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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zusatzstromversorgung zum Zuführen von Leistung an eine elektronische Fahrzeugkomponente (Last), die in einem Fahrzeug montiert ist, und insbesondere auf ein System, in dem die mehreren Zusatzstromversorgungen parallel betrieben werden.
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2. Beschreibung des verwandten Gebiets
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Um die Redundanz im Fall eines fehlerbedingten Anhaltens oder dergleichen sicherzustellen, werden die mehreren Zusatzstromversorgungen (APS) zum Zuführen von Leistung an die elektronische Fahrzeugkomponente, die in dem Fahrzeug montiert ist, parallel betrieben. Sogar wenn die einzelne Zusatzstromversorgung angehalten wird, um sie zu schützen, wird ein Systemzusammenbruch verhindert, indem andere Zusatzstromversorgungen durchgehend betrieben werden. Wenn die mehreren Zusatzstromversorgungen parallel betrieben werden, wird eine mit der Last verbundene Ausgangsleitung zwischen den Zusatzstromversorgungen gezogen. Deshalb werden aufgrund der gezogenen Leitung alle parallel betriebenen APS zum Schutz angehalten, wenn die Zusatzstromversorgung den Schutz detektiert hat und angehalten wurde, und es besteht die Möglichkeit, dass der Systemzusammenbruch eintritt. Als eine Lösung für dieses Problem wurde der folgende Vorschlag gemacht.
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JP 2006 -
304 435 A offenbart eine Lösung zu dem Zeitpunkt, wenn eine Ausgangsleitung einer Fahrzeugstromversorgung, die der Zusatzstromversorgung entspricht, geerdet wird. Wenn eine Steuereinheit der Stromversorgung für das Fahrzeug einen Überstrom detektiert und den Betrieb der Fahrzeugstromversorgung anhält, wird ein Öffnungskontaktgeber geöffnet, der in der Ausgangsleitung vorgesehen ist. Danach, wenn die Fahrzeugstromversorgung erneut gestartet wird, detektiert die Fahrzeugstromversorgung, die einen Erdungsabschnitt in einem Zuführungsabschnitt enthält, den Überstrom erneut und sperrt die Stromversorgung, wobei die anderen Fahrzeugstromversorgungen durchgehend betrieben werden. Entsprechend wird der Systemzusammenbruch verhindert. Die WO 2014/ 128 936 A1 zeigt eine Antriebssteuervorrichtung mit einen ersten Leistungswandler, der als Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler, als Wechselstrom-Wechselstrom-Wandler oder als Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler arbeitet und einen zweiten Leistungswandler. Weiter beschreibt die WO 2014/ 128 936 A1 eine erste Steuervorrichtung, die einen Betrieb eines ersten Motors und des ersten Leistungswandlers steuert; und eine zweite Steuervorrichtung, die einen Betrieb eines zweiten Motors und des zweiten Leistungswandlers steuert. Weiterhin zeigt die WO 2014/ 128 936 A1 eine Energieversorgungsleitung und Leitungsschalter.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Im Allgemeinen ist die Ausgangsleitung mit einer Fahrzeugverbindungsanschlussdose verbunden, die am Ende des Fahrzeugs vorgesehen ist, weil die mit den Ausgangsleitungen verbundenen Lasten in mehreren Fahrzeugen angeordnet sind. Eine fehlerhafte Verbindung der Ausgangsleitung aufgrund eines Arbeitsfehlers in der Fahrzeugverbindungsanschlussdose erzeugt einen Kontaktfehler und dergleichen, und der Parallelbetrieb schlägt fehl wegen einer Änderung eines Widerstandwertes der Ausgangsleitung. Dann besteht die Möglichkeit, dass der Systemzusammenbruch eintritt.
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In einer Parallelbetriebsschutzvorrichtung der Fahrzeugstromversorgung, die in
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304 435 A offenbart ist, kann der Öffnungskontaktgeber nicht ohne das Erzeugen des Überstroms geöffnet werden, wenn die Ausgangsleitungen korrekt in den Anschlussdosen verbunden sind, und alle parallel betriebenen Fahrzeugstromversorgungen werden zum Schutz angehalten. Es besteht die Möglichkeit, dass der Systemzusammenbruch eintritt.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zusatzstromversorgungssystem zu schaffen, das einen Systemzusammenbruch verhindert, selbst wenn ein Verbindungsfehler und dergleichen in einer Fahrzeugverbindungsanschlussdose auftritt, die zwischen den Ausgangsleitungen der Zusatzstromversorgungen angeschlossen ist, indem eine Zusatzstromversorgung in einem abweichenden Zustand getrennt wird,.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zusatzstromversorgungssystem, das mehrere Zusatzstromversorgungen enthält, die einen Umsetzer zum Umsetzen einer von einer Oberleitung empfangenen Leistung in eine Wechselstromleistung, ferner eine Fahrzeugverbindungsanschlussdose zum Verbinden der Ausgangsleitungen, wenn die Ausgangsleitung von der Zusatzstromversorgung die Fahrzeuge verbindet, und einen elektromagnetischen Kontaktgeber, der zwischen den Verbindungsleitungen vorgesehen ist, enthalten. Die Zusatzstromversorgung enthält eine Steuervorrichtung zum Steuern des Umsetzers und des elektromagnetischen Kontaktgebers. Die Steuervorrichtung öffnet den elektromagnetischen Kontaktgeber, wenn sie einen abweichenden Zustand mit einer Zustandsmenge entsprechend einem Eingang oder einem Ausgang des Umsetzers so häufig wie oder häufiger als eine vorgegebene Anzahl von Wiederholungen innerhalb einer vorgegebenen Zeit detektiert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein instabiler Zustand, wie etwa ein Ungleichgewicht eines Ausgangsstroms und eine Schwankung einer Ausgangsspannung, der durch das Erzeugen des Verbindungsfehlers in der Fahrzeugverbindungsanschlussdose und durch die Änderung der Last der Zusatzstromversorgung verursacht wird, schnell detektiert, und die Zusatzstromversorgung in einem abweichenden Zustand wird von einem Parallelbetriebssystem getrennt. Dementsprechend kann die Zusatzstromversorgung, die einem Abschnitt Leistung zuführt, wo kein Verbindungsfehler der Fahrzeugverbindungsanschlussdose auftritt, durchgehend betrieben werden, und ein Systemzusammenbruch kann verhindert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans einer Einheit zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls in 1;
- 3 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 4 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans einer Einheit zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls gemäß der ersten Ausführungsform;
- 5 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 6 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans einer Einheit zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls gemäß der zweiten Ausführungsform;
- 7 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 8 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans einer Einheit zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls gemäß der dritten Ausführungsform;
- 9 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 10 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans einer Einheit zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls gemäß der vierten Ausführungsform;
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Zuerst wird eine grundlegende Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Anschließend werden die ersten bis vierten Ausführungsformen beschrieben. In jeder Zeichnung und Ausführungsform werden dieselben oder gleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine überlappende Beschreibung wird ausgelassen.
