JP5908383B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電気車制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an electric vehicle control apparatus.
車両に搭載されている電気車制御装置は、高電圧配線を介して車両外のパンタグラフまたはサードレールと接続され、直流電力が電気車制御装置に供給される。電力供給源であるパンタグラフまたはサードレールを蓄電池に置き換えることで、電気車制御装置はフィルタコンデンサを充電し、主電動機を駆動して走行する。またフィルタコンデンサに充電した電圧は、メインスイッチの開放により放電することができる。
また、近年、蓄電池を有する電気車制御装置の提案がなされており(例えば、特許文献1参照)、電力供給源として非常走行時等に利用する。
The electric vehicle control device mounted on the vehicle is connected to a pantograph or a third rail outside the vehicle via a high voltage wiring, and DC power is supplied to the electric vehicle control device. By replacing the pantograph or third rail, which is a power supply source, with a storage battery, the electric vehicle control device charges the filter capacitor and drives the main motor to run. The voltage charged in the filter capacitor can be discharged by opening the main switch.
In recent years, an electric vehicle control device having a storage battery has been proposed (see, for example, Patent Document 1), and is used as an electric power supply source during emergency traveling.
しかしながら、パンタグラフまたはサードレールと主回路を切り離し、蓄電池から電力供給を受けて走行する場合(以下、単に蓄電池走行という。)、直流電源を切り離すための第1メインスイッチが誤開放していても、第1メインスイッチに連動して、第1メインスイッチの開放時に閉状態となって、放電用抵抗をフィルタコンデンサに接続する第2メインスイッチが存在することにより、蓄電池からフィルタコンデンサを充電するのと並行して、フィルタコンデンサの蓄電電力を放電させるために設けられている放電用抵抗に蓄電池から電流が流れ続けるため、放電用抵抗に過電流が流れて故障する虞がある。 However, when the pantograph or the third rail is disconnected from the main circuit and traveled by receiving power supply from the storage battery (hereinafter simply referred to as storage battery travel), even if the first main switch for disconnecting the DC power supply is erroneously opened, In conjunction with the first main switch, the filter capacitor is charged from the storage battery by the presence of the second main switch that is closed when the first main switch is opened and connects the discharging resistor to the filter capacitor. In parallel, since the current continues to flow from the storage battery to the discharging resistor provided for discharging the stored power of the filter capacitor, there is a possibility that an overcurrent flows to the discharging resistor and causes a failure.
そこで、本発明は、蓄電池走行時にメインスイッチの誤開放に起因する不具合をなくすことが可能な制御装置を提供することを目的としている。 Then, this invention aims at providing the control apparatus which can eliminate the malfunction resulting from the erroneous opening of a main switch at the time of storage battery driving | running | working.
実施形態の電気車制御装置は、直流電源からの直流電力を蓄える蓄電池と、フィルタコンデンサと、を備え、直流電源からの直流電力あるいは蓄電池からの直流電力のいずれか一方が供給され、直流電気車を構成する負荷に供給するに際して、フィルタコンデンサにより交流成分を除去する。 An electric vehicle control apparatus according to an embodiment includes a storage battery that stores DC power from a DC power supply and a filter capacitor, and is supplied with either DC power from the DC power supply or DC power from the storage battery. The AC component is removed by a filter capacitor when supplying the load to the load.
放電抵抗は、フィルタコンデンサと並列に接続されて、フィルタコンデンサの蓄電電力を放電する。
また、第1メインスイッチは、直流電源をフィルタコンデンサから切り離すために開状態とされ、第2メインスイッチは、第1メインスイッチと連動して第1メインスイッチと排他的に動作し、第1メインスイッチが開状態のときに閉状態となって放電抵抗を接地してフィルタコンデンサの蓄電電力を放電する。
これらと並行して、制御部の判別手段は、蓄電池からの直流電力の負荷への供給時に、直流電源の電圧とフィルタコンデンサの電圧との差に基づいて、第1メインスイッチが開状態にあり、第1メインスイッチと連動して第2メインスイッチが閉状態となっている、メインスイッチ誤開放状態にあるか否かを判別する。
The discharge resistor is connected in parallel with the filter capacitor and discharges the stored power of the filter capacitor.
The first main switch is opened to disconnect the DC power supply from the filter capacitor, and the second main switch operates exclusively with the first main switch in conjunction with the first main switch. When the switch is open, the switch is closed and the discharge resistor is grounded to discharge the stored power of the filter capacitor.
Along with these, the determination means of the control unit, when the supply to the load of the DC power from the battery, based on the difference between the voltage of the voltage and the filter capacitor of the DC power supply, the first main switch open state Ah is, the second main switch in conjunction with the first main switch that has become a closed state, to determine whether in the open state erroneous main switch.
