JP7312676B2 - ブレーキ異常判定装置、ブレーキ状態記憶装置、異常判定方法、異常判定プログラム、及びブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ異常判定装置、ブレーキ状態記憶装置、異常判定方法、異常判定プログラム、及びブレーキ制御装置に関する。

特許文献１には、鉄道車両に用いられる空気ブレーキ装置が記載されている。特許文献１の空気ブレーキ装置では、鉄道車両の運転者の操作に応じて、空気ブレーキ装置に供給される空気の目標空気圧が設定される。設定された目標空気圧の空気が空気ブレーキ装置に供給されることで、空気ブレーキ装置は、鉄道車両の運転者の操作に応じたブレーキ力を発揮する。また、特許文献１の空気ブレーキ装置では、鉄道車両の減速度に応じて、目標空気圧を補正する。

特開２０１６－１４７５５５号公報

特許文献１のような空気ブレーキ装置においては、空気ブレーキ装置そのものや空気ブレーキ装置に空気圧を供給する機構の劣化や故障により、運転者の操作に応じた空気圧が空気ブレーキ装置に供給されないことがある。しかしながら、特許文献１のような空気ブレーキ装置においては、目標空気圧が鉄道車両の走行状態に応じて補正される結果、運転者の操作と補正後の目標空気圧とが必ずしも正確に対応しない。そのため、特許文献１のような空気ブレーキ装置においては、補正後の目標空気圧が運転者の操作に応じた目標空気圧とずれていることが、補正による正常なものなのか、劣化や故障による異常なものなのかを判別しにくく、異常を見過ごしやすい。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気ブレーキ装置や空気ブレーキ装置に空気圧を供給する機構の異常を発見することにある。

上記課題を解決するためのブレーキ異常判定装置は、鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得部と、前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得部と、前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する判定部とを備える。

上記課題を解決するための異常判定方法は、鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得工程と、前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得工程と、前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する判定工程とを備える。

上記課題を解決するための異常判定プログラムは、コンピュータに、鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得処理と、前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得処理と、前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する判定処理とを実行させる。

上記課題を解決するためのブレーキ制御装置は、鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得部と、前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得部と、前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する判定部とを備える。

上記構成、方法、プログラムでは、空気ブレーキ装置に指令される空気圧であるブレーキシリンダ圧力値だけでなく、運転者の操作に応じた指令値の変化も、空気ブレーキ装置の異常判定に反映できる。したがって、空気ブレーキ装置に供給する空気圧を鉄道車両の走行状態に応じて制御する態様であっても、空気ブレーキ装置や空気ブレーキ装置に空気圧を供給する機構の異常を発見することができる。

上記のブレーキ異常判定装置において、前記判定部は、前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値の差又は比を算出し、前記差又は比の変化速度が予め定められた閾値以上であるときに前記空気ブレーキ装置に異常があると判定してもよい。

上記構成において空気ブレーキ装置に異常が発生したときには、空気ブレーキ装置のブレーキ力が急変することがある。この場合、急変したブレーキ力を補おうと制御量が大きくされるため、指令値及びブレーキシリンダ圧力値の差や比も急変する。上記構成によれば、このような空気ブレーキ装置の異常を発見することができる。

上記のブレーキ異常判定装置において、前記判定部は、前記鉄道車両の減速度が予め定められた基準範囲内であるときの前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定してもよい。

上記構成において鉄道車両の減速度が基準範囲内であれば、そのときの指令値及びブレーキシリンダ圧力値の変化の仕方も穏やかであると考えられる。このように指令値及びブレーキシリンダ圧力値が変化しにくい状況下で、指令値及びブレーキシリンダ圧力値に基づいて異常を判定することで、異常の判定精度を向上できる。

上記のブレーキ異常判定装置において、前記指令値から減速度フィードバック制御によって前記ブレーキシリンダ圧力値を算出するシリンダ圧力値算出部を備え、前記シリンダ圧力値算出部は、予め定められた規定幅の範囲内で前記指令値を補正して前記ブレーキシリンダ圧力値を算出してもよい。

上記構成によれば、指令値に対する補正量が過度に大きくならないため、指令値とブレーキシリンダ圧力値との大小関係が極端に変化しにくい。このように、指令値とブレーキシリンダ圧力値との大小関係が極端に変化することを防ぐことで、これらに基づく異常の判定に悪影響を及ぼすことを防げる。

上記のブレーキ異常判定装置において、前記指令値取得部は、複数の前記空気ブレーキ装置のうちの１つである第１空気ブレーキ装置についての前記指令値を第１指令値として取得するとともに複数の前記空気ブレーキ装置のうちの前記第１空気ブレーキ装置とは別の第２空気ブレーキ装置についての前記指令値を第２指令値として取得し、前記シリンダ圧力値取得部は、前記第１空気ブレーキ装置についての前記ブレーキシリンダ圧力値を第１ブレーキシリンダ圧力値として取得するとともに前記第２空気ブレーキ装置についての前記ブレーキシリンダ圧力値を第２ブレーキシリンダ圧力値として取得し、前記判定部は、前記第１指令値及び前記第１ブレーキシリンダ圧力値と前記第２指令値及び前記第２ブレーキシリンダ圧力値とに基づいて前記第１空気ブレーキ装置の異常を判定してもよい。

上記構成によれば、異常の判定対象となっている第１空気ブレーキ装置だけでなく、それとは別の第２空気ブレーキ装置の状態も加味して、第１空気ブレーキ装置の異常を判定できる。したがって、第１空気ブレーキ装置について、より正確な異常の判定が可能となる。

上記のブレーキ異常判定装置において、前記指令値から減速度フィードバック制御によって前記ブレーキシリンダ圧力値を算出するシリンダ圧力値算出部を備え、前記シリンダ圧力値算出部は、前記第１ブレーキシリンダ圧力値及び前記第２ブレーキシリンダ圧力値の差が予め定められた規定値以下になるように前記第１指令値及び前記第２指令値の少なくとも一方を補正してもよい。

上記構成では、第１ブレーキシリンダ圧力値及び第２ブレーキシリンダ圧力値の差が規定値を越えて過度に大きくならないため、第１ブレーキシリンダ圧力値と第２ブレーキシリンダ圧力値とが極端に変化しにくい。そして、第１ブレーキシリンダ圧力値と第２ブレーキシリンダ圧力値とが極端に変化することを抑制することで、これらに基づく異常の判定に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

上記課題を解決するためのブレーキ状態記憶装置は、鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得部と、前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得部と、前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値を記憶する記憶部とを備える。

上記構成によれば、指令値及びブレーキシリンダ圧力値が記憶部に記憶されるので、その記憶されている情報を基に、例えば、空気ブレーキ装置に異常が発生する前兆を捉えて、メンテナンス等に活かすことができる。

上記のブレーキ制御装置において、前記指令値取得部は、複数の前記空気ブレーキ装置のうちの１つである第１空気ブレーキ装置についての前記指令値を第１指令値として取得するとともに複数の前記空気ブレーキ装置のうちの前記第１空気ブレーキ装置とは別の第２空気ブレーキ装置についての前記指令値を第２指令値として取得し、前記シリンダ圧力値取得部は、前記第１空気ブレーキ装置についての前記ブレーキシリンダ圧力値を第１ブレーキシリンダ圧力値として取得するとともに前記第２空気ブレーキ装置についての前記ブレーキシリンダ圧力値を第２ブレーキシリンダ圧力値として取得し、前記判定部は、前記第１指令値及び前記第１ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記第１空気ブレーキ装置の異常を判定するとともに前記第２指令値及び前記第２ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記第２空気ブレーキ装置の異常を判定し、前記判定部の判定結果に基づいて前記第１空気ブレーキ装置及び前記第２空気ブレーキ装置のブレーキタイミングを制御する制御部とを備えてもよい。

