JP2004153894A

JP2004153894A - 位相偏差補償装置

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Publication number: JP2004153894A
Application number: JP2002314480A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kitano; 淳一北野; Shunsaku Koga; 俊作古賀
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Central Japan Railway Co
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Central Japan Railway Co
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】ＬＳＭ式車両の制御装置において、車両位置情報の入力元の機構が切り替えられた際に安定した走行特性が得られるようにする。
【解決手段】入力位相（車両位置情報）の入力元の機構が切替えられた際に、切替前に選択されていた位相信号（切替前位相）と切替後の位相信号（切替後位相）との間の位相偏差（切替時位相偏差△θ）を検出し、補償位相値の初期値として切替後位相に足す。その後は、切替後位相に足される補償位相値を初期値△θから時間の経過と共に減少させる。これにより、当該切替の際に電力変換器に入力される位相信号に急変が生じることは防止され、電力変換器が車両速度を急激に変化させるような出力電圧を推進コイルに出力することは防止される。そして、その結果、位相信号の入力元の機構の切替の際において安定した走行特性が得られることになる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両位置を示す位相信号を生成・出力する複数種類の位相信号生成手段を備えたリニアシンクロナスモータ式車両の制御装置に関し、特に、車両制御に使用する位相信号を一の位相信号生成手段より出力されたものから他の位相信号生成手段より出力されたものに切替えた際に、切替前に選択されていた位相信号と切替後の位相信号との間に発生する位相偏差を補償する位相偏差補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より知られているリニアシンクロナスモータ（以下「ＬＳＭ」と称す）式車両の制御装置の構成の例を図４（ａ），（ｂ）に示す。
この制御装置は、図４（ａ）に示すように、主として駆動制御部１、入力位相切替器２、位置検知装置３、交差誘導線４、模擬位相発生部６、変換器異常判定部１２、電力変換器７１、き電線７２、き電区分開閉装置７３、推進コイル装置７４とから構成されている。
【０００３】
まず、車両７５の両側に構成される推進コイル装置７４は、複数の推進コイルを有する一定長のコイルセクション７４Ａ１、７４Ｂ１、７４Ｃ１、・・・が、車両７５の進行方向に沿って左右両側に千鳥状に１／２の長さずつずらした状態で配置されて構成されている。各コイルセクションには、図４（ｂ）に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の各推進コイルを一組とする推進コイル群が車両進行方向に複数連なって配置されており、これらの推進コイル群に電力変換器７１から三相交流を供給することで、移動磁界を発生させる。
【０００４】
電力変換器７１は、Ａ系変換器７１Ａ、Ｂ系変換器７１Ｂ、Ｃ系変換器７１Ｃの三系統の変換器を有し、電力変換器７１から各コイルセクションへ電力を供給するためのき電線７２も、電力変換器７１が有する各変換器７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃに対応して３系統敷設されている。電力変換器７１と推進コイル装置７４とは、き電線７２及びき電区分開閉装置７３を介して電気的に接続されている。より詳細には、各変換器７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃが、Ａ系変換器７１Ａ、Ｂ系変換器７１Ｂ、Ｃ系変換器７１Ｃの順で各コイルセクション７４Ａ１、７４Ｂ１、７４Ｃ１、・・・の千鳥配置順に順次接続されている。そして、き電区分開閉装置７３を構成する複数のき電区分開閉器７３Ａ１、７３Ｂ１、７３Ｃ１、・・・を個々に開閉制御することにより、車両７５が走行している近傍３系のコイルセクションのみに電力を供給するようにしている。