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
[1]第1実施形態
まず、第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態の概要構成図である。
第1実施形態の直流電気車制御装置10は、直流電気車に搭載される直流電気車用のバッテリ制御装置として構成されている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
[1] First Embodiment First, a first embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the first embodiment.
The DC electric vehicle control device 10 of the first embodiment is configured as a battery control device for a DC electric vehicle mounted on the DC electric vehicle.
直流電気車制御装置10は、図1に示すように、図示しないき電線(架線)を有する直流電源100に図示しない集電装置(例えば、パンタグラフ)を介して接続されるとともに、図示しない車輪及びレール(あるいはサードレール)を介して主接地113に接続される電力変換装置110と、電力変換装置110からの電力供給を受けて直流電気車制御装置を駆動する主電動機(メインモータ)114と、を備えている。
さらに電力変換装置110は、直流電源100から連動式メインスイッチを構成している第1メインスイッチ101、遮断器102、接触器(コンタクタ)104、後述のフィルタコンデンサと共働してフィルタを構成するフィルタリアクトル107を介して直流電力が供給される。
As shown in FIG. 1, the DC electric vehicle control device 10 is connected to a
Further, the
さらに遮断器102の出力端子と、主接地113との間には、直流電源100あるいは蓄電池走行時に後述の蓄電池112の電圧を検出する電源電圧検出器103が接続され、接触器104とフィルタリアクトル107との接続点と主接地113との間には、放電用抵抗器105及び連動式メインスイッチを構成している第2メインスイッチ106が直列に介挿されている。放電用抵抗器105は、メンテナンス時等に第1メインスイッチ101が開状態とされるに際して、第1メインスイッチ101と連動して、第2メインスイッチ106が閉状態とされて、フィルタコンデンサ109の蓄電電力を主接地113に放出(放電)させて、メンテナンス作業者の安全を確保するためのものである。
Further, between the output terminal of the
また、フィルタリアクトル107及び電力変換装置110の接続点と、主接地113との間には、フィルタコンデンサ電圧検出器108及びフィルタコンデンサ109が並列に接続されている。
さらに接触器104とフィルタリアクトル107との接続点と主接地113との間には、蓄電池充放電回路111と、蓄電池112と、が直列接続されている。
Further, a filter
Further, a storage battery charging /
上記構成において、第1メインスイッチ101と第2メインスイッチ106とは、排他的にオン(閉状態)/オフ(開状態)されるとともに、メンテナンス作業者等が作業に先立って手動で切り替えを行う、手動切替スイッチとして構成されている。
そして、直流電源100の電圧である電源電圧SVを検出した電源電圧検出器103は、電源電圧検出信号SSVを制御部120に出力し、フィルタコンデンサ109の電圧であるフィルタコンデンサ電圧SCを検出したフィルタコンデンサ電圧検出器108はフィルタコンデンサ電圧検出信号SSCを制御部120に出力する。また、接触器104は、接触器104の状態を表す接触器アンサSCAを制御部120に出力する。なお、以下の説明においては、接触器104がオン状態にある場合に、接触器アンサSCAは、“H”レベルになるものとする。
In the above configuration, the first
Then, the power
これらの結果、制御部120の電圧値比較部121には、電源電圧SV、フィルタコンデンサ電圧SCおよび接触器アンサSCAが入力され、電圧値比較部121は、これらに基づいて、メインスイッチが誤開放されているか否かを表すメインスイッチ誤開放信号MSERを出力することとなる。
As a result, the power supply voltage SV, the filter capacitor voltage SC, and the contactor answer SCA are input to the voltage
ここで、電圧値比較部121の概要構成について説明する。
図2は、電圧値比較部の概要構成ブロック図である。
電圧値比較部121は、フィルタコンデンサ電圧SC及び直流電源100の電圧である電源電圧SVが入力され、フィルタコンデンサ電圧SCから電源電圧SVを差し引いて、差電圧ΔVを算出する減算器131と、差電圧ΔVと所定(電圧)値αとを比較して、差電圧ΔVが所定値α以上(ΔV≧α)であるか否かを比較し、比較結果SCPを出力する比較回路(比較器)132と、を備えている。
Here, a schematic configuration of the voltage
FIG. 2 is a schematic configuration block diagram of the voltage value comparison unit.
