(57)【要約】【課題】軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる駆動力許可指令装置、インバータ制御装置、車両制御装置、鉄道車両及び駆動力許可指令方法を提供することである。【解決手段】実施形態の駆動力許可指令装置は、位置演算手段と、指令信号生成手段とを備える。位置演算手段は、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、所定の単位で制御された車輪の位置を演算する。指令信号生成手段は、前記位置演算手段による演算結果と軌間変換装置の開始を示す情報とに基づいて、指令信号を生成する。【選択図】図１
2015033241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、所定の単位で制御された車輪の位置を演算する位置演算手段と、
前記位置演算手段による演算結果と軌間変換装置の開始を示す情報とに基づいて、指令信号を生成する指令信号生成手段と
を備える駆動力許可指令装置。
【請求項２】
位置演算手段は、
前記車両に搭載されている電動機単位で制御された車輪の位置を演算する
請求項１に記載の駆動力許可指令装置。
【請求項３】
位置演算手段は、
前記車両に搭載されている台車単位で制御された車輪の位置を演算する
請求項１に記載の駆動力許可指令装置。
【請求項４】
位置演算手段は、
前記号車単位で制御された車輪の位置を演算する
請求項１に記載の駆動力許可指令装置。
【請求項５】
位置演算手段は、
１つの変圧器に接続され、交流電力を電源とし負荷側に三相交流により駆動される電動機が接続される電力変換装置のそれぞれを搭載した車両の集合（ユニット）単位で制御された車輪の位置を演算する
請求項１に記載の駆動力許可指令装置。
【請求項６】
前記指令信号生成手段は、
前記位置演算手段による演算結果と、前記車両のそれぞれが備える軌間変換装置の開始を示す情報を取得する手段により取得した情報と、に基づいて、指令信号を生成する
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の駆動力許可指令装置。
【請求項７】
前記位置演算手段は、
外部機器からの前記車両の走行位置情報に基づいて、前記車輪の位置を演算し、
前記指令信号生成手段は、
前記位置演算手段による演算結果に基づいて、指令信号を生成する
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の駆動力許可指令装置。
【請求項８】
前記外部機器はＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）である
請求項７に記載の駆動力許可指令装置。
【請求項９】
画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得した画像に基づいて前記車両の走行位置情報を特定する走行位置特定手段と、
を備え、
前記位置演算手段は、
前記車両の速度情報と、前記画像取得手段により取得した画像に基づいて特定した走行位置情報と、に基づいて前記車輪の位置を演算し、
前記指令信号生成手段は、
前記位置演算手段による演算結果に基づいて、指令信号を生成する
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の駆動力許可指令装置。
【請求項１０】
電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータと、
請求項１から請求項９の何れか一項に記載の駆動力許可指令装置からの指令信号に基づいて、前記位置演算手段の演算した前記車輪の位置に対応する前記電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータの動作可否を判断する動作可否判断手段と
を備えるインバータ制御装置。
【請求項１１】
前記動作可否判断手段は、
前記車輪が過回転とならないトルク電流となるように請求項１０に記載の電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータを制御する
請求項１０に記載のインバータ制御装置。
【請求項１２】
前記トルク電流は０から検出器の検出誤差範囲内のトルク電流である
請求項１１に記載のインバータ制御装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項９の何れか一項に記載の駆動力許可指令装置と、
電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータと、前記駆動力許可指令装置からの指令信号に基づいて、前記位置演算手段の演算した前記車輪の位置に対応する前記電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータの動作可否を判断する動作可否判断手段と
を備えるインバータ制御装置と
を備える車両制御装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項９の何れか一項に記載の駆動力許可指令装置と、
電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータと、前記駆動力許可指令装置からの指令信号に基づいて、前記位置演算手段の演算した前記車輪の位置に対応する前記電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータの動作可否を判断する動作可否判断手段と
を備えるインバータ制御装置と、
地上子からの前記車両の走行位置情報を受信する車上子と、地上子からの前記軌間変換装置の開始を示す情報を受信する車上子と、
を備える鉄道車両。
【請求項１５】
車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、所定の単位で制御された車輪の位置を演算し、
演算結果と軌間変換装置の開始を示す情報とに基づいて、指令信号を生成する
駆動力許可指令方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、駆動力許可指令装置、インバータ制御装置、車両制御装置、鉄道車両及び駆動力許可指令方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新幹線と在来線のような軌道幅の異なる路線間で乗り入れを行う場合、軌間変換区間で軌間変換を行う軌間可変車両の車輪間距離を軌間に合わせて変更している。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４４８６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、軌間変換区間では、軌間可変を行う車両の荷重は車輪以外の支持機構によって支持される。そのため、車両の車輪は、レールから浮き空転状態となる。
車両の車輪が空転状態のまま軌間変換区間を通過し再度レールに接触すると、車両の走行速度と空転している車輪の回転速度との整合性が取れなくなる。その結果、空転状態の車両の車輪が再度レールに接触する際に、空転していた車輪の過回転によりその車輪とレールとの間で大きな摩擦が発生する。そのような場合、車両の車輪およびレールが大きく損傷することがある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる駆動力許可指令装置、インバータ制御装置、車両制御装置、鉄道車両及び駆動力許可指令方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の駆動力許可指令装置は、位置演算手段と、指令信号生成手段とを備える。位置演算手段は、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、所定の単位で制御された車輪の位置を演算する。指令信号生成手段は、前記位置演算手段による演算結果と軌間変換装置の開始を示す情報とに基づいて、指令信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一の実施形態の車両制御装置３０を示す図である。
【図２】第一の実施形態による軌間変換装置４０の例を示す図である。
【図３】第一の実施形態による車両制御装置３０を備える車両の例を示す図である。
【図４】第一の実施形態のインバータ判定部２０２によるインバータ制御の例を示す図である。
【図５】第二の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図６】第三の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図７】第四の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図８】第五の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図９】第六の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図１０】第七の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図１１】第八の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図１２】第九の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図１３】第十の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
【図１４】軌間変換区間４０７においてインバータのゲートをオンする制御の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の駆動力許可指令装置、インバータ制御装置、車両制御装置、鉄道車両及び駆動力許可指令方法について図面を参照して説明する。
【０００９】
＜第一の実施形態＞
図１は、第一の実施形態の車両制御装置３０を示す図である。
第一の実施形態の車両制御装置３０は、駆動力許可指令装置１０と、インバータ制御装置２０とを備える。
【００１０】
駆動力許可指令装置１０は、位置演算部１０１と、指令信号生成部１０２とを備える。
位置演算部１０１は、車両の走行位置情報と車両の速度情報に基づいて、所定の単位、例えば電動機単位で制御された車輪の位置を演算する。
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１の演算結果と、軌間変換装置の開始と終了を示す情報とに基づいて、所定の単位で車輪を駆動する電動機を制御するインバータのオンとオフの判定を行うための指令信号、例えばオフ指令信号を生成する。そして、指令信号生成部１０２は、生成したオフ指令信号をインバータ制御装置２０に送信する。
【００１１】
