CN114834414A - 铁道车辆用制动控制装置和铁道车辆用制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铁道车辆用制动控制装置和铁道车辆用制动装置。铁道车辆用制动控制装置(100)具备：接收部(101)，其接收用于使对铁道车辆进行制动的制动装置在紧急情况下工作的紧急用制动指令；制动控制部(102)，其响应于紧急用制动指令，而以规定的制动力为目标制动力对制动装置进行控制以产生目标制动力；以及滑行判断部(103)，其在制动装置的控制过程中判断铁道车辆的车轮是否发生了滑行，其中，制动控制部(102)在响应于紧急用制动指令而产生规定的制动力之后，将目标制动力设定为规定的制动力以上，使该目标制动力增大直到判断为发生了滑行为止。

Description

铁道车辆用制动控制装置和铁道车辆用制动装置
技术领域
本发明涉及一种铁道车辆用制动控制装置和铁道车辆用制动装置。
背景技术
以往，已知一种通过来自驾驶台等的紧急用制动指令来使固定制动力的紧急用制动启动的技术(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/064851号
发明内容
发明要解决的问题
本发明的发明人们关于在铁道车辆中使用的制动控制装置得到了以下的认知。在紧急情况下，启动紧急用制动来使铁道车辆紧急停车。在该紧急用制动中，因为着重于使行驶中的铁道车辆停止，因此设定比较大的制动力。另一方面，作为铁道车辆的制动装置，其能够产生的制动力在大多情况下存在余力。
在此，在抑制事故等方面，期望进一步减小在紧急情况下进行紧急停车时的制动距离。想到使制动力比紧急用制动的制动力大的制动启动，以进一步减小该制动距离。但是，若单纯地使制动力过大，则铁道车辆会发生滑行，存在无法有效地减小该制动距离的问题。因此，本发明的发明人们认识到，通过使制动控制装置有效地启动制动力比紧急情况下的制动力大的制动，能够进一步减小铁道车辆的制动距离。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种能够有效地减小在紧急情况下进行紧急停车时的制动距离的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明的某个方式的铁道车辆用制动控制装置具备：
接收部，其接收用于使对铁道车辆进行制动的制动装置在紧急情况下工作的紧急用制动指令；
制动控制部，其响应于所述紧急用制动指令，而以规定的制动力为目标制动力对所述制动装置进行控制以产生所述目标制动力；以及
滑行判断部，其在所述制动装置的控制过程中判断所述铁道车辆的车轮是否发生了滑行，
其中，所述制动控制部在响应于所述紧急用制动指令而产生所述规定的制动力之后，将所述目标制动力设定为所述规定的制动力以上，使该目标制动力增大直到判断为发生了所述滑行为止。
本发明的其它方式的铁道车辆用制动装置具备铁道车辆用制动控制装置和对铁道车辆用制动控制装置进行制动的制动装置，其中，
所述铁道车辆用制动控制装置包括：滑行检测部，其检测铁道车辆的车轮与轨道之间的滑行；接收部，其接收用于使所述制动装置在紧急情况下工作的紧急用制动指令；制动控制部，其响应于所述紧急用制动指令，而以规定的制动力为目标制动力控制所述制动装置来产生所述目标制动力；以及滑行判断部，其在所述制动装置的控制过程中判断所述铁道车辆的车轮是否发生了滑行，
所述制动控制部在响应于所述紧急用制动指令而产生所述规定的制动力之后，将所述目标制动力设定为所述规定的制动力以上，使该目标制动力增大直到判断为发生了所述滑行为止。
此外，以上的任意组合、将本发明的构成要素、表述在方法、装置、程序、记录有程序的瞬态或非瞬态存储介质、系统等之间相互置换所得到的形态作为本发明的形态也是有效的。
发明的效果
根据本发明，能够有效地减小在紧急情况下进行紧急停车时的制动距离。
附图说明
图1是概要性地表示搭载有铁道车辆用制动装置的铁道车辆的结构的结构图。
图2是概要性地表示第一实施方式的制动控制装置的框图。
图3是第一实施方式的制动控制装置的动作的流程图。
图4是制动控制装置的滑行控制的动作的流程图。
图5是说明制动控制装置的滑行控制的动作的图。
图6是制动控制装置的制动力增大控制的动作的流程图。
图7是说明制动控制装置的制动力增大控制的动作的图。
图8是概要性地表示第二实施方式的制动控制装置的框图。
图9是概要性地表示第三实施方式的制动控制装置的框图。
图10是第三实施方式的制动控制装置的动作的流程图。
图11是概要性地表示第四实施方式的制动控制装置的框图。
图12是第四实施方式的制动控制装置的动作的流程图。
具体实施方式
