JP2018100010A - Method for evaluating condition of air conditioner for vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for evaluating a condition of an air conditioner for a vehicle capable of precisely predicting occurence of a failure of the air conditioner in advance, using data acquired by monitoring a railway vehicle apparatus.SOLUTION: This evaluation method includes: a first step to receive and to store information of measured compartment temperatures collected by a data collection system mounted on a railway vehicle; a second step to calculate, per vehicle and per day, cycle time during which the measured compartment temperatures surpass a target temperature based on the stored information of the measured compartment temperatures and information of the target temperature; and a third step to evaluate a condition of an air conditioner for a vehicle using the cycle time as an indicator.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、車両用空気調和装置(以下、単に空調装置と称する)の故障発生を事前に予測するために空調装置の状態を監視し評価する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for monitoring and evaluating the state of an air conditioner in order to predict in advance the occurrence of a failure in a vehicle air conditioner (hereinafter simply referred to as an air conditioner).

鉄道車両にあっては、搭載されている空調装置が故障した場合、空調装置の動作を停止したまま車両を運行するのを回避する必要があるので、列車の運行に支障を来たすことがある。また、空調装置が故障してから修理するのでは、維持コストが高くなってしまう。
そこで、従来、鉄道車両用空調装置の故障の発生を診断もしくは事前に予測する技術として、例えば特許文献1や特許文献2に開示されている発明が提案されている。
In the case of a railway vehicle, when the mounted air conditioner breaks down, it is necessary to avoid operating the vehicle while the operation of the air conditioner is stopped, which may hinder the train operation. Further, if the air conditioner is repaired after failure, the maintenance cost becomes high.
Thus, conventionally, for example, the inventions disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed as techniques for diagnosing or predicting the occurrence of a failure in a railway vehicle air conditioner.

このうち、特許文献1に開示されている鉄道車両用空調装置の故障診断方法は、高圧スイッチ,低圧スイッチ、サーマルリレー、室内熱交換器の出入口温度センサの故障を診断し、圧縮機の故障発生を未然に防止するというものである。
また、上記特許文献2に開示されている技術は、鉄道車両の機器モニタリングデータに含まれる設定温度と測定された温度との差分を算出し、その機器に関する許容範囲情報を参照して、算出された差分の値が許容範囲を超えているか否かを判定し、許容範囲を超えた回数を機器ごとにカウントして、そのカウントされた回数が所定回数を超えた場合に、その空気調和装置が故障する可能性があると判断するというものである。
Among them, the failure diagnosis method for a railway vehicle air conditioner disclosed in Patent Document 1 diagnoses a failure in a high-temperature switch, a low-pressure switch, a thermal relay, an inlet / outlet temperature sensor of an indoor heat exchanger, and a compressor failure occurs. Is to prevent the problem.
Further, the technique disclosed in Patent Document 2 is calculated by calculating a difference between a set temperature and a measured temperature included in the equipment monitoring data of the railway vehicle, and referring to allowable range information regarding the equipment. It is determined whether the difference value exceeds the allowable range, the number of times the allowable range is exceeded is counted for each device, and when the counted number exceeds the predetermined number, the air conditioner It is determined that there is a possibility of failure.

特開2000−6802号公報JP 2000-6802 A 特開2009−18770号公報JP 2009-18770 A

上記特許文献1に開示されている鉄道車両用空調装置の故障を診断方法は、圧縮機の故障発生を未然に防止するものであるため、圧縮機以外の機器の機能低下による空調装置の不具合を事前に予測することができないという課題がある。
また、鉄道車両用空調装置は、ドアの開閉や乗車率等によって冷暖房の効き方に差異があり、車内温度が長時間に亘って設定温度を超える場合や短時間だけ車内温度が設定温度を超える場合などがある。そのため、上記特許文献2に開示されている発明のように、単に設定温度と測定された温度との差分が許容範囲を超えた回数をカウントして故障を判断する方法では、高精度の予測結果が得られないという課題がある。
Since the method for diagnosing a failure of a railway vehicle air conditioner disclosed in Patent Document 1 prevents the occurrence of a compressor failure in advance, the failure of the air conditioner due to the deterioration of the functions of devices other than the compressor is avoided. There is a problem that it cannot be predicted in advance.
In addition, there are differences in the effectiveness of air conditioning for railway vehicle air conditioners depending on the opening and closing of doors and the boarding rate, etc. When the interior temperature exceeds the set temperature for a long time or the interior temperature exceeds the set temperature for a short time There are cases. Therefore, as in the invention disclosed in Patent Document 2, the method of simply determining the failure by counting the number of times that the difference between the set temperature and the measured temperature has exceeded the allowable range is used. There is a problem that cannot be obtained.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、鉄道車両の機器モニタリングデータを利用して、ドアの開閉や乗車率等の条件の差異に影響されずに、空調装置の故障発生を高い精度で事前に予測することができる車両用空調装置の状態評価方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By using equipment monitoring data of a railway vehicle, a failure of an air conditioner can be generated without being affected by a difference in conditions such as opening / closing of a door and a boarding rate. It is an object of the present invention to provide a state evaluation method for a vehicle air conditioner that can be predicted in advance with high accuracy.

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置の状態評価方法は、
鉄道車両に搭載されたデータ収集システムによって収集された車内実測温度情報を受信し記憶する第1ステップと、
記憶された車内実測温度情報および目標温度情報に基づいて、車内実測温度が目標温度を超えているサイクル時間を車両ごとに日単位で算出する第2ステップと、
前記サイクル時間を指標として車両用空調装置の状態を評価する第3ステップと、
を含むようにしたものである。
上記方法によれば、車内実測温度が目標温度を超えているサイクル時間という従来にない新しい指標を用いて車両用空調装置の状態を評価するため、ドアの開閉や乗車率等の条件の差異に影響されずに、精度の高い評価が可能となる。その結果、空調装置の故障発生を高い精度で事前に予測することができる。
In order to solve the above problems, a state evaluation method for a vehicle air conditioner according to the present invention includes:
A first step of receiving and storing in-vehicle measured temperature information collected by a data collection system mounted on a railway vehicle;
A second step of calculating, for each vehicle, a cycle time during which the in-vehicle actual temperature exceeds the target temperature based on the stored in-vehicle actual temperature information and target temperature information;
A third step of evaluating the state of the vehicle air conditioner using the cycle time as an index;
Is included.
According to the above method, since the condition of the vehicle air conditioner is evaluated using a new index that is not known in the art, that is, the cycle time in which the actually measured temperature in the vehicle exceeds the target temperature, there is a difference in conditions such as door opening and closing and boarding rate. Highly accurate evaluation is possible without being affected. As a result, the occurrence of a failure in the air conditioner can be predicted in advance with high accuracy.

