專利名稱：車輛用控制裝置及柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)及應(yīng)用于柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)中的車輛用控制裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)中，以柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，以變換器(converter)將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力變換成直流電力，并且一起使用變換器變換了的直流電力和蓄電裝置的直流電力，以逆變器將這些直流電力變換成交流電力，用變換后的交流電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由此對車輛賦予推進(jìn)力(例如專利文獻(xiàn)I)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-312863號(hào)公報(bào)。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
可是，在現(xiàn)有的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)中，存在當(dāng)逆變器由于故障等而不能使用時(shí)不能夠驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，不能繼續(xù)車輛的運(yùn)行的問題。此外，存在當(dāng)輔助電源裝置(SIV)由于故障等變得不能使用時(shí)輔機(jī)變得不能使用，對持續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生障礙的問題。本發(fā)明正是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種即使在逆變器、輔助電源裝置的至少一個(gè)由于故障等變得不能使用的情況下，也能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行的車輛用控制裝置及柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)。用于解決課題的方案
為了解決上述課題，實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明的車輛用控制裝置，其特征在于具備柴油機(jī)；電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)車輛；發(fā)電機(jī)，通過所述柴油機(jī)的輸出進(jìn)行交流電力發(fā)電；蓄電裝置，對直流電力進(jìn)行充放電；變換器，將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出；逆變器，將所述蓄電裝置放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力來驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)；以及控制部，對所述變換器及所述逆變器的工作進(jìn)行控制，在所述逆變器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述變換器的連接目的地從所述發(fā)電機(jī)切換到所述電動(dòng)機(jī)。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的車輛用控制裝置，發(fā)揮即使在逆變器由于故障等變得不能使用的情況下，也能繼續(xù)車輛的運(yùn)行的效果。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的包含車輛用控制裝置的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。
圖2是表示在實(shí)施方式I的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)中使用的第f第4切換器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖3是表示柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的工作狀態(tài)及對應(yīng)于該工作狀態(tài)的第f第4切換器及第廣第3切換器的狀態(tài)的圖表。圖4是表示變換器、逆變器及輔助電源裝置全部正常時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖。圖5是表示逆變器故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖。圖6是表示與逆變器故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖5不同的連接狀態(tài)的圖。圖7是表示輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖。圖8是表示與輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖7不同的連接狀態(tài)的圖。圖9是表示變換器故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖。圖10是表示與變換器故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖9不同的連接狀態(tài)的圖。圖11是表示變換器及逆變器故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖。圖12是表示與變換器及逆變器故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖11不同的連接狀態(tài)的圖。圖13是表示與變換器及逆變器故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖11及圖12不同的連接狀態(tài)的圖。圖14是表示變換器及輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖。圖15是表示與變換器及輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖14不同的連接狀態(tài)的圖。圖16是表示與變換器及輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖14及圖15不同的連接狀態(tài)的圖。圖17是表示逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖。圖18是表示與逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖17不同的連接狀態(tài)的圖。圖19是表示與逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖17及圖18不同的連接狀態(tài)的圖。圖20是表示變換器、逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖。圖21是表示與變換器、逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的圖20不同的連接狀態(tài)的圖。圖22是表示適于在實(shí)施方式I的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)中使用的實(shí)施方式2的柴油機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。圖23是表不將實(shí)施方式2的柴油機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用于水冷后冷卻器方式的情況下的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。圖24是表不將實(shí)施方式2的柴油機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用于空冷后冷卻器方式的情況下的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。
具體實(shí)施例方式在以下參照附圖，針對本發(fā)明的實(shí)施方式的車輛用控制裝置及柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)進(jìn)行說明。再有，本發(fā)明并不被以下所示的實(shí)施方式所限定。實(shí)施方式I
<裝置及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)>
