(57)【要約】【課題】空転滑走の誘発連鎖を抑制すること。【解決手段】緩慢化処理の適用条件を満たした場合に緩慢化処理を適用する。緩慢化処理とは、復帰動作を一時停止させる処理、或いは、トルク指令値を目標トルク値に近づける復帰ペース（復帰速度とも言える）を低減させる処理である。（１）では、時刻ｔ３５の時点で適用条件を満たしたため、復帰動作が時刻ｔ３５〜ｔ３６の間、一時停止された。（２）では、２回目の保持期間が終了して２回目の復帰動作を開始した時刻ｔ２９の時点で適用条件を満たしたために、復帰動作の開始がそのまま時刻ｔ３０まで一時停止された場合を示している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空転又は滑走（以下包括して「空転滑走」という。）が発生した動輪を再粘着させる再粘着制御において当該動輪の駆動軸（以下「制御対象軸」という）を駆動する電動機のトルク指令値を引下げた後に行うトルク復帰制御方法であって、
他の駆動軸で空転滑走の発生が検知された場合に、前記トルク指令値の復帰制御を緩慢化させる緩慢化処理を適用する適用ステップ、
を含むトルク復帰制御方法。
【請求項２】
前記適用ステップは、前記緩慢化処理として前記トルク指令値の復帰制御を一時停止させる一時停止ステップを含む、
請求項１に記載のトルク復帰制御方法。
【請求項３】
前記適用ステップは、前記緩慢化処理として前記トルク指令値を復帰させる復帰ペースを低減させる復帰ペース低減ステップを含む、
請求項１又は２に記載のトルク復帰制御方法。
【請求項４】
前記緩慢化処理の適用継続時間が所定時間に達した場合に、前記緩慢化処理の適用を解除する解除ステップ、
を更に含む請求項１〜３の何れか一項に記載のトルク復帰制御方法。
【請求項５】
前記緩慢化処理の適用回数が所定回数に達した場合に、前記緩慢化処理の適用を抑止する抑止ステップ、
を更に含む請求項１〜４の何れか一項に記載のトルク復帰制御方法。
【請求項６】
空転滑走が発生した動輪を再粘着させる再粘着制御において当該動輪の駆動軸を駆動する電動機のトルク指令値を引下げた後に、請求項１〜５の何れか一項に記載のトルク復帰制御方法を行う電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空転又は滑走が発生した動輪を再粘着させる再粘着制御において当該動輪の駆動軸を駆動する電動機のトルク指令値を引下げた後に行うトルク復帰制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機で動輪を駆動して走行する車両として電気車や電気自動車等が知られているが、以下、その代表例として電気車について説明する。電気車は車輪・レール間の接線力（粘着力ともいう。）によって加減速がなされる。電動機の発生トルクにより生じる駆動力が、車輪とレールとに働く粘着力以下であれば粘着走行がなされるが、粘着力を超えた場合には空転又は滑走（以下、「空転滑走」という。）が生じる。空転滑走の発生が検知された場合には、電動機の発生トルクを引下げて粘着走行に復帰させる制御、すなわち再粘着制御が行われる（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】特開２００２−４４８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
再粘着制御には、大きく分けて、電動機のトルク指令値を引下げる引下げ制御と、引下げたトルク指令値を復帰させる復帰制御との２つの制御が含まれる。空転滑走が発生したか否かの判定（監視）は常時行われているため、復帰制御中に空転滑走の発生が検知される場合もある。その場合には、復帰制御を打ち切り、引下げ制御をもう一度行って再粘着制御をやり直すこととなる。
【０００５】
