JPH01119464A - 鉄道車両の複数の車輪の周速度を制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、それぞれの車輪の速度を検出しかつ基準値と
比較し、かつこの結果得られた誤差信号によって、当該
の車輪の制動力（すベシ制御）または駆動力（横すべり
制御）を制御する、鉄道車両の複数の車輪の周速度を制
御する方法および装置に関する。・このような方法およ
び装置は公知である。

鉄動車両用の公知のすべり防止装置は、制動過程の際１
つまたは複数の車輪において生じる減速度を監視し、か
つ設定可能な閾値を越えた場合に監視された車輪のブレ
ーキをすベシ過程の期間の間ゆるめる。すべり防止装置
によればブレーキの開き時間は、閾値を越えた時点に存
在しかつ電気的測定値として存在する走行速度または車
輪周速度全記憶し、かつ当該の車輪が減速度曲線に沿っ
て低下する記憶値に再び達するまで、引続き連続的に測
定される車輪周速度と比較することによって決められる
。それにより確実に、当該の車輪が再び実際の車速と同
期するかまたは許容できるすベシ範囲内になった時に、
初めて制動力か再び制御されるようになる。このような
動作方式のため、数年来使用されているこのようなすベ
シ防止装置は、「■メそり」と称する。

前記のＶメモリすベシ防止装置において、駆動車両また
は被けん引車両の個々の車輪に作用する複数のすベシ防
止制御装置に対して共通の基準値を、駆動車両または被
けん引車両の測定されるすべての車輪速度の最大値から
取出し、かつ最大の出力を伝達するため望ましい所定の
最適な車輪のすべりを、この基準値に関して制御するこ
とは公知である。同様のことは横すべり制御にあてはま
り、この制御の際あらかじめ与えるべき基準値は、測定
されるすべての車輪速度の最小値から取出される。

しかし国内および外国において行われた多くの実験によ
って、このすベシまたは横すべり制御によって得られる
結果は不満足なものであるとわかった。なぜならそれぞ
れの駆動車両または被けん引車両の車輪は、瞬時的にほ
ぼ等しい軌道状態・になシ、その結果車両のすべての車
輪は、同じすベシ特性を示すからである。それにより他
方において最大車輪速度または横すべり制御の場合最小
車輪速度から取出される基準値は、もはや実際の走行速
度の情報を示さず、かつ最適のすべり９制御のための基
準にはならない。

本発明の課題は、車両のすべての車輪が許容できない程
すべった時にも、実際の走行速度に関して所定の最適な
すべりに制御することが可能なように、初めに述べたよ
うな方法および装置を改善することにある。

本発明によればこの課題は横すべり制御の場合特許請求
の範囲第１項記載の方法および特許請求の範囲第２項記
載の装置によって解決される。

「最後の車輪ないし最後にスリップした車輪」とは、車
両の複数の車輪の中で一番最後にスリップしはじめた車
輪のことを意味している。このような車輪は、本発明が
、実際車両速度をスリップしていない車輪の回転速度の
測定値から検出する方法を出発点としているが故に重要
な意味をもっている。つまり、スリップ状態になるとス
リップ中の車輪の速度はもはや実際車両速度信号に比例
しなくなる。従って車輪速度信号との比較のための基準
信号となる実際車両速度は、正常な摩擦量をまだ失って
いない車輪、即ちまだスリップしていない車輪から検出
しなければならない。この最後のまたスリップしていな
い車輪が正常な単振状態を逸脱したとき、これを“最後
にスリップした車輪”と呼んでいるのである。

本発明は、実際車両速度または基準信号を複数の車輪速
度信号から検出する方法において、最後にスリップした
車輪（この車輪からスリップ状態になる以前には車両速
度＝基準信号が導出されていた）に対してその正常な摩
擦状態を可及的速やかに回復させ、そのとき他の車輪が
徐々にその正常な摩擦状態を回復するのを待つ必要がな
いようにするという技術思想に基づいている。

