JPS6377305A - リニアモ−タカ−の走行制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 リニアモータカーの走行制御で、推力や制御の無駄を抑
制して消費電力を節減するために、走行前に通過速度を
判断し、制御の必要性の少ない一部のステータの制御を
省いて走行させる。

〔産業上の利用分野〕

リニアモータカーは、キャリヤに取付けられた二次導体
がステータと対向した状態で、ステータが励磁されるこ
とにより二次導体に推力が作用し、物体が搭載されるキ
ャリヤが移送される。キャリヤをガイドするレールに沿
って、キャリヤの発着のため或いは速度制御のためにス
テータが配置されるが、本発明はこれらのステータの制
御方式に関する。

〔従来の技術〕

第６図は、リニアモータカーの概要を示す断面図である
。レール１上に車輪２を介して載置されたキャリヤＣＲ
に、二次導体３が固設されている。

この二次導体３と対向して、３相巻線４で励磁されるス
テータ５が配置されている。いま３相巻線４に通電し、
ステータ５の長手方向の移動磁界を発生させると、ステ
ータ５を介して二次導体３に誘起されろうず電流との間
で推力が発生し、二次導体３を介してキャリヤＣＲに推
力が働く。

第７図は従来のりニアモータカーの走行制御方式を示す
図であり、前記のように推力発生用のステータＳＴ、・
・・ＳＴｎが設けられたレールエ上をキャリヤＣＲが走
行する。各ステータＳＴＩ・・・ＳＴｎは、それぞれリ
ニアモータコントローラＬＣＩ　・・・ＬＣｎで励磁が
制御され、これらのリニアモータコントローラＬＣＩ・
・・ＬＣｎは、システムコントローラＳｃで制ＪＢされ
る。

すなわち、走行指示制御部６からの走行要求に従ってシ
ステムコントローラＳｃが、各リニアモータコントロー
ラＬＣＩ・・・ＬＣｎにコマンドを送出し、それぞれの
ステータＳＴＩ・・・ＳＴｎの励磁を制御する。

いま例えばステータＳＴＬからキャリヤを発進させ、最
後のステータＳＴｎで停止させるものとすると、ステー
タＳＴＩのリニアモータコントローラＬＣ１に発進コマ
ンドを与え、最終のステータＳＴｎのリニアモータコン
トローラＬＣｎには停止コマンドを与える。また中間の
ステータＳＴ２・・・５Ｔｎ−１には、所定の加減速コ
マンドを与える。

その結果、各リニアモータコントローラＬＣ１・・・Ｌ
Ｃｎが直接、走行に係る各ステータＳＴＩ・・・ＳＴｎ
を制御し、キャリヤＣＲを発進位置から発進させ、途中
のステータＳＴ２・・・５Ｔｎ−１を加減速制御して、
これらのステータを通過せしめ、指定のステータＳＴｎ
で停止せしめる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の制御方式では、総てのリニアモータコ
ントローラＬＣＩ・・・ＬＣｎに対し走行制御を行なう
よう指示していた。ところで、例えば第８図に示すステ
ータＳＴ２とＳｒ１との間のように、ステーク間隔を短
くしなければならず、両ステータＳＴ２　、ＳＴａ間に
キャリヤの二次導体がまたがるようにレイアウトする場
合が生じる。この構成において、ステータＳＴｎでキャ
リヤを停止させる場合を考えると、ステータＳＴ２では
加速制御を行ない、次のステータＳＴ３では減速を行な
う、という制御が行なわれることがある。このように１
つのキャリヤに同時に異なる制御を行なうと、推力の相
互干渉によるエネルギーロスが発生する。

第９図は、リニアモータカーにおける速度−推力特性を
示す図であり、速度が速（なり、同期速度に近づくほど
、ステータから受ける推力は減少する。したがって前記
のように総てのリニアモータコントローラＬＣＩ・・・
ＬＣｎに速度制御のコマンドを与えても、同期速度付近
では加減速力が弱く、加減速を行なってもあまり意味が
ない。

