JP2008175617A

JP2008175617A - 試験装置

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Publication number: JP2008175617A
Application number: JP2007007966A
Authority: JP
Inventors: Akira Uenishi; 明上西; Yoshitsugu Kuwamoto; 芳嗣桑本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2008-07-31

Abstract

【課題】電気車制御装置の故障に関する動作検証を迅速かつ容易に行なう試験装置を得ること。
【解決手段】電気車を制御する制御装置１０の動作試験を行なう試験装置において、制御装置１０の動作状態のうち、制御装置１０の故障発生を検知した時点の前後一定期間の動作状態を動作状態情報として記憶しておく動作状態情報記憶部３２と、動作状態情報記憶部３２から動作状態情報を読み出して再生する入力信号再生部３３と、再生した動作状態情報に基づいて、制御装置１０を動作させる動作信号を生成するとともに、生成した動作信号を故障発生が検知された制御装置１０に送信して制御装置１０に故障発生時の動作状態を再現させる等価信号発生部３４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気車制御装置の動作検証を行なう試験装置に関するものである。

近年、電気車の制御を行なう電気車制御装置では、電子制御化と高機能化が進んでおり、その構成や動作が複雑化している。このような電気車制御装置に故障が発生した際には、迅速な故障原因の究明と故障発生部位の特定が必要となる。ところが、電気車制御装置の構成や動作の複雑化に伴い、電気車制御装置で発生する故障状態は多岐に亘っており、故障原因や故障部位の特定が困難となっている。また、電気車を特定の運転条件で動作させる時にのみ、電気車制御装置に故障が発生する場合もあり、このような場合には故障状況の再現すら困難な場合もある。したがって、構成や動作が複雑化した電気車制御装置に対しても、迅速に故障原因や故障発生部位を究明することのできる技術の開発が進められている。

特許文献１に記載の列車状態監視装置は、各列車に搭載されているモニタ端末装置からの情報により故障の発生を検知すると、故障内容の解析に必要な情報を送るようにモニタ端末装置に要求し、この要求により送られてきた情報を故障情報のファイルとして格納している。そして、故障内容の解析に必要な知識（発生した故障と故障原因の因果関係）を予め格納してあるファイルと、故障情報のファイルとを用いて、故障内容を解析し検修項目を特定している。

特開平６−２４５３０２号公報

しかしながら、上記従来の技術では、高度化、高機能化した電気車制御装置の全ての故障モードを網羅してファイルに格納しておくことは困難であるといった問題があった。また、故障モードを予めファイルに格納しておく必要があるため、故障原因の究明までの作業が煩雑になるととともに、予めファイルに格納されていない故障モードに対しては、故障原因と故障発生部位の究明ができないといった問題があった。さらに、電気車制御装置の機能の追加や変更が発生する度に、機能の追加や変更に応じてファイル内の知識データを追加、変更する必要が生じるといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気車制御装置の故障に関する動作検証を迅速かつ容易に行なって、故障に関する検証を容易化する試験装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電気車を制御する制御装置の動作試験を行なう試験装置において、前記制御装置の動作状態のうち、前記制御装置の故障発生を検知した時点の前後一定期間の動作状態を動作状態情報として記憶しておく第１の記憶部と、前記第１の記憶部から前記動作状態情報を読み出して再生する再生部と、再生した前記動作状態情報に基づいて、前記制御装置を動作させる動作信号を生成するとともに、生成した動作信号を前記故障発生が検知された制御装置に送信して前記制御装置に故障発生時の動作状態を再現させる信号生成部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、故障発生を検知した時点の前後一定期間の動作状態から制御装置を動作させる動作信号を生成し、生成した動作信号を故障発生が検知された制御装置に送信して制御装置に故障発生時の動作状態を再現させるので、電気車の制御装置の故障に関する動作検証を迅速かつ容易に行なうことが可能となるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる試験装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかる試験システムの構成を示す図である。試験システム１０１は、電気車１の制御装置１０から制御装置１０の動作に関する情報を受信して、この動作の情報から故障に関する情報（後述の動作状態情報）を抽出し、抽出した動作状態情報を用いて制御装置１０の故障に関する動作検証（故障状態の再現）を行なうシステムである。

