JPH07186919A - 多数のブレーキユニットのためのブレーキエネルギーバランスシステム - Google Patents
多数のブレーキユニットのためのブレーキエネルギーバランスシステムInfo
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- B60T2210/10—Detection or estimation of road conditions
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 列車のような多車両又は多台車乗物のブレー
キ車輪にかかるブレーキトルクをバランスすることによ
り多数のブレーキユニットに対するブレーキエネルギー
をバランスするシステム及び方法を提供する。 【構成】 ブレーキエネルギーバランスシステムは、台
車により支持された複数の車両を有する乗物のブレーキ
車輪のブレーキトルクをバランスし、乗物の台車のブレ
ーキ車輪の各グループのブレーキを操作及び制御する。
ブレーキトルクが測定され、基準トルク信号によって限
定されたコマンドブレーキトルク信号が発生され、そし
てコマンドブレーキトルク信号が測定されたブレーキト
ルクと比較されて、ブレーキトルク差信号が発生され
る。このブレーキトルク差信号に応答して、エネルギー
バランスブレーキ掛け制御信号がブレーキに付与され
る。
キ車輪にかかるブレーキトルクをバランスすることによ
り多数のブレーキユニットに対するブレーキエネルギー
をバランスするシステム及び方法を提供する。 【構成】 ブレーキエネルギーバランスシステムは、台
車により支持された複数の車両を有する乗物のブレーキ
車輪のブレーキトルクをバランスし、乗物の台車のブレ
ーキ車輪の各グループのブレーキを操作及び制御する。
ブレーキトルクが測定され、基準トルク信号によって限
定されたコマンドブレーキトルク信号が発生され、そし
てコマンドブレーキトルク信号が測定されたブレーキト
ルクと比較されて、ブレーキトルク差信号が発生され
る。このブレーキトルク差信号に応答して、エネルギー
バランスブレーキ掛け制御信号がブレーキに付与され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に乗物の減速制御シ
ステムに係り、より詳細には、多数の独立したブレーキ
コントローラを使用する多数のブレーキユニットのため
のブレーキエネルギーバランスシステムであって、ブレ
ーキトルクを一定に又は所望のトルク範囲内に維持する
ことにより減速を制御するブレーキエネルギーバランス
システムに関する。
ステムに係り、より詳細には、多数の独立したブレーキ
コントローラを使用する多数のブレーキユニットのため
のブレーキエネルギーバランスシステムであって、ブレ
ーキトルクを一定に又は所望のトルク範囲内に維持する
ことにより減速を制御するブレーキエネルギーバランス
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】営業用の航空機には、着陸の際に航空機
の減速を助けるために、アンチスキッド（滑走防止）及
び自動ブレーキシステムが一般に設けられている。近代
的なアンチスキッドシステムは、一般に、ブレーキ作用
に影響する滑走路の状態及びその他のファクタに適応
し、パイロットが選択したブレーキ圧力のレベルに対応
して減速力を最大にすることにより最適なブレーキ効率
を得るようにしている。このようなブレーキユニット
は、主ブレーキシステムが故障した場合の非常減速のた
めに磁気浮上（ＭＡＧ−ＬＥＶ）列車用の非常ブレーキ
システムに使用するものとして提案されている。しかし
ながら、ＭＡＧ−ＬＥＶ列車は、一般に、多数の組の独
立したブレーキユニットを伴う連接台車を有し、これら
ブレーキユニットはブレーキ圧力が異なり、ブレーキ動
作中に別々のブレーキによって吸収されるエネルギーが
異なる。列車のように独立したコントローラ及びブレー
キユニットを伴う乗物のブレーキ動作中には、アンチス
キッド及び自動ブレーキ減速制御であるにも係わらず、
ブレーキユニット間のエネルギー不平衡に悩まされてい
ることが分かった。
の減速を助けるために、アンチスