专利名称：车辆的制作方法
技术领域：
本发明，涉及例如由至少2台以上搭载有电力贮藏装置等的能量积累装置和柴油引擎发电机等的发电装置的车辆编成的车辆。
背景技术：
以往，公知有在引擎发电机外，搭载电池、电容等的电力贮藏装置来将电力供给电动机的混合动力车辆。公知如下方案在连接多部这种车辆的列车中，将分散保持动力的多个引擎，以根据列车需要的负载使耗油率成为最小的方式，独立地控制该多个引擎的旋转数，并当引擎的输出不足时，从电力贮藏装置补充不足的能量(例如参照专利文献1)。
专利文献1特开平8-198102号专利公报但是，上述专利文献1中记载的列车，当爬坡等在运转时引擎输出不足时，从电力贮藏装置补充能量，没有考虑到对电力贮藏装置的充电电流和来自电力贮藏装置的放电电流所引起的恶化。在这种电力贮藏装置中，对装置的充放电电流越小，能量损失越不易发生，相反地，对装置的充放电电流越急剧，能量损失就越容易发生。该能量损失变化成热，不断使电力贮藏装置的温度上升，随之电力贮藏装置的内部材料的物性会发生变化。其结果产生的问题是，导致电力贮藏装置的最大蓄电量降低，和蓄电速度的延迟化。
另外当列车制动时，通过从电动机往电力贮藏装置的再生(regeneration)对电动机产生制动力，是通过再生对电力贮藏装置进行充电的良好机会。但是，当由再生带来的过充电使电力贮藏装置的充电量全满时，不希望继续再生。因此，需要使空气刹车对与电动机连接的车轴或车轮动作，但是因为由空气刹车实现的制动伴随着对车轴或车轮的摩擦，所以存在的问题是，由于刹车片等的磨损，需要在列车的维护和部件交换上花费精力。
发明内容
因此，本发明的课题是，提供能够避免对该电力贮藏装置的急剧的充放电电流，达到电力贮藏装置的长寿命化，节省用于列车的维护和部件交换的精力的车辆。
为了解决上述课题，达到本发明的目的，本发明是一种车辆，具有用燃料发电的多台发电装置；第1电力变换机，变换上述发电装置的电力；电力贮藏装置，存储由上述第1电力变换机变换后的电力；第2电力变换机，对上述第1电力变换机的输出电力及/或上述电力贮藏装置的电力、与驱动车辆的电动机的电力，相互进行变换；列车控制装置，控制上述发电装置和上述第1及上述第2电力变换机；以及，向上述列车控制装置输出驱动指令的驾驶台，其中上述列车控制装置，检测上述电力贮藏装置的温度，并根据上述电力贮藏装置的温度决定上述电力贮藏装置的放电电流的允许值，当上述电力贮藏装置的放电电流的允许值超过第1阈值时，起动上述多台发电装置中未起动的发电装置，使该发电装置在高效率点上运转，并且以使根据上述电力贮藏装置的放电电流和上述电力贮藏装置的电压求得的上述电力贮藏装置的功率、与起动完毕的上述发电装置的输出功率之和，成为根据来自上述驾驶台的驱动指令求得的行驶所需的功率量的方式，控制上述电力贮藏装置的放电电流。
优选，上述列车控制装置，使全部的上述发电装置在高效率点上运转，并且当上述电力贮藏装置的放电电流的允许值超过第1阈值时，依次使上述多台发电装置在最大输出点上运转。
还优选，上述列车控制装置，检测上述电力贮藏装置的温度，并根据上述电力贮藏装置的温度决定上述电力贮藏装置的充电电流的允许值，在至少一个上述发电装置动作的情况下，当上述电力贮藏装置的充电电流的允许值超过第2阈值时，依次使在最大输出点上运转的上述发电装置在高效率点上运转，另外当全部的上述发电装置在高效率点上运转时，依次停止。
还优选，上述列车控制装置，每当起动、停止上述多台发电装置时，根据上述发电装置的燃料消耗量或残存燃料量，改变起动顺序。
另外本发明是一种车辆，具有用燃料发电的多台发电装置；第1电力变换机，变换上述发电装置的电力；电力贮藏装置，存储由上述第1电力变换机变换后的电力；第2电力变换机，对上述第1电力变换机的输出电力及/或上述电力贮藏装置的电力、与驱动车辆的电动机的电力，相互进行变换；列车控制装置，控制上述发电装置和上述第1及上述第2电力变换机；以及，向上述列车控制装置输出驱动指令的驾驶台，其中上述列车控制装置，检测来自上述驾驶台的驱动指令和上述驱动指令所对应的上述发电装置的输出，根据由上述驱动指令决定的运转状态、及上述发电装置的输出决定的上述多台发电装置的燃料消耗率，决定在上述多台发电装置中要起动的发电装置的台数。
