WO2011161794A1 - ディーゼルハイブリッド車両システム - Google Patents

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啓太 畠中
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Definitions

  • the present invention relates to a diesel hybrid vehicle system.
  • a conventional diesel hybrid vehicle system is equipped with a simulation sound generating device that generates a simulation sound that simulates a running sound (for example, a patent) Reference 1).
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a diesel hybrid vehicle system that does not require a separate simulated sound generator.
  • a diesel hybrid vehicle system includes a diesel engine, a radiator that cools compressed air or cooling water of the diesel engine, a motor that drives the vehicle, A generator driven by a diesel engine, a power storage device that charges and discharges DC power, a converter that converts AC power generated by the generator into DC power and outputs it, and DC power discharged by the power storage device Alternatively, the DC power output from the converter is converted into AC power and the first inverter that drives the motor, and the DC power discharged from the power storage device or the DC power output from the converter is converted into AC power.
  • a second inverter for driving a propeller fan of the radiator, Inverter, during traveling of the vehicle, or stop the diesel engine in the vehicle is stopped, or even if with a reduced output, and drives the propeller fan.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a diesel hybrid vehicle system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of changes in the vehicle speed, the storage battery current, and the output of the diesel engine with respect to the time axis from the start to the stop of the vehicle.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a diesel hybrid vehicle system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a diesel hybrid vehicle system according to a first embodiment.
  • the diesel hybrid vehicle system according to the first embodiment is a diesel hybrid system for railway vehicles, and includes a diesel engine 1 and a radiator 7 that cools one or both of compressed air and cooling water of the diesel engine 1.
  • a propeller fan 8 that sucks wind into the radiator 7, a propeller fan drive motor 9 that drives the propeller fan 8, a motor 5 that drives the vehicle, a generator 2 that is driven by the diesel engine 1, and a DC power charge / discharge Supplied from the converter 3 or the storage battery 6 and the converter 3 that converts the AC power generated by the generator 2 and the AC power generated by the generator 2 into DC power and the DC power discharged from the storage battery 6 into AC power.
  • An inverter 4 for converting the DC power to be converted into AC power and supplying the motor 5;
  • Inverter 10 for propeller fan drive motor that converts DC power supplied from inverter 3 or storage battery 6 into AC power and supplies it to propeller fan drive motor 9, inverter control device 12 that controls inverter 4, and converter 3 Converter control device 13, engine control device 14 that controls diesel engine 1, propeller fan drive motor inverter control device 15 that controls propeller fan drive motor 9, and inverter control device 12 according to commands from the cab,
  • a system controller 11 for outputting various commands to the converter controller 13, the engine controller 14, and the propeller fan drive motor inverter controller 15.
  • inverter 4 is “first inverter 4”
  • inverter control device 12 is “first inverter control device 12”
  • propeller fan drive motor inverter” “10” is expressed as “second inverter 10”
  • propeller fan drive motor inverter control device 15 is expressed as “second inverter control device 15”.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of changes in the vehicle speed, the storage battery current, and the output of the diesel engine with respect to the time axis from the start to the stop of the vehicle.
  • the system controller 11 outputs a motor drive command to the first inverter controller 12 when a power running command is input from the cab.
  • the first inverter control device 12 operates the first inverter 4 to control the voltage amplitude and frequency of AC power supplied to the motor 5.
  • the first inverter 4 converts DC power supplied from the storage battery 6 into AC power and supplies it to the motor 5.
  • the vehicle is activated to start powering (FIG. 2 (a)).
  • the output of the diesel engine 1 has stopped (FIG.2 (c)).
  • converter control device 13 operates converter 3 as an inverter and controls the voltage amplitude and frequency of AC power supplied to generator 2.
  • the converter 3 operates as an inverter, converts the DC power supplied from the storage battery 6 into AC power and supplies it to the generator 2, so that the generator 2 operates as a motor, and the engine control device 14 is a diesel engine.
  • the second inverter control device 15 controls the voltage amplitude and frequency of AC power supplied to the propeller fan drive motor 9 to operate the second inverter 10.
  • the second inverter 10 converts the DC power supplied from the storage battery 6 into AC power and supplies it to the propeller fan drive motor 9.
  • the propeller fan drive motor 9 operates, the propeller fan 8 rotates and wind is sucked into the radiator 7 to cool the compressed air or cooling water of the diesel engine 1.
  • the radiator 7 there exists a form which cools one or both of the compressed air of the diesel engine 1, or cooling water, However, any form may be sufficient.
  • the generator 2 switches to the original operation as a generator.
  • the AC power generated by the generator 2 becomes an output necessary for the vehicle to power
  • the AC power generated by the generator 2 is converted into DC power by the converter 3, and the first It is supplied to the inverter 4 and the second inverter 10.
  • the DC power discharged from the storage battery 6 decreases and the storage battery current stops flowing (FIG. 2B).
  • the powering command output from the cab to the system control device 11 is turned off.
  • the system control device 11 outputs a power running stop instruction to the first inverter control device 12, and the first inverter control device 12 stops the first inverter 4. At this time, the vehicle is in a coasting state.
