(57)【要約】【課題】  内部に発電機及び回生電力を回収する二次電池を備え、この発電機からの供給電力及び二次電池の蓄電電力によって主電動機が車輪を駆動するハイブリッド型鉄道車両において、二次電池の蓄電電力を効率良く利用し、走行にかかる所要時分の短縮を図ること。【解決手段】  二次電池の蓄電電力を用いない場合の引張力基礎曲線に基づいた基準ランカーブ（図（ａ））を、走行線区の速度域で分割し、各速度域ＶＲ１〜ＶＲ３毎に該速度域に応じた引張力曲線を設定する。このとき、二次電池の蓄電電力を該速度域に分配するように引張力曲線を設定する。従って、各速度域ＶＲ１〜ＶＲ３での引張力Ｆが増加して加速度αが向上するので、図（ｂ）のように、走行線区全体にかかる所要時分が短縮された変更ランカーブが作成される。【選択図】図１
2005198416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池と、前記二次電池の充放電を制御する制御手段とを具備するハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を、所定の基準運転曲線から作成する運転曲線作成装置であって、
走行線区を予め定められた条件で分割することにより前記基準運転曲線の変更対象区間を決定する決定手段と、
前記二次電池の蓄電電力を用いない場合の引張力曲線である引張力基礎曲線及び前記二次電池の容量に基づいて、前記変更対象区間の引張力曲線を設定する引張力曲線設定手段と、
前記変更対象区間に対応する前記基準運転曲線の部分を前記設定された引張力曲線に基づいて変更する変更手段と、
を備え、前記変更手段の変更により前記ハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を作成することを特徴とする運転曲線作成装置。
【請求項２】
前記引張力曲線設定手段は、前記引張力曲線の引張力成分及び速度成分それぞれに対する改善配分を、前記変更対象区間の速度域及び前記二次電池の蓄電容量に基づいて算出する改善配分算出手段を有し、算出された改善配分に基づいて前記引張力基礎曲線を変更することで、前記変更対象区間の引張力曲線を設定する手段である、
ことを特徴とする請求項１に記載の運転曲線作成装置。
【請求項３】
車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池とを具備するハイブリッド型鉄道車両を制御する制御装置であって、
前記決定手段が現在走行中の走行区間の次の走行区間を少なくとも含む１以上の走行区間を変更対象区間として決定する手段である請求項１又は２に記載の運転曲線作成装置と、
前記運転曲線作成装置によって作成された運転曲線による前記変更対象区間の走行可否を現在の二次電池の蓄電電力から判定する判定手段と、
を備え、前記判定手段により走行不可と判定された場合に前記運転曲線作成装置が運転曲線の再作成を行うことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池とを具備するハイブリッド型鉄道車両を制御する制御装置であって、
請求項１又は２に記載の運転曲線作成装置と、
前記運転曲線作成装置により作成された運転曲線に基づいて、前記変更対象区間の走行に対する前記ハイブリッド型車両の予想消費電力を算出する算出手段と、
前記算出された予想消費電力に基づき、前記発電機の発電及び前記二次電池の充放電を制御することにより、前記変更対象区間の走行に対する前記二次電池による蓄電の準備制御を行う準備制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池と、前記二次電池の充放電を制御する制御手段と、を具備するハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を所定の基準運転曲線から作成するようにコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記ハイブリッド型鉄道車両の走行線区を予め定められた条件で分割することにより前記基準運転曲線の変更対象区間を決定する決定手段、
前記二次電池の蓄電電力を用いない場合の引張力曲線である引張力基礎曲線及び前記二次電池の容量に基づいて、前記変更対象区間の引張力曲線を設定する引張力曲線設定手段、
前記変更対象区間に対応する前記基準運転曲線の部分を前記設定された引張力曲線に基づいて変更する変更手段、
前記変更手段の変更により前記ハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を作成する作成手段、
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、車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池と、前記二次電池の充放電を制御する制御手段とを具備するハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を作成する運転曲線作成装置、ハイブリッド型鉄道車両を制御する制御装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両としては、パンタグラフを介して架線に接続から供給される電力によって主電動機が車輪を駆動する、いわゆる電車が主流となっている。また、近年では、制動（ブレーキ）時に発生する回生電力を架線に戻すことで省エネ運転を実現している鉄道車両も開発・実用化されている。
【０００３】
このような背景の中、出願人においては、内部に発電機及び回生電力を回収する二次電池を備え、この発電機からの供給電力及び二次電池の蓄電電力によって主電動機が車輪を駆動するハイブリッド型鉄道車両と呼ばれる鉄道車両を開発している。このハイブリッド型鉄道車両における新たな制御技術が本願である。本願に近似する文献は発見されなかたため、先行技術文献は記載していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハイブリッド型鉄道車両は、非電化区間での走行を実現することを目的の１つとしており、自走するための電力を自身で発生するという特徴を持っている。
【０００５】
また、ハイブリッド型鉄道車両においては、主電動機等で消費されない余剰電力や回生電力を二次電池に充電（蓄電）し、力行時に蓄電電力を駆動電力として主電動機に供給することができる。つまり、二次電池の蓄電電力を利用することで、発電機の供給能力以上の電力を駆動電力として主電動機に供給することが可能となる。
【０００６】
一方、鉄道車両の開発目標の一つとして、輸送能力を向上すべく、駅間等の走行線区の走行に要する運転時分（所要時分）の短縮が求められている。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は、ハイブリッド型鉄道車両において、二次電池の蓄電電力を効率良く利用し、走行にかかる所要時分の短縮を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、
