專利名稱：電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對利用功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝 置，該功率是由內(nèi)燃機所產(chǎn)生的動力進行發(fā)電而得到的。
背景技術(shù)：
以往的柴油電機車，利用與柴油機直接相連的主發(fā)電機發(fā)電，并通過功率變 換裝置向行駛電動機提供功率。由于柴油機與主發(fā)電機會發(fā)熱，所以利用與發(fā)動機 機械地直接相連的發(fā)動機風扇進行冷卻。另一方面，因為行駛電動機與功率變換裝 置也會發(fā)熱，所以利用發(fā)動機風扇或者由與發(fā)動機直接相連的輔助發(fā)動機驅(qū)動的電 動風扇進行冷卻。
因為發(fā)動機風扇以與發(fā)動機相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，所以其風量與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速大 致成比例。另一方面，輔助發(fā)電機一般使用維修性良好的交流發(fā)電機，其輸出頻率 與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成比例。電動風扇一般采用維修性能良好的感應(yīng)電動機，其轉(zhuǎn)速與電 源頻率大致成比例，所以風量與發(fā)動機轉(zhuǎn)速也大致成比例。
當機車加速時，由于柴油機的輸出能量經(jīng)由主發(fā)電機和功率變換裝置提供給 行駛電動機，所以各設(shè)備的發(fā)熱量與柴油機的輸出能量大致成比例。因此，使得柴 油機的轉(zhuǎn)速與輸出能量大致成比例，也使發(fā)動機風扇和電動風扇的風量與柴油機的 轉(zhuǎn)速大致成比例。如果柴油機以與輸出能量成比例的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，就可以提高燃料效 率，因此能夠在加速時得到高效率的系統(tǒng)。
另一方面，當機車減速時，機車及列車的動能通過行駛電動機與功率變換裝 置轉(zhuǎn)換為功率，并利用制動電阻器消耗這部分功率。此時，雖然發(fā)動機幾乎不產(chǎn)生 動力，但由于行駛電動機與功率變換裝置會發(fā)熱，所以必須用發(fā)動機風扇或電動風 扇進行冷卻。為了使兩種風扇都能以與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成比例的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，且風扇的風 量與轉(zhuǎn)速成比例，則在這些風扇進行充分冷卻的同時，必須使發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)。 由于柴油電機車進入隧道等會降低冷卻效率，所以抑制列車的速度，使得發(fā)熱
量控制在可冷卻范圍內(nèi)。 特許文獻1
特開平2000-203420號公報
在以往的柴油電機車中，為了在使用電制動的機車減速時用風扇對行駛電動 機和功率變換裝置進行冷卻，即使發(fā)動機的輸出能量幾乎為零，也必須使發(fā)動機高 速旋轉(zhuǎn)。因此，減速時的燃料效率變得十分低。
在隧道等會降低冷卻效率的環(huán)境中，會抑制速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，是一種對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動 控制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力進行發(fā)電而得到 的，該驅(qū)動控制裝置包括產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供動力以進行發(fā)電的 主發(fā)電機和輔助發(fā)電機；由該主發(fā)電機發(fā)電提供功率以產(chǎn)生車輛驅(qū)動力，并在車輛 減速時發(fā)電的主旋轉(zhuǎn)機；轉(zhuǎn)換上述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的功率以提供給上述主旋轉(zhuǎn) 機，并且接受上述主旋轉(zhuǎn)機發(fā)電提供的功率的功率變換裝置；對由上述功率變換裝 置提供的由上述主旋轉(zhuǎn)機發(fā)電產(chǎn)生的功率進行消耗的制動電阻器；由所述輔助發(fā)電 機發(fā)電提供交流功率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功率的頻率與所述內(nèi)燃機 的轉(zhuǎn)速成比例；由該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生冷卻上述功率變換裝置的風的風 扇；切換上述風扇電動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)；以及控制上述內(nèi)燃機、上述功率 變換裝置、上述制動電阻器與上述極數(shù)切換開關(guān)的控制部。
