(57)【要約】【課題】本発明は、システムの異常を検知することのできるＰＷＭ信号発生回路を提供することにある。【解決手段】力行及び回生を行うインバータ３１，３２で運行する電気車で、マスコン２１の操作により指令信号Ｓ１を受信し、指令信号Ｓ１に応じてＰＷＭ信号Ｓ８を発生するＰＷＭ信号発生回路１は、ＰＷＭ信号Ｓ８を生成するためのＰＷＭ信号生成信号Ｓ７と、ＰＷＭ信号Ｓ８に基いた異常を検出するためのフィードバック信号Ｓ９とを比較し、比較結果が一致しない場合、前記ＰＷＭ生成信号発生１からのＰＷＭ信号Ｓ８の発生を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車を運転する運転手段からの指令信号を受信し、前記指令信号に応じて電動機を制御するパルス幅変調信号を発生するパルス幅変調信号発生回路であって、
前記運転手段からの前記指令信号に基づいて、パルス幅変調信号を生成するためのパルス幅変調生成信号を発生することにより、前記パルス幅変調信号を生成し、前記電動機を制御する制御手段と、
前記パルス幅変調生成信号と前記パルス幅変調信号との保有する指令内容を比較し、比較結果が一致しない場合、前記制御手段に対して、前記パルス幅変調生成信号の出力を停止させる停止信号を出力する異常検出手段と
を有することを特徴とするパルス幅変調信号発生回路。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記電動機の力行及び回生の制御を行うこと
を特徴とする請求項１に記載のパルス幅変調信号発生回路。
【請求項３】
前記電気車の走行を減速する減速制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記減速制御手段の減速を制御すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパルス幅変調信号発生回路。
【請求項４】
前記異常検出手段は、
比較結果が一致しない場合、警報をする警報信号を出力すること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパルス幅変調信号発生回路。
【請求項５】
前記電気車の運行に関する表示をする表示手段を有し、
前記異常検出手段は、
比較結果が一致しない場合、前記表示手段に異常状態を表示する信号を出力すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパルス幅変調信号発生回路。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記指令信号をディジタルの波形情報として受信し、前記波形情報の整形処理を行いディジタルの比較基準値として出力する比較基準値発生手段と、
前記比較基準値発生手段から受信した前記比較基準値をアナログの比較基準信号に変換する比較基準信号変換手段と、
安定した周期を発する信号を出力する発振手段と、
前記発振手段に基づいて、ディジタル情報の三角波を発生する三角波発生手段と、
前記三角波出力をアナログの波形情報である三角波信号に変換する三角波信号変換手段と、
前記比較基準信号と前記三角波信号との比較に基づいて、前記パルス幅変調生成信号を発生する比較手段とを有し、
前記異常検出手段は、
前記停止信号を前記比較手段に出力し、前記パルス幅変調生成信号の出力を停止させること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか1項に記載のパルス幅変調信号発生回路。
【請求項７】
電源を切ると、パルス幅変調信号の出力をロックし、電源を入れると、パルス幅変調信号の出力のロックを解除するパルス幅変調信号出力制限手段と
を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のパルス幅変調信号発生回路。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のパルス幅変調信号発生回路を少なくとも２つを有し、
