JP3274043B2 - 車両モニタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、列車を構成する
車両の電源、負荷の構成、或いはそれら機器の電力容量
等の情報を自動的に認識させると共に、それらの機器の
情報や正常／異常状態より機器に対する適正な電力供給
方法を自動的に求め、給電回路を構成する機能を有した
車両モニタ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両機器の電子化が急速に進んで
高性能化したが、機器の構成が非常に複雑となった。そ
のため、運転中の各機器の動作状態の把握、機器故障や
事故発生の際の内容把握、復旧処置、或いは故障原因の
追及などが非常に困難となってきている。従って、これ
らの問題を解決して乗務員の業務軽減や仕業検査など検
修の容易化を計るため、各機器の動作を実時間で表示す
る列車のモニタ装置が提案されている。

【０００３】列車のモニタ装置は、各車両機器の動作状
態や故障等の情報を収集する各車両毎に設けた端末器、
各車両の端末器からの情報を集中的に受けて処理する中
央装置、列車の各運転室に設け乗務員が操作する操作部
と情報を表示する表示器と、各端末器で収集した情報を
中央装置に伝送する伝送路から構成されている。

【０００４】このような構成からなる従来の車両モニタ
装置として、例えば特開昭５９−１４３０１号公報に示
された車両モニタ装置がある。図１０は従来の車両モニ
タ装置の構成を示すブロック図である。図において、
１，２，３はそれぞれ前部先頭車両、中間車両、後部先
頭車両を示している。各車両１，２，３はそれぞれモニ
タの対象となる車両機器６Ａ，６Ｂ，６Ｃの動作状態や
故障等の情報を収集する端末器７Ａ，７Ｂ，７Ｃを設け
ている。

【０００５】また、前後の先頭車両１，３には各車両
１，２，３間に配設した伝送路８を介して端末器７Ａ，
７Ｂ，７Ｃより入力した車両機器６Ａ，６Ｂ，６Ｃの動
作状態や故障の情報を集中して処理する中央装置５Ａ，
５Ｃと、集中した情報及び処理結果を表示する表示器４
Ａ，４Ｃが設けられている。

【０００６】中央装置５Ａは、情報処理要素、各端末器
７Ａ，７Ｂ，７Ｃに対して親局としてポーリングを行う
伝送制御要素、及びモデムを有している。端末器７Ａ，
７Ｂ，７Ｃも同様に情報入力処理要素、親局からのポー
リングに対し子局として応答する伝送制御要素、及びモ
デムを有している。

【０００７】このような構成において、中央装置５Ａは
乗務員の操作あるいは故障発生の割込等により各車両の
端末器７Ａ〜７Ｃより伝送路８を通して情報の収集を要
求する。この際、中央装置５Ａの伝送制御要素には、各
端末器７Ａ〜７Ｃの子局に対して各認識番号を定めてお
き、順次各端末器７Ａ〜７Ｃとの間で伝送を行う。

【０００８】各端末器７Ａ〜７Ｃは各車両機器６Ａ〜６
Ｃの動作や故障を示す接点の情報や、モータ電流や空気
ブレーキの圧力などのアナログ情報を収集入力してい
る。そして、各端末器７Ａ〜７Ｃは親局から伝送されて
きた認識番号が一致した際に子局として応答し、収集し
た情報を中央装置５Ａへ伝送路８を通して送信する。

【０００９】中央装置５Ａは順次各端末器７Ａ〜７Ｃか
ら情報を収集し、使用形態に合わせて収集した情報の拾
捨選択、分類統合、変換、記憶等の情報処理を行なって
表示器４Ａに表示する。次に端末器７Ａと車両機器６Ａ
（ここでは電源として説明する）との関係を図１１を用
いて説明する。

【００１０】ａは車両機器６Ａから端末器７Ａに出力さ
れるディジタル情報で、制御電源の入／切情報、故障情
報、出力接触器情報等を出力する。この情報ａは接点信
号やＤＣ１００Ｖ加圧信号等により供給され、端末器７
Ａはそれぞれの情報を取り決められた論理に従って、”
１”か”０”のディジタル信号として認識する。

【００１１】ｂは車両機器６Ａから端末器７Ａに出力さ
れるアナログ情報で出力電圧、出力電流等を出力する。
情報ｂは各機器情報のアナログ値に比例する情報として
与えられ、端末器７Ａではそれぞれの情報を取り決めら
れた変換比に従ってアナログ／ディジタル変換されデー
タとして認識される。

【００１２】ｃは端末器７Ａから車両機器６Ａへ伝送Ｉ
／Ｆを介して伝送される伝送データであり、この伝送デ
ータｃは端末器７Ａから車両機器６Ａに対して出される
ステイタスデータの要求やトレースデータの要求のデー
タである。

【００１３】ｄは前述の伝送データによる要求Ｃに従っ
て車両機器６Ａから端末器７Ａに対して送られるステイ
タスデータやトレースデータ等の伝送データである。こ
れら伝送データｄは端末器７Ａで収集した後に伝送路８
を通して中央装置５Ａに送って情報処理を行い、必要な
データを表示器４Ａに表示する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両のモニタ装
置は以上のように構成されているので、車両内に搭載さ
れている電源機器等の状態や故障等情報を収集して表示
器に表示させることで機器の状態を監視することができ
るが、収集した各情報に基づいて編成車両の各負荷に電
力を供給する給電システムの制御を直接行うことはなか
った。従って、情報収集より故障に対する対処までに時
間を要するという問題点があった。