このような思想は、少なくとも最後にスリップした車輪
に対して摩擦状態を増加制御する手段が設けられている
ことを前提としている。このような手段は単に機関車お
よび列車についてのみ公知であり、砂またはそれに類似
のものを、摩擦量を増すべきＣ各）車輪の正面の線路と
の接触表面に加えることによシ摩擦貴の増加を行う。

最後にスリップした車輪の正常な１１！擦状態を直ちに
回復させる制御によって、車両速度のための基準信号は
、最後にスリップした車輪がスリップ状態になっている
非常に短い期間の間だけ人工的にシミュレートすればよ
くなる。そのような短時間のシミュレーションの後に、
最後にスリップした車輪の速度信号は再び車両速度−基
準信号の検出のために利用できるようになる。

換言すれば本発明による教示は次のような認識を前提に
している。例えば０％ないし１０％のすべりによる最適
なすべり制御のため、常に実際の走行速度に関する情報
を得ることが必要である。走行速度検出は、常にすべり
を生じる１つまたは複数の車輪の回転速度の検出を介し
て行われ、従ってすべての車輪がすべυを生じた際この
ようにして検出された走行速度は正しくないので、実際
の走行速度に関する必要な情報をできるだけ早く回復す
るため、例えば当該の車輪の駆動出力を減少する（横す
べり）ような得られた対抗策によって、本発明によれば
最後にすべった車輪の許容できないすべりができるだけ
早く除去される。最後にすべった車輪において許容可能
なすべり状態（例えば０％ないし１０％のすべり）を再
び生じるまでの期間内において、基準値は、例えばコン
デンサによって人工的に与えられ、このコンデンサは、
測定された走行速度を常に記憶し、かつ所属の車輪に許
容できないすべりが生じた際に抵抗を介して放電され、
その際コンデンサの放電曲線は、制動された車両の走行
速度の経過（すベシの制御の場合〕に、または加速され
た車両の走行速度の逆の経過（横すベジの制御の場合）
に対応している。

最後にすべった車輪において許容できるすべり状態が回
復するまでの前記の期間内に、最後にすべったものでな
い車輪が許容できるすべ９範囲に戻った場合、この車輪
から基準値が取出され、かつ最後にす＾つた車輪におけ
る対抗策は終了する。

次にすベシ制御について図面によって説明する。

第１図による時間線図において、４輪車両は、時点ｔｏ
以後制動され、それによシ公知技術によるすベシ制御の
場合それぞれ個々の車輪１ないし４に対して示した回転
速度経過が生じるものとする。さらに車輪１ないし４は
、異った時点ｔｌないしｔ４に許容できないすべりを生
じるようになるものとする。４つの車輪１ないし４のう
ち１つでもまだすベシヲ生じていないならば、従って時
点ｔ４まで一１測定されたすべての車輪速＆Ｖ１ないし
ｖ４の選ばれた最大値は、地上における車両の実際の線
速度（走行速度）に対応しておシ、かつすべった車輪の
すベシ景を制御するための正しい走行速度の基準値を取
出すために利用できる。制御すべき最適すべυ景として
鉄道車両の場合、１０％までのすベシ量が得られ、この
すべり量の際０％すベシとは反対に、ブレーキの連続的
空気逃がしおよび空気再供給が、従って制動出力の低下
が阻止される。

しかし最後の車輪、例えば４がすベシ始めるとすぐに、
車輪速度の測定された最大値は、もはや実際の走行速度
には対応しておらず、その結果これから取出された基準
値は誤差を生じ、かつ車輪のすベシは、時点ｔ４以後ま
す゛ます大きくなる。

それに対して第２図にょシ示す本発明による方法によれ
ば、時点ｔ４において、すべての車輪１〜４が許容でき
ないすべり量を有するようになる。このとき既に車輪１
〜３はスリップ状態に移行しており、従って、時点ｔ４
では、最後に車輪４（最後までスリラグしていなかった
車輪）がスリップ状態になったことが検出される。この
検出に依存して例えば駆動力（横すべり制御の場合）ま
たは制動力（すベシ制御の場合）が当該最後にすべった
車輪においてできるだけ急速に低減され且つパルス状ま
たは連続的砂まき等の対抗策によって、最後にすべった
車輪の摩擦力が急速に回復される。これにより車輪４の
回転速度の、第２図において期間ｔ４ないしｔ５内に示
された西洋なし形の経過が生じる。車輪４が許容できな
いすべりを生じたことを検出するための評価基準として
、例えばすベシ制御の場合２．５　ｍ　／　ｓ’の経験
的に決められた減速度が利用され、この減速度は第２図
に一点鎖線で示す速度経過に対応している。

