特開 2022-166775 モータ又はリニアモータの出力制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022166775

(43)【公開日】2022-11-02

(54)【発明の名称】モータ又はリニアモータの出力制御システム

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/18 20060101AFI20221026BHJP

   H02K 19/12 20060101ALI20221026BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20221026BHJP

   H02K 16/00 20060101ALI20221026BHJP

   H02P 25/064 20160101ALI20221026BHJP

【ＦＩ】

H02P25/18

H02K19/12

H02K41/02 A

H02K16/00

H02P25/064

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021072198

(22)【出願日】2021-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】592173434

【氏名又は名称】株式会社日本ビデオセンター

(74)【代理人】

【識別番号】100090239

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 始

(74)【代理人】

【識別番号】100100859

【弁理士】

【氏名又は名称】有賀 昌也

(72)【発明者】

【氏名】近藤 忠美

【テーマコード（参考）】

5H505

5H540

5H619

5H641

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505AA19

5H505BB02

5H505CC04

5H505DD06

5H505EE23

5H505EE48

5H505EE55

5H505HA07

5H505PP01

5H540AA02

5H540BB01

5H540BB06

5H619BB01

5H619PP01

5H619PP02

5H619PP12

5H619PP14

5H641GG02

5H641GG03

(57)【要約】

【課題】モータ又はリニアモータの機械出力を、低速度域では小さく、高速度域では大きくなるように構成して、モータ又はリニアモータの機械出力に係る効率を向上させたモータ又はリニアモータの出力制御システムを提供する。
【解決手段】モータを構成するロータ１１が有する回転極対１５，１５と、ステータ１２が有する固定極対１７，１７をそれぞれ別個独立して制御可能なスイッチング素子を接続し、当該スイッチング素子をナンバリングして、複数の回転極対と同じく複数の固定極対を、実線で示す第１固定極群又は第１回転極群と点線で示す第２固定極群又は第２回転極群に分けて制御するようにした。第１群及び第２群をともに動作させる全稼働パターンと、第１群のみ動作させる間欠稼働パターンに分けて制御することによって、機械出力に係る効率を向上させることができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸を挟んで対向配置された回転極対を、前記中心軸を中心に複数個放射状に配置して形成されたロータを備えた出力軸と、
前記中心軸を挟んで対向配置された固定極対を、前記回転極対と対向するように、前記中心軸を中心に複数個放射状に配置して、前記ロータを囲繞するように形成されたステータを備え、前記出力軸を回動自在に軸支する筒体状のモータ本体と、
前記出力軸から出力される回転動力を制御する制御部と、
から構成されるモータにおいて、
前記制御部が、前記ステータに対する前記ロータの回転数を制御して、前記出力軸の前記回転動力に係る出力を制御するようにしたモータの出力制御システムであって、
前記固定極対に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記モータ本体内壁の周方向に沿って配置された前記固定極対を所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の固定極群を形成し、
前記回転極対に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記回転極対を前記出力軸の周方向に沿って所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の回転極群を形成して、
前記回転動力に係る出力に応じて、
前記制御部が、動作させる前記固定極群又は前記回転極群を選択して、
低出力時には、選択された一の前記固定極群又は一の前記回転極群を動作させて、他の前記固定極群又は他の前記回転極群を休止させて、前記固定極対又は前記回転極対が間引かれて動作するようにし、
出力を上げるにしたがって、動作させる前記固定極群又は前記回転極群を増やして、
前記制御部が、動作させる前記固定極群又は前記回転極群の数を増減する制御を行って、前記出力軸の前記回転動力に係る出力を制御するようにしたことを特徴とするモータの出力制御システム。

【請求項2】

前記出力軸に、当該出力軸の回転を慣性で維持するフライホイールを設け、
前記出力軸に係る前記回転動力が所定時間、略一定の状態が維持される定常状態となったとき、
前記固定極群、又は前記回転極群の稼働組数を減らすと共に、
前記フライホイールが、前記回転動力に慣性力を加えて、前記回転動力の前記定常状態を維持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のモータの出力制御システム。

【請求項3】

前記モータを、駆動機関として電気自動車又は電車に搭載したことを特徴とする請求項１に記載のモータの出力制御システム。

【請求項4】

所定の移動経路に沿って複数個並設した固定極からなるステータと、
前記固定極と対向配置された少なくとも一つの移動極からなるスライダを備え、前記移動経路に沿って移動可能に形成された移動体と、
当該移動体の動作を制御する制御部と、
から構成されるリニアモータにおいて、
前記制御部が、前記ステータに対する前記スライダの動作を制御して、前記移動体の移動速度を制御するようにしたモータの出力制御システムであって、
前記固定極に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記移動経路に沿って配置された前記固定極を所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の固定極群を形成し、
前記移動体の前記移動速度に応じて、
前記制御部が、動作させる前記固定極群を選択して、
低出力時には、選択された一の前記固定極群を動作させて、他の前記固定極群を休止させて、前記固定極が間引かれて動作するようにし、
前記移動速度を上げるにしたがって、動作させる前記固定極群を増やして、
前記制御部が、動作させる前記固定極群の組数を増減する制御を行って、前記移動体の前記移動速度を制御するようにしたことを特徴とするリニアモータの出力制御システム。

【請求項5】

前記移動体が所定の巡航速度で巡航しているとき、
前記移動経路に沿った前記固定極群の稼働組数を減らすと共に、
前記移動体の移動速度に、当該移動体の慣性に係る移動速度を加えて、前記巡航速度を維持するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のリニアモータの出力制御システム。

【請求項6】

前記移動体が、前記リニアモータを駆動機関に備える列車であることを特徴とする請求項４に記載のリニアモータの出力制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ又はリニアモータの出力を制御する制御システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、モータを動力源とする乗り物は、電車のみならず、ハイブリッド自動車、電気自動車、電動バイク等が広く知られており、モータは、ガソリンエンジンをはじめとした内燃機関と比べて有害な排出ガスが無く、環境に対する負担が小さいため、それらの乗り物に広く利用されつつある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】引用なし

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来、モータの電気入力に対する機械出力は、コイル電流の大きさに比例する巻線の銅損、鉄心の磁化の際生じる鉄損、回転に伴う軸受抵抗、風損等による機械損の損失が大きく影響を及ぼし、電気入力に対して、機械出力は小さくなってしまう。
そこで、十分な機械出力を得るため、たとえば、電車のように高電圧を印加して電気入力を大きくしたり、逆に電気自動車又はハイブリッド自動車のように、コイル電流を小さくして銅損を抑えるようにして、小さな機械出力を変速機で大きくしたりといった方法がとられている。
ここで、上記のように駆動機関のモータを構成した電気自動車の場合では、コイル電流を大きくし、モータの機械出力を上げて速度を上げる場合、コイル電流を大きくするにつれて損失が大きくなり、十分な機械出力を得ることができなくなる問題がある。そのため、機械出力の増大にしたがって、損失が大きくなり、高速度域では駆動部にエンジンを備えた従来の自動車、ハイブリッド自動車に対して機械出力に係る効率が悪化している。この問題について、ハイブリッド自動車では、高速度域になるとモータの補助がなくなり、エンジンのみを使用して走行させることで解決を図っているが、モータのみで駆動する電気自動車では、そのように切り替えることができない。

【0005】

したがって、本発明が解決しようとする課題は、モータ又はリニアモータの機械出力を、低速度域では小さく、高速度域では大きくなるように構成して、モータ又はリニアモータの機械出力に係る効率を向上させたモータ又はリニアモータの出力制御システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載のモータの出力制御システムは、中心軸を挟んで対向配置された回転極対を、前記中心軸を中心に複数個放射状に配置して形成されたロータを備えた出力軸と、
前記中心軸を挟んで対向配置された固定極対を、前記回転極対と対向するように、前記中心軸を中心に複数個放射状に配置して、前記ロータを囲繞するように形成されたステータを備え、前記出力軸を回動自在に軸支する筒体状のモータ本体と、
前記出力軸から出力される回転動力を制御する制御部と、
から構成されるモータにおいて、
前記制御部が、前記ステータに対する前記ロータの回転数を制御して、前記出力軸の前記回転動力に係る出力を制御するようにしたモータの出力制御システムであって、
前記固定極対に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記モータ本体内壁の周方向に沿って配置された前記固定極対を所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の固定極群を形成し、
前記回転極対に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記回転極対を前記出力軸の周方向に沿って所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の回転極群を形成して、
前記回転動力に係る出力に応じて、
前記制御部が、動作させる前記固定極群又は前記回転極群を選択して、
低出力時には、選択された一の前記固定極群又は一の前記回転極群を動作させて、他の前記固定極群又は他の前記回転極群を休止させて、前記固定極対又は前記回転極対が間引かれて動作するようにし、
出力を上げるにしたがって、動作させる前記固定極群又は前記回転極群を増やして、
前記制御部が、動作させる前記固定極群又は前記回転極群の数を増減する制御を行って、前記出力軸の前記回転動力に係る出力を制御するようにしたことを特徴とする。

【0007】

請求項２に記載のモータの出力制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記出力軸に、当該出力軸の回転を慣性で維持するフライホイールを設け、
前記出力軸に係る前記回転動力が所定時間、略一定の状態が維持される定常状態となったとき、
前記固定極群、又は前記回転極群の稼働組数を減らすと共に、
前記フライホイールが、前記回転動力に慣性力を加えて、前記回転動力の前記定常状態を維持するようにしたことを特徴とする。

【0008】

請求項３に記載のモータの出力制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記モータを、駆動機関として電気自動車又は電車に搭載したことを特徴とする。

