JP2009124810A - 電動機制御装置及び再粘着制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空転滑走の発生の検出と、再粘着制御の発動とを分離した新たな制御方法の提案。
【解決手段】動輪の空転滑走の発生により当該動輪の周速度Ｖが上昇し、時刻ｔ１において、基準速度Ｖｍとの差分である速度差Ｖｄが所定の閾値Ｖｓ１に達すると、空転滑走の発生が検出される。その後、更に周速度Ｖが上昇し、時刻ｔ２において基準速度Ｖｍとの速度差Ｖｄが所定の閾値Ｖｓ２に達すると、再粘着制御が発動される。閾値Ｖｓ２は、現在走行中の軌道の曲線半径に応じて決定される。曲線半径が無限大（すなわち直線）に近い場合には、Ｖｓ１＝Ｖｓ２として空転滑走の発生を検出すると、直ぐに再粘着制御を発動する。また、曲線半径が小さくなるほど、Ｖｓ２をＶｓ１よりも大きな値とし、再粘着制御の発動タイミングを遅らせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、軌道を走行する電気車の動輪を駆動する電動機を制御し、前記動輪の空転滑走の発生を検出して当該動輪の再粘着制御を行う電動機制御装置及びその再粘着制御方法に関する。

軌道を走行する電気車として電気機関車や電車等が知られているが、以下、その代表例として電車（動力車）について説明する。電車は車輪・レール間の接線力（粘着力ともいう。）によって加減速がなされる。電動機の発生トルクが接線力以下の範囲であれば粘着走行がなされるが、接線力を超えた場合には空転又は滑走（以下、「空転滑走」という。）が生じる。空転滑走が生じた場合には、電動機の発生トルクを引き下げて粘着走行に復帰させる制御、すなわち再粘着制御が行われる（例えば、特許文献１参照）。

従って、有効な粘着性能を維持し空転滑走を生じさせないトルク制御、或いは空転滑走後の速やか且つ最適な再粘着トルク制御が要求される。
特開２００２−４４８０４号公報

しかしながら、従来の再粘着制御に関する開発・研究は、空転滑走の発生を速やかに検出する方法や、空転滑走の発生を検出した後の速やかなる再粘着制御の方法に関するものが殆どであった。すなわち、空転滑走が発生した場合には、速やかに再粘着制御を発動することが暗黙の前提となっていた。

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、空転滑走の発生の検出と、再粘着制御の発動とを分離した新たな制御方法を提案するものである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
軌道を走行する電気車の動輪を駆動する電動機（例えば、図３の電動機１０）を制御し、前記動輪の空転滑走の発生を検出して当該動輪の再粘着制御を行う電動機制御装置（例えば、図３の電動機制御装置４０）であって、
走行地点から軌道の曲線半径を取得可能な軌道情報から現在の走行地点に対応する曲線半径を取得する、或いは、現在の走行地点に対応する曲線半径を所定の曲線半径判定部（例えば、図３の曲線半径判定部５０）から入力することで取得する曲線半径取得手段と、
１）前記動輪の周速度と前記電気車の進行速度とを判定対象値とする第１の速度差基準条件（例えば、図７の速度差Ｖｓ２）、及び／又は、２）前記動輪の周加速度を判定対象値とする第１の周加速度基準条件（例えば、図７の加速度αｓ２）を少なくとも含む前記再粘着制御の発動条件を満足したことを検出する発動条件合致検出手段（例えば、図５の比較器４２４３，４２４４）と、
前記発動条件合致検出手段の検出に応じて前記再粘着制御を発動させる再粘着制御発動手段（例えば、図５の発動指令部４２４）と、
を備えるとともに、
前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径に基づいて、前記発動条件を可変する発動条件可変手段（例えば、図５のパラメータ切替設定器４２７）を更に備えた電動機制御装置である。

他の発明として、
軌道を走行する電気車の動輪を駆動する電動機を制御する際に、前記動輪の空転滑走の発生を検出して当該動輪の再粘着制御を行う再粘着制御方法であって、
走行地点から軌道の曲線半径を取得可能な軌道情報から現在の走行地点に対応する曲線半径を取得する曲線判定取得ステップと、
１）前記動輪の周速度と前記電気車の進行速度とを判定対象値とする第１の速度差基準条件、及び／又は、２）前記動輪の周加速度を判定対象値とする第１の周加速度基準条件を少なくとも含む前記再粘着制御の発動条件を満足したことを検出する発動条件合致検出ステップと、
前記発動条件合致検出ステップによる検出に応じて前記再粘着制御を発動する再粘着制御発動ステップと、
を含むとともに、
前記曲線半径取得ステップにより取得された曲線半径に基づいて、前記発動条件を可変する発動条件可変ステップを更に含む再粘着制御方法を構成してもよい。

この第１の発明等によれば、発動条件を満足したことが検出されると再粘着制御が発動されるが、その発動条件は、現在走行中の軌道の曲線半径に基づいて可変される。
再粘着制御は空転滑走時に発動される。空転滑走は、直線区間や曲線区間等に関わらず発生する。ところが、後述する通り、曲線区間における空転滑走を継続させ、進展させた場合には、接線力係数相当値が上昇し得る。しかして、第１の発明等によれば、現在走行中の軌道の曲線半径に基づいて再粘着制御の発動条件が可変されるため、空転滑走の継続が許容され、接線力係数相当値の上昇が促され、再粘着時の粘着力を大きくさせることが可能となる。

第２の発明は、第１の発明の電動機制御装置であって、
前記発動条件可変手段は、前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径が小さいほど、より空転滑走の進展を許容する条件内容に前記発動条件を変更する電動機制御装置である。

この第２の発明によれば、取得された現在走行中の軌道の曲線半径が小さいほど、より空転滑走の進展を許容する内容の発動条件に変更されるため、曲線半径に応じた適確な接線力係数相当値の上昇促進による再粘着時の粘着力の向上が期待できる。

なお、発動条件の可変の方法には種々の方法が考えられる。
例えば、第３の発明として、第１又は第２の発明の電動機制御装置であって、
前記発動条件には、前記第１の速度差基準条件が少なくとも含まれ、
前記第１の速度差基準条件には、前記動輪の周速度と前記電気車の進行速度との速度差又はすべり率の閾値が条件として定められ、
前記発動条件可変手段は、前記閾値を大小させることで前記発動条件を可変する電動機制御装置を構成することとしてもよい。

この場合には、更に第４の発明として、
前記発動条件可変手段は、前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径が小さいほど前記閾値を大きくする電動機制御装置を構成することとしてもよい。

また、第５の発明として、第１〜第４の何れかの発明の電動機制御装置であって、
前記発動条件には、前記第１の周加速度基準条件が少なくとも含まれ、
前記第１の周加速度基準条件には、前記動輪の周加速度の閾値が条件として定められ、
前記発動条件可変手段は、前記周加速度の閾値を大小させることで前記発動条件を可変する電動機制御装置を構成することとしてもよい。

