(57)【要約】  空調制御システム（１）は、第１の通信ネットワーク（１０）を介して受信した指令に従って第１の駆動対象（３Ａ）を駆動する第１のインバータ（Ｉ１）と、第１の通信ネットワーク（１０）を介して受信した指令に従って第２の駆動対象（３Ｂ）を駆動する第２のインバータ（Ｉ２）と、第１の通信ネットワーク（１０）を介して指令を送信することにより、第１のインバータ（Ｉ１）及び第２のインバータ（Ｉ２）を制御可能な第１のコントローラ（Ｃ１）と、第１の通信ネットワーク（１０）を介して指令を送信することにより、第１のインバータ（Ｉ１）及び第２のインバータ（Ｉ２）を制御可能な第２のコントローラ（Ｃ２）と、を備える。第１のコントローラ（Ｃ１）及び第２のコントローラ（Ｃ２）は、自身の指令を無効とする無効指令を、第１の通信ネットワーク（１０）を介して第１のインバータ（Ｉ１）及び第２のインバータ（Ｉ２）に送信可能である。
2020225853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送線路と、
前記第１の伝送線路を介して受信した指令に従って第１の駆動対象を駆動する第１のインバータと、
前記第１の伝送線路を介して受信した指令に従って第２の駆動対象を駆動する第２のインバータと、
前記第１の伝送線路を介して指令を送信することにより、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータを制御可能な第１のコントローラと、
前記第１の伝送線路を介して指令を送信することにより、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータを制御可能な第２のコントローラと、
を備え、
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、
自身の指令を無効とする無効指令を、前記第１の伝送線路を介して前記第１のインバータ及び前記第２のインバータに送信可能である、
鉄道車両用の空調制御システム。
【請求項２】
他方のコントローラが前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの制御を行わないことを検出した場合に、前記第１の伝送線路を介して前記第１のインバータ及び前記第２のインバータに制御指令を送信する、
請求項１に記載の鉄道車両用の空調制御システム。
【請求項３】
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、
他方のコントローラが制御を行わない場合に、他方のコントローラの指令を無効とする無効指令を、前記第１の伝送線路を介して前記第１のインバータ及び前記第２のインバータに送信可能である、
請求項２に記載の鉄道車両用の空調制御システム。
【請求項４】
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、
他方のコントローラの異常の発生を検出した場合に、前記第１の伝送線路を介して前記第１のインバータ及び前記第２のインバータに制御指令を送信可能である、
請求項２又は３に記載の鉄道車両用の空調制御システム。
【請求項５】
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、第２の伝送線路を介して上位モニタ装置と接続されており、
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、前記上位モニタ装置との間の通信異常を検出すると、自身の指令を無効とする指令を、前記第１の伝送線路を介して前記第１のインバータ及び前記第２のインバータに送信可能である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の鉄道車両用の空調制御システム。
【請求項６】
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、第２の伝送線路を介して上位モニタ装置と接続されており、
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、
前記上位モニタ装置から前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの制御を行わない旨の指令を受信すると、自身の指令を無効とする指令を、前記第１の伝送線路を介して前記第１のインバータ及び前記第２のインバータに送信可能である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の鉄道車両用の空調制御システム。
【請求項７】
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、
前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの制御を行わない場合に、空調運転の状態を示す情報をメンテナンス情報として出力可能である、
請求項６に記載の鉄道車両用の空調制御システム。
【請求項８】
前記第１のコントローラ及び前記第２のコントローラは、
前記第１のインバータ及び前記第２のインバータの制御を行わない場合に、ソフトウエアの更新が可能である、
請求項６に記載の鉄道車両用の空調制御システム。
【請求項９】
前記第１のコントローラには、鉄道車両の環境情報を検知する第１のセンサが接続され、
前記第２のコントローラには、前記鉄道車両の環境情報を検知する第２のセンサが接続され、
前記第２のコントローラは、前記第２のセンサの検出情報を、前記第１の伝送線路を介して、前記第１のコントローラに送信し、
前記第１のコントローラは、前記第１のセンサの異常を検出すると、前記第２のセンサの検出情報を用いて、前記第１のインバータ及び前記第２のインバータへの指令を生成する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の鉄道車両用の空調制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用の空調制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の室外機と複数の室内機とが１系統の冷媒配管に接続された空気調和機において、複数の室外機にそれぞれ設けられた制御部のいずれか１つを制御親機とし、残りを制御子機として決定して動作するシステムが開示されている。このシステムは、制御親機が、冷媒循環動作の統括的な制御を行うとともに、各制御子機に対して定期的にライフメッセージを送信する。制御子機は、ライフメッセージを受信しないときに制御親機に異常が発生したと判断し、制御子機の中から新たな制御親機を決定して冷媒制御の自動復帰を実現する。【０００３】