【0009】

請求項４に記載のリニアモータの制御システムは、所定の移動経路に沿って複数個並設した固定極からなるステータと、
前記固定極と対向配置された少なくとも一つの移動極からなるスライダを備え、前記移動経路に沿って移動可能に形成された移動体と、
当該移動体の動作を制御する制御部と、
から構成されるリニアモータにおいて、
前記制御部が、前記ステータに対する前記スライダの動作を制御して、前記移動体の移動速度を制御するようにしたモータの出力制御システムであって、
前記固定極に、所定の位置から順に番号を付し、
付された番号にしたがって、前記移動経路に沿って配置された前記固定極を所定の条件にしたがって複数のグループに分けて、複数組の固定極群を形成し、
前記移動体の前記移動速度に応じて、
前記制御部が、動作させる前記固定極群を選択して、
低出力時には、選択された一の前記固定極群を動作させて、他の前記固定極群を休止させて、前記固定極が間引かれて動作するようにし、
前記移動速度を上げるにしたがって、動作させる前記固定極群を増やして、
前記制御部が、動作させる前記固定極群の組数を増減する制御を行って、前記移動体の前記移動速度を制御するようにしたことを特徴とする。

【0010】

請求項５に記載のリニアモータの制御システムは、請求項４に記載の発明において、前記移動体が所定の巡航速度で巡航しているとき、
前記移動経路に沿った前記固定極群の稼働組数を減らすと共に、
前記移動体の移動速度に、当該移動体の慣性に係る移動速度を加えて、前記巡航速度を維持するようにしたことを特徴とする。

【0011】

請求項６に記載のリニアモータの制御システムは、請求項４に記載の発明において、前記移動体が、前記リニアモータを駆動機関に備える列車であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るモータの出力制御システムによれば、モータのステータを構成する複数の固定極対と、ロータの構成する複数の回転極対にそれぞれ番号を付し、付された番号にしたがって、それぞれを組分けして、複数個の固定極対が含まれた固定極群、或いは、複数個の回転極対が含まれた回転極群を複数組形成した。そして、低出力時には、一の固定極群又は一の回転極群を動作させ、他の固定極群又は他の回転極群を休止させて、固定極対又は回転極対を間引くように動作させるようにし、出力が増大するにつれて、動作させる固定極群又は回転極群を増やすようにした。
これによって、モータの機械出力を、低速度域では小さく、高速度域では大きくなるように構成することができ、モータ又はリニアモータの機械出力に係る効率を向上させることができる。

【0013】

また好ましくは、モータの出力軸にフライホイールを設け、慣性を維持するように構成し、モータの回転動力に慣性力を加えて、定常状態における出力を維持すると共に、固定極対又は回転極対を間引いて動作させるようにした。これによって、モータの出力が定常状態、すなわち、電気自動車等が巡航しているとき、通電され動作している固定極対又は回転極対を減らすことができるので、電力消費を抑え、省エネ効果を向上させることができる。

【0014】

一方、本発明に係るリニアモータの制御システムによれば、所定の移動経路に沿って配置した固定極を備えたステータと、移動経路に沿って移動可能な移動体が備える少なくとも一つの移動極からなるスライダから構成されるリニアモータにおいて、ステータを構成する所定の位置の固定極から順に番号を付し、当該番号に基づいて所定数おきに組分けして、複数組の固定極群を構成した。そして、低出力時には、一の固定極群を動作させ、他の固定極群を休止させて、固定極を間引くように動作させるようにし、出力が増大するにつれて、動作させる固定極を増やすようにした。
これによって、リニアモータの機械出力を、低速度域では小さく、高速度域では大きくなるように構成することができ、リニアモータの機械出力に係る効率を向上させることができる。
また、リニアモーターカーに適用した場合、徐行時、巡航時に動作させる固定極を減らすことができるので、電力消費を抑え、省エネ効果を向上させることができる。
さらに、移動体の形状を走行抵抗が小さくなるように構成することによって慣性を長時間維持できるようにした。これによって、巡航時には、リニアモータに基づく移動速度に加えて慣性力に基づく移動速度を加え、通電して動作させる固定極を減らすようにした。これによって、巡航時に動作させる固定極を減らすことができるので、電力消費を抑え、省エネ効果を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施例に係るモータの構成の概略を示す斜視図である。

【図2】第１実施例に係るモータの構成の概略を示す説明図である。

【図3】第１実施例に係るモータに係る制御部の構成の概略を示すブロック図である。

【図4】第１実施例に係るモータを適用した電気自動車の構成の概略を示すブロック図である。

【図5】第１実施例に係るモータを適用した電気自動車の制御部の構成の概略を示すブロック図である。

【図6】第１実施例に係るモータを適用した電気自動車のアクセルペダル及びアクセル装置の構成の概略を示す説明図である。

【図7】第１実施例に係るモータを適用した電気自動車の巡航制御システムの概略を示すタイミングチャート図である。

【図8】第２実施例に係るリニアモータの構成の概略を示すブロック図である。

【図9】第２実施例に係るリニアモータに係る制御部の構成の概略を示すブロック図である。

【図10】第２実施例に係るリニアモータを適用した列車の構成の概略を示すブロック図である。

【図11】第２実施例に係るリニアモータを適用した列車の制御部の構成の概略を示すブロック図である。

【図12】第２実施例に係るリニアモータを適用した列車のマスコン及びアクセル装置の構成の概略を示す説明図である。

【図13】第２実施例に係るリニアモータを適用した列車の巡航制御システムの概略を示すタイミングチャート図である。

【実施例0016】

本発明のモータの出力制御システムに係る実施例を添付した図面にしたがって説明する。図１及び図２は、本実施例に係るモータの構成の概略を示す説明図である。

【0017】

本実施例に係るモータ１０は、図１に示すように、略円柱状のロータ１１と、当該ロータ１１を囲繞するように形成されたステータ１２とを有する筒体状のモータ本体１０ａと、当該モータ本体１０ａの動作を制御する制御部１３とから構成されている。モータ１０へ入力される所定の大きさの電流を制御部１３が制御することによって、ステータ１２に対して回転するロータ１１の回転数を制御して、ロータ１１と同軸の出力軸１１ａから所定の回転動力が出力されるようにモータ１０は構成されている。
なお、本実施例に係るモータ１０は、電動車両又はハイブリッド型車両に適用可能なものである。本実施例では、電動車両、特に電気自動車を例示して以下説明する。ただし、電気自動車に限定されるものでは無く、電車、客車または貨物車を牽引する機関車、さらに、船舶、航空機、自動二輪等、少なくとも動力源としてモータを備えるものであれば良い。

【0018】

ロータ１１は、図２及び図３に示すように、出力軸１１ａと、電磁石からなる複数個の回転極１５と、当該回転極へ流す電流のオン・オフ及び当該電流の向きを切り替えることができる半導体からなる複数個のロータ側スイッチング素子１６とから構成されている。
複数個の回転極１５は、図２に示すように、出力軸１１ａを中心として放射状に配置されている。それら放射状に配置された回転極１５のうち、出力軸１１ａを挟んで互いに対向する一対の回転極１５，１５と、一のロータ側スイッチング素子１６とを接続して図３に示すような回転極対１５，１５が構成されている。回転極対１５，１５は、図２に示すように、両端に極性が相反する磁極を備えた回転極１５，１５を有し、図３に示すように、対毎に別個独立してロータ側スイッチング素子１６を介して給電可能に構成されている。
これによって、制御部１３は、図３に示すように、ロータ１１を構成する各回転極対１５，１５に対して別個独立に給電し、各回転極対１５，１５を別個独立に励磁させることができる。
なお、図２は、説明を容易にするため、１０組の回転極対１５，１５を図示しているが、回転極対１５，１５の数はこれに限定されるものでは無く、ロータ１１は、モータ１０の大きさ、定格出力等に合わせて、任意の数の回転極対１５，１５を有することができる。

【0019】

ステータ１２は、図２及び図３に示すように、モータ１０の外装を構成する筒体状のモータ本体１０ａに設けられた電磁石からなる複数個の固定極１７と、当該固定極１７へ流す電流のオン・オフ及び当該電流の向きを切り替えることができる半導体からなる複数個のステータ側スイッチング素子１８とから構成されている。
複数個の固定極１７は、図２に示すように、モータ本体１０ａの内壁に沿って並設されている。それら固定極１７のうち、モータ本体１０ａを構成する筒体の軸を挟んで互いに対向する一対の固定極１７，１７と、一のステータ側スイッチング素子１８とを接続して図３に示すように、固定極対１７，１７が構成されている。固定極対１７，１７は、図２に示すように、両端に極性が相反する磁極を備えた固定極１７，１７を有し、図３に示すように、対毎に別個独立してロータ側スイッチング素子１８を介して給電可能に構成されている。
これによって、制御部１３は、ステータ１２を構成する各固定極対１７，１７に対して別個独立に給電して、各固定極対１７，１７を別個独立に励磁させることができる。
なお、図２は、説明を容易にするため、１０組の固定極対１７，１７を図示しているが、固定極対１７，１７の数はこれに限定されるものでは無く、ステータ１２は、モータ１０の大きさ、定格出力等に合わせて、任意の数の固定極対１７，１７を有することができる。

【0020】

そして、図１及び図２に示すように、ロータ１１をモータ本体１０ａに収容すると、モータ本体１０ａ内で、ロータ１１がステータ１２に所定の間隔を開けて囲繞されて、モータ１０が構成される。そして、ロータ側スイッチング素子１６とステータ側スイッチング素子１８に通電して、回転極１５または固定極１７を構成するそれぞれの電磁石を励磁することによって、ステータ１２に対してロータ１１が回転し、モータ１０が動作して出力軸１１ａから回転動力が出力される。

【0021】

制御部１３はモータ１０の出力を制御するように構成されている。制御部１３は、図３に示すように、スイッチング素子管理手段２０と、スイッチング制御手段２１を備えている。

