JPH0923511A - リニアシンクロナスモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続する推進コイル区間１２、３２を円滑に
車両２０が走行することが可能なリニアシンクロナスモ
ータの制御装置を得ることを目的とする。 【構成】 車両２０が推進コイル区間３２に進入すると
きの進入推力指令４９を得るための、車両２０が第１の
推進コイル区間１２（ｘ₁ ）を走行中に予測推力指令４
３（Ｆ₁ ）を渡り信号４４から演算する第１の予測推力
演算器４２、および車両２０が第２の推進コイル区間３
２（ｘ₂ ）に進入するときの第２の予測推力指令３９
（Ｆ₂ ）を車両重量と位置信号３５とから演算する第２
の予測推力演算器３８と、車両位置（ｘ₁ ）における予
測推力指令４３（Ｆ₁ ）とこれと同じ位置における推力
指令（Ｆ₀ ）との比である補正指令４７（Ｋ₁ ）を演算
し、予測推力指令３９（Ｆ₂ ）に補正指令４７（Ｋ₁ ）
を掛けることにより得た進入推力指令４９を推力演算器
２５に設定する予測推力補正器４５とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地上側に各区分に分
割した推進コイルを軌道に沿って配置し、車両側に上記
推進コイルに対向する界磁極を搭載し、車両位置信号と
速度パターン信号とから推力指令を演算し、この推力指
令に応じた電流を上記各推進コイル区間へ供給して車両
を駆動制御する駆動制御装置を上記各推進コイル区間毎
に設けたリニアシンクロナスモータの制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】地上を１次とするリニアシンクロナスモ
ータの制御系では、１台の駆動制御装置で制御できる範
囲が限られるため、推進コイルを軌道に沿って分割配置
し、各推進コイル区間毎に駆動制御装置を設ける。その
ため、車両を連続して走行させるためには、車両の駆動
制御を実行中の駆動制御装置から次に駆動制御を実行す
る駆動制御装置に制御を切り換える必要がある。そし
て、この場合、駆動制御装置間で車両を速度の脈動がな
く円滑に受け渡すためにはその推力が連続することが必
要であり、例えば特開昭63-43501号公報、特開平4-3175
03号公報では以下に示す制御方式を採用している。

【０００３】（Ａ）特開昭63-43501号公報記載の制御方
式 車両がつぎに進入するｎ番目の推進コイル区間のｎ番目
の駆動制御装置は、自推進コイル区間に車両が進入する
直前から車両位置信号を受け取り、位相演算、速度演算
を開始する。そして、制御実行中のｎ−１番目の駆動制
御装置の推力演算部により演算さした推力指令をｎ番目
の駆動制御装置の推力演算部の積分系に初期セットする
と同時にｎ番目の駆動制御装置への速度パターン信号の
初期セットを行う。以上の処理を行うことにより、次に
制御を実行するｎ番目の駆動制御装置は、現在制御実行
中のｎ−１番目の駆動制御装置と同一の制御状態とな
り、車両が次のｎ番目の推進コイル区間に進入したとき
もその推力を変動させることなく連続円滑な制御動作が
得られる訳である。

【０００４】（Ｂ）特開平4-317503号公報記載の制御方
式 車両がｎ−１番目の推進コイル区間を進行中に、予測推
力演算器はその動作を開始する。即ち、予測推力演算器
は、車両重量信号（Ｍ）と車両位置（ｘ）と車両速度
（ｖ）と車両加速度（α）とから、ｎ番目の推進コイル
区間に進入するときの車両の推力を予測演算する。その
演算結果としての予測推力（またはブレーキ力）指令
（Ｆ）が出力される。ここで、予測推力（Ｆ）は次式で
演算されている。 Ｆ＝Ｍ・α＋Ｆ_R （ｘ、ｖ）＋Ｆ_G （ｘ） ・・・（１） 但し、Ｆ：予測推力（またはブレーキ力） Ｆ_R （ｘ、ｖ）：走行抵抗 Ｆ_G （ｘ）：勾配抵抗 Ｍ：車両重量 α：車両加速度（または減速度） ｖ：車両速度 ｘ：車両位置 そして、（１）式で求めた予測推力信号（Ｆ）は、ｎ番
目の推力演算器に送出されその積分器に設定される。こ
の動作は、ｎ番目の駆動制御装置が、車両位置信号
（ｘ）を位置検知器から検知するとともに車両重量
（Ｍ）を車両からの無線送信により受信するので、リア
ルタイムに実行でき、予測推力（Ｆ）の演算ができる。
この状態で車両の走行が進み、ｎ番目の推進コイル区間
に進入すると、ｎ−１番目の駆動制御装置の制御動作か
ら連続的にｎ番目の駆動装置の制御状態に移行する。こ
の結果、待機中であるｎ番目の駆動制御装置は、実際に
制御を実行中であるｎ−１番目の駆動制御装置と同様の
制御状態となる。したがって、車両は速度の脈動もなく
円滑な走行を継続する。

【０００５】なお、上記（Ａ）および（Ｂ）において
は、ｎ−１番目の推進コイル区間からｎ番目の推進コイ
ル区間へ車両が渡る際の制御について説明した。つま
り、ｎ番目の駆動制御装置の推力演算器に、（Ａ）の場
合にはｎ−１番目の駆動装置の推力指令を、（Ｂ）の場
合には予測推力指令（Ｆ）を設定して制御している。そ
して、車両がｎ−１またはｎ番目の推進コイル区間を走
行中の車両の速度制御は、車両速度信号と速度パターン
信号とから推力指令を演算し、この演算結果に応じた電
流を推進コイルに供給することにより行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のリニアシンクロ
ナスモータの制御装置は、上述のように構成されており
以下に示す問題があった。 課題１（特開昭63-43501号公報記載の制御方式） 車両が隣接する駆動制御装置間を通過するタイミングに
合わせて推力指令を次の駆動制御装置に受け渡す場合に
ついて説明する。このとき、隣接する駆動制御装置間を
通過するときに、車両が推力変動による衝撃を受けなく
必要がある。このため、ｎ−１番目の駆動制御装置から
ｎ番目の駆動制御装置に受渡す推力指令は、車両がｎ番
目の推進コイルに進入する直前、つまりｎ−１番目の推
進コイルの終端における推力指令を用いればよい。しか
しながら、ｎ−１番目の駆動制御装置とｎ番目の駆動制
御装置は通常数ｋｍ〜数十ｋｍ離れていること、および
車両は数百ｋｍ／ｈで走行することから、推力指令を受
け渡す伝送時間を非常に高速にする必要がある。また、
ｎ−１番目の推進コイルの終端より手前における推力指
令を用いれば、伝送時間に係る問題は解決できる。しか
し、ｎ番目の駆動制御装置の推力演算器に設定した推力
指令は、ｎ−１番目の推進コイルの終端より手前におい
て求めたものである。したがって、この設定した推力指
令は車両がｎ番目の推進コイルに進入する直前、つまり
ｎ−１番目の推進コイルの終端における実際の推力指令
とは一致しないことが多い。