另外本发明是一种车辆，具有用燃料发电的多台发电装置；第1电力变换机，变换上述发电装置的电力；电力贮藏装置，存储由上述第1电力变换机变换后的电力；第2电力变换机，对上述第1电力变换机的输出电力及/或上述电力贮藏装置的电力、与驱动车辆的电动机的电力，相互进行变换；列车控制装置，控制上述发电装置和上述第1及上述第2电力变换机；以及，向上述列车控制装置输出驱动指令的驾驶台，其中上述列车控制装置，检测来自上述驾驶台的驱动指令和上述电力贮藏装置的功率量，在由上述驱动指令决定的运转状态为制动时，在上述电力贮藏装置的可以充电的功率量为零(0)的情况下，使排气刹车动作。
另外本发明是一种车辆，具有用燃料发电的多台发电装置；第1电力变换机，变换上述发电装置的电力；电力贮藏装置，存储由上述第1电力变换机变换后的电力；第2电力变换机，对上述第1电力变换机的输出电力及/或上述电力贮藏装置的电力、与驱动车辆的电动机的电力，相互进行变换；列车控制装置，控制上述发电装置和上述第1及上述第2电力变换机；以及，向上述列车控制装置输出驱动指令的驾驶台，其中上述列车控制装置，检测来自上述驾驶台的驱动指令和上述电力贮藏装置的温度，在由上述驱动指令决定的运转状态为制动时以外，根据上述电力贮藏装置的温度，决定在上述多台发电装置中要起动的发电装置的台数。
另外本发明中的上述列车控制装置，存储上述电力贮藏装置的温度所对应的第1阈值或第2阈值的关系的履历。
另外本发明中的上述列车控制装置，存储考虑到由上述电力贮藏装置的总使用时间引起的恶化的上述履历。
另外本发明中的上述列车控制装置，周期性地或在任意的定时，更新上述电力贮藏装置的温度所对应的第1阈值或第2阈值的关系。
根据本发明，通过避免对该电力贮藏装置的急剧的充放电，防止能量损失，并且使电力贮藏装置的温度保持为适当的温度，能够实现电力贮藏装置的长寿命化。
另外根据本发明，能够节省用于列车的维护和部件交换的工作量。
图1表示根据本发明的一个实施方式的列车的概略构成图。
图2是表示发电装置的动力控制档及其动力装置旋转数、输出及燃料消耗率的关系的图。
图3是表示发电装置的动力控制档及其动力装置旋转数、输出及燃料消耗率的数值例的图。
图4是表示动作的流程图。
图5是表示驾驶台指令及其运转状态、电力贮藏装置的控制指令、发电装置的控制指令的关系的图。
图6是表示动作的时序图，图6A是运转状态，图6B是使用范围的蓄电容量，图6C是电力贮藏装置的充放电电流，图6D是引擎运转方式。
图7是表示作为电力贮藏装置的温度和作为动力装置的起动停止条件的第1阈值、第2阈值的关系的中1-铁道车辆，2-电动机，3、5-电力变换装置，4-发电装置，6-电力贮藏装置，9-列车控制装置，10-驾驶台，12、13、14-控制装置，15-温度检测部。
具体实施例方式
下面，适当参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是根据本发明的一个实施方式的列车的概略构成图。
该图1中，表示由多台车辆1、1-2、…、1-n编成的列车，列车中有3台车辆1、1-2、1-n上搭载电动机2、2-2、2-n，通过由该多台电动机2、2-2、2-n使与电动机连接的车轴和车轮旋转，来驱动整个列车。此外，搭载有电动机2、2-2、2-n的车辆不限定于3辆，另外也可以在搭载有驾驶台10的先头车辆1上不搭载电动机2。此外，不搭载电动机2、2-2、2-n的车辆，只具有跟着搭载有电动机2、2-2、2-n的车辆运动的车轴和车轮。
作为电动机2、2-2、2-n，一般是3相交流电动机(感应电动机或同步电动机)。为了将电力提供给该电动机2、2-2、2-n，通常由电力变换装置5、5-2、5-n使电力贮藏装置6的直流电力被交流化，之后再提供给电动机2、2-2、2-n。另外，除了来自电力贮藏装置6的电力，还从发电装置4、4-2、4-n经电力变换装置3、3-2、3-n将电力提供给该电力变换装置5、5-2、5-n。
发电装置4、4-2、4-n，例由柴油引擎等的动力发生装置(以下简称为引擎)和发电机组合而构成。该引擎，通过控制排气形成逆喷射状态，通过这样可以作为排气刹车发挥功能。另外，发电装置4、4-2、4-n，不限于柴油引擎和发电机的组合，例如也可以采用燃料电池。另外，优选控制该发电装置4、4-2、4-n的控制装置13、13-2、13-n，具有监视引擎的燃料消耗量或残存燃料量的功能。