インバータ制御装置２０は、インバータ制御部２０１と、電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータ３０１と、電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータ３０２と、電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータ３０３と、電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータ３０４とを備える（以下、電力変換装置用可変電圧可変周波数インバータをインバータと記載）。
インバータ制御部２０１は、インバータ判定部２０２を備えている。
インバータ判定部２０２は、インバータ制御装置２０が駆動力許可指令装置１０から入力したオフ指令信号と、通常運転時の指令を示す通常指令信号とに基づいて、所定の単位で車輪を駆動する電動機を制御するインバータのオンとオフの判定を行う。そして、インバータ判定部２０２は、その判定に応じたインバータ制御信号を制御対象のインバータ毎に生成し、その生成したインバータ制御信号を対応する制御対象のインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４のそれぞれに出力する。
【００１２】
図２は、第一の実施形態による軌間変換装置４０の例を示す図である。
この図に示す例において、左側が軌間変換装置４０の軌道が狭い区間（以下、狭軌４０１と記載）であり、右側が軌間変換装置４０の軌道が標準である区間（以下、標準軌４０２と記載）である場合の軌間変換装置４０を示している。
【００１３】
狭軌４０１と標準軌４０２との間は、所定の距離だけ離れた２本の平行するレールから成る案内レール４０３によって繋がっている。
案内レール４０３が狭軌４０１を挟むように狭軌４０１と平行に敷設された区間が、輪重移行区間４０５である。また、案内レール４０３が標準軌４０２を挟むように標準軌４０２と平行に敷設された区間が、輪重移行区間４０６である。そして、輪重移行区間４０５と輪重移行区間４０６との間の区間が軌間変換区間４０７である。
【００１４】
軌間変換区間４０７の前後には、車両の荷重を例えば軸箱のような車両を支持するための車両支持部で支持するための車両支持レール４０４が狭軌４０１と標準軌４０２の外側に平行して設置されている。
軌間変換装置４０は、軌間変換区間４０７から遠ざかるに従って狭軌４０１と標準軌４０２の水平位置が高くなるように勾配がついた構造になっている。そのため、車両の荷重の支持は、車輪から車両支持部へ円滑に移行することができる。
【００１５】
また、図２には、軌間変換装置４０と共に、地上子４０８と、地上子４０９と、地上子４１０と、地上子４１１とを同時に示している。
【００１６】
本図において、車両が右側から左側に走行する場合、地上子４０８は、軌間変換装置４０の開始位置の手前側に設置されている。そして、地上子４０８は、先頭車両が備える車上子と呼ばれる装置と無線通信を行い、先頭車両が地上子４０８の地点を通過した時に軌間変換装置４０の開始を示す情報をその車上子に送信する装置である。
【００１７】
地上子４０９は、軌間変換装置４０の終了位置の奥側に設置されている。そして、地上子４０９は、最後尾車両が備える車上子と無線通信を行い、最後尾車両が地上子４０９の地点を通過する時に軌間変換装置４０の終了を示す情報をその車上子に送信する装置である。
【００１８】
地上子４１０と地上子４１１のそれぞれは、基準点（例えば、東京駅）から所定の位置に設置されている。そして、地上子４１０と地上子４１１のそれぞれは、車両が備える地上子４１０と地上子４１１と対応する車上子と無線通信を行い、車両が地上子４１０と地上子４１１のそれぞれの地点を通過する時に走行位置情報として基準点からの距離（キロ程）をその車上子に送信する装置である。
【００１９】
図３は、第一の実施形態による車両制御装置３０を備える車両の例を示す図である。
この図に示す例において、車両の全体（以下、車両の全体を車両５０と記載）は、車両５０１と、車両５０２と、車両５０３と、車両５０４を備える。
【００２０】
車両５０１は、電動機Ａと、電動機Ｂと、電動機Ｃと、電動機Ｄを備える。また、車両５０１は、車両制御装置３０（図１参照）を備える。また、車両５０１は、図示していないが、電動機Ａと、電動機Ｂと、電動機Ｃと、電動機Ｄのそれぞれに連動する車輪を備える。同様に、車両５０２は、電動機Ｉと、電動機Ｊと、電動機Ｋと、電動機Ｌを備え、車両５０３は、電動機Ｍと、電動機Ｎと、電動機Ｏと、電動機Ｐを備え、車両５０４は、電動機Ｍと、電動機Ｎと、電動機Ｏと、電動機Ｐを備える。
このとき、車両５０１は、先頭車両であり、車上子６０１と車上子７０１を備える。車上子６０１は、地上子４０８と無線通信を行う。車上子６０１は、車両５０１が地上子４０８の地点を通過する時に軌間変換装置４０の開始を示す情報を地上子４０８から受信する。車上子７０１は、地上子４１０と無線通信を行う。車上子７０１は、車両５０１が地上子４１０の地点を通過する時に基準点からの距離（キロ程）の情報（以下、キロ程情報と記載）を地上子４１０から受信する。
なお、車上子６０１は、軌間変換装置４０の開始を示す情報を地上子４０８から受信すると、直ちに車両５０が備えるネットワーク８０１を介して、軌間変換装置４０の開始を示す情報を車両５０１と、車両５０２と、車両５０３と、車両５０４のそれぞれに送信する。同様に、車上子７０１は、キロ程情報を地上子４１０から受信すると、直ちに車両５０が備えるネットワーク８０１を介して、キロ程情報を車両５０１と、車両５０２と、車両５０３と、車両５０４のそれぞれに送信する。
また、車両５０４は、最後尾車両であり、車上子６０２を備える。車上子６０２は、地上子４０９と無線通信を行う。車上子６０２は、車両５０４が地上子４０９の地点を通過する時に軌間変換装置４０の終了を示す情報を地上子４０９から受信する。
なお、車上子６０２は、軌間変換装置４０の終了を示す情報を地上子４０９から受信すると、直ちに車両５０が備えるネットワーク８０１を介して、軌間変換装置４０の終了を示す情報を車両５０１と、車両５０２と、車両５０３と、車両５０４のそれぞれに送信する。
なお、車上子は台車に取り付けることも可能である。
【００２１】
上記で説明した図１および図２を用いて、図３で示した車両５０３が備える車両制御装置３０が電動機単位で車輪の回転を制御する場合を例にインバータ制御を説明する。
なお、位置演算部１０１は、地上子４１０から受信するキロ程情報と車両の速度情報とに基づいて、電動機単位で制御された走行中における地上子４１０からの車輪の距離を逐次演算するものとする。
また、指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１の演算結果である走行中の車輪の位置情報と、軌間変換装置の開始と終了を示す情報とに基づいて、電動機単位で車輪を駆動する電動機を制御するインバータのオンとオフの判定を行うためのオフ指令信号を生成するものとする。そして、指令信号生成部１０２は、生成したオフ指令信号をインバータ制御装置２０に送信するものとする。
さらに、地上子４１０から軌間変換区間４０７の開始地点までの距離情報と、各車両における車輪の配置情報と、その車輪を駆動する電動機を制御するインバータとの情報は、記憶部が予め記憶しているものとする。
以下の説明では、車両の走行位置情報としてキロ程情報を用いて説明する。
【００２２】
車両５０１が地上子４１０の地点を通過すると、車両５０１が備える車上子７０１は、直ちに車両５０が備えるネットワーク８０１を介して、地上子４１０から受信したキロ程情報を車両５０１と、車両５０２と、車両５０３と、車両５０４のそれぞれに送信する。
【００２３】
車両５０３が車上子７０１からキロ程情報を受信すると同時に、車両５０３が備える車両制御装置３０の位置演算部１０１は、何れかの車両から車両５０の速度情報を逐次取得する。位置演算部１０１は、入力したキロ程情報と、取得した車両５０の速度情報と、記憶部が記憶している車両における車輪の配置情報とを用いて、走行中の地上子４１０からの車輪の距離を逐次演算する。そして、位置演算部１０１は、走行中の地上子４１０からの車輪の位置情報を指令信号生成部１０２に逐次出力する。
【００２４】
ところで、指令信号生成部１０２は、車両５０の走行中に車上子６０１からの軌間変換装置４０の開始を示す情報の受信の有無と、車上子６０２からの軌間変換装置４０の終了を示す情報の受信の有無とに基づいて、車両５０が軌間変換装置４０の区間内に位置しているか否かを特定し指令信号生成部の制御を有効にするか否かを判定する。
【００２５】
具体的には、指令信号生成部１０２は、車上子６０１が軌間変換装置４０の開始を示す情報を地上子４０８から受信し、その後、車上子６０２が軌間変換装置４０の終了を示す情報を地上子４０９から受信するまでの間を、車両５０が軌間変換装置４０の区間内に位置していると判定する。
【００２６】
指令信号生成部１０２は、車両５０のいずれかの車輪が軌間変換区間４０７の区間内に位置しているとき、インバータのゲートをオンしている、すなわちインバータを駆動していると過回転する可能性があると判断する。そのため、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断した場合、車輪がレールから浮いている可能性がある車両５０１、５０２、５０３、５０４のいずれかの車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートをオフし、空転している車輪の過回転を防止する。
【００２７】
なお、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、レールから浮いている車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わない、すなわち、オフ指令信号は“ＯＦＦ”であるものとする。そのような場合には、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると指令信号生成部１０２が判定する間のどのインバータの制御に対してオフ指令信号“ＯＮ”を出力すればよいかを考えればよい。
【００２８】
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１から走行中の地上子４１０からの車輪の位置情報を入力すると、車両５０が軌間変換装置４０の区間内に位置しているか否かの判定結果と位置演算部１０１から入力した走行中の地上子４１０からの車輪の位置情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、指令信号生成部１０２は、生成したオフ指令信号をインバータ判定部２０２に出力する。
【００２９】
具体的には、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、位置演算部１０１から入力した走行中の地上子４１０からの車輪の位置情報に関わらず、オフ指令信号は“ＯＦＦ”をインバータ制御装置２０に出力する。
