JP4641663B2 - 鉄道車両のアイドリングストップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両のアイドリングストップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非電化区間にて運用される鉄道車両は、動力源としてディーゼルエンジンを備えた、いわゆる気動車と呼ばれるものが一般的である。この鉄道車両はディーゼルエンジンの駆動力により走行するので、電化区間・非電化区間を問わずに運用することができる。
【０００３】
この鉄道車両は車両を制動するブレーキを備えており、このブレーキは、圧縮された空気により作動するようになっている。ここで、圧縮空気はエンジンの駆動により作動する空気圧縮機によって、鉄道車両に蓄蔵されるようになっている。さらに、この鉄道車両は車両各所に電力を供給するバッテリを備えている。このバッテリは、エンジンの駆動により発電する充電発電機に接続され、必要に応じてバッテリが充電されるようになっている。また、この鉄道車両は車両室内の室温を調節する冷房装置、暖房装置等の空気調和装置を備えている。この空気調和装置はエンジンの作動時に室温の調節が可能であり、エンジンの停止時に空気調和装置を作動することはできない。
【０００４】
ところで、この鉄道車両はエンジンを停止すると、充電発電機が停止してバッテリが充電されなくなるとともに、空気圧縮機を作動させることができず圧縮空気の補充ができなくなり、且つ、空気調和装置が停止して室温の調節ができなくなる。従って、エンジンの駆動力が車両の走行に使用されない、例えば、留置線、駅等で長時間停車する場合であっても、この鉄道車両はエンジンを作動させたままとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記鉄道車両においては、前述のように、駅で長時間停車している場合にエンジンを作動させているため、多大の燃料を消費して車両の燃費が悪化するとともに、車両周囲にエンジンの騒音を発するという問題点があった。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鉄道車両の燃費を向上するとともに、鉄道車両から排出される排気ガス、騒音等を低減して環境に悪影響をおよぼすことのない鉄道車両のアイドリングストップ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、エンジン２の駆動力により車両の加速を制御するマスターコントロール操作部（例えば、マスターコントロールレバー１６等）と、前記車両のブレーキを制御するブレーキ操作部（例えば、ブレーキレバー１７等）と、前記車両を前進状態、後進状態及び中立状態に選択的に切り替える逆転操作部（例えば、逆転ハンドル１８等）と、前記エンジンの駆動により空気を圧縮して圧縮空気を蓄蔵可能な空気圧縮機２ｅとを有し、蓄蔵された前記圧縮空気により前記ブレーキを作動させる鉄道車両１に備えられる鉄道車両のアイドリングストップ装置であって、車速が所定値以下であって、前記マスターコントロール操作部により前記車両の加速制御がされていない状態で、前記ブレーキ操作部により前記車両がブレーキ制御され、且つ、前記逆転操作部により前記車両が中立状態であるときに、前記エンジンを停止させるエンジン停止制御手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）と、前記圧縮空気の空気圧が所定値以下であることが条件とされた空気圧低下条件をみたすときに、前記エンジン停止制御手段による前記エンジンの停止を制限するエンジン停止制限手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、鉄道車両が駅で長時間停車している場合、留置線でエンジンを作動させた状態で留まっている場合等にエンジンが停止する。従って、鉄道車両の燃費を向上することができるし、さらには、鉄道車両から排出される排気ガス、騒音等を低減することができ、環境へ悪影響をおよぼすこともない。
また請求項１記載の発明によれば、ブレーキ等に使用される空気圧が不十分な状態でエンジンが停止することはない。従って、エンジンが停止した直後にブレーキ等に使用する圧縮空気の空気圧が不足することはなく、エンジン停止制御手段によりエンジンを停止した際にも、ブレーキ等を確実に作動させることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、エンジン２の駆動力により車両の加速を制御するマスターコントロール操作部（例えば、マスターコントロールレバー１６等）と、前記車両のブレーキを制御するブレーキ操作部（例えば、ブレーキレバー１７等）と、前記車両を前進状態、後進状態及び中立状態に選択的に切り替える逆転操作部（例えば、逆転ハンドル１８等）と、前記エンジンの駆動により空気を圧縮して圧縮空気を蓄蔵可能な空気圧縮機２ｅとを有し、蓄蔵された前記圧縮空気により前記ブレーキを作動させる鉄道車両１に備えられる鉄道車両のアイドリングストップ装置であって、車速が所定値以下であって、前記マスターコントロール操作部により前記車両の加速制御がされていない状態で、前記ブレーキ操作部により前記車両がブレーキ制御され、且つ、前記逆転操作部により前記車両が中立状態であるときに、前記エンジンを停止させるエンジン停止制御手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）と、蓄蔵された前記圧縮空気により前記ブレーキを作動させるものであって、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンが停止した状態で、前記圧縮空気の空気圧が所定値以下であることが条件とされた空気圧低下条件をみたすときに、前記エンジンを始動させるエンジン始動制御手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、鉄道車両が駅で長時間停車している場合、留置線でエンジンを作動させた状態で留まっている場合等にエンジンが停止する。従って、鉄道車両の燃費を向上することができるし、さらには、鉄道車両から排出される排気ガス、騒音等を低減することができ、環境へ悪影響をおよぼすこともない。
また請求項２記載の発明によれば、圧縮空気の空気圧が低下した際にエンジンが再始動するようにしたので、これにより、ブレーキ等に使用される空気圧が不十分な場合にエンジンが停止したまま放置されることはなく、エンジンにより作動する空気圧縮機により圧縮空気の空気圧が上昇する。従って、エンジン停止制御手段によりエンジンが停止した状態で、ブレーキ等が確実に作動しなくなるまで、圧縮空気の空気圧が低下するということはない。
【００２３】
請求項３記載の発明では、請求項２に記載の鉄道車両のアイドリングストップ装置において、前記エンジンへの作業者の接近を検知する作業者検知センサ６を設け、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンが停止した状態で、前記作業者検知センサが前記エンジンへの作業者の接近を検知した場合に、前記エンジンの始動を制限するエンジン始動制限手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）を備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２の作用に加え、エンジンに作業者等が接近したときにエンジンが再始動しないようにしたので、エンジン隔離壁がなくエンジンに作業者等が容易に接近できる鉄道車両においても、作業者等の安全を確実に確保することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１はアイドリングストップ制御装置が備えられた鉄道車両の概略説明図である。
【００２６】
図１に示すように、この鉄道車両１はいわゆる気動車と呼ばれるものであって、動力源としてのエンジン２を車両床下に備えている。また、この車両床下にはバッテリ３が備えられ、エンジン２に接続された充電発電機４からバッテリ３へ電力を供給可能となっている。このバッテリ３から鉄道車両１の各所へ電力が供給される。この鉄道車両１は、エンジン２の駆動力により発進・加速し、ブレーキにより減速・停止するようになっている。また、この鉄道車両１は前部及び後部に運転室５を有し、前進及び後進が切替可能となっている。
【００２７】
