JP6820188B2 - 鉄道車両の状態監視装置 - Google Patents

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Description

本発明は、鉄道車両の状態監視装置に関する。
鉄道車両の台車では、軸箱に収容された軸受の焼き付き防止のために、軸受の温度を定期的に測定し、突然の運行停止を予防することが重要である。そのため、軸受に温度センサを取り付け、温度センサで測定された温度に基づいて軸受の異常を検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−１２１６３９号公報
しかし、鉄道車両では、台車は車体に対して相対変位可能であり、台車の温度センサに車体から配線を行うと、台車の偏倚によって配線に動揺が生じる。よって、車体と台車との間の配線を削減すべく、温度センサで検出された温度情報を車体側に無線送信し、その無線送信のための電源も台車に配置することが考えられる。また、電源を台車に配置するとなると、電源の個数も多くなるため、電源を長寿命化あるいは小型化することも望まれるが、単に温度センサの動作頻度を減らす等して消費電力を低減すると、軸受の異常に関する情報量が減り、的確な状態把握ができなくなる。なお、台車の監視対象として軸受温度以外のものを監視する場合も同様である。
そこで本発明は、電源が台車に設けられた鉄道車両において、消費電力の低減による電源の長寿命化あるいは小容量化と、異常又は異常予兆を示す状態情報の十分な情報量の確保とを好適に両立させることを目的とする。
本発明の一態様に係る鉄道車両の状態監視装置は、車体及び台車を有する鉄道車両の状態監視装置であって、前記台車に設けられ、前記台車の機器の状態情報を検出する監視センサと、前記台車に設けられ、前記監視センサで検出された状態情報を含む信号を送信間隔をあけて無線送信する無線送信器と、前記台車に設けられ、前記監視センサ及び前記無線送信器に電力を供給する電源と、を備え、前記無線送信器は、前記状態情報を用いた監視値が閾値以下であると判定された場合に、前記送信間隔を所定の初期間隔として前記信号を無線送信し、前記監視値が前記閾値を超えたと判定された場合に、前記送信間隔を前記初期間隔よりも小さい狭間隔として前記信号を無線送信する。
前記構成によれば、監視値が閾値を超えていないときには、無線送信器の送信間隔が広く設定されるので、無線送信動作による消費電力を低減できる。特に、監視センサの検出動作による電力消費量に比べ、無線送信動作による電力消費量の方が大きくなるのが通常であるため、効果的に省電力化を図ることができる。そして、監視値が閾値を超えたときには、無線送信器の送信間隔が狭く設定されるので、台車の機器の異常又は異常予兆を示す状態情報を十分な情報量で送信できる。よって、電源が台車に設けられた鉄道車両において、消費電力の低減による電源の長寿命化あるいは小容量化と、異常又は異常予兆を示す状態情報の十分な情報量の確保とを好適に両立できる。
本発明によれば、電源が台車に設けられた鉄道車両において、消費電力の低減による電源の長寿命化あるいは小容量化と、異常又は異常予兆を示す状態情報の十分な情報量の確保とを好適に両立できる。
実施形態に係る軸受監視装置が搭載された鉄道車両の模式図である。 図１に示す軸受監視装置の軸受温度センサユニットのブロック図である。 図１に示す軸受監視装置の車体搭載装置のブロック図である。 図２及び３に示す軸受監視装置のフローチャートである。 軸受の荷重及び回転速度による温度上昇量の閾値の換算表である。 軸受の荷重及び回転速度による温度上昇率の閾値の換算表である。 温度上昇量又は温度上昇率による送信間隔及び異常レベルの換算表である。
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