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的包含車輛用控制裝置的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。實(shí)施方式I的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)如圖1所示，作為主要結(jié)構(gòu)部具備柴油機(jī)1、發(fā)電機(jī)2、變換器(CNV) 3、作為第I逆變器的逆變器(INV) 4、電動(dòng)機(jī)5、蓄電裝置
6、作為第2逆變器的輔助電源裝置(SIV) 7、輔機(jī)8、以及統(tǒng)管柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)整體的工作的控制部50，并且具備插入在各主要結(jié)構(gòu)部之間、對它們的連接關(guān)系自由地進(jìn)行變更的第f第4切換器擴(kuò)12、第f第3接觸器13 15、作為檢測電流的傳感器的電流檢測器22 24、作為檢測電壓的傳感器的電壓檢測器25 27、以及檢測發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)檢測器28、29。在這些結(jié)構(gòu)部中，實(shí)施方式I的車輛用控制裝置構(gòu)成為具備變換器(CNV3)、逆變器(INV)4及輔助電源裝置(SIV)7。再有，在圖1中，一并示出作為電壓檢測器26、27的檢測對象的濾波電容 器20、21。接著，針對構(gòu)成柴油混 合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的各部的連接關(guān)系以及概略的功能進(jìn)行說明。柴油機(jī)I是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，連接于發(fā)電機(jī)2。發(fā)電機(jī)2通過柴油機(jī)I的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電。蓄電裝置6是將鋰離子電池、鎳氫電池、雙電層電容器、鋰離子電容器、飛輪等作為貯存單元的電能的貯存裝置，并且是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，與變換器3和逆變器4在連接部(直流電壓部)連接，對直流電力進(jìn)行充放電。變換器3將發(fā)電機(jī)2發(fā)出的交流電力變換成直流電力，另一方面將蓄電裝置6放電的直流電力變換成交流電力。逆變器4將從變換器3或蓄電裝置6供給的直流電力變換成交流電力。電動(dòng)機(jī)5接受來自逆變器4的交流電力的供給，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力(推進(jìn)力)。輔助電源裝置7連接于直流電壓部，將直流電力變換成固定電壓固定頻率的交流電力，對輔機(jī)8供給。再有，輔機(jī)8是驅(qū)動(dòng)裝置以外的負(fù)載設(shè)備的總稱。第廣第4切換器擴(kuò)12如圖2 (a)所示具有3個(gè)連接端a c，具有對該3個(gè)連接端a^c中的任意2個(gè)連接端之間進(jìn)行連接的功能。在這里，同圖(b)是以接通/斷開(0N/0FF)開關(guān)構(gòu)成該切換器的一例。如圖示那樣，在對連接端a、c之間進(jìn)行連接的情況下，以ca間的開關(guān)為接通、ab間的開關(guān)為斷開、be間的開關(guān)為斷開的方式進(jìn)行控制即可。此外，同圖(C)是以切換開關(guān)構(gòu)成該切換器的一例。在與(b)同樣地對連接端a、c之間進(jìn)行連接的情況下，如圖示那樣，使a開關(guān)倒向c側(cè)，使c開關(guān)倒向a側(cè)即可(b開關(guān)的位置任意)。返回圖1，第I切換器9插入在發(fā)電機(jī)2、變換器3及第4切換器12的3者之間，對該3者間中的2者進(jìn)行選擇連接。以下同樣地，第2切換器10插入到逆變器4、電動(dòng)機(jī)5及第4切換器12的3者之間，第3切換器11插入到輔助電源裝置7、輔機(jī)8及第4切換器12的3者之間，第4切換器12插入到第I切換器9、第2切換器10及第3切換器11的3者之間，分別具有對該3者間中的2者進(jìn)行選擇連接的功能。第廣第3接觸器13 15具有2個(gè)連接端，具有對連接于該2個(gè)連接端的結(jié)構(gòu)部間的連接進(jìn)行接通/斷開的功能。在這里，第I接觸器13連接于直流電壓部中的蓄電裝置6的連接部30與變換器3之間，第2接觸器14連接于該連接部30與逆變器4之間，第3接觸器15連接于該連接部30與輔助電源裝置7之間。接著，針對各傳感器進(jìn)行說明。電流檢測器22檢測在發(fā)電機(jī)2與變換器3之間流過的電流作為發(fā)電機(jī)電流IG，電流檢測器23檢測在逆變器4與電動(dòng)機(jī)5之間流過的電流作為電動(dòng)機(jī)電流頂，電流檢測器24檢測在蓄電裝置6流入流出的電流作為電池電流IB。此夕卜，電壓檢測器25檢測變換器3與發(fā)電機(jī)2的連接端的電壓作為發(fā)電機(jī)電壓VG，電壓檢測器26檢測濾波電容器20的電壓作為第I直流電壓EFCD，電壓檢測器27檢測濾波電容器21的電壓作為第2直流電壓EFC。再有，旋轉(zhuǎn)檢測器28檢測發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)數(shù)作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)FRG，旋轉(zhuǎn)檢測器29檢測電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)數(shù)作為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)RN。再有，這些各傳感器檢測出的檢測值(傳感器信息)輸入到控制部50。此外，對于控制部50，在上述傳感器信息之外，還輸入表示蓄電裝置6的狀態(tài)的狀態(tài)信息STB。在該狀態(tài)信息中，包含蓄電裝置6的輸出電壓(電池電壓)、表示蓄電裝置6的充電(貯存)狀態(tài)的信息(SOC :State Of Charge)，蓄電裝置6是充電狀態(tài)還是放電狀態(tài)的信息(工作信息)等。進(jìn)而，對控制部50輸入表示操作內(nèi)容的信息(操作信息)。在該操作信息中，例如包含表示電氣列車的運(yùn)行操作(動(dòng)力行駛、制動(dòng)、滑行、停車)的信息、表示車輛系統(tǒng)的受電開始操作的信息等?？刂撇?0基于上述傳感器信息(發(fā)電機(jī)電流IG、電動(dòng)機(jī)電流IM、電池電流IB、發(fā)電機(jī)電壓VG、第I直流電壓EFCD、第2直流電壓EFC、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)FRG、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)RN)、蓄電裝置6的狀態(tài)信息STB、來自外部的操作信息CMD，生成用于控制變換器3具備的開關(guān)元件的選通信號(hào)(gate signal)GSC、用于控制逆變器4具備的開關(guān)元件的選通信號(hào)GS1、以及用于控制輔助電 源7具備的開關(guān)元件的選通信號(hào)GSS，分別對變換器3、逆變器4及輔助電源裝置7輸出，并且生成用于控制柴油機(jī)I的轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)控制信號(hào)RD并對柴油機(jī)I輸出。此外，控制部50生成與后述的故障方式對應(yīng)的切換信號(hào)，對第f第4切換器擴(kuò)12及第廣第3接觸器13 15輸出。再有，在圖1中，為了避免繁雜，省略對這些第廣第4切換器擴(kuò)12及第f第3接觸器13 15的切換信號(hào)的圖示。圖3是表示柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的工作狀態(tài)及對應(yīng)于該工作狀態(tài)的第f第4切換器及第廣第3接觸器的狀態(tài)的圖表。在圖3中，在第f第4切換器擴(kuò)12的欄中示出的小寫字母表示圖2 Ca)所示的各端子的連接狀態(tài)，例如“a-b”的標(biāo)記意味著連接端a、b之間被連接。在第廣第3接觸器13 15的欄中示出的“接通”、“斷開”表示第f第3接觸器的導(dǎo)通狀態(tài)，“接通”意味著處于導(dǎo)通狀態(tài)，“斷開”意味著處于非導(dǎo)通狀態(tài)。此外，在“發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)”欄中附加有“〇”的意味著一并使用柴油機(jī)，在“來自發(fā)電機(jī)的充電”欄中附加有“〇”的意味著使用發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力對蓄電裝置6進(jìn)行充電。再有，以粗框包圍的部分是為了容易識(shí)別工作狀態(tài)相同的部分而附加的。如圖示那樣，即使在工作狀態(tài)相同的情況下，第f第4切換器中的至少一個(gè)的連接狀態(tài)也不同(第I 第3接觸器的狀態(tài)相同)。關(guān)于第廣第4切換器的連接狀態(tài)導(dǎo)致的工作的差異，在以后的實(shí)施方式的工作說明中詳細(xì)敘述。<基本工作>
