JP5049456B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば鉄道用車両などの車両に搭載される制御装置に関し、特に主電動機を駆動するインバータ装置の入力側に設けられた車両用制御装置に関する。

従来、例えば鉄道用の車両の回生運転時には、軽負荷回生制御（例えば非特許文献１参照）もしくは回生負荷抵抗チョッパ制御装置（例えば非特許文献２参照）により、インバータ装置の入力側である直流側電圧が過電圧になるのを回避している。

前述した軽負荷回生制御とは、車両に搭載された主電動機の駆動を制御するためのインバータ装置の直流側電圧が所定値以上になった際に主電動機のトルクを絞ることで回生エネルギーを抑制する制御である。

次に、従来の回生負荷抵抗チョッパ制御装置の構成例を図１４を参照して説明する。この装置では、架線７１から電圧を供給し、フィルタリアクトル７２とフィルタコンデンサ７３を介してインバータ装置７４が接続され、このインバータ装置７４内のスイッチング素子の制御により主電動機７５の回転数が制御される。また、インバータ装置７４と並列に回生負荷抵抗７６と回生負荷抵抗チョッパ７７が接続される。

図１５は、図１４に示した回生負荷抵抗チョッパ７７を制御する制御部７８の構成例を示すブロック図である。
この制御部７８では、フィルタコンデンサ７３の電圧から、回生負荷抵抗チョッパ７７の動作開始電圧値を減算した値にゲイン部８１によるゲイン（定数Ｋ４）をかけた上で、ゲイン部８１からの出力値に対し上下限リミット処理部８２による上下限リミット処理を行なう。上下限リミット処理部８２の処理にかかる下限値は、回生負荷抵抗チョッパ７７が動作しないレベル（ゲートＯＦＦレベル）とし、上限値は回生負荷抵抗チョッパ７７のゲートが常時ＯＮしているレベル（ゲートＦＵＬＬ ＯＮレベル）とする。そして、上下限リミット処理部８２の出力信号を回生負荷抵抗チョッパ７７のゲート信号として用いて、回生負荷抵抗チョッパ７７のオンオフを制御することにより、回生負荷抵抗７６に流れる電流量を制御している。
新井静男、他４名，「直流電車の新軽負荷回生制御」，平成９年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集，ｐ．２５９−２６３ 神田英樹、他２名，「インバータ制御車の電気ブレーキ制御方式」，第３３回 鉄道におけるサイバネティクス利用国内シンポジウム論文集，ｐ．２３１−２３４

前述した回生負荷抵抗チョッパ制御装置では回生エネルギーを抵抗で消費していたので、回生エネルギーが有効活用されない。また、前述した軽負荷回生制御においては、回生運転時のインバータ直流側電圧が過電圧になるのを防ぐために回生エネルギーをインバータ制御により抑制して空気ブレーキを用いていたので、空気ブレーキ関係の消耗品が磨耗してしまう。

これらの問題を解消するために、図１４に示した回生負荷抵抗７６に代えて、例えばコンデンサなどの蓄電装置および制御用チョッパ装置を設け、制御用チョッパ装置の動作により回生時に発生したエネルギーを蓄電装置に蓄えることが考えられる。しかしながら、力行時の制御用チョッパ装置の制御は電流値の大小にしたがって行なう必要があるのに対し、回生時の制御用チョッパ装置の制御は電圧値の大小にしたがって行なう必要があるので、単一の制御装置よる充放電の制御ができない。また、制御用チョッパ装置にて、インバータ装置７４の回生時に蓄電装置へ流れる電流を制御して電圧調整を行った場合、回生エネルギーの急変時においては電流制御が間に合わないので、インバータ装置７４の直流側電圧が過電圧になる恐れがある。

さらに、蓄電装置に吸収できるエネルギーには限りがあるので、発生する回生エネルギーの吸収を常に行ないたい場合には、回生エネルギーが発生するごとに、予め吸収しておいたエネルギーを放出する必要がある。また、蓄電装置を所定の使用電圧範囲の上限値を超えた値または下限値未満の値で使用すると損傷の原因となる。これらの理由から、回生時に発生したエネルギーを適切に有効利用することは難しかった。

