JP6678478B2

JP6678478B2 - 電動空気圧縮装置

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Publication number: JP6678478B2
Application number: JP2016043645A
Authority: JP
Inventors: 暁生西島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2020-04-08
Anticipated expiration: 2036-03-07
Also published as: JP2017160803A

Description

本発明は、電動空気圧縮装置に関する。

列車は、圧縮空気を使って作動させる空気ばね、扉、ブレーキ等の装置を備える。そのため、列車は、圧縮空気を生成する電動空気圧縮装置と、生成された圧縮空気を蓄積する空気溜を備えている。

複数の車両で編成される列車は、各車両で使用する圧縮空気を供給するため、複数の電動空気圧縮装置を備える。また、電動空気圧縮装置は、一般的に圧縮機制御器と複数の空気圧縮機とを備えている。

空気圧縮機の車両機器の点検、メンテナンスは、法令に定められた周期で実施される。したがって、機器の劣化にばらつきがあったとしても、同時期にメンテナンス部品を交換する必要がある。このため、本来は交換の必要がないメンテナンス部品でも、最も劣化が進行したものに合わせて交換しなければならないことがある。

メンテナンス時の無駄な部品交換を少なくするためには、劣化のばらつきを抑制するような装置の運用方法が求められる。例えば、空気圧縮機の劣化のばらつきを抑制する方法として、空気圧縮機の累計動作時間を考慮して、稼働させる空気圧縮機を切り替える方法が知られている（特許文献１）。

特開２００２−８９４５６号公報

特許文献１に開示された空気圧縮装置の制御方法では、累積動作時間に基づいて稼働させる空気圧縮機を切り替え、累計動作時間の短い空気圧縮機を優先して使用することで、劣化のばらつきを抑制する。しかしながら、動作時間が同じである空気圧縮機であっても、その使用状況が均一であるとは限らないため、劣化の状態にばらつきが生じる可能性がある。

例えば、列車の運行に必要な圧縮空気の量は、ブレーキの使用頻度や扉の開閉回数等、列車の運行状況によって異なる。このため、同じ動作時間であっても、停車回数の多い普通列車は、停車回数の少ない特急列車に比べて劣化の進行度合いが大きい。また、同一編成内でも、車両ごとに使用される圧縮空気の量は違うため、動作時間が同じでも空気圧縮機の劣化状態にばらつきが生じる。

したがって、空気圧縮機の累積動作時間のみに基づいて、その劣化状態を把握することはできず、効果的に劣化のばらつきを抑制することは困難である。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、空気圧縮機の劣化状態を把握することにより、劣化のばらつきを抑制し、メンテナンスによる無駄な部品交換を少なくすることができる電動空気圧縮装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明に係る電動空気圧縮装置は、空気圧縮機と圧縮機制御器とを備える。圧縮機制御器は、空気圧縮機が圧縮空気を吐出する吐出時間を計測する吐出時間計測手段と、空気圧縮機の稼働時間を計測する稼働時間計測手段と、空気圧縮機の起動回数を計測する起動回数計測手段とを備える。また、圧縮機制御器は、少なくとも、吐出時間計測手段によって計測された吐出時間、稼働時間計測手段によって計測された累積稼働時間及び起動回数計測手段によって計測された累積起動回数を含む劣化情報を報知する報知手段を備える。報知手段は、吐出時間、累積稼働時間及び累積起動時間の少なくとも１つが予め定められた閾値を超えている場合に、吐出時間、累積稼働時間及び累積起動時間のうち、閾値を超えた項目を表示する。

本発明によれば、車両に備えられた空気圧縮機について、劣化状態を把握できるので、空気圧縮機の劣化のばらつきを抑制し、メンテナンスによる部品交換を少なくすることが可能である。

本発明の実施の形態に係る電動空気圧縮装置を備えた車両を示す概略図である。実施の形態に係る電動空気圧縮装置の構成を示すブロック図である。圧縮機制御器のハードウエア構成を示す図である。圧縮機制御器の処理の流れを示すフローチャートである。空気圧縮機の劣化情報の表示例を示す図である。空気圧縮機の起動順序を示すフローチャートである。車上モニタでの劣化情報の表示例を示す図であり、図７（Ａ）が簡易表示の図、図７（Ｂ）が詳細表示の図である。圧縮機情報データベースでの劣化情報の表示例を示す図である。実施の形態２に係る劣化情報の表示例を示す図であり、図９（Ａ）が電動空気圧縮装置での表示例を示す図、図９（Ｂ）が車上モニタでの表示例を示す図である。

