JP6851504B2 - 電気車制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、１つのインバータが複数台の誘導モータを駆動し、複数台の誘導モータによって駆動される電気車に適用される電気車制御装置に関する。

従来の電気車制御装置は、一般的には、下記特許文献１に示されるように、電動車の台車に搭載された車輪の車軸に歯車及びカップリングを介してモータが連結され、連結されたモータが発生するトルクを制御して電気車を駆動する構成である。また、モータとしては、誘導モータを用いるのが一般的である。

下記特許文献２には、速度検出器により検出されたモータの回転速度が最大速度設定値を超えた場合に、インバータの動作を停止することで、モータの回転速度の異常な上昇を抑えるようにした電気車制御装置が開示されている。

特開２０１１−１７３４４１号公報 特開２０１４−１５８４１９号公報

電気車において、誘導モータと歯車との間を連結するための連結部材であるカップリングは、走行中に外れる場合がある。一方、複数台の誘導モータによって駆動される電気車は、一部の誘導モータのカップリングが外れていても、カップリングが外れていない誘導モータに牽引される。

上記特許文献２のように、速度検出器の検出値を利用する制御であれば、誘導モータが接続される各軸の回転速度を個々に検出できる。このため、各軸の回転速度差を検出することで、カップリングの外れを容易に検出することができる。これに対し、速度検出器の検出値を制御に利用しない、いわゆる速度センサレス制御の電気車制御装置では、誘導モータが接続される各軸の回転速度を個別に検出できない。このため、速度センサレス制御の電気車制御装置において、カップリングの外れを容易な手法で検出する技術が求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カップリングの外れを容易な手法で検出することができる電気車制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、複数台の誘導モータと、複数台の誘導モータを駆動する１つのインバータと、各々の誘導モータに流れるモータ電流の合計であるトータル電流を検出する電流検出器と、トルク指令値に基づいて算出した電流指令値、検出されたトータル電流に基づいて算出した電圧指令値、並びに、算出した電圧指令値及び検出したトータル電流に基づいて算出した速度推定値に基づいてインバータを制御する制御装置と、を有する駆動制御系が備えられる。駆動制御系によって電気車は走行制御される。制御装置は、トータル電流と電圧指令値とに基づいてトルク推定値を算出し、算出したトルク推定値とトルク指令値とに基づいて、誘導モータと電気車の駆動機構との間に設けられたカップリングの外れを検出するカップリング外れ検出部を備える。

本発明によれば、電気車制御装置において、カップリングの外れを容易な手法で検出することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る電気車制御装置を含む電気車駆動システムの構成図 電気車の車輪と誘導モータとの間の駆動機構の概略構成を示す図 実施の形態１に係る制御装置の詳細構成を示すブロック図 実施の形態１におけるカップリング外れ検出の動作フローを示すフローチャート 実施の形態１に係る制御装置の図３とは異なる構成例を示すブロック図 実施の形態２に係る制御装置の詳細構成を示すブロック図 実施の形態２におけるカップリング外れ検出の動作フローを示すフローチャート 実施の形態３に係る制御装置の詳細構成を示すブロック図 実施の形態３におけるカップリング外れ検出の動作フローを示すフローチャート 実施の形態１、２及び３におけるカップリング外れ検出部の機能を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図 実施の形態１、２及び３におけるカップリング外れ検出部の機能を実現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る電気車制御装置について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下の説明では、物理的な接続と電気的な接続とを区別せずに、単に「接続」と称する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電気車制御装置を含む電気車駆動システム８０の構成図である。図１は、直流電気車への適用例である。図１に示すように、実施の形態１に係る電気車駆動システム８０は、入力回路３と、第１の駆動群５０と、第２の駆動群５２とを有する。第１の駆動群５０は第１の駆動制御系を構成し、第２の駆動群５２は第２の駆動制御系を構成する。第１の駆動群５０及び第２の駆動群５２は、電気車の走行を制御する。

入力回路３の入力側において、入力回路３の正側はパンタグラフ１５を介して架線１１に接続され、入力回路３の負側は車輪１６を介してレール１８に接している。第１の駆動群５０及び第２の駆動群５２は、入力回路３の出力側に並列に接続される。これらの接続により、架線１１、パンタグラフ１５、入力回路３、第１の駆動群５０、車輪１６及びレール１８の間で１つの電気回路が構成される。また、架線１１、パンタグラフ１５、入力回路３、第２の駆動群５２、車輪１６及びレール１８の間でもう１つの電気回路が構成される。

入力回路３には、パンタグラフ１５を介して架線１１からの電力が供給される。また、パンタグラフ１５及び入力回路３を介した架線１１からの電力は、第１の駆動群５０と、第２の駆動群５２とに供給される。

入力回路３は、遮断器２２と、フィルタコンデンサ２４と、電圧検出器２６とを有する。遮断器２２は、架線１１と、第１の駆動群５０及び第２の駆動群５２との間の接続を開閉する。フィルタコンデンサ２４は、架線１１から供給される電力を平滑して蓄積する。電圧検出器２６は、フィルタコンデンサ２４の電圧を検出する。

第１の駆動群５０は、インバータ１と、２台の誘導モータ２と、制御装置４と、電流検出器５とを有する。

インバータ１における高電位側の接続端は入力回路３の遮断器２２を介してパンタグラフ１５に接続され、インバータ１における低電位側の接続端は入力回路３を通じて車輪１６に電気的に接続される。インバータ１は、入力回路３から供給される直流を可変電圧可変周波数の交流に変換する電力変換装置である。インバータ１の交流側には、２台の誘導モータ２が接続される。なお、インバータ１において、入力回路３がある側を「直流側」と呼び、誘導モータ２がある側を「交流側」と呼ぶ。インバータ１は２台の誘導モータ２を駆動する。２台の誘導モータ２は、電気車に駆動力を付与する。

