(57)【要約】  エンジン（１１０）および関連づけられた補助装置（１３０、１４０）のための方法およびシステムが提供される。補助装置（１３０、１４０）の状態は、補助装置（１３０、１４０）に動作可能に接続された発電機（１２０）からの信号および／またはエンジン（１１０）に関連づけられた他の信号によって提供される情報に基づいて診断されうる。異なるタイプの劣化は、情報内の特性の識別に基づいて区別されうる。したがって、劣化した補助装置（１３０、１４０）の構成要素は、点検によってもたらされる遅延を低減するやり方で特定されうる。【選択図】図１
2014526874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロエンジン（１１０）に動作可能に接続された発電機（１２０）に電気的に結合された補助装置（１３０、１４０）のための方法であって、
動作中に前記発電機（１２０）に関連づけられた直流リンク（１７１）パラメータを測定するステップと、
前記直流リンク（１７１）パラメータの周波数コンテンツ（４２０）に基づいて前記補助装置（１３０、１４０）の状態を診断するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記直流リンク（１７１）パラメータが直流リンク（１７１）電圧である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記直流リンク（１７１）パラメータが直流リンク（１７１）電流である請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記レシプロエンジン（１１０）および前記補助装置（１３０、１４０）のうちの少なくとも１つの動作状態、状況、またはモードを変化させながら前記周波数コンテンツ（４２０）の少なくとも１つの成分を追跡するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記追跡される周波数成分を、前記変化するレシプロエンジン（１１０）および前記変化する補助装置（１３０、１４０）のうちの１つと互いに関連させるステップをさらに含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
レシプロエンジン１１０の回転シャフト（１１１）に動作可能に結合された補助装置（１３０、１４０）のための方法であって、
動作中に前記レシプロエンジン（１１０）の回転シャフト（１１１）速度を測定するステップと、
前記シャフト（１１１）速度の周波数コンテンツ（４２０）に基づいて前記補助装置（１３０、１４０）の状態を診断するステップと
を含む方法。
【請求項７】
前記レシプロエンジン（１１０）および前記補助装置（１３０、１４０）のうちの少なくとも１つの動作状態、状況、またはモードを変化させながら前記周波数コンテンツ（４２０）の少なくとも１つの成分を追跡するステップをさらに含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記追跡される周波数成分を、前記変化するレシプロエンジン（１１０）および前記変化する補助装置（１３０、１４０）のうちの１つと互いに関連させるステップをさらに含む請求項７記載の方法。
【請求項９】
発電機（１２０）と、
前記発電機（１２０）に電気的に結合された補助装置（１３０、１４０）と、
動作中に前記発電機（１２０）に関連づけられた直流リンク（１７１）パラメータを測定するための直流リンクセンサ（１７１）と、
前記測定された直流リンク（１７１）パラメータをサンプリングおよび変換し、
前記直流リンク（１７１）パラメータの周波数コンテンツ（４２０）を識別し、
前記直流リンク（１７１）パラメータの周波数コンテンツ（４２０）に基づいて前記補助装置（１３０、１４０）の状態を診断するように構成された命令を含む
コントローラ（１５０）と
を備える車両システム（１００）。
【請求項１０】
前記直流リンク（１７１）パラメータが直流リンク（１７１）電圧である請求項９記載の車両システム（１００）。
【請求項１１】
前記直流リンク（１７１）パラメータが直流リンク（１７１）電流である請求項９記載の車両システム（１００）。
【請求項１２】
前記コントローラ（１５０）が劣化した補助装置（１３０、１４０）の状態を報告するように動作可能である請求項９記載の車両システム（１００）。
【請求項１３】
回転シャフト（１１１）を有するレシプロエンジン（１１０）と、
前記回転シャフト（１１１）に動作可能に結合された補助装置（１３０、１４０）と、
動作中に経時的に前記回転シャフト（１１１）の速度を測定するためのセンサ（１６０）と、
測定された速度をサンプリングおよび変換し、
前記速度の周波数コンテンツ（４２０）を識別し、
前記速度の周波数コンテンツ（４２０）に基づいて前記補助装置（１３０、１４０）の状態を診断するように構成された命令を含む
コントローラ（１５０）と
を備える車両システム（１００）。
【請求項１４】
前記コントローラ（１５０）が劣化した補助装置（１３０、１４０）の状態を報告するように動作可能である請求項１３記載の車両システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題の実施形態は、エンジンおよび関連づけられた補助装置を診断するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの構成要素および関連づけられた補助装置の構成要素は、様々な仕方で動作中に劣化することがある。例えば、エンジンにおけるエンジンシリンダは、摩耗した点火プラグのために失火し始めることがある。放熱器ファン（補助装置）は、バランスが崩れたファンブレードによりがたつき始めることがある。主電動機（補助装置）の性能は、電動機コイル巻線における開回路により劣化する可能性がある。
【０００３】
エンジンの劣化または補助装置の劣化を検出する１つの手法は、エンジン回転速度を監視することである。診断ルーチンは、エンジン回転速度の成分が閾値を超えるかどうかを監視して、点検を要求する、エンジン出力の定格を下げる、エンジンを遮断する、補助装置出力の定格を下げる、もしくは補助装置を遮断する診断コードまたは他の指示を生成することができる。
【０００４】
しかし、本明細書における発明者らは、エンジン回転速度の解析がエンジンの問題または補助装置の問題を完全に診断するには多くの場合不十分であることを認識した。さらに、エンジン回転速度は、あるタイプの補助装置（例えば、放熱器ファンまたは主電動機などの、エンジンに接続された発電機（オルタネータ）で動く補助装置）とはしばしば関連づけがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００４７４０８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態において、レシプロエンジンに動作可能に接続された発電機に電気的に結合された補助装置のための方法が開示される。本方法は、動作中に発電機に関連づけられた直流リンクパラメータを測定するステップと直流リンクパラメータの周波数コンテンツに基づいて補助装置の状態を診断するステップとを含む。
