JP5174902B2 - 列車ブレーキ装置および列車ブレーキ方法 - Google Patents

Description

本発明は、列車のブレーキ装置および列車ブレーキ方法に関するものである。

空気ブレーキ制御部を有する列車ブレーキ装置は、ブレーキ指令や列車の走行速度に基づいて圧力制御信号を生成し、中継弁が圧力制御信号に対応するブレーキシリンダ圧力を出力し、ブレーキシリンダ圧力が制輪子に作用することで所定のブレーキ力が得られるように構成されている。このブレーキ力は、ブレーキシリンダ圧力と制輪子の摩擦係数の積で求められるところ、この摩擦係数の値は、列車の走行速度が低い領域で変化し、さらに制輪子の使用期間によっても変化するという性質を有している。すなわち、安定したブレーキ力を得るためには、摩擦係数の値の変化に応じてブレーキシリンダ圧力を適切に制御することができる列車ブレーキ装置が必要である。

従来、例えば下記特許文献１に示される列車ブレーキ装置は、ブレーキノッチ毎に摩擦係数を算出し、ブレーキ力を演算するように構成されている。さらに、所定の摩擦係数パターンを用いることにより、低速時の摩擦係数の変化に対応したブレーキ力を演算するように構成されている。

特開平１１−２３５９７２号公報

しかし、特許文献１に示される列車ブレーキ装置は、ブレーキノッチ毎に摩擦係数が変化するため、減速度の変動が大きいという課題があった。また、制輪子の経年変化が考慮されていないため、各制輪子の交換時期が異なる場合、各制輪子の摩擦係数の値は相違し、安定したブレーキ力を得ることができないという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、減速度を安定させる列車ブレーキ装置および列車ブレーキ方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ブレーキ初速とブレーキ指令とに基づいてブレーキシリンダ圧力を制御する列車ブレーキ装置において、前記ブレーキ初速が低いほど小さくなり、かつ、前記ブレーキ指令におけるブレーキノッチレベルが低いほど小さくなる傾向の摩擦係数を前記ブレーキ初速と前記ブレーキ指令とに対応付けて複数格納し、前記ブレーキ初速と前記ブレーキ指令とに対応する摩擦係数を算出し、算出された前記摩擦係数と前記ブレーキ初速とに基づいて圧力制御信号を生成する空気ブレーキ制御部と、前記圧力制御信号を空気信号に変換する電空変換弁と、前記空気信号に対応する前記ブレーキシリンダ圧力を生成する中継弁と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば減速度を安定させることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる列車ブレーキ装置の構成の一例を示す図である。 図２は、空気ブレーキ制御部の機能を示すブロック図である。 図３は、摩擦係数設定表の一例を示す図である。 図４は、摩擦係数パターンの一例を示す図である。 図５は、摩擦係数設定テーブルを用いたブレーキシリンダ圧力の決定フローの一例を示すフローチャートである。 図６は、摩擦係数パターンを用いたブレーキシリンダ圧力の決定フローの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 速度センサ
２ ブレーキ指令部
３ 空気ブレーキ制御部
３ａ 速度入力部
３ｂ 摩擦係数算出部
３ｃ ブレーキ力演算部
３ｄ 出力部
４ 電空変換弁
５ 中継弁
６ 圧力センサ
７ ブレーキシリンダ
８ 制輪子
１０ 車輪
１１ 列車ブレーキ装置
１２ 元空気溜
２０ 摩擦係数設定テーブル
２１ ブレーキノッチ
２２ ブレーキ初速
２３ 摩擦係数
１Ｄ 速度信号
２Ｄ ブレーキ指令
３Ｄ 圧力制御信号
５Ｄ ブレーキシリンダ圧力
６Ｄ フィードバック指令
１２Ｄ 圧縮空気
Ａ、Ｂ、Ｃ 摩擦係数パターン
Ｖ１、Ｖ２ 走行速度