【０００７】課題２（特開平4-317503号公報記載の制御
方式） 駆動制御装置間で信号を受け渡す必要がなく、位置検知
器の検知結果から予測推力指令を演算し、予測推力指令
をｎ番目の駆動制御装置の推力演算器に設定する場合に
ついて説明する。この動作は、駆動制御装置間で信号を
受渡す必要がないので、リアルタイムに実行することが
可能である。しかし、車両重量や抵抗係数（走行抵抗、
勾配抵抗）などが実際の値と異なる場合には、ｎ番目の
推進コイル区間に進入するときの予測推力演算結果が実
際の推力とは一致しなくなる。この例について説明す
る。たとえば、車両重量は乗車人数や積載物等の量によ
り変化するにもかかわらず、実際には車両重量検出器が
省略されることがある。このときには、車両重量はあら
かじめ設定された固定値が用いられる。また、走行抵抗
および勾配抵抗の抵抗係数は、気象条件や運転条件によ
って左右される。つまり、走行抵抗および勾配抵抗を演
算式により求めた演算値と実値とでは誤差を生じる。な
お、推進コイル区間は、いくつかのセクションの集合で
ある。これらのセクションは各々推進コイルを有してい
る。そして、これらのセクションは１つの閉じた駆動制
御装置により制御されている。したがって、課題１およ
び課題２のような問題は生じない。

【０００８】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、予測推力指令を補正し、連続す
る推進コイル区間を円滑に被駆動体が走行することが可
能なリニアシンクロナスモータの制御装置を得ることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るリニアシ
ンクロナスモータの制御装置は、複数の区間に分割され
軌道に沿って配置された第１、第２の推進コイル、該推
進コイルに対向する界磁極を有するとともに上記第１の
推進コイル区間から上記第２の推進コイル区間に駆動さ
れる被駆動体、上記第１の推進コイルに対する上記被駆
動体の位置に対応した第１の位置信号と基準となる速度
パターン信号とに基づいて該被駆動体に対する第１の推
力指令を演算する第１の推力演算器、上記第１の推進コ
イル区間に設けられ上記第１の推力指令に応じた電流を
上記第１の推進コイル区間へ供給し上記被駆動体を駆動
制御する第１の駆動制御装置、上記第２の推進コイルに
対する上記被駆動体の位置に対応した第２の位置信号と
上記速度パターン信号とに基づいて該被駆動体に対する
第２の推力指令を演算する第２の推力演算器、上記第１
の推進コイル区間の任意の位置における上記第２の推進
コイル区間に進入するときの上記被駆動体に対する進入
推力指令を得るための第１の予測推力指令と、この第１
の予測推力指令を求めた位置よりも上記第２の推進コイ
ル区間側の上記第１の推進コイル区間の別の位置におけ
る上記進入推力指令を得るための第２の予測推力指令と
を被駆動体重量と上記第１の位置信号とから演算する予
測推力演算器、上記任意の位置における第１の予測推力
指令とこれを演算した位置と同じ位置における上記第１
の推力演算器で演算した第１の推力指令とを比較し、上
記第２の予測推力指令を補正する補正指令を出力する予
測推力補正器、および上記第２の推進コイル区間に設け
られ上記第２の予測推力指令と上記補正指令とから得ら
れた上記進入推力指令および上記第２の推力指令に応じ
た電流を上記第２の推進コイル区間へ供給し上記被駆動
体を駆動制御する第２の駆動制御装置を設けたものであ
る。

【００１０】さらに、複数の区間に分割され軌道に沿っ
て配置された第１、第２の推進コイル、該推進コイルに
対向する界磁極を有するとともに上記第１の推進コイル
区間から上記第２の推進コイル区間に駆動される被駆動
体、上記第１の推進コイルに対する上記被駆動体の位置
に対応した第１の位置信号と基準となる速度パターン信
号とに基づいて該被駆動体に対する第１の推力指令を演
算する第１の推力演算器、上記第１の推進コイル区間に
設けられ上記第１の推力指令に応じた電流を上記第１の
推進コイル区間へ供給し上記被駆動体を駆動制御する第
１の駆動制御装置、上記第２の推進コイルに対する上記
被駆動体の位置に対応した第２の位置信号と上記速度パ
ターン信号とに基づいて該被駆動体に対する第２の推力
指令を演算する第２の推力演算器、上記第１の推進コイ
ル区間の任意の位置における上記第２の推進コイル区間
に進入するときの上記被駆動体に対する進入推力指令を
得るための第１の予測推力指令を被駆動体重量と上記第
１の位置信号とから演算する第１の予測推力演算器、上
記第１の予測推力指令を求めた位置よりも上記第２の推
進コイル区間側の上記第１の推進コイル区間の別の位置
における上記進入推力指令を得るための第２の予測推力
指令を上記被駆動体重量と上記第１の位置信号とから演
算する第２の予測推力演算器、上記任意の位置における
第１の予測推力指令とこれを演算した位置と同じ位置に
おける上記第１の推力演算器で演算した第１の推力指令
とを比較し、上記第２の予測推力指令を補正する補正指
令を出力する予測推力補正器、および上記第２の推進コ
イル区間に設けられ上記第２の予測推力指令と上記補正
指令とから得られた上記進入推力指令および上記第２の
推力指令に応じた電流を上記第２の推進コイル区間へ供
給し上記被駆動体を駆動制御する第２の駆動制御装置を
設けたものである。

