(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置が設けられている鉄道車両において、架線電圧の検知制度を向上し、各補助回路機器へ適切な電圧を供給できる電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置を提供する。【解決手段】電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置は、架線から供給される交流電力を２つ以上の異なる電圧に変換して出力する変圧器１０３ａの複数の接触器１０４ａ、１０５ａと、変圧器１０３ａのタップ電圧が任意で設定した電圧レベル以上であれば制御信号を出力する少なくとも２つ以上の検知器１０８ａ、１０９ａからなるユニットと、ユニットを少なくとも１つ以上加えた計４つ以上の検知器１０８ａ、１０８ｂ、１０９ａ、１０９ｂから出力された信号を比較して適切なタップの接触器１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂをＯＮ又はＯＦＦする信号を出力するする電気車制御装置を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架線から供給される交流電力を２つ以上の異なる電圧に変換して出力する変圧器の複数の接触器と、
前記変圧器のタップ電圧が任意で設定した電圧レベル以上であれば制御信号を出力する少なくとも２つ以上の検知器からなるユニットと、
前記ユニットを少なくとも１つ以上加えた計４つ以上の検知器から出力された信号を比較して４つ以上の信号が前記ユニットごとに一致する組合せであれば、前記複数の接触器のうちから適切なタップの接触器をＯＮ又はＯＦＦする信号を出力する、又は４つ以上の信号がいずれかの検知器の故障と判断できる組合せであれば故障として処理、又は４つ以上の信号が一部検知器の部品のバラつきによる検知精度の不検知と判断できる組合せであれば、前記不検知と判断された検知器は検知したものとして処理し、前記接触器のうち適切なタップの接触器をＯＮ又はＯＦＦする信号を出力する処理演算部から構成されることを特徴とする電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置の処理演算部において、複数のユニットから出力された４つ以上の信号の処理結果が故障であれば操作者に故障を知らせる表示を行う処理演算部を特徴とする電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置において、架線から供給される交流電力を集電するパンタグラフが複数の場合、処理演算部に列車の速度情報と進行方向情報を加えることで、前記複数のパンタグラフが架線の同一地点で電圧を検知したようにするために、列車の進行方向に対して先頭列車に搭載された検知器から順番に処理演算部へ入力される信号を遅延させて処理を行う処理演算部を特徴とする電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置において、処理演算部の接触器に対する出力信号に遅延を加えることで、架線電圧が不安定な場合に前記接触器の頻繁なＯＮとＯＦＦの変化を防いで、交流負荷へ適切な電圧を安定して印加することができる電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置において、複数のユニットから出力された４つ以上の信号の処理結果がいずれかの検知器の故障と判断できる組合せであれば、列車の記録装置に故障と判断される検知器を記録、又は４つ以上の信号の処理結果が検知器の部品バラつきによる不一致と判断できる組合せで、その後ある一定以上の時間不一致であれば、前記記録装置に不一致を記録する機能を特徴とする電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置において、検知器と処理演算部間、又は処理演算部と接触器間の情報伝達を無線通信で行うことを特徴とする電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、架線電圧が異なる区間を直通する列車が登場している。
【０００３】
また通常、列車には照明や空調など車両内設備の電源を確保するため補助回路機器が備わっている。この補助回路機器は、架線電圧を定格電圧に変換して車両内設備に供給する。
【０００４】
上記のような異なる架線電圧区間を走行する列車では、異なる架線電圧に対して共通の補助回路機器を用いている。この補助回路機器が異なる架線電圧に対応するため、補助回路機器に印可される電圧を調整する制御が必要である。そのため、異なる架線電圧を区別するため、架線電圧を検知する必要があった。
