(57)【要約】【課題】無接点制御装置とブレーキ制御装置を切り離した状態でそれぞれについて動作試験をすることができるとともに、無接点制御装置とブレーキ制御装置を接続した状態での動作試験も行える鉄道車両の総合試験装置を提供する。【解決手段】鉄道車両の力行制御部および制動制御部にそれぞれケーブルを介して電気的に接続されて力行制御部および制動制御部との間で信号の入出力を行うインターフェースと、鉄道車両に設けられている空気バネの圧力に相当する空気圧を疑似的に生成し制動制御部に対して供給可能な電空レギュレータと、力行制御部および制動制御部の各部の状態を検知する複数の検出手段（センサ）と、複数の検出手段からの検出信号を取得し信号の有無を判定する論理判定手段と、論理判定手段による信号の判定結果を表示可能な表示手段と、を備えるようにした。【選択図】図３
2018174624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の力行制御部および制動制御部にそれぞれケーブルを介して電気的に接続されて前記力行制御部および制動制御部との間で信号の入出力を行うインターフェースと、
鉄道車両に設けられている空気バネの圧力に相当する空気圧を疑似的に生成し前記制動制御部に対して供給可能な電空レギュレータと、
前記力行制御部および制動制御部の各部の状態を検知する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段からの検出信号を取得し信号の有無を判定する論理判定手段と、
前記論理判定手段による信号の判定結果を表示可能な表示手段と、
を備えたことを特徴とする鉄道車両の総合試験装置。
【請求項２】
前記力行制御部と制動制御部との間で送受信される信号の経路の途中に設けられた第１信号遮断手段と、
前記鉄道車両の運転台から各車両に指令信号を伝送するために延設された引通線と前記制動制御部との間に設けられた第２信号遮断手段と、
前記鉄道車両が走行した場合に走行状態に応じて前記力行制御部から前記制動制御部へ供給される信号および前記力行制御部から前記制動制御部へ供給される信号を仮想的に生成する信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の総合試験装置。
【請求項３】
前記第１信号遮断手段は、前記信号の経路の前記制動制御部に近い側に設けられた第１継電器と、前記信号の経路の前記力行制御部に近い側に設けられた第２継電器とを有し、
前記力行制御部の動作を試験する際には、前記第１継電器を遮断状態にして、前記信号生成部により前記制動制御部から前記力行制御部へ供給される信号を仮想的に生成して前記力行制御部へ入力することを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両の総合試験装置。
【請求項４】
前記第１信号遮断手段は、前記信号の経路の前記制動制御部に近い側に設けられた第１継電器と、前記信号の経路の前記力行制御部に近い側に設けられた第２継電器とを有し、
前記制動制御部の動作を試験する際には、前記第２遮断手段および前記第２継電器を遮断状態にして、前記信号生成手段により前記力行制御部から前記制動制御部へ供給される信号を仮想的に生成して前記制動制御部へ入力することを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両の総合試験装置。
【請求項５】
前記鉄道車両は、各々がエアブレーキ装置と、非常時に当該エアブレーキ装置を作動状態にする非常電磁弁と、走行時に前記エアブレーキ装置を作動させる中継弁とを備えた複数の車両が連結された編成車両であり、
前記信号生成手段は、前記力行制御部および前記制動制御部が設けられていない車両の前記非常電磁弁を作動状態にしたまま前記力行制御部および前記制動制御部が設けられている車両の前記非常電磁弁を緩解させる信号を生成し出力することを特徴とする請求項３または４に記載の鉄道車両の総合試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両における電動機（主モータ）の力行制御およびブレーキの制動制御（回生制動制御を含む）を実行する制御装置の動作試験を行う鉄道車両の総合試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両には、カム軸接触器式の主制御器および無接点制御装置を用いて電動機の力行制御を行うとともに、回生ブレーキを併用した空気ブレーキによる制動制御を行うものがある。
かかる鉄道車両においては、無接点制御装置およびブレーキ制御装置が車両下部に別々に設けられている制御箱にそれぞれ収容され、無接点制御装置（励磁装置）は、カム軸接触器のカム軸を駆動制御する無接点継電器を備え、カム軸接触器を介して電動機を間接的に制御する主制御器に電気的に接続されている。無接点制御装置は、複数の無接点継電器が実装された複数の基板からなり、かかる複数の基板が専用の機器箱に収容されている。
【０００３】