そこで、本発明の目的は、回生時に発生したエネルギーを適切に有効利用することが可能になる車両用制御装置を提供することにある。

すなわち、本発明に関わる車両用制御装置は、主電動機と、この主電動機の駆動を制御するインバータ装置と、このインバータ装置の直流側に接続された半導体スイッチング装置と、この半導体スイッチング装置に接続された蓄電装置と、前記インバータ装置の直流側電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記インバータ装置の直流側への電流を検出する第１の電流検出手段と、前記蓄電装置の端子電圧を検出する蓄電電圧検出手段と、前記蓄電装置から前記半導体スイッチング装置に流れる電流を検出する第２の電流検出手段と、前記インバータ装置が力行制御を行なう際に、前記第１の電流検出手段により検出した電流値が所定のしきい値電流を超えた際に前記蓄電装置からの放電が開始するように前記半導体スイッチング装置を制御する放電開始制御を行ない、放電開始後に前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値が減少して前記蓄電装置が使用可能な電圧範囲内の所定の下限値より高い所定のしきい値電圧未満となった状態で、前記しきい値電圧の値から前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値を減算した値に第１のゲイン処理を行ない、この処理結果の値を前記蓄電装置の定格電流の値から減算し、この減算結果である電流値に対し、前記定格電流の値を上限値とした第１のリミット処理を行ない、一方で、前記第１の電流検出手段により検出した電流値から前記しきい値電流の値を減算した値に第２のゲイン処理を行なった値に対し、前記第１のリミット処理の結果である電流値を上限値とした第２のリミット処理を行ない、この処理結果の値を前記蓄電装置から前記半導体スイッチング装置に流れる電流の指令値とし、この指令値から前記第２の電流検出手段により検出した電流値を減算した値に対し、比例、積分を含む電流制御を行ない、この電流制御の出力値と所定のキャリア波の出力値との比較を行ない、この比較の結果、前記電流制御の出力値が前記キャリア波の出力値を上回ったときに前記半導体スイッチング装置のゲート信号を生成することにより、前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値が前記しきい値電圧未満となって減少するにつれて前記第１のゲイン処理の結果の値を上昇させて、この結果、前記第１のリミット処理の結果である電流値を減少させて、この減少の結果、前記指令値を減少させて、この減少の結果、前記蓄電装置から前記半導体スイッチング装置に流れる電流値が減少するように前記半導体スイッチング装置を制御する放電抑制制御を行ない、前記力行制御の際に前記蓄電電圧検出手段により検出した電圧値が前記下限値になった際に、前記第１のリミット処理の結果である電流値を０として、この結果、前記指令値を０にして、前記蓄電装置から前記半導体スイッチング装置に流れる電流値が０となるように前記半導体スイッチング装置を制御する放電停止制御を行なう放電制御手段と、前記インバータ装置が回生制御を行なう際に、前記直流電圧検出手段により検出した電圧値が所定の第１のしきい値電圧まで上昇した際に前記蓄電装置への充電が開始されるように前記半導体スイッチング装置を制御し、前記直流電圧検出手段により検出した電圧値が前記第１のしきい値電圧より低い第２のしきい値電圧まで下降した際に前記蓄電装置への充電が停止するように前記半導体スイッチング装置を制御することで前記蓄電装置への充電を制御する充電制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係わる車両用制御装置では、インバータ装置が力行制御を行なう際は電流値が所定のしきい値電流を超えた場合に蓄電装置の放電が開始するように制御し、前記力行制御の際に蓄電装置の端子電圧が、当該蓄電装置に流れる電流が過電流状態とならない状態で当該蓄電装置が使用可能な電圧範囲内の所定の下限値になった場合に蓄電装置からの放電が停止するように制御し、回生制御を行なう際は電圧値の大小にしたがって蓄電装置の充電制御を行なうようにしたので、主電動機からの回生時に発生したエネルギーを適切に有効利用することができる。

以下図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にしたがった鉄道車両用制御装置の構成例を示すブロック図である。
この鉄道車両用制御装置では、直流電源１に対し、フィルタリアクトル２を介してインバータ装置４が接続されており、インバータ装置４の入力側にフィルタコンデンサ３が、インバータ装置４の出力側に主電動機５がそれぞれ接続される。

