JPH07123532A - ビークルの電気駆動回路用開ループ及び閉ループ制御方法 - Google Patents
ビークルの電気駆動回路用開ループ及び閉ループ制御方法Info
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- JPH07123532A JPH07123532A JP6083439A JP8343994A JPH07123532A JP H07123532 A JPH07123532 A JP H07123532A JP 6083439 A JP6083439 A JP 6083439A JP 8343994 A JP8343994 A JP 8343994A JP H07123532 A JPH07123532 A JP H07123532A
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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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
-
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電車の車輪に最適な駆動力あるいは制動力を
与える駆動部の開ループ及び閉ループ制御方法を提供す
る。 【構成】 摩擦特性曲線の傾斜を考慮した制御が導入さ
れる。システムは代替えの値を用いて動作する。この代
替えの値は通常の測定手段により検出され、摩擦特性曲
線上の最適に決められた動作点で進行／制動が行われる
ために設定されたトルク値、及び前記傾斜に関する値
で、システムはこの代替えの変数を用いて動作する。
与える駆動部の開ループ及び閉ループ制御方法を提供す
る。 【構成】 摩擦特性曲線の傾斜を考慮した制御が導入さ
れる。システムは代替えの値を用いて動作する。この代
替えの値は通常の測定手段により検出され、摩擦特性曲
線上の最適に決められた動作点で進行／制動が行われる
ために設定されたトルク値、及び前記傾斜に関する値
で、システムはこの代替えの変数を用いて動作する。
Description
【０００１】本発明はホイールとレールあるいは下地面
との摩擦動作を高度に使用するビークル(vehicle)の電
気駆動回路の開ループ(open-loop)及び閉ループ(closed
-loop)構成に用いる方法に関する。このような方法は特
に電車に使用されるが、基本的に道路を走る自動車にも
適用できる。
との摩擦動作を高度に使用するビークル(vehicle)の電
気駆動回路の開ループ(open-loop)及び閉ループ(closed
-loop)構成に用いる方法に関する。このような方法は特
に電車に使用されるが、基本的に道路を走る自動車にも
適用できる。
【０００２】アンチスキッド装置(anti-skid devices)
を用いてスキッドあるいはスリップを避けるためだけで
なく、最大摩擦が発生する直前に移動／及び制動モード
を安定状態にするための研究開発が長年続けられてい
る。動作領域で解決困難な問題は、連続する影響に依存
し、移動モード中に変化する摩擦動作を直接測定できな
いという事実である。これは、摩擦係数とスリップ速度
との関係を特定する有効な摩擦特性曲線が分からないこ
とを意味する。
を用いてスキッドあるいはスリップを避けるためだけで
なく、最大摩擦が発生する直前に移動／及び制動モード
を安定状態にするための研究開発が長年続けられてい
る。動作領域で解決困難な問題は、連続する影響に依存
し、移動モード中に変化する摩擦動作を直接測定できな
いという事実である。これは、摩擦係数とスリップ速度
との関係を特定する有効な摩擦特性曲線が分からないこ
とを意味する。
【０００３】これに関連して使用できる文献、及び各動
作点の決定に間接的に関係して、結論に到達する可能性
のある方法は、ＡＥＴ（３８）−１９８３、ｐｐ４５〜
５６に説明されている。しかし、そこで説明されている