全ての前記パルス幅変調信号発生回路は、同一回路上にパルス幅変調信号を出力し、
任意に選択した１つの前記パルス幅変調信号発生回路に基づいて、前記電気車を制御すること
を特徴とする電気車制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車を制御するシステムの異常を検出するパルス幅変調信号発生回路及び電気車制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パルス幅変調（以下、「ＰＷＭ」という）制御により運転を行う電気車は、マスターコントローラー（以下、「マスコン」という）を操作することにより、ＰＷＭ信号発生回路（以下、「ＰＷＭ−Ｇ」という）からＰＷＭ信号の指令を出力し、ＶＶＶＦ（variable voltage variable frequency）インバータ装置及びブレーキ制御装置を制御して運行する。インバータ装置は、ＰＷＭ信号に応じて、力行運転や回生ブレーキなどの動作を行う。
【０００３】
通常、マスコンは、電気車の前方と後方の２つの運転台に設置されている。また、車両の連結などにより３つ以上のマスコンが１つの電気車に存在することもある。但し、電気車の運転の操作に使用されるマスコンは常に１つであるため、１つのマスコンからの指令のみを有効にする方法として、リレーを用いた電気車制御システムがある。
【０００４】
まず、図８を参照して、リレーを用いた従来の電気車制御システムについて説明する。
【０００５】
本システムは、電気車を運転するために操作をするマスコン２１，２２と、これらの操作に応じてＰＷＭ信号Ｓ８を出力するＰＷＭ−Ｇ１１，１２と、これらのＰＷＭ信号Ｓ８により制御されるインバータ装置３１，３２及びブレーキ制御装置３３〜３５（以下、総称して「運転制御装置３１〜３５」という）を備えている。
【０００６】
次に、マスコン２１による操作に基づいて、本システムの構成する各回路及びその機能を説明する。
【０００７】
マスコン２１は、電圧Ｖ１を出力する電源２３と、電源２３を入れるためのキースイッチＫ１と、マスコン２１の操作に応じて、ＰＷＭ−Ｇ１１に電気車の運転を制御するためのバイナリ−の指令信号Ｓ１を出力するエンコーダ２４とを備えている。
【０００８】
キースイッチＫ１は、鍵を使用することによりスイッチを入れることができる。キースイッチＫ１を入れると、電源２３からの電圧Ｖ１によりＰＷＭ−Ｇ１１が通電する。
【０００９】
エンコーダ２４は、運転者のマスコン２１の操作に応じて、ＰＷＭ−Ｇ１１に指令信号Ｓ１を出力する。
【００１０】
ＰＷＭ−Ｇ１１は、エンコーダ２４からの指令信号Ｓ１を受信し、これに基づいてＰＷＭ生成信号Ｓ７を出力する制御回路５と、制御回路５からのＰＷＭ生成信号Ｓ７に基づいてトランジスタ回路７の操作を行うゲート回路６と、運転制御装置３１〜３５の制御をするＰＷＭ信号Ｓ８を発振するトランジスタ回路７と、トランジスタ回路７に過電流が流れるのを防止するヒューズＦＳとを備え、さらに、キースイッチＫ１を入れると励磁するリレーコイルＲＹ１Ｃと、リレーコイルＲＹ１Ｃが励磁すると接点をメイクするリレー接点ＲＹ１を備えている。
【００１１】
ゲート回路６は、後述するトランジスタ回路７に有するトランジスタＴ１，Ｔ２に流れるベース電流を制御し、トランジスタ回路７からＰＷＭ信号Ｓ８を発振させる。
【００１２】
トランジスタ回路７は、トランジスタＴ１，Ｔ２を備えている。また、それぞれのトランジスタＴ１，Ｔ２には、それぞれ逆並列にダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。トランジスタＴ１とトランジスタＴ２は、接続されており、トランジスタＴ２の端子間の電圧がＰＷＭ信号Ｓ８になる。
【００１３】
運転制御装置３１〜３５は、トランジスタ回路７から発振したＰＷＭ信号Ｓ８に応じて、力行運転、回生ブレーキ、及びエアブレーキなどの制御を行う。
【００１４】
