JP2015033179A - 車両用制御装置及び車両用制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の電気系統における健全性の評価を簡素化できる車両用制御装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の車両用制御装置は、想定値演算部と、検出部と、健全性判定部と、を備える。想定値演算部は、走行時における車両の状態に応じた車両情報を取得して、当該車両に備えられた検出部から入力される検出情報についての車両情報に応じた想定値を算出する。検出部は、車両走行時において自装置に入力される検出情報についての検出値を取得する。健全性判定部は、想定値と、検出値と、を比較して、検出値が想定値を基準とした所定の範囲内に含まれているか否かを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、車両用制御装置及び車両用制御方法に関する。

一般に、車両交通システムの運用にあたっては、車両の電気系統の健全性を確認するために、車両ごとに定期的な点検が行われている。この点検では、例えば、電力変換装置における電力変換処理を司る制御装置の動作の健全性を確認する。
この場合、作業者は、当該制御装置を電力変換装置から取り外して、専用の試験機に取り付ける。そして作業者は、試験機に予め用意された試験用の入力パターン（テストパターン）を入力し、その入力パターン応じた正しい動作が成されるか否かを判定することで、制御部の健全性を評価する。

例えば、電力変換装置を制御する制御装置は、実動作時（車両運行時）において主トランスの２次コイル側に設置された電流検出器から２次電流値を示す電流検出情報を入力する。そして制御装置は、電流検出情報が示す２次電流検出値（実測値）をモニタリングしながら、モータへの供給電力を増減させるような処理を行う。
このような制御装置の健全性を評価する場合、作業者は、専用の試験機に取り付けた制御装置に対し、予め用意した模擬電流検出情報を入力し、当該制御装置が、試験機により入力される模擬電流検出情報に応じた正しい動作が行われるか否かを判定する。

このような検査を経ることで、制御部における電流検出部が、入力される電流検出信号を誤って読み取っていないか否かを判別することができる。

特開２００２−３２２９４９号公報

しかしながら、上述したように、車両の電気系統の健全性を確認するために行う点検作業は、検査対象とする機能構成（例えば電力変換装置の制御部）ごとに車両から取り外して専用の試験機に設置する作業を要する。また試験機においては、様々なテストパターンを予め用意し、その全ての項目について正常な動作が行われるか否かを判別する必要がある。したがって、一般的な車両の点検作業において、作業者は、多大な労力を要していた。

本発明が解決しようとする課題は、車両の電気系統における健全性の評価を簡素化できる車両用制御装置及び車両用制御方法を提供することである。

実施形態の車両用制御装置は、想定値演算部と、検出部と、健全性判定部と、を備える。想定値演算部は、走行時における車両の状態に応じた車両情報を取得して、当該車両に備えられた検出部から入力される検出情報についての車両情報に応じた想定値を算出する。検出部は、車両走行時において自装置に入力される検出情報についての検出値を取得する。健全性判定部は、想定値と、検出値と、を比較して、検出値が想定値を基準とした所定の範囲内に含まれているか否かを判定する。

第１の実施形態の車両の全体構成を示す図。 第１の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図。 第１の実施形態の想定値演算部の機能を説明する図。 第１の実施形態の車両用制御装置の処理フローを示す図。 第１の実施形態の変形例に係る車両用制御装置の全体構成を示す図。 第２の実施形態の車両の全体構成を示す図。 第２の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図。 第２の実施形態の想定値演算部の機能を説明する図。 第２の実施形態の車両用制御装置の処理フローを示す図。 第３の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図。 第４の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図。 第４の実施形態の接地電流検出部が検出する接地電流の例を示す図。 第５の実施形態の車両の全体構成を示す図。 第５の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図。 第５の実施形態の車両用制御装置の処理フローを示す図。 第６の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図。 第６の実施形態の車両用制御装置のタイミングチャートを示す図。

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る車両用制御装置を、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態の車両の全体構成を示す図である。この図において、符号１は車両用制御装置である。
図１に示すように、車両９は、架線２０から交流電力を入力し、これを所定の電圧・電流からなる交流電力に変換して負荷であるモータ３４を駆動させる。車両９は、モータ３４が駆動することによって走行する。

まず、図１を参照しながら、車両９の全体構成について説明する。
車両９は、パンタグラフ２１、主トランス２２、コンバータ３０、インバータ３１、接地電流検出部３２、接触器３３、モータ３４及び各種設備３５を備えている。
車両９は、パンタグラフ２１及び主トランス２２を介して、架線２０から交流電力が入力される。主トランス２２は、１次コイル２２０、２次コイル２２１、３次コイル２２２を有しており、電力の供給先に応じて２次コイル２２１、３次コイル２２２を使い分けている。
なお、２次コイル２２１に励起される交流電圧、交流電流をそれぞれ２次電圧、２次電流と、３次コイル２２２に励起される交流電圧、交流電流をそれぞれ３次電圧、３次電流と表記する。

コンバータ３０は、２次コイル２２１から入力する交流電力（２次電圧及び２次電流）を直流電力（直流電圧及び直流電流）に変換する。コンバータ３０は、正電位線（図中の“＋”）に直流の正電位を、負電位線（図中の“−”）に直流の負電位を印加してインバータ３１に出力する。正電位線と負電位線の中央にある配線は中間電位線で、正電位と負電位の中間電位が出力される。
インバータ３１は、コンバータ３０が生成した直流電圧・直流電流を入力して、負荷であるモータ３４に所定の交流電圧・交流電流を供給する。
コンバータ３０及びインバータ３１は、内部にスイッチング素子を備えており、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に基づく車両用制御装置１から出力される駆動信号により、直流電力、交流電力を生成する。

接地電流検出部３２は、図１に示すように、中間電位点Ａと接地点Ｂの間に接続され、接地点Ｂに流れる電流（接地電流）を検出する。接地電流検出部３２が検出する接地電流情報は、車両用制御装置１に入力され、地絡が発生した際の保護動作等に用いられる。
接触器３３は、車両９の電気系統全体を保護する目的で、地絡発生が検知された際に車両用制御装置１から所定の開放指令信号を入力して、主トランス２２、コンバータ３０間の電気接続を開放して電力供給を遮断する。なお、図１に示す接触器３３は、２次コイル２２１の片方のみに設置されているものとして図示しているが、実際には、２次コイル２２１の両方のそれぞれに設置されるものであってもよい。
モータ３４は、インバータ３１が生成する交流電力を入力して回転駆動する車両９の動力源である。モータ３４は、図１に示すように、主トランス２２における２次コイル２２１からの電力供給に基づいて動作する。

設備３５は、車両９内の種々の設備、例えば車両９内に設置される照明や空調機、販売機などである。図１に示すように、設備３５は、主トランス２２における３次コイル２２２からの電力供給に基づいて動作する。
なお、一般的に、設備３５の電力供給源となる３次コイル２２２に励起される電圧は、モータ３４の電力供給源となる２次コイル２２１よりも低めに設定されている。例えば、架線２０からの供給電力が安定している場合、１次コイル２２０から２次コイル２２１にはＡＣ１５００Ｖ程度の交流電圧（２次電圧）が励起されるのに対し、３次コイル２２２にはＡＣ４００Ｖ程度の交流電圧（３次電圧）が励起される。

次に、同じく図１を参照しながら、本実施形態に係る車両用制御装置１の機能構成について説明する。
車両用制御装置１は、車両９の電気配線の各所に設けられた電流検出器（ＣＴ：Current Transformer）及び電圧検出器（ＰＴ：Potential Transformer）が出力する電流検出情報、電圧検出情報を入力して種々の動作を実行する。
例えば、車両用制御装置１は、コンバータ３０、インバータ３１の各入出力配線に設置されたＣＴ及びＰＴを介して入力される電流検出情報、電圧検出情報に応じて、コンバータ３０、インバータ３１へ出力する駆動信号の周波数やパルス幅等を調整することで、所望の電力が安定的にモータ３４に供給されるような制御を行う。
また、車両用制御装置１は、接地電流検出部３２が検出する接地電流情報を入力して地絡の発生を検知する。すなわち車両用制御装置１は、接地電流が所定の閾値を上回った場合には、地絡が発生したものとして、接触器３３に開放指令信号を出力し、電力の供給を遮断する制御を行う。

