JP2892986B2 - 電空式ブレーキ管圧力制御装置及び電気的ブレーキ管圧力調整方法 - Google Patents
電空式ブレーキ管圧力制御装置及び電気的ブレーキ管圧力調整方法Info
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- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道貨物列車用の
ブレーキ制御システムもしくは装置に関し、特に、個々
の車両ブレーキの動作を制御するためにブレーキ管圧力
の局部的電空制御を採用している貨物列車用のブレーキ
制御システムと方法に関するものである。
ブレーキ制御システムもしくは装置に関し、特に、個々
の車両ブレーキの動作を制御するためにブレーキ管圧力
の局部的電空制御を採用している貨物列車用のブレーキ
制御システムと方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在の貨物列車は、各車両を通って延び
るブレーキ管を有しており、該ブレーキ管は、列車の実
質的全長に亙り連続して延在するように車両間で連結さ
れている。ブレーキ管には、典型的に、その前端部で、
機関車に搭載されている圧縮機により圧縮された空気が
込められる。この圧縮空気は、各車両における空気圧ブ
レーキ力の発生に用いられるばかりではなく、ブレーキ
管圧力を加減することにより機関車から車両のブレーキ
を制御する通信リンク媒体としての働きをもしている。
るブレーキ管を有しており、該ブレーキ管は、列車の実
質的全長に亙り連続して延在するように車両間で連結さ
れている。ブレーキ管には、典型的に、その前端部で、
機関車に搭載されている圧縮機により圧縮された空気が
込められる。この圧縮空気は、各車両における空気圧ブ
レーキ力の発生に用いられるばかりではなく、ブレーキ
管圧力を加減することにより機関車から車両のブレーキ
を制御する通信リンク媒体としての働きをもしている。
【０００３】現在の貨物列車の大きな長さに起因し、空
気圧制御信号が列車の前部車両から後部車両に伝搬する
のに相当大きな時間が要求される。このことは、列車、
特に起伏のある地域で運行している長い列車を制御する
上で問題を生ぜしめ得る。従って、列車編成に依存し、
列車の最後尾車両或いは列車編成内にランダムに位置す
る幾つかの車両或いは総ての車両に対してブレーキ管圧
力制御信号を準瞬時的に伝送するために電気的な手段が
提案されている。車両ブレーキの準瞬時的遠隔制御は、
例えば、無線信号を用いるか或いは列車電気線により達
成することができる。このような構成は、上記の遠隔ブ
レーキ管圧力制御により実現される迅速なブレーキ作用
により、潜在的に、非常に改善された列車性能を実現し
得る可能性を有している。
気圧制御信号が列車の前部車両から後部車両に伝搬する
のに相当大きな時間が要求される。このことは、列車、
特に起伏のある地域で運行している長い列車を制御する
上で問題を生ぜしめ得る。従って、列車編成に依存し、
列車の最後尾車両或いは列車編成内にランダムに位置す
る幾つかの車両或いは総ての車両に対してブレーキ管圧
力制御信号を準瞬時的に伝送するために電気的な手段が
提案されている。車両ブレーキの準瞬時的遠隔制御は、
例えば、無線信号を用いるか或いは列車電気線により達
成することができる。このような構成は、上記の遠隔ブ
レーキ管圧力制御により実現される迅速なブレーキ作用
により、潜在的に、非常に改善された列車性能を実現し
得る可能性を有している。
【０００４】しかし、完全に空気込めされた時点におい
て列車ブレーキ管内に存在し得る固有もしくは自然圧力
勾配が原因で、遠隔ブレーキ管圧力減少を念入りに制御
しない場合には列車の後尾に近い位置に存在する車両に
おいてブレーキの望ましくない弛みが起こり得る。この
ような圧力勾配は、車両間でブレーキ管を連結している
ホース・カップリング或いは他の箇所における不可避な
圧縮空気の漏洩の結果として、且つ機関車に設けられて
いる典型的な運転者のブレーキ弁によりこの漏洩を補填
する際に遭遇するブレーキ管流れ抵抗に起因して存在す
るものである。ブレーキ作用を開始するのにブレーキ管
圧力減少を電気的に制御すれば、ブレーキ管圧力の電空
制御機能を装備している各車両において、ブレーキ管圧
力をそれぞれ対応の大きさだけ低減し得ることは理解さ
れる。しかし、自然圧力勾配及び機関車ブレーキ弁の圧
力維持機能が原因で、各車両における自然圧力勾配を越
える圧力減少が、関連車両のブレーキを不本意にも弛め
てしまうことが起こり得る。その理由は、低減ブレーキ
管圧力で、後方に配置された車両のブレーキ管圧力は、
自然列車圧力勾配と一致もしくは調和する圧力に再び上
昇するからである。この現象を、図１のグラフを参照し
説明する。
て列車ブレーキ管内に存在し得る固有もしくは自然圧力
勾配が原因で、遠隔ブレーキ管圧力減少を念入りに制御
しない場合には列車の後尾に近い位置に存在する車両に
おいてブレーキの望ましくない弛みが起こり得る。この
ような圧力勾配は、車両間でブレーキ管を連結している
ホース・カップリング或いは他の箇所における不可避な
圧縮空気の漏洩の結果として、且つ機関車に設けられて
いる典型的な運転者のブレーキ弁によりこの漏洩を補填
する際に遭遇するブレーキ管流れ抵抗に起因して存在す
るものである。ブレーキ作用を開始するのにブレーキ管
圧力減少を電気的に制御すれば、ブレーキ管圧力の電空
制御機能を装備している各車両において、ブレーキ管圧
力をそれぞれ対応の大きさだけ低減し得ることは理解さ
れる。しかし、自然圧力勾配及び機関車ブレーキ弁の圧
力維持機能が原因で、各車両における自然圧力勾配を越
える圧力減少が、関連車両のブレーキを不本意にも弛め
てしまうことが起こり得る。その理由は、低減ブレーキ
管圧力で、後方に配置された車両のブレーキ管圧力は、
自然列車圧力勾配と一致もしくは調和する圧力に再び上
昇するからである。この現象を、図１のグラフを参照し
説明する。
【０００５】図１において、曲線Ａは、先導機関車で
６.３Ｋｇ／ｃｍ2(９０ｐｓｉ)に込められた場合のブレ
ーキ管圧力を表す。この自然勾配曲線Ａが示すように、
完全に空気込めされた場合、車両＃１００におけるブレ
ーキ管圧力は５.６Ｋｇ／ｃｍ2(８０ｐｓｉ)に過ぎず、
車両＃１から車両＃１００まで０.７Ｋｇ／ｃｍ2（１０
ｐｓｉ）の勾配が存在する。また、曲線Ｂは、列車全体
を通して、電気的に開始された１.０５Ｋｇ／ｃｍ2（１
５ｐｓｉ）のブレーキ管圧力の低減直後に存在する一時
的な偽ブレーキ管圧力勾配を表す。異なった圧力落差は
異なった勾配を発生するので、曲線Ｃで示す低減後のブ
レーキ管圧力の真の自然勾配は曲線Ａが示す自然勾配と
は異なる。その結果、機関車のブレーキ弁の圧力維持動
作に起因し低減後のブレーキ管圧力は列車の後尾に近付
くにつれ、低減後のブレーキ管圧力がその新しい自然勾
配に落ち着こうとするのに伴い、上昇することになる。
鉄道ブレーキ技術分野における技術者には容易に理解さ
れるように、約０．１４Ｋｇ／ｃｍ2(２ｐｓｉ）のブレ
ーキ管圧力の上昇で、車両制御弁装置は、車両にブレー
キ弛めを惹起し得る。従って、上述のように、電気的に
開始されたブレーキ作用に続くブレーキ管圧力の上昇
は、このような上昇が最も顕著である列車後方に位置す
る車両のブレーキを企図せず弛めてしまうという望まし
くない効果をもたらし得る。
６.３Ｋｇ／ｃｍ2(９０ｐｓｉ)に込められた場合のブレ
ーキ管圧力を表す。この自然勾配曲線Ａが示すように、
完全に空気込めされた場合、車両＃１００におけるブレ
ーキ管圧力は５.６Ｋｇ／ｃｍ2(８０ｐｓｉ)に過ぎず、
車両＃１から車両＃１００まで０.７Ｋｇ／ｃｍ2（１０
ｐｓｉ）の勾配が存在する。また、曲線Ｂは、列車全体