また、フィルタコンデンサ３と並列に、半導体スイッチング装置であるチョッパ装置６が接続される。このチョッパ装置６は、第１のＩＧＢＴ６ａのエミッタと第２のＩＧＢＴ６ｂのコレクタが接続されてなる。第１のＩＧＢＴ６ａのコレクタは直流電源１の高電位側に接続され、第２のＩＧＢＴ６ｂのエミッタは直流電源１の低電位側に接続される。第２のＩＧＢＴ６ｂのコレクタとエミッタの間には、蓄電装置として電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）７が接続される。

また、フィルタコンデンサ３の端子電圧（Ｖｄｃ）の値を検出する直流電圧検出部８、直流電源１から供給されてフィルタリアクトル２を流れる電流（Ｉｄｃ）の値を検出する直流電流検出部９、インバータ装置４への入力電流（Ｉｉｎｖ）の値を検出するインバータ電流検出部１０、ＥＤＬＣ７の端子電圧（Ｖｃｈ）の値を検出するＥＤＬＣ電圧検出部１１、および、ＥＤＬＣ７から第２のＩＧＢＴ６ｂのコレクタに出力される電流（Ｉｃｈ）の値を検出するＥＤＬＣ電流検出部１２がそれぞれ設けられる。また、チョッパ装置６には充放電制御装置１３が接続される。

図２は、図１に示した鉄道車両用制御装置の制御に係る各種パラメータ値を表にして示した図である。これらのパラメータについては順次説明する。
図３は、図１に示した充放電制御装置１３の構成例を示すブロック図である。
この充放電制御装置１３は、充電制御部２１、放電制御部２２および力行回生検出部２３を備える。力行回生検出部２３は、主電動機５、インバータ装置４が力行時にあるか回生時にあるかを検出する。充放電制御装置１３では、力行回生検出部２３による検出結果にしたがって、力行時は放電制御部２２からの制御信号が、回生時は充電制御部２１からの制御信号がチョッパ装置６に入力されるように、スイッチ２４が切り替えられるようになっている。

力行回生検出部２３では、例えば図示しない運転用装置において、運転士により加速にかかる操作がなされて、これを示す制御信号が出力された際に、この信号を検出して力行時とみなし、減速にかかる操作がなされたことを示す制御信号が出力された際は、これを検出して回生時とみなす。つまり、力行時にあるか回生時にあるかによってチョッパ装置６の制御方法を切り替えている。

次に、放電制御部２２による放電制御について説明する。図４は、図３に示した放電制御部２２の回路構成例を示すブロック図である。図５は、図４に示した構成の放電制御部２２による制御を行なった際の動作波形を示した図である。

この放電制御部２２では、まず直流電流検出部９で検出した直流電源供給電流（Ｉｄｃ）の値から直流電源供給電流リミット値（ＩｄｃＬ）の値を減算する。ＩｄｃＬの値は７［Ａ］である。そして、この減算した値に、ゲイン部３１によるゲイン（定数Ｋ１）処理を行ない、この値に対し、上下限リミット処理部３２による上下限リミット処理を行なう。この上下限リミット処理の上限値（ＬｉｍｉｔＵ）は５０［Ａ］（図２参照）であり、下限値（ＬｉｍｉｔＬ）は０［Ａ］である。ＬｉｍｉｔＵは、チョッパ装置６およびＥＤＬＣ７の定格電流の値である。

上下限リミット処理部３２から出力される値は、チョッパ装置６の電流指令値（Ｉｃｈ^＊）となる。そしてこのＩｃｈ^＊の値から、ＥＤＬＣ電流検出部１２で検出したＩｃｈの値を減算した上で、ＡＣＲ（電流制御部）３３にて、比例、積分を含む電流制御を行なう。そして、ＡＣＲ３３からの出力値とＣＡＲ（キャリア波生成部）３４からの出力値をＰＷＭ制御部３５にて比較する処理である三角波比較を行ない、この比較の結果、ＡＣＲ３３からの出力値がＣＡＲ３４からの出力値を上回ったときにチョッパ装置６の第１のＩＧＢＴ６ａのゲート信号を生成する。

