CN1275810C - 气压控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种气压控制装置，即使高速地进行向闸缸的空气供给及其排气时，也能够对应于制动指令压高精度地控制闸缸内的气压，进而抑制其气压的变动，能够进行稳定控制。气压控制装置(11)具备检测控制对象的闸缸内的空气的压力值的压力传感器(13)，使用气压指令值和由压力传感器(13)检测出的压力检测值，控制3位置电磁阀(12)的控制单元(15)。当上述控制单元(15)检测出来自压力传感器(13)的压力检测值存在于把上述3位置电磁阀(12)设定于供给位置与重叠位置之间的缓供给位置的缓供给区或者排气位置与重叠位置之间的缓排气位置的缓排气区，并且检测出其检测的压力检测值分别上升或者下降了预定的压力值时，从其检测时刻开始在约定时间内，把3位置电磁阀(12)强制地设定于上述重叠位置，静定闸缸内的空气。

Description

气压控制装置
技术领域
本发明涉及铁道车辆等的制动装置中使用的，具备至少能够切换为供给位置、重叠位置以及排气位置的电磁阀的气压控制装置。
背景技术
近年来，例如在铁道车辆中，伴随着其高速化，为了使动力运转过程中或者惯性运转过程中的车辆安全而且正确地停止在所希望的位置，希望提高其制动性能。作为这样的铁道车辆用的制动装置，例如已知有基于电动马达的再生动作的电制动或者与行走中的车辆速度无关能够发生制动力的利用气压的制动。另外，这样的制动装置通过操作设置在驾驶台的制动控制器，例如产生对应于设定为8级的制动指令的制动力，使行走中的铁道车辆适宜地停止。
在利用了上述气压的制动装置中，构成为例如设置使用来自供给空气贮箱的压缩空气发生输出压的3位置电磁阀，和把来自该3位置电磁阀的输出压容量放大到制动压力，供给到闸缸的中继阀，使来自中继阀的制动压力在闸缸中发生作用进行制动动作的结构。上述的3位置电磁阀，例如具备与大气连接的第1排气口，与上述供给空气贮箱连接的第2排气口，与中继阀连接的第3排气口。该3位置电磁阀构成为通过供给例如设定为3级的任何一级的励磁电流，选择性地切换为使第1排气口与第3排气口连通用于排除中继阀的空气的排气位置，使第2排气口与第3排气口连通用于把来自供给空气贮箱的压缩空气供给到中继阀的供给位置以及使第1、第2以及第3排气口全部闭塞保持输出压的重叠(搭接)位置中的任何一个位置，以变更上述输出压以及闸缸的气压。另外，这样的3位置电磁阀的详细结构记载在实公平7-31020号公报中。
已知在上述那样的制动装置中使用的现有的气压控制装置中，根据来自上述制动控制器的制动指令，把所决定的气压指令值作为目标压(制动指令压)驱动控制3位置电磁阀，使得向闸缸的输出压与上述的制动指令压一致的装置。但是，在上述那样的基于3级励磁电流的3位置电磁阀的控制中，不能够避免发生对于上述制动指令压的过调节或者欠调节。因此，从3位置电磁阀输出的输出压收敛到制动指令压需要花费时间，其结果，存在着直到可以得到所期望的制动压力的响应性也一定不良这样的问题。另外，如果产生上述过调节或者欠调节，则由于必须频繁地把3位置电磁阀的位置进行切换直到输出压收敛到制动指令压为止，因此缩短该电磁阀的寿命，同时还具有制动不稳定的可能性。
在作为解决上述那样问题的现有的气压控制装置中，具有控制3位置电磁阀的装置，该3位置电磁阀构成为在上述排气位置、供给位置以及重叠配置的基础上，还采用在供给位置与重叠位置之间的缓供给位置以及排气位置与重叠位置之间的缓排气位置。而且，在该现有的气压控制装置中，用设置在上述3位置电磁阀与中继阀之间的压力传感器检测上述输出压，当检测出的输出压接近于制动指令压时，通过作为缓供给位置和缓排气位置，使输出压分别逐渐上升或者下降，能够防止发生过调节或者欠调节，同时，抑制3位置电磁阀的位置切换次数(参照特开平6-171497号公报或者特开平10-147235号公报)。
但是，在上述那样的现有的气压控制装置中，例如要提高上述供给空气贮箱的气压，高速地进行向上述闸缸的空气供给，则有可能其闸缸内部的气压不一致而产生压力梯度，有可能增大与压力传感器检测出的输出压的偏差。进而，上述闸缸的容积例如是330Lt非常大的容积，直到没有在其内部产生的压力梯度为止，即，闸缸内部的气压静定为止需要花费时间。而且，在该现有的气压控制装置中，由于用压力传感器检测输出到中继阀的输出压，因此其输出压在中继阀中进行容积放大后供给到闸缸中。因此，在该现有的气压控制装置中，在闸缸内实际产生的气压与检测出的输出压并不正确地对应。
发明内容
鉴于上述那样的问题点，本发明的目的在于提供即使在高速地进行向闸缸的空气供给以及排气时，也能够对应于制动指令压高精度地控制闸缸内的气压，进而，抑制其气压的变动可以进行稳定的控制的气压控制装置。
本发明的气压控制装置的特征在于具备，通过至少选择性地切换于供给位置、排气位置以及重叠位置，产生用于进行制动动作的对闸缸的空气输出压的电磁阀；
检测上述闸缸内的空气的压力值的压力传感器；