を通して、電気的に開始された１.０５Ｋｇ／ｃｍ2（１
５ｐｓｉ）のブレーキ管圧力の低減直後に存在する一時
的な偽ブレーキ管圧力勾配を表す。異なった圧力落差は
異なった勾配を発生するので、曲線Ｃで示す低減後のブ
レーキ管圧力の真の自然勾配は曲線Ａが示す自然勾配と
は異なる。その結果、機関車のブレーキ弁の圧力維持動
作に起因し低減後のブレーキ管圧力は列車の後尾に近付
くにつれ、低減後のブレーキ管圧力がその新しい自然勾
配に落ち着こうとするのに伴い、上昇することになる。
鉄道ブレーキ技術分野における技術者には容易に理解さ
れるように、約０．１４Ｋｇ／ｃｍ2(２ｐｓｉ）のブレ
ーキ管圧力の上昇で、車両制御弁装置は、車両にブレー
キ弛めを惹起し得る。従って、上述のように、電気的に
開始されたブレーキ作用に続くブレーキ管圧力の上昇
は、このような上昇が最も顕著である列車後方に位置す
る車両のブレーキを企図せず弛めてしまうという望まし
くない効果をもたらし得る。
【０００６】また、先に述べたブレーキ管圧力の電気制
御も、若干異なるが関連ある理由から、特に後部の車両
において列車ブレーキの不本意な弛めを惹起し得る。例
えば、先行のブレーキ作用の弛めに続き電気ブレーキ作
用を行うと、この再ブレーキ作用は、初期作用のブレー
キ管圧力が完全に再空気込めされる以前に開始されてし
まうことがあり得る。このような可能性が存在する理由
は、ブレーキ管圧力は列車編成の先頭に位置する機関車
から込められて各列車に直列に伝達されるため、後端の
車両の空気込めが遅延するからである。列車の後端近傍
に位置する車両におけるブレーキ管圧力の立上りのこの
ような遅延は、ブレーキ管内に一般に、一時的偽の（完
全に空気込めされた場合よりも小さい）圧力勾配と称さ
れる圧力勾配を生ぜしめる。この偽圧力勾配は、機関車
ブレーキ管圧力と一致もしくは調和する自然圧力勾配に
達しようとして徐々に減少するので、列車の後部近傍に
位置する車両におけるブレーキ管圧力の増加で、これら
車両におけるブレーキの不本意且つ望ましくない弛めを
生ぜしめ得る可能性が充分にある。
御も、若干異なるが関連ある理由から、特に後部の車両
において列車ブレーキの不本意な弛めを惹起し得る。例
えば、先行のブレーキ作用の弛めに続き電気ブレーキ作
用を行うと、この再ブレーキ作用は、初期作用のブレー
キ管圧力が完全に再空気込めされる以前に開始されてし
まうことがあり得る。このような可能性が存在する理由
は、ブレーキ管圧力は列車編成の先頭に位置する機関車
から込められて各列車に直列に伝達されるため、後端の
車両の空気込めが遅延するからである。列車の後端近傍
に位置する車両におけるブレーキ管圧力の立上りのこの
ような遅延は、ブレーキ管内に一般に、一時的偽の（完
全に空気込めされた場合よりも小さい）圧力勾配と称さ
れる圧力勾配を生ぜしめる。この偽圧力勾配は、機関車
ブレーキ管圧力と一致もしくは調和する自然圧力勾配に
達しようとして徐々に減少するので、列車の後部近傍に
位置する車両におけるブレーキ管圧力の増加で、これら
車両におけるブレーキの不本意且つ望ましくない弛めを
生ぜしめ得る可能性が充分にある。
【０００７】図２において、曲線Ｗは、図１における曲
線Ａに対応し、６.３Ｋｇ／ｃｍ2（９０ｐｓｉ）まで空
気込めされた場合のブレーキ管圧力を表す。この曲線Ｗ
の自然勾配が示すように、車両＃１００におけるブレー
キ管圧力は５.６Ｋｇ／ｃｍ2（８０ｐｓｉ）であり、従
って車両＃１から車両＃１００まで前述した１０ｐｓｉ
の勾配が存在する。また、曲線Ｘは、ブレーキ作用が行
われた場合、機関車における６.３Ｋｇ／ｃｍ2から５.
３Ｋｇ／ｃｍ2（９０ｐｓｉから７５ｐｓｉ）へのブレ
ーキ管圧力の減少に続く車両＃１と車両＃１００との間
における自然ブレーキ管圧力勾配を表す。この曲線は、
図１における曲線Ｃに対応する。更に、曲線Ｙは、ブレ
ーキ弛めを行うために増加されつつある過程におけるブ
レーキ管圧力を表す。
線Ａに対応し、６.３Ｋｇ／ｃｍ2（９０ｐｓｉ）まで空
気込めされた場合のブレーキ管圧力を表す。この曲線Ｗ
の自然勾配が示すように、車両＃１００におけるブレー
キ管圧力は５.６Ｋｇ／ｃｍ2（８０ｐｓｉ）であり、従
って車両＃１から車両＃１００まで前述した１０ｐｓｉ
の勾配が存在する。また、曲線Ｘは、ブレーキ作用が行
われた場合、機関車における６.３Ｋｇ／ｃｍ2から５.
３Ｋｇ／ｃｍ2（９０ｐｓｉから７５ｐｓｉ）へのブレ
ーキ管圧力の減少に続く車両＃１と車両＃１００との間
における自然ブレーキ管圧力勾配を表す。この曲線は、
図１における曲線Ｃに対応する。更に、曲線Ｙは、ブレ
ーキ弛めを行うために増加されつつある過程におけるブ
レーキ管圧力を表す。
【０００８】先に説明したように、ブレーキ管の再空気
込めにおける明らかな遅延で、偽圧力勾配が発生し、こ
の偽圧力勾配は、列車の長さ、漏洩の程度等々に依存し
非常に急峻になり得る。図２に示す例においては、曲線
Ｙで表すこの偽勾配は、列車ブレーキの再作用の開始時
に、車両＃１００における圧力が５.３Ｋｇ／ｃｍ2（７
５ｐｓｉ）となるような勾配を想定している。曲線Ｚ
は、ブレーキの再作用時に所望のブレーキ力に対応する
低減ブレーキ管圧力を表す。列車全体を通して１５ｐｓ
ｉのブレーキ管圧力低減を想定すると、機関車における
ブレーキ管圧力は９０ｐｓｉから７５ｐｓｉに減少し、
他方、車両＃１００におけるブレーキ管圧力は５.３Ｋ
ｇ／ｃｍ2から４.２Ｋｇ／ｃｍ2（７５ｐｓｉから６０
ｐｓｉ）に減少する。このように、曲線Ｚは、ブレーキ
の再作用が完了した時点で現れる偽勾配を反映してい
る。
込めにおける明らかな遅延で、偽圧力勾配が発生し、こ
の偽圧力勾配は、列車の長さ、漏洩の程度等々に依存し
非常に急峻になり得る。図２に示す例においては、曲線
Ｙで表すこの偽勾配は、列車ブレーキの再作用の開始時
に、車両＃１００における圧力が５.３Ｋｇ／ｃｍ2（７
５ｐｓｉ）となるような勾配を想定している。曲線Ｚ
は、ブレーキの再作用時に所望のブレーキ力に対応する
低減ブレーキ管圧力を表す。列車全体を通して１５ｐｓ
ｉのブレーキ管圧力低減を想定すると、機関車における
ブレーキ管圧力は９０ｐｓｉから７５ｐｓｉに減少し、
他方、車両＃１００におけるブレーキ管圧力は５.３Ｋ
ｇ／ｃｍ2から４.２Ｋｇ／ｃｍ2（７５ｐｓｉから６０
ｐｓｉ）に減少する。このように、曲線Ｚは、ブレーキ
の再作用が完了した時点で現れる偽勾配を反映してい
る。
【０００９】上の説明から明らかなように、ブレーキ管
圧力は、機関車における再作用ブレーキ管圧力と一致も
しくは調和する自然圧力勾配に収まろうとして、前部か
ら後部へと漸進的に上昇する。この再作用ブレーキ管圧
力が、車両＃１００におけるブレーキ管圧力が４.８Ｋ
ｇ／ｃｍ2（６７.７ｐｓｉ)となるような曲線Ｖで表す
自然勾配を有するものと仮定すると、再作用に続くブレ
ーキ管圧力の４．２Ｋｇ／ｃｍ2から４.８Ｋｇ／ｃｍ2
（６０ｐｓｉから６７.７ｐｓｉ）への上昇が生ずる
が、このブレーキ管圧力上昇は、車両＃１００における
ブレーキの弛めを行うのに充分なレベルよりも相当に高
い値である。加えるに、このブレーキ管圧力上昇は、車
両＃１００から前方に進行して、曲線Ｚで表される再作
用ブレーキ管圧力と曲線Ｖで表した自然勾配圧力との間
の差が、一般にブレーキの弛めが生ずる圧力差である約
２ｐｓｉよりも大きくなる車両にブレーキの弛めを惹起
する。勿論、再作用の開始時における偽圧力勾配が大き
ければ大きい程、列車の後部近傍におけるブレーキ管圧
力がブレーキ作用後の自然勾配を表す圧力以下に減少す
る危険性が大きくなることは言うまでもない。
圧力は、機関車における再作用ブレーキ管圧力と一致も
しくは調和する自然圧力勾配に収まろうとして、前部か
ら後部へと漸進的に上昇する。この再作用ブレーキ管圧