一方、ブレーキ制御装置は、運転台からのブレーキ指令に応じたブレーキ力を演算したり無接点制御装置からの回生フィードバックに応じて制動に必要な空気圧を演算したりするブレーキ受量器および各種電磁弁を備え、エアーパイプおよび中継弁を介してブレーキシリンダに接続されている。上記無接点制御装置やブレーキ制御装置に故障が発生すると、鉄道車両の走行制御に不具合が生じる。
従来、鉄道車両の走行制御試験を行う試験装置に関する発明としては、例えば特許文献１や２に記載されているものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９８４７３号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記先願発明のうち特許文献１に記載されている試験装置は、力行制御およびブレーキ制御を含んで鉄道車両の走行時における搭載機器の性能を評価することができるようにしたもので、この試験装置を使用すれば、無接点制御装置またはブレーキ制御装置に故障があればそれを把握することはできる。しかし、特許文献１に記載されている試験装置は、非常に大掛かりな装置であるため、装置を構築するには広いスペースを必要とするとともに、乗客が乗車した状態を考慮して無接点制御装置とブレーキ制御装置の動作を試験することが困難であるという課題がある。
【０００６】
一方、特許文献２に記載されている試験装置は、鉄道車両の継電器試験装置に関する発明であり、ブレーキ制御装置を切り離した状態で無接点継電器を試験して故障を発見することができるものの、ブレーキ制御装置の動作試験はもちろんのこと無接点制御装置とブレーキ制御装置を接続した状態での動作試験（相互間の機能確認を含む）については開示していない。
【０００７】
本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な装置によって乗客が乗車した状態を考慮した無接点制御装置とブレーキ制御装置の動作試験を行える鉄道車両の総合試験装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、無接点制御装置とブレーキ制御装置を切り離した状態でそれぞれについて動作試験を行うことができるとともに、無接点制御装置とブレーキ制御装置を接続した状態での動作試験も行える鉄道車両の総合試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る鉄道車両の総合試験装置は、上記目的を達成するため、
鉄道車両の力行制御部および制動制御部にそれぞれケーブルを介して電気的に接続されて前記力行制御部および制動制御部との間で信号の入出力を行うインターフェースと、
鉄道車両に設けられている空気バネの圧力に相当する空気圧を疑似的に生成し前記制動制御部に対して供給可能な電空レギュレータと、
前記力行制御部および制動制御部の各部の状態を検知する複数の検出手段と、
前記複数の検出手段からの検出信号を取得し信号の有無を判定する論理判定手段と、
前記論理判定手段による信号の判定結果を表示可能な表示手段と、
を備えるようにしたものである。
【０００９】
上記のような構成によれば、鉄道車両に設けられている空気バネの圧力に相当する空気圧を疑似的に生成し制動制御部に対して供給可能な電空レギュレータを備えているため、乗客が乗車した状態を考慮した力行制御部の無接点制御装置と制動制御部のブレーキ制御装置の動作試験を行うことができる。
【００１０】
ここで、望ましくは、前記力行制御部と制動制御部との間で送受信される信号の経路の途中に設けられた第１信号遮断手段と、
前記鉄道車両の運転台から各車両に指令信号を伝送するために延設された引通線と前記制動制御部との間に設けられた第２信号遮断手段と、
前記鉄道車両が走行した場合に走行状態に応じて前記力行制御部から前記制動制御部へ供給される信号および前記力行制御部から前記制動制御部へ供給される信号を仮想的に生成する信号生成手段と、を備えた構成とする。
【００１１】
かかる構成によれば、力行制御部と制動制御部との間で送受信される信号の経路の途中に設けられた第１信号遮断手段と、鉄道車両の走行状態に応じて力行制御部から制動制御部へ供給される信号および力行制御部から制動制御部へ供給される信号を仮想的に生成する信号生成部とを備えるため、力行制御部から制動制御部とを切り離した状態でそれぞれについて動作試験を行うことができる。
また、鉄道車両の運転台から各車両に指令信号を伝送するために延設された引通線と制動制御部との間に設けられた第２信号遮断手段を備えるため、運転台と力行制御部および制動制御部とを切り離して、試験装置からの信号で動作試験を行うことができる。
【００１２】
さらに、望ましくは、前記第１信号遮断手段は、前記信号の経路の前記制動制御部に近い側に設けられた第１継電器と、前記信号の経路の前記力行制御部に近い側に設けられた第２継電器とを有し、前記力行制御部の動作を試験する際には、前記第１継電器を遮断状態にして、前記信号生成部により前記制動制御部から前記力行制御部へ供給される信号を仮想的に生成して前記力行制御部へ入力するように構成する。