使用气压指令值和用上述压力传感器检测出的压力检测值，控制上述电磁阀的控制单元，
在上述控制单元中，设定根据上述气压指令值和来自上述压力传感器的压力检测值的比较结果，把上述电磁阀设定于上述供给位置的供给区，设定于上述供给位置与上述重叠位置之间的缓供给位置的缓供给区，设定于上述重叠位置的重叠区，设定于上述排气位置的排气区，设在上述排气位置与上述重叠位置之间的缓排气位置的排气区，
进而，当上述控制单元检测出来自上述压力传感器的压力检测值存在于上述缓供给区或者上述缓排气区，并检测出其检测的压力检测值分别上升或者下降预定的压力值时，从其检测的时刻开始在约定时间内，进行把上述电磁阀强制地设定于上述重叠位置的强制搭接处理。
这样，由于控制单元对电磁阀实施强制搭接处理，例如即使在高速地进行向闸缸的空气供给在其闸缸内部产生了压力梯度的情况下，也能够使其内部的气压在上述强制搭接处理过程中的预定时间内稳定。进而，由于压力传感器直接检测闸缸的气压，因此控制单元使用静定以后的闸缸内部的实际的气压(压力检测值)最佳地控制电磁阀。因此，能够高精度地控制对于其压力指令值的上述气压，能够抑制其气压的变动进行稳定的控制。
另外，在上述气压控制装置中，上述控制单元最好在判断作为绝对值，上述检测出的压力检测值的变化率是比设定的基准变化率大的值时，把上述电磁阀设定于上述重叠位置。
这种情况下，当压力检测值例如从供给区或者排气区急剧地近于其压力指令值时，不是把上述电磁阀设定在缓排气区或者缓供给位置，而是设定在重叠位置，能够更有效地抑制或者防止对于其压力指令值的气压的过调节或者欠调节的同时，能够降低电磁阀的切换次数。
另外，在上述气压控制装置中，上述控制单元在把进行了上述强制搭接处理的电磁阀从上述重叠位置切换到上述缓排气位置或者上述缓供给位置以后，当检测出在其切换时刻的来自上述压力传感器的压力检测值分别下降或者上升上述预定的压力值时，最好从其检测时刻开始再次进行上述强制搭接处理。
这种情况下，即使在闸缸内产生的压力梯度大气压没有充分静定时，通过在上述预定时间内，把电磁阀再次设定为重叠位置，能够使其气压静定，可靠地成为没有压力梯度的状态，同时，即使发生了很大的压力梯度时，其结果，也能够迅速地使气压收敛到重叠区，能够进行抑制了气压变动的稳定的控制。
另外，在上述气压控制装置中，当来自上述压力传感器的压力检测值从上述重叠区上升或者下降，分别脱离到上述缓排气区或者上述缓供给区的情况下，上述控制装置在检测出该脱离的压力检测值分别反转而上升或者下降，进而，检测出了在其检测时刻的来自上述压力传感器的压力检测值分别下降或者上升上述预定的压力值时，最好从其检测时刻开始进行上述强制搭接处理。
这种情况下，即使由在闸缸内部产生很大的压力梯度等引起的气压在重叠区不稳定而过调节或者欠调节时，也能够如上述那样通过把电磁阀再次设定在重叠位置，消除导致过调节或者欠调节的压力梯度，使气压迅速地收敛到重叠区。
另外，在上述气压控制装置中，当上述控制单元检测出在上述强制搭接处理中的上述压力检测值在分别下降或者上升上述预定的压力值之前到达上述重叠区时，最好结束上述强制搭接处理，同时，保持其电磁阀的重叠位置的状态。
这种情况下，能够防止气压过调节，同时能够使气压在重叠区稳定。
另外，在上述气压控制装置中，上述控制单元在继续所设定的规定时间而使上述电磁阀设定在上述缓供给位置或者上述缓排气位置的情况下，最好把其电磁阀分别强制地设定于上述供给位置或者上述排气位置。
这种情况下，即使在由于微小的空气泄漏或者电磁阀的动作缺陷等而使得气压没有收敛到重叠区时，通过强制地将电磁阀设定在供给位置或者排气位置，也能够将气压确实地收敛到重叠区。
另外，在上述气压控制装置中，上述控制单元最好根据控制对象的闸缸的容积，至少变更上述预定的压力值。
这种情况下，由于根据闸缸的容积，至少变更预定的压力值，因此在上述预定时间内，能够把电磁阀设定在重叠位置的定时取为对应于控制对象的闸缸的适当定时，能够在上述预定时间内可靠地进行其闸缸内的气压的静定。
附图说明：
图1是示出使用了本发明一实施形态的气压控制装置的铁道车辆中的制动装置的具体结构例的说明图。
图2是示出图1所示制动压力输出装置的具体结构的框图。
图3是示出图2所示的本发明一实施形态的气压控制装置的具体结构的框图。
图4是示出图3所示的气压控制装置的控制动作的流程图。
图5是示出图3所示的气压控制装置的控制动作的流程图中的图4A的详细控制动作的流程图。
图6是示出图3所示的气压控制装置的控制动作的流程图中的图4B的详细控制动作的流程图。
图7是图3所示的气压控制装置的控制动作例的时序图。
图8是图3所示的气压控制装置的另一个控制动作例的时序图。
图9是图3所示的气压控制装置的另一个控制动作例的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的气压控制装置的理想实施形态。