  • auxiliary power supply (not shown).
  • the auxiliary power unit is supplied with AC power generated by the generator 2 after being converted into DC power by the converter 3. For this reason, DC power is not supplied from the storage battery 6 and the storage battery current does not flow (FIG. 2B).
  • the system control device 11 outputs a stop command to the engine control device 14, the converter control device 13, and the second inverter control device 15, and A regeneration command is output to the first inverter control device 12.
  • the engine control device 13 stops the diesel engine 1
  • the converter control device 13 stops the converter 3
  • the second inverter control device 15 stops the propeller fan drive motor 9.
  • the first inverter control device 12 operates the first inverter as a converter
  • the motor 5 operates as a generator
  • the first inverter 4 converts AC power regenerated from the motor 5 into DC power.
  • the battery 6 is charged. That is, a charging current (negative storage battery current) flows through the storage battery 6 (FIG. 2 (c)).
  • the diesel engine 1 is stopped when the vehicle is started or when the brake is controlled. For this reason, although the vehicle is actually traveling, the noise generated by the vehicle is small. In addition, since the output of the diesel engine 1 is small even during coasting, the driving sound generated by the diesel engine 1 is also smaller than during power running. For this reason, in the diesel hybrid vehicle system according to the first embodiment, the following control is performed.
  • the diesel engine 1 is stopped, but the system controller 11 outputs a propeller fan drive command to the second inverter controller 15 when a power running command is input from the cab. Then, the propeller fan drive motor 9 is forcibly driven. By rotating the propeller fan 8, wind noise generated by the propeller fan 8 can be generated. This wind sound is heard by the people around the vehicle as vehicle recognition sound together with other sounds emitted from the diesel hybrid vehicle. For this reason, it is possible to increase the vehicle recognition sound by forcibly driving the propeller fan drive motor 9 to generate wind noise from the propeller fan 8.
  • the diesel engine 1 is stopped as in the case of starting of the vehicle, but the propeller fan drive motor 9 is forcibly driven to control the propeller fan 8 to rotate.
  • the diesel engine 1 is stopped, it is possible to generate wind noise from the propeller fan 8 and to increase vehicle recognition sound.
  • the output of the diesel engine is not only during traveling of the vehicle, but also when the diesel engine is stopped at the time of starting the vehicle and at the time of brake control, or at the time of coasting Because the propeller fan of the radiator is forcibly driven to generate wind noise from the propeller fan when there is a reduction in the engine power, there is no need to provide a separate simulated sound generator, and the diesel hybrid vehicle system and the small vehicle Weight reduction and cost reduction can be achieved.
  • the on / off timing of the switching elements constituting the inverter is generally controlled by a triangular waveform signal called a carrier signal.
  • the frequency of this carrier signal is called the carrier frequency. If this carrier frequency is within the audible frequency band, the effect of adding the electromagnetic noise generated by the propeller fan drive motor in addition to the wind noise generated by the propeller fan. Is obtained.
  • a carrier frequency shall be 10 kHz or less.
  • the audible frequency band it is generally said that high frequency sound of 8 kHz or higher is difficult to hear for elderly people. Furthermore, it is said that a low frequency sound of 100 Hz or less becomes an unpleasant sound that gives a feeling of pressure, not only for elderly people. For this reason, if the carrier frequency range is limited to, for example, 200 Hz to 8 kHz, it is possible to obtain a vehicle recognition sound having a more favorable magnitude for people of all ages including elderly people.
  • a diesel hybrid vehicle system applied to a railway vehicle has been described as an example.
  • other engines and power storage devices lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, It can be applied to hybrid vehicles (automobiles, motorcycles, etc.) equipped with flywheels, etc., and can also be used in the field of hybrid construction machines (dump trucks, bulldozers, excavators, etc.) and ships. Needless to say, you can.
  • Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the propeller of the radiator 7 is stopped when the diesel engine 1 is stopped at the time of starting and at the time of brake control, when the output of the diesel engine 1 is reduced during coasting, and when it is temporarily stopped during traveling.
  • Embodiment 2 generates electromagnetic sound by driving the generator 2 as a motor in these cases. An example will be described.
  • the structure of the diesel hybrid vehicle system concerning Embodiment 2 is the same as the structure shown in Embodiment 1, The detailed description is abbreviate
  • the system control device 11 when the vehicle is started, the system control device 11 outputs a generator drive command to the converter control device 13 when a powering command is input from the cab.
  • the generator 2 is driven as a motor. At this time, the diesel engine 1 is stopped.
  • the on / off timing of the switching elements constituting the converter as in the inverter is controlled by a triangular wave waveform signal called a carrier signal.
  • a carrier signal a triangular wave waveform signal
  • the diesel engine 1 is stopped as in the case of vehicle startup, but the generator 2 is driven as a motor without stopping the generator 2 as in the case of startup. Control.
  • electromagnetic sound generated by the generator 2 can be generated, and vehicle recognition sound can be increased.
  • the generator 2 since the output of the diesel engine 1 is reduced (power generation) when the vehicle is coasting, the generator 2 is not driven as a motor. In the case where the diesel engine 1 is stopped during coasting, it is preferable to perform control for driving the generator 2 as a motor as in the case of startup and brake control. By this control, electromagnetic sound generated by the generator 2 can be generated, and vehicle recognition sound can be increased.