下面，基于优选的实施方式，一边参照各附图一边说明本发明。在实施方式和变形例中，对相同或同等的构成要素、构件标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。另外，为了易于理解，适当放大、缩小各附图中的构件的尺寸来进行表示。另外，在各附图中，省略对于说明实施方式而言并不重要的构件的一部分地进行表示。
第一实施方式
图1是概要性地表示搭载有第一实施方式的铁道车辆用制动装置的铁道车辆1的结构图。图2是概要性地表示铁道车辆用制动装置的铁道车辆用制动控制装置的结构的框图。铁道车辆1具备车体2、一对转向架3a及3b、以及铁道车辆用制动装置10。铁道车辆用制动装置10具备铁道车辆用制动控制装置100(下面称作制动控制装置)和制动装置16。
转向架3a及3b设置于车体的前后，用于支承车体。在转向架3a设置车轮12a、12b、车轴14a、14b、以及制动装置16a。在转向架3b设置车轮12c、12d、车轴14c、14d、以及制动装置16b。在将转向架3a及3b进行统称时称作转向架3。在将车轮12a～12d进行统称时称作车轮12。在将车轴14a～14d进行统称时称作车轴14。在将制动装置16a及16b进行统称时称作制动装置16。
车轴14分别配置于转向架3的前后，在各车轴的两端安装车轮12。车轴14通过经由齿轮部(未图示)从马达(未图示)传递来的驱动力进行旋转。
制动装置16对铁道车辆1进行制动。制动装置16对车轴14施加使铁道车辆1减速、停止的制动力。本实施方式的制动装置16是包括制动缸17、磨耗件18以及制动压力供给装置20的空气制动装置。制动缸17经由作为用于供给压缩空气的供给路径的压缩空气配管19而与制动压力供给装置20连接。制动缸压力通过从该制动压力供给装置20经由压缩空气配管19供给来的压缩空气而上升，由此制动缸17工作。通过该制动缸17工作，将磨耗件18按压于车轴14的踏面，来使车轴14产生制动力。
对制动压力供给装置20进行说明。制动压力供给装置20具备载荷响应阀21、常用电磁阀22、紧急用电磁阀23、复式止回阀24、中继阀25以及滑行控制阀26。
载荷响应阀21基于支承铁道车辆1的空气弹簧31的压力，使用从空气罐32供给来的压缩空气压力来生成载荷响应压力。该载荷响应压力是与包括乘客的重量的铁道车辆1的全部重量相应的压力。
常用电磁阀22基于后述的制动信号，使用从空气罐32供给来的压缩空气生成制动指令压力并供给至复式止回阀24，以生成在后述的常用制动指令中指定的目标制动力。另外，在本实施方式中，该制动指令压力还被利用于产生在后述的制动力增大控制中增大后的制动力。
紧急用电磁阀23响应于后述的励磁信号的供给停止，而将载荷响应阀21的载荷响应压力作为紧急用制动压力供给至复式止回阀24，以生成紧急用制动用的制动力。本实施方式的紧急用电磁阀23为通过将电磁线圈进行励磁、消磁来切换内部的空气通路的阀。紧急用电磁阀23在通常时根据后述的励磁信号进行励磁，切断从载荷响应阀21进行的载荷响应压力的供给。另一方面，通过停止从制动控制装置100供给励磁信号来使紧急用电磁阀23消磁。其结果是，载荷响应阀21的载荷响应压力作为紧急用制动压力通过紧急用电磁阀23被供给至复式止回阀24。
复式止回阀24为具有两个输入端口和一个输出端口的阀。复式止回阀24构成为在对上述两个输入端口分别提供有不同的压力的流体的情况下，将压力大的流体供给至输出端口。复式止回阀24的一个输入端口与常用电磁阀22连接，另一个输入端口与紧急用电磁阀23连接。因而，复式止回阀24的输出端口输出来自常用电磁阀22的制动指令压力和来自紧急用电磁阀23的紧急用制动压力中的较大的压力。
中继阀25使用空气罐32的压缩空气来进行经由复式止回阀24供给来的制动指令压力或紧急用制动压力的容量放大。由此，输出被进行了容量放大的制动指令压力或紧急用制动压力。从中继阀25输出的制动压力经由滑行控制阀26被供给至制动缸17。此外，可以对车轮12的每个轴设置中继阀25。本实施方式的被进行了容量放大的紧急用制动压力是基于载荷响应压力的制动压力的一例。
滑行控制阀26用于在判断为发生了滑行的情况下减小从中继阀25向制动缸17供给的制动压力来减小制动力。控制滑行控制阀26，以执行供给动作、保持动作以及排气动作。供给动作是用于使制动装置16产生通常的制动力的动作。保持动作是用于保持制动缸17的内部压力(制动装置16的制动压力)来维持制动力的动作。排气动作是用于将供给至制动缸17的压缩空气的一部分排出到外部来减小制动力的动作。因而，通过延长执行滑行控制阀26的排气动作的期间，能够增大制动力的减少幅度。
参照图2来说明制动控制装置100。图2所示的铁道车辆用制动控制装置100的各功能块在硬件上通过以计算机的CPU为代表的电子元件、机械部件等实现，在软件上通过计算机程序等实现，但在此描绘出通过这些部件的协作实现的功能块。因而，本领域技术人员应该理解的是，这些功能块能够通过硬件、软件的组合以多种方式实现。
