JP5777815B2

JP5777815B2 - 電気車の推進制御装置およびその制御方法

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Publication number: JP5777815B2
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Description

本発明は、電力貯蔵装置を備えた電気車の推進制御装置およびその制御方法に関する。

従来、例えば下記特許文献１には、鉄道車両として、エンジンに動力伝達装置を介してつながる発電機と、その発電機の出力を直流に変換する整流器と、整流器につながるインバータと、インバータにつながるモータと、整流器とインバータの間の配線から分岐してつながるエネルギー蓄積装置と、整流器とインバータとエネルギー蓄積装置との間に接続されるエネルギー制御装置と、を有する構成が開示されている。

また、下記特許文献２には、鉄道車両の駆動システムとして、エンジンと、エンジンが発生した軸回転力を交流電力に変換する発電機と、発電機が発生した交流電力を直流電力に変換して電力伝達手段に供給するＡＣ／ＤＣ変換器と、電力伝達手段により供給される直流電力を３相交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置と、エンジン、発電機、ＡＣ／ＤＣ変換器、インバータ装置および電動機を制御するシステム統括制御装置を備える構成が開示されている。

なお、この特許文献２では、電力発生手段であるエンジンおよび発電機に代えて蓄電手段を備える構成も開示されており、この場合には、ＡＣ／ＤＣ変換器に代えてＤＣ／ＤＣ変換器を備える構成とされている。

特開２００３−１３４６０４号公報特開２０１０−０８８１４５号公報

上記特許文献１では、電力貯蔵装置としてのエネルギー蓄積装置を有しているが、架線電力を利用しないハイブリッド車両であり、また、エネルギー蓄積装置をＤＣ／ＡＣ変換器であるインバータの入力段に直結する構成であるため、架線電力を利用する鉄道車両に使用することは困難である。

この点、特許文献２では、エンジンおよび発電機を電力発生手段とする場合には、この電力発生手段と架線電圧との間の電圧差はＡＣ／ＤＣ変換器が調節し、電力貯蔵装置を電力発生手段とする場合には、この電力貯蔵装置と架線電圧との間の電圧差はＤＣ／ＤＣ変換器が調節することにより対応している。

しかしながら、特許文献２の考え方では、従来のハイブリッド車両を、架線電力、エンジンおよび発電機、電力貯蔵装置による３つの電力を利用するシステム構成とする場合、電動機を駆動するためのＤＣ／ＡＣ変換器であるインバータと、エンジンおよび発電機による交流電圧を架線電圧に調節するためのＡＣ／ＤＣ変換器であるコンバータと、エンジンおよび発電機による交流電圧を架線電圧に調節するためのＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）とによる３つの電力変換器が必要となるため、コストの増加、装置の大型化、質量の増加を来すという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来のハイブリッド車両を架線電力でも使用できるようにする場合であっても、電力変換器の増加を来さない電気車の推進制御装置およびその制御方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直流共通部に接続可能に構成され、前記直流共通部からの直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＡＣ変換器として動作し、当該直流電力を所望の交流電力に変換して車両に駆動力を発生する第１のモータまたは交流電力供給源に供給し、前記第１のモータからの回生電力または前記交流電力供給源からの交流電力が第１の入出力端側から入力された場合にはＡＣ／ＤＣ変換器として動作し、前記回生電力または前記交流電力を直流電力に変換して前記第１の入出力端とは異なる第２の入出力端を介して前記直流共通部に出力し、前記第１の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第２の入出力端側に所望の直流電力を出力し、前記第２の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第１の入出力端側に所望の直流電力を出力する第１の電力変換器と、前記直流共通部に接続可能に構成され、前記直流共通部からの直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＡＣ変換器として動作し、当該直流電力を所望の交流電力に変換して前記第１のモータとは異なる第２のモータまたは前記交流電力供給源に供給し、前記第２のモータからの回生電力または前記交流電力供給源からの交流電力が第１の入出力端側から入力された場合にはＡＣ／ＤＣ変換器として動作し、前記回生電力または前記交流電力を直流電力に変換して前記第１の入出力端とは異なる第２の入出力端を介して前記直流共通部に出力し、前記第１の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第２の入出力端側に所望の直流電力を出力し、前記第２の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第１の入出力端側に所望の直流電力を出力する第２の電力変換器と、前記直流共通部と前記第１の電力変換器の第１の入出力端側とに接続可能に構成され、前記直流共通部もしくは前記第１の入出力端側から供給される直流電力を用いて充電され、または、前記直流共通部もしくは前記第１の入出力端側に直流電力を放電する直流電力供給源としての電力貯蔵装置と、前記第１の電力変換器、前記第２の電力変換器、および前記電力貯蔵装置の動作を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、第１の電力変換器にＡＣ／ＤＣ変換機能、ＤＣ／ＡＣ変換機能、およびＤＣ／ＤＣ変換機能を設けると共に、第２の電力変換器にＡＣ／ＤＣ変換機能、ＤＣ／ＡＣ変換機能、およびＤＣ／ＤＣ変換機能を設けるようにしたので、従来のハイブリッド車両（エンジン駆動発電機と電力貯蔵装置のハイブリッド）を架線電力でも使用できるようにする場合であっても、電力変換器の増加を来さない電気車の推進制御装置およびその制御方法を提供できる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態に係る推進制御装置を含むハイブリッド車両システムの一構成例を示す図である。図２は、第１の電力貯蔵装置の電力を用いてエンジン始動を行う場合の動作を示す図である。図３は、第２の電力貯蔵装置の電力を用いてエンジン始動を行う場合の動作を示す図である。図４は、発電機の発電電力を用いて第１のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図５は、発電機の発電電力と第２の電力貯蔵装置の貯蔵電力の双方を用いて第１のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図６は、発電機の発電電力を用いて第２のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図７は、発電機の発電電力と第１の電力貯蔵装置の貯蔵電力の双方を用いて第２のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図８は、第１の電力貯蔵装置の貯蔵電力のみを用いて第２のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図９は、第２の電力貯蔵装置の貯蔵電力のみを用いて第１のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図１０は、第１の電力貯蔵装置の貯蔵電力のみを用いて第１のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図１１は、第２の電力貯蔵装置の貯蔵電力のみを用いて第２のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図１２は、第１のモータの回生電力をエンジンブレーキとして利用する場合の動作を示す図である。図１３は、第１のモータの回生電力をエンジンブレーキおよび充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図１４は、第２のモータの回生電力をエンジンブレーキとして利用する場合の動作を示す図である。図１５は、第２のモータの回生電力をエンジンブレーキおよび充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図１６は、第１のモータの回生電力の全てを充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図１７は、第２のモータの回生電力の全てを充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図１８は、第１のモータの回生電力の全てを充電電力として利用する場合における図１６とは異なる動作を示す図である。図１９は、第２のモータの回生電力の全てを充電電力として利用する場合における図１７とは異なる動作を示す図である。図２０は、発電機の発電電力を用いて第１の電力貯蔵装置を充電する場合の動作を示す図である。図２１は、発電機の発電電力を用いて第２の電力貯蔵装置を充電する場合の動作を示す図である。図２２は、図２〜図２１に示した動作を表形式で一覧にした図である。図２３は、直流架線の電力を用いてエンジン始動を行う場合の動作を示す図である。図２４は、直流架線の電力を用いてエンジン始動を行う場合の他の動作を示す図である。図２５は、発電機の発電電力を直流架線に回生（供給）する場合の動作を示す図である。図２６は、発電機の発電電力を直流架線に回生（供給）する場合の他の動作を示す図である。図２７は、直流架線の電力を用いて第１のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図２８は、直流架線１の電力を用いて第２のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図２９は、直流架線１の電力と発電機の発電電力の双方を用いて第１のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図３０は、直流架線の電力と発電機の発電電力の双方を用いて第２のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図３１は、直流架線の電力と第２の電力貯蔵装置の貯蔵電力の双方を用いて第１のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図３２は、直流架線の電力と第１の電力貯蔵装置の貯蔵電力の双方を用いて第２のモータを駆動する場合の動作を示す図である。図３３は、直流架線の電力を第１のモータの駆動電力および第２の電力貯蔵装置への充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図３４は、直流架線の電力を第２のモータの駆動電力および第１の電力貯蔵装置への充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図３５は、第１のモータの回生電力を直流架線に返す場合の動作を示す図である。図３６は、第２のモータの回生電力を直流架線に返す場合の動作を示す図である。図３７は、第１のモータの回生電力を架線電力およびエンジンブレーキとして利用する場合の動作を示す図である。図３８は、第２のモータの回生電力を架線電力およびエンジンブレーキとして利用する場合の動作を示す図である。図３９は、第１のモータの回生電力を架線電力および充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図４０は、第２のモータの回生電力を架線電力および充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図４１は、直流架線と第１の電力貯蔵装置との間で充電または放電を行う場合の動作を示す図である。図４２は、直流架線と第２の電力貯蔵装置との間で充電または放電を行う場合の動作を示す図である。図４３は、図２３〜図４２に示した動作を表形式で一覧にした図である。

