JP5373644B2 - 編成車両の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は，ディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した鉄道車両を少なくとも２車両以上連結した編成車両の制御方法及び制御装置に関する。

従来より、ディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した鉄道車両を少なくとも２車両以上連結した編成車両において、列車の負荷に応じて、即ち、編成全体で必要となる駆動出力に見合って、エンジンを順次起動していく手法がある。

従来技術として、例えば、特許文献１には、図１４に示すように、列車の負荷に応じて、即ち、編成全体で必要となる駆動出力に見合って、エンジン１６を順次起動していき、起動エンジン出力の総和が編成全体で必要となる駆動出力となれば、エンジン１６の順次起動をやめる。このとき、エンジン１６の起動順序は、エンジン１６の残存燃料量に基づいて決定する、つまり、残存燃料量の多いものから起動していく編成車両が開示されている。

特開２００６−２３８５４２号公報

しかし、上記従来技術の場合、各エンジンの出力時間積算値（電力量）が異なるため、各エンジンのメンテナンス周期にばらつきが生じてしまうという課題がある。メンテナンスサイクル（交換周期）は、作業性、作業コストを考慮すると、全ての車両を一括してメンテナンスできることが望ましい。すなわち、各エンジンの使用条件（出力及び稼動時間）をできるだけ等しくすることが、エンジンのライフサイクル管理、メンテナンス管理の観点から有利である。

本発明の目的は、ディーゼルエンジン等のエンジンを搭載した鉄道車両を少なくとも２車両以上連結した編成車両において、各エンジンの出力時間積算値が均一になるように、各エンジンの出力及び稼動時間を調整し、各エンジンのメンテナンス周期の統一化を図ることである。

本発明の編成車両の制御方法は、エンジンと該エンジンによって駆動される発電機と、該発電機から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置と、該コンバータ装置から出力される直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換し、該交流電力を車両を駆動する交流電動機に供給するインバータ装置と、補助機器に電力を供給する補助電源装置をコンバータ装置とインバータ装置の間の直流部に備えた鉄道車両を複数両連結して、補助機器と車両を駆動させる動力を得るための複数のエンジンを有し、各車両の負荷に応じた必要駆動出力情報を集約し編成全体で必要となる必要駆動出力を算出する必要駆動出力算出部と、各エンジンの出力情報及び稼動時間情報を集約し各エンジンの出力時間積算値を算出する出力時間積算値算出部と、自車が走行している区間を取得する走行区間取得部を有する統括制御装置を備えている編成車両の制御方法において、各エンジンの出力時間積算値を均一化するように、統括制御装置が各エンジンの出力指令及び起動・停止の稼動時間指令を演算し、該出力指令及び該稼動時間指令に基づいて、通信線を介して各エンジンの制御装置に稼働時間指令を伝達して各エンジンの稼働時間を個別制御し、また、通信線を介して各コンバータ装置の制御装置及び各インバータ装置の制御装置に出力指定を伝達して、各コンバータ装置及び各インバータ装置の出力を個別制御することにより各エンジンの出力を個別制御して、該エンジンの出力及び稼動時間を調整し、各エンジンの出力及び稼動時間を調整し、各エンジンの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力を編成内の各エンジンが均等負担するように該エンジンの出力を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする。

