JP4519200B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、車両の機器などに電力を供給するために床下や屋根上等に、例えば箱形状にて艤装される車両用制御装置に関するものである。
床下に箱形状にて艤装される機器については、例えば特許文献１、特許文献３に開示されている。また屋根上に箱形状にて艤装される機器については、例えば特許文献２に開示されている。
特開２００１−２５８２３６号公報（図３） 特開平７−１７３９６号公報（図３） 特開平５−１９９６０１号公報（図１、図２）
特許文献１の従来技術においては、筐体に収納される主要部品の配置は記載されているものの電気的に接続する信号線や電力線の配置関係についてはほとんど触れられていない。また、実際には、部品間を接続するための信号線や電力線が縦横無尽に引き通されていることが一般的である。従って、部品を筐体に取付ける、あるいは取外す作業が容易でないという問題があり、保守、点検が簡単ではないという問題がある。また信号線や電力線が張り巡らされていることから、半導体スイッチによる電磁ノイズ経路が複雑化するため、電磁適合性（EMC：electro-magnetic compatibility）対策部品の選定が難しくなるという問題がある。
これらを幾分改善したものとして、特許文献３があり、信号線と電力線を分離配置した車両用制御装置が開示されている。特許文献３では、車両の床下に吊足を介して上部筐体及び下部筐体が取付けられ、下部筐体には、制御装置の主要部品である内蔵機器ユニットが収納されている。下部筐体の一側面及び他側面にはそれぞれ点検カバーが開閉自在に設けられている。内蔵機器ユニットの一側面側には、これに接続された電力線が上部筐体に配線されている。また、内蔵機器ユニットの他側面側には、これに接続された信号線が上部筐体に配線されている。電力線と信号線は上部筐体内で分離されて配置されている。この特許文献３の車両用制御装置でも、内蔵機器ユニットを取付又は取外す時は、一側面側のみならず、他側面側からも作業をする必要であり、取付、取外し、保守、点検が簡単ではないという問題があり、特に緊急修理時に手間取る問題があった。また、電力線が一側面に配置され、信号線が他側面に配置されていることから、内蔵機器ユニットの取付又は取外しは作業性の悪い筐体底面から行うことになり、内蔵機器ユニットの取付又は取外しの作業は容易ではないとういう問題があった。
この発明は、上記問題点に鑑み、装置の組立及び取外し作業の簡素化や長年に渡って装置の性能を維持するための保守及び点検作業の合理化が図れる車両用制御装置を提供することにある。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる車両用制御装置は、それぞれ入出力電位の変動に寄与する一つの最小の部品のみからなる複数の機能モジュールと、前記各機能モジュールに接続された信号線及び電力線とを備え、前記各機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、複数の前記機能モジュールは、前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする。
この発明に係る車両用制御装置によれば、それぞれ入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位であると共に入出力電位の変動に寄与しない部品を包含可能な複数の機能モジュールと、前記機能モジュールを接続する信号線及び電力線とを備え、前記機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、複数の前記機能モジュールは、前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置されるようにしたので、配線経路が簡素化されて、配線作業の簡素化が図られ、装置の組立及び取外し作業の簡素化と、長年に渡って装置の性能を維持するための保守及び点検作業の合理化が図られる。
実施の形態１.
この発明の実施の形態１を図１〜図８によって説明する。図１は実施の形態１による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。同図では同時に幾つかの機能モジュールへの分割も示している。まず図１の構成について説明する。図１に示すように、車両用制御装置本体２は、架線１（架線側と対地側）と入力端子群３を介して接続される。車両用制御装置本体２は、機能モジュール４Ａ〜４Ｅを備えており、全ての機能モジュール４Ａ〜４Ｅは、信号線用端子群が集約された第一のインターフェース領域５Ａ〜５Ｅを備え、また機能モジュール４Ｅ以外の機能モジュール４Ａ〜４Ｄは電力線用端子群が集約された第二のインターフェース６Ａ〜６Ｄを備えている。なお、端子には、符号ａ，ｂ，ｃを付けているものがある。
車両用制御装置本体２の外部にはリアクトル７が設置されており、このリアクトル７は端子群９を介して車両用制御装置本体２と接続される。また、車両用制御装置本体２の外部には変圧器(絶縁トランス)８が設置されており、この変圧器(絶縁トランス)８は、端子群１０ａ,１０ｂを介して車両用制御装置本体２と接続される。車両用制御装置本体２には出力端子群１１が設けられている。車両用制御装置本体２の内部には信号線の束を収納する線束収納部(配線ダクト)１２が配置されている。また、車両用制御装置本体２には、図示しないが車両用制御装置を上位で制御する制御器と情報を送受信するための制御入力端子群１３が設けられている。
各機能モジュールの主たる機能について説明する。機能モジュール４Ａは架線１（この場合は、直流電源）との電気的接続及び切り離しを行う機能を有する開閉回路である。機能モジュール４Ｂは直流電圧の充放電機能を有し、必要に応じて電磁ノイズを抑制できる機器（例えば、コア）を配置できるスペースを有している。機能モジュール４Ｃは直流電圧から交流電圧に変換する機能を有する。機能モジュール４Ｄは出力端子群１１に接続される負荷との電気的接続及び切り離し機能を有し、必要に応じて電磁ノイズを抑制できる機器（例えば、コア）を配置できるスペースを有している。通常、負荷としては車両用照明器具、空調装置などがある。機能モジュール４Ｅは制御基板やリレー回路を構成要素にもって上位制御器から制御用入力端子群１３を介して送られる信号に従い車両用制御装置全体を制御する制御回路である。この車両用制御装置は、例えば、補助電源装置として用いられる。
図２は図１の車両用制御装置の回路構成図である。機能モジュール４Ａから４Ｅの機能定義に応じた分割例を併せて示す。各機能モジュール４の構成要件として主要な部品を説明する。機能モジュール４Ａに関してはスイッチ１４である。機能モジュール４Ｂは、充放電回路で、逆阻止形半導体スイッチ１５、充電抵抗１６、放電スイッチ１７、放電抵抗１８を有する。機能モジュール４Ｃは、インバータで、コンデンサ１９、スイッチング回路２０を有する。また機能モジュール４Ｄは接触器２１で、負荷への供給電力を開閉する。なお、図２には、例えば電圧センサや電流センサなどは図示していない。
次に、機能モジュール４Ａ〜４Ｄの特性について説明する。機能モジュール４Ａ〜４Ｄは、それぞれ、入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位である。ここで、「入出力電位の変動に寄与する部品単位」とは、その作用により出力電位が入力電位と異なる状態となるような部品単位であり、「最小の部品単位」とは、このような部品単位のうち、更に分割して複数の「入出力電位の変動に寄与する部品単位」にすることができないような最小の部品単位を意味する。従って、本実施の形態の機能モジュール４Ａ〜４Ｄは、それぞれ、入出力電位の変動に寄与する最小の部品を唯一つ含む。ただし、各機能モジュールは、入出力電位の変動に寄与しない部品は任意個数含むことができる。機能モジュールの４Ａ〜４Ｄへの分割は、各機能モジュールがそれぞれ入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位となるようにしたものである。
例えば、機能モジュール４Ａはスイッチ１４を備えているが、このスイッチ１４により入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位としての機能を有する。即ち、スイッチ１４の入切により入力電位と出力電位が異なる状態となることから、機能モジュール４Ａは入出力電位の変動に寄与する部品を含み、他に入出力電位の変動に寄与する部品を備えていないため、最小の部品単位である。
また、機能モジュール４Ｂは逆阻止形半導体スイッチ１５、充電抵抗１６、放電スイッチ１７、放電抵抗１８を備えるが、これらのうち、逆阻止形半導体スイッチ１５及び充電抵抗１６の組が入出力電位の変動に寄与する最小の部品としての機能を有する。これに対して、放電スイッチ１７及び放電抵抗１８の組は入出力電位の変動に寄与しない部品である。即ち、放電スイッチ１７及び放電抵抗１８の組からなる部品に対しては、入力側の２つの端子と出力側の２つの端子との間で電位差に変動がなく、入出力電位の変動に寄与しない。機能モジュール４Ｂは、逆阻止形半導体スイッチ１５及び充電抵抗１６の組からなる入出力電位の変動に寄与する最小の部品を備えるとともに、放電スイッチ１７及び放電抵抗１８の組からなる入出力電位の変動に寄与しない部品を備えている。従って、機能モジュール４Ｂは、入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位である。
また、機能モジュール４Ｃは、コンデンサ１９、及びスイッチング回路２０を備える。これらのうち、スイッチング回路２０は、入出力電位の変動に寄与する最小の部品としての機能を有する。一方、コンデンサ１９は入出力電位の変動に寄与しない。即ち、コンデンサ１９は、入力側の２つの端子と出力側の２つの端子との間で電位差に変動がない。従って、機能モジュール４Ｃは、入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位である。
また、機能モジュール４Ｄは、接触器２１を備え、負荷への供給電力の開閉により、入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位として機能する。
後述するように、このように構成された機能モジュール４Ａ〜４Ｄによれば、機能モジュール間で互いに非干渉であるため、例えば一つの機能を追加／削除する際に、その機能のみを独立して追加／削除でき、設計、製作に要する時間が短縮できる。また、問題が生じた場合でも、短時間で点検・交換でき、速やかに装置を復旧することができる。
前述のように、機能モジュール４Ａから４Ｅの機能定義に応じて分割した場合、機能モジュール４Ｃには電磁ノイズを主に発生する機器、即ちインバータが集約され、機能モジュール４Ｂと機能モジュール４Ｄには、必要に応じてノイズフィルタ機能を持たせることができる。また、図１及び図２に示すように、各機能モジュール４を配置し、ある機能モジュール４の第二のインターフェース領域６と他の機能モジュール４の第二のインターフェース領域６が電力線によって接続されている場合に、相互の機能モジュール４を接続する電力線の本数又は組数（例えば、３相交流）は、架線側の電位と対地側の電位に等しくなる電力線以外の電力線について、直流について唯１本、又は多相交流について唯一組となるように機能モジュール４を設計することができる。つまり、機能モジュール４毎に、単一本数入力又は単一組数入力であり、且つ単一本数出力又は単一組数出力となるように、機能モジュール４を設計することができる。
これを図１について説明すると、架線側の電位と対地側の電位に等しくなる電力線、即ち、架線側の端子３ｂ−端子６Ａａ、対地側の端子３a−端子６Ｂｃ、及び対地側の端子３ａ−端子６Ｃａを除いて、電力線、即ち、機能モジュール４Ｂについては、入力側の端子９ｂ−端子６Ｂａと、出力側の端子６Ｂｂ−端子６Ｃｂ、機能モジュール４Ｃについては、入力側の端子６Ｂｂ−端子６Ｃｂと、出力側の端子６Ｃｃ−端子１０ａ、機能モジュール４Ｄについては、入力側の端子１０ｂ−端子６Ｄａと、出力側の端子６Ｄｂ−端子１１のように、複数の機能モジュールついて、単一本数入力又は単一組数入力であり、且つ単一本数出力又は単一組数出力となる。
