特開 2024-126214 電力回生ブレーキの健全性判断システムおよび健全性判断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126214

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】電力回生ブレーキの健全性判断システムおよび健全性判断方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/00 20190101AFI20240912BHJP

   B60L 7/12 20060101ALI20240912BHJP

   G01M 17/08 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

B60L3/00 N

B60L7/12 A

G01M17/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034452

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】弁理士法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮内 努

(72)【発明者】

【氏名】工藤 匠

(72)【発明者】

【氏名】北井 瑳佳

(72)【発明者】

【氏名】小池 潤

【テーマコード（参考）】

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H125AA05

5H125AC02

5H125CB02

5H125EE02

5H125EE42

5H125EE44

5H125EE51

5H125EE52

5H125EE57

(57)【要約】

【課題】自列車の情報のみを用いて、電圧上昇による回生絞り込み、空転／滑走による電力回生ブレーキ力の絞り込み、ブレーキ指令発生直後の過渡応答などを考慮して健全性を判断する。
【解決手段】対象とする列車の電力回生ブレーキの健全性判断システムとして、列車の、運転指令、列車速度、空転／滑走、モータ電流、架線電流および乗車率の少なくとも一つの情報から、当該列車の電力回生ブレーキの健全性判断を実施するか否かを判定して判断可否信号を出力する健全性判断実施判定部と、運転指令と列車速度と乗車率とから列車の電力回生ブレーキ特性を基にして電力回生ブレーキ力基準値を算出し、電力回生ブレーキ力基準値と列車の電圧とから電力回生ブレーキ絞り込み量を推定し、電力回生ブレーキ力基準値と電力回生ブレーキ絞り込み量と列車の電力回生ブレーキ力と判断可否信号とに基づいて電力回生ブレーキの異常有無を判定する健全性判定部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象とする列車の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記列車の、運転指令、列車速度、空転／滑走、モータ電流、架線電流および乗車率の少なくとも一つの情報から、当該列車の電力回生ブレーキの健全性判断を実施するか否かを判定して判断可否信号を出力する健全性判断実施判定部と、
前記運転指令と前記列車速度と前記乗車率とから前記列車の電力回生ブレーキ特性を基にして電力回生ブレーキ力基準値を算出し、前記電力回生ブレーキ力基準値と前記列車の電圧とから電力回生ブレーキ絞り込み量を推定し、前記電力回生ブレーキ力基準値と前記電力回生ブレーキ絞り込み量と前記列車の電力回生ブレーキ力と前記判断可否信号とに基づいて電力回生ブレーキの異常有無を判定する健全性判定部と
を備える電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記健全性判定部は、前記電力回生ブレーキ力基準値と前記電力回生ブレーキ絞り込み量との差分である推定電力回生ブレーキ力と前記列車の時々刻々の電力回生ブレーキ力との差分値を、基準判定値と比較して、前記電力回生ブレーキの異常有無を判定する
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項3】

請求項２に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記健全性判断実施判定部は、前記運転指令が制動でかつ所定時間以上変動することがない場合に、前記判断可否信号を判断可とする
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項4】

請求項２に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記健全性判断実施判定部は、前記列車速度が所定の閾値以上の場合に、前記判断可否信号を判断可とする
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項5】

請求項２に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記健全性判断実施判定部は、前記列車の空転／滑走が発生した場合に、前記判断可否信号を判断否とする
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項6】

請求項５に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記健全性判断実施判定部は、前記運転指令、前記乗車率、前記列車速度および前記列車のモータ電流特性から前記列車のモータ電流基準値を算出し、前記空転／滑走の発生を前記モータ電流基準値と前記列車のモータ電流との差分値に基づいて検知する
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項7】

請求項５に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記健全性判断実施判定部は、前記運転指令、前記乗車率、前記列車速度および前記列車の機器の効率から前記列車に対する架線電流基準値を算出し、前記空転／滑走の発生を前記架線電流基準値と前記列車に流れる架線電流との差分値に基づいて検知する
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項8】

請求項２に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記健全性判断実施判定部は、前記列車が走行中の乗車率が所定の閾値を超えた場合に、前記判断可否信号を判断否とする
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項9】