また、本実施形態に係る車両用制御装置１は、車両情報取得部５が出力する車両情報（後述）と、上述したＣＴ、ＰＴが出力する電圧検出情報、電流検出情報と、を入力して、自装置の健全性を評価する機能を有している。
ここで説明の便宜上、車両用制御装置１は、コンバータ３０の入力電流（２次電流）を検出するＣＴ４０からの電流検出情報と、設備３５の入力電圧（３次電圧）を検出するＰＴ４１からの電圧検出情報と、を入力するものとして以下、説明する（図１）。
ここで、ＣＴ４０及びＰＴ４１は、車両用制御装置１の通常の制御（上述の電力変換制御等）のために従来から用いられていたものであり、本実施形態において新たに設置されたものではない。また、実際には、車両用制御装置１は、ＣＴ４０、ＰＴ４１からの入力のみならず、図１には図示していない他の配線に設置された他のＣＴ、ＰＴからも電流検出情報、電圧検出情報をそれぞれ入力し、これらに基づいて種々の制御（電力変換制御、地絡検知制御等）を行っている。

車両情報取得部５は、例えば車両９の運転室に備えられ、走行時における車両９の状態を示す車両情報である走行速度情報と、ノッチ情報とを取得する。ここでノッチ情報とは、走行中の車両９の現段階において設定されたノッチを示す情報である。なお、車両９の速度制御は、運転士によるノッチ操作によって成される。車両９の運転士は、ノッチ操作を行う（特定のノッチに設定する）ことで、車両９を所望に加速または減速させることができる。
車両情報取得部５が、車両９の走行速度情報及びノッチ情報を取得する具体的手法は、既存の技術により実施可能であるため説明を省略するが、例えば、車両情報取得部５は、モータ３４に備えられたパルスジェネレータ（ＰＧ）を介して入力される実回転数情報に基づいて走行速度情報を取得する。

図２は、第１の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図である。
以下、車両用制御装置１の具体的な機能構成について、図２を参照しながら詳細に説明する。なお、上述したように、第１の実施形態に係る車両用制御装置１は、コンバータ３０の入力電流（２次電流）を検出するＣＴ４０と、設備３５の入力電圧（３次電圧）を検出するＰＴ４１からの２次電流検出情報、３次電圧検出情報を入力する。

図２に示すように、車両用制御装置１は、想定値演算部１０、検出部１１、健全性判定部１２、履歴情報取得部１３及び記憶部１４を備えている。
想定値演算部１０は、車両走行時における車両情報を取得して、自装置に入力される検出情報についての当該車両情報に応じた想定値を算出する。より具体的には、想定値演算部１０は、車両情報である走行速度情報並びにノッチ情報を車両情報取得部５から入力する（図１、図２）。また、想定値演算部１０には、検出情報である３次電圧検出情報の検出値（３次電圧検出値Ｖ３）が、検出部１１（後述）を介して入力される。そして想定値演算部１０は、もう一つの検出情報である２次電流検出情報についての想定値（２次電流想定値Ｉｒ２）を算出する。この２次電流想定値Ｉｒ２は、走行時における車両９の走行速度、設定されたノッチ、並びに、３次電圧検出値Ｖ３に鑑みて、本来流れるべき２次電流の電流値である。
なお想定値演算部１０が、走行速度情報、ノッチ情報、及び、３次電圧検出値Ｖ３に基づいて、２次電流想定値Ｉｒ２を算出する具体的な方法については後述する。

検出部１１は、例えばＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器等で構成され、ＣＴ４０、ＰＴ４１から入力する２次電流検出情報、３次電圧検出情報（アナログ信号）をサンプリングしてデジタル信号に変換し、その信号に基づいて２次電流検出値Ｉ２、３次電圧検出値Ｖ３を取得する。検出部１１が取得する２次電流検出値Ｉ２、３次電圧検出値Ｖ３は、それぞれ、ＣＴ４０、ＰＴ４１を介して実測された２次電流、３次電圧の実測値（検出値）である。

健全性判定部１２は、想定値演算部１０が算出した２次電流想定値Ｉｒ２と、検出部１１が取得した２次電流検出値Ｉ２と、を比較して、２次電流検出値Ｉ２が２次電流想定値Ｉｒ２を基準とした所定の範囲内（例えば±１０％以内）に含まれているか否かを判定する。ここで、２次電流想定値Ｉｒ２は、上述した車両情報（走行速度情報、ノッチ情報）及び３次電圧検出値Ｖ３に基づいて、本来流れるべき２次電流の値である。そうすると、別ルート（ＣＴ４０）を介して実測される２次電流検出値Ｉ２の値と、２次電流想定値Ｉｒ２とは本来一致すべきものである。
したがって、２次電流検出値Ｉ２が２次電流想定値Ｉｒ２を基準とした所定の範囲内に含まれていない場合には、車両用制御装置１の検出部１１、または、ＣＴ４０、ＰＴ４１等の検出器の何れかに起因する検出値の異常が想定されることとなる。健全性判定部１２は、このような場合に、運転士等のオペレータに対して何らかの異常が検知されたことを通知するための異常通知情報を出力する。この異常通知情報は、例えば警告ランプや警報器等のハードウェアに出力され、その警告ランプの点灯や警報音をもってオペレータに通知される。

履歴情報取得部１３は、想定値演算部１０が２次電流想定値Ｉｒ２を算出し、健全性判定部１２が上記判定処理を行ったタイミングにおける２次電流想定値Ｉｒ２、２次電流検出値Ｉ２及びその判定結果等を取得し、これらを関連付けて記憶部１４に記録する。これにより、オペレータ（車両９の点検作業者等）は、走行中に取得された２次電流想定値Ｉｒ２、２次電流検出値Ｉ２並びに判定結果の履歴を参照することで、車両９の健全性、特に車両用制御装置１や各種検出器（ＣＴ４０、ＰＴ４１）の機能に係る不具合の兆候を認知することができ、異常の発生を未然に防ぐことができる。
例えば、走行の度に取得される２次電流検出値Ｉ２が、当該走行ごとに、徐々に２次電流想定値Ｉｒ２との差異が広がっている傾向がみられる場合、オペレータは、２次電流を検出する系統で、不具合が徐々に進行していると判断することができる。
また、履歴情報取得部１３は、記憶時の時刻を示す時刻情報や、走行速度情報、ノッチ情報等を関連付けて記憶させてもよい。

なお図２に示すように、想定値演算部１０は、内部にトリガ部１００を備えている。トリガ部１００は、予め定められた判定実施条件を満たした時にトリガ信号を出力する。例えば、トリガ部１００は、判定実施条件として、走行速度情報が示す走行速度ｖが所定の走行速度設定値ｖｒに達したことを検出してトリガ信号を出力する。想定値演算部１０は、このトリガ信号が出力された場合のみ２次電流想定値Ｉｒ２を演算し、健全性判定部１２に出力する。そうすると、健全性判定部１２、履歴情報取得部１３は、車両９が所定の走行速度設定値ｖｒに達した場合に限り、上記判定処理並びに記憶処理を実行することとなる。

ここで、想定値演算部１０、健全性判定部１２及び履歴情報取得部１３が、走行中、常に上記判定処理、記憶処理を実行し続けると、処理全体の負荷が大きくなる上に記憶部１４の容量を圧迫することとなる。トリガ部１００が上記処理を行うことにより、想定値演算部１０、健全性判定部１２及び履歴情報取得部１３は、特定の条件を満たした場合にのみ各々の処理を実行するので、処理全体の負荷を軽減することができる。
なお、トリガ部１００は、判定実施条件として、走行速度情報ではなく、３次電圧検出値Ｖ３を条件としてトリガ信号を出力してもよいし、例えば時刻情報を条件として定期的にトリガ信号を出力してもよい。さらに、トリガ部１００は、例えば、車両９の主電源が投入されてから、最初に走行速度が走行速度設定値ｖｒに達した場合にのみトリガ信号を出力するようにしてもよい。その他、車両用制御装置１が健全性の判定を行う条件設定は、種々の態様並びにその組み合わせが用いられてよい。

また、履歴情報取得部１３の記憶部１４への履歴情報の記憶方法も種々の態様が用いられてよい。例えば、履歴情報取得部１３は、車両９の初走行時から初期５回の走行において取得された想定値、検出値、判定結果等を消去することなく、常時、記憶部１４に維持しておき、それ以降の走行時において取得された想定値、検出値、判定結果等は、新たに取得された情報に適宜上書きされていくようにしてもよい。
例えば、記憶部１４に記憶領域が１０個あった場合、履歴情報取得部１３は、このうちの特定の５つの記憶領域に対し、初期５回の走行において取得した想定値、検出値、判定結果等を記録し、以降もその情報を消去せずに常に保持しておく。そして、履歴情報取得部１３は、残りの５つの記憶領域に対し、走行して得た新たな情報を適宜上書きしていく処理を行う。
このようにすることで、記憶部１４の使用容量を節約しつつ、初期における車両９の状態と現在の状態とを比較することができ、その差異から異常箇所を特定することが可能となる。