実施の形態１のように、複数の機能モジュールは、開閉回路の機能モジュール、充放電回路の機能モジュール、インバータの機能モジュール、及び、接触器の機能モジュールが、この順序で接続されることによって、機能モジュール４Ｂ,４Ｃ,４Ｄ毎に、単一本数入力又は単一組数入力であり、且つ単一本数出力又は単一組数出力となる。このようにすると、架線１から入力された電気は、車両用補助電源装置から出力されるまで、車両用補助電源装置内に並べられた機能モジュール間を一方向に流れることから、機能モジュール間の電力線の配線経路を短くすることができる。また、車両用制御装置のある機能に問題が生じた場合に、点検又は交換しなければならない機能モジュール４を限られたものに抑制でき、短時間で容易に点検又は交換ができ、すみやかに装置を復旧することができる。
また、主に電磁ノイズの発生源となるインバータを有する機能モジュール４Ｃは、機能モジュール４Ｂと、変圧器８を経由して機能モジュール４Ｄのみに接続され、他の機能モジュールに接続されないため、補助電源装置としてはノイズ発生源を一つに集約でき、電磁ノイズを効果的に抑制することができ、ノイズ発生箇所を容易に特定できるので、ＥＭＣ対策を効果的に実施できる。そして、図１のように制御回路の機能モジュール４Ｅを接続すると、電磁ノイズを発生する機能モジュール４Ｃから遠ざけることができる。
このように、補助電源装置として用いられる車両用制御装置は、それぞれ入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位である複数の機能モジュールとして、開閉回路を有する機能モジュール、充放電回路を有する機能モジュール、インバータを有する機能モジュール、及び、接触器を有する機能モジュールに分割されているので、機能モジュール間で互いに非干渉となり、保守、点検が機能別に分離でき、すみやかに実施できると共に、インバータを有する機能モジュールには電磁ノイズを主に発生する機器が集約され、ノイズ対策を容易に実施することができる。
図３は、機能モジュール４Ａ〜４Ｄの別の構成例を回路構成図上で示した図であり、図４は、図３に相当する車両用制御装置のブロック図である。図３に示すように、回路構成自体は図２と同じであるが、機能モジュール４Ｂと機能モジュール４Ｃの構成が図２の場合とは異なっている。即ち、図３では、機能モジュール４Ｂは、逆阻止形半導体スイッチ１５、及び充電抵抗１６を備え、これらの組が入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位として機能するが、これら以外の部品を含んでいない。また、同図中、機能モジュール４Ｃは、放電スイッチ１７、放電抵抗１８、コンデンサ１９、及びスイッチング回路２０を備え、これらのうち、スイッチング回路２０は入出力電位の変動に寄与する最小の部品としての機能を有する。一方、放電スイッチ１７、放電抵抗１８、及びコンデンサ１９は、入出力電位の変動に寄与しない部品である。
機能モジュール４Ｂ，４Ｃの構成を図３のようにすると、図４に示すように、図１と比較して、端子数が減り、部品数及び作業工数が減少するという効果がある。具体的には、図４では、機能モジュール４Ｂの端子数が２つとなっているのに対して、図１では３つとなっている。
また、図４でも、相互の機能モジュール４を接続する電力線の本数又は組数は、架線側の電位と対地側の電位に等しくなる電力線以外の電力線について、単一本数入力又は単一組数入力であり、且つ単一本数出力又は単一組数出力とすることができる。例えば、機能モジュール４Ｂについては、入力側の端子９ｂ−端子６Ｂａ間の電力線が単一本数入力であり、出力側の端子６Ｂｂ−端子６Ｃｂ間の電力線が単一本数出力である。その他の機能モジュール４についても、図１の場合と同様にして説明することができる。
従って、図３、図４に示す構成でも、機能モジュール４Ａ〜４Ｄ間の電力線の配線経路を短くすることができる。また、車両用制御装置のある機能に問題が生じた場合に、点検又は交換しなければならない機能モジュール又はモジュールを限られたものに抑制でき、短時間で容易に点検又は交換ができ、すみやかに装置を復旧することができる。また、図３、図４のように、各機能モジュール４に含まれる入出力電位の変動に寄与しない部品を調整することで、端子数を削減し、部品数及び作業工数が減少させることができる。
図５は、機能モジュール４Ａ〜４Ｄ及び機能モジュールとは異なるモジュール４Ｙによるモジュール構成例を回路構成図上で示した図であり、図６は、図５に相当する車両用制御装置を示すブロック図である。図５に示すように、回路構成自体は図２、図３と同じであるが、機能モジュール４Ｃの構成が図３の場合とは異なり、更に、機能モジュールとは異なるモジュール４Ｙが設けられている。即ち、機能モジュール４Ｃはスイッチング回路２０のみを有し、入出力電位の変動に寄与する最小の部品としての機能を有する。一方、モジュール４Ｙは、放電スイッチ１７、放電抵抗１８、及びコンデンサ１９を有し、これらは入出力電位の変動に寄与しない部品である。本実施の形態でいう機能モジュールは、入出力する電力線が単一本数又は単一組数であり、かつ、入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位であるので、モジュール４Ｙは機能モジュールとは異なるモジュールであり、入出力電位の変動に寄与しない部品のみからなるモジュールである。
図６に示すように、機能モジュール４Ａ〜４Ｄの端子数は、それぞれ、図４と同様であるが、モジュール４Ｙが設けられていることから、モジュール数が増加することとなる。
なお、図６でも、機能モジュール４Ａ〜４Ｄ及びモジュール４Ｙを相互に接続する電力線の本数又は組数は、架線側の電位と対地側の電位に等しくなる電力線以外の電力線について、単一本数入力又は単一組数入力であり、且つ単一本数出力又は単一組数出力となる。具体的には、架線側の電位と対地側の電位に等しくなる電力線、即ち、架線側の端子３ｂ−端子６Ａａ、対地側の端子３a−端子６Ｙｃ、及び対地側の端子３ａ−端子６Ｃａを除いて、電力線、即ち、機能モジュール４Ｂについては、入力側の端子９ｂ−端子６Ｂａと、出力側の端子６Ｂｂ−端子６Ｙｂ、モジュール４Ｙについては、入力側の端子６Ｂｂ−端子６Ｙａと、出力側の端子６Ｙｂ−端子６Ｃｂ、機能モジュール４Ｃについては、入力側の端子６Ｙｂ−端子６Ｃｂと、出力側の端子６Ｃｃ−端子１０ａ、機能モジュール４Ｄについては、入力側の端子１０ｂ−端子６Ｄａと、出力側の端子６Ｄｂ−端子１１のように、機能モジュール４Ａ〜４Ｄ及びモジュール４Ｙついて、単一本数入力又は単一組数入力であり、且つ単一本数出力又は単一組数出力となる。
従って、図５、図６に示す構成でも、機能モジュール４Ａ〜４Ｄ、モジュール４Ｙ間の電力線の配線経路を短くすることができる。また、車両用制御装置のある機能に問題が生じた場合に、点検又は交換しなければならない機能モジュール又はモジュールを限られたものに抑制でき、短時間で容易に点検又は交換ができ、すみやかに装置を復旧することができる。
図１〜図６では、車両用制御装置本体２は、入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位であり、且つ入出力する電力線が単一本数又は単一組数である複数の機能モジュール４Ａ〜４Ｄを備えて構成するようにし、加えて、入出力電位の変動に寄与しない部品は機能モジュール４Ａ〜４Ｄに含ませるようにするか又は独立したモジュール４Ｙとして設けるようにした。入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位を複数含むものは本実施の形態の機能モジュールには相当しないが、これは、最小の部品単位である方が、多様な設計変更・メンテナンスに迅速に対応できるからである。つまり、機能モジュールを少なくとも入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位と規定することで、例えば一つの機能（即ち、入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位）を追加／削除する際に、その機能のみを独立して追加／削除でき、設計、製作に要する時間が短縮できる。これに対して、入出力電位を変化させない部品についてはどの機能モジュールに包含させてもよく、あるいは単独で設ける構成でもよく、設計事項といえる。ただし、モジュールの総数を低減させる観点からは、入出力電位の変動に寄与しない部品単位を独立したモジュールとせず、機能モジュールに包含させる態様が望ましい。
以上、要点をまとめると、本実施の形態では、車両用制御装置本体２をそれぞれ独立した「機能」を有する複数の機能モジュールに分割するとともに、機能モジュール毎に、単一本数入力又は単一組数入力、且つ単一本数出又は単一組数出力とした（但し、架線側の電位と対地側の電位に等しくなる電力線は除く。）。ここで、各「機能」とは、入出力電位を変化させるような作用であり、従って、機能モジュールは入出力電位を変化させるような最小の部品単位としての機能を有する。このように、最小の独立な機能モジュールに分割することで、本実施の形態の効果を得ることが可能となる。
図７には１つの機能モジュール４の第一のインターフェース領域５と第二のインターフェース領域６を同一面に持つインターフェース面２２を示す。なお、以下では、図１及び図２に示す構成を例に説明するが、図３〜図６の場合も同様である。第一のインターフェース領域５は信号線用端子群が集約されており、また第二のインターフェース領域６は電力線用端子群が集約されている。なお、第一のインターフェース領域５には信号線束５１が配置され、これらはその機能モジュール４内の配線である。また、第一のインターフェース領域５と第二のインターフェース領域６とは図７に示すように点線部にて物理的に両領域が上下に分けられ、図７では下端部側に第一のインターフェース領域５を、上端部側に第二のインターフェース領域６を配置している。この上下関係が逆になっても良いが、全ての機能モジュール４（機能モジュール４Ｅ,４Ｉ,４Ｊを除く、４Ｉ,４Ｊは後述する）について上下関係は統一されなければならない。実施の形態１に適用される全ての機能モジュール（機能モジュール４Eを除く）は、図７に示すごとく、予め統一されたデザインルールに基づいて設計されることになる。
つまり、この実施の形態１の予め統一されたデザインルールは、信号線用端子と電力線用端子を有する各機能モジュールはそれぞれ、信号線用端子が集約された第一のインターフェース領域５と電力線用端子が集約された第二のインターフェース領域６とを分けた一方側のインターフェース面を有する。加えて、各機能モジュールにあるインターフェース面は、それぞれ、全ての機能モジュールに共通に第一のインターフェース領域５を一方端部側に配置し、第二のインターフェース領域６を他方端部側に配置することである。ここでは、これを配線のプレアレンジメント設計と呼ぶ。
各機能モジュールについて、第一のインターフェース領域５と、第二のインターフェース領域６とは、必ずしも同一面になる必要はない。例えば、機能モジュールの一つの側面に、第一のインターフェース領域５と第二のインターフェース領域６が共に存在しているが、どちらか一方の領域が凹んでいても、即ち、第一のインターフェース領域５と第二のインターフェース領域６とに段差あってもよく、要は、第一と第二のインターフェース領域を有するインターフェース面が、機能モジュールの一方側にある面であればよい。
また、複数の機能モジュールの間では、インターフェース面は必ずしも互いに同一面となる必要はない。しかし、各インターフェース領域の最適な配置は、各機能モジュールにある第一のインターフェース領域５のそれぞれが同一平面上にあり、各機能モジュールにある第二のインターフェース領域６のそれぞれが同一平面上にある場合である。この場合は、配線経路が最も簡素化されると共に、配線長の短縮、電力線の加工の簡素化により、低コスト及び軽量な電力線を用いることができる。