【０００５】
異なる架線電圧の検知方法としては、例えば、以下のような方法がある。架線電圧を、２つの異なる電圧に変換して出力する変圧器を介して接続される電圧検知器で検知する。補助回路機器の変圧器は、前述の電圧検知器と接続されている切替制御部分を有している。電圧検知器の検知結果に応じて切替制御部分が切り替わることよって２つの巻き線数に対応した電圧が変圧器を介して補助回路機器側に供給されることになる。そのため、補助回路機器に適切な電圧を与える方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１８８０９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来の方法では、複数の補助回路機器がある場合、補助回路機器間の切替制御部分の比較を行っていないため、複数の補助回路機器間で異なる制御動作を行っている可能性があった。
【０００８】
このような複数の補助回路機器間で同一の動作を行わせるために、ある１つの電圧検知回路の出力結果を基準とし、その出力結果に基づいて全体の切替制御を行う方法が考えられる。しかしながらこの場合、基準とした電圧検知器の故障によって検知信号が正しく出力されず、車両全体の切替制御動作に不備が生じる恐れある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、複数の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置が設けられている鉄道車両において、架線電圧の検知制度を向上し、各補助回路機器へ適切な電圧を供給できる電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置は、架線から供給される交流電力を２つ以上の異なる電圧に変換して出力する変圧器の複数の接触器と、前記変圧器のタップ電圧が任意で設定した電圧レベル以上であれば制御信号を出力する少なくとも２つ以上の検知器からなるユニットと、前記ユニットを少なくとも１つ以上加えた計４つ以上の検知器から出力された信号を比較して４つ以上の信号が前記ユニットごとに一致する組合せであれば、前記複数の接触器のうちから適切なタップの接触器をＯＮ又はＯＦＦする信号を出力する、又は４つ以上の信号がいずれかの検知器の故障と判断できる組合せであれば故障として処理、又は４つ以上の信号が一部検知器の部品のバラつきによる検知精度の不検知と判断できる組合せであれば、前記不検知と判断された検知器は検知したものとして処理し、前記接触器のうち適切なタップの接触器をＯＮ又はＯＦＦする信号を出力する処理演算部から構成されることを特徴とする電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置の概略図。
【図２】図１の処理演算部１１０ａの処理内容を説明するための表。
【図３】図１の処理演算部１１０ａにおける入力信号の状態遷移を示す図。
【図４】第２の実施形態の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置の概略図。
【図５】図４の処理演算部１１０ｃの処理内容を説明するための表。
【図６】第３の実施形態の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置の概略図。
【図７】図６の処理演算部１１０ｈの処理内容を説明するための表。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、各実施形態に対して図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図を参考に詳細を説明する。図１は、第１の実施形態の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置の概略図である。
【００１４】
（構成）
図１において、電気車制御に関わる電圧検知ユニット１１５ａとユニット１１５ｂがあり、まずユニット１１５ａ内の構成を説明する。なお、ユニット１１５ｂはユニット１１５ａと同一の構成となるので、説明を省略する。
【００１５】
