(57)【要約】【課題】速度センサ制御と速度センサレス制御とが選択的に実行され、また車両間の速度信号を削減することが可能な電気車制御装置を提供すること。【解決手段】車両１００に搭載され、速度センサ制御方式と速度センサレス制御方式とを選択的に実行可能なＶＶＶＦインバータ１と、ＶＶＶＦインバータ１の出力が車両１００と異なる車両１０１に設置された誘導電動機２に与えられると識別したとき、ＶＶＶＦインバータ１を速度センサレス制御方式で運転する。【選択図】　図２
2004096828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の車両に搭載され、速度センサ制御方式と速度センサレス制御方式とを選択的に実行可能なインバータ装置と、
このインバータ装置の出力が前記一の車両と異なる他の車両に搭載された電動機部に与えられることを識別する識別手段と、
この識別手段により、前記インバータ装置の出力が前記一の車両と異なる他の車両に設置された電動機部に与えられると識別したとき、前記インバータ装置を速度センサレス制御方式で運転する切換手段と
を具備することを特徴とする電気車制御装置。
【請求項２】
一の車両に搭載される速度センサ制御方式インバータ装置と、
前記一の車両に搭載され、前記速度センサ制御方式インバータ装置に速度信号を与えることで速度センサ制御方式により駆動される一の電動機部と、
前記一の車両に搭載される速度センサレス制御方式インバータ装置と、
前記一の車両と異なる他の車両に搭載され、前記速度センサレス制御方式インバータ装置により駆動される他の電動機部と、
前記速度センサレス制御方式インバータ装置の制御パラメータを、前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータに基づき推定するべく、前記速度センサ制御方式インバータ装置から前記速度センサレス制御方式インバータ装置に制御パラメータを伝送する伝送手段と
を具備することを特徴とする電気車制御装置。
【請求項３】
前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータと、前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータに基づき推定された前記速度センサレス制御方式インバータ装置の制御パラメータとを比較し、比較結果が所定値を超えているとき前記速度センサレス制御方式インバータ装置の動作を停止する比較手段と
を更に具備することを特徴とする請求項２の電気車制御装置。
【請求項４】
前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータと、前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータに基づき推定された前記速度センサレス制御方式インバータ装置の制御パラメータとを比較し、比較結果が所定値を超えているとき前記速度センサレス制御方式インバータ装置の制御パラメータを再設定する比較手段と
を更に具備することを特徴とする請求項２の電気車制御装置。
【請求項５】
力行／ブレーキ指令を受付けしたとき、前記速度センサレス制御方式インバータ装置は、前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータを参照する手段を
更に具備することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項の電気車制御装置。
【請求項６】
前記速度センサレス制御方式インバータ装置の入力電流を検出する検出手段と、
この検出信号から力行／ブレーキを判定する判定手段と、
この判定手段の出力と前記識別手段の出力とに基づき前記速度センサレス制御方式インバータ装置の速度異常を検出する手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の電気車制御装置。
【請求項７】