以下に、本発明にかかる列車ブレーキ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１.
図１は、実施の形態１にかかる列車ブレーキ装置の構成の一例を示す図である。図１に示す列車ブレーキ装置１１は、主たる構成部として、速度センサ１、ブレーキ指令部２、空気ブレーキ制御部３、電空変換弁４、中継弁５、圧力センサ６、ブレーキシリンダ７、制輪子８、車輪１０、および元空気溜１２を有して構成されている。

速度センサ１は、各車両の前後台車（計４つ）に設置され、各車輪１０の速度信号１Ｄを取り込むことが可能である。速度入力部２は、各車両の速度センサ１ａないし速度センサ１ｄから速度信号１Ｄを取り込むことが可能である。

ブレーキ指令部２は、所定の減速度を得るためのブレーキ指令２Ｄを出力することが可能である。空気ブレーキ制御部３は、ブレーキ指令部２から送信されたブレーキ指令２Ｄと、図示されていないが、各車両の重量を検出する応荷重装置から送信された応荷重信号などを受信し、所定の圧力制御信号３Ｄを出力することが可能である。この圧力制御信号３Ｄは、電空変換弁４を介して中継弁５に送信され、ブレーキシリンダ圧力５Ｄの生成に用いられる。

電空変換弁４は、空気ブレーキ制御部３から送信された圧力制御信号３Ｄ（電気信号）を、所定の圧力の空気（空気信号）に変換することが可能である。中継弁５は、空気信号に変換された圧力制御信号３Ｄを所定の値にまで増幅し、ブレーキシリンダ圧力５Ｄの応答性を向上させるために用いられる。中継弁５には元空気溜１２が接続されている。この元空気溜１２には所定の圧力の空気（以下「圧縮空気」という）が貯溜されているため、中継弁５は、圧力制御信号３Ｄに対応する圧縮空気１２Ｄを出力することにより、所定のブレーキシリンダ圧力５Ｄを生成することができるように構成されている。

圧力センサ６は、ブレーキシリンダ圧力５Ｄを検出し、ブレーキシリンダ圧力５Ｄに基づいてフィードバック指令６Ｄを生成し、空気ブレーキ制御部３にフィードバック指令６Ｄを帰還することが可能である。その結果、空気ブレーキ制御部３は、正確な圧力制御信号３Ｄを算出することが可能である。

ブレーキシリンダ７は、ブレーキシリンダ圧力５Ｄの強さに従って制輪子８を押圧することが可能である。制輪子８は、所定の摩擦係数２３を有しており、各車輪１０のブレーキ力は、この摩擦係数２３とブレーキシリンダ圧力５Ｄの積で導出することが可能である。各車輪１０のブレーキ力の値を均等にするためには、例えば制輪子８の摩擦係数２３の値が高い場合は、ブレーキシリンダ圧力５Ｄの値を低く設定し、制輪子８の摩擦係数２３の値が低い場合は、ブレーキシリンダ圧力５Ｄの値を高く設定すればよい。

図３は、摩擦係数設定テーブルの一例を示す図である。図３に示される摩擦係数設定テーブル２０は、ブレーキノッチ２１のレベルを示す項目と、ブレーキ初速２２（列車のブレーキを開始したときの速度）の値を示す項目で構成されている。

ブレーキノッチ２１の項目には、複数のブレーキノッチ２１のレベルとしてＢ１ないしＢ７が例示されている。各ブレーキノッチ２１の項目には、ブレーキシリンダ圧力５Ｄの演算に使用される所定の摩擦係数２３の値が複数記録されている。各ブレーキノッチ２１の項目は、ブレーキ指令部２におけるブレーキノッチレベルに対応しているため、摩擦係数設定テーブル２０は、ブレーキノッチレベルに応じて摩擦係数２３の値が変わるように構成されている。なお、図３に示されるブレーキノッチ２１の種類は一例であり、７段階に限定されるものではない。

