(57)【要約】【課題】編成全体における走行時の省エネルギー性能を向上させることを可能とする。【解決手段】実施形態の車両制御装置は、主たる電源より供給される電力、又は蓄電装置より供給される電力の少なくとも一方の電力で駆動し、制動時の回生ブレーキによる回生電力を蓄電装置に充電可能なハイブリッド車両が複数連結された編成車両内の通信を行う通信手段と、編成車両内の通信により、ハイブリッド車両の各々が検出した蓄電装置の状態を蓄電情報として取得する取得手段と、取得したハイブリッド車両の各々の蓄電情報に基いて、各々の蓄電装置の状態を均一とするように、編成車両の走行時におけるハイブリッド車両の各々の負荷分担を制御する制御手段とを備える。【選択図】図１
2014039412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主たる電源より供給される電力、又は蓄電装置より供給される電力の少なくとも一方の電力で駆動し、制動時の回生ブレーキによる回生電力を前記蓄電装置に充電可能なハイブリッド車両が複数連結された編成車両内の通信を行う通信手段と、
前記編成車両内の通信により、前記ハイブリッド車両の各々が検出した前記蓄電装置の状態を蓄電情報として取得する取得手段と、
前記取得したハイブリッド車両の各々の前記蓄電情報に基いて、各々の前記蓄電装置の状態を均一とするように、前記編成車両の走行時における前記ハイブリッド車両の各々の負荷分担を制御する制御手段と、
を備える車両制御装置。
【請求項２】
主たる電源より供給される電力、又は蓄電装置より供給される電力の少なくとも一方の電力で駆動し、制動時の回生ブレーキによる回生電力を前記蓄電装置に充電可能なハイブリッド車両が複数連結された編成車両内の通信を行う通信手段と、
前記編成車両内の通信により、前記ハイブリッド車両の各々が検出した前記蓄電装置の蓄電量を蓄電情報として取得する取得手段と、
前記取得したハイブリッド車両の各々の前記蓄電情報に基いて、各々の前記蓄電装置の前記蓄電量を均一とするように、前記編成車両の走行時における前記ハイブリッド車両の各々の負荷分担を制御する制御手段と、
を備える車両制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記取得手段が取得した蓄電情報に基づき前記ハイブリッド車両の各々の力行分担を制御する、
請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記取得手段が取得した蓄電情報に基づき前記ハイブリッド車両の各々の制動分担を制御する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記取得したハイブリッド車両の各々の前記蓄電装置の蓄電量に基いて、前記ハイブリッド車両の各々の前記蓄電装置への充電量を制御する、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記取得したハイブリッド車両の各々の前記蓄電装置の蓄電量に基いて、前記ハイブリッド車両の各々の前記蓄電装置への充電時間を制御する、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記取得手段は、前記ハイブリッド車両の各々が検出した前記蓄電装置の温度を取得し、
前記制御手段は、前記取得したハイブリッド車両の各々の前記蓄電装置の温度に基いて、各々の前記蓄電装置の温度を均一とするように、前記編成車両の走行時における前記ハイブリッド車両の各々の負荷分担を制御する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記取得手段は、前記ハイブリッド車両の各々が検出した前記蓄電装置の劣化状態を取得し、
前記制御手段は、前記取得したハイブリッド車両の各々の前記蓄電装置の劣化状態に基いて、各々の前記蓄電装置の劣化状態を均一とするように、前記編成車両の走行時における前記ハイブリッド車両の各々の負荷分担を制御する、
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の車両制御装置を備えるハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両制御装置及びハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンによって駆動される発電機、又は架線から供給される主たる電源と、蓄電装置との組み合わせで駆動する鉄道車両（以下、ハイブリッド車両）がある。このハイブリッド車両では、制動時に発生する回生エネルギーを蓄電装置で吸収し、この吸収した回生エネルギーを力行時に必要なエネルギーの一部として再利用することにより走行時の省エネルギーを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６１８８０号公報