ユニット１１５ａ内には、図示されない架線より交流電力を集電するパンタグラフ１０１ａを介して接地座１０２ａに接続された変圧器１０３ａに架線電圧が印加される。変圧器１０３ａには、変圧器１０３ａの３次側に第１タップ１１７ａと第２タップ１１６ａが出されていて、第２タップ１１６ａよりも第１タップ１１７ａの方が大きい電圧となる。第２タップ１１６ａには接触器１０４ａが接続され、第１タップ１１７ａには接触器１０５ａが接続されている。接触器１０４ａと接触器１０５ａの後段には、接触器１０４ａ又は接触器１０５ａの閉路動作によって交流電力が供給される交流負荷１０６ａが接続されている。一方で変圧器１０３ａには、変圧器１０３ａから電圧検知器用変圧器１０７ａを介して交流電力が供給される電圧検知器１０８ａと１０９ａが接続されている。なお、電圧検知器用変圧器１０７ａの１次巻線と２次巻線の比率は１０８ａに接続された側よりも１０９ａに接続された側の方を大きくする。電圧検知器１０８ａと１０９ａは電圧検知器用変圧器１０７ａの電圧によってＯＮ又はＯＦＦの信号を出力する。したがって、電圧検知ユニット１１５ａから信号が２つ出力、電圧検知ユニット１１５ｂの信号が２つ出力されるのを合計して４つの信号が出力されることになる。４つの出力信号は電圧検知ユニット１１５ａと１１５ｂの外に設置された処理演算部１１０ａに入力される。処理演算部１１０ａには、列車の速度情報１１１ａと列車の進行方向情報１１２ａも取り込まれている。処理演算部１１０ａで処理された後の出力信号は接触器１０４ａ、１０５ａ、１０４ｂ、１０５ｂに供給され、接触器１０４ａ又は接触器１０５ａをＯＮ・ＯＦＦする。また、処理演算部１１０ａの出力信号は、接触器１０４ａ又は接触器１０５ａをＯＮ・ＯＦＦすると同時に、接触器１０４ｂ又は接触器１０５ｂをＯＮ・ＯＦＦする。この他、処理演算部１１０ａは、処理結果を知らせる表示装置１１３ａと処理結果を記録する記録装置１１８ａに対しても接続されている。
【００１６】
（作用）
電圧検知器１０８ａと１０９ａは、予めセット値を設定することができる。電圧検知器１０８ａと１０９ａに任意で設定したセット値以上の交流電圧が印加されると、ＯＮのデジタル信号を出力する。
【００１７】
例えば、電圧検知器１０８ａのセット値を第１の電圧レベルとし、電圧検知器１０９ａｂのセット値を第２の電圧レベルとする。またこの第１の電圧レベルは第２の電圧レベルよりも小さいものとする（第１の電圧レベル＜第２の電圧レベル）。
【００１８】
このとき、電圧検知器１０８ａ、１０９ａに印加される電圧が、第１の電圧レベル値よりも小さい電圧の場合には電圧検知器１０８ａ、１０９ａともＯＦＦ信号が出力される。また、電圧検知器１０８ａ、１０９ａに印加される電圧が第１の電圧レベル値以上で、第２の電圧レベルより小さい場合には電圧検知器１０８ａはＯＮ信号が出力され、電圧検知器１０９ａはＯＦＦ信号が出力される。さらに、電圧検知器１０８ａ、１０９ａに印加される電圧が、第２のセット値以上の場合は電圧検知器１０８ａ、１０８ｂともＯＮ信号が出力されることになる。
【００１９】
なお、第１の電圧レベルおよび第２の電圧レベルの差を電圧検知器用変圧器１０７ａの２つの２次巻線の比率でつけるのではなく、２次巻線数同士を等しくして、電圧検知器１０８ａおよび１０９ａのセット値を異なる設定としてもよい。
【００２０】
次に本発明で提案する電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置の動作について説明する。図１において、図示されない架線より交流電力がパンタグラフ１０１ａを介して接地座１０２ａに接続された変圧器１０３ａに印加される。変圧器１０３ａで変換された交流電力は電圧検知器用変圧器１０７ａを介して電圧検知器１０８ａと１０９ａに入力される。電圧検知器１０８ａと１０９ａは任意で設定したセット値以上の交流電圧が印加されると、ＯＮの信号を出力する。４つの電圧検知器１０８ａ、１０９ａ、１０８ｂ、１０９ｂから出力された信号は処理演算部１１０ａに入力される。処理演算部１１０ａの処理内容を図２と図３に示す。図２は４つの電圧検知器１０８ａ、１０９ａ、１０８ｂ、１０９ｂのＯＮ・ＯＦＦ信号に対する全組合せ１６通りを示していて、処理結果は主に「一致」「故障」「不一致」の３つに分類される。図３は電圧検知器１０８ａ、１０９ａ、１０８ｂ、１０９ｂの順にＯＦＦ信号を「０」、ＯＮ信号を「１」として１６通りの状態の遷移図を示している。さらに、図３の各ステップ番号Ｓ１からＳ１６は、Ｓ以降の数字が図２の各項目Ｎｏ．と同一である。
【００２１】
３つの処理結果のうち、１つ目は電圧検知出力の“一致”である。この一致は電圧検知器１０８ａ〜１０９ｂが正常に動作していると判断されるものである。２つ目は、電圧検知出力の“故障”である。この故障は、電圧検知器１０８ａ〜１０９ｂのうち、いずれかの電圧検知器１０８ａ〜１０９ｂが故障していると判断されるものである。３つ目は、電圧検知出力の“不一致”である。この不一致は、電圧検知器１０８ａ〜１０９ａのうち、いずれかの電圧検知器１０８ａ〜１０９ｂが不安定な動作をしていると判断されるものである。