本实施方式的制动控制装置100具备接收部101、制动控制部102、滑行判断部103以及存储部104。
接收部101接收常用制动指令和紧急用制动指令。常用制动指令是用于使制动装置16以产生根据制动操作指定的目标制动力的方式工作的指令。紧急用制动指令是用于使制动装置16在紧急情况下工作的指令。例如响应于驾驶员进行的制动操作、从铁道车辆1的外部装置接收到紧急停止信号，而从铁道车辆1的驾驶台4向接收部101提供紧急用制动指令。
制动控制部102响应于常用制动指令而设定目标制动力，对制动装置16进行控制以产生该目标制动力。例如，制动控制部102将在常用制动指令中指定的制动力设定为目标制动力，将用于产生所设定的该目标制动力的制动信号提供到常用电磁阀22。制动控制部102在未接收到紧急用制动指令的状态下，通过向紧急用电磁阀23提供励磁信号，来使紧急用电磁阀23励磁，从而利用紧急用电磁阀23切断向制动缸17的紧急用制动压力的供给。制动控制部102响应于紧急用制动指令，而将规定的制动力设定为目标制动力对制动装置16进行控制以产生目标制动力。例如，制动控制部102响应于紧急用制动指令而停止向紧急用电磁阀23供给励磁信号，由此使紧急用电磁阀23消磁，经由紧急用电磁阀23向制动缸17供给被进行了上述容量放大的紧急用制动压力。由此，将紧急用制动用的规定的制动力设定为目标制动力。
本实施方式的铁道车辆1采用利用车轮12与轨道之间的黏着力的黏着制动。由于雨天时的湿润条件等引起的黏着力的下降对制动距离产生大幅的影响。当黏着力下降、车轮滑行时，制动距离变大。因此，在发生了滑行的情况下，制动控制部102执行后述的滑行控制以减弱制动力，来抑制制动距离的大幅延长。
本实施方式的制动控制部102响应于紧急用制动指令而执行制动力增大控制，以进一步减小该制动距离。在该制动力增大控制中，制动控制部102在响应于紧急用制动指令而产生规定的制动力之后，将目标制动力设定为上述规定的制动力以上来使该目标制动力增大直到判断为产生了滑行为止。在该制动力增大控制过程中制动控制部102，将用于产生该增大后的目标制动力的制动信号提供到常用电磁阀22。在后文中叙述该制动力增大控制的详情。
滑行判断部103在制动装置16的控制过程中判断车轮12是否发生了滑行。滑行判断部103采用公知的各种方法来探测车轮12的滑行。本实施方式的滑行判断部103基于车轴14的旋转速度与铁道车辆1的平移速度(下面称作“车辆速度Vs”)的比较来判断是否发生了滑行。从设置于铁道车辆1的GPS、车速传感器(未图示)等获取车辆速度Vs。能够根据输出与车轴14的旋转位置相应的脉冲信号的编码器等旋转传感器(未图示)的每单位时间的脉冲数来确定车轴14的旋转速度。通过将车轴14的旋转速度乘以规定的系数，能够计算可与车辆速度进行对照的速度(下面称作“轴速度Va”)。
在车轮12与轨道之间未发生宏观上的滑动的黏着状态下，车辆速度Vs与轴速度Va相等。当在车轮12与轨道之间发生滑动时，车辆速度Vs与轴速度Va的速度差dV增加。在发生了滑行的滑行状态下，车辆速度Vs与轴速度Va的速度差dV变大。滑行判断部103在速度差dV为阈值以下的情况下判断为未发生滑行，在速度差dV超过了阈值的情况下判断为发生了滑行，并将该判断结果提供到制动控制部102。
存储部104存储各种数据。存储部104例如存储即将发生滑行之前的制动装置16中的制动压力(下面称作“AC压力”)。
下面，参照图3来说明制动控制装置100的动作S100。图3是动作S100的流程图。
在S101中，制动控制部102判断是否经由接收部101接收到了紧急用制动指令。在未接收到紧急用制动指令的情况下(S101的“否”)，动作S100返回S101。在接收到紧急用制动指令的情况下(S101的“是”)，动作S100进入S102。
在S102中，制动控制部102使紧急用制动启动。
在S103中，滑行判断部103基于速度差dV来判断车轮12在规定时间内是否未发生滑行。在发生了滑行的情况下(S103的“否”)，滑行判断部103将滑行检测信号提供到制动控制部102，动作S100进入S104。在规定时间内未发生滑行的情况下(S103的“是”)，滑行判断部103将滑行非检测信号提供到制动控制部102，动作S100进入S105。
在S104中，制动控制部102响应于滑行检测信号而执行后述的滑行控制。之后，动作S100返回S103。
使用图4和图5来说明滑行控制。图4是滑行控制的动作S104的流程图。图5是说明滑行控制的动作S104的图。在图5中，与横轴的经过时间一并示出车辆速度Vs、轴速度Va及AC压力。
在根据紧急用制动指令而AC压力变高的状态下开始动作S104。如图5所示，在该状态下，由于制动装置16的制动力，车辆速度Vs和轴速度Va逐渐下降。在初始的黏着状态下，车辆速度Vs与轴速度Va的速度差dV几乎为零，但当发生滑动时速度差dV逐渐变大。