【特許文献２】特開２００９−２５４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術を用いて連結した複数のハイブリッド車両を制御する場合、連結したハイブリッド車両への一律の制御を用いることになる。そのため、例えば、複数のハイブリッド車両を重連した編成においては、ハイブリッド車両ごとの蓄電装置の状態（蓄電量、温度、劣化状態等）にばらつきがある。重連した編成の中で蓄電量が多いハイブリッド車両では、制動時に発生する回生エネルギーを蓄電装置で吸収しきれずに熱エネルギーとして破棄して、回生エネルギーを十分に再利用できない場合がある。また、重連した編成の中で蓄電量が少ないハイブリッド車両では、力行時に必要なエネルギーの一部として再利用するエネルギーが少なく、主たる電源の消費電力量が多くなる場合がある。このように、ハイブリッド車両ごとの蓄電装置の状態のばらつきにより、複数のハイブリッド車両を重連した編成全体における走行時の省エネルギー性能が低減することがあった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、連結した各車両の充電装置の効率的な使用を可能とし、編成全体における走行時の省エネルギー性能を向上させることが可能な車両制御装置及び車両制御装置を搭載したハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、実施形態の車両制御装置は、主たる電源より供給される電力、又は蓄電装置より供給される電力の少なくとも一方の電力で駆動し、制動時の回生ブレーキによる回生電力を前記蓄電装置に充電可能なハイブリッド車両が複数連結された編成車両内の通信を行う通信手段と、前記編成車両内の通信により、前記ハイブリッド車両の各々が検出した前記蓄電装置の状態を蓄電情報として取得する取得手段と、前記取得したハイブリッド車両の各々の前記蓄電情報に基いて、各々の前記蓄電装置の状態を均一とするように、前記編成車両の走行時における前記ハイブリッド車両の各々の負荷分担を制御する制御手段とを備える。
また、実施形態の車両制御装置は、主たる電源より供給される電力、又は蓄電装置より供給される電力の少なくとも一方の電力で駆動し、制動時の回生ブレーキによる回生電力を前記蓄電装置に充電可能なハイブリッド車両が複数連結された編成車両内の通信を行う通信手段と、前記編成車両内の通信により、前記ハイブリッド車両の各々が検出した前記蓄電装置の蓄電量を蓄電情報として取得する取得手段と、前記取得したハイブリッド車両の各々の前記蓄電情報に基いて、各々の前記蓄電装置の前記蓄電量を均一とするように、前記編成車両の走行時における前記ハイブリッド車両の各々の負荷分担を制御する制御手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態にかかる編成車両を例示する図である。
【図２】図２は、第１の実施形態にかかる編成車両の構成を例示するブロック図である。
【図３】図３は、車両情報制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、車両情報制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第２の実施形態にかかる編成車両の構成を例示するブロック図である。
【図６】図６は、第３の実施形態にかかる編成車両の構成を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して実施形態にかかる車両制御装置及びハイブリッド車両を詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【０００９】
図１は、第１の実施形態にかかる編成車両１を例示する図である。図１に示すように、編成車両１は、第１の動力車１１Ａ、第２の動力車１１Ｂ、第３の動力車１１Ｃ…第ｎの動力車１１ｎが重連し、複数の動力車が連結された構成である。第１の動力車１１Ａ、第２の動力車１１Ｂ、第３の動力車１１Ｃ…第ｎの動力車１１ｎは、主たる電源より供給される電力、又は蓄電装置より供給される電力の少なくとも一方の電力で駆動し、制動時の回生ブレーキによる回生電力を蓄電装置に充電可能なハイブリッド車両である。なお、図１の例では付随車についての記載を省略しており、編成車両１が複数の付随車が連結された構成であってもよいことは、言うまでもないことである。
【００１０】
図２は、第１の実施形態にかかる編成車両１の構成を例示するブロック図である。図２に示すように、第１の動力車１１Ａ、第２の動力車１１Ｂ、第３の動力車１１Ｃ、…は、通信手段としての伝送路（伝送線、渡り線）３０によって接続されている。この伝送路３０は、編成車両１の各車両をリング型に接続する幹線系のＬＡＮ（LAN  Local  Area  Network）であってよい。これにより、例えば、第１の動力車１１Ａの車両情報制御装置１２Ａと第２の動力車１１Ｂの車両情報制御装置１２Ｂとは、相互間で情報の送受信が可能となっている。また、第１の動力車１１Ａの車両情報制御装置１２Ａと第３の動力車１１Ｃの車両情報制御装置（図示しない）とは、第２の動力車１１Ｂの車両情報制御装置１２Ｂを介して、相互間で情報の送受信が可能となっている。
【００１１】
なお、第１の動力車１１Ａと、第２の動力車１１Ｂ（第３の動力車１１Ｃ…第ｎの動力車１１ｎ）とは、第１の動力車１１Ａが編成管理部２３Ａとしての機能を有すること以外は、同様の構成のハイブリッド車両であるので、以下では、第１の動力車１１Ａの構成について詳しく説明し、第２の動力車１１Ｂ（第３の動力車１１Ｃ…第ｎの動力車１１ｎ）の詳しい説明は省略する。
【００１２】