対象とする列車の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記列車の、運転指令、列車速度、空転／滑走、モータ電流、架線電流および乗車率の少なくとも一つの情報から、前記列車の電力回生ブレーキ力の健全性判断を実施するか否かを判定して判断可否信号を出力する健全性判断実施判定部と、
前記列車の、前記運転指令、前記列車速度、前記乗車率、電圧、前記電力回生ブレーキ力および前記判断可否信号それぞれの履歴データを基にしたクラスタ処理で得られるクラスタ空間を用いて、電力回生ブレーキの異常有無を判定する健全性判定部と
を備える電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
前記健全性判定部は、前記電力回生ブレーキの異常の判定回数が数回繰り返された場合に、異常として検知する
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項11】

請求項１から９のいずれか１項に記載の電力回生ブレーキの健全性判断システムであって、
定期的な期間毎に、前記電力回生ブレーキの全判定回数に対する前記電力回生ブレーキの異常の判定回数の割合を表示出力する機能を備える
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断システム。

【請求項12】

対象とする列車の電力回生ブレーキの健全性判断方法であって、
前記列車の、運転指令、列車速度、空転／滑走、モータ電流、架線電流および乗車率の少なくとも一つの情報から、当該列車の電力回生ブレーキの健全性判断を実施するか否かを判定して判断可否信号を出力し、
前記運転指令と前記列車速度と前記乗車率とから前記列車の電力回生ブレーキ特性を基にして電力回生ブレーキ力基準値を算出し、
前記電力回生ブレーキ力基準値と前記列車の電圧とから電力回生ブレーキ絞り込み量を推定し、
前記電力回生ブレーキ力基準値、前記電力回生ブレーキ絞り込み量、前記列車の電力回生ブレーキ力および前記判断可否信号に基づいて、電力回生ブレーキの異常有無を判定する
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の電力回生ブレーキの健全性判断方法であって、
前記電力回生ブレーキ力基準値と前記電力回生ブレーキ絞り込み量との差分である推定電力回生ブレーキ力と前記列車の時々刻々の電力回生ブレーキ力との差分値を、基準判定値と比較して、前記電力回生ブレーキの異常有無を判定する
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断方法。

【請求項14】

請求項１２または１３に記載の電力回生ブレーキの健全性判断方法であって、
前記運転指令が制動でかつ所定時間以上変更されることがない場合に、前記判断可否信号を判断可とする
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断方法。

【請求項15】

請求項１２または１３に記載の電力回生ブレーキの健全性判断方法であって、
前記列車の空転／滑走が発生した場合に、前記判断可否信号を判断否とする
ことを特徴とする電力回生ブレーキの健全性判断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両用電力回生ブレーキの健全性判断システムおよび健全性判断方法に関する

【背景技術】

【0002】

鉄道車両における保守作業の効率化・省力化の観点から、車上機器から取得されるデータを活用した、故障予兆／異常診断技術の開発が求められている。特に、鉄道車両の電力回生ブレーキは、速度０の状態ではブレーキ力が発生しないため、停車中の検査は困難であることから、この診断方法の開発は重要である。この方法の１つとして、自車も含む同一路線を走行する車両の走行中データを用いて電力回生ブレーキの異常を判断するシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１４７７８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の手法は、同一路線を走行する他車両の情報（電圧、電流、位置および速度）を基に、当該車両の電力回生ブレーキの絞り込み量を推定し、推定した絞り込み量と実際の電力回生ブレーキ量との和から、本来出力されるべき電力回生ブレーキ力を引いたものが、所定の範囲に入っているかどうかで電力回生ブレーキの異常を判断するものである。

【0005】

しかしながら、自車両以外の車両も電力回生ブレーキを使用している場合には、他の電力回生車両の影響もあるため、絞り込み量がどれだけあるのかを精度良く推定することが困難である。その結果、異常判断において誤判断をする恐れがある。また、空転／滑走が発生している場合にも、電力回生ブレーキ力が変動していることから、正しい判断ができない恐れもある。

