(57)【要約】【課題】複数の電力伝達部材の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる車両用制御装置を提供することである。【解決手段】実施形態の車両用制御装置は、電力変換部と、複数の第１電力伝達部材と、温度センサと、第１制御部と、を持つ。前記電力変換部は、入力された電力を変換して出力する。前記複数の第１電力伝達部材は、入力される前記電力を伝送し、前記電力変換部に並列に接続されている。前記温度センサは、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つに接続されている。前記第１制御部は、前記温度センサが検出する温度が変化したときに、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断する。【選択図】図２
2019103268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された電力を変換して出力する電力変換部と、
入力される前記電力を伝送し、前記電力変換部に並列に接続された複数の第１電力伝達部材と、
前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つに接続された温度センサと、
前記温度センサが検出する温度が変化したときに、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断する第１制御部と、
を備える車両用制御装置。
【請求項２】
入力された電力を変換して出力する電力変換部と、
変換された前記電力を伝送し、前記電力変換部に並列に接続された複数の第１電力伝達部材と、
前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つに接続された温度センサと、
前記温度センサが検出する温度が変化したときに、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断する第１制御部と、
を備える車両用制御装置。
【請求項３】
複数の第１電力伝達部材を流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した電流値、及び予め定められた第１温度閾値を記憶する記憶部と、
を備え、
前記第１制御部は、前記記憶部で記憶された電流値が時間の経過によらず同等である場合に、前記温度センサが検出する温度が直前に検出された温度から前記第１温度閾値以上変化したときに、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断する請求項１又は２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記温度センサは、前記複数の第１電力伝達部材のうち、一の前記第１電力伝達部材に接続され、他の前記第１電力伝達部材には接続されない請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記温度センサは、前記複数の第１電力伝達部材にそれぞれ接続されている請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
【請求項６】
前記第１制御部は、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断したときに、前記電力変換部による前記電力の変換を停止する請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
【請求項７】
前記第１制御部は、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断したときに、前記電力変換部により単位時間当たりに変換される前記電力の上限値を低くする請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
【請求項８】
操作者に警告可能な警告部を備え、
前記第１制御部は、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断したときに、前記警告部により操作者に警告する請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
【請求項９】
予め定められた第２温度閾値を記憶する記憶部を備え、
前記第１制御部は、前記温度センサが検出した温度が前記第２温度閾値を超えたときに、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断する請求項１から８のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の車両用制御装置を備える電動車両。
【請求項１１】
入力された電力を変換して出力する電力変換部と、
入力される前記電力を伝送し、前記電力変換部に並列に接続された複数の第１電力伝達部材と、
前記複数の第１電力伝達部材における前記電力変換部に接続された部分とは異なる部分にそれぞれ接続された複数の第２電力伝達部材と、
前記複数の第２電力伝達部材の少なくとも一つに接続された温度センサと、
前記温度センサが検出する温度が変化したときに、前記複数の第２電力伝達部材の少なくとも一つが断線しているか否かを判断する車両用制御装置と、
を備える電動車両。
【請求項１２】
入力された電力を変換して出力する電力変換部と、