电力贮藏装置6，是由镍镉电池、锂离子电池、铅电池等的充电电池构成的可以充放电的电力贮藏装置。控制该电力贮藏装置6的控制装置14，例如具有通过检测电力贮藏装置6的充放电电流并对其进行累积计算，来掌握电力贮藏装置6的蓄电量的功能。
温度检测部15，是检测电力贮藏装置6被使用时的温度的部件。
列车控制装置9，从驾驶台10接受驾驶员的指令，控制发电装置4、4-2、4-n的控制装置13、13-2、13-n、电力变换装置3、3-2、3-n的控制装置12、12-2、12-n、电力变换装置5、5-2、5-n的控制装置11、11-2、11-n、电力贮藏装置6的控制装置14、以及图中未示出的空气刹车控制装置。
这里，列车控制装置9，用温度检测部15检测电力贮藏装置6的温度，根据电力贮藏装置6的温度决定电力贮藏装置6的放电电流的允许值。然后，列车控制装置9，当电力贮藏装置6的放电电流的允许值超过第1阈值时，起动多台发电装置4、4-2、4-n中未起动的发电装置，使该发电装置在高效率点上运转。
与此同时，列车控制装置9，以使根据电力贮藏装置6的放电电流和电力贮藏装置6的电压求得的电力贮藏装置6的功率、与起动完毕的发电装置的输出功率之和，为根据来自驾驶台10的驱动指令求得的行驶所需的功率量的方式，来控制电力贮藏装置6的放电电流。
另外，列车控制装置9，当全部发电装置4、4-2、4-n在高效率点上运转，并且电力贮藏装置6的放电电流的允许值超过第1阈值时，依次使多台发电装置4、4-2、4-n在最大输出点上运转。
另外，列车控制装置9，根据由温度检测部15检测出的电力贮藏装置6的温度，决定电力贮藏装置6的充电电流的允许值。然后，在至少一个发电装置4、4-2或4-n动作的情况下，电力贮藏装置6的充电电流的允许值超过第2阈值时，依次使在最大输出点上运转的发电装置4、4-2、4-n在高效率点上运转。另外，当全部的发电装置4、4-2、4-n在高效率点上运转时，使发电装置4、4-2、4-n依次停止。
另外，列车控制装置9，每当起动或停止多台发电装置4、4-2、4-n时，根据发电装置4、4-2、4-n的燃料消耗量或残存燃料量改变起动的顺序。
另外，列车控制装置9，检测来自驾驶台10的驱动指令和驱动指令对应的发电装置4、4-2、4-n的输出，根据由驱动指令决定的运转状态和多台发电装置4、4-2、4-n的燃料消耗率，决定多台发电装置4、4-2、4-n中要起动的发电装置4、4-2、4-n的台数。
进一步，列车控制装置9，检测来自驾驶台10的驱动指令和电力贮藏装置6的功率，在由驱动指令决定的运转状态为制动时，在电力贮藏装置6的可充电的功率成为零的情况下，使排气刹车动作。
另外，列车控制装置9，检测来自驾驶台10的驱动指令和电力贮藏装置6的温度，在由驱动指令决定的运转状态为制动时以外，根据电力贮藏装置6的温度，决定在多台发电装置4、4-2、4-n中要起动的发电装置4、4-2、4-n的台数。
另外，列车控制装置9，将电力贮藏装置6的温度所对应的第1阈值或第2阈值的关系的履历，作成表格等存储在内部存储器中。例如，每当温度上升超过固定使用温度时，减小第1阈值或第2阈值的值。
另外，列车控制装置9，存储考虑到由电力贮藏装置6的总使用时间引起的恶化的履历。例如，每当电力贮藏装置6的总使用时间增大时，减小第1阈值或第2阈值的值。
另外，列车控制装置9，周期性地或在任意的定时更新电力贮藏装置6的温度所对应的第1阈值或第2阈值的关系。例如，当根据履历温度回到固定使用温度时，增大第1阈值或第2阈值的值。另外，例如，每隔24小时或每隔1周通过切换操作更新为新的履历。
此外，电力贮藏装置6和列车控制装置9，也可以不搭载在具有驾驶台10的车辆上。
在图2和图3中，表示发电装置4的引擎的动力控制档、与其动力装置旋转数、输出及燃料消耗率的关系及数值例。图2是表示引擎特性的图，因引擎而异。在这里举出的例子中，当动力控制档为“2”时，如24所示燃料消耗率最好，为200(g/kwh)，为如26所示的中等程度的输出特性，下面将它作为高效率点。另外当动力控制档为“3”时，为如25所示的最大输出点。这时，如在21和22的中间所示，燃料消耗率最差，为225(g/kwh)。另外当动力控制档为“1”时，为最低输出(参照曲线27)。这时，如22所示燃料消耗率不佳，为220(g/kwh)。
另外，存在比动力控制档1更低的动力装置旋转数的未图示的空转状态。虽然这里设定的档包含空转为4个位置，但是根据用途的不同，位置数即使不为4也可以应用本发明的实施方式。