圖4是表示變換器(CNV)、逆變器(INV)及輔助電源裝置(SIV)全部正常時(shí)的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的連接狀態(tài)的圖，示出第廣第4切換器及第f第3接觸器在通常狀態(tài)(參照圖3的No.1)下控制的情況下的連接狀態(tài)。在這里，首先參照圖1及圖4，針對柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的基本工作進(jìn)行說明。再有，在該基本工作說明中，作為一個(gè)例子舉出裝載于鐵路車輛的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)在車站間行駛的情況。柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)通過控制部50的控制，如圖4所示，第1、第2切換器9、10中連接端a、b之間被連接，第3切換器11、12中連接端b、c之間被連接，第f第3接觸器13 15被控制為接通。再有，在圖4中，第4切換器12中連接端b、c之間被連接，但該連接是任意的(參照圖3的No.1)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2與變換器3被連接，變換器3與逆變器4被連接，逆變器4與電動(dòng)機(jī)5被連接，輔助電源裝置7與輔機(jī)8被連接。此外，蓄電裝置6分別連接于變換器3、逆變器4及輔助電源裝置7的每一個(gè)。在這樣的連接狀態(tài)下，當(dāng)從未圖示的駕駛臺(tái)對控制部50輸入動(dòng)力行駛指令(操作信息CMD的一種)時(shí)，控制部50使逆變器4工作，控制對電動(dòng)機(jī)5供給的交流電力的電壓振幅及頻率。逆變器4將從蓄電裝置6供給的直流電力變換成交流電力，對電動(dòng)機(jī)5供給。通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5，從而車輛起動(dòng)，開始動(dòng)力行駛。再有，在該起動(dòng)時(shí)，柴油機(jī)I的輸出停止。當(dāng)車輛的速度達(dá)到固定速度(例如時(shí)速20km)時(shí)，控制部50使變換器3作為逆變器工作，控制對發(fā)電機(jī)2供給的交流電力的電壓振幅及頻率。通過變換器3作為逆變器而工作，將從蓄電裝置6供給的直流電力變換成交流電力對發(fā)電機(jī)2供給，從而發(fā)電機(jī)2作為電動(dòng)機(jī)而工作。當(dāng)發(fā)電機(jī)2被驅(qū)動(dòng)時(shí)，柴油機(jī)I開始工作。當(dāng)柴油機(jī)I開始工作時(shí)，發(fā)電機(jī)2作為本來的發(fā)電機(jī)而工作。當(dāng)柴油機(jī)I開始工作，產(chǎn)生車輛的動(dòng)力行駛所需要的輸出時(shí)，發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生的交流電力在變換器3被變換成直流電力，對逆變器4供給。這時(shí)，從蓄電裝置6放電的直流電力減少，不再流過來自蓄電裝置6的電流(放電電流)。當(dāng)車輛的速度達(dá)到規(guī)定的速度時(shí)，使從未圖示的駕駛臺(tái)對控制部50輸出的動(dòng)力行駛指令斷開?？刂撇?0使逆變器4停止，車輛變成惰性狀態(tài)。輔機(jī)8的消費(fèi)功耗從輔助電源裝置7供給。再有，在發(fā)電機(jī)2沒有產(chǎn)生交流電力的情況下，從蓄電裝置6向輔助電源裝置7供給電力。另一方面，在發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生交流電力的情況下，通過變換器3將發(fā)電機(jī)2發(fā)出的交流電力變換成直流電力，對輔助電源裝置7供
5口 O之后，當(dāng)從未圖示的駕駛臺(tái)對控制部50輸入制動(dòng)指令時(shí)，控制部50停止變換器3，使柴油機(jī)I及發(fā)電機(jī)2停止。此外，控制部50通過使逆變器4作為變換器而工作，從而使電動(dòng)機(jī)5作為發(fā)電機(jī)而工作。此時(shí)，逆變器4將從電動(dòng)機(jī)5再生的交流電力變換成直流電力，對輔助電源裝置7進(jìn)行必要的供電，并且利用剩余電力對蓄電裝置6進(jìn)行充電。再有，當(dāng)然控制部50的上述控制能夠基于輸入到控制部50的傳感器信息(發(fā)電機(jī)電流IG、電動(dòng)機(jī)電流頂、電池電流IB、發(fā)電機(jī)電壓VG、第I直流電壓EFCD、第2直流電壓EFC、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)FRG、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)RN)及蓄電裝置6的狀態(tài)信息STB適宜地進(jìn)行。<逆變器故障時(shí)的工作>接著，針對逆變器故障時(shí)的工作，參照圖5進(jìn)行說明。再有，在圖5中，對變換器(CNV)
3、逆變器(INV) 4及輔助電源裝置(SIV) 7的各結(jié)構(gòu)部上附加的“〇”標(biāo)記意味著該結(jié)構(gòu)部是正常的，“ X ”標(biāo)記意味著該結(jié)構(gòu)部是異常的(在圖6以下的各附圖中也是同樣的)。首先，在逆變器故障時(shí)，通過控制部50的控制，例如如圖5所示，第廣第3切換器9^11中連接端b、c之間被連接，第4切換器12中連接端a、b之間被連接，第1、第3接觸器
13、15被控制為接通，第2接觸器14被控制為斷開(參照圖3的No. 2)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2與變換器3被切斷，變換器3與逆變器4也被切斷，變換器3與電動(dòng)機(jī)5被連接，輔助電源裝置7與輔機(jī)8被連接。此外，蓄電裝置6分別連接于變換器3及輔助電源裝置7的每一個(gè)。在柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)如圖5那樣連接時(shí)，控制部50使變換器3作為逆變器工作，將從蓄電裝置6供給的直流電力變換成交流電力，對電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5，從而車輛的運(yùn)行能夠持續(xù)。此外，由于輔機(jī)8經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6，所以也能夠繼續(xù)向輔機(jī)8的供電。此外，在蓄電裝置6的放電能力降低的情況下，如圖6那樣進(jìn)行連接即可。在圖6的情況下，第1、第4切換器9、12中連接端a、b之間被連接，第2、第3切換器10、11中連接端b、c之間被連接，第1、第3接觸器13、15被控制為接通，第2接觸器14被控制為斷開(參照圖3的No. 3)。通過該控制，發(fā) 電機(jī)2與變換器3被連接，變換器3與逆變器4被切斷，輔助電源裝置7與輔機(jī)8被連接。即，從供電源切斷電動(dòng)機(jī)5。另一方面，蓄電裝置6經(jīng)由變換器3連接于發(fā)電機(jī)2，輔機(jī)8經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6。因此，即使在蓄電裝置6的放電能力降低的情況下，也能夠使用發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力進(jìn)行對蓄電裝置6的充電。此外，由于輔機(jī)8經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6，所以也能夠繼續(xù)對輔機(jī)8的供電。<輔助電源裝置故障時(shí)的工作>
