車両制御装置
【課題】ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪を駆動する誘導電動機が複数個接続された車両制御装置において、並列に複数個接続された各誘導電動機に流れる電流アンバランスによる特定電動機の過電流状態を抑制する。
【解決手段】各誘導電動機に流れる電流を用いて、電流アンバランスよる特定電動機の過電流を抑制する如くトルク制御の補正を行う。車輪を駆動する誘導電動機が複数個接続された車両制御装置において、複数個接続された各誘導電動機に流れる電流を検出する検出装置を備え、制御回路に接続し、検出した電流に応じてトルク指令を補正し、特定の誘導電動機の過電流を防ぐことを特徴とする。
【解決手段】各誘導電動機に流れる電流を用いて、電流アンバランスよる特定電動機の過電流を抑制する如くトルク制御の補正を行う。車輪を駆動する誘導電動機が複数個接続された車両制御装置において、複数個接続された各誘導電動機に流れる電流を検出する検出装置を備え、制御回路に接続し、検出した電流に応じてトルク指令を補正し、特定の誘導電動機の過電流を防ぐことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムタイヤを駆動する誘導電動機を複数個並列接続したものを、パルス幅制御により直流を交流に変換する車両制御装置に係わり、特にゴムタイヤの動荷重半径の差による特定誘導電動機の過電流を抑制する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４、図５は従来のゴムタイヤを駆動する車両制御装置の主回路構成および制御ブロック図の一例である。新交通システム向けの誘導電動機によるシステムにおいて、誘導電動機が複数ある場合は誘導電動機毎に車両制御装置を設置することが一般的である。
以下に図４、図５により概略を説明する。
【０００３】
図４において、１は車両制御装置、２は１番目に接続された誘導電動機、３は２番目に接続された誘導電動機、４はｎ番目に接続された誘導電動機、８はＰＷＭ変換器を示す。図５において、１２はトルク指令演算器、１３は磁束指令演算器、１４は電流指令演算器、１５はベクトル制御演算器、１６はＰＷＭ変調演算器であり、これらにより制御回路１１が形成される。
【０００４】
ノッチ指令・応加重信号・速度情報を用いてトルク指令演算器１２によりトルク指令T*、磁束指令演算器により磁束指令φ*を生成、トルク指令T*及び磁束指令φ*を用いて電流指令演算器１４によりトルク分電流指令Iq*及び励磁電流分指令Id*を生成、トルク分電流指令Iq*及び励磁電流分指令Id*を用いてベクトル制御演算器１５により電圧指令V*を生成、電圧指令V*を用いてＰＷＭ変調演算器１６によりゲート出力Gを出力している。
【０００５】
ゲート出力GをＰＷＭ変換器８に入力し、誘導電動機２〜４を駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９２６０５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「車両技術」、日本鉄道車輌工業会社、２３６号、ｐ．４２〜５７
【非特許文献２】第３９回鉄道サイバネ・シンポジウム、論文番号５２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし図４に示すようなシステムでは誘導電動機の個数が増えるたび、車両制御装置の個数が増えるため、重量・価格が増加する点がデメリットであった。そのために、車両制御装置を１個にし、誘導電動機を並列接続駆動させることで、前記デメリットを軽減できることになるが、各誘導電動機が駆動するゴムタイヤの動荷重半径の差により、各誘導電動機に流れる電流がアンバランスになり、特定の誘導電動機が過電流になるという課題がある。
【０００９】
鉄車輪の場合は車輪径の修正は比較的容易であるが、ゴムタイヤの場合はタイヤを削ることは困難であり、動荷重半径の要因である車輪径の修正は容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は並列接続された各誘導電動機に流れる電流を検出器する検出器を備え、制御回路に接続し、検出した電流に応じてトルク指令を補正し、特定の誘導電動機の過電流を防ぐことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪を駆動する誘導電動機が複数個接続された車両制御装置において、
複数個接続された各誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出器を備え、
実効値演算器は、前記電流検出器で検出した電流の実効値を出力し、
制限電流指令演算器は制限電流指令IL*を出力し、
減算トルク指令演算器は、前記制限電流指令IL*と、トルク指令演算器より出力されるトルク指令T*と、電流指令演算器より出力されると励磁電流指令Id*から、減算トルク指令TL*を出力し、
加算器は前記減算トルク指令TL*と前記トルク指令T*を加算することによりトルク指令T**を出力し、
前記トルク指令T**を前記電流指令演算器に入力することで制限電流指令IL*を超えないように過電流制御を実施することを特徴とする車両制御装置。
【００１２】