【００１５】また給電システムを構成する給電回路は、
車両内において給電制御回路（図示しない）として構成
されるが、可変編成車両の編成変更時や異常発生に伴い
給電制御の切り替え等を行う場合には給電回路が複雑と
なる。また、電源機器に故障等が発生した時、その処置
を乗務員がマニュアルに従って手動で操作する為、操作
性が悪く最適な電源バックアップ方法をとることが難し
いという問題点があった。

【００１６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、列車の各車両に搭載された電
源の正常及び異常状況をモニタし、各状況に応じて負荷
装置への電力供給方法を自動決定することで、乗務員に
とって操作性が良く、且つ、信頼性の高い給電システム
を構成する車両モニタ装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る車
両モニタ装置は、車両毎に異なる電源及び負荷を有する
複数車両編成の電車における各車両の車種を認識する車
種認識手段と、車種が認識された各車両の電源の有無、
電源の最大許容電力、負荷による最大消費電力を認識す
る電力認識手段と、この認識結果より正常時の給電区分
決定処理である、前記車両の負荷毎の最大消費電力を順
次加算しこの加算値が最寄りの電源の最大許容電力を超
えないように前記複数車両編成の電車の電源毎の給電範
囲を決定し、給電回路を構成する給電回路構成手段とを
備えたものである。

【００１８】請求項２の発明に係るモニタ装置は、請求
項１の発明に係るモニタ装置において編成車両内の電源
の状態を監視し、異常発生時に異常電源箇所を認識する
異常監視手段と、異常電源の給電範囲の負荷に対して正
常な電源からバックアップする際、正常及び異常電源の
給電範囲の最大消費電力が正常な電源の許容電力以内か
否かを判定する許容電力判定手段と、前記最大消費電力
が正常な電源の許容電力を超える場合には前記許容電力
以内になるように前記正常及び異常電源の給電範囲の負
荷に対して負荷を減らす指令を出力し、給電範囲内の車
両間の渡り接触器を制御する制御手段とを備えたもので
ある。

【００１９】請求項３の発明に係るモニタ装置は、請求
項１または２の発明に係るモニタ装置において電源に異
常が発生した時、この電源より電力供給を受けていた負
荷に正常電源より給電してバックアップする方向を編成
車両内の優先順位や電源容量の大小により決定する給電
方向決定手段を備えたものである。

【００２０】請求項４の発明に係るモニタ装置は、請求
項１の発明に係るモニタ装置において編成車両内の電源
の状態を監視し、異常発生時に異常電源箇所を認識する
異常監視手段と、異常電源の給電範囲の負荷に対して正
常な電源からバックアップする際、異常及び正常電源の
給電範囲内の最大消費電力を計算する消費電力計算手段
と、この計算された最大消費電力が正常電源の許容電力
範囲以内か否かを判定する電力範囲判定手段と、この判
定結果より最大消費電力が正常電源の許容電力以内に至
るまで上記給電範囲において負荷半減範囲を広げ、給電
範囲内の最大消費電力が正常な電源の許容電力以内にす
る半減範囲制御手段とを備えたものである。

【００２１】請求項５の発明に係るモニタ装置は、請求
項１の発明に係るモニタ装置において編成車両内の電源
の状態を監視し、異常発生時に異常電源箇所を認識する
異常監視手段と、異常が発生した電源の給電範囲の負荷
に対して正常な電源からバックアップする際、異常及び
正常電源の給電範囲内の最大消費電力を計算する消費電
力計算手段と、この計算された最大消費電力が正常電源
の許容電力範囲以内か否かを判定する電力範囲判定手段
と、許容電力が最大消費電力より小さい時には、前記許
容電力を増加させて許容電力が最大許容電力を超えたか
否かを判定する許容電力判定手段と、最大許容電力を超
えない時には増加した許容電力で給電処理を実行し、超
えた場合は上記給電範囲において負荷半減範囲を広げ、
給電範囲内の最大消費電力が正常な電源の許容電力以内
にする半減範囲制御手段とを備えたものである。

【００２２】請求項６の発明に係るモニタ装置は、請求
項１の発明に係るモニタ装置において車種認識手段は、
前記電車の車両毎の認識している車種、及び車種を認識
していない車両については所定の情報を表す車種設定画
面を表示装置に表示し、前記車種を認識していない車両
については前記車種設定画面を通して該当する車種を選
択入力させるものである。

【００２３】

【作用】請求項１の発明における車両モニタ装置は、編
成車両の各車種を判別した後に、この車種より車両の電
源の有無や最大許容電力、負荷容量等の情報を認識する
ことにより自動的に適正な給電区分を決定する。

【００２４】請求項２の発明における車両モニタ装置
は、いずれかの車両に搭載された電源に異常が検出され
たならば、異常電源が給電していた負荷を正常な電源よ
りバックアップするために正常、異常電源の給電範囲の
最大消費電力を正常電源の許容電力以内にするために給
電範囲の負荷に対して負荷を減らす指令をだす。

【００２５】請求項３の発明における車両モニタ装置
は、いずれかの車両に搭載された電源に異常が検出され
たならば、異常電源が給電していた負荷をバックアップ
する給電方向を編成車両の優先順位、給電する電源容量
の大小より決定する。