以下、図を参照しつつ、本発明に係る実施の形態に係る電動空気圧縮装置について説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態に係る電動空気圧縮装置２０を搭載する列車１０は、相互に連結されたｎ両（ｎは２以上の整数）の車両１１（１１−１〜１１−ｎ）で構成されている。列車１０は、車両１１の１両おきに、圧縮空気を作り出す電動空気圧縮装置２０と、電動空気圧縮装置２０から吐出された圧縮空気を蓄積するための元空気溜３０とを備える。また、列車１０は、列車内に引通されて圧縮空気を供給する引通し管３６、ブレーキに圧縮機を供給する供給空気溜３２、圧縮空気によって動作するブレーキ部３３、圧縮空気を使って扉を開閉するドア開閉装置３４、圧縮空気によって車両を支える空気ばね３５、列車１０内の空気圧縮機の情報をモニタする車上モニタ４０、地上設備である圧縮機情報データベース４２と通信を行うためのアンテナ４１を備える。

元空気溜３０は、列車１０全体に引通された引通し管３６によって連結されており、蓄積した圧縮空気を、圧縮空気によって動作する各装置へ供給するよう構成されている。また、元空気溜３０は、図２に示すように、元空気溜３０内の圧力を検出する圧力センサ３１を備えている。

図１に示す供給空気溜３２は、各車両１１に備えられ、引通し管３６に連結されている。供給空気溜３２は、引通し管３６を通して供給される圧縮空気を蓄積し、ブレーキ部３３に圧縮空気を供給する。

さらに、車両１１が備えるドア開閉装置３４及び空気ばね３５は、引通し管３６に接続されており、圧縮空気を使用して動作する。

車上モニタ４０は、図１及び図２に示すように、列車１０の先頭車両１１−１に備えられ、送受信部４０３を介して各電動空気圧縮装置２０と電気的に接続されている。車上モニタ４０は、液晶表示パネル、ＥＬ（Electro Luminescence）表示パネル等から構成される表示部４０１を備え、各空気圧縮機２１から受信する劣化情報を表示する。また、車上モニタ４０は、入力部４０２として表示部４０１に取り付けられたタッチパネルと、外部装置と通信する送受信部４０３と、車上モニタ４０全体の動作を制御する制御部４０４を備える。

図１に示すアンテナ４１は、列車１０の先頭車両１１−１に備えられており、地上設備である圧縮機情報データベース４２との間で情報を交換するために無線通信を行うためのものである。無線通信としては、例えば空間波無線方式やＬＣＸ方式等の列車無線を用いることができるが、これに限定されない。

圧縮機情報データベース４２は、各列車１０の空気圧縮機２１の劣化情報を管理するためのデータベースである。また、圧縮機情報データベース４２は、各列車１０から受信した空気圧縮機２１の劣化情報を表示するための表示部５０１（不図示）を備えている。

各電動空気圧縮装置２０は、図２に示すように、３台の空気圧縮機２１（２１−１〜２１−３）と、圧縮機制御器２２とを備える。

圧縮機制御器２２は、圧縮空気の吐出時間を計測する吐出時間計測部２２１、空気圧縮機２１の稼働時間を計測する稼働時間計測部２２２、空気圧縮機２１の起動回数を計測する起動回数計測部２２３、空気圧縮機２１に関する情報を記憶する記憶部２２４、空気圧縮機２１に関する情報を表示する表示部２２５、空気圧縮機２１の動作に関する設定値を入力する入力部２２６、車上モニタ４０との間で情報の送受信を行う第１送受信部２２７、圧縮機情報データベース４２との間で情報の送受信を行う第２送受信部２２８及び空気圧縮機２１の動作を制御する動作制御部２２９を備える。

吐出時間計測部２２１は、空気圧縮機２１−１〜２１−３それぞれについて、圧縮空気の吐出時間を計測する。吐出時間とは、稼働状態にあって、かつ、圧縮空気を吐出している時間を意味する。

稼働時間計測部２２２は、空気圧縮機２１−１〜２１−３それぞれについて、稼働時間を計測する。稼働時間とは、空気圧縮機２１が起動してから、停止するまでの時間を意味する。