【００２２】
この“一致”、“故障”、“不一致”の状態が考慮されながら、電圧検出器１０８ａ〜１０９ｂの出力信号に応じて、接触器１０４ａ、１０５ａ、１０４ｂ、１０５ｂを切換えて、交流負荷１０６ａに適切な電圧が印加されるように制御する。以下に切替制御について詳細に説明する。
【００２３】
Ｎｏ．１又は図３のＳ１において、処理演算部１１０ａが受け取った電圧検知器１０８ａ、１０９ａ、１０８ｂ、１０９ｂの信号がすべてＯＦＦ信号のときは、パンタグラフ１０１ａに印加されている電圧（以下、パンタグラフ電圧）が第１の電圧レベルより小さいと判断される。この場合、接触器１０４ａ〜１０５ｂへの出力はなく、接触器１０４ａ〜１０５ｂは開放された状態を維持する。つまり、接触器１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ全てをＯＦＦに切り換えて、交流負荷１０６ａと１０６ｂに電圧を印加させないように制御する。
【００２４】
次に図２のＮｏ．２又は図３のＳ２において、電圧検知器１０８ａ、１０８ｂがＯＮ信号出力、電圧検知器１０９ａ、１０９ｂがＯＦＦ信号出力の場合には、パンタグラフ電圧が第１の電圧レベル以上で第２の電圧レベルより小さいと判断される。この場合、接触器１０４ａ、接触器１０４ｂへＯＮ信号が出力される。接触器１０４ａ、接触器１０４ｂはＯＮ信号の出力を受けて、閉じた状態となる。接触器１０５ａ、接触器１０５ｂへの出力はなく、接触器１０５ａ、接触器１０５ｂは開放状態を維持する。つまり、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＮ、１０５ａと１０５ｂをＯＦＦに切り換えて、交流負荷１０６ａと１０６ｂに適切な電圧が印加されるように制御する。
【００２５】
次に図２のＮｏ．３又は図３のＳ３において、電圧検知器１０８ａ、１０９ａ、１０８ａ、１０９ｂがすべてＯＮ信号出力の場合には、パンタグラフ電圧が第２の電圧レベル以上であると判断される。この場合、接触器１０４ａ、接触器１０４ｂへの出力はなく、接触器１０４ａ、接触器１０４ｂは開放状態を維持する。接触器１０５ａ、接触器１０５ｂへＯＮ信号が出力される。接触器１０５ａ、接触器１０５ｂはＯＮ信号の出力を受けて、閉じた状態となる。つまり、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＦＦ、１０５ａと１０５ｂをＯＮに切り換えて、交流負荷１０６ａと１０６ｂに適切な電圧が印加されるように制御する。
【００２６】
上記Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の場合においては、交流負荷１０６ａ及び１０６ｂには、パンタグラフ電圧が電圧検知器１０８ａ及び１０８ｂの第１の電圧レベル以上に相当するときは、変圧器１０３ａ及び１０３ｂの３次側から出ている第２タップ１１６ａ及び１１６ｂから電圧が印加される。パンタグラフ電圧が電圧検知器１０９ａ及び１０９ｂの第２の電圧レベル以上に相当するときは、変圧器１０３ａ及び１０３ｂの３次側から出ている第１タップ１１７ａ及び１１７ｂから電圧が印加される。このように異なるパンタグラフ電圧に対して巻線比を変化させることで、架線電圧が異なる２区間で走行する場合でも、交流負荷１０６ａ及び１０６ｂには一定の電圧が印加される。
【００２７】
次に図２のＮｏ．４〜Ｎｏ．１０、図３のＳ４〜Ｓ１０は、電圧検知器用変圧器１０７ａと電圧検知器１０８ａと１０９ａの説明で述べた「電圧検知器１０８ａがＯＮした後に電圧検知器１０９ａがＯＮする」という正常動作に当てはまらない。異常動作をしているとして、電圧検知器は故障していると判断される。そのため、処理演算部１１０ａから信号は出力されない。
【００２８】
図２のＮｏ．１１とＮｏ．１２、図３のＳ１１とＳ１２はユニット１１５ａの電圧検知器１０８ａ、１０８ｂとユニット１１５ｂ電圧検知器１０９ａと１０９ｂの出力信号（ＯＮ／ＯＦＦ）が逆となっており正常動作に当てはまらない。異常動作をしているとして、電圧検知器が故障していると判断される。そのため、処理演算部１１０ａから信号は出力されない。
【００２９】
上記図２のＮｏ．４〜Ｎｏ．１２、図３のＳ４〜Ｓ１２において、処理演算部１１０ａにて“故障”と判断される場合は、処理演算部１１０ａはタップ切換制御を行わず、表示装置１１３ａに故障を表示させる信号を出力する。そのため、表示装置１１３ａは、故障表示を行う。
