JP6324682B2 - Maintenance vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両が走行する線路を移動して保守作業を行うための保守用車両に関し、特に、ディーゼルエンジンの駆動を停止して走行できる保守用車両に関する。 The present invention relates to a maintenance vehicle for performing maintenance work by moving a track on which a railway vehicle travels, and more particularly to a maintenance vehicle capable of traveling with a diesel engine stopped.
保守用車両は、作業員がレール又は枕木の交換及び点検、バラストの突き固め作業、架線の点検及び張替え作業等の保線作業、及びトンネルの点検や補修等の保守作業(以下、保線作業を含めて「保守作業」と呼ぶ)を行うための車両である。従来、このような保守用車両は、ディーゼルエンジンと、このディーゼルエンジンの出力軸に連結された変速機と、この変速機によって変速された駆動力を車輪に伝達する推進軸とを備えている。こうして、ディーゼルエンジンからの駆動力が、変速機と推進軸を介して車輪に伝達されるようになっている。 Maintenance vehicles include maintenance and maintenance work such as inspection and repair of tunnels (hereinafter referred to as track maintenance work). This vehicle is called “maintenance work”. Conventionally, such a maintenance vehicle includes a diesel engine, a transmission connected to the output shaft of the diesel engine, and a propulsion shaft that transmits a driving force changed by the transmission to wheels. Thus, the driving force from the diesel engine is transmitted to the wheels via the transmission and the propulsion shaft.
しかしながら、ディーゼルエンジンを備えた従来の保守用車両は、閉鎖された空間であるトンネル内を走行する際に、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスがトンネル内に充満することになる。このため、トンネル内で保守作業を行う作業員にとって、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスによって作業環境及び視界が悪いという問題点があった。 However, when a conventional maintenance vehicle equipped with a diesel engine travels in a tunnel, which is a closed space, exhaust gas exhausted from the diesel engine fills the tunnel. For this reason, there has been a problem that the worker who performs maintenance work in the tunnel has poor working environment and visibility due to exhaust gas discharged from the diesel engine.
そこで、下記特許文献1には、上記した問題点に対処できるような鉄道作業車が提案されている。この鉄道作業車は、図15に示すように、モータ130を回転駆動させるためのバッテリ150が搭載されていて、駆動源がエンジン110とバッテリ150の二つであるハイブリッド車両になっている。これにより、通常走行時には、エンジン110からの駆動力がトルクコンバータ付パワーシフトトランスミッション120によって変速され、推進軸104を介して車輪105に伝達される。
Therefore,
一方、トンネル内を走行する際には、モータ130がバッテリ150から供給される電力によって回転し、この回転力によってトルクコンバータ付パワーシフトトランスミッション120の出力軸(図示省略)を回転させる。そして、この出力軸の回転が推進軸104を介して車輪105に伝達されることで、走行することができる。こうして、トンネル内では、エンジン110の駆動を停止してバッテリ150の電力で走行することができ、排気ガスがトンネル内に充満することを防止できるようになっている。
On the other hand, when traveling in the tunnel, the
しかしながら、上記特許文献1に記載された鉄道作業車101では、以下の問題点がある。通常、保守用車両は、旅客車等が走行しない夜間に保守基地から作業現場まで向かい、作業員が作業現場で保守作業を行った後に、旅客車等が走行し始める朝方までに作業現場から保守基地まで戻ってこなければならない。このような保守用車両の限られた使用状況では、作業現場までできるだけ急行することができて、作業現場で保守作業を行う時間を長時間確保できることが求められる。
However, the
そこで、上記特許文献1に記載された鉄道作業車101において、作業現場まで急行するために、エンジン110の駆動力に加えて、バッテリ150の電力でアシストして走行する方法が考えられる。しかし、この方法の場合、作業現場に到達するまでの間に、バッテリ150の充電量(残存容量SOC)が消費される。このため、例えば作業現場であるトンネル内においてバッテリ150の電力で長時間走行し続けることができなくなり、保守作業を行う時間を十分に確保できなくなる。仮にバッテリ150を充電しようとして、エンジン110を駆動して発電機121を発電させると、エンジン110からの排気ガスがトンネル内に充満してしまう。
Therefore, in order to rush to the work site in the
一方、上記特許文献1に記載された鉄道作業車101において、作業現場で保守作業を行う時間を長時間確保するために、大容量型のバッテリを搭載する方法が考えられる。しかし、大容量型バッテリは、様々な種類のバッテリのうち、電池容量が比較的大きいものの、充放電時に瞬間的に出力できる電力(充放電容量)が比較的小さい。このため、大容量型バッテリを用いれば、作業現場で保守作業を行う時間を長時間確保できるが、作業現場に向かうときに瞬間的に出力する電力が小さいため、アシストする加速力が小さい。この結果、作業現場まで急行することができない。
On the other hand, in the
これに対して、ハイレート型バッテリ(大出力型バッテリ)を搭載する方法が考えられる。しかし、ハイレート型バッテリは、様々な種類のバッテリのうち、充放電時に瞬間的に出力できる電力が比較的大きいものの、電池容量が比較的小さい。このため、ハイレート型バッテリを用いれば、作業現場に向かうときに瞬間的に出力する電力が大きくて、アシストできる加速力が大きいため、作業現場まで急行できるが、電池容量の不足によって作業現場で保守作業を行う時間を長時間確保できない。 On the other hand, a method of mounting a high-rate battery (large output battery) is conceivable. However, the high-rate battery has a relatively small battery capacity, although the power that can be instantaneously output during charging and discharging is relatively large among various types of batteries. For this reason, if a high-rate battery is used, the electric power that is instantaneously output when going to the work site is large, and the acceleration power that can be assisted is large. It is not possible to secure a long time for work.
なお、鉄道作業車101は、エンジンとバッテリを搭載するハイブリッド車両のうち、主にエンジン110からの駆動力で走行する所謂「パラレル方式」になっている。このため、作業現場まで急行するために、排気量が大きいエンジン110を搭載する方法も考えられる。しかし、この方法の場合、排気量が大きいエンジン110によって、騒音が大きくなると共に、燃料消費量及び排気ガスが多くなり、且つコンパクト化を阻害するため、保守用車両にとって好ましくない。こうして、鉄道作業車101のような従来の保守用車両の構造では、排気ガスがトンネル内に充満することを防止できるものの、作業現場まで急行することと、作業現場で保守作業を行う時間を長時間確保することの両立を図ることができない。
The
そこで、本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、排気ガスがトンネル内に充満することを防止しつつ、作業現場まで急行することと、作業現場で保守作業を行う時間を長時間確保することの両立を図ることができる保守用車両を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and while expediting the exhaust gas from being filled in the tunnel, express the time to the work site and the time for maintenance work at the work site. An object of the present invention is to provide a maintenance vehicle capable of ensuring both long-term security and safety.