起動回数計測部２２３は、空気圧縮機２１−１〜２１−３それぞれについて、その起動回数を計測する。

記憶部２２４は、動作プログラム、計測データ等を記憶する。

表示部２２５は、表示パネルを備え、空気圧縮機２１に関する情報、特に劣化状況を示す情報を表示する。

入力部２２６は、空気圧縮機２１の動作に関する設定値を入力する。

第１送受信部２２７は、車上モニタ４０との間で情報の送受信を行う。

第２送受信部２２８は、圧縮機情報データベース４２との情報交換のため、アンテナ４１を介して地上局との間で情報の送受信を行う。

動作制御部２２９は、空気圧縮機２１−１〜２１−３を制御するとともに、圧縮機制御器２２全体の動作を制御する。

図２に示す圧縮機制御器２２は、物理的には、例えば、図３に示すハードウエア構成を有する。具体的には、圧縮機制御器２２は、装置全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)２３１と、ＣＰＵ２３１の動作プログラム等を記憶する記憶部２３２と、指示・データを入力する入力部２３３と、データを表示する表示部２３４と、外部装置と無線通信する無線通信部２３５と、外部装置とデータを伝送する入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）２３６と、これらを接続するバス２３７から構成される。

記憶部２３２は、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ (Read Only Memory)、フラッシュメモリ等から構成され、ＣＰＵ２３１のワークエリアとして機能するとともに、ＣＰＵ２３１を圧縮機制御器２２として機能させるための動作プログラム及びデータを記憶する。

具体的には、記憶部２３２は、空気圧縮機制御プログラム２３２ａと、吐出時間計測プログラム２３２ｂと、制御データ２３２ｃを記憶する。

空気圧縮機制御プログラム２３２ａは、図４及び図６を参照して後述するように、動作制御部２２９として空気圧縮機２１−１〜２１−３を制御する処理を実行するためのプログラムである。なお、空気圧縮機制御プログラム２３２ａは、稼働時間計測部２２２及び起動回数計測部２２３として稼働時間と起動回数を計測する処理を実行するためのプログラムを含む。

吐出時間計測プログラム２３２ｂは、空気圧縮機２１−１〜２１−３が圧縮空気を吐出する時間を計測する処理をＣＰＵ２３１に実行させるプログラムである。

制御データ２３２ｃは、圧力センサ３１から取得したデータ、各種閾値など、制御に使用するデータである。制御データ２３２ｃは、計測した吐出時間、累積稼働時間、累積起動回数などのデータをも含む。

入力部２３３は、入力部２２６として機能するものであり、各種データを入力する。表示部２３４は、表示部２２５の一部として機能する装置である。入力部２３３と表示部２３４とは、タッチパネルなどから構成され、入力機能と表示機能とを兼ね備えるものでもよい。

無線通信部２３５は、第２送受信部２２８として機能する。

入出力Ｉ／Ｆ２３６は、外部装置とこの圧縮機制御器２２との間で通信を行う装置であり、ＣＰＵ２３１からの指示・データを外部装置に伝送し、外部装置から提供されるコマンドやデータを取り込んで、ＣＰＵ２３１に提供する。外部装置は、空気圧縮機２１−１〜２１−３、車上モニタ４０、元空気溜３０に配置された圧力センサ３１、タイマーなどのセンサ群を含む。

ＣＰＵ２３１は、記憶部２３２に記憶されているプログラムを実行し、図２に示す各機能部を実現する。

次に、図４を参照しつつ圧縮機制御器２２が実行する処理の流れについて説明する。尚、電動空気圧縮装置２０は、空気圧縮機２１の起動順序を設定し、空気圧縮機２１ごとに起動のトリガとなる下限圧力を設定する。ただし、起動順序の設定に関する詳細は後述することとし、ここでは、基本的な処理の流れについて説明する。

動作制御部２２９は、圧力センサ３１からの出力によって、元空気溜３０内の圧力を取得する（Ｓ１１）。動作制御部２２９は、取得した元空気溜３０内の圧力が下限圧力を下回っているか否か判定する（Ｓ１２）。ここで、下限圧力とは、各種装置を安定して動作させるために維持すべき圧力をいう。また、元空気溜３０が、安全に圧縮空気を蓄積するために設定される上限の圧力を上限圧力という。