なお、図２は、本実施形態に係る主要な機能構成のみを図示したものであり、車両用制御装置１は、実際には、図２に示した各機能構成以外の機能構成を備えているものとする。例えば、車両用制御装置１は、コンバータ３０、インバータ３１を駆動するＰＷＭ制御部や、接触器３３に開放指令を出力する開放指令部などを備えている。

図３は、第１の実施形態の想定値演算部の機能を説明する図である。
以下、想定値演算部１０が、走行速度情報、ノッチ情報並びに３次電圧検出値Ｖ３に基づいて、２次電流想定値Ｉｒ２を算出する具体的な方法について、図３を参照しながら詳細に説明する。
まず、想定値演算部１０は、車両の走行速度ｖ、ノッチＮと、電力Ｐとの関係を予め取得しておく。ここで図３（ａ）に示す各グラフは、想定値演算部１０が予め取得している走行速度ｖ、ノッチＮと電力Ｐの関係を示している。複数のグラフは、それぞれ設定されたノッチＮ（１Ｎ、２Ｎ、・・・）に対応している。ここで図３（ａ）縦軸の電力Ｐは、モータ３４に供給される電力の源である２次コイル２２１に励起される電力である。したがって電力Ｐは、２次電圧と２次電流の積で与えられる。
よって、想定値演算部１０は、図３（ａ）に示すような走行速度ｖ、ノッチＮと、電力Ｐとの関係を、ルックアップテーブルとして予め保持しておくことにより、車両情報取得部５から入力する走行速度情報及びノッチ情報に基づいて、電力Ｐを一意に特定することができる。なお、図３（ａ）に示す関係は、予め車両９の試験走行、モータ３４の試験駆動等で得られる計測データ及び理論計算に基づいて取得される。

なお、架線２０に印加される電圧（架線電圧）が所定値に安定している場合、２次コイル２２１に印加される２次電圧も安定しているため、電力Ｐが定まれば一意に２次電流も定まるが、架線電圧は車両９及び他の車両の運行状況等に応じて変動する。したがって、想定値演算部１０は、図３（ｂ）に示すような３次電圧と２次電圧との関係を予め取得して保持しておくことで、ＰＴ４１を介して取得される３次電圧検出値Ｖ３に基づいて、２次電圧として本来印加されるべき値である２次電圧想定値Ｖｒ２を特定することができる。
なお、図３（ｂ）に示す関係は、２次コイル２２１と３次コイル２２２の巻き数比から理論計算で取得してもよいし、予め取得した実測データに基づいて取得してもよい。

そして想定値演算部１０は、図３（ａ）の関係により特定された電力Ｐと、図３（ｂ）の関係により特定された２次電圧想定値Ｖｒ２から、２次電流として本来流れるべき想定値である２次電流想定値Ｉｒ２を算出し（Ｉｒ２＝Ｐ／Ｖｒ２）、その演算結果を健全性判定部１２へ出力する。
なお健全性判定部１２は、想定値演算部１０が算出した２次電流想定値Ｉｒ２と、検出部１１を介して検出された２次電流検出値Ｉ２とを比較して、両者が所定の範囲内にあるか否かを判定する（後述）。

図４は、第１の実施形態の車両用制御装置の処理フローを示す図である。
以下、図４を参照しながら、車両用制御装置１の処理フローについて順を追って説明する。
図４に示す処理フローは、車両用制御装置１を搭載する車両９の走行中において開始される。
まず、想定値演算部１０のトリガ部１００は、想定値演算部１０に入力される車両情報、または、電流検出値、電圧検出値に基づいて、予め定められた所定のトリガ条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０）。トリガ条件とは、上述したように、例えば、走行速度情報に示される車両９の走行速度ｖが所定の走行速度設定値ｖｒに達したか否か、という条件である。
トリガ条件が満たされない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、想定値演算部１０は、トリガ条件を満たすまで処理を実行しないで待機する。一方、トリガ条件を満たした場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、想定値演算部１０は、入力する車両情報（走行速度情報、ノッチ情報）及び３次電圧検出値Ｖ３に基づいて、２次電流想定値Ｉｒ２を算出し、健全性判定部１２に出力する（ステップＳ１１）（図３を参照）。
一方、検出部１１は、ＣＴ４０から定常的に入力する２次電流検出情報に基づいて、２次電流検出値Ｉ２を取得し、健全性判定部１２に出力する（ステップＳ１２）。
次に、健全性判定部１２は、入力した２次電流想定値Ｉｒ２と、２次電流検出値Ｉ２とを参照して、２次電流検出値Ｉ２が、２次電流想定値Ｉｒ２を基準とした所定の範囲内（±１０％以内）に含まれているか否かを判定する（ステップＳ１３）。
２次電流検出値Ｉ２が、２次電流想定値Ｉｒ２を基準とした所定の範囲内（±１０％以内）に含まれている場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、健全性判定部１２は、少なくとも２次電流検出値Ｉ２を検出する系統（ＣＴ４０、検出部１１の機能またはその間の電気系統）には異常がないものと判断し、異常通知は行わない。一方、２次電流検出値Ｉ２が、２次電流想定値Ｉｒ２を基準とした所定の範囲内に含まれていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、健全性判定部１２は、異常通知情報を出力して、オペレータに異常の発生を通知する（ステップＳ１４）。
そして履歴情報取得部１３は、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理に基づく２次電流想定値Ｉｒ２、２次電流検出値Ｉ２、３次電圧検出値Ｖ３、及び判定結果等を、その他の情報（時刻情報、走行速度情報等）等と関連付けて記憶部１４に記録する処理を行う（ステップＳ１５）。
なお、車両用制御装置１は、ステップＳ１５の処理を終えた後、再びステップＳ１０に戻ってトリガ条件が満たされるまで待機してもよい。

なお上述した車両用制御装置１の処理フローは一例であって、車両用制御装置１が実施する処理フローが、図４に示した処理フローに限定されることはない。例えば、車両用制御装置１は、想定値演算部１０による想定値の演算（ステップＳ１１）と、検出部１１による検出値の取得（ステップＳ１２）の順番は入れ替え可能であり、または、これらを同時に実行することも可能である。

車両用制御装置１は、以上のようにして、検出値以外の情報である車両情報（走行速度情報、ノッチ情報）及び３次電圧検出値Ｖ３から算出される２次電流想定値Ｉｒ２と、実測値として取得される２次電流検出値Ｉ２と、が一致しているか否かを判定する。これにより、車両用制御装置１は、各検出値（２次電流検出値Ｉ２または３次電圧検出値Ｖ３）を取得する系統に異常がないか否か、を車両９の走行中において判別することができる。

なお上述した内容によれば、想定値演算部１０は、２次電流想定値Ｉｒ２を、３次電圧検出値Ｖ３が正しく取得されていることを前提として算出しているが、実際には、３次電圧検出値Ｖ３が正しく取得されているか否かは不明である。したがって、車両用制御装置１は、健全性判定部１２による判定（図４、ステップＳ１３）に基づいて、２次電流検出値Ｉ２を取得する系統、または、３次電圧検出値Ｖ３を取得する系統の何れかにおいて異常があるか否かを特定できるに留まる。

ここで車両用制御装置１は、上述したように、図１に示すＣＴ４０、ＰＴ４１以外の他の配線に設置されたＣＴ、ＰＴによる電流検出情報、電圧検出情報を取得している。例えば、車両用制御装置１は、２次コイル２２１の出力配線に設置されたＰＴを介して、２次電圧検出値Ｖ２を取得している。
この場合、健全性判定部１２は、さらに、図３（ｂ）のグラフに基づいて特定される２次電圧想定値Ｖｒ２と、実測された２次電圧検出値Ｖ２との比較を行って、３次電圧検出値Ｖ３を取得する系統、または、２次電圧検出値Ｖ２を取得する系統の何れかに異常があるか否かを特定してもよい。
車両用制御装置１は、このように、複数のＣＴ、ＰＴが出力する電圧検出情報、電流検出情報に基づいて各々の想定値を演算するとともに、対応する検出値との判定結果を組み合わせることで、異常箇所をより絞り込めるようにしてもよい。

＜第１の実施形態の変形例＞
図５は、第１の実施形態の変形例に係る車両用制御装置の全体構成を示す図である。
次に、図５を参照しながら、第１の実施形態の変形例に係る車両用制御装置１Ａについて説明する。
車両用制御装置１Ａは、図５に示すように、インバータ３１が出力する交流電流を検出するＣＴ４２と、当該コンバータ３０が出力する直流電圧を検出するＰＴ４３０、ＰＴ４３１と、からの電流検出情報、電圧検出情報を入力する。ここで、ＣＴ４２及びＰＴ４３０、ＰＴ４３１は、車両用制御装置１Ａにおいて、電力変換制御のために従来から用いられていたものであり、本実施形態において新たに設置されたものではない。
なお車両用制御装置１Ａの機能構成は、第１の実施形態に係る車両用制御装置１の機能構成（図２）とほぼ同一であるため、図示を省略する。

