(57)【要約】【課題】  制御の応答速度が向上した車両用駆動制御装置を提供することを達成する。【解決手段】  架線１００からの電力をモータ１０５を駆動するための電力に変換すする主変換装置は、コンバータ１０３とインバータ１０４から構成される。コンバータ１０３は、交流電力を直流電力に変換し、インバータ１０４は直流電力を交流電力に変換する。コンバータ１０３とインバータ１０４間には電圧を検出する電圧検出センサ１１１が設置される。主変換装置を制御する制御部は、電圧検出センサ１１１より検出される電圧値と、予め設定されるコンバータ入力電流指令値により前記主変換装置を制御する際に必要なインバータ制御指令を算出する。従来、使用されていたローパスフィルタを使用せずに、主変換装置の制御を行うため、制御の応答速度を向上させることが可能となる【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータが駆動可能なように電力を供給するためのインバータとコンバータ有する主変換装置と、
前記主変換装置を制御するインバータ制御部、コンバータ制御部、統括制御部を有する制御部と、
前記制御部は、前記コンバータを制御するための前記コンバータ電流指令値により前記インバータの出力制御を行う車両用駆動制御装置。
【請求項２】
架線からの交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
前記コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記コンバータと前記インバータからなる主変換装置と、
前記コンバータと前記インバータ間の電圧を検出する電圧検出センサと、
前記電圧検出センサより検出される電圧値と、予め設定されるコンバータ入力電流指令値により前記主変換装置を制御する際に必要なインバータ制御指令を算出する制御部と、
を有する車両駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両に搭載されているモータへの電力を供給する主変換装置は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、直流電力を交流電力に変換するインバータを有している。このような主変換装置では、主変換装置への入力・出力電流を制御する上で、主変換装置に入力される交流電流を実効値に変換する場合がある。その変換の際に使用されるローパスフィルタは、実際の交流電流値を後追いするような緩やかな反応をする。その特性上、交流電流から実効値として直流電流を算出することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１８１８６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、上記のような従来のローパスフィルタを使用した車両用駆動制御装置では、そのローパスフィルタを特性上、算出される実効値は架線電圧の急激な増減に即座に反映することが困難であり、そのため、主変換装置への制御応答も遅くなっていた。主変換装置の制御応答が遅延すると、主変換装置が許容する電流量以上の電流が流れる恐れがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、主変換装置の制御応答速度を向上させることが可能となる車両駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記を解決するために、本発明による車両用駆動制御装置は、モータが駆動可能なように電力を供給するためのインバータとコンバータ有する主変換装置と、前記主変換装置を制御するインバータ制御部、コンバータ制御部、統括制御部を有する制御部と、前記制御部は、前記コンバータを制御するための前記コンバータ電流指令値により前記インバータの出力制御を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電力変換制御の制御速度を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の制御ブロック図。
【図２】第１の実施形態のコンバータ制御部の演算ブロック図。
【図３】第１の実施形態のコンバータ電流指令値の算出時のタイムチャート。
【図４】第１の実施形態の統括制御部の演算ブロック図。
【図５】第１の実施形態のインバータ制御部の演算ブロック図。
【図６】第１の実施形態の統括制御部とインバータ制御部の動作説明図。
【図７】第１の実施形態のコンバータ電流指令値の応答速度の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
（構成）
以下に、本実施形態の構成について説明する。図１は、架線１００、パンタグラフ１０１、メイントランス１０２、コンバータ１０３、インバータ１０４、モータ１０５、制御部１０６、コンバータ制御部１０７、インバータ制御部１０８、統括制御部１０９、電圧検出センサ１１０、電流検出センサ１１１で構成されている。
【００１１】
架線１００は、パタングラフ１０１と接続される。パンタグラフ１０１はメイントランス１０２と接続される。メイントランス１０２はコンバータ１０３と接続される。コンバータ１０３は、電圧検出センサ１１０を介してインバータ１０４と接続される。インバータ１０４は、電流検出センサ１１１を介してモータ１０５と接続される。制御部１０６は、コンバータ１０３とインバータ１０４に接続される。
【００１２】
制御部１０６のコンバータ制御部１０７は、コンバータ１０３、電圧検出センサ１１０、統括制御部１０９と接続される。インバータ制御部１０８は、インバータ１０４、統括制御部１０９、電流検出センサ１１１と接続される。統括制御部１０９は、コンバータ制御部１０７とインバータ制御部１０８と接続される。