この場合には、更に第６の発明として、
前記発動条件可変手段は、前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径が小さいほど、前記周加速度の閾値を大きくする電動機制御装置を構成することとしてもよい。

第７の発明は、第１〜第６の何れかの発明の電動機制御装置であって、
前記動輪の接線力係数相当値を検出する接線力係数相当値検出手段を更に備え、
前記発動条件可変手段は、更に、前記検出された接線力係数相当値に基づいて前記発動条件を可変する電動機制御装置である。

ここで、接線力係数相当値とは、接線力係数そのものであることは勿論のこと、接線力や粘着力、電動機の電流値（例えば、トルク電流）等、接線力係数の変動と同様の変動を示す値（接線力係数とほぼリニアリティがある値）であって、接線力係数と等価又は略等価に扱える値のことである。

空転滑走は、接線力係数相当値の高低に関わらず、比較的低い場合であっても発生する。空転滑走している動輪の接線力係数相当値が比較的低い場合に再粘着制御を行ってしまうと、再粘着制御によるトルク引き下げによって、再粘着時の接線力係数相当値は、その比較的低い接線力係数相当値より更に低い接線力係数相当値になってしまい、再粘着時の粘着力が小さくなってしまう。

ところが、後述する通り、比較的低い接線力係数相当値での空転滑走を継続した場合には、接線力係数相当値が上昇し得る。しかして、第７の発明によれば、更に接線力係数相当値に基づいて再粘着制御の発動条件を可変するため、接線力係数相当値が低い場合に再粘着制御の発動のタイミングをより遅らせることが可能となる。これにより、空転滑走の継続を許容し、接線力係数相当値の上昇を促すことで、再粘着時の粘着力をより大きくさせることができる。

第８の発明は、第７の発明の電動機制御装置であって、
前記発動条件可変手段は、前記接線力係数相当値検出手段により検出された接線力係数相当値が、空転滑走が進展した場合に上昇する可能性のある値の範囲として予め定められた進展許容範囲内に有る場合に、当該進展許容範囲内に無い場合に比べて、空転滑走の進展を許容する条件内容に前記発動条件を変更するとともに、前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径が小さいほど、より空転滑走の進展を許容する条件内容に前記発動条件を変更する電動機制御装置である。

空転滑走が発生した際の接線力係数相当値が、空転滑走を継続した場合に上昇する可能性のある値の範囲として予め定められた継続許容範囲内で有る場合には、空転滑走の継続による接線力係数相当値の上昇の可能性が高い。従って、この第８の発明によれば、このような空転滑走の発生が検出された際の接線力係数相当値が継続許容範囲内である場合に、空転滑走の継続を許容することが可能となる。

第９の発明は、第１〜第８の何れかの発明の電動機制御装置であって、
前記発動条件可変手段は、更に、前記電気車の進行速度に基づいて前記発動条件を可変する電動機制御装置である。

この第９の発明によれば、更に電気車の進行速度に基づいて発動条件が可変される。このため、電気車の進行速度と走行中の軌道の曲線半径との関係に応じた適切な発動条件の可変を実現することができる。

第１０の発明は、第１〜第９の何れかの発明の電動機制御装置であって、
前記動輪の空転滑走の発生を検出する空転滑走検出手段と、
前記空転滑走検出手段による検出から所定時間が経過するまでに前記再粘着制御発動手段による前記再粘着制御の発動がなされていないことを検出する非発動検出手段と、
前記非発動検出手段の検出に応じて前記再粘着制御を強制的に発動させる強制発動手段と、
を更に備えた電動機制御装置である。

空転滑走の検出から所定時間が経過するまでに再粘着制御の発動がなされない場合には、再粘着制御が強制的に発動される。継続的な空転滑走によるレールとの摩擦・摩耗によって車輪の寿命が短命化するおそれもある。しかし、この第１０の発明によれば、空転滑走の発生の検出から所定時間が経過するまでに再粘着制御が発動されてない場合には、再粘着制御が強制的に発動されるため、空転滑走の過度の継続を防止することができる。

また、上述した各発明の電動機制御装置においては、曲線半径に基づいて再粘着制御の発動を制御することとしたが、発動以外の制御を行うこととしてもよい。

例えば、第１１の発明として、第１〜第１０の何れかの発明の電動機制御装置であって、
イ）前記動輪の周速度と前記電気車の進行速度とを判定対象値とする第２の速度差基準条件（例えば、図７の速度差Ｖｒ）、及び／又は、ロ）前記動輪の周加速度を判定対象値とする第２の周加速度基準条件（例えば、図７の加速度αｒ）を少なくとも含む、前記再粘着制御発動手段により発動された再粘着制御の復帰動作を開始するための復帰条件を満足したことを検出する復帰条件合致検出手段（例えば、図５の比較器４２５１，４２５２）と、
前記復帰条件合致検出手段の検出に応じて、前記再粘着制御発動手段により発動された再粘着制御の復帰動作を開始させる再粘着制御復帰手段（例えば、図５の復帰指令部４２５）と、
前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径に基づいて、前記復帰条件を可変する復帰条件可変手段（例えば、図５のパラメータ切替設定器４２７）と、
を更に備えた電動機制御装置を構成することとしてもよい。

この第１１の発明によれば、復帰条件を満足したことが検出されると、発動された再粘着制御の復帰動作が開始される。つまり、現在走行中の軌道の曲線半径に基づいて、再粘着制御の発動の制御のみならず、再粘着制御の復帰動作の開始をも制御することができる。

また、第１２の発明として、第１〜第１１の何れかの発明の電動機制御装置であって、
前記再粘着制御の制御パラメータであるトルク引き下げ速度を前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径に基づいて可変するトルク引き下げ速度可変手段を更に備えた電動機制御装置を構成することとしてもよい。

この第１２の発明によれば、現在走行中の軌道の曲線半径に基づいて、再粘着制御の制御パラメータであるトルク引き下げ速度を可変することができる。

また、第１３の発明として、第１〜第１２の何れかの発明の電動機制御装置であって、
前記再粘着制御の制御パラメータである復帰時間を前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径に基づいて可変する復帰時間可変手段を更に備えた電動機制御装置を構成することとしてもよい。

この第１３の発明によれば、現在走行中の軌道の曲線半径に基づいて、再粘着制御パラメータである復帰時間を可変することができる、

本発明によれば、現在走行中の軌道の曲線半径に基づいて再粘着制御の発動条件が可変されるため、現在走行中の軌道の曲線半径に応じて空転滑走の継続が許容されて、接線力係数相当値の上昇が促されることとなり、再粘着時の粘着力を大きくさせることができるといった、空転滑走の発生の検出と、再粘着制御の発動とを分離した新たな再粘着制御の制御方法が実現される。

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。尚、以下では、本発明を電気車の一種である電車に適用した場合を説明するが、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。

［原理］
電車では、電動機によって駆動される動輪の空転滑走の発生を検出すると、電動機のトルク（電流）を引き下げて当該動輪を軌道に再粘着させた後、トルクを復帰させる再粘着制御が行われる。上述のように、従来の再粘着制御では、空転滑走の発生を検出すると、直ぐに再粘着制御が発動（開始）される。

