(57)【要約】      （修正有）【課題】鉄道車両の走行に係る損失エネルギーを分析可能とする。【解決手段】電動機を制御して力行及び回生ブレーキを行う鉄道車両の走行に係る損失エネルギーを算出する損失エネルギー算出装置であって、損失エネルギー算出装置１は、走行状況取得部２０２と、運動エネルギー算出部２０４と、位置エネルギー算出部２０６と、列車抵抗損失算出部２０８と、運転操作情報に基づき判定される前記鉄道車両の走行状態が力行の場合に、前記運動エネルギー、前記位置エネルギー及び前記列車抵抗損失エネルギーの和と、前記電動機の駆動電力との差から、所与の走行位置における力行時の機器損失エネルギーを算出する力行時損失算出部２１０と、所与の走行位置における損失エネルギーに含まれる前記機器損失エネルギーを出力する制御を行う損失表示制御部２１４とを備える。【選択図】図１
2015027174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を制御して力行及び回生ブレーキを行う鉄道車両の走行に係る損失エネルギーを算出する損失エネルギー算出装置であって、
所与の走行位置における運転操作情報及び走行速度（以下、包括して「走行状況情報」という。）を取得する取得手段と、
前記走行状況情報を用いて、前記所与の走行位置における運動エネルギーを算出する運動エネルギー算出手段と、
線路情報ＤＢから求まる前記所与の走行位置の標高情報を用いて、前記所与の走行位置における位置エネルギーを算出する位置エネルギー算出手段と、
前記走行状況情報を用いて、前記所与の走行位置の走行に係る列車抵抗損失エネルギーを算出する列車抵抗損失エネルギー算出手段と、
前記運転操作情報に基づき判定される前記鉄道車両の走行状態が力行の場合に、前記運動エネルギー、前記位置エネルギー及び前記列車抵抗損失エネルギーの和と、前記電動機の駆動電力との差から、前記所与の走行位置における力行時の機器損失エネルギーを算出する力行時機器損失算出手段と、
前記所与の走行位置における損失エネルギーに含まれる前記機器損失エネルギーを出力する制御を行う出力制御手段と、
を備えた損失エネルギー算出装置。
【請求項２】
前記運転操作情報に基づき判定される前記鉄道車両の走行状態が制動の場合に、前記運動エネルギー、前記位置エネルギー及び前記列車抵抗損失エネルギーの和と、前記電動機の回生電力との差から、前記所与の走行位置における制動時の機器損失エネルギー及びブレーキ損失エネルギーの和を算出する手段、
を更に備えた請求項１に記載の損失エネルギー算出装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記鉄道車両の現在の走行状況情報を取得し、
前記出力制御手段は、前記機器損失エネルギーの現況を、運転台に設けられた表示部に表示制御する、
請求項１又は２に記載の損失エネルギー算出装置。
【請求項４】
電動機を制御して力行及び回生ブレーキを行う鉄道車両の走行に係る損失エネルギーをコンピュータに算出させるためのプログラムであって、
所与の走行位置における走行状況情報を取得する取得手段、
前記走行状況情報を用いて、前記所与の走行位置における運動エネルギーを算出する運動エネルギー算出手段、
線路情報ＤＢから求まる前記所与の走行位置の標高情報を用いて、前記所与の走行位置における位置エネルギーを算出する位置エネルギー算出手段、
前記走行状況情報を用いて、前記所与の走行位置の走行に係る列車抵抗損失エネルギーを算出する列車抵抗損失エネルギー算出手段、
前記運転操作情報に基づき判定される前記鉄道車両の走行状態が力行の場合に、前記運動エネルギー、前記位置エネルギー及び前記列車抵抗損失エネルギーの和と、前記電動機の駆動電力との差から、前記所与の走行位置における力行時の機器損失エネルギーを算出する力行時機器損失算出手段、