【００３０】
次に図２のＮｏ．１３、図３のＳ１３の場合、電圧検知器１０９ａと１０９ｂの出力が不一致のため、電圧検知器１０９ａがＯＮのまま故障していると考えられる。その場合はまずＮｏ．９又はＳ９の状態となるため、その時点で故障扱いの処理となる。したがって、Ｓ９の状態を取らずにＳ１３となった場合または、Ｎｏ．９の状態を取らずにＮｏ．１３となった場合、電圧検知器１０９ａの故障ではなく電圧検知器１０９ｂの部品誤差によってセット値付近の電圧が印加されているがＯＮしない、電圧検知器１０９ｂの検知精度不足を原因とする不一致と判断する。よって、電圧検知器１０８ａ、１０９ａの検知出力つまり、ユニット１１５ａ側の電圧検知器の結果を採用するので、Ｓ３と見なし、第２の電圧レベル以上が印加されていると判断される。この場合、接触器１０５ａ、接触器１０５ｂへＯＮ信号が出力される。接触器１０５ａ、接触器１０５ｂはＯＮ信号の出力を受けて、閉じた状態となる。つまり、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＦＦ、１０５ａと１０５ｂをＯＮに切り換えて、交流負荷１０６ａと１０６ｂに適切な電圧が印加されるよう制御する。
【００３１】
同様に図２のＮｏ．１４図３のＳ１４の状態も、Ｎｏ．１０又はＳ１０の状態になって故障扱いの処理がされなければ、電圧検知器１０９ａの検知精度要因による不一致と判断される。したがって、Ｓ３の状態とみなされ、ユニット１１５ｂ側の電圧検知器１０８ｂ、１０９ｂの検知結果を採用するので、第２の電圧レベル以上が印加されていると判断する。この場合、接触器１０５ａ、接触器１０５ｂへＯＮ信号が出力される。接触器１０５ａ、接触器１０５ｂはＯＮ信号の出力を受けて、閉じた状態となる。つまり、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＦＦ、１０５ａと１０５ｂをＯＮに切り換えて、交流負荷１０６ａと１０６ｂに適切な電圧が印加されるように制御する。
【００３２】
次に図２のＮｏ．１５、図３のＳ１５は、電圧検知器１０８ｂの検知精度要因による不一致と判断される。したがって、Ｓ２の状態とみなされ、ユニット１１５ａ側の電圧検知器１０４ａ、１０４ｂの結果を採用するので、第１の電圧レベル以上が印加されていると判断する。この場合、接触器１０４ａ、接触器１０４ｂへＯＮ信号が出力される。接触器１０４ａ、接触器１０４ｂはＯＮ信号の出力を受けて、閉じた状態となる。つまり、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＮ、１０５ａと１０５ｂをＯＦＦに切り換えて、交流負荷１０６ａと１０６ｂに適切な電圧が印加されるように制御する。
【００３３】
またＮｏ．１５又はＳ１５の検知結果に基づき、電圧検知器１０８ａの検知精度要因による誤検知として、接触器の投入を一時的に保留することも可能である。この場合、一定時間後に再検知を行い、電圧検知器１０８ｂがＯＮ（Ｎｏ．２又はＳ２の状態）となったときに第１の電圧レベル以上が印加されていると判断する。この判断をもとに、接触器１０４ａ、接触器１０４ｂへＯＮ信号が出力される。つまり、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＮ、１０５ａと１０５ｂをＯＦＦに切り換えて、交流負荷１０６ａと１０６ｂに適切な電圧が印加されるように制御するようにしてもよい。
【００３４】
次に、図２のＮｏ．１６、図３のＳ１６は、ユニット１１５ａ内の検知器１０８ａの検知精度要因による不一致と判断される。したがって、ユニット１１５ｂ側の電圧検知器が正常に動作しているＳ２の状態であるとして、ユニット１１５ａ側の電圧検知器の結果を採用するので、第１の電圧レベル以上が印加されていると判断する。この判断をもとに、接触器１０４ａ、接触器１０４ｂへＯＮ信号が出力される。接触器１０４ａ、接触器１０４ｂはＯＮ信号の出力を受けて、閉じた状態となる。つまり、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＮ、１０５ａと１０５ｂをＯＦＦに切り換えて、交流負荷１０６ａに適切な電圧が印加されるように制御する。
【００３５】
またＮｏ．１６又はＳ１６の検知結果に基づき、電圧検知器１０８ａの検知精度要因による誤検知として、接触器の投入を一時的に保留することも可能である。この場合、一定時間後に再検知を行って、電圧検知器１０８ｂがＯＮ（Ｎｏ．２又はＳ２の状態）となったときに第１の電圧レベル以上が印加されていると判断する。この判断をもとに、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＮ、接触器１０５ａと１０５ｂをＯＦＦに切り換えて、交流負荷１０６ａと１０６ｂに適切な電圧が印加されるように制御するようにしてもよい。