上記構成では、第１空気ブレーキ装置及び第２空気ブレーキ装置の異常に応じて、これら空気ブレーキ装置のブレーキタイミングが制御されるので、これらの空気ブレーキ装置全体として適切な制動力を得られる。

本件発明によれば、空気ブレーキ装置や空気ブレーキ装置に空気圧を供給する機構の異常を発見することができる。

編成車両の概略構成を示す概略図。 車両の概略構成を示す概略図。 制御装置が行う異常判定制御を示すフローチャート。 制御装置が行うブレーキ制御を示すフローチャート。 編成車両の異常判定制御を示す説明図。 編成車両の異常判定制御を示す説明図。

以下、図１～図６にしたがってブレーキ異常判定装置及びブレーキ制御装置の一実施形態について説明する。ブレーキ制御装置はブレーキ異常判定装置を備えている。先ず、鉄道車両としての編成車両１００の概略構成について説明する。
図１に示すように、編成車両１００は、当該編成車両１００の前後方向（図１における左右方向）に４つの車両１０が連結されて構成されている。車両１０は、前後方向に隣り合う車両と互いに連結されており、前側から順に、車両１０Ａ、車両１０Ｂ、車両１０Ｃ、及び車両１０Ｄが並んでいる。なお、各車両１０は、同じ構成であるため、以下の説明では車両１０Ａについてのみ具体的に説明する。

図２に示すように、車両１０Ａは、前後方向（図２における左右方向）に離間して配置された２つの台車４１を備えている。各台車４１には、車幅方向（図２における紙面手前奥方向）に延びる車軸４２が回転可能に取り付けられている。車軸４２は、台車４１毎に、前後方向に離間して２つ配置されている。車軸４２の両端部には、略円板形状の車輪４３が固定されている。したがって、１つの台車４１につき、４つの車輪４３が設けられている。なお、図１では、台車４１、車軸４２、及び車輪４３の一部にのみ符号を付している。

図２に示すように、台車４１の上側には、圧縮空気の弾性力によって振動を吸収する空気ばね３０が取り付けられている。空気ばね３０の上側には、車室空間を区画する車体２０が取り付けられている。車体２０は、全体として長方体箱形状であり、前後方向に長尺になっている。なお、図１では、空気ばね３０及び車体２０の一部に符号を付している。

図２に示すように、台車４１には、車輪４３の回転を制動するための空気ブレーキ装置５０が取り付けられている。空気ブレーキ装置５０は、摩擦材としての制輪子を車輪４３の外周面である踏面に当接させて当該車輪４３の回転を制動する、いわゆるトレッドブレーキ式のブレーキ装置である。したがって、この実施形態では、車輪４３が、空気ブレーキ装置５０の制動対象の回転体である。車両１０Ａには、合計８つの車輪４３に対応して合計８つの空気ブレーキ装置５０が取り付けられている。なお、図２では、車幅方向一方側に位置する４つの車輪４３及び４つの空気ブレーキ装置５０のみを図示している。

車両１０Ａには、空気を圧送する空気供給源６１が搭載されている。空気供給源６１からは、供給通路６３が延びている。供給通路６３は、途中で８つに分岐しており、分岐した各通路は、８つの空気ブレーキ装置５０のそれぞれに接続されている。供給通路６３には、当該供給通路６３を流通する空気の量を制御する制御弁６２が取り付けられている。制御弁６２は、供給通路６３における分岐部分よりも空気供給源６１の近くに配置されている。したがって、制御弁６２は、８つの空気ブレーキ装置５０に対して１つ設けられている。また、空気供給源６１には、図示しない通路を介して空気ばね３０が接続されている。空気ばね３０は、空気供給源６１からの圧縮空気の供給を受ける。

上記の台車４１には、車軸４２の回転速度である軸回転速度を検出するための回転センサ７２が取り付けられている。回転センサ７２は、各車軸４２の近傍に配置されており、車両１０Ａにおいて合計４つ設けられている。なお、図２では、代表して１つの回転センサ７２のみを図示している。

上記のように構成された車両１０Ａにおいて、空気ブレーキ装置５０は、制御装置８０によって制御される。制御装置８０には、回転センサ７２が検出した車軸４２の軸回転速度Ｘ２を示す信号が回転センサ７２から入力される。また、制御装置８０には、編成車両１００の運転者が操作するブレーキ制御器７６からブレーキ指令Ｘ６を示す信号が入力される。本実施形態において、ブレーキ制御器７６は、運転者によって操作されるレバーを備えている。そして、ブレーキ制御器７６のレバーの操作位置には複数段階のノッチが設定されており、ブレーキ制御器７６は、運転者が操作したレバーの操作位置に応じて複数段階のブレーキ指令Ｘ６を示す信号を出力する。なお、制御装置８０がブレーキ制御装置に相当する。

制御装置８０は、車両１０Ａが制動するときに空気ブレーキ装置５０に供給する空気圧の指令値Ａを算出する指令値算出部８１を備えている。指令値算出部８１は、ブレーキ制御器７６のレバーの操作位置にしたがって出力されるブレーキ指令Ｘ６に基づいて、段階的に大きくなる正の値として指令値Ａを算出する。

制御装置８０は、車両１０Ａの走行状態に応じて指令値Ａを補正してブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出するシリンダ圧力値算出部８２を備えている。シリンダ圧力値算出部８２は、ブレーキ指令Ｘ６及び軸回転速度Ｘ２に基づいて、指令値Ａを補正してブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出する。ここで、ブレーキシリンダ圧力値Ｂは、車両１０Ａの走行状態に応じて空気ブレーキ装置５０を制御するために、空気ブレーキ装置５０に対して実際に供給するべき空気圧を示す値である。

制御装置８０は、車両１０Ａにおける空気ブレーキ装置５０の異常を判定する判定部８３を備えている。判定部８３は、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂに基づいて、車両１０Ａにおける空気ブレーキ装置５０の異常の有無を判定する。ここで、車両１０Ａにおける空気ブレーキ装置５０の異常には、空気ブレーキ装置５０そのものの異常だけでなく、空気供給源６１の異常、制御弁６２の異常、及び供給通路６３の異常等も含まれる。なお、ここでの判定部８３による判定が判定工程及び判定処理に相当する。

制御装置８０は、空気ブレーキ装置５０を制御する制御部８４を備えている。具体的には、制御部８４は、制御弁６２に対して制御信号を出力することで、制御弁６２の開度を制御する。そして、制御弁６２の開度調整によって供給通路６３を流通する空気の量が調整されることで空気ブレーキ装置５０が駆動する。したがって、本実施形態では、制御装置８０は、車両１０Ａにおける１つの制御弁６２を通じて８つの空気ブレーキ装置５０の全てを一括して制御する。また、制御装置８０は、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂの比を示すブレーキ効率Ｃを記憶する記憶部８５を備えている。記憶部８５は、予め定められた一定期間分の指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂの比を示すブレーキ効率Ｃを記憶する。上記一定期間としては、例えば、数ヶ月である。

