驱动控制系统以及具备驱动控制系统的移动体

摘要

本发明涉及驱动控制系统以及具备驱动控制系统移动体。驱动控制系统具备：在移动体积蓄电力的电力积蓄单元；从发电装置或架线的至少任一者、和所述电力积蓄单元提供电力来驱动所述移动体的驱动装置；和控制由所述电力积蓄单元积蓄电力时的充电电流值的电力积蓄指令单元，所述电力积蓄指令单元基于所述移动体进行制动时的速度来决定所述电力积蓄单元的充电电流限制值。由此，能够根据蓄电装置的充电余力使某时间范围的发热量合适，从而得到节能效果。

说明书

技术领域

本发明涉及驱动控制系统以及具备驱动控制系统的移动体。

背景技术

现今，由于世界性的环境问题而谋求移动体的节能。例如，在移动体 当中，认为铁道系统是节能的。作为在铁道系统降低电力的方法，已知将 车辆的制动时产生的能量最大限度活用在其它车辆的动力运行中的手法、 活用蓄电装置的方法等。另外，在汽车领域中，已知通过具有蓄电装置的 混合动力系统，能与铁道同样地将制动能量再生为电力从而谋求能量的有 效利用。

为了利用蓄电装置来确保节能性能，如何将车辆的制动时产生的再生 能量进行充电变得重要。在再生能量的充电中，存在车辆的制动开始速度 越高则能充电的再生电力量就越多这样的特征。为此，在专利文献1中， 作为有效地将再生能量充电的方法，公开了制动开始速度越高则使能充电 的再生电力量越增加的技术。

专利文献

专利文献1：JP特开2013-59144号公报

但是，在上述专利文献1中未考虑蓄电装置的发热量，若在制动开始 速度高的情况下使再生电力量增加，则某时间范围的发热量也会增加。由 于一般认为蓄电装置的发热、特别是某时间范围的发热量是劣化的要因之 一，因此若单纯使再生电力量增加，则存在会促进蓄电装置的劣化这样的 问题。另外，在蓄电装置的充电余力不充分的情况下，即使充电量少，某 时间范围的发热量也会变大，结果给蓄电装置的寿命带来不良影响。

发明内容

本发明考虑以上的点而提出，提供根据蓄电装置的充电余力而使得某 时间范围的发热量合适，从而能获得节能效果的驱动控制系统以及具备驱 动控制系统的移动体。

为了解决相关的课题，本发明中提供驱动控制系统，其特征在于，具 备：在移动体积蓄电力的电力积蓄单元；从发电装置或架线的至少任一者、 和所述电力积蓄单元被提供电力来驱动所述移动体的驱动装置；和控制由 所述电力积蓄单元积蓄电力时的充电电流值的电力积蓄指令单元，所述电 力积蓄指令单元基于所述移动体进行制动时的速度来决定所述电力积蓄 单元的充电电流限制值。

根据这种构成，通过基于移动体的制动速度来控制电力积蓄单元的充 电电流，能在将某时间范围的发热量保持在一定以下的范围内而得到最大 限度的节能效果。

发明的效果

根据本发明，能够根据蓄电装置的充电余力而使某时间范围的发热量 成为合适，从而能效率良好地得到节能效果。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的驱动系统的构成的框图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的电力积蓄指令处理的流程 的流程图。