本発明の技術的課題は、従来のリニアモータカーの走行
制御方式におけるこのような問題を解消し、必要性の少
ない制御は省略して消費電力の節減を図り、またキャリ
ヤが２つのステータにまたがる場合の推力の相互干渉に
よるロスを軽減することにある。

（問題点を解決するための手段〕 第１図は本発明によるリニアモータカーの走行制御方式
の基本原理を説明するブロック図である。

ガイドレール１に沿って配置されたステータＳＴＬ・・
・ＳＴｎハ、リニアモータコントローラＬＣＩ・・・Ｌ
Ｃｎによって制御される。

各ステータＳＴＩ・・・ＳＴｎの間隔は、各レイアウト
によってま・ちまちである。このシステムにおいて、キ
ャリヤは、任意のステータから発進され、また任意のス
テータに停止する。

またキャリヤが少なくとも各ステータに進入する前に、
該ステータの通過速度を得ることで、該ステータの制御
の要否が判断される。そして制御を要しないステータに
ついては、該ステータのリニアモータコントローラの制
御が行なわれない。

〔作用〕

例えばいま、あるステータをキャリヤが通過する際に、
そのステータの通過速度が、同期速度付近の場合は、そ
のステータは加減速制御不要と判断される。その結果、
そのステータはリニアモータコントローラによる励磁制
御が行なわれない。

また隣接する２つのステータ間にキャリヤがまたがる場
合のように、推力が干渉するときは、後方のステータの
リニアモータコントローラは、励磁制御をせず、単に通
過のみとする。

このように２つのステータによって推力が干渉すること
によるロスが解消され、またキャリヤが同期速度付近で
ステータを通過する場合、そのステータについては加減
速制御が行なわれない。そのため、消費電力が節減され
、システムのランニングコストが軽減される。

〔実施例〕

次に本発明によるリニアモータカーの走行制御方式が実
際上どのように具体化されるかを実施例で説明する。第
２図は本発明の走行制御方式による動作を示すフローチ
ャートである。第３図はこのフローチャートにおける各
部の条件を決定するための各種パラメータを算出する図
である。第３図（ａ）に示すように、ステータＳＴＩ・
・・ＳＴｎのうち、発進から同期速度に達するまでのフ
ル加速区間のステータ数をＡ”、同期速度から停止する
までのフル減速区間のステータ数を＾”、同期速度で走
行するステータが少なくとも２つあるとすると、これら
の合計（Ａ’＋Ａ’＋２）　＝Ａとする。この実施例は
、このように同期速度付近で走行するステータが複数あ
る場合に、１つおきにその制御をキャンセルし省略する
ものである。

そのために本実施例では、ステータ数がＡ以上のシステ
ムにおいて、発進する前にそれぞれのステータの進入、
脱出速度を計算し、その進入、脱出速度が、前もって決
められた同期速度付近の速度以上となるステータが連続
して存在するときは、発進する前に、これらのステータ
のうち１つおきに、コマンド送出を取り消すステータを
決定し、ステータの速度制御を行なわないようにするも
のである。

このような制御を第２図のフローチャートにしたがって
説明する。キャリヤは任意のステータから任意のステー
タに向かって走行するので、キャリヤの走行パターンは
いろいろある。そのため、想定される総ての走行パター
ンにつき、予め指示速度パターンを計算しておく。すな
わち第３図（ｂｌに示すように、キャリヤをステータか
ら脱出させるべき速度を、各ステータごとに計算してお
く。

このとき、レール形状、すなわち水平方向の曲率や勾配
なども加味し、第３図（ｄ）のようにレール形状に対す
る最大進入速度、最低進入速度を決定し、またステータ
からの脱出後の速度変化量も決定して、テーブルとして
システムコントローラＳｃのＲＯＭに記憶させておく。

あるいは、走行パターンが指示されてから、その走行パ
ターンのみに付いて指示速度パターンを計算してもよい
。

いま第１図の走行指示制御部６から、システムコントロ
ーラＳｃに、ステータＳＴＩからステータＳＴｎにキャ
リヤを走行させるよう、走行パターンが指示されたとす
ると、まずステップＳ１では、指定された走行パターン
（すなわちステータＳＴＩが発進、ステータＳＴｎが停
止、ステータＳＴ２〜５Ｔｎ−。