The voltage
また電圧値比較部121は、接触器アンサSCAの信号論理(接触器104が閉状態で“H”レベル)を反転して反転接触器アンサ/SCAとして出力するNOT回路133と、反転接触器アンサ/SCAの“H”レベル遷移(接触器104が開状態に遷移)を所定時間tdだけ遅延して遅延反転接触器アンサ/SCADを出力するオンディレイ回路134と、遅延反転接触器アンサ/SCADと比較結果SCPとの論理積をとり、メインスイッチ誤開放トリガ信号MSERTを出力するAND回路135と、を備えている。
Further, the voltage
また電圧値比較部121は、“H”レベルのメインスイッチ誤開放トリガ信号MSERTが入力されると“H”レベルのメインスイッチ誤開放信号MSERを出力するRSフリップフロップ回路136と、遅延反転接触器アンサ/SCADの信号論理を反転して遅延接触器アンサSCADとして出力するNOT回路137と、反転接触器アンサ/SCAと遅延接触器アンサSCADとの論理積をとり、メインスイッチ誤開放判定中にメインスイッチ誤開放判定中信号MSCを“H”レベルとするAND回路138と、を備えている。
上記構成において、RSフリップフロップ回路136は、“L”レベルのリセット信号が入力されることによりリセットされる。
The voltage
In the above configuration, the RS flip-
次に電圧値比較部121の動作を説明する。
まず、正常時、すなわち、メインスイッチが誤開放されていない場合の動作について説明する。
図3は、正常時の電圧値比較部の動作タイミングチャートである。
時刻t1において、運転操作者が蓄電池走行に切り換えたとすると、蓄電池112から蓄電池充放電回路111を介して負荷である電力変換装置110および主電動機114に電力を供給することとなり、遮断器102は、オフ状態(開状態)とされる。
Next, the operation of the voltage
First, the operation in the normal state, that is, when the main switch is not opened accidentally will be described.
FIG. 3 is an operation timing chart of the voltage value comparison unit at the normal time.
Assuming that the driving operator switches to running of the storage battery at time t1, power is supplied from the
そして、遮断器102をオフした後に接触器104は、オン状態とされ、接触器アンサSCAは“L”レベルとなり、反転接触器アンサ/SCAは“H”レベルとなる。
そして、オンディレイ回路134は反転接触器アンサ/SCAの“H”レベル遷移を所定時間tdだけ遅延して時刻t2において、“H”レベルの遅延反転接触器アンサ/SCADを出力する。
After the
The on-
この結果、蓄電池充放電回路111は、放電モードに移行し、蓄電池112によるフィルタコンデンサ109の充電を開始する。この結果、図3に示すように、フィルタコンデンサ109の電圧を表すフィルタコンデンサ電圧SCは、徐々に増加し、時刻t3においてほぼ一定となる。この時刻t3において、接触器104が閉状態とされると、接触器アンサSCAは“H”レベルとなり、反転接触器アンサ/SCAは再び初期状態と同じく“L”レベルとなる。
As a result, the storage battery charging /
そして、時刻t3において、メインスイッチ誤開放判定中となるが、メインスイッチを構成する第1メインスイッチ101が誤開放されておらず、閉状態にある場合には、フィルタコンデンサ電圧SCは、変化しない。すなわち、メインスイッチ誤開放、すなわち第1メインスイッチ101が閉状態にあるため、フィルタコンデンサ109の放電経路が形成されることはなく、フィルタコンデンサ109の電圧であるフィルタコンデンサ電圧SCは、維持された状態となり、電源電圧との差が生じず、
ΔV=SV−SC<α
となり、メインスイッチ誤開放検知信号MSERは、正常な場合に相当する“L”レベルを維持することとなる。
At time t3, the main switch erroneous open determination is in progress. However, when the first
ΔV = SV−SC <α
Thus, the main switch erroneous opening detection signal MSER maintains the “L” level corresponding to the normal case.
以上の動作をより詳細に説明する。
電圧値比較部121の減算器131には、フィルタコンデンサ電圧SC及び直流電源100の電圧である電源電圧SVが入力され、フィルタコンデンサ電圧SCから電源電圧SVを差し引いて、差電圧ΔVを算出して比較回路132に出力する。
これにより比較回路132は、減算器131が出力した差電圧ΔVと所定(電圧)値αとを比較して、差電圧ΔVが所定値α以上(ΔV≧α)であるか否かを比較するが、この場合には、
ΔV=SV−SC<α
であるので、“L”レベルの比較結果SCPをAND回路135に出力する。
The above operation will be described in more detail.
