JP2017159742A - Brake control method for railroad vehicle, brake control device, and brake control program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce brake distance by generating brake force more efficiently than the case where constant brake cylinder pressure is applied.SOLUTION: In a railroad vehicle for generating brake force by applying preset brake cylinder pressure to a wheel, brake cylinder pressure is increased or decreased at a predetermined cycle with respect to a target set value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、地震発生等の異常発生時に、最大限の制動力を発揮することのできる鉄道車両のブレーキ制御方法、ブレーキ制御装置及びブレーキ制御プログラムに関する。   The present invention relates to a brake control method, a brake control device, and a brake control program for a railway vehicle that can exhibit the maximum braking force when an abnormality such as an earthquake occurs.

従来、鉄道車両の制動装置には、回生制動等による電気的なブレーキと、空気圧や油圧によって制輪子を車輪踏面に押し付け、あるいは、ブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける機械的なブレーキとが用いられている。
前記制動に用いられる空気圧力はブレーキシリンダ圧力(BC圧力)と呼ばれ、ブレーキ指令に基づいて制御された空気圧力によって、あるいは空油圧力変換装置で油圧力に変換し、この油圧力によって制輪子を動作させる方式となっている。また、一般に前記ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)は、ブレーキノッチ種別、車両の走行速度とレール/車輪間の粘着係数の関係及び乗車率(応荷重)に基づいて算定される。
Conventionally, a braking device for a railway vehicle uses an electric brake by regenerative braking or the like, and a mechanical brake that presses a brake against a wheel tread by air pressure or hydraulic pressure, or presses a brake pad against a brake disc. Yes.
The air pressure used for the braking is called a brake cylinder pressure (BC pressure), and is converted into an oil pressure by an air pressure controlled based on a brake command or by an air-oil pressure conversion device, and by this oil pressure, the brake is controlled. It is a method to operate. In general, the brake cylinder pressure (BC pressure) is calculated based on the brake notch type, the relationship between the traveling speed of the vehicle and the adhesion coefficient between the rail / wheels, and the boarding rate (responsible load).

このブレーキシリンダ圧力(BC圧力)をブレーキバッドに連続的に作用させて大きな制動力を発生させようとすると、摩擦熱などの影響によって摩擦係数が低下し、予め設定した目標ブレーキトルクを下回ることがある。
このような制動力低下を防止する方法として、自動車などで行われている目標トルクに対するフィードバック制御が挙げられるが、左右の車輪が独立して支持される自動車とは異なり、鉄道車両では、左右車輪が車軸と一体に連結されているため、車輪毎にブレーキトルク等の制動状態を検出することが難しい。
If the brake cylinder pressure (BC pressure) is continuously applied to the brake pad to generate a large braking force, the friction coefficient decreases due to the influence of frictional heat and the like, and may fall below a preset target brake torque. is there.
As a method for preventing such a decrease in braking force, feedback control with respect to a target torque performed in an automobile or the like can be given. Unlike an automobile in which left and right wheels are independently supported, a railway vehicle has left and right wheels. Is integrally connected to the axle, so that it is difficult to detect a braking state such as a brake torque for each wheel.

例えば、特許文献1に示される車両の制動力制御装置では、各車輪のブレーキディスク温度を監視する手段と、ブレーキディスク温度が所定温度に達した車輪に於ける目標制動力を決定する手段と、その目標制動力に基づいてその他の車輪に於ける目標制動力を決定する手段とによって制動力を制御している。また、特許文献1の制動力制御装置では、車輪のブレーキ構成要素の温度の上昇を考慮することによって適切な制動力又はヨーモーメントを得ている。   For example, in the vehicle braking force control apparatus disclosed in Patent Document 1, means for monitoring the brake disk temperature of each wheel, means for determining a target braking force at a wheel at which the brake disk temperature has reached a predetermined temperature, The braking force is controlled by means for determining the target braking force at other wheels based on the target braking force. Further, in the braking force control device of Patent Document 1, an appropriate braking force or yaw moment is obtained by taking into account the increase in the temperature of the brake components of the wheel.

特開2009−12658号公報JP 2009-12658 A

上記特許文献1にあっては、フェード現象の発生に際し、車輪毎の目標トルクに対するフィードバック制御が行われている。
しかしながら、鉄道車両の輪軸は左右車輪が車軸と一体に回転する構造であることから、当該特許文献1の技術を直接的に適用することができず、このため、鉄道車両においては、自動車とは異なるブレーキ制動の技術が必要となる。
In Patent Document 1, feedback control is performed on a target torque for each wheel when a fade phenomenon occurs.
However, since the wheel axle of the railway vehicle has a structure in which the left and right wheels rotate integrally with the axle, the technique of Patent Document 1 cannot be applied directly. Different braking techniques are required.

一方、鉄道車両においても、高い減速度(ブレーキ力)が設定されている非常ブレーキやさらに高く設定されている地震ブレーキ(地震発生時の非常ブレーキ)を作動させた際に、車輪踏面及び制輪子、又はブレーキディスク及びブレーキライニングの温度が摩擦熱によって著しく上昇し、いわゆるフェード現象によって、想定した摩擦係数が得られないことがある。しかしながら、現状では、前記フェード現象を想定して非常ブレーキ(特に、地震発生時の非常ブレーキ)に対して確実に制動力を発生させる手段が提案されていない。   On the other hand, in railway vehicles, when an emergency brake with a high deceleration (braking force) or an earthquake brake with a higher setting (emergency brake in the event of an earthquake) is activated, the wheel tread and the control device Alternatively, the temperature of the brake disc and the brake lining may be significantly increased by frictional heat, and the assumed friction coefficient may not be obtained due to a so-called fade phenomenon. However, at present, no means has been proposed for reliably generating a braking force for an emergency brake (particularly an emergency brake when an earthquake occurs) assuming the fade phenomenon.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)所定の周期で増減させることにより、車輪踏面及び制輪子、又はブレーキディスク及びブレーキライニングの温度上昇を抑制して目標ブレーキトルクを得るとともに、ブレーキ距離の短縮を図ることが可能な鉄道車両のブレーキ制御方法、ブレーキ制御装置及びブレーキ制御プログラムを提供するものである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and suppresses a temperature increase of a wheel tread and a brake or a brake disk and a brake lining by increasing or decreasing a brake cylinder pressure (BC pressure) at a predetermined cycle. Thus, the present invention provides a brake control method, a brake control device, and a brake control program for a railway vehicle capable of obtaining a target brake torque and shortening a brake distance.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の鉄道車両のブレーキ制御方法は、予め設定されたブレーキシリンダ圧力を車輪に供給して制動力を生じさせる鉄道車両において、前記ブレーキシリンダ圧力を目標設定値に対して所定周期で増減する制御を行うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The railroad vehicle brake control method according to the present invention provides a control for increasing or decreasing the brake cylinder pressure at a predetermined cycle with respect to a target set value in a railcar that generates a braking force by supplying a preset brake cylinder pressure to wheels. It is characterized by performing.

