(57)【要約】【課題】  浮上式鉄道の列車走行時に、浮上走行から車輪走行へ移行する際の駆動変動分を効果的に抑制できる浮上式鉄道駆動制御装置を提供する。【解決手段】  この発明の浮上式鉄道駆動制御装置では、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段１２と、脚下信号をトリガーにして、着地時の走行抵抗分を補償する推力補償量１０２を算定する手段２２とを具備し、推力演算手段２１が速度１０３と速度指令１０４から算出した推力指令１０１Ａに対して推力補償量１０２を加算し、最終的な推力指令１０１Ｂとし、これに基づいて車両１の推力制御を行う。【選択図】      図１
2005151764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、
前記脚下信号をトリガーにして、着地時の走行抵抗分を補償する推力補償量を演算し、推力指令に加算して補償済み推力指令として出力する手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項２】
浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、
前記脚下信号をトリガーにして、着地時の走行抵抗分を演算し、推力指令に加算して補償済み推力指令として出力する手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項３】
浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、
車両の速度を検出する手段と、
前記車両の速度と車両に対する速度指令とを比較する手段と、
前記比較手段により得られる速度誤差を監視し、速度誤差変動分から推力変動を推定する手段と、
前記脚下信号をトリガーにして、当該推力変動推定分を用いて、推力指令を補償し、補償済み推力指令として出力する手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載された浮上式鉄道駆動制御装置において、前記推力変動を推定する手段は、車両の速度からトルク値を得る手段と、トルク指令と前記車両の速度とから得られるトルク値の差分をとる手段と、前記トルク値の差分をフィルタリングする手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項５】
浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、
車両の速度を検出する手段と、
前記車両の速度と車両に対する速度指令とを比較する手段と、
前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、
前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、
前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に個別に重み係数を掛ける重み係数掛け算手段と、
車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、
前記脚下信号をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項６】
浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、
車両の速度を検出する手段と、
前記車両の速度と車両に対する速度指令を比較する手段と、
前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、
前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、
前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数にその使用度合いを重み係数として掛ける重み係数掛け算手段と、
車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、
前記脚下信号をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項７】
時間をカウントする手段と、
車両の速度を検出する手段と、
前記車両の速度と車両に対する速度指令とを比較する手段と、
前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、
前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、
前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に個別に重み係数を掛ける重み係数掛け算手段と、
車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、
前記時間をカウントする手段の時間カウントによる一定時間要素をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項８】
時間をカウントする手段と、
車両の速度を検出する手段と、
前記車両の速度と車両に対する速度指令を比較する手段と、
前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、
前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、
前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数にその使用度合いを重み係数として掛ける重み係数掛け算手段と、
車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、
前記時間をカウントする手段の時間カウントによる一定時間要素をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項９】
浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、
時間をカウントする手段と、
車両の速度を検出する手段と、
前記車両の速度と車両に対する速度指令とを比較する手段と、
前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、
前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、
前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に個別に重み係数を掛ける重み係数掛け算手段と、
車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、
前記時間をカウントする手段の時間カウントによる一定時間要素又は前記脚下信号をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項１０】
浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、
時間をカウントする手段と、
車両の速度を検出する手段と、
前記車両の速度と車両に対する速度指令を比較する手段と、
前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、
前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、
前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数にその使用度合いを重み係数として掛ける重み係数掛け算手段と、
車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、
前記時間をカウントする手段の時間カウントによる一定時間要素又は前記脚下信号をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【請求項１１】
浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、
時間をカウントする手段と、
前記脚下信号をトリガーにして、着地時の走行抵抗分を補償する推力補償量を演算し、推力指令に加算して補償済み推力指令として出力する手段と、
前記時間カウントによる一定時間要素をトリガーにして、前記推力補償量を徐々に０にする手段とを具備したことを特徴とする浮上式鉄道駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮上式鉄道駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速浮上式鉄道では、図１４（Ａ），（Ｂ）に示すように低速時には車輪で接地しながら走行し、浮力を得られる速度になったら車輪を台車内に格納し、浮上走行を行う。また、速度が低くなると車輪を出し、浮上走行から車輪走行へと移行する。このような出し入れ可能な車輪軸を車輪脚と称し、浮上走行時には「脚上」、車輪走行時には「脚下」と表現する。
【０００３】
浮上走行から車輪走行への移行時には、図１５に示すように摩擦抵抗が発生し、推力が低下する。この推力低下を受けて速度制御を行うと、図１７のように速度制御特性から加速度変動すなわち推力変動が生じる。
【０００４】
浮上走行から車輪走行へ移行する際に、地面との相対的な速度を同じにするように車輪にモータをつけ、摩擦抵抗による衝撃を緩和する方式がすでに考案されている。しかしながら、浮上走行から車輪走行へ移行する際の速度は、現状Ｌｉｎｅａｒ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｍｏｔｏｒを使用した高速磁気浮上式鉄道では、ほぼ１００ｋｍ／ｈといわれており、それだけの速度を車輪が出すためには車両に装備する回転用モータを大きくする必要がある。
【０００５】
他方、現状車輪に装備されているモータでは３０ｋｍ／ｈ程度しか出すことができないため、１００ｋｍ／ｈでの車輪走行への移行には効果がない。
【０００６】
また、移行速度を低くすれば衝撃は緩和されるが、低速では浮上に必要な推力を得ることができないため、これも現実的ではない。
【０００７】
従来の浮上式鉄道駆動制御装置では、上述したように浮上走行から車輪走行への移行時に生じる推力変動を効果的に抑制することは物理的に困難であるという問題があった。
【０００８】
他方、図１６に示したような構成で、位置・速度検出器２５により検出した位置・速度１０３と速度指令１０４に基づきＰＩ制御して推力指令１０１Ａを出力する通常の速度制御を行う場合、図１７のように速度制御特性から推力変動が生じるという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述したような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、浮上式鉄道の列車走行時に、浮上走行から車輪走行へ移行する際の駆動変動分を効果的に抑制できる浮上式鉄道駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、前記脚下信号をトリガーにして、着地時の走行抵抗分を補償する推力補償量を演算し、推力指令に加算して補償済み推力指令として出力する手段とを具備したものである。
【００１１】
請求項２の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、前記脚下信号をトリガーにして、着地時の走行抵抗分を演算し、推力指令に加算して補償済み推力指令として出力する手段とを具備したものである。
【００１２】