期間ご＝　ｔ５−　ｔ、は、「最後の車輪のすベシ期間
」と称する。第２図から明らかなように車輪４は、時点
ｔ５にすベシのない状態または許容できるすベシ状態を
回復し、その結果時点ｔ５以後すべての車輪速度の測定
された最大値（この例においては車輪４の回転速度）は
、再び実際の走行速度に相当し、従ってこの最大値から
取出された基準値は、再び所望の最適すべり制御を保証
する。すべ・ての車輪速度の測定された最大値が実際の
車速に対応していない期間ΔＴの間、すべ９制御７用、
の基準値を与えるため第２図に破線で示された曲線は、
例えは前に説明したコンデンサに゛よって発生される。

測定されるすべての車輪速度の最大値に関する前記の説
明は、最適横すべり制御のためには測定された車輪速度
の最小値に関してそのまま該当することはいうまでもな
い。

期間△Ｔの間すべっている別の車輪１ないし３のうち１
つが、例えば改善された走路または軌道特性のためすべ
りのない状態または許容可能なすべり状態を回復した場
合、車輪４に導入された対抗処置はすぐに終了され、か
つこの時最大速度値であるすべりのない車輪の速度値が
、基準値を取出すために利用される。

第６図に示した本発明による装置は、最適すべり制御の
ため第２図によシ説明した方法を実施するために使われ
、かつ一連の公知の部分を含み、これらの部分について
は簡単にしか説明しない。これに属するものは次のよう
なものである。すなわち４つの車輪のうちそれぞれ１つ
に対するすベシ制御装置Ｒ１ないしＲ４、車輪１ないし
４の当該の周速度に相当する電気的出力信号ｖ１】Ｓｔ
ないしＶ　４　ｉｓｔ　を発生しかつ車輪１ないし４の
それぞれ１つに連結された速度センサＧ１ないしＧ４、
基準値■　　を取出すＯＩＩ ためセンサＧ１ないしＧ４の出力端に接続された素子Ｆ
１出力端子がそれぞれ所属の制御装置Ｒ１ないしＲ４に
供給される誤差信号Δｖ１ないしΔＶ４ｔ−生じかつ基
準値ＶＳ○ＩＩとそれぞれ１つの信号Ｖ１ｉｓｔないし
Ｖ４ｉｓｔが供給される比較素子に１ないしに４、およ
び制御区間金なす車輪１ないし４において加速度または
減速度を生じかつ制御装置Ｒ１ないしＲ４から制御され
る操作部ＭＶ１ないしＭＶ４゜これまでの点について説
明した第３図によるすベシ制御回路は、初めに述べた公
知技術に対応している。

本発明によれば比較素子に１ないしに４の出力端子は、
選択回路りにも通じており、この選択回路の４つの出力
端子Ｌ１ないしＬ４は、それぞれ１つの論理結合素子■
１ないしｖ４、例えばＯＲ素子に通じておシ、これらの
論理結合素子は、それぞれ１つの制御装置Ｒ１ないしＲ
４と所属の操作部ＭＶｊないしＭＶ４との間に配置され
ている。論理結合素子ｖ１ないし■４によれば、所属の
制御袋ｆｉｉｆ：Ｒ１ないしＲ４の出力信号および所属
の出力端子Ｌ１ないしＬ４上の選択回路りの出力信号に
よって操作部ＭＶ１ないしＭＶ４ｆ、制御することがで
きる。