また、本発明の鉄道車両のブレーキ制御装置は、予め設定されたブレーキシリンダ圧力を鉄道車両の車輪に供給して制動力を生じさせる圧力発生装置の内部に給気弁と排気弁から構成されるオン・オフ弁を設け、該オン・オフ弁制御することにより、前記ブレーキシリンダ圧力を所定周期で増減させる制御手段とを有することを特徴とする。   In addition, the brake control device for a railway vehicle according to the present invention includes an air supply valve and an exhaust valve inside a pressure generator that generates a braking force by supplying a preset brake cylinder pressure to the wheels of the railway vehicle. Control means for increasing / decreasing the brake cylinder pressure in a predetermined cycle by providing an on / off valve and controlling the on / off valve.

また、本発明の鉄道車両のブレーキ制御プログラムは、鉄道車両の車輪に制動力を発生させるブレーキシリンダ圧力を所定周期で増減させる制御を行うことを特徴とする。   Also, the brake control program for a railway vehicle according to the present invention is characterized in that control is performed to increase / decrease a brake cylinder pressure for generating braking force on the wheels of the railway vehicle at a predetermined period.

本発明によれば、ブレーキシリンダ圧力を所定の周期で増減するよう制御することにより、車輪踏面及び制輪子、又はブレーキディスク及びブレーキライニングの温度上昇を抑えながらブレーキトルク及び摩擦係数の低下を抑制することができる。これにより、ブレーキ距離のばらつきを小さく収めてブレーキ性能を安定させるとともに、ブレーキ距離を短縮することができる。   According to the present invention, the brake cylinder pressure is controlled to increase / decrease at a predetermined cycle, thereby suppressing the decrease in the brake torque and the friction coefficient while suppressing the temperature rise of the wheel tread and the brake or the brake disc and the brake lining. be able to. Accordingly, it is possible to stabilize the brake performance by keeping the variation in the brake distance small, and to shorten the brake distance.

車輪に制動力を生じさせるブレーキシリンダへの指令値が示されており、(a)は±20kPaの変動幅、(b)は±30kPaの変動幅、(c)は±40kPaの変動幅で圧力変化させた例が示されている。The command value to the brake cylinder that generates a braking force on the wheel is shown, (a) is a fluctuation range of ± 20 kPa, (b) is a fluctuation range of ± 30 kPa, and (c) is a pressure with a fluctuation range of ± 40 kPa. A varied example is shown. 圧力変動の周期と排気弁の平均流量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the period of a pressure fluctuation, and the average flow volume of an exhaust valve. 鉄道車両の運転台から「非常ブレーキ指令または地震ブレーキ指令」が発せられた際に、ブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して、正弦波状の圧力変動を一定周期で与える制御を行うためのフローチャートを示す図である。Flowchart for performing control that gives sinusoidal pressure fluctuations at a fixed period to the target set value of the brake cylinder pressure when an "emergency brake command or earthquake brake command" is issued from the cab of the railway vehicle FIG. 試験例1に係る、車両速度とブレーキシリンダ圧力(BC圧力)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vehicle speed and brake cylinder pressure (BC pressure) based on Test Example 1. 車両速度とブレーキトルクとの関係を示すグラフであって、(a)は従来制御、(b)は本発明に係る提案制御を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between vehicle speed and brake torque, Comprising: (a) is a conventional control, (b) is a graph which shows the proposed control which concerns on this invention. 車両速度と摩擦係数との関係を示すグラフであって、(a)は従来制御、(b)は本発明に係る提案制御を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a vehicle speed and a friction coefficient, Comprising: (a) is a conventional control, (b) is a graph which shows the proposed control which concerns on this invention. 従前に係る従来制御と本発明に係る提案制御とを示すグラフであって、(a)はブレーキ距離と温度との関係、(b)は平均摩擦係数の比較、(c)ディスク締結ボルト応力の比較、(d)平均排気流量の比較を示している。It is a graph which shows the conventional control which concerns conventionally, and the proposed control which concerns on this invention, Comprising: (a) is a relationship between brake distance and temperature, (b) is a comparison of an average friction coefficient, (c) It is a disk fastening bolt stress. Comparison (d) shows a comparison of average exhaust flow rates. 試験例2に係る、車両速度とブレーキシリンダ圧力(BC圧力)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vehicle speed and brake cylinder pressure (BC pressure) based on Test Example 2. 車両速度とブレーキトルクとの関係を示すグラフであって、(a)は従来制御、(b)は本発明に係る提案制御を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between vehicle speed and brake torque, Comprising: (a) is a conventional control, (b) is a graph which shows the proposed control which concerns on this invention. 車両速度と摩擦係数との関係を示すグラフであって、(a)は従来制御、(b)は本発明に係る提案制御を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a vehicle speed and a friction coefficient, Comprising: (a) is a conventional control, (b) is a graph which shows the proposed control which concerns on this invention. 従前に係る従来制御と本発明に係る提案制御を示すグラフであって、(a)はブレーキ距離と温度との関係、(b)は平均摩擦係数の比較、(c)ディスク締結ボルト応力の比較、(d)平均排気流量の比較を示している。It is a graph which shows the conventional control which concerns conventionally, and the proposed control which concerns on this invention, Comprising: (a) is the relationship between brake distance and temperature, (b) is a comparison of an average friction coefficient, (c) is a comparison of disk fastening bolt stress. , (D) shows a comparison of average exhaust flow rates. 試験例3に係る、車両速度とブレーキシリンダ圧力(BC圧力)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vehicle speed and brake cylinder pressure (BC pressure) based on Test Example 3. 車両速度とブレーキトルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between vehicle speed and brake torque. 車両速度と瞬間摩擦係数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between vehicle speed and an instantaneous friction coefficient. ブレーキ距離と温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a brake distance and temperature. 平均摩擦係数の比較を示すグラフである。It is a graph which shows the comparison of an average friction coefficient. 試験例4に係る、車両速度とブレーキシリンダ圧力(BC圧力)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vehicle speed and brake cylinder pressure (BC pressure) based on Test Example 4. 車両速度とブレーキトルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between vehicle speed and brake torque. 車両速度と瞬間摩擦係数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between vehicle speed and an instantaneous friction coefficient. ブレーキ距離と温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a brake distance and temperature. 平均摩擦係数の比較を示すグラフである。It is a graph which shows the comparison of an average friction coefficient.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図1〜図21を参照して説明する。
図1(a)〜(c)は、本発明に係る鉄道車両のブレーキ制御方法を示す図であって、車輪に制動力を生じさせるブレーキシリンダへの指令値が示されている。
そして、これら図1(a)〜(c)では、指標となるブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の目標設定値(例えば400kPa)を、ブレーキシリンダへの指令値「±0kPa」として示し、当該目標設定値(400kPa)に対し、正弦波状の圧力変動を一定周期で与えるための指令値の波形が示されている。すなわち、目標設定値である400kPa±XkPaとなるようにブレーキシリンダ圧力が増減するよう制御される。
すなわち、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の変動幅は、基準値となる「±0kPa(=目標となるブレーキシリンダ圧力:400kPa」に対して、±20〜40kPaの範囲内で、かつ変動周期が0〜2秒(周期の「秒」を「s」と表現する)の範囲に設定されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A to FIG. 1C are diagrams showing a railway vehicle brake control method according to the present invention, in which command values for brake cylinders that generate braking force on wheels are shown.
In FIGS. 1A to 1C, the target set value (for example, 400 kPa) of the brake cylinder pressure (BC pressure) serving as an index is shown as a command value “± 0 kPa” to the brake cylinder, and the target setting is set. A waveform of a command value for giving a sinusoidal pressure fluctuation at a constant period with respect to the value (400 kPa) is shown. That is, the brake cylinder pressure is controlled to increase or decrease so that the target set value is 400 kPa ± X kPa.
That is, the fluctuation range of the brake cylinder pressure (BC pressure) is within a range of ± 20 to 40 kPa with respect to the reference value “± 0 kPa (= target brake cylinder pressure: 400 kPa), and the fluctuation cycle is 0. It is set in a range of ˜2 seconds (“second” of the cycle is expressed as “s”).