【００３６】
（効果）
以上述べた第１の実施形態の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置によれば、個々の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置が検知する結果を元に処理判断をする機能を加えているため、タップ切替制御の制御精度を向上することが可能となる。
【００３７】
また処理演算部では、複数の信号が一致、又は故障、又は検知器の部品ばらつきによる不一致の３つの場合分けを行っているため、個々の接触器を適切にＯＮ又はＯＦＦすることが可能となる。
【００３８】
また、上述したタップ切替制御を行うことで、それぞれの補助回路機器に対する個別制御が可能となるため、複数の補助回路機器において、より多くの補助回路機器の動作を確保することが容易となる。
【００３９】
また、図１において処理演算部１１０ａに表示装置１１３ａを接続することで、処理演算部１１０ａの処理結果を表示することができる。
【００４０】
例えば、図２において、Ｎｏ．１からＮｏ．３の結果であれば、ユニット間の信号が一致したことを知らせる表示をする。Ｎｏ．４からＮｏ．１２の結果であれば故障を表示する。Ｎｏ．１３であれば検知器１０９ｂの部品バラつきによる検知精度不足であることを表示する。Ｎｏ．１４であれば検知器１０９ａの部品バラつきによる検知精度不足であることを表示する。Ｎｏ．１５であれば検知器１０８ｂの部品バラつきによる検知精度不足であることを表示する。Ｎｏ．１６であれば検知器１０８ａの部品バラつきによる検知精度不足であることを表示する。上記いずれかの表示がされた表示装置を操作者が見ることで、電圧検知器の処理結果や故障状態を把握できる。
【００４１】
また、列車の速度情報１１１ａと列車の進行方向情報１１２ａを処理演算部１１０ａに取り込ませることによって、電圧検知器１０８ａ、１０９ａ、１０８ｂ、１０９ｂの検知時間差をなくすよう処理してもよい。
【００４２】
例えば、図１において、ユニット１１５ｂ側を先頭で架線の無電圧区間を通過後、再度パンタグラフ１０１ｂと１０１ａを介して架線の電圧レベルを検知する場合について説明する。パンタグラフ１０１ｂが架線に電圧が印加されている区間、パンタグラフ１０１ａが無電圧区間であると、図２におけるＮｏ．１１又はＮｏ．１６の故障または不一致と処理される。そのため、列車の速度情報１１１ａと列車の進行方向情報１１２ａを処理演算部１１０ａに入力することで、架線電圧の印加されるパンタグラフ１０１ａと１０１ｂ間の搭載距離から演算処理のうえ、電圧検知器１０８ｂと１０９ｂの結果を遅延させる。無線電圧区間と電圧区間を一車両がまたがない状態となる一定時間後、電圧検知器１０８ａと１０９ａの結果を処理する。そのため、無線電圧区間通過による誤検知を防ぐことができる。
【００４３】
また、処理演算部１１０ａの接触器１０４ａ、１０５ａ、１０４ｂ、１０５ｂに対する出力信号に一定時間の遅延を加えることができる。
【００４４】
例えば、処理演算部１１０ａが、図２のＮｏ．１３又は図３のＳ１３のように、検知器１０９ｂの部品バラつきとして不一致を判断する。判断後、接触器１０４ａ、１０５ａ、１０４ｂ、１０５ｂには一定時間、不一致の信号を送らない。一定時間後に架線電圧が下降して電圧検知器１０９ａがＯＦＦする場合がある。この場合、処理演算部１１０ａはユニット間の検知器の信号が一致した処理となり、処理円残部１１０ａは、図２のＮｏ．２又は図３のＳ２のように、接触器１０４ａ、１０５ａ、１０４ｂ、１０５ｂは正常に動作していると判断する。その判断に基づき、接触器１０４ａと１０４ｂをＯＮ、接触器１０５ａと１０５ｂをＯＦＦさせる。したがって、処理演算部１１０ａの接触器１０４ａ、１０５ａ、１０４ｂ、１０５ｂに対する出力に遅延を加えることで、接触器の頻繁なＯＮ・ＯＦＦを防ぐことができ、安定的に交流負荷１０６ａ、１０６ｂへ適切な電圧を印加することができる。
【００４５】
また、列車の情報を記録する記録装置１１８ａを処理演算部１１０ａに接続することが可能である。２つのユニットから出力された４つ以上の信号の処理結果がいずれかの電圧検知器の故障と判断できる組合せであれば、列車の記録装置の故障に該当すると判断された検知結果を記録する。又は、４つ以上の信号の処理結果が電圧検知器の不一致と判断できる組合せで、かつある一定以上の時間不一致の状態が継続するのであれば、記録装置１１８ａに不一致であることを記録する。これによって、列車のメンテナンスの際、故障に該当する電圧検知器の捜索、部品によるバラつきの大きい電圧検知器の捜索が容易になる。
