JPH06122365A - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上述の問題点を解決するため、滑走状態の開
始・落ち着き・終了見込みを時間遅れなく判定し、ブレ
ーキ力の立ち上げ・引き下げ・保持・復帰を適切なタイ
ミングでかつオーバーアクションとなることなく行うこ
とのできる、車輪の粘着性能を向上させたブレーキ制御
装置を提供することを目的とする。 【構成】 ブレーキ力の立ち上げ、引き下げ、保持又は
復帰の制御を行う際に、車軸回転速度、同加速度、車輪
のレールに対する滑走速度に加え加速度微分値や滑走速
度予測値をも考慮して滑走状態を判定してブレーキ制御
の時間遅れを少くする。また、ブレーキ力の立ち上げや
復帰を段階的に行うことにより滑走を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車輛等の電気式・
機械式等のブレーキの制御装置に関し、特には、車輪滑
走時に適切なブレーキ力の引き下げ、保持、復帰を行う
ことにより車輪の粘着性能を向上させたブレーキ制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について図に基き説明する。
図９は従来のブレーキ制御装置の構成を示す図である。
まず、車軸に取付けられた速度センサの出力である回転
速度パルスを速度算出手段１１〜１４にて一定時間計数
してこれにより車軸の回転速度（以下、単に速度とい
う）を算出する。次に、加速度算出手段２１〜２４にて
現在の速度算出値と一定時間前の速度算出値との差より
加速度を算出する。また基準速度算出手段４にて複数の
車軸の速度の最大値を基準速度とし、滑走速度算出手段
５１〜５４にて基準速度と回転速度の差である滑走速度
を算出する。最後に、判定指令手段６１〜６４にて上記
滑走速度と加速度より判別してブレーキ力の引き下げ、
保持、復帰を行う。

【０００３】図１０は滑走が発生した時の通常のブレー
キ制御の一例における、速度、加速度及びブレーキ力の
推移を示すグラフである。図１０において、最下段はブ
レーキ力を表し、図の左から右へ向って、立ち上げ、引
き下げ、保持、復帰の各ブレーキ制御動作が連なってい
る。「立ち上げ」は、車輛にブレーキをかけるためにブ
レーキ力を徐々に上げる動作である。「引き下げ」は、
ブレーキを言わばかけすぎて車輪がレール上を滑走し始
めた場合に滑走を止めるためにブレーキ力を下げる動作
である。「保持」は、滑走が納まり始めたとき等にブレ
ーキ力の過度な低下を抑制する等のためにブレーキ力を
一定とする動作である。「復帰」は、滑走のおそれが無
くなった時点で、再度ブレーキ力を上げる動作である。
この場合には、ａ点にて例えば滑走速度が一定値に達し
たことをもって滑走を検知し、ブレーキ力を引き下げ
る。次に、ｂ点にて例えば加速度が一定値以上であるこ
とをもってブレーキ力を一定値に保持し、ｃ点にて例え
ば滑走速度が一定値以下であることをもってブレーキ力
を復帰させる。

【０００４】従来の技術においては、ブレーキ制御の各
局面で以下のような問題点があった。 立ち上げ時等における滑走開始又はそのおそれの判
定を、滑走速度と加速度の情報のみによって行っていた
ため、その判定に時間遅れが生じ、滑走速度は大きくな
らざるをえなかった。

【０００５】 立ち上げ時にブレーキ力を連続的に立
ち上げていたため、滑走を検知するまでの間にブレーキ
力が上昇してしまい、さらに滑走を助長していた。同時
に、滑走検知によりブレーキ力を引き下げてしまうの
で、平均ブレーキ力が低下していた。一方、滑走検知の
閾値を下げて滑走を検知しやすくしても、同様にブレー
キ力が低下していた。また、滑走により、機械ブレーキ
の場合には、油圧源や空気源を必要以上に消費してい
た。

【０００６】 引き下げ時における滑走状態の落ち着
き判定を、滑走速度と加速度の情報のみによって行って
いたため、その判定に時間遅れが生じ、必要以上にブレ
ーキ力を引き下げることとなって平均ブレーキ力が低下
していた。

【０００７】 保持から復帰への移行が遅れると、滑
走から再粘着への移行が急激となるため、再粘着した時
点でブレーキ力の立ち上がりが不十分となり、車輪とレ
ールの間の力（以下、接線力と言う）に変動が生じて問
題となっていた（電気学会研究会資料 ＴＥＲ−９１−
４３参照）。