具体的には、図1(a)の試験例では、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の変動幅は、基準値となる「±0kPa(=目標となるブレーキシリンダ圧力:400kPa」に対して、±20kPaの範囲内で、かつ変動周期が0.8s(=1.25Hz)、1.2s(=0.83Hz)、1.6s(=0.63Hz)の範囲に設定されている。
また、図1(b)の試験例では、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の変動幅は、基準値となる「±0kPa(=目標となるブレーキシリンダ圧力:400kPa」に対して、±30kPaの範囲内で、かつ変動周期が0.8s(=1.25Hz)、1.2s(=0.83Hz)、1.6s(=0.63Hz)の範囲に設定されている。
また、図1(c)の試験例では、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の変動幅は、基準値となる「±0kPa(=目標となるブレーキシリンダ圧力:400kPa」に対して、±40kPaの範囲内で、かつ変動周期が0.8s(=1.25Hz)、1.2s(=0.83Hz)、1.6s(=0.63Hz)の範囲に設定されている。
Specifically, in the test example of FIG. 1A, the fluctuation range of the brake cylinder pressure (BC pressure) is ±± 0 kPa (= target brake cylinder pressure: 400 kPa) as a reference value. Within a range of 20 kPa, the fluctuation period is set to a range of 0.8 s (= 1.25 Hz), 1.2 s (= 0.83 Hz), and 1.6 s (= 0.63 Hz).
Further, in the test example of FIG. 1B, the fluctuation range of the brake cylinder pressure (BC pressure) is within a range of ± 30 kPa with respect to the reference value “± 0 kPa (= target brake cylinder pressure: 400 kPa)”. And the fluctuation period is set to a range of 0.8 s (= 1.25 Hz), 1.2 s (= 0.83 Hz), and 1.6 s (= 0.63 Hz).
Further, in the test example of FIG. 1C, the fluctuation range of the brake cylinder pressure (BC pressure) is within a range of ± 40 kPa with respect to the reference value “± 0 kPa (= target brake cylinder pressure: 400 kPa)”. And the fluctuation period is set to a range of 0.8 s (= 1.25 Hz), 1.2 s (= 0.83 Hz), and 1.6 s (= 0.63 Hz).

そして、以上のような図1(a)〜(c)に示すブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の変動試験を、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の目標設定値「400kPa」とともに、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の目標設定値「200kPa、300kPa」についてもそれぞれ同様に行なった。
なお、このようなブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の変動試験は、ブレーキシリンダ圧力を供給する圧力発生装置の内部に給気弁と排気弁から構成されるオン・オフ弁を設け、該オン・オフ弁を所定周期で作動させることにより行った。
Then, the variation test of the brake cylinder pressure (BC pressure) shown in FIGS. 1A to 1C is performed together with the target set value “400 kPa” of the brake cylinder pressure (BC pressure) and the brake cylinder pressure (BC The same was performed for the target set values of “pressure” “200 kPa, 300 kPa”.
In addition, in such a variation test of the brake cylinder pressure (BC pressure), an on / off valve composed of an air supply valve and an exhaust valve is provided inside the pressure generator for supplying the brake cylinder pressure, and the on / off This was done by operating the valve at a predetermined period.

また、ブレーキシリンダ圧力を供給する圧力発生装置内の排気路に流量計が設けられており、該流量計により、上述したブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の変動試験を行った際の平均流量(L/min)を測定し、その圧力変動試験の結果を、図2で示す「圧力変動の周期と排気弁の平均流量の関係」としてまとめた。
そして、図2に示されるように、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の目標設定値(200kPa、300kPa、400kPa)に対して、1.2sの周期でかつ「±30kPa」の範囲内で圧力変動を与えれば、圧力発生装置の排気路の平均流量が最大値となる「30L/min」となり、最適な圧力制御性が得られることが確認されている。
そして、さらに発明者が種々の実験を行った結果、ブレーキシリンダ圧力の目標設定値(200kPa、300kPa、400kPa)に対し、正弦波状の圧力変動を一定周期で与える制御を行う際、正弦波状の圧力変動は、ブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して±30kPaの範囲でかつ周期がおおよそ0.8s以上、2s以下に設定すれば、圧力発生装置の排気路の平均流量が最適値となることが確認されている。
また、図2では、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の目標設定値(300kPa)におけるデータが記載されていないが、目標設定値(200kPa、400kPa)とほぼ同様の傾向となることが確認されている。
Further, a flow meter is provided in the exhaust passage in the pressure generator for supplying the brake cylinder pressure, and the average flow rate (L) when the variation test of the brake cylinder pressure (BC pressure) is performed by the flow meter. / min), and the results of the pressure fluctuation test were summarized as “relationship between the pressure fluctuation period and the average flow rate of the exhaust valve” shown in FIG.
Then, as shown in FIG. 2, the pressure fluctuation is within a range of “± 30 kPa” with a period of 1.2 s with respect to the target set value (200 kPa, 300 kPa, 400 kPa) of the brake cylinder pressure (BC pressure). If given, the average flow rate in the exhaust passage of the pressure generator becomes “30 L / min” which is the maximum value, and it has been confirmed that optimum pressure controllability can be obtained.
Further, as a result of further various experiments by the inventor, when performing control for giving a sinusoidal pressure fluctuation at a constant cycle to the target set value (200 kPa, 300 kPa, 400 kPa) of the brake cylinder pressure, the sinusoidal pressure If the fluctuation is set within a range of ± 30 kPa with respect to the target set value of the brake cylinder pressure and the cycle is set to approximately 0.8 s or more and 2 s or less, the average flow rate in the exhaust passage of the pressure generator may be an optimum value. It has been confirmed.
In FIG. 2, data on the target set value (300 kPa) of the brake cylinder pressure (BC pressure) is not described, but it has been confirmed that the tendency is almost the same as the target set value (200 kPa, 400 kPa). .

次に、図3のフローチャートを参照して、鉄道車両の運転台から「非常ブレーキ指令または地震ブレーキ指令」が発せられた際に、ブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して、正弦波状の圧力変動を一定周期で与える制御を行うための条件について説明する。
《ステップ1》
鉄道車両の運転台から非常ブレーキ(空気ブレーキのみ、いわゆる空制)か、地震ブレーキ(空気ブレーキのみ、いわゆる空制)かを判定し、いずれかのブレーキ操作がなされたと判定された場合に、次のステップ2に進む。
なお、地震ブレーキは、地震発生時に停電等が発生した場合に使用されるため、電気ブレーキは使用できない。したがって、空気ブレーキのみが作用する。
Next, referring to the flowchart of FIG. 3, when an “emergency brake command or earthquake brake command” is issued from the cab of the railway vehicle, a sine wave pressure fluctuation with respect to the target set value of the brake cylinder pressure. The conditions for performing the control for giving the constant at a constant cycle will be described.
<< Step 1 >>
If it is determined from the cab of the railway vehicle whether it is an emergency brake (air brake only, so-called air control) or an earthquake brake (air brake only, so-called air control), and if it is determined that either brake operation has been performed, Proceed to step 2.
In addition, since an earthquake brake is used when a power failure occurs when an earthquake occurs, an electric brake cannot be used. Therefore, only the air brake acts.

