JP7843945B2 - ブレーキ制御装置、ブレーキ制御システム、およびブレーキ制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、ブレーキ制御装置、ブレーキ制御システム、およびブレーキ制御方法に関する。

鉄道車両には、鉄道車両の走行時に回転する回転体に摩擦材を押し付けることでブレーキ力を生じさせる機械ブレーキ装置が搭載される。機械ブレーキ装置には、モータの回転によって回転直動変換機構の出力シャフトを摺動させることで摩擦材を回転体に押し付ける電動式ブレーキ装置がある。

この種の機械ブレーキ装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されるブレーキ装置は、モータの回転によってピストンを前進させ、ブレーキパッドをディスクロータに押し付けるアクチュエータと、アクチュエータを制御するコントローラと、を備える。コントローラは、制動力要求が発生すると、ピストンを第１速度で前進させ、その後、第１速度より低い第２速度まで減速させてピストンを前進させることで、ブレーキパッドとディスクロータとの間のクリアランスを解消する。

特開２０１９－３８３０２号公報

特許文献１に開示される機械ブレーキ装置において、モータの出力を上げて応答性を高めると、モータを駆動するための消費電力量が増大する。一方、鉄道車両での消費電力量を低減するために、機械ブレーキ装置における消費電力量を低減すると、機械ブレーキ装置の応答性が低下する。

本開示は上述の事情に鑑みてなされたものであり、機械ブレーキ装置の応答性を高め、消費電力量の増大を抑制するブレーキ制御装置、ブレーキ制御システム、およびブレーキ制御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、本開示に係るブレーキ制御装置は、トルクと回転数が調節可能なモータの回転力で摩擦材を鉄道車両の走行時に回転する回転体に押し付けることで機械ブレーキ力を生じさせる機械ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置であって、目標ブレーキ力決定部と、目標機械ブレーキ力決定部と、判別部と、駆動ドライバと、を備える。目標ブレーキ力決定部は、鉄道車両の減速を指示するブレーキ指令が示す減速度から目標ブレーキ力を求める。目標機械ブレーキ力決定部は、目標ブレーキ力から機械ブレーキ装置によるブレーキ力の目標値である目標機械ブレーキ力を求める。判別部は、摩擦材と回転体とが離れているか否かを判別する。駆動ドライバは、ブレーキ指令が目標ブレーキ力決定部に入力されているときに、判別部で摩擦材と回転体とが離れていると判別された場合は、摩擦材を回転体に押し付けるためのモータのトルクより小さい値を目標トルクとし、判別部で摩擦材と回転体とが離れていないと判別された場合は、目標機械ブレーキ力を得るためのモータのトルクを目標トルクとして、目標トルク、および、モータのトルクと回転数との関係特性に基づいて該目標トルクから決定される目標回転数に応じて、電源装置から供給される電力をモータに供給するための電力に変換し、変換した電力をモータに供給する。

本開示に係るブレーキ制御装置は、摩擦材と回転体とが離れているか否かに応じた目標トルクおよび該目標トルクに応じた目標回転数に基づいて機械ブレーキ装置が備えるモータに制御する。この結果、機械ブレーキ装置の応答性を高め、消費電力量の増大を抑制することが可能となる。

実施の形態１に係るブレーキ制御システムのブロック図 実施の形態１に係る機械ブレーキ装置の構成を示す図 実施の形態１に係る機械ブレーキ装置の構成を示す図 実施の形態１に係るブレーキ制御装置がモータの制御に用いるトルクと回転数の関係特性 実施の形態１に係るブレーキ制御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に係るブレーキ制御装置が行うブレーキ制御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が行うブレーキ制御処理の動作の一例を示すタイミングチャート 実施の形態２に係るブレーキ制御システムのブロック図 実施の形態２に係るブレーキ制御装置が行うブレーキ制御処理の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態２に係るブレーキ制御装置が行うブレーキ制御処理の動作の一例を示すタイミングチャート 実施の形態２に係るブレーキ制御装置が行うブレーキ制御処理の動作の他の一例を示すタイミングチャート 実施の形態３に係るブレーキ制御システムのブロック図 実施の形態３に係る機械ブレーキ装置の構成を示す図 実施の形態３に係るブレーキ制御装置が行うブレーキ制御処理の動作の一例を示すフローチャート 実施の形態３に係るブレーキ制御装置が行うブレーキ制御処理の動作の一例を示すタイミングチャート 実施の形態に係るブレーキ制御装置が行うブレーキ制御処理の動作の他の一例を示すフローチャート 実施の形態に係るブレーキ制御装置が行うブレーキ制御処理の動作の他の一例を示すタイミングチャート 実施の形態に係る機械ブレーキ装置の構成の変形例を示す図 実施の形態に係るブレーキ制御装置のハードウェア構成の変形例を示すブロック図

以下、本開示の実施の形態に係るブレーキ制御装置、ブレーキ制御システム、およびブレーキ制御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）
鉄道車両に搭載され、車輪ごとに設けられる機械ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置を例にして、実施の形態１に係るブレーキ制御装置について説明する。実施の形態１では、鉄道車両は機械ブレーキ装置が生じさせる機械ブレーキ力によって減速する。図１に示すブレーキ制御システム１００は、モータ３１による回転力で機械ブレーキ力を生じさせる機械ブレーキ装置３０と、機械ブレーキ装置３０を制御するブレーキ制御装置１と、を備える。なお図１において、機械ブレーキ装置３０の構成要素の内、電気的な制御に関する構成要素のみを示す。図の複雑化を避けるため、図１において１つの機械ブレーキ装置３０を示すが、ブレーキ制御装置１は、複数の機械ブレーキ装置３０を制御する。

ブレーキ制御装置１は、例えば運転台に設けられる操作部４１から取得したブレーキ指令からブレーキ力の目標値である目標ブレーキ力を求める目標ブレーキ力決定部１１と、目標ブレーキ力から機械ブレーキ装置３０による機械ブレーキ力の目標値である目標機械ブレーキ力を求める目標機械ブレーキ力決定部１２と、を備える。

ブレーキ制御装置１は、機械ブレーキ装置３０が備える摩擦材と鉄道車両の走行時に回転する回転体とが離れているか否かを判別する判別部１３と、目標機械ブレーキ力と判別部１３の判別結果に応じて、電源装置４２から供給される電力をモータ３１に供給するための電力に変換して、変換した電力をモータ３１に出力する駆動ドライバ１４と、を備える。

上記構成を有するブレーキ制御装置１に制御される機械ブレーキ装置３０は、図２および図３に示すように、摩擦材５０を鉄道車両の走行時に回転する回転体６０に押し付けることで、ブレーキ力を生じさせる。機械ブレーキ装置３０は、回転体６０ごとに設けられる。摩擦材５０は、制輪子、ブレーキパッド等である。回転体６０は、車輪、ディスクロータ等である。

機械ブレーキ装置３０は、ブレーキ制御装置１から供給される電力で駆動され、駆動シャフト３１ａを回転させるモータ３１と、モータ３１の回転数を減速し、トルクを増大して出力する減速機３２と、減速機３２を介して駆動シャフト３１ａに連結されて、駆動シャフト３１ａの回転に応じて出力シャフト３３ａを摺動させる回転直動変換機構３３と、を備える。機械ブレーキ装置３０は、モータ３１の近傍に取り付けられてモータ３１の回転数（単位：ｒｐｍ）を検出する回転センサ３４と、出力シャフト３３ａの一方の端部３３ｂに取り付けられて、回転直動変換機構３３が摩擦材５０を回転体６０に押し付ける力である押付力を測定するロードセル３５と、を備える。図の複雑化を避けるため、図１において１つの駆動ドライバ１４を示すが、ブレーキ制御装置１は、複数の機械ブレーキ装置に一対一で対応付けられる複数の駆動ドライバ１４を備える。

モータ３１は、例えば、ブレーキ制御装置１から供給される三相交流電力で駆動される三相誘導電動機である。モータ３１の回転に応じて回転直動変換機構３３が有する出力シャフト３３ａが摺動することで、出力シャフト３３ａの一方の端部３３ｂに取り付けられた摩擦材５０は、回転体６０に近づく方向または回転体６０から離れる方向に移動する。

機械ブレーキ装置３０が動作を停止しているときは、図２に示すように、摩擦材５０は回転体６０から離れている。機械ブレーキ装置３０が動作を開始、具体的には、ブレーキ制御装置１から供給される電力でモータ３１が駆動されて順方向に回転すると、回転直動変換機構３３はモータ３１の回転に応じて出力シャフト３３ａを回転体６０に向けて移動させる。これにより、出力シャフト３３ａの端部３３ｂに取り付けられた摩擦材５０は、回転体６０に向けて押される。この結果、図３に示すように、摩擦材５０は、回転体６０に当接する位置まで移動し、回転直動変換機構３３によって回転体６０に押し付けられる。