この再粘着制御のやり直しが生じる状況の１つに、空転滑走の周期的な誘発連鎖がある。まず、空転滑走の誘発とは、例えば、第１軸に空転滑走が発生したことを契機に、他の駆動軸（第２軸）にも空転滑走が発生することである。誘発を要因する事象には様々なものが考えられる。例えば、第１軸の空転滑走そのものによる駆動力の変動、或いは再粘着制御に係るトルクの変動によって生じる台車ピッチングや軸重移動、連結器を介した車両間の前後動等がある。また、第２軸に空転滑走が誘発されることによって更なる誘発要因事象が生じる結果、空転滑走の誘発が連鎖的に発生し得る。これが空転滑走の誘発連鎖である。この空転滑走の誘発連鎖が一因となって空転滑走の誘発が周期的に発生するのが周期的な誘発連鎖である。周期的な誘発連鎖が生じると、同じ制御対象軸について再粘着制御のやり直しが生じることになる。
【０００６】
また、空転滑走の周期的な誘発連鎖は、一定期間の間、継続して生じ得る。そのため、周期性を断つことができれば、周期的な誘発連鎖を抑制することができると考えられる。
【０００７】
本発明は、上述した課題に鑑みて考案されたものであり、その目的とするところは、空転滑走の誘発連鎖を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための第１の発明は、
空転又は滑走が発生した動輪を再粘着させる再粘着制御において当該動輪の駆動軸（以下「制御対象軸」という）を駆動する電動機のトルク指令値を引下げた後に行うトルク復帰制御方法であって、
他の駆動軸で空転滑走の発生が検知された場合に、前記トルク指令値の復帰制御を緩慢化させる緩慢化処理を適用する適用ステップ（図５のステップＳ２２）、
を含むトルク復帰制御方法である。
【０００９】
この第１の発明によれば、他の駆動軸で空転滑走の発生が検知された場合に、制御対象軸の復帰制御を緩慢化させることができる。空転滑走の周期的な誘発連鎖が生じ得る状況下において緩慢化処理を適用することで、誘発連鎖の周期性を断ち、空転滑走の誘発連鎖を抑制することを可能とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記適用ステップが、前記緩慢化処理として前記トルク指令値の復帰制御を一時停止させる一時停止ステップを含む、トルク復帰制御方法である。
【００１１】
この第２の発明によれば、緩慢化処理としてトルク指令値の復帰制御を一時停止させることができるため、空転滑走の誘発連鎖の周期性を断つことができる。
【００１２】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記適用ステップが、前記緩慢化処理として前記トルク指令値を復帰させる復帰ペースを低減させる復帰ペース低減ステップを含む、トルク復帰制御方法である。
【００１３】
この第３の発明によれば、緩慢化処理としてトルク指令値の復帰ペースを低減させることができるため、トルク指令値を復帰させる上昇速度を抑え、空転滑走の誘発連鎖の周期性を断つことができる。
【００１４】
また、第４の発明は、第１〜第３の何れかの発明において、
前記緩慢化処理の適用継続時間が所定時間に達した場合に、前記緩慢化処理の適用を解除する解除ステップ（例えば図５のステップＳ２４のＹＥＳ〜ステップＳ２６）、
を更に含むトルク復帰制御方法である。
【００１５】
この第４の発明によれば、緩慢化処理の適用継続時間が所定時間に達した場合に、緩慢化処理の適用が解除される。緩慢化処理の適用を続けた場合、トルクの復帰に時間を要し、結果的に車両全体の駆動力が本来の駆動力に中々復帰しない状態になる。そのため、適用継続時間が所定時間に達する場合には、緩慢化処理の適用を解除して、元の復帰動作に戻し、この問題を解消することができる。
【００１６】
また、第５の発明は、第１〜第４の何れかの発明において、
前記緩慢化処理の適用回数が所定回数に達した場合に、前記緩慢化処理の適用を抑止する抑止ステップ（例えば図５のステップＳ１６）、
を更に含むトルク復帰制御方法である。
【００１７】
この第５の発明によれば、緩慢化処理の適用回数が所定回数に達した場合には、緩慢化処理を適用しないこととすることができる。緩慢化処理の適用を繰り返し行う場合、トルクの復帰に時間を要し、結果的に車両全体の駆動力が本来の駆動力に中々復帰しない状態になるためである。
【００１８】
また、第６の発明は、空転滑走が発生した動輪を再粘着させる再粘着制御において当該動輪の駆動軸を駆動する電動機のトルク指令値を引下げた後に、第１〜第５の何れかの発明のトルク復帰制御方法を行う電動機制御装置（例えば図６の電動機制御装置５０）である。
【００１９】