【０００７】
一実施形態において、レシプロエンジンの回転シャフトに動作可能に接続された補助装置のための方法が開示される。本方法は、動作中にレシプロエンジンの回転シャフトの速度を測定するステップと、シャフト速度の周波数コンテンツに基づいて補助装置の状態を診断するステップとを含む。
【０００８】
一実施形態において、車両システムが開示される。車両システムは、発電機と、発電機に電気的に結合された補助装置と、動作中に発電機に関連づけられた直流リンクパラメータを測定するための直流リンクセンサと、コントローラとを含む。コントローラは、測定された直流リンクパラメータをサンプリングおよび変換し、直流リンクパラメータの周波数コンテンツを識別し、直流リンクパラメータの周波数コンテンツに基づいて補助装置の状態を診断するように構成された命令を含む。
【０００９】
一実施形態において、車両システムが開示される。車両システムは、回転シャフトを有するレシプロエンジンと、回転シャフトに動作可能に結合された補助装置と、動作中に経時的に回転シャフトの速度を測定するためのセンサと、コントローラとを含む。コントローラは、測定された速度をサンプリングおよび変換し、速度の周波数コンテンツを識別し、速度の周波数コンテンツに基づいて補助装置の状態を診断するように構成された命令を含む。
【００１０】
一実施形態において、検査キットが開示される。検査キットは、発電機に関連づけられた、経時的に測定された直流リンクパラメータの周波数コンテンツに基づいて、発電機に電気的に結合された補助装置の状態を判定するように動作可能なコントローラを含む。
【００１１】
一実施形態において、検査キットが開示される。検査キットは、経時的に測定されたシャフト速度の周波数コンテンツに基づいて、レシプロエンジンの回転シャフトに動作可能に結合された補助装置の状態を判定するように動作可能なコントローラを含む。
【００１２】
本概要は、本明細書においてさらに説明される概念から選択された１つを簡略化された形態で紹介するために提供される。本概要は、特許請求される主題の主要な特徴または基本的な特徴を特定することは意図されておらず、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図されていない。さらに、特許請求される主題は、本開示のいずれかの部分に記した一部またはすべての欠点を解決する実施態様に限定されない。
【００１３】
本発明は、添付図面を参照して、非限定的な実施形態の以下の説明を読むことによって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジンおよび発電機（オルタネータ）を有し、本明細書において複数の車輪によってレール上を走るように構成された鉄道車両として描かれた車両システム（例えば、機関車システム）の例示的な実施形態の図である。
【図２】様々な補助装置１４０および主電動機に動作可能に接続された図１のエンジンおよび発電機の例示的な実施形態の図である。
【図３】時間的にサンプリングされた直流リンクパラメータから周波数コンテンツを生成する方法の例示的な実施形態の図である。
【図４】「健全な」（「ｈｅａｌｔｈｙ」）および「不健全な」（「ｕｎｈｅａｌｔｈｙ」）周波数コンテンツの例示的な実施形態を示す図である。
【図５】コントローラ内の診断ロジックが直流リンクパラメータの周波数コンテンツの不健全な状態をどのように検出することができるかを示す例示的な実施形態の図である。
【図６】特定の補助システムに劣化を分離する方法の例示的な実施形態の図である。
【図７】チューニングされた帯域通過フィルタのバンクを使用して、補助装置の状態を診断する方法の例示的な実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書に開示される主題の実施形態は、エンジンに関連づけられた補助装置を診断するためのシステムおよび方法に関する。また、本方法を行うための検査キットも提供される。エンジンは、機関車システムなどの車両内に含まれてもよい。他の適切なタイプの車両は、オンハイウェイ車両、オフハイウェイ車両、採掘装置、航空機、および船舶を含んでもよい。発明の他の実施形態は、風力タービンまたは発電機などの定置エンジン用に使用されてもよい。エンジンは、ディーゼルエンジンであってもよく、または別の燃料もしくは燃料の組み合わせを燃焼させてもよい。そうした代替の燃料は、ガソリン、灯油、バイオディーゼル、天然ガス、およびエタノール、ならびにこれらの組み合わせを含んでもよい。適切なエンジンは、圧縮点火および／または火花点火を使用することができる。これらの車両は、使用に伴って劣化する構成要素を有するエンジンを含むことがある。
【００１６】
さらに、本明細書に開示される主題の実施形態は、測定された発電機の電気的パラメータなどの発電機データ、または測定された発電機の電気的パラメータおよび／もしくはエンジンパラメータ（例えば、速度）から導出された発電機データ（例えば、導出されたトルクのプロファイル）を使用して、補助装置の状態を診断し、関連づけられたエンジン構成要素および補助装置の状態を区別する。
【００１７】
特定のタイプのエンジンの劣化を探す場合に、エンジンを特定の動作状態、状況またはモードに置くことができる。例えば、検査手順の一部としての自己負荷状態、ダイナミックブレーキ（ｄｂ）設定状態、または定常状態のモータリング状態中にエンジンを診断することができる。同様に、特定のタイプの補助装置の劣化を探す場合に、補助システムを特定の動作状態、状況またはモードに置くことができる。本明細書で論じる診断および予後の方法は、傾向の見極め、シリンダ間のばらつきの比較、検査手順の実行、修理の確認、および修理における支援のために使用されてもよい。あるいは、エンジンが通常動作中に特定の動作状態または状況に達する場合に、発電機および／またはエンジンデータをサンプリングし解析することができる。
【００１８】
図１は、本明細書において複数の車輪１０８を介してレール１０２上を走るように構成された鉄道車両１０６として描かれた車両システム１００（例えば、機関車システム）の例示的な実施形態の図である。図示するように、鉄道車両１０６は、発電機（オルタネータ）１２０に動作可能に接続されたエンジン１１０を含む。また、車両１０６は、車輪１０８を駆動するために発電機１２０に動作可能に接続された主電動機１３０を含む。車両１０６は、様々な機能を行うために発電機１２０またはエンジン１１０（例えば、回転可能なエンジンシャフト１１１。図２参照）に動作可能に接続された様々な補助システムまたは装置１４０をさらに含む。図１において別個に名前が付けられているとしても、主電動機１３０は、本明細書における一種の補助装置であると見なされる。
【００１９】
車両１０６は、車両システム１００に関連する様々な構成要素を制御するためのコントローラ１５０をさらに含む。一例において、コントローラ１５０は、コンピュータ制御システムを含む。一実施形態において、コンピュータ制御システムは、大部分はソフトウェアをベースとし、コンピュータ動作可能命令を実行するように構成された（プロセッサ１５２などの）プロセッサを含む。コントローラ１５０は、複数のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）を含むことができ、制御システムは、ＥＣＵのそれぞれに分散されていてもよい。コントローラ１５０は、鉄道車両の動作の車上監視および制御を可能にするための命令（例えば、コンピュータ実行可能命令）を含む、メモリ１５４などのコンピュータ可読記憶媒体をさらに含む。メモリ１５４は、揮発性および不揮発性記憶装置を含んでもよい。別の実施形態によると、コントローラは、例えば、本明細書に記載する様々な機能を行うデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）または他のハードウェア論理回路を使用するハードウェアをベースとするものであってもよい。
【００２０】
コントローラは、車両システム１００の制御および管理を統括することができる。コントローラは、エンジンの速度センサ１６０から、または様々な発電機センサ１７０から信号を受け取り、動作パラメータおよび動作状態を判定し、それに応じて様々なエンジンアクチュエータ１６２を調節して鉄道車両１０６の動作を制御することができる。実施形態によると、速度センサは、エンジンシャフト１１１に接続されたマルチ歯のピックアップホイール、およびピックアップホイールの歯がいつ磁気抵抗センサを通過するかを検知するための磁気抵抗センサを含む。例えば、コントローラは、様々な発電機センサから様々な発電機パラメータを表わす信号を受け取ることができる。発電機パラメータは、直流リンク電圧、直流リンク電流、発電機界磁電圧、発電機界磁電流、発電機出力電圧、および発電機出力電流を含むことができる。様々な実施形態によると、他の発電機パラメータも同様にあり得てもよい。それに応じて、コントローラは、コマンドを様々な構成要素、例えば、主電動機、オルタネータ、シリンダ弁、スロットルなどへ送ることによって、車両システムを制御することができる。発電機センサ１７０からの信号は、１つまたは複数のワイヤリングハーネス内にまとめて束ねられ、配線に当てられる車両システム１００のスペースを低減し、信号配線を摩耗および振動から保護することができる。
【００２１】
コントローラは、エンジンの動作特性を記録するため車上電子診断装置を含んでもよい。例えば、動作特性は、センサ１６０および１７０からの測定値を含むことができる。一実施形態において、動作特性は、メモリ１５４内のデータベースに保存されてもよい。一実施形態において、現在の動作特性を過去の動作特性と比較して、エンジンおよび／または補助装置の性能の傾向を判定することができる。
【００２２】
コントローラは、車両システム１００の構成要素の潜在する劣化および故障を識別および記録するための車上電子診断装置を含んでもよい。例えば、劣化の可能性のある構成要素が特定されると、診断コードをメモリ１５４に保存することができる。一実施形態において、固有の診断コードは、コントローラによって特定されうるそれぞれのタイプの劣化に対応することができる。例えば、第１の診断コードは、エンジンのシリンダ１に関する問題を示し、第２の診断コードは、エンジンのシリンダ２に関する問題を示し、第３の診断コードは、補助システムのうちの１つに関する問題を示すことができるなどである。
【００２３】
コントローラは、機関車の運転要員および保全要員に対してユーザインターフェースを提供する診断インターフェースディスプレイなどのディスプレイ１８０にさらに接続されてもよい。コントローラは、ユーザ入力制御装置１８２を介した運転手の入力に応答し、それに応じて様々なエンジンアクチュエータ１６２を調節するコマンドを送ることによって、エンジンを制御することができる。ユーザ入力制御装置１８２の非限定的な例は、スロットル制御装置、ブレーキ制御装置、キーボード、および電源スイッチを含むことができる。さらに、劣化した構成要素に対応する診断コードなどの、エンジンおよび補助装置の動作特性は、ディスプレイ１８０を介して運転手および／または保全要員に報告されうる。
【００２４】
車両システムは、コントローラに接続された通信システム１９０を含むことができる。一実施形態において、通信システム１９０は、音声およびデータメッセージを送受信するための無線機およびアンテナを含むことができる。例えば、データ通信は、車両システムと鉄道の管理センター、別の機関車、衛星、および／または線路切換器などの線路沿いにある機器との間であってもよい。例えば、コントローラは、ＧＰＳ受信機からの信号を使用して、車両システムの地理座標を推定することができる。別の例として、コントローラは、エンジンおよび／または補助装置の動作特性を、通信システム１９０から送信されるメッセージを介して管理センターへ送信することができる。一実施形態において、エンジンまたは補助装置の劣化した構成要素が検出されると、通信システム１９０によってメッセージを司令本部に送信することができ、車両システムが保全のためにスケジューリングされる。
【００２５】
図２は、様々な補助装置１４０（１４１、１４２、１４３、１４４）および主電動機１３０に動作可能に接続された図１のエンジン１１０および発電機１２０の例示的な実施形態の図である。様々な機械的な補助装置１４４は、回転するエンジンシャフト１１１に動作可能に結合され、エンジンシャフトによって駆動されうる。他の補助装置１４０は、電源レギュレータ２３０への直流リンク電圧を生成する整流器２１０を介して発電機１２０によって駆動される。そうした補助装置の例は、送風機１４１、圧縮機１４２、および放熱器ファン１４３を含む。主電動機１３０は、インバータ２２０への直流リンク電圧を生成する整流器２１０を介して発電機１２０によって駆動される。そうした補助装置１４０、主電動機１３０、およびそれらの実施態様は、当技術分野においてよく知られている。ある実施形態によると、発電機１２０は、実際には、例えば、主電動機１３０を駆動するための主発電機、および補助装置１４０の一部を駆動するための補助発電機などの、１つまたは複数の発電機であってもよい。補助装置のさらなる例は、ターボチャージャ、ポンプ、エンジン冷却システム、制動グリッド、およびエネルギー貯蔵システムを含む。
【００２６】
速度センサ１６０は、動作中にエンジンの回転シャフト１１１の速度を測定する。様々な実施形態によると、直流リンクセンサ１７１は、発電機センサであり、直流リンク電圧、直流リンク電流、またはその両方を測定することができる。様々な実施形態によると、界磁センサ１７２は、発電機センサであり、発電機の界磁電流、発電機の界磁電圧、またはその両方を測定することができる。ある実施形態によると、発電機センサ１７３および１７４は、発電機の電機子の出力電圧および電流をそれぞれ測定するために設けられる。用途に特有のパラメータに基づいて適切な市販のセンサを選択することができる。
【００２７】