第１の動力車１１Ａは、発電機１３Ａと、コンバータ１４Ａと、インバータ１５Ａと、動力源（駆動源）としての電動機１６Ａと、蓄電装置１８Ａと、蓄電装置監視制御部１７Ａと、操作部１９Ａと、表示部２０Ａと、空気ブレーキ２１Ａと、車両情報制御装置１２Ａと、を備えている。第１の動力車１１Ａは、発電機１３Ａと蓄電装置１８Ａとから電動機１６Ａへ電力を供給可能な所謂ハイブリッド駆動方式の動力車である。
【００１３】
発電機１３Ａは、第１の動力車１１Ａに設けられたディーゼルエンジン等の動力源（図示せず）に駆動されて、交流電力を発電する。
【００１４】
コンバータ１４Ａは、発電機１３Ａから出力された交流電力を直流電力に変換する。インバータ１５Ａは、コンバータ１４Ａから出力された直流電力を交流電力に変換する。また、インバータ１５Ａは、蓄電装置１８Ａから出力される直流電力を交流電力に変換する。
【００１５】
電動機１６Ａは、インバータ１５Ａから出力される交流電力によって動作する。また、電動機１６Ａは、蓄電装置１８Ａから供給される電力によって動作する。このように、電動機１６Ａには、発電機１３Ａと蓄電装置１８Ａとから電力が供給される。電動機１６Ａは、第１の動力車１１Ａに設けられた車輪（図示せず）を駆動して、第１の動力車１１Ａを走行させる。つまり、第１の動力車１１Ａは、電動機１６Ａの動作によって走行可能である。電動機１６Ａは、ノッチ数の変更によって出力変更可能であり、一例として、ノッチ数を小さくすることで、出力を下げることが可能である。また、電動機１６Ａは、制動時に回生ブレーキとして動作し、回生電力を発生する。この回生電力はインバータ１５Ａを介して蓄電装置１８Ａに供給される。この際、インバータ１５Ａは、コンバータとして動作して、電動機１６Ａで発生した交流電力を直流電力に変換して蓄電装置１８Ａに供給する。このように電動機１６Ａが発電した回生電力が蓄電装置１８Ａに充電されることで回生ブレーキが動作する。回生ブレーキは、第１の動力車１１Ａを制動する制動力を発生する。
【００１６】
蓄電装置１８Ａは、発電機１３Ａで発電された交流電力をコンバータ１４Ａで変換した直流電力を、蓄電する。また、蓄電装置１８Ａは、電動機１６Ａで発電された回生電力を蓄電する。このように、蓄電装置１８Ａは、発電機１３Ａで発電された電力と電動機１６Ａで発電された回生電力とを充電可能である。なお、蓄電装置１８Ａは、発電機１３Ａで発電された電力と電動機１６Ａで発電された回生電力との両方を充電可能なものに限るものではなく、発電機１３Ａと電動機１６Ａとの少なくとも一方で発電された電力を充電可能なものであればよい。また、蓄電装置１８Ａは、電力をインバータ１５Ａに放電（出力）する。蓄電装置１８Ａは、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池である。蓄電装置１８Ａは、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池に限るものではなく、例えばコンデンサ等の蓄電機能を持つデバイスであってもよい。
【００１７】
蓄電装置監視制御部１７Ａは、蓄電装置１８Ａの充電および放電を制御する。また、蓄電装置監視制御部１７Ａは、蓄電装置１８Ａの状態（蓄電量（充電率）、温度、劣化状態）を検出する。具体的には、蓄電装置監視制御部１７Ａは、蓄電装置１８Ａの充電および放電の電流量と、蓄電装置１８Ａの電圧とを測定し、蓄電装置１８Ａの充電率（ＳＯＣ：State  of  charge）を算出する。充電率は、蓄電装置１８Ａの満蓄電量に対する蓄電量の割合である。また、蓄電装置監視制御部１７Ａは、蓄電装置１８Ａの内部に設置された温度センサからの出力をもとに、蓄電装置１８Ａの温度を検出する。また、蓄電装置監視制御部１７Ａは、蓄電装置１８Ａの設置時より計時した使用年数、充放電をカウントした充放電回数、蓄電装置１８Ａの電流値、電圧値を測定して得られる内部抵抗値、又は蓄電装置１８Ａの定格容量に対する放電量をもとにした充放電深度をもとに、使用年数、充放電回数、内部抵抗値、充放電深度の値と劣化の度合いを示す劣化指標との対応関係が記述されたデータを参照して、蓄電装置１８Ａの劣化指標を算出する。
【００１８】
蓄電装置監視制御部１７Ａが検出した蓄電装置１８Ａの状態は、車両情報制御装置１２Ａに通知される。車両情報制御装置１２Ａは、蓄電装置監視制御部１７Ａより通知された自車両の蓄電装置１８Ａの状態とともに、伝送路３０を介して各車両の車両情報制御装置に通知された蓄電装置の状態を取得する。
【００１９】
操作部１９Ａは、マスタコンローラ（マスコン）等を含んでおり、運転者の操作を受ける。操作部１９Ａは、操作に応じて走行に関する走行指令を入力する。走行指令は、例えば力行、惰行、減速（制動）等を指示する指令である。
【００２０】
表示部２０Ａは、例えば液晶表示器であり、各種の情報を表示する。表示部２０Ａは、操作部１９Ａとともに、運転席に設けられている。
【００２１】
空気ブレーキ２１Ａは、空気圧機構を含んでおり、摩擦力によって第１の動力車１１Ａの制動力を発生する。空気ブレーキ２１Ａは、上述した回生ブレーキとは異なる、他のブレーキの一例である。なお、他のブレーキとしては、空気ブレーキ２１Ａに限るものではなく、例えば、電動機１６Ａが発電した回生電力を、蓄電装置１８Ａに充電することなく、第１の動力車１１Ａに搭載した抵抗器（図示せず）で消費することで制動力を発生する発電ブレーキであってもよい。
【００２２】
