(57)【要約】【課題】エンジンとモータとを併用するハイブリッド駆動システムを搭載するハイブリッド車両で、車両の停車中に補機を動作させても車両走行用モータ用の発電機駆動エンジンを停止させておく車両を提供する。【解決手段】本発明のハイブリッド車両は、車両走行モータを駆動する電力変換装置に直流電力を供給する第１の直流電源装置とは別に、補機が消費する電力に相当する電力を発電する第２の直流電源装置を搭載し、車両の走行状態に基づいて第２の直流電源装置の出力電力を制御する演算装置を備え、車両の停車中には第１の直流電源装置の発電機駆動用エンジンを停止させる。【選択図】図１
2007143290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、前記車体を支持する複数の車輪と、前記車輪を駆動する電動機と、第１の原動機と、該第１の原動機が駆動する第１の交流発電機と、該第１の交流発電機の出力を入力し、直流を出力する第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置と、該第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置の出力を入力し、前記電動機に交流を出力するＤＣ／ＡＣ電力変換装置と、直流電力を交流電力に変換して補機に電力を供給する静止インバータと、前記第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置と前記ＤＣ／ＡＣ電力変換装置との直流接続部に接続した電力蓄積装置とを備えたハイブリッド車両において、
該ハイブリッド車両が、前記第１の原動機と、第１の交流発電機と、第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置とを有する第１の直流電源装置に加え、第２の原動機と、該第２の原動機が駆動する第２の交流発電機と、該第２の交流発電機の出力を入力し、直流を出力する第２のＡＣ／ＤＣ電力変換装置とを備え、
該第２のＡＣ／ＤＣ電力変換装置の出力が、前記電動機に直流を出力するＤＣ／ＡＣ電力変換装置と、前記補機へ電力を供給する静止インバータと、前記電力蓄積装置とに入力されることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記第２の交流発電機の出力を入力し直流を出力する前記第２のＡＣ／ＤＣ電力変換装置が、前記第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置であることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記第１の交流発電機が３相交流を出力し、前記ＤＣ／ＡＣ電力変換装置が３相交流を前記電動機に供給することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記第２の原動機と、第２のＡＣ／ＤＣ電力変換装置とを制御する演算装置を備え、
該演算装置が前記電力蓄積装置の蓄電量と、車両の位置情報とを入力し、前記第２の原動機の制御信号と、前記第２のＡＣ／ＤＣ電力変換装置の制御信号とを出力することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記第２の原動機と、第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置とを制御する演算装置を備え、
該演算装置が前記電力蓄積装置の蓄電量と、車両の位置情報とを入力し、前記第２の原動機の制御信号と、前記第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置の制御信号とを出力することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記第１の交流発電機と、前記第２の交流発電機が何れも３相交流を出力し、
前記第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置が３相交流を入力し直流を出力することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記第１の原動機と前記第２の原動機とが、内燃機であることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項８】
請求項７に記載のハイブリッド車両において、前記第１の原動機と第２の原動機とがディーゼルエンジンであることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項９】
車体と、前記車体を支持する複数の車輪と、前記車輪を駆動する電動機と、第１の原動機と、該第１の原動機が駆動する第１の交流発電機と、該第１の交流発電機の出力を入力し、直流を出力する第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置と、該第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置の出力を入力し、前記電動機に交流を出力するＤＣ／ＡＣ電力変換装置と、直流電力を交流電力に変換して補機に電力を供給する静止インバータと、前記第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置と前記ＤＣ／ＡＣ電力変換装置との直流接続部に接続した電力蓄積装置とを備えたハイブリッド車両において、