また、前記第１信号遮断手段は、前記信号の経路の前記制動制御部に近い側に設けられた第１継電器と、前記信号の経路の前記力行制御部に近い側に設けられた第２継電器とを有し、前記制動制御部の動作を試験する際には、前記第２遮断手段および前記第２継電器を遮断状態にして、前記信号生成手段により前記力行制御部から前記制動制御部へ供給される信号を仮想的に生成して前記制動制御部へ入力するように構成する。
【００１３】
上記のような構成によれば、第１信号遮断手段は、力行制御部と制動制御部との間の信号経路の制動制御部に近い側に設けられた第１継電器と、力行制御部に近い側に設けられた第２継電器とを有するため、力行制御部と制動制御部とを切り離して力行制御部の動作試験を行う場合と、制動制御部の動作試験を行う場合に、ケーブルを接続し直すことなく試験を実施することができる。また、第１継電器と第２継電器を試験装置に設けているため、試験を実施可能にするために車両側を改造する必要もない。
【００１４】
さらに、望ましくは、前記鉄道車両は、各々がエアブレーキ装置と、非常時に当該エアブレーキ装置を作動状態にする非常電磁弁と、走行時に前記エアブレーキ装置を作動させる中継弁とを備えた複数の車両が連結された編成車両であり、
前記信号生成手段は、前記力行制御部および前記制動制御部が設けられていない車両の前記非常電磁弁を作動状態にしたまま前記力行制御部および前記制動制御部が設けられている車両の前記非常電磁弁を緩解させる信号を生成し出力するように構成する。
【００１５】
かかる構成によれば、試験対象の車両のブレーキを緩めた際に車両が流転するおそれがなく安全に試験を実施することができるとともに、動作試験の前に車両が流転しないように予め制動制御部（ブレーキ制御装置）の弁の状態を切り替えておくなどの作業を実施する必要がないため、試験実施の際の作業手順が簡単になるとともにミスの発生原因を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る鉄道車両の総合試験装置によれば、比較的簡単な装置によって乗客が乗車した状態を考慮した無接点制御装置とブレーキ制御装置の動作試験を行える。また、無接点制御装置とブレーキ制御装置を切り離した状態でそれぞれについて動作試験を行うことができるとともに、無接点制御装置とブレーキ制御装置を接続した状態での動作試験も行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る総合試験装置が用いられる鉄道車両の力行制御系の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る総合試験装置が用いられる鉄道車両の制動制御部の構成例を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る総合試験装置を鉄道車両に接続した状態を示すブロック図である。
【図４】実施形態の総合試験装置における空ノッチ試験時の操作画面と性能試験時の操作画面の一例を示す画像図である。
【図５】実施形態の総合試験装置による鉄道車両の制御部の試験処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】実施形態の総合試験装置による力行制御部の試験の際の試験装置と力行制御部との接続状態を示すブロック図である。
【図７】実施形態の総合試験装置による制動制御部の試験の際の試験装置と制動制御部との接続状態を示すブロック図である。
【図８】実施形態の総合試験装置による力行制御部および制動制御部の総合試験の際の試験装置と制御部との接続状態を示すブロック図である。
【図９】実施形態に係る総合試験装置が用いられる鉄道車両の編成の構成例と各車両の非常ブレーキ弁（ＥＢＶ）を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る総合試験装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
本発明に係る鉄道車両の総合試験装置は、鉄道車両の走行制御に不具合が生じたときに、鉄道車両に接続して様々な走行制御（力行および制動制御）の試験を行うことができる装置であり、特に回生ブレーキ機能を有する鉄道車両の走行制御の試験を行うことができる総合試験装置である。
【００１９】
先ず、図１を参照して、本発明に係る総合試験装置が適用される鉄道車両の走行制御系の構成について説明する。
本発明に係る総合試験装置が適用される鉄道車両は、車輪を回転駆動する電動機（走行モータ）１０を力行駆動する力行制御部２０と、エアシリンダを有し圧縮空気を使用したブレーキ装置を制御する制動制御部３０とを備え、力行制御部２０と制動制御部３０は、先頭および最後尾の車両に設けられた運転台４０からの指令信号によって動作する。力行制御部２０は、電動機１０に供給する電流値を制御する抵抗切替器としてのカム軸接触器５０を駆動制御する主制御器２１と、無接点制御装置２２Ａを備えた励磁装置２２とからなる。
【００２０】
運転台４０には、前進と後進とを切り替える操作ハンドル（逆転ハンドル）、力行の操作を行う力行指令ハンドル（マスコンハンドル）および制動の操作を行う制動レバー（ブレーキハンドル）などが設けられている。運転台４０の各ハンドルの操作信号は、力行制御部２０の主制御器２１および制動制御部３０へ出力される。励磁装置２２の制御信号は、運転台４０から指令を受けた主制御器２１を介して供給される。