【０００８】 保持時における滑走状態の終了見込み
の判定を滑走速度や加速度のみで行っていたため、その
判定に時間遅れが生じ、滑走終了（再粘着）した時点で
ブレーキ力の立ち上がりが不十分となり、上記と同様
の問題があった。また、ブレーキ力の立ち上がり不十分
のため平均ブレーキ力が低下していた。

【０００９】 復帰時に一気にブレーキ力を元の値に
復帰させていたため、ブレーキ力がほぼ前回滑走時の値
に達すると再び滑走することが多かった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点を解決するため、滑走状態の開始・落ち着き・
終了見込みを時間遅れなく判定し、ブレーキ力の立ち上
げ・引き下げ・保持・復帰を適切なタイミングでかつオ
ーバーアクションとなることなく行うことのできる、車
輪の粘着性能を向上させたブレーキ制御装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様に係
るブレーキ制御装置は、車軸回転パルスを入力信号とし
て受け、該信号を処理することによって車輪のレールに
対する滑走状態を判定し、その状態に応じてブレーキ力
の立ち上げ、引き下げ、保持又は復帰の制御を行うブレ
ーキ制御装置であって；車軸の回転パルスを用いて車軸
回転速度を算出する速度算出手段と；車軸回転速度の現
在の値と以前の値との差より加速度を算出する加速度算
出手段と；加速度の現在の値と以前の値との差より加速
度微分値を算出する加速度微分値算出手段と；車輛の速
度を表す基準速度を発生する基準速度発生手段と；基準
測度と車軸回転速度の差である滑走速度を算出する滑走
速度算出手段と；立ち上げ時又は立ち上げ途中保持時に
おいて、車軸回転速度及び／又は加速度に加速度微分値
をも加味して滑走状態の開始を判定し、ブレーキ力の引
き下げ指令を発する第一の判定指令手段と；を具備する
ことを特徴とする。

【００１２】この態様においては、ブレーキ力引き下げ
のタイミング決定のために、加速度微分値をも加味し
て、すなわち加速度の予測も行いながら、滑走状態の開
始を判定するので、引き下げタイミングの遅れが少くな
り、そのため滑走速度をより低く抑えることができる。
本発明のブレーキ制御装置は、鉄道車両の他、航空機、
自動車等にも用いることができる。その場合、車両は航
空機、自動車等と、レールは滑走路、道路面等と読み替
える。

【００１３】本発明の第二の態様に係るブレーキ制御装
置は、上記第一の判定指令手段に替えて、立ち上げ時又
は復帰時において、滑走速度が一定値以上、又は、加速
度が一定値以下、又は、加速度微分値が一定値以下、又
は、これら滑走速度、加速度及び加速度微分値に関する
条件の二つ以上が同時に成立したことをもって滑走開始
の微候を判定し、一定時間ブレーキ力を一定値に保持す
る指令を発する第二の判定指令手段を具備することを特
徴とする。

【００１４】この態様においては、滑走開始判定の閾値
より低い閾値で、ブレーキ力の立ち上げ時に滑走の微候
を検出することにより、ブレーキ力を一定に保持し、そ
れによって滑走の進展を抑止することができる。

【００１５】本発明の第三の態様に係るブレーキ制御装
置は、上記第一の判定指令手段に替えて、滑走中の引き
下げ時において、加速度が一定値以上でかつ加速度微分
値が一定値以上となったことをもって滑走状態の落ち着
きを判定し、ブレーキ力の保持指令を発する第三の判定
指令手段を具備することを特徴とする。

【００１６】この態様においては、ブレーキ力保持のタ
イミング決定のために、加速度微分値を加味して、すな
わち加速度の予測も行いながら、滑走状態の落ち着きを
判定するので、保持タイミングの遅れが少くなり、その
ためブレーキ力の低下を最小限にすることができる。

【００１７】本発明の第四の態様に係るブレーキ制御装
置は、上記諸手段に加えて加速度微分値とその前回値と
から加速度微分予測値を算出する手段を具備し；さら
に、上記第一の判定指令手段に替えて、滑走中の引き下
げ時において、加速度が一定値以上でかつ加速度微分予
測値が一定値以上となったことをもって滑走状態の落ち
着きを判定し、ブレーキ力の保持指令を発する第四の判
定指令手段を具備することを特徴とする。