接著，針對輔助電源裝置故障時(shí)的工作進(jìn)行說明。首先，在輔助電源裝置故障時(shí)，通過控制部50的控制，例如如圖7所示，第1、第4切換器9、12中連接端b、c之間被連接，第2、第3切換器IO、11中連接端a、b之間被連接，第1、第2接觸器13、14被控制為接通，第3接觸器15被控制為斷開(參照圖3的No. 4)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2與變換器3被切斷，逆變器4與電動(dòng)機(jī)5被連接，變換器3與輔機(jī)8被連接。此外，蓄電裝置6連接于變換器3及逆變器4的每一個(gè)。在柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)如圖7那樣連接時(shí)，控制部50使逆變器4工作，將從蓄電裝置6供給的直流電力變換成交流電力，對電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5，從而車輛的運(yùn)行能夠持續(xù)。此外，控制部50使變換器3作為逆變器工作，將從蓄電裝置6供給的直流電力變換成交流電力，對輔機(jī)8供給。因此，能夠繼續(xù)向輔機(jī)8的供電。再有，對蓄電裝置6的充電能夠利用電動(dòng)機(jī)5的再生電力來進(jìn)行。這時(shí)，逆變器4作為變換器而工作。 此外，在輔助電源裝置故障時(shí)，如圖8所示，也可以連接發(fā)電機(jī)2與變換器3。在圖8的情況下，第f第3切換器擴(kuò)11中連接端a、b之間被連接，第4切換器12中連接端b、c之間被連接，第1、第2接觸器13、14被控制為接通，第3接觸器15被控制為斷開(參照圖3的No. 5)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2與變換器3被連接，變換器3與逆變器4被連接，逆變器4與電動(dòng)機(jī)5被連接。此外，蓄電裝置6經(jīng)由變換器3連接于發(fā)電機(jī)2。因此，如果使變換器3及逆變器4工作，則能夠使用發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力對電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行。此外，在蓄電裝置6的放電能力降低的情況下，能夠使用發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力進(jìn)行對蓄電裝置6的充電。此外，在能夠利用電動(dòng)機(jī)5的再生電力的情況下，通過使逆變器4作為變換器而工作，從而能夠進(jìn)行對蓄電裝置6的充電。<變換器故障時(shí)的工作>
接著，針對變換器故障時(shí)的工作進(jìn)行說明。首先，在變換器故障時(shí)，通過控制部50的控制，例如如圖9所示，第1、第2切換器9、10中連接端a、c之間被連接，第3切換器11中連接端b、c之間被連接，第4切換器12中連接端a、b之間被連接，第I接觸器13被控制為斷開，第2、第3接觸器14、15被控制為接通(參照圖3的No. 6)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2與變換器3被切斷，并且逆變器4與電動(dòng)機(jī)5也被切斷。另一方面，蓄電裝置6經(jīng)由逆變器4連接于發(fā)電機(jī)2，輔機(jī)8經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6。在柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)如圖9那樣連接時(shí)，控制部50使逆變器4作為變換器而工作，將從發(fā)電機(jī)2供給的交流電力變換成直流電力，對輔助電源裝置7進(jìn)行必要的供電，并且利用剩余電力對蓄電裝置6進(jìn)行充電。因此，能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。此外，在變換器故障時(shí)，如果如圖10所示那樣連接，則能夠進(jìn)行向電動(dòng)機(jī)5及輔機(jī)8的供電。在圖10的情況下，第I切換器9中連接端a、c之間被連接，第2、第4切換器10、12中連接端a、b之間被連接，第3切換器11中連接端b、c之間被連接，第I接觸器13被控制為斷開，第2、第3接觸器14、15被控制為接通(參照圖3的No. 7)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2被從電動(dòng)機(jī)5切斷，但逆變器4與電動(dòng)機(jī)5被連接，輔機(jī)8經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6。因此，如果使逆變器4工作，則能夠使用蓄電裝置6的直流電力對電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行。此外，由于輔機(jī)8也經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6，所以也能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。<變換器及逆變器故障時(shí)的工作>
接著，針對變換器及逆變器故障時(shí)的工作進(jìn)行說明。首先，在它們故障時(shí)，通過控制部50的控制，例如如圖11所示，第I切換器9中連接端a、c之間被連接，第2、第3切換器10、11中連接端b、c之間被連接，第4切換器12中連接端a、b之間被連接，第1、第2接觸器
13、14被控制為斷開，第3接觸器15被控制為接通(參照圖3的No. 8)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2與變換器3被切斷，逆變器4與電動(dòng)機(jī)5也被切斷，進(jìn)而變換器3及逆變器4與蓄電裝置6也被切斷。另一方面，電動(dòng)機(jī)5連接于發(fā)電機(jī)2，輔機(jī)8經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6。在柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)以圖11的方式連接時(shí)，通過對發(fā)電機(jī)2供給電動(dòng)機(jī)5的再生電力，從而柴油機(jī)I能夠開始工作。如果柴油機(jī)I開始工作，產(chǎn)生車輛的動(dòng)力行駛所需要的輸出，則通過控制柴油機(jī)I的轉(zhuǎn)數(shù)將來自發(fā)電機(jī)2的交流電力控制成所希望的交流電力，將該交流電力對電動(dòng)機(jī)5供給，從而能夠驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5，能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行。此外，在變換器及逆變器故障時(shí)，如果如圖12所示那樣連接，則能夠進(jìn)行向蓄電裝置6的充電。在圖12的情況下，第1、第3切換器9、11中連接端a、c之間被連接，第2、第4切換器10、12中連接端b、c之間被連接，第1、第2接觸器13、14被控制為斷開，第3接觸器15被控制為接通(參照圖3的No. 9)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2從電動(dòng)機(jī)5被切斷，但經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6。因此，如果使輔助電源裝置7作為變換器而工作，則能夠使用發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力進(jìn)行對蓄電裝置6的充電。此外，如果與該控制相反，通過使輔助電源裝置7作為通常的逆變器而工作，將從蓄電裝置6供給的直流電力變換成交流電力對發(fā)電機(jī)2供給，從而使發(fā)電機(jī)2作為電動(dòng)機(jī)而工作，則能夠預(yù)先使柴油機(jī)I開始工作。此外，在變換器及逆變器故障時(shí)，如圖13所示連接也可。在圖13的情況下，第1、第
3、第4切換器9、11、12中連接端a、c之間被連接，第2切換器IO中連接端b、c之間被連接，第1、第2接觸器13、14被控制為斷開，第3接觸器15被控制為接通(參照圖3的No. 10)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2被從電動(dòng)機(jī)5切斷，但電動(dòng)機(jī)5經(jīng)由輔助電源裝置7連接于蓄電裝置6。因此，如果使輔助電源裝置7工作，則能夠使用蓄電裝置6的直流電力對電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行。<變換器及輔助電源裝置故障時(shí)的工作>
接著，針對變換器及輔助電源裝置故障時(shí)的工作進(jìn)行說明。首先，在它們故障時(shí)，通過控制部50的控制，例如如圖14所示，第I切換器9中連接端a、c之間被連接，第2、第3切換器10、11中連接端a、b之間被連接，第4切換器12中連接端b、c之間被連接，第1、第3接觸器13、15被控制為斷開，第2接觸器14被控制為接通(參照圖3的No. 11)。通過該控制，變換器3從發(fā)電機(jī)2、逆變器4及蓄電裝置6被切斷，輔助電源裝置7從變換器3、逆變器4及蓄電裝置6被切斷。另一方面，電動(dòng)機(jī)5連接于逆變器4，輔機(jī)8連接于發(fā)電機(jī)2。在柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)如同圖14那樣連接時(shí)，如果使逆變器4工作，則能夠使用蓄電裝置6的直流電力對電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行。此外，在柴油機(jī)I起動(dòng)了的情況下，能夠?qū)碜园l(fā)電機(jī)2的交流電力對輔機(jī)8供給，能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。此外，在變換器及輔助電源裝置故障時(shí)，如果如圖15所示那樣連接，則能夠進(jìn)行向蓄電裝置6的充電。在圖15的情況下，第1、第2切換器9、10中連接端a、c之間被連接，第3、第4切換器11、12中連接端a、b之間被連接，第1、第3接觸器13、15被控制為斷開，第2接觸器14被控制為接通(參照圖3的No. 12)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2經(jīng)由逆變器4連接于蓄電裝置6。因此，如果使逆變器4作為變換器而工作，則能夠使用發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力進(jìn)行對蓄電裝置6的充電。此外，在變換器及輔助電源裝置故障時(shí)，如果如圖16所示那樣連接，則能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。在圖16的情況下，第1、第2、第4切換器9、10、12中連接端a、c之間被連接，第3切換器11中連接端a、b之間被連接，第1、第3接觸器13、15被控制為斷開，第2接觸器14被控制為接通(參照圖3的No. 13)。通過該控制，逆變器4連接于輔機(jī)8。