ブレーキ動作、ドア開閉動作等により圧縮空気が使用されることにより、元空気溜３０内の圧力が下限圧力を下回ると（Ｓ１２；ＹＥＳ）、動作制御部２２９は、元空気溜３０内の圧力を下限圧力以上に回復するため、空気圧縮機２１に運転指令を送り、空気圧縮機２１を起動する（Ｓ１３）。

また、動作制御部２２９は、起動回数計測部２２３及び稼働時間計測部２２２に空気圧縮機２１の起動情報を送信する。起動回数計測部２２３は、起動情報を受信すると、累積起動回数を更新する（Ｓ１４）。例えば、空気圧縮機２１−１が起動された場合、起動回数計測部２２３は、記憶部２２４から空気圧縮機２１−１の起動前の累積起動回数Ｃｓを読み出す。

次に、起動回数計測部２２３は、今回起動分を加算して更新された累積起動回数Ｃｓを記憶部２２４に記録するとともに、報知手段としての表示部２２５に送信する。

さらに、起動回数計測部２２３は、予め定められ、記憶部２２４に保持されている閾値Ｔｈｃと更新された累積起動回数Ｃｓとを比較して、累積起動回数が閾値を超えている場合（Ｃｓ＞Ｔｈｃ）には、警告情報Ａｃを表示部２２５へと送信する。

また、稼働時間計測部２２２は、上記起動情報を受信すると、稼働時間の計測を開始する（Ｓ２１）。例えば、空気圧縮機２１−１が起動された場合、稼働時間計測部２２２は、記憶部２２４から空気圧縮機２１−１の起動前までの累積稼働時間を読み出す。その後、起動後の稼働時間を加算して累積稼働時間Ｔｒを算出する。

稼働時間計測部２２２は、予め定められた更新周期で累積稼働時間情報を更新する。例えば、３０分ごとに算出した累積稼働時間を記憶部２２４に記録するとともに、表示部２２５に送信する。また、稼働時間計測部２２２は、予め定められ、記憶部２２４に記憶されている閾値Ｔｈｒと算出された累積稼働時間Ｔｒとを比較し、累積稼働時間が閾値を超えている場合（Ｔｒ＞Ｔｈｒ）には、警告情報Ａｒを表示部２２５に送信する。

起動された空気圧縮機２１は、圧縮空気の生成を開始する。動作制御部２２９は、空気圧縮機２１の圧力が吐出可能な圧力に達しているか否か監視する（Ｓ２２）。空気圧縮機２１が圧縮空気を吐出可能な状態になると（Ｓ２２；ＹＥＳ）、吐出を開始させる（Ｓ２３）とともに、吐出時間計測部２２１に吐出開始情報を送信する。吐出時間計測部２２１は、吐出開始情報を受信すると、空気圧縮機２１ごとに、吐出時間の計測を開始する（Ｓ２４）。

動作制御部２２９は、圧縮空気の充填によって元空気溜３０の空気圧が上限圧力に達しているか否か判定する（Ｓ３１）。元空気溜３０内の圧力が上限圧力まで上昇すると（Ｓ３１；ＹＥＳ）、空気圧縮機２１へ停止指令を送って圧縮空気の吐出を停止させる（Ｓ３２）とともに、吐出時間計測部２２１へ吐出停止情報を送信する。吐出時間計測部２２１は、吐出停止情報を受信すると、吐出時間の計測を停止し、空気圧縮機２１ごとに吐出時間Ｔｄを算出する（Ｓ３３）。

吐出時間計測部２２１は、吐出が停止するごとに、計測した吐出時間を記憶部２２４に記録するとともに、表示部２２５に送信する。また、吐出時間計測部２２１は、予め定められ、記憶部２２４に保持されている閾値Ｔｈｄと算出された吐出時間Ｔｄとを比較し、吐出時間が閾値を超えている場合（Ｔｄ＞Ｔｈｄ）には、警告情報Ａｄを表示部２２５に送信する。空気圧縮機２１の劣化が進むと、圧縮空気の吐出量が少なくなり、元空気溜３０内の圧力を回復させるのに要する吐出時間が長くなるためである。

また、動作制御部２２９は、元空気溜３０内の圧力が上限圧力に達したことにより、空気圧縮機２１を停止させる（Ｓ３４）。動作制御部２２９は、空気圧縮機２１を停止させる時、動作停止情報を稼働時間計測部２２２へ送信する。稼働時間計測部２２２は、動作停止情報を受信すると、稼働時間の計測を停止して、その時点までの累積稼働時間を算出し、記憶部２２４に記憶させる（Ｓ３５）。