電流検出器５は、インバータ１と２台の誘導モータ２の接続点９との間に配置される。電流検出器５は、２台の誘導モータ２の各々に流れるモータ電流の合計であるトータル電流ｉ_ｕ，ｉ_ｖ，ｉ_ｗを検出する。モータ電流は、１台の誘導モータ２の各相に流れる相電流である。電流検出器５が検出したトータル電流ｉ_ｕ，ｉ_ｖ，ｉ_ｗは、制御装置４に入力される。

制御装置４には、上述したトータル電流ｉ_ｕ，ｉ_ｖ，ｉ_ｗに加え、電圧検出器２６の検出値であるフィルタコンデンサ電圧ｖ_ＦＣが入力される。制御装置４は、トータル電流ｉ_ｕ，ｉ_ｖ，ｉ_ｗ、回転速度ω_ｄ及びフィルタコンデンサ電圧ｖ_ＦＣの情報を基に、インバータ１のスイッチング素子１ａを駆動するためのゲート駆動信号を生成してインバータ１に出力する。制御装置４の内部では、電力変換装置であるインバータ１をパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）制御するためのＰＷＭ信号が生成される。ゲート駆動信号は、ＰＷＭ信号を用いて生成される。

第２の駆動群５２も第１の駆動群５０と同様に構成される。第２の駆動群５２の各構成要素は、第１の駆動群５０のものと同一であり、ここでの説明は割愛する。

なお、図１は、直流電気車への適用例であるが、交流電気車にも適用可能である。交流電気車の場合、入力回路３の構成が異なるが、制御装置４の基本的な構成は同等である。また、図１では、第１の駆動群５０及び第２の駆動群５２からなる２つの駆動群を例示しているが、３つ以上の駆動群に適用できることは言うまでもない。また、図１では、１つのインバータ１に２台の誘導モータ２が接続される例を示しているが、この例に限定されない。誘導モータ２が搭載される車両では、１両の車両が２台の台車を有し、１台の台車に２台の誘導モータが搭載される構成が一般的である。よって、この一般的な構成において、１両の車両に１つの制御装置４が搭載される場合には、１つの制御装置４によって、４台の誘導モータ２が駆動される。

上述のように、実施の形態１に係る電気車駆動システム８０は、電気車を駆動する複数台の誘導モータ２を１つのインバータ１が駆動する構成である。制御装置４は、実施の形態１に係る電気車制御装置を構成する。また、実施の形態１に係る電気車駆動システム８０には、誘導モータ２の回転速度を検出する速度センサは設けられていない。すなわち、実施の形態１に係る制御装置４は、速度センサの検出値を制御に使用しない、いわゆる速度センサレス制御を行う制御装置である。なお、制御装置４の機能は、各駆動群において同一である。このため、以下では、１つの駆動群を制御する１つの制御装置４に着目して説明する。

図２は、電気車の車輪１６と誘導モータ２との間の駆動機構の概略構成を示す図である。図２に示すように、誘導モータ２の回転軸５３には、連結部材としてのカップリング５４が設けられ、モータ側歯車５５と接続される。モータ側歯車５５には、車輪側歯車５６が噛み合うように配置される。車輪側歯車５６は、車軸５７に固定されている。モータ側歯車５５と車輪側歯車５６とは、電気車の歯車を構成する。車軸５７には、車輪１６が接続されている。このように、誘導モータ２の出力側には、誘導モータ２の機械出力を、車軸５７を経由して車輪１６に伝える機構部が設けられている。電気車は、車輪１６を回転駆動させ、車輪１６が接するレール１８上を走行する。

図３は、実施の形態１に係る制御装置４の詳細構成を示すブロック図である。図３において、図１に示すものと同一又は同等の部位には、同一の符号を付して示している。

制御装置４は、ゲート駆動回路８と、電圧制御部３０と、カップリング外れ検出部４０とを有する。

ゲート駆動回路８は、インバータ１のスイッチング素子１ａを駆動するためのゲート駆動信号を生成してインバータ１に出力する。電圧制御部３０は、インバータ１をＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号を生成してゲート駆動回路８に出力する。カップリング外れ検出部４０は、駆動対象の誘導モータ２にカップリング外れが生じているか否かを検出する。

電圧制御部３０は、トルク指令値演算部３１と、電流指令値演算部３２と、電圧指令値演算部３３と、積分器３４と、ＰＷＭ制御部３５と、座標変換部３６と、速度推定部３８とを有する。

座標変換部３６は、電流検出器５により検出されたトータル電流ｉ_ｕ，ｉ_ｖ，ｉ_ｗを回転座標系の２軸であるｄ軸及びｑ軸の電流値に変換する。変換された電流値は、ｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑである。ｄ軸は磁束軸と称される軸であり、ｑ軸はトルク軸と称される軸である。ｄ軸及びｑ軸は、各々がベクトル的に直交関係にある。座標変換部３６による変換処理は公知であり、ここでの説明は割愛する。座標変換部３６によって変換されたｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑは、電圧指令値演算部３３と、速度推定部３８と、カップリング外れ検出部４０とに入力される。

トルク指令値演算部３１には、起動指令Ｃ_ｓが入力される。起動指令Ｃ_ｓは、電気車の走行を開始するときに出力される指令である。トルク指令値演算部３１は、起動指令Ｃ_ｓの入力をトリガに、トルク指令値Ｔ_ｍ ^＊を演算する。トルク指令値Ｔ_ｍ ^＊は、誘導モータ２に出力させるトルクの指令値である。

電流指令値演算部３２には、トルク指令値演算部３１により演算されたトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊が入力される。電流指令値演算部３２は、トルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に基づいて、トルク軸の電流指令値であるｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊と、磁束軸の電流指令値であるｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊とを演算する。電流指令値演算部３２における演算処理は公知であり、ここでの説明は割愛する。電流指令値演算部３２が演算したｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊及びｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊は、電圧指令値演算部３３に入力される。