機械ブレーキ装置３０の応答性を高めるためには、図２に示す位置から、摩擦材５０を速やかに回転体６０に当接する位置まで移動させることが好ましい。また、機械ブレーキ装置３０の動作中に、機械ブレーキ装置３０で消費される電力量の増大は抑制されることが好ましい。機械ブレーキ装置３０の応答性を高め、消費電力量の増大を抑制するためのブレーキ制御装置１の詳細について以下に説明する。

図１に示す操作部４１は、減速度を示すブレーキ指令を目標ブレーキ力決定部１１に出力する主幹制御器を有する。主幹制御器は、運転員のブレーキ操作に応じたノッチに対応する減速度を示すブレーキ指令を目標ブレーキ力決定部１１に出力する。

目標ブレーキ力決定部１１は、鉄道車両の減速を指示するブレーキ指令が示す減速度から、車両または台車ごとに、ブレーキ力の目標値である目標ブレーキ力を求める。例えば、目標ブレーキ力決定部１１は、図示しない応荷重装置から車両の重量を取得し、車両の重量にブレーキ指令が示す減速度を乗算することで車両ごとの目標ブレーキ力を求める。目標ブレーキ力決定部１１は、求めた目標ブレーキ力を目標機械ブレーキ力決定部１２に送る。

目標機械ブレーキ力決定部１２は、目標ブレーキ力から各機械ブレーキ装置３０で生じる機械ブレーキ力の目標値である目標機械ブレーキ力を求める。例えば、目標機械ブレーキ力決定部１２は、車両ごとの目標ブレーキ力から、車輪ごとに設けられる機械ブレーキ装置３０の目標機械ブレーキ力を求める。目標機械ブレーキ力決定部１２は、機械ブレーキ装置３０が有するロードセル３５から機械ブレーキ装置３０の押付力を取得し、実際に生じた機械ブレーキ力に相当する実機械ブレーキ力を求める。目標機械ブレーキ力決定部１２は、実機械ブレーキ力に基づくフィードバック制御を行って、目標機械ブレーキ力の値を調節し、調節した目標機械ブレーキ力を駆動ドライバ１４に送る。

判別部１３は、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別する。実施の形態１では、判別部１３は、ロードセル３５から取得した機械ブレーキ装置３０の押付力から、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別する。一例として、機械ブレーキ装置３０の押付力が０であるとみなせるときは、摩擦材５０と回転体６０とが離れているとみなすことができる。機械ブレーキ装置３０の押付力が０より大きければ、摩擦材５０と回転体６０とが離れていない、換言すれば、当接しているとみなすことができる。判別部１３は、判別結果を駆動ドライバ１４に送る。

駆動ドライバ１４は、目標機械ブレーキ力と判別部１３の判別結果から目標トルクを求め、目標トルクから目標回転数を求めるモータ目標値決定部１５と、目標トルクおよび目標回転数から、スイッチング動作を指示するＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号を生成し、ＰＷＭ信号を出力する信号生成部１６と、ＰＷＭ信号に応じてスイッチング動作を行う複数のスイッチング素子を有し、電源装置４２から供給される電力を、機械ブレーキ装置３０が備えるモータ３１に供給するための電力に変換する電力変換回路１７と、を備える。

モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力決定部１２から目標機械ブレーキ力を取得し、機械ブレーキ装置３０が有する回転センサ３４からモータ３１の回転数を取得する。モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力から、機械ブレーキ装置３０の押付力の目標値である目標押付力を求める。モータ目標値決定部１５は、目標押付力と機械ブレーキ装置３０のパラメータから、モータ３１のトルクの目標値である目標トルクを求める。

機械ブレーキ装置３０のパラメータは、摩擦材５０が回転体６０に押し付けられる力である押付力をモータ３１のトルクに換算するためのものである。機械ブレーキ装置３０のパラメータは、例えば、回転直動変換機構３３の入力である回転運動量と出力である直線運動量との比率、減速機３２の減速比等によって決まる。モータ目標値決定部１５は、機械ブレーキ装置３０のパラメータについての情報を予め保持しているものとする。

モータ目標値決定部１５は、判別部１３で摩擦材５０と回転体６０とが離れていると判別されたときは、摩擦材５０を回転体６０に押し付けるためのモータ３１のトルクより小さい値を目標トルクとする。該トルクは、機械ブレーキ装置３０の特性に応じたトルクである。例えば、モータ目標値決定部１５は、判別部１３で摩擦材５０と回転体６０とが離れていると判別されたときは、摩擦材５０を回転体６０に近づけるためのモータ３１の最小トルクを目標トルクとする。

モータ目標値決定部１５は、判別部１３で摩擦材５０と回転体６０とが離れていないと判別されたときは、目標機械ブレーキ力を得るためのモータ３１のトルクを目標トルクとする。

モータ目標値決定部１５は、上述のように求めた目標トルクから目標回転数を求める。詳細には、モータ目標値決定部１５は、モータ３１のトルクと回転数との関係特性に基づいて、目標トルクから目標回転数を決定する。モータ３１のトルクと回転数は、負の相関関係を有する。モータ３１のトルクと回転数との関係特性の一例を、図４に負の傾きを有する直線で示す。モータ３１のトルクと回転数との関係特性を示す直線の位置は、モータ３１の印加電圧によって変化する。図４では、モータ３１の印加電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のそれぞれに対応する関係特性を示す。なおＶ１，Ｖ２，Ｖ３は、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３の式を満たす。モータ目標値決定部１５は、Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のいずれかを取得し、取得した電圧指令値からモータ３１のトルクと回転数との関係特性を決定する。

モータ目標値決定部１５は、関係特性を示す直線、Ｘ軸、およびＹ軸で囲まれる範囲に位置するトルクおよび回転数をそれぞれ、モータ３１の目標トルクおよび目標回転数として用いる。例えばモータ３１の印加電圧がＶ２であるときは、モータ目標値決定部１５は、図４において塗りつぶされた範囲に位置するトルクおよび回転数をそれぞれ、モータ３１の目標トルクおよび目標回転数として用いる。具体的には、モータ３１の印加電圧がＶ２であるときに、モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力を得るためのトルクである目標トルクτ１に対して取り得る最大の回転数である回転数Ｎ１を目標回転数とする。モータ目標値決定部１５は、判別部１３で摩擦材と回転体とが離れていないと判別されたときは、上述のように求めた目標トルクτ１と目標回転数Ｎ１を信号生成部１６に出力する。

例えば、モータ目標値決定部１５は、判別部１３で摩擦材５０と回転体６０とが離れていると判別されたときは、摩擦材５０を回転体６０に押し付けるためのモータ３１のトルクより小さい値を目標トルクとする。例えば、モータ目標値決定部１５は、摩擦材５０を回転体６０に近づけるためのモータ３１の最小トルクτ_ＭＩＮを目標トルクとする。図４の例では、トルクτ_ＭＩＮは、摩擦材５０を回転体６０に押し付けることができるトルクτ１より小さい。

モータ３１の印加電圧がＶ２であるときに、モータ目標値決定部１５は、目標トルクτ_ＭＩＮに対して取り得る最大の回転数である回転数Ｎ_ＭＡＸを目標回転数とする。モータ目標値決定部１５は、判別部１３で摩擦材と回転体とが離れている判別されたときは、上述のように求めた目標トルクτ_ＭＩＮと目標回転数Ｎ_ＭＡＸを信号生成部１６に出力する。

モータ目標値決定部１５は、目標トルクの単位時間ごとの変化率を、鉄道車両の減速度の変化率の目標値に応じた第１目標範囲に維持しながら、目標トルクを変化させることが好ましい。鉄道車両の減速度の変化率の目標値は、鉄道車両の乗り心地の低下を抑制可能な値である。換言すれば、第１目標範囲は、鉄道車両の乗り心地の低下を抑制可能なモータ３１のトルクの変化率の範囲である。

同様に、モータ目標値決定部１５は、目標回転数の単位時間ごとの変化率を、鉄道車両の減速度の変化率の目標値に応じた第２目標範囲に維持しながら、目標回転数を変化させることが好ましい。換言すれば、第２目標範囲は、鉄道車両の乗り心地の低下を抑制可能なモータ３１の回転数の変化率の範囲である。

信号生成部１６は、モータ目標値決定部１５から取得した目標トルク、実際のモータ３１のトルクである実トルク、モータ目標値決定部１５から取得した目標回転数および実際のモータ３１の回転数である実回転数から、電力変換回路１７が有する複数のスイッチング素子を制御するための複数のＰＷＭ信号を生成し、出力する。

詳細には、信号生成部１６は、モータ目標値決定部１５からモータ３１の目標トルクを取得し、電流センサ１８から電力変換回路１７の出力電流の測定値を取得する。具体的には、信号生成部１６は、電流センサ１８からＵ相電流の測定値およびＶ相電流の測定値を取得し、Ｕ相電流およびＶ相電流の測定値からＷ相電流の値を求める。信号生成部１６は、Ｕ相電流、Ｖ相電流、およびＷ相電流からモータ３１の実トルクを求める。信号生成部１６は、目標トルクと実トルクに基づいてフィードバック制御を行って、Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値を求める。信号生成部１６は、Ｕ相電圧指令値、Ｖ相電圧指令値、およびＷ相電圧指令値のそれぞれと、目標回転数に応じた周波数を有する三角波信号の値とを比較することで、ＰＷＭ信号を生成する。なお信号生成部１６は、目標回転数と実回転数とに基づいてフィードバック制御を行うことが好ましい。信号生成部１６は、電力変換回路１７が有する各スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力する。