前記速度異常を検出した場合に、前記速度センサレス制御方式インバータ装置の制御パラメータを、前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータに基づき再設定する手段を具備することを特徴とする請求項６記載の電気車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電動機を可変電圧可変周波数制御方式インバータ装置で駆動する電気車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）制御方式のインバータ装置によって車両駆動用交流電動機を駆動する電気車制御装置には、駆動用電動機に設置してある速度センサ等の速度検出手段により、電動機駆動軸の速度を検出し、その検出速度を用いてインバータ装置を制御する速度センサ制御方式を用いたものがある。
【０００３】
かかる従来の電気車制御装置の一例を、図１２〜図１４を参照して説明する。
【０００４】
図１２は、速度センサを備えた従来の電気車制御装置の一例を示すものであり、ＶＶＶＦインバータ１は、誘導電動機２を駆動し、制御回路として誘導電動機２に接続される速度センサ１２からの速度信号と誘導電動機２へ流れる相電流を検出する電流検出器６より、制御信号を取り込みベクトル制御部１３及びＰＭＷ制御部１４にて誘導電動機２を駆動する。なお、本例では、ベクトル制御部１３としてベクトル制御を適用している。
【０００５】
このベクトル制御は周知の技術であるが、簡単に概要を説明する。
【０００６】
この例にて用いる座標系を図１３に示す。図１３は、ＵＶＷ相静止座標系、ａｂ軸静止座標系、ｄｑ軸回転座標系と出力電圧の関係を示している。
【０００７】
静止座標系ａ軸から回転座標系ｄ軸までの位相角がθｄｑであり、静止座標系ａ軸から出力電圧までの位相角がθである。ベクトル制御の目標とする動作点は、ｄ軸と２次磁束が一致する状態である。
【０００８】
ベクトル制御部１３への入力であるトルク指令ＴｍＲｅｆに基づき、（１）式に示すように、電流指令値演算部５は、ｄ軸（励磁）電流指令ＩｄＲｅｆと、ｑ軸（トルク）電流指令ＩｑＲｅｆとを算出する。
【０００９】
【数１】
2004096828.tif 000003
【００１０】
ここに、Ｍは相互インダクタンス、Ｌ２は２次側自己インダクタンス、ｐは極対数、φ２Ｒｅｆは２次磁束指令である。
【００１１】
誘導電動機２のＵ相電流ＩｕとＷ相電流Ｉｗは、電流検出器１２により検出され、座標変換部１１に入力される。後述するａ軸からｄ軸までの位相角θｄｑに基づき、（２）式に示すように、ｄ軸（励磁）電流Ｉｄとｑ軸（トルク）電流Ｉｑとが分離生成される。
【００１２】
【数２】
2004096828.tif 000004
【００１３】
ｄ軸電流指令ＩｄＲｅｆとｄ軸電流Ｉｄとが一致するように、電流制御部８を含むＰＩ制御器によってｄ軸電圧指令ＶｄＲｅｆを、（３）式に従う補正を行う。ｑ軸電流指令ＩｑＲｅｆとｑ軸電流Ｉｑとが一致するように、Ｐ電流制御部８を含むＰＩ制御器により、ｑ軸電圧指令ＶｑＲｅｆを、（３）式に従う補正を行う。
【００１４】
尚、（３）式の右辺第２項は、誘起電圧を補償するフィードフォワード項である。
【００１５】
【数３】
2004096828.tif 000005
【００１６】
ここに、Ｌ１は１次側自己インダクタンス、σは漏れ係数（＝１−Ｍ・Ｍ／Ｌ１／Ｌ２）、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲインである。
【００１７】
ｄｑ軸電圧指令ＶｄＲｅｆ，ＶｑＲｅｆは、座標変換部１０により、（４）式のように３相電圧指令ＶｕＲｅｆ，ＶｖＲｅｆ，ＶｗＲｅｆへと変換され、出力される。
【００１８】
【数４】
2004096828.tif 000006
【００１９】
ＰＷＭ制御部１４では、３相電圧指令ＶｕＲｅｆ，ＶｖＲｅｆ，ＶｗＲｅｆを入力とし、ＶＶＶＦインバータ１内のスイッチング素子へのゲート指令を生成出力する。ＰＷＭ制御は周知の技術であり、詳細な説明を省略する。
【００２０】
ＰＷＭ制御部１４には、運転指令Ｇｓｔが入力される。Ｇｓｔ＝１である場合、３相電圧指令に応じて然るべきゲート指令を出力する。Ｇｓｔ＝０である場合、全ゲート指令をオフとし、スイッチング素子を閉とする。
【００２１】
誘導電動機２には、速度センサ１２が備えられ、ロータ回転速度Ｗｒが検出される。
【００２２】
滑り周波数基準ωｓ＊は、滑り周波数演算部９にて、（５）式のように、ｄ軸（励磁）電流指令ＩｄＲｅｆとｑ軸（トルク）電流指令ＩｑＲｅｆに基づき算出する。
【００２３】
【数５】
2004096828.tif 000007
【００２４】
