JP2017159711A - 傾斜地用軌条電動車 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の充電問題を解決することができる傾斜地用軌条電動車を提供する。【解決手段】本実施形態の傾斜地用軌条電動車１は、傾斜地５０に配置された軌条１０に対する回生ブレーキとして作動するモータ２と、前記モータ２から発生した回生電力を蓄電するバッテリ３と、前記軌条１０の下り勾配における緩急に比例して回生電力を増減させることで車速が所定範囲内となるように前記モータ２から前記バッテリ３への回生充電を制御する制御手段５と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、傾斜地用軌条電動車に係り、特に、登坂及び降坂が入り混じった傾斜地において用いられる電動モノレール運搬車として好適に利用できる傾斜地用軌条電動車に関する。

従来の軌条電動車は、地上に上り勾配と下り勾配を設けて架設される軌条に対して駆動輪を駆動して走行する。この軌条運搬車は、モータ及びバッテリを搭載しており、下り勾配の走行時にモータから発生する回生電流をバッテリに蓄電する（特許文献１の要約を参照）。

特開２００７−３１４０５２号公報

しかしながら、従来の軌条電動車においては、傾斜地に応じた回生充電ができず、効率的にバッテリを充電することができないという問題があった。

また、従来の軌条電動車においては、バッテリの充電切れを防ぐために充電設備を所定間隔で設置しなければならず、多額の設備費用が発生するという問題があった。

すなわち、従来の軌条電動車においては、エンジン駆動の軌条運搬車と比較してある程度不便がない使用感でモータ駆動の軌道運搬車を利用するために解決すべき種々の充電問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、種々の充電問題を解決することができる傾斜地用軌条電動車を提供することを本発明の目的としている。

（１）前述した目的を達成するため、本発明の傾斜地用軌条電動車は、傾斜地に配置された軌条に対する回生ブレーキとして作動するモータと、前記モータから発生した回生電力を蓄電するバッテリと、前記軌条の下り勾配における緩急に比例して回生電力を増減させることで車速が所定範囲内となるように前記モータから前記バッテリへの回生充電を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

これにより、モータは、急な上り勾配のときに大量消費した消費電力に応じて、回生電力を大量に回生させることができる。また、車速が所定範囲内なので、運搬する貨物や人に対して急な慣性力が生じることを防止することができる。また、モータ回生により制動力が発生するため、第２ブレーキ手段に頼らずに車速を制御することができる。

（２）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記制御手段は、前記軌条の下り勾配における緩急及び車両総重量に比例して変化する前記車速が所定範囲内となるように前記回生充電を制御することを特徴とすることが好ましい。

これにより、モータは、上記のような急な上り勾配のときだけでなく、重い貨物の運搬のときにも大量消費する消費電力に応じて、回生電力を大量に回生させることができる。

（３）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記制御手段は、前記傾斜地用軌条電動車が下り勾配で停止したとき、所定の制御放電量だけ前記バッテリを強制放電させることを特徴とすることが好ましい。

これにより、車両が下り勾配で停止した後の再出発時において、バッテリの充電率にかかわらず、回生ブレーキを利用することができる。

（４）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記制御手段は、前記傾斜地用軌条電動車が下り勾配で停止したとき、かつ、前記バッテリに設定された上限充電率を含む所定の放電推奨範囲内の充電率まで充電されているとき、所定の制御放電量だけ前記バッテリを強制放電させることを特徴とすることが好ましい。

これにより、下り勾配での車両停止時にバッテリが満充電付近でない場合にはバッテリを放電させないので、バッテリを無駄に放電することなく再出発時において回生ブレーキを利用することができる。

（５）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記モータが前記軌条の下り勾配時に前記バッテリに回生充電することができないときに自動的に作動する第２ブレーキ手段と、を更に備えることを特徴とすることが好ましい。

これにより、回生ブレーキでの制動ができない場合にも第２ブレーキ手段が車両を安全に制動させることができる。

（６）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記制御手段は、前記第２ブレーキ手段が作動した状態であっても前記車速が所定範囲以上となるとき、前記バッテリに設定された上限充電率以上に充電されることを無視して前記回生充電を強制的に行う制御を行うことを特徴とすることが好ましい。

これにより、車両高速時にはバッテリ保護よりも車速制限を優先させるので、車両を安全に運行させることができる。

（７）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記バッテリは、メインバッテリと、サブバッテリと、により構成されており、前記制御手段は、前記メインバッテリの消費電力量（＝最大保有電力量−保有電力量）が前記サブバッテリの保有電力量以上となったとき、前記サブバッテリから前記メインバッテリに補充電を行うように制御することを特徴とすることが好ましい。

これにより、回生ブレーキによる回生充電と、サブバッテリによる補充電とをバランスさせながらメインバッテリを充電することができる。

（８）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記制御手段は、前記サブバッテリの電圧が前記メインバッテリの電圧よりも高いときに、前記サブバッテリから前記メインバッテリに前記補充電を行うように制御することを特徴とすることが好ましい。

これにより、サブバッテリからメインバッテリに流れる充電電流が流れやすくなるので、サブバッテリからメインバッテリに充電電流を流すための補充電手段を省略することができる。

（９）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記制御手段は、前記サブバッテリから前記メインバッテリに補充電を行うときの充電電流が所定の電流値以下となるように前記補充電を制御することを特徴とすることが好ましい。

これにより、サブバッテリからメインバッテリへ大きな充電電流が流れることを防止することができるので、メインバッテリの寿命を伸ばすことができる。

（１０）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記制御手段は、前記サブバッテリの充電率が下限充電率になったとき又は前記サブバッテリの電圧が最低許容電圧になったときのいずれかを満たすときに、前記サブバッテリから前記メインバッテリへの前記補充電を停止する制御をすることを特徴とすることが好ましい。

これにより、サブバッテリからメインバッテリへの充電電流が過剰に流れることによるサブバッテリの過放電を防止することができるので、サブバッテリの寿命を伸ばすことができる。

（１１）また、本発明の傾斜地用軌条電動車において、前記メインバッテリは、前記傾斜地用軌条電動車に対する固定式バッテリであり、前記サブバッテリは、前記傾斜地用軌条電動車に対する着脱式バッテリであって前記メインバッテリと比較して軽量に構成されていることを特徴とすることが好ましい。

これにより、メインバッテリと比較して軽量なサブバッテリを充電設備まで携帯することができるので、充電設備を所定間隔で設置する費用を削減することができる。

本発明の傾斜地用軌条電動車によれば、効率的な回生充電及び着脱式サブバッテリによる補充電等の作用により、種々の充電問題を解決することができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態の傾斜地用軌条電動車の使用状態を示す側面図である。

以下、本発明の傾斜地用軌条電動車をその一実施形態により説明する。

［１］全体構成
本実施形態の傾斜地用軌条電動車１は、図１に示すように、山林などの傾斜地５０に配置された軌条１０に誘導されることにより人又は貨物を運搬する電動モータ駆動型車両である。この傾斜地用軌条電動車１は、主に、モータ２と、バッテリ３と、第２ブレーキ手段４と、制御手段５と、を備える。

［１−２］モータ２
モータ２は、バッテリ３から供給される電気エネルギを利用する駆動源として作動する。また、モータ２は、軌条１０から得られる回転エネルギを利用する回生ブレーキ（発電源）として作動する。

また、本実施形態のモータ２はその回転軸にピニオンギヤなどの円形歯車を有しており、その円形歯車は軌条１０の側面に設けられたラックギアなどの軌条歯に対して、直接又は中間歯車等の中間伝達部材を介して噛み合っている。つまり、本実施形態の傾斜地用軌条電動車１は、歯軌条鉄道の一種に分類される。

なお、モータ２の設置数は、設計要求に応じて任意に変更可能である。

［１−３］バッテリ３
バッテリ３は、モータ２が駆動源として作動するために必要な消費電力（駆動電力）を供給する。また、バッテリ３は、モータ２が回生ブレーキとして作動することにより発生する回生電力を蓄電する。

このバッテリ３は、メインバッテリ３１と、サブバッテリ３２と、により構成されていることが好ましい。

本実施形態のメインバッテリ３１は、モータ２に対する消費電力の供給、及び、モータ２から得た回生電力の蓄電を行う。このメインバッテリ３１は、前記傾斜地用軌条電動車１に対して固定式バッテリになっている。固定式バッテリとは、車両やバッテリの修理や交換等を除く通常使用時において固定されているバッテリを意味する。

一方、サブバッテリ３２は、メインバッテリ３１に対して補充電を行う補充用バッテリである。このサブバッテリ３２は、前記傾斜地用軌条電動車１に対する着脱式バッテリである。また、このサブバッテリ３２は、前記メインバッテリ３１と比較して、軽量に構成されている。着脱式バッテリとは、メインバッテリ３１と比較してその着脱が容易であって、その充電時にはそれを車両から取外し自在に設置されているバッテリを意味する。

本実施形態において、例えば、メインバッテリ３１及びサブバッテリ３２の上限充電率は９０％であり、それらの下限充電率は１０％に設定されている。

なお、本実施形態のバッテリ３、メインバッテリ３１又はサブバッテリ３２は、１個のバッテリパックによって構成されていてもよいし、複数個のバッテリパックからなる１又は２以上のバッテリパック群によって構成されていてもよい。また、本実施形態のバッテリ３は、コンデンサなどのバッテリパック以外の他の蓄電手段であってもよい。

また、本明細書の記載において「バッテリ」と単に記載した場合には「メインバッテリ」を意味するものとする。

［１−４］第２ブレーキ手段４
第２ブレーキ手段４は、前記制御手段５による制御に基づき、前記モータ２が前記軌条１０の下り勾配時に前記バッテリ３に回生充電しないとき（すなわち、モータ２が回生ブレーキとして正常に作動しないとき）、自動的に作動する。

第２ブレーキ手段４としては、遠心式ブレーキ、油圧ブレーキ、真空ブレーキ、空気ブレーキ、リターダ、発電ブレーキ（回生ブレーキを含む。）など、ブレーキ手段として用いられる全種類のブレーキを採用することができる。

仮に、第２ブレーキ手段４としてモータ２とは別個の回生ブレーキが用いられる場合、第２ブレーキ手段４から発生する回生電力は、モータ２から発生する回生電力が蓄電されるバッテリ３以外の蓄電手段（例：サブバッテリ３２、コンデンサ）又は放電手段（例：回生抵抗器）に回生されることが好ましい。なぜなら、第２ブレーキ手段４が作動する状況の場合、モータ２がバッテリ３に正常に回生充電できない状況に陥っている可能性が高いからである。

［１−５］制御手段５
制御手段５は、前記モータ２から前記バッテリ３への回生充電、及び、前記サブバッテリ３２から前記メインバッテリ３１に補充電、その他の充電関連事項を適切に制御する。

また、制御手段５は、車両に設置された傾斜角センサ、重量センサ、車速センサなどの各種センサに基づき各種制御を行う。

なお、制御手段５は、単一の制御ユニットにより構成されていてもよいし、回生制御ユニット５１や補充電制御ユニット５２などの複数の制御ユニットからなる１又は２以上の制御ユニット群により構成されていてもよい。

以下、制御手段５が行う各種制御のうちの回生制御及び補充電制御を説明する。

［１−５−１］下り勾配の緩急に基づく回生制御
制御手段５は、前記軌条１０の下り勾配における緩急に比例して回生電力を増減させることが好ましい。

例えば、軌条１０の下り勾配が急なときには回生電力を増加させる。また、軌条１０の下り勾配が緩やかなときには回生電力を減少させる。回生電力の増減は回生ブレーキの制動力に比例する。つまり、軌条１０が急な下り勾配のときに回生電力が増加すると、回生ブレーキの制動力が増加する。

それに対し、軌条１０が緩やかな下り勾配のときに回生電力が減少すると、回生ブレーキの制動力が減少する。

ここで、回生電力の増減の制御基準は、車速が所定範囲内となっているかであることが好ましい。

例えば、所望する車速範囲が３０±３ｋｍなどである。その際、軌条１０が急な下り勾配のとき、かつ、車速が所定範囲以上の速さである場合（＝車速が速過ぎる場合）、車速が所定範囲以下の速さである場合（＝車速が遅すぎる場合）と比較して、回生電力がより増加する制御を制御手段５が行うことが好ましい。

それに対し、軌条１０が緩やかな下り勾配のとき、かつ、車速が所定範囲以下の速さである場合（＝車速が遅すぎる場合）、車速が所定範囲以上の速さである場合（＝車速が速過ぎる場合）と比較して、回生電力がより減少する制御を制御手段５が行うことが好ましい。このような回生制御を行うことにより、車速が所定範囲内となりやすくなる。

［１−５−２］車両総重量に基づく回生制御
制御手段５は、車両総重量に比例して回生電力を増減させることが好ましい。

例えば、車両総重量が任意に設定された標準総重量よりも重いときには回生電力を増加させる。また、車両総重量が標準総重量よりも軽いときには回生電力を減少させる。つまり、車両総重量が重いときに回生電力が増加すると、回生ブレーキの制動力が増加する。