この車両用制御装置１Ａは、第１の実施形態に係る車両用制御装置１と同様の方法により、車両情報に基づいて、ＣＴ４２、ＰＴ４３０、ＰＴ４３１を介して取得する各種検出値が正しく取得されているか否かの判定を行う。
具体的には、車両用制御装置１Ａの想定値演算部１０Ａは、図３（ａ）に示したグラフと同等の関係を示すルックアップテーブルを保持している。なおこの変形例の場合、正確には、図３（ａ）縦軸の電力Ｐは、２次コイル２２１に直接励起される電力ではなく、コンバータ３０及びインバータ３１の各種変換処理による電力効率の減損分を加味した値であって、モータ３４に実際に供給される電力である。

想定値演算部１０Ａは、コンバータ３０が出力する直流電圧の検出値である直流電圧検出値Ｖｃと、車両情報取得部５から取得する走行速度情報及びノッチ情報、並びに上記ルックアップテーブルに基づいて、モータ３４に流れるべき電流であるモータ電流想定値Ｉｒｍを算出する。
一方、車両用制御装置１Ａの検出部１１Ａは、ＣＴ４２から入力される電流検出情報（モータ電流検出情報）に基づいて、モータ電流検出値Ｉｍを取得する。
そして、健全性判定部１２Ａは、想定値演算部１０Ａが算出したモータ電流想定値Ｉｒｍと、検出部１１Ａが取得したモータ電流検出値Ｉｍとを比較して、モータ電流を検出する系統に異常がないか否かの判定処理を行う。例えば、健全性判定部１２Ａは、入力したモータ電流想定値Ｉｒ２と、モータ電流検出値Ｉ２とを参照して、モータ電流検出値Ｉ２が、モータ電流想定値Ｉｒ２を基準とした所定の範囲内（±１０％以内）に含まれているか否かを判定する。

第１の実施形態の変形例に係る車両用制御装置１Ａは、以上のようにして、検出値以外の情報である車両情報（走行速度情報、ノッチ情報）から算出されるモータ電流想定値Ｉｒｍと、実測値として取得されるモータ電流検出値Ｉｍと、が一致しているか否かを判定することができる。これにより、車両用制御装置１Ａは、モータ電流検出値Ｉｍを取得する系統に異常がないか否かを車両９Ａの走行中において判別することができる。

なお、上記とは逆に、想定値演算部１０Ａは、ＣＴ４２から取得されるモータ電流検出値Ｉｃと、走行速度情報及びノッチ情報に基づいて、ＰＴ４３０（ＰＴ４３１）から取得されるべき直流電圧想定値Ｖｒｃを算出してもよい。
さらに、想定値演算部１０Ａは、ＣＴ４０、ＰＴ４１から取得される電流検出情報、電圧検出情報と、車両情報と、に基づいて、直流電圧想定値Ｖｒｃ、モータ電流想定値Ｉｒｍを算出してもよい。このように、同一の想定値を異なるルート（検出値）から複数算出することで、冗長性のある評価を行うことができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る車両用制御装置を、図面を参照して説明する。
図６は、第２の実施形態の車両の全体構成を示す図である。この図において、符号１Ｂは車両用制御装置である。なお、第２の実施形態に係る車両９Ｂの全体構成のうち、上述した第１の実施形態及びその変形例と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に示すように、車両９Ｂは、モータ３４に、その実回転数を検出する検出器である実回転数検出器（ＰＧ：パルスジェネレータ）５０を備えている。ＰＧ５０は、モータ３４のモーターシャフトに備えられ、モータ３４の実回転数を検出して、その実回転数を示す実回転数情報を出力する。ここで、ＰＧ５０は、車両用制御装置１Ｂにおいて、モータ３４の回転数を所望に維持する制御のために従来から用いられていたものであり、本実施形態において新たに設置されたものではない。

図７は、第２の実施形態の車両用制御装置１Ｂの機能構成を示す図である。
図７に示すように、本実施形態に係る車両用制御装置１Ｂは、ＰＷＭ制御部１５を備えている。
ＰＷＭ制御部１５は、コンバータ３０及びインバータ３１に対し、電力変換処理のためのＰＷＭ制御を行う。具体的には、ＰＷＭ制御部１５は、コンバータ３０、インバータ３１をＰＷＭ制御するための駆動信号（所定の周波数を有するパルス信号）を出力する。
さらに、本実施形態に係るＰＷＭ制御部１５は、インバータ３１を駆動する駆動信号の周波数（インバータ周波数情報）を取得して想定値演算部１０Ｂに出力する。

本実施形態に係る想定値演算部１０Ｂは、上述の他の実施形態に係る車両用制御装置１、１Ａと同様に、車両情報取得部５から車両情報（走行速度情報、ノッチ情報）を入力する。そして想定値演算部１０Ｂは、入力した車両情報及び上記インバータ周波数情報に基づいて、本来、モータ３４の回転周波数として検出されるべき回転周波数想定値ｆｒｍを算出する。想定値演算部１０Ｂの当該演算機能については後述する。

本実施形態に係る検出部１１Ｂは、図６に示したＰＧ５０を介して入力する実回転数情報を入力し、実測された実回転数から、モータ３４の回転周波数検出値ｆｍを算出して取得する。回転周波数検出値ｆｍは、ＰＧ５０を介して実測されたモータ３４における回転周波数の実測値（検出値）である。

本実施形態に係る健全性判定部１２Ｂは、想定値演算部１０Ｂが算出した回転周波数想定値ｆｒｍと、検出部１１Ｂが取得した回転周波数検出値ｆｍと、を比較して、回転周波数検出値ｆｍが回転周波数想定値ｆｒｍを基準とした所定の範囲内（例えば±１０％以内）に含まれているか否かを判定する。

図８は、第２の実施形態の想定値演算部の機能を説明する図である。
以下、想定値演算部１０Ｂが、走行速度情報、ノッチ情報、及びインバータ周波数情報に基づいて、回転周波数想定値ｆｒｍを算出する具体的な方法について、図８を参照しながら詳細に説明する。
まず、想定値演算部１０Ｂは、車両の走行速度ｖ、ノッチＮと、トルクＴとの関係を予め取得しておく。ここで図８（ａ）に示す各グラフは、想定値演算部１０Ｂが予め取得している走行速度ｖ、ノッチＮとトルクＴの関係を示している。複数のグラフは、それぞれ設定されたノッチＮ（１Ｎ、２Ｎ、・・・）に対応している。ここで図８（ａ）縦軸のトルクＴは、モータ３４に実際に印加されるトルクを示している。
想定値演算部１０Ｂは、図８（ａ）に示すような走行速度ｖ、ノッチＮと、トルクＴとの関係を、ルックアップテーブルとして予め保持しておくことにより、車両情報取得部５から入力する走行速度情報及びノッチ情報に基づいて、モータ３４のトルクＴを一意に特定することができる。なお、図８（ａ）に示す関係は、予め車両９の試験走行、モータ３４の試験駆動等で得られる計測データ及び理論計算に基づいて取得される。

また、想定値演算部１０Ｂは、図８（ｂ）に示すようなトルクＴと滑りｓとの関係を予め取得して保持している。ここで、滑りｓとは、インバータ３１に入力される信号の周波数（インバータ周波数）と同期して回転した場合の同期回転速度Ｎｓと、モータ３４の実際の回転速度Ｎと、の関係を示す係数であり、ｓ＝（Ｎｓ−Ｎ）／Ｎｓで与えられる。なおインバータ周波数は同期回転速度Ｎｓの逆数で示され、モータ３４の実際の回転周波数は、回転速度Ｎの逆数で示される。
したがって想定値演算部１０Ｂは、インバータ周波数と滑りｓとを取得することで、想定されるモータ３４の実際の回転周波数（回転周波数想定値ｆｒｍ）を算出することができる。そして想定値演算部１０Ｂは、この滑りｓを、予め保持している走行速度ｖ、ノッチＮとトルクＴとの関係（図８（ａ））、並びに、トルクＴと滑りｓとの関係（図８（ｂ））に基づいて特定することができる。
このようにして、想定値演算部１０Ｂは、モータ３４の実際の回転周波数として取得されるべき回転周波数想定値ｆｒｍを算出することができる。

図９は、第２の実施形態の車両用制御装置の処理フローを示す図である。
以下、図９を参照しながら、車両用制御装置１Ｂの処理フローについて説明する。なお本実施形態に係る車両用制御装置１Ｂの処理フローのうち、上述した第１の実施形態と同一の処理については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態に係る車両用制御装置１Ｂの処理フローは、図４のステップＳ１１、ステップＳ１２において、回転周波数想定値ｆｒｍ、回転周波数検出値ｆｍを取得する点で第１の実施形態の処理フロー（図４）と異なる。