制御装置８０は、空気圧の指令値Ａを取得する指令値取得部８６を備えている。また、制御装置８０は、ブレーキシリンダ圧力値Ｂを取得するシリンダ圧力値取得部８７を備えている。なお、ここでの指令値取得部８６による取得が指令値取得工程及び指令値取得処理に相当する。また、ここでのシリンダ圧力値取得部８７による取得がシリンダ圧力取得工程及びシリンダ圧力取得処理に相当する。

なお、制御装置８０は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサ、２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、又は３）それらの組み合わせ、を含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。また、図１に示すように、制御装置８０は、他の３つの車両１０における制御装置８０と互いに通信可能になっている。なお、制御装置８０がブレーキ異常判定装置としても機能する。

次に、制御装置８０が行う異常判定制御について説明する。制御装置８０は、当該制御装置８０が動作を開始したときから、動作を終了するときまで、所定周期毎に異常判定制御を実行する。なお、車両１０Ａにおける制御装置８０が、車両１０Ａ～１０Ｄにおける４つの制御装置８０を代表して、各車両１０Ａ～１０Ｄについて異常判定制御を行う。具体的には、車両１０Ａにおける制御装置８０が各車両１０Ａ～１０Ｄについての異常判定制御を行い、車両１０Ｂ～１０Ｄにおける制御装置８０は異常判定制御を行わない。

図３に示すように、制御装置８０は、異常判定制御を開始すると、ステップＳ１１の処理を行う。ステップＳ１１において、制御装置８０における指令値取得部８６は、指令値算出部８１が算出した指令値Ａを取得する。先ず、制御装置８０における指令値算出部８１は、ブレーキ制御器７６のレバーの操作位置にしたがって出力されるブレーキ指令Ｘ６に基づいて、指令値Ａを算出する。指令値Ａは、車両１０Ａにおける８つの空気ブレーキ装置５０についての共通の値として算出される。また、４つの車両１０は、同一のブレーキ制御器７６で制御されるので、車両１０Ａにおける制御装置８０は、４つの車両１０における指令値Ａを同一の値として算出する。そして、制御装置８０における指令値取得部８６は、指令値算出部８１が算出した指令値Ａを取得する。その後、制御装置８０は、処理をステップＳ１２に進める。

ステップＳ１２において、制御装置８０は、空気圧の指令値Ａが予め定められた規定圧よりも大きいか否かを判定する。ここで、規定圧は、空気ブレーキ装置５０における制輪子と車輪４３の外周面である踏面とが、最も離れるときに設定される指令値Ａの値と同じ値が設定されている。すなわち、このステップＳ１２では、車輪４３を制動させるためにブレーキ制御器７６のレバーが操作されているか否かを判定する。ステップＳ１２において、制御装置８０は、空気圧の指令値Ａが予め定められた規定圧以下であると判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、今回の異常判定制御を終了する。なお、このように後述するステップＳ３１及びステップＳ３２の処理のいずれかを行わずに異常判定制御を終了した場合には、最後に異常の有無の判定がされたときの判定結果を踏襲する。また、制御装置８０が製造された段階において、当該制御装置８０には、空気ブレーキ装置５０が正常であると記憶されている。一方、ステップＳ１２において、制御装置８０は、空気圧の指令値Ａが予め定められた規定圧よりも大きいと判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１３に進める。

ステップＳ１３において、制御装置８０におけるシリンダ圧力値算出部８２は、ブレーキ指令Ｘ６及び軸回転速度Ｘ２に基づいて、指令値Ａを補正して仮ブレーキシリンダ圧力値を算出する。具体的には、シリンダ圧力値算出部８２は、ブレーキ指令Ｘ６に基づいて、車両１０Ａの目標減速度を算出する。ここで、目標減速度とは、車両１０Ａが速度を落としていくときの負の加速度の目標値である。シリンダ圧力値算出部８２は、ブレーキ指令Ｘ６が大きいほど、絶対値が大きい目標減速度を算出する。また、シリンダ圧力値算出部８２は、軸回転速度Ｘ２に基づいて、車両１０Ａの実減速度を算出する。ここで、実減速度とは、車両１０Ａが速度を落としていくときの実際の負の加速度である。シリンダ圧力値算出部８２は、軸回転速度Ｘ２の単位時間当たりの減少量が大きいほど、絶対値が大きい実減速度を算出する。そして、シリンダ圧力値算出部８２は、目標減速度に実減速度が近づくように制御、いわゆる減速度フィードバック制御をするために、指令値Ａから仮ブレーキシリンダ圧力値を算出する。例えば、シリンダ圧力値算出部８２は、目標減速度よりも実減速度が小さい場合、指令値Ａよりも仮ブレーキシリンダ圧力値が大きくなるように補正する。一方、例えば、シリンダ圧力値算出部８２は、目標減速度よりも実減速度が大きい場合、指令値Ａよりも仮ブレーキシリンダ圧力値が小さくなるように補正する。なお、シリンダ圧力値算出部８２は、車両１０Ａ～１０Ｄのそれぞれについて減速度フィードバック制御、いわゆる各車分散方式の減速度フィードバック制御をするために、車両１０Ａ～１０Ｄのそれぞれについて仮ブレーキシリンダ圧力値を算出する。その後、制御装置８０は、処理をステップＳ１４に進める。

ステップＳ１４において、制御装置８０におけるシリンダ圧力値算出部８２は、仮ブレーキシリンダ圧力値に基づいてブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出する。シリンダ圧力値算出部８２は、以下の２つの条件を満たすように仮ブレーキシリンダ圧力値を補正してブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出する。

条件（１）：指令値Ａに対するブレーキシリンダ圧力値Ｂが、予め定められた規定幅の範囲内になるようにする。
条件（２）：車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最大値と、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最小値との差が、予め定められた規定値以下になるようにする。

ここで、条件（１）における規定幅は、指令値Ａに対するブレーキシリンダ圧力値Ｂの値を一定範囲内にするために設定されるものであり、例えば指令値Ａを中央値として、正負両側に指令値Ａの数十％程度の範囲である。

条件（２）を実行するにあたっては、シリンダ圧力値算出部８２は、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおける仮ブレーキシリンダ圧力値の最大値と車両１０Ａ～車両１０Ｄにおける仮ブレーキシリンダ圧力値の最小値との差を算出する。そして、シリンダ圧力値算出部８２は、上記の差が規定値よりも大きい場合、仮ブレーキシリンダ圧力値の最大値から予め定められた所定値分だけ減算しつつ仮ブレーキシリンダ圧力値の最小値に予め定められた所定値分だけ加算する。シリンダ圧力値算出部８２は、条件（２）を満たすまで、上記の差を算出する処理と、加算及び減算の処理とを繰り返し実行する。なお、本実施形態では、規定値は、上記の規定幅における上限値及び下限値の差と同じ値が設定されている。そして、シリンダ圧力値算出部８２は、条件（１）及び条件（２）を満たす仮ブレーキシリンダ圧力値を、今回のブレーキシリンダ圧力値Ｂとする。また、制御装置８０におけるシリンダ圧力値取得部８７は、シリンダ圧力値算出部８２が算出したブレーキシリンダ圧力値Ｂを取得する。その後、制御装置８０は、処理をステップＳ２１に進める。