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る電気車の推進制御装置（以下、単に「推進制御装置」と称する）およびその制御方法について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る推進制御装置を含むハイブリッド車両システムの一構成例を示す図である。ハイブリッド車両システムは、直流架線１からの直流電力を、直流パンタグラフ２を介して受電し、受電した直流電力を第１の遮断器１１を介して直流共通部９０に供給（印加）する構成である。なお、直流共通部９０の負側は、車輪８を介してレール９に接している。

また、ハイブリッド車両システムは、第１のモータ２３、第２のモータ５３、第１の電力変換器２１、第２の電力変換器５１、第１の電力貯蔵装置２２、第２の電力貯蔵装置５２、補助電源装置（ＳｔａｔｉｃＩｎＶｅｒｔｅｒ、以下「ＳＩＶ」と表記）３、補機４、エンジン５、発電機６、第１のフィルタコンデンサ２９、第１のフィルタリアクトル２８、第１のリアクトル３２、第２のフィルタコンデンサ５９、第２のフィルタリアクトル５８、第２のリアクトル７２、およびハイブリッド車両システム全体の動作を統括する制御装置１００を主要構成部として構成される。

また、ハイブリッド車両システムは、これら各主要構成部間に介在し、電力の供給経路を自在に変更するための第１の断流器２５、第２の断流器２６、第３の遮断器２４、第２の遮断器６４、第３の接触器３３、第４の接触器６３、第２の接触器４０、第６の接触器７０、第８の接触器６１、第３の断流器５５、および第４の断流器５６を備えて構成される。第２の断流器２６には第１の充電抵抗器２７が並列に接続され、第４の断流器５６には第２の充電抵抗器５７が並列に接続されている。

なお、ハイブリッド車両システムは、これらの各構成部に加え、要所の電流を検出する架線電流検出器１２、第１の直流電流検出器３５、第１の電力変換器出力電流検出器３７、第２の直流電流検出器６５、および第２の電力貯蔵装置電流検出器６８を備えている。また、ハイブリッド車両システムは、要所の電圧を検出する架線電圧検出器１３、第１のフィルタコンデンサ電圧検出器３６、第１の電力変換器出力電流検出器３７、第１の電力貯蔵装置電圧検出器３９、第２のフィルタコンデンサ電圧検出器６６、第２の電力貯蔵装置電圧検出器６９を備えている。また、ハイブリッド車両システムは、発電機６、第１のモータ２３、および第２のモータ５３の各回転数を検出する第１の速度検出器７、第２の速度検出器３４、および第３の速度検出器５４を備えている。

つぎに、ハイブリッド車両システムを構成する各部の接続関係および、概略の機能について説明する。

エンジン５は、電力を発生する電力供給源の１つである発電機６に接続される。発電機６は、エンジン５により駆動される交流発電機である。すなわち、これらエンジン５および発電機６は、交流電力供給源として機能する。発電機６は、第１０の接触器３１を介して第１の電力変換器２１に接続され、さらに第８の接触器６１を介して第２の電力変換器５１に接続される。また、発電機６は、第１の電力変換器２１または第２の電力変換器５１により駆動されて交流電動機としても動作する。

第１の電力貯蔵装置２２は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、フライホイール等を貯蔵手段とする電気エネルギーの貯蔵装置であり、電力を発生する他の電力供給源として、第３の接触器３３および第３の遮断器２４を介して直流共通部９０に接続されると共に、第２の接触器４０を介して第１の電力変換器２１に接続され、直流電力を充放電する。また、第２の電力貯蔵装置５２は、第１の電力貯蔵装置２２と同様、電気エネルギーの貯蔵装置であり、電力を発生する他の電力供給源として、第４の接触器６３および第２の遮断器６４を介して直流共通部９０に接続されると共に、第６の接触器７０を介して第２の電力変換器５１に接続され、直流電力を充放電する。

第１の電力変換器２１は、ＡＣ／ＤＣ変換器、ＤＣ／ＡＣ変換器またはＤＣ／ＤＣ変換器として動作する。第１の電力変換器２１がＡＣ／ＤＣ変換器として動作するとき、第１のモータ２３からの回生電力または発電機６で発電された交流電力は、直流電力に変換され、直流共通部９０に供給される。第１の電力変換器２１がＤＣ／ＡＣ変換器として動作するとき、直流共通部９０を介して供給される第１の電力貯蔵装置２２または直流架線１からの直流電力は、交流電力に変換される。この交流電力は、発電機６または第１のモータ２３に供給される。この交流電力によって発電機６は交流電動機として動作してエンジン５を駆動し、またこの交流電力によって第１のモータ２３が駆動される。第１の電力変換器２１がＤＣ／ＤＣ変換器として動作するとき、直流共通部９０を介して供給される直流架線１または第２の電力変換器５１からの直流電力は、所望の直流電力に変換され第１の電力貯蔵装置２２を充電する。

第２の電力変換器５１は、ＡＣ／ＤＣ変換器、ＤＣ／ＡＣ変換器またはＤＣ／ＤＣ変換器として動作する。第２の電力変換器５１がＡＣ／ＤＣ変換器として動作するとき、第２のモータ５３からの回生電力または発電機６が発電された交流電力は、直流電力に変換され、直流共通部９０に供給される。第２の電力変換器５１がＤＣ／ＡＣ変換器として動作するとき、直流共通部９０を介して供給される第２の電力貯蔵装置５２または直流架線１からの直流電力は、交流電力に変換される。この交流電力は、発電機６または第２のモータ５３に供給される。この交流電力によって発電機６は交流電動機として動作してエンジン５を駆動し、またこの電力によって第２のモータ５３が駆動される。第２の電力変換器５１がＤＣ／ＤＣ変換器として動作するとき、直流共通部９０を介して供給される直流架線１または第１の電力変換器２１からの直流電力は、所望の直流電力に変換され、第２の電力貯蔵装置５２に充電する。

第１のモータ２３は、第１の電力変換器２１からの交流電力の供給を受けて駆動力（推進力）を発生する。第２のモータ５３は、第２の電力変換器５１からの交流電力の供給を受けて駆動力を発生する。ＳＩＶ３は、直流共通部９０に接続され、直流共通部９０を介して供給される直流電力を定電圧／定周波数の交流電力に変換して照明や空調等の補機４に供給する。なお、補機４は、駆動装置以外の負荷機器の総称である。

第１の断流器２５および第２の断流器２６は、直列に接続されて直流共通部９０と第１の電力変換器２１との間に挿入される。第２の断流器２６と第１の電力変換器２１との間には、第１のフィルタリアクトル２８が挿入される。また、第３の断流器５５および第４の断流器５６は、直列に接続されて直流共通部９０と第２の電力変換器５１との間に挿入される。第４の断流器５６と第２の電力変換器５１との間には、第２のフィルタリアクトル５８が挿入される。

以下同様に、第３の接触器３３は、第１の電力貯蔵装置２２と直流共通部９０との間に挿入され、第２の接触器４０は、第１の電力貯蔵装置２２と第１の電力変換器２１との間に挿入され、第１０の接触器３１は、発電機６と第１の電力変換器２１との間に挿入される。第４の接触器６３は、第２の電力貯蔵装置５２と直流共通部９０との間に挿入され、第６の接触器７０は、第２の電力貯蔵装置５２と第２の電力変換器５１との間に挿入され、第８の接触器６１は、発電機６と第２の電力変換器５１との間に挿入される。

第３の接触器３３と第２の接触器４０とは、第１の電力貯蔵装置２２の側で一端同士が接続され、その接続端と第１の電力貯蔵装置２２との間には、第３の遮断器２４が挿入される。第４の接触器６３と第６の接触器７０とは、第２の電力貯蔵装置５２の側で一端同士が接続され、その接続端と第２の電力貯蔵装置５２との間には、第２の遮断器６４が挿入される。

つぎに、各センサについて説明する。架線電圧検出器１３は、架線電圧ＥＳを検出する。架線電流検出器１２は、架線電流ＩＳを検出する。第１のフィルタコンデンサ電圧検出器３６は、第１のフィルタコンデンサ２９の電圧（第１のフィルタコンデンサ電圧）ＥＦＣ１を検出する。第１の直流電流検出器３５は、第１の電力変換器２１に流出入する直流電流（第１の直流電流）ＩＳ１を検出する。第１の電力変換器出力電流検出器３７は、第１の電力変換器２１に流出入する交流電流（第１の交流電流）ＩＭ１を検出する。

同様に、第２のフィルタコンデンサ電圧検出器６６は、第２のフィルタコンデンサ５９の電圧（第２のフィルタコンデンサ電圧）ＥＦＣ２を検出する。第２の直流電流検出器６５は、第２の電力変換器５１に流出入する直流電流（第２の直流電流）ＩＳ２を検出する。第２の電力変換器出力電流検出器６７は、第２の電力変換器５１に流出入する交流電流（第２の交流電流）ＩＭ２を検出する。