試験システム１０１は、故障情報記録装置２と試験装置３を備えている。故障情報記録装置２は、電気車１の制御装置１０から動作状態情報を抽出する際に、電気車１の制御装置１０と接続され、故障情報記録装置２と制御装置１０とによって故障情報記録システム１０２（制御装置１０の故障を検出して記録するシステム）を構成する。また、試験装置３は、動作状態情報を用いて制御装置１０の故障に関する動作検証を行なう際に、電気車１の制御装置１０に接続され、試験装置３と制御装置１０によって動作検証システム１０３（故障が検出された制御装置１０の動作検証を行なうシステム）を構成する。

つぎに、故障情報記録装置２と試験装置３の詳細な構成について説明する。図２は、試験システムの詳細な構成を示すブロック図である。同図において、制御装置１０が試験システム１０１の保守対象である。制御装置１０は、伝送インタフェース部１１、入力部１２、出力部１３、動作制御部１４を備えている。動作制御部１４は、伝送インタフェース部１１、入力部１２、出力部１３とそれぞれ接続している。

電気車１の走行中であって、制御装置１０が故障情報記録装置２に動作状態情報を抽出される際に、伝送インタフェース部１１が故障情報記録装置２に接続される。また、電気車１の走行中であって、制御装置１０が試験装置３によって動作検証される際に、入力部１２および出力部１３が試験装置３に接続される。

制御装置１０は、電気車１が走行する際に入力部１２に運転指令等の入力情報が入力される。動作制御部１４は、この入力情報に基づいた処理を行なって処理結果を出力情報として出力部１３から出力させる。そして、電気車１では、この出力情報に基づいて、電気車１を動作させる。

伝送インタフェース部１１は、動作状態情報を故障情報記録装置２に提供するため、電気車１の走行中に、入力部１２に入力される運転指令等の入力情報、入力情報に対する処理結果として出力部１３から出力される出力情報、制御装置１０自身の内部状態に関する情報（内部状態情報）を、故障情報記録装置２へ送信する。伝送インタフェース部１１は、これらの情報を動作状態情報として所定の周期（後述の状態情報記録周期）で故障情報記録装置２へ送信する。

故障情報記録装置２は、制御装置１０の動作状態情報を抽出して記憶する装置であり、伝送入力Ｉ／Ｆ部２１、故障登録処理部２２、故障検知部２３、動作状態一時記録部（第２の記憶部）２４ａ、動作状態情報記憶部（第１の記憶部）２４ｂ、伝送出力Ｉ／Ｆ部２５を備えている。

伝送入力Ｉ／Ｆ部２１は、故障登録処理部２２および故障検知部２３に接続し、故障登録処理部２２と故障検知部２３とが接続している。また、故障登録処理部２２は、動作状態一時記録部２４ａと接続し、動作状態一時記録部２４ａが動作状態情報記憶部２４ｂに接続している。さらに、動作状態情報記憶部２４ｂが伝送出力Ｉ／Ｆ部２５に接続している。伝送入力Ｉ／Ｆ部２１は、制御装置１０（伝送インタフェース部１１）から送られる動作状態情報を受信して、故障登録処理部２２と故障検知部２３に入力する。

故障検知部２３は、入力Ｉ／Ｆ部２１から入力された制御装置１０の動作状態情報に基づいて、制御装置１０の故障の発生を検知する。故障検知部２３は、制御装置１０の故障の発生を検知すると、故障を検知したことを故障登録処理部２２に通知する。

