JP5753138B2 - 負荷管理機能を備えた車両情報制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、負荷管理機能を備えた車両情報制御装置に関する。

車両の電子化が進むにつれて、車両が搭載する各機器の構成が多様に変化したことで、他の機器の動作状態を把握しながら自身の動作を決めるといった車両の編成全体に関わる機能まで各機器に持たせることが困難な状況となってきている。そのため、車両全体の情報を管理でき、なおかつ車両が搭載する各機器の動作状態の確認をすることができる車両情報制御装置により車両編成全体の管理を行なう機能を追加する事例が多くなっている。

特開昭６１−１６４４７７号公報 特開平２−２０４７０号公報 特公平６−１９６４４号公報

一般に複数車両を連結した列車における負荷管理機能として、車両が搭載する複数の機器の負荷に供給する電流が定格範囲内となるように、各機器の負荷を優先順位にて起動させる方式が行われている（特許文献１）。しかし、この方式では、複数車両に搭載される電源装置のうちの一部に故障が生じ、全ての機器の負荷容量を確保できない場合に、負荷容量が違う各種装置から負荷容量を制限する装置を任意に選択することは困難となる。また、車両の運用上、優先順位が高い機器の一部を制限させて優先順位が低い機器を動作させたい状態になった場合でも、ハードウェアもしくはソフトウェアにより優先順位や負荷制限を変更しなければならず、ユーザー側で即座に設定することができないという問題があった。

車両情報制御装置にて、車両全体の総電力の容量低下に伴い、容量範囲内で車両が搭載する機器の状態に応じて、各機器の負荷を制限させ、余剰電力を算出・分配する負荷管理機能を行い、負荷容量を制限する機器を容易に判断できるような機器の状態を表示する画面と、負荷制限を変更する画面と、優先順位を変更する画面とを有し、負荷容量を制限する機器を容易に判断できるように機器の状態を表示する画面から、負荷制限を変更する画面と優先順位を変更する画面に対応したキー操作にて、優先順位や負荷制限を任意に設定することを可能とする。

ユーザー側で優先順位や負荷制限を任意に設定することが可能となり、その具体的手段として画面操作のみにより簡便に一括的にそれを可能にしたことにより、車両の運行状態によって、一時的に優先順位が低い機器を動作させたい状態になった場合でも、車両の運行上最低限必要な電力量を確保しつつ、その機器の動作を行うことを可能とする。

車両情報制御装置の構成を表すブロック図 入出力判定処理内容（処理フロー） 車両伝送が異常である場合の入出力判定処理内容（処理フロー） 負荷制限を行う機器状態を示す画面表示例 負荷の制限を有効・無効設定する画面表示例 優先起動の順序を設定する画面表示例

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例を示す車両情報制御装置の構成を表すブロック図である。
1,1Aは、先頭車両が備え、各車両の情報を集めて編成全体の処理を行う中央処理装置を示している。2は、先頭車両以外の各中間車両が搭載する各車両機器からの入出力信号や自身で処理した出力情報を中央処理装置1,1Aへ送信する端末処理装置を示している。3A〜3Fは、各車両機器の負荷を示しており、4は、車両全体の負荷からの入力情報を示している。中央処理装置1,1Aは、車両全体の負荷からの入力情報4を基幹伝送5を通して受信し、受信した情報を基に車両の電源容量内で起動・停止を判断する入出力判定処理6,6Aを実行する。中央処理装置1,1Aによる該入出力判定処理6,6Aで判断した結果を出力情報7として各車両機器に対して基幹伝送5を通して指令を送信する。各車両機器は、架線からの電源や外部電源を使用して出力情報7を基に起動する。

図２は、入出力判定処理を説明するフローチャートの例である。
車両電源をオンしたときに、処理21にて、車両への給電状態（例えば、車外の外部電源からの外部給電状態）を判断する。外部給電状態である場合は（処理21でYES）、処理22に分岐して、外部給電中のときの優先起動制御処理を行う。続く処理23にて、外部給電中の車両が搭載する各機器のON/OFFを判定処理する。続く処理24にて、外部給電のときに使用可能な総電力量と現在使用している電力量とから余剰電力を算出処理する。続く処理36にて、空調などの各号車ごとに負荷が異なる機器に対して、該機器の異常状態を考慮した上で、余剰電力を分配した後、処理37にて各機器の動作・停止指令を出力する。

