(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法であって、
ｎ軸のうちの進行方向最前方の軸を除く何れかの軸を基準軸とし、進行方向最前方の軸を監視軸として、前記基準軸と前記監視軸それぞれの電動機のトルク成分電流を検出することと、
力行時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記基準軸と前記監視軸それぞれのトルク成分電流の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成し、該生成した連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行うことと、
を含む電動機制御方法。
【請求項２】
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法であって、
ｎ軸のうちの進行方向最後方の軸を除く何れかの軸を基準軸とし、進行方向最後方の軸を監視軸として、前記基準軸と前記監視軸それぞれの電動機のトルク成分電流を検出することと、
制動時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記基準軸と前記監視軸それぞれのトルク成分電流の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成し、該生成した連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行うことと、
を含む電動機制御方法。
【請求項３】
前記監視軸の空転滑走の発生を検出し、該検出時の前記トルク成分電流の差を保持し、該保持したトルク成分電流の差に基づいて当該検出後の前記連れ回り防止引き下げ指令を生成する請求項１又は２に記載の電動機制御方法。
【請求項４】
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法であって、
ｎ軸のうちの進行方向最前方の軸を除く何れかの軸を基準軸とし、進行方向最前方の軸を監視軸として、前記基準軸と前記監視軸それぞれの回転速度を検出することと、
力行時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記基準軸と前記監視軸それぞれの回転速度の速度差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成し、該生成した連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行うことと、
を含む電動機制御方法。
【請求項５】
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法であって、
ｎ軸のうちの進行方向最後方の軸を除く何れかの軸を基準軸とし、進行方向最後方の軸を監視軸として、前記基準軸と前記監視軸それぞれの回転速度を検出することと、
制動時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記基準軸と前記監視軸それぞれの回転速度の速度差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成し、該生成した連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行うことと、
を含む電動機制御方法。
【請求項６】
前記監視軸の空転滑走の発生を検出し、該検出時の前記速度差を保持し、該保持した速度差に基づいて当該検出後の前記連れ回り防止引き下げ指令を生成する請求項４又は５に記載の電動機制御方法。
【請求項７】
前記基準軸をｎ軸のうちの進行方向最後方の軸とする請求項１又は４に記載の電動機制御方法。
【請求項８】
前記基準軸をｎ軸のうちの進行方向最前方の軸とする請求項２又は５に記載の電動機制御方法。
【請求項９】
前記監視軸の再粘着を検出するまでの間、前記空転滑走の発生の前記検出からの経過時間に応じて漸次引き下げ量を大きくしていくように前記連れ回り防止引き下げ指令を可変する請求項３又は６に記載の電動機制御方法。
【請求項１０】
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御装置であって、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸以外の軸の中から予め定められた軸である基準軸の電動機のトルク成分電流を検出する基準軸電流検出手段と、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸である監視軸の電動機のトルク成分電流を検出する監視軸電流検出手段と、
力行時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記基準軸電流検出手段により検出されたトルク成分電流と前記監視軸電流検出手段により検出されたトルク成分電流の電流差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成する連れ回り防止引き下げ指令生成手段と、
を備え、力行時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記生成された連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御装置。
【請求項１１】
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御装置であって、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸以外の軸の中から予め定められた軸である基準軸の電動機のトルク成分電流を検出する基準軸電流検出手段と、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸である監視軸の電動機のトルク成分電流を検出する監視軸電流検出手段と、
制動時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記基準軸電流検出手段により検出されたトルク成分電流と前記監視軸電流検出手段により検出されたトルク成分電流の電流差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成する連れ回り防止引き下げ指令生成手段と、
を備え、制動時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記生成された連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御装置。
【請求項１２】
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御装置であって、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸を除く軸の中から予め定められた軸である基準軸の回転速度を検出する基準軸速度検出手段と、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸である監視軸の回転速度を検出する監視軸速度検出手段と、