【０００５】
例えば、車両７５が図４（ａ）に示す位置を右方向に走行しているときは、三つのき電区分開閉器７３Ｃ１、７３Ａ２及び７３Ｂ２を投入して、コイルセクション７４Ｃ１にはＣ系変換器７１Ｃから、コイルセクション７４Ａ２にはＡ系変換器７１Ａから、コイルセクション７４Ｂ２にはＢ系変換器７１Ｂから、それぞれ電力供給を行う。そして、車両７５がコイルセクション７４Ｂ２の区間に移ったときは、き電区分開閉器７３Ｃ２を投入してき電区分開閉器７３Ｃ１を開くことにより、コイルセクション７４Ｃ１への電力供給をやめ、コイルセクション７４Ｃ２への電力供給を開始する。
【０００６】
車両７５は、車両７５の両側に搭載された界磁コイル７５ａによって発生する磁界と、電力変換器７１から出力される三相の出力電圧（ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ）によって各コイルセクションの推進コイルに発生する磁界との相互作用により、推進力を得て駆動される。
【０００７】
ＬＳＭ式車両の駆動制御においては、車両７５に搭載された界磁コイル７５ａと同期をとって車両位置に応じた適切な電流を推進コイル装置７４に流すために、車両位置を検知してこれを電力変換器７１へ出力する。そのため、車両位置を常に正確に検知する必要がある。
【０００８】
車両位置は、一つの推進コイル群の長さ２．７ｍを電気角の一周期（３６０度）として定めてなる位相を当該車両位置として検知することにより得られる。
この制御装置では、位相信号（車両位置情報）を得るための機構（位相信号生成手段に対応）が三系統備えられており、入力位相切替器２にて当該車両位置情報の入力元の機構が適宜切替えられるよう構成されている。
【０００９】
位相信号を得るための三系統の機構には、位置検知位相θｐを出力する位置検知装置３を有する機構と、速度起電力位相θｅ（詳しくは、後述のθｅａ、θｅｂ、θｅｃ）を出力する速度起電力位相生成部２７（後述の図５参照）を有する機構と、模擬位相θｎを出力する模擬位相発生部６からなる機構と、がある。
【００１０】
このうち、位置検知装置３を有する機構では、軌道上の全線に渡って敷設された交差誘導線４に車両７５から信号（電波）を発信することにより交差誘導線４に生じる正弦波状の信号を位置検知装置３にて信号処理することで、位置検知位相θｐが生成・出力される。
【００１１】
また、速度起電力位相生成部２７を有する機構で速度起電力位相θｅが生成・出力される仕組みについては、図５に基づいて説明する。図５は、電力変換器７１を構成する三系統の変換器のうちＡ系変換器７１Ａの概略構成を示すブロック図である。
【００１２】
Ａ系変換器７１Ａでは、まず推進コイルを流れるコイル電流Ｉ（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を電流検出器２８により検出し、三相／ｄ−ｑ変換器２１によりｄｑ０回転座標系における電流Ｉｄ、Ｉｑ、Ｉ０に変換する。そして、電流制御部２４にて、この電流Ｉｄ、Ｉｑ、Ｉ０と駆動制御部１（後述）から出力された電流指令値Ｉ^＊との電流偏差に対し、一次のＰＩ制御により電圧指令演算値Ｖｄ、Ｖｑ、Ｖ０を算出して出力する。
【００１３】
一方、現在出力されている出力電圧ＶＡ（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）も三相／ｄ−ｑ変換器２２によりｄｑ０回転座標系における電圧Ｖｄ、Ｖｑ、Ｖ０に変換され、この電圧Ｖｄ、Ｖｑ、Ｖ０と、電流Ｉｄ、Ｉｑ、Ｉ０と、駆動制御部１から入力された車両角速度ωとに基づいて、速度起電力オブザーバ２５が、現代制御理論のオブザーバ理論により速度起電力推定値Ｚｄ、Ｚｑ、Ｚ０を演算して出力する。
【００１４】
この速度起電力推定値Ｚｄ、Ｚｑ、Ｚ０と、電流制御部２４から出力される電圧指令演算値Ｖｄ、Ｖｑ、Ｖ０とを加減算器２６にて加算することにより、ｄｑ軸電圧指令値Ｖ^＊ｄ、Ｖ^＊ｑ、Ｖ^＊０を得る。そして、このＶ^＊ｄ、Ｖ^＊ｑ、Ｖ^＊０をｄ−ｑ／三相変換器２３により三相交流座標系における電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換して、この電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを電圧指令値とし、インバータ２９を介して出力電圧ＶＡとして推進コイルへ出力する。