因此，如果使逆變器4工作，則能夠使用蓄電裝置6的直流電力對輔機(jī)8供給交流電力，能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。<逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的工作>
接著，針對逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的工作進(jìn)行說明。在它們故障時(shí)，通過控制部5 O的控制，例如如圖17所示，第1、第2切換器9、IO中連接端b、c之間被連接，第3、第4切換器11、12中連接端a、b之間被連接，第I接觸器13被控制為接通，第2、第3接觸器14、15被控制為斷開(參照圖3的No. 14)。通過該控制，逆變器4從變換器3及蓄電裝置6被切斷，輔助電源裝置7從變換器3及蓄電裝置6被切斷。另一方面，電動(dòng)機(jī)5連接于變換器3。在柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)如同圖17那樣連接時(shí)，如果使變換器3作為逆變器而工作，則能夠使用蓄電裝置6的直流電力對電動(dòng)機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行。此外，在逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)，如果如圖18所示那樣連接，則能夠進(jìn)行向蓄電裝置6的充電。在圖18的情況下，第1、第3、第4切換器9、11、12中連接端a、b之間被連接，第2切換器10中連接端b、c之間被連接，第I接觸器13被控制為接通，第2、第3接觸器14、15被控制為斷開(參照圖3的No. 15)。通過該控制，發(fā)電機(jī)2經(jīng)由變換器3連接于蓄電裝置6。因此，如果使變換器3工作，則能夠使用發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電力進(jìn)行對蓄電裝置6的充電。此外，在變換器及輔助電源裝置故障時(shí)，如果如圖19所示那樣連接，則能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。在圖19的情況下，第1、第2、第4切換器9、10、12中連接端b、c之間被連接，第3切換器11中連接端a、b之間被連接，第I接觸器13被控制為接通，第2、第3接觸器14、15被控制為斷開(參照圖3的No. 16)。通過該控制，變換器3連接于輔機(jī)8。因此，如果使變換器3`作為逆變器而工作，則能夠使用蓄電裝置6的直流電力對輔機(jī)8供給交流電力，能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。<變換器、逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的工作>
接著，針對變換器、逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)的工作進(jìn)行說明。在它們故障時(shí)，通過控制部50的控制，例如如圖20所示，第I切換器9中連接端a、c之間被連接，第2切換器10中連接端b、c之間被連接，第3、第4切換器11、12中連接端a、b之間被連接，第f第3接觸器13 15全被控制為斷開(參照圖3的No. 17)。通過該控制，變換器3被從發(fā)電機(jī)2及蓄電裝置6切斷，逆變器4被從電動(dòng)機(jī)5及蓄電裝置6切斷，輔助電源裝置7被從變換器3、逆變器4及蓄電裝置6切斷。另一方面，電動(dòng)機(jī)5連接于發(fā)電機(jī)2。在柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)如圖20那樣連接時(shí)，在柴油機(jī)I起動(dòng)了的情況下，通過控制柴油機(jī)I的轉(zhuǎn)數(shù)將來自發(fā)電機(jī)2的交流電力控制成所希望的交流電力，將該交流電力對電動(dòng)機(jī)5供給，從而能夠驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5，能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行。此外，在變換器、逆變器及輔助電源裝置故障時(shí)，如果如圖21所示那樣連接，則能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。在圖21的情況下，第I切換器9中連接端a、c之間被連接，第2、第4切換器10、12中連接端b、c之間被連接，第3切換器11中連接端a、b之間被連接，第Γ第3接觸器13 15全被控制成斷開(參照圖3的No. 18)。通過該控制，輔機(jī)8連接于發(fā)電機(jī)2。
在柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)如圖21那樣連接時(shí)，在柴油機(jī)I起動(dòng)了的情況下，能夠控制柴油機(jī)I的轉(zhuǎn)數(shù)并將來自發(fā)電機(jī)2的交流電力控制成所希望的交流電力，將該交流電力對電動(dòng)機(jī)8供給，能夠進(jìn)行向輔機(jī)8的供電。再有，在變換器、逆變器及輔助電源裝置全部故障的情況下，不能再次使柴油機(jī)I開始工作。因此，例如在變換器3、逆變器4及輔助電源裝置7中的任意2個(gè)部位故障的情況下，優(yōu)選根據(jù)該故障部位，暫時(shí)控制成圖12、圖15及圖18所示那樣的連接狀態(tài)，使柴油機(jī)I再次開始工作。如果進(jìn)行這樣的控制，則即使在之后變換器3、逆變器4及輔助電源裝置7全部故障的情況下，也能夠從發(fā)電機(jī)2進(jìn)行對電動(dòng)機(jī)5及輔機(jī)8的供電，能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行和向輔機(jī)8的供電。如以上說明的那樣，根據(jù)實(shí)施方式I的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，因?yàn)樵谀孀兤鞴收蠒r(shí)將變換器的連接目的地切換到電動(dòng)機(jī)，所以即使在逆變器變成不能使用的情況下，也能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行，能夠獲得柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的可靠性提高的效果。此外，根據(jù)實(shí)施方式I的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，因?yàn)樵谧儞Q器故障時(shí)將逆變器的連接目的地切換到發(fā)電機(jī)，所以即使在變換器變成不能使用的情況下，也能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行，能夠獲得柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的可靠性提高的效果。此外，根據(jù)實(shí)施方式I的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，因?yàn)樵谶M(jìn)行向輔機(jī)的供電的輔助電源裝置故障時(shí)將變換器的連接目的地切換到輔機(jī)側(cè)，所以即使在輔助電源裝置由于故障等變成不能使用的情況下，也能夠繼續(xù)向輔機(jī)的供電，能夠獲得柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的可靠性提高的效果。再有，在實(shí)施方式I中，說明了在用于柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)的可靠性提高的控制對象中包含進(jìn)行向輔機(jī)的供電的輔助電源裝置的實(shí)施方式，但作為電力變換裝置也可以不包含輔助電源裝置，僅包含變換器及逆變器。即使是這樣的控制方式，也能夠獲得在變換器及逆變器中的至少一個(gè)故障時(shí)能夠繼續(xù)車輛的運(yùn)行的本實(shí)施方式的效果。此外，在上述說明中，作為一例說明了裝載于鐵路車輛的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，但并不限定于鐵路車輛，也能夠應(yīng)用于裝載有蓄電裝置的混合動(dòng)力移動(dòng)體(汽車、摩托車等)、混合動(dòng)力建設(shè)機(jī)械(自卸卡車、推土機(jī)、鏟車等)或者船舶的領(lǐng)域。實(shí)施方式2