一方、外部給電状態でない場合は（処理21でNO）、処理25に分岐して、車両伝送が正常であるか判断する。車両伝送が正常であると判断した場合は（処理25でYES）、処理26に分岐して、編成全体の補助電源装置の運転台数低下による負荷低減処理が不要かどうかを判断する。負荷低減処理が不要である場合は（処理26でYES）、続く処理28にて優先起動制御を行ってから、処理29にて各機器のON/OFFを判定処理する。続く処理30にて、車両の使用可能な総電力量と現在使用している電力量とから余剰電力を算出処理する。続く処理36にて、空調などの各号車ごとに負荷が異なる機器に対して、該機器の異常状態を考慮した上で、余剰電力を分配した後、処理37にて各機器の動作・停止指令を出力する。

編成全体で補助電源装置の運転台数低下による負荷低減処理が必要である場合は（処理26でNO）、処理27に分岐して、車両の運行に影響しないように各機器の負荷を制限する低減処理を行う。例えば、給湯機、厨房設備など車両の運行に影響しない設備については、一部の号車の起動を停止し、コンプレッサなど車両の運行に影響する機器については、補助電源装置の運転台数に応じて50％等の制限をかける等を行うことにより車両の運行に必要な機器の負荷容量を確保する。車両の運行に必要な機器の負荷容量を確保した後に、続く処理28〜30,36,37を行う。

以上により、車両の運行に必要な機器の負荷容量を確保することと、余剰電力から空調などの他機器に電力を分配することの両方の管理が実現可能となる。

図３は、車両伝送が異常である場合の入出力判定処理を説明するフローチャートの例である。
車両伝送が異常であると判断した場合は（処理25でNO）、続く処理31にて、車両伝送が異常のときの優先起動制御処理を行い、続く処理32にて、車両伝送が正常な車両内で補助電源装置の運転台数低下による負荷低減処理が不要かどうかを判断する。負荷低減処理が不要である場合は（処理32でYES）、処理34に分岐して車両伝送異常のときの各機器のON/OFFを判定処理する。続く処理35にて、車両伝送異常の車両が使用している最大電力量をその伝送異常を発生している号車を基にして算出し、該算出した車両伝送異常の車両が使用している最大電力量、車両伝送が正常の車両の使用可能総電力量及び現在使用している電力量とから、余剰電力を算出する。続く処理36にて、空調などの各号車ごとに負荷が異なる機器に対して、機器の異常状態を考慮した上で、余剰電力を分配した後、処理37にて各機器の動作・停止指令を出力する。

また処理32にて、負荷低減処理が必要である場合は（処理32でNO）、続く処理33にて、車両の運行に影響しないように各機器の負荷を制限する低減処理を行い、車両の運行に必要な機器の負荷容量を確保した後、続く処理34〜37を行う。

以上により、車両伝送が異常である場合においても、余剰電力を確保し空調などの他機器に電力を分配することを可能にし、車両の運行に適した負荷を起動・停止させることができる。

したがって、先頭車両の中央処理装置により、総合的かつ一括的に車両機器の負荷管理機能を実行処理することが可能となり、例えば運転席等からユーザー（運転手や保守員等）により即座に優先起動制御や負荷制限制御を実行処理することができる。

実施例１では、各機器の負荷を制限させ、余剰電力を算出・分配する負荷管理機能を特徴とする車両情報制御装置について説明したが、実施例２では、この各機器の負荷制限を具体的に表示器の画面操作のみにより簡便かつ一括的に変更する例について説明する。

図４は、負荷制限を行う各機器の状態を示す画面の表示例である。
図示しない表示器の表示画面40は、画面フォーマット41として、画面遷移等のキー領域42と、負荷制限を行う各機器の動作状態を車両（号車）ごとに表示する表示領域43により構成される。

画面遷移等のキー領域42には、負荷の制限を変更する場合に対応するために、負荷の制限を設定する画面に遷移するための「負荷制限設定」キー44が配置されてあり、それが選択入力されたときには、図５に示す「負荷制限設定」画面に遷移することになる。

