JP5461328B2 - 蓄電装置を備えた車両の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の駆動装置に係り、特に、列車にエンジンと発電機と蓄電装置を搭載したシリーズハイブリッド方式の鉄道車両システムに関する。

エンジン発電機と蓄電装置を組み合わせたハイブリッド気動車は、蓄電装置を設けることにより、制動時に発生する回生エネルギを蓄電装置で一旦吸収することが可能であり、この吸収した回生エネルギを力行時に必要なエネルギの一部として再利用することにより省エネルギを実現することができる。

ハイブリッド車両のような蓄電装置を搭載した鉄道車両においては、蓄電装置への充放電動作によって、蓄電装置の発熱が課題となる場合がある。蓄電装置には二次電池やキャパシタ等の種類があるが、いずれも電気機器としての内部損失が存在する。

例えば、二次電池の場合、主に電池セルの電極材と電解液の間でイオン収受するときに電気的な内部損失（内部抵抗）が発生する。即ち、蓄電装置を急速に充放電しようとすると、蓄電装置の内部損失の影響で発熱が大きくなる傾向がある。

蓄電装置には、安全な動作を保障する使用温度範囲、また所定の性能を満足できる使用温度範囲が、それぞれ装置の仕様として決まっていることが一般的である。これらの仕様温度範囲の上限を超えて蓄電装置を稼動することは、蓄電装置が故障する原因となり、また蓄電装置の寿命を早める原因となるため避けなければならない。

このため、蓄電装置の温度を適正な範囲内で動作させるため、蓄電装置に冷却装置を併設し、蓄電装置の発熱による温度上昇を抑制して蓄電装置の温度が所定の温度以上とならないようにしている。蓄電装置の冷却装置としては、例えば、冷却ファンが用いられる。また、蓄電装置の発熱を蓄電装置の温度状態、車両の運転状態によって充放電電流を制御することによって、発熱を抑制する手法が、例えば特許文献１、特許文献２に述べられている。

このようなシステムでは、蓄電装置の温度を制御器にとりこみ、制御器内部で蓄電装置の温度が所定の値以上となった場合に、蓄電装置冷却用ファンに対して、ファン動作指令を出力し、蓄電装置を冷却させる。また、蓄電装置の充放電電流と、冷却ファン動作温度の基準値を、蓄電装置の温度状態や、車両の運転状態に応じて、最適に制御することによって蓄電装置の温度上昇を極力抑制する仕組みとなっている。

図２は、鉄道車両におけるシリーズハイブリッド駆動システム方式を示す図である。

シリーズハイブリッド駆動システム方式は、エンジン１と、エンジン１によって駆動され交流電力を出力する発電機９と、交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置１０と、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置１１と、鉄道車両を駆動する電動機１２と、電動機１２の出力を減速して輪軸１４に伝達する減速機１３と、蓄電装置２とを有して構成される。

エンジン１は、エンジン制御器８からのエンジン出力指令に従って、軸トルクを出力する。エンジン制御器８が出力するエンジン出力指令は、統括制御部５内のエンジン出力指令生成部６からのエンジンノッチ（出力）指令Ｓ＿ＥＮＴＣを入力として、エンジンが定出力となるように出力される。

発電機９は、エンジン１の軸トルクを入力として、これを三相交流電力に変換して出力する。コンバータ装置１０は、発電機９から出力される三相交流電力を入力として、これを指令された電力量に対応した直流電力に変換し出力する。ここで、コンバータ装置１０は制御器からの出力指令に従った出力となるように定電力制御をする。

インバータ装置１１は、コンバータ装置１０から出力される直流電力を入力としてこれを三相交流電力に変換して出力する。電動機１２は、インバータ装置１１が出力する三相交流電力を入力としてこれを軸トルクに変換して出力する。ここで、インバータ装置１１は、電動機１２の出力トルクが制御器により出力指令に基づいたトルクを出力するように可変電圧可変周波数制御をする。

減速機１３は、電動機１２の軸トルク出力を回転数の減速により増幅して出力し、輪軸１４を駆動して車両を加減速する。蓄電装置２は、コンバータ装置１０とインバータ装置１１間の直流部と接続されている。

モニタ装置４は車両の運転台等に設けられ、統括制御器５内のエンジン出力指令生成部６に車両走行位置信号または在駅コード信号Ｒ＿ＰＯＳを出力する。統括制御器５内の蓄電装置制御部７は蓄電装置２の温度情報信号Ｒ＿ＴＢＡＴを入力し、蓄電装置冷却用の冷却ファン３に冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴを出力する。

この構成によれば、停車・低速時にはエンジン発電を停止し、蓄電装置２の出力のみで走行することで、アイドルストップによる駅構内静音化が実現できる。また、走行中にはエンジン発電を最大エンジン効率点で定出力運転して、インバータ消費電力に対する過不足分を蓄電装置２の充放電電力で負担することにより、システムの省エネルギを実現できる。

蓄電装置２の搭載容量は小型軽量化の要求から充放電性能は必要最小限とするため、蓄電装置２の充放電電流は最大仕様付近まで使用する。このため、先に述べたように蓄電装置の充放電により発生する発熱による蓄電装置の温度上昇の影響も大きく、温度上昇を抑制するため、統括制御器５内の蓄電装置制御部７で蓄電装置２の温度を監視し、蓄電装置２の温度が所定の温度以上となった場合に、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴを出力する。

また、下り連続勾配の区間などでは加速時に必要なインバータ消費電力が蓄電装置２からの放電電力のみで供給できるため、モニタ装置から車両走行位置情報Ｒ＿ＰＯＳをエンジン出力指令生成部６に取り込むことで、下り連続勾配区間である場合、エンジンノッチ（出力）指令Ｓ＿ＥＮＴＣを制御しエンジン停止させることで、燃費の向上や静音化を実現している。

この構成の場合、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴは蓄電装置の温度が所定の温度以上の場合に走行位置、車両運転状態に関わらず常時動作オン信号状態となり、後述する黒煙や塩風、塵埃の影響を常に受けやすい状態となる。

特開２０１０−１１６８４号公報 特開２００８−２４５４８５号公報

エンジンを搭載した鉄道車両においては、エンジン排煙管は一般的に屋根上に設置される。また、シリーズハイブリッド車両においては、機器の艤装の面から蓄電装置は車内や屋根上に艤装される。

特に、屋根上に蓄電装置を艤装した場合には、エンジン排煙管からの排煙に含まれる黒煙が、蓄電装置内部に流入することになる。特に、蓄電装置の冷却ファン動作中には黒煙の取込の影響が大きくなる。この場合、蓄電装置内部にエンジンの黒煙の流入によって、蓄電装置内部の電池セルがススにより覆われる。

図３は、車両に搭載された蓄電装置へエンジンからの排煙が取り込まれる例を示す図である。図３に示すように車体１５の屋根上にエンジン１のエンジン排煙管１６と蓄電装置２を艤装した車両においては、エンジン排煙管１６からの排煙１７の排出時に、図３に示す一点鎖線矢印の方向に車両が進行する場合、図３の太線矢印に示す排煙経路によって蓄電装置２の冷却ファン３の冷却風取込口１８へ排煙１７が取り込まれる。

これによって、蓄電装置２の内部に排煙１７に含まれる黒煙のススが蓄電装置内部のスス等取込防止用のフィルタや電池セル、電極部等に付着する。特に蓄電装置の冷却ファンの動作中はこの影響を受けやすく、このときはススの付着がより多く付着することになる。

黒煙の発生は、一般的にエンジンの回転数が低い範囲での負荷上昇時や、出力増加時に発生しやすい。後述するシリーズハイブリッド方式の駆動システムにおいては、エンジンの回転数と出力は、蓄電装置の充電状態や車両の運転状態によって変化するため、黒煙の発生もこの時に起こりやすくなる。

フィルタへのスス付着によって、フィルタ汚損が進む。フィルタ汚損が進むと蓄電装置の冷却性能が低下するため、フィルタは周期的に洗浄メンテナンスが必要である。フィルタ汚損までの期間が短い場合には、フィルタメンテナンス頻度が多く、大きな労力を費やす。フィルタで完全に除去できなかったススは電池セルや電極部に付着することとなり、蓄電装置２の絶縁劣化が起こる。絶縁劣化が起きた場合、蓄電装置２が短絡故障に至る可能性がある。

また、蓄電装置を屋根上艤装等車外に艤装した場合には、外気の塵埃や塩風も取り込まれる。図４には車両が海岸線を走行する場合に、車両に搭載された蓄電装置へ塩風が取り込まれる例を示す図である。図４に示すように車体１５の屋根上に蓄電装置２が艤装された車両においては、海１９から吹く塩風が蓄電装置２に取り込まれる。

特に、蓄電装置２の冷却風取込口１８が海岸線側側面にある場合で、屋根上にある場合、塩風を妨害するものがなくこの影響を受けやすい。蓄電装置２の冷却ファン３の動作中には、さらにこの影響を受けやすくなる。これによって蓄電装置２の内部に塩風に含まれる塩分が蓄電装置２の内部のフィルタや電池セル、電極部等に付着する。

この場合も、図３にて説明したススの付着と同様、フィルタで完全に除去できなかった塩分がセルや電極部に付着することとなり、蓄電装置２の腐食劣化や酸化等の塩害が起こる。エンジン排煙からのススや塵埃、塩風が蓄電装置２の内部の例えば電池セルや電極部等に付着した場合、この部分の絶縁が劣化し、最終的には短絡故障に至る可能性がある。

これら、排煙や外気の塵埃、塩風の影響を防ぐため、蓄電装置２の冷却ファン３の冷却風取込口１８には先に述べたようにフィルタ等を設けるが、完全に防止することは難しく、フィルタのメンテナンスにも労力を費やす。

そこで、本発明の課題は、エンジンの排煙に含まれる黒煙や塩風、塵埃等の蓄電装置内部への取込を低減することによって、黒煙、塩風、塵埃等による蓄電装置の絶縁劣化とフィルタ汚損の影響を低減することである。

本発明は、蓄電装置を搭載した車両の駆動システムにおいて、蓄電装置冷却用ファンの動作を、例えば、エンジンからの排煙に含まれる黒煙が発生しやすい状態のとき、または塩風や塵埃の影響を受けやすい区間を走行中の場合に、蓄電装置冷却ファンを停止させる。

本発明の車両の駆動装置は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ手段と、前記インバータ手段によって変換された交流電力により駆動される電動機と、前記直流電力を充電および放電可能な蓄電装置と、前記蓄電装置を冷却する冷却ファンと、を有する車両の駆動装置において、前記冷却ファン動作指令信号を出力する冷却ファン制御手段と、車両走行位置情報を取り込む装置と、前記エンジンへ、エンジン出力指令信号を出力するエンジン制御器と、を備え、前記直流電源は、エンジンにより駆動される発電手段が発生する交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段を有する直流電力発生手段であり、車体に前記エンジンの排気管と前記蓄電装置が艤装され、車両走行中に前記蓄電装置の前記冷却ファンに前記エンジンの排気管からの排煙と外気とが取り込まれ、前記冷却ファン制御手段は、前記エンジン出力指令信号が増加する場合、および車両走行位置が所定の区間内である場合に前記冷却ファンを停止または出力低下させることを特徴とする。

本発明によれば、黒煙、塩風、塵埃等の蓄電装置内部への取込を低減し、蓄電装置の汚損や腐食による絶縁劣化や、フィルタ汚損の影響を低減することができる。

図１は本発明の蓄電装置を備えた鉄道車両の駆動装置の制御構成を示す図である。 図２は鉄道車両におけるハイブリッド駆動システム方式の構成を示す図である。 図３は車両に搭載された蓄電装置へエンジンからの排煙が取り込まれる例を示す図である。 図４は車両に搭載された蓄電装置へ塩風が取り込まれる例を示す図である。 図５は本発明の実施例１の蓄電装置を備えた鉄道車両の駆動装置における詳細制御を示す図である。 図６は本発明の実施例１のファン動作指令信号のタイミングチャートの例を示す図である。 図７は本発明の実施例２のファン動作不許可信号（ａ）の生成例を示す図である。 図８は本発明の実施例３のファン動作不許可信号（ａ）の生成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明していく。

図１は本発明における制御構成を示す図である。統括制御器５内のエンジン出力指令生成部６は、モニタ装置４からの車両位置信号または在駅位置信号Ｒ＿ＰＯＳを入力し、エンジン制御器８にエンジンノッチ指令（出力）指令信号Ｓ＿ＥＮＴＣを、蓄電装置制御部７に冷却ファン不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴを出力する。

蓄電装置制御部７は、蓄電装置２からの蓄電装置温度情報信号Ｒ＿ＴＢＡＴと、モニタ装置４からの車両位置信号または在駅位置信号Ｒ＿ＰＯＳを統括制御器５内で車両位置信号または在駅位置信号Ｒ＿ＰＯＳ０を入力し、蓄電装置冷却用の冷却ファン３に冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴを出力する。

この構成により、以下の動作を実現できる。エンジン出力指令生成部では、エンジン指令やエンジンの動作が所定の条件のときに蓄電装置制御部７に冷却ファン不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴを出力する。

蓄電装置制御部７は、モニタ装置４からの車両位置信号または在駅位置信号Ｒ＿ＰＯＳ１によって車両の走行位置を判断できるようになる。これによって黒煙の発生しやすいエンジンの出力変化時に冷却ファン不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴによって冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴを制御し、ファン動作オフを可能とする。また、塩風の影響を受けやすい区間の走行時に、同様に冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴを制御し、ファン動作オフを可能とする。

この冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴを制御し、ファン動作オフをさせる詳細制御の一実施形態例を図５に示す。エンジン出力指令生成部６では、エンジンノッチ（出力）指令信号Ｓ＿ＥＮＴＣの増加変化時に信号増加変化検知器２３にてＨｉｇｈの信号を出力する。

立上げ時間調整器２４では増加変化検知器２３の出力信号がＨｉｇｈに立ち上がった時に一定時間Ｔｂの間出力信号をＨｉｇｈにする。

また、エンジン出力指令生成部６は、前後進信号Ｃ＿ＦＲを入力し比較演算器２０ｄによって前進後進条件を判別し、ファン動作不許可信号を出力させる方向に進行するとき（例えば前進のとき）信号をＨｉｇｈ出力する。

論理積演算器２１ｂには比較演算器２０ｅの出力信号と立上げ時間調整器２４の出力信号を入力とし、論理積演算を行ってファン動作不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴを出力する。ファン動作不許可信号（ｂ） Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴは蓄電装置制御部７へ入力する。

蓄電装置制御部７では、蓄電装置温度情報信号Ｒ＿ＴＢＡＴと、車両位置信号（在駅信号）０ Ｒ＿ＰＯＳ０と、前後進信号Ｃ＿ＦＲを入力する。比較演算器２０ａは、蓄電装置温度情報信号Ｒ＿ＴＢＡＴと、ファン動作温度１ ＴＢＡＴ＿ＬＶ１を入力とし、蓄電装置温度情報信号Ｒ＿ＴＢＡＴがファン動作温度１ ＴＢＡＴ＿ＬＶ１以上のときファン動作オン（レベル１）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ１をＨｉｇｈ出力する。

比較演算器２０ｂは、蓄電装置温度情報信号Ｒ＿ＴＢＡＴと、ファン動作温度２ ＴＢＡＴ＿ＬＶ２を入力とし、蓄電装置温度情報信号Ｒ＿ＴＢＡＴがファン動作温度２ ＴＢＡＴ＿ＬＶ２以上のときファン動作オン（レベル２）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ２をＨｉｇｈ出力する。

比較演算器２０ｃは、車両位置信号（在駅信号）０ Ｒ＿ＰＯＳ０と、車両位置基準信号ＰＯＳ１と車両位置基準信号ＰＯＳ２と前後進信号Ｃ＿ＦＲを入力とし、それぞれが特定の条件を満たす時（例えば、車両位置信号（在駅信号）０ Ｒ＿ＰＯＳ０が、車両位置基準信号ＰＯＳ１と車両位置基準信号ＰＯＳ２との間の条件にあり、かつ前後進信号Ｃ＿ＦＲが前進のとき）、ファン動作不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴをＨｉｇｈ出力する。

論理積演算器２１ａは、ファン動作オン（レベル２）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ２と、ファン動作不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴの負論理と、ファン動作不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴの負論理を入力とし、論理積演算を行ってファン動作許可信号Ｃ＿ＦＢＡＴを出力する。

論理和演算器２２は、ファン動作オン（レベル１）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ１と、ファン動作許可信号Ｃ＿ＦＢＡＴを入力とし、論理和演算を行って冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴを出力する。

これにより以下の動作を実現する。冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴは、ファン動作オン（レベル１）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ１がＨｉｇｈ出力されるか、またはファン動作許可信号Ｃ＿ＦＢＡＴがＨｉｇｈ出力されているときにＨｉｇｈ信号となる。この冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴがＨｉｇｈのとき、冷却ファンはオン動作をする。

いま、ファン動作オン（レベル１）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ１がＬｏｗ出力され、ファン動作オン（レベル２）がＨｉｇｈ出力の場合を考える。このとき、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴの出力、即ち冷却ファンのオン／オフ動作は、ファン動作許可信号Ｃ＿ＦＢＡＴの出力信号によって制御される。仮に、蓄電装置温度情報信号Ｒ＿ＴＢＡＴが、
ＴＢＡＴ＿ＬＶ２≦Ｒ＿ＴＢＡＴ＜ＴＢＡＴ＿ＬＶ１
を満たす時、ファン動作オン（レベル２）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ２がＨｉｇｈ出力となる場合を考える。

このとき、ファン動作許可信号Ｃ＿ＦＢＡＴがＨｉｇｈ出力されるのは、ファン動作不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴと、ファン動作不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴが共にＬｏｗの場合であり、どちらか一方が、Ｈｉｇｈ出力の場合には、ファン動作許可信号Ｃ＿ＦＢＡＴはＬｏｗ出力となる。

いま、車両が特定の方向に進んでいるときに、エンジン出力が増加方向に変化し、黒煙が発生しやすい状況となった場合、論理積演算器２１ｂによって、一定時間ファン動作不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴがＨｉｇｈとなる。これによって、エンジン出力が上昇する一定期間の間、ファンの動作をオフすることができる。

また、車両が特定区間を特定方向に進むとき（例えば、先に記載したように車両位置（在駅）が、車両位置基準１と車両位置基準２との間の条件にあり、かつ前進のとき）にファン動作不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴを出力することによって、例えば塩風や塵埃の影響を受けやすい区間を走行中にファンをオフ動作させることができる。

このように、蓄電装置の温度がファン動作オン温度２ ＴＢＡＴ＿ＬＶ２以上、蓄電装置の温度がファン動作オン温度１ ＴＢＡＴ＿ＬＶ１未満のときに、黒煙や塩風等の吸い込みの可能性がある条件でファン動作をオフし、これらの吸い込みを低減することが可能である。

図６には、ファン動作オン（レベル１）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ１と、ファン動作オン（レベル２）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ２と、ファン動作不許可信号（ａ）と、ファン動作不許可信号（ｂ）と、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴの信号動作タイミングチャートの例を示す。

期間Ａでは、蓄電装置温度Ｒ＿ＴＢＡＴがファン動作オン温度（レベル２）ＴＢＡＴ＿ＬＶ２未満のため、ファン動作オン（レベル１）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ１、ファン動作オン（レベル２）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ２ともオフ状態となり、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴもオフとなってファン動作は停止している。

期間Ｂでは、蓄電装置温度Ｒ＿ＴＢＡＴがファン動作オン温度（レベル２）ＴＢＡＴ＿ＬＶ２以上（かつファン動作オン温度（レベル１）ＴＢＡＴ＿ＬＶ１未満）となり、ファン動作オン（レベル２）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ２がオン（ファン動作オン（レベル１）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ１がオフ）となる。このとき、ファン動作不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴとファン動作不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴがオフ状態であるので、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴはオンとなり、冷却ファンが動作する。

期間Ｃでは、例えば黒煙の発生しやすいエンジンの出力変化時に冷却ファン不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴがオンとなることによって、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴはオンとなり、冷却ファンが停止する。

期間Ｄでは、ファン動作不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴがオフとなり、ファン動作不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴもオフ状態であるので、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴはオンとなり、冷却ファンが動作する。

期間Ｅでは、例えば塩風や塵埃の影響を受けやすい区間を走行中に冷却ファン不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴがオンとなることによって、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴはオフとなり、冷却ファンが停止する。

期間Ｆでは、蓄電装置温度Ｒ＿ＴＢＡＴがファン動作オン温度（レベル１）ＴＢＡＴ＿ＬＶ１以上となり、ファン動作オン（レベル１）Ｓ＿ＦＢＡＴ＿ＬＶ１がオンとなる。これにより、ファン動作不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴとファン動作不許可信号（ｂ）Ｃｂ＿ＦＮＢＡＴの状態にかかわらず、冷却ファン動作信号Ｓ＿ＦＢＡＴはオンとなり、冷却ファンが動作する。