力が、車両＃１００におけるブレーキ管圧力が４.８Ｋ
ｇ／ｃｍ2（６７.７ｐｓｉ)となるような曲線Ｖで表す
自然勾配を有するものと仮定すると、再作用に続くブレ
ーキ管圧力の４．２Ｋｇ／ｃｍ2から４.８Ｋｇ／ｃｍ2
（６０ｐｓｉから６７.７ｐｓｉ）への上昇が生ずる
が、このブレーキ管圧力上昇は、車両＃１００における
ブレーキの弛めを行うのに充分なレベルよりも相当に高
い値である。加えるに、このブレーキ管圧力上昇は、車
両＃１００から前方に進行して、曲線Ｚで表される再作
用ブレーキ管圧力と曲線Ｖで表した自然勾配圧力との間
の差が、一般にブレーキの弛めが生ずる圧力差である約
２ｐｓｉよりも大きくなる車両にブレーキの弛めを惹起
する。勿論、再作用の開始時における偽圧力勾配が大き
ければ大きい程、列車の後部近傍におけるブレーキ管圧
力がブレーキ作用後の自然勾配を表す圧力以下に減少す
る危険性が大きくなることは言うまでもない。
【００１０】従って、常用ブレーキ管圧力の低減を行う
際には、長い列車全体を通してブレーキ管圧力を、新し
い自然勾配に可能な限り近接する圧力に減少するのが極
めて望ましい。電子又は電気ブレーキ信号及び制御を用
いることにより、列車全体を通し迅速で効果的な制動を
最大限に発揮することができる。列車の後部において、
ブレーキ管圧力を、電気的に、列車の前部における圧力
よりも実質的に僅かに減少した場合には、新しい自然勾
配への爾後の圧力減少は機関車における圧力排出により
非常に緩慢に生起する。他方、ブレーキ管圧力が自然勾
配以下に減少すると、望ましくないブレーキ弛めの危険
が生ずる。
際には、長い列車全体を通してブレーキ管圧力を、新し
い自然勾配に可能な限り近接する圧力に減少するのが極
めて望ましい。電子又は電気ブレーキ信号及び制御を用
いることにより、列車全体を通し迅速で効果的な制動を
最大限に発揮することができる。列車の後部において、
ブレーキ管圧力を、電気的に、列車の前部における圧力
よりも実質的に僅かに減少した場合には、新しい自然勾
配への爾後の圧力減少は機関車における圧力排出により
非常に緩慢に生起する。他方、ブレーキ管圧力が自然勾
配以下に減少すると、望ましくないブレーキ弛めの危険
が生ずる。
【００１１】
【発明の概要】従って、本発明の目的は、電気的手段に
よりブレーキ管圧力を制御する際に、車両のブレーキの
企図しない弛めが生起するのを阻止するために、偽ブレ
ーキ管圧力勾配の潜在的に危険な作用を克服することに
ある。
よりブレーキ管圧力を制御する際に、車両のブレーキの
企図しない弛めが生起するのを阻止するために、偽ブレ
ーキ管圧力勾配の潜在的に危険な作用を克服することに
ある。
【００１２】また、本発明の目的は、機関車の低減され
たブレーキ管圧力に対応する自然ブレーキ管圧力勾配を
越えることなく、機関車のブレーキ管圧力の減少を可能
な限り近似的に反映するように列車のブレーキ管圧力を
電気的に調整もしくは制御することにある。
たブレーキ管圧力に対応する自然ブレーキ管圧力勾配を
越えることなく、機関車のブレーキ管圧力の減少を可能
な限り近似的に反映するように列車のブレーキ管圧力を
電気的に調整もしくは制御することにある。
【００１３】上述の目的を達成するために、本発明の一
般的な様相によれば、機関車と、該機関車から各車両を
貫通して延在するブレーキ管とを有する鉄道列車におい
て、少なくとも１つの車両で電気ブレーキ指令信号を受
信するための手段と、該指令信号の応答して、機関車の
低減されたブレーキ管圧力と一致もしくは調和する特定
車両における実効自然ブレーキ管圧力勾配の圧力に近似
する所望ブレーキ管勾配圧力信号を発生するように動作
するマイクロプロセッサ手段と、上記所望ブレーキ管勾
配圧力信号に応答して該所望ブレーキ管勾配圧力信号が
上記特定の車両のブレーキ管における実効ブレーキ管圧
力よりも小さい場合に限り、該特定車両のブレーキ管に
おける加圧流体を局部的に排出するように動作する電空
弁手段とを設けることが提案される。
般的な様相によれば、機関車と、該機関車から各車両を
貫通して延在するブレーキ管とを有する鉄道列車におい
て、少なくとも１つの車両で電気ブレーキ指令信号を受
信するための手段と、該指令信号の応答して、機関車の
低減されたブレーキ管圧力と一致もしくは調和する特定
車両における実効自然ブレーキ管圧力勾配の圧力に近似
する所望ブレーキ管勾配圧力信号を発生するように動作
するマイクロプロセッサ手段と、上記所望ブレーキ管勾
配圧力信号に応答して該所望ブレーキ管勾配圧力信号が
上記特定の車両のブレーキ管における実効ブレーキ管圧
力よりも小さい場合に限り、該特定車両のブレーキ管に
おける加圧流体を局部的に排出するように動作する電空
弁手段とを設けることが提案される。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の上述及び他の目的並びに
利点は、本発明の好適な実施形態に関する添付図面を参
照しての以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
利点は、本発明の好適な実施形態に関する添付図面を参
照しての以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１５】図３に示すように、ブレーキ管圧力の電気
的制御が可能なように構成された鉄道車両には、マイク
ロプロセッサで実現された制御ユニット（マイクロプロ
セッサ手段）ＣＰＵが設けられており、該制御ユニット
ＣＰＵは、ソレノイド作動電空弁（電空弁手段）ＥＰを
介して列車貫走ブレーキ管ＢＰにおける空気圧力の局部
減少を制御する。各車両毎に、このような電気制御が採
用されている場合には、制御ラインＣＷが各車両を通っ
て設けられ、隣接の車両の制御ラインと接続されて連続
した列車貫走電気ラインＣＷを形成するようになってお
り、該列車貫走電気ラインＣＷを介し、ブレーキ管ＢＰ
を介して行われる空気圧制御と類似の仕方で列車ブレー
キ管圧力の電気的制御が行われる。別法として、該電気
制御は、機関車から各車両に伝送される無線信号を用い
て行うこともできる。後者の代替方式は、車両総てに電
気制御が設けられていない場合に採用することができ
る。機関車制御ステーションに含まれる標準の機関車制
御ブレーキ弁装置（図示せず）は、圧縮空気源をブレー
キ管ＢＰに接続する。該ブレーキ管ＢＰは、周知の仕方
で、ブレーキ弁ハンドルの選択された位置に応じて調整
される。ブレーキ管ＢＰ内の上記圧縮空気は、各車両に
おいて、ブレーキ管ＢＰの分岐管２により、周知の米国
工業規格ＡＢＤ、ＡＢＤＷ又はＡＢＤＸ型式の制御弁の
ような制御弁装置ＣＶに接続されている。
的制御が可能なように構成された鉄道車両には、マイク
ロプロセッサで実現された制御ユニット（マイクロプロ
セッサ手段）ＣＰＵが設けられており、該制御ユニット
ＣＰＵは、ソレノイド作動電空弁（電空弁手段）ＥＰを
介して列車貫走ブレーキ管ＢＰにおける空気圧力の局部
減少を制御する。各車両毎に、このような電気制御が採
用されている場合には、制御ラインＣＷが各車両を通っ
て設けられ、隣接の車両の制御ラインと接続されて連続
した列車貫走電気ラインＣＷを形成するようになってお
り、該列車貫走電気ラインＣＷを介し、ブレーキ管ＢＰ
を介して行われる空気圧制御と類似の仕方で列車ブレー
キ管圧力の電気的制御が行われる。別法として、該電気
制御は、機関車から各車両に伝送される無線信号を用い
て行うこともできる。後者の代替方式は、車両総てに電
気制御が設けられていない場合に採用することができ
る。機関車制御ステーションに含まれる標準の機関車制
御ブレーキ弁装置（図示せず）は、圧縮空気源をブレー
キ管ＢＰに接続する。該ブレーキ管ＢＰは、周知の仕方
で、ブレーキ弁ハンドルの選択された位置に応じて調整