ここで、望ましくは、前記第2ステップにおいては、算出されたサイクル時間内における最大の超過温度を車両ごとに日単位で算出する処理をさらに行い、
前記第3ステップにおいては、前記第2ステップで算出されたサイクル時間および最大超過温度をパラメータとして標本をプロットしたグラフにおける主集団を内包する境界線を算出する処理と、算出された境界線と前記第2ステップで算出されたサイクル時間および最大超過温度とを比較して車両用空調装置の状態を評価する処理と、を実行するようにする。
主集団を内包する境界線を算出し、算出された境界線とサイクル時間および最大超過温度とを比較して車両用空調装置の状態を評価するようにしているので、サイクル時間と最大超過温度という2つの指標を用いて車両用空調装置の状態を評価するため、より精度の高い評価が可能となる。
Here, preferably, in the second step, a process of calculating the maximum excess temperature within the calculated cycle time on a daily basis for each vehicle is further performed.
In the third step, a process of calculating a boundary line including a main population in a graph in which a sample is plotted with the cycle time and the maximum excess temperature calculated in the second step as parameters, and the calculated boundary line and the The process of evaluating the state of the vehicle air conditioner by comparing the cycle time and the maximum excess temperature calculated in the second step is executed.
The boundary line that includes the main group is calculated, and the calculated boundary line is compared with the cycle time and maximum excess temperature to evaluate the condition of the vehicle air conditioner. Since the state of the vehicle air conditioner is evaluated using the two indexes, more accurate evaluation is possible.

また、望ましくは、前記車両用空調装置の状態を評価する処理においては、前記第2ステップで算出されたサイクル時間および最大超過温度が前記境界線を越えた回数を計数し、その計数値が予め設定した所定回数よりも大きいか否か判定し、計数値が予め設定した所定回数よりも大きい場合に異常を知らせる情報を出力するようにする。
このように、サイクル時間および最大超過温度が境界線を越えた回数を計数し、当該計数値が予め設定した所定回数よりも大きいか否か判定して異常を知らせる情報を出力することにより、比較的簡単な処理により故障の予兆の有無の判定を行うことができるとともに、判定結果および報知の信頼性を高めることができる。
Preferably, in the process for evaluating the state of the vehicle air conditioner, the number of times that the cycle time and the maximum excess temperature calculated in the second step exceed the boundary line are counted, and the count value is calculated in advance. It is determined whether or not it is larger than the predetermined number of times set, and information notifying abnormality is output when the count value is larger than the predetermined number of times set in advance.
In this way, by counting the number of times the cycle time and the maximum excess temperature exceed the boundary line, determining whether the count value is greater than a predetermined number of times set in advance, and outputting information notifying the abnormality, the comparison It is possible to determine whether or not there is a sign of failure by simple processing, and to improve the reliability of the determination result and notification.

さらに、望ましくは、前記車両用空調装置の状態を評価する処理においては、前記境界線を越えた回数の変化率を算出し、当該変化率が予め設定した所定値よりも大きいか否か判定し、変化率が予め設定した所定回数よりも大きい場合に異常を知らせる情報を出力するようにする。
このように、境界線を越えた回数の変化率を算出し、変化率が予め設定した所定値よりも大きいか否か判定して異常を知らせる情報を出力することにより、回数のみに基づいて判定する場合に比べていち早く異常の発生を報知することができる。
Further preferably, in the process of evaluating the state of the vehicle air conditioner, a change rate of the number of times exceeding the boundary line is calculated, and it is determined whether or not the change rate is larger than a predetermined value set in advance. When the rate of change is larger than a predetermined number of times set in advance, information notifying abnormality is output.
In this way, the rate of change of the number of times exceeding the boundary line is calculated, and whether or not the rate of change is larger than a predetermined value set in advance is determined and output based on the number of times by outputting information notifying abnormality. It is possible to notify the occurrence of an abnormality sooner than in the case of doing so.

また、望ましくは、前記第2ステップにおいては、当該ステップで算出されたサイクル時間内において目標温度または設定温度が変化している期間の車内実測温度情報を算出対象から外し、当該ステップで算出されたサイクル時間内において目標温度または設定温度が変化していない期間の車内実測温度情報に基づいて最大超過温度を算出し、前記境界線との比較を行うようにする。
このように、目標温度または設定温度が変化している期間の車内実測温度情報を算出対象から外すことにより、判定の際のノイズとなる情報を除去することができるため、より精度の高い判定結果を出力することが可能となる。
Preferably, in the second step, the in-vehicle measured temperature information during a period in which the target temperature or the set temperature is changed within the cycle time calculated in the step is excluded from the calculation target, and is calculated in the step. The maximum excess temperature is calculated based on the in-vehicle measured temperature information during a period in which the target temperature or the set temperature has not changed within the cycle time, and the comparison with the boundary line is performed.
In this way, information that becomes noise at the time of determination can be removed by removing the in-vehicle measured temperature information during the period in which the target temperature or the set temperature is changing from the calculation target, so that a more accurate determination result Can be output.

本発明によれば、鉄道車両の機器モニタリングデータを利用して、ドアの開閉や乗車率等の条件の差異に影響されずに、空調装置の故障発生を高い精度で事前に予測することができるという効果がある。   According to the present invention, it is possible to predict the occurrence of a failure of an air conditioner with high accuracy in advance without being affected by a difference in conditions such as opening / closing of a door and a boarding rate, using equipment monitoring data of a railway vehicle. There is an effect.