該ハイブリッド車両が、前記第１の原動機と、第１の交流発電機と、第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置とを有する第１の直流電源装置に加え、燃料電池と該燃料電池を制御する演算装置とを備え、
該演算装置が、前記電力蓄積装置の蓄電量と車両の位置情報とを入力し、前記燃料電池の発電電力を制御する制御信号を出力することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項１０】
車体と、前記車体を支持する複数の車輪と、前記車輪を駆動する電動機と、第１の原動機と、該第１の原動機が駆動する第１の交流発電機と、該第１の交流発電機の出力を入力し、直流を出力する第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置と、該第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置の出力を入力し、前記電動機に交流を出力するＤＣ／ＡＣ電力変換装置と、直流電力を交流電力に変換して補機に電力を供給する静止インバータと、前記第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置と前記ＤＣ／ＡＣ電力変換装置との直流接続部に接続した電力蓄積装置とを備えたハイブリッド車両において、
該ハイブリッド車両が、前記第１の原動機と、第１の交流発電機と、第１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置とを有する第１の直流電源装置に加え、第１の電磁誘導コイルと該第１の電磁誘導コイルが出力する交流電力を入力し、直流電力を出力する第３のＡＣ／ＤＣ電力変換装置と、該第３のＡＣ／ＤＣ電力変換装置を制御する演算装置と、車両の速度センサとを備え、
該演算装置が、前記電力蓄積装置の蓄電量と、車両の位置情報と、車両の速度とを入力し、前記第３のＡＣ／ＤＣ電力変換装置が出力する直流電力を制御する制御信号を出力することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項１１】
請求項１０に記載のハイブリッド車両において、
前記演算装置が、前記車両位置情報と車両の速度とから、地上側の第２の電磁誘導コイルの設置場所に車両が停止することを検知し、前記第３のＡＣ／ＤＣ電力変換装置が出力する直流電力を制御する制御信号を出力することを特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータとを併用するハイブリッド駆動システムを搭載する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化等の環境問題に対し、二酸化炭素をはじめとする排出ガスの低減を図るハイブリッド駆動システムの開発が進められている。鉄道分野では、車載するエンジンにより走行するディーゼル車両の駆動システムをハイブリッド化したハイブリッド鉄道車両が考えられている。
【０００３】
ハイブリッド鉄道車両の従来技術として、特許文献１がある。この技術は、エンジンで発電機を駆動し発電した交流電力をＡＣ／ＤＣ電力変換装置で直流電力に変換し、これをＤＣ／ＡＣ電力変換装置で交流電力に変換した後に誘導電動機を駆動して走行する鉄道車両システムに電力蓄積装置を加え、回生電力を電力蓄積装置にて蓄積できるようにしたものである。これにより、電力蓄積装置にて蓄電した電力を加速用の電力として再利用できるため省エネ化が可能である。また、電力蓄積装置の充放電を制御することにより発電用エンジンを高効率に運転することが可能であり、燃費の低減が可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３４６０４号公報（(００１５)段落から(００１７)段落と、図１の記載。）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術は、駅構内での停車中にハイブリッド鉄道車両の発電用エンジンを停止させて、駅構内でのエンジンの騒音を防止し排ガスの放出量を低減することが可能である。しかし、ハイブリッド鉄道車両が長時間停車する場合、駆動のための電力消費はないが、補機の電力消費により電力蓄積装置の蓄電量が低下する。また、発車後に発電用エンジンを稼動させず駅構内を走り抜けるために必要な電力を電力蓄積装置にて維持する必要がある。停車時間の長期化に伴い蓄電量が規定値まで低下すると発電用エンジンを稼動させ電力蓄積装置を充電しなければならず、このとき駅構内で騒音が発生する。