图1是示出适使用了本发明一实施形态的气压控制装置的铁道车辆中的制动装置的具体结构例的说明图。在图1中，在铁道车辆中，例如两个台车1、2设置在一个车辆中。各个台车1、2中，具备各一对车轴1a，1b；2a，2b。在这些各个车轴1a，1b；2a，2b的两端固定车轮。另外，在各个车轴1a，1b；2a，2b中，设置着通过气压进行动作的闸缸BC1a，BC1b，BC2a，BC2b。各个闸缸BC1a，BC1b，BC2a，BC2b设置着根据上述制动压力进行动作的活塞杆和连接在其活塞杆顶端部分的与车轮等连接的进行制动的制动件(未图示)。另外，从制动压力输出装置3、4、5、6向一个台车1、2中具备的一对闸缸BC1a，BC1b，BC2a，BC2b提供各个制动压力。
制动压力输出装置3～6输出的制动压力，是根据来自供给空气贮箱9的压缩空气发生的，并根据由在列车的驾驶台所具备的制动控制器的操作发出的常用制动指令或者非常制动指令，由图外的车速传感器检测出的表示各车轴1a，1b，2a，2b的旋转速度的速度信号，以及检测车辆或者台车的负载的适用载重自动调节器8的输出信号，进行控制。
更具体地讲，常用制动指令及非常制动指令以及适用载重自动调节器8的输出信号输入到制动控制器7的制动图样单元7a。制动图样单元7a根据输入的信号，对每个车轴1a，1b；2a，2b计算用于进行常用制动控制以及非常制动控制的气压指令值，分别输出到制动压力输出装置3～6。另外，来自车速传感器的速度信号输入到用于防止车轮在钢轨上滑动的滑动控制单元7b。该滑动控制单元7b对每个制动压力输出装置3～6计算并输出用于进行滑动控制的气压指令值。
制动压力输出装置3～6根据包含来自制动控制器单元7的上述气压指令值的气压指令，向相对应的闸缸BC1a，BC1b，BC2a，BC2b供给适当的制动压力。
其次，参照示出其具体结构的图2说明制动压力输出装置3。另外，上述的制动压力输出装置3～6完全是相同的结构，其余的制动压力输出装置4～6也具有相同的结构。
图2中，制动压力输出装置3具有用于向闸缸BC1a供给制动压力的中继阀10，和本发明的气压控制装置11。该气压控制装置11具备向上述的中继阀供给输出压力的3位置电磁阀12，检测上述闸缸BC1a内的空气的压力值(气压)的压力传感器13，放大来自压力传感器13的检测信号的放大器14，以及计算并输出用于驱动3位置电磁阀12的驱动电流(励磁电流)的控制单元15。
上述压力传感器13配置在闸缸BC1a的内部或者把中继阀10与其闸缸BC1a连通的管路等中，检测由上述中继阀10容量放大后的作为上述输出压的闸缸BC1a内的气压，作为压力检测值经过放大器14反馈到控制单元15。
上述控制单元15从制动控制单元7输入气压指令。进而，控制单元15在每个预定的抽样周期(例如5微秒)，输入来自压力传感器13的压力检测值。另外，该控制单元15还可以取为构成在上述制动控制器单元7内部的形式。
3位置电磁阀12是众所周知的装置，例如具有实公平7-31020号公报中公开的结构。即，3位置电磁阀12具有释放到大气的第1排气口P1，与供给空气贮箱9连接的第2排气口P2，与中继阀10的压力室10a连接的第3排气口P3。
上述3位置电磁阀12由从控制单元15供给的励磁电流驱动，能够选择性地采取排气位置，供给位置以及重叠(搭接)位置这三个基本位置。在排气位置，把第1排气口P1与第3排气口P3相互连通，减小输出压以及闸缸BC1a的气压。在供给位置，把第2排气口P2与第3排气口P3相互连通，增加输出压以及闸缸BC1a的气压。在重叠位置，把第1、第2以及第3排气口P1、P2、P3的每一个都闭塞，保持输出压以及闸缸BC1a的气压。
另外，3位置电磁阀12在上述三个基本位置的基础上，还能够取得作为排气位置与重叠位置之间位置的缓排气位置，以及作为供给位置与重叠位置之间的缓供给位置。在缓排气位置，第1排气口P1与第3排气口P3连通的程度比排气位置小。在缓供给位置，第2排气口P2与第3排气口P3的连通的程度比供给位置小。3位置电磁阀12采取哪一个位置根据励磁电流的大小决定。
这里，参照示出其具体结构的图3说明上述气压控制装置11。
图3中，控制单元15具备根据来自上述压力传感器13的作为压力检测值的BC压力反馈信号值PBC运算BC压力变化率(输出压变化率)ΔPBC的微分电路15a，根据在该微分电路15a中运算的BC压力变化率ΔPBC、来自压力传感器13的BC压力反馈信号值PBC以及来自制动控制单元7(图2)的气压指令值PBCO判断线圈电流的线圈电流判断单元15b，根据在该线圈电流判断单元15b中判断的判断信号使励磁电流变化而驱动3位置电磁阀12的驱动电路15c，并被构成以把气压指令值PBCO与BC压力反馈信号值PBC进行比较，和作控制将3位置电磁阀12切换至使其差一致的位置。另外，驱动电路15c构成为包括PWM控制单元或者晶体管等。
如果具体地讲，则在控制单元15中，根据气压指令值PBCO与来自压力传感器13的压力检测值(BC压力反馈信号值PBC)的比较结果，把3位置电磁阀12设定在供给位置的供给区，设定在供给位置与重叠位置之间的缓供给位置的缓供给区，设定在重叠位置的重叠区，设定在排气位置的排气区，设定在排气位置与重叠位置之间的缓排气位置的缓排气区。