車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池と、前記二次電池の充放電を制御する制御手段とを具備するハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を、所定の基準運転曲線から作成する運転曲線作成装置であって、
走行線区を予め定められた条件で分割することにより前記基準運転曲線の変更対象区間を決定する決定手段（例えば、図８のＣＰＵ２１０；図９のステップＳ１２）と、
前記二次電池の蓄電電力を用いない場合の引張力曲線である引張力基礎曲線及び前記二次電池の容量に基づいて、前記変更対象区間の引張力曲線を設定する引張力曲線設定手段（例えば、図８のＣＰＵ２１０；図９のステップＳ１３）と、
前記変更対象区間に対応する前記基準運転曲線の部分を前記設定された引張力曲線に基づいて変更する変更手段（例えば、図８のＣＰＵ２１０；図９のステップＳ１４）と、
を備え、前記変更手段の変更により前記ハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を作成することを特徴とする運転曲線作成装置である。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、
車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池と、前記二次電池の充放電を制御する制御手段と、を具備するハイブリッド型の鉄道車両の運転曲線を所定の基準運転曲線から作成するようにコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記ハイブリッド型鉄道車両の走行線区を予め定められた条件で分割することにより前記基準運転曲線の変更対象区間を決定する決定手段（例えば、図８のＣＰＵ２１０）、
前記二次電池の蓄電電力を用いない場合の引張力曲線である引張力基礎曲線及び前記二次電池の容量に基づいて、前記変更対象区間の引張力曲線を設定する引張力曲線設定手段（例えば、図８のＣＰＵ２１０）、
前記変更対象区間に対応する前記基準運転曲線の部分を前記設定された引張力曲線に基づいて変更する変更手段（例えば、図８のＣＰＵ２１０）、
前記変更手段の変更により前記ハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を作成する作成手段（例えば、図８のＣＰＵ２１０）、
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である。
【００１０】
この請求項１又は５に記載の発明によれば、走行線区を所定の条件で分割して変更対象区間を決定し、引張力基礎曲線及び二次電池の容量に基づいて変更対象区間の引張力曲線を設定する。そして、設定した引張力曲線に基づき、変更対象区間に該当する基準運転曲線部分を変更することでハイブリッド型鉄道車両の運転曲線を作成できる。
【００１１】
即ち、引張力基礎曲線に二次電池の容量を加味した引張力曲線を設定するので、二次電池の容量分だけ供給電力量を増加させることができる。従って、引張力基礎曲線を用いた場合、即ち二次電池の容量を用いない場合と比較して、走行線区での走行にかかる所要時分の短縮を図ることができる。
尚、引張力曲線の設定を次のように行うこととしてもよい。
【００１２】
即ち、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の運転曲線作成装置において、
前記引張力曲線設定手段は、前記引張力曲線の引張力成分及び速度成分それぞれに対する改善配分を、前記変更対象区間の速度域及び前記二次電池の蓄電容量に基づいて算出する改善配分算出手段を有し、算出された改善配分に基づいて前記引張力基礎曲線を変更することで、前記変更対象区間の引張力曲線を設定する手段である、
ように構成する。
【００１３】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、引張力曲線の引張力成分及び速度成分それぞれに対する改善配分を、走行対象区間の速度域及び二次電池の蓄電容量に基づいて算出し、算出した改善配分に基づいて引張力曲線を設定することができる。
【００１４】
従って、例えば二次電池の容量を変更対象区間の速度域に配分するように引張力曲線を設定することで、該走行区間での引張力を増加させることができる。即ち、加速度を増加させることができるので、変更対象区間での所要時分を短縮でき、故に、走行線区全体での所要時分の短縮を図ることが可能となる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、
車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池とを具備するハイブリッド型鉄道車両を制御する制御装置であって、
前記決定手段が現在走行中の走行区間の次の走行区間を少なくとも含む１以上の走行区間を変更対象区間として決定する手段である請求項１又は２に記載の運転曲線作成装置（例えば、図８のランカーブ作成装置２００；図９のランカーブ作成処理）と、
前記運転曲線作成装置によって作成された運転曲線による前記変更対象区間の走行可否を現在の二次電池の蓄電電力から判定する判定手段（例えば、図８のＣＰＵ３１０；図１０のステップＳ３０）と、
を備え、前記判定手段により走行不可と判定された場合に前記運転曲線作成装置が運転曲線の再作成を行うことを特徴とする制御装置である。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、現在走行中の走行区間の次の走行区間を少なくとも含む１以上の走行区間を変更対象区間として決定し、決定した変更対象区間に該当する基準運転曲線部分を変更した運転曲線を、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果を奏する運転装曲線作成置によって作成することができる。そして、作成された運転曲線による変更対象区間の走行可否を判定し、走行不可と判定した場合には、この運転曲線作成装置により運転曲線の再作成を行うことができる。
【００１７】
つまり、走行線区の走行中に、次に走行することとなる走行区間を含む変更対象区間に該当する基準運転曲線部分を変更するとともに、この変更対象区間での走行可否を判断し、走行不可と判定した場合には運転曲線の再作成、即ち該当する基準運転曲線部分の再変更を行う。このため、例えば速度低下といった外乱が発生した場合にもこの影響を考慮した運転曲線を作成可能となる。尚、走行可否の判定は、二次電池の容量に加えて、例えば消費電力量や発電機からの供給電力量、回生電力量等から算出することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、
車輪を回転駆動する電動機と、前記電動機に駆動電力を供給する発電機と、前記電動機と前記発電機との間に接続された二次電池とを具備するハイブリッド型鉄道車両を制御する制御装置であって、
請求項１又は２に記載の運転曲線作成装置と、