それに対し、車両総重量が軽いときに回生電力が減少すると、回生ブレーキの制動力が減少する。

ここで、回生電力の増減の制御基準は、上記した下り勾配の緩急に基づく回生制御と同様、車速が所定範囲内となっているかである。

つまり、車両総重量が重いとき、かつ、車速が所定範囲以上の速さである場合（＝車速が速過ぎる場合）、車速が所定範囲以下の速さである場合（＝車速が遅すぎる場合）と比較して、回生電力がより増加する制御を制御手段５が行うことが好ましい。

それに対し、車両総重量が軽いとき、かつ、車速が所定範囲以下の速さである場合（＝車速が遅すぎる場合）、車速が所定範囲以上の速さである場合（＝車速が速過ぎる場合）と比較して、回生電力がより減少する制御を制御手段５が行うことが好ましい。このような回生制御を行うことにより、車速が所定範囲内となりやすくなる。

［１−５−３］回生制御のための強制放電制御
［１−５−３−１］強制放電制御
前記制御手段５は、前記傾斜地用軌条電動車１が下り勾配で停止したとき、所定の制御放電量だけ前記バッテリ３を強制放電させることが好ましい。

前記傾斜地用軌条電動車１が下り勾配で停止したか否かは、傾斜角センサから得た情報に基づき、制御手段５が判断する。

所定の制御放電量としては、バッテリ３の充電率にかかわらず一定の放電量（例：−５ポイントの放電量）であってもよいし、バッテリ３の充電率に応じて変化する放電量（例：充電率９０％のとき−１０ポイントの放電量、充電率８５％のとき−５ポイントの放電量、等）であってもよい。

強制放電の方法としては、車両に設置された回生抵抗器における放電、又は、サブバッテリ３２などのメインバッテリ３１以外の蓄電手段への蓄電、その他のメインバッテリ３１以外への放電方法を採用することができる。

上記の強制放電制御を行う理由は次の通りである。例えば、軌条１０が上り勾配のとき、前記傾斜地用軌条電動車１は重力によって自然に減速する。そのため、モータ２の駆動力の制御のみで車速は制御される。それに対し、軌条１０が下り勾配のとき、前記傾斜地用軌条電動車１は重力によって自然に加速するので、制動力なしで車速を制御することができない。そのため、前記制御手段５は、軌条１０が下り勾配のときのみ回生ブレーキが作動する制御を行えばよい。

また、傾斜地用軌条電動車１の用途は、主として低地と高地との往復運行である。そのため、傾斜地用軌条電動車１の運行による合計上昇値と合計下降値とが同等となることが多い。そして、モータ２の特性上、モータ２における消費電力は回生電力よりも大きい。そのため、バッテリ３が補充電されない限り、モータ２の駆動によって電力が消費したバッテリ３がそのモータ２からの回生電力によって電力消費前の充電率以上に充電されることはない。つまり、傾斜地用軌条電動車１が昇降りの往復運行をする限り、理論上、回生電力によりバッテリ３が過充電される状況が発生しないため、バッテリ３を強制的に放電させる必要性は生じない。

しかしながら、傾斜地用軌条電動車１が勾配の途中で停止した場合、バッテリ３が充電される状況が発生する。下り勾配での停車時にバッテリ３が充電された場合、回生電力によりバッテリ３が過充電になる状況が発生するため、回生電力による過充電が原因でバッテリ３を強制放電させる必要性が生じる。これが強制放電制御を行う理由である。

［１−５−３−２］放電推奨範囲
前記制御手段５は、前記傾斜地用軌条電動車１が下り勾配で停止したとき、かつ、前記バッテリ３に設定された上限充電率を含む所定の放電推奨範囲内の充電率まで充電されているとき、所定の制御放電量だけ前記バッテリ３を強制放電させることが好ましい。

前記バッテリ３に設定された上限充電率を例えば９０％としたとき、所定の放電推奨範囲としては、例えば、８５％≦放電推奨範囲≦１００％、などである。この場合、例えば現在のバッテリ３の充電率が８７％であれば所定の放電推奨範囲内の充電率まで充電されているので、前記制御手段５は、前記傾斜地用軌条電動車１が下り勾配で停止したことを条件に、所定の制御放電量だけ前記バッテリ３を強制放電させる。それに対し、例えば現在のバッテリ３の充電率が７０％であれば所定の放電推奨範囲内の充電率まで充電されていないので、前記制御手段５は、前記傾斜地用軌条電動車１が下り勾配で停止したとしても、前記バッテリ３を強制放電させない。

