JP7199612B2

JP7199612B2 - 故障判別装置、ブレーキ制御装置、および故障判別方法

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Publication number: JP7199612B2
Application number: JP2022556848A
Authority: JP
Inventors: 悦司松山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2023-01-05
Anticipated expiration: 2040-10-20
Also published as: DE112020007720T5; US20230303137A1; JPWO2022085065A1; WO2022085065A1

Description

本開示は、故障判別装置、故障判別装置を備えるブレーキ制御装置、および故障判別方法に関する。

鉄道車両は、車体と、車体を支持する台車と、を備える。詳細には、車体は、台車に設けられた複数の空気ばねによって支持される。例えば、各車体は、鉄道車両の進行方向および鉄道車両の幅方向のそれぞれに沿って二次元に配置された４つの空気ばねによって支持される。具体的には、４つの空気ばねは、各車体の床下に進行方向に並べて設けられる２つの台車のそれぞれに、幅方向に２つずつ並べて設けられ、車体を支持する。複数の空気ばねのいずれかの故障が生じると、車体のバランスが崩れて鉄道車両の走行に影響を及ぼす。そこで、空気ばねの故障を検知するための故障判別装置が鉄道車両に搭載されている。この種の故障判別装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示される空気ばね異常検知システムは、４つの空気ばねの圧力値から算出される車体の対角アンバランスが対角閾値より大きい場合に、空気ばねに異常が生じているとみなす。

特許第６４４４２１５号

鉄道車両が傾斜面に位置する場合は、空気ばねに異常が生じていなくても車体の対角アンバランスが増大する。そこで、特許文献１に開示される空気ばね異常検知システムは、４つの空気ばねの圧力値から算出される車体の左右アンバランスが左右閾値より大きく、鉄道車両が傾斜面に位置するとみなされる場合には、車体の対角アンバランスが対角閾値より大きい場合であっても空気ばねに異常が生じていないとみなす。このため、特許文献１に開示される空気ばね異常検知システムは、鉄道車両が傾斜面に位置する場合に空気ばねの故障の有無を判別することができない。換言すれば、特許文献１に開示される空気ばね異常検知システムは、鉄道車両の位置によって、空気ばねの故障の有無を判別できないことがある。なお、この課題は、鉄道車両だけでなく傾斜面を移動し得る移動体が備える空気ばねの故障の有無を判別する際に起こり得る。

本開示は上述の事情に鑑みてなされたものであり、車両が傾斜面に位置しても、空気ばねの故障の有無を判別することが可能な故障判別装置、ブレーキ制御装置、および故障判別方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の故障判別装置は、取得部と、補償部と、判別部と、を備える。取得部は、車両が備える台車に設けられて車両が備える車体を支持する複数の空気ばねの内部の圧力を測定する圧力センサから、圧力センサの測定値である複数の空気ばねの圧力値を取得する。補償部は、車両の位置に応じて、取得部で取得された複数の空気ばねの圧力値を補償する。判別部は、補償部で補償された複数の空気ばねの圧力値に基づいて、複数の空気ばねの故障の有無を判別する。

本開示によれば、車両の位置に応じて補償した複数の空気ばねの圧力値に基づいて、複数の空気ばねの故障の有無を判別するため、車両が傾斜面に位置しても、空気ばねの故障の有無を判別することが可能となる。

実施の形態１に係る車両の正面図実施の形態１に係る車両の側面図実施の形態１に係る台車の上面図実施の形態１に係る車両の正面図実施の形態１に係る故障判別装置の構成を示すブロック図実施の形態１に係る故障判別装置のハードウェア構成を示すブロック図実施の形態１に係る故障判別装置が行う故障判別処理の動作の一例を示すフローチャート実施の形態１に係るブレーキ制御装置の構成を示すブロック図実施の形態２に係る車両の側面図実施の形態２に係る台車の上面図実施の形態２に係る故障判別装置の構成を示すブロック図実施の形態２に係る故障判別装置が行う故障判別処理の動作の一例を示すフローチャート実施の形態に係る故障判別装置が行う故障判別処理の動作の変形例を示すフローチャート

以下、本開示の実施の形態に係る故障判別装置、ブレーキ制御装置および故障判別方法について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
車両の一例である鉄道車両が備える空気ばねの故障の有無を判別する故障判別装置１および故障判別装置１を備えるブレーキ制御装置１０について実施の形態１で説明する。

図１および図２に示すように、鉄道車両である車両６１は、車体６２と、車体６２を支持する台車６３，６４と、を備える。また車体６２の床下から台車６３，６４を見た図である図３に示すように、車両６１は、台車６３に設けられる空気ばね５１，５２と、台車６４に設けられる空気ばね５３，５４と、を備える。図３において、車体６２と空気ばね５１，５２，５３，５４との位置関係を明確にするために、車体６２の外形を点線で示す。

図１から図３において、Ｘ軸は車両６１の進行方向に延び、Ｙ軸は車両６１の幅方向に延びる。Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに直交する。図１から図３では、車両６１は水平面に位置しているものとする。換言すれば、図１から図３において、Ｚ軸は図１に一点鎖線で示す鉛直方向に延びる鉛直軸ＡＸに平行である。

車両６１の各部について以下に説明する。
車体６２は、図３に示すように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれに沿って二次元に配置された４つの空気ばね５１，５２，５３，５４に支持される。

台車６３，６４は、車体６２の床下に、車両６１の進行方向、すなわちＸ軸方向に並べて設けられる。台車６３，６４の構造は同じである。台車６３には、車両６１の幅方向、すなわちＹ軸方向に並べられた空気ばね５１，５２が設けられる。台車６４には、Ｙ軸方向に並べられた空気ばね５３，５４が設けられる。