また、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断した場合、位置演算部１０１から入力した走行中の地上子４１０からの車輪の位置情報から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を特定する。そして、指令信号生成部１０２は、特定した車輪を駆動する電動機を制御するインバータの制御に対してオフ指令信号“ＯＮ”をインバータ制御装置２０に出力する。
【００３０】
ここまでが車両制御装置３０の備える駆動力許可指令装置１０が行う処理である。駆動力許可指令装置１０は、このような処理を行うことで、車両５０の走行位置情報と車両５０の速度情報とに基づいて、軌間変換区間４０７の区間内に位置する過回転の可能性がある車輪を特定することができる。また、駆動力許可指令装置１０は、このような処理を行うことで、特定した車輪に対して過回転を防止するために必要なオフ指令信号を生成することができる。
また、上記では軌間変換装置の開始と終了信号を用いて説明を行ったが、第一の実施形態を含め以下の実施形態において車上子や地上子の数および設置位置は限定するものではなく、軌間変換装置の開始信号のみを用いた制御も可能である。その場合、車上子は、軌間変換装置が開始すると地上子から軌間変換装置の開始信号を受信する。車上子の軌間変換装置の開始信号の受信は軌間変換装置の区間内で継続する。そして、軌間変換装置が終了した際には軌間変換装置の開始信号の電波強度が弱まり、車上子が軌間変換装置の開始信号を受信できなくなることで終了と認識する。
【００３１】
次に、インバータ制御装置２０が駆動力許可指令装置１０の指令信号生成部１０２からオフ指令信号を入力すると、インバータ制御装置２０が備えるインバータ判定部２０２は、その入力したオフ指令信号と通常運転時の指令を示す通常指令信号とに基づいて、インバータ制御を行う。
【００３２】
図４は、第一の実施形態のインバータ判定部２０２によるインバータ制御の例を示す図である。
この図に示す例において、通常指令信号の“ＯＮ”は、インバータのゲートを“オン”する指令を示している。また、通常指令信号の“ＯＦＦ”は、インバータのゲートを“オフ”する指令を示している。
一方、オフ指令信号の“ＯＮ”は、インバータのゲートを“オフ”する指令を示している。また、オフ指令信号の“ＯＦＦ”は、インバータのゲートを“オン”する指令を示している。
【００３３】
インバータ判定部２０２は、制御対象のインバータ３０１に対して、通常指令信号とオフ指令信号の組み合わせが図４で示す４つの組み合わせのどれに該当するかを判定する。また、インバータ判定部２０２は、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４のそれぞれに対して、通常指令信号とオフ指令信号の組み合わせが図４で示す４つの組み合わせのどれに該当するかを判定する。
【００３４】
そして、インバータ判定部２０２は、通常指令信号が“ＯＮ”でオフ指令信号が“ＯＦＦ”である場合、すなわち、通常指令信号とオフ指令信号の両方がインバータのゲートを“オン”する指令を示す場合に、インバータを駆動するインバータ制御信号を対応する制御対象のインバータに出力する。また、インバータ判定部２０２は、通常指令信号とオフ指令信号の両方がインバータのゲートを“オン”する指令を示す場合以外には、インバータのゲートをオフするインバータ制御信号を対応する制御対象のインバータに出力する。
【００３５】
こうすることで、インバータ判定部２０２は、軌間変換区間４０７においてオフ指令信号として“ＯＮ”を入力すれば（インバータのゲートを“オフ”にする指令を入力すれば）軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪の過回転を防止することができる。
【００３６】
ここで、説明を分かりやすくするために車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０のインバータ判定部２０２へ入力される通常指令信号はすべて“ＯＮ”であるものとして、図３で示す車両５０と軌間変換区間４０７との位置関係がある瞬間におけるインバータ制御信号について説明する。
【００３７】
例えば、図３で示した車両５０において、電動機Ａ〜Ｐのそれぞれが駆動する車輪がそれぞれの電動機Ａ〜Ｐの下方に位置しているものとする。
また、車両５０１が備える車両制御装置３０のインバータ３０１は電動機Ａを、インバータ３０２は電動機Ｂを、インバータ３０３は電動機Ｃを、インバータ３０４は電動機Ｄをそれぞれ制御しているものとする。
【００３８】
同様に、車両５０２が備える車両制御装置３０のインバータ３０１〜３０４のそれぞれは、電動機Ｅ、電動機Ｆ、電動機Ｇ、電動機Ｈのそれぞれを制御するものとする。
【００３９】
また、同様に、車両５０４が備える車両制御装置３０のインバータ３０１〜３０４のそれぞれは、電動機Ｍ、電動機Ｎ、電動機Ｏ、電動機Ｐのそれぞれを制御するものとする。
【００４０】
先頭車両である車両５０１が備える車上子６０１は、地上子４０８の地点を通過した時に軌間変換装置４０の開始を示す情報を地上子４０８から受信している。最後尾車両５０４が備える車上子６０２は、地上子４０９の地点を通過していないため、軌間変換装置４０の終了を示す情報を地上子４０９から受信していない。
従って、車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０の指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断している。
【００４１】
そのため、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、キロ程情報と、車両５０の速度情報と、記憶部が記憶している車輪の位置情報とを用いて、地上子４１０からの車輪の距離から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪の位置を演算する。
【００４２】
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１が演算した位置に基づいて、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートを“オフ”するオフ指令信号“ＯＮ”を生成する。また、指令信号生成部１０２は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートを“オン”するオフ指令信号“ＯＦＦ”を生成する。
そして、車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、通常指令信号“ＯＮ”と指令信号生成部１０２からのオフ指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を出力しインバータのゲートを制御する。
【００４３】
従って、図３で示した車両５０１の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ａと、電動機Ｂと、電動機Ｃと、電動機Ｄのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４に対して、ゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００４４】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ｅと、電動機Ｆと、電動機Ｇのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３に対して、ゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００４５】
同様に、車両５０３の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ｌを制御するインバータ３０４に対して、ゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００４６】
また、同様に、車両５０４の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ｍと、電動機Ｎと、電動機Ｏと、電動機Ｐのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４に対して、ゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００４７】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を駆動する電動機Ｈを制御するインバータ３０４に対して、ゲートをオフするインバータ制御信号を出力する。
【００４８】
同様に、車両５０３の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を駆動する電動機Ｉと、電動機Ｊと、電動機Ｋのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３に対して、ゲートをオフするインバータ制御信号を出力する。
【００４９】
図３において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図３は、ここで説明した制御の状態を示している。
【００５０】
なお、第一の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算するものとして説明した。しかし、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００５１】
また、第一の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００５２】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００５３】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【００５４】
また、第一の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転している車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとして説明した。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【００５５】
また、第一の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。
【００５６】
また、第一の実施形態における車両５０の備える電動機Ａ〜Ｐは、同期電動機であってもよいし、誘導電動機であってもよい。
【００５７】
以上、第一の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、電動機単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【００５８】