請求項３の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、車両の速度を検出する手段と、前記車両の速度と車両に対する速度指令とを比較する手段と、前記比較手段により得られる速度誤差を監視し、速度誤差変動分から推力変動を推定する手段と、前記脚下信号をトリガーにして、当該推力変動推定分を用いて、推力指令を補償し、補償済み推力指令として出力する手段とを具備したものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の浮上式鉄道駆動制御装置において、前記推力変動を推定する手段は、車両の速度からトルク値を得る手段と、トルク指令と前記車両の速度とから得られるトルク値の差分をとる手段と、前記トルク値の差分をフィルタリングする手段とを具備したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、車両の速度を検出する手段と、前記車両の速度と車両に対する速度指令とを比較する手段と、前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に個別に重み係数を掛ける重み係数掛け算手段と、車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、前記脚下信号をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したものである。
【００１５】
請求項６の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、車両の速度を検出する手段と、前記車両の速度と車両に対する速度指令を比較する手段と、前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数にその使用度合いを重み係数として掛ける重み係数掛け算手段と、車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、前記脚下信号をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したものである。
【００１６】
請求項７の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、時間をカウントする手段と、車両の速度を検出する手段と、前記車両の速度と車両に対する速度指令とを比較する手段と、前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に個別に重み係数を掛ける重み係数掛け算手段と、車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、前記時間をカウントする手段の時間カウントによる一定時間要素をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したものである。
【００１７】
請求項８の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、時間をカウントする手段と、車両の速度を検出する手段と、前記車両の速度と車両に対する速度指令を比較する手段と、前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数にその使用度合いを重み係数として掛ける重み係数掛け算手段と、車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、前記時間をカウントする手段の時間カウントによる一定時間要素をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したものである。
【００１８】
請求項９の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、時間をカウントする手段と、車両の速度を検出する手段と、前記車両の速度と車両に対する速度指令とを比較する手段と、前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に個別に重み係数を掛ける重み係数掛け算手段と、車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、前記時間をカウントする手段の時間カウントによる一定時間要素又は前記脚下信号をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの推力指令に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したものである。
【００１９】
請求項１０の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、時間をカウントする手段と、車両の速度を検出する手段と、前記車両の速度と車両に対する速度指令を比較する手段と、前記比較手段により得られる速度誤差を用いて、複数種の制御演算式それぞれによって複数種の推力指令を演算する手段と、前記複数種の推力指令を加算して補償済み推力指令として出力する加算手段と、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数にその使用度合いを重み係数として掛ける重み係数掛け算手段と、車輪走行に移行するよりも前の速度から、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に切り替える手段と、前記時間をカウントする手段の時間カウントによる一定時間要素又は前記脚下信号をトリガーにして、前記複数種の制御演算式それぞれの制御定数に掛ける前記重み係数を徐々に元に戻す手段とを具備したものである。
【００２０】