The
Thereby, the
ΔV = SV−SC <α
Therefore, the “L” level comparison result SCP is output to the AND
一方、NOT回路133には、接触器アンサSCAが入力され、接触器アンサSCAの信号論理(接触器104が閉状態で“H”レベル)を反転して反転接触器アンサ/SCAとしてオンディレイ回路134に出力する。
オンディレイ回路134は、反転接触器アンサ/SCAの“H”レベル遷移(接触器104が開状態に遷移)を所定時間tdだけ遅延して遅延反転接触器アンサ/SCADとしてAND回路135に出力する。
On the other hand, the
The on-
これらの結果、AND回路135は、遅延反転接触器アンサ/SCADと比較結果SCPとの論理積をとるが、この場合には、比較結果SCPは“L”レベルであるので、“L”レベルのメインスイッチ誤開放トリガ信号MSERTをRSフリップフロップ回路136のセット端子Sに出力する。
As a result, the AND
これにより、RSフリップフロップ回路136は、正常時に相当する“L”レベルのメインスイッチ誤開放信号MSERを出力することとなる。
また、NOT回路137は、遅延反転接触器アンサ/SCADの信号論理を反転して遅延接触器アンサSCADとしてAND回路138に出力する。
これによりAND回路138は、時刻t13〜時刻t14の期間、反転接触器アンサ/SCAと遅延接触器アンサSCADとの論理積をとり、メインスイッチ誤開放判定中にメインスイッチ誤開放判定中信号MSCを“H”レベルとする。
Thus, the RS flip-
The
As a result, the AND
次に、異常時、すなわち、メインスイッチが誤開放されている場合の動作について説明する。
図4は、メインスイッチ誤開放時の電圧値比較部の動作タイミングチャートである。
時刻t11において、運転操作者が蓄電池走行に切り換えたとすると、遮断器102は、オフ状態(開状態)とされる。これにより、接触器104も時刻t1において、開状態とされ、接触器アンサSCAは“L”レベルとなり、反転接触器アンサ/SCAは“H”レベルとなる。
そして、オンディレイ回路134は反転接触器アンサ/SCAの“H”レベル遷移を所定時間tdだけ遅延した時刻t2において、“H”レベルの遅延反転接触器アンサ/SCADを出力する。
Next, the operation when an abnormality occurs, that is, when the main switch is erroneously opened will be described.
FIG. 4 is an operation timing chart of the voltage value comparison unit when the main switch is erroneously opened.
If the driving operator switches to battery running at time t11, the
Then, the on-
この結果、蓄電池充放電回路111は、放電モードに移行し、蓄電池112によるフィルタコンデンサ109の充電を開始する。この結果、図4に示すように、フィルタコンデンサ109の電圧を表すフィルタコンデンサ電圧SCは、徐々に増加し、時刻t13においてほぼ一定となる。
この時刻t13において、接触器104が閉状態とされると、接触器アンサSCAは“H”レベルとなり、反転接触器アンサ/SCAは再び初期状態と同じく“L”レベルとなる。
As a result, the storage battery charging / discharging
At time t13, when the
この結果、時刻t13において、メインスイッチ誤開放判定中となるが、連動メインスイッチを構成する第1メインスイッチ101が誤開放されており、開状態にある場合には、この第1メインスイッチ101の開状態に伴って、閉状態にある第2メインスイッチ106が閉状態となっており、フィルタコンデンサ109の電力は、放電用抵抗器105及び第2メインスイッチ106を介して放電され、フィルタコンデンサ電圧SCは、低下する。
As a result, the main switch erroneous open determination is being performed at time t13, but when the first
これにより、フィルタコンデンサ109の電圧であるフィルタコンデンサ電圧SCは、低下することとなるので、電源電圧SVとの差が生じ、
SV−SC≧α
となり、メインスイッチ誤開放検知信号MSERは、異常となるメインスイッチ誤開放の状態に相当する“H”レベルに遷移することとなる。
As a result, the filter capacitor voltage SC, which is the voltage of the
SV-SC ≧ α
Thus, the main switch erroneous opening detection signal MSER shifts to the “H” level corresponding to the abnormal main switch erroneous opening state.
以上の動作をより詳細に説明する。
電圧値比較部121の減算器131には、フィルタコンデンサ電圧SC及び直流電源100の電圧である電源電圧SVが入力され、フィルタコンデンサ電圧SCから電源電圧SVを差し引いて、差電圧ΔVを算出して比較回路132に出力する。
The above operation will be described in more detail.