このように、コントローラを複数設けた冗長構成を採用し、何らかの理由で制御親機に異常が発生した場合に備える空調制御システムが従来より開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鉄道車両の空調制御においても、コントローラ及びインバータを有する冗長構成を採用し、コントローラの異常の発生に備えることが必要である。しかしながら、冗長構成を採用し、上記特許文献１に開示された技術を適用しても、コントローラの異常は、他のコントローラでしか検出することができない。この場合、コントローラ自体は正常に動作しているが、コントローラの空調制御に用いられる温度センサに異常が発生したり、コントローラと上位モニタ装置との間の通信に異常が発生したりする場合には、その異常に対処することが困難になる。【０００６】
本発明は、上記実情の下になされたものであり、コントローラ及びインバータを複数備える冗長構成において、異常が発生したコントローラ自身がその異常に対処して、正常な空調運転を継続することができる鉄道車両用の空調制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る鉄道車両用の空調制御システムは、第１の伝送線路と、第１の伝送線路を介して受信した指令に従って第１の駆動対象を駆動する第１のインバータと、第１の伝送線路を介して受信した指令に従って第２の駆動対象を駆動する第２のインバータと、第１の伝送線路を介して指令を送信することにより、第１のインバータ及び第２のインバータを制御可能な第１のコントローラと、第１の伝送線路を介して指令を送信することにより、第１のインバータ及び第２のインバータを制御可能な第２のコントローラと、を備える。第１のコントローラ及び第２のコントローラは、自身の指令を無効とする無効指令を、第１の伝送線路を介して第１のインバータ及び第２のインバータに送信可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１のコントローラ及び第２のコントローラは、自身が送信する指令が無効であることを第１のインバータ及び第２のインバータに送信することができる。これにより、コントローラ、環境センサの異常又は上位モニタ装置との間の通信異常を含む様々な要因によりコントローラの空調運転制御を停止しなければならない場合に自身の指令が無効である指令を送信することにより、そのコントローラ自身が対処することができる。この結果、コントローラ及びインバータを複数備える冗長構成において、異常が発生したコントローラ自身が異常に対処して、正常な空調運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空調制御システムの構成を示す模式図
【図２Ａ】図１の空調制御システムのデータ通信の様子その１を示す模式図
【図２Ｂ】図１の空調制御システムのデータ通信の様子その２を示す模式図
【図２Ｃ】図１の空調制御システムのデータ通信の様子その３を示す模式図
【図２Ｄ】図１の空調制御システムのデータ通信の様子その４を示す模式図
【図３】温度センサに異常が発生した場合の図１の空調制御システムのデータ通信の様子を示す模式図
【図４】モニタとの通信異常が発生した場合の図１の空調制御システムのデータ通信の様子を示す模式図
【図５Ａ】制御を停止するコントローラ自身が無効指令を送信する様子その１を示す図
【図５Ｂ】制御を停止するコントローラ自身が無効指令を送信する様子その１を示す図
【図６】図１の空調制御システムを構成する第１のコントローラのハードウエア構成を示すブロック図
【図７】図１の空調制御システムの健全時の処理を示すシーケンス図
【図８】コントローラに異常が発生した場合の第１の処理を示すシーケンス図
【図９】コントローラに異常が発生した場合の第２の処理を示すシーケンス図
【図１０】温度センサに異常が発生した場合の処理を示すシーケンス図
【図１１】モニタとの通信に異常が発生した場合の処理を示すシーケンス図
【図１２】本発明の実施の形態２に係る空調制御システムにおける処理を示すシーケンス図
【図１３】図１２の空調制御システムの動作その１を示す模式図
【図１４】図１２の空調制御システムの動作その２を示す模式図
【図１５】本発明の実施の形態１、２に係る空調制御システムの構成の変形例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。
【００１１】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る空調制御システム１は、鉄道車両１００の空調制御を行うシステムである。空調制御システム１は、空調機２Ａ，２Ｂを備える。
【００１２】
空調機２Ａ，２Ｂは、鉄道車両１００の運転席に設けられ、鉄道車両１００全体の統括管理を行うコンピュータである上位モニタ装置としてのモニタＭと、第２の伝送線路としての第２の通信ネットワーク２０を介してデータ通信可能である。モニタＭは、第２の通信ネットワーク２０を介して空調機２Ａ，２Ｂに操作情報を送信して、空調機２Ａ，２Ｂを操作するとともに、第２の通信ネットワーク２０を介して空調機２Ａ，２Ｂから監視情報を受信して、鉄道車両１００の空調運転の状態を監視する。
【００１３】
鉄道車両１００には、架線ＬからパンタグラフＰＧを介して電力が供給されている。この電力は、鉄道車両１００の制御電源１１に供給される。制御電源１１は、空調機２Ａ，２Ｂに電力を供給する。
【００１４】
空調機２Ａは、室内送風機ＥＦ、室外送風機ＣＦ、コンプレッサＣＰ及びヒータＯＨを備える第１の駆動対象３Ａと、第１の駆動対象３Ａを駆動する第１のインバータＩ１と、第１のインバータＩ１を制御する第１のコントローラＣ１と、空調機２Ａの電源である第１の電源６Ａと、を備える。空調機２Ａは、第１の駆動対象３Ａを駆動し、ダクト８Ａを介して鉄道車両１００の室内の空調を行う。制御電源１１から供給される電力は、第１の電源６Ａに入力される。第１の電源６Ａは、第１のコントローラＣ１及び第１のインバータＩ１それぞれに必要な電力を供給している。
【００１５】
空調機２Ｂは、室内送風機ＥＦ、室外送風機ＣＦ、コンプレッサＣＰ及びヒータＯＨを備える第２の駆動対象３Ｂと、第２の駆動対象３Ｂを駆動する第２のインバータＩ２と、第２のインバータＩ２を制御する第２のコントローラＣ２と、空調機２Ｂの電源である第２の電源６Ｂと、を備える。空調機２Ｂは、第２の駆動対象３Ｂを駆動し、ダクト８Ｂを介して鉄道車両１００の室内の空調を行う。制御電源１１から供給される電力は、第２の電源６Ｂに入力される。第２の電源６Ｂは、第２のコントローラＣ２及び第２のインバータＩ２それぞれに必要な電力を供給している。