また、本発明の編成車両の制御装置は、エンジンと該エンジンによって駆動される発電機と、該発電機から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置と、該コンバータ装置から出力される直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換し、該交流電力を車両を駆動する交流電動機に供給するインバータ装置と、補助機器に電力を供給する補助電源装置をコンバータ装置とインバータ装置の間の直流部に備えた鉄道車両を複数両連結して、補助機器と車両を駆動させる動力を得るための複数のエンジンを有し、各車両の負荷に応じた必要駆動出力情報を集約し編成全体で必要となる必要駆動出力を算出する必要駆動出力算出部と、該エンジンの出力情報及び稼動時間情報を集約し該出力情報及び該稼動時間情報を基に該エンジンの出力時間積算値を算出する出力時間積算値算出部と、自車が走行している区間を取得する走行区間取得部を有する統括制御装置を備えている編成車両の制御装置において、前記統括制御装置は、該エンジンの出力時間積算値を均一化するように、該エンジンの出力指令及び起動・停止の稼動時間指令を演算し、該出力指令及び該稼動時間指令に基づいて、通信線を介して各エンジンの制御装置に稼働時間指令を伝達して各エンジンの稼働時間を個別制御し、また、通信線を介して各コンバータ装置の制御装置及び各インバータ装置の制御装置に出力指定を伝達して、各コンバータ装置及び各インバータ装置の出力を個別制御することにより各エンジンの出力を個別制御して、該エンジンの出力及び稼動時間を調整し、各エンジンの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を編成内の各エンジンが均等負担するように各エンジンの出力を調整し、各エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする。

本発明の編成車両の制御方法又は制御装置は、更に、各エンジンの出力時間積算値の初期値が異なる場合は、該エンジンを起動する車両と停止する車両を設け、該エンジンの稼働時間によりエンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、該エンジンの稼動時間を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化すると、出力時間積算値の初期値が同じ場合の均等割り制御に切り替えることを特徴とする。

また、本発明の編成車両の制御方法又は制御装置は、走行区間毎の勾配による影響を考慮したエンジンの起動・停止パタンを予め設定しておき、該起動・停止パタンと自車が走行している区間に基づいて、エンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、各エンジンの稼動時間を調整し、各エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする。

本発明によれば、各エンジンの出力時間積算値（電力量） が均一になり、各エンジンのメンテナンス周期の統一化を図ることができる。

図１は本発明の一実施形態による編成車両の概略構成図である。 図２はエンジンの出力時間積算値の均一化手法１（均等割り制御）である。 図３は図２のブロック図である。 図４は４両編成のときのエンジンの出力時間積算値の均一化手法１（均等割り制御）である。 図５はエンジンの出力時間積算値の均一化手法２（切替え制御：稼働時間により切替え）である。 図６は、図５のブロック図である。 図７は４両編成のときのエンジンの出力時間積算値の均一化手法２（切替え制御：稼働時間により切替え）（編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が１つのエンジンのみで負担できる場合）である。 図８は４両編成のときのエンジンの出力時間積算値の均一化手法２（切替え制御：稼働時間により切替え）（編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が１つのエンジンのみで負担できない場合）である。 図９はエンジンの出力時間積算値の均一化手法３（切替え制御：区間により切替え）である。 図１０は、図９のブロック図である。 図１１は、図９において、勾配がほとんどない場合である。 図１２は４両編成のときのエンジンの出力時間積算値の均一化手法３（切替え制御：区間により切替え）（編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が１つのエンジンのみで負担できる場合）である。 図１３は４両編成のときのエンジンの出力時間積算値の均一化手法３（切替え制御：区間により切替え）（編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が１つのエンジンのみで負担できない場合）である。 図１４は公知例技術である。

以下本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態による編成車両の概略構成図である。図１では、編成車両のうち、先頭車両と２つの中間車両のみを示している。車両１ａ〜１ｃに電動機２ａ〜２ｃ が搭載され、これら複数の電動機によって車輪が駆動される。電動機２ａ〜２ｃとしては、３相交流電動機（誘導電動機又は同期電動機）が一般的である。

この電動機２ａ〜２ｃに電力を供給するために、エンジン３ａ〜３ｃと、エンジン３ａ〜３ｃによって駆動される発電機４ａ〜４ｃ、その出力（交流）を直流に変換するコンバータ装置５ａ〜５ｃ、コンバータ装置５ａ〜５ｃの出力（直流）を交流に変換するインバータ装置６ａ〜６ｃを搭載している。

