JP5072521B2 - 鉄道車両用電源システム - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両用電源装置にインターネット情報を伝送する機能を備えさせた鉄道車両用電源システムに関する。

電気車両には、車両内の空調、照明などに電源を供給するために、架線からパンタグラフを経緯して電力を取り入れ、電源をつくるための電源装置が搭載されている。近年では乗客へのサービス向上の一環として、乗車中にパソコンが使用できるようにパソコン用の電源コンセントを設ける車両も製作されるようになってきた。将来的には、鉄道車両内でのインターネット環境の整備など、一般家庭内、地上の公共の場と同様に環境を整えていくものと考えられる。ところが、現在までのところ、鉄道車両用電源装置にインターネット情報を伝送する機能を備えさせた鉄道車両用電源システムは見られていない。

本発明は、上述した従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、鉄道車両内の現在の設備に大幅な追加を行うことなく、車内でのインターネットなどの情報環境を整えることができる鉄道車両用電源システムを提供することを目的とする。

本発明は、車両の各種機器に電源を供給するための車両用電源装置と、前記車両用電源装置の電源出力線に接続された電源コンセントと、前記車両用電源装置と信号伝送線によって接続され、前記車両用電源装置の状態信号、故障時の記録信号、保守のための情報を取得し、地上局に送信する車両情報制御装置と、前記車両情報制御装置から信号伝送線を通じて出力される出力信号を前記電源出力線に重畳し、前記電源出力線に重畳される前記車両情報制御装置に対する入力信号を当該車両情報制御装置に入力する情報付加回路とを備え、前記車両情報制御装置は、前記信号伝送線にインターネット情報を重畳させて前記情報付加回路との間で通信し、前記情報付加回路は、前記電源出力線にインターネット情報を重畳し、前記電源コンセントに接続された情報機器との間で当該電源出力線を通じてインターネット情報を授受する鉄道車両用電源システムを特徴とする。

本発明の鉄道車両用電源システムによれば、車両内の電源コンセントに接続された通信端末と車両情報制御装置との間で伝送線及び電源出力線を通じて情報交換ができ、乗客に対して高速通信ができるインターネット接続の便宜を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

（第１の実施の形態）図１を用いて本発明の第１の実施の形態の鉄道車両用電源システムについて説明する。本実施の形態の鉄道車両用電源システムは、架線から電力を取得するためのパンタグラフ１、車両用電源装置（ＳＩＶ）２、車両情報制御装置６、電源コンセント８で構成されている。車両情報制御装置６は、地上局９と接続される。

車両用電源装置２の内部には、パンタグラフ１で取得した架線電力を補助電源電力（ＳＩＶ）に変換するＳＩＶ変換回路３、このＳＩＶ変換回路３のオン／オフ、スイッチング制御を行うＳＩＶ制御回路４を備えている。

本実施の形態の鉄道車両用電源システムでは、従来から設置されている車両情報制御装置６と車両用電源装置２内のＳＩＶ制御回路４との間の伝送線７を利用し、この伝送線７にインターネット情報を重畳させ、車両用電源装置２の中で電源出力線１０に対して情報付加回路５によって信号を重畳させるようにしている。これにより、車内の電源コンセント８に接続した電力線通信によりパソコンに情報を伝える。この回路により、従来から備えられている伝送線７と電源出力線１０を活用してインターネットなどの情報信号を伝送する。

上記実施の形態の鉄道車両用電源システムでは、伝送線７は車両用電源装置２の状態信号や故障時の記録信号、保守のための情報などを通信している。近年の車両には、このような情報伝送は通常の機能として準備されている。この伝送線７に、車両情報制御装置６により地上局９から得られた情報を重畳させ、車両用電源装置２に送信する。車両用電源装置２の電源出力線１０はすべての車両に配線されている。各車両には、パソコン用の電源コンセント８が準備されている。車両用電源装置２の中で、情報付加回路５により電源出力線１０に信号を重畳させることにより、既設の電源コンセント８にパソコンを接続することでインターネットなどの情報交換が可能になる。