【００１３】
（作用）
以下に、本実施形態の作用について説明する。図２は本実施形態のコンバータ制御部の演算ブロック図である。
【００１４】
制御部１０６において、コンバータ制御部１０７の第１演算部１１５へ、電圧検出センサから検出される検出電圧値とコンバータ電圧指令値が入力される。コンバータ電流検出値とは、例えば、許容速度と許容電圧から決定されるような車両の性能に基づいてあらかじめ設定されている値である。第１演算部１１５では、（コンバータ電圧指令値−検出電圧値）の演算からコンバータ超過分を演算し、第２演算部１１６に出力する。第２演算部１１６では、コンバータ超過分を積算することによりコンバータ電流指令値を算出する。
【００１５】
図３に示すように、算出されたコンバータ電流指令値は、統括制御部１０９に入力される。また、予め設定されたコンバータの電流容量の閾値であるコンバータ制限電流値が統括制御部１０９に入力される。統括制御部１０９に入力されたコンバータ電流指令値とコンバータ制限電流値は、第３演算部１１５で演算される。図４は、統括制御部と後述するインバータ制御で実行されている演算の１時素分を拡大して説明したものである。図３と図４に示すように、第３演算部１１５で、（コンバータ電流指令値−コンバータ制限電流値）を演算し、超過分を超過分指令として第４演算部１１６に出力する。超過分指令が入力された第４演算部１１６では、インバータ出力を絞り込むためのインバータ出力絞込み指令を算出する。算出されたインバータ絞込み指令は、インバータ制御部１０８に入力される。
【００１６】
図５に示すように、算出されたインバータ絞込み指令と、モータ電流指令がインバータ制御部１０８の第５演算部１１７に入力される。モータ電流値とは、例えば、ノッチ指令等に基づいてあらかじめ設定されている値である。第５演算部１１７では、（モータ電流値−インバータ絞込み指令）の演算によりインバータ電流指令値が算出される。算出されたインバータ電流指令値と、電流検出センサ１１１から検出されるモータ検出電流値は、第６演算部１１８に入力される。第６演算部１１８では、（インバータ電流指令値−モータ検出電流値）の演算によって、インバータ動作指令が算出される。算出されたインバータ動作指令は、インバータ制御部１０８から出力され、インバータ１０４へ入力される。
【００１７】
（効果）
このような本実施形態の構成によると、コンバータ電流指令値に基づいてインバータ動作指令を算出しているため、より高速な処理が可能となり、制御の性能を向上させることが可能となる。  
例えば、本実施形態と図６（ａ）に示す従来のような交流電流からローパスフィルタを通して実効値を求め、その実効値をもとにインバータ制御を行う制御方式と比較して説明する。まず、架線１００からの交流電流をメイントランス１０２付近に設定する電流検出器により検出する（図６（ａ−１））。次に、交流電流を絶対値に変換する（図６（ａ−２））。次に、ローパスフィルタの特性を利用して、実効値に変換する（図６（ａ−２））。このような制御方式では、電流値が急激に増加したＸ点からＹ点に対して算出した実効値は緩やかに応答している。このような実効値により制御される制御方式では、検出した実際の電流の真の実効値と、演算により求めた実効値が乖離する場合があり、主変換装置への電流制御が間に合わず、許容する以上の電流が主変換装置に流れ込む恐れがあった。
【００１８】
しかしながら、図６（ｂ）に示すような本実施形態の制御方式は、コンバータへの制御指令値を用いて、インバータ出力制御を行っている。まず、交流電流がコンバータに入力される(図６（ｂ−１）)。次に、交流電流の＋側の凸の頂点が求められる（図６（ｂ−２））。次に、求めた凸の頂点からコンバータ電流指令が算出される（図６（ｂ−３））。ローパスフィルタを使用する必要のない本実施形態での制御方式では、Ｘ点からＹ点のコンバータ電流指令は、電流値の急激な変化に応答している。つまり、ノッチ操作、架線電圧変動等の入力電流及び出力電流の急激な変化に対しても、即座にコンバータ電流指令値が算出されるため、制御の応答速度が向上する。そのため、主変換装置への突入電流を防ぐことが可能となる。
【００１９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図７は、第２の実施形態に基づく統括制御部の動作説明図である。尚、図１乃至６と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。本実施形態は、ブレーキ実行時ついて詳細に説明する。
【００２０】
（作用）
本実施形態の制御方式で、ブレーキを実行する場合、算出したコンバータ電流指令値がコンバータ制御電流値に達した際は、制御部１０９の実行を停止する。制御１０９の実行を停止すると、回生エネルギーを利用した電気ブレーキから空気ブレーキに移行することから必要なブレーキ力の確保が可能となる。
【００２１】
（効果）
コンバータ電流指令値を主変換装置の入力電流制御として使用することで、高速処理化が可能となり、必要ブレーキ量を即座に補填することが可能となる。そのため、車両の安全な走行が可能となる。
【符号の説明】
【００２２】
１００  架線
１０１  パンタグラフ
１０２  メイントランス
１０３  コンバータ
１０４  インバータ
１０５  モータ
１０６  制御部
１０７  コンバータ制御部
１０８  インバータ制御部
１０９  統括制御部
１１０  電圧検出センサ
１１１  電流検出センサ
１１２  第１演算部
１１３  第２演算部
１１４  第３演算部
１１５  第４演算部
１１６  第５演算部
１１７  第６演算部
【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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