故障登録処理部２２は、伝送入力Ｉ／Ｆ部２１から入力された制御装置１０の動作状態情報を、動作状態一時記録部２４ａ内の記録ファイルに書込む処理を行う。故障登録処理部２２は、所定の周期（以下、状態情報記録周期という）毎の動作状態情報を動作状態一時記録部２４ａ内に書き込む処理を繰り返す。故障登録処理部２２は、制御装置１０の故障を故障検知部２３から通知されると、状態情報記録周期に関わらず、故障の通知を受けてから所定の時間が経過するまでの間、動作状態情報の取得を継続し、動作状態一時記録部２４ａに記録させておいた状態情報記録周期毎の動作状態情報とともに、継続して取得した動作状態情報を動作状態一時記録部２４ａに記録させる。そして、故障登録処理部２２は、この動作状態一時記録部２４ａに記録した動作状態情報（故障発生時の動作状態情報）を動作状態情報記憶部２４ｂに転送させて動作状態情報記憶部２４ｂに記憶させる。

動作状態一時記録部２４ａから動作状態情報記憶部２４ｂへは、故障の通知を受ける前の所定周期数分の状態情報記録周期と、故障の通知を受けた後の所定周期数分の状態情報記録周期（継続して取得した動作状態情報）を転送し、故障発生時の動作状態情報として動作状態情報記憶部２４ｂに記憶させる。

動作状態一時記録部２４ａは、故障登録処理部２２によって取得された状態情報記録周期毎の動作状態情報を一時的に記録するメモリなどを有している。動作状態情報記憶部２４ｂは、動作状態一時記録部２４ａに記録された動作状態情報を記憶するメモリなどを有している。伝送出力Ｉ／Ｆ部２５は、動作状態情報記憶部２４ｂが記憶する動作状態情報（故障発生時の動作状態情報）を、試験装置３へ送信する。

試験装置３は、制御装置１０に故障発生時の動作状態を再現させる装置（制御装置１０の動作試験を行なう装置）であり、伝送入力Ｉ／Ｆ部３１、動作状態情報記憶部（第１の記憶部）３２、入力信号再生部（再生部）３３、等価信号発生部（信号生成部）３４、表示部３５、モニタ部３６を備えている。

伝送入力Ｉ／Ｆ部３１が動作状態情報記憶部３２に接続し、動作状態情報記憶部３２が入力信号再生部３３に接続している。また、入力信号再生部３３が等価信号発生部３４に接続し、表示部３５がモニタ部３６に接続している。また、試験装置３が動作検証を行なう際には、等価信号発生部３４が制御装置１０の入力部１２に接続され、モニタ部３６が制御装置１０の出力部１３に接続される。

伝送入力Ｉ／Ｆ部３１は、故障情報記録装置２の伝送出力Ｉ／Ｆ部２５から送られる動作状態情報（故障発生時の動作状態情報）を受信して、動作状態情報記憶部３２に記憶させる。

動作状態情報記憶部３２は、動作状態情報を記憶するメモリなどを有している。動作状態情報記憶部３２は、故障情報記録装置２の動作状態情報記憶部２４ｂが記憶する動作状態情報を、伝送出力Ｉ／Ｆ部２５、伝送入力Ｉ／Ｆ部３１を介して読み込み記憶する。

入力信号再生部３３は、動作状態情報記憶部３２が記憶する動作状態情報から制御装置１０への入力信号（情報）を取出して等価信号発生部３４に入力する。等価信号発生部３４は、入力信号再生部３３からの入力信号を制御装置１０の入力部１２に応じた信号形式（等価信号）（動作信号）に変換して入力部１２へ送る。

モニタ部３６は、制御装置１０からの出力信号（等価信号に対する出力信号）を入力し、この出力信号を表示部３５への情報（制御装置１０の動作状態を示す情報）に変換する。表示部３５は、液晶モニタなどの情報表示機能を有しており、モニタ部３６からの情報を、故障の試験者が故障の判断をしやすい情報（制御装置１０の動作状態を示す情報）として表示する。

つぎに、試験システム１０１の動作手順について説明する。ここでは、まず故障情報記録システム１０２の動作手順として、故障情報記録装置２が電気車１の制御装置１０から動作状態情報を抽出する際の動作手順について説明し、その後、動作検証システム１０３の動作手順として、試験装置３が動作状態情報を用いて制御装置１０の故障に関する動作検証を行なう際の動作手順について説明する。