これにより、本実施の形態の鉄道車両用電源システムでは、新たに配線などを追加せずに鉄道車両の各車両内にインターネット接続環境を整えることができる。

（第２の実施の形態）図２を用いて、本発明の第２の実施の形態の鉄道車両用電源システムについて説明する。本実施の形態の鉄道車両用電源システムは、もともとは車両情報制御装置を持たない車両に対してインターネットなどの情報交換環境を整えることを特徴とし、車両用電源装置（ＳＩＶ）２、地上局９、電源コンセント８で構成される。

車両用電源装置２の中に、地上局９との間で通信できる情報伝送端末６Ａを追設している。車両用電源装置２の中に追設された情報伝送端末６Ａからの信号は、情報付加回路５によって車両用電源装置２の電源出力線１０に重畳される。これにより、車内の電源コンセント９に接続したパソコンに情報を伝えることができる。

本実施の形態によれば、もともとは車両情報制御装置が設置されていない車両にあっても新たに配線を追加することなく、電源出力線１０を活用してインターネットなどの情報信号を伝送するインターネット接続環境を提供することができる。

（第３の実施の形態）本発明の第３の実施の形態の鉄道車両用電源システムについて、図３を用いて説明する。本実施の形態の鉄道車両用電源システムは、図１に示した第１の実施の形態の鉄道車両用電源システムに対して、車両用電源装置２の電源出力線１０に、情報伝送の搬送周波数の信号がＳＩＶ変換回路３で発生するスイッチングノイズの影響を受けないように情報伝送の搬送周波数成分を低減させるためのノイズフィルタ１１を電源出力線の情報付加装置５の前段に挿入したことを特徴とする。挿入するノイズフィルタ１１は、インターネットなどの高速デジタル伝送の搬送周波数成分のみをカットする目的で小形のものが使用できる。尚、図３において、図１と共通する構成要素については共通の符号を付して示してある。

本実施の形態によれば、ノイズ低減用のノイズフィルタ１１を挿入したことにより、車両用電源装置２の電源出力線１０に重畳させる情報信号の通信品質が向上する。

（第４の実施の形態）本発明の第４の実施の形態の鉄道車両用電源システムについて、図４を用いて説明する。本実施の形態の鉄道車両用電源システムは、インターネットなどの回線情報を車内で利用する乗客へアナウンスするために、図１に示した第１の実施の形態の鉄道車両用電源システムに対して、車内に設置されている車内表示装置１２を設置し、この車内表示装置１２を用いて車両情報制御装置６からインターネットの回線利用情報、通信情報を表示し、車内で利用しようとしている乗客に対する情報提供を行うようにしたことを特徴とする。尚、図４において、図１と共通する構成要素については共通の符号を付して示してある。

鉄道車両などの移動体の中でのインターネットなどの情報交換の通信環境では、回線数の制限やトンネルの影響など、通信状態の変化が発生することが予想される。そこで、本実施の形態のように、これらの通信状態の変化を利用客に対して適時情報提供していくことで、乗客に対して利用しやすい状態を作ることができる。また、車両内で専用にＴＶ情報や映画を送信することも考えられるが、これらのチャンネル情報を車内表示装置１２を使用して提供することができる。

（第５の実施の形態）本発明の第５の実施の形態の鉄道車両用電源システムについて、図５を用いて説明する。本実施の形態の鉄道車両用電源システムは、車両用電源装置２の内部で故障が発生した時に故障の範囲を判定して、情報通信系統に故障が発生していない時にはインターネットなどの情報交換環境は稼働を続けるようにしたことを特徴とする。すなわち、図５に示すように、本実施の形態の鉄道車両用電源システムでは、車両用電源装置２の内部に故障が発生した場合には、ＳＩＶ制御回路４の中の故障検出判別回路４Ａが故障を検出し、故障時のシーケンス制御を行う。また、故障検出判別回路４Ａで車両用電源装置２の内部の故障箇所を判別する。また、故障発生時には、ＳＩＶ変換回路３と電源出力線１０との間の接続を切断するための接触器１３が電源出力線１０上に設置されている。この接触器１３はＳＩＶ制御回路４からの信号で接続／開放状態が制御される。尚、図５において、図１と共通するその他の構成要素については共通の符号を付して示してある。