ここに、Ｒ２は２次抵抗、Ｌ２は２次側自己インダクタンスを表す。
【００２５】
インバータの出力周波数ω１は、次式（６）で演算する。
【００２６】
【数６】
2004096828.tif 000008
【００２７】
インバータ出力周波数ω１を積分することで、静止座標系のａ軸から回転座標系のｄ軸までの位相角θｄｑを、次式（７）で算出する。
【００２８】
【数７】
2004096828.tif 000009
【００２９】
以上は、滑り周波数形ベクトル制御の一例であり、良好な過渡応答と高精度な定常特性を得ることができる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
このように速度センサを有した電気車制御装置の場合は、車両駆動用交流電動機を良好に制御できるが、図１４に示すように、電気車の編成として、ＶＶＶＦインバータと駆動する誘導電動機が必ず同じ車両に配置されるとはかぎらない。図１４の場合、車両１００には、ＶＶＶＦインバータ１と誘導電動機２とが配置されるが、車両１０１には、ＶＶＶＦインバータ１は搭載されないが、車両１００に搭載されたＶＶＶＦインバータ１により駆動される誘導電動機２が搭載されている。
【００３１】
また、図１２に示すように、配線本数が多い速度センサの信号が車両間をわたると、車両の保守時に信号の取り扱いに注意が必要であることと、制御上非常に重要な信号であることから、製造上も専用の配線とする必要があり、さらに、車間をわたる場合は付随する用品が必要で、コスト向上の要因となっている。
【００３２】
さらに、車両間での電位変動によるノイズ等の重畳に起因する検出速度の誤認識など、出力トルクに悪影響を及ぼす要因にもなる。
【００３３】
このような背景から電気車においても、速度センサレス制御が提案されている。
【００３４】
ただし、速度センサレス制御の場合、電動機の定数、電流、電圧より速度を推定することから、検出器の故障や電動機条件が大きく変化した場合、速度を見失うことも予想される。
【００３５】
特に、電気車の場合、惰行制御があることから、速度信号を安定に推定する必要があり、また、新幹線車両のような高速電気車では、ブレーキシューが磨耗量も多くなることから、すばやく確実に速度を検出し、再スタートする必要がある。
【００３６】
本発明の目的は、速度センサ制御と速度センサレス制御とが選択的に実行され、また車両間の速度信号を削減することが可能な電気車制御装置を提供することにある。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発明は、一の車両に搭載され、速度センサ制御方式と速度センサレス制御方式とを選択的に実行可能なインバータ装置と、
このインバータ装置の出力が前記一の車両と異なる他の車両に搭載された電動機部に与えられることを識別する識別手段と、
この識別手段により、前記インバータ装置の出力が前記一の車両と異なる他の車両に設置された電動機部に与えられると識別したとき、前記インバータ装置を速度センサレス制御方式で運転する切換手段と
を具備することを特徴とする電気車制御装置、である。
【００３８】
上記した発明によれば、識別手段は、インバータ装置が搭載された一の車両と異なる他の車両に搭載された電動機部に前記インバータ装置の出力が与えられることを識別することをもって、速度センサ無しと判断して当該インバータ装置を速度センサレス制御モードで運転するものとなるから、前記一の車両と前記他の車両との間の速度センサのための信号線を省略することができる。
【００３９】
また、本発明に係る発明は、一の車両に搭載される速度センサ制御方式インバータ装置と、
前記一の車両に搭載され、前記速度センサ制御方式インバータ装置に速度信号を与えることで速度センサ制御方式により駆動される一の電動機部と、
前記一の車両に搭載される速度センサレス制御方式インバータ装置と、
前記一の車両と異なる他の車両に搭載され、前記速度センサレス制御方式インバータ装置により駆動される他の電動機部と、
前記速度センサレス制御方式インバータ装置の制御パラメータを、前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータに基づき推定するべく、前記速度センサ制御方式インバータ装置から前記速度センサレス制御方式インバータ装置に制御パラメータを伝送する伝送手段と