【００１６】
空調制御システム１は、第１の伝送線路としての第１の通信ネットワーク１０をさらに備える。第１の通信ネットワーク１０は、第１のインバータＩ１と、第２のインバータＩ２と、第１のコントローラＣ１と、第２のコントローラＣ２と、を接続し、相互にデータ通信可能としている。第１の通信ネットワーク１０を介して送信されるデータには、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２から第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２へ送信される指令と、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２から第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２へ送信される空調運転の状態を示す情報とが含まれる。第１の通信ネットワーク１０におけるデータ通信は、同報通信によって行われる。
【００１７】
第１のインバータＩ１は、第１の通信ネットワーク１０を介して受信した指令に従って第１の駆動対象３Ａを駆動する。第２のインバータＩ２は、第１の通信ネットワーク１０を介して受信した指令に従って第２の駆動対象３Ｂを駆動する。第１の駆動対象３Ａ及び第２の駆動対象３Ｂの駆動により、鉄道車両１００の冷房、暖房及び換気が行われる。
【００１８】
空調機２Ａは、第１のセンサとしての温度センサ４Ａを備え、空調機２Ｂは、第２のセンサとしての温度センサ４Ｂを備えている。温度センサ４Ａで検出された温度情報は、第１のコントローラＣ１に入力され、温度センサ４Ｂで検出された温度情報は、第２のコントローラＣ２に入力される。第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２は、温度センサ４Ａ，４Ｂで検出された温度情報に基づいて、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２への指令を生成する。
【００１９】
温度センサ４Ａ，４Ｂは、それぞれ１つずつである必要はない。温度センサ４Ａ，４Ｂは、鉄道車両１００の室内、室外、ダクト８Ａ，８Ｂ内にそれぞれ設けられたものをまとめたものであってもよい。
【００２０】
図２Ａに示すように、モニタＭは、空調のオンオフ指令を含む空調機２Ａ，２Ｂの操作情報を、第２の通信ネットワーク２０を介して第１のコントローラＣ１に送信する。第１のコントローラＣ１は、受信した操作情報に従って指令を生成する。第１のコントローラＣ１は、生成した指令を第１の通信ネットワーク１０を介して送信することにより、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２を制御可能である。
【００２１】
モニタＭは、鉄道車両１００の空調のオンオフ指令を含む空調機２Ａ，２Ｂの操作情報を、第２の通信ネットワーク２０を介して第２のコントローラＣ２にも送信する。第２のコントローラＣ２は、受信した操作情報に従って指令を生成する。第２のコントローラＣ２は、第１の通信ネットワーク１０を介して指令を送信することにより、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２を制御可能である。
【００２２】
このように、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２からの指令は、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信されている。第１のインバータＩ１、第２のインバータＩ２には、それぞれ第１のコントローラＣ１と第２のコントローラＣ２との間で優先順位が設けられている。この優先順位に従って、第１のインバータＩ１は、第１のコントローラＣ１の指令に従って動作し、第２のインバータＩ２は、第２のコントローラＣ２の指令に従って動作する。
【００２３】
一方、図２Ｂに示すように、第１のコントローラＣ１に異常が発生した場合、第１のコントローラＣ１は、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２への指令を第１の通信ネットワーク１０を介して送信することができない。しかし、第２のコントローラＣ２は、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２への指令を送信しているので、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２は、第２のコントローラＣ２の動作に従って、空調運転を継続することができる。
【００２４】
一方、第１のインバータＩ１における第１の駆動対象３Ａと、第２のインバータＩ２における第２の駆動対象３Ｂの空調運転の状態を示すデータは、図２Ｃに示すように、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２に送信されている。第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２は、空調運転の状態を示すデータを、空調機２Ａ，２Ｂの空調運転の状態を示すデータとして、第２の通信ネットワーク２０を介してモニタＭに送信する。
【００２５】
図２Ｄに示すように、第１のコントローラＣ１に何らかの異常が発生した場合、第１のコントローラＣ１は、第１のインバータＩ１における第１の駆動対象３Ａと、第２のインバータＩ２における第２の駆動対象３Ｂによる空調運転の状態を示すデータを第２の通信ネットワーク２０を介してモニタＭに送信することができない。しかし、第２のコントローラＣ２は、第１のインバータＩ１における第１の駆動対象３Ａと、第２のインバータＩ２における第２の駆動対象３Ｂによる空調運転の状態を示すデータを第１の通信ネットワーク１０を介して受信しているので、それらのデータを、第２の通信ネットワーク２０を介してモニタＭへ送信することができる。
【００２６】
また、第１のコントローラＣ１は、温度センサ４Ａの検出情報に基づいて、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２への指令を生成している。しかしながら、温度センサ４Ａに異常が発生すると、第１のコントローラＣ１は、正確な温度で鉄道車両１００への指令を生成することができなくなる。そこで、図３に示すように、第１のコントローラＣ１は、温度センサ４Ａに異常が発生した場合、第２のコントローラＣ２から第１の通信ネットワーク１０を介して送信される温度センサ４Ｂの検出情報に基づいて、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２への指令を生成する。
