(57)【要約】【課題】  重量および消費電力を抑え、空調装置の動作を制御するメインコントローラに異常が生じた場合でも空調装置の動作を停止させずに、空調装置の動作を継続させることのできる空調制御装置を提供する。【解決手段】  制御部に異常が生じた場合にのみ電源が供給され、メインコントローラよりも少ない機能で構成され必要最低限の空調制御機能だけを有する簡易コントローラを、空調装置の動作を制御するメインコントローラの代替器として設ける。【選択図】図１
2013155957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置の動作を制御するメインコントローラと、
前記メインコントローラよりも少ない機能で構成され、前記メインコントローラに異常が生じた場合、前記メインコントローラの代替器として前記空調装置の動作を制御する簡易コントローラと、
を備えたことを特徴とする空調制御装置。
【請求項２】
空調装置の動作を制御し、周期的に自身のヘルスチェック信号を出力するメインコントローラと、
前記メインコントローラよりも少ない機能で構成され、前記空調装置の動作を制御する簡易コントローラと、
前記コントローラからのヘルスチェック信号が入力されるとともに、前記ヘルスチェック信号が一定時間以上途切れたことを検知してアラーム信号を出力するウォッチドッグタイマ回路と、前記ウォッチドッグタイマ回路からのアラーム信号に応じて、電源の供給先を、前記コントローラおよび前記ウォッチドッグタイマ回路から前記簡易コントローラに切り替える切替回路と、
を備えたことを特徴とする空調制御装置。
【請求項３】
前記簡易コントローラは、室内の温度および湿度管理を行なう管理装置のみを有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両に使用される空気調和装置の空調制御装置、特にその制御装置内に異常が発生したときに運転をバックアップする機能を備えた空調制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置は、室内ファン及び室外ファン、圧縮機、該圧縮機の運転を制御する空調制御装置を備えている。例えば、鉄道車両に用いられる空気調和装置は、公共性が高く、空気調和装置を停止してしまうと空調サービスの低下が大きな問題となる。特に通勤ラッシュなど車内の乗車率が高い場合の空気調和装置の停止は、乗客に不快感を与えてしまうなどの問題が生じてしまう。
【０００３】
そのため、異常が生じやすい空調制御装置をバックアップとして複数設け、双方の空調制御装置のコントローラが自己の異常を検知する機能を有し、また、異常を検知した際にはその旨を他方のコントローラに通知し、異常通知を受けたコントローラは異常を発したコントローラに代わって、その空気調和装置をバックアップ運転するといった空調制御装置が知られている。（例えば、特許文献１。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０８５６４２号公報（第６−８頁、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の空調制御装置では、鉄道車両に用いられる場合、鉄道車両の制約から重量を極力少なくしなければならないが、同じ機能を搭載したコントローラを２台備えると、大幅に重量が増加してしまい、また、双方のコントローラに電源を供給させておかねばならないため、コントローラ１台に比べ多くの消費電力を消費してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、空気調和装置の重量、消費電力量を大幅に増やすことなく、コントローラに異常が生じた場合でも、空気調和装置の動作を継続させることのできる空調制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空調制御装置は、必要最低限の空調制御機能だけを有し、制御部に異常が生じた場合にのみ電源が供給される簡易コントローラを、通常のコントローラの代替器として設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のコントローラそれぞれに簡易コントローラを代替器として設けたことにより、本来動作しているコントローラに異常が発生したとしても、空調装置を停止させずに制御を持続させることができ、また、代替の簡易コントローラは、必