【００１８】この態様においては、ブレーキ力保持のタ
イミング決定のために、加速度微分予測値をも加味して
滑走状態の落ち着きを判定するので、保持タイミングの
遅れが少くなり、そのためブレーキ力の低下を最小限に
することができる。

【００１９】本発明の第五の態様に係るブレーキ制御装
置は、車軸回転パルスを入力信号として受け、該信号を
処理することによって車輪のレールに対する滑走状態を
判定し、その状態に応じてブレーキ力の立ち上げ、引き
下げ、保持又は復帰の制御を行う鉄道車輛のブレーキ制
御装置であって；車軸の回転パルスを用いて車軸回転速
度を算出する速度算出手段と；車軸回転速度の現在の値
と以前の値との差より加速度算出する加速度算出手段
と；車輛の速度を表す基準速度を発生する基準速度発生
手段と；基準測度と車軸回転速度の差である滑走速度を
算出する滑走速度算出手段と；保持時において、加速度
が一定値以上となったことをもって滑走状態の終了見込
みを判定し、ブレーキ力を一定時間復帰させた後に再び
保持する指令を発する第五の判定指令手段と；を具備す
ることを特徴とする。

【００２０】この態様においては、ブレーキ力保持から
復帰への条件が成立する以前に、ブレーキ力を一定時間
立ち上げて再び保持すれば、滑走から再粘着へ移行する
速さを緩やかにすることができ、その結果、再粘着した
時点での接線力の変動を小さくすることができる。

【００２１】本発明の第六の態様に係るブレーキ制御装
置は、上記第一の判定指令手段に替えて、保持時におい
て、加速度が正でかつ加速度微分値が正から負になった
ことをもって滑走状態の終了見込みを判定し、ブレーキ
力を復帰させる指令を発する第六の判定指令手段を具備
することを特徴とする。

【００２２】保持時において、加速度が正でかつ加速度
微分値が正から負になるということは、滑走から再粘着
への移行の微候と判断することができ、滑走速度が一定
値以下であることをもってブレーキ力を復帰させる場合
により正確にブレーキ力復帰のタイミングを定めること
ができる。そのため、再粘着時のブレーキ力のばらつき
を抑え、またこの時の接線力の変動をより小さく抑える
ことができる。

【００２３】本発明の第七の態様に係るブレーキ制御装
置は、上記諸手段に加えて、現在の滑走速度、加速度及
び加速度微分値より一定時間後の滑走速度予測値を算出
する手段を具備し；さらに、上記第一の判定指令手段に
替えて、保持時において、滑走速度予測値が一定値以下
となったことをもって滑走状態の終了見込みを判定し、
ブレーキ力を復帰させる指令を発する第八の判定指令手
段を具備することを特徴とする。

【００２４】滑走速度予測値によって滑走状態を事前に
予測して時間遅れなくブレーキ力を復帰することができ
る。そのため第六態様と同様の作用をする。

【００２５】本発明の第八の態様に係るブレーキ制御装
置は、上記諸手段に加えて；加速度微分値の現在の値と
以前の値との差より加速度二次微分値を算出する手段
と；現在の滑走速度、加速度、加速度微分値及び加速度
二次微分値より一定時間後の滑走速度予測値を算出する
手段と；を具備し、さらに、上記第一の判定指令手段に
替えて、保持時において、滑走速度予測値が一定値以下
となったことをもって滑走状態の終了見込みを判定し、
ブレーキ力を復帰させる指令を発する第八の判定指令手
段を具備することを特徴とする。

【００２６】滑走速度予測値の算出に加速度二次微分値
をも加味しているので、より正確に将来の滑走速度を予
測することができる。

【００２７】本発明の第九の態様に係るブレーキ制御装
置は、上記第一の判定指令手段に替えて、復帰時におい
て、一定時間ブレーキ力を復帰させた後、一定時間ブレ
ーキ力を保持し、これを繰り返すことにより徐々にブレ
ーキ力を復帰させる指令を発する指令手段を具備するこ
とを特徴とする。

【００２８】ブレーキ力を徐々に上げるので滑走しにく
くなり、ブレーキ力の上昇に伴って滑走が生じたとして
も、車輪とレールの間の力を上回る余剰トルクが少ない
ので滑走の進展が遅くなり、滑走検知及びその後の対応
がしやすくなる。