【００１５】
電流制御部２４では、駆動制御部１からの電流指令値Ｉ^＊（Ｉ^＊ｄ、Ｉ^＊ｑ）とコイル電流Ｉ（Ｉｄ、Ｉｑ）との電流偏差を算出し、算出した電流偏差の比例・積分演算が行われるが、推進コイル装置７４やき電線７２の抵抗値、インダクタンス値による電圧降下分も演算され、この電圧降下分を補償することにより、電圧指令演算値Ｖｄ、Ｖｑ、Ｖ０を得ている。尚、抵抗値やインダクタンス値は、各セクション固有の値であり、車両７５が走行するセクションが変わる毎に、これらの値も変化する。また、インダクタンス値による電圧降下分を算出するために車両角速度ωも入力される。
【００１６】
速度起電力位相生成部２７では、まず、速度起電力オブザーバ２５にて推定された速度起電力推定値Ｚｄ、Ｚｑに基づき、速度起電力位相補正量演算器２７ａにて、速度起電力位相補正量を演算する。そして、この速度起電力位相補正量と、現在駆動制御部１より出力されている位相基準θ^＊とが、加減算器２７ｂにて加算されることにより、Ａ系速度起電力位相θｅａが演算される。このＡ系速度起電力位相θｅａが、駆動制御部１の位相選択部１１（後述）へ入力される。
【００１７】
Ｂ系変換器７１Ｂ及びＣ系変換器７１Ｃについても、Ａ系変換器７１Ａと全く同様にして、Ｂ系変換器７１ＢからはＢ系速度起電力位相θｅｂが、Ｃ系変換器７１ＣからはＣ系速度起電力位相θｅｃがそれぞれ出力される。尚、Ｂ系変換器７１Ｂ及びＣ系変換器７１Ｃの構成については、上記のＡ系変換器７１Ａの構成（図５）と全く同じであるため、その説明を省略する。
【００１８】
また、一方、模擬位相発生部６からなる機構で模擬位相θｎが生成・出力される仕組みについては、図６に基づいて説明する。
模擬位相発生部６では、駆動制御部１から出力される電流指令値Ｉ^＊に基づいた演算により模擬位相θｎが生成・出力される。具体的には、図６に示すように、電流指令値Ｉ^＊に基づき、推力演算器８１にて推力Ｆを算出し、この推力Ｆと走行抵抗演算器８５から出力される走行抵抗Ｄとに基づき、加速度演算器８２にて加速度αを算出し、この加速度αに基づき、速度演算器８３にて速度ｖを算出し、この速度ｖに基づき、位相演算器８４にて模擬位相θｎを算出し出力する。
【００１９】
一方、駆動制御部１は、電力変換器７１が推進コイル装置７４へ所望の出力電圧を出力するために必要とする電流指令値Ｉ^＊、車両角速度ω、位相基準θ^＊を、電力変換器７１に出力するものである。
具体的には、ＰＩ制御系で構成された速度制御部１３において、速度指令値ｖ^＊と速度（車両速度）ｖとの速度偏差を比例・積分演算することにより電流指令値Ｉ^＊を演算し出力する。速度ｖは、位相同期制御部１４にて演算され、出力される。
【００２０】
位相同期制御部１４は、所定時間の周期（例えば５ｍｓｅｃ．）で、位置検知装置３から出力される位置検知位相θｐ、位相選択部１１により選択された速度起電力位相θｅ、模擬位相発生部６から出力される模擬位相θｎのいずれか一つを、入力位相切替器２を介して車両位置を示す位相信号として取り込み、ＰＩ制御による安定化処理を行う。
【００２１】
具体的には、上記のように取り込んだ位相信号と現在出力している位相基準θ^＊との位相偏差から補償演算を行い、車両速度ｖ及び車両角速度ωを演算する。そして、この車両角速度ωをさらに積分演算することにより、位相基準θ^＊が出力される。この位相基準θ^＊は、所定周期（例えば、２００μｓｅｃ．）に補間して電力変換器７１へ出力される。尚、位相同期制御部１４では、軌道上の車両位置も演算され、位相選択部１１へ出力される。
【００２２】
位相選択部１１は、電力変換器７１から入力されるＡ系速度起電力位相θｅａ、Ｂ系速度起電力位相θｅｂ、Ｃ系速度起電力位相θｅｃのうちいずれか一つを車両位置に応じた所定の選択条件により選択して入力位相切替器２へ出力する。Ａ系速度起電力位相θｅａ、Ｂ系速度起電力位相θｅｂ、Ｃ系速度起電力位相θｅｃは、上記のように、それぞれＡ系変換器７１Ａ、Ｂ系変換器７１Ｂ、Ｃ系変換器７１Ｃにて生成される。
【００２３】