＜第二の実施形態＞
図５は、第二の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第二の実施形態による車両制御装置３０は、車両制御装置３０の備える位置演算部１０１が台車単位で制御される車輪の位置を演算し、その演算結果に基づいて、車両制御装置３０の備える指令信号生成部１０２が指令信号を備えること以外は、第一の実施形態による車両制御装置３０と同様である。すなわち、図５で示した車両５０１と、車両５０２と、車両５０３と、車両５０４のそれぞれが備える車両制御装置３０は、台車単位で車輪の回転を制御する。従って、第二の実施形態による車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０の処理について、第一の実施形態とによる車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０と同様の場合には、説明を省略する。
【００５９】
図５において、台車９０１と台車９０２が車両５０１の備える台車である。また、台車９０３と台車９０４が車両５０２の備える台車である。同様に、台車９０５と台車９０６が車両５０３の備える台車である。また、同様に、台車９０７と台車９０８が車両５０４の備える台車である。
【００６０】
第二の実施形態による車両制御装置３０の位置演算部１０１は、キロ程情報と、車両５０の速度情報と、記憶部が記憶している車輪の位置情報とを用いて、地上子４１０からの車輪の距離から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪の位置を演算する。
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１の演算した車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置しているか否かの判定と位置演算部１０１から入力した演算結果とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、指令信号生成部１０２は、生成したオフ指令信号をインバータ制御装置２０に出力する。
【００６１】
具体的には、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、位置演算部１０１から入力した演算結果に関わらず、オフ指令信号は“ＯＦＦ”をインバータ制御装置２０に出力する。
また、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断した場合、位置演算部１０１から入力した演算結果から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を特定する。そして、指令信号生成部１０２は、例えば、車輪が各台車９０１〜９０８の真下に位置しているとすると、その特定した車輪の真上にある台車の真下にあるすべての車輪に対応する回転制御のオフ指令信号として同一のオフ指令信号を出力する。すなわち、指令信号生成部１０２は、軌間変換区間４０７の区間内に位置している場合には、その車輪を含む台車単位で車輪の回転を制御しているインバータの制御に対してオフ指令信号“ＯＮ”をインバータ制御装置２０に出力する。
【００６２】
ここで、説明を分かりやすくするために車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０のインバータ判定部２０２へ入力される通常指令信号はすべて“ＯＮ”であるものとして、図５で示す車両５０と軌間変換区間４０７との位置関係がある瞬間におけるインバータ制御信号について説明する。
【００６３】
先頭車両である車両５０１が備える車上子６０１は、地上子４０８の地点を通過した時に軌間変換装置４０の開始を示す情報を地上子４０８から受信している。最後尾車両５０４が備える車上子６０２は、地上子４０９の地点を通過していないため、軌間変換装置４０の終了を示す情報を地上子４０９から受信していない。
従って、車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０の指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断している。
【００６４】
車両制御装置３０の位置演算部１０１は、キロ程情報と、車両５０の速度情報と、記憶部が記憶している車輪の位置情報とを用いて、地上子４１０からの車輪の距離から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪の位置を演算する。
【００６５】
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１が演算した位置に基づいて、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を含む台車９０１〜９０８単位で車輪の回転を制御しているインバータのゲートを“オフ”するオフ指令信号“ＯＮ”を生成する。また、指令信号生成部１０２は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートを“オン”するオフ指令信号“ＯＦＦ”を生成する。そして、指令信号生成部１０２は、生成したオフ指令信号をインバータ制御部２０１に出力する。
車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、通常指令信号“ＯＮ”と指令信号生成部１０２からのオフ指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を出力しインバータのゲートを制御する。
【００６６】
従って、図５で示した車両５０１の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ａと、電動機Ｂと、電動機Ｃと、電動機Ｄのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４に対して、インバータ３０１とインバータ３０２、インバータ３０３とインバータ３０４のそれぞれを制御単位としてゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００６７】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ｅと、電動機Ｆのそれぞれを制御するインバータ３０１とインバータ３０２を制御単位としてゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００６８】
同様に、車両５０４の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ｍと、電動機Ｎと、電動機Ｏと、電動機Ｐのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４に対して、インバータ３０１とインバータ３０２、インバータ３０３とインバータ３０４のそれぞれを制御単位としてゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００６９】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪Ｈの真上に位置する台車９０４の真下にあるすべての車輪を駆動する電動機Ｇと電動機Ｈを制御するインバータ３０３とインバータ３０４とを制御単位として、ゲートをオフする同一のインバータ制御信号を出力する。
【００７０】
同様に、車両５０３の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を駆動する電動機Ｉと、電動機Ｊと、電動機Ｋと、電動機Ｌのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３に対して、インバータ３０１とインバータ３０２、インバータ３０３とインバータ３０４のそれぞれを制御単位としてゲートをオフするインバータ制御信号を出力する。
【００７１】
図５において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図５は、ここで説明した制御の状態を示している。
【００７２】
なお、第二の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算するものとして説明した。しかし、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００７３】
また、第二の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００７４】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００７５】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【００７６】
また、第二の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転する可能性のある車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとして説明した。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【００７７】
また、第一の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。
【００７８】
また、第二の実施形態における車両５０の備える電動機Ａ〜Ｐは、同期電動機であってもよいし、誘導電動機であってもよい。
【００７９】
以上、第二の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、台車単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【００８０】
＜第三の実施形態＞
図６は、第三の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第三の実施形態による車両制御装置３０は、車両制御装置３０の制御対象となるインバータの数量が異なること以外は、第二の実施形態による車両制御装置３０と同様である。また、第三の実施形態による車両５０において、電動機Ａ〜Ｐは誘導電動機であり、１つのインバータが複数の電動機を制御すること以外は、第二の実施形態による車両５０と同様である。従って、第三の実施形態による車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０の処理について、第二の実施形態とによる車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０と同様の場合には、説明を省略する。
【００８１】