本発明に係る保守用車両は、ディーゼルエンジンを備え、鉄道車両が走行する線路を移動して保守作業を行うためのものであって、前記ディーゼルエンジンに一体的に接続されて前記ディーゼルエンジンの駆動により交流電力を発電する発電機と、前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換可能なコンバータ装置と、前記コンバータ装置が変換した直流電力を交流電力に変換可能なインバータ装置と、前記インバータ装置に直流電力を供給可能な大容量低出力である大容量型バッテリと、前記インバータ装置に直流電力を供給可能な高出力小容量であるハイレート型バッテリと、前記インバータ装置が変換した交流電力により回転駆動して車輪を回転させる走行用モータと、前記大容量型バッテリの充放電及び前記ハイレート型バッテリの充放電を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。特に、前記制御装置は、前記発電機が発電した交流電力と前記ハイレート型バッテリが充電している直流電力で前記走行用モータを駆動可能な併用走行状態と、前記ディーゼルエンジンの駆動を停止し且つ前記大容量型バッテリが充電している直流電力で前記走行用モータを駆動可能なバッテリ走行状態とを切り換えると良い。ここで、「保守作業」とは、トンネルの点検や補修等の保守作業の他に、レール又は枕木の交換及び点検、バラストの突き固め作業、架線の点検及び張替え作業等の保線作業も含む意味である。 A maintenance vehicle according to the present invention includes a diesel engine, and is used for performing maintenance work by moving along a track on which a railway vehicle travels. The maintenance vehicle is integrally connected to the diesel engine and drives the diesel engine. A generator that generates AC power by means of a converter, a converter device that can convert AC power generated by the generator into DC power, an inverter device that can convert DC power converted by the converter device into AC power, and the inverter A large-capacity battery having a large capacity and low output capable of supplying DC power to the apparatus, a high-rate battery having a high output and small capacity capable of supplying DC power to the inverter apparatus, and an AC power converted by the inverter apparatus A traveling motor that rotates and rotates the wheel, charge / discharge of the large-capacity battery, and the high-rate battery Characterized in that it comprises a control device for controlling the charging and discharging of. In particular, the control device stops the driving of the diesel engine, and the combined driving state in which the driving motor can be driven by the AC power generated by the generator and the DC power charged by the high-rate battery, and It is preferable to switch between a battery running state in which the running motor can be driven by DC power charged by the large-capacity battery. Here, “maintenance work” means maintenance work such as inspection and repair of tunnels, as well as track maintenance work such as rail and sleeper replacement and inspection, ballast tamping work, overhead wire inspection and replacement work, etc. It is.
本発明に係る保守用車両によれば、例えば作業現場であるトンネルに向かう場合、併用走行状態に切り換える。これにより、発電機が発電した交流電力にハイレート型バッテリが充電している直流電力をアシストして走行用モータを駆動させる。このため、アシストできる加速力が大きくなり、作業現場まで急行することができる。一方、トンネル内で保守作業を行う場合、バッテリ走行状態に切り換える。これにより、トンネル内では、ディーゼルエンジンの駆動が停止し、ディーゼルエンジンからの排気ガスが充満することを防止できる。そして、大容量型バッテリが充電している直流電力で長時間走行することができて、保守作業を行う時間を長時間確保できる。 According to the maintenance vehicle according to the present invention, for example, when heading for a tunnel that is a work site, the vehicle is switched to the combined traveling state. As a result, the driving power is driven by assisting the AC power generated by the generator with the DC power charged by the high-rate battery. For this reason, the accelerating force that can be assisted increases, and it is possible to rush to the work site. On the other hand, when maintenance work is performed in the tunnel, it is switched to the battery running state. Thereby, in a tunnel, the drive of a diesel engine can be stopped and it can prevent that the exhaust gas from a diesel engine fills up. And it can drive | work for a long time with the direct-current power which the large capacity type battery is charging, and the time for performing maintenance work can be secured for a long time.
また、本発明に係る保守用車両において、前記制御装置は、制動時に、前記走行用モータが発電した回生電力で前記ハイレート型バッテリを充電するように電気回路のスイッチを切り換えることが好ましい。
この場合には、ハイレート型バッテリが高回生型のバッテリであるため、制動時の回生電力をハイレート型バッテリに充電させることで、大容量型バッテリに充電させる場合に比べて、回生される電力が大きくなる。このため、ハイレート型バッテリを急速に充電できると共に、制動時の減速力を大きくすることができる。
In the maintenance vehicle according to the present invention, it is preferable that the control device switches the switch of the electric circuit so that the high-rate battery is charged with regenerative power generated by the travel motor during braking.
In this case, since the high-rate battery is a high-regenerative battery, the regenerative power at the time of braking is charged to the high-rate battery, so that the regenerative power is higher than when charging a large-capacity battery. growing. For this reason, the high-rate battery can be rapidly charged and the deceleration force during braking can be increased.
また、本発明に係る保守用車両において、前記大容量型バッテリの充電量を検出する第1監視センサが設けられ、前記ハイレート型バッテリの充電量を検出する第2監視センサが設けられ、前記大容量型バッテリと前記発電機との間及び前記ハイレート側バッテリと前記発電機との間に、前記制御装置によってオンとオフの切り換えが制御される半導体スイッチがそれぞれ設けられ、前記制御装置は、前記第1監視センサが検出した大容量型バッテリの充電量が所定の基準値より小さい場合に、前記各半導体スイッチを制御して前記発電機が発電した電力で前記大容量型バッテリを充電し、前記第2監視センサが検出したハイレート型バッテリの充電量が所定の基準値より小さい場合に、前記各半導体スイッチを制御して前記発電機が発電した電力で前記ハイレート型バッテリを充電することが好ましい。
この場合には、大容量型バッテリの充電量が減ると、大容量型バッテリは、発電機が発電した電力によって自動で充電される。また、ハイレート型バッテリの充電量が減ると、ハイレート型バッテリは、発電機が発電した電力によって自動で充電される。こうして、大容量型バッテリの充電量とハイレート型バッテリの充電量に応じて、どちらかのバッテリが自動で充電され、充電量の不足を自動で防止できる。
In the maintenance vehicle according to the present invention, a first monitoring sensor that detects a charge amount of the large-capacity battery is provided, and a second monitor sensor that detects a charge amount of the high-rate battery is provided. A semiconductor switch that is controlled to be switched on and off by the control device is provided between the capacity type battery and the generator and between the high-rate battery and the generator, respectively. When the charge amount of the large capacity battery detected by the first monitoring sensor is smaller than a predetermined reference value, the large capacity battery is charged with the electric power generated by the generator by controlling the semiconductor switches, When the charge amount of the high-rate battery detected by the second monitoring sensor is smaller than a predetermined reference value, the generator generates power by controlling the semiconductor switches. It is preferable to charge the high-rate-type battery with power.
In this case, when the charge amount of the large capacity battery decreases, the large capacity battery is automatically charged by the electric power generated by the generator. Further, when the charge amount of the high-rate battery decreases, the high-rate battery is automatically charged with the power generated by the generator. In this way, either of the batteries is automatically charged according to the charge amount of the large capacity battery and the charge amount of the high-rate battery, and the shortage of the charge amount can be automatically prevented.
また、本発明に係る保守用車両において、車両のGPS位置情報を取得する接近警報装置を備えていて、前記制御装置は、トンネルの位置情報を記憶しているデータベースと、前記車両のGPS位置情報と前記トンネルの位置情報とを照合してトンネル内に位置するか否かを判断するトンネル内判断部とを有し、トンネル内に位置すると判断したときに前記バッテリ走行状態に自動的に切り換えるように構成しても良い。 Further, the maintenance vehicle according to the present invention includes an approach warning device that acquires GPS position information of the vehicle, wherein the control device includes a database storing tunnel position information, and the GPS position information of the vehicle. And an in-tunnel determination unit that determines whether or not it is located in the tunnel by comparing the position information of the tunnel with the position information of the tunnel, and automatically switches to the battery running state when it is determined to be located in the tunnel You may comprise.
又は、手動操作によって走行位置を入力するための入力部が設けられていて、前記制御装置は、前記入力された走行位置からの走行距離を演算する走行距離演算部と、トンネルの位置情報を記憶しているデータベースと、前記走行位置からの走行距離と前記トンネルの位置情報とを照合してトンネル内に位置するか否かを判断するトンネル内判断部とを有し、トンネル内に位置すると判断したときに前記バッテリ走行状態に自動的に切り換えるように構成しても良い。 Alternatively, an input unit for inputting a travel position by manual operation is provided, and the control device stores a travel distance calculation unit that calculates a travel distance from the input travel position and tunnel position information. And a determination unit in the tunnel for determining whether or not the vehicle is located in the tunnel by comparing the travel distance from the travel position and the position information of the tunnel, and determining that the database is located in the tunnel. In this case, the battery may be automatically switched to the battery running state.
