JP2019013113A

JP2019013113A - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP2019013113A
Application number: JP2017129654A
Authority: JP
Inventors: 悠介上村; Yusuke Uemura; 牧野　友由; Tomoyoshi Makino; 友由牧野
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-01-24

Abstract

【課題】車輪の空転の抑制を図ることができる車両用制御装置を提供する。【解決手段】車両用制御装置２５０は、情報取得部２５１と、導出部２５２と、出力部２５３とを持つ。情報取得部２５１は、故障車１００の乗車率に関する第１情報を取得する。導出部２５２は、情報取得部２５１により取得された第１情報に基づき、故障車１００と連結された救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する。出力部２５３は、導出部２５２により導出された駆動トルクの大きさを示すトルク指令値を出力する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、車両用制御装置に関する。

鉄道車両などの車両が故障などにより自走することが難しくなった場合、走行可能な別の車両（救援車）を故障車の先頭または最後尾に連結し、救援車により故障車を移動させる救援運転が行われる。このような救援運転では、救援車は、救援運転用に予め設定された通常運転時よりも大きな駆動トルクにより駆動される。ただし、駆動トルクが実際に必要とされる値よりも大きすぎると、車輪が空転する可能性があった。

特開平７−１９３９０７号公報

本発明が解決しようとする課題は、車輪の空転の抑制を図ることができる車両用制御装置を提供することである。

実施形態の車両用制御装置は、情報取得部と、導出部と、出力部とを持つ。前記情報取得部は、故障車の乗車率に関する第１情報を取得する。前記導出部は、前記情報取得部により取得された前記第１情報に基づき、前記故障車と連結された救援車の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する。前記出力部は、前記導出部により導出された前記駆動トルクの大きさを示すトルク指令値を出力する。

第１の実施形態の故障車および救援車を示す図。第１の実施形態の車両用制御装置を中心とした故障車および救援車の構成を示すブロック図。第１の実施形態の故障車の乗車率とトルク補正係数の関係の一例を示す図。第１の実施形態の補正係数情報の内容の一例を示す図。第１の実施形態の補正係数導出部によるトルク補正係数の導出例を示す図。第１の実施形態の救援車の駆動トルクの一例を示す図。第１の実施形態の車両用制御装置の処理の流れの一例を示すフローチャート。第２の実施形態の車両用制御装置を中心とした故障車および救援車の構成を示すブロック図。第２の実施形態の車両重量情報の内容の一例を示す図。

以下、実施形態の車両用制御装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。

また本願では、故障した車両を「故障車」と称し、正常に走行可能な車両（故障車を移動させるための車両）を「救援車」と称する。救援車は、救援用の専用車両であってもよく、故障車の前後を走行する通常の旅客車両であってよく、またはその他の車両であってもよい。また本願では、救援車の単体（故障車と連結される前の状態）での運転を「通常運転」と称し、救援車の故障車と連結された状態での運転を「救援運転」と称する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の故障車１００および救援車２００を示す図である。故障車１００および救援車２００は、例えば、鉄道車両の電気車または気動車などである。図１では、説明の便宜上、故障車１００および救援車２００を１両ずつ示す。ただし、故障車１００および救援車２００は、例えば、それぞれ複数の車両を含む車両編成である。また、以下では、故障車１００および救援車２００に含まれる構成のなかで本願に関係する構成のみを述べる。

本実施形態では、車両用制御装置２５０は、救援車２００に搭載され、救援車２００の駆動を制御する制御装置である。ここでは、まず、故障車１００の構成について説明し、続いて、救援車２００の構成について説明する。

まず、故障車１００の構成について説明する。図１に示すように、故障車１００は、例えば、空気バネ１１０と、センサ１２０と、ホストコンピュータ１３０とを備えている。

空気バネ１１０は、故障車１００の台車に設けられ、乗客が乗車する車体本体を下方から支持する。空気バネ１１０には、故障車１００の乗車率に応じた内部圧力が作用する。

センサ１２０は、空気バネ１１０に設けられている。センサ１２０は、空気バネ１１０に作用する内部圧力を検出する。センサ１２０は、検出した空気バネ１１０の内部圧力を、直接、または故障車１００に搭載された１以上のサブコンピュータ（不図示）を介してホストコンピュータ１３０に出力する。