電力変換回路１７は、信号生成部１６から供給されるＰＷＭ信号で制御される複数のスイッチング素子を有する。複数のスイッチング素子のスイッチング動作によって、電力変換回路１７は、電源装置４２から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を機械ブレーキ装置３０が有するモータ３１に供給する。

電源装置４２は、図示しない集電装置から供給される電力を電力変換回路１７に供給するための電力に変換し、変換した電力を電力変換回路１７に出力する。電源装置４２は、電力供給線を介して変電所から電力を取得する集電装置から直流電力の供給を受け、直流電力を交流電力に変換するインバータと、交流電力を直流電力に整流する整流回路と、を有する。

上記構成を有するブレーキ制御装置１のハードウェア構成を図５に示す。ブレーキ制御装置１は、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。ブレーキ制御装置１の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ８２に格納される。プロセッサ８１が、メモリ８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、上述の各部の機能が実現される。すなわち、メモリ８２には、ブレーキ制御装置１の各部の処理を実行するためのプログラムが格納される。

メモリ８２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等を含む。

ブレーキ制御装置１は、インターフェース８３を介して、操作部４１、電源装置４２、および機械ブレーキ装置３０に接続される。インターフェース８３は、接続先に応じて、１つまたは複数の規格に準拠したインターフェースモジュールを有する。

上記構成を有するブレーキ制御装置１が行うブレーキ制御処理について図６を用いて説明する。ブレーキ制御装置１は、鉄道車両が運行を開始すると、図６に示す処理を開始する。具体的には、集電装置の一例であるパンタグラフを電力供給線の一例である架線に当接させるための上昇スイッチが操作されると、ブレーキ制御装置１は、図６の処理を開始する。

目標ブレーキ力決定部１１は、操作部４１からブレーキ指令を取得していない間は（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ１１の処理を繰り返す。

目標ブレーキ力決定部１１は、操作部４１からブレーキ指令を取得すると（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、ブレーキ指令が示す減速度から、目標ブレーキ力を求める（ステップＳ１２）。目標ブレーキ力決定部１１は、求めた目標ブレーキ力を目標機械ブレーキ力決定部１２に送る。

目標機械ブレーキ力決定部１２は、ステップＳ１２で求められた目標ブレーキ力から、各機械ブレーキ装置３０の目標機械ブレーキ力を求める（ステップＳ１３）。

判別部１３は、ロードセル３５の測定値から、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別する（ステップＳ１４）。

摩擦材５０と回転体６０とが離れていると判別されたときは（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、駆動ドライバ１４が有するモータ目標値決定部１５は、摩擦材５０を回転体６０に押し付けるためのモータ３１のトルクより小さい値を目標トルクとする（ステップＳ１５）。詳細には、モータ目標値決定部１５は、摩擦材５０を回転体６０に近づけるためのモータ３１の最小のトルク、換言すれば、摩擦材５０を回転体６０に向けて移動可能なモータ３１の最小のトルクを目標トルクとする。

摩擦材５０と回転体６０とが離れていない、換言すれば、摩擦材５０と回転体６０とが当接していると判別されたときは（ステップＳ１４；Ｎｏ）、駆動ドライバ１４が有するモータ目標値決定部１５は、ステップＳ１３で求められた目標機械ブレーキ力に対応する目標押付力から、目標機械ブレーキ力を得るためのモータ３１のトルクを求めて、目標機械ブレーキ力を得るためのモータ３１のトルクを目標トルクとする（ステップＳ１６）。

モータ目標値決定部１５は、モータ３１のトルクと回転数との関係特性に基づいて、ステップＳ１５またはＳ１６で求められた目標トルクから目標回転数を求める（ステップＳ１７）。

駆動ドライバ１４が有する信号生成部１６は、ステップＳ１５またはＳ１６で求められた目標トルクおよびステップＳ１７で求められた目標回転数に応じたＰＷＭ信号を生成し、電力変換回路１７が有する各スイッチング素子にＰＷＭ信号を送ることで、電力変換回路１７からモータ３１に電力を供給させ、機械ブレーキ装置３０を制御する（ステップＳ１８）。詳細には、電力変換回路１７は、ＰＷＭ信号に応じて、電源装置４２から供給される電力をモータ３１に供給するための電力に変換し、変換した電力をモータ３１に供給する。

電力の供給を受けたモータ３１が順方向に回転することで、回転直動変換機構３３の出力シャフト３３ａの端部３３ｂに取り付けられた摩擦材５０が回転体６０に向けて押される。この結果、摩擦材５０が回転体６０に押し付けられてブレーキ力が生じる。

ステップＳ１８の処理が終了すると、ブレーキ制御装置１は、ステップＳ１１から上述の処理を繰り返す。ブレーキ制御装置１は、鉄道車両が運行している間、図６に示すブレーキ制御処理を定められた間隔で繰り返す。

上記ブレーキ制御装置１によるブレーキ制御処理の動作の一例を示すタイミングチャートを図７に示す。ブレーキ指令が入力されるタイミングを時刻Ｔ１とする。時刻Ｔ１の後、摩擦材５０が回転体６０に当接して機械ブレーキ力が作用し始めるタイミングを時刻Ｔ２とする。

時刻Ｔ１までは、グラフＡに示すようにブレーキ指令が入力されていない。このため、グラフＢに示すように、時刻Ｔ１までは、目標機械ブレーキ力決定部１２において目標機械ブレーキ力は求められない。同様に、グラフＣ，Ｄに示すように、時刻Ｔ１までは、モータ目標値決定部１５において目標トルクおよび目標回転数は求められない。この結果、グラフＥに示すように摩擦材５０が回転体６０に押し付けられることはないため、機械ブレーキ装置３０において機械ブレーキ力は生じない。

グラフＡに示すように、時刻Ｔ１においてブレーキノッチＢＮ１を示すブレーキ指令がブレーキ制御装置１に供給されると、目標ブレーキ力決定部１１は、ブレーキノッチＢＮ１から目標ブレーキ力を求める。目標機械ブレーキ力決定部１２は、グラフＣに示すように、ブレーキノッチＢＮ１に応じた目標ブレーキ力から、機械ブレーキ装置３０ごとの目標機械ブレーキ力を求める。このときの目標機械ブレーキ力の値をＢＰ１とする。

駆動ドライバ１４が有するモータ目標値決定部１５は、モータ３１の目標トルクおよび目標回転数を求める。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間は、摩擦材５０と回転体６０とが離れている。このため、モータ目標値決定部１５は、グラフＣに示すように、摩擦材５０を回転体６０に近づけることができるモータ３１の最小トルクτ_ＭＩＮを目標トルクとする。

モータ目標値決定部１５は、グラフＤに示すように、目標トルクに応じた最大の回転数Ｎ_ＭＡＸを目標回転数とする。

信号生成部１６が目標トルクおよび目標回転数に応じたＰＷＭ信号を電力変換回路１７が有する各スイッチング素子に送ることで、電力変換回路１７で変換された電力がモータ３１に供給される。目標トルクを最小トルクτ_ＭＩＮにすることで、目標回転数が十分に高くなるため、摩擦材５０が速やかに回転体６０に当接する。この結果、時刻Ｔ２において、摩擦材５０が回転体６０に当接する。

時刻Ｔ２以降は、摩擦材５０と回転体６０が当接している。このため、モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力ＢＰ１を得るためのトルクτ１を目標トルクとする。また、モータ目標値決定部１５は、グラフＤに示すように、目標トルクτ１に応じた回転数Ｎ１を目標回転数とする。

グラフＣに示すように、モータ目標値決定部１５は、目標トルクの単位時間ごとの変化率を、鉄道車両の減速度の変化率の目標値に応じた第１目標範囲に維持しながら、目標トルクを変化させる。この結果、時刻Ｔ３においてモータ目標値決定部１５が信号生成部１６に出力する目標トルクの値がτ１に到達する。

同様に、グラフＤに示すように、モータ目標値決定部１５は、目標回転数の単位時間ごとの変化率を、鉄道車両の減速度の変化率の目標値に応じた第２目標範囲に維持しながら、目標回転数を変化させる。この結果、時刻Ｔ３においてモータ目標値決定部１５が信号生成部１６に出力する目標回転数の値がＮ１に到達する。摩擦材５０と回転体６０とが当接すると回転数を低減させることで、モータ３１の消費電力が低減する。この結果、機械ブレーキ装置３０の消費電力量が低減される。

時刻Ｔ２以降、グラフＥに示すように、摩擦材５０が回転体６０に押し付けられるため、機械ブレーキ装置３０によるブレーキ力が生じて、グラフＦに示すように、鉄道車両が減速する。その後、時刻Ｔ４において鉄道車両が停止する。