本発明に係る車両用空調装置の状態評価方法を実施する上で必要なデータを収集するシステムの概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the system which collects data required when implementing the state evaluation method of the vehicle air conditioner concerning this invention. 図1のデータ収集システムにより収集されたデータの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the data collected by the data collection system of FIG. 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の状態評価方法における空調温度指標(最大超過温度とサイクル時間)の概念を示すグラフである。It is a graph which shows the concept of the air-conditioning temperature parameter | index (maximum excess temperature and cycle time) in the state evaluation method of the vehicle air conditioner which concerns on one Embodiment of this invention. 収集されたデータを最大超過温度およびサイクル時間をパラメータとして示したグラフである。It is the graph which showed the collected data as a parameter using the maximum excess temperature and cycle time. 図4に示したデータをフィルタリングして残ったデータを最大超過温度およびサイクル時間をパラメータとして示したグラフである。FIG. 5 is a graph showing the data remaining after filtering the data shown in FIG. 4 with the maximum excess temperature and cycle time as parameters. 本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の状態評価方法における処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process in the state evaluation method of the vehicle air conditioner which concerns on one Embodiment of this invention. 実施形態に係る車両用空調装置の状態評価方法におけるしきい値の設計の考え方を示す図である。It is a figure which shows the idea of the design of the threshold value in the state evaluation method of the vehicle air conditioner which concerns on embodiment. 収集された他のデータを最大超過温度およびサイクル時間をパラメータとしてプロットするとともに、図6のフローチャートのステップS5で算出された境界線の例を示したグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of the boundary line calculated in step S5 of the flowchart of FIG. 6 while plotting other collected data using the maximum excess temperature and cycle time as parameters.

以下、本発明に係る車両用空調装置の状態評価方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明に係る車両用空調装置の状態評価方法は、走行中の列車の実測温度データに基づいて、各車両の空調装置の性能を把握し、装置の劣化具合から故障発生を予測するものである。そこで、予測に必要なデータの収集システムおよび該データ収集システムにより収集されたデータに基づいて空調装置の劣化具合を判定し報知する状態評価システムのハードウェア構成について、図1を用いて先ず説明する。
Hereinafter, an embodiment of a state evaluation method for a vehicle air conditioner according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The vehicle air conditioner state evaluation method according to the present invention grasps the performance of the air conditioner of each vehicle based on the measured temperature data of a running train, and predicts the occurrence of a failure from the degree of deterioration of the device. . A hardware configuration of a data collection system necessary for prediction and a state evaluation system that determines and reports the deterioration degree of an air conditioner based on data collected by the data collection system will be described first with reference to FIG. .

図1には、走行中の列車からデータを収集するシステム10および収集されたデータに基づく空調装置の劣化具合を判定し報知する状態評価システム20の概要が示されている。
図1に示されているように、1編成の列車の各車両A,B,C……には、空調装置11A,11B,11C……およびその制御器(空調制御器)12A,12B,12C……が設けられている。本実施形態におけるデータ収集システム10は、列車に設けられているデータ伝送路13を利用して、各車両の空調制御器12A,12B,12C……から実測温度データを収集可能に構成されている。
FIG. 1 shows an overview of a system 10 that collects data from a running train and a state evaluation system 20 that determines and notifies the deterioration of an air conditioner based on the collected data.
As shown in FIG. 1, the air conditioners 11A, 11B, 11C... And their controllers (air condition controllers) 12A, 12B, 12C are included in each train A, B, C. ... is provided. The data collection system 10 in the present embodiment is configured to collect measured temperature data from the air conditioning controllers 12A, 12B, 12C,... Of each vehicle using a data transmission path 13 provided in the train. .

なお、既存の列車には、各車両に搭載されている軌道変位検測装置等の各種計測機器からの情報を収集するシステム(データ伝送路)が設けられているものがあるので、そのような列車においては、既存のシステムを利用して空調制御器12A,12B,12C……から実測温度データを収集することができる。
各車両の室内温度は、車内機器の温度や外気温度の影響を直接受けない平均的な温度が望ましい。そのような温度としては、例えば各車両のほぼ中央の天井部に設けられている空調装置を構成する熱交換器(室内機)の空気取入れ口の近傍等の温度が考えられる。
Some existing trains are equipped with a system (data transmission path) that collects information from various measuring devices such as track displacement detectors installed in each vehicle. In the train, the measured temperature data can be collected from the air conditioning controllers 12A, 12B, 12C... Using an existing system.
The indoor temperature of each vehicle is preferably an average temperature that is not directly affected by the temperature of the in-vehicle equipment or the outside air temperature. As such a temperature, for example, a temperature in the vicinity of an air intake port of a heat exchanger (indoor unit) constituting an air conditioner provided at a substantially central ceiling of each vehicle can be considered.

そこで、本実施形態では、空調装置の空気取入れ口の近傍等に温度センサを設置して、該温度センサの検出温度を空調制御器12A,12B,12C……を介して収集するように構成されている。この検出温度は、空調制御器12A,12B,12C……が各車両の空調装置を制御するのに使用する検出温度としても利用できるものである。なお、車内の複数個所に温度センサを設置して、それらの検出温度を収集して平均をとるようにしても良い。   Therefore, in the present embodiment, a temperature sensor is installed in the vicinity of the air intake port of the air conditioner and the temperature detected by the temperature sensor is collected via the air conditioning controllers 12A, 12B, 12C. ing. This detected temperature can also be used as a detected temperature used by the air conditioning controllers 12A, 12B, 12C... To control the air conditioner of each vehicle. Note that temperature sensors may be installed at a plurality of locations in the vehicle, and the detected temperatures may be collected and averaged.