ステップＳ２１において、制御装置８０における判定部８３は、実減速度が予め定められた基準範囲内であるか否かを判定する。ここで、基準範囲の設定にあたっては、実験等において、軌条の勾配が予め定められた所定未満の箇所を車両１０が走行すると仮定したとき、最大の指令値Ａでのブレーキ制御によって生じる車両１０の減速度を、上限値として定める。また、上記の上限値に対して数十％程度小さい値を、下限値として定める。そして、基準範囲は、上記の上限値及び下限値の間の範囲として定められている。

ステップＳ２１において、制御装置８０は、実減速度が予め定められた基準範囲外であると判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、今回の異常判定制御を終了する。一方、ステップＳ２１において、制御装置８０は、実減速度が予め定められた基準範囲内であると判定した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２２に進める。

ステップＳ２２において、制御装置８０における判定部８３は、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂの比を示す値としてブレーキ効率Ｃを算出する。ブレーキ効率Ｃは、「ブレーキシリンダ圧力値Ｂ／指令値Ａ」で算出される。また、制御装置８０における記憶部８５は、今回算出したブレーキ効率Ｃを記憶する。その後、制御装置８０は、処理をステップＳ２４に進める。

ステップＳ２４において、制御装置８０における判定部８３は、前回の判定から３０日経過したか否かを判定する。ここで、前回の判定とは、後述するステップＳ３１及びステップＳ３２のいずれかの判定のことである。ステップＳ２４において、制御装置８０は、前回の判定から３０日経過していないと判定した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、今回の異常判定制御を終了する。一方、ステップＳ２４において、制御装置８０は、前回の判定から３０日経過したと判定した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２５に進める。

ステップＳ２５において、制御装置８０における判定部８３は、記憶部８５に記憶されたブレーキ効率Ｃについて、予め定められた異常条件を満たすか否かを判定する。具体的には、以下の２つの条件が異常条件として定められている。

条件（３）：ブレーキ効率Ｃの変化量の絶対値が予め定められた閾値以上である。
条件（４）：車両１０におけるブレーキ効率Ｃの変化量の正負が、他の３つの車両１０におけるブレーキ効率Ｃの変化量の正負と異なる。

ここで、条件（３）における閾値は、次のようにして定められる。まず、空気ブレーキ装置５０等が新品で異常が生じていない状態から、３０日間に亘ってブレーキ効率Ｃを測定する。そして、３０日間のブレーキ効率Ｃの平均値の一定割合、例えば１０％を閾値とする。

この条件（３）の判定において、制御装置８０における判定部８３は、前回のステップＳ２５の処理から今回のステップＳ２５の処理までの期間、すなわち直近の３０日間に、ステップＳ２２の処理で記憶されたブレーキ効率Ｃについての平均値を、ブレーキ効率Ｃの今回平均値ＣＡ（ｎ）として算出する。さらに、前々回のＳ２５の処理から前回のステップＳ２５の処理までの期間、すなわち６０日前から３０日前までの期間に、ステップＳ２２の処理で記憶されたブレーキ効率Ｃについての平均値を、ブレーキ効率Ｃの前回平均値ＣＡ（ｎ－１）として算出する。そして、判定部８３は、ブレーキ効率Ｃの前回平均値ＣＡ（ｎ－１）から今回平均値ＣＡ（ｎ）を減算した値を、ブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡとして算出する。なお、このステップＳ２５の処理は３０日経過毎に実行されるため、３０日当たりのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが、ブレーキ効率Ｃの変化速度である。

ステップＳ２５において、制御装置８０は、異常条件としての条件（３）及び条件（４）を共に満たすと判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３１に進める。ステップＳ３１において、制御装置８０における判定部８３は、車両１０における空気ブレーキ装置５０が異常であると判定する。その後、制御装置８０は、今回の異常判定制御を終了する。

一方、ステップＳ２５において、制御装置８０は、異常条件としての条件（３）及び条件（４）を共に満たすと判定しなかった場合（Ｓ２５：ＮＯ）、処理をステップＳ３２に進める。ステップＳ３２において、制御装置８０における判定部８３は、車両１０における空気ブレーキ装置５０が正常であると判定する。その後、制御装置８０は、今回の異常判定制御を終了する。

なお、車両１０Ａの制御装置８０は、車両１０Ａの空気ブレーキ装置５０の異常判定についてだけでなく、他の車両１０Ｂ～１０Ｄの空気ブレーキ装置５０の異常判定についても、上述したステップＳ１１～Ｓ３２の処理を並行して実行する。

次に、制御装置８０が行うブレーキ制御について説明する。制御装置８０は、空気圧の指令値Ａが規定圧よりも大きくなったと判定したときに、ブレーキ制御を実行する。なお、車両１０Ａにおける制御装置８０が、車両１０Ａ～１０Ｄにおける４つの制御装置８０を代表してブレーキ制御を行う。具体的には、車両１０Ａにおける制御装置８０は、車両１０Ａにおける制御弁６２に制御信号を出力するだけでなく、車両１０Ｂ～１０Ｄにおける制御装置８０に制御信号を出力する。そして、車両１０Ｂ～１０Ｄにおける制御装置８０は、車両１０Ａにおける制御装置８０からの制御信号に基づいて、車両１０Ｂ～１０Ｄにおける制御弁６２に制御信号を出力する。

図４に示すように、制御装置８０は、ブレーキ制御を開始すると、ステップＳ６１の処理を行う。ステップＳ６１において、制御装置８０は、車両１０Ａ～１０Ｄにおける空気ブレーキ装置５０について異常が判定されているか否かを判定する。ステップＳ６１において、車両１０Ａ～１０Ｄのすべてについて空気ブレーキ装置５０が正常であると判定した場合（Ｓ６１：ＮＯ）、制御装置８０は、処理をステップＳ６６に進める。

ステップＳ６６において、制御装置８０は、４つの車両１０の空気ブレーキ装置５０を同一タイミングで制御する。具体的には、車両１０Ａにおける制御装置８０の制御部８４は、車両１０Ａにおける制御弁６２に車両１０Ａのブレーキシリンダ圧力値Ｂに応じた制御信号を出力する。また、車両１０Ａにおける制御装置８０は、車両１０Ｂ～１０Ｄの各制御装置８０に各車両１０のブレーキシリンダ圧力値Ｂに応じた制御信号を遅延させることなく出力する。そして、車両１０Ｂ～１０Ｄの各制御装置８０の制御部８４は、車両１０Ｂ～１０Ｄの各制御弁６２に制御信号を出力する。したがって、各車両１０Ａ～１０Ｄにおいて、制御弁６２は、略同一のタイミングで制御される。

一方、ステップＳ６１において、車両１０Ａ～１０Ｄにおける空気ブレーキ装置５０のいずれかに異常があると判定した場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）、制御装置８０は、処理をステップＳ６２に進める。