変換された前記電力を伝送し、前記電力変換部に並列に接続された複数の第１電力伝達部材と、
前記複数の第１電力伝達部材における前記電力変換部に接続された部分とは異なる部分にそれぞれ接続された複数の第２電力伝達部材と、
前記複数の第２電力伝達部材の少なくとも一つに接続された温度センサと、
前記温度センサが検出する温度が変化したときに、前記複数の第２電力伝達部材の少なくとも一つが断線しているか否かを判断する車両用制御装置と、
を備える電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両用制御装置及び電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電動車両用等の車両用制御装置では、電力変換部等の主回路用の入力線及び出力線（電力伝達部材）として、径の太い電線が使用されている。これは、車両用制御装置が駆動するモータのパワーが大きく、多くの電流を流す必要があるためである。流す電流が多いほど電線の径が太くなり、電線を曲げるために大きなスペースが必要になる。そのため、径が太い１本の電線を径の細い複数の電線に分け、電線１本あたりに流れる電流を少なくする場合がある。
また、電線に代えて導体を用いた場合には、表皮効果による導体の発熱を避けるため、複数の導体を主回路に並列接続して車両用制御装置に使用することがある。
【０００３】
上述した車両用制御装置では、複数の電線のうちの一つが断線したとしても残りの電線が断線されずに電流を流している。このため、いずれかの電線が断線しても直ちに車両用制御装置が停止することはなく、電線の断線を検知することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、複数の電力伝達部材の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる車両用制御装置及び電動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】
実施形態の車両用制御装置は、電力変換部と、複数の第１電力伝達部材と、温度センサと、第１制御部と、を持つ。前記電力変換部は、入力された電力を変換して出力する。前記複数の第１電力伝達部材は、入力される前記電力を伝送し、前記電力変換部に並列に接続されている。前記温度センサは、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つに接続されている。前記第１制御部は、前記温度センサが検出する温度が変化したときに、前記複数の第１電力伝達部材の少なくとも一つが断線していると判断する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の鉄道車両を示す正面図。
【図２】第１の実施形態の鉄道車両の車両用制御装置を示す平面図。
【図３】第１の実施形態の鉄道車両の第１入力組ケーブルを示す断面図。
【図４】第１の実施形態の鉄道車両の第２入力組ケーブルを示す断面図。
【図５】第２の実施形態の鉄道車両の車両用制御装置を示す平面図。
【図６】変形例の実施形態における第１入力組ケーブルを示す断面図。
【図７】変形例の実施形態における第１入力組ケーブルを示す断面図。
【図８】変形例の実施形態における導体を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の車両用制御装置及び電動車両を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、電動車両の第１の実施形態を、電動車両が鉄道車両の場合について図１から図４を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の鉄道車両１は、車体１１と、車輪２１と、車両用制御装置２６と、を備えている。
車体１１は、図１の表示面に直交する方向に長い直方体状に形成されている。車体１１の内部には、乗客を収容可能な空間が形成されている。車体１１の天面には、上方に向かってパンタグラフ１２が設けられている。パンタグラフ１２は、架線１３に架線１３の下方から接触可能になるように配置されている。
【００１０】
車体１１の長手方向の端部には、運転台１５が設けられている。運転台１５は、レバー１５ａ及び表示部１５ｂを有している。レバー１５ａは、鉄道車両１の走行速度における加速や減速の指示を与えるためのものである。表示部１５ｂは、鉄道車両１が走行する速度、警告ランプを表示するためのものである。
【００１１】
車輪２１は、車体１１の幅方向に互いに間隔を空けて配置されている。詳細には図示はしないが、各車輪２１は台車に回転可能に取付けられている。台車は、台車ばねを介して車体１１の下面に固定されている。各車輪２１は、車体１１に取付けられた図２に示すモータ２２により回転速度が加速される。モータ２２は、車両用制御装置２６により駆動される。モータ２２には、３相交流を入力するための３つの入力接点２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが設けられている。
各車輪２１は、ブレーキ（不図示）により回転速度が減速される。モータ２２及びブレーキは、レバー１５ａにより操作される。
各車輪２１は、図１に示すレール２３上に配置されている。
【００１２】
図２に示すように、車両用制御装置２６は、収容ケース２７と、電力変換部２８と、複数の第１入力組ケーブル２９と、複数の第１出力組ケーブル３０と、温度センサ３１と、スピーカ（警告部）３２と、記憶部３３と、ユニット制御部（第１制御部）３４と、を備えている。