［１−５−４］強制回生制御
前記制御手段５は、前記第２ブレーキ手段４が作動した状態であっても前記車速が所定範囲以上となるとき、強制回生制御を行うことが好ましい。強制回生制御とは、前記バッテリ３に設定された上限充電率以上に充電されることを無視して、強制的に行われる前記回生充電の制御である。

前記第２ブレーキ手段４が作動した状態であっても前記車速が所定範囲以上となるときとは、例えば、軌条トラブルによりその下り勾配の傾斜角が設定以上になったときや、車両総重量が上限値以上になったとき、前記第２ブレーキ手段４にトラブルが生じたときなど、前記第２ブレーキ手段４が作動しても期待する制動力が得られないときなどが挙げられる。

そして、強制回生制御の下でバッテリ３の充電率が１００％に達したとき、バッテリ３への蓄電がそれ以上できないため、バッテリ３への回生のみではモータ２が回生ブレーキとして作動しない。これを回避するため、制御手段５は、バッテリ３の充電率が１００％等の所定の設定最高充電率に達したとき、メインバッテリ３１への強制回生充電からサブバッテリ３２への強制回生充電又は回生抵抗器における強制放電のどちらか一方又は両方へ切り替える制御を行うことが好ましい。

［１−５−５］補充電制御
前記制御手段５は、以下に記載する補充電条件のいずれか１つ又は全てを満たしたとき、前記サブバッテリ３２から前記メインバッテリ３１に補充電を行うように制御することが好ましい。

補充電条件としては、前記メインバッテリ３１の消費電力量（＝最大保有電力量−保有電力量）が前記サブバッテリ３２の保有電力量以上となったとき、であることが好ましい。最大保有電力量とはバッテリが保有可能な電力量の最大量を意味する。保有電力量とはバッテリが現在保有している電力量を意味する。

例えば、メインバッテリ３１の最大保有電力量が５．１２ｋＷｈ、サブバッテリ３２の最大保有電力量が３．０７２ｋＷｈ、サブバッテリ３２の充電率が８０％である場合、それらに基づき演算した結果、サブバッテリ３２の保有電力量は約２．４６ｋＷｈ（≒３．０７２ｋＷｈ×８０％）となるので、メインバッテリ３１の消費電力量が約２．４６ｋＷｈ以上、すなわち、メインバッテリ３１の保有電力量が約２．６６ｋＷｈ以下（＝５．１２ｋＷｈ−２．４６ｋＷｈ）となったときに、補充電が行われる。

また、他の補充電条件としては、補充電時の充電電流が流れやすいようにするため、前記サブバッテリ３２の電圧が前記メインバッテリ３１の電圧よりも高いとき、であることが好ましい。例えば、メインバッテリ３１の電圧が１１Ｖである場合、サブバッテリ３２の電圧は１１．５Ｖなどの１１Ｖを超える値である。

なお、補充電を行う際、前記制御手段５は、前記サブバッテリ３２から前記メインバッテリ３１に補充電を行うときの充電電流が所定の電流値以下となるように前記補充電を制御することが好ましい。所定の電流値としては、バッテリ３特性を考慮した上で、例えば１Ｃ（クーロン）以下である。

［１−５−６］補充電停止制御
前記制御手段５は、サブバッテリ３２の保護のため、以下に記載する補充電停止条件を満たしたとき、前記サブバッテリ３２から前記メインバッテリ３１への前記補充電を停止する制御をすることが好ましい。

補充電停止条件としては、前記サブバッテリ３２の充電率が下限充電率になったとき、又は、前記サブバッテリ３２の電圧が最低許容電圧になったとき、のいずれかを満たすときである。例えば、サブバッテリ３２の充電率が９％になったとき、その下限充電率は上記の通り１０％であるから、制御手段５は補充電の停止制御を行う。また、サブバッテリ３２の最低許容電圧が６Ｖに設定されているとして、サブバッテリ３２の電圧が６Ｖ未満になったとき、制御手段５は補充電の停止制御を行う。