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1 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß der grundlegenden Ausführungsform der Erfindung.
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Zuerst wird eine grundlegende Struktur des Parallelbetriebssystems der Zusatzstromversorgung beschrieben. In den Zusatzstromversorgungen 31 und 32 wird über einen Kollektor 2 eine Leistung von einer Oberleitung 1 entnommen. Die Zusatzstromversorgungen 31 und 32 setzen die entnommene Leistung durch einen Umsetzer 4 in eine Dreiphasenwechselspannung um und führen die Dreiphasenwechselspannung den Lasten 101 bis 104 zu, die mit den Ausgangsleitungen 91 bis 95 verbunden sind. Die Fahrzeugverbindungsanschlussdosen 111 bis 113 sind an Positionen angeordnet, die die Fahrzeuge zwischen den Ausgangsleitungen 91 bis 95 verbinden. Die Fahrzeugverbindungsanschlussdosen 111 bis 113 verbinden jeweils die Ausgangsleitungen 91 und 92, 93 und 94 und 94 und 95. Ein Öffnungskontaktgeber 12 ist zwischen den Ausgangsleitungen 92 und 93 vorgesehen. Wenn eine in dem Öffnungskontaktgeber 12 enthaltende Kontaktgeberöffnungsschaltung 121 einen Öffnungsbefehl von einem Kontaktgeberausgang einer Steuervorrichtung 8 von jeder der Zusatzstromversorgungen 31 und 32 empfängt, öffnet die Kontaktgeberöffnungsschaltung 121 einen elektromagnetischen Kontaktgeber 122. Außerdem weist die Steuervorrichtung 8 eine Funktion zum Erzeugen des Öffnungsbefehls an den Öffnungskontaktgeber 12 auf. Zusätzlich enthält die Steuervorrichtung 8 eine Funktion zum Steuern eines gesamten Systems, die die Steuerung der mehreren Umsetzer 4, die jeweils auf mehreren Eisenbahnfahrzeugen montiert sind, und eine Schutzfunktion zum Anhalten und Neustarten des Systems, wenn eine Abweichung in dem Umsetzer 4 auftritt, enthält. In 1 sind die Details der Funktion zum Steuern des gesamten Systems, die die Steuerung der Umsetzer 4 in der Steuervorrichtung 8 und die Schutzfunktion zum Anhalten und Neustarten des Systems, wenn die Abweichung des Umsetzers 4 detektiert wird, enthält, nicht gezeigt.
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Hier enthält eine minimale Einheit als die grundlegende Struktur der Parallelbetriebssystems der Zusatzstromversorgung gemäß der vorliegenden Erfindung zwei Zusatzstromversorgungen, zwei Lasten, eine einzelne Fahrzeugverbindungsanschlussdose und einen einzelnen Öffnungskontaktgeber. In 1 enthält die minimale Einheit die Zusatzstromversorgungen 31 und 32, die Lasten 101 und 104, die Fahrzeugverbindungsanschlussdose 111 und den Öffnungskontaktgeber 12. Die Ausgangsleitungen 91 und 92 sind auf der Seite der Zusatzstromversorgung 31 vorgesehen und die Ausgangsleitung 93 ist auf der Seite der Zusatzstromversorgung 32 vorgesehen. Die Lasten 102 und 103 und die Fahrzeugverbindungsanschlussdosen 112 und 113 sind, anders als die obigen Elemente, von Kästen umgeben, die mit gestrichelten Linien dargestellt sind, und die Bezugszeichen der Komponenten, die die Ausgangsleitungen 94 und 95 auf der Seite der Zusatzstromversorgung 32 enthalten, stehen in Klammern.
