JPH072104A - 鉄道車両用空調制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】セクションの位置を検知することによって、瞬
時停電による圧縮機の停止を防ぎ圧縮機のＯＮ／ＯＦＦ
回数を減少させて寿命を長くすることができ、温度制御
性を良好に保持しながら空調の制御を行なうことができ
ることにある。 【構成】走行する路線データ及びセクションの位置デー
タを記憶してある位置検出装置２０によって、走行中の
車両現在位置を割り出し、次のセクション５１の位置を
検知することで、空調装置１０の制御上必要となるセク
ション情報を作り出す。空調装置１０は、そのセクショ
ン情報を元に現在の制御状態及び温度状況と照らし合わ
せセクションの瞬時停電によって発生する圧縮機の停止
を防ぎ、且つ、次のセクション前後の制御状態を予測し
温度制御性を良好に保持しながら空調の制御を続行す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の空調の制御
に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両は走行するための電源を架線か
らパンタグラフを通して電源を供給されているが、その
架線はある区間ごとに区切られており各区間ごとに変電
所が設置されている。その区間ごとの切れ目がセクショ
ンである。そのセクションを車両が通過すれば一瞬架線
からの電源供給が途絶え瞬時停電となる。

【０００３】各車両には空調装置が搭載されており、そ
の制御方法の実施例としては、ある目標温度が設定され
その目標温度に近づく様に圧縮機のＯＮ／ＯＦＦが行な
われる。ただし、圧縮機は動作中に瞬時停電が発生すれ
ば電源供給が途絶え停止してしまう。そのためセクショ
ンに対しての制御方法としては、再電源供給されると圧
縮機の保護を行なうためタイマー等により数秒間減圧さ
せた後、圧縮機を再動作する。または、圧縮機の吐出
口、吸込口にバイパス弁を接続し、強制的に減圧させ圧
縮機の再動作を行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の空調の制御方法
であれば、今直ぐにでも例えば冷房を行ないたい場合に
圧縮機を動作させるが、動作を始めてセクションを通過
することになれば瞬時停電が発生、圧縮機が停止し、実
際に冷房動作になるのはかなり後の事となる。また、圧
縮機のＯＮ／ＯＦＦ回数が増加し、それに伴なって寿命
も短くなる。

【０００５】本発明の目的は、これらの欠点を少しでも
軽減する様にセクションに対する予測制御を行なうこと
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、自己の
位置を検知することによって次のセクションの位置を検
知するための機能が必要となる。

【０００７】その手段として、走行する路線データ及び
その路線に対応したセクションの位置データを記憶して
おき、地点検知車上子及び速度発電機による情報よりデ
ータと照らし合わせ、現在の速度と位置を割り出し何秒
後に次のセクションとなるかを検知する機能が提供され
る。

【０００８】

【作用】本発明によれば、セクションを通過する際圧縮
機を運転させないようにして、温度制御性を良好に保持
しながら圧縮機のＯＮ／ＯＦＦ回数を減少させ、圧縮機
の寿命を長くすることができる。

【０００９】

【実施例】図１は車両において本発明が搭載された全体
図である。パンタグラフ３０から受け取った電圧はトラ
ンス３１で様々な電圧となり車両の各装置の電源とな
る。空調装置１０もその一つである。位置検知装置２０
は、既存の地上充設２５、地点検知車上子２１と速度発
電機２２からの情報によりセクション５１の位置を割り
出し、次のセクション５１を知る。空調装置１０はその
セクション５１の位置情報をもとに演算を行い、空調用
圧縮機の予測制御を行なう。

【００１０】図２を用いて本発明の具体的な構成を説明
する。位置検出装置２０は、地点検知車上子２１、速度
発電機２２、位置検出マイコン部２３、プログラム及び
路線データ、セクションの位置データが格納された位置
検出マイコン用ＲＯＭ２４で構成される。

【００１１】地点検知車上子２１及び速度発電機２２
は、位置検出装置２０自体に持たなくともＡＴＳ装置な
ど他の装置からそれ相当の情報を受け取っても良い。地
点検出車上子２１は、車両通過信号を発生する地上子２
５を通過するごとにパルスを発生させる機能を持つ。速
度発電機２２は、速度に比例した周波数の電圧を発生さ
せる機能を持つ。

【００１２】位置検出マイコン用ＲＯＭ２４には、走行
中の車両現在位置の検出を行なうためのプログラム及び
走行する路線データそれに対応したセクションの位置デ
ータを記憶させてある。位置検出マイコン部２３は、こ
れらから情報を収集して路線データと照らし合わせ、現
在走行中の車両の位置を割り出し、次のセクションの位
置及び現在の速度で何秒後にセクションへ到達するかを
解析することができる。

