JP4184137B2 - 鉄道車両用滑走制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気車両において、ブレーキ作用中における車輪の滑走を検出してブレーキ力を制御する鉄道車両用滑走制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は従来の鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。図5において、1a〜1dは速度センサ、2は速度入力部、3は速度差検出部、4は加減速度検出部、5は滑走発生を判断する判断部、8は滑走量判定部、6は出力部、7は滑走防止弁である。
【0003】
速度入力部2は、1車両2台車の4車軸に設けられそれぞれの車軸の回転速度を検出する速度センサ1a、1b、1c、1dからの信号を入力する。速度差検出部3は、4車軸の速度の内で最大軸を基準軸速度(滑走を生じていない車軸の速度に相当する)としてこの基準軸速度と各車軸の速度との差を検出する。加減速度検出部4は、各速度センサ1からの速度信号を微分して加減速度を検出する。判断部5は、両検出部3,4の出力が予め設定した設定値を越えた時に滑走発生と判断する。滑走量判定部8は、判断部5より滑走と判断した時の滑走量を算出する。出力部6は、判定結果に基づき滑走した車輪の滑走防止弁7を制御する。
【0004】
ここで、滑走防止弁7は滑走の状態に応じて圧縮空気をブレーキシリンダから排気してブレーキシリンダ圧を低下させたり、その後のブレーキシリンダ圧を保持したり、あるいは、再び、圧縮空気をブレーキシリンダに供給してブレーキシリンダ圧を高めたりすることにより滑走車輪を再粘着させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の鉄道車両用滑走制御装置は上記のように構成されているので、雨天で車輪−レール間が低粘着状態により、滑走が発生している場合を想定すると、前・後台車の軸重移動を考慮していないために、ブレーキ作用時、進行方向の台車に軸重が移動するので、非滑走軸に滑走を誘発することになり、また、車輪滑走時においても非滑走軸の滑走を誘発するという問題点があった。
【0006】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ブレーキ作用時で車輪滑走発生時、非滑走軸に滑走を誘発しないようにより適切にブレーキ力を増減させ、車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、各車軸毎の加重計で測定された軸重に従った各車軸でのブレーキ力増加を示すブレーキ力増加信号を入力すると共に前記滑走判断手段の判定に基づき、ブレーキ作用時に軸重の増加する非滑走軸のブレーキ力の増加量に応じて、軸重の軽減される滑走軸のブレーキ力を低減するように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、を備え、前記滑走量・ブレーキ力増減量判定手段が、必要ブレーキ力信号を入力し、ブレーキ作用時に軸重の増加する非滑走軸のブレーキ力の前記必要ブレーキ力信号の必要ブレーキ力との関係に基づく増加量に応じて、軸重の軽減される滑走軸のブレーキ力の低減量を算出し各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生することを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置にある。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。図において、図5に示す従来のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明は省略する。80は滑走量・ブレーキ力増減量判定部である。
【0011】
車輪滑走発生時、判断部5で滑走軸、非滑走軸を判断し、滑走軸の滑走量及び非滑走軸のブレーキ力増減量を滑走量・ブレーキ力増減量判定部80で算出し、出力部6を経由して滑走軸は滑走防止弁7を用いてブレーキ力を低減し、非滑走軸は、出力部6を経由して滑走防止弁7を用いてブレーキ力を増加する。
【0012】
滑走量・ブレーキ力増減量判定部80では、先頭車の滑走軸(後台車)の1滑走中の滑走回数に応じて非滑走軸(前台車)のブレーキ力増加量を算出し、例えば、1滑走中に
1回目滑走時には非滑走軸のブレーキ力増加量を10%
2回目滑走時には非滑走軸のブレーキ力増加量を15%
3回目滑走時には非滑走軸のブレーキ力増加量を20%
とすることで、非滑走軸のブレーキ力の増減を図る。
【0013】
なお、鉄道車両の走行方向を示す前後進切換信号(後述の実施の形態3のものと同様なもの)を速度入力部2、速度差検出部3、加減速度検出部4、判断部5、滑走量・ブレーキ増減量判定部80等の少なくともいずれか1つに入力することで、速度センサ1a〜1dからの信号がそれぞれ前台車(非滑走軸を含む)、後台車(滑走軸を含む)のいずれからのものかが事前に判断できる。
【0014】
実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。滑走量・ブレーキ増減量判定部80aに必要ブレーキ力10、各車軸(4軸分)毎のブレーキ力増加信号9a、9b、9c、9dを入力した点が実施の形態1と異なる。なお、ブレーキ力増加信号9a、9b、9c、9dは、例えば各車軸毎の軸重(加重量)を測定する加重計からの信号とする。
【0015】
車輪滑走発生時は実施の形態1と同様な動作であり、ブレーキ作用時、各軸(4軸分)に関するブレーキ力増加信号9a〜9d、および必要ブレーキ力信号10を滑走量・ブレーキ力増減量判定部80aに入力することで、滑走量・ブレーキ力増減量判定部80aでは、軸重移動により軸重の増加する非滑走軸(前台車)のブレーキ力の増加量(増加したブレーキ力と必要ブレーキ力の関係)に応じて、軸重の軽減される滑走軸(後台車)のブレーキ力低減量(低減するブレーキ力と必要ブレーキ力の関係)を算出し、出力部6を経由して滑走防止弁7を用いてブレーキ力を低減することで、車両で必要なブレーキ力を確保する。
【0016】
実施の形態3.