ホストコンピュータ１３０は、センサ１２０により検出された空気バネ１１０の内部圧力と、予め設定された乗客１人当たりの平均体重とに基づき、故障車１００の乗車率を導出する。例えば、ホストコンピュータ１３０は、空気バネ１１０の内部圧力から求められる荷重（乗客重量）を、乗客１人当たりの平均体重で除算することで、故障車１００の乗車人数を導出する。そして、ホストコンピュータ１３０は、導出した故障車１００の乗車人数を故障車１００の定員数で除算することで、故障車１００の乗車率を導出する。

次に、救援車２００の構成について説明する。図１に示すように、救援車２００は、例えば、電力変換装置２１０と、電動機２２０と、運転台２３０（図２参照）と、ホストコンピュータ２４０と、車両用制御装置２５０とを備えている。

電力変換装置２１０は、例えば、複数の半導体素子と複数の半導体素子をオンオフ制御する制御回路とを備えるスイッチング回路を含む。電力変換装置２１０は、架線またはバッテリ（不図示）から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電動機２２０に供給する。また、電力変換装置２１０には、電動機２２０に発生させる駆動トルクを指示するトルク指令値が車両用制御装置２５０から入力される。電力変換装置２１０は、車両用制御装置２５０から入力されるトルク指令値に基づいて複数の半導体素子をオンオフ制御することで、前記トルク指令値に応じた駆動トルクを電動機２２０に発生させる。

電動機２２０は、電力変換装置２１０により供給される電力によって車輪を回転させ、救援車２００を駆動する。例えば、電動機２２０は、救援運転時に、故障車１００および救援車２００を移動させるための駆動トルクを出力する。

運転台２３０（図２参照）は、マスターコントローラ（不図示）を備える。マスターコンピュータは、運転手によってマスターコントローラに対してなされた操作に基づいて、ノッチ情報を生成する。ノッチ情報とは、車両の加速度を指示する情報である。生成されたノッチ情報は、車両用制御装置２５０に入力される。また、救援運転時には、通常運転時と比較して大きなトルクが必要となる。このため、救援運転時には、マスターコントローラに対して高加速度（または限流値の増加）を車両用制御装置２５０に指示するための操作が運転手によって行われる。本明細書では、説明の便宜上、この操作を「救援運転指示」と称する。マスターコントローラは、救援運転指示のための操作が行われた場合、救援運転指示を示す制御信号を車両用制御装置２５０に送信する。

ホストコンピュータ２４０は、例えば、故障車１００と救援車２００とが連結部１００ａ，２００ａにより連結された場合、連結部１００ａ，２００ａに含まれる電送線を介して、故障車１００のホストコンピュータ１３０と通信可能に接続される。ホストコンピュータ２４０は、例えば、直接、または救援車２００に搭載された１以上のサブコンピュータ（不図示）を介して故障車１００のホストコンピュータ１３０と通信を行い、故障車１００の乗車率に関する情報（以下、「故障車乗車率情報」と称する場合がある）を、故障車１００のホストコンピュータ１３０から取得する。なお、「故障車乗車率情報」とは、故障車１００の乗車率を直接に示す情報に限定されず、故障車１００の乗車人数を示す情報でもよく、故障車１００の空気バネ１１０の内部圧力から求められる荷重（乗客重量）を示す情報などでもよい。

車両用制御装置２５０は、運転台２３０およびホストコンピュータ２４０などからの情報に基づき、救援車２００を駆動するためトルク指令値を導出し、導出したトルク指令値を電力変換装置２１０に出力する。これにより、救援車２００は、車両用制御装置２５０から出力されるトルク指令値に基づき走行する。

次に、車両用制御装置２５０について詳しく説明する。図２は、車両用制御装置２５０を中心とした故障車１００および救援車２００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、車両用制御装置２５０は、例えば、情報取得部２５１と、導出部２５２と、出力部２５３と、記憶部２５４とを有する。

情報取得部２５１、導出部２５２、および出力部２５３の各々の全部または一部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサがメモリなどに格納されたプログラムを実行することにより実現される機能部（以下、ソフトウェア機能部と称する）である。なお、情報取得部２５１、導出部２５２、および出力部２５３の各々の全部または一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。