［２］効果
次に、本実施形態の傾斜地用軌条電動車１の効果を説明する。

（１）前述した目的を達成するため、本発明の傾斜地用軌条電動車１は、傾斜地５０に配置された軌条１０に対する回生ブレーキとして作動するモータ２と、前記モータ２から発生した回生電力を蓄電するバッテリ３と、前記軌条１０の下り勾配における緩急に比例して回生電力を増減させることで車速が所定範囲内となるように前記モータ２から前記バッテリ３への回生充電を制御する制御手段５と、を備えることを特徴とする。

これにより、モータ２は、急な上り勾配のときに大量消費した消費電力に応じて、回生電力を大量に回生させることができる。また、車速が所定範囲内なので、運搬する貨物や人に対して急な慣性力が生じることを防止することができる。また、モータ回生により制動力が発生するため、第２ブレーキ手段４に頼らずに車速を制御することができる。

（２）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記制御手段５は、前記軌条１０の下り勾配における緩急及び車両総重量に比例して変化する前記車速が所定範囲内となるように前記回生充電を制御することを特徴とすることが好ましい。

これにより、モータ２は、上記のような急な上り勾配のときだけでなく、重い貨物の運搬のときにも大量消費する消費電力に応じて、回生電力を大量に回生させることができる。

（３）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記制御手段５は、前記傾斜地用軌条電動車１が下り勾配で停止したとき、所定の制御放電量だけ前記バッテリ３を強制放電させることを特徴とすることが好ましい。

これにより、車両が下り勾配で停止した後の再出発時において、バッテリ３の充電率にかかわらず、回生ブレーキを利用することができる。

（４）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記制御手段５は、前記傾斜地用軌条電動車１が下り勾配で停止したとき、かつ、前記バッテリ３に設定された上限充電率を含む所定の放電推奨範囲内の充電率まで充電されているとき、所定の制御放電量だけ前記バッテリ３を強制放電させることを特徴とすることが好ましい。

これにより、下り勾配での車両停止時にバッテリ３が満充電付近でない場合にはバッテリ３を放電させないので、バッテリ３を無駄に放電することなく再出発時において回生ブレーキを利用することができる。

（５）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記モータ２が前記軌条１０の下り勾配時に前記バッテリ３に回生充電することができないときに自動的に作動する第２ブレーキ手段４と、を更に備えることを特徴とすることが好ましい。

これにより、回生ブレーキでの制動ができない場合にも第２ブレーキ手段４が車両を安全に制動させることができる。

（６）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記制御手段５は、前記第２ブレーキ手段４が作動した状態であっても前記車速が所定範囲以上となるとき、前記バッテリ３に設定された上限充電率以上に充電されることを無視して前記回生充電を強制的に行う制御を行うことを特徴とすることが好ましい。

これにより、車両高速時にはバッテリ３保護よりも車速制限が優先させるので、車両を安全に運行させることができる。

（７）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記バッテリ３は、メインバッテリ３１と、サブバッテリ３２と、により構成されており、前記制御手段５は、前記メインバッテリ３１の消費電力量（＝最大保有電力量−保有電力量）が前記サブバッテリ３２の保有電力量以上となったとき、前記サブバッテリ３２から前記メインバッテリ３１に補充電を行うように制御することを特徴とすることが好ましい。

これにより、回生ブレーキによる回生充電と、サブバッテリ３２による補充電とをバランスさせながらメインバッテリ３１を充電することができる。

（８）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記制御手段５は、前記サブバッテリ３２の電圧が前記メインバッテリ３１の電圧よりも高いときに、前記サブバッテリ３２から前記メインバッテリ３１に前記補充電を行うように制御することを特徴とすることが好ましい。

これにより、サブバッテリ３２からメインバッテリ３１に流れる充電電流が流れやすくなるので、サブバッテリ３２からメインバッテリ３１に充電電流を流すための補充電手段を省略することができる。

（９）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記制御手段５は、前記サブバッテリ３２から前記メインバッテリ３１に補充電を行うときの充電電流が所定の電流値以下となるように前記補充電を制御することを特徴とすることが好ましい。

これにより、サブバッテリ３２からメインバッテリ３１へ大きな充電電流が流れることを防止することができるので、メインバッテリ３１の寿命を伸ばすことができる。

（１０）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記制御手段５は、前記サブバッテリ３２の充電率が下限充電率になったとき又は前記サブバッテリ３２の電圧が最低許容電圧になったときのいずれかを満たすときに、前記サブバッテリ３２から前記メインバッテリ３１への前記補充電を停止する制御をすることを特徴とすることが好ましい。