図５は、負荷の制限を有効・無効に設定するための「負荷制限設定」画面の表示例である。
50に示す負荷制限を行う各機器に対して、51に示す「制限有」キーと「制限無」キーをそれぞれ配置している。該キーが選択入力されたときに、この有効・無効の設定が可能である状態において該キーが押下状態となり、設定された情報が図２の処理27又は図３の処理33に反映されることにより、当該設定が行われる。なお、負荷の制限を無効にすることで車両の運行上最低限必要な機器の電力量が確保できない状態になる場合には、ガイダンス表示領域52に負荷制限を無効にできない原因（理由）を示すガイダンスが表示され、キー操作を無効にする。

これにより、負荷制限の実施を必要としない場合に、車両の運行を阻害することなく、表示器の画面操作のみにより簡便かつ一括的に負荷制限指令を解除することができることになる。

次に、必要に応じて優先起動の順序を変更する場合は、図４に示すように、優先起動の順序を変更する画面に遷移するための「優先起動設定」キー45が配置されてあり、それが選択入力されたときには、図６に示す「優先起動設定」画面に遷移することになる。

図６は、優先起動の順序を設定するための「優先起動設定」画面の表示例である。
60に示す負荷制限を行う各機器の選択キーが配置され、該各機器に対応してそれぞれに設定された優先度を表示する優先度表示領域62が配置されている。また、優先度変更用のキー（例えば、図６のようなテンキー）、該優先度変更用のキーにより選択した優先度を表示する表示領域（図６のテンキー配置の上部）、該優先度変更用のキーにより選択した優先度を設定する設定キー、及び、該優先度変更用のキーにより選択した優先度を取消す取消キー、を表示する表示領域61が配置されている。

上記優先度を設定する設定キーが選択入力されると、上記優先度変更用のキーにより選択した優先度を表示する表示領域と同じ値が上記優先度表示領域62に表示させる。優先度表示領域62の優先度で順序起動を実施する場合は、変更キー63が選択入力され、優先度が変更可能である状態において、設定された優先度情報が図２の処理22,28又は図３の処理31に反映されることにより、優先度の変更が実行される。

なお、優先度を変更することにより、車両の運行上最低限必要な機器の電力量が確保できない状態になる場合には、図６において、ガイダンス表示領域64に優先度が変更できない原因（理由）を示すガイダンスが表示され、その変更を無効にする。必要に応じて優先度を元に戻したい場合は、初期化キー65を選択入力することにより、優先度を初期の順序に戻すことができる。

また、優先度の変更が行われた後で機器の故障等により車両の運行上最低限必要な機器の電力量が確保できない状態になった場合には、ガイダンス表示領域64に優先度が変更できない原因（理由）を示すガイダンスが表示され、その変更を無効にした後に、優先度を初期の順序に戻すことができる。

これにより、優先起動制御処理の優先順序を変更したい場合に、車両の運行を阻害することなく、表示器の画面操作のみにより簡便かつ一括的に優先順序を変更することができることになる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではなく、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

1：中央処理装置
2：端末処理装置
3：負荷
4：入力情報
5：基幹伝送
6：入出力判定処理
7：出力情報

Claims (3)

1. 複数車両に搭載された複数の車両機器から情報を受信し、当該受信した情報に基づき各車両機器の起動・停止を制御する車両情報制御装置において、
   負荷容量を制限する車両機器、及び各車両機器の起動の優先順序を画面操作により設定可能な表示器を備え、
   前記複数車両に搭載された車両電源の容量範囲内に収まるように、複数の車両電源及び車両伝送の各状態を検知し、前記車両電源の運転台数が低下している場合に、前記表示器により設定された起動の優先順序に応じて各車両機器の優先起動制御を行うと共に、前記表示器により負荷容量を制限する車両機器として選択された前記車両機器の負荷を制限して、その後に、使用可能な総電力量と現在使用している電力量とから余剰電力を算出し、前記余剰電力を分配する負荷管理機能を備えたことを特徴とする車両情報制御装置。
2. 請求項１に記載の車両情報制御装置において、
   前記車両電源の状態は、車両への給電状態及び車両の補助電源装置の状態であることを特徴とする車両情報制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両情報制御装置において、
   前記表示器の画面操作による設定変更ができない事由が発生した場合に、その原因を示すガイダンスを前記表示器に表示して該設定変更を無効にすることを特徴とする車両情報制御装置。
   

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