図３に示す空気ばね５１，５２，５３，５４の構造は互いに同じである。空気ばね５１，５２，５３，５４には、図示しない空気タンクから配管を介して空気が供給される。図示しない調整弁によって、空気ばね５１，５２，５３，５４のそれぞれへの給気または空気ばね５１，５２，５３，５４のそれぞれからの排気を行うことで、空気ばね５１，５２，５３，５４の内部の空気の量および圧力が調節される。この結果、車体６２と台車６３，６４のそれぞれとの間隔が調節され、車体６２の傾きが調節される。

鉄道車両の走行区間の内、曲線区間では、鉄道車両が安定して走行することを可能にするために、曲線の外側のレールは、曲線の内側のレールより高い位置に敷設されている。このため、曲線区間では、図４に示すように、車両６１が傾斜面に位置する。例えば、車両６１が傾斜面に差し掛かる際に、空気ばね５２の鉛直方向の位置が、空気ばね５１，５３，５４の鉛直方向の位置より低くなると、空気ばね５２の圧力値は、車両６１が水平に位置している場合より大きくなることがある。

換言すれば、車両６１が図４に示すように傾斜面に位置すると、空気ばね５１，５２，５３，５４に異常が生じておらず、図１から図３に示すように車両６１が水平面に位置している状態から、車体６２の重量、および車体６２に乗車している乗客または車体６２に搭載されている貨物の重量に変化がない場合でも、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値が変動する。この結果、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値に偏りが生じる。空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値は、空気ばね５１，５２，５３，５４のそれぞれの内部の空気の圧力値である。

図４の例では、傾斜面の下部に位置する空気ばね５２の圧力値は、図１の場合の空気ばね５２の圧力値より増大する。一方、図４において傾斜面の上部に位置する空気ばね５１の圧力値は、図１の場合の空気ばね５１の圧力値より減少する。この結果、図４において傾斜面の下部に位置する空気ばね５２の圧力値は増大し、傾斜面の上部に位置する空気ばね５１の圧力値は減少することで、空気ばね５１，５２の圧力値の差が増大する。

図４では、車両６１の幅方向に傾斜している傾斜面を示したが、車両６１の進行方向に傾斜している傾斜面ならびに車両６１の進行方向および幅方向のそれぞれに傾斜している傾斜面においても同様に、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値に偏りが生じる。車両６１の位置によらず、具体的には、車両６１が傾斜面に位置しても、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別可能な故障判別装置１について以下に説明する。

図５に示す故障判別装置１は、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を取得する取得部１１と、車両６１の位置に応じて、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を補償する補償部１２と、補償部１２で補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値に基づいて、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別する判別部１３と、を備える。

故障判別装置１の各部について以下に説明する。
取得部１１は、空気ばね５１，５２，５３，５４のそれぞれの内部の空気の圧力を測定する圧力センサ７１，７２，７３，７４から測定値を取得する。詳細には、圧力センサ７１，７２，７３，７４はそれぞれ、空気ばね５１，５２，５３，５４の内部の空気の圧力に応じて電圧が変化する電気信号を出力する。そして、取得部１１は、例えば電圧検出回路を有し、圧力センサ７１，７２，７３，７４が出力する電気信号から、圧力センサ７１，７２，７３，７４の測定値、すなわち、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を得る。そして、取得部１１は、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を補償部１２に送る。空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を、ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４とする。

補償部１２は、車両６１の位置に応じて、取得部１１から取得した空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４を補償し、補償した空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１’，ＡＳ２’，ＡＳ３’，ＡＳ４’を判別部１３に送る。

具体的には、補償部１２は、車両６１が傾斜面に位置するか否かに応じて、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を補償することが好ましい。例えば、補償部１２は、下記（１）式から下記（４）式に示すように、補償量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４（単位：キロパスカル）のそれぞれと空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値（単位：キロパスカル）とを線型結合することで、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４を補償することが好ましい。上述の処理を行う補償部１２は、加算器および乗算器を用いて実現することができる。
ＡＳ１’＝ｋ１・ＡＳ１＋ｋ２・Ｃ１・・・（１）
ＡＳ２’＝ｋ１・ＡＳ２＋ｋ２・Ｃ２・・・（２）
ＡＳ３’＝ｋ１・ＡＳ３＋ｋ２・Ｃ３・・・（３）
ＡＳ４’＝ｋ１・ＡＳ４＋ｋ２・Ｃ４・・・（４）

上記（１）式から上記（４）式における線型結合に用いられる係数ｋ１およびｋ２は、例えば試験走行またはシミュレーションの結果に応じて適宜定めることができる。例えば、ｋ１＝ｋ２＝１とし、補償部１２は、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４のそれぞれに、補償量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を加算することで、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４を補償すればよい。

上記（１）式から上記（４）式で用いられる補償量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、下記（５）式から下記（８）式に示すように定められることが好ましい。詳細には、補償量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の絶対値は、車両６１が傾斜面に位置する場合、傾斜面の傾斜角度の大きさに対して正の相関関係を有することが好ましい。具体的には、補償量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の絶対値は、車両６１が傾斜面に位置する場合、傾斜面の傾斜角度の大きさに応じて定められるカント量ＣＡに対して正の相関関係を有することが好ましい。
Ｃ１＝ａ１・ＣＡ＋ｂ１・・・（５）
Ｃ２＝ａ２・ＣＡ＋ｂ２・・・（６）
Ｃ３＝ａ３・ＣＡ＋ｂ３・・・（７）
Ｃ４＝ａ４・ＣＡ＋ｂ４・・・（８）

カント量ＣＡは、図４に示すように、車両６１が位置する地点での左右のレールの高低差（単位：ミリメートル）を示す正数である。上記（５）式から上記（８）式において、係数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および係数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４は、ミリメートルで表されるカント量ＣＡからキロパスカルで表される圧力値を算出するための単位変換に用いられる係数である。