【００２６】請求項４の発明における車両モニタ装置
は、いずれかの車両に搭載された電源に異常が検出され
たならば、異常電源が給電していた負荷を正常な電源よ
りバックアップするために正常、異常電源の給電範囲の
最大消費電力を計算し、この最大消費電力は正常電源の
許容電力以内に入らない場合に給電範囲の負荷半減範囲
を徐々に拡大していき、給電範囲の最大消費電力が許容
電力以内になるようにする。

【００２７】請求項５の発明における車両モニタ装置
は、いずれかの車両に搭載された電源に異常が検出され
たならば、異常電源が給電していた負荷を正常な電源よ
りバックアップするために正常、異常電源の給電範囲の
最大消費電力を計算し、この最大消費電力は正常電源の
許容電力以内に入らない場合に許容電力を最大許容電力
まで増加し、この増加した許容電力が最大許容電力に至
っても最大消費電力以内であれば、給電範囲の負荷半減
範囲を徐々に拡大していき、給電範囲の最大消費電力が
許容電力以内になるようにする。

【００２８】請求項６の発明における車両モニタ装置
は、装置側で車種が確認できない場合は、以前認識して
いた車種を乗務員に提示し、乗務員が確認キーを押すこ
とで編成内の車両の車種を認識させる。

【００２９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明は、列車の各車両に搭載された
電源の正常及び異常状況をモニタし、各状況に応じて負
荷への電力供給方法を自動決定する車両モニタ装置に関
するものである。編成車両の構成から、正常時の給電方
法を決定する。また、万一搭載の電源に故障が発生した
時にはその電源より電力供給を受けていた負荷に対して
どちら方向の正常電源から電力供給を受けるかの給電方
向を決定し、異常が発生した電源の給電範囲の負荷を正
常な電源でバックアップする。

【００３０】その際、異常電源と正常電源の給電範囲の
負荷による最大消費電力を計算し、その最大消費電力が
正常電源の最大許容電力内に納まるように給電範囲内の
負荷の半減処置等を行った上、車両間の電力連系するた
めの渡り接触器指令、たとえば３次電源渡り接触器指令
を発令して渡り接触器をＯＮにする。

【００３１】このようにモニタ装置に、電源正常、異常
時の負荷に対する最適な給電方法を実施する給電回路の
構成機能を持たせることにより、給電回路を簡易化及び
小型化できる。更に、乗務員にとって給電回路形成のた
め操作性に優れ、信頼性の高い給電システムを提供す
る。

【００３２】以下、このような技術思想に基づく本発明
の一実施の形態を図について説明する。図１は、本実施
の形態の車両に搭載されるモニタ装置と電源、負荷等の
各機器との関連を示す構成図であり、従来装置の図１０
に対応する。また、図２は車両に搭載されるモニタ装置
と車両機器との間のデータ伝送経路を示す図であり、従
来装置の図１１に対応する。図３は編成車両内の給電状
態を示す表示器の画面の一例である。図４は端末器が車
種を認識できない場合、表示器よりのスイッチ入力によ
り車種を設定できる様にした車種設定画面の一例であ
る。また図５〜図９は中央装置の処理について記述した
フローチャートである。

【００３３】まず第１図について説明する。図において
各車両１〜１２には中央装置５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄと
端末器７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７
Ｈと、表示器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄが設けられてい
る。また１号車１にはパンタグラフより受電したＡＣ電
圧を降圧し、ＡＣ負荷に電源を供給する為の主変圧器
と、降圧されたＡＣ電源をさらに整流し直流に変換する
ための整流装置からなる主制御整流装置１０と、主制御
整流装置１０が正常時ＯＮし車両間電源として供給する
ための出力接触器１２と、出力接触器１２がＯＮした時
入力される直流電源を入力としＡＣに変換する補助電源
１１と、補助電源１１が正常時ＯＮすると車両間電源と
して負荷に供給する出力接触器１４から構成されてい
る。

【００３４】また２号車２には主制御整流装置１０から
供給される車両間３次電源を１号車から３号車３間に供
給するための３次電源渡り接触器１３と、補助電源１１
から供給される車両間ＡＣ電源を１号車１から３号車３
に供給するためのＡＣ電源渡り接触器１５から構成され
ている。３号車３から１２号車１２にも上記のような電
源や接触器が存在する。

【００３５】図２は例えば１号車１の中央装置５Ａと主
制御整流装置１０および負荷９とのデータインタフェー
スと、２号車の端末器７Ａと３次電源渡り接触器１３お
よび負荷９とのデータインタフェースを示したものであ
り、他の電源機器（例えば補助電源１１）とのデータイ
ンタフェースも同様である。

【００３６】以後の説明を３次電源について述べる。図
２においてａ〜ｄについては図１１と同じデータインタ
フェースであるが、ａは例えば中央装置５Ａに出力接触
器１２のＯＮ／ＯＦＦ状態をディジタルデータとして入
力されるものを示す。ｂは主制御整流装置１０の出力電
圧や出力電流等の値をアナログデータとして中央装置５
Ａに出力されるものを示す。ｆは３次電源渡り接触器１
３のＯＮ／ＯＦＦ状態をディジタルデータとして入力さ
れるものを示す。