次に、機能モジュール４内部のインターフェースについて説明する。一例として、図１及び図２における機能モジュール４Ｃの内部インターフェースについて説明するが、他の機能モジュール等についても同様である。機能モジュール４Ｃは、コンデンサ１９とスイッチング回路２０とを有する。そこでこの機能モジュール４Ｃを、スイッチング回路２０からなるスイッチング回路部（図示せず）と、コンデンサ１９他を収納する収納部（図示せず）とに分割可能となるように、スイッチング回路部と収納部にそれぞれ第三のインターフェース領域を設ける。つまり、スイッチング回路部に設けられた第三のインターフェース（図示せず）と、収納部に設けられた第三のインターフェース（図示せず）とを介して、スイッチング回路部と収納部とを結合し又は分離する。このように、機能モジュール内部に第三のインターフェースを設け、機能モジュールをさらに細分化可能することで、仕様変更などに対して自由度の高いものとなる。例えば上記の例では、形状が異なる二つのスイッチング回路部に対しても、第三のインターフェースを介することで、共通の収納部と結合又は分離が可能である。また、収納部の中に収納するコンデンサ１９の個数を変えることもできるので、スイッチング回路部と収納部の組み合せを設計仕様に基づき自由に且つ容易に実現することができる。なお、このような内部構成によれば、スイッチング回路２０のみからなる機能モジュール４Ｃ（図５参照。入出力電位の変動に寄与しない部品を包含させない場合）を、上記機能モジュール４Ｃから得るのも容易である。
図８は実施の形態１の車両用制御装置の一例の断面図である。図８は、複数の機能モジュール４のインターフェース面２２同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、第一のインターフェース領域５が共通に一方端部側（図では下端部側）に配置され、第二のインターフェース領域６が共通に他方端部側（図では上端部側）に配置された車両用制御装置における断面図である。この場合は、複数の機能モジュール４のインターフェース面２２が同一面になる望ましい形態である。各機能モジュール４は、各機能モジュール４単位で取付、取外しができるように、機能モジュールのフレーム３５２に載置され、又は囲まれ、機能モジュールを収納する筐体２５にボルト３５３で固定されている。
このボルト３５３のサイズ（ボルトの径）と電力線用端子用ボルト３５４のサイズ(ボルトの径)を同じにすることが、機能モジュール４の取付け、取外しには作業効率上望ましい。このようにすると、機能モジュール４の取付,取外し時に、電力線用端子用ボルト３５４とボルト３５３に対して一種類のサイズのレンチを準備すればよく、作業性が向上する。なお、同図中、信号線用端子用ボルト（コネクタ）３５５、機能モジュールの冷却用フィン３５６が示されている。また、車両用制御装置は吊足３４０により車体に固定される。
この実施の形態によれば、複数の機能モジュールはインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられる。なお、機能モジュール間には、大小の隙間があってもよい。予め統一されたデザインルールのインターフェース面２２を持つ複数の機能モジュール４によって構成されることから、保守、点検単位が機能別に集約されることによって、保守，点検作業の合理化を図ることができる。つまり、電力線用端子と信号線用端子が集約されたインターフェース面が同じ方向を向くように、複数の機能モジュールを並べることで、機能モジュールに接続する電力線と信号線の取付や取外しは一方側、例えば、一側面からの作業となる。図８では点検カバー３５７を取除いて、点検カバー３５７側から作業することになる。また、機能モジュール４の車両用制御装置筐体への取付、取外しは、作業スペースが大きく、作業性のよい車両用制御装置筐体２５の側面から実施でき、合理化される。図８では、電力線と信号線を一方側から取外し、機能モジュール４の車両用制御装置筐体からの取外しは他側面から実施できる。
また第一のインターフェース領域５と第二のインターフェース領域６とを例えば、上下に分けて配置することから、信号線と電力線との電磁干渉を効果的に抑制することができ、電磁ノイズ経路が容易に特定できる。つまりＥＭＣ対策の効果を安定的に得ることができる。更に電力線の本数を低減できるために組立、取外しや保守、点検に必要な作業工程を低減することができる。
また、機能モジュール４Ｅは図１から分かるように、第一のインターフェース領域５Ｅを持ち、第二のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する別個な機能モジュールである。その別個な機能モジュール４Ｅのインターフェース面の第一のインターフェース領域５Ｅは、他の機能モジュール４Ａ−４Ｄのインターフェース面の第一のインターフェース領域５Ａ−５Ｄが配置される側（この場合は、下端部側）に共通に配置される。機能モジュール４Ｅには、制御回路基盤、リレーなど、特にノイズで誤動作すると装置全体の健全な動作に支障をきたすものを集約する。これによって電力線とは極力分離することができ、またこの機能モジュール４Ｅに集中してノイズ対策を施すこともできる。
このようにして、機能モジュール４Ｅにおいても、他の機能モジュール４Ａ−４Ｄと同様に、組立、取外しや保守，点検作業の合理化を図ることができ、また第一のインターフェース領域５Ｅを他の第一のインターフェース領域５Ａ−５Ｄと同じ側に配置することにより、ＥＭＣ対策の効果を安定的に得ることができる。
また図７に示すように複数の機能モジュール４の第二のインターフェース領域６を構成する電力線用端子に全て同じ形状の端子を用いれば、各機能モジュール４の第二のインターフェース領域６を相互に接続する電力線としてのケーブル径、もしくは導体ブスバーの幅や厚さを統一することができる。
なお、ここで信号線とは、半導体スイッチ素子の制御信号、１００Ｖ程度以下の電源信号、リレー出力信号、センサの入力電源や出力信号を送受信するための配線及びその配線材などが該当する。電力線とは信号線に含まれない配線及びその配線材である。
図１５は、従来の特許文献３に示される車両用制御装置の断面図である。車両１３０の床下には、上部筐体１３１が車体の吊足１４０に取付て固定され、これに下部筐体１３２が取付て固定されている。下部筐体１３２には、制御装置の主要部品である内蔵機器ユニット１３３が収納されている。下部筐体１３２の一側面には点検カバー１３４が開閉白自在に設けられている。下部筐体１３２の他側面には点検カバー１３５が開閉自在に設けられている。内蔵機器ユニット１３３の一側面側には，電力線用締付部材１３６があり、これに接続された電力線１３７が上部筐体１３１に配線されている。
内蔵機器ユニット１３３の他側面側には，機器の信号線用コネクタ１３８があり、これに接続された信号線１３９が上部筐体１３１に配線されている。電力線１３７と信号線１３９は上部筐体１３１内で分離されて配置されている。この特許文献３の車両用制御装置でも、内蔵機器ユニット１３３を取付又は取外す時は、一側面側のみならず、他側面側からも作業をする必要であり、取付、取外し、保守、点検が簡単ではないという問題があり、特に緊急修理時に手間取る問題があった。また、電力線１３７が一側面に配置され、信号線１３９が他側面に配置されていることから、内蔵機器ユニット１３３の取付又は取外しは作業性の悪い筐体底面から行うことになり、内蔵機器ユニット１３３の取付又は取外しの作業は容易ではないとういう問題があった。本実施の形態によれば、このような従来の技術の問題点が解消される。
実施の形態２.
図９は実施の形態２による車両用制御装置を示すブロック図である。特に、図１及び図２の構成に関して、機能モジュール４の追加について説明する。なお、各図において、図１及ぶ図２と同一符号は同一又は相当部分を示し、その説明を省略する。以下同様とする。
ここで追加する機能モジュールの例として、車両に搭載される電池を充電する機能を有する機能モジュール４Ｆ（電池充電回路）と、架線１から入力される直流電圧を降圧して機能モジュール４Ｅに給電する機能を有する機能モジュール４Ｇ（非常用給電回路）と、機能モジュール４Ｆの出力電圧を入力して降圧して図示しない他の車両搭載機器に給電する機能を有する機能モジュール４Ｈ（直流降圧回路）を挙げる。なお、非常用給電回路としての機能モジュール４Ｇは、電池電圧が定格より低くなったときに機能する。機能モジュール４Ｆ，４Ｇ，４Ｈは、実施の形態１で説明した入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位としてのモジュールである。
機能モジュール４Ｆは機能モジュール４Ｄの出力である交流電圧を電池の充電に必要な直流電圧に変換できる交流／直流変換回路であれば、回路構成は問わない。また機能モジュール４Ｇは架線１から入力される高電圧な直流電圧を機能モジュール４Ｅが扱える適当な低電圧に降圧できる直流／直流変換回路であれば、回路構成は問わない。更に機能モジュール４Ｈは機能モジュール４Ｆの出力する直流電圧を異なる直流電圧に降圧できる直流／直流変換回路であれば、回路構成は問わない。なお、図９において、端子群２３，２４、第一のインターフェース領域５Ｆ，５Ｇ，５Ｈ、第二のインターフェース領域６Ｆ，６Ｇ，６Ｈが示されている。
このように機能モジュール４Ｆ，４Ｇ，４Ｈを追加した場合においても、実施の形態１の統一されたデザインルールを同じように適用することによって、他の機能モジュール４のインターフェース面２２の構成を一切変更することなく、新たな機能を持つ機能モジュール４Ｆ，４Ｇ，４Ｈを簡単に追加することができる。つまり車両用制御装置の機能拡張する際に、構造設計を簡単化することができる。また、もともとの機能モジュール４の構成は変更されることがないことから、それらの機能モジュール４の信頼性はそのまま維持される。
機能モジュールは、入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位とすることで、機能モジュール間で、互いに機能的に分離（非干渉化）するように設計することによって、機器故障時のメンテナンスは、他の機能モジュールを点検又は交換することなく、問題が生じた機能モジュールのみ点検又は交換することで、装置の復旧をすみやかに実施できる。
車両用制御装置の筐体及び各機能モジュールの製作は、それぞれ機能的に分離しており、独立して実施することができるため、装置筐体及び各機能モジュールは並行して製作することができ、製作期間（lead time）を短縮することができる。また、装置筐体及び各機能モジュールの設計も同様に、それぞれ機能的に分離しており、独立して実施することができるため、ある機能モジュールの設計変更をする場合、他の機能モジュールの設計変更が伴わない。装置筐体及び各機能モジュールは並行して設計することができ、設計時間を短縮することができる。更に、装置筐体及び各機能モジュールの設計を独立して実施することができるため、設計の外注（outsourcing）を容易に実施することができる。
図１０は車両用制御装置の設計，製作期間短縮を示す説明図である。従来では、機能モジュール１、機能モジュール２、機能モジュール３、筐体を直列的に設計，製作していたが、本実施の形態では、機能モジュール１、機能モジュール２、機能モジュール３、筐体を分離して並列的に設計、製作できるので、設計、製作期間を短縮できる。
実施の形態１の車両用補助電源装置は、機能的に分離された機能モジュールの組み合わせにより構成されることから、車両運用会社の要求に対応して機能モジュールの追加、削除、改善を行う場合、他の機能モジュールの設計変更を伴わない。そのため、車両用補助電源装置では、製品ごとに機能の組み合わせが様々であるが、車両用補助電源装置は、製品ごとに必要な機能に応じて機能モジュールの追加、削除、改善を容易に実施できるため、この要求の多様性に容易に対応でき、設計変更作業の合理化を図ることができる。更に、万一、ある部品が故障した場合や保守部品が製造中止となった場合においても、関係する機能モジュールだけを再設計して交換することができるので、車両運行に支障をきたすリスクを抑制することができる。
実施の形態３.