具体的には、車両ごとに設けられている伝送端末装置14A,14B,14C……が空調制御器12A,12B,12C……から所定周期(例えば10秒)で実測温度データを取得し、データ伝送路13を介して例えば先頭車両(1号車)に設けられている中央端末装置15へ伝送する。中央端末装置15は、データ伝送路13を介して収集したデータを、車両識別情報(号車情報)と共に例えばハードディスクや半導体メモリのような記憶装置を備えた記録装置16に格納し、無線通信機能を有する送信ユニット17が地上側装置である状態評価システム20へ収集データを定期的に送信するように構成されている。記録装置16には、当該列車の識別情報(編成番号)が格納されており、中央端末装置15が収集データを送信する際には、列車の識別情報と車両識別情報を付加して送信する。 Specifically, the transmission terminal devices 14A, 14B, 14C... Provided for each vehicle acquire measured temperature data at a predetermined cycle (for example, 10 seconds) from the air conditioning controllers 12A, 12B, 12C. For example, the data is transmitted to the central terminal device 15 provided in the leading vehicle (the first car) via the transmission path 13. The central terminal device 15 stores the data collected via the data transmission path 13 together with the vehicle identification information (car information) in a recording device 16 having a storage device such as a hard disk or semiconductor memory, and has a wireless communication function. The transmission unit 17 is configured to periodically transmit the collected data to the state evaluation system 20 that is a ground side device. The recording device 16 stores the identification information (organization number) of the train. When the central terminal device 15 transmits the collected data, the train identification information and the vehicle identification information are added and transmitted.

なお、記録装置16は、サーバーであっても良い。中央端末装置15は、各車両の空調制御器12A,12B,12C……へ目標温度等の指令を送信する機能を備え、各車両の空調制御器12A,12B,12C……は、受信した目標温度と温度センサの検出温度に基づいて、各空調装置11A,11B,11C……へ制御信号を送って稼働状態の制御を行う。   The recording device 16 may be a server. The central terminal device 15 has a function of transmitting a command such as a target temperature to the air conditioning controllers 12A, 12B, 12C... Of each vehicle, and the air conditioning controllers 12A, 12B, 12C. Based on the temperature and the temperature detected by the temperature sensor, a control signal is sent to each of the air conditioners 11A, 11B, 11C.

空調装置の状態評価システム20は、車上側のデータ収集システム10の送信ユニット17から送信された収集データを受信するデータ受信部21と、受信した収集データを記憶するハードディスクや半導体メモリのようなデータ格納部22を備える。また、空調装置の状態評価システム20は、受信したデータ(実測温度データおよび目標温度)を列車識別情報および車両識別情報ごとに分析して空調劣化状態の判定基準となるしきい値としての境界線を算出する境界線算出部23と、算出された境界線と収集されたデータとを比較して空調劣化状態を判定する判定処理部24と、判定結果を記憶する結果格納部25と、アラート(警報)情報を外部の携帯情報端末30等へ送信するアラート発信部26を備える。   The air conditioner state evaluation system 20 includes a data receiving unit 21 that receives the collected data transmitted from the transmission unit 17 of the data collection system 10 on the upper side of the vehicle, and data such as a hard disk or semiconductor memory that stores the received collected data. A storage unit 22 is provided. In addition, the air conditioner state evaluation system 20 analyzes the received data (actual temperature data and target temperature) for each train identification information and vehicle identification information, and defines a boundary line as a threshold value that is a criterion for determining the air conditioning deterioration state. , A determination processing unit 24 that compares the calculated boundary line and the collected data to determine the air conditioning deterioration state, a result storage unit 25 that stores the determination result, and an alert ( (Alarm) The alert transmission part 26 which transmits information to the external portable information terminal 30 grade | etc., Is provided.

なお、上記境界線算出部23および判定処理部24の機能は、CPU(マイクロプロセッサ)のような演算装置、ROMやRAMなどの記憶装置、キーボードのような入力装置および表示装置のような出力装置を備えたパーソナルコンピュータと、その記憶装置に記憶されるプログラムとによって実現することができる。かかるパーソナルコンピュータのハードウェア構成自体は自明であるのでその図示は省略する。
次に、空調装置の状態評価システム20における境界線算出処理と空調劣化状態判定処理の詳細を、本発明を開発するに至った過程とともに説明する。
Note that the functions of the boundary line calculation unit 23 and the determination processing unit 24 are an arithmetic device such as a CPU (microprocessor), a storage device such as a ROM or a RAM, an input device such as a keyboard, and an output device such as a display device. And a program stored in the storage device. Since the hardware configuration itself of such a personal computer is self-evident, its illustration is omitted.
Next, details of the boundary line calculation processing and the air conditioning deterioration state determination processing in the air conditioner state evaluation system 20 will be described together with the process leading to the development of the present invention.

本発明者らは、本発明の空調装置状態評価システムの開発に先立って、走行中の列車における車内温度および外気温度の変化を示すデータを、空調装置の関連情報と共に取得する試験を行なった。
図2に、通常の営業列車における試験で得られた各種データの推移の一例を、横軸に時間をとって示した。図2は、外気の最高気温が36.7℃に達した7月の平日の5時〜17時の時間帯に走行した列車の任意の車両で取得したデータの推移を示すグラフである。図2のグラフにおいて、(A)は車内温度の推移、(B)は外気温度の推移、(C)はドアの開閉状態の推移をそれぞれ表わしている。空調装置の設定温度Tsは25℃とした。
Prior to the development of the air conditioner state evaluation system of the present invention, the present inventors conducted a test to acquire data indicating changes in the in-vehicle temperature and the outside air temperature of a running train along with related information of the air conditioner.
FIG. 2 shows an example of the transition of various data obtained in a test on a normal business train with time taken on the horizontal axis. FIG. 2 is a graph showing the transition of data acquired by an arbitrary vehicle of a train that ran in the time zone from 5:00 to 17:00 on weekdays in July when the maximum outside air temperature reached 36.7 ° C. In the graph of FIG. 2, (A) represents the transition of the interior temperature, (B) represents the transition of the outside air temperature, and (C) represents the transition of the door open / close state. The set temperature Ts of the air conditioner was 25 ° C.