される。ブレーキ管ＢＰ内の上記圧縮空気は、各車両に
おいて、ブレーキ管ＢＰの分岐管２により、周知の米国
工業規格ＡＢＤ、ＡＢＤＷ又はＡＢＤＸ型式の制御弁の
ような制御弁装置ＣＶに接続されている。
【００１６】制御弁装置ＣＶは、ブレーキ管圧力の増加
に応答して、補助空気溜め４及び非常空気溜め６を、ブ
レーキ管ＢＰに供給される動作圧力に空気込めし、他
方、同時に、ブレーキシリンダ装置８の圧縮空気を大気
中に逃す。制御弁装置のこの機能は、一般に、「弛め及
び込め」として知られている。
に応答して、補助空気溜め４及び非常空気溜め６を、ブ
レーキ管ＢＰに供給される動作圧力に空気込めし、他
方、同時に、ブレーキシリンダ装置８の圧縮空気を大気
中に逃す。制御弁装置のこの機能は、一般に、「弛め及
び込め」として知られている。
【００１７】この「弛め及び込め」機能モード中、マイ
クロプロセッサである制御ユニットＣＰＵは、電気制御
ラインＣＷもしくは無線信号のいずれかを介して伝送さ
れる電気信号に応答して、電空弁ＥＰを減勢する。従っ
て電空弁ＥＰは常閉位置をとる。この位置においては、
ブレーキ管ＢＰ内の空気は、通気ポートＥＸにおいて大
気から遮断される。
クロプロセッサである制御ユニットＣＰＵは、電気制御
ラインＣＷもしくは無線信号のいずれかを介して伝送さ
れる電気信号に応答して、電空弁ＥＰを減勢する。従っ
て電空弁ＥＰは常閉位置をとる。この位置においては、
ブレーキ管ＢＰ内の空気は、通気ポートＥＸにおいて大
気から遮断される。
【００１８】ブレーキ管ＢＰが、機関車ブレーキ弁装置
の圧力設定レベルにまで充分に込められると、一般に、
ブレーキ管内には、漏洩及びブレーキ弁の圧力維持機能
に起因し自然発生的に列車固有の圧力勾配が生ずる。機
関車のブレーキ弁が、ブレーキ管ＢＰを９０ｐｓｉに込
めるように設定されていると仮定すると、編成された列
車の前部から後部に向かい各車両における圧力は、漏洩
並びに圧力維持ブレーキ弁が漏洩を補填しようとする際
の空気の流れ抵抗に起因し、僅かではあるが、徐々に減
少する。図１のグラフに曲線Ａで示す１つの例において
は、この自然圧力勾配は１０ｐｓｉであり、最後尾車両
における圧力は、機関車における圧力値９０ｐｓｉと比
較し、８０ｐｓｉとなる。
の圧力設定レベルにまで充分に込められると、一般に、
ブレーキ管内には、漏洩及びブレーキ弁の圧力維持機能
に起因し自然発生的に列車固有の圧力勾配が生ずる。機
関車のブレーキ弁が、ブレーキ管ＢＰを９０ｐｓｉに込
めるように設定されていると仮定すると、編成された列
車の前部から後部に向かい各車両における圧力は、漏洩
並びに圧力維持ブレーキ弁が漏洩を補填しようとする際
の空気の流れ抵抗に起因し、僅かではあるが、徐々に減
少する。図１のグラフに曲線Ａで示す１つの例において
は、この自然圧力勾配は１０ｐｓｉであり、最後尾車両
における圧力は、機関車における圧力値９０ｐｓｉと比
較し、８０ｐｓｉとなる。
【００１９】常用ブレーキ作用が所望の場合には、機関
車のブレーキ弁は常用領域において、所望のブレーキ作
用を達成するのに要求されるブレーキ管圧力の低減量に
対応する位置に設定される。このブレーキ管圧力の減少
で、空気圧信号が発生し、この空気圧信号は、列車ブレ
ーキ管ＢＰを介して列車の前部車両から後部車両へと直
列に伝播する。
車のブレーキ弁は常用領域において、所望のブレーキ作
用を達成するのに要求されるブレーキ管圧力の低減量に
対応する位置に設定される。このブレーキ管圧力の減少
で、空気圧信号が発生し、この空気圧信号は、列車ブレ
ーキ管ＢＰを介して列車の前部車両から後部車両へと直
列に伝播する。
【００２０】同時に、対応の電気ブレーキ指令信号が、
総ての電気的に制御される車両に伝送される。機関車に
設けられている圧力変換器（図示せず）を用いて、機関
車の実効ブレーキ管圧力減少を、制御ラインＣＷ又は無
線信号を用いての伝送に適した電気信号に変換すること
ができよう。このような装備がなされた各車両におい
て、制御ユニットＣＰＵは、電気ブレーキ指令信号を受
信して、車両ブレーキ管圧力を監視している圧力変換器
（変換器手段)Ｔからのフィードバック信号ＢＰFと比較
する。電気ブレーキ指令信号は、ブレーキ管ＢＰを低速
で進行する空気圧信号と比較して、殆ど瞬時に伝送され
るので、機関車における実効ブレーキ管圧力減少は、変
換器Ｔで反映される前に制御ユニットＣＰＵで反映され
ることになる。従って、制御ユニットＣＰＵは、電空弁
ＥＰを付勢し、該電空弁ＥＰはそこで開位置を占める。
この位置においては、ブレーキ管圧力は、通気ポートＥ
Ｘを介して制御された常用速度で大気中に放出される。
このようにして、機関車で開始されたブレーキ管圧力の
減少は、ブレーキ管圧力の電気的制御機能を装備した列
車の車両において近似的に同時に重複して行われること
になる。
総ての電気的に制御される車両に伝送される。機関車に
設けられている圧力変換器（図示せず）を用いて、機関
車の実効ブレーキ管圧力減少を、制御ラインＣＷ又は無
線信号を用いての伝送に適した電気信号に変換すること
ができよう。このような装備がなされた各車両におい
て、制御ユニットＣＰＵは、電気ブレーキ指令信号を受
信して、車両ブレーキ管圧力を監視している圧力変換器
（変換器手段)Ｔからのフィードバック信号ＢＰFと比較
する。電気ブレーキ指令信号は、ブレーキ管ＢＰを低速
で進行する空気圧信号と比較して、殆ど瞬時に伝送され
るので、機関車における実効ブレーキ管圧力減少は、変
換器Ｔで反映される前に制御ユニットＣＰＵで反映され
ることになる。従って、制御ユニットＣＰＵは、電空弁
ＥＰを付勢し、該電空弁ＥＰはそこで開位置を占める。
この位置においては、ブレーキ管圧力は、通気ポートＥ
Ｘを介して制御された常用速度で大気中に放出される。
このようにして、機関車で開始されたブレーキ管圧力の
減少は、ブレーキ管圧力の電気的制御機能を装備した列
車の車両において近似的に同時に重複して行われること
になる。
【００２１】本発明によれば、制御ユニットＣＰＵは、
上記のようにブレーキ管圧力の電気制御機能を装備した
車両における実効ブレーキ管圧力を、実効機関車ブレー
キ管圧力及びブレーキ管漏洩状態に対し、上記特定車両
が列車内で占める位置における自然勾配圧力に実質的に
対応するように調整するようになっている。再び、図１
を参照し、機関車において、９０ｐｓｉから７５ｐｓｉ
にブレーキ管圧力が１５ｐｓｉだけ低減されたと仮定す
ると、上記ブレーキ管圧力減少に続く任意の車両＃Ｎに
おける上記自然勾配圧力ＧN2は、図１の曲線Ａとは異な
る曲線Ｃから求められることになる。なお、ここで、機
関車のブレーキ弁で維持されるブレーキ管圧力が異なれ
ば、それに応じて圧力勾配も異なる。本発明は、ブレー
キ管漏洩パターンが固定していれば、上記自然圧力勾配
を、機関車におけるブレーキ管圧力に線形的に比例する
ものとして密接に近似することができるという事実に基
づいている。
上記のようにブレーキ管圧力の電気制御機能を装備した
車両における実効ブレーキ管圧力を、実効機関車ブレー
キ管圧力及びブレーキ管漏洩状態に対し、上記特定車両
が列車内で占める位置における自然勾配圧力に実質的に
対応するように調整するようになっている。再び、図１
を参照し、機関車において、９０ｐｓｉから７５ｐｓｉ
にブレーキ管圧力が１５ｐｓｉだけ低減されたと仮定す
ると、上記ブレーキ管圧力減少に続く任意の車両＃Ｎに
おける上記自然勾配圧力ＧN2は、図１の曲線Ａとは異な
る曲線Ｃから求められることになる。なお、ここで、機
関車のブレーキ弁で維持されるブレーキ管圧力が異なれ
ば、それに応じて圧力勾配も異なる。本発明は、ブレー
キ管漏洩パターンが固定していれば、上記自然圧力勾配
を、機関車におけるブレーキ管圧力に線形的に比例する
ものとして密接に近似することができるという事実に基