なお、第１入力組ケーブル２９Ａ及び第１入力組ケーブル２９Ｂ等を区別しないで言うときには、まとめて第１入力組ケーブル２９と言う。第１出力組ケーブル３０、温度センサ３１等についても同様である。図面においても、第１入力組ケーブル２９とは表示しないで、第１入力組ケーブル２９Ａとだけ表示する。
【００１３】
例えば、収容ケース２７は箱状に形成されている。収容ケース２７は、互いに対向するように配置された側壁２７ａ，２７ｂを有している。
側壁２７ａには、複数の入力接点３７が設けられている。入力接点３７は、複数の第１入力組ケーブル２９の数に対応して２つ設けられている。以下では、これら複数の入力接点３７を区別して言うときには、入力接点３７Ａ、入力接点３７Ｂとそれぞれ言う。複数の入力接点３７Ａ，３７Ｂは、側壁２７ａに沿って互いに間隔を空けて並べて配置されている。
側壁２７ｂには、複数の出力接点３８が設けられている。出力接点３８は、複数の第１出力組ケーブル３０の数に対応して３つ設けられている。以下では、これら複数の出力接点３８を区別して言うときには、出力接点３８Ａ、出力接点３８Ｂ、出力接点３８Ｃとそれぞれ言う。複数の出力接点３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは、側壁２７ｂに沿って互いに間隔を空けて並べて配置されている。
【００１４】
電力変換部２８は、例えばコンバータ、インバータ等を有する公知の機器である。電力変換部２８は、入力された単相交流による電力を３相交流による電力に変換する。この例では、電力変換部２８は、電流検出部２８ａ及び電流検出部２８ｂを有している。
電流検出部２８ａは、複数の第１入力組ケーブル２９を流れ、電力変換部２８に流れ込む単相交流の電流の電流値を検出する。電流検出部２８ｂは、電力変換部２８から流れ出し、複数の第１出力組ケーブル３０を流れる３相交流の電流の電流値を検出する。電流検出部２８ａ，２８ｂは、検出結果を記憶部３３及びユニット制御部３４に送る。
電力変換部２８、記憶部３３、及びユニット制御部３４は、収容ケース２７内に配置されている。
電力変換部２８における収容ケース２７の側壁２７ａに対応する縁部には、複数の入力接点４０が設けられている。入力接点４０は、複数の第１入力組ケーブル２９の数に対応して２つ設けられている。以下では、これら複数の入力接点４０を区別して言うときには、入力接点４０Ａ、入力接点４０Ｂとそれぞれ言う。複数の入力接点４０Ａ，４０Ｂは、電力変換部２８の縁部に沿って互に間隔を空けて並べて配置されている。
【００１５】
電力変換部２８における収容ケース２７の側壁２７ｂに対応する縁部には、複数の出力接点４１が設けられている。出力接点４１は、複数の第１出力組ケーブル３０の数に対応して３つ設けられている。以下では、これら複数の出力接点４１を区別して言うときには、出力接点４１Ａ、出力接点４１Ｂ、出力接点４１Ｃとそれぞれ言う。複数の出力接点４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、電力変換部２８の縁部に沿って互いに間隔を空けて並べて配置されている。
電力変換部２８は、複数の入力接点４０から入力された電力を変換し、複数の出力接点４１から出力する。
【００１６】
本実施形態では、複数の第１入力組ケーブル２９として２本の第１入力組ケーブル２９を有しているが、第１入力組ケーブル２９の本数は複数であれば限定されない。
【００１７】
以下では、２本の第１入力組ケーブル２９を区別して言うときには、第１入力組ケーブル２９Ａ、第１入力組ケーブル２９Ｂとそれぞれ言う。第１入力組ケーブル２９Ａの構成と第１入力組ケーブル２９Ｂの構成とは、互いに同一である。このため、第１入力組ケーブル２９Ａの構成を、数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ａ」を付加することで示す。第１入力組ケーブル２９Ｂのうち第１入力組ケーブル２９Ａに対応する構成を、第１入力組ケーブル２９Ａと同一の数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ｂ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。
後述する第１出力組ケーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、第２入力組ケーブル１０１Ａ，１０１Ｂ、第２出力組ケーブル１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ等についても同様である。
【００１８】
第１入力組ケーブル２９Ａは、第１入力ケーブル４４Ａと、第２入力ケーブル４５Ａと、を有している。同様に、第１入力組ケーブル２９Ｂは、第１入力ケーブル４４Ｂと、第２入力ケーブル４５Ｂと、を有している。
図３に示すように、第１入力ケーブル４４Ａは、第１入力電線（第１電力伝達部材）４７Ａと、第１入力絶縁被覆４８Ａと、を有している。例えば、第１入力電線４７Ａは、銅製の単線、又は撚り線等で形成されている。第１入力絶縁被覆４８Ａは、ポリエチレン樹脂等の電気的な絶縁性を有する材料で形成されている。第１入力絶縁被覆４８Ａは、第１入力電線４７Ａの外周面を覆っている。
同様に、第２入力ケーブル４５Ａは、第１入力電線（第１電力伝達部材）４９Ａと、第１入力絶縁被覆５０Ａと、を有している。