【0006】

そこで、本発明では、電力回生ブレーキ力の健全性を判断するために、自列車の情報のみを用いて、電圧上昇による電力回生ブレーキ力の絞り込みや、空転／滑走による電力回生ブレーキ力の絞り込み、ブレーキ指令が発生した直後の過渡応答などを判断し、これらを考慮して健全性を判断する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、代表的な本発明の電力回生ブレーキの健全性判断システムの一つは、対象とする列車の、運転指令、列車速度、空転／滑走、モータ電流、架線電流および乗車率の少なくとも一つの情報から、当該列車の電力回生ブレーキの健全性判断を実施するか否かを判定して判断可否信号を出力する健全性判断実施判定部と、運転指令と列車速度と乗車率とから列車の電力回生ブレーキ特性を基にして電力回生ブレーキ力基準値を算出し、電力回生ブレーキ力基準値と列車の電圧とから電力回生ブレーキ絞り込み量を推定し、電力回生ブレーキ力基準値と電力回生ブレーキ絞り込み量と列車の電力回生ブレーキ力と判断可否信号とに基づいて電力回生ブレーキの異常有無を判定する健全性判定部とを備えるものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、自列車の走行中のデータのみを用いることによって、電力回生ブレーキ力の健全性を判断することが可能となる。また、空転／滑走やブレーキ指令の変動も考慮した判断が可能となり、精度良い電力回生ブレーキ力の健全性を判断することが可能となる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の、発明を実施するための形態における説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例１に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システムの構成を示す図である。

【図2】実施例１に係る電力回生ブレーキ力基準値算出部の構成を示す図である。

【図3】実施例１に係る健全性判断実施判定処理のフローチャートの一例を示す図である。

【図4】電力回生ブレーキ力の絞り込み特性の一例を示す図である。

【図5】実施例１に係る電力回生ブレーキ力健全性判定処理のフローチャートの一例を示す図である。

【図6】横軸を日時にして縦軸を電力回生ブレーキ力の異常度として示す図である。

【図7】本発明の実施例２に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システムの構成を示す図である。

【図8】実施例２に係る電力回生ブレーキ力基準値算出部の構成を示す図である。

【図9】実施例２に係る健全性判断実施判定処理のフローチャートの一例を示す図である。

【図10】本発明の実施例３に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システムの構成を示す図である。

【図11】実施例３に係る電力回生ブレーキ力基準値算出部の構成を示す図である。

【図12】実施例３に係る健全性判断実施判定処理のフローチャートの一例を示す図である。

【図13】本発明の実施例４に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システムの構成を示す図である。

【図14】実施例４に係る電力回生ブレーキ力基準値算出部の構成を示す図である。

【図15】実施例４に係る健全性判断実施判定に用いるモータ電流特性のグラフの一例を示す図である。

【図16】本発明の実施例５に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システムの構成を示す図である。

【図17】実施例５に係る電力回生ブレーキ力基準値算出部の構成を示す図である。

【図18】実施例５に係る健全性判断実施判定処理のフローチャートの一例を示す図である。

【図19】本発明の実施例６に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システムの構成を示す図である。

【図20】実施例６に係る電力回生ブレーキ力基準値算出部の構成を示す図である。

【図21】実施例６に係る健全性判断実施判定処理のフローチャートの一例を示す図である。

【図22】本発明の実施例７に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システムの構成を示す図である。

【図23】実施例７に係る電力回生ブレーキ健全性判定部の構成を示す図である。

【図24】実施例７に係るクラスタリング処理部の処理結果から得られるクラスタ空間を示す図である。

【図25】クラスタ空間を用いた健全性判断の正常／異常の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態として実施例１から７について説明する。なお、これら各実施例により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の構成部分には同一の符号を付して示している。

【実施例0011】

図１は、本発明の実施例１に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システム１０４の構成を示す図である。
電力回生ブレーキ装置健全性判断システム１０４は、電力回生ブレーキ力基準値算出部１０１と、電力回生ブレーキ絞り込み量推定部１０２と、電力回生ブレーキ健全性判定部１０３と、から構成される。

【0012】

電力回生ブレーキ力基準値算出部１０１は、列車の時々刻々の力行、惰行、制動などの動作を指令する運転指令１５１、当該列車の乗車率１５２および当該列車の速度１５３を入力として、図示していない電力回生ブレーキ特性を基に当該列車が制動する際に得られる電力回生ブレーキ力基準値１５４と、電力回生ブレーキの健全性判断を実施するか否かを示す判断可否信号１５５とを算出する。