さらに、エンジン、発電機、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置のセット（以下、直流電源装置と記す）が１組のみであるため、直流電源装置が故障した場合にはハイブリッド鉄道車両が運転不能となる場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、車両の停車中に補機を動作させても電力蓄積装置の蓄電量が低下しないハイブリッド車両の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両は、車両走行モータを駆動する電力変換装置に直流電力を供給する第１の直流電源装置とは別に、補機が消費する電力に相当する電力を発電する、出力が第１の直流電源装置より低い第２の直流電源装置を搭載し、車両の走行状態に基づいて第２の直流電源装置の出力電力を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のハイブリッド車両は駅構内で停車中に補機を動作させても、電力蓄積装置の蓄電量の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の詳細を、図面を用いながら説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１に本実施例のハイブリッド車両の構成図を示す。図１で、符号００１は車体であり、車体低部の前後両端にて車輪００２により支持されることにより車両を構成する。前記車両は鉄道車両や路線バスなど予め定められた経路を走行する車両である。図１の符号００３は大型エンジンであり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機である。図１の符号００４は発電機（１）であり、大型エンジン００３により駆動され、交流電力を発電する。発電機（１）００４が出力する交流電力は３相交流でも単相交流でもよい。図１の符号００５はＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）であり、交流電力を直流電力に変換する。前記発電機（１）００４の出力が３相交流の場合には、該ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５は３相交流を直流に変換し、前記発電機（１）００４の出力が単相交流の場合には、該ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５は単相交流を直流に変換する。前記大型エンジン００３と前記発電機（１）００４と前記ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５にて直流電源装置の機能を実現している。
【００１１】
なお、前記発電機（１）００４は直流発電機としてもよく、この場合には図１のＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５は不要であり、図１でＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５の入力点と出力点をショートすればよい。図１の符号００６はＤＣ／ＡＣ電力変換装置であり、誘導電動機００７を駆動する。前記誘導電動機００７が３相交流で駆動される場合、前記ＤＣ／ＡＣ電力変換装置００６は、直流を３相交流に変換するものとする必要がある。図１の符号００８は減速機であり、誘導電動機００７が出力するトルクを車輪００２に伝達する。なお、前記誘導電動機００７をダイレクト・ドライブ・モータ（ＤＤＭ）としてもよく、この場合には該減速機００８は不要である。図１の符号００９は電力蓄積装置であり、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池、電気２重層キャパシタなどの直流電力蓄積装置が考えられる。図１の符号０１０は静止インバータであり、車両が搭載する照明設備や空調設備などの補機用の電力として、直流電力を単相交流や３相交流などの交流電力に変換する。
【００１２】
図１の符号０１１は小型エンジンである。該小型エンジン０１１はガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機である。この小型エンジン０１１は、大型エンジン００３より稼動時に発生する騒音が小さなものである。図１の符号０１２は発電機（２）であり、小型エンジン０１１により駆動され交流電力を発電する。この交流電力は３相交流でも単相交流でもよい。図１の符号０１３はＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）であり、交流電力を直流電力に変換する。発電機（２）０１２の出力が３相交流の場合には、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３は３相交流を直流に変換し、発電機（２）０１２の出力が単相交流の場合には、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３は単相交流を直流に変換する。前記小型エンジン０１１と前記発電機（２）０１２と前記ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３とで直流電源装置の機能を実現している。なお、前記発電機（２）０１２は直流発電機としてもよく、この場合にはＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３は不要であり、図１でＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３の入力点と出力点をショートすればよい。