图3中如具体的数值例所示，当动力控制档31为1时，动力装置旋转数32为1300(rpm)，输出33为150(kw)，燃料消耗率34为208(g/kwh)。另外，当动力控制档31为2时，动力装置旋转数32成为1600(rpm)，输出33成为300(kw)，燃料消耗率34为200(g/kwh)。当动力控制档31为3时，动力装置旋转数32为2200(rpm)，输出33为450(kw)，燃料消耗率34为215(g/kwh)。而且，当动力控制档31为空转时，动力装置旋转数32为600(rpm)，输出33为10(kw)，燃料消耗率34为350(g/kwh)。
另外将1档设定为调整电力贮藏装置6的充电量的输出点，又将输出10(kw)、动力装置旋转数600(rpm)的点作为空转。虽然在下面的实施方式中没有谈及该动力控制档1和空转这两个档位，但是根据电力贮藏装置6的充电状态和列车的运转状态，列车控制装置9可以任意地使用这两个档位。例如在下面，可以将置为“停止”时，置换成空转。
下面，根据
这样构成的车辆的动作。
图4是表示本实施方式的列车控制装置9的动作的流程图。图5是表示驾驶台10的指令及其运转状态、电力贮藏装置6的控制指令、发电装置4的控制指令的关系的图。图6是表示车辆动作的时序图，图6A是运转状态，图6B是使用范围的蓄电容量，图6C是电力贮藏装置充放电电流，图6D是引擎运转方式。图7是表示电力贮藏装置6的温度和作为动力装置的起动停止条件的第1阈值、第2阈值的关系的图。
图6中的期间TA、TB、TC，如图6A所示，表示运转状态是加速61状态。这时，如图5所示，驾驶台10的指令51为动力档，运转状态52为加速状态，电池控制指令53为放电状态，发电装置指令54为在高效率点～最大输出点上运转的状态，或者当驾驶台10的指令51为定速按钮(ON状态)时，运转状态52成为定速状态，电池控制指令53为充电或放电状态，发电装置指令54为在高效率点～最大输出点上运转的状态或由排气刹车实现的平地或爬坡时的运转的状态。
下面，我们用图4的流程图，详细说明列车控制装置9的动作。
在图4的步骤S1开始控制后，在步骤S2判断来自驾驶台10的指令是否是刹车。因为当运转状态为加速状态时指令不是刹车，所以行进到步骤S3。在步骤S3，判断电力贮藏装置6的放电电流是否超过阈值α。
这里，希望预先根据电力贮藏装置6的温度决定电力贮藏装置6的阈值α。即，因为列车开始运转前的电力贮藏装置6的温度比列车运转中的温度低，所以不易对寿命产生影响，应当取尽可能大的电流值，但是若从节省能量的观点进行考虑，希望是当1台发电装置4在高效率点上运转时可以提供的能量。
例如，恒定温度时的阈值α，若为图3的数值例，则为动力控制档31为2时输出33为300(kw)的电流(例如，当用额定1500(V)的充电电池时，为200(A))。另一方面，随着列车运转，开展电力贮藏装置6的充放电，当由于充放电损耗使电力贮藏装置6的电池温度上升时，希望阈值α比最初的值逐次稍稍下降。例如，一直下降到电力贮藏装置6的充电量为止。
若用图3的数值例进行说明，则当动力控制档31为“1”时，依次线性地或阶段地下降到输出33为150(kw)的电流量(例如，当使用额定1500(V)的充电电池的情况下，为100(A)。)。但是，在通过冷却设备使电力贮藏装置6的温度下降到固定温度时，希望再次使阈值α上升到恒定温度时(参照图7)。此外，考虑到由电力贮藏装置6的种类和使用频度、使用时间等引起的恶化，来改变温度上升时的阈值α的下降幅度。
图7中，当电力贮藏装置6的电池温度为0～30度的恒定温度时，阈值α为与发电装置4、4-2、4-n的最大效率输出电流相当的电流。与此相对，当电力贮藏装置6的电池温度上升到30、40、50、60度时，阈值α为依次线性地或阶段地下降到与发电装置4的充电调整输出电流相当的电流的值。
接着，当在步骤S3使电力贮藏装置6的放电电流超过阈值α时，在步骤S4判断是否存在没有起动的发电装置4、4-2、4-n。当存在没有起动的发电装置4、4-2、4-n时，在步骤S5起动没有起动的发电装置4、4-2、4-n，使它们处于高效率点。也就是说，使该发电装置4、4-2、4-n的动力控制档在“2”进行运转。
此后在步骤S6中，以由电力贮藏装置6的放电电流和电压决定的输出功率和起动完毕的发电装置4、4-2、4-n的输出功率之和，成为根据来自驾驶台10的驱动指令求得的列车行驶所需的必要功率的方式，控制电力贮藏装置6的放电电流。