【００１３】セクションの位置情報を求めた位置検出装
置２０は、空調装置１０の空調マイコン部１１にその情
報を送る。空調マイコン用ＲＯＭ１２には、空調を制御
するためのプログラムが記憶してある。空調マイコン部
１１は、位置検出装置２０から受け取った情報を基にし
て、現在の圧縮機１４の運転状態及び室内温度状況とに
より演算を行い、その結果を基に圧縮機１４の予測制御
を行なう。つまり次のセクションまでにあと何秒間圧縮
機１４の運転を続行し、セクション通過何秒後に圧縮機
１４の駆動を開始すれば良好な温度制御となるか予測的
な解析を行なう。

【００１４】予測を行った空調マイコン１１は、その予
測制御を行なうためにリレー回路部１３に制御指令を出
力する。リレー回路部１３は、リレーロジックにより構
成されており、空調マイコン１１からの制御指令に従が
ってトランス３１からの電源を圧縮機１４、エバポレー
タファン１５、コンデンサファン１６、ヒータ１７に供
給し動作させることができる。

【００１５】制御の流れとしては図３に示すように、車
両の走行位置を検知８０することにより事前に記憶され
たセクションの位置データと比較させ、次のセクション
の位置を検出８１することにより、その情報と現在の圧
縮機の運転状況８２及び室内の温度状況８３とを照らし
合わせ８４、予測制御の演算８５を行ない圧縮機に指令
を出力８６し、圧縮機の予測制御を行なう。

【００１６】図４は、従来の制御と本発明の制御の比較
タイムチャートを示す。セクションのタイムチャートを
５０、従来の制御によるタイムチャートを６０、本発明
の制御によるタイムチャートを７０に示す。セクション
５１は、変電所から供給されている架線の切れ目であ
り、その部分はいわば架線が存在しない部分で、セクシ
ョン部分では電源の供給が途絶えてしまう。

【００１７】そのため、従来の制御６０では、圧縮機の
ＯＮ／ＯＦＦは、セクション５１部分では、圧縮機がＯ
Ｎ状態であれば必ずＯＦＦ状態となってしまう。従がっ
て、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦ回数が増えてしまう。

【００１８】それに対して、本発明の制御７０では、セ
クションを考慮した制御となっているため、従来の制御
６０に比べ、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦ回数が少ない。

【００１９】図３に示すように、車両の走行現在位置を
検知８０することにより事前に記憶されたセクションの
位置データと比較させ、次のセクションの位置を検出す
る８１ことによってセクション情報を作り出し、そのセ
クション情報と現在の負荷の可動状況８２及び温度状況
８３とを照らし合わせ８４予測制御８５を行なう。また
図４において、冷房制御ａ７１は、セクション５１が何
km後、何秒後に通過するかを認識し、冷房制御ｂ７２を
セクション５１通過何秒後に始めることによって圧縮機
への負担が少ないか、そのためには現在動作中の圧縮機
をセクション５１の何秒前で停止すれば温度制御性が良
いかを予測し制御を行なう。そして、セクション５１の
前方において冷房制御ａ７１を止め、セクション５１通
過後冷房制御ｂ７２を開始する。

【００２０】本発明のこの様な制御を行なうことによ
り、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦ回数を減少することができ、
さらに瞬時停電により圧縮機が停止したため温度が上昇
し、その温度を目標温度に近づけるため圧縮機がフル回
転動作を行なう様な現象もあまり発生することなく圧縮
機の寿命も長くすることができ、温度制御性を良好に保
持しながら空調の制御を行なうことができる。

【００２１】図５，６により制御内容を説明する。

【００２２】（ケース１）圧縮機の運転１０１は、セク
ション５１がなければ圧縮機の運転１０３まで冷房運転
を行なう（点線はセクションがなければ行なうべき制御
を示す）のだが、車両がセクション５１まで来たとき、
瞬停が起こり、圧縮機の運転が止まる。次に圧縮機の運
転を開始する場合、前回の圧縮機の運転１０３の運転で
きなかった分、その不足をおぎなうように圧縮機の運転
１０２で行なうことにより、温度特性および温度制御性
を良好にする。