其次，控制单元15构成为当检测出来自压力传感器13的压力检测值存在于缓供给区或者缓排气区，并检测出该检出的压力检测值分别上升或者下降了预定的压力值ΔP时，从其检测的时刻开始在预定时间Tc(例如100msec)内，进行强制地把3位置电磁阀12设定在重叠位置的强制搭接处理(详细情况后述)。由此，能够在上述预定时间Tc内使控制对象的闸缸BC1a的内部的气压静定。
进而，控制单元15如后面详细叙述的那样，构成为在继续设定的规定时间而使3位置电磁阀12位于缓供给位置或者缓排气位置时，分别强制地把3位置电磁阀12设定在排气位置或者供给位置。
另外，上述预定的压力值ΔP根据控制对象的闸缸BC1a的容积决定，预先设定在该控制单元15中。由此，在上述预定时间Tc内，把使3位置电磁阀12设定在重叠位置的定时取为对应于控制对象的闸缸BC1a的适宜定时，在上述预定时间Tc内能够可靠地进行其闸缸BC1a内的气压的静定。
在上述重叠区，例如如图7(c)所示的那样，以作为目标压(制动指令压)的气压指令值PBCO为中心值，按照作为确定在其目标压的上下的允许范围的BC压力公差ΔT(例如，20kPa)设定，具有上述BC压力公差ΔT的2倍的压力幅度ΔPc。另外，如该图所示，在该重叠区，为了防止从控制单元15指示向3位置电磁阀12的励磁电流值的电磁阀指令的摆动，设定预定的滞后ΔH(例如，6kPa)。另外，当由压力传感器13检测出的压力检测值存在于该重叠区时，制动装置发生对应于来自上述制动控制器的制动指令压的所希望的制动力。
进而，在重叠区的上侧以及下侧分别以预定的压力宽度ΔPU以及ΔPL设定上述缓排气区以及上缓供给区，在这些缓排气区以及缓供给区的外侧分别设定排气区以及供给区。
在上述的结构中，来自制动控制单元7的气压指令值PBCO输入到线圈电流判断单元15b。另外，来自压力传感器13的BC压力反馈信号值PBC输入到线圈电流判断单元15b的同时还输入到微分电路15a。微分电路15a把来自压力传感器13的BC压力反馈信号值PBC进行微分，把BC压力变化率ΔPBC输出到线圈电流判断单元15b。线圈电流判断单元15b根据BC压力变化率ΔPBC，BC压力反馈信号值PBC以及气压指令值PBCO判断线圈电流，把判断信号输出到驱动电路15c。驱动电路15c根据来自线圈电流判断单元15b的判断信号使励磁电流变化，驱动3位置电磁阀12。
这里，参照图4～图6所示的流程图以及图7～图9所示的时序图具体地说明上述气压控制装置11的控制动作。另外，在以下的说明中，以适用在向控制对象的闸缸BC1a供给空气时制动力增大，排出空气时制动力减少那样构成的制动装置中的情况为例进行说明。
在本实施形态的气压控制装置11中，如果从制动控制单元7输出气压指令值PBCO，则线圈电流判断单元15b读入上述气压指令值PBCO的同时，读入来自压力传感器13的BC压力反馈信号值(以下也称为「BC压力值」)PBC(步骤S1，S2)。接着，线圈电流判断单元15b判断读入的气压指令值PBCO是否为0以下的值，判断本次的控制指令是指示制动解除还是指示使用了上述的BP压力值PBC的反馈控制的指令(步骤S3)。
在上述步骤S3中，如果线圈电流判断单元15b判断为PBCO≤0，判断为本次的制动指令是指示解除制动的指令，则线圈电流判断单元15b判断应该把3位置电磁阀12设定为排气位置的线圈电流，把判断信号输出到驱动电路15c。接着，驱动电路15c根据来自线圈电流判断单元15b的判断信号使励磁电流变化，进行把3位置电磁阀12设定在排气位置的释放处理(步骤S9)，然后返回到步骤S1。
另一方面，如果线圈电流判断单元15b判断为PBCO＞0，判断为本次制动指令是反馈控制的指示，则线圈电流判断单元15b判断是否为PBC＜PBCO-(ΔT+ΔPL)，判断BC压力值PBC是否存在于供给区(步骤S4)。
而且，在判断为BC压力值PBC存在于供给区时，线圈电流判断单元15b判断应该把3位置电磁阀12设定在供给位置的线圈电流，把判断信号输出到驱动电路15c。接着，驱动电路15c根据来自线圈电流判断单元15b的判断信号使励磁电流变化，进行把3位置电磁阀12设定在供给位置的制动处理(步骤S10)，然后返回到步骤S1。保持该3位置电磁阀12的供给位置直到BC压力值PBC从供给区进入到缓供给区为止。
另外，在上述步骤S4中，当判断为BC压力值PBC没有存在于供给区时，线圈电流判断单元15b判断是否为PBC＞PBCO+(ΔT+ΔPU)，判断BC压力值PBC是否存在于排气区(步骤S5)。
而且，在判断为BC压力值PBC存在于排气区时，线圈电流判断单元15b与上述的步骤S9相同，判断应该把3位置电磁阀12设置在排气位置的线圈电流，把判断信号输出到驱动电路15c。接着，驱动电路15c根据来自线圈电流判断单元15b的判断信号使励磁电流变化，进行把3位置电磁阀12设定在排气位置的释放处理(步骤S11)，然后返回到步骤S1。