電動機１０は、回転駆動する電機子と、電機子の周囲に配置される磁性体の励磁を行う界磁コイルとを備えている。
【００２１】
主制御器２１は、電動機１０の電機子の電流経路の抵抗を切り替えるとともに界磁コイルの電流経路を分流するカム軸接触器５０のカム軸を回転させるパイロットモータ２１Ａと、パイロットモータ２１Ａを駆動制御する無接点継電器２１Ｂとを備えている。
励磁装置２２は論理制御部としての無接点制御装置２２Ａおよびサイリスタゲートドライバ２２Ｂを備えており、力行時には、電動機１０の界磁コイルに直流電流が流され、これにより電機子が回転駆動し、高速域ではサイリスタのオン、オフによる位相制御によって弱め界磁制御される。また、回生時には、慣性力により電機子が回転し、界磁コイルに励磁装置２２から励磁電流が入力されることで、電機子のコイルに回生電力が発生する。
また、図示しないが、励磁装置２２はサイリスタゲートドライバ２２Ｂへ供給する電圧を生成する変圧器や、架線電圧、出力電流、回生ブレーキ電流など力行制御および制動制御に使用される各種パラメータの検出を行うセンサ類を備えている。
【００２２】
無接点制御装置２２Ａは、複数の無接点継電器により形成されたロジック回路を備えており、運転台４０から指令を受けた主制御器２１からの信号およびセンサ類からの検出信号が入力され、ロジック回路により論理動作を行なって、無接点継電器２１Ｂおよびサイリスタゲートドライバ２２Ｂの動作を切り替える。
このような構成により、例えば、運転台４０で力行のハンドル操作が行われれば、この操作信号（ノッチ指令信号）が主制御器２１と励磁装置２２の無接点制御装置２２Ａとに入力される。そして、この操作信号に基づき無接点制御装置２２Ａが論理動作を行なって、無接点継電器２１Ｂおよびサイリスタゲートドライバ２２Ｂを制御し、パイロットモータ２１Ａを所定量回転させて抵抗切替器としてのカム軸接触器５０を所定のパターンで切り替えて行く。これにより、電動機１０に所定のパターンで電流が流されて駆動され、車輪が回転して車両が走行する。
【００２３】
また、例えば、運転台４０で制動の操作が行われると、制動操作信号（ブレーキノッチ指令信号）が主制御器２１と励磁装置２２の無接点制御装置２２Ａとに入力され、この操作信号に基づき無接点制御装置２２Ａが論理動作を行なって、サイリスタゲートドライバ２２Ｂが制御される。これにより、電動機１０に回生電力が生じて架線に回生され、この電力消費で鉄道車両が制動される。さらに、制動制御時には制動制御部３０によってブレーキ装置が駆動制御され、回生による制動では不足する分の制動がブレーキ装置によって補われるようになっている。本実施例におけるブレーキ装置は圧縮空気によって動作するエアブレーキである。
【００２４】
一方、制動制御部３０は、空気バネの圧力（ＡＳ圧）を受け車両の荷重に相当する空気圧（ＶＬ）を生成する応荷重弁３１と、運転台４０からの制動指令（ブレーキノッチ）と応荷重弁３１からの応荷重（ＶＬ）とに応じて無接点制御装置２２Ａに対する回生ブレーキ指令（回生ブレーキパターン）を出力したりブレーキ装置に対するブレーキ力を演算したりするブレーキ受量器３２とを備える。また、制動制御部３０は、ブレーキ受量器３２により算出されたブレーキ力に応じた空気圧をブレーキ装置のエアシリンダへ供給するための電空変換弁（ＥＰ弁）３３Ａと非常電磁弁（ＥＢＶ）３３Ｂを備えている。
【００２５】
なお、制動制御部３０は、複数車両が連結されている列車における電動機１０及びこれを駆動制御する主制御器２１を搭載している電動車（Ｍｃ，Ｍ等）に設けられており、主制御器２１を搭載していない電動車（Ｍ’等）には設けられていないため、ブレーキ受量器３２には電動車（Ｍ’等）の電空変換弁（ＥＰ弁）を制御する信号を生成し出力する機能が設けられることがある。図１における符号３３Ａ’は、電動車（Ｍ’等）の電空変換弁（ＥＰ弁）を示している。
【００２６】
次に、ブレーキ装置を制御する制動制御部３０について、図２を用いて説明する。
本実施例の総合試験装置の対象としている鉄道車両は、回生ブレーキ機能を備えている車両である。制動制御部３０は、図２に示すように、運転台からのブレーキ指令に基づいてブレーキ力を演算するブレーキ力演算部３２Ａを備える。車両の制動に必要なブレーキ力は車両の重量すなわち車体重量と積荷重（乗車率）によって変わるので、制動制御部３０は、空気バネ１１からの空気圧（ＡＳ圧）から応荷重（ＶＬ）を生成する応荷重弁３１を備えており、ブレーキ力演算部３２Ａは応荷重弁３１からの応荷重情報と運転台からのブレーキ指令とに基づいてブレーキ力を演算し、前記無接点制御装置２２Ａに対して回生ブレーキ指令（回生ブレーキパターン）を出力する。
【００２７】
無接点制御装置２２Ａは回生可能なエネルギー量を示す回生等価信号を制動制御部３０のブレーキ受量器３２へ返す。制動制御部３０は、無接点制御装置２２Ａからの回生等価信号とブレーキ力演算部３２Ａによって演算されたブレーキ力とから回生ブレーキでは足りないブレーキ力を演算し、それに応じてエアブレーキに必要な空気圧を計算し電気信号として出力する電空演算部３２Ｂを備えている。ブレーキ力演算部３２Ａと電空演算部３２Ｂとによって、図１におけるブレーキ受量器３２が構成される。