第１の電力貯蔵装置電流検出器３８は、第１の電力貯蔵装置２２に流出入する直流電流（電力貯蔵装置電流）ＩＢ１を検出する。第２の電力貯蔵装置電流検出器６８は、第２の電力貯蔵装置５２に流出入する直流電流（電力貯蔵装置電流）ＩＢ２を検出する。第１の速度検出器７は、発電機６の回転速度（発電機回転速度）ＰＧ１を検出する。第２の速度検出器３４は、第１のモータ２３の回転速度（モータ回転速度）ＰＧ２を検出する。第３の速度検出器５４は、第２のモータ５３の回転速度（モータ回転速度）ＰＧ３を検出する。第１の電力貯蔵装置電圧検出器３９は、第１の電力貯蔵装置２２の電圧（電力貯蔵装置電圧）ＥＢ１を検出する。第２の電力貯蔵装置電圧検出器６９は、第２の電力貯蔵装置５２の電圧（電力貯蔵装置電圧）ＥＢ２を検出する。

上記の各センサで検出された検出値は、図示のように制御装置１００に入力される。また、制御装置１００には図示しない運転台からの運転指令も入力される。制御装置１００は、運転指令により車両の運転モードを切替え、各種のセンサからの検出値に基づき、上記した各電力変換器の図示しないスイッチング素子を制御する信号（ＰＷＭ１、ＰＷＭ２）、各遮断器のオン／オフを制御する信号（ＨＢ１〜２２）、各断流器のオン／オフを制御する信号（ＬＢ１１〜２２）、各接触器のオン／オフを制御する信号（ＳＷ１〜２４）を生成して制御対象の各部に出力する。なお、図１では、煩雑さを避けるため、各遮断器、各断流器および各接触器に対する制御信号の図示を省略している。

つぎに、実施の形態の推進制御装置における各運転指令に対応する動作について説明する。なお、直流共通部９０に所要の電力が供給されるとＳＩＶ３がオンし、補機４（照明、空調、制御電源等）に所要の電力が供給される。なお、これ以後、ＳＩＶ３および補機４の動作については、説明を省略する。

運転指令が「架線電力による力行」で入力されると、制御装置１００は、第１の断流器２５をオンに制御し、第１の充電抵抗器２７で電流を制限しながら第１のフィルタリアクトル２８を介して第１のフィルタコンデンサ２９を充電する。制御装置１００は、第１のフィルタコンデンサ２９が所定の電圧まで充電されたことを第１のフィルタコンデンサ電圧検出器３６で検出した電圧値により確認すると、第２の断流器２６をオンし、第１の充電抵抗器２７を短絡する。そして、第１の電力変換器２１によって直流電力が交流電力に変換され、第１のモータ２３が駆動することによって車両を走行させる。

同様に、運転指令が「架線電力による力行」で入力されると、制御装置１００は、第３の断流器５５をオンに制御し、第２の充電抵抗器５７で電流を制限しながら第２のフィルタリアクトル５８を介して第２のフィルタコンデンサ５９を充電する。制御装置１００は、第２のフィルタコンデンサ５９が所定の電圧まで充電されたことを第２のフィルタコンデンサ電圧検出器６６で検出した電圧値により確認すると第４の断流器５６をオンし、第２の充電抵抗器５７を短絡する。そして、第２の電力変換器５１によって直流電力が交流電力に変換され、第２のモータ５３が駆動することによって車両を走行させる。

力行後の運転指令が「ブレーキ」で入力されると、制御装置１００は、第１のモータ２３を発電機として動作させ、発電された交流電力を第１の電力変換器２１で直流電力に変換し、直流架線１へ返す。架線電圧が所定電圧より高い場合は、図示しない空気ブレーキで車両を停止させる。

同様に、力行後の運転指令が「ブレーキ」で入力されると、制御装置１００は、第２のモータ５３を発電機として動作させ、発電された交流電力を第２の電力変換器５１で直流電力に変換し、直流架線１へ返す。架線電圧が所定電圧より高い場合は、図示しない空気ブレーキで車両を停止させる。

運転指令が「充電」で入力されると、制御装置１００は、第１の断流器２５をオンし、第１の充電抵抗器２７で電流を制限しながら、第１のフィルタリアクトル２８を介して、第１のフィルタコンデンサ２９を充電する。制御装置１００は、第１のフィルタコンデンサ２９が所定の電圧まで充電されたことを、第１のフィルタコンデンサ電圧検出器３６で検出した電圧値で確認すると、第２の断流器２６をオンし、第１の充電抵抗器２７を短絡する。さらに、制御装置１００は、第２の接触器４０をオンし、第３の遮断器２４をオンし、第１の電力変換器２１が直流架線１の架線電圧を第１の電力貯蔵装置２２の電圧に変換し、第１のリアクトル３２を介して第１の電力貯蔵装置２２を充電する。

同様に、運転指令が「充電」で入力されると、制御装置１００は、第３の断流器５５をオンし、第２の充電抵抗器５７で電流を制限しながら、第２のフィルタリアクトル５８を介して、第２のフィルタコンデンサ５９を充電する。制御装置１００は、第２のフィルタコンデンサ５９が所定の電圧まで充電されたことを、第２のフィルタコンデンサ電圧検出器６６で検出した電圧値で確認すると、第４の断流器５６をオンし、第２の充電抵抗器５７を短絡する。さらに、制御装置１００は、第６の接触器７０をオンし、第２の遮断器６４をオンし、第２の電力変換器５１が直流架線１の架線電圧を第２の電力貯蔵装置５２の電圧に変換し、第２のリアクトル７２を介して第２の電力貯蔵装置５２を充電する。

運転指令が「放電」で入力されると、制御装置１００は、第１の電力貯蔵装置２２の電圧を、第１の電力変換器２１で直流架線１の架線電圧に変換させ、直流架線１へ放電させる。

同様に、運転指令が「放電」で入力されると、制御装置１００は、第２の電力貯蔵装置５２の電圧を、第２の電力変換器５１で直流架線１の架線電圧に変換させ、直流架線１へ放電させる。

運転指令が「始動（エンジン始動）」で入力されると、制御装置１００は、第１の断流器２５をオンし、第１の充電抵抗器２７で電流を制限しながら、第１のフィルタリアクトル２８を介して第１のフィルタコンデンサ２９を充電する。制御装置１００は、第１のフィルタコンデンサ２９が所定の電圧まで充電されたことを、第１のフィルタコンデンサ電圧検出器３６で検出した電圧で確認すると、第２の断流器２６をオンし、第１の充電抵抗器２７を短絡する。さらに、制御装置１００は、第１０の接触器３１をオンし、第１の電力変換器２１が直流電力を交流電力に変換し、発電機６を駆動させてエンジン５を始動させる。なお、制御装置１００は、発電機６の駆動後の余剰電力を、必要に応じて、第１の電力変換器２１を通じて直流架線１に供給する制御を行い、もしくは第１の電力貯蔵装置２２に充電する制御を行う。

同様に、運転指令が「始動（エンジン始動）」で入力されると、制御装置１００は、第３の断流器５５をオンし、第２の充電抵抗器５７で電流を制限しながら、第２のフィルタリアクトル５８を介して第２のフィルタコンデンサ５９を充電する。制御装置１００は、第２のフィルタコンデンサ５９が所定の電圧まで充電されたことを、第２のフィルタコンデンサ電圧検出器６６で検出した電圧で確認すると、第４の断流器５６をオンし、第２の充電抵抗器５７を短絡する。さらに、制御装置１００は、第８の接触器６１をオンし、第２の電力変換器５１が直流電力を交流電力に変換し、発電機６を駆動させてエンジン５を始動させる。なお、制御装置１００は、発電機６の駆動後の余剰電力を、必要に応じて、第２の電力変換器５１を通じて直流架線１に供給する制御を行い、もしくは、第２の電力貯蔵装置５２に充電する制御を行う。

運転指令が「貯蔵電力による力行」で入力されると、制御装置１００は、第１の断流器２５をオンし、第１の充電抵抗器２７で電流を制限しながら第１のフィルタリアクトル２８を介して第１のフィルタコンデンサ２９を充電する。制御装置１００は、第１のフィルタコンデンサ２９が所定の電圧まで充電されたことを、第１のフィルタコンデンサ電圧検出器３６で検出すると第２の断流器２６をオンし、第１の充電抵抗器２７を短絡する。そして、制御装置１００は、第１の電力変換器２１で直流電力を交流電力に変換させ、第１のモータ２３を駆動させて車両を走行させる。

同様に、運転指令が「貯蔵電力による力行」で入力されると、制御装置１００は、第３の断流器５５をオンし、第２の充電抵抗器５７で電流を制限しながら第２のフィルタリアクトル５８を介して第２のフィルタコンデンサ５９を充電する。制御装置１００は、第２のフィルタコンデンサ５９が所定の電圧まで充電されたことを、第２のフィルタコンデンサ電圧検出器６６で検出すると第４の断流器５６をオンし、第２の充電抵抗器５７を短絡する。そして、制御装置１００は、第２の電力変換器５１で直流電力を交流電力に変換させ、第２のモータ５３を駆動させて車両を走行させる。

力行後の運転指令が「ブレーキ」で入力されると、制御装置１００は、第１のモータ２３を発電機として動作させ、発電された交流電力を第１の電力変換器２１で直流電力に変換し、第１の電力貯蔵装置２２を充電する。第１の電力貯蔵装置２２が満充電になると充電を停止し、図示しない空気ブレーキで車両を停止させる。