係数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および係数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４はそれぞれ、空気ばね５１，５２，５３，５４の相互の位置関係に応じて定められることが好ましい。具体的には、係数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および係数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４はそれぞれ、車両６１の位置ごとに、空気ばね５１，５２，５３，５４のそれぞれの鉛直方向の位置に応じて定められればよい。

補償部１２は、空気ばね５１，５２，５３，５４のそれぞれの鉛直方向の位置に応じて定められた係数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および係数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４に基づいて算出される補償量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を用いて、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４を補償することで、傾斜面の下部に位置する空気ばね５２の圧力値を減少させ、傾斜面の上部に位置する空気ばね５１の圧力値を増大させる。

例えば、図４では、傾斜面の下部に位置する空気ばね５２の鉛直方向の位置は、傾斜面の上部に位置する空気ばね５１の鉛直方向の位置より低い。そこで、補償部１２は、鉛直方向下側に位置する空気ばね５２の圧力値ＡＳ２の補償に用いられる補償量Ｃ２を、負数である係数ａ２，ｂ２を用いて算出し、鉛直方向上側に位置する空気ばね５１の圧力値ＡＳ１の補償に用いられる補償量Ｃ１を、正数である係数ａ１，ｂ２を用いて算出する。

具体的には、補償部１２は、負数である係数ａ２，ｂ２を用いて上記（６）式に基づいて算出した負数である補償量Ｃ２を、上記（２）式に示すように空気ばね５２の圧力値ＡＳ２に加算して、空気ばね５２の圧力値ＡＳ２を減少させる補償を行う。補償部１２は、正数である係数ａ１，ｂ１を用いて上記（５）式に基づいて算出した正数である補償量Ｃ１を、上記（１）式に示すように空気ばね５１の圧力値ＡＳ１に加算して、空気ばね５１の圧力値ＡＳ１を増大させる補償を行う。

補償部１２は、車両６１の位置に応じたカント量ＣＡを図示しない記憶部に予め保持していればよい。車両６１の位置は、起点となる地点、例えば始発駅からの距離で表される。補償部１２は、車両６１の位置および車両６１の進行方向に応じた係数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および係数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４を記憶部に予め保持していればよい。この場合、補償部１２は、例えば図示しない列車情報管理システムから車両６１の位置および車両６１の進行方向を取得し、カント量ＣＡ、係数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および係数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４を算出する。そして、補償部１２は、上記（１）式から上記（８）式に基づいて、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４を補償する。

判別部１３は、補償部１２で補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１’，ＡＳ２’，ＡＳ３’，ＡＳ４’に基づいて、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別する。

詳細には、判別部１３は、下記（９）式に示すように、対角にある一組の空気ばね５１，５４の補償部１２で補償された圧力値ＡＳ１’，ＡＳ４’の合計と対角にある他の一組の空気ばね５２，５３の補償部１２で補償された圧力値ＡＳ２’，ＡＳ３’の合計との差分の絶対値である車体６２の対角アンバランスＤＵを算出する。
ＤＵ＝｜（ＡＳ１’＋ＡＳ４’）－（ＡＳ２’＋ＡＳ３’）｜
・・・（９）

そして、判別部１３は、対角アンバランスＤＵが第１閾値以上であるか否かを判別する。対角アンバランスＤＵが第１閾値以上であれば、空気ばね５１，５２，５３，５４のいずれかの故障が生じているとみなすことができる。一方、対角アンバランスＤＵが第１閾値未満であれば、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障は生じていないとみなすことができる。第１閾値は、試験走行またはシミュレーションに基づいて、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障が生じていない場合に、対角アンバランスＤＵが取り得る値より大きい値に設定されればよい。例えば、第１閾値は、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障が生じておらず、車両６１が水平面に位置している場合に、対角にある一組の空気ばね５１，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ４の合計と対角にある他の一組の空気ばね５２，５３の圧力値ＡＳ２，ＡＳ３の合計との差分の絶対値に応じて定められてもよい。

上述の処理を行う判別部１３は、加算器、減算器、絶対値回路およびコンパレータを用いて実現することができる。
判別部１３は、対角アンバランスＤＵが第１閾値以上である場合、空気ばね５１，５２，５３，５４のいずれかの故障が生じている旨の判別結果を出力することが好ましい。例えば、判別部１３は、ブレーキ制御装置１０、図示しない列車情報管理システム、運転台の表示装置等の車両６１に搭載されている車載機器に上記判別結果を送信してもよい。

上述の故障判別装置１は、図６に示すように、各部を制御するハードウェア構成として、プロセッサ８１と、メモリ８２と、インターフェース８３と、を備える。プロセッサ８１、メモリ８２およびインターフェース８３は互いにバス８０で接続されている。故障判別装置１の各機能は、プロセッサ８１がメモリ８２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。インターフェース８３は故障判別装置１と外部装置を接続し、通信を確立させるためのものである。詳細には、故障判別装置１は、インターフェース８３を介して、圧力センサ７１，７２，７３，７４に接続される。故障判別装置１は、インターフェース８３を介して後述のブレーキ制御装置１０が備えるブレーキ力算出部２１に接続される。インターフェース８３は、必要に応じて複数の種類のインターフェースモジュールを有する。

図６では、故障判別装置１は、プロセッサ８１およびメモリ８２をそれぞれ１つずつ有するが、故障判別装置１は、複数のプロセッサ８１および複数のメモリ８２を有してもよい。この場合、複数のプロセッサ８１および複数のメモリ８２が連携することで、故障判別装置１の各機能が実行されればよい。