当判断为发生了滑行时，在S111中，制动控制部102使滑行探测时间点的AC压力存储于存储部104。在本实施方式中，存储判断为发生了滑行的图5的A点处的AC压力。
在S112中，制动控制部102使滑行控制阀26执行排气动作。在紧接滑行探测之后的排气动作中，排出通过S111存储的AC压力的P1[％]。其结果是，如图5所示，AC压力下降与该P1[％]相应的量。
在S113中，滑行判断部103基于速度差dV来判断是否为收敛状态。收敛状态是指速度差dV不变化的状态或减少的状态(例如图5的B点)。在不是收敛状态的情况下(S113的“否”)，动作S104返回步骤S112。之后，通过S112排出通过S111存储的AC压力的P2[％]，直到判断为收敛状态为止。在收敛状态的情况下(步骤S113的“是”)，动作S104转到S114。因而，每隔规定的排气时间Tp重复进行S112的排气动作，直到判断为是收敛状态为止。
在S114中，制动控制部102保持探测到收敛时的AC压力。当成为收敛状态时，速度差dV逐渐减少，最终速度差dV＝0，探测到再黏着(图5的C点)。在直到进行再黏着探测为止的保持状态持续长时间的情况下，每隔Tc[ms]排出所存储的AC压力的P3[％]。此外，当在维持该保持动作的期间探测到再滑行的情况下，动作S104也可以返回S111。在该情况下，将探测到再滑行时的AC压力存储于存储部104即可。
在探测到再黏着的情况下，在S115中，制动控制部102使滑行控制阀26执行供给动作，使滑行控制结束并转变为通常的制动动作。在转变为通常的制动动作之后，动作S104结束。
返回图3，在S105中，制动控制部102响应于所提供的滑行非检测信号而执行后述的制动力增大控制。在S105之后，动作S100结束。
使用图6来说明S105的制动力增大控制。首先，在S121中，制动控制部102判定是否经由接收部101接收到制动力增大控制停止指令。例如在铁道车辆1停止了的情况下、通过驾驶员进行了用于使制动力增大控制停止的操作输入等情况下，从驾驶台4向接收部101提供制动力增大控制停止指令。在接收到制动力增大控制停止指令的情况下(S121的“是”)，动作S105结束。在未接收到制动力增大控制指令的情况下(S121的“否”)，动作S105进入S122。
在S122中，制动控制部102以使制动力增大规定的量的方式设定目标制动力，对制动装置16进行控制以产生所设定的该制动力。具体地说，制动控制部102以产生与增大后的目标制动力对应的制动指令压力的方式向常用电磁阀22提供制动信号。常用电磁阀22响应于该制动信号而生成与增大后的目标制动力对应的制动指令压力，将该制动指令压力提供到复式止回阀24。
另一方面，与从常用电磁阀22的制动指令压力的供给并行地，响应于紧急用制动指令而从紧急用电磁阀23向复式止回阀24供给紧急用制动压力。如上述那样，复式止回阀24将制动指令压力和紧急用制动压力中的较大的压力供给至中继阀25。因此，在紧急情况下，所产生的该制动力不会低于紧急用制动的制动力，即、能够启动紧急用制动以上的制动力。
在速度差dV比规定的速度差基准值小的情况下，本实施方式的制动控制部102使S122中的目标制动力的每单位时间的增大量比速度差dV为规定的速度差基准值以上的情况下的该增大量大。例如，在速度差dV阶段性地超过决定出的多个速度差基准值的情况下，制动控制部102可以设定与所超过的该速度差基准值对应的上述增大量。另外，制动控制部102可以随着速度差dV变大而使目标制动力的每单位时间的增大量阶段性地或者连续地增大。
在S123中，制动控制部102使增大制动力后的AC压力存储于存储部104。
在S124中，滑行判断部103基于速度差dV来判断车轮12在规定时间内是否未发生滑行。在发生了滑行的情况下(S124的“否”)，滑行判断部113将滑行发生信号提供到制动控制部102，动作S105进入S125。在未发生滑行的情况下(S124的“是”)，S105返回S121。
在S125中，制动控制部102执行滑行控制。S125的滑行控制与S104的滑行控制相同，因此省略其说明。此外，在S125的滑行控制中，可以省略S111的AC压力的存储动作，使用通过S123存储的AC压力。在S125之后，S105转到S126。
在S126中，制动控制部102将目标制动力恢复为发生滑行之前的目标制动力。具体地说，制动控制部102对制动装置16进行控制，以产生与通过S123存储的AC压力对应的制动力。由此，在制动力增大控制中，即使在滑行被消除后也会维持比紧急用制动的制动力大的制动力。此外，在S126中，也可以将目标制动力设定为比发生滑行前的制动力大的制动力。在S126之后，S105返回S124。