  • the diesel engine is stopped not only when the vehicle is running, but also when the vehicle is started and brake control is stopped, or when the coasting is stopped.
  • the generator is controlled as a motor to generate electromagnetic noise by the generator, there is no need to separately provide a simulated sound generator, and the diesel hybrid vehicle system and the vehicle can be reduced in size and weight. Cost reduction can be achieved.
  • the carrier frequency of the converter is preferably 10 kHz or less.
  • the range of the carrier frequency of the converter is limited to, for example, 200 Hz to 8 kHz, a vehicle recognition sound having a more preferable size for people of all ages including elderly people. It becomes possible.
  • Embodiment 3 FIG.
  • the propeller of the radiator 7 is stopped when the diesel engine 1 is stopped at the time of starting and at the time of brake control, when the output of the diesel engine 1 is reduced during coasting, and when it is temporarily stopped during traveling.
  • An example in which the fan 8 is forcibly driven to generate wind noise by the propeller fan 8 will be described.
  • an electromagnetic noise is generated by driving the generator 2 as a motor in the same case.
  • an example of using both of these will be described.
  • the structure of the diesel hybrid vehicle system concerning Embodiment 3 is the same as the structure shown in Embodiment 1, 2, The detailed description is abbreviate
  • the DC power supply from the storage battery 6 is stopped, and the generator 2 is driven by the output of the diesel engine 1 to assist the power supply (not shown). Is supplying power.
  • the generator 2 since the generator 2 is driven to rotate, electromagnetic noise is generated from the generator 2. Therefore, as long as the electromagnetic sound at this time has a sufficient level as the vehicle recognition sound, only the electromagnetic sound from the generator 2 may be used as the vehicle recognition sound.
  • the propeller fan 8 of the radiator 7 is forcibly driven to generate wind sound by the propeller fan 8. By using together, wind noise generated by the propeller fan 8 is added to the electromagnetic sound of the generator 2 to increase the level of the vehicle recognition sound and to adjust the timbre of the vehicle recognition sound to a sound that is easy to recognize. .
  • the rotational speed of the propeller fan drive motor 9 that drives the propeller fan 8 that is, the carrier frequency of the second inverter 10.
  • the number of rotations of the generator 2 to make the frequency of the sound generated by the two different values it can be expected that the recognition effect by the vehicle recognition sound is enhanced.
  • the control for generating wind noise by the propeller fan and the control for generating electromagnetic noise by the generator are used in combination.
  • an effect that a more effective vehicle recognition sound can be generated is obtained.
  • the carrier frequency of the second inverter and the carrier frequency of the converter are within the audible frequency band (preferably within 10 kHz, more preferably within the range of 200 Hz to 8 kHz). As a result, it is possible to obtain a vehicle recognition sound having a more preferable magnitude.
  • Embodiment 4 FIG. In the first to third embodiments, the example in which the vehicle recognition sound is always generated at the time of start-up, brake control, coasting, and the like has been described. However, in the fourth embodiment, the vehicle recognition sound is generated only when necessary. Is described.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a diesel hybrid vehicle system according to the fourth embodiment.
  • the diesel hybrid vehicle system according to the fourth embodiment includes a simulated sound generation command switch 16 in the cab in addition to the configuration described in the first embodiment.
  • symbol is attached
  • the diesel hybrid vehicle system when it is certain that there are no people around the vehicle, or when it is clear that the vehicle is present in the vehicle base, it is not necessary to emit a vehicle recognition sound. For this reason, in the diesel hybrid vehicle system according to the fourth embodiment, when it is certain that there is no person around the vehicle, or when the presence of the vehicle is obvious in the vehicle base or the like, vehicle recognition sound is generated.
  • the command switch 16 is turned off. As a result of this operation, the system control device 11 controls the control devices 12 to 15 to stop the generation of the vehicle recognition sound.
  • the vehicle recognition sound generation command switch that instructs the generation of the vehicle recognition sound is provided, and the vehicle recognition is performed only when the vehicle recognition sound generation command is input. Since control is performed to generate sound, it is necessary to generate vehicle recognition sound when it is certain that there are no people around the vehicle, or when the presence of the vehicle is obvious in the vehicle base, etc. When it is not present or when it should not be generated, the propeller fan of the radiator is not driven and the generator is not driven as a motor, so that useless energy consumption can be suppressed.
  • the diesel hybrid vehicle system according to the present invention is useful as an invention capable of obtaining a diesel hybrid vehicle system that does not require a separate simulated sound generator.