電圧指令値演算部３３は、電流指令値演算部３２により演算されたｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊及びｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊、並びに、座標変換部３６の出力であるｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑに基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊を演算する。電圧指令値は、インバータ１が出力する電圧の指令値である。ベクトル制御の場合、ｄ軸方向とｑ軸方向とに分けて演算するのが一般的な手法である。電圧指令値演算部３３における演算処理は公知であり、ここでの説明は割愛する。電圧指令値演算部３３が演算したｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊は、ＰＷＭ制御部３５と、速度推定部３８と、カップリング外れ検出部４０とに入力される。

速度推定部３８には、座標変換部３６によって変換されたｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑと、電圧指令値演算部３３によって演算されたｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊とが入力される。速度推定部３８は、ｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑ、並びに、ｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊に基づいて、速度推定値ω_ｅを演算により求める。速度推定部３８により演算された速度推定値ω_ｅは、積分器３４に入力される。なお、速度推定値ω_ｅの算出手法は公知であり、ここでの詳細な説明は割愛する。具体的な算出手法については、例えば特許第４４３７６２９号公報に開示されており、当該公報の内容を参照されたい。

積分器３４は、入力された速度推定値ω_ｅに基づき、内部演算で角周波数を求め、求めた角周波数を積分して位相θ_ｉを演算する。角周波数は、速度推定値ω_ｅに誘導モータ２のすべり速度を加算することで生成することができる。積分器３４が演算した位相θ_ｉは、ＰＷＭ制御部３５と、座標変換部３６とに入力される。座標変換部３６において、位相θ_ｉは、ｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑを演算する際に用いられる。

ＰＷＭ制御部３５は、位相θ_ｉ、ｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊、並びにフィルタコンデンサ電圧ｖ_ＦＣに基づいて、インバータ１のスイッチング素子１ａをＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号の生成処理は公知であり、ここでの説明は割愛する。

次に、カップリング外れ検出部４０について説明する。カップリング外れ検出部４０は、図３に示すように、トルク推定部４１と、偏差演算部４２と、判定部４３とを有する。

カップリング外れ検出部４０は、誘導モータ２の回転軸５３に設けられるカップリング５４の外れを検出する検出部である。カップリング５４が外れた誘導モータ２を駆動する場合、起動指令Ｃ_ｓに基づいて算出されるトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と、電流検出器５で検出されたトータル電流ｉ_ｕ，ｉ_ｖ，ｉ_ｗに基づいて算出されるトルク推定値Ｔ_ｅとの間には、カップリング外れを検出できる差異が現れる。この差異は、特に起動時において顕著である。なお、起動時とは、車両を停止状態から走行状態に移行する場合のみならず、惰行状態から再加速する場合も含んでいる。また、ここで言う差異とは、偶然又は誤差で生じた差異ではなく、有意な差異である。図３に示すカップリング外れ検出部４０は、この原理を用いて構成されている。

トルク推定部４１には、座標変換部３６によって変換されたｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑと、電圧指令値演算部３３によって演算されたｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊と、起動指令Ｃ_ｓとが入力される。トルク推定部４１は、起動指令Ｃ_ｓが入力されると、ｄ軸電流ｉ_ｄと、ｑ軸電流ｉ_ｑと、ｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊と、ｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊とに基づいて、トルク推定値Ｔ_ｅを演算する。トルク推定値Ｔ_ｅは、外部から入力又は指示される値ではなく、制御装置４の内部の制御パラメータによって演算されるトルクの推定値である。トルク推定部４１が演算したトルク推定値Ｔ_ｅは、偏差演算部４２に入力される。

偏差演算部４２には、トルク推定値Ｔ_ｅに加え、トルク指令値Ｔ_ｍ ^＊が入力される。偏差演算部４２は、トルク指令値Ｔ_ｍ ^＊とトルク推定値Ｔ_ｅとの偏差の絶対値｜ΔＴ｜を演算する。偏差の絶対値｜ΔＴ｜は、判定部４３に入力される。

判定部４３には、偏差の絶対値｜ΔＴ｜に加え、基準値Ｔ_ｓが入力される。基準値Ｔ_ｓは、カップリング外れを検出するための閾値である。判定部４３は、偏差の絶対値｜ΔＴ｜を基準値Ｔ_ｓと比較し、偏差の絶対値｜ΔＴ｜が基準値Ｔ_ｓよりも大きいときにカップリング外れが生じていると判定する。判定部４３は、カップリング外れが生じていると判定すると外れ検出信号Ｈ_ｄを出力する。外れ検出信号Ｈ_ｄは、ゲート駆動回路８に出力される。外れ検出信号Ｈ_ｄは、ゲート駆動回路８の動作を強制的に停止させる制御信号である。外れ検出信号Ｈ_ｄが出力されている間、ゲート駆動回路８は、ＰＷＭ制御部３５からのＰＷＭ信号が入力されていても、インバータ１へのゲート駆動信号の出力を停止する。

なお、上記のカップリング外れ検出部４０では、起動指令Ｃ_ｓをトルク推定部４１に入力しているが、起動指令Ｃ_ｓを判定部４３に入力するように構成してもよい。この構成の場合、起動指令Ｃ_ｓの入力に関わらず、トルク推定部４１、偏差演算部４２及び判定部４３による処理が常時行われる。そして、起動指令Ｃ_ｓの入力に合わせて、判定部４３の判定結果がゲート駆動回路８に出力される。或いは、起動指令Ｃ_ｓの入力に関わらず、トルク推定部４１及び偏差演算部４２による処理が常時行われる。そして、起動指令Ｃ_ｓの入力に合わせて判定部４３が動作を開始し、判定部４３の判定結果がゲート駆動回路８に出力される。