同様に、力行後の運転指令が「ブレーキ」で入力されると、制御装置１００は、第２のモータ５３を発電機として動作させ、発電された交流電力を第２の電力変換器５１で直流電力に変換し、第２の電力貯蔵装置５２を充電する。第２の電力貯蔵装置５２が満充電になると充電を停止し、図示しない空気ブレーキで車両を停止させる。

運転指令が「発電電力による力行」で入力されると、制御装置１００は、エンジン５で駆動された発電機６の発電電力を第２の電力変換器５１で直流電力に変換し、その直流電力を第１の電力変換器２１で交流電力に変換して第１のモータ２３を駆動し、車両を走行させる。なお、制御装置１００では、力行電力に応じて発電電力と貯蔵電力との充放電を調整する制御が行なわれる。

同様に、運転指令が「発電電力による力行」で入力されると、制御装置１００は、エンジン５で駆動された発電機６の発電電力を第１の電力変換器２１で直流電力に変換し、その直流電力を第２の電力変換器５１で交流電力に変換して第２のモータ５３を駆動し、車両を走行させる。なお、制御装置１００では、力行電力に応じて発電電力と貯蔵電力との充放電を調整する制御が行なわれる。

つぎに、実施の形態の推進制御装置における走行区間（電化区間、非電化区間）別の動作について説明する。

まず、電化区間走行時の動作について説明する。制御装置１００は、電化区間の走行を開始する準備として、第４の接触器６３をオフして第２の電力貯蔵装置５２を直流共通部９０から切り離し、第８の接触器６１をオフして発電機６を第２の電力変換器５１から切り離す。また、制御装置１００は、第２の遮断器６４をオンし、第６の接触器７０をオンし、第２のリアクトル７２を介して、第２の電力貯蔵装置５２を第２の電力変換器５１に接続し、第２の電力変換器５１をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させる。

運転台からの「力行指令」を受領すると、直流パンタグラフ２を上げて、直流架線１からの直流電力を受電する。このとき、制御装置１００は、第１の遮断器１１をオンし、直流架線１の直流電力を直流共通部９０に供給する。また、制御装置１００は、第１の断流器２５、第２の断流器２６、および第１の充電抵抗器２７により第１のフィルタコンデンサ２９を充電し、第１の電力変換器２１をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、直流電力を交流電力に変換し、第１のモータ２３を駆動して車両を走行させる。また、第２の電力変換器５１をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させ、第２の電力貯蔵装置５２の出力電圧を架線電圧に変換し、架線電圧の変動を、所定の範囲に超えたときに、抑制するように直流電力を補う。

その後、運転台から「ブレーキ指令」を受領すると、制御装置１００は、第１のモータ２３を発電機として動作させると共に、第１の電力変換器２１をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させ、交流電力を直流電力に変換し、直流架線１に直流電力を返す。なお、一部の電力は、ＳＩＶ３から補機４に供給される。直流架線１の電圧が所定の電圧より高くなると、直流架線１へ電力を戻せなくなるため、制御装置１００は、第２の電力変換器５１をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させ、余剰電力を第２の電力貯蔵装置５２に充電する。

なお、第２の電力貯蔵装置５２のＳＯＣが所定値よりも高い場合、第２の電力貯蔵装置５２への充電ができない。このため、制御装置１００は、第２の電力貯蔵装置５２を直流共通部９０から切り離した状態で、第１の電力変換器２１で回生電力を直流電力に変換し、さらに第２の電力変換器５１で交流電力に変換し、発電機６をモータとして駆動し、エンジン５で回生電力を消費させる。

一方、上記とは逆に、第２の電力貯蔵装置５２のＳＯＣが所定値よりも低い場合、制御装置１００は、第２の遮断器６４をオンすると共に、第６の接触器７０をオンし、第２の電力変換器５１をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させ、第２のリアクトル７２を介して第２の電力貯蔵装置５２に回生電力を充電する。

つぎに、非電化区間走行時の動作について説明する。制御装置１００は、第４の接触器６３をオフして第２の電力貯蔵装置５２を直流共通部９０から切り離し、第８の接触器６１をオフして発電機６を第２の電力変換器５１から切り離す。また、制御装置１００は、第２の遮断器６４をオンし、第６の接触器７０をオンし、第２のリアクトル７２を介して第２の電力貯蔵装置５２を第２の電力変換器５１に接続し、第２の電力変換器５１をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させる。そして、制御装置１００は、第２の電力貯蔵装置５２の放電電力を第２の電力変換器５１で直流電力に変換し、さらに、第１の電力変換器２１をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、その直流電力を交流電力に変換して第１のモータ２３を駆動し、車両を走行させる。この実施態様では、第２の電力貯蔵装置５２の電力で車両が走行するので、非常に低騒音となり、例えばエンジン音やパンタの風切り音が生じない。

その後、所定の速度、距離または時間等により、駅等の人の多い場所を離れたとすると、制御装置１００は、第２の電力貯蔵装置５２の放電電力（直流電力）を第２の電力変換器５１で交流電力に変換し、発電機６をモータとして駆動し、エンジン５を始動する。さらに、制御装置１００は、第２の遮断器６４をオフ、第４の接触器６３をオフに制御し、第２の電力貯蔵装置５２を直流共通部９０から開放する。また、制御装置１００は、第２の電力変換器５１をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させ、エンジン５で駆動される発電機６の発電電力（交流電力）を直流電力に変換し、その直流電力を第１の電力変換器２１で交流電力に変換して第１のモータ２３を駆動し、車両を加速させる。なお、このとき、第２の電力変換器５１は、出力電圧である直流電圧が一定になるように制御される。つまり、この制御では、車両走行に寄与する主たる電力は、第２の電力貯蔵装置５２の電力ではなく、発電機６の発電電力となる。

さらに、制御装置１００は、第２の電力変換器５１により中間直流電圧（直流共通部９０の電圧）を上昇させる制御を行い、この中間直流電圧を直流架線電圧に制御する。このとき、第１の電力変換器２１のパルスモードを変えないように直流電圧の上げ方を調整することが好ましい。このような制御により、第１の電力変換器２１のパルスモード（非同期ＰＷＭ、同期ＰＷＭ等）の変化に起因する電磁音の変化を抑止することができ、電磁音の変化による不快音を抑制できるという効果が得られる。

また、中間直流電圧を高くすることにより、非電化区間走行時のモータ性能を、架線電力を利用する場合と同等にすることができ、装置の小型軽量化に効果がある。

また、制御装置１００は、車両が走行中に運転台からの「ブレーキ指令」を受領すると、車両速度と第２の電力貯蔵装置５２の充電状態（ＳＯＣ）によりブレーキ方法を変更する。これは、車両の速度の大小に回生電力の大小がおおよそ比例するため、電力貯蔵装置の充電状態により第２の電力貯蔵装置５２に充電できる回生電力が制限されるからである。その結果、残りの電力をエンジン５および発電機６で消費するか、図示しない空気ブレーキで停止することになる。また、一部は、ＳＩＶ３から補機４へ供給され消費される。

車両速度が高く、且つ、ＳＯＣが高い場合、第２の電力貯蔵装置５２に対する回生電力の充電が殆どできない。そのため、制御装置１００は、第２の電力貯蔵装置５２を直流共通部９０から切り離した状態で、第１のモータ２３を発電機として動作させ、回生電力を第１の電力変換器２１で直流電力に変換し、さらに第２の電力変換器５１で交流電力に変換し、発電機６をモータとして駆動し、エンジン５で回生電力を消費させる。

車両速度が高く、且つ、ＳＯＣが低い場合、制御装置１００は、第２の遮断器６４をオンすると共に、第６の接触器７０をオンし、第２の電力変換器５１をＤＣ／ＤＣコンバータとして動作させ、第２のリアクトル７２を介して第２の電力貯蔵装置５２に回生電力を充電する。

一方、車両速度が低い場合、制御装置１００は、第２の遮断器６４をオンすると共に、第４の接触器６３をオンし、第２の電力貯蔵装置５２を直流共通部９０に接続し、第１の電力変換器２１からの回生電力により第２の電力貯蔵装置５２を充電する。

つぎに、図２から図４２を用いて、実施の形態の推進制御装置における各モード別の動作について説明する。これらの図には、推進制御装置の各モードに対応する動作を説明するため推進制御装置の簡略構成が示されている。これらの図によれば、直流架線１、第１の電力変換器２１、第２の電力変換器５１、第１の電力貯蔵装置２２、および第２の電力貯蔵装置５２が直流共通部９０を介して電気的に接続されている。これらの簡略構成図によれば、発電機６、第１のモータ２３、および第１の電力貯蔵装置２２が、第１の電力変換器２１における直流共通部９０の逆側に位置する第１の入出力端にも電気的に接続される。また、発電機６、第２のモータ５３、および第２の電力貯蔵装置５２が、第２の電力貯蔵装置５２における直流共通部９０の逆側に位置する第１の入出力端にも電気的に接続される。また、直流共通部９０が、第１の電力変換器２１における第１の入出力端とは異なる第２の入出力端にも電気的に接続される。また、直流共通部９０が、第２の電力貯蔵装置５２における第１の入出力端とは異なる第２の入出力端とも接続される。