《ステップ2》
「非常ブレーキ指令または地震ブレーキ指令」により空気ブレーキのみが作動したかどうかを判定し(電気ブレーキは作動せず)、YESの場合にステップ3に進み、NOの場合にステップ7に進む。
<< Step 2 >>
It is determined whether or not only the air brake is actuated by the “emergency brake command or earthquake brake command” (the electric brake is not actuated). If YES, the process proceeds to step 3, and if NO, the process proceeds to step 7.

《ステップ3》
予め設定したブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して正弦波状の圧力変動を一定周期で与えるフィードフォワード方式の空気ブレーキ制御を、ディスクブレーキに対して行う(ステップ3A)。これにより「非常ブレーキまたは地震ブレーキ」を作動させる(ステップ3B)。
なお、ステップ3の処理は、ブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して正弦波状の圧力変動を一定周期で与える制御を行うブレーキ制御プログラムに基づき実行される。
<< Step 3 >>
Feed-forward air brake control is performed on the disc brake to give a sine wave pressure fluctuation at a constant period to a target set value of the brake cylinder pressure set in advance (step 3A). This activates the “emergency brake or earthquake brake” (step 3B).
Note that the process of step 3 is executed based on a brake control program that performs control for giving a sinusoidal pressure fluctuation to the target set value of the brake cylinder pressure at a constant period.

《ステップ4》
車輪とレールとの粘着係数が急激に低下することにより、車輪の滑走が発生したか否かを判断し、YESの場合に次のステップ5に進む。
<< Step 4 >>
When the adhesion coefficient between the wheel and the rail rapidly decreases, it is determined whether or not the wheel has slipped. If YES, the process proceeds to the next step 5.

《ステップ5》
ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)を緩める等の滑走再粘着制御を行う。
<< Step 5 >>
Glide re-adhesion control such as loosening the brake cylinder pressure (BC pressure) is performed.

《ステップ6》
車輪とレールとの粘着係数が上昇することにより、再粘着が生じたか否かを判断し、YESの場合に次のステップ3に戻り、NOの場合にはステップ6に戻る。
<< Step 6 >>
When the adhesion coefficient between the wheel and the rail increases, it is determined whether or not re-adhesion has occurred. If YES, the process returns to the next step 3 and if NO, the process returns to step 6.

《ステップ7》
ステップ2において「空気ブレーキのみを作用する非常ブレーキまたは空気ブレーキのみを作用する地震ブレーキ」が操作されないNOの場合には、該ステップ2において、通常の非常ブレーキ操作がなされたとして、電気ブレーキ及び空気ブレーキを併用した通常の非常ブレーキ動作を行う(ステップ7A,7B)。
<< Step 7 >>
In the case where the “emergency brake that operates only the air brake or the seismic brake that operates only the air brake” is not operated in step 2, it is assumed that the normal emergency brake operation is performed in step 2. A normal emergency braking operation using a brake is performed (steps 7A and 7B).

《ステップ8》
車輪とレールとの粘着係数が急激に低下することにより、車輪の滑走が発生したか否かを判断し、YESの場合に次のステップ9に進む。
<< Step 8 >>
When the adhesion coefficient between the wheel and the rail sharply decreases, it is determined whether or not the wheel has slipped. If YES, the process proceeds to the next step 9.

《ステップ9》
ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)を緩める等の滑走再粘着制御を行う。
<< Step 9 >>
Glide re-adhesion control such as loosening the brake cylinder pressure (BC pressure) is performed.

《ステップ10》
車輪とレールとの粘着係数が上昇することにより、再粘着が生じたか否かを判断し、YESの場合に次のステップ7に戻り、NOの場合にはステップ10に戻る。
<< Step 10 >>
When the adhesion coefficient between the wheel and the rail increases, it is determined whether or not re-adhesion has occurred. If YES, the process returns to the next step 7, and if NO, the process returns to step 10.

次に、図4〜図7を参照して、「空気ブレーキのみを作用する非常ブレーキ指令または空気ブレーキのみを作用する地震ブレーキ指令」が発せられたことに伴い、ブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して正弦波状の圧力変動を一定周期で与えた場合の性能試験(非常ブレーキ相当試験、非常ブレーキ向上試験)結果について説明する。
なお、以下の「非常ブレーキ相当試験」では、300km/h又は400km/hで走行する車両に対して、最大で約400kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で非常ブレーキを作動させた試験例(試験例1,3)が示されている。
また、「非常ブレーキ向上試験」では、300km/h又は400km/hで走行していた車両に対して、より高く最大で約500kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で地震ブレーキを作動させた試験例(試験例2,4)が示されている。
Next, referring to FIG. 4 to FIG. 7, when the “emergency brake command that applies only the air brake or the earthquake brake command that applies only the air brake” is issued, the target set value of the brake cylinder pressure is set. On the other hand, the results of performance tests (emergency brake equivalent test, emergency brake improvement test) when sinusoidal pressure fluctuations are given at constant intervals will be described.
In the following “Emergency Brake Equivalent Test”, a test example in which an emergency brake is operated with a brake cylinder pressure (BC pressure) of about 400 kPa at the maximum for a vehicle traveling at 300 km / h or 400 km / h (test) Examples 1, 3) are shown.
In the “emergency brake improvement test”, a test example in which the seismic brake was operated at a higher brake cylinder pressure (BC pressure) of about 500 kPa for a vehicle traveling at 300 km / h or 400 km / h. (Test Examples 2 and 4) are shown.

《試験例1》
試験例1に示される「非常ブレーキ相当試験」では、図4に示すように、300km/hで走行していた車両に対して、およそ400kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で非常ブレーキを作動させた例が示されている。
そして、この試験例1の「非常ブレーキ相当試験」では、300km/hで走行していた車両に対して、目標設定値となる400kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で非常ブレーキを作動させるとともに、ブレーキ動作に、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)に対して、±30kPaの範囲内でかつ変動周期が0.8s以上(本例では1.2s)となるように正弦波状の圧力変動を行わせている。
<< Test Example 1 >>
In the “Emergency Brake Equivalent Test” shown in Test Example 1, as shown in FIG. 4, an emergency brake is operated at a brake cylinder pressure (BC pressure) of about 400 kPa for a vehicle that has been traveling at 300 km / h. An example is shown.
In the “Emergency Brake Equivalent Test” of Test Example 1, an emergency brake is operated with a brake cylinder pressure (BC pressure) of 400 kPa as a target set value for a vehicle traveling at 300 km / h, The brake operation is caused to perform a sine wave pressure fluctuation within a range of ± 30 kPa and a fluctuation cycle of 0.8 s or more (1.2 s in this example) with respect to the brake cylinder pressure (BC pressure). Yes.