記憶部２５４は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。

次に、車両用制御装置２５０の各機能部について説明する。
情報取得部２５１は、故障車乗車率情報を取得する。本実施形態では、情報取得部２５１は、救援車２００のホストコンピュータ２４０から直接、または救援車２００の運転台２３０のモニター装置などを介して、故障車１００から故障車乗車率情報を取得する。

例えば、情報取得部２５１は、救援車２００のホストコンピュータ２４０に対して、救援車２００のホストコンピュータ２４０が故障車１００のホストコンピュータ１３０から故障車乗車率情報を取得するための制御信号を送信する。この制御信号を受信した救援車２００のホストコンピュータ２４０は、故障車１００のホストコンピュータ１３０と通信し、故障車１００のホストコンピュータ１３０から故障車１００の故障車乗車率情報を受信する。情報取得部２５１は、救援車２００のホストコンピュータ２４０に対して、故障車乗車率情報を情報取得部２５１に送信させるための制御信号を送る。これにより、情報取得部２５１は、救援車２００のホストコンピュータ２４０から故障車乗車率情報を取得する。

また上記に代えて、情報取得部２５１は、救援車２００のホストコンピュータ２４０が故障車１００のホストコンピュータ１３０から故障車乗車率情報を自動的に取得する機能を有する場合、救援車２００のホストコンピュータ２４０に対して故障車乗車率情報を送信させるための制御信号を出力することで、救援車２００のホストコンピュータ２４０から故障車乗車率情報を取得してもよい。また、本願でいう「取得する」とは、能動的に取得する場合に限定されず、受け身で情報を単に受け取ることで、情報を取得する場合も含む。すなわち、情報取得部２５１は、救援車２００のホストコンピュータ２４０から送信される故障車乗車率情報を単に受信するだけで、故障車乗車率情報を取得してもよい。

なお、情報取得部２５１の構成は、上記例に限定されない。例えば、情報取得部２５１は、不図示の無線モジュールを介して故障車１００のホストコンピュータ１３０などと無線通信することで、故障車乗車率情報を故障車１００から直接取得してもよい。また、情報取得部２５１は、走行路に設けられた通信装置（例えば、地上子）を通じて外部の列車運行管理システムなどから受信する情報に基づき、故障車乗車率情報を取得してもよい。また、情報取得部２５１は、運転台２３０に設けられた入力装置に対する乗務員の入力操作に基づいて、故障車乗車率情報を取得してもよい。情報取得部２５１は、取得した故障車乗車率情報を、導出部２５２に出力する。

導出部２５２は、情報取得部２５１により取得された故障車乗車率情報に基づき、故障車１００と連結された救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する。「駆動トルク」とは、例えば、車両の発進時の起動トルクである。また、「駆動トルク」は、車両の加速時のトルクであってもよいし、定速走行時のトルクであってもよい。本実施形態では、導出部２５２は、通常トルク導出部２５２ａと、補正係数導出部２５２ｂと、切替部２５２ｃと、トルク補正部２５２ｄとを有する。

通常トルク導出部２５２ａは、救援車２００の通常運転時の駆動トルクの大きさを導出する。通常トルク導出部２５２ａは、例えば、ノッチ情報および電流補正係数に基づき、通常運転時のトルクＴｎを導出する。電流補正係数は、例えば、車両の周囲環境の温度などに基づいて決定され、トルクＴｎを必要に応じて補正するための値である。この電流補正係数は、例えば、救援車２００の乗車率（自車の乗車率）に応じて異なる値である。すなわち、救援車２００の乗車率は、上記電流補正係数に反映されている。

補正係数導出部２５２ｂは、救援運転時に、通常運転時の駆動トルクを補正するためのトルク補正係数Ｎを導出する。本実施形態では、補正係数導出部２５２ｂは、情報取得部２５１により取得された故障車乗車率情報に基づき、トルク補正係数Ｎを導出する。導出されたトルク補正係数Ｎは、ゲインとして、切替部２５２ｃを介してトルク補正部２５２ｄに出力される。