これに対して、本実施形態では、空転滑走の発生を検出した場合に、必ずしも直ぐに再粘着制御を発動するのではなく、軌道条件、より詳細には曲線半径Ｃｒ（曲線半径を無限大とした場合が直線であり、本実施形態では直線も曲線の特殊な一例とし、曲線半径Ｃｒの対象としている。）に応じて、再粘着制御を発動するタイミングを可変する。すなわち、曲線半径Ｃｒに応じて、再粘着制御を発動するタイミングを遅らせてある程度の時間の空転滑走の進展を許容する制御パターンで再粘着制御を実行する。具体的には、曲線半径Ｃｒが比較的大きい場合には、早期に再粘着制御を発動させるべく、空転滑走の進展を許容しない発動条件とし、曲線半径Ｃｒが比較的小さい場合には、空転滑走の進展を許容する発動条件とする。

図１は、曲線半径４０００［ｍ］の軌道上、新幹線電車を約３１０［ｋｍ／ｈ］で高速試験走行させた際のすべり速度−接線力係数特性の試験結果を示す図である。試験では、新幹線電車の台車の各軸のうち、試験対象の軸について、空転滑走の発生を検出した場合に直ぐに再粘着制御を発動させずに空転滑走を継続させた。図１は、空転滑走の発生中（継続中）におけるすべり速度に対する接線力係数μの特性を示す図である。接線力係数μは、車輪周速度及び電動機のトルク電流成分の測定値から、式（１），（２）を用いて算出した。また、図１には、当該軸について試験走行中に発生した多数の空転滑走のうちの２回分の空転滑走それぞれに対する特性のみを示している。

接線力係数μは、式（１）により算出される。

ここで、Ｆは車輪周引張力［Ｎ］、ｍは回転慣性質量［ｋｇ］、αは車輪周加速度［ｍ／ｓ^２］、Ｗ_０は静止輪重［Ｎ］である。
また、車輪周引張力Ｆは、式（２）で与えられる。

ここで、Ｇは歯車比、Ｒは車輪半径［ｍ］、τ_ｅは電動機の発生トルク［Ｎｍ］である。

式（１），（２）において、歯車比Ｇ、車輪半径Ｒ、回転慣性質量ｍ、及び静止輪重Ｗ_０は、車両の仕様によって決まる既知の値である。また、車輪周加速度αは車輪周速度を微分することで求まり、発生トルクτ_ｅは電動機のトルク電流成分Ｉｑから求まる。従って、試験走行時の車輪加速度及びトルク電流成分Ｉｑの測定値と、試験走行車両の諸元から接線力係数μが求まる。

図１において、発生した空転滑走を継続させると、時間経過に伴ってすべり速度が徐々に増加して空転滑走が進展する。すべり速度の増加とともに、一時的に接線力係数μがそのまま推移、或いは低下するが、その後すべり速度の増加とともに接線力係数μが上昇する傾向を示している。簡明化のため図１では３回分の空転滑走の特性のみを示したが、実際には相当数の試験結果が得られ、この傾向が示された。つまり、曲線区間走行時において空転滑走が発生した場合には、空転滑走の進展を許容することで発生時よりも大きな粘着力が得られるといえる。

このため、本実施形態では、走行中の軌道条件、より詳細には曲線半径Ｃｒに応じて再粘着制御の開始タイミングを可変する。すなわち、曲線半径Ｃｒの大きさに応じて再粘着制御の発動条件を可変し、曲線半径Ｃｒが小さい程、再粘着制御の発動タイミングをより遅らせることができるような発動条件に変更する。

図２は、本実施形態の再粘着制御を説明するための図である。図２では、横軸を時間ｔとして、上側に制御対象の軸の周速度Ｖを基準速度（目標速度）Ｖｍとともに示し、下側に当該対象軸を駆動する電動機の発生トルクτ_ｅを示している。同図によれば、空転滑走が発生していない場合、周速度Ｖは基準速度Ｖｍにほぼ一致し、電動機トルクτ_ｅはほぼ一定に保たれている。空転滑走が発生すると、周速度Ｖが上昇して、基準速度Ｖｍとの差分である速度差Ｖｄが増加する。そして、時刻ｔ１において、速度差Ｖｄが予め定められた閾値Ｖｓ１に達すると、空転滑走の発生が検出される。続いて、速度差Ｖｄが更に増加し、時刻ｔ２において、予め定められた閾値Ｖｓ２に達すると、再粘着制御が発動される。但し、Ｖｓ１≦Ｖｓ２、である。

再粘着制御が発動されると、電動機トルクτ_ｅの引き下げが開始される。このとき、電動機トルクτ_ｅの引き下げは、予め定められた引き下げ速度Ｗｔで行われる。また、電動機トルクτ_ｅの引き下げは、周速度Ｖの増加がゼロなった時点、すなわち周速度Ｖを微分して得られる加速度αがゼロとなる時点まで継続される。電動機トルクτ_ｅの引き下げにより周速度Ｖが低下し、速度差Ｖｄが予め定められた閾値Ｖｒ以下となった時刻ｔ３において再粘着制御の復帰動作が開始される。すなわち、電動機トルクτ_ｅの引き下げ量を減少させてトルクを復帰させる制御が開始される。そして、電動機トルクτ_ｅが再粘着制御の開始時点（時刻ｔ１）における値まで復帰した時刻ｔ４において、再粘着制御の終了となる。このとき、電動機トルクτ_ｅは、予め定められた復帰時間Ｔｔをかけて復帰するように制御される。

本実施形態では、再粘着制御の発動タイミングを決定する閾値Ｖｓ２、及び再粘着制御の復帰タイミングを決定する閾値Ｖｒを、走行中の軌道の曲線半径Ｃｒに応じて可変する。具体的には、曲線半径Ｃｒが無限大（すなわち直線）に近い場合には、Ｖｓ１＝Ｖｓ２として空転滑走の発生を検出すると、直ぐに再粘着制御を発動する。そして、曲線半径Ｃｒが小さくなるほど、Ｖｓ２をＶｓ１よりも大きな値とし、再粘着制御の発動タイミングを遅らせる。

更に、本実施形態では、走行中の軌道の曲線半径Ｃｒに応じて、再粘着制御の制御パラメータ（再粘着制御パラメータ）である発生トルクの引き下げ速度Ｗｔ及び復帰時間Ｔｔ等を可変する。

［構成］
図３は、電車の主回路の回路ブロックのうち、本実施形態に関係する構成を概略的に示した図であり、一の駆動軸について示している。すなわち、電動機の制御は個別制御（いわゆる１Ｃ１Ｍ）として以下説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限られるものではない。例えば、動輪２軸の台車を２台車分一括して制御する１Ｃ４Ｍに適用することも可能である。図３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１０と、速度センサ１２と、インバータ２０と、電流センサ３０と、電動機制御装置４０と、曲線半径判定部５０とがあり、曲線半径判定部５０により判定された曲線判定Ｃｒが電動機制御装置４０に入力されるよう構成されている。