【００１９】
図２に示すように、第１入力ケーブル４４Ａの第１入力電線４７Ａの第１端部、及び第２入力ケーブル４５Ａの第１入力電線４９Ａの第１端部は、収容ケース２７の入力接点３７Ａにそれぞれ接続されている。第１入力ケーブル４４Ａの第１入力電線４７Ａの第２端部、及び第２入力ケーブル４５Ａの第１入力電線４９Ａの第２端部は、電力変換部２８の入力接点４０Ａにそれぞれ接続されている。
同様に、第１入力ケーブル４４Ｂの第１入力電線（第１電力伝達部材）、及び第２入力ケーブル４５Ｂの第１入力電線（第１電力伝達部材）は、収容ケース２７の入力接点３７Ｂ、電力変換部２８の入力接点４０Ｂにそれぞれ接続されている。
第１入力組ケーブル２９Ａ，２９Ｂは、電力変換部２８に接続され、電力変換部２８に入力される電力を伝送する。
【００２０】
収容ケース２７の入力接点３７Ａには、第２入力組ケーブル１０１Ａが接続されている。同様に、収容ケース２７の入力接点３７Ｂには、第２入力組ケーブル１０１Ｂが接続されている。
第２入力組ケーブル１０１Ａは、第３入力ケーブル１０３Ａと、第４入力ケーブル１０４Ａと、を有している。同様に、第２入力組ケーブル１０１Ｂは、第３入力ケーブル１０３Ｂと、第４入力ケーブル１０４Ｂと、を有している。
【００２１】
図４に示すように、第３入力ケーブル１０３Ａは、第１入力ケーブル４４Ａと同様に構成され、第２入力電線（第２電力伝達部材）１０６Ａと、第２入力絶縁被覆１０７Ａと、を有している。第４入力ケーブル１０４Ａは、第２入力ケーブル４５Ａと同様に構成され、第２入力電線（第２電力伝達部材）１０８Ａと、第２入力絶縁被覆１０９Ａと、を有している。
図２に示すように、第３入力ケーブル１０３Ａの第２入力電線１０６Ａの第１端部、及び第４入力ケーブル１０４Ａの第２入力電線１０８Ａの第１端部は、収容ケース２７の入力接点３７Ａにそれぞれ接続されている。第２入力電線１０６Ａ，１０８Ａは、第１入力電線４７Ａ，４９Ａにおける電力変換部２８に接続された第２端部とは異なる第１端部にそれぞれ接続されている。第２入力電線１０６Ａ，１０８Ａと第１入力電線４７Ａ，４９Ａとは、直列に接続されている。
【００２２】
第３入力ケーブル１０３Ａの第２入力電線１０６Ａの第２端部、及び第４入力ケーブル１０４Ａの第２入力電線１０８Ａの第２端部は、パンタグラフ１２にそれぞれ接続されている。
【００２３】
第３入力ケーブル１０３Ｂは、第２入力電線（第２電力伝達部材）と、第２入力絶縁被覆と、を有している。第４入力ケーブル１０４Ｂは、第２入力電線（第２電力伝達部材）と、第２入力絶縁被覆と、を有している。
第３入力ケーブル１０３Ｂの第２入力電線の第１端部、及び第４入力ケーブル１０４Ｂの第２入力電線の第１端部は、収容ケース２７の入力接点３７Ｂにそれぞれ接続されている。第３入力ケーブル１０３Ｂの第２入力電線の第２端部、及び第４入力ケーブル１０４Ｂの第２入力電線の第２端部は、パンタグラフ１２にそれぞれ接続されている。
【００２４】
架線１３からパンタグラフ１２を介して伝送された単相交流は、第２入力組ケーブル１０１Ａ，１０１Ｂ及び第１入力組ケーブル２９Ａ，２９Ｂを通して電力変換部２８に伝送される。
【００２５】
本実施形態では、複数の第１出力組ケーブル３０として３本の第１出力組ケーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを有しているが、第１出力組ケーブル３０の本数は複数であれば限定されない。
第１出力組ケーブル３０Ａは、第１出力ケーブル５１Ａと、第２出力ケーブル５２Ａと、を有している。同様に、第１出力組ケーブル３０Ｂは、第１出力ケーブル５１Ｂと、第２出力ケーブル５２Ｂと、を有している。第１出力組ケーブル３０Ｃは、第１出力ケーブル５１Ｃと、第２出力ケーブル５２Ｃと、を有している。
【００２６】
図３に示すように、第１出力ケーブル５１Ａは、第１入力ケーブル４４Ａと同様に構成され、第１出力電線（第１電力伝達部材）５４Ａと、第１出力絶縁被覆５５Ａと、を有している。第２出力ケーブル５２Ａは、第２入力ケーブル４５Ａと同様に構成され、第１出力電線（第１電力伝達部材）５６Ａと、第１出力絶縁被覆５７Ａと、を有している。
図２に示すように、第１出力ケーブル５１Ａの第１出力電線５４Ａの第１端部、及び第２出力ケーブル５２Ａの第１出力電線５６Ａの第１端部は、収容ケース２７の出力接点３８Ａにそれぞれ接続されている。第１出力ケーブル５１Ａの第１出力電線５４Ａの第２端部、及び第２出力ケーブル５２Ａの第１出力電線５６Ａの第２端部は、電力変換部２８の出力接点４１Ａにそれぞれ接続されている。
【００２７】
同様に、第１出力ケーブル５１Ｂの第１出力電線（第１電力伝達部材）、及び第２出力ケーブル５２Ｂの第１出力電線（第１電力伝達部材）は、収容ケース２７の出力接点３８Ｂ、電力変換部２８の出力接点４１Ｂにそれぞれ接続されている。第１出力ケーブル５１Ｃの第１出力電線（第１電力伝達部材）、及び第２出力ケーブル５２Ｃの第１出力電線（第１電力伝達部材）は、収容ケース２７の出力接点３８Ｃ、電力変換部２８の出力接点４１Ｃにそれぞれ接続されている。
【００２８】
第１出力組ケーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、電力変換部２８に接続され、電力変換部２８により変換された電力を伝送する。
【００２９】
収容ケース２７の出力接点３８Ａには、第２出力組ケーブル１１６Ａが接続されている。同様に、収容ケース２７の出力接点３８Ｂには、第２出力組ケーブル１１６Ｂが接続されている。収容ケース２７の出力接点３８Ｃには、第２出力組ケーブル１１６Ｃが接続されている。