図３は、故障情報記録装置の動作手順を示すフローチャートである。電気車１の制御装置１０（動作制御部１４）は、電気車１が走行中、入力部１２から入力される運転指令等に応じた処理を行い処理結果を出力部１３から出力し車両の安定走行を行なわせる。そして、電気車１の走行を行なっている間、入力部１２に入力される運転指令等の入力情報、動作制御部１４の処理結果として出力部１３に出力する値（出力情報）、制御装置１０（動作制御部１４）自身の内部状態情報を、動作状態情報として故障情報記録装置２へ送信する。ここでは、伝送インタフェース部１１から故障情報記録装置２へ、所定の周期（状態情報記録周期）で動作状態情報を送信する。すなわち、伝送インタフェース部１１から故障情報記録装置２へは、１周期毎の情報として動作状態情報が送信される。

故障情報記録装置２は、制御装置１０から伝送されてくる動作状態情報を伝送入力Ｉ／Ｆ部２１で受信する（ステップＳ１０）。伝送入力Ｉ／Ｆ部２１は、受信した動作状態情報を故障登録処理部２２と故障検知部２３に入力する。

故障登録処理部２２は、状態情報記録周期（例えば５０ｍｓ毎の一定周期）で受信する動作状態情報を、状態情報記録周期毎に動作状態一時記録部２４ａに記録させる。故障登録処理部２２は、状態情報記録周期で受信する動作状態情報を動作状態一時記録部２４ａ内に書き込む処理を繰り返す（ステップＳ２０）。

故障検知部２３は、入力Ｉ／Ｆ部２１から入力された制御装置１０の動作状態情報に基づいて、制御装置１０の故障の発生を監視し、故障を検知したか否かの判断を行なう（ステップＳ３０）。故障登録処理部２２は、故障検知部２３から制御装置１０の故障が発生したことを示す通知（故障検知信号）を受けていなければ（ステップＳ３０、Ｎｏ）、故障検知部２３から故障発生の通知を受けるまで、動作状態情報を状態情報記録周期で受信し、状態情報記録周期毎に動作状態一時記録部２４ａ内に書き込む処理を繰り返す（ステップＳ１０，Ｓ２０）。

一方、故障検知部２３は、制御装置１０の故障の発生を検知すると（ステップＳ３０、Ｙｅｓ）、故障検知信号を故障登録処理部２２に送信する。故障登録処理部２２は、故障検知部２３から故障検知信号を受けると、故障登録処理部２２が故障検知信号を受信してから所定の時間が経過するまでの間、状態情報記録周期毎の動作状態情報の取得を継続する。そして、動作状態一時記録部２４ａに記録させておいた状態情報記録周期毎の動作状態情報とともに、継続して取得した動作状態情報を動作状態一時記録部２４ａに記録させる（ステップＳ４０）。

そして、故障登録処理部２２は、故障検知部２３から故障検知信号を受取った後、一定時間の経過後に動作状態情報の記録を中断する。この動作により、制御装置１０の動作状態情報として、故障発生（故障検知時点）の前後一定期間分を動作状態一時記録部２４ａに記録できる。

この後、動作状態一時記録部２４ａに記録した動作状態情報を、故障登録処理部２２からの指示に基づいて、動作状態情報記憶部２４ｂに転送し記憶させる。具体的には、動作状態一時記録部２４ａから動作状態情報記憶部２４ｂへ、故障の通知を受ける前の所定周期数分の状態情報記録周期と、故障の通知を受けた後の所定周期数分の状態情報記録周期（継続して取得した動作状態情報）を転送し、故障発生時の動作状態情報として動作状態情報記憶部２４ｂに記憶させる（ステップＳ５０）。

動作状態情報の転送が完了したあと、故障登録処理部２２は、再び次の故障発生時の動作状態情報の記録のため、一定周期で受信する動作状態情報の動作状態一時記録部２４ａへの記録処理を再開する。