本発明者らは、図2(A)の車内温度の推移に着目して分析を行なった。その結果、車内温度は、図3(A)に示すように、設定温度Tsである25℃を超えて上昇した後、25℃より下がるという変化を繰り返していること、25℃を超えている時間は毎回異なっていることが分かった。   The present inventors conducted an analysis focusing on the transition of the in-vehicle temperature in FIG. As a result, as shown in FIG. 3A, the in-vehicle temperature repeats a change in which it rises above the set temperature Ts of 25 ° C. and then falls below 25 ° C., and the time when it exceeds 25 ° C. Was found to be different each time.

そこで、図3(B)に示すように、目標温度を超えている時間をサイクル時間と定義するとともに、目標温度を超えた1サイクル時間内で最も実測温度と目標温度との差が大きかった温度(ΔTmax)を最大超過温度と定義した。そして、7月〜8月の約2か月間の試験で得られた実測値を、上記1サイクル時間と最大超過温度とをパラメータとして、グラフに表わしてみた。図4がそのグラフである。   Therefore, as shown in FIG. 3B, the time exceeding the target temperature is defined as the cycle time, and the temperature where the difference between the actually measured temperature and the target temperature is the largest within one cycle time exceeding the target temperature. (ΔTmax) was defined as the maximum excess temperature. And the actual measurement value obtained by the test for about two months from July to August was expressed on a graph using the one cycle time and the maximum excess temperature as parameters. FIG. 4 is the graph.

図4より、バラツキはあるものの、概ね最大超過温度は4℃以下、サイクル時間は50分以下に収まっていることが分かる。また、これらの集団から外れているものについて、条件を調べたところ、図4において、破線A1で囲まれた範囲のデータは車両起動直後の空調装置の稼働による冷房効果が充分でない時間帯のもの、破線A2で囲まれた範囲のデータは空調装置の稼働を強制的にオフにした改修作業中のものであることが分かった。従って、これらのデータを無視(フィルタリングで除去)して空調装置の状態を評価したとしても何ら支障ないとの結論に達した。   FIG. 4 shows that although there is variation, the maximum excess temperature is generally 4 ° C. or less and the cycle time is 50 minutes or less. Further, when the conditions were examined for those that are out of these groups, the data in the range surrounded by the broken line A1 in FIG. 4 is for a time zone in which the cooling effect due to the operation of the air conditioner immediately after the start of the vehicle is not sufficient. It has been found that the data in the range surrounded by the broken line A2 is in the repair work in which the operation of the air conditioner is forcibly turned off. Therefore, it was concluded that there was no problem even if these data were ignored (removed by filtering) and the condition of the air conditioner was evaluated.

さらに、7月〜8月の約2か月間の試験で得られた実測値から上記特殊時間帯のデータを除去、つまり乗客を乗せて走行する営業運転中(乗車率10%以上)に限定した1車両のデータを、1サイクル時間と最大超過温度とをパラメータとし、横軸と縦軸のスケールを図4よりも拡大してグラフに表わしてみた。図5がそのグラフである。図5において、破線B1で囲まれた範囲のデータは気温が高い時間帯でドアが開いたときのもの、破線B2で囲まれた範囲のデータは外気温が26℃程度の低い時間帯(車内温度が設定温度を下回る前に空調が切れていた時間帯)で発生したものであることが分かった。   Furthermore, the data of the special time zone is removed from the actual measurement values obtained in the test for about two months from July to August, that is, it is limited to the commercial driving (riding rate of 10% or more) with passengers. The data of one vehicle was expressed in a graph with the horizontal axis and the vertical axis scaled larger than those in FIG. 4 with one cycle time and the maximum excess temperature as parameters. FIG. 5 is the graph. In FIG. 5, the data in the range surrounded by the broken line B1 is for the time when the door is opened in a time zone where the temperature is high, and the data in the range surrounded by the broken line B2 is for a time zone where the outside air temperature is about 26 ° C. It was found that this occurred in the time zone when the air conditioning was turned off before the temperature fell below the set temperature.

前記分析結果および試験結果から、本発明者らは、以下に説明するような空調装置の状態評価方法を開発した。
図6は、図1に示す空調装置の状態評価システム20の境界線算出部23および判定処理部24によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、評価対象の列車の車両ごとに実行される。
From the analysis results and test results, the present inventors have developed a method for evaluating the state of an air conditioner as described below.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of processes executed by the boundary line calculation unit 23 and the determination processing unit 24 of the air conditioner state evaluation system 20 illustrated in FIG. 1. In addition, the process demonstrated below is performed for every vehicle of the train of evaluation object.

図6に示すように、空調装置の状態評価システム20は、先ず、評価対象の車両(列車)が営業開始から1年以内のものであるか否か判定する(ステップS1)。営業開始から1年以内の判定を行うのは、正常な状態の空調装置の稼動による実績データを評価の基礎データとして取得するとともに、通年(全季節)のデータを取得しておくのが望ましいためである。なお、本実施例の評価方法は、空調装置の劣化の進み具合を把握するためのものであるので、通年のデータを取得できれば、営業開始から1年以内の車両についてのデータ取得に限定されるものでない。   As shown in FIG. 6, the air conditioner state evaluation system 20 first determines whether the vehicle (train) to be evaluated is within one year from the start of business (step S1). The reason for judging within one year from the start of business is that it is desirable to obtain the actual data from the operation of the air conditioner in the normal state as basic data for evaluation and to obtain the data for the whole year (all seasons). It is. In addition, since the evaluation method of a present Example is for grasping | ascertaining the progress of deterioration of an air conditioner, if the data of a full year can be acquired, it will be limited to the data acquisition about the vehicle within one year from a business start. Not a thing.