图3是表示本发明的第1实施方式所涉及的速度与充电电流的关系的 一例的说明图。

图4是表示本发明的第1实施方式所涉及的速度与某时间范围的发热 量的关系的一例的说明图。

图5是表示本发明的第1实施方式所涉及的速度与充电电力量的关系 的一例的说明图。

图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的驱动系统的构成的框图。

图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的电力积蓄指令处理的流程 的流程图。

图8是表示本发明的第2实施方式所涉及的速度与充电电流的关系的 一例的说明图。

图9是表示本发明的第2实施方式所涉及的速度与某时间范围的发热 量的关系的一例的说明图。

图10是表示本发明的第2实施方式所涉及的速度与充电电力量的关 系的一例的说明图。

图11是表示本发明的第3实施方式所涉及的驱动系统的构成的框图。

图12是表示本发明的第3实施方式所涉及的电力积蓄指令处理的流 程的流程图。

图13是表示本发明的第3实施方式所涉及的速度与充电电流的关系 的一例的说明图。

图14是表示本发明的第3实施方式所涉及的速度与某时间范围的发 热量的关系的一例的说明图。

图15是表示本发明的第3实施方式所涉及的速度与充电电力量的关 系的一例的说明图。

图16是表示本发明的第4实施方式所涉及的驱动系统的构成的框图。

图17是表示本发明的第5实施方式所涉及的驱动系统的构成的框图。

图18是表示本发明的第5实施方式所涉及的电力积蓄指令处理的流 程的流程图。

图19是表示本发明的第6实施方式所涉及的驱动系统的构成的框图。

图20是表示本发明的第6实施方式所涉及的电力积蓄指令处理的流 程的流程图。

标号的说明

101、601、1101、1701、1901  车辆

102  发电装置

103  电力积蓄单元

107、1104、1703、1903  电力积蓄指令单元

104  驱动装置

105  速度测量单元

106  主控制器

1102  位置测量单元

1103、1702  数据库

1602  架线

1902  架线电压测量单元

具体实施方式

针对以下附图详述本发明的1个实施方式。另外，以下，作为本发明 所涉及的移动体的一例，例示铁道车辆进行说明。

(1)第1实施方式

(1-1)本实施方式的概要

首先，说明本实施方式的概要。如上述那样，为了利用蓄电装置来确 保节能性能，如何将车辆的制动时产生的再生能量进行充电变得重要。以 往，公开了制动开始速度越高使能充电的再生电力量越增加来有效地将再 生能量充电的方法，但在该方法中，未考虑蓄电装置的发热量。

由于一般认为将蓄电装置的发热、特别是某时间范围的发热量是劣化 的重要原因之一，因此单纯使再生电力量增加很有可能会促进蓄电装置的 劣化。另外，在蓄电装置的充电余力不充分的情况下，即使充电量较少， 某时间范围的发热量也会变大，作为结果，有给蓄电装置的寿命带来不良 影响的问题。

为此，在本实施方式中，能根据蓄电装置的充电余力使某时间范围的 发热量合适，从而得到节能效果。具体地，在蓄电装置的充电余力充分的 情况下，不管制动开始速度如何，在将在某时间范围内要考虑的情况下的 发热量保持在一定量以下的基础上，得到最大限度的节能效果。另外，在 蓄电装置的充电余力不充分的情况下，在确保蓄电装置的充电余力分的充 电量的基础上，使在某时间范围内要考虑的情况下的发热量为最小限度。

(1-2)铁道车辆的控制装置的构成

接下来参考图1来说明本实施方式所涉及的铁道车辆的控制装置的构 成。图1是表示本实施方式所涉及的铁道车辆的控制装置的构成的框图。

首先，说明控制装置的动力系统的构成。如图1所示，车辆101从发 电装置102以及能积蓄电力的电力积蓄单元103接受电力的供给，经由驱 动装置104而行驶。另外，有以驱动装置104的行驶数据为基础来测量速 度的速度测量单元105。

接下来，说明控制装置的控制系统的构成。如图1所示，接受到来自 由驾驶者进行控制的主控制器106的驱动指令150的驱动装置104，接受 来自发电装置102或电力积蓄单元103的电力供给而进行行驶，与此相伴， 车辆101的速度/位置发生变化。

电力积蓄指令单元107对在电力积蓄单元103中积蓄电力时的充电电 流值进行控制。具体地，电力积蓄指令单元107在有来自主控制器106的 驱动指令150的情况下，基于速度151来决定充电电流限制值。然后，电 力积蓄指令单元107将所决定的充电电流限制值作为充电电流上限值指令 152通知给电力积蓄单元103。电力积蓄单元103以从电力积蓄指令单元 107通知的充电电流限制值为基础来积蓄电力。由测量变化的速度的速度 测量单元105测量速度151。

(1-3)电力积蓄指令处理

接下来，参考图2来说明电力积蓄指令单元107中的电力积蓄指令处 理。

如图2所示，电力积蓄指令单元107判定来自主控制器106的驱动指 令是否是制动指令(S201)。

在步骤S201中驱动指令是制动指令的情况下，电力积蓄指令单元107 基于驱动装置104的速度来决定充电电流的上限值(S202)。

具体地，在将某时间范围的发热量的极限值设为Q、将蓄电装置的内 部电阻设为R、将制动开始速度设为V、将减速度设为_α、将蓄电装置自 身的最大充电电流设为C时，充电电流上限值X用以下的数式(1)求取。