づいている。
【００２２】制御ユニットＣＰＵは、列車内の上記特定
の車両位置に対しブレーキ管圧力を調整すべく情報を処
理するようにプログラムされている。以下、９０ｐｓｉ
の初期込め時に、ブレーキ管圧力が、７５ｐｓｉまで１
５ｐｓｉだけ減少するという仮定の上で、図４及び図５
のフローチャートを用いて説明する。
の車両位置に対しブレーキ管圧力を調整すべく情報を処
理するようにプログラムされている。以下、９０ｐｓｉ
の初期込め時に、ブレーキ管圧力が、７５ｐｓｉまで１
５ｐｓｉだけ減少するという仮定の上で、図４及び図５
のフローチャートを用いて説明する。
【００２３】制御ユニットＣＰＵは、機関車から伝送さ
れるブレーキ指令信号Ｐ1及びＰ2を受ける。信号Ｐ
1は、機能ブロック１０で示すように、機関車において
ブレーキ管に対し込めるべき動作圧力を表す。信号Ｐ1
の受信に応答して、変数信号Ｐ11が、ステップ１１で示
すように信号Ｐ1に等しくなるように設定される。個々
の車両のブレーキ管圧力に対応する変換器Ｔにより発生
されるフィードバック信号ＢＰFは、ステップ１２で示
すように、制御ユニットＣＰＵによって監視される。判
定ステップ１３においては、該ブレーキ管フィードバッ
ク信号ＢＰFが増加しているか否かが判定される。増加
していない場合には、ブレーキ管ＢＰは完全に込められ
ているものと見做し、制御信号Ｐ1から得られる初期車
両ブレーキ管圧力ＰN1は、ステップ１４に示すように、
フィードバック信号ＢＰFに対応する値に設定される。
フィードバック信号ＢＰFが依然として増加しており、
ブレーキ管がなお込められつつあることを示す場合に
は、機能ブロック１２で、所定の時間遅延後、フィード
バック信号ＢＰFを再チェックする。このようにして、
車両ブレーキ管圧力の監視は、ブレーキ管が、制御信号
Ｐ1によって表される圧力に完全に込められるまで、周
期的に連続して行われる。
れるブレーキ指令信号Ｐ1及びＰ2を受ける。信号Ｐ
1は、機能ブロック１０で示すように、機関車において
ブレーキ管に対し込めるべき動作圧力を表す。信号Ｐ1
の受信に応答して、変数信号Ｐ11が、ステップ１１で示
すように信号Ｐ1に等しくなるように設定される。個々
の車両のブレーキ管圧力に対応する変換器Ｔにより発生
されるフィードバック信号ＢＰFは、ステップ１２で示
すように、制御ユニットＣＰＵによって監視される。判
定ステップ１３においては、該ブレーキ管フィードバッ
ク信号ＢＰFが増加しているか否かが判定される。増加
していない場合には、ブレーキ管ＢＰは完全に込められ
ているものと見做し、制御信号Ｐ1から得られる初期車
両ブレーキ管圧力ＰN1は、ステップ１４に示すように、
フィードバック信号ＢＰFに対応する値に設定される。
フィードバック信号ＢＰFが依然として増加しており、
ブレーキ管がなお込められつつあることを示す場合に
は、機能ブロック１２で、所定の時間遅延後、フィード
バック信号ＢＰFを再チェックする。このようにして、
車両ブレーキ管圧力の監視は、ブレーキ管が、制御信号
Ｐ1によって表される圧力に完全に込められるまで、周
期的に連続して行われる。
【００２４】上述の初期化プロセスは、列車を最初に所
定の動作圧力に設定する場合、或いは機関車のブレーキ
弁を調節して、ブレーキ管が込められている動作圧力を
変更する場合、或いは列車編成において車両を付加した
り又は取り外す場合に行われる。
定の動作圧力に設定する場合、或いは機関車のブレーキ
弁を調節して、ブレーキ管が込められている動作圧力を
変更する場合、或いは列車編成において車両を付加した
り又は取り外す場合に行われる。
【００２５】この初期化プロセスに続いて、爾後のブレ
ーキ管圧力の低減を表すブレーキ作用指令信号Ｐ2が、
図３のフローチャートにおいて機能ブロック１５で示す
ように、機関車により発生されて電気制御ラインＣＷを
介し各車両のマイクロプロセッサで受信される。別の変
数信号Ｐ22には、ステップ１６に示すように、減少ブレ
ーキ管圧力信号Ｐ2に等しくなるように設定される。ブ
レーキ管圧力ＢＰは所望のブレーキ作用に対応して低減
されているので、変数信号Ｐ11及びＰ12は互いに等しく
はなく、プログラムは判定ステップ１７から判定ステッ
プ１８に移行する。ブレーキ管圧力が減少しているの
で、変数信号Ｐ22の値は、変数信号Ｐ11の値よりも小さ
く、このことは、判定ステップ１８で判定される。次い
で、変数信号Ｐ11は、ブロック１９で変数信号Ｐ22の値
にリセットされる。
ーキ管圧力の低減を表すブレーキ作用指令信号Ｐ2が、
図３のフローチャートにおいて機能ブロック１５で示す
ように、機関車により発生されて電気制御ラインＣＷを
介し各車両のマイクロプロセッサで受信される。別の変
数信号Ｐ22には、ステップ１６に示すように、減少ブレ
ーキ管圧力信号Ｐ2に等しくなるように設定される。ブ
レーキ管圧力ＢＰは所望のブレーキ作用に対応して低減
されているので、変数信号Ｐ11及びＰ12は互いに等しく
はなく、プログラムは判定ステップ１７から判定ステッ
プ１８に移行する。ブレーキ管圧力が減少しているの
で、変数信号Ｐ22の値は、変数信号Ｐ11の値よりも小さ
く、このことは、判定ステップ１８で判定される。次い
で、変数信号Ｐ11は、ブロック１９で変数信号Ｐ22の値
にリセットされる。
【００２６】同時に、このルーチンは、ステップ２０に
移行する。このステップ２０では、車両Ｎにおける所望
のブレーキ管圧力ＰN2が計算される。本発明の第１の実
施形態によれば、上記所望のブレーキ管圧力ＰN2は、下
式（１)を用いて演算される。 ＰN2＝（Ｐ2／Ｐ1）×ＰN1 （１）
移行する。このステップ２０では、車両Ｎにおける所望
のブレーキ管圧力ＰN2が計算される。本発明の第１の実
施形態によれば、上記所望のブレーキ管圧力ＰN2は、下
式（１)を用いて演算される。 ＰN2＝（Ｐ2／Ｐ1）×ＰN1 （１）
【００２７】上式中、Ｐ1は、ブレーキ管ＢＰが空気込
めされた動作圧力に対応する信号であり、Ｐ2は、動作
圧力Ｐ1からの圧力低減に続く機関車ブレーキ管圧力に
対応するブレーキ指令信号であり、ＰN1は、ブレーキ管
が完全に空気込めされた場合における車両＃Ｎの、既述
の自然圧力勾配を考慮した初期ブレーキ管圧力に対応す
る信号である。上式（１）を用いて得られる計算圧力Ｐ
N2は、図１のグラフに示されている。このグラフから明
らかなように、車両＃１００における所望の車両ブレー
キ管圧力ＰN2は、機関車におけるブレーキ管圧力Ｐ2が
初期ブレーキ管圧力Ｐ1よりも小さい比率と同じ比率だ
け初期車両ブレーキ管圧力ＰN1よりも小さい。車両＃Ｎ
＝１００で且つ曲線Ａが初期列車ブレーキ管圧力勾配を
表すものとすると、車両＃１００において推定される初
期ブレーキ管圧力は８０ｐｓｉに等しい。従って、車両
＃１００における所望のブレーキ管圧力は７５／９０×
８０もしくは６６.７ｐｓｉである。
めされた動作圧力に対応する信号であり、Ｐ2は、動作
圧力Ｐ1からの圧力低減に続く機関車ブレーキ管圧力に
対応するブレーキ指令信号であり、ＰN1は、ブレーキ管
が完全に空気込めされた場合における車両＃Ｎの、既述
の自然圧力勾配を考慮した初期ブレーキ管圧力に対応す
る信号である。上式（１）を用いて得られる計算圧力Ｐ
N2は、図１のグラフに示されている。このグラフから明
らかなように、車両＃１００における所望の車両ブレー
キ管圧力ＰN2は、機関車におけるブレーキ管圧力Ｐ2が
初期ブレーキ管圧力Ｐ1よりも小さい比率と同じ比率だ
け初期車両ブレーキ管圧力ＰN1よりも小さい。車両＃Ｎ
＝１００で且つ曲線Ａが初期列車ブレーキ管圧力勾配を
表すものとすると、車両＃１００において推定される初
期ブレーキ管圧力は８０ｐｓｉに等しい。従って、車両
＃１００における所望のブレーキ管圧力は７５／９０×
８０もしくは６６.７ｐｓｉである。