次に、実施の形態１におけるカップリング外れ検出の動作について、図３及び図４を参照して説明する。図４は、実施の形態１におけるカップリング外れ検出の動作フローを示すフローチャートである。図４において、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理は、トルク推定部４１によって実行され、ステップＳ１０３の処理は偏差演算部４２によって実行され、ステップＳ１０４からステップＳ１０７の処理は判定部４３によって実行される。

ステップＳ１０１では、起動指令Ｃ_ｓを受信したか否かが判定される。起動指令Ｃ_ｓを受信していなければ（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。起動指令Ｃ_ｓを受信していれば（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２では、トルク推定値Ｔ_ｅが算出される。ステップＳ１０３では、トルク推定値Ｔ_ｅとトルク指令値Ｔ_ｍ ^＊との偏差ΔＴが算出される。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で算出された偏差ΔＴの絶対値｜ΔＴ｜が基準値Ｔ_ｓと比較される。

ここで、絶対値｜ΔＴ｜が基準値Ｔ_ｓ以上である場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、「カップリング外れ有り」と判定され、図４の処理フローを終える。

一方、絶対値｜ΔＴ｜が基準値Ｔ_ｓ未満である場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、「カップリング外れ無し」と判定され、図４の処理フローを終える。

なお、上記のステップＳ１０５の判定処理では、絶対値｜ΔＴ｜と基準値Ｔ_ｓとが等しい場合を“Ｙｅｓ”と判定してステップＳ１０６に移行しているが、“Ｎｏ”と判定してステップＳ１０７に移行してもよい。すなわち、絶対値｜ΔＴ｜と基準値Ｔ_ｓとが等しい場合を“Ｙｅｓ”又は“Ｎｏ”の何れで判定してもよい。

以上の説明のように、実施の形態１に係る電気車制御装置によれば、トルク指令値Ｔ_ｍ ^＊と、トルク推定値Ｔ_ｅとに基づいて、誘導モータ２のカップリング外れを検出することができる。実施の形態１の手法は、トルク指令値Ｔ_ｍ ^＊というトルクに関する指令情報と、トルク推定値Ｔ_ｅというトルクに関する推定情報とを用いればよいので、誘導モータ２のカップリング外れを簡易な手法で検出することが可能となる。

また、実施の形態１に係る電気車制御装置によれば、複数台の誘導モータ２のうちで、一部の誘導モータ２のカップリング外れを検出し、カップリング外れが検出された誘導モータ２を含む駆動群の駆動を停止することができる。これにより、カップリング外れ状態にある誘導モータ２を含む１つの駆動群のみの駆動を停止しても、他の駆動群により電気車の運行を継続することができる。

図５は、実施の形態１に係る制御装置４の図３とは異なる構成例を示すブロック図である。図３との相違点は、外れ検出信号Ｈ_ｄの出力先である。すなわち、図３では、外れ検出信号Ｈ_ｄをゲート駆動回路８に出力しているのに対し、図５では、外れ検出信号Ｈ_ｄを遮断器２２に出力している。外れ検出信号Ｈ_ｄを受信した遮断器２２は、図示しない接点を開放することで、架線１１から供給される電力を遮断する。

図３の構成は、電気車の運行を継続できるという利点がある。一方、図５の構成では、カップリング外れ状態にある誘導モータ２を含む１つの駆動群のみの駆動を停止することはできないので、電気車の運行を継続することはできない。しかしながら、図５の構成では、架線１１により近い側で電力供給を遮断できるので、電気車の運行を迅速に停止できるという利点がある。電気車において、車両の駆動に寄与できる誘導モータ２の数が少なくなる場合、１台の誘導モータ２にかかる負担が増大する。このため、各誘導モータ２に意図しない大きな電流が流れる可能性がある。図５の構成は、このような状況の回避に有効である。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る制御装置４Ａの詳細構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る制御装置４Ａは、電圧制御部３０Ａと、カップリング外れ検出部４０Ａとを備える。

カップリング外れ検出部４０Ａでは、図３に示す実施の形態１のカップリング外れ検出部４０の構成において、トルク推定部４１が速度換算部４４に変更され、偏差演算部４２が偏差演算部４５に変更され、判定部４３が判定部４６に変更されている。なお、その他の構成については、入出力信号を除き、実施の形態１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して重複する説明は割愛する。また、入出力信号については、後述する。

カップリング外れ検出部４０Ａは、誘導モータ２の回転軸５３に設けられるカップリング５４の外れを検出する検出部である。カップリング５４が外れた誘導モータ２を駆動する場合、誘導モータ２の実際の回転速度と、電流検出器５で検出されたトータル電流ｉ_ｕ，ｉ_ｖ，ｉ_ｗに基づいて算出される速度推定値ω_ｅとの間には、カップリング外れを検出できる差異が現れる。この差異は、特に起動時において顕著である。図５に示すカップリング外れ検出部４０Ａは、この原理を用いて構成されている。

速度換算部４４には、外部からの車両速度情報である車両速度Ｖ_ｓが入力される。車両速度情報は、列車によって管理されている走行速度の情報を利用してもよいし、走行速度に関する実際の検出情報を利用してもよい。速度換算部４４は、車両速度Ｖ_ｓを換算速度ω_ｃに換算する。換算速度ω_ｃは、車両速度Ｖ_ｓを誘導モータ２の回転速度に換算した換算値である。速度換算部４４が演算した換算速度ω_ｃは、偏差演算部４５に入力される。

偏差演算部４５には、換算速度ω_ｃに加え、速度推定値ω_ｅが入力される。偏差演算部４５は、換算速度ω_ｃと、速度推定値ω_ｅとの偏差の絶対値｜Δω｜を演算する。偏差の絶対値｜Δω｜は、判定部４６に入力される。