力行時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記基準軸速度検出手段により検出された回転速度と前記監視軸速度検出手段により検出された回転速度との速度差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成する連れ回り防止引き下げ指令生成手段と、
を備え、力行時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記生成された連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御装置。
【請求項１３】
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御装置であって、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸を除く軸の中から予め定められた軸である基準軸の回転速度を検出する基準軸速度検出手段と、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸である監視軸の回転速度を検出する監視軸速度検出手段と、
制動時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記基準軸速度検出手段により検出された回転速度と前記監視軸速度検出手段により検出された回転速度との速度差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成する連れ回り防止引き下げ指令生成手段と、
を備え、制動時に前記監視軸が空転滑走した場合に、前記生成された連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御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、給電ラインに並列接続された電気車を駆動するｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気車の電動機の制御として、給電ラインに並列接続された複数の電動機を一括してベクトル制御する技術が知られている。複数電動機の一括制御では、各電動機の回転子速度（回転子角周波数でもよい。）やインバータ出力電流のフィードバック値をもとに制御されるのが一般的であった。これは、粘着走行時（平常時）には、各電動機の回転子速度や流入電流はほぼ同じ値を取り、各電動機トルクはほぼ同値となるためである。
【０００３】
また、電動機が並列接続された給電ラインの給電電流（インバータ出力電流）は、各電動機の流入電流の合計でなる。従って、粘着走行時（平常時）においては、各電動機の電流は略均等であるが、空転／滑走時には各電動機の負荷がアンバランスになる。具体的に説明する。ベクトル制御においては、インバータ出力電流である給電電流すなわち総電流ベクトルＩを制御対象として、振幅（ベクトルＩの長さ）、及び磁束成分とトルク成分とが制御される。例えば１Ｃ２Ｍ制御であれば、２台の電動機に入力される電流ベクトルは、総電流ベクトルＩの約１／２ずつであり、磁束成分及びトルク成分の値はそれぞれの電動機間で略同値である。しかし、一方の電動機で空転又は滑走（以下包括的に「空転滑走」という。）が発生すると、その一方の電動機の負荷トルクが減少する。すると、減少した負荷トルク分のトルクを下げるように空転滑走した電動機のトルク成分電流が減少する。このトルク成分電流の減少分は、空転滑走していない電動機の増加分として配分される。総電流ベクトルＩが一定に制御されているためである。
【０００４】
そして、この現象を放置した場合、空転滑走していない電動機に過度のトルクがかかり、空転滑走が誘発（連れ回りが発生）され得る。即ち、空転滑走した軸の影響により他軸が連れ回り、全軸空転滑走が生じ得る。かかる問題点は例えば特許文献１にも記載されている通りである。
【特許文献１】特開２００２−１１２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、空転滑走時の連れ回りに対する全く新しい制御方式による解決手法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための第１の発明は、
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法であって、
力行時に、ｎ軸のうちの進行方向最前方の軸を除く何れかの軸を基準軸とし、進行方向最前方の軸を監視軸として、前記基準軸と前記監視軸それぞれの電動機のトルク成分電流の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成し、該生成した連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御方法である。
【０００７】
また他の発明として、
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御装置であって、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸以外の軸の中から予め定められた軸である基準軸の電動機のトルク成分電流を検出する基準軸電流検出手段と、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸である監視軸の電動機のトルク成分電流を検出する監視軸電流検出手段と、
力行時に前記基準軸電流検出手段により検出されたトルク成分電流と前記監視軸電流検出手段により検出されたトルク成分電流の電流差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成する連れ回り防止引き下げ指令生成手段と、
を備え、前記生成された連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御装置を構成することとしてもよい。
【０００８】
この第１の発明等によれば、力行時において、制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸が監視軸とされ、それ以外の軸の何れかの軸が基準軸とされる。そして、基準軸と監視軸それぞれの電動機のトルク成分電流の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令が生成されて、トルク成分電流指令から連れ回り防止引き下げ指令分の指令値が引き下げられてベクトル制御が行われる。
【０００９】
力行時には車両内及び台車内において軸重移動が生じる。力行時の軸重移動によれば電動車車両内或いは台車内の制御対象のｎ軸のうち、進行方向最前方の軸重が他の軸に比べて最も少なくなる。従って、トルク成分電流が略同一である電動機間において、力行時には進行方向最前方の軸が最も空転し易い状況にあると言える。そこで、空転の可能性が最も高い進行方向最前方の軸を監視軸とし、残余の軸の何れかの軸を基準軸として、監視軸と基準軸とのトルク成分電流の電流差を基に、連れ回り防止引き下げ指令を生成するのである。勿論、空転が発生していない状況であれば、監視軸と基準軸とのトルク成分電流の電流差が略同一であり、監視軸が空転した状況では監視軸のトルク成分電流が減少するのに対して基準軸のトルク成分電流が増加するため電流差が大きくなる。この特性を利用して連れ回り防止引き下げ指令が生成されるのである。