図１は、実施形態に係る軸受監視装置１０が搭載された鉄道車両１の模式図である。図２は、図１に示す軸受監視装置１０の軸受温度センサユニット１１Ｆ，１１Ｒのブロック図である。図３は、図１に示す軸受監視装置１０の車体搭載装置２１のブロック図である。図１に示すように、鉄道車両１は、車体２と、車体２の長手方向の一端部寄りに配置されて車体２を支持する第１台車３Ｆと、車体２の長手方向の他端部寄りに配置されて車体２を支持する第２台車３Ｒとを有する。車体２と各台車３Ｆ，３Ｒとの間には、それぞれ第１空気バネ４Ｆ及び第２空気バネ４Ｒが介在している。なお、図１では、１両の車両のみ図示したが、２両以上の鉄道車両でよいことは言うまでもない。
鉄道車両１には、状態監視装置の一例としての軸受監視装置１０が搭載されている。軸受監視装置１０は、負荷荷重（以下、単に荷重と称す）及び回転速度を参照しながら、各台車３Ｆ，３Ｒの軸箱に収容された軸受（機器）の温度を監視し、軸受の異常又は異常予兆を検知する装置である。軸受監視装置１０は、第１台車３Ｆ及び第２台車３Ｒの各軸箱にそれぞれ取り付けられた軸受温度センサユニット１１Ｆ，１１Ｒと、車体２に搭載された車体搭載装置２１と、を備える。
図１及び２に示すように、軸受温度センサユニット１１Ｆ，１１Ｒの各々は、電源１２と、軸受温度センサ１３と、プロセッサ１４と、記憶部１５と、無線送受信部１６とを有する。電源１２は、例えば、電池である。なお、電源１２は、振動・熱・太陽光等のエネルギーを採取して電力を得るエネルギーハーベスト技術を利用した電源等でもよい。軸受温度センサ１３は、軸受の温度を検出する。１台車あたり４つの軸受温度センサが設置され、各台車の全ての軸受の温度が検出される。軸受温度センサ１３は、軸受に接触して軸受の温度を直接的に検出する。但し、軸受温度センサ１３は、軸受に接触せずに軸箱に接触し、軸箱の温度を検出することで間接的に軸受の温度を検出するもの等としてもよい。
プロセッサ１４は、記憶部１５の読み書き動作や無線送受信部１６の動作等を制御する。記憶部１５は、軸受温度センサ１３で検出された温度情報（状態情報）等を保存する。無線送受信部１６は、記憶部１５に保存された温度情報を無線送信し、車体搭載装置２１からの無線信号を受信する。本実施形態では、軸受温度センサユニット１１Ｆ，１１Ｒの各々では、電源１２、軸受温度センサ１３、プロセッサ１４、記憶部１５及び無線送受信部１６は、筐体１７により一体化され、筐体１７が軸箱に取り付けられている。
図１及び３に示すように、車体搭載装置２１は、一対の無線送受信器２２Ｆ，２２Ｒと、加速度センサ２４を内蔵したデータ処理装置２３と、空気バネ圧力センサ２５と、雰囲気温度センサ２６と、を備える。車体２の一端部に設けられた無線送受信器２２Ｆは、第１台車３Ｆの４つの無線送受信部１６から無線送信されたセンサ信号を受信する。車体２の他端部に設けられた第２無線送受信器２２Ｒは、第２台車３Ｒの４つの無線送受信部１６から無線送信されたセンサ信号を受信する。
データ処理装置２３は、車体２に設けられ、無線送受信器２２Ｆ，２２Ｒに通信線を介して接続される。データ処理装置２３に保存されたデータは外部からアクセス可能であり、例えば、データ処理装置２３は、図示しない通信線や記録媒体等を介して当該データを抽出可能に構成されている。データ処理装置２３は、加速度センサ２４と、データ処理ユニット２７とを備え、データ処理ユニット２７は、加速度センサ２４とともに筐体２８に収容されている。筐体２８は、車体２に取り付けられ、車体２の床下に配置される。加速度センサ２４は、車両長手方向の加速度、即ち、車両進行方向の加速度を検出する。加速度センサ２４は、データ処理装置２３において各台車３Ｆ，３Ｒの各軸受の回転速度の算出に用いられる。
空気バネ圧力センサ２５は、車体２に設けられ、車体２と第１台車３Ｆとの間に介在する第１空気バネ４Ｆの内圧値を検出する。空気バネ圧力センサ２５は、データ処理装置２３に接続され、データ処理装置２３において第１台車３Ｆ及び第２台車３Ｒの各軸受の荷重の算出に用いられる。雰囲気温度センサ２６は、データ処理装置２３に接続され、鉄道車両１の車外の雰囲気温度を検出する。雰囲気温度センサ２６は、例えば、データ処理装置２３の筐体２８の下方に配置される。