また、変換器異常判定部１２では、電力変換器７１が有する各変換器７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃが正常であるか否かをこれらの変換器から入力する出力電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣに基づき判定し、いずれかの変換器が異常である場合は、その異常である変換器に対し停止処理を行うための停止信号を出力すると共に、その変換器が異常である旨の判定信号（異常報知信号）を位相選択部１１に出力する。そして、位相選択部１１では、変換器異常判定部１２からの判定信号に基づき、異常と判定された系の変換器にて生成された速度起電力位相を選択しないようにする。
【００２４】
また、入力位相切替器２は、位相同期制御部１４に入力される位相信号として、位置検知装置３にて生成された位置検知位相θｐ、位相選択部１１により選択された速度起電力位相θｅ、模擬位相発生部６から出力された模擬位相θｎのいずれか一つのみを選択するためのものである。
【００２５】
なお、この出願に係る発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【００２６】
【特許文献１】
特開２００１−２７５２０９号公報
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように構成されたＬＳＭ式車両の制御装置においては、上記にも示したとおり、車両７５の走行状態等に応じて、電力変換器７１に出力される位相信号（車両位置情報）の入力元の機構が入力位相切替器２にて適宜切り替えられる。
【００２８】
また、入力位相切替器２にて位相選択部１１から入力される速度起電力位相θｅが選択されているときには、車両位置に応じた所定の選択条件により、位相選択部１１から入力位相切替器２を介して電力変換器７１に出力される位相が、Ａ系変換器７１Ａから出力されるＡ系速度起電力位相θｅａ、Ｂ系変換器７１Ｂから出力されるＢ系速度起電力位相θｅｂ、Ｃ系変換器７１Ｃから出力されるＣ系速度起電力位相θｅｃ間で頻繁に（例えば、車両が約２２０ｍ走行する度に）切替えられる。
【００２９】
しかしながら、これらの機構から出力される位相は導出機構・過程が異なるものであるため、同期していない。
従って、従来においては、図７に示すように、入力する位相を上記のように切替える度に、切替える前に使用していた切替前位相（図７（ａ））と切替え後に使用する切替後位相（同図（ｂ））との間に位相偏差が生じてしまい（例えば、切替時点においては切替時位相偏差△θが生じる；同図（ｃ）参照）、車両７５の乗り心地が損なわれることになっていた。
【００３０】
具体的には、従来においては、上記のような切替時においても入力位相切替器２を介して入力される位相が位相同期制御部１４にて安定化処理された上で電力変換器７１に出力されてはいたが、位相同期制御部１４でなされるのはＰＩ制御による安定化処理に過ぎないため、上記のような切替時の位相偏差については、十分に解消されることのないまま電力変換器７１に出力されていた。
【００３１】
そして、このような位相偏差のある位相信号が電力変換器７１に入力されると、電力変換器７１側では、車両位置及び速度が急変したものと見なされ、当該変動を抑制するため、電流及び車両速度を急激に変化させる制御を行ってしまう。そして、その結果、車両７５の乗り心地が著しく損なわれることとなっていた。
【００３２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＬＳＭ式車両の制御装置において、車両位置情報の入力元の機構が切り替えられた際に安定した走行特性が得られるようにすることである。
【００３３】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題に鑑み、本発明の位相偏差補償装置は、地上側の軌道に沿って配置された推進コイルと、該推進コイルに対向するように車両側に配置された界磁コイルと、推進コイルに対する界磁コイルの相対的位置を電気角で表した位相信号を車両位置情報として生成・出力する複数種類の位相信号生成手段と、該複数種類の位相信号生成手段から出力される位相信号のうちのいずれか１つを選択する選択手段と、該選択手段にて選択された位相信号に基づき出力電圧を推進コイルに出力する電力変換手段とを有し、推進コイルと界磁コイルとの間の電磁力により車両を推進させるＬＳＭ式車両の制御装置において、選択手段により選択される位相信号を一の位相信号生成手段より出力された位相信号から他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた際に、切替前に選択されていた位相信号と切替後の位相信号との間に発生する位相偏差を補償する。