【0013】

電力回生ブレーキ絞り込み量推定部１０２は、電力回生ブレーキ力基準値１５４および当該列車の電圧１５６を入力として、電力回生ブレーキ絞り込み量１５７を推定する。ここで、列車の電圧は、架線から入力された列車内の直流リンク電圧に代表されるものである。

【0014】

電力回生ブレーキ健全性判定部１０３は、当該列車の電力回生ブレーキ力１５８、電力回生ブレーキ力基準値１５４、判断可否信号１５５および電力回生ブレーキ絞り込み量１５７を入力として、電力回生ブレーキの異常有無（正常か異常か）を判断して、電力回生ブレーキ異常有無信号１５９を出力する。

【0015】

図２は、実施例１に係る電力回生ブレーキ力基準値算出部１０１の構成を示す図である。
電力回生ブレーキ力基準値算出部１０１は、少なくとも当該列車の電力回生ブレーキ特性２５１を格納する列車特性テーブル２０１と、当該列車の電力回生ブレーキ特性２５１、運転指令１５１、乗車率１５２および速度１５３を入力として、列車として出力されるべき電力回生ブレーキ力基準値１５４を算出する基準電力回生ブレーキ力算出部２０２と、運転指令１５１を基に健全性判断を実施するか否かを示す判断可否信号１５５を決定する健全性判断実施判定部２０３と、から構成される。

【0016】

ここで、列車特性テーブル２０１に含まれている電力回生ブレーキ特性２５１について説明する。
電力回生ブレーキ特性２５１は、運転指令、速度および乗車率を基に、電力回生ブレーキ力が一意に定まるように設定される特性である。例えば、運転指令がＢ１、速度５０ｋｍ／ｈおよび乗車率が５０％であれば、電力回生ブレーキ力は１０［ｋＮ／ＭＭ］、また、運転指令がＢ３、速度４０ｋｍ／ｈおよび乗車率が４０％であれば、電力回生ブレーキ力は１５［ｋＮ／ＭＭ］、といった形で設定される。

【0017】

次に、基準電力回生ブレーキ力算出部２０２で算出される電力回生ブレーキ力基準値１５４の計算方法について説明する。
運転指令１５１、乗車率１５２および速度１５３に対して定義されている電力回生ブレーキ特性２５１が列車特性テーブル２０１に存在する場合には、それをそのまま用いる。

【0018】

しかし、定義されている電力回生ブレーキ特性２５１が列車特性テーブル２０１に存在しない場合には、運転指令１５１と同一の運転指令で定義されている電力回生ブレーキ特性２５１の中から、以下（１）から（４）に示す、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４のデータを抽出し、乗車率１５２と速度１５３に対して線形補間を行うことで、電力回生ブレーキ力基準値１５４を算出する。
（１）乗車率１５２よりも小さい中で最も大きい乗車率Ｐ１、かつ速度１５３よりも小さい中で最も大きい速度Ｓ１、で定まる電力回生ブレーキ力Ｘ１
（２）乗車率１５２よりも小さい中で最も大きい乗車率Ｐ１、かつ速度１５３よりも大きい中で最も小さい速度Ｓ２、で定まる電力回生ブレーキ力Ｘ２
（３）乗車率１５２よりも大きい中で最も小さい乗車率Ｐ２、かつ速度１５３よりも小さい中で最も大きい速度Ｓ１、で定まる電力回生ブレーキ力Ｘ３
（４）乗車率１５２よりも大きい中で最も小さい乗車率Ｐ２、かつ速度１５３よりも大きい中で最も小さい速度Ｓ２、で定まる電力回生ブレーキ力Ｘ４
ここで、線形補間の方法は、一般的な方法であるため説明は省略する。