或いは、トンネル付近に設置された地上子から地点信号を受信する地点検出装置を設け、前記制御装置は、前記受信された地点信号からの走行距離を演算する走行距離演算部と、トンネルの位置情報を予め記憶しているデータベースと、前記地点信号からの走行距離と前記トンネルの位置情報とを照合してトンネル内に位置するか否かを判断するトンネル内判断部とを有し、トンネル内に位置すると判断したときに前記バッテリ走行状態に自動的に切り換えるように構成しても良い。 Alternatively, a point detection device that receives a point signal from a ground element installed in the vicinity of the tunnel is provided, and the control device includes a mileage calculation unit that calculates a mileage from the received point signal, and position information of the tunnel A pre-stored database, and an in-tunnel determination unit that determines whether or not the vehicle is located in the tunnel by comparing the travel distance from the point signal and the position information of the tunnel, It may be configured to automatically switch to the battery running state when it is determined that it is located.
これらの場合には、保守用車両がトンネル内に位置する間、自動的にバッテリ走行状態に切り換わってディーゼルエンジンの駆動を停止することができる。従って、保守用車両に乗っている作業員がディーゼルエンジンの駆動を停止するタイミングを意識することが無く、その他の作業に集中することができる。 In these cases, the driving of the diesel engine can be stopped by automatically switching to the battery running state while the maintenance vehicle is located in the tunnel. Therefore, the worker on the maintenance vehicle is not aware of the timing of stopping the driving of the diesel engine, and can concentrate on other work.
本発明の保守用車両によれば、排気ガスがトンネル内に充満することを防止しつつ、作業現場まで急行することと、作業現場で保守作業を行う時間を長時間確保することの両立を図ることができる。 According to the maintenance vehicle of the present invention, the exhaust gas is prevented from being filled in the tunnel, and both the express to the work site and the maintenance work at the work site are ensured for a long time. be able to.
<第1実施形態>
本発明に係る保守用車両の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態の保守用車両1を示した正面図であり、図2は、図1に示した保守用車両1の平面図である。なお、図1及び図2では、保守用車両1が備える各機器を主に示している。また、図3は、保守用車両1が備える各機器の機能ブロック図である。
<First Embodiment>
Embodiments of a maintenance vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing the
保守用車両1は、鉄道車両が走行する線路SRを移動して、作業員が線路SRのレール又は枕木の交換及び点検、バラストの突き固め作業、架線の点検及び張替え作業等の保線作業、及びトンネルの点検や補修等の保守作業(以下、保線作業を含めて「保守作業」と呼ぶ)を行うための車両である。この保守用車両1は、図1及び図2に示すように、台枠2の下側に吊り下げられた各走行用モータ3,3(以下、単に「走行用モータ3」と呼ぶ)が各推進軸4,4を介して各車輪5,5を回転させることで、線路SRを走行するようになっている。そして、他の車両を前から牽引又は後ろから推進できるように、台枠2のレール方向(図1の左右方向)の両端に連結器6が設けられている。
The
また、保守用車両1は、台枠2の上側で車両の後位側(図1の左側)に機関室7を備え、車両の前位側(図1の右側)に運転室8を備えている。機関室7の中には、ディーゼルエンジン10と、発電機20と、コンバータ装置30と、インバータ装置40,40(以下、単に「インバータ装置40」と呼ぶ)と、大容量型バッテリ51とが主に設けられている。運転室8の中には、図2に示すように、ハイレート型バッテリ52と、作業員が運転操作するための運転台60と、機関室7の中の各機器を制御する制御装置70(図3参照)とが設けられている。ハイレート型バッテリ52は、運転台60より下側の空きスペースに配置されているが、ハイレート型バッテリ52及び大容量型バッテリ51の配置は、図示した位置に限定されるものではなく適宜変更可能である。
Further, the
ディーゼルエンジン10は、発電機20(ディーゼル発電機)を駆動させるものであり、車輪5を回転駆動させる駆動力を発生させるものではない。従って、ディーゼルエンジン10は、比較的小さいものであり、予め定められた定格回転数で駆動して発電機20を発電させるようになっている。ディーゼルエンジン10の駆動によって発生する排気ガスは、排気管10aから排出される。
The
発電機20は、走行用モータ3を回転駆動させるための交流電力を発電するものである。この発電機20は、ディーゼルエンジン10に一体的に接続されていて、制御装置70がディーゼルエンジン10を駆動させることで発電するようになっている。発電機20が発電した交流電力は、コンバータ装置30に供給される。
The
コンバータ装置30は、発電機20が発電した交流電力を直流電力に変換するものであり、制御装置70の制御指令によって所定の電力及び所定の電圧を出力する。コンバータ装置30が変換した直流電力は、インバータ装置40に供給される。また、制御装置70が電気回路を制御することで、コンバータ装置30が変換した直流電力を大容量型バッテリ51に供給できるようになっている。
The
インバータ装置40は、コンバータ装置30が変換した直流電力、及びバッテリ51,52から供給される直流電力を交流電力に変換するものである。変換された交流電力は走行用モータ3に供給されて、走行用モータ3が回転駆動する。そして、走行用モータ3が発生した回転トルクは各推進軸4,4を介して各減速機9,9に伝達され、増幅された回転トルクが各車輪5,5に伝達される。また、インバータ装置40は、走行用モータ3が適切な回転トルクを発生できるように、制御装置70の制御指令によって交流電力の電圧及び周波数を可変制御する。
The
ところで、本実施形態の保守用車両1は、走行用モータ3を駆動させるために、大容量型バッテリ51とハイレート型バッテリ52の2種類のバッテリを搭載していることに特徴がある。大容量型バッテリ51は、作業現場で保守作業を行う時間を長時間確保できるように用いられるものであり、様々な種類のバッテリのうち、電池容量が比較的大きいが、充放電時に瞬間的に出力できる電力(充放電容量)が比較的小さいものである。つまり、大容量型バッテリ51は、大容量小出力であるバッテリである。例えば、本実施形態の大容量型バッテリ51は、電池容量が50Ahであり、放電時の容量が最大で6Cであり、充電時の容量が最大で2.5Cのリチウムイオン二次電池である。
By the way, the
一方、ハイレート型バッテリ52は、作業現場までできるだけ急行できるように用いられるものであり、様々なバッテリのうち、充放電時に瞬間的に出力できる電力が比較的大きいが、電池容量が比較的小さいものである。つまり、ハイレート型バッテリ52は、高出力低容量のバッテリである。例えば、本実施形態のハイレート型バッテリ52は、電池容量が30Ahであり、放電時の容量が最大で20Cであり、充電時の容量が最大で20Cのリチウムイオン二次電池である。なお、電池容量、放電時の容量、充電時の容量は、上記した数値に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
On the other hand, the high-
こうして、本実施形態の保守用車両1では、発電機20から走行用モータ3に電力を供給するラインと、大容量型バッテリ51から走行用モータ3に電力を供給するラインと、ハイレート型バッテリ52から走行用モータ3に電力を供給するラインの3系統が設けられている。なお、大容量型バッテリ51及びハイレート型バッテリ52の他に、補機を作動させる電圧を生成するための制御電源53が設けられている。
Thus, in the