以上説明した通り、実施の形態１に係るブレーキ制御装置１は、摩擦材５０と回転体６０とが離れているときに、摩擦材５０を回転体６０に押し付けることで機械ブレーキ力を生じさせるためのモータ３１のトルクより小さい値を目標トルクとする。摩擦材５０と回転体６０とが離れているときの目標トルクを小さくすることで、目標回転数を増大させて、摩擦材５０を回転体６０に速やかに近づけることが可能となる。その後、摩擦材５０と回転体６０とが当接すると、目標機械ブレーキ力を得るためのモータ３１のトルクを目標トルクとすることで、目標回転数を減少させて、モータ３１の消費電力量を低減させることが可能となる。換言すれば、ブレーキ制御装置１によれば、機械ブレーキ装置３０の応答性を維持しながら消費電力量を低減することが可能となる。

（実施の形態２）
摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別する方法は、上述の例に限られず、任意である。実施の形態１とは異なる方法で、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別するブレーキ制御装置について実施の形態１との差異を中心に実施の形態２で説明する。機械ブレーキ力および電気ブレーキ力の少なくともいずれかによって減速する鉄道車両に搭載され、車輪ごとに設けられる機械ブレーキ装置３０を制御するブレーキ制御装置を例にして、実施の形態２に係るブレーキ制御装置について説明する。

図８に示すブレーキ制御システム１０１は、機械ブレーキ装置３０と、機械ブレーキ装置３０を制御するブレーキ制御装置２と、を備える。なお図８において、機械ブレーキ装置３０の構成要素の内、電気的な制御に関する構成要素のみを示す。

目標ブレーキ力決定部１１は、求めた目標ブレーキ力から、鉄道車両の推進力を生じさせる主電動機が発電機として動作するときに生じる電力を消費することで発生する電気ブレーキ力の目標値である目標電気ブレーキ力を求める。目標ブレーキ力決定部１１は、求めた目標電気ブレーキ力を主回路制御装置４３に送る。

主回路制御装置４３は、集電装置から供給される電力を主電動機に供給するための電力に変換し、変換した電力を主電動機に供給し、または、発電機として動作する主電動機から供給される電力を他の鉄道車両に供給するための電力に変換し、変換した電力を集電装置に出力する主電力変換装置を制御する。ブレーキ時には、主回路制御装置４３は、目標ブレーキ力決定部１１から取得した目標電気ブレーキ力に応じて主電力変換装置を制御する。発電機として動作する主電動機から供給される電力が他の鉄道車両に供給されて消費されることで、電気ブレーキ力が生じる。主回路制御装置４３は、実際に生じた電気ブレーキ力である実電気ブレーキ力を示す回生フィードバックを目標機械ブレーキ力決定部１２に送る。

目標機械ブレーキ力決定部１２は、目標ブレーキ力と回生フィードバックが示す実電気ブレーキ力との差分から、車輪ごとに設けられる機械ブレーキ装置３０で生じる機械ブレーキ力の目標値である目標機械ブレーキ力を求める。目標機械ブレーキ力決定部１２は、実施の形態１と同様に、実機械ブレーキ力に基づくフィードバック制御を行って、目標機械ブレーキ力の値を調節し、調節した目標機械ブレーキ力を駆動ドライバ１４に送る。

判別部１３は、機械ブレーキ装置３０が動作を開始してからのモータ３１の回転数の積算値、および、機械ブレーキ装置３０が停止しているときの摩擦材５０と回転体６０との距離から、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別する。詳細には、判別部１３は、機械ブレーキ装置３０が動作を開始してから、回転センサ３４からモータ３１の回転数を取得するたびに、回転数を積算する。回転数の積算値は、機械ブレーキ装置３０が動作を開始してから積算値の計算タイミングまでのモータ３１の総回転数を示す。判別部１３は、モータ３１が停止している状態から回転し始めたときを、機械ブレーキ装置３０が動作を開始したタイミングとみなす。換言すれば、判別部１３は、回転センサ３４から取得した回転数が０を超えると、機械ブレーキ装置３０が動作を開始したとみなす。

判別部１３は、上述のように求めた回転数の積算値、および、機械ブレーキ装置３０が停止しているときの摩擦材５０と回転体６０との距離に応じて定められる基準回転数から、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別する。基準回転数は、機械ブレーキ装置３０のパラメータ、具体的には、回転直動変換機構３３の入力である回転運動量と出力である直線運動量との比率および減速機３２の減速比に基づいて、機械ブレーキ装置３０が停止しているときの摩擦材５０と回転体６０との距離から決定される。回転数の積算値が基準回転数未満であれば、摩擦材５０と回転体６０とは離れているとみなすことができる。回転数の積算値が基準回転数以上であれば、摩擦材５０と回転体６０とは当接しているとみなすことができる。判別部１３は、基準回転数についての情報を予め保持しているものとする。

ブレーキ制御装置２のハードウェア構成は、実施の形態１に係るブレーキ制御装置１のハードウェア構成と同様である。

ブレーキ制御装置２が行うブレーキ制御処理について図９を用いて説明する。ブレーキ制御装置２は、鉄道車両が運行を開始すると、図９に示す処理を開始する。図９のステップＳ１１－Ｓ１８の処理は、図６に示す実施の形態１に係るブレーキ制御装置１が行うステップＳ１１－Ｓ１８の処理と同様である。目標ブレーキ力決定部１１は、ステップＳ１２において目標ブレーキ力を求めた後、目標ブレーキ力から電気ブレーキ力を求める（ステップＳ２１）。ステップＳ１３において、目標機械ブレーキ力決定部１２は、目標ブレーキ力と回生フィードバックが示す実電気ブレーキ力との差分から、目標機械ブレーキ力を求める。

ステップＳ１４において、判別部１３は、回転数の積算値が基準回転数以上であるか否かに基づいて、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別する。

実電気ブレーキ力が目標ブレーキ力以上であるときは、ステップＳ１３で求められる目標機械ブレーキ力が０になるので、ステップＳ１６において、モータ目標値決定部１５は、目標トルクを０とする。実電気ブレーキ力が目標ブレーキ力未満であるときは、ステップＳ１３で求められる目標機械ブレーキ力が０より大きい値になるので、ステップＳ１６において、モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力を得るためのモータ３１のトルクを目標トルクとする。

ステップＳ１６で目標トルクが０に設定されたときは、モータ目標値決定部１５は、ステップＳ１７において、目標回転数を０に設定する。

上記ブレーキ制御装置２によるブレーキ制御処理の動作の一例を示すタイミングチャートを図１０に示す。ブレーキ指令が入力されるタイミングを時刻Ｔ１１とする。時刻Ｔ１１の後、摩擦材５０が回転体６０に当接するタイミングを時刻Ｔ１２とする。

時刻Ｔ１１までは、グラフＡに示すようにブレーキ指令が入力されていない。このため、グラフＢに示すように、時刻Ｔ１１までは、目標機械ブレーキ力決定部１２において目標機械ブレーキ力は求められない。同様に、グラフＣ，Ｄに示すように、時刻Ｔ１１までは、モータ目標値決定部１５において目標トルクおよび目標回転数は求められない。この結果、グラフＧに示すように摩擦材５０が回転体６０に押し付けられることはないため、機械ブレーキ装置３０において機械ブレーキ力は生じない。

グラフＡに示すように、時刻Ｔ１１においてブレーキノッチＢＮ１を示すブレーキ指令がブレーキ制御装置１に供給されると、目標ブレーキ力決定部１１は、ブレーキノッチＢＮ１から目標ブレーキ力を求める。

目標ブレーキ力決定部１１は、グラフＢに示すように、目標ブレーキ力から目標電気ブレーキ力を求める。目標電気ブレーキ力ＥＢＰ１は、目標ブレーキ力に一致するものとする。主回路制御装置４３が目標電気ブレーキ力に応じて主電力変換装置を制御することで、グラフＣに示すように、電気ブレーキ力ＥＢＰ１’が生じる。電気ブレーキ力ＥＢＰ１’は、目標電気ブレーキ力ＥＢＰ１に一致するとみなせるものとする。

目標機械ブレーキ力決定部１２は、グラフＤに示すように、ブレーキノッチＢＮ１に応じた目標ブレーキ力と回生フィードバックが示す実電気ブレーキ力との差分から、機械ブレーキ装置３０ごとの目標機械ブレーキ力を求める。グラフＤに示すように、時刻Ｔ１１以降、目標電気ブレーキ力ＥＢＰ１に一致するとみなせる電気ブレーキ力ＥＢＰ１’が生じている間は、目標機械ブレーキ力は０である。

駆動ドライバ１４が有するモータ目標値決定部１５は、モータ３１の目標トルクおよび目標回転数を求める。時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの間は、摩擦材５０と回転体６０とが離れている。このため、モータ目標値決定部１５は、グラフＥに示すように、摩擦材５０を回転体６０に近づけることができるモータ３１の最小トルクτ_ＭＩＮを目標トルクとする。