具体的には、想定値演算部１０Ｂは、入力する車両情報（走行速度情報、ノッチ情報）及びインバータ周波数情報に基づいて、回転周波数想定値ｆｒｍを算出し、健全性判定部１２Ｂに出力する（ステップＳ１１Ｂ）（図８を参照）。
一方、検出部１１Ｂは、ＰＧ５０から定常的に入力する実回転数情報に基づいて、回転周波数検出値ｆｍを取得し、健全性判定部１２Ｂに出力する（ステップＳ１２Ｂ）。

次に、健全性判定部１２Ｂは、入力した回転周波数想定値ｆｒｍと、回転周波数検出値ｆｍとを参照して、回転周波数検出値ｆｍが、回転周波数想定値ｆｒｍを基準とした所定の範囲内（±１０％以内）に含まれているか否かを判定する（ステップＳ１３Ｂ）。
以降の判定結果に基づく異常通知処理（ステップＳ１４）及び履歴情報取得部１３による記憶処理（ステップＳ１５）は、第１の実施形態の処理フロー（図４）と同様である。

車両用制御装置１Ｂは、以上のようにして、検出値以外の情報である車両情報（走行速度情報、ノッチ情報）から算出される回転周波数想定値ｆｒｍと、実測値として取得される回転周波数検出値ｆｍと、が一致しているか否かを判定する。これにより、車両用制御装置１Ｂは、回転周波数検出値ｆｍを取得する系統に異常がないか否か、を車両９Ｂの走行中において判別することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る車両用制御装置を、図面を参照して説明する。
図１０は、第３の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図である。この図において、符号１Ｃは車両用制御装置である。なお、第３の実施形態に係る車両用制御装置１Ｃのうち、上述した第１の実施形態（と、その変形例）及び第２の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態に係る車両用制御装置１Ｃは、車両９Ｃに備えられるとともに、車両９Ｃの各箇所に設置されたサーミスタ６０から温度検出情報を取得する。車両用制御装置１Ｃは、サーミスタ６０から入力される温度検出情報に基づいて、例えば、主変換回路内の温度上昇や、冷却装置の冷却機能の監視などを行う。

図１０に示すように、本実施形態に係る想定値演算部１０Ｃは、上述の各実施形態と同様に、車両情報取得部５（図１０には図示せず）から走行速度情報及びノッチ情報を入力する。また、車両９Ｃの配線の各箇所に設置されたＣＴ、ＰＴ（例えば、図１に示すＣＴ４０等）からの電流検出情報、電圧検出情報に基づく各検出値を入力する。そして、想定値演算部１０Ｃは、これらの情報に基づいて、サーミスタ６０から取得されるべき温度想定値Ｔｈｒを算出する。

想定値演算部１０Ｃは、車両情報取得部５（図示せず）から入力する速度情報、ノッチ情報、及び、ＣＴ、ＰＴより取得された電流検出値、電圧検出値に基づいて、各サーミスタが設置されている部分における温度を算出する。
具体的には、想定値演算部１０Ｃは、予め取得された温度変化特性情報をルックアップテーブルで保持している。ここで、車両９Ｃの各箇所における温度は、車両９Ｃの走行状態、特に消費電力に応じて変化するものであるから、想定値演算部１０Ｃは、その法則性を、温度変化特性情報として予め取得しておく。例えば、温度変化特性情報は、走行時においてサーミスタ６０により実際に取得された温度の推移を、その走行中の各時点における走行速度ｖ、ノッチＮ、及び、電流検出値等の各種パラメータに関連付けて記憶したものであってよい。また、この温度変化特性情報は、走行時における温度の、走行前における初期温度との差分を示すものであってもよい。
想定値演算部１０Ｃは、予め取得された温度変化特性情報に基づいて、サーミスタ６０から取得されるべき温度の想定値（温度想定値Ｔｈｒ）を算出する。

本実施形態に係る検出部１１Ｃは、サーミスタ６０を介して入力する温度検出情報を入力し、温度検出値Ｔｈを取得する。温度検出値Ｔｈは、サーミスタ６０を介して実測された外気、冷却装置等の温度の実測値（検出値）である。

本実施形態に係る健全性判定部１２Ｃは、想定値演算部１０Ｃが算出した温度想定値Ｔｈｒと、検出部１１Ｃが取得した温度検出値Ｔｈと、を比較して、温度検出値Ｔｈが温度想定値Ｔｈｒを基準とした所定の範囲内（例えば±１０％以内）に含まれているか否かを判定する。

なお、本実施形態に係る車両用制御装置１Ｃの処理フローは、第１の実施形態に係る車両用制御装置１の処理フロー（図４）のステップＳ１１、ステップＳ１２において、温度想定値Ｔｈｒ、温度検出値Ｔｈを取得する点で第１の実施形態の処理フローと異なる。

具体的には、想定値演算部１０Ｃは、入力する車両情報（走行速度情報、ノッチ情報）及び電流、電圧検出情報に基づいて、温度想定値Ｔｈｒを算出し、健全性判定部１２Ｃに出力する。
一方、検出部１１Ｃは、サーミスタ６０から定常的に入力される温度検出情報に基づいて、温度検出値Ｔｈを取得し、健全性判定部１２Ｃに出力する。
そして、健全性判定部１２Ｃは、入力した温度想定値Ｔｈｒと、温度検出値Ｔｈとを参照して、温度検出値Ｔｈが、温度想定値Ｔｈｒを基準とした所定の範囲内（±１０％以内）に含まれているか否かを判定する。
なお、以降の判定結果に基づく異常通知処理（ステップＳ１４（図４））及び履歴情報取得部１３による記憶処理（ステップＳ１５（図４））は、第１の実施形態の処理フローと同様である。

車両用制御装置１Ｃは、以上のようにして、検出値以外の情報である車両情報（走行速度情報、ノッチ情報、電流検出値等）から算出される温度想定値Ｔｈｒと、実測値として取得される温度検出値Ｔｈと、が一致しているか否かを判定する。これにより、車両用制御装置１Ｂは、温度検出値Ｔｈを取得する系統に異常がないか否か、を車両９Ｃの走行中において判別することができる。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態に係る車両用制御装置を、図面を参照して説明する。
図１１は、第４の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図である。この図において、符号１Ｄは車両用制御装置である。なお、第４の実施形態に係る車両用制御装置１Ｄのうち、上述した各実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態に係る車両用制御装置１Ｄは、車両９Ｄに備えられるとともに、車両９Ｄのコンバータ３０とインバータ３１を接続する中間電位線上の中間電位点Ａと、接地点Ｂとの間に備えられた接地電流検出部３２から接地電流検出情報を取得する（図１等を参照）。車両用制御装置１Ｄは、接地電流検出部３２から入力される接地電流検出情報に基づいて、車両９Ｄにおける地絡発生を監視するとともに、地絡が発生した場合には、接触器３３（図１等を参照）を開放する制御を行う。

図１１に示すように、本実施形態に係る想定値演算部１０Ｄは、車両９Ｄのコンバータ３０、インバータ３１に対するＰＷＭ制御のための駆動信号を出力するＰＷＭ制御部１５Ｄから、現時点においてＰＷＭ制御を実施しているか否かを示す車両情報である「ＰＷＭ実施情報」を出力する。例えば、ＰＷＭ制御部１５Ｄは、このＰＷＭ実施情報として、自身がＰＷＭ制御を行っている最中には“１”を、ＰＷＭ制御を行っていない場合には“０”を出力する。
そして、想定値演算部１０Ｄは、このＰＷＭ実施情報に基づいて、接地電流検出部３２から取得されるべき接地電流想定値Ｉｒｇを算出する。

図１２は、第４の実施形態の接地電流検出部が検出する接地電流の例を示す図である。
図１２に示すグラフは、地絡が発生していない通常状態において、ＰＷＭ制御部１５Ｄがコンバータ３０、インバータ３１に対して駆動信号を出力し、ＰＷＭ制御を実施している最中に、接地電流検出部３２が検出する接地電流検出情報を示す例である。
ここで、ＰＷＭ制御部１５ＤがＰＷＭ制御を実施している最中は、コンバータ３０、インバータ３１内部においてその駆動信号に基づく高速なスイッチング制御が成されている。したがって、地絡がない場合、本来、接地電流は理想的にゼロとなるはずであるが、実際には、配線間に存在する浮遊容量を介して、図１２に示すような高周波リプル（ノイズ）が重畳されることとなる。
したがって、検出部１１Ｄが、接地電流検出部３２を介して取得する接地電流検出値Ｉｇは、ＰＷＭ制御部１５ＤがＰＷＭ制御を行っているか否か、に応じて取得される電流検出値が変動する。