そして、上記のようなブレーキシリンダ圧力(BC圧力)に対する正弦波状の圧力変動を行わせることにより、ブレーキ性能(ブレーキトルク、瞬間摩擦係数、ブレーキ距離等)が大幅に改善されたことが確認されている。
具体的には、図5(a)に示されるように正弦波状の圧力変動を与えない「従来制御」(以下、「従来制御」と言う)と、図5(b)に示される正弦波状の圧力変動を与えた本発明に係る「提案制御」(以下、「提案制御」と言う)とを比較して分かるように、目標トルクに対するブレーキトルクについて、図5(b)で示される「提案制御」の試験結果が全ての速度領域において上回っていることが確認されている。
なお、「従来制御」及び「提案制御」にてブレーキトルクをそれぞれ5回ずつ測定したが、図5(a)及び(b)の各グラフではそれら測定値の平均を示した。
It was confirmed that the brake performance (brake torque, instantaneous friction coefficient, brake distance, etc.) was greatly improved by causing the sinusoidal pressure fluctuation with respect to the brake cylinder pressure (BC pressure) as described above. Yes.
Specifically, as shown in FIG. 5A, “conventional control” (hereinafter referred to as “conventional control”) that does not give a sinusoidal pressure fluctuation, and sinusoidal waveform shown in FIG. 5B. As can be seen from comparison with the “proposed control” (hereinafter referred to as “suggested control”) according to the present invention to which the pressure fluctuation is applied, the “suggested control” shown in FIG. It has been confirmed that the test result of “” exceeds all speed ranges.
In addition, although brake torque was measured 5 times each in "conventional control" and "proposed control", each graph of Fig.5 (a) and (b) showed the average of those measured values.

また、図6(a)に示されるように「従来制御」と、図6(b)に示される「提案制御」とを比較して分かるように、制輪子を車輪踏面に押し付ける又はブレーキライニングをブレーキディスクに押し付けた際の瞬間摩擦係数について、図6(b)で示される「提案制御」の試験結果が全ての速度領域において上回っていることが確認されている。
なお、「従来制御」及び「提案制御」にて瞬間摩擦係数をそれぞれ5回ずつ測定したが、図6(a)及び(b)の各グラフではそれら測定値の平均を示した。
また、図6(b)の「提案制御」では、ブレーキシリンダに正弦波状の圧力変動を与えることにより、所定の振幅を有する瞬間摩擦係数が得られるが、その振幅の範囲(正弦波の山と谷の頂点のプロット)を破線で示し、振幅の中央となる平均値を実線で示した。
Further, as shown in FIG. 6 (a), as compared with “conventional control” and “proposed control” shown in FIG. 6 (b), the controller is pressed against the wheel tread or brake lining is applied. With respect to the instantaneous friction coefficient when pressed against the brake disc, it has been confirmed that the test result of “suggested control” shown in FIG. 6B exceeds all speed ranges.
In addition, although the instantaneous friction coefficient was measured 5 times each by "conventional control" and "proposed control", each graph of Fig.6 (a) and (b) showed the average of those measured values.
Further, in the “proposed control” of FIG. 6B, an instantaneous friction coefficient having a predetermined amplitude is obtained by applying a sinusoidal pressure fluctuation to the brake cylinder. The plot of the peak of the valley) is indicated by a broken line, and the average value at the center of the amplitude is indicated by a solid line.

また、図7(a)に示されるように「従来制御」及び「提案制御」の平均停止距離(m)を比較して分かるように、「従来制御」の平均停止距離が5182m、「提案制御」の平均停止距離が4475mとなり、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して14%短縮されたことが確認されている。
一方、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して14%短縮されたとしても、図7(a)に示されるように、ディスク最高温度(ブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける方式)、ライニング最高温度(ブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける方式)の最高温度については、「従来制御」及び「提案制御」のいずれも同等の水準であることが確認されている。
Further, as shown in FIG. 7A, the average stop distance (m) of “conventional control” and “proposed control” is compared, and the average stop distance of “conventional control” is 5182 m. It has been confirmed that the average stop distance of “Proposed control” is 14% shorter than that of “Conventional control”.
On the other hand, even if the average stop distance of the “proposed control” is reduced by 14% compared to the “conventional control”, as shown in FIG. 7A, the disc maximum temperature (the method of pressing the brake lining against the brake disc) ) The maximum temperature of the lining maximum temperature (method of pressing the brake lining against the brake disc) has been confirmed to be the same level in both “conventional control” and “proposed control”.

また、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して14%短縮されることに伴い、図7(b)に示されるように、制輪子を車輪踏面に押し付ける又はブレーキライニングをブレーキディスクに押し付けた際の平均摩擦係数については、「提案制御」の方が「従来制御」と比較して15%向上したことが確認されている。   In addition, as the average stop distance of “proposed control” is shortened by 14% compared to “conventional control”, as shown in FIG. 7B, the controller is pressed against the wheel tread or brake lining is applied. Regarding the average friction coefficient when pressed against the brake disc, it has been confirmed that “proposed control” is improved by 15% compared to “conventional control”.

また、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して14%短縮されたとしても、図7(c)に示されるように、ディスク締結ボルト応力(引張応力、曲げ応力、軸力、最大軸力、最大荷重振幅)については、「従来制御」及び「提案制御」のいずれも同等の水準であることが確認されている。
また、図7(d)に示されるように、圧力発生装置の排気路の平均流量については、「提案制御」の方が「従来制御」と比較して50%増加し、「提案制御」の停止距離向上に貢献したことが確認されている。
Even if the average stop distance of “proposed control” is reduced by 14% compared to “conventional control”, as shown in FIG. 7C, the disk fastening bolt stress (tensile stress, bending stress, shaft As for force, maximum axial force, and maximum load amplitude), it is confirmed that both “conventional control” and “proposed control” are at the same level.
Further, as shown in FIG. 7D, the average flow rate in the exhaust passage of the pressure generator increases by 50% in “proposed control” compared to “conventional control”. It has been confirmed that it contributed to the improvement of stopping distance.

《試験例2》
試験例2に示される「非常ブレーキ向上試験」では、図8に示すように、300km/hで走行していた車両に対して、およそ500kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で地震ブレーキを作動させた例が示されている。
そして、この試験例2の「非常ブレーキ向上試験」では、300km/hで走行していた車両に対して、目標設定値となる500kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で非常ブレーキを作動させるとともに、ブレーキ動作に、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)に対して、±30kPaの範囲内でかつ変動周期が0.8s以上(本例では1.2s)となるように正弦波状の圧力変動を行わせている。
<< Test Example 2 >>
In the “emergency brake improvement test” shown in Test Example 2, as shown in FIG. 8, the seismic brake was operated at a brake cylinder pressure (BC pressure) of about 500 kPa for a vehicle traveling at 300 km / h. An example is shown.
And in the "emergency brake improvement test" of this test example 2, while operating the emergency brake with the brake cylinder pressure (BC pressure) of 500 kPa used as a target set value with respect to the vehicle which was drive | working at 300 km / h, The brake operation is caused to perform a sine wave pressure fluctuation within a range of ± 30 kPa and a fluctuation cycle of 0.8 s or more (1.2 s in this example) with respect to the brake cylinder pressure (BC pressure). Yes.