図３は、故障車１００の乗車率とトルク補正係数Ｎ（ゲイン）との関係の一例を示す図である。車両の駆動トルク（力行トルク）は、車両の総重量に比例することから、故障車１００の乗車率とトルク補正係数との関係は、一次関数の性質と見做すことができる。トルク補正係数Ｎの最大値Ｎ_ＭＡＸ（最大ゲイン）は、故障車１００が満員の場合（例えば、図３においては故障車１００の乗車率が２５０％の場合）に必要とされるトルクとして、車両の重量などを考慮して予め設定されている。また、トルク補正係数Ｎの最小値Ｎ_ＭＩＮ（最小ゲイン）は、故障車１００が空車の場合（故障車１００の乗車率が０％の場合）の好ましいトルクとして、車両の重量などを考慮して予め設定されている。

ここで、図３において、トルク補正係数Ｎの最小値Ｎ_ＭＩＮ（最小ゲイン）が設けられている理由について説明する。これは、可能性は低いが、例えば情報取得部２５１が故障車１００の乗車率の取得に失敗して、仕様外の乗車率（例えばマイナス〇〇％など空車以下の乗車率）が誤って入力された場合でも、故障車１００が空車であるものとして導出部２５２にトルク補正係数Ｎを導出させるためである。

このような故障車１００の乗車率とトルク補正係数Ｎとの関係を示す情報は、予め導出されて記憶部２５４に記憶されている。故障車１００の乗車率とトルク補正係数Ｎとの関係を示す情報は、例えば、複数の乗車率とそれらの乗車率におけるトルク補正係数Ｎとが対応付けられたテーブル（図４参照）でもよいし、故障車１００の乗車率からトルク補正係数Ｎを導出可能な計算式などでもよい。補正係数導出部２５２ｂは、故障車１００の乗車率とトルク補正係数Ｎとの関係を示す情報に基づき、情報取得部２５１により取得された故障車１００の乗車率に対応するトルク補正係数Ｎを導出する。以下、トルク補正係数Ｎの導出処理の一例をさらに詳しく述べる。

図４は、補正係数導出部２５２ｂにより参照される補正係数情報Ｔ１の内容の一例を示す図である。補正係数情報Ｔ１は、複数の乗車率とそれらの乗車率におけるトルク補正係数Ｎとが対応付けられた情報である。例えば、補正係数情報Ｔ１において、故障車１００の各乗車率に対するトルク補正係数Ｎは、救援車２００の通常運転時の駆動トルクに対する実数倍値として設定されている。

図５は、補正係数導出部２５２ｂによるトルク補正係数Ｎの導出例を示す図である。例えば、補正係数導出部２５２ｂは、故障車１００の乗車率と補正係数情報Ｔ１とに基づいて求まるトルク補正係数がトルク補正係数Ｎの最小値Ｎ_ＭＩＮよりも小さい場合、トルク補正係数Ｎの最小値Ｎ_ＭＩＮをトルク補正係数Ｎとして出力する。一方で、補正係数導出部２５２ｂは、故障車１００の乗車率と補正係数情報Ｔ１とに基づいて求まるトルク補正係数がトルク補正係数Ｎの最小値Ｎ_ＭＩＮよりも大きい場合、故障車１００の乗車率と補正係数情報Ｔ１とに基づいて求まるトルク補正係数をトルク補正係数Ｎとして出力する。ただし、補正係数導出部２５２ｂは、故障車１００の乗車率と補正係数情報Ｔ１とに基づいて求まるトルク補正係数がトルク補正係数Ｎの最大値Ｎ_ＭＡＸよりも大きい場合、トルク補正係数Ｎの最大値Ｎ_ＭＡＸをトルク補正係数Ｎとして出力する。補正係数導出部２５２ｂは、導出したトルク補正係数Ｎを、切替部２５２ｃに出力する。

切替部２５２ｃは、運転台２３０から救援運転指示を示す制御信号の入力がない場合、トルク補正係数Ｎとして「１」をトルク補正部２５２ｄに入力する。一方で、切替部２５２ｃは、運転台２３０から救援運転指示を示す入力がある場合、補正係数導出部２５２ｂにより導出されたトルク補正係数Ｎをトルク補正部２５２ｄに入力する。救援運転指示を示す入力は、「所定の条件を満たす入力」の一例である。