【００２８】
制動制御部３０は、さらに、上記電空演算部３２Ｂの出力（電気信号）によって動作され鉄道車両に搭載されている空気タンク１２からパイプ１３を介して供給され電空演算部３２Ｂからの電気信号の大きさに対応した空気圧を出力する電空変換弁３３Ａと、応荷重弁３１からの空気圧により動作して非常ブレーキのための圧力空気を供給する非常電磁弁３３Ｂと、中継弁３３Ｃとを備え、中継弁３３Ｃを介して空気タンクの圧縮空気を図示しないブレーキ装置のエアシリンダ（ブレーキシリンダ）へ供給する。
電空変換弁３３Ａと非常電磁弁３３Ｂは、ソレノイドを備えた電磁弁で構成されており、非常ブレーキ弁３３Ｂは運転台４０から供給される励磁信号で動作され、ソレノイドが励磁されることで非常ブレーキが緩解されるように構成されている。
【００２９】
次に、本発明の実施形態に係る総合試験装置（以下、試験装置と略す）について、図３を用いて説明する。なお、本実施形態の試験装置は、前記励磁装置２２の無接点制御装置２２Ａが交流用である場合も直流用である場合にも対応できるように構成されている。
図３に示すように、試験装置６０は、入力操作部と表示部とを兼ねたタッチパネル式モニタ（以下、タッチパネルと略す）６１と、所定の手順に従った試験制御を実行するためのプログラマブルロジックコントローラーなどで構成されたＰＬＣ６２と、論理リレーなどからなりセンサからの検出信号の有無等を判定する論理部６３と、鉄道車両が走行した場合に走行状態に応じて力行制御部２０から制動制御部３０へ供給される信号および力行制御部２０から制動制御部３０へ供給される信号を仮想的に生成する信号生成部６４と、信号の入出力を行うインターフェース６５とを備えているとともに、これらに付随して空圧機器としての電空レギュレータ６６が設けられている。
【００３０】
インターフェース６５は、ケーブルを介して力行制御部２０の励磁装置２２や無接点制御装置２２Ａ、主制御器２１、無接点継電器２１Ｂ、制動制御部３０のブレーキ受量器３２に電気的に接続され、電気信号の入出力を行う。励磁装置２２に設けられている入出力信号の電圧や電流を検出するセンサからの検出信号もインターフェース６５に入力される。
さらに、本実施形態の試験装置６０においては、ブレーキシリンダ１４の圧力を検出する圧力センサＳ１と、応荷重弁３１に取り付けられた圧力センサＳ２からの圧力検出信号がインターフェース６５に入力され、電空レギュレータ６６を制御する電気信号を生成する際に利用される。
【００３１】
電空レギュレータ６６は、入力側の空気圧を一定に保ちつつ電気信号に応じた任意の圧力に調整した空気圧を出力可能な機器であり、それぞれエアホースを介して入力側は空気タンクからの圧縮空気が流される配管（パイプ）に、出力側は応荷重弁３１に接続される。電空レギュレータ６６を含んで試験装置６０とみなすこともできる。
なお、本実施例の試験装置６０は運転台４０と同等の機能を有しており、試験装置６０からの指令でブレーキ装置を作動させることができるので、試験装置６０を接続してブレーキ制御装置の特性試験や総合試験を行うときには、運転台４０からの指令によりブレーキ装置が作動しないようするため、運転台４０と制動制御部３０との間を電気的に切断されている。
【００３２】
一方、空ノッチ試験は運転台４０からの指令によって実行し各部の信号を試験装置６０によってモニタできるようにするため、運転台４０と力行制御部２０との間は切断されておらず、運転台と接続されたまま試験が行えるようになっている。ただし、試験装置６０による試験を開始する際には、電動機１０に電流を流す経路に設けられているメインスイッチはオフ（遮断状態）にしたまま、力行制御部２０や制動制御部３０、コンプレッサなど他の機器に電流を供給するためのスイッチはオン（導通状態）にされる必要がある。
また、力行制御部２０の無接点制御装置や無接点継電器の特性を試験する際には、ブレーキ制御装置への信号の回り込みを禁止するようになっている。
【００３３】
上記のような試験環境を実現できるようにするため、ブレーキ受量器３２と励磁装置２２とを接続するケーブルの途中に継電器（リレー）６７Ａ，６７Ｂが設けられている。
図３においては、継電器６７Ａ，６７Ｂは、励磁装置２２とブレーキ受量器３２との間に存在するように示されているが、図３は等価的な結線を示したものであり、実際のシステムにおいては、継電器６７Ａ，６７Ｂは試験装置６０内に設けられ、励磁装置２２とブレーキ受量器３２の端子からそれぞれケーブルが引き出されて試験装置６０に接続され、試験装置６０内の継電器６７Ａ，６７Ｂによってブレーキ受量器３２と励磁装置２２との間の信号経路の遮断、接続が行なわれる。従って、継電器６７Ａ，６７Ｂを含んだものを試験装置６０とみなすことができる。
【００３４】