モータ目標値決定部１５は、グラフＦに示すように、目標トルクである最小トルクτ_ＭＩＮに応じた最大の回転数Ｎ_ＭＡＸを目標回転数とする。

信号生成部１６が目標トルクおよび目標回転数に応じたＰＷＭ信号を電力変換回路１７が有する各スイッチング素子に送ることで、電力変換回路１７で変換された電力がモータ３１に供給される。目標トルクを最小トルクτ_ＭＩＮにすることで、目標回転数が十分に高くなるため、摩擦材５０が速やかに回転体６０に当接する。この結果、時刻Ｔ１２において、摩擦材５０が回転体６０に当接する。

時刻Ｔ１２において、目標機械ブレーキ力は０である。時刻Ｔ１２以降、判別部１３は、摩擦材５０と回転体６０とが離れていないと判別する。この結果、モータ目標値決定部１５は、時刻Ｔ１２において、グラフＥおよびグラフＦに示すように、目標トルクおよび目標回転数を０に設定する。

時刻Ｔ１２において、摩擦材５０は回転体６０に当接しているが、目標トルクおよび目標回転数が０に設定されている。このため、グラフＧに示すように、摩擦材５０は回転体６０に押し付けられていないため、機械ブレーキ装置３０において機械ブレーキ力は生じていない。

時刻Ｔ１２の後、例えば回生失効により電気ブレーキ力が得られなくなるタイミングを時刻Ｔ１３とする。時刻Ｔ１３において、回生フィードバックが示す実ブレーキ力が０になるので、グラフＤに示すように、目標機械ブレーキ力決定部１２が求める目標機械ブレーキ力が増大する。

判別部１３は、摩擦材５０と回転体６０とが離れていないと判別しているため、モータ目標値決定部１５は、グラフＥに示すように、目標機械ブレーキ力を得るためのトルクτ１を目標トルクとする。

モータ目標値決定部１５は、グラフＦに示すように、目標トルクτ１に応じた最大の回転数Ｎ１を目標回転数とする。

グラフＥに示すように、モータ目標値決定部１５は、目標トルクの単位時間ごとの変化率を、鉄道車両の減速度の変化率の目標値に応じた第１目標範囲に維持しながら、目標トルクを変化させる。この結果、時刻Ｔ１４においてモータ目標値決定部１５が信号生成部１６に出力する目標トルクの値がτ１に到達する。

同様に、グラフＦに示すように、モータ目標値決定部１５は、目標回転数の単位時間ごとの変化率を、鉄道車両の減速度の変化率の目標値に応じた第２目標範囲に維持しながら、目標回転数を変化させる。この結果、時刻Ｔ１４においてモータ目標値決定部１５が信号生成部１６に出力する目標回転数の値がＮ１に到達する。摩擦材５０と回転体６０とが当接すると回転数を低減させることで、モータ３１の消費電力が低減する。この結果、機械ブレーキ装置３０の消費電力量が低減される。

時刻Ｔ１３以降、グラフＧに示すように、摩擦材５０が回転体６０に押し付けられるため、機械ブレーキ装置３０によるブレーキ力が生じて、グラフＨに示すように、鉄道車両が減速する。その後、時刻Ｔ１５において鉄道車両が停止する。

ブレーキ制御装置２によるブレーキ制御処理の動作の他の一例を示すタイミングチャートを図１１に示す。図１０と同様に、ブレーキ指令が入力されるタイミングを時刻Ｔ１１とする。時刻Ｔ１１の後、摩擦材５０が回転体６０に当接するタイミングを時刻Ｔ１２とする。

時刻Ｔ１１までは、グラフＡに示すようにブレーキ指令が入力されていない。このため、グラフＢに示すように、時刻Ｔ１１までは、目標機械ブレーキ力決定部１２において目標機械ブレーキ力は求められない。同様に、グラフＣ，Ｄに示すように、時刻Ｔ１１までは、モータ目標値決定部１５において目標トルクおよび目標回転数は求められない。この結果、グラフＧに示すように摩擦材５０が回転体６０に押し付けられることはないため、機械ブレーキ装置３０において機械ブレーキ力は生じない。

グラフＡに示すように、時刻Ｔ１１においてブレーキノッチＢＮ１を示すブレーキ指令がブレーキ制御装置２に供給されると、目標ブレーキ力決定部１１は、ブレーキノッチＢＮ１から目標ブレーキ力を求める。

目標ブレーキ力決定部１１は、グラフＢに示すように、目標ブレーキ力から目標電気ブレーキ力を求める。目標電気ブレーキ力ＥＢＰ１は、目標ブレーキ力に一致するものとする。主回路制御装置４３は、目標電気ブレーキ力に応じて主電力変換装置を制御するが、近隣に力行中の鉄道車両が位置していないときは、回生失効が生じ、グラフＣに示すように、実電気ブレーキ力は生じない。

目標機械ブレーキ力決定部１２は、グラフＤに示すように、ブレーキノッチＢＮ１に応じた目標ブレーキ力と回生フィードバックが示す実電気ブレーキ力との差分から、機械ブレーキ装置３０ごとの目標機械ブレーキ力を求める。時刻Ｔ１１において、目標電気ブレーキ力に応じた電気ブレーキ力が生じていないときは、目標機械ブレーキ力決定部１２は、グラフＤに示すように、目標ブレーキ力から、機械ブレーキ装置３０ごとの目標機械ブレーキ力を求める。このときの目標機械ブレーキ力の値をＢＰ１とする。

駆動ドライバ１４が有するモータ目標値決定部１５は、モータ３１の目標トルクおよび目標回転数を求める。時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの間は、摩擦材５０と回転体６０とが離れている。このため、モータ目標値決定部１５は、グラフＥに示すように、摩擦材５０を回転体６０に近づけることができるモータ３１の最小トルクτ_ＭＩＮを目標トルクとする。

モータ目標値決定部１５は、グラフＦに示すように、目標トルクである最小トルクτ_ＭＩＮに応じた最大の回転数Ｎ_ＭＡＸを目標回転数とする。

信号生成部１６が目標トルクおよび目標回転数に応じたＰＷＭ信号を電力変換回路１７が有する各スイッチング素子に送ることで、電力変換回路１７で変換された電力がモータ３１に供給される。目標トルクを最小トルクτ_ＭＩＮにすることで、目標回転数が十分に高くなるため、摩擦材５０が速やかに回転体６０に当接する。この結果、時刻Ｔ１２において、摩擦材５０が回転体６０に当接する。

時刻Ｔ１２において、目標機械ブレーキ力はＢＰ１である。時刻Ｔ１２以降、判別部１３は、摩擦材５０と回転体６０とが離れていないと判別する。この結果、モータ目標値決定部１５は、時刻Ｔ１２において、グラフＥおよびグラフＦに示すように、目標機械ブレーキ力ＢＰ１を得るための目標トルクおよび目標トルクに応じた目標回転数を求める。

上述のように求められた目標トルクおよび目標回転数に応じた電力がモータ３１に供給されることで、モータ３１が駆動されて回転し、グラフＧに示すように、モータ３１の回転力で摩擦材５０が回転体６０に押し付けられる力である押付力が増大する。この結果、グラフＨに示すように、鉄道車両が減速する。

時刻Ｔ１２の後、電気ブレーキ力が生じるタイミングを時刻Ｔ２１とする。グラフＣに示すように、実電気ブレーキ力が生じることで、目標機械ブレーキ力決定部１２は、グラフＤに示すように、目標機械ブレーキ力を減少させる。モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力の減少に伴って、グラフＥおよびグラフＦに示すように、目標トルクおよび目標回転数を減少させる。その後、目標トルクおよび目標回転数は０に到達する。この結果、グラフＧに示すように、摩擦材５０が回転体６０に押し付けられる力である押付力が減少する。なお電気ブレーキ力が生じているため、グラフＨに示すように、鉄道車両は減速し続ける。

時刻Ｔ２１の後、例えば回生失効により電気ブレーキ力が減少し始めるタイミングを時刻Ｔ２２とする。時刻Ｔ２２で回生失効が生じると、グラフＣに示すように、実電気ブレーキ力が減少する。この結果、目標機械ブレーキ力決定部１２は、グラフＤに示すように目標機械ブレーキ力を増大させる。時刻Ｔ２３において、目標機械ブレーキ力はＢＰ１に到達する。モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力の増大に伴って、目標トルクを０から増大させ、目標トルクに応じて０より大きい目標回転数を設定する。その後、時刻Ｔ２４において、目標トルクがτ１に到達し、目標回転数はトルクτ１に対応する回転数Ｎ１に到達する。

時刻Ｔ２２以降、グラフＧに示すように、摩擦材５０が回転体６０に押し付けられるため、機械ブレーキ装置３０によるブレーキ力が増大する。グラフＨに示すように、電気ブレーキ力が減少しても、機械ブレーキ装置３０による機械ブレーキ力が増大することで、鉄道車両は減速し続ける。その後、時刻Ｔ２５において鉄道車両が停止する。