【００１１】さらに、第１の推力演算器は、第１の予測
推力演算器に入力される第１の位置信号およびこの位置
における第１の推力指令値を出力するものである。さら
に、予測推力補正器は、第１の予測推力指令とこれを演
算した位置と同じ位置における第１の推力指令との比に
基づいて第２の予測推力指令を補正するものである。さ
らに、予測推力補正器は、第１の予測推力指令とこれを
演算した位置と同じ位置における第１の推力指令との差
に基づいて第２の予測推力指令を補正するものである。

【００１２】

【作用】この発明に係るリニアシンクロナスモータの制
御装置は、予測推力演算器が第１の推進コイル区間の任
意の位置における第２の推進コイル区間に進入するとき
の被駆動体に対する進入推力指令を得るための第１の予
測推力指令と、この第１の予測推力指令を求めた位置よ
りも上記第２の推進コイル区間側の上記第１の推進コイ
ル区間の別の位置における上記進入推力指令を得るため
の第２の予測推力指令とを被駆動体重量と第１の位置信
号とから演算し、予測推力補正器が上記任意の位置にお
ける第１の予測推力指令とこれを演算した位置と同じ位
置における上記第１の推力演算器で演算した第１の推力
指令とを比較し、上記第２の予測推力指令を補正する補
正指令を出力し、および第２の駆動制御装置が上記第２
の推進コイル区間に設けられ上記第２の予測推力指令と
上記補正指令とから得られた上記進入推力指令および上
記第２の推力指令に応じた電流を上記第２の推進コイル
区間へ供給し上記被駆動体を駆動制御するので、被駆動
体が隣接する推進コイル区間を渡る際の推力を連続的に
制御することが可能となる。

【００１３】さらに、第１の予測推力演算器より第１の
予測推力を演算し、第２の予測推力演算器により第２の
予測推力を演算するので、第１、第２の予測推力演算器
が独立して演算することができる。さらに、第１の推力
演算器は、第１の予測推力演算器に入力される第１の位
置信号および予測推力補正器が入力する第１の推力指令
値を出力するので、第１の推力演算器からの伝送信号量
が少ない。さらに、予測推力補正器は、第１の予測推力
指令とこれを演算した位置と同じ位置における第１の推
力指令との比に基づいて第２の予測推力指令を補正する
ので、第２の予測推力指令における積・除成分に対して
有効である。さらにまた、予測推力補正器は、第１の予
測推力指令とこれを演算した位置と同じ位置における第
１の推力指令との差に基づいて第２の予測推力指令を補
正するので、第２の予測推力指令における和・差成分に
対して有効である。

【００１４】

【実施例】

実施例１．以下、この発明にかかる一実施例を図を用い
て説明する。図１は、リニアシンクロナスモータ式車両
の制御装置を示すブロック図である。図１は、注目して
いるｎ番目の推進コイル区間に対し、車両がその直前の
ｎ−１番目の推進コイル区間上を走行している状態を示
している。図１において、１は上位の運行管理装置から
の車両の発着時刻を基に駅間基準速度パターン２を発生
する走行管理装置、３はジャーク制御、即ち加速度の変
化率を一定範囲内に制限する処理を行った速度パターン
信号４を発生する速度パターン発生器、５は速度パター
ン信号４と後述する実速度信号６とから車両の推力を演
算しこの推力に応じた電流波高値指令７を出力する推力
演算器、８は電流波高値指令７と後述する位相信号９と
を乗算し正弦波電流パターン１０として出力する掛算
器、１１は正弦波電流パターン１０を基にｎ−１番目の
推進コイル区間１２へ供給する３相電流１３を出力する
電力変換器である。

【００１５】１４は軌道に沿って配設された検知線から
の信号を基に車両位置信号として位置検知信号１５を出
力する位置検知器、１６は位置検知信号１５から位相を
検出し位相信号９として出力する位相検出器で、位相信
号９は前述の掛算器８に送出される。１７は位相信号９
から速度を演算し実速度信号６として前述の推力演算器
５へ送出する速度演算器である。２０はｎ−１番目の推
進コイル区間上をｎ番目の推進コイル区間に向かって走
行中の車両で、推進コイルに対向する界磁極を搭載して
いる。なお、上記の１〜１７はｎ−１番目の推進コイル
区間１２の駆動制御装置１００を構成する各要素である
が、図１中、２１〜３７はｎ番目の推進コイル区間３２
の駆動制御装置２００を構成するそれぞれ上記１〜１７
の各要素に対応するものであり、各要素の説明は重複す
るので省略する。

【００１６】３８は車両重量（Ｍ）と位相検出器３６か
らの位相信号２９とから推力の演算を行い予測推力指令
３９（Ｆ₂ ）を出力する予測推力演算器、４１は図示し
ない進入検出器によって車両２０がｎ番目の推進コイル
区間３２に進入したことを検出したとき、速度演算器３
７から実速度信号２６により速度パターン発生器２３を
初期設定するスイッチである。４２はあらかじめ設定さ
れた車両車重Ｍと推力演算器５からの渡り信号４４（Ｆ
₀ 、ｘ₁ 、ｖ₁ 、α₁ ）とから推力の演算を行い予測推
力指令４３（Ｆ₁ ）を出力する予測推力演算器である。
４６は渡り信号４４の推力指令（Ｆ₀ ）と予測推力指令
４３（Ｆ₁ ）とを比較し予測推力指令３９（Ｆ₂ ）を補
正する推力補正係数（Ｋ₁ ）を出力する推力補正係数演
算器、４８は予測推力指令３９（Ｆ₂ ）を推力補正係数
４７に基づいて演算し予測補正推力指令４９（Ｆ₃ ）を
出力する掛算器である。４５は推力補正係数演算器４６
および掛算器４８により構成される予測推力補正器であ
る。なお、４１〜４９の各要素については、説明の便宜
上ｎ番目の推進コイル区間３２に対応するものについて
のみ図示し、ｎ−１番目の推進コイル区間１２に対応す
るものについては図示を省略している。

