專利名稱：鐵道車輛的發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及鐵道車輛的發電系統，特別涉及在引擎控制系統與發電控制系統之間不進行電氣控制信息交換的情況下控制引擎發電機的動作或發電電力的鐵道車輛的發電系統的技術。
背景技術：
由于鐵道車輛通過鐵的車輪在鐵軌上滾動而行駛，因此其特征在于行駛阻力比汽車小。特別是在最近的電氣鐵道車輛中，在制動時讓主電動機作為發電機起作用來獲得制動力，同時進行再生制動器控制，將制動時主電動機產生的電能返回給架線作為其他車輛的加速能量再利用的。具備該再生制動器的電氣鐵道車輛與不具備再生制動器的電氣鐵道車輛相比，能以約一半的能量消耗進行行駛，可以稱為靈活運用行駛阻力小的鐵道車輛特征的節能方法。另一方面，在運輸密度小的地方線路等，通過不需要架線、變電站等基礎設施的內燃機車輛(diesel car)，以低成本實現精確的乘客服務。可是，由于內燃機車輛沒有架線等與其他車輛交換能量的部件，因此沒有進行電氣鐵道車輛這樣的再生能量的再利用。因而， 為了在內燃機車輛中實現節能，不得不依賴于低燃耗引擎的開發。作為針對這樣的內燃機車輛也能推進節能的一個方法，設計出將引擎和蓄電裝置組合的混合動力內燃機車輛。混合動力內燃機車輛通過設置蓄電裝置，可在蓄電裝置中暫時吸收在制動時產生的再生能量，通過將所吸收的再生能量作為加速時需要的一部分能量再利用，由此能夠實現節能。關于混合動力內燃機車輛，例如在專利文獻1的鐵道車輛的驅動裝置中有所敘述。圖6示出專利文獻1的圖2所示的鐵道車輛的驅動裝置的設備構成圖。引擎51基于引擎控制器69的燃料噴射量指令F eng而輸出軸轉矩。發電機52 以引擎51的軸轉矩為輸入，將其變換成三相交流電進行輸出。轉換器裝置53以從發電機 52輸出的三相交流電為輸入，將其變換成直流電進行輸出。這里，轉換器裝置53經由PWM 控制器(向量控制運算器)70輸出的選通信號Vp進行電壓控制，以便使其成為基于來自系統綜合控制部59的指令&的直流電壓。系統綜合控制部59以蓄電裝置58的內部狀態信號Spl為輸入，向引擎控制器69 輸出運轉指令Se，向恒定電力控制器(電流指令發生器)71輸出運轉指令Sc，向未圖示的逆變器裝置輸出運轉指令Si，向未圖示的斷路器62a、62b、62c、62d輸出動作指令Sb，向配置于蓄電裝置58內的充放電控制裝置輸出動作指令Sp2，控制這些設備的綜合動作狀態， 使得蓄電裝置58的蓄電量處于一定范圍內。速度傳感器63a檢測發電機52的轉速，在速度運算器6 中將其變換成發電機轉子頻率Fr_cnv。濾波電容器65針對由轉換器裝置53變換后的直流電特別是在高頻處變動的電壓分量進行平滑，以使直流部的電壓穩定。電流傳感器66檢測自轉換器裝置53經由濾波電容器65流入直流部或者自直流部流出的電流。電阻器67分流流入直流部或自直流
3部流出的電流，電壓傳感器68根據電阻器67的兩端電壓與流經電阻器67的電流值成比例的原理，檢測直流部的電位差。弓丨擎控制器69輸入來自系統綜合控制部59的動作指令％和來自速度運算部64b 的轉速信號Fr_gen，輸出對引擎51的輸出進行調整的燃料噴射量指令F_eng。