運転台60には、運転室8内の作業員が運転操作を行うために、マスコンハンドルやブレーキハンドル等が設けられている。更に、本実施形態の運転台60には、手動操作によって走行用モータ3への電力供給手段を切り換える切換スイッチ61が設けられている。この切換スイッチ61では、発電機20の電力のみで走行する「発電機モード」を選択すると制御装置70に第1制御信号を出力し、バッテリ(大容量型バッテリ51又は/及びハイレート型バッテリ51)の電力のみで走行する「バッテリモード」を選択すると制御装置70に第2制御信号を出力し、発電機20及びバッテリの電力で走行する「併用モード」を選択すると制御装置70に第3制御信号を出力するようになっている。切換スイッチ61の構成は、スイッチに限定されるものではなく、ボタンやレバーであっても良く適宜変更可能である。
The
制御装置70は、機関室7内の各機器及び電気回路を制御して、走行用モータ3への電力供給手段を切り換えるものである。電力供給手段を切り換える電気回路には、スイッチ41,54,55が設けられていて、制御装置70は、コンバータ装置30からインバータ装置40への電力の供給をスイッチ41のオン又はオフで切り換えることができ、大容量型バッテリ51からインバータ装置40への電力の供給をスイッチ54のオン又はオフで切り換えることができ、ハイレート型バッテリ52からインバータ装置40への電力の供給をスイッチ55のオン又はオフで切り換えることができる。各スイッチ41,54,55は、リレー等の機械的なスイッチで構成されている。
The
この制御装置70は、「発電機モード」によって第1制御信号が入力されると、発電機20が発電した交流電力のみで走行用モータ3を駆動可能な「発電機走行状態」に切り換える。この「発電機走行状態」では、スイッチ41がオンのままであり、スイッチ54がオフに切り換えられ、スイッチ55がオフに切り換えられている。これにより、大容量型バッテリ51及びハイレート型バッテリ52が充電している電力を使用せずに、走行することができる。
When the first control signal is input in the “generator mode”, the
制御装置70は、「バッテリモード」によって第2制御信号が入力されると、ディーゼルエンジン10の駆動を停止し且つ大容量型バッテリ51が充電している直流電力で走行用モータ3を駆動可能な「バッテリ走行状態」に切り換える。ここで、「バッテリ走行状態」は、詳細には以下の3つに分類される。第1に、上述したように、大容量型バッテリ51が充電している直流電力のみで走行用モータ3を駆動する状態であり、これを「第1バッテリ走行状態」と呼ぶことにする。この「第1バッテリ走行状態」であれば、ディーゼルエンジン10の駆動を停止し、高出力が必要ない状況で長時間走行する場合に有効である。
When the second control signal is input in the “battery mode”, the
第2に、ハイレート型バッテリ52が充電している直流電力のみで走行用モータ3を駆動する状態であり、これを「第2バッテリ走行状態」と呼ぶことにする。この「第2バッテリ走行状態」であれば、ディーゼルエンジン10の駆動を停止し、坂道で高出力が必要な場合に有効である。第3に、大容量型バッテリ51が充電している直流電力及びハイレート型バッテリ52が充電している直流電力のみで走行用モータ3を駆動する状態であり、これを「第3バッテリ走行状態」と呼ぶことにする。この「第3バッテリ走行状態」であれば、ディーゼルエンジン10の駆動を停止し、急な坂道で「第1バッテリ走行状態」より高出力が必要な場合に有効である。なお、「第1バッテリ走行状態」と「第2バッテリ走行状態」と「第3バッテリ走行状態」との切り換えは、人為的に切り換え可能であっても良いし、制御装置70によって自動的に切り換え可能であっても良い。
Secondly, the driving
ここで、図4は、「第1バッテリ走行状態」の電力供給状態を示した図である。図4に示すように、「第1バッテリ走行状態」では、スイッチ41がオンのままであり、スイッチ54がオンに切り換えられ、スイッチ55がオフに切り換えられている。これにより、ディーゼルエンジン10の駆動を停止して発電機20が発電せずに、大容量型バッテリ51の電力を走行用モータ3に供給して、走行することができる。この結果、ディーゼルエンジン10から排気ガスが排出されなくなると共に、ディーゼルエンジン10の駆動音を無くすことができる。更に、ディーゼルエンジン10の燃料消費量を減らすことができる。
Here, FIG. 4 is a diagram showing the power supply state of the “first battery running state”. As shown in FIG. 4, in the “first battery running state”, the
これらに対して、制御装置70は、「併用モード」によって第3制御信号が入力されると、発電機20が発電した交流電力とハイレート型バッテリ52が充電している直流電力で走行用モータ3を駆動可能な「併用走行状態」に切り換える。ここで、「併用走行状態」は、詳細には以下の3つに分類される。第1に、上述したように、発電機20が発電した交流電力とハイレート型バッテリ52が充電している直流電力で走行用モータ3を駆動する状態であり、これを「第1併用走行状態」と呼ぶことにする。この「第1併用走行状態」であれば、坂道等で高出力が必要な場合に有効である。
On the other hand, when the third control signal is input in the “combination mode”, the
第2に、発電機20が発電した交流電力と大容量型バッテリ51が充電している直流電力で走行用モータ3を駆動する状態であり、これを「第2併用走行状態」と呼ぶことにする。この「第2併用走行状態」であれば、「通常走行状態」より高出力になるがハイレート型バッテリ52の出力まで必要ない場合に有効である。第3に、発電機20が発電した交流電力とハイレート型バッテリ52が充電している直流電力と大容量型バッテリ51が充電している直流電力で走行用モータ3を駆動する状態であり、これを「第3併用走行状態」と呼ぶことにする。この「第3併用走行状態」であれば、急な坂道で「第1併用走行状態」より高出力が必要な場合に有効である。なお、「第1併用走行状態」と「第2併用走行状態」と「第3併用走行状態」との切り換えは、人為的に切り換え可能であっても良いし、制御装置70によって自動的に切り換え可能であっても良い。
Secondly, the driving
ここで、図5は、「第1併用走行状態」の電力供給状態を示した図である。図5に示すように、「第1併用走行状態」では、スイッチ41がオンのままであり、スイッチ54がオフに切り換えられ、スイッチ55がオンに切り換えられている。これにより、発電機20が発電した電力に対して、ハイレート型バッテリ52が充電している電力をアシストして、走行用モータ3に供給するため、大きな供給電力によって加速力を大きくすることができる。
Here, FIG. 5 is a diagram showing a power supply state of the “first combined running state”. As shown in FIG. 5, in the “first combined running state”, the
また、図6は、「第3併用走行状態」の電力供給状態を示した図である。図6に示すように、「第3併用走行状態」では、スイッチ41がオンのままであり、スイッチ54がオンに切り換えられ、スイッチ55がオンに切り換えられている。これにより、発電機20が発電した電力に対して、大容量型バッテリ51及びハイレート型バッテリ52が充電している電力をアシストして、走行用モータ3に供給するため、より大きな供給電力によって加速力及び牽引力を最大限に大きくすることができる。
FIG. 6 is a diagram showing a power supply state in the “third combined running state”. As shown in FIG. 6, in the “third combined running state”, the
次に、大容量型バッテリ51を充電する状況について説明する。本実施形態では、大容量型バッテリ51の充電量(残存容量SOC)を検出する第1電流/電圧センサ56(第1監視センサ)が設けられ、ハイレート型バッテリ52の充電量を検出する第2電流/電圧センサ57(第2監視センサ)が設けられている。第1電流/電圧センサ56は、大容量型バッテリ51の電流/電圧値を常に監視していて、検出した電流/電圧値を制御装置70に出力する。また、第2電流/電圧センサ57は、ハイレート型バッテリ52の電流/電圧値を常に監視していて、検出した電流/電圧値を制御装置70に出力している。
Next, a situation where the
制御装置70は、入力された電流/電圧値に基づいて、大容量型バッテリ51及びハイレート型バッテリ52の充電量を推定する。そして、各充電量が運転室8の中に設けられたモニタMOに表示されて、運転操作を行う作業員が充電量を確認できるようになっている。なお、制御装置70は、大容量型バッテリ51及びハイレート型バッテリ52の充電量や故障(異常電池)を推定するために、温度等も入力されている。
The