【００２８】上述のように構成された車両からなる列車
において、いずれの他の車両においても、上に述べたの
と同じ仕方で、当該車両のマイクロプロセッサにより、
それ自身の個別の所望ブレーキ管圧力信号ＰN2を発生す
る。任意の他の車両＃Ｎにおけるこの圧力ＰN2は、車両
＃１００における所望ブレーキ管圧力から、列車編成に
おける前者の位置及び初期ブレーキ管圧力の自然勾配に
依存して異なる。
において、いずれの他の車両においても、上に述べたの
と同じ仕方で、当該車両のマイクロプロセッサにより、
それ自身の個別の所望ブレーキ管圧力信号ＰN2を発生す
る。任意の他の車両＃Ｎにおけるこの圧力ＰN2は、車両
＃１００における所望ブレーキ管圧力から、列車編成に
おける前者の位置及び初期ブレーキ管圧力の自然勾配に
依存して異なる。
【００２９】このようにして、正規化もしくは標準化さ
れた列車ブレーキ管圧力勾配を、所定の圧力に対し自然
列車ブレーキ管圧力勾配を密接に近似する電子制御下で
発生することができ、それにより、既に述べたように、
偽勾配の不所望な作用を除去することができる。
れた列車ブレーキ管圧力勾配を、所定の圧力に対し自然
列車ブレーキ管圧力勾配を密接に近似する電子制御下で
発生することができ、それにより、既に述べたように、
偽勾配の不所望な作用を除去することができる。
【００３０】所望ならば、ステップ２１に示すように、
補正係数Ｃを所望のブレーキ管圧力ＰN2に加味すること
により、安全係数をシステムに組み入れることができ
る。上記補正係数値は、例えば、電子的に制御されるブ
レーキ管圧力が、自然ブレーキ管圧力勾配と一致もしく
は整合する値以下に減少しないことを確保する値１．５
ｐｓｉとすることができよう。車両＃Ｎにおける補正さ
れたブレーキ管圧力ＰCは、判定ステップ２２におい
て、車両ブレーキ管圧力フィードバック信号ＢＰFと比
較される。補正されたブレーキ管圧力信号ＰCが、フィ
ードバック信号ＢＰFよりも小さい場合には、制御ユニ
ットＣＰＵは、機能ブロック２３に示すように、電空弁
ＥＰを付勢するための信号を出力する。付勢された状態
で、電空弁ＥＰは、制御された速度もしくは流量でブレ
ーキ管ＢＰ内の圧力を大気に放出する連絡路を設定す
る。このブレーキ管圧力の局部的排出は、補正された車
両ブレーキ管圧力信号ＰCがフィードバック信号ＢPFに
等しくなるか又は該フィードバック信号を越えるまで続
けられる。信号ＰCが、フィードバック信号ＢＰFに等し
くなるか又はそれを越えた場合、その時点で、制御ユニ
ットＣＰＵは、ステップ２４に示すように、電空弁ＥＰ
を減勢する。この減勢状態では、電空弁ＥＰは、排気連
絡路が遮断される通常位置にばね復帰され、それによ
り、車両＃Ｎにおけるブレーキ管圧力減少は終末する。
補正係数Ｃを所望のブレーキ管圧力ＰN2に加味すること
により、安全係数をシステムに組み入れることができ
る。上記補正係数値は、例えば、電子的に制御されるブ
レーキ管圧力が、自然ブレーキ管圧力勾配と一致もしく
は整合する値以下に減少しないことを確保する値１．５
ｐｓｉとすることができよう。車両＃Ｎにおける補正さ
れたブレーキ管圧力ＰCは、判定ステップ２２におい
て、車両ブレーキ管圧力フィードバック信号ＢＰFと比
較される。補正されたブレーキ管圧力信号ＰCが、フィ
ードバック信号ＢＰFよりも小さい場合には、制御ユニ
ットＣＰＵは、機能ブロック２３に示すように、電空弁
ＥＰを付勢するための信号を出力する。付勢された状態
で、電空弁ＥＰは、制御された速度もしくは流量でブレ
ーキ管ＢＰ内の圧力を大気に放出する連絡路を設定す
る。このブレーキ管圧力の局部的排出は、補正された車
両ブレーキ管圧力信号ＰCがフィードバック信号ＢPFに
等しくなるか又は該フィードバック信号を越えるまで続
けられる。信号ＰCが、フィードバック信号ＢＰFに等し
くなるか又はそれを越えた場合、その時点で、制御ユニ
ットＣＰＵは、ステップ２４に示すように、電空弁ＥＰ
を減勢する。この減勢状態では、電空弁ＥＰは、排気連
絡路が遮断される通常位置にばね復帰され、それによ
り、車両＃Ｎにおけるブレーキ管圧力減少は終末する。
【００３１】上述の制御プロセス中、変数信号Ｐ11は、
ステップ１９において、低減されたブレーキ管圧力Ｐ2
に対応する変数信号Ｐ22が示す値に対応する値にリセッ
トされる。その結果、判定ステップ１７においては、ス
テップ２０で実施される機能と同時に変数信号Ｐ11及び
Ｐ22が相等しいことが判定され、そこで、システムのル
ーチンはステップ１５に戻る。
ステップ１９において、低減されたブレーキ管圧力Ｐ2
に対応する変数信号Ｐ22が示す値に対応する値にリセッ
トされる。その結果、判定ステップ１７においては、ス
テップ２０で実施される機能と同時に変数信号Ｐ11及び
Ｐ22が相等しいことが判定され、そこで、システムのル
ーチンはステップ１５に戻る。
【００３２】ここで、機関車により、ブレーキ管圧力Ｐ
2を更に減少することが要求された場合には、変数信号
Ｐ22は、ステップ１６で、更に低減される圧力Ｐ2に等
しくなるように設定され、それに続いて、変数信号Ｐ11
とＰ22との間の差が再び判定ステップ１７で求められ
る。更に減低減れるブレーキ管圧力に応じ、変数信号Ｐ
22は、変数信号Ｐ11よりも小さく、その結果、判定ステ
ップ１８に続いてステップ１９が実行され、それによ
り、変数信号Ｐ11は、ブレーキ管圧力の爾後の減少に対
する準備として、変数信号Ｐ22に等しくなるように再び
リセットされる。同時に、ルーチンは、ステップ２０に
進み、このステップ２０では、新しいブレーキ管圧力指
令ＰN2が式（１）に従って計算される。
2を更に減少することが要求された場合には、変数信号
Ｐ22は、ステップ１６で、更に低減される圧力Ｐ2に等
しくなるように設定され、それに続いて、変数信号Ｐ11
とＰ22との間の差が再び判定ステップ１７で求められ
る。更に減低減れるブレーキ管圧力に応じ、変数信号Ｐ
22は、変数信号Ｐ11よりも小さく、その結果、判定ステ
ップ１８に続いてステップ１９が実行され、それによ
り、変数信号Ｐ11は、ブレーキ管圧力の爾後の減少に対
する準備として、変数信号Ｐ22に等しくなるように再び
リセットされる。同時に、ルーチンは、ステップ２０に
進み、このステップ２０では、新しいブレーキ管圧力指
令ＰN2が式（１）に従って計算される。
【００３３】このようにして、本システムは、任意所定
の機関車ブレーキ管圧力に対し、車両＃Ｎにおける自然
ブレーキ管圧力勾配と一致もしくは調和する圧力減少を
越えることなく、ブレーキ管圧力の電子的制御下での低
減を連続して遂行することができる。
の機関車ブレーキ管圧力に対し、車両＃Ｎにおける自然
ブレーキ管圧力勾配と一致もしくは調和する圧力減少を
越えることなく、ブレーキ管圧力の電子的制御下での低
減を連続して遂行することができる。
【００３４】ブレーキ作用を弛めたい場合には、機関車
においてブレーキ管圧力を増大し、対応のブレーキ指令
信号Ｐ2を伝送する。この場合には、ステップ１５乃至
１８を含む制御処理ループで、信号Ｐ2における増分変
化及び対応の、変数信号Ｐ11の値に対する変数信号Ｐ22
の増分値が検出され、それこで、ルーチンはステップ１
２に戻る。このステップにおいては、システムの再初期
化の目的で局部ブレーキ管圧力が監視される。
においてブレーキ管圧力を増大し、対応のブレーキ指令
信号Ｐ2を伝送する。この場合には、ステップ１５乃至
１８を含む制御処理ループで、信号Ｐ2における増分変
化及び対応の、変数信号Ｐ11の値に対する変数信号Ｐ22
の増分値が検出され、それこで、ルーチンはステップ１
２に戻る。このステップにおいては、システムの再初期
化の目的で局部ブレーキ管圧力が監視される。
【００３５】本発明の第２の実施形態においては、制御
