JP5793458B2 - 鉄道車両の運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の運転士を支援する運転支援装置に関し、特に空気ブレーキ装置等の摩擦力でブレーキを行う摩擦ブレーキ装置と、鉄道車両を駆動する電動機を発電機として使用することで回生電力を回収しブレーキを行う回生ブレーキ装置とからなるブレーキ装置を備えた鉄道車両に配備される運転支援装置に関する。

鉄道車両の運転士を支援する運転支援装置としては、下記特許文献１、２にみられるように、列車ダイヤどおりに所定位置に所定時刻に円滑に到着させるよう、最適な走行パターンやブレーキパターンを表示するものが知られている。
これらの従来技術は、列車ダイヤの維持を主眼としているが、近年では地球環境保護の観点から、列車ダイヤの維持のみならず、一層の省エネルギーが要求されており、運転士への支援情報としてエネルギー効率のよい運転パターンを提示し、体得させることが求められている。

鉄道車両には、一般的には駆動用の電動機を発電機として利用し、発生した電力が架線を通じて他の鉄道車両の力行に使用される回生ブレーキと、圧縮空気の圧力を利用してシリンダを動作させ、制輪子をブレーキディスクまたは車輪踏面に押し当てることにより発生した摩擦力を利用する空気ブレーキが搭載されている。
省エネルギーの観点からは、こうした二つのブレーキのうち、鉄道車両の減速に必要なブレーキ力である必要ブレーキ力を可能な限り回生ブレーキに負担させ、減速エネルギーを他の鉄道車両の力行用エネルギーとして回収することが望ましい。

しかし、回生ブレーキが出力し得るブレーキ力は、車両速度に依存し、所定の低速域では、ほぼ一定の高い回生ブレーキ力を得ることができるが、これより高い速度域では、車両速度が高くなるほど回生ブレーキ力が小さくなる特性がある。
そのため、運転士が高速域からブレーキノッチ（ブレーキ操作を行うための有限の刻み段）を高段側に切り換え、高い必要ブレーキ力を要求した場合は、要求されたブレーキ力の一部しか回生ブレーキで負担できず、これを補うため空気ブレーキ装置が強力なブレーキ力を作用させることになる。一方、低速域において低段側のブレーキノッチに切り換えると、停止までの走行時分が増加することにより走行抵抗が増加し、回生効率が低下してしまう。

こうした背景から、下記特許文献３には、電気自動車やハイブリッド自動車において、車速とブレーキ操作量に基づいて必要制動力を定め、この必要制動力と、その時点で算出した最大回生制動電力と、実際に発生した回生制動力とを比較して、適切なブレーキ操作量であったか否かを報知することが示されている。
すなわち、特許文献３の報知装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車を急発進、急加速させたり、車間距離の短い運転をすると、追突等を防止するため、自ずとブレーキ操作量が大きくなり、摩擦制動力で補わざるを得ず、回生制動動力を最大限活用した省エネ運転ではないと判定し、運転者に対しその旨を報知するものである。

特許第３５２５４８１号公報 特開２００８−５５８５号公報 特開２００９−１８９０７４号公報

しかしながら、必要ブレーキ力と実際に作用している回生制動力、または出力し得る最大回生制動電力を表示するだけでは、具体的にどのくらいのブレーキ操作量とすればよいかを体得することが困難である。
その結果、この技術を鉄道車両に適用した場合、運転士が可能な限り回生ブレーキだけで減速しようとすると、表示を常に確認しながらブレーキノッチの操作量を調節せざるを得ないため、前方に対する注意が散漫になりやすく、列車運行管理上採用することができない。

そこで、本発明は、鉄道車両が、自動車等とは異なり、発車駅から到着駅まで、力行、惰行、力行、惰行・・・減速といった運転パターンが予め定められていること、ブレーキノッチの段数毎に必要とするブレーキ力が予め割り当てられていることに着目し、運転士が表示装置を常に確認しなくても、ブレーキ操作を行う度に、省エネ運転のための支援情報を与えることにより、回生ブレーキを最大限活用して減速できるようにして、回生効率を最大限活かした運転パターンを体得させることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明においては、次のような技術的手段を講じた。
すなわち、摩擦力でブレーキを行う摩擦ブレーキ装置と、鉄道車両を駆動する電動機を発電機として使用することで回生電力を回収しブレーキを行う回生ブレーキ装置とからなり、運転士が操作したブレーキノッチにより必要ブレーキ力を求め、そのとき得られる実回生ブレーキ力が前記必要ブレーキ力に対し不足している場合、前記摩擦ブレーキ力で補うようにしたブレーキ装置を備えた鉄道車両に配備される運転支援装置であって、鉄道車両の運転状態に基づいて、前記回生ブレーキ装置から出力可能なブレーキ力に相当する最大ブレーキノッチを算出し、運転士に通知するようにした。

また、上記の運転支援装置において、前記回生ブレーキ装置から出力可能なブレーキ力は、前記回生ブレーキ装置が実際に出力した実回生ブレーキ力に基づいて算出してもよいし、鉄道車両の重量、車両速度、前記架線電圧、及び前記回生ブレーキ装置の異常を示す開放情報に基づいて算出してもよい。

さらに、上記の運転支援装置において、前記必要ブレーキ力が前記回生ブレーキ装置の実際に出力した回生ブレーキ力を超えている場合、前記必要ブレーキ力が、前記回生ブレーキ装置が出力可能なブレーキ力を超えている場合、運転士が操作した前記ブレーキノッチが所定の値以下の場合、さらには、自動的に列車を減速させる装置からブレーキ指令がない場合などを判定したときに、運転士への通知を実施するようにしてもよい。

なお、上記のように、回生ブレーキ装置から出力可能なブレーキ力に相当するブレーキノッチは、ディスプレイ表示のほか、音声を用いて運転士に通知してもよい。

本発明によれば、回生ブレーキのみで減速可能なブレーキ操作量が最大ブレーキノッチとして運転士に通知されるため、運転士は表示装置を常に確認しなくても、回生ブレーキを最大限活用したブレーキノッチ操作量を体得することが可能となり、回生効率を向上させることが可能である。
また、この通知を常時行うことなく、必要ブレーキ力が最大回生ブレーキ力を超えた場合、運転士が操作したブレーキノッチが所定の段数以下の場合、自動的に列車を減速させる装置からブレーキ指令がない場合など、必要なタイミングに限って通知するようにすれば、運転士が通常運転においてブレーキ操作量を変更するタイミングをさらに明確に把握することができ、しかも、緊急時や保安装置やＡＴＯ装置などからのブレーキ指令と混同する可能性を低くすることできる。

実施例１の機器構成図。 実施例１における表示タイミング判定装置内の処理を示したフロー図。 実施例１における最大ブレーキノッチ算出装置内の処理を示したフロー図。 実施例２の機器構成図。 実施例２における表示タイミング判定装置内の処理を示したフロー図。 実施例３の機器構成図。 実施例３における最大ブレーキノッチ算出装置内の処理の示したフロー図。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１を示す機器構成図であり、図１を用いてそのシステム構成の一例を説明する。

車両を減速させる場合、運転士は運転台に設けられた主幹制御器（１０１）のブレーキレバーを操作する。ブレーキレバーが操作されるとブレーキレバーの刻み段情報であるブレーキノッチ（１５１）が列車の運行に関わる機能の管理を行う車両制御装置（１０２）に入力される。

車両制御装置（１０２）は、ブレーキノッチ（１５１）毎に割り振られた所定の減速度情報と、車両重量（１５２）とに基づいて、当該所定の減速度で減速するのに必要なブレーキ力を必要ブレーキ力として算出する。
なお、この実施例では、車両重量（１５２）は車両に取り付けられた重量センサとして、空気圧を利用して車両の高さを制御する空気ばね内に設けられた圧力センサを用いて算出しているが、空気ばねから直接取得してもよいし、空気ブレーキ制御装置（１０３）から車両重量（１５２）を取得してもよい。要は、車両重量（１５２）を取得できれば、車両重量（１５２）の算出装置及び原理は問わない。

次に車両制御装置（１０２）は電動機制御装置（１０４）に送信する回生ブレーキ力（１５３）を算出する。具体的には車両制御装置（１０２）は、上記のように算出した必要ブレーキ力と、車両重量（１５２）、電動機制御装置（１０４）の故障状態を示す開放情報（１５４）、電動機の回転軸端あるいは車軸端に取り付けられたパルスジェネレータ（１０５）のような速度センサから算出した車両速度（１５５）、架線の状態を示す架線電圧（１５６）及び車輪とレールの粘着係数から算出される粘着リミット値に基づいて、電動機制御装置（１０４）が負担すべき回生ブレーキ力（１５３）を算出する。
なお、多数の車両が連結された鉄道車両の場合、電動機制御装置（１０４）は、複数台の車両に配置され、例えば、１０両編成の場合、先頭車両から２両ごとに計６台の電動機制御装置（１０４）が配置される。このうち、故障したものがあると、その分だけ電動機制御装置（１０４）が出力可能な回生ブレーキ力（１５３）が減少することから、各電動機制御装置（１０４）の異常状態を示す開放情報（１５４）に基づいて、修正する必要がある。
また、架線電圧（１５６）は、例えば、同一架線に力行中の他の鉄道車両の有無に応じて、どの程度の回生電力を回収できるかを示すものである。

電動機制御装置（１０４）は、このように算出した回生ブレーキ力（１５３）に基づいて電動機を制御し、これにより実際に作用した回生ブレーキ力を実回生ブレーキ力（１５７）として車両制御装置（１０２）へ送信する。
車両制御装置（１０２）は必要ブレーキ力と実回生ブレーキ力（１５７）を比較し、実回生ブレーキ力（１５７）が必要ブレーキ力に対して不足している場合には、不足しているブレーキ力を空気ブレーキ力（１５８）として空気ブレーキ制御装置（１０３）に送信する。空気ブレーキ制御装置（１０３）は、この空気ブレーキ力（１５８）に基づいて空気ブレーキ力を出力させる。
なお、この実施例では、必要ブレーキ力に対して、実回生ブレーキ力（１５７）の不足分を補う空気ブレーキ力（１５８）を空気ブレーキ制御装置（１０３）に送信しているが、必要ブレーキ力と実回生ブレーキ力（１５７）に相当する空制減算指令とを空気ブレーキ制御装置（１０３）に送信し、空気ブレーキ制御装置（１０３）で必要ブレーキ力と空制減算指令から空気ブレーキ力を算出してもよい。

また、図１においては、架線電圧（１５６）を集電装置（１０６）から取得しているが、電動機制御装置（１０４）から取得してもよい。すなわち、電動機制御装置（１０４）に印加される架線電圧が把握できる変数であればよく、例えば、電動機制御装置（１０４）内のフィルタコンデンサ電圧などを用いてもよい。

電動機制御装置（１０４）は、具体的には、直流から可変電圧可変周波数の交流を出力して電動機を駆動するインバータ装置であり、回生動作時には電動機を発電機として動作させるもので、電動機制御装置（１０４）からの出力電流から推定される電動機の回転数を車両速度（１５５）として用いてもよい。

後述するように、表示タイミング判定装置（１０７）は、ブレーキノッチ（１５１）、車両重量（１５２）及び実回生ブレーキ力（１５７）に基づいて、現在のブレーキノッチで必要なブレーキ力が実回生ブレーキ力（１５７）を超えているかどうかを判断し、超えている場合は表示装置（１０９）に表示要求（１５９）を出力するものであり、最大ブレーキノッチ算出装置（１０８）は車両重量（１５２）と、実回生ブレーキ力（１５７）から回生ブレーキのみで負担可能な最大のブレーキノッチ（１６０）を算出し、表示装置（１０９）へ送信するものである。

図１における表示タイミング判定装置（１０７）内での処理の流れを図２に示し、ステップ２０１〜ステップ２１０により、運転士に対する通知を実施するか否かを決定する。
（１）ステップ２０１
主幹制御装器（１０１）からブレーキノッチ（１５１）を取得し、ステップ２０２に進む。
（２）ステップ２０２
ブレーキノッチ（１５１）からブレーキ中であるか否かを判定し、ブレーキ中である場合はステップ２０３へ進む。
（３）ステップ２０３
ブレーキノッチ（１５１）に変化があるか否かを判定する。変化がある場合はステップ２０４へ進む。変化がない場合はステップ２０５へ進む。
（４）ステップ２０４
ブレーキノッチの変化状態に応じて必要ブレーキ力と実回生ブレーキ力（１５７）を比較するまでの時素を決定する。一般的に回生ブレーキはブレーキ力の立ち上げ時に回路形成等の電流を流す準備が必要であり、ブレーキノッチの入力から出力可能となるまで所定の時間がかかる。また回生ブレーキ力出力中においても指令値に対して伝送遅延や処理演算遅延などにより多少の応答遅れが発生する。
このため、ブレーキノッチが変化したとき、実回生ブレーキ力がその指令値に追従するまでの時間を考慮せずに、必要ブレーキ力と実回生ブレーキ力を比較すると、常に必要ブレーキ力が実回生ブレーキ力よりも大きいと判定される恐れがある。そこで、このステップで、指令値に追従するために要する時間に対応して時素を決定している。
この時素は現車試験などから予め算出された所定の値を用いてもよいが、ブレーキノッチの変化状態によって指令値に追従するのに要する時間が変化するため、例えば、比較的応答遅れの大きいノッチオフからのブレーキノッチ投入時は時素を長めに、ブレーキ中のブレーキノッチ変化時は時素を短めにするなど、ブレーキノッチの変化状態に合わせて最適な時素を決定してもよい。また、実際の運転において、実回生ブレーキ力の追従に要する応答遅れをリアルタイムに検出して学習させてもよい。
（５）ステップ２０５
ステップ２０４で決定された時素時間が終了したか否かを判定し、終了した場合はステップ２０６へ進む。
（６）ステップ２０６
車両重量（１５２）を空気ブレーキ制御装置（１０３）から取得し、ステップ２０７へ進む。
（７）ステップ２０７
車両重量（１５２）とブレーキノッチ（１５１）から必要ブレーキ力を算出し、ステップ２０８へ進む。
（８）ステップ２０８
実回生ブレーキ力（１５７）を電動機制御装置（１０４）から取得し、ステップ２０９へ進む。
（９）ステップ２０９
必要ブレーキ力が実回生ブレーキ力（１５７）よりも大きいかを判定し、大きい場合はステップ２１０へ進む。一般に実回生ブレーキ力が指令値に誤差なく追従することは難しいため、実回生ブレーキ力に誤差分を補正した値をもとに必要ブレーキ力と比較することが望ましい。たとえば、必要ブレーキ力よりも誤差分以上実回生ブレーキ力が小さい場合は、必要ブレーキ力が実回生ブレーキ力よりも大きいと判定してもよい。
（１０）ステップ２１０
表示装置（１０９）へ表示要求（１５９）を送信する。

次に図１における最大ブレーキノッチ算出装置（１０８）内での処理の流れを図３に示し、ステップ３０１〜ステップ３０８により、運転士に対して通知する最大ブレーキノッチを算出する。
（１）ステップ３０１
車両重量（１５２）を空気ブレーキ制御装置（１０３）から取得し、ステップ３０２へ進む。
（２）ステップ３０２
実回生ブレーキ力（１５７）を電動機制御装置（１０４）から取得し、ステップ３０３へ進む。
（３）ステップ３０３
仮想ブレーキノッチに一番低いノッチを代入し、ステップ３０４へ進む。
（４）ステップ３０４
車両重量（１５２）と仮想ブレーキノッチから仮想必要ブレーキ力を算出し、ステップ３０５に進む。
（５）ステップ３０５
仮想必要ブレーキ力と実回生ブレーキ力（１５７）を比較し、仮想必要ブレーキ力が実回生ブレーキ力（１５７）よりも大きい場合はステップ３０７へ、小さい場合はステップ３０６へ進む。
（６）ステップ３０６
仮想ブレーキノッチに一段高いノッチを代入し、ステップ３０４へ戻る。
（７）ステップ３０７
仮想ブレーキノッチを一段低い値として、最大ブレーキノッチ（１６０）に代入し、ステップ３０８へ進む。このようにして、仮想必要ブレーキ力が実回生ブレーキ力を上回った時の仮想ブレーキノッチの一段下のブレーキノッチが、回生ブレーキのみで減速可能な最大のブレーキノッチとなる。
ただし、ステップ３０５で決定された仮想ブレーキノッチが一番低いノッチの場合、ブレーキノッチ操作が不要としてこの処理は行わない。
（８）ステップ３０８
表示装置（１０９）に最大ブレーキノッチ（１６０）を送信する。

上述した表示タイミング判定装置（１０７）内での処理により、表示装置（１０９）に表示タイミング判定装置（１０７）からの表示要求（１５９）があった場合に、最大ブレーキノッチ算出装置（１０８）によりステップ３０７で求めた最大ブレーキノッチ（１６０）を表示装置（１０９）の画面に表示することで運転士に通知する。なお、通知方法は画面への表示以外でもよく、たとえば音声による通知でもよい。

例えば、運転士が列車の高速域で高段側のブレーキノッチ（１５１）を選択し、低速域になってから、低段側のブレーキノッチ（１５１）を選択して次駅に停車させるような運転パターンを行っている場合、高速域において、高段側のブレーキノッチ（１５１）に必要なブレーキ力が実回生ブレーキ力（１５７）を超え、それを補うよう空気ブレーキが作動するため、十分な回生電力を回収することができない。
しかも、低速域においては発生し得る実回生ブレーキ力が十分高いにもかかわらず、低段側のブレーキノッチ（１５１）が選択されているため、停止までの走行時分が増加し、走行抵抗によるエネルギ損失分が増加することから、本来得られる回生電力を回収することができないことになる。

このような場合、運転士は、表示装置（１０９）の画面から、回生ブレーキのみで負担可能な最大のブレーキノッチ（１６０）を確認し、高速域において自分の操作したブレーキノッチ（１５１）が高すぎたこと、そして、低速域において、より高いブレーキノッチ（１５１）を選択すべきであったことを瞬時に把握することができる。

現駅を発車して次駅に停車させる運行を想定すると、運転士には一定の運行時間を厳守しながら、スムースな発進、減速、停車が求められている。
したがって、上記のような表示が行われると、運転士は、次回の運転では、より早いタイミングでブレーキ操作を開始したり、ブレーキ操作を行う直前の力行を中止することにより、高速域ではより低めのブレーキノッチ（１５１）を選択するとともに、十分に低速になった時点で、十分に高いブレーキノッチ（１５１）を選択することにより、自分の操作したブレーキノッチが、回生ブレーキのみで負担可能な最大のブレーキノッチ（１６０）を超えないよう、実際の運転を通して体得していくことが可能となる。

［実施例２］
図４は、本発明の実施例２を示す機器構成図であり、図４を用いて本実施例のシステム構成の一例を説明する。
実施例１においては、表示タイミング判定装置（１０７）が主幹制御器（１０１）からのブレーキノッチ（１５１）、空気ブレーキ装置（１０３）からの車両重量（１５２）及び電動機制御装置（１０４）からの実回生ブレーキ力（１５７）に基づいて、現在のブレーキノッチで必要なブレーキ力が実回生ブレーキ力（１５７）を超えているかどうかを判断していたが、この実施例では、表示タイミング判定装置（４０７）が、主幹制御器（４０１）からのブレーキノッチ（４５１）、空気ブレーキ制御装置（４０３）からの車両重量（４５２）、架線電圧（４５６）、車両速度（４５５）及び各車両に配備された電動機制御装置（４０４）の開放情報（４５４）に基づいて、現在のブレーキノッチで必要なブレーキ力が、電動機制御装置（４０４）の出力可能な最大回生ブレーキ力を超えているかどうかを判断し、超えている場合は表示装置（４０９）に表示要求（４５９）を出力する。また、最大ブレーキノッチ算出装置（４０８）は、車両重量（４５２）及び実回生ブレーキ力（４５７）に基づいて回生ブレーキのみで負担可能な最大のブレーキノッチ（４６０）を算出し，表示装置（４０９）へ送信する。これ以外の構成については、実施例１と同様である。

前述のように、回生ブレーキが出力し得るブレーキ力は、車両速度に依存し、所定の低速域では、ほぼ一定の高い回生ブレーキ力を得ることができるが、これより高い速度域では、車両速度が高くなるほど小さくなる特性があるので、こうした特性をマッピングしておき、車両速度（４５５）に基づき、電動機制御装置（４０４）により出力し得る最大回生ブレーキ力を算出する。

また、上述のように、電動機制御装置（４０４）が複数配置される場合、このうち、故障したものがあると、その分だけ電動機制御装置（４０４）により出力し得る回生ブレーキ力が減少することから、各電動機制御装置（４０４）の異常状態を示す開放情報（４５４）に基づいて、電動機制御装置（４０４）により出力し得る最大回生ブレーキ力を修正する必要がある。

図４における表示タイミング判定装置（４０７）内での処理の流れを図５に示す。図５のステップ５０１〜ステップ５１０にて運転士に対する通知を実施するか否かを決定する。
（１）ステップ５０１
主幹制御装器（４０１）からブレーキノッチ（４５１）を取得し、ステップ５０２に進む。
（２）ステップ５０２
ブレーキノッチ（４５１）からブレーキ中であるか否かを判定し、ブレーキ中である場合はステップ５０３へ進む。
（３）ステップ５０３
車両重量（４５２）を空気ブレーキ制御装置（４０３）から取得し、ステップ５０４へ進む。
（４）ステップ５０４
架線電圧（４５６）を集電装置（４０６）から取得し、ステップ５０５へ進む。
（５）ステップ５０５
車両速度（４５５）を取得し、ステップ５０６へ進む。
（６）ステップ５０６
開放情報（４５４）を電動機制御装置（４０４）から取得し、ステップ５０７へ進む。
（７）ステップ５０７
車両重量（４５２）とブレーキノッチ（４５１）から必要ブレーキ力を算出し、ステップ５０８へ進む。
（８）ステップ５０８
最大回生ブレーキ力を算出し、ステップ５０９へ進む。
（９）ステップ５０９
必要ブレーキ力が最大回生ブレーキ力よりも大きいかを判定し、大きい場合はステップ５１０へ進む。
（１０）ステップ５１０
表示装置（４０９）へ表示要求（４５９）を送信する。

図４における最大ブレーキノッチ算出装置（４０８）内での処理は第１の実施例と同じである。表示装置（４０９）は表示タイミング判定装置（４０７）からの表示要求（４５９）があった場合に、最大ブレーキノッチ算出装置（４０８）からの最大ブレーキノッチ（４６０）を表示装置（４０９）の画面に表示することで運転士に通知する。なお、通知方法は画面への表示以外でもよく、たとえば音声による通知でもよい。

［実施例３］
図６は、本発明の実施例３を示す機器構成図であり、図６を用いて本実施例のシステム構成の一例を説明する。
この実施例においては、表示タイミング判定装置（６０７）が、ブレーキノッチ（６５１）、車両重量（６５２）、架線電圧（６５６）、車両速度（６５５）及び各電動車の開放情報（６５４）とから現在のブレーキノッチで必要なブレーキ力が電動機制御装置（６０４）の出力可能な最大回生ブレーキ力を超えているかどうかを判断する。超えている場合は表示装置（６０９）に表示要求（６５９）を出力する。また、最大ブレーキノッチ算出装置（６０８）は、実施例２と同様に、車両重量（６５２）、架線電圧（６５６）、車両速度（６５５）及び各電動機制御装置の開放情報（６５４）に基づいて、回生ブレーキのみで負担可能な最大のブレーキノッチ（６６０）を算出し、表示装置（６０９）へ送信する。これ以外の構成は、実施例１と同様である。

次に図６における最大ブレーキノッチ算出装置（６０８）内での処理の流れを図７に示す。図７のステップ７０１〜ステップ７１１にて運転士に対して通知する最大ブレーキノッチを算出する。
（１）ステップ７０１
車両重量（６５２）を空気ブレーキ制御装置（６０３）から取得し、ステップ７０２へ進む。
（２）ステップ７０２
架線電圧（６５６）を集電装置（６０６）から取得し、ステップ７０３へ進む。
（３）ステップ７０３
車両速度（６５５）を取得し、ステップ７０４へ進む。
（４）ステップ７０４
開放情報（６５４）を電動機制御装置（６０４）から取得し、ステップ７０５へ進む。
（５）ステップ７０５
最大回生ブレーキ力を算出あい、ステップ７０６へ進む。
（６）ステップ７０６
仮想ブレーキノッチに一番低いノッチを代入し、ステップ７０７へ進む。
（７）ステップ７０７
車両重量（６５２）と仮想ブレーキノッチから仮想必要ブレーキ力を算出し、ステップ７０８に進む。
（８）ステップ７０８
仮想必要ブレーキ力と最大回生ブレーキ力を比較し、仮想必要ブレーキ力が最大回生ブレーキ力よりも大きい場合はステップ７１０へ、小さい場合はステップ７０９へ進む。
（９）ステップ７０９
仮想ブレーキノッチに一段高いノッチを代入し、ステップ７０７へ進む。
（１０）ステップ７１０
仮想ブレーキノッチを一段低い値として、最大ブレーキノッチ（６６０）に代入し、ステップ７１１へ進む。
（１１）ステップ７１１
表示装置（６０９）に最大ブレーキノッチ（６６０）を送信する。

図６における表示タイミング判定装置（６０７）内での処理は第２の実施例と同じである。表示装置（６０９）は表示タイミング判定装置（６０７）からの表示要求（６５９）があった場合に、最大ブレーキノッチ算出装置（６０８）からの最大ブレーキノッチ（６６０）を画面に表示することで運転士に通知する。なお、通知方法は画面への表示以外でもよく、たとえば音声による通知でもよい。

以上説明した実施例１〜３では、表示タイミング判定装置による最大ブレーキノッチ表示要求について制限を設けなかったが、運転士に混乱を招く可能性がある場合には、表示要求を取り下げる機能を追加してもよい。
例えば、所定のブレーキノッチよりも高いブレーキノッチが主幹制御器から入力された場合は表示要求を取り下げることにより、衝突回避時など緊急度が高いと思われるブレーキ中には通知が行われないようにすれば、このような緊急ブレーキ中に運転支援装置から通知を受け取ることによって運転士が混乱することを避けることができる。

また、自動列車運転装置(ＡＴＯ：Automatic Train Operation)や自動列車制御装置(ＡＴＣ：Automatic Train Control)や自動列車停止装置(ＡＴＳ：Automatic Train Stop)などのように、自動的に列車を減速させる装置からブレーキノッチが入力された場合は、表示要求を取り下げることにより、緊急度が高いと思われるブレーキ中には通知が行われないようにすれば、このような緊急ブレーキ中に運転支援装置から通知を受け取ることによって運転士が混乱することを避けることができる。

以上に述べたとおり、本発明によれば回生ブレーキのみで減速可能なブレーキ操作量が最大ブレーキノッチとして運転士に通知されるため、運転士は表示装置を常に確認せずとも回生ブレーキのみで減速させることが可能となり、回生効率を向上させる運転支援装置として広く採用されることが期待できる。
また前記通知は常時通知されることなく、必要ブレーキ力が最大回生ブレーキ力を超えた場合など必要なタイミングでのみ通知さるため、運転士がブレーキ操作量を修正するタイミングが分かりやすいうえ、保安装置やＡＴＯ装置などからのブレーキ指令と混同する可能性を低くすることが可能となる。

１０１ 主幹制御器
１０２ 車両制御装置
１０３ 空気ブレーキ制御装置
１０４ 電動機制御装置
１０５ 速度発電機（ＴＧ）
１０６ 集電装置
１０７ 表示タイミング判定装置
１０８ 最大ブレーキノッチ算出装置
１０９ 表示装置
１５１ ブレーキノッチ
１５２ 車両重量
１５３ 回生ブレーキ力
１５４ 故障情報
１５５ 車両速度
１５６ 架線電圧
１５７ 実回生ブレーキ力
１５８ 空気ブレーキ力
１５９ 表示要求
１６０ 最大ブレーキノッチ

Claims (6)

1. 摩擦力でブレーキを行う摩擦ブレーキ装置と、鉄道車両を駆動する電動機を発電機として使用することで回生電力を回収しブレーキを行う回生ブレーキ装置とからなり、運転士が操作したブレーキノッチにより必要ブレーキ力を求め、そのとき得られる実回生ブレーキ力が前記必要ブレーキ力に対し不足している場合、前記摩擦ブレーキ装置の摩擦ブレーキ力で補うようにしたブレーキ装置を備えた鉄道車両に配備され、
   鉄道車両の運転状態に基づいて、前記回生ブレーキ装置から出力可能なブレーキ力に相当する最大ブレーキノッチを算出し、運転士に通知する運転支援装置であって、
   前記回生ブレーキ装置から出力可能なブレーキ力を、前記回生ブレーキ装置が実際に出力した実回生ブレーキ力に基づいて算出することを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１に記載の運転支援装置において、前記回生ブレーキ装置から出力可能なブレーキ力を、鉄道車両の重量、車両速度、架線電圧、及び前記回生ブレーキ装置の異常を示す開放情報に基づいて算出することを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項１に記載の運転支援装置において、前記通知は前記必要ブレーキ力が前記回生ブレーキ装置の実際に出力した回生ブレーキ力を超えている場合に実施することを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項１から３の何れか１つに記載の運転支援装置において、前記必要ブレーキ力が、前記回生ブレーキ装置が出力可能なブレーキ力を超えている場合に運転士への通知を実施することを特徴とする運転支援装置。
5. 請求項１から４の何れか１つに記載の運転支援装置において、運転士が操作した前記ブレーキノッチが所定の値以下の場合に運転士への通知を実施することを特徴とする運転支援装置。
6. 請求項１から５の何れか１つに記載の運転支援装置において、自動的に列車を減速させる装置からブレーキ指令がない場合に運転士への通知を実施することを特徴とする運転支援装置。
   

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