こうして、運転操作を行う作業員がモニタMOで大容量型バッテリ51の充電量が少ないと判断したとき、切換スイッチ61で「充電モード」を選択する。これにより、切換スイッチ61から制御装置70に第4制御信号が出力され、制御装置70は「充電状態」に切り換える。ここで、図7は、「充電状態」の電力供給状態を示した図である。図7に示すように、「充電状態」では、スイッチ41がオフに切り換えられ、スイッチ54がオンに切り換えられ、スイッチ55がオフに切り換えられている。これにより、発電機20が発電した電力をコンバータ装置30を介して大容量型バッテリ51に供給することができる。このため、例えば、走行用モータ3の回転駆動力が必要ない状況で慣性力を用いて走行する場合等に、運転操作を行う作業員が「充電モード」を選択することで、大容量型バッテリ51を充電することができる。
Thus, when the operator who performs the driving operation determines that the charge amount of the large-
更に、本実施形態の保守用車両1は、ハイレート型バッテリ52が制動時に生じる回生電力を充電するように構成されている。図8は、制動時の回生電力をハイレート型バッテリ52に供給するときの電力供給状態を示した図である。図8に示すように、制動時には制御装置70の制御指令によって、走行用モータ3が発電機として機能して回生電力を発電し、スイッチ41がオンのままであり、スイッチ54がオフに切り換えられ、スイッチ55がオンに切り換えられる。こうして、回生ブレーキが作用すると、回生電力をインバータ装置40を介してハイレート型バッテリ52に供給することができ、ハイレート型バッテリ52を充電することができる。
Furthermore, the
ここで、回生電力でハイレート型バッテリ52を充電する理由について説明する。上述したように、ハイレート型バッテリ52では充電時の容量が最大で20Cであるのに対して、大容量型バッテリ51では充電時の容量が最大で2.5Cである。即ち、ハイレート型バッテリ52は、大容量型バッテリ51に比べて高回生型のバッテリである。このため、制動時の回生電力をハイレート型バッテリ52に充電させることで、大容量型バッテリ51に充電させる場合に比べて、回生(充電)される電力が大きくなる。従って、ハイレート型バッテリ52を急速に充電できると共に、制動時の減速力を大きくすることができる。
Here, the reason for charging the high-
次に、第1実施形態の保守用車両1の作用効果について場面を分けて説明する。
保守基地から作業現場であるトンネルに向かう場合、又は保守作業が終了した後にトンネルから保守基地まで戻る場合、運転台60で運転操作する作業員は、切換スイッチ61を「併用モード」に選択する。これにより、図5に示す「第1併用走行状態」に設定する。こうして、大容量型バッテリ51が充電している電力を消費せずに、発電機20が発電した電力に対してハイレート型バッテリ52が充電している電力をアシストして、走行用モータ3が回転駆動する。このとき、ハイレート型バッテリ52は放電時に瞬間的に出力できる電力が大きいため、走行用モータ3に大きな電力を供給して、加速力を大きくすることができる。この結果、トンネルまで(短時間で)急行できると共に、保守基地まで早く戻ってくることができる。
Next, the operation and effect of the
When heading from the maintenance base to the tunnel that is the work site, or when returning from the tunnel to the maintenance base after the maintenance work is completed, the worker who operates the
また、急な上り坂を走行する場合、例えば制御装置70が図6に示す「第3併用走行状態」に設定する。こうして、発電機20が発電した電力に対してハイレート型バッテリ52及び大容量型バッテリ51が充電している電力をアシストして、走行用モータ3が回転駆動する。このとき、「第1併用走行状態」に比べて、走行用モータ3に更に大きな電力が供給されて、加速力及び牽引力を最大限に大きくすることができる。この結果、急な上り坂であっても円滑に走行することができる。
When traveling on a steep uphill, for example, the
これらに対して、トンネル内を走行する場合や、民家等の周辺で騒音に対する対策が必要な区間を夜間走行する場合、運転台60で運転操作する作業員は、切換スイッチ61を「バッテリモード」に選択する。これにより、図4に示す「第1バッテリ走行状態」に設定する。こうして、ディーゼルエンジン10の駆動を停止させて、大容量型バッテリ51が充電する電力のみで走行することができる。このとき、大容量型バッテリ51は、電池容量が大きいものであり、「第1併用走行状態」では充電している電力を消費していないため、走行用モータ3に電力を長時間供給することができる。この結果、排気ガスがトンネル内に充満することを防止しつつ、トンネル内で保守作業を行う時間を長時間確保できる。また、民家等の周辺を走行する場合であっても、ディーゼルエンジン10の駆動による騒音を防止できる。
On the other hand, when traveling in a tunnel or traveling at night in a section where countermeasures against noise are required around a private house or the like, an operator who operates the
なお、保守用車両1は、作業現場において大容量型バッテリ51の電力を消費した後、保守基地に戻ってきて、昼間は保守基地で待機することになる。このため、保守用車両1が待機している間、大容量型バッテリ51に充電器を接続して、大容量型バッテリ51を約1時間で急速回復充電させる。こうして、次の作業現場に向かう前に、大容量型バッテリ51を満充電しておき、次の保守作業に備えることができる。
The
また、本実施形態の保守用車両1では、上記した作用効果以外にも、以下の作用効果を有する。保守用車両1は、駆動源が発電機20(ディーゼルエンジン10)とバッテリ51,52の二つであるハイブリッド車両のうち、ディーゼルエンジン10に発電機20が一体的に接続されて走行用モータ3で走行する所謂「シリーズ方式」である。このため、比較的小さいディーゼルエンジン10を搭載していて、上記の特許文献1に記載された「パラレル式」の鉄道作業車101(図15参照)のような特殊な変速機(トルクコンバータ付パワーシフトトランスミッション120)が無い。この結果、各機器の配置の自由度が大きく、全体としてコンパクトに構成することができる。
In addition, the
更に、この「シリーズ方式」であれば、発電機20、インバータ装置40、バッテリ51,52、走行用モータ3は、各機器メーカの標準品を用いることができ、制御装置70以外に新たに開発すべき装置がない。従って、本実施形態の保守用車両1は、特殊な機器がほとんど無いため、鉄道車両の中でも特に製作車両数が少ない保守用車両においてコストを抑えて製作することができる。更に、変速機が無いため、変速機を定期的にオーバーホールする手間が無いというメリットもある。
Furthermore, with this “series system”, the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態の保守用車両1Aについて、図9及び図10を参照しながら説明する。第2実施形態では、GPS位置情報とデータベースとを利用して、トンネル内に位置すると判断したときに自動的に「第1バッテリ走行状態」に切り換えることを特徴としている。また、大容量型バッテリ51及びハイレート型バッテリ52の充電量に基づいて、制御装置70が大容量型バッテリ51への充電又はハイレート型バッテリ52への充電を切り換えることを特徴としている。図9は、第2実施形態の保守用車両1Aが備える各機器の機能ブロック図であり、図10は、第2実施形態の制御装置70Aの機能ブロック図である。
Second Embodiment
Next, the
図9に示すように、大容量型バッテリ51と発電機20との間、及びハイレート型バッテリ52と発電機20との間には、制御装置70Aによってオンとオフの切り換えが制御される半導体スイッチ58,59が設けられている。これら半導体スイッチ58,59は、比較的簡易な構成として、二つのサイリスタが逆向きに並列接続されている。なお、半導体スイッチ58,59の構成は、サイリスタに限られるものではなく、MOSFETやIGBT等で構成しても良い。
As shown in FIG. 9, between the large-
第2実施形態の制御装置70Aは、作動速度が速い半導体スイッチ58,59のオンとオフを高速に切り換えることができ、切換スイッチ61から入力される各制御信号によって、図4に示す「第1バッテリ走行状態」、図5に示す「第1併用走行状態」、図6に示す「第3併用走行状態」を切り換えることができる。そして、制御装置70Aは、第1電流/電圧センサ56から入力された大容量型バッテリ51の充電量が所定の基準値より少ない場合には、半導体スイッチ58,59のオンとオフを制御して、発電機20が発電した電力で大容量型バッテリ51を充電するようになっている(図7参照)。一方、制御装置70Aは、第2電流/電圧センサ57から入力されたハイレート型バッテリ52の充電量が所定の基準値より少ない場合には、半導体スイッチ58,59のオンとオフを制御して、発電機20が発電した電力でハイレート型バッテリ52を充電するようになっている。こうして、大容量型バッテリ51の充電量とハイレート型バッテリ52の充電量に応じて、どちらかのバッテリ51,52が自動で充電され、充電量の不足を防止することができる。