另外，在上述步骤S5中，在判断为BC压力值PBC没有存在于排气区时，线圈电流判断单元15b判断是否为PBCO-(ΔT+ΔPL)≤PBC≤PBCO-ΔT，判断BC压力值PBC是否存在于缓供给区(步骤S6)。这里，当判断为BC压力值PBC存在于缓供给区时，线圈电流判断单元15b根据微分电路15a的运算结果，判断BC压力变化率ΔPBC是否超过所设定的基准变化率ΔPBCB，即是否为ΔPBC＞+ΔPBCB(步骤S12)。
具体地讲，如图7(c)中用实线所示出的那样，例如判断为在到达缓供给区的时刻，BC压力变化率ΔPBC是比「正」侧的基准变化率+ΔPBCB大的值时，线圈电流判断单元15b判断应该把3位置电磁阀12设定在重叠位置的线圈电流，把判断信号输出到驱动电路15c。接着，驱动电路15c根据来自线圈电流判断单元15b的判断信号使励磁电流变化，如在图7(b)中用实线示出的那样，进行把3位置电磁阀12设定在重叠位置的搭接处理(步骤S13)，然后返回到步骤S1。
另一方面，在缓供给区的到达时刻，如图7(c)中用虚线所示那样，如果判断BC压力变化率ΔPBC是「正」侧的基准变化率+ΔPBCB以下的值，则线圈电流判断单元15b在如图7(b)中用虚线所示那样，进行把3位置电磁阀12设定在缓供给位置的缓制动处理(步骤S16(图5))，适宜地进行缓供给(缓制动)一侧的强制搭接处理等，然后返回到步骤S1。该3位置电磁阀12的缓供给位置如在图7(b)(c)中用虚线所示那样，保持BC压力值PBC直到能够吸收缓供给区一侧的BC压力公差ΔT的滞后ΔH的时刻为止，3位置电磁阀12在能够吸收其滞后ΔH的时刻设定在重叠位置。
另外，上述BC压力变化率ΔPBC的大小起因于气压指令值PBCO的变化率，和气压指令值PBC的变化前后的闸缸内的气压差等而产生。
另外，在上述步骤S6中，在判断为BC压力值PBC没有存在于缓供给区时，线圈电流判断单元15b判断是否为PBCO+ΔT≤PBC≤PBCO+(ΔT+ΔPU)，判断BC压力值PBC是否存在于缓排气区(步骤S7)。这里，在判断为BC压力值PBC存在于缓排气区时，线圈电流判断单元15b根据微分电路15a的运算结果，判断BC压力变化率ΔPBC否小于上述的基准变化率ΔPBCB，即判断是否为ΔPBC＜-ΔPBCB(步骤S14)。
具体地讲，如在图7(d)中用实线所示那样，例如在缓排气区的到达时刻，如果判断为BC压力变化率ΔPBC是比「负」一侧的基准变化率-ΔPBCB小的值，则线圈电流判断单元15b判断应该把3位置电磁阀12设定在重叠位置的线圈电流，把判断信号输出到驱动电路15c。接着，驱动电路15c根据来自线圈电流判断单元15b的判断信号使励磁电流变化，如在图7(b)中用实线所示的那样，进行把3位置电磁阀12设定在重叠位置的搭接处理(步骤S15)，然后返回到步骤S1。
另一方面，在缓排气区的到达时刻，如在图7(d)中用虚线所示那样，如果判断为BC压力变化率ΔPBC是「负」一侧的基准变化率-ΔPBCB以下的值，则线圈电流判断单元15b如在图7(b)中虚线所示那样，进行把3位置电磁阀12设定在缓排气区位置的缓释放处理(步骤S26(图6))，适宜地进行缓排气(缓释放)一侧的强制搭接处理等，然后返回到步骤S1。该3位置电磁阀12的缓排气状态如在图7(b)(d)中用虚线所示的那样，保持BC压力值PBC直到减少到能够吸收缓排气区一侧的BC压力公差ΔT的滞后ΔH的时刻为止，3位置电磁阀12在能够吸收其滞后ΔH的时刻设定在重叠位置。
另外，如果在上述步骤S12中，线圈电流判断单元15b判断为ΔPBC≤+ΔPBCB，则根据图5所示的流程图，进行缓供给一侧的强制搭接处理和强制制动处理。具体地讲，线圈电流判断单元15b如在图8(b)中用虚线所示的那样，在时刻T3实施了上述缓制动处理以后，判断其缓制动处理的持续时间是否经过了作为所设定的规定时间的监视时间TGH(步骤S17)。
当判断为上述缓制动处理的持续时间没有经过监视时间TGH时，线圈电流判断单元15b判断设定于缓供给位置时刻的BC压力值PBC是否上升了预定的压力值ΔP(步骤S18)。而且，线圈电流判断单元15b如果没有检测出BC压力值PBC上升了预定的压力值ΔP，则返回到步骤S1。另外，如在图8(b)中用虚线所示的那样，把3位置电磁阀12设定在缓供给位置的励磁电流的大小能够变更为多级，例如3级，根据该变更，改变3位置电磁阀12的开度，阶段性地调整供给到闸缸BC1a的空气。
另一方面，如在图7(b)(c)中用虚线所示的那样，当在时刻T1检测出了BC压力值PBC上升了预定的压力值ΔP时，线圈电流判断单元15b从其检测出的时刻T1开始在100msec(预定时间Tc)内，进行把3位置电磁阀12强制地设定在重叠位置的强制搭接处理(步骤S19，S20，S21)，在对于控制对象的闸  BC1a实施了缓供给一侧的静定动作以后，返回到步骤S1。
另外，在实施该强制搭接处理期间，如果线圈电流判断单元15b检测到BC压力值PBC上升，吸收缓供给区一侧的滞后ΔH，到达了重叠区，则线圈电流判断单元15b结束强制搭接处理，进行保持其3位置电磁阀12的重叠位置状态的搭接处理(步骤S22，S23)，然后返回到步骤S1。