この後、故障情報記録装置２は、電気車１の動作（走行）が停止したか否かを確認する（ステップＳ６０）。そして、電気車１の動作が停止していなければ（ステップＳ６０、Ｎｏ）、電気車１が停止するまで、ステップＳ１０〜Ｓ６０の処理を繰り返す。

図４は、試験装置の動作手順を示すフローチャートである。試験装置３は、動作状態情報を用いて制御装置１０の故障に関する動作検証を行なう際に、電気車１の制御装置１０（故障が発生した制御装置１０）に接続される。

伝送入力Ｉ／Ｆ部３１は、故障情報記録装置２の動作状態情報記憶部２４ｂが記憶する動作状態情報（故障発生時の動作状態情報）を、伝送出力Ｉ／Ｆ部２５を介して受信する（ステップＳ１１０）。この動作状態情報は、動作状態情報記憶部３２に記憶させる。これにより、試験装置３は、故障発生時の動作状態情報を故障情報記録装置２から容易に取得することが可能となる。

入力信号再生部３３は、動作状態情報記憶部３２が記憶する動作状態情報を読み出して、動作状態情報に含まれる電気信号を信号別に分離し（ステップＳ１２０）、制御装置１０への入力信号として等価信号発生部３４に入力する。ここでの入力信号再生部３３は、動作状態情報の読出周期を故障情報記録装置２が動作状態情報を記録した状態情報記録周期（例えば５０ｍｓ周期などの一定周期）と同じ周期とする。すなわち、入力信号再生部３３は、状態情報記録周期毎に動作状態情報を読み出して、状態情報記録周期毎の動作状態情報に含まれる電気信号を信号別に分離する。

等価信号発生部３４は、入力信号再生部３３からの入力信号を制御装置１０の入力部１２に応じた信号形式に変換する（ステップＳ１３０）。換言すると、等価信号発生部３４は、入力信号再生部３３から受取った各電気信号を被試験物である制御装置１０（故障を内包する制御装置１０）への入力信号に適合した形態の信号（等価信号）に変換する。そして、等価信号発生部３４は、変換した信号を制御装置１０に送る（ステップＳ１４０）。

故障を内包する制御装置１０は、試験装置３の等価信号発生部３４からの信号を受けると、この信号に基づいた所定の動作（故障を再現させる動作）を開始する。試験装置３は、引続き動作状態情報記憶部３２に格納された動作状態情報を入力信号再生部３３で読出して分離し、等価信号発生部３４で変換して制御装置１０への出力を継続する。

試験装置３では、制御装置１０に故障（異常）を再現させる動作を行なわせる間、動作状態情報記憶部３２に格納された動作状態情報を入力信号再生部３３で読出して分離し、等価信号発生部３４で変換して制御装置１０への出力する処理を繰り返す。

動作状態情報に応じた制御装置１０の再生動作（故障の再現動作）を、動作状態情報記憶部３２に記憶しておいた情報量（所定周期数分の状態情報記録周期）分だけ継続すると、故障を内包する制御装置１０は故障発生時の前後所定期間の動作を行うことができる。したがって、制御装置１０は、故障検知部２３が故障を検知した時点での電気車１の故障状態（走行時に発生した故障の状態）と同じ出力信号を出すこととなる。

この制御装置１０からの出力信号は、モニタ部３６を介して表示部３５に入力される。そして、表示部３５では、制御装置１０からの出力信号を故障の試験者が故障の判断（故障原因や故障発生部位を究明）をしやすい情報として表示する（ステップＳ１５０）。

故障の試験者は、この表示部３５に表示される情報に基づいて、制御装置１０の内部回路の各部を調査することで、故障箇所の究明の特定ができるので故障原因の特定などが容易に行なえる。

なお、試験装置３から入力された信号による制御装置１０の動作（故障の再現動作）において、１回の再現動作では故障の原因を特定できない場合も考えられる。このため、試験装置３が制御装置１０の再現動作を複数回繰返し行なわせる機能を備える構成としてもよい。これにより、制御装置１０は、故障発生時の動作状態を複数回繰返して再現することとなる。制御装置１０が、繰返し再現動作を行なうことで、故障の原因を有する箇所を徐々に絞り込むことができるので、再現動作が１回の場合よりも故障箇所の特定が容易となる。