The
更に、制御装置70Aは、発電機20が発電した電力で大容量型バッテリ51を充電している際に、大容量型バッテリ51の充電量が十分であると判断すると、半導体スイッチ58,59のオンとオフを逆に切り換える。これにより、発電機20が発電した電力を大容量型バッテリ51に供給せずに、充電量が少ない方のハイレート型バッテリ52に供給して充電することができる。こうして、発電機20が発電した電力で充電しようとする際に、各半導体スイッチ58,59の制御によって、充電がより必要な方のバッテリ51,52を自動で切り換えるようになっている。
Further, when the
また、この制御装置70Aは、制動時の回生電力でハイレート型バッテリ52を充電している際に、ハイレート型バッテリ52の充電量が十分であると判断すると、半導体スイッチ58及び半導体スイッチ59のオンとオフを逆に切り換える。これにより、制動時の回生電力をハイレート型バッテリ52に供給せずに、充電量が少ない方の大容量型バッテリ51に供給して充電することができる。こうして、制動時の回生電力で充電しようとする際に、各半導体スイッチ58,59の制御によって、充電がより必要な方のバッテリ51,52を自動で充電できるようになっている。
Further, when the
また、この保守用車両1Aには、図9に示すように、GPS衛星ESからの電波を受信する接近警報装置80が設けられている。第2実施形態では、この接近警報装置80を利用することで、現地点での位置を取得するための装置を新たに設けていない。接近警報装置80は、GPS衛星ESから受信した電波に基づいて保守用車両1Aの現地点でのGPS位置情報(以下、単に「GPS位置情報」と呼ぶ)を取得して、取得したGPS位置情報を制御装置70Aに逐次送信する。ここで、制御装置70Aは、図10に示すように、データベース71とトンネル内判断部72Aを有していて、データベース71は、各線路上に存在する全てのトンネルの位置情報(緯度・経度・高度、長さ等)を記憶している。
Further, as shown in FIG. 9, the
トンネル内判断部72Aは、接近警報装置80からGPS位置情報を逐次入力されると共に、データベース71からトンネルの位置情報を逐次入力されている。これにより、GPS位置情報とトンネルの位置情報とを照合して、保守用車両1Aが現時点でトンネル内に位置するか否かを判断することができる。こうして、トンネル内に位置すると判断したとき、制御装置70Aは図4に示す「第1発電機走行状態」に自動的に切り換え、トンネル内に位置しないと判断したとき、制御装置70Aは現在の状態を維持するようになっている。第2実施形態のその他の構成は、上記した第1実施形態の構成と同様であるため、その説明を省略する。
The in-
第2実施形態の保守用車両1Aの作用効果について説明する。
第2実施形態によれば、保守用車両1Aがトンネル内に位置する間、自動的に「第1バッテリ走行状態」に切り換わってディーゼルエンジン10の駆動を停止することができる。従って、保守用車両1Aに乗っている作業員がディーゼルエンジン10の駆動を停止するタイミングを意識することが無く、その他の作業に集中することができる。そして、第2実施形態では、「第1バッテリ走行状態」に自動的に切り換えるための構成が、予め備える接近警報装置80とデータベース71とを利用し、制御装置70Aの設定を少し変更するだけであるため、比較的安価に且つ容易に実施することができる。第2実施形態のその他の作用効果は、上記した第1実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
The effects of the
According to the second embodiment, while the
<第3実施形態>
次に、第3実施形態の保守用車両1Bについて、図11及び図12を参照しながら説明する。第3実施形態では、人為的に入力した走行位置からの走行距離とデータベースとを利用して、トンネル内に位置すると判断したときに自動的に「第1バッテリ走行状態」に切り換えることを特徴としている。図11は、第3実施形態の保守用車両1Bが備える各機器の機能ブロック図であり、図12は、第3実施形態の制御装置70Bの機能ブロック図である。
<Third Embodiment>
Next, a
図11に示すように、保守用車両1Bには、走行距離を測定する検出器として速度発電機90が設けられている。この速度発電機90は、走行用モータ3のモータ軸に取付けられていて、モータ軸の回転に伴って発生するパルス状又は波形状の出力信号を制御装置70Bに逐次送信している。なお、速度発電機90は、車輪5の車軸に取付けても良い。また、走行距離を測定する検出器は速度発電機90に限定されるものではなく、例えば進行方向の加速度を検出する加速度センサであっても良く、適宜変更可能である。
As shown in FIG. 11, the
また、保守用車両1Bには、手動操作によって走行位置を入力する入力部として入力スイッチ62が設けられている。ここで、走行位置とは、走行距離を測定する際の基準になる開始地点のことである。入力スイッチ62は、運転台60にタッチパネルで手動操作できるように設けられていて、運転操作を行う作業員が入力スイッチ62を押すと、走行位置を示す信号が制御装置70Bに送信される。なお、走行位置を入力する入力部の構成は、タッチパネルに限定されるものではなく、例えばボタンやレバーであっても良く、適宜変更可能である。ここで、制御装置70Bは、図12に示すように、データベース71とトンネル内判断部72Bと走行距離演算部73Bを有している。
Further, the
データベース71は、各線路上に存在する全てのトンネルの位置情報を記憶している。走行距離演算部73Bは、速度発電機90からの出力信号を逐次入力されてカウントし、保守用車両1Bが走行した距離を演算するものである。そして、この走行距離演算部73Bは、入力スイッチ62から走行位置を示す信号を入力されるようになっていて、その信号を入力されたときからの走行距離(走行位置からの走行距離)を演算する。
The
トンネル内判断部72Bは、走行位置からの走行距離を逐次入力されると共に、データベース71からトンネルの位置情報を逐次入力されている。これにより、走行位置からの走行距離とトンネルの位置情報(走行位置からトンネルまでの距離)とを照合して、保守用車両1Bが現地点でトンネル内に位置するか否かを判断することができる。こうして、トンネル内に位置すると判断したとき、制御装置70Bは図4に示す「第1バッテリ走行状態」に自動的に切り換え、トンネル内に位置しないと判断したとき、制御装置70Bは現在の状態を維持するようになっている。第3実施形態のその他の構成は、上記した第2実施形態の構成と同様であるため、その説明を省略する。
The in-
第3実施形態の保守用車両1Bの作用効果について説明する。
第3実施形態によれば、運転操作を行う作業員が例えば運転開始時に入力スイッチ62を押し、走行距離演算部73Bが、運転開始時の走行位置からの走行距離を演算する。そして、トンネル内判断部72Bが、運転開始時の走行位置からの走行距離とトンネルの位置情報とを照合する。こうして、保守用車両1Bがトンネル内に入ると、自動的に「第1バッテリ走行状態」に切り換わってディーゼルエンジン10の駆動を停止することができる。従って、保守用車両1Bに乗っている作業員がディーゼルエンジン10の駆動を停止するタイミングを意識することが無く、その他の作業に集中することができる。そして、第3実施形態では、「第1バッテリ走行状態」に自動的に切り換えるための構成が、入力スイッチ62を設け、予め備えるデータベース71及び走行距離を測定する検出器(速度発電機90)を利用し、制御装置70Bの設定を少し変更するだけであるため、比較的安価に且つ容易に実施することができる。第3実施形態のその他の作用効果は、上記した第2実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
The effect of the
According to the third embodiment, an operator who performs a driving operation presses the
<第4実施形態>
次に、第4実施形態の保守用車両1Cについて、図13及び図14を参照しながら説明する。第4実施形態では、受信した地点信号からの走行距離とデータベースとを利用して、トンネル内に位置すると判断したときに自動的に「第1バッテリ走行状態」に切り換えることを特徴としている。図13は、第4実施形態の保守用車両1Cが備える各機器の機能ブロック図であり、図14は、第4実施形態の制御装置70Cの機能ブロック図である。
<Fourth embodiment>
Next, a
図13に示すように、保守用車両1Cには、第3実施形態の保守用車両1Bと同様に、速度発電機90が設けられている。そして、保守用車両1に地点検出装置100が新たに設けられ、トンネル付近に新たに地上子TSが設置されている。地上子TSは、保守用車両1Cが通過したときに地点検出装置100に地点信号を送信するものであり、旅客車等が地点検知を行うための地上子とは異なる。また、地点検出装置100は、地上子TSから受信した地点信号を制御装置70Cに送信するだけのものであり、旅客車等に搭載されている高価な車上子とは異なる。こうして、旅客車等で地点検知を行うための地上子を利用せずに、できるだけ安価な構成で地点信号を受信するようになっている。