ユニットＣＰＵは、車両＃Ｎにおいて所望のブレーキ管
圧力ＰN2を発生するために、図４及び図５のフローチャ
ートに示したルーチンを実行する。この場合、所望のブ
レーキ管圧力ＰN2は、下式（２）を用いて求められる。 ＰN2＝ＰN1−ＲN （２） 上式中、 ＲN＝（ＰN1／Ｐ1）×Ｒ （３） 及び Ｒ＝Ｐ1−Ｐ2 （４）
ユニットＣＰＵは、車両＃Ｎにおいて所望のブレーキ管
圧力ＰN2を発生するために、図４及び図５のフローチャ
ートに示したルーチンを実行する。この場合、所望のブ
レーキ管圧力ＰN2は、下式（２）を用いて求められる。 ＰN2＝ＰN1−ＲN （２） 上式中、 ＲN＝（ＰN1／Ｐ1）×Ｒ （３） 及び Ｒ＝Ｐ1−Ｐ2 （４）
【００３６】車両＃１００に対する想定値を代入する
と、 Ｒ＝９０−７５＝１５ （４） ＲN＝８０／９０×１５＝１３.３５ （３） ＰN2＝８０−１３.３５＝６６.６５∨６６.７ （２）
と、 Ｒ＝９０−７５＝１５ （４） ＲN＝８０／９０×１５＝１３.３５ （３） ＰN2＝８０−１３.３５＝６６.６５∨６６.７ （２）
【００３７】上の計算は、所望の減少ブレーキ管圧力Ｐ
N2を求めるべき代表車両＃Ｎとして車両＃１００を例に
とり、図１にグラフで示されている。曲線ＡとＣとの間
の測定間隔ＲNは、間隔ＧN1が車両＃１から車両＃１０
０に向かうに伴い増加するのに対して、車両＃１から車
両＃１００に向かい減少する。
N2を求めるべき代表車両＃Ｎとして車両＃１００を例に
とり、図１にグラフで示されている。曲線ＡとＣとの間
の測定間隔ＲNは、間隔ＧN1が車両＃１から車両＃１０
０に向かうに伴い増加するのに対して、車両＃１から車
両＃１００に向かい減少する。
【００３８】本発明の第３の実施形態においては、制御
ユニットＣＰＵはまた、図４及び図５のフローチャート
に示したルーチンを実行し、車両＃Ｎにおける所望のブ
レーキ管圧力ＰN2を発生することができる。しかし、こ
の場合には、下に示すように、所望のブレーキ管圧力Ｐ
N2を得るために別の式集合が用いられる。
ユニットＣＰＵはまた、図４及び図５のフローチャート
に示したルーチンを実行し、車両＃Ｎにおける所望のブ
レーキ管圧力ＰN2を発生することができる。しかし、こ
の場合には、下に示すように、所望のブレーキ管圧力Ｐ
N2を得るために別の式集合が用いられる。
【００３９】 ＰN2＝Ｐ2−ＧN2 （５） 上式中、 ＧN2＝Ｐ2／Ｐ1×ＧN1 （６） 及び ＧN1＝Ｐ1−ＰN1 （７）
【００４０】車両＃１００に対する想定値を代入する
と、 ＧN1＝９０−８０＝１０ （７） ＧN2＝７５／９０×１０＝７.３３ （６） ＰN2＝７５−７.３３＝６７.６７∨６７.７ （５）
と、 ＧN1＝９０−８０＝１０ （７） ＧN2＝７５／９０×１０＝７.３３ （６） ＰN2＝７５−７.３３＝６７.６７∨６７.７ （５）
【００４１】この場合にも、上の計算は、所望の減少ブ
レーキ管圧力を求めるべき代表車両＃Ｎとして車両＃１
００を例にとり、図１にグラフで示してある。
レーキ管圧力を求めるべき代表車両＃Ｎとして車両＃１
００を例にとり、図１にグラフで示してある。
【００４２】上の説明から明らかなように、図４及び図
５のフローチャートに従って、各車両の制御ユニットＣ
ＰＵをプログラミングすることにより、列車内の各車両
において所望のブレーキ管圧力信号を発生する際に、機
関車における最初の所定の圧力に対しブレーキ管ＢＰ内
に存在する自然圧力勾配を表す曲線Ｃに近似する標準化
もしくは正規化された勾配曲線を発生することができ
る。図から明らかなように、この標準化勾配曲線は、本
発明を用いない場合に、ブレーキ管圧力の電気制御を装
備した列車の任意の車両（単数又は複数）におけるブレ
ーキ管圧力の電空弁減少に応答して生ずる偽の勾配曲線
Ｂから顕著に偏異している。このように、各車両ブレー
キ管圧力を調整することにより、標準化ブレーキ管圧力
勾配曲線は、真のもしくは自然の（或いは固有の）圧力
勾配に密接に対応し、それにより、既述のような企図し
ないブレーキ弛めの可能性を阻止することができる。
５のフローチャートに従って、各車両の制御ユニットＣ
ＰＵをプログラミングすることにより、列車内の各車両
において所望のブレーキ管圧力信号を発生する際に、機
関車における最初の所定の圧力に対しブレーキ管ＢＰ内
に存在する自然圧力勾配を表す曲線Ｃに近似する標準化
もしくは正規化された勾配曲線を発生することができ
る。図から明らかなように、この標準化勾配曲線は、本
発明を用いない場合に、ブレーキ管圧力の電気制御を装
備した列車の任意の車両（単数又は複数）におけるブレ
ーキ管圧力の電空弁減少に応答して生ずる偽の勾配曲線
Ｂから顕著に偏異している。このように、各車両ブレー
キ管圧力を調整することにより、標準化ブレーキ管圧力
勾配曲線は、真のもしくは自然の（或いは固有の）圧力
勾配に密接に対応し、それにより、既述のような企図し
ないブレーキ弛めの可能性を阻止することができる。
【図１】 ブレーキ管圧力の電気制御が用いられる場合
に企図しないブレーキ弛めを回避する上で本発明を適用
することができる偽ブレーキ管圧力勾配を示すグラフで
ある。
に企図しないブレーキ弛めを回避する上で本発明を適用
することができる偽ブレーキ管圧力勾配を示すグラフで
ある。
【図２】 ブレーキ管圧力の電気制御が用いられる場合
に企図しないブレーキ弛めを回避する上で本発明を適用
することができる偽ブレーキ管圧力勾配の図１とは異な
った状態を示すグラフである。
に企図しないブレーキ弛めを回避する上で本発明を適用
することができる偽ブレーキ管圧力勾配の図１とは異な
った状態を示すグラフである。
【図３】 ブレーキ管圧力を電気的に制御するためにマ
イクロプロセッサ制御を採用した鉄道車両用のブレーキ
制御システムのブロック図である。
イクロプロセッサ制御を採用した鉄道車両用のブレーキ
制御システムのブロック図である。
【図４】 機関車の実効ブレーキ管圧力に従い列車内の
任意特定の車両位置における自然圧力勾配を近似する所
望のブレーキ管圧力を電気的に達成するために図２のマ
イクロプロセッサにプログラムすることができるルーチ
ンの概要を図解するフローチャートであり、線４ー４に
おいて図５の線５ー５と接続した時に連続したフローチ
ャートとなる。
任意特定の車両位置における自然圧力勾配を近似する所
望のブレーキ管圧力を電気的に達成するために図２のマ
イクロプロセッサにプログラムすることができるルーチ
ンの概要を図解するフローチャートであり、線４ー４に
おいて図５の線５ー５と接続した時に連続したフローチ
ャートとなる。
【図５】 機関車の実効ブレーキ管圧力に従い列車内の
任意特定の車両位置における自然圧力勾配を近似する所
望のブレーキ管圧力を電気的に達成するために図２のマ
イクロプロセッサにプログラムすることができるルーチ
ンの概要を図解するフローチャートであり、線５ー５に
おいて図４の線４ー４と接続した時に連続したフローチ
ャートとなる。
任意特定の車両位置における自然圧力勾配を近似する所
望のブレーキ管圧力を電気的に達成するために図２のマ
イクロプロセッサにプログラムすることができるルーチ
ンの概要を図解するフローチャートであり、線５ー５に
おいて図４の線４ー４と接続した時に連続したフローチ
ャートとなる。
２…分岐、４…補助空気溜め、６…非常空気溜め、８…
ブレーキシリンダ装置、ＢＰ…列車ブレーキ管、ＣＰＵ
…制御ユニット（マイクロプロセッサ手段）、ＣＶ…制
御弁装置、ＣＷ…列車電気制御ライン、ＥＰ…電空弁
（電空弁手段）、ＥＸ…通気ポート、Ｔ…圧力変換器
（変換器手段）。
ブレーキシリンダ装置、ＢＰ…列車ブレーキ管、ＣＰＵ
…制御ユニット（マイクロプロセッサ手段）、ＣＶ…制
御弁装置、ＣＷ…列車電気制御ライン、ＥＰ…電空弁
（電空弁手段）、ＥＸ…通気ポート、Ｔ…圧力変換器