【００２９】本発明の第十の態様に係るブレーキ制御装
置は、上記諸手段に加えて、現在の滑走速度、加速度及
び加速度微分値より一定時間後の滑走速度予測値を算出
する手段；及び現在の加速度及び加速度微分値より一定
時間後の加速度予測値を算出する手段；を具備し；さら
に、上記第一の判定指令手段に替えて、立ち上げ時又は
立ち上げ途中保持時において、滑走速度及び／又は加速
度に滑走速度予測値又は加速度予測値をも加味して滑走
状態の開始を判定し、ブレーキ力の引き下げ指令を発す
る第九の判定指令手段を具備することを特徴とする。

【００３０】本発明の第十一の態様に係るブレーキ制御
装置は、上記諸手段に加えて、現在の滑走速度、加速度
及び加速度微分値より一定時間後の滑走速度予測値を算
出する手段を具備し；さらに、上記第一の判定指令手段
に替えて、立ち上げ時又は立ち上げ途中保持時におい
て、滑走速度予測値が一定値以上、あるいは、これに加
えて加速度が一定値以下であることをもって滑走状態の
開始を判定し、ブレーキ力の引き下げ指令を発する第十
の判定指令手段を具備することを特徴とする。

【００３１】第九及び第十の態様のブレーキ制御装置の
利点は次のとおりである。速度、加速度算出には多かれ
少なかれ遅れがある。またブレーキの立ち上げ、引き下
げ、保持、復帰についても、指令してブレーキ力が変化
するまでに遅れがある。滑走速度又は加速度のかわりに
適当な時間後（Δｔ）の滑走速度予測値又は加速度予測
値を用いることで、滑走状態をより正確に判定し、ブレ
ーキ動作のタイミングとより正確に合わせることができ
る。

【００３２】

【実施例】本発明の第一態様に係る実施例を図１に基づ
いて説明する。一定時間内入力する車軸回転パルスのパ
ルス数とそれらの全体のパルス幅より速度算出手段１１
〜１４を用いて速度を算出する。この速度算出方式を用
いると従来の速度算出方式より格段に速度演算精度を向
上させ得るので、本発明の各態様においては、この方式
を用いることが好ましい。次に、加速度算出手段２１〜
２４を用いて、現在の速度と一定時間前の速度の差より
加速度を算出する。更に加速度微分値算出手段３１〜３
４を用いて現在の加速度と一定時間前の加速度の差より
加速度微分値を算出する。また基準速度算出手段４を用
いて各軸の速度の最大値より基準速度を算出する。全軸
とも滑走した時はブレーキノッチ及び走行速度にて予め
設定した減速度と前回の基準速度より新しい基準速度を
算出する。次に滑走速度算出手段５１〜５４を用いて基
準速度と各車軸回転速度との差より各車軸の滑走速度を
算出する。

【００３３】次に判別指令手段６１〜６４を用いて上記
滑走速度、加速度、加速度微分値、基準速度より立ち上
げ時又は立ち上げ途中保持時において滑走状態の開始を
判定して、ブレーキ力引き下げのタイミングを決定す
る。ブレーキ力引き下げのタイミングとしては、例え
ば、滑走速度が一定値以上でかつ、加速度又は加速度微
分値が一定値以下、あるいは、滑走速度が一定値以上で
かつ加速度微分値が一定値以下であることをもって決定
する。

【００３４】図２は、本発明の第一態様に係る一実施例
のブレーキ制御装置におけるブレーキ制御時の速度、加
速度及びブレーキ力の推移を表わすグラフである。最上
段の速度において、右下りの実線は基準速度を示し、ほ
ぼ一定の割合で減速しつつある状態を示す。一点鎖線は
従来技術の場合の速度（車軸回転）を表し、ｂ部では基
準速度と速度との間に大きな差（滑走速度）が存在す
る。その理由は、最下段のブレーキ力において示されて
いるように、ブレーキ力引き下げのタイミングａが遅れ
ているためである。これに対して、本実施例では、ａ’
の時点で加速度（中段）の値及びその微分値が一定値以
下、つまり車輪が滑走し始めてどんどんと減速され始め
ていることから滑走状態の開始を一早く判定してブレー
キ力引き下げている。その結果、滑走速度最大のｂ’点
においても、滑走速度の絶対量はきわめて小さい。