【００２３】（ケース２）圧縮機の運転１１１が終了
し、次の圧縮機の運転１１３を開始すべき（点線はケー
ス１と同一意味を示す）ところを、セクション５１が間
近であるため運転開始せず、車両がセクション５１を通
過後、圧縮機の運転１１２を開始する。また、圧縮機の
運転１１３の不足分を、圧縮機の運転１１２でおぎなう
ことにより温度特性および温度制御性を良好にする。

【００２４】（ケース３）圧縮機の運転１３１は、セク
ションがなければ、圧縮機の運転１３３まで冷房運転を
行なう（点線はケース１と同一意味を示す）のだが、車
両がセクション５１まで来たとき、瞬停が起こり、圧縮
機の運転が止まる。次に圧縮機の運転を開始すべきとこ
ろを次のセクション５１が間近であるならば、運転を開
始せず、車両が次のセクション５１を通過後、圧縮機の
運転１３２を開始する。また、圧縮機の運転１３３の運
転できなかった分、その不足をおぎなうように圧縮機の
運転１３２で行なうことにより、温度特性および温度制
御性を良好にする。

【００２５】（ケース４）圧縮機の運転１２１から１２
２まで冷房運転を行なうことで目的の温度に達する場
合、圧縮機の運転１２１は、セクション５１の前で停止
させ車両がセクション５１を通過後次の圧縮機の運転１
２２の立上がりを早くすることにより、瞬停により停止
した後圧縮機の運転を開始した場合の温度特性および温
度制御性より良好にする。（点線はセクションを考慮し
ていない従来の制御を示す。） （ケース５）従来のセクションを考慮していない制御の
場合、圧縮機の運転１４３で停止し、圧縮機の運転１４
４が立上がる（点線はケース４と同一意味を示す）のだ
が、セクション５１により、立上がってもすぐに停止し
てしまい、温度特性および温度制御性が悪くなる。しか
し、圧縮機の運転１４１のように、セクション５１まで
運転を続けることによって、次の圧縮機の運転１４２
は、運転すべく温度となった時に運転開始を行なえば、
温度特性および温度制御性が良好となる。

【００２６】以上は冷房制御について述べたが、ヒート
ポンプ式空調装置の暖房制御に関しても同様である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、セク
ションの位置を考慮した圧縮機など負荷の空調制御を行
なえば、温度制御性を良好に保持しながら圧縮機のＯＮ
／ＯＦＦ回数を減少させ、圧縮機の寿命を伸ばすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の車両に搭載された状態の構
成図である。

【図２】本発明の一実施例の具体的な構成を示す図であ
る。

【図３】本発明の制御一実施例のＰＡＤ図である。

【図４】本発明の制御及び従来制御との比較を表わした
タイムーチャート図である。

【図５】本発明の制御のフローチャート図である。

【図６】本発明の制御のフローチャート図である。

【符号の説明】

１０…空調装置、１１…空調マイコン部、１２…空調マ
イコン用ＲＯＭ、１３…リレー回路部、１４…圧縮機、
１５…エバファン、１６…コンデンサファン、１７…ヒ
ータ、２０…位置検出装置、２１…地点検知車上子、２
２…速度発電機、２３…位置検出マイコン部、２４…位
置検出マイコン用ＲＯＭ、３０…パンタグラフ、３１…
トランス。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自己の車両の位置を検知することによっ
   て、次のセクションを通過する前に圧縮機の運転を止め
   て、通過後に圧縮機を運転可能とすることを特徴とする
   鉄道車両用空調制御方法。
2. 【請求項２】請求項１において、次のセクションまでの
   時間または距離と現在の制御状態及び温度状況を元に、
   温度制御性が良好となるために次のセクションまでの圧
   縮機の動作時間または停止時間及び圧縮機の可動率の予
   測決定を行なうことを特徴とする予測制御方法。
3. 【請求項３】前記請求項１において、セクションによっ
   て圧縮機瞬停となる前後の冷房運転率を、セクションの
   位置より考慮した冷房運転率とすることを特徴とする鉄
   道車両用空調制御方法。
4. 【請求項４】自己の車両の位置を検知する第１の手段
   と、第１の手段からの次のセクションの位置の指令、圧
   縮機の運転状態、及び室内温度から圧縮機のＯＮ／ＯＦ
   Ｆ動作を決定する第２の手段と、からなる鉄道車両用空
   調制御装置。
5. 【請求項５】路線データ及びセクションの位置データを
   記憶させておき、車両走行中に外部からポイント信号を
   受け取ることによって自己の現在位置を検知し、それに
   よって次のセクションの位置を検知する機能を持つこと
   を特徴とする制御装置。