另外，在上述步骤S17中，当判断为缓制动处理的持续时间经过了监视时间TGH时，线圈电流判断单元15b如在图8(b)中用虚线所示的那样，从时刻T4开始进行仅在所设定的强制供给时间TGS把3位置电磁阀12强制地设定在供给位置的强制制动处理(步骤S24，S25)，对于控制对象的闸缸BC1a实施了强制供给动作以后，返回到步骤S1。通过实施这样的强制制动处理，在即使由于微小的空气泄漏或者3位置电磁阀12的动作不良，闸缸BC1a的气压没有收敛到重叠区时，也能够强制地向闸缸BC1a供给空气，保证使其收敛到重叠区。
然后，线圈电流判断单元15b如在图8(b)(c)中用虚线所示的那样，根据BC压力值PBC，反复进行上述的缓供给一侧的强制搭接处理和强制制动处理，直到其BC压力值PBC达到重叠区为止。
具体地讲，例如在图8(c)的时刻T5结束上述强制制动处理，进而如果检测出在该时刻T5的PC压力值PBC存在于缓供给区，则线圈电流判断单元15b如在图8(b)中用虚线所示，实施上述缓制动处理，把3位置电磁阀12切换到缓供给位置。而且，如在图8(b)(c)中用虚线所示的那样，如果到经过监视时间TGH为止BC压力值PBC没有上升预定的压力值ΔP，则维持缓供给位置的状态。
接着，在时刻T7结束上述强制制动处理，进而如果检测出该时刻T7的BC压力值PBC存在于缓供给区，则线圈电流判断单元15b如在图8(b)中用虚线所示的那样，实施上述缓制动处理，把3位置电磁阀12切换到缓供给位置。而且，线圈电流判断单元15b如在图8(b)(c)中用虚线所示的那样，如果检测出时刻T7的BC压力值PBC在时刻T8上升了预定的压力值ΔP，则从该时刻T8开始在100msec内进行上述强制搭接处理。
另外，在上述步骤S14中，如果线圈电流判断单元15b判断为ΔPBC≥-ΔPBCB，则按照图6所示的流程图，进行缓排气(缓释放)一侧的强制搭接处理和强制释放处理。具体地讲，线圈电流判断单元15b如在图8(b)中用实线所示的那样，在时刻T3实施了上述缓释放处理以后，判断该缓释放处理的执行时间是否经过了作为所设定的规定时间的监视时间TGH(步骤S27)。
当判断为上述缓释放处理的持续时间没有经过监视时间TGH时，线圈电流判断单元15b判断在缓排气位置的时刻的BC压力值PBC是否下降了预定的压力值ΔP(步骤S28)。而且，如果线圈电流判断单元15b没有检测出BC压力值PBC下降了预定的压力值ΔP，则返回到步骤S1。
另一方面，如在图7(b)(d)以及图9(b)(c)中用实线所示的那样，当在时刻T2检测出了BC压力值PBC下降了预定的压力值ΔP时，线圈电流判断单元15b从其检测出的时刻T2开始在100msec内，进行把3位置电磁阀12强制地设定在重叠位置的强制搭接处理(步骤S29，S30，S31)，在对于控制对象的闸缸BC1a实施了缓排气一侧的强制搭接处理以后，返回到步骤S1。
另外，在实施强制搭接处理期间，如果线圈电流判断单元15b检测出BC压力值PBC下降，吸收缓供给区一侧的滞后ΔH，到达了重叠区，则线圈电流判断单元15b结束强制搭接处理，进行保持该3位置电磁阀12的重叠位置的状态的处理(步骤S32，S33)，然后返回到步骤S1。
另外，在上述步骤S27中，当判断为缓释放处理的持续时间经过了监视时间TGH时，线圈电流判断单元15b如在图8(b)中用实线所示的那样，从时刻T4开始进行仅在所设定的强制排气时间TGE把3位置电磁阀12强制地设定在排气位置的强制释放处理(步骤S34，S35)，在对于控制对象的闸缸BC1a实施了强制释放处理以后，返回到步骤S1。通过实施这样的强制释放处理，即使由于微小的空气泄漏或者3位置电磁阀12的动作不良等闸缸BC1a的气压没有收敛到重叠区时，也能够从闸缸BC1a强制地排放空气，保证收敛到重叠区。
然后，线圈电流判断单元15b如在图8(b)(c)中用虚线所示的那样，根据BC压力值PBC，反复进行上述的缓排气一侧的强制搭接处理或者强制释放处理，直到该BC压力值PBC到达重叠区为止。
具体地讲，例如在图8(c)的时刻T9结束上述强制释放处理，进而如果检测出在该时刻T9的BC压力值PBC存在于缓排气区中，则线圈电流判断单元15b如在图8(b)中用实线所示的那样，实施上述缓释放处理，把3位置电磁阀12切换到缓排气位置。而且，如在图8(b)(c)中用实线所示的那样，如果直到经过监视时间TGH为止，BC压力值PBC没有从预定的压力值下降ΔP，则维持缓排气位置的状态。
接着，在时刻T10结束上述强制释放处理，进而如果检测出在该时刻T10的BC压力值PBC存在于缓供给区，则线圈电流判断单元15b如在图8(b)中用实线所示的那样，实施上述缓释放处理，把3位置电磁阀12切换到缓排气位置。而且，线圈电流判断单元15b如在图8(b)(c)中用实线所示的那样，如果检测出在时刻T10的BC压力值PBC在时刻T11下降了预定的压力值ΔP，则从该时刻T11开始在100msec内，进行上述强制搭接处理。