前記所与の走行位置における損失エネルギーに含まれる前記機器損失エネルギーを出力する制御を行う出力制御手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の走行に係る損失エネルギーを算出する損失エネルギー算出等に等に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の省エネ運転を実現するためには、先ずは走行の際の損失エネルギーを求める必要がある、ここでいう損失エネルギーとは、投入したエネルギーと回収できたエネルギーとの差であり、消費エネルギーともいえる。抵抗等の無い効率１００％の理想的な力学モデルでは投入するエネルギーと回収できるエネルギーとが同じになるが、現実にはそのようなことはあり得ない。
【０００３】
鉄道車両が走行する際には、架線からの供給電力（電気エネルギー）をモータによって運動エネルギーに変換して走行する。これが投入したエネルギーに当たる。一方、制動時の回生ブレーキによって運動エネルギーを電気エネルギー（回生電力）に変換して架線に戻したり蓄電池に充電したりする。これが回収できたエネルギーである。また、低所から高所への移動にともなう位置エネルギーも回収できたエネルギーともいえる。これらの投入したエネルギーと回収したエネルギーとの差が損失エネルギーであり、例えば走行抵抗や機器損失等がある。
【０００４】
損失エネルギーを抑えるための省エネ運転の技術は種々研究・開発されている。例えば、エネルギー損失が低減するように走行パターンを補正することで、省エネ運転の実現を意図した技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ハイブリッド列車において消費エネルギーに応じて燃料電池の出力電力を制御する技術も知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７４５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−９８９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１の技術は、最適な走行パターンの作成を目的としており、特許文献２の技術は、燃料電池の効率的な電力制御を目的としたものである。こういった省エネを実現するための１つ１つの技術も重要であるが、鉄道車両の走行に係る損失エネルギー全体を俯瞰する意味でも、損失エネルギーの分析を行う技術も肝要である。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的とするところは、鉄道車両の走行に係る損失エネルギーを分析可能とする技術を実現することである。また、第２の目的として、損失エネルギーの分析を比較的簡単な演算で実現し、走行中リアルタイムに分析結果を出力可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の発明は、
電動機を制御して力行及び回生ブレーキを行う鉄道車両の走行に係る損失エネルギーを算出する損失エネルギー算出装置（例えば、図１の損失エネルギー算出装置１）であって、
所与の走行位置における運転操作情報及び走行速度（以下、包括して「走行状況情報」という。）を取得する取得手段（例えば、図１の走行状況取得部２０２）と、
前記走行状況情報を用いて、前記所与の走行位置における運動エネルギーを算出する運動エネルギー算出手段（例えば、図１の運動エネルギー算出部２０４）と、
線路情報ＤＢから求まる前記所与の走行位置の標高情報を用いて、前記所与の走行位置における位置エネルギーを算出する位置エネルギー算出手段（例えば、図１の位置エネルギー算出部２０６）と、
前記走行状況情報を用いて、前記所与の走行位置の走行に係る列車抵抗損失エネルギーを算出する列車抵抗損失エネルギー算出手段（例えば、図１の列車抵抗損失算出部２０８）と、
前記運転操作情報に基づき判定される前記鉄道車両の走行状態が力行の場合に、前記運動エネルギー、前記位置エネルギー及び前記列車抵抗損失エネルギーの和と、前記電動機の駆動電力との差から、前記所与の走行位置における力行時の機器損失エネルギーを算出する力行時機器損失算出手段（例えば、図１の力行時損失算出部２１０）と、