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Abstract

　別途模擬音発生装置を設ける必要がなく、車両の小型軽量化および低コスト化を図ることを可能とするディーゼルハイブリッド車両システムを得ること。車両の走行中のみならず、車両の起動時およびブレーキ制御時においてディーゼルエンジン１を停止させた場合や、惰行時においてディーゼルエンジン１の出力を低下させた場合にも、ラジエータ７のプロペラファン８を強制的に駆動してプロペラファン８による風音を発生させるようにした。

Description

ディーゼルハイブリッド車両システム
　本発明は、ディーゼルハイブリッド車両システムに関する。
　従来のディーゼルハイブリッド車両システムでは、排気ガス低減のため、車両の起動時（停止中の再起動時を含む）またはブレーキ制御時には、ディーゼルエンジンを停止して蓄電池から供給される電力により走行する制御が行われる。また、ディーゼルハイブリッドシステムを鉄道車両用として用いる場合、車両の惰行時においても、ディーゼルエンジンを停止するか、出力を低下させるかの制御が行われる。
　ディーゼルエンジンを停止あるいは出力を低下させた場合、車両の発生する騒音が小さくなるため、車両の周囲に対し、車両の存在を認知させる音（車両認知音）の大きさが低下する。この車両認知音の大きさの低下を補うため、従来のディーゼルハイブリッド車両システムでは、走行音を模擬した模擬音を発生させる模擬音発生装置を車両に搭載することが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開平７－１８２５８７号公報
　上述のように、従来のディーゼルハイブリッド車両システムでは、車両認知音の増大策として、別途模擬音発生装置を設ける必要があり、コストや装置サイズ・質量の増加を招来するという問題点があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、模擬音発生装置を別途設ける必要のないディーゼルハイブリッド車両システム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、本発明にかかるディーゼルハイブリッド車両システムは、ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンの圧縮空気または冷却水を冷却するラジエータと、車両を駆動するモータと、前記ディーゼルエンジンにより駆動される発電機と、直流電力を充放電する電力貯蔵装置と、前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータと、前記電力貯蔵装置が放電した直流電力あるいは前記コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して前記モータを駆動する第１のインバータと、前記電力貯蔵装置が放電した直流電力あるいは前記コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して前記ラジエータのプロペラファンを駆動する第２のインバータと、を備え、前記第２のインバータは、車両の走行中、または停車中において前記ディーゼルエンジンを停止、あるいは出力を低下させた場合にも、前記プロペラファンを駆動することを特徴とする。
　本発明によれば、模擬音発生装置を別途設ける必要のないディーゼルハイブリッド車両システムを得ることができ、低コスト、小型・軽量化という効果を奏する。
図１は、実施の形態１にかかるディーゼル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、車両の起動から停止までの時間軸に対する車両の速度、蓄電池電流、ディーゼルエンジンの出力の変化の一例を示す図である。 図３は、実施の形態４にかかるディーゼルハイブリッド車両システムの一構成例を示す図である。
　以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかるディーゼルハイブリッド車両システムについて説明する。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１．
　図１は、実施の形態１にかかるディーゼル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１において、実施の形態１にかかるディーゼルハイブリッド車両システムは、鉄道車両用のディーゼルハイブリッドシステムであり、ディーゼルエンジン１と、ディーゼルエンジン１の圧縮空気または冷却水の一方あるいは両方を冷却するラジエータ７と、ラジエータ７に風を吸い込むプロペラファン８と、プロペラファン８を駆動するプロペラファン駆動モータ９と、車両を駆動するモータ５と、ディーゼルエンジン１により駆動される発電機２と、直流電力を充放電する蓄電池（電力貯蔵装置）６と、発電機２が発電した交流電力を直流電力に変換し、蓄電池６が放電した直流電力を交流電力に変換するコンバータ３と、コンバータ３または蓄電池６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ５に供給するインバータ４と、コンバータ３または蓄電池６から供給される直流電力を交流電力に変換してプロペラファン駆動モータ９に供給するプロペラファン駆動モータ用インバータ１０と、インバータ４を制御するインバータ制御装置１２と、コンバータ３を制御するコンバータ制御装置１３と、ディーゼルエンジン１を制御するエンジン制御装置１４と、プロペラファン駆動モータ９を制御するプロペラファン駆動モータ用インバータ制御装置１５と、運転台からの指令により、インバータ制御装置１２、コンバータ制御装置１３、エンジン制御装置１４、およびプロペラファン駆動モータ用インバータ制御装置１５に対して各種指令を出力するシステム制御装置１１と、を備えている。