この第６の発明によれば、第１〜第５の発明の作用効果を発揮する電動機制御装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】再粘着制御を説明するための図。
【図２】空転滑走の周期的な誘発連鎖を説明するための図。
【図３】緩慢化処理の一例を説明するための図。
【図４】参照軸条件を説明するための図。
【図５】再粘着制御のロジックの概要を示す図。
【図６】電気車の主回路の回路ブロックを示す図。
【図７】緩慢化制御部の機能ブロックを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。尚、以下では、本発明を電気車に適用した場合を説明するが、電動機で動輪を駆動して走行する車両（電動車両）であれば、電気自動車や燃料電池自動車にも適用することが可能である。また、空転に適用した場合について説明するが、滑走においても同様に適用することが可能である。滑走時のブレーキ制御としても、回生ブレーキばかりでなく、機械ブレーキによるブレーキ制御を行う電気車への適用も可能であることは勿論である。
また、本発明の考え方の基礎を先に説明した後に、具体的な実施例について詳細に説明する。
【００２２】
［問題の整理］
まず、図１を参照して再粘着制御を具体的に説明する。図１は、空転滑走が発生していない一定加速中の状態から空転滑走が発生し、再粘着制御を行って再粘着するまでの一連の各信号波形の概略例を示している。横軸を時間ｔとして、上から順に、制御対象の動軸（動輪）の回転に係る軸速度Ｖ及び基準速度Ｖｍを示すグラフ、制御対象軸の回転に係る加速度Ａを示すグラフ、電動機トルクのトルク指令値τｅ＊を示すグラフである。空転滑走が発生していない状態では、軸速度Ｖは基準速度Ｖｍにほぼ一致し、トルク指令値τｅ＊はほぼ一定に保たれている。また、この状態では、トルク指令値τｅ＊は、車両速度やノッチ指令等に基づいて演算されたトルクパタン値τｎ＊（オリジナルの指令値）となっている。
【００２３】
空転滑走が発生すると、軸速度Ｖが上昇し始め、基準速度Ｖｍとの差分である空転滑走速度（速度差）ΔＶが増加する。そして、時刻ｔ１において、空転滑走速度ΔＶが予め定められた空転滑走検知閾値Ｖｓに達すると、空転滑走の発生が検知される。
【００２４】
空転滑走の発生が検知されると、再粘着制御が発動されて、トルク指令値τｅ＊の引下げ制御が行われる。すると、加速度Ａの増加が次第に抑えられ、減少に転ずる。この間、軸速度Ｖは上がり続けるが、加速度Ａがゼロとなる時刻ｔ３では、軸速度Ｖの増加もゼロとなる。この加速度Ａがゼロとなったことを、空転滑走からもとの粘着走行への回復開始として検知する（回復検知）。この時刻ｔ１から時刻ｔ３までが、引下げ制御である。
なお、回復検知とする加速度Ａをゼロとして説明したが、説明の簡明化のためにゼロとしたものであって、所定の回復検知閾値（例えばゼロではなく、“＋１”や“−１”）以下に達した場合に回復開始として検知し、引下げ制御を終了してもよい。
【００２５】
回復検知がなされると、トルク指令値τｅ＊の引下げ制御を終了し、トルク指令値τｅ＊の復帰制御に移る。復帰制御は、２段階の段階復帰制御とし、いわゆるパターン復帰として説明する。すなわち、トルク指令値τｅ＊の保持と復帰を一組として２回繰り返することでトルクパタン値τｎ＊に戻すこととし、保持・復帰・保持・復帰それぞれの時間配分を予めパターンとして定めておくこととする。なお、本実施形態を、保持と復帰を１回ずつ実行する１段階のパターン復帰制御としてもよいことは勿論である。
【００２６】
復帰制御を開始すると、まず、トルク指令値τｅ＊の値を保持する。すると、マイナスとなっていた加速度Ａの減少が次第に抑えられ、やがて増加に転じる。また、基準速度Ｖｍからの乖離幅が大きくなっていた軸速度Ｖが低下し始める。そして、保持期間が経過すると、次に復帰動作を行う。すなわち、トルク指令値τｅ＊をトルクパタン値τｎ＊に徐々に戻す制御が開始される。
【００２７】