エンジン２はディーゼルエンジンであり、点検作業者により定期的に保守点検が行われる。エンジン２は、図３に示すように、エンジン始動用の電動モータ等からなるエンジンスタータ２ａと、燃料噴射量を調整するガバナ２ｂと、エンジン油圧を検知する油圧センサ２ｃとを有している。エンジンスタータ２ａ及びガバナ２ｂは、それぞれエンジン制御装置２ｄに接続され、エンジン制御装置２ｄによりエンジン２の始動及び燃料制御が行われる。また、油圧センサ２ｃは後述するアイドリングストップ制御部２３に接続されている。
【００２８】
また、エンジン２の駆動により作動可能な空気圧縮機２ｅが設けられ、空気圧縮機２ｅの作動・停止がエンジン制御装置２ｄにより制御されている。空気圧縮機２ｅは作動時に空気を圧縮し、これにより、鉄道車両１にはブレーキ等に使用される圧縮空気が蓄蔵される。また、蓄蔵された圧縮空気の空気圧を検知する空気圧センサ１２ａが設けられており、この空気圧が低下するとエンジン制御装置２ｄはエンジン２を空ふかし状態にするとともに空気圧縮機２ｅを作動させ、圧縮空気の空気圧を上昇させるようになっている。
【００２９】
また、エンジン２は隔離壁等からなる収容室を設けずに車幅方向の略中央に配置され、点検作業者がエンジン２に接近したことを検知する作業者検知センサ６が設けられている。本実施形態においては、エンジン２の車幅方向外側にそれぞれ作業者検知センサ６が設置されている。また、エンジン２の近傍には、エンジン２がアイドリングストップ状態であることを示すアイドリングストップ警告灯７が設けられている。本実施形態においては、２つのアイドリングストップ警告灯７がそれぞれ車幅方向外側に臨むように設置される。
【００３０】
図２に示すように、各運転室５には、車速、空気圧等の車両情報を表示する車両情報表示部８と、車両の加速、減速等を操作する運転操作部９とが備えられている。また、各運転室５の窓には曇止め用のガラスヒータ１０がそれぞれ備えられている。
【００３１】
車両情報表示部８には、車速センサ１１ａにて検知された車速を表示するスピードメータ１１、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧を表示する圧力計１２等の他に、エンジン２のアイドリングを停止したことを示すアイドリングストップ表示灯１３と、エンジン２のアイドリングストップ状態からの再始動ができないことを示すエンジン始動指示灯１４とが設けられている。また、本実施形態においては、アイドリングストップ表示灯１３とエンジン始動指示灯１４とは隣接して設けられ、これらの近傍にエンジン２のアイドリングストップ制御のＯＮ・ＯＦＦを切り換えるアイドリング制御開放スイッチ１５が設けられている。
【００３２】
運転操作部９には、エンジン２の駆動力により鉄道車両１の加速を制御するマスタコントロールレバー１６と、鉄道車両１のブレーキを制御するブレーキレバー１７と、鉄道車両１の前進状態、後進状態及び中立状態を選択的に切替可能な逆転ハンドル１８とが備えられている。
【００３３】
マスタコントロールレバー１６（以下、マスコン１６という）は略前後方向に移動自在で、略前後に並設された複数のノッチ部にて選択的に係止する。最後方、即ち運転士にとって最も手前側のノッチ部はエンジン２の駆動力を車輪軸に伝達しない「切」状態で、これより前方のノッチ部は車輪軸に駆動力が伝達される状態となる。即ち、運転士はマスコン１６を前方に移動させることにより、鉄道車両１を加速することができる。
【００３４】
また、ブレーキレバー１７は回動自在であり、この回動方向に並設された複数のノッチ部に選択的に係止する。ブレーキレバー１７の回動範囲の一端に位置するノッチ部はブレーキの制動力を車輪に伝達しない「切」状態で、これより他端側のノッチ部では車輪を制動する状態となる。即ち、運転士はブレーキレバー１７を他端側方向に回動させることにより、鉄道車両１にブレーキをかけることができる。
【００３５】
また、逆転ハンドル１８は、前後方向に移動自在で、略前後に並設された複数のノッチ部に選択的に係止する。本実施形態においては、三のノッチ部が設けられ、逆転ハンドル１８を前側のノッチ部に移動させると鉄道車両１は前進状態に、後側のノッチ部に移動させると鉄道車両１は後進状態に、中央側のノッチ部に移動させるとエンジン２の駆動力が車輪軸に伝達されることのない中立状態に、それぞれ切り換えられる。
【００３６】
また、この鉄道車両１の前後中央部には、各運転室５と仕切られ室内灯１９ａを有する客室１９が画成され、鉄道車両１には客室１９内を冷却する冷房装置２０と、客室１９内を加温する暖房装置２１とが備えられている。また、鉄道車両１には客室１９の室内温度を検知する温度センサ２２が設けられ、温度センサ２２により検知された室内温度に基づいて、冷房装置２０または暖房装置２１は客室１９の温度を調節し客室１９内の乗員に快適な室温を提供している。本実施形態においては、冷房装置２０はエンジン２とともに作動・停止するコンプレッサを有しており、エンジン２の作動時に客室１９が冷却可能となる。また、暖房装置２１は多大な電力を消費するため、エンジン２の停止時に強制的に停止するよう構成されている。即ち、冷房装置２０及び暖房装置２１は、運転スイッチ等がＯＮ状態となっていても、エンジン２が停止すると自動的に停止するようになっている。
【００３７】
また、図１に示すように、一方の運転室５内の後部には、アイドリングストップ装置を構成するアイドリングストップ制御部２３が備えられている。本実施形態においては、アイドリングストップ制御部２３が、エンジン停止制御手段、第１〜第３エンジン停止制限手段、第１〜第４エンジン始動制御手段及びエンジン始動制限手段をなしている。図３に示すように、このアイドリングストップ制御部２３は、油圧センサ２ｃと、エンジン制御装置２ｄと、バッテリ３と、各作業者検知センサ６と、各アイドリングストップ警告灯７と、車速センサ１１ａと、空気圧センサ１２ａと、室内灯１９ａと、冷房装置２０と、暖房装置２１と、温度センサ２２とに接続している。さらにアイドリングストップ制御部２３は、各運転室５にそれぞれ設けられたガラスヒータ１０と、アイドリングストップ表示灯１３と、エンジン始動指示灯１４と、アイドリング制御開放スイッチ１５と、マスコン１６と、ブレーキレバー１７と、逆転ハンドル１８とにも接続している。
【００３８】
また、アイドリングストップ制御部２３は、第１のタイマ２３ａと、第２のタイマ２３ｂと、カウンタ２３ｃとを有している。第１のタイマ２３ａには、エンジン２を作動させる最低限の時間がセットされる。ここで、第１のタイマ２３ａには、通常時におけるエンジン２の最低作動時間Ｇ１と、バッテリ３の電圧低下時におけるエンジン２の最低作動時間Ｇ２とが選択的にセットされる。本実施形態においては、最低作動時間Ｇ１が１分に、最低作動時間Ｇ２が３０分にセットされている。また、第２のタイマ２３ｂには、エンジンスタータ２ａを作動させる最大限の時間である最大始動時間Ｇ３がセットされる。本実施形態においては、この最大始動時間Ｇ３は５秒である。
【００３９】
アイドリングストップ制御部２３は、エンジン２のアイドリングストップ制御を行い、アイドリングストップ制御時にアイドリングストップ機能をＯＮにする。本実施形態においては、アイドリングストップ機能をＯＮにすると、各アイドリングストップ警告灯７及びアイドリングストップ表示灯１３を点灯するとともに、ガラスヒータ１０等を強制的にＯＦＦにし、室内灯１９ａ等を強制的にＯＮにするようになっている。また、アイドリングストップ制御部２３には、アイドリングストップ制御の際に用いる下限電圧値Ｖ、下限空気圧値Ｐ、上限室内温度Ｔ１、下限室内温度Ｔ２がそれぞれ記憶されている。ここで、下限電圧値Ｖはバッテリ３の通常の電圧値より低い値、下限空気圧値Ｐは圧縮空気の通常の空気圧値より低い値に設定されている。また、本実施形態においては、上限室内温度Ｔ１と下限室内温度Ｔ２との間が室内温度範囲となっている。
【００４０】
以上のように構成されたアイドリングストップ制御部２３の動作を、図４乃至図６に示すフローチャートを参考にして説明する。
【００４１】
電源が投入されるなどしてアイドリングストップ制御部２３が作動すると、まずはじめに装置の初期化を行う（ステップＳ１）。この初期化とは、例えば各タイマ２３ａ，２３ｂのリセット、カウンタ２３ｃのリセット等である。次に、エンジン２が始動してから５分経過したか否かを判別し（ステップＳ２）、経過していない場合はステップＳ２に戻る。これにより、５分間以上のエンジン２の暖気運転が行われる。
【００４２】