を具備することを特徴とする電気車制御装置、である。
【００４０】
上記した発明によれば、速度センサレス制御において、推定した制御パラメータとして例えば速度が、速度センサ制御のものとズレが生じた場合、当該速度のズレを検出することができ、前記速度センサレス制御方式インバータ装置の動作を停止することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４２】
（第１実施形態：請求項１に対応）
図１は本実施形態の概略構成図、図２は制御ブロック図、図３は同実施形態のセンサレス制御を適用した座標系を示す図である。
【００４３】
図１に示すように、本実施形態は、一の車両１００にＶＶＶＦインバータ１が搭載され、この一の車両と異なる他の車両１０１に車両１００に搭載されたＶＶＶＦインバータ１により駆動される誘導電動機２が搭載される、つまり車両間渡りがある車両編成車となっている。そして、一の車両１００と他の車両１０１との間に、速度センサを伝送する信号線は敷設されない構成となっている。
【００４４】
図２においては、ＶＶＶＦインバータ１の出力が車両１０１に設置された誘導電動機２に与えられるか否かを識別するため、ＶＶＶＦインバータ１と誘導電動機２に車両間渡りがある車両編成の場合における、編成の設定信号を用いている。この編成の設定信号が設定（３０）されると、切替器３１により、図３に示すセンサレスベクトル制御３Ａを選択し、設定されない場合はセンサ付きベクトル制御３Ｂを選択し、それぞれの出力をＰＷＭ制御部４へ指令する。
【００４５】
ここに、速度センサレスベクトル制御３Ａの方式には種々あるが、一例を挙げると、図３のような一次周波数演算機構１３を持つ方式がある。
【００４６】
電流指令値演算部５への入力であるトルク指令ＴｍＲｅｆと二次磁束指令φ２Ｒｅｆに基づき、先に示した（１）式により、ｄ軸（励磁）電流指令ＩｄＲｅｆとｑ軸（トルク）電流指令ＩｑＲｅｆとを算出する。
【００４７】
誘導電動機２のＵ相電流ＩｕとＷ相電流Ｉｗは、電流検出器６により検出され、座標変換部１１に入力される。後述するａ軸からｄ軸までの位相角θｄｑに基づき、先に示した（２）式により、ｄ軸（励磁）電流Ｉｄとｑ軸（トルク）電流Ｉｑとが分離生成される。
【００４８】
ｄ軸電流指令ＩｄＲｅｆとｄ軸電流Ｉｄとが一致するように、電流制御器８により、ｄ軸電圧指令ＶｄＲｅｆを補正する。次に、（８）式のように、ｑ軸電流指令ＩｑＲｅｆとｑ軸電流Ｉｑとが一致するように、電流制御器８により、ｑ軸電圧指令ＶｑＲｅｆを補正する。（８）式の右辺第２項、第３項は、一次抵抗の電圧降下と誘起電圧を補償するフィードフォワード項であり、電圧ＦＦ演算部７で演算される。
【００４９】
【数８】
2004096828.tif 000010
【００５０】
ここに、Ｌ１は一次側インダクタンス、σＬ１は一次漏れインダクタンス（＝Ｌ１−Ｍ・Ｍ／Ｌ２）、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲインである。
【００５１】
ｄｑ軸電圧指令ＶｄＲｅｆ，　ＶｑＲｅｆは、先に示した（４）式のように、座標変換部１０に於いて３相電圧指令ＶｕＲｅｆ，　ＶｖＲｅｆ，　ＶｗＲｅｆへと変換され、ベクトル制御部３から出力される。
【００５２】
ＰＷＭ制御部４では、３相電圧指令ＶｕＲｅｆ，　ＶｖＲｅｆ，　ＶｗＲｅｆを入力とし、ＶＶＶＦインバータ１内のスイッチング素子へのゲート指令を生成出力する。
【００５３】
ここで速度センサレス制御では、誘起電圧演算部１４にて式（９）を用いて誘起電圧Ｅ２ｄ，　Ｅ２ｑを計算し、一次周波数演算部１５にて式（１０）を用いて誘起電圧から一次周波数ω１を演算している。ここで、ｓｇｎ（＊）は、＊が正の時１、負の時−１をとる符号判別関数である。
【００５４】
【数９】
2004096828.tif 000011
【００５５】
【数１０】
2004096828.tif 000012
【００５６】
このように本実施形態によれば、速度センサ入力がない場合でもＶＶＶＦインバータ１の制御は可能となり、速度センサ信号の入力できない車両間渡りのあるＶＶＶＦインバータ１は、速度信号センサなしと認識して速度センサレス制御モードが選択され、車両間の速度信号の配線を削減できる。
【００５７】
（第２実施形態：請求項２に対応）
本実施形態を、図１〜図３と同一部分には同一符号を付した図４及び図５を参照して説明する。