要最低限の機能だけが搭載され、制御部に異常が生じた場合にのみ電源が供給されるため、空調装置全体の重量を大きく増やすことなく、また、省エネ性に優れた空調制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空調制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空調制御装置の切替回路の動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空調制御装置の時間計測回路の動作を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
本実施の形態１に係る空調制御装置の一例について図１を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る空調制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１に示すように、実施の形態１の空調制御装置１は、電源回路２と圧縮機３に接続され、圧縮機３の動作を制御するメインコントローラ４および簡易コントローラ５と、電源回路２、メインコントローラ４、簡易コントローラ５の接続を切り替える自動切替装置６とを備えている。
【００１２】
メインコントローラ４は、車内の温度、湿度、乗車率、ドア開閉信号を管理する管理装置と、空調装置内の保護装置と通信を行なう通信回路と、運転台のモニタ装置と通信を行なう通信回路と、温度設定や温度表示を行うための操作パネルとを有しており、車内温度、湿度、乗車率、ドア開閉などを考慮して圧縮機３の動作を制御するコントローラである。
【００１３】
また、メインコントローラ４は、自動切替装置６に一定の周期でヘルスチェック信号を出力しており、自動切替装置６はこのヘルスチェック信号によって、メインコントローラ４の異常を監視している。
【００１４】
簡易コントローラ５は、メインコントローラ４の代替器であり、車内の温度および湿度管理を行なう管理装置を有し、車内温度、湿度を考慮して圧縮機３の動作を制御する簡略的なコントローラである。簡易コントローラ５は、メインコントローラ４より少ない機能で構成され、メインコントローラ４の重量が約２０ｋｇであるのに対し約５ｋｇと、メインコントローラ４に比べ重量が１/４と軽く、また、消費電力もメインコントローラ４の２/３と低いため、省エネ性に優れている。
【００１５】
自動切替装置６は、メインコントローラ４の異常を検知し、電源回路２とメインコントローラ４との接続を電源回路２と簡易コントローラ５との接続に切り替える自動切替装置であり、ウォッチドッグタイマ回路（ＷＤＴ回路）７と切替回路８を設けている。
【００１６】
ウォッチドッグタイマ回路７は、メインコントローラ４に異常が発生した場合に切替回路８にアラームを出力する回路である。ウォッチドッグタイマ回路７は、メインコントローラ４から出力されるヘルスチェック信号を監視するとともに、前回（ｎ回目）のヘルスチェック信号の入力からの経過時間（ｔｗ）を測定しており、前回（ｎ回目）のヘルスチェック信号の入力後、所定時間（Ｔ）を経過（Ｔ≦ｔｗ）しても、次（ｎ＋１回目）のヘルスチェック信号が入力されなかった場合、切替回路８にアラーム信号を出力する。
【００１７】
このとき、所定時間Ｔは、ヘルスチェック信号が入力される周期時間よりも長い時間であり、この時間を超えてもヘルスチェック信号が入力されない場合にメインコントローラ４の異常と判断する材料としてあらかじめ設定された時間である。
【００１８】
また、切替回路８は、ウォッチドッグタイマ回路７から出力されたアラーム信号に応じて、電源の供給先を切り替える切替回路であり、通常は電源回路２とメインコントローラ４およびウォッチドッグタイマ回路７の接続を行なっているが、ウォッチドッグタイマ回路７からアラーム信号が入力されると、電源回路２とメインコントローラ４およびウォッチドッグタイマ回路７の接続を、電源回路２と簡易コントローラ５の接続に切替える。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態１に係る空調制御装置の動作について図１〜図３を用いて説明する。図２は、本実施の形態１に係る空調制御装置１の自動切替装置６に備えられた切替回路８の動作を示すフローチャート図、図３は、本実施の形態１に係る空調制御装置１の自動切替装置６に備えられたウォッチドッグタイマ回路７の動作を示すフローチャート図である。
【００２０】
図１〜３において、電源回路２より自動切替装置６の切替回路８に電源が供給されると、切替回路８は、電源回路２とウォッチドッグタイマ回路７およびメインコントローラ４を接続させ、ウォッチドッグタイマ回路７およびメインコントローラ４に電源が供給される（Ｓ１）。
【００２１】
このとき、簡易コントローラ５は電源が供給されることはなく、メインコントローラ４の代替器として待機している間、簡易コントローラ５が電力を消費することはない。
【００２２】
通電されたメインコントローラ４は圧縮機３の動作を制御すると共に、ウォッチドッグタイマ回路７へ定期的にヘルスチェック信号を出力する。通電されたウォッチドッグタイマ回路７は、メインコントローラ４から出力されるヘルスチェック信号の入力を監視し（Ｓ１１）、ヘルスチェック信号の入力（ｎ回目）が検知されると、時間（ｔｗ）の測定を開始して、ヘルスチェック信号の入力（ｎ回目）からの経過時間を測定する（Ｓ１２）。
【００２３】
そして、次（ｎ＋１回目）のヘルスチェック信号の入力を監視し（Ｓ１３）、次（ｎ＋１回目）のヘルスチェック信号の入力が検知されない場合、前回（ｎ回目）のヘルスチェック信号の入力からの経過時間（ｔｗ）が所定時間（Ｔ）に達しているかを確認する（Ｓ１４）。その結果、前回（ｎ回目）のヘルスチェック信号の入力からの経過時間（ｔｗ）が所定時間（Ｔ）に達していない場合は引き続き次（ｎ＋１回目）のヘルスチェック信号の監視を継続させる。
【００２４】
その後、次（ｎ＋１回目）のヘルスチェック信号の入力を検知した場合、そのヘルスチェック信号（ｎ＋１回目）の入力からの経過時間の測定を開始し（Ｓ１２）、所定時間（Ｔ）内に次（ｎ＋２回目）のヘルスチェック信号の入力が行われるか監視を継続させていく。
【００２５】
メインコントローラ４に異常が生じた場合、メインコントローラ４からヘルスチェック信号の出力が停止される。よって、メインコントローラ４は次（ｎ＋１回目）のヘルスチェック信号の出力を行うことができないので、ウォッチドッグタイマ回路７は、前回（ｎ回目）のヘルスチェック信号の入力からの経過時間（ｔｗ）が所定時間（Ｔ）に到達後も次（ｎ＋１回目）のヘルスチェック信号の入力を検知することができず（Ｓ１４）、切替回路８へアラーム信号の出力をおこなう（Ｓ１５）。
【００２６】
ウォッチドッグタイマ回路７からのアラーム信号を入力した切替回路８は（Ｓ２）、電源回路２とウォッチドッグタイマ回路７およびメインコントローラ４の接続を切断し、電源回路２と簡易コントローラ５を接続させる（Ｓ３）。すると、電源回路２からウォッチドッグタイマ回路７およびメインコントローラ４に供給されていた電源は切断され、簡易コントローラ５に電源が供給される。
【００２７】
よって、メインコントローラ４に制御されていた圧縮機３は、メインコントローラ４の異常発生後も停止することなく、簡易コントローラ５によって制御され運転を継続させる。
【００２８】
ウォッチドッグタイマ回路７からのアラーム信号によって電源供給回路が切り替わった後、ウォッチドッグタイマ回路７およびメインコントローラ４に供給されていた電源は切断され、消費電力がメインコントローラ４の２/３である簡易コントローラ５だけが動作しているので、消費する電力が特に少なく、省エネ性に優れている。
【００２９】
以上のように、本実施の形態によれば、異常時にのみ電源が供給され、コントローラに比べ重量が軽く、少ない消費電力で運転動作する簡易コントローラをコントローラの代替器として備え、異常時には簡易コントローラにのみ電源が供給される構成にしたので、コントローラに異常が生じた場合でも空気調和装置の動作を継続させることのできる、重量および消費電力を抑えた空気制御装置を提供することができる。
【００３０】
また、本実施の形態１では、コントローラの例として圧縮機を制御するコントローラを示したが、これに限定するものではなく、室内ファンや室外ファンなど、圧縮機以外の空調装置を制御するコントローラに対しても同様の効果が発揮される。
【符号の説明】
【００３１】
１  空調制御装置、２  電源回路、３  圧縮機、４  メインコントローラ、５  簡易コントローラ、６  自動切替装置、７  ウォッチドッグタイマ回路、８  切替回路
【図１】
2013155957.tif 000003
【図２】
2013155957.tif 000004
【図３】
2013155957.tif 000005