前記所与の走行位置における損失エネルギーに含まれる前記機器損失エネルギーを出力する制御を行う出力制御手段（例えば、図１の損失表示制御部２１４）と、
を備えた損失エネルギー算出装置。
【０００８】
また、他の発明として、
電動機を制御して力行及び回生ブレーキを行う鉄道車両の走行に係る損失エネルギーをコンピュータに算出させるためのプログラム（例えば、図１の損失エネルギー算出プログラム３１０）であって、
所与の走行位置における走行状況情報を取得する取得手段、
前記走行状況情報を用いて、前記所与の走行位置における運動エネルギーを算出する運動エネルギー算出手段、
線路情報ＤＢから求まる前記所与の走行位置の標高情報を用いて、前記所与の走行位置における位置エネルギーを算出する位置エネルギー算出手段、
前記走行状況情報を用いて、前記所与の走行位置の走行に係る列車抵抗損失エネルギーを算出する列車抵抗損失エネルギー算出手段、
前記運転操作情報に基づき判定される前記鉄道車両の走行状態が力行の場合に、前記運動エネルギー、前記位置エネルギー及び前記列車抵抗損失エネルギーの和と、前記電動機の駆動電力との差から、前記所与の走行位置における力行時の機器損失エネルギーを算出する力行時機器損失算出手段、
前記所与の走行位置における損失エネルギーに含まれる前記機器損失エネルギーを出力する制御を行う出力制御手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムを構成しても良い。
【０００９】
この第１の発明等によれば、鉄道車両の走行に係る損失エネルギーとして、所与の走行位置における力行時の機器損失エネルギーを分析して算出・出力できる。力行時の機器損失エネルギーは、運動エネルギー、位置エネルギー及び列車抵抗損失エネルギーの和と、電動機の駆動電力の差として算出することができる。これにより、損失エネルギーの分析を比較的簡単に実行できる。
【００１０】
また、第２の発明として、第１の発明の損失エネルギー算出装置であって、
前記運転操作情報に基づき判定される前記鉄道車両の走行状態が制動の場合に、前記運動エネルギー、前記位置エネルギー及び前記列車抵抗損失エネルギーの和と、前記電動機の回生電力との差から、前記所与の走行位置における制動時の機器損失エネルギー及びブレーキ損失エネルギーの和を算出する手段（例えば、図１の制動時損失算出部２１２）、
を更に備えた損失エネルギー算出装置を構成しても良い。
【００１１】
この第２の発明によれば、鉄道車両の走行に係る損失エネルギーとして、所与の走行位置における制動時の機器損失エネルギー及びブレーキ損失エネルギーの和を分析して算出できる。制動時の機器損失エネルギー及びブレーキ損失エネルギーの和は、運動エネルギー、位置エネルギー及び列車抵抗損失エネルギーの和と、電動機の回生電力との差として算出することができる。これにより、損失エネルギーの分析要素を増やすことができる。
【００１２】
また、第３の発明として、第１又は第２の発明の損失エネルギー算出装置であって、
前記取得手段は、前記鉄道車両の現在の走行状況情報を取得し、
前記出力制御手段は、前記機器損失エネルギーの現況を、運転台に設けられた表示部に表示制御する、
損失エネルギー算出装置を構成しても良い。
【００１３】
この第３の発明によれば、走行状況情報として、鉄道車両の現在の走行状況情報が取得され、損失エネルギーに含まれる機器損失エネルギーが、運転台に設けられた表示部に表示制御される。これにより、走行している列車において、現在の走行に係る損失エネルギーをリアルタイムに算出・把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】損失エネルギー算出装置の機能構成図。
【図２】算出した損失エネルギーの表示例。
【図３】損失エネルギー算出処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００１６】
［概要］