表示部２２５は、起動回数計測部２２３、稼働時間計測部２２２及び吐出時間計測部２２１から受信した上記各データＣｓ、Ｔｒ、Ｔｄに基づいて、各空気圧縮機２１の劣化状態に関する情報を表示する。表示部２２５は、例えば液晶パネルを備え、図５に例示するように、空気圧縮機２１ごとの吐出時間、累積稼働時間及び累積起動回数を含む劣化情報を表示する。

これにより、電動空気圧縮装置２０内の空気圧縮機２１について、どの空気圧縮機２１の劣化が進んでいるかを把握することができる。また、各計測部から警告情報Ａｃ、Ａｒ、Ａｄを受信した場合、表示部２２５は、アラームの項に警告の対象となる項目を表示する。例えば、図５によれば、圧縮機Ｃ１のアラームの項に［稼働時間］と表示されており、圧縮機Ｃ１の累積稼働時間が閾値である４０００時間を超えていることが、容易に把握できる。

上記空気圧縮機２１の劣化情報を参照することにより、圧縮機制御器２２が備える起動順序設定機能を使って劣化状態のばらつきを抑制することができる。以下、その方法について説明する。

起動順序の設定は、入力部２２６として表示部２２５に取り付けられたタッチパネルによって行う。これにより、表示されている劣化情報に基づいて、電動空気圧縮装置２０内の空気圧縮機２１の起動順序を設定することができる。設定された起動順序の情報は、記憶部２２４に記録される。

動作制御部２２９は、空気圧縮機２１を起動する前に、記憶部２２４に記録されている起動順序の情報を参照し、設定された起動順序で空気圧縮機２１に運転指令を送る。

図５及び図６を例として具体的に説明すると、上記の下限圧力に代えて、第１の下限圧力、第１の下限圧力よりも低い第２の下限圧力、第２の下限圧力よりも低い第３の下限圧力という３段階の圧力値を予め設定しておく。そして、空気圧縮機２１の起動を行う際の上記Ｓ１２及びＳ１３のステップを図６のフローに従って決定する。

元空気溜３０内の圧力が第１の下限圧力を下回ったとき（Ｓ４１；ＹＥＳ）、起動順序が１である圧縮機Ｃ３を起動させる（Ｓ４２）。さらに、元空気溜３０内の圧力が第２の下限圧力を下回っているとき（Ｓ４３；ＹＥＳ）は、圧縮機Ｃ３に加えて起動順序が２である圧縮機Ｃ２も起動させる（Ｓ４４）。また、元空気溜３０内の圧力が第３の下限圧力を下回っているとき（Ｓ４５；ＹＥＳ）は、圧縮機Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３全ての空気圧縮機２１を起動させる（Ｓ４６）。

これにより、劣化が進んでいない空気圧縮機２１を優先的に稼働させ、空気圧縮機間の劣化状態のばらつきを抑制することが可能となる。

また、本実施の形態では、各空気圧縮機２１の劣化情報が車上モニタ４０へ送信されるよう構成されており、起動順序設定による空気圧縮機２１のばらつき抑制は、車上モニタ４０においても行うことができる。

圧縮機制御器２２の第１送受信部２２７は、記憶部２２４に記録されている空気圧縮機２１ごとの最新の吐出時間、累積稼働時間及び累積起動回数を含む劣化情報を、例えば１０分ごとに車上モニタ４０に送信する（図２）。

車上モニタ４０は、圧縮機制御器２２から受信した劣化情報に基づいて、各空気圧縮機２１の劣化状態に関する情報を表示部４０１に表示する。図７（Ａ）に示すように、電動空気圧縮装置２０ごとに、その電動空気圧縮装置２０内で最も劣化が進行している空気圧縮機２１のデータを項目ごとに選択して表示する。

より具体的には、図７（Ａ）に示す表示例の空気圧縮装置Ｄ１の欄には、図７（Ｂ）の詳細情報に示す圧縮機Ｃ１の吐出時間、圧縮機Ｃ２の累積稼働時間及び累積起動回数のデータが、最も劣化が進行している空気圧縮機２１のデータとして選択され、表示されている。また、図７（Ａ）の簡易表示と図７（Ｂ）の詳細表示とは相互に選択して表示することができる。これにより、列車１０内の電動空気圧縮装置２０について、劣化の状態を容易に把握することができる。