復帰動作では、先ず、トルク一時復帰値τｌ＊を目標トルク値として徐々に復帰制御させる。トルク一時復帰値τｌ＊は、トルクパタン値τｎ＊や加速度Ａを用いて算出される。トルク指令値τｅ＊がトルク一時復帰値τｌ＊となると、再度、保持期間を取る。そして、２回目の保持期間の経過後に、トルクパタン値τｎ＊を目標トルク値として、トルク指令値τｅ＊を徐々に復帰させる。そして、トルクパタン値τｎ＊に復帰した時刻ｔ１１において、復帰制御の終了、すなわち再粘着制御の終了となる。再粘着制御の終了後は、トルクパタン値τｎ＊がトルク指令値τｅ＊となる。
【００２８】
尚、空転滑走検知及び再粘着検知の監視対象を軸速度Ｖ（ひいては空転滑走速度ΔＶ）としたが加速度Ａも監視対象に加えて併用することとしてもよい。また、回復検知の監視対象を加速度Ａとしたが、軸速度Ｖ（ひいては空転滑走速度ΔＶ）も監視対象に加えて併用し、加速度Ａがゼロとなる、或いは、空転滑走速度ΔＶが空転滑走検知閾値Ｖｓ以下の所定の閾値以下となったことを回復開始と見なして検知する方法も採用され得る。
【００２９】
次に、図２を参照して、従来生じていた空転滑走の周期的な誘発連鎖について説明する。図２は、空転の周期的な誘発連鎖を説明するための図である。２両編成の列車が図面向かって左方向に力行しており、各車両は台車を２つ備え、各台車は駆動軸を２つ備えている。また、いわゆる１Ｃ１Ｍ制御の電動機個別制御であるとする。進行方向前方から順に第１軸〜第８軸とする。
【００３０】
空転滑走の周期的な誘発連鎖の一例として、図２には、（第１軸，第２軸）→（第３軸，第４軸）→（第７軸，第８軸）→（第５軸，第６軸）→（第１軸，第２軸）・・・の順で周期的な空転の誘発連鎖が生じる例を示している。同一台車内の２つの軸を括弧としているのは、同一台車内で空転滑走の誘発が生じずに、他の台車に誘発が及ぶ場合もあり得るからである。また、図２の例はあくまで想定される一例である。
【００３１】
図２を参照して順を追って誘発要因事象を説明すると、次のようになる。先ず先頭軸である第１軸に空転が発生すると、再粘着制御によって第１軸のトルクが引下げられる。すると、軸重移動が生じて第２軸が空転する、或いは、台車間の軸重移動により第３軸及び／又は第４軸が空転する。空転によって再粘着制御が実行されて第３軸及び／又は第４軸のトルクも引き下げられる。すると、第１車両全体の駆動力が減少したため、相対的に第２車両の方が駆動力の負担が大きい状態となり、連結器を介して第２車両が第１車両を押す状態となって、第２車両に軸重移動が生じる。この軸重移動は、第２車両全体を図面に向かって反時計回り方向に回転させるモーメントとして働く。すると、第２車両の後方の軸重が減少して第７軸及び／又は第８軸に空転が誘発される。そして、再粘着制御によって空転した第７軸及び／又は第８軸のトルクが引下げられると、第２車両内での軸重移動によって第５軸及び／又は第６軸に空転が誘発される。
【００３２】
続いて、第１車両ではトルク復帰制御によって第１軸（或いは第２軸）のトルクが復帰完了、又は復帰しつつあるため、相対的に第１車両の方が第２車両よりも駆動力が大きい状態となり、連結器を介して第１車両が第２車両を引っ張る状態となる。すると、第１車両の前方の軸の軸重が減少し、これによって第１軸に空転が誘発される。以降、同様に（第１軸，第２軸）→（第３軸，第４軸）→（第７軸，第８軸）→（第５軸，第６軸）→（第１軸，第２軸）・・・の順で空転滑走の連鎖的な誘発が繰り返される。
【００３３】
空転滑走の周期的な誘発連鎖は、数百ミリ秒〜数秒程度の周期性を有し、収まるまでに一定の時間（例えば数秒〜数十秒程度）を要するケースがある。
すなわち、空転滑走の周期的な誘発連鎖は、台車ピッチングや軸重移動、連結器を介した車両間の前後動等が周期的に発生しているためと考えられる。そこで、再粘着制御のトルク復帰制御に緩慢化処理を適用することで、連鎖的な空転滑走の誘発の周期性を断ち切り、空転滑走の周期的な誘発連鎖を抑制するのが本実施形態である。
【００３４】
［原理］
図３は、本実施形態の緩慢化処理の一例を説明するための図である。緩慢化処理とは、再粘着制御における復帰制御中に適用される処理であり、復帰動作を一時停止させる処理、或いは、トルク指令値τｅ＊を目標トルク値に近づける復帰ペース（復帰速度とも言える）を低減させる処理である。図３（１）では、時刻ｔ３４から開始した１回目の復帰動作中に、緩慢化処理を適用する適用条件を満たしたために、復帰動作が時刻ｔ３５〜ｔ３６の間、一時停止されたことを示している。この一時停止が緩慢化処理の適用に当たる。