判定部４６には、偏差の絶対値｜Δω｜に加え、基準値ω_ｓが入力される。基準値ω_ｓは、カップリング外れを検出するための閾値である。判定部４６は、偏差の絶対値｜Δω｜を基準値ω_ｓと比較し、偏差の絶対値｜Δω｜が基準値ω_ｓよりも大きいときにカップリング外れが生じていると判定して外れ検出信号Ｈ_ｄをゲート駆動回路８に出力する。なお、図６では、外れ検出信号Ｈ_ｄは、ゲート駆動回路８に出力されるが、図５のように、遮断器２２に出力されてもよい。

なお、上記のカップリング外れ検出部４０Ａでは、起動指令Ｃ_ｓを速度換算部４４に入力しているが、起動指令Ｃ_ｓを判定部４６に入力するように構成してもよい。この構成の場合、起動指令Ｃ_ｓの入力に関わらず、速度換算部４４、偏差演算部４５及び判定部４６による処理が常時行われる。そして、起動指令Ｃ_ｓの入力に合わせて、判定部４６の判定結果がゲート駆動回路８に出力される。或いは、起動指令Ｃ_ｓの入力に関わらず、速度換算部４４及び偏差演算部４５による処理が常時行われる。そして、起動指令Ｃ_ｓの入力に合わせて判定部４６が動作を開始し、判定部４６の判定結果がゲート駆動回路８に出力される。

次に、実施の形態２におけるカップリング外れ検出の動作について、図６及び図７を参照して説明する。図７は、実施の形態２におけるカップリング外れ検出の動作フローを示すフローチャートである。図７において、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の処理は速度換算部４４によって実行され、ステップＳ２０３の処理は偏差演算部４５によって実行され、ステップＳ２０４からステップＳ２０７の処理は判定部４６によって実行される。

ステップＳ２０１では、起動指令Ｃ_ｓを受信したか否かが判定される。起動指令Ｃ_ｓを受信していなければ（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、ステップＳ２０１の処理を繰り返す。起動指令Ｃ_ｓを受信していれば（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に移行する。

ステップＳ２０２では、車両速度Ｖ_ｓが換算速度ω_ｃに換算される。ステップＳ２０３では、速度推定値ω_ｅと換算速度ω_ｃとの偏差Δωが算出される。ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で算出された偏差Δωの絶対値｜Δω｜が基準値ω_ｓと比較される。基準値ω_ｓは、ノイズなどによる誤検出を防ぐための判定値として設定される。つまり、基準値ω_ｓはカップリング外れ検出の精度を向上するために設けられる設定値である。

ここで、絶対値｜Δω｜が基準値ω_ｓ以上である場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、「カップリング外れ有り」と判定され、図７の処理フローを終える。

一方、絶対値｜Δω｜が基準値ω_ｓ未満である場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、「カップリング外れ無し」と判定され、図７の処理フローを終える。

なお、上記のステップＳ２０５の判定処理では、絶対値｜Δω｜と基準値ω_ｓとが等しい場合を“Ｙｅｓ”と判定してステップＳ２０６に移行しているが、“Ｎｏ”と判定してステップＳ２０７に移行してもよい。すなわち、絶対値｜Δω｜と基準値ω_ｓとが等しい場合を“Ｙｅｓ”又は“Ｎｏ”の何れで判定してもよい。

以上の説明のように、実施の形態２に係る電気車制御装置によれば、車両速度Ｖ_ｓと、速度推定値ω_ｅと、に基づいて誘導モータ２のカップリング外れを検出することができる。実施の形態２の手法は、車両速度Ｖ_ｓという速度に関する入力情報と、速度推定値ω_ｅという速度に関する推定情報とを用いればよいので、誘導モータ２のカップリング外れを簡易な手法で検出することが可能となる。

また、実施の形態２に係る電気車制御装置によれば、複数台の誘導モータ２のうちで、一部の誘導モータ２のカップリング外れを検出し、カップリング外れが検出された誘導モータ２を含む駆動群の駆動を停止することができる。これにより、カップリング外れ状態にある誘導モータ２を含む１つの駆動群のみの駆動を停止しても、他の駆動群により電気車の運行を継続することができる。

なお、図６では、外れ検出信号Ｈ_ｄをゲート駆動回路８に出力しているが、図５と同様に、外れ検出信号Ｈ_ｄを遮断器２２に出力してもよい。外れ検出信号Ｈ_ｄを遮断器２２に出力することにより、実施の形態１で説明した図５に示す構成の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る制御装置４Ｂの詳細構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る制御装置４Ｂは、電圧制御部３０Ｂと、カップリング外れ検出部４０Ｂとを備える。

カップリング外れ検出部４０Ｂでは、図６に示す実施の形態２のカップリング外れ検出部４０Ａの構成において、速度換算部４４が電流値換算部４７に変更され、偏差演算部４５が偏差演算部４８に変更され、判定部４６が判定部４９に変更されている。

また、実施の形態３に係る制御装置４Ｂでは、インバータ１と接続点９との間に電流検出器５を設ける構成に代えて、接続点９と誘導モータ２との間に電流検出器５ａ，５ｂを設ける構成としている。この構成に合わせ、電圧制御部３０Ｂでは、座標変換部３６が座標変換部３６ａ，３６ｂに置き換えられ、更に加算器３９が追加されている。また、この構成に合わせ、図８では、電流検出器５ａの側にある誘導モータを誘導モータ２ａと表記し、電流検出器５ｂの側にある誘導モータを誘導モータ２ｂと表記している。

なお、その他の構成については、実施の形態２の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して重複する説明は割愛する。

図８の構成において、電流検出器５ａは、誘導モータ２ａに流れる個々のモータ電流ｉ_ｕ１，ｉ_ｖ１，ｉ_ｗ１を検出する。電流検出器５ｂは、誘導モータ２ｂに流れる個々のモータ電流ｉ_ｕ２，ｉ_ｖ２，ｉ_ｗ２を検出する。