請求項１１の発明の浮上式鉄道駆動制御装置は、浮上走行から車輪走行に移行する際の脚下信号を検知する手段と、時間をカウントする手段と、前記脚下信号をトリガーにして、着地時の走行抵抗分を補償する推力補償量を演算し、推力指令に加算して補償済み推力指令として出力する手段と、前記時間カウントによる一定時間要素をトリガーにして、前記推力補償量を徐々に０にする手段とを具備したものである。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、浮上式鉄道の走行状態の変化により発生する推力変動を、推力補償や推力変動推定によって効果的に抑制することができる。また、推力変動が発生しても、速度制御の方式や制御定数を変更することで推力変動と高速制御特性によって発生する二次的な推力変動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００２３】
（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置の構成図であり、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００２４】
車両１には浮上走行時にその内部に格納されている車輪のロックが外れたことを認識する脚下センサー１１を設け、車輪ロックが外れたことで車輪脚が下りる状態を受信器１２で受信し、駆動制御装置２に通知する。
【００２５】
駆動制御装置２では、速度制御などの推力演算部２１から車両の推力指令１０１Ａを出力する。そして駆動制御装置２では、受信器１２の信号により脚下状態であることを判定した時に推力補償部２２から出力される推力補償量１０２と、推力演算部２１から出力される推力指令１０１Ａを加算器２３で加算して、モータの推力指令１０１Ｂとする。
【００２６】
推力演算部２１は、図１６に示したような速度ＰＩ制御機構で構成されていて、速度指令１０４と、位置・速度検出器２５で検出された車両の速度１０３とを比較し、ＰＩ制御によって速度指令１０４に追従するような推力指令１０１Ａを演算する。ここでいう推力指令１０１Ａは、通常モータへのトルク電流指令に相当する。
【００２７】
次に、上記構成の第１の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作を説明する。車輪ロックが外れたことで車両１の車輪脚が地面に接地するのを脚下センサー１１で認識し、受信器１２が検出信号を出力すると、駆動制御装置２において、推力補償部２２が車輪の摩擦抵抗に相当する推力補償量１０２を出力し、加算器２３において速度制御などから得られる車両の推力指令１０１Ａにこの推力補償量１０２を加算し、推力指令１０１Ｂとして出力する。
【００２８】
本実施の形態では、この推力補償により推力低下を抑制し、車両の速度低下を抑制することができる。また速度の低下が小さければ、速度制御の結果引き起こされる推力変動も抑制できる。
【００２９】
（第２の実施の形態）図２を用いて、本発明の第２の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置について説明する。第２の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１、及び駆動制御装置２で構成されている。
【００３０】
車両１には、浮上走行時にその内部に格納されている車輪のロックが外れたことを認識する脚下センサー１１を設け、車輪ロックが外れたことで車輪脚が下りる状態を受信器１２に送信し、この受信器１２から駆動制御装置２に通知する。
【００３１】
駆動制御装置２では、第１の実施の形態と同様の推力演算部２１から車両の推力指令１０１Ａを出力する。そして受信器１２から脚下状態の通知信号を受信した時には、走行抵抗演算部２４で抵抗相当の推力補償量１０２を演算し、推力指令１０１Ａとこの推力補償量１０２とを加算器２３で加算して、モータの推力指令１０１Ｂとして出力する。
【００３２】
走行抵抗演算部２４では、例えば、走行抵抗は予めいくつかの走行データによって解析し、図３に示すような抵抗値であると確定すれば、脚下信号をトリガーにしてこの走行抵抗分を推力補償量１０２として出力し、推力指令１０１Ａに加算する。
【００３３】
この第２の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置によれば、車輪ロックが外れたことで車両の車輪脚が地面に接地することをセンサー１１で認識した時には、車輪の摩擦抵抗に相当する推力補償量１０２を、速度制御などから得られる車両の推力指令１０１Ａに加算し、推力指令１０１Ｂとして出力する。
【００３４】
この補償により、第２の実施の形態では、推力低下を抑制し、速度の低下を抑制することができる。また速度の低下が小さければ、速度制御の結果引き起こされる推力変動も抑制できる。
【００３５】
（第３の実施の形態の構成）本発明の第３の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置を、図４を用いて説明する。本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００３６】
車両１には、浮上走行時にその内部に格納されている車輪のロックが外れたことを認識する脚下センサー１１を設け、車輪ロックが外れたことで車輪脚が下りる状態を検出すれば受信器１２に送信し、受信器１２は脚下状態信号を受信すれば駆動制御装置２に通知する。
【００３７】
駆動制御装置２では、第１、第２の実施の形態と同様の推力演算部２１から車両の推力指令１０１Ａを出力する。また、受信器１２から脚下状態の通知を受けると、推力変動推定部２６で演算される推力補償量１０２と推力演算部２１から出力される推力指令１０１Ａとを加算器２３で加算して、モータの推力指令１０１Ｂとして出力する。
【００３８】
図５は推力変動推定部２６の詳しい構成である。推力変動推定部２６は推力の変動分をこの図５に示す演算ブロックによって演算する。推力指令１０１Ａと、車両の速度を微分し、イナーシャＪをかけたことで得られる推力値Ｊｓとの差分を取り、その差分が検出器のノイズなどで歪んでいる場合はフィルタリングを行い、その結果を加算器２３に出力する。
【００３９】