つぎに、制御装置の具体例として、制御装置がＡＴＳ（Automatic Train Stop）制御装置である場合の試験システムの動作手順について説明する。図５は、ＡＴＳ制御装置と接続した試験システムの構成を示すブロック図であり、図６は、故障が発生した際のＡＴＳ制御装置の動作状態を示すチャート図である。

図５のＡＴＳ制御装置４０は、内部回路が二重系構成を有した制御装置である。なお、図５の各構成要素のうち図２に示した制御装置１０と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。また、ここでのＡＴＳ制御装置４０では、動作制御部１４の図示を省略している。

ＡＴＳ制御装置４０の入力部１２には、入力信号として制限速度信号Ｓと、電気車１の速度信号Ｖと、運転手の操作スイッチ信号ＳＷとが入力される。ＡＴＳ制御装置４０は、出力部１３からブレーキ出力を発行していない場合には、継電器ＲＹＢを励磁するため、継電器ＲＹＢの接点は開いた状態（図５とは異なる状態）となっている。なお、図５では継電器ＲＹＢの接点が閉じた状態を示している。

電気車１の速度信号Ｖが制限速度信号Ｓを超えると継電器ＲＹＢの励磁が解かれ、継電器ＲＹＢの接点は図５に示すように閉じられてブレーキ出力ＢＲが発行される。そして、電気車１のブレーキを働かせる指令が出力部１３から出力される。

図６のチャート図では、制限速度信号Ｓが７０ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈに低下した後に、電気車１の速度信号Ｖが制限速度信号Ｓを超えていないにも係わらず継電器ＲＹＢの励磁が時点Ｔ₀で解かれ、暫く経過した後の時点Ｔ₁で回復するという故障現象が発生した場合の信号状態を示している。

ここでのＡＴＳ制御装置４０は内部が二重系構成（図示しない制御演算部を２系統備えた構成）となっている。この二重系構成においては、各制御演算部が入力部１２から送られる同じ信号で動作し、それぞれの演算結果を出力部１３に出力している。このため、ＡＴＳ制御装置４０が正常動作している場合は、各制御演算部が出力部１３に出力する信号は全く同じ信号となる。一方、ＡＴＳ制御装置４０が故障している場合は、各制御演算部が出力部１３に出力する信号が異なることとなる。本実施の形態では、ＡＴＳ制御装置４０の内部が二重系構成となっているので、故障状態を呈している時点Ｔ₀（故障の発生点）から故障の回復した時点Ｔ₁（故障の回復点）までの期間は二重系（制御演算部）の２つの出力に不一致が生じている。これにより、時点Ｔ₀から時点Ｔ₁では、電気車１の速度信号Ｖが制限速度信号Ｓを超えていないにも係わらず、故障検知信号ＦＤは図６の状態（内部情報信号がＯＮ）となる。

ＡＴＳ制御装置４０では、図３のチャート図に示すブレーキ出力ＢＲを除いた信号として、制限速度信号Ｓ、速度信号Ｖ、運転手の操作スイッチ信号ＳＷ（ここでは常にＯＦＦ）、および故障検知信号ＦＤをそれぞれ数値化して故障情報記録装置２に、一定周期（状態情報記録周期）（例えば５０ｍｓ周期）で送信する。

故障情報記録装置２では、制御装置であるＡＴＳ制御装置４０への入力信号（制限速度信号Ｓ、速度信号Ｖ、運転手の操作スイッチ信号ＳＷ）および内部状態信号（故障検知信号ＦＤ）を伝送入力Ｉ／Ｆ部２１から受信し、故障登録処理部２２がこれらの情報を動作状態情報として逐次、動作状態一時記録部２４ａに記録する。動作状態一時記録部２４ａは、所定時間分の動作状態情報を記録できる構成となっており、新たな動作状態情報（例えば５０ｍｓ分）を記録する際に、最も古い動作状態情報（例えば５０ｍｓ分）を消去し、上書きしていく。