次に、アイドリング制御開放スイッチ１５がＯＮとなっているかを判別し（ステップＳ３）、アイドリング制御開放スイッチ１５がＯＮ状態の場合は、アイドリングストップの制御に関する全出力をＯＦＦにし（ステップＳ４）、動作を終了する。ステップＳ３においてアイドリング制御開放スイッチ１５がＯＦＦとなっている場合は、アイドリングストップに関するシステムが異常か否かを判別する（ステップＳ５）。ここで、システムの異常とは、後述するステップＳ３５及びステップＳ６２でシステムが異常と判断されている場合をいう。ステップＳ５において、システムが異常であると判別された場合は、アイドリングストップ機能をＯＦＦにした後（ステップＳ６）、ステップＳ３に戻る。ステップＳ５において、システムが異常でないと判別された場合は、車速センサ１１ａにより検知された車速に基づいて鉄道車両１が停止状態であるか否かを判別する（ステップＳ７）。本実施形態においては、車速が５ｋｍ／ｈ以下のときに停止状態であると判別する。ステップＳ７において鉄道車両１が停止状態でないと判別した場合はステップＳ３に戻り、停止状態であると判別した場合はエンジン２が作動中か否かを判別する（ステップＳ８）。本実施形態においては、エンジン２に設けられた油圧センサ２ｃによりエンジン２の作動を検知している。ステップＳ８においてエンジン２が作動中であると判別した場合は、エンジン２の停止処理を行った後（ステップＳ９）、ステップＳ３に戻る。このエンジン２の停止処理については後ほど詳述する。ステップＳ８においてエンジン２が作動していないと判別した場合は、エンジン２がアイドリングストップ制御により停止しているか否かを判別する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、エンジン２がアイドリングストップ制御により停止していないと判別した場合はステップＳ３に戻り、アイドリングストップ制御により停止していると判別した場合はエンジン２の始動処理を行い（ステップＳ１１）、ステップＳ３に戻る。エンジン２の始動処理については後ほど詳述する。
【００４３】
ここで、ステップＳ９におけるエンジン２の停止処理について、図５のフローチャートを参照して詳述する。
【００４４】
まず、マスコン１６が「切」状態であるか、ブレーキレバー１７が１ノッチ以上であるか、逆転ハンドル１８が中立状態であるかをそれぞれ判別する（ステップＳ２０〜Ｓ２２）。次に、エンジン２が前述の空ふかし状態でないか、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧が下限空気圧値Ｐ以上か、をそれぞれ判別する（ステップＳ２３，２５）。そして、エンジン２が始動してから第１のタイマ２３ａに設定された最低作動時間が経過したかを判別し（ステップＳ２４）、冷房装置２０が作動した状態で室内温度が上限室内温度Ｔ１より低いか、暖房装置２１が作動した状態で室内温度が下限室内温度Ｔ２より高いかを判別する（ステップＳ２６〜２９）。
【００４５】
ここで、ステップＳ２０にてマスコン１６が鉄道車両１を加速制御する状態である場合、ステップＳ２１にてブレーキレバー１７が「切」状態で鉄道車両１をブレーキ制御する状態でない場合、ステップＳ２２にて逆転ハンドル１８が前進または後進状態で鉄道車両１を進行させる状態の場合の何れかの場合は、エンジン２を停止することなくステップＳ３に戻る。また、ステップＳ２３にてエンジン２が空ふかし状態である場合、または、ステップＳ２５にて空気圧が下限空気圧値Ｐ未満の場合も、エンジン２を停止することなくステップＳ３に戻る。さらに、冷房装置２０が作動していて室内温度が上限室内温度Ｔ１以上の場合、暖房装置２１が作動していて室内温度が下限室内温度Ｔ２未満の場合の何れかの場合であっても、エンジン２を停止することなくステップＳ３に戻る。
【００４６】
各ステップＳ２０〜Ｓ２９におけるエンジン停止条件を全て満足した場合は、これらのエンジン停止条件が１秒継続したか否かを判別し（ステップＳ３０）、第１のタイマ２３ａをリセットして設定時間を最低作動時間Ｇ１とし（ステップＳ３１）、アイドリングストップ機能をＯＮにするとともに（ステップＳ３２）、エンジン２のアイドリングを停止する（ステップＳ３３）。ここで、油圧センサ２ｃによりエンジン２の油圧が低下したか否かを判別し（ステップＳ３４）、エンジン２の油圧が正常に低下した場合はステップＳ３に戻る。また、エンジン２の油圧が低下しない場合はシステム異常と判断し（ステップＳ３５）、ステップＳ３に戻る。
【００４７】
次に、ステップＳ１１におけるエンジン始動処理について、特に図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４８】
まず、マスコン１６が「切」状態であるか、ブレーキレバー１７が１ノッチ以上であるかを判別する（ステップＳ４０，４１）。ステップＳ４０にてマスコン１６が鉄道車両１を加速制御する状態である場合、ステップＳ４１にてブレーキレバー１７が「切」状態で鉄道車両１を制動する状態でない場合は、エンジン２を始動することなくステップＳ３に戻る。
【００４９】
次に、逆転ハンドル１８が前進または後進状態であるか、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧が下限空気圧値Ｐ未満であるか、バッテリ３の電圧が下限電圧値Ｖ未満であるか、冷房装置２０が作動した状態で室内温度が上限室内温度Ｔ１以上であるか、暖房装置２１が作動した状態で室内温度が下限室内温度Ｔ２未満であるかをそれぞれ判別する（ステップＳ４２〜４８）。ステップＳ４２にて逆転ハンドル１８が中立状態であり、且つ、ステップＳ４３にて下限空気圧値Ｐに達しており、且つ、ステップＳ４４にてバッテリ３の電圧が下限電圧値Ｖ以上であって、ステップＳ４５〜Ｓ４８にて空気調和装置がＯＦＦ状態の場合、または、空気調和装置がＯＮ状態で室内温度が室内温度範囲にあるときは、ステップ３に戻る。
【００５０】
各ステップＳ４２〜Ｓ４８の何れかでエンジン始動条件を満足した場合は、このエンジン始動条件が１秒継続したか否かを判別する（ステップＳ４９）。ここで、エンジン始動条件が１秒継続していない場合はステップＳ３に戻る。ステップＳ４９にてエンジン始動条件が１秒継続した場合は、作業者検知センサ６によりエンジン２に接近する作業者が検知されたか否かを判別する（ステップＳ５０）。ここで、作業者が検知されない場合はエンジンスタータ２ａによるエンジン２の始動制御を行い（ステップＳ５１）、作業者が検知された場合はステップＳ３に戻る。ステップＳ５１にてエンジン２を始動した後、ステップＳ４４においてバッテリ３が下限電圧値Ｖ未満と判別されている場合は、第１のタイマ２２ａの設定時間を通常時におけるエンジン２の最低作動時間Ｇ１から、バッテリ３の電圧低下時におけるエンジン２の最低作動時間Ｇ２に変更する（ステップＳ５２）。この後、第２のタイマ２３ｂを作動し（ステップＳ５３）、最大始動時間Ｇ３が経過したか否かを判別する（ステップＳ５４）。ステップＳ５４にて最大始動時間Ｇ３が経過していない場合、油圧センサ２ｃによりエンジン２が始動したか否かを判別し（ステップＳ５５）、エンジン２が始動していない場合はステップＳ５４に戻り、エンジン２が始動した場合は第１のタイマ２３ａを作動させる（ステップＳ５６）。ステップＳ５６にて第１のタイマ２３ａを作動させた後、カウンタ２３ｃをリセットするとともに（ステップＳ５７）、アイドリングストップ機能をＯＦＦにし（ステップＳ５８）、ステップＳ３に戻る。
【００５１】
ここで、ステップＳ５４にて最大始動時間Ｇ３が経過した場合、カウンタ２３ｃを１回カウントする。次に、カウンタ２３ｃの回数が３に達しているか否かを判別し（ステップＳ６０）、達していない場合は５秒経過した後（ステップＳ６１）、ステップＳ５０に戻る。ステップＳ６０にてカウンタ２３ｃの回数が３に達している場合は、エンジン始動指示灯１４を点灯するとともに、システム異常と判断した後（ステップＳ６２）、ステップＳ３に戻る。
【００５２】
このように、本実施形態の鉄道車両１のアイドリングストップ装置によれば、マスコン１６により鉄道車両１が加速制御されておらず、ブレーキレバー１７により鉄道車両１がブレーキ制御され、且つ、逆転ハンドル１８により鉄道車両１が中立状態であるときに、エンジン２のアイドリングをストップするようになっている。即ち、鉄道車両１が駅で長時間停車している場合、留置線でエンジン２を作動させた状態で留まっている場合等に、エンジン２が停止するようになっている。従って、鉄道車両１の燃費を向上することができるし、さらには、鉄道車両１から排出される排気ガス、騒音等を低減することができ、環境へ悪影響をおよぼすこともない。
【００５３】
また、バッテリ３の電圧が低下した後にエンジン２を最低作動時間Ｇ２だけ作動しているバッテリ充電条件のときには、エンジン２のアイドリングをストップしないようにしたので、バッテリ３の充電が不十分な状態でエンジン２が停止することはない。従って、エンジン２が停止した直後にバッテリ３の電力が不足することはなく、アイドリングストップ制御のときにも、室内灯１９ａ等を作動させることができ、客室１９の乗員に快適な環境を提供することができる。