The
これにより比較回路132は、減算器131が出力した差電圧ΔVと所定(電圧)値αとを比較して、差電圧ΔVが所定値α以上(ΔV≧α)であるか否かを比較するが、この場合には、
ΔV=SV−SC≧α
であるので、“H”レベルの比較結果SCPをAND回路135に出力する。
Thereby, the
ΔV = SV−SC ≧ α
Therefore, the “H” level comparison result SCP is output to the AND
一方、NOT回路133には、接触器アンサSCAが入力され、接触器アンサSCAの信号論理(接触器104が閉状態で“H”レベル)を反転して反転接触器アンサ/SCAとしてオンディレイ回路134に出力する。
オンディレイ回路134は、反転接触器アンサ/SCAの“H”レベル遷移(接触器104が開状態に遷移)を所定時間tdだけ遅延して遅延反転接触器アンサ/SCADとしてAND回路135に出力する。
On the other hand, the
The on-
これらの結果、AND回路135は、遅延反転接触器アンサ/SCADと比較結果SCPとの論理積をとることとなり、この場合には、遅延反転接触器アンサ/SCAD及び比較結果SCPは双方とも“H”レベルであるので、“H”レベルのメインスイッチ誤開放トリガ信号MSERTをRSフリップフロップ回路136のセット端子Sに出力する。
As a result, the AND
これにより、RSフリップフロップ回路136は、異常時に相当する“H”レベルのメインスイッチ誤開放信号MSERを出力することとなる。
また、NOT回路137は、遅延反転接触器アンサ/SCADの信号論理を反転して遅延接触器アンサSCADとしてAND回路138に出力する。
これによりAND回路138は、時刻t13〜時刻t14の期間、反転接触器アンサ/SCAと遅延接触器アンサSCADとの論理積をとり、メインスイッチ誤開放判定中にメインスイッチ誤開放判定中信号MSCを“H”レベルとする。
As a result, the RS flip-
The
As a result, the AND
したがって、本第1実施形態によれば、メインスイッチ誤開放検知信号MSERに基づいてメインスイッチ誤開放を検知することができるので、フィルタコンデンサ電圧SCにより放電用抵抗器105が焼損に至るのを防ぐことができる。また、電源電圧SVとフィルタコンデンサ電圧SCの状態のみでメインスイッチ101の誤開放を確実に検知できるため、新たにメインスイッチ101の誤開放を検知するための接触器等を追加する必要がなく、装置構成を簡略化することができる。
Therefore, according to the first embodiment, since the main switch erroneous opening can be detected based on the main switch erroneous opening detection signal MSER, the
[2]第2実施形態
以上の第1実施形態は、メインスイッチ誤開放信号MSERの出力を行う構成について説明したが、本第2実施形態は、出力されたメインスイッチ誤開放信号MSERの利用の一次子形態について説明する。
図5は第2実施形態の概要構成ブロック図である。
図5において、図1と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図5において、図1と異なる点は、メインスイッチ誤開放信号MSER及びメインスイッチ誤開放判定中信号MSCを電気車運転台200に出力する構成とした点である。
[2] Second Embodiment In the first embodiment described above, the configuration for outputting the main switch erroneous opening signal MSER has been described. However, in the second embodiment, the main switch erroneous opening signal MSER is used. The primary child form will be described.
FIG. 5 is a schematic configuration block diagram of the second embodiment.
In FIG. 5, the same parts as those in FIG.
5 differs from FIG. 1 in that the main switch erroneous opening signal MSER and the main switch erroneous opening determination in-progress signal MSC are output to the
第2実施形態の構成によれば、電気車運転台200側にインジケータを設けたり、電気車運転台200のディスプレイにメインスイッチ誤開放信号MSER及びメインスイッチ誤開放判定中信号MSCに基づいて、メインスイッチ誤開放判定中である旨およびその判定結果を表示したりすることで、誤って第1メインスイッチ101の開放中に蓄電池走行を継続することを防止できるとともに、メインスイッチ101の投入を促す旨を提示することで、放電用抵抗器105の焼損を防止することが可能となる。
According to the configuration of the second embodiment, an indicator is provided on the electric vehicle driver's
したがって、本第2実施形態よれば、メインスイッチ誤開放信号MSER及びメインスイッチ誤開放判定中信号MSCに基づいて、電気車運転台200において、メインスイッチ101の状態を確実、かつ、容易に把握でき、速やかにメインスイッチ101を投入し、状態復帰できる。
Therefore, according to the second embodiment, the state of the
[3]第3実施形態
上記第2実施形態は、電気車運転台200において、状況を把握するだけの構成であったが、本第3実施形態は、電気車運転台200から動作指令OPを受けても、メインスイッチ誤開放判定中には、当該動作指令OPを無視するように構成した点と、“H”レベルのメインスイッチ誤開放信号MSERが出力されている状態では、蓄電池充放電回路111が放電状態に移行するのを禁止し、接触器104を開放状態とし、電力変換装置110の電力変換動作を禁止することにより、直流電気車制御装置10の蓄電池走行を禁止するものである。
[3] Third Embodiment The second embodiment has a configuration in which only the situation is grasped in the
図6は、第3実施形態の概要構成ブロック図である。
ところで、“H”レベルのメインスイッチ誤開放判定中信号MSCが電気車運転台200に送信されている間は、直流電気車制御装置10の蓄電池走行を禁止する必要がある。
そこで、本第3実施形態においては、図6に示すように、メインスイッチ誤開放判定中信号MSCが“H”レベルの期間、すなわち、メインスイッチ誤開放判定中の期間においては、NOT回路141により、メインスイッチ誤開放判定中信号MSCの信号レベルを反転した反転メインスイッチ誤開放判定中信号/MSCを一方の入力端子に動作指令OP(動作指令時は、“H”レベル)が入力されたAND回路142の他方の入力端子に反転メインスイッチ誤開放判定中信号/MSCを入力することで、動作指令OPを実効的に“L”レベルに保持し、接触器104を開状態とし、電力変換装置110を非動作状態とするので、直流電気車制御装置10が蓄電池運転を行うことがなく、ひいては、放電用抵抗器105を過電流により破壊することがない。
FIG. 6 is a schematic configuration block diagram of the third embodiment.