【００２７】
また、温度センサ４Ｂに異常が発生した場合であっても、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２は、その異常に対処すべく、同様の処理を行う。
【００２８】
また、上述のように、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２は、モニタＭから第２の通信ネットワーク２０を介して送信される操作情報に基づいて、第１のインバータＩ１又は第２のインバータＩ２を制御する。しかしながら、第１のコントローラＣ１とモニタＭとの間に通信異常が発生した場合、図４に示すように、第１のコントローラＣ１は、モニタＭから操作情報を受信することができない。そこで、本実施の形態では、このような異常が発生しても、第２のコントローラＣ２が、モニタＭに第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２による空調運転の状態データを送信する。これにより、空調機２Ａ，２Ｂが空調運転を継続することができる。
【００２９】
上述のように、本実施の形態に係る空調制御システム１では、空調機２Ａ，２Ｂを備える冗長な構成を有しており、第１のコントローラＣ１又は第２のコントローラＣ２及びその周辺に異常が発生した場合に備えている。具体的には、例えば、図５Ａに示すように、第１のコントローラＣ１は、自身の指令を無効とする無効指令を、第１の通信ネットワーク１０を介して第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信可能である。
【００３０】
無効指令を送信することによって、第１のコントローラＣ１の方が、第２のコントローラＣ２よりも優先順位の高く設定されている第１のインバータＩ１であっても、第２のコントローラＣ２からの指令に従って動作することが可能となる。なお、自身の指令を無効とする無効指令の送信は、第２のコントローラＣ２からも行うことが可能である。
【００３１】
例えば、第１のコントローラＣ１は、モニタＭとの間の通信異常を検出すると、自身の指令を無効とする無効指令を、第１の通信ネットワーク１０を介して第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信可能である。第１のコントローラＣ１は、モニタＭから送信される乗車人数に基づいて、指令を生成するため、モニタＭとの間に通信異常が発生すると、適切な空調制御を行うことが困難になるためである。
【００３２】
無効指令を送信することによって、第１のコントローラＣ１の方が、第２のコントローラＣ２よりも優先順位の高い第１のインバータＩ１であっても、第２のコントローラＣ２からの指令に従って動作することが可能となる。このことは、第２のコントローラＣ２でも同様である。
【００３３】
また、図５Ｂに示すように、第２のコントローラＣ２は、第１のコントローラＣ１が制御を行わない場合に、第１のコントローラＣ１の指令を無効とする無効指令を、第１の通信ネットワーク１０を介して第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信可能である。このことは、第２のコントローラＣ２でも同様である。
【００３４】
さらには、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第２のコントローラＣ２は、第１のコントローラＣ１が第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２の制御を行わないことを検出した場合、第１の通信ネットワーク１０を介して第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に制御指令を送信する。第１のコントローラＣ１が第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２の制御を行わない場合には、例えば、第１のコントローラＣ１に異常が発生した場合がある。なお、第１のコントローラＣ１も第２のコントローラＣ２と同様の処理を行う。
【００３５】
第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２は、データ通信の有無で、互いの異常の発生を検出可能である。この他、温度センサ４Ａ，４Ｂの異常は、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２で検出可能である。また、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２の異常については、指令の有無により、インバータＩ１，Ｉ２側で検出することも可能である。
【００３６】
図６に示すように、第１のコントローラＣ１は、ハードウエアの構成要素として、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、第１の通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３４及び第２の通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３５を備える。主記憶部３２、外部記憶部３３、第１の通信Ｉ／Ｆ３４及び第２の通信Ｉ／Ｆ３５はいずれも内部バス３０を介して制御部３１に接続されている。
【００３７】
制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されている。このＣＰＵが、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９を実行することにより、図１に示す第１のコントローラＣ１の各構成要素が実現される。
【００３８】
主記憶部３２は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成されている。主記憶部３２には、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９がロードされる。この他、主記憶部３２は、制御部３１の作業領域（データの一時記憶領域）として用いられる。
【００３９】
外部記憶部３３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリを備える。外部記憶部３３には、制御部３１に実行させるためのプログラム３９があらかじめ記憶されている。また、外部記憶部３３は、制御部３１の指示に従って、このプログラム３９の実行の際に用いられるデータを制御部３１に供給し、制御部３１から供給されたデータを記憶する。