【００５４】
また、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧が下限空気圧値Ｐ以下の場合と、空気圧を上昇させるためにエンジン２が空ふかし状態である場合の何れかの空気圧低下条件のときには、エンジン２のアイドリングをストップしないようにしたので、ブレーキ等に使用される空気圧が不十分な状態でエンジン２が停止することはない。従って、エンジン２が停止した直後にブレーキ等に使用する圧縮空気の空気圧が不足することはなく、アイドリングストップ制御のときにも、ブレーキ等を確実に作動させることができる。
【００５５】
また、冷房装置２０が作動し且つ室内温度が上限室内温度Ｔ１未満の場合、または、暖房装置２１が作動し且つ室内温度が下限室内温度Ｔ２以上の場合に、エンジン２のアイドリングをストップするようになっている。即ち、室内温度が室内温度範囲外の場合に、エンジン２のアイドリングをストップしないようにしたので、このような場合にエンジン２とともに空気調和装置が停止して室内温度が過度に上昇・下降し、客室１９の乗員に不快感を与えることはない。
【００５６】
また、車速が所定速度以下でないと、アイドリングストップ制御が行われないようにしたので、万が一、各エンジン停止条件がみたされた状態で鉄道車両１が走行している場合に、エンジン２が停止することはない。
【００５７】
また、エンジン２のアイドリングストップ制御を行っている際に、逆転ハンドル１８が前進状態または後進状態となるとエンジン２が始動するようにしたので、運転士等は簡単な操作でエンジン２を再始動することができ、実用に際して極めて有利である。
【００５８】
また、バッテリ３の電圧が基準電圧値Ｖ未満であるバッテリ充電条件のときにエンジン２が再始動するようにしたので、これにより、バッテリ３の電圧が不十分な場合にエンジン２が停止したまま放置されることはなく、エンジン２により作動する充電発電機４からバッテリ３に電力が供給される。従って、アイドリングストップ制御時に、バッテリ３の電力が全て消耗されるまで、鉄道車両１にて電力を消費してしまうことはない。
【００５９】
また、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧が下限空気圧値Ｐ以下である空気圧低下条件のときにエンジン２が再始動するようにしたので、これにより、ブレーキ等に使用される空気圧が不十分な場合にエンジン２が停止したまま放置されることはなく、エンジン２により作動する空気圧縮機２ｅにより圧縮空気の空気圧が上昇する。従って、アイドリングストップ制御時に、ブレーキ等が確実に作動しなくなるまで、圧縮空気の空気圧が低下するということはない。
【００６０】
また、冷房装置２０が作動し且つ室内温度が上限室内温度Ｔ１以上の場合、または、暖房装置２１が作動し且つ室内温度が下限室内温度Ｔ２未満の場合に、エンジン２を再始動するようになっている。これにより、室内温度が設定室内温度範囲外となった場合にエンジン２が停止したまま放置されることはなく、エンジン２により作動する空気調和装置により室内温度が客室１９の乗員が快適と感じる温度に調節される。従って、アイドリングストップ制御時に、客室１９の乗員が不快と感じる温度まで室内温度が上昇・下降することはない。
【００６１】
また、作業者検知センサ６を設け、エンジン２に作業者等が接近したときにエンジン２が再始動しないようにしたので、エンジン２に作業者等が容易に接近できる鉄道車両１においても、作業者等の安全を確実に確保することができる。
【００６２】
また、所定の条件をみたすと、エンジン２が再始動するようにしたので、例えば、寒冷地で冬季にこの鉄道車両１を運用する場合、エンジン２の凍結防止のため、一晩中エンジン２をアイドリング運転したとしても、最低限の燃料消費でエンジン２の凍結を防止することができる。
【００６３】
尚、前記実施形態においては、鉄道車両１が１両編成であるものを示したが、例えば、図７に示すように、複数の鉄道車両１が連結された編成であってもよいことは勿論である。図７では、各鉄道車両１のアイドリングストップ制御部２３を制御線１００により接続し、各鉄道車両１のアイドリングストップ制御を連動させている。
【００６４】
図７（ａ）では、各鉄道車両１の空気圧縮機２ｅをエア配管１０１により接続し、圧縮空気の空気圧が低下すると、全車両のエンジン２を一斉に再始動し、各鉄道車両１の空気圧縮機２ｅを連動して作動させるようにしている。これにより、各鉄道車両１ごとに制御を行う場合に比べ、短時間のエンジン２の運転で終わることができる。
【００６５】
また、図７（ｂ）では、各鉄道車両１のバッテリ３をバッテリ接続線１０２により接続して全バッテリ３の電圧が均一となるようにし、全バッテリ３の電圧が低下すると全車両のエンジン２を一斉に再始動し、全バッテリ３の充電を行うようになっている。これによっても、各鉄道車両１ごとに制御を行う場合に比べ、短時間のエンジン２の運転で終わることができる。
【００６６】
また、図７（ｃ）は、各鉄道車両１の冷房装置２０及び暖房装置２１が独立して制御されている状態を示している。各鉄道車両１ごとに客室１９の室内温度が異なるため、空気調和装置に関しては、全鉄道車両１で連動して制御をした場合に比べ、各鉄道車両１ごとに独立して制御をした方が各鉄道車両１の燃費が向上する。
【００６７】
また、図７（ｄ）では、各鉄道車両１のアイドリングストップ制御部２３が、先頭車両のアイドリングストップ制御開放スイッチ１５に接続されている状態を示している。これにより、先頭車両の運転士等がアイドリングストップ制御開放スイッチ１５をＯＮにすることで、全車両においてアイドリングストップ制御を停止させることができ、実用に際して極めて有利である。
【００６８】
また、前記実施形態における、バッテリ充電条件、空気圧低下条件、室内温度範囲等は任意に設定され、その他、具体的な細部構成等についても、鉄道車両１が運用される地方、季節等により適宜に変更可能であることは勿論である。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の鉄道車両のアイドリングストップ装置によれば、鉄道車両の燃費を向上することができるし、さらには、鉄道車両から排出される排気ガス、騒音等を低減することができるので環境へ悪影響をおよぼすこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すアイドリングストップ制御装置が備えられた鉄道車両の概略説明図である。
【図２】鉄道車両の運転室に備えられる車両情報表示部及び運転操作部を示した図である。
【図３】アイドリングストップ制御装置の構成ブロック図である。
【図４】アイドリングストップ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】アイドリングストップ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】アイドリングストップ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】複数の鉄道車両が連結された状態を示した図である。
【符号の説明】
１ 鉄道車両
２ エンジン
３ バッテリ
６ 作業者検知センサ
１６ マスターコントロールレバー
１７ ブレーキレバー
１８ 逆転ハンドル
２０ 冷房装置
２１ 暖房装置
２２ 温度センサ
２３ アイドリングストップ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両のアイドリングストップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非電化区間にて運用される鉄道車両は、動力源としてディーゼルエンジンを備えた、いわゆる気動車と呼ばれるものが一般的である。この鉄道車両はディーゼルエンジンの駆動力により走行するので、電化区間・非電化区間を問わずに運用することができる。
【０００３】
この鉄道車両は車両を制動するブレーキを備えており、このブレーキは、圧縮された空気により作動するようになっている。ここで、圧縮空気はエンジンの駆動により作動する空気圧縮機によって、鉄道車両に蓄蔵されるようになっている。さらに、この鉄道車両は車両各所に電力を供給するバッテリを備えている。このバッテリは、エンジンの駆動により発電する充電発電機に接続され、必要に応じてバッテリが充電されるようになっている。また、この鉄道車両は車両室内の室温を調節する冷房装置、暖房装置等の空気調和装置を備えている。この空気調和装置はエンジンの作動時に室温の調節が可能であり、エンジンの停止時に空気調和装置を作動することはできない。