上述步骤S2～步骤S6的处理被持续进行，直到全部发电装置4、4-2、4-n都在高效率点上运转为止。图6中的期间TA，相当于该步骤S2～步骤S6的处理。例如，在图6C的电力贮藏装置充放电电流在期间TA中第1次达到阈值α(放电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第1台，从停止状态控制至最佳输出状态(动力控制档2)。
接着，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第2次达到阈值α(放电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第2台从停止状态控制至最佳输出状态。另外，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第3次达到阈值α(放电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第3台从停止状态控制至最佳输出状态。进一步，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第4次达到阈值α(放电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第4台从停止状态控制至最佳输出状态。
当在图4的步骤S3电力贮藏装置6的放电电流超过阈值α，并且在步骤S4全部发电装置4、4-2、4-n已经起动完毕时，进行到步骤S8。在步骤S8判断是否在起动完毕的发电装置4、4-2、4-n中存在没有在最大输出点上运转的发电装置，在步骤S9，依次地使起动完毕的发电装置4、4-2、4-n中没有在最大输出点上运转的发电装置中的1台，在最大输出点(动力控制档3)上运转。此后移动到步骤S6。
持续进行到上述步骤S3、步骤S4、步骤S8、步骤S9为止的处理，直到全部发电装置4、4-2、4-n都在最大输出点上运转为止。图6中，期间TB相当于到步骤S3、步骤S4、步骤S8、步骤S9的处理。例如，在图6C的电力贮藏装置充放电电流在期间TB中第1次达到阈值α(放电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第1台，从最佳输出状态控制至最大输出状态(动力控制档3)。
下面，在图6C的电力贮藏装置的充放电电流第2次达到阈值α(放电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第2台从最佳输出状态控制至最大输出状态。另外，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第3次达到阈值α(放电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第3台从最佳输出状态控制至最大输出状态。进一步，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第4次达到阈值α(放电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第4台从最佳输出状态控制至最大输出状态。
这里在全部发电装置4、4-2、4-n都在最大输出点上运转的情况下，即便当电力贮藏装置6的放电电流超过阈值α时，在步骤S6为了补充不足的能量从电力贮藏装置6供给能量。在图6中期间TC与此相当。例如，直到在图6C的电力贮藏装置充放电电流在期间TC中超过阈值α(放电电流)达到最高放电电流的时刻为止，图6B的电力贮藏装置6的使用范围的蓄电容量以补充放电电流的的方式减少。
这样通过依次地起动发电装置4、4-2、4-n，与一并起动发电装置4、4-2、4-n的情形比较，能够抑制为与需要的功率相符的起动台数，可以降低耗油率。
另外，当根据电力贮藏装置6的放电电流和电压决定的输出功率，提供与发电装置4、4-2、4-n的1台份的输出功率相当的功率时，以发电装置4、4-2、4-n接替该输出功率的形式依次地起动发电装置。从而，因为能够抑制电力贮藏装置6的连续的电流放电，所以能够避免电力贮藏装置6的急剧的输出，能够获得延长电力贮藏装置6的寿命的效果。