スリップ制御は、ビークルの実際速度の正確な事前測定
が必要で、しかも最適な動作を補償できない。なぜな
ら、最大トルクは一定スリップ値では伝達できないから
である。例えば乾燥したレールに関する最大摩擦係数
は、濡れたレールとは異なるスリップ速度で発生する。
作点の決定に間接的に関係して、結論に到達する可能性
のある方法は、ＡＥＴ（３８）−１９８３、ｐｐ４５〜
５６に説明されている。しかし、そこで説明されている
スリップ制御は、ビークルの実際速度の正確な事前測定
が必要で、しかも最適な動作を補償できない。なぜな
ら、最大トルクは一定スリップ値では伝達できないから
である。例えば乾燥したレールに関する最大摩擦係数
は、濡れたレールとは異なるスリップ速度で発生する。
【０００４】ＥＰ−Ｂ１−０１ ９５ ２４９では、ビ
ークル速度を測定しないで、動作するビークルのスキッ
ド状態及びスリップ状態を判断する方法が開示されてい
る。この方法において、電気ビークル駆動不に関する設
定制御値に識別信号が重畳する。その結果、相互トルク
がエンジンによって発生した動作トルクに重畳する。こ
の励振(excitation)に対する機械システムの反動は、例
えばタコメータなどにより機械駆動システムの適当な
点、例えばエンジン軸またはドライブホイールで検出さ
れる交流電圧がタコメータにより出力され、濾波により
測定信号が得られ、例えば相関計算(correlation calcu
lation)を利用して上記測定信号は,駆動システムに供給
される識別信号と比較される。相関計算の結果を評価す
ることで、スキッド状態またはスリップ状態が存在する
か判断できる。
ークル速度を測定しないで、動作するビークルのスキッ
ド状態及びスリップ状態を判断する方法が開示されてい
る。この方法において、電気ビークル駆動不に関する設
定制御値に識別信号が重畳する。その結果、相互トルク
がエンジンによって発生した動作トルクに重畳する。こ
の励振(excitation)に対する機械システムの反動は、例
えばタコメータなどにより機械駆動システムの適当な
点、例えばエンジン軸またはドライブホイールで検出さ
れる交流電圧がタコメータにより出力され、濾波により
測定信号が得られ、例えば相関計算(correlation calcu
lation)を利用して上記測定信号は,駆動システムに供給
される識別信号と比較される。相関計算の結果を評価す
ることで、スキッド状態またはスリップ状態が存在する
か判断できる。
【０００５】本発明はビークルの電気駆動部の開ループ
及び閉ループ制御を最適に利用できる方法を特定する目
的を有し、周知の方法に比べて摩擦動作をより良く使用
する。
及び閉ループ制御を最適に利用できる方法を特定する目
的を有し、周知の方法に比べて摩擦動作をより良く使用
する。
【０００６】この目的はビークル、特にレールビークル
つまり鉄道車両の電気駆動部の開ループ及び閉ループに
の方法によって達成される。この方法はホイールとレー
ル又は下地表面との摩擦特性を高度に利用し、次の特徴
を有する。
つまり鉄道車両の電気駆動部の開ループ及び閉ループに
の方法によって達成される。この方法はホイールとレー
ル又は下地表面との摩擦特性を高度に利用し、次の特徴
を有する。
【０００７】ａ）トラクション力又は制動力値として規
定される設定トルク値Ｍsは、減少信号ｒに論理的に結
合され、電気装置に供給される設定トルク値ＭEに制限
される。
定される設定トルク値Ｍsは、減少信号ｒに論理的に結
合され、電気装置に供給される設定トルク値ＭEに制限
される。
【０００８】ｂ）減少信号ｒは制御装置内で形成され、
この制御装置の制御変数は、摩擦特性曲線の傾斜に対す
る物理的関係を予め判断し、通常の測定手段により判断
される代替えの変数Φを減少信号ｒの形成に使用するこ
とにより得られる実際のΦiである。
この制御装置の制御変数は、摩擦特性曲線の傾斜に対す
る物理的関係を予め判断し、通常の測定手段により判断
される代替えの変数Φを減少信号ｒの形成に使用するこ