本実施形態の損失エネルギー算出装置は、鉄道車両に搭載され、当該鉄道車両の走行に係る損失エネルギーをリアルタイムに算出するものである。鉄道車両は、力行時に、架線等から供給される電気エネルギーを運動エネルギーに変換して走行し、回生ブレーキ時に、運動エネルギーを回生電力に変換して架線等に戻すが、これらのエネルギーの変換過程において、その一部がエネルギー等に変換されて失われる（損失エネルギーとなる）。
【００１７】
本実施形態では、任意の走行位置（時刻）における損失エネルギーＥＬを、（Ａ）列車抵抗損失エネルギーＥｒｔ、（Ｂ）機器損失エネルギーＥｍ、（Ｃ）ブレーキ損失エネルギーＥｂ、の総和として算出する。
ＥＬ＝Ｅｒｔ＋Ｅｍ＋Ｅｂ    ・・（１）
【００１８】
（Ａ）列車抵抗損失エネルギーＥｒｔ
列車抵抗損失エネルギーＥｒｔは、列車の走行に伴って生じる損失であり、走行抵抗損失ＬＲと、出発抵抗損失ＬＳと、曲線抵抗損失ＬＣと、トンネル抵抗損失ＬＴとの合計となる。
Ｅｒｔ＝ＬＲ＋ＬＳ＋ＬＣ＋ＬＴ    ・・（２）
【００１９】
走行抵抗損失ＬＲは、直線平坦区間の走行を想定した損失であり、式（３）で与えられる。
ＬＲ＝ＲＲ×Ｖ    ・・（３）
式（３）において、走行抵抗ＲＲは、車両質量Ｗ及び走行速度Ｖによって決まる。車両質量Ｗは、鉄道車両の諸元として既知である。
【００２０】
出発抵抗損失ＬＳは、列車の出発時に生じる損失であり、式（４）で与えられる。
ＬＳ＝ＲＳ×Ｖ    ・・（４）
ここで、出発時とは、速度ゼロの完全停止状態から所定の低速度（例えば、３ｋｍ／ｈ程度）に達するまでとする。
【００２１】
曲線抵抗損失ＬＣは、線路の曲線部分を走行時に生じる損失であり、式（５）で与えられる。
ＬＣ＝ＲＣ×Ｖ    ・・（５）
式（５）において、曲線抵抗ＲＣは、曲率半径によって決まる。曲率半径は、線路の諸元として既知である。
【００２２】
トンネル抵抗損失ＬＴは、トンネル内を走行時に生じる損失であり、式（６）で与えられる。
ＬＴ＝ＲＴ×Ｖ    ・・（６）
式（６）において、走行抵抗ＲＴは、走行速度Ｖによって決まる。従って、トンネル抵抗損失ＬＴは、走行速度Ｖによって求まる。
【００２３】
（Ｂ）機器損失エネルギーＥｍ
機器損失エネルギーＥｍは、電気機器や駆動機構の動作時に生じる損失であり、本実施形態では、モータ損失が含まれることとする。この機器損失は、力行時及び制動時に生じ、それぞれを、力行時機器損失Ｅｍｐ、及び、制動時機器損失Ｅｍｒと称する。
【００２４】
（Ｃ）ブレーキ損失エネルギーＥｂ
ブレーキ損失エネルギーＥｂは、機械ブレーキや発電ブレーキ等の非回生ブレーキが動作する際に生じる損失である。非回生ブレーキにより車両の運動エネルギーが熱エネルギーに変換されるが、この熱エネルギーがブレーキ損失となる。
【００２５】
（Ｄ）
そして、列車の走行状態（力行／だ行／回生）に応じて、損失エネルギーは次のように算出される。
【００２６】
（Ｄ−１）車両エネルギー
先ず、走行している列車の車両エネルギーＥｔは、次式（７）で与えられる。
Ｅｔ＝Ｅｋ＋Ｅｐ
＝Ｅｏ−Ｅｒｔ    ・・（７）
式（７）において、Ｅｋは運動エネルギーであり、列車の走行速度Ｖによって決まる。Ｅｐは位置エネルギーであり、列車の走行位置の標高ｈによって決まる。Ｅｒｔは列車抵抗損失エネルギーであり、上述の式（２）で与えられる。Ｅｏは踏面出力エネルギーＥｏである。従って、式（７）から、踏面出力エネルギーＥｏは、次式（８）となる。
Ｅｏ＝Ｅｋ＋Ｅｐ＋Ｅｒｔ    ・・（８）
【００２７】
（Ｄ−２）力行時
力行時には、力行時の損失エネルギーＥＬｐとして、走行抵抗損失Ｅｒｔ、及び、力行時機器損失Ｅｍｐが生じる。
ＥＬｐ＝Ｅｒｔ＋Ｅｍｐ    ・・（９）
【００２８】
力行時において、踏面出力エネルギーＥｏ、機器入力エネルギーＥｉ、及び、力行時機器損失Ｅｍｐの関係は、次式（１０）となる。
Ｅｉ＝Ｅｏ＋Ｅｍｐ    ・・（１０）
機器入力エネルギーＥｉは、モータの駆動電力である。従って、式（１０）から、力行時機器損失Ｅｍｐは、次式（１１）となる。