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Als nächstes wird ein Verarbeitungsmodus der Steuervorrichtung 8 zum Erzeugen des Öffnungsbefehls an den Öffnungskontaktgeber 12 beschrieben. Die Steuervorrichtung 8 erzeugt ein Abweichungsdetektionssignal aus den Zustandsmengen (z. B. Spannung oder Strom) der Zusatzstromversorgungen 31 und 32 unter Verwendung einer Einheit 81 zum Detektieren eines Abweichungszustands und gibt es an die Einheit 82 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls aus. Die Einheit 82 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls erzeugt den Öffnungsbefehl an den Öffnungskontaktgeber 12 auf der Basis des Abweichungsdetektionssignals. Ein Detektionssignal der Spannung oder des Stroms von der Gleichstromeingangsseite zur Wechselstromausgangsseite des Umsetzers 4 wird als die Zustandsmenge der Zusatzstromversorgungen 31 und 32 verwendet. Eine spezifische Zustandsmenge wird in den ersten bis vierten Ausführungsformen beschrieben.
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2 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans der Einheit 82 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls in 1. Der Steuerablaufplan stellt einen Ablauf der grundlegenden Steuerung, um aus einem Abweichungsdetektionssignal auf der Basis der Zustandsmengen der Zusatzstromversorgungen 31 und 32 (genauer, des Umsetzers 4) einen Kontaktgeberöffnungsbefehl zu erzeugen, dar. Die Steuerablaufpläne in den zu beschreibenden, ersten bis vierten Ausführungsformen sind ebenfalls dem Steuerablaufplan der grundlegenden Ausführungsform gemeinsam. Ein Unterschied zwischen den Ablaufplänen in den ersten bis vierten Ausführungsformen und dem Ablaufplan der grundlegenden Ausführungsform besteht darin, dass das Abweichungsdetektionssignal derart geändert ist, dass es eine Zustandsmenge ist, die in jeder der ersten bis vierten Ausführungsformen verwendet wird.
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Die Einheit 82 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls (auf die nachfolgend als die „Befehlserzeugungseinheit“ Bezug genommen wird) beginnt die Verarbeitung in Schritt S001. Die Befehlserzeugungseinheit bestimmt in Schritt S002, ob eine seit der Detektion des letzten Abweichungsdetektionssignals verstrichene Zeit gleich einer oder länger als eine vorgegebene Zeit ist. Wenn die verstrichene Zeit gleich der oder länger als die vorgegebene Zeit ist (Ja), setzt die Befehlserzeugungseinheit in Schritt S003 die verstrichene Zeit auf null zurück und setzt einen Zählwert eines Abweichungsdetektionszählers, der die Anzahl der Wiederholungen der Erzeugung des Abweichungsdetektionssignals zählt, auf null zurück. Andererseits fährt die Befehlserzeugungseinheit in Schritt S008 fort, die verstrichene Zeit zu messen, wenn die verstrichene Zeit kürzer als die vorgegebene Zeit ist (Nein).
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Hier ist die vorgegebene Zeit so eingestellt, dass sie eine bis drei Minuten beträgt. Das heißt, ein Zustand, in dem die Abweichungsdetektion für eine lange Zeit anhält, ist ein offensichtlich abweichender Zustand, und es ist notwendig, die Schutzfunktion zum Anhalten oder zum Neustarten der Zusatzstromversorgung auszuführen. Wenn die vorgegebene Zeit so eingestellt ist, dass sie zu lang ist, wird ein Zeitraum, in dem die Zusatzstromversorgung nicht arbeitet, lang, und das ist kein bevorzugter Zustand. Es wird ebenfalls nicht bevorzugt, dass die vorgegebene Zeit so eingestellt ist, dass sie zu kurz ist, da es gleich oder länger als 30 Sekunden benötigt, um die Zusatzstromversorgung neu zu starten. Wenn der Schwerpunkt auf das Verkürzen der Zeit, während der die Zusatzstromversorgung nicht arbeitet, gelegt wird, ist die beste, vorgegebene Zeit eine Minute. Die vorgegebene Zeit wird ebenfalls in den ersten bis vierten Ausführungsformen als gemeinsam angenommen.
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Danach bestimmt die Befehlserzeugungseinheit in Schritt S004, ob das Abweichungsdetektionssignal EIN ist. Wenn das Abweichungsdetektionssignal AUS ist (Nein), geht die Prozedur auf Schritt S009 weiter, und die Befehlserzeugungseinheit beendet die Verarbeitung. Andererseits zählt die Befehlserzeugungseinheit in Schritt S005 den Abweichungsdetektionszähler hoch, wenn das Abweichungsdetektionssignal EIN ist (Ja). In Schritt S005 zählt die Befehlserzeugungseinheit den Abweichungsdetektionszähler nicht hoch, wenn das Abweichungsdetektionssignal nicht während des Steuerablaufplans auf AUS geschaltet wird, nachdem das Abweichungsdetektionssignal EIN war und die Befehlserzeugungseinheit hochgezählt hat. Das heißt, der Abweichungsdetektionszähler zählt einen instabilen Zustand derart, dass das Abweichungsdetektionssignal EIN/AUS bleibt. In dem offensichtlich abweichendem Zustand, so dass das Abweichungsdetektionssignal EIN bleibt, wird die Schutzfunktion zum Anhalten oder zum Neustarten des Systems ausgeführt.
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Als nächstes bestimmt die Befehlserzeugungseinheit in Schritt S006, ob der Zählwert des Abweichungsdetektionszählers gleich der vorgegebenen Anzahl oder mehr als die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen ist. Wenn der Zählwert niedriger als die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen ist (Nein), geht die Prozedur zu Schritt S009 weiter, und die Befehlserzeugungseinheit beendet die Verarbeitung. Wenn der Zählwert gleich der vorgegebenen Anzahl oder mehr als die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen ist (Ja), schaltet die Befehlserzeugungseinheit in Schritt S007 den Öffnungsbefehl an den Öffnungskontaktgeber auf EIN und beendet die Verarbeitung in Schritt S009. In dem Steuerablauf wird angenommen, dass ein Ausgangszustand des Öffnungsbefehls an den Öffnungskontaktgeber AUS ist und dass der EIN-Zustand bestehen bleibt, bis eine Steuerstromversorgung auf AUS geschaltet wird, wenn der Öffnungsbefehl einmal auf EIN geschaltet wird.