以上、図１、図２、図５、図６の説明においては、ファン動作不許可信号による冷却ファン動作信号のオンオフを特定の温度範囲内で実施する例を示しているが、必ずしも特定の温度範囲内で実施する必要は無く、ファン動作不許可信号によって冷却ファン動作信号をオンオフしたり、他の条件と組み合わせて実施する形としてもよい。

図７には、本発明の実施例２のファン動作不許可信号（ａ）の生成例を示す。この構成では、図５に示す位置信号Ｒ＿ＰＯＳ０の代わりに地上設備からの位置信号Ｒ＿ＰＯＳ＿Ｓを比較演算器２０ｅに入力する。

車両位置信号Ｒ＿ＰＯＳ＿Ｓと、車両位置基準信号１ ＰＯＳ１と車両位置基準信号２ ＰＯＳ２と前後進信号Ｃ＿ＦＲを入力とし、それぞれが特定の条件を満たす時（例えば、車両位置信号Ｒ＿ＰＯＳ＿Ｓが、車両位置基準信号１ ＰＯＳ１と車両位置基準信号２ ＰＯＳ２との間の条件にあり、かつ前後進信号Ｃ＿ＦＲが前進のとき）、ファン動作不許可信号（ａ）Ｃａ＿ＦＮＢＡＴをＨｉｇｈ出力する。

このように、車両の位置信号をモニタ装置からの入力信号ではなく、位置情報を取得できる設備から入力させてもよい。

図８に、本発明の実施例３のファン動作不許可信号（ａ）の生成における第三の実施形態の例を示す。

換算器２４にロータ周波数Ｆｒ＿ｉｎｖを入力して、車両速度に換算し、積分器２６にて走行距離ｘｃを演算し、走行距離ｘｃと距離基準値ｘａ＿ｄｉｆを比較演算器２０ｇに入力し、走行距離ｘｃと距離基準値ｘａ＿ｄｉｆを比較して所定の条件（例えば、ｘｃ≦ｘａ＿ｄｉｆのとき）ファン動作不許可信号Ｃａ＿ＦＮＢＡＴを出力する。

比較演算器２０ｆには、車両位置信号Ｒ＿ＰＯＳ０と車両位置基準値ＰＯＳ３を入力し、車両位置信号Ｒ＿ＰＯＳ０と車両位置基準値ＰＯＳ３を比較して所定の条件のとき積分器２６をゼロクリアする。

この構成により、所定の位置から所定の距離の間、ファン動作不許可信号ａを生成することができる。（例えば、Ｒ＿ＰＯＳ０がＰＯＳ３を満たした時に、走行距離ｘｃ≦ｘａ＿ｄｉｆ（ファンを動作させたい距離）の範囲でファン動作不許可信号（ａ）をＨｉｇｈ出力することでｘｃ≦ｘａ＿ｄｉｆの間ファン動作をオフできる。

上述した各実施例では、エンジンを搭載と蓄電装置を搭載した鉄道車両を例に挙げて説明したが、本発明は当該実施例に限られるものではなく、エンジンを搭載していなくても蓄電装置と冷却ファンと車両走行位置情報を取り込む手段を搭載した車両であれば適用可能である。各実施例に記載したように車両走行位置情報に基づいて冷却ファンの動作を制御するようにする。具体的には、塩風や塵埃の影響を受けやすい区間を走行中に冷却ファンを停止させて、蓄電装置の絶縁劣化とフィルタ汚損の影響を低減することができる。

また、車両走行位置情報を取り込む手段を搭載していない車両であっても、エンジンと蓄電装置と冷却ファンを搭載した車両であれば本発明は適用できる。実施例１に記載したようにエンジンの出力が黒煙を発生しやすい条件で出力変化した時に、冷却ファンを停止させて、黒煙による蓄電装置の絶縁劣化とフィルタ汚損の影響を低減することができる。

また、上記した各実施例では、冷却ファンを停止させることにより、蓄電装置の絶縁劣化とフィルタ汚損の影響を低減することを説明したが、必ずしも冷却ファンは停止させる必要はなく、冷却ファンの出力を低下させれば、蓄電装置の絶縁劣化とフィルタ汚損の影響を低減させるという本発明の効果を達成することが可能である。