【００４０】
第１の通信Ｉ／Ｆ３４は、第１の通信ネットワーク１０の規格に準拠した通信インターフェイスである。この第１の通信Ｉ／Ｆ３４を介して、第１の通信ネットワーク１０におけるデータ通信の入出力が行われる。
【００４１】
第２の通信Ｉ／Ｆ３５は、第２の通信ネットワーク２０の規格に準拠した通信インターフェイスである。この第２の通信Ｉ／Ｆ３５を介して、第２の通信ネットワーク２０におけるデータ通信の入出力が行われる。
【００４２】
第２のコントローラＣ２のハードウエア構成も、図６に示す第１のコントローラＣ１の構成と同じである。制御部３１は、外部記憶部３３から主記憶部３２に読み込まれたプログラム３９を実行する。プログラム３９の実行で実現される機能により、制御部３１は、第２の通信Ｉ／Ｆ３５を介して受信したモニタＭからの操作情報に従って、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信する指令を生成する。
【００４３】
さらに、プログラム３９の実行で実現される機能により、制御部３１は、生成した指令を、第１の通信Ｉ／Ｆ３４を介して第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に出力する。さらに、プログラム３９の実行で実現される機能により、制御部３１は、第１の通信Ｉ／Ｆ３４を介して第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２による空調運転の状態を示す情報を入力し、それらの情報を含む監視情報を、第２の通信Ｉ／Ｆ３５を介してモニタＭへ送信する。
【００４４】
次に、本発明の実施の形態に係る空調制御システム１の処理動作について説明する。以下では、（１）〜（４）の場合の処理動作について説明する。
（１）第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２が健全である場合
（２）第１のコントローラＣ１に異常が発生した場合その１
（３）第１のコントローラＣ１に異常が発生した場合その２
（４）温度センサ４Ａに異常が発生した場合、モニタＭとの間に通信異常が発生した場合
上記（２）〜（４）は、第１のコントローラＣ１及びその周辺に何らかの異常が発生した場合であるが、本実施の形態に係る空調制御システム１は、第２のコントローラＣ２又は温度センサ４Ｂに同様の異常が発生した場合にも同様の処理動作を行う。
【００４５】
＜第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２が健全である場合＞
まず、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２が両方健全であった場合の処理動作について説明する。図７に示すように、まず、モニタＭは、第２の通信ネットワーク２０を介して第１のコントローラＣ１に操作情報を送信し（ステップＳ１）、第２の通信ネットワーク２０を介して第２のコントローラＣ２に操作情報を送信する（ステップＳ２）。操作情報の通信は、ユニキャストで行われる。
【００４６】
モニタＭから操作情報を受信した第１のコントローラＣ１は、タイムスタンプを、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のインバータＩ１、第２のコントローラＣ２及び第２のインバータＩ２に送信する（ステップＳ３）。
【００４７】
続いて、第１のコントローラＣ１は、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に制御指令を送信する（ステップＳ４）。さらに、第２のコントローラＣ２は、第１の通信ネットワーク１０を介して、第２のインバータＩ２及び第１のインバータＩ１に制御指令を送信する（ステップＳ５）。これらの制御指令としては、例えば、第１の駆動対象３Ａ，第２の駆動対象３ＢのコンプレッサＣＰの回転数で回転するという命令がある。
【００４８】
続いて、第２のコントローラＣ２は、温度センサ４Ｂの検知情報を、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のコントローラＣ１に送信する（ステップＳ６）。ここで、第１のコントローラＣ１は、温度センサ４Ａの検知情報を第２のコントローラＣ２に送信するようにしてもよい。
【００４９】
その後、第１のインバータＩ１は、第１の駆動対象３Ａを駆動する。第１のインバータＩ１では、図２Ａに示すように、第２のコントローラＣ２よりも第１のコントローラＣ１の指令を優先するように定められているので、第１のインバータＩ１は、第１のコントローラＣ１の指令に従って、第１の駆動対象３Ａを駆動する。さらに、第１のインバータＩ１は、第２の駆動対象３Ｂを駆動する。第２のインバータＩ２では、図２Ａに示すように、第１のコントローラＣ１よりも第２のコントローラＣ２の指令を優先するように定められているので、第２のインバータＩ２は、第２のコントローラＣ２の指令に従って、第２の駆動対象３Ｂを駆動する。
【００５０】
続いて、第１のインバータＩ１は、空調運転の状態を示す情報を、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２に返信する（ステップＳ７）。さらに、第２のインバータＩ２は、空調運転の状態を示す情報を、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２に返信する（ステップＳ８）。
【００５１】
続いて、第１のコントローラＣ１は、第２の通信ネットワーク２０を介して、モニタＭに監視情報を返信する（ステップＳ９）。さらに、第２のコントローラＣ２は、第２の通信ネットワーク２０を介して、モニタＭに監視情報を返信する（ステップＳ１０）。モニタＭ、第１のコントローラＣ１、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２は、ステップＳ１〜Ｓ１０を繰り返すことにより、一連の空調運転の処理動作が行われる。
【００５２】
＜第１のコントローラＣ１に異常が発生した場合その１＞
次に、第１のコントローラＣ１に異常が発生した場合の処理の流れその１について説明する。図８に示すように、まず、モニタＭは、第２の通信ネットワーク２０を介して、第１のコントローラＣ１に操作情報を送信し（ステップＳ１）、第２の通信ネットワーク２０を介して、第２のコントローラＣ２に操作情報を送信する（ステップＳ２）。
【００５３】