X＝min(C，sqrt(Q/R*α/V))···(1)

另一方面，在步骤S201中驱动指令不是制动指令的情况下，电力积 蓄指令单元107不变更充电电流上限值(S203)而结束处理。

另外，减速度α既可以使用固定值，也可以根据过去的履历来决定值。 另外，也可以使用仿真等将减速度α决定为将来的预测值。另外，关于蓄 电装置的内部电阻R，既可以使用固定值，也可以由搭载于蓄电装置本身 的控制器(未图示)等根据所得到的值来决定。另外，也可以使用仿真等 将内部电阻R决定为将来的预测值。

在此，图3中示出在将横轴设为制动开始速度、将纵轴设为充电电流 上限值的图表中用上述数式(1)算出的充电电流上限值X。如图3所示 那样，可知制动开始速度越高，则用上述数式(1)基于发热量算出的充 电电流上限值越小。

另外，上述的电力积蓄指令单元107的电力积蓄指令处理不管是仅在 驱动装置104刚进入制动后实施，在制动持续的状态的情况下不实施，还 是每周期进行实施，都能得同样的效果。

接下来，在图4示出本实施方式中的相对于制动开始速度的某时间范 围的发热量。如图4所示可知，随着制动开始速度变高，某时间范围的发 热量上升。另外，可知在制动开始速度到达某速度V1时，成为某时间范 围的发热量的极限值Q，这以后不再增加。

接下来，在图5示出本实施方式中的相对于制动开始速度的充电电力 量。如图5所示可知，随着制动开始速度变高，充电电力量上升。另外可 知，在制动开始速度到达某速度V1时，充电电力量的上升速度发生变化。 其中，在制动开始速度经过速度V1后充电电力量也增加。这是因为，充 电电流越少则瞬时损耗越变少。

如以上那样，根据本实施方式可知，在将某时间范围的发热量保持在 一定以下的范围内，能得到最大限度的节能效果。另外，本实施方式在蓄 电装置的充电余力充分的情况下也成为同样的控制。由此，在充电余力充 分的情况下，通过利用以上述数式(1)求得的充电电流上限值X，能得 到同样的效果。

(2)第2实施方式

(2-1)本实施方式的概要

在上述的第1实施方式中，以移动体的制动速度为根据来决定充电电 流限制值，但在本实施方式中，还考虑蓄电装置的能充电电力量来决定充 电电流限制值。另外，在本实施方式中，对与第1实施方式不同构成进行 详细说明，对与第1实施方式同样的构成省略详细的说明。

(2-2)铁道车辆的控制装置的构成

首先，说明控制装置的动力系统的构成。如图6所示，车辆601从发 电装置102以及能积蓄电力的电力积蓄单元103接受电力的供给，经由驱 动装置104进行行驶。另外，具有以驱动装置104的行驶数据为基础来测 量速度的速度测量单元105。

接下来，说明控制装置的控制系统的构成。如图1所示，接受到来自 驾驶者进行控制的主控制器106的驱动指令150的驱动装置104，接受来 自发电装置102或电力积蓄单元103的电力供给使其进行行驶，与此相伴， 车辆601的速度/位置发生变化。

电力积蓄指令单元602对在电力积蓄单元103积蓄电力时的充电电流 值进行控制。具体地，电力积蓄指令单元602在有来自主控制器106的驱 动指令150的情况下，基于速度151以及充电量651来决定充电电流限制 值。

然后，电力积蓄指令单元602将所决定的充电电流限制值作为充电电 流上限值指令152通知给电力积蓄单元103。电力积蓄单元103以从电力 积蓄指令单元602通知的充电电流限制值为基础来积蓄电力。

由变化的速度进行测量的速度测量单元105测量速度151。另外，电 力积蓄单元103的充电量651是指蓄电装置的电池的剩余量。

(2-3)电力积蓄指令处理

接下来，参考图7来说明电力积蓄指令单元602中的电力积蓄指令处 理。

如图7所示那样，电力积蓄指令单元602判定来自主控制器106的驱 动指令是否是制动指令(S701)。

在步骤S701中驱动指令是制动指令的情况下，电力积蓄指令单元602 基于驱动装置104的速度以及能充电电力量来决定充电电流的上限值 (S702)。

具体地，在将某时间范围的发热量的极限值设为Q、将蓄电装置的内 部电阻设为R、将制动开始速度设为V、将减速度设为α、将蓄电装置自 身的最大充电电流设为C、将能充电电力量设为Y、将架线电压设为Vol 时，用以下的数式(2)求取充电电流上限值X。