【００１３】
図１の符号０１４は速度センサであり、車両の走行速度を検出する。図１の符号０１５は演算装置である。本実施例ではＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５と、ＤＣ／ＡＣ電力変換装置００６と、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３と、電力蓄積装置００９と、静止インバータ０１０が１点で接続されている。
【００１４】
本実施例のハイブリッド車両のエネルギーの流れを以下に示す。大型エンジン００３が発電機（１）００４を駆動すると、発電機（１）００４は交流電力を出力する。発電した交流電力はＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５により直流電力に変換され、電力蓄積装置００９にて充電される。ハイブリッド車両が加速する場合には、電力蓄積装置００９が放電する直流電力をＤＣ／ＡＣ電力変換装置００６が交流電力に変換する。ＤＣ／ＡＣ電力変換装置００６が出力する交流電力は誘導電動機００７を駆動する。誘導電動機００７の回転力は減速機００８を介して車輪００２に伝えられる。電力蓄積装置００９が放電を続け電力蓄積装置００９の蓄電量が低下すると、大型エンジン００３を稼動し発電機（１）００４にて発電し電力蓄積装置００９にて充電することにより、電力蓄積装置００９の蓄電量が過剰に低下しないようにする。
【００１５】
一方、ハイブリッド車両が減速する場合には、車輪００２の回転力は減速機００８を介して誘導電動機００７へ伝えられる。誘導電動機００７は発電機として機能し交流電力を発電する。ＤＣ／ＡＣ電力変換装置００６は誘導電動機００７が発電した交流電力を直流電力に変換する。ＤＣ／ＡＣ電力変換装置００６が出力する直流電力は電力蓄積装置００９に蓄電される。一方、静止インバータ０１０は電力蓄積装置００９が放電する直流電力を交流電力に変換し、車内空調や照明器具などの補機に電力を供給する。
【００１６】
ハイブリッド車両が駅構内に在線する場合には大型エンジン００３が稼動時に発する騒音を防止するため大型エンジン００３を停止させる。そして駅構内を走り抜けるまで加速用の電力を電力蓄積装置００９の放電により供給し、大型エンジン００３は稼動させない。駅構内での停車中に、補機による電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少し、ハイブリッド車両が駅構内を走り抜けるまでの加速に必要な蓄電量を下回る場合には、次の制御を実施する。
【００１７】
大型エンジン００３は停止させたままとし、稼動時の騒音が大型エンジン００３よりも小さな小型エンジン０１１を稼動する。そして小型エンジン０１１で発電機（２）０１２を駆動し交流電力を発電する。発電機（２）０１２が発電した交流電力をＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３で直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３が出力する直流電力は静止インバータ０１０へ送られ、補機用の電力として使用する。
【００１８】
この制御により、駅構内での停車中の補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少しハイブリッド車両が駅構内を走り抜けるまでの加速に必要な蓄電量を下回る場合においても、補機が必要とする電力を低騒音で発電できかつ電力蓄積装置００９の蓄電量の低下を防ぐことができる。さらに、大型エンジン００３、発電機（１）００４、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５のいずれかが故障したとしても、小型エンジン０１１、発電機（２）０１２、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３により走行が可能である。なお、複数の車両を連結して編成とした場合に、小型エンジン０１１、発電機（２）０１２、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３の組合せを編成中に１組設け、これにより発電した電力を他の車両の補機に供給してもよい。
【００１９】
図２に本実施例の演算装置０１５の制御ブロック図を示す。演算装置０１５は、路線情報データベース０１９、エンジン制御部０２０、ＡＣ／ＤＣ制御部０２１から構成される。路線情報データベース０１９には、ハイブリッド車両が走行する経路における駅構内の位置や、駅間の距離や路線の分岐の有無や、路線の勾配などの路線情報が予めインプットされている。路線情報データベース０１９では、速度センサ０１４からの速度情報をもとにハイブリッド車両の走行位置を演算し、これを位置情報としてエンジン制御部０２０へ伝送する。