そして、上記のようなブレーキシリンダ圧力(BC圧力)に対する正弦波状の圧力変動を行わせることにより、ブレーキ性能(ブレーキトルク、瞬間摩擦係数、平均停止距離等)が大幅に改善されたことが確認されている。
具体的には、図9(a)に示されるように正弦波状の圧力変動を与えない「従来制御」と、図9(b)に示される正弦波状の圧力変動を与えた本発明に係る「提案制御」とを比較して分かるように、目標トルクに対するブレーキトルクについて、図9(b)で示される「提案制御」の試験結果が全ての速度領域において上回っていることが確認されている。
なお、「従来制御」及び「提案制御」にてブレーキトルクをそれぞれ3回ずつ測定したが、図9(a)及び(b)の各グラフではそれら測定値の平均を示した。
Then, it was confirmed that the brake performance (brake torque, instantaneous friction coefficient, average stop distance, etc.) was greatly improved by causing the sinusoidal pressure fluctuation with respect to the brake cylinder pressure (BC pressure) as described above. ing.
Specifically, as shown in FIG. 9A, “conventional control” that does not give a sinusoidal pressure fluctuation, and the present invention that gives a sinusoidal pressure fluctuation shown in FIG. As can be seen from comparison with “proposed control”, it has been confirmed that the test result of “proposed control” shown in FIG. 9B exceeds the target torque in all speed ranges.
In addition, although brake torque was measured 3 times each in "conventional control" and "proposed control", each graph of Fig.9 (a) and (b) showed the average of those measured values.

また、図10(a)に示されるように「従来制御」と、図10(b)に示される「提案制御」とを比較して分かるように、制輪子を車輪踏面に押し付ける又はブレーキライニングをブレーキディスクに押し付けた際の瞬間摩擦係数について、図10(b)で示される「提案制御」の試験結果が全ての速度領域において上回っていることが確認されている。
なお、「従来制御」及び「提案制御」にて瞬間摩擦係数をそれぞれ3回ずつ測定したが、図10(a)及び(b)の各グラフではそれら測定値の平均を示した。
また、図10(b)の「提案制御」では、ブレーキシリンダに正弦波状の圧力変動を与えることにより、所定の振幅を有する瞬間摩擦係数が得られるが、その振幅の範囲(正弦波の山と谷の頂点のプロット)を破線で示し、振幅の中央となる平均値を実線で示した。
Further, as shown in FIG. 10 (a), as compared with “conventional control” and “proposed control” shown in FIG. 10 (b), the controller is pressed against the wheel tread or brake lining is applied. With respect to the instantaneous friction coefficient when pressed against the brake disc, it has been confirmed that the test result of “proposed control” shown in FIG. 10B exceeds all speed regions.
In addition, although the instantaneous friction coefficient was measured 3 times each in "conventional control" and "proposed control", each graph of Fig.10 (a) and (b) showed the average of those measured values.
In the “proposed control” of FIG. 10B, an instantaneous friction coefficient having a predetermined amplitude can be obtained by applying a sinusoidal pressure fluctuation to the brake cylinder. The plot of the peak of the valley) is indicated by a broken line, and the average value at the center of the amplitude is indicated by a solid line.

また、図11(a)に示されるように「従来制御」及び「提案制御」の平均停止距離(m)を比較して分かるように、「従来制御」の平均停止距離が3051m、「提案制御」の平均停止距離が2828mとなり、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して7%短縮されたことが確認されている。
一方、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して7%短縮されたとしても、図11(a)に示されるように、ディスク最高温度(ブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける方式)、ライニング最高温度(ブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける方式)の最高温度については、「従来制御」及び「提案制御」のいずれも同等の水準であることが確認されている。
Further, as shown in FIG. 11A, the average stop distance (m) of “conventional control” and “proposed control” is compared, and the average stop distance of “conventional control” is 3051 m. It has been confirmed that the average stop distance of “2” is 2828 m, and the average stop distance of “proposed control” is shortened by 7% compared to “conventional control”.
On the other hand, even if the average stop distance of the “proposed control” is shortened by 7% compared to the “conventional control”, as shown in FIG. 11A, the disc maximum temperature (the method of pressing the brake lining against the brake disc) ) The maximum temperature of the lining maximum temperature (method of pressing the brake lining against the brake disc) has been confirmed to be the same level in both “conventional control” and “proposed control”.

また、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して7%短縮されることに伴い、図11(b)に示されるように、制輪子を車輪踏面に押し付ける又はブレーキライニングをブレーキディスクに押し付けた際の平均摩擦係数については、「提案制御」の方が「従来制御」と比較して7%向上したことが確認されている。   Further, as the average stop distance of “proposed control” is shortened by 7% compared with “conventional control”, as shown in FIG. 11 (b), the controller is pressed against the wheel tread or the brake lining is applied. Regarding the average friction coefficient when pressed against the brake disc, it has been confirmed that the “proposed control” is improved by 7% compared to the “conventional control”.

また、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して7%短縮されたとしても、図11(c)に示されるように、ディスク締結ボルト応力(引張応力、曲げ応力、軸力、最大軸力、最大荷重振幅)については、「従来制御」及び「提案制御」のいずれも同等の水準であることが確認されている。
また、図11(d)に示されるように、圧力発生装置の排気路の平均流量については、「提案制御」の方が「従来制御」と比較して50%増加し、「提案制御」の停止距離向上に貢献したことが確認されている。
Further, even if the average stop distance of the “proposed control” is shortened by 7% compared with the “conventional control”, as shown in FIG. 11C, the disk fastening bolt stress (tensile stress, bending stress, shaft As for force, maximum axial force, and maximum load amplitude), it is confirmed that both “conventional control” and “proposed control” are at the same level.
Further, as shown in FIG. 11 (d), regarding the average flow rate in the exhaust passage of the pressure generator, “proposed control” increases by 50% compared to “conventional control”, and “proposed control” It has been confirmed that it contributed to the improvement of stopping distance.

《試験例3》
試験例3に示される「非常ブレーキ相当試験」では、図12に示すように、400km/hで走行していた車両に対して、およそ400kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で非常ブレーキを作動させた例が示されている。
そして、この試験例3の「非常ブレーキ相当試験」では、400km/hで走行していた車両に対して、目標設定値となる400kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で非常ブレーキを作動させるとともに、ブレーキ動作に、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)に対して、±30kPaの範囲内でかつ変動周期が0.8s以上(本例では1.2s)となるように正弦波状の圧力変動を行わせている。
<< Test Example 3 >>
In the “emergency brake equivalent test” shown in Test Example 3, as shown in FIG. 12, an emergency brake is operated at a brake cylinder pressure (BC pressure) of about 400 kPa on a vehicle that has been traveling at 400 km / h. An example is shown.
In the “emergency brake equivalent test” of Test Example 3, an emergency brake is operated at a brake cylinder pressure (BC pressure) of 400 kPa which is a target set value for a vehicle traveling at 400 km / h, The brake operation is caused to perform a sine wave pressure fluctuation within a range of ± 30 kPa and a fluctuation cycle of 0.8 s or more (1.2 s in this example) with respect to the brake cylinder pressure (BC pressure). Yes.