トルク補正部２５２ｄは、通常トルク導出部２５２ａにより導出された通常運転時のトルクＴｎを、補正係数導出部２５２ｂにより導出されたトルク補正係数Ｎに基づき補正することで、救援車２００の救援運転時の駆動トルクを導出する。すなわち、トルク補正部２５２ｄは、救援運転指示を示す制御信号の入力がない場合、通常運転時の駆動トルクであるトルクＴｎを、救援車２００の駆動トルクの大きさとして導出する。一方で、トルク補正部２５２ｄは、救援運転指示を示す制御信号の入力がある場合、通常時の駆動トルクであるトルクＴｎと、導出されたトルク補正係数Ｎとの乗算結果であるＮ×Ｔｎを、救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさとして導出する。

図６は、救援車２００の救援運転時の駆動トルク（力行トルク）の一例を示す図である。上述したように、導出部２５２は、救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさとして、互いに異なる複数の駆動トルクの大きさを導出可能である。そして、導出部２５２は、故障車乗車率情報の内容に応じて前記複数の駆動トルクの大きさに含まれる１つの駆動トルクの大きさを導出する。なお、「複数の駆動トルクの大きさを導出可能」とは、複数の駆動トルクの大きさが段階的に設定されている場合と、複数の駆動トルクの大きさが例えば線形として連続的に設定されている場合とのいずれの場合も含む。

出力部２５３は、導出部２５２により導出された駆動トルクの大きさを示すトルク指令値を電力変換装置２１０に出力する。なお、「トルク指令値」とは、駆動トルクの大きさを直接に示す数値が含まれる場合に限定されず、別の形態の信号に置き換えられた場合も含む。

次に、本実施形態の車両用制御装置２５０の処理の流れの一例について説明する。図７は、車両用制御装置２５０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、通常トルク導出部２５２ａは、ノッチ情報および電流補正係数に基づき、通常運転時のトルクＴｎを導出する（Ｓ１００）。また、情報取得部２５１は、例えば、救援車２００のホストコンピュータ２４０などを介して、故障車１００のホストコンピュータ１３０から故障車１００の乗車率を取得する（Ｓ１１０）。なお、Ｓ１００の処理とＳ１１０の処理は、いずれが先に実行されてもよいし、互いに並行して行われてもよい。

次に、補正係数導出部２５２ｂは、故障車１００の乗車率に基づいて、救援運転時に使用されるトルク補正係数Ｎを導出する（Ｓ１２０）。なお、Ｓ１００の処理とＳ１２０の処理は、いずれが先に実行されてもよいし、互いに並行して行われてもよい。

次に、切替部２５２ｃは、救援運転指示を示す信号の入力の有無を判定する（Ｓ１３０）。そして、トルク補正部２５２ｄは、救援運転指示を示す制御信号の入力が存在しない場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、通常運転時の駆動トルクであるトルクＴｎを、救援車２００の駆動トルクの大きさとして導出する（Ｓ１４０）。一方で、トルク補正部２５２ｄは、救援運転指示を示す制御信号の入力が存在する場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、通常運転時の駆動トルクであるトルクＴｎとトルク補正係数Ｎとの乗算結果であるＴｎ×Ｎを、救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさとして導出する（Ｓ１５０）。

次に、出力部２５３は、トルク補正部２５２ｄにより導出された駆動トルクの大きさを示すトルク指令値を電力変換装置２１０に出力する（Ｓ１６０）。これにより、本フローチャートの処理が終了する。

なお、上述のフローチャートでは、説明の便宜上、救援運転指示を示す信号の入力の有無を判定するＳ１３０の処理を、Ｓ１２０の処理の後に述べている。ただし、Ｓ１３０の処理は、実際には、Ｓ１００またはＳ１１０の処理に先立って行われてもよい。

以上のような構成によれば、救援運転時に、車輪の空転の抑制を図ることができる。ここで、比較例として、救援車の救援運転時の駆動トルクとして、通常運転時の駆動トルクの定数倍の駆動トルクが予め設定されている車両用制御装置について考える。このような車両用制御装置では、故障車の乗車率が考慮されていないため、故障車の乗車率が低い場合に、救援運転時の駆動トルクが実際に必要とされる値よりも大きくなる可能性がある。この場合、不要に粘着係数が高くなり、その結果、車輪が空転する可能性がある。一方で、駆動トルクが実際に必要な値よりも小さい場合、発進することができないか、または必要な加速が得られない可能性がある。

