JP6205252B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は鉄道車両に搭載される車両用制御装置に関し、特にエンジンを始動できなくても後続の列車の運行に影響を与え難くできると共に、乗客の快適性を確保できる車両用制御装置に関するものである。

従来より、走行駆動源として用いられるエンジン（内燃機関）が搭載された鉄道車両において、環境負荷を軽減すると共に省エネルギ性の向上のため、駅で停車中にエンジンを停止させる技術が知られている。例えば特許文献１には、空気ブレーキの駆動源として用いられる空気圧や客室の温度等の諸条件を判別して、その条件を満たす場合に編成内の全てのエンジンを停止させる車両用制御装置が開示されている。

特開２００２−３４９３１３号公報

しかしながら特許文献１に開示される技術では、停車時に編成内の全てのエンジンを停止させるので、停止させたエンジンを始動できないと鉄道車両が発進できなくなる。その場合には、鉄道車両が駅に停留し続けることになるので、後続の列車の運行に影響を与えてしまうという問題点があった。

また、特許文献１に開示される技術では、エンジンが停止すると鉄道車両に搭載された空調装置を自動的に停止させるように設定されている。従って、夏季や冬季などには、停車中に客室内の温度が上昇または下降して、客室内の乗客の快適性が損なわれるおそれがあった。

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、エンジンを始動できなくても後続の列車の運行に影響を与え難くできると共に、乗客の快適性を確保できる車両用制御装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために請求項１記載の車両用制御装置は、少なくとも走行駆動源として用いられる第１内燃機関と、車載機器に供給する電力を発電する発電機の駆動源および走行駆動源として用いられる第２内燃機関と、前記発電機を介在させないで前記第１内燃機関および前記第２内燃機関の出力を車輪に伝達する伝達機構と、を編成内に有する鉄道車両に搭載されるものにおいて、前記鉄道車両の停車中に、前記第１内燃機関は停止させ前記第２内燃機関は作動させる機関停止手段を備え、その機関停止手段は、停車した前記鉄道車両の発進に要する駆動力を得るのに必要な前記第２内燃機関を作動させる。前記伝達機構は、前記鉄道車両の停車中に前記第２内燃機関の出力を前記発電機に伝達し、前記鉄道車両の発進時に前記第２内燃機関の出力を車輪に伝達可能にする。

請求項２記載の車両用制御装置は、請求項１記載の車両用制御装置において、前記鉄道車両は、複数の第２内燃機関を編成内に有し、前記機関停止手段は、前記複数の第２内燃機関の一部を作動させて残部を停止させる一部作動手段を備えている。

請求項３記載の車両用制御装置は、請求項２記載の車両用制御装置において、前記機関停止手段は、編成内の全ての前記第２内燃機関を作動させる全部作動手段を備え、前記全部作動手段または前記一部作動手段のいずれを実行するかを切り換える切換手段を備えている。

請求項４記載の車両用制御装置は、請求項２又は３に記載の車両用制御装置において、前記鉄道車両は、前記複数の第２内燃機関をそれぞれ始動させる複数の始動装置を備え、前記一部作動手段により停止される前記第２内燃機関の始動回数が平準化されるように、いずれの前記第２内燃機関を停止するかを決定する停止機関決定手段を備えている。

請求項１記載の車両用制御装置によれば、機関停止手段により、少なくとも走行駆動源として用いられる第１内燃機関は停止されるので、鉄道車両の停車中に第１内燃機関が消費する燃料、第１内燃機関から排出される排気ガス、騒音等をなくすことができる。

一方、機関停止手段により、車載機器に供給する電力を発電する発電機の駆動源および走行駆動源として用いられる第２内燃機関は作動される。伝達機構は、鉄道車両の停車中に第２内燃機関の出力を発電機に伝達するので、第２内燃機関によって発電機が駆動され車載機器に電力が供給される。これにより、第１内燃機関の停止中も乗客の快適性を確保できる効果がある。

さらに、機関停止手段は、停車した鉄道車両の発進に要する駆動力を得るのに必要な第２内燃機関を作動させる。伝達機構は、鉄道車両の発進時に第２内燃機関の出力を車輪に伝達可能にするので、第１内燃機関を始動できないときには、停車した鉄道車両の発進に要する駆動力を第２内燃機関から得ることができる。その結果、第１内燃機関を始動できなくても、作動している第２内燃機関を用いて鉄道車両を発進させることができる。鉄道車両を発進させて後続の列車がすれ違うことができるところまで鉄道車両を移動させることで、後続の列車の運行に影響を与え難くできる効果がある。