第２出力組ケーブル１１６Ａは、第３出力ケーブル１１８Ａと、第４出力ケーブル１１９Ａと、を有している。同様に、第２出力組ケーブル１１６Ｂは、第３出力ケーブル１１８Ｂと、第４出力ケーブル１１９Ｂと、を有している。第２出力組ケーブル１１６Ｃは、第３出力ケーブル１１８Ｃと、第４出力ケーブル１１９Ｃと、を有している。
【００３０】
図４に示すように、第３出力ケーブル１１８Ａは、第３入力ケーブル１０３Ａと同様に構成され、第２出力電線（第２電力伝達部材）１２１Ａと、第２出力絶縁被覆１２２Ａと、を有している。第４出力ケーブル１１９Ａは、第４入力ケーブル１０４Ａと同様に構成され、第２出力電線（第２電力伝達部材）１２３Ａと、第２出力絶縁被覆１２４Ａと、を有している。
図２に示すように、第３出力ケーブル１１８Ａの第２出力電線１２１Ａの第１端部、及び第４出力ケーブル１１９Ａの第２出力電線１２３Ａの第１端部は、収容ケース２７の出力接点３８Ａにそれぞれ接続されている。第２出力電線１２１Ａ，１２３Ａは、第１出力電線５４Ａ，５６Ａにおける電力変換部２８に接続された第２端部とは異なる第１端部にそれぞれ接続されている。第２出力電線１２１Ａ，１２３Ａと第１出力電線５４Ａ，５６Ａとは、直列に接続されている。
【００３１】
第３出力ケーブル１１８Ａの第２出力電線１２１Ａの第２端部、及び第４出力ケーブル１１９Ａの第２出力電線１２３Ａの第２端部は、モータ２２の入力接点２２Ａにそれぞれ接続されている。
【００３２】
同様に、第３出力ケーブル１１８Ｂは、第２出力電線（第２電力伝達部材）と、第２出力絶縁被覆と、を有している。第４出力ケーブル１１９Ｂは、第２出力電線（第２電力伝達部材）と、第２出力絶縁被覆と、を有している。
第３出力ケーブル１１８Ｂの第２出力電線の第１端部、及び第４出力ケーブル１１９Ｂの第２出力電線の第１端部は、収容ケース２７の出力接点３８Ｂにそれぞれ接続されている。第３出力ケーブル１１８Ｂの第２出力電線の第２端部、及び第４出力ケーブル１１９Ｂの第２出力電線の第２端部は、モータ２２の入力接点２２Ｂにそれぞれ接続されている。
【００３３】
第３出力ケーブル１１８Ｃは、第２出力電線（第２電力伝達部材）と、第２出力絶縁被覆と、を有している。第４出力ケーブル１１９Ｃは、第２出力電線（第２電力伝達部材）と、第２出力絶縁被覆と、を有している。
第３出力ケーブル１１８Ｃの第２出力電線の第１端部、及び第４出力ケーブル１１９Ｃの第２出力電線の第１端部は、収容ケース２７の出力接点３８Ｃにそれぞれ接続されている。第３出力ケーブル１１８Ｃの第２出力電線の第２端部、及び第４出力ケーブル１１９Ｃの第２出力電線の第２端部は、モータ２２の入力接点２２Ｃにそれぞれ接続されている。
【００３４】
この例では、温度センサ３１には熱電対が用いられている。図２に示すように、車両用制御装置２６は複数の温度センサ３１を備えていて、第１入力組ケーブル２９Ａ，２９Ｂ、及び第１出力組ケーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのそれぞれに対して、温度センサ３１である温度センサ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅがそれぞれ取付けられている。
以下、図３を用いて第１入力組ケーブル２９Ａに取付けられる温度センサ３１Ａについて説明する。温度センサ３１Ａは、第１入力ケーブル４４Ａの第１入力絶縁被覆４８Ａ、及び第２入力ケーブル４５Ａの第１入力絶縁被覆５０Ａにそれぞれ接続されるように、入力ケーブル４４Ａ，４５Ａにバンド等の固定具６１で取付けられている。温度センサ３１Ａは、入力絶縁被覆４８Ａ，５０Ａを介して第１入力電線４７Ａ，４９Ａにそれぞれ接続されている。ただし、温度センサ３１Ａは、第１入力組ケーブル２９Ｂの第１入力電線には接続されない。本明細書で言う接続するとは、他の部材を介さずに直接接触するように接続されることだけでなく、他の部材を介して間接的に接触するように接続されることも含む意味である。
【００３５】
なお、温度センサ３１Ａは、第１入力絶縁被覆４８Ａ，５０Ａに接触していてもよいし、入力絶縁被覆４８Ａ，５０Ａから離間した位置に配置されてもよい。
同様に、図２に示すように、温度センサ３１Ｂは、第１入力絶縁被覆を介して第１入力組ケーブル２９Ｂの第１入力電線にそれぞれ接続されている。ただし、温度センサ３１Ｂは、第１入力組ケーブル２９Ａの第１入力電線４７Ａ，４９Ａには接続されない。
温度センサ３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、第１出力組ケーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃにそれぞれ接続されている。各温度センサ３１は、検出結果をユニット制御部３４及び記憶部３３に送る。
【００３６】
スピーカ３２は、図１に示すように車体１１の運転台１５に設けられている。スピーカ３２は、音を発することにより運転士（操作者）に警告可能である。スピーカ３２は、ユニット制御部３４に接続され、ユニット制御部３４により制御される。
なお、警告部がスピーカ３２であるとした。しかし、警告部はこれに限定されず、運転台１５の表示部１５ｂを警告部として用いてもよい。この場合、ユニット制御部３４は、表示部１５ｂに文字や図形等の表示をすること等により運転士に警告する。
【００３７】