另外，對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該 功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力進行發(fā)電而得到的，具有如下所述的特征，即包括產(chǎn)生 動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供動力以進行發(fā)電的主發(fā)電機和輔助發(fā)電機；由該主 發(fā)電機發(fā)電提供的功率以產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的主旋轉(zhuǎn)機;轉(zhuǎn)換上述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生 的功率以提供給上述主旋轉(zhuǎn)機的功率變換裝置；由所述輔助發(fā)電機發(fā)電提供交流功 率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功率的頻率與所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速成比例；由 該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生冷卻上述功率變換裝置的風的風扇；切換上述風扇電 動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)；控制上述內(nèi)燃機、上述功率變換裝置、上述制動電阻 器與上述極數(shù)切換開關(guān)的控制部；以及求出車輛位置并輸出給上述控制部的定位 部，當定位部求出車輛位置在隧道內(nèi)時，控制上述極數(shù)切換開關(guān)，使得極數(shù)變小。
而且，對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該 功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力進行發(fā)電而得到的，具有如下所述的特征，即包括產(chǎn)生 動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供動力以進行發(fā)電的主發(fā)電機和輔助發(fā)電機；由該主 發(fā)電機發(fā)電提供的功率以產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的主旋轉(zhuǎn)機;轉(zhuǎn)換上述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生 的功率以提供給上述主旋轉(zhuǎn)機的功率變換裝置；由所述輔助發(fā)電機發(fā)電提供交流功 率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功率的頻率與所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速成比例；由 該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生冷卻上述功率變換裝置的風的風扇；切換上述風扇電 動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)；控制上述內(nèi)燃機、上述功率變換裝置、上述制動電阻 器與上述極數(shù)切換開關(guān)的控制部；以及計測上述功率變換裝置的溫度并輸出到上述 控制部的溫度計，當上述溫度計計測到的溫度在設(shè)定值以上時，控制上述極數(shù)切換 開關(guān)，使得極數(shù)變小。
本發(fā)明的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，是一種對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動 控制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力進行發(fā)電而得到 的，該驅(qū)動控制裝置包括產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供動力以進行發(fā)電的 主發(fā)電機和輔助發(fā)電機；由該主發(fā)電機發(fā)電提供的功率以產(chǎn)生車輛驅(qū)動力，并在車 