車両情報制御装置１２Ａには、発電機１３Ａと、コンバータ１４Ａと、インバータ１５Ａと、電動機１６Ａと、蓄電装置１８Ａと、蓄電装置監視制御部１７Ａと、操作部１９Ａと、表示部２０Ａと、空気ブレーキ２１Ａとが接続されている。車両情報制御装置１２Ａは、上述した第１の動力車１１Ａの各部を監視するとともに第１の動力車１１Ａの各部を制御する。また、車両情報制御装置１２Ａは、操作部１９Ａの操作による走行指令をもとに、編成車両１全体（第１の動力車１１Ａ、第２の動力車１１Ｂ、第３の動力車１１Ｃ、…第ｎの動力車１１ｎ）の力行、惰行、減速（制動）を指令して、編成車両１の走行時における各ハイブリッド車両の負荷分担を制御する。
【００２３】
具体的には、車両情報制御装置１２Ａは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）を有しており（いずれも図示しない）、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムに従って動作することで、制御部２２Ａ、編成管理部２３Ａとしての機能を実現する。
【００２４】
制御部２２Ａは、第１の動力車１１Ａの各部の制御を行う機能部である。具体的には、操作部１９Ａによる操作の受け付け、表示部２０Ａの表示、編成管理部２３Ａにより第１の動力車１１Ａ分の負荷分担として指令された力行、惰行、減速（制動）指令に基づいた、発電機１３Ａ、コンバータ１４Ａ、インバータ１５Ａ、電動機１６Ａ、蓄電装置１８Ａ、空気ブレーキ２１Ａの制御を行う。
【００２５】
例えば、力行時において、制御部２２Ａは、発電機１３Ａと蓄電装置１８Ａとの少なくとも一方から電動機１６Ａに電力を供給させ、電動機１６Ａを動作させて第１の動力車１１Ａを走行させる。また、減速時（制動時）において、制御部２２Ａは、発電機１３Ａと電動機１６Ａとの少なくとも一方から蓄電装置１８Ａに電力を供給させ、蓄電装置１８Ａを充電させる。このような、充放電によって蓄電装置１８Ａの充電率は、一例として、力行時には放電するために減少し、減速時には充電されて増大する。
【００２６】
編成管理部２３Ａは、伝送路３０を介した通信により編成車両１全体の情報収集を行い、編成車両１全体（第１の動力車１１Ａ、第２の動力車１１Ｂ、第３の動力車１１Ｃ、…第ｎの動力車１１ｎ）を管理する。具体的には、編成管理部２３Ａは、第１の動力車１１Ａ、第２の動力車１１Ｂ、第３の動力車１１Ｃ、…第ｎの動力車１１ｎの各ハイブリッド車両から、蓄電装置監視制御部が検出した蓄電装置の状態（蓄電量（充電率）、温度、劣化状態）などの、各種情報を取得する。この情報収集は、操作部１９Ａの操作が行われたタイミングや、所定の周期（例えば数秒）ごとに行われる。また、編成管理部２３Ａは、操作部１９Ａの操作による走行指令をもとに、第１の動力車１１Ａ、第２の動力車１１Ｂ、第３の動力車１１Ｃ、…第ｎの動力車１１ｎの各ハイブリッド車両から取得した蓄電装置の状態に基いて、各ハイブリッド車両の蓄電装置の状態を均一とするように、編成車両１の走行時における各ハイブリッド車両の負荷分担を制御する。
【００２７】
ここで、上記の通り、第１の動力車１１Ａの各部に付した符号の末尾は「Ａ」としてあるが、第２の動力車１１Ｂの各部に付した符号の末尾は、便宜上「Ｂ」としてある。即ち、第２の動力車１１Ｂは、発電機１３Ｂと、コンバータ１４Ｂと、インバータ１５Ｂと、電動機１６Ｂと、蓄電装置１８Ｂと、蓄電装置監視制御部１７Ｂと、操作部１９Ｂと、表示部２０Ｂと、空気ブレーキ２１Ｂと、車両情報制御装置１２Ｂと、を備えている。また、車両情報制御装置１２Ｂは、制御部２２Ｂを有している。本実施形態では、第１の動力車１１Ａの蓄電装置１８Ａと第２の動力車１１Ｂの蓄電装置１８Ｂとは、相互に電気的に接続されておらず、相互に独立している。
【００２８】
また、車両情報制御装置１２Ａは、編成管理部２３Ａを備える構成となっているが、編成管理部２３Ａに相当する機能を車両情報制御装置１２Ｂに持たせてもよい。この編成管理部に相当する機能部は、例えば、運転士が操作部に仕業カードなどを差し込んで運転を指示する動力車の車両情報制御装置に設定される。
【００２９】
ここで、編成車両１の走行時における各ハイブリッド車両（第１の動力車１１Ａ、第２の動力車１１Ｂ、第３の動力車１１Ｃ、…第ｎの動力車１１ｎ）の負荷分担の制御について、詳細に説明する。
【００３０】
編成管理部２３Ａは、各ハイブリッド車両から取得した蓄電装置の蓄電量（充電率）に応じて、各ハイブリッド車両の蓄電装置の蓄電量（充電率）を均一とするように、編成車両１の走行時における各ハイブリッド車両の負荷分担を制御する。
【００３１】
具体的には、編成管理部２３Ａは、操作部１９Ａより力行ノッチが与えられた力行時に、次の式（１）に示すように、各ハイブリッド車両の力行出力分担を算出する。
【００３２】
【数１】
2014039412.tif 000003
【００３３】
ここで、アンダーバーと１〜Ｎまでの添字は、動力車の番号を示す。例えば、ＰＲｅｆ＿１は第１の動力車１１Ａの力行出力値を示し、ＰＲｅｆ＿Ｎは第ｎの動力車１１ｎの力行出力値を示している。また、ＳＯＣ＿１〜ＳＯＣ＿Ｎは、各ハイブリッド車両の蓄電量（充電率）である。ｆ１（）は、蓄電量（充電率）に応じて、力行出力分担を演算する力行分担演算関数である。Ｋ１＿１〜Ｋ１＿Ｎは、力行分担演算関数で演算された力行分担係数である。
【００３４】