請求項２記載の車両用制御装置によれば、鉄道車両は、複数の第２内燃機関を編成内に有している。第２内燃機関の一部を作動させて残部を停止させる一部作動手段により、請求項１の効果に加え、全ての第２内燃機関を作動させる場合と比較して、第２内燃機関が消費する燃料、第２内燃機関から排出される排気ガス、騒音等を削減できる効果がある。

請求項３記載の車両用制御装置によれば、全部作動手段により編成内の全ての第２内燃機関が作動されると、一部作動手段により第２内燃機関の一部が作動される場合と比較して、車載機器に供給される電力量を増加させることができる。その結果、停車中の燃料消費量や排気ガス量などを削減したいときには、切換手段により一部作動手段が実行されるように切り換え、車載機器に供給される電力量を確保したいときには、切換手段により全部作動手段が実行されるように切り換えられる。これにより、請求項２の効果に加え、要求に応じて第２内燃機関の停止状態を可変にできる効果がある。

請求項４記載の車両用制御装置によれば、複数の始動装置により複数の第２内燃機関がそれぞれ始動される。一部作動手段により停止される第２内燃機関の始動回数が平準化されるように、いずれの第２内燃機関を停止するか停止機関決定手段により決定される。その結果、停止した第２内燃機関を始動させる始動装置の寿命を平準化することができる。複数の始動装置のメンテナンスのタイミングを合わせることができるので、請求項２又は３の効果に加え、鉄道車両のメンテナンス性を向上できる効果がある。

第１実施の形態における車両用制御装置が搭載された鉄道車両の模式図である。 鉄道車両の電気的構成を示したブロック図である。 第２実施の形態における車両用制御装置が搭載された鉄道車両の電気的構成を示したブロック図である。 機関停止処理のフローチャートである。 第３実施の形態における車両用制御装置により実行される機関停止処理のフローチャートである。 第４実施の形態における車両用制御装置が搭載された鉄道車両の電気的構成を示したブロック図である。 機関停止処理のフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施の形態における車両用制御装置２０について説明する。図１は第１実施の形態における車両用制御装置２０が搭載された鉄道車両１の模式図であり、図２は鉄道車両１の電気的構成を示したブロック図である。図１に示すように鉄道車両１（いわゆる気動車）は、互いに連結された車体２，３と、車体２，３の下部にそれぞれ配置された車輪４と、車体２，３の床下にそれぞれ配置された走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６とを備えている。本実施の形態では、車体２，３が互いに連結された２両編成の鉄道車両１を図示している。

走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６は、各車体２，３に配置される内燃機関である。車両用制御装置２０は、鉄道車両１の各部を制御するための装置であり、停止スイッチ１２の操作に応じて走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６の作動状態を制御する。車両用制御装置２０は、鉄道車両１に搭載されたバッテリ（図示せず）を電源として動作する。

なお、鉄道車両１は、終着駅で編成を転回しないで折返し運転を行う車両として編成されているので、車両用制御装置２０は、編成の両側（車体２，３）の運転室に配置されている。車体２を先頭車（制御車）とする場合には、車体２に配置された車両用制御装置２０により鉄道車両１の各部が制御され、車体３を先頭車（制御車）とする場合には、車体３に配置された車両用制御装置２０により鉄道車両１の各部が制御されるように設定される。

次に図２を参照して車両用制御装置２０の詳細構成について説明する。図２に示すように車両用制御装置２０は、ＣＰＵ２１及びＲＯＭ２２を備え、それらがバスライン２３を介して入出力ポート２４に接続されている。ＣＰＵ２１は、バスライン２３により接続された各部を制御する演算装置であり、ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１により実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。入出力ポート２４には走行用エンジン５、発電兼用エンジン６等の装置が接続される。

なお、本実施の形態では、各車体２，３（図１参照）に走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６が搭載されているので、車両用制御装置２０の入出力ポート２４に走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６は２台ずつ接続される。しかし、図２では、便宜上、走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６を各１台図示して、その他の走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６の図示を省略する。

走行用エンジン５は、鉄道車両１の走行駆動源として用いられる内燃機関（ディーゼル機関）である。走行用エンジン５は、バッテリ（図示せず）を電源として動作するモータ５ａの回転によって始動する。走行用エンジン５の出力は、変速機、推進軸、減速機などの伝達機構（図示せず）によって車輪４（図１参照）に伝達される。