次に、第３の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作について説明する。車輪ロックが外れたことで車両１の車輪脚が地面に接地することをセンサー１１で認識した時には、推力変動推定部２６が車両速度１０３に対する推力の変動分を推定して推力補償量１０２として出力し、加算器２３にて速度制御などから得られる車両の推力指令１０１Ａと推力補償量１０２とを加算し、最終的な推力指令１０１Ｂとして出力する。
【００４０】
本実施の形態では、この推力補償制御により推力低下を抑制し、速度の低下を抑制することができる。また速度の低下が小さければ、速度制御の結果引き起こされる推力変動も抑制できる。
【００４１】
なお、上述の推力変動補償は、脚下信号をトリガーにせず、常時機能させてもよい。
【００４２】
（第４の実施の形態）本発明の第４の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置について、図６を用いて説明する。本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００４３】
車両１には、浮上走行時にその内部に格納されている車輪のロックが外れたことを認識する脚下センサー１１を設け、車輪ロックが外れたことで車輪脚が下りる状態を受信器１２で受信し、受信器１２は駆動制御装置２に対して通知する。
【００４４】
駆動制御装置２に、位置・速度検出器２５と推力演算部２１とを備えている。そして推力演算部２１は車両速度１０３を入力し、脚下を行う速度は予め設定されているので、車両検出速度がそれよりも高い場合に制御方式１から制御方式２に徐々に切り替え、脚下状態時に制御方式２から制御方式１に徐々に戻す機能を備えている。
【００４５】
次に、第４の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作について説明する。車両１の速度を速度指令１０４に追従させる速度追従制御をとる場合には高速の追従性が要求されるが、高速応答は制御特性に振動性を含むことが多い。通常走行では問題なく使用できる制御方式を制御方式１と称すると、摩擦抵抗などで発生する推力変動に鈍感な制御方式を制御方式２とし、推力演算部２１はこれらの制御方式１，２を車両速度に応じて切り替える。
【００４６】
浮上式鉄道において、車輪を出す時は車両１の速度が低下方向にある時で、かつ車輪を出す速度Ｖｔｓは予め定められている。そこで、推力演算部２１は車輪を出す時の車両の速度Ｖｔｓよりも一定速度だけ高い速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆで、制御方式１から制御方式２へと徐々に切り替える。そのために、制御方式１及び制御方式２の出力端にＫ及び１−Ｋを乗算する演算ブロック３１，３２を設け、通常はＫ＝１として制御方式１を使用し、速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆを下回った時点でＫを１から０へと徐々に移行させ、制御方式２へと移行する。また、車輪ロックが外れたことで車両の車輪脚が地面に接地することをセンサー１１で認識し、この脚下信号を受信器１２から受信すれば、それをトリガーとして、Ｋを０から１へと徐々に戻すことで制御方式２から制御方式１へと移行させる。
【００４７】
本実施の形態では、この制御方式の変更により、推力低下の結果として車両の速度が低下しても、速度制御の結果として引き起こされる推力変動も抑制することができる。
【００４８】
（第５の実施の形態）本発明の第５の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置について、図７を用いて説明する。本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００４９】
車両１には、浮上走行時にその内部に格納されている車輪のロックが外れたことを認識する脚下センサー１１を設け、車輪ロックが外れたことで車輪脚が下りる状態を受信器１２で受信し、駆動制御装置２に通知するようにしてある。
【００５０】
駆動制御装置２は、推力演算部２１と位置・速度検出器２５を備えていて、推力演算部２１から車両の推力指令１０１Ａを出力する。
【００５１】
推力演算部２１は、位置・速度検出器２５の検出する車両速度１０３を入力し、脚下を行う速度は予め設定されているので、それよりも高い速度で制御定数１（Ｋｐ１，Ｋｉ１）から制御定数２（Ｋｐ２，Ｋｉ２）に徐々に切り替え、脚下状態時に制御定数２から制御定数１に徐々に戻す制御機能を有している。
【００５２】
次に、上記構成の第５の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作について説明する。車両１の速度を速度指令１０４に追従させる速度追従制御をとる場合には高速の追従性が要求されるが、高速応答は制御特性に振動性を含むことが多い。そこで、通常走行では問題なく使用できる制御定数を制御定数１と称すると、摩擦抵抗などで発生する推力変動に鈍感な制御定数を制御定数２とし、これら両組を推力演算部２１は保持している。
【００５３】
浮上式鉄道において、車輪を出す時は車両の速度が低下方向にある時で、かつ車輪を出す速度Ｖｔｓは予め定められている。そこで車輪を出す時の車両の速度Ｖｔｓよりも一定速度だけ高い速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆで制御定数１から制御定数２へと徐々に切り替える。そのために、制御定数１及び制御定数２の出力端にＫ及び１−Ｋを乗算する演算ブロック３１，３２を設け、通常はＫ＝１として制御定数１を使用し、車両速度１０３が速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆを下回った時点でＫを１から０へと徐々に移行させ、制御定数２へと移行する。また、車輪ロックが外れたことで車両１の車輪脚が地面に接地することをセンサー１１で認識し、この脚下信号をトリガーとして、Ｋを０から１へと徐々に移行させることで制御定数２から制御定数１へと徐々に移行させる。
【００５４】