Ｅｍｐ＝Ｅｉ−Ｅｏ
＝Ｅｉ−Ｅｋ−Ｅｐ−Ｅｒｔ
＝Ｅｉ−Ｅｔ−Ｅｒｔ    ・・（１１）
【００２９】
（Ｄ−３）制動時
制動時には、制動時の損失エネルギーＥＬＢとして、走行抵抗損失Ｅｒｔ、制動時機器損失Ｅｍｒ、及び、ブレーキ損失Ｅｂが生じる
ＥＬＢ＝Ｅｔｒ＋Ｅｍｒ＋Ｅｂ    ・・（１２）
【００３０】
制動時において、踏面出力エネルギーＥｏ（＜０）、機器入力エネルギーＥｉ（＜０）、回生時機器損失Ｅｍｒ、ブレーキ損失Ｅｂの関係は、次式（１３）となる。
−Ｅｏ＝−Ｅｉ＋Ｅｍｒ＋Ｅｂ    ・・（１３）
機器入力エネルギーＥｉは、モータの回生電力である。従って、式（１３）から、回生時機器損失Ｅｍｒとブレーキ損失Ｅｂとの和は、次式（１４）となる。
Ｅｍｒ＋Ｅｂ＝Ｅｉ−Ｅｏ
＝Ｅｉ−Ｅｋ−Ｅｐ−Ｅｒｔ
＝Ｅｉ−Ｅｔ−Ｅｒｔ    ・・（１４）
【００３１】
（Ｄ−４）だ行時
だ行時には、損失エネルギーＥＬとして、走行抵抗損失のみが生じる。
ＥＬ＝Ｅｒｔ    ・・（１５）
【００３２】
［機能構成］
図１は、損失エネルギー算出装置１の機能構成図である。損失エネルギー算出装置１は、鉄道車両の車上に装備される装置であり、操作入力部１１０と、表示部１２０と、通信部１３０と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される一種のコンピュータである。
【００３３】
操作入力部１１０は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等で構成される入力装置であり、操作入力に応じた入力信号を処理部２００に出力する。表示部１２０は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬディスプレイ等で実現される表示装置であり、処理部２００からの表示信号に基づく各種表示を行う。通信部１３０は、例えば無線通信モジュール、ルータ、モデム、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路で実現される通信装置であり、外部機器との間でデータ通信を行う。
【００３４】
処理部２００は、例えばＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ等に基づいて、損失エネルギー算出装置１を構成する各部への指示やデータ転送を行って、損失エネルギー算出装置１を統括的に制御する。本実施形態では、処理部２００は、走行状況取得部２０２と、運動エネルギー算出部２０４と、位置エネルギー算出部２０６と、列車抵抗損失算出部２０８と、力行時損失算出部２１０と、制動時損失算出部２１２と、損失表示制御部２１４とを有し、損失エネルギー算出プログラム３１０に従ったエネルギー損失算出処理（図３参照）を行う。
【００３５】
損失エネルギー算出処理では、損失エネルギー算出装置１が搭載された鉄道車両の走行中に、各走行位置（時刻）における損失エネルギーを算出し、その算出結果を表示出力する。走行する線路の諸元は、線路条件データ３２０として定められており、線路条件データ３２０は、線路上の各地点（位置）の標高ｆや勾配、曲率ｒ、トンネルの有無などを走行位置から検索可能に格納している。また、鉄道車両の諸元は、車両条件データ３２２として定められており、車両条件データ３２２は、鉄道車両の車両重量Ｗや、加速度や減速度、最高速度といった車両性能を格納している。
【００３６】
走行状況取得部２０２は、自列車の現在の走行位置Ｐや走行速度Ｖ、運転操作情報（ノッチ）を含む走行状況情報を取得する。具体的には、運転台に設けられたマスコン１２やブレーキハンドル１４からのノッチ信号（力行ノッチ／ブレーキノッチ）を取得する。また、位置速度算出装置２０から、自列車の現在の走行位置Ｐ、及び、走行速度Ｖを取得する。位置速度算出装置２０は、鉄道車両に搭載されて走行位置Ｐ及び走行速度Ｖを随時算出する装置であり、例えば、速度発電機の回転数の計測値をもとに走行位置（例えば、キロ程）及び走行速度を算出する装置や、ＧＰＳを用いて走行位置（例えば、緯度経度）を算出する装置である。取得した走行位置Ｐ及び走行速度Ｖは、取得時刻と対応付けて、位置速度データ３２４として蓄積される。また、取得したノッチ信号から、自列車の走行状態（力行／だ行／制動）を判断・取得する。