上記ステップS1で、営業開始から1年以内のものである(Yes)と判定すると、ステップS2へ移行して、しきい値となる境界線の算出処理を開始し、営業走行中であるか否か判断する。そして、営業走行中でない(No)と判定すると境界線の算出のための計算をしないで当該処理を終了する。判断の基礎データとして、営業走行中の実績データを用いているためである。また、ステップS2で営業走行中である(Yes)と判定すると、ステップS3へ進み、各温度サイクル中に基準温度(目標温度、設定温度)の変化があったか否か判定する。そして、温度サイクル中に基準温度の変化があったときは、境界線の算出のための計算をしないで当該処理を終了する。   If it is determined in the above step S1 that it is within one year from the start of business (Yes), the process proceeds to step S2 to start calculation processing of a boundary line serving as a threshold value, and whether or not the business is running Judge. When it is determined that the vehicle is not in business travel (No), the process is terminated without performing calculation for calculating the boundary line. This is because performance data during business travel is used as basic data for judgment. If it is determined in step S2 that the vehicle is in business travel (Yes), the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not the reference temperature (target temperature, set temperature) has changed during each temperature cycle. When there is a change in the reference temperature during the temperature cycle, the process is terminated without performing calculation for calculating the boundary line.

一方、ステップS3で、温度サイクル中に基準温度(目標温度)の変化がないと判定すると、ステップS4へ進み、各温度サイクル中における最大超過温度ΔTmaxとサイクル時間Tcycを算出する。その後、ステップS5へ進んで、図4の左下の集団を内包する境界線を算出し、境界線情報を記憶装置に格納して処理を終了する(ステップS6)。
ここで、境界線は、取得したデータ(標本)をフィルタリングした後、最大超過温度ΔTmaxおよびサイクル時間Tcycをパラメータとしてプロットしたグラフが、図5に示すような分布である場合には符号C1で示すような直線、図8に示すような分布である場合には、符号C1で示すような直線でも良いし、符号C2で示すような折れ線でも良い。なお、符号C3で示す線は、設計上許容できる最大温度である。図8は、空調制御が図5に示すものと異なる車両について得られた実測値をプロットしたものである。また、■は弱冷房車の実測値、◇は弱冷房車以外の車両の実測値である。
On the other hand, if it is determined in step S3 that there is no change in the reference temperature (target temperature) during the temperature cycle, the process proceeds to step S4, and the maximum excess temperature ΔTmax and cycle time Tcyc during each temperature cycle are calculated. Thereafter, the process proceeds to step S5, a boundary line including the lower left group in FIG. 4 is calculated, the boundary line information is stored in the storage device, and the process is terminated (step S6).
Here, the boundary line is denoted by reference numeral C1 when the graph obtained by filtering the acquired data (sample) and plotting the maximum excess temperature ΔTmax and the cycle time Tcyc as parameters has a distribution as shown in FIG. In the case of such a straight line and a distribution as shown in FIG. 8, a straight line as indicated by reference numeral C1 or a broken line as indicated by reference numeral C2 may be used. In addition, the line | wire shown with code | symbol C3 is the maximum temperature which can be accept | permitted on a design. FIG. 8 is a plot of measured values obtained for a vehicle with air conditioning control different from that shown in FIG. In addition, ■ is an actual measurement value of a weak cooling vehicle, and ◇ is an actual measurement value of a vehicle other than the weak cooling vehicle.

ステップS5における境界線の算出の仕方としては、例えば、コンピュータが予め記憶装置に格納されている基本となる境界線を表わす直線あるいは折れ線を、図5や図8に示すようなグラフが表示されている表示画面上に重ねて表示し、オペーレータがその画面を見ながら、入力装置を用いて直線の傾きや折れ線の変曲点の座標を、分布に応じて変更する指示を入力することで実行させることができる。   As a method of calculating the boundary line in step S5, for example, a straight line or a broken line representing a basic boundary line stored in advance in the storage device by the computer is displayed as a graph as shown in FIG. 5 or FIG. It is executed by inputting an instruction to change the inclination of the straight line or the coordinates of the inflection point of the broken line using the input device while viewing the screen. be able to.

また、境界線は、直線あるいは折れ線に限定されず、曲線であっても良い。かかる曲線は、コンピュータが、例えば図5や図8に示すドットの中から、左下の主集団から最も右方向へ離れているもの(サイクル時間の長いもの)のうち数個および最も上方向へ離れているもの(最大超過温度の大きいもの)のうち数個を抽出し、抽出した数個のドット同士を結ぶ直線を描画してそれらの直線群に対する包絡線を算出することで得ることができる。なお、判定に余裕を持たせるため、算出した包絡線を、左下の主集団から離れる方向へ所定量だけ移動したものを境界線として決定しても良い。   The boundary line is not limited to a straight line or a broken line, and may be a curved line. Such a curve indicates that, for example, among the dots shown in FIG. 5 and FIG. 8, several of the dots that are farthest rightward from the lower left main group (longest cycle time) and farthest upward It can be obtained by extracting several of the existing ones (those having a large maximum excess temperature), drawing a straight line connecting the extracted dots and calculating an envelope for those straight line groups. In order to give a margin to the determination, the calculated envelope may be determined as a boundary line by moving a predetermined amount in a direction away from the lower left main group.

最初のステップS1で、評価対象車両が営業開始から1年以内でない(No)と判定すると、ステップS7へ移行して、空調装置の状態評価処理を開始し、営業走行中であるか否か判断する。そして、営業走行中でない(No)と判定すると境界線の算出のための計算をしないで当該処理を終了する。また、ステップS7で営業走行中である(Yes)と判定すると、ステップS8へ進み、各温度サイクル中に基準温度(目標温度、設定温度)の変化があったか否か判定する。そして、温度サイクル中に基準温度の変化があったときは、空調装置の状態評価をしないで当該処理を終了する。   If it is determined in the first step S1 that the vehicle to be evaluated is not within one year from the start of business (No), the process proceeds to step S7, where the state evaluation process of the air conditioner is started, and it is determined whether the vehicle is in business travel. To do. When it is determined that the vehicle is not in business travel (No), the process is terminated without performing calculation for calculating the boundary line. If it is determined in step S7 that the vehicle is in business travel (Yes), the process proceeds to step S8, where it is determined whether or not the reference temperature (target temperature, set temperature) has changed during each temperature cycle. When the reference temperature changes during the temperature cycle, the process is terminated without evaluating the state of the air conditioner.