発電兼用エンジン６は、鉄道車両１の走行駆動源として用いられるだけでなく、発電機７の駆動源としても用いられる内燃機関（ディーゼル機関）である。発電兼用エンジン６は、バッテリ（図示せず）を電源として動作するモータ６ａの回転によって始動する。発電兼用エンジン６の出力は、変速機、推進軸、減速機などの伝達機構（図示せず）によって車輪４（図１参照）に伝達されると共に発電機７に伝達される。

発電機７は、発電兼用エンジン６によって駆動され電力を得るための装置である。発電機７の発電電力は電源装置８に入力される。電源装置８は、発電機７により得られた電力を、照明装置９、空調装置１０及び他の車載機器１１の動作に必要な電力に変換するための装置である。照明装置９は、客室等の室内照明および室外照明を行うための車載機器であり、空調装置１０は、客室内の冷却や加温を行うための車載機器である。

他の車載機器１１としては、鉄道車両１のブレーキの動力源として用いられる圧縮空気を作るためのコンプレッサ、各種ランプ類、車内放送装置等の各種電気負荷が挙げられる。停止スイッチ１２は、車体２，３の運転室に配置される装置であり、停止スイッチ１２が操作（押下）されることによりＲＯＭ２２に記憶された制御プログラムがＣＰＵ２１により実行され、走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６の作動状態が制御される。

本実施の形態では、停止スイッチ１２が操作（押下）されると、ＣＰＵ２１は編成内の全ての走行用エンジン５を停止し、編成内の全ての発電兼用エンジン６を作動させたままにする（全部作動手段）。なお、作動する発電兼用エンジン６は、走行用エンジン５が停止したままであっても鉄道車両１の発進に要する駆動力が得られる出力を有するものが採用される。

鉄道車両１が駅に停止したときに停止スイッチ１２が操作（押下）されると、編成内の全ての走行用エンジン５が停止されるので、停車中に走行用エンジン５が消費する燃料、走行用エンジン５から排出される排気ガス、騒音等をなくすことができる。一方、停車中は、編成内の全ての発電兼用エンジン６は作動されるので、発電兼用エンジン６によって発電機７が駆動され、電源装置８及び空調装置１０等の車載機器に電力が供給される。これにより、停車中も照明装置９や空調装置１０等に電力が供給され、照明装置９や空調装置１０等を停止させないようにできるので、客室内を快適に保つことができる。その結果、停車中も客室内の乗客の快適性を確保できる。

さらに、停車中に作動する発電兼用エンジン６は、鉄道車両１の発進に要する駆動力が得られるように出力が設定されるので、鉄道車両１の発進時に走行用エンジン５を始動できなくても、鉄道車両１の発進に要する駆動力を発電兼用エンジン６から得ることができる。その結果、走行用エンジン５を始動できなくても、作動している発電兼用エンジン６を用いて鉄道車両１を発進させ、速度は遅くても、後続の列車とすれ違いが可能なところまで鉄道車両１を移動させることができれば、走行用エンジン５を始動できなくなった鉄道車両１が後続の列車の運行に悪影響を与えてしまうことを防止できる。

ここで、停車中に全ての走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６を停止すると、走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６が停車中に消費する燃料、排出される排気ガス、騒音等をなくすことができる。しかし、発電兼用エンジン６を停止すると発電機７も停止するので、照明装置９や空調装置１０等の車載機器に十分な電力を供給できなくなるという問題が生じる。鉄道車両１に搭載されたバッテリ（図示せず）から照明装置９や空調装置１０等の車載機器に電力を供給することは考えられるが、大容量のバッテリが必要になるという問題が生じる。また、鉄道車両１の発進時に走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６を始動できないと、鉄道車両１が立ち往生してしまうので、後続の列車の運行に悪影響を与えるという問題が生じる。これに対し本実施の形態によれば、これらの問題が生じることを防止でき、停車中の鉄道車両１内の乗客の快適性を確保しつつ後続の列車の運行に影響を与え難くできる。