　なお、以下の説明を明確かつ簡潔に行うため、「インバータ４」を「第１のインバータ４」、「インバータ制御装置１２」を「第１のインバータ制御装置１２」、「プロペラファン駆動モータ用インバータ１０」を「第２のインバータ１０」、「プロペラファン駆動モータ用インバータ制御装置１５」を「第２のインバータ制御装置１５」として表記する。
　つぎに、ディーゼルハイブリッド車両システムの基本的な動作例について、図１および図２を参照して説明する。図２は、車両の起動から停止までの時間軸に対する車両の速度、蓄電池電流、ディーゼルエンジンの出力の変化の一例を示す図である。
　システム制御装置１１は、運転台から力行指令が入力されると、第１のインバータ制御装置１２にモータ駆動指令を出力する。第１のインバータ制御装置１２は、第１のインバータ４を動作させ、モータ５に供給される交流電力の電圧振幅および周波数を制御する。第１のインバータ４は、蓄電池６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ５に供給する。モータ５が駆動されることにより、車両が起動して力行を開始する（図２（ａ））。なお、この起動時には、ディーゼルエンジン１の出力は停止している（図２（ｃ））。
　車両の速度が一定速度（たとえば、時速２０ｋｍ）に達すると（図２（ａ））、システム制御装置１１は、コンバータ制御装置１３に発電機駆動指令を出力し、第２のインバータ制御装置１５にプロペラファン駆動指令を出力し、エンジン制御装置１４にエンジン始動指令を出力する。コンバータ制御装置１３は、コンバータ３をインバータとして動作させ、発電機２に供給する交流電力の電圧振幅および周波数を制御する。コンバータ３がインバータとして動作し、蓄電池６から供給される直流電力を交流電力に変換して発電機２に供給することにより、発電機２は、モータとして動作し、エンジン制御装置１４は、ディーゼルエンジン１を始動させる。
　一方、第２のインバータ制御装置１５は、プロペラファン駆動モータ９に供給される交流電力の電圧振幅および周波数を制御して、第２のインバータ１０を動作させる。第２のインバータ１０は、蓄電池６から供給される直流電力を交流電力に変換してプロペラファン駆動モータ９に供給する。プロペラファン駆動モータ９が動作すると、プロペラファン８が回転してラジエータ７に風が吸い込まれ、ディーゼルエンジン１の圧縮空気または冷却水が冷却される。なお、ラジエータ７としては、ディーゼルエンジン１の圧縮空気または冷却水の一方あるいは両方を冷却する形態があるが、いずれの形態であってもよい。
　ディーゼルエンジン１が始動すると、発電機２は、本来の発電機としての動作に切り替わる。ディーゼルエンジン１が始動し、発電機２が発電した交流電力が車両が力行するのに必要な出力となると、発電機２が発生する交流電力はコンバータ３にて直流電力に変換され、第１のインバータ４および第２のインバータ１０に供給される。このとき、蓄電池６から放電されていた直流電力は減少して行き、蓄電池電流は流れなくなる（図２（ｂ））。
　車両の速度が所定の速度に到達すると、運転台からシステム制御装置１１に出力していた力行指令がＯＦＦされる。システム制御装置１１は、第１のインバータ制御装置１２に力行停止の指令を出力し、第１のインバータ制御装置１２は、第１のインバータ４を停止させる。このとき、車両は惰行状態となる。
　惰行時には、車両の空調装置や照明等で消費する電力は、補助電源装置（図示せず）から供給される。なお、補助電源装置には、発電機２が発電した交流電力がコンバータ３により直流電力に変換されて供給される。このため、蓄電池６からの直流電力の供給は行われず、蓄電池電流は流れない（図２（ｂ））。
　その後、運転台からシステム制御装置１１にブレーキ指令が入力されると、システム制御装置１１は、エンジン制御装置１４、コンバータ制御装置１３、および第２のインバータ制御装置１５に停止指令を出力すると共に、第１のインバータ制御装置１２に回生指令を出力する。エンジン制御装置１３は、ディーゼルエンジン１を停止させ、コンバータ制御装置１３は、コンバータ３を停止させ、第２のインバータ制御装置１５は、プロペラファン駆動モータ９を停止させる。第１のインバータ制御装置１２が第１のインバータをコンバータとして動作させることにより、モータ５は、発電機として動作し、第１のインバータ４は、モータ５から回生された交流電力を直流電力に変換するコンバータとして動作し、蓄電池６を充電する。すなわち、蓄電池６には充電電流（負の蓄電池電流）が流れる（図２（ｃ））。
　上述したように、車両の起動時あるいはブレーキ制御時においては、ディーゼルエンジン１は停止している。このため、車両が実際には走行しているにもかかわらず、車両が発する騒音は小さい。また、惰行時においても、ディーゼルエンジン１の出力は力行時に比べて小さいため、ディーゼルエンジン１が発生する駆動音なども、力行時に比べて小さくなっている。このため、実施の形態１にかかるディーゼルハイブリッド車両システムでは、以下の制御を行う。
　まず、車両の起動時において、ディーゼルエンジン１は停止しているが、システム制御装置１１は、運転台から力行指令が入力された時点で、第２のインバータ制御装置１５にプロペラファン駆動指令を出力して、プロペラファン駆動モータ９を強制的に駆動する。プロペラファン８を回転させることにより、プロペラファン８による風音を発生させることができるが、この風音はディーゼルハイブリッド車両から発せられる他の音と共に、車両認知音として車両の周囲の人に聞こえる。このため、プロペラファン駆動モータ９を強制的に駆動してプロペラファン８による風音を発生させることにより、車両認知音を増大させることが可能となる。
　また、車両のブレーキ制御時においても、車両の起動時と同様に、ディーゼルエンジン１は停止しているが、プロペラファン駆動モータ９を強制的に駆動してプロペラファン８を回転させる制御を行う。この制御により、たとえディーゼルエンジン１が停止していたとしても、プロペラファン８による風音を発生させることができ、車両認知音を増大させることが可能となる。
