JP5872780B2 - 気動車用エンジン制御装置 - Google Patents
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Description
ところで、気動車においては、エンジンから出力される駆動力は、走行用の駆動源としてだけでなく、空気圧縮機や空調装置、その他電気機器などの各種車載機器(以下「補機」ともいう) の駆動源としても用いられる。これら補機としては、エンジンから出力される機械エネルギーをそのまま利用して動作するものもあれば、発電機により機械エネルギーを電力に変換してその電力により動作するものもある。
制御指令値生成手段が機器駆動力に基づいて具体的にどのように制御指令値を生成するかについても種々考えられるが、例えば請求項3に記載のように、操作指令信号に対応した基本指令値を補正することによって生成することができる。
制御指令値生成手段が車両重量に基づいて具体的にどのように制御指令値を生成するかについても種々考えられるが、例えば請求項6に記載のように、操作指令信号に対応した基本指令値を補正することによって生成することができる。
図1に示すように、本発明が適用された実施形態の気動車1は、その床下に、走行用駆動源であるエンジン2が配置され、床下における車両両端側にはそれぞれ、台車5,6が配置されている。
気動車1の床下には、図1では図示を省略したものの、エンジン2及び変速機3を制御するための変速機制御装置が備えられており、この変速機制御装置からの制御信号によってエンジン2及び変速機3が制御される。そして、この変速機制御装置の中に、図2に示すような、エンジン2の制御を担うエンジン制御部21が備えられている。
そのため、エンジン2に入力される制御指令値は、基本指令値Vmを基本としつつ、この基本指令値Vmを、補機負荷が大きいほど大きくなるよう、且つ車両重量が大きいほど大きくなるように補正したものとなる。これにより、エンジン出力は、基本指令値Vmに対応した基準エンジン出力に補機負荷分及び車両重量分が上乗せされたものとなり、結果として、補機負荷や車両重量が変動しても走行用駆動力(変速機3に入力されるトルク、馬力)の変動は抑制されることになる。
そして、ある電気負荷の動作状態が時刻t3で変化するが、その電気負荷からは、その時刻t3より前の所定のタイミングである時刻t21に、自身の動作状態が所定時間後に所定量変化すること(本例では消費電力が所定量増加すること)を示す動作予告信号が出力され、エンジン制御部21に入力される。
以上説明したように、本実施形態のエンジン制御部21は、単にマスコン20からのノッチ指令信号に対応した基本指令値Vmをそのまま制御指令値として出力するのではなく、補機負荷及び車両重量に応じて基本指令値Vmを補正し、その補正後の値を制御指令値として出力する。
更に、補機負荷が変動する場合にはそのことを予め知ることができるようにし、実際に変動する前に予めその変動を想定してエンジン出力を制御するようにしている。つまり、補機負荷の変動に対するエンジン出力の応答遅れを考慮し、その応答遅れに起因する走行用駆動力の急増・急減等の防止策として、補機負荷が実際に変動する前に、その変動する分に対応した補機駆動力だけエンジン出力を変動させる制御も行うようにしている。そのため、補機負荷の変動に起因する走行用駆動力の変動をより効果的に抑制することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
また、上記実施形態では、ノッチ毎の基本指令値Vm(基準エンジン出力曲線)を、走行のために最低限必要な補機以外の補機における補機負荷が0であって且つ車両の乗客も0の場合において所望の走行用駆動力が得られるような値、即ち走行のために最小限必要なエンジン出力が得られるような値に設定されているものとして説明したが、これもあくまでも一例に過ぎない。
また、補機負荷の検出は、電源装置15からの負荷電力信号に基づく方法以外に、例えば、各電気負荷からそれぞれ消費電力を示す信号入力されてそれに基づいて検出する方法としてもよい。また、発電機12の発電電力を示す信号を送るようにしてもよい。また、発電機12の発電電力或いは電源装置15の出力を並列分岐してエンジン制御部21にも引き込み、シャント抵抗などを用いて消費電力を検出するようにしてもよい。
Claims (8)
- 入力される制御指令値に応じた駆動力を出力するよう構成されたエンジンを走行用駆動源として有すると共に、該エンジンを駆動源として動作する少なくとも1つの車載機器を有する気動車において、該エンジンを制御する気動車用エンジン制御装置であって、
前記エンジンから出力される駆動力であるエンジン出力を複数の駆動レベルの何れかに設定するために操作され、その設定された駆動レベルに応じた操作指令信号を出力する操作指令手段と、