図２を再び参照すると、発電機１２０のＡＣ出力は、ダイオード整流器２１０によって整流され、直流バスによって様々な補助システムまたは装置に供給される直流リンク電圧を形成する。直流リンク電圧は、電源レギュレータ２３０を介して一部の補助装置（例えば、送風機１４１、圧縮機１４２、および放熱器ファン１４３）を駆動する。直流リンク電圧は、インバータ２２０を介して主電動機１３０を駆動する。
【００２８】
実施形態によると、直流リンク電圧の周波数コンテンツに基づいて補助装置の状態を診断するために、直流リンク電圧は、直流リンクセンサ１７１によって測定され、コントローラ１５０によって分析される。図３に示すように、フーリエ変換処理３１０または帯域通過フィルタリング処理３２０を使用して、直流リンク電圧の周波数コンテンツを判定することができる。間欠的に動作する補助システムに対しては、短時間フーリエ変換またはウェーブレット変換などの時間周波数解析技法を使用することができる。代替として、直流リンク電圧の代わりに、直流リンク電流を測定し、使用することができる。コントローラ１５０は、周波数コンテンツの１つまたは複数の成分を解析し、特定の補助システムに分離し、特定の補助システムの状態を（例えば、補助システムの特定の構成要素に至るまで）診断するように構成される。ある実施形態によると、補助装置を診断する前に、初めにエンジン１１０を指定された動作状態、状況またはモードへと駆動することができる。
【００２９】
コントローラ１５０は、経時的に直流リンクパラメータをサンプリングし、直流リンクパラメータデータに対して周波数解析処理を行う。一実施形態によると、周波数解析処理は、フーリエ変換処理３１０（例えば、高速フーリエ変換ＦＦＴ処理）である。別の実施形態によると、周波数解析処理は、帯域通過フィルタリング処理３２０である。周波数解析処理は、サンプリングされた時間領域の直流リンクパラメータを周波数領域の周波数コンテンツに変換する。周波数コンテンツの様々な周波数成分は、直流（０次）、基本波（１次）、および高調波（２次、１／２次、３次など）の周波数成分を含むことができる。接続されている補助システムのそれぞれに対する基本周波数は、補助システムの動作速度／モードに応じて異なりうる。ある実施形態によると、フーリエ変換処理および帯域通過フィルタリング処理は、プロセッサ１５２によって実行されるコンピュータ実行可能命令を含む。例えば、電流と電圧の積であるキロボルトアンペア（ｋＶＡ）もしくはキロワット（ｋＷ）、または信号のｋＷ／周波数であるトルクなどの処理された／導出された信号に対して周波数変換を行うことができる。
【００３０】
エンジンは、所定のシーケンスで点火する複数のシリンダを有してもよく、各シリンダが４行程または２行程サイクルの間に１回点火する。例えば、４シリンダ、４行程エンジンは、１−３−４−２の点火シーケンスを有することができ、各シリンダがエンジンの２回転ごとに１回点火する。したがって、所与のシリンダの点火周波数は、エンジンの回転周波数の１／２であり、どのシリンダの点火周波数もエンジンの回転周波数の２倍である。エンジンの回転周波数は、第１エンジンオーダとして説明としてされてもよい。そうした１次の周波数成分は、測定された発電機パラメータの周波数コンテンツの中に現れうる。４行程エンジンの所与のシリンダの点火周波数は、１／２エンジンオーダとして説明されてもよく、この１／２エンジンオーダは、エンジンの回転周波数の１／２である。そうした１／２次周波数成分は、測定された直流リンクパラメータの周波数コンテンツの中にも現れうる。同様に、様々な補助システム（ファン、ポンプ、圧縮機、主電動機など）は、直流リンクパラメータに現れる周波数成分をやはり生成することができる周期的な成分を有することができる。
【００３１】
４行程エンジンの別の例として、１２シリンダエンジンは、１−７−５−１１−３−９−６−１２−２−８−４−１０の点火シーケンスを有することができ、各シリンダは、エンジンの２回転ごとに１回点火する。したがって、所与のシリンダの点火周波数は、エンジンの回転周波数の１／２であり、どのシリンダの点火周波数もエンジンの回転周波数の６倍である。２行程エンジンの例として、１２シリンダエンジンは、１−７−５−１１−３−９−６−１２−２−８−４−１０の点火シーケンスを有してもよく、各シリンダは、エンジンの１回転ごとに１回点火する。したがって、所与のシリンダの点火周波数は、エンジンの回転周波数であり、どのシリンダの点火周波数もエンジンの回転周波数の１２倍である。やはり、これらの周波数成分は、測定された直流リンクパラメータの周波数コンテンツの中に現れうる。
【００３２】
例えば、エンジンは、１０５０ＲＰＭで動作する４行程エンジンであってもよい。したがって、第１エンジンオーダは、１７．５Ｈｚであり、１／２エンジンオーダは、８．７５Ｈｚである。エンジンシャフト１１１が動作中に回転するにつれ、直流リンク電圧は、周期的な周波数で変動することができる。例えば、直流リンク電圧の周波数コンテンツは、第１エンジンオーダの周波数における周波数成分を含んでもよい。言いかえれば、周波数コンテンツのピークの大きさが１次周波数成分において生じてもよい。また、直流リンク電圧は、例えば、２次周波数（エンジン周波数の２倍）、３次周波数（エンジン周波数の３倍）などの１次周波数の他の高調波における周波数コンテンツを含んでもよい。同様に、直流リンク電圧は、１／２次周波数（エンジン周波数の半分）など１次周波数よりも低い周波数における周波数コンテンツを含んでもよい。
【００３３】
「健全な」および適正に動作しているエンジンまたは補助システムに対して、測定された直流リンクパラメータの周波数コンテンツは、特定の健全なシグネチャを有することができる。そうした健全なシグネチャからの偏移は、エンジンまたは補助システムに関して問題があることを示すことができる。例えば、実施形態によると、周波数コンテンツの１／２次の大きさおよび／または位相を解析することによって補助システムの状態を診断することができる。
【００３４】
図４は、「健全な」および「不健全な」周波数コンテンツの例示的な実施形態を示す図である。実施形態によると、図４に示すように、健全な補助システム（すなわち適正に動作している補助システム）の周波数コンテンツ４１０は、絶対的および相対的な大きさの３つの周波数成分を有する。不健全なエンジン（すなわち、なんらかの劣化または故障により適正に動作していない補助システム）の周波数コンテンツ４２０は、健全なエンジンに対する周波数コンテンツ４１０と同じ位置に３つの周波数成分を有する。しかし、実施形態によると、１つの周波数成分４２１（例えば、１／２次成分）の振幅は、歪んでおり（例えば、振幅が増加しており）、別の周波数成分４２３（例えば、２次成分）の振幅も歪んでいる（例えば、振幅が減少している）。周波数コンテンツ４２０における歪んだ周波数成分４２１および４２３は、不健全な補助システムであることを示す。さらに、不健全な補助システムの周波数コンテンツ４２０における他の周波数成分に比べて歪んだ周波数成分の特定の特性（例えば、振幅）は、特定のタイプの劣化または故障があることを示すことができる。また、補助システムの基準成分に対する、１／２次成分の位相を使用して、問題を補助システムの特定の構成要素に分離することができる。