具体的には、Ｉｄｃの値が７［Ａ］を超えるとＩｃｈ^＊の値が正の値となり、ＰＷＭ制御部３５による処理を経てチョッパ装置６にゲート信号が供給されるようになる。これにより、チョッパ装置６がオン状態となり、ＥＤＬＣ７に予め蓄えられたエネルギーの放電が開始される。

図５のグラフで示されるように、力行時はＩｄｃおよびＩｉｎｖの値が徐々に上昇する。また、チョッパ装置６がオン状態となってＥＤＬＣ７からの放電が開始されると、Ｖｃｈの値が徐々に減少する一方で、Ｉｄｃの値は放電開始時から上昇しない。また、Ｉｉｎｖの値は、力行時に必要な電流値に達すると上昇しない。

よって、主電動機５を駆動するためのエネルギーを架線（直流電源１に相当）からの電力に代えて確保することができる。なお、チョッパ装置６がオン状態になってもＥＤＬＣ７にエネルギーが充電されていない場合には、Ｉｉｎｖの値が力行時に必要な電流値に達するまでＩｄｃの値が上昇する。

次に、図３に示した充電制御部２１の回路構成例について、図６を参照して説明する。図７は、図６に示した構成の充電制御部２１による制御を行なった際の動作波形を示した図である。

この充電制御部２１では、直流電圧検出部８により検出したＶｄｃの値をヒステリシスコンパレータ４１（図６参照）に入力し、その出力信号をチョッパ装置６の第１のＩＧＢＴ６ａのゲートに入力して第１のＩＧＢＴ６ａを制御する。また、第２のＩＧＢＴ６ｂは常にオフ状態にする。ヒステリシスコンパレータ４１の上限値（ＨｙｓＵ）は２８０［Ｖ］（図２参照）で、下限値（ＨｙｓＬ）は２７５［Ｖ］（図２参照）である。

具体的には、回生開始後にＶｄｃの値が２８０［Ｖ］未満の値から２８０［Ｖ］まで上昇する（図７参照）と、チョッパ装置６の第１のＩＧＢＴ６ａのゲートがオン状態となって、ＥＤＬＣ７への充電が開始される。

図７に示したグラフでは、充電開始後のＶｄｃの値の軌跡は２８０［Ｖ］で一定となっているが、実際には、チョッパ装置６の第１のＩＧＢＴ６ａのゲートがオン状態となってＥＤＬＣ７への充電が開始されるとＶｄｃの値が減少し、この減少したＶｄｃの値がＨｙｓＬの値（２７５［Ｖ］）まで下降すると、第１のＩＧＢＴ６ａのゲートがオフ状態となってＥＤＬＣ７への充電が停止する。するとＶｄｃの値が再び上昇して、この値がＨｙｓＵの値（２８０［Ｖ］）となることでＩＧＢＴ６ａのゲートが再びオン状態となり、ＥＤＬＣ７への充電が再開される。以後はこれらの動作を繰り返す。

つまり、Ｖｄｃの値が所定の上限値または下限値となった場合にＥＤＬＣ７への充電のオンオフを制御するので、回生制御の際に回生エネルギーが急変してもインバータ装置４の直流側電圧が過電圧になることが回避できる。よって安全な回生制御が可能になる。以上説明したように、力行時には電流値の大小にしたがって放電制御を行ない、回生時には電圧値の大小にしたがって充電制御を行なうので、力行時と回生時においてそれぞれ適した制御を行なうことができる。

次に、図４に示した構成の放電制御部２２の変形例について図８を参照して説明する。この変形例では、前述した放電制御に加え、放電によりＥＤＬＣ７の端子電圧が所定の使用電圧範囲（１００［Ｖ］〜２００［Ｖ］、図２参照）の下限値（１００［Ｖ］）未満になることを防ぐための放電抑制制御を行なうことができる。

ＥＤＬＣ７の端子電圧を使用電圧範囲の下限値（１００［Ｖ］）以上とするのは、放電によりＥＤＬＣ７の電圧が一定の値を超えて減少するとＥＤＬＣ７に流れる電流が過電流状態となり、ＥＤＬＣ７の損傷の原因となるからである。

図９は、図８に示した構成の放電制御部２２による制御を行なった際の、ＶｃｈとＩｃｈの値の関係をグラフで示した図である。図１０は、図８に示した構成の放電制御部２２による制御を行なった際の動作波形を示した図である。