X＝min(C，sqrt(Q/R*α/V)，Y/Vol*α/V)···(2)

另一方面，在步骤S701中驱动指令不是制动指令的情况下，电力积 蓄指令单元602不变更充电电流上限值(S703)而结束处理。

另外，减速度α以及架线电压Vol既可以使用固定值，也可以根据过 去的履历来决定值。另外，也可以使用仿真等将减速度α决定为将来的预 测值。另外，关于蓄电装置的内部电阻R，既可以使用固定值，也可以由 搭载于蓄电装置自身的控制器(未图示)等根据所得到值来决定。另外， 也可以使用仿真等将内部电阻R决定为将来的预测值。

在此，图8中示出在将横轴设为制动开始速度、将纵轴设为充电电流 上限值的图表中以上述数式(1)以及(2)算出的充电电流上限值X。如 图8所示可知，制动开始速度越高，则基于发热量算出的充电电流上限值 越变小。另外可知，基于能充电电力量的充电电流曲线和基于某时间范围 的发热量的充电电流曲线在某速度V2交叉。

另外，上述的电力积蓄指令单元602的电力积蓄指令处理不管是仅在 驱动装置104刚进入制动后实施，在制动持续的状态的情况下不实施，还 是每周期进行实施，都能得到同样的效果。

接下来，在图9示出本实施方式中的相对于制动开始速度的某时间范 围的发热量。如图9所示那样，随着制动开始速度变高，某时间范围的发 热量上升，在图9所示的速度V2成为某时间范围的发热量的极限值Q， 在这以后慢慢减少。这是因为，在制动开始速度超过速度V2时，充电电 流上限值受到限制，发热量降低。

接下来，在图10中示出本实施方式中的相对于制动开始速度的充电 电力量。如图10所示，随着制动开始速度变高而充电电力量上升，在图8 所示的速度V2成为能充电电力量Y。然后，在制动开始速度超过速度V2 时，不管速度如何，充电电力量都为能充电电力量Y而成为恒定。

接下来，在图10示出本实施方式中的相对于制动开始速度的充电电 力量。如图10所示，随着制动开始速度变高而充电电力量上升，在图8 所示的速度V2成为能充电电力量Y。在这以后，不管速度如何，都在Y 成为恒定。

如以上那样，根据本实施方式，能在确保充电余力的充电量的基础上 使某时间范围的发热量成为最小限度。

(3)第3实施方式

(3-1)本实施方式的概要

在本实施方式中，除了上述的第1实施方式以及第2实施方式的充电 电流限制值的决定方式以外，进一步参考当前位置与停车目标位置之间的 平均坡度来决定充电电流限制值。另外，在本实施方式中，对与第1实施 方式不同的构成详细说明，对与第1实施方式同样的构成则省略详细的说 明。

(3-2)铁道车辆的控制装置的构成

首先，说明控制装置的动力系统的构成。如图11所示那样，车辆1101 从发电装置102以及能积蓄电力的电力积蓄单元103接受电力的供给，经 由驱动装置104行驶。另外具有以驱动装置104的行驶数据为基础来测量 速度的速度测量单元105。进而具备以速度测量单元105的信息为基础来 测量车辆的位置的位置测量单元1102、和车辆1101所行驶的路线的数据 库1103。

接下来，说明控制装置的控制系统的构成。如图11所示那样，接受 到来自驾驶者所控制的主控制器106的驱动指令150的驱动装置104，接 受来自发电装置102或电力积蓄单元103的电力供给来使其进行行驶，与 此相伴，驱动装置104的速度/位置发生变化。

电力积蓄指令单元1104对在电力积蓄单元103积蓄电力时的充电电 流值进行控制。具体地，电力积蓄指令单元1104在有来自主控制器106 的驱动指令150的情况下，基于速度151、电力积蓄单元103的充电量651 以及平均坡度1152来决定充电电流限制值。