リレー接点ＲＹ１は、リレーコイルＲＹ１Ｃによりメイクすると、ＰＷＭ−Ｇ１１からのＰＷＭ信号Ｓ８をインバータ装置等３１〜３５に出力できるように回路が接続される。これにより、マスコンの電源を入れることで、ＰＷＭ信号Ｓ８を運転制御装置３１〜３５に発振することができるようになる。
【００１５】
同様にして、マスコン２２は、キースイッチＫ２を入れると、リレーコイルＲＹ２Ｃが励磁され、リレー接点ＲＹ２がメイクされる。これにより、マスコン２１による操作と同様にＰＷＭ−Ｇ１２を介することにより、運転制御装置３１〜３５の制御を行うことができる。
【００１６】
従って、同一システム上に複数のマスコンがある場合でも、電源を入れるマスコンを１つにすることで、当該マスコンからの指令のみを有効にして運転することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、以上のようなシステムでは、運転の扱い方を間違えて複数のマスコンの電源が入ると、複数のＰＷＭ−Ｇが同一の制御対象としている運転制御装置３１〜３５にＰＷＭ信号Ｓ８を出力するため、システムを構成する回路等の故障を引き起こす恐れがある。
【００１８】
例えば、マスコン２１，２２の電源を入れると、ＰＷＭ−Ｇ１１，１２のそれぞれから経路Ｌ１１，Ｌ１２に示すように、電圧Ｖ１がＰＷＭ信号Ｓ８として出力される。しかし、ＰＷＭ−Ｇ１１とＰＷＭ−Ｇ１２のそれぞれに有するトランジスタＴ１，Ｔ２は同期をとっていないため、経路Ｌ１３に示すような短絡電流が流れる。
【００１９】
ここで、この短絡電流について説明する。経路Ｌ１３の通過点Ｐまでの電流の流れは、経路Ｌ１１に沿った、ＰＷＭ−Ｇ１１の正常なＰＷＭ信号Ｓ８の出力である。通過点Ｐを通過したＰＷＭ信号Ｓ８による電流は、キースイッチＫ２が入っているため、リレー接点ＲＹ２からＰＷＭ−Ｇ１２に侵入する。リレー接点ＲＹ２から侵入した電流は、ＰＷＭ−Ｇ１２の有するゲート回路６の制御に応じて動作するトランジスタＴ２を通過し、アース（負極）に流れることになる。
【００２０】
このようにして、ＰＷＭ信号Ｓ８により、この経路Ｌ１３に電流が流れると、例えばトランジスタＴ１，Ｔ２などの素子が熱的に故障を起こす恐れがある。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、適用したシステムの異常を検知することのできるＰＷＭ信号発生回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の観点に従ったＰＷＭ信号発生回路は、電気車を運転する運転手段からの指令信号を受信し、前記指令信号に応じて電動機を制御するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生回路であって、前記運転手段からの前記指令信号に基づいて、ＰＷＭ信号を生成するためのＰＷＭ生成信号を発生することにより、前記ＰＷＭ信号を生成し、前記電動機を制御する制御手段と、前記ＰＷＭ生成信号と前記ＰＷＭ信号との保有する指令内容を比較し、比較結果が一致しない場合、前記制御手段に対して、前記ＰＷＭ生成信号の出力を停止させる停止信号を出力する異常検出手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＰＷＭ信号発生回路の適用された電気車制御システムの異常を検知することができるＰＷＭ信号発生回路を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００２５】
（本実施形態に係るＰＷＭ信号発生回路）
図２は、本発明の実施形態に係るＰＷＭ−Ｇ１の構成を説明するための図である。図８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に説明する。なお、これ以降の説明においても同様にして、重複した説明を省略する。
【００２６】