恒定電力控制器71將來自系統綜合控制部59的動作指令&、來自速度運算部 64a的轉速信號F_Crw、來自電流傳感器66的直流部電流檢測值Icrw、來自電壓傳感器68 的直流部電壓檢測值Vcnv作為輸入，輸出決定后述的PWM控制器70的電壓控制量的電壓指令 Vc_cnv0PWM控制器70以來自恒定電力控制器71的電壓指令Vc_cnv、來自速度運算部64b 的Fr_cnv為輸入，輸出用于使構成轉換器裝置53的未圖示的開關元件接通/斷開以驅動 PWM控制的開關元件選通信號Vp。專利文獻1 JP特開2008-54408號公報專利文獻1的鐵道車輛的驅動裝置，在系統綜合控制部中，基于發電機的轉速、電動機的轉速和由蓄電裝置獲得的內部狀態信號，判定是否需要引擎的發電電力，根據對引擎的運轉指令和對轉換器裝置的運轉指令控制發電狀態，進而在不需要引擎的發電電力的情況下判定是否停止引擎，通過對引擎的運轉指令來提供使引擎停止的指令。也就是說，引擎的動作和轉換器裝置的動作都由系統綜合控制部進行控制。專利文獻1的鐵道車輛的驅動裝置以基于串聯混合動力方式的混合動力內燃機車輛為對象，特別在盡可能不影響車輛的行駛性能的情況下實現停機控制。也就是說，按照逆變器驅動裝置及電動機產生的驅動力不會因為引擎的啟動/停止而受到限制的方式，在系統綜合控制部中嚴格管理控制定時。為此，需要由系統綜合控制部控制引擎的動作和轉換器裝置的動作。在由系統綜合控制部控制引擎的動作和轉換器裝置的動作中，需要在系統綜合控制部與引擎之間以及系統綜合控制部與轉換器裝置之間進行控制信息的交換，需要分別設置模擬線(硬件線路)或控制信息傳送裝置等通信部件。對于系統綜合控制部與引擎之間的通信部件，多數情況下引擎控制裝置的接口、 通信部件因廠家而不同，另外即便接口、通信部件相同，絕大數情況為信息傳送順序或信息傳送方式不同，因此按照每個對應案件設計系統綜合控制部與引擎之間的通信部件，使得作業負擔大。
發明內容
本發明其目的在于提供一種在引擎控制系統與發電控制系統之間不進行電氣控制信息交換的情況下控制引擎發電機的動作或發電電力的鐵道車輛的發電系統。控制引擎輸出的引擎控制裝置基于安裝于引擎的旋轉檢測器的信息，識別由速度運算部計算出的引擎轉速信號，并根據引擎轉速信號控制引擎輸出。另外，控制發電機的發電電力的發電機控制裝置基于發電機配備的旋轉檢測器的信息，識別由速度運算部計算出的發電機轉速信號，并根據發電機轉速信號控制發電電力。這里，由于引擎和發電機經由驅動軸結合，因此引擎轉速和發電機轉速信號在控制引擎發電機的動作或者發電電力所需的信號精度范圍內能夠視為相同。因此，引擎控制裝置及發電機控制裝置分別識別速度，以在規定的轉速中相平衡的方式設定相對于引擎轉速的引擎輸出特性和相對于發電機轉速的發電機負載特性，在引擎與發電機控制之間不進行信息交換也能實現引擎發電控制。根據本發明，能夠提供一種在引擎控制系統與發電控制系統之間不進行電氣控制信息交換的簡單結構中，也能控制引擎發電機的動作或者發電電力的鐵道車輛的發電系統。
圖1是表示本發明的鐵道車輛引擎控制系統中的一實施方式的設備結構圖。圖2是表示本發明的一實施方式中的引擎發電控制方式的圖。圖3是表示本發明的一實施方式中的引擎控制裝置和發電機控制裝置的詳細結構的圖。圖4是表示本發明的一實施方式中的引擎停止判定部的詳細結構的圖。圖5是表示本發明的一實施方式中的引擎停止判定的動作時序圖。圖6是表示現有的鐵道車輛引擎控制系統的結構圖。符號說明1、51 引擎2 發電機3轉換器主電路
4引擎控制裝置
5運轉指令裝置
6向量控制運算器
7電流指令發生器
8、65濾波電容器
9、64速度檢測器
10速度運算部
11交流電流檢測器
12直流電流檢測器