参照图7来说明S105的制动力增大控制中的制动力。图7表示制动力增大控制中的制动力的变化的一例。首先，对紧急用制动中的制动力进行说明以进行比较。紧急用制动中的制动力在图7中用实线表示。在通过启动紧急用制动而使制动力以急剧地上升至D点后的方式增大之后，维持固定的制动力。当铁道车辆1在K点停止时，紧急用制动的启动结束。像这样，在紧急用制动中，直到铁道车辆1停止为止需要直到K点为止的时间。
接着，说明制动力增大控制中的制动力。制动力增大控制中的制动力在图7中用虚线表示。当接收到紧急用制动指令时，使紧急用制动启动(图3的S102)。在此，制动力以急剧地上升至D点的方式增大。之后，在从D点到E点的规定时间内未发生滑行的情况下(图3的S103的“是”)，执行制动力增大控制来使制动力增大(图6的S122)。之后，当在F点检测到滑行时(图6的S124的“否”)，执行滑行控制(图6的S125)。之后，当在G点检测到再黏着时，将制动力增大至H点以成为发生滑行之前的制动力(图6的S125)。之后，在直到I点为止的规定时间内未检测到滑行的情况下(图6的S124的“是”)，使制动力增大(图6的S122)。之后，重复图6的S121～S124的控制循环，当在J点接收到制动力增大控制停止指令时(图6的S121的“是”)，制动力增大控制结束，制动装置16的工作结束。应该理解的是，如从H点到J点的制动力所示的那样，在滑行被消除了的情况下，制动控制部102使目标制动力增大至发生滑行之前的制动力以上。像这样，在制动力增大控制中，能够对铁道车辆1施加比紧急用制动的制动力大的制动力。因此，如图7的J点所示，相比于使紧急用制动启动的情况(图7的K点)能够减少直到铁道车辆1停止为止所需的时间。
下面，说明本实施方式的作用和效果。
在紧急情况下，从驾驶台4发出紧急用制动指令，以使铁道车辆1紧急停车，响应于该紧急用制动指令而使紧急用制动启动。在该紧急用制动中，不仅考虑使行驶中的铁道车辆1紧急停止的观点，还考虑缓和突然制动对乘客产生的冲击等安全性的观点来对铁道车辆1作用与基于包括乘客的重量的铁道车辆1的全部重量的载荷响应压力相应的固定的制动力。另一方面，制动装置16能够使用从空气罐32供给的压缩空气产生更大的制动力。
在此，在抑制与铁道车辆1前方的障碍物发生碰撞事故等方面，期望进一步减小紧急情况下的制动距离。为了进一步减小该制动距离，想到启动制动力比紧急用制动的制动力大的制动。但是，若单纯地使制动力过大，则铁道车辆1会发生滑行，存在无法有效减小该制动距离的问题。
因此，本实施方式的制动控制部102在响应于紧急用制动指令而产生规定的制动力之后，将目标制动力设定为上述规定的制动力以上，使该目标制动力增大直到判断为发生了滑行为止。基于该实施方式，能够在抑制滑行的同时对铁道车辆1作用响应于紧急用制动指令而产生的规定的制动力以上的制动力。其结果是，能够有效地减小在紧急情况下进行紧急停车时的制动距离。
在本实施方式中，在滑行被消除了的情况下，制动控制部102使目标制动力增大至发生滑行之前的制动力以上。在此，已知的是，在滑行被消除之后，车速比发生滑行前的车速小，因此相比于发生滑行前，车轮12与轨道的黏着界限变大。基于该结构，能够在考虑在滑行被消除之后车轮12与轨道的黏着界限变大的基础上使目标制动力增大。因此，能够进一步减小制动距离。
在本实施方式中，在速度差dV比规定的速度差基准值小的情况下，制动控制部102使目标制动力的每单位时间的增大量比速度差dV为规定的速度差基准值以上的情况下的该增大量大。基于该结构，能够在考虑速度差dV的基础上调整目标制动的每单位时间的增大量，因此能够有效地消除滑行。其结果是，能够进一步减小制动距离。
变形例
下面，说明变形例。
在本实施方式中，示出根据速度差dV来判断是否发生了滑行的例子，但并不限定于此。例如，滑行判断部103也可以根据速度差dV相对于车辆速度Vs的比率(也称作“滑率”)来判断是否发生了滑行。
在本实施方式中，示出针对每个转向架3设置制动装置16和滑行控制阀26的例子，但不限定于此。例如，也可以针对每个车轴14设置制动装置16和滑行控制阀26。另外，滑行控制阀26可以被分别进行控制，也可以一体地控制转向架3的两个车轴。
在本实施方式中，针对每个铁道车辆1设置了制动控制装置100，但并不限定于此。例如，也可以针对每个车轴14、转向架3设置制动控制装置100。另外，例如也可以是，在由多个铁道车辆1构成的列车中，针对该列车仅设置一个制动控制装置100来统一地控制多个铁道车辆1。
在本实施方式中，基于速度差dV来调整目标制动力的每单位时间的增大量，但不限定于此。例如，目标制动的增大量也可以是固定的。