電動機１０は、インバータ２０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、例えば３相誘導電動機で実現される。速度センサ１２は、電動機１０の回転速度（周速度）Ｖを検出する。電流センサ３０は、電動機１０の入力端に設けられ、電動機１０に流入するＵ相及びＶ相の電流Ｉｕ，Ｉｖを検出する。インバータ２０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、ベクトル演算制御装置４３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１０に給電する。

電動機制御装置４０は、電動機１０をベクトル制御する。この電動機制御装置４０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電動機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２０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４０は、再粘着制御装置４２と、ベクトル演算制御装置４３とを備えている。

再粘着制御装置４２は、曲線判定部５０により判定された現在走行中の軌道の曲線半径Ｃｒ、速度センサ１２により検出された周速度Ｖ、及び入力された基準速度Ｖｍに基づき、電動機１０の発生トルクを制御して再粘着制御を実行させるためのトルク引き下げ指令信号を生成する。ここで、基準速度Ｖｍ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、ブレーキ時であれば最大値等として決定してもよい。

ベクトル演算制御装置４３は、電流センサ３０により検出されたＩｖ，Ｉｕをｄ−ｑ座標変換することで得られるｄ軸成分である励磁電流成分Ｉｄ及びｑ軸成分であるトルク電流成分（電動機トルク分電流）Ｉｑや、速度センサ１２により検出された周速度Ｖ、不図示の電流指令生成装置から入力される電流指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊、再粘着制御装置４２から入力されるトルク引き下げ指令信号に基づいて、インバータ２０に対する電圧指令値Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊を生成する。具体的には、トルク引き下げ指令信号が入力されない間は、電流指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊等に基づく通常の演算処理を行って電圧指令値Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊を算出し、トルク引き下げ指令信号が入力されると、該信号に応じた分だけ電動機１０の発生トルクを引き下げるように電圧指令値Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊を算出する。ここで、電流指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊等に基づき電圧指令値Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊を算出する演算処理は、公知の演算処理であるため、詳細な説明は省略する。また、速度センサ１２を用いて車軸の回転速度を直接検出するのではなく、いわゆる速度センサレスベクトル制御で用いられる推定方法（例えば、誘導電動機の電機子電圧や電機子電流を基に回転速度を推定する方法）によって周速度Ｖを得ることとして、速度センサ１２を不要としても良いことは勿論である。

曲線半径判定部５０は、例えば運伝台等に設置され、現在の走行位置から現在走行中の軌道条件を判定する装置でなる。具体的には、曲線半径判定部５０は、図４に示すキロ程と当該キロ程における軌道の曲線半径とが対応づけられた軌道情報５２を有する。キロ程等の地点情報の取得方法は公知であるが、例えばＡＴＳ（Automatic Train Stop）システムの通信信号や所定の地上子から現在走行中のキロ程等の地点情報を得ることが可能である。曲線半径判定部５０は、軌道情報５２を参照することで現在走行中のキロ程から現在走行中の軌道の曲線半径Ｃｒを取得して、再粘着制御装置４２に出力する。なお、曲線半径判定部５０を電動機制御装置４０に組み込んで電動機制御装置４０を構成するとしてもよいのは勿論である。その場合には、現在走行中のキロ程等の地点情報を外部から入力して、電動機制御装置４０内で曲線半径Ｃｒを算出することとなる。

図５は、再粘着制御装置４２の回路構成を示すブロック図である。同図によれば、再粘着制御装置４２は、加算器４２１と、微分器４２２と、空転検出部４２３と、発動指令部４２４と、復帰指令部４２５と、パラメータ切替設定器４２７と、再粘着制御器４２８と、リセット信号生成器４２９とを有して構成される。

加算器４２１は、周速度Ｖから、入力された基準速度Ｖｍを減算演算して速度差Ｖｄを算出する。微分器４２２は、入力された周速度Ｖを微分演算して加速度αを算出する。

空転検出部４２３は、空転検出閾値テーブルＴＢＬ１を有しており、加算器４２１から入力された速度差Ｖｄが、空転検出閾値テーブルＴＢＬ１に設定されている閾値Ｖｓ１を超えたか否かを比較判定し、超えたと判定すると空転滑走が発生したと判定して空転検出信号Ｓ１を出力する。また、微分器４２２から入力された加速度αが、空転検出閾値テーブルＴＢＬ１に設定されている閾値αｓ１を超えたか否かを比較判定し、超えたと判定した場合にも空転滑走が発生したと判定して空転検出信号Ｓ１を出力する。すなわち、空転検出部４２３は、速度差Ｖｄが閾値Ｖｓ１を超えた場合、或いは加速度αが閾値αｓ１を超えた場合に、空転検出信号Ｓ１を出力する。

図６に、空転検出閾値テーブルＴＢＬ１の一例を示す。図６によれば、空転検出閾値テーブルＴＢＬ１には、速度差Ｖｓの空転検出閾値が「１」に、加速度αｓ１の空転検出閾値が「５」に設定されている。

発動指令部４２４は、タイマ４２４１と、比較器４２４２，４２４３，４２４４と、ＯＲゲート４２４５とを有し、制御対象の動輪に対する再粘着制御の発動を指示（指令）する。タイマ４２４１は、空転検出部４２３から空転検出信号Ｓ１が入力されたタイミングで計時をリセットして開始する。即ち、タイマ４２４１による計時時間Ｔは、空転が検出された時点からの経過時間である。比較器４２４２は、タイマ４２４１の計時時間Ｔが、設定されている閾値Ｔｓを超えたか否かを比較判定し、超えたと判定すると判定信号を出力する。比較器４２４３は、加算器４２１から入力された速度差Ｖｄが、設定されている閾値Ｖｓ２を超えたか否かを比較判定し、超えたと判定すると判定信号を出力する。比較器４２４４は、微分器４２２から入力された加速度αが、設定されている閾値αｓ２を超えたか否かを比較判定し、超えたと判定すると判定信号を出力する。

ＯＲゲート４２４５は、比較器４２４２，４２４３，４２４４それぞれから入力される判定信号の論理和を演算する。このＯＲゲート４２４５からの出力信号が、発動指令信号Ｓ２となる。すなわち、比較器４２４２，４２４３，４２４４の少なくとも１つから判定信号が入力された場合、発動指令信号Ｓ２が出力される。つまり、発動指令部４２４は、速度差Ｖｄが閾値Ｖｓ２を超えた場合、加速度αが閾値αｓ２を超えた場合、或いは空転滑走の検出からの経過時間が閾値Ｔｓに達した場合に、再粘着制御の発動（開始）を指示する発動指令信号Ｓ２を出力する。ここで、「速度差Ｖｄが閾値Ｖｓ２を超える、或いは加速度αが閾値αｓ２を超える」ことが、再粘着制御の発動条件である。また、「空転滑走の検出からの経過時間が閾値Ｔｓに達する」ことが、再粘着制御を強制的に発動するための条件である。