【００３５】本発明の第二態様に係る実施例について図
に基づき説明する。図３はブレーキ力の立ち上げ時にわ
ずかな滑走を例えば加速度が閾値以下であることをもっ
て検知し（図中ａ’）、ブレーキ力を一定置に保持する
場合の実施例である。通常の滑走検知、すなわちブレー
キ力引き下げのための検知としては、滑走速度、車軸加
速度のいずれかが使われるが、例えば車軸加速度と組み
合わせて車軸加速度微分値を使用することもできる。ブ
レーキ力を一定値に保持するための閾値は、通常の滑走
検知のための閾値よりも高感度としておく。そして一定
時間ブレーキ力を一定値に保持した後、再びブレーキ力
を上昇させる。このようにすれば滑走速度は微小値にと
どまり、車輪とレールの間の摩擦係数の低下も少ないの
で、図の場合と比較してブレーキ力を引き下げなくとも
再粘着する可能性が高い。

【００３６】図３ではブレーキ力の立ち上げ時について
説明したが、滑走時のブレーキ力復帰時についても立ち
上げ時と同様に通常の滑走検知の閾値よりも高感度の閾
値で、ブレーキ力の上昇を止め、ブレーキ力を保持すれ
ば、ブレーキ力を上昇し続けた場合と比較し、再び滑走
が増大することなく、再び復帰検知の閾値に達し、ブレ
ーキ力を復帰できる可能性が高まる。

【００３７】本発明の第三、第四の態様に係る実施例に
ついて図に基づき説明する。図４のｂにおいて、滑走状
態の落ち着きを判定し、ブレーキ力の引き下げをやめて
保持している。保持のタイミングとしては、例えば加速
度微分値が一定値以上かつ加速度が一定値以上であるこ
とをもって決定する。なお加速度微分値の予測値にてタ
イミングを決定することも可能である。この態様におい
ては、ブレーキ力を必要以上に引き下げることがなくな
り、ブレーキ力の平均値を上げて車輛をより速やかに減
速することができる。

【００３８】本発明の第五の態様に係る実施例について
図に基づき説明する。図５はブレーキ力保持中に加速度
が正になったことをもってブレーキ力を一定時間立ち上
げて再び保持する場合の実施例である。この場合には図
１０に示す従来のブレーキ制御に加えて、ｂ’点にて例
えば加速度が正であることをもってブレーキ力を一定時
間立ち上げている。なお上記ｂ’点におけるこの検知の
加速度の閾値を、状況に応じて負または正の一定値とす
ることも、あるいはこの閾値を動的に変化させることも
可能である。車輛の速度、ブレーキの型式等に応じて適
切に選択することができる。

【００３９】本発明の第六、第七、第八の態様に係る実
施例について図に基づき説明する。図６はブレーキ力保
持中に加速度が正で、加速度微分値が負となったことを
もってブレーキ力を復帰させた場合の実施例で、ｃ’点
でブレーキ力を復帰させている。この場合には加速度が
減少傾向となることにより車輪とレールの間の摩擦力、
すなわち接線力が復帰してきたことを検知している訳
で、従来の滑走速度の現在値のみでブレーキ復帰を検知
する場合より、滑走から再粘着へ移行する速さが反映さ
れ、より正確にブレーキ力の復帰のタイミングを定めて
いる。

【００４０】第七の態様の場合には、ブレーキ制御の時
間遅れを考慮して、現在の滑走速度Ｖ、加速度α、及び
加速度微分値Ｊより一定時間後の滑走速度予測値Ｖｐを
算出して、これが一定値以下となったことをもってブレ
ーキ復帰を検知している。具体的には時間△ｔ秒後の滑
走速度予測値Ｖ_p は例えば Ｖ_p ＝Ｖ＋α＊△ｔ＋０．
５＊Ｊ＊（△ｔ）² と表される。したがって加速度微分
値を用いている分だけ第六の態様の場合より、より正確
に検知しようとしているといえる。実際にはこの正確さ
は加速度微分値の算出精度に依存している。