【０００４】
ところで、この鉄道車両はエンジンを停止すると、充電発電機が停止してバッテリが充電されなくなるとともに、空気圧縮機を作動させることができず圧縮空気の補充ができなくなり、且つ、空気調和装置が停止して室温の調節ができなくなる。従って、エンジンの駆動力が車両の走行に使用されない、例えば、留置線、駅等で長時間停車する場合であっても、この鉄道車両はエンジンを作動させたままとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記鉄道車両においては、前述のように、駅で長時間停車している場合にエンジンを作動させているため、多大の燃料を消費して車両の燃費が悪化するとともに、車両周囲にエンジンの騒音を発するという問題点があった。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鉄道車両の燃費を向上するとともに、鉄道車両から排出される排気ガス、騒音等を低減して環境に悪影響をおよぼすことのない鉄道車両のアイドリングストップ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、エンジン２の駆動力により車両の加速を制御するマスターコントロール操作部（例えば、マスターコントロールレバー１６等）と、前記車両のブレーキを制御するブレーキ操作部（例えば、ブレーキレバー１７等）と、前記車両を前進状態、後進状態及び中立状態に選択的に切り替える逆転操作部（例えば、逆転ハンドル１８等）と、前記エンジンの駆動により空気を圧縮して圧縮空気を蓄蔵可能な空気圧縮機２ｅとを有し、蓄蔵された前記圧縮空気により前記ブレーキを作動させる鉄道車両１に備えられる鉄道車両のアイドリングストップ装置であって、車速が所定値以下であって、前記マスターコントロール操作部により前記車両の加速制御がされていない状態で、前記ブレーキ操作部により前記車両がブレーキ制御され、且つ、前記逆転操作部により前記車両が中立状態であるときに、前記エンジンを停止させるエンジン停止制御手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）と、前記圧縮空気の空気圧が所定値以下であることが条件とされた空気圧低下条件をみたすときに、前記エンジン停止制御手段による前記エンジンの停止を制限するエンジン停止制限手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、鉄道車両が駅で長時間停車している場合、留置線でエンジンを作動させた状態で留まっている場合等にエンジンが停止する。従って、鉄道車両の燃費を向上することができるし、さらには、鉄道車両から排出される排気ガス、騒音等を低減することができ、環境へ悪影響をおよぼすこともない。
また請求項１記載の発明によれば、ブレーキ等に使用される空気圧が不十分な状態でエンジンが停止することはない。従って、エンジンが停止した直後にブレーキ等に使用する圧縮空気の空気圧が不足することはなく、エンジン停止制御手段によりエンジンを停止した際にも、ブレーキ等を確実に作動させることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、エンジン２の駆動力により車両の加速を制御するマスターコントロール操作部（例えば、マスターコントロールレバー１６等）と、前記車両のブレーキを制御するブレーキ操作部（例えば、ブレーキレバー１７等）と、前記車両を前進状態、後進状態及び中立状態に選択的に切り替える逆転操作部（例えば、逆転ハンドル１８等）と、前記エンジンの駆動により空気を圧縮して圧縮空気を蓄蔵可能な空気圧縮機２ｅとを有し、蓄蔵された前記圧縮空気により前記ブレーキを作動させる鉄道車両１に備えられる鉄道車両のアイドリングストップ装置であって、車速が所定値以下であって、前記マスターコントロール操作部により前記車両の加速制御がされていない状態で、前記ブレーキ操作部により前記車両がブレーキ制御され、且つ、前記逆転操作部により前記車両が中立状態であるときに、前記エンジンを停止させるエンジン停止制御手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）と、蓄蔵された前記圧縮空気により前記ブレーキを作動させるものであって、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンが停止した状態で、前記圧縮空気の空気圧が所定値以下であることが条件とされた空気圧低下条件をみたすときに、前記エンジンを始動させるエンジン始動制御手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、鉄道車両が駅で長時間停車している場合、留置線でエンジンを作動させた状態で留まっている場合等にエンジンが停止する。従って、鉄道車両の燃費を向上することができるし、さらには、鉄道車両から排出される排気ガス、騒音等を低減することができ、環境へ悪影響をおよぼすこともない。
また請求項２記載の発明によれば、圧縮空気の空気圧が低下した際にエンジンが再始動するようにしたので、これにより、ブレーキ等に使用される空気圧が不十分な場合にエンジンが停止したまま放置されることはなく、エンジンにより作動する空気圧縮機により圧縮空気の空気圧が上昇する。従って、エンジン停止制御手段によりエンジンが停止した状態で、ブレーキ等が確実に作動しなくなるまで、圧縮空気の空気圧が低下するということはない。
【００２３】
請求項３記載の発明では、請求項２に記載の鉄道車両のアイドリングストップ装置において、前記エンジンへの作業者の接近を検知する作業者検知センサ６を設け、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンが停止した状態で、前記作業者検知センサが前記エンジンへの作業者の接近を検知した場合に、前記エンジンの始動を制限するエンジン始動制限手段（例えば、アイドリングストップ制御部２３等）を備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２の作用に加え、エンジンに作業者等が接近したときにエンジンが再始動しないようにしたので、エンジン隔離壁がなくエンジンに作業者等が容易に接近できる鉄道車両においても、作業者等の安全を確実に確保することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１はアイドリングストップ制御装置が備えられた鉄道車両の概略説明図である。
【００２６】
図１に示すように、この鉄道車両１はいわゆる気動車と呼ばれるものであって、動力源としてのエンジン２を車両床下に備えている。また、この車両床下にはバッテリ３が備えられ、エンジン２に接続された充電発電機４からバッテリ３へ電力を供給可能となっている。このバッテリ３から鉄道車両１の各所へ電力が供給される。この鉄道車両１は、エンジン２の駆動力により発進・加速し、ブレーキにより減速・停止するようになっている。また、この鉄道車両１は前部及び後部に運転室５を有し、前進及び後進が切替可能となっている。
【００２７】
エンジン２はディーゼルエンジンであり、点検作業者により定期的に保守点検が行われる。エンジン２は、図３に示すように、エンジン始動用の電動モータ等からなるエンジンスタータ２ａと、燃料噴射量を調整するガバナ２ｂと、エンジン油圧を検知する油圧センサ２ｃとを有している。エンジンスタータ２ａ及びガバナ２ｂは、それぞれエンジン制御装置２ｄに接続され、エンジン制御装置２ｄによりエンジン２の始動及び燃料制御が行われる。また、油圧センサ２ｃは後述するアイドリングストップ制御部２３に接続されている。
【００２８】
また、エンジン２の駆動により作動可能な空気圧縮機２ｅが設けられ、空気圧縮機２ｅの作動・停止がエンジン制御装置２ｄにより制御されている。空気圧縮機２ｅは作動時に空気を圧縮し、これにより、鉄道車両１にはブレーキ等に使用される圧縮空気が蓄蔵される。また、蓄蔵された圧縮空気の空気圧を検知する空気圧センサ１２ａが設けられており、この空気圧が低下するとエンジン制御装置２ｄはエンジン２を空ふかし状態にするとともに空気圧縮機２ｅを作動させ、圧縮空気の空気圧を上昇させるようになっている。
【００２９】
また、エンジン２は隔離壁等からなる収容室を設けずに車幅方向の略中央に配置され、点検作業者がエンジン２に接近したことを検知する作業者検知センサ６が設けられている。本実施形態においては、エンジン２の車幅方向外側にそれぞれ作業者検知センサ６が設置されている。また、エンジン２の近傍には、エンジン２がアイドリングストップ状態であることを示すアイドリングストップ警告灯７が設けられている。本実施形態においては、２つのアイドリングストップ警告灯７がそれぞれ車幅方向外側に臨むように設置される。