輛減速時發(fā)電的主旋轉(zhuǎn)機；轉(zhuǎn)換上述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的功率以提供給上述主旋轉(zhuǎn) 機，并接受上述主旋轉(zhuǎn)機發(fā)電提供的功率的功率變換裝置；對由上述功率變換裝置 提供的由上述主旋轉(zhuǎn)機發(fā)電產(chǎn)生的功率進行消耗的制動電阻器；由所述輔助發(fā)電機 發(fā)電提供交流功率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功率的頻率與所述內(nèi)燃機的 轉(zhuǎn)速成比例；由該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生冷卻上述功率變換裝置的風的風扇； 切換上述風扇電動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)；以及控制上述內(nèi)燃機、上述功率變換 裝置、上述制動電阻器與上述極數(shù)切換開關(guān)的控制部，因此，具有以下效果使用 電制動的電驅(qū)動車輛在減速時，即使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不高也可以實現(xiàn)對功率變換裝置 與行駛電動機的冷卻，從而提高發(fā)動機的燃料效率。
另外，電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，是一種對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控 制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力進行發(fā)電而得到的， 具有如下所述的特征，即包括產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供動力以進行發(fā) 電的主發(fā)電機和輔助發(fā)電機；由該主發(fā)電機發(fā)電提供的功率以產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的主 旋轉(zhuǎn)機；轉(zhuǎn)換上述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的功率以提供給上述主旋轉(zhuǎn)機的功率變換裝
置；由所述輔助發(fā)電機發(fā)電提供交流功率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功率
的頻率與所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速成比例；由該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生冷卻上述功率
變換裝置的風的風扇；切換上述風扇電動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)；控制上述內(nèi)燃 機、上述功率變換裝置、上述制動電阻器與上述極數(shù)切換開關(guān)的控制部；以及求出 車輛位置并輸出給上述控制部的定位部，當定位部求出的車輛位置在隧道內(nèi)時，控 制上述極數(shù)切換開關(guān)使得極數(shù)變小，因此，具有以下效果在隧道內(nèi)為了實現(xiàn)冷卻， 也可以不降低電驅(qū)動車輛的速度。
而且，電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，是一種對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控 制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力進行發(fā)電而得到的， 具有如下所述的特征，即包括產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供的動力以進行 發(fā)電的主發(fā)電機和輔助發(fā)電機；由該主發(fā)電機發(fā)電提供的功率以產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的 主旋轉(zhuǎn)機;轉(zhuǎn)換上述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的功率以提供給上述主旋轉(zhuǎn)機的功率變換裝 置；所述輔助發(fā)電機發(fā)電提供交流功率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功率的 頻率與所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速成比例；由該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生上述冷卻功率變 換裝置的風的風扇；切換上述風扇電動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān);控制上述內(nèi)燃機、