【００３４】
この位相偏差補償装置は、選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点以降、切替後の位相信号に補償位相値を足した上で電力変換手段側に出力する補償手段を備えている。
そして、この補償手段は、選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点においては、切替前に選択されていた位相信号と切替後の位相信号との間の位相差を補償位相値として切替後の位相信号に足す。尚、ここでいう「切替前に選択されていた位相信号と切替後の位相信号との間の位相差」とは、切替時点における上記切替後の位相信号の位相から切替時点における上記切替前の位相信号の位相を差し引くことで得られるもの（以下、単に「初期値△θ」とも称する）である。
【００３５】
従って、本発明によれば、電力変換手段に出力される位相信号（車両位置情報）の入力元の機構である位相信号生成手段が他のものに切替えられた際に、切替前に使用されていた位相信号の位相と切替後に使用される位相信号の位相との間に顕著な位相偏差があったとしても、当該切替時における位相偏差は解消される。
【００３６】
すなわち、当該切替時に電力変換手段に入力される位相信号に急変が生じることは防止されるため、当該切替時に電力変換手段が車両速度を急激に変化させるような出力電圧を推進コイルに出力することは防止される。そして、その結果、位相信号の入力元の機構の切替時に安定した走行特性が得られることになる。
【００３７】
本発明において、補償手段は、選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点の後は、切替後の位相信号に足す補償位相値を時間の経過と共に減少させるものであることが好ましい。
尚、ここでいう「補償位相値を時間の経過と共に減少させる」とは、補償位相値の絶対値が時間の経過と共に減少するよう、補償位相値を初期値△θから変化させることを意味する。つまり、上記の切替時点における補償位相値である初期値△θが正数である場合には、文字通り、補償位相値を初期値△θから時間の経過と共に減少させることを意味するが、初期値△θが負数である場合には、補償位相値を初期値△θから時間の経過と共に増加させる（つまり、０に近づく方向に変化させる）ことを意味する。
【００３８】
そして、この場合は、上記のように位相信号生成手段が他のものに切替えられた後、電力変換手段に出力される位相信号（車両位置情報）が、切替後の位相信号の位相に初期値△θを足したものから時間経過と共に徐々に当該切替後の位相信号の位相に近づいていくことになる。
【００３９】
従って、この場合は、位相信号生成手段が他のものに切替えられた後においても、例えば、電力変換手段に出力される位相を、切替後の位相信号の位相に初期値△θを足したものから急激に当該切替後の位相信号の位相そのものに変化させる場合等に比べ、電力変換手段が車両速度を急激に変化させるような出力電圧を推進コイルに出力することが好適に防止される。そして、その結果、位相信号の入力元の機構の切替後においても安定した走行特性が得られることになる。
【００４０】
尚、上記のように切替後の位相信号に足す補償位相値を時間の経過と共に減少させる態様が特定のものに限定されないのは言うまでもないが、例えば、選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点の後は、初期値△θを用いて、切替後の位相信号に足す補償位相値を所定時間経過後に０にまで減少させる変化率を求め、該変化率で補償位相値を０になるまで減少させていくよう構成したものであっても良い。
【００４１】
そして、この場合は、位相信号生成手段をどのように切替えた場合も、所定時間経過後には、切替後の位相信号そのものに基づいた出力電圧が電力変換手段から推進コイルに出力されるようにする制御が可能となる。