が加減遠制′４１１１）が走行コマンドとして、システ
ムコントローラＳｃにセットされる。

そしてステップＳ２で、ステータＳＴＩ・・・ＳＴｎの
数が、前記のＡ以上かどうか、判定される。Ａより少な
い場合は、本発明によるコマンド省略を要しないので、
ステップＳ３において、ステータＳＴ２・・・ＳＴｎに
走行コマンドが送出され、ステップＳ４で、ステータＳ
Ｔ２・・・ＳＴｎがそれぞれのモードになったと判定さ
れると、ステップＳ５で、システムコントローラＳｃか
らステータＳＴＩに発進指示が行なわれる。そしてキャ
リヤが目標のステータＳＴｎに達すると、動作が終了す
る。

ステップＳ２において、ステータ数がＡ以上の場合、す
なわち同期速度付近で走行するステータが２以上存在す
る場合は、ステップＳ７において、まず最初のステータ
ＳＴＩについて、最大発進速度と指示速度パターン、レ
ール形状なども加味して、脱出速度ｖｌｏを計算する。

次いでステップＳ８において、前記脱出速度ｖｌ。

に、ステータＳＴＩ〜ＳＴ２間のレール形状による速度
変化量を加味して、次のステータＳＴ２への進入速度ｖ
２ｉを計算する。

そしてステップＳ９で、２番めのステータＳＴ２への進
入、脱出速度と指示速度パターンおよびレール形状によ
る進入速度より、該ステータＳＴ２の脱出速度ｖ２ｏを
計算する。つまり第３図（Ｃ１に示すように、あるステ
ータでフル励磁によりフル加速した状態において、横軸
に示す進入速度が遅いと、縦軸に示す脱出速度も遅くな
り、また同期速度付近で進入して来ると、脱出速度も同
期速度付近となる。このような特性も加味して、脱出速
度ｖ２゜を計算する。なお、進入速度ｖｉを基礎にして
脱出速度ｖｏを決定するには、第５図のフローチャート
に示すように、フル加速したときの脱出速度ｖｆを、指
示速度パターンの値と比較し、次いでレール形状による
最大、最低進入速度と比較する。その結果脱出速度ｖｏ
として、フル加速したときの脱出速度νｆ、指示速度ｖ
ｄ、レール形状による最低脱出速度ｖｎ、レール形状に
よる最大脱出速度νｍ、のいずれか一つが選択される。

また第３図（ｄ）に示すように、レール形状などに応じ
て最大進入速度と最低進入速度を予め決定し、その場合
の脱出後の速度変化量を算出しておく。

そして進入速度νｉは、前のステータの脱出速度ｖ。

と第３図（Ｃ）のレール形状による速度変化量を加算す
ることで決定される。

ステップＳＩＯでは、２番めと３番めのステータ間のレ
ール形状による速度変化量を、２番めのステータの脱出
速度ｖ２ｏに加味して、３番めのステータＳＴ３への進
入速度ｖ３ｉを計算する。

以上のようにして、発進ステータＳＴＩから停止ステー
タＳＴｎまで総てにつき、進入速度ｖｉ、脱出速度ν０
を計算する。そしてステップＳ１２において、ステータ
ＳＴＩ・・・ＳＴｎの中で、先に計算した進入速度と脱
出速度が、前もって決められた指示速度以上のステータ
が連続して２つ以上あるか検索する。

すなわち、例えば同期速度付近で走行するステータが連
続するか、検索される。

２つ以上ある場合は、ステップ３１３において、走行前
に、１つおきに該ステータへのコマンドを省くように、
走行コマンドを再セントする。

次に前記のステップＳ３において、ステップＳ１３で再
セットされたコマンドが、ステータＳＴ２・・・ＳＴｎ
に送出された後、ステップＳ４で、該再セツトコマンド
が確実にそれぞれのリニアモータコントローラＬＣ２・
・・ＬＣｎに受信されているか確認される。