【００３５】
劣化した構成要素は、補助システムをあまり効率よく動作させることができない。さらに、劣化した構成要素の状態は、構成要素の劣化を加速させることがあり、それによって破局的な補助システムの故障および道路の破損の可能性を増大させる場合がある。診断は、劣化の警告ならびに劣化した補助システムの構成要素のタイプおよび／または位置の指摘の両方を含んでもよい。
【００３６】
図５は、コントローラ１５０内の診断ロジック５１０が直流リンクパラメータの周波数コンテンツにおける不健全な状態をどのように検出することができるかの実施形態の図である。例えば、診断ロジック５１０によって１／２次成分４２１を閾値Ｔと比較することができる。成分４２１の大きさが閾値Ｔを超える場合、診断ロジック５１０は、補助システムに劣化が生じたと判定する。さらに、診断ロジック５１０が、１次成分４２２に対する１／２次成分の割合が第２の閾値を超え、２次成分４２３に対する１次成分の割合が第３の閾値を超えたと判定する場合、診断ロジック５１０は、劣化を特定の補助システムの構成要素に分離する。実施形態によると、診断ロジックは、プロセッサ１５２によって実行されるコンピュータ実行可能命令を含む。実施形態によると、直流すなわち０次成分に対する１／２次成分の割合は、補助装置に問題があることを示すことができる。さらに、閾値Ｔは、補助装置の動作条件、例えば、出力、速度、周囲条件、修理履歴などに依存することができる。
【００３７】
例えば、診断し、区別し、分離することができる補助システムの劣化または故障のタイプは、バランスの崩れた放熱器ファン、欠陥のある圧縮機、および劣化した主電動機を含むことができる。一旦劣化または故障が診断されると、処置を講ずることができる。そうした処置は、例えば、運転手に（例えば、ディスプレイ１８０を介して）警告信号を提供すること、補助システムの動作パラメータを調節すること（例えば、補助システムの出力の定格を下げること、補助システムの一部を遮断すること、補助システムを完全に遮断すること）、保全処置を記録すること、および診断された状態を（例えば、通信システム１９０を介して）セントラル位置へ送信すること含むことができる。
【００３８】
図６は、特定の補助システムに劣化を分離する方法の例示的な実施形態の図である。ＦＦＴ処理または帯域通過フィルタリング処理からの周波数コンテンツの特定の周波数成分は、コントローラ１５０の位相ロックループ（ＰＬＬ）処理６１０によって（周波数において）追跡される。周波数成分は、動作状態（例えば、圧縮機速度、放熱器ファン速度、エンジン回転速度など）の変化により移り変わることがある。実施形態によると、コントローラ１５０は、特定の補助システム（例えば、放熱器ファン１４３）の動作状態、状況またはモード（例えば、速度）を変えることができる。（ＰＬＬ処理によって追跡されるような）特定の周波数成分が特定の補助システムの変化する動作状態、状況またはモードに対応して変動する場合、その特定の周波数成分は、その特定の補助システムと互いに関連づけられる。ＰＬＬ処理により追跡された周波数成分の振幅および／または位相を１つまたは複数の閾値と比較して、分離された補助システム内の特定の問題（例えば、特定の劣化した構成要素）を診断することができる。
【００３９】
実施形態によると、直流リンク電圧（または直流リンク電流）の周波数コンテンツの複数の周波数成分が、連続的に追跡され、特定の補助装置と互いに関連づけられる。特定の周波数成分が特定の補助システムと互いに関連づけられてない場合は、エンジン１１０の状態、状況または動作状態（例えば、速度）を変えて、特定の周波数成分がエンジンと互いに関連するかどうかを判定することができる。このように、エンジンの劣化と補助装置の劣化とを区別することができる。実施形態によると、様々な補助システムは、コントローラがどの補助システムのどの状態が変化しているのかがわかるように、（センサ指示器を介して）コントローラ１５０にフィードバックを行う。
【００４０】
その結果、特定の周波数成分が直流リンク電圧の周波数コンテンツに急に現れる場合、本明細書に記載された技法を用いて、この周波数成分をエンジンまたは補助装置に分離することができる。エンジンが除外される場合は、本明細書に記載された技法をさらに用いて、特定の補助システムに、究極的には特定の補助システムに関する特定の問題に分離することができる。例えば、エンジン回転速度を変えることによって直流リンク電圧の周波数コンテンツに急に現れる１２Ｈｚの周波数成分は、エンジンに対応するものとしては除外される。最終的に、１２Ｈｚの成分が主電動機１３０に分離されるまで、コントローラ１５０によって、放熱器ファン１４３、圧縮機１４２、送風機１４１、および主電動機１３０の動作状況を連続的に変える。次いで、１２Ｈｚの成分の振幅をいくつかの閾値と比較し、主電動機１３０の破局的な故障がすぐに起こりそうであると判定する。その結果、主電動機１３０が遮断される。
【００４１】
図２を再び参照すると、様々な機械的に駆動される補助装置１４４は、エンジン１１０の回転シャフト１１１に動作可能に結合されうる。そうした機械的に駆動装置の例は、ポンプおよびエンジン冷却システムを含むことができる。ある実施形態によると、エンジン１１０の回転シャフト速度は、（例えば、速度センサ１６０によって）測定され、コントローラ１５０は、シャフト速度の周波数コンテンツに基づいて補助装置の状態を診断する。
【００４２】
再び、フーリエ変換処理３１０または帯域通過フィルタリング処理３２０を使用して、シャフト速度の周波数コンテンツを判定することができる。間欠的に動作する補助システムに対しては、短時間フーリエ変換またはウェーブレット変換などの時間周波数解析技法を使用することができる。コントローラ１５０は、周波数コンテンツの１つまたは複数の成分を解析し、回転シャフト１１１に結合された特定の補助システムに分離し、特定の補助システムの状態を診断するように構成される。ある実施形態によると、補助装置を診断する前に初めにエンジン１１０または補助装置のいずれかを指定された動作状態、状況またはモードへと駆動する。例えば、診断中にエンジンによって生成された周波数が補助装置によって生成された周波数と同じまたはそれに非常に近い場合は、エンジン、補助装置またはその両方の動作モード／周波数を変更して周波数分離を行うことができる。この分離は、診断の時間中に行うことができる。
【００４３】
やはり、図６は、劣化を特定の補助システムに分離する方法の例示的な実施形態の図である。ＦＦＴ処理または帯域通過フィルタリング処理からの周波数コンテンツの特定の周波数成分は、コントローラ１５０の位相ロックループ（ＰＬＬ）処理６１０によって（周波数において）追跡される。ある実施形態によると、コントローラ１５０は、特定の補助システム（例えば、ポンプ）の動作状態、状況またはモード（例えば、圧力）を変化させることができる。（ＰＬＬ処理によって追跡されるような）特定の周波数成分が特定の補助システムの変化する動作状態、状況またはモードに対応して変わる場合、その特定の周波数成分は、その特定の補助システムと互いに関連している。追跡される周波数成分の振幅および／または位相を１つまたは複数の閾値と比較して、分離された補助システムに関する特定の問題を診断することができる。