そして、上記のようなブレーキシリンダ圧力(BC圧力)に対する正弦波状の圧力変動を行わせることにより、ブレーキ性能(ブレーキトルク、瞬間摩擦係数、平均停止距離等)が大幅に改善されたことが確認されている。
具体的には、図13に示されるように、正弦波状の圧力変動を与えない「従来制御」と、正弦波状の圧力変動を与えた本発明に係る「提案制御」とを比較して分かるように、目標トルクに対するブレーキトルクについて、「提案制御」の試験結果が全ての速度領域において上回っていることが確認されている。
Then, it was confirmed that the brake performance (brake torque, instantaneous friction coefficient, average stop distance, etc.) was greatly improved by causing the sinusoidal pressure fluctuation with respect to the brake cylinder pressure (BC pressure) as described above. ing.
Specifically, as shown in FIG. 13, it can be understood by comparing “conventional control” that does not give sinusoidal pressure fluctuations with “proposed control” according to the present invention that gives sinusoidal pressure fluctuations. In addition, with respect to the brake torque with respect to the target torque, it has been confirmed that the test result of “proposed control” exceeds all speed ranges.

また、図14に示されるように「従来制御」と「提案制御」とを比較して分かるように、制輪子を車輪踏面に押し付ける又はブレーキライニングをブレーキディスクに押し付けた際の瞬間摩擦係数について、「提案制御」の試験結果が全ての速度領域において上回っていることが確認されている。   Further, as shown in FIG. 14, as can be seen by comparing “conventional control” and “proposed control”, the instantaneous friction coefficient when the brake is pressed against the wheel tread or the brake lining is pressed against the brake disc, It has been confirmed that the test result of “Proposed Control” exceeds all speed ranges.

また、図15に示されるように「従来制御」及び「提案制御」の平均停止距離(m)を比較して分かるように、「従来制御」の平均停止距離が10940m、「提案制御」の平均停止距離が9083mとなり、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して17%短縮されたことが確認されている。
一方、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して17%短縮されたとしても、図15に示されるように、ディスク最高温度(ブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける方式)、ライニング最高温度(ブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける方式)の最高温度については、「従来制御」及び「提案制御」のいずれも同等の水準であることが確認されている。
Further, as shown in FIG. 15, the average stop distance (m) of “conventional control” and “proposed control” is 10940 m, and the average of “proposed control” is 10940 m. It has been confirmed that the stop distance is 9083 m, and the average stop distance of “proposed control” is shortened by 17% compared to “conventional control”.
On the other hand, even if the average stop distance of “proposed control” is shortened by 17% compared to “conventional control”, as shown in FIG. 15, the maximum disk temperature (the method of pressing the brake lining against the brake disk), the lining As for the maximum temperature of the maximum temperature (the method of pressing the brake lining against the brake disc), it has been confirmed that both “conventional control” and “proposed control” are at the same level.

また、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して7%短縮されることに伴い、図16に示されるように、制輪子を車輪踏面に押し付ける又はブレーキライニングをブレーキディスクに押し付けた際の平均摩擦係数については、「提案制御」の方が「従来制御」と比較して15%向上したことが確認されている。   Further, as the average stop distance of “proposed control” is shortened by 7% compared to “conventional control”, as shown in FIG. 16, the control member is pressed against the wheel tread or the brake lining is applied to the brake disc. Regarding the average friction coefficient when pressed, it was confirmed that “proposed control” was improved by 15% compared to “conventional control”.

《試験例4》
試験例4に示される「非常ブレーキ向上試験」では、図17に示すように、400km/hで走行していた車両に対して、およそ500kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で地震ブレーキを作動させた例が示されている。
そして、この試験例4の「非常ブレーキ向上試験」では、400km/hで走行していた車両に対して、目標設定値となる500kPaのブレーキシリンダ圧力(BC圧力)で非常ブレーキを作動させるとともに、ブレーキ動作に、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)に対して、±30kPaの範囲内でかつ変動周期が0.8s以上(本例では1.2s)となるように正弦波状の圧力変動を行わせている。
<< Test Example 4 >>
In the “emergency brake improvement test” shown in Test Example 4, as shown in FIG. 17, the seismic brake was operated with a brake cylinder pressure (BC pressure) of about 500 kPa for a vehicle traveling at 400 km / h. An example is shown.
And in the "emergency brake improvement test" of this test example 4, while operating the emergency brake with the brake cylinder pressure (BC pressure) of 500 kPa used as a target set value with respect to the vehicle which was drive | working at 400 km / h, The brake operation is caused to perform a sine wave pressure fluctuation within a range of ± 30 kPa and a fluctuation cycle of 0.8 s or more (1.2 s in this example) with respect to the brake cylinder pressure (BC pressure). Yes.

そして、上記のようなブレーキシリンダ圧力(BC圧力)に対する正弦波状の圧力変動を行わせることにより、ブレーキ性能(ブレーキトルク、瞬間摩擦係数、平均停止距離等)が大幅に改善されたことが確認されている。
具体的には、図18に示されるように、正弦波状の圧力変動を与えない「従来制御」と、正弦波状の圧力変動を与えた本発明に係る「提案制御」とを比較して分かるように、目標トルクに対するブレーキトルクについて、「提案制御」の試験結果が全ての速度領域において上回っていることが確認されている。
Then, it was confirmed that the brake performance (brake torque, instantaneous friction coefficient, average stop distance, etc.) was greatly improved by causing the sinusoidal pressure fluctuation with respect to the brake cylinder pressure (BC pressure) as described above. ing.
Specifically, as shown in FIG. 18, it can be understood by comparing “conventional control” that does not give sinusoidal pressure fluctuation and “proposed control” according to the present invention that gives sinusoidal pressure fluctuation. In addition, with respect to the brake torque with respect to the target torque, it has been confirmed that the test result of “proposed control” exceeds all speed ranges.

また、図19に示されるように「従来制御」と「提案制御」とを比較して分かるように、制輪子を車輪踏面に押し付ける又はブレーキライニングをブレーキディスクに押し付けた際の瞬間摩擦係数について、「提案制御」の試験結果が全ての速度領域において上回っていることが確認されている。   Further, as shown in FIG. 19, as can be seen by comparing “conventional control” and “proposed control”, the instantaneous friction coefficient when pressing the control against the wheel tread or pressing the brake lining against the brake disc is as follows: It has been confirmed that the test result of “Proposed Control” exceeds all speed ranges.

また、図20に示されるように「従来制御」及び「提案制御」の平均停止距離(m)を比較して分かるように、「従来制御」の平均停止距離が7098m、「提案制御」の平均停止距離が6372mとなり、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して10%短縮されたことが確認されている。
一方、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して10%短縮されたとしても、図20に示されるように、ディスク最高温度(ブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける方式)、ライニング最高温度(ブレーキライニングをブレーキディスクに押し付ける方式)の最高温度については、「従来制御」及び「提案制御」のいずれも同等の水準であることが確認されている。
In addition, as shown in FIG. 20, the average stop distance (m) of “conventional control” and “proposed control” is compared, and the average stop distance of “conventional control” is 7098 m. The stop distance is 6372 m, and it is confirmed that the average stop distance of “proposed control” is shortened by 10% compared to “conventional control”.
On the other hand, even if the average stop distance of the “proposed control” is reduced by 10% compared to the “conventional control”, as shown in FIG. 20, the maximum disk temperature (the method of pressing the brake lining against the brake disk), the lining As for the maximum temperature of the maximum temperature (the method of pressing the brake lining against the brake disc), it has been confirmed that both “conventional control” and “proposed control” are at the same level.