また、他の態様としては、選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点の後、切替後の位相信号に足す補償位相値を予め定められた変化率で０になるまで減少させていくよう構成したものであっても良い。
【００４２】
そして、この場合は、初期値△θがどのような値であっても、切替後の位相信号に足される補償位相値の変化率を同じとする制御が可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面と共に説明する。
図１は、本発明の位相偏差補償装置が適用されたＬＳＭ式車両の制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【００４４】
この制御装置は、図１に示すように、主として駆動制御部１’、入力位相切替器２、位置検知装置３、交差誘導線４、模擬位相発生部６、変換器異常判定部１２、電力変換器７１、き電線７２、き電区分開閉装置７３、推進コイル装置７４とから構成されている。
【００４５】
図４（ａ）に示した制御装置における駆動制御部１と本実施例の制御装置における駆動制御部１’との違いは、入力位相切替器２と位相同期制御部１４との間の箇所に位相補償部１６が設けられていることである。
尚、駆動制御部１’における他の構成要素である、位相選択部１１、速度制御部１３、位相同期制御部１４については、図４（ａ）中のものと同様の構成であるため、これらについては図４（ａ）中のものと同じ符号を付し、その説明を省略する。また、本実施例の制御装置における他の構成要素である、入力位相切替器２、位置検知装置３、交差誘導線４、模擬位相発生部６、変換器異常判定部１２、電力変換器７１、き電線７２、き電区分開閉装置７３、推進コイル装置７４についても、図４（ａ）中のものと同様の構成であるため、これらについては図４（ａ）中のものと同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
位相補償部１６は、入力位相切替器２を介して位相信号（車両位置情報）を入力して電力変換器７１側の位相同期制御部１４に出力するものであり、位相信号の入力元の機構が入力位相切替器２や位相選択部１１にて切替えられた際には、入力された切替後の位相信号に切替前の位相信号との位相偏差を補償する補償位相値を足した上で位相同期制御部１４に出力するよう構成されている。
【００４７】
以下、図２のフローチャート、図３のタイミングチャートを用いて、位相補償部１６が行う位相補償処理につき詳細に説明する。
位相補償部１６では、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）にて、位相信号の入力元の機構が切替えられたか否かを判断する。
【００４８】
具体的には、入力位相切替器２から入力される位相信号が、位置検知装置３にて生成された位置検知位相θｐ、位相選択部１１から出力された速度起電力位相θｅ、模擬位相発生部６から出力された模擬位相θｎ間で切替えられたか否かを、入力位相切替器２の動作或いは位相信号の変化量を検知することにより判断する。
【００４９】
また、入力位相切替器２にて位相選択部１１から入力される速度起電力位相θｅが選択されているときには、位相選択部１１から出力される位相信号が、Ａ系変換器７１Ａから出力されるＡ系速度起電力位相θｅａ、Ｂ系変換器７１Ｂから出力されるＢ系速度起電力位相θｅｂ、Ｃ系変換器７１Ｃから出力されるＣ系速度起電力位相θｅｃ間で切替えられたか否かを、位相選択部１１の動作或いは位相信号の変化量を検知することにより判断する。
【００５０】
そして、位相信号の入力元の機構が切替えられていないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）には、位相補償部１６に入力される位相信号をそのまま位相同期制御部１４側に出力すると共にＳ１１０の処理を繰返し行うが、位相信号の入力元の機構が切替えられたと判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）には、Ｓ１２０に移行する。
【００５１】
そして、Ｓ１２０では、位相信号の入力元の機構が切替えられた時点における、切替前に選択されていた位相信号と切替後の位相信号との間の位相偏差（切替時位相偏差△θ）を検出し、該位相偏差△θを切替時において切替後の位相信号に付加した上で位相同期制御部１４側に出力する。
【００５２】