故障情報記録装置２の故障検知部２３は、ＡＴＳ制御装置４０から受信した内部状態情報の故障検知信号ＦＤの信号が“ＯＮ”になった時に、ＡＴＳ制御装置４０の故障と判断する。そして、故障検知部２３は、ブレーキ出力ＢＲが出力された時点Ｔ₀（故障検知信号ＦＤがＯＮとなった時点）からの一定時間である期間Ｔｎ２が経過するまで、ＡＴＳ制御装置４０の出力情報を記録させる指令を故障登録処理部２２に指示する。

故障登録処理部２２は、時間Ｔｎ２を経過すると、出力情報の記録を中断し動作状態一時記録部２４ａに記録した動作状態情報を動作状態情報記憶部２４ｂに転送する。動作状態一時記録部２４ａの記憶容量を、故障を検知した際の動作状態情報を記録できる大きさ（（期間Ｔｎ１＋期間Ｔｎ２）間の情報を記録できる大きさ）とすることで、故障発生の前後一定期間におけるＡＴＳ制御装置４０の入力情報および内部情報を記録することができる。

故障情報記録装置２は、試験装置３に接続しており、故障情報記録装置２の動作状態情報記憶部２４ｂに記憶された動作状態情報を試験装置３に送信する。試験装置３は、故障情報記録装置２から送信された動作状態情報を動作状態情報記憶部３２に転送し記憶させる。

試験装置３が故障を内包するＡＴＳ制御装置４０に接続された状態にある場合に、入力信号再生部３３は、動作状態情報記憶部３２が記憶している故障を内包するＡＴＳ制御装置４０の動作状態情報を、試験者からの操作指示に従って再生処理する。

試験装置３による動作状態情報の再生（故障動作の再現制御）は、以下に示す動作で行われる。すなわち、入力信号再生部３３が、ＡＴＳ制御装置４０への入力信号である数値化された速度制限信号Ｓと、速度信号Ｖと、操作スイッチＳＷのそれぞれの情報（信号）を動作状態情報記憶部３２から取り出す。そして、入力信号再生部３３は、取り出した情報を、それぞれの情報に応じた電気信号に変換して、それぞれの情報に適した電気信号として出力する。例えば、速度信号Ｖを１００ｋｍ／ｈで１０Ｖの電圧が出力される信号に変換するように入力信号再生部３３を設定しておく。

入力信号再生部３３から出力された電気信号は、等価信号発生部３４に入力される。等価信号発生部３４では、ＡＴＳ制御装置４０の動作に必要な信号形態に変換した信号を、制御装置１０側へ出力する。例えば、速度信号Ｖは、入力された電圧レベルに合致した周波数を持つ交流信号として等価信号発生部３４から制御装置１０へ送られる。試験装置３では、入力信号再生部３３が、動作状態情報記憶部３２に記憶された動作状態情報を連続して読み出し、再生動作を行う。

試験装置３からＡＴＳ制御装置４０への動作状態情報の送信により、ＡＴＳ制御装置４０が再生動作を行なう際には、図６に示した入力信号と同じ入力信号がＡＴＳ制御装置４０に与えられることとなる。このため、ＡＴＳ制御装置４０の出力信号には、図６に示した出力信号と同じ出力信号が現れることとなる。これにより、試験装置３は、故障の発生した状態を制御装置１０に忠実に再現させることができる。

なお、本実施の形態では、制御装置がＡＴＳ制御装置４０である場合について説明したが電気車１に搭載される制御装置であれば他の制御装置でも同様に故障時の動作状態を容易に再現できる。

また、本実施の形態では、故障情報記録装置２や試験装置３を、制御装置１０とはそれぞれ独立した装置として説明したが、制御装置１０が故障情報記録装置２や試験装置３を備える構成としてもよい。