上述功率變換裝置、上述制動電阻器以及上述極數(shù)切換開關(guān)的控制部；以及計測上 述功率變換裝置的溫度并輸出到上述控制部的溫度計，當上述溫度計計測到的溫度
在設(shè)定值以上時，控制上述極數(shù)切換開關(guān)使得極數(shù)變小，因此具有以下效果在隧 道內(nèi)為了實現(xiàn)冷卻，也可以不降低電驅(qū)動車輛的速度。


圖1示出本發(fā)明實施形態(tài)1的將電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置應(yīng)用于柴油電機 車的情況的結(jié)構(gòu)圖。
圖2示出本發(fā)明實施形態(tài)2的將電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置應(yīng)用于柴油電機 車的情況的結(jié)構(gòu)圖。
圖3示出本發(fā)明實施形態(tài)3的將電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置應(yīng)用于柴油電機 車的情況的結(jié)構(gòu)圖。
符號說明
1. 柴油機(內(nèi)燃機)
2. 主發(fā)電機
3. 功率變換裝置
4. 行駛電動機(主旋轉(zhuǎn)機)
5. 風扇
6. 輔助發(fā)電機
7. 可切換極數(shù)的感應(yīng)電動機(風扇電動機)
8. 風扇
9. 極數(shù)切換開關(guān)
10. 制動電阻器
11. 11A. 11B.控制器(控制部)
12. GPS裝置(定位部)
13. 溫度計
具體實施方式
實施形態(tài)1
圖1示出本發(fā)明實施形態(tài)1的將電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置應(yīng)用于柴油電機 車的情況的結(jié)構(gòu)圖。圖中，雙線表示機械連接，粗線表示電連接，帶箭頭的直線表 示信號的流向，另外，帶箭頭的波浪線則代表風向。
利用與作為內(nèi)燃機的柴油機1機械地直接相連的主發(fā)電機2發(fā)電產(chǎn)生交流功 率。通過功率變換裝置3將發(fā)電產(chǎn)生的功率提供給作為主旋轉(zhuǎn)機的行駛電動機4。 行駛電動機4利用所提供的功率產(chǎn)生車輛驅(qū)動力。另外，在減速時，發(fā)電產(chǎn)生制動 力。功率變換裝置3接受行駛電動機4發(fā)電產(chǎn)生的功率。由此，在功率變換裝置3 與行駛電動機4之間雙向地進行功率輸送。
風扇5與發(fā)動機1機械地直接相連，從而冷卻柴油機1與主發(fā)電機2。輔助發(fā) 電機6也與發(fā)動機1機械地直接相連，發(fā)電產(chǎn)生頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成比例的交流功 率。將輔助發(fā)電機6發(fā)電產(chǎn)生的功率提供給可切換極數(shù)如4極或8極的風扇電動機， 即感應(yīng)電動機7等。極數(shù)的切換可以通過將感應(yīng)電動機7的一次繞組切換成三角型 (delta)連線或星形連線來實現(xiàn)。也可以通過PAM (pole amplitude modulations: 凸極調(diào)幅)的方式實現(xiàn)極數(shù)切換。
感應(yīng)電動機7的轉(zhuǎn)軸與風扇8直接相連，風扇8所輸出的風對功率變換裝置3 和行駛電動機4進行冷卻。風扇8的送風量與發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速成比例。
將輸入到感應(yīng)電動機7的交流功率的頻率設(shè)為f (Hz),感應(yīng)電動機7的極 數(shù)設(shè)為PP，感應(yīng)電動機7的轉(zhuǎn)速設(shè)為N (圈/秒)，如果忽略滑動的作用，則以下 關(guān)系成立。
N= 2 * ( f/P P ) (1) 根據(jù)式(1)，在相同頻率f的條件下，極數(shù)PP值較大時，可知轉(zhuǎn)速N較小。 極數(shù)切換開關(guān)9是指在感應(yīng)電動機7的極數(shù)的低速側(cè)(8極)和高速側(cè)(4極)之 間進行切換的開關(guān)。這里，高速與低速，是指在同一頻率的交流功率下，感應(yīng)電動 機7轉(zhuǎn)速較大的情況稱為高速，而轉(zhuǎn)速較小的情況稱為低速。另外，感應(yīng)電動機7 的極數(shù)，可以是2極、4極、6極、或8極等，也可以是切換不同的極數(shù)?？汕袚Q 的極數(shù)之比可根據(jù)需求適當?shù)貨Q定。