前記運転曲線作成装置により作成された運転曲線に基づいて、前記変更対象区間の走行に対する前記ハイブリッド型車両の予想消費電力を算出する算出手段と、
前記算出された予想消費電力に基づき、前記発電機の発電及び前記二次電池の充放電を制御することにより、前記変更対象区間の走行に対する前記二次電池による蓄電の準備制御を行う準備制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置である。
【００１９】
この請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果を奏する運転曲線作成装置によって運転曲線を作成し、作成した運転曲線に基づいて変更対象区間の走行に対する予想消費電力を算出することができる。そして、この予想消費電力に基づいて発電機の発電及び二次電池の充放電を制御することにより、変更対象区間の走行に対する二次電池による蓄電の準備制御を行うことができる。
【００２０】
即ち、変更対象走行区間の走行によって消費するであろう予想消費電力に基づき、二次電池の蓄電の準備制御が行われるので、例えば予想消費電力に加えて回生電力や発電機による供給電力等の変更対象区間の走行に関わる電力から二次電池に蓄電しておくべき電力量を算出し、少なくともこの電力量を二次電池に蓄電させておくことで、所要時分の短縮を図った運転曲線に従う走行が実現可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、引張力基礎曲線に二次電池の容量を加味した引張力曲線を設定し、この設定した引張力曲線に基づいて該当する基準運転曲線部分を変更することで、所要時分の短縮を図った運転曲線を作成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。尚、本発明の適用が、以下の実施の形態に限定されるものでないことは勿論である。
【００２３】
本明細書において、ハイブリッド型鉄道車両とは、車輪を駆動する主電動機と、主電動機に駆動電力を供給する発電機と、発電機と主電動機との間に接続される二次電池とを具備する鉄道車両を意味する。
【００２４】
［原理］
先ず、本実施の形態の原理を説明する。
軌道が敷設され、走行線区が予め定められている鉄道においては、鉄道車両の運転の目安や運転制御の基準となる運転曲線（以下、「ランカーブ」と称する。）が予め作成される。ハイブリッド型鉄道車両（以下、説明上特に支障が無い限り、単に「鉄道車両」と称する。）についても同様である。
【００２５】
ランカーブとは、駅間等の走行線区における列車の運転状態を表したものであり、走行線区の開始地点からの走行距離と、列車の走行速度との関係を定義する。ランカーブは、一般的には曲線（グラフ）で表現されるものが知られている。このランカーブにより、走行線区内の任意の地点における列車速度や走行にかかる所要時分等を得ることができる。
【００２６】
図１（ａ）に、ランカーブの一例を示す。同図において、横軸は距離Ｌであり、縦軸は速度Ｖである。尚、参考のために、縦軸に時間Ｔをとった場合のグラフも図示する。同図に示すように、ランカーブとは、距離Ｌに対する速度Ｖを表す速度曲線ＶＣ１のことである。また、時間曲線ＴＣ１は、速度曲線ＶＣ１から得られる、距離Ｌに対する時間Ｔを表す曲線である。また、ランカーブは、鉄道車両の３つの走行モード（力行モード、制動モード及び楕行モード）で走行する各区間（力行区間、制動区間及び楕行区間）を単位区間とし、これら単位区間の組み合わせで構成される。
【００２７】
また、ランカーブは、走行線区に定められている曲率や勾配の角度、分岐器や信号等によって指定される制限速度等の線路側（地上側）の条件と、最高速度や加速度、ブレーキ減速度等の鉄道車両の性能とを加味して、走行線区の走行にかかる所要時分が最短となるように作成される。即ち、同一の走行線区であっても、走行する鉄道車両の性能によって異なるランカーブが作成されることになる。尚、ランカーブの作成方法については種々開発・実用化されており、適宜公知技術を適用することにより本実施の形態の装置を実現することができるため、ここでの具体的な説明は省略する。
【００２８】
但し、ランカーブを作成する際に参酌される鉄道車両の性能一つに引張力曲線があり、この引張力曲線を作成することが本願の特徴の１つであるため、ここで説明する。
引張力曲線とは、速度や加速度の能力を表す車両性能の一つであり、鉄道車両の走行速度と引張力（トルク）との関係を定義する。引張力曲線は、一般的には曲線（グラフ）で表現される。そして、この引張力曲線に従うように主電動機の回転速度や発生トルクが制御される。
【００２９】
図２（ａ）に、引張力曲線の一例を示す。同図において、横軸は速度Ｖであり、縦軸は引張力Ｆである。同図では、二次電池の最大蓄電電力量（蓄電容量）を用いた場合の引張力曲線を示している。また、点線は、二次電池の蓄電電力を用いない場合（つまり、発電機からの供給電力のみを主電動機の駆動電力とする場合）の引張力曲線（以下、「引張力基礎曲線」と称する。）を示している。尚、走行線区に定められた最高運転速度がＶ３であるため、引張力曲線は、速度Ｖ３を超える部分については定義されていない。
【００３０】
同図（ａ）に示すように、二次電池の蓄電容量に相当する分だけ、二次電池を用いない場合と比較して引張力Ｆ及び速度Ｖを増加させることができる。引張力曲線及び引張力基礎曲線で囲まれた部分面積ＡＲ１（同図（ａ）中の網掛部分）が、この蓄電容量に相当する。そして、この引張力曲線で走行した場合、図１（ａ）に示すランカーブ（以下、「基準ランカーブ」と称する。）が作成される。
【００３１】
本実施の形態では、この基準ランカーブを、走行線区の速度域に応じて部分的に変更することで、所要時分の短縮を図ったランカーブを作成する。具体的には、速度域毎に引張力曲線を設定し、該当するランカーブ部分を変更することで新たなランカーブを作成する。
【００３２】
詳細に説明する。
先ず、基準ランカーブを、走行線区に定められた速度域で分割する。但し、速度域は、１以上の単位区間で構成されることとする。例えば図１（ａ）では、速度Ｖが“Ｖ０（＝０）〜Ｖ３”に定められている速度域ＶＲ１、速度Ｖが“Ｖ２〜Ｖ３”に定められている速度域ＶＲ２、そして速度Ｖが“Ｖ１〜Ｖ２”に定められている速度域ＶＲ３の合計３つの速度域に分割される。但し、Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３、である。
【００３３】
そして、分割した各速度域毎に、該当する速度域での引張力又は速度を増加させるように引張力曲線を設定する。具体的には、部分面積ＡＲ１（より詳細には、ＡＲ１に相当する二次電池の蓄電エネルギ）を、引張力成分又は速度成分に分配する。但し、引張力曲線の設定は、主電動機の定格出力を超えないように行う。
【００３４】
即ち、速度域ＶＲ１では、速度Ｖ０〜Ｖ３の範囲に対して二次電池の蓄電エネルギを分配するので、図２（ａ）に示す引張力曲線をそのまま設定する。また、速度域ＶＲ２では、速度Ｖ２〜Ｖ３の範囲に対して二次電池の蓄電エネルギを分配するよう、例えば図２（ｂ）に示すように引張力曲線を設定する。また、速度域ＶＲ３では、速度Ｖ１〜Ｖ２の範囲に対して二次電池の蓄電エネルギを分配するよう、例えば図２（ｃ）に示すように引張力曲線を設定する。