誘導電動機は、同期式電動機とは異なり、正確な制御を行って同期をとる必要がない。そのため、１つのインバータが複数の電動機を制御しても問題とはならない。
【００８２】
説明を分かりやすくするために車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０のインバータ判定部２０２へ入力される通常指令信号はすべて“ＯＮ”であるものとして、図６で示す車両５０と軌間変換区間４０７との位置関係がある瞬間におけるインバータ制御信号について説明する。
【００８３】
先頭車両である車両５０１が備える車上子６０１は、地上子４０８の地点を通過した時に軌間変換装置４０の開始を示す情報を地上子４０８から受信している。最後尾車両５０４が備える車上子６０２は、地上子４０９の地点を通過していないため、軌間変換装置４０の終了を示す情報を地上子４０９から受信していない。
従って、車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０の指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断している。
【００８４】
そのため、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、キロ程情報と、車両５０の速度情報と、記憶部が記憶している車輪の位置情報とを用いて、地上子４１０からの車輪の距離から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪の位置を演算する。
【００８５】
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１が演算した位置に基づいて、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を含む台車単位で車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートを“オフ”するオフ指令信号“ＯＮ”を生成する。また、指令信号生成部１０２は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートを“オン”するオフ指令信号“ＯＦＦ”を生成する。
そして、車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、通常指令信号“ＯＮ”と指令信号生成部１０２からのオフ指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を出力しインバータのゲートを制御する。
【００８６】
従って、図６で示した車両５０１の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ａと電動機Ｂ、電動機Ｃと電動機Ｄのそれぞれを制御するインバータ３０２と、インバータ３０３のそれぞれを制御単位としてゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００８７】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ｅと電動機Ｆを制御するインバータ３０２を制御単位としてゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００８８】
同様に、車両５０４の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ｍと電動機Ｎ、電動機Ｏと電動機Ｐのそれぞれを制御するインバータ３０２と、インバータ３０３のそれぞれを制御単位としてゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【００８９】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪Ｈの真上に位置する台車９０４の真下にあるすべての車輪を駆動する電動機Ｇと電動機Ｈを制御するインバータ３０３を制御単位として、ゲートをオフする同一のインバータ制御信号を出力する。
【００９０】
同様に、車両５０３の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を駆動する電動機Ｉと電動機Ｊ、電動機Ｋと電動機Ｌのそれぞれを制御するインバータ３０２と、インバータ３０３のそれぞれを制御単位としてゲートをオフするインバータ制御信号を出力する。
【００９１】
図６において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図６は、ここで説明した制御の状態を示している。
【００９２】
なお、第三の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算するものとして説明した。しかし、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００９３】
また、第三の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００９４】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【００９５】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【００９６】
また、第三の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転する可能性のある車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとして説明した。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【００９７】
また、第三の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。
【００９８】
以上、第三の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、台車単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【００９９】
＜第四の実施形態＞
図７は、第四の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第四の実施形態による車両制御装置３０は、車両制御装置３０の備える位置演算部１０１が号車（各車両）単位で制御される車輪の位置を演算し、その演算結果に基づいて、車両制御装置３０の備える指令信号生成部１０２が指令信号を備えること以外は、第一の実施形態による車両制御装置３０と同様である。すなわち、図７で示した車両５０１と、車両５０２と、車両５０３と、車両５０４のそれぞれが備える車両制御装置３０は、号車単位で車輪の回転を制御する。従って、第四の実施形態による車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０の処理について、第一の実施形態とによる車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０と同様の場合には、説明を省略する。
【０１００】
第四の実施形態による車両制御装置３０の位置演算部１０１は、キロ程情報と、車両５０の速度情報と、記憶部が記憶している車輪の位置情報とを用いて、地上子４１０からの車輪の距離から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪の位置を演算する。
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１の演算した車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置しているか否かの判定と位置演算部１０１から入力した演算結果とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、指令信号生成部１０２は、生成したオフ指令信号をインバータ制御装置２０に出力する。
【０１０１】
具体的には、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、位置演算部１０１から入力した演算結果に関わらず、オフ指令信号は“ＯＦＦ”をインバータ制御装置２０に出力する。
また、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断した場合、位置演算部１０１から入力した演算結果から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を特定する。そして、指令信号生成部１０２は、その特定した車輪を備える車両のすべての車輪に対応する回転制御のオフ指令信号として同一のオフ指令信号を出力する。すなわち、指令信号生成部１０２は、軌間変換区間４０７の区間内に位置している場合には、その車輪を含む号車単位で車輪を駆動する電動機を制御するインバータの制御に対してオフ指令信号“ＯＮ”をインバータ制御装置２０に出力する。
【０１０２】
ここで、説明を分かりやすくするために車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０のインバータ判定部２０２へ入力される通常指令信号はすべて“ＯＮ”であるものとして、図７で示す車両５０と軌間変換区間４０７との位置関係がある瞬間におけるインバータ制御信号について説明する。
【０１０３】
先頭車両である車両５０１が備える車上子６０１は、地上子４０８の地点を通過した時に軌間変換区間４０７の開始を示す情報を地上子４０８から受信している。最後尾車両５０４が備える車上子６０２は、地上子４０９の地点を通過していないため、軌間変換区間４０７の終了を示す情報を地上子４０９から受信していない。
従って、車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０の指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断している。
【０１０４】
そのため、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、キロ程情報と、車両５０の速度情報と、記憶部が記憶している車輪の位置情報とを用いて、地上子４１０からの車輪の距離から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪の位置を演算する。
【０１０５】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【０１０６】