想定値演算部１０Ｄは、車両情報である上記ＰＷＭ実施情報に基づいて、接地電流検出値Ｉｇとして想定される値である接地電流想定値Ｉｒｇを特定する。具体的には、想定値演算部１０Ｄは、ＰＷＭ制御実施時において発生する接地電流（高周波リプル）を予め計測し（図１２）、これを接地電流想定値Ｉｒｇとして保持しておく。そして、実際の走行時においてＰＷＭ制御が成されている間には、予め計測していた接地電流想定値Ｉｒｇを特定して、健全性判定部１２Ｄへ出力する。

本実施形態に係る検出部１１Ｄは、接地電流検出部３２を介して入力する接地電流検出情報を入力し、接地電流検出値Ｉｇを取得する。接地電流検出値Ｉｇは、接地電流検出部３２を介して実測された接地電流検出情報の実測値（検出値）である。

本実施形態に係る健全性判定部１２Ｄは、想定値演算部１０Ｄが算出した接地電流想定値Ｉｒｇと、検出部１１Ｄが取得した接地電流検出値Ｉｇと、を比較して、接地電流検出値Ｉｇが接地電流想定値Ｉｒｇを基準とした所定の範囲内（例えば±１０％以内）に含まれているか否かを判定する。

車両用制御装置１Ｄは、以上のようにして、検出値以外の情報であるＰＷＭ実施情報から特定される接地電流想定値Ｉｒｇと、実測値として取得される接地電流検出値Ｉｇと、が一致しているか否かを判定する。これにより、車両用制御装置１Ｄは、接地電流検出値Ｉｇを取得する系統に異常がないか否か、を車両９Ｄの走行中において判別することができる。

なお、上述の第４の実施形態に係る想定値演算部１０Ｄは、ＰＷＭ実施情報以外の車両情報（速度情報、ノッチ情報）、または、電流検出情報、電圧検出情報等のいずれか、または、それらの組み合わせに基づいて、接地電流想定値Ｉｒｇを特定するものであってもよい。例えば、接地電流検出値Ｉｇの特性が、車両９Ｄの走行速度ｖに対して高い依存性を有している場合には、各走行速度ｖに応じた接地電流検出値Ｉｇを予め計測しておき、この計測データと走行速度情報に基づいて、接地電流想定値Ｉｒｇを特定するものであってもよい。ノッチ情報や他のＣＴ（ＰＴ）から検出される電流（電圧）検出情報についても同様である。

なお、本実施形態に係る車両用制御装置１Ｄの処理フローは、第１の実施形態に係る車両用制御装置１の処理フロー（図４）のステップＳ１１、ステップＳ１２において、接地電流想定値Ｉｒｇ、接地電流検出値Ｉｇを取得する点で第１の実施形態の処理フローと異なる。

具体的には、想定値演算部１０Ｂは、入力する車両情報（ＰＷＭ実施情報）に基づいて、接地電流想定値Ｉｒｇを算出し、健全性判定部１２Ｄに出力する。
一方、検出部１１Ｄは、接地電流検出部３２から定常的に入力する接地電流検出情報に基づいて、接地電流検出値Ｉｇを取得し、健全性判定部１２Ｄに出力する。
そして、健全性判定部１２Ｄは、入力した接地電流検出値Ｉｇと、接地電流想定値Ｉｒｇとを参照して、接地電流検出値Ｉｇが、接地電流想定値Ｉｒｇを基準とした所定の範囲内（±１０％以内）に含まれているか否かを判定する。
なお、以降の判定結果に基づく異常通知処理（ステップＳ１４（図４））及び履歴情報取得部１３による記憶処理（ステップＳ１５（図４））は、第１の実施形態の処理フローと同様である。

以上、上述の各実施形態に係る車両用制御装置によれば、走行中に取得される情報（車両情報）を利用して、自装置を含めた車両の電気系統の健全性を評価することができるので、車両の電気系統における健全性の評価を簡素化することができる。

＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態に係る車両用制御装置を、図面を参照して説明する。
図１３は、第５の実施形態の車両の全体構成を示す図である。この図において、符号１Ｅは車両用制御装置である。なお、第５の実施形態に係る車両用制御装置１Ｅおよび車両９Ｅの構成のうち、上述した各実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態に係る車両用制御装置１Ｅは、複数の車両情報を入力する。この車両情報の例として、例えば図１３に示すように、真空遮断器（ＶＣＢ：Vacuum Circuit Breaker）２３からのＶＣＢ接続情報と、車両情報取得部５Ｅからのレバーサ情報と、を入力する。
ここで、ＶＣＢ２３は、パンタグラフ２１と１次コイル２２０との間に備えられた遮断器である。ＶＣＢ２３は、自身が接続（短絡）され、架線２０からの通電が成されている場合には、そのことを通知するＶＣＢ接続情報を出力する。
また、本実施形態に係る車両情報取得部５Ｅは、車両情報の一つであって、車両９Ｅの進行方向（前進、後退）を特定する逆転器（レバーサ）の状態を示すレバーサ情報を車両用制御装置１Ｅへ出力する。

図１４は、第５の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図である。
図１４に示すように、本実施形態に係る車両用制御装置１Ｅは、検出部１１Ｅ、投入司令部１６、停電検知部１７、投入条件判定部１８、及び、履歴情報取得部１３Ｅ、記憶部１４を備えている。

検出部１１Ｅは、上述した各実施形態に係る検出部１１等と同一の機能構成である。検出部１１Ｅは、ＰＴ４１（図１３）から３次電圧検出情報を入力し、３次電圧の実測値である３次電圧検出値Ｖ３を停電検知部１７（後述）へ出力する。
投入条件判定部１８は、種々の車両情報を取得して、これらの全てが各々についての所定の電源投入条件を全て満たしているか否かを示す判定情報を投入司令部１６に出力する。
投入司令部１６は、投入条件判定部１８から入力する上記判定情報において、上記電源投入条件が全て満たされている旨の通知を受けた場合に、投入司令情報を接触器３３（図１３）へ向けて出力する。なお、この投入司令情報を入力した接触器３３は、２次コイル２２１とコンバータ３０とを接続し、電力供給を開始する。

停電検知部１７は、検出部１１を介して入力する３次電圧検出値Ｖ３に基づいて、車両９Ｅが停電状態に陥っているか否か、を判定する。具体的には、停電検知部１７は、車両９Ｅの設備３５（図１３）に対し、十分な電圧の印加が成されていることを判定するための電圧閾値Ｖｔｈを予め記憶している。そして、停電検知部１７は、実際に設備３５に印加される電圧を示す３次電圧検出値Ｖ３が、電圧閾値Ｖｔｈ以上となっているか否かを判定し、電圧閾値Ｖｔｈを下回っていると判定した場合には、車両情報の一つである停電検知情報を出力する。

以上のような構成により、車両用制御装置１Ｅは、安全管理のため、車両９Ｅへの電源投入時において、投入条件判定部１８が定める電源投入条件が全て満たされた場合に初めて主変換回路（コンバータ３０、インバータ３１、モータ３４）へ電源を投入する。
上述の例の場合、投入条件判定部１８は、例えば、ＶＣＢ２３が接続されているか否かを示すＶＣＢ接続情報を入力して、ＶＣＢ２３が正常に接続されていることを検知する。同様に、投入条件判定部１８は、車両情報取得部５Ｅから入力するレバーサ情報により、レバーサが「前進」または「後退」の何れかを示している状態にあることを検知する。さらに、投入条件判定部１８は、停電検知部１７から停電検知情報を入力しないことにより、設備３５等に対し、電力が正常に供給されていることを検知する。
そして、投入条件判定部１８は、上記条件（電源投入条件）を全て満たした場合に、そのことを示す判定情報を出力する。これにより、車両用制御装置１Ｅは、電源投入条件が全て満たされて初めて（投入司令部１６により）投入司令情報を出力し、接触器３３を接続させて主変換回路に電源を投入する。
車両用制御装置１Ｅは、以上に説明したような方法により、車両９Ｅの電源投入時における安全管理上の制御を実現している。

さらに、車両用制御装置１Ｅの履歴情報取得部１３Ｅには、投入条件判定部１８が出力する判定情報が入力される。
そして履歴情報取得部１３Ｅは、上記判定情報を入力したタイミングで、当該判定情報の内容と、投入条件判定部１８に入力されている各種車両情報（上述の例では、ＶＣＢ接続情報、レバーサ情報、及び停電検知情報）の内容と、を関連付けて記憶部１４に記録する処理を行う。
これにより、オペレータは、車両９Ｅの電源投入時において逐次記憶される判定情報及び各種車両情報を事後的に確認することで、車両用制御装置１Ｅは、電源投入処理において自装置に入力される各種車両情報を正しく検知し、判定できているか否かを検査することができる。