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Hier ist die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen so eingestellt, dass sie zweimal oder dreimal beträgt. Die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen ist ein Hinweis darauf, den instabilen Zustand derart zu bestimmen, dass das Abweichungsdetektionssignal durchgehend auf EIN/AUS geschaltet ist. Um zu erreichen, dass der instabile Zustand innerhalb einer kurzen Zeit gehalten wird, ist die minimale Anzahl der Wiederholungen der Wiederherstellung (unstetig) gewünscht. Unter Beachtung dieses Punktes ist die beste vorgegebene Anzahl der Wiederholungen zweimal. Die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen wird ebenfalls in den ersten bis vierten Ausführungsformen als gemeinsam angenommen.
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Außerdem kann die Einheit zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls durch Konstruieren eines Teils der oder der gesamten Einheit zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls unter Verwendung einer integrierten Schaltung, die als eine Komponente der Steuervorrichtung 8 eingebaut ist, als eine Hardware realisiert werden, und sie kann durch Interpretieren und Ausführen eines Programms zum Realisieren jeder Funktion durch einen Prozessor (der nicht gezeigt ist), der in der Steuervorrichtung 8 enthalten ist, als eine Software realisiert werden. Die Informationen, wie etwa das Programm, können in einer Aufnahmeeinrichtung wie etwa einem Speicher, einer Festplatte und einer SSD oder einem Aufnahmemedium, wie etwa einer IC-Karte, einer SD-Karte und einer DVD gespeichert werden.
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Die Beschreibung kehrt zu 1 zurück, und ein Verarbeitungsmodus, nachdem der Öffnungsbefehl auf EIN geschaltet wurde, wird beschrieben. Der Öffnungsbefehlsausgang von der Einheit 82 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls in der Steuervorrichtung 8 ist ein Eingang in den Öffnungskontaktgeber 12. Das Eingangsverfahren kann eine Übertragung über eine metallische Leitung und eine Übertragung, die unter Verwendung eines Steuerinformationsprozessors durchgeführt wird, der nicht gezeigt ist, sein. Die Öffnungsbefehle von allen Zusatzstromversorgungen sind ein Eingang in den Öffnungskontaktgeber 12. In dem Öffnungskontaktgeber 12 empfängt die Kontaktgeberöffnungsschaltung 121 die Öffnungsbefehle von den Zusatzstromversorgungen 31 und 32 und öffnet den elektromagnetischen Kontaktgeber 122. Die Kontaktgeberöffnungsschaltung 121 kann derart konstruiert werden, dass der elektromagnetische Kontaktgeber 122 geöffnet wird, wenn sie die Öffnungsbefehle sowohl von der Zusatzstromversorgung 31 als auch von der Zusatzstromversorgung 32 empfängt, und dass der elektromagnetische Kontaktgeber 122 geöffnet wird, wenn sie den Öffnungsbefehl von einer der Zusatzstromversorgungen empfängt. Der Verarbeitungsmodus, nachdem der Öffnungsbefehl auf EIN geschaltet wurde, wird in den ersten bis vierten Ausführungsformen gemeinsam verwendet.
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Wenn ein Kontaktfehler aufgrund von mangelhafter Wartung und ein Kontaktfehler während des Reisens in der Fahrzeugverbindungsanschlussdose erzeugt werden, und z. B. in einem Zustand, in dem die Ausgangsleitung unstetig einen Abgeschnitten-Zustand und einen Verbunden-Zustand wiederholt, wird die Last der Zusatzstromversorgung geändert. Dann tritt ein Fall ein, in dem ein Ausgangsstrom von dem Umsetzer in einen nicht ausgeglichenen Zustand oder in einen Überlastzustand geht, oder ein Fall, in dem eine Gleichstromseitenspannung und eine Wechselstromseitenausgangsspannung des Umsetzers in einen instabilen Zustand gehen. Durch das Verwenden des Parallelbetriebssystems der Zusatzstromversorgung gemäß der grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der abweichende Zustand wie oben beschrieben schnell detektiert werden, und die abweichende Zusatzstromversorgung kann geöffnet (getrennt) werden. Entsprechend kann ein Systemzusammenbruch verhindert werden.
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Als nächstes können in einer Reihenfolge einer Auftretenshäufigkeit ein Ungleichgewicht eines Wechselstromausgangsphasenstroms, ferner eine Überspannung einer Filterkondensatorspannung in dem Umsetzer als die Gleichstromseitenspannung oder eine Überspannung der Wechselstromausgangsspannung als eine Wechselstromseitenspannung und ein Überlastzustand, in dem sich der Wechselstromausgangsstrom erhöht, beispielhaft als ein spezifischer Inhalt des abweichenden Zustands, der von der Einheit 81 zum Detektieren eines Abweichungszustands detektiert wird, angeführt werden. In den nachfolgenden, ersten bis vierten Ausführungsformen enthält eine Gegenstand des Abweichungsdetektionssignals in der grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die obigen Zustände gemäß der Reihenfolge der Auftretenshäufigkeit.