なお、図２から図４２では、図１の構成におけるエンジン５、第１のモータ２３、第２のモータ５３、第１の電力貯蔵装置２２、および第２の電力貯蔵装置５２が、それぞれ「ＥＮＧ」、「Ｍ１」、「Ｍ２」、「ＢＡＴ１」、および「ＢＡＴ２」と表記される。また、第１の電力変換器２１および第２の電力変換器５１については、その機能に着目した表記としている。具体的に、第１の電力変換器２１がＡＣ／ＤＣ変換器として動作する場合が「ＣＮＶ」であり、ＤＣ／ＡＣ変換器として動作する場合が「ＩＮＶ」である。同様に、第２の電力変換器５１がＡＣ／ＤＣ変換器として動作する場合が「ＣＮＶ」であり、ＤＣ／ＡＣ変換器として動作する場合が「ＩＮＶ」であり、ＤＣ／ＤＣ変換器として動作する場合が「ＤＣ／ＤＣ」である。なお、以下の説明において、直流架線１の公称電圧は例えば１５００Ｖｄｃとし、第２の電力貯蔵装置５２の満充電電圧は例えば６００Ｖｄｃとする。

（ａ−１：始動）
図２は、第１の電力貯蔵装置２２の電力を用いてエンジン始動を行う場合の動作を示す図である。図示のように、第１の電力貯蔵装置２２の電力を用いてエンジン始動を行う場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオン、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、ＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１の電力貯蔵装置２２から印加された低圧の直流電圧を三相交流電圧に変換して、発電機６をモータとして駆動し、発電機６に接続されたエンジン５を始動する。

（ａ−２：始動）
図３は、第２の電力貯蔵装置５２の電力を用いてエンジン始動を行う場合の動作を示す図である。図示のように、第２の電力貯蔵装置５２の電力を用いてエンジン始動を行う場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオン、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、ＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２の電力貯蔵装置５２から印加された低圧の直流電圧を三相交流電圧に変換して、発電機６をモータとして駆動し、発電機６に接続されたエンジン５を始動する。

（ａ−３：力行）
図４は、発電機６の発電電力を用いて第１のモータ２３を駆動する場合の動作を示す図である。このような制御は、第１の電力貯蔵装置２２または第２の電力貯蔵装置５２を使用しない場合などを想定している。図示のように、発電機６の発電電力を用いて第１のモータ２３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作して第１のモータ２３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように第２の電力変換器５１が制御される。つまり、直流共通部の電圧は、車両の始動時（発車時）と力行時とで異なる電圧に制御されている。

（ａ−４：力行＋放電）
図５は、発電機６の発電電力と第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力の双方を用いて第１のモータ２３を駆動する場合の動作を示す図である。図示のように、発電機６の発電電力および第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力を用いて第１のモータ２３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオン、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第１の電力変換器２１は、第２の電力変換器５１および第２の電力貯蔵装置５２からの各直流電力を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１のモータ２３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、第２の電力貯蔵装置５２の電圧（６００Ｖｄｃ近傍）に合わせた６００Ｖｄｃもしくはその近傍の電圧（以下「低圧電圧」という）となるように第２の電力変換器５１が制御される。

（ａ−５：力行）
図６は、発電機６の発電電力を用いて第２のモータ５３を駆動する場合の動作を示す図である。このような制御は、第１の電力貯蔵装置２２または第２の電力貯蔵装置５２を使用しない場合などを想定している。図示のように、発電機６の発電電力を用いて第２のモータ５３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作して第２のモータ５３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように第１の電力変換器２１が制御される。つまり、直流共通部の電圧は、車両の始動時（発車時）と力行時とで異なる電圧に制御されている。

（ａ−６：力行＋放電）
図７は、発電機６の発電電力と第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力の双方を用いて第２のモータ５３を駆動する場合の動作を示す図である。図示のように、発電機６の発電電力および第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力を用いて第２のモータ５３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオン、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作して第２のモータ５３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は第１の電力変換器２１の電圧（６００Ｖｄｃ近傍）に合わせた６００Ｖｄｃもしくはその近傍の低圧電圧となるように第１の電力変換器２１が制御される。

（ａ−７：力行）
図８は、第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力のみを用いて第２のモータ５３を駆動する場合の動作を示す図である。図示のように、第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力のみを用いて第２のモータ５３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオンに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２のモータ５３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように第１の電力変換器２１が制御される。このため、第２の電力変換器５１に対する入力電圧を高く保持することができ、車両を高速に駆動することが可能となる。

（ａ−８：力行）
図９は、第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力のみを用いて第１のモータ２３を駆動する場合の動作を示す図である。図示のように、第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力のみを用いて第１のモータ２３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオン、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１のモータ２３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように第２の電力変換器５１が制御される。このため、第１の電力変換器２１に対する入力電圧を高く保持することができ、車両を高速に駆動することが可能となる。

（ａ−９：力行）
図１０は、第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力のみを用いて第１のモータ２３を駆動する場合の動作を示す図である。このような制御は第２の電力変換器５１が故障した場合などを想定している。図示のように、第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力のみを用いて第１のモータ２３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオン、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１の電力貯蔵装置２２からの直流電力を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１のモータ２３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部には、第１の電力貯蔵装置２２の電圧が直接的に印加されるので、直流共通部の電圧は低圧電圧（６００Ｖｄｃ近傍）になる。このため、第１の電力変換器２１の動作は制限され、車両の駆動は低速となる。

（ａ−１０：力行）
図１１は、第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力のみを用いて第２のモータ５３を駆動する場合の動作を示す図である。このような制御は第１の電力変換器２１が故障した場合などを想定している。図示のように、第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力のみを用いて第２のモータ５３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオン、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第２の電力貯蔵装置５２からの直流電力を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２のモータ５３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部には、第２の電力貯蔵装置５２の電圧が直接的に印加されるので、直流共通部の電圧は低圧電圧（６００Ｖｄｃ近傍）になる。このため、第２の電力変換器５１の動作は制限され、車両の駆動は低速となる。

（ａ−１１：回生）
図１２は、第１のモータ２３の回生電力をエンジンブレーキとして利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第１のモータ２３の回生電力をエンジンブレーキとして利用する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１のモータ２３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作すると共に、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、発電機６を駆動することによりエンジンブレーキをかける。なお、この制御では、第１の電力貯蔵装置２２および第２の電力貯蔵装置５２が直流共通部から切り離されているので、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）に制御される。

（ａ−１２：回生＋充電／エンジンブレーキ）
図１３は、第１のモータ２３の回生電力をエンジンブレーキおよび充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第１のモータ２３の回生電力をエンジンブレーキおよび充電電力として利用する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオン、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１のモータ２３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第２の電力貯蔵装置５２を充電する。第２の電力変換器５１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１の電力変換器２１から供給される余剰電力を用いて発電機６を駆動し、エンジンブレーキをかける。なお、この制御では、第１の電力貯蔵装置２２が直流共通部に接続されるので、直流共通部の電圧は低圧電圧（６００Ｖｄｃ近傍）に制御される。

（ａ−１３：回生）
図１４は、第２のモータ５３の回生電力をエンジンブレーキとして利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第２のモータ５３の回生電力をエンジンブレーキとして利用する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第２のモータ５３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作すると共に、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、発電機６を駆動することによりエンジンブレーキをかける。なお、この制御では、第１の電力貯蔵装置２２および第２の電力貯蔵装置５２が直流共通部から切り離されているので、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）に制御される。

（ａ−１４：回生＋充電／エンジンブレーキ）
図１５は、第２のモータ５３の回生電力をエンジンブレーキおよび充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第２のモータ５３の回生電力をエンジンブレーキおよび充電電力として利用する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオン、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第２のモータ５３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第２の電力貯蔵装置５２を充電する。第１の電力変換器２１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２の電力変換器５１から供給される余剰電力を用いて発電機６を駆動し、エンジンブレーキをかける。なお、この制御では、第２の電力貯蔵装置５２が直流共通部に接続されるので、直流共通部の電圧は低圧電圧（６００Ｖｄｃ近傍）に制御される。

（ａ−１５：回生＋充電）
図１６は、第１のモータ２３の回生電力の全てを充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第１のモータ２３の回生電力の全てを充電電力として利用する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオン、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１のモータ２３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作すると共に、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、第２の電力貯蔵装置５２を充電する。なお、この制御では、回生電力を効率よく第２の電力貯蔵装置５２に充電するため、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）に制御される。

（ａ−１６：回生＋充電）
図１７は、第２のモータ５３の回生電力の全てを充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第２のモータ５３の回生電力の全てを充電電力として利用する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオンに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第２のモータ５３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作すると共に、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、第１の電力貯蔵装置２２を充電する。なお、この制御では、回生電力を効率よく第１の電力貯蔵装置２２に充電するため、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）に制御される。