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１が演算した位置に基づいて、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を含む号車単位で車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートを“オフ”するオフ指令信号“ＯＮ”を生成する。また、指令信号生成部１０２は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートを“オン”するオフ指令信号“ＯＦＦ”を生成する。
そして、車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、通常指令信号“ＯＮ”と指令信号生成部１０２からのオフ指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を出力しインバータのゲートを制御する。
【０１０７】
従って、図７で示した車両５０１の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ａと、電動機Ｂと、電動機Ｃと、電動機Ｄのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４に対して、ゲートをオンする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１０８】
同様に、車両５０４の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ｍと、電動機Ｎと、電動機Ｏと、電動機Ｐのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４に対して、ゲートをオンする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１０９】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を備える号車のすべての車輪のそれぞれを駆動する電動機Ｅと、電動機Ｆと、電動機Ｇと、電動機Ｈのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３と、インバータ３０４に対して、ゲートをオフする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１１０】
同様に、車両５０３の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を備える号車のすべての車輪のそれぞれを駆動する電動機Ｉと、電動機Ｊと、電動機Ｋと、電動機Ｌのそれぞれを制御するインバータ３０１と、インバータ３０２と、インバータ３０３に対して、ゲートをオフする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１１１】
図７において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図７は、ここで説明した制御の状態を示している。
【０１１２】
なお、第四の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算するものとして説明した。しかし、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１１３】
また、第四の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１１４】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１１５】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【０１１６】
また、第四の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転している車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとして説明した。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【０１１７】
また、第四の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。
【０１１８】
また、第四の実施形態における車両５０の備える電動機Ａ〜Ｐは、同期電動機であってもよいし、誘導電動機であってもよい。
【０１１９】
以上、第四の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、号車単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【０１２０】
＜第五の実施形態＞
図８は、第五の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第五の実施形態による車両制御装置３０は、車両制御装置３０の制御対象となるインバータの数量が異なること以外は、第四の実施形態による車両制御装置３０と同様である。また、第五の実施形態による車両５０において、電動機Ａ〜Ｐは誘導電動機であり、１つのインバータが複数の電動機を制御すること以外は、第四の実施形態による車両５０と同様である。従って、第五の実施形態による車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０の処理について、第四の実施形態とによる車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０と同様の場合には、説明を省略する。
【０１２１】
誘導電動機は、同期式電動機とは異なり、正確な制御を行って同期をとる必要がない。そのため、１つのインバータが複数の電動機を制御しても問題とはならない。
【０１２２】
説明を分かりやすくするために車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０のインバータ判定部２０２へ入力される通常指令信号はすべて“ＯＮ”であるものとして、図８で示す車両５０と軌間変換区間４０７との位置関係がある瞬間におけるインバータ制御信号について説明する。
【０１２３】
先頭車両である車両５０１が備える車上子６０１は、地上子４０８の地点を通過した時に軌間変換装置４０の開始を示す情報を地上子４０８から受信している。最後尾車両５０４が備える車上子６０２は、地上子４０９の地点を通過していないため、軌間変換装置４０の終了を示す情報を地上子４０９から受信していない。
従って、車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０の指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間内に位置していると判断している。
【０１２４】
そのため、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、キロ程情報と、車両５０の速度情報と、記憶部が記憶している車輪の位置情報とを用いて、地上子４１０からの車輪の距離から軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪の位置を演算する。
【０１２５】
指令信号生成部１０２は、位置演算部１０１が演算した位置に基づいて、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を含む号車単位で車輪を駆動する電動機を制御するインバータのゲートを“オフ”するオフ指令信号“ＯＮ”を生成する。また、指令信号生成部１０２は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪の回転を制御しているインバータのゲートを“オン”するオフ指令信号“ＯＦＦ”を生成する。
そして、車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、通常指令信号“ＯＮ”と指令信号生成部１０２からのオフ指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を出力しインバータのゲートを制御する。
【０１２６】
従って、図８で示した車両５０１の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ａと電動機Ｂ、電動機Ｃと電動機Ｄのそれぞれを制御するインバータ３０２とインバータ３０３にゲートをオンする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１２７】
同様に、車両５０４の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を備える号車の電動機Ｍと電動機Ｎ、電動機Ｏと電動機Ｐのそれぞれを制御するインバータ３０２と、インバータ３０３にゲートをオンする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１２８】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を備える号車の電動機Ｅと電動機Ｆ、電動機Ｇと電動機Ｈのそれぞれを制御するインバータ３０２と、インバータ３０３にゲートをオフする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１２９】
同様に、車両５０３の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を備える号車の電動機Ｉと電動機Ｊ、電動機Ｋと電動機Ｌのそれぞれを制御するインバータ３０２と、インバータ３０３にゲートをオフする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１３０】
図８において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図８は、ここで説明した制御の状態を示している。
【０１３１】
なお、第五の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算するものとして説明した。しかし、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１３２】
また、第五の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１３３】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１３４】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【０１３５】
また、第五の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転している車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとして説明した。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【０１３６】