車両用電源装置２の内部に故障が発生する場合がある。特に電力変換部であるＳＩＶ変換回路３は比較的故障率が高い。このような故障が発生した場合、車両用電源装置２は停止させ、電源出力線１０に対して他の電源装置から電源誘導を行い、車両としての電源の機能を損なわないようにしているのが一般である。しかしながら、そのままであるとインターネットなどの情報交換機能も同様に稼働を停止させてしまうことになる。そこで、本実施の形態の鉄道車両用電源システムでは、故障の検出をＳＩＶ制御回路４の中の故障検出判別回路４Ａで行う。故障検出判別回路４Ａでは、故障が発生した時にその故障の種類により車両用電源装置２の中の大きな構成ブロックの中でどの部分が故障しているかを判別することが可能である。そして、故障検出判別回路４Ａは、故障発生時にその故障部分がインターネットなどの情報交換機能部以外と判断した場合には、車両用電源装置２の中のＳＩＶ変換回路３の部分は稼働を停止させるが、インターネットなどの情報交換機能の部分はそのまま稼働を続けるようにする。また、故障しているＳＩＶ変換回路３と信号重畳部が干渉することを防ぐために、ＳＩＶ制御回路４からの信号で接触器１３を開放する。

本実施の形態の鉄道車両用電源システムによれば、このような構成とすることにより、車両用電源装置２の内部に故障が発生した場合でも、インターネットなどの情報交換環境を損なうことなく稼働でき、車内の情報交換環境の信頼性が向上する。

本発明の第１の実施の形態の鉄道車両用電源システムのブロック図。 本発明の第２の実施の形態の鉄道車両用電源システムのブロック図。 本発明の第３の実施の形態の鉄道車両用電源システムのブロック図。 本発明の第４の実施の形態の鉄道車両用電源システムのブロック図。 本発明の第５の実施の形態の鉄道車両用電源システムのブロック図。

符号の説明

１：パンタグラフ
２：車両用電源装置（ＳＩＶ）
３：ＳＩＶ変換回路
４：ＳＩＶ制御回路
４Ａ：故障検出判別回路
５：情報付加回路
６：車両情報制御装置
６Ａ：情報伝送端末
７：伝送回路
８：電源コンセント
９：地上局
１０：電源出力線
１１：ノイズフィルタ
１２：車内表示装置
１３：接触器

Claims (4)

1. 車両の各種機器に電源を供給するための車両用電源装置と、
   前記車両用電源装置の電源出力線に接続された電源コンセントと、
   前記車両用電源装置と信号伝送線によって接続され、前記車両用電源装置の状態信号、故障時の記録信号、保守のための情報を取得し、地上局に送信する車両情報制御装置と、
   前記車両情報制御装置から信号伝送線を通じて出力される出力信号を前記電源出力線に重畳し、前記電源出力線に重畳される前記車両情報制御装置に対する入力信号を当該車両情報制御装置に入力する情報付加回路とを備え、
   前記車両情報制御装置は、前記信号伝送線にインターネット情報を重畳させて前記情報付加回路との間で通信し、
   前記情報付加回路は、前記電源出力線にインターネット情報を重畳し、前記電源コンセントに接続された情報機器との間で当該電源出力線を通じてインターネット情報を授受することを特徴とする鉄道車両用電源システム。
2. 前記車両用電源装置から発生するノイズを低減するために、前記電源出力線における前記電源コンセントよりも前段に、ノイズフィルタを備えたことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用電源システム。
3. 前記電源コンセントを用いた電力線情報通信の通信状態を、乗客に対して情報提供するための情報提供装置を備えたことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用電源システム。
4. 前記車両用電源装置内の電力変換回路の故障時に、当該電力変換回路を切り離して前記情報付加回路を活かしておくために、前記電力変換回路の出力側に、前記電力変換回路と電源出力線との間を接続し又は開放するための接触器を設置したことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用電源システム。

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