その後、第１のコントローラＣ１は、異常が発生しているため、タイムスタンプを送信することができず、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に制御指令を送信することもできない。第２のコントローラＣ２は、第１のインバータＩ１が指令を送信しておらず、制御を行わないことを検出し、第１の通信ネットワーク１０を介して、第２のインバータＩ２及び第１のインバータＩ１に制御指令を送信する（ステップＳ５）。
【００５４】
続いて、第２のコントローラＣ２は、第１の通信ネットワーク１０を介して、温度センサ４Ａの検知情報を第１のコントローラＣ１に送信する（ステップＳ６）。
【００５５】
その後、第１のインバータＩ１は、第１の駆動対象３Ａを駆動する。第１のインバータＩ１では、第２のコントローラＣ２よりも第１のコントローラＣ１の指令を優先するように定められているが、第１のインバータＩ１は、第１のコントローラＣ１から指令が送信されていないので、第２のコントローラＣ２からの指令に従って、第１の駆動対象３Ａを駆動する。
【００５６】
さらに、第２のインバータＩ２は、第２の駆動対象３Ｂを駆動する。第２のインバータＩ２では、第１のコントローラＣ１よりも第２のコントローラＣ２の指令を優先するように定められているので、第２のインバータＩ２は、第２のコントローラＣ２の指令に従って、第２の駆動対象３Ｂを駆動する。
【００５７】
続いて、第１のインバータＩ１は、空調運転の状態を示す情報を、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２に返信する（ステップＳ７）。さらに、第２のインバータＩ２は、空調運転の状態を示す情報を、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２に返信する（ステップＳ８）。
【００５８】
続いて、第２のコントローラＣ２は、第２の通信ネットワーク２０を介して、モニタＭに監視情報を返信する（ステップＳ１０）。その後、第２のコントローラＣ２は、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２の空調運転を継続する。空調運転の状態が変更される際には、モニタＭ、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２によって、ステップＳ１〜Ｓ１０が繰り返され、一連の空調運転が行われる。
【００５９】
＜第１のコントローラＣ１に異常が発生した場合その２＞
次に、第１のコントローラＣ１に異常が発生した場合の処理の流れその１について説明する。図９に示すように、まず、モニタＭは、第２の通信ネットワーク２０を介して、第１のコントローラＣ１に操作情報を送信し（ステップＳ１）、第２の通信ネットワーク２０を介して、第２のコントローラＣ２に操作情報を送信する（ステップＳ２）。
【００６０】
第１のコントローラＣ１は、異常が発生しているため、タイムスタンプを送信することができず、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に制御指令を送信することができない。第２のコントローラＣ２は、第１のコントローラＣ１から制御指令が送信されていないことから、第１のコントローラＣ１に異常が発生したことを検出し、第２のインバータＩ２及び第１のインバータＩ１に第１のコントローラＣ１の指令を無効とする無効指令を第１の通信ネットワーク１０を介して送信する（ステップＳ２０）。さらに、第２のコントローラＣ２は、第１の通信ネットワーク１０を介して、第２のインバータＩ２及び第１のインバータＩ１に制御指令を送信する（ステップＳ５）。
【００６１】
その後の処理動作は、図８の場合その１と同じである。その後、第２のコントローラＣ２は、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２の空調運転を継続する。空調運転の状態が変更される際には、モニタＭ、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２によって、ステップＳ１〜Ｓ１０、Ｓ２０が繰り返され、一連の空調運転の処理動作が行われる。
【００６２】
＜温度センサ４Ａに異常が発生した場合＞
次に、温度センサ４Ａに異常が発生した場合の処理の流れについて説明する。図１０に示すように、この場合の全体の流れは、図８の健全時の処理と同じである。
【００６３】
ステップＳ６において、第２のコントローラＣ２は、第１の通信ネットワーク１０を介して、温度センサ４Ｂの検知情報を第１のコントローラＣ１に送信する。第１のコントローラＣ１が温度センサ４Ａの検知情報を受信した後、第１のコントローラＣ１は、温度センサ４Ｂの検知情報に基づいた制御を行う（ステップＳ３０）。
【００６４】
その後、第１のインバータＩ１は、空調運転の状態を示す情報を、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２に返信する（ステップＳ７）。さらに、第２のインバータＩ２は、空調運転の状態を示す情報を、第１の通信ネットワーク１０を介して、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２に返信する（ステップＳ８）。
【００６５】
続いて、第１のコントローラＣ１は、第２の通信ネットワーク２０を介して、モニタＭに監視情報を返信する（ステップＳ９）。さらに、第２のコントローラＣ２は、第２の通信ネットワーク２０を介して、モニタＭに監視情報を返信する（ステップＳ１０）。モニタＭ、第１のコントローラＣ１、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２は、ステップＳ１〜Ｓ１０、Ｓ３０を繰り返すことにより、一連の空調運転の制御を行う。
【００６６】
なお、温度センサ４Ａが故障した場合には、第１のコントローラＣ１は、第１の通信ネットワーク１０を介して無効指令を、第１のインバータＩ１、第２のインバータＩ２に送信し、その処理動作を停止するようにしてもよい。
【００６７】
また、温度センサ４Ｂに異常が発生した場合でも、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２が、図１０に示す処理と同様な処理を行って、第２のコントローラＣ２が、温度センサ４Ａの検知情報に基づいて、第２のインバータＩ２の制御を行うようにしてもよい。
【００６８】
＜モニタＭとの間に通信異常が発生した場合＞
次に、モニタＭとの間に通信異常が発生した場合の処理の流れについて説明する。図１１に示すように、第１のコントローラＣ１は、ポーリング動作により、モニタＭから操作情報を受信するまで待っている。モニタＭから操作情報を受信しなかった場合、第１のコントローラＣ１は、モニタＭとの間に通信異常が発生したものとして、自身の指令を無効とする無効指令を、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信する。