座標変換部３６ａには、電流検出器５ａにより検出されたモータ電流ｉ_ｕ１，ｉ_ｖ１，ｉ_ｗ１の検出値が入力される。座標変換部３６ａは、電流検出器５ａにより検出されたモータ電流ｉ_ｕ１，ｉ_ｖ１，ｉ_ｗ１をｄ軸及びｑ軸の電流値に変換する。変換された電流値は、ｄ軸電流ｉ_ｄ１及びｑ軸電流ｉ_ｑ１である。座標変換部３６ａによって変換されたｄ軸電流ｉ_ｄ１及びｑ軸電流ｉ_ｑ１は、加算器３９に入力される。また、ｄ軸電流ｉ_ｄ１及びｑ軸電流ｉ_ｑ１のうちのｑ軸電流ｉ_ｑ１は、カップリング外れ検出部４０Ｂの偏差演算部４８に入力される。

座標変換部３６ｂには、電流検出器５ｂにより検出されたモータ電流ｉ_ｕ２，ｉ_ｖ２，ｉ_ｗ２の検出値が入力される。座標変換部３６ｂは、電流検出器５ｂにより検出されたモータ電流ｉ_ｕ２，ｉ_ｖ２，ｉ_ｗ２をｄ軸及びｑ軸の電流値に変換する。変換された電流値は、ｄ軸電流ｉ_ｄ２及びｑ軸電流ｉ_ｑ２である。座標変換部３６ｂによって変換されたｄ軸電流ｉ_ｄ２及びｑ軸電流ｉ_ｑ２は、加算器３９に入力される。また、ｄ軸電流ｉ_ｄ２及びｑ軸電流ｉ_ｑ２のうちのｑ軸電流ｉ_ｑ２は、カップリング外れ検出部４０Ｂの偏差演算部４８に入力される。

加算器３９は、ｄ軸電流ｉ_ｄ１とｄ軸電流ｉ_ｄ２とを加算すると共に、ｑ軸電流ｉ_ｑ１とｑ軸電流ｉ_ｑ２とを加算し、それらの加算値を電圧指令値演算部３３と、速度推定部３８とに出力する。加算器３９の出力は、誘導モータ２ａに流れるモータ電流と、誘導モータ２ｂに流れるモータ電流とが合算されたｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑとなる。

カップリング外れ検出部４０Ｂは、誘導モータ２の回転軸５３に設けられるカップリング５４の外れを検出する検出部である。カップリング５４が外れた誘導モータ２を駆動する場合、個々の誘導モータ２に流れる実際のモータ電流と、トルク指令値Ｔ_ｍ ^＊に基づいて算出されるｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊との間には、カップリング外れを検出できる差異が現れる。この差異は、特に起動時において顕著である。また、この差異は、特にｑ軸方向の電流成分に顕著に表れる。図８に示すカップリング外れ検出部４０Ｂは、この原理を用いて構成されている。

電流値換算部４７には、電流指令値演算部３２により演算されたｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊と、起動指令Ｃ_ｓとが入力される。電流値換算部４７は、起動指令Ｃ_ｓが入力されると、誘導モータ２ａ，２ｂに流れる２台分のモータ電流のｑ軸方向の指令値であるｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を、誘導モータ２ａ又は誘導モータ２ｂの何れかの１台当たりのｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊に換算する。電流値換算部４７が換算したｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊は、偏差演算部４８に入力される。

偏差演算部４８には、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊に加え、座標変換部３６ａによって変換されたｑ軸電流ｉ_ｑ１と、座標変換部３６ｂによって変換されたｑ軸電流ｉ_ｑ２とが入力される。偏差演算部４８は、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊とｑ軸電流ｉ_ｑ１との偏差の絶対値｜ΔＩ_１｜と、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ２ ^＊と、ｑ軸電流ｉ_ｑ２との偏差の絶対値｜ΔＩ_２｜とを演算する。偏差の絶対値｜ΔＩ_１｜，｜ΔＩ_２｜は、判定部４９に入力される。

判定部４９には、偏差の絶対値｜ΔＩ_１｜，｜ΔＩ_２｜に加え、基準値Ｉ_ｓが入力される。基準値Ｉ_ｓは、カップリング外れを検出するための閾値である。判定部４９は、偏差の絶対値｜ΔＩ_１｜，｜ΔＩ_２｜の各々を基準値Ｉ_ｓと比較する。判定部４９は、偏差の絶対値｜ΔＩ_１｜が基準値Ｉ_ｓよりも大きいときに、誘導モータ２ａにカップリング外れが生じていると判定して外れ検出信号Ｈ_ｄをゲート駆動回路８に出力する。また、判定部４９は、偏差の絶対値｜ΔＩ_２｜が基準値Ｉ_ｓよりも大きいときに、誘導モータ２ｂにカップリング外れが生じていると判定して外れ検出信号Ｈ_ｄをゲート駆動回路８に出力する。なお、図８では、外れ検出信号Ｈ_ｄは、ゲート駆動回路８に出力されるが、図５のように、遮断器２２に出力されてもよい。

図８では、電流値換算部４７にｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊が入力され、偏差演算部４８にｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊、ｑ軸電流ｉ_ｑ１及びｑ軸電流ｉ_ｑ２が入力される構成であるが、これらの構成に限定されない。これらに加え、電流値換算部４７にｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊が入力され、偏差演算部４８にｄ軸電流指令値ｉ_ｄ１ ^＊、ｄ軸電流ｉ_ｄ１及びｄ軸電流ｉ_ｄ２が入力される構成であってもよい。すなわちｑ軸電流の指令値及び電流値に加え、ｄ軸電流の指令値及び電流値もカップリング外れの判定に用いてもよい。