【００４４】
実施形態によると、シャフト速度の周波数コンテンツの複数の周波数成分は、連続的に追跡されて、シャフト１１１に結合された特定の補助装置に互いに関連づけられる。実施形態によると、様々な補助システムは、コントローラがどの補助システムのどの状態が変化しているかがわかるようにコントローラ１５０にフィードバックを行う。その結果、特定の周波数成分が速度信号の周波数コンテンツに急に現れる場合、本明細書に記載された技法を用いて周波数成分を補助装置に、究極的には特定の補助システムに関する特定の問題に分離することができる。
【００４５】
実施形態によると、コントローラ１５０は、劣化した補助装置の状態を、例えば、ディスプレイ１８０および通信システム１９０を介して報告するように動作可能である。さらに、実施形態によると、コントローラ１５０は、診断された状態に基づいて補助装置の動作パラメータ（例えば、ファン速度）を調節するように構成された命令を含む。
【００４６】
ある実施形態は、発電機に関連づけられた、ある時間わたって測定された直流リンクパラメータの周波数コンテンツに基づいて発電機に電気的に結合された補助装置の状態を判定するように動作可能なコントローラを有する検査キットを含む。検査キットは、発電機に関連づけられた直流リンクパラメータ（例えば、電圧または電流）を検知するセンサをさらに含んでもよい。コントローラは、経時的に直流リンクパラメータをサンプリングし、直流リンクパラメータの周波数コンテンツを抽出するセンサと通信するようにさらに動作可能である。
【００４７】
別の実施形態は、経時的に測定されたシャフト速度の周波数コンテンツに基づいて、レシプロエンジンの回転シャフトに動作可能に結合された補助装置の状態を判定するように動作可能なコントローラを有する検査キットを含む。検査キットは、シャフト速度を検知するセンサをさらに含んでもよい。コントローラは、経時的に速度をサンプリングし、速度の周波数コンテンツを抽出する速度センサと通信するようにさらに動作可能である。
【００４８】
代替として、ＰＬＬ処理を用いる代わりに、直流リンク電圧（もしくは直流リンク電流）または速度信号は、コントローラ１５０内の帯域通過フィルタのバンクによって処理されてもよく、それぞれの帯域通過フィルタが特定の状態下での動作に対応する特定の周波数にチューニングされる。フィルタされた信号の２乘平均平方根（ＲＭＳ）の値（または他の一部の組み合わせ、例えば、フィルタされた信号の平均）は、（例えば、ＲＭＳ値を決められた閾値と比較することによって）補助構成要素の健全性の指標を提供する。図７は、（例えば、コンピュータ実行可能命令の形態で）コントローラによって提供されるＲＭＳ処理７２０およびコンパレータ処理７３０と共に、チューニングされた帯域通過フィルタ７１０のバンクを使用して、補助装置の状態を診断する方法の例示的な実施形態の図である。
【００４９】
再び、ＰＬＬ処理を用いる代わりに、直流リンク電圧または速度信号は、ＦＦＴ処理または帯域通過フィルタリング処理によって処理されてもよく、周波数コンテンツにおけるパターンをコントローラによって解析し、補助装置の故障モードまたは劣化を判定することができる。特定の補助システムの動作の基本周波数を前もって知ることによって、周波数コンテンツにおける様々な高調波を特定の補助装置と互いに関連づけることができる。例えば、１２Ｈｚの副高調波周波数は、２４Ｈｚの基本周波数で動作する補助システムと互いに関連づけられうる。
【００５０】
速度信号の周波数コンテンツおよび直流リンク電圧（または直流リンク電流）の周波数コンテンツの両方を使用して、補助装置の状態を診断することができる。速度および直流リンク信号の両方を使用して、本明細書に記載された様々な技法を特定の方法で組み合わせて、エンジンと区別し、特定の補助システムに分離し、補助システムの特定の構成要素にさらに分離する。
【００５１】
ここで、本明細書に記載されたシステムおよび方法の用途のさらなる例を提供する。その例は、直流リンクデータおよび／またはエンジン回転速度データの周波数コンテンツに基づいて、補助システムの劣化の異なるタイプを診断および区別するための様々な手法を示す。
【００５２】
一実施形態において、劣化した補助システムは、周波数コンテンツシグネチャ、例えば１／２次閾値よりも大きい１／２次周波数成分の大きさに基づいて検出されうる。代替の実施形態において、周波数コンテンツの大きさは、周波数のレンジにわたって積分されてもよく、補助システムの劣化した構成要素は、積分閾値よりも大きい積分値に基づいて検出されうる。
【００５３】
補助システムの他の構成要素がより健全な（またはあまり劣化していない）場合、ある劣化した構成要素の検出は、補助システムの複数の構成要素が劣化しているときよりもより明瞭な周波数コンテンツシグネチャを有することができる。例えば、ある劣化した構成要素の周波数コンテンツシグネチャは、１／２次周波数成分の大きさを１／２次の閾値の大きさと比較することによって識別されうる。しかし、複数の劣化した構成要素は、単一の劣化した構成要素とは異なる周波数成分シグネチャを有する場合がある。さらに、複数の劣化した構成要素の動作シーケンス順序における位置は、周波数コンテンツシグネチャを変化させることがある。例えば、位相が１８０°ずれた２つの劣化した構成要素は、連続した動作シーケンス順序における２つの劣化した構成要素とは異なる周波数成分シグネチャを有することがあり、したがって本明細書で開示した方法は、周波数コンテンツシグネチャの様々な変化に基づいて１つまたは複数の劣化した構成要素を識別することができる。さらに、様々な周波数および動作状態で周波数コンテンツを記録することによって健全な補助システムの周波数コンテンツシグネチャを生成することが有益な場合がある。一実施形態において、補助システムの周波数コンテンツを健全な補助システムの周波数コンテンツシグネチャと比較することができる。例えば、健全な補助システムまたは異なる劣化した補助システムの構成要素の周波数コンテンツシグネチャと一致しない異常は、コントローラによって識別され報告されうる。
【００５４】
一実施形態において、時間領域の直流リンクデータは、１次周波数よりもわずかに大きな遮断周波数を有する低域通過フィルタによってフィルタリングされてもよい。例えば、遮断周波数は、１次周波数よりも１０〜２０パーセント大きくてもよい。したがって、一実施形態において、遮断周波数は、エンジン回転速度によって決定されうる。直流リンクデータは、ナイキストレート以上の周波数で時間的にサンプリングされてもよい。一実施形態において、時間領域の信号は、第１エンジンオーダ周波数（または第１補助システムオーダ周波数）の２倍より大きな周波数でサンプリングされてもよい。一実施形態において、時間領域の信号は、エンジンのレッドライン周波数の２倍よりも大きな周波数でサンプリングされてもよい。したがって、低域通過フィルタリングおよびナイキストレート以上の周波数でのサンプリングによって、直流リンクデータの周波数コンテンツの偽信号が発生する可能性がなくなる。同じことが、エンジン回転速度データに対して当てはまりうる。