なお、発動指令信号Ｓ２は、発動指令保持部４２４６によって一時的に保持・出力される。すなわち、発動指令保持部４２４６には、ＯＲゲート４２４５によって、比較器４２４２，４２４３，４２４４のうちの少なくとも一つから判定信号が出力されるとパルス状の発動指令信号Ｓ２が入力されるが、このパルス状の発動指令信号Ｓ２が一旦入力されると、パルスの信号レベルが元のレベルに戻った場合であっても信号レベルを保持し、オン信号として発動指令信号Ｓ２を保持・出力し続ける。そして、リセット信号生成器４２９からリセット信号が入力されると、保持している信号レベルをリセットして発動指令信号Ｓ２の出力を中止する。

復帰指令部４２５は、比較器４２５１，４２５２と、ＡＮＤゲート４２５３とを有し、発動した再粘着制御の復帰動作を指示（指令）する。比較器４２５１は、加算器４２１から入力された速度差Ｖｄが、設定されている閾値Ｖｒを下回ったか否かを比較判定し、下回ったと判定すると判定信号を出力する。比較器４２５２は、微分器４２２から入力された加速度αが、設定されている閾値αｒを下回ったか否かを比較判定し、下回ったと判定すると判定信号を出力する。

ＡＮＤゲート４２５３は、比較器４２５１，４２５２それぞれから入力される判定信号の論理績を演算する。このＡＮＤゲート４２５３からの出力信号が、復帰指令信号Ｓ３となる。すなわち、比較器４２５１，４２５２の両方から判定信号が入力された場合、復帰指令信号Ｓ３が出力される。つまり、復帰指令部４２５は、加速度αが閾値αｒを下回り、且つ速度差Ｖｄが閾値Ｖｒを下回った場合に、電動機１０の発生トルクの復帰を指示する復帰指令信号Ｓ３を出力する。ここで、「加速度αが閾値αｒを下回り、且つ速度差Ｖｄが閾値Ｖｒを下回る」ことが、再粘着制御の復帰動作を開始するための復帰条件である。

なお、復帰指令信号Ｓ３は、復帰指令保持部４２５４によって一時的に保持・出力される。この保持・出力動作は発動指令保持部４２４６と同様である。すなわち、復帰指令保持部４２５４には、ＡＮＤゲート４２５３によって、比較器４２５１，４２５２の両方から判定信号が出力されるとパルス状の復帰指令信号Ｓ３が入力されるが、このパルス状の復帰指令信号Ｓ３が一旦入力されると、パルスの信号レベルが元のレベルに戻った場合であっても信号レベルを保持し、オン信号として復帰指令信号Ｓ３を保持・出力し続ける。そして、リセット信号生成器４２９からリセット信号が入力されると、保持している信号レベルをリセットして復帰指令信号Ｓ３の出力を中止する。

再粘着制御器４２８は、発動指令部４２４から入力される発動指令信号Ｓ２、復帰指令部４２５から入力される復帰指令信号Ｓ３、及び設定されている再粘着制御パラメータに基づき、電動機１０の発生トルクを制御して再粘着を実現するためのトルク引き下げ指令信号を生成して出力する。具体的には、発動指令部４２４から発動指令信号Ｓ２が入力されると、電動機１０の発生トルクを、設定されているトルク引き下げ速度Ｗｔで引き下げる（低下させる）ようにトルク引き下げ指令信号を生成し、空転滑走した車輪を軌道に再粘着させる。その後、復帰指令部４２５から復帰指令信号Ｓ３が入力されると、引き下げた発生トルクを設定されている復帰時間Ｔｔで復帰させるようにトルク引き下げ指令信号を生成する。

リセット信号生成器４２９は、再粘着制御器４２８から入力されるトルク引き下げ指令信号を基に、リセット信号を生成して出力する。具体的には、再粘着制御が終了した時点、すなわち、トルク引下げ量がゼロを示す指令信号（図２における再粘着制御の終了時点である時刻ｔ４の状態）をもって、リセット信号を生成して出力する。

パラメータ切替設定器４２７は、曲線半径判定部５０から入力される曲線半径Ｃｒを基に、発動指令部４２４の比較器４２４２，４２４３，４２４４それぞれに設定される閾値Ｔｓ，Ｖｓ２，αｓ２（以下、「発動指令閾値」という）、復帰指令部４２５の比較器４２５１，４２５２それぞれに設定される閾値αｒ，Ｖｒ（以下、「復帰指令閾値」という）、及び再粘着制御器４２８に設定されるトルク引き下げ速度Ｗｔ及び復帰時間Ｔｔ（以下、「再粘着制御パラメータ」という）を切り替える。具体的には、パラメータテーブルＴＢＬ２に従って、入力された曲線半径Ｃｒに対応する発動指令閾値を算出して発動指令部４２４の比較器４２４２，４２４３，４２４４それぞれに設定するとともに、復帰指令閾値を算出して復帰指令部４２５の比較器４２５１，４２５２それぞれに設定し、再粘着制御パラメータそれぞれを算出して再粘着制御器４２８に設定する。

すなわち、発動指令部４２４の比較器４２４２，４２４３，４２４４それぞれに設定されている発動指令閾値、復帰指令部４２５の比較器４２５１，４２５２それぞれに設定されている復帰指令閾値、及び再粘着制御器４２８に設定されている再粘着制御パラメータは、現在走行中の軌道の曲線半径Ｃｒに応じた値となっている。

図７に、パラメータテーブルＴＢＬ２の一例を示す。パラメータテーブルＴＢＬ２には、発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータそれぞれの値が、曲線半径Ｃｒとして取り得る最大値（無限大。すなわち直線）〜最小値までの各値に応じて設定されている。発動指令閾値は、発動指令部４２４の比較器４２４３に閾値として設定される速度差Ｖｓ２、比較器４２４４に閾値として設定される加速度αｓ２、及び比較器４２４２に閾値として設定される強制発動時間Ｔｓである。また、復帰指令閾値は、復帰指令部４２５の比較器４２５１に閾値として設定される速度差Ｖｒ、及び比較器４２５２に閾値として設定される加速度αｒである。また、再粘着制御パラメータは、電動機１０の発生トルクτ_ｅの引き下げ速度Ｗｔ及び復帰時間Ｔｔである。

パラメータテーブルＴＢＬ２によれば、曲線半径Ｃｒが取り得る最大値である無限大（直線）である場合には、発動指令閾値の速度差Ｖｓ２及び加速度αｓ２は、それぞれ空転検出閾値テーブルＴＢＬ１（図６参照）の速度差Ｖｓ１及び加速度αｓ１と同じ値である。このため、曲線半径Ｃｒが無限大である、すなわち直線区間を走行中は、空転滑走の発生が検出されると即時に再粘着制御が開始（発動）されることとなる。
なお、強制発動時間Ｔｓも「０」に設定されているため、同様の作用効果を奏する。すなわち、空転検出部４２３によって空転滑走の発生の検出がなされた場合には、比較器４２４２が即時に判定信号を出力して、ＯＲゲート４２４５から発動指令信号Ｓ２が出力されることとなり、即時に再粘着制御が開始されることとなる。