（変換器手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−29552（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−5375（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60T 13/74
Claims (10)
- 【請求項１】 鉄道列車の少なくとも１つの車両につい
ての電空式ブレーキ管圧力制御装置であって、該鉄道列
車を通って、ブレーキ管が該鉄道列車の機関車から少な
くとも最終車両まで延在しており、該ブレーキ管は、前
記機関車のブレーキ管圧力に依存し異なった自然圧力勾
配を有する、電空式ブレーキ管圧力制御装置において、 （ａ） 前記機関車における前記ブレーキ管圧力に対応
する電気ブレーキ指令信号を前記機関車から受信するた
めの受信手段と、 （ｂ） 前記電気ブレーキ指令信号に応答して、前記機
関車において低減したブレーキ管圧力が設定される時点
で前記鉄道列車における前記少なくとも１つの車両の位
置に依存する前記ブレーキ管に沿う位置で作用する自然
勾配圧力に近似する圧力に対応する所望のブレーキ管圧
力信号(ＰN2)を発生するように動作するマイクロプロセ
ッサ手段と、 （ｃ） 前記ブレーキ管に作用する圧力よりも小さい前
記所望のブレーキ管圧力信号(ＰN2)に応答し、前記少な
くとも１つの車両の前記ブレーキ管から流体圧力を局部
的に排出するための電空弁手段と、 を含む電空式ブレーキ管圧力制御装置。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つの車両の前記ブレー
キ管に作用する流体の圧力を測定し、対応のフィードバ
ック圧力信号（ＢＰF)を前記マイクロプロセッサ手段に
供給する変換器手段を更に含む請求項１に記載の電空式
ブレーキ管圧力制御装置。 - 【請求項３】 前記マイクロプロセッサ手段が、 ａ） 前記ブレーキ指令信号を受けて、前記機関車で前
記ブレーキ管が最初に込められる動作圧力に対応する第
１の圧力信号（Ｐ1)を設定するための第１の手段と、 ｂ） 前記第１の圧力信号（Ｐ1)に応答し、前記少なく
とも１つの車両において作用するブレーキ管勾配圧力に
対応する初期圧力信号（ＰN1）を発生するための第２の
手段と、 ｃ） 前記ブレーキ指令信号を受けて、前記ブレーキ管
圧力を減少した場合に前記機関車で作用する以後の圧力
に対応する第２の圧力信号（Ｐ2)を設定するための第３
の手段と、 を含む請求項２に記載の電空式ブレーキ管圧力制御装
置。 - 【請求項４】 前記マイクロプロセッサ手段が、前記所
望のブレーキ管圧力信号（ＰN2）に安全係数を加未する
ための手段を備える請求項１に記載の電空式ブレーキ管
圧力制御装置。 - 【請求項５】 前記列車の前記少なくとも１つの車両が
前記列車の前記最終車両である請求項１に記載の電空式
ブレーキ管圧力制御装置。 - 【請求項６】 前記列車の前記少なくとも１つの車両が
該列車の全車両である請求項１に記載の電空式ブレーキ
管圧力制御装置。 - 【請求項７】 機関車と、該機関車の制御ステーション
から各車両にわたって延在するブレーキ管とを有する鉄
道列車の１つ又は複数の車両についてブレーキ管圧力を
制御するためのマイクロプロセッサをベースとするブレ
ーキ管圧力制御装置において、前記１つ又は複数の車両
の各車両におけるブレーキ管圧力を電気的に調整するた
めに、 ａ） それぞれ、前記ブレーキ管が前記機関車の制御ス
テーションにおいて空気込めされる実効動作圧力と、ブ
レーキ作用指令に対応し前記機関車の制御ステーション
で爾後的に低減される圧力とに相当する第１及び第２の
電気ブレーキ指令信号（Ｐ1及びＰ2）を受信し、 ｂ） 前記空気込め中、前記各車両における前記ブレー
キ管圧力が安定になる初期圧力を表す初期圧力信号（Ｐ
N1）を発生し、 ｃ） 前記機関車のブレーキ管圧力が前記ブレーキ指令
信号（Ｐ2)に従って低減される際に所望のブレーキ管圧
力信号（ＰN2）を計算し、 ｄ） 前記各車両における実効ブレーキ管圧力に対応す
るフィードバック信号（ＢＰF）を発生し、 ｅ） 前記所望のブレーキ管圧力信号（ＰN2）を前記フ
ィードバック信号（ＢＰF）と比較し、 ｆ） 前記所望のブレーキ管圧力信号（ＰN2）が前記フ
ィードバック信号（ＢＰF)より小さい場合にのみ前記各
車両のブレーキ管圧力を排出する、 ステップを含む電気的ブレーキ管圧力調整方法。 - 【請求項８】 前記所望のブレーキ管圧力信号（ＰN2）
を計算するステップが次式、 ＰN2＝（Ｐ2／Ｐ1）×ＰN1 に従って実行される請求項７に記載の電気的ブレーキ管
圧力調整方法。 - 【請求項９】 前記所望のブレーキ管圧力信号（ＰN2）
を計算するステップが次式、 Ｒ＝Ｐ1−Ｐ2 ＲN＝（ＰN1／Ｐ1）×Ｒ ＰN2＝ＰN1−ＲN に従って実行され、上式中、Ｒは、前記ブレーキ管が前
記機関車において空気込めされる動作圧力からの全体的
圧力減少を表し、ＲNは、前記機関車において前記爾後
的に低減されるブレーキ管圧力の自然圧力勾配に従い前
記各車両に生ずる実効ブレーキ管圧力減少量を表す請求
項７に記載の電気的ブレーキ管圧力調整方法。 - 【請求項１０】 前記所望のブレーキ管圧力信号
（ＰN2）を計算するステップが次式、 ＧN1＝Ｐ1−ＰN1 ＧN2＝（Ｐ2／Ｐ1）×ＧN1 ＰN2＝Ｐ2−ＧN2 上式中、ＧN1は、前記第１のブレーキ指令信号（Ｐ1)に
対応する前記機関車と前記各車両との間の自然ブレーキ
管圧力勾配を表し、ＰN2は、前記第２のブレーキ指令信
号に対応する前記機関車と前記各車両との間の自然ブレ
ーキ管圧力勾配を表す請求項７に記載の電気的ブレーキ
管圧力調整方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| US08/489093 | 1995-06-09 | ||
| US08/489,093 US5638276A (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Microprocessor based system and method for regulating a railroad car brake pipe pressure |
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| ZA (1) | ZA96266B (ja) |
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| US20070247000A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-25 | Fugiel Robert V | Portable control device for wireless communication with air brake line airflow manipulating device |
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-
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- 1996-03-22 AU AU48236/96A patent/AU702523B2/en not_active Ceased
- 1996-06-07 BR BR9602697A patent/BR9602697A/pt not_active IP Right Cessation
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