一方、ステップS8で、温度サイクル中に基準温度(目標温度)の変化がないと判定すると、ステップS9へ進み、各温度サイクル中における最大超過温度ΔTmaxとサイクル時間Tcycを算出する。
その後、ステップS10へ進んで、算出された値とステップS6で記憶装置に格納した境界線情報とを比較して、境界線を越えた回数を計数する(ステップS11)。そして、境界線を越えた回数(カウント値)が所定の回数以上であるか否か判定する(ステップS12)。ここで、境界線を越えた回数(カウント値)が所定の回数以上である(Yes)と判定すると、ステップS13へ移行してアラートを発信(もしくはアラームを発報)してから、ステップS17へ進んで判定結果を記憶装置に格納して当該処理を終了する。境界線を1度でも越えたらアラートを発信することも考えられるが、境界線を越えた回数が所定の回数以上となった場合にアラートを発信することで、報知の信頼性を高めることができる。
On the other hand, if it is determined in step S8 that there is no change in the reference temperature (target temperature) during the temperature cycle, the process proceeds to step S9, and the maximum excess temperature ΔTmax and cycle time Tcyc during each temperature cycle are calculated.
Thereafter, the process proceeds to step S10, the calculated value is compared with the boundary line information stored in the storage device in step S6, and the number of times of exceeding the boundary line is counted (step S11). Then, it is determined whether or not the number of times of exceeding the boundary line (count value) is equal to or greater than a predetermined number of times (step S12). Here, if it is determined that the number of times of crossing the boundary line (count value) is equal to or greater than the predetermined number of times (Yes), the process proceeds to step S13 to issue an alert (or issue an alarm), and then to step S17. Then, the determination result is stored in the storage device, and the process ends. Although it is conceivable to send an alert when the boundary line is exceeded even once, it is possible to improve the reliability of the notification by sending an alert when the number of times the boundary line is exceeded is a predetermined number or more. .

また、ステップS12で、境界線を越えた回数(カウント値)が所定の回数以上でない(No)と判定すると、ステップS14へ進んでカウント値の変化率(前日比)を算出し、算出された変化率が所定値以上であるか否か判定する(ステップS15)。そして、算出された変化率が所定値以上である(Yes)と判定すると、ステップS16へ移行して、アラートを発信してから、ステップS17へ進んで判定結果を記憶装置に格納して当該処理を終了する。変化率が所定値以上であるか否かの判定(ステップS15)を行うことで、境界線を越える回数が少なくても急に回数の変化率が大きくなった場合にはアラートを発信して注意を促すことができる。また、回数のみに基づいて判定する場合に比べていち早く異常の発生を報知することができる。   If it is determined in step S12 that the number of times that the boundary line has been exceeded (count value) is not equal to or greater than the predetermined number (No), the process proceeds to step S14 to calculate the rate of change of the count value (comparison with the previous day). It is determined whether the rate of change is equal to or greater than a predetermined value (step S15). If it is determined that the calculated rate of change is equal to or greater than the predetermined value (Yes), the process proceeds to step S16, an alert is transmitted, and then the process proceeds to step S17 where the determination result is stored in the storage device and the process is performed. Exit. By determining whether or not the rate of change is greater than or equal to a predetermined value (step S15), if the rate of change of the number of times suddenly increases even if the number of times of crossing the boundary line is small, an alert is sent and attention is paid Can be encouraged. In addition, it is possible to notify the occurrence of an abnormality earlier than in the case where the determination is based only on the number of times.

図7(A)にステップS12の判定のイメージを、図7(B)にステップS15の判定のイメージを、横軸に日付をとって示す。
空調装置が故障する前であっても、空調装置の劣化が進むと冷房性能が低下し、同一の温度条件下においても、最大超過温度ΔTmaxが徐々に増加するとともにサイクル時間Tcycが徐々に長くなり、境界線を越える回数が次第に多くなる。また、空調装置の劣化が進むと、回数の変化率が次第に高くなると予想される。図6に示す空調装置の状態評価処理のフローチャートでは、図7(A)に示すように境界線を越える回数が次第に多くなって所定回数をオーバーするか、図7(B)に示すように回数の変化率が急に高くなって所定値をオーバーすると、アラートを発信するため、空調装置の故障の予兆を的確に捉えて異常の発生を報知することができる。
FIG. 7A shows an image of the determination in step S12, FIG. 7B shows an image of the determination in step S15, and the horizontal axis shows the date.
Even before the air conditioner breaks down, the cooling performance decreases as the air conditioner deteriorates, and even under the same temperature conditions, the maximum excess temperature ΔTmax gradually increases and the cycle time Tcyc gradually increases. The number of times that the boundary line is crossed gradually increases. Further, as the air conditioner deteriorates, the rate of change in the number of times is expected to gradually increase. In the flowchart of the air conditioner state evaluation process shown in FIG. 6, the number of times exceeding the boundary line gradually increases as shown in FIG. 7 (A) and exceeds the predetermined number, or the number of times as shown in FIG. 7 (B). When the rate of change of the value suddenly increases and exceeds a predetermined value, an alert is transmitted, so that the occurrence of an abnormality can be notified by accurately grasping a sign of a failure of the air conditioner.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、図6のフローチャートでは、ステップS12で境界線を越えた回数が所定の回数以上であると判定したとき、またはステップS15で回数の変化率が所定値以上であると判定したときにアラートを発信しているが、ステップS12で境界線を越えた回数が所定の回数以上であると判定しかつステップS15で回数の変化率が所定値以上であると判定したとき(論理積条件成立時)にアラートを発信するようにしてもよい。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment. For example, in the flowchart of FIG. 6, an alert is issued when it is determined in step S12 that the number of times the boundary line has been exceeded is a predetermined number or more, or in step S15 that the rate of change in the number is determined to be a predetermined value or more. Although it is transmitted, when it is determined in step S12 that the number of times the boundary line has been exceeded is a predetermined number or more and in step S15 it is determined that the rate of change of the number is a predetermined value or more (when the logical product condition is satisfied) You may make it send an alert to.