13電壓檢測器
14電壓檢測器用電阻器
15,28引擎輸出表格
16引擎輸出選擇器
17引擎輸出控制部
18引擎停止判定部
19轉矩電流特性表格
20勵磁電流輸出表格
21轉矩電流選擇器
22勵磁電流選擇器
23變化率限幅器
24引擎動作判定器
25引擎停止控制速度范圍判定器
26邏輯積運算器
27信號下降延遲計數器
29發電機負載表格
30電流指令運算部
52感應發電機
53轉換器裝置
58蓄電裝置
59系統綜合控制部
63速度傳感器
66電流傳感器
67電阻器
68電壓傳感器
69引擎控制器
70PWM控制器
71恒定電力控制器
72電流檢測器
具體實施例方式圖1是表示本發明的鐵道車輛引擎控制系統中的一實施方式的設備結構的圖。引擎1基于引擎控制裝置4的燃料噴射量指令F_eng而輸出軸轉矩。發電機2經由驅動軸與引擎1結合，且以引擎1的軸轉矩為輸入，將其變換成三相交流電進行輸出。轉換器主電路3以從發電機2輸出的三相交流電為輸入，將其變換成直流電進行輸出。轉換器主電路3的直流側電壓通過未圖示的蓄電裝置或發電系統等的直流電壓源， 被調整成一定范圍的電壓值。向量控制運算器6以由交流電流檢測器lla、llb、llc檢測出的三相交流電流Iu、 Iv、Iw、來自速度運算部IOb的轉速信號Fr_gen、來自直流電流檢測器12的直流部電流檢測值I_Crw、來自電壓檢測器13的直流部電壓檢測值V_Crw、由發電機控制裝置7生成的轉矩電流指令值IqpO_Crw、勵磁電流指令值IdpO_CnV為輸入，運算決定轉換器主電路3的電壓控制量的電壓指令，并根據該電壓指令輸出用于使構成轉換器主電路3的未圖示的開關元件接通/斷開以進行PWM控制的開關元件選通信號Vp。 濾波電容器8對由轉換器主電路3變換后的直流電特別是在高頻變動的電壓分量進行平滑，以使直流部的電壓穩定。轉速檢測器9a檢測引擎1的轉速，在速度運算部IOa中將其變換成發電機轉速信號 Fr_eng。轉速檢測器9b檢測發電機2的轉速，在速度運算部IOb中將其變換成發電機轉速信號 Fr_gen。直流電流檢測器12檢測自轉換器主電路3經由濾波電容器8流入直流部或者自直流部流出的電流。電壓檢測器用電阻器14分流流入直流部或自直流部流出的電流。電壓檢測器13利用電阻器14的兩端電壓與流經電阻器14的電流值成比例的原理，檢測直流部的電壓。引擎控制裝置4以來自運轉指令裝置5的動作指令CmcLeng和來自速度運算部 IOa的轉速信號Fr_eng為輸入，輸出對引擎1的輸出進行調整的燃料噴射量指令F_eng。電流指令發生器7以發電機轉速信號Fr_gen為輸入，輸出為了由轉換器主電路3 調整發電機2的發電負載而向向量控制運算器6提供的轉矩電流指令值IqpO_CnV、勵磁電流指令值IdpO_CnV。根據該結構能夠實現以下動作。控制引擎1輸出的引擎控制裝置4基于旋轉檢測器9a的信息識別由速度運算部 IOa計算出的轉速信號Fr_eng，控制引擎輸出(驅動轉矩)。另外，控制發電機2的發電電力的電流指令發生器7基于旋轉檢測器9b的信息識別由速度運算部IOb計算出的轉速信號Fr_gen，控制發電電力的發電負載轉矩。這里，引擎1和發電機2經由驅動軸結合，因此兩者的轉速相同(Fr_eng = Fr_gen)。根據該結構，通過驅動軸將引擎和發電機結合，從而實現了引擎的輸出(驅動轉矩)和發電機的發電負載轉矩之間的平衡。另外，采用根據引擎轉速決定引擎輸出、以及根據發電機的轉速決定發電機的發電負載的控制方式。