【００４１】第八の態様の場合には、ブレーキ制御の時
間遅れを考慮して、現在の滑走速度Ｖ、加速度α、加速
度微分値Ｊ及び加速度二次微分値△Ｊより一定時間後の
滑走速度予測値を算出して、これが一定値以下となった
ことをもってブレーキ復帰を検知している。具体的には
時間△ｔ秒後の滑走速度予測値Ｖ_p は例えば車両の加速
度の影響を無視した場合 Ｖ_p ＝Ｖ＋α＊△ｔ＋０．５
＊Ｊ＊（△ｔ）² ＋（△Ｊ／６）＊（△ｔ）³ と表され
る。したがって加速度二次微分値を用いている分だけ第
七の態様の場合より、より正確に検知しようとしている
といえる。実際にはこの正確さは加速度微分値と加速度
二次微分値の算出精度ならびに加速度微分値の変化を線
型近似することの妥当性に依存している。

【００４２】本発明の第九の態様に係る実施例について
図に基づき説明する。図７は態様のブレーキ制御の一実
施例を示す図である。ブレーキ力保持中に例えば滑走速
度が一定値以下であることをもってブレーキ力復帰を検
知する（Ｃ）。従来の方法ではここでブレーキ力を一気
に立ち上げるが、本発明では、図中下段ブレーキ力の右
側“復帰”の部分に示されているように、一定時間立ち
上げたら一定時間ブレーキ力を保持し、その後同様に繰
り返す。

【００４３】図８は本態様の他の実施例を示す図であ
る。図７ではブレーキ力復帰時間と保持時間を一定とし
たが、復帰回数に応じてブレーキ力復帰時間（Ｔ₁ 、Ｔ
₃ ）と保持時間（Ｔ₂ 、Ｔ₄ ）とを設定できれば、ブレ
ーキの種類等に対応してブレーキ力を適切な値を定める
ことができる。

【００４４】第十及び第十一の態様においては、滑走速
度予測値Ｖ_p 及び加速度予測値α_pは車両の加速度の影
響を無視した場合、次の方法によって算出される。 Ｖ_p ＝Ｖ＋α・△ｔ、又は、 Ｖ_p ＝Ｖ＋α・△ｔ＋０．５＊Ｊ＊（△ｔ）² α_p ＝α＋Ｊ・△ｔ ここでＶは現在の算出した滑走速度、αは同加速度、Ｊ
は同加速度微分値、Δｔは予測時間である。

【００４５】

【発明の効果】本発明の第一、第十、第十一の態様によ
れば、滑走開始を時間遅れなく判定でき、迅速なブレー
キ力引き下げができるので、滑走速度を低く抑制できる
ブレーキ制御装置を提供することができる。

【００４６】本発明の第二の態様によれば、ブレーキ力
立ち上げ時の滑走が進展するのを抑止することができ、
しかもその分ブレーキ力を引き下げることがないので、
油圧源や空気減を浪費することもなく、経済的なブレー
キ制御装置を提供することができる。

【００４７】本発明の第三、第四の態様によれば、ブレ
ーキ力引き下げ時における滑走状態の落ち着きを時間遅
れなく判定して保持できるので、引き下げ過ぎを防止し
て平均ブレーキ力を高めることができる。

【００４８】本発明の第五の態様によれば、滑走時のブ
レーキ制御において、滑走から再粘着へ移行する速さを
緩和し、復帰のタイミング決定を容易にすることができ
るほか、再粘着した時点での接線力の変動を小さくする
ことができる。

【００４９】本発明の第六、第七、第八の態様によれ
ば、滑走時のブレーキ制御において、滑走のタイミング
をより正確に定め、滑走時のブレーキ制御をより適切に
行うことができ、再粘着した時点での接線力の変動が少
なく、滑走時の平均ブレーキ力低下の少ないブレーキ制
御装置を提供することができる。

【００５０】本発明の第九の態様によれば、滑走時のブ
レーキ力復帰検知によりブレーキ力を徐々に所定の値に
復帰させることによって、再び滑走するのを抑止でき、
また滑走が生じたとしても滑走の進展が遅くなり、滑走
速度が小さくなる利点がある。

【００５１】以上説明したように、本発明によれば滑走
速度が小さく平均ブレーキ力が高くかつ高性能走行車輛
に好適な粘着性能の優れたブレーキ制御装置を提供する
ことができる。その結果、車輛の走行速度を向上させる
ことができるのみならず、滑走による車輛や走行路の損
傷を最小限に保つことができ、車輛保守の経済効果も大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るブレーキ制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の第一態様に係る一実施例のブレーキ制
御装置におけるブレーキ制御時の速度、加速度及びブレ
ーキ力の推移を表すグラフである。