記憶部３３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されている。記憶部３３には、予め定められた第１温度閾値及び第２温度閾値、ユニット制御部３４を制御するための制御プログラム等が記憶されている。
第１温度閾値は、急激な温度上昇の程度を表す閾値であり、例えば５℃である。第２温度閾値は、組ケーブル２９，３０が通常使用されない程度に高い温度を表す閾値であり、例えば約１００℃である。
【００３８】
ユニット制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成されている。ユニット制御部３４は、図１及び図２に示すように電力変換部２８及び記憶部３３に接続され、電力変換部２８及び記憶部３３を制御する。
ユニット制御部３４の制御内容については、後述する鉄道車両１の動作で詳しく説明する。
【００３９】
図１に示すように、例えば、車両用制御装置２６は、支持ケース６２に支持された状態で、車体１１の下面に固定されている。第２入力組ケーブル１０１Ａ，１０１Ｂ、及び第２出力組ケーブル１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃは、電線取り６３に収容された状態で、車体１１の下面に固定されている。
【００４０】
次に、以上のように構成された鉄道車両１の動作について説明する。
電力変換部２８は、架線１３からパンタグラフ１２、第２入力組ケーブル１０１Ａ，１０１Ｂ、及び第１入力組ケーブル２９Ａ，２９Ｂを介して伝送された単相交流を３相交流に変換する。
電流検出部２８ａは、複数の第１入力組ケーブル２９を流れる電流の電流値を検出する。電流検出部２８ｂは、複数の第１出力組ケーブル３０を流れる電流の電流値を検出する。
電流検出部２８ａ，２８ｂそれぞれは、検出結果を定期的に記憶部３３及びユニット制御部３４に送信する。記憶部３３は、送信された電流値を記憶する。
【００４１】
電力変換部２８で変換された３相交流は、第１出力組ケーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ及び第２出力組ケーブル１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃを通してモータ２２に伝送される。モータ２２は、各車輪２１に駆動力を伝達する。
【００４２】
ここで、複数の第１入力組ケーブル２９の数をＮとする。なお、本実施形態では、Ｎの値は２である。
複数の第１入力組ケーブル２９全体に流れる電流の電流値を、Ｉ（Ａ：アンペア）とし、各第１入力組ケーブル２９の第１入力電線の抵抗値を、Ｒ（Ω：オーム）とする。
複数の第１入力組ケーブル２９の第１入力電線がいずれも断線していないとすると、電流はＮの第１入力組ケーブル２９の第１入力電線に均等に流れる。各第１入力組ケーブル２９の第１入力電線に流れる電流の電流値は、（Ｉ／Ｎ）となる。この場合、各第１入力組ケーブル２９による発熱量は、（１）式によるＱ０１（Ｗ：ワットアンペア）となる。
Ｑ０１＝（Ｉ／Ｎ）２Ｒ＝（Ｉ２Ｒ）／Ｎ２  ・・（１）
Ｎの第１入力組ケーブル２９全体の発熱量は、（２）式によるＱ０Ａ（Ｗ）となる。
Ｑ０Ａ＝Ｎ×（Ｉ２Ｒ）／Ｎ２＝（Ｉ２Ｒ）／Ｎ  ・・（２）
【００４３】
一方で、Ｎの第１入力組ケーブル２９のうちいずれか１つの第１入力組ケーブル２９が断線しているとすると、電流は断線していない（Ｎ−１）の第１入力組ケーブル２９に均等に流れる。各第１入力組ケーブル２９に流れる電流の電流値は、｛Ｉ／（Ｎ−１）｝となる。この場合、各第１入力組ケーブル２９による発熱量は、（３）式によるＱ１１（Ｗとなる。
Ｑ１１＝｛（Ｉ／（Ｎ−１）｝２Ｒ＝（Ｉ２Ｒ）／（Ｎ−１）２  ・・（３）
Ｎの第１入力組ケーブル２９全体の発熱量は、（４）式によるＱ１Ａ（Ｗ）となる。ただし、断線している１つの第１入力組ケーブル２９からは発熱しない。
Ｑ１Ａ＝（Ｎ−１）×（Ｉ２Ｒ）／（Ｎ−１）２＝（Ｉ２Ｒ）／（Ｎ−１）  ・・（４）
【００４４】
断線前に対する断線後のＮの第１入力組ケーブル２９全体の発熱量の比（Ｑ１Ａ／Ｑ０Ａ）は、（５）式のようになる。
Ｑ１Ａ／Ｑ０Ａ＝｛（Ｉ２Ｒ）／（Ｎ−１）｝／｛（Ｉ２Ｒ）／Ｎ｝
＝Ｎ／（Ｎ−１）  ・・（５）
例えば、本実施形態のように複数の第１入力組ケーブル２９の数Ｎが２の場合には、（６）式から（Ｑ１Ａ／Ｑ０Ａ）は２となる。
２／（２−１）＝２  ・・（６）
複数の第１入力組ケーブル２９の数Ｎが３の場合には、（７）式から（Ｑ１Ａ／Ｑ０Ａ）は１．５となる。
３／（３−１）＝１．５  ・・（７）
この発熱量の比は、複数の第１出力組ケーブル３０等にも同様に適用される。複数の組ケーブル２９，３０の数Ｎが少ないほど、いずれか１つの第１入力組ケーブル２９が断線した場合の発熱量の比が大きくなる。
【００４５】
鉄道車両１の運転を開始してから一定の期間、組ケーブル２９，３０等が断線せず、記憶部３３で記憶された電流検出部２８ａ，２８ｂが検出した電流値が、時間の経過によらずそれぞれ同等であったとする。ここで言う記憶部３３で記憶された電流値が時間の経過によらず同等であるとは、例えば電流検出部２８ａに対して、記憶部３３で記憶された電流値の最小値に対する、最大値と最大値との差の比率が、１０％以内であることを意味する。この比率は、５％以内であることがより好ましく、３％以内であることがさらに好ましい。電流検出部２８ｂについても同様である。
時間の経過によらずとは、例えば５分である所定の期間のいずれにおいても、の意味である。
【００４６】