図１１は実施の形態３による車両用制御装置を示すブロック図である。図９では全ての機能モジュール４Ａから４Ｈが水平に横並びに配列されている。図１１では機能モジュール４を２群に分け、上下２列(又は水平方向に２列)に配置している。
各機能モジュール４はそれぞれ、信号線用端子群が一方端部側に集約された第一のインターフェース領域５と、電力線用端子群が他方端部側に集約された第二のインターフェース領域６とを有する一つのインターフェース面２２を有している。なお、機能モジュール４Ｅは信号線用端子群が一方端部側に集約された第一のインターフェース領域５のみを有するインターフェース面を有している。各列同士の各インターフェース面は共通に同じ方向を向いて配置されている。インターフェース面は各列同士の各第一のインターフェース領域５を共通に各列間側に配置し、各列同士の各第二のインターフェース領域６を共通に各列間と反対側に配置する。各列間には信号線の線束収納部１２を配置して、各第一のインターフェース領域５と接続した信号線を収納している。各列間と反対側には各第二のインターフェース領域６と接続した電力線を配置している。
このように、各列同士の各第一のインターフェース領域５を共通に各列間側に配置すると、信号線は低電圧であるので、各列間の間隔を狭めることができる。なお、各列同士の各第一のインターフェース領域５を共通に各列間側に配置したが、反対に各列同士の各第二のインターフェース領域６を共通に各列間側に配置することも可能である。
実施の形態３によれば、車両用制御装置本体２の各列が予め統一されたデザインルールのインターフェース面２２を持つ複数の機能モジュール４によって構成されることから、保守、点検単位が機能別に集約されることに加え、一方側から保守、点検単位が確認できることによって、保守，点検作業の合理化を図ることができる。また各列の第一のインターフェース領域５と各列の第二のインターフェース領域６とを各列間とその反対側に分離配置することから、信号線と電力線との電磁干渉を効果的に抑制することができる。更に電力線の本数を低減できるために組立，取外しや保守，点検に必要な作業工程を低減することができる。
実施の形態４.
図１２は実施の形態４による車両用制御装置を筐体を除いて示す外形斜視図である。特に形状が異なる機能モジュールの配列について更に具体的に説明する。図において、各機能モジュールはそれぞれ、信号線用端子群が集約された第一のインターフェース領域と電力線用端子群が集約された第二のインターフェース領域とを分離したインターフェース面２２を有し、複数の機能モジュールを２群に分け、各群のインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、その一方群の各インターフェース面とその他方群の各インターフェース面を向かい合わせて配置し、各インターフェース面はそれぞれ、第一のインターフェース領域を共通に一方側（図では下端部側）に配置し、第二のインターフェース領域を共通に他方側（図では上端部側）に配置している。なお、機能モジュール４Ｅはインターフェース面に信号線用端子群が集約された第一のインターフェース領域のみを有し、その第一のインターフェース領域が一方側（図では下端部側）に配置されている。複数の機能モジュールを２群に分け、その一方群の各インターフェース面とその他方群の各インターフェース面を向かい合わせて配置させることにより、電力線や信号線の長さを短縮できる。
図１２では、入力端子群３と出力端子群１１は図に向かって右側に配置され、端子群９，１０ａ，１０ｂは左側に配置されて、それぞれ上側に配置されている。線束収納部１２は下側に配置されている。第一のインターフェース領域が下端部側にある場合、信号線を吊るして固定する必要がなく、筐体の底面に設置された信号線を束ねる機能を有する配線ダクトへ容易に収納できるため、信号線を束ねて固定する方法を簡素化、低コスト化できる。信号線又は信号線束が多い場合に、車両の下側から覗くことにより、装置の組立て作業と保守、点検作業が容易になる。
さまざまな大きさの機能モジュール４が並べられた場合にも、インターフェース面２２は平行である。図１２では一方群の各インターフェース面と他方群の各インターフェース面において、横方向に配置される複数の機能モジュール４のインターフェース面２２が互いに同一面になっているケースであって、最適な実施例である。但し、一部の機能モジュール４のインターフェース面２２がずれている場合でも、インターフェース面２２が互いに平行であれば、発明の実施の形態から外れることはない。
このように、各インターフェース領域の最適な配置としては、各機能モジュールにある第一のインターフェース領域のそれぞれが同一平面上にあり、各機能モジュールにある第二のインターフェース領域のそれぞれが同一平面上にある場合である。この場合、各インターフェース領域間を接続する信号線及び電力線を同一平面上に配置することができ、配線経路が最も簡素化されるとともに、配線長の短縮、電力線の加工の簡素化により、低コスト及び軽量な電力線を用いることができる。
図１２から理解できるように、機能モジュール４の形状がどのように異なる場合においても、機能モジュール４を機械的に実装したり電気的に接続する作業者の基本的動線を左右方向とすることができ、作業自体の難易度を低くすることができると同時に作業工程を低減することができる。また作業が確実に行われたことを確認する作業も容易になる。例えば、信号線の束いわゆるハーネスの取付け作業者は目線を頻繁に上げ下げすることなく作業することができる。また電力線と信号線の電磁干渉を同じように効果的に抑制することができる。このように、機能モジュール４の形状が異なる場合でも効果は同じように得ることができる。
図１２に示すように、複数の機能モジュール４のインターフェース面２２を平行配置することによって、各機能モジュール４の第一のインターフェース領域に接続される信号線に共通な配線ダクト状の線束収納部１２を設けることができる。これにより信号線束いわゆるハーネスの取付け状態は、作業ばらつきによる影響を受け難く、常に安定となることから、機能モジュール４の外部での信号線と電力線との電磁的分離を確実なものとし、耐ノイズ性を高めることができる。
図１３は図１２に示す機能モジュール４を箱形状に配置したものを装置筐体２５によってカバーして実際の車両に艤装する装置を示す外形斜視図である。図１３において、例えば点検用カバー２６を開放すれば、点検が必要な機能モジュール４を見ることが可能である。
実施の形態５.
図１４は実施の形態５による車両用制御装置を示すブロック図である。図１では装置本体から分離させたリアクトル７や変圧器８を、図１４では、車両用制御装置本体２に収納させた構成を示している。このような場合においても、リアクトル７や変圧器８を構成する別個な各モジュール４Ｉ，４Ｊはそれぞれ、電力線用端子群が集約された第二のインターフェース領域６Ｉ，６Ｊを持ち第一のインターフェース領域を持たないインターフェース面を備え、各インターフェース面はそれぞれ、第二のインターフェース領域６Ｉ，６Ｊを他の機能モジュール４Ａ−４Ｄの第二のインターフェース領域６Ａ−６Ｄに合わせて、共通に一方側（図では上端部側）に配置する。このようにすれば、他の機能モジュール４Ａ−４Ｄの構成や構造に影響を与えることなく装置を製作することができる。
このようにして、モジュール４Ｉ，４Ｊにおいても、他の機能モジュール４Ａ−４Ｄと同様に、組立、取外しや保守、点検作業の合理化を図ることができ、また第二のインターフェース領域６Ｉ，６Ｊを他の第二のインターフェース領域６Ａ−６Ｄと同じ側に共通に配置することにより、ＥＭＣ対策の効果を安定的に得ることができる。
実施の形態６．
実施の形態６を図１６〜図２１によって説明する。図１〜図６は負荷として主に、車両用照明器具、空調装置を対象とした回路構成であるが、図１６〜図２１は負荷として主に、車両駆動用電動機を対象とした回路構成（ＶＶＶＦ）である。
まず、図１６及び図１７について説明する。図１６は実施の形態６による車両用制御装置の一例を示すブロック図であり、図１７は、図１６の具体例を示す回路構成図である。なお、図１６〜図２１においては、図１〜図６と同一の構成要素には同一の符号を付している。図１６において、車両用制御装置本体２は、架線１(架線側と対地側)と入力端子群３を介して接続される。４Ｋ，４Ｌ，４Ｍは機能モジュールであり、実施の形態１と同様に、それぞれ入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位である。また、４Ｎは入出力電位の変動に寄与しない部品からなるモジュールである。４Ｅは実施の形態１と同様の機能モジュールである。全ての機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍ，４Ｅ及びモジュール４Ｎは、それぞれ信号線用端子群が集約された第一のインターフェース領域５Ｋ，５Ｌ，５Ｍ，５Ｅ，５Ｎを備え、また機能モジュール４Ｅ以外の機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍ及びモジュール４Ｎは、それぞれ電力線用端子群が集約された第二のインターフェース領域６Ｋ，６Ｌ，６Ｍ，６Ｎを備えている。
リアクトル７は、端子群９を介して車両用制御装置本体２と接続される。また、電動機３１は、端子群１０ａ，１０ｂを介して車両用制御装置本体２と接続される。また、車両用制御装置本体２の内部には、信号線の束を収納する線束収納部(配線ダクト)１２が配置されている。また、車両用制御装置本体２には、図示しないが車両用制御装置を上位で制御する制御器と情報を送受信するための制御入力端子群１３が設けられている。
各機能モジュール及びモジュールの主たる機能について説明する。機能モジュール４Ｋは架線１（この場合は、直流電源）との電気的接続及び切り離しを行う機能を有する開閉回路である。機能モジュール４Ｌは電圧センサ，電流センサなどを構成要素にもって、車両用制御装置の電圧及び電流の動作状況を監視する機能と、各機能モジュール及びモジュール同士の接続を中継する機能を有する。モジュール４Ｎはスイッチング部と抵抗を構成要素にもって過電圧を抑制する機能を有する。機能モジュール４Ｍは直流電圧から交流電圧に変換する機能を有する。機能モジュール４Ｅは上位制御器から送られる信号に従い車両用制御装置全体を制御する制御回路である。
図１７は図１６の車両用制御装置の回路構成図を示す。また同時に機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍ，４Ｅ及びモジュール４Ｎの機能定義に応じた分割例を併せて示す。各機能モジュール又はモジュール４の構成要件として主要な部品を説明する。機能モジュール４Ｋに関してはスイッチ３２、充電接触器３３、充電抵抗３４である。機能モジュール４Ｌに関しては監視回路で、架線電流を監視する電流センサ３５、架線電圧を監視する電圧センサ３６、正側と負側の電流差より漏れ電流の有無を検出する差電流センサ３７、グランドスイッチ３８、スイッチング回路３９の直流電圧を監視する電圧センサ４０、不要な電磁波を吸収するコア４１である。機能モジュール４Ｍはインバータで、コンデンサ４２、スイッチング回路３９、放電抵抗４３を有する。またモジュール４Ｎは、過電圧防止回路で、スイッチング部４４、抵抗４５、電圧センサ４６を有する。図１７では、電圧センサ４６はモジュール４Ｎに配置したが、機能モジュール４Ｌに配置してもよい。なお、図１７には、一部の部品、例えば一部の電圧センサや電流センサなどは図示していない。なお、車両によっては、開閉器回路を有する機能モジュール４Ｋを、車両用制御装置本体の外部に配置する形式（図２２で詳述）のものもある。
監視回路の機能モジュール４Ｌは、架線１と、リアクトル７と、開閉回路の機能モジュール４Ｋと、過電圧防止回路のモジュール４Ｎと、インバータの機能モジュール４Ｍとを接続して接続の中継機能を果たすと共に、接続部において各種の監視機能を果たしている。このようして監視回路の機能モジュール４Ｌは、接続機能と各種の監視機能を兼ね備えた機能を果たすことができ、機能モジュールを合理化できる。本実施の形態の車両用制御装置においても、ある機能モジュール４に問題が生じた場合に、点検又は交換しなければならない機能モジュール及びモジュール４を常に少ない台数に抑制でき、短時間で容易に点検、交換ができ、すみやかに装置を復旧することができる。