【００３５】
各速度域に応じた引張力曲線を設定すると、該設定した各引張力曲線に基づいて該当する基準ランカーブ部分を変更し、新たなランカーブを作成する。即ち、図１（ａ）に示した基準ランカーブにおいて、速度域ＶＲ１に該当するランカーブ部分を、図２（ａ）に示した引張力曲線に基づいて変更し、速度域ＶＲ２に該当するランカーブ部分を、図２（ｂ）に示した引張力曲線に基づいて変更し、速度域ＶＲ３に該当するランカーブ部分を、図２（ｃ）に示した引張力曲線に基づいて変更する。従って、図１（ｂ）に示すランカーブが作成される。
【００３６】
図１（ｂ）は、図２（ａ）に示した各引張力曲線に基づいて作成したランカーブ（以下、基準ランカーブに対して「変更ランカーブ」と称する。）を示す図であり、変更後の速度曲線ＶＣ２と、速度曲線ＶＣ２から得られる時間曲線ＬＣ２とを示している。尚、点線は、同図（ａ）に示した速度曲線ＶＣ１及び時間曲線ＴＣ１を示している。
【００３７】
図１（ｂ）に示すように、各速度域の速度範囲での供給電力量が増加するように引張力曲線を設定したことにより、該速度範囲での引張力Ｆが増加する。即ち、加速度αが増加するため、走行線区全体の走行にかかる所要時分が短縮される。
【００３８】
そして、このように作成した変更ランカーブに従った運転が実現されるよう、二次電池の充放電を制御する。本実施の形態では、力行の開始地点において、当該地点からその次の力行の開始地点までの走行に必要な電力量であって、発電機の供給可能な電力量を超過する電力量（以下、適宜「必要とされる電力量」と称する。）が用意されているように、二次電池の充放電を制御する。
【００３９】
具体的には、先ず、変更ランカーブを、力行又は制動の開始地点から次の力行又は制動の開始地点までを１つの区間とする複数の走行区間に分割する。
【００４０】
図３は、変更ランカーブの一例を示す図である。同図（ａ）は、距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）の一例を示す図である。同図において、横軸は距離Ｌであり、縦軸は速度Ｖである。また、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示した距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）から得られる時間−距離曲線Ｔ（Ｌ）を示す図である。同図において、横軸は距離Ｌであり、縦軸は時間Ｔである。
【００４１】
従って、同図では、変更ランカーブは、力行及び楕行区間からなる走行区間ＦＲ１、力行及び楕行区間からなる走行区間ＦＲ２、制動及び楕行区間からなる走行区間ＦＲ３、力行及び楕行区間からなる走行区間ＦＲ４、そして制動区間からなる走行区間ＦＲ５の合計５つの走行区間に分割される。
【００４２】
そして、各走行区間毎に、該走行区間に関わる各種電力量を算出する。
例えば、力行区間から始まる走行区間ＦＲ２については、次のように算出する。尚、他の力行区間から始まる走行区間ＦＲ１、ＦＲ４についても同様に算出できる。
【００４３】
先ず、距離−時間曲線Ｔ（Ｌ）から、走行区間ＦＲ２の開始地点である力行開始時刻ＴＰ０、力行終了時刻（即ち、楕行開始時刻）ＴＰ１、終了地点である楕行終了時刻ＴＰ２を算出する。次いで、距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）及び距離−時間曲線Ｔ（Ｌ）から、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２での時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）を作成する。
【００４４】
図３に示した距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）、及び距離−時間曲線Ｔ（Ｌ）から作成される時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）を図４に示す。同図において、横軸は時間Ｔであり、縦軸は速度Ｖである。尚、同図では、走行線区全体についての曲線を示している。また、把握が容易なように、時刻Ｔを表す横軸を、図３に示した各走行区間と合わせるように伸縮して示している。
【００４５】
そして、この時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）、及び車両に設定されている速度−力行電力曲線Ｐ（Ｖ）から、時刻ＴＰ０〜Ｐ２での時間−力行電力曲線Ｐ（Ｔ）を作成する。
速度−力行電力曲線Ｐ（Ｖ）とは、車両が力行運転時に消費する電力（力行電力）の特性を表す車両性能の一つであり、速度Ｖと発生する力行電力Ｐとの関係を定義する。速度−力行電力曲線Ｐ（Ｖ）は、例えば図５に示すような曲線（グラフ）で表現される。
【００４６】
図５は、鉄道車両の性能として予め設定される速度−力行電力曲線Ｐ（Ｖ）及び速度−回生電力曲線Ｐｒ（Ｖ）の一例を示す図である。同図において、横軸は速度Ｖであり、縦軸は力行電力Ｐ或いは回生電力Ｐｒである。
【００４７】
また、現時点までの補機による消費電力量から、単位時間当たりの消費電力量である平均補機負荷電力Ｐａを算出する。ここで、補機とは、その動作が鉄道車両の走行に直接関係しない車両設備であり、例えば照明や空調、自動扉、車内放送等の電気設備が該当する。
【００４８】
即ち、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２に関わる各種電力量は、図６に示す通りとなる。
図６は、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２及び時刻ＴＢ０〜ＴＢ２での時間Ｔに対する各種電力を表す時間−電力曲線を示す図である。同図において、横軸は時間Ｔであり、縦軸は電力である。そして、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２における時間−電力曲線として、時間−力行電力曲線Ｐ（Ｔ）、平均補機負荷電力Ｐａ、及び時間−供給電力曲線Ｐｓ（Ｔ）が示されている。尚、時間−力行電力曲線Ｐ（Ｔ）は、平均補機負荷電力Ｐａに上乗せされるように示されている。
【００４９】
時間−供給電力曲線Ｐｓ（Ｔ）とは、発電機の供給能力であり、時間Ｔと供給電力Ｐｓとを定義し、一般的には、曲線（グラフ）で表現される。
【００５０】
同図に示すように、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２において、時間−力行電力曲線Ｐ（Ｔ）は、力行区間である時刻ＴＰ０〜ＴＰ１でのみ値を持ち、これ以外の区間（時刻ＴＰ１〜ＴＰ２）では“０”となる。また、発電機は力行区間においてのみ発電を行うので、時間−供給電力曲線Ｐｓ（Ｔ）は、力行区間である時刻ＴＰ０〜ＴＰ１でのみ値を持ち、これ以外の区間（時刻ＴＰ１〜ＴＰ２）では“０”となる。
【００５１】