さらに、空調等の補助機器に電力を供給する補助電源装置７ａ〜７ｃをコンバータ装置５ａ〜５ｃとインバータ装置６ａ〜６ｃの間（直流部）に備える。これらのエンジン３ａ〜３ｃ、コンバータ装置５ａ〜５ｃ、インバータ装置６ａ〜６ｃ、補助電源装置７ａ〜７ｃは、それぞれの制御装置８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃ、１０ａ〜１０ｃ、１１ａ〜１１ｃによって制御される。

ここで、数字は各車両に搭載している機器（１：車両、２：電動機、３：エンジン、４：発電機…）を表し、アルファベットは車両番号（ａ：１号車、ｂ：２号車、ｃ：３号車…）を表している。つまり、この数字とアルファベットの組み合わせで各機器がどの車両に搭載しているかを表現している（２ａ：１号車に搭載してある電動機、４ｃ：３号車に搭載してある発電機）。また、エンジン３ａ〜３ｃは各車両に１台ではなく複数台設けられていても良い。

先頭車両１ａには、インバータ装置６ａ〜６ｃ及び補助電源装置７ａ〜７ｃの負荷に応じた車両１ａ〜１ｃ毎の必要駆動出力情報、エンジン３ａ〜３ｃの出力情報、エンジン３ａ〜３ｃの稼動時間情報、区間情報（現在、自車が走行している区間）を集約する統括制御装置１２が設けられている。

統括制御装置１２は、インバータ装置６ａ〜６ｃ及び補助電源装置７ａ〜７ｃから集約した車両１ａ〜１ｃ毎の負荷に応じた必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。また、エンジン３ａ〜３ｃから集約した出力情報及び稼動時間情報を基に、出力を稼働時間で積分し、エンジン３ａ〜３ｃの出力時間積算値（電力量）を算出する。

なお、統括制御装置１２は、運転台のある先頭車両１ａに搭載されなくても良い。さらに、統括制御装置１２とエンジン３ａ〜３ｃの制御装置８ａ〜８ｃとの間を通信線１３で結合することで統括制御装置１２からの制御指令によりエンジン３ａ〜３ｃの稼動時間を個別制御できるようにする。

同様に、統括制御装置１２とコンバータ装置５ａ〜５ｃの制御装置９ａ〜９ｃ、インバータ装置６ａ〜６ｃの制御装置１０ａ〜１０ｃとの間を通信線１３で結合することで統括制御装置１２からの制御指令によりコンバータ装置５ａ〜５ｃ、インバータ装置６ａ〜６ｃの出力を個別制御し、これにより、エンジン３ａ〜３ｃの出力を個別制御できるようにする。

具体的には、統括制御装置１２はエンジン３ａ〜３ｃの出力時間積算値（電力量）が均一化するように、エンジン３ａ〜３ｃをどの程度の出力で、どの程度の時間、稼動させるかを判定し、通信線１３を介してエンジン３ａ〜３ｃの制御装置８ａ〜８ｃに稼動時間指令を伝達することでエンジン３ａ〜３ｃの稼動時間を個別制御する。

同様に、通信線１３を介してコンバータ装置５ａ〜５ｃの制御装置９ａ〜９ｃ、インバータ装置６ａ〜６ｃの制御装置１０ａ〜１０ｃに出力指令を伝達することでコンバータ装置５ａ〜５ｃ、インバータ装置６ａ〜６ｃの出力を個別制御し、これにより、エンジン３ａ〜３ｃの出力を個別制御する。

指令を受けたエンジン３ａ〜３ｃの制御装置８ａ〜８ｃは、統括制御装置１２からの指令通りにエンジン３ａ〜３ｃの稼働時間を制御する。同様に、指令を受けたコンバータ装置５ａ〜５ｃの制御装置９ａ〜９ｃ及びインバータ装置６ａ〜６ｃの制御装置１０ａ〜１０ｃは、統括制御装置１２からの指令通りにコンバータ装置５ａ〜５ｃ、インバータ装置６ａ〜６ｃの出力を制御し、これによりエンジン３ａ〜３ｃの出力を制御する。