【0022】

スイッチング素子管理手段２０は、複数個のロータ側スイッチング素子１６、又はステータ側スイッチング素子１８をそれぞれ別個独立に管理して、それらスイッチング素子１６，１８に接続された回転極対１５，１５又は固定極対１７，１７の位置を識別可能に構成されている。
具体的には、図３に示すように、ロータ１１側、ステータ１２側それぞれのスイッチング素子１６，１８に対して識別番号を付すナンバリング処理を行う。これによって、ロータ側スイッチング素子１６に接続されている回転極対１５，１５、又はステータ側スイッチング素子１８に接続されている固定極対１７，１７は、図３に示すように各スイッチング素子１６，１８に紐づけられているので、容易に識別することができる。
続いて、スイッチング素子管理手段２０は、図３に示すように、スイッチング素子１６，１８に付された各番号と、所定の条件に基づいて、回転極対１５，１５又は固定極対１７，１７を複数のグループに分ける処理を行う。以下、複数の回転極対１５，１５からなるグループを回転極群と称し、固定極対１７，１７からなるグループを固定極群と称する。
図２に示した回転極群は、各回転極対１５，１５に振られた番号が奇数であるものを第１回転極群として実線で示し、偶数であるものを第２回転極群として点線で示している。
また、図２に示した固定極群は、各固定極対１７，１７に振られた番号が奇数であるものを第１固定極群として実線で示し、偶数であるものを第２固定極群として点線で示している。
なお、本実施例において、スイッチング素子管理手段２０は、スイッチング素子１６，１８に付された各番号に基づいて、説明を簡略化するため、奇数と偶数の２グループに振り分けた例を図２に示したが、これに限定されるものでは無く、各番号に基づいて、たとえばＡＢＣの３つのグループに振り分けたり、またＡＢＣＤの４つのグループに振り分けたりと、任意の複数のグループに分けることができる。

【0023】

スイッチング制御手段２１は、図３に示すように、電源スイッチング手段２２と、極性スイッチング手段２３とを有している。
電源スイッチング手段２２は、電源をオンにして電磁石を励磁し、また電源をオフにして電磁者を消磁する処理を行うように構成されている。
これによって、各回転極１５又は各固定極１７は、電源がオンにされたとき励磁し、またはオフにされたとき消磁することができる。
極性スイッチング手段２３は、各回転極対１５，１５、又は各固定極対１７，１７毎に、電源スイッチング手段２２で励磁された各回転極１５又は固定極１７を、互いに対向するＮ極又はＳ極へ振り分けると共に、電流の向きによって各回転極対１５，１５又は各固定極対１７，１７毎に極性を切替可能に構成されている。
スイッチング制御手段２１は、電源スイッチング手段２２と極性スイッチング手段２３を協働させて、上記の第１回転極群、第２回転極群、又は第１固定極群、第２固定極群のグループごとにまとめて、極性を振り分け、電磁石の励磁または消磁を自在に処理可能に構成されている。
図２（１）は、極性の向きを大きくまとめて、ロータ１１又はステータ１２を１対の回転極対と１対の固定極対とみなせるように振り分けた例を示し、図２（２）は、極性の向きを二組ごとに互い違いになるように振り分けて、ロータ１１又はステータ１２を５つの回転極対と５つの固定極対とみなせるように振り分けた例を示したものである。
このように回転極対１５，１５を回転極群ごとに、また固定極対１７，１７を固定極群ごとに振り分けて、回転極群に含まれている回転極対１５，１５又は固定極群に含まれている固定極対１７，１７のＮ極又はＳ極の並びを組み替え、極性の向きを設定することによって、ロータ１１を構成する回転極対又はステータ１２を構成する固定極対を小さな磁極で細かく分けるのではなく大きくまとめて振り分けることができる。これによって、モータの回転数、出力に応じて、回転極群ごとにロータ１１を構成する回転極対１５，１５の数または磁力の大きさを自在に調整することができ、また固定極群ごとにステータ１２を構成する固定極対１７，１７の数又は磁力の大きさを自在に調整することができる。そのため、モータ１０の機械損、銅損、エネルギー損等の損失を抑制すると共に、電力消費を抑え、高効率でモータ１０から回転動力を取り出すことができる。
なお、本実施例において、スイッチング制御手段２１は、説明を簡略化するため、第１回転極群、第２回転極群、又は第１固定極群、第２固定極群のそれぞれ２つのグループごとにまとめて切り替え制御する例を示したが、これに限定されるものでは無く、各番号に基づいて、２以上の複数個の回転極群、固定極群任意に分けて、電源又は極性を切り替える制御を行うことができる。

【0024】

スイッチング制御手段２１は、第１回転極群、第２回転極群、第１固定極群、又は第２固定極群を、ぞれぞれ別個独立に所定の処理を実行可能に構成されている。
スイッチング制御手段２１が、第１回転極群、第２回転極群、第１固定極群、又は第２固定極群のすべてを選択して制御した場合、図２（１）及び（２）において実線で示した第１回転極群及び第１固定極群と、点線で示した第２回転極群及び第２固定極群の全てが励磁され、動作する。
一方、スイッチング制御手段２１が、第１回転極群、又は第１固定極群を選択して制御した場合、図２（１）及び（２）において、一方では実線で示した第１回転極群及び第１固定極群が励磁され、動作するが、他方では点線で示した第２回転極群及び第２固定極群が消磁され、動作しない。
このようにして、スイッチング制御手段２１は、ロータ１１を構成する回転極対１５，１５を回転極群ごとに、またステータ１２を構成する固定極１７，１７を固定極群ごとに選択して動作させるすることができる。
これによって、モータ１０の出力を低くする場合には、励磁させる電磁石を少なく、すなわち、回転極群又は固定極群のグループを間引くように制御する、すなわち、ロータ１１において動作させる回転極対１５，１５が間欠的に配置され、またステータにおいて動作させる固定極対１７，１７が間欠的に配置される。このように、モータ１０の出力に応じて動作させる回転極対１５，１５又は固定極対１７，１７を間欠的に間引きつつ増減させることによって、出力が低い場合、また回転力が維持されているとき、励磁させる電磁石の数を減らして電力の消費を抑えることができる。
また、上記のように間欠的に間引いて出力を絞ることによって、モータ１０が発生するトルクを低回転時には低く、高回転時には大きくする制御を行うことができる。そのため、電気自動車に適用した場合には、当該電気自動車の出力を、あたかもガソリンエンジン等の内燃機関を搭載しているかのように近似させた制御処理を行うことができる。

【0025】

制御部１３がモータ１０の出力を上げ又は下げる制御を行う場合、スイッチング制御手段２１は、電源スイッチング手段２２と極性スイッチング手段２３を協働させて、上記のように、所定の回転極群に含まれる回転極対１５，１５、又は所定の固定極群に含まれる固定極対１７，１７をそれぞれ構成する電磁石を瞬時に励磁し、励磁された回転極対１５，１５又は固定極対１７，１７の磁極の向きを瞬時に切り替えて適宜振り分けるように構成されている。
この切り替えるタイミングは、たとえば、ステータ１２側で隣り合う固定極１７のＮ極とＳ極の中間地点を、対向するロータ１１側の回転極１５が通過する瞬間が好ましい。当該タイミングで切り替えることによって、磁束密度が小さく、隣り合うＮ極とＳ極の磁力線が打ち消しあう部分で電磁石を励磁し、又は極性を切り替えることができるので、モータ１０の出力に対する影響を小さくすることができる。

【0026】

ここで、本実施例に係るモータ１０は、図２に示すように、ロータ１１を構成する二つの回転極群のうち、一方の回転極群を動作させ、他方の回転極群を停止させて、回転極対１５，１５を間欠的に間引いて動作させ、また、ステータ１２を構成する二つの固定極群のうち、一方の固定極群を動作させ、他方の固定極群を停止させて、固定極対１７，１７を間欠的に間引いて動作させることができるように構成したことは、上記のとおりである。これによって、モータ１０の出力を半分に制限することができる。これは、車両の走行開始時等の低出力で十分な場合は、間欠的に間引く態様でモータ１０を動作させ、スピードが上がって大出力が必要になったときは、停止させていた回転極群又は固定極群を起動させて動作させる回転極対１５，１５又は固定極対１７，１７の数を増やすことによって、容易に出力の増大に対処させることができる。
そのため、従来走行開始当初から最大トルクで動作するモータの出力を段階的に調整することが容易にできるので、電気自動車に適用した場合、複雑な機構を組み込まなくとも、踏み間違いによる急発進、急加速を防止することができる。

【0027】

また、当該電気自動車が巡航するとき、たとえば、高速道路又はバイパス道路を一定の巡航速度で走行するとき、当該電気自動車のドライブトレイン上に設けたフライホイールの回転によって、モータ１０の出力軸１１ａに慣性力が働き、その慣性力の分だけモータ１０からの出力を抑えることができる。この場合にスイッチング制御手段２１が、動作している双方の回転極群のうちの一方、又は動作している双方の固定極群の一方の電源をオフにして消磁することによって、巡航時におけるモータ１０の電力消費を抑えることができる。
このような、モータ１０を、電気自動車に適用した場合に行われる出力制御システムに係る実施例を以下説明する。

【0028】

本実施例に係るモータ１０を搭載した電気自動車５０は、図４に示すように、駆動機関５１と、ドライブトレイン５２と、駆動輪５３、及び駆動機関５１とドライブトレイン５２を制御する制御部５４とから構成される駆動系を有し、さらに、制御部５４、スロットル装置５５、アクセル装置５６が接続された車内通信網５４ａを有している。

【0029】

駆動機関５１は、図４に示すように、モータ１０を有し、ドライブトレイン５２へ連結される出力軸１１ａから回転動力を出力可能に構成されている。
出力軸１１ａは、同軸上で回転可能に構成された円盤状のフライホイール６２を有している。当該フライホイール６２は、出力軸１１ａの回転が急激に変化しないように慣性力で当該出力軸１１ａの回転を維持するように構成されている。