従って、横軸及び平均補機負荷電力Ｐａで囲まれた部分面積ＡＲ２と、平均補機負荷電力Ｐａ及び時間−力行電力曲線Ｐ（Ｔ）で囲まれた部分面積ＡＲ３との和が、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２での消費電力量Ｅｐ１に該当する。この消費電力量Ｅｐ１は、次式で与えられる。
【数１】
2005198416.tif 000003
【００５２】
また、横軸及び時間−供給電力曲線Ｐｓ（Ｔ）で囲まれた部分面積ＡＲ４が、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２での発電機による供給電力量Ｅｐ２に該当する。この供給電力量Ｅｐ２は、次式で与えられる。
【数２】
2005198416.tif 000004
【００５３】
故に、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２での走行のために必要とされる二次電池の蓄電電力量Ｅｐは、次式で与えられる。
【数３】
2005198416.tif 000005
【００５４】
また、制動区間から始まる走行区間ＦＲ３についても同様に、該走行区間に関わる電力量を次のように算出する。尚、制動区間から始まる他の走行区間ＦＲ５についても同様に算出できる。
【００５５】
即ち、先ず、図３（ｂ）に示した距離−時間曲線Ｔ（Ｌ）から、走行区間ＦＲ３の開始地点である制動開始時刻ＴＢ０、制動終了時刻（即ち、楕行開始時刻）ＴＢ１、終了地点である楕行終了時刻ＴＢ２を算出する。次いで、図３（ａ）に示した距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）及び距離−時間曲線Ｔ（Ｌ）から、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２での時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）を作成する。作成された時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）は、図４に示すようになる。
【００５６】
そして、この時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）及び車両性能として予め設定されている速度−回生電力曲線Ｐｒ（Ｖ）から、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２での時間−回生電力曲線Ｐｒ（Ｔ）を作成する。
速度−回生電力曲線Ｐｒ（Ｖ）とは、車両が回生運転時に発生する電力（回生電力）の特性を表す車両性能の一つであり、速度Ｖと発生する回生電力Ｐｒとの関係を定義する。速度−回生電力曲線Ｐｒ（Ｖ）は、例えば図５に示すような曲線（グラフ）で表現される。
また、現時点までの補機による消費電力から、同様に、平均補機負荷電力Ｐａを算出する。
【００５７】
従って、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２に関わる各種電力量は、図６に示す通りとなる。同図においては、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２における時間−電力曲線として、平均補機負荷電力Ｐａ及び時間−回生電力曲線Ｐｒ（Ｔ）が示されている。
【００５８】
同図に示すように、時間−回生電力曲線Ｐｒ（Ｔ）は、制動区間である時刻ＴＢ０〜ＴＢ１でのみ値を持ち、これ以外の区間（ＴＢ１〜ＴＢ２）では“０”となる。
【００５９】
従って、横軸及び平均補機負荷電力Ｐａで囲まれた部分面積ＡＲ５が、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２での消費電力量Ｅｂ１に該当する。この消費電力量Ｅｂ１は、次式で与えられる。
【数４】
2005198416.tif 000006
【００６０】
また、横軸及び時間−回生電力曲線Ｐｒ（Ｔ）で囲まれた部分面積ＡＲ６が、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２で発生する回生電力量Ｅｂ２に該当する。この回生電力量Ｅｂ２は、次式で与えられる。
【数５】
2005198416.tif 000007
【００６１】
故に、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２で二次電池に新たに蓄電される蓄電電力量Ｅｂは、次式で与えられる。
【数６】
2005198416.tif 000008
【００６２】
このように、各走行区間に関わる各種電力量を算出すると、算出した電力量から、力行開始地点（力行開始時刻ＴＰ０）で必要とされる二次電池の蓄電電力量を確保するための、発電機による二次電池の充電を開始すべき供給開始時刻Ｔｇを算出する。
【００６３】
即ち、現在時刻Ｔ０（但し、Ｔ０＜ＴＰ０、とする。）から任意の時刻Ｔまでの消費電力量Ｅ（Ｔ）は、次式で与えられる。
【数７】
2005198416.tif 000009
【００６４】
従って、時刻Ｔにおける二次電池の蓄電電力量Ｅｃａｐ（Ｔ）は、次式で与えられる。
【数８】
2005198416.tif 000010
但し、ＥｃａｐＴ０は、現在時刻Ｔ０での蓄電電力量である。
【００６５】
また、時刻Ｔから力行開始時刻ＴＰ０までに発電機から供給可能な供給電力量Ｅｓ（Ｔ）は、次式で与えられる。
【数９】
2005198416.tif 000011
【００６６】
従って、式（３）、（８）、（９）から、次式（１０）を満たす時刻Ｔｇにおいて発電機から二次電池への電力供給を開始すれば、次の力行開始時刻ＴＰ０において必要とされる電力量を二次電池に充電できる。
【数１０】
2005198416.tif 000012
【００６７】
時間Ｔに対する蓄電電力量Ｅｃａｐを表す時間−蓄電電力量曲線Ｅｃａｐ（Ｔ）の一例を図７に示す。同図において、横軸は時間Ｔであり、縦軸は蓄電電力量Ｅｃａｐである。尚、点線は、発電機による二次電池への電力供給を行わない場合を示している。
【００６８】
このように、時刻Ｔｇで発電機による二次電池蓄電を開始することで、次の力行の開始地点（力行開始時刻ＴＰ０）において、以降の走行に必要とされる二次電池の蓄電電力量Ｅｐを確保することができる。
【００６９】
［構成］
次に、構成を説明する。
図８は、本実施の形態におけるハイブリッド型鉄道車両の主回路モデルと、車両制御装置の構成とを示す図である。同図によれば、鉄道車両は、発電機１０と、コンバータ２０と、インバータ３０と、主電動機（ＭＭ）４０と、二次電池５０と、補助電源回路（ＳＩＶ）６０と、補機７０と、車両制御装置１００と、を備えて構成される。
【００７０】
発電機１０は、例えばディーゼルエンジンによる動力により三相交流電力を発生（発電）するディーゼル発電機である。発電機１０が発生した三相交流電力は、コンバータ２０で直流電力に変換され、更にインバータ３０を介して主電動機４０に供給される。また、補助電源回路６０を介して補機７０に供給される。発電機１０の発電動作（開始／停止や発電電力量等）は、車両制御装置１００によって制御される。
【００７１】