【図３】本発明の第二態様に係る一実施例のブレーキ制
御装置におけるブレーキ制御時の速度、加速度及びブレ
ーキ力の推移を表すグラフである。

【図４】本発明の第三、第四態様に係る一実施例のブレ
ーキ制御装置におけるブレーキ制御時の速度、加速度及
びブレーキ力の推移を表すグラフである。

【図５】本発明の第五態様に係る一実施例のブレーキ制
御装置におけるブレーキ制御時の速度、加速度及びブレ
ーキ力の推移を表すグラフである。

【図６】本発明の第六、第七、第八態様に係る一実施例
のブレーキ制御装置におけるブレーキ制御時の速度、加
速度及びブレーキ力の推移を表すグラフである。

【図７】本発明の第九態様に係る一実施例のブレーキ制
御装置におけるブレーキ制御時の速度、加速度及びブレ
ーキ力の推移を表すグラフである。

【図８】本発明の第九態様に係る他の一実施例のブレー
キ制御装置におけるブレーキ制御時の速度、加速度及び
ブレーキ力の推移を表すグラフである。

【図９】従来のブレーキ制御装置の構成を示すブロック
図である。

【図１０】従来のブレーキ制御装置におけるブレーキ制
御時の速度、加速度及びブレーキ力の推移を表すグラフ
である。

【符号の説明】

４ 基準速度発生手段 １１〜１４ 速度算出手段 ２１〜２４ 加速度算出手段 ３１〜３４ 加速度微分値算出手段 ５１〜５４ 滑走速度算出手段 ６１〜６４ 判定指令手段