【００１７】さらに実施例１においては、第１の駆動制
御装置が駆動制御装置１００、第２の駆動制御装置が駆
動制御装置２００、第１の推力演算器が推力演算器５、
第２の推力演算器が推力演算器２５、第１の推力指令が
推力指令７、第２の推力指令が推力指令２７、第１の推
進コイルが推進コイル１２、第２の推進コイルが推進コ
イル３２、被駆動体が車両２０、第１の予測推力演算器
が予測推力演算器４２、第２の予測推力演算器が予測推
力演算器３８、第１の予測推力指令が予測推力指令４
２、第２の予測推力指令が予測推力指令３９、補正指令
が推力補正係数４７、第１の位置信号が車両２０が推進
コイル区間１２を走行中に検出した位置信号１５および
位置信号３５、第２の位置信号が車両２０が推進コイル
区間３２を走行中に検出した位置信号３５の場合につい
て説明する。

【００１８】次に動作について説明するが、今、車両２
０はｎ−１番目の推進コイル区間１２上を矢印の方向に
進行している。したがって、先ず、１〜１７をその構成
要素とするｎ−１番目の駆動制御装置１００の動作につ
いて説明する。走行管理装置１から指令された駅間基準
速度パターン２に従い、速度パターン発生器３はジャー
クを考慮した最終の速度パターン信号４を発生する。推
力演算器５では、位置検知信号１５を基に位相検出器１
６および速度演算器１７で演算された実速度信号６が速
度パターン信号４に一致するように動作し必要な推力が
演算される。この推力演算器５は比例制御要素と積分制
御要素とで構成されており、定常的には入力速度偏差は
“０”となり、比例系の出力は“０”で積分系の出力の
みで推力が決定されることになる。そして、推力演算器
５からは上記で演算された推力に従った電流波高値指令
７が出力される。更に、掛算器８により電流波高値指令
７と位相信号９とが乗算され正弦波電流パターン１０と
して電力変換器１１に送出される。電力変換器１１はこ
の正弦波電流パターン１０に応じた３相電流１３を推進
コイル区間１２に流し、車両２０は矢印の方向に走行す
る。

【００１９】次に同時刻におけるｎ番目の駆動制御装置
２００の動作について説明する。ここでは、先ず、図１
の予測推力演算器３８の内部構成の詳細を示す図２、図
１の予測推力演算器４２の内部構成の詳細を示す図３に
ついて説明する。図２において、５１は位相信号２９か
ら位置信号５２を出力する位置演算器、５３は位置信号
５２を微分して速度信号５４を出力する微分器、５５は
速度信号５４を微分して加速度（または減速度）信号５
６を出力する微分器、５７は車両位置（ｘ₂ ）から勾配
抵抗を演算し、勾配抵抗信号５８（Ｆ_2G（ｘ₂ ））とし
て出力する勾配抵抗演算器、５９は車両位置（ｘ₂ ）お
よび車両速度（ｖ₂ ）から走行抵抗を演算し走行抵抗信
号６０（Ｆ_2R（ｘ₂ 、ｖ₂ ））として出力する走行抵抗
演算器、６１は掛算器、６２および６３は加算器、６４
はあらかじめ設定されている車両重量信号（Ｍ）であ
る。図３において、４４は推力演算器５からの渡り信号
である。ここで、渡り信号４４は、車両位置（ｘ₁ ）に
おける車両速度（ｖ₁ ）と車両加速度（α₁ ）と推力指
令（Ｆ₀ ）を有する信号である。７０は車両位置
（ｘ₁ ）から勾配抵抗を演算し、勾配抵抗信号７１（Ｆ
_1G（ｘ₁））として出力する勾配抵抗演算器、７２は車
両位置（ｘ₁ ）および車両速度（ｖ₁ ）から走行抵抗を
演算し、走行抵抗信号７３（Ｆ_1R（ｘ₁ 、ｖ₁ ））とし
て出力する走行抵抗演算器、７４は掛算器、７５および
７６は加算器、７７はあらかじめ設定されている車両重
量信号（Ｍ）である。

【００２０】ここでは、第１の予測推力指令４２
（Ｆ₁ ）は車両位置（ｘ₁ ）が第１の推進コイル１２
上、第２の予測推力指令（Ｆ₂ ）は車両位置（ｘ₂ ）が
第１の推進コイル１２と第２の推進コイル３２の連結部
分の位置に基づいて計算する場合ついて説明する。な
お、車両位置（ｘ₁ ）は、車両２０が車両位置（ｘ₂ ）
に到着するまでに、車両位置（ｘ₁ ）における渡り信号
４４を第２の駆動制御装置２００に伝送可能な位置であ
ればどこでもよい。

【００２１】次にあらためてｎ番目の駆動制御装置２０
０の動作を図１〜図３について説明する。上述した通
り、車両２０はｎ−１番目の推進コイル区間１２を進行
中であるが、この時点で予測推力演算器４２はその動作
を開始する。即ち、予測推力演算器４２は、車両重量信
号７７（Ｍ）と車両位置（ｘ₁ ）における車両速度（ｖ
₁ ）と車両加速度（α₁ ）とを入力し、図３に示す要素
の演算処理を行い、その加算器７６から演算結果として
の車両位置（ｘ₁ ）における予測推力（またはブレーキ
力）指令４３（Ｆ₁ ）が出力される。ここで、予測推力
（Ｆ₁ ）は（１）式で演算されている。 Ｆ₁ ＝Ｍ・α₁ ＋Ｆ_1R（ｘ₁ 、ｖ₁ ）＋Ｆ_1G（ｘ₁ ） ・・・（２） 但し、Ｆ₁ ：予測推力（またはブレーキ力） Ｆ_1R（ｘ₁ 、ｖ₁ ）：走行抵抗 Ｆ_1G（ｘ₁ ）：勾配抵抗 Ｍ：車両重量 α₁ ：車両加速度（または減速度） ｖ₁ ：車両速度 ｘ₁ ：車両位置 ここで、ｎ−１番目の駆動制御装置１００とｎ番目の駆
動制御装置２００は距離が離れているので、渡り信号４
４を伝送するのに時間を要する。したがって、予測推力
指令４３（Ｆ₁ ）は、車両２０の走行に対応してリアル
タイムに得ることができない。