此外，在步骤S5和步骤S9，优选接下来起动的发电装置4、4-2、4-n或在最大输出点上运转的发电装置4、4-2、4-n，根据各发电装置4、4-2、4-n的控制装置13、13-2、13-n所掌握的引擎的燃料消耗量或残存燃料量来决定。即，使与燃料消耗量相对较多的发电装置4、4-2、4-n相比燃料消耗量较少的发电装置4、4-2、4-n，优先起动或在最大输出点上运转。或者，通过使残存燃料量多的发电装置4、4-2、4-n优先起动或置为最大输出点运转，能够避免各发电装置4、4-2、4-n的燃料消耗和发热的不平衡，达到延长各发电装置4、4-2、4-n的寿命的目的。另外，通过采用这种运转方法，能够有利地开展各发电装置4、4-2、4-n的燃料供给时期的调整。
另外，在步骤S5，根据铁道车辆的运转状态和各发电装置的燃料消耗率决定要起动的发电装置4、4-2、4-n的台数是有效的。根据列车的运转状态和经年的变化等，各个发电装置4、4-2、4-n的燃料消耗率彼此不同。因此通过优先使用燃料消耗率良好(耗油率良好)的发电装置4、4-2、4-n，可以降低列车全体的耗油率。
图6中的期间TD，如图6A所示，运转状态52为由62表示的空转状态。该情况下，图5中驾驶台10的指令51为“0”，运转状态52为空转状态，电池控制指令53为充电或放电，发电装置指令54为在高效率点～最大输出点上运转或停止。
这时在图4的步骤S1开始控制后，在步骤S2判断驾驶台10的指令是否是刹车。因为驾驶台10的指令为空转状态的情况下指令不为刹车，所以行进到步骤S3。在步骤S3中，判断电力贮藏装置6的放电电流是否超过阈值α，而这里电力贮藏装置6是充电状态，没有超过阈值α。从而进行到步骤S10。
在步骤S10中，判断通过电力贮藏装置6的充电，电力贮藏装置6的充电电流是否超过阈值β。当没有超过阈值β时行进到步骤S13，对电力贮藏装置6进行充电。
当在步骤S10电力贮藏装置6的充电电流超过阈值β时，在步骤S11判断是否在起动完毕的发电装置4、4-2、4-n中存在有在最大输出点上运转的发电装置，在步骤S12依次地使起动完毕的发电装置4、4-2、4-n中在最大输出点上运转的发电装置中的1台，在高效率点(动力控制档2)上运转。此后移动到步骤S13。
持续到上述步骤S10、步骤S11、步骤S12为止的处理，直到全部发电装置4、4-2、4-n都在高效率点上运转为止。
在步骤S11中，起动完毕的发电装置4中没有在最大输出点上运转的发电装置，且全部发电装置4、4-2、4-n都在高效率运转的情况下，在步骤S14中，将正在输出的发电装置4、4-2、4-n中燃料最少的发电装置的输出置为0(零)。或者，依次停止正在输出的发电装置4、4-2、4-n(或者置为空转状态)。此后移动到步骤S13。
这里阈值β，优选与阈值α同样，是列车开始运转时发电装置4、4-2、4-n的1台份的输出(本实施方式为300kw(例如，在使用额定1500V的充电电池的情况下输出200A))。运转中希望如图7那样，使其根据电力贮藏装置6的电池温度来变化。另外如步骤S14所示，优选令残存燃料量少的发电装置的输出为0(零)，或者优先使燃料消耗量多的发电装置停止。
在图7中，当电力贮藏装置6的电池温度为0～30度的恒定温度时，阈值β是与发电装置4、4-2、4-n的最大效率输出电流相当的电流。与此相对，当电力贮藏装置6的电池温度上升到30、40、50、60度时，阈值β是依次线性或阶段地下降到与发电装置4的充电调整输出电流相当的电流的值。
例如，图6C的电力贮藏装置充放电电流在期间TD的最初时刻，将图6D的引擎运转方式的第1台从最大输出状态控制至最佳输出状态(动力控制档2)。接着，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第1次达到阈值β(充电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第2台从最大输出状态控制至最佳输出状态。另外，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第2次达到阈值β(充电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第3台从最大输出状态控制至最佳输出状态。进一步，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第3次达到阈值β(充电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第4台从最大输出状态控制至最佳输出状态。