【００４６】
また、各電圧検知器と処理演算部間、又は処理演算部と接触器間を無線で送受信できるようにすることが可能である。この場合、検知器１０８ａ、１０９ａ、１０８ｂ、１０９ｂ、処理演算部１１０ａに送信機、処理演算部１１０ａ、接触器１０４ａ、１０５ａ、１０４ｂ、１０５ｂに受信機を設置することもできる。上記無線で信号を送受信することで、ユニット１つにつき１つの車体に搭載されているとするならば、車体と車体の間の信号線を削減できるので、列車の組立時における配線作業を効率化できる。  
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図を参考に詳細を説明する。
【００４７】
（構成）
図４は、第２の実施形態の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置の概略図である。尚、図１と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本実施形態は、第１の実施形態とは、電圧検知ユニット１１５ａ、１１５ｂ外の構成・処理内容が異なっている。以下、その点について詳細に説明する。
【００４９】
電圧検知ユニット１１５ａ内にある電圧検知器１０８ａと１０９ａの出力信号は処理演算部１１０ｃで処理される。同様に電圧検知ユニット１１５ｂ内にある電圧検知器１０８ｂと１０９ｂの出力信号は処理演算部１１０ｄで処理される。処理演算部１１０ｃと１１０ｄから出力された第１タップ切換用接触器１０５ａ、１０５ｂと第２タップ切換用接触器１０４ａ、１０４ｂに対する出力信号は選択器１１９ａに入力される。選択器１１９ａでは、任意で設定した電圧検知ユニットからの出力結果のみを用いる。例えば、選択器１１９ａが処理演算部１１０ｃの出力信号を用いる設定になっている場合、処理演算部１１０ｄの出力信号は選択器１１９ａ内で除去される。選択器１１９ａで選択されている処理演算部の出力信号は、第１タップ切換用接触器１０５ａ、１０５ｂと第２タップ切換用接触器１０４ａ、１０４ｂに対する出力信号となる。ただし、選択器１１９ａには処理演算部１１０ｅが接続されていて、処理演算部１１０ｃ又は処理演算部１１０ｄの出力信号の内容によっては、選択器１１９ａを選択されている処理演算部とは逆の処理演算部の出力信号へ切り換える。加えて、選択器１１９ａでの処理結果を表示するために表示装置１１３ａ、処理結果を記録する記録装置１１８ａが接続されている。
【００５０】
（作用）
電圧検知器１０８ａと１０９ａの出力信号の組合せに対する処理演算部１１０ｃの出力信号と、電圧検知器１０８ｂと１０９ｂの出力信号の組合せに対する処理演算部１１０ｄの出力信号と、処理演算部１１０ｅの処理内容と選択器１１９ａの出力信号の関係を図５に示す。選択器１１９ａであらかじめ設定された電圧検知ユニット側の出力信号において、第１の実施形態で説明したように、図５のＮｏ．１〜３、５〜７は想定される動作となるため、出力信号をそのまま第１タップ切換用接触器１０５ａ、１０５ｂと第２タップ切換用接触器１０４ａ、１０４ｂに出力する。図５のＮｏ．４及び８は故障として処理されるので、処理演算部１１０ｃ又は１１０ｄは出力信号を出さない。処理演算部１１０ｃ又は１１０ｄからの出力無しの信号を処理演算部１１０ｅが受ける。出力無し信号を受けた処理演算部１１０ｅは、選択器１１９ａをあらかじめ設定した側と反対側の接触器へ接続されるよう、切り換わる。選択器１１９ａが反対側に切り替わることで、反対側の電圧検知ユニットの出力信号を第１タップ切換用接触器１０５ａ、１０５ｂと第２タップ切換用接触器１０４ａ、１０４ｂに送信する。切り換えられた情報は表示装置１１３ａと記録装置１１８ａに出力される。
【００５１】
（効果）
このような構成にすることで、第１の実施形態と同様の効果を有する。また、従来において、２つの電圧検知ユニットの出力信号のうち、一方が除去されていた問題を解決し、冗長性のある処理を行える。
【００５２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について図を参考に詳細を説明する。
【００５３】
（構成）