ＰＷＭ−Ｇ１は、ＰＷＭ−Ｇ１１にＰＷＭ信号Ｓ８の出力の異常を検出する異常検出回路８を特に加えたものである。また、本システムは、異常検出回路８で検出した異常を知らせるモニタ２５と、この異常を検出した後に、異常をリセットするためのリセット釦２６を設けている。モニタ２５及びリセット釦２６は、例えば運転台に設けられている。
【００２７】
（制御回路）
制御回路５は、マスコン２１の内部にあるエンコーダ２４からの指令信号Ｓ１からの入力により、波形整形回路５４、ディジタル／アナログ変換器５２（以下、「Ｄ／Ａ変換器５２」という）を順次に介して、比較基準信号Ｓ３が比較回路８に入力され、一方、発振回路５６、三角波発生回路５５、Ｄ／Ａ変換器５３を順次に介して、三角波信号Ｓ６が比較回路８に入力される。比較回路８は、入力された比較基準信号Ｓ３及び三角波信号Ｓ６に基づいて、ＰＷＭ生成信号Ｓ７を出力する。
【００２８】
波形整形回路５４は、入力された指令信号Ｓ１に含まれている波形情報を整形処理し、ディジタルの比較基準値Ｓ２として、Ｄ／Ａ変換器５２に出力する。
【００２９】
Ｄ／Ａ変換器５２は、入力された比較基準値Ｓ２をディジタルからアナログの信号に変換し、比較基準信号Ｓ３として比較回路５１に出力する。
【００３０】
発振回路５６は、決められた一定の周期ごとに基準クロックＳ４を三角波発生回路５５に発振する。
【００３１】
三角波発生回路５５は、入力された基準クロックＳ４に基づいて、三角波出力Ｓ５をＤ／Ａ変換器５３に出力する。
【００３２】
Ｄ／Ａ変換器５３は、入力された三角波出力Ｓ５をディジタルからアナログの信号に変換し、三角波信号Ｓ６として比較回路５１に出力する。
【００３３】
比較回路５１は、Ｄ／Ａ変換器５２，５３からそれぞれ入力された比較基準信号Ｓ３及び三角波信号Ｓ６に基づいて、ＰＷＭ生成信号Ｓ７を発生させる。
【００３４】
図４を参照して、比較回路５１によりＰＷＭ生成信号Ｓ７を発生させる方法について説明する。
【００３５】
ＰＷＭ生成信号Ｓ７は、Ｈｉｇｈレベル（以下、「“Ｈ”」という）とＬｏｗレベル（以下、「“Ｌ”」という）を交互に繰り返すパルス波形である。
【００３６】
比較回路５１は、比較基準信号Ｓ３と三角波信号Ｓ６とを比較して、以下の条件に基づいて、ＰＷＭ生成信号Ｓ７の“Ｈ”及び“Ｌ”のどちらの状態かを決定する。
【００３７】
比較基準信号Ｓ３＞三角波信号Ｓ６のとき、ＰＷＭ生成信号Ｓ７は“Ｈ”になる。
【００３８】
比較基準信号Ｓ３＜三角波信号Ｓ６のとき、ＰＷＭ生成信号Ｓ７は“Ｌ”になる。
【００３９】
これにより、図４に示すように、比較基準信号Ｓ３と三角波信号Ｓ６からＰＷＭ生成信号Ｓ７が得られる。
【００４０】
上述のようにして、制御回路５は、マスコン２１から入力された指令信号Ｓ１に基づいて、ＰＷＭ生成信号Ｓ７を出力することができる。
【００４１】
（ゲート回路及びトランジスタ回路）
図３を参照して、ゲート回路６及びトランジスタ回路７について説明する。
【００４２】
ゲート回路６は、制御回路５から入力されたＰＷＭ生成信号Ｓ７に応じて、トランジスタ回路７に有するトランジスタＴ１，Ｔ２を動作させ、ＰＷＭ信号Ｓ８を発振させる。
【００４３】
ゲート回路６は、制御回路５から入力されたＰＷＭ生成信号Ｓ７に応じて動作するフォトカプラＰＨと、フォトカプラＰＨに有する発光ダイオードＰＨ１のアノードに接続された抵抗Ｒ１と、フォトカプラＰＨに有するフォトトランジスタＰＨ２のコレクタに接続された抵抗Ｒ２からなる。
【００４４】
抵抗Ｒ１のもう一方の端子には電圧Ｖ２を、抵抗Ｒ２のもう一方の端子には電圧Ｖ１を、それぞれ印加している。なお、電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２は、同電圧でもよい。
【００４５】
制御回路６は、ＰＷＭ生成信号Ｓ７が入力されると、トランジスタ回路７を以下のように動作させる。
【００４６】
ＰＷＭ生成信号Ｓ７が入力され、制御回路６のＡ点が“Ｈ”であれば、トランジスタＴ１がオンし、Ｔ２がオフすることにより、ＰＷＭ信号Ｓ８は、“Ｈ”となって発生する。逆に、制御回路６のＡ点が“Ｌ”であれば、トランジスタＴ１がオフし、Ｔ２がオンすることにより、ＰＷＭ信号Ｓ８は、“Ｌ”となって発生する。従って、正常時であれば、回路等による処理時間や動作時間などによるズレを考慮しなければ、ＰＷＭ生成信号Ｓ７の状態とＰＷＭ信号Ｓ８の状態は一致している。