【0030】

モータ１０は、上記のように構成されており、駆動機関５１に設けたバッテリ６１から給電可能に構成されている。
なお、本実施例に係るモータ１０は、バッテリ６１から給電される態様に限定されず、燃料電池から給電されるものであったり、架線から給電されるものであったりしても良い。

【0031】

ドライブトレイン５２は、図４に示すように、駆動機関５１側から順にクラッチ装置６５と変速装置６６、及びドライブシャフト５２ａが配置されて構成されている。これによって、駆動機関５１で発生した回転動力は、ドライブシャフト５２ａを通じて駆動輪５３へ伝達される。
クラッチ装置６５は、駆動機関５１側の主ロータ６７と変速装置６６側の従ロータ６８を有している。主ロータ６７と従ロータ６８は互いに接離自在に形成されている。
これによって、主ロータ６７と従ロータ６８が圧接されたとき、駆動機関５１で発生した動力が変速装置６６側へ伝達され、主ロータ６７と従ロータ６８が離隔されたとき、駆動機関５１側から変速機６６側へ伝達される動力は遮断されるように構成されている。
なお、クラッチ装置６５は、上記のように機械的に主ロータ６７と従ロータ６８を互いに接離させる構造に限定されず、たとえば、粘性の高いオイルを封入したケース内で主ロータ６７と従ロータ６８を対向配置し、主ロータ６７を回転させたときに、その回転にしたがって従ロータ６８が回転するいわゆるトルクコンバータ装置であっても良い。

【0032】

変速装置６６は、複数本の軸に大小様々な複数個の歯車を配置し、当該歯車を組み合わせて構成した歯車群（図示略）を有している。当該歯車群内の歯車は互いに離合自在に形成されている。変速装置６６は、歯車群内の歯車を適宜組み合わせて駆動機関５１の出力軸１１ａの回転動力に係る回転速度を低速から高速まで調節して、駆動輪５３側へ回転動力を伝達する変速機能を有している。当該変速機能は、低速から高速まで複数段に分割しても良いし、無段階であっても良い。そして、変速装置６６内で適宜組み合わされている複数個の歯車のうち、少なくとも一の歯車が離隔したとき、ドライブシャフト５２ａへ伝達される回転動力が遮断される、いわゆるニュートラルシフトとなり、ドライブトレイン５２上を伝達する動力を遮断することができる。

【0033】

駆動輪５３は、図４に示すように、ドライブトレイン５２を介して駆動機関５１から出力された動力によって駆動可能に構成されている。

【0034】

制御部５４は、車内通信網５４ａを備えている。車内通信網５４ａには、駆動機関５１をはじめとして、スロットル装置５５、アクセル装置５６、ドライブトレイン５２のクラッチ装置６５、変速装置６６等、電気自動車１０が備える各装置が接続され、互いに通信可能に構成されている。これによって、たとえば、制御部５４が、スロットル装置５５から送信された開度信号を、車内通信網５４ａを介して受信し、当該開度信号に基づいて形成した出力制御信号を車内通信網５４ａへ出力して、駆動機関５１を処理操作して出力軸１１ａを制御することができる。

【0035】

スロットル装置５５は、スロットル本体５５ａと、当該スロットル本体５５ａの開き具合をスロットル開度として検出可能な開度センサ７１を有している。当該開度センサ７１は、検出したスロットル本体５５ａのアナログ的なスロットル開度の大きさをデジタル変換して、電子的な開度信号を形成するように構成されている。形成された当該開度信号は、スロットル装置５５から車内通信網５４ａへ出力される。

【0036】

制御部５４は、モータ１０の制御部１３をその構成の中に含み、車内通信網５４ａ上を伝送している開度信号を取り込み、当該開度信号に基づいて駆動機関５１のモータ１０の出力を制御する出力制御信号を形成するように構成されている。形成された出力制御信号は、制御部５４から車内通信網５４ａへ出力される。

【0037】

アクセル装置５６は、ドライバーによる入力操作に応じて起倒自在なアクセルペダル７０を有している。
ここで、アクセルペダル７０が踏み込まれる操作を、アクセル装置５６の開操作とし、これによってアクセルペダル７０が進む方向を順方向とする。一方、アクセルペダル７０が戻される操作を、アクセル装置５６の閉操作とし、これによってアクセルペダル７０が戻る逆方向とする。
アクセル装置５６は、上記のアクセルペダル７０に係る開閉操作に応じて入力信号を形成するように構成されている。形成された入力信号は、車内通信網５４ａへ随時出力される。

【0038】

スロットル装置５５は、車内通信網上を伝送している入力信号を取り込み、当該入力信号に基づいて、スロットル本体５５ａを所定のスロットル開度で開閉するように構成されている。当該スロットル開度を検出した開度センサ７１は上記のように適切な開度信号を形成し、当該開度信号に基づいて制御部５４は上記のように駆動機関５１に対する出力制御信号を形成する。
このようにして、アクセルペダル７０が踏み込まれ、又は戻された操作量に応じて、入力信号が形成され、当該入力信号に基づいて開閉するスロットル本体５５ａの開度信号が形成され、制御部５４は当該開度信号に基づいて駆動機関５１の出力の増減に係る出力制御信号を形成するように構成されている。

【0039】

駆動機関５１は、車内通信網５４ａ上を伝送する出力制御信号を取り込み、当該出力制御信号に基づいてモータ１０へ供給される所定量の電力を要求する要求信号を形成するように構成されている。形成された要求信号は駆動機関５１から車内通信網５４ａへ出力される。車内通信網５４ａ上を伝送している当該要求信号を取り込んだ電力供給装置（図示略）は、要求信号に応じてバッテリ６１から所定量の電力を駆動機関５１へ供給するように構成されている。

【0040】

要求信号が供給量を増やすものであった場合は、モータ１０へ供給される電力が増やされる。これによって、駆動機関５１の出力を上げる処理が行われ、出力軸１１ａの回転出力を上げることができる。
要求信号が供給量を減らすものであった場合は、モータ１０へ供給される電力が減らされ、或いはカットされる。これによって、駆動機関５１の出力を下げる処理が行われ、出力軸１１ａの回転出力を下げることができる。
このように、本実施例に係る電気自動車５０は、制御部５４が備える車内通信網５４ａ上で様々な信号を伝送させて、各装置は目的に合った信号を取り込み、また信号を出力する世に構成されており、制御部５４は、各種信号に基づいて総合的に各装置を制御することによって、車両の走行を制御するように構成されている。

【0041】

また、制御部５４は、図５に示すように、モータ１０に係る制御部１３と共に走行制御手段１０５と、巡航制御手段１１０を有している。
走行制御手段１０５は、通常の走行を制御する走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網５４ａへ出力して、電気自動車５０の走行を制御するように構成されている。
このとき、電気自動車５０の走行モードを通常モードとする。
巡航制御手段１１０は、所定時間、一定の速度を維持しながら走行する巡航を制御する巡航制御信号を形成し、当該巡航制御信号を車内通信網５４ａへ出力して、電気自動車５０の巡航を制御するように構成されている。このとき、電気自動車５０の走行モードを巡航モードとする。
さらに、制御部５４は、判定手段１００を有している。
判定手段１００は、制御部５４が車内通信網５４ａ上を伝送している開度信号を取り込んだとき、当該開度信号に含まれているスロットル開度の大きさに係る情報に基づいて、巡航であるか否かを判定するように構成されている。当該判定手段１００の判定結果に基づいて、通常モードと巡航モードが切り替えられるように構成されている。

【0042】

上記の構成を有する電気自動車５０の駆動機関５１の制御システムについて、添付した図面にしたがって以下説明する。図６は当該制御システムの際のアクセルペダル７０の操作例を示した説明図であり、図７は当該制御システムに基づく駆動機関の動作と電気自動車５０の速度との相関関係を示す説明図である。

【0043】

電気自動車５０が走行しているとき、スロットル装置５５は、随時変化するスロットル本体５５ａのアナログ的なスロットル開度を開度センサ７１でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置５５は、形成した当該開度信号を車内通信網５４ａへ出力する処理行う。
制御部５４は、車内通信網５４ａ上を伝送している開度信号を取り込むように構成されている。走行制御手段１０５は、当該開度信号に基づいて走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網５４ａへ出力する。車内通信網５４ａ上を伝送している走行制御信号は、駆動機関５１、ドライブトレイン５２、クラッチ装置６５、変速装置６６等の車内各装置へ入力されて操作処理が行われる。この走行制御信号に基づいて行われる操作処理による走行を通常走行とし、この時の走行モードを通常モードとする。

【0044】

ここで、電気自動車５０が所定時間、一定の速度を維持して走行しているとき、スロットル装置５５は、所定時間一定の開度が維持されるスロットル本体５５ａのアナログ的なスロットル開度を開度センサ７１でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置５５は、形成した当該開度信号を車内通信網５４ａへ出力する処理行う。
スロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を含んだ開度信号は、車内通信網５４ａを経由して制御部５４へ入力される。
判定手段１００は、当該開度信号からスロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を読み取り、巡航状態にあると判定したとき、走行制御手段１０５から巡航制御手段１１０へ切り替える処理を行う。
巡航制御手段１１０へ切り替えたときの速度を巡航速度とし、このとき、制御部５４へ入力された開度信号を第１開度信号とする。巡航速度で電気自動車５０が巡航する走行モードを巡航モードとする。
図６に示すアクセル装置５６では、所定時間点ａでアクセルペダル７０を止めたときに通常モードから巡航モードへ切り替えられるものとする。このモード切替は、アクセルペダル７０の停止位置に依存するものでは無く、停止時間が所定時間以上であるかによって行われるものであるから、点ａの位置は第１開度信号に含まれるスロットル開度の大きさによるものであって、巡航速度に応じて位置が異なっている。