制動電阻器10是指在機車減速時，輸入機車以及列車的動能以消耗行駛電動 機4發(fā)電產(chǎn)生的電能。制動電阻器10利用列車行駛時產(chǎn)生的風進行冷卻。而且是 制動電阻器10產(chǎn)生的熱量對功率變換裝置3和行駛電動機4的溫度幾乎沒有任何 影響的結(jié)構(gòu)。使用制動電阻器的理由在于，使用電制動的同時，又能維持車輛的燃 料消耗和加速能力等。另外，如果使用蓄電池存儲電制動所產(chǎn)生的功率，具有所需 電容的蓄電池很重，會增大車輛的重量。車輛重量增大時，會惡化行駛時的燃料消 耗及加速能力等。
作為控制部的控制器ll，控制發(fā)動機l、功率變換裝置3、極數(shù)切換裝置9和 制動電阻器10。雖然圖中并未示出，來自駕駛臺的指令信號會輸入到控制器11中。
下面說明工作情況。在機車加速時，使發(fā)動機1以規(guī)定的轉(zhuǎn)速f 1旋轉(zhuǎn)，主發(fā) 電機2和輔助發(fā)電機6發(fā)電。由主發(fā)電機2發(fā)電產(chǎn)生的功率通過功率變換裝置3 變換成具有規(guī)定頻率與電壓的功率，提供給行駛電動機4并產(chǎn)生規(guī)定的轉(zhuǎn)矩。極數(shù) 切換開關(guān)9位于低速側(cè)(8極)，感應(yīng)電動機7與風扇8以N1 (= f 1/4 )的轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)。由此，發(fā)動機l、主發(fā)電機2、功率變換裝置3和行駛電動機4中任何一個 都以高效工作，且不需要冷卻。
機車減速時，發(fā)動機1將以下述所決定的轉(zhuǎn)速f 2 A旋轉(zhuǎn)。主發(fā)電機2不再
進行發(fā)電，而由輔助發(fā)電機6發(fā)電提供感應(yīng)電動機7等使用的功率。功率變換裝置 3輸出一定頻率的交流電使得行駛電動機進行發(fā)電工作，行駛電動機4發(fā)電產(chǎn)生的 功率通過功率變換裝置3提供給制動電阻器10，制動電阻器10消耗這部分功率。 極數(shù)切換開關(guān)9位于高速側(cè)(4極)，感應(yīng)電動機7和風扇8以N 2 (= f 2 A/2 ) 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速N2是指風扇8產(chǎn)生能夠冷卻功率變換裝置3和行駛電動機4所 需的風的轉(zhuǎn)速。極數(shù)切換開關(guān)9位于低速側(cè)(8極)時，感應(yīng)電動機7與風扇8的 轉(zhuǎn)速為N2，如果發(fā)動機的轉(zhuǎn)速用f2B表示，f 2 A與f 2 B之間存在以下關(guān)系 f2A=2*N2 = f2B/2 (2) 式(2)表示，減速時把極數(shù)切換開關(guān)9設(shè)置在高速側(cè)(4極)，相比于在低速 側(cè)(8極)的情況，可以使得發(fā)動機l的轉(zhuǎn)速減半。
由此，本發(fā)明的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置中，采用了可切換極數(shù)的感應(yīng)電動 機與極數(shù)切換開關(guān)，具有以下效果使用電制動的機車在減速時，即使發(fā)動機的轉(zhuǎn) 速不高也可以實現(xiàn)對功率變換裝置和行駛電動機進行冷卻，能提高發(fā)動機的燃料效 率。雖然可切換極數(shù)的感應(yīng)電動機的價格要比一般的感應(yīng)電動機高，但并不需要價 格昂貴的最新產(chǎn)品，因此也可能實現(xiàn)以低成本提高減速時的燃料效率。 在減速前的移動時，需按照以下步驟進行控制。 步驟1:將發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定的轉(zhuǎn)速f 2 A。 步驟2:功率變換裝置3輸出交流電壓，以使行駛電動機4發(fā)電。 步驟3:制動電阻器10設(shè)置為消耗功率變換裝置3提供的功率的狀態(tài)。 步驟4:將極數(shù)切換開關(guān)9置于高速側(cè)(4極)。
以下說明與減速時各控制步驟的先后關(guān)系有關(guān)的制約事項。步驟3與步驟2同 時，或在規(guī)定的時間差內(nèi)實施。步驟2完成后而步驟3未實施的狀態(tài)A下，在行 駛電動機4發(fā)電產(chǎn)生的功率沒有被消耗的情況下，將其存儲于功率變換裝置3內(nèi)部 的平滑電容。為使平滑電容不被擊穿，設(shè)定狀態(tài)A的時間在規(guī)定時間以內(nèi)。步驟3 完成后而步驟2未實施的狀態(tài)B下，主發(fā)電機2發(fā)電產(chǎn)生的功率將被制動電阻器 IO白白消耗。并不希望出現(xiàn)狀態(tài)B，因此，步驟3不得超前步驟2于規(guī)定時間以 上。另外，由于狀態(tài)B的緊急度要低于狀態(tài)A，步驟3超前時的規(guī)定時間可以設(shè) 定為長于延后時的規(guī)定時間。