以上説明した通り、実施の形態２に係るブレーキ制御装置２は、摩擦材５０と回転体６０とが離れているときに、摩擦材５０を回転体６０に押し付けることで機械ブレーキ力を生じさせるためのモータ３１のトルクより小さい値を目標トルクとする。摩擦材５０と回転体６０とが離れているときの目標トルクを小さくすることで、目標回転数を増大させて、摩擦材５０を回転体６０に速やかに近づけることが可能となる。その後、摩擦材５０と回転体６０とが当接すると、目標機械ブレーキ力を得るためのモータ３１のトルクを目標トルクとすることで、目標回転数を減少させて、モータ３１の消費電力量を低減させることが可能となる。換言すれば、ブレーキ制御装置１によれば、機械ブレーキ装置３０の応答性を維持しながら消費電力量を低減することが可能となる。

電気ブレーキ力が生じているときに、増大した目標回転数に基づいてモータ３１を制御して、摩擦材５０を回転体６０に近づけておくことで、例えば回生失効により電気ブレーキ力が減少し始めるときに機械ブレーキ装置３０を速やかに動作させることが可能となる。換言すれば、機械ブレーキ装置３０の応答性が向上する。

（実施の形態３）
機械ブレーキ装置の構成は、上述の例に限られず、モータの回転力で摩擦材５０を回転体６０に押し付けることで機械ブレーキ力を生じさせるものであれば、任意である。また、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別する方法は、上述の例に限られず、任意である。実施の形態１，２とは異なる方法で、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別し、実施の形態１，２とは異なる構成の機械ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置について実施の形態１，２との差異を中心に実施の形態３で説明する。

図１２に示すブレーキ制御システム１０２は、モータ３１による回転力に基づいて機械ブレーキ力を生じさせる機械ブレーキ装置４０と、機械ブレーキ装置４０を制御するブレーキ制御装置３と、を備える。なお図１２において、機械ブレーキ装置４０の構成要素の内、電気的な制御に関する構成要素のみを示す。

機械ブレーキ装置４０は、図１３に示すように、機械ブレーキ装置３０の構成に加えて、出力シャフト３３ａの摺動を制限して保持する保持機構３６を備える。保持機構３６は、例えば、ソレノイドを有する。保持機構３６は、ソレノイドの通電時に生じる磁気力によって、磁性体で形成される出力シャフト３３ａを引きつけて、出力シャフト３３ａの摺動を制限し、摺動が制限された出力シャフト３３ａを保持する。ソレノイドの非通電時には、保持機構３６は、出力シャフト３３ａの摺動を許容する。

図１２に示すように、ブレーキ制御装置３は、ブレーキ制御装置１の構成に加えて、保持機構３６が有するソレノイドとソレノイド用電源４４とを電気的に接続するリレー４５のオンオフを切り替える保持機構制御部１９を備える。保持機構制御部１９は、モータ目標値決定部１５からの指示に応じてリレー４５のオンオフを切り替える。

判別部１３は、駆動ドライバ１４からモータ３１に流れる電流から、摩擦材５０が回転体６０から離れているか否かを判別する。詳細には、判別部１３は、電流センサ１８の測定値の振幅の増加率が目標範囲にあるか否かを判別する。摩擦材５０が回転体６０に当接すると、モータ３１の回転が制限されるため、モータ３１の実回転数は減少する。このため、目標回転数と実回転数との差分が大きくなり、駆動ドライバ１４のフィードバック制御によって、駆動ドライバ１４からモータ３１に流れる電流が急激に増大する。

そこで、判別部１３は、駆動ドライバ１４からモータ３１に流れる電流の振幅の増加率と目標範囲の比較から、摩擦材５０が回転体６０から離れているか否かを判別する。電流センサ１８の測定値の振幅の増加率が目標範囲内であれば、摩擦材５０と回転体６０とは離れているとみなすことができる。電流センサ１８の測定値の振幅の増加率が目標範囲を超えていれば、摩擦材５０が回転体６０から離れていないとみなすことができる。目標範囲は、摩擦材５０と回転体６０とが離れているときに電流の振幅が変動し得る範囲より広い範囲であればよい。

モータ目標値決定部１５は、目標トルクが一定であって、判別部１３で摩擦材５０と回転体６０とが離れていないと判別された状態が、モータ３１の特性に応じて定められた基準時間以上継続すると、リレー４５にオンの指示を送る。リレー４５にオンの指示を送っているときに、ブレーキ指令が変化すると、モータ目標値決定部１５は、リレー４５にオフの指示を送る。目標トルクが一定とは、目標トルクの単位時間の変化率が十分に小さいことを示す。基準時間の長さは、モータ３１の特性に応じて、高トルクかつ低速での駆動が許容される時間の長さに応じて定められればよい。

リレー４５がオフの状態では、保持機構３６が有するソレノイドは、ソレノイド用電源４４から電気的に切り離されている。このため、ソレノイドに磁気力は生じない。この結果、出力シャフト３３ａは摺動することが可能となる。

リレー４５がオンになると、保持機構３６が有するソレノイドは、ソレノイド用電源４４に電気的に接続される。ソレノイドが通電されることで磁気力が生じ、出力シャフト３３ａの摺動が抑制される。ソレノイドを有する保持機構３６は、摺動が抑制された出力シャフト３３ａを保持する。摩擦材５０が回転体６０に押し付けられている状態で、リレー４５がオンになると、ソレノイドを有する保持機構３６が出力シャフト３３ａの摺動を抑制して保持する。この結果、摩擦材５０が回転体６０に押し付けられる状態が維持される。換言すれば、モータ３１を駆動しなくても、機械ブレーキ力を生じさせ続けることが可能となる。

ブレーキ制御装置３のハードウェア構成は、実施の形態１に係るブレーキ制御装置１のハードウェア構成と同様である。

上記構成を有するブレーキ制御装置３が行うブレーキ制御処理について図１４を用いて説明する。ブレーキ制御装置３は、鉄道車両が運行を開始すると、図１４に示す処理を開始する。図１４のステップＳ１１－Ｓ１８の処理は、図６に示す実施の形態１に係るブレーキ制御装置１が行うステップＳ１１－Ｓ１８の処理と同様である。

判別部１３で摩擦材５０と回転体６０が離れていないと判別され（ステップＳ１４；Ｎｏ）、目標トルクが一定であって、判別部１３で摩擦材５０と回転体６０とが離れていないと判別された状態が、モータ３１の特性に応じて定められた基準時間以上継続すると（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、ブレーキ制御装置３は、保持機構３６を制御して、出力シャフト３３ａの摺動を制限して保持させる（ステップＳ３２）。詳細には、ステップＳ３２において、モータ目標値決定部１５は、リレー４５をオンにする指示を保持機構制御部１９に送り、保持機構制御部１９がリレー４５をオンにする。この結果、保持機構３６が有するソレノイドがソレノイド用電源４４に電気的に接続され、ソレノイドの磁気力が生じて、磁性体で形成される出力シャフト３３ａがソレノイドに引きつけられる。この結果、出力シャフト３３ａの摺動は抑制され、出力シャフト３３ａは保持機構３６に保持される。

目標トルクが一定であって、判別部１３で摩擦材５０と回転体６０とが離れていないと判別された状態が、モータ３１の特性に応じて定められた基準時間以上継続していないときは（ステップＳ３１；Ｎｏ）、実施の形態１と同様にステップＳ１６の処理が行われる。

上記ブレーキ制御装置３によるブレーキ制御における目標トルクおよび目標回転数の一例を図１５に示す。時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のブレーキ制御装置３の各部の動作は、図７に示すブレーキ制御装置１の各部の動作と同様である。グラフＥに示すように、開始時点でリレー４５はオフである。

グラフＣに示すように、時刻Ｔ３以降、目標トルクは一定である。グラフＦに示すように、時刻Ｔ２以降、摩擦材５０と回転体６０とは当接している。

時刻Ｔ３から基準時間が経過したタイミングを時刻Ｔ３１とする。モータ目標値決定部１５は、時刻Ｔ３１において、目標トルクが一定とみなせ、摩擦材５０と回転体６０とが離れていない状態が、基準時間以上継続していると判別すると、リレー４５をオンにする指示を保持機構制御部１９に送る。モータ目標値決定部１５は、保持機構制御部１９にリレー４５をオンにする指示を送ると、グラフＣおよびグラフＤに示すように、目標トルクおよび目標回転数を０にする。

保持機構制御部１９は、モータ目標値決定部１５からの指示に従って、グラフＥに示すように、時刻Ｔ３１において、リレー４５をオンにする。この結果、保持機構３６が有するソレノイドがソレノイド用電源４４に電気的に接続され、ソレノイドの磁気力が生じる。ソレノイドの磁気力で出力シャフト３３ａが引きつけられ、出力シャフト３３ａの摺動が抑制される。摩擦材５０が回転体６０に押し付けられている状態で、保持機構３６が、摺動が抑制された出力シャフト３３ａを保持することで、グラフＦに示すように、押付力が維持される。この結果、グラフＧに示すように、鉄道車両が減速し続け、時刻Ｔ４において停止する。