【００３５】
また、図３（２）では、２回目の保持期間が終了して２回目の復帰動作を開始した時刻ｔ２９の時点で、緩慢化処理を適用する適用条件を満たしたために、復帰動作の開始がそのまま時刻ｔ３０まで一時停止された場合を示している。
【００３６】
適用条件は、参照軸で空転滑走の発生が検知されたことである。なお、制御対象軸が再粘着制御の復帰制御中であることを更なる条件として追加し、制御対象軸が再粘着制御の復帰制御中であり、且つ、参照軸で空転滑走の発生が検知されたことを適用条件としてもよい。参照軸とは、制御対象軸以外の他の駆動軸である。他の駆動軸全てとしてもよいし、所定条件を満たす他の駆動軸を参照軸としてもよい。ただし、制御対象軸を含む駆動軸の組合せであって、空転滑走の周期的な誘発連鎖が発生する可能性がある駆動軸の組合せのうち、制御対象軸以外の駆動軸（１つでもよいし複数でもよい）を参照軸とする。
【００３７】
図４に、参照軸とする条件である参照軸条件を説明するための図を示す。図４（ａ）に示すように、参照軸条件としては、同一台車内の別の駆動軸（例えば、図４（ｂ）において制御対象軸を第１軸とする場合の第２軸）としたり、同一車両内の別台車の駆動軸（例えば、図４（ｂ）において制御対象軸を第１軸とする場合の第４軸）とすることができる。また、隣接車両の駆動軸（例えば、図４（ｃ）において制御対象軸が第１車両である場合の第２車両の駆動軸）としてもよいし、制御対象軸の直近隣接車両の直近台車（例えば、図４（ｃ）において制御対象軸が第１車両の後方台車（第３軸又は第４軸）の場合の第２車両の前方台車（第５軸又は第６軸））としてもよい。勿論、これらの条件を組合せて参照軸を定めることとしてもよい。
【００３８】
緩慢化処理の適用に当たって、緩慢化処理を継続して適用し続けたり、１回の再粘着制御中に何度も緩慢化処理を適用することは、トルク指令値τｅ＊の復帰が遅れることを意味し、好ましくない。そこで、緩慢化処理の適用に当たっては、適用継続時間に基づいて適用を解除したり、一定回数以上の適用を抑止することとする。
【００３９】
図５は、本実施形態の再粘着制御の制御ロジックの概要を示す図である。本実施形態の再粘着制御は、図１を参照して説明した通りの、引下げ制御と復帰制御とを行うが、復帰制御中に適用条件を満たした場合に緩慢化処理を適用する。具体的に説明する。
【００４０】
まず、空転滑走の発生が検知されて再粘着制御を開始すると、引下げ制御を行う（ステップＳ２）。そして、引下げ制御の後に、今回の再粘着制御の間に適用した緩慢化処理の適用回数を計数するカウンタ値をリセットした後（ステップＳ４）、復帰制御を開始する（ステップＳ６）。復帰制御における保持および復帰動作それ自体は、図１を参照して説明した通りであるため、図示及び説明を省略する。
【００４１】
トルク指令値τｅ＊がトルクパタン値τｎ＊に戻されて復帰制御が終了するまでの間（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ１０〜Ｓ２６を繰り返し行う。
【００４２】
すなわち、参照軸での空転滑走の発生検知を条件とする緩慢化処理の適用条件を満たす場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、緩慢化処理を適用中でなければ（ステップＳ１４：ＮＯ）、原則として緩慢化処理を適用するが、カウンタ値が所定数に達している場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、そのままステップＳ８に移行することとして緩慢化処理の適用を抑止する。所定数は、１回としてもよいし、２回や３回としてもよい。
【００４３】
カウンタ値が所定数に達していない場合には（ステップＳ１６：ＮＯ）、カウンタ値を“１”増加させ（ステップＳ１８）、緩慢化処理の適用継続時間を計時するためのタイマーをリセットして計時開始させた後（ステップＳ２０）、緩慢化処理を適用する（ステップＳ２２）。
【００４４】