By the way, while the “H” level main switch erroneous opening determination in-progress signal MSC is being transmitted to the
Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 6, during the period when the main switch erroneous opening determination signal MSC is “H” level, that is, during the main switch erroneous opening determination, the
以上の説明のように、本第3実施形態によれば、メインスイッチ誤開放判定中信号MSCが“H”レベルの期間中であるメインスイッチ誤開放判定中には、電気車運転台200からの動作指令OPが受け付けられないとともに、その旨を電気車運転台200において運転者などが確実に知ることができる。またメインスイッチ誤開放検出状態は、維持されるので、メインスイッチ101を投入するまで確実に直流電気車制御装置10の走行を禁止することができる。
As described above, according to the third embodiment, during the main switch erroneous opening determination signal MSC during the period when the main switch erroneous opening determination in-progress signal MSC is “H” level, The operation command OP is not accepted, and the driver or the like can surely know that in the
[4]第4実施形態
以上の各実施形態においては、第2メインスイッチ106を閉状態にする場合のフィルタコンデンサ電圧SCと、蓄電池112の電圧である電源電圧SVと、の関係については、考慮していなかったが、フィルタコンデンサ電圧SCが蓄電池112の電圧である電源電圧SVより高い状態でフィルタコンデンサ109と蓄電池112を接続すると、フィルタコンデンサ109から蓄電池112へ突入電流が流れることとなる。
そこで、本第4実施形態は、このような状態を考慮し、蓄電池112への突入電流を抑制するための実施形態である。
[4] Fourth Embodiment In each of the above-described embodiments, the relationship between the filter capacitor voltage SC when the second
Therefore, the fourth embodiment is an embodiment for suppressing the inrush current to the
図7は、第4実施形態の概要構成ブロック図である。
なお、図7においては、図1と同様の部分には同一の符号を付すものとするが、制御部120Cの構成においては、理解の容易のため、第1実施形態の制御部120と異なる部分のみ示すものとする。
ところで、上述したように、フィルタコンデンサ電圧SCが蓄電池112の電圧である電源電圧SVより高い状態でフィルタコンデンサ109と蓄電池112を接続すると、フィルタコンデンサ109から蓄電池112へ突入電流が流れることとなる。
FIG. 7 is a schematic configuration block diagram of the fourth embodiment.