【００３０】
図２に示すように、各運転室５には、車速、空気圧等の車両情報を表示する車両情報表示部８と、車両の加速、減速等を操作する運転操作部９とが備えられている。また、各運転室５の窓には曇止め用のガラスヒータ１０がそれぞれ備えられている。
【００３１】
車両情報表示部８には、車速センサ１１ａにて検知された車速を表示するスピードメータ１１、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧を表示する圧力計１２等の他に、エンジン２のアイドリングを停止したことを示すアイドリングストップ表示灯１３と、エンジン２のアイドリングストップ状態からの再始動ができないことを示すエンジン始動指示灯１４とが設けられている。また、本実施形態においては、アイドリングストップ表示灯１３とエンジン始動指示灯１４とは隣接して設けられ、これらの近傍にエンジン２のアイドリングストップ制御のＯＮ・ＯＦＦを切り換えるアイドリング制御開放スイッチ１５が設けられている。
【００３２】
運転操作部９には、エンジン２の駆動力により鉄道車両１の加速を制御するマスタコントロールレバー１６と、鉄道車両１のブレーキを制御するブレーキレバー１７と、鉄道車両１の前進状態、後進状態及び中立状態を選択的に切替可能な逆転ハンドル１８とが備えられている。
【００３３】
マスタコントロールレバー１６（以下、マスコン１６という）は略前後方向に移動自在で、略前後に並設された複数のノッチ部にて選択的に係止する。最後方、即ち運転士にとって最も手前側のノッチ部はエンジン２の駆動力を車輪軸に伝達しない「切」状態で、これより前方のノッチ部は車輪軸に駆動力が伝達される状態となる。即ち、運転士はマスコン１６を前方に移動させることにより、鉄道車両１を加速することができる。
【００３４】
また、ブレーキレバー１７は回動自在であり、この回動方向に並設された複数のノッチ部に選択的に係止する。ブレーキレバー１７の回動範囲の一端に位置するノッチ部はブレーキの制動力を車輪に伝達しない「切」状態で、これより他端側のノッチ部では車輪を制動する状態となる。即ち、運転士はブレーキレバー１７を他端側方向に回動させることにより、鉄道車両１にブレーキをかけることができる。
【００３５】
また、逆転ハンドル１８は、前後方向に移動自在で、略前後に並設された複数のノッチ部に選択的に係止する。本実施形態においては、三のノッチ部が設けられ、逆転ハンドル１８を前側のノッチ部に移動させると鉄道車両１は前進状態に、後側のノッチ部に移動させると鉄道車両１は後進状態に、中央側のノッチ部に移動させるとエンジン２の駆動力が車輪軸に伝達されることのない中立状態に、それぞれ切り換えられる。
【００３６】
また、この鉄道車両１の前後中央部には、各運転室５と仕切られ室内灯１９ａを有する客室１９が画成され、鉄道車両１には客室１９内を冷却する冷房装置２０と、客室１９内を加温する暖房装置２１とが備えられている。また、鉄道車両１には客室１９の室内温度を検知する温度センサ２２が設けられ、温度センサ２２により検知された室内温度に基づいて、冷房装置２０または暖房装置２１は客室１９の温度を調節し客室１９内の乗員に快適な室温を提供している。本実施形態においては、冷房装置２０はエンジン２とともに作動・停止するコンプレッサを有しており、エンジン２の作動時に客室１９が冷却可能となる。また、暖房装置２１は多大な電力を消費するため、エンジン２の停止時に強制的に停止するよう構成されている。即ち、冷房装置２０及び暖房装置２１は、運転スイッチ等がＯＮ状態となっていても、エンジン２が停止すると自動的に停止するようになっている。
【００３７】
また、図１に示すように、一方の運転室５内の後部には、アイドリングストップ装置を構成するアイドリングストップ制御部２３が備えられている。本実施形態においては、アイドリングストップ制御部２３が、エンジン停止制御手段、第１〜第３エンジン停止制限手段、第１〜第４エンジン始動制御手段及びエンジン始動制限手段をなしている。図３に示すように、このアイドリングストップ制御部２３は、油圧センサ２ｃと、エンジン制御装置２ｄと、バッテリ３と、各作業者検知センサ６と、各アイドリングストップ警告灯７と、車速センサ１１ａと、空気圧センサ１２ａと、室内灯１９ａと、冷房装置２０と、暖房装置２１と、温度センサ２２とに接続している。さらにアイドリングストップ制御部２３は、各運転室５にそれぞれ設けられたガラスヒータ１０と、アイドリングストップ表示灯１３と、エンジン始動指示灯１４と、アイドリング制御開放スイッチ１５と、マスコン１６と、ブレーキレバー１７と、逆転ハンドル１８とにも接続している。
【００３８】
また、アイドリングストップ制御部２３は、第１のタイマ２３ａと、第２のタイマ２３ｂと、カウンタ２３ｃとを有している。第１のタイマ２３ａには、エンジン２を作動させる最低限の時間がセットされる。ここで、第１のタイマ２３ａには、通常時におけるエンジン２の最低作動時間Ｇ１と、バッテリ３の電圧低下時におけるエンジン２の最低作動時間Ｇ２とが選択的にセットされる。本実施形態においては、最低作動時間Ｇ１が１分に、最低作動時間Ｇ２が３０分にセットされている。また、第２のタイマ２３ｂには、エンジンスタータ２ａを作動させる最大限の時間である最大始動時間Ｇ３がセットされる。本実施形態においては、この最大始動時間Ｇ３は５秒である。
【００３９】
アイドリングストップ制御部２３は、エンジン２のアイドリングストップ制御を行い、アイドリングストップ制御時にアイドリングストップ機能をＯＮにする。本実施形態においては、アイドリングストップ機能をＯＮにすると、各アイドリングストップ警告灯７及びアイドリングストップ表示灯１３を点灯するとともに、ガラスヒータ１０等を強制的にＯＦＦにし、室内灯１９ａ等を強制的にＯＮにするようになっている。また、アイドリングストップ制御部２３には、アイドリングストップ制御の際に用いる下限電圧値Ｖ、下限空気圧値Ｐ、上限室内温度Ｔ１、下限室内温度Ｔ２がそれぞれ記憶されている。ここで、下限電圧値Ｖはバッテリ３の通常の電圧値より低い値、下限空気圧値Ｐは圧縮空気の通常の空気圧値より低い値に設定されている。また、本実施形態においては、上限室内温度Ｔ１と下限室内温度Ｔ２との間が室内温度範囲となっている。
【００４０】
以上のように構成されたアイドリングストップ制御部２３の動作を、図４乃至図６に示すフローチャートを参考にして説明する。
【００４１】
電源が投入されるなどしてアイドリングストップ制御部２３が作動すると、まずはじめに装置の初期化を行う（ステップＳ１）。この初期化とは、例えば各タイマ２３ａ，２３ｂのリセット、カウンタ２３ｃのリセット等である。次に、エンジン２が始動してから５分経過したか否かを判別し（ステップＳ２）、経過していない場合はステップＳ２に戻る。これにより、５分間以上のエンジン２の暖気運転が行われる。
【００４２】
次に、アイドリング制御開放スイッチ１５がＯＮとなっているかを判別し（ステップＳ３）、アイドリング制御開放スイッチ１５がＯＮ状態の場合は、アイドリングストップの制御に関する全出力をＯＦＦにし（ステップＳ４）、動作を終了する。ステップＳ３においてアイドリング制御開放スイッチ１５がＯＦＦとなっている場合は、アイドリングストップに関するシステムが異常か否かを判別する（ステップＳ５）。ここで、システムの異常とは、後述するステップＳ３５及びステップＳ６２でシステムが異常と判断されている場合をいう。ステップＳ５において、システムが異常であると判別された場合は、アイドリングストップ機能をＯＦＦにした後（ステップＳ６）、ステップＳ３に戻る。ステップＳ５において、システムが異常でないと判別された場合は、車速センサ１１ａにより検知された車速に基づいて鉄道車両１が停止状態であるか否かを判別する（ステップＳ７）。本実施形態においては、車速が５ｋｍ／ｈ以下のときに停止状態であると判別する。ステップＳ７において鉄道車両１が停止状態でないと判別した場合はステップＳ３に戻り、停止状態であると判別した場合はエンジン２が作動中か否かを判別する（ステップＳ８）。本実施形態においては、エンジン２に設けられた油圧センサ２ｃによりエンジン２の作動を検知している。ステップＳ８においてエンジン２が作動中であると判別した場合は、エンジン２の停止処理を行った後（ステップＳ９）、ステップＳ３に戻る。このエンジン２の停止処理については後ほど詳述する。ステップＳ８においてエンジン２が作動していないと判別した場合は、エンジン２がアイドリングストップ制御により停止しているか否かを判別する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、エンジン２がアイドリングストップ制御により停止していないと判別した場合はステップＳ３に戻り、アイドリングストップ制御により停止していると判別した場合はエンジン２の始動処理を行い（ステップＳ１１）、ステップＳ３に戻る。エンジン２の始動処理については後ほど詳述する。