緩慢化処理の適用条件を満たし（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、且つ、緩慢化処理を適用中であるならば（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、原則として緩慢化処理の適用を続行するが、タイマー時間すなわち緩慢化処理の適用継続時間が所定時間に達している場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、緩慢化処理の適用を解除して（ステップＳ２６）、ステップＳ８に移行する。所定時間は、例えば２５０ｍｓや５００ｍｓなど、復帰動作の長期化に支障が生じない範囲で定められる。
【００４５】
一方、ステップＳ１０において緩慢化処理の適用条件を満たさない場合には（ステップＳ１０：ＮＯ）、緩慢化処理を適用中でなければ（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ８に戻る。適用中であれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、原則として緩慢化処理の適用を続行するが、タイマー時間が所定時間に達している場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、緩慢化処理の適用を解除して（ステップＳ２６）、ステップＳ８に移行する。
【００４６】
このように、緩慢化処理を継続して適用し続けたり、１回の再粘着制御中に何度も緩慢化処理を適用することによって、トルク指令値τｅ＊の復帰が長期化することを防止する。
【００４７】
［実施例］
次に、上述の原理を適用した実施例を説明する。
図６は、電気車の主回路の回路ブロックのうち、本実施例に関係する構成を概略的に示した図であり、一の動軸について示している。電動機の制御は個別制御（いわゆる１Ｃ１Ｍ）として以下説明するが、本発明の適用可能な形態がこれに限られるものではない。例えば、動輪２軸を一括して制御する１Ｃ２Ｍに適用することも可能である。
【００４８】
図６において、本実施例に係る電気車の主回路は、電動機１０と、パルスジェネレータ２０と、インバータ３０と、電流センサ４０と、電動機制御装置５０とを有して構成される。
【００４９】
電動機１０は、インバータ３０から電力が供給されることで車軸を回転駆動する主電動機（メインモータ）であり、例えば三相誘導電動機で実現される。パルスジェネレータ２０は、駆動軸の回転を検出する回転検出器であり、検出信号であるＰＧ信号をベクトル演算制御装置５９に出力する。尚、パルスジェネレータの代わりに速度発電機等の他の回転検出器を用いてもよい。電流センサ４０は、電動機１０の入力端に設けられ、電動機１０に流入するＵ相及びＶ相の電流Ｉｕ，Ｉｖを検出する。インバータ３０には、パンタグラフ及びコンバータを介して架線の電力が供給される。そして、ベクトル演算制御装置５９から入力されるＵ相、Ｖ相及びＷ相それぞれの電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づいて出力電圧を調整し、電動機１０に給電する。
【００５０】
電動機制御装置５０は、電動機１０をベクトル制御する。この電動機制御装置５０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるコンピュータ等によって実現され、例えば制御ボードとして電気車の制御装置の一部として実装されたり、或いはインバータ３０を含めて一体的にインバータ装置として構成される。また、電動機制御装置５０は、速度検出部５１と、加速度検出部５３と、トルクパタン値演算装置５５と、再粘着制御装置６０と、トルク指令決定部５７と、ベクトル演算制御装置５９とを備えている。
【００５１】
速度検出部５１は、ＰＧ信号を時間軸方向に平滑化するフィルタ処理を行って、軸速度Ｖを検出する。加速度検出部５３は、速度検出部５１で検出された時間的に前後する軸速度Ｖに基づいて加速度Ａを検出する。なお、いわゆる速度センサレスベクトル制御により電動機１０を駆動制御する場合には、パルスジェネレータ２０及びＰＧ信号を使用せず、電流センサ４０によって検出される電動機１０への駆動電流を用いて速度を算出し、これを微分することで加速度を検出することにしても良い。
【００５２】