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In der nachfolgenden Beschreibung des Parallelbetriebssystems der Zusatzstromversorgung gemäß den ersten bis vierten Ausführungsformen wird die Beschreibung gemeinsamer Teile in der Systemstruktur der grundlegenden Ausführungsform und in dem Steuerablaufplan der Einheit zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls ausgelassen, und es werden hauptsächlich die Unterschiede beschrieben. In jeder Systemstruktur der ersten bis vierten Ausführungsform wird unabhängig von der minimalen Einheit der grundlegenden Struktur angenommen, dass die Struktur die Lasten 102 und 103, die Fahrzeugverbindungsanschlussdosen 112 und 113 und die zu ihnen gehörenden Ausgangsleitungen 94 und 95 (umgeben von Kästen, die mit durchgezogenen Linien in den Zeichnungen dargestellt sind), enthält. Außerdem kann die Anzahl der Zusatzstromversorgungen, der Öffnungskontaktgeber, der Lasten und der Fahrzeugverbindungsanschlussdosen angemessen erhöht oder verringert werden, wenn die Anzahl der Komponenten gleich der Anzahl oder mehr als die Anzahl der minimalen Einheit ist.
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Erste Ausführungsform
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3 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
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In der ersten Ausführungsform wird ein Wechselstromausgangsstrom eines Umsetzers 4 als eine Zustandsmenge verwendet, um einen abweichenden Zustand in der oben beschriebenen, grundlegenden Ausführungsform zu detektieren. Deshalb ist in der ersten Ausführungsform ein Wechselstromstromsensor (CT) 5 in einer hinteren Stufe (Wechselstromausgangsseite) des Umsetzers 4 als eine Abweichungsdetektionseinheit vorgesehen, ferner ist eine Einheit 801 zum Detektieren eines Schutzes vor einem Wechselstromausgangsphasenstromungleichgewicht in einer Steuervorrichtung 8 als die Einheit zum Detektieren eines Abweichungszustands in der grundlegenden Ausführungsform vorgesehen. Das heißt, die Steuervorrichtung 8 enthält die Einheit 801 zum Detektieren eines Schutzes vor einem Wechselstromausgangsphasenstromungleichgewicht und eine Einheit 802 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls.
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Nachfolgend wird ein Verarbeitungsmodus zum Erzeugen eines Öffnungsbefehls an einen Öffnungskontaktgeber 12 durch die Steuervorrichtung 8 beschrieben. Die Einheit 801 zum Detektieren eines Schutzes vor einem Wechselstromausgangsphasenstromungleichgewicht vergleicht einen Wechselstromausgangsphasenstromeingang von dem Wechselstromstromsensor (CT) 5 mit einem Wert aus einer Wertemenge zum Detektieren eines Schutzes vor einem Wechselstromausgangsphasenstromungleichgewicht und erzeugt ein PUD-Signal, das anzeigt, ob ein Ungleichgewicht des Wechselstromausgangsphasenstroms über einem Schutzpegel detektiert wurde. Als nächstes erzeugt die Einheit 802 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls unter Verwendung des PUD-Signals den Öffnungsbefehl an den Öffnungskontaktgeber 12.
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4 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans der Einheit 802 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls in 3. Wie oben beschrieben ist ein Verarbeitungsinhalt von jedem Schritt in dem Steuerablaufplan gleich dem Verarbeitungsinhalt in dem Steuerablaufplan (2) gemäß der grundlegenden Ausführungsform. Deshalb wird der Verarbeitungsinhalt von jedem Schritt nachfolgend ausgelassen. Das PUD-Signal, das anzeigt, ob das Ungleichgewicht des Ausgangsphasenstroms über dem Schutzpegel detektiert wurde, wird als das Abweichungsdetektionssignal verwendet, und ein PUD-Zähler zählt die Anzahl der Wiederholungen der Erzeugung der PUD-Signale. Ein EIN/AUS-Zustand des PUD-Signals wird bestimmt, und aus einem Hochzählwert des PUD-Zählers wird ein EIN-Zustand des Öffnungsbefehls an den Öffnungskontaktgeber bestimmt.
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Außerdem ist ein Verarbeitungsmodus, nachdem der Öffnungsbefehl auf EIN geschaltet wurde, gleich dem oben beschriebenen Verarbeitungsmodus der grundlegenden Ausführungsform.
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Wie oben beschrieben bestimmt die Steuervorrichtung 8 gemäß der ersten Ausführungsform, ob die Einheit 801 zum Detektieren eines Schutzes vor einem Wechselstromausgangsphasenstromungleichgewicht das Ungleichgewicht des Wechselstromphasenstroms über dem Schutzpegel des Wechselstromphasenstroms detektiert hat und gibt den Öffnungsbefehl, den Öffnungskontaktgeber 12 zu öffnen, aus, wenn die Einheit 802 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls das Ungleichgewicht des Wechselstromphasenstroms über dem Schutzpegel häufiger als die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen (zweimal oder dreimal, zweimal ist am besten) innerhalb der vorgegebenen Zeit (ein bis drei Minuten, eine Minute ist am besten) detektiert hat.