また、曲線半径Ｃｒが取り得る最小値であるほど、発動指令閾値の速度差Ｖｓ２、加速度αｓ２及び強制発動時間Ｔｓが漸次大きな値に設定される。この結果、現在走行中の軌道の曲線半径Ｃｒが小さいほど、空転滑走の発生の検出後の空転滑走の進展が一層許容されることとなる。空転滑走の進展が許容されることによって、接線力係数μの上昇が期待できる。

なお、空転滑走の進展を許容するとはいえ、一定時間以上の空転滑走の継続は車輪やレールに大きな損耗を与えるため、空転滑走の発生の検出時点からの経過時間が強制発動時間Ｔｓに達した場合には、再粘着制御が強制的に開始されることとなる。

復帰指令においては、曲線半径Ｃｒが小さいほど、復帰指令閾値（図７では速度差Ｖｒのみ設定されている）が大きな値に設定されている。復帰指令閾値が大きいほど、より早期にトルク復帰動作を開始させる作用効果を奏する（図２参照）。このため、曲線半径Ｃｒが小さいほど、早期にトルク復帰動作を開始させることが可能となる。

また、曲線半径Ｃｒが小さいほど、トルク引下げ速度Ｗｔが小さく、また復帰時間Ｔｔが大きく設定されている。この結果、曲線半径Ｃｒが小さいほど電動機トルクτ_ｅの引き下げ量の減少速度を低下させて徐々にトルクを復帰させる制御がなされる。

図７のパラメータテーブルＴＢＬ２においては、曲線半径Ｃｒが取り得る最大値（無限大。すなわち直線）と最小値とについて具体的な数値を記載していないが、好適には、最大値については無限大とみなせる曲線半径の値及びその値以上という一定の範囲を曲線半径Ｃｒの最大値とし、最小値については急カーブとみなせる一定の曲線半径の値及びその値以下という一定の範囲を曲線半径Ｃｒの最小値とするとよい。

また、図７には、曲線半径Ｃｒの最大値と最小値との間における発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータそれぞれの値が示されていないが、この間の値は、線形（連続的）に漸次変化する値が設定されればよく、例えば図８にその一例を示す。図８において（１）が速度差Ｖｓ２、（２）が加速度αｓ２、（３）が強制発動時間Ｔｓ、（４）が速度差Ｖｒ、（５）がトルク引き下げ速度Ｗｔ、（６）が復帰時間Ｔｔを示す。何れも曲線半径Ｃｒが最大値付近及び最小値付近の一定範囲である場合には一定に設定され、最大値付近と最小値付近との間においては曲線半径Ｃｒに応じて比例して変化するように設定されている。

［変形例］
尚、本発明の適用は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

（Ａ）更に走行速度に応じて発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータを可変する。
上述の実施形態では、発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータを、曲線半径Ｃｒに応じて可変することとして説明したが、さらに走行速度を加味して可変することとしてもよい。

具体的には、図９に示すようにパラメータテーブルＴＢＬ２を、高速域、中速域、低速域といった速度域毎に設定しておき、パラメータ切替設定器４２７が基準速度Ｖｍを入力して、基準速度Ｖｍが含まれる速度域に対応するパラメータテーブルを選択し、その選択したパラメータテーブルを用いて発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータの各値を設定する。これにより、曲線区間を走行する際の速度をも加味したより適切な再粘着制御の実現を図ることができる。

（Ｂ）更に接線力係数に応じて発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータを可変する。
上述の実施形態では、発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータを、曲線半径Ｃｒに応じて可変することとして説明したが、接線力係数及び曲線半径Ｃｒに基づいて可変することとしてもよい。
図１０は、新幹線電車を約３４０［ｋｍ／ｈ］で高速試験走行させた際の試験結果を示す図である。試験では、新幹線電車の台車の各軸のうち、試験対象の軸について、空転滑走の発生を検出した場合に直ぐに再粘着制御を発動させずに空転滑走を継続させた。図１０は、空転滑走の発生中（継続中）におけるすべり速度に対する接線力係数μの特性を示す図である。接線力係数μは、電動機のトルク電流成分の測定値から、式（１），（２）を用いて算出した。また、当該軸について、試験走行中に発生した多数の空転滑走のうちの７回分の空転滑走それぞれに対する特性（１）〜（７）のみを示している。

発生した空転滑走を継続させると、時間経過に伴ってすべり速度が徐々に増加する。大部分の空転滑走では、すべり速度の増加とともに、接線力係数μがそのまま推移、或いは低下する（図１０の（１）〜（６）が該当する）。しかし、空転滑走の発生時の接線力係数μが小さい場合には、すべり速度の増加とともに接線力係数μが上昇している（図１０の（７）が該当する）。尚、図１０では７回分の空転滑走の特性のみを示したが、実際には相当数の試験結果が得られ、この傾向が示されている。つまり、空転滑走の発生時の接線力係数μが比較的小さい場合には、空転滑走の継続を許容することで、発生時よりも大きな粘着力が得られるといえる。

そこで、空転発生の検出時の接線力係数μを更に加味して再粘着制御の開始タイミングを可変する。すなわち、接線力係数μが比較的に大きい（具体的には、所定値を超える）場合には、早期に再粘着制御を発動し、接線力係数μが小さい（具体的には、所定値以下）場合には、再粘着制御の発動タイミングを遅らせ、空転滑走の継続を許容した後、再粘着制御を発動するような制御方法とする。

具体的に説明する。図１１は、本変形例における電車の主回路の回路ブロックを示す図である。図１１において、図３の回路ブロックと同一の構成要素については同符号を付している。図３に示した主回路に比べて、電動機制御装置４０Ａ内にμ算出装置４１が具備された点が異なる。μ算出装置４１は、電流センサ３０により検出された電流Ｉｖ，Ｉｕや、速度センサ１２により検出された周速度Ｖに基づき、式（１）に従って制御対象の動輪の接線力係数μを算出して再粘着制御装置４２Ａに出力する。なお、車軸の回転速度を直接検出するのではなく、いわゆる速度センサレスベクトル制御で用いられる推定方法（例えば、誘導電動機の電機子電圧や電機子電流を基に回転速度を推定する方法）によって周速度Ｖを得ることとして、速度センサ１２を不要としても良いことは上述した実施形態と同様である。

図１２は、本変形例の再粘着制御装置４２Ａの回路構成を示すブロック図である。但し、図１２において、図５の再粘着制御装置４２と同一の構成要素については同符号を付している。図１２によれば、再粘着制御装置４２Ａは、図５に示した再粘着制御装置４２に保持回路４２６を加えた構成となっている。