由于引擎轉速和發電機轉速相同，因此如果引擎控制裝置及發電機控制裝置分別識別出速度，則在引擎發電控制中不需要引擎與發電機控制之間的信息交換。也就是說，在引擎控制系統與發電機控制系統之間不進行電氣控制信息交換的情況下能實現控制引擎發電機的動作或發電電力的鐵道車輛的發電系統。即，引擎控制系統和發電控制系統可以分別獨立地進行控制。圖2是表示本發明的一實施方式中的引擎發電控制方式的圖。引擎1基于引擎控制裝置4的燃料噴射量指令F_eng而輸出軸轉矩。發電機2經由驅動軸與引擎1結合，以引擎1的軸轉矩為輸入，將其變換成三相交流電進行輸出。轉換器主電路3以從發電機2輸出的三相交流電為輸入，將其變換成直流電進行輸出。向量控制運算器6以由交流電流檢測器lla、llb、llc檢測出的三相交流電流Iu、 Iv、Iw、來自速度運算部IOb的轉速信號Fr_gen、未圖示的直流部電流檢測值I_Crw、直流部電壓檢測值V_Crw、以及由電流指令發生器7生成的轉矩電流指令值IqpO_CnV、勵磁電流指令值IdpO_CnV為輸入，運算決定轉換器主電路3的電壓控制量的電壓指令，并根據該電壓指令輸出用于使構成轉換器主電路3的未圖示的開關元件接通/斷開以進行PWM控制的開關元件選通信號Vp。轉速檢測器9a檢測引擎1的轉速，在速度運算部IOa中將其變換成引擎轉速信號 Fr_eng。轉速檢測器9b檢測發電機2的轉速，在速度運算部IOb中將其變換成發電機轉速信號 Fr_gen。引擎控制裝置4以來自運轉指令裝置5的動作指令CmcLeng、來自速度運算部IOa 的轉速信號Fr_eng為輸入，輸出對引擎1的輸出進行調整的燃料噴射量指令F_eng。這里，為了以引擎1的輸出驅動發電機2產生電力，示出引擎控制裝置4及電流指令發生器7進行的控制方式的一例。
弓丨擎輸出表格觀以引擎轉速信號Fr_eng為輸入，輸出引擎輸出請求P_eng。弓丨擎轉速信號Fr_eng與引擎輸出請求P_eng之間的關系采用在特定的轉FfOe速下輸出特定的引擎輸出請求PO的特性。另外，引擎輸出請求P_eng采用伴隨著引擎轉速信號Fr_eng的增加而減少的特性、或者采用在上述引擎轉速FfOe下輸出任意的引擎輸出請求P_eng的特性(恒定轉速控制特性)。引擎輸出控制部以引擎輸出請求P_eng為輸入，決定滿足輸出請求的引擎的燃料噴射量，并輸出燃料噴射量指令F_eng。電流指令發生器7以發電機轉子頻率Fr_gen為輸入，輸出為了由轉換器主電路3 調整發電機2的發電負載而向向量控制運算器6提供的轉矩電流指令值IqpO_CnV、勵磁電流指令值IdpO_CnV。發電機負載表格以發電機轉速信號Fr_gen為輸入，輸出發電機負載請*P_gen。 發電機轉速信號Fr_gen與發電機負載請求P_gen之間的關系采用在特定的轉速FfOg下輸出特定的發電機負載請求PO的特性。另外，發電機負載請采用伴隨著發電機轉速信號Fr_gen的增加而增加的特性，或者采用在任意的發電機轉速Ff0gP_gen下輸出上述發電機負載請求PO的特性(恒定發電機負載特性)。電流指令運算部以發電機負載請求P_ gen和未圖示的發電機轉速信號Fr_gen為輸入，將其變換成用于進行向量控制的勵磁電流指令 Idp0_cnv、Idq0_cnv。根據該結構能夠實現以下動作。控制引擎1的輸出的引擎控制裝置4基于旋轉檢測器9a的信息識別由速度運算部IOa計算出的轉速信號Fr_eng，并控制引擎輸出。