図１８は、機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍの別の構成例を回路構成図上で示した図である。図１８に示すように、回路構成自体は図１７と同じであるが、図１７のモジュール４Ｎが存在せず、代わりに機能モジュール４Ｍの構成が図１７の場合とは異なっている。即ち、機能モジュール４Ｍは、モジュール４Ｎに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品を含んでいる。図１９は、図１８に相当する車両用制御装置のブロック図である。図１８及び図１９のように機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍを構成すると、図１６及び図１７の場合と比較して、モジュール数が減り、部品数及び作業工数が減少するという効果がある。
図２０は、機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍ及びモジュール４Ｎの別の構成例を回路構成図上で示した図である。図２０に示すように、回路構成自体は図１７と同じであるが、モジュール４Ｎと機能モジュール４Ｍの構成が、図１７の場合と異なっている。即ち、図２０では、機能モジュール４Ｍはスイッチング回路３９のみを含み、モジュール４Ｎは、スイッチング部４４、抵抗４５、電圧センサ４６に加えて、コンデンサ４２、放電抵抗４３を含んでいる。つまり、コンデンサ４２及び放電抵抗４３は、入出力電位の変動に寄与しない部品であるので、機能モジュール４Ｍに包含させるかわりに、モジュール４Ｎに包含させることもできる。図２１は、図２０に相当する車両用制御装置のブロック図である。図２１に示すように、この場合は、図１７と比較して、モジュール数及び端子数の増減はない。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、各機能モジュール及びモジュール４は第一のインターフェース領域５と第二のインターフェース領域６を同一面に持つインターフェース面２２（図７）を有する。第一のインターフェース領域５は信号線用端子群が集約されており、また第二のインターフェース領域６は電力線用端子群が集約されている。実施の形態１に適用される全ての機能モジュール及びモジュール（機能モジュール４Ｅを除く）は、図７に示すごとく、予め統一されたデザインルールに基づいて設計されることになる。
つまり、実施の形態１と同様に、予め統一されたデザインルールによって、信号線用端子と電力線用端子を有する各機能モジュール及びモジュールはそれぞれ、信号線用端子が集約された第一のインターフェース領域５と電力線用端子が集約された第二のインターフェース領域６とを分けた一方側のインターフェース面を有し、各インターフェース面はそれぞれ、第一のインターフェース領域５を共通に一方端部側に配置し、第二のインターフェース領域６を共通に他方端部側に配置することである。
本実施の形態によれば、複数の機能モジュール及びモジュールはインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、予め統一されたデザインルールのインターフェース面２２を持つ複数の機能モジュール及びモジュール４によって構成されることから、保守、点検単位が機能別に集約されることによって、保守、点検作業の合理化を図ることができる。また、信号線と電力線との電磁干渉を効果的に抑制することができる。更に電力線の本数を低減できるために組立、取外しや保守、点検に必要な作業工程を低減することができる。
また、機能モジュール４Ｅは、第一のインターフェース領域５Ｅを持ち、第二のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する別個な機能モジュールである。その別個な機能モジュール４Ｅのインターフェース面の第一のインターフェース領域５Ｅは、他の機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍ及びモジュール４Ｎのインターフェース面の第一のインターフェース領域５Ｋ，５Ｌ，５Ｍ，５Ｎが配置される側に共通に配置される。これにより、ＥＭＣ対策の効果を安定的に得ることができる。
なお、同様に、電力線用端子群が集約された第二のインターフェース領域６を持ち、第一のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する別個な機能モジュール又はモジュール４が存在する場合には、そのインターフェース面の第二のインターフェース領域６を他の機能モジュール及びモジュールの第二のインターフェース領域６に合わせて、共通に同じ側に配置する。これにより、ＥＭＣ対策の効果を安定的に得ることができる。
なお、図８に示すように、各機能モジュール及びモジュール４は、各機能モジュール又はモジュール４単位で取付、取外しができるように、フレーム３５２に載置され、又は囲まれ、機能モジュール又はモジュールを収納する筐体２５にボルト３５３で固定されている。このボルト３５３のサイズ（ボルトの径）と電力線用端子用ボルト３５４のサイズ（ボルトの径）を同じにすることが、機能モジュール又はモジュール４の取付け、取外しには作業効率上望ましい。このようにすると、機能モジュール４又はモジュールの取付、取外し時に、電力線用端子用ボルト３５４とボルト３５３に対して一種類のサイズのレンチを準備すればよく、作業性が向上する。
実施の形態７.
図２２は実施の形態７による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。なお、各図において、同一符号は同一又は相当部分を示し、その説明を省略する。以下同様とする。図１６では車両用制御装置筐体に収納された開閉回路の機能モジュール４Ｋを、図２２では、装置本体から分離させた構成を示している。図２２では、開閉回路５２は装置本体の外部に設置されており、開閉回路５２は機能モジュール４Ｋと同様の開閉回路である。また、信号線２５３は機能モジュール４Ｅに接続され、端子群２５４が示されている。
実施の形態７の場合、監視回路の機能モジュール４Ｌは、架線１と、リアクトル７と、開閉回路５２と、過電圧防止回路のモジュール４Ｎと、インバータの機能モジュール４Ｍとを接続して接続の中継機能を果たすと共に、接続部において各種の監視機能を果たしている。このようして監視回路の機能モジュール４Ｌは、接続機能と各種の監視機能を兼ね備えた機能を果たすことができ、機能モジュールを合理化できる。
この実施の形態に示すように、車両用制御装置は、機能的に非干渉化された機能モジュールの組み合わせにより構成されることから、機能モジュールの追加、削除、改善を行う場合、他の機能モジュール等の設計変更を伴わないため、他の機能モジュール４Ｌ，４Ｍ，４Ｅ及びモジュール４Ｎの構成や構造に影響を与えることなく、装置本体に対して開閉回路の追加、削除、改善を行うことができる。
機能モジュールは、機能モジュール間で、互いに機能的に分離(非干渉化)するように設計することによって、機器故障時のメンテナンスは、他の機能モジュール等を点検又は交換することなく、問題が生じた機能モジュールのみ点検又は交換することで、装置の復旧をすみやかに実施できる。
車両用制御装置の筐体及び各機能モジュールの製作は、それぞれ機能的に分離しており、独立して実施することができるため、装置筐体及び各機能モジュール等は並行して製作することができ、製作期間（lead time）を短縮することができる。また、装置筐体及び各機能モジュール等の設計も同様に、それぞれ機能的に分離しており、独立して実施することができるため、ある機能モジュールの設計変更をする場合、他の機能モジュール等の設計変更が伴わない。装置筐体及び各機能モジュール等は並行して設計することができ、設計時間を短縮することができる。更に、装置筐体及び各機能モジュール等の設計を独立して実施することができるため、設計の外注(outsourcing)を容易に実施することができる（図１０を参照）。
実施の形態８.
図２３は本実施の形態による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。特に機能モジュール４及びモジュールの変更と追加について説明する。ここでは機能モジュール４Ｎを変更する場合で、スイッチング素子によりブレーキ抵抗で消費させるエネルギーを制御し、スイッチング回路３９の過電圧を抑制する機能を有する機能モジュール４Ｐ（過電圧防止回路）を挙げる。また、追加する機能モジュールとして、車両側回路と制御用回路とを切り離す開閉機能を有する機能モジュール４Ｑ（ＣＣＯＳ＝control circuit cut out switch）と、列車情報を管理し、車両上の各機器に指令する機能を有する機能モジュール４Ｒ（列車情報管理システム）を挙げる。なお、図２３においては、ブレーキ抵抗５０、その接続端子群２５１が示されている。
図２３では、図１６の過電圧防止回路のモジュール４Ｎの変更として、機能モジュール４Ｍの図面に向かって右側に過電圧防止回路の機能モジュール４Ｐを配置する例を挙げている。過電圧を放電する回路であれば、回路構成は問わないが、図２３の場合はブレーキ抵抗５０である。また機能モジュール４Ｑは車両側回路と制御用回路とを切り離す回路であれば、回路構成は問わない。
本実施の形態の場合、監視回路の機能モジュール４Ｌは、架線１と、リアクトル７と、開閉回路の機能モジュール４Ｋと、インバータの機能モジュール４Ｍと、過電圧防止回路の機能モジュール４Ｐとを接続して接続の中継機能を果たすと共に、接続部において各種の監視機能を果たしている。このようして監視回路の機能モジュール４Ｌは、接続機能と各種の監視機能を兼ね備えた機能を果たすことができ、機能モジュールを合理化できる。
このように、配置変更の機能モジュール４Ｐ、追加の機能モジュール４Ｑ、４Ｒを用いた場合においても、各機能モジュールの非干渉化と、基礎技術の統一されたデザインルールを同じように適用することによって、他の機能モジュール４の構成を一切変更することなく、変更の機能モジュール４Ｐ、追加の機能モジュール４Ｑ、４Ｒを用いことができる。つまり車両用制御装置の機能拡張する際に、構造設計を簡単化することができる。また、もともとの機能モジュール４の構成は変更されることがないことから、それらの機能モジュール４の信頼性はそのまま維持される。
実施の形態６〜８に示すように、各機能モジュールを入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位として機能別に定義して分割することによって、車両運用会社の要求される機能単位ごとに、機能モジュールが分割されることになり、それらの機能モジュールを組み合わせることで、車両運用会社の機能要求に容易に対応できる。図２４は、機能モジュールの追加、変更を説明する図である。例えば、図１６に示す実施の形態６に、更に容量を増加するために、機能モジュール４Ｍａを追加する場合がある。この場合、中継機能を持つ機能モジュール４Ｌがあり、機能モジュール４Ｍａが他の機能モジュールと機能的に分けられていることから、他の機能モジュールの設計変更を伴わずに、追加される機能モジュール４Ｍａを機能モジュール４Ｌに接続することのみで、この要求に容易に対応できる。
また、中継機能を持つ機能モジュールとして、実施の形態６〜８では、監視回路を有する機能モジュール４Ｌを用いたが、監視回路の機能モジュールとは別に、中継機能を持った機能モジュールを設けても良い。
また、車両運用会社の機能要求に応じて、モジュール４Ｎと機能モジュール４Ｐのいずれかを車両用制御装置の筐体２５内に配置する必要がある（図１６と図２３）。この場合も、中継機能を持つ機能モジュール４Ｌがあり、モジュール４Ｎ及び機能モジュール４Ｐはそれぞれ、他の機能モジュールと機能的に分けられていることから、他の機能モジュールの設計変更を伴わずに、車両運用会社の機能要求に応じて必要とされるモジュール４Ｎあるいは機能モジュール４Ｐのいずれかを機能モジュール４Ｌに接続することのみで、この要求に容易に対応できる。
更に、機能モジュール４Ｋは車両用制御装置の筐体２５内に配置される場合（図１６）と、車両用制御装置の筐体２５の外部に配置される場合（図２２）がある。機能モジュール４Ｋを前述のように定義することで、他の機能モジュール等と機能的に分けられていることから、他の機能モジュール等の設計変更を伴わずに機能モジュール４Ｋを車両用制御装置の筐体２５の内部あるいは外部に容易に配置できる。
つまり、次のようにすることにより、機能モジュールの追加、削除、変更が容易にできる。
（１）客先の機能要求単位ごとに機能モジュールを定義して分割する。
（２）各機能モジュールを他の機能モジュールと機能的に分ける。
（３）中継機能を担う機能モジュールを存在させる。（必要な機能モジュールを機能モジュール４Ｌに接続することで、客先要求に柔軟に対応できる。)
実施の形態９.