（ａ−１７：回生＋充電）
図１８は、第１のモータ２３の回生電力の全てを充電電力として利用する場合における図１６とは異なる動作を示す図である。第１のモータ２３の回生電力の全てを充電電力として利用する場合、図１６とは異なり図１８のように制御してもよい。このような制御は、第２の電力変換器５１が故障した場合などを想定している。図１８の場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオン、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１のモータ２３からの回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第１の電力貯蔵装置２２を充電する。なお、この制御では、直流共通部には、第１の電力貯蔵装置２２の電圧が直接的に印加されるので、直流共通部の電圧は低圧電圧（６００Ｖｄｃ近傍）になる。このため、充電電力に供される回生電力は、図１６の場合に比して小さくなる。

（ａ−１８：回生＋充電）
図１９は、第２のモータ５３の回生電力の全てを充電電力として利用する場合における図１７とは異なる動作を示す図である。第２のモータ５３の回生電力の全てを充電電力として利用する場合、図１７とは異なり図１９のように制御してもよい。このような制御は、第１の電力変換器２１が故障した場合などを想定している。図１９の場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオン、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第２のモータ５３からの回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第２の電力貯蔵装置５２を充電する。なお、この制御では、直流共通部には、第２の電力貯蔵装置５２の電圧が直接的に印加されるので、直流共通部の電圧は低圧電圧（６００Ｖｄｃ近傍）になる。このため、充電電力に供される回生電力は、図１７の場合に比して小さくなる。

（ａ−１９：モード：発電充電）
図２０は、発電機６の発電電力を用いて第１の電力貯蔵装置２２を充電する場合の動作を示す図である。図示のように、発電機６の発電電力を用いて第１の電力貯蔵装置２２を充電する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオン、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作して第１の電力貯蔵装置２２を充電する。なお、この制御では、第１の電力貯蔵装置２２は直流共通部に接続されるので、直流共通部の電圧は低圧電圧（６００Ｖｄｃ近傍）に制御される。

（ａ−２０、モード：発電充電）
図２１は、発電機６の発電電力を用いて第２の電力貯蔵装置５２を充電する場合の動作を示す図である。図示のように、発電機６の発電電力を用いて第２の電力貯蔵装置５２を充電する場合、直流パンタグラフ２は下げられ、第１の遮断器１１はオフ、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオン、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作して第２の電力貯蔵装置５２を充電する。なお、この制御では、第２の電力貯蔵装置５２は直流共通部に接続されるので、直流共通部の電圧は低圧電圧（６００Ｖｄｃ近傍）に制御される。

図２２は、図２〜図２１に示した動作を表形式で一覧にした図であり、これらの図に示した各部の動作状態または制御状態のみならず、図１に示した各部の制御状態を示している。第１、第２の電力変換器の欄に示されている“ＩＮＶ”、“ＣＮＶ”、“ＤＣ／ＤＣ”は、第１、第２の電力変換器の動作状態を表しており、“×”印は第１、第２の電力変換器を利用しないことを意味する。パンタグラフの欄に示されている“ＯＦＦ”は、直流パンタグラフ２が下げられていることを意味する。第１〜第１０の接触器、第１〜第３の遮断器、第１〜第４の断流器の欄に示されている“○”印は導通状態を意味し、“×”印は非導通状態を意味する。

これまでの説明は、直流架線１の電力を使用しない場合の動作説明であった。つぎに、直流架線の電力を使用する場合の動作について説明する。

（ｂ−１：始動）
図２３は、直流架線１の電力を用いてエンジン始動を行う場合の動作を示す図である。図示のように、直流架線１の電力を用いてエンジン始動を行う場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）し、直流架線１から印加された高圧の直流電圧を三相交流電圧に変換して発電機６をモータとして駆動し、発電機６に接続されたエンジン５を始動する。

（ｂ−２：始動）
図２４は、直流架線１の電力を用いてエンジン始動を行う場合の他の動作を示す図である。図示のように、直流架線１の電力を用いてエンジン始動を行う場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）し、直流架線１から印加された高圧の直流電圧を三相交流電圧に変換して発電機６をモータとして駆動し、発電機６に接続されたエンジン５を始動する。

（ｂ−３：発電回生）
図２５は、発電機６の発電電力を直流架線１に回生（供給）する場合の動作を示す図である。図示のように、発電機６の発電電力を直流架線１に回生する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作して直流架線１に発電電力を供給する。なお、この制御では、第１の電力変換器２１の出力電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように制御される。

（ｂ−４：発電回生）
図２６は、発電機６の発電電力を直流架線１に回生（供給）する場合の他の動作を示す図である。図示のように、発電機６の発電電力を直流架線１に回生する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作して直流架線１に発電電力を供給する。なお、この制御では、第２の電力変換器５１の出力電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように制御される。

（ｂ−５：力行）
図２７は、直流架線１の電力を用いて第１のモータ２３を駆動する場合の動作を示す図である。図示のように、直流架線１の電力を用いて第１のモータ２３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１のモータ２３を駆動する。

（ｂ−６：力行）
図２８は、直流架線１の電力を用いて第２のモータ５３を駆動する場合の動作を示す図である。図示のように、直流架線１の電力を用いて第２のモータ５３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２のモータ５３を駆動する。

（ｂ−７：力行＋発電）
図２９は、直流架線１の電力と発電機６の発電電力の双方を用いて第１のモータ２３を駆動する場合の動作を示す図である。このような制御は、第１の電力貯蔵装置２２および第２の電力貯蔵装置５２のＳＯＣが低い場合などを想定している。図示のように、直流架線１の電力および発電機６の発電電力を用いて第１のモータ２３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第１の電力変換器２１は、第２の電力変換器５１の電力および架線電力の双方を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１のモータ２３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように第２の電力変換器５１が制御される。

（ｂ−８：力行＋発電）
図３０は、直流架線１の電力と発電機６の発電電力の双方を用いて第２のモータ５３を駆動する場合の動作を示す図である。このような制御は、第１の電力貯蔵装置２２および第２の電力貯蔵装置５２のＳＯＣが低い場合などを想定している。図示のように、直流架線１の電力および発電機６の発電電力を用いて第２のモータ５３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１はＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、第２の電力変換器５１は、第１の電力変換器２１の電力および架線電力の双方を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２のモータ５３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように第１の電力変換器２１が制御される。

（ｂ−９：力行＋放電）
図３１は、直流架線１の電力と第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力の双方を用いて第１のモータ２３を駆動する場合の動作を示す図である。図示のように、直流架線１の電力と第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力の双方を用いて第１のモータ２３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオン、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第２の電力貯蔵装置５２の貯蔵電力を受け入れてＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作する。また、第１の電力変換器２１は、第２の電力変換器５１の出力電力および架線電力を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１のモータ２３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように第２の電力変換器５１が制御される。

（ｂ−１０：力行＋放電）
図３２は、直流架線１の電力と第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力の双方を用いて第２のモータ５３を駆動する場合の動作を示す図である。図示のように、直流架線１の電力と第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力の双方を用いて第２のモータ５３を駆動する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオンに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１の電力貯蔵装置２２の貯蔵電力を受け入れてＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作する。また、第２の電力変換器５１は、第１の電力変換器２１の出力電力および架線電力を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２のモータ５３を駆動する。なお、この制御では、直流共通部の電圧は、架線電圧に合わせた高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）となるように第１の電力変換器２１が制御される。

（ｂ−１１：力行＋充電）
図３３は、直流架線１の電力を第１のモータ２３の駆動電力および第２の電力貯蔵装置５２への充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図示のように、架線電力を第１のモータ２３の駆動電力および第２の電力貯蔵装置５２への充電電力として利用する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオン、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、架線電力を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１のモータ２３を駆動する。また、第２の電力変換器５１は、架線電力の一部を受け入れてＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、第２の電力貯蔵装置５２を充電する。

（ｂ−１２：力行＋充電）
図３４は、直流架線１の電力を第２のモータ５３の駆動電力および第１の電力貯蔵装置２２への充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図示のように、架線電力を第２のモータ５３の駆動電力および第１の電力貯蔵装置２２への充電電力として利用する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオンに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、架線電力を受け入れてＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２のモータ５３を駆動する。また、第１の電力変換器２１は、架線電力の一部を受け入れてＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、第１の電力貯蔵装置２２を充電する。

（ｂ−１３：回生）
図３５は、第１のモータ２３の回生電力を直流架線１に返す場合の動作を示す図である。図示のように、第１のモータ２３の回生電力を直流架線１に返す場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１のモータ２３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、この回生電力を直流架線１に返す。なお、この制御では、回生電力を直流架線１に返すため、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍もしくは、それ以上の所定電圧）に制御される。

（ｂ−１４：回生）
図３６は、第２のモータ５３の回生電力を直流架線１に返す場合の動作を示す図である。図示のように、第２のモータ５３の回生電力を直流架線１に返す場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第２のモータ５３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、この回生電力を直流架線１に返す。なお、この制御では、回生電力を直流架線１に返すため、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍もしくは、それ以上の所定電圧）に制御される。

（ｂ−１５：回生＋エンジンブレーキ）
図３７は、第１のモータ２３の回生電力を架線電力およびエンジンブレーキとして利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第１のモータ２３の回生電力を架線電力およびエンジンブレーキとして利用する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオン、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１のモータ２３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、この回生電力を直流架線１に返す。また、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第１の電力変換器２１から供給される余剰電力を用いて発電機６を駆動し、エンジンブレーキをかける。なお、この制御では、回生電力を直流架線１に返すため、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍もしくは、それ以上の所定電圧）に制御される。