【００３７】
運動エネルギー算出部２０４は、走行速度Ｖを用いて、運動エネルギーＥｋを算出する。
【００３８】
位置エネルギー算出部２０６は、走行位置Ｐをもとに、線路条件データ３２０を参照して、自列車の標高ｈを取得する。そして、この標高ｈを用いて位置エネルギーＥｐを算出する。
【００３９】
列車抵抗損失算出部２０８は、列車抵抗損失Ｅｒｔを算出する。すなわち、走行速度Ｖをもとに、式（３）に従って走行抵抗損失ＬＲを算出する。また、走行位置Ｐ及び走行速度Ｖから列車の出発時であるかを判断し、出発時ならば、走行速度Ｖをもとに、式（４）に従って、出発抵抗ＬＳを算出する。また、線路条件データ３２０を参照し、走行位置が曲線部分であるかを判断し、曲線部分ならば、線路条件データ３２０から取得した走行位置に対応する曲率ｒ、及び、走行速度Ｖを用いて、式（５）に従って、曲線抵抗損失ＬＣを算出する。また、線路条件データ３２０を参照し、走行位置がトンネル内であるか否かを判断し、トンネル内ならば、走行速度Ｖを用いて、式（６）に従って、トンネル抵抗損失ＬＴを算出する。そして、式（２）に示したように、算出した走行抵抗損失ＬＲ、出発抵抗損失ＬＳ、曲線抵抗損失ＬＣ、及び、トンネル抵抗損失ＬＴの合計を、走行位置における列車抵抗損失Ｅｒｔとする。
【００４０】
力行時損失算出部２１０は、走行状態が力行である場合に、力行時損失ＥＬＰを算出する。すなわち、式（１１）に従って、力行時機器損失Ｅｍｐを算出する。このとき、機器入力エネルギーＥｉは、主電動機（モータ）３２の入力電力であり、主電動機（モータ）３２を駆動制御する主回路３０への入力電力とする。そして、算出した力行時機器損失Ｅｍｐと、走行抵抗損失Ｅｒｔとを用いて、式（９）に従って、力行時損失ＥＬＰを算出する。
【００４１】
制動時損失算出部２１２は、走行状態が制動である場合に、制動時損失ＥＬＢを算出する。すなわち、式（１４）に従って、回生時機器損失Ｅｍｒ、及び、ブレーキ損失Ｅｂの合計損失を算出する。このとき、機器入力エネルギーＥｉは、主電動機３２の回生電力であり、主回路３０からの出力電力とする。そして、算出した合計損失と、列車抵抗損失Ｅｒｔを用いて、式（１２）に従って、制動時損失ＥＬＢを算出する。
【００４２】
損失表示制御部２１４は、算出された損失エネルギーを、表示部１２０や、運転台に設けられた表示装置１６に表示する。具体的には、走行状態が力行である場合には、力行時損失算出部２１０によって算出された力行時損失ＥＬＰを、制動である場合には、制動時損失算出部２１２によって算出された制動時損失ＥＬＢを、だ行である場合には、列車抵抗損失算出部２０８によって算出された列車抵抗損失Ｅｒｔを、それぞれ、現時点の損失エネルギーＥＬとして、随時、更新表示する。
【００４３】
また、表示形態としては、現時点の損失エネルギーＥＬを数値として示したり、或いは、図２に示すようにグラフ表示としても良い。図２は、横軸を走行位置、縦軸を列車の走行速度Ｖ及び損失エネルギーＥＬとして、ここまでの各走行位置での損失エネルギーＥＬの変化を示している。
【００４４】
記憶部３００は、処理部２００が損失エネルギー算出装置１を統合的に制御するための諸機能を実現するためのシステムプログラムや、本実施形態を実現するためのプログラムやデータ等を記憶するとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果や、外部からの取得データ等が一時的に格納される。本実施形態では、損失エネルギー算出プログラム３１０と、線路条件データ３２０と、車両条件データ３２２と、位置速度データ３２４と、損失エネルギーデータ３２６とが記憶される。
【００４５】
［処理の流れ］