【００５８】
本実施形態は、一の車両に搭載される速度センサ制御方式インバータ装置と、前記一の車両に搭載され、前記速度センサ制御方式インバータ装置に速度信号を与えることで速度センサ制御方式により駆動される一の電動機部と、前記一の車両に搭載される速度センサレス制御方式インバータ装置と、前記一の車両と異なる他の車両に搭載され、前記速度センサレス制御方式インバータ装置により駆動される他の電動機部と、前記速度センサレス制御方式インバータ装置の制御パラメータを、前記速度センサ制御方式インバータ装置の制御パラメータに基づき推定するべく、前記速度センサ制御方式インバータ装置から前記速度センサレス制御方式インバータ装置に制御パラメータを伝送する伝送手段とを具備するものである。
【００５９】
また、本実施形態においては、速度信号を他機器とやりとりすることから、やりとりする機器は同一編成車両内の機器であれば、実現可能でまた、やりとりする方式も伝送、電気信号、モニタ装置を介してなどさまざま方式がある。
【００６０】
本実施形態では、同じ車両に速度センサを用いた電気車制御装置からの速度信号を伝送にてやりとりする場合について説明する。
【００６１】
図４に示すように、車両１００内に速度センサ有りベクトル制御がなされる誘導電動機２が配置され、また車両１０１内に速度センサレスベクトル制御がなされる誘導電動機２が配置されている。車両１００内にはベクトル制御部（速度センサ有りベクトル制御３Ｂ）３と、ベクトル制御部（速度センサレスベクトル制御３Ａ）３とが配置され、両ベクトル制御部３，３は、指令伝送線４０にて接続されている。これにより、誘導電動機２が配置される速度センサを有するベクトル制御部（速度センサ有りベクトル制御３Ｂ）３と、ＶＶＶＦインバータ１と違う車両１０１に配置される誘導電動機２を制御するベクトル制御部（速度センサレスベクトル制御３Ａ）３とはデータの共有がなされる。
【００６２】
電気車の場合、定常的な編成の速度は同等であることから、ベクトル制御部（速度センサ有りベクトル制御３Ｂ）３から伝送信号として、ベクトル制御部（速度センサレスベクトル制御３Ａ）３へ速度信号を伝送する。
【００６３】
この速度信号は制御上さまざまな利用方法が考えられるが、ここでは、図５に示すように目標の基準速度に利用する。
【００６４】
本実施形態のセンサレスベクトル制御では、ＶＶＶＦインバータ１の１次周波数を演算することから速度情報に滑り周波数を加減算する必要がある。
【００６５】
よって、図５では送信された速度情報（ロータ周波数）とｄ軸（励磁）電流指令ＩｄＲｅｆとｑ軸（トルク）電流指令ＩｑＲｅｆにより、先に示した（５）式にて滑り周波数を求める。
【００６６】
例えば力行の場合、ω１＝ωｒ＋ωｓにて、１次周波数を演算し、１次周波数演算項１５へ入力比較し、センサレスベクトル制御の目標速度として、演算速度を一致するように自動的補正する。
【００６７】
このように本実施形態によれば、誘導電動機２の製作誤差が大きい場合や特性に違いのある誘導電動機２を接続した場合でも演算パラメータ、モータパラメータを自動的に補正できる。
【００６８】
（第３実施形態：請求項３に対応）
本実施形態を、図３と同一部分には同一符号を付した図６を参照して説明する。
【００６９】
本実施形態は、第２実施形態と同様に、同じ車両内にＶＶＶＦインバータ１と誘導電動機２が配置される速度センサを有するベクトル制御１３とＶＶＶＦインバータ１と違う車両に配置される誘導電動機１２を制御する制御３が伝送にてデータを共有する例である。
【００７０】
速度センサ１２からの速度信号を用いる速度センサ有りベクトル制御は、従来例で説明したように、速度センサ１２から速度信号を入力し、この信号を伝送信号にて、速度センサレスベクトル制御３Ａのベクトル制御部３に伝送するものであるが、他群の誘導電動機の速度情報として、速度センサ有りベクトル制御部３からの速度信号を入力する。
【００７１】
センサレス制御３Ａの速度を、速度推定部１７により演算する。
【００７２】
例えば力行の場合は次のようになる。
【００７３】
ωｒ＝ω１―ωｓ
ωｓは５式に示されるものである。
【００７４】
通常時はこのように、速度推定動作を行っているが、例えば、回生ブレーキの場合に、基準の周波数が実際より低く推定すると、実際の滑り周波数が小さくなり、電気ブレーキのトルクが不足することも考えられる。高く推定した場合は、滑り周波数が大きくなり、過電流等の保護動作になると推定される。