ブレーキ初速２２の項目には、複数のブレーキ初速が例示されている。各ブレーキ初速の項目には、上述同様に所定の摩擦係数２３の値が複数記録されており、ブレーキ初速２２に応じて、摩擦係数２３の値が変わるように構成されている。ブレーキノッチ２１とブレーキ初速２２は相互に対応しているため、例えば、ブレーキノッチ２１において「Ｂ１」が選択された場合に、ブレーキ初速２２が「６０」のときは、摩擦係数２３は「μ１３」である。その後、走行速度が減速するに従い摩擦係数２３の値も変化する。なお図３に示されるブレーキ初速２２の値として、０ｋｍ/ｈないし１２０ｋｍ/ｈを２０ｋｍ/ｈステップで設定しているが、これに限定されるものではない。

また、摩擦係数設定テーブル２０において、摩擦係数２３の値は「μ１０」や「μ２０」のように示されているが、これは一例であり、所定の値を任意に設定することが可能である。また、各摩擦係数２３の値を、より細かく設定することも可能である。さらに、複数の制輪子８の摩擦係数２３に対応させるため、複数の摩擦係数設定テーブル２０を設定することも可能である。

図２は、空気ブレーキ制御部の機能を示すブロック図である。空気ブレーキ制御部３は、速度入力部３ａ、摩擦係数算出部３ｂ、ブレーキ力演算部３ｃ、および出力部３ｄを有して構成されている。

速度センサー１ａないし速度センサー１ｄは、各車輪軸の回転数を用いて速度信号１Ｄを検出することが可能である。速度入力部３ａは、速度センサー１ａないし速度センサー１ｄからそれぞれ送信された速度信号１Ｄを受信することが可能である。

摩擦係数算出部３ｂは、列車の走行速度に対応する摩擦係数２３の値を制輪子８毎に算出することが可能である。すなわち、摩擦係数算出部３ｂは、速度信号１Ｄを用いてブレーキ初速２２の値を割り出し、摩擦係数設定テーブル２０にブレーキ初速２２の値を照合し、ブレーキ初速２２に対応する摩擦係数２３の値を算出することが可能である。

ブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令２Ｄを受信したとき、摩擦係数算出部３ｂで算出された摩擦係数２３について、さらにブレーキノッチ２１に対応する摩擦係数２３の値を算出し、その摩擦係数２３の値から圧力制御信号３Ｄを演算することが可能である。

以下、圧力制御信号３Ｄを演算するプロセスを説明する。ここで、図１および図２において、空気ブレーキ制御部３が出力する信号の名称は、「圧力制御信号３Ｄ」であるが、圧力制御信号３Ｄを増幅したものがブレーキシリンダ圧力５Ｄであり、また制輪子８に作用するものはブレーキシリンダ圧力５Ｄであるため、「圧力制御信号３Ｄ」を「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」と読み替えて説明する。

摩擦係数算出部３ｂは、速度信号１Ｄを用いてブレーキ初速２２に対応する摩擦係数２３の値を算出する。ブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令部２から送信されたブレーキ指令２Ｄを受信した場合、ブレーキノッチ２１に対応する摩擦係数２３を算出する。

ここで、「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」の値は、計算式Ｂ＝Ｆ/（ｋ＊ｆ）（Ｂ：ブレーキシリンダ圧力、Ｆ：ブレーキ力、ｋ：定数、ｆ：摩擦係数２３）で求めることが可能である。すなわち、ブレーキ力演算部３ｃは、上述したブレーキ初速２２およびブレーキノッチ２１に対応する摩擦係数２３の値と、制動に必要なブレーキ力の値を、上述した計算式に代入することにより、「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」の値を連続的に求めることが可能である。

以下、列車ブレーキ装置１１の全体動作を、具体的な値を用いて説明する。摩擦係数算出部３ｂは、速度信号１Ｄを用いてブレーキ初速２２を割り出す。例えば、ブレーキ初速２２が６０ｋｍ/ｈの場合、摩擦係数算出部３ｂは、摩擦係数設定テーブル２０において、「μ１３」ないし「μ７３」のいずれかの値を算出する。

ブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令２Ｄを受信した場合、例えば、ブレーキノッチ２１がＢ１のときは「μ１３」を選択する。さらに、ブレーキ力演算部３ｃは、摩擦係数２３「μ１３」と、必要なブレーキ力の値から「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」を演算することが可能である。

ここで、ブレーキ指令２Ｄを受信し続けている場合は列車の走行速度は減速し続けるが、摩擦係数算出部３ｂは、走行速度の変化に応じて摩擦係数２３の値を連続的に算出することができるように構成されている。すなわち、ブレーキ指令２Ｄを受信し続けている間、摩擦係数２３を可変することが可能である。例えば、ブレーキ初速２２が６０ｋｍ/ｈで、かつ、ブレーキノッチ２１がＢ１の場合、最初に選択される摩擦係数２３の値は「μ１３」である。そして、その後もブレーキ指令２Ｄを受信し続けると、摩擦係数２３の値は「μ１３」→「μ１２」→「μ１１」→「μ１０」というように連続的に変化する。さらに、ブレーキ力演算部３ｃは、摩擦係数２３「μ１３」ないし「μ１０」と、ブレーキ力の値から、「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」を連続的に演算することが可能である。さらに、ブレーキノッチ２１の値を、途中でＢ１からＢ２に変更した場合においても、摩擦係数２３の値を引き続き変化させることが可能である。

図５は、摩擦係数設定テーブルを用いたブレーキシリンダ圧力の決定フローの一例を示すフローチャートである。摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、速度信号１Ｄを受信し（ステップＳ５１）、ブレーキ初速２２に対応する摩擦係数２３を算出する。摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令２Ｄを受信した場合（ステップＳ５２,Ｙｅｓ）、摩擦係数設定テーブル２０を用いて、ブレーキノッチ２１に対応する摩擦係数２３を演算する（ステップＳ５３）。摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、摩擦係数２３の値とブレーキ力の値から「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ（圧力制御信号３Ｄ）」を演算する（ステップＳ５４）。出力部３ｄは、摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃが演算した「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ（圧力制御信号３Ｄ）」を電空変換弁４に出力する（ステップＳ５５）。ブレーキ指令２Ｄの送信が終了した場合（ステップＳ５６,Ｙｅｓ）、空気ブレーキ制御部３は「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」の出力を終了する。

摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令２Ｄを受信していない場合（ステップＳ５２,Ｎｏ）、ブレーキ指令２Ｄを受信するまで摩擦係数２３の演算は行わない。また、ブレーキ指令２Ｄを送信し続けている場合（ステップＳ５６,Ｎｏ）、摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、ステップＳ５３以降のプロセスを繰り返し、摩擦係数２３の値と、必要なブレーキ力の値から、走行速度に対応する「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」を連続的に演算する。

以上説明したように、実施の形態１の列車ブレーキ装置１１によれば、摩擦係数設定テーブル２０を用いて、列車の走行速度の変化に従って各制輪子８の摩擦係数２３の値を可変するようにしたので、列車全体で安定した減速度を得ることが可能となる。また、各車輪１０の最大粘着力（車輪１０とレール間の接触部分に働く前後力）の相違を小さくできるので、例えば非常ブレーキ時における滑走する確率を低減し、従来に比べ制動距離を短くすることができる。また、滑走する確率を低減できるので、各車輪１０のフラット（車輪１０がロックしたときに発生する傷）の発生が減り、車輪１０の切削工数および列車走行時の騒音、振動、ならびに乗り心地の悪化などを抑えることも可能である。また、車輪１０の切削が減るため、車輪１０の長期使用が可能である。

実施の形態２.
実施の形態２にかかる列車ブレーキ装置１１は、制輪子８の使用期間の違いにより生じる摩擦係数２３の相違を減らし、安定した減速度を得ることができるように構成されている。なお、列車ブレーキ装置１１の構成は、実施の形態１における図１および図２に示されるものと同様である。