そこで、本実施形態では、車両用制御装置２５０は、情報取得部２５１と、導出部２５２と、出力部２５３とを備える。情報取得部２５１は、故障車乗車率情報（第１情報）を取得する。導出部２５２は、情報取得部２５１により取得された故障車乗車率情報に基づき、故障車１００と連結された救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する。出力部２５３は、導出部２５２により導出された駆動トルクの大きさを示すトルク指令値を出力する。このような構成によれば、故障車１００の乗車率を反映させた大きさの駆動トルクによって救援運転を行うことができる。これにより、故障車１００の乗車率が低い場合であっても、救援運転時の駆動トルクが実際に必要とされる値よりも大きくなることを抑制し、車輪の空転を抑制することができる。

本実施形態では、情報取得部２５１は、直接または別の機器を介して、故障車１００から故障車乗車率情報を取得する。このような構成によれば、故障車１００から直接、乗車率に関する情報を取得することができる。これにより、より高い精度の乗車率の情報に基づき、救援運転時に必要な駆動トルクの大きさの導出精度を高めることができる。これにより、車輪の空転をさらに高いレベルで抑制することができる。

本実施形態では、導出部２５２は、救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさとして、互いに異なる複数の駆動トルクの大きさを導出可能であるとともに、故障車乗車率情報の内容に応じて前記複数の駆動トルクの大きさに含まれる１つの駆動トルクの大きさを導出する。このような構成によれば、故障車１００の種々の乗車率に応じて、救援運転時に必要な駆動トルクの大きさを導出することができる。これにより、車輪の空転をさらに高いレベルで抑制することができる。

本実施形態では、導出部２５２は、通常トルク導出部２５２ａと、補正係数導出部２５２ｂと、トルク補正部２５２ｄを有する。通常トルク導出部２５２ａは、救援車２００の通常運転時の駆動トルクの大きさを導出する。補正係数導出部２５２ｂは、情報取得部２５１により取得された故障車乗車率情報に基づき、トルク補正係数を導出する。トルク補正部２５２ｄは、通常トルク導出部２５２ａにより導出された前記駆動トルクの大きさを補正係数導出部２５２ｂにより導出された前記トルク補正係数に基づき補正することで、救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する。このような構成によれば、比較的簡単な処理により、故障車１００の乗車率を反映させた救援運転時の駆動トルクの大きさを導出することができる。

本実施形態では、導出部２５２は、所定の条件を満たす入力がない場合に、救援車２００の駆動トルクの大きさとして通常トルク導出部２５２ａにより導出された駆動トルクの大きさを導出し、前記所定の条件を満たす入力がある場合に、救援車２００の駆動トルクの大きさとしてトルク補正部２５２ｄにより補正された駆動トルクの大きさを導出する。このような構成によれば、通常運転時と救急運転時での駆動トルクの変更を容易に行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態では、故障車１００の車両重量は、例えば、救援車２００の車両重量と略同じと見做されて、救援車２００の救援運転時の駆動トルクの大きさが導出される。一方で、本実施形態は、故障車１００の乗車率に加え、故障車１００の車体重量に関する情報に基づき、救援車２００Ａの救援運転時の駆動トルクの大きさが導出される点で第１の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。

図８は、本実施形態の車両用制御装置２５０Ａを中心とした故障車１００および救援車２００Ａを示すブロック図である。図８に示すように、救援車２００Ａは、例えば、電力変換装置２１０と、電動機２２０と、運転台２３０と、センサ２６０と、ホストコンピュータ２４０と、車両用制御装置２５０Ａとを備えている。

センサ２６０は、救援車２００Ａの台車の空気バネ（不図示）に設けられている。センサ２６０は、空気バネに作用する内部圧力を検出する。センサ２６０は、検出した空気バネの内部圧力を、直接、または救援車２００Ａに搭載された１以上のサブコンピュータ（不図示）を介してホストコンピュータ２４０に出力する。

ホストコンピュータ２４０は、センサ２６０により検出された空気バネの内部圧力と、予め設定された乗客１人当たりの平均体重とに基づき、救援車２００Ａの乗車率を導出する。例えば、ホストコンピュータ２４０は、故障車１００の乗車率を導出した方法と略同じ方法で、救援車２００Ａの乗車率を導出する。