圖22是表示適于在實(shí)施方式I的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)中使用的實(shí)施方式2的柴油機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。實(shí)施方式2的柴油機(jī)系統(tǒng)如圖22所示，構(gòu)成為具備柴油機(jī)60、冷卻裝置61、熱電發(fā)電兀件62、控制電源63、控制電源負(fù)載64、二極管65、冷卻水供給管67及冷卻水回流管68。在圖22中，在柴油機(jī)60與冷卻裝置61之間配置有冷卻水供給管67及冷卻水回流管68,柴油機(jī)60構(gòu)成為通過在該冷卻水供給管67及冷卻水回流管68中循環(huán)的冷卻水而被冷卻。此外，在冷卻水供給管67和冷卻水回流管68之間以與該冷卻水供給管67及冷卻水回流管68連接的方式配置有熱電發(fā)電元件62。熱電發(fā)電元件62是利用溫度差進(jìn)行發(fā)電的利用塞貝克效應(yīng)的熱電發(fā)電元件，將與冷卻水的溫度差(冷卻水回流管68是高溫偵牝冷卻水供給管67是低溫側(cè))對應(yīng)的熱能變換成電能，通過回流防止用的二極管65對控制電源負(fù)載64供給，將剩余電力蓄積在控制電源63中。再有，作為在本發(fā)明申請時(shí)的典型的熱電發(fā)電元件，發(fā)表有每I元件的發(fā)電輸出是“8V-3A”左右的元件。在這里，在鐵路車輛中使用的控制電源電壓是數(shù)疒IOOV左右，因此最大將15個(gè)該熱電發(fā)電元件進(jìn)行串聯(lián)連接，就能夠應(yīng)用于全部的控制電源。再有，在控制電源的容量大的情況下，也可以將串聯(lián)連接的元件組并聯(lián)連接進(jìn)行使用。此外，由于該種發(fā)電元件的容積比較小(在本項(xiàng)的熱電發(fā)電元件中，每I元件是10幾cm3左右)，所以能夠排列許多的元件或元件組，能夠應(yīng)對具有不同的控制電源電壓及不同的容量的多種控制電源。根據(jù)實(shí)施方式2的柴油機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行利用柴油機(jī)的發(fā)熱(廢熱)的熱電發(fā)電，將發(fā)電的電力作為控制柴油機(jī)系統(tǒng)的控制電源的電能而利用，因此能夠減少車輛整體消耗的總能量。此外，在實(shí)施方式2的柴油機(jī)系統(tǒng)中，因?yàn)槔脤Σ裼蜋C(jī)進(jìn)行冷卻的冷卻水的溫度差進(jìn)行熱電發(fā)電，所以能夠降低冷卻水的廢熱容量，能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻裝置容量的減少。圖23及圖24是表示實(shí)施方式2的柴油機(jī)系統(tǒng)的更具體的應(yīng)用例的圖，圖23是應(yīng)用于水冷后冷卻器方式的柴油機(jī)系統(tǒng)的情況的一個(gè)結(jié)構(gòu)例，圖24是應(yīng)用于空冷后冷卻器方式的柴油機(jī)系統(tǒng)的情況的一個(gè)結(jié)構(gòu)例。首先，針對水冷后冷卻器方式的柴油機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行說明，在該柴油機(jī)系統(tǒng)中，如圖23所示，在關(guān)鍵部位配置有柴油機(jī)70、具有壓縮機(jī)71a及渦輪機(jī)71b的增壓器71、散熱器74、后冷卻器75、水泵76、螺旋槳風(fēng)扇77。在壓縮機(jī)71a和后冷卻器75之間配設(shè)有第I壓縮空氣供給管78，該第I壓縮空氣供給管78在后冷卻器75的出口側(cè)變成第2壓縮空氣供給管83。該第2壓縮空氣供給管83配設(shè)在后冷卻器75和柴油機(jī)70之間。
此外，在水泵76與后冷卻器75之間配設(shè)有第I冷卻水供給管79a和作為該第I冷卻水供給管79a的一方側(cè)的分支管的第2冷卻水供給管79b，在水泵76與柴油機(jī)70之間配設(shè)有第I冷卻水供給管79a和作為該第I冷卻水供給管79a的另一方側(cè)的分支管的第3冷卻水供給管79c。第3冷卻水供給管79c在柴油機(jī)70的輸出側(cè)變成第I冷卻水排出管80a，第2冷卻水供給管79b在后冷卻器75的輸出側(cè)變成第2冷卻水排出管80b。這些第I冷卻水排出管80a及第2冷卻水排出管80b合流而變成第3冷卻水排出管81，配設(shè)在與散熱器74之間。該第3冷卻水排出管81在散熱器74的出口側(cè)變成第3冷卻水排出管81，返回到水泵76。在這里，當(dāng)將第2冷卻水供給管79b的溫度設(shè)為Tl，將第I壓縮空氣供給管78的溫度設(shè)為T2時(shí)，存在Tl < T2的關(guān)系。此外，在典型的水冷后冷卻器方式的柴油機(jī)系統(tǒng)中，作為T2-T1、即第I壓縮空氣供給管78和第2冷卻水供給管79b的溫度差，獲得80°C左右的溫度差。因此，如圖示那樣，如果在該第I壓縮空氣供給管78和第2冷卻水供給管79b之間，以與該第I壓縮空氣供給管78及第2冷卻水供給管79b分別相接的方式配設(shè)熱電發(fā)電元件62a，則能夠進(jìn)行利用80°C左右的溫度差的發(fā)電。接著，針對空冷后冷卻器方式的柴油機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行說明。在空冷后冷卻器方式的柴油機(jī)系統(tǒng)中，如圖24所示，在關(guān)鍵部位配置有柴油機(jī)86、具有壓縮機(jī)87a及渦輪機(jī)87b的增壓器87、散熱器88、后冷卻器89、水泵90、螺旋槳風(fēng)扇91。在壓縮機(jī)87a和后冷卻器89之間配設(shè)有第I壓縮空氣供給管92，該第I壓縮空氣供給管92在后冷卻器89的輸出側(cè)變成第2壓縮空氣供給管93。該第2壓縮空氣供給管93配設(shè)在后冷卻器89和柴油機(jī)86之間。
此外，在水泵90與柴油機(jī)86之間配設(shè)有第I冷卻水供給管94。該第I冷卻水供給管94在柴油機(jī)86的出口側(cè)變成第I冷卻水排出管95，配設(shè)在與散熱器88之間。該第I冷卻水排出管95在散熱器88的出口側(cè)變成第2冷卻水排出管96，返回到水泵90。在這里，當(dāng)將第2冷卻水排出管96的溫度設(shè)為T3，將第I壓縮空氣供給管92的溫度設(shè)為T4時(shí)，存在T3 < T4的關(guān)系。此外，在典型的水冷后冷卻器方式的柴油機(jī)系統(tǒng)中，作為T4-T3、即第I壓縮空氣供給管92和第2冷卻水排出管96的溫度差，獲得一百一十幾。C左右的溫度差。因此，如圖示那樣，如果在該第I壓縮空氣供給管92和第2冷卻水供給管96之間，以與該第I壓縮空氣供給管92及第2冷卻水供給管96分別相接的方式配設(shè)熱電發(fā)電元件62b，則能夠進(jìn)行利用一百一十幾。C左右的溫度差的發(fā)電。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
如上所述，本發(fā)明的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，作為即使在逆變器由于故障等變得不能使用的情況下，也能繼續(xù)車輛的運(yùn)行的發(fā)明是有用的。附圖標(biāo)記說明
1、60、70、86 柴油機(jī)；
2發(fā)電機(jī)；
3變換器；
4逆變器(第I逆變器)；
5電動(dòng)機(jī)；
6蓄電裝置；
7輔助電源裝置(第2逆變器)；
8輔機(jī)；
9第I切換器；
10第2切換器；
11第3切換器；
12第4切換器；
13第I接觸器；
14第2接觸器；
15第3接觸器；
20、21濾波電容器；
22、23、24電流檢測器；
25 27電壓檢測器；
28、29旋轉(zhuǎn)檢測器；
30連接部；
50控制部；
61冷卻裝置；
62、62a、62b熱電發(fā)電元件；
63控制電源；
64控制電源負(fù)載；
65 二極管；67冷卻水供給管；
68冷卻水回流管；
71、87增壓器；
71a,87a 壓縮機(jī)(C)；
71b,87b 渦輪機(jī)(T);
74,88散熱器；
75、89后冷卻器；
76,90 水泵(W/P)；
77,91螺旋槳風(fēng)扇；
78、92第I壓縮空氣供給管；79a、94第I冷卻水供給管；79b第2冷卻水供給管；
79c第3冷卻水供給管；
80c第4冷卻水供給管；
80a、95第I冷卻水供給管；80b、96第2冷卻水供給管；81第3冷卻水供給管；
83、93第2壓縮空氣供給管。