図１５は、第５の実施形態の車両用制御装置の処理フローを示す図である。
以下、図１５を参照しながら、車両用制御装置１Ｅの処理フローについて順を追って説明する。
図１５に示す処理フローは、車両用制御装置１Ｆを搭載する車両９Ｅへ電源を投入する直前において開始される。
まず、ステップＳ２１において車両９Ｅへ電源が投入される。
そうすると、起動を開始した車両用制御装置１Ｆにおいて、投入条件判定部１８が各種車両情報（ＶＣＢ接続情報、レバーサ情報、停電検知情報等）を取得する（ステップＳ２２）。
投入条件判定部１８は、入力した各種車両情報の全てが電源投入条件を満たしている場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）には、そのことを示す判定情報を出力する。そして当該判定情報を入力した投入司令部１６は、接触器３３（図１３）へ向けて投入司令情報を出力する（ステップＳ２４）。
一方、投入条件判定部１８は、入力した各種車両情報のいずれかが電源投入条件を満たしていない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）には、そのことを示す判定情報を出力する。

そして、履歴情報取得部１３Ｅは、投入条件判定部１８から判定情報を入力した場合に、当該判定情報の内容と、投入条件判定部１８に入力されている各種車両情報（ＶＣＢ接続情報、レバーサ情報、及び停電検知情報）の内容と、を関連付けて記憶部１４に記録する処理を行う（ステップＳ２５）。

車両用制御装置１Ｅは、以上のようにして、車両への電源投入時に所定の電気系統への電源投入条件を満たしているか否かの判定が成された時点において、その判定結果と、判定に用いた種々の車両情報と、を関連付けて記録する。これにより、車両用制御装置１Ｅのオペレータ（点検作業者）は、記憶された履歴情報を事後的に確認することで、車両用制御装置１Ｅにおいて成される電源投入条件の判定処理が、正しく行われているか否かを検査することができる。

また、車両用制御装置１Ｅの履歴情報取得部１３Ｅは、さらに、投入条件判定部１８からの判定情報の入力時において、停電検知部１７における停電検知情報の有無と、検出部１１Ｅから出力される３次電圧検出値Ｖ３と、を関連付けて記憶してもよい。
これにより、オペレータ（点検作業者）は、この履歴情報を確認することで、停電検知部１７における停電検知判定が正しく成されているか否かを検査することができる。

なお上述の第５の実施形態において用いた車両情報は、例として、ＶＣＢ接続情報、レバーサ情報、及び停電検知情報の３つであるものとして説明したが、車両用制御装置１Ｅが主変換回路への電源投入判定処理に用いる車両情報は、当該３つの情報に限定されることはなく、その他種々の車両情報を用いてもよい。この場合、履歴情報取得部１３Ｅは当該種々の車両情報の全てを入力して記憶してもよい。

＜第６の実施形態＞
次に、第６の実施形態に係る車両用制御装置を、図面を参照して説明する。
図１６は、第６の実施形態の車両用制御装置の機能構成を示す図である。この図において、符号１Ｆは車両用制御装置である。なお、第６の実施形態に係る車両用制御装置１Ｆの機能構成のうち、上述した各実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１６に示すように、車両９Ｆは、車両用制御装置１Ｆと、コンバータ３０、インバータ３１、外部電源７、ゲート電源７０、冷却ファン用電源（ＦＡＮ電源）７１、冷却ファン（ＦＡＮ）７１０と、を備えている。
外部電源７は、例えばバッテリー（二次電池）であって、車両９Ｆの電源投入時に、ノイズフィルタ、バックアップコンデンサを介して、各電気系統（ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１、車両用制御装置１Ｆなど）に一斉に電力を供給する。
ゲート電源７０は、電源投入時において外部電源７から電力Ｐｇを入力するとともに、コンバータ３０、インバータ３１に電力を供給する。ゲート電源７０は、車両用制御装置１Ｆが出力する駆動信号の電圧レベルを、コンバータ３０、インバータ３１の直接的な制御に要する電圧レベルまで引き上げるための電力を供給する。
ＦＡＮ電源７１は、外部電源７から電力Ｐｆを入力するとともに、主変換回路（コンバータ３０、インバータ３１、モータ３４（図１等を参照））の各箇所における温度分布を均一にするために設置された複数の冷却ファン（ＦＡＮ）７１０への電力供給を行う。
同様に、車両用制御装置１Ｆは、電源投入時において外部電源７から電力Ｐｍを入力して各種動作を実施する。

また、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１は、それぞれ外部電源７から供給される電力Ｐｇ、Ｐｆが所定の電力閾値Ｐｔｈを下回っているか否かを示す電源容量低下検知情報を車両用制御装置１Ｆへ出力する。

車両用制御装置１Ｆが備える電源容量低下判定部１９は、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１から、自身へ供給される電力が不足（低下）していることを示す電源容量低下検知情報が入力された場合に、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１への供給電力が不足していると判定（異常検知）して所定の保護動作を行う。具体的には、コンバータ３０、インバータ３１、ＦＡＮ７１０等が正常動作しないことによる主変換回路の誤動作や故障を防止するため、当該主変換回路の動作を停止する。

本実施形態に係る履歴情報取得部１３Ｆは、外部電源７から自装置への電力供給開始のタイミングを検知して、当該電力の供給が開始された時刻（ｔ０）から予め定められた所定の期間（ｔ１、ｔ２）経過後に、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１から入力される電源容量低下検知情報と、これに基づく電源容量低下判定部１９の判定結果を取得し、電源容量低下検知情報と、当該判定結果とを関連付けて記憶部１４に記録する。

図１７は、第６の実施形態の車両用制御装置のタイミングチャートを示す図である。
以下、車両用制御装置１Ｆの処理フローについて、図１７を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係る履歴情報取得部１３Ｆは、外部電源７により自装置及びゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１への電力供給が開始され、自装置が起動した時刻（ｔ０）から、所定の時刻（ｔ１、ｔ２）経過後に、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１が電源容量低下判定部１９に出力する電源容量低下検知情報を取得する。

ここで、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１は、自身に投入される電力Ｐｇ、Ｐｆが上述した所定の電力閾値Ｐｔｈを下回っている場合には、そのことを示す電源容量低下検知情報を出力することとしている。外部電源７がゲート電源７０及びＦＡＮ電源７１に電力の供給を開始した直後は、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１には十分な電力が行き渡っておらず、電力Ｐｇ、Ｐｆが上述した所定の電力閾値Ｐｔｈを下回っている段階にある。したがって、外部電源７がゲート電源７０及びＦＡＮ電源７１に電力供給を開始した直後からゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１にそれぞれ十分な電力が供給されるまでの期間（後述の期間Ａ）は、ゲート電源７０及びＦＡＮ電源７１は、自身に供給される電力が不足していることを示す電源容量低下検知情報を出力する。

具体的には、車両９Ｆへの電源投入処理が成されると、車両用制御装置１Ｆはゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１に比べ充電容量が小さいことから、まず車両用制御装置１Ｆが時刻ｔ０において動作可能となる（図１７（ａ）参照）。一方、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１は、時刻ｔ０から一定の期間Ａ（図１７）において、自身に十分な電力が供給されるまで、供給電力Ｐｇ、Ｐｆが電力閾値Ｐｔｈを下回っているものとして、そのことを示す電源容量低下検知情報“Ｈｉｇｈ”を出力する（図１７（ｂ）参照）。そして、その後期間Ａを経過し、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１に十分な電力が供給された後（Ｐｇ、Ｐｆ≧Ｐｔｈとなった後）、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１は、それぞれ、自身に十分な電力が供給されていることを示す電源容量低下検知情報“Ｌｏｗ”を出力する（図１７（ｂ）参照）。

本実施形態に係る履歴情報取得部１３Ｆは、期間Ａに含まれる時刻ｔ１において、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１が自装置の電源容量低下判定部１９へと出力する電源容量低下検知情報“Ｈｉｇｈ”を取得する。同時に、履歴情報取得部１３Ｆは、電源容量低下判定部１９が、当該電源容量低下検知情報“Ｈｉｇｈ”を入力した際に出力する判定結果を示す情報を取得する。このようにして、履歴情報取得部１３Ｆは、電源容量低下判定部１９における電源容量低下検知情報“Ｈｉｇｈ”に応じた判定結果を、当該電源容量低下検知情報と関連付けて記録する。