図２５は実施の形態９による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。図１６では全ての機能モジュールが水平に横並びに配列されているが、図２５では機能モジュール４を２群に分け、上下２列（又は水平方向に２列）に配置している。また、複数の機能モジュールで構成される各群は、同一である。
各機能モジュール４はそれぞれ、信号線用端子群が一方端部側に集約された第一のインターフェース領域５と、電力線用端子群が他方端部側に集約された第二のインターフェース領域６とを有する一つのインターフェース面を有している。なお、機能モジュール４Ｅは信号線用端子群が一方端部側に集約された第一のインターフェース領域５のみを有するインターフェース面を有している。各列同士の各インターフェース面は共通に同じ方向を向いて配置されている。インターフェース面は各列同士の各第一のインターフェース領域５を共通に各列間側に配置し、各列同士の各第二のインターフェース領域６を共通に各列間と反対側に配置する。各列間には信号線の線束収納部１２を配置して、各第一のインターフェース領域５と接続した信号線を収納している。各列間と反対側には各第二のインターフェース領域６と接続した電力線を配置している。
このように、各列同士の各第一のインターフェース領域５を共通に各列間側に配置すると、信号線は低電圧であるので、各列間の間隔を狭めることができる。なお、各列同士の各第一のインターフェース領域５を共通に各列間側に配置したが、反対に各列同士の各第二のインターフェース領域６を共通に各列間側に配置することも可能である。
本実施の形態によれば、車両用制御装置本体２の各列が予め統一されたデザインルールのインターフェース面２２を持つ複数の機能モジュール４によって構成されることから、保守、点検単位が機能別に集約されることに加え、一方側から保守、点検単位が確認できることによって、保守、点検作業の合理化を図ることができる。また各列の第一のインターフェース領域５と各列の第二のインターフェース領域６とを各列間とその反対側に分離配置することから、信号線と電力線との電磁干渉を効果的に抑制することができる。更に電力線の本数を低減できるために組立、取外しや保守、点検に必要な作業工程を低減することができる。
実施の形態１０.
図２６は実施の形態１０による車両用制御装置を筐体を除いて示す外形斜視図である。特に形状が異なる機能モジュールの配列について更に具体的に説明する。図において、各機能モジュールはそれぞれ、信号線用端子群が集約された第一のインターフェース領域５と電力線用端子群が集約された第二のインターフェース領域６とを分離したインターフェース面２２を有し、複数の機能モジュールを２群に分け、各群のインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、その一方群の各インターフェース面とその他方群の各インターフェース面を向かい合わせて配置し、各インターフェース面はそれぞれ、第一のインターフェース領域５を共通に一方端部側（図では下端部側）に配置し、第二のインターフェース領域６を共通に他方端部側（図では上端部側）に配置している。なお、機能モジュール４Ｅはインターフェース面２２に信号線用端子群が集約された第一のインターフェース領域のみを有し、その第一のインターフェース領域が一方端部側（図では下端部側）に配置されている。複数の機能モジュールを２群に分け、その一方群の各インターフェース面とその他方群の各インターフェース面を向かい合わせて配置させることにより、電力線や信号線の長さを短縮できる。
図２６では、入力端子群３は図に向かって左側に配置され、端子群９，１０ａ，１０ｂ，２５１は右側に配置されて、それぞれ上側に配置されている。線束収納部１２は下側に配置されている。第一のインターフェース領域５が下端部側にある場合、信号線を吊るして固定する必要がなく、筐体の底面に設置された信号線を束ねる機能を有する配線ダクトへ容易に収納できるため、信号線を束ねて固定する方法を簡素化、低コストできる。信号線又は信号線束が多い場合に、車両の下側から覗くことにより、装置の組立て作業と保守、点検作業が容易になる。
さまざまな大きさの機能モジュール４が並べられた場合にも、インターフェース面２２は平行である。図２６では一方群の各インターフェース面と他方群の各インターフェース面において、横方向に配置される複数の機能モジュール４のインターフェース面２２が互いに同一面になっているケースであって、最適な実施例である。但し、一部の機能モジュール４のインターフェース面２２がずれている場合でも、インターフェース面２２が互いに平行であれば、発明の実施の形態から外れることはない。
このように、各インターフェース領域の最適な配置としては、各機能モジュールにある第一のインターフェース領域５のそれぞれが同一平面上にあり、各機能モジュールにある第二のインターフェース領域６のそれぞれが同一平面上にある場合である。この場合、各インターフェース領域間を接続する信号線及び電力線を同一平面上に配置することができ、配線経路が最も簡素化されるとともに、配線長の短縮、電力線の加工の簡素化により、低コスト及び軽量な電力線を用いることができる。
図２６から理解できるように、機能モジュール４の形状がどのように異なる場合においても、機能モジュール４を機械的に実装したり電気的に接続する作業者の基本的動線を左右方向とすることができ、作業自体の難易度を低くすることができると同時に作業工程を低減することができる。また作業が確実に行われたことを確認する作業も容易になる。例えば、信号線の束いわゆるハーネスの取付け作業者は目線を頻繁に上げ下げすることなく作業することができる。また電力線と信号線の電磁干渉を同じように効果的に抑制することができる。このように、機能モジュール４の形状が異なる場合でも効果は同じように得ることができる。
図２６に示すように、複数の機能モジュール４のインターフェース面２２を平行配置することによって、各機能モジュール４の第一のインターフェース領域５に接続される信号線に共通な配線ダクト状の線束収納部１２を設けることができる。これにより信号線束いわゆるハーネスの取付け状態は、作業ばらつきによる影響を受け難く、常に安定となることから、機能モジュール４の外部での信号線と電力線との電磁的分離を確実なものとし、耐ノイズ性を高めることができる。
図２７は図２６に示す機能モジュール４を箱形状に配置したものを装置筐体２５によってカバーして実際の車両に艤装する装置を示す外形斜視図である。図２７に示すように、点検用カバー２６を開放すれば、点検が必要な機能モジュール４を見ることが可能である。
実施の形態１１.
図２８は実施の形態１１による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。図において、複数の機能モジュールで構成される同一の群が二つ、中央を対称にして水平に横並びに配列されている。各機能モジュール４はそれぞれ、信号線用端子群が一方端部側に集約された第一のインターフェース領域５と、電力線用端子群が他方端部側に集約された第二のインターフェース領域６とを分離した一つインターフェース面を有している。各群の各機能モジュール４は、それぞれインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、第一のインターフェース領域５を共通に一方端部側（この場合は、下端部側）に配置し、第二のインターフェース領域６を共通に他方端部側（この場合は、上端部側）に配置する。機能モジュール４Ｅは、図１６と同様に、第一のインターフェース領域５Ｅを持ち、第二のインターフェース領域を持たないので、機能モジュール４Ｅの第一のインターフェース領域５Ｅは、他の機能モジュールの第一のインターフェース領域５が配置される側に共通に配置される。
このようにして実施の形態６と同様に、機能モジュール４を機械的に実装したり電気的に接続する作業者の基本的動線を左右方向とすることができ、作業自体の難易度を低くすることができると同時に作業工程を低減することができる。また作業が確実に行われたことを確認する作業も容易になる。更に電力線と信号線の電磁干渉を同じように効果的に抑制することができる。
上述した実施の形態６〜１０によれば、耐ノイズ性能が高く、安定した車両用制御装置を得ることができる。組立作業の難易度を低くすることができると同時に作業工程を低減することができる。これらの効果が、装置の筐体構造に依存し難いものにできる。また、車両搭載機器は１０年以上の長期に渡り機能を維持していく必要があるが、その際に必要な保守、点検作業を効率的に実施することができる。更に、万一、ある部品が故障した場合や保守部品が製造中止となった場合においても、関係する機能モジュールだけを再設計して交換することができるので、車両運行に支障をきたすリスクを抑制することができる。
実施の形態１２.
本実施の形態を図２９及び図３０によって説明する。図２９は本実施の形態による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。また、図３０は、図２９の車両用制御装置の回路構成図である。図２９及び図３０は、負荷として車両駆動用電動機を対象としたコンバータ−インバータを備えた回路構成である。
図２９に示すように、車両用制御装置本体２は、変圧器５３及び入力端子群３を介して架線１（架線側と対地側）に接続されている。即ち、架線１から供給された交流電力は変圧器５３を介して入力端子群３から車両用制御装置本体２に入力される。車両用制御装置本体２は、それぞれ入出力電位の変動に寄与する最小の部品単位である機能モジュール４Ｒ，４Ｓ，４Ｘ，４Ｅと、それぞれ入出力電位の変動に寄与しない部品からなるモジュール４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗとを備えている。全ての機能モジュール４Ｒ，４Ｓ，４Ｘ，４Ｅは、信号線用端子群が集約された第一のインターフェース領域５Ｒ，５Ｓ，５Ｘを備え、また機能モジュール４Ｅ以外の機能モジュール４Ｒ，４Ｓ，４Ｘは電力線用端子群が集約された第二のインターフェース６Ｒ，６Ｓ，６Ｘを備えている。また、全てのモジュール４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、信号線用端子群が集約された第一のインターフェース領域５Ｔ，５Ｕ，５Ｖ，５Ｗを備えると共に電力線用端子群が集約された第二のインターフェース６Ｔ，６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを備えている。車両用制御装置本体２には出力端子群６７が設けられている。
車両用制御装置本体２の内部には信号線の束を収納する線束収納部(配線ダクト)１２が配置されている。また、車両用制御装置本体２には、図示しないが車両用制御装置を上位で制御する制御器と情報を送受信するための制御入力端子群１３が設けられている。
図３０では、機能モジュール４Ｒ，４Ｓ，４Ｘ，４Ｅ，及びモジュール４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗの機能定義に応じた分割例を示し、構成要件として主要な部品を説明する。機能モジュール４Ｒはスイッチ５４を有し、架線１との電気的接続及び切り離しを行う機能を有する開閉回路である。
機能モジュール４Ｓはスイッチング回路５５を有し、コンバータとして機能する。このコンバータは、架線１から供給される交流電力を最大電位端子、中間電位端子、及び最小電位端子の三つの出力端子を介して直流電力として出力する。
モジュール４Ｔは、互いに直列に接続されたコンデンサ５６，５７からなり、スイッチング回路５５に並列に接続されている。コンデンサ５６はコンバータの最大電位端子と中間電位端子との間に接続され、コンデンサ５７はコンバータの中間電位端子と最小電位端子との間に接続されている。
モジュール４Ｕは、互いに直列に接続された抵抗５８，５９からなり、コンデンサ５６，５７からなる回路に並列に接続されている。抵抗５８はコンバータの最大電位端子と中間電位端子との間に接続され、抵抗５９はコンバータの中間電位端子と最小電位端子との間に接続されている。
モジュール４Ｖは、互いに直列に接続された電圧センサ６０，６１からなり、抵抗５８，５９からなる回路に並列に接続されている。電圧センサ６０はコンバータの最大電位端子と中間電位端子との間に接続され、電圧センサ６１はコンバータの中間電位端子と最小電位端子との間に接続されている。
モジュール４Ｗは、抵抗６２及びスイッチ６３と抵抗６４及びスイッチ６５とからなる。抵抗６２、スイッチ６３、抵抗６４、スイッチ６５は直列に接続され、これらは電圧センサ６０，６１からなる回路に並列に接続されている。抵抗６２及びスイッチ６３は、コンバータの最大電位端子と中間電位端子との間に接続され、抵抗６４及びスイッチ６５はコンバータの中間電位端子と最小電位端子との間に接続されている。
機能モジュール４Ｘはスイッチング回路６６を有し、インバータとして機能する。コンバータの最大電位端子、中間電位端子、及び最小電位端子から出力された直流電力は、モジュール４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗを介して、インバータに入力されている。インバータから出力される交流電力は出力端子群６７を介して負荷に供給される。
機能モジュール４Ｅは制御基板やリレー回路を構成要素にもって上位制御器から制御用入力端子群１３を介して送られる信号に従い車両用制御装置全体を制御する制御回路である。
図３１は、図３０における機能モジュール４Ｒ，４Ｓ，４Ｘ、及びモジュール４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗの配置関係を示すブロック図である。なお、機能モジュール４Ｅなど他の構成要素については図示を省略している。
実施の形態１で説明したように、入出力電位の変動に寄与しない部品はモジュールとして独立して設けてもよいし、機能モジュールに包含させてもよい。つまり、車両用制御装置の構成の際には、このような自由度が設計事項として存在する。そこで、図２９〜図３１の変形例として、他のコンバータ−インバータの組合せ例について説明する。
図３２は、コンバータ−インバータの組合せ例１を示すブロック図であり、図３６は、図３２に相当する回路構成図である。図３６に示すように、回路構成自体は図３０と同じであるが、図３０のモジュール４Ｔが存在せず、代わりに機能モジュール４Ｓの構成が図３０の場合とは異なっている。即ち、機能モジュール４Ｓは、モジュール４Ｔに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品であるコンデンサ５６，５７を含んでいる。また、図３２では、モジュール４Ｔが機能モジュール４Ｓに含まれていることを模式的に示している。なお、図３２に示す組合せ例に限らず、モジュール４Ｔを例えばモジュール４Ｗ又は機能モジュール４Ｘに含めてもよいし、あるいは、機能モジュール４Ｓ，モジュール４Ｗ，及び機能モジュールＸのすべてに含めるなど、種々の組合せが可能である。
図３３は、コンバータ−インバータの組合せ例２を示すブロック図であり、図３７は、図３３に相当する回路構成図である。図３７に示すように、回路構成自体は図３０と同じであるが、図３０のモジュール４Ｔ，４Ｗが存在せず、代わりに機能モジュール４Ｓ、機能モジュール４Ｘの構成が図３０の場合とは異なっている。即ち、機能モジュール４Ｓは、モジュール４Ｔに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品であるコンデンサ５６，５７を含んでおり、また、機能モジュール４Ｘは、モジュール４Ｗに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品である抵抗６２及びスイッチ６３と抵抗６４及びスイッチ６５を含んでいる。また、図３３では、モジュール４Ｔが機能モジュール４Ｓに含まれ、モジュール４Ｗが機能モジュール４Ｘに含まれていることを模式的に示している。
