[课题]提供不管运转状态、检修状态中的发动机的输出特性的波动如何，都可以维持稳定的发电电力的混合动力车辆的发电机控制装置。[解决手段]发电机控制部(9)根据与从上位控制部(10)提供的发电机电力指令值与发电机的输出电力值的偏差相当的差分电力值，算出发电机速度指令值，根据算出的该发电机旋转速度指令值，对在发电机(3)和电池(4)之间进行电力变换的电力变换装置5的输出进行PWM控制，使发电机(3)的旋转速度跟随发电机旋转速度指令值，并使发电机(3)的输出电力值跟随发电机电力指令值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合动力车辆的发电机控制装置
本专利技术涉及将发动机的输出通过发电机变换为电力，由该变换后的电力和来自电池的电力驱动电动机，使车辆行驶的混合动力车辆的发电机控制装置。
技术介绍
铁路车辆的特征在于，铁的车轮通过在轨道面上转动而行驶，因此行驶阻力比汽车小。特别地，在最近的电气铁路车辆中，通过在制动时将主电动机用作发电机而获得制动力的同时，进行再生制动控制，该再生制动控制将在制动时由主电动机发生的电能返回架线而作为其他车辆的动力运行能量进行再利用。具备该再生制动的电气铁路车辆与不具备再生制动的电气铁路车辆相比，能够以约一半的能量消耗行驶。因此，具备再生制动的电气铁路车辆可以说是发挥了行驶阻力小的铁路车辆的特征的节能的电气铁路车辆。另一方面，存在如下的现状：输送密度小的地方路线等通过不需要架线、变电所等基础设施的内燃机车(dieselcar)而以低成本实现细致的乘客服务。但是，内燃机车没有通过架线等将能量再生到其他车辆的部件，因此，无法进行电气铁路车辆那样的再生能量的再利用。因而，为了在内燃机车中实现节能行驶，考虑必须依靠低燃耗发动机的开发。作为对这样的内燃机车也推进节能的一个方法，提出了组合发动机、发电机和蓄电装置的混合动力内燃机车(例如，参照专利文献1)。混合动力内燃机车通过设置作为蓄电装置的电池，可以用电池暂时吸收制动时由主电动机发生的再生能量，通过将该吸收了的再生能量作为动力运行时所需的能量的一部分进行再利用，可以实现节能。另一方面，在用再生制动持续向下长距离的状况等中，电池成为过充电，因此，需要以某些方法抑制电池的充电电力。作为其一个方法可以列举出通过使发电机作为电动机动作，将发动机用作旋转摩擦负载，故意消耗能量，即所谓的发动机制动的利用。与之相对，作为车辆的制动力，不采用再生制动而采用机械制动，从而也可以抑制再生能量本身，并防止过充电，但是，如果考虑到摩耗的制动蹄片的保养的工夫，则期望尽量限制机械制动的使用，因此，上述发动机制动的有效利用具有优点。专利文献1所示的混合动力内燃机车包括：发动机；由发动机驱动而输出交流电力的交流发电机；将交流电力变换为直流电力的变换器装置；将直流电力变换为交流电力的逆变器装置；驱动铁路车辆的电动机；使该电动机的输出减速并向车轮轴传递的减速机；具有对直流电力进行充电及放电的功能的蓄电装置；服务电源用逆变器；服务电源用变压器；以及控制装置，但是，对于前述的发动机制动时的控制方式未进行详细说明。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-195334号公报非专利文献1：“電動機制御工学-可変速ドライブの基礎”松濑贡规著，98页非专利文献2：“ACサ一ボシステムの理論と設計の実際基礎からソフトウエアサ一ボまで”杉本英彦、小山正人、玉井伸三著，99～103页
技术实现思路
一般，发动机的输出即使对于同一运转指令，也存在由运转状态(油温、润滑状态等)、检修状况等导致的输出特性的波动，经过长期的运用，难以获得固定的稳定发动机输出。该情况在前述的以往的混合动力车辆中也不例外。因此，在以往的混合动力车辆的发电机控制装置中，由于运转状态(油温、润滑状态等)、检修状况等导致的发动机的输出特性的波动，存在难以维持稳定的发电电力的问题。本专利技术是为了解决以往的混合动力车辆的发电机控制装置的前述问题而提出的，目的在于提供不管运转状态、检修状态中的发动机的输出特性的波动如何，都可以维持稳定的发电电力的混合动力车辆的发电机控制装置。基于本专利技术的混合动力车辆的发电机控制装置，具备：发电机，转子被连结到发动机的输出轴；电力变换装置，进行上述发电机和负载装置之间的电力变换；发电机控制部，对上述电力变换装置进行PWM控制，控制上述发电机的输出；负载监视部，监视上述负载装置的状态；以及上位控制部，根据由上述负载监视部检测到的上述负载装置的状态，向上述发电机控制部提供发电机电力指令值，从所述上位控制部提供给所述发电机控制部的所述发电机电力指令值包含所述发电机应输出的发电机电力指令值和所述发电机消耗的发电机消耗电力指令值中的至少一方，上述发电机控制部具备：电力运算部，运算所述发电机的输出电力值；电力PI控制部，根据与从上述上位控制部提供的上述发电机电力指令值和上述发电机的输出电力值的偏差相当的差分电力值，算出发电机旋转速度指令值；速度限制器，设定针对所算出的所述发电机旋转速度指令值的下限值和上限值中的至少一方；速度PI控制部，根据经由所述速度限制器输入的所述发电机旋转速度指令值和所述发电机的旋转速度的差分即差分旋转速度值，算出所述转矩指令值；以及电压控制部，根据所述转矩指令值，对所述电力变换装置进行PWM控制。