また、上記実施例の空調装置の状態評価方法では、収集されたデータを最大超過温度およびサイクル時間をパラメータとして示したグラフにおいて境界線を設定し、該境界線を越えた回数が所定の回数以上であると判定したときにアラートを発信しているが、サイクル時間が所定時間よりも長いものを計数し、該計数値が所定値以上である場合にアラートを発信する、つまりサイクル時間のみを指標としてアラートを発信するようにしてもよい。
さらに、上記実施例では、本発明を車両用の空調装置の状態評価に適用した場合について説明したが、本発明は車両用の空調装置に限定されず、施設や建物などの空調装置にも利用することができる。
Further, in the air conditioner state evaluation method of the above embodiment, a boundary line is set in the graph showing the collected data as parameters of the maximum excess temperature and cycle time, and the number of times the boundary line is exceeded is a predetermined number of times or more. An alert is sent when it is determined that the cycle time is longer, but when the cycle time is longer than the predetermined time, the alert is sent, that is, when the count value is equal to or greater than the predetermined value, that is, only the cycle time is indicated. You may make it transmit an alert as.
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the state evaluation of the air conditioner for a vehicle has been described. However, the present invention is not limited to the air conditioner for a vehicle and is also used for an air conditioner such as a facility or a building. can do.

10 データ収集システム
20 地上側装置(状態評価システム)
11A,11B,11C 空調装置
12A,12B,12C 空調制御器
13 データ伝送路
14A,14B,14C 伝送端末装置
15 中央端末装置
16 記録装置
17 送信ユニット
21 データ受信部
22 データ格納部
23 境界線算出部
24 判定処理部
25 結果格納部
26 アラート発信部
10 Data collection system 20 Ground side device (condition evaluation system)
11A, 11B, 11C Air conditioner 12A, 12B, 12C Air conditioner controller 13 Data transmission path 14A, 14B, 14C Transmission terminal device 15 Central terminal device 16 Recording device 17 Transmission unit 21 Data receiving unit 22 Data storage unit 23 Boundary line calculation unit 24 judgment processing unit 25 result storage unit 26 alert transmission unit

Claims (5)

鉄道車両に搭載されたデータ収集システムによって収集された車内実測温度情報を受信し記憶する第1ステップと、
記憶された車内実測温度情報および目標温度情報に基づいて、車内実測温度が目標温度を超えているサイクル時間を車両ごとに日単位で算出する第2ステップと、
前記サイクル時間を指標として車両用空調装置の状態を評価する第3ステップと、
を含むことを特徴とする車両用空調装置の状態評価方法。
A first step of receiving and storing in-vehicle measured temperature information collected by a data collection system mounted on a railway vehicle;
A second step of calculating, for each vehicle, a cycle time during which the in-vehicle actual temperature exceeds the target temperature based on the stored in-vehicle actual temperature information and target temperature information;
A third step of evaluating the state of the vehicle air conditioner using the cycle time as an index;
The state evaluation method of the vehicle air conditioner characterized by including these.
前記第2ステップにおいては、算出されたサイクル時間内における最大の超過温度を車両ごとに日単位で算出する処理をさらに行い、
前記第3ステップにおいては、前記第2ステップで算出されたサイクル時間および最大超過温度をパラメータとして標本をプロットしたグラフにおける主集団を内包する境界線を算出する処理と、算出された境界線と前記第2ステップで算出されたサイクル時間および最大超過温度とを比較して車両用空調装置の状態を評価する処理と、を実行することを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置の状態評価方法。
In the second step, a process of calculating the maximum excess temperature within the calculated cycle time in units of days for each vehicle is further performed.
In the third step, a process of calculating a boundary line including a main population in a graph in which a sample is plotted with the cycle time and the maximum excess temperature calculated in the second step as parameters, and the calculated boundary line and the The state of the vehicle air conditioner according to claim 1, wherein a process for evaluating the state of the vehicle air conditioner by comparing the cycle time and the maximum excess temperature calculated in the second step is executed. Evaluation method.
前記車両用空調装置の状態を評価する処理においては、前記第2ステップで算出されたサイクル時間および最大超過温度が前記境界線を越えた回数を計数し、その計数値が予め設定した所定回数よりも大きいか否か判定し、計数値が予め設定した所定回数よりも大きい場合に異常を知らせる情報を出力することを特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置の状態評価方法。   In the process of evaluating the state of the vehicle air conditioner, the number of times that the cycle time and the maximum excess temperature calculated in the second step exceed the boundary line is counted, and the count value is greater than a predetermined number of times set in advance. 3. The vehicle air conditioner state evaluation method according to claim 2, further comprising the step of: determining whether or not the vehicle air conditioner is greater than the predetermined number of times, and outputting information notifying the abnormality when the count value is greater than a predetermined number of times set in advance. 前記車両用空調装置の状態を評価する処理においては、前記境界線を越えた回数の変化率を算出し、当該変化率が予め設定した所定値よりも大きいか否か判定し、変化率が予め設定した所定回数よりも大きい場合に異常を知らせる情報を出力することを特徴とする請求項3に記載の車両用空調装置の状態評価方法。   In the process of evaluating the state of the vehicle air conditioner, the rate of change of the number of times exceeding the boundary line is calculated, it is determined whether the rate of change is greater than a predetermined value, and the rate of change is determined in advance. 4. The state evaluation method for a vehicle air conditioner according to claim 3, wherein information for notifying abnormality is output when the predetermined number of times is exceeded. 前記第2ステップにおいては、当該ステップで算出されたサイクル時間内において目標温度または設定温度が変化している期間の車内実測温度情報を算出対象から外し、当該ステップで算出されたサイクル時間内において目標温度または設定温度が変化していない期間の車内実測温度情報に基づいて最大超過温度を算出し、前記境界線との比較を行うことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の車両用空調装置の状態評価方法。   In the second step, the in-vehicle measured temperature information during a period in which the target temperature or the set temperature is changing within the cycle time calculated in the step is excluded from the calculation target, and the target temperature is calculated within the cycle time calculated in the step. The vehicle according to any one of claims 2 to 4, wherein a maximum excess temperature is calculated based on in-vehicle measured temperature information during a period in which the temperature or the set temperature does not change, and is compared with the boundary line. Air conditioner condition evaluation method.
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