データ処理ユニット２７は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏインターフェース等を有する。データ処理ユニット２７は、送受信部３１、記憶部３２、通信間隔決定部３３、診断部３４及び出力部３５を有する。送受信部３１及び出力部３５は、Ｉ／Ｏインターフェースにより実現される。記憶部３２は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリにより実現される。記憶部３２の不揮発性メモリには、図４のフローチャートを実行するためのプログラム及び後述する図５〜７の換算表等が保存されている。通信間隔決定部３３及び診断部３４は、記憶部３２の不揮発性メモリに保存されたプログラムに従ってプロセッサが揮発性メモリを用いて演算処理することで実現される。
送受信部３１は、無線送受信器２２Ｆ，２２Ｒが軸受温度センサユニット１１Ｆ，１１Ｒから無線で受信した各軸受の各温度の情報を受信する。送受信部３１は、加速度センサ２４から車両進行方向の加速度のデータを受信する。送受信部３１は、空気バネ圧力センサ２５から第１空気バネ４Ｆの内圧値のデータを受信する。送受信部３１は、雰囲気温度センサ２６から車外の雰囲気温度のデータを受信する。記憶部３２は、送受信部３１が受信した各データを保存する。
通信間隔決定部３３は、後述する図４のフローチャートの手順に従って軸受温度センサユニット１１Ｆ，１１Ｒの無線送受信部１６の送信間隔を決定する。通信間隔決定部３３が決定した無線送受信部１６の送信間隔は、指令値として、無線送受信器２２Ｆ，２２Ｒから軸受温度センサユニット１１Ｆの無線送受信部１６に無線送信される。診断部３４は、記憶部３２に保存された各データに基づいて第１台車３Ｆ及び第２台車３Ｒの全ての軸受の状態を診断する。出力部３５は、診断部３４で判定された結果を所定の態様（例えば、送信、表示、音等）により外部に出力する。
図４は、図２及び３に示す軸受監視装置１０のフローチャートである。図５は、軸受の荷重Ｆ及び回転速度Ｖによる温度上昇量ΔＴの閾値ΔＴth(i)の換算表である。図６は、軸受の荷重Ｆ及び回転速度Ｖによる温度上昇率ｄＴの閾値ｄＴth(i)の換算表である。図７は、温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴによる送信間隔Ｃn及び異常レベルI〜IIIの換算表である。以下、図５〜７等を適宜参照しながら、図４のフローチャートに従って軸受監視装置１０の処理内容を説明する。また、説明の便宜のため、単一の軸受温度センサユニット１１Ｆを対象として説明する。
以下の説明では、ΔＴは温度上昇量（℃）、ΔＴth(1)は温度上昇量の第１閾値、ΔＴth(2)は温度上昇量の第２閾値、ΔＴth(3)は温度上昇量の第３閾値、ｄＴは温度上昇率、ｄＴth(1)は温度上昇率の第１閾値、ｄＴth(2)は温度上昇率の第２閾値、ｄＴth(3)は温度上昇率の第３閾値、Ｃは送信間隔、Ｃ0は初期間隔、Ｃ1は第１狭間隔、Ｃ2は第２狭間隔、Ｃ3は第３狭間隔、Ｖは軸受回転速度、Ｆは軸受荷重を意味する。なお、各値の大小関係は、以下の数式１〜３に示す通りである。
ΔＴth(1)＜ΔＴth(2)＜ΔＴth(3) ・・・・・（数式１）
ｄＴth(1)＜ｄＴth(2)＜ｄＴth(3) ・・・・・（数式２）
Ｃ0＞Ｃ1＞Ｃ2＞Ｃ3 ・・・・・（数式３）