なお、本実施の形態において、停止スイッチ１２が操作（押下）されたことをトリガーとして、ＲＯＭ２２に記憶された他の制御プログラムにより、ＣＰＵ２１は編成内の全ての走行用エンジン５及び編成内の一部の発電兼用エンジン６を停止し、残部の発電兼用エンジン６を作動させることは可能である（一部作動手段）。この場合も、作動する残部の発電兼用エンジン６は、全ての走行用エンジン５及び一部の発電兼用エンジン６が停止したままであっても、鉄道車両１の発進に要する駆動力が得られる出力を有するものが採用される。さらに、作動する残部の発電兼用エンジン６によって駆動される発電機７の発電電力によって、空調装置１０や照明装置などが動作可能なように発電兼用エンジン６及び発電機７の出力等が予め設定される。

この場合には、停車中に編成内の全ての発電兼用エンジン６を作動させる場合と比較して、編成内の一部の発電兼用エンジン６を停止する分だけ停車中に消費する燃料、排出される排気ガス、騒音等を減らすことができるので好ましい。また、作動する残部の発電兼用エンジン６は、鉄道車両１の発進に要する駆動力が得られるように出力が設定されると共に、残部の発電兼用エンジン６で駆動される発電機７の発電電力によって空調装置１０や照明装置などが動作可能なように発電兼用エンジン６及び発電機７の出力等が設定されるので、停車中の鉄道車両１内の乗客の快適性を確保できる。

なお、編成内の一部の発電兼用エンジン６を停止する場合には、停止した発電兼用エンジン６が配置された車体に搭載された車載機器（空調装置１０等）に、作動している発電兼用エンジン６により駆動される発電機７の発電電力が供給される。これにより、駆動可能な発電機７の発電電力を使って、鉄道車両１の全ての車体２，３に搭載された車載機器を動作させることができる。

次に図３及び図４を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、停止スイッチ１２が操作（押下）されたときに、編成内の全ての走行用エンジン５を停止し、さらに編成内の全ての発電兼用エンジン６を作動するか又は一部の発電兼用エンジン６を停止するかが、ＲＯＭ２２に記憶された制御プログラムによって予め定められている場合について説明した。

これに対し、第２実施の形態では、停止スイッチ１２が操作（押下）されたときに、編成内の全ての走行用エンジン５を停止し、さらに編成内の全ての発電兼用エンジン６を作動するか又は一部の発電兼用エンジン６を停止するかを選択できる場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３は第２実施の形態における車両用制御装置３０が搭載された鉄道車両の電気的構成を示したブロック図である。なお、車両用制御装置３０は、第１実施の形態で説明した鉄道車両１において、車両用制御装置２０に代えて配置される。

図３に示すように車両用制御装置３０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ３１及びフラッシュメモリ３２を備え、それらがバスライン２３を介して入出力ポート２４に接続される。入出力ポート２４にはモード選択スイッチ１３が接続されている。

ＲＯＭ３１は、ＣＰＵ２１により実行される制御プログラムや固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリであり、全部作動モード３１ａ及び一部作動モード３１ｂという２つの制御プログラムを記憶している。全部作動モード３１ａは、編成内の全ての走行用エンジン５を停止し、編成内の全ての発電兼用エンジン６を作動させるモードであり、一部作動モード３１ｂは、編成内の全ての走行用エンジン５及び一部の発電兼用エンジン６を停止し、編成内の残部の発電兼用エンジン６を作動させるモードである。

フラッシュメモリ３２は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するための不揮発性のメモリであり、作動回数メモリ３２ａが設けられている。作動回数メモリ３２ａは、各発電兼用エンジン６を始動するために作動された各モータ６ａの作動回数をそれぞれ記憶するためのメモリである。

モード選択スイッチ１３は、編成内の全ての走行用エンジン５を停止し全ての発電兼用エンジン６を作動させるモード（全部作動モード３１ａが実行される状態）、編成内の全ての走行用エンジン５及び一部の発電兼用エンジン６を停止し残部の発電兼用エンジン６を作動させるモード（一部作動モード３１ｂが実行される状態）のいずれかを選択するためのスイッチである。モード選択スイッチ１３は車体２，３の運転室に配置されており、運転士により操作される。

次に図４を参照して機関停止処理について説明する。図４は機関停止処理を示すフローチャートである。この処理は車両用制御装置３０の電源が投入されている間、停止スイッチ１２が押下されたことをトリガーとして実行される処理であり、編成内の走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６の作動状態を制御する処理である。

ＣＰＵ２１は機関停止処理に関し、まず、全部作動モードが選択されているか否かを判断する（Ｓ１）。Ｓ１の処理は、モード選択スイッチ１３により選択されたモードに基づいて行われる。この処理の結果、全部作動モード３１ａが選択されていると判断される場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ３１に記憶されている制御プログラム（全部作動モード３１ａ）によって、編成内の全ての走行用エンジン５を停止し、編成内の全ての発電兼用エンジン６を作動させ（Ｓ２）、この機関停止処理を終了する。