【0045】

巡航モード中に、アクセルペダル７０を逆方向へ戻す閉操作を行ったとき、スロットル装置５５は、第１開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第２開度信号を車内通信網５４ａへ出力する。このとき、第２開度信号に係るスロットル開度でスロットル本体５５ａを開かせているアクセル装置５６のアクセルペダル７０の位置は、点ｂである。
点ｂの位置は、第１開度信号に係る点ａの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第１開度信号に係るスロットル開度に対して８０％のスロットル開度となる位置を点ｂとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。

【0046】

当該第２開度信号を車内通信網５４ａから取り込んだ制御部５４は、巡航制御手段１００が、巡航モードを間欠巡航モードへ切り替える処理を行う。
間欠巡航モードとは、図２（１）又は（２）において点線で示したモータ１０の第２回転極群と第２固定極群を周期的に励磁し、モータ１０を第１及び第２回転極群、並びに第１及び第２固定極群のすべてを用いる全稼働パターンと、第１回転極群及び第１固定極群だけ用いて出力を半分にする間欠稼働パターンとを交互に繰り返して巡航速度を維持するモードをいう。

【0047】

当該間欠巡航モード中、巡航制御手段１１０は、巡航制御信号に替わって間欠巡航制御信号を車内通信網５４ａへ出力する。間欠巡航制御信号には、所定時間ごとにモータ１０を全稼働パターンで動作させる情報と間欠稼働パターンで動作させる情報が交互に含まれるように形成されている。
これによって、間欠巡航制御信号を車内通信網５４ａから取り込んだ駆動機関５１は、モータ１０を全稼働パターンと間欠稼働パターンで交互に動作させる処理操作を行う。
これによって、モータ１０は、その出力を周期的に変化させ、全稼働パターンと間欠稼働パターンとが、交互に周期的な動作を繰り返し、またそれぞれ交互に間欠的な動作を繰り返すことができる。

【0048】

ここで、電気自動車５０の駆動機関５１を構成するモータ１０において、第１回転極群及び第１固定極群だけを用いる間欠稼働パターンとしたとき、全稼働パターンと比べてモータ１０単体では巡航速度を長時間にわたって維持することが困難である。
この問題に対して、本実施例では、図４に示すように、出力軸１１ａ上にフライホイール６２を設けて解決している。当該フライホイール６２は、出力軸１１ａ及びドライブシャフト５２ａを慣性で回し続けようとするので、間欠稼働パターンであっても、フライホイール６２の慣性出力によって、急激な速度低下を招くことなく巡航速度を維持することができる。しかし、維持することができるとはいえ、走行抵抗等を原因として、車速は緩やかに減少する。
そこで、図７に示すように、全稼働パターンをオフとしたとき、巡航制御手段１１０は、間欠巡航制御信号によって、フライホイール６２の出力が漸減するにしたがって、ハープ出力パターンに切り替わったモータ１０の出力を漸増する処理を行う。
これによって、間欠巡航制御信号が入力された駆動機関５１は、出力軸１１ａから出力される回転動力を一定に保持することができ、電気自動車５０は、図７に示すように、巡航速度を長時間に亘って一定に保持することができる。

【0049】

間欠巡航モード中に、アクセルペダル７０を順方向へ踏み込む開操作を行った場合、スロットル装置５５は、第２開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が大きくなったことを示す第３開度信号を車内通信網５４ａへ出力する。
当該第３開度信号を車内通信網５４ａから取り込んだ制御部５４は、判定手段１００が、第１開度信号と第３開度信号を比較判定する処理を行う。
第３開度信号に係るスロットル開度が、第１開度信号に係るスロットル開度と同じかそれ以下の場合、判定手段１００は、図６に示す点ａよりも逆方向手前側にアクセルペダル７０が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル７０の位置が点ａ－点ｂ間である場合は、巡航制御手段１１０は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
一方、第３開度信号に係るスロットル開度が、第１開度信号に係るスロットル開度以上の場合、判定手段１００は、図３に示す点ａよりも順方向奥側にアクセルペダル７０が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル７０の位置が点ａよりも奥にある場合、判定手段１００は、巡航制御手段１１０から走行制御手段１０５に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えられる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられて電気自動車５０は、全稼働パターンのモータ１０によって加速される。

【0050】

一方、間欠巡航モード中に、アクセルペダル７０を逆方向へ戻す閉操作を行った場合、スロットル装置５５は、第２開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第４開度信号を車内通信網５４ａへ出力する。
当該第４開度信号を車内通信網５４ａから取り込んだ制御部５４は、判定手段１００が、第４開度信号に係るスロットル開度が図６に示すアクセルペダルの位置が点ｃに対してどこに位置しているか判定する処理を行う。
ここで、点ｃの位置は、点ｂと同様に、第１開度信号に係る点ａの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第１開度信号に係るスロットル開度に対して５０％のスロットル開度となる位置を点ｃとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。
第４開度信号に係るスロットル開度が、アクセルペダル７０が点ｃの位置のときスロットル開度と同じかそれ以上の場合、判定手段１００は、図６に示す点ｃよりも順方向奥側にアクセルペダル７０が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル７０の位置が点ｂ－点ｃ間である場合は、巡航制御手段１１０は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
一方、第４開度信号に係るスロットル開度が、アクセルペダル７０が点ｃの位置のときスロットル開度以下の場合、判定手段１００は、図６に示す点ｃよりも逆方向手前側にアクセルペダル７０が位置していると判定する。この場合、判定手段１００は、巡航制御手段１１０から走行制御手段１０５に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えられる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられ、電気自動車５０は、全稼働パターンに切り替えられたモータ１０の回生ブレーキによって減速される。

【0051】

このように、巡航モード又は間欠巡航モードは、図６に示すアクセルペダル７０の点ａ－点ｃ間で維持されるように構成されており、巡航中であってもアクセルペダル７０をある程度動かすことができる遊びが設けられている。
これによって、アクセルペダル７０の点ａ－点ｃ間に、いわゆる遊びの状態を設け、アクセルペダル７０の操作に余裕を持たせることができ、巡航中にアクセルペダル７０を動かすことができるようにすることで、たとえば、オートクルーズのように、長時間に亘って運転操作が簡略化されることによる注意力の低下を防止することができ、居眠り運転、わき見運転等を防止することができる。

【0052】

アクセルペダル７０の点ａ－点ｃ間を外れて、巡航モード又は間欠巡航モードが解除されたときは、新たにアクセルペダル７０の踏み込み量を一定にして、スロットル装置５５におけるスロットル開度を一定にする操作を行ったとき、再び上記の第１開度信号に係る処理を経て制御部５４は、通常モードから巡航モードへ切り替える処理を行う。
このように、アクセル装置５６のアクセルペダル７０の開操作又は閉操作によって、車両の加減速を操作するだけにとどまらず、通常の動力走行に係る通常モードと、速度を一定に保って巡航する巡航モードを切り替え可能に構成し、さらには巡航モード中に、モータ１０の全稼働パターンと間欠稼働パターンを互い違いに動作させる間欠巡航モードへ切り替え可能に構成した。
そして、間欠稼働パターンにおいては、モータ１０に係るロータ１１を構成する二つの回転極群のうち、一の回転極群を休止させて、図２に示すように回転極対１５，１５を間欠的に励磁し、また、ステータ１２を構成する二つの固定極群のうち、一の固定極群を休止させて、図２に示すように、固定極対１７，１７を間欠的に励磁するようにも構成している。
このようなモード切り替え、またパターン切り替えは特別な装置を組み込んだりすることなく、従来の制御部５４にインストールされている制御プログラムへ追加インストールすることで容易に実現させることができ、間欠巡航モードにおいては、巡航中の電力消費を抑えてバッテリ２１ａの持ちを良くして航続距離を延ばすことができる。
なお、本実施例においては、説明を簡略化するため、回転極対１５，１５と固定極対１７，１７を二つのグループに分けて説明したが、これに限定するものでは無く、２つ以上の回転極群又は固定極群に分けて制御するようしても良い。その場合は、モータ１０の出力をより一層細かく段階的に制御することができ、巡航中の電力消費をより効果的に抑制することができる。

【実施例0053】

続いて、本発明のリニアモータの出力制御システムに係る実施例を添付した図面にしたがって説明する。図８は、第２実施例に係るリニアモータの構成の概略を示す説明図である。

【0054】

本実施例に係るリニアモータ１５０は、図８に示すように、移動体１５１と、移動経路１５２を有している。
移動経路１５２は、ガイドレール１５３を備え、当該ガイドレール１５３に沿ったステータ１５４を有している。ステータ１５４は、複数個の電磁石を並設してなる固定極１５５から構成されている。
移動体１５１は、ステータ１５４と対向配置されたスライダ１５６を有している。スライダ１５６は、少なくとも一つの電磁石からなる移動極１５７から構成されている。
また、リニアモータ１５０は、図９に示すように、ステータ側制御部１６０と、スライダ側制御部１６５を有している。ステータ側制御部１６０は、固定極１５５を構成する電磁石を励磁しまたは消磁する制御を行うと共に、固定極１５５の極性を切り替える制御を行うように構成されている。また、スライダ側制御部１６５は、移動極１５７を構成する電磁石を励磁しまたは消磁する制御を行うと共に、移動極１５７の極性を切り替える制御を行うように構成されている。
ステータ側制御部１６０とスライダ側制御部１６５が協働することによって、ガイドレール１５３に沿ってステータ１５５に対向配置されたスライダ１５６を移動させることができる。これによって、移動体１５１は、ガイドレール１５３に沿って前進又は後退させる制御を行うことができる。
なお、本実施例に係るリニアモータ１５０は、車両に適用可能な規模を想定しているが、これに限定意されるものではなく、たとえば、所定の搬送経路を備えた産業機械又は製造ライン、或いは電車、家屋の出入り口等の引き戸を備えた自動ドア等に適用することもできる。