本実施形態では、救援車２００Ａのホストコンピュータ２４０は、故障車１００のホストコンピュータ１３０と通信を行い、故障車１００の車両重量に関する情報（以下、故障車車両重量情報と称する場合がある）を、故障車１００のホストコンピュータ１３０から取得する。「故障車１００の車両重量」とは、故障車１００の車体の重量を意味する。なお、「故障車車両重量情報」とは、故障車１００の車両重量を直接に示す情報に限定されず、故障車１００の車両の種類および車両編成などを示す情報でもよい。

また、救援車２００Ａのホストコンピュータ２４０は、救援車２００Ａの車両重量に関する情報（以下、救援車車両重量情報と称する場合がある）を管理している。「救援車２００Ａの車両重量」とは、救援車２００Ａの車体の重量を意味する。なお、「救援車車両重量情報」とは、救援車２００Ａの車両重量を直接に示す情報に限定されず、救援車２００Ａの車両の種類および車両編成などを示す情報でもよい。

車両用制御装置２５０Ａは、例えば、情報取得部２５１と、導出部２５２Ａと、出力部２５３と、記憶部２５４とを有する。

情報取得部２５１は、第１の実施形態の機能に加え、救援車２００Ａのホストコンピュータ２４０から救援車２００Ａの乗車率に関する情報（第２情報、以下、「救援車乗車率情報」と称する）を取得する。本実施形態では、情報取得部２５１は、救援車２００Ａのホストコンピュータ２４０から直接、または救援車２００Ａの運転台２３０のモニター装置などを介して、救援車乗車率情報を取得する。

情報取得部２５１は、第１の実施形態の機能に加え、故障車車両重量情報を取得する。本実施形態では、情報取得部２５１は、救援車２００Ａのホストコンピュータ２４０から直接、または救援車２００Ａの運転台２３０のモニター装置などを介して、故障車車両重量情報を取得する。例えば、情報取得部２５１は、故障車乗車率情報を取得するのと同様の方法により、故障車車両重量情報を取得することができる。

導出部２５２Ａは、情報取得部２５１により取得された故障車乗車率情報、救援車乗車率情報、故障車車両重量情報、および救援車車両重量情報に基づき、故障車１００と連結された救援車２００Ａの救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する。本実施形態では、導出部２５２Ａの補正係数導出部２５２ｂＡは、情報取得部２５１により取得された故障車乗車率情報、救援車乗車率情報、故障車車両重量情報、および救援車車両重量情報に基づき、トルク補正係数Ｎを導出する。例えば、補正係数導出部２５２ｂＡは、故障車１００の乗車率と、救援車２００Ａの乗車率と、故障車１００の車両重量と、救援車２００Ａの車両重量と、トルク補正係数Ｎとの関係を示す情報に基づいて、トルク補正係数Ｎを導出する。なお、救援車乗車率情報は、トルク補正係数Ｎに反映される代わりに、第１の実施形態と同様に電流補正係数に反映されてもよい。

本実施形態では、情報取得部２５１により取得される故障車車両重量情報は、故障車１００の車両の種類を示す情報と、故障車１００の車両編成を示す情報とを含む。記憶部２５４には、車両の種類と、各車両の種類における車両重量を示す情報とが対応付けられた車両重量情報Ｔ２が予め記憶されている。

図９は、車両重量情報Ｔ２の内容の一例を示す図である。車両重量情報Ｔ２は、複数の車両の種類とそれらの種類における車両重量とが対応付けられた情報である。車両重量情報Ｔ２は、例えば、○○○系の車両は、1両あたり○○トン、△△△系の車両は、1両あたり△△トン、×××系の車両は、1両あたり××トンといった情報である。本実施形態では、導出部２５２Ａは、情報取得部２５１により取得された故障車１００の車両の種類を示す情報および故障車１００の車両編成を示す情報と、車両重量情報Ｔ２とに基づき、故障車１００の車両重量を導出する。そして、導出部２５２Ａは、導出した故障車１００の車両重量に基づいて、トルク補正係数Ｎを導出する。

また、救援車２００Ａの車両重量も、上述のように記憶部２５４に予め記憶された車両重量情報Ｔ２などに基づいて、故障車１００の車両重量と同様の方法で導出可能である。

具体的な一例では、故障車１００の総重量は、以下の式のように求めることができる。
（故障車の総重量）＝（（故障車一両あたりの重量）＋（一両あたりの定員数）×（１人当たりの平均体重）×（故障車の乗車率））×（故障車の車両数）