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Als der abweichende Zustand besteht ein Zustand, in dem der Kontaktfehler in einer der Fahrzeugverbindungsanschlussdosen 111, 112 und 113 auftritt. Zum Beispiel hat die Fahrzeugverbindungsanschlussdose in einem Zustand, in der die Ausgangsleitung unstetig einen Abgeschnitten-Zustand und einen Verbunden-Zustand wiederholt, einen hohen Widerstand. Dann sind die Lasten der jeweiligen Zusatzstromversorgungen ungleich, und der Wechselstromausgangsphasenstrom geht in den unausgeglichenen Zustand. In diesem Fall wird die Zusatzstromversorgung durch Öffnen des Öffnungskontaktgebers 12 individuell betrieben. Dementsprechend kann ein Systemzusammenbruch verhindert werden, da die Zusatzstromversorgung, die einem Abschnitt Leistung zuführt, wo kein Verbindungsfehler der Fahrzeugverbindungsanschlussdose auftritt, durchgehend betrieben werden kann.
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Zweite Ausführungsform
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5 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In der zweiten Ausführungsform wird eine Filterkondensatorspannung eines Umsetzers 4 als eine Zustandsmenge verwendet, um einen abweichenden Zustand in der oben beschriebenen, grundlegenden Ausführungsform zu detektieren. Deshalb ist in der zweiten Ausführungsform ein Gleichstromspannungssensor (PT) 6 zum Detektieren der Spannungen von beiden Enden eines Filterkondensators (nicht gezeigt) in dem Umsetzer 4 als eine Abweichungsdetektionseinheit vorgesehen, ferner ist eine Einheit 803 zum Detektieren eines Filterkondensatorüberspannungsschutzes in einer Steuervorrichtung 8 als die Einheit zum Detektieren eines Abweichungszustands in der grundlegenden Ausführungsform vorgesehen. Das heißt, die Steuervorrichtung 8 enthält die Einheit 803 zum Detektieren eines Filterkondensatorüberspannungsschutzes und eine Einheit 804 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls.
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Nachfolgend wird ein Verarbeitungsmodus zum Erzeugen eines Öffnungsbefehls an einen Öffnungskontaktgeber 12 durch die Steuervorrichtung 8 beschrieben. Die Einheit 803 zum Detektieren eines Filterkondensatorüberspannungsschutzes vergleicht den Filterkondensatorspannungseingang von dem Gleichstromspannungssensor (PT) 6 mit einem Wert aus einer Wertemenge zum Detektieren eines Filterkondensatorüberspannungsschutzes und erzeugt ein Informations-OVD-Signal, das anzeigt, ob die Filterkondensatorüberspannung über einem Schutzpegel detektiert wurde. Als nächstes erzeugt die Einheit 804 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls unter Verwendung des OVD-Signals den Öffnungsbefehl an den Öffnungskontaktgeber 12.
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6 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans der Einheit 804 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls in 5. Wie oben beschrieben ist ein Verarbeitungsinhalt von jedem Schritt in dem Steuerablaufplan gleich dem Verarbeitungsinhalt in dem Steuerablaufplan (2) gemäß der grundlegenden Ausführungsform. Deshalb wird der Verarbeitungsinhalt von jedem Schritt nachfolgend ausgelassen. Das OVD-Signal, das anzeigt, ob die Filterkondensatorüberspannung über dem Schutzpegel detektiert wurde, wird als das Abweichungsdetektionssignal verwendet, und ein OVD-Zähler zählt die Anzahl der Wiederholungen der Erzeugung der OVD-Signale. Ein EIN/AUS-Zustand des OVD-Signals wird bestimmt, und aus einem Hochzählwert des OVD-Zählers wird ein EIN-Zustand des Öffnungsbefehls an den Öffnungskontaktgeber bestimmt.
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Außerdem ist ein Verarbeitungsmodus, nachdem der Öffnungsbefehl auf EIN geschaltet wurde, gleich dem oben beschriebenen Verarbeitungsmodus der grundlegenden Ausführungsform.
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Wie oben beschrieben bestimmt die Steuervorrichtung 8 gemäß der zweiten Ausführungsform, ob die Einheit 803 zum Detektieren eines Filterkondensatorüberspannungsschutzes die Filterkondensatorüberspannung über dem Schutzpegel der Filterkondensatorspannung detektiert hat und öffnet den Öffnungskontaktgeber 12, wenn die Einheit 804 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls die Filterkondensatorüberspannung über dem Schutzpegel so häufig wie oder häufiger als die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen (zweimal oder dreimal, zweimal ist am besten) innerhalb der vorgegebenen Zeit (eine bis drei Minuten, eine Minute ist am besten) detektiert hat.
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Wie oben beschrieben wird in einem Zustand, in dem ein Kontaktfehler in einer der Fahrzeugverbindungsanschlussdosen 111, 112 und 113 auftritt und eine Ausgangsleitung unstetig einen Abgeschnitten-Zustand und einen Verbunden-Zustand wiederholt, eine Last der Zusatzstromversorgung geändert, und die Filterkondensatorspannung wird instabil. Entsprechend kann die Zusatzstromversorgung nicht parallel betrieben werden. In diesem Fall wird die Zusatzstromversorgung durch Öffnen des Offnungskontaktgebers 12 individuell betrieben. Dementsprechend kann ein Systemzusammenbruch verhindert werden, da die Zusatzstromversorgung, die einem Abschnitt Leistung zuführt, wo kein Verbindungsfehler einer Anschlussdose auftritt, durchgehend betrieben werden kann.