図３は、車両情報制御装置１２Ａの動作の一例を示すフローチャートであり、より具体的には、力行分担演算関数により力行分担係数（Ｋ１＿１〜Ｋ１＿Ｎ）を演算する際の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
図３に示すように、編成管理部２３Ａは、変数ｎを最初の動力車である（ｎ＝１）にセットする（Ｓ１）。次いで、編成管理部２３Ａは、変数ｎの番号の動力車について、Ｓ２〜Ｓ１４の処理を行う。具体的には、編成管理部２３Ａは、ＳＯＣ＿ｎの値を、予め設定されたセット値Ａ４〜Ａ１（セット値Ａ１＞セット値Ａ２＞セット値Ａ３＞セット値Ａ４）と比較して、蓄電量（充電率）を４つのレベルに分ける（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８）。
【００３６】
蓄電量（充電率）がセット値Ａ４以下であり（Ｓ２：ＹＥＳ）、蓄電量（充電率）がもっとも低いレベルである場合、編成管理部２３Ａは、Ｋ１＿ｎ＝０％とする（Ｓ３）。すなわち、変数ｎの番号の動力車について、力行分担を０％とする。
【００３７】
また、蓄電量（充電率）がセット値Ａ４より大きく、セット値Ａ３以下である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ１＿ｎ＝５０％とする（Ｓ５）。すなわち、変数ｎの番号の動力車について、力行分担を５０％とする。
【００３８】
また、蓄電量（充電率）がセット値Ａ３より大きく、セット値Ａ２以下である場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ１＿ｎ＝１００％とする（Ｓ７）。すなわち、変数ｎの番号の動力車について、力行分担を１００％とする。
【００３９】
また、蓄電量（充電率）がセット値Ａ２より大きく、セット値Ａ１以下である場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、編成車両１においてセット値Ａ３以下の車両数が０であるか否かを判定する（Ｓ９）。セット値Ａ３以下の車両が存在せず、車両数が０である場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ１＿ｎ＝１００％とする（Ｓ１１）。また、セット値Ａ３以下の車両が存在し、車両数が０でない場合（Ｓ９：ＮＯ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ１＿ｎ＝１５０％とする（Ｓ１２）。すなわち、変数ｎの番号の動力車については力行分担を１５０％として、セット値Ａ３以下の車両の存在により不足した力行出力を負担させる。
【００４０】
また、蓄電量（充電率）がセット値Ａ１より大きい場合（Ｓ８：ＮＯ）、編成管理部２３Ａは、編成車両１においてセット値Ａ３以下の車両数が０であるか否かを判定する（Ｓ１０）。セット値Ａ３以下の車両が存在せず、車両数が０である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ１＿ｎ＝１００％とする（Ｓ１３）。また、セット値Ａ３以下の車両が存在し、車両数が０でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ１＿ｎ＝２００％とする（Ｓ１４）。すなわち、変数ｎの番号の動力車については、十分な蓄電量があることから力行分担を２００％とし、セット値Ａ３以下の車両の存在により不足した力行出力を負担させる。
【００４１】
次いで、編成管理部２３Ａは、変数ｎをインクリメントし（Ｓ１５）、変数ｎが編成車両１の動力車の数（Ｎ）を上回るか否かを判定する（Ｓ１６）。変数ｎが編成車両１の動力車の数（Ｎ）を上回る場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）は編成車両１のすべての動力車の力行分担を演算し終えたことから、処理を終了する。変数ｎが編成車両１の動力車の数（Ｎ）以下である場合（Ｓ１６：ＮＯ）は、Ｓ２へ処理を戻し、次の動力車の力行分担を演算する。
【００４２】
なお、力行分担係数（Ｋ１＿１〜Ｋ１＿Ｎ）は、ＳＯＣ＿１〜ＳＯＣ＿Ｎの連続関数に設定することも可能である。また、図３のフローチャートで例示したレベル分け及び力行分担係数（０％、５０％、１００％、１５０％、２００％）は、一例であって、連結する動力車の実態（例えば動力車の能力）に合わせて設定してもよい。
【００４３】
編成管理部２３Ａは、算出した力行出力値（ＰＲｅｆ＿１〜ＰＲｅｆ＿Ｎ）を力行指令値として各ハイブリッド車両に通知する。各ハイブリッド車両の制御部は、編成管理部２３Ａの力行指令値に従い、力行走行を行う。なお、力行出力値は、インバータ電流指令、インバータトルク指令、又は力行電力指令としてもよい。上述した力行分担により、編成車両１の各ハイブリッド車両の蓄電装置の蓄電量には、ばらつきが少なくなる。このため、連結した各ハイブリッド車両の蓄電装置の効率的な使用を可能とし、編成車両１全体における走行時の省エネルギー性能を向上させることができる。
【００４４】
また、編成管理部２３Ａは、操作部１９Ａよりブレーキ指令（制動指示）が与えられた制動時に、次の式（２）に示すように、各ハイブリッド車両の制動分担（回生分担）を算出する。
【００４５】
【数２】
2014039412.tif 000004
【００４６】