また、故障情報記録装置２と試験装置３を１つの装置で構成してもよい。この場合、伝送出力Ｉ／Ｆ部２５と伝送入力Ｉ／Ｆ部３１は不要となる。また、動作状態情報記憶部２４ｂと動作状態情報記憶部３２は、同様の機能を有しているため１つの記憶手段にまとめてもよい。

また、本実施の形態では、故障情報記録装置２が１つの制御装置１０から動作状態情報を取得する構成としたが、複数の制御装置から動作状態情報を取得してもよい。この場合、試験装置３において、各制御装置に応じた動作状態情報の動作を再現させる。

また、制御装置１０と故障情報記録装置２との接続、故障情報記録装置２と試験装置の接続、試験装置３と制御装置１０の接続は、それぞれ有線接続であってもよいし無線接続であってもよい。

このように実施の形態によれば、故障発生前後の一定期間の制御装置１０の動作状態を記録し、記録しておいた動作状態情報を再生して故障を内包する制御装置１０の入力信号として与えることで、故障発生時の状態を再現させることができる。このように、電気車１の制御装置１０に対して故障時の動作状態を容易に再現させることができるので、特定の条件で発生する故障を再現でき、故障に関する動作検証を迅速かつ容易に行なうことが可能となる。したがって、電気車１の制御装置１０の故障原因の特定を容易かつ迅速に実施することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる試験装置は、電気車制御装置の動作検証に適している。

本発明の実施の形態にかかる試験システムの構成を示す図である。試験システムの詳細な構成を示すブロック図である。故障情報記録装置の動作手順を示すフローチャートである。試験装置の動作手順を示すフローチャートである。ＡＴＳ制御装置と接続した試験システムの構成を示すブロック図である。故障が発生した際のＡＴＳ制御装置の動作状態を示すチャート図である。

符号の説明

１電気車
２故障情報記録装置
３試験装置
１０制御装置
１１伝送インタフェース部
１２入力部
１３出力部
１４動作制御部
２１，３１伝送入力Ｉ／Ｆ部
２２故障登録処理部
２３故障検知部
２４ａ動作状態一時記録部（第２の記憶部）
２４ｂ動作状態情報記憶部（第１の記憶部）
２５伝送出力Ｉ／Ｆ部
３２動作状態情報記憶部（第１の記憶部）
３３入力信号再生部（再生部）
３４等価信号発生部（信号生成部）
３５表示部
３６モニタ部
４０ＡＴＳ制御装置
１０１試験システム
１０２故障情報記録システム
１０３動作検証システム

Claims

電気車を制御する制御装置の動作試験を行なう試験装置において、
前記制御装置の動作状態のうち、前記制御装置の故障発生を検知した時点の前後一定期間の動作状態を動作状態情報として記憶しておく第１の記憶部と、
前記第１の記憶部から前記動作状態情報を読み出して再生する再生部と、
再生した前記動作状態情報に基づいて、前記制御装置を動作させる動作信号を生成するとともに、生成した動作信号を前記故障発生が検知された制御装置に送信して前記制御装置に故障発生時の動作状態を再現させる信号生成部と、
を備えることを特徴とする試験装置。
前記制御装置から送られる動作状態情報を記憶しておく第２の記憶部と、
前記制御装置から送られる動作状態情報から前記制御装置の故障発生を検知する故障検知部と、
前記故障検知部が故障発生を検知する前の所定期間の間の動作状態情報および前記故障検知部が故障発生を検知した後の所定期間の間の動作状態情報を前記第２の記憶部から抽出して前記第１の記憶部に記憶させる故障登録処理部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
前記信号生成部は、生成した動作信号を前記故障発生が検知された制御装置に複数回繰返して送信し、前記制御装置に故障発生時の動作状態を複数回繰返して再現させることを特徴とする請求項１または２に記載の試験装置。
前記信号生成部から送信された動作信号に対して前記制御装置から出力される出力信号を受信するとともに、受信した出力信号を前記制御装置の動作状態を示す情報に変換するモニタ部と、
前記モニタ部が変換した情報に基づいて前記制御装置の動作状態を表示する表示部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の試験装置。