請求項２の発明によれば、ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪の車輪径管理のために減算トルク指令演算器よりトルク指令補正制御動作中であることをモニタ装置に出力することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、特定のゴムタイヤの動荷重半径が大きく変わった場合でも、その特定のゴムタイヤを駆動する誘導電動機に流れる電流が過電流にならない効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係るシステム図である。（実施例１）
【図２】本発明の実施例１に係る制御ブロック図である。（実施例１）
【図３】本発明の実施例２に係る制御ブロック図である。（実施例２）
【図４】従来の技術による実施例に係るシステム図である。
【図５】従来の技術による実施例に係る制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の実施例１に関わるシステム図、図２は本発明の実施例１に関わる制御ブロック図であって、１〜４、８、１１〜１６は図４、図５と同様である。
【００１７】
図１において、ＰＷＭ変換器８は、誘導電動機２〜４を並列接続している。５〜７は電流検出器、２１は実効値演算器、２２は制限電流指令演算器、２３は減算トルク指令演算器、２４は加算器である。
【００１８】
電流検出器５〜７は誘導電動機２〜４に流れる各電流を検出する。実効値演算器２１は５〜７で検出した電流の実効値を出力する。制限電流指令演算器２２は実効値演算器２１で演算した各電流実効値から特定の電動機の過電流を防ぐための制限すべき電流指令IL*を出力する。減算トルク指令演算器２３は制限電流指令演算器２２で演算した制限電流指令IL*とノッチ指令・応加重信号・速度情報から求まるトルク指令T*及び励磁電流指令Id*から減算すべきトルク指令TL*を出力する。加算器２４は減算トルク指令演算器２３で出力した減算トルク指令TL*とトルク指令演算器１２で出力したトルク指令T*を加算しトルク指令T**を出力する。
【００１９】
一般的に誘導電動機実効値電流Irmsと励磁電流指令Id*及びトルク分電流指令Iq*の関係は式１で表され、トルク指令T*と励磁電流指令Id*及びトルク分電流指令Iq*の関係は式２で表される。トルク指令T*を式１と式２を用いて誘導電動機実効値電流Irmsと励磁電流指令Id*で表すと式３となる。
【００２０】
【数１】
【数２】
【数３】
【００２１】
式３に制限電流指令演算器２２で出力した制限電流指令IL*を代入すると式４によって減算トルク指令TL*が出力される。さらに元のトルク指令T*の差分を取ると式５となり、T**が出力される。
【００２２】
【数４】
【数５】
【００２３】
上式で求めたT**を電流指令演算器１４に入力することで制限電流指令IL*を超えないように制御を実施することができ、特定のゴムタイヤを駆動する誘導電動機に流れる電流が過電流にならないようにすることが可能となる。
【実施例２】
【００２４】
図３は本発明の実施例２に関わる制御ブロック図であって、システム図は図１を使用する。１１〜１６、２１〜２４は図２と同様である。３１はモニタ装置である。
【００２５】
減算トルク指令演算器２３が制御動作中であることをモニタ装置３１に出力し、モニタ装置で記録することにより本発明の供する制御を実施中もしくは実施済みであることを外部に知らせることができる
【００２６】
モニタ装置に出力された情報を車輪径の管理に用いることができ、大いに役立つ。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
ゴムタイヤを駆動する誘導電動機を複数一括制御する車両制御装置において、電流を適正な物とし、特定の電動機の過電流を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００２８】
１ 車両制御装置
２ 誘導電動機
３ 誘導電動機
４ 誘導電動機
５ 電流検出器
６ 電流検出器
７ 電流検出器
８ ＰＷＭ変換器
１１ 制御回路
１２ トルク指令演算器
１３ 磁束指令演算器
１４ 電流指令演算器
１５ ベクトル制御演算器
１６ ＰＷＭ変調演算器
２１ 実効値演算器
２２ 制限電流指令演算器
２３ 減算トルク指令演算器
２４ 加算器
３１ モニタ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムタイヤを駆動する誘導電動機を複数個並列接続したものを、パルス幅制御により直流を交流に変換する車両制御装置に係わり、特にゴムタイヤの動荷重半径の差による特定誘導電動機の過電流を抑制する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４、図５は従来のゴムタイヤを駆動する車両制御装置の主回路構成および制御ブロック図の一例である。新交通システム向けの誘導電動機によるシステムにおいて、誘導電動機が複数ある場合は誘導電動機毎に車両制御装置を設置することが一般的である。
以下に図４、図５により概略を説明する。
【０００３】
図４において、１は車両制御装置、２は１番目に接続された誘導電動機、３は２番目に接続された誘導電動機、４はｎ番目に接続された誘導電動機、８はＰＷＭ変換器を示す。図５において、１２はトルク指令演算器、１３は磁束指令演算器、１４は電流指令演算器、１５はベクトル制御演算器、１６はＰＷＭ変調演算器であり、これらにより制御回路１１が形成される。