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Dritte Ausführungsform
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7 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In der dritten Ausführungsform wird eine Wechselstromausgangsspannung eines Umsetzers 4 als eine Zustandsmenge verwendet, um einen abweichenden Zustand in der oben beschriebenen, grundlegenden Ausführungsform zu detektieren. Deshalb ist in der dritten Ausführungsform ein Wechselstromspannungssensor (PT) 7 zum Detektieren einer Wechselstromausgangsspannung in einer hinteren Stufe (Wechselstromausgangsseite) des Umsetzers 4 als eine Abweichungsdetektionseinheit vorgesehen, und eine Einheit 805 zum Detektieren eines Wechselstromausgangsüberspannungsschutzes ist in einer Steuervorrichtung 8 als die Einheit zum Detektieren eines Abweichungszustands in der grundlegenden Ausführungsform vorgesehen. Das heißt, die Steuervorrichtung 8 enthält die Einheit 805 zum Detektieren eines Wechselstromausgangsüberspannungsschutzes und eine Einheit 806 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls.
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Nachfolgend wird ein Verarbeitungsmodus zum Erzeugen eines Öffnungsbefehls an den Öffnungskontaktgeber 12 durch die Steuervorrichtung 8 beschrieben. Die Einheit 805 zum Detektieren eines Wechselstromausgangsüberspannungsschutzes vergleicht den Wechselstromausgangsspannungseingang des Wechselstromspannungssensors (PT) 7 mit einem Wert aus einer Wertemenge zum Detektieren eines Wechselstromausgangsüberspannungsschutzes und erzeugt ein ACOVD-Signal, das anzeigt, ob eine Wechselstromausgangsüberspannung über einem Schutzpegel detektiert wurde. Als nächstes erzeugt die Einheit 806 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls unter Verwendung des ACOVD-Signals den Öffnungsbefehl an den Öffnungskontaktgeber 12.
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8 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans der Einheit 806 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls in 7. Wie oben beschrieben ist ein Verarbeitungsinhalt von jedem Schritt in dem Steuerablaufplan gleich dem Verarbeitungsinhalt in dem Steuerablaufplan (2) gemäß der grundlegenden Ausführungsform. Deshalb wird der Verarbeitungsinhalt von jedem Schritt nachfolgend ausgelassen. Das ACOVD-Signal, das anzeigt, ob die Wechselstromausgangsüberspannung über dem Schutzpegel detektiert wurde, wird als ein Abweichungsdetektionssignal verwendet, und ein ACOVD-Zähler zählt die Anzahl der Wiederholungen der Erzeugung der ACOVD-Signale. Ein EIN/AUS-Zustand des ACOVD-Signals wird bestimmt, und aus einem Hochzählwert des ACOVD-Zählers wird ein EIN-Zustand des Öffnungsbefehls an den Öffnungskontaktgeber bestimmt.
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Außerdem ist ein Verarbeitungsmodus, nachdem der Öffnungsbefehl auf EIN geschaltet wurde, gleich dem oben beschriebenen Verarbeitungsmodus der grundlegenden Ausführungsform.
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Wie oben beschrieben bestimmt die Steuervorrichtung 8 gemäß der dritten Ausführungsform, ob die Einheit 805 zum Detektieren eines Wechselstromausgangsüberspannungsschutzes die Wechselstromausgangsüberspannung über dem Schutzpegel der Wechselstromausgangsspannung detektiert hat und gibt den Öffnungsbefehl, den Öffnungskontaktgeber 12 zu öffnen, aus, wenn die Einheit 806 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls die Wechselstromausgangsüberspannung über dem Schutzpegel häufiger als die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen (zweimal oder dreimal, zweimal ist am besten) innerhalb der vorgegebenen Zeit (eine bis drei Minuten, eine Minute ist am besten) detektiert hat.
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Wie oben beschrieben wird in einem Zustand, in dem ein Kontaktfehler in einer der Fahrzeugverbindungsanschlussdosen 111, 112 und 113 auftritt und eine Ausgangsleitung unstetig einen Abgeschnitten-Zustand und einen Verbunden-Zustand wiederholt, eine Last der Zusatzstromversorgung geändert, und die Wechselstromausgangsspannung wird instabil. Entsprechend können die Zusatzstromversorgungen nicht parallel betrieben werden. In diesem Fall wird die Zusatzstromversorgung durch Öffnen des Öffnungskontaktgebers 12 individuell betrieben. Dementsprechend kann ein Systemzusammenbruch verhindert werden, da die Zusatzstromversorgung, die einem Abschnitt Leistung zuführt, wo kein Verbindungsfehler einer Anschlussdose auftritt, durchgehend betrieben werden kann.
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Vierte Ausführungsform
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9 ist ein Blockdiagramm eines Parallelbetriebssystems einer Zusatzstromversorgung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In der vierten Ausführungsform wird, wie in der ersten Ausführungsform, ein Wechselstromausgangsstrom eines Umsetzers 4 als eine Zustandsmenge verwendet, um einen abweichenden Zustand in der oben beschriebenen, grundlegenden Ausführungsform zu detektieren. Deshalb ist in der vierten Ausführungsform ein Wechselstromstromsensor (CT) 5 in einer hinteren Stufe (Wechselstromausgangsseite) des Umsetzers 4 als eine Abweichungsdetektionseinheit vorgesehen, und eine Einheit 807 zum Detektieren eines Überlastschutzes ist in einer Steuervorrichtung 8 als die Einheit zum Detektieren eines Abweichungszustands in der grundlegenden Ausführungsform vorgesehen. Das heißt, die Steuervorrichtung 8 enthält die Einheit 807 zum Detektieren eines Überlastschutzes und eine Einheit 808 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls.