また、上記のカップリング外れ検出部４０Ｂでは、起動指令Ｃ_ｓを電流値換算部４７に入力しているが、起動指令Ｃ_ｓを判定部４９に入力するように構成してもよい。この構成の場合、起動指令Ｃ_ｓの入力に関わらず、電流値換算部４７、偏差演算部４８及び判定部４９による処理が常時行われる。そして、起動指令Ｃ_ｓの入力に合わせて、判定部４９の判定結果がゲート駆動回路８に出力される。或いは、起動指令Ｃ_ｓの入力に関わらず、電流値換算部４７及び偏差演算部４８による処理が常時行われる。そして、起動指令Ｃ_ｓの入力に合わせて判定部４９が動作を開始し、判定部４９の判定結果がゲート駆動回路８に出力される。

次に、実施の形態３におけるカップリング外れ検出の動作について、図８及び図９を参照して説明する。図９は、実施の形態３におけるカップリング外れ検出の動作フローを示すフローチャートである。図９において、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２の処理は電流値換算部４７によって実行され、ステップＳ３０３の処理は偏差演算部４８によって実行され、ステップＳ３０４からステップＳ３０７の処理は判定部４９によって実行される。

ステップＳ３０１では、起動指令Ｃ_ｓを受信したか否かが判定される。起動指令Ｃ_ｓを受信していなければ（ステップＳ３０１，Ｎｏ）、ステップＳ３０１の処理を繰り返す。起動指令Ｃ_ｓを受信していれば（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に移行する。

ステップＳ３０２では、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊が１台当たりのｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊に換算される。ステップＳ３０３では、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊，ｉ_ｑ２ ^＊の各々と、検出値に基づいて算出されたｑ軸電流ｉ_ｑ１，ｉ_ｑ２の各々との偏差ΔＩ_１，ΔＩ_２が算出される。ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で算出された偏差ΔＩ_１，ΔＩ_２の絶対値｜ΔＩ_１｜，｜ΔＩ_２｜が基準値Ｉ_ｓと比較される。

ここで、絶対値｜ΔＩ_１｜及び｜ΔＩ_２｜のうちの少なくとも１つが基準値Ｉ_ｓ以上である場合（ステップＳ３０５，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、「カップリング外れ有り」と判定され、図９の処理フローを終える。

一方、絶対値｜ΔＩ_１｜及び｜ΔＩ_２｜の双方が基準値Ｉ_ｓ未満である場合（ステップＳ３０５，Ｎｏ）、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、「カップリング外れ無し」と判定され、図９の処理フローを終える。

なお、上記のステップＳ３０５の判定処理では、絶対値｜ΔＩ_１｜及び｜ΔＩ_２｜が基準値Ｉ_ｓに等しい場合を“Ｙｅｓ”と判定してステップＳ３０６に移行しているが、基準値Ｉ_ｓに等しい場合を“Ｎｏ”と判定してステップＳ３０７に移行してもよい。すなわち、絶対値｜ΔＩ_１｜及び｜ΔＩ_２｜が基準値Ｉ_ｓに等しい場合を“Ｙｅｓ”又は“Ｎｏ”の何れで判定してもよい。

以上の説明のように、実施の形態３に係る電気車制御装置によれば、各々の誘導モータ２ａ，２ｂに流れる個々のモータ電流の検出値に基づいて算出されるｑ軸電流ｉ_ｑ１，ｉ_ｑ２と、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊に基づいて算出される１台当たりのｑ軸電流指令値ｉ_ｑ１ ^＊と、に基づいて誘導モータ２のカップリング外れを検出することができる。上述の通り、ｑ軸電流ｉ_ｑ１，ｉ_ｑ２は、各々の誘導モータ２ａ，２ｂに流れる電流の検出値を用いて算出することができる。これにより、実施の形態３の手法は、ｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊という制御パラメータと、電流検出器５ａ，５ｂの検出情報とを用いればよいので、誘導モータ２のカップリング外れを簡易な手法で検出することが可能となる。

また、実施の形態３に係る電気車制御装置によれば、誘導モータ２ａ，２ｂのカップリング外れを検出し、カップリング外れが検出された誘導モータ２ａ又は２ｂを含む駆動群の駆動を停止することができる。これにより、カップリング外れ状態にある誘導モータ２ａ，２ｂを含む１つの駆動群のみの駆動を停止しても、他の駆動群により電気車の運行を継続することができる。

また、実施の形態３に係る電気車制御装置によれば、誘導モータ２ａ，２ｂの何れにカップリング外れが生じているかの特定が可能となる。これにより、実施の形態１，２の電気車制御装置に比して、故障探求及び保守作業が容易になるという効果が得られる。

なお、図８では、外れ検出信号Ｈ_ｄをゲート駆動回路８に出力しているが、図５と同様に、外れ検出信号Ｈ_ｄを遮断器２２に出力してもよい。外れ検出信号Ｈ_ｄを遮断器２２に出力することにより、実施の形態１で説明した図５に示す構成の効果を得ることができる。

最後に、実施の形態１におけるカップリング外れ検出部４０の機能、実施の形態２におけるカップリング外れ検出部４０Ａの機能、及び実施の形態３におけるカップリング外れ検出部４０Ｂの機能を実現するハードウェア構成について、図１０及び図１１を参照して説明する。

カップリング外れ検出部４０、カップリング外れ検出部４０Ａ又はカップリング外れ検出部４０Ｂの各機能を実現する場合には、図１０に示すように、演算を行うプロセッサ１００、プロセッサ１００によって読みとられるプログラムが保存されるメモリ１０２、及び信号の入出力を行うインタフェース１０４を含む構成とすることができる。

プロセッサ１００は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）といったものであってもよい。また、メモリ１０２には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）（登録商標）といった、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）を例示することができる。