とにより得られる実際のΦiである。
【０００９】この方法は、最大摩擦の直前で最適と考え
られる動作点を規定でき、最適スリップ速度又は最適ス
リップ、つまりビークル速度に対する相対スリップ速度
は自動的に生成されるようになる。この方法あるいは構
成は適合された設定値を用いるスリップ制御として動作
する。
られる動作点を規定でき、最適スリップ速度又は最適ス
リップ、つまりビークル速度に対する相対スリップ速度
は自動的に生成されるようになる。この方法あるいは構
成は適合された設定値を用いるスリップ制御として動作
する。
【００１０】摩擦特性曲線の傾斜がに関する情報が得ら
れる場合、摩擦動作を高度に利用することにより、駆動
制御に明確な改良を達成する。しかし、摩擦動作特性曲
線の傾斜を通常の測定手段で検出するのは、摩擦特性曲
線と同様に不可能である。
れる場合、摩擦動作を高度に利用することにより、駆動
制御に明確な改良を達成する。しかし、摩擦動作特性曲
線の傾斜を通常の測定手段で検出するのは、摩擦特性曲
線と同様に不可能である。
【００１１】本発明によれば、システムは代替えの変数
を用いて動作する。この変数は測定信号を評価すること
により形成され、摩擦特性曲線の傾斜に関する情報を含
む。従ってシステムは、摩擦特性曲線の傾斜との関係が
分かっている代替えの変数を用いて動作する。その関係
が分かっているので、代替えの変数を傾斜に変換する必
要がない。つまり代替えの変数は駆動を制御するために
直接使用できる。
を用いて動作する。この変数は測定信号を評価すること
により形成され、摩擦特性曲線の傾斜に関する情報を含
む。従ってシステムは、摩擦特性曲線の傾斜との関係が
分かっている代替えの変数を用いて動作する。その関係
が分かっているので、代替えの変数を傾斜に変換する必
要がない。つまり代替えの変数は駆動を制御するために
直接使用できる。
【００１２】前述のＥＰ−Ｂ１−０１ ９５ ２４９か
ら得られる方法は、代替えの変数を得るために好適に使
用できる。この方法は、識別信号として表現できるテス
ト信号を用いて動作する。電気駆動部の入力に供給され
るテスト信号と、機械出力つまりエンジン軸又はホイー
ル軸において通常の測定手段により検出されるテスト信
号とを比較することにより、これらテスト信号間の移動
シフトが判断される。この代わりに、又は追加として、
信号のサイズ変化も評価できる。
ら得られる方法は、代替えの変数を得るために好適に使
用できる。この方法は、識別信号として表現できるテス
ト信号を用いて動作する。電気駆動部の入力に供給され
るテスト信号と、機械出力つまりエンジン軸又はホイー
ル軸において通常の測定手段により検出されるテスト信
号とを比較することにより、これらテスト信号間の移動
シフトが判断される。この代わりに、又は追加として、
信号のサイズ変化も評価できる。
【００１３】ＥＰ−Ｂ１−０１ ９５ ２４９で示され
る方法は、スキッド状態を評価するために入力及び出力
信号間の位相変化を利用する。しかし本発明は、判定し
た位相変化を、摩擦特性曲線の傾斜に関する情報として
使用し、従って摩擦特性曲線のどの動作点でシステムが
現在動作しているかを間接的に判断するのに使用する程
度までその方法を発展させる。このようにして現在の動
作点が検出されるので、減少信号を用いて規定最適動作
点からの距離を判断できる。この減少信号は動作設定
値、即ち車両駆動部で規定された値を用いて、最適動作
点領域内に動作点を形成できる。車両駆動は動作点が最
適動作点領域つまり最適スリップ領域に設定される程度
に制限される。
る方法は、スキッド状態を評価するために入力及び出力
信号間の位相変化を利用する。しかし本発明は、判定し
た位相変化を、摩擦特性曲線の傾斜に関する情報として
使用し、従って摩擦特性曲線のどの動作点でシステムが
現在動作しているかを間接的に判断するのに使用する程
度までその方法を発展させる。このようにして現在の動
作点が検出されるので、減少信号を用いて規定最適動作
点からの距離を判断できる。この減少信号は動作設定