另外，相对地位于铁道车辆1的行进方向上的后方侧的位置的车轮12相比于相对地位于该行进方向上的前方侧的位置的车轮12而言不易发生滑行。因此，制动控制部102可以使针对相对地位于铁道车辆1的行进方向上的后方侧的位置的车轮12的目标制动力的每单位时间的增大量比针对相对地位于该行进方向上的前方侧的位置的车轮12的目标制动力的每单位时间的增大量大。此处的“相对地位于行进方向上的前方侧或后方侧的位置”不仅是一个铁道车辆1中的前后关系，还包括多个铁道车辆1之间的前后关系。基于该结构，能够在抑制发生滑行的同时有效地减小铁道车辆整体的制动距离。
在本实施方式中，使用常用电磁阀22来生成制动增大控制中的AC压力，但不限定于此。例如，也可以控制紧急用电磁阀23来生成制动增大控制中的AC压力，也可以与常用电磁阀22及紧急用电磁阀23相分别地追加设置用于生成制动增大控制中的AC压力的电磁阀。
在本实施方式中，示出动作S104包括进行收敛判定的步骤S113，但不限定于此。例如，也可以根据排气时间Tp的累计时间、排气动作的动作次数来控制滑行控制阀26。在该情况下，可以在不进行收敛判定的情况下使滑行控制结束，转变为通常的制动动作。
在本实施方式中，将用于与规定的速度差基准值进行比较的速度差dV设为车辆速度Vs与轴速度Va的速度差，但不限定于此。例如，也可以将使旋转速度最小的车轴14的轴速度设为基准轴速度，将各车轴14的轴速度Va与基准轴速度的速度差设为速度差dV。因而，速度差dV可以是各车轴14的轴速度Va与规定的基准速度的速度差。
第二实施方式
接着，说明本发明的第二实施方式。在第二实施方式的附图和说明中，对与第一实施方式相同或同等的构成要素、构件标注相同的标记。适当地省略与第一实施方式重复的说明，主要说明与第一实施方式不同的结构。
参照图8。本实施方式的制动控制装置100具备获取铁道车辆1的在行进方向上的急动度的急动度获取部105。本实施方式的急动度获取部105根据设置于铁道车辆1的急动度传感器(未图示)的输出值来获取急动度。此外，也可以不使用急动度传感器，通过对加速度传感器的加速度的输出值进行时间微分来获取急动度。
在通过急动度获取部105获取到的急动度比阈值大的情况下，本实施方式的制动控制部102使目标制动力的增大停止。根据设计等适当地决定该阈值。
在上述的制动力增大控制中，使制动力比紧急用制动的制动力大的制动启动。因此，由于该突然制动，车内的乘客可能会受到比紧急用制动的情况下的冲击更大的冲击。基于本实施方式，在施加急动度超过阈值的程度的大小的冲击的情况下，能够使目标制动力的增大停止。其结果是，能够抑制乘客的乘车体验变差。特别地，在单厢列车的情况下，乘车感受容易因制动力增大控制而变得较差，因此对于抑制该变差是有效的。
第三实施方式
接着，说明本发明的第三实施方式。在第三实施方式的附图和说明中，对与第一实施方式相同或同等的构成要素、构件标注相同的标记。适当地省略与第一实施方式重复的说明，主要说明与第一实施方式不同的结构。
参照图9。本实施方式的制动控制装置100还具备原因判断部106，该原因判断部106判断发出紧急用制动指令的原因是否为铁道车辆1的外部原因。
参照图10来说明本实施方式的制动控制装置100的动作S200。图10是动作S200的流程图。在动作S200中，S201至S204、S206的处理与上述的S101至105基本相同，除非另有说明，因此省略其说明。
在S203中，在判断为未发生滑行的情况下(S203的“是”)，滑行判断部103将滑行非检测信号提供到原因判断部106，动作S200进入S205。
在S205中，原因判断部106判断发出紧急用制动指令的原因是否为铁道车辆1的外部原因。此处的“外部原因”例如是指车辆前方出现障碍物(人、物体、塌方等)、发生地震、强风等。例如，在不是经由驾驶员的制动操作而是根据来自外部装置的紧急停止信号而从驾驶台4发出紧急用制动指令的情况下，基于该紧急停止信号将紧急用制动指令的原因判断为铁道车辆1的外部原因。另外，例如在驾驶员识别铁路信号灯并通过驾驶员的制动操作从驾驶台4发出紧急用制动指令的情况下，制动控制装置100对铁道车辆1进行自我诊断。在该情况下，例如在制动控制装置100自我诊断为不是电源切断、总空气管的压力下降等内部原因的情况下，判断为紧急用制动指令的原因是铁道车辆1的外部原因。
在判断为外部原因的情况下，原因判断部106将外部原因信号提供到制动控制部102，动作S200进入S206。在S206中，制动控制部102响应于外部原因信号而执行上述制动力增大控制。在判断为不是外部原因的情况下，原因判断部106将内部原因信号提供到制动控制部102，动作S200进入S207。
在S207中，制动控制部102响应于内部原因信号而判断铁道车辆1是否已停车。在铁道车辆1已停车的情况下，动作S200结束。在铁道车辆1未停车的情况下，动作S200返回S207。在S207中，由于处于通过S202启动的紧急用制动已启动的状态，因此不使目标制动力增大，继续使紧急用制动启动直到铁道车辆1停止为止。