まず、軸受監視装置１０が始動されると、通信間隔決定部３３は、無線送受信部１６の送信間隔Ｃを初期間隔Ｃ0に設定する（ステップＳ１）。そして、図７の換算表に示すように、温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴが、第１閾値ΔＴth(1)，ｄＴth(1)以下である場合には、通信間隔決定部３３は、送信間隔Ｃを初期間隔Ｃ0のままとし、温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴが、第１閾値ΔＴth(1)，ｄＴth(1)を超えた場合に、送信間隔Ｃを第１狭間隔Ｃ1に設定し、温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴが、第２閾値ΔＴth(2)，ｄＴth(2)を超えた場合に、送信間隔Ｃを第２狭間隔Ｃ2に設定し、温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ΔｄＴが、第３閾値ΔＴth(3)，ｄＴth(3)を超えた場合に、送信間隔Ｃを第３狭間隔Ｃ3に設定する（ステップＳ２）。
その際、温度上昇量ΔＴの第１〜第３閾値ΔＴth(i)は、図５の換算表を参照して設定され、温度上昇率ｄＴの第１〜第３閾値ｄＴth(i)は、図６の換算表を参照して設定される（ｉ＝１〜３の自然数）。例えば、軸受回転速度Ｖが２００ｒｐｍ以下かつ軸受荷重が２０ｋＮ以下である場合には、温度上昇量ΔＴに関しては、第１閾値ΔＴth(1)が「２０」、第２閾値ΔＴth(2)が「４０」、第３閾値ΔＴth(3)が「５０」に設定され、温度上昇率ΔｄＴに関しては、第１閾値ｄＴth(1)が「５」、第２閾値ｄＴth(2)が「７」、第３閾値ｄＴth(3)が「１１」に設定される。そして、図５に示すように、軸受荷重Ｆの値が増加したときには、温度上昇量ΔＴの第１〜第３閾値ΔＴth(i)の値が上げられ、軸受回転速度Ｖの値が増加したときにも、温度上昇量ΔＴの第１〜第３閾値ΔＴth(i)の値が上げられる。また、図６に示すように、軸受荷重Ｆの値が増加したときには、温度上昇率ｄＴの第１〜第３閾値ｄＴth(i)の値が上げられ、軸受回転速度Ｖの値が増加したときにも、温度上昇率ｄＴの第１〜第３閾値ｄＴth(i)の値が上げられる。
次いで、通信間隔決定部３３により設定される送信間隔Ｃに変化があったか否かが判定される（ステップＳ３）。送信間隔Ｃに変化があった場合には、データ処理装置２３は、通信間隔決定部３３で決定された送信間隔Ｃの情報を軸受温度センサユニット１１Ｆに送信し、その情報に従ってプロセッサ１４が無線送受信部１６の送信間隔Ｃを設定する（ステップＳ４）。ステップＳ３で送信間隔Ｃに変化がない場合あるいはステップＳ４の後、データ処理ユニット２７は、軸受温度センサユニット１１Ｆから送信された温度データＴを取得する（ステップＳ５）。
軸受温度センサ１３は、初期間隔Ｃ0よりも狭いサンプリング間隔で軸受の温度情報を検出し、記憶部１５は、少なくとも初期間隔Ｃ0内で検出された複数の温度情報を保存可能な容量を有する。本実施形態では、軸受温度センサ１３のサンプリング間隔は、いずれの送信間隔Ｃ（Ｃ0，Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3）よりも狭い。無線送受信部１６は、送信間隔Ｃが初期間隔Ｃ0に設定されているときは、記憶部１５に保存された初期間隔Ｃ0内の複数の温度情報のうち一部の温度情報のみを無線送信する。例えば、無線送受信部１６は、記憶部１５に保存された初期間隔Ｃ0内の複数の温度情報のうち最新の温度情報のみを無線送信する。
更に、データ処理装置２３は、雰囲気温度Ｔ0と、軸受荷重Ｆと、軸受回転速度Ｖとを取得する（ステップＳ６）。雰囲気温度Ｔ0は、雰囲気温度センサ２６で検出される。軸受荷重Ｆは、空気バネ圧力センサ２５で検出された第１空気バネ４Ｆの内圧値Ｐを用いて算出される（ステップＳ７）。具体的には、データ処理ユニット２７は、以下の数式４により軸受荷重Ｆを算出する。但し、Ａは、空気バネの受圧面積であり、Ｗは、台車のうち空気バネと軸受との間に介在する部材の重量である。
Ｆ＝（Ｐ・Ａ＋Ｗ／２）／２ ・・・・・（数式４）
軸受回転速度Ｖは、加速度センサ２４で検出された車両進行方向の加速度Ａｃｃから軸受の回転速度Ｖを算出する（ステップＳ８）。具体的には、データ処理ユニット２７は、以下の数式５により軸受回転速度Ｖを算出する。但し、Ｄは、台車の車輪直径であり、πは円周率である。