図８に示した構成の放電制御部２２では、前述した放電開始後において、Ｖｃｈの値の変化に応じて、上下限リミット処理部３２のＬｉｍｉｔＵ（図２参照）の値を変化させる。

放電制御部２２では、放電抑制開始電圧（ＶｃｈＬＬ）の値（１１０［Ｖ］、図２参照）から、ＥＤＬＣ電圧検出部１１により検出したＶｃｈの値を減算し、この値に対してゲイン部５１によるゲイン（定数Ｋ２）処理を行なう。そして、ゲイン部５１の出力値を初期ＬｉｍｉｔＵの値（５０［Ａ］、図２参照）から減算し、この減算により得られた値に対して上下限リミット処理部５２による上下限リミット処理を行なう。この上下限リミット処理における下限値は０［Ａ］で、上限値は５０［Ａ］である。そして、上下限リミット処理部５２からの出力値が、上下限リミット処理部３２におけるＬｉｍｉｔＵの値となる。

具体的には、放電によりＶｃｈの値が１１０［Ｖ］未満となると、ゲイン部５１からの出力値が正の値となる。そして、ゲイン部５１からの出力値の上昇にしたがって上下限リミット処理部３２のＬｉｍｉｔＵの値が減少するのでＩｃｈ^＊の値が減少する。この構成例では、Ｖｃｈの値が減少して、ＥＤＬＣ７の使用電圧下限値である１００［Ｖ］となった際に上下限リミット処理部３２のＬｉｍｉｔＵの値が０［Ａ］となるように制御される。上下限リミット処理部３２のＬｉｍｉｔＵの値が０［Ａ］になるとＩｃｈ^＊の値も０［Ａ］になるのでチョッパ装置６がオフ状態となる。よって、ＥＤＬＣ７の放電が停止する。

放電抑制制御が開始されると、図１０のグラフに示すようにＶｄｃの値が減少する。また、放電抑制制御によりＩｃｈの値が徐々に減少すると、その減少した分だけＩｄｃの値が徐々に上昇する。つまり、Ｉｉｎｖの値は放電抑制制御が開始されても変化せず、放電停止時におけるＩｄｃの値はＩｉｎｖの値と同じになり、Ｉｃｈの値が０となる。以上述べたように、Ｖｃｈの値がＥＤＬＣ７の使用電圧範囲の下限値（１００［Ｖ］）を下回った状態での放電がなされなくなるため、ＥＤＬＣ７を安全に使用することができる。

次に、図６に示した構成の充電制御部２１の変形例について図１１を参照して説明する。この変形例では、前述した充電制御に加え、充電によりＥＤＬＣ７の端子電圧が所定の使用電圧範囲の上限値（２００［Ｖ］、図２参照）を超えることを防ぐための充電抑制制御を行なうことができる。

図１２は、図１１に示した構成の充電制御部２１による制御を行なった際のＶｃｈの値とＨｙｓＵ（図２参照）の値の関係をグラフで示した図である。図１３は、図１１に示した構成の充電制御部２１による制御を行なった際の動作波形を示した図である。

図１１に示した構成の充電制御部２１では、前述した充電制御の開始後において、Ｖｃｈの値の変化に応じてヒステリシスコンパレータ４１のＨｙｓＵ（図２参照）の値を変化させる。充電制御部２１では、ＥＤＬＣ電圧検出部１１により検出したＶｃｈの値から充電抑制開始電圧（ＶｃｈＵＬ）の値（１９０［Ｖ］、図２参照）を減算した値に対してゲイン部６１によるゲイン（定数Ｋ３）処理を行なう。そしてゲイン部６１による出力値に対して下限値リミット処理部６２による下限値リミット処理を行なう。この下限値リミット処理における下限値は０［Ａ］である。

そして、下限値リミット処理部６２からの出力値に、初期のＨｙｓＵの値（２８０［Ｖ］、図２参照）の値を加算した値がヒステリシスコンパレータ４１のＨｙｓＵの値となる。ＨｙｓＵの値が２８０［Ｖ］を超えて徐々に上昇すると、チョッパ装置６の第１のＩＧＢＴ６ａのゲートがオフ状態からオン状態に切り替わる際の電圧値が徐々に上昇することになるので、回生時に発生するエネルギーが一定である場合には、Ｖｄｃの平均値の増加とともにＩｉｎｖの値が減少する。Ｉｉｎｖの値は、充電時におけるＩｃｈの値と同じなので、ＥＤＬＣ７への充電が徐々に抑制されることになる。