具体的には、まず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、切替前に選択されていた位相信号（切替前位相）と切替後の位相信号（切替後位相）とが同期していないと、図３（ｃ）のように、位相信号の入力元の機構が切替えられた時点においては、位相補償部１６に入力される位相に切替時位相偏差△θが発生する。Ｓ１２０では、入力位相切替時にこの切替時位相偏差△θを検出し（図３（ｄ）参照）、該△θを補償位相値の初期値として切替後位相に付加した上、出力する（図３（ｅ）参照）。
【００５３】
従って、本実施例によれば、位相同期制御部１４を介して電力変換器７１に出力される位相信号の入力元の機構が切替えられた時点で、切替前位相と切替後位相との間に顕著な位相偏差があったとしても、当該切替時における位相偏差は解消される。
【００５４】
すなわち、当該切替時に電力変換器７１に入力される位相信号に急変が生じることは防止されるため、当該切替時に電力変換器７１が車両速度を急激に変化させるような出力電圧を推進コイルに出力することは防止される。そして、その結果、位相信号の入力元の機構の切替時に安定した走行特性が得られることになる。
【００５５】
また、位相補償部１６は、続くＳ１３０において、入力位相の入力元の機構が切替えられた時点の後も、補償位相値を初期値△θから時間の経過と共に減少させながら切替後位相に付加し、位相同期制御部１４側に出力する。
具体的には、初期値△θを用いて、切替後位相に足す補償位相値を所定時間ｔｃ経過後に０にまで減少させる一定変化率Ｓ（△θ，ｔｃ）を求め、該変化率で補償位相値を０になるまで減少させる処理を行い（図３（ｄ），（ｅ）参照）、当該位相補償処理を一旦終了させる。
【００５６】
すなわち、本実施例では、入力位相の入力元の機構が切替えられた時点の後、位相同期制御部１４側に出力される車両位置情報としての位相信号が、切替後位相に初期値△θを足したものから時間経過と共に徐々に切替後位相に近づいていくことになる。
【００５７】
従って、本実施例によれば、入力位相の入力元の機構が切替えられた後においても、例えば、位相同期制御部１４側に出力される位相を、切替後位相に初期値△θを足したものから急激に当該切替後位相そのものに変化させる場合等に比べ、電力変換器７１が車両速度を急激に変化させるような出力電圧を推進コイルに出力することが好適に防止される。そして、その結果、位相信号の入力元の機構の切替後においても安定した走行特性が得られることになる。
【００５８】
尚、上記において、位置検知装置３、模擬位相発生部６、各変換器７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃの速度起電力位相生成部２７は、夫々、本発明の位相信号生成手段に相当し、入力位相切替器２及び位相選択部１１は、本発明の選択手段に相当し、電力変換器７１は、本発明の電力変換手段に相当し、位相補償部１６は、本発明の補償手段に相当する。
【００５９】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施例においては、補償位相値が所定時間ｔｃ経過後に０になるような変化率Ｓ（△θ，ｔｃ）で補償位相値を減少させ、入力位相の入力元の機構がどのように切替えられたときでも、また、切替時位相偏差△θがどのような値であっても、所定時間ｔｃ経過後には、切替後位相そのものに基づいた出力電圧が電力変換器７１から推進コイルに出力されるようにしたが、入力位相の入力元の機構がどのように切替えられたときでも、また、切替時位相偏差△θがどのような値であっても、切替後位相に付加する補償位相値を予め定められた変化率Ｓｏで０になるまで減少させるよう構成しても良い（図３（ｆ），（ｇ）参照）。
【００６０】
また、これら２種類の補償位相値の減少のさせ方を切替時位相偏差△θの大きさにより使い分けるよう構成しても良い。
具体的には、例えば、切替時位相偏差△θの絶対値が所定値θａ以下の場合には、補償位相値が所定時間ｔｃ経過後に０になるような変化率Ｓ（△θ，ｔｃ）で補償位相値を減少させ、△θの絶対値が所定値θａより大きく、変化率Ｓ（△θ，ｔｃ）で補償位相値を減少させたのでは、位相同期制御部１４側に入力される切替後位相が急激に変化してしまい、電力変換器７１が車両速度を急激に変化させる出力電圧を推進コイルに出力してしまうことが懸念される場合には、変化率Ｓ（θａ，ｔｃ）よりも小さな所定の変化率として設定された変化率Ｓｏで補償位相値を０になるまで減少させるよう構成しても良い。