Ｖ＝∫Ａｃｃ・ｄｔ／（πＤ） ・・・・・（数式５）
次いで、軸受回転速度Ｖがゼロでないか否かが判定される（ステップＳ９）。軸受回転速度Ｖがゼロである場合には、既に車両停止中であったか否かが判定される（ステップＳ１０）。直前が既に車両停止中であった場合には、そのままステップＳ６に戻り、直前が車両停止中でなかった場合には、データ処理ユニット２７は、軸受温度センサユニット１１Ｆに送信停止を指令し、無線送受信部１６からの温度情報の無線送信を停止させ（ステップＳ１１）、ステップＳ６に戻る。
ステップＳ９で軸受回転速度Ｖがゼロでなかった場合にも、直前が車両停止中であったか否かが判定される（ステップＳ１２）。直前が車両停止中であった場合には、データ処理ユニット２７は、通信間隔決定部３３で決定される送信間隔Ｃを軸受温度センサユニット１１Ｆに指令し、軸受温度センサユニット１１Ｆから温度データＴを無線で受信し（ステップＳ１３）、ステップＳ１４に進む。直前が車両停止中でなかった場合には、そのままステップＳ１４に進む。
次いで、通信間隔決定部３３は、温度上昇量ΔＴ（＝Ｔ−Ｔ0）と、温度上昇率ｄＴ（＝（ΔＴ2−ΔＴ1）／（ｔ2−ｔ1））とを求める（ステップＳ１４）。なお、Ｔは検出された軸受温度（℃）、ｔ2は今回時刻、ｔ1は前回時刻、ΔＴ2は時刻ｔ2でのΔＴ、ΔＴ1は時刻ｔ1でのΔＴを意味する。通信間隔決定部３３は、図５及び６の換算表より、第１〜第３閾値ΔＴth(i)及び第１〜第３閾値ｄＴth(i)の値を決める（ステップＳ１５）。そして、通信間隔決定部３３は、以下の条件１及び条件２の少なくとも一方が成立したか否かを判定する。
ΔＴ＞ΔＴth(i) ・・・・・（条件１）
ｄＴ＞ｄＴth(i) ・・・・・（条件２）
条件１及び条件２のいずれも成立していない場合には、送信間隔Ｃが初期間隔Ｃ0であるか否かが判定される（ステップＳ１７）。送信間隔Ｃが既に初期間隔Ｃ0であった場合には、そのままステップＳ３に戻る。送信間隔Ｃが初期間隔Ｃ0でなかった場合には、通信間隔決定部３３は、送信間隔Ｃを初期間隔Ｃ0に決定し、軸受温度センサユニット１１Ｆに送信間隔Ｃを初期間隔Ｃ0に設定するように無線で指令する（ステップＳ１８）。
条件１及び条件２の少なくとも一方が成立している場合には、データ処理ユニット２７は、軸受温度センサユニット１１Ｆに対して記憶部１５に保存されている前回送信から今回までの複数（例えば、全て）の温度データの無線送信を要求し、当該温度データを受信する（ステップＳ１９）。そして、通信間隔決定部３３は、図７の換算表に基づいて、緊急レベルを選定して異常発報するとともに、送信間隔Ｃを変更する（ステップＳ２０）。緊急レベルとしては、「I」が異常予兆を意味し、「II」が軽度異常を意味し、「III」が重度異常を意味する。
具体的には、温度上昇量ΔＴが第１閾値ΔＴth(1)を超えた場合、又は、温度上昇率ｄＴが第１閾値ｄＴth(1)を超えた場合には、診断部３４が緊急レベルを「I」に選定して出力部３５が警告を外部出力するとともに、通信間隔決定部３３が、送信間隔Ｃを第１狭間隔Ｃ1に変更するように軸受温度センサユニット１１Ｆに指令する。当該指令を受けた軸受温度センサユニット１１Ｆでは、プロセッサ１４が無線送受信部１６の送信間隔Ｃを第１狭間隔Ｃ1に設定する。また、温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴが第２閾値ΔＴth(2)，ｄＴth(2)を超えた場合には、緊急レベルが「II」に選定され、無線送受信部１６の送信間隔Ｃが第２狭間隔Ｃ2に変更される。また、温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴが第３閾値ΔＴth(3)，ｄＴth(3)を超えた場合には、緊急レベルが「III」に選定され、無線送受信部１６の送信間隔Ｃが第３狭間隔Ｃ3に変更される。ステップＳ２０の後は、ステップＳ３に戻る。