另外，在图6C的电力贮藏装置充放电电流第4次达到阈值β(充电电流)的时刻，将图6D的引擎运转方式的第1台从最佳输出状态控制至停止状态。
图6中的期间TE中，图6A的运转状态52如63所示表示制动状态。这时，在图5中表示出驾驶台10的指令51为刹车档(电池可以充电)，运转状态52为减速状态，电池控制指令53为充电状态，发电装置指令54为停止的情形。另外，图6中的期间TF中，图6A的运转状态52也如61所示表示制动状态。这时，驾驶台10的指令51为刹车档(电池不可充电)，运转状态52为减速状态，并且没有电池控制指令53，发电装置指令54为排气刹车。
另外，在图5中，除了驾驶台10的指令51为刹车档的情况以外，也存在着在定速按钮ON状态中的下坡情形。
接着，在步骤S2中，判断为来自驾驶台10的指令51为刹车时(运转状态52为制动状态63的情况下判断为指令是刹车)，在步骤S15停止全部发电装置4、4-2、4-n的输出(或者置为空转状态)。图6中的期间TE的开始点与此相当。图6C的电力贮藏装置充放电电流，在期间TE的最初时刻，将图6D的引擎运转方式的第2、3、4台从最佳输出状态控制至停止状态。
此后，在步骤S16判断电力贮藏装置6是否可以充电。当电力贮藏装置6可以充电时，在步骤S13对电力贮藏装置6进行剩余电力的充电。在图6中在期间TE中，图6C的电力贮藏装置充放电电流超过阈值β(充电电流)达到最高充电电流。
在步骤S16电力贮藏装置6不可能充电，即电力贮藏装置6的充电量已满的情况下，因为不能够进一步通过从电动机2往电力贮藏装置6的再生实施充电，所以需要用其它部件产生制动力。这时，在步骤S17，相比空气刹车更优先地使排气刹车动作，其通过将发电装置4、4-2、4-n置为逆喷射状态来产生制动力。在图6的期间TF中如图所示，虽然可以从图6D的引擎运转方式的第1台的发电装置4起，依次使第2、3、4台的排气刹车动作，但也可以在图6的期间TF的最后时刻，像第2、3、4台表示的那样，使排气刹车一齐动作。
这样，通过相比与刹车片等的磨耗相伴的空气刹车，更优先使用排气刹车，能够使列车的维护和部件交换的工作量维持在最小限度。
根据本实施方式，能够避免对电力贮藏装置6的急剧的充放电，达到延长电力贮藏装置6的寿命的目的。另外，根据本实施方式，具有能够节省用于列车维护和部件交换的工作量的效果。
此外，本实施方式不限于铁道，也可以应用于汽车等中由多台车辆构成的情况。另外，不限于此，也可以应用于船舶、飞机等的移动体中。
权利要求
1.一种车辆，由至少2台车辆以上编成，该车辆具有用燃料发电的多台发电装置；第1电力变换机，变换上述发电装置的电力；电力贮藏装置，存储由上述第1电力变换机变换后的电力；第2电力变换机，对上述第1电力变换机的输出电力及/或上述电力贮藏装置的电力、与驱动车辆的电动机的电力，相互进行变换；列车控制装置，控制上述发电装置和上述第1及上述第2电力变换机；以及，向上述列车控制装置输出驱动指令的驾驶台，其中上述列车控制装置，检测上述电力贮藏装置的温度，并根据上述电力贮藏装置的温度决定上述电力贮藏装置的放电电流的允许值，当上述电力贮藏装置的放电电流的允许值超过第1阈值时，起动上述多台发电装置中未起动的发电装置，使该发电装置在高效率点上运转，并且以使根据上述电力贮藏装置的放电电流和上述电力贮藏装置的电压求得的上述电力贮藏装置的功率、与起动完毕的上述发电装置的输出功率之和，成为根据来自上述驾驶台的驱动指令求得的行驶所需的驱动功率的方式，控制上述电力贮藏装置的放电电流。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，上述列车控制装置，使全部的上述发电装置在高效率点上运转，当上述电力贮藏装置的放电电流的允许值超过第1阈值时，依次使上述多台发电装置在最大输出点上运转。
