に代えて電気ブレーキ力指令演算部１０を設け、電気ブレーキ力指令演算部１０から電気ブレーキ力指令をＶＶＶＦインバータ装置１の電気ブレーキ力制御部１１に出力するようにしたものである。
【００１９】
ＶＶＶＦインバータ装置１の内部には、車両駆動用交流電動機３ａ〜３ｄの速度から滑走を検知する滑走検知部７および電気ブレーキを制御する電気ブレーキ力制御部１１を有している。
【００２０】
ＶＶＶＦインバータ装置１の内部の滑走検知部７から出力される滑走検知信号は、ブレーキ制御装置５の電気ブレーキ力指令演算部１０へ送られる。なお、ＶＶＶＦインバータ装置１からブレーキ制御装置５への滑走検知信号は専用配線を用いて直接電気信号で送る方法や演算処理装置（ＣＰＵ）同士の伝送で送る方法等がある。
【００２１】
そして、ブレーキ制御装置５の電気ブレーキ力指令演算部１０は、ＶＶＶＦインバータ装置１の内部の滑走検知部７から滑走検知信号を受け取ることにより、ＶＶＶＦインバータ装置１へ指令する電気ブレーキ力の指令値を弱め、そのことによって駆動車輪２ａ〜２ｄのブレーキ力を弱めて滑走を抑える。
【００２２】
図６は本発明の第３の実施の形態に係わる電気車制御装置の動作を示す特性図である。電動機速度の変化（時点ｔ１〜時点ｔ２）からＶＶＶＦインバータ装置１の滑走検知部７によって滑走を検知して、その滑走検知信号をブレーキ制御装置５の電気ブレーキ力指令演算部１０に送る。ブレーキ制御装置５の電気ブレーキ力指令演算部１０は、この滑走検知信号によりＶＶＶＦインバータ装置１の電気ブレーキ力制御部１１へ指令する電気ブレーキ力指令を弱める。これによりブレーキ力が弱まり滑走を抑えることができる。
【００２３】
本発明の第３の実施の形態によれば、駆動車輪２ａ〜２ｄの滑走検知信号のみをブレーキ制御装置５の電気ブレーキ力指令演算部１０へ送ることにより、ブレーキ制御装置５で車輪滑走を認識できる。そして、そのときに電気ブレーキ力指令を絞ることによってブレーキ力を絞ることができ車輪滑走を抑えることができる。これにより、滑走防止弁は不要となり、さらにＶＶＶＦインバータ装置１からブレーキ制御装置５への速度信号の配線も不要となる。配線の追加は滑走検知信号をやりとりする配線、またはＣＰＵ同士の伝送のみで、わずかなコストアップで駆動軸の滑走を抑える電気車制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる電気車制御装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる電気車制御装置の動作を示す特性図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わる電気車制御装置の構成図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる電気車制御装置の動作を示す特性図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わる電気車制御装置の構成図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係わる電気車制御装置の動作を示す特性図
【図７】従来の電気車制御装置の構成図。
【符号の説明】
【００２５】
１…ＶＶＶＦインバータ装置、２…駆動車輪、３…車両駆動用交流電動機、４…空気ブレーキ装置、５…ブレーキ制御装置、６…配線、７…滑走検知部、８…空気ブレーキ力指令演算部、９…電気ブレーキ力フィードバック出力部、１０…電気ブレーキ力指令演算部、１１…電気ブレーキ力制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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