然后，电力积蓄指令单元1104将所决定的充电电流限制值作为充电 电流上限值指令152通知给电力积蓄单元103。电力积蓄单元103以从电 力积蓄指令单元1104通知的充电电流限制值为基础来积蓄电力。

由对变化的速度进行测量的速度测量单元105来测量速度151。另外， 所谓平均坡度1152是指当前位置与停车目标位置之间的平均坡度，将由 位置测量单元1102测量的位置1151作为输入，参考路线的数据库1103 来求取平均坡度1152。

(3-3)电力积蓄指令处理

接下来，参考图12来说明电力积蓄指令单元1104中的电力积蓄指令 处理。

如图12所示，电力积蓄指令单元1104判定来自主控制器106的驱动 指令是否是制动指令(S1201)。

在步骤S1201中驱动指令是制动指令的情况下，电力积蓄指令单元 1104根据当前位置和停车目标位置来求取平均坡度(S1202)。具体地， 电力积蓄指令单元1104参考数据库1103的位置信息，来确定与由位置测 量单元1102测量的当前位置对应的停车目标位置。然后，电力积蓄指令 单元1104参考数据库1103的路线的坡度信息，来算出当前位置与停车目 标位置的路线之间的平均坡度。

然后，电力积蓄指令单元1104基于驱动装置104的速度、能充电电 力量以及在步骤S1202中求得的平均坡度，来决定充电电流的上限值 (S1203)。

具体地，在将某时间范围的发热量的极限值设为Q、将蓄电装置的内 部电阻设为R、将制动开始速度设为V、将减速度设为α、将蓄电装置自 身的最大充电电流设为C、将能充电电力量设为Y、将架线电压设为Vol、 将平均坡度设为G[‰]时，充电电流上限值X用以下的数式(3)求取。 另外，平均坡度G[‰]一般能通过乘以系数而表征为G1[km/h/s]。

X＝min(C，sqrt(Q/R*(α-G1)/V)，Y/Vol*(α-G1)/V)···(3)

另一方面，在步骤S1201，在驱动指令不是制动指令的情况下，不变 更充电电流上限值(S1204)而结束处理。

另外，减速度α以及架线电压Vol既可以使用固定值，也可以根据过 去的履历来决定值。另外，也可以使用仿真等将减速度α决定为将来的预 测值。另外，关于蓄电装置的内部电阻R，既可以使用固定值，也可以由 搭载于蓄电装置自身的控制器(未图示)等根据所得到的值来决定。另外， 也可以使用仿真等将内部电阻R决定为将来的预测值。

在此，图13中示出在将横轴设为制动开始速度、将纵轴设为充电电 流上限值的图表中在上述数式(3)中将平均坡度G设为0的情况、和将 平均坡度G设为负的值(下坡坡度)的情况下的充电电流上限值。

如图13所示可知，若平均坡度G越成为负，则曲线越相左下偏移。 由此，在平均坡度G为负的情况下，与平均坡度G为0的情况相比，基 于能充电电力量的充电电流曲线、和基于某时间范围的发热量的充电电流 曲线的交叉点的速度变小。另外可知，在平均坡度G为负的情况下，基于 能充电电力量的充电电流曲线和基于某时间范围的发热量的充电电流曲 线在速度V3交叉。

另外，在图13中虽未图示，但可知在平均坡度G为正的情况下，曲 线向右上偏移。这种情况下，基于能充电电力量的充电电流曲线和基于某 时间范围的发热量的充电电流曲线的交叉的点的速度，大于平均坡度为0 的情况。

另外，在本实施方式中使用电力积蓄单元103的充电量651(能充电 电力量Y)来算出充电电流上限值X，但也可以不使用充电量651来算出 充电电流上限值X。这种情况下，通过以下的数式(4)来求取充电电流 上限值X。

X＝min(C，sqrt(Q/R*(α-G1)/V))···(4)

接下来，图14中示出本实施方式中的相对于制动开始速度的某时间 范围的发热量。如图14所示，随着制动开始速度变高而某时间范围的发 热量上升，在图13所示的速度V3成为某时间范围的发热量的极限值Q， 在这以后慢慢减少。这是因为，在限制开始速度超过速度V3时，充电电 流上限值在速度V3以后受到限制，发热量降低。