試験装置６０を構成するタッチパネル６１は、試験モードの選択や空ノッチ試験の際の操作画面（図４(Ａ)参照）、特性試験の際の操作画面（図４(Ｂ)参照）、入力モニタ画面、出力モニタ画面など複数種類の画面を表示可能であり、例えば空ノッチ試験の操作画面においては、図４(Ａ)に示すように、マスコンハンドルの位置を示すマスコン位置表示領域Ａ１や、ブレーキ受量器、ブレーキシリンダ、無接点制御装置、主制御器等車両に搭載されている機器の状態を示す状態表示領域Ａ２、表示対象を選択する選択領域Ａ３等が含まれる。また、図示しないが、入力モニタ画面では、例えば無接点制御装置２２Ａの複数の入力信号の状態（信号有りまたは信号無し）の表示を行うことができるようにされる。出力モニタ画面では、例えば無接点制御装置２２Ａの複数の出力信号の状態（信号有りまたは信号無し）の表示を行うことができる。
【００３５】
なお、図４(Ａ)に示す空ノッチ試験や特性試験の操作画面においては、空ノッチ試験の進行を一時的に停止させるための「空ノッチ」ボタンｆ１などが表示されるように構成されており、オペレータがこのボタンｆ１にタッチすると、タッチしている間は、空ノッチ試験の進行を停止させることができる。また、図４(Ｂ)に示す制動制御部の特性試験、または総合試験の操作画面においては、電空レギュレータ６６により応荷重弁３１へ入力する疑似空気バネ圧力（ＡＳ）を乗車率で設定できるようにするため、「空車（乗車率０％）」や「乗車率５０％」、「乗車率１００％」、「乗車率２００％」などのボタンを有する応荷重設定領域Ａ４が表示されるように構成されている。そして、この応荷重設定領域Ａ４には、空気バネ圧力を車両現状の圧力とする「応荷重なし」ボタンｆ２が設けられている。
【００３６】
タッチパネル６１を介した指令入力は信号に変換されてＰＬＣ６２へ送られ、ＰＬＣ６２は、保守員が選択した試験項目または運転指令に応じて、選択された走行制御が実際に行われる際に運転台４０、主制御器２１および励磁装置２２において発生する信号を擬似的に生成しインターフェース６５を介して対応する信号線へ出力する。
信号生成部６４は、オペレータが選択した試験項目または運転指令に応じて、選択された走行制御やブレーキ制御が行われる動作環境を表わす信号を擬似的に生成し、インターフェース６５を介して対応する信号線へ出力することができる。
【００３７】
次に、本実施例の試験装置６０による具体的な運転試験の手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、図５のフローチャートに従った運転試験を開始する前の準備として、試験装置６０と主制御器２１、励磁装置２２、ブレーキ受量器３２とをケーブルにより電気的に接続するとともに、電空レギュレータ６６とブレーキ制御装置の応荷重弁３１との間をエアホースで接続する。また、各種センサを所定の部位に取り付けておく。そして、上記準備が整った後、試験装置６０を立ち上げると図５のフローチャートに従った試験処理が開始される。
【００３８】
図５の試験処理が開始されると、先ずタッチパネルモニタ６１に無接点制御装置２２Ａの種類（直流または交流）を選択するための画面を表示させる（ステップＳ１）。次に、この画面において、直流タイプの無接点制御装置が選択されたのか交流タイプの無接点制御装置が選択されたのかを判定する（ステップＳ２）。ここで、直流タイプの無接点制御装置が選択されたと判定するとステップＳ３へ進んで力行制御部２０の各部に設けられているセンサから電圧値を読み込んで直流タイプの無接点制御装置が接続されているか否か判定する。そして、直流タイプの無接点制御装置が接続されていない（Ｎｏ）と判定すると、ステップＳ７へ移行して接続エラーおよびケーブルの接続確認を促すメッセージ等の表示を行なってステップＳ１へ戻る。
【００３９】
一方、ステップＳ２で交流タイプの無接点制御装置が選択されたと判定するとステップＳ４へ進んで力行制御部２０の各部に設けられているセンサから電圧値を読み込んで交流タイプの無接点制御装置が接続されているか否か判定する。そして、交流タイプの無接点制御装置が接続されていない（Ｎｏ）と判定すると、ステップＳ７へ移行して接続エラーおよびケーブルの接続確認を促すメッセージ等の表示を行なってステップＳ１へ戻る。
ステップＳ３で直流タイプの無接点制御装置が接続されている（Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳ５へ進んで直流タイプの装置用試験のシーケンスを開始し、ステップＳ４で交流タイプの無接点制御装置が接続されている（Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳ６へ進んで交流タイプの装置用試験のシーケンスを開始する。
【００４０】
その後、ステップＳ８へ進んで、タッチパネルモニタ６１に試験のモード（運転台空ノッチ、特性試験、総合試験等）を選択させる画面を表示させ、いずれの試験モードが選択されたか判定する（ステップＳ９）。
ここで、「空ノッチ」の試験モードが選択されたと判定すると、運転台４０からの操作指令に基づく試験動作を実施する（ステップＳ１２）。その後、センサからの信号を読み込んでモニタに表示させる（ステップＳ２０）。
【００４１】