こうして準備が整った後、ステータＳＴＩに発進が指示
され、走行開始となる。

このように、同期速度付近で走行するステータの制御を
省くことで、消費電力の節減を図るが、省くステータの
数は、同期速度付近で走行するステータが、連続して２
つあるときは、その片方を、また連続して３つ以上ある
場合は、１つおきに省くように制御でき、制御の省略の
しかたはステータ数に応じて選択できる。

このようにキャリヤを発進させる前に、制御を省くステ
ータを決定しているが、キャリヤを発進させた後に、第
２図、第３図の手法によって、制御を省略すべきステー
タを決定することもできる。

あるいは加速領域のステータＡ゛　と減速領域のステー
タＡ”との間の各ステータにおける走行状態を検出し、
同期速度付近で走行するステータが検出されると、次の
ステータの制御を省略することも可能である。

以上の実施例は、同期速度付近で走行するステータを省
く例であるが、第８図のように２つのステータ間でキャ
リヤを介して推力が干渉することで、推力にロスが生じ
る場合の制御の省略も同様な手法で行なわれる。

すなわち推力の干渉を来すほど接近しているステータは
予めわかっているので、これをパラメータとしてメモリ
に持ち、互いに接近しているステータをキャリヤが通過
する場合は、後の方のステータの制御を省略する。この
場合、後のステータの制御を省略しても支障のないよう
な、先のステータにおける最大速度と最低速度を予め計
算しておき、ステータの通過速度がこの値の範囲内であ
れば、後のステータの制御を省略する。この範囲を超え
た場合のみ、後のステータも速一度制御する。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、制御を省略しても後のス
テータで、速度制御をカバーできるような場合は、制御
を省くことで、同期速度付近で走行するステータや、ス
テータが接近していて推力が相互干渉するステータによ
る消費電力を節減でき、ランニングコストが軽減される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるリニアモータカーの走行制御方式
の基本原理を説明するブロック図、第２図は同制御方向
の実施例を示すフローチャート、第３図は走行パターン
を決定するためのパラメータを示す図、第４図は各ステ
ータの進入速度と脱出速度を示す図、第５図は各ステー
タにおける脱出速度の決定手法を示すフローチャート、
第６図はリニアモータカーの原理を示す断面図、第７図
は従来のリニアモータカーの走行制御方式を示すブロッ
ク図、第８図はステータが隣接している状態を示す図、
第９図はキャリヤの速度と推力との関係を示す図である
。 図において、ＣＲはキャリヤ、１はレール、６は走行指
示制御部、Ｓｃはシステムコントローラ、ＬＣｌ・・・
ＬＣｎはリニアモータコントローラ、ＳＴ１・・・ＳＴ
ｎはステータをそれぞれ示す。 特許出願人　　　　　冨士通株式会社 復代理人　弁理士　　福　島　康　文 臥 ［Ｆ］　　　　　　　　　　　　　　　゛さ９シ ステータの走入超と月先出、ａ 第４図 リニアモー９カー、７１＃理 第６図 ステー７の購蒋状゛九、 １１！に８’ｌＪ ヘヤリャ靭ヒ＃ｔｈの関係 第９　区 手続（甫正書（方式） ％式％ １、事件の表示　　　特願昭６１−２２３３９５２、発
明の名称　　　リニアモータカーの走行制御方式３、補
正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５
番地名称　　（５２２）冨士通株ｉ（会社 代表者由来　卓眞 ４、代理人 住　所　　　　神奈川県川崎市中原区上小田中１０１５
番地冨士通株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 リニアモータカーのキャリヤに設けられた二次導体に推
   力を与えるステータが、キャリヤが走行するレールに沿
   って間隔をおいて配置され、かつ各ステータごとにその
   励磁を制御するリニアモータコントローラを有するリニ
   アモータカーの制御システムにおいて、 キャリヤが少なくとも各ステータに進入する前に、該ス
   テータの通過速度を得て、該ステータの制御の要否を判
   断し、制御を要しないステータにおいては、該ステータ
   のリニアモータコントローラ（Ｌｃ）の制御を行なわな
   いようにすることを特徴とするリニアモータカーの走行
   制御方式。