【００１０】
第１の発明等によれば、空転した軸はどの軸なのか、空転していない軸はどの軸なのかといった、各軸の空転是非を検出する必要がない。また、監視軸が空転した場合には基準軸のトルク成分電流が増加して連れ回り（空転誘発）が発生する可能性があるが、その連れ回りを防止するために、基準軸と監視軸それぞれの電動機のトルク成分電流の差から、連れ回り防止引き下げ指令を生成することができ、連れ回りが防止される。従って、簡単な制御によって、連れ回り（空転誘発）を抑制することができる画期的な制御方式を実現することができる。
【００１１】
第２の発明は、
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法であって、
制動時に、ｎ軸のうちの進行方向最後方の軸を除く何れかの軸を基準軸とし、進行方向最後方の軸を監視軸として、前記基準軸と前記監視軸それぞれの電動機のトルク成分電流の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成し、該生成した連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御方法である。
【００１２】
また、他の発明として、
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御装置であって、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸以外の軸の中から予め定められた軸である基準軸の電動機のトルク成分電流を検出する基準軸電流検出手段と、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸である監視軸の電動機のトルク成分電流を検出する監視軸電流検出手段と、
制動時に前記基準軸電流検出手段により検出されたトルク成分電流と前記監視軸電流検出手段により検出されたトルク成分電流の電流差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成する連れ回り防止引き下げ指令生成手段と、
を備え、前記生成された連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御装置を構成することとしてもよい。
【００１３】
この第２の発明等によれば、制動時において、制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方方の軸が監視軸とされ、それ以外の軸の何れかの軸が基準軸とされる。そして、基準軸と監視軸それぞれの電動機のトルク成分電流の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令が生成されて、トルク成分電流指令から連れ回り防止引き下げ指令分の指令値が引き下げられてベクトル制御が行われる。
【００１４】
制動時には車両内及び台車内において軸重移動が生じる。制動時の軸重移動によれば電動車車両内或いは台車内の制御対象のｎ軸のうち、進行方向最後方の軸重が他の軸に比べて最も少なくなる。従って、トルク成分電流が略同一である電動機間において、制動時には進行方向最後方の軸が最も滑走し易い状況にあると言える。そこで、滑走の可能性が最も高い進行方向最後方の軸を監視軸とし、残余の軸の何れかの軸を基準軸として、監視軸と基準軸とのトルク成分電流の電流差を基に、連れ回り防止引き下げ指令を生成するのである。勿論、滑走が発生していない状況であれば、監視軸と基準軸とのトルク成分電流の電流差が略同一であり、監視軸が滑走した状況では監視軸のトルク成分電流が減少するのに対して基準軸のトルク成分電流が増加するため電流差が大きくなる。この特性を利用して連れ回り防止引き下げ指令が生成されるのである。
【００１５】
第２の発明等によれば、滑走した軸はどの軸なのか、滑走していない軸はどの軸なのかといった、各軸の滑走是非を検出する必要がない。また、監視軸が滑走した場合には基準軸のトルク成分電流が増加して連れ回り（空転誘発）が発生する可能性があるが、その連れ回りを防止するために、基準軸と監視軸それぞれの電動機のトルク成分電流の差から、連れ回り防止引き下げ指令を生成することができ、連れ回りが防止される。従って、簡単な制御によって、連れ回り（滑走誘発）を抑制することができる画期的な制御方式を実現することができる。
【００１６】
また、第３の発明として、第１又は第２の発明の電動機制御方法であって、
前記監視軸の空転又は滑走の発生を検出し、該検出時の前記トルク成分電流の差に基づいて前記連れ回り防止引き下げ指令を生成する電動機制御方法を構成することとしてもよい。
【００１７】
この第３の発明によれば、監視軸の空転又は滑走の発生を検出した時の監視軸と基準軸それぞれのトルク成分電流の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令が生成される。力行時であれば、軸重移動によって監視軸に比べて基準軸の軸重が大きいため、監視軸が空転した時のトルク成分電流の差に基づく制御を継続したとしても基準軸が空転する可能性が少ない。制動時も同様である。また、トルク成分電流の差は常時変動するが、監視軸が空転又は滑走した時のトルク成分電流の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成するため、トルク成分電流の差が変動することによる連れ回り防止引き下げ指令の変動を抑え、制御が不安定になる可能性を効果的に抑制できる。
【００１８】
第４の発明は、
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法であって、
力行時に、ｎ軸のうちの進行方向最前方の軸を除く何れかの軸を基準軸とし、進行方向最前方の軸を監視軸として、前記基準軸と前記監視軸それぞれの回転速度の速度差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成し、該生成した連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御方法である。
【００１９】
また、他の発明として、
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御装置であって、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸を除く軸の中から予め定められた軸である基準軸の回転速度を検出する基準軸速度検出手段と、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸である監視軸の回転速度を検出する監視軸速度検出手段と、
力行時に前記基準軸速度検出手段により検出された回転速度と前記監視軸速度検出手段により検出された回転速度との速度差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成する連れ回り防止引き下げ指令生成手段と、