ステップＳ６２において、制御装置８０は、異常があると判定された車両１０の空気ブレーキ装置５０を制御する。具体例としては、異常があると判定された車両１０が４つの制御装置８０を代表する制御装置８０が搭載された車両１０Ａである場合、車両１０Ａにおける制御装置８０の制御部８４は、車両１０Ａにおける制御弁６２に車両１０Ａのブレーキシリンダ圧力値Ｂに応じた制御信号を出力する。また、異常があると判定された車両１０が４つの制御装置８０を代表する制御装置８０が搭載されていない車両１０Ｂ～１０Ｄである場合、車両１０Ａにおける制御装置８０は、車両１０Ｂ～１０Ｄのうちの異常があると判定された車両１０の制御装置８０にその車両１０のブレーキシリンダ圧力値Ｂに応じた制御信号を出力する。そして、異常があると判定された車両１０における制御装置８０の制御部８４は、異常があると判定された車両１０における制御弁６２に制御信号を出力する。このように、ステップＳ６２の処理では、４つの車両１０のうちの異常があると判定された車両１０の空気ブレーキ装置５０のみが制御される。その後、制御装置８０は、処理をステップＳ６３に進める。ステップＳ６３において、制御装置８０は、計時時間Ｔの計時を開始する。その後、制御装置８０は、処理をステップＳ６４に進める。

ステップＳ６４において、制御装置８０は、計時時間Ｔが予め定められた基準時間Ｚ以上であるか否かを判定する。ここで、基準時間Ｚにあたっては、実験等において、製造された直後の新品の制御弁６２について、当該制御弁６２の開度調整がなされてから実際に空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるまでの所要時間を求める。また、実験等において、経年劣化した制御弁６２について、当該制御弁６２の開度調整がなされてから実際に空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるまでの所要時間を求める。そして、基準時間Ｚは、製造された直後の新品の制御弁６２についての所要時間と、経年劣化した制御弁６２についての所要時間との差と同じ値が設定されている。この基準時間Ｚとしては、例えば数十～数百ミリ秒程度である。

ステップＳ６４において、制御装置８０は、計時時間Ｔが予め定められた基準時間Ｚ未満であると判定した場合（Ｓ６４：ＮＯ）、ステップＳ６４の処理を繰り返し実行する。すなわち、計時時間Ｔが基準時間Ｚに達するのを待つ。一方、ステップＳ６４において、制御装置８０は、計時時間Ｔが予め定められた基準時間Ｚ以上であると判定した場合（Ｓ６４：ＹＥＳ）、処理をステップＳ６５に進める。

ステップＳ６５において、制御装置８０は、正常であると判定された車両１０の空気ブレーキ装置５０を制御する。具体例としては、上述の例のように正常であると判定された車両１０が４つの制御装置８０を代表する制御装置８０が搭載された車両１０Ａである場合、車両１０Ａにおける制御装置８０の制御部８４は、車両１０Ａにおける制御弁６２に車両１０Ａのブレーキシリンダ圧力値Ｂに応じた制御信号を出力する。また、上述した例のように正常であると判定された車両１０が４つの制御装置８０を代表する制御装置８０が搭載された車両１０Ａでない場合、車両１０Ａにおける制御装置８０の制御部８４は、車両１０Ｂ～１０Ｄのうちの正常であると判定された車両１０の制御装置８０にその車両１０のブレーキシリンダ圧力値Ｂに応じた制御信号を出力する。そして、正常であると判定された車両１０における制御装置８０の制御部８４は、異常があると判定された車両１０における制御弁６２に制御信号を出力する。このように、ステップＳ６５の処理では、４つの車両１０のうちの正常であると判定された３つの車両１０の空気ブレーキ装置５０が制御される。また、上述したステップＳ６２からステップＳ６５までには、少なくとも基準時間Ｚが経過している。したがって、異常があると判定された車両１０の空気ブレーキ装置５０が制御されてから、基準時間Ｚ遅延して、正常であると判定された車両１０の空気ブレーキ装置５０が制御される。その後、制御装置８０は、今回のブレーキ制御を終了する。

本実施形態の作用について説明する。
先ず、図５及び図６を参照して、異常判定制御についての作用を説明する。図５に示す例では、今回の異常判定制御の直前に、車両１０Ｃにおいて空気ブレーキ装置５０の異常が発生しているものとする。そして、今回の異常判定制御において、車両１０Ａの制御装置８０は、車両１０Ａ～１０Ｄについて、ブレーキ効率Ｃの前回平均値ＣＡ（ｎ－１）から今回平均値ＣＡ（ｎ）を減算した値を、ブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡとして算出する。

図５に示す例では、車両１０Ｃのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが「０．３」であり、車両１０Ｃのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡの絶対値が予め定められた閾値以上になって、異常条件の条件（３）を満たしたとする。また、図５に示す例では、車両１０Ａ、車両１０Ｂ、及び車両１０Ｄのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが「－０．１」である。この場合、車両１０Ａ、車両１０Ｂ、及び車両１０Ｄのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが負の値であり、且つ、車両１０Ｃのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが正の値であるため、条件（４）を満たす。したがって、図５に示す例では、車両１０Ｃの空気ブレーキ装置５０が異常であると判定される。

一方、図６に示す例では、車両１０Ａ、車両１０Ｂ、及び車両１０Ｄのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが「０．３」である。この場合、車両１０Ａ、車両１０Ｂ、及び車両１０Ｄのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが正の値であり、且つ、車両１０Ｃのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが正の値であるため、条件（４）を満たさない。したがって、図６に示す例では、図５に示す例と同様に、車両１０Ｃのブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡの絶対値が予め定められた閾値以上になって、異常条件の条件（３）を満たしたとしても、車両１０Ｃの空気ブレーキ装置５０が正常であると判定される。

なお、上記の車両１０Ｃの異常の判定に着目したとき、車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０が第１空気ブレーキ装置であり、他の３つの車両１０における空気ブレーキ装置５０が第２空気ブレーキ装置である。そして、車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０の指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂが第１指令値及び第１ブレーキシリンダ圧力値であり、他の３つの車両１０における空気ブレーキ装置５０の指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂが第２指令値及び第２ブレーキシリンダ圧力値である。

次に、ブレーキ制御についての作用を説明する。上述した異常判定制御において空気ブレーキ装置５０に異常があると判定される場合の原因としては、異常があると判定された車両１０の制御弁６２の応答性が低下していたり、異常があると判定された車両１０の供給通路６３が詰まったりしていたりする可能性が高い。このように、制御弁６２の応答性が低下していたり、供給通路６３が詰まっていたりすると、制御弁６２の開度調整がなされてから実際に空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるまでの所要時間が長くなりやすい。そのため、仮に、４つの車両１０の制御弁６２が、同一のタイミングで制御されたとしても、異常があると判定された車両１０では、正常であると判定された車両１０に比べて、空気ブレーキ装置５０が実際に駆動し始めるタイミングが遅くなる。このように車両１０毎に空気ブレーキ装置５０が実際に駆動し始めるタイミングに差があると、早く駆動する車両１０の空気ブレーキ装置５０の負荷が過度に大きくなることもある。

そこで、上記の図５に示す例のように、車両１０Ｃの空気ブレーキ装置５０が異常であると判定されると、ブレーキ制御においては、４つの車両１０Ａ～１０Ｄのブレーキタイミングを制御する。具体的には、ブレーキ制御において、車両１０Ａの制御装置８０は、先ず、異常があると判定された車両１０Ｃのみの制御弁６２に制御信号を出力する。そして、基準時間Ｚが経過した後、車両１０Ａの制御装置８０は、正常があると判定された３つ車両１０の制御弁６２に制御信号を出力する。そのため、同一のタイミングで４つの車両１０の制御弁６２が制御される場合に比べて、正常であると判定された３つの車両１０では、空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるタイミングが遅くなる。これにより、異常があると判定された車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるタイミングと、正常であると判定された３つの車両１０における空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるタイミングとの差が小さくなる。その結果、異常があると判定された車両１０の制御弁６２の応答性が低下していたり、異常があると判定された車両１０の供給通路６３が詰まったりしていたりしても、４つの車両１０のうちの一部の空気ブレーキ装置５０の負荷が過度に大きくならない。