値、即ち車両駆動部で規定された値を用いて、最適動作
点領域内に動作点を形成できる。車両駆動は動作点が最
適動作点領域つまり最適スリップ領域に設定される程度
に制限される。
【００１４】
【実施例】簡単に説明した前述の方法を、レールビーク
ルの電気駆動を例にして以下詳細に説明する。
ルの電気駆動を例にして以下詳細に説明する。
【００１５】図１において、乾燥及び濡れたレールでの
摩擦動作特性曲線（スリップ速度ＶSでの摩擦動作にお
ける摩擦係数）の一例を示す。この図から、異なるスリ
ップ速度での摩擦係数の最大値はレール状態に依存する
のが分かる。下図では、上図で示した特性曲線の傾斜を
示している。最適動作点といえる好適動作点は、点線で
記されている。２つの垂直線で示されるように、最大点
直前のこの動作点ラインは、それぞれの場合、つまり乾
燥及び濡れた状態で、摩擦特性曲線の上昇している部分
で到達されている。水平の点線は、例えば０．０１又は
０．０２などの対応する傾斜値を記している。１つの傾
斜値を選択することによりレールの全状態に関して最適
な動作点が選択されるように、同一の値が両方の特性曲
線に適用されることは重要である。
摩擦動作特性曲線（スリップ速度ＶSでの摩擦動作にお
ける摩擦係数）の一例を示す。この図から、異なるスリ
ップ速度での摩擦係数の最大値はレール状態に依存する
のが分かる。下図では、上図で示した特性曲線の傾斜を
示している。最適動作点といえる好適動作点は、点線で
記されている。２つの垂直線で示されるように、最大点
直前のこの動作点ラインは、それぞれの場合、つまり乾
燥及び濡れた状態で、摩擦特性曲線の上昇している部分
で到達されている。水平の点線は、例えば０．０１又は
０．０２などの対応する傾斜値を記している。１つの傾
斜値を選択することによりレールの全状態に関して最適
な動作点が選択されるように、同一の値が両方の特性曲
線に適用されることは重要である。
【００１６】摩擦特性曲線の傾斜は通常測定手段では検
出できないので、摩擦特性曲線の傾斜との関係が分かっ
ている代替えの変数が使用される。実際は、設定トルク
との重畳されて入力側の電気駆動回路に入力されるテス
ト信号Ｔと、機械的出力例えばエンジン軸で抽出される
角速度測定値ｗとの間の位相シフトΦである。角速度の
代わりに角加速度を測定することがもきる。
出できないので、摩擦特性曲線の傾斜との関係が分かっ
ている代替えの変数が使用される。実際は、設定トルク
との重畳されて入力側の電気駆動回路に入力されるテス
ト信号Ｔと、機械的出力例えばエンジン軸で抽出される
角速度測定値ｗとの間の位相シフトΦである。角速度の
代わりに角加速度を測定することがもきる。
【００１７】摩擦特性曲線の傾斜とこの位相シフトの間
の関係は次のように説明できる。エンジン／ホイール／
レールシステムは、ホイール／レール接触の摩擦特性曲
線による非線形動作を有する。この非線形動作を線形化
する事により、摩擦特性曲線上にあらゆる所望動作点を
有する線形システムが得られる。ここで、摩擦特性曲線
の傾斜は重要な動作点パラメータを構成する。トルクに
対する角速度周波数応答は、各傾斜について判断でき
る。従って、非線形エンジン／ホイール／レールシステ
ムの周波数応答は、動作点パラメータ”摩擦特性曲線の
傾斜”の関数として、位相特性の曲線のグループを構成
する。ここで周波数特性曲線は、摩擦特性曲線の傾斜の
位相に対する強い依存性を示す。位相シフト曲線のある
周波数について、位相シフトと傾斜との明確な関係を有
する位相シフト特性傾斜線を判断することが可能であ
る。例えば、そのような特性曲線は図２のようにテスト
周波数ｆ＝１０Ｈｚについて示される。非線形のエンジ
ン／ホイール／レールシステムの位相シフト特性曲線の
特定周波数について、摩擦特性曲線の傾斜と、駆動シス
テムのエンジン軸の入力トルク及び角速度の位相シフト
間の検索された関係が検知される。
の関係は次のように説明できる。エンジン／ホイール／
レールシステムは、ホイール／レール接触の摩擦特性曲