另外，控制發電機2的發電電力的電流指令發生器7基于旋轉檢測器9b的信息識別由速度運算部IOb計算出的轉速信號Fr_gen， 并控制發電電力。這里，由于引擎1和發電機2經由驅動軸結合，因此兩者的轉速相同(Fr_ eng = Fr_gen)。另外，在引擎輸出表格中，引擎輸出請求P_eng采用伴隨著引擎轉速信號 Fr_eng的增加而減少的特性、或者采用在上述引擎轉速FfOe下輸出任意的引擎輸出請求 P_eng的特性(恒定轉速控制特性)；相對于此，在發電機負載表格中，發電機負載請求P_ gen采用伴隨著發電機轉速信號Fr_gen的增加而增加的特性，或者采用在任意的發電機轉速Ff0gP_gen下輸出上述發電機負載請求PO的特性(恒定發電機負載特性)。因此，引擎輸出和發電機負載在特定的轉速PO (引擎、發電機共同)下，能夠使特定的引擎輸出P0、特定的發電機負載PO平衡，從而持續穩定的發電控制。根據該結構，通過驅動軸將引擎和發電機結合，從而實現了引擎的輸出和發電機的發電負載之間的平衡。另外，采用根據引擎轉速來決定引擎輸出、以及根據發電機的轉速來決定發電機的發電負載的控制方式。由于引擎轉速和發電機轉速相同，因此如果引擎控制裝置及發電機控制裝置分別識別出速度，則在引擎發電控制中不需要引擎與發電機控制之間的信息交換。也就是說，能實現在引擎控制系統與發電機控制系統之間不進行電氣控制信息交換的情況下控制引擎發電機的動作或發電電力的鐵道車輛的發電系統。引擎控制裝置及發電機控制裝置分別識別速度，設定相對于引擎轉速的引擎輸出特性和相對于發電機轉速的發電機負載特性，根據各自的轉速進行控制，由此即便在引擎控制系統與發電控制系統之間不進行電氣控制信息交換的簡單結構中，也能提供一種能控制引擎發電機的動作或發電電力的鐵道車輛的發電系統。
圖3是表示本發明的一實施方式中的引擎控制裝置和發電機控制裝置的詳細圖。引擎控制裝置4以引擎動作指令CMD_eng和弓丨擎轉速信號Fr_eng為輸入，輸出燃料噴射量？^!^。燃料噴射量F_eng被輸入到引擎1中，來控制引擎的輸出。弓丨擎輸出表格15a、Mb定義了引擎輸出指令值(0)P_eng_0與引擎輸出指令值⑴ P_eng_l相對于引擎轉速信號Fr_gen的關系。引擎輸出表格1 定義了相對于引擎轉速信號Fr_gen引擎輸出指令值(0)P_ eng_0始終為零的關系。也就是說，在選擇了引擎輸出表格15a的情況下，在引擎1處于停止狀態時，持續維持停止，在引擎1處于動作狀態時，旋轉漸漸降低并轉移至停止狀態。另一方面，引擎輸出表格1 定義了相對于引擎轉速信號Fr_gen引擎輸出指令值 (l)P_eng_l變化(不為零)的關系。這里，表示伴隨著引擎轉速信號Fr_gen的增加引擎輸出指令值WP_eng_l下降的關系。相對于此，如果發電機控制采用伴隨著發電機轉速信號 Fr_gen的增加而發電機發電電力恒定或者增加的控制，則引擎輸出和發電機發電電力經由驅動軸進行平衡，從而能實現穩定的發電控制。引擎輸出選擇器16根據引擎動作指令CMD_eng切換引擎輸出指令值(0)P_eng_0 和引擎輸出指令值(l)P_eng_l，以輸出引擎輸出指令值？^叫。這里，在CMD_eng = 0時引擎輸出指令值P_eng = P_eng_0，在CMD_eng = 1時引擎輸出指令值P_eng = P_eng_0。弓丨擎輸出控制部17以引擎輸出指令值P_eng為輸入，計算用于獲得規定的引擎輸出的燃料噴射量？^叫。