（ｂ−１６：回生＋エンジンブレーキ）
図３８は、第２のモータ５３の回生電力を架線電力およびエンジンブレーキとして利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第２のモータ５３の回生電力を架線電力およびエンジンブレーキとして利用する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオン、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第２のモータ５３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、この回生電力を直流架線１に返す。また、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＡＣ変換器（ＩＮＶ）として動作し、第２の電力変換器５１から供給される余剰電力を用いて発電機６を駆動し、エンジンブレーキをかける。なお、この制御では、回生電力を直流架線１に返すため、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍もしくは、それ以上の所定電圧）に制御される。

（ｂ−１７：回生＋充電）
図３９は、第１のモータ２３の回生電力を架線電力および充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第１のモータ２３の回生電力を架線電力および充電電力として利用する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオン、第６の接触器７０はオン、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第１の電力変換器２１は、第１のモータ２３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、この回生電力を直流架線１に返す。また、第２の電力変換器５１は、回生電力の一部を受け入れてＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、第２の電力貯蔵装置５２を充電する。なお、この制御では、回生電力を直流架線１に返すため、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍もしくは、それ以上の所定電圧）に制御される。

（ｂ−１８：回生＋充電）
図４０は、第２のモータ５３の回生電力を架線電力および充電電力として利用する場合の動作を示す図である。図示のように、第２のモータ５３の回生電力を架線電力および充電電力として利用する場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオン、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオンに制御される。これらの制御下において、第２の電力変換器５１は、第１のモータ２３の回生電力を受け入れてＡＣ／ＤＣ変換器（ＣＮＶ）として動作し、この回生電力を直流架線１に返す。また、第１の電力変換器２１は、回生電力の一部を受け入れてＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、第１の電力貯蔵装置２２を充電する。なお、この制御では、回生電力を直流架線１に返すため、直流共通部の電圧は高圧電圧（１５００Ｖｄｃ近傍もしくは、それ以上の所定電圧）に制御される。

（ｂ−１９：充電／放電）
図４１は、直流架線１と第１の電力貯蔵装置２２との間で充電または放電を行う場合の動作を示す図である。図示のように、直流架線１と第１の電力貯蔵装置２２との間で充電／放電を行う場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオフ、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオンに制御される。これらの制御下において、第１の電力貯蔵装置２２への充電を行う場合、第１の電力変換器２１はＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、架線電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）を所定の低圧電圧に降圧して充電する。一方、第１の電力貯蔵装置２２から放電を行う場合、第１の電力変換器２１は充電電圧（６００Ｖｄｃ近傍）を架線電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）に昇圧するようにして放電する。

（ｂ−２０：充電／放電）
図４２は、直流架線１と第２の電力貯蔵装置５２との間で充電または放電を行う場合の動作を示す図である。図示のように、直流架線１と第２の電力貯蔵装置５２との間で充電／放電を行う場合、直流パンタグラフ２は上げられ、第１の遮断器１１はオン、第８の接触器６１はオフ、第１０の接触器３１はオフ、第５の接触器６０はオフ、第１の接触器３０はオフ、第６の接触器７０はオン、第４の接触器６３はオフ、第３の接触器３３はオフ、第２の接触器４０はオフに制御される。これらの制御下において、第２の電力貯蔵装置５２への充電を行う場合、第２の電力変換器５１はＤＣ／ＤＣ変換器（ＤＣ／ＤＣ）として動作し、架線電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）を所定の低圧電圧に降圧して充電する。一方、第２の電力貯蔵装置５２から放電を行う場合、第２の電力変換器５１は充電電圧（６００Ｖｄｃ近傍）を架線電圧（１５００Ｖｄｃ近傍）に昇圧するようにして放電する。

図４３は、図２３〜図４２に示した動作を表形式で一覧にした図であり、これらの図に示した各部の動作状態または制御状態のみならず、図１に示した各部の制御状態を示している。各記号等の意味は、図２２で説明した通りであり、詳細な説明は省略する。

以上説明したように、実施の形態の推進制御装置によれば、直流共通部９０に接続可能に構成され、直流共通部９０からの直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＡＣ変換器として動作し、当該直流電力を所望の交流電力に変換して車両に駆動力を発生する第１のモータ２３または交流電力供給源（エンジン５および発電機６）に供給し、第１のモータ２３からの回生電力または前記交流電力供給源からの交流電力が第１の入出力端側から入力された場合にはＡＣ／ＤＣ変換器として動作し、前記回生電力または前記交流電力を直流電力に変換して前記第１の入出力端とは異なる第２の入出力端を介して直流共通部９０に出力し、前記第１の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第２の入出力端側に所望の直流電力を出力し、前記第２の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第１の入出力端側に所望の直流電力を出力する第１の電力変換器２１と、直流共通部９０に接続可能に構成され、直流共通部９０からの直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＡＣ変換器として動作し、当該直流電力を所望の交流電力に変換して第１のモータ２３とは異なる第２のモータ５３または前記交流電力供給源に供給し、第２のモータ５３からの回生電力または交流電力供給源からの交流電力が第１の入出力端側から入力された場合にはＡＣ／ＤＣ変換器として動作し、前記回生電力または前記交流電力を直流電力に変換して前記第１の入出力端とは異なる第２の入出力端を介して直流共通部９０に出力し、前記第１の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第２の入出力端側に所望の直流電力を出力し、前記第２の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第１の入出力端側に所望の直流電力を出力する第２の電力変換器５１と、直流共通部９０と第１の電力変換器２１の第１の入出力端側とに接続可能に構成され、直流共通部９０もしくは第１の入出力端側から供給される直流電力を用いて充電され、または、直流共通部９０もしくは第１の入出力端側に直流電力を放電する直流電力供給源としての電力貯蔵装置（第１の電力貯蔵装置２２、第２の電力貯蔵装置５２）と、第１の電力変換器２１、第２の電力変換器５１、および電力貯蔵装置の動作を制御する制御装置１００と、を備える。この構成により、第３の電力変換器を設ける必要がなくなり、従来のハイブリッド車両を架線電力でも使用できるようにする場合であっても、電力変換器の増加を来さない構成が可能となる。その結果、装置のコスト低減化、小型化、軽量化を実現することが可能である。

なお、本実施の形態では、交流電力供給源としてエンジン５および発電機６を用いた推進制御装置の構成例を説明したが、エンジン５および発電機６の代わりに、単相の交流架線からの交流電力を、交流パンタグラフを介して受電して、受電した交流電力を、変圧器を介して第１の電力変換器２１または第２の電力変換器５１に供給（印加）する構成としても同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態に示した、電気車の推進制御装置は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。

以上のように、本発明は、電気車の推進制御装置に適用可能であり、特に、従来のハイブリッド車両を架線電力でも使用できるようにする場合であっても電力変換器の増加を来さない発明として有用である。

１直流架線、２直流パンタグラフ、３補助電源装置（ＳＩＶ）、４補機、５エンジン、６発電機、７第１の速度検出器、８車輪、９レール、１０第９の接触器、１１第１の遮断器、１２架線電流検出器、１３架線電圧検出器、２１第１の電力変換器、２２第１の電力貯蔵装置、２３第１のモータ、２４第３の遮断器、２５第１の断流器、２６第２の断流器、２７第１の充電抵抗器、２８第１のフィルタリアクトル、２９第１のフィルタコンデンサ、３０第１の接触器、３１第１０の接触器、３２第１のリアクトル、３３第３の接触器、３４第２の速度検出器、３５第１の直流電流検出器、３６第１のフィルタコンデンサ電圧検出器、３７第１の電力変換器出力電流検出器、３８第１の電力貯蔵装置電流検出器、３９第１の電力貯蔵装置電圧検出器、４０第２の接触器、５１第２の電力変換器、５２第２の電力貯蔵装置、５３第２のモータ、５４第３の速度検出器、５５第３の断流器、５６第４の断流器、５７第２の充電抵抗器、５８第２のフィルタリアクトル、５９第２のフィルタコンデンサ、６０第５の接触器、６１第８の接触器、６３第４の接触器、６４第２の遮断器、６５第２の直流電流検出器、６６第２のフィルタコンデンサ電圧検出器、６７第２の電力変換器出力電流検出器、６８第２の電力貯蔵装置電流検出器、６９第２の電力貯蔵装置電圧検出器、７０第６の接触器、７２第２のリアクトル、９０直流共通部、１００制御装置。