を備え、前記生成された連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御装置を構成することとしてもよい。
【００２０】
この第４の発明等によれば、力行時において、制御対象のｎ軸のうちの進行方向最前方の軸が監視軸とされ、それ以外の軸の何れかの軸が基準軸とされる。そして、基準軸と監視軸それぞれの回転速度の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令が生成されて、トルク成分電流指令から連れ回り防止引き下げ指令分の指令値が引き下げられてベクトル制御が行われる。
【００２１】
力行時には車両内及び台車内において軸重移動が生じる。力行時の軸重移動によれば電動車車両内或いは台車内の制御対象のｎ軸のうち、進行方向最前方の軸重が他の軸に比べて最も少なくなる。従って、トルク成分電流が略同一である電動機間において、力行時には進行方向最前方の軸が最も空転し易い状況にあると言える。そこで、空転の可能性が最も高い進行方向最前方の軸を監視軸とし、残余の軸の何れかの軸を基準軸として、監視軸と基準軸との回転速度の差を基に、連れ回り防止引き下げ指令を生成するのである。勿論、空転が発生していない状況であれば、監視軸と基準軸との回転速度の差はほぼゼロであり、監視軸が空転した状況では監視軸の回転速度が上昇するのに対して基準軸の回転速度が減少するためその差が大きくなる。この特性を利用して連れ回り防止引き下げ指令が生成されるのである。
【００２２】
第４の発明等によれば、空転した軸はどの軸なのか、空転していない軸はどの軸なのかといった、各軸の空転是非を検出する必要がない。また、監視軸が空転した場合には基準軸のトルク成分電流が増加して連れ回り（空転誘発）が発生する可能性があるが、その連れ回りを防止するために、基準軸と監視軸それぞれの回転速度の差から、連れ回り防止引き下げ指令を生成することができ、連れ回りが防止される。従って、簡単な制御によって、連れ回り（空転誘発）を抑制することができる画期的な制御方式を実現することができる。なお、軸の回転速度を角周波数としてもよいことは勿論であり、回転速度と角周波数とは同義に扱うことができる（技術的に均等である）。
【００２３】
第５の発明は、
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御方法であって、
制動時に、ｎ軸のうちの進行方向最後方の軸を除く何れかの軸を基準軸とし、進行方向最後方の軸を監視軸として、前記基準軸と前記監視軸それぞれの回転速度の速度差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成し、該生成した連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御方法である。
【００２４】
また、他の発明として、
給電ラインに並列接続された電動車車両内或いは台車内のｎ軸（ｎ≧２）それぞれの電動機をベクトル制御によって一括して制御する電動機制御装置であって、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸を除く軸の中から予め定められた軸である基準軸の回転速度を検出する基準軸速度検出手段と、
制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸である監視軸の回転速度を検出する監視軸速度検出手段と、
制動時に前記基準軸速度検出手段により検出された回転速度と前記監視軸速度検出手段により検出された回転速度との速度差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令を生成する連れ回り防止引き下げ指令生成手段と、
を備え、前記生成された連れ回り防止引き下げ指令分トルク成分電流指令を引き下げて前記ベクトル制御を行う電動機制御装置を構成することとしてもよい。
【００２５】
この第５の発明等によれば、制動時において、制御対象のｎ軸のうちの進行方向最後方の軸が監視軸とされ、それ以外の軸の何れかの軸が基準軸とされる。そして、基準軸と監視軸それぞれの回転速度の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令が生成されて、トルク成分電流指令から連れ回り防止引き下げ指令分の指令値が引き下げられてベクトル制御が行われる。
【００２６】
制動時には車両内及び台車内において軸重移動が生じる。制動時の軸重移動によれば電動車車両内或いは台車内の制御対象のｎ軸のうち、進行方向最後方の軸重が他の軸に比べて最も少なくなる。従って、トルク成分電流が略同一である電動機間において、制動時には進行方向最後方の軸が最も滑走し易い状況にあると言える。そこで、滑走の可能性が最も高い進行方向最後方の軸を監視軸とし、残余の軸の何れかの軸を基準軸として、監視軸と基準軸との回転速度の差を基に、連れ回り防止引き下げ指令を生成するのである。勿論、滑走が発生していない状況であれば、監視軸と基準軸との回転速度の差はほぼゼロであり、監視軸が滑走した状況では監視軸の回転速度が上昇するのに対して基準軸の回転速度が減少するためその差が大きくなる。この特性を利用して連れ回り防止引き下げ指令が生成されるのである。
【００２７】
第５の発明等によれば、滑走した軸はどの軸なのか、滑走していない軸はどの軸なのかといった、各軸の滑走是非を検出する必要がない。また、監視軸が滑走した場合には基準軸のトルク成分電流が増加して連れ回り（空転誘発）が発生する可能性があるが、その連れ回りを防止するために、基準軸と監視軸それぞれの回転速度の差から、連れ回り防止引き下げ指令を生成することができ、連れ回りが防止される。従って、簡単な制御によって、連れ回り（空転誘発）を抑制することができる画期的な制御方式を実現することができる。なお、軸の回転速度を角周波数としてもよいことは勿論であり、回転速度と角周波数とは同義に扱うことができる（技術的に均等である）。
【００２８】
また、第６の発明として、第４又は第５の発明の電動機制御方法であって、
前記監視軸の空転又は滑走の発生を検出し、該検出時の前記速度差に基づいて前記連れ回り防止引き下げ指令を生成する電動機制御方法を構成することとしてもよい。
【００２９】
この第６の発明によれば、監視軸の空転又は滑走の発生を検出した時の監視軸と基準軸それぞれの回転速度の差に基づいて連れ回り防止引き下げ指令が生成される。力行時であれば、軸重移動によって監視軸に比べて基準軸の軸重が大きくなるため、監視軸が空転した時のトルク成分電流の差に基づく制御を継続したとしても基準軸が空転する可能性が少ない。制動時も同様である。
【００３０】
また、第７の発明として、第１又は第４の発明の電動機制御方法であって、
前記基準軸をｎ軸のうちの進行方向最後方の軸とする電動機制御方法を構成することとしてもよい。
【００３１】
この第７の発明によれば、基準軸は進行方向最後方の軸とされる。力行時の軸重移動によれば電動車車両内或いは台車内の制御対象のｎ軸のうち、進行方向最後方の軸重が他の軸に比べて最も大きい軸であると言える。従って、軸重が最も少ない軸が監視軸とされ、軸重が最も大きい軸が基準軸とされる結果、空転時の監視軸と基準軸のトルク成分電流の差及び回転速度の差が明確に現れることとなり、制御の基準値の分解能が上がってより適確な制御を実現することが可能となる。