【００２０】
エンジン制御部０２０には、電力蓄積装置００９からの蓄電量情報と、速度センサ０１４からの速度情報と、路線情報データベース０１９から伝送される位置情報が入力される。電力蓄積装置００９の蓄電量が規定値まで低下した場合、かつ、走行速度が規定値以下である場合、かつ、該ハイブリッド車両が駅構内に在線する場合に、エンジン制御部０２０はエンジン制御信号を出力し小型エンジン０１１を稼動させる。また、ＡＣ／ＤＣ制御部０２１に小型エンジン０１１が稼動中であることを伝える。
【００２１】
ＡＣ／ＤＣ制御部０２１には、小型エンジン０１１が稼動中であることを伝える信号がエンジン制御部０２０から伝送される。小型エンジン０１１が稼動中の場合に、ＡＣ／ＤＣ制御部０２１はＡＣ／ＤＣ制御信号を出力し、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３を稼動させる。
【００２２】
図９は、路線上の車両位置、電力蓄積装置の蓄電量、エンジンの制御信号の変化を示している。いずれも横軸は時間である。路線上の車両位置を示す図９（ａ）で、グラフＡは車両の先端部の軌跡を、グラフＢは車両の末端部の軌跡を示している。また、Ｘ１からＸ２までの範囲は駅構内であることを示す。
【００２３】
時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間帯では、車両は減速している。このとき、図９（ｂ）に示すように、電力蓄積装置００９が回生電力を充電するため、電力蓄積装置００９の蓄電量が増加する。なお、図９（ｃ）に示すように、大型エンジン００３および小型エンジン０１１の制御信号はともにＯＦＦであり、各エンジンは停止している。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間帯では、車両は停車している。このとき、図９（ｂ）に示すように、車内空調や照明機器等の補機が電力を消費するため、電力蓄積装置００９の蓄電量は低下する。エンジンの制御信号は大型エンジン００３および小型エンジン０１１ともにＯＦＦであり、各エンジンは停止している。
【００２４】
時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間帯においても車両は停車している。しかし、時刻ｔ２において電力蓄積装置００９の蓄電量が、図９（ｂ）に示すように、発車後に駅構内を走り抜けるまでの加速に必要な蓄電量Ｑｏまで低下したため、図９（ｃ）に示すように、小型エンジン０１１の制御信号をＯＮにし発電を開始する。この制御により、補機の消費電力は小型エンジン０１１による発電電力により賄われるため、電力蓄積装置００９の蓄電量は低下しない。なお、小型エンジン０１１による発電電力が補機の消費電力より大きい場合には、電力蓄積装置００９を充電してもよい。大型エンジン００３は停止のままである。
【００２５】
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間帯では、車両は加速中であるが、車両の一部が駅構内を走行中の状態である。駅構内では騒音防止のため大型エンジン００３の制御信号をＯＦＦとし大型エンジンを停止する。一方、小型エンジン０１１の制御信号はＯＮのままとし、小型エンジンを稼動し続ける。加速に必要な電力は電力蓄積装置００９から放電するため蓄電量は低下する。
【００２６】
時刻ｔ４以降では、車両は駅構内の外側を走行している。車両が駅構内以外にいる場合には大型エンジン００３を稼動できる。したがって、大型エンジン００３の制御信号をＯＮとし、発電機（１）００４により発電する。一方、大型エンジンにより大電力で発電するため、小型エンジン０１１の制御信号をＯＦＦとし小型エンジン０１１を止め、発電を止める。電力蓄積装置００９の蓄電量は、加速のための電力消費と大型エンジン００３による発電電力との大小関係により増減が決まる。
【実施例２】
【００２７】
図３に本実施例の構成図を示す。図１と同一の部分には同一の記号を用いた。本実施例では、図１の構成からＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３を取り除き、発電機（１）００４と発電機（２）０１２の出力を結合し、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５に接続した。
【００２８】
本実施例において、駅構内での停車中の補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が低下する場合の制御方法を以下に記す。補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少し、車両が駅構内から出るまでの加速に必要な電力量を下回る場合には、稼動時の騒音が大型エンジン００３よりも小さい小型エンジン０１１を稼動し、発電機（２）０１２により交流電力を発電する。発電機（２）０１２が発電した交流電力をＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５により直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５が出力する直流電力を静止インバータ０１０へ送り、補機用の電力として使用する。