在发出紧急用制动指令的原因是铁道车辆1的外部原因的情况下，与障碍物发生碰撞、铁道车辆1翻倒的危险性高，因此要求更迅速地停车。另一方面，在上述原因是铁道车辆1的内部原因的情况下，上述碰撞、翻倒的危险性没有那么大，因此紧急停车的必要性相比于是外部原因的情况下的该必要性低。因此，当即使是这样的内部原因也执行上述制动力增大控制时，由于作用比紧急用制动大的制动力，因此可能会不必要地使乗客的乘车感受变差。在本实施方式中，在判断为上述原因不是外部原因的情况下，制动控制部102不执行上述制动力增大控制，不使目标制动力增大，在判断为上述原因是外部原因的情况下，制动控制部102执行制动力增大控制来使目标制动力增大。基于该结构，能够根据需要来执行上述制动力增大控制，因此能够在抑制乘客的乘车感受变差的同时有效地减小制动距离。
在此，在铁道车辆1的行进方向上的前方存在障碍物且与该障碍物的距离小、与该障碍物发生碰撞的危险性高的情况下，需要对铁道车辆1施加更大的制动力来进一步减小该制动距离。另一方面，在与该障碍物的距离大且与该障碍物发生碰撞的危险性低的情况下，要求以相比于避免碰撞而言更优先考虑乗客的乘车感受、安全地停车。
因此，在本实施方式中，也可以是，在原因判断部106判断为作为外部原因的、在铁道车辆1的行进方向前方存在障碍物的情况下，在铁道车辆1与障碍物之间的距离比规定的距离基准值小时，制动控制部102使目标制动力的每单位时间的增大量比上述距离为规定的距离基准值以上的情况下的该增大量大。例如，在与障碍物之间的距离阶段性地低于所决定的多个距离基准值的情况下，制动控制部102设定与低于的该阈值对应的上述增大量。另外，制动控制部102也可以使目标制动力的每单位时间的增大量随着与障碍物之间的距离变小而阶段性地或者连续地增大。
基于该结构，能够考虑与车辆前方的障碍物之间的距离来调整目标制动力的增大量。因此，在与障碍物之间的距离小时能够进一步减小制动距离，在与障碍物之间的距离大时能够在缓和制动对乗客带来的冲击的同时抑制与障碍物之间发生碰撞。
第四实施方式
接着，说明本发明的第四实施方式。在第四实施方式的附图和说明中，对与第三实施方式相同或同等的构成要素、构件标注相同的标记。适当地省略与第三实施方式重复的说明，主要说明与第三实施方式不同的结构。
参照图11。本实施方式的制动控制装置100还具备异常判断部107，该异常判断部107判断制动控制装置100是否为异常状态。
参照图12来说明本实施方式的制动控制装置100的动作S300。图12是动作S200的流程图。在动作S300中，S301至S304、S306、S307的处理与上述的S201至204、S206、S207基本相同，除非另有说明，因此省略其说明。
在S303中，在判断为未发生滑行的情况下(S303的“是”)，滑行判断部103将滑行非检测信号提供到异常判断部107，动作S300进入S305。
在S305中，异常判断部107判断制动控制装置100是否为异常状态。此处的“制动控制装置100为异常状态”例如是制动控制装置100发生了故障的状态、制动控制装置100的存储器等中保存的软件存在不良的状态等。关于这些“异常状态”，适当地使用公知的方法来判断。
在判断为异常状态的情况下，异常判断部107将异常状态信号提供到制动控制部102，动作S300进入S306。在判断为不是异常状态的情况下，异常判断部107将正常状态信号提供到制动控制部102，动作S300进入S307。在S307中，制动控制部102响应于正常状态信号而判断铁道车辆1是否已停车。
在此，在制动控制装置100为异常状态的情况下，有时无法适当地执行上述的制动力增大控制。其结果是，例如无法有效地减小制动距离，可能会妨碍乘客等的安全性。基于本实施方式，在判断为制动控制装置100是异常状态的情况下，制动控制部102不执行上述的制动力增大控制。因此，在制动控制装置100是异常状态的情况下，制动控制部102不向紧急用电磁阀提供励磁信号，使紧急用制动持续启动。基于该结构，能够更适当地确保乗客的安全地紧急停车。
上述的各实施方式与变形例的任意组合作为本发明的实施方式也是有用的。提供组合而产生的新的实施方式也兼具所组合的实施方式以及变形例各自的效果。
产业上的可利用性
本发明涉及一种铁道车辆用制动控制装置和铁道车辆用制动装置。
附图标记说明
1：铁道车辆；4：驾驶台；10：铁道车辆用制动装置；16：制动装置；20：制动压力供给装置；100：铁道车辆用制动控制装置；101：接收部；102：制动控制部；103：滑行判断部；104：存储部；105：急动度获取部；106：原因判断部；107：异常判断部。

Claims (13)

1.一种铁道车辆用制动控制装置，具备：
接收部，其接收用于使对铁道车辆进行制动的制动装置在紧急情况下工作的紧急用制动指令；