保持回路４２６は、入力される基準速度Ｖｍ及び接線力係数μを、空転検出部４２３から空転検出信号Ｓ１が入力されるタイミングで保持する。すなわち、保持回路４２６は、
最新（今回）の空転滑走が検出された時点での基準速度Ｖｍ及び接線力係数μを保持する。そして、保持している基準速度Ｖｍ及び接線力係数μをパラメータ切替設定器４２７Ａに出力する。

パラメータ切替設定器４２７Ａは、保持回路４２６から入力される基準速度Ｖｍ及び接線力係数μを基に、発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータの基礎パラメータ値を切り替える。具体的には、先ず基準速度Ｖｍを基に速度域を判断する。次いで、判断した速度域のパラメータ基礎テーブルＴＢＬ３に従って、接線力係数μに該当する発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータの基礎パラメータ値を決定する。また、曲線半径係数テーブルＴＢＬ４を参照して、曲線半径判定部５０から入力された現在走行中の軌道の曲線半径Ｃｒに対応する発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータの係数を決定する。そして、決定した基礎パラメータ値に決定した係数を乗算することで、発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータの各値を決定・設定する。

図１３は、パラメータ切替設定器４２７Ａが有するパラメータ基礎テーブルＴＢＬ３の一例を示す図である。パラメータ基礎テーブルＴＢＬ３は、「高速域」、「中速域」及び「低速域」の３種類の速度域毎に用意されている。図１３（ａ）は、「高速域」のパラメータ基礎テーブルＴＢＬ３であり、図１３（ｂ）は、「中速域」のパラメータ基礎テーブルＴＢＬ３であり、図１３（ｃ）は、「低速域」のパラメータ基礎テーブルＴＢＬ３である。パラメータ基礎テーブルＴＢＬ３には、発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータそれぞれの基礎値が、接線力係数μ毎に設定されている。発動指令閾値の基礎値としては、比較器４２４３に閾値として設定される速度差Ｖｓ２の基礎速度差Ｓｖｓ２、比較器４２４４に閾値として設定される加速度αｓ２の基礎加速度Ｓαｓ２、及び比較器４２４２に閾値として設定される強制発動時間Ｔｓの基礎強制発動時間ＳＴｓがある。また、復帰指令閾値の基礎値としては、比較器４２５１に閾値として設定される速度差Ｖｒの基礎速度差ＳＶｒ、及び比較器４２５２に閾値として設定される加速度αｒの基礎加速度Ｓαｒがある。また、再粘着制御パラメータの基礎値としては、電動機１０の発生トルクτｅの引き下げ速度Ｗｔの基礎引き下げ速度ＳＷｔ、及び復帰時間Ｔｔの基礎復帰時間ＳＴｔがある。

パラメータ基礎テーブルＴＢＬ３によれば、接線力係数μが０．１以上である場合には、何れの速度域においても基礎強制発動時間ＳＴｓが「０」に設定されている。このため、空転検出部４２３によって空転滑走の発生の検出がなされた場合には、基礎強制発動時間Ｔｓに乗算する強制発動時間係数ＫＴｓが何れの値になろうとも、比較器４２４２に設定される強制発動時間Ｔｓは必ず「０」となる。この結果、比較器４２４２が即時に判定信号を出力して、ＯＲゲート４２４５から発動指令信号Ｓ２が再粘着制御器４２８に出力され、即時に再粘着制御が開始されることとなる。

一方、接線力係数μが０．１未満である場合には、基礎強制発動時間ＳＴｓに「０」より大きい値が設定されているとともに、発動指令閾値の基礎値であると基礎速度差ＳＶｓ２や基礎加速度Ｓαｓ２して、図６に示した空転検出閾値の速度差Ｖｓ１及び加速度αｓ１それぞれよりも大きい値が設定される。この結果、空転滑走の発生の検出がなされた際の接線力係数μの値が比較的小さい値であった場合には、曲線半径Ｃｒに応じて決定される係数にも依存するが、空転滑走の発生後直ぐに再粘着制御を開始するのではなく、空転滑走の進展が一時的に許容されることとなる。空転滑走の進展を許容することによって、接線力係数μの上昇が期待できる。

また、空転滑走の発生時点での接線力係数μが低い程、空転滑走の継続に伴う上昇が期待できることから、空転滑走の発生時点での接線力係数μが小さいほど、発動指令閾値の基礎値が高い値に設定されている。また、速度域が高速である程、車輪の周速度や加速度の単位時間に対する変化量が大きくなることから、より高速な速度域ほど、発動指令閾値の基礎値が高い値に設定されている。

復帰指令においては、接線力係数μが低いほど、復帰指令閾値の基礎値（図１３では基礎速度差ＳＶｒのみ設定されている）が大きく、また、速度域が高速であるほど、大きな値に設定されている。復帰指令閾値が大きいほど、より早期にトルク復帰動作を開始させる作用効果を奏する（図２参照）。このため、曲線半径Ｃｒに応じて決定される係数にも依存するが、接線力係数μが低い、或いはより高速域であるほど、早期にトルク復帰動作を開始させることが可能となる。

また、接線力係数μが０．１未満であるか否かによって、基礎トルク引下げ速度ＳＷｔ及び基礎復帰時間ＳＴｔが可変される。具体的には、接線力係数μが、空転滑走の継続による上昇が期待される値（０．１未満）である場合には、基礎トルク引下げ速度ＳＷｔが小さな値に、基礎復帰時間ＳＴｔが大きな値に切り替えられる。

図１４は、パラメータ切替設定器４２７Ａが有する曲線半径係数テーブルＴＢＬ４の一例を示す図である。曲線半径係数テーブルＴＢＬ４は、曲線半径判定部５０によって判定された曲線半径Ｃｒに応じて、発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータのそれぞれの基礎値に乗算する係数が定められたテーブルである。なお発動指令閾値、復帰指令閾値及び再粘着制御パラメータの各値は、例えば、発動指令閾値の速度差Ｖｓ２であれば、基礎速度差ＳＶｓ２と速度差係数Ｋｖｓ２との乗算によって求められた値が設定される。

図１４によれば、各係数の値は、曲線半径が直線とみなせる最大値にあっては、何れも「１」である。また、曲線半径が小さくなる程、速度差係数ＫＶｓ２、加速度係数Ｋαｓ２、強制発動時間係数ＫＴｓ、速度差係数ＫＶｒ、加速度係数Ｋαｒ、及び復帰時間係数ＫＴｔが徐々に高い値に設定され、トルク引き下げ速度係数ＫＷｔが徐々に低い値に設定されている。この結果、直線とみなせる軌道上を走行中は、接線力係数μに従って決定された基礎値に従った再粘着制御が行われ、曲線係数Ｃｒがより小さいほど、空転滑走の進展をより許容する再粘着制御がなされることが分かる。

なお、本変形例において接線力係数μそのものを用いることとしたが、接線力係数の変動と同様の変動を示す値（接線力係数とほぼリニアリティがある値）であって、接線力係数μと等価又は略等価に扱える値であれば、代替して用いてよいことは勿論である。