上記構成を有する故障判別装置１が行う空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別する動作について図７を用いて以下に説明する。故障判別装置１は、車両６１が運行を開始すると、図７に示す処理を開始すればよい。車両６１が運行を開始するとは、例えばパンタグラフが上げられて架線を介して変電所から車両６１に電力が供給され、車両６１が走行可能な状態になることを示す。

取得部１１は、圧力センサ７１，７２，７３，７４から空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４を取得する（ステップＳ１１）。
補償部１２は、車両６１の位置に応じて、ステップＳ１１で取得された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ４を補償する（ステップＳ１２）。

判別部１３は、ステップＳ１２で補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１’，ＡＳ２’，ＡＳ３’，ＡＳ４’から車体６２の対角アンバランスＤＵを算出する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で算出された車体６２の対角アンバランスＤＵが第１閾値未満である場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ１５の処理は実行されず、故障判別装置１は、故障判別処理を終了する。

ステップＳ１３で算出された車体６２の対角アンバランスＤＵが第１閾値以上である場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、判別部１３は、空気ばね５１，５２，５３，５４のいずれかの故障が生じている旨の判別結果を出力する（ステップＳ１５）。
故障判別装置１が定められた間隔で上述の処理を繰り返すことで、車両６１の運行中に、車両６１が傾斜面に位置しても、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別することができる。

上述したように、車両６１が傾斜面に位置すると、空気ばね５１，５２，５３，５４に異常が生じておらず、車体６２の重量、および車体６２に乗車している乗客または車体６２に搭載されている貨物の重量に変化がない場合であっても、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値に偏りが生じる。空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値は、ブレーキ制御装置１０において、目標ブレーキ力の算出に用いられる。そこで、ブレーキ制御装置１０は、より精度よくブレーキ制御を行うために、故障判別装置１が備える補償部１２で補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を用いてブレーキ制御を行うことが好ましい。故障判別装置１を備え、故障判別装置１で補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を用いてブレーキ制御を行うブレーキ制御装置１０について以下に説明する。

図８に示すブレーキ制御装置１０は、運転台に設けられるブレーキ設定器６５からブレーキ指令を取得し、ブレーキ指令に応じて流体源６６から供給される流体の圧力を調節し、圧力を調節した流体を機械ブレーキ装置６７が備えるブレーキシリンダに供給する。ブレーキシリンダに圧力が調節された流体が供給されると、機械ブレーキ装置６７が備えるピストンがブレーキシリンダの圧力に応じて摺動する。そして、ピストンに取り付けられた制輪子が車両６１の車輪に押し付けられることで、ブレーキ力が生じ、車両６１が減速する。実施の形態１では、流体源６６が供給する流体は空気である。図８において、空気の流れを実線で示し、電気信号を点線で示す。

詳細には、ブレーキ制御装置１０は、故障判別装置１と、ブレーキ設定器６５から取得したブレーキ指令および故障判別装置１で補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値に基づいて目標ブレーキ力を算出するブレーキ力算出部２１と、目標ブレーキ力に応じた空気の目標圧を算出し、目標圧に応じて電空変換弁２３を制御するブレーキ制御部２２と、を備える。

ブレーキ制御装置１０はさらに、目標圧に応じて流体源６６から供給される空気の圧力を調節して中継弁２４に出力する電空変換弁２３と、電空変換弁２３が出力する空気の圧力である指令圧に応じて、流体源６６から供給される空気を圧縮して機械ブレーキ装置６７に供給する中継弁２４と、中継弁２４が出力する空気の圧力値を測定し、測定値をブレーキ制御部２２に送るシリンダ圧センサ２５と、を備える。

ブレーキ制御装置１０の各部について以下に説明する。
故障判別装置１は、上述の構成を有し、補償部１２で補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１’，ＡＳ２’，ＡＳ３’，ＡＳ４’をブレーキ力算出部２１に送る。

ブレーキ力算出部２１は、ブレーキ指令が示す目標減速度を得るための目標ブレーキ力を算出する。詳細には、ブレーキ力算出部２１は、下記（１０）式に示すように、故障判別装置１から取得した、補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１’，ＡＳ２’，ＡＳ３’，ＡＳ４’から、車載機器を含む車体６２の重量、車体６２に乗車している乗客または車体６２に搭載されている貨物の重量、および台車６３，６４の重量の合計である総重量Ｍ１を算出する。
Ｍ１＝ｄ１・（ＡＳ１’＋ＡＳ２’＋ＡＳ３’＋ＡＳ４’）／４＋Ｍ０
・・・（１０）

上記（１０）式において、係数ｄ１は、キロパスカルで表される補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値ＡＳ１’，ＡＳ２’，ＡＳ３’，ＡＳ４’の平均値からキログラムで表される重量を算出するための単位変換に用いられる係数であり、空気ばね５１，５２，５３，５４の有効受圧面積に応じて定められる。上記（１０）式において、オフセット量Ｍ０は、台車６３，６４の重量の合計であり、予め定められている。ブレーキ力算出部２１は、係数ｄ１およびオフセット量Ｍ０を予め保持していればよい。

そして、ブレーキ力算出部２１は、ブレーキ設定器６５から取得したブレーキ指令が示す目標減速度α１と、上記（１０）式に基づいて算出した総重量Ｍ１から、下記（１１）式に示すように、目標ブレーキ力Ｆ１を算出する。
Ｆ１＝α１・Ｍ１・・・（１１）

ブレーキ制御部２２は、目標ブレーキ力Ｆ１を得るために、機械ブレーキ装置６７が備える制輪子を車両６１の車輪に押し付ける力である目標押付力を算出する。詳細には、ブレーキ制御部２２は、制輪子と車輪との接触面の摩擦係数μ１を予め保持しており、下記（１２）式に示すように、目標ブレーキ力Ｆ１を摩擦係数μ１で除算することで、目標押付力Ｎ１を算出する。
Ｎ１＝Ｆ１／μ１・・・（１２）