図１３に示したグラフでは、充電抑制開始後において、Ｖｄｃの値が２８０［Ｖ］を超えて直線的に上昇しているが、実際には、ＥＤＬＣ７への充電が開始されるとＶｄｃの値はＨｙｓＬの値（２７５［Ｖ］）となるまで減少して、ＨｙｓＬの値となった際にＥＤＬＣ７への充電が停止し、Ｖｄｃの値はＨｙｓＵの値となるまで再び上昇する。つまりＶｄｃの値は、Ｖｃｈの値の上昇にともなって上昇した値であるＨｙｓＵの値とＨｙｓＬの値（２７５［Ｖ］）との間での変化を繰り返す。

具体的には、回生制御によりＶｃｈの値が増加してＶｃｈＵＬの値（１９０［Ｖ］）を超えると、ゲイン部６１からの出力値が正の値となり、ヒステリシスコンパレータ４１のＨｙｓＵの値が増加する。この構成例では、Ｖｃｈの値が使用電圧上限値（２００［Ｖ］）に達した際にＨｙｓＵの値が３１０［Ｖ］になるように制御される（図１２参照）。

Ｖｃｈの値がＥＤＬＣ７の使用電圧上限値である２００［Ｖ］となって、Ｖｄｃの値がインバータの軽負荷回生制御開始レベル（３００[Ｖ]）となった場合には、インバータ装置４は軽負荷回生制御を開始し、Ｖｄｃの値が３００［Ｖ］一定となるように制御する。このときのＶｄｃの値はＨｙｓＵの値（３１０［Ｖ］）より小さい値なので、チョッパ装置６はオフ状態である。よって、車両の減速制御を継続して行なうことができる。以上説明したように、Ｖｃｈの値がＥＤＬＣ７の所定の使用電圧範囲上限値を上回った状態での充電がなされなくなるため、ＥＤＬＣ７を安全に使用することができる。

なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の実施形態にしたがった鉄道車両用制御装置の構成例を示すブロック図。 図１に示した鉄道車両用制御装置の制御に係る各種パラメータ値を表にして示した図。 図１に示した充放電制御装置の構成例を示すブロック図。 図３に示した放電制御部の構成例を示すブロック図。 図４に示した構成の放電制御部による制御を行なった際の動作波形を示した図。 図３に示した充電制御部の回路構成例を示すブロック図。 図６に示した構成の充電制御部による制御を行なった際の動作波形を示した図。 図４に示した構成の放電制御部の変形例を示すブロック図。 図８に示した構成の放電制御部による制御を行なった際の、ＶｃｈとＩｃｈの関係をグラフで示した図。 図８に示した構成の放電制御部による制御を行なった際の動作波形を示した図。 図６に示した構成の充電制御部の変形例を示すブロック図。 図１１に示した構成の充電制御部による制御を行なった際の、ＶｃｈとＨｙｓＵの関係をグラフで示した図。 図１１に示した構成の充電制御部による制御を行なった際の動作波形を示した図。 従来の回生負荷抵抗チョッパ制御装置の構成例を示すブロック図。 図１４に示した回生負荷抵抗チョッパを制御する制御部の構成例を示すブロック図。

符号の説明

１…直流電源、２…フィルタリアクトル、３…フィルタコンデンサ、４…インバータ装置、５…主電動機、６…チョッパ装置、７…電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）、８…直流電圧検出部、９…直流電流検出部、１０…インバータ電流検出部、１１…ＥＤＬＣ電圧検出部、１２…ＥＤＬＣ電流検出部、１３…充放電制御装置、２１…充電制御部、２２…放電制御部、２３…力行回生検出部、３１…ゲイン部、３２…上下限リミット処理部、３３…ＡＣＲ（電流制御部）、３４…ＣＡＲ（キャリア波生成部）、３５…ＰＷＭ制御部、４１…ヒステリシスコンパレータ、５１…ゲイン部、５２…上下限リミット処理部、６１…ゲイン部、６２…下限リミット処理部。