【００４３】
ここで、ステップＳ９におけるエンジン２の停止処理について、図５のフローチャートを参照して詳述する。
【００４４】
まず、マスコン１６が「切」状態であるか、ブレーキレバー１７が１ノッチ以上であるか、逆転ハンドル１８が中立状態であるかをそれぞれ判別する（ステップＳ２０〜Ｓ２２）。次に、エンジン２が前述の空ふかし状態でないか、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧が下限空気圧値Ｐ以上か、をそれぞれ判別する（ステップＳ２３，２５）。そして、エンジン２が始動してから第１のタイマ２３ａに設定された最低作動時間が経過したかを判別し（ステップＳ２４）、冷房装置２０が作動した状態で室内温度が上限室内温度Ｔ１より低いか、暖房装置２１が作動した状態で室内温度が下限室内温度Ｔ２より高いかを判別する（ステップＳ２６〜２９）。
【００４５】
ここで、ステップＳ２０にてマスコン１６が鉄道車両１を加速制御する状態である場合、ステップＳ２１にてブレーキレバー１７が「切」状態で鉄道車両１をブレーキ制御する状態でない場合、ステップＳ２２にて逆転ハンドル１８が前進または後進状態で鉄道車両１を進行させる状態の場合の何れかの場合は、エンジン２を停止することなくステップＳ３に戻る。また、ステップＳ２３にてエンジン２が空ふかし状態である場合、または、ステップＳ２５にて空気圧が下限空気圧値Ｐ未満の場合も、エンジン２を停止することなくステップＳ３に戻る。さらに、冷房装置２０が作動していて室内温度が上限室内温度Ｔ１以上の場合、暖房装置２１が作動していて室内温度が下限室内温度Ｔ２未満の場合の何れかの場合であっても、エンジン２を停止することなくステップＳ３に戻る。
【００４６】
各ステップＳ２０〜Ｓ２９におけるエンジン停止条件を全て満足した場合は、これらのエンジン停止条件が１秒継続したか否かを判別し（ステップＳ３０）、第１のタイマ２３ａをリセットして設定時間を最低作動時間Ｇ１とし（ステップＳ３１）、アイドリングストップ機能をＯＮにするとともに（ステップＳ３２）、エンジン２のアイドリングを停止する（ステップＳ３３）。ここで、油圧センサ２ｃによりエンジン２の油圧が低下したか否かを判別し（ステップＳ３４）、エンジン２の油圧が正常に低下した場合はステップＳ３に戻る。また、エンジン２の油圧が低下しない場合はシステム異常と判断し（ステップＳ３５）、ステップＳ３に戻る。
【００４７】
次に、ステップＳ１１におけるエンジン始動処理について、特に図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４８】
まず、マスコン１６が「切」状態であるか、ブレーキレバー１７が１ノッチ以上であるかを判別する（ステップＳ４０，４１）。ステップＳ４０にてマスコン１６が鉄道車両１を加速制御する状態である場合、ステップＳ４１にてブレーキレバー１７が「切」状態で鉄道車両１を制動する状態でない場合は、エンジン２を始動することなくステップＳ３に戻る。
【００４９】
次に、逆転ハンドル１８が前進または後進状態であるか、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧が下限空気圧値Ｐ未満であるか、バッテリ３の電圧が下限電圧値Ｖ未満であるか、冷房装置２０が作動した状態で室内温度が上限室内温度Ｔ１以上であるか、暖房装置２１が作動した状態で室内温度が下限室内温度Ｔ２未満であるかをそれぞれ判別する（ステップＳ４２〜４８）。ステップＳ４２にて逆転ハンドル１８が中立状態であり、且つ、ステップＳ４３にて下限空気圧値Ｐに達しており、且つ、ステップＳ４４にてバッテリ３の電圧が下限電圧値Ｖ以上であって、ステップＳ４５〜Ｓ４８にて空気調和装置がＯＦＦ状態の場合、または、空気調和装置がＯＮ状態で室内温度が室内温度範囲にあるときは、ステップ３に戻る。
【００５０】
各ステップＳ４２〜Ｓ４８の何れかでエンジン始動条件を満足した場合は、このエンジン始動条件が１秒継続したか否かを判別する（ステップＳ４９）。ここで、エンジン始動条件が１秒継続していない場合はステップＳ３に戻る。ステップＳ４９にてエンジン始動条件が１秒継続した場合は、作業者検知センサ６によりエンジン２に接近する作業者が検知されたか否かを判別する（ステップＳ５０）。ここで、作業者が検知されない場合はエンジンスタータ２ａによるエンジン２の始動制御を行い（ステップＳ５１）、作業者が検知された場合はステップＳ３に戻る。ステップＳ５１にてエンジン２を始動した後、ステップＳ４４においてバッテリ３が下限電圧値Ｖ未満と判別されている場合は、第１のタイマ２２ａの設定時間を通常時におけるエンジン２の最低作動時間Ｇ１から、バッテリ３の電圧低下時におけるエンジン２の最低作動時間Ｇ２に変更する（ステップＳ５２）。この後、第２のタイマ２３ｂを作動し（ステップＳ５３）、最大始動時間Ｇ３が経過したか否かを判別する（ステップＳ５４）。ステップＳ５４にて最大始動時間Ｇ３が経過していない場合、油圧センサ２ｃによりエンジン２が始動したか否かを判別し（ステップＳ５５）、エンジン２が始動していない場合はステップＳ５４に戻り、エンジン２が始動した場合は第１のタイマ２３ａを作動させる（ステップＳ５６）。ステップＳ５６にて第１のタイマ２３ａを作動させた後、カウンタ２３ｃをリセットするとともに（ステップＳ５７）、アイドリングストップ機能をＯＦＦにし（ステップＳ５８）、ステップＳ３に戻る。
【００５１】
ここで、ステップＳ５４にて最大始動時間Ｇ３が経過した場合、カウンタ２３ｃを１回カウントする。次に、カウンタ２３ｃの回数が３に達しているか否かを判別し（ステップＳ６０）、達していない場合は５秒経過した後（ステップＳ６１）、ステップＳ５０に戻る。ステップＳ６０にてカウンタ２３ｃの回数が３に達している場合は、エンジン始動指示灯１４を点灯するとともに、システム異常と判断した後（ステップＳ６２）、ステップＳ３に戻る。
【００５２】
このように、本実施形態の鉄道車両１のアイドリングストップ装置によれば、マスコン１６により鉄道車両１が加速制御されておらず、ブレーキレバー１７により鉄道車両１がブレーキ制御され、且つ、逆転ハンドル１８により鉄道車両１が中立状態であるときに、エンジン２のアイドリングをストップするようになっている。即ち、鉄道車両１が駅で長時間停車している場合、留置線でエンジン２を作動させた状態で留まっている場合等に、エンジン２が停止するようになっている。従って、鉄道車両１の燃費を向上することができるし、さらには、鉄道車両１から排出される排気ガス、騒音等を低減することができ、環境へ悪影響をおよぼすこともない。
【００５３】
また、バッテリ３の電圧が低下した後にエンジン２を最低作動時間Ｇ２だけ作動しているバッテリ充電条件のときには、エンジン２のアイドリングをストップしないようにしたので、バッテリ３の充電が不十分な状態でエンジン２が停止することはない。従って、エンジン２が停止した直後にバッテリ３の電力が不足することはなく、アイドリングストップ制御のときにも、室内灯１９ａ等を作動させることができ、客室１９の乗員に快適な環境を提供することができる。
【００５４】
また、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧が下限空気圧値Ｐ以下の場合と、空気圧を上昇させるためにエンジン２が空ふかし状態である場合の何れかの空気圧低下条件のときには、エンジン２のアイドリングをストップしないようにしたので、ブレーキ等に使用される空気圧が不十分な状態でエンジン２が停止することはない。従って、エンジン２が停止した直後にブレーキ等に使用する圧縮空気の空気圧が不足することはなく、アイドリングストップ制御のときにも、ブレーキ等を確実に作動させることができる。
【００５５】
また、冷房装置２０が作動し且つ室内温度が上限室内温度Ｔ１未満の場合、または、暖房装置２１が作動し且つ室内温度が下限室内温度Ｔ２以上の場合に、エンジン２のアイドリングをストップするようになっている。即ち、室内温度が室内温度範囲外の場合に、エンジン２のアイドリングをストップしないようにしたので、このような場合にエンジン２とともに空気調和装置が停止して室内温度が過度に上昇・下降し、客室１９の乗員に不快感を与えることはない。
【００５６】