コンバータ２０は、例えばダイオード整流器等からなり、発電機１０により発生された三相交流電力を整流して直流電力に変換する。
インバータ３０は、例えばＩＧＢＴ等の半導体素子からなり、コンバータ２０を介した発電機１０からの供給電力や二次電池５０の蓄電電力を、車両制御装置１００からの制御指令値に応じた三相交流電力に変換する。
【００７２】
主電動機４０は、駆動軸が車軸に接続され、電力が供給されることで車輪を回転駆動する電動機（モータ）であり、例えば三相誘導電動機等から構成される。また、主電動機４０は、回生運転時には発電機として動作して回生電力を発生する。回生電力は、インバータ３０を介して二次電池５０を充電する。また、主電動機４０には、例えば流入電流（供給電流）を検出する電流センサが備えられ、この電流センサによって検出された電流値に基づいて、車両制御装置１００による主電動機４０の制御がなされる。この制御方法としては、例えばＶＶＶＦ制御やベクトル制御が用いられる。
【００７３】
二次電池５０は、充放電可能な一般的な二次電池（バッテリ）であり、例えば鉛蓄電池等により構成される。また、二次電池５０には、直流電力に変換された発電機１０からの供給電力や主電動機４０による回生電力が充電されるとともに、蓄電電力を放出（放電）する。二次電池５０の充放電は、車両制御装置１００によって制御される。また、二次電池５０には、不図示の充電容量計が設けられ、車両制御装置１００が現在の蓄電電力量を把握できるように構成されている。
【００７４】
補助電源回路６０は、半導体素子等で構成されたインバータであり、コンバータ２０を介した発電機１０からの供給電力や二次電池５０の蓄電電力を交流電力に変換して補機７０に供給する。また、補機７０は、コンプレッサや鉄道車両内の照明、空調等の鉄道車両の電気設備であり、これらを制御する回路等を含む。
【００７５】
車両制御装置１００は、鉄道車両を構成する各部を統括的に制御する制御部であり、具体的には、発電機１０の発電開始／終了や発電電力量等を制御する発電制御、インバータ３０の出力制御によって主電動機４０の回転速度や発生トルクを制御する主電動機制御、補助電源回路６０の出力制御によって補機７０への供給電力を制御する補機制御、二次電池５０の充放電制御等を行う。また、本実施の形態では、車両制御装置１００には、ランカーブ作成装置２００及び蓄電制御装置３００が含まれる。
【００７６】
ランカーブ作成装置２００は、当該鉄道車両が走行する路線（走行線区）でのランカーブを作成するものである。このランカーブ作成装置２００は、ＣＰＵ２１０、フラッシュＲＯＭ等からなるＲＯＭ２２０、ＲＡＭ２３０等を有するコンピュータにより実現され、例えば制御ボードとして車両制御装置１００に実装される。
【００７７】
ＣＰＵ２１０は、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行してランカーブ作成装置２００を統括的に制御する。具体的には、ＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２２０に記憶されているプログラム等の内から指定されたプログラムやデータを読み出してＲＡＭ２３０に一時的に格納し、該プログラムに従った処理を実行する。特に、本実施の形態では、ＲＯＭ２２０に記憶されたランカーブ作成プログラム２２１に従ったランカーブ作成処理（図９参照）を実行する。
【００７８】
ＲＯＭ２２０には、ランカーブ作成処理を実現するためのプログラムやデータ等が記憶される。具体的には、プログラムとして、ＣＰＵ２１０が実行するランカーブ作成プログラム２２１が記憶され、データとして、引張力基礎曲線データ２２２と、最大容量データ２２３と、線路データ２２４と、が記憶される。
【００７９】
引張力基礎曲線データ２２２は、車両性能データの一つである引張力基礎曲線のデータである。この引張力基礎曲線は、上述のように、二次電池５０の蓄電電力を用いない場合、即ち、発電機１０からの供給電力のみを主電動機４０の駆動電力とする場合の引張力曲線である。
【００８０】
最大容量データ２２３は、二次電池５０が蓄電可能な蓄電電力量の最大値である最大容量のデータである。
線路データ２２４は、走行線区に関するデータであり、例えば線路の長さや曲率、勾配の角度、制限速度等が含まれる。
【００８１】
ＲＡＭ２３０には、ＣＰＵ２１０によりＲＯＭ２２０から読み出されたプログラムや、当該プログラムの実行にかかるデータ等が一時的に記憶される。特に、本実施の形態では、基準ランカーブデータ２３１と、設定引張力曲線データ２３２と、変更ランカーブデータ２３３と、が記憶される。
【００８２】
基準ランカーブデータ２３１は、引張力基礎曲線データ２２２や線路データ２２４等に基づいて作成された基準ランカーブのデータである。
【００８３】
設定引張力曲線データ２３２は、引張力基礎曲線データ２２２及び最大容量データ２２３に基づき、走行線区の各速度域毎に設定された設定引張力曲線のデータである。
【００８４】
変更ランカーブデータ２３３は、設定引張力曲線データ２３２に基づき、走行線区の各速度域に該当する基準ランカーブ部分を更新することで作成された変更ランカーブのデータである。
【００８５】
また、蓄電制御装置３００は、ランカーブ作成装置２００によって作成された変更ランカーブに基づいて二次電池５０の蓄電電力を制御するものである。この蓄電制御装置３００は、ＣＰＵ３１０、フラッシュＲＯＭ等からなるＲＯＭ３２０、ＲＡＭ３３０等を有するコンピュータにより実現され、例えば制御ボードとして車両制御装置１００に実装される。
【００８６】
ＣＰＵ３１０は、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行して蓄電制御装置３００を統括的に制御する。特に、本実施の形態では、ＲＯＭ３２０に記憶された蓄電制御プログラム３２１に従った蓄電制御処理（図１０参照）を実行する。
【００８７】
ＲＯＭ３２０には、蓄電制御処理を実現するためのプログラムやデータ等が記憶される。具体的には、プログラムとして、ＣＰＵ３１０が実行する蓄電制御プログラム３２１が記憶され、データとして、速度−力行電力曲線データ３２２と、速度−回生電力曲線データ３２３と、時間−供給電力曲線データ３２４と、が記憶される。
【００８８】
速度−力行電力曲線データ３２２は、車両性能データの一つである速度−力行電力曲線Ｐ（Ｖ）のデータである。
速度−回生電力曲線データ３２３は、車両性能データの一つである速度−回生電力曲線Ｐｒ（Ｖ）のデータである。
時間−供給電力曲線データ３２４は、発電機１０の電力供給能力を表す時間−供給電力曲線Ｐｓ（Ｔ）のデータである。
【００８９】
ＲＡＭ３３０には、ＣＰＵ３１０によりＲＯＭ３２０から読み出されたプログラムや、当該プログラムの実行にかかるデータ等が一時的に記憶される。特に、本実施の形態では、変更ランカーブデータ３３１と、時間−速度曲線データ３３２と、時間−力行電力曲線データ３３３と、時間−回生電力曲線データ３３４と、補機消費電力データ３３５と、平均補機負荷電力データ３３６と、蓄電電力量データ３３７と、供給開始時刻データ３３８と、が含まれる。
【００９０】