接下来，图15中示出本实施方式中的相对于制动开始速度的充电电 力量。如图15所示那样，随着制动开始速度变高而充电电力量上升，在 图13所示的速度V3成为能充电电力量Y。然后，在限制开始速度超过速 度V3时，不管速度如何，充电电力量都在能充电电力量Y成为恒定。

如以上那样，根据本实施方式，能在确保充电余力的充电量的基础上 使某时间范围的发热量成为最小限度。

(4)第4实施方式

(4-1)本实施方式的概要

在本实施方式中，车辆的驱动装置不是从发电装置而是从架线被供给 电力的情况。另外，在本实施方式中，对与第3实施方式不同的构成进行 详细说明，对与第3实施方式同样的构成则省略详细的说明。

(4-2)铁道车辆的控制装置的构成

首先，说明控制装置的动力系统的构成。如图16所示，车辆1601从 架线1602以及能积蓄电力的电力积蓄单元103接受电力的供给，经由驱 动装置104而进行行驶。另外具有以驱动装置104的行驶数据为基础来测 量速度的速度测量单元105。进而具备以速度测量单元105的信息为基础 来测量车辆的位置的位置测量单元1102、和车辆1101所行驶的路线的数 据库1103。

接下来，说明控制装置的控制系统的构成。如图16所示，接受到来 自驾驶者所控制的主控制器106的驱动指令150的驱动装置104，接受来 自架线1602或电力积蓄单元103的电力供给来进行行驶，与此相伴，驱 动装置104的速度/位置发生变化。

电力积蓄指令单元1104控制在电力积蓄单元103积蓄电力时的充电 电流值。具体地，在有来自主控制器106的驱动指令150的情况下，电力 积蓄指令单元1104基于速度151、电力积蓄单元103的充电量651以及平 均坡度1152来决定充电电流限制值。

然后，电力积蓄指令单元1104将所决定的充电电流限制值作为充电 电流上限值指令152通知给电力积蓄单元103。电力积蓄单元103以从电 力积蓄指令单元1104通知的充电电流限制值为基础来积蓄电力。

由对变化的速度进行测量的速度测量单元105测量速度151。另外， 所谓平均坡度1152是指当前位置与停车目标位置之间的平均坡度，将由 位置测量单元1102测量出的位置1151作为输入，参考路线的数据库1103 来求取平均坡度1152。

在本实施方式中，由于进行控制，使得制动时产生的再生电力优先返 回蓄电装置，因此电力积蓄指令处理成为与未连接于架线的第3实施方式 同样的处理。因此，由于能与第3实施方式中说明的图12～图15同样地 得到本实施方式的效果，因此省略详细的说明。

(5)第5实施方式

(5-1)本实施方式的概要

在本实施方式中，对在铁道车辆超出给定位置的情况下进行充电指令 的情况进行说明。另外，在本实施方式中，详细说明与第3实施方式不同 的构成，对与第3实施方式同样的构成则省略详细的说明。

(5-2)铁道车辆的控制装置的构成

首先，说明控制装置的动力系统的构成。如图17所示，车辆1701从 架线1602以及能积蓄电力的电力积蓄单元103接受电力的供给，经由驱 动装置104进行行驶。另外具有以驱动装置104的行驶数据为基础来测量 速度的速度测量单元105。进而具备以速度测量单元105的信息为基础来 测量车辆的位置的位置测量单元1102、和车辆1701所行驶的路线的数据 库1702。

接下来，说明控制装置的控制系统的构成。如图16所示，接受到来 自驾驶者所控制的主控制器106的驱动指令150的驱动装置104，接受来 自架线1602或电力积蓄单元103的电力供给来进行行驶，与此相伴，驱 动装置104的速度/位置发生变化。

电力积蓄指令单元1703控制由电力积蓄单元103积蓄电力时的充电 电流值。具体地，在有来自主控制器106的驱动指令150的情况下，电力 积蓄指令单元1703基于速度151、电力积蓄单元103的充电量651、平均 坡度1152以及参考数据库1702而得到的充电指令信息1751，来决定充电 电流限制值。

然后，电力积蓄指令单元1703将所决定的充电电流限制值作为充电 电流上限值指令152通知给电力积蓄单元103。电力积蓄单元103以从电 力积蓄指令单元1703通知的充电电流限制值为根据来积蓄电力。