In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. However, in the configuration of the
By the way, as described above, when the
そこで、本第4実施形態においては、蓄電池112とフィルタコンデンサ109は、制御部120Cの過電圧抑制器投入指令OVSにより過電圧抑制器401を閉状態(オン状態)とし、過電圧抑制器401を短絡することで、フィルタコンデンサ109の電圧を過電圧抑制抵抗400と過電圧抑制器401と主接地113を介して放電させる。
そして、放電後に、接触器104を投入しフィルタコンデンサ109と蓄電池112を接続する。
Therefore, in the fourth embodiment, the
Then, after discharging, the
すなわち、蓄電池112から負荷である電力変換装置及び主電動機114に電力を供給する場合に、蓄電池112をフィルタコンデンサ109に接続するに先立って、過電圧抑制器401を閉状態として、フィルタコンデンサ109の蓄電電力を放電することで、フィルタコンデンサ109からの突入電流による蓄電池112の故障、劣化を防止できる。
That is, when power is supplied from the
[5]第5実施形態
以上の各実施形態においては、第1メインスイッチ101を開状態とし、第2メインスイッチ106を閉状態にする場合に蓄電池112が放電用抵抗器105に接続されているため、蓄電池112の蓄電電圧がフィルタコンデンサ109の電圧に比較して高い場合には、フィルタコンデンサ109の放電を行えないばかりでなく、蓄電池112から放電用抵抗器105に対して過大な放電電流が流れ込む虞があった。
そこで、本第5実施形態においては、第1メインスイッチ101を開状態とし、第2メインスイッチ106を閉状態にする場合にバッテリ112を電気的に切り離して、確実にフィルタコンデンサ109を放電させるためのスイッチ141を設けている。
これにより、本第5実施形態の構成によれば、蓄電池112の蓄電電圧がフィルタコンデンサ109の電圧に比較して高い場合であっても、確実にフィルタコンデンサ109を放電させることができるとともに、放電用抵抗器を過電流から確実に保護することが可能となる。
[5] Fifth Embodiment In the above embodiments, the
Therefore, in the fifth embodiment, when the first
Thus, according to the configuration of the fifth embodiment, the
[6]実施形態の変形例
以上の説明おいては、フィルタコンデンサ電圧SCから電源電圧SVを差し引いて、差電圧ΔVを算出し、差電圧ΔVと所定(電圧)値αとを比較して、差電圧ΔVが所定値α以上(ΔV≧α)であるか否かを比較してメインスイッチ誤開放を検出していたが、ある時刻tにおけるフィルタコンデンサ電圧SCtを記憶しておき、このフィルタコンデンサ電圧SCtと、現在のフィルタコンデンサ電圧SCnowと、を比較してメインスイッチ誤開放を検出するように構成することも可能である。
[6] Modification of Embodiment In the above description, the power supply voltage SV is subtracted from the filter capacitor voltage SC to calculate the difference voltage ΔV, and the difference voltage ΔV is compared with a predetermined (voltage) value α. The main switch erroneous opening is detected by comparing whether or not the difference voltage ΔV is greater than or equal to a predetermined value α (ΔV ≧ α). The filter capacitor voltage SCt at a certain time t is stored, and this filter capacitor is stored. It is also possible to compare the voltage SCt with the current filter capacitor voltage SCnow to detect erroneous opening of the main switch.
以上の説明においては、メインスイッチ誤開放状態を維持するためにメインスイッチ誤開放信号MSERを保持するためのRSフリップフロップ等の状態維持手段をハードウェアで構成していたが、ソフトウェアロジックにより維持するように構成とすることも可能である。 In the above description, the state maintaining means such as the RS flip-flop for holding the main switch erroneous opening signal MSER is configured by hardware in order to maintain the main switch erroneous opening state, but is maintained by software logic. Such a configuration is also possible.
具体的には、本実施形態の電気車制御装置は、CPUなどの制御装置と、ROM(Read Only Memory)やRAMなどの記憶装置と、HDD、CDドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成とすることができる。 Specifically, the electric vehicle control device of this embodiment includes a control device such as a CPU, a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM, an external storage device such as an HDD and a CD drive device, and a display device. A display device such as a keyboard and an input device such as a mouse and a hardware configuration using a normal computer can be provided.
この場合において、本実施形態の電気車制御装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されるようにすることも可能である。 In this case, the control program executed by the electric vehicle control apparatus of the present embodiment is a file in an installable format or an executable format, and is a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, DVD (Digital Versatile). It is also possible to be provided by being recorded on a computer-readable recording medium such as a disk).
また、本実施形態の電気車制御装置で実行される制御〜プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の〜装置で実行される〜プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の電気車制御装置の制御プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
Moreover, you may comprise so that the control-program performed with the electric vehicle control apparatus of this embodiment may be provided by storing on a computer connected to networks, such as the internet, and downloading via a network. In addition, the program executed in the apparatus of the present embodiment may be provided or distributed via a network such as the Internet.