また、第五の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。
【０１３７】
以上、第五の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、号車単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【０１３８】
＜第六の実施形態＞
図９は、第六の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第六の実施形態による車両制御装置３０は、車両制御装置３０の制御対象となるインバータの数量が異なること以外は、第五の実施形態による車両制御装置３０と同様である。また、第六の実施形態による車両５０において、電動機Ａ〜Ｐは誘導電動機であり、１つのインバータが制御する電動機の数量が異なること以外は、第五の実施形態による車両５０と同様である。従って、第六の実施形態による車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０の処理について、第五の実施形態とによる車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０と同様の場合には、説明を省略する。
【０１３９】
説明を分かりやすくするために車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０のインバータ判定部２０２へ入力される通常指令信号はすべて“ＯＮ”であるものとして、図９で示す車両５０と軌間変換区間４０７との位置関係がある瞬間におけるインバータ制御信号について説明する。
【０１４０】
図９で示した車両５０１の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を駆動する電動機Ａと電動機Ｂと電動機Ｃと電動機Ｄを制御するインバータ３０２にゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【０１４１】
同様に、車両５０４の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間外に位置する車輪を備える号車の電動機Ｍと電動機Ｎと電動機Ｏと電動機Ｐを制御するインバータ３０２にゲートをオンするインバータ制御信号を出力する。
【０１４２】
また、車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を備える号車の電動機Ｅと電動機Ｆと電動機Ｇと電動機Ｈを制御するインバータ３０２にゲートをオフするインバータ制御信号を出力する。
【０１４３】
同様に、車両５０３の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を備える号車の電動機Ｉと電動機Ｊと電動機Ｋと電動機Ｌを制御するインバータ３０２にゲートをオフするインバータ制御信号を出力する。
【０１４４】
図９において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図９は、ここで説明した制御の状態を示している。
【０１４５】
なお、第六の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算するものとして説明した。しかし、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１４６】
また、第六の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１４７】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１４８】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【０１４９】
また、第六の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転している車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとして説明した。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【０１５０】
また、第六の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。
【０１５１】
以上、第六の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、号車単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【０１５２】
＜第七の実施形態＞
図１０は、第七の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第七の実施形態による車両制御装置３０は、車両制御装置３０の制御対象となるインバータ３０１〜３０４の代わりにコンバータ３０５〜３０８が用いられること以外は、第五の実施形態による車両制御装置３０と同様である。また、第七の実施形態による車両５０は交流電力を電源とし負荷側に三相交流により駆動される電動機が接続される電力変換装置である主変圧器７０２と主変換器７０３を備え、それぞれの主変圧器に接続されているすべてのコンバータ単位（電力変換装置のそれぞれを搭載した車両の集合の単位）で制御されること以外は、第六の実施形態による車両５０と同様である。従って、第七の実施形態による車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０の処理について、第六の実施形態とによる車両制御装置３０と車両制御装置３０を備える車両５０と同様の場合には、説明を省略する。
なお、主変圧器に接続されるコンバータを備える車両の集合をユニットと呼ぶ。
【０１５３】
説明を分かりやすくするために車両５０１〜５０４が備える車両制御装置３０のインバータ判定部２０２へ入力される通常指令信号はすべて“ＯＮ”であるものとして、図１０で示す車両５０と軌間変換区間４０７との位置関係がある瞬間におけるインバータ制御信号について説明する。
【０１５４】
図１０で示した車両５０２の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を備えるユニットの電動機Ａ〜Ｄと、電動機Ｅ〜Ｈのそれぞれを駆動するコンバータ３０５とコンバータ３０６にゲートをオフする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１５５】
同様に、車両５０３の備える車両制御装置３０のインバータ制御部２０１は、軌間変換区間４０７の区間内に位置する車輪を備えるユニットの電動機Ｉ〜Ｌと、電動機Ｍ〜Ｐのそれぞれを駆動するコンバータ３０５とコンバータ３０６にゲートをオフする同一のインバータ制御信号を出力する。
【０１５６】
図１０において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図１０は、ここで説明した制御の状態を示している。
【０１５７】
なお、第七の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算するものとして説明した。しかし、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１５８】
また、第七の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１５９】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１６０】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【０１６１】
また、第七の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転している車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとして説明した。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【０１６２】
また、第七の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。
【０１６３】
以上、第七の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、ユニット単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【０１６４】
＜第八の実施形態＞
図１１は、第八の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第八の実施形態による車両制御装置３０は、車両５０１と、車両５０２と、車両５０３と、車両５０４のそれぞれが車上子６０１と車上子６０３、車上子６０４と車上子６０５、車上子６０６と車上子６０７、車上子６０８と車上子６０２を備えていること以外は、第六の実施形態による車両５０と同様である。
なお、車上子６０１と、車上子６０４と、車上子６０６と、車上子６０８が地上子４０８と通信する車上子である。また、車上子６０２と、車上子６０３と、車上子６０５と、車上子６０７が地上子４０９と通信する車上子である。
【０１６５】
図１１において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図１１は、ここで説明した制御の状態を示している。
【０１６６】
なお、第八の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１６７】
また、第八の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１６８】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１６９】
また、上記の位置演算部１０１の演算は、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【０１７０】
また、第八の実施形態においては、指令信号生成部１０２は、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転している車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとしている。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【０１７１】
また、第八の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。
【０１７２】