図3はこの発明の実施の形態3による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示す部分ブロック図である。ブレーキ力加減量判定部80bではブレーキ作用時、車両に必要なブレーキ力を示す必要ブレーキ力信号10と前後進切換信号15を入力する。ブレーキ力加減量判定部80bでは前後進切換信号15により1車両における前台車と後台車を判断することが可能となる。
【0017】
従って、ブレーキ作用中、予め前台車は軸重移動により滑走しにくい状態になるために、必要ブレーキ力信号10から荷重の10%増加させ、すなわち、
【0018】
(増加分)=(荷重)×0.1(10%)
【0019】
を加えたブレーキ力として算出し、その増加分だけ後台車で低減させることで、前・後台車の車輪滑走の発生を未然に防止する。
【0020】
実施の形態4.
また、従来の鉄道車両用滑走制御装置は1重系構成のため、故障した場合、新幹線車両用滑走制御装置の機能が不能となる。そこでこの実施の形態では、予備系鉄道車両用滑走制御装置を追加し、お互いを相互監視することで、万一故障した場合、自動的に切換えるようにした。
【0021】
図4はこの発明の実施の形態4による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。上記実施の形態1〜3による車両用滑走制御装置を通常系と位置付け、通常系と共用する速度センサ1a〜1d、ブレーキ力増加信号9a〜19d、滑走防止弁7、必要ブレーキ力信号10、前後進切換信号15、独立した速度入力部2X、速度差検出部3X、加減速度検出部4X、判断部5X、出力部6X、滑走量・ブレーキ力増減量判定部80X、および監視信号11で構成する予備系車両用滑走制御装置を追加する。
【0022】
通常系と予備系については滑走量・ブレーキ力増減量判定部80間で監視信号11にて互いを監視し、一定時間内に応答が無い場合もしくは通常系、予備系で認識する速度に速度差が発生した場合、予備系に自動的に切換える構成である。
【0023】
なお、上記各実施の形態は、適宜組み合わせが可能であり、実施の形態1〜3の装置はそれぞれ、実施の形態4のように通常系と予備系を組み合わせて構成してもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、この滑走判断手段の判定に基づき、滑走軸の滑走回数に応じて、非滑走軸のブレーキ力を増加させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置としたので、滑走状況に応じてロスしたブレーキ力量を補うようにブレーキ力を増加させることにより所望のブレーキ力を保ちながら滑走の抑制が行える。
【0025】
また、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、各車軸でのブレーキ力増加を示す信号を入力すると共に前記滑走判断手段の判定に基づき、ブレーキ作用時に軸重の増加する非滑走軸のブレーキ力の増加量に応じて、軸重の軽減される滑走軸のブレーキ力を低減するように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置としたので、ブレーキ作用時の軸重移動によるブレーク力の変化を考慮してブレーキ力の増減を行うことにより、より適切に所望のブレーキ力を保ちながら滑走の抑制が行える。
【0026】
また、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を防止する鉄道車両用滑走制御装置において、車両の走行方向を示す前後切換信号を入力し、予め軸重移動により滑走しにくい状態になる前台車はブレーキ力を増加させ、その分、後台車はブレーキ力を減少させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生するブレーキ力増減量判定手段を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置としたので、予め車輪滑走を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態2による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。
【図3】 この発明の実施の形態3による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態4による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。
【図5】 従来の鉄道車両用滑走制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
1a〜1d 速度センサ、2 速度入力部、3 速度差検出部、4 加減速度検出部、5 判断部、6 出力部、7 滑走防止弁、80,80a 滑走量・ブレーキ力増減量判定部、80b ブレーキ力増減量判定部。
Claims (1)
- 走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、
各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、
各車軸毎の加重計で測定された軸重に従った各車軸でのブレーキ力増加を示すブレーキ力増加信号を入力すると共に前記滑走判断手段の判定に基づき、ブレーキ作用時に軸重の増加する非滑走軸のブレーキ力の増加量に応じて、軸重の軽減される滑走軸のブレーキ力を低減するように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、
を備え、前記滑走量・ブレーキ力増減量判定手段が、必要ブレーキ力信号を入力し、ブレーキ作用時に軸重の増加する非滑走軸のブレーキ力の前記必要ブレーキ力信号の必要ブレーキ力との関係に基づく増加量に応じて、軸重の軽減される滑走軸のブレーキ力の低減量を算出し各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生することを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置。
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