【００６９】
第２のコントローラＣ２は、第１のコントローラＣ１から無効指令を受信していることから、第１のコントローラＣ１に異常が発生したものと判定し、第２のインバータＩ２及び第１のインバータＩ１に第１のコントローラＣ１の指令を無効とする無効指令を第１の通信ネットワーク１０を介して送信する（ステップＳ５）。
【００７０】
その後の処理は、図８の場合と同じである。その後、第２のコントローラＣ２は、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２の空調運転を継続する。空調運転の状態が変更される際には、モニタＭ、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２によって、ステップＳ１〜Ｓ１０、Ｓ４０が繰り返され、一連の空調運転の処理動作が行われる。
【００７１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２は、自身が送信する指令が無効であることを第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信することができる。これにより、第１のコントローラＣ１、第２のコントローラＣ２、温度センサ４Ａ，４Ｂの異常又はモニタＭとの間の通信異常を含む様々な要因により第１のコントローラＣ１、第２のコントローラＣ２による制御を停止しなければならない場合にその第１のコントローラＣ１、第２のコントローラＣ２自身が対処することができる。この結果、コントローラ及びインバータを複数備える冗長構成において、異常が発生したコントローラ自身が異常の発生に対処して、正常な空調運転を継続することができる。
【００７２】
また、本実施の形態によれば、コントローラの周辺の異常をコントローラ自身が検出するので、処理時間を短縮することができる。
【００７３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上記実施の形態１に係る空調制御システム１では、第１のコントローラＣ１又は第２のコントローラＣ２の異常、温度センサ４Ａ，４Ｂの異常、モニタＭとの通信の異常が発生したときに、空調機２Ａ，２Ｂによる空調運転を継続する仕組みについて説明した。しかしながら、本発明はこれには限られない。本実施の形態では、第２のコントローラＣ２が、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２の制御を行うのと同時に、第１のコントローラＣ１が、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２を制御する以外の処理を行う。本実施の形態では、この処理を、モニタＭに対して、空調機２Ａ，２Ｂの空調運転のログデータ、すなわちメンテナンス情報の吸い上げ又は内部処理のパラメータの設定を含むメンテナンス処理とする。
【００７４】
本実施の形態に係る空調制御システム１の機能構成及びハードウエア構成は、図１、図６に示す上記実施の形態１に係る空調制御システム１の構成と同じである。
【００７５】
図１２に示すように、まず、モニタＭは、第２の通信ネットワーク２０を介して、第１のコントローラＣ１に操作情報を送信し（ステップＳ１）、第２の通信ネットワーク２０を介して、第２のコントローラＣ２に操作情報を送信する（ステップＳ２）。第１のコントローラＣ１に含まれる操作情報には、第１のコントローラＣ１が、メンテナンス処理を行う旨の指令が含まれている。この場合、第１のコントローラＣ１は、自身の指令を無効とする無効指令を、第１の通信ネットワーク１０を介して、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信する（ステップＳ４０）。
【００７６】
一方、第２のコントローラＣ２に含まれる操作情報には、第２のコントローラＣ２が、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２の制御を行う旨の指令が含まれている。第２のコントローラＣ２は、第１の通信ネットワーク１０を介して、第２のインバータＩ２及び第１のインバータＩ１に制御指令を送信する（ステップＳ５）。
【００７７】
一方、第１のコントローラＣ１は、メンテナンス処理を行う（ステップＳ５０）。このメンテナンス処理は、メンテナンス情報の吸い上げ処理又は内部処理のパラメータの設定処理を含む。この場合、図１３に示すように、第１のコントローラＣ１は、第２の通信ネットワーク２０から外部ネットワーク５０に接続されたサーバに、メンテナンス情報６０を吸い上げるようにしてもよいし、鉄道車両１００に乗車した保守点検者が、第１のコントローラＣ１に端末を用いて接続し、メンテナンス情報を吸い上げるようにしてもよい。
【００７８】
その後の処理動作は、図８の場合と同じである。モニタＭ、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２は、ステップＳ１〜Ｓ１０、Ｓ４０、Ｓ５０を繰り返すことにより、一連の制御を行う。
【００７９】
本実施の形態では、第１のコントローラＣ１がメンテナンス処理を行い、第２のコントローラＣ２が、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２を制御する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれには限られない。例えば、第２のコントローラＣ２で第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２の制御を行う間に、ステップＳ５０において、第１のコントローラＣ１で動作するソフトウエアの更新処理を行うようにしてもよい。この場合、図１４に示すように、ソフトウエアプログラム７０は、外部ネットワーク５０から第２の通信ネットワーク２０を介して、第１のコントローラＣ１の図６に示す外部記憶部３３にプログラム３９としてインストールされるようにしてもよい。
【００８０】
なお、第１のコントローラＣ１で第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２を制御し、第２のコントローラＣ２でメンテナンス処理又はソフトウエアプログラムの更新を行うようにしてもよい。
【００８１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２は、自身が送信する指令が無効であることを第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２に送信することができる。これにより、メンテナンス処理又はソフトウエアの更新でコントローラの制御を停止しなければならない場合にも別のコントローラで空調運転を継続することができる。この結果、鉄道車両１００の運行中にも、メンテナンス又はソフトウエアの更新を行うことが可能となる。