同様に、救援車２００Ａの総重量は、以下の式のように求めることができる。
（救援車の総重量）＝（（救援車一両あたりの重量）＋（一両あたりの定員数）×（１人当たりの平均体重）×（救援車の乗車率））×（救援車の車両数）

そして、導出部２５２Ａは、以下の式のようにトルク補正係数Ｎを求めてもよい。
Ｎ＝（（故障車の総重量）＋（救援車の総重量））／（救援車の総重量）

以上のような構成によれば、第１の実施形態と同様に、車輪の空転の抑制を図ることができる。さらに本実施形態では、情報取得部２５１は、故障車両車重量情報（第３情報）を取得する。導出部２５２Ａは、故障車乗車率情報、救援車乗車率情報、故障車車両重量情報、および救援車車両重量情報に基づき、救援車２００Ａの救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する。このような構成によれば、故障車１００の車両重量と、救援車２００Ａの車両重量とが大きく異なる場合であっても、故障車１００の車両重量を精度良く反映させた大きさの駆動トルクによって救援運転を行うことができる。これにより、救援運転時に必要な駆動トルクの大きさの導出精度を高めることができ、車輪の空転をさらに高いレベルで抑制することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、故障車の乗車率に関する情報を取得する情報取得部と、情報取得部により取得された情報に基づき、故障車と連結された救援車の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する導出部とを持つことにより車輪の空転の抑制を図ることができる。

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。

１００…故障車、１００ａ…連結部、１１０…空気バネ、１２０…センサ、１３０…ホストコンピュータ、２００，２００Ａ…救援車、２００ａ…連結部、２１０…電力変換装置、２２０…電動機、２３０…運転台、２４０…ホストコンピュータ、２５０，２５０Ａ…車両用制御装置、２５１…情報取得部、２５２，２５２Ａ…導出部、２５２ａ…通常トルク導出部、２５２ｂ，２５２ｂＡ…補正係数導出部、２５２ｃ…切替部、２５２ｄ…トルク補正部、２５３…出力部、２５４…記憶部、２６０…センサ。

Claims

故障車の乗車率に関する第１情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記第１情報に基づき、前記故障車と連結された救援車の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する導出部と、
前記導出部により導出された前記駆動トルクの大きさを示すトルク指令値を出力する出力部と、
を備えた車両用制御装置。
前記情報取得部は、直接または別の機器を介して、前記故障車から前記第１情報を取得する、
請求項１に記載の車両用制御装置。
前記導出部は、前記救援車の救援運転時の駆動トルクの大きさとして、互いに異なる複数の駆動トルクの大きさを導出可能であるとともに、前記第１情報の内容に応じて前記複数の駆動トルクの大きさに含まれる１つの駆動トルクの大きさを導出する、
請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置。
前記導出部は、
前記救援車の通常運転時の駆動トルクの大きさを導出する通常トルク導出部と、
前記情報取得部により取得された前記第１情報に基づき、トルク補正係数を導出する補正係数導出部と、
前記通常トルク導出部により導出された前記駆動トルクの大きさを前記補正係数導出部により導出された前記トルク補正係数に基づき補正することで、前記救援車の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出するトルク補正部と、
を有する、
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の車両用制御装置。
前記導出部は、所定の条件を満たす入力がない場合に、前記救援車の駆動トルクの大きさとして前記通常トルク導出部により導出された駆動トルクの大きさを導出し、前記所定の条件を満たす入力がある場合に、前記救援車の駆動トルクの大きさとして前記トルク補正部により補正された駆動トルクの大きさを導出する、
請求項４に記載の車両用制御装置。
前記情報取得部は、前記救援車の乗車率に関する第２情報を取得し、
前記導出部は、前記情報取得部により取得された前記第１情報および前記第２情報に少なくとも基づき、前記救援車の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する、
請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の車両用制御装置。
前記情報取得部は、前記故障車の車両重量に関する第３情報を取得し、
前記導出部は、前記情報取得部により取得された前記第１情報および前記第３情報に少なくとも基づき、前記救援車の救援運転時の駆動トルクの大きさを導出する、
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の車両用制御装置。