感應(yīng)電動機7的轉(zhuǎn)速有上限，如果在減速前發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速下，將極數(shù)切換開 關(guān)9置于高速側(cè)(4極)，則成為超過感應(yīng)電動機7上限的狀態(tài)C，此時步驟4必 須在步驟l后實施。除此之外的情況下，步驟4可以在任意位置實施。
減速后的移動時，按以下步驟進行控制。
步驟5:將極數(shù)切換開關(guān)9置于低速側(cè)(8極)。
步驟6:制動電阻器10設(shè)置為不消耗功率的狀態(tài)。
步驟7:功率變換裝置3輸出行駛電動機4作為電動機工作時的交流電壓。 步驟8:將發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速增加到規(guī)定的轉(zhuǎn)速f 1。
與各步驟的先后關(guān)系有關(guān)的制約事項，與減速前移動的情況相同。步驟6實施 后且步驟7實施前的狀態(tài)設(shè)為狀態(tài)A，步驟7實施后且步驟6實施前的狀態(tài)與狀態(tài) B相同。為使狀態(tài)A和狀態(tài)B不超過所定時間，步驟7與步驟8同時或在規(guī)定的 時間差內(nèi)實施。即使涉及步驟5與步驟8，設(shè)定為不發(fā)生狀態(tài)C的實施順序。
本實施形態(tài)使用1個控制器11，用于控制發(fā)動機1、功率變換裝置3與制動電 阻器IO，但也可以使用多個控制裝置分擔控制。此時，多個控制裝置構(gòu)成控制部。 風扇8用于冷卻功率變換裝置3與行駛電動機4，但也可以只冷卻功率變換裝置3。 此時，行駛電動機4的冷卻，由液體冷卻或由自身旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的冷卻風等進行。
雖然以柴油機作為內(nèi)燃機舉例說明，但也可用汽油機等其他種類的內(nèi)燃機。雖 然在機車的情況下說明，但也適用于汽車或工程機械等。只要是由內(nèi)燃機產(chǎn)生的動 力發(fā)電而產(chǎn)生功率，從而獲得驅(qū)動力的電驅(qū)動車輛，適用于任何車輛。
上述內(nèi)容也同樣適用于以下實施形態(tài)。
實施形態(tài)2
實施形態(tài)2是指，即使機車進入隧道等，為了實現(xiàn)冷卻即使不抑制車速也可以 進行，對運轉(zhuǎn)風扇的電動機可進行極數(shù)切換的情況。另外，由于在隧道內(nèi)發(fā)動機的 排氣會使得隧道內(nèi)的空氣溫度升高，從風扇送出的空氣溫度也會升高，從而降低了 冷卻能力。因此，以往在隧道內(nèi)，會降低機車的速度，使得發(fā)熱量控制在可冷卻范 圍內(nèi)。
圖2示出本發(fā)明實施形態(tài)2的將電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置應(yīng)用于柴油電機車 的情況的結(jié)構(gòu)圖。只說明與實施形態(tài)1的圖1的不同點。增加了用于求出車輛位置 的定位部的GPS (Global Positioning System:全球定位系統(tǒng))裝置12。 GPS裝 置12的信號輸入至控制部11A。
下面說明工作情況。當GPS裝置12求出的機車的位置是通常冷卻條件下的情 況時，使發(fā)動機l以能夠產(chǎn)生所需轉(zhuǎn)矩的規(guī)定轉(zhuǎn)速fl旋轉(zhuǎn)，主發(fā)電機2和輔助發(fā) 電機6進行發(fā)電。由主發(fā)電機2發(fā)電產(chǎn)生的功率經(jīng)過功率變換裝置3變換成規(guī)定頻 率與電壓的功率，行駛電動機4產(chǎn)生規(guī)定的轉(zhuǎn)矩。極數(shù)切換開關(guān)9置于低速側(cè)(8 極)，感應(yīng)電動機7與風扇8以轉(zhuǎn)速N 1 (=f 1/4)旋轉(zhuǎn)。由此，發(fā)動機l、主 發(fā)電機2、功率變換裝置3與行駛電動機4中任何一個都高效地工作，且不需要進 行冷卻。
當機車位于隧道等會降低冷卻效率的環(huán)境時，控制器11A將極數(shù)切換開關(guān)9切
換到高速側(cè)(4極)。再者，發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速等根據(jù)線路的彎道、斜坡和車站的位
置關(guān)系適當?shù)剡M行控制。該點同樣適用于行駛于隧道以外的情況。
如上所述，感應(yīng)電動機7與風扇8的轉(zhuǎn)速變?yōu)?倍，即2承N1二 (f 1/2)， 送風量也變?yōu)?倍。由于不會出現(xiàn)隧道內(nèi)的冷卻效率減少到不足通常的50%的情 況，所以如果送風量變?yōu)?倍，即使是隧道內(nèi)也可以維持冷卻能力。因此，具有如 下效果為了實現(xiàn)隧道內(nèi)的冷卻，即使不降低機車的速度也可以進行。另外，在隧 道外行駛時產(chǎn)生過多的冷卻，也不會白白浪費燃料。