【0055】

ステータ１５４は、図９に示すように、複数個の固定極１５５と、当該固定極１５５へ流す電流のオン・オフと当該電流の向きを切り替えることができる半導体からなる複数個のステータ側スイッチング素子１６１とから構成されており、ステータ側スイッチング素子１６１は、別個独立にステータ側制御部１６０と接続されている。
固定極１５５は、図８に示すように、ガイドレール１５３を備えた所定の移動経路１５２に沿って並設されている。一の固定極１５５に対して、図９に示すように、一のステータ側スイッチング素子１６１が接続され、固定極１５５毎に別個独立してステータ側スイッチング素子１６１を介して給電可能に構成されている。
これによって、ステータ側制御部１６０は、ステータ１５４を構成する各固定極１５５に対して別個独立に給電して、各固定極１５５の電磁石を別個独立に励磁させることができる。

【0056】

スライダ１５６は、図９に示すように、少なくとも一つの移動極１５７と、当該移動極１５７へ流す電流のオン・オフと当該電流の向きを切り替えることができる半導体からなる少なくとも一つのスライダ側スイッチング素子１６６とから構成されており、スライダ側スイッチング素子１６６は、別個独立にスライダ側制御部１６５と接続されている。
移動極１５７は、図８に示すように、ステータ１５４の固定極１５５と対向配置され、移動極１５７はスライダ側スイッチング素子１６６に接続されている。移動極１５７は、スライダ側スイッチング素子１６６を介して給電可能に構成されている。
これによって、スライダ側制御部１６５は、スライダ１５６を構成する移動極１５７に対して給電して、移動極１５７の電磁石を励磁させることができる。

【0057】

そして、移動体１５１を移動経路１５２にセットし、通電して固定極１５５又は移動極１５７を構成する電磁石を励磁させたとき、固定極１５５と移動極１５７が互いに相反する磁極を備えるようにスイッチング素子１６１，１６６が極性を割り当てて、移動体１５１側のスライダ１５６と移動経路側のステータ１５４の、互いに反発することによって、移動体１５１は、移動経路１５２に対して所定の間隔を開けて浮揚するリニアモータ１５０が構成される。
そして、ステータ側スイッチング素子１６１が、固定極の磁極を次々に切り替えることで、スライダ１５６の移動極１５７の電磁石と、固定極１５５の電磁石が、互いに引き合い、反発することによって、ステータ１５４に対してスライダ１５６を滑動させることができ、リニアモータ１５０は、移動経路１５２に沿って移動体１５１を移動させることができる。

【0058】

ステータ側制御部１６０とスライダ側制御部１６５は、図９に示すように、それぞれスイッチング素子管理手段１７０，１７５と、スイッチング制御手段１７１，１７６を備えている。

【0059】

ステータ側スイッチング素子管理手段１７０は、複数個のステータ側スイッチング素子１６１をそれぞれ別個独立に管理して、それらステータ側スイッチング素子１６１に接続された固定極１５５の位置を識別可能に構成されている。
スライダ側スイッチング素子管理手段１７５は、複数個のスライダ側スイッチング素子１６６をそれぞれ別個独立に管理して、それらスライダ側スイッチング素子１６６に接続された移動極１５７の位置を識別可能に構成されている。
具体的には、図９に示すように、ステータ１５４側、スライダ１５６側それぞれのスイッチング素子１６１，１６６に対して識別番号を付すナンバリング処理を行う。これによって、ステータ側スイッチング素子１６１に接続されている固定極１５５と、スライダ側スイッチング素子１６６に接続されている移動極１５７は、図９に示すように各スイッチング素子１６１，１６６に紐づけられているので、それらを容易に識別することができる。

【0060】

続いて、ステータ側スイッチング素子管理手段１７０は、図９に示すように、スイッチング素子１６１に付された各番号と、所定の条件に基づいて、固定極１５５を複数のグループに分ける処理を行う。以下、複数の固定極１５５からなるグループを固定極群と称する。
図２に示した固定極群は、各固定極１５５に振られた番号が奇数であるものを第１固定極群として実線で示し、偶数であるものを第２固定極群として点線で示している。
また、図２に示した移動極１５７は、スライダ側スイッチング素子管理手段１７５によって先頭から１番乃至４番の番号が振られ、後述するスイッチング制御手段でそれら移動極１５７のうち、任意の移動極１５７を励磁可能に構成されている。
なお、本実施例において、ステータ側スイッチング素子管理手段１７０は、スイッチング素子１６１に付された各番号に基づいて、奇数と偶数の２グループに振り分けた例を図８に示したが、これに限定されるものでは無く、各番号に基づいて、たとえばＡＢＣの３つのグループに振り分けたり、またＡＢＣＤの４つのグループに振り分けたりと、任意の複数のグループに分けることができる。

【0061】

スイッチング制御手段１７１，１７６は、図９に示すように、電源スイッチング手段１７２，１７７と、極性スイッチング手段１７３，１７８とを有している。
電源スイッチング手段１７２，１７７は、電源をオンにして電磁石を励磁し、また電源をオフにして電磁者を消磁する処理を行うように構成されている。
これによって、ステータ側電源スイッチング手段１７２に制御される各固定極１５５と、スライダ側電源スイッチング手段１７７に制御される各移動極１５７は、電源がオンにされたとき励磁し、またはオフにされたとき消磁することができる。
極性スイッチング手段１７３，１７８は、各固定極１５５、又は各移動極１５７毎に、電源スイッチング手段１７２，１７７で励磁された各固定極１５５又は移動極１５７を、Ｎ極又はＳ極のいずれかへ振り分けると共に、電流の向きによって各固定極１５５又は各移動極１５７毎に極性を切替可能に構成されている。

【0062】

ステータ側スイッチング制御手段１７１は、ステータ側電源スイッチング手段１７２とステータ側極性スイッチング手段１７３を協働させて、上記の第１固定極群、第２固定極群のグループごとにまとめて、極性を振り分け、電磁石の励磁または消磁を自在に処理可能に構成されている。
図８に示した固定極１５５は、実線で示した第１固定極群が動作しているときは、一つおきにＮ極とＳ極が互い違いに極性が振り分けられて励磁されれ、点線で示した第２固定極群も動作するときは、隣り合う固定極で互い違いになるように、たとえば、第１固定極群をＮ極に、第２固定極群をＳ極に振り分ける処理操作が行われる。
このように固定極１５５を第１又は第２固定極群に振り分けて、各固定極群に含まれている固定極１５５のＮ極又はＳ極の並びを組み替え、極性の向きを設定することによって、ステータ１５４を構成する固定極１５５をグループごとに瞬時に制御することができる。
これによって、ステータ１５４上で励磁されている固定極１５５の個数を調整して磁力の大きさを自在に調整することができる。そのため、リニアモータ１５０の機械損、銅損、エネルギー損等の損失を抑制すると共に、電力消費を抑え、高効率でリニアモータ１５０を動作させることができる。
なお、本実施例においては、説明を簡略化するため、第１固定極群、第２固定極群の２グループを例示したが、これに限定されるものではなく、２以上の複数個の固定極群を形成して制御するようにしても良い。

【0063】

また上記のように、固定極１５５を固定極群のグループごとにまとめて瞬時に制御するようにしたことによって、ステータ側スイッチング制御手段１７１は、リニアモータ１５０の出力を低くする場合には、励磁させる電磁石を少なく、すなわち、固定極群のグループを間引くように制御する、すなわち、ステータ１５４において動作させる固定極１５５がガイドレール１５３に沿って間欠的に配置される。このように、リニアモータ１５０の出力に応じて動作させる固定極１５５を間欠的に間引くことによって、出力が低い場合、また移動体１５１が慣性で移動しているとき、励磁させる電磁石の数を減らして電力の消費を抑えることができる。
また、上記のように間欠的に間引いて出力を自在に絞ることによって、リニアモータ１５０の移動体１５１が走り始める過渡状態ときのトルクを一時的に大きくして、その後走行が安定して定常状態に至ったときにはトルク抑える制御を行うことができる。

【0064】

ステータ側制御部１６０がリニアモータ１５０の出力を上げ又は下げる制御を行う場合、ステータ側スイッチング制御手段１７１は、ステータ側電源スイッチング手段１７２とステータ側極性スイッチング手段１７３を協働させて、上記のように、所定の固定極群に含まれる固定極１５５を構成する電磁石を瞬時に励磁し、励磁された固定極１５５の磁極の向きを瞬時に切り替えて適宜振り分けるように構成されている。
この切り替えるタイミングは、たとえば、ステータ１５４側で隣り合う固定極１５５のＮ極とＳ極の中間地点を、対向するスライダ１５６側の移動極１５７が通過する瞬間が好ましい。当該タイミングで切り替えることによって、磁束密度が小さく、隣り合うＮ極とＳ極の磁力線が打ち消しあう部分で電磁石を励磁し、又は極性を切り替えることができるので、リニアモータ１５０の出力に対する影響を小さくすることができる。