ここで、ブレーキ力は、上述したようにブレーキシリンダ圧力５Ｄと摩擦係数２３の積で求めることが可能である。ここで、制輪子８の交換サイクルは、乗客の人数や使用環境などにより相違するところ、制輪子８の摩擦係数２３の値は、使用期間が長いほど低下するのが一般的である。すなわち、交換時期が古く走行距離（使用期間）が長い制輪子８の摩擦係数２３の値は、交換時期が新しい制輪子８に比べ、低い値を示すことになる。そのため、交換時期が古い制輪子８と、交換時期が新しい制輪子８を併用している列車では、空気ブレーキが作動したとき、例えば一の車輪１０は適切に制動するが、他の車輪１０は、ブレーキ力が強すぎるため、車輪１０とレールの間における最大粘着力を超えて滑走する場合がある。また、ブレーキ力は、摩擦係数２３にほぼ依存するため、各車輪１０の摩擦係数２３の値の相違を低減することができれば、安定した制動力を得ることが可能である。そのため、実施の形態２にかかる列車ブレーキ装置１１は、空気ブレーキ制御部３において、制輪子８の使用期間に対応する複数の摩擦係数パターンを導出し、各制輪子８の摩擦係数２３を可変するように構成されている。

図４は、摩擦係数パターンの一例を示す図である。縦軸は制輪子８の摩擦係数２３を表し、横軸は列車の走行速度を表している。図４において、実線、一点破線、および破線で示される３本の線は、上述した摩擦係数パターンの一例である。

摩擦係数パターンＡは、走行距離が０ｋｍからＸ１ｋｍの制輪子８（前回の交換時期から長期間経過していない）に対応している。摩擦係数パターンＢは、走行距離がＸ１ｋｍからＸ２ｋｍの制輪子８に対応している。摩擦係数パターンＣは、走行距離がＸ２ｋｍからＸ３ｋｍの制輪子８（前回の交換時期から長期間経過している）に対応している。なお、摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣは一例であり、３つに限定されるものではなく、より多くのパターンを設定してもよい。また、Ｘ１ないしＸ３に相当する値は、任意に設定することが可能である。

走行速度に対応する摩擦係数２８の値は、例えば走行速度がＶ１ｋｍ/ｈの場合、摩擦係数パターンが「Ａ」のときは「μ１」、摩擦係数パターンが「Ｂ」のときは「μ２」、摩擦係数パターンが「Ｃ」のときは「μ３」を示している。なお、μ１ないしμ３は、ブレーキシリンダ圧力５Ｄの演算に使用される所定の摩擦係数２３の値である。

ここで、動的摩擦係数（物体が動いている場合の摩擦係数）の値は、一般的には一定の値を示すが、摩擦力が数％〜数１０％の間では、走行速度に反比例する場合がある。図４において、走行速度Ｖ２から走行速度Ｖ１の領域では、摩擦係数２３の値は、走行速度の変化に対しほぼ一定である。しかし、走行速度Ｖ１から０ｋｍ/ｈの領域では、摩擦係数２３の値は、走行速度が低下するに従い増加している。この傾向は、摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣに共通するものである。

このように、制輪子８の摩擦係数２３の値は、列車の走行速度と制輪子８の交換時期によって変動するが、実施の形態２にかかる列車ブレーキ装置１１は、これらの変動を予め設定することにより、ブレーキシリンダ圧力５Ｄを適切に制御することができるように構成されている。すなわち、列車ブレーキ装置１１は、空気ブレーキ制御部３において、各制輪子８の交換時期を記録し、その交換時期を起算点として走行距離を計算し、当該走行距離に対応する摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣを導出し、当該摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣと、列車の走行速度の関係から、各制輪子８の摩擦係数の値を算出することが可能である。