このとき、例えば第１入力組ケーブル２９Ａの第１入力電線４７Ａが断線したとする。複数の第１入力組ケーブル２９を流れていた電流は、第１入力組ケーブル２９Ｂに集中して流れる。複数の第１入力組ケーブル２９は２本の第１入力組ケーブル２９を有していて、電流検出部２８ａが検出した電流値は時間の経過によらず同等である。このため、第１入力組ケーブル２９Ｂの発熱量が断線前の２倍になり、温度センサ３１Ｂが検出する温度が直前に検出された温度から上昇する。第１入力組ケーブル２９Ａの発熱量が無くなり、温度センサ３１Ａが検出する温度が直前に検出された温度から低下する。
【００４７】
ユニット制御部３４は、温度センサ３１Ｂが検出する温度が直前に検出された温度から第１温度閾値以上上昇したときに、第１入力組ケーブル２９Ａの第１入力電線４７Ａ，４９Ａの少なくとも一つが断線していると判断する。なお、ユニット制御部３４は、温度センサ３１Ａが検出する温度が直前に検出された温度から第１温度閾値以上低下したときに、第１入力組ケーブル２９Ａの第１入力電線４７Ａ，４９Ａの少なくとも一つが断線していると判断してもよい。
このとき、ユニット制御部３４は、スピーカ３２で音を発することにより運転士に警告してもよい。音に気付いた運転士は、例えば鉄道車両１の運転が終了した後で、鉄道車両１の整備を依頼する。
【００４８】
整備の担当者（以下、整備士と言う）は、テスタ等により第１入力電線４７Ａ，４９Ａを検査し、第１入力電線４７Ａが断線しているかを判断する。第１入力電線４７Ａが断線しているときは、整備士は、第１入力ケーブル４４Ａを新しい第１入力ケーブル４４Ａに交換する等の修理をする。
なお、第１出力組ケーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに対しても、同様の方法により、複数の第１出力電線の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の車両用制御装置２６によれば、電流検出部２８ａが検出した電流値が時間の経過によらず同等であり、温度センサ３１Ｂが検出する温度が直前に検出された温度から第１温度閾値以上上昇したときに、ユニット制御部３４は、第１入力組ケーブル２９Ａの第１入力電線４７Ａ，４９Ａの少なくとも一つが断線していると判断する。これにより、第１入力組ケーブル２９Ａ，２９Ｂの複数の第１入力電線の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる。
温度センサ３１Ａは、第１入力組ケーブル２９Ａの第１入力電線４７Ａ，４９Ａにそれぞれ間接的に接続されて、第１入力組ケーブル２９Ｂの第１入力電線には接続されない。従って、温度センサ３１Ａが第１入力組ケーブル２９Ｂの第１入力電線による影響を受けるのを抑えて、温度センサ３１Ａにより第１入力電線４７Ａ，４９Ａの温度をより確実に検出することができる。
【００５０】
車両用制御装置２６が、スピーカ３２を備える。このため、第１入力電線４７Ａが断線していると判断したときに、音を発して運転士に警告することができる。
また、本実施形態の鉄道車両１によれば、第１入力組ケーブル２９Ａ，２９Ｂの複数の第１入力電線の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる車両用制御装置２６を用いて鉄道車両１を構成することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、ユニット制御部３４は、温度センサ３１Ａが検出する温度が変化したときに、複数の第１入力電線の少なくとも一つが断線していると判断してもよい。このように構成しても、第１入力電線４７Ａ，４９Ａの少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる。
なお、第１出力組ケーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに対しても、同様の方法により、複数の第１出力電線の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、電動車両の第２の実施形態について図１及び図５を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１及び図５に示すように、本実施形態の鉄道車両２は、第１の実施形態の鉄道車両１の車両用制御装置２６に代えて、本実施形態の車両用制御装置７１を備えている。
【００５３】
車両用制御装置７１では、車両用制御装置２６に対して温度センサ３１Ａ〜３１Ｅが接続されている位置が異なる。
温度センサ３１Ａは、第２入力組ケーブル１０１Ａにおいて、第２入力絶縁被覆１０７Ａ，１０９Ａを介して第２入力電線１０６Ａ，１０８Ａにそれぞれ接続されている。同様に、温度センサ３１Ｂは、第２入力絶縁被覆を介して第２入力組ケーブル１０１Ｂの第２入力電線にそれぞれ接続されている。温度センサ３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、第２出力組ケーブル１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃにそれぞれ接続されている。
各温度センサ３１は、検出結果をユニット制御部３４及び記憶部３３に送る。