（Ｃ）電動機制御の形態
また、上述の実施形態では、１つの電動機制御装置４０によって１つの電動機１０を制御する、いわゆる１Ｃ１Ｍとしたが、他の制御方法、例えば１つの電動機制御装置によって４つの電動機を制御する１Ｃ４Ｍの場合であっても同様に適用可能である。

（Ｄ）速度差の代わりにすべり率を利用する
また、上述の実施形態では、発動指令閾値や復帰指令閾値として速度差を用いたが、これをすべり率としてもよい。

試験結果の一例。 再粘着制御の説明図。 電車の主回路構成図。 軌道情報の一例。 再粘着制御装置の回路構成図。 空転検出閾値テーブルの一例。 パラメータテーブルの一例。 パラメータの設定の一例。 パラメータテーブルの他の例。 他の試験結果の例。 変形例における電車の主回路構成図。 変形例における再粘着制御装置の回路構成図。 変形例におけるパラメータ基礎テーブルの一例。 変形例における曲線半径係数テーブルの一例。

符号の説明

１０ 主電動機
２０ インバータ
４０ 電動機制御装置
４２ 再粘着制御装置
４２３ 空転検出部
４２４ 発動指令部
４２５ 復帰指令部
４２８ 再粘着制御器
４２９ リセット信号生成器
４３ ベクトル演算制御装置
５０ 曲線半径判定部
Ｓ１ 空転検出信号、Ｓ２ 発動指令信号、Ｓ３ 復帰指令信号

Claims (14)

1. 軌道を走行する電気車の動輪を駆動する電動機を制御し、前記動輪の空転滑走の発生を検出して当該動輪の再粘着制御を行う電動機制御装置であって、
   走行地点から軌道の曲線半径を取得可能な軌道情報から現在の走行地点に対応する曲線半径を取得する、或いは、現在の走行地点に対応する曲線半径を所定の曲線半径判定部から入力することで取得する曲線半径取得手段と、
   １）前記動輪の周速度と前記電気車の進行速度とを判定対象値とする第１の速度差基準条件、及び／又は、２）前記動輪の周加速度を判定対象値とする第１の周加速度基準条件を少なくとも含む前記再粘着制御の発動条件を満足したことを検出する発動条件合致検出手段と、
   前記発動条件合致検出手段の検出に応じて前記再粘着制御を発動させる再粘着制御発動手段と、
   を備えるとともに、
   前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径に基づいて、前記発動条件を可変する発動条件可変手段を更に備えた電動機制御装置。
2. 前記発動条件可変手段は、前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径が小さいほど、より空転滑走の進展を許容する条件内容に前記発動条件を変更する請求項１に記載の電動機制御装置。
3. 前記発動条件には、前記第１の速度差基準条件が少なくとも含まれ、
   前記第１の速度差基準条件には、前記動輪の周速度と前記電気車の進行速度との速度差又はすべり率の閾値が条件として定められ、
   前記発動条件可変手段は、前記閾値を大小させることで前記発動条件を可変する請求項１又は２に記載の電動機制御装置。
4. 前記発動条件可変手段は、前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径が小さいほど前記閾値を大きくする請求項３に記載の電動機制御装置。
5. 前記発動条件には、前記第１の周加速度基準条件が少なくとも含まれ、
   前記第１の周加速度基準条件には、前記動輪の周加速度の閾値が条件として定められ、
   前記発動条件可変手段は、前記周加速度の閾値を大小させることで前記発動条件を可変する請求項１〜４の何れか一項に記載の電動機制御装置。
6. 前記発動条件可変手段は、前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径が小さいほど、前記周加速度の閾値を大きくする請求項５に記載の電動機制御装置。
7. 前記動輪の接線力係数相当値を検出する接線力係数相当値検出手段を更に備え、
   前記発動条件可変手段は、更に、前記検出された接線力係数相当値に基づいて前記発動条件を可変する請求項１〜６の何れか一項に記載の電動機制御装置。
8. 前記発動条件可変手段は、前記接線力係数相当値検出手段により検出された接線力係数相当値が、空転滑走が進展した場合に上昇する可能性のある値の範囲として予め定められた進展許容範囲内に有る場合に、当該進展許容範囲内に無い場合に比べて、空転滑走の進展を許容する条件内容に前記発動条件を変更するとともに、前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径が小さいほど、より空転滑走の進展を許容する条件内容に前記発動条件を変更する請求項７に記載の電動機制御装置。
9. 前記発動条件可変手段は、更に、前記電気車の進行速度に基づいて前記発動条件を可変する請求項１〜８の何れか一項に記載の電動機制御装置。
10. 前記動輪の空転滑走の発生を検出する空転滑走検出手段と、
    前記空転滑走検出手段による検出から所定時間が経過するまでに前記再粘着制御発動手段による前記再粘着制御の発動がなされていないことを検出する非発動検出手段と、
    前記非発動検出手段の検出に応じて前記再粘着制御を強制的に発動させる強制発動手段と、
    を更に備えた請求項１〜９に記載の電動機制御装置。
11. イ）前記動輪の周速度と前記電気車の進行速度とを判定対象値とする第２の速度差基準条件、及び／又は、ロ）前記動輪の周加速度を判定対象値とする第２の周加速度基準条件を少なくとも含む、前記再粘着制御発動手段により発動された再粘着制御の復帰動作を開始するための復帰条件を満足したことを検出する復帰条件合致検出手段と、
    前記復帰条件合致検出手段の検出に応じて、前記再粘着制御発動手段により発動された再粘着制御の復帰動作を開始させる再粘着制御復帰手段と、
    前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径に基づいて、前記復帰条件を可変する復帰条件可変手段と、
    を更に備えた請求項１〜１０の何れか一項に記載の電動機制御装置。
12. 前記再粘着制御の制御パラメータであるトルク引き下げ速度を前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径に基づいて可変するトルク引き下げ速度可変手段を更に備えた請求項１〜１１の何れか一項に記載の電動機制御装置。
13. 前記再粘着制御の制御パラメータである復帰時間を前記曲線半径取得手段により取得された曲線半径に基づいて可変する復帰時間可変手段を更に備えた請求項１〜１２の何れか一項に記載の電動機制御装置。
14. 軌道を走行する電気車の動輪を駆動する電動機を制御する際に、前記動輪の空転滑走の発生を検出して当該動輪の再粘着制御を行う再粘着制御方法であって、
    走行地点から軌道の曲線半径を取得可能な軌道情報から現在の走行地点に対応する曲線半径を取得する曲線判定取得ステップと、
    １）前記動輪の周速度と前記電気車の進行速度とを判定対象値とする第１の速度差基準条件、及び／又は、２）前記動輪の周加速度を判定対象値とする第１の周加速度基準条件を少なくとも含む前記再粘着制御の発動条件を満足したことを検出する発動条件合致検出ステップと、
    前記発動条件合致検出ステップによる検出に応じて前記再粘着制御を発動する再粘着制御発動ステップと、
    を含むとともに、
    前記曲線半径取得ステップにより取得された曲線半径に基づいて、前記発動条件を可変する発動条件可変ステップを更に含む再粘着制御方法。

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