一方、ステップＳ９で、「特性試験」のモードが選択された判定すると、ステップＳ１３へ進んで力行制御部の特性試験か制動制御部の特性試験かを判定し、力行制御部の特性試験が選択されている時はステップＳ１４へ移行して継電器６７Ａのみをオフ（６７Ｂはオン）にしてから、タッチパネルモニタ６１に運転指令の操作画面（図４(Ｂ)参照）を表示させ（ステップＳ１８）、操作画面からの入力指令に基づく試験動作を実施する（ステップＳ１９）。その後、ステップＳ２０へ進み、センサからの信号を読み込んでモニタに表示させる。
【００４２】
また、ステップＳ１３で、制動制御部の特性試験が選択されていると判定した時はステップＳ１５へ移行して継電器６７Ｂをオフ（６７Ａはオン）にしてから、電空レギュレータ６６を作動させるとともに付随車以外の非常ブレーキを緩解させる（ステップＳ１７）。その後、タッチパネルモニタ６１に運転指令の操作画面を表示させ（ステップＳ１８）、操作画面からの入力指令に基づく試験動作を実施し（ステップＳ１９）、センサからの信号を取得してモニタに表示させる（ステップＳ２０）。
【００４３】
ステップＳ９で、「総合試験」のモードが選択されたと判定した時はステップＳ１７へ進み、電空レギュレータ６６を作動させるとともに付随車以外の非常ブレーキを緩解させる。その後、ステップＳ１８へ進みタッチパネルモニタ６１に運転指令の操作画面を表示させ、操作画面からの入力指令に基づく試験動作を実施し（ステップＳ１９）、センサからの信号を取得してモニタに表示させる（ステップＳ２０）。
なお、本実施例の試験装置６０においては、任意のセンサの信号を指定して、例えばサイリスタのゲート信号などの信号の変化（波形）をモニタに表示させ、目視により確認することができるようになっている。
【００４４】
次に、試験装置６０を用いて実施される各種運転試験について具体的に説明する。本実施例の試験装置６０を用いた運転試験では、力行制御部２０と制動制御部３０とを切り離してそれぞれの制御部についての試験の他、力行制御部２０と制動制御部３０とを接続した状態での総合試験が可能である。
図６には、試験装置６０を用いて例えば力行制御部２０の無接点制御装置２２Ａの特性を試験する際のケーブルの接続状態が示されている。図６のように、力行制御部２０の無接点制御装置２２Ａの特性を試験する場合には、ブレーキ受量器３２と励磁装置２２との間の信号経路が、継電器６７Ａによってブレーキ受量器３２側において遮断される。
【００４５】
また、無接点制御装置２２Ａの特性試験の際には、ブレーキ受量器３２の代わりに試験装置６０から無接点制御装置２２Ａへ力行応荷重信号および回生ブレーキパターン信号が入力されるとともに、運転台に代わって試験装置６０から主制御器２１へ力行指令信号またはブレーキ指令信号が送信される。そして、無接点制御装置２２Ａから出力される回生等価信号が試験装置６０へ入力されるとともに、主制御器２１から無接点制御装置２２Ａへ出力される信号および無接点制御装置２２Ａとサイリスタゲートドライバ２２Ｂとの間の信号や無接点制御装置２２Ａから無接点継電器２１Ｂへ出力される回転指令信号が試験装置６０へ入力され、モニタに波形が表示される。これにより、電動機の位相制御が正しく実行されるか確認することができる。
【００４６】
さらに、本実施例の試験装置６０においては、無接点継電器２１Ｂの論理を構成する基板上の任意の信号線に対して試験装置から電圧を印加することができるようになっている。これにより、無接点継電器２１Ｂが正しい論理動作をするか否か確認することができる。
走行制御の試験項目には、抵抗切替装置により抵抗を切り替えながら鉄道車両を起動および加速する力行抵抗制御、鉄道車両の速度の上昇に合わせて界磁コイルの電流を連続的に弱める弱め界磁制御、回生ブレーキにより鉄道車両を制動する回生ブレーキ制御、下り勾配で界磁コイルに流す電流位相を変化させて速度の上昇を抑制する抑速ブレーキ制御などが含まれる。
【００４７】
一方、試験装置６０を用いて例えばブレーキ制御部（３０）のブレーキ受量器３２の特性を試験する場合には、図７に示すように、ブレーキ受量器３２と励磁装置２２との間の信号経路が、継電器６７Ｂによって励磁装置２２側において遮断される。さらに、運転台と各車両のブレーキ制御装置（３０）とを接続する引通線４１とブレーキ受量器３２の間の信号経路も、電気的に遮断されている。
そして、ブレーキ受量器３２の特性試験の際には、運転台に代わって試験装置６０からブレーキ受量器３２へブレーキ指令信号が送信されるとともに、無接点制御装置２２Ａの代わりに試験装置６０からブレーキ受量器３２へ回生等価信号および回生有効信号が入力される。
【００４８】
さらに、本実施形態の試験装置６０においては、電空レギュレータ６６からブレーキ制御装置（３０）の応荷重弁３１に対して、空気バネの疑似圧力を与える。
また、ブレーキ受量器３２から無接点制御装置２２Ａへ出力される応荷重信号および回生ブレーキパターン信号が試験装置６０へ入力されるとともに、ブレーキ受量器３２から電空変換弁３３Ａ（３３Ａ’）へ出力される電流計測信号が試験装置６０へ入力され、モニタに波形が表示される。これにより、任意の乗車率状態におけるブレーキ制御装置による回生ブレーキやエアブレーキの動作を確認することができる。
【００４９】