本実施の形態によれば、この制御方式の変更により、推力低下の結果として車両の速度が低下しても、速度制御の結果として引き起こされる推力変動を抑制することができる。
【００５５】
なお、本発明では推力演算に比例積分（ＰＩ）制御を速度追従制御として使用しているが、本実施の形態では比例積分制御に限定せず、例えば比例積分微分（ＰＩＤ）制御を採用し、その制御定数を変化させるようにすることもできる。
【００５６】
（第６の実施の形態）本発明の第６の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置について、図８を用いて説明する。本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００５７】
駆動制御装置２は、車両位置・速度を検出する位置・速度検出器２５と推力演算部２１と時間カウンター２９を備え、推力演算部２１から推力指令１０１Ａを出力する。
【００５８】
第４の実施の形態と同様に、駆動制御装置２の推力演算部２１は、車輪の脚下を行う車両速度は予め設定されているのでそれよりも高い速度で制御方式１から制御方式２に徐々に切り替える機構を備えている。また本実施の形態の特徴として、駆動制御装置２は時間カウンター２９を具備し、一定時間経過後に制御方式２から制御方式１に徐々に戻すようにしている。
【００５９】
次に、第６の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作について説明する。車両１の速度１０３を速度指令１０４に追従させる速度追従制御をとる場合には高速の追従性が要求されるが、高速応答は制御特性に振動性を含むことが多い。通常走行では問題なく使用できる制御方式を制御方式１と称すると、摩擦抵抗などで発生する推力変動に鈍感な制御方式を制御方式２とする。浮上式鉄道において、車輪を出す時は車両１の速度１０３が低下方向にある時で、かつ車輪を出す速度Ｖｔｓは予め定められている。
【００６０】
そこで本実施の形態では、車輪を出す時の車両の速度Ｖｔｓよりも高い速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆで、制御方式１から制御方式２へと徐々に切り替える。そのために、推力演算部２１には、制御方式１及び制御方式２の出力端にＫ及び１−Ｋを乗算する演算ブロック３１，３２を設け、通常はＫ＝１として制御方式１を使用し、速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆを下回った時点でＫを１から０へと徐々に移行させ、制御方式２へと徐々に移行する。また、制御が切り替わってから一定時間を時間カウンター２９でカウントし、一定時間経過すればトリガー信号を出力し、推力演算部２１ではこのトリガー信号を受けて、Ｋを０から１へと徐々に移行させることで制御方式２から制御方式１へと移行させる。
【００６１】
本実施の形態によれば、この制御方式の変更により、推力低下の結果として車両の速度が低下しても、速度制御の結果として引き起こされる推力変動を抑制することができる。また、車両１側に脚下センサー１１や受信器１２を設け、脚下信号を用いる必要がなく、簡単な機能構成で推力変動を抑制することができる。
【００６２】
（第７の実施の形態）本発明の第７の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置について、図９を用いて説明する。本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００６３】
駆動制御装置２は、位置・速度検出器２５、推力演算部２１、時間カウンター２９を備えている。第５の実施の形態と同様に、駆動制御装置２の推力演算部２１は、脚下を行う速度は予め設定されているので、それよりも高い速度で制御定数１（Ｋｐ１，Ｋｉ１）から制御定数２（Ｋｐ２，Ｋｉ２）に徐々に切り替え、また、時間カウンター２９のトリガー信号により、一定時間経過後に制御定数２から制御定数１に徐々に戻す制御機能を備えている。
【００６４】
次に、第７の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作について説明する。車両１の速度１０３を速度指令１０４に追従させる速度追従制御をとる場合には高速の追従性が要求されるが、高速応答は制御特性に振動性を含むことが多い。通常走行では問題なく使用できる制御定数を制御定数１と称すると、摩擦抵抗などで発生する推力変動に鈍感な制御定数を制御定数２とする。
【００６５】
浮上式鉄道において、車輪を出す時は車両１の速度１０３が低下方向にある時で、かつ車輪を出す速度Ｖｔｓは予め定められている。そこで推力演算部２１は車両速度１０３に基づき、車輪を出す時の車両の速度Ｖｔｓよりも一定速度だけ高い速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆで制御定数１から制御定数２へと徐々に切り替える。そのために、制御定数１及び制御定数２の出力端にはＫ及び１−Ｋを乗算する演算ブロック３１，３２が設けてあり、通常はＫ＝１として、制御定数１を使用するが、速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆを下回った時点でＫを１から０へと徐々に移行させ、制御定数２へと徐々に移行する。また、制御が切り替わってから一定時間を時間カウンター２９でカウントし、一定時間経過後にＫを０から１へと徐々に移行させることで制御定数２から制御定数１へと移行させる。
【００６６】
本実施の形態によれば、制御定数の変更により、推力低下の結果として車両の速度が低下しても、速度制御の結果として引き起こされる推力変動を抑制することができる。また、車両１側に脚下センサー１１や受信器１２を設け、脚下信号を用いる必要がなく、簡単な機能構成で推力変動を抑制することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、比例積分（ＰＩ）制御を速度追従制御として使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば比例積分微分（ＰＩＤ）制御を採用し、その制御定数を変化させるようにすることもできる。