權(quán)利要求
1.一種車輛用控制裝置，其特征在于具備 變換器，將通過柴油機(jī)的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電的發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出； 逆變器，將對直流電力進(jìn)行充放電的蓄電裝置所放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)輸出；以及 控制部，對所述變換器及所述逆變器的工作進(jìn)行控制， 在所述逆變器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述變換器的連接目的地從所述發(fā)電機(jī)切換到所述電動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用控制裝置，其特征在于，在所述柴油機(jī)起動(dòng)中的情況下，所述控制部將所述變換器的連接目的地從所述電動(dòng)機(jī)切換到所述發(fā)電機(jī)，并且使所述變換器工作，將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力變換成直流電力來進(jìn)行向所述蓄電裝置的充電。
3.—種車輛用控制裝置，其特征在于具備 變換器，將通過柴油機(jī)的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電的發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出； 第I逆變器，將對直流電力進(jìn)行充放電的蓄電裝置所放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)輸出； 第2逆變器，將所述蓄電裝置放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對輔機(jī)供給，以及 控制部，對所述變換器、所述第I逆變器及所述第2逆變器的工作進(jìn)行控制， 在所述第2逆變器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述變換器的連接目的地從所述發(fā)電機(jī)切換到所述輔機(jī)，并且使所述變換器作為逆變器工作，將所述蓄電裝置放電的直流電力變換成交流電力并對所述輔機(jī)供給。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛用控制裝置，其特征在于，在所述柴油機(jī)起動(dòng)中的情況下，所述控制部將所述變換器的連接目的地從所述輔機(jī)切換到所述發(fā)電機(jī)，并且使所述變換器工作，將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力變換成直流電力來進(jìn)行向所述蓄電裝置的充電。
5.一種車輛用控制裝置，其特征在于具備 變換器，將通過柴油機(jī)的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電的發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出； 逆變器，將對直流電力進(jìn)行充放電的蓄電裝置所放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)輸出；以及 控制部，對所述變換器及所述逆變器的工作進(jìn)行控制， 在所述變換器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將該故障的變換器從所述逆變器切斷，并且使所述逆變器工作，將所述蓄電裝置放電的直流電力變換成交流電力并對所述電動(dòng)機(jī)供給。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛用控制裝置，其特征在于，在所述柴油機(jī)起動(dòng)中的情況下，所述控制部將所述發(fā)電機(jī)的連接目的地從所述變換器切換到所述逆變器，并且使所述逆變器作為變換器工作，將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力變換成直流電力來進(jìn)行向所述蓄電裝置的充電。
7.—種車輛用控制裝置，其特征在于具備 變換器，將通過柴油機(jī)的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電的發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出； 第I逆變器，將對直流電力進(jìn)行充放電的蓄電裝置所放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)輸出；以及 第2逆變器，將所述蓄電裝置放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對輔機(jī)供給；以及 控制部，對所述變換器、所述第I逆變器及所述第2逆變器的工作進(jìn)行控制， 在所述柴油機(jī)起動(dòng)中的情況下，在所述變換器及所述第I逆變器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述發(fā)電機(jī)的連接目的地從所述變換器切換到所述電動(dòng)機(jī)，控制所述柴油機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)并將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力控制成所希望的交流電力來驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛用控制裝置，其特征在于，所述控制部將所述發(fā)電機(jī)的連接目的地從所述電動(dòng)機(jī)切換到所述第2逆變器，并且使所述第2逆變器作為變換器工作，將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力變換成直流電力來進(jìn)行向所述蓄電裝置的充電。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛用控制裝置，其特征在于，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述第2逆變器的連接目的地從所述輔機(jī)切換到所述電動(dòng)機(jī)，并且使所述第2逆變器工作，將所述蓄電裝置放電的直流電力變換成交流電力并對所述電動(dòng)機(jī)供給。
10.一種車輛用控制裝置，其特征在于具備 變換器，將通過柴油機(jī)的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電的發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出； 第I逆變器，將對直流電力進(jìn)行充放電的蓄電裝置所放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)輸出； 第2逆變器，將所述蓄電裝置放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對輔機(jī)供給；以及 控制部，對所述變換器、所述第I逆變器及所述第2逆變器的工作進(jìn)行控制， 在所述柴油機(jī)起動(dòng)中的情況下，在所述變換器及所述第2逆變器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述發(fā)電機(jī)的連接目的地從所述變換器切換到所述輔機(jī)，控制所述柴油機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)并將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力控制成所希望的交流電力來驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛用控制裝置，其特征在于，所述控制部將所述發(fā)電機(jī)的連接目的地從所述電動(dòng)機(jī)切換到所述第I逆變器，并且使所述第I逆變器作為變換器工作，將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力變換成直流電力來進(jìn)行向所述蓄電裝置的充電。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛用控制裝置，其特征在于，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述第I逆變器的連接目的地從所述電動(dòng)機(jī)切換到所述輔機(jī)，并且使所述第I逆變器工作，將所述蓄電裝置放電的直流電力變換成交流電力并對所述輔機(jī)供給。
