(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両に搭載され、複数の階層の通信系から構成される車両敷設通信網に接続された複数の種類の鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法であって、
各鉄道車両用空調制御関連装置は、それぞれ当該装置に固有のデータを含む順位付けデータが設定されており、
前記順位付けデータは、
前記鉄道車両用空調制御関連装置が接続されている前記車両敷設通信網の最上位階層、
前記鉄道車両用空調制御関連装置の接続ポート数、及び
前記鉄道車両用空調制御関連装置毎に予め設定されている装置別固定データ
を含み、
前記鉄道車両用空調制御関連装置は、同一の前記通信系に接続されている同種の他の前記鉄道車両用空調制御関連装置と前記順位付けデータに基づいて調停を行って識別子を自動的に割り当てる調停モードを実行する
ことを特徴とする鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法。
【請求項２】
前記鉄道車両用空調制御関連装置は、
前記識別子が初期値である場合、同一の前記通信系に接続されている同種類の他の前記鉄道車両用空調制御関連装置と前記識別子が同一であることを検出した場合、又は他の前記鉄道車両用空調制御関連装置から調停要求を受けた場合に、前記識別子を自動的に割り当てる調停モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法として、例えば、「スレーブ装置２００をバス１０の信号線１３にディジーチェーン接続し、信号線１３間に抵抗器２０１を直列接続するとともにスイッチ手段２０２を抵抗器２０１に対して並列接続する。バス１０の信号線の一端はマスタ装置１００に接続し、他端は抵抗器１５で終端する。識別子設定時には各スレーブ装置２００においてスイッチ手段２０２を開放するとともにマスタ装置１００は信号線１３に直流電圧を印可する。各スレーブ装置２００は抵抗器１５の一端の電位を検出し、該電位に対応する識別子を自身の識別子として設定する。」というものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９５１３３号公報（要約、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法は、印加電圧上限と入力回路誤差を考慮する以上、接続数に制限があるという問題点があった。また、印加電圧の変動により入力電圧も変動するため、規定の入力電圧値範囲内に入る保証を得がたく精度が悪いという問題点があった。回路素子の定数ばらつきによっても入力電圧値の変動が生じるため、高精度素子をしなければならず、コスト上不利であるという問題点があった。
【０００５】
また、例えばＩＤ割り当てのための専用デジタル入力回路等を複数使用し、入力値０／１の組合せによりＩＤを決定した場合、ＣＰＵのポート数を考慮する以上、接続ノード数に制限がある。また、回路コストが増加するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、接続数に制限なく低コストで高精度に識別子を設定することを可能にした鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法は、鉄道車両に搭載され、複数の階層の通信系から構成される車両敷設通信網に接続された複数の種類の鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法であって、各鉄道車両用空調制御関連装置は、それぞれ当該装置に固有のデータを含む順位付けデータが設定されており、順位付けデータは、鉄道車両用空調制御関連装置が接続されている車両敷設通信網の最上位階層、鉄道車両用空調制御関連装置の接続ポート数、及び鉄道車両用空調制御関連装置毎に予め設定されている装置別固定データを含み、鉄道車両用空調制御関連装置は、同一の通信系に接続されている同種の他の鉄道車両用空調制御関連装置と順位付けデータに基づいて調停を行って識別子を自動的に割り当てる調停モードを実行するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法は、固有のデータを含む順位付けデータに基づいて、識別子を自動的に割り当てるものである。そのため、接続数の制限なく、また電圧に基づいて識別子を設定するものと比べて高精度に識別子を設定することが可能である。また、識別子が動的に割り当て可能であるので、製品出荷時点にて１台ずつ異なる識別子を設定する作業費を抑制でき、同種類機器の識別子を上位の情報端末等に一つに集約できるため、管理コストを抑制できる。また、識別子割り当て専用回路を設定する必要がないため、製品小型化・軽量化、回路コストの抑制ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態における鉄道車両用空調制御関連装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施の形態における鉄道車両用空調制御関連装置のノードＩＤ構成図である。