トルクパタン値演算装置５５は、基準速度Ｖｍ及びノッチ信号に基づいてトルク指令値のトルクパタン値τｎ＊を演算して出力する。基準速度Ｖｍは、電車の走行速度であり、例えば運転台から得られる速度としてもよいし、Ｔ車の従輪の軸速度としてもよい。また、車両内の各軸の軸速度のうち、力行時であれば最小値、ブレーキ時であれば最大値等として決定してもよい。トルクパタン値τｎ＊の演算処理は公知であるため、説明を省略する。
【００５３】
トルク指令決定部５７は、空転滑走が検知されていない通常時は、トルクパタン値演算装置５５から出力されるトルクパタン値τｎ＊をトルク指令値τｅ＊として決定し、再粘着制御の実行中は、再粘着制御装置６０から出力される再粘着用指令値τｒ＊をトルク指令値τｅ＊として決定する。なお、再粘着制御の実行中か否かは、再粘着制御装置６０からの制御信号（不図示）で判定する。
【００５４】
ベクトル演算制御装置５９は、電流センサ４０により検出されたＩｖ，Ｉｕをｄ−ｑ軸座標変換することで得られるｄ軸成分である励磁電流成分Ｉｄ及びｑ軸成分であるトルク電流成分（電動機トルク分電流）Ｉｑや、トルク指令値τｅ＊等に基づいて、インバータ３０に対する電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を生成する。なお、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出する演算処理は公知の演算処理であるため、説明は省略する。
【００５５】
再粘着制御装置６０は、空転滑走検知部６１と、回復検知部６３と、再粘着制御部６７とを有する。再粘着制御装置６０の概略動作は、図１を参照して説明した再粘着制御と同様である。すなわち、基準速度Ｖｍ、軸速度Ｖ及び加速度Ａを用いて空転滑走検知部６１が空転滑走の発生を検知すると、再粘着制御部６７は、再粘着制御を開始して、トルクパタン値τｎ＊を徐々に低減させた指令値を再粘着用指令値τｒ＊として生成・出力するトルク引下げ制御を行う。また、再粘着制御の開始信号をトルク指令決定部５７に出力する。また、空転滑走検知部６１による空転滑走の発生が検知された場合には、他の駆動軸の制御装置にその旨の信号を出力する。
【００５６】
そして、トルクの引下げが行われて空転滑走からもとの粘着走行への回復開始を回復検知部６３が検知すると、再粘着制御部６７は、引下げ制御を終了して、復帰制御を開始する。この復帰制御を担うのが、復帰制御部７０である。
復帰制御部７０は、まず、第１の保持期間の間、再粘着用指令値τｒ＊を保持した後、再粘着用指令値τｒ＊をトルク一時復帰値τｌ＊に徐々に近づける復帰動作を行う。その後、第２の保持期間の間、再粘着用指令値τｒ＊を保持した後、再粘着用指令値τｒ＊をトルクパタン値τｎ＊に徐々に近づける復帰動作を行い、一致する値となったら、再粘着制御を完了として、完了信号をトルク指令決定部５７に出力する。
【００５７】
復帰制御部７０は、緩慢化制御部８０と、保持部７４と、復帰動作部７６とを有する。再粘着用指令値τｒ＊の保持を担う機能部が保持部７４であり、復帰動作を担う機能部が復帰動作部７６である。緩慢化制御部８０は、参照軸に空転滑走が発生したか否かを示す参照軸情報ＥＳを用いて緩慢化処理の適用条件を満たすか否かを判定し、満たす場合に緩慢化指示信号を復帰動作部７６に出力する。復帰動作部７６は、緩慢化指示信号が入力されている間、再粘着用指令値τｒ＊の復帰動作を一時停止する。なお、一時停止ではなく、再粘着用指令値τｒ＊を目標トルク値に近づける速度（単位時間当たりの増加率：ペース）を低減することとしてもよい。また、緩慢化指示信号が入力されていない時には、通常の復帰動作を行う。また、緩慢化指示信号を保持部７４にも出力し、保持部７４は緩慢化指示信号を入力する間、保持期間を延長する制御を行うこととしてもよい。
【００５８】
図７は、緩慢化制御部８０の機能ブロックを示す図である。
緩慢化制御部８０は、論理積回路８１，８３，８９と、タイマー８４と、カウンタ８７と、比較器８８とを備えて構成される。
【００５９】
論理積回路８１は、緩慢化処理の適用条件を判定する機能部である。具体的には、論理積回路８１は、復帰制御部７０が復帰制御中であり、且つ、保持期間でなく、且つ、参照軸情報ＥＳが参照軸で空転滑走の発生が検知されたことを示す情報である場合に適用条件を満たしたと判定してオン信号を出力する。