電流指令發生器7以發電機轉速信號Fr_gen為輸入，輸出轉矩電流指令Iqp0_ cnv、勵磁電流指令Idp0_cnv。轉矩電指令Iqp0_cnv、勵磁電流指令Idp0_cnv被輸入到向量控制運算器6中，以控制發電機的發電電力。引擎停止判定部18以發電機轉速信號Fr_gen為輸入，計算引擎停止控制指令 CMD_engStp，用于指示以發電機的發電負載促使引擎停止的引擎停止控制的動作。轉矩電流特性表格19定義相對于發電機轉速信號Fr_gen用于以發電機的發電負載促使引擎停止的轉矩電流指令圖形IqpO_Crw_l。這里示出了以下如下方式變化的特性，即以發電機轉速信號Fr_gen為零附近的規定值FrO為基準，在Fr_gen > FrO時，與發電機轉速信號Fr_ gen 無關 Iqp0_cnv_l = IqpO 恒定；在 Fr_gen ( FrO 時，Fr_gen = 0 的情況下 Iqp0_cnv_l =0，Fr_gen = FrO的情況下IqpO_CnV_l = IqpO0勵磁電流輸出表格20定義相對于發電機轉速信號Fr_gen用于以發電機的發電負載促使引擎停止的勵磁電流指令圖形Idp0_ cnv_l0這里，示出與發電機轉速信號Fr_gen無關轉矩電流指令圖形Idp0_cnv_l = IdpO 恒定的特性。轉矩電流選擇器21根據引擎停止控制指令CMD_engStp選擇轉矩電流指令(0) lqp_cnv_0 = 0和轉矩電流指令(1) Iqp_cnv_l，并輸出轉矩電流指令值Iqpl_CnV。這里，在 CMD_engstp = 0 時轉矩電流指令值 Iqpl_cnv = Iqp0_cnv_0( = 0)，在 CMD_engstp = 1 時轉矩電流指令值Iqpl_cnv = Iqp0_cnv_lo變化率限幅器23a以轉矩電流指令值Iqpl_cnV 為輸入，通過以規定值限制Iqplcrw的變化率，來輸出轉矩電流指令值IqpO_CnV。勵磁電流選擇器22根據帶有延遲的引擎停止控制指令CMD_engStp_td選擇勵磁電流指令(0) ldp_cnv_0 = 0和勵磁電流指令⑴Idp_cnv_l，并輸出勵磁電流指令值Idpl_ cnv ο 這里，在 CMD_engstp = 0 時勵磁電流指令值 Idpl_cnv = Idp0_cnv_0( = 0)，在 CMD_engstp = 1時勵磁電流指令值Idpl_cnv = Idp0_cnv_lo變化率限幅器23b以勵磁電流指令值Idpl_cnv為輸入，通過以規定值限制Idpl_cnv的變化率，來輸出勵磁電流指令值 Idp0_cnvo信號下降延遲計數器27以引擎停止控制指令CMD_engStp為輸入，使從CMD_ engstp = 1轉移至CMD_engStp = 0的時間延遲TD，由此輸出帶有延遲的引擎停止控制指令 CMD_engstp_td。根據該結構能夠實現以下動作。弓丨擎控制裝置4以引擎動作指令CMD_eng和引擎轉速信號Fr_eng為輸入，相對于引擎1計算燃料噴射量F_eng。另外，電流指令發生器7以發電機轉速信號Fr_gen為輸入， 相對于向量控制運算器計算向量電流指令值IqpO_Crw、勵磁電流指令值Idp_CnV。根據該結構，采用根據引擎轉速來決定引擎輸出、以及根據發電機的轉速來決定發電機的發電負載的控制方式。由于引擎轉速和發電機轉速相同，因此如果引擎控制裝置及發電機控制裝置分別識別出速度，則在引擎發電控制中不需要引擎與發電機控制之間的信息交換。