一方、Ｓ１の処理の結果、一部作動モード３１ｂが選択されていると判断される場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ３１に記憶されている制御プログラム（一部作動モード３１ｂ）によって、編成内の全ての走行用エンジン５を停止する（Ｓ３）。さらに、全ての発電兼用エンジン６の中からモータ６ａの作動回数の少ない発電兼用エンジン６を停止する一方、その他の発電兼用エンジン６を作動させて（Ｓ３）、この機関停止処理を終了する。なお、Ｓ３の処理では、作動回数メモリ３２ａに記憶されている各モータ６ａの作動回数に基づいて、停止する発電兼用エンジン６（本実施の形態では１台）を決定する。

この第２実施の形態によれば、モード選択スイッチ１３により全部作動モード３１ａ又は一部作動モード３１ｂを選択できる。従って、例えば、途中駅に停車するときには全部作動モード３１ａを選択し、終着駅に停車するときには一部作動モード３１ｂを選択することができる。これにより、途中駅では全ての発電兼用エンジン６を作動させることにより十分な発電電力を確保して、乗客の快適性の確保を優先する。途中駅より停車時間の長い終着駅では、一部の発電兼用エンジン６を停止することにより燃料消費量等の削減を優先する。モード選択スイッチ１３により発電兼用エンジン６の作動状態を可変にできるので、停車時間や客室内の乗客数等に応じて、発電電力の確保を優先するか燃料消費量等の削減を優先するかを選択できる。

また、一部作動モード３１ｂが選択された場合、全ての発電兼用エンジン６の中からモータ６ａの作動回数の少ない発電兼用エンジン６を停止するので、発電兼用エンジン６を始動するために用いられるモータ６ａの作動回数を平準化できる。これにより、編成内のモータ６ａの寿命を平準化できるので、編成内のモータ６ａの寿命がほぼ同時期に到来するようにできる。その結果、モータ６ａのメンテナンスのタイミングを合わせることができるので、メンテナンス性を向上できる。

次に図５を参照して第３実施の形態について説明する。第２実施の形態では、一部作動モード３１ｂが選択されたときに、全ての発電兼用エンジン６の中からモータ６ａの作動回数の少ない発電兼用エンジン６を停止する場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、一部作動モード３１ｂが選択されたときに、編成内の発電兼用エンジン６を順番に停止する場合について説明する。なお、第３実施の形態における車両用制御装置は、第２実施の形態で説明した車両用制御装置３０と同様に構成されているので、同一の符号を付して以下の説明を省略する。但し、第３実施の形態では、フラッシュメモリ３２が直前の機関停止処理において停止した発電兼用エンジン６を記憶する点が、第２実施の形態と相違する。図５は第３実施の形態における車両用制御装置３０により実行される機関停止処理のフローチャートである。

図５に示す機関停止処理は、車両用制御装置３０の電源が投入されている間、停止スイッチ１２が押下されたことをトリガーとして実行される処理であり、編成内の走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６の作動状態を制御する処理である。ＣＰＵ２１は機関停止処理に関し、まず、全部作動モード３１ａが選択されているか否かを判断し（Ｓ１）、全部作動モード３１ａが選択されていると判断される場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、編成内の全ての走行用エンジン５を停止し、編成内の全ての発電兼用エンジン６を作動させ（Ｓ２）、この機関停止処理を終了する。

一方、Ｓ１の処理の結果、一部作動モード３１ｂが選択されていると判断される場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は、編成内の全ての走行用エンジン５を停止する（Ｓ１１）。さらに、直前の機関停止処理において停止した発電兼用エンジン６は作動させる一方、直前の機関停止処理において停止した発電兼用エンジン６とは異なる発電兼用エンジン６を停止して（Ｓ１１）、この機関停止処理を終了する。なお、Ｓ１１の処理において、いずれの発電兼用エンジン６を停止させるかは、フラッシュメモリ３２に記憶された直前の機関停止処理において停止した発電兼用エンジン６に基づいて決定する。