線による非線形動作を有する。この非線形動作を線形化
する事により、摩擦特性曲線上にあらゆる所望動作点を
有する線形システムが得られる。ここで、摩擦特性曲線
の傾斜は重要な動作点パラメータを構成する。トルクに
対する角速度周波数応答は、各傾斜について判断でき
る。従って、非線形エンジン／ホイール／レールシステ
ムの周波数応答は、動作点パラメータ”摩擦特性曲線の
傾斜”の関数として、位相特性の曲線のグループを構成
する。ここで周波数特性曲線は、摩擦特性曲線の傾斜の
位相に対する強い依存性を示す。位相シフト曲線のある
周波数について、位相シフトと傾斜との明確な関係を有
する位相シフト特性傾斜線を判断することが可能であ
る。例えば、そのような特性曲線は図２のようにテスト
周波数ｆ＝１０Ｈｚについて示される。非線形のエンジ
ン／ホイール／レールシステムの位相シフト特性曲線の
特定周波数について、摩擦特性曲線の傾斜と、駆動シス
テムのエンジン軸の入力トルク及び角速度の位相シフト
間の検索された関係が検知される。
【００１８】技術的測定手段により、テスト信号に重さ
なる設定トルク値と、それから生じるエンジン軸の角速
度との間の位相シフトを判断する基本的な方法は、既に
前述され、その詳細はＥＰ−Ｂ１ ０１ ９５ ２４９
に説明されている。
なる設定トルク値と、それから生じるエンジン軸の角速
度との間の位相シフトを判断する基本的な方法は、既に
前述され、その詳細はＥＰ−Ｂ１ ０１ ９５ ２４９
に説明されている。
【００１９】本発明の範囲内で位相シフトを判断するた
めの方法の応用に関して、２つの変形例を示す。
めの方法の応用に関して、２つの変形例を示す。
【００２０】ａ）テスト信号即ち識別信号の周波数の選
択は、機械駆動の共振周波数に一致するように、ＥＰ−
Ｂ１ ０１ ９５ ２４９に従って行われる。この特徴
はここでは重要ではない。適切なものとして選択される
周波数の１つは、摩擦特性曲線の傾斜の位相変化に対す
る明確な関係がある周波数である。
択は、機械駆動の共振周波数に一致するように、ＥＰ−
Ｂ１ ０１ ９５ ２４９に従って行われる。この特徴
はここでは重要ではない。適切なものとして選択される
周波数の１つは、摩擦特性曲線の傾斜の位相変化に対す
る明確な関係がある周波数である。
【００２１】ｂ）ＥＰ−Ｂ１ ０１ ９５ ２４９にお
いて好適に角加速度が、本発明において好適に角速度が
測定され評価される。
いて好適に角加速度が、本発明において好適に角速度が
測定され評価される。
【００２２】位相シフト信号の処理は主に、連続的又は
具体的相関方法、つまりアナログ技術又はソウトウエア
のどちらかで実施できる。
具体的相関方法、つまりアナログ技術又はソウトウエア
のどちらかで実施できる。
【００２３】図３にこの方法を実施するための適当な制
御構成の一例を示す。設定位相シフト値Φsは、規定さ
れるべき傾斜値の代わりの値として規定される。
御構成の一例を示す。設定位相シフト値Φsは、規定さ
れるべき傾斜値の代わりの値として規定される。
【００２４】設定位相シフト値Φsは、適当領域内の最
大摩擦の直前の動作点に一致する。これは設定位相シフ
ト値Φs＝−(1/2)π＋εを、摩擦特性曲線の傾斜が例え
ば０．０１になるように選択する。要素εはΦ＝−(1/
2)πでの不安定動作領域の開始からの間隔を示し、適切
な間隔値は例えばε＝０．５である。
大摩擦の直前の動作点に一致する。これは設定位相シフ
ト値Φs＝−(1/2)π＋εを、摩擦特性曲線の傾斜が例え
ば０．０１になるように選択する。要素εはΦ＝−(1/
2)πでの不安定動作領域の開始からの間隔を示し、適切
な間隔値は例えばε＝０．５である。
【００２５】図３の構成において、設定位相シフト値Φ
sは第１の結合点１に供給され、ここで修正された実際
位相シフト値Φi,mで減算される。実際の位相シフト値
Φiは第２の結合点２で前記減算の結果的値を減算す
る。これから生じる値はインバータ３で反転され、次に
コントローラ４に供給される。コントローラ４は次のリ