また、圧縮機制御器２２は、上記劣化情報とともに警告情報Ａｃ、Ａｒ、Ａｄを車上モニタ４０に送信する。警告情報を受信した場合、表示部４０１は、アラームの項に警告の対象となる項目を表示する。例えば、図７（Ａ）では、空気圧縮装置Ｄ１のアラームの項に［吐出時間］と［起動回数］が表示されており、空気圧縮装置Ｄ１内の空気圧縮機２１の吐出時間と累積起動回数が予め定められた閾値を超えていることが、容易に把握できる。

車上モニタ４０の起動順序設定機能は、電動空気圧縮装置２０ごとの起動順序を設定できる点で、圧縮機制御器２２の備える起動順序設定機能と異なる。

設定は、図７（Ａ）の簡易表示画面で、入力部４０２として表示部４０１に取り付けられたタッチパネルにより、列車１０内の電動空気圧縮装置２０の起動順序を入力することにより行う。図７（Ａ）では、列車１０としての編成Ｔ１が備える、空気圧縮装置Ｄ１〜Ｄ３について起動順序が設定されている。

設定された起動順序の情報は、第１送受信部２２７を介して各圧縮機制御器２２の記憶部２２４に記録される。

動作制御部２２９は、空気圧縮機２１を起動する前に、記憶部２２４に記録されている起動順序の情報を参照し、設定された起動順序に従って空気圧縮機２１の運転を開始する。

起動順序の設定に従った起動方法の例を図７（Ａ）に基づいて説明すると、元空気溜３０内の下限圧力として、第１の下限圧力、第１の下限圧力よりも低い第２の下限圧力、第２の下限圧力よりも低い第３の下限圧力という３段階の圧力値を予め設定しておく。そして、元空気溜３０内の圧力が第１の下限圧力を下回ったときは、起動順序が１である空気圧縮装置Ｄ３のみを起動させる。さらに、元空気溜３０内の圧力が第２の下限圧力を下回ったときは、空気圧縮装置Ｄ３に加えて起動順序が２である空気圧縮装置Ｄ２も起動させる。また、元空気溜３０内の圧力が第３の下限圧力を下回ったときは、空気圧縮装置Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３全ての電動空気圧縮装置２０を起動させる。

これにより、劣化が進んでいない電動空気圧縮装置２０を優先的に稼働させ、空気圧縮機間の劣化状態のばらつきを抑制することが可能となる。

また、圧縮機制御器２２の入力部２２６から入力された起動順序設定と、車上モニタ４０の入力部４０２から入力された起動順序設定とは、下限圧力を個別に設定する等により、いずれの起動順序設定機能も有効にすることができるが、いずれかの起動順序設定機能を優先させる排他的な設定とすることもできる。

また、本実施の形態では、圧縮機制御器２２は、圧縮機情報データベース４２へ、各空気圧縮機２１の劣化情報を送信するように構成されており、この劣化情報に基づいて空気圧縮機２１の劣化ばらつきの抑制を図ることもできる。

圧縮機制御器２２は第２送受信部２２８を介して、記憶部２２４に記録されている空気圧縮機２１ごとの最新の吐出時間、累積稼働時間及び累積起動回数を含む劣化情報を、例えば１０分ごとに圧縮機情報データベース４２に送信する。

圧縮機情報データベース４２は、圧縮機制御器２２から受信した劣化情報に基づいて、各空気圧縮機２１の劣化状態に関する情報を表示部５０１に表示する。表示部５０１は、図８に示すように、列車１０の編成ごとに、その列車１０内で最も劣化が進行している空気圧縮機２１のデータを項目ごとに選択して表示する。

より具体的には、図８の編成Ｔ１の欄には、その列車１０に備えられた空気圧縮機２１の中で最も劣化が進行しているものの吐出時間、累積稼働時間及び累積起動回数のデータが選択され、表示されている。また、図７（Ｂ）のように全ての空気圧縮機２１の劣化情報が表示される詳細表示を選択して表示できるようにしてもよい。これにより、自社が運行する列車１０について、空気圧縮機２１の劣化状態を容易に把握することができる。

また、圧縮機制御器２２は、上記劣化情報とともに警告情報Ａｃ、Ａｒ、Ａｄを圧縮機情報データベース４２に送信することとしてもよい。警告情報を受信した場合、表示部５０１は、アラームの項に警告の対象となる項目を表示する。図８に示す例では、編成Ｔ１のアラームの項に［吐出時間］と［起動回数］とが表示されており、編成Ｔ１に搭載されている空気圧縮機２１の吐出時間と累積起動回数が予め定められた閾値を超えていることが、容易に把握できる。