【００３７】ｃは中央装置５Ａから主制御整流装置１０
に対して出されるステイタスデータやトレースデータの
要求指令を示す。また、ｄは主制御整流装置１３から中
央装置５Ａに送られるステイタスデータやトレースデー
タである。ｅは中央装置５Ａで演算され負荷９に出力さ
れる負荷半減指令である。

【００３８】ｇは中央装置５Ａで演算されて端末機７Ａ
から出力される３次電源渡り接触器１３のＯＮ／ＯＦＦ
指令であり、３次電源渡り接触器１３のＯＮ／ＯＦＦ指
令ｇは継電器箱内の接触器用継電器１３ＲをＯＮ／ＯＦ
Ｆさせる指令である。その結果、３次電源渡り接触器用
継電器１３ＲはＯＮ／ＯＦＦする。また、ｈは負荷半減
指令ｅと同じもので、中央装置５Ａで演算され端末器７
Ａから負荷９に出力される負荷半減指令である。

【００３９】以下に、本実施の形態の動作について述べ
る。図１においては中央装置５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは
全編成車両の機器の状態把握し、その把握状況に基づく
全車両への制御指令は中央装置５Ａが行うものとして説
明する。中央装置５Ａの処理として図５と図６のフロー
チャートで示す２つの方法がある。まず、本実施の形態
の動作を詳細に説明する前に本実施の形態の動作の概要
を図５のフローチャートに従って説明する。

【００４０】車両に搭載されたモニタ装置或いは端末器
に設置された設定スイッチから車種を判別し、その車両
の電源の有無や最大許容電力、負荷容量等の情報を認識
することにより自動的に適正な給電区分を決定する（ス
テップＳ５００）。給電区分決定後、いずれかの車両に
搭載された電源に異常が発生した否かを判定する（ステ
ップＳ５０２）。

【００４１】そして、異常発生が判定されたならば、異
常が発生した電源より電力の供給を受けていた負荷に対
して、どの正常な電源から電源をバックアップするか給
電方向を決定する（ステップＳ５０４）。給電方向の決
定後、正常電源から異常電源までの給電範囲における全
負荷に対し、稼働能力を半減させる負荷範囲を０である
ことを前提とし（ステップＳ５０６）、正常、異常電源
の給電範囲の最大消費電力を計算する（ステップＳ５０
８）。

【００４２】計算された最大消費電力が正常電源の許容
電力より小さいと判定されたならば、正常電源より給電
範囲の負荷に対して給電する（ステップＳ５１２）。し
かし、許容電力が最大消費電力より小さく、現許容電力
では給電範囲の全負荷を稼働できないと判断したならば
（ステップＳ５１０）、負荷能力を半減する範囲を広げ
る（ステップＳ５１４）。負荷半減範囲が最大負荷半減
範囲より大きくなった否かを判定する（ステップＳ５１
６）。

【００４３】この時、負荷半減範囲が最大負荷半減範囲
より大きくなると車両としての機能が果たせなくなるた
め現正常電源による給電処理更新を実行しない（ステッ
プＳ５１８）。しかし、負荷半減範囲が最大負荷半減範
囲より小さい内は、負荷半減範囲を元に給電範囲内最大
消費電力を計算し（ステップＳ５０８）、負荷半減範囲
を広げたため最大消費電力が許容電力より小さくなった
と判定したならば正常電源より給電範囲の負荷に対して
給電する（ステップＳ５１２）。

【００４４】次に、給電方法決定フロチャート（１）に
おける正常時の給電区分決定処理を、図７の正常時の給
電区分決定処理フローチャートに従って説明する前に給
電情報読込処理の詳細を図８の給電情報読込処理フロー
チャートに従って説明する。

【００４５】正常時の給電区分決定処理：前後の先頭車
両に搭載される中央装置５Ａ〜５Ｄ及び各中間車両に搭
載される端末器７Ａ〜７Ｈは、それぞれが搭載される車
両の車種を車両に設置される設定スイッチ（図示しな
い）よりを読込む。そして、１号車１の中央装置５Ａは
各車両で読み込まれた全車種情報を読込む（ステップＳ
８００）。

【００４６】この際、編成車種が全て中央装置５Ａで読
み込まれれば（ステップＳ８０２）、中央装置５Ａは各
車種毎の電源の有無、各電源の最大供給電力、各車両の
最大の消費電力、３次電源出力接触器１２、及び３次電
源渡り接触器１３の有無情報を車種情報に基づいて内蔵
された記憶情報から読み込む（ステップＳ８０４）。

【００４７】中央装置５Ａが編成車種を全て読み込み完
了出来なければ、図４に示す様な車種設定画面を表示装
置４Ａに表示させて不明な車種車両を画面表示させる。
また、車種設定画面には車種不明車両については記憶
している最新の車種を表示させる（ステップＳ８０
６）。

【００４８】乗務員は車種設定を変更する必要があれば
画面より車種を設定する事により車種変更できる（ステ
ップＳ８０８，８１０）。画面による車種設定がで正し
い場合は確認キーを押す事により（ステップＳ８１
２）、中央装置５Ａは列車内の車種情報を認識できるの
で各車種毎の電源の有無等の情報を中央装置５Ａ内部の
記憶情報から読み込むことができる（ステップＳ８０
４）。また、変更する必要がなければ記憶している車種
データを車種データとする（ステップＳ８１４）。そし
てステップＳ８１２へ進み各車種毎のデータを読み込
む。