図６は、第３の実施形態の電圧検知装置及び電圧検知機能を有する電気車制御装置の概略図である。図７は、図６の処理演算部１１０ｈの処理内容を説明するための表である。尚、図１と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態は、第１の実施形態とは、処理演算部１１０ｇ、処理演算部１１０ｈ、処理演算部ｆの構成及び、処理演算部１１０で行われる処理内容が異なっている。以下、その点について詳細に説明する。
【００５５】
電圧検知ユニット１１５ａ内にある電圧検知器１０８ａと１０９ａの出力信号は処理演算部１１０ｆで処理される。電圧検知ユニット１１５ｂ内にある電圧検知器１０８ｂと１０９ｂの出力信号は処理演算部１１０ｇで処理される。処理演算部１１０ｆと１１０ｇから出力された第１タップ切換用接触器１０５ａ、１０５ｂと第２タップ切換用接触器１０４ａ、１０４ｂに対する出力信号は処理演算部１１０ｈに入力される。処理演算部１１０ｈで処理された結果は、第１タップ切換用接触器１０５ａ、１０５ｂと第２タップ切換用接触器１０４ａ、１０４ｂに出力される。
【００５６】
（作用）
電圧検知器１０８ａと１０９ａの出力信号の組合せに対する処理演算部１１０ｆの出力信号と、電圧検知器１０８ｂと１０９ｂの出力信号の組合せに対する処理演算部１１０ｇの出力信号と、上記処理演算部１１０ｆと１１０ｇの出力信号に対する処理演算部１１０ｈの処理内容を図７に示す。
【００５７】
本実施形態では、各電圧検知ユニットの出力信号が処理演算部１１０ｆと処理演算部１１０ｇのそれぞれで処理される。その後、処理演算部１１０ｆと処理演算部１１０ｇの出力信号を統合処理する処理演算部１１０ｈが設けられている点が他の実施形態とは異なる。処理演算部１１０ｈは第１タップ切換用接触器１０５ａ、１０５ｂと第２タップ切換用接触器１０４ａ、１０４ｂにＯＮ・ＯＦＦの信号を出力する。例えば、電圧検知器の「故障」と判断される組合せである電圧検知器１０８ａがＯＦＦ、１０９ａがＯＮの場合、図７ではＮｏ．４、７、８、９の場合は処理演算部１１０ｆが出力なし、同様に電圧検知器１０８ｂがＯＦＦ、１０９ｂがＯＮの場合、図７ではＮｏ．４、５、６、１０の場合は処理演算部１１０ｇが出力なしとなる。したがって、処理演算部１１０ｈでは、処理演算部１１０ｆ又は１１０ｇのどちらか又は両方が出力なしであった場合、「故障」と判断し、接触器１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂへはＯＮ・ＯＦＦの信号は出力しない。この他、図７のＮｏ．１〜３、１１〜１６にある電圧検知器１０８ａ、１０９ａ、１０８ｂ、１０９ｂの組合せはそれぞれ図２のＮｏ．１〜３、１１〜１６の電圧検知器と同じなので、図７にある処理演算部１１０ｈの判断及び接触器１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂへの出力信号は図２にある処理演算部１１０ａの判断及び出力信号と同じになる。
【００５８】
また、出力された情報は表示装置１１３ａと記録装置１１８ａに出力される。
【００５９】
（効果）
このような構成にすることで、第１の実施形態と同様の効果を有する。また、従来において、個々の電圧検知ユニットから出力された第１タップ切換用接触器、第２タップ切換用接触器の出力信号が他の電圧検知ユニットと異なっていても、検出できない問題を解決し、冗長性のある処理を行える。
【００６０】
上記で説明された全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。そのため、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１０１ａ、１０１ｂ…パンタグラフ、１０２ａ、１０２ｂ…接地座、１０３ａ、１０３ｂ…変圧器、１０４ａ…第２タップ１１６ａの切換用接触器、１０４ｂ…第２タップ１１６ｂの切換用接触器、１０５ａ…第１タップ１１７ａの切換用接触器、１０５ｂ…第１タップ１１７ｂの切換用接触器、１０６ａ、１０６ｂ…交流負荷、１０７ａ、１０７ｂ…電圧検知器用変圧器、１０８ａ、１０８ｂ、１０９ａ、１０９ｂ…電圧検知器、１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈ…処理演算部、１１１ａ…速度情報、１１２ａ…進行方向情報、１１３ａ…表示装置、１１５ａ、１１５ｂ…電圧検知ユニット、１１６ａ…変圧器１０３ａの第２タップ、１１６ｂ…変圧器１０３ｂの第２タップ、１１７ａ…変圧器１０３ａの第１タップ、１１７ｂ…変圧器１０３ｂの第１タップ、１１９ａ…選択器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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