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車軸回転パルスを入力信号として受け、
   該信号を処理することによって車輪のレールに対する滑
   走状態を判定し、その状態に応じてブレーキ力の立ち上
   げ、引き下げ、保持又は復帰の制御を行うブレーキ制御
   装置であって；車軸の回転パルスを用いて車軸回転速度
   を算出する速度算出手段と；車軸回転速度の現在の値と
   以前の値との差より加速度を算出する加速度算出手段
   と；加速度の現在の値と以前の値との差より加速度微分
   値を算出する加速度微分値算出手段と；車輛の速度を表
   す基準速度を発生する基準速度発生手段と；基準測度と
   車軸回転速度の差である滑走速度を算出する滑走速度算
   出手段と；立ち上げ時又は立ち上げ途中保持時におい
   て、 滑走速度及び／又は加速度に加速度微分値をも加味して
   滑走状態の開始を判定し、 ブレーキ力の引き下げ指令を発する第一の判定指令手段
   と；を具備することを特徴とするブレーキ制御装置。
2. 【請求項２】 上記第一の判定指令手段において、加速
   度及び加速度微分値が一定値以下であることをもって滑
   走状態の開始を判定する請求項１記載のブレーキ制御装
   置。
3. 【請求項３】 上記第一の判定指令手段において、滑走
   速度が一定値以上でかつ加速度及び加速度微分値が各々
   一定値以下であることをもって滑走状態の開始を判定す
   る請求項１記載のブレーキ制御装置。
4. 【請求項４】 上記第一の判定指令手段に替えて、 立ち上げ時又は復帰時において、 滑走速度が一定値以上、又は、加速度が一定値以下、又
   は、加速度微分値が一定値以下、又は、これら滑走速
   度、加速度及び加速度微分値に関する条件の二つ以上が
   同時に成立したことをもって滑走開始の微候を判定し、 一定時間ブレーキ力を一定値に保持する指令を発する第
   二の判定指令手段を具備する請求項１記載のブレーキ制
   御装置。
5. 【請求項５】 上記第一の判定指令手段に替えて、 滑走中の引き下げ時において、 加速度が一定値以上でかつ加速度微分値が一定値以上と
   なったことをもって滑走状態の落ち着きを判定し、 ブレーキ力の保持指令を発する第三の判定指令手段を具
   備する請求項１記載のブレーキ制御装置。
6. 【請求項６】 上記諸手段に加えて加速度微分値とその
   前回値とから加速度微分予測値を算出する手段を具備
   し；さらに上記第一の判定指令手段に替えて、 滑走中の引き下げ時において、 加速度が一定値以上でかつ加速度微分予測値が一定値以
   上となったことをもって滑走状態の落ち着きを判定し、 ブレーキ力の保持指令を発する第四の判定指令手段を具
   備する請求項１記載のブレーキ制御装置。
7. 【請求項７】 車軸回転パルスを入力信号として受け、
   該信号を処理することによって車輪のレールに対する滑
   走状態を判定し、その状態に応じてブレーキ力の立ち上
   げ、引き下げ、保持又は復帰の制御を行う鉄道車輛のブ
   レーキ制御装置であって；車軸の回転パルスを用いて車
   軸回転速度を算出する速度算出手段と；車軸回転速度の
   現在の値と以前の値との差より加速度を算出する加速度
   算出手段と；車輛の速度を表す基準速度を発生する基準
   速度発生手段と；基準測度と車軸回転速度の差である滑
   走速度を算出する滑走速度算出手段と；保持時におい
   て、 加速度が一定値以上となったことをもって滑走状態の終
   了見込みを判定し、 ブレーキ力を一定時間復帰させた後に再び保持する指令
   を発する第五の判定指令手段と；を具備することを特徴
   とするブレーキ制御装置。
8. 【請求項８】 上記第一の判定指令手段に替えて、 保持時において、 加速度が正でかつ加速度微分値が正から負になったこと
   をもって滑走状態の終了見込みを判定し、 ブレーキ力を復帰させる指令を発する第六の判定指令手
   段を具備する請求項１記載のブレーキ制御装置。
9. 【請求項９】 上記諸手段に加えて、現在の滑走速度、
   加速度及び加速度微分値より一定時間後の滑走速度予測
   値を算出する手段を具備し；さらに上記第一の判定指令
   手段に替えて、 保持時において、 滑走速度予測値が一定値以下となったことをもって滑走
   状態の終了見込みを判定し、 ブレーキ力を復帰させる指令を発する第七の判定指令手
   段を具備する請求項１記載のブレーキ制御装置。
10. 【請求項１０】 上記諸手段に加えて；加速度微分値の
    現在の値と以前の値との差より加速度二次微分値を算出
    する手段と；現在の滑走速度、加速度、加速度微分値及
    び加速度二次微分値より一定時間後の滑走速度予測値を
    算出する手段と；を具備し、さらに上記第一の判定指令
    手段に替えて、 保持時において、 滑走速度予測値が一定値以下となったことをもって滑走
    状態の終了見込みを判定し、 ブレーキ力を復帰させる指令を発する第八の判定指令手
    段を具備する請求項１記載のブレーキ制御装置。
11. 【請求項１１】 上記第一の判定指令手段に替えて、 復帰時において、 一定時間ブレーキ力を復帰させた後、一定時間ブレーキ
    力を保持し、これを繰り返すことにより徐々にブレーキ
    力を復帰させる指令を発する指令手段を具備する請求項
    １記載のブレーキ制御装置。
12. 【請求項１２】 上記指令手段が、ブレーキ力を一定時
    間復帰するごとに復帰回数に応じて復帰時間と保持時間
    を設定できる機構を有する請求項１１記載のブレーキ制
    御装置。
13. 【請求項１３】 上記諸手段に加えて、現在の滑走速度
    及び加速度あるいはこれに加速度微分値を加味して一定
    時間後の滑走速度予測値を算出する手段；及び、 現在の加速度及び加速度微分値より一定時間後の加速度
    予測値を算出する手段；を具備し；さらに、 上記第一の判定指令手段に替えて、 立ち上げ時又は立ち上げ途中保持時において、 滑走速度及び／又は加速度に滑走速度予測値又は加速度
    予測値をも加味して滑走状態の開始を判定し、 ブレーキ力の引き下げ指令を発する第九の判定指令手段
    を具備する請求項１記載のブレーキ制御装置。
14. 【請求項１４】 上記諸手段に加えて、現在の滑走速度
    及び加速度あるいは加速度微分値を加味して一定時間後
    の滑走速度予測値を算出する手段を具備し；さらに、 上記第一の判定指令手段に替えて、 立ち上げ時又は立ち上げ途中保持時において、 滑走速度予測値が一定値以上、あるいは、これに加えて
    加速度が一定値以下であることをもって滑走状態の開始
    を判定し、 ブレーキ力の引き下げ指令を発する第十の判定指令手段
    を具備する請求項１記載のブレーキ制御装置。