【００６８】
（第８の実施の形態）本発明の第８の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置について、図１０を用いて説明する。本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００６９】
車両１には、浮上走行時にその内部に格納されている車輪のロックが外れたことを認識する脚下センサー１１を設け、車輪ロックが外れたことで車輪脚が下りる状態を受信器１２で受信し、駆動制御装置２に通知するようにしてある。
【００７０】
駆動制御装置２は、位置・速度検出器２５、第４の実施の形態と同様の推力演算部２１、また第６の実施の形態と同様の時間カウンター２９、そして本実施の形態の特徴である判断回路３０を備えている。
【００７１】
第４、第６の実施の形態と同様に推力演算部２１は、脚下を行う速度は予め設定されているので、それよりも高い速度で制御方式１から制御方式２に徐々に切り替える。また、時間カウンター２９の出力又は受信器１２の出力により判断回路３０が出力するトリガー信号により、制御方式切り替え後一定時間経過した後あるいは脚下信号を受信した時に制御方式２から制御方式１に徐々に戻す制御機能を備えている。
【００７２】
次に、本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作について説明する。車両１の速度１０３を速度指令１０４に追従させる速度追従制御をとる場合には高速の追従性が要求されるが、高速応答は制御特性に振動性を含むことが多い。通常走行では問題なく使用できる制御方式を制御方式１と称すると、摩擦抵抗などで発生する推力変動に鈍感な制御方式を制御方式２とする。浮上式鉄道において、車輪を出す時は車両１の速度１０３が低下方向にある時で、かつ車輪を出す速度Ｖｔｓは予め定められている。
【００７３】
そこで、車輪を出す時の車両の速度Ｖｔｓよりも一定速度だけ高い速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆで制御方式１から制御方式２へと徐々に切り替える。そのために、制御方式１及び制御方式２の出力端には、Ｋ及び１−Ｋを乗算する演算ブロック３１，３２を設け、通常はＫ＝１として制御方式１を使用するが、速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆを下回った時点でＫを１から０へと徐々に移行させ、制御方式２へと移行する。また、車輪ロックが外れたことで車両の車輪脚が地面に接地することをセンサー１１で認識する脚下信号と、制御が切り替わってから一定時間を時間カウンター２９でカウントし、一定時間経過したという信号と併せて、判断回路３０でトリガー信号を生成する。このトリガー信号が入力されると、推力演算部２１はＫを０から１へと徐々に移行させることで制御方式２から制御方式１へと移行させる。
【００７４】
本実施の形態によれば、この制御方式の変更により、推力低下の結果として車両の速度が低下しても、速度制御の結果として引き起こされる推力変動を抑制することができる。
【００７５】
（第９の実施の形態）本発明の第９の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置について、図１１を用いて説明する。本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００７６】
車両１には、浮上走行時にその内部に格納されている車輪のロックが外れた時ことを認識する脚下センサー１１を設け、車輪ロックが外れたことで車輪脚が下りる状態を受信器１２で受信して駆動制御装置２に通知するようにしてある。
【００７７】
駆動制御装置２は、位置・速度検出器２５、第５の実施の形態、第７の実施の形態と同様の推力演算部２１、第７の実施の形態と同様の時間カウンター２９、第８の実施の形態と同様の判断回路３０を備えている。
【００７８】
駆動制御装置２の推力演算部２１は、脚下を行う速度は予め設定されているので、それよりも高い速度で制御定数１（Ｋｐ１，Ｋｉ１）から制御定数２（Ｋｐ２，Ｋｉ２）に徐々に切り替え、また、時間カウンター２９が出力する一定時間経過したことを示す信号、あるいは受信器１２からの脚下信号をトリガーに制御定数２から制御定数１に徐々に戻す機能を備えている。
【００７９】
次に、第９の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作について説明する。駆動制御装置２が車両１の速度１０３を速度指令１０４に追従させる速度追従制御をとる場合には高速の追従性が要求されるが、高速応答は制御特性に振動性を含むことが多い。通常走行では問題なく使用できる制御定数を制御定数１と称すると、摩擦抵抗などで発生する推力変動に鈍感な制御定数を制御定数２とする。また、浮上式鉄道において、車輪を出す時は車両の速度が低下方向にある時で、かつ車輪を出す速度Ｖｔｓは予め定められている。
【００８０】
そこで、駆動制御装置２における推力演算部２１は、車輪を出す時の車両の速度Ｖｔｓよりも一定速度だけ高い速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆで制御定数１から制御定数２へと徐々に切り替える。そのために、制御定数１及び制御定数２の出力端にＫ及び１−Ｋを乗算する演算ブロック３１，３２を設け、通常はＫ＝１として制御定数１を使用するが、車両速度１０３が速度Ｖｔｓ＋Ｖｂａｆを下回った時点でＫを１から０へと徐々に移行させ、制御定数２へと移行し、これらの制御定数を用いて推力指令１０１Ａを演算して出力する。また、車輪ロックが外れたことで車両の車輪脚が地面に接地することをセンサー１１で認識する脚下信号、又は制御が切り替わってから一定時間を時間カウンター２９でカウントし、一定時間経過したという信号を受けて判断回路３０がトリガー信号を生成する。推力演算部２１はこのトリガー信号を用いて、Ｋを０から１へと徐々に移行させることで制御定数２から制御定数１へと移行させる。