也就是說，能實現在引擎控制系統與發電機控制系統之間不進行電氣控制信息交換的情況下控制引擎發電機的動作或發電電力的鐵道車輛的發電系統。圖4是表示本發明的一實施方式中的引擎停止判定部的詳細結構。弓丨擎停止判定部以發電機轉速信號Fr_gen為輸入，計算引擎停止控制指令CMD_ engstp。引擎動作判定器M在發電機轉速信號Fr_gen超過Frla之后不低于FrOa的狀態下，輸出引擎動作中標記FLG_eng0prVel = 1。另外，在發電機轉速Fr_gen低于FrOa之后不超過Frla的狀態下，輸出引擎動作中標記FLG_eng0prVel = 0。在引擎動作中標記FLG_ engoprvel = 1時，由于維持著與發電機轉速信號Fr_gen相等的引擎轉速超過Frla之后不低于FrOa的范圍，因此能夠判斷出引擎處于動作中，在引擎動作中標記FLG_engoprvel=0 時，由于維持著與發電機轉速Fr_gen相等的引擎轉速低于FrOa之后不超過Frla的范圍， 因此能夠判斷出引擎處于停止中。引擎停止控制速度范圍判定器25，在發電機轉速信號Fr_gen處在FrOb以上且 Frlb以下的范圍時，輸出引擎停止控制速度范圍標記FLG_engstpVel = 1。另外，在發電機轉速信號Fr_gen處在低于FrOb、或者大于Frlb的范圍時，輸出引擎停止控制速度范圍標記 FLG_engstpvel = 0。在引擎停止控制速度范圍標記FLG_engstpVel = 1時，由于與發電機轉速Fr_gen相等的引擎轉速在使引擎停止控制動作的速度范圍、即FrOb以上且Frlb以下的范圍，因此判定出需要由發電機2的發電機負載促使引擎停止的控制。在引擎停止控制速度范圍標記FLG_engstpVel = 0時，由于與發電機轉速Fr_gen相等的引擎轉速不在使引擎停止控制動作的速度范圍、即FrOb以上且Frlb以下的范圍，因此判定出不需要由發電機 2的發電機負載促使引擎停止的控制。邏輯積運算器沈求出引擎動作中標記FLG_engstpVel和引擎停止控制速度范圍標記FLG_engstpVel的邏輯積，并輸出引擎停止控制指令CMD_engStp。圖5是表示本發明的一實施方式中的引擎停止控制的動作時序圖。在時間to，發電機轉速信號Fr_gen為Fr2 ( > Frla)，引擎動作中標記FLG_
10engoprvel = 1。在時間tl，引擎的輸出停止，與引擎轉速相等的發電機轉速Fr_gen從Fr2開始減少。在時間t2，發電機轉速信號Fr_gen低于Frlb，引擎停止控制速度范圍標記FLG_ engstpvel = 1。此時，引擎動作中標記FLG_engoprvel和引擎停止控制速度范圍標記FLG_ engstpvel的邏輯積、即引擎停止控制指令CMD_engstp也為CMD_engstp = 1。由于引擎停止控制指令CMD_engStp = 1，從而開始引擎停止控制，轉換器主電路3選通啟動，并且轉矩電流指令值IqpO_Crw和勵磁電流指令值IdpO_CnV以規定的變化率分別上升到Iqp0、ldp0。 由此，產生發電機2的發電負載以進行促使引擎停止的引擎停止控制。在時間t3，發電機轉速信號Fr_gen低于FrOb，引擎停止控制速度范圍標記FLG_ engstpvel = 0。此時，引擎動作中標記FLG_engoprvel和引擎停止控制速度范圍標記FLG_ engstpvel的邏輯積、即引擎停止控制指令CMD_engstp也為CMD_engstp = 0。