また、この制御指令は、その列車がその時必要とする動力の大きさを編成全体で判定し、起動しているエンジンの出力の総和が、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）となるように行う。

以下、図２〜１３を用いて、本発明の一実施形態の動作（エンジン３ａ〜３ｃの出力時間積算値が均一化するようにエンジン３ａ〜３ｃの出力及び稼動時間を個別制御する方法）を説明する。

図２、図３（図２をブロック図として表した図）に示すように、インバータ装置６ａ〜６ｂ及び補助電源装置７ａ〜７ｂの負荷に応じた車両１ａ〜１ｂ毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。

エンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を編成内のエンジン数（２）で分割（均等割り）した値をエンジン３ａ〜３ｂが出力するように統括制御装置１２がコンバータ装置５ａ〜５ｂの制御装置９ａ〜９ｂ及びインバータ装置６ａ〜６ｂの制御装置１０ａ〜１０ｂに出力指令を出す。指令を受けたコンバータ装置５ａ〜５ｂ及びインバータ装置６ａ〜６ｂは、統括制御装置１２からの指令通りにコンバータ装置５ａ〜５ｂ、インバータ装置６ａ〜６ｂの出力を制御（調整）する。

この場合、エンジン３ａ〜３ｂが同じ出力で同じ時間、稼動しているためエンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値は統一化される。

ただし、起動エンジンの出力の総和は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）となるが、実際にはエンジン効率により出力が低下すると考えられる。今回は、効率による出力低下の影響は無視した模式的な考え方を示している。

図４に編成両数を４両とした場合について示す。まず、車両１ａ〜１ｄにおけるインバータ装置６ａ〜６ｄ及び補助電源装置７ａ〜７ｄの負荷に応じた車両１ａ〜１ｄ毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。

次に、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を編成内のエンジン数（４）で均等割りした値をエンジン３ａ〜３ｄが出力する。

エンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値の初期値が異なる場合は、図５、図６（図５をブロック図として表した図）に示すように、エンジンを起動する車両と停止する車両を設け、エンジン３ａ〜３ｂの稼働時間によりエンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、エンジン３ａ〜３ｂの稼動時間を調整し、エンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値を均一化させる。

具体的には、まず、インバータ装置６ａ〜６ｂ及び補助電源装置７ａ〜７ｂの負荷に応じた車両１ａ〜１ｂ毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。

次に、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が小さい場合かつ、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を編成内の１つのエンジン３ａ（又は３ｂ）のみで負担できる（エンジンの最大出力仕様を越えない）場合においては、編成内の１つのエンジン３ａ（又は３ｂ）を起動し、残りのエンジン３ｂ（又は３ａ）は停止する。つまり、エンジン３ａ（又は３ｂ）のみが編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を負担する。

統括制御装置１２が、エンジン３ａ〜３ｂの出力情報及びエンジン３ａ〜３ｂの稼動時間情報によりエンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値（電力量）を算出し、エンジン３ａ（又は３ｂ）の出力時間積算値が閾値を越えると統括制御装置１２がエンジン３ａ（又は３ｂ）の制御装置８ａ（８ｂ）へ伝達する指令を起動指令から停止指令に切替える。

逆に、エンジン３ｂ（又は３ａ）の出力時間積算値が閾値を下回ると統括制御装置１２がエンジン３ｂ（又は３ａ）の制御装置８ｂ（又は８ａ）へ伝送する指令を停止指令から起動指令に切替える。

このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）となるようにする。

指令を受けたエンジン３ａ〜３ｂの制御装置８ａ〜８ｂが、統括指令装置１２からの指令通りに起動・停止を切替えることで、エンジン３ａ〜３ｂの稼動時間を調整し、出力時間積算値の統一化を図る。

また、エンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値が均一化すると、出力時間積算値の初期値が同じ場合の均等割り制御に切り替わる。