【0065】

一方、スライダ側スイッチング制御手段１７６は、スライダ側電源スイッチング手段１７７とスライダ側極性スイッチング手段１７８を協働させて、移動極１５７の極性を振り分け、電磁石の励磁または消磁を自在に処理可能に構成されている。
図８に示した移動極１５７は、実線で示した第１移動極が少なくとも必ず動作する少なくとも一つの基準移動極として設定されている。当該基準移動極に基に、図８に示す移動体１５１においてはかかる負荷に応じて、動作させる移動極を最大４つまで増加させ、又は減少させることができるように構成されている。このとき、移動体１５１にかかる負荷に応じて、移動極１５７のＮ極又はＳ極の並びを組み替え、極性の向きを設定することによって、スライダ１５６を構成する移動極１５７をそれぞれ別個独立して瞬時に制御することができる。
これによって、スライダ１５６上で励磁されている移動極１５７の個数を調整して磁力の大きさを自在に調整することができる。そのため、リニアモータ１５０の機械損、銅損、エネルギー損等の損失を抑制すると共に、電力消費を抑え、高効率でリニアモータ１５０を動作させることができる。
上記に示した、リニアモータ１５０を、列車に適用した場合に行われる出力制御システムに係る実施例を以下説明する。

【0066】

本実施例に係るリニアモータ１５０を適用した列車２００は、図４に示すように、駆動機関２０１と、当該駆動機関２０１を制御する制御部２０４、スロットル装置２０５、アクセル装置２０６、制動装置２０７が接続された車内通信網２０４ａを有している。
また列車２００は、ガイドレール１５３、及びステータ１５４を備えた線路２１０に沿って移動可能に構成されている。

【0067】

駆動機関２０１は、図１０に示すように、スライダ１５６を有し、線路２１０上のステータ１５４と対向配置されている。
スライダ１５６とステータ１５４から上記したようにリニアモータ１５０が構成されている。

【0068】

制御部２０４は、車内通信網２０４ａを備えている。車内通信網２０４ａには、駆動機関２０１をはじめとして、スロットル装置２０５、アクセル装置２０６等、列車２００が備える各装置が接続され、互いに通信可能に構成されている。これによって、たとえば、制御部２０４が、スロットル装置２０５から送信された開度信号を、車内通信網２０４ａを介して受信し、当該開度信号に基づいて形成した出力制御信号を車内通信網２０４ａへ出力して、駆動機関２０１を処理操作することによって、列車２００を走行させることができる。

【0069】

スロットル装置２０５は、スロットル本体２０５ａと、当該スロットル本体２０５ａの開き具合をスロットル開度として検出可能な開度センサ２２１を有している。当該開度センサ２２１は、検出したスロットル本体２０５ａのアナログ的なスロットル開度の大きさをデジタル変換して、電子的な開度信号を形成するように構成されている。形成された当該開度信号は、スロットル装置２０５から車内通信網２０４ａへ出力される。

【0070】

制御部２０４は、リニアモータ１５０のスライダ側制御部１６５をその構成の中に含み、車内通信網２０４ａ上を伝送している開度信号を取り込み、当該開度信号に基づいて駆動機関２０１のリニアモータ１５０の出力を制御する出力制御信号を形成するように構成されている。形成された出力制御信号は、制御部２０４から車内通信網２０４ａへ出力される。
一方、図１０に示すように、線路２１０の沿線上、所定の拠点に列車２００の運行を制御する制御局２５０が設けられている。当該制御局内には列車２００の運行制御システム２５１に加えて、リニアモータ１５０のステータ側制御部１６０が設けられている。
そして、スライダ側制御部１６５とステータ側制御部１６０によって、リニアモータ１５０の走行を制御するように構成されている。

【0071】

アクセル装置２０６は、図１２に示すように、運転手による入力操作によって動作可能なマスコン２２０を有している。
ここで、マスコン２２０を奥側へ押す操作を、アクセル装置２０６の開操作とし、このとき押されたマスコン２２０が進む方向を順方向とする。一方、マスコン２２０を手前側へ引く操作を、アクセル装置２０６の閉操作とし、このとき引かれたマスコン２２０が戻る方向を逆方向とする。
アクセル装置２０６は、上記のマスコン２２０に係る開閉操作に応じて入力信号を形成するように構成されている。形成された入力信号は、車内通信網２０４ａへ随時出力される。

【0072】

スロットル装置２０５は、車内通信網２０４ａ上を伝送している入力信号を取り込み、当該入力信号に基づいて、スロットル本体２０５ａを所定のスロットル開度で開閉するように構成されている。当該スロットル開度を検出した開度センサ２２１は上記のように適切な開度信号を形成し、当該開度信号に基づいて制御部２０４は上記のように駆動機関２０１に対する出力制御信号を形成する。
このようにして、マスコン２２０が押され、又は引かれた操作量に応じて、入力信号が形成され、当該入力信号に基づいて開閉するスロットル本体２０５ａの開度信号が形成され、制御部２０４は当該開度信号に基づいて駆動機関２０１の出力の増減に係る出力制御信号を形成するように構成されている。

【0073】

制動装置２０７は、列車２００が有するブレーキ等の制動機構を制御可能に構成されている。
ここで、制動装置２０７は、車内通信網２０４ａ上を伝送している出力制御信号を取り込み、当該出力制御信号に基づいて、制動信号を形成して、車内通信網２０４ａへ出力する。ブレーキ等の制動機構は、車内通信網２０４ａから取り込んだ制動信号に基づいて、列車２００を制動する。
このようにして、マスコン２２０を押す操作量に応じてスロットル開度を大きくして加速させる制御を行うことができる一方で、マスコン２２０を引く操作量に応じて制動機構による制動力を大きくして減速させる制御を行うことができる。

【0074】

駆動機関２０１は、車内通信網２０４ａ上を伝送する出力制御信号を取り込み、当該出力制御信号に基づいてスライダ１５６へ供給される所定量の電力を要求する要求信号を形成するように構成されている。形成された要求信号は駆動機関２０１から車内通信網２０４ａへ出力される。車内通信網２０４ａ上を伝送している当該要求信号を取り込んだ電力供給装置（図示略）は、要求信号に応じて架線または線路２１０から所定量の電力を駆動機関２０１へ供給するように構成されている。

【0075】

要求信号が供給量を増やすものであった場合は、スライダ１５６へ供給される電力が増やされる。これによって、駆動機関２０１の出力を上げる処理が行われ、スライダ１５６を構成する移動極１５７のうち、動作させる移動極１５７の個数を増やしたり、磁力を増大させたりする処理が行われる。
これによって、列車２００にかかる負荷が大きくなった場合であっても、一定の高さで浮揚させることができる。
要求信号が供給量を減らすものであった場合は、スライダ１５６へ供給される電力が減らされ、或いはカットされる。これによって、駆動機関２０１の出力を下げる処理が行われ、スライダ１５６を構成する移動極１５７のうち、停止させる移動極１５７の個数を減らしたり、磁力を減少させたりする処理が行われる。
これによって、列車２００にかかる負荷が小さい場合であっても、一定の高さで浮揚させることができ、また列車２００が停車し、乗客が乗降しているときは接地させて車体を安定させることができる。
このように、本実施例に係る列車２００は、制御部２０４が備える車内通信網２０４ａ上で様々な信号を伝送させて、各装置は目的に合った信号を取り込み、また信号を出力する世に構成されており、制御部２０４は、各種信号に基づいて総合的に各装置を制御することによって、車両の走行を制御するように構成されている。

【0076】

一方、車内通信網２０４ａへ出力された上記の各種信号は、列車２００の運行制御システム２５１が有する運行通信網２５１ａに対しても同様に出力される。各種信号のうち、出力制御信号は、運行通信網２５１ａを介して、制御局内のステータ側制御部１６０へ取り込まれる。

【0077】

ステータ側制御部１６０は、運行通信網２５１ａから取り込んだ出力制御信号に基づいてステータ１５４へ供給される所定量の電力を要求する要求信号を形成するように構成されている。形成された要求信号は制御局から運行通信網２５１ａへ出力される。運行通信網２５１ａ上を伝送している当該要求信号を取り込んだ電力供給装置（図示略）は、要求信号に応じて線路２１０からガイドレール１５３を介して、所定量の電力をステータ１５４へ供給するように構成されている。

【0078】

要求信号が供給量を増やすものであった場合は、ステータ１５４へ供給される電力が増やされる。これによって、ステータ１５４の出力を上げる処理が行われ、ステータ１５４を構成する第１固定極群と第２固定極群の双方を動作させたり、固定極１５５の磁力を増大させたりする処理が行われる。
これによって、列車２００を加速させたり、全稼働パターンで動作させたりすることができる。
要求信号が供給量を減らすものであった場合は、ステータ１５４へ供給される電力が減らされ、或いはカットされる。これによって、ステータ１５４の出力を下げる処理が行われ、ステータ１５４を構成する第２固定極群を停止させたり、第１固定極群に属している固定極１５５の磁力を減少させたりする処理が行われる。
これによって、列車２００を減速させたり、間欠稼働パターンで動作させたりすることができる。

【0079】

また、制御部２０４は、図１１に示すように、スライダ１５６に係るスライダ側制御部１６５と共に走行制御手段１０５と、巡航制御手段１１０を有している。
走行制御手段１０５は、通常の走行を制御する走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網２０４ａへ出力して、列車２００の走行を制御するように構成されている。
このとき、列車２００の走行モードを通常モードとする。
巡航制御手段１１０は、所定時間、一定の速度を維持しながら走行する巡航を制御する巡航制御信号を形成し、当該巡航制御信号を車内通信網２０４ａへ出力して、列車２００の巡航を制御するように構成されている。このとき、列車２００の走行モードを巡航モードとする。
さらに、制御部２０４は、判定手段１００を有している。
判定手段１００は、制御部２０４が車内通信網２０４ａ上を伝送している開度信号を取り込んだとき、当該開度信号に含まれているスロットル開度の大きさに係る情報に基づいて、巡航であるか否かを判定するように構成されている。当該判定手段１００の判定結果に基づいて、通常モードと巡航モードが切り替えられるように構成されている。