図２において、摩擦係数算出部３ｂは、列車の走行距離に対する各制輪子８の摩擦係数２３の値を算出することが可能である。すなわち、摩擦係数算出部３ｂは、速度信号１Ｄから走行距離を割り出し、当該走行距離を用いて摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣを演算する。そして、摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣに走行速度を照合し、摩擦係数パターン毎に摩擦係数２３の値を算出する。

ブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令部２から送信されたブレーキ指令２Ｄを受信し、ブレーキ指令２Ｄに対応するブレーキ力を割り出す。そして、摩擦係数パターン毎に算出された摩擦係数２３の値と、上述したブレーキ力の値から、「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」を演算する。

以下、列車ブレーキ装置１１の全体動作を具体的な値を用いて説明する。摩擦係数算出部３ｂは、速度信号１Ｄから走行距離を割り出す。例えば、一の制輪子８において、走行距離がＸ１ｋｍからＸ２ｋｍの場合、その一の制輪子８に対応する摩擦係数パターンＢを導出する。さらに、走行速度がＶ１の場合、摩擦係数パターンＢに走行速度Ｖ１を照合し、摩擦係数２３の値「μ２」を算出する。

ブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令部２から送信されたブレーキ指令２Ｄを受信し、ブレーキ指令２Ｄに対応するブレーキ力を割り出す。さらに、ブレーキ力演算部３ｃは、摩擦係数２３の値「μ２」とブレーキ力の値から、「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」を演算することが可能である。

また、摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣは制輪子８毎に演算することが可能であるため、走行速度Ｖ１と摩擦係数パターンＡにより算出された摩擦係数２３の値「μ１」や、走行速度Ｖ１と摩擦係数パターンＣにより算出された摩擦係数２３の値「μ３」などに対し、制輪子８毎に「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」を演算することも可能である。

なお、摩擦係数算出部３ｂにおいて、摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣと、図３に示す摩擦係数設定テーブル２０を組み合わせて摩擦係数２３を導出することも可能である。すなわち、摩擦係数パターンＡに対応する摩擦係数設定テーブル２０、摩擦係数パターンＢに対応する摩擦係数設定テーブル２０、および摩擦係数パターンＣに対応する摩擦係数設定テーブル２０を、予め摩擦係数算出部３ｂに設定すれば、列車の速度変化、ブレーキノッチ、および制輪子８の使用期間に対応した摩擦係数２３の値を導出することが可能である。

図６は、摩擦係数パターンを用いたブレーキシリンダ圧力の決定フローの一例を示すフローチャートである。摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、速度信号１Ｄを受信し（ステップＳ６１）、速度信号１Ｄから走行距離を割り出し、各制輪子８の摩擦係数パターンを導出する（ステップＳ６２）。摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令２Ｄを受信した場合（ステップＳ６３,Ｙｅｓ）、摩擦係数パターンに走行速度を照合し、摩擦係数２３の値を演算する（ステップＳ６４）。摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、摩擦係数２３の値と、ブレーキ力の値から「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ（圧力制御信号３Ｄ）」を演算する（ステップＳ６５）。出力部３ｄは、摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃが演算した「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ（圧力制御信号３Ｄ）」を電空変換弁４に出力する（ステップＳ６６）。ブレーキ指令２Ｄの送信が終了した場合（ステップＳ６７,Ｙｅｓ）、空気ブレーキ制御部３は「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」の出力を終了する。

摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、ブレーキ指令２Ｄを受信していない場合（ステップＳ６３,Ｎｏ）、ブレーキ指令２Ｄを受信するまで摩擦係数２３の値の演算は行わない。また、ブレーキ指令２Ｄを送信し続けている場合（ステップＳ６７,Ｎｏ）、摩擦係数算出部３ｂとブレーキ力演算部３ｃは、ステップＳ６４以降のプロセスを繰り返し、摩擦係数２３の値と、必要なブレーキ力の値から、摩擦係数パターンＡないし摩擦係数パターンＣと走行速度に対応する「ブレーキシリンダ圧力５Ｄ」を連続的に演算する。