ミッタ５内で制限される無制限縮小係数ｒ*を０〜１の
範囲内の値で供給する。このように形成される縮小係数
ｒは、かけ算点６で設定値Ｍに接続され、校正された設
定入力トルク値ＭEが生成され駆動装置７に供給され
る。設定値Ｍは、例えば機関車駆動により規定される設
定トルク値Ｍs、及びテスト信号Ｔとして示される交流
トルクに対応する。駆動装置７の機械出力で、角速度ｗ
が検出され、評価装置８に供給される。この評価装置８
は実際の位相シフト値Φiを提供し、このΦiは第２結合
点２に供給される。実際の位相シフト値Φiは追加的に
微分器９に供給され、微分器９の出力信号は次の片側リ
ミッタ(single-side limiter)１０内で制限され、そし
て修正された実際位相シフト値Φi,mとして第１結合点
１に供給される。
sは第１の結合点１に供給され、ここで修正された実際
位相シフト値Φi,mで減算される。実際の位相シフト値
Φiは第２の結合点２で前記減算の結果的値を減算す
る。これから生じる値はインバータ３で反転され、次に
コントローラ４に供給される。コントローラ４は次のリ
ミッタ５内で制限される無制限縮小係数ｒ*を０〜１の
範囲内の値で供給する。このように形成される縮小係数
ｒは、かけ算点６で設定値Ｍに接続され、校正された設
定入力トルク値ＭEが生成され駆動装置７に供給され
る。設定値Ｍは、例えば機関車駆動により規定される設
定トルク値Ｍs、及びテスト信号Ｔとして示される交流
トルクに対応する。駆動装置７の機械出力で、角速度ｗ
が検出され、評価装置８に供給される。この評価装置８
は実際の位相シフト値Φiを提供し、このΦiは第２結合
点２に供給される。実際の位相シフト値Φiは追加的に
微分器９に供給され、微分器９の出力信号は次の片側リ
ミッタ(single-side limiter)１０内で制限され、そし
て修正された実際位相シフト値Φi,mとして第１結合点
１に供給される。
【００２６】テスト信号Ｔはテスト信号発生器１２によ
り発生し、第３の結合点１１に供給されて設定トルク値
Ｍsに論理的に結合される。テスト信号は又、評価回路
装置８に供給される。
り発生し、第３の結合点１１に供給されて設定トルク値
Ｍsに論理的に結合される。テスト信号は又、評価回路
装置８に供給される。
【００２７】総合動作を司るコントローラには、例えば
ＰＩコントローラが適している。しかし、原則として、
ファジーコントローラに至る範囲で様々のコントローラ
を使用できる。
ＰＩコントローラが適している。しかし、原則として、
ファジーコントローラに至る範囲で様々のコントローラ
を使用できる。
【００２８】評価装置８の相関フィルタ(correlation f
ilter)の過渡条件から生じる応答時間を最小にするため
に、例えば発見法的観察（ファジー論理／ファジー制
御）又は決定法に基づく適合性及び（又は）規定構造を
追加的に使用できる。提案されたこの構成は、自立の形
式で動作するか、又は現在のアンチスキッド及びアンチ
スリップ装置又はｒｐｍあるいはトルク制御に組み込む
ことができる。
ilter)の過渡条件から生じる応答時間を最小にするため
に、例えば発見法的観察（ファジー論理／ファジー制
御）又は決定法に基づく適合性及び（又は）規定構造を
追加的に使用できる。提案されたこの構成は、自立の形
式で動作するか、又は現在のアンチスキッド及びアンチ
スリップ装置又はｒｐｍあるいはトルク制御に組み込む
ことができる。
【００２９】勿論、この制御は、設定トルク値Ｍsの形
式でオペレータにより規定されるトラクション力(tract
ion force)又は制動力を増加してはならない。このこと
はリミッタ５により保証され、このリミッタはコントロ
ーラ４により供給される減少係数ｒ*を制限する。この
減少係数ｒ*はコントローラ４により供給され、０〜１
の範囲以内の値に常に制限されている。
式でオペレータにより規定されるトラクション力(tract
ion force)又は制動力を増加してはならない。このこと
はリミッタ５により保証され、このリミッタはコントロ