ここで、惰行運転中や定速運転、停車時等のように編成全体で必要となる出力が小さい場合において、図５の状態Ａ又は状態Ｂのようにエンジンを起動する車両と停止する車両を設けることで、起動エンジンあたりの出力負担を増大させることでエンジン効率の向上という二次的効果が期待できる。

図７に編成両数を４両とした場合（編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が編成内の１つのエンジンのみで負担できるとき）について示す。

まず、車両１ａ〜１ｄにおけるインバータ装置６ａ〜６ｄ及び補助電源装置７ａ〜７ｄの負荷に応じた車両１ａ〜１ｄ毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。

編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が小さいかつ、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が編成内の１つのエンジンのみで負担できる（エンジンの最大出力仕様を越えない）ため、１つの車両のエンジンのみを起動し、残りの３両のエンジンは停止する。

このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）となるようにする。なお、エンジン３ａ〜３ｄの起動・停止の切り替えはエンジン３ａ〜３ｄの稼動時間に基づいて行う。

図８に編成両数を４両とした場合（編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が編成内の１つのエンジンのみで負担できないとき）について示す。

まず、車両１ａ〜１ｄにおけるインバータ装置６ａ〜６ｄ及び補助電源装置７ａ〜７ｄの負荷に応じた各車両毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。

編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が小さいが、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が１つのエンジンのみで負担できない（エンジンの最大出力仕様を越える）ため、２つの車両のエンジンを起動し、残りの２両のエンジンは停止する。

このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を起動エンジン数（２）で均等割りし、起動しているエンジンの出力の総和が、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）となるようにする。なお、エンジン３ａ〜３ｄの起動・停止の切り替えはエンジン３ａ〜３ｄの稼動時間に基づいて行う。

以上のように、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を編成内の１つのエンジンのみで負担できない（エンジンの最大出力仕様を越える）場合は、起動エンジン数を順次増やしていく。

エンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値が均一化するようにエンジン３ａ〜３ｂの出力及び稼動時間を個別制御する方法として、図２、図５ではエンジン３ａ〜３ｂの出力及び稼動時間を常時監視することで得られるエンジン３ａ〜３ｂの出力情報及び稼動時間情報を基にエンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値が均一になるようにエンジン３ａ〜３ｂの出力及び稼動時間を制御（調整）する方法を挙げた。

出力情報及び稼動時間情報を用いない別の方法として、図９、図１０（図９をブロック図として表した図）に示すように、区間情報（現在、自車が走行している区間）に基づいてエンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、エンジン３ａ〜３ｂの稼動時間を調整し、エンジン３ａ〜３ｂの出力時間積算値を均一化させる。

具体的には、まず、インバータ装置６ａ〜６ｂ及び補助電源装置７ａ〜７ｂの負荷に応じた車両１ａ〜１ｂ毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。

次に、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が小さい場合かつ、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を編成内の１つのエンジン３ａ（又は３ｂ）のみで負担できる（エンジンの最大出力仕様を越えない）場合においては、編成内の１つのエンジン３ａ（又は３ｂ）を起動し、残りのエンジン３ｂ（又は３ａ）は停止する。つまり、エンジン３ａ（又は３ｂ）のみが編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を負担する。

走行区間毎の勾配による影響を考慮したエンジンの起動・停止パタンを予め設定しておき、該起動・停止パタンと自車が走行している区間に基づいて、統括制御装置１２がエンジン３ａ〜３ｂの制御装置８ａ〜８ｂへの指令を停止指令（起動指令）から起動指令（停止指令）に切替える。
このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）となるようにする。指令を受けたエンジン３ａ〜３ｂの制御装置８ａ〜８ｂが、統括指令装置１２からの指令通りに起動・停止を切替えることで、エンジン３ａ〜３ｂの稼動時間を調整し、出力時間積算値の統一化を図る。