以上説明したように、実施の形態２の列車ブレーキ装置１１によれば、各制輪子８の使用期間に対応する摩擦係数パターンを導出し、各制輪子８の摩擦係数２３を可変するようにしたので、列車全体で安定した減速度を得ることが可能となる。また、各車輪１０の最大粘着力の相違を小さくできるので、例えば非常ブレーキ時における滑走する確率を低減し、従来に比べ制動距離を短くすることができる。また、滑走する確率を低減できるので、各車輪１０のフラットの発生が減り、車輪１０の切削工数および列車走行時の騒音、振動、ならびに乗り心地の悪化などを抑えることも可能である。また、車輪１０の切削が減るため、車輪１０の長期使用が可能である。さらに、各制輪子８の摩擦係数２３の値が相違していても、安定したブレーキ力を得ることができるため、摩擦係数２３の値を揃えるための制輪子８の交換作業を無くすことができるので、制輪子８の交換に伴うコストを低減するとともに、各制輪子８の長期使用が可能である。

以上のように、本発明にかかる列車ブレーキ装置は、空気ブレーキ制御部を有する列車ブレーキ装置に有用である。

Claims (5)

1. ブレーキ初速とブレーキ指令とに基づいてブレーキシリンダ圧力を制御する列車ブレーキ装置において、
   前記ブレーキ初速が低いほど小さくなり、かつ、前記ブレーキ指令におけるブレーキノッチレベルが低いほど小さくなる傾向の摩擦係数を前記ブレーキ初速と前記ブレーキ指令とに対応付けて複数格納し、前記ブレーキ初速と前記ブレーキ指令とに対応する摩擦係数を算出し、算出された前記摩擦係数と前記ブレーキ初速とに基づいて圧力制御信号を生成する空気ブレーキ制御部と、
   前記圧力制御信号を空気信号に変換する電空変換弁と、
   前記空気信号に対応する前記ブレーキシリンダ圧力を生成する中継弁と、
   を備えることを特徴とする列車ブレーキ装置。
2. 前記空気ブレーキ制御部は、前記ブレーキ初速と前記ブレーキ指令とに対応する前記摩擦係数を制輪子毎に格納し、前記ブレーキ初速と前記ブレーキ指令とに対応する摩擦係数を前記制輪子毎に算出し、算出された前記摩擦係数と前記ブレーキ初速とに基づいて前記圧力制御信号を制輪子毎に生成することを特徴とする請求項１に記載の列車ブレーキ装置。
3. 前記空気ブレーキ制御部は、速度信号に基づいて各制輪子の使用期間を記録し、前記使用期間と列車の走行速度に対応する前記摩擦係数とに基づいて前記圧力制御信号を制輪子毎に生成することを特徴とする請求項１に記載の列車ブレーキ装置。
4. ブレーキ初速とブレーキ指令とに基づいてブレーキシリンダ圧力を制御する列車ブレーキ装置の列車ブレーキ方法であって、
   前記列車ブレーキ装置には、
   前記ブレーキ初速が低いほど小さくなり、かつ、前記ブレーキ指令におけるブレーキノッチレベルが低いほど小さくなる傾向の摩擦係数が前記ブレーキ初速と前記ブレーキ指令とに対応付けて制輪子毎に複数格納され、
   ブレーキ初速とブレーキ指令を受信する受信ステップと、
   前記ブレーキ初速と前記ブレーキ指令とに対応する摩擦係数を算出する算出ステップと、
   算出された前記摩擦係数と前記ブレーキ初速とに基づいて圧力制御信号を制輪子毎に生成する生成ステップと、
   を含むことを特徴とする列車ブレーキ方法。
5. 速度信号を受信する受信ステップと、
   前記速度信号に基づいて各制輪子の使用期間を記録する記録ステップと、
   前記使用期間と列車の走行速度とに応じて前記摩擦係数を算出する算出ステップと、
   前記摩擦係数に対応する圧力制御信号を制輪子毎に生成する生成ステップと、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の列車ブレーキ方法。

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