制动控制部，其响应于所述紧急用制动指令，而以规定的制动力为目标制动力对所述制动装置进行控制以产生所述目标制动力；以及
滑行判断部，其在所述制动装置的控制过程中判断所述铁道车辆的车轮是否发生了滑行，
其中，所述制动控制部在响应于所述紧急用制动指令而产生所述规定的制动力之后，将所述目标制动力设定为所述规定的制动力以上，使该目标制动力增大直到判断为发生了所述滑行为止。
2.根据权利要求1所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
在所述滑行被消除了的情况下，所述制动控制部使所述目标制动力增大至发生所述滑行之前的制动力以上。
3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
在所述铁道车辆的车轴的旋转速度与规定的基准速度的速度差比规定的速度差基准值小的情况下，所述制动控制部使所述目标制动力的每单位时间的增大量比所述速度差为所述速度差基准值以上的情况下的该增大量大。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
还具备急动度获取部，所述急动度获取部获取所述铁道车辆的在行进方向上的急动度，
在所述急动度比阈值大的情况下，所述制动控制部使所述目标制动力的增大停止。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
所述制动控制部使针对相对地位于所述铁道车辆的行进方向上的后方侧的位置的所述车轮的所述目标制动力的每单位时间的增大量比针对相对地位于所述行进方向上的前方侧的所述车轮的所述目标制动力的每单位时间的增大量大。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
所述接收部接收常用制动指令，该常用制动指令用于使所述制动装置以产生根据制动操作指定的目标制动力的方式工作，
所述制动控制部响应于所述常用制动指令，而使所述制动装置以产生所指定的所述目标制动力的方式工作。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
还具备原因判断部，所述原因判断部判断发出所述紧急用制动指令的原因是否为所述铁道车辆的外部原因。
8.根据权利要求7所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
在判断为所述原因是所述外部原因的情况下，所述制动控制部使所述目标制动力增大。
9.根据权利要求7或8所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
在所述铁道车辆的行进方向上的前方存在障碍物的情况下，所述原因判断部判断为所述原因是所述外部原因。
10.根据权利要求9所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
在所述铁道车辆与所述障碍物之间的距离比规定的距离基准值小的情况下，所述制动控制部使所述目标制动力的每单位时间的增大量比所述距离为所述距离基准值以上的情况下的该增大量大。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
还具备异常判断部，所述异常判断部判断所述铁道车辆用制动控制装置是否为异常状态。
12.根据权利要求11所述的铁道车辆用制动控制装置，其特征在于，
所述制动控制部在未接收到所述紧急用制动指令的状态下，通过向所述铁道车辆的紧急用电磁阀提供励磁信号，来使所述紧急用电磁阀励磁，从而利用所述紧急用电磁阀切断向所述制动装置的制动缸的基于来自所述铁道车辆的载荷响应阀的载荷响应压力的制动压力的供给，
在所述铁道车辆用制动控制装置为异常状态的情况下，所述制动控制部不向所述紧急用电磁阀提供所述励磁信号，使所述紧急用电磁阀消磁来经由所述紧急用电磁阀向所述制动缸供给基于所述载荷响应压力的制动压力。
13.一种铁道车辆用制动装置，具备铁道车辆用制动控制装置和对铁道车辆进行制动的制动装置，其中，
所述铁道车辆用制动控制装置包括：
滑行检测部，其检测铁道车辆的车轮与轨道之间的滑行；
接收部，其接收用于使所述制动装置在紧急情况下工作的紧急用制动指令；
制动控制部，其响应于所述紧急用制动指令，而以规定的制动力为目标制动力对所述制动装置进行控制以产生所述目标制动力；
滑行判断部，其在所述制动装置的控制过程中判断所述铁道车辆的车轮是否发生了滑行，
所述制动控制部在响应于所述紧急用制动指令而产生所述规定的制动力之后，将所述目标制动力设定为所述规定的制动力以上，使该目标制动力增大直到判断为发生了所述滑行为止。
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