【００３２】
また、第８の発明として、第２又は第５の発明の電動機制御方法であって、
前記基準軸をｎ軸のうちの進行方向最前方の軸とする電動機制御方法を構成することとしてもよい。
【００３３】
この第８の発明によれば、基準軸は進行方向最前方の軸とされる。制動時の軸重移動によれば電動車車両内或いは台車内の制御対象のｎ軸のうち、進行方向最前方の軸重が他の軸に比べて最も大きい軸であると言える。従って、軸重が最も少ない軸が監視軸とされ、軸重が最も大きい軸が基準軸とされる結果、滑走時の監視軸と基準軸のトルク成分電流の差及び回転速度の差が明確に現れることとなり、制御の基準値の分解能が上がってより適確な制御を実現することが可能となる。
【００３４】
また、第９の発明として、第３又は第６の発明の電動機制御方法であって、
前記監視軸の再粘着を検出するまでの間、前記空転又は滑走の発生の前記検出からの経過時間に応じて前記連れ回り防止引き下げ指令を可変する電動機制御方法を構成することとしてもよい。
【００３５】
この第９の発明によれば、監視軸の再粘着が検出されるまでの間、空転又は滑走の発生の検出からの経過時間に応じて連れ回り防止引き下げ指令が可変されることとなる。従って、例えば、経過時間に応じて連れ回り防止引き下げ指令の指令値を増加させることにより、再粘着させ易くすることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、連れ回り（空転誘発・滑走誘発）を抑制するための画期的な制御方式を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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が、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
本実施形態では、動輪２軸の台車を２台車備える電動車の電動機制御装置に本発明を適用した場合の実施形態について説明する。また、台車内の２軸分の電動機を１台の制御装置で制御するいわゆる１Ｃ２Ｍとし、各電動機を誘導機としてベクトル制御により制御することとして説明する。また、数式における変数及び係数の添え字の数字は、軸の番号（１〜２）を示し、軸の番号は進行方向側より１，２とする。
【００３８】
［第１実施形態］
図１は、電車の主回路の回路ブロックのうち、第１実施形態に関わる構成を概略的に示した図であり、台車内の２軸の電動機と、その２軸の電動機を制御する電動機制御装置を中心に示した図である。
図１によれば、本実施形態に関わる電車の主回路としては、電動機制御装置１と、誘導機である電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２と、インバータ７０と、電流センサ８１，８２，８５と、速度センサ９１，９２とを備えて構成されている。
【００３９】
電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２は、インバータ７０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、本実施形態では３相誘導機でなる。速度センサ９１，９２は、それぞれ電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２の回転速度（角周波数）ωｒ_１,ωｒ_２を検出して出力する。電流センサ８５は、インバータ７０のＵ相及びＶ相の出力電流Ｉｕ，Ｉｖを検出し、電流センサ８１，８２は、それぞれ電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２のＵ相及びＶ相の流入電流Ｉｕ_１，Ｉｖ_１，Ｉｕ_２，Ｉｖ_２を検出して出力する。
【００４０】
インバータ７０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、ベクトル制御演算装置２０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ＩＭ＿１，ＩＭ＿２に給電する。
【００４１】
ベクトル制御演算装置２０を含む電動機制御装置１は、電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２をベクトル制御する。この電動機制御装置１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各種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７０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１は、ベクトル制御演算装置２０の他に、連れ回り防止引き下げ指令生成部１０と、再粘着制御装置３０と、加減算部５１，５３とを備えて構成されている。
【００４２】
再粘着制御装置３０は、公知の再粘着制御装置であり、ベクトル制御演算装置２０がインバータ角周波数ωを積算して算出している回転磁界位置θ（磁束位相）を用いて電流センサ８１，８２で検出された電動機流入電流のＵ相、Ｖ相の電流をｄ−ｑ軸座標に変換する座標変換部と、座標変換部により変換された電動機ＩＭ＿１と電動機ＩＭ＿２それぞれのトルク成分電流の差異に基づいて空転滑走を検知する空転滑走検知部と、空転滑走の検知に応じて、ベクトル制御演算装置２０に入力されるトルク成分電流指令値Ｉｑ＊を引き下げて再粘着させる引き下げ指令Ｉｑ_Ｓを生成する指令部とを有して構成される。この再粘着制御装置３０の構成は、例えば特開２００２−２８１６０６号公報に開示されている構成で実現可能である。
【００４３】
なお、再粘着制御装置３０の構成として、各電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２のトルク成分電流に基づいて空転滑走の検知及び引き下げ指令を生成するのではなく、速度センサ９１，９２により検出された各電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２の回転速度ωｒ_１,ωｒ_２を基準速度（目標速度）ωｍと比較し、基準速度ωｍを所定値（例えば時速０．２ｋｍ相当値）以上超えた場合に空転滑走が発生したと検知して、引き下げ指令Ｉｑ_Ｓを生成する構成としてもよい。
【００４４】
連れ回り防止引き下げ指令生成部１０は、座標変換部１１０と、加減算部１２１，１２３と、切替部１３０と、保持部１４０と、空転滑走検知部１５０と、再粘着検知部１６０と、Ｋ１設定部１７０と、乗算部１８０とを備えて構成される。
【００４５】
ここで、本実施形態の原理の理解のために連れ回り防止引き下げ指令生成部１０の概略的な動作を説明する。先ず、力行時には、制御対象２軸のうち、進行方向最後方の第２軸の電動機ＩＭ＿２のトルク成分電流から、進行方向最前方の第１軸の電動機ＩＭ＿１のトルク成分電流を減算した電流差ΔＩｑ_ｒを用いた制御を行う。具体的には、空転滑走（より正確には力行時であるため空転）の発生を検知した場合に、その検知時の電流差ΔＩｑ_ｒを保持し、これに所定の係数Ｋ１を乗じた値を連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒとして、トルク成分電流指令値Ｉｑ＊からの引き下げ指令とする。