【００２９】
このような制御により、駅構内での停車中の補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少しハイブリッド車両が駅構内を走り抜けるまでの加速に必要な蓄電量を下回る場合においても、補機が必要とする電力を低騒音で発電でき、かつ電力蓄積装置００９の蓄電量の減少を防ぐことができる。
【００３０】
さらに、大型エンジン００３、発電機（１）００４、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５のいずれかが故障したとしても、小型エンジン０１１、発電機（２）０１２、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３により走行が可能である。なお、複数の車両を連結して編成とした場合に、小型エンジン０１１、発電機（２）０１２、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３の組合せを編成中に１組設け、これにより発電した電力を他の車両の補機に供給してもよい。
【００３１】
図４に本発明の演算装置０１５の制御ブロック図を示す。演算装置０１５は、路線情報データベース０１９、エンジン制御部０２０、ＡＣ／ＤＣ制御部０２１から構成される。路線情報データベース０１９には、該ハイブリッド車両が走行する経路における駅構内の位置が予めインプットされている。路線情報データベース０１９では、速度センサ０１４からの速度情報をもとに該ハイブリッド車両の走行位置を演算し、これを位置情報としてエンジン制御部０２０へ伝送する。
【００３２】
エンジン制御部０２０には、電力蓄積装置００９からの蓄電量情報と、速度センサ０１４からの速度情報と、路線情報データベース０１９から伝送される位置情報が入力される。電力蓄積装置００９の蓄電量が規定値まで低下した場合、かつ、走行速度が規定値以下である場合、かつ、該ハイブリッド車両が駅構内に在線する場合に、エンジン制御部０２０はエンジン制御信号を出力し小型エンジン０１１を稼動させる。また、ＡＣ／ＤＣ制御部０２１に小型エンジン０１１が稼動中であることを伝える。
【００３３】
ＡＣ／ＤＣ制御部０２１には、小型エンジン０１１が稼動中であることを伝える信号がエンジン制御部０２０から伝送される。小型エンジン０１１が稼動中の場合に、ＡＣ／ＤＣ制御部０２１はＡＣ／ＤＣ制御信号を出力し、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５を稼動させる。
【実施例３】
【００３４】
図５に本実施例の構成図を示す。図１と同一の部分には同一の記号を用いた。本実施例は、図１の構成から小型エンジン０１１、発電機（２）０１２、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３を取り除き、代わりに燃料電池０１６を設けた。燃料電池０１６は、固体高分子型燃料電池や直接メタノール型燃料電池などが考えられる。
【００３５】
本実施例で、駅構内での停車中の補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少し、ハイブリッド車両が駅構内を走り抜けるまでの加速に必要な蓄電量を下回る場合の制御方法を以下に記す。補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少し、車両が駅構内から走り抜けるまでの加速に必要な蓄電量を下回る場合には、燃料電池０１６を稼動させ直流電力を発電する。燃料電池０１６が発電した直流電力を静止インバータ０１０へ送り、補機用の電力として使用する。この制御により駅構内での停車中の補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少しハイブリッド車両が駅構内を走り抜けるまでの加速に必要な蓄電量を下回る場合でも、補機が必要とする電力を低騒音で発電できかつ電力蓄積装置００９の蓄電量の低下を防ぐことができる。
【００３６】
さらに、大型エンジン００３、発電機（１）００４、ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）００５のいずれかが故障したとしても、燃料電池０１６の発電電力で走行が可能である。本実施例は燃料電池を用いるため、稼動時にＮＯｘなどの環境に有害な排出ガスが発生しないという利点があげられる。なお、複数の車両を連結して編成とした場合に、燃料電池０１６を編成中に１組設け、これにより発電した電力を他の車両の補機に供給してもよい。
【００３７】
図６に本実施例の演算装置０１５の制御ブロック図を示す。演算装置０１５は、路線情報データベース０１９、燃料電池制御部０２２から構成される。路線情報データベース０１９には、該ハイブリッド車両が走行する経路における駅構内の位置が予めインプットされている。路線情報データベース０１９では、速度センサ０１４からの速度情報をもとに該ハイブリッド車両の走行位置を演算し、これを位置情報として燃料電池制御部０２２へ伝送する。