【００８２】
なお、図１５に示すように、第１のコントローラＣ１と第２のコントローラＣ２との間に、自身が健全に動作しているか否かを示す健全信号を出力する信号線４０を設けるようにしてもよい。信号線４０では、端子ＤＩが入力用の端子であり、端子ＤＯが出力用の端子である。入出力が逆の２本の線で形成されている。
【００８３】
上記各実施の形態では、第１の通信ネットワーク１０の接続をオンオフするスイッチを備えることなく、コントローラとインバータとの組み合わせを切り替えることが可能である。また、上記各実施の形態では、親機、子機の区別なく、コントローラの異常を検出することが可能である。
【００８４】
上記各実施の形態では、第１のコントローラＣ１、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２を接続し、相互に同報通信可能な第１の通信ネットワーク１０を採用した。しかしながら、本発明はこれには限られない。これらを接続する第１の通信ネットワーク１０として、ユニキャストでデータ通信を行う通信ネットワークを採用するようにしてもよい。また、第１の伝送線路として、通信ネットワークではなく、内部バスにより、第１のコントローラＣ１、第２のコントローラＣ２、第１のインバータＩ１及び第２のインバータＩ２を接続し、内部バスによる信号の入出力で、一連の制御を実現するようにしてもよい。
【００８５】
上記各実施の形態では、第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２は、温度センサ４Ａ，４Ｂで検出された温度情報に基づいて、空調制御を行った。しかしながら、本発明はこれには限られない。湿度を検出する湿度センサを含む他の環境情報を検知する第１、第２のセンサに基づいて空調制御を行うようにしてもよい。
【００８６】
また、上記各実施の形態では、空調機の数を２台、すなわちコントローラ及びインバータの数を２台としたが、本発明はこれには限られない。コントローラ及びインバータの数は３台以上であってもよい。コントローラ及びインバータが３台以上であっても、いずれかのコントローラ及びその周辺に異常が発生した場合でも、残りのコントローラでモニタＭとインバータとのデータ受信を行い、空調運転を継続するようにすればよい。
【００８７】
また、上記各実施の形態では、第１の駆動対象３Ａ及び第２の駆動対象３Ｂは、室内送風機ＥＦ、室外送風機ＣＦ、コンプレッサＣＰ、及びヒータＯＨであったが、本発明はこれには限られない。室内送風機ＥＦ、室外送風機ＣＦ、コンプレッサＣＰ、及びヒータＯＨのうち、いずれか１つはなくてもよいし、他の構成要素が加えられるようにしてもよい。
【００８８】
その他、空調制御システム１を実装する第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【００８９】
制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、第１の通信Ｉ／Ｆ３４、第２の通信Ｉ／Ｆ３５及び内部バス３０を備える第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２を実装することしてもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２を実装してもよい。
【００９０】
第１のコントローラＣ１及び第２のコントローラＣ２の機能を、ＯＳ（Operating System）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合には、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【００９１】
搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように実装してもよい。
【００９２】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００９３】
１  空調制御システム、２Ａ，２Ｂ  空調機、３Ａ  第１の駆動対象、３Ｂ  第２の駆動対象、４Ａ，４Ｂ  温度センサ、６Ａ  第１の電源、６Ｂ  第２の電源、８Ａ，８Ｂ  ダクト、１０  第１の通信ネットワーク、１１  制御電源、２０  第２の通信ネットワーク、３０  内部バス、３１  制御部、３２  主記憶部、３３  外部記憶部、３４  第１の通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、３５  第２の通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、３９  プログラム、４０  信号線、５０  外部ネットワーク、６０  メンテナンス情報、７０  ソフトウエアプログラム、１００  鉄道車両、Ｃ１  第１のコントローラ、Ｃ２  第２のコントローラ、Ｉ１  第１のインバータ、Ｉ２  第２のインバータ、ＤＩ，ＤＯ  端子、ＥＦ  室内送風機、ＣＦ  室外送風機、ＣＰ  コンプレッサ、ＯＨ  ヒータ、Ｍ  モニタ、Ｌ  架線、ＰＧ  パンタグラフ
【図１】
2020225853.tif 000003
【図２Ａ】
2020225853.tif 000004
【図２Ｂ】
2020225853.tif 000005
【図２Ｃ】
2020225853.tif 000006
【図２Ｄ】
2020225853.tif 000007
【図３】
2020225853.tif 000008
【図４】
2020225853.tif 000009
【図５Ａ】
2020225853.tif 000010
【図５Ｂ】
2020225853.tif 000011
【図６】
2020225853.tif 000012
【図７】
2020225853.tif 000013
【図８】
2020225853.tif 000014
【図９】
2020225853.tif 000015
【図１０】
2020225853.tif 000016
【図１１】
2020225853.tif 000017
【図１２】
2020225853.tif 000018
【図１３】
2020225853.tif 000019
【図１４】
2020225853.tif 000020
【図１５】
2020225853.tif 000021
【国際調査報告】
2020225853.tif 000022
2020225853.tif 000023