【００２２】そして、（２）式で求めた予測推力指令４
３（Ｆ₁ ）は、予測推力補正器４５の推力補正係数演算
器４６へ出力される。推力補正係数演算器４６は、この
予測推力指令４３（Ｆ₁ ）と渡り信号４４の推力指令
（Ｆ₀ ）を入力する。そして、推力補正係数演算器４６
では、（３）式により推力補正係数（Ｋ₁ ）を求める。 Ｋ₁ ＝Ｆ₀ ／Ｆ₁ ・・・（３） つまり、車両位置（ｘ₁ ）において、実際に車両２０を
駆動する推力指令（Ｆ₀ ）と予測推力演算器４２から計
算により得られる予測推力指令４３（Ｆ₁ ）との偏差等
を知ることができる。また、車両２０はｎ−１番目の推
進コイル区間１２を進行中であるが、この時点で予測推
力演算器３８はその動作を開始する。即ち、予測推力演
算器３８は、車両重量信号（Ｍ）と位相検出器３６から
の位相信号２９を入力し、図２に示す要素の演算処理を
行い、その加算器６３から演算結果としての予測推力
（またはブレーキ力）指令３９（Ｆ₂ ）が出力される。
ここでは、車両位置（ｘ₂ ）つまり推進コイル１２と推
進コイル３２との連結部分での予測推力指令３９
（Ｆ₂ ）を必要とすることから、車両位置（ｘ₂ ）にお
ける場合について説明する。

【００２３】ここで、予測推力（Ｆ₂ ）は（２）式で演
算されている。 Ｆ₂ ＝Ｍ・α₂ ＋Ｆ_2R（ｘ₂ 、ｖ₂ ）＋Ｆ_2G（ｘ₂ ） ・・・（４） 但し、Ｆ₂ ：予測推力（またはブレーキ力） Ｆ_2R（ｘ₂ 、ｖ₂ ）：走行抵抗 Ｆ_2G（ｘ₂ ）：勾配抵抗 Ｍ：車両重量 α₂ ：車両加速度（または減速度） ｖ₂ ：車両速度 ｘ₂ ：車両位置 ここで、予測推力指令３９（Ｆ₂ ）は、車両重量信号
（Ｍ）と位相検出器３６からの位相信号２９とから得ら
れる。したがって、予測推力指令３９（Ｆ₂ ）は、車両
２０の走行に対応してリアルタイムに得ることが可能で
ある。

【００２４】そして、予測推力指令３９（Ｆ₂ ）と推力
補正係数（Ｋ₁ ）とを掛算器４８が入力し（５）式によ
り、予測補正推力指令４９（Ｆ₃ ）を得ることができ
る。 Ｆ₃ ＝Ｋ₁ ×Ｆ₂ ・・・（５） この予測補正推力指令４９（Ｆ₃ ）推力演算器２５に送
出されその積分器に設定される。この結果、待機中であ
るｎ番目の駆動制御装置は、実際に制御を実行中である
ｎ−１番目の駆動制御装置とほぼ同様の制御状態とな
る。つまり、予測推力指令４３（Ｆ₁ ）は車両位置（ｘ
₁ ）が推進コイル１２上、予測推力指令（Ｆ₂ ）は車両
位置（ｘ₂ ）が推進コイル１２と推進コイル３２の連結
部分の位置に基づいて計算している。したがって、車両
位置（ｘ₁ ）において得られる予測推力指令４３
（Ｆ₁ ）と渡り信号４４の推力指令（Ｆ₀ ）の偏差を、
リアルタイムに得られる車両位置（ｘ₂ ）における予測
推力指令（Ｆ₂ ）を補正することができる。

【００２５】さらに、この状態で車両２０の走行が進
み、ｎ番目の推進コイル区間３２に進入すると、図示し
ない進入検出器がこれを検出してスイッチ４１が挿入さ
れ、ｎ−１番目の駆動制御装置で説明したと同様の本来
の制御動作に連続的に移行し、必要な３相電流３３が推
進コイル区間３２に供給される。したがって、車両２０
は速度の脈動もなく円滑な走行を継続する。このとき、
ｎ−１番目の駆動制御装置とｎ番目の駆動制御装置が数
ｋｍ〜数十ｋｍ離れていても、伝送する情報である渡り
信号４４は車両位置（ｘ₁ ）の位置における情報でよ
い。つまり、推進コイル１２と推進コイル３２の連結部
分の位置近傍の渡り信号４４を伝送する必要がないの
で、伝送時間を配慮する必要がない。また、渡り信号４
４として推力指令（Ｆ₀ ）と車両位置（ｘ₁ ）が、同時
に伝送される構成となっている。ここで、車両位置（ｘ
₁ ）は、位相検出器３６から取得することも可能であ
る。しかし、この場合には、推力指令（Ｆ₀ ）と車両位
置（ｘ₁ ）の同期をとる必要性がある。さらにまた、
（３）式および（５）式により予測補正推力指令４９
（Ｆ₃ ）を得ているので、特に、車両位置（ｘ₁ ）と車
両位置（ｘ₂ ）における予測推力指令４３（Ｆ₁ ）と予
測推力指令３９（Ｆ₂ ）の偏差が車両重量（Ｍ）に基づ
く場合に有効である。

【００２６】実施例２．この発明の他の実施例について
図を用いて説明する。図４は、リニアシンクロナスモー
タ式車両の制御装置を示すブロック図である。８０は車
両重量（Ｍ）と位相検出器１６からの位相信号９とから
推力の演算を行い予測推力指令８１（Ｆ₁ ）を出力する
駆動制御装置１００側の第１の予測推力演算器である予
測推力演算器、４４は車両位置（ｘ₁ ）における予測推
力指令８１（Ｆ₁ ）と推力指令（Ｆ０）を伝送する渡り
信号である。また、予測推力演算器８０の構成は図２に
示す構成と同様である。なお、その他の各要素および下
記以外動作については、実施例１と同様であるのでその
説明を省略する。