さらに選択回路りは、起動入力端子を有し、この起動入
力端子は、横すべυ制御の場合測定されたすべての車輪
速度Ｖ　１ｉｓｔないし■４ｉｓｔの最小値が前記のす
べり評価基準以上に上昇した時に素子Ｆによって制御さ
れる。起動が行われた後に選択回路りは、４つの車輪１
ないし４のうちどれが最後のものとしてすべりを生じた
かまたは横すべりを生じたかを、すなわちすべての差信
号Δｖ１ないしΔｖ４のうちどれが最小であるか、を検
出する。この検出に依存して選択回路りは、最後にすべ
りを生じた車輪に対応する操作部に制御信号を加え、そ
れからこの操作部だけが、最後にすベシヲ生じた車輪４
に生じた許容できないすべ９をなくすまで（第２図によ
る時点ｔ５）、最後にすべりを生じた車輪において適当
な対抗策を開始する。

測定されたすべての車輪速度Ｖ１ｉｓｔないしＶ４ｊｓ
ｔの最小値に関する前記の横すべり制御の場合の説明は
、最適すべり制御のため第６図による装置を使用する際
に測定された車輪速度の最大値に該当することはいうま
でもない。

選択回路りの回路技術的な詳細な構成は、当業者の取扱
う問題であり、かつそれ故に本発明の枠内において詳細
に説明するには及ばない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、公知のすベシ制御した車両において最後にす
べ！Ｉｎ生じる車輪がすベク出す前後における車輪周速
度の経過を示す時間線図、第２図は、最後にすべりを生
じる車輪がすべり出す前後における車両の車輪周速度の
経過を示す時間線図、第６図は、４輪車両に対して本発
明による方法を実施する装置のブロック図である。 Ｋ１ないしに４比較素子、Ｌ選択回路、ＭＶｌないしＭ
Ｖ４操作部、Ｒ１ないしＲ４制御装置、ｖｌないしｖ４
論理結合素子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれの車輪の速度を検出し、かつ基準値と比較
   し、かつこの比較により得られた誤差信号によつて、当
   該の車輪の駆動力を制御（横すべり制御）する、鉄道車
   両の複数の車輪の周速度を制御する方法において、少な
   くとも１つの車輪が許容できないすべり量を示していな
   いときには前記基準値として、測定されたすべての車輪
   速度の、許容可能な値に制限された最小値を用い、すべ
   ての車輪が許容できないすべり量を有するときには、駆
   動力を最後にスリップ状態に移行した車輪において急速
   に低減し且つ当該最後にスリップした車輪と走行路ない
   しレールとの間の摩擦力を高めることを特徴とする、鉄
   道車両の複数の車輪の周速度を制御する方法。 ２、それぞれの車輪の速度を検出するため測定センサが
   設けられており、測定されたすべての車輪速度の、許容
   できる値に制限された最小値から基準値を発生する装置
   が設けられており、また基準値と測定された速度とを比
   較するため比較素子が設けられている、それぞれの車両
   の駆動力を制御するための横すべり防止制御を用いて鉄
   道車両の複数の車輪の周速度を制御する装置において、
   選択回路（Ｌ）が設けられており、この選択回路の入力
   側が、比較素子（Ｋ１ないしＫ４）に接続されており）
   各車輪に対し１つの制御装置（Ｒ１ないしＲ４）が設け
   られており、該制御装置の入力側は各々１つの比較素子
   の出力側と接続されており、前記制御装置の出力側は各
   々、１つの対応する選択回路出力側に１つの結合素子（
   Ｖ１ないしＶ４）を介して結合されており、該結合素子
   （Ｖ１ないしＶ４）の出力側は各々１つの対応する操作
   部（ＭＶ１ないしＭＶ４）に接続されており、すべての
   車輪が許容できないすべり量を有するとき、前記選択回
   路（Ｌ）が、最後にスリップした車輪に対応する出力側
   に制御信号を送出し、これに基づいて、最後にスリップ
   した車輪における駆動力の低減ならびに当該車輪と走行
   路ないしレールとの間の摩擦力の増加が対応する操作部
   を用いて行なわれることを特徴とする、鉄道車両の複数
   の車輪の周速度を制御する装置。