【0019】

また、電力回生ブレーキ特性２５１が、架線電圧と先の運転指令、速度および乗車率に架線電圧を加え、これら４つのパラメータを基に電力回生ブレーキ力が一意に定まるように設定される特性であってもよい。その場合には、例えば、架線電圧が１６５０Ｖ、運転指令がＢ１、速度５０ｋｍ／ｈおよび乗車率が５０％であれば、電力回生ブレーキ力が１０［ｋＮ／ＭＭ］といった形で設定されていればよい。その場合に、図１に示す電力回生ブレーキ力基準値算出部１０１および図２に示す基準電力回生ブレーキ力算出部２０２のそれぞれの入力として電圧１５６を追加し、基準電力回生ブレーキ力算出部２０２を、以下のようにすることで、計算可能である。

【0020】

運転指令１５１、乗車率１５２、速度１５３および電圧１５６に対して定義されている電力回生ブレーキ特性２５１が列車特性テーブル２０１に存在する場合には、それをそのまま用いる。

【0021】

しかし、定義されている電力回生ブレーキ特性２５１が列車特性テーブル２０１に存在しない場合には、運転指令１５１と同一の運転指令で定義されている電力回生ブレーキ特性２５１の中から、以下の（１）から（８）に示す、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７およびＹ８のデータを抽出し、乗車率１５２、速度１５３および電圧１５６に対して線形補間を行うことで、電力回生ブレーキ力基準値１５４を算出する。
（１）乗車率１５２よりも小さい中で最も大きい乗車率Ｐ１、かつ速度１５３よりも小さい中で最も大きい速度Ｓ１、かつ電圧１５６よりも小さい中で最も大きい電圧Ｖ１、で定まる電力回生ブレーキ力Ｙ１
（２）乗車率１５２よりも小さい中で最も大きい乗車率Ｐ１、かつ速度１５３よりも大きい中で最も小さい速度Ｓ２、かつ電圧１５６よりも小さい中で最も大きい電圧Ｖ１、で定まる電力回生ブレーキ力Ｙ２
（３）乗車率１５２よりも大きい中で最も小さい乗車率Ｐ２、かつ速度１５３よりも小さい中で最も大きい速度Ｓ１、かつ電圧１５６よりも小さい中で最も大きい電圧Ｖ１、で定まる電力回生ブレーキ力Ｙ３
（４）乗車率１５２よりも大きい中で最も小さい乗車率Ｐ２、かつ速度１５３よりも大きい中で最も小さい速度Ｓ２、かつ電圧１５６よりも小さい中で最も大きい電圧Ｖ１、で定まる電力回生ブレーキ力Ｙ４
（５）乗車率１５２よりも小さい中で最も大きい乗車率Ｐ１、かつ速度１５３よりも小さい中で最も大きい速度Ｓ１、かつ電圧１５６よりも大きい中で最も小さい電圧Ｖ２、で定まる電力回生ブレーキ力Ｙ５
（６）乗車率１５２よりも小さい中で最も大きい乗車率Ｐ１、かつ速度１５３よりも大きい中で最も小さい速度Ｓ２、かつ電圧１５６よりも大きい中で最も小さい電圧Ｖ２、で定まる電力回生ブレーキ力Ｙ６
（７）乗車率１５２よりも大きい中で最も小さい乗車率Ｐ２、かつ速度１５３よりも小さい中で最も大きい速度Ｓ１、かつ電圧１５６よりも大きい中で最も小さい電圧Ｖ２、で定まる電力回生ブレーキ力Ｙ７
（８）乗車率１５２よりも大きい中で最も小さい乗車率Ｐ２、かつ速度１５３よりも大きい中で最も小さい速度Ｓ２、かつ電圧１５６よりも大きい中で最も小さい電圧Ｖ２、で定まる電力回生ブレーキ力Ｙ８
ここで、線形補間の方法は、一般的な方法であるため説明は省略する。

【0022】

次に、健全性判断実施判定部２０３について、図３を用いて説明する。
図３は、健全性判断実施判定処理のフローチャートの一例を示す図である。このフローチャートを実行する主体は、健全性判断実施判定部２０３であるが、以下ではこの主体の記載を省略する。

【0023】

ステップＳ３０１では、本判定処理が、当該日時においてこれまで実施されていないか否かをチェックする。実施されていないのならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に進む。実施されていれば（Ｎｏ）、ステップＳ３０３に進む。