【００６０】
論理積回路８３は、タイマー８４のリセット・スタートを制御する機能部である。タイマー８４は、緩慢化処理の適用継続時間を計時する機能部であり、論理積回路８３の出力信号がオフからオンになることで計時時間をリセットして、計時を開始し、計時時間が所定時間に達することで計時を終了する。計時中の間、タイマー８４はオン信号を出力し、計時が終了するとオフ信号を出力する。論理積回路８３は、タイマー８４の出力信号がオフの間に論理積回路８１からオン信号が入力された場合に、オン信号を出力する。
【００６１】
カウンタ８７は、緩慢化処理の適用回数を計数する機能部であり、タイマー８４の出力信号がオフからオンに変化する毎にカウンタ値を“１”増加させ、カウンタ値を比較器８６に出力する。また、復帰制御部７０が復帰制御中であり、且つ、保持期間でないことを示す信号が入力される（オフからオンに変化する）毎にカウンタ値をリセットする。
【００６２】
比較器８８は、カウンタ８７から入力されるカウンタ値、すなわち緩慢化処理の適用回数と、設定された所定回数とを比較して、所定回数に達していない場合にオン信号を出力し、達した場合にオフ信号を出力する。
【００６３】
論理積回路８９は、復帰制御部７０が復帰制御中であり、且つ、保持期間でなく、タイマー８４及び比較器８８の出力信号がともにオン信号である場合にのみ、緩慢化信号を復帰動作部７６に出力する。これにより、緩慢化処理の適用継続時間が所定時間に達した場合（タイマー８４の出力信号がオフ信号の場合）や、緩慢化処理の適用回数が所定回数に達した場合（比較器８８の出力信号がオフ信号の場合）には緩慢化指示信号が出力されないこととなる。
【００６４】
以上の実施例によれば、再粘着制御において、参照軸で空転滑走の発生が検知されて緩慢化処理の適用条件を満たした場合に緩慢化処理が適用されて、復帰動作が一時停止されたり、復帰ペースが低減される。このため、空転滑走の誘発連鎖の周期性を断ち（例えば、誘発連鎖の周期性を狂わせ、一定とさせないことで）、空転滑走の誘発連鎖を抑制する技術を実現できる。
【００６５】
また、緩慢化処理を継続して適用し続けたり、何度も緩慢化処理を適用することによって、トルク指令値τｅ＊の復帰が長期化することを防止することができる。
【００６６】
［変形例］
本発明が適用可能な実施例は上述の実施例に限られるわけではない。例えば、再粘着制御部６７が再粘着用指令値τｒ＊を生成し、トルク指令決定部５７がトルクパタン値τｎ＊と再粘着用指令値τｒ＊とを切り替えてトルク指令値τｅ＊を決定することとして説明した。これを、再粘着制御部６７は、再粘着用指令値τｒ＊を生成するのではなく、トルクパタン値τｎ＊に対する引下げ量（或いは引下げ割合）を算定し、トルク指令決定部５７が、トルクパタン値τｎ＊から引下げ量分のトルクを減算してトルク指令値τｅ＊を決定することとしてもよい。
【００６７】
また、復帰制御を段階復帰制御として説明したが、段階を設けずに、一度の復帰動作でトルクパタン値τｎ＊までトルク指令値τｅ＊を徐々に復帰させることとしてもよい。
【００６８】
また、緩慢化処理の適用継続時間を可変にしてもよい。例えば、復帰制御の期間中のどのタイミングで緩慢化処理を適用するかに応じて適用継続時間を変更したり（例えば、復帰制御の終期に近づくにつれて適用継続時間を短くしたり）、緩慢化処理の適用回数が増えるにつれて適用継続時間を短くすることとしてもよい。
【００６９】
また、緩慢化処理の適用を解除する例として、緩慢化処理の適用継続時間が所定時間に達した場合と、適用回数が所定回数に達した場合との両方の例について説明したが、適用回数については復帰制御中であれば無制限としてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
５０    電動機制御装置
６０    再粘着制御装置
６７    再粘着制御部
７０    復帰制御部
７４    保持部
７６    復帰動作部
８０    緩慢化制御部
【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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