本実施形態の効果について説明する。
（１）車両１０では、制御弁６２の応答性が低下していたり、供給通路６３が詰まったりしていたりすると、運転者が操作するブレーキ制御器７６のレバーの操作位置に応じて、空気ブレーキ装置５０に空気が供給されにくくなる。ここで、上記のような空気ブレーキ装置の異常が生じると、当該空気ブレーキ装置５０の駆動の変化によって車両１０の実減速度が変化する。そのため、空気ブレーキ装置５０の異常を判定する構成としては、車両１０の実減速度によって変化するブレーキシリンダ圧力値Ｂに基づいて、空気ブレーキ装置５０の異常を判定することも考えられる。しかし、ブレーキシリンダ圧力値Ｂは、車両１０の実減速度によって変化するだけでなく、運転者が操作するブレーキ制御器７６のレバーの操作位置に応じて変化する指令値Ａによっても変化することもあるため、ブレーキシリンダ圧力値Ｂのみに着目しても、空気ブレーキ装置５０の異常を必ずしも正確に判定できない。この点、車両１０Ａにおける制御装置８０は、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂの比を示す値としてブレーキ効率Ｃを算出する。ここで、ブレーキ効率Ｃは、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂの比を示す値であるため、指令値Ａの変化による影響が小さい。そのため、ブレーキ効率Ｃは、空気ブレーキ装置５０の駆動によって変化する車両１０の実減速度に着目した値といえる。これにより、制御装置８０は、ブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡに基づいて、空気ブレーキ装置５０の異常を判定できる。

（２）図５に示す例のように、車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０の異常が発生したときには、車両１０Ｃにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂが急変することに伴って、車両１０Ｃにおけるブレーキ効率Ｃが急変する。そこで、車両１０Ａにおける制御装置８０は、ブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡの絶対値が予め定められた閾値以上であることを条件に、空気ブレーキ装置５０が異常であると判定する。これにより、車両１０Ｃにおけるブレーキ効率Ｃの急激な変化に基づいて、車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０が異常であると判定できる。

（３）車両１０Ａにおける制御装置８０は、複数回算出されたブレーキ効率Ｃについての平均値を算出する。そして、制御装置８０は、ブレーキ効率Ｃの前回平均値ＣＡ（ｎ－１）から今回平均値ＣＡ（ｎ）を減算した値を、ブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡとして算出する。これにより、例えば、１回算出された前回のブレーキ効率Ｃ及び１回算出された今回のブレーキ効率Ｃに基づいてブレーキ効率Ｃの変化量を求める構成に比べて、算出されるブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡのばらつきを小さくできる。

（４）図５に示す例のように、車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０に異常が発生したときには、例えば車両１０Ｃの空気ブレーキ装置５０に供給される空気量が小さくなって、車両１０Ｃの空気ブレーキ装置５０によるブレーキ力が小さくなる。すると、４つの車両１０が連結された編成車両１００では、編成車両１００全体のブレーキ力を確保するため、車両１０Ａ、車両１０Ｂ、及び車両１０Ｄのブレーキシリンダ圧力値Ｂが大きく算出されて、ブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが大きくなる。そして、車両１０Ａ、車両１０Ｂ、及び車両１０Ｄのブレーキシリンダ圧力値Ｂが大きく算出されることに伴って、車両１０Ｃのブレーキシリンダ圧力値Ｂが小さく算出されて、ブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが小さくなる。すると、図５に示す例のように、車両１０におけるブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが正の値になり、他の３つの車両１０におけるブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが負の値になる。一方、図６に示す例のように、４つの車両１０における空気ブレーキ装置５０に異常が発生していないときには、４つの車両１０においてブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡの正負が全て同じになる可能性が高い。そこで、車両１０Ａにおける制御装置８０は、車両１０におけるブレーキ効率Ｃの変化量の正負が、他の３つの車両１０におけるブレーキ効率Ｃの変化量の正負と異なることを条件に、空気ブレーキ装置５０が異常であると判定する。これにより、図６に示す例のように、４つの車両１０においてブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡの正負が全て同じである場合には、図５に示す例のように、車両１０Ｃにおけるブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡが閾値以上であったとしても、車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０が正常であると判定される。その結果、車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０が正常であるにも拘わらず、車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０が異常であると誤って判定されることを抑制できる。

（５）軌条の勾配が大きい、例えば急な下り坂を車両１０が走行しているときには、軌条の勾配が所定未満の箇所を車両１０が走行しているときと同じように空気ブレーキ装置５０が駆動したとしても、重力によって車両１０が加速しようとするため、車両１０の実減速度が小さくなりやすい。そして、このように車両１０の実減速度が小さくなるときには、ブレーキシリンダ圧力値Ｂが大きく算出される。すると、ブレーキシリンダ圧力値Ｂが大きく算出されることに伴って、ブレーキ効率Ｃが過度に大きくなることがある。また、軌条の勾配が大きい、例えば急な登り坂を車両１０が走行しているときには、軌条の勾配が所定未満の箇所を車両１０が走行しているときと同じように空気ブレーキ装置５０が駆動したとしても、重力によって車両１０が減速しようとするため、車両１０の実減速度が大きくなりやすい。そして、このように車両１０の実減速度が大きくなるときには、ブレーキシリンダ圧力値Ｂが小さく算出される。すると、ブレーキシリンダ圧力値Ｂが小さく算出されることに伴って、ブレーキ効率Ｃが過度に小さくなることがある。

したがって、軌条の勾配が大きい箇所を車両１０が走行しているときには、ブレーキ効率Ｃが過度に大きくなったり、ブレーキ効率Ｃが過度に小さくなったりする。そのため、このようなブレーキ効率Ｃに基づいて、空気ブレーキ装置５０の異常の有無を判定すると、空気ブレーキ装置５０が正常であるのに異常であると判定されてしまったり、空気ブレーキ装置５０が異常であるのに正常であると判定されてしまったりすることがある。

そこで、車両１０Ａにおける制御装置８０は、実減速度が予め定められた基準範囲内であることを条件に、ブレーキ効率Ｃを算出する。上述したように、基準範囲の設定にあたっては、実験等において、軌条の勾配が予め定められた所定未満の箇所を車両１０が走行するとき、最大の指令値Ａでのブレーキ制御によって生じる車両１０の減速度を、上限値として定める。また、上記の上限値に対して数十％程度小さい値を、下限値として定める。そして、基準範囲は、上記の上限値及び下限値の間の範囲として定められている。そのため、制御装置８０は、実減速度が予め定められた基準範囲内であることに基づいて、軌条の勾配が予め定められた所定未満の箇所を車両１０が走行していることを判定できる。そして、制御装置８０は、軌条の勾配が予め定められた所定未満の箇所を車両１０が走行していること条件に、ブレーキ効率Ｃを算出する。これにより、制御装置８０は、軌条の勾配が大きい箇所を車両１０が走行していることに起因して、過度に大きいブレーキ効率Ｃを算出したり、過度に小さいブレーキ効率Ｃを算出したりすることがない。その結果、ブレーキ効率Ｃの変化に基づいて判定する空気ブレーキ装置５０の判定精度を向上できる。