【０００４】
ノッチ指令・応加重信号・速度情報を用いてトルク指令演算器１２によりトルク指令T*、磁束指令演算器により磁束指令φ*を生成、トルク指令T*及び磁束指令φ*を用いて電流指令演算器１４によりトルク分電流指令Iq*及び励磁電流分指令Id*を生成、トルク分電流指令Iq*及び励磁電流分指令Id*を用いてベクトル制御演算器１５により電圧指令V*を生成、電圧指令V*を用いてＰＷＭ変調演算器１６によりゲート出力Gを出力している。
【０００５】
ゲート出力GをＰＷＭ変換器８に入力し、誘導電動機２〜４を駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９２６０５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「車両技術」、日本鉄道車輌工業会社、２３６号、ｐ．４２〜５７
【非特許文献２】第３９回鉄道サイバネ・シンポジウム、論文番号５２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし図４に示すようなシステムでは誘導電動機の個数が増えるたび、車両制御装置の個数が増えるため、重量・価格が増加する点がデメリットであった。そのために、車両制御装置を１個にし、誘導電動機を並列接続駆動させることで、前記デメリットを軽減できることになるが、各誘導電動機が駆動するゴムタイヤの動荷重半径の差により、各誘導電動機に流れる電流がアンバランスになり、特定の誘導電動機が過電流になるという課題がある。
【０００９】
鉄車輪の場合は車輪径の修正は比較的容易であるが、ゴムタイヤの場合はタイヤを削ることは困難であり、動荷重半径の要因である車輪径の修正は容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は並列接続された各誘導電動機に流れる電流を検出器する検出器を備え、制御回路に接続し、検出した電流に応じてトルク指令を補正し、特定の誘導電動機の過電流を防ぐことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪を駆動する誘導電動機が複数個接続された車両制御装置において、
複数個接続された各誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出器を備え、
実効値演算器は、前記電流検出器で検出した電流の実効値を出力し、
制限電流指令演算器は制限電流指令IL*を出力し、
減算トルク指令演算器は、前記制限電流指令IL*と、トルク指令演算器より出力されるトルク指令T*と、電流指令演算器より出力されると励磁電流指令Id*から、減算トルク指令TL*を出力し、
加算器は前記減算トルク指令TL*と前記トルク指令T*を加算することによりトルク指令T**を出力し、
前記トルク指令T**を前記電流指令演算器に入力することで制限電流指令IL*を超えないように過電流制御を実施することを特徴とする車両制御装置。
【００１２】
請求項２の発明によれば、ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪の車輪径管理のために減算トルク指令演算器よりトルク指令補正制御動作中であることをモニタ装置に出力することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、特定のゴムタイヤの動荷重半径が大きく変わった場合でも、その特定のゴムタイヤを駆動する誘導電動機に流れる電流が過電流にならない効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係るシステム図である。（実施例１）
【図２】本発明の実施例１に係る制御ブロック図である。（実施例１）
【図３】本発明の実施例２に係る制御ブロック図である。（実施例２）
【図４】従来の技術による実施例に係るシステム図である。
【図５】従来の技術による実施例に係る制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の実施例１に関わるシステム図、図２は本発明の実施例１に関わる制御ブロック図であって、１〜４、８、１１〜１６は図４、図５と同様である。
【００１７】
図１において、ＰＷＭ変換器８は、誘導電動機２〜４を並列接続している。５〜７は電流検出器、２１は実効値演算器、２２は制限電流指令演算器、２３は減算トルク指令演算器、２４は加算器である。
【００１８】
電流検出器５〜７は誘導電動機２〜４に流れる各電流を検出する。実効値演算器２１は５〜７で検出した電流の実効値を出力する。制限電流指令演算器２２は実効値演算器２１で演算した各電流実効値から特定の電動機の過電流を防ぐための制限すべき電流指令IL*を出力する。減算トルク指令演算器２３は制限電流指令演算器２２で演算した制限電流指令IL*とノッチ指令・応加重信号・速度情報から求まるトルク指令T*及び励磁電流指令Id*から減算すべきトルク指令TL*を出力する。加算器２４は減算トルク指令演算器２３で出力した減算トルク指令TL*とトルク指令演算器１２で出力したトルク指令T*を加算しトルク指令T**を出力する。
【００１９】
一般的に誘導電動機実効値電流Irmsと励磁電流指令Id*及びトルク分電流指令Iq*の関係は式１で表され、トルク指令T*と励磁電流指令Id*及びトルク分電流指令Iq*の関係は式２で表される。トルク指令T*を式１と式２を用いて誘導電動機実効値電流Irmsと励磁電流指令Id*で表すと式３となる。