　さらに、車両の惰行時では、ディーゼルエンジン１は停止してはいないものの、ディーゼルエンジン１の出力は小さくなっており、プロペラファン８による風音は所望する値よりも小さくなっていることが想定される。したがって、車両の惰行時においても、プロペラファン駆動モータ９を強制的に駆動してプロペラファン８を回転させる制御を行うことが好ましい。この制御により、ディーゼルエンジン１が発する駆動音のみならず、プロペラファン８による風音を発生させることができ、車両認知音を増大させることが可能となる。
　このように、実施の形態１のディーゼルハイブリッド車両システムによれば、車両の走行中のみならず、車両の起動時およびブレーキ制御時においてディーゼルエンジンを停止させた場合や、惰行時においてディーゼルエンジンの出力を低下させた場合に、ラジエータのプロペラファンを強制的に駆動してプロペラファンによる風音を発生させることとしたので、模擬音発生装置を別途設ける必要がなく、ディーゼルハイブリッド車両システムならびに車両の小型軽量化および低コスト化を図ることができる。
　なお、インバータを構成するスイッチング素子のオン／オフのタイミングは、一般的にキャリア信号と呼ばれる三角波波形の信号によって制御される。このキャリア信号の周波数は、キャリア周波数と呼ばれるが、このキャリア周波数が可聴周波数帯域内に入っていれば、プロペラファンが発する風音に加えて、プロペラファン駆動モータが発生する電磁音が加わるという効果が得られる。
　また、モータから発生する電磁音は、キャリア周波数が低くなるほど大きくなり、キャリア周波数が高くなるほど小さくなると言われている。このため、プロペラファン駆動モータが発生する電磁音による車両認知音増大効果を得るためには、キャリア周波数を１０ｋＨｚ以下とすることが好ましい。
　また、可聴周波数帯域でも、一般的に８ｋＨｚ以上の高周波音は、高齢者には聴こえ難いと言われている。さらに、１００Ｈｚ以下の低周波音は、高齢者には限らず、圧迫感を感じる不快音になると言われている。このため、キャリア周波数の範囲を、例えば２００Ｈｚ～８ｋＨｚに制限するようにすれば、高齢者を含むあらゆる年代の人々に対し、より好ましい大きさの車両認知音とすることが可能となる。
　なお、上記実施の形態では、鉄道車両に適用されるディーゼルハイブリッド車両システムを一例として説明したが、その他のエンジンと電力貯蔵装置（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）とを搭載したハイブリッド移動体（自動車、自動２輪等）に適用することも可能であるし、ハイブリッド建設機械（ダンプトラック、ブルドーザ、ショベルカー等）や、船舶の分野にも利用できることは言うまでもない。
　ここで、例えば自動車用のディーゼルハイブリッドシステムの場合、車両の走行時であっても信号待ちなどの一時停止中において、ディーゼルエンジンを停止することができる機能を有しているものも少なくない。このような一時停止中においても、プロペラファン駆動モータ９を強制的に駆動してプロペラファン８を回転させる制御を行うようにすれば、プロペラファン８による風音を常時発生させることができ、車両認知音の増大制御を間断なく実行できるという効果が得られる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、起動時およびブレーキ制御時においてディーゼルエンジン１を停止させた場合、惰行時においてディーゼルエンジン１の出力を低下させた場合および、走行時において一時停止した場合に、ラジエータ７のプロペラファン８を強制的に駆動してプロペラファン８による風音を発生させる例について説明したが、実施の形態２では、これらの場合に、発電機２をモータとして駆動することにより電磁音を発生させる例について説明する。なお、実施の形態２にかかるディーゼルハイブリッド車両システムの構成は、実施の形態１で示した構成と同一であり、その詳細な説明は省略する。
　実施の形態２にかかるディーゼルハイブリッド車両システムでは、車両の起動時において、システム制御装置１１は、運転台から力行指令が入力された時点で、コンバータ制御装置１３に発電機駆動指令を出力することにより、発電機２をモータとして駆動する。なお、このときディーゼルエンジン１は停止している。
　ここで、インバータと同様にコンバータを構成するスイッチング素子のオン／オフのタイミングは、キャリア信号と呼ばれる三角波波形の信号によって制御される。つまり、このキャリア周波数が可聴周波数帯域内に入っていれば、発電機２が発する電磁音により、車両認知音を増大させることが可能となる。
　また、車両のブレーキ制御時においても、車両の起動時と同様に、ディーゼルエンジン１は停止しているが、発電機２を停止させることなく、起動時と同様に、発電機２をモータとして駆動する制御を行う。この制御により、発電機２による電磁音を発生させることができ、車両認知音を増大させることが可能となる。
　一方、実施の形態にかかるディーゼルハイブリッド車両システムでは、車両の惰行時においては、ディーゼルエンジン１の出力を下げている（発電している）ため、発電機２をモータとして駆動することはない。なお、惰行時にディーゼルエンジン１を停止する構成である場合には、起動時およびブレーキ制御時と同様に、発電機２をモータとして駆動する制御を行うことが好ましい。この制御により、発電機２による電磁音を発生させることができ、車両認知音を増大させることが可能となる。
　このように、実施の形態２のディーゼルハイブリッド車両システムによれば、車両の走行中のみならず、車両の起動時およびブレーキ制御時においてディーゼルエンジンを停止させた場合や、惰行時においてディーゼルエンジンを停止させた場合に、発電機をモータとして駆動する制御を行って発電機による電磁音を発生させることとしたので模擬音発生装置を別途設ける必要がなく、ディーゼルハイブリッド車両システムならびに車両の小型軽量化および低コスト化を図ることができる。