ブレーキ制御部２２は、機械ブレーキ装置６７が有するピストンの摺動方向に直交する面の面積Ｓ１を予め保持しており、下記（１３）式に示すように、目標押付力Ｎ１をピストンの摺動方向に直交する面の面積Ｓ１で除算することで、ブレーキシリンダの目標圧Ｐ１を算出する。
Ｐ１＝Ｎ１／Ｓ１・・・（１３）

さらにブレーキ制御部２２は、シリンダ圧センサ２５が測定した中継弁２４が機械ブレーキ装置６７に対して出力する空気の圧力に応じて、算出した目標圧Ｐ１を調節するフィードバック制御を行う。そして、ブレーキ制御部２２は、調節した目標圧Ｐ１’を示す電気信号を電空変換弁２３に送る。

電空変換弁２３は、ブレーキ制御部２２から送られた電気信号が示す目標圧Ｐ１’に応じて、流体源６６から供給される空気の圧力を調節し、圧力が調節された空気を中継弁２４に出力する。

中継弁２４は、電空変換弁２３が出力する空気の圧力を指令圧として、指令圧に応じて、流体源６６から供給される空気を圧縮して、圧縮した空気を機械ブレーキ装置６７に供給する。

シリンダ圧センサ２５は、中継弁２４が出力する空気の圧力を測定し、測定した空気の圧力に応じて電圧が変化する電気信号をブレーキ制御部２２に出力する。なお中継弁２４が出力する空気の圧力は、機械ブレーキ装置６７が備えるブレーキシリンダの内部の空気の圧力に相当する。

上述したようにブレーキ制御装置１０によって圧縮された空気が機械ブレーキ装置６７が備えるブレーキシリンダに供給されることで、制輪子が車両６１の車輪に押し付けられて、ブレーキ力が発生する。

以上説明したとおり、実施の形態１に係る故障判別装置１は、車両６１の位置に応じて、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を補償し、補償した空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値に基づいて、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別する。このため、車両６１の位置によらず、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別することが可能となる。詳細には、車両６１が傾斜面に位置する場合においても空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別することが可能である。

またブレーキ制御装置１０は、目標ブレーキ力を算出する際に、故障判別装置１が備える補償部１２で補償された空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値を用いるため、車両６１の位置によらず、目標ブレーキ力を精度よく算出することができる。この結果、ブレーキ制御装置１０のブレーキ制御の精度が向上する。

（実施の形態２）
実施の形態１では、車体６２の対角アンバランスに基づいて、車体６２を支持する空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別したが、複数の車体の対角アンバランスに基づいて、複数の車体のそれぞれを支持する複数の空気ばねの故障の有無を判別してもよい。複数の車体の対角アンバランスに基づいて、複数の車体のそれぞれを支持する複数の空気ばねの故障の有無を判別する故障判別装置２について実施の形態２で説明する。

実施の形態２に係る車両６１の各部について以下に説明する。
図９に示すように、車両６１は、車体６２ａ，６２ｂと、車体６２ａを支持する台車６３ａ，６４ａと、車体６２ｂを支持する台車６３ｂ，６４ｂと、を備える。車体６２ａ，６２ｂは、連結器６８で連結されている。

車体６２ａ，６２ｂの床下から台車６３ａ，６４ａ，６３ｂ，６４ｂを見た図である図１０に示すように、車両６１は、台車６３ａに設けられる空気ばね５１ａ，５２ａと、台車６４ａに設けられる空気ばね５３ａ，５４ａと、台車６３ｂに設けられる空気ばね５１ｂ，５２ｂと、台車６４ｂに設けられる空気ばね５３ｂ，５４ｂと、を備える。図１０において、車体６２ａと空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａとの位置関係および車体６２ｂと空気ばね５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂとの位置関係を明確にするために、車体６２ａ，６２ｂの外形を点線で示す。

車体６２ａ，６２ｂの構造は、実施の形態１に係る車体６２の構造と同じである。また台車６３ａ，６４ａ，６３ｂ，６４ｂの構造は、実施の形態１に係る台車６３，６４の構造と同じである。台車６３ａには、Ｙ軸方向に並べられた空気ばね５１ａ，５２ａが設けられる。台車６４ａには、Ｙ軸方向に並べられた空気ばね５３ａ，５４ａが設けられる。台車６３ｂには、Ｙ軸方向に並べられた空気ばね５１ｂ，５２ｂが設けられる。台車６４ｂには、Ｙ軸方向に並べられた空気ばね５３ｂ，５４ｂが設けられる。

空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの構造は互いに同じであり、実施の形態１に係る空気ばね５１，５２，５３，５４の構造と同じである。
上記構成を有する車両６１が傾斜面に位置しても、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障の有無を判別可能な故障判別装置２について以下に説明する。

図１１に示す故障判別装置２は、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値を取得する取得部１４と、車両６１の位置に応じて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値を補償する補償部１５と、補償部１５で補償された空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値に基づいて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障の有無を判別する判別部１６と、を備える。

故障判別装置２の各部について以下に説明する。
取得部１４は、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂのそれぞれの内部の空気の圧力を測定する圧力センサ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂから測定値を取得する。圧力センサ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂの構造は互いに同じであり、実施の形態１に係る圧力センサ７１，７２，７３，７４の構造と同じである。

詳細には、圧力センサ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂはそれぞれ、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの内部の空気の圧力に応じて電圧が変化する電気信号を出力する。そして、取得部１４は、圧力センサ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂが出力する電気信号から、圧力センサ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂの測定値、すなわち、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値を得る。