この第３実施の形態によれば、直前の機関停止処理において停止した発電兼用エンジン６とは異なる発電兼用エンジン６を停止することで、編成内の発電兼用エンジン６を順番に停止するので、発電兼用エンジン６を始動するために用いられるモータ６ａの作動回数を平準化できる。これにより、編成内のモータ６ａの寿命がほぼ同時期に到来するようにできるので、モータ６ａのメンテナンスのタイミングを合わせることでメンテナンス性を向上できる。

次に図６及び図７を参照して第４実施の形態について説明する。第１実施の形態から第３実施の形態では、編成内の各車体２，３にそれぞれ走行用エンジン５及び発電兼用エンジン６が配置される場合について説明した。これに対し第４実施の形態では、発電機７を駆動しない走行用エンジン５は編成内に配置されておらず、各車体２，３に発電兼用エンジン６，１４が配置されることで、編成内に複数の発電兼用エンジン６，１４が配置される場合について説明する。

また、第１実施の形態から第３実施の形態では、一部の発電兼用エンジン６を停止するモード（一部作動モード３１ｂ）において、停止する発電兼用エンジン６の数（固定値）が予め設定されている場合について説明した。これに対し第４実施の形態では、一部作動モード３１ｂにおいて停止する発電兼用エンジン６の数を可変にする場合について説明する。なお、第２実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６は第４実施の形態における車両用制御装置４０が搭載された鉄道車両の電気的構成を示したブロック図である。

図６に示すように車両用制御装置４０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ３１、フラッシュメモリ３２及びＲＡＭ４１を備え、それらがバスライン２３を介して入出力ポート２４に接続される。入出力ポート２４には発電兼用エンジン１４、温度センサ装置１５が接続されている。ＲＡＭ４１は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリである。

発電兼用エンジン１４は、鉄道車両の走行駆動源として用いられるだけでなく、発電機７の駆動源としても用いられる内燃機関（ディーゼル機関）であり、バッテリ（図示せず）を電源として動作するモータ１４ａの回転によって始動する。発電兼用エンジン１４の出力は、変速機、推進軸、減速機などの伝達機構（図示せず）によって車輪４（図１参照）に伝達されると共に発電機７に伝達される。

温度センサ装置１５は、客室内の温度を検出すると共にその検出結果をＣＰＵ２１に出力するための装置であり、客室内に配置された温度センサ１５ａと、その温度センサ１５ａの検出結果を処理してＣＰＵ２１に出力する出力回路（図示せず）とを主に備えている。

次に図７を参照して機関停止処理について説明する。図７は機関停止処理を示すフローチャートである。この処理は車両用制御装置４０の電源が投入されている間、停止スイッチ１２が押下されたことをトリガーとして実行される処理であり、編成内の発電兼用エンジン６，１４の作動状態を制御する処理である。

ＣＰＵ２１は機関停止処理に関し、まず、全部作動モード３１ａが選択されているか否かを判断し（Ｓ２１）、全部作動モード３１ａが選択されていない（一部作動モード３１ｂが選択されている）と判断される場合には（Ｓ２１：Ｎｏ）、ＣＰＵ２１は、停止した鉄道車両の発進の駆動力が最低限得られるだけの発電兼用エンジン６，１４の一部（予め定められた数）を作動させ、それ以外の発電兼用エンジン６，１４は停止し（Ｓ２２）、この機関停止処理を終了する。

一方、Ｓ２１の処理の結果、全部作動モード３１ｂが選択されていると判断される場合には（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、客室内の温度は所定の温度範囲であるか否かを判断する（Ｓ２３）。Ｓ２３の処理の結果、客室内の温度が所定の温度範囲であると判断される場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、空調装置１０の出力を上げて冷却能力や加温能力を上げる必要はないので、Ｓ２２の処理を実行した後、この機関停止処理を終了する。

これに対し、Ｓ２３の処理の結果、客室内の温度が所定の温度範囲でないと判断される場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、空調装置１０の出力を上げて冷却能力や加温能力を上げる必要があるので、ＣＰＵ２１は、空調装置１０によって客室内の温度を所定の温度範囲にするために必要な電力を算出する（Ｓ２４）。次いで、ＣＰＵ２１は、停止した鉄道車両の発進の駆動力が最低限得られるだけの発電兼用エンジン６，１４の一部（予め定められた数）を作動させ、加えて空調装置１０の出力を上げるのに必要な電力を供給できるだけの発電兼用エンジン６，１４の必要数を作動させる（Ｓ２５）。さらに、それ以外の発電兼用エンジン６，１４は停止し（Ｓ２５）、この機関停止処理を終了する。