【００２７】次に動作について説明するが、今、車両２
０はｎ−１番目の推進コイル区間１２上を矢印の方向に
進行している。この時点で予測推力演算器８０は予測推
力指令８１（Ｆ₁ ）を演算している。つまり、位相信号
９から位置信号を出力し、位置信号を微分して速度信号
（ｖ₁）を出力し、速度信号を微分して加速度信号を出
力し、車両位置（ｘ₁ ）から勾配抵抗を演算し、この演
算結果を勾配抵抗信号（Ｆ_1G（ｘ₁ ））として出力し、
車両位置（ｘ₁ ）および車両速度（ｖ₁ ）から走行抵抗
を演算し、この演算結果を走行抵抗信号（Ｆ_1R（ｘ₁ 、
ｖ₁ ））として出力し、これらの演算により予測推力指
令８１（Ｆ₁ ）を演算している。同時に、予測推力演算
器３８はその動作を開始する。即ち、予測推力演算器３
８は、車両重量信号（Ｍ）と位相検出器３６からの位相
信号２９を入力し、図２に示す要素の演算処理を行い、
その加算器６３から演算結果としての予測推力指令３９
（Ｆ₂ ）が出力される。そして、推力演算器５から出力
される渡り信号８２は車両位置（ｘ₁ ）における予測推
力指令（Ｆ₁ ）と推力指令（Ｆ₀ ）とを予測推力補正器
４５に伝送する。また、予測推力演算器３８から予測推
力指令３９（Ｆ₂ ）が予測推力補正器４５に入力され
る。以下、実施例１と同様にして、予測推力補正器４５
により予測補正推力指令４９（Ｆ₃ ）を得ることができ
る。そして、車両２０は、推進コイル区間１２から推進
コイル区間３２へ速度の脈動もなく円滑な走行を継続す
る。

【００２８】上述のように、ｎ−１番目の推進コイルを
車両が走行中にも、ｎ−１番目の予測推力演算器８０を
使用する構成とした。したがって、実施例１のように、
各駆動制御装置ごとに、予測推力演算器を２個設ける必
要がない。さらに、渡り信号８２が、予測推力指令８１
（Ｆ₁ ）と推力指令（Ｆ₀ ）を伝送するのみいでよい。
したがって、伝送量が少なくてむので信頼性が向上す
る。

【００２９】実施例３．この発明の他の実施例について
図を用いて説明する。図５は、リニアシンクロナスモー
タ式車両の制御装置を示すブロック図である。５０は車
両重量（Ｍ）と位相検出器３６からの位相信号２９とか
ら推力の演算を行い予測推力指令３９（Ｆ₂ ）と車両重
量信号７７（Ｍ）と車両位置（ｘ₁ ）における車両速度
（ｖ₁ ）と車両加速度（α₁ ）とを入力し、図３に示す
要素の演算処理を行い、その加算器７６から演算結果と
しての予測推力（またはブレーキ力）信号４３（Ｆ₁ ）
を力する駆動制御装置２００側の予測推力演算器であ
る。なお、その他の各要素および下記以外動作について
は、実施例１と同様であるのでその説明を省略する。

【００３０】次に動作について説明するが、今、車両２
０はｎ−１番目の推進コイル区間１２上を矢印の方向に
進行している。この時点で予測推力演算器５０は予測推
力指令４３（Ｆ１）を演算している。この演算方法は、
図３に示す場合と同様である。つまり、予測推力演算器
５０は渡り信号４４を入力演算している。ここで渡り信
号４４としては、車両位置（ｘ₁ ）における車両速度
（ｖ₁ ）と車両加速度（α₁ ）と推力指令（Ｆ₀ ）を有
する信号である。これらの演算により、予測推力指令４
３（Ｆ₁ ）を演算している。そして、車両２０が所定の
車両位置（ｘ₁ ）を通過し、車両位置（ｘ₁ ）における
渡り信号４４に基づく演算をすると、図示しない入力切
換えスイッチが動作する。このスイッチの動作により、
予測推力演算器５０に入力される信号は、渡り信号４４
から位相信号２９に切り替る。位相信号２９から位置信
号を出力し、位置信号を微分して速度信号（ｖ₂ ）を出
力し、速度信号を微分して加速度信号を出力し、車両位
置（ｘ₂ ）から勾配抵抗を演算し、この演算結果を勾配
抵抗信号（Ｆ_2G（ｘ₂ ））として出力し、車両位置（ｘ
₂ ）および車両速度（ｖ₂ ）から走行抵抗を演算し、こ
の演算結果を走行抵抗信号（Ｆ_2R（ｘ₂ 、ｖ₂ ））とし
て出力し、これらの演算により予測推力指令４３
（Ｆ₂ ）を演算している 以下、実施例１と同様にして、予測推力補正器４５によ
り予測補正推力指令４９（Ｆ₃ ）を得ることができる。
そして、車両２０は、推進コイル区間１２から推進コイ
ル区間３２へ速度の脈動もなく円滑な走行を継続する。

【００３１】上述のように、ｎ−１番目の推進コイルを
車両が走行中に、ｎ−１番目の予測推力演算器８０を使
用する構成とした。したがって、実施例１のように、各
駆動制御装置ごとに、予測推力演算器を２個設ける必要
がない。さらに、渡り信号８２が、予測推力指令８１
（Ｆ₁ ）と推力指令（Ｆ₀ ）を伝送するのみいでよい。
したがって、伝送量が少なくてむので信頼性が向上す
る。

【００３２】実施例４．実施例１〜３の推力補正係数演
算器４６において、（３）式により推力指令（Ｆ₀ ）と
予測推力指令（Ｆ₁ ）の比を推力補正係数（Ｋ₁ ）と
し、予測推力指令（Ｆ₂ ）の補正に用いる場合について
説明した。ここで、推力補正係数演算器４６において、
推力指令（Ｆ₀ ）と予測推力指令（Ｆ₁ ）の差を推力補
正指令（Ｆ₄ ）とし、掛算器４８を加算器とする場合に
ついて説明する。なお、推力補正係数演算器４６および
掛算器４８以外の要素および動作は、実施例１と同様で
あるのでその説明を省略する。このとき、推力演算器２
５に設定する予測補正推力指令（Ｆ₅ ）は（６）式のよ
うに求めることができる。 Ｆ₅ ＝Ｆ₃ ＋Ｆ₄ （＝Ｆ₃ ＋（Ｆ₀ −Ｆ₁ ）） ・・・（６） この場合には、特に、車両位置（ｘ₁ ）と車両位置（ｘ
₂ ）における予測推力指令（Ｆ₁ ）と予測推力指令（Ｆ
₂ ）の差が走行抵抗または勾配抵抗の抵抗係数に基づく
場合に有効である。