変更ランカーブデータ３３１は、ランカーブ作成装置２００によって作成された変更ランカーブのデータであり、ランカーブ作成装置２００における変更ランカーブデータ２３３に相当する。変更ランカーブデータ３３１には、距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）のデータである距離−速度曲線データ３３１ａと、この距離−速度曲線データ３３１ａから得られる距離−時間曲線Ｔ（Ｌ）のデータである距離−時間曲線データ３３１ｂと、が含まれる。
【００９１】
時間−速度曲線データ３３２は、距離−速度曲線データ３３１ａ及び距離−時間曲線データ３３１ｂに基づいて作成される時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）のデータである。
【００９２】
時間−力行電力曲線データ３３３は、時間−速度曲線データ３３２及び速度−力行電力曲線データ３２２に基づいて作成される時間−力行電力曲線Ｐ（Ｔ）のデータである。
時間−回生電力曲線データ３３４は、時間−速度曲線データ３３２及び速度−回生電力曲線データ３２３に基づいて作成される時間−回生電力曲線Ｐｒ（Ｔ）のデータである。
【００９３】
補機消費電力データ３３５は、現時点までの補機７０による消費電力量のデータである。
平均補機負荷電力データ３３６は、補機消費電力データ３３５に基づいて算出される平均補機負荷電力Ｐａのデータである。
【００９４】
蓄電電力量データ３３７は、二次電池５０の現在の蓄電電力量ＥｃａｐＴ０のデータである。
供給開始時刻データ３３８は、時間−力行電力曲線データ３３３や時間−回生電力曲線データ３３４、平均補機負荷電力データ３３６、時間−供給電力曲線データ３２４に基づいて算出された、発電機１０から二次電池５０への電力供給を開始する供給開始時刻Ｔｇのデータである。
【００９５】
［処理の流れ・動作］
次に、処理の流れを説明する。
先ず、ランカーブ作成処理を説明する。
ランカーブ作成処理は、ランカーブ作成装置２００によってなされる処理であり、詳細には、ＣＰＵ２１０がＲＯＭ２２０に記憶されたランカーブ作成プログラム２２１に従った処理を実行することで実現される。また、このランカーブ作成処理は、該当する走行線区の実際の走行に先立ち、予め実行される処理である。
【００９６】
図９は、ランカーブ作成処理を説明するためのフローチャートである。
同図によれば、ＣＰＵ２１０は、先ず、引張力基礎曲線データ２２２や線路データ２２４、車両性能等に基づき、対象となる走行線区を鉄道車両に予め定められている引張力基礎曲線で走行した場合の基準ランカーブを作成する（ステップＳ１１）。作成された基準ランカーブは、基準ランカーブデータ２３１としてＲＡＭ２３０に格納される。
【００９７】
次いで、ＣＰＵ２１０は、作成した基準ランカーブを走行線区の速度域で分割し、各速度域に応じた引張力曲線を設定する（ステップＳ１２〜Ｓ１３）。そして、各速度域毎に、設定した引張力曲線に基づいて該当する基準ランカーブ部分を更新することで変更ランカーブを作成する（ステップＳ１４）。作成された変更ランカーブは、変更ランカーブデータ２３３としてＲＡＭ２３０に格納されるとともに、変更ランカーブデータ３３１として蓄電制御装置３００のＲＡＭ３３０に格納される。
以上の処理を行うと、ＣＰＵ２１０は、本ランカーブ作成処理を終了する。
【００９８】
次に、蓄電制御処理を説明する。
蓄電制御処理は、蓄電制御装置３００によってなされる処理であり、詳細には、ＣＰＵ３１０がＲＯＭ３２０に記憶された蓄電制御プログラム３２１に従った処理を実行することで実現される。また、この蓄電制御処理は、上述したランカーブ作成処理の実行によって変更ランカーブが作成された後、該当する走行線区の実際の走行開始とともに実行が開始される処理である。
【００９９】
図１０は、蓄電電力制御処理を説明するためのフローチャートである。
同図によれば、ＣＰＵ３１０は、先ず、鉄道車両の現在の位置Ｌ０及び速度Ｖ０が変更ランカーブと一致しているか（変更ランカーブ上に位置しているか）を判断する。尚このとき、距離−速度曲線Ｖ（Ｔ）と厳密に一致している必要はなく、現在速度Ｖ０と、距離−速度曲線Ｖ（Ｔ）上で現在位置Ｌ０に対応する速度Ｖとの差分△Ｖが所定値以内であれば“一致”しているとみなす。
【０１００】
判断の結果、一致していなければ（ステップＳ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ３１０は、ランカーブ作成装置２００に変更ランカーブの再作成を行わせる（ステップＳ２２）。具体的には、現在位置Ｌ０を含む速度域以降の走行線区部分について、線路データ２２４や上述したランカーブ作成処理において設定した設定引張力曲線データ２３２に基づき、現在位置Ｌ０及び速度Ｖ０を通過するように該当する基準ランカーブ部分を更新させる。
【０１０１】
一方、現在位置Ｌ０及び速度Ｖ０が変更ランカーブと一致していれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１０は、変更ランカーブを、力行又は制動の開始地点から次の力行又は制動の開始地点までを単位とする複数の走行区間に分割する。そして、現在位置Ｌ０を含む走行区間の次の走行区間を、計算対象の区間である計算区間に設定する（ステップＳ２３）。例えば図３では、現在位置Ｌ０が走行区間ＦＲ１に含まれるので、その次の走行区間ＦＲ２が計算区間となる。
【０１０２】
そして、ＣＰＵ３１０は、計算区間の開始地点での運転状態を判断し、力行である場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、変更ランカーブから、図３（ｂ）を参照して説明したように、計算区間の開始地点である力行開始時刻ＴＰ０、力行終了時刻（惰行開始時刻）ＴＰ１及び終了地点である楕行終了時刻ＴＰ２を算出する。次いで、距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）及びこの距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）より得られる時間−距離曲線Ｌ（Ｔ）から、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２での時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）を作成する（ステップＳ２６）。
【０１０３】
更に、この時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）及び鉄道車両に予め設定されている速度−力行電力曲線Ｐ（Ｖ）から、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２での時間−力行電力曲線Ｐ（Ｔ）を作成する（ステップＳ２６）。
【０１０４】
また、ＣＰＵ３１０は、現時点（現在時刻Ｔ０）までの補機７０による消費電力量から、平均補機負荷電力Ｐａを算出する（ステップＳ２７）。
【０１０５】
その後、式（３）に従い、時刻ＴＰ０〜ＴＰ２の走行に必要な二次電池の蓄電電力Ｅｐを算出し（ステップＳ２８）、次いで、式（１０）に従って供給開始時刻Ｔｇを算出する（ステップＳ２９）。