【００４９】給電可能範囲演算処理：給電情報読込処理
が完了したならば、図７の正常時の給電区分決定処理フ
ローチャートに戻る。そして先ず、計算開始ポイント
（車両）を決める（ステップＳ７００）。ここでは１号
車から計算する。１号車から１２号車に向けて存在する
電源Ｎｏ．を１から順につけるものとする。まず電源Ｎ
ｏ．１の電源容量から許容電力を求め、また最大消費電
力＝０とする（ステップＳ７０４）。次に、１号車の最
大消費電力を加算する（ステップＳ７０６）。次に最大
消費電力と許容電力を比較し（ステップＳ７０８）、最
大消費電力≦許容電力であれば次のポイント（２号車）
に電源が有るかどうかを判断する（ステップＳ７１
０）。

【００５０】次ポイントに電源が無い場合は自ポイント
の渡り接触器指令をＯＮにする（ステップＳ７１２）。
次に自ポイント＋１（２号車）にして最大ポインタ（１
２号車）かどうかを判別する（ステップＳ７１４、Ｓ７
１６）。この時ポインタ＞最大ポインタであれば給電処
理を実行する（ステップＳ７２１）。また、ポインタ≦
最大ポインタの時はステップ７１８を実行する。

【００５１】次ポイント（３号車）に電源が無い場合に
は最大消費電力に次ポイント（３号車）の消費電力を加
算する（ステップＳ７０６）。以後更新された最大消費
電力が現在の電源Ｎｏ．＝１の許容電力以上になるか、
次ぎのポイントに電源あると判定されるまで（ステップ
Ｓ７０６〜Ｓ７１６）の処理が繰り返される。

【００５２】すなわち電源Ｎｏ．１の給電範囲が求めら
れた後に、ステップＳ７１８で次ポイントに電源が有る
場合には電源Ｎｏ．を＋１し２にし、最大消費電力を０
にし、電源Ｎｏ．２の許容電力をセットし、以上のよう
な処理を電源Ｎｏ．２の給電範囲で計算する。また、最
大消費電力が電源の許容電力を超えた場合には自ポイン
トの渡り接触器をＯＦＦにする（ステップＳ７２０）。
以上の処理はポインタ＞最大ポインタが判定（ステップ
Ｓ７１６）されるまで、すなわち編成車両分計算が済ん
だならば給電処理を実行する（ステップＳ７１８）。

【００５３】このように本処理は、まず最初に計算する
ポイントを決め、まずＮｏ．１の電源を求め、消費電力
がＮｏ．１電源１の許容電力を超えるか次の電源にあた
る（電源同志がバッティングしない様に）まで計算し、
給電範囲を決定する。以後同様にして編成内電源分の給
電範囲を決定する。

【００５４】給電方向決定処理：図５において正常時給
電区分決定処理（図７のフローチャート）実行後（ステ
ップＳ５００）、電源装置１０に故障が発生した時は
（ステップＳ５０２）、例えば３次電源出力接触器１２
がＯＦＦするのでモニタ装置は故障を認識する事ができ
る。次に中央装置５Ａは給電方向決定処理によりどの正
常な電源からバックアップするかの給電方向を決定する
（ステップＳ５０４）。図９が給電方向決定処理につい
てのフローチャートである。

【００５５】図においてまず故障した電源Ｎｏ.＝１か
どうかを判別する（ステップＳ９００）。電源Ｎｏ．＝
１（１号車電源）であれば図の左側にはバックアップす
る電源が無いため、右側の電源Ｎｏ．２側（５号車電源
側）すなわち電源Ｎｏ．の大から小の方向に給電方向が
決定される（ステップＳ９０２）。次に故障した電源Ｎ
ｏ．＝編成内の電源数かどうかを判別する（ステップＳ
９０４）。本実施の形態では電源Ｎｏ．＝４（１０号車
電源）であれば図の右側にはバックアップする電源が無
いため、左側の電源Ｎｏ.３側（８号車電源側）すなわ
ち電源Ｎｏ．の小から大の方向に給電方向が決定される
（ステップＳ９０６）。

【００５６】上記条件にない電源が故障した場合には、
まず車両に優先順位が存在するかを判断する（ステップ
Ｓ９０８）。例えばもし８号車の電源が故障した場合、
５号車と１０号車の電源からバックアップ可能である。
もし１０号車側の方に優先順位の高い車両があり、負荷
半減させたくない様な場合である。このような優先順位
のある車両がある場合には、優先順位の高い車両に影響
がでない様に給電方向を決定する。

【００５７】具体的に述べるならば、優先順位のある車
両がある場合は、故障電源ＮＯの大きな方が優先順位が
高いか判断し（ステップＳ９１８）、優先順位が高いと
判断されたならば電源Ｎｏ．の小から大の方向に給電方
向が決定される（ステップＳ９２０）。また、高いと判
断されなければ電源Ｎｏ．の大から小の方向に給電方向
が決定される（ステップＳ９２１）。