【００４６】
力行時には車両内及び台車内において軸重移動が生じる。力行時の軸重移動によれば電動車車両内或いは台車内の制御対象のｎ軸のうち、進行方向最前方の軸重が他の軸に比べて最も少なくなる。本実施形態では、台車内の２軸が制御対象であるため、前方側の第１軸の軸重が、後方側の第２軸に比べて少なくなる。粘着走行時には電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２のトルク成分電流は略同一であるため、力行時においては進行方向最前方の軸である第１軸が最も空転し易い状況にあると言える。そこで、空転の可能性が高い第１軸を監視軸とし、後方側の第２軸を基準軸として、基準軸のトルク成分電流から監視軸のトルク成分電流を減算して電流差を求めるのである。監視軸よりも基準軸の軸重が大きいため、電流差は必ず正の値となる。勿論、空転滑走が発生していない状況であれば、監視軸と基準軸とのトルク成分電流の電流差は略同一であるため、電流差は無い状態にある。そして、空転滑走が検知された際の電流差を用いて、連れ回り防止引き下げ指令を生成する。この結果、第１軸が空転滑走した場合に、第１軸と第２軸とのトルク成分電流の配分がアンバランスとなって第２軸の空転滑走が誘発される現象を抑制する作用が働く。
【００４７】
制動時には、力行時と逆の動作となる。すなわち、制動時には、制御対象２軸のうち、進行方向最前方の第１軸の電動機ＩＭ＿１のトルク成分電流から、進行方向最後方の第２軸の電動機ＩＭ＿１のトルク成分電流を減算した電流差ΔＩｑ_ｓを用いた制御を行う。具体的には、空転滑走（より正確には制動時であるため滑走）の発生を検知した場合に、その検知時の電流差ΔＩｑ_ｓを保持し、これに所定の係数Ｋ１を乗じた値を連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒとして、トルク成分電流指令値Ｉｑ＊からの引き下げ指令とする。制動時の軸重移動は電動車車両内或いは台車内の制御対象のｎ軸のうち、進行方向最後方の軸重が他の軸に比べて最も少なくなるからである。
【００４８】
連れ回り防止引き下げ指令生成部１０の各構成部の動作について説明する。座標変換部１１０は、ベクトル制御演算装置２０がインバータ角周波数ωを積算して算出している回転磁界位置θ（磁束位相）を用いて電流センサ８１，８２によって検出されている電動機流入電流のＵ相、Ｖ相の電流をｄ−ｑ軸座標に変換し、変換したトルク成分電流を随時出力する座標変換部であり、電動機ＩＭ＿１のＵ相電流Ｉｕ_１、Ｖ相電流Ｉｖ_１からトルク成分電流Ｉｑ_１を算出して出力する。また、電動機ＩＭ＿２のＵ相電流Ｉｕ_２、Ｖ相電流Ｉｖ_２からトルク成分電流Ｉｑ_２を算出して出力する。このｄ−ｑ軸座標への変換は公知であるため、詳細な説明は省略する。
【００４９】
加減算部１２１は、座標変換部１１０から出力されるトルク成分電流Ｉｑ_２からトルク成分電流Ｉｑ_１を減算してトルク成分電流Ｉｑ_２とトルク成分電流Ｉｑ_１との電流差ΔＩｑ_ｒを算出して出力する。加減算部１２３は、座標変換部１１０から出力されるトルク成分電流Ｉｑ_１からトルク成分電流Ｉｑ_２を減算してトルク成分電流Ｉｑ_１とトルク成分電流Ｉｑ_２との電流差ΔＩｑ_ｓを算出して出力する。
【００５０】
切替部１３０は、連れ回り防止引き下げ指令生成Ｉｑ_Ｒの生成に用いる電流差を、加減算部１２１で算出された電流差ΔＩｑ_ｒとするか、加減算部１２３で算出された電流差ΔＩｑ_ｓとするかを切り替える切替器である。具体的には、運転台等の制御指令であるノッチ指令及び制動指令を入力して、現在の駆動状態が力行状態であるか制動状態であるか、或いはそれ以外（例えば惰行状態）であるかを判別して、力行状態である場合には加減算部１２１で算出された電流差ΔＩｑ_ｒを出力する電流差ΔＩｑとして切り替え、制動状態である場合には加減算部１２３で算出された電流差ΔＩｑ_ｓを出力する電流差ΔＩｑとして切り替える。
【００５１】
保持部１４０は、空転滑走検知部１５０から空転滑走の検知信号ＳＫが入力される度に、その入力された時点で切替部１３０から入力されている電流差ΔＩｑを保持し直し、保持している電流差ΔＩｑを出力する。
【００５２】
空転滑走検知部１５０は、速度センサ９１，９２により検出された各電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２の回転速度ωｒ_１,ωｒ_２を基準速度（目標速度）ωｍと比較する。そして、基準速度ωｍを所定値（例えば時速０．２ｋｍ相当値）以上超えたことをもって空転滑走が発生したと検知し、検知信号ＳＫを出力する。基準速度ωｍは電車の進行速度であり、例えば運転台から得られる速度信号や、Ｔ車の従軸の周速度から得ることとしてもよいし、車両内の各軸の周速度のうち、力行時であれば最小値、制動時であれば最大値等として決定してもよい。
【００５３】
再粘着検知部１６０は、速度センサ９１，９２により検出された各電動機ＩＭ＿１，ＩＭ＿２の回転速度ωｒ_１,ωｒ_２を基準速度（目標速度）ωｍと比較する。そして、空転滑走検知部１５０から検知信号ＳＫを入力して後、基準速度ωｍから所定値（例えば時速０．１ｋｍ相当値）上回る閾値以下にまで回転速度が低下したことをもって再粘着したと検知し、検知信号ＳＳを出力する。
【００５４】
Ｋ１設定部１７０は、保持部１４０で保持されている電流差ΔＩｑに乗じて連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒを生成するための係数Ｋ１を設定する。具体的には、空転滑走検知部１５０から検知信号ＳＫが入力された後であって、再粘着検知部１６０から検知信号ＳＳが入力される前の期間に係数Ｋ１を所定値に設定し、当該期間以外は係数Ｋ１に“０”を設定する。空転滑走が生じていなければ、そもそも連れ回りが発生し得ないため、係数Ｋ１を“０”として、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒを無くすためである。
【００５５】
空転滑走検知部１５０から検知信号ＳＫが入力された後は、検知信号ＳＫが入力された時点からの経過時間に応じて設定値を変化させる。図２に、経過時間に対する係数Ｋ１の設定値の一例を示す。図２によれば、空転滑走が発生して後、経過時間Ｔ１が経過するまでは係数Ｋ１を値Ｙａ（＞０）とし、経過時間Ｔ１経過後は値Ｙｂ（＞Ｙａ）とし、更に経過時間Ｔ２経過後は値Ｙｃ（＞Ｙｂ）とする。空転滑走が発生している状態では、各電動機の負荷がアンバランスになるため、トルク成分電流が大きく変動し得る。特に空転滑走が発生した時点からの初期の段階においては、経過時間に応じて変動量が大きくなることが顕著である。この初期段階の時点でトルク指令Ｉｑ＊を適切に引き下げることができれば、連れ回りを効果的に抑えることができる。そこで、空転滑走発生時点からの経過時間に応じて係数Ｋ１を増加させることにより、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊の指令値を大きくし、トルク引き下げ指令Ｉｑ＊を引き下げるよう作用させる。
【００５６】