【0024】

ステップＳ３０２では、運転指令同一判定カウントを０にリセットし、ステップＳ３０３に進む。

【0025】

ステップＳ３０３では、運転指令１５１が前回の運転指令と同一かつブレーキ指令か否かを判断する。同一かつブレーキ指令であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０４に進む。否であれば（Ｎｏ）、ステップＳ３０５に進む。

【0026】

ステップＳ３０４では、運転指令同一判定カウントを１増加させ、ステップＳ３０６に進む。

【0027】

ステップＳ３０５では、運転指令同一判定カウントを０にリセットし、ステップＳ３０６に進む。

【0028】

ステップＳ３０６では、運転指令同一判定カウントが所定値以上か否かを判断する。所定値以上であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０７に進む。所定値未満であれば（Ｎｏ）、ステップＳ３０８に進む。ここで、所定値は、任意に決められる。例えば、ブレーキ指令が出てから出力が安定するまでにかかる時間を基に、定めてよい。

【0029】

ステップＳ３０７では、健全性判断の判断可否信号１５５を判断可にし、これにより処理フローは終了に至る。

【0030】

ステップＳ３０８では、健全性判断の判断可否信号１５５を判断否にし、これにより処理フローは終了に至る。

【0031】

次に、電力回生ブレーキ絞り込み量推定部１０２の処理について、図４を用いて説明する。
図４は、電力回生ブレーキ力の絞り込み特性の一例を示す図である。横軸が電圧、縦軸が電流である。

【0032】

電力回生ブレーキ力は、電圧がある値Ｖ０を超えると電流を絞り込む特性を有する。図４に示す例では、電圧がＶ０以下までは、電流Ｉｍａｘまでの電力回生ブレーキ力が得られるが、電圧がＶ０よりも上昇すると、電流が絞り込まれ、電圧Ｖｍａｘに到達すると電流は０となる。従って、電圧によって電力回生ブレーキの上限電流が決まり、上限電流と、その時の電圧と機器の効率μによって、絞り込みも含めた最大電力回生ブレーキ力Ｐが決まることになる。

【0033】

電力回生ブレーキの絞り込み量は、設計上得られる電力回生ブレーキ力から、最大電力回生ブレーキ力Ｐを引いた値Ｗによって求められる。Ｗ＞０の場合には、Ｗが絞り込み量である。Ｗ＜０の場合には、設計上得られる電力回生ブレーキ力が出力可能であることから、絞り込み量Ｗは０となる。このようにして得られた絞り込み量Ｗが、電力回生ブレーキ絞り込み量１５７として出力される。

【0034】

次に、電力回生ブレーキ健全性判定部１０３の処理について、図５を用いて説明する。
図５は、電力回生ブレーキ力健全性判定処理のフローチャートの一例を示す図である。このフローチャートを実行する主体は、電力回生ブレーキ健全性判定部１０３であるが、以下ではこの主体の記載を省略する。

【0035】

ステップＳ５０１では、健全性判断の判断可否信号１５５が判断可か否かをチェックする。判断可（Ｙｅｓ）であれば、ステップＳ５０２に進む。一方、判断否（Ｎｏ）であれば、終了する。

【0036】

ステップＳ５０２では、電力回生ブレーキ力基準値１５４と電力回生ブレーキ絞り込み量１５７との差から、推定電力回生ブレーキ力Ｐｎを算出し、ステップＳ５０３に進む。

【0037】

ステップＳ５０３では、推定回生ブレーキ力Ｐｎと当該列車の時々刻々の電力回生ブレーキ力１５８の差の絶対値が、基準判定値以下かどうかを判断する。基準判定値以下の場合（Ｙｅｓ）であれば、ステップＳ５０４に進む。基準判定値を超える場合（Ｎｏ）であれば、ステップＳ５０５に進む。ここで、基準判定値は、一般的には０であるが、センシング誤差などを考慮して微小な値を設定する。

【0038】

ステップＳ５０４では、判定結果を正常とし、これにより処理フローは終了に至る。
ステップＳ５０５では、判定結果を異常とし、これにより処理フローは終了に至る。

【0039】

ここで、本処理フローの結果、判定結果が異常となった場合においても、即座に異常を出力せず、異常の判定が数回繰り返された場合に、異常として検知する誤検知対策を施してもよい。その際において、例えば、ステップＳ５０３で、基準判定値との差分が一定以上大きくなった場合には、異常の可能性が高くなったとして、異常と判定する方法でもよい。