【００５８】本例の場合は５号車電源からバックアップ
させる。車両に優先順位のない場合には、電源パワー大
を優先させるかどうかを判断する（ステップＳ９１
０）。電源パワー大を優先させる場合には、故障電源Ｎ
Ｏの大きい方が電源パワー大か判定する（ステップＳ９
１２）。そして、電源パワー大と判定されたならば、電
源パワー大の方からバックアップさせる（ステップＳ９
１４）。また、故障電源ＮＯの大きい方が電源パワー大
と判定されなければ（ステップＳ９１２）、電源Ｎｏ．
の小から大の方向に給電方向が決定される（ステップＳ
９２０）。ステップＳ９１０で電源パワー大を優先させ
ないと判定された場合はどちらか一方から給電させる
（ステップＳ９１６）。

【００５９】給電範囲内最大消費電力計算：ステップＳ
５０４で給電方向が決定されると、異常電源と正常電源
の給電範囲内の最大消費電力を計算する。本例の様に８
号車の電源が故障した場合、５号車電源からバックアッ
プさせることとなった場合、給電範囲である４号車から
９号車までの最大消費電力を計算する。この際まず負荷
半減＝０すなわち負荷半減させない条件で計算し、上記
最大消費電力が許容電力以内であるかどうかを判別する
（ステップＳ５０６〜Ｓ５１０）。

【００６０】この時最大消費電力が許容電力以内であれ
ば給電範囲内の３次電源渡り接触器指令１３ＲをＯＮさ
せ３次電源渡り接触器１３をＯＮさせる。本例では４号
車から８号車の３次電源渡り接触器指令１３ＲをＯＮさ
せ３次電源渡り接触器１３をＯＮさせて給電処理更新を
実行する（ステップＳ５１２）。また最大消費電力が許
容電力を超える場合には負荷半減範囲を少しずつ広げ
（ステップＳ５１４）、その後再度給電範囲内の最大消
費電力の計算を行う。本例では例えば４号車を負荷半減
させるものとして再計算する。

【００６１】そして、負荷半減範囲が最大負荷半減範囲
を超えた場合は給電処理更新を実行しない（ステップＳ
５１６，Ｓ５１８）。一方、負荷半減範囲が最大負荷半
減範囲を超えない場合は給電範囲である４号車から９号
車までの最大消費電力を計算する（ステップＳ５０
８）。

【００６２】そして、負荷半減範囲を広げた時の供給範
囲内最大消費電力を計算し（ステップＳ５０８）、最大
消費電力が許容電力より小さくならなければステップＳ
５１４，５１６を繰り返す。この処理の過程で負荷半減
範囲が最大負荷半減範囲より大きくなったならば給電処
理更新を実行しない（ステップＳ５１６，５１８）。最
大消費電力が許容電力以内になると給電処理更新を実行
する（ステップＳ５００，５１２）。具体的には、最大
消費電力が許容電力以内になれば上記で求めた車両の負
荷に対して負荷半減指令（第３図（ｅ），（ｈ））を出
力するとともに給電範囲内の３次電源渡り接触器指令１
３ＲをＯＮさせ３次電源渡り接触器１３をＯＮさせる。

【００６３】以上の事から、各車両に搭載されるそれぞ
れの端末機に車種に対応した情報を持たせる事により、
編成内の車両構成を認識させ、それぞれの車種に搭載さ
れている電源装置や負荷を認識し、正常時の適正な給電
方法を決定する。

【００６４】また、万一搭載の電源に故障が発生した時
には、故障箇所を認識し、車両の優先順位や電源容量等
の条件によりバックアップする給電方向を決定し、電源
の最大容量内に納まるように給電範囲の負荷に対して負
荷半減処置等を行った上、給電範囲内の３次電源渡り接
触器指令をＯＮにし、渡り接触器をＯＮにしてバックア
ップする事ができる。

【００６５】実施の形態２．実施の形態１においては、
図５の給電方法決定フローチャートの処理で行う実施の
形態を示したが図６に示す処理方法について説明する。
図において正常時の給電区分決定処理、故障判別処理、
給電方向決定処理、負荷半減範囲＝０とする処理までの
処理は図５と同じである。

【００６６】次の処理として許容電力＝Ｐとし、給電範
囲内の最大消費電力を計算する（ステップＳ５０８）。
次に故障電源および正常電源の給電範囲の最大消費電力
が許容電力以内であるかどうかを判別する（ステップＳ
５１０）。この時、最大消費電力が許容電力以内であれ
ば給電範囲内の３次電源渡り接触器指令１３ＲをＯＮさ
せ３次電源渡り接触器１３をＯＮさせて給電処理を実行
する（ステップＳ５１２）。また最大消費電力が供給電
力を超える場合には許容電力Ｐを少しずつ大きくする
（ステップＳ５１４）。

【００６７】ステップＳ５１０で最大消費電力が許容電
力以内になれば、車両の負荷半減指令（図２（ｅ），
（ｈ））を出力する事なく、上記で求めた許容電力Ｐで
３次電源渡り接触器指令１３ＲをＯＮにし、３次電源渡
り接触器１３をＯＮにする給電処理を実行する（ステッ
プＳ５１２）。

【００６８】許容電力Ｐを増加させ最大許容電力にして
も最大消費電力の方が大きい場合には図５のＡからの処
理を実行し、負荷半減範囲を演算する（ステップＳ５０
６）。また、ステップＳ５１６ａにおいて増加した許容
電力Ｐ最大許容電力以下であることが判定されたなら
ば、増加した許容電力Ｐで３次電源渡り接触器指令１３
ＲをＯＮにし、３次電源渡り接触器１３をＯＮにする給
電処理を実行する（ステップＳ５１２）。