以上に説明した構成によれば、監視値（温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴ）が第１〜第３閾値ΔＴth(i)，ｄＴth(i)を超えていないときには、無線送受信部１６の送信間隔Ｃが広く設定されるので、無線送信動作による消費電力を低減できる。特に、軸受温度センサ１３の検出動作による電力消費量に比べ、無線送信動作による電力消費量の方が大きくなるのが通常であるため、効果的に省電力を図ることができる。そして、監視値（温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴ）が第１〜第３閾値ΔＴth(i)，ｄＴth(i)を超えたときには、無線送受信部１６の送信間隔Ｃが狭く設定されるので、台車の軸受の異常又は異常予兆を示す温度情報を十分な情報量で送信できる。よって、電源１２が台車３Ｆ，３Ｒに設けられた鉄道車両１において、消費電力の低減による電源１２の長寿命化あるいは小容量化と、異常又は異常予兆を示す温度情報の十分な情報量の確保とを好適に両立できる。
また、監視値（温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴ）が第１閾値ΔＴth(1)，ｄＴth(1)を超えていないときには、記憶部１５に保存されている前回送信から今回までの複数の温度データのうち一部のデータのみを無線送信するので、送信情報量の抑制及び消費電力の低減に寄与できる。他方、監視値（温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴ）が第１閾値ΔＴth(1)，ｄＴth(1)を超えたときには、その超えた時点で記憶部１５に保存されている前回送信から今回までの複数の温度データが無線送信されるので、異常又は異常予兆の発生直前の温度データを詳細に無線送信でき、異常又は異常予兆の発生原因の究明に寄与できる。
また、監視値として温度上昇量ΔＴと温度上昇率ｄＴとの２種類の物理量を用い、温度上昇量ΔＴ及び温度上昇率ｄＴの少なくとも一方が第１〜第３閾値ΔＴth(i)，ｄＴth(i)を超えたときに、送信間隔Ｃの変更及び緊急レベル選定を行うので、軸受の異常又は異常予兆の発生を的確に監視できる。
また、軸受荷重Ｆ及び軸受回転速度Ｖの少なくとも一方の値が高くなると、軸受が正常であっても温度上昇量ΔＴ及び温度上昇率ｄＴが高くなる傾向にあるので、軸受荷重及び軸受回転速度の少なくとも一方の値が増加したときに第１〜第３閾値ΔＴth(i)，ｄＴth(i)を上げることで、軸受が正常であるときに無線送受信部１６の送信間隔Ｃが狭くなることを防止できる。また、軸受荷重Ｆ及び回転速度Ｖの少なくとも一方の値が高い状態でないときには、軸受に異常が生じても温度上昇量ΔＴ及び温度上昇率ｄＴが比較的に低いので、第１〜第３閾値ΔＴth(i)，ｄＴth(i)を下げることで、軸受の異常又は異常予兆を的確に検知できる。
また、鉄道車両１が停止しているときは軸受の異常事象が発生し難いと考えられるところ、無線送受信部１６は、軸受回転速度Ｖがゼロであるときに無線送信を停止するので、消費電力を効果的に低減できる。
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、軸受温度に基づいた値を監視値としたが、台車の機器の状態を表す物理量であれば、これに限られず、例えば、台車の軸受の振動や台車の板バネの状態情報等でもよい。また、監視値として温度上昇量ΔＴと温度上昇率ｄＴの両方を監視したが、いずれか一方のみを監視してもよい。また、通信間隔決定部３３は、データ処理ユニット２７に設けたが、軸受温度センサユニット１１Ｆに設けられてもよい。
また、図５〜７の換算表は単なる例示に過ぎず、換算表の具体的な数値は仕様に応じて適宜決定される。また、閾値は、換算表に基づいて変更する代わりに、軸受荷重及び軸受回転速度を入力とする数式に基づいて変更してもよい。また、軸受荷重Ｆの算出に用いる状態センサとして空気バネ圧力センサ２５を例示したが、これに限定されず、例えば、ロードセルを用いて軸受荷重Ｆを検出してもよい。また、軸受回転速度Ｖの算出に用いる状態センサとして加速度センサ２４を例示したが、これに限定されず、例えば、車速センサを用いて軸受回転速度Ｖを検出してもよい。