【０１０６】
そして、ＣＰＵ３１０は、算出した供給開始時刻Ｔｇより、変更ランカーブに従った走行が可能であるか否かを判断する（ステップＳ３０）。具体的には、供給開始時刻Ｔｇが、現在時刻Ｔ０より後の時刻であり、且つ、次の力行開始時刻ＴＰ０より先の時刻である場合に走行可能であると判断する。
【０１０７】
判断の結果、走行可能でない場合には（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１０は、ステップＳ２２に戻り、再度、変更ランカーブの再作成を行う。
【０１０８】
一方、走行可能であると判断した場合には（ステップＳ３０：ＮＯ）、ＣＰＵ３１０は、現在時刻が時刻Ｔｇとなった時点で、発電機１０に発電を開始させるととともに、二次電池５０の充電を開始させる（ステップＳ３１）。そして、該当する走行線区の走行が終了でなければ（ステップＳ３２：ＮＯ）、ステップＳ２１に戻り、再度、同様の処理を行う。
【０１０９】
一方、ステップＳ２４において、計算区間の開始地点での運転状態が力行でない、即ち制動である場合には（ステップＳ２４：ＮＯ）、ＣＰＵ３１０は、変更ランカーブから、計算区間の開始地点である制動開始時刻ＴＢ０、制動終了時刻（惰行開始時刻）ＴＢ１及び終了地点である楕行終了時刻ＴＢ２を算出する。そして、距離−速度曲線Ｖ（Ｌ）及び距離−時間曲線Ｔ（Ｌ）から、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２での時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）を作成する（ステップＳ３２）
。
【０１１０】
次いで、ＣＰＵ３１０は、この時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）及び鉄道車両に予め設定されている速度−回生電力曲線Ｐｒ（Ｖ）から、時刻ＴＢ０〜ＴＢ２での時間−回生電力曲線Ｐｒ（Ｔ）を作成する（ステップＳ３３）。
また、現時点（現在時刻Ｔ０）までの補機７０による消費電力量から、平均補機負荷電力Ｐａを算出する（ステップＳ３４）。
【０１１１】
そして、該当する走行線区の走行が終了でなければ（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ２１に戻り、再度、同様の処理を行う。このように、走行中に変更ランカーブを分割した走行区間を順次計算区間として、ステップＳ２４〜Ｓ３４の処理を繰返し実行する。そして、走行線区での走行が終了となると（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１０は、本蓄電制御処理を終了する。
【０１１２】
［作用・効果］
以上、上述した実施の形態によれば、走行線区の速度域毎に引張力曲線を設定し、この設定引張力曲線に基づいて、各速度域に該当する基準ランカーブ部分を更新することでランカーブ（変更ランカーブ）を作成することができる。ここで、引張力曲線の設定を、二次電池の蓄電電力を該速度域に分配して供給電力量を増加させるように行う。このことにより、引張力Ｆが増加し、そして加速度αが上昇するため、該速度域での所要時分を短縮することができ、故に走行線区での所要時分の短縮を図ることが可能となる。
【０１１３】
更に、走行区間を実際に走行する際には、この所要時分の短縮を図った変更ランカーブから、次の走行区間での消費電力量や供給電力量、回生電力量等を算出する。そして、これらの電力量に基づき、次の走行区間の開始地点において、二次電池５０には必要な電力量が二次電池５０に蓄電されているよう、発電機１０の発電及び二次電池５０の充放電を制御する。走行中、この算出及び制御を繰返し実行する。このため、上記所要時間の短縮を図った変更ランカーブに従う走行が実現可能となる。
【０１１４】
［変形例］
尚、本発明の適用は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、鉄道車両がランカーブ作成装置２００を備えることとしたが、これを、鉄道車両の外部装置、例えばコンピュータ制御によって列車の運行を集中管理する中央管理装置が備えることとしても良い。この場合、鉄道車両は、外部装置にて作成された変更ランカーブを、例えば無線通信によって受信する。そして、受信した変更ランカーブに基づいて、蓄電制御装置３００が蓄電制御処理を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】（ａ）基準ランカーブ、（ｂ）変更ランカーブ、の一例をそれぞれ示す図。
【図２】設定引張力曲線の一例を示す図。
【図３】変更ランカーブの一例を示す図。
【図４】時間−速度曲線Ｖ（Ｔ）の一例を示す図。
【図５】速度−力行電力曲線Ｐ（Ｖ）及び速度−回生電力曲線Ｐｒ（Ｔ）の一例を示す図。
【図６】時間−消費電力曲線Ｐ（Ｔ）、時間−供給電力曲線Ｐｓ（Ｔ）及び時間−回生電力曲線Ｐｒ（Ｔ）の一例を示す図。
【図７】時間−蓄電電力量曲線Ｅｃａｐ（Ｔ）の一例を示す図。
【図８】ハイブリッド型鉄道車両の主回路モデルを示す図。
【図９】ランカーブ作成処理を説明するためのフローチャート。
【図１０】蓄電制御処理を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  発電機
２０  コンバータ
３０  インバータ
４０  主電動機
５０  二次電池
６０  補助電源回路（ＳＩＶ）
７０  補機
１００  車両制御装置
２００  ランカーブ作成装置
２１０  ＣＰＵ
２２０  ＲＯＭ
２２１  ランカーブ作成プログラム
２２２  引張力基礎曲線データ
２２３  最大容量データ
２２４  線路データ
２３０  ＲＡＭ
２３１  基準ランカーブデータ
２３２  設定引張力曲線データ
２３３  変更ランカーブデータ
３００  蓄電制御装置
３１０  ＣＰＵ
３２０  ＲＯＭ
３２１  蓄電制御プログラム
３２２  速度−力行電力曲線データ
３２３  速度−回生電力曲線データ
３２４  時間−供給電力曲線データ
３３０  ＲＡＭ
３３１  変更ランカーブデータ
３３１ａ  距離−速度曲線データ
３３１ｂ  距離−時間曲線データ
３３２  時間−速度曲線データ
３３３  時間−力行電力曲線データ
３３４  時間−回生電力曲線データ
３３５  補機消費電力データ
３３６  平均補機負荷電力データ
３３７  蓄電電力量データ
３３８  供給開始時刻データ
【図１】
2005198416.tif 000013
【図２】
2005198416.tif 000014
【図３】
2005198416.tif 000015
【図４】
2005198416.tif 000016
【図５】
2005198416.tif 000017
【図６】
2005198416.tif 000018
【図７】
2005198416.tif 000019
【図８】
2005198416.tif 000020
【図９】
2005198416.tif 000021
【図１０】
2005198416.tif 000022