【００６９】本実施の形態では実施の形態１に比べて車
両の電源にはさらに負荷がかかるが、負荷装置に対して
負荷半減指令（図２（ｅ），（ｈ））を極力出力しない
事を特徴とする。

【００７０】実施の形態３．本実施の形態１、２におい
ては、電源や負荷や接触器等の機器の位置を固定してい
た例であったが、どの車両に機器が設置されていても良
い。但し、電源同志がバッティングしない様に電源間に
は少なくとも１個以上の接触器が必要である。

【００７１】実施の形態４．実施の形態１、２、３にお
いては、電源１０を例にとって説明したが、同様な構成
であれば電源１１や他の電源の場合も実現できる。

【００７２】実施の形態５．上記実施の形態では車両間
を連系する渡り接触器を各車両毎に設ける例で説明した
が車両内をさらに分割して分割対応して渡り接触器を増
設してもよく、また車両内の分割数を減らして分割に対
応して渡り接触器を減らしてもよい。

【００７３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、車両毎に異な
る電源及び負荷を有する複数車両編成の電車における各
車両の車種を認識する車種認識手段と、車種が認識され
た各車両の電源の有無、電源の最大許容電力、負荷によ
る最大消費電力を認識する電力認識手段と、この認識結
果より正常時の給電区分決定処理である、前記車両の負
荷毎の最大消費電力を順次加算しこの加算値が最寄りの
電源の最大許容電力を超えないように前記複数車両編成
の電車の電源毎の給電範囲を決定し、給電回路を構成す
る給電回路構成手段とを備えたので、適正な給電回路を
短時間に容易に構成できるという効果がある。

【００７４】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
に係るモニタ装置において編成車両内の電源の状態を監
視し、異常発生時に異常電源箇所を認識する異常監視手
段と、異常電源の給電範囲の負荷に対して正常な電源か
らバックアップする際、正常及び異常電源の給電範囲の
最大消費電力が正常な電源の許容電力以内か否かを判定
する許容電力判定手段と、前記最大消費電力が正常な電
源の許容電力を超える場合には前記許容電力以内になる
ように前記正常及び異常電源の給電範囲の負荷に対して
負荷を減らす指令を出力し、給電範囲内の車両間の渡り
接触器を制御する制御手段とを備えたので、請求項１の
効果に加えて電源に無理な負荷負担を加えずに給電回路
を構成できるという効果がある。

【００７５】請求項３の発明によれば、請求項１または
２の発明に係るモニタ装置において電源に異常が発生し
た時、この電源より電力供給を受けていた負荷に正常電
源を給電してバックアップする方向を編成車両内の優先
順位や電源容量の大小により決定する給電方向決定手段
を備えたので、請求項１または２の効果に加えてより適
正な給電回路を形成できるという効果がある。

【００７６】請求項４の発明によれば、請求項１の発明
に係るモニタ装置において編成車両内の電源の状態を監
視し、異常発生時に異常電源箇所を認識する異常監視手
段と、異常電源の給電範囲の負荷に対して正常な電源か
らバックアップする際、異常電源と正常電源の給電範囲
内の最大消費電力を計算する消費電力計算手段と、この
計算された最大消費電力が正常電源の許容電力範囲以内
か否かを判定する電力範囲判定手段と、この判定結果よ
り最大消費電力が正常電源の許容電力以内に至るまで上
記給電範囲において負荷半減範囲を広げ、給電範囲内の
最大消費電力を正常な電源の許容電力以内にする半減範
囲制御手段とを備えたので、請求項１の効果に加えて電
源を無理なく稼働して給電回路を構成するため電源稼働
効率が向上するとう効果がある。

【００７７】請求項５の発明によれば、請求項１の発明
に係るモニタ装置において編成車両内の電源の状態を監
視し、異常発生時に異常電源箇所を認識する異常監視手
段と、異常電源の給電範囲の負荷に対して正常な電源か
らバックアップする際、異常及び正常電源の給電範囲内
の最大消費電力を計算する消費電力計算手段と、この計
算された最大消費電力が正常電源の許容電力範囲以内か
否かを判定する電力範囲判定手段と、許容電力が最大消
費電力より小さい時には、前記許容電力を増加させて許
容電力が最大許容電力を超えたか否かを判定する許容電
力判定手段と、最大許容電力を超えない時には増加した
許容電力で給電処理を実行し、超えた場合は上記給電範
囲において負荷半減範囲を広げ、給電範囲内の最大消費
電力が正常な電源の許容電力以内にする半減範囲制御手
段とを備えたので、請求項１の効果に加えて電源稼働効
率が向上すると共に、車両の運転能力の低下を低減でき
るという効果がある。

【００７８】請求項６の発明によれば、請求項１の発明
に係るモニタ装置において車種認識手段は、前記電車の
車両毎の認識している車種、及び車種を認識していない
車両については所定の情報を表す車種設定画面を表示装
置に表示し、前記車種を認識していない車両については
前記車種設定画面を通して該当する車種を選択入力させ
るようにしたので、車種情報が不明となった場合であっ
ても編成車両にあった給電回路を容易に構成できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施の形態による車両モニタ装
置と関連機器との関係を示す構成図である。