【００５５】
本明細書で論じたように、サンプリングされた直流リンクデータ（例えば、直流リンク電圧、直流リンク電流）および／またはエンジン回転速度データを変換して、周波数領域の周波数コンテンツを生成することができる。一実施形態において、高速フーリエ変換を使用して、周波数領域の周波数コンテンツを生成することができる。一実施形態において、相関アルゴリズムを適用して、直流リンクデータおよび／またはエンジン回転速度データの周波数コンテンツを補助システムの状態に対するシグネチャと比較することができる。例えば、健全な補助システムに対するシグネチャは、１次閾値を下回る大きさの１次周波数での周波数コンテンツおよび１／２次閾値を下回る大きさの１／２次周波数での周波数コンテンツを含むことができる。１次閾値は、補助システムの動作状態に対応することができる。
【００５６】
例えば、補助システムの初期の動作からの周波数コンテンツのサンプルを含む補助システムの履歴データを、データベースに保存することができる。したがって、周波数コンテンツにおける傾向を検出することができ、この傾向を使用して、補助システムの健全性を判定することができる。例えば、所与の放熱器ファンの速度および負荷に対する１／２次成分における大きさの増加は、放熱器ファンが劣化しつつあることを示すことができる。
【００５７】
一実施形態において、直流リンクデータおよび／またはエンジン回転速度データの周波数コンテンツは、補助装置の履歴データを含むデータベースに保存されてもよい。例えば、データベースは、コントローラ１５０のメモリ１５４内に保存されてもよい。別の例として、データベースは、鉄道車両１０６から遠いサイトに保存されてもよい。例えば、履歴データは、メッセージ内に封入され、通信システム１９０によって送信されてもよい。このように、指令センターは、実時間で補助装置の健全性を監視することができる。例えば、指令センターは、通信システム１９０によって送信された直流リンクデータおよび／またはエンジン回転速度データを使用して、補助装置の状態を診断するステップを行うことができる。例えば、指令センターは、鉄道車両１０６から直流リンク電圧データを受け取り、直流リンク電圧データを周波数変換し、変換されたデータに相関アルゴリズムを適用し、補助システムの潜在する劣化を診断することができる。さらに、指令センターは、資本投資を最適化するやり方で、保全をスケジューリングし、健全な機関車および保全要員を配備する。履歴データをさらに使用して、装置の点検、装置の改修、および装置の構成要素の取り替えの前後に補助装置の健全性を評価することができる。
【００５８】
一実施形態において、潜在する故障は、ディスプレイ１８０を介して機関車の運転要員に報告されてもよい。一旦通知されると、運転手は、鉄道車両１０６の動作を調節して、補助装置のさらなる劣化の可能性を低減することができる。一実施形態において、潜在する故障を示すメッセージは、通信システム１９０によって指令センターへ送信されてもよい。さらに、潜在する故障の重大度を報告することができる。例えば、直流リンクデータおよび／またはエンジン回転速度データの周波数コンテンツに基づいて故障を診断することによって、故障が単に平均的な補助システムの情報のみを用いて診断される場合よりも早く故障を検出することができる場合がある。したがって、潜在する故障が劣化の初期段階において診断される場合、補助システムは、動作し続けることができる。対照的に、潜在する故障が重大であると診断される場合は、補助システムを停止する、または速やかな保全をスケジューリングすることが望ましいことがある。一実施形態において、潜在する故障の重大度は、閾値と直流リンクおよび／または速度データの周波数コンテンツの１つまたは複数の成分の大きさとの差によって判定されてもよい。
【００５９】
直流リンクデータおよび／またはエンジン回転速度データの周波数コンテンツを解析することによって、動作中に補助装置を監視し、診断することが可能な場合がある。さらに、劣化した構成要素を有する補助システムの動作を調節して、場合によっては構成要素のさらなる劣化を低減し、場合によってはさらなる補助システムの故障および使用中の故障の可能性を低減することができる。例えば、１／２次成分を、１／２次閾値と比較することができる。一実施形態において、１／２次成分の大きさが１／２次閾値よりも大きい場合、潜在する故障は、劣化した、第１の劣化構成要素である可能性がある。しかし、１／２次成分の大きさが１／２次閾値よりも大きくない場合、潜在する故障は、第２の劣化した構成要素である可能性がある。
【００６０】
一実施形態において、潜在する故障は、ディスプレイ１８０を介して機関車の運転要員に報告されてもよく、運転手は、鉄道車両１０６の動作を調節してさらなる劣化の可能性を低減することができる。一実施形態において、潜在する故障を診断するメッセージは、通信システム１９０によって指令センターへ送信されてもよい。
【００６１】
一例において、直流リンクおよび／または速度データの１／２次周波数成分は、補助システムのそれぞれ動作不能にされた構成要素に対して監視されてもよい。構成要素が動作不能にされている間に、１／２次周波数成分が１／２次閾値を下回る場合は、構成要素は、劣化している可能性がある。構成要素が動作不能にされている間に、１／２次周波数成分が１／２次閾値を上回ったままである場合は、構成要素は、健全な構成要素である可能性がある。言いかえれば、劣化した構成要素は、他の補助システムの構成要素よりも１／２次周波数成分においてより大きな量の周波数コンテンツに寄与する構成要素である可能性がある。一実施形態において、補助システムがアイドリング状態で、または軽負荷で動作している場合は、診断を無効にする選択が行われてもよい。
【００６２】
補助システムにさらなる損傷をもたらしうるようなやり方で劣化した構成要素を故障させるよりも、補助システムのスイッチを切るほうがより望ましい場合がある。一実施形態において、潜在する故障が重大なため補助システムの継続的な動作が望ましくない可能性があることを示す閾値を決定することができる。例えば、１／２次周波数成分の大きさが閾値を超える場合、潜在する故障は、重大であると判定されうる。潜在する故障の重大度が閾値を超える場合、補助システムを停止することができる。
【００６３】
例えば、通信システム１９０を介して送られるメッセージなどによって点検をスケジューリングする要求を送ることができる。さらに、潜在する故障の状態および潜在する故障の重大度を送ることによって、鉄道車両１０６の休止時間を低減することができる。例えば、潜在する故障の重大度が低い場合、鉄道車両１０６に対して点検は延期されてもよい。診断された状態に基づいて補助システムの動作パラメータを調節することなどによる、補助システムの出力の定格を下げることによって休止時間をさらに低減することができる。補助システムの定格を下げることを可能にするかどうかが判断されてもよい。例えば、補助システムの出力の定格を下げることによって、直流リンクデータの周波数コンテンツの１つまたは複数の成分の大きさを低減することができる。