【0040】

また、正常／異常の結果を基に、健全性の指標を出す方法も考えられる。例えば、１日毎あるいは１か月毎といった定期的な期間毎に、異常とされた判定回数／全判定回数で計算された「異常度」を表示する。これにより、異常と思われる電力回生ブレーキ装置を抽出し、保守員が作業する際に、優先的かつ精査すべき装置を示すことができる。

【0041】

図６は、横軸を日時にして縦軸を電力回生ブレーキ力の異常度として示す図である。これにより、異常の予兆を捉えることも可能となる。また、真の異常と判定するための閾値を設け、異常度の割合が真の異常と判定する閾値を超えたら、異常と判定するようにしてもよい。
上述した処理フローを用いることで、電力回生ブレーキ力の健全性を判定することが可能となる。

【0042】

なお、本実施例１に係る構成では、図１および図２に示したように、健全性判断実施判定部２０３を、電力回生ブレーキ力基準値算出部１０１の中に含めているが、必ずしも電力回生ブレーキ力基準値算出部１０１の中に含める必要はなく、独立させる構成であってもよい。

【0043】

または、健全性判断実施判定部２０３を電力回生ブレーキ絞り込み量推定部１０２に含める構成としてもよい。ただし、この場合には、電力回生ブレーキ絞り込み量推定部１０２は、運転指令１５１を入力とする必要がある。

【実施例0044】

図７は、本発明の実施例２に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システムの構成を示す図である。
実施例２に係る電力回生ブレーキ装置健全性判断システム７０２は、図１に示す実施例１の電力回生ブレーキ力基準値算出部１０１を、電力回生ブレーキ力基準値算出部７０１に置き換えたものである。

【0045】

図８は、電力回生ブレーキ力基準値算出部７０１の構成を示す図である。
電力回生ブレーキ力基準値算出部７０１は、列車の電力回生ブレーキ特性２５１を格納する列車特性テーブル２０１からの電力回生ブレーキ特性２５１、運転指令１５１、乗車率１５２および速度１５３を基に、列車として出力されるべき電力回生ブレーキ力基準値１５４を算出する基準電力回生ブレーキ力算出部２０２と、速度１５３を基に健全性判断の判断可否信号１５５を決定する健全性判断実施判定部８０１とから構成される。

【0046】

次に、健全性判断実施判定部８０１について、図９を用いて説明する。
図９は、実施例２に係る健全性判断実施判定処理のフローチャートの一例を示す図である。このフローチャートを実行する主体は、健全性判断実施判定部２０３であるが、以下ではこの主体の記載を省略する。

【0047】

ステップＳ９０１では、速度１５３が閾値速度以上かを判断する。閾値速度以上（Ｙｅｓ）であれば、ステップＳ９０２に進み、閾値速度未満（Ｎｏ）であれば、ステップＳ９０３に進む。

【0048】

ステップＳ９０２では、健全性判断の判断可否信号１５５を判断可にし、これにより処理フローは終了に至る。

【0049】

ステップＳ９０３では、健全性判断の判断可否信号１５５を判断否にし、これにより処理フローは終了に至る。

【0050】

ここで、閾値速度としては、電力回生ブレーキが検知可能な速度を用いるのがよい。その理由は、電力回生ブレーキが検知できない速度では、電力回生ブレーキが発生したとしても、その妥当性を判断することができないからである。

【0051】

上述した処理フローを実行した後に、先の実施例１で説明したところの図４以降で示した処理を行うことで、電力回生ブレーキ力の健全性を判定することが可能となる。
なお、本実施例２に係る構成は、図７および図８で示すように、健全性判断実施判定部８０１を、電力回生ブレーキ力基準値算出部７０１の中に含めているが、必ずしも電力回生ブレーキ力基準値算出部７０１の中に含める必要はなく、独立させる構成であってもよい。

【0052】

また、健全性判断実施判定部８０１を電力回生ブレーキ絞り込み量推定部１０２に含める構成であってもよい。ただし、この場合には、電力回生ブレーキ絞り込み量推定部１０２は、速度１５３を入力とする必要がある。