以上説明した通り、実施の形態３に係るブレーキ制御装置３は、目標トルクが一定で、摩擦材５０と回転体６０とが離れていない状態が基準時間以上継続すると、保持機構３６を制御して、出力シャフト３３ａの摺動を抑制し、出力シャフト３３ａを保持させる。摩擦材５０が回転体６０に押し付けられている状態で、保持機構３６が、摺動が抑制された出力シャフト３３ａを保持することで、押付力が維持される。モータ３１が高トルクかつ低速の状態で長時間駆動することを防止することで、モータ３１に過電流が生じることが抑制される。

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、任意に組み合わせることができる。一例として、ブレーキ制御装置２は、ブレーキ制御装置３が備える保持機構制御部１９をさらに備え、機械ブレーキ装置４０を制御してもよい。他の一例として、ブレーキ制御装置１は、ブレーキ制御装置３が備える判別部１３のように、駆動ドライバ１４からモータ３１に流れる電流から、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別してもよい。他の一例として、ブレーキ制御装置１，３が備える目標機械ブレーキ力決定部１２は、ブレーキ制御装置２と同様に、目標ブレーキ力と実電気ブレーキ力との差分から、目標機械ブレーキ力を求めてもよい。

判別部１３の判別方法は、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別できる任意の方法であればよい。一例として、判別部１３は、モータ３１の回転数の積算値、および、機械ブレーキ装置３０が停止しているときの摩擦材５０と回転体６０との距離より短い距離に相当する基準回転数から、摩擦材５０と回転体６０とが離れているか否かを判別してもよい。このときの基準回転数は、機械ブレーキ装置３０が停止しているときの摩擦材５０と回転体６０との距離に十分近い距離、例えば、機械ブレーキ装置３０が停止しているときの摩擦材５０と回転体６０との距離が５ｍｍ以下であるときの該距離に相当する基準回転数である。これにより、ブレーキ指令が入力されて、電気ブレーキ力が作動している間に、摩擦材５０を、回転体６０に当接しないが、回転体６０に十分に近い位置まで移動させることが可能となる。これにより、電気ブレーキ力が減少した際に、機械ブレーキ装置３０を速やかに動作させることが可能となる。

モータ目標値決定部１５による目標回転数の設定方法は、上述の例に限られない。一例として、モータ目標値決定部１５は、摩擦材５０と回転体６０との距離が十分に小さくなると、目標回転数を、最小トルクに対応する最大の回転数から徐々に小さくしてもよい。具体的には、モータ目標値決定部１５は、最小トルクに対応する最大の回転数を目標回転数としてモータ３１を制御する時間が一定時間経過すると、目標回転数を徐々に小さくしてもよい。この一定時間は、モータ３１の回転数、機械ブレーキ装置３０が停止しているときの摩擦材５０と回転体６０との距離、回転直動変換機構３３の入力である回転運動量と出力である直線運動量との比率、減速機３２の減速比等によって定められる。

あるいは、モータ目標値決定部１５は、最小トルクに対応する最大の回転数を目標回転数としてモータ３１を制御している期間のモータ３１の回転数の積算値が閾値以上となると、目標回転数を徐々に小さくしてもよい。この閾値は、機械ブレーキ装置３０が停止しているときの摩擦材５０と回転体６０との距離、回転直動変換機構３３の入力である回転運動量と出力である直線運動量との比率、減速機３２の減速比等によって定められる。

保持機構３６を制御するタイミングは、上述の例に限られない。ブレーキ制御装置３が行うブレーキ制御の他の一例を図１６に示す。図１６の例では、鉄道車両が停止してから一定時間が経過したときに、保持機構制御部１９がリレー４５をオンにする。図１６のステップＳ１１－Ｓ１８は、図６に示すブレーキ制御装置１が行うステップＳ１１－Ｓ１８の処理と同様である。モータ目標値決定部１５は、鉄道車両に搭載された速度センサ、列車情報管理装置等から鉄道車両の速度を取得する。モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力が０より大きく、かつ、鉄道車両が停止している、すなわち、速度が０の状態が一定時間経過しているか否かを判別する（ステップＳ３３）。一定時間の長さは、センサの誤検知ではなく、鉄道車両が停止しているとみなせる程度の長さであればよい。モータ目標値決定部１５は、目標機械ブレーキ力が０より大きく、かつ、鉄道車両が停止している状態が一定時間経過していれば（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、ブレーキ制御装置３は、保持機構３６を制御して、出力シャフト３３ａの摺動を制限して保持させる（ステップＳ３２）。詳細には、ステップＳ３２において、モータ目標値決定部１５は、保持機構制御部１９にリレーをオンにする指示を送る。

図１６に対応するタイミングチャートである図１７において、時刻Ｔ４において鉄道車両が停止してから、一定時間が経過したタイミングを時刻Ｔ４１とする。時刻Ｔ４１において、モータ目標値決定部１５は、鉄道車両が停止している状態が一定時間経過したと判別すると、保持機構制御部１９にリレーをオンにする指示を送る。時刻Ｔ４１において、モータ目標値決定部１５は、グラフＣおよびグラフＤに示すように、目標トルクおよび目標回転数を０にする。

保持機構制御部１９は、グラフＥに示すように、リレーをオンにする指示に従ってリレー４５をオンにする。この結果、保持機構３６が有するソレノイドがソレノイド用電源４４に電気的に接続され、ソレノイドの磁気力が生じる。ソレノイドの磁気力で出力シャフト３３ａが引きつけられ、出力シャフト３３ａの摺動が抑制される。摩擦材５０が回転体６０に押し付けられている状態で、保持機構３６が、摺動が抑制された出力シャフト３３ａを保持することで、グラフＦに示すように、押付力が維持される。この結果、グラフＧに示すように、時刻Ｔ４において鉄道車両が停止した状態が維持される。

他の一例として、保持機構制御部１９は、目標トルクが一定であって、判別部１３で摩擦材５０と回転体６０とが離れていないと判別された状態が、モータ３１の特性に応じて定められた基準時間以上経過したとき、または、鉄道車両が停止してから一定時間が経過したときに、リレー４５をオンにしてもよい。

機械ブレーキ装置３０，４０の構成は、上述の例に限られない。一例として、機械ブレーキ装置３０は、図１８に示すように、回転直動変換機構３３に押圧された力に応じて摩擦材５０を回転体６０に押し付ける倍力機構３７を備えてもよい。このとき、ロードセル３５は、倍力機構３７に取り付けられ、倍力機構３７が摩擦材５０を回転体６０に押し付ける力を測定すればよい。

倍力機構３７は、てこ機構に限られず、例えば、トグル機構、リンク機構等でもよい。機械ブレーキ装置４０は、機械ブレーキ装置３０と同様に、倍力機構３７を備えてもよい。

モータ３１は、三相誘導電動機に限られず、トルクと回転数を調節可能なモータであれば任意である。

保持機構３６の構成は、上述の例に限られず、ブレーキ制御装置１－３から制御可能であって、出力シャフト３３ａの摺動を許容または抑制できる機構であれば任意である。一例として、保持機構３６は、ソレノイドの通電時に、出力シャフト３３ａの摺動を許容し、ソレノイドへの非通電時に、出力シャフト３３ａの摺動を抑制してもよい。

操作部４１が出力するブレーキ指令は、常用ブレーキ指令に限られず、非常ブレーキ指令、保安ブレーキ指令、駐車ブレーキ指令等を含んでもよい。

目標ブレーキ力決定部１１は、操作部４１に限られず、列車情報管理システム、ＡＴＳ（Automatic Train Stop：自動列車停止）装置等からブレーキ指令を取得してもよい。

プロセッサ８１、メモリ８２、およびインターフェース８３を有し、制御処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、上述の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-Read Only Memory）等）に格納して配布し、上記コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行するブレーキ制御装置１－３を実現してもよい。また、通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に上記コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードすることでブレーキ制御装置１－３を実現してもよい。

ブレーキ制御装置１－３の機能を、ＯＳ（Operating System：オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合には、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体、記憶装置等に格納してもよい。

搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS：Bulletin Board System）に上記コンピュータプログラムを掲示し、通信ネットワークを介して上記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理が実行されてもよい。

ブレーキ制御装置１－３のハードウェア構成は、上述の例に限られない。一例として、図１９に示すように、ブレーキ制御装置１は、処理回路８４で実現されてもよい。処理回路８４は、インターフェース回路８５を介して、操作部４１、電源装置４２、および機械ブレーキ装置３０に接続される。処理回路８４が専用のハードウェアである場合、処理回路８４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものである。ブレーキ制御装置１の各部がそれぞれ個別の処理回路８４で実現されてもよいし、ブレーキ制御装置１の各部は共通の処理回路８４で実現されてもよい。