（６）車両１０Ａにおける制御装置８０は、指令値Ａに対するブレーキシリンダ圧力値Ｂが、予め定められた規定幅の範囲内になるように、指令値Ａを補正してブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出する。そのため、指令値Ａに対するブレーキシリンダ圧力値Ｂの補正量が、規定幅の範囲を越えて過度に大きくなったり、過度に小さくなったりしない。そのため、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂに基づいて算出されるブレーキ効率Ｃが過度に大きくなったり、過度に小さくなったりすることもない。これにより、そのブレーキ効率Ｃに基づいて判定する空気ブレーキ装置５０の異常の有無の判定について、悪影響が及ぶことを防げる。

（７）車両１０Ａにおける制御装置８０は、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最大値と、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最小値との差が、予め定められた規定値以下になるように、ブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出する。そのため、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最大値と、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最小値との差が、規定値を越えて過度に大きくなることがない。そのため、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおける一部の車両１０のブレーキシリンダ圧力値Ｂが過度に大きくなったり、過度に小さくなったりすることによって、その車両１０の空気ブレーキ装置５０が正常であるにも拘わらず、異常であると判定されることを抑制できる。また、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおける一部の車両１０のブレーキシリンダ圧力値Ｂが大きくなることに伴って、その車両１０の空気ブレーキ装置５０の負荷が過度に大きくならない。さらに、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおける一部の車両１０のブレーキシリンダ圧力値Ｂが大きくなることに伴って、その車両１０の空気ブレーキ装置５０の制輪子が車輪４３の踏面に対して過度に強く押さえつけられることがなく、その制輪子が過度に摩耗することもない。

（８）４つの車両１０の制御弁６２が、同一のタイミングで制御されたとしても、異常があると判定された車両１０では、正常であると判定された車両１０に比べて、空気ブレーキ装置５０が実際に駆動し始めるタイミングが遅くなる。そして、このように車両１０毎に空気ブレーキ装置５０が実際に駆動し始めるタイミングに差があると、それを補おうと早く駆動する車両１０の空気ブレーキ装置５０の負荷が過度に大きくなることもある。この点、車両１０Ａにおける制御装置８０は、先ず、異常があると判定された車両１０Ｃのみの制御弁６２に制御信号を出力する。そして、基準時間Ｚが経過した後、車両１０Ａの制御装置８０は、正常があると判定された３つ車両１０の制御弁６２に制御信号を出力する。そのため、同一のタイミングで４つの車両１０の制御弁６２が制御される場合に比べて、正常であると判定された３つの車両１０では、空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるタイミングが遅くなる。これにより、異常があると判定された車両１０Ｃにおける空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるタイミングと、正常であると判定された３つの車両１０における空気ブレーキ装置５０に供給される空気圧が調整されるタイミングとの差が小さくなる。その結果、異常があると判定された車両１０の制御弁６２の応答性が低下していたり、異常があると判定された車両１０の供給通路６３が詰まったりしていたりしても、４つの車両１０のうちの一部の空気ブレーキ装置５０の負荷が過度に大きくならない。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、異常判定制御は変更できる。例えば、制御装置８０は、実減速度が予め定められた基準範囲内であるか否かに拘わらず、ブレーキ効率Ｃの算出及びその後の処理を実行してもよい。

・また、例えば、制御装置８０は、空気ブレーキ装置５０の異常の有無を判定する周期は変更できる。具体例としては、ステップＳ２４において、制御装置８０は、前回の判定から１日経過したか否かを判定したり、前回の判定から１００日経過したか否かを判定したりしてもよい。なお、この構成においては、ブレーキ効率Ｃの平均値を算出する期間を、ステップＳ２４の期間に合わせて変更すればよい。

・さらに、例えば、制御装置８０は、ブレーキ効率Ｃについての平均値を算出しなくてもよい。この構成においては、ブレーキ効率Ｃを算出する毎に、前回算出したブレーキ効率Ｃから今回算出したブレーキ効率Ｃを減算した値を、ブレーキ効率Ｃの変化量ΔＣＡとして算出すればよい。なお、この構成においては、同様の条件下、例えば特定の駅に停車するときのみのブレーキ効率Ｃを算出することで、空気ブレーキ装置５０の異常に起因しないブレーキ効率Ｃのばらつきを抑制できる。

・また、例えば、制御装置８０は、車両１０におけるブレーキ効率Ｃの変化量の正負が、他の３つの車両１０におけるブレーキ効率Ｃの変化量の正負と異なるか否かに拘わらず、空気ブレーキ装置５０の異常の有無を判定してもよい。

・さらに、例えば、制御装置８０は、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂの大小関係を示す値として、指令値Ａからブレーキシリンダ圧力値Ｂを減算した差を用いてもよい。
・また、例えば、制御装置８０は、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂの大小関係が逆転したことを条件に空気ブレーキ装置５０の異常の有無を判定してもよい。具体例としては、制御装置８０は、指令値Ａがブレーキシリンダ圧力値Ｂよりも大きい状態から指令値Ａがブレーキシリンダ圧力値Ｂ以下になったり、指令値Ａがブレーキシリンダ圧力値Ｂよりも小さい状態から指令値Ａがブレーキシリンダ圧力値Ｂ以上になったりしたことを条件に、空気ブレーキ装置５０が異常であると判定してもよい。

・上記実施形態において、ブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出する構成は変更できる。例えば、指令値Ａに対するブレーキシリンダ圧力値Ｂが、予め定められた規定幅の範囲内になる必要はない。つまり、制御装置８０は、指令値Ａに対するブレーキシリンダ圧力値Ｂが、予め定められた規定幅の範囲内になるか否かに拘わらず、指令値Ａを補正してブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出してもよい。

・また、例えば、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最大値と、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最小値との差が、予め定められた規定値を超えてもよい。例えば車両１０毎に空気ブレーキ装置５０の性能が違う場合には、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最大値と、車両１０Ａ～車両１０Ｄにおけるブレーキシリンダ圧力値Ｂの最小値との差が規定値以下になる必要性は小さい。

・上記実施形態において、制御装置８０におけるシリンダ圧力値取得部８７は、シリンダ圧力値算出部８２が算出したブレーキシリンダ圧力値Ｂを取得する必要はない。例えば、空気ブレーキ装置５０に対して実際に供給される空気圧を検出する圧力センサを供給通路６３に取り付け、シリンダ圧力値取得部８７は、上記の圧力センサが検出する圧力値を、ブレーキシリンダ圧力値Ｂとして取得してもよい。

・上記実施形態において、車両１０Ａの制御装置８０は、各車分散方式の減速度フィードバック制御を行っていたが、減速度フィードバック制御を車両１０毎に行う必要はない。例えば、車両１０Ａの制御装置８０は、編成車両１００全体の実減速度の平均値を算出する。そして、制御装置８０は、編成車両１００全体の目標減速度に、編成車両１００全体の実減速度の平均値が近づくように減速度フィードバック制御を行ってもよい。なお、この構成では、編成車両１００全体で１つのブレーキシリンダ圧力値Ｂを算出でき、編成車両１００全体で１つのブレーキ効率Ｃを算出できる。そして、制御装置８０における判定部８３は、そのブレーキ効率Ｃに基づいて、編成車両１００全体の空気ブレーキ装置５０の異常を判定できる。