【００７５】
同様に、力行の場合もトルクが不足したり保護動作することも予想される。
【００７６】
よって、速度比較部１８を設け、推定した速度と速度センサ１２より入力した速度情報を比較し設定値を設ける。
【００７７】
本実施形態によれば、上述した設定値を力行／ブレーキで変化できるようにし、特に、ブレーキ時は力行より設定値を小さくし、ブレーキの場合はすみやかに空気ブレーキに切り換えるようにすることで、保護検知させることができる。
【００７８】
（第４実施形態：請求項４に対応）
本実施形態を、図３及び図６と同一部分には同一符号を付した図７を参照して説明する。
【００７９】
本実施形態は、第２，３実施形態と同様に、同じ車両内にＶＶＶＦインバータ１と誘導電動機２が配置される速度センサを有するベクトル制御１３とＶＶＶＦインバータ１と違う車両に配置される誘導電動機１２を制御する制御３が伝送にてデータを共有する例である。
【００８０】
本実施形態では、第３実施形態における速度推定値と、速度センサベクトル制御部３Ｂからの速度信号とを速度比較部１８にて比較し、補正再設定部１９にて、目標値と推定のインバータ周波数を一致させるように、この一次周波数演算にて先に示した（１０）式のゲインを再設定するか、モータのパラメータであるＲ１，Ｌ１、Ｌ２、Φ２、Ｍなどの再設定を行うようにする。
【００８１】
このような本実施形態によれば、第３実施形態と同様な作用効果の他に、目標値と推定のインバータ周波数を一致させることができるので、速度センサレスベクトル制御を好適に行うことができる。
【００８２】
（第５実施形態：請求項５に対応）
本実施形態を、図１〜図７と同一部分には同一符号を付した図８を参照して説明する。
【００８３】
本実施形態は、第２〜４実施形態と同様に、同じ車両内にＶＶＶＦインバータ１と誘導電動機２が配置される速度センサを有するベクトル制御１３とＶＶＶＦインバータ１と違う車両に配置される誘導電動機１２を制御する制御３が伝送にてデータを共有する例である。
【００８４】
本実施形態では、力行／ブレーキ指令を受付けしたとき、速度センサレスベクトル制御方式インバータ装置は、速度センサベクトル制御方式インバータ装置の制御パラメータを参照するものである。
【００８５】
具体的には、設定信号として、誘導電動機２とＶＶＶＦインバータ１が違う車両に配置されるセンサレスベクトル制御の指令の場合には、これにより切替器２１を切り替えて、推定した速度情報と速度センサ情報とを選択的にセンサブレーキ動作受付部２０に取り込む。これにより、センサレスベクトル制御は、運転台からの力行／ブレーキ指令に加えて速度条件又は動作条件を識別することができ、センサレスベクトル制御に係るＶＶＶＦインバータ１のゲートスタート等を制御する。
【００８６】
よって、本実施形態によれば、例えば、ブレーキ指令は入力されているが、速度条件にて停止の場合も、速度センサありの場合と同等の制御が可能となる。
【００８７】
（第６実施形態：請求項６に対応）
本実施形態を、図１〜図８と同一部分には同一符号を付した図９及び図１０を参照して説明する。
【００８８】
本実施形態では、図９に示すように、車両１００に搭載したＶＶＶＦインバータ１の架線等の給電側に電流検出器４１を設け、該電流検出器４１の検出値を、ベクトル制御部（速度センサレスベクトル制御）３に取り込むようにしている。またベクトル制御部（速度センサレスベクトル制御）３には指令装置２２、例えばマスコンからの力行／ブレーキ信号を入力する。
【００８９】
図１０に示すように、入力電流検出部２３は、正方向、負方向の電流が検出でき、運転モード判別部２４及び電流検出器４１によって、力行時は架線からＶＶＶＦインバータ１へ正の電流を検出し、回生ブレーキ時は同様に負の電流を検出する。
【００９０】
図１０に示すように、ベクトル制御部１３に入力する、前記電流検出器からの信号を入力電流検出部２３にて検出し運転台からの力行／ブレーキ信号を運転モード判別部２４に入力する。次に比較判別部２５により、電流検出器４１からの力行／回生ブレーキモードを比較判定し、たとえば、検出器４１が架線からＶＶＶＦインバータ１へ電流を流す力行モードの場合に、運転台の指令がブレーキモードの場合は異常と判定し、ＶＶＶＦインバータ１を停止させる。