図３は、損失エネルギー算出処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、処理部２００が、損失エネルギー算出プログラム３１０を実行することで実現される。
【００４６】
所定のタイミング（例えば、１秒間隔等）となったならば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、走行状況取得部２０２が、現在の走行位置Ｐや走行速度Ｖ、ノッチ信号などの走行状況情報を取得する（ステップＳ３）。次いで、運動エネルギー算出部２０４が、取得された走行速度Ｖをもとに、運動エネルギーＥｋを算出する（ステップＳ５）。また、位置エネルギー算出部２０６が、走行位置Ｐをもとに、位置エネルギーＥｐを算出する（ステップＳ７）。また、列車抵抗損失算出部２０８が、走行位置Ｐや走行速度Ｖをもとに列車抵抗損失Ｅｒｔを算出する（ステップＳ９）。
【００４７】
また、取得したノッチ信号から、現在の走行状態を判定する（ステップＳ１１）。そして、判定した走行状態が力行ならば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、力行時損失算出部２１０が、主電動機３２の駆動電力を算出し（ステップＳ１５）、力行時損失ＥＬＰを算出する（ステップＳ１７）。次いで、力行時機器損失Ｅｍｐを算出する（ステップＳ１９）。また、走行状態が制動ならば（ステップＳ１３：ＮＯ〜Ｓ２１：ＹＥＳ）、制動時損失算出部２１２が、主電動機３２の回生電力を算出し（ステップＳ２３）、制動時損失ＥＬＢを算出する（ステップＳ２５）。次いで、制動時機器損失Ｅｍｒとブレーキ損失Ｅｂとの合計損失を算出する（ステップＳ２７）。また、走行状態がだ行ならば（ステップＳ２１：ＮＯ）、列車抵抗損失Ｅｒｔを、だ行時損失とする（ステップＳ２９）。その後、損失表示制御部２１４が、算出された損失エネルギーＥＬを表示出力する（ステップＳ３１）。
【００４８】
続いて、終着駅の到着や、外部からの終了指示等によって、損失エネルギー算出を終了するかを判定し、終了しないならば（ステップＳ３３：ＮＯ）、ステップＳ１に戻る、
終了するならば（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、損失エネルギー算出処理を終了する。
【００４９】
［作用効果］
このように、本実施形態の損失エネルギー算出装置１によれば、走行中の鉄道車両において、走行に係る損失エネルギーのリアルタイムな算出・表示が可能となる。また、各時刻の損失エネルギーＥＬとして、列車抵抗損失Ｅｒｔや機器損失Ｅｍといった内訳が算出・表示されるため、走行に係る損失エネルギーの分析が可能となる。この結果、運転士が、現在の走行に係る損失エネルギーを把握し、運転操作に活かすことが可能となる。
【００５０】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００５１】
例えば、上述の実施形態では、鉄道車両をモータを有する電気車としたが、これ以外の車両、例えば、エンジンや変速機を有する気動車や、バッテリ（蓄電装置）を有するハイブリッド車両、発電機を有するディーゼルハイブリッド車両としても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１  損失エネルギー算出装置
１１０  操作入力部、１２０  表示部、１３０  通信部
２００  処理部
２０２  走行状況取得部、２０４  運動エネルギー算出部
２０６  位置エネルギー算出部、２０８  列車抵抗損失算出部
２１０  力行時損失算出部、２１２  制動時損失算出部
２１４  損失表示制御部
３００  記憶部
３１０  損失エネルギー算出プログラム
３２０  線路条件データ、３２２  車両条件データ
３２４  位置速度データ、３２６  損失エネルギーデータ
【図１】
2015027174.tif 000003
【図２】
2015027174.tif 000004
【図３】
2015027174.tif 000005