また、ブレーキ受量器３２の試験の場合には、試験装置６０から非常電磁弁３３Ｂへ制御信号を送って、試験対象の電動機および回生ブレーキ装置を搭載した電動車または制御電動車の非常ブレーキを緩める。なお、編成車両では、一般に電動機および回生ブレーキ装置を搭載していない付随車が連結されているので、付随車の非常電磁弁３３Ｂへは制御信号を送らないで非常ブレーキを緩めないようにする。
【００５０】
具体的には、図９に示すように、試験装置６０から、試験対象の電動機および回生ブレーキ装置を搭載した電動車（Ｍ）または制御電動車（Ｍｃ）および該電動車（ＭまたはＭｃ）のブレーキ受量器３２によって制御される電空変換弁（３３Ａ’）を有する電動車（Ｍ’）の非常電磁弁３３Ｂへ制御信号を送って、これらの非常ブレーキを緩める。一方、上記以外の車両（電動機およびブレーキ受量器を搭載していない制御車Ｔｃ’等）の非常電磁弁３３Ｂ’は緩めないようにして、駐車ブレーキとする。
これにより、列車を安全に停止させた状態で、ブレーキ受量器３２の試験を実施することができる。本実施例の試験装置において取得可能なブレーキ特性試験項目としては、力行応荷重信号、電空変換弁電流計測、耐雪ブレーキ、回生ブレーキパターン、電空演算などがある。
【００５１】
図８には、試験装置６０を用いて例えば力行制御部２０および制動制御部３０を接続して総合試験をする際のケーブルの接続状態が示されている。図８のように、総合試験をする場合には、運転台と各車両のブレーキ制御装置（３０）とを接続する引通線４１とブレーキ受量器３２の間は電気的に遮断されている。また、総合試験の際にも電空レギュレータ６６から制動制御部（ブレーキ制御装置）３０の応荷重弁３１に対して空気バネの疑似圧力を与える。また、制動制御部（ブレーキ制御装置）３０の試験の際と同様に、試験装置６０から非常電磁弁３３Ｂへ制御信号を送って、試験対象の電動機および回生ブレーキ装置を搭載した電動車または制御電動車の非常ブレーキを緩める。また、電動機および回生ブレーキ装置を搭載していない制御車Ｔｃ’等、付随車の非常電磁弁３３Ｂ’へは制御信号を送らないで非常ブレーキを緩めないようにする。
【００５２】
総合試験においては、運転台４０に代わって試験装置６０から力行制御部２０の主制御器２１へ力行指令が供給され、制動制御部３０のブレーキ受量器３２へブレーキ指令が供給される。そして、力行または制動運転時における各機器の状態を示す信号や電流値をセンサから読み取り、モニタにその波形等を表示することができる。これにより、力行制御部２０と制動制御部３０の単独試験では発生しない異常を、力行制御部２０と制動制御部３０とを連携させて動作させることで検出することができる。
なお、運転台４０からの操作指令による空ノッチ試験は、継電器６７Ａ〜６７Ｂをすべてオンにした図３の接続状態で実施される。
【００５３】
以上説明したように、上記実施形態の試験装置によれば、鉄道車両が走行しているのと同じ状態で車両制御装置（力行制御部および制動制御部）を動作させることができる。そして、これにより、鉄道車両の力行制御や制動制御に不具合がある場合には、それを再現してその不具合を検出することができる。そして、このような試験により、無接点制御装置やブレーキ受量器等に故障があった場合に、故障個所を比較的短時間に発見して、修理や部品の交換を行うことができる。
【００５４】
さらに、本実施形態の試験装置によれば、部品の交換を行った後、同様の力行制御や制動制御の試験を行うことで、鉄道車両を実際に走行させなくても、修理や部品交換の効果を検証することができる。しかも、本実施形態の試験装置によれば、力行制御部と制動制御部とを切り離して別個に試験できるとともに、接続した状態でも試験することができるため、効率良くかつ確実に不具合を検出することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態の試験装置では、試験対象の鉄道車両の主制御器が抵抗制御により力行制御を行う構成を有する場合を例にとって説明したが、主制御器がＶＶＶＦ（可変電圧可・BR>マ周波数）制御により力行制御を行う鉄道車両の試験装置にも利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０    電動機
２０    力行制御部
２１    主制御器
２２    励磁装置
２２Ａ  無接点制御装置
３０    制動制御部
３１    応荷重弁
３２    ブレーキ受量器
３３Ａ  電空変換弁
３３Ｂ  非常電磁弁
４０    運転台
４１    引通線
６０    試験装置（総合試験装置）
６１    タッチパネルモニタ（表示手段）
６２    プログラマブルロジックコントローラー
６３    論理部（論理判定手段）
６４    信号生成部（信号生成手段）
６５    インターフェース
６６    電空レギュレータ
【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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【図９】
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