如果通常將極數(shù)切換開關(guān)9置于高速側(cè)(4極)，雖然在隧道內(nèi)可以得到適當?shù)?送風量，但是在隧道外會產(chǎn)生風扇產(chǎn)生過剩的送風量的情況。進行過量送風，會導 致燃料的白白浪費，應(yīng)當避開這一點。
定位部，除了GPS裝置以外，也可以與地面?zhèn)鹊难b置交換信息，從而求出機車 的位置。
在不使用電制動的情況下，也可以不配備制動電阻器。 上述情況也適用于下述的實施狀態(tài)。
實施形態(tài)3
實施形態(tài)3中配備了計測功率變換裝置溫度的溫度計，是指當功率變換裝置的 溫度超過規(guī)定值時，將極數(shù)切換開關(guān)切換到高速側(cè)以提高冷卻能力的情況。
圖3示出本發(fā)明實施形態(tài)3的將電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置應(yīng)用于柴油電機車 的情況的結(jié)構(gòu)圖。只說明與實施形態(tài)2的圖2的不同點。用計測功率變換裝置3 的溫度的溫度計13，代替了 GPS裝置12。溫度計13計測到的溫度輸入到控制部 11中。
下面說明工作情況。當溫度計13計測到的功率變換裝置3的溫度在規(guī)定值以 下時，進行與實施形態(tài)2中機車在隧道外的情況相同的工作。
當溫度計13計測到的溫度超過規(guī)定值時，控制部11B將極數(shù)切換開關(guān)9切換 到高速側(cè)(4極)。于是，感應(yīng)電動機7與風扇8的轉(zhuǎn)速變?yōu)?倍，g卩2 *N 1 = ( f 1 / 2 )，送風量也變?yōu)?倍。因為送風量即冷卻能力變?yōu)?倍，所以功率變換裝置 3與行駛電動機4可以得到充分冷卻。因此，功率變換裝置3的溫度下降，如果溫 度計13計測到的溫度在規(guī)定值以下時，控制器l 1 B將極數(shù)切換開關(guān)9切換到低 速側(cè)(8極)。
即使機車行駛在隧道內(nèi)等會使冷卻效率低下的環(huán)境時，具有如下效果，為了實 現(xiàn)冷卻即使不降低車速也可以進行。另外， 一般情況下出現(xiàn)過冷卻，也不會白白浪 費燃料。
上述實施形態(tài)所示的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明內(nèi)容的一個例子，也可以與其他的現(xiàn)有技術(shù)
進行組合，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，也可以通過省略一部分等的變更來構(gòu)成。
權(quán)利要求
1. 一種電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，是對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力而發(fā)電得到的，其特征在于具備產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供的動力進行發(fā)電的主發(fā)電機和輔助發(fā)電機；由該主發(fā)電機發(fā)電提供的功率產(chǎn)生驅(qū)動車輛的力，并在車輛減速時進行發(fā)電的主旋轉(zhuǎn)機；轉(zhuǎn)換所述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的功率以提供給所述主旋轉(zhuǎn)機，并且接受所述主旋轉(zhuǎn)機發(fā)電提供的功率的功率變換裝置；對所述功率變換裝置提供的由所述主旋轉(zhuǎn)機發(fā)電產(chǎn)生的功率進行消耗的制動電阻器；由所述輔助發(fā)電機發(fā)電提供交流功率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功率的頻率與所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速成比例；由該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生冷卻所述功率變換裝置的風的風扇；切換所述風扇電動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)；以及控制所述內(nèi)燃機、所述功率變換裝置、所述制動電阻器和所述極數(shù)切換開關(guān)的控制部。
2. 如權(quán)利要求l所述的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，其特征在于 當所述主旋轉(zhuǎn)機發(fā)電時，控制所述極數(shù)切換開關(guān)，使得極數(shù)變小。