ーラ４により供給される減少係数ｒ*を制限する。この
減少係数ｒ*はコントローラ４により供給され、０〜１
の範囲以内の値に常に制限されている。
【図１】乾燥及び濡れたレールでの摩擦動作特性曲線の
一例を示す。
一例を示す。
【図２】位相シフトと摩擦特性曲線の傾斜との明確な関
係をテスト周波数ｆ＝１０Ｈｚを使用して示す図。
係をテスト周波数ｆ＝１０Ｈｚを使用して示す図。
【図３】本発明による方法をハードウエアにより実施し
た場合の回路構成図。
た場合の回路構成図。
１… 第１結合点 ２… 第結合点 ３… インバータ ４… コントローラ ５… デリミッタ(delimiter) ６… かけ算点 ７… 駆動装置 ８… 評価装置 ９… 微分器 １０… 片側リミッタ １１… 第３結合点 １２… テスト信号発生器 Φ … 代替えの変数、位相シフト Φi … 実際の位相シフト値 Φi,m …修正された実際位相シフト値 Ｍs … 設定トルク値 Ｍ … 設定値＝Ｍsにテスト信号Ｔを重畳したときの
値 ＭE … 設定トルク値 ｒ＊… 制限されてない減少係数 ｒ … （制限された）減少係数 Ｔ … テスト信号 ＴA … 出力側のテスト信号 ｗ … 角速度
値 ＭE … 設定トルク値 ｒ＊… 制限されてない減少係数 ｒ … （制限された）減少係数 Ｔ … テスト信号 ＴA … 出力側のテスト信号 ｗ … 角速度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リュディガー・ケーゲル ドイツ連邦共和国、デー − 76689 カ ールスドルフ − ノイトハルト、コルピ ングシュトラーセ 16 (72)発明者 ペーター・ヒルデンブラント ドイツ連邦共和国、デー − 77871 レ ンヒェン、クライン − メットレシュト ラーセ １
Claims (4)
- 【請求項１】 ホイールとレール又は下地表面との摩擦
動作特性を高度に使用する、ビークル、特に電車の電気
駆動用の開ループ及び閉ループ制御方法であって、 ａ）設定トラクション力又は制動力値として規定された
設定トルク値Ｍsは、減少信号ｒに論理的に結合するこ
とにより、設定入力トルク値ＭEに制限され、このトル
ク値ＭEは電気駆動部に供給され、 ｂ）前記減少信号ｒは制御装置内で形成され、前記制御
装置の制御変数は、代替えの変数Φの実際の値Φiであ
り、前記Φは通常測定方法によって決定され、前記Φと
摩擦特性曲線の傾斜との物理的関係は予め判断され、前
記Φは前記減少信号ｒを形成するために使用されること
を特徴とする方法。 - 【請求項２】 代替えの変数Φとして位相シフト信号Φ
が使用され、この信号Φは、 ａ）好適に正弦波テスト信号Ｔが前記設定入力トルク値
ＭEに重ねられ、 ｂ）角速度又は角加速度が機械出力、好適に電気駆動部
のエンジン軸において測定され、 ｃ）このようにして得られた測定信号内に含まれる出力
側のテスト信号ＴAが前記測定信号から濾波され、 ｄ）入力側及び出力側のテスト信号Ｔ、ＴAを比較する
ことにより、それらの位相シフトΦiが決定され、その
位相シフトΦiは代替えの変数Φの実際の値Φiとして使
用され、 ｅ）前記特性曲線の傾斜と位相シフトΦに対して明確な
関係を有することが分かっているテスト信号Ｔが使用さ
れ、 以上により形成されることを特徴とする請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】 減少信号ｒを形成するために、統合動作
を有する制御装置、特にＰＩコントローラが使用される
ことを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項４】 代替えの変数Φの設定値Φsの上昇は、
代替えの変数Φの修正された実際値Φi,mにより実施さ
れ、実際の値Φi,mは、前記実際の値Φiを一方の側に制
限して微分することにより形成されことを徳用とする請
求項１〜３記載の方法。
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