・上記実施形態において、異常判定に伴うブレーキ制御は変更できる。例えば、基準時間Ｚは、適宜変更すればよい。
・また、例えば、異常判定に伴うブレーキ制御を省略してもよい。この構成においても、異常判定制御によって空気ブレーキ装置５０の異常を判定できれば、その判定結果を空気ブレーキ装置５０のメンテナンス等に利用できる。

・上記実施形態において、制御装置８０の構成は変更できる。例えば、制御装置８０は、２つ以上の車両１０を統括して制御する制御装置として構成されたり、編成車両１００全体を統括して制御する制御装置として構成されたりしてもよい。

・また、例えば、制御装置８０における判定部８３は、空気ブレーキ装置５０の異常の有無の判定を行わなくてもよい。具体例として、制御装置８０における記憶部８５は、ブレーキ効率Ｃの変化を記憶すればよい。この構成においては、空気ブレーキ装置５０のメンテナンス作業において、記憶部８５に記憶されたブレーキ効率Ｃの変化に基づいて、メンテナンス作業の作業者や、制御装置８０とは別の判定装置が、空気ブレーキ装置５０の異常の有無を判定してもよい。これにより、空気ブレーキ装置５０の異常の有無の判定結果を、空気ブレーキ装置５０の交換や、制御弁６２の交換といったメンテナンス作業に活かせる。また、具体例として、制御装置８０における記憶部８５は、指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂを記憶してもよい。この構成においては、記憶部８５に記憶された指令値Ａ及びブレーキシリンダ圧力値Ｂからブレーキ効率Ｃを算出し、そのブレーキ効率Ｃに基づけば、空気ブレーキ装置５０の異常の有無を判定できる。

・上記実施形態において、空気ブレーキ装置の構成は変更できる。例えば、空気ブレーキ装置としては、車軸４２と一体的に回転するディスクを一対のブレーキパッドで挟み込むことでディスクを制動する、いわゆるディスクブレーキ式の空気ブレーキ装置を採用してもよい。

Ａ…指令値、Ｂ…ブレーキシリンダ圧力値、Ｃ…ブレーキ効率、ＣＡ…平均値、Ｔ…計時時間、Ｚ…基準時間、ΔＣＡ…変化量、Ｘ２…軸回転速度、Ｘ６…ブレーキ指令、１０…車両、１０Ａ…車両、１０Ｂ…車両、１０Ｃ…車両、１０Ｄ…車両、２０…車体、３０…空気ばね、４１…台車、４２…車軸、４３…車輪、５０…空気ブレーキ装置、６１…空気供給源、６２…制御弁、６３…供給通路、７２…回転センサ、７６…ブレーキ制御器、８０…制御装置、８１…指令値算出部、８２…シリンダ圧力値算出部、８３…判定部、８４…制御部、８５…記憶部、８６…指令値取得部、８７…シリンダ圧力値取得部、１００…編成車両。

Claims (11)

1. 鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得部と、
   前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得部と、
   前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する判定部とを備える
   ブレーキ異常判定装置。
2. 前記判定部は、前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値の差又は比を算出し、前記差又は比の変化速度が予め定められた閾値以上であるときに前記空気ブレーキ装置に異常があると判定する
   請求項１に記載のブレーキ異常判定装置。
3. 前記判定部は、前記鉄道車両の減速度が予め定められた基準範囲内であるときの前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する
   請求項１又は請求項２に記載のブレーキ異常判定装置。
4. 前記指令値から減速度フィードバック制御によって前記ブレーキシリンダ圧力値を算出するシリンダ圧力値算出部を備え、
   前記シリンダ圧力値算出部は、予め定められた規定幅の範囲内で前記指令値を補正して前記ブレーキシリンダ圧力値を算出する
   請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のブレーキ異常判定装置。
5. 前記指令値取得部は、複数の前記空気ブレーキ装置のうちの１つである第１空気ブレーキ装置についての前記指令値を第１指令値として取得するとともに複数の前記空気ブレーキ装置のうちの前記第１空気ブレーキ装置とは別の第２空気ブレーキ装置についての前記指令値を第２指令値として取得し、
   前記シリンダ圧力値取得部は、前記第１空気ブレーキ装置についての前記ブレーキシリンダ圧力値を第１ブレーキシリンダ圧力値として取得するとともに前記第２空気ブレーキ装置についての前記ブレーキシリンダ圧力値を第２ブレーキシリンダ圧力値として取得し、
   前記判定部は、前記第１指令値及び前記第１ブレーキシリンダ圧力値と前記第２指令値及び前記第２ブレーキシリンダ圧力値とに基づいて前記第１空気ブレーキ装置の異常を判定する
   請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のブレーキ異常判定装置。
6. 前記指令値から減速度フィードバック制御によって前記ブレーキシリンダ圧力値を算出するシリンダ圧力値算出部を備え、
   前記シリンダ圧力値算出部は、前記第１ブレーキシリンダ圧力値及び前記第２ブレーキシリンダ圧力値の差が予め定められた規定値以下になるように前記第１指令値及び前記第２指令値の少なくとも一方を補正する
   請求項５に記載のブレーキ異常判定装置。
7. 鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得部と、
   前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得部と、
   前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値を記憶する記憶部とを備える
   ブレーキ状態記憶装置。
8. 鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得工程と、
   前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得工程と、
   前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する判定工程とを備える
   異常判定方法。
9. コンピュータに、
   鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得処理と、
   前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得処理と、
   前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する判定処理とを実行させる
   異常判定プログラム。
10. 鉄道車両を制動するときに空気ブレーキ装置に供給する空気圧の指令値を取得する指令値取得部と、
    前記指令値から減速度フィードバック制御によって算出されたブレーキシリンダ圧力値を取得するシリンダ圧力値取得部と、
    前記指令値及び前記ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記空気ブレーキ装置の異常を判定する判定部とを備える
    ブレーキ制御装置。
11. 前記指令値取得部は、複数の前記空気ブレーキ装置のうちの１つである第１空気ブレーキ装置についての前記指令値を第１指令値として取得するとともに複数の前記空気ブレーキ装置のうちの前記第１空気ブレーキ装置とは別の第２空気ブレーキ装置についての前記指令値を第２指令値として取得し、
    前記シリンダ圧力値取得部は、前記第１空気ブレーキ装置についての前記ブレーキシリンダ圧力値を第１ブレーキシリンダ圧力値として取得するとともに前記第２空気ブレーキ装置についての前記ブレーキシリンダ圧力値を第２ブレーキシリンダ圧力値として取得し、
    前記判定部は、前記第１指令値及び前記第１ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記第１空気ブレーキ装置の異常を判定するとともに前記第２指令値及び前記第２ブレーキシリンダ圧力値に基づいて前記第２空気ブレーキ装置の異常を判定し、
    前記判定部の判定結果に基づいて前記第１空気ブレーキ装置及び前記第２空気ブレーキ装置のブレーキタイミングを制御する制御部とを備える
    請求項１０に記載のブレーキ制御装置。