由对变化的速度进行测量的速度测量单元105测量速度151。另外， 所谓平均坡度1152，如上述那样是指当前位置与停车目标位置之间的平均 坡度。将由位置测量单元1102测量的位置1151作为输入，参考路线的数 据库1103来求取平均坡度1152。另外，在数据库1702预先设定关于在铁 道列车超过哪个位置的情况下进行充电指令的信息。由此，能综合地管理 来自架线以及蓄电装置的电力的供给。

(5-3)电力积蓄指令处理

接下来，参考图18来说明电力积蓄指令单元1703中的电力积蓄指令 处理。

如图18所示，电力积蓄指令单元1703判定是否有充电指令(S1801)。

在步骤S1801判定为有充电指令的情况下，电力积蓄指令单元1703 判定来自主控制器106的驱动指令是否是制动指令(S1201)。另一方面， 在步骤S1801中判定为没有充电指令的情况下，电力积蓄指令单元1703 执行步骤S1204的处理。

在步骤S1201中驱动指令是制动指令的情况下，电力积蓄指令单元 1703根据当前位置和停车目标位置来求取平均坡度(S1202)。具体地， 电力积蓄指令单元1703参考数据库1103的位置信息来确定与由位置测量 单元1102测量的当前位置对应的停车目标位置。然后，电力积蓄指令单 元170参考数据库1103的路线的坡度信息，来算出当前位置与停车目标 位置的路线之间的平均坡度。

然后，电力积蓄指令单元1703基于驱动装置104的速度、能充电电 力量以及在步骤S1202中求得的平均坡度，来决定充电电流的上限值 (S1203)。

具体地，在将某时间范围的发热量的极限值设为Q、将蓄电装置的内 部电阻设为R、将制动开始速度设为V、将减速度设为α、将蓄电装置自 身的最大充电电流设为C、将能充电电力量设为Y、将架线电压设为Vol、 将平均坡度设为G[‰]时，充电电流上限值X用以下的数式(3)求取。 另外，平均坡度G[‰]一般能通过乘以系数而表征为G1[km/h/s]。

X＝min(C，sqrt(Q/R*(α-G1)/V)，Y/Vol*(α-G1)/V)···(3)

另一方面，在步骤S1201中驱动指令不是制动指令的情况下，不变更 充电电流上限值(S1204)而结束处理。

另外，减速度α以及架线电压Vol既可以使用固定值，也可以根据过 去的履历来决定值。另外，也可以使用仿真等将减速度α决定为将来的预 测值。另外，关于蓄电装置的内部电阻R，既可以使用固定值，也可以由 搭载于蓄电装置自身的控制器(未图示)等根据所得到的值来决定。另外， 也可以使用仿真等将内部电阻R决定为将来的预测值。

另外，在本实施方式中，能得到与第1实施方式中示出的图3～图5、 第2实施方式中示出的图8～图10以及第3实施方式中示出的图14～图 15同样的效果。

如以上那样，根据本实施方式，通过在铁道车辆超过给定位置的情况 下进行充电指令，能在对来自架线以及蓄电装置的电力的供给进行综合地 管理、确保架线和蓄电装置的充电余力的充电量的基础上，使某时间范围 的发热量成为最小限度。

(6)第6实施方式

(6-1)本实施方式的概要

在上述的第5实施方式中，说明了在铁道车辆超过给定位置的情况下 进行充电指令的情况下，但在本实施方式中说明在架线电压超过给定电压 的情况下开始充电的情况。另外，在本实施方式中，详细说明与第5实施 方式不同的构成，对与第5实施方式同样的构成则省略详细的说明。

(6-2)铁道车辆的控制装置的构成

首先，说明控制装置的动力系统的构成。如图19所示那样，车辆1901 从架线1602以及能积蓄电力的电力积蓄单元103接受电力的供给，经由 驱动装置104来进行行驶。另外具有以驱动装置104的行驶数据为基础来 测量速度的速度测量单元105。还具备以速度测量单元105的信息为基础 来测量车辆的位置的位置测量单元1102、和车辆1701所行驶的路线的数 据库1702。进而还具备测量架线电压的架线电压测量单元1902。

接下来，说明控制装置的控制系统的构成。如图19所示那样，接受 到来自驾驶者所控制的主控制器106的驱动指令150的驱动装置104，接 受来自架线1602或电力积蓄单元103的电力供给来进行行驶，与此相伴， 驱动装置104的速度/位置发生变化。

