JP2011024415A - 駆動システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料により発電する複数の発電装置の電力を変換する第1の電力変換装置3,3−2,3−nと、第1の電力変換装置3,3−2,3−nによって変換された電力を蓄える電力貯蔵装置6と、第1の電力変換装置3,3−2,3−nの出力電力及び/又は電力貯蔵装置6の電力と車両を駆動する電動機の電力とを相互に変換する第2の電力変換装置5,5−2,5−nと、電力貯蔵装置6の温度に基づいて複数の発電装置の起動/未起動を制御し、起動状態の発電装置の出力電力に応じて電力貯蔵装置6の放電電流を制御する列車制御装置9と、を有する。
【選択図】図1
Description
また好ましくは、前記列車制御装置は、前記電力貯蔵装置の温度に基づいて前記電力貯蔵装置の電流の第2の閾値を決定し、少なくとも一つの前記発電装置が動作している場合であって、前記電力貯蔵装置の充電電流が前記第2の閾値を上回った場合、最大出力点で運転している前記発電装置を順次高効率点で運転させ、また全ての前記発電装置が高効率点で運転している場合は、順次停止することである。
また好ましくは、前記列車制御装置は、前記複数の発電装置を起動するにあたり、前記発電装置の燃料消費量または残存燃料量に基づいて起動順を変化させることである。
また本発明における前記列車制御装置は、前記電力貯蔵装置の総使用時間による劣化を考慮した前記履歴を記憶する駆動システムである。
また本発明における前記列車制御装置は、周期的又は任意のタイミングで前記電力貯蔵装置の温度に対する第1の閾値の関係を更新することが好ましい。
また本発明によれば、列車のメンテナンスや部品交換の手間を省くことができる。
図1は、本発明の一実施形態による列車の概略構成図である。
この図では、複数の車両1、1−2、・・・、1−nから編成される列車を示し、列車のうち3つの車両1、1−2、1−nに電動機2、2−2、2−nが搭載され、この複数の電動機2、2−2、2−nによって電動機に連結される車軸及び車輪を回転させることにより列車全体が駆動される。なお、電動機2、2−2、2−nが搭載されている車両は3両に限られるものではなく、また運転台10が搭載されている先頭車両1に電動機2が搭載されていなくても良い。なお、電動機2、2−2、2−nが搭載されていない車両は、電動機2、2−2、2−nが搭載されている車両に従動する車軸及び車輪のみを有している。
温度検出部15は、電力貯蔵装置6が使用されているときの温度を検出する手段である。
また、列車制御装置9は、運転台10からの駆動指令及び駆動指令に対する発電装置4、4−2、4−nの出力を検出し、駆動指令による運転状態及び複数の発電装置4、4−2、4−nの燃料消費率に基づいて、複数の発電装置4、4−2、4−nのうち起動させる発電装置4、4−2、4−nの台数を決定する。
また、列車制御装置9は、運転台10からの駆動指令及び電力貯蔵装置6の温度を検出し、駆動指令による運転状態が制動時以外において電力貯蔵装置6の温度に基づいて、複数の発電装置4、4−2、4−nのうち起動させる発電装置4、4−2、4−nの台数を決定する。
また、列車制御装置9は、電力貯蔵装置6の総使用時間による劣化を考慮した履歴を記憶する。例えば、電力貯蔵装置6の総使用時間が大きくなる毎に第1の閾値又は第2の閾値の値を小さくする。
なお、電力貯蔵装置6および列車制御装置9は、運転台10のある車両に搭載されていなくても良い。
ここで設定したノッチはアイドルを含めて4ポジションであるが、用途に応じてポジション数が4ではなくても、本発明の実施の形態に適用可能である。
図4は、本実施形態の列車制御装置9の動作を示すフローチャートである。図5は運転台10の指令とその運転状態、電力貯蔵装置6の制御指令、発電装置4の制御指令の関係を示す図である。図6は、車両の動作を示すタイムチャートであり、図6Aは運転状態、図6Bは使用範囲の蓄電容量、図6Cは電力貯蔵装置充放電電流、図6Dはエンジン運転パターンである。図7は、電力貯蔵装置6の温度と動力装置の起動停止条件である第1の閾値、第2の閾値との関係を示す図である。