　なお、インバータのときと同様に、コンバータのキャリア周波数を１０ｋＨｚ以下とすることが好ましい。
　また、インバータのときと同様に、コンバータのキャリア周波数の範囲を、例えば２００Ｈｚ～８ｋＨｚに制限するようにすれば、高齢者を含むあらゆる年代の人々に対し、より好ましい大きさの車両認知音とすることが可能となる。
実施の形態３．
　実施の形態１では、起動時およびブレーキ制御時においてディーゼルエンジン１を停止させた場合、惰行時においてディーゼルエンジン１の出力を低下させた場合および、走行時において一時停止した場合に、ラジエータ７のプロペラファン８を強制的に駆動してプロペラファン８による風音を発生させる例について説明し、実施の形態２では、同様な場合に、発電機２をモータとして駆動することにより電磁音を発生させる例について説明したが、実施の形態３では、これらの双方を併用する場合の一例について説明する。なお、実施の形態３にかかるディーゼルハイブリッド車両システムの構成は、実施の形態１，２で示した構成と同一であり、その詳細な説明は省略する。
　例えば、実施の形態１において説明した動作例では、車両の惰行時には、蓄電池６からの直流電力供給を停止させ、発電機２をディーゼルエンジン１の出力により駆動して補助電源装置（図示せず）に電力を供給している。この場合、発電機２は駆動されて回転しているので、発電機２から電磁音が発生している。したがって、このときの電磁音が、車両認知音として充分なレベルを有していれば、発電機２からの電磁音のみを車両認知音とする実施態様でも構わない。なお、発電機２からの電磁音のレベルが、車両認知音として充分なレベルを有していなければ、ラジエータ７のプロペラファン８を強制的に駆動してプロペラファン８による風音を発生させる制御を併用することにより、発電機２の電磁音にプロペラファン８が発する風音が加わり、車両認知音のレベルを高めると共に、車両認知音の音色を認知しやすい音に調整することが可能となる。
　また、車両の起動時またはブレーキ制御時では、プロペラファン８を駆動することと、発電機２をモータとして駆動することの双方の制御を行う自由度があり、何れか一方もしくは双方の制御を行って車両認知音のレベルと音色とを適正なものとすることが可能である。
　なお、プロペラファン８による風音および発電機２による電磁音の双方を同時に発生させる場合には、プロペラファン８を駆動するプロペラファン駆動モータ９の回転数（すなわち、第２のインバータ１０のキャリア周波数）と、発電機２の回転数とを制御して、双方の発生する音の周波数を異なる値とすることにより、車両認知音による認知効果を高めることが期待できる。
　このように、実施の形態３にかかるディーゼルハイブリッド車両システムによれば、プロペラファンによる風音を発生させる制御と、発電機による電磁音を発生させる制御とを併用することとしたので、実施の形態１，２の効果に加え、より効果的な車両認知音を発生することができるという効果が得られる。
　なお、実施の形態１，２のときと同様に、第２のインバータのキャリア周波数およびコンバータのキャリア周波数を可聴周波数帯域内（好ましくは１０ｋＨｚ以下、より好ましくは２００Ｈｚ～８ｋＨｚの範囲内）とすることにより、より好ましい大きさの車両認知音の発生が可能になるという効果が得られる。
実施の形態４．
　実施の形態１～３では、起動時、ブレーキ制御時、惰行時等において、常に車両認知音を発生させる例について説明したが、実施の形態４では、必要なときのみ車両認知音を発生する例について説明するものである。
　図３は、実施の形態４にかかるディーゼル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３に示すように、実施の形態４にかかるディーゼルハイブリッド車両システムは、実施の形態１において説明した構成に加え、運転台に模擬音発生指令スイッチ１６を備えている。なお、実施の形態１と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
　例えば、車両の周囲に人がいないことが確実である場合や、車両基地内等において車両の存在が明白である場合には、車両認知音を発する必要はない。このため、実施の形態４にかかるディーゼルハイブリッド車両システムでは、車両の周囲に人がいないことが確実である場合や、車両基地内等において車両の存在が明白である場合には、車両認知音発生指令スイッチ１６をオフにする。この操作により、システム制御装置１１は、各制御装置１２～１５に対して、車両認知音の発生を停止させる制御を行う。
　このように、実施の形態４にかかるディーゼルハイブリッド車両システムによれば、車両認知音の発生を指示する車両認知音発生指令スイッチを設け、車両認知音発生指令が入力されているときのみ、車両認知音を発生させる制御を行うこととしたので、車両の周囲に人がいないことが確実である場合や、車両基地内等において車両の存在が明白である場合等、車両認知音を発生させる必要がない場合や発生させてはいけない場合には、ラジエータのプロペラファンを駆動したり、発電機をモータとして駆動したりすることがなくなるため、無駄なエネルギー消費を抑制することができる。
　また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、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言うまでもない。
　以上のように、本発明にかかるディーゼルハイブリッド車両システムは、別途模擬音発生装置を設ける必要のないディーゼルハイブリッド車両システムを得ることができる発明として有用である。
　１　ディーゼルエンジン
　２　発電機
　３　コンバータ
　４　インバータ（第１のインバータ）
　５　モータ