【００６１】
また、切替時位相偏差△θの絶対値が十分に小さく（例えば、所定値θｂよりも小さく）、このような位相偏差が電力変換器７１に入力されても電力変換器７１が車両速度を急激に変化させる出力電圧を推進コイルに出力してしまうことがないと考えられる場合には、位相補償部１６では、切替後位相に補償位相値を足すことはしないよう構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位相偏差補償装置が適用されたＬＳＭ式車両の制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】実施例の位相補償部が行う位相補償処理を示すフローチャートである。
【図３】実施例の位相補償処理の具体的内容を示すタイミングチャートである。
【図４】従来のＬＳＭ式車両の制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図５】従来のＡ系変換器の概略構成を示すブロック図である。
【図６】従来の模擬位相発生部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】位相信号の入力元の機構が切替えられた際に電力変換器に入力される従来の位相信号の状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
２…入力位相切替器、３…位置検知装置、６…模擬位相発生部、１１…位相選択部、１６…位相補償部、２７…速度起電力位相生成部、７１…電力変換器、７４…推進コイル装置、７５…車両、７５ａ…界磁コイル

Claims

地上側の軌道に沿って配置された推進コイルと、前記推進コイルに対向するように車両側に配置された界磁コイルと、前記推進コイルに対する前記界磁コイルの相対的位置を電気角で表した位相信号を生成・出力する複数種類の位相信号生成手段と、前記複数種類の位相信号生成手段から出力される位相信号のうちのいずれか１つを選択する選択手段と、該選択手段にて選択された位相信号に基づき出力電圧を前記推進コイルに出力する電力変換手段とを有し、前記推進コイルと前記界磁コイルとの間の電磁力により前記車両を推進させるリニアシンクロナスモータ式車両の制御装置において、
前記選択手段により選択される位相信号を一の位相信号生成手段より出力された位相信号から他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた際に、切替前に選択されていた位相信号と切替後の位相信号との間に発生する位相偏差を補償する位相偏差補償装置であって、
前記選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点以降、切替後の位相信号に補償位相値を足した上で前記電力変換手段側に出力する補償手段を備え、
該補償手段は、前記選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点においては、前記切替前に選択されていた位相信号と前記切替後の位相信号との間の位相差を前記補償位相値として前記切替後の位相信号に足すことを特徴とする位相偏差補償装置。
前記補償手段は、
前記選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点の後は、前記切替後の位相信号に足す前記補償位相値を時間の経過と共に減少させることを特徴とする請求項１に記載の位相偏差補償装置。
前記補償手段は、
前記選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点の後は、該切替えた時点における前記切替前に選択されていた位相信号と前記切替後の位相信号との間の位相差を用いて、前記切替後の位相信号に足す前記補償位相値を所定時間経過後に０にまで減少させる変化率を求め、該変化率で前記補償位相値を０になるまで減少させていくことを特徴とする請求項２に記載の位相偏差補償装置。
前記補償手段は、
前記選択手段により選択される位相信号を他の位相信号生成手段より出力された位相信号に切替えた時点の後、前記切替後の位相信号に足す前記補償位相値を予め定められた変化率で０になるまで減少させていくことを特徴とする請求項２に記載の位相偏差補償装置。