3. —種電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，是對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控制的 電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力而發(fā)電得到的，其特征在于具備產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供的動力進行發(fā)電的主發(fā)電機和輔助發(fā)電機； 由該主發(fā)電機發(fā)電提供的功率產(chǎn)生驅(qū)動車輛的力的主旋轉(zhuǎn)機； 轉(zhuǎn)換所述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的功率以提供給所述主旋轉(zhuǎn)機的功率變換裝置； 由所述輔助發(fā)電機發(fā)電提供交流功率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功200680053625.8權(quán)利要求書第2/2頁率的頻率與所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速成比例；由該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生冷卻所述功率變換裝置的風的風扇； 切換所述風扇電動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)；控制所述內(nèi)燃機、所述功率變換裝置和所述極數(shù)切換開關(guān)的控制部；以及 求出該車輛位置并輸入到所述控制部的定位部，當所述定位部求出的位置在隧道內(nèi)時，控制所述極數(shù)切換開關(guān)，使得極數(shù)變小。
4. 一種電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，是對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控制的 電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該功率是由內(nèi)燃機產(chǎn)生動力而發(fā)電得到的，其特征在于具備產(chǎn)生動力的內(nèi)燃機；由該內(nèi)燃機提供的動力進行發(fā)電的主發(fā)電機和輔助發(fā)電機； 由該主發(fā)電機發(fā)電提供的功率產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的主旋轉(zhuǎn)機； 轉(zhuǎn)換所述主發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的功率以提供給所述主旋轉(zhuǎn)機的功率變換裝置； 由所述輔助發(fā)電機發(fā)電提供交流功率，可切換極數(shù)的風扇電動機，該交流功 率的頻率與所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速成比例；由該風扇電動機驅(qū)動的用于產(chǎn)生冷卻所述功率變換裝置的風的風扇； 切換所述風扇電動機的極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)；控制所述內(nèi)燃機、所述功率變換裝置和所述極數(shù)切換開關(guān)的控制部；以及 計測所述功率變換裝置的溫度并輸入到所述控制部的溫度計， 當所述溫度計計測到的溫度高于規(guī)定值時，控制所述極數(shù)切換開關(guān)，使得極 數(shù)變小。
全文摘要
對于使用電制動的機車，為了實現(xiàn)在減速時即使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不高也可以冷卻功率變換裝置(3)，設(shè)計了一種對由功率驅(qū)動的車輛進行驅(qū)動控制的電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置，該功率由內(nèi)燃機(1)產(chǎn)生的動力發(fā)電而得到，該電驅(qū)動車輛的驅(qū)動控制裝置包括由功率變換裝置(3)提供的由主旋轉(zhuǎn)機(4)發(fā)電產(chǎn)生的功率進行消耗的制動電阻器(10)；由輔助發(fā)電機(6)發(fā)電提供頻率與內(nèi)燃機(1)的轉(zhuǎn)速成比例的交流功率，可切換極數(shù)的風扇電動機(7)；由風扇電動機(7)驅(qū)動以產(chǎn)生冷卻功率變換裝置(3)的風的風扇(8)；切換風扇電動機(7)極數(shù)的極數(shù)切換開關(guān)(9)；以及控制內(nèi)燃機(1)、功率變換裝置(3)、制動電阻器(10)和極數(shù)切換開關(guān)(9)的控制部。
文檔編號B60W10/18GK101395032SQ20068005362
公開日2009年3月25日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者兒島繁 申請人:三菱電機株式會社