【図３】本発明の実施の形態における鉄道車両用空調制御関連装置の通常制御モードと調停モードを示す概念図である。
【図４】本発明の実施の形態における識別子設定方法によりノードＩＤが割り当てられた鉄道車両用空調制御関連装置のシステム構成図である。
【図５】本発明の実施の形態における鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法を示す概略フローである。（ａ）はそのメインフローを、（ｂ）はそのうちのＳ００７のステップの詳細な処理フロー（サブルーチン）をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の鉄道車両用空調制御関連装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本実施の形態の鉄道車両用空調制御関連装置のシステム構成図である。
図１における鉄道車両情報端末１は、車両毎に設けられ、例えば車両内の空調装置等の情報を管理するものである。また、空調制御装置２ａ及び２ｂは、空調装置全体を制御するものである。また、空調関連装置３ａ〜３ｅは、例えばインバータ装置、またはコンタクタ等を制御する制御装置等である。
なお、空調制御装置２ａ及び２ｂ並びに空調関連装置３ａ〜３ｄは、いずれも本発明における鉄道車両用空調制御関連装置に相当し、以下の説明で装置と称することがある。
【００１２】
接続形態１においては、本実施の形態の鉄道車両用空調制御関連装置のシステム構成は、３層構造となっている。最上位の層である第１層の通信系Ｎ１には、車両毎に設けられる鉄道車両情報端末１が接続している。
また、第２層の通信系Ｎ２には、空調制御装置２ａ及び２ｂが接続されている。また、空調制御装置２ａには、第３層の通信系Ｎ３−１を介して空調関連装置３ａ及び３ｂが接続されている。同様に、空調制御装置２ｂには、第３層の通信系Ｎ３−２を介して空調関連装置３ｃ及び３ｄが接続されている。
【００１３】
接続形態２においては、空調制御装置２ｂに、通信系Ｎ３−２を介して空調関連装置３ｃが接続されており、通信系Ｎ３−３を介して空調関連装置３ｅが接続されている。他の部分に関しては接続形態１と同様である。
【００１４】
接続形態３においては、空調制御装置２ｂが、第３層の通信系Ｎ３−２に接続されている。また、空調制御装置２ｂは、第４層の通信系Ｎ４を介して空調関連装置３ｃおよび空調関連装置３ｄが接続されている。他の部分に関しては接続形態１と同様である。
【００１５】
なお、空調制御装置に付されたＡという記号および空調関連装置に付されたＢという記号は、各装置の種類毎に決められる記号である。
また、図１において、車両敷設通信網を３層構造としているが、何層構造でもよい。また、通信網への機器接続形態として３つの例を示しているが、この３つの例に限られるものではない。
【００１６】
図２は、本実施の形態の鉄道車両用空調制御関連装置のノードＩＤ構成図である。
各空調制御関連装置（以下、装置と称する）に付与される識別子（以下、ＩＤと称する）は、『ノードＩＤ』『通信フレームＩＤ』など多種に渡るが、多くの場合はノードＩＤに対応する形でその他ＩＤも一意に定まる方式が採用される。そのため、本実施の形態においては、ノードＩＤを動的に割り当てる方法を説明する。
【００１７】
図２に示すように、ノードＩＤは、その装置が属する装置の種類を表す部位と、当該装置が接続される同一通信系バス内同種装置群内での自装置順位を表す部位とで構成される。種類は各装置の種類に応じて一意に定められている。順位は後述する方法によって動的に設定・変更される。また、各装置のノードＩＤは、自装置内の図示しない不揮発性メモリに記憶される。
【００１８】
また、図２では、ノードＩＤの種類および順位ともに４ｂｉｔであり、ノードＩＤが１Ｂｙｔｅの例を示しているが、このｂｉｔ数はこの例に限られるものではない。例えば、装置の数が多ければノードＩＤに複数Ｂｙｔｅ使用してもよい。また、例えば種類は固定であり、順位は可変であるものとする。また、順位の値は、例えば０ｈをデフォルト値とし、１ｈ〜Ｅｈが後述する方法によって動的に割り当てられるものであり、Ｆｈを使用不可のものとする。
【００１９】