【００３８】
燃料電池制御部０２２には、電力蓄積装置００９からの蓄電量情報と、速度センサ０１４からの速度情報と、路線情報データベース０１９から伝送される位置情報が入力される。電力蓄積装置００９の蓄電量が規定値まで低下した場合、かつ、走行速度が規定値以下である場合、かつ、該ハイブリッド車両が駅構内に在線する場合に、燃料電池制御部０２２は燃料電池制御信号を出力し燃料電池０１６を稼動させる。
【実施例４】
【００３９】
図７に本実施例の構成図を示す。図１と同一の部分には同一の記号を用いた。本実施例は、図１の構成から小型エンジン０１１、発電機（２）０１２を取り除き、替わりに車両側および地上側に設ける電磁誘導コイル０１７により地上の電力系統０１８から交流電力を取り入れる構成となっている。
【００４０】
本実施例で、駅構内での停車中の補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が低下する場合の制御方法を以下に記す。補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少し、車両が駅構内から出るまでの加速に必要な蓄電量を下回る場合には、車両外部の電力系統から電磁誘導コイル０１７を介して交流電力を受電する。受電した交流電力をＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３により直流電力に変換する。さらにＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３が出力する直流電力を静止インバータ０１０へ送り、これを補機用の電力として使用する。この制御により駅構内での停車中の補機の電力使用により電力蓄積装置００９の蓄電量が減少しハイブリッド車両が駅構内を走り抜けるまでの加速に必要な蓄電量を下回る場合でも、騒音をたてずに補機が必要とする電力を賄うことができ、かつ電力蓄積装置００９の蓄電量の低下を防ぐことができる。なお、複数の車両を連結して編成とした場合に、電磁誘導コイル０１７を編成中に１箇所設け、これにて受電した電力を他の車両の補機に供給してもよい。
【００４１】
図８に本実施例の演算装置０１５の制御ブロック図を示す。演算装置０１５は、路線情報データベース０１９とＡＣ／ＤＣ制御部０２１から構成される。
【００４２】
路線情報データベース０１９には、該ハイブリッド車両が走行する経路における駅構内の位置が予めインプットされている。路線情報データベース０１９では、速度センサ０１４からの速度情報をもとに該ハイブリッド車両の走行位置を演算し、これを位置情報としてＡＣ／ＤＣ制御部０２１へ伝送する。
【００４３】
ＡＣ／ＤＣ制御部０２１には、電力蓄積装置００９からの蓄電量情報と、速度センサ０１４からの速度情報と、路線情報データベース０１９から伝送される位置情報が入力される。電力蓄積装置００９の蓄電量が規定値まで低下した場合、かつ、走行速度が規定値以下あるいは車両が停止していて、かつ、該ハイブリッド車両が地上側に設置した電磁誘導コイルを備えた駅構内に在線する場合に、ＡＣ／ＤＣ制御部０２１はＡＣ／ＤＣ制御信号を出力しＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）０１３を稼動させる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１のハイブリッド車両の構成図。
【図２】実施例１の演算装置の制御ブロック図。
【図３】実施例２のハイブリッド車両の構成図。
【図４】実施例２の演算装置の制御ブロック図。
【図５】実施例３のハイブリッド車両の構成図。
【図６】実施例３の演算装置の制御ブロック図。
【図７】実施例４のハイブリッド車両の構成図。
【図８】実施例４のハイブリッド車両の構成図。
【図９】実施例１の線路上の車両位置、電力蓄積装置の蓄電量、エンジンの制御信号の変化の過程の説明図。
【符号の説明】
【００４５】
００１…車体、００２…車輪、００３…大型エンジン、００４…発電機（１）、００５…ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（１）、００６…ＤＣ／ＡＣ電力変換装置、００７…誘導電動機、００８…減速機、００９…電力蓄積装置、０１０…静止インバータ、０１１…小型エンジン、０１２…発電機（２）、０１３…ＡＣ／ＤＣ電力変換装置（２）、０１４…速度センサ、０１５…演算装置、０１６…燃料電池、０１７…電磁誘導コイル、０１８…電力系統、０１９…路線情報データベース、０２０…エンジン制御部、０２１…ＡＣ／ＤＣ制御部、０２２…燃料電池制御部。
【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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【図８】
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【図９】
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