図３４は、コンバータ−インバータの組合せ例３を示すブロック図であり、図３８は、図３４に相当する回路構成図である。図３８に示すように、回路構成自体は図３０と同じであるが、図３０のモジュール４Ｕ，４Ｖ，４Ｗが存在せず、代わりにモジュール４Ｔ，機能モジュール４Ｘの構成が図３０の場合とは異なっている。即ち、モジュール４Ｔは、モジュール４Ｕに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品である抵抗５８，５９と、モジュール４Ｖに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品である電圧センサ６０，６１とを含んでいる。また、機能モジュール４Ｘは、モジュール４Ｗに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品である抵抗６２及びスイッチ６３と抵抗６４及びスイッチ６５を含んでいる。また、図３４では、モジュール４Ｕ，４Ｖがモジュール４Ｔに含まれ、モジュール４Ｗが機能モジュール４Ｘに含まれていることを模式的に示している。
図３５は、コンバータ−インバータの組合せ例４を示すブロック図であり、図３９は、図３５に相当する回路構成図である。図３９に示すように、回路構成自体は図３０と同じであるが、図３０のモジュール４Ｔ，４Ｖが存在せず、代わりに機能モジュール４Ｓ，モジュール４Ｗの構成が図３０の場合とは異なっている。即ち、機能モジュール４Ｓは、モジュール４Ｔに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品であるコンデンサ５６，５７を含み、また、モジュール４Ｗは、モジュール４Ｖに含まれていた入出力電位の変動に寄与しない部品である電圧センサ６０，６１を含んでいる。また、図３５では、モジュール４Ｔが機能モジュール４Ｓに含まれ、モジュール４Ｖがモジュール４Ｗに含まれていることを模式的に示している。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、各機能モジュール及びモジュール４は第一のインターフェース領域５と第二のインターフェース領域６を同一面に持つインターフェース面２２（図７）を有する。第一のインターフェース領域５は信号線用端子群が集約されており、また第二のインターフェース領域６は電力線用端子群が集約されている。実施の形態１に適用される全ての機能モジュール及びモジュール（機能モジュール４Ｅを除く）は、図７に示すごとく、予め統一されたデザインルールに基づいて設計されることになる。
つまり、実施の形態１と同様に、予め統一されたデザインルールによって、信号線用端子と電力線用端子を有する各機能モジュール及びモジュールはそれぞれ、信号線用端子が集約された第一のインターフェース領域５と電力線用端子が集約された第二のインターフェース領域６とを分けた一方側のインターフェース面を有し、各インターフェース面はそれぞれ、第一のインターフェース領域５を共通に一方端部側に配置し、第二のインターフェース領域６を共通に他方端部側に配置することである。
本実施の形態によれば、複数の機能モジュール及びモジュールはインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、予め統一されたデザインルールのインターフェース面２２を持つ複数の機能モジュール及びモジュール４によって構成されることから、保守、点検単位が機能別に集約されることによって、保守、点検作業の合理化を図ることができる。また、信号線と電力線との電磁干渉を効果的に抑制することができる。更に電力線の本数を低減できるために組立、取外しや保守、点検に必要な作業工程を低減することができる。
また、機能モジュール４Ｅは、第一のインターフェース領域５Ｅを持ち、第二のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する別個な機能モジュールである。その別個な機能モジュール４Ｅのインターフェース面の第一のインターフェース領域５Ｅは、他の機能モジュール４Ｒ，４Ｓ，４Ｘ及びモジュール４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗのインターフェース面の第一のインターフェース領域５が配置される側に共通に配置される。これにより、ＥＭＣ対策の効果を安定的に得ることができる。
本発明は、車両の機器などに電力を供給するために床下や屋根上等に例えば箱形状にて艤装される車両用制御装置として有用である。
図１は、この発明の実施の形態１による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図２は、図１の具体例を示す回路構成図である。 図３は、機能モジュール４Ａ〜４Ｄの別の構成例を回路構成図上で示した図である。 図４は、図３に相当する車両用制御装置のブロック図である。 図５は、機能モジュール４Ａ〜４Ｄ及び機能モジュールとは異なるモジュール４Ｙによるモジュール構成例を回路構成図上で示した図である。 図６は、図５に相当する車両用制御装置を示すブロック図である。 図７は、実施の形態１の機能モジュールのインターフェース面の一例を示す斜視図である。 図８は、実施の形態１の車両用制御装置の一例の断面図である。 図９は、実施の形態２による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図１０は、車両用制御装置の設計、製作における調達期間短縮を示す説明図である。 図１１は、実施の形態３による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態４による車両用制御装置の一例を筐体を除いて示す外形斜視図である。 図１３は、実施の形態４による筐体で被った車両用制御装置に示す外形斜視図である。 図１４は、実施の形態５による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図１５は、従来の車両用制御装置の断面図である。 図１６は、実施の形態６による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図１７は、図１６の具体例を示す回路構成図である。 図１８は、機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍの別の構成例を回路構成図上で示した図である。 図１９は、図１８に相当する車両用制御装置のブロック図である。 図２０は、機能モジュール４Ｋ，４Ｌ，４Ｍ及びモジュール４Ｎの別の構成例を回路構成図上で示した図である。 図２１は、図２０に相当する車両用制御装置のブロック図である。 図２２は、実施の形態７による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図２３は、実施の形態８による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図２４は、機能モジュールの追加、変更を説明する図である。 図２５は実施の形態９による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図２６は実施の形態１０による車両用制御装置を筐体を除いて示す外形斜視図である。 図２７は、実施の形態１０による筐体で被った車両用制御装置に示す外形斜視図である。 図２８は、実施の形態１１による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図２９は、実施の形態１２による車両用制御装置の一例を示すブロック図である。 図３０は、図２９の車両用制御装置の回路構成図である。 図３１は、図３０における機能モジュール４Ｒ，４Ｓ，４Ｘ、及びモジュール４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗの配置関係を示すブロック図である。 図３２は、コンバータ−インバータの組合せ例１を示すブロック図である。 図３３は、コンバータ−インバータの組合せ例２を示すブロック図である。 図３４は、コンバータ−インバータの組合せ例３を示すブロック図である。 図３５は、コンバータ−インバータの組合せ例４を示すブロック図である。 図３６は、図３２に相当する回路構成図である。 図３７は、図３３に相当する回路構成図である。 図３８は、図３４に相当する回路構成図である。 図３９は、図３５に相当する回路構成図である。
１ 架線
２ 車両用制御装置本体
３，１３ 入力端子群
４Ａ〜４Ｅ 機能モジュール
５ 第一のインターフェース領域
６ 第二のインターフェース領域
７ リアクトル
９，１０ａ，１０ｂ 端子群
８ 変圧器(絶縁トランス)
１１ 出力端子群
１２ 線束収納部(配線ダクト）
１４ スイッチ
１５ 逆阻止形半導体スイッチ
１６ 充電抵抗１６
１７ 放電スイッチ
１８ 放電抵抗
１９ コンデンサ
２０ スイッチング回路
２１ 接触器
２２ インターフェース面
４Ｎ，４Ｔ，４Ｕ，４Ｖ，４Ｗ モジュール
３２ スイッチ
３３ 充電接触器
３４ 充電抵抗
３５ 電流センサ
３６ 電圧センサ
３７ 差電流センサ
３８ グランドスイッチ
３９ スイッチング回路
４０ 電圧センサ
４１ コア
４２ コンデンサ
４３ 放電抵抗
４４ スイッチング部
４５ 抵抗
４６ 電圧センサ
５３ 変圧器
５４ スイッチ
５５，６６ スイッチング回路
５６，５７ コンデンサ
５８，５９ 抵抗
６０，６１ 電圧センサ
１３０ 車両
１３１ 上部筐体
１３２ 下部筐体
１３３ 内蔵機器ユニット
１３４，１３５ 点検カバー
１３７ 電力線
１３８ 信号線用コネクタ
１３９ 信号線
１４０ 吊足
３５２ フレーム
３５３，３５４ ボルト
３５６ 冷却用フィン
３５７ 点検カバー

Claims (26)

  1. それぞれ、その作用により出力電位を入力電位と異なる状態にするものであって、このものから出力電位が入力電位に等しいモジュールを分離することができない構成からなる複数の機能モジュールと、
    前記各機能モジュールに接続された信号線及び電力線とを備え、
    前記各機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    複数の前記機能モジュールは、前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする車両用制御装置。
  2. それぞれ、出力電位が入力電位に等しい１又は複数の前記モジュールと、
    前記各モジュールに接続された信号線及び電力線とをさらに備え、
    前記各モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    １又は複数の前記モジュール及び複数の前記機能モジュールは、前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
  3. それぞれ、その作用により出力電位を入力電位と異なる状態にするものであって、このものから出力電位が入力電位に等しいモジュールを分離することができない構成からなる複数の機能モジュールと、
    前記各機能モジュールに接続された信号線及び電力線とを備え、
    前記各機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    複数の前記機能モジュールは２群に分けて２列に配置され、前記各群のインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、その一方群の前記インターフェース面同士とその他方群の前記インターフェース面同士が互いに向かい合って配置され、
    その一方群と他方群の前記インターフェース面同士は、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置されると共に、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする車両用制御装置。
  4. それぞれ、その作用により出力電位を入力電位と異なる状態にするものであって、このものから出力電位が入力電位に等しいモジュールを分離することができない構成からなる複数の機能モジュールと、
    前記各機能モジュールに接続された信号線及び電力線とを備え、
    前記各機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    複数の前記機能モジュールは２群に分けて２列に配置され、前記各群のインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、その一方群の前記インターフェース面同士とその他方群の前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて配置され、
    その一方群と他方群の前記インターフェース面同士の一方の前記インターフェース領域が各列間側に配置されると共に、他方の前記インターフェース領域が各列間と反対側に配置されるようにしたことを特徴とする車両用制御装置。
  5. 複数の前記機能モジュールはその一方群と他方群の前記インターフェース面同士の前記第一のインターフェース領域が各列間側に配置されると共に、前記第二のインターフェース領域が各列間と反対側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項４記載の車両用制御装置。
  6. 前記機能モジュールは、前記第一のインターフェース領域と前記第二のインターフェース領域とを上下に分けたインターフェース面を有し、前記各インターフェース面はそれぞれ、前記第一のインターフェース領域が共通に下端部側又は上端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通にその他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  7. 前記機能モジュールおよび前記モジュールは、直流架線との電気的接続及び切離しを行う開閉回路を有する前記機能モジュール、直流電圧を充放電する充放電回路を有する前記機能モジュール、直流電圧から交流電圧に変換するインバータを有する前記機能モジュール、放電スイッチと放電抵抗とコンデンサとを含む前記モジュール、及び、負荷との電気的接続及び切離しをする接触器を有する前記機能モジュールに分割され、前記の記載順序で接続され、補助電源装置として用いられることを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
  8. 複数の前記機能モジュールおよび前記モジュールは、架線側の電位と対地側の電位に等しくなる電力線以外の前記電力線の入力と出力が、それぞれ、単一本数又は単一組数であるようにしたことを特徴とする請求項７記載の車両用制御装置。
  9. 複数の前記機能モジュールの前記第二のインターフェース領域における電力線用端子はそれぞれ、その形状が同じであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  10. 複数の前記機能モジュールの前記第二のインターフェース領域における電力線用端子用ボルトのサイズは、前記機能モジュールを収納する筐体に前記機能モジュールを固定するボルトのサイズと同じであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  11. 前記第一のインターフェース領域を持ち、前記第二のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する機能モジュールを少なくとも１つ備え、その機能モジュールの前記インターフェース面の前記第一のインターフェース領域は、他の前記機能モジュールの前記インターフェース面の前記第一のインターフェース領域が配置される端部側に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  12. 複数の前記機能モジュールの前記第一のインターフェース領域における信号線用端子を相互接続する信号線は、信号線を束ねる機能を有する配線ダクトを経由して保持されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  13. 前記第二のインターフェース領域を持ち、前記第一のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する機能モジュールを少なくとも１つ備え、その機能モジュールの前記インターフェース面の前記第二のインターフェース領域は、他の前記機能モジュールの前記インターフェース面の前記第二のインターフェース領域が配置される端部側に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  14. 前記各機能モジュールはその機能モジュール単位で取付け、取外しができるようにフレームを有し、前記モジュールはそのモジュール単位で取付け、取外しができるようにフレームを有することを特徴とする請求項７または８に記載の車両用制御装置。