図4のステップS1で制御開始後、ステップS2で運転台10からの指令がブレーキであるかどうかが判断される。運転状態が加速状態の場合は指令がブレーキではないので、ステップS3に進む。ステップS3では、電力貯蔵装置6の放電電流が閾値αを上回ったかどうか判断される。
ステップS10で電力貯蔵装置6の充電電流が閾値βを上回った場合には、ステップS11で起動済み発電装置4、4−2、4−nのうち最大出力点で運転されているものがあるか否かを判断し、ステップS12で起動済み発電装置4、4−2、4−nのうち最大出力点で運転されているもののうちの1台を順次高効率点(動力制御ノッチ2)で運転させる。その後ステップS13に移行する。
ステップS11で起動済みの発電装置4のうち最大出力点で運転しているものがなく、すべての発電装置4、4−2、4−nが高効率運転している場合には、ステップS14で出力している発電装置4、4−2、4−nの中で燃料の一番少ないものの出力を0(ゼロ)にする。又は出力している発電装置4、4−2、4−n順次停止(又はアイドル状態と)する。その後ステップS13に移行する。
また、図6Cの電力貯蔵装置充放電電流が4番目に閾値β(充電電流)に到達した時点で、図6Dのエンジン運転パターンの1台目を最適出力状態から停止状態に制御する。
また、図5において、運転台10の指令51がブレーキノッチの場合のほかに、定速ボタンON状態における下り坂の場合もある。
Claims (9)
- 燃料により発電する複数の発電装置の電力を変換する第1の電力変換装置と、
前記第1の電力変換装置によって変換された電力を蓄える電力貯蔵装置と、
前記第1の電力変換装置の出力電力及び/又は前記電力貯蔵装置の電力と車両を駆動する電動機の電力とを相互に変換する第2の電力変換装置と、
前記電力貯蔵装置の温度に基づいて前記複数の発電装置の起動/未起動を制御し、起動状態の前記発電装置の出力電力に応じて前記電力貯蔵装置の放電電流を制御する列車制御装置と、を有することを特徴とする駆動システム。 - 請求項1に記載の駆動システムであって、
前記列車制御装置は、全ての前記発電装置が高効率点で運転され、前記電力貯蔵装置の放電電流が前記電力貯蔵装置の温度に基づいて定められた第1の閾値を上回った場合に、前記複数の発電装置を順次最大出力点で運転させるようにしたことを特徴とする駆動システム。 - 請求項1記載の駆動システムであって、
前記列車制御装置は、前記電力貯蔵装置の温度に基づいて前記電力貯蔵装置の電流の第2の閾値を決定し、
少なくとも一つの前記発電装置が動作している場合であって、前記電力貯蔵装置の充電電流が前記第2の閾値を上回った場合に、最大出力点で運転している前記発電装置を順次高効率点で運転させ、また全ての前記発電装置が高効率点で運転している場合は、順次停止することを特徴とする駆動システム。 - 請求項1記載の駆動システムであって、
前記列車制御装置は、前記複数の発電装置を起動するにあたり、前記発電装置の燃料消費量又は残存燃料量に基づいて起動順を変化させることを特徴とする駆動システム。 - 請求項1記載の駆動システムであって、
前記列車制御装置は、駆動指令による運転状態及び前記駆動指令に対する前記発電装置の出力による前記複数の発電装置の燃料消費率に基づいて、前記複数の発電装置のうち優先的に起動させる発電装置を決定することを特徴とする車両。 - 請求項1記載の駆動システムであって、
前記列車制御装置は、駆動指令による運転状態が制動時において前記電力貯蔵装置の充電可能な電力量が0(ゼロ)になった場合に、前記発電装置に対して排気ブレーキを作動させることを特徴とする駆動システム。 - 請求項2記載の駆動システムにおいて、
前記列車制御装置は、前記電力貯蔵装置の温度に対する第1の閾値の関係の履歴を記憶することを特徴とする駆動システム。 - 請求項7記載の駆動システムにおいて、
前記列車制御装置は、前記電力貯蔵装置の総使用時間による劣化を考慮した前記履歴を記憶することを特徴とする駆動システム。 - 請求項7記載の駆動システムにおいて、
前記列車制御装置は、周期的又は任意のタイミングで前記電力貯蔵装置の温度に対する第1の閾値の関係を更新することを特徴とする駆動システム。
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