【００８１】
本実施の形態では、この制御定数の変更により、推力低下の結果として車両の速度が低下しても、速度制御の結果として引き起こされる推力変動を抑制することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では比例積分（ＰＩ）制御を速度追従制御として使用したが、これに限定されるものではなく、例えば比例積分微分（ＰＩＤ）制御を採用し、その制御定数を変化させるようにすることもできる。
【００８３】
（第１０の実施の形態）本発明の第１０の実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置について図１２を用いて説明する。本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置は、車輪を備えた浮上式鉄道の車両１及び駆動制御装置２で構成されている。
【００８４】
車両１には、浮上走行時にその内部に格納されている車輪のロックが外れた時ことを認識する脚下センサー１１を設け、車輪ロックが外れたことで車輪脚が下りる状態を受信器１２で受信すれば駆動制御装置２に通知するようにしてある。
【００８５】
駆動制御装置２は、推力演算部２１、推力補償部２２、時間カウンター２９、加算器２３を備え、脚下状態時に推力補償部２２から出力される推力補償量１０２と、推力演算部２１から出力される推力指令１０１Ａを加算器２３で加算してモータの推力指令１０１Ｂとして出力するようにしてある。
【００８６】
時間カウンター２９は脚下状態から一定時間経過した後に出力し、推力補償部２２はこの信号を受けた時から推力補償量１０２を徐々に絞り始め、最終的には推力補償量を０にする推力補償量制御を行う。
【００８７】
次に、本実施の形態の浮上式鉄道駆動制御装置による制御動作について説明する。車両１において、車輪ロックが外れたことで車両の車輪脚が地面に接地することをセンサー１１で認識し、受信器１２から駆動制御装置２に通知する。
【００８８】
駆動制御装置２では、第１の実施の形態と同様の演算処理を行う推力演算部２１の推力指令１０１Ａに対して、推力補償部２２が求めた車輪の摩擦抵抗に相当する推力補償量１０２を加算し、推力指令１０１Ｂとして出力する。
【００８９】
例えば、走行抵抗は予めいくつかの走行データによって解析され、図１３に示すような抵抗値であると確定できれば、推力補償部２２はこのデータを保持していて、受信器１２からの脚下信号をトリガーにして推力指令１０１Ａに抵抗値を推力補償量１０２として加算する。なお、図１３に示した抵抗値の例は、脚下時に発生する瞬間的な推力変動と、連続的に発生する推力低下分を示している。一定時間後に推力補償を徐々に０にするのは、この連続的に発生する推力低下分の補償を制御に移行させる効果がある。
【００９０】
本実施の形態では、この推力補償により推力低下を抑制し、速度の低下を抑制することができる。また速度の低下が小さければ、速度制御の結果として引き起こされる推力変動も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施の形態のブロック図。
【図２】本発明の第２の実施の形態のブロック図。
【図３】第２の実施の形態において使用する走行抵抗解析例のグラフ。
【図４】本発明の第３の実施の形態のブロック図。
【図５】第３の実施の形態における駆動制御装置の詳しい機能構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第４の実施の形態のブロック図。
【図７】本発明の第５の実施の形態のブロック図。
【図８】本発明の第６の実施の形態のブロック図。
【図９】本発明の第７の実施の形態のブロック図。
【図１０】本発明の第８の実施の形態のブロック図。
【図１１】本発明の第９の実施の形態のブロック図。
【図１２】本発明の第１０の実施の形態のブロック図。
【図１３】第１０の実施の形態において使用する推力補償量の時間特性を示すグラフ。
【図１４】浮上式鉄道の車輪走行時と浮上走行時の状態図。
【図１５】浮上式鉄道の車輪接地時の摩擦抵抗のイメージ図。
【図１６】従来例のブロック図。
【図１７】浮上式鉄道の速度及び加速度の変動を示すグラフ。
【符号の説明】
【００９２】
１  浮上式鉄道車両
１Ａ  浮上式鉄道車両模擬
２  駆動制御装置
１１  脚下センサー
１２  受信器
１３  位置検出センサー
２１  推力演算部
２２  推力補償部
２３  加算器
２４  走行抵抗演算部
２５  位置・速度検出器
２６  推力変動推定部
２７  乗算器
２８  乗算器
２９  時間カウンター
３０  判断回路
１０１Ａ  推力指令
１０１Ｂ  推力指令
１０２  推力補償量
１０３  車両の速度
１０４  車両の速度指令
【図１】
2005151764.tif 000003
【図２】
2005151764.tif 000004
【図３】
2005151764.tif 000005
【図４】
2005151764.tif 000006
【図５】
2005151764.tif 000007
【図６】
2005151764.tif 000008
【図７】
2005151764.tif 000009
【図８】
2005151764.tif 000010
【図９】
2005151764.tif 000011
【図１０】
2005151764.tif 000012
【図１１】
2005151764.tif 000013
【図１２】
2005151764.tif 000014
【図１３】
2005151764.tif 000015
【図１４】
2005151764.tif 000016
【図１５】
2005151764.tif 000017
【図１６】
2005151764.tif 000018
【図１７】
2005151764.tif 000019