そして、取得部１４は、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値を補償部１５に送る。空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値を、ＡＳ１ａ，ＡＳ２ａ，ＡＳ３ａ，ＡＳ４ａ，ＡＳ１ｂ，ＡＳ２ｂ，ＡＳ３ｂ，ＡＳ４ｂとする。

補償部１５は、車両６１の位置に応じて、取得部１４から取得した空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ａ，ＡＳ２ａ，ＡＳ３ａ，ＡＳ４ａ，ＡＳ１ｂ，ＡＳ２ｂ，ＡＳ３ｂ，ＡＳ４ｂを補償し、補償した空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ａ’，ＡＳ２ａ’，ＡＳ３ａ’，ＡＳ４ａ’，ＡＳ１ｂ’，ＡＳ２ｂ’，ＡＳ３ｂ’，ＡＳ４ｂ’を判別部１６に送る。

補償部１５は、実施の形態１と同様に、上記（１）式から上記（８）式に基づいて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａの圧力値ＡＳ１ａ，ＡＳ２ａ，ＡＳ３ａ，ＡＳ４ａを補償する。補償部１５は、実施の形態１と同様に、上記（１）式から上記（８）式に基づいて、空気ばね５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ｂ，ＡＳ２ｂ，ＡＳ３ｂ，ＡＳ４ｂを補償する。上述の処理を行う補償部１５は、加算器および乗算器を用いて実現することができる。

判別部１６は、補償部１５で補償された空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ａ’，ＡＳ２ａ’，ＡＳ３ａ’，ＡＳ４ａ’，ＡＳ１ｂ’，ＡＳ２ｂ’，ＡＳ３ｂ’，ＡＳ４ｂ’に基づいて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障の有無を判別する。

詳細には、判別部１６は、実施の形態１と同様に、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａの圧力値ＡＳ１ａ’，ＡＳ２ａ’，ＡＳ３ａ’，ＡＳ４ａ’に基づいて、上記（９）式から、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａを算出する。判別部１６は、実施の形態１と同様に、空気ばね５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ｂ’，ＡＳ２ｂ’，ＡＳ３ｂ’，ＡＳ４ｂ’に基づいて、上記（９）式から、車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂを算出する。

そして、判別部１６は、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａおよび車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂのばらつきに基づいて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障の有無を判別する。詳細には、判別部１６は、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値以上であるか否かを判別する。車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値以上であれば、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂのいずれかの故障が生じているとみなすことができる。

一方、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値未満であれば、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障は生じていないとみなすことができる。差分閾値は、試験走行またはシミュレーションに基づいて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障が生じていない場合に車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂの差分が取り得る値より大きい値に設定されればよい。

上述の処理を行う判別部１６は、加算器、減算器、絶対値回路およびコンパレータを用いて実現することができる。
判別部１６は、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値以上である場合、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂのいずれかの故障が生じている旨の判別結果を出力することが好ましい。例えば、判別部１６は、ブレーキ制御装置１０、図示しない列車情報管理システム、運転台の表示装置等の車両６１に搭載されている車載機器に上記判別結果を送信してもよい。

上述の故障判別装置２は、実施の形態１に係る故障判別装置１と同様のハードウェア構成で実現することができる。

上記構成を有する故障判別装置２が行う空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障の有無を判別する動作について図１２を用いて以下に説明する。故障判別装置２は、車両６１が運行を開始すると、図１２に示す処理を開始すればよい。

取得部１４は、圧力センサ７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂから空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ａ，ＡＳ２ａ，ＡＳ３ａ，ＡＳ４ａ，ＡＳ１ｂ，ＡＳ２ｂ，ＡＳ３ｂ，ＡＳ４ｂを取得する（ステップＳ２１）。

補償部１５は、車両６１の位置に応じて、ステップＳ２１で取得された空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ａ，ＡＳ２ａ，ＡＳ３ａ，ＡＳ４ａ，ＡＳ１ｂ，ＡＳ２ｂ，ＡＳ３ｂ，ＡＳ４ｂを補償する（ステップＳ２２）。

判別部１６は、ステップＳ２２で補償された空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ａ’，ＡＳ２ａ’，ＡＳ３ａ’，ＡＳ４ａ’，ＡＳ１ｂ’，ＡＳ２ｂ’，ＡＳ３ｂ’，ＡＳ４ｂ’から車体６２ａの対角アンバランスＤＵａおよび車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂを算出する（ステップＳ２３）。車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値未満である場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ステップＳ２５の処理は実行されず、故障判別装置２は、故障判別処理を終了する。

車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値以上である場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、判別部１６は、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂのいずれかの故障が生じている旨の判別結果を出力する（ステップＳ２５）。
故障判別装置２が定められた間隔で上述の処理を繰り返すことで、車両６１の運行中に、車両６１の位置によらず、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障の有無を判別することができる。

ブレーキ制御装置１０の構成は、実施の形態１と同様である。ブレーキ制御装置１０が備えるブレーキ力算出部２１は、故障判別装置２が備える補償部１５で補償された空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値ＡＳ１ａ’，ＡＳ２ａ’，ＡＳ３ａ’，ＡＳ４ａ’，ＡＳ１ｂ’，ＡＳ２ｂ’，ＡＳ３ｂ’，ＡＳ４ｂ’に基づいて、各機械ブレーキ装置６７の目標ブレーキ力を算出する。

以上説明したとおり、実施の形態２に係る故障判別装置２は、車両６１の位置に応じて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値を補償する。そして、故障判別装置２は、補償された空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの圧力値に基づいて、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａおよび車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂを算出し、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａおよび車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂのばらつきに基づいて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障の有無を判別する。車体６２ａの対角アンバランスＤＵａおよび車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂのばらつきに基づいて、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障の有無を判別するため、故障判別の精度を向上させることが可能となる。