ブレーキ制御装置１－３の各機能の一部が専用のハードウェアで実現され、他の一部がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。例えば、ブレーキ制御装置１において、駆動ドライバ１４は図１９に示す処理回路８４で実現され、目標ブレーキ力決定部１１、目標機械ブレーキ力決定部１２、および判別部１３は図５に示すプロセッサ８１がメモリ８２に格納されたプログラムを読み出して実行することで実現されてもよい。

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。

１，２，３ ブレーキ制御装置、１１ 目標ブレーキ力決定部、１２ 目標機械ブレーキ力決定部、１３ 判別部、１４ 駆動ドライバ、１５ モータ目標値決定部、１６ 信号生成部、１７ 電力変換回路、１８ 電流センサ、１９ 保持機構制御部、２０ リレー、３０，４０ 機械ブレーキ装置、３１ モータ、３１ａ 駆動シャフト、３２ 減速機、３３ 回転直動変換機構、３３ａ 出力シャフト、３３ｂ 端部、３４ 回転センサ、３５ ロードセル、３６ 保持機構、３７ 倍力機構、４１ 操作部、４２ 電源装置、４３ 主回路制御装置、４４ ソレノイド用電源、４５ リレー、５０ 摩擦材、６０ 回転体、８０ バス、８１ プロセッサ、８２ メモリ、８３ インターフェース、８４ 処理回路、８５ インターフェース回路、１００，１０１，１０２ ブレーキ制御システム。

Claims (18)

1. トルクと回転数が調節可能なモータの回転力で摩擦材を鉄道車両の走行時に回転する回転体に押し付けることで機械ブレーキ力を生じさせる機械ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置であって、
   前記鉄道車両の減速を指示するブレーキ指令が示す減速度から目標ブレーキ力を求める目標ブレーキ力決定部と、
   前記目標ブレーキ力から前記機械ブレーキ装置によるブレーキ力の目標値である目標機械ブレーキ力を求める目標機械ブレーキ力決定部と、
   前記摩擦材と前記回転体とが離れているか否かを判別する判別部と、
   前記ブレーキ指令が前記目標ブレーキ力決定部に入力されているときに、前記判別部で前記摩擦材と前記回転体とが離れていると判別された場合は、前記摩擦材を前記回転体に押し付けるための前記モータのトルクより小さい値を目標トルクとし、前記判別部で前記摩擦材と前記回転体とが離れていないと判別された場合は、前記目標機械ブレーキ力を得るための前記モータのトルクを目標トルクとして、前記目標トルク、および、前記モータのトルクと回転数との関係特性に基づいて該目標トルクから決定される目標回転数に応じて、電源装置から供給される電力を前記モータに供給するための電力に変換して変換した電力を前記モータに供給する駆動ドライバと、
   を備えるブレーキ制御装置。
2. 前記駆動ドライバは、前記判別部で前記摩擦材と前記回転体とが離れていると判別された場合は、前記摩擦材を前記回転体に近づけるための前記モータの最小トルクを前記目標トルクとする、
   請求項１に記載のブレーキ制御装置。
3. 前記駆動ドライバは、前記関係特性に基づく前記目標トルクに応じた最大回転数を前記目標回転数とする、
   請求項１に記載のブレーキ制御装置。
4. 前記駆動ドライバは、前記ブレーキ指令が前記目標ブレーキ力決定部に入力されてから、前記判別部で前記摩擦材と前記回転体とが離れていると判別されている間、前記摩擦材を前記回転体に近づけるための前記モータの最小トルクを前記目標トルクとし、前記関係特性に基づく該目標トルクに応じた最大回転数を前記目標回転数として、前記目標トルクおよび前記目標回転数に応じて、前記電源装置から供給される電力を前記モータに供給するための電力に変換して、変換した電力を前記モータに供給する、
   請求項１に記載のブレーキ制御装置。
5. 前記駆動ドライバは、前記目標トルクの単位時間ごとの変化率を、前記鉄道車両の減速度の変化率の目標値に応じた第１目標範囲に維持しながら、前記目標トルクを変化させる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。
6. 前記駆動ドライバは、前記目標回転数の単位時間ごとの変化率を、前記鉄道車両の減速度の変化率の目標値に応じた第２目標範囲に維持しながら、前記目標回転数を変化させる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。
7. 前記判別部は、前記機械ブレーキ装置が動作を開始してからの前記モータの回転数の積算値、および、前記機械ブレーキ装置が停止しているときの前記摩擦材と前記回転体との距離に応じて定められる基準回転数から、前記摩擦材と前記回転体とが離れているか否かを判別する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。
8. 前記判別部は、前記積算値、および、前記機械ブレーキ装置が停止しているときの前記摩擦材と前記回転体との距離より短い距離に相当する前記基準回転数から、前記摩擦材と前記回転体とが離れているか否かを判別する、
   請求項７に記載のブレーキ制御装置。
9. 前記判別部は、前記機械ブレーキ装置に設けられて、前記摩擦材が前記回転体を押す力である押付力を測定するロードセルから取得した測定値に基づいて、前記摩擦材と前記回転体とが離れているか否かを判別する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。
10. 前記判別部は、前記駆動ドライバから前記モータに流れる電流から、前記摩擦材と前記回転体とが離れているか否かを判別する、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。
11. 前記モータの回転に応じて摺動し、前記摩擦材を前記回転体に押し付け、または、前記摩擦材を前記回転体から離す出力シャフトと、前記出力シャフトの摺動を制限して保持する保持機構と、をさらに備える前記機械ブレーキ装置の前記保持機構を制御する保持機構制御部をさらに備え、
    前記保持機構制御部は、前記判別部で前記摩擦材と前記回転体とが離れていないと判別された状態で前記保持機構を制御して前記出力シャフトの摺動を制限させる、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。
12. 前記保持機構制御部は、前記判別部で前記摩擦材と前記回転体とが離れていないと判別された状態で、磁性体で形成される前記出力シャフトの摺動を通電時に生じる磁気力によって制限し、非通電時に前記出力シャフトの摺動を許容する前記保持機構に電力を供給することで、前記保持機構に前記出力シャフトの摺動を制限して保持させる、
    請求項１１に記載のブレーキ制御装置。
13. 前記保持機構制御部は、前記判別部で前記摩擦材と前記回転体とが離れていないと判別された状態で、磁性体で形成される前記出力シャフトの摺動を通電時に生じる磁気力によって許容し、非通電時に前記出力シャフトの摺動を制限する前記保持機構への電力供給を停止することで、前記保持機構に前記出力シャフトの摺動を制限して保持させる、
    請求項１１に記載のブレーキ制御装置。
14. 前記保持機構制御部は、前記目標トルクが一定とみなせ、かつ、前記判別部で前記摩擦材と前記回転体とが離れていないと判別された状態が、前記モータの特性に応じて定められた基準時間以上継続すると、前記保持機構に前記出力シャフトの摺動を制限して保持させる、
    請求項１１に記載のブレーキ制御装置。
15. 前記保持機構制御部は、前記目標機械ブレーキ力が０より大きく、かつ、前記鉄道車両が停止しているときに、前記保持機構に前記出力シャフトの摺動を制限して保持させる、
    請求項１１に記載のブレーキ制御装置。
16. 前記目標機械ブレーキ力決定部は、発電機として動作する主電動機で生じる電力を消費することで発生する実電気ブレーキ力を示す回生フィードバックを取得し、前記回生フィードバックが示す前記実電気ブレーキ力と前記目標ブレーキ力との差分から、前記目標機械ブレーキ力を求める、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置。
17. 請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ制御装置と、
    鉄道車両の車輪ごとに設けられ、前記ブレーキ制御装置に制御されて摩擦材を前記鉄道車両の走行時に回転する回転体に押し付けることでブレーキ力を生じさせる複数の機械ブレーキ装置と、
    を備えるブレーキ制御システム。
18. トルクと回転数が調節可能なモータの回転力で摩擦材を鉄道車両の走行時に回転する回転体に押し付けることで機械ブレーキ力を生じさせる機械ブレーキ装置を制御するブレーキ制御方法であって、
    前記鉄道車両の減速を指示するブレーキ指令が示す減速度から目標ブレーキ力を求め、
    前記目標ブレーキ力から前記機械ブレーキ装置によるブレーキ力の目標値である目標機械ブレーキ力を求め、
    前記摩擦材と前記回転体とが離れているか否かを判別し、
    前記ブレーキ指令が入力されているときに、前記摩擦材と前記回転体とが離れていると判別された場合は、前記摩擦材を前記回転体に押し付けるための前記モータのトルクより小さい値を目標トルクとし、前記摩擦材と前記回転体とが離れていないと判別された場合は、前記目標機械ブレーキ力を得るための前記モータのトルクを前記モータの目標トルクとして、前記目標トルク、および、前記モータのトルクと回転数との関係特性に基づいて該目標トルクから決定される目標回転数に応じて、電源装置から供給される電力を前記モータに供給するための電力に変換して変換した電力を前記モータに供給する電力変換回路を制御する、
    ブレーキ制御方法。