【００３３】なお、上記実施例１〜４において、推力指
令により被駆動体を駆動制御する場合について説明し
た。ここで、リニアシンクロナスモータでは電力と推力
とは比例の関係にある。したがって、推力指令の代りに
電流指令を使用しても同様に被駆動体を制御することが
できる。さらに、第１の位置信号は車両２０が推進コイ
ル区間１２を走行中に検出した位置信号１５および位置
信号３５の場合について説明したが、第１の位置信号は
車両２０が推進コイル区間１２を走行中に車両２０の位
置を検出した信号であればよい。また、予測推力指令
（Ｆ₁ ）を車両位置（ｘ₁ ）に基づいて演算し、予測推
力指令（Ｆ₂ ）を車両位置（ｘ₂ ）に基づいて演算する
場合について説明した。このとき、車両位置（ｘ₁ ）は
推進コイル区間１２上の位置であればどこでもよく、車
両位置（ｘ₂ ）は車両位置（ｘ₁ ）よりも推進コイル区
間３２側における推進コイル区間１２上の位置であれば
どこでもよい。そして好ましくは、車両位置（ｘ₁ ）
は、予測推力指令（Ｆ₁ ）と車両位置（ｘ₁ ）を駆動制
御装置２００に伝送する時間に車両が走行する距離だけ
推進コイル区間３２から手前（推進コイル区間１２側）
である。また、車両位置（ｘ₂ ）は、予測推力指令（Ｆ
₂ ）はリアルタイムに得ることが可能であるので、推進
コイル区間１２の終端部（推進コイル３２側）である。

【００３４】

【発明の効果】この発明に係るリニアシンクロナスモー
タの制御装置は、複数の区間に分割され軌道に沿って配
置された第１、第２の推進コイル、該推進コイルに対向
する界磁極を有するとともに上記第１の推進コイル区間
から上記第２の推進コイル区間に駆動される被駆動体、
上記第１の推進コイルに対する上記被駆動体の位置に対
応した第１の位置信号と基準となる速度パターン信号と
に基づいて該被駆動体に対する第１の推力指令を演算す
る第１の推力演算器、上記第１の推進コイル区間に設け
られ上記第１の推力指令に応じた電流を上記第１の推進
コイル区間へ供給し上記被駆動体を駆動制御する第１の
駆動制御装置、上記第２の推進コイルに対する上記被駆
動体の位置に対応した第２の位置信号と上記速度パター
ン信号とに基づいて該被駆動体に対する第２の推力指令
を演算する第２の推力演算器、上記第１の推進コイル区
間の任意の位置における上記第２の推進コイル区間に進
入するときの上記被駆動体に対する進入推力指令を得る
ための第１の予測推力指令と、この第１の予測推力指令
を求めた位置よりも上記第２の推進コイル区間側の上記
第１の推進コイル区間の別の位置における上記進入推力
指令を得るための第２の予測推力指令とを被駆動体重量
と上記第１の位置信号とから演算する予測推力演算器、
上記任意の位置における第１の予測推力指令とこれを演
算した位置と同じ位置における上記第１の推力演算器で
演算した第１の推力指令とを比較し、上記第２の予測推
力指令を補正する補正指令を出力する予測推力補正器、
および上記第２の推進コイル区間に設けられ上記第２の
予測推力指令と上記補正指令とから得られた上記進入推
力指令および上記第２の推力指令に応じた電流を上記第
２の推進コイル区間へ供給し上記被駆動体を駆動制御す
る第２の駆動制御装置を設けたので、上記駆動制御装置
間の伝送時間を考慮する必要がないとともに上記第２の
推進コイル区間に上記被駆動体が進入するときの推力の
変動を抑制できる。

【００３５】さらに、複数の区間に分割され軌道に沿っ
て配置された第１、第２の推進コイル、該推進コイルに
対向する界磁極を有するとともに上記第１の推進コイル
区間から上記第２の推進コイル区間に駆動される被駆動
体、上記第１の推進コイルに対する上記被駆動体の位置
に対応した第１の位置信号と基準となる速度パターン信
号とに基づいて該被駆動体に対する第１の推力指令を演
算する第１の推力演算器、上記第１の推進コイル区間に
設けられ上記第１の推力指令に応じた電流を上記第１の
推進コイル区間へ供給し上記被駆動体を駆動制御する第
１の駆動制御装置、上記第２の推進コイルに対する上記
被駆動体の位置に対応した第２の位置信号と上記速度パ
ターン信号とに基づいて該被駆動体に対する第２の推力
指令を演算する第２の推力演算器、上記第１の推進コイ
ル区間の任意の位置における上記第２の推進コイル区間
に進入するときの上記被駆動体に対する進入推力指令を
得るための第１の予測推力指令を被駆動体重量と上記第
１の位置信号とから演算する第１の予測推力演算器、上
記第１の予測推力指令を求めた位置よりも上記第２の推
進コイル区間側の上記第１の推進コイル区間の別の位置
における上記進入推力指令を得るための第２の予測推力
指令を上記被駆動体重量と上記第１の位置信号とから演
算する第２の予測推力演算器、上記任意の位置における
第１の予測推力指令とこれを演算した位置と同じ位置に
おける上記第１の推力演算器で演算した第１の推力指令
とを比較し、上記第２の予測推力指令を補正する補正指
令を出力する予測推力補正器、および上記第２の推進コ
イル区間に設けられ上記第２の予測推力指令と上記補正
指令とから得られた上記進入推力指令および上記第２の
推力指令に応じた電流を上記第２の推進コイル区間へ供
給し上記被駆動体を駆動制御する第２の駆動制御装置を
設けたので、上記第１および第２の予測推力指令を演算
のするさいの信頼性が向上する。

【００３６】さらに、第１の推力演算器は、第１の予測
推力演算器に入力される第１の位置信号およびこの位置
における第１の推力指令値を出力するので、上記位置信
号および第１の推力指令値の時間的な同期を取る必要が
ない。

【００３７】さらに、予測推力補正器は、第１の予測推
力指令とこれを演算した位置と同じ位置における第１の
推力指令との比に基づいて第２の予測推力指令を補正す
るので、第２の予測推力指令の車両重量に関する成分の
補正が優れる。