【００４７】
図５を参照して、ＰＷＭ信号Ｓ８について説明する。
【００４８】
図５は、横軸に時間軸をとり、右方向に時間が経つことを表している。縦軸は、ＰＷＭ信号Ｓ８の電圧を表しており、“Ｈ”と“Ｌ”を区別するためのものである。ここでは、説明の便宜上、ＰＷＭ信号Ｓ８を理想的な波形にして図示している。
【００４９】
ＰＷＭ信号Ｓ８は、Ｔ時間を一つの周期とする周期Ｔとして出力している。ＰＷＭ信号Ｓ８は、この周期Ｔの間に占める“Ｈ”の時間Ｔ１の割合が、運転制御装置３１〜３５の制御内容を示している。
【００５０】
（ＰＷＭ−ｄｕｔｙ）
図６を参照して、ＰＷＭ信号Ｓ８のＰＷＭ−ｄｕｔｙによる具体的な運転制御装置３１〜３５の制御方法について説明する。  
まず始めに、ＰＷＭ−ｄｕｔｙを求める。ＰＷＭ−ｄｕｔｙは、Ｔ１をＴで割った商である。  
次に、図６により、求めたＰＷＭ−ｄｕｔｙに対応する縦軸を見る。  
０．０５  ＜  ＰＷＭ−ｄｕｔｙ  ＜  ０．４５のときは、区間ＢＲに含まれており、電気車にブレーキをかけることを意味している。よって、インバータ装置３１，３２は、回生ブレーキをかける動作を行い、エアーブレーキなどの各種ブレーキも動作する。
【００５１】
この区間においては、ＰＷＭ−ｄｕｔｙの値が小さいほど強いブレーキがかかる。例えば、縦軸のＢ１よりもＢ２に該当するブレーキの方が強くかかる。
【００５２】
０．５５  ＜  ＰＷＭ−ｄｕｔｙ  ＜  ０．９５のときは、区間ＰＯに含まれており、電気車が力行運転をすることを意味している。よって、インバータ装置３１，３２は、力行運転を行い、ブレーキ制御装置３３〜３５は、制御対象から外れるため、ＰＷＭ信号Ｓ８を受信しても特に何も行わない。
【００５３】
この区間においては、ＰＷＭ−ｄｕｔｙの値が大きいほど速度が速くなる。例えば、縦軸のＰ１よりもＰ２に該当する力行運転の方がスピードは速くなる。
【００５４】
その他の区間では、基本的には運転制御装置３１〜３５の制御は行わない。制御方法の切換などによるマージンをとるためである。よって、これらの区間では、電気車は、基本的に慣性により運行することになる。
【００５５】
（異常検出回路）
図２を参照して、異常検出回路８について説明する。
【００５６】
異常検出回路８は、比較回路５１から発生したＰＷＭ生成信号Ｓ７と、トランジスタ回路７から発振されたＰＷＭ信号Ｓ８に基づいて、本回路での異常の検出用として受信するフィードバック信号Ｓ９を受信する。
【００５７】
異常検出回路８は、ＰＷＭ生成信号Ｓ７とフィードバック信号Ｓ９に基づいて、異常を検出した場合には、比較回路５１にＰＷＭ生成信号Ｓ７の出力を停止させるゲート停止信号Ｓ１０と、運転台等に設置するモニタ２５に異常を知らせるための異常検出信号Ｓ１１を出力する。
【００５８】
リセット釦２６は、異常の検出状態の保持を解除するためのリセット信号Ｓ１２を出力する。リセット釦２６は、例えば運転台に設置されており、異常が復帰したときに、リセット釦２６を押下することにより、本システムを通常の運用状態に戻すことができる。
【００５９】
ここで、図７を参照して、異常検出回路８の具体的な構成及び処理について説明する。
【００６０】
異常検出回路８は、ＰＷＭ生成信号Ｓ７及びフィードバック信号Ｓ９を取り込む素子ＩＣ１と、素子ＩＣ１からの信号を受信して、素子ＩＣ３へ出力する素子ＩＣ２と、素子ＩＣ２からの信号により、異常の信号を保持する素子ＩＣ３とからなる。
【００６１】
素子ＩＣ１は、排他的論理和のＩＣである。よって、ＰＷＭ生成信号Ｓ７及びＰＷＭ信号Ｓ８の状態が不一致のときに信号を素子ＩＣ２に出力する。上述したように、正常時であれば、ＰＷＭ生成信号Ｓ７とＰＷＭ信号Ｓ８は一致しているため、素子ＩＣ１は、“Ｌ”を出力する。異常状態になると、ＰＷＭ生成信号Ｓ７とＰＷＭ信号Ｓ８が不一致になり、“Ｈ”を出力することになる。