各装置のノードＩＤには初期値を定め、種類部の値を０（ゼロ）とする。本初期値は、装置出荷の際に、パソコン等の専用の機材を用いて装置内の不揮発性メモリに記憶される。出荷後に本手法によってノードＩＤを動的に割り当てられた後においても、専用の機材により初期値にリセットすることができる。逆に、専用の機材によって、初期値以外のノードＩＤを強制的に割り当てることもできる。ただし、同一のＩＤを持つ装置が同一の通信系バス内に接続されていた場合は、本手法によって再び動的にＩＤの割り付けが実行される。
【００２０】
図３は、本実施の形態における鉄道車両用空調制御関連装置の通常制御モードと調停モードを示す概念図である。
また、ＩＤ割り当て処理のロバスト性を向上させるため、当該処理は専用のモードに遷移して実行する。当該モードを調停モードと呼ぶ。また、調停モードと対比し、通常制御を行うモードを通常制御モードと呼ぶ。通常制御モードを実施している際に、後述する調停モード移行条件が成立した場合、調停モードに遷移する。また、調停モードを実施している際に、後述する調停モード離脱条件が成立した場合、通常制御モードに遷移する。これにより、通常制御の影響を受けることなく、精度よくＩＤ割り当てを実施できる。
【００２１】
以下に、本実施の形態の鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法について詳しく説明する。なお、以下の図５の処理は、鉄道車両用空調制御関連装置に内蔵されているマイクロコンピュータ等によりなされるものである。
図４は、本実施の形態の識別子設定方法によりノードＩＤが割り当てられた鉄道車両用空調制御関連装置のシステム構成図である。図５は、本実施の形態における鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法を示す概略フローである。図５（ａ）はそのメインフローを、図５（ｂ）はそのうちのＳ００７のステップの詳細な処理フロー（サブルーチン）をそれぞれ示す。
【００２２】
図５のＳ００１において電源ＯＮされた装置は、Ｓ００２において、次の調停モード遷移条件（Ａ１）〜（Ａ３）のいずれかが成立するかを判断する。
（Ａ１）電源ＯＮ時点でノードＩＤが初期値である。
（Ａ２）当該装置が送信すべき通信フレームＩＤが付されたフレームを他同種装置から受信した。
（Ａ３）同種装置から調停要求を受信した。
（Ａ２）の条件は、例えば新たに装置が追加された場合に、自分のノードＩＤが、追加された装置のノードＩＤと重複し、それに伴い通信フレームＩＤも重複した場合に成立する。ただし、（Ａ１）〜（Ａ３）の成立条件は、同一の通信系に接続されている同種類の装置とのノードＩＤの重複を検出できる方法であれば他の方法でもよい。
【００２３】
上記の条件が成立していれば、Ｓ００３に移行し、調停モードに遷移する。そして、Ｓ００４において、同種装置に調停モード移行を促すため、調停要求の送信を開始する。そして、Ｓ００５−１において、ＩＤ割り当て処理のロバスト性を向上させるため、調停要求を含まないフレームの送信を停止する。また、Ｓ００５−２において、上記Ｓ００５−１の処理に伴い通信系フェールの誤判定を防止するため、通信系フェール判定を停止する。通信系フェールとは、通常時の通信における異常判定等である。また、Ｓ００５−３において、ＩＤ割り当てにおける通信対象は同種装置間のみであるため、同種装置以外のフレーム受信を停止する。
【００２４】
Ｓ００６において、自装置の順位を、暫定的に“１”にする。そして、Ｓ００７において、ＩＤ割り当て処理を行う。Ｓ００７の処理の詳細を（ｂ）に示している。Ｓ００７−１において、他同種装置からの順位付けデータを受信していればＳ００７−２へ、そうでなければＳ００８へ進む。Ｓ００７−２において、受信した順位付けデータが新規データであればＳ００７−３へ、そうでなければＳ００８へ進む。
【００２５】
Ｓ００７−３においては、自装置の順位付けデータと受信した順位付けデータを比較し、順位付けを行う。順位付けデータは、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ３）のデータを有し、同種装置間での順位付けは、次の優先順位に従って行われる。
（Ｂ１）車両内通信網のうち、自装置が接続されている最上位階層数
（Ｂ２）車両内通信網のうち、自装置の接続ポート数
（Ｂ３）装置別固定データ
【００２６】
（Ｂ３）については、装置毎に予め設定されているものであるが、（Ｂ１）及び（Ｂ２）については、各装置のメモリ等に保存されていてもよいが、調停の際にカウントしてもよい。
（Ｂ１）の数が他装置と同じであれば、（Ｂ２）の数にしたがって順位付けを行い、（Ｂ２）の数が他装置と同じであれば、（Ｂ３）の数にしたがって順位付けを行う。また、（Ｂ１）については、数が小さい方に小さい順位を設定し、（Ｂ２）については、数が大きい方に小さい順位を設定し、（Ｂ３）については、数が小さい方に小さい順位を設定する。