これにより、サブバッテリ３２からメインバッテリ３１への充電電流が過剰に流れることによるサブバッテリ３２の過放電を防止することができるので、サブバッテリ３２の寿命を伸ばすことができる。

（１１）また、本発明の傾斜地用軌条電動車１において、前記メインバッテリ３１は、前記傾斜地用軌条電動車１に対する固定式バッテリであり、前記サブバッテリ３２は、前記傾斜地用軌条電動車１に対する着脱式バッテリであって前記メインバッテリ３１と比較して軽量に構成されていることを特徴とすることが好ましい。

これにより、メインバッテリ３１と比較して軽量なサブバッテリ３２を充電設備まで携帯することができるので、充電設備を所定間隔で設置する費用を削減することができる。

すなわち、本実施形態の傾斜地用軌条電動車１によれば、効率的な回生充電及び着脱式サブバッテリ３２による補充電等の作用により、種々の充電問題を解決することができるという効果を奏する。

なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に比例して種々の変更が可能である。

１ 傾斜地用軌条電動車
２ モータ
３ バッテリ
４ 第２ブレーキ手段
５ 制御手段
５１ 回生制御ユニット
５２ 補充電制御ユニット
１０ 軌条
５０ 傾斜地

Claims (11)

1. 傾斜地に配置された軌条に対する回生ブレーキとして作動するモータと、
   前記モータから発生した回生電力を蓄電するバッテリと、
   前記軌条の下り勾配における緩急に比例して回生電力を増減させることで車速が所定範囲内となるように前記モータから前記バッテリへの回生充電を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする傾斜地用軌条電動車。
2. 前記制御手段は、前記軌条の下り勾配における緩急及び車両総重量に比例して変化する前記車速が所定範囲内となるように前記回生充電を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の傾斜地用軌条電動車。
3. 前記制御手段は、前記傾斜地用軌条電動車が下り勾配で停止したとき、所定の制御放電量だけ前記バッテリを強制放電させる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の傾斜地用軌条電動車。
4. 前記制御手段は、前記傾斜地用軌条電動車が下り勾配で停止したとき、かつ、前記バッテリに設定された上限充電率を含む所定の放電推奨範囲内の充電率まで充電されているとき、所定の制御放電量だけ前記バッテリを強制放電させる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の傾斜地用軌条電動車。
5. 前記モータが前記軌条の下り勾配時に前記バッテリに回生充電することができないときに自動的に作動する第２ブレーキ手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の傾斜地用軌条電動車。
6. 前記制御手段は、前記第２ブレーキ手段が作動した状態であっても前記車速が所定範囲以上となるとき、前記バッテリに設定された上限充電率以上に充電されることを無視して前記回生充電を強制的に行う制御を行う
   ことを特徴とする請求項５に記載の傾斜地用軌条電動車。
7. 前記バッテリは、メインバッテリと、サブバッテリと、により構成されており、
   前記制御手段は、前記メインバッテリの消費電力量（＝最大保有電力量−保有電力量）が前記サブバッテリの保有電力量以上となったとき、前記サブバッテリから前記メインバッテリに補充電を行うように制御する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の傾斜地用軌条電動車。
8. 前記制御手段は、前記サブバッテリの電圧が前記メインバッテリの電圧よりも高いときに、前記サブバッテリから前記メインバッテリに前記補充電を行うように制御する
   ことを特徴とする請求項７に記載の傾斜地用軌条電動車。
9. 前記制御手段は、前記サブバッテリから前記メインバッテリに補充電を行うときの充電電流が所定の電流値以下となるように前記補充電を制御する
   ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の傾斜地用軌条電動車。
10. 前記制御手段は、前記サブバッテリの充電率が下限充電率になったとき又は前記サブバッテリの電圧が最低許容電圧になったときのいずれかを満たすときに、前記サブバッテリから前記メインバッテリへの前記補充電を停止する制御をする
    ことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の傾斜地用軌条電動車。
11. 前記メインバッテリは、前記傾斜地用軌条電動車に対する固定式バッテリであり、
    前記サブバッテリは、前記傾斜地用軌条電動車に対する着脱式バッテリであって前記メインバッテリと比較して軽量に構成されている
    ことを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の傾斜地用軌条電動車。