Claims

直流共通部に接続可能に構成され、前記直流共通部からの直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＡＣ変換器として動作し、当該直流電力を所望の交流電力に変換して車両に駆動力を発生する第１のモータまたは交流電力供給源に供給し、前記第１のモータからの回生電力または前記交流電力供給源からの交流電力が第１の入出力端側から入力された場合にはＡＣ／ＤＣ変換器として動作し、前記回生電力または前記交流電力を直流電力に変換して前記第１の入出力端とは異なる第２の入出力端を介して前記直流共通部に出力し、前記第１の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第２の入出力端側に所望の直流電力を出力し、前記第２の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第１の入出力端側に所望の直流電力を出力する第１の電力変換器と、
前記直流共通部に接続可能に構成され、前記直流共通部からの直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＡＣ変換器として動作し、当該直流電力を所望の交流電力に変換して前記第１のモータとは異なる第２のモータまたは前記交流電力供給源に供給し、前記第２のモータからの回生電力または前記交流電力供給源からの交流電力が第１の入出力端側から入力された場合にはＡＣ／ＤＣ変換器として動作し、前記回生電力または前記交流電力を直流電力に変換して前記第１の入出力端とは異なる第２の入出力端を介して前記直流共通部に出力し、前記第１の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第２の入出力端側に所望の直流電力を出力し、前記第２の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第１の入出力端側に所望の直流電力を出力する第２の電力変換器と、
前記直流共通部と前記第１の電力変換器の第１の入出力端側とに接続可能に構成され、前記直流共通部もしくは前記第１の入出力端側から供給される直流電力を用いて充電され、または、前記直流共通部もしくは前記第１の入出力端側に直流電力を放電する直流電力供給源としての電力貯蔵装置と、
前記第１の電力変換器、前記第２の電力変換器、および前記電力貯蔵装置の動作を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、
前記第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記交流電力供給源の発電電力を直流電力に変換して前記第１の電力変換器に供給すると共に、前記第１の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記第２の電力変換器および前記電力貯蔵装置からの各直流電力を用いて前記第１のモータを駆動し、
前記第１の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記交流電力供給源の発電電力を直流電力に変換して前記第２の電力変換器に供給すると共に、前記第２の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記第１の電力変換器および前記電力貯蔵装置からの各直流電力を用いて前記第２のモータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、前記第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記直流共通部の電圧が前記電力貯蔵装置の出力電圧に合わせた低圧電圧となるように前記第２の電力変換器の出力電圧を制御し、前記第１の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記直流共通部の電圧が前記電力貯蔵装置の出力電圧に合わせた低圧電圧となるように前記第１の電力変換器の出力電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、
前記第１の電力変換器をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記電力貯蔵装置の直流電力を所望の直流電力に変換して前記第２の電力変換器に供給すると共に、前記第２の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記第２の電力変換器からの直流電力を用いて前記第２のモータを駆動し、
前記第２の電力変換器をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記電力貯蔵装置の直流電力を所望の直流電力に変換して前記第１の電力変換器に供給すると共に、前記第１の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記第２の電力変換器からの直流電力を用いて前記第１のモータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、前記第１の電力変換器をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記直流共通部の電圧が他の直流電力供給源の出力電圧に合わせた高圧電圧となるように前記第１の電力変換器の出力電圧を制御し、前記第２の電力変換器をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記直流共通部の電圧が他の直流電力供給源の出力電圧に合わせた高圧電圧となるように前記第２の電力変換器の出力電圧を制御することを特徴とする請求項４に記載の電気車の推進制御装置。
前記他の直流電力供給源が直流架線であることを特徴とする請求項５に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、前記直流架線の電力を更に利用して前記第１のモータまたは前記第２のモータを駆動することを特徴とする請求項６に記載の電気車の推進制御装置。
エンジンと、このエンジンによって駆動される発電機とが前記交流電力供給源として設けられ、直流架線の電力が前記直流共通部に供給されないとき、
前記制御装置は、前記電力貯蔵装置の電力を前記直流共通部に供給し、前記第１の電力変換器または前記第２の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させて前記直流共通部からの直流電力を交流電力に変換し、前記発電機をモータとして駆動して前記エンジンを始動することを特徴とする請求項１に記載の電気車の推進制御装置。
エンジンと、このエンジンによって駆動される発電機とが、前記交流電力供給源として設けられ、
前記制御装置は、
前記第１の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記第１のモータの回生電力を受け入れて前記電力貯蔵装置を充電すると共に、前記第２の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記第１の電力変換器から供給される余剰電力を用いて前記発電機を駆動してエンジンブレーキをかけ、
前記第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記第２のモータの回生電力を受け入れて前記電力貯蔵装置を充電すると共に、前記第１の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記第２の電力変換器から供給される余剰電力を用いて前記発電機を駆動してエンジンブレーキをかけることを特徴とする請求項１に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、前記第１の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記直流共通部の電圧が前記電力貯蔵装置の出力電圧に合わせた低圧電圧となるように前記第１の電力変換器の出力電圧を制御し、前記第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記直流共通部の電圧が前記電力貯蔵装置の出力電圧に合わせた低圧電圧となるように前記第２の電力変換器の出力電圧を制御することを特徴とする請求項９に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、
前記第１の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記第１のモータの回生電力を直流電力に変換すると共に、前記第２の電力変換器をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させて前記第１の電力変換器からの変換電力を前記第１の入出力端側から供給して前記電力貯蔵装置を充電し、
前記第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記第２のモータの回生電力を直流電力に変換すると共に、前記第１の電力変換器をＤＣ／ＤＣ変換器として動作させて前記第２の電力変換器からの変換電力を前記第１の入出力端側から供給して前記電力貯蔵装置を充電することを特徴とする請求項１に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、前記第１の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記直流共通部の電圧が他の直流電力供給源の出力電圧に合わせた高圧電圧となるように前記第１の電力変換器の出力電圧を制御し、前記第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記直流共通部の電圧が他の直流電力供給源の出力電圧に合わせた高圧電圧となるように前記第２の電力変換器の出力電圧を制御することを特徴とする請求項１１に記載の電気車の推進制御装置。
前記他の直流電力供給源が直流架線であることを特徴とする請求項１２に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、前記直流架線の電力を更に利用して前記電力貯蔵装置を充電することを特徴とする請求項１３に記載の電気車の推進制御装置。
前記交流電力供給源としての交流架線が変圧器を介して前記第１の電力変換器または前記第２の電力変換器の前記第１の入出力端側に接続される構成であるときに、
前記制御装置は、
第１の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記第１のモータの回生電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置を充電すると共に、前記第２の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記第１の電力変換器から供給される回生電力の余剰電力を交流電力に変換して前記交流架線に供給し、
第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させるとき、前記第２のモータの回生電力を直流電力に変換して前記電力貯蔵装置を充電すると共に、前記第１の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記第２の電力変換器から供給される回生電力の余剰電力を交流電力に変換して前記交流架線に供給することを特徴とする請求項１に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、
前記電力貯蔵装置への充電を行う場合には、前記第１の電力変換器または前記第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させ、前記交流架線の電圧を所定の低圧電圧に降圧して前記電力貯蔵装置を充電し、
前記電力貯蔵装置から放電を行う場合には、前記第１の電力変換器または前記第２の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、前記電力貯蔵装置の出力電圧を所定の交流電圧に昇圧して前記交流架線に放電することを特徴とする請求項１５に記載の電気車の推進制御装置。
前記制御装置は、
直流架線から前記交流架線に対する電力融通を行う場合には、前記第１の電力変換器または前記第２の電力変換器をＤＣ／ＡＣ変換器として動作させ、
前記交流架線から直流架線に対する電力融通を行う場合には、前記第１の電力変換器または前記第２の電力変換器をＡＣ／ＤＣ変換器として動作させることを特徴とする請求項１５に記載の電気車の推進制御装置。
直流共通部に接続可能に構成され、前記直流共通部からの直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＡＣ変換器として動作し、当該直流電力を所望の交流電力に変換して車両に駆動力を発生する第１のモータまたは交流電力供給源に供給し、前記第１のモータからの回生電力または前記交流電力供給源からの交流電力が第１の入出力端側から入力された場合にはＡＣ／ＤＣ変換器として動作し、前記回生電力または前記交流電力を直流電力に変換して前記第１の入出力端とは異なる第２の入出力端を介して前記直流共通部に出力し、前記第１の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第２の入出力端側に所望の直流電力を出力し、前記第２の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第１の入出力端側に所望の直流電力を出力する第１の電力変換器と、
前記直流共通部に接続可能に構成され、前記直流共通部からの直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＡＣ変換器として動作し、当該直流電力を所望の交流電力に変換して前記第１のモータとは異なる第２のモータまたは前記交流電力供給源に供給し、前記第２のモータからの回生電力または前記交流電力供給源からの交流電力が第１の入出力端側から入力された場合にはＡＣ／ＤＣ変換器として動作し、前記回生電力または前記交流電力を直流電力に変換して前記第１の入出力端とは異なる第２の入出力端を介して前記直流共通部に出力し、前記第１の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第２の入出力端側に所望の直流電力を出力し、前記第２の入出力端側から直流電力が入力された場合にはＤＣ／ＤＣ変換器として動作して前記第１の入出力端側に所望の直流電力を出力する第２の電力変換器と、
前記直流共通部と前記第１の電力変換器の第１の入出力端側とに接続可能に構成され、前記直流共通部もしくは前記第１の入出力端側から供給される直流電力を用いて充電され、または、前記直流共通部もしくは前記第１の入出力端側に直流電力を放電する直流電力供給源としての電力貯蔵装置と、
前記第１の電力変換器、前記第２の電力変換器、および前記電力貯蔵装置の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記直流共通部の電圧を車両の発車時と力行時で異なる電圧とすることを特徴とする電気車の推進制御装置の制御方法。