本開示は、上述の実施の形態に限られない。上述の実施の形態は組み合わせることができる。例えば、故障判別装置２は、図１３に示す故障判別処理の動作を行ってもよい。詳細には、図１２のステップＳ２１からＳ２３の処理の後、故障判別装置２が備える判別部１６は、実施の形態１と同様に、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａが第１閾値以上であるか否かを判別し、さらに車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂが第１閾値以上であるか否かを判別してもよい（ステップＳ１４）。

車体６２ａの対角アンバランスＤＵａおよび車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂのいずれも第１閾値未満である場合は（ステップＳ１４；Ｎｏ）、後続のステップＳ２４，Ｓ２５の処理は実行されず、故障判別装置２は、故障判別処理を終了する。車体６２ａの対角アンバランスＤＵａおよび車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂのいずれかが第１閾値以上である場合であっても（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値未満である場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ステップＳ２５の処理は実行されず、故障判別装置２は、故障判別処理を終了する。

車体６２ａの対角アンバランスＤＵａおよび車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂのいずれかが第１閾値以上である場合であって（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値以上である場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、判別部１６は、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂのいずれかの故障が生じている旨の判別結果を出力する（ステップＳ２５）。

判別部１３は、任意の手法で空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別することができる。一例として、判別部１３は、下記（１４）式に示すように、車体６２の幅方向アンバランスＷＵを算出し、幅方向アンバランスＷＵが第２閾値以上であるか否かを判別してもよい。
ＷＵ＝｜ＡＳ１＋ＡＳ３－（ＡＳ２＋ＡＳ４）｜・・・（１４）

幅方向アンバランスＷＵが第２閾値以上であれば、空気ばね５１，５２，５３，５４のいずれかの故障が生じているとみなすことができる。一方、幅方向アンバランスＷＵが第２閾値未満であれば、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障は生じていないとみなすことができる。第２閾値は、試験走行またはシミュレーションに基づいて、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障が生じていない場合に幅方向アンバランスＷＵが取り得る値より大きい値に設定されればよい。

同様に、判別部１６は、上記（１４）式に基づいて、車体６２ａの幅方向アンバランスＷＵａおよび車体６２ｂの幅方向アンバランスＷＵｂを算出し、車体６２ａの幅方向アンバランスＷＵａと車体６２ｂの幅方向アンバランスＷＵｂとの差分が差分閾値以上であるか否かを判別してもよい。

判別部１６は、３つ以上の車体の対角アンバランスまたは幅方向アンバランスのばらつきに基づいて、各車体を支持するばねの故障の有無を判別してもよい。
判別部１６が故障の有無の判別に用いる対角アンバランスのばらつきは、対角アンバランスの差分に限られない。一例として、判別部１６は、各車体の対角アンバランスの平均値が定められた範囲にあるか否かを判別してもよい。他の一例として、各車体の対角アンバランスの最大値および最小値が定められた範囲にあるか否かを判別してもよい。

また判別部１３は、タイマを有し、対角アンバランスＤＵが第１閾値以上である状態が定められた時間以上継続するか否かを判別してもよい。対角アンバランスが第１閾値以上である状態が定められた時間以上継続した場合に、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障が生じているとみなすことができる。

同様に、判別部１６は、タイマを有し、車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値以上である状態が定められた時間以上継続するか否かを判別してもよい。車体６２ａの対角アンバランスＤＵａと車体６２ｂの対角アンバランスＤＵｂとの差分が差分閾値以上である状態が定められた時間以上継続した場合に、空気ばね５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの故障が生じているとみなすことができる。

補償部１２，１５が用いる補償量は上述の例に限られない。一例として、補償部１２，１５は、カント量ＣＡとして車両６１が位置する地点の傾斜面の傾斜角度を用いて、補償量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を算出してもよい。この場合、係数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および係数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４は、角度からキロパスカルで表される圧力値を算出するための単位変換に用いられる係数である。

車両６１は、分岐器が設置されている車庫を走行する際には低速で走行する。分岐器を走行する際には、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値の偏りが生じやすいため、判別部１３は、車両６１の速度が速度閾値以上である場合に、故障判別の処理を行ってもよい。速度閾値は、車庫を走行する際の車両６１の速度より大きい値に設定されればよい。

ブレーキ力算出部２１は、上記（１０）式に限られず、空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値から、任意の手法で総重量Ｍ１を算出すればよい。一例として、ブレーキ力算出部２１は、下記（１５）式から下記（１８）式のいずれかを用いて、総重量Ｍ１を算出してもよい。
Ｍ１＝ｄ１・（ＡＳ１’＋ＡＳ２’）／２＋Ｍ０・・・（１５）
Ｍ１＝ｄ１・（ＡＳ１’＋ＡＳ３’）／２＋Ｍ０・・・（１６）
Ｍ１＝ｄ１・（ＡＳ１’＋ＡＳ４’）／２＋Ｍ０・・・（１７）
Ｍ１＝ｄ１・（ＡＳ１’＋ＡＳ２’＋ＡＳ３’）／３＋Ｍ０
・・・（１８）

ブレーキ力算出部２１は、故障判別装置１，２が備える判別部１３，１６から判別結果を取得してもよい。一例として、ブレーキ力算出部２１は、故障が生じている旨の判別結果を取得すると、総重量Ｍ１の初期値を用いて目標ブレーキ力を算出してもよい。ブレーキ力算出部２１は、総重量Ｍ１の初期値を予め保持していればよい。

実施の形態１では１つの車体６２を備える車両６１を例示したが、車両６１は、複数の車体６２を備えてもよい。この場合、故障判別装置１は、各車体６２を支持する空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値に基づいて、各車体６２について、空気ばね５１，５２，５３，５４の故障の有無を判別すればよい。