Moreover, you may comprise so that the control program of the electric vehicle control apparatus of this embodiment may be previously incorporated in ROM etc. and provided.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 直流電気車制御装置
100 直流電源
101 第1メインスイッチ
102 遮断器
103 電源電圧検出器
104 接触器
105 放電用抵抗器
106 第2メインスイッチ
107 フィルタリアクトル
108 フィルタコンデンサ電圧検出器
109 フィルタコンデンサ
110 電力変換装置
111 蓄電池充放電回路
112 蓄電池
113 主接地
114 主電動機
120、120A〜120C 制御部
121 電圧値比較部
131 減算器
132 比較回路
133 NOT回路
134 オンディレイ回路
135 AND回路
136 RSフリップフロップ回路
137 NOT回路
138 AND回路
141 NOT回路
142 AND回路
200 電気車運転台
400 過電圧抑制抵抗
401 過電圧抑制器
MSC メインスイッチ誤開放判定中信号
MSE メインスイッチ誤開放信号
MSE メインスイッチ誤開放信号
MSER メインスイッチ誤開放信号
MSER メインスイッチ誤開放検知信号
MSERT メインスイッチ誤開放トリガ信号
OP 動作指令
OVS 過電圧抑制器投入指令
SC フィルタコンデンサ電圧
SCA 接触器アンサ
SCAD 遅延接触器アンサ
SCP 比較結果
SSC フィルタコンデンサ電圧検出信号
SSV 電源電圧検出信号
SV 電源電圧
td 遅延時間
ΔV 差電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 DC electric
Claims (7)
前記直流電源からの直流電力あるいは前記蓄電池からの直流電力のいずれか一方が供給され、直流電気車を構成する負荷に供給するに際して、交流成分を除去するフィルタコンデンサと、
前記フィルタコンデンサと並列に接続されて、前記フィルタコンデンサの蓄電電力を放電する放電抵抗と、
前記直流電源を前記フィルタコンデンサから切り離すために開状態とされる第1メインスイッチと、
前記第1メインスイッチと連動して前記第1メインスイッチと排他的に動作し、前記第1メインスイッチが開状態のときに閉状態となって前記放電抵抗を接地して前記フィルタコンデンサの蓄電電力を放電する第2メインスイッチと、
前記蓄電池からの直流電力の前記負荷への供給時に、前記直流電源の電圧と前記フィルタコンデンサの電圧との差に基づいて、前記第1メインスイッチが開状態にあり、前記第1メインスイッチと連動して第2メインスイッチが閉状態となっている、メインスイッチ誤開放状態にあるか否かを判別する判別手段を備えた制御部と、
を備えた電気車制御装置。 A storage battery for storing DC power from a DC power source;
When either DC power from the DC power source or DC power from the storage battery is supplied and supplied to a load constituting a DC electric vehicle, a filter capacitor for removing AC components;
Is connected in parallel with the previous SL filter capacitor, a discharge resistor for discharging stored power of the filter capacitor,
A first main switch that is opened to disconnect the DC power source from the filter capacitor;
Interlocked with the first main switch , operates exclusively with the first main switch, and closes when the first main switch is open to ground the discharge resistor to store the stored power of the filter capacitor. A second main switch for discharging
When the supply to the load of the DC power from the battery, based on the difference between the voltage and the voltage of the filter capacitor of the DC power supply, wherein Ri first main switch open state near the first main switch the second main switch in conjunction is that it the closed state, and a control unit having a judging means for judging whether or not in the open state erroneous main switch,
An electric vehicle control device comprising:
請求項1記載の電気車制御装置。 The control unit outputs a main switch erroneous opening signal corresponding to the result of the determination;
The electric vehicle control device according to claim 1.
請求項1または請求項2記載の電気車制御装置。 The control unit outputs a main switch erroneous opening determination signal while determining whether or not the main switch is in an erroneous opening state.
The electric vehicle control device according to claim 1 or 2.
請求項3記載の電気車制御装置。 Wherein, in a case where the operation command for instructing the supply to the DC power the load from the electric vehicle cab or found before Symbol battery is input, whether the main switch erroneous open If it is being determined, the processing is performed assuming that the operation command has not been input.
The electric vehicle control device according to claim 3.
前記制御部は、前記判別手段によりメインスイッチ誤開放状態にあると判別された場合に、前記蓄電池充放電回路に放電停止指令を出力して、蓄電池を切離すべく制御を行う、 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電気車制御装置。 A storage battery charging / discharging circuit for charging and discharging the storage battery;
The control unit outputs a discharge stop command to the storage battery charging / discharging circuit and performs control to disconnect the storage battery when the determination unit determines that the main switch is in an erroneously opened state. The electric vehicle control device according to claim 4.
請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電気車制御装置。 When the control unit determines that the main switch is in an erroneously opened state by the determining unit, the control unit maintains a determined state in which the main switch is in an erroneously opened state until the first main switch is in a closed state.
The electric vehicle control device according to any one of claims 1 to 5.
前記制御部は、前記蓄電池から直流電力を供給するに先立って、前記過電圧抑制抵抗器及び前記過電圧抑制器を介して、前記フィルタコンデンサの蓄電電力を放電させる、
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電気車制御装置。 In parallel with the discharge resistor, it has an overvoltage suppression resistor and an overvoltage suppressor for discharging the stored power of the filter capacitor,
Prior to supplying DC power from the storage battery, the controller discharges the stored power of the filter capacitor via the overvoltage suppression resistor and the overvoltage suppressor.
The electric vehicle control device according to any one of claims 1 to 6.
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