以上、第八の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、号車単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【０１７３】
＜第九の実施形態＞
図１２は、第九の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第九の実施形態による車両制御装置３０は、画像認識部１０３と位置情報変換部１０４とを備えること以外は、第六の実施形態による車両制御装置３０と同様である。また、車両５０１がカメラ７０４を備えること以外は、第六の実施形態による車両５０１と同様である。
なお、駆動力許可指令装置１０は、カメラ７０４が撮影したレール上の特徴点を示す映像情報を受信する。駆動力許可指令装置１０の画像認識部１０３は、受信した特徴点を示す映像を解析する。駆動力許可指令装置１０の位置情報変換部１０４は、画像認識部１０３による解析結果に基づいて、位置情報を特定する。そして、位置演算部１０１は、地上子４１０からの走行位置情報の代わりにカメラ７０４から取得し演算した走行位置情報に基づいて、車両５０の備える車輪の位置を演算する。
【０１７４】
図１２において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図１２は、ここで説明した制御の状態を示している。
【０１７５】
なお、第九の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１７６】
また、第九の実施形態においては、車両制御装置３０の位置演算部１０１は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１７７】
また、位置演算部１０１は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１７８】
また、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算してもよい。
【０１７９】
また、第九の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転している車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとしている。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【０１８０】
また、第九の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。また、車両制御装置３０は、電動機単位、台車単位、ユニット単位で車輪の回転を制御してもよい。
【０１８１】
以上、第九の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、号車単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【０１８２】
＜第十の実施形態＞
図１３は、第十の実施形態による車両制御装置３０を備える車両５０の例を示す図である。
第十の実施形態による車両５０がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）７０５を備え、位置演算部１０１が不要であること以外は、第九の実施形態による車両５０と同様である。
なお、車輪の位置は、位置演算部１０１ではなく、指令信号生成部１０２で演算している。
【０１８３】
図１２において、黒色の丸で示した電動機は通電していることを意味し、白色の丸で示した電動機は通電していないことを意味しており、図１２は、ここで説明した制御の状態を示している。
【０１８４】
なお、第十の実施形態においては、車両制御装置３０の指令信号生成部１０２は、ＧＰＳ７０５からの走行位置情報に基づいて、軌間変換区間４０７までの距離として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１８５】
また、第十の実施形態においては、車両制御装置３０の指令信号生成部１０２は、地上子４１０の地点からの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１８６】
また、指令信号生成部１０２は、軌間変換区間４０７までの時間として車両５０の備える車輪の位置を演算してもよい。そして、車両制御装置３０は、その演算結果に基づいて車両５０が備える車輪の回転を制御してもよい。
【０１８７】
また、第十の実施形態においては、車両制御装置３０では、車両５０が軌間変換区間４０７の区間外に位置していると判断した場合、空転している車輪が存在しないと判断し、インバータのゲートをオフする制御は行わないものとしている。しかし、例えば車両５０の速度が速いなど、車輪の回転の制御を行う処理速度が無視できない場合には、車両制御装置３０は、車両５０の軌間変換区間４０７までの距離に基づいて、軌間変換区間４０７の手前でインバータのゲートをオフする制御を行ってもよい。
【０１８８】
また、第十の実施形態における車両５０の車両の総数は４両に限定するものではない。また、車両５０に電動機を備えない車両が含まれていてもよい。また、車両制御装置３０は、電動機単位、台車単位、ユニット単位で車輪の回転を制御してもよい。
【０１８９】
以上、第十の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、号車単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【０１９０】
＜第十一の実施形態＞
図１４は、軌間変換区間４０７においてインバータのゲートをオンする制御の例を示す図である。
例えば、図１４に示すように第一の実施形態によるインバータ判定部２０２が、一群のインバータ判定部２０２ａと二群のインバータ判定部２０２ｂとで通信を行い、一群のインバータ判定部２０２ａのみが外部と通信を行っている場合を考える。
【０１９１】
一群のインバータ判定部２０２ａのみが外部と通信を行っており、二群のインバータ判定部２０２ｂは一群のインバータ判定部２０２ａから情報を取得することになる。このような場合、一群のインバータ判定部２０２ａの方が二群のインバータ判定部２０２ｂよりも早くインバータ制御信号を出力する。そのため、一群のインバータ判定部２０２ａと二群のインバータ判定部２０２ｂがインバータのゲートを完全にオフするような制御を行うと、インバータのゲートをオンする際に大きなタイミング差が生じてしまう。そのため、一群のインバータ判定部２０２ａと二群のインバータ判定部２０２ｂは、インバータのゲートをオンにして車輪が過回転とならないトルク電流、例えば０から２０００アンペアを検出する検出器で検出誤差が５％の場合、１００アンペアのインバータ出力電流を超えないようにトルク電流の範囲内でインバータ制御信号を用いてインバータを制御することが挙げられる。
こうすることで、一群のインバータ判定部２０２ａと二群のインバータ判定部２０２ｂの行うインバータ制御のタイミング差を小さくすることができる。
なお、第十一の実施形態においては、第一の実施形態にのみに適用を限定するものではない。
【０１９２】
以上、第十一の実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、所定の単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
また、一群のインバータ判定部２０２ａと二群のインバータ判定部２０２ｂのように、インバータ制御にタイミング差が生じる場合に、インバータのゲートをオンにして車輪が過回転とならないトルク電流範囲になるようなインバータ制御信号でインバータを制御する。こうすることで、一群のインバータ判定部２０２ａと二群のインバータ判定部２０２ｂの行うインバータ制御のタイミング差を小さくすることができる。
【０１９３】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の駆動力許可指令装置を備える車両制御装置３０によれば、車両の走行位置情報および車両の速度情報に基づいて、所定の単位で制御された車輪の位置を演算する。その演算結果と軌間変換装置４０の開始を示す情報とに基づいて、オフ指令信号を生成する。そして、その生成したオフ指令信号と通常指令信号とに基づいて、インバータ制御信号を生成して電動機を制御することで、軌間変換区間の区間内に位置する車輪の過回転を防止し、車両の車輪およびレールが大きく損傷することを防止することができる。
【０１９４】
なお実施形態について説明したが、上述の車両制御装置３０は、内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われても良い。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【０１９５】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１９６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１９７】
Ａ・・・電動機
Ｂ・・・電動機
Ｃ・・・電動機
Ｄ・・・電動機
Ｅ・・・電動機
Ｆ・・・電動機
Ｇ・・・電動機
Ｈ・・・電動機
Ｉ・・・電動機
Ｊ・・・電動機
Ｋ・・・電動機
Ｌ・・・電動機
Ｍ・・・電動機
Ｎ・・・電動機
Ｏ・・・電動機
Ｐ・・・電動機
１０・・・駆動力許可指令装置
２０・・・インバータ制御装置
３０・・・車両制御装置
４０・・・軌間変換装置
５０・・・車両
１０１・・・位置演算部
１０２・・・指令信号生成部
１０３・・・画像認識部
１０４・・・位置情報変換部
２０１・・・インバータ制御部
２０２・・・インバータ判定部
２０２ａ・・・インバータ判定部（親）
２０２ｂ・・・インバータ判定部（子）
３０１・・・インバータ
３０２・・・インバータ
３０３・・・インバータ
３０４・・・インバータ
３０５・・・インバータ
３０６・・・インバータ
３０７・・・インバータ
４０１・・・狭軌
４０２・・・標準軌
４０３・・・案内レール
４０４・・・車両支持レール
４０５・・・輪重移行区間
４０６・・・輪重移行区間
４０７・・・軌間変換区間
４０８・・・地上子
４０９・・・地上子
４１０・・・地上子
４１１・・・地上子
５０１・・・車両
５０２・・・車両
５０３・・・車両
５０４・・・車両
６０１・・・車上子
６０２・・・車上子
６０３・・・車上子
６０４・・・車上子
６０５・・・車上子
６０６・・・車上子
６０７・・・車上子
６０８・・・車上子
７０１・・・車上子
７０２・・・主変圧器
７０３・・・主変圧器
７０４・・・カメラ
８０１・・・情報伝送線
９０１・・・台車
９０２・・・台車
９０３・・・台車
９０４・・・台車
９０５・・・台車
９０６・・・台車
９０７・・・台車
９０８・・・台車
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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