また、表示部５０１には、列車１０ごとに現行の運用状況、すなわちその列車が各駅停車の普通列車であるか特急列車であるか等の情報も併せて表示される。列車の運用が特急列車である場合には、普通列車である場合に比べてブレーキの使用回数やドアの開閉回数が少ないため、圧縮空気の使用量が少なくて済む。したがって、空気圧縮機２１を起動させる回数も相対的に少なく、劣化が進みにくい。このことから、表示部５０１に表示される各編成の運用状況と空気圧縮機２１の劣化情報を考慮して、次回の運用計画を設定することが可能となる。

これにより、空気圧縮機２１の劣化が進んでいない編成を普通列車とし、劣化が進んでいる編成を特急列車とすることで、編成間での空気圧縮機２１の劣化状態のばらつきを抑制することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係る電動空気圧縮装置２０によれば、空気圧縮機２１ごとの劣化状態を容易に把握することが可能となる。また、劣化情報を考慮した列車の運行が可能となるので、空気圧縮機２１の劣化のばらつきを抑制し、メンテナンスによる無駄な部品交換を少なくすることが可能である。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る電動空気圧縮装置について説明する。本実施の形態に係る電動空気圧縮装置２０及び車上モニタ４０は、空気圧縮機２１の起動時期を設定するタイマー機能を備える点で、実施の形態１と異なる。

具体的には、圧縮機制御器２２がタイマー機能を備える。タイマー機能は、表示部２２５が備える入力部２２６としてのタッチパネルを用いて、電動空気圧縮装置２０内の空気圧縮機２１ごとに、運転指示を送るまでの待ち時間を入力することにより、設定する。例えば図９（Ａ）に示すように、吐出時間が短く、相対的に劣化が進んでいない圧縮機Ｃ３を先に起動するようにタイマー設定することにより、劣化が進んでいない空気圧縮機２１を優先的に稼働させ、空気圧縮機間の劣化状態のばらつきを抑制することが可能となる。

さらに、車上モニタ４０は、起動時期を設定するタイマー機能を備えている。タイマー機能は、入力部４０２としてのタッチパネルを用いて、列車１０内の電動空気圧縮装置２０ごとに、空気圧縮機２１を起動させるまでの待ち時間を設定する。例えば、図９（Ｂ）に示すように、吐出時間が短く、相対的に劣化が進んでいない空気圧縮装置Ｄ３を先に起動するようにタイマー設定することにより、劣化が進んでいない電動空気圧縮装置２０を優先的に稼働させ、空気圧縮機間の劣化状態のばらつきを抑制することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、この発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変形および応用が可能である。

上述した電動空気圧縮装置２０は、３台の空気圧縮機２１を備えることとしたが、これに限られるものではない。例えば、電動空気圧縮装置２０が備える空気圧縮機２１は１台のみでもよい。

また、圧縮機情報データベース４２への劣化情報の送信は、圧縮機制御器２２が行うこととしたが、車上モニタ４０が行うこととしてもよい。これにより、第２送受信部２２８を車上モニタ４０に設けることができるため、圧縮機制御器２２の構成を簡単にすることが可能となる。

また、上記実施の形態においては、利用者が、表示されている累積起動回数Ｃｓ、累積稼働時間Ｔｒ、吐出時間Ｔｄと警告情報Ａｃ、Ａｒ、Ａｄ等に基づいて、次のメンテナンスのタイミングでの各装置の劣化度等を予想し、交換・修理の必要性を検討した。

この発明はこの実施形態に限定されない。今回のメンテナンスでの各装置の交換の必要性を圧縮機制御器２２が予想するように構成してもよい。

例えば、今回のメンテナンス時点での累積起動回数がＣｓ０，累積稼働時間がＴｒ０、最新の吐出時間がＴｄ０であり、全て閾値未満であるとする。

この場合に、例えば、圧縮機制御器２２が次式で示される評価式によって評価値ＥＶを求め、評価値ＥＶが基準値以上の時に、今回のメンテナンスで交換又は修理を行うように、表示部２２５、車上モニタ４０等に警報を表示するようにしてもよい。