ここで、アンダーバーと１〜Ｎまでの添字は、動力車の番号を示す。例えば、ＢＲｅｆ＿１は第１の動力車１１Ａのブレーキ指令値を示し、ＢＲｅｆ＿Ｎは第ｎの動力車１１ｎのブレーキ指令値を示している。また、ｆ２（）は、蓄電量（充電率）に応じて、制動分担（回生分担）を演算する制動分担演算関数である。Ｋ２＿１〜Ｋ２＿Ｎは、制動分担演算関数で演算された制動（回生）分担係数である。
【００４７】
図４は、車両情報制御装置１２Ａの動作の一例を示すフローチャートであり、より具体的には、制動分担演算関数により制動分担係数（Ｋ２＿１〜Ｋ２＿Ｎ）を演算する際の動作を示すフローチャートである。
【００４８】
図４に示すように、編成管理部２３Ａは、変数ｎを最初の動力車である（ｎ＝１）にセットする（Ｓ２１）。次いで、編成管理部２３Ａは、変数ｎの番号の動力車について、Ｓ２２〜Ｓ３４の処理を行う。具体的には、編成管理部２３Ａは、ＳＯＣ＿ｎの値を、予め設定されたセット値Ｂ４〜Ｂ１（セット値Ｂ１＜セット値Ｂ２＜セット値Ｂ３＜セット値Ｂ４）と比較して、蓄電量（充電率）を４つのレベルに分ける（Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８）。
【００４９】
蓄電量（充電率）がセット値Ｂ４以上であり（Ｓ２２：ＹＥＳ）、蓄電量（充電率）がもっとも高いレベルである場合、編成管理部２３Ａは、Ｋ２＿ｎ＝０％とする（Ｓ２３）。すなわち、変数ｎの番号の動力車について、制動分担を０％とする。
【００５０】
また、蓄電量（充電率）がセット値Ｂ４より小さく、セット値Ｂ３以上である場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ２＿ｎ＝５０％とする（Ｓ２５）。すなわち、変数ｎの番号の動力車について、制動分担を５０％とする。
【００５１】
また、蓄電量（充電率）がセット値Ｂ３より小さく、セット値Ｂ２以上である場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ２＿ｎ＝１００％とする（Ｓ２７）。すなわち、変数ｎの番号の動力車について、制動分担を１００％とする。
【００５２】
また、蓄電量（充電率）がセット値Ｂ２より小さく、セット値Ｂ１以上である場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、編成車両１においてセット値Ｂ３以上の車両数が０であるか否かを判定する（Ｓ２９）。セット値Ｂ３以上の車両が存在せず、車両数が０である場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ２＿ｎ＝１００％とする（Ｓ３１）。また、セット値Ｂ３以上の車両が存在し、車両数が０でない場合（Ｓ２９：ＮＯ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ２＿ｎ＝１５０％とする（Ｓ３２）。すなわち、変数ｎの番号の動力車については制動分担を１５０％として、セット値Ｂ３以上の車両の存在により不足した制動力を負担させる。
【００５３】
また、蓄電量（充電率）がセット値Ｂ１より小さい場合（Ｓ２８：ＮＯ）、編成管理部２３Ａは、編成車両１においてセット値Ｂ３以上の車両数が０であるか否かを判定する（Ｓ３０）。セット値Ｂ３以上の車両が存在せず、車両数が０である場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ２＿ｎ＝１００％とする（Ｓ３３）。また、セット値Ｂ３以上の車両が存在し、車両数が０でない場合（Ｓ３０：ＮＯ）、編成管理部２３Ａは、Ｋ２＿ｎ＝２００％とする（Ｓ３４）。すなわち、変数ｎの番号の動力車については、蓄電量が少ないことから制動（回生）分担を２００％とし、セット値Ｂ３以上の車両の存在により不足した制動力を負担させる。
【００５４】
次いで、編成管理部２３Ａは、変数ｎをインクリメントし（Ｓ３５）、変数ｎが編成車両１の動力車の数（Ｎ）を上回るか否かを判定する（Ｓ３６）。変数ｎが編成車両１の動力車の数（Ｎ）を上回る場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）は編成車両１のすべての動力車の制動分担を演算し終えたことから、処理を終了する。変数ｎが編成車両１の動力車の数（Ｎ）以下である場合（Ｓ３６：ＮＯ）は、Ｓ２２へ処理を戻し、次の動力車の制動分担を演算する。
【００５５】
なお、制動分担係数（Ｋ２＿１〜Ｋ１２＿Ｎ）は、ＳＯＣ＿１〜ＳＯＣ＿Ｎの連続関数に設定することも可能である。また、図４のフローチャートで例示したレベル分け及び制動分担係数（０％、５０％、１００％、１５０％、２００％）は、一例であって、連結する動力車の実態（例えば動力車の能力）に合わせて設定してもよい。
【００５６】
編成管理部２３Ａは、算出したブレーキ指令値（ＢＲｅｆ＿１〜ＢＲｅｆ＿Ｎ）を各ハイブリッド車両に通知する。各ハイブリッド車両の制御部は、編成管理部２３Ａのブレーキ指令値に従い、制動（回生）動作を行う。なお、ブレーキ指令値は、インバータ電流指令、インバータトルク指令、又は回生電力指令としてもよい。上述した制動分担により、編成車両１の各ハイブリッド車両の蓄電装置の蓄電量には、ばらつきが少なくなる。このため、連結した各ハイブリッド車両の蓄電装置の効率的な使用を可能とし、編成車両１全体における走行時の省エネルギー性能を向上させることができる。