乗算部１８０は、保持部１４０で保持されている電流差ΔＩｑにＫ１設定部１７０で設定された係数Ｋ１を乗ずることにより連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を生成する。
【００５７】
そして、加減算部５１が、トルク指令Ｉｑ＊から、連れ回り防止引き下げ指令生成部１０で生成された連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊による指令値分を減算し、更に加減算部５３が、再粘着制御装置３０で生成された引き下げ指令Ｉｑ＿Ｓ＊による指令値分を減算した指令がベクトル制御演算装置２０に入力される。
【００５８】
次に、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊による作用効果について行った力行時の空転に対するシミュレーション結果について説明する。
図３、図４は、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を用いたトルク指令Ｉｑ＊の引き下げを行う前後の各軸速度、各軸電流、各軸トルクの様子を示す図である。図３、図４ともに、（ａ）が各軸速度を、（ｂ）が各軸電流を、（ｃ）が各軸トルクを示しており、何れも“２秒”時点で第１軸が空転開始し、“６秒”時点から連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊によるトルク指令Ｉｑ＊の引き下げを行った。また、図３が係数Ｋ１＝０．２５として連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を生成した場合の図であり、図４が係数Ｋ１＝０．５として連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を生成した場合の図である。なお、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊による作用効果を明らかにするために、再粘着制御装置３０によるトルク指令の引き下げを行っていない。また、軸重移動の要素は考慮せずにシミュレーションを行った。
【００５９】
図３（ａ）、図４（ａ）から分かる通り、第１軸が空転開始した“２秒”以降も第２軸は粘着走行している状態にある。“６秒”時点から第１軸の回転速度が第２軸と同等の速度に低下しているのは、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊によるトルク指令Ｉｑ＊の引き下げによって、第１軸を再粘着させる作用が生じたためである。
【００６０】
図３（ｂ）（ｃ）と、図４（ｂ）（ｃ）とをそれぞれ比較すると、“６秒”時点からの連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊によるトルク指令Ｉｑ＊の引き下げによって、第２軸のトルク成分電流及びトルクが低下していることが分かる。この低下速度は係数Ｋ１＝０．２５よりも係数Ｋ１＝０．５の方が速く、また低下量も係数Ｋ１＝０．２５よりも係数Ｋ１＝０．５の方が大きい。この結果、係数Ｋ１を大きくすることにより、連れ回りを一層確実に防止できると言える。しかし、図４（ｃ）の係数Ｋ１＝０．５としたシミュレーション結果では、粘着走行している第２軸のトルクが、第１軸が空転開始した“２秒”より前の値よりも低下しており、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊によるトルク指令Ｉｑ＊の引き下げがいわば効き過ぎの状態にあるとも考えられる。
【００６１】
但し、図３，図４の結果はシミュレーション結果の一例である。現実の制御に係数Ｋ１を適用する場合には、図３，図４に示されるような本実施形態の連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊による作用効果を参酌して、車両や台車の型式等に応じた適当な値に設計することとなる。
【００６２】
またここで、係数Ｋ１について簡単に説明する。係数Ｋ１は、各軸のトルク成分電流の差Ｉｑ_２−Ｉｑ_１に相当する。従って、以下の数式が近似的に成り立つ。
Ｉｑ＊−Ｋ１・ΔＩｑ＝Ｉｑ＊−０．５・ΔＩｑ
ここで、ΔＩｑは第１軸と第２軸のトルク成分電流の差である。トルク成分電流の差に「０．５」を乗じているのは、「０．５」の時に、トルク成分電流の引き下げ量がトルク成分電流差の１／２（粘着軸のトルク成分電流の増加分）に相当するためである。
【００６３】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、電流差ΔＩｑの代わりに、速度差Δωを用いて連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を生成する点で第１実施形態と異なる。以下説明において、第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、速度センサ９１，９２による検出結果を回転速度ωｒ_１，ωｒ_２として説明するが、回転子角周波数としてもよいことは勿論であり、回転速度と回転子角周波数とは同義に扱うことができる（技術的に均等である）。その場合には、以下の説明において「回転速度」を「回転子角周波数」とし、「速度差Δω」を「角周波数差Δω」と変更すればよい。
【００６４】
図５に第２実施形態にかかる主回路構成を示す。構成的には第２実施形態の電動機制御装置２は、座標変換部１１０を具備せず、加減算部１２１，１２３の代わりに加減算部１２２，１２４を、切替部１３０の代わりに切替部１３１を、保持部１４０の代わりに保持部１４１を、Ｋ１設定部１７０の代わりにＫ２設定部１７１を備えた点で、第１実施形態の電動機制御装置１と異なる。
【００６５】
加減算部１２２は、速度センサ９２によって検出された第２軸の電動機ＩＭ＿２の回転速度ωｒ_２から速度センサ９１によって検出された第１軸の電動機ＩＭ＿１の回転速度ωｒ_１を減算して速度差Δω_ｒを算出して出力する。加減算部１２４は、速度センサ９１によって検出された第１軸の電動機ＩＭ＿１の回転速度ωｒ_１から速度センサ９２によって検出された第２軸の電動機ＩＭ＿２の回転速度ωｒ_２を減算して速度差Δω_Ｓを算出して出力する。
【００６６】
切替部１３１は、ノッチ指令及び制動指令を入力して、現在の駆動状態が力行状態であるか制動状態であるか、或いはそれ以外（例えば惰行状態）であるかを判別して、力行状態である場合には加減算部１２２で算出された速度差Δω_ｒを出力する速度差Δωとして切り替え、制動状態である場合には加減算部１２４で算出された速度差Δω_ｓを出力する速度差Δωとして切り替える。
【００６７】
すなわち、力行時においては、空転の可能性が高い第１軸を監視軸とし、後方側の第２軸を基準軸として、基準軸の回転速度から監視軸の回転速度を減算した速度差を用いて、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を生成する。制動時においては、滑走の可能性が高い第２軸を監視軸とし、前方側の第１軸を基準軸として、基準軸の回転速度から監視軸の回転速度を減算した速度差を用いて、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を生成する。