図９において、勾配がほとんどない場合は、図１１に示すように区間による切替えとして上り線走行時と下り線走行時での切替えが考えられる。

例えば、上り線走行時はエンジン３ａを起動、エンジン３ｂを停止し、下り線走行時はエンジン３ａを停止、エンジン３ｂを起動する。

図１２に編成両数を４両とした場合（編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が編成内の１つのエンジンのみで負担できるとき）について示す。

まず、車両１ａ〜１ｄにおけるインバータ装置６ａ〜６ｄ及び補助電源装置７ａ〜７ｄの負荷に応じた車両１ａ〜１ｄ毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。

編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が小さいかつ、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が編成内の１つのエンジンのみで負担できる（エンジンの最大出力仕様を越えない）ため、１つの車両のエンジンのみを起動し、残りの３両のエンジンは停止する。

このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）となるようにする。なお、エンジン３ａ〜３ｄの起動・停止の切り替えは区間情報（現在、自車が走行している区間）に基づいて行う。

図１３に編成両数を４両とした場合（編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が編成内の１つのエンジンのみで負担できないとき）について示す。

まず、車両１ａ〜１ｄにおけるインバータ装置６ａ〜６ｄ及び補助電源装置７ａ〜７ｄの負荷に応じた車両１ａ〜１ｄ毎の必要駆動出力を加算し、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を算出する。

編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が小さいが、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）が編成内の１つのエンジンのみで負担できない（エンジンの最大出力仕様を越える）ため、２つの車両のエンジンを起動し、残りの２両のエンジンは停止する。

このとき、起動しているエンジンの出力は、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を起動エンジン数（２）で均等割りし、起動しているエンジンの出力の総和が、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）となるようにする。なお、エンジン３ａ〜３ｄの起動・停止の切り替えは区間情報（現在、自車が走行している区間）に基づいて行う。

以上のように、編成全体で必要となる出力（必要駆動出力）を編成内の１つのエンジンのみで負担できない（エンジンの最大出力仕様を越える）場合は、起動エンジン数を順次増やしていく。

ここまでは、各車両に１台のエンジンを搭載していることを前提としたが、車両１台に複数台のエンジンを搭載していても、上記均等方式及び切り替え方式を用いた各エンジンの出力時間積算値の統一化手法は適応可能である。

本発明の実施態様により、各エンジンの出力時間積算値（電力量） が均一になり、各エンジンのメンテナンス周期の統一化を図ることができる。メンテナンス周期の統一化は作業性、作業コストの面から有利となる。

１ａ〜１ｃ 鉄道車両
２ａ〜２ｃ 電動機
３ａ〜３ｃ エンジン
４ａ〜４ｃ 発電機
５ａ〜５ｃ コンバータ装置
６ａ〜６ｃ インバータ装置
７ａ〜７ｃ 補助電源装置
８ａ〜８ｃ 制御装置
９ａ〜９ｃ 制御装置
１０ａ〜１０ｃ 制御装置
１１ａ〜１１ｃ 制御装置
１２ 統括制御装置
１３ 通信線

Claims (6)