另外，基于本专利技术的混合动力车辆的发电机控制装置，具备：发电机，转子被连结到发动机的输出轴；电力变换装置，进行所述发电机和负载装置之间的电力变换；发电机控制部，对所述电力变换装置进行PWM控制，控制所述发电机的输出；负载监视部，监视所述负载装置的状态；以及上位控制部，根据由所述负载监视部检测到的所述负载装置的状态，向所述发电机控制部提供发电机电力指令值，所述混合动力车辆的发电机控制装置的特征在于，从所述上位控制部提供给所述发电机控制部的所述发电机电力指令值包含所述发电机应输出的发电机电力指令值和所述发电机消耗的发电机消耗电力指令值中的至少一方，所述发电机控制部构成为在所述上位控制部输出了使发电机消耗电力的发电机消耗电力指令值作为所述发电机电力指令值的情况下，根据与所述发电机消耗电力指令值和所述发电机的输出电力值的偏差相当的差分电力值，算出发电机旋转速度指令值，根据所算出的所述发电机旋转速度指令值，对所述电力变换装置的输出进行PWM控制，从而使所述发电机的旋转速度跟随所述发电机旋转速度指令值，并且使所述发电机的输出电力值跟随所述发电机电力指令值，并且所述发电机控制部具备：电力运算部，运算所述发电机的输出电力值；电力PI控制部，根据所述差分电力值，算出所述发电机旋转速度指令值；速度限制器，设定针对所述算出的所述发电机旋转速度指令值的下限值和上限值中的至少一方；转矩映射器部，具备与所述发动机电力指令值对应的多个转矩指令特性，根据所述发电机电力指令值，选择所述多个转矩指令特性中的一个，根据该选择的转矩指令特性，输出转矩补正值；以及电压控制部，根据所算出的所述发电机旋转速度指令值和从所述转矩映射器部输出的所述转矩补正值，对所述电力变换装置进行PWM控制。根据基于本专利技术的混合动力车辆的发电机控制装置，发电机控制部根据与从上位控制部提供的发电机电力指令值和发电机的输出电力值的偏差相当的差分电力值，算出发电机旋转速度指令值，根据所算出的上述发电机旋转速度指令值，对上述电力变换装置的输出进行PWM控制，从而使发电机的旋转速度跟随发电机旋转速度指令值，并且使发电机的输出电力值跟随发电机电力指令值，因此，不管发动机的运转状态、检修状态导致发动机特性的波动如何，都可以稳定地获得期望的发电电力。附图说明图1是表示基于本专利技术的实施方式1的混合动力车辆的发电机控制装置的结构的系统方框图。图2是表示基于本专利技术的实施方式1的混合动力车辆的发电机控制装置中的发电机控制部的方框图。图3是表示基于本专利技术的实施方式2的混合动力车辆的发电机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混合动力车辆的发电机控制装置，具备：发电机，转子被连结到发动机的输出轴；电力变换装置，进行所述发电机和负载装置之间的电力变换；发电机控制部，对所述电力变换装置进行PWM控制，控制所述发电机的输出；负载监视部，监视所述负载装置的状态；以及上位控制部，根据由所述负载监视部检测到的所述负载装置的状态，向所述发电机控制部提供发电机电力指令值，所述发电机控制装置的特征在于，所述发电机控制部根据与从所述上位控制部提供的所述发电机电力指令值和所述发电机的输出电力值的偏差相当的差分电力值，算出发电机旋转速度指令值，根据所算出的所述发电机旋转速度指令值，对所述电力变换装置的输出进行PWM控制，从而使所述发电机的旋转速度跟随所述发电机旋转速度指令值，并且使所述发电机的输出电力值跟随所述发电机电力指令值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合动力车辆的发电机控制装置，具备：发电机，转子被连结到发动机的输出轴；电力变换装置，进行所述发电机和负载装置之间的电力变换；发电机控制部，对所述电力变换装置进行PWM控制，控制所述发电机的输出；负载监视部，监视所述负载装置的状态；以及上位控制部，根据由所述负载监视部检测到的所述负载装置的状态，向所述发电机控制部提供发电机电力指令值，所述混合动力车辆的发电机控制装置的特征在于，从所述上位控制部提供给所述发电机控制部的所述发电机电力指令值包含所述发电机应输出的发电机电力指令值和所述发电机消耗的发电机消耗电力指令值中的至少一方，所述发电机控制部具备：电力运算部，运算所述发电机的输出电力值；电力PI控制部，根据与从所述上位控制部所提供的所述发电机电力指令值和所述发电机的输出电力值的偏差相当的差分电力值，算出发电机旋转速度指令值；速度限制器，设定针对所述算出的所述发电机旋转速度指令值的下限值和上限值中的至少一方；速度PI控制部，根据经由所述速度限制器输入的所述发电机旋转速度指令值和所述发电机的旋转速度的差分即差分旋转速度值，算出转矩指令值；以及电压控制部，根据所述转矩指令值，对所述电力变换装置进行PWM控制。2.根据权利要求1所述混合动力车辆的发电机控制装置，其特征在于，所述上位控制部将与所述发电机消耗电力指令值对应地关闭所述发动机所具备的排气阀的指令与所述发电机消耗电力指令值一起输出。3.根据权利要求1或2所述混合动力车辆的发电机控制装置，其特征在于，所述速度限制器将针对所述发电机旋转速度指令值的下限值设定成与所述发动机的空转转速相当的值。4.根据权利要求1或2所述混合动力车辆的发电机控制装置，其特征在于，所述速度限制器将针对所述发电机旋转速度指令值的上限值设定为发动机...
【专利技术属性】
技术研发人员：和田康彦，山崎尚德，畠中启太，北中英俊，冈田万基，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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