As shown in FIG. 13, the
図14に示すように、データベース71は、各線路上に存在する全てのトンネルの位置情報を記憶している。走行距離演算部73Cは、速度発電機90からの出力信号を逐次入力されてカウントし、保守用車両1Cが走行した距離を演算するものである。そして、この走行距離演算部73Cは、地点検出装置100から地点信号を入力されるようになっていて、その地点信号を入力されたときからの走行距離(地点信号からの走行距離)を演算する。
As shown in FIG. 14, the
トンネル内判断部72Cは、地点信号からの走行距離を逐次入力されると共に、データベース71からトンネルの位置情報を逐次入力されている。これにより、地点信号からの走行距離とトンネルの位置情報(地点信号からトンネルまでの距離)とを照合して、保守用車両1Cが現地点でトンネル内に位置するか否かを判断することができる。こうして、トンネル内に位置すると判断したとき、制御装置70Cは図4に示す「第1バッテリ走行状態」に自動的に切り換え、トンネル内に位置しないと判断したとき、制御装置70Cは現在の状態を維持するようになっている。第4実施形態のその他の構成は、上記した第2実施形態の構成と同様であるため、その説明を省略する。
The in-
第4実施形態の保守用車両1Cの作用効果について説明する。
第4実施形態によれば、保守用車両1Cがトンネル付近に近づくと、地点検出装置100が地上子TSから地点信号を受信し、走行距離演算部73Cが、地点信号からの走行距離を演算する。そして、トンネル内判断部72Cが、地点信号からの走行距離とトンネルの位置情報とを照合する。こうして、保守用車両1Cがトンネル内に入ると、自動的に「第1バッテリ走行状態」に切り換わってディーゼルエンジン10の駆動を停止することができる。従って、保守用車両1Cに乗っている作業員がディーゼルエンジン10の駆動を停止するタイミングを意識することが無く、その他の作業に集中することができる。第4実施形態のその他の作用効果は、上記した第2実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
Effects of the
According to the fourth embodiment, when the
以上、本発明に係る保守用車両の各実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
各実施形態において、大容量型バッテリ51及びハイレート型バッテリ52は、リチウムイオン二次電池で構成されているが、バッテリ51,52の種類は適宜変更可能であり、例えば、コストを低く抑えるために大容量型バッテリ51を鉛蓄電池で構成しても良い。
また、ディーゼルエンジン10を予め定められた定格回転数で駆動させて発電機20を発電させたが、変形例として、ディーゼルエンジン10の燃料が所定量以下になったときには、走行中の燃料消費量を抑えるために、ディーゼルエンジン10を自動的に停止させて発電機20の発電を停止させても良い。
As mentioned above, although each embodiment of the maintenance vehicle which concerns on this invention was described, this invention is not limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
In each embodiment, the large-
In addition, the
1,1A,1B,1C 保守用車両
3 走行用モータ
5 車輪
10 ディーゼルエンジン
20 発電機
30 コンバータ装置
40 インバータ装置
41,54,55 スイッチ
51 大容量型バッテリ
52 ハイレート型バッテリ
56 第1電流/電圧センサ
57 第2電流/電圧センサ
58,59 半導体スイッチ
60 運転台
61 切換スイッチ
62 入力スイッチ
70,70A,70B,70C 制御装置
71 データベース
72B,72C トンネル内判断部
73B,73C 走行距離演算部
80 接近警報装置
90 速度発電機
100 地点検出装置
1, 1A, 1B,
Claims (5)
前記ディーゼルエンジンに一体的に接続されて前記ディーゼルエンジンの駆動により交流電力を発電する発電機と、
前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換可能なコンバータ装置と、
前記コンバータ装置が変換した直流電力を交流電力に変換可能なインバータ装置と、
前記インバータ装置に直流電力を供給可能な大容量低出力である大容量型バッテリと、
前記インバータ装置に直流電力を供給可能な高出力小容量であるハイレート型バッテリと、
前記インバータ装置が変換した交流電力により回転駆動して車輪を回転させる走行用モータと、
前記大容量型バッテリの充放電及び前記ハイレート型バッテリの充放電を制御する制御装置と、
車両のGPS位置情報を取得する接近警報装置と、を備えること、
前記制御装置は、前記発電機が発電した交流電力と前記ハイレート型バッテリが充電している直流電力で前記走行用モータを駆動可能な併用走行状態と、トンネル内を走行する場合、前記ディーゼルエンジンの駆動を停止し且つ前記大容量型バッテリが充電している直流電力で前記走行用モータを駆動可能なバッテリ走行状態とを切り換えること、
前記制御装置は、トンネルの位置情報を記憶しているデータベースと、前記車両のGPS位置情報と前記トンネルの位置情報とを照合してトンネル内に位置するか否かを判断するトンネル内判断部とを有し、トンネル内に位置すると判断したときに前記バッテリ走行状態に自動的に切り換えること、
を特徴とする保守用車両。 In a maintenance vehicle for carrying out maintenance work by moving a track on which a railway vehicle travels with a diesel engine,
A generator that is integrally connected to the diesel engine and generates AC power by driving the diesel engine;
A converter device capable of converting AC power generated by the generator into DC power;
An inverter device capable of converting the DC power converted by the converter device into AC power;
A large-capacity battery having a large capacity and low output capable of supplying DC power to the inverter device;
A high-rate battery having a high output and a small capacity capable of supplying DC power to the inverter device;
A traveling motor that rotates and rotates wheels by AC power converted by the inverter device;
A control device for controlling charge / discharge of the large-capacity battery and charge / discharge of the high-rate battery;
An approach warning device for acquiring GPS position information of the vehicle ,
The control device is configured to drive the traveling motor with AC power generated by the generator and DC power charged by the high-rate battery. Switching between a battery running state in which driving is stopped and the running motor can be driven by DC power charged by the large-capacity battery;
The control device includes a database that stores tunnel position information, and an in-tunnel determination unit that determines whether the vehicle is positioned in the tunnel by checking the GPS position information of the vehicle and the position information of the tunnel. Automatically switching to the battery running state when it is determined to be located in the tunnel,
A vehicle for maintenance.