由于引擎停止控制指令CMD_engStp = 0，從而轉矩電流指令值Idp0_cnv以規定的變化率下降到零。由此，發電機2的發電負載下降到零，此外轉矩電流指令值Idp0_cnv在經過了延遲時間TD之后，以規定的變化率下降到零，并且轉換器主電路3選通終止，促使引擎停止的引擎停止控制結束。在時間t4，發電機轉速信號Fr_gen低于FrOa，引擎動作中標記FLG_engoprvel = 0，發電機轉速信號Fr_gen = 0，從而引擎完全停止。
權利要求
1.一種鐵道車輛的發電系統，其特征在于，具備直流電產生部件，將由引擎驅動的發電部件產生的交流電變換成直流電； 檢測所述引擎的轉速的部件； 檢測所述發電部件的轉速的部件；第一控制部件，根據所述引擎的轉速調整所述引擎的驅動輸出；和第二控制部件，根據所述發電機的轉速調整所述發電部件的發電負載輸出， 所述第一控制部件能基于所述引擎的轉速獨立地進行控制，所述第二控制部件能基于所述發電機的轉速獨立地進行控制。
2.根據權利要求1所述的鐵道車輛的發電系統，其特征在于，所述第一控制部件根據所述引擎的轉速調整所述引擎產生的驅動輸出。
3.根據權利要求1所述的鐵道車輛的發電系統，其特征在于，所述第二控制部件根據所述發電機的轉速調整所述發電機產生的發電負載輸出。
4.根據權利要求1所述的鐵道車輛的發電系統，其特征在于，所述第二控制部件在所述發電機的轉速處于規定范圍時，使所述發電機產生發電負載以降低所述發電機的旋轉。
5.一種鐵道車輛的發電系統，其特征在于，具備直流電產生部件，將由引擎驅動的發電部件產生的交流電變換成直流電； 逆變器部件，將所述直流電變換成交流電； 電動機，由所述逆變器部件驅動； 檢測所述引擎的轉速的部件； 檢測所述發電部件的轉速的部件；第一控制部件，根據所述引擎的轉速調整所述引擎的驅動轉矩；和第二控制部件，根據所述發電機的轉速調整所述發電機的發電負載轉矩， 所述第一控制部件能基于所述引擎的轉速獨立地進行動作，所述第二控制部件能基于所述發電機的轉速獨立地進行動作。
6.根據權利要求5所述的鐵道車輛的發電系統，其特征在于，所述第一控制部件根據所述引擎的轉速調整所述引擎產生的驅動轉矩。
7.根據權利要求5所述的鐵道車輛的發電系統，其特征在于，所述第二控制部件根據所述發電機的轉速調整所述發電機產生的發電負載轉矩。
8.根據權利要求5所述的鐵道車輛的發電系統，其特征在于，所述第二控制部件在所述發電機的轉速處于規定范圍時，使所述發電機產生發電負載以降低所述發電機的旋轉。
全文摘要
本發明提供一種鐵道車輛的發電系統，能夠在引擎控制系統與發電控制系統之間不進行電氣控制信息交換的情況下控制引擎發電機的動作或發電電力。控制引擎輸出的引擎控制裝置基于安裝于引擎的旋轉檢測器的信息，識別由速度運算部計算出的引擎轉速信號，并根據引擎轉速信號控制引擎輸出。另外，控制發電機的發電電力的發電控制裝置基于發電機配備的旋轉檢測器的信息，識別由速度運算部計算出的發電機轉速信號，并根據發電機轉速信號控制發電電力。因此，在引擎與發電機控制之間不進行信息交換的情況下能實現引擎發電控制。
文檔編號B60L11/14GK102416878SQ201110245220
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月25日 優先權日2010年9月28日
發明者豐田瑛一, 島田基巳 申請人:株式會社日立制作所