【図２】 この発明の一実施の形態による車両モニタ装
置の端末機器と車両機器との関係を示す図である。

【図３】 この発明の一実施の形態による車両モニタ装
置の表示器に表示された編成車両内の給電状態を画面例
を示す図である。

【図４】 この発明の一実施の形態による車両モニタ装
置の表示器に表示された車種設定画面例を示す図であ
る。

【図５】 この発明の一実施の形態による給電方法決定
処理を示すフローチャート図である。

【図６】 この発明の他の実施の形態による給電方法決
定処理を示すフローチャート図である。

【図７】 この発明の一実施の形態による正常時の給電
方法決定処理を示すフローチャート図である。

【図８】 この発明の一実施の形態による給電情報読込
処理を示すフローチャート図である。

【図９】 この発明の一実施の形態による給電方向決定
処理を示すフローチャート図である。

【図１０】 従来の車両モニタ装置と各関連機器の構成
図である。

【図１１】 従来の車両モニタ装置の端末機器と車両機
器との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 先頭車両、２ 中間車両、３ 先頭車両、４Ａ〜４
Ｄ 表示器、５Ａ〜５Ｄ 中央装置、６Ａ〜６Ｃ 車両
機器、７Ａ〜７Ｈ 端末器、８ 伝送路、９負荷、１０
主制御整流装置、１１ 補助電源装置、１２ ３次電
源出力接触器、１３ ３次電源渡り接触器、１３Ｒ ３
次電源渡り接触指令、１４ ＡＣ電源出力接触器、１５
ＡＣ電源渡り接触器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日山 勲 北九州市門司区西海岸１−６−２ 九州 旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 大隈 信彦 北九州市門司区西海岸１−６−２ 九州 旅客鉄道株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−16716（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−177603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−81101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−2001（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 3/00 B60L 15/40 - 15/42

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両毎に異なる電源及び負荷を有する複
   数車両編成の電車における各車両の車種を認識する車種
   認識手段と、 車種が認識された各車両の電源の有無、電源の最大許容
   電力、負荷による最大消費電力を認識する電力認識手段
   と、 この認識結果より正常時の給電区分決定処理である、前
   記車両の負荷毎の最大消費電力を順次加算しこの加算値
   が最寄りの電源の最大許容電力を超えないように前記複
   数車両編成の電車の電源毎の給電範囲を決定し、給電回
   路を構成する給電回路構成手段とを備えたことを特徴と
   する車両モニタ装置。
2. 【請求項２】 編成車両内の電源の状態を監視し、異常
   発生時に異常電源箇所を認識する異常監視手段と、 異常電源の給電範囲の負荷に対して正常な電源からバッ
   クアップする際、正常及び異常電源の給電範囲の最大消
   費電力が正常な電源の許容電力以内か否かを判定する許
   容電力判定手段と、前記最大消費電力が正常な電源の許容電力を超える場合
   には前記許容電力以内になるように前記正常及び異常電
   源の給電範囲の負荷に対して負荷を減らす 指令を出力
   し、給電範囲内の車両間の渡り接触器を制御する制御手
   段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のモニタ
   装置。
3. 【請求項３】 電源に異常が発生した時、この電源より
   電力供給を受けていた負荷に正常電源より給電してバッ
   クアップする方向を、編成車両内の優先順位や電源容量
   の大小により決定する給電方向決定手段を備えたことを
   特徴とする請求項１または２に記載のモニタ装置。
4. 【請求項４】 編成車両内の電源の状態を監視し、異常
   発生時に異常電源箇所を認識する異常監視手段と、 異常電源の給電範囲の負荷に対して正常な電源からバッ
   クアップする際、異常及び正常電源の給電範囲内の最大
   消費電力を計算する消費電力計算手段と、 この計算された最大消費電力が正常電源の許容電力範囲
   以内か否かを判定する電力範囲判定手段と、 この判定結果より最大消費電力が正常電源の許容電力以
   内に至るまで上記給電範囲における負荷半減範囲を広
   げ、給電範囲内の最大消費電力を正常な電源の許容電力
   以内にする半減範囲制御手段とを備えたことをを特徴と
   する請求項１に記載のモニタ装置。
5. 【請求項５】 編成車両内の電源の状態を監視し、異常
   発生時に異常電源箇所を認識する異常監視手段と、 異常電源の給電範囲の負荷に対して正常な電源からバッ
   クアップする際、異常及び正常電源の給電範囲内の最大
   消費電力を計算する消費電力計算手段と、 この計算された最大消費電力が正常電源の許容電力範囲
   以内か否かを判定する電力範囲判定手段と、 許容電力が最大消費電力より小さい時には、前記許容電
   力を増加させて許容電力が最大許容電力を超えたか否か
   を判定する許容電力判定手段と、 最大許容電力を超えない時には増加した許容電力で給電
   処理を実行し、超えた場合は上記給電範囲において負荷
   半減範囲を広げ、給電範囲内の最大消費電力を正常な電
   源の許容電力以内にする半減範囲制御手段とを備えたこ
   とをを特徴とする請求項１に記載のモニタ装置。
6. 【請求項６】 前記車種認識手段は、前記電車の車両毎
   の認識している車種、及び車種を認識していない車両に
   ついては所定の情報を表す車種設定画面を表示装置に表
   示し、前記車種を認識していない車両については前記車
   種設定画面を通して該当する車種を選択入力させること
   を特徴とする請求項１に記載のモニタ装置。