13.—種車輛用控制裝置，其特征在于具備 變換器，將通過柴油機(jī)的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電的發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出； 第1逆變器，將對直流電力進(jìn)行充放電的蓄電裝置所放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)輸出； 第2逆變器，將所述蓄電裝置放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對輔機(jī)供給；以及 控制部，對所述變換器、所述第I逆變器及所述第2逆變器的工作進(jìn)行控制， 在所述柴油機(jī)起動(dòng)中的情況下，在所述第I逆變器及所述第2逆變器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述變換器的連接目的地從所述發(fā)電機(jī)切換到所述電動(dòng)機(jī)，并且使所述變換器作為逆變器工作，將所述蓄電裝置放電的直流電力變換成交流電力并對所述輔機(jī)供給。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛用控制裝置，其特征在于，所述控制部將所述發(fā)電機(jī)再連接于所述變換器，并且使所述變換器工作，將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力變換成直流電力來進(jìn)行向所述蓄電裝置的充電。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛用控制裝置，其特征在于，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述變換器的連接目的地從所述電動(dòng)機(jī)切換到所述輔機(jī)，并且使所述變換器作為逆變器工作，將所述蓄電裝置放電的直流電力變換成交流電力并對所述輔機(jī)供給。
16.根據(jù)權(quán)利要求2、4、6、7、10或13所述的車輛用控制裝置，其特征在于，在所述柴油機(jī)沒有起動(dòng)的情況下，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述變換器、所述逆變器或所述第I逆變器、以及所述第2逆變器中的任一個(gè)連接于所述蓄電裝置，并且使連接于該蓄電裝置的所述變換器、所述逆變器或所述第I逆變器、以及所述第2逆變器中的任一個(gè)作為變換器而工作，驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)使所述柴油機(jī)開始工作。
17.一種車輛用控制裝置，其特征在于具備 變換器，將通過柴油機(jī)的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電的發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出； 第I逆變器，將對直流電力進(jìn)行充放電的蓄電裝置所放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)輸出；以及 第2逆變器，將所述蓄電裝置放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力并對輔機(jī)供給；以及 控制部，對所述變換器、所述第I逆變器及所述第2逆變器的工作進(jìn)行控制， 在所述柴油機(jī)起動(dòng)中的情況下，在所述變換器、所述第I逆變器及所述第2逆變器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述發(fā)電機(jī)的連接目的地從所述變換器切換到所述電動(dòng)機(jī)，控制所述柴油機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)并將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力控制成所希望的交流電力來驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車輛用控制裝置，其特征在于，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述發(fā)電機(jī)的連接目的地從所述電動(dòng)機(jī)切換到所述輔機(jī)，控制所述柴油機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)并將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力控制成所希望的交流電力來驅(qū)動(dòng)所述輔機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的車輛用控制裝置，其特征在于，所述控制部進(jìn)行如下控制，即在所述變換器、所述逆變器或所述第I逆變器、以及所述第2逆變器全部陷入故障狀態(tài)之前，使沒有故障的所述變換器、所述逆變器或所述第I逆變器、以及所述第2逆變器中的任一個(gè)作為變換器而工作，驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電機(jī)并使所述柴油機(jī)開始工作。
20.一種柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，其特征在于具備柴油機(jī)； 電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)車輛； 發(fā)電機(jī)，通過所述柴油機(jī)的輸出進(jìn)行交流電力發(fā)電； 蓄電裝置，對直流電力進(jìn)行充放電； 變換器，將所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出； 逆變器，將所述蓄電裝置放電的直流電力或所述變換器輸出的直流電力變換成交流電力來驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)；以及 控制部，對所述變換器及所述逆變器的工作進(jìn)行控制， 在所述逆變器故障時(shí)，所述控制部進(jìn)行如下控制，即將所述變換器的連接目的地從所述發(fā)電機(jī)切換到所述電動(dòng)機(jī)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，其特征在于，在所述柴油機(jī)和冷卻裝置之間配設(shè)的高溫側(cè)的冷卻水管與低溫側(cè)的冷卻水管之間，與該高溫側(cè)及低溫側(cè)的冷卻水管分別相接地配設(shè)有熱電發(fā)電元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，其特征在于， 包含所述柴油機(jī)的柴油機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成為水冷后冷卻器方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)， 在所述柴油機(jī)系統(tǒng)的增壓器和后冷卻器之間配設(shè)的壓縮空氣供給管與冷卻水供給管之間，與該壓縮空氣供給管及冷卻水供給管分別相接地配設(shè)有熱電發(fā)電元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的柴油混合動(dòng)力車輛系統(tǒng)，其特征在于， 包含所述柴油機(jī)的柴油機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成為空冷后冷卻器方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)， 在所述柴油機(jī)系統(tǒng)的增壓器和后冷卻器之間配設(shè)的壓縮空氣供給管與在所述柴油機(jī)系統(tǒng)的水泵與散熱器之間配設(shè)的冷卻水排出管之間，與該壓縮空氣供給管及冷卻水供給管分別相接地配設(shè)有熱電發(fā)電元件。
全文摘要
車輛用控制裝置具備柴油機(jī)(1)，驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)(5)，通過柴油機(jī)(1)的輸出而進(jìn)行交流電力發(fā)電的發(fā)電機(jī)(2)，對直流電力進(jìn)行充放電的蓄電裝置(6)，將發(fā)電機(jī)(2)發(fā)出的交流電力變換成直流電力并輸出的變換器(3)，以及將蓄電裝置(6)放電的直流電力或變換器(3)輸出的直流電力變換成交流電力并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(5)的逆變器(4)，變換器(3)在逆變器(4)故障時(shí)作為逆變器工作，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(5)。
文檔編號(hào)B60W10/08GK103068654SQ20108006876
公開日2013年4月24日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者畠中啟太, 丸山高央 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社