如以上那样，在本实施形态的气压控制装置11中，当控制单元15检测来自压力传感器13的压力检测值(BC压力值PBC)存在于缓供给区或者缓排气区，检测出其检测的压力检测值分别上升或者下降了预定的压力值ΔP时，从其检测出的时刻在预定时间Tc内，实施把3位置电磁阀12设定在重叠位置的强制搭接处理。这样，由于控制单元15在预定时间内把3位置电磁阀12强制地设定在重叠位置，因此例如即使在高速地进行向闸缸的空气供给，在其闸缸内产生了压力梯度的情况下，也能够使其内部的气压在上述预定时间Tc内静定。进而，由于压力传感器13直接检测闸缸内的气压，因此控制单元15能够使用静定后的闸缸内的实际气压(压力检测值)最佳地控制3位置电磁阀12。因此，能够提高对于气压指令值PBCO的上述气压的控制精度和可靠性，能够抑制其气压的变动，进行稳定的控制。
另外，在本实施形态的气压控制装置11中，如图7(b)～(d)所示，当控制单元15判断为检测出的压力检测值的变化率(BC压力变化率ΔPBC)作为绝对值是比所设定的基准变化率ΔPBCB大的值时，把3位置电磁阀12设定在重叠位置。由此，在本实施形态的气压控制装置11中，当压力检测值例如从供给区或者排气区急剧地接近于气压指令值PBCO时，不是设定在缓排气区位置或者缓供给位置，而是把上述3位置电磁阀12直接设定在重叠位置，能够更有效地抑制对于气压指令值PBCO的气压的过调节或者欠调节，同时，能够降低3位置电磁阀12的切换次数。
另外，在本实施形态的气压控制装置11中，当控制单元15在预定时间Tc内，把处于重叠位置的3位置电磁阀12切换到缓排气位置或者缓供给位置以后，检测出在该切换时刻的来自压力传感器13的压力检测值分别下降或者上升了预定的压力值ΔP时，从其检测的时刻开始再次实施强制搭接处理。
具体地讲，例如如在图9(b)(c)中用虚线所示那样，从时刻T2开始在10msec内，在把强制地设定在重叠位置的3位置电磁阀12切换到缓排气区位置以后，当检测出在其切换时刻的BC压力值PBC在时刻T12下降了预定的压力值ΔP时，从其检测时刻T12开始在100msec内，再次强制地把3位置电磁阀12设定在重叠位置。由此，在本实施形态的气压控制装置11中，即使例如在闸缸内所产生的压力梯度大，气压不能够充分地静定时，在上述的预定时间Tc内，通过把3位置电磁阀12再次设定在重叠位置，也能够使气压静定，可靠地成为没有压力梯度的状态，同时，即使在产生了很大的压力梯度的情况下，其结果，也能够使气压迅速地收敛到重叠区，抑制气压的变动，进行稳定的控制。
进而，如该图所示，当在时刻T13检测出了压力检测值到达了重叠区时，控制单元15结束强制搭接处理，同时，由于保持其3位置电磁阀12的重叠位置的状态，因此能够防止气压过调节，同时，能够使其气压在重叠区内稳定。
另外，在本实施形态的气压控制装置11中，在来自压力传感器13的压力检测值从重叠区上升或者下降，分别脱离到缓排气区或者缓供给区时，当控制单元15检测该脱离的压力检测值分别反转上升或下降，进而检测出了在其检测时刻的来自压力传感器13的压力检测值分别下降或者上升了预定的压力值ΔP时，从该检测时刻开始再次实施强制搭接处理。
具体地讲，例如如在图9(c)中用实线所示，BC压力值PBC在时刻T14从重叠区下降脱离到缓供给区时，控制单元15在时刻T15检测其脱离的压力检测值反转上升，进而检测出了在该检测时刻T15的来自压力传感器13的压力检测值在时刻T16上升预定的压力值ΔP时，从该检测时刻T16开始在100msec内，把3位置电磁阀12设定在重叠位置。由此，即使由于在闸缸内产生的很大的压力梯度等引起的气压在重叠区内不稳定而过调节或者欠调节时，通过上述那样把3位置电磁阀12再次设定在重叠位置，能够消除导致过调节或者欠调节的压力梯度，能够使气压迅速收敛到重叠区。
进而，如该图所示，在时刻T17，当检测出压力检测值到达了重叠区时，控制单元15结束强制搭接处理，同时，由于保持该3位置电磁阀12的重叠位置的状态，因此能够防止从重叠区脱离的气压再次过调节，能够使气压在重叠区域内稳定。
另外，在上述的说明中，说明了对于根据控制对象闸缸的容积决定预定的压力ΔP并且预先设定在控制单元15内的结构，但如果在实施上述强制搭接处理时，能够将控制对象的闸缸内部静定，则本发明的实施形态就不限定于这样的结构。具体地讲，例如也可以是根据控制对象的闸缸的容积变更上述预定时间Tc的长度的结构，还可以是考虑包括规定闸缸容积的闸缸内部空间的形状或者连接闸缸与中继阀的管路的内部形状等的空气通路的电阻等，决定上述预定的压力值ΔP的结构。
另外，在上述的说明中，说明了如在图8(b)中用虚线所示那样，在缓供给区中，3级地变更励磁电流的大小阶段性地调整向闸缸供给的空气的结构，然而也可以是在其它的排气区、缓排气区以及供给区的各个区域中变更励磁电流的大小阶段性地供给、排出空气的结构。另外，也可以是使上述的励磁电流平滑变化，平稳地调整空气的供给、排出空气的结构。