【００２７】
また、順位付けデータは調停要求を含むフレーム内に埋め込まれる。なお、（Ｂ３）の順位付けデータは、同一データを持った同種装置が通信系に接続されることのないようにシリアルＮｏ．などの各装置固有のものが望ましいが、データが一致する確率が充分に小さくなるよう設定された乱数などでもよい。このように、装置固有のデータを基に識別子が設定されるので、例えば電圧等を基に設定した場合と比べて精度よく識別子の設定を行うことができる。
【００２８】
このＳ００７−３の処理を図４の例を用いて具体的に説明する。
まず、図４の接続形態１において、空調制御装置２ａ及び２ｂが調停を行う例について説明する。図４の接続形態１において、空調制御装置２ａ及び２ｂは、上記（Ｂ１）はどちらも同じ２であり、上記（Ｂ２）もどちらも同じ２である。そのため、（Ｂ３）の装置別固定データを用いてノードＩＤの順位が設定されている。ここで、空調制御装置２ａは、装置別固定データＸ１のうち種類を表すＸを除く１を順位として用いる。また、空調制御装置２ｂも同様に、順位が設定されている。装置別固定データについては、装置毎に固有のものであればどのようなものでもよい。
【００２９】
次に、図４の接続形態２において、空調制御装置２ａ及び２ｂが調停を行う例について説明する。空調制御装置２ａ及び２ｂの上記（Ｂ１）については、どちらも同じ２である。そして、空調制御装置２ａの（Ｂ２）の数については、通信系Ｎ２及びＮ３−１が接続されているので、２である。空調制御装置２ｂの（Ｂ２）の数については、通信系Ｎ２、Ｎ３−２およびＮ３−３が接続されているので、３である。そのため、（Ｂ２）の数が大きい空調制御装置２ｂに小さい順位である１を設定する。
【００３０】
次に、図４の接続形態３において、空調制御装置２ａ及び２ｂが調停を行う例について説明する。空調制御装置２ａの上記（Ｂ１）の数は、第２層であるため２であり、空調制御装置２ｂの上記（Ｂ１）の数は、第３層であるため３である。そのため、（Ｂ１）の数が小さい空調制御装置２ａに小さい順位である１を設定する。
このように、Ｓ００７−３の処理を行うことで、同一の通信系に接続し、かつ同種類の装置に同じ順位が付されていないようにする。これにより、同一の通信系に接続している装置に同じノードＩＤが付されていない状態となる。
【００３１】
そして、Ｓ００８において調停要求送信停止条件が成立か判定し、成立するまでＳ００７の処理を繰り返す。この条件は、例えば規定時間を越えて自装置のＩＤの更新がないことであり、フレーム未受信で規定時間を超えた場合も含む。そして、Ｓ００８で上記条件を満たした場合、Ｓ００９に移行し、調停要求の送信を停止する。
【００３２】
そして、Ｓ０１０において、以下の（Ｃ１）または（Ｃ２）の調停モード離脱条件が成立するかどうかを判定する。また、Ｓ０１０の判定は、成立するまで繰り返され、条件が成立したらＳ０１１に遷移する。
（Ｃ１）フレーム受信があり、かつ規定時間を越えて同種装置全てからの調停要求取り下げ状態が継続している。
（Ｃ２）規定時間を越えてフレーム未受信である。
【００３３】
そして、Ｓ０１１において、Ｓ００５で行った設定であるフレーム送信停止、フェール判定停止及び同種装置以外のフレーム受信停止を全て解除する。そして、Ｓ０１２において、Ｓ００７−３で決定したノードＩＤを不揮発性メモリに格納する。そして、Ｓ０１３において、調停モードを離脱し、Ｓ０１４において、自己リセットを行うことで処理を安定させ、Ｓ００２の判定により再び調停モードになるまで、通常制御を行う。
【００３４】
以上により、本実施の形態の鉄道車両用空調制御関連装置の識別子設定方法は、固有のデータを含む順位付けデータに基づいて、識別子を自動的に割り当てるものである。そのため、接続数の制限なく、また電圧に基づいて識別子を設定するものと比べて高精度に識別子を設定することが可能である。また、識別子が動的に割り当て可能であるので、製品出荷時点にて１台ずつ異なる識別子を設定する作業費を抑制でき、同種類機器の識別子を上位の情報端末等に一つに集約できるため、管理コストを抑制できる。また、識別子割り当て専用回路を設定する必要がないため、製品小型化・軽量化、回路コストの抑制ができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  鉄道車両情報端末、２ａ，２ｂ  空調制御装置、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ  空調関連装置。
【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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