また、車速が所定速度以下でないと、アイドリングストップ制御が行われないようにしたので、万が一、各エンジン停止条件がみたされた状態で鉄道車両１が走行している場合に、エンジン２が停止することはない。
【００５７】
また、エンジン２のアイドリングストップ制御を行っている際に、逆転ハンドル１８が前進状態または後進状態となるとエンジン２が始動するようにしたので、運転士等は簡単な操作でエンジン２を再始動することができ、実用に際して極めて有利である。
【００５８】
また、バッテリ３の電圧が基準電圧値Ｖ未満であるバッテリ充電条件のときにエンジン２が再始動するようにしたので、これにより、バッテリ３の電圧が不十分な場合にエンジン２が停止したまま放置されることはなく、エンジン２により作動する充電発電機４からバッテリ３に電力が供給される。従って、アイドリングストップ制御時に、バッテリ３の電力が全て消耗されるまで、鉄道車両１にて電力を消費してしまうことはない。
【００５９】
また、空気圧センサ１２ａにより検知された空気圧が下限空気圧値Ｐ以下である空気圧低下条件のときにエンジン２が再始動するようにしたので、これにより、ブレーキ等に使用される空気圧が不十分な場合にエンジン２が停止したまま放置されることはなく、エンジン２により作動する空気圧縮機２ｅにより圧縮空気の空気圧が上昇する。従って、アイドリングストップ制御時に、ブレーキ等が確実に作動しなくなるまで、圧縮空気の空気圧が低下するということはない。
【００６０】
また、冷房装置２０が作動し且つ室内温度が上限室内温度Ｔ１以上の場合、または、暖房装置２１が作動し且つ室内温度が下限室内温度Ｔ２未満の場合に、エンジン２を再始動するようになっている。これにより、室内温度が設定室内温度範囲外となった場合にエンジン２が停止したまま放置されることはなく、エンジン２により作動する空気調和装置により室内温度が客室１９の乗員が快適と感じる温度に調節される。従って、アイドリングストップ制御時に、客室１９の乗員が不快と感じる温度まで室内温度が上昇・下降することはない。
【００６１】
また、作業者検知センサ６を設け、エンジン２に作業者等が接近したときにエンジン２が再始動しないようにしたので、エンジン２に作業者等が容易に接近できる鉄道車両１においても、作業者等の安全を確実に確保することができる。
【００６２】
また、所定の条件をみたすと、エンジン２が再始動するようにしたので、例えば、寒冷地で冬季にこの鉄道車両１を運用する場合、エンジン２の凍結防止のため、一晩中エンジン２をアイドリング運転したとしても、最低限の燃料消費でエンジン２の凍結を防止することができる。
【００６３】
尚、前記実施形態においては、鉄道車両１が１両編成であるものを示したが、例えば、図７に示すように、複数の鉄道車両１が連結された編成であってもよいことは勿論である。図７では、各鉄道車両１のアイドリングストップ制御部２３を制御線１００により接続し、各鉄道車両１のアイドリングストップ制御を連動させている。
【００６４】
図７（ａ）では、各鉄道車両１の空気圧縮機２ｅをエア配管１０１により接続し、圧縮空気の空気圧が低下すると、全車両のエンジン２を一斉に再始動し、各鉄道車両１の空気圧縮機２ｅを連動して作動させるようにしている。これにより、各鉄道車両１ごとに制御を行う場合に比べ、短時間のエンジン２の運転で終わることができる。
【００６５】
また、図７（ｂ）では、各鉄道車両１のバッテリ３をバッテリ接続線１０２により接続して全バッテリ３の電圧が均一となるようにし、全バッテリ３の電圧が低下すると全車両のエンジン２を一斉に再始動し、全バッテリ３の充電を行うようになっている。これによっても、各鉄道車両１ごとに制御を行う場合に比べ、短時間のエンジン２の運転で終わることができる。
【００６６】
また、図７（ｃ）は、各鉄道車両１の冷房装置２０及び暖房装置２１が独立して制御されている状態を示している。各鉄道車両１ごとに客室１９の室内温度が異なるため、空気調和装置に関しては、全鉄道車両１で連動して制御をした場合に比べ、各鉄道車両１ごとに独立して制御をした方が各鉄道車両１の燃費が向上する。
【００６７】
また、図７（ｄ）では、各鉄道車両１のアイドリングストップ制御部２３が、先頭車両のアイドリングストップ制御開放スイッチ１５に接続されている状態を示している。これにより、先頭車両の運転士等がアイドリングストップ制御開放スイッチ１５をＯＮにすることで、全車両においてアイドリングストップ制御を停止させることができ、実用に際して極めて有利である。
【００６８】
また、前記実施形態における、バッテリ充電条件、空気圧低下条件、室内温度範囲等は任意に設定され、その他、具体的な細部構成等についても、鉄道車両１が運用される地方、季節等により適宜に変更可能であることは勿論である。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の鉄道車両のアイドリングストップ装置によれば、鉄道車両の燃費を向上することができるし、さらには、鉄道車両から排出される排気ガス、騒音等を低減することができるので環境へ悪影響をおよぼすこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すアイドリングストップ制御装置が備えられた鉄道車両の概略説明図である。
【図２】鉄道車両の運転室に備えられる車両情報表示部及び運転操作部を示した図である。
【図３】アイドリングストップ制御装置の構成ブロック図である。
【図４】アイドリングストップ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】アイドリングストップ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】アイドリングストップ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】複数の鉄道車両が連結された状態を示した図である。
【符号の説明】
１ 鉄道車両
２ エンジン
３ バッテリ
６ 作業者検知センサ
１６ マスターコントロールレバー
１７ ブレーキレバー
１８ 逆転ハンドル
２０ 冷房装置
２１ 暖房装置
２２ 温度センサ
２３ アイドリングストップ制御部
Claims (3)
- エンジンの駆動力により車両の加速を制御するマスターコントロール操作部と、前記車両のブレーキを制御するブレーキ操作部と、前記車両を前進状態、後進状態及び中立状態に選択的に切り替える逆転操作部と、前記エンジンの駆動により空気を圧縮して圧縮空気を蓄蔵可能な空気圧縮機とを有し、蓄蔵された前記圧縮空気により前記ブレーキを作動させる鉄道車両に備えられるものであって、
車速が所定値以下であって、前記マスターコントロール操作部により前記車両の加速制御がされていない状態で、前記ブレーキ操作部により前記車両がブレーキ制御され、且つ、前記逆転操作部により前記車両が中立状態であるときに、前記エンジンを停止させるエンジン停止制御手段と、
前記圧縮空気の空気圧が所定値以下であることが条件とされた空気圧低下条件をみたすときに、前記エンジン停止制御手段による前記エンジンの停止を制限する第２エンジン停止制限手段とを具備した
ことを特徴とする鉄道車両のアイドリングストップ装置。 - エンジンの駆動力により車両の加速を制御するマスターコントロール操作部と、前記車両のブレーキを制御するブレーキ操作部と、前記車両を前進状態、後進状態及び中立状態に選択的に切り替える逆転操作部と、前記エンジンの駆動により空気を圧縮して圧縮空気を蓄蔵可能な空気圧縮機とを有し、蓄蔵された前記圧縮空気により前記ブレーキを作動させる鉄道車両に備えられるものであって、
車速が所定値以下であって、前記マスターコントロール操作部により前記車両の加速制御がされていない状態で、前記ブレーキ操作部により前記車両がブレーキ制御され、且つ、前記逆転操作部により前記車両が中立状態であるときに、前記エンジンを停止させるエンジン停止制御手段と、
前記エンジン停止制御手段により前記エンジンが停止した状態で、前記圧縮空気の空気圧が所定値以下であることが条件とされた空気圧低下条件をみたすときに、前記エンジンを始動させるエンジン始動制御手段とを具備した
ことを特徴とする鉄道車両のアイドリングストップ装置。 - 前記エンジンへの作業者の接近を検知する作業者検知センサを設け、
前記エンジン停止制御手段により前記エンジンが停止した状態で、前記作業者検知センサが前記エンジンへの作業者の接近を検知した場合に、前記エンジンの始動を制限するエンジン始動制限手段を備えた
ことを特徴とする請求項２に記載のアイドリングストップ装置。
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