【００９１】
比較判定はモードの切り換り、検出器４１の誤差、回生ブレーキの負荷が軽負荷状態や電圧が高い場合などの条件があり、時間遅れなどを入れて、確実に判定する。
【００９２】
このように本実施形態によれば、万が一制御状態が異常となり、速度が大きく変化した場合も、制御モードが反転することをないようにすることができる。
【００９３】
（請求項７に対応する実施形態）
本実施形態を、図７と同一部分には同一符号を付した図１１を参照して説明する。
【００９４】
本実施形態は、第２〜４実施形態と同様に、同じ車両内にＶＶＶＦインバータ１と誘導電動機２が配置される速度センサを有するベクトル制御１３とＶＶＶＦインバータ１と違う車両に配置される誘導電動機１２を制御する制御３が伝送にてデータを共有する例である。
【００９５】
本実施形態では、第３実施形態における速度推定値と、速度センサベクトル制御部３Ｂからの速度信号とを速度比較部１８にて比較し、補正再設定部１９にて、目標値と推定のインバータ周波数を一致させるように、この一次周波数演算にて先に示した（１０）式のゲインを再設定するか、モータのパラメータであるＲ１，Ｌ１、Ｌ２、Φ２、Ｍなどの再設定を行うようにする。
【００９６】
この場合に、センサレス制御動作において速度異常を検出すると、切替２６により、補正値、制御系に反映し、異常モードが解除するとこの補正モードを停止する。
【００９７】
本実施形態では、補正動作を制御モード異常時のみ行なうようにし、特に、異常モードの場合は異常によりゲートオフした後、惰行時に補正することで、速やかに速度演算を所定値まで復帰させることができる。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、速度センサ有りの制御装置と速度センサなしの制御装置か編成に複数配置された場合に、インバータ制御方式を、検出速度を用いた方式から、検出速度を用いない速度センサレス制御に切り換ることにより、車体艤装に配線される信号線を削減でき、さらに、速度センサがある制御装置の信号を利用することで、万が一推定速度がずれた場合でも速やかに保護検出が可能となり、より信頼性の高い電気車制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１に対応する実施形態を示す電気車制御装置の概略構成図。
【図２】同実施形態を示す電気車制御装置の制御ブロック図。
【図３】同実施形態を示す電気車制御装置のセンサレス制御部を示す図。
【図４】本発明の請求項２に対応する実施形態を示す電気車制御装置の構成図。
【図５】同実施形態を示す電気車制御装置の制御ブロック図。
【図６】本発明の請求項３に対応する実施形態を示す電気車制御装置の構成図。
【図７】本発明の請求項４に対応する一実施形態を示す電気車制御装置の構成図。
【図８】本発明の請求項５に対応する実施形態を示す電気車制御装置の構成図。
【図９】本発明の請求項６に対応する実施形態を示す電気車制御装置の構成図。
【図１０】同実施形態を示す電気車制御装置の制御構成図。
【図１１】本発明の請求項７に対応する実施形態を示す電気車制御装置の構成図。
【図１２】従来の電気車制御装置の構成図。
【図１３】従来の電気車制御装置の制御座標系を示す図。
【図１４】電気車の車両編成を示す図。
【符号の説明】
１…ＶＶＶＦインバータ
２…誘導電動機
３…ベクトル制御部
３Ａ…速度センサレスベクトル制御
３Ｂ…速度センサ有りベクトル制御ベクトル制御部
４…ＰＭＷ制御部
５…電流指令値演算部
６…電流検出器
７…電圧フィードフォワード（ＦＦ）演算部
８…電流制御部
９…滑り周波数演算部
１０…ｄｑ−３φ座標変換部
１１…３φ−ｄｑ座標変換部
１２…速度センサ
１３…一次周波数演算機構
１４…誘起電圧演算部
１５…一次周波数演算部
１６…一次周波数検出部
１７…速度推定部
１８…速度比較部
１９…補正再設定部
２０…ブレーキ動作受付部
２１…切替器
２２…指令装置
２３…入力電流検出部
２４…運転モード判別部
２５…比較判別部
２５…切替器
３０…車両編成の設定信号
３１…切替器
４０…指令伝送線
４１…電流検出器
【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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