【0080】

上記の構成を有する列車２００の駆動機関２０１の制御システムについて、添付した図面にしたがって以下説明する。図１２は当該制御システムの際のマスコン２２０の操作例を示した説明図であり、図１３は当該制御システムに基づく駆動機関の動作と列車２００の速度との相関関係を示す説明図である。

【0081】

列車２００が走行しているとき、スロットル装置２０５は、随時変化するスロットル本体２０５ａのアナログ的なスロットル開度を開度センサ２２１でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置２０５は、形成した当該開度信号を車内通信網２０４ａへ出力する処理行う。
制御部２０４は、車内通信網２０４ａ上を伝送している開度信号を取り込むように構成されている。走行制御手段１０５は、当該開度信号に基づいて走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網２０４ａへ出力する。車内通信網２０４ａ上を伝送している走行制御信号は、駆動機関２０１、ドライブトレイン２０２、クラッチ装置２１５、変速装置２１６等の車内各装置へ入力されて操作処理が行われる。この走行制御信号に基づいて行われる操作処理による走行を通常走行とし、この時の走行モードを通常モードとする。

【0082】

ここで、列車２００が所定時間、一定の速度を維持して走行しているとき、スロットル装置２０５は、所定時間一定の開度が維持されるスロットル本体２０５ａのアナログ的なスロットル開度を開度センサ２２１でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置２０５は、形成した当該開度信号を車内通信網２０４ａへ出力する処理行う。
スロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を含んだ開度信号は、車内通信網２０４ａを経由して制御部２０４へ入力される。
判定手段１００は、当該開度信号からスロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を読み取り、巡航状態にあると判定したとき、走行制御手段１０５から巡航制御手段１１０へ切り替える処理を行う。
巡航制御手段１１０へ切り替えたときの速度を巡航速度とし、このとき、制御部２０４へ入力された開度信号を第１開度信号とする。巡航速度で列車２００が巡航する走行モードを巡航モードとする。
図１２に示すアクセル装置２０６では、所定時間点ａでマスコン２２０を止めたときに通常モードから巡航モードへ切り替えられるものとする。このモード切替は、マスコン２２０の停止位置に依存するものでは無く、停止時間が所定時間以上であるかによって行われるものであるから、点ａの位置は第１開度信号に含まれるスロットル開度の大きさによるものであって、巡航速度に応じて位置が異なっている。

【0083】

巡航モード中に、マスコン２２０を逆方向へ戻す閉操作を行ったとき、スロットル装置２０５は、第１開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第２開度信号を車内通信網２０４ａへ出力する。このとき、第２開度信号に係るスロットル開度でスロットル本体２０５ａを開かせているアクセル装置２０６のマスコン２２０の位置は、点ｂである。
点ｂの位置は、第１開度信号に係る点ａの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第１開度信号に係るスロットル開度に対して８０％のスロットル開度となる位置を点ｂとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。

【0084】

当該第２開度信号を車内通信網２０４ａから取り込んだ制御部２０４は、巡航制御手段１００が、巡航モードを間欠巡航モードへ切り替える処理を行う。
間欠巡航モードとは、図１０において点線で示したステータ１５４の第２固定極群を周期的に励磁し、ステータ１５４を第１及び第２固定極群のすべてを用いる全稼働パターンと、第１固定極群だけ用いて出力を半分にする間欠稼働パターンとを交互に繰り返して、列車２００の巡航速度を維持するモードをいう。
また、このとき、図１０に示したスライダ１５６の移動極１５７のうち、隣り合う移動極１５７の一方を励磁し、他方を消磁して、スライダ１５６内で間欠的に配置された移動極１５７で動作させるようにしても良い。

【0085】

当該間欠巡航モード中、巡航制御手段１１０は、巡航制御信号に替わって間欠巡航制御信号を車内通信網２０４ａ及び運行通信網２５１ａへ出力する。間欠巡航制御信号には、所定時間ごとにステータ１５４を全稼働パターンで動作させる情報と間欠稼働パターンで動作させる情報が交互に含まれるように形成されている。
これによって、間欠巡航制御信号を運行通信網２５１ａから取り込んだステータ側制御手段１６０は、ステータ１５４を全稼働パターンと間欠稼働パターンで交互に動作させる処理操作を行う。
これによって、ステータ１５４は、その出力を周期的に変化させ、全稼働パターンと間欠稼働パターンとが、交互に周期的な動作を繰り返し、またそれぞれ交互に間欠的な動作を繰り返すことができる。

【0086】

ここで、列車２００が、ステータ１５４の出力を半分にする間欠稼働パターンで走行しているとき、全稼働パターンと比べて巡航速度を長時間にわたって維持することが困難である。
この問題に対して、列車２００は、線路２１０上を慣性で走行するので、間欠稼働パターンであっても、急激な速度低下を招くことなく巡航速度を維持することができる。しかし、維持することができるとはいえ、空気抵抗、走行抵抗等を原因として、列車２００の速度は緩やかに減少する。
そこで、図１３に示すように、全稼働パターンをオフとしたとき、巡航制御手段１１０は、間欠巡航制御信号に基づいて、慣性が漸減するにしたがって、ハープ出力パターンに切り替わったステータ１５４の出力を漸増する処理を行う。
これによって、列車２００は、図１３に示すように、巡航速度を長時間に亘って一定に保持することができる。

【0087】

間欠巡航モード中に、マスコン２２０を順方向へ押す開操作を行った場合、スロットル装置２０５は、第２開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が大きくなったことを示す第３開度信号を車内通信網２０４ａと運行通信網２５１ａへ出力する。
当該第３開度信号を車内通信網２０４ａから取り込んだ制御部２０４は、判定手段１００が、第１開度信号と第３開度信号を比較判定する処理を行う。
第３開度信号に係るスロットル開度が、第１開度信号に係るスロットル開度と同じかそれ以下の場合、判定手段１００は、図１２に示す点ａよりも逆方向手前側にマスコン２２０が位置していると判定する。この場合、すなわち、マスコン２２０の位置が点ａ－点ｂ間である場合は、巡航制御手段１１０は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
一方、第３開度信号に係るスロットル開度が、第１開度信号に係るスロットル開度以上の場合、判定手段１００は、図１２に示す点ａよりも順方向奥側にマスコン２２０が位置していると判定する。この場合、すなわち、マスコン２２０の位置が点ａよりも奥にある場合、判定手段１００は、巡航制御手段１１０から走行制御手段１０５に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えられる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられて列車２００は、全稼働パターンのリニアモータ１５０によって加速される。

【0088】

一方、間欠巡航モード中に、マスコン２２０を逆方向へ引く閉操作を行った場合、スロットル装置２０５は、第２開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第４開度信号を車内通信網２０４ａと運行通信網２５１ａへ出力する。
当該第４開度信号を車内通信網２０４ａから取り込んだ制御部２０４は、判定手段１００が、第４開度信号に係るスロットル開度が図１２に示すマスコン２２０の位置が点ｃに対してどこに位置しているか判定する処理を行う。
ここで、点ｃの位置は、点ｂと同様に、第１開度信号に係る点ａの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第１開度信号に係るスロットル開度に対して５０％のスロットル開度となる位置を点ｃとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。
第４開度信号に係るスロットル開度が、マスコン２２０が点ｃの位置のときスロットル開度と同じかそれ以上の場合、判定手段１００は、図１２に示す点ｃよりも順方向奥側にマスコン２２０が位置していると判定する。この場合、すなわち、マスコン２２０の位置が点ｂ－点ｃ間である場合は、巡航制御手段１１０は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
一方、第４開度信号に係るスロットル開度が、マスコン２２０が点ｃの位置のときスロットル開度以下の場合、判定手段１００は、図１２に示す点ｃよりも逆方向手前側にマスコン２２０が位置していると判定する。この場合、判定手段１００は、巡航制御手段１１０から走行制御手段１０５に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えられる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられ、列車２００は、たとえば、全稼働パターンに切り替えられたリニアモータ１５０の回生ブレーキによって減速される。

【0089】

このように、巡航モード又は間欠巡航モードは、図１２に示すマスコン２２０の点ａ－点ｃ間で維持されるように構成されており、巡航中であってもマスコン２２０をある程度動かすことができる遊びが設けられている。
これによって、マスコン２２０の点ａ－点ｃ間に、いわゆる遊びの状態を設け、マスコン２２０の操作に余裕を持たせることができ、巡航中にマスコン２２０を動かすことができるようにすることで、たとえば、オートクルーズのように、長時間に亘って運転操作が簡略化されることによる注意力の低下を防止することができ、居眠り運転、わき見運転等を防止することができる。

【0090】

マスコン２２０の点ａ－点ｃ間を外れて、巡航モード又は間欠巡航モードが解除されたときは、新たにマスコン２２０の位置を一定にして、スロットル装置２０５におけるスロットル開度を一定にする操作を行ったとき、再び上記の第１開度信号に係る処理を経て制御部２０４は、通常モードから巡航モードへ切り替える処理を行う。
このように、アクセル装置２０６のマスコン２２０の開操作又は閉操作によって、車両の加減速を操作するだけにとどまらず、通常の動力走行に係る通常モードと、速度を一定に保って巡航する巡航モードを切り替え可能に構成し、さらには巡航モード中に、ステータ１５４の全稼働パターンと間欠稼働パターンを互い違いに動作させる間欠巡航モードへ切り替え可能に構成した。
そして、間欠稼働パターンにおいては、ステータ１５４を構成する二つの固定極群のうち、一の固定極群を休止させて、図１３に示すように、固定極１５５を間欠的に励磁するようにも構成している。
このようなモード切り替え、またパターン切り替えは、特別な装置を列車２００又は線路２１０へ組み込んだりすることなく、従来の制御部２０４にインストールされている制御プログラムへ追加インストールすることで容易に実現させることができ、間欠巡航モードにおいては、巡航中の電力消費を抑えることができる。