この第４実施の形態によれば、鉄道車両の発進の駆動力が最低限得られるだけの発電兼用エンジン６，１４の一部を停車中に作動させることにより、発進のときに発電兼用エンジン６，１４の残部を始動できなくても、鉄道車両の発進に要する駆動力を、作動中の発電兼用エンジン６，１４の一部から得ることができる。発電兼用エンジン６，１４の一部の駆動力によって鉄道車両を発進させて、後続の列車がすれ違うことができるところまで鉄道車両を移動させることで、後続の列車の運行に影響を与え難くできる。

また、停車中は発電兼用エンジン６，１４の残部を停止させるので、その分だけ発電兼用エンジン６，１４の燃料消費量や排気ガス等を削減できる。さらに、発電兼用エンジン６，１４の一部を停車中に作動させ、その発電兼用エンジン６，１４によって発電機７を駆動できるので、照明装置９や空調装置１０等の車載機器に電力を供給し車載機器を動作させることで、乗客の快適性を確保できる。

特に、客室内の温度が所定の温度範囲でない場合に、客室内の温度を所定の温度範囲にするために必要な電力を算出し、発電兼用エンジン６，１４の一部（予め定められた数）を作動させるのに加えて、空調装置１０の出力を上げるのに必要な電力を供給できるだけの発電兼用エンジン６，１４の必要数を作動させる。よって、空調装置１０の冷却能力または加温能力を向上させることができる。空調装置１０は照明装置９等と比べて電力消費量が多いが、必要とする電力に応じて発電兼用エンジン６，１４の必要数を作動させることで、駆動される発電機７の数を増やして必要な電力を空調装置１０に供給できる。これにより、客室内の温度を早期に所定の温度範囲に到達させられるようにして、客室内の乗客の快適性を確保できる。

なお、図４に示すフローチャート（機関停止処理）において、請求項１記載の機関停止手段としてはＳ２，Ｓ３の処理が該当する。請求項２記載の一部作動手段としてはＳ３の処理が該当する。請求項３記載の全部作動手段としてはＳ２の処理が、切換手段としてはＳ１の処理が該当する。

図５に示すフローチャート（機関停止処理）において、請求項１記載の機関停止手段としてはＳ２，Ｓ１１の処理が該当する。請求項２記載の一部作動手段としてはＳ１１の処理が該当する。請求項３記載の全部作動手段としてはＳ２の処理が、切換手段としてはＳ１の処理が該当する。請求項４記載の停止機関決定手段としてはＳ１１の処理のうち、直前に停止した発電兼用エンジンとは異なる発電兼用エンジンを停止する処理が該当する。

図７に示すフローチャート（機関停止処理）において、請求項１記載の機関停止手段としてはＳ２２，Ｓ２５の処理が該当する。請求項２記載の一部作動手段としてはＳ２２の処理が該当する。請求項３記載の全部作動手段としてはＳ２５の処理が、切換手段としてはＳ２１の処理が該当する。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。上記実施の形態で挙げた数量は一例であり、他の数量を採用することは当然可能である。

例えば、上記各実施の形態では２両編成の鉄道車両１について説明したが、これに限られるものではなく、鉄道車両を３両以上の複数編成または単行（１両編成）とすることは当然可能である。各車両（車体）にエンジンが配置されていなくても、編成内に２台以上のエンジン（少なくとも１台は発電兼用エンジンであり、１台は少なくとも走行駆動源として用いられるエンジン）が搭載されていれば、本発明の作用効果を奏することは可能だからである。

上記第２実施の形態では（図４参照）、編成内に発電兼用エンジン６が２台配置されているので、その２台の発電兼用エンジン６を始動させるモータ６ａの作動回数を検出して、機関停止処理において、モータ６ａの作動回数の少ない発電兼用エンジン６を１台停止する場合について説明した。これに対し、編成内に発電兼用エンジン６が３台以上配置される場合には、機関停止処理において、モータ６ａの作動回数の少ない発電兼用エンジン６を１台乃至は複数台停止するように設定することは当然可能である。

上記第３実施の形態では（図５参照）、Ｓ１１の処理において、直前の機関停止処理において停止した発電兼用エンジン６とは異なる発電兼用エンジン６を停止するように設定された場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、Ｓ１１の処理において、先頭車に配置された発電兼用エンジン６を停止するように設定することは当然可能である。