１ エンジン
２ 蓄電装置
３ 冷却ファン
４ モニタ装置
５ 統括制御器
６ エンジン出力指令生成部
７ 蓄電装置制御部
８ エンジン制御器
９ 発電機
１０ コンバータ装置
１１ インバータ装置
１２ 電動機
１３ 減速機
１４ 輪軸
１５ 車体
１６ エンジン排煙管
１７ 排煙
１８ 冷却風取込口
１９ 海
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇ 比較演算器
２１ａ，２１ｂ 論理積演算器
２２ 論理和演算器
２３ 増加変化検知器
２４ 立上げ時間調整器
２５ 換算器
２６ 積分器

Claims (4)

1. 直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ手段と、
   前記インバータ手段によって変換された交流電力により駆動される電動機と、
   前記直流電力を充電および放電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置を冷却する冷却ファンと、を有する車両の駆動装置において、
   前記冷却ファン動作指令信号を出力する冷却ファン制御手段と、
   車両走行位置情報を取り込む装置と、前記エンジンへ、エンジン出力指令信号を出力するエンジン制御器と、を備え、
   前記直流電源は、エンジンにより駆動される発電手段が発生する交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段を有する直流電力発生手段であり、
   車体に前記エンジンの排気管と前記蓄電装置が艤装され、車両走行中に前記蓄電装置の前記冷却ファンに前記エンジンの排気管からの排煙と外気とが取り込まれ、
   前記冷却ファン制御手段は、前記エンジン出力指令信号が増加する場合、および車両走行位置が所定の区間内である場合に前記冷却ファンを停止または出力低下させることを特徴とする車両の駆動装置。
2. 直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ手段と、
   前記インバータ手段によって変換された交流電力により駆動される電動機と、
   前記直流電力を充電および放電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置を冷却する冷却ファンと、を有する車両の駆動装置において、
   前記冷却ファンの動作指令信号を出力する冷却ファン制御手段と、
   車両走行位置情報を取り込む装置と、前記エンジンへ、エンジン出力指令信号を出力するエンジン制御器と、を備え、
   前記直流電源は、エンジンにより駆動される発電手段が発生する交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段を有する直流電力発生手段であり、
   車体に前記エンジンの排気管と前記蓄電装置が艤装され、車両走行中に前記蓄電装置の前記冷却ファンに前記エンジンの排気管からの排煙と外気とが取り込まれ、
   前記蓄電装置の温度を検出する手段を備え、
   検出した蓄電装置の温度が所定値以下である場合に、前記冷却ファン制御手段は、前記エンジン出力指令信号および前記車両走行位置情報に応じて前記冷却ファンの動作指令信号を調節することを特徴とする車両の駆動装置。
3. エンジンにより駆動される発電手段が発生する交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段を有する直流電力発生手段と、
   前記直流電力を交流電力に変換するインバータ手段と、
   前記インバータ手段によって変換された交流電力により駆動される電動機と、
   前記直流電力を充電および放電する蓄電装置と、
   前記蓄電装置を冷却する冷却ファンと、を有する車両の駆動装置において、
   前記冷却ファン動作指令信号を出力する冷却ファン制御手段と、
   前記エンジンへ、エンジン出力指令信号を出力するエンジン制御器と、を備え、
   前記冷却ファン制御手段は、エンジン出力指令信号によって前記蓄電装置のファン動作指令信号を制御する機能を有しており、
   車体に前記エンジンの排気管と前記蓄電装置が艤装され、車両走行中に前記蓄電装置の前記冷却ファンに前記エンジンの排気管からの排煙と外気とが取り込まれ、
   前記冷却ファン制御手段は、前記エンジン出力指令信号が増加する場合に前記冷却ファンを停止または出力低下させることを特徴とする車両の駆動装置。
4. 請求項３に記載の車両の駆動装置において、
   前記蓄電装置の温度を検出する手段を備え、
   検出した蓄電装置の温度が所定値以下であり、前記エンジン出力指令信号が増加する場合に、前記冷却ファン制御手段は、前記冷却ファンを停止または出力低下させることを特徴とする車両の駆動装置。

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