前記ディーゼルエンジンに一体的に接続されて前記ディーゼルエンジンの駆動により交流電力を発電する発電機と、
前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換可能なコンバータ装置と、
前記コンバータ装置が変換した直流電力を交流電力に変換可能なインバータ装置と、
前記インバータ装置に直流電力を供給可能な大容量低出力である大容量型バッテリと、
前記インバータ装置に直流電力を供給可能な高出力小容量であるハイレート型バッテリと、
前記インバータ装置が変換した交流電力により回転駆動して車輪を回転させる走行用モータと、
前記大容量型バッテリの充放電及び前記ハイレート型バッテリの充放電を制御する制御装置と、を備えること、
前記制御装置は、前記発電機が発電した交流電力と前記ハイレート型バッテリが充電している直流電力で前記走行用モータを駆動可能な併用走行状態と、トンネル内を走行する場合、前記ディーゼルエンジンの駆動を停止し且つ前記大容量型バッテリが充電している直流電力で前記走行用モータを駆動可能なバッテリ走行状態とを切り換えること、
手動操作によって走行位置を入力するための入力部が設けられていて、
前記制御装置は、前記入力された走行位置からの走行距離を演算する走行距離演算部と、トンネルの位置情報を記憶しているデータベースと、前記走行位置からの走行距離と前記トンネルの位置情報とを照合してトンネル内に位置するか否かを判断するトンネル内判断部とを有し、トンネル内に位置すると判断したときに前記バッテリ走行状態に自動的に切り換えること、
を特徴とする保守用車両。 In a maintenance vehicle for carrying out maintenance work by moving a track on which a railway vehicle travels with a diesel engine,
A generator that is integrally connected to the diesel engine and generates AC power by driving the diesel engine;
A converter device capable of converting AC power generated by the generator into DC power;
An inverter device capable of converting the DC power converted by the converter device into AC power;
A large-capacity battery having a large capacity and low output capable of supplying DC power to the inverter device;
A high-rate battery having a high output and a small capacity capable of supplying DC power to the inverter device;
A traveling motor that rotates and rotates wheels by AC power converted by the inverter device;
A control device for controlling charging / discharging of the large-capacity battery and charging / discharging of the high-rate battery,
The control device is configured to drive the traveling motor with AC power generated by the generator and DC power charged by the high-rate battery. Switching between a battery running state in which driving is stopped and the running motor can be driven by DC power charged by the large-capacity battery;
An input unit is provided for inputting the travel position by manual operation.
The control device includes a travel distance calculation unit that calculates a travel distance from the input travel position, a database storing tunnel position information, a travel distance from the travel position, and the tunnel position information. An in-tunnel determination unit that determines whether or not it is located in the tunnel by collating, and automatically switching to the battery running state when it is determined to be located in the tunnel,
A vehicle for maintenance.
前記ディーゼルエンジンに一体的に接続されて前記ディーゼルエンジンの駆動により交流電力を発電する発電機と、
前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換可能なコンバータ装置と、
前記コンバータ装置が変換した直流電力を交流電力に変換可能なインバータ装置と、
前記インバータ装置に直流電力を供給可能な大容量低出力である大容量型バッテリと、
前記インバータ装置に直流電力を供給可能な高出力小容量であるハイレート型バッテリと、
前記インバータ装置が変換した交流電力により回転駆動して車輪を回転させる走行用モータと、
前記大容量型バッテリの充放電及び前記ハイレート型バッテリの充放電を制御する制御装置と、を備えること、
前記制御装置は、前記発電機が発電した交流電力と前記ハイレート型バッテリが充電している直流電力で前記走行用モータを駆動可能な併用走行状態と、トンネル内を走行する場合、前記ディーゼルエンジンの駆動を停止し且つ前記大容量型バッテリが充電している直流電力で前記走行用モータを駆動可能なバッテリ走行状態とを切り換えること、
トンネル付近に設置された地上子から地点信号を受信する地点検出装置を設け、
前記制御装置は、前記受信された地点信号からの走行距離を演算する走行距離演算部と、トンネルの位置情報を記憶しているデータベースと、前記地点信号からの走行距離と前記トンネルの位置情報とを照合してトンネル内に位置するか否かを判断するトンネル内判断部とを有し、トンネル内に位置すると判断したときに前記バッテリ走行状態に自動的に切り換えること、
を特徴とする保守用車両。 In a maintenance vehicle for carrying out maintenance work by moving a track on which a railway vehicle travels with a diesel engine,
A generator that is integrally connected to the diesel engine and generates AC power by driving the diesel engine;
A converter device capable of converting AC power generated by the generator into DC power;
An inverter device capable of converting the DC power converted by the converter device into AC power;
A large-capacity battery having a large capacity and low output capable of supplying DC power to the inverter device;
A high-rate battery having a high output and a small capacity capable of supplying DC power to the inverter device;
A traveling motor that rotates and rotates wheels by AC power converted by the inverter device;
A control device for controlling charging / discharging of the large-capacity battery and charging / discharging of the high-rate battery,
The control device is configured to drive the traveling motor with AC power generated by the generator and DC power charged by the high-rate battery. Switching between a battery running state in which driving is stopped and the running motor can be driven by DC power charged by the large-capacity battery;
A point detection device that receives a point signal from the ground unit installed near the tunnel is provided.
The control device includes a travel distance calculation unit that calculates a travel distance from the received point signal, a database storing tunnel position information, a travel distance from the point signal, and the tunnel position information. An in-tunnel determination unit that determines whether or not it is located in the tunnel by collating, and automatically switching to the battery running state when it is determined to be located in the tunnel,
A vehicle for maintenance.
前記制御装置は、制動時に、前記走行用モータが発電した回生電力で前記ハイレート型バッテリを充電するように電気回路のスイッチを切り換えることを特徴とする保守用車両。 In the maintenance vehicle according to any one of claims 1 to 3 ,
The control device switches a switch of an electric circuit so that the high-rate battery is charged with regenerative power generated by the traveling motor during braking.
前記大容量型バッテリの充電量を検出する第1監視センサが設けられ、
前記ハイレート型バッテリの充電量を検出する第2監視センサが設けられ、
前記大容量型バッテリと前記発電機との間及び前記ハイレート型バッテリと前記発電機との間に、前記制御装置によってオンとオフの切り換えが制御される半導体スイッチがそれぞれ設けられ、
前記制御装置は、前記第1監視センサが検出した大容量型バッテリの充電量が所定の基準値より小さい場合に、前記各半導体スイッチを制御して前記発電機が発電した電力で前記大容量型バッテリを充電し、前記第2監視センサが検出したハイレート型バッテリの充電量が所定の基準値より小さい場合に、前記各半導体スイッチを制御して前記発電機が発電した電力で前記ハイレート型バッテリを充電することを特徴とする保守用車両。 In the maintenance vehicle according to any one of claims 1 to 4 ,
A first monitoring sensor for detecting a charge amount of the large-capacity battery is provided;
A second monitoring sensor for detecting a charge amount of the high-rate battery is provided;
Between the large-capacity battery and the generator and between the high-rate battery and the generator are provided semiconductor switches that are controlled to be switched on and off by the control device, respectively.
When the charge amount of the large capacity battery detected by the first monitoring sensor is smaller than a predetermined reference value, the control device controls the semiconductor switches to generate the large capacity type with the electric power generated by the generator. When the charge amount of the high-rate battery detected by the second monitoring sensor is smaller than a predetermined reference value, the high-rate battery is controlled by the electric power generated by the generator by controlling the semiconductor switches. A maintenance vehicle characterized by charging.
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