Claims (3)

1. 主電動機と、
   この主電動機の駆動を制御するインバータ装置と、
   このインバータ装置の直流側に接続された半導体スイッチング装置と、
   この半導体スイッチング装置に接続された蓄電装置と、
   前記インバータ装置の直流側電圧を検出する直流電圧検出手段と、
   前記インバータ装置の直流側への電流を検出する第１の電流検出手段と、
   前記蓄電装置の端子電圧を検出する蓄電電圧検出手段と、
   前記蓄電装置から前記半導体スイッチング装置に流れる電流を検出する第２の電流検出手段と、
   前記インバータ装置が力行制御を行なう際に、前記第１の電流検出手段により検出した電流値が所定のしきい値電流を超えた際に前記蓄電装置からの放電が開始するように前記半導体スイッチング装置を制御する放電開始制御を行ない、放電開始後に前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値が減少して前記蓄電装置が使用可能な電圧範囲内の所定の下限値より高い所定のしきい値電圧未満となった状態で、前記しきい値電圧の値から前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値を減算した値に第１のゲイン処理を行ない、この処理結果の値を前記蓄電装置の定格電流の値から減算し、この減算結果である電流値に対し、前記定格電流の値を上限値とした第１のリミット処理を行ない、一方で、前記第１の電流検出手段により検出した電流値から前記しきい値電流の値を減算した値に第２のゲイン処理を行なった値に対し、前記第１のリミット処理の結果である電流値を上限値とした第２のリミット処理を行ない、この処理結果の値を前記蓄電装置から前記半導体スイッチング装置に流れる電流の指令値とし、この指令値から前記第２の電流検出手段により検出した電流値を減算した値に対し、比例、積分を含む電流制御を行ない、この電流制御の出力値と所定のキャリア波の出力値との比較を行ない、この比較の結果、前記電流制御の出力値が前記キャリア波の出力値を上回ったときに前記半導体スイッチング装置のゲート信号を生成することにより、前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値が前記しきい値電圧未満となって減少するにつれて前記第１のゲイン処理の結果の値を上昇させて、この結果、前記第１のリミット処理の結果である電流値を減少させて、この減少の結果、前記指令値を減少させて、この減少の結果、前記蓄電装置から前記半導体スイッチング装置に流れる電流値が減少するように前記半導体スイッチング装置を制御する放電抑制制御を行ない、前記力行制御の際に前記蓄電電圧検出手段により検出した電圧値が前記下限値になった際に、前記第１のリミット処理の結果である電流値を０として、この結果、前記指令値を０にして、前記蓄電装置から前記半導体スイッチング装置に流れる電流値が０となるように前記半導体スイッチング装置を制御する放電停止制御を行なう放電制御手段と、
   前記インバータ装置が回生制御を行なう際に、前記直流電圧検出手段により検出した電圧値が所定の第１のしきい値電圧まで上昇した際に前記蓄電装置への充電が開始されるように前記半導体スイッチング装置を制御し、前記直流電圧検出手段により検出した電圧値が前記第１のしきい値電圧より低い第２のしきい値電圧まで下降した際に前記蓄電装置への充電が停止するように前記半導体スイッチング装置を制御することで前記蓄電装置への充電を制御する充電制御手段と
   を備えたことを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記充電制御手段は、
   前記回生制御の際に前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値が前記蓄電装置の使用可能な電圧範囲内の所定の上限値となった際に、前記蓄電装置への充電が停止するように前記半導体スイッチング装置を制御する充電停止手段を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記充電制御手段は、
   前記回生制御の際に前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値が増加して前記蓄電装置の使用可能な電圧範囲内の所定の上限値より低い所定のしきい値電圧を超えた際に、前記検出された電圧値と前記所定の上限値より低い所定のしきい値電圧との差分の大小に応じて、前記蓄電装置に流れる電流値が減少するように前記半導体スイッチング装置を制御する充電抑制手段と、
   前記蓄電電圧検出手段により検出された電圧値が前記所定の上限値より低い所定のしきい値電圧からさらに増加して前記上限値となった際に、前記蓄電装置に流れる電流値が０となるように前記半導体スイッチング装置を制御する充電停止手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。

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