【００２０】
【数１】
【数２】
【数３】
【００２１】
式３に制限電流指令演算器２２で出力した制限電流指令IL*を代入すると式４によって減算トルク指令TL*が出力される。さらに元のトルク指令T*の差分を取ると式５となり、T**が出力される。
【００２２】
【数４】
【数５】
【００２３】
上式で求めたT**を電流指令演算器１４に入力することで制限電流指令IL*を超えないように制御を実施することができ、特定のゴムタイヤを駆動する誘導電動機に流れる電流が過電流にならないようにすることが可能となる。
【実施例２】
【００２４】
図３は本発明の実施例２に関わる制御ブロック図であって、システム図は図１を使用する。１１〜１６、２１〜２４は図２と同様である。３１はモニタ装置である。
【００２５】
減算トルク指令演算器２３が制御動作中であることをモニタ装置３１に出力し、モニタ装置で記録することにより本発明の供する制御を実施中もしくは実施済みであることを外部に知らせることができる
【００２６】
モニタ装置に出力された情報を車輪径の管理に用いることができ、大いに役立つ。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
ゴムタイヤを駆動する誘導電動機を複数一括制御する車両制御装置において、電流を適正な物とし、特定の電動機の過電流を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００２８】
１ 車両制御装置
２ 誘導電動機
３ 誘導電動機
４ 誘導電動機
５ 電流検出器
６ 電流検出器
７ 電流検出器
８ ＰＷＭ変換器
１１ 制御回路
１２ トルク指令演算器
１３ 磁束指令演算器
１４ 電流指令演算器
１５ ベクトル制御演算器
１６ ＰＷＭ変調演算器
２１ 実効値演算器
２２ 制限電流指令演算器
２３ 減算トルク指令演算器
２４ 加算器
３１ モニタ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪を駆動する誘導電動機が複数個接続された車両制御装置において、
複数個接続された各誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出器を備え、
実効値演算器は、前記電流検出器で検出した電流の実効値を出力し、
制限電流指令演算器は制限電流指令IL*を出力し、
減算トルク指令演算器は、前記制限電流指令IL*と、トルク指令演算器より出力されるトルク指令T*と、電流指令演算器より出力されると励磁電流指令Id*から、減算トルク指令TL*を出力し、
加算器は前記減算トルク指令TL*と前記トルク指令T*を加算することによりトルク指令T**を出力し、
前記トルク指令T**を前記電流指令演算器に入力することで制限電流指令IL*を超えないように過電流制御を実施することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪の車輪径管理のために減算トルク指令演算器よりトルク指令補正制御動作中であることをモニタ装置に出力することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項１】
ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪を駆動する誘導電動機が複数個接続された車両制御装置において、
複数個接続された各誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出器を備え、
実効値演算器は、前記電流検出器で検出した電流の実効値を出力し、
制限電流指令演算器は制限電流指令IL*を出力し、
減算トルク指令演算器は、前記制限電流指令IL*と、トルク指令演算器より出力されるトルク指令T*と、電流指令演算器より出力されると励磁電流指令Id*から、減算トルク指令TL*を出力し、
加算器は前記減算トルク指令TL*と前記トルク指令T*を加算することによりトルク指令T**を出力し、
前記トルク指令T**を前記電流指令演算器に入力することで制限電流指令IL*を超えないように過電流制御を実施することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
ゴムタイヤ等の低剛性体からなる車輪の車輪径管理のために減算トルク指令演算器よりトルク指令補正制御動作中であることをモニタ装置に出力することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２０３６７（Ｐ２０１２−１２０３６７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９２８８（Ｐ２０１０−２６９２８８）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００００３１１５）東洋電機製造株式会社 (380)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００００３１１５）東洋電機製造株式会社 (380)
【Ｆターム（参考）】
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