【００６２】
素子ＩＣ２は、素子ＩＣ１の状態を反転させて素子ＩＣ３に出力する反転ＩＣである。よって、素子ＩＣ１からの出力が“Ｈ”の場合は“Ｌ”に、“Ｌ”の場合は“Ｈ”にして出力する。
【００６３】
素子ＩＣ３は、負論理型のフリップフロップＩＣである。よって、素子ＩＣ２からの入力が“Ｌ”としてＳ端子に入力されると、素子ＩＣ３の出力Ｑからは、“Ｈ”を出力して保持する。この素子ＩＣ３の出力Ｑが“Ｈ”である場合を異常の検出として、この出力がゲート停止信号Ｓ１０及び異常検出信号Ｓ１１として、異常検出回路８の外部へ出力される。
【００６４】
素子ＩＣ３は、外部からリセット信号Ｓ１２をＲ端子に受信すると、素子ＩＣ３の出力Ｑから出力が保持されていた“Ｈ”は、解除して“Ｌ”になる。これにより、異常の検出状態を解除することで、実際の異常が解消されていれば、正常時のシステムの運用に戻すことができる。
【００６５】
（ＰＷＭ信号発生回路の作用・効果）
このようにして、ＰＷＭ−Ｇ１が回路の内部で故障及び異常を起こして、ＰＷＭ生成信号Ｓ７とＰＷＭ信号Ｓ８が一致しない場合には、異常を感知することができる。さらに、ＰＷＭ−Ｇ１の回路外で生じている異常も同様に感知することができる。
【００６６】
従って、ＰＷＭ−Ｇ１は、適用されているシステムの異常を検出し、ＰＷＭ信号Ｓ８の出力を自動的に止めることができ、運転手又は車掌等は、いち早く異常を知ることができる。
【００６７】
（本実施形態に係る電気車制御システムにおける作用・効果）
図１を参照して、上述したＰＷＭ−Ｇを適用した電気車制御システムにおいて、複数のマスコンの電源を入れた場合の異常の検出方法について説明する。なお、ＰＷＭ−Ｇ２は、ＰＷＭ−Ｇ１と同等の回路である。
【００６８】
図１における本システムは、マスコン２１及びマスコン２２の電源が入っている状態で示している。即ち、本システムは、異常状態になっている。
【００６９】
マスコン２１の操作をすると、ＰＷＭ−Ｇ１からＰＷＭ信号Ｓ８が出力することにより、運転制御装置３１〜３５の制御を行う。一方、マスコン２２の操作も同様にして、ＰＷＭ−ＧからＰＷＭ信号Ｓ８が出力することにより、運転制御装置３１〜３５の制御を行う。ここで、２つのＰＷＭ信号Ｓ８が重畳するため、異常状態となる。
【００７０】
ここで、ＰＷＭ−Ｇ１の異常検出回路８による異常の検出方法について説明する。まず、正常の動作として、マスコン２１からの指令により、ＰＷＭ−Ｇ１から出力されるＰＷＭ信号Ｓ８に基づいて、フィードバック信号Ｓ９が経路Ｌ１のように入力される。一方、マスコン２２からの指令により、ＰＷＭ−Ｇ２から出力されるＰＷＭ信号Ｓ８に基づいて、フィードバック信号Ｓ９も経路Ｌ２のように入力される。
【００７１】
前述のように、異常検出回路８は、ＰＷＭ生成信号Ｓ７と、フィードバック信号Ｓ９を比較する。ここで、ＰＷＭ生成信号Ｓ７により、ＰＷＭ−Ｇ１から出力されたＰＷＭ信号Ｓ８は、経路Ｌ１から異常検出回路８に入力された分のみのフィードバック信号Ｓ９である。よって、正常時より、経路Ｌ２から異常検出回路８に入力されたフィードバック信号Ｓ９の分だけ多い。従って、ＰＷＭ生成信号Ｓ７の波形とフィードバック信号Ｓ９の波形は一致しないため、異常検出回路８は、異常を検知して、ゲート停止信号Ｓ１０及び異常検出信号Ｓ１１を出力する。
【００７２】
また、マスコンの電源が３つ以上入れられた場合も同様にして、異常を検出することができる。
【００７３】
以上により、１つの電気車において、複数のマスコンの電源が入れられることにより、電気車制御システムが異常状態になっても、異常を自動的に検知して、対応することのできる電気車制御システムを構築できる。
【００７４】
本発明は、以上述べた実施形態に限らず、種々変形して実施することができる。例として、以下に示す。
【００７５】