  15. それぞれ、その作用により出力電位を入力電位と異なる状態にするものであって、このものから出力電位が入力電位に等しいモジュールを分離することができない構成からなる複数の機能モジュールと、
    前記各機能モジュールに接続された信号線及び電力線とを備え、
    前記各機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    複数の前記機能モジュールは、前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置され、
    複数の前記機能モジュールには、電気的接続と切離しを行う開閉回路を有する前記機能モジュール、電圧と電流を監視する監視回路を有する前記機能モジュール、及び、直流電圧から交流電圧に変換するインバータを有する機能モジュールが含まれ、前記監視回路の前記機能モジュールは架線と、他の前記機能モジュールとを接続するようにしたことを特徴とする車両用制御装置。
  16. それぞれ、出力電位が入力電位に等しい１又は複数の前記モジュールと、
    前記各モジュールに接続された信号線及び電力線とをさらに備え、
    前記各モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    １又は複数の前記モジュール及び複数の前記機能モジュールは、前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１５に記載の車両用制御装置。
  17. それぞれ、その作用により出力電位を入力電位と異なる状態にするものであって、このものから出力電位が入力電位に等しいモジュールを分離することができない構成からなる複数の機能モジュールと、
    前記各機能モジュールに接続された信号線及び電力線とを備え、
    前記各機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    複数の前記機能モジュールは２群に分けて２列に配置され、前記各群のインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、その一方群の前記インターフェース面同士とその他方群の前記インターフェース面同士が互いに向かい合って配置され、
    その一方群と他方群の前記インターフェース面同士は、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置されると共に、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置され、
    複数の前記機能モジュールには、電気的接続と切離しを行う開閉回路を有する前記機能モジュール、電圧と電流を監視する監視回路を有する前記機能モジュール、及び、直流電圧から交流電圧に変換するインバータを有する機能モジュールが含まれ、前記監視回路の前記機能モジュールは架線と、他の前記機能モジュールとを接続するようにしたことを特徴とする車両用制御装置。
  18. それぞれ、その作用により出力電位を入力電位と異なる状態にするものであって、このものから出力電位が入力電位に等しいモジュールを分離することができない構成からなる複数の機能モジュールと、
    前記各機能モジュールに接続された信号線及び電力線とを備え、
    前記各機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    複数の前記機能モジュールは２群に分けて２列に配置され、前記各群のインターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、その一方群の前記インターフェース面同士とその他方群の前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて配置され、
    その一方群と他方群の前記インターフェース面同士の一方の前記インターフェース領域が各列間側に配置されると共に、他方の前記インターフェース領域が各列間と反対側に配置され、
    複数の前記機能モジュールには、電気的接続と切離しを行う開閉回路を有する前記機能モジュール、電圧と電流を監視する監視回路を有する前記機能モジュール、及び、直流電圧から交流電圧に変換するインバータを有する機能モジュールが含まれ、前記監視回路の前記機能モジュールは架線と、他の前記機能モジュールとを接続するようにしたことを特徴とする車両用制御装置。
  19. 複数の前記機能モジュールはその一方群と他方群の前記インターフェース面同士の前記第一のインターフェース領域が各列間側に配置されると共に、前記第二のインターフェース領域が各列間と反対側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１７又は請求項１８記載の車両用制御装置。
  20. 前記機能モジュールは、前記第一のインターフェース領域と前記第二のインターフェース領域とを上下に分けたインターフェース面を有し、前記各インターフェース面はそれぞれ、前記第一のインターフェース領域が共通に下端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に上端部側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項１５〜請求項１９のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  21. 複数の前記機能モジュールの前記第二のインターフェース領域における電力線用端子用ボルトのサイズは、前記機能モジュールを収納する箱体に前記機能モジュールを固定するボルトのサイズと同じであることを特徴とする請求項１５〜請求項１９のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  22. 前記第一のインターフェース領域を持ち、前記第二のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する機能モジュールを少なくとも１つ備え、その機能モジュールの前記インターフェース面の前記第一のインターフェース領域は、他の前記機能モジュールの前記インターフェース面の前記第一のインターフェース領域が配置される端部側に配置されることを特徴とする請求項１５〜請求項１９のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  23. 前記第二のインターフェース領域を持ち、前記第一のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する機能モジュールを少なくとも１つ備え、その機能モジュールの前記インターフェース面の前記第二のインターフェース領域は、他の前記機能モジュールの前記インターフェース面の前記第二のインターフェース領域が配置される端部側に配置されることを特徴とする請求項１５〜請求項１９のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
  24. 前記各機能モジュールはその機能モジュール単位で取付け、取外しができるようにフレームを有することを特徴とする請求項１５に記載の車両用制御装置。
  25. それぞれ、その作用により出力電位を入力電位と異なる状態にするものであって、このものから出力電位が入力電位に等しいモジュールを分離することができない構成からなる複数の機能モジュールと、
    前記各機能モジュールに接続された信号線及び電力線とを備え、
    前記各機能モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    複数の前記機能モジュールは、前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置され、
    複数の前記機能モジュールには、交流架線との電気的接続及び切離しを行う開閉回路を有する前記機能モジュール、交流電圧から直流電圧に変換するコンバータを有する前記機能モジュール、及び、直流電圧から交流電圧に変換するインバータを有する前記機能モジュールが含まれることを特徴とする車両用制御装置。
  26. それぞれ、出力電位が入力電位に等しい１又は複数の前記モジュールと、
    前記各モジュールに接続された信号線及び電力線とをさらに備え、
    前記各モジュールは前記信号線と前記電力線の両方が共に接続されるインターフェース面をその一側面に有し、
    前記各インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、
    １又は複数の前記モジュール及び複数の前記機能モジュールは、前記インターフェース面同士が同じ方向を向いて隣接して並べられ、前記第一のインターフェース領域が共通に一方端部側に配置され、前記第二のインターフェース領域が共通に他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項２５記載の車両用制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018101298A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 古河電気工業株式会社 電気接続カセット
US9998024B2 (en) 2013-12-03 2018-06-12 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion apparatus

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO330333B1 (no) * 2009-07-07 2011-03-28 A T Holding Da Styring for induktive laster
JP5970870B2 (ja) * 2012-03-06 2016-08-17 スズキ株式会社 ハイブリッド車両の電気部品取り付け構造
JP5883736B2 (ja) * 2012-07-13 2016-03-15 川崎重工業株式会社 主変圧器と高電圧機器箱の接続構造およびそれを備えた鉄道車両
JP5847872B2 (ja) * 2014-03-28 2016-01-27 本田技研工業株式会社 ウインチ付車両
DE102014213073A1 (de) * 2014-07-04 2016-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungseinrichtung für ein Fahrzeug
FR3024420B1 (fr) * 2014-08-04 2016-09-02 Alstom Transp Tech Coffre de traction d'un vehicule ferroviaire et vehicule ferroviaire associe
US10499514B2 (en) 2015-05-12 2019-12-03 Mitsubishi Electric Corporation Vehicular control device
CN105790600B (zh) 2016-03-02 2019-03-05 阳光电源股份有限公司 一种组串式逆变器
WO2017199405A1 (ja) * 2016-05-19 2017-11-23 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2018103972A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 車載制御装置
JP6793337B2 (ja) * 2017-01-31 2020-12-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 給電制御装置
JP6622234B2 (ja) * 2017-02-17 2019-12-18 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両用電装機器
DE102018118181A1 (de) * 2018-07-27 2020-01-30 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Steuerungselektronik in modularer Bauweise
US11440536B2 (en) * 2019-07-30 2022-09-13 USP Motorsports Inc Wireless device for disabling a differential in an all wheel drive vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007138760A1 (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Mitsubishi Electric Corporation 車両用制御装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05199601A (ja) * 1992-01-16 1993-08-06 Mitsubishi Electric Corp 電気車制御装置
JPH0717396A (ja) 1993-06-30 1995-01-20 Hitachi Ltd 鉄道車両及びその屋根上機器取付け構造
JPH10278784A (ja) * 1997-04-11 1998-10-20 Toyo Electric Mfg Co Ltd 鉄道車両用制御箱
JP2001258236A (ja) 2000-03-10 2001-09-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 渦電流式減速装置のロータ
JP4034937B2 (ja) * 2001-01-09 2008-01-16 本田技研工業株式会社 車両の制御装置
JP4059194B2 (ja) * 2003-12-25 2008-03-12 トヨタ自動車株式会社 車両の統合制御システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007138760A1 (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Mitsubishi Electric Corporation 車両用制御装置
WO2007138645A1 (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Mitsubishi Electric Corporation 車両用補助電源装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9998024B2 (en) 2013-12-03 2018-06-12 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion apparatus
WO2018101298A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 古河電気工業株式会社 電気接続カセット
JPWO2018101298A1 (ja) * 2016-11-30 2019-10-24 古河電気工業株式会社 電気接続カセット
US11258191B2 (en) 2016-11-30 2022-02-22 Furukawa Electric Co., Ltd. Electrical connection cassette
JP7097300B2 (ja) 2016-11-30 2022-07-07 古河電気工業株式会社 電気接続カセット

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