电力积蓄指令单元1903控制由电力积蓄单元103积蓄电力时的充电 电流值。具体地，在有来自主控制器106的驱动指令150的情况下，电力 积蓄指令单元1903基于速度151、电力积蓄单元103的充电量651以及平 均坡度1152来决定充电电流限制值。

并且，电力积蓄指令单元1903将所决定的充电电流限制值作为充电 电流上限值指令152通知给电力积蓄单元103。电力积蓄单元103以从电 力积蓄指令单元1903通知的充电电流限制值为基础来积蓄电力。

由对变化的速度进行测量的速度测量单元105测量速度151。另外， 所谓平均坡度1152是指当前位置与停车目标位置之间的平均坡度，将由 位置测量单元1102测量的位置1151作为输入，参考路线的数据库1103 来求取平均坡度1152。

另外，所谓平均坡度1152，如上述那样是指当前位置与停车目标位置 之间的平均坡度。将由位置测量单元1102测量的位置1151作为输入，参 考路线的数据库1103来求取平均坡度1152。

另外，在本实施方式中，构成为根据由架线电压测量单元1902得到 的架线电压1950，电力积蓄指令单元1903进行充电指令。如上述那样， 在本实施方式中，在架线电压超过给定电压的情况下进行充电指令。由此， 由于能在架线电压超过给定电压、能使再生电力返回蓄电装置的情况下进 行充电指令，因此能有效率地开始再生电力的充电。

(6-3)电力积蓄指令处理

接下来，参考图20来说明电力积蓄指令单元1903中的电力积蓄指令 处理。

如图20所示，电力积蓄指令单元1903判定架线电压是否超过充电开 始电压(S2001)。

在步骤S2001中判定为架线电压超过充电开始电压的情况下，电力积 蓄指令单元1903判定来自主控制器106的驱动指令是否是制动指令 (S1201)。另一方面，在步骤S2001中判定为架线电压未超过充电开始 电压的情况下，电力积蓄指令单元1903执行步骤S1204的处理。

在步骤S1201中驱动指令是制动指令的情况下，电力积蓄指令单元 1903根据当前位置和停车目标位置来求取平均坡度(S1202)。具体地， 电力积蓄指令单元1903参考数据库1103的位置信息来确定与由位置测量 单元1102测量的当前位置对应的停车目标位置。然后，电力积蓄指令单 元1702参考数据库1103的路线的坡度信息，来算出当前位置与停车目标 位置的路线之间的平均坡度。

然后，电力积蓄指令单元1903基于驱动装置104的速度、能充电电 力量以及在步骤S1202中求得的平均坡度，来决定充电电流的上限值 (S1203)。

具体地，在将某时间范围的发热量的极限值设为Q、将蓄电装置的内 部电阻设为R、将制动开始速度设为V、将减速度设为α、将蓄电装置自 身的最大充电电流设为C、将能充电电力量设为Y、将架线电压设为Vol、 将平均坡度设为G[‰]时，充电电流上限值X用以下的数式(3)求取。 另外，平均坡度G[‰]一般能通过乘以系数而表征为G1[km/h/s]。

X＝min(C，sqrt(Q/R*(α-G1)/V)，Y/Vol*(α-G1)/V)···(3)

另一方面，在步骤S1201中驱动指令不是制动指令的情况下，不变更 充电电流上限值(S1204)而结束处理。

另外，减速度α以及架线电压Vol既可以使用固定值，也可以根据过 去的履历来决定值。另外，也可以使用仿真等将减速度α决定为将来的预 测值。另外，关于蓄电装置的内部电阻R，既可以使用固定值，也可以由 搭载于蓄电装置自身的控制器(未图示)等根据所得到的值来决定。另外， 也可以使用仿真等将内部电阻R决定为将来的预测值。

另外，在本实施方式中，也能得到与第1实施方式中示出的图3～图 5、第2实施方式中示出的图8～图10以及第3实施方式中示出的图14～ 图15同样的效果。

如以上那样，根据本实施方式，通过在架线电压超过给定电压的情况 下进行充电指令，能在架线电压超过给定电压而能使再生电力返回蓄电装 置时进行充电指令，能有效率地开始再生电力的充电。