また、「提案制御」の平均停止距離が「従来制御」と比較して10%短縮されることに伴い、図21に示されるように、制輪子を車輪踏面に押し付ける又はブレーキライニングをブレーキディスクに押し付けた際の平均摩擦係数については、「提案制御」の方が「従来制御」と比較して10%向上したことが確認されている。   Further, as the average stop distance of the “proposed control” is shortened by 10% compared to the “conventional control”, as shown in FIG. 21, the controller is pressed against the wheel tread or the brake lining is applied to the brake disc. Regarding the average friction coefficient when pressed, it was confirmed that the “proposed control” was improved by 10% compared to the “conventional control”.

以上詳細に説明したように本実施例に係る鉄道車両のブレーキ制御方法では、ブレーキシリンダ圧力(BC圧力)の目標設定値に対し、正弦波状の圧力変動を一定周期で与える制御を行うことにより、車輪踏面及び制輪子、又はブレーキディスク及びブレーキライニングの温度上昇を抑えながらブレーキトルク及び摩擦係数を向上させることができる。
これにより、鉄道車両のブレーキ制御方法では、試験例1〜4(図5〜図21)の「提案制御」のブレーキトルク、瞬間/平均摩擦係数、平均停止距離、ディスク/ライニング温度に示されるように、ブレーキ距離のばらつきを小さく収めてブレーキ性能を安定化できるとともに、ブレーキ距離を短縮させることができる。
As described in detail above, in the brake control method for a railway vehicle according to the present embodiment, by performing control to give a sinusoidal pressure fluctuation at a constant period to the target set value of the brake cylinder pressure (BC pressure), The brake torque and the coefficient of friction can be improved while suppressing the temperature rise of the wheel tread and the brake or the brake disc and the brake lining.
As a result, in the brake control method for a railway vehicle, the brake torque, the instantaneous / average friction coefficient, the average stop distance, and the disk / lining temperature of “Proposed Control” in Test Examples 1 to 4 (FIGS. 5 to 21) are shown. In addition, it is possible to stabilize the brake performance by reducing the variation in the brake distance and to shorten the brake distance.

なお、上記実施形態では鉄道車両のブレーキ制御方法について説明した。
そして、このようなブレーキ制御方法は、鉄道車両の車輪にブレーキシリンダ圧力を供給して制動力を生じさせる圧力発生装置の内部に給気弁および排気弁(オン・オフ弁)とを具備し、該弁制御によってブレーキシリンダ圧力を変動させることができるブレーキ装置に適用されるものであって、前記ブレーキシリンダ圧力に対して正弦波状の変動を一定周期で与える制御を、前記オン・オフ弁に併設した弁制御手段にて行うようにする。このとき、弁制御手段に設定する処理は、図3に示すフローチャートに基づき行うものである。
In the above embodiment, the brake control method for the railway vehicle has been described.
Such a brake control method includes an air supply valve and an exhaust valve (on / off valve) inside a pressure generating device that generates brake force by supplying brake cylinder pressure to the wheels of a railway vehicle. The present invention is applied to a brake device capable of changing the brake cylinder pressure by the valve control, and has a control for giving a sinusoidal change with respect to the brake cylinder pressure at a constant period to the on / off valve. This is done by the valve control means. At this time, the processing to be set in the valve control means is performed based on the flowchart shown in FIG.

また、本発明は、ブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して圧力変動を一定周期で与える制御を行うという制御方法に特徴を有しているものであり、実施形態に例示した特定の変動波形、圧力変動幅及び周期に限定されるものではない。   Further, the present invention is characterized by a control method of performing control for giving a pressure fluctuation at a constant cycle to a target set value of the brake cylinder pressure, and includes a specific fluctuation waveform exemplified in the embodiment, The pressure fluctuation range and the period are not limited.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

本発明は、地震発生等の異常発生時に、速やかに停止させることができる鉄道車両のブレーキ制御方法、ブレーキ制御装置及びブレーキ制御プログラムに関する。

The present invention relates to a brake control method, a brake control device, and a brake control program for a railway vehicle that can be quickly stopped when an abnormality such as an earthquake occurs.

Claims (8)

予め設定されたブレーキシリンダ圧力を車輪に供給して制動力を生じさせる鉄道車両において、
前記ブレーキシリンダ圧力を設定圧力から所定周期で変動させることを特徴とする鉄道車両のブレーキ制御方法。
In a railway vehicle that generates braking force by supplying a preset brake cylinder pressure to wheels,
A brake control method for a railway vehicle, wherein the brake cylinder pressure is changed from a set pressure at a predetermined cycle.
前記ブレーキシリンダ圧力は、正弦波状に所定周期で増減することを特徴とする請求項1記載の鉄道車両のブレーキ制御方法。   The brake control method for a railway vehicle according to claim 1, wherein the brake cylinder pressure is increased or decreased in a sine wave shape at a predetermined cycle. 前記ブレーキシリンダ圧力の変動は、速度に対応した前記ブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して±30kPaの範囲に設定されることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の鉄道車両のブレーキ制御方法。   3. The railway according to claim 1, wherein the fluctuation of the brake cylinder pressure is set in a range of ± 30 kPa with respect to a target set value of the brake cylinder pressure corresponding to a speed. Vehicle brake control method. 前記ブレーキシリンダ圧力は、0.8秒以上の周期で変動するよう設定されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の鉄道車両のブレーキ制御方法。   The brake control method for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the brake cylinder pressure is set so as to change at a cycle of 0.8 seconds or more. 前記ブレーキシリンダ圧力の変動は、速度に対応した前記ブレーキシリンダ圧力の目標設定値に対して±30kPaの範囲でかつ1.2秒の周期に設定されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の鉄道車両のブレーキ制御方法。   The fluctuation of the brake cylinder pressure is set in a range of ± 30 kPa and a period of 1.2 seconds with respect to a target set value of the brake cylinder pressure corresponding to a speed. The brake control method of a railway vehicle according to any one of the above. 前記ブレーキシリンダ圧力を供給する圧力発生装置の内部に給気弁と排気弁で構成されるオン・オフ弁を設け、該オン・オフ弁を所定周期で作動させることにより、前記圧力変動を発生させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の鉄道車両のブレーキ制御方法。   An on / off valve composed of an air supply valve and an exhaust valve is provided inside the pressure generator for supplying the brake cylinder pressure, and the pressure fluctuation is generated by operating the on / off valve at a predetermined cycle. The brake control method for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 5. 予め設定されたブレーキシリンダ圧力を鉄道車両の車輪に供給して制動力を生じさせる圧力発生装置の内部に給気弁および排気弁から成るオン・オフ弁を設け、該オン・オフ弁を開閉することにより、ブレーキシリンダ圧力を変動させて、
前記ブレーキシリンダ圧力を所定周期で増減させる制御手段とを有することを特徴とするブレーキ制御装置。
An on / off valve consisting of an air supply valve and an exhaust valve is provided inside the pressure generator for supplying a brake cylinder pressure set in advance to the wheels of the railway vehicle to generate a braking force, and the on / off valve is opened and closed. By changing the brake cylinder pressure,
A brake control device comprising control means for increasing or decreasing the brake cylinder pressure at a predetermined cycle.
鉄道車両の車輪に制動力を作用させるブレーキシリンダ圧力を目標とする設定値に対し、所定周期で変動するよう制御することを特徴とするブレーキ制御プログラム。   A brake control program for performing control so as to fluctuate in a predetermined cycle with respect to a set value for setting a brake cylinder pressure that applies a braking force to a wheel of a railway vehicle.
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