異常検出回路８に入力されるＰＷＭ生成信号Ｓ７及びフィードバック信号Ｓ９は、素子ＩＣ１に入力される前に、２つの信号の時間的なズレを修正する回路や、不一致が短時間の場合は異常と検出しないためのon-delayの素子など、回路等の通過や素子等の動作による遅延を修正する素子、回路、及び装置などを追加してもよい。
【００７６】
これにより、本来は異常でないときに、異常検出回路８が異常を検出するなどの誤動作を防止することができ、信頼性が高い安定した電気車制御システムを構築することができる。
【００７７】
異常検出回路８の異常検出の条件として、他の条件を新たに追加、変更、及び削除をしてもよいし、新たなシーケンスを組んでもよい。これにより、様々なシステムの運用状態に適合したシステムを構築することができる。
【００７８】
異常検出信号Ｓ１１の出力は、モニタ２５に限らない。警告用の表示器及びＬＥＤ、電気車の運行を管理する監視制御システムなどへ出力してもよい。また、異常の監視をする異常監視制御回路のようなものを設け、この異常監視制御回路が異常検出信号Ｓ１１を受信すると、ゲート停止信号の出力、警報、様々な場所に設置されたモニタや表示器などへ表示をさせる構成としてもよい。このときの警報の種類は、人が五感を通じて、感じるものであれば、例えば、光、音、匂いなどでもよいし、他でもよい。これらにより、異常時における対応を豊富にすることができ、様々な場面に応じて臨機応変に対応することのできる電気車制御システムを構築することができる。
【００７９】
本実施形態では、ブレーキ制御装置としてエアーブレーキを代表として挙げたが、これに限らない。ブレーキ制御装置は、路面ブレーキ、ディスクブレーキ、発電ブレーキ、渦電流式ディスクブレーキ、電磁吸着式レールブレーキ、渦電流式レールブレーキなど、機械式、電気式を問わず何でもよい。これらのブレーキを取捨選択し、又は組み合わせることで、電気車両の特性や運行する環境などにより適合したブレーキを選択することができる。
【００８０】
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、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾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よい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に関する電気車制御システムの構成を説明するためのブロック図。
【図２】本実施形態に関するＰＷＭ信号発生回路の構成を説明するためのブロック図。
【図３】本実施形態に関するゲート回路及びトランジスタ回路の構成を説明するためのブロック図。
【図４】本実施形態に関するＰＷＭ生成信号の発生方法を説明するためのタイムチャート図。
【図５】本実施形態に関するＰＷＭ信号のＰＷＭ−ｄｕｔｙを説明するためのタイムチャート図。
【図６】本実施形態に関するＰＷＭ−ｄｕｔｙによる制御を説明するためのグラフを用いた図。
【図７】本実施形態に関する異常検出回路を説明するためのブロック図。
【図８】従来の電気車制御システムの構成を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
【００８２】
１…ＰＷＭ信号発生回路、２…ＰＷＭ信号発生回路、５…制御回路、
６…ゲート回路、７…トランジスタ回路、８異常検出回路、ＲＹ１Ｃ…リレーコイル、
ＲＹ１…リレー接点、Ｓ１…指令信号、Ｓ２…比較基準値、Ｓ３…比較基準信号、
Ｓ４…基準クロック、Ｓ５…三角波出力、Ｓ６…三角波信号、Ｓ７…ＰＷＭ生成信号、
Ｓ８…ＰＷＭ信号、Ｓ９…フィードバック信号、Ｓ１０…ゲート停止信号、
Ｓ１１…異常検出信号、Ｓ１２…リセット信号。
【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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【図８】
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