【００５７】
また、編成管理部２３Ａは、各ハイブリッド車両の蓄電装置の蓄電量に基いて、各ハイブリッド車両の蓄電装置への充電量を制御する。具体的には、編成管理部２３Ａは、式（３）に示すように、各ハイブリッド車両の蓄電量を算出する。
【００５８】
【数３】
2014039412.tif 000005
【００５９】
ここで、アンダーバーと１〜Ｎまでの添字は、動力車の番号を示す。例えば、ＣＲｅｆ＿１は第１の動力車１１Ａの充電指令値を示し、ＣＲｅｆ＿Ｎは第ｎの動力車１１ｎの充電指令値を示している。また、ＳＯＣＡは、予め設定された満充電指標値である。ｆ３（）は、現在の蓄電量（充電率）に応じて、必要な充電量を演算する関数である。Ｋ３（）は、満充電指標値と、現在の蓄電量から必要な充電量を演算する関数である。式（３）に示すように、充電量を演算する関数ｆ３（）は、満充電指標値ＳＯＣＡと蓄電量ＳＯＣ＿１〜ＳＯＣ＿Ｎの間の差分に等しい。
【００６０】
なお、充電量を演算する関数ｆ３（）は、ＳＯＣ＿１〜ＳＯＣ＿Ｎの連続関数に設定することも可能である。編成管理部２３Ａは、算出した蓄電量とする充電指令値（ＣＲｅｆ＿１〜ＣＲｅｆ＿Ｎ）を各ハイブリッド車両の車両情報制御装置に通知する。各ハイブリッド車両の車両情報制御装置は、通知された充電指令値に従い、蓄電装置への充電を制御する。
【００６１】
ここで、充電指令値（ＣＲｅｆ＿１〜ＣＲｅｆ＿Ｎ）は、エンジン出力電力指令、発電機励磁電流指令、コンバータ発電量指令、コンバータ電流指令、又はチョッパ電流指令とすることが可能である。
【００６２】
上述した充電指令により、編成車両１の各ハイブリッド車両の蓄電装置の蓄電量には、ばらつきが少なくなる。このため、連結した各ハイブリッド車両の蓄電装置の効率的な使用を可能とし、編成車両１全体における走行時の省エネルギー性能を向上させることができる。
【００６３】
また、編成管理部２３Ａは、各ハイブリッド車両の蓄電装置の蓄電量に基いて、各ハイブリッド車両の蓄電装置への充電時間を制御する。具体的には、編成管理部２３Ａは、式（４）に示すように、各ハイブリッド車両の蓄電時間を算出する。
【００６４】
【数４】
2014039412.tif 000006
【００６５】
ここで、アンダーバーと１〜Ｎまでの添字は、動力車の番号を示す。例えば、ＴＲｅｆ＿１は第１の動力車１１Ａの充電時間指令値を示し、ＴＲｅｆ＿Ｎは第ｎの動力車１１ｎの充電時間指令値を示している。また、ＳＯＣＡは、予め設定された満充電指標値である。ｆ４（）は、現在の蓄電量（充電率）に応じて、必要な充電時間を演算する関数である。Ｋ４（）は、満充電指標値と、現在の蓄電量から必要な充電時間を演算する関数である。式（４）に示すように、充電時間を演算する関数ｆ４（）は、満充電指標値ＳＯＣＡと蓄電量ＳＯＣ＿１〜ＳＯＣ＿Ｎの間の差分に等しい。
【００６６】
なお、充電時間を演算する関数ｆ４（）は、ＳＯＣ＿１〜ＳＯＣ＿Ｎの連続関数に設定することも可能である。編成管理部２３Ａは、算出した充電時間とする充電時間指令値（ＴＲｅｆ＿１〜ＴＲｅｆ＿Ｎ）を各ハイブリッド車両の車両情報制御装置に通知する。各ハイブリッド車両の車両情報制御装置は、通知された充電時間指令値に従い、蓄電装置への充電時間を制御する。
【００６７】
上述した充電時間指令により、編成車両１の各ハイブリッド車両の蓄電装置の蓄電量には、ばらつきが少なくなる。このため、連結した各ハイブリッド車両の蓄電装置の効率的な使用を可能とし、編成車両１全体における走行時の省エネルギー性能を向上させることができる。
【００６８】
また、編成管理部２３Ａは、各ハイブリッド車両の蓄電装置の温度に基いて、各ハイブリッド車両の蓄電装置の温度が均一となるように、負荷分担（力行分担、制動分担）や充電を制御する。具体的には、蓄電装置の温度が低い車両については、蓄電装置で充放電が行われるように負荷分担を調整し、蓄電装置の自己発熱を向上させて、各ハイブリッド車両の蓄電装置の温度が均一となるようにする。
【００６９】
例えば、式（５）に示すように、各ハイブリッド車両の力行指令値（ＰＲｅｆ＿１〜ＰＲｅｆ＿Ｎ）、ブレーキ指令値（ＢＲｅｆ＿１〜ＢＲｅｆ＿Ｎ）、充電指令値（ＣＲｅｆ＿１〜ＣＲｅｆ＿Ｎ）、充電時間指令値（ＴＲｅｆ＿１〜ＴＲｅｆ＿Ｎ）を算出する。
【００７０】
【数５】
2014039412.tif 000007
【００７１】
ここで、アンダーバーと１〜Ｎまでの添字は、動力車の番号を示す。Ｔｅｍｐ＿１〜Ｔｅｍｐ＿Ｎは、車両（１〜Ｎ）の蓄電装置の温度である。ｆ５（）は、蓄電装置の温度に応じて力行指令値を演算する関数である。ｆ６（）は、蓄電装置の温度に応じてブレーキ指令値を演算する関数である。ｆ７（）は、蓄電装置の温度に応じて充電指令値を演算する関数である。ｆ８（）は、蓄電装置の温度に応じて充電時間指令値を演算する関数である。
【００７２】
編成管理部２３Ａは、算出した力行指令値（ＰＲｅｆ＿１〜ＰＲｅｆ＿Ｎ）、ブレーキ指令値（ＢＲｅｆ＿１〜ＢＲｅｆ＿Ｎ）、充電指令値（ＣＲｅｆ＿１〜ＣＲｅｆ＿Ｎ）、充電時間指令値（ＴＲｅｆ＿１〜ＴＲｅｆ＿Ｎ）を各ハイブリッド車両の車両情報制御装置に通知する。各ハイブリッド車両の車両情報制御装置は、通知された指令値に従って、力行、制動、蓄電装置への充電を制御する。したがって、編成車両１の各ハイブリッド車両の蓄電装置の温度には、ばらつきが少なくなる。このため、連結した各ハイブリッド車両の蓄電装置の効率的な使用を可能とし、編成車両１全体における走行時の省エネルギー性能を向上させることができる。