また、無線送受信部１６の送信間隔のみを変更したが、軸受温度センサユニット１１Ｆの更なる省電力化のために、軸受温度センサ１３のサンプリング周波数も変更してもよい。即ち、プロセッサは、監視値が閾値以下であると判定された場合に、軸受温度センサ１３のサンプリング間隔を所定の初期間隔に設定し、監視値が前記閾値を超えたと判定された場合に、軸受温度センサ１３のサンプリング間隔を前記初期間隔よりも小さい狭間隔に設定するようにしてもよい。なお、閾値と比較する監視値は温度上昇量ΔＴ又は温度上昇率ｄＴとしたが、温度上昇量ΔＴ及び温度上昇率ｄＴとしてもよい。
１ 鉄道車両
２ 車体
３Ｆ，３Ｒ 台車
１０ 軸受監視装置
１２ 電源
１３ 軸受温度センサ（監視センサ）
１４ プロセッサ
１５ 記憶部（記憶器）
１６ 無線送受信部（無線送信器）
３２ 記憶部（第２の記憶器）
３３ 通信間隔決定部（通信間隔決定器）
３４ 診断部（診断器）

Claims (6)

  1. 車体及び台車を有する鉄道車両の状態監視装置であって、
    前記台車に設けられ、前記台車の機器の状態情報を検出する監視センサと、
    前記台車に設けられ、前記監視センサで検出された状態情報を含む信号を送信間隔をあけて無線送信する無線送信器と、
    前記台車に設けられ、前記監視センサ及び前記無線送信器に電力を供給する電源と、を備え、
    前記監視センサは、前記状態情報として前記台車の軸受の温度情報を検出する軸受温度センサを含み、
    前記無線送信器は、前記状態情報を用いて得られる軸受荷重及び軸受回転速度に対する温度上昇率を含む監視値が閾値以下であると判定された場合に、前記送信間隔を所定の初期間隔として前記信号を無線送信し、前記監視値が前記閾値を超えたと判定された場合に、前記送信間隔を前記初期間隔よりも小さい狭間隔として前記信号を無線送信する、鉄道車両の状態監視装置。
  2. 前記台車に設けられ、前記状態情報を保存可能な記憶器を更に備え、
    前記監視センサは、前記初期間隔よりも小さいサンプリング間隔で前記状態情報を検出し、
    前記記憶器は、少なくとも前記初期間隔内で検出された複数の前記状態情報を保存可能な容量を有し、
    前記無線送信器は、前記送信間隔が前記初期間隔に設定されているとき、前記記憶器に保存された前記初期間隔内の前記複数の状態情報のうち一部の状態情報を無線送信し、
    前記無線送信器は、前記送信間隔が前記初期間隔から前記狭間隔に変更されるとき、その変更時点で前記記憶器に保存されている前記複数の状態情報を無線送信する、請求項１に記載の鉄道車両の状態監視装置。
  3. 前記監視値は、前記温度情報から得られる温度上昇量を更に含む、請求項１又は２に記載の鉄道車両の状態監視装置。
  4. 前記監視値と前記閾値との間の大小関係を判定して前記無線送信器の前記送信間隔を決定する通信間隔決定器を更に備え、
    前記通信間隔決定器は、前記軸受の荷重及び回転速度の少なくとも一方の値が増加したときに前記閾値を上げる、請求項３に記載の鉄道車両の状態監視装置。
  5. 前記無線送信器は、前記軸受の回転速度がゼロであるとき、前記温度情報の無線送信を停止する、請求項３又は４に記載の鉄道車両の状態監視装置。
  6. 前記車体に設けられ、前記無線送信器から送信された信号のデータを記憶する第２の記憶器と、
    前記第２の記憶器に保存された前記各データに基づいて前記機器の状態を診断する診断器と、を更に備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の鉄道車両の状態監視装置。
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