(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】電気車制御装置は、直流電源１００からの直流電力を蓄える蓄電池１１２と、フィルタコンデンサ１０９と、を備え、直流電源１００からの直流電力あるいは蓄電池１１２からの直流電力のいずれか一方が供給する。第１メインスイッチ１０１は、直流電源１００をフィルタコンデンサ１０９から切り離すために開状態とされ、第２メインスイッチ１０６は、第１メインスイッチ１０１と連動して第１メインスイッチ１０１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１０９の蓄電電力を放電する。これらと並行して、制御部１２０の判別手段は、蓄電池１１２からの直流電力の負荷への供給時に、第１メインスイッチ１０１が開状態にある、メインスイッチ誤開放状態にあるか否かを判別する。【選択図】図１
2014082907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電力を蓄える蓄電池と、
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、前記第１メインスイッチが開状態にある、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。
【請求項２】
前記制御部は、前記判別の結果に対応するメインスイッチ誤開放信号を出力する、
請求項１記載の電気車制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記メインスイッチ誤開放状態にあるか否かを判別中にメインスイッチ誤開放判定中信号を出力する、
請求項１または請求項２記載の電気車制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、電気車運転台から前記前記蓄電池からの直流電力の前記負荷への供給を指示する動作指令が入力された場合であって、前記メインスイッチ誤開放状態にあるか否かを判別中である場合には、前記動作指令の入力がなされていないものとして処理を行う、
請求項３記載の電気車制御装置。
【請求項５】
前記蓄電池の充放電を行う蓄電池充放電回路を備え、
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。
【請求項６】
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、前記第１メインスイッチが閉状態となるまで、メインスイッチ誤開放状態にある判別状態を維持する、
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。
【請求項７】
前記放電抵抗と並列に、フィルタコンデンサの蓄電電力放電用の過電圧抑制抵抗器と過電圧抑制器を有し、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電気車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５２５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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前記負荷への供給時に、第１メインスイッチが開状態にある、メインスイッチ誤開放状態にあるか否かを判別する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態の概要構成図である。
【図２】図２は、電圧値比較部の概要構成ブロック図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】図５は第２実施形態の概要構成ブロック図である。
【図６】図６は、第３実施形態の概要構成ブロック図である。
【図７】図７は、第４実施形態の概要構成ブロック図である。
【図８】図８は、第５実施形態の概要構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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＃＃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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
［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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
［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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
［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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
［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。
【００４７】
［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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【符号の説明】
【００５３】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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