另外，在上述的说明中，说明了适用在向控制对象的闸缸BC1a供给空气时增大制动力，排出空气时减小制动力那样构成的制动装置中的情况，而本实施形态的气压控制装置也能够适用在向闸缸BC1a供给空气时制动力减小，排出空气时制动力增长大那样构成的制动装置中。
如以上那样构成的本发明将起到以下的效果。
如果依据方案1的气压控制装置，则由于当控制单元检测出来自压力传感器的压力检测值存在于缓供给区或者缓排气区，并且检测出该检测的压力检测值分别上升或下降了预定的压力值时，在预定时间内，实施把电磁阀强制地设定在重叠位置的强制搭接处理，因此，例如即使在高速地进行向闸缸的空气供给，在其闸缸内产生了压力梯度的情况下，也能够在上述预定时间内使其内部的气压静定。进而，由于压力传感器直接检测闸缸的气压，因此控制单元能够使用静定以后的闸缸内的实际气压(压力检测值)最佳地控制电磁阀。
如果依据方案2的气压控制装置，则控制单元当压力检测值例如从供给区时或者排气区急剧地接近于气压指令值时，不是设定在缓排气位置或者缓供给位置，而是直接把上述电磁阀设定在重叠位置，能够更有效地抑制对于气压指令值的气压的过调节或者欠调节，同时能够减少电磁阀的切换次数。
如果依据方案3的气压控制装置，则即使在闸缸内产生的压力梯度大，气压没有充分静定时，通过在上述预定时间内，再次把电磁阀设定在重叠位置，能够静定其气压，可靠地成为没有压力梯度的状态，同时，即使在发生了大压力梯度的情况下，其结果，也能够使气压迅速地收敛到重叠区，能够进行抑制了气压变动的稳定的控制。
如果依据方案4的气压控制装置，则即使因为在闸缸内发生了大压力梯度等使气压在重叠区内不稳定而过调节或者欠调节时，通过上述那样再次把电磁阀设定在重叠位置，能够消除导致过调节或者欠调节的压力梯度，能够使气压迅速地收敛到重叠区。
如果依据方案5的气压控制装置，则能够防止气压过调节的同时，使气压在重叠区内稳定。
如果依据方案6的气压控制装置，则即使在气压由于微小的空气泄漏或者电磁阀的动作不良等没有收敛到重叠区时，通过强制地设定在供给位置或者排气位置，也能够保证其收敛。
如果依据方案7的气压控制装置，则由于根据闸缸的容积，至少变更预定的压力值，因此在上述预定时间内，把电磁阀设定在重叠位置的定时取为对应于控制对象的闸缸的适当的定时，能够在上述预定时间内可靠地进行其闸缸内的气压静定。

Claims (7)

1.一种气压控制装置，其特征在于具备：
通过至少选择性地切换于供给位置、排气位置以及重叠位置，产生用于进行制动动作的对闸缸的空气输出压的电磁阀；
检测上述闸缸内的空气的压力值的压力传感器；和
使用气压指令值和用上述压力传感器检测出的压力检测值，控制上述电磁阀的控制单元，
在上述控制单元中，设定根据上述气压指令值和来自上述压力传感器的压力检测值的比较结果，把上述电磁阀设于上述供给位置的供给区，设于上述供给位置与上述重叠位置之间的缓供给位置的缓供给区，设于上述重叠位置的重叠区，设于上述排气位置的排气区，设于在上述排气位置与上述重叠位置之间的缓排气位置的排气区，
进而，当上述控制单元检测出来自上述压力传感器的压力检测值存在于上述缓供给区或者上述缓排气区，并检测出其检测的压力检测值分别上升或者下降了预定的压力值时，从其检测的时刻开始在预定时间内，进行把上述电磁阀强制地设定于上述重叠位置的强制搭接处理。
2.如权利要求1中所述的气压控制装置，其特征在于：
上述控制单元判断，作为绝对值，上述检测的压力检测值的变化率为比所设定的基准变化率大的值时，把上述电磁阀设定于上述重叠位置。
3.如权利要求1或者2中所述的气压控制装置，其特征在于：
上述控制单元在把进行了上述强制搭接处理的电磁阀从上述重叠位置切换到上述缓排气位置或者上述缓供给位置以后，当检测出了来自该切换时刻的上述压力传感器的压力检测值分别上升或者下降了上述预定的压力值时，从其检测时刻开始再次进行强制搭接处理。
4.如权利要求1或者2中所述的气压控制装置，其特征在于：
在来自上述压力传感器的压力检测值从上述重叠区上升或者下降，分别脱离到上述缓排气区或者上述缓供给区时，当上述控制单元检测其脱离的压力检测值分别反转而上升或者下降，进而，检测出了该检测时刻的来自上述压力传感器的压力检测值分别下降或者上升了上述预定的压力值时，从其检测时刻开始进行上述强制搭接处理。
5.如权利要求1或者2中所述的气压控制装置，其特征在于：
上述控制单元在检测出了上述强制搭接处理中的上述压力检测值分别下降或者上升上述预定的压力值之前达到了上述重叠区时，结束上述强制搭接处理，同时保持其电磁阀的重叠位置的状态。
6.如权利要求1或者2中所述的气压控制装置，其特征在于：
上述控制单元在继续所设定的规定时间而使上述电磁阀设定于上述缓供给位置或者上述缓排气位置的情况下，分别强制地把该电磁阀设定于上述供给位置或上述排气位置。
7.如权利要求1或者2中所述的气压控制装置，其特征在于：
上述控制单元根据控制对象的闸缸的容积，至少变更上述预定的压力值。
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