【００６４】
一実施形態において、直流リンクデータおよび／またはエンジン回転速度データの周波数コンテンツを識別するために、およびこれらデータの周波数コンテンツに基づいて補助装置の状態を診断するために、検査キットを使用することができる。例えば、検査キットは、１つまたは複数の直流リンクセンサおよび／またはエンジン回転速度センサと通信するように動作可能で、関連づけられたデータをサンプリングするように動作可能なコントローラを含むことができる。コントローラは、１つまたは複数のセンサからの信号を補助装置の周波数情報を表わす周波数コンテンツに変換するようにさらに動作可能であってもよい。コントローラは、センサからの発電機データの周波数コンテンツに基づいて補助装置の状態を診断するようにさらに動作可能であってもよい。検査キットは、直流リンクパラメータ（例えば、直流リンク電圧）および／またはエンジンパラメータ（例えば、エンジン回転速度）を検知するための１つまたは複数のセンサをさらに含んでもよい。
【００６５】
本明細書および特許請求の範囲において、以下の意味を有する多くの用語に言及する。単数形「１つの」（「ａ」）、「１つの」（「ａｎ」）、および「その」（「ｔｈｅ」）は、文脈が別段明白に指示しなければ、複数の指示対象を含む。明細書および特許請求の範囲の全体にわたって本明細書で使用される場合、近似する文言は、その文言が関わる基本的な機能の変化をもたらすことなく、許容される範囲で変わる可能性のあるあらゆる量的な表現を修飾するために適用されうる。したがって、「約」（「ａｂｏｕｔ」）などの用語によって修飾される値は、指定された正確な値に限定されることはない。一部の事例において、近似する文言は、値を測定するための器具の精度に対応することがある。同様に、「〜がない」（「ｆｒｅｅ」）は、用語と組み合わせて使用されことがあり、ごくわずかな数または微量を含んでもよいが、依然として修飾される用語がないと見なされる。さらに、特に別段の指定がない限り、「第１の」、「第２の」などの用語の使用はいずれも、順序または重要性を全く意味せず、むしろ「第１の」、「第２の」などの用語は、ある要素を別の要素と区別するために使用される。
【００６６】
本明細書で使用される場合、「可能性がある」（「ｍａｙ」）および「であってもよい」（「ｍａｙ  ｂｅ」）という用語は、一連の状況の範囲内で発生する可能性、特定の性質、特性もしくは機能を有していることを示し、および／または修飾された動詞に関連づけられた力量、能力または可能性のうちの１つもしくは複数を表現することによって別の動詞を修飾する。したがって、「可能性がある」（「ｍａｙ」）および「であってもよい」（「ｍａｙ  ｂｅ」）の用法は、一部の状況において修飾される用語が適正でなく、有能でなく、または適切ではない可能性が時々はあることを考慮に入れながら、修飾される用語が、示された能力、機能、または用法に対して明らかに適正で、有能で、または適切であることを示す。例えば、一部の状況において、事象または能力が期待される場合があるが、他の状況おいては、事象または能力が発生しない場合があり、この区別が「可能性がある」（「ｍａｙ」）および「であってもよい」（「ｍａｙ  ｂｅ」）という用語によって捉えられる。「発電機」（「ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」）、「オルタネータ」（「ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ」）という用語は、本明細書において交換可能に使用される（しかし、一方の用語またはもう一方の用語が用途に応じてより適正である場合があることがわかる）。「周波数コンテンツ」（「ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｅｎｔ」）および「高調波コンテンツ」（「ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｃｏｎｔｅｎｔ」）という用語は、本明細書において交換可能に使用され、基本周波数（および／または位相）成分ならびに基本成分の上および下の関連づけられた高調波周波数（および／または位相）成分を指すことができる。コントローラまたはプロセッサに関して本明細書で用いる「命令」（「ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ」）という用語は、コンピュータ実行可能命令を指すことができる。
【００６７】
本明細書に記載される実施形態は、特許請求の範囲において列挙された本発明の各要素に対応する要素を有する物品、システム、および方法の例である。本明細書によって、当業者は、特許請求の範囲に列挙された本発明の要素に同じように対応する代替の要素を有する実施形態を作り、使用することができる。したがて、本発明の範囲は、特許請求の範囲の文字どおりの文言と相違しない物品、システムおよび方法を含み、特許請求の範囲の文字どおりの文言と実質的に差異のない他の物品、システムおよび方法をさらに含む。本明細書においてある特徴および実施形態のみを示し説明したが、当業者には多くの修正形態および変更形態を思いつくことができる。添付の特許請求の範囲は、そうしたすべての修正形態および変更形態を包含する。
【符号の説明】
【００６８】
１００  車両システム
１０２  レール
１０６  鉄道車両
１０８  車輪
１１０  エンジン
１１１  エンジンシャフト
１２０  発電機
１３０  主電動機
１４０  補助装置
１４１  送風機
１４２  圧縮機
１４３  放熱器ファン
１４４  補助装置
１５０  コントローラ
１５２  プロセッサ
１５４  メモリ
１６０  速度センサ
１６２  エンジンアクチュエータ
１７１  直流リンクセンサ
１７２  界磁センサ
１７３  発電機センサ
１７４  発電機センサ
１８０  ディスプレイ
１８２  ユーザ入力制御装置
１９０  通信システム
２１０  ダイオード整流器
２２０  インバータ
２３０  電源レギュレータ
３１０  フーリエ変換処理
３２０  帯域通過フィルタリング処理
４１０  周波数コンテンツ
４２０  周波数コンテンツ
４２１  周波数成分
４２２  １次成分
４２３  周波数成分
５１０  診断ロジック
６１０  位相ロックループ処理
７１０  帯域通過フィルタ
７２０  ＲＭＳ処理
７３０  コンパレータ処理
【図１】
2014526874.tif 000003
【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】
2014526874.tif 000009
【国際調査報告】
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2014526874.tif 000011
2014526874.tif 000012
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