　６　蓄電池（電力貯蔵装置）
　７　ラジエータ
　８　プロペラファン
　９　プロペラファン駆動モータ
　１０　プロペラファン駆動モータ用インバータ（第２のインバータ）
　１１　システム制御装置
　１２　インバータ制御装置（第１のインバータ制御装置）
　１３　コンバータ制御装置
　１４　エンジン制御装置
　１５　プロペラファン駆動モータ用インバータ制御装置（第２のインバータ制御装置）
　１６　車両認知音発生指令スイッチ

Claims (9)

  1. 　ディーゼルエンジンと、
    　前記ディーゼルエンジンの圧縮空気または冷却水を冷却するラジエータと、
    　車両を駆動するモータと、
    　前記ディーゼルエンジンにより駆動される発電機と、
    　直流電力を充放電する電力貯蔵装置と、
    　前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータと、
    　前記電力貯蔵装置が放電した直流電力あるいは前記コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して前記モータを駆動する第１のインバータと、
    　前記電力貯蔵装置が放電した直流電力あるいは前記コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して前記ラジエータのプロペラファンを駆動する第２のインバータと、
    　を備え、
    　前記第２のインバータは、車両の走行中、または停車中において前記ディーゼルエンジンを停止、あるいは出力を低下させた場合にも、前記プロペラファンを駆動することを特徴とするディーゼルハイブリッド車両システム。
  2. 　ディーゼルエンジンと、
    　前記ディーゼルエンジンの圧縮空気または冷却水を冷却するラジエータと、
    　前記ラジエータに送風するプロペラファンと、
    　車両を駆動するモータと、
    　前記ディーゼルエンジンにより駆動される発電機と、
    　直流電力を充放電する電力貯蔵装置と、
    　前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
    　前記電力貯蔵装置が放電した直流電力あるいは前記コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して前記モータを駆動する第１のインバータと、
    　前記電力貯蔵装置が放電した直流電力あるいは前記コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して前記プロペラファンを駆動する第２のインバータと、
    　を備え、
    　前記コンバータは、車両の走行中、または停車中において前記ディーゼルエンジンを停止させた場合にも、インバータとして動作して前記発電機をモータとして駆動することを特徴とするディーゼルハイブリッド車両システム。
  3. 　ディーゼルエンジンと、
    　前記ディーゼルエンジンの圧縮空気または冷却水を冷却するラジエータと、
    　前記ラジエータに送風するプロペラファンと、
    　車両を駆動するモータと、
    　前記ディーゼルエンジンにより駆動される発電機と、
    　直流電力を充放電する電力貯蔵装置と、
    　前記発電機が発電した交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
    　前記電力貯蔵装置が放電した直流電力あるいは前記コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して前記モータを駆動する第１のインバータと、
    　前記電力貯蔵装置が放電した直流電力あるいは前記コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して前記プロペラファンを駆動する第２のインバータと、
    　を備え、
    　車両の走行中、または停車中において前記ディーゼルエンジンを停止させた場合にも、
    　前記コンバータは、インバータとして動作して前記発電機をモータとして駆動し、
    　前記第２のインバータは、前記プロペラファンを駆動する
    　ことを特徴とするディーゼルハイブリッド車両システム。
  4. 　前記発電機をモータとして駆動した場合に発生する音の周波数と、前記プロペラファンを駆動した場合に発生する音の周波数とが異なるよう、前記発電機の回転数と前記第２のインバータのキャリア周波数とを制御することを特徴とする請求項３に記載のディーゼルハイブリッド車両システム。
  5. 　前記第２のインバータのキャリア周波数は、１０ｋＨｚ以下に設定されたことを特徴とする請求項１、３または４のいずれか一項に記載のディーゼルハイブリッド車両システム。
  6. 　前記第２のインバータのキャリア周波数は、約２００Ｈｚ～約８０００Ｈｚの範囲内に制限されていることを特徴とする請求項５に記載のディーゼルハイブリッド車両システム。
  7. 　前記コンバータのキャリア周波数は、１０ｋＨｚ以下に設定されたことを特徴とする請求項２～４のいずれか一項に記載のディーゼルハイブリッド車両システム。
  8. 　前記コンバータのキャリア周波数は、約２００Ｈｚ～約８０００Ｈｚの範囲内に制限されていることを特徴とする請求項７に記載のディーゼルハイブリッド車両システム。
  9. 　外部からの指令信号に基づいて、前記プロペラファンを駆動するか否かの選択および前記発電機をモータとして駆動するか否かの選択の少なくとも一つが可能となるように構成されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のディーゼルハイブリッド車両システム。
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