前記車載機器のうち少なくとも1つを検出対象機器として、前記エンジン出力のうち該検出対象機器の駆動源として用いられている分である機器駆動力を直接又は間接的に検出する機器駆動力検出手段と、
前記操作指令信号に対応した前記エンジン出力を前記エンジンから出力させることを基本としつつ、前記機器駆動力が変動しても前記エンジン出力のうち前記気動車の走行用の駆動源として用いられる分が変動しないように、前記機器駆動力検出手段により検出された機器駆動力が大きいほど該エンジン出力が大きくなるように前記制御指令値を生成する制御指令値生成手段と、
を備えたことを特徴とする気動車用エンジン制御装置。 - 請求項1に記載の気動車用エンジン制御装置であって、
前記気動車は、前記機器駆動力を電気エネルギーに変換する発電手段を備え、
前記検出対象機器は、前記発電手段から供給される電力により駆動する電気負荷として構成されており、
前記機器駆動力検出手段は、前記機器駆動力として、前記検出対象機器で消費されている電力を検出する
ことを特徴とする気動車用エンジン制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の気動車用エンジン制御装置であって、
前記操作指令手段から出力された前記操作指令信号に基づき、該操作指令信号に対応した駆動レベルのエンジン出力を前記エンジンから出力させるために必要な前記制御指令値である基本指令値を生成する基本指令値生成手段を備え、
前記制御指令値生成手段は、前記基本指令値生成手段により生成された前記基本指令値を、前記機器駆動力検出手段により検出された機器駆動力に基づき、該機器駆動力が大きいほど前記エンジン出力が大きくなるように補正して、該補正後の基本指令値を前記制御指令値として生成する
ことを特徴とする気動車用エンジン制御装置。 - 請求項3に記載の気動車用エンジン制御装置であって、
前記基本指令値を所定の第1の演算によって補正するための、前記機器駆動力検出手段により検出された機器駆動力に応じた値の第1の補正値を生成する第1補正値生成手段を備え、
前記制御指令値生成手段は、前記基本指令値生成手段により生成された前記基本指令値と前記第1補正値生成手段により生成された前記第1の補正値との前記第1の演算を行うことにより、該基本指令値の補正を行う
ことを特徴とする気動車用エンジン制御装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の気動車用エンジン制御装置であって、
前記気動車の重量を直接又は間接的に検出する重量検出手段を備え、
前記制御指令値生成手段は、前記重量検出手段により検出された重量が大きいほど前記エンジン出力が大きくなるように前記制御指令値を生成する
ことを特徴とする気動車用エンジン制御装置。 - 請求項3又は請求項4に記載の気動車用エンジン制御装置であって、
前記気動車の重量を直接又は間接的に検出する重量検出手段を備え、
前記制御指令値生成手段は、前記基本指令値生成手段により生成された前記基本指令値を、前記機器駆動力検出手段により検出された機器駆動力及び前記重量検出手段により検出された重量に基づき、該機器駆動力が大きいほど前記エンジン出力が大きくなるよう且つ該重量が大きいほど前記エンジン出力が大きくなるように補正して、該補正後の基本指令値を前記制御指令値として生成する
ことを特徴とする気動車用エンジン制御装置。 - 請求項6に記載の気動車用エンジン制御装置であって、
前記基本指令値を所定の第2の演算によって補正するための、前記重量検出手段により検出された重量に応じた値の第2の補正値を生成する第2補正値生成手段を備え、
前記制御指令値生成手段は、前記基本指令値生成手段により生成された前記基本指令値と前記第2補正値生成手段により生成された前記第2の補正値との前記第2の演算を行うことにより、該基本指令値の補正を行う
ことを特徴とする気動車用エンジン制御装置。 - 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の気動車用エンジン制御装置であって、
前記検出対象機器の少なくとも1つは、自身の動作に必要な前記機器駆動力の変動を伴うような所定の動作状態の変化が生じる場合に、該動作状態の変化前の所定のタイミングで、該動作状態の変化により生じる前記機器駆動力の変動内容を示す予告信号を出力可能に構成されており、
前記制御指令値生成手段は、前記検出対象機器から前記予告信号が出力された場合、該予告信号に基づき、該予告信号に対応した前記動作状態の変化が生じる前に、該予告信号に対応した前記動作状態の変化により生じる前記機器駆動力の変動に応じて前記エンジン出力を予め変動させるよう、現在生成している前記制御指令値を補正する
ことを特徴とする気動車用エンジン制御装置。
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