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Nachfolgend wird ein Verarbeitungsmodus zum Erzeugen eines Öffnungsbefehls an einen Öffnungskontaktgeber 12 durch die Steuervorrichtung 8 beschrieben. Die Einheit 807 zum Detektieren eines Überlastschutzes vergleicht den Wechselstromausgangsstromeingang des Wechselstromstromsensors (CT) 5 mit einem Wert aus einer Wertemenge zum Detektieren eines Überlastschutzes und erzeugt ein ACOCD-Signal, das anzeigt, ob ein Überlastzustand (Überstromzustand) über einem Schutzpegel detektiert wurde. Als nächstes erzeugt die Einheit 808 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls unter Verwendung des ACOCD-Signals den Öffnungsbefehl an den Öffnungskontaktgeber 12.
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10 ist ein Diagramm eines Steuerablaufplans der Einheit 808 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls in 9. Wie oben beschrieben ist ein Verarbeitungsinhalt von jedem Schritt in dem Steuerablaufplan gleich dem Verarbeitungsinhalt in dem Steuerablaufplan (2) gemäß der grundlegenden Ausführungsform. Deshalb wird der Verarbeitungsinhalt von jedem Schritt nachfolgend ausgelassen. Das ACOCD-Signal, das anzeigt, ob der Überlastzustand über dem Schutzpegel detektiert wurde, wird als ein Abweichungsdetektionssignal verwendet, und ein ACOCD-Zähler zählt die Anzahl der Wiederholungen der Erzeugung des ACOCD-Signals. Ein EIN/AUS-Zustand des ACOCD-Signals wird bestimmt, und aus einem Hochzählwert des ACOCD-Zählers wird ein EIN-Zustand des Öffnungsbefehls an den Öffnungskontaktgeber bestimmt.
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Außerdem ist ein Verarbeitungsmodus, nachdem der Öffnungsbefehl auf EIN geschaltet wurde, gleich dem oben beschriebenen Verarbeitungsmodus der grundlegenden Ausführungsform.
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Wie oben beschrieben bestimmt die Steuervorrichtung 8 gemäß der vierten Ausführungsform, ob die Einheit 807 zum Detektieren des Überlastschutzes den Überlastzustand über dem Schutzpegel des Wechselstromausgangsstroms detektiert hat und gibt den Öffnungsbefehl, den Öffnungskontaktgeber 12 zu öffnen, aus, wenn die Einheit 808 zum Erzeugen des Kontaktgeberöffnungsbefehls den Überlastzustand über dem Schutzpegel so häufig wie oder häufiger als die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen (zweimal oder dreimal, zweimal ist am besten) innerhalb der vorgegebenen Zeit (eine bis drei Minuten, eine Minute ist am besten) detektiert hat.
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Wie oben beschrieben tritt ein Kontaktfehler in einer der Fahrzeugverbindungsanschlussdosen 111, 112 und 113 auf, und die Fahrzeugverbindungsanschlussdose weist einen großen Widerstand auf. Außerdem sind die Lasten der Zusatzstromversorgungen ungleich, und es tritt ein Zustand auf, in dem die Lasten auf die einzelne Zusatzstromversorgung konzentriert sind (Überlastzustand). In diesem Fall wird die Zusatzstromversorgung durch Öffnen des Öffnungskontaktgebers 12 individuell betrieben und die Last, der die Leistung zugeführt werden soll, wird begrenzt. Dementsprechend kann ein Systemzusammenbruch verhindert werden, da die Zusatzstromversorgung, die einem Anschnitt Leistung zuführt, wo kein Verbindungsfehler einer Anschlussdose auftritt, durchgehend betrieben werden kann.
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Die ersten bis vierten Ausführungsformen wurden auf der Basis der obigen, grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Trotzdem ist die Struktur jeder Ausführungsform ein Beispiel, und die vorliegende Erfindung kann angemessen geändert werden, ohne von den technischen Ideen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Außerdem werden in der ersten Ausführungsform das Ungleichgewicht des Wechselstromausgangsphasenstroms des Wechselstromausgangsstroms, in der zweiten Ausführungsform die Filterkondensatorüberspannung der Filterkondensatorspannung, in der dritten Ausführungsform die Wechselstromausgangsüberspannung der Wechselstromausgangsspannung und in der vierten Ausführungsform der Überlastzustand des Wechselstromausgangsstroms als die Abweichungsdetektionssignale verwendet, wobei der Kontaktgeberöffnungsbefehl erzeugt wird. Trotzdem kann der Öffnungsbefehl auf „EIN“ geschaltet werden, ohne das Abweichungsdetektionssignal auf einen Typ einzuschränken, wenn zwei oder mehr Abweichungsdetektionssignale kombiniert werden und eine logische Summe (OR) von ihnen und eine logische Summe (OR) des Hochzählens entsprechend jedem abweichenden Signal gewonnen wird und wenn der Zählwert (Gesamtwert) von ihnen gleich der vorgegebenen Anzahl oder mehr als die vorgegebene Anzahl der Wiederholungen ist. Zu dieser Zeit, wenn zwei Typen kombiniert werden, besteht eine Möglichkeit, dass der abweichende Zustand in einem Fall, in dem der Strom und die Spannung kombiniert werden, schneller und genauer detektiert werden kann als in einem Fall, in dem die Ströme kombiniert werden und in dem die Spannungen kombiniert werden.
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Merkmale, Komponenten und spezifische Details der Strukturen der oben beschriebenen Ausführungsformen können ausgetauscht oder kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die für die jeweilige Anwendung optimiert sind. Soweit diese Modifikationen für den Fachmann auf dem Gebiet leicht ersichtlich sind, sollen sie um der Prägnanz der vorliegenden Beschreibung willen implizit durch die obige Beschreibung offenbart sein, ohne explizit jede mögliche Kombination auszuführen.