本実施形態では、ユニット制御部３４は第１の実施形態と同様の工程により、第２入力組ケーブル１０１Ａ，１０１Ｂの複数の第２入力電線等が断線しているか否かを検知する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の車両用制御装置７１によれば、第２入力組ケーブル１０１Ａ，１０１Ｂの複数の第２入力電線の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる。そして、第２出力組ケーブル１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃの複数の第２出力電線の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる。
【００５５】
第１及び第２の実施形態の車両用制御装置は、以下に説明するようにその構成を様々に変形させることができる。
図６に示すように、温度センサ３１Ａは、入力絶縁被覆４８Ａを介して第１入力電線４７Ａに接続され、第１入力電線４９Ａに接続されないように構成してもよい。第１入力電線４９Ａが断線したときには、第１入力電線４９Ａだけでなく第１入力電線４７Ａにも電流が流れなくなる。このため、温度センサ３１Ａを固定具６１により第１入力ケーブル４４Ａに取付けるだけでも、第１入力電線４７Ａ，４９Ａの少なくとも一つが断線しているか否かを検出することができる。
【００５６】
車両用制御装置２６が温度センサ３１Ｂを備えず、図７に示すように、温度センサ３１Ａが入力絶縁被覆を介して入力ケーブル４４Ａ，４５Ａ，４４Ｂ，４５Ｂの第１入力電線にそれぞれ接続されるように構成してもよい。入力ケーブル４４Ａ，４５Ａ，４４Ｂ，４５Ｂは、温度センサ３１Ａ周りに等角度ごとに配置されている。
複数の第１入力組ケーブル２９の数Ｎが２であるため、第１入力電線の断線前に比べて断線後は、発熱量が２倍になる。このため、断線後は温度センサ３１Ａが検出する温度が上昇する。これにより、ユニット制御部３４は、入力ケーブル４４Ａ，４５Ａ，４４Ｂ，４５Ｂの第１入力電線の少なくとも一つが断線していると判断する。
【００５７】
第１電力伝達部材として第１入力電線４７Ａ，４９Ａ等に代えて、図８に示す導体７６Ａを用いてもよい。導体７６Ａは、絶縁被覆により覆われていない。この場合、温度センサ７７Ａとしてサーミスタが用いられることが好ましい。
例えば、導体７６Ａには、雌ネジ部７６ａＡが形成されている。温度センサ７７Ａには、貫通孔７７ａＡが形成されている。貫通孔７７ａＡに挿入したネジ７８Ａを雌ネジ部７６ａＡに嵌め合わせると、導体７６Ａに温度センサ７７Ａが取付けられる。
以上の変形例は、第２の実施形態も同様である。
【００５８】
ユニット制御部３４は、第１入力組ケーブル２９Ａの第１入力電線４７Ａ，４９Ａの少なくとも一つが断線していると判断したときに、電力変換部２８による電力の変換を停止してもよい。また、電力変換部２８により単位時間当たりに変換される電力の上限値を低くしてもよい。このように構成することにより、車両用制御装置２６に損傷がさらに生じるのを抑制することができる。
また、ユニット制御部３４は、温度センサ３１Ａが検出した温度が第２温度閾値を超えたときに、第１入力電線４７Ａ，４９Ａの少なくとも一つが断線していると判断してもよい。このように、温度センサ３１Ａが検出した温度を、これまで温度センサ３１Ａにより検出され記憶部３３に記憶された温度と比較することをしないで、断線しているか否かの判断をしてもよい。このように構成することで、ユニット制御部３４は判断を素早く行うことができる。
【００５９】
車両用制御装置は、電流検出部２８ａ，２８ｂ、スピーカ３２、及び記憶部３３を備えなくてもよい。
第１入力組ケーブル２９、第１出力組ケーブル３０、第２入力組ケーブル１０１、及び第２出力組ケーブル１１６はそれぞれ複数であるとした。しかし、第１入力組ケーブル２９と第２入力組ケーブル１０１、第１出力組ケーブル３０と第２出力組ケーブル１１６の一方が単数で、他方が複数であってもよい。この場合、単数の方には温度センサ３１は設けられなくてよい。
電動車両が鉄道車両であるとしたが、電動車両はこれに限定されない。電動車両は、電動自動車等でもよい。
【００６０】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、温度センサ３１及びユニット制御部３４を持つことにより、複数の第１入力電線の少なくとも一つが断線しているか否かを検知することができる。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、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、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００６２】
１，２…鉄道車両（電動車両）、２６，７１…車両用制御装置、２８…電力変換部、２８ａ，２８ｂ…電流検出部、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，７７Ａ…温度センサ、３２…スピーカ（警告部）、３３…記憶部、３４…ユニット制御部（第１制御部）、４７Ａ，４９Ａ…第１入力電線（第１電力伝達部材）、５４Ａ，５６Ａ…第１出力電線（第１電力伝達部材）、７６…導体（第１電力伝達部材）、１０６Ａ，１０８Ａ…第２入力電線（第２電力伝達部材）、１２１Ａ，１２３Ａ…第２出力電線（第２電力伝達部材）
【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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