【００７３】
また、編成管理部２３Ａは、各ハイブリッド車両の蓄電装置の劣化状態に基いて、各ハイブリッド車両の蓄電装置の劣化状態が均一となるように、負荷分担（力行分担、制動分担）や充電を制御する。具体的には、蓄電装置の劣化が進んでいる（劣化指標が大きい値である）車両については、蓄電装置で充放電が行われないように負荷分担を調整する。また、この調整により不足した力行出力や制動力については、劣化が進んでいない（劣化指標が小さい値である）車両に分担させる。
【００７４】
例えば、式（６）に示すように、各ハイブリッド車両の力行指令値（ＰＲｅｆ＿１〜ＰＲｅｆ＿Ｎ）、ブレーキ指令値（ＢＲｅｆ＿１〜ＢＲｅｆ＿Ｎ）、充電指令値（ＣＲｅｆ＿１〜ＣＲｅｆ＿Ｎ）、充電時間指令値（ＴＲｅｆ＿１〜ＴＲｅｆ＿Ｎ）を算出する。
【００７５】
【数６】
2014039412.tif 000008
【００７６】
ここで、アンダーバーと１〜Ｎまでの添字は、動力車の番号を示す。Ｌ＿１〜Ｌ＿Ｎは、車両（１〜Ｎ）の蓄電装置の劣化指標である。ｆ９（）は、蓄電装置の劣化指標に応じて力行指令値を演算する関数である。ｆ１０（）は、蓄電装置の劣化指標に応じてブレーキ指令値を演算する関数である。ｆ１１（）は、蓄電装置の劣化指標に応じて充電指令値を演算する関数である。ｆ１２（）は、蓄電装置の劣化指標に応じて充電時間指令値を演算する関数である。
【００７７】
編成管理部２３Ａは、算出した力行指令値（ＰＲｅｆ＿１〜ＰＲｅｆ＿Ｎ）、ブレーキ指令値（ＢＲｅｆ＿１〜ＢＲｅｆ＿Ｎ）、充電指令値（ＣＲｅｆ＿１〜ＣＲｅｆ＿Ｎ）、充電時間指令値（ＴＲｅｆ＿１〜ＴＲｅｆ＿Ｎ）を各ハイブリッド車両の車両情報制御装置に通知する。各ハイブリッド車両の車両情報制御装置は、通知された指令値に従って、力行、制動、蓄電装置への充電を制御する。したがって、編成車両１の各ハイブリッド車両の蓄電装置の劣化状態には、ばらつきが少なくなる。このため、連結した各ハイブリッド車両の蓄電装置の効率的な使用を可能とし、編成車両１全体における走行時の省エネルギー性能を向上させることができる。
【００７８】
図５は、第２の実施形態にかかる編成車両１ａの構成を例示するブロック図である。図５に示すように、第２の実施形態にかかる編成車両１ａの第１の動力車１１１Ａ、第２の動力車１１１Ｂ、第３の動力車１１１Ｃ…では、主たる電源を架線（図示しない）から供給される単相交流としている。すなわち、第１の動力車１１１Ａ、第２の動力車１１１Ｂ、第３の動力車１１１Ｃは、架線から供給される交流電力と、蓄電装置から供給される電力とで駆動するハイブリッド車両である。具体的には、第１の動力車１１１Ａは、架線からの交流電力が入力される集電装置１３１Ａと、入力された交流電力を変圧してコンバータ１４Ａに供給する主変圧器１３２Ａと、アースされる車輪１３３Ａとを備える。第１の動力車１１１Ａとは別車両である第２の動力車１１１Ｂも同様、集電装置１３１Ｂと、主変圧器１３２Ｂと、車輪１３３Ｂとを備える。以下、第３の動力車１１１Ｃ…も同様な構成である。
【００７９】
図６は、第３の実施形態にかかる編成車両１ｂの構成を例示するブロック図である。図６に示すように、第３の実施形態にかかる編成車両１ｂの第１の動力車２１１Ａ、第２の動力車２１１Ｂ、第３の動力車２１１Ｃ…では、主たる電源を架線（図示しない）から供給される単相直流としている。すなわち、第１の動力車２１１Ａ、第２の動力車２１１Ｂ、第３の動力車２１１Ｃは、架線から供給される直流電力と、蓄電装置から供給される電力とで駆動するハイブリッド車両である。具体的には、第１の動力車２１１Ａは、架線から集電装置１３１Ａを介して入力された直流電力がリアクトル１３４Ａを経てインバータ１５Ａに入力される構成である。第１の動力車２１１Ａとは別車両である第２の動力車２１１Ｂも同様、架線から集電装置１３１Ｂを介して入力された直流電力がリアクトル１３４Ｂを経てインバータ１５Ｂに入力される構成である以下、第３の動力車１１１Ｃ…も同様な構成である。
【００８０】
上述したように、主たる電源については、発電機により発電される電源、架線より供給される交流／直流電源のいずれであってもよい。
【００８１】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１、１ａ、１ｂ…編成車両、１１Ａ、１１１Ａ、２１１Ａ…第１の動力車、１１Ｂ、１１１Ｂ，２１１Ｂ…第２の動力車、１１Ｃ、１１１Ｃ、２１１Ｃ…第３の動力車、１１ｎ…第ｎの動力車、１２Ａ、１２Ｂ…車両情報制御装置、１３Ａ、１３Ｂ…発電機、１４Ａ、１４Ｂ…コンバータ、１５Ａ、１５Ｂ…インバータ、１６Ａ、１６Ｂ…電動機、１７Ａ、１７Ｂ…蓄電装置監視制御部、１８Ａ、１８Ｂ…蓄電装置、１９Ａ、１９Ｂ…操作部、２０Ａ、２０Ｂ…表示部、２１Ａ、２１Ｂ…空気ブレーキ、２２Ａ、２２Ｂ…制御部、２３Ａ…編成管理部、３０…伝送路
【図１】
2014039412.tif 000009
【図２】
2014039412.tif 000010
【図３】
2014039412.tif 000011
【図４】
2014039412.tif 000012
【図５】
2014039412.tif 000013
【図６】
2014039412.tif 000014