さらに、履歴情報取得部１３Ｆは、期間Ａを経過した後の時刻ｔ２において、ＦＡＮ電源７１が電源容量低下判定部１９へと出力する電源容量低下検知情報“Ｌｏｗ”を取得する。また、履歴情報取得部１３Ｆは、電源容量低下判定部１９が、当該電源容量低下検知情報“Ｌｏｗ”を入力した際に出力する判定結果を示す情報を取得する。このようにして、履歴情報取得部１３Ｆは、電源容量低下判定部１９における電源容量低下検知情報“Ｌｏｗ”に応じた判定結果を、当該電源容量低下検知情報と関連付けて記録する。
ここで、履歴情報取得部１３Ｆが上記情報を取得する時刻ｔ１、ｔ２は、予め計測された期間Ａに基づいて決定される。また、電源容量低下検出部１９は、電源投入開始からの期間Ａにおいて、電源容量低下検知情報“Ｈｉｇｈ”に基づいて所定の保護動作を実行しないように予め設定しておく。

履歴情報取得部１３Ｆは、以上のようにして、電源投入のタイミングから予め定められた所定の時刻において、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１が出力する電源容量低下検知情報と、電源容量低下判定部１９の判定結果とを関連付けて記録する。これにより、オペレータ（検査作業者）は、履歴情報取得部１３Ｆが記憶した情報を参照することで、電源容量低下検知情報“Ｈｉｇｈ”と、電源容量低下検知情報“Ｌｏｗ”のそれぞれに対応する電源容量低下判定部１９の判定処理の健全性を評価することができる。

なお上述の第６の実施形態については、ゲート電源７０、ＦＡＮ電源７１が出力する電源容量低下検知情報に対する健全性を評価する例を説明したが、履歴情報取得部１３Ｆが記録する情報は、ゲート電源７０及びＦＡＮ電源７１による情報に限られない。すなわち、車両用制御装置１Ｆは、他の専用電源から入力する電源容量低下検知情報を、予め定めた所定の時刻で取得するものであってもよい。

また上述の第６の実施形態の変形例として、電力供給開始直後においてＦＡＮ電源７１から出力される電源容量低下検知情報は図１７（ｂ）に示すような特性であることを前提として、履歴情報取得部１３Ｆは、時刻ｔ１、ｔ２において、電源容量低下判定部１９の判定結果を、当該時刻ｔ１、ｔ２を示す時刻情報と関連付けて記録するものとしてもよい。さらに、履歴情報取得部１３Ｆは、期間Ａに含まれる時刻ｔ１においてのみ、電力容量低下検知情報及び判定結果を記録するものであってもよい。

＜第７の実施形態＞
次に、第７の実施形態に係る車両用制御装置を説明する。車両用制御装置には制御電源の電圧が予め設定したセット値よりも低下した際に入力される電源低下信号を保存するメモリが存在する。
電源を切った際には、電源電圧がセット値よりも下回るため電源低下信号がメモリ部に保存される。次回電源投入特には、メモリ部に保存された電源低下信号と、外部電源との接続により入力される電源電圧と、電源電圧がセット値以上であることによる電源低下信号のＮＯＴ信号がそろったことを条件として装置の健全性を確認することが可能である。

以上に述べた少なくともひとつの実施形態の車両用制御装置によれば、車両の通常運用時（走行時または電源投入時等）に種々の情報を取得し、当該取得した情報を用いて車両の電気系統の健全性を評価することができる。したがって、当該車両の電気系統における健全性の評価を簡素化することができる。

なお、上述の実施形態に係る車両用制御装置１〜１Ｆは、各々の各機能の一部又は全部を組み合わせた態様で実施されるものであってもよい。

なお、上述の実施形態に係る車両用制御装置１〜１Ｆは、内部にコンピュータシステムを有している態様であってもよい。そして、車両用制御装置１〜１Ｆの各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）または半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また車両用制御装置１〜１Ｆは、上述した各機能部が、ネットワークを介して接続された複数の装置に分散して具備されるものであってもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ・・・車両用制御装置
１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ・・・想定値演算部
１００・・・トリガ部
１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ・・・検出部
１２、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ・・・健全性判定部
１３、１３Ｅ、１３Ｆ・・・履歴情報取得部
１４・・・記憶部
１５、１５Ｄ・・・ＰＷＭ制御部
１６・・・投入司令部
１７・・・停電検知部
１８・・・投入条件判定部
１９・・・電源容量低下判定部
２０・・・架線
２１・・・パンタグラフ
２２・・・主トランス
２２０・・・１次コイル
２２１・・・２次コイル
２２２・・・３次コイル
２３・・・ＶＣＢ
３０・・・コンバータ
３１・・・インバータ
３２・・・接地電流検出器
３３・・・接触器
３４・・・モータ
３５・・・設備
４０、４２・・・電流検出器（ＣＴ）
４１、４３０、４３１・・・電圧検出器（ＰＴ）
５、５Ｅ・・・車両情報取得部
５０・・・パルスジェネレータ（ＰＧ）
６０・・・サーミスタ
７・・・外部電源
７０・・・ゲート電源
７１・・・冷却ファン用電源（ＦＡＮ電源）
７１０・・・冷却ファン（ＦＡＮ）
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９Ｅ、９Ｆ・・・車両

Claims (10)

1. 走行時における車両の状態に応じた車両情報を取得して、当該車両に備えられた検出部から入力される検出情報についての前記車両情報に応じた想定値を算出する想定値演算部と、
   車両走行時において自装置に入力される前記検出情報についての検出値を取得する検出部と、
   前記想定値と、前記検出値と、を比較して、前記検出値が前記想定値を基準とした所定の範囲内に含まれているか否かを判定する健全性判定部と、
   を備えることを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記健全性判定部は、
   前記想定値演算部が算出する前記想定値が、予め定められた判定実施条件を満たした場合に、前記判定を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記想定値演算部は、
   前記車両情報として、走行速度情報、ノッチ情報、及び、電圧検出情報を取得するとともに、前記検出情報として、電流検出情報についての想定値を算出し、
   前記検出部は、
   電流検出器から入力される前記電流検出情報についての検出値を取得する
   ことを特徴する請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記想定値演算部は、
   前記車両情報として、走行速度情報、ノッチ情報、及び、インバータ周波数情報を取得するとともに、前記検出情報として、モータの回転周波数についての想定値を算出し、
   前記検出部は、
   前記モータに備えられた実回転数検出器から入力される実回転数情報に応じた前記回転周波数についての検出値を取得する
   ことを特徴する請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両用制御装置。
5. 前記想定値演算部は、
   前記車両情報として、走行速度情報、ノッチ情報を取得するとともに、前記検出情報として、温度検出情報についての想定値を算出し、
   前記検出部は、
   車両に備えられたサーミスタから入力される前記温度検出情報についての検出値を取得する
   ことを特徴する請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車両用制御装置。
6. 前記想定値演算部は、
   前記車両情報として、ＰＷＭ制御が実施されているか否かを示すＰＷＭ実施情報を取得するとともに、前記検出情報として、接地電流検出情報についての想定値を算出し、
   前記検出部は、
   接地電流検出部から入力される前記接地電流検出情報についての検出値を取得する
   ことを特徴する請求項１から請求項５の何れか一項に記載の車両用制御装置。
7. 前記健全性判定部において前記判定が行われた際の前記想定値および前記検出値を記憶部に記録する履歴情報取得部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の車両用制御装置。
8. 入力される車両情報に基づいて、所定の電気系統への電源投入条件を満たしているか否かを判定し、その判定結果に応じた判定情報を出力する投入条件判定部をさらに備え、
   前記履歴情報取得部は、さらに、
   前記投入条件判定部が出力する判定情報と、その判定処理に用いた前記車両情報と、を記録する
   ことを特徴とする請求項７に記載の車両用制御装置。
9. 電源から、当該電源に供給される電力が電力閾値を下回っているか否かを示す電源容量低下検知情報を入力し、当該電源容量低下検知情報に基づいて、前記電源に供給される電力の不足を判定する電源容量低下判定部をさらに備え、
   前記履歴情報取得部は、
   前記電源に電力の供給が開始された時刻から当該電力が前記電力閾値以上となるまでの期間において出力される前記電源容量低下検知情報に応じた前記電源容量低下判定部における判定結果を記録する
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の車両用制御装置。
10. 想定値演算部が、走行時における車両の状態に応じた車両情報を取得して、当該車両に備えられた検出部から入力される検出情報についての前記車両情報に応じた想定値を算出し、
    検出部が、車両走行時において自装置に入力される前記検出情報についての検出値を取得し、
    健全性判定部が、前記想定値と、前記検出値と、を比較して、前記検出値が前記想定値を基準とした所定の範囲内に含まれているか否かを判定する
    ことを特徴とする車両用制御方法。

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