この場合、鉄道車両１は終着駅で編成を転回しないで折返し運転を行う車両として編成されているので、終着駅に向かう間は、車体２，３の一方に配置された発電兼用エンジン６が停止される。終着駅で折返し運転を行うと、車体２，３の他方に配置された発電兼用エンジン６が停止される。終着駅間を往復運転することによって、各車体２，３に配置された発電兼用エンジン６の停止回数を平準化できる。その結果、その発電兼用エンジン６を始動させるモータ６ａの作動回数を平準化できる。

なお、先頭車に配置された発電兼用エンジン６を停止するのに代えて、後尾の車両（車体）に配置された発電兼用エンジン６を停止するように設定することは当然可能である。また、鉄道車両が３両以上の複数編成である場合には、Ｓ１１の処理において、直前の機関停止処理において停止した発電兼用エンジン６とは異なる発電兼用エンジン６を、停止回数が均等になるように予め定められた順番に１台乃至は複数台停止する。

上記第４実施の形態では（図７参照）、客室内の温度を検出し、その温度が所定の温度範囲であるか否かで、作動させる発電兼用エンジン６，１４の数を異ならせる場合について説明した。しかしながら、必ずしもこれに限られるものではなく、他の指標を検出して、作動させる発電兼用エンジン６，１４の数を異ならせるように設定することは当然可能である。他の指標としては、例えば、鉄道車両１のブレーキの動力源として用いられる圧縮空気の圧力が挙げられる。この場合には、圧縮空気の圧力が、ブレーキの動作に影響を与える所定の空気圧以下である場合に、作動させる発電兼用エンジン６，１４の数を増やして、発電機７による発電電力を増加させる。その結果、コンプレッサの出力を高めることができ、圧縮空気の圧力を早期に高めることができる。

上記各実施の形態では、運転室に配置された停止スイッチ１２を操作（押下）することで機関停止処理が実行される場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、鉄道車両１が駅のプラットホームに進入して停止したことを検出するセンサを設け、そのセンサにより鉄道車両１が駅で停車したことをトリガーとして、機関停止処理が自動的に実行されるようにすることは当然可能である。

また、上記各実施の形態では、運転室に配置されたモード選択スイッチ１３が運転士に操作されることによって、全部作動モード又は一部作動モードが選択される場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、モード選択スイッチ１３を遠隔操作して全部作動モード又は一部作動モードが選択されるようにすることは当然可能である。モード選択スイッチ１３を遠隔操作する手段としては、例えば、各駅のルートコントロール指示を輸送指令にて集中的に行う制御装置（運行管理システム）が挙げられる。

１ 鉄道車両
５ 走行用エンジン（第１内燃機関）
６ 発電兼用エンジン（第２内燃機関）
６ａ モータ（始動装置）
７ 発電機
１０ 空調装置（車載機器の一部）
１４ 発電兼用エンジン（第１内燃機関）
２０，３０，４０ 車両用制御装置

Claims (4)

1. 少なくとも走行駆動源として用いられる第１内燃機関と、車載機器に供給する電力を発電する発電機の駆動源および走行駆動源として用いられる第２内燃機関と、前記発電機を介在させないで前記第１内燃機関および前記第２内燃機関の出力を車輪に伝達する伝達機構と、を編成内に有する鉄道車両に搭載される車両用制御装置において、
   前記鉄道車両の停車中に、前記第１内燃機関は停止させ前記第２内燃機関は作動させる機関停止手段を備え、
   その機関停止手段は、停車した前記鉄道車両の発進に要する駆動力を得るのに必要な前記第２内燃機関を作動させ、
   前記伝達機構は、前記鉄道車両の停車中に前記第２内燃機関の出力を前記発電機に伝達し、前記鉄道車両の発進時に前記第２内燃機関の出力を車輪に伝達可能にすることを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記鉄道車両は、複数の第２内燃機関を編成内に有し、
   前記機関停止手段は、前記複数の第２内燃機関の一部を作動させて残部を停止させる一部作動手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
3. 前記機関停止手段は、編成内の全ての前記第２内燃機関を作動させる全部作動手段を備え、
   前記全部作動手段または前記一部作動手段のいずれを実行するかを切り換える切換手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の車両用制御装置。
4. 前記鉄道車両は、前記複数の第２内燃機関をそれぞれ始動させる複数の始動装置を備え、
   前記一部作動手段により停止される前記第２内燃機関の始動回数が平準化されるように、いずれの前記第２内燃機関を停止するかを決定する停止機関決定手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用制御装置。

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