この場合、ブレーキ力算出部２１は、故障判別装置１が備える判別部１３から、故障が生じている旨の判別結果を取得すると、故障が生じていない車体６２を支持する空気ばね５１，５２，５３，５４の圧力値に基づいて目標ブレーキ力を算出してもよい。

故障判別装置１，２は、車両６１に搭載されてもよいし、車両６１の外部、例えば、運転指令所に設けられてもよい。故障判別装置１，２は、列車情報管理システムの一機能として実現されてもよい。

車両６１は、上述の例に限られない。一例として、車両６１は、鉄道車両に限られず、傾斜面を移動し得る任意の移動体であればよい。他の一例として、車両６１は、２つの車体６２ａ，６２ｂと３つの台車６３ａ，６３ｂ，６４ａとを備えてもよい。この場合、台車６３ｂが２つの車体６２ａ，６２ｂを支持する連接台車である。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

１，２故障判別装置、１０ブレーキ制御装置、１１，１４取得部、１２，１５補償部、１３，１６判別部、２１ブレーキ力算出部、２２ブレーキ制御部、２３電空変換弁、２４中継弁、２５シリンダ圧センサ、５１，５２，５３，５４，５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ空気ばね、６１車両、６２，６２ａ，６２ｂ車体、６３，６４，６３ａ，６４ａ，６３ｂ，６４ｂ台車、６５ブレーキ設定器、６６流体源、６７機械ブレーキ装置、６８連結器、７１，７２，７３，７４，７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ，７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ圧力センサ、８０バス、８１プロセッサ、８２メモリ、８３インターフェース、ＡＸ鉛直軸。

Claims

車両が備える台車に設けられて前記車両が備える車体を支持する複数の空気ばねの内部の圧力を測定する圧力センサから、前記圧力センサの測定値である前記複数の空気ばねの圧力値を取得する取得部と、
前記車両の位置に応じて、前記取得部で取得された前記複数の空気ばねの前記圧力値を補償する補償部と、
前記補償部で補償された前記複数の空気ばねの前記圧力値に基づいて、前記複数の空気ばねの故障の有無を判別する判別部と、
を備える故障判別装置。
前記補償部は、前記車両が傾斜面に位置するか否かに応じて、前記複数の空気ばねの前記圧力値を補償する、
請求項１に記載の故障判別装置。
前記補償部は、前記車両が前記傾斜面に位置する場合、絶対値が前記傾斜面の傾斜角度の大きさに対して正の相関関係を有する補償量に基づいて、前記複数の空気ばねの前記圧力値を補償する、
請求項２に記載の故障判別装置。
前記補償部は、前記補償量と前記空気ばねのそれぞれの前記圧力値とを線型結合することで、前記空気ばねのそれぞれの前記圧力値を補償する、
請求項３に記載の故障判別装置。
前記補償部は、前記複数の空気ばねの相互の位置関係に応じて前記空気ばねのそれぞれに対して定められた前記補償量を用いて、前記空気ばねのそれぞれの前記圧力値を補償する、
請求項３または４に記載の故障判別装置。
前記補償部は、前記車両が前記傾斜面に位置する場合、前記複数の空気ばねの内、前記傾斜面の下部に位置する前記空気ばねの前記圧力値を減少させる補償を行い、前記複数の空気ばねの内、前記傾斜面の上部に位置する前記空気ばねの前記圧力値を増大させる補償を行う、
請求項３から５のいずれか１項に記載の故障判別装置。
前記複数の空気ばねは、前記車体ごとに、前記車両の進行方向および前記車両の幅方向のそれぞれに沿って二次元に配置され、前記車体を支持する４つの空気ばねを含み、
前記判別部は、同じ前記車体を支持する前記４つの空気ばねの前記補償部で補償された前記圧力値に基づいて、前記４つの空気ばねの故障の有無を判別する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の故障判別装置。
前記判別部は、前記４つの空気ばねの前記補償部で補償された前記圧力値に基づいて、前記４つの空気ばねの内、対角にある一組の前記空気ばねの前記補償部で補償された前記圧力値の合計と前記４つの空気ばねの内、対角にある他の一組の前記空気ばねの前記補償部で補償された前記圧力値の合計との差分の絶対値である前記車体の対角アンバランスを算出し、前記車体の前記対角アンバランスに基づいて前記４つの空気ばねの故障の有無を判別する、
請求項７に記載の故障判別装置。
前記車両は複数の前記車体を備え、
前記判別部は、前記車体のそれぞれについて、前記車体を支持する前記４つの空気ばねの前記補償部で補償された前記圧力値に基づいて前記車体の前記対角アンバランスを算出し、前記車体の前記対角アンバランスに基づいて、前記車体を支持する前記４つの空気ばねの故障の有無を判別する、
請求項８に記載の故障判別装置。
車両を減速させるブレーキ力を生じさせるブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置であって、
請求項１から９のいずれか１項に記載の故障判別装置と、
前記車両の目標減速度を示すブレーキ指令を取得し、前記目標減速度および前記故障判別装置が備える前記補償部で補償された前記複数の空気ばねの前記圧力値に基づいて、前記目標減速度を得るための目標ブレーキ力を算出するブレーキ力算出部と、
前記ブレーキ力算出部で算出された前記目標ブレーキ力に応じて、前記ブレーキ装置を制御するブレーキ制御部と、
を備えるブレーキ制御装置。
車両の位置に応じて、前記車両が備える台車に設けられて前記車両が備える車体を支持する複数の空気ばねの内部の圧力を測定する圧力センサから取得した前記圧力センサの測定値である前記複数の空気ばねの圧力値を補償し、
前記複数の空気ばねの補償された前記圧力値に基づいて、前記複数の空気ばねの故障の有無を判別する、
故障判別方法。