1. エンジンと該エンジンによって駆動される発電機と、該発電機から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置と、該コンバータ装置から出力される直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換し、該交流電力を車両を駆動する交流電動機に供給するインバータ装置と、補助機器に電力を供給する補助電源装置をコンバータ装置とインバータ装置の間の直流部に備えた鉄道車両を複数両連結して、補助機器と車両を駆動させる動力を得るための複数のエンジンを有し、
   各車両の負荷に応じた必要駆動出力情報を集約し編成全体で必要となる必要駆動出力を算出する必要駆動出力算出部と、該エンジンの出力情報及び稼動時間情報を集約し該出力情報及び該稼動時間情報を基に該エンジンの出力時間積算値を算出する出力時間積算値算出部と、自車が走行している区間を取得する走行区間取得部を有する統括制御装置を備えている編成車両の制御方法において、
   該エンジンの出力時間積算値を均一化するように、該統括制御装置が該エンジンの出力指令及び起動・停止の稼動時間指令を演算し、該出力指令及び該稼動時間指令に基づいて、通信線を介して各エンジンの制御装置に稼働時間指令を伝達して各エンジンの稼働時間を個別制御し、また、通信線を介して各コンバータ装置の制御装置及び各インバータ装置の制御装置に出力指定を伝達して、各コンバータ装置及び各インバータ装置の出力を個別制御することにより各エンジンの出力を個別制御して、該エンジンの出力及び稼動時間を調整し、
   各エンジンの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力を編成内の各エンジンが均等負担するように該エンジンの出力を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする編成車両の制御方法。
2. 請求項１に記載の編成車両の制御方法において、各エンジンの出力時間積算値の初期値が異なる場合は、該エンジンを起動する車両と停止する車両を設け、該エンジンの稼働時間によりエンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、該エンジンの稼動時間を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化すると、出力時間積算値の初期値が同じ場合の均等割り制御に切り替えることを特徴とする編成車両の制御方法。
3. 請求項１に記載の編成車両の制御方法において、走行区間毎の勾配による影響を考慮したエンジンの起動・停止パタンを予め設定しておき、該起動・停止パタンと自車が走行している区間に基づいて、エンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、各エンジンの稼動時間を調整し、各エンジンの出力時間積算値を均一化させることを特徴とする編成車両の制御方法。
4. エンジンと該エンジンによって駆動される発電機と、該発電機から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置と、該コンバータ装置から出力される直流電力を可変電圧、可変周波数の交流電力に変換し、該交流電力を車両を駆動する交流電動機に供給するインバータ装置と、補助機器に電力を供給する補助電源装置をコンバータ装置とインバータ装置の間の直流部に備えた鉄道車両を複数両連結して、補助機器と車両を駆動させる動力を得るための複数のエンジンを有し、
   各車両の負荷に応じた必要駆動出力情報を集約し編成全体で必要となる必要駆動出力を算出する必要駆動出力算出部と、該エンジンの出力情報及び稼動時間情報を集約し該出力情報及び該稼動時間情報を基に該エンジンの出力時間積算値を算出する出力時間積算値算出部と、自車が走行している区間を取得する走行区間取得部を有する統括制御装置を備えている編成車両の制御装置において、
   前記統括制御装置は、
   該エンジンの出力時間積算値を均一化するように、該エンジンの出力指令及び起動・停止の稼動時間指令を演算し、該出力指令及び該稼動時間指令に基づいて、通信線を介して各エンジンの制御装置に稼働時間指令を伝達して各エンジンの稼働時間を個別制御し、また、通信線を介して各コンバータ装置の制御装置及び各インバータ装置の制御装置に出力指定を伝達して、各コンバータ装置及び各インバータ装置の出力を個別制御することにより各エンジンの出力を個別制御して、該エンジンの出力及び稼動時間を調整し、
   各エンジンの出力時間積算値の初期値が同じ場合は、編成全体で必要となる出力を編成内の各エンジンが均等負担するように該エンジンの出力を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化させる手段を備えていることを特徴とする編成車両の制御装置。
5. 請求項４に記載の編成車両の制御装置において、各エンジンの出力時間積算値の初期値が異なる場合は、該エンジンを起動する車両と停止する車両を設け、該エンジンの稼働時間によりエンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、該エンジンの稼動時間を調整し、該エンジンの出力時間積算値を均一化させると、出力時間積算値の初期値が同じ場合の均等割り制御に切り替える手段を備えていることを特徴とする編成車両の制御装置。
6. 請求項４に記載の編成車両の制御装置において、走行区間毎の勾配による影響を考慮したエンジンの起動・停止パタンを予め設定しておき、該起動・停止パタンと自車が走行している区間に基づいて、エンジンを起動する車両と停止する車両を切替えることで、各エンジンの稼動時間を調整し、各エンジンの出力時間積算値を均一化させる手段を備えていることを特徴とする編成車両の制御装置。

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