【００６８】
保持部１４１は、保持部１４０と同様、空転滑走検知部１５０からの検知信号ＳＫを入力する度に、その入力された時点で切替部１３１から入力されている速度差Δωを保持し直し、保持している速度差Δωを出力する。
【００６９】
Ｋ２設定部１７１は、Ｋ１設定部１７０と同様、保持部１４１で保持されている電流差ΔＩｑに乗じて連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒを生成するための係数Ｋ２を設定する。但し、空転滑走検知部１５０から検知信号ＳＫが入力された後であって、再粘着検知部１６０から検知信号ＳＳが入力される前の期間に係数Ｋ２を所定値に設定し、当該期間以外は係数Ｋ２に“０”を設定する。空転滑走が生じていなければ、そもそも連れ回りが発生し得ないため、係数Ｋ２を“０”として、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒを無くすためである。係数Ｋ２の設定の一例を図６に示す。
【００７０】
第２実施形態に係る構成について、第１実施形態と同様、力行時の空転に対するシミュレーションを行った。以下その結果について説明する。
図７、図８は、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を用いたトルク指令Ｉｑ＊の引き下げを行う前後の各軸速度、各軸電流、各軸トルクの様子を示す図である。図７、図８ともに、（ａ）が各軸速度を、（ｂ）が各軸電流を、（ｃ）が各軸トルクを示しており、何れも“２秒”時点で第１軸が空転開始した。また、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図８（ａ）については、“６秒”時点から連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊によるトルク指令Ｉｑ＊の引き下げを行った結果を示しており、図８（ｂ）、（ｃ）については“４秒”時点から連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊によるトルク指令Ｉｑ＊の引き下げを行った結果を示している。また、図７が係数Ｋ２＝２５として連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を生成した場合の図であり、図８が係数Ｋ２＝５０として連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊を生成した場合の図である。なお、再粘着制御装置３０によるトルク指令の引き下げを行っておらず、軸重移動の要素は考慮せずにシミュレーションを行った。
【００７１】
図７（ａ）、図８（ａ）から分かる通り、第１軸の空転開始以降も第２軸は粘着走行している状態にある。連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊によるトルク指令Ｉｑ＊の引き下げ後は、その引き下げによって第１軸の回転速度が第２軸と同等の速度に低下している。
【００７２】
図７（ｂ）（ｃ）と、図８（ｂ）（ｃ）とをそれぞれ比較すると、連れ回り防止引き下げ指令Ｉｑ_Ｒ＊によるトルク指令Ｉｑ＊の引き下げによって、第２軸のトルク成分電流及びトルクが低下していることが分かる。この低下速度は係数Ｋ２＝２５よりも係数Ｋ２＝５０の方が速く、また低下量も係数Ｋ２＝２５よりも係数Ｋ２＝５０の方が大きい。この結果、係数Ｋ２を大きくすることにより、連れ回りを一層確実に防止できると言える。
【００７３】
ここで、係数Ｋ２について簡単に説明する。係数Ｋ２は、単位速度当たりの粘着軸のトルク成分電流増加量に相当する。トルク成分電流増加量は、力行時であれば、電動機流入電流から求まる実際のトルク成分電流Ｉｑからトルク成分電流目標値（指令値相当）Ｉｑｒｅｆを減算することで算出される。従って、以下の数式が近似的に成り立つ。
Ｉｑ＊−Ｋ２・Δω＝Ｉｑ＊−（Ｉｑｒｅｆ_２／ωＳ_２）・ΔωＳ
ここで、Ｉｑｒｅｆ_２は力行時における粘着軸である第２軸のトルク成分電流目標値であり、ωＳ_２は第２軸のすべり周波数であり、ΔωＳは第１軸と第２軸のすべり周波数の差である。
【００７４】
［変形例］
以上、２つの実施形態について説明したが、本発明が適用可能な形態は上述した実施形態に限られるものではない。例えば、１車両分の２台車の各軸を制御する１Ｃ４Ｍ制御に適用してもよい。
【００７５】
この場合、力行時においては、進行方向最前方の第１軸を監視軸、第２軸〜第４軸の何れかの軸を基準軸とし、制動時においては、進行方向最後方の第４軸を監視軸、第１軸〜第３軸の何れかの軸を基準軸として上述した実施形態と同様の制御を行うと良い。軸重移動により、力行時であれば第１軸〜第４軸のうちの進行方向最前方の第１軸の軸重が他の軸に比べて最小になり、制動時であれば進行方向最後方の第４軸の軸重が他の軸に比べて最小になるからである。但し、力行時であれば第４軸の軸重が他の軸に比べて最大となり、制動時であれば第１軸の軸重が他の軸に比べて最大となるため、これらの軸を基準軸とするとより好適である。尚、複数電動機を一括して制御する方式であれば、３台車以上の台車を備える車両に対して本実施形態を適用することとしてもよい。
【００７６】
また、上述した実施形態では、連れ回り防止引き下げ指令生成部１０，１１に、空転滑走検知部１５０及び再粘着検知部１６０を具備する構成として説明したが、同様の回路部を再粘着制御装置３０が有しているため、再粘着制御装置３０から空転滑走の検知信号ＳＫと、再粘着の検知信号ＳＳとを入力して利用する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１実施形態における電車の主回路の回路ブロック図。
【図２】係数Ｋ１の設定値の一例を示す図。
【図３】第１実施形態に係るシミュレーション結果を示す図。
【図４】第１実施形態に係るシミュレーション結果を示す図。
【図５】第２実施形態における電車の主回路の回路ブロック図。
【図６】係数Ｋ２の設定値の一例を示す図。
【図７】第２実施形態に係るシミュレーション結果を示す図。
【図８】第２実施形態に係るシミュレーション結果を示す図。
【符号の説明】
【００７８】
１，２        電動機制御装置
１０，１１      連れ回り防止引き下げ指令生成部
１１０          座標変換部
１２１，１２３  加減算部
１３０，１３１  切替部
１４０，１４１  保持部
１５０          空転滑走検知部
１６０          再粘着検知部
１７０          Ｋ１設定部
１７１          Ｋ２設定部
２０            ベクトル制御演算装置
７０            インバータ
ＩＭ＿１，２    電動機
【図１】
0004903740.tif 000002
【図２】
0004903740.tif 000003
【図３】
0004903740.tif 000004
【図４】
0004903740.tif 000005
【図５】
0004903740.tif 000006
【図６】
0004903740.tif 000007
【図７】
0004903740.tif 000008
【図８】
0004903740.tif 000009