メモリ１０２には、カップリング外れ検出部４０、カップリング外れ検出部４０Ａ又はカップリング外れ検出部４０Ｂの各機能を実行するプログラムが格納されている。プロセッサ１００は、インタフェース１０４を介して必要な情報の授受を行うと共に、メモリ１０２に格納されたプログラムをプロセッサ１００が実行することにより、実施の形態１、２及び３で説明された各種の演算処理を実行する。プロセッサ１００による処理結果は、メモリ１０２に記憶することができる。

また、図１０に示すプロセッサ１００及びメモリ１０２は、図１１のように処理回路１０３に置き換えてもよい。処理回路１０３は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ インバータ、１ａ スイッチング素子、２，２ａ，２ｂ 誘導モータ、３ 入力回路、４，４Ａ，４Ｂ 制御装置、５，５ａ，５ｂ 電流検出器、８ ゲート駆動回路、９ 接続点、１１ 架線、１５ パンタグラフ、１６ 車輪、１８ レール、２２ 遮断器、２４ フィルタコンデンサ、２６ 電圧検出器、３０，３０Ａ，３０Ｂ 電圧制御部、３１ トルク指令値演算部、３２ 電流指令値演算部、３３ 電圧指令値演算部、３４ 積分器、３５ ＰＷＭ制御部、３６，３６ａ，３６ｂ 座標変換部、３８ 速度推定部、３９ 加算器、４０，４０Ａ，４０Ｂ カップリング外れ検出部、４１ トルク推定部、４２，４５，４８ 偏差演算部、４３，４６，４９ 判定部、４４ 速度換算部、４７ 電流値換算部、５０ 第１の駆動群、５２ 第２の駆動群、５３ 回転軸、５４ カップリング、５５ モータ側歯車、５６ 車輪側歯車、５７ 車軸、８０ 電気車駆動システム、１００ プロセッサ、１０２ メモリ、１０３ 処理回路、１０４ インタフェース。

Claims (6)

1. 複数台の誘導モータと、複数台の前記誘導モータを駆動する１つのインバータと、各々の前記誘導モータに流れるモータ電流の合計であるトータル電流を検出する電流検出器と、トルク指令値に基づいて算出した電流指令値、検出された前記トータル電流に基づいて算出した電圧指令値、並びに、算出した前記電圧指令値及び検出した前記トータル電流に基づいて算出した速度推定値に基づいて前記インバータを制御する制御装置と、を有する駆動制御系を備え、前記駆動制御系によって電気車を走行制御する電気車制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記トータル電流と前記電圧指令値とに基づいてトルク推定値を算出し、算出した前記トルク推定値と前記トルク指令値との偏差の絶対値に基づいて、前記誘導モータと前記電気車の駆動機構との間に設けられたカップリングの外れを検出するカップリング外れ検出部を備えたことを特徴とする電気車制御装置。
2. 前記カップリング外れ検出部は、
   前記トルク推定値を推定する推定部と、
   前記偏差の絶対値を演算する演算部と、
   前記偏差の絶対値と基準値とを比較し、前記偏差の絶対値が前記基準値よりも大きいときにカップリング外れが生じていると判定する判定部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気車制御装置。
3. 複数台の誘導モータと、複数台の前記誘導モータを駆動する１つのインバータと、各々の前記誘導モータに流れるモータ電流の合計であるトータル電流を検出する電流検出器と、トルク指令値及び検出された前記トータル電流に基づいて算出した電圧指令値、並びに、算出した前記電圧指令値及び検出した前記トータル電流に基づいて算出した速度推定値に基づいて前記インバータを制御する制御装置と、を有する駆動制御系を備え、前記駆動制御系によって電気車を走行制御する電気車制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記電気車の走行速度を用いて算出した前記誘導モータの回転速度と前記速度推定値との偏差の絶対値に基づいて、前記誘導モータと前記電気車の駆動機構との間に設けられたカップリングの外れを検出するカップリング外れ検出部を備えたことを特徴とする電気車制御装置。
4. 前記カップリング外れ検出部は、
   前記電気車の走行速度を前記誘導モータの前記回転速度に換算する換算部と、
   前記偏差の絶対値を演算する演算部と、
   前記偏差の絶対値と基準値とを比較し、前記偏差の絶対値が前記基準値よりも大きいときにカップリング外れが生じていると判定する判定部と、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の電気車制御装置。
5. 複数台の誘導モータと、複数台の前記誘導モータを駆動する１つのインバータと、各々が前記誘導モータに流れる個々のモータ電流を検出する複数の電流検出器と、トルク指令値に基づいて算出した電流指令値、検出された個々の前記モータ電流の加算値に基づいて算出した電圧指令値、並びに、算出した前記電圧指令値及び前記モータ電流の加算値に基づいて算出した速度推定値に基づいて前記インバータを制御する制御装置と、を有する駆動制御系を備え、前記駆動制御系によって電気車を走行制御する電気車制御装置であって、
   前記制御装置は、
   各々の誘導モータに流れる個々の前記モータ電流の検出値に基づいて算出されるｑ軸電流と前記電流指令値のうちのｑ軸電流指令値との偏差の絶対値に基づいて、各々の前記誘導モータと前記電気車の駆動機構との間に設けられたカップリングの外れを検出するカップリング外れ検出部を備えたことを特徴とする電気車制御装置。
6. 前記カップリング外れ検出部は、
   前記ｑ軸電流指令値を前記誘導モータの１台当たりのｑ軸電流指令値に換算する換算部と、
   各々の前記誘導モータにおける前記偏差の絶対値を演算する演算部と、
   前記偏差の絶対値と基準値とを比較し、前記偏差の絶対値が前記基準値よりも大きいときにカップリング外れが生じていると判定する判定部と、
   を備えたことを特徴とする請求項５に記載の電気車制御装置。

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