3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，上述列车控制装置，检测上述电力贮藏装置的温度，并根据上述电力贮藏装置的温度决定上述电力贮藏装置的充电电流的允许值，在至少一个上述发电装置动作的情况下，当上述电力贮藏装置的充电电流的允许值超过根据上述电力贮藏装置的温度决定的第2阈值时，依次使在最大输出点上运转的上述发电装置在高效率点上运转，另外当全部的上述发电装置在高效率点上运转时，依次停止。
4.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，上述列车控制装置，每当起动上述多台发电装置时，根据上述发电装置的燃料消耗量或残存燃料量，改变起动顺序。
5.一种车辆，由至少2台车辆以上编成，该车辆具有用燃料发电的多台发电装置；第1电力变换机，变换上述发电装置的电力；电力贮藏装置，存储由上述第1电力变换机变换后的电力；第2电力变换机，对上述第1电力变换机的输出电力及/或上述电力贮藏装置的电力、与驱动车辆的电动机的电力，相互进行变换；列车控制装置，控制上述发电装置和上述第1及上述第2电力变换机；以及，向上述列车控制装置输出驱动指令的驾驶台，其中上述列车控制装置，检测来自上述驾驶台的驱动指令和上述驱动指令所对应的上述发电装置的输出，根据由上述驱动指令决定的运转状态、及由上述驱动指令所对应的上述发电装置的输出决定的上述多台发电装置的燃料消耗率，决定在上述多台发电装置中要起动的发电装置的台数。
6.一种车辆，由至少2台车辆以上编成，该车辆具有用燃料发电的多台发电装置；第1电力变换机，变换上述发电装置的电力；电力贮藏装置，存储由上述第1电力变换机变换后的电力；第2电力变换机，对上述第1电力变换机的输出电力及/或上述电力贮藏装置的电力、与驱动车辆的电动机的电力，相互进行变换；列车控制装置，控制上述发电装置和上述第1及上述第2电力变换机；以及，向上述列车控制装置输出驱动指令的驾驶台，其中上述列车控制装置，检测来自上述驾驶台的驱动指令和上述电力贮藏装置的功率量，在由上述驱动指令决定的运转状态为制动时，在上述电力贮藏装置的可以充电的功率量为零的情况下，对上述发电装置使排气刹车动作。
7.一种车辆，由至少2台车辆以上编成，该车辆具有用燃料发电的多台发电装置；第1电力变换机，变换上述发电装置的电力；电力贮藏装置，存储由上述第1电力变换机变换后的电力；第2电力变换机，对上述第1电力变换机的输出电力及/或上述电力贮藏装置的电力、与驱动车辆的电动机的电力，相互进行变换；列车控制装置，控制上述发电装置和上述第1及上述第2电力变换机；以及，向上述列车控制装置输出驱动指令的驾驶台，其中上述列车控制装置，检测来自上述驾驶台的驱动指令和上述电力贮藏装置的温度，在由上述驱动指令决定的运转状态为制动时以外，根据上述电力贮藏装置的温度，决定在上述多台发电装置中要起动的发电装置的台数。
8.根据权利要求1、2、3所述的车辆，其特征在于，上述列车控制装置，存储上述电力贮藏装置的温度所对应的第1阈值或第2阈值的关系的履历。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，上述列车控制装置，存储考虑到由上述电力贮藏装置的总使用时间引起的恶化的上述履历。
10.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，上述列车控制装置，周期性地或在任意的定时，更新上述电力贮藏装置的温度所对应的第1阈值或第2阈值的关系。
全文摘要
本发明的目的是，避免电力贮藏装置的急剧的能量授受，实现电力贮藏装置的长寿命化，节省用于车辆维护和部件交换的工作量。列车控制装置(9)，检测电力贮藏装置(6)的温度，并根据电力贮藏装置(6)的温度决定电力贮藏装置(6)的放电电流的允许值，当电力贮藏装置(6)的放电电流的允许值超过第1阈值时，起动多台发电装置(4)中未起动的发电装置(4)，使该发电装置(4)在高效率点上运转，并且以使从电力贮藏装置(6)的放电电流和电压决定的功率量与起动完毕的发电装置的输出功率之和成为根据来自驾驶台(10)的驱动指令求得的铁道车辆行驶所需的必要功率量的方式，控制电力贮藏装置(6)的放电电流。
文档编号B61C3/00GK1899873SQ20061010751
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月20日 优先权日2005年7月21日
发明者宫内努, 岛田基巳, 丰田瑛一 申请人:株式会社日立制作所