【００３８】さらにまた、予測推力補正器は、第１の予
測推力指令とこれを演算した位置と同じ位置における第
１の推力指令との差に基づいて第２の予測推力指令を補
正するので、第２の予測推力指令の抵抗係数に関する成
分の補正が優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例にかかるリニアシンクロ
ナスモータ式車両の制御装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 この発明の一実施例にかかる図１の予測推力
演算器３８の内部構成の詳細を示すブロック図である。

【図３】 この発明の一実施例にかかる図１の予測推力
演算器４２の内部構成の詳細を示すブロック図である。

【図４】 この発明の他の実施例にかかるリニアシンク
ロナスモータ式車両の制御装置の構成を示すブロック図
である。

【図５】 この発明の他の実施例にかかるリニアシンク
ロナスモータ式車両の制御装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１００：第１の駆動制御装置 ２００：第２の駆
動制御装置 ４：速度パターン信号 ２４：速度パターン
信号 ５：第１の推力演算器 ２５：第２の推力演
算器 ６：速度信号 ２６：速度信号 ７：第１の推力指令 ２７：第２の推力指
令 １２：第１の推進コイル ３２：第２の推進
コイル １３：電流 ３３：電流 １４：位置検知器 ２０：被駆動体 １５：位置信号 ３５：位置信号 ３８：第２の予測推力演算器 ３９：第２の予測
推力指令 ４２：第１の予測推力演算器 ４３：第１の予測
推力指令 ４５：予測推力補正器 ４７：補正指令 ４９：進入推力指令 ５０：予測推力演
算器 ８０：第１の予測推力演算器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の区間に分割され軌道に沿って配置
   された第１、第２の推進コイル、該推進コイルに対向す
   る界磁極を有するとともに上記第１の推進コイル区間か
   ら上記第２の推進コイル区間に駆動される被駆動体、上
   記第１の推進コイルに対する上記被駆動体の位置に対応
   した第１の位置信号と基準となる速度パターン信号とに
   基づいて該被駆動体に対する第１の推力指令を演算する
   第１の推力演算器、上記第１の推進コイル区間に設けら
   れ上記第１の推力指令に応じた電流を上記第１の推進コ
   イル区間へ供給し上記被駆動体を駆動制御する第１の駆
   動制御装置、上記第２の推進コイルに対する上記被駆動
   体の位置に対応した第２の位置信号と上記速度パターン
   信号とに基づいて該被駆動体に対する第２の推力指令を
   演算する第２の推力演算器、上記第１の推進コイル区間
   の任意の位置における上記第２の推進コイル区間に進入
   するときの上記被駆動体に対する進入推力指令を得るた
   めの第１の予測推力指令と、この第１の予測推力指令を
   求めた位置よりも上記第２の推進コイル区間側の上記第
   １の推進コイル区間の別の位置における上記進入推力指
   令を得るための第２の予測推力指令とを被駆動体重量と
   上記第１の位置信号とから演算する予測推力演算器、上
   記任意の位置における第１の予測推力指令とこれを演算
   した位置と同じ位置における上記第１の推力演算器で演
   算した第１の推力指令とを比較し、上記第２の予測推力
   指令を補正する補正指令を出力する予測推力補正器、お
   よび上記第２の推進コイル区間に設けられ上記第２の予
   測推力指令と上記補正指令とから得られた上記進入推力
   指令および上記第２の推力指令に応じた電流を上記第２
   の推進コイル区間へ供給し上記被駆動体を駆動制御する
   第２の駆動制御装置を備えたことを特徴とするリニアシ
   ンクロナスモータの制御装置。
2. 【請求項２】 複数の区間に分割され軌道に沿って配置
   された第１、第２の推進コイル、該推進コイルに対向す
   る界磁極を有するとともに上記第１の推進コイル区間か
   ら上記第２の推進コイル区間に駆動される被駆動体、上
   記第１の推進コイルに対する上記被駆動体の位置に対応
   した第１の位置信号と基準となる速度パターン信号とに
   基づいて該被駆動体に対する第１の推力指令を演算する
   第１の推力演算器、上記第１の推進コイル区間に設けら
   れ上記第１の推力指令に応じた電流を上記第１の推進コ
   イル区間へ供給し上記被駆動体を駆動制御する第１の駆
   動制御装置、上記第２の推進コイルに対する上記被駆動
   体の位置に対応した第２の位置信号と上記速度パターン
   信号とに基づいて該被駆動体に対する第２の推力指令を
   演算する第２の推力演算器、上記第１の推進コイル区間
   の任意の位置における上記第２の推進コイル区間に進入
   するときの上記被駆動体に対する進入推力指令を得るた
   めの第１の予測推力指令を被駆動体重量と上記第１の位
   置信号とから演算する第１の予測推力演算器、上記第１
   の予測推力指令を求めた位置よりも上記第２の推進コイ
   ル区間側の上記第１の推進コイル区間の別の位置におけ
   る上記進入推力指令を得るための第２の予測推力指令を
   上記被駆動体重量と上記第１の位置信号とから演算する
   第２の予測推力演算器、上記任意の位置における第１の
   予測推力指令とこれを演算した位置と同じ位置における
   上記第１の推力演算器で演算した第１の推力指令とを比
   較し、上記第２の予測推力指令を補正する補正指令を出
   力する予測推力補正器、および上記第２の推進コイル区
   間に設けられ上記第２の予測推力指令と上記補正指令と
   から得られた上記進入推力指令および上記第２の推力指
   令に応じた電流を上記第２の推進コイル区間へ供給し上
   記被駆動体を駆動制御する第２の駆動制御装置を備えた
   ことを特徴とするリニアシンクロナスモータの制御装
   置。
3. 【請求項３】 第１の推力演算器は、第１の予測推力演
   算器に入力される第１の位置信号およびこの位置におけ
   る第１の推力指令値を出力するように構成されたことを
   特徴とする請求項２記載のリニアシンクロナスモータの
   制御装置。
4. 【請求項４】 予測推力補正器は、第１の予測推力指令
   とこれを演算した位置と同じ位置における第１の推力指
   令との比に基づいて第２の予測推力指令を補正するよう
   に構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   一項記載のリニアシンクロナスモータの制御装置。
5. 【請求項５】 予測推力補正器は、第１の予測推力指令
   とこれを演算した位置と同じ位置における第１の推力指
   令との差に基づいて第２の予測推力指令を補正するよう
   に構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   一項記載のリニアシンクロナスモータの制御装置。