なお、ｋ１、ｋ２、ｋ３は係数。Ｔｈｃ、Ｔｈｒ、Ｔｈｄは閾値。

また、十分な量の過去の実績データが蓄積されている場合には、次のメンテナンスのタイミングまでに計測される値を予想し、それと各閾値とを比較し、予想値が閾値よりも大きい場合には、今回のメンテナンスでその装置や機器を交換・修理するようにしてもよい。

また、各計測値Ｃｓ、Ｔｒ、Ｔｄとその取得日時時刻とを対応付けて記憶しておき、近似曲線で次のメンテナンス時の値Ｃｓ、Ｔｒ、Ｔｄを予想してもよい。そして、予想した値Ｃｓ、Ｔｒ、Ｔｄと閾値Ｔｈｃ、Ｔｈｒ、Ｔｈｄとを比較し、例えば、１つでも大きくなる場合に、今回のメンテナンスで交換又は修理が必要である旨を報知するようにしてもよい。

上記実施の形態においては、空気圧縮機２１の劣化を示すパラメータとして累積起動回数Ｃｓ、累積稼働時間Ｔｒ、吐出時間Ｔｄの３つを示したが、他のパラメータを計測して、利用してもよい。また、これらの３つ全てでは無く、パラメータのうちの２つのみを利用してもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、上述した実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

１０列車、１１車両、２０電動空気圧縮装置、２１空気圧縮機、２２圧縮機制御器、３０元空気溜、３１圧力センサ、３２供給空気溜、３３ブレーキ部、３４ドア開閉装置、３５空気ばね、３６引通し管、４０車上モニタ、４１アンテナ、４２圧縮機情報データベース、２２１吐出時間計測部、２２２稼働時間計測部、２２３起動回数計測部、２２４記憶部、２２５表示部、２２６入力部、２２７第１送受信部、２２８第２送受信部、２２９動作制御部、２３１ＣＰＵ、２３２記憶部、２３２ａ空気圧縮機制御プログラム、２３２ｂ吐出時間計測プログラム、２３２ｃ制御データ、２３３入力部、２３４表示部、２３５無線通信部、２３６入出力Ｉ／Ｆ、２３７バス、４０１表示部、４０２入力部、４０３送受信部、４０４制御部。

Claims

空気圧縮機と圧縮機制御器とを備え、
前記圧縮機制御器は、
前記空気圧縮機が圧縮空気を吐出する吐出時間を計測する吐出時間計測手段と、
前記空気圧縮機の稼働時間を計測する稼働時間計測手段と、
前記空気圧縮機の起動回数を計測する起動回数計測手段と、
少なくとも、前記吐出時間計測手段によって計測された吐出時間、前記稼働時間計測手段によって計測された累積稼働時間及び前記起動回数計測手段によって計測された累積起動回数を含む劣化情報を報知する報知手段と、
を備え、
前記報知手段は、前記吐出時間、前記累積稼働時間及び前記累積起動時間の少なくとも１つが予め定められた閾値を超えている場合に、前記吐出時間、前記累積稼働時間及び前記累積起動時間のうち、前記閾値を超えている項目を表示する、
電動空気圧縮装置。
前記圧縮機制御器は、
前記吐出時間、前記累積稼働時間及び前記累積起動回数の少なくとも１つが前記閾値を超えている場合に、警告情報を報知する、請求項１に記載の電動空気圧縮装置。
前記圧縮機制御器は、
前記電動空気圧縮装置が備える複数の前記空気圧縮機について、それぞれの吐出時間、稼働時間及び起動回数を計測し、前記空気圧縮機ごとの前記劣化情報を報知する、請求項１又は２に記載の電動空気圧縮装置。
前記圧縮機制御器は、
予め設定した起動順序に従って前記電動空気圧縮装置内の前記空気圧縮機を起動させる、請求項３に記載の電動空気圧縮装置。
前記圧縮機制御器は、
予め設定した起動時期に従って前記電動空気圧縮装置内の前記空気圧縮機を起動させる、請求項３又は４に記載の電動空気圧縮装置。
前記圧縮機制御器は、
前記電動空気圧縮装置を備える列車上に設けられた車上モニタに、前記劣化情報を送信する、請求項１から５のいずれか１項に記載の電動空気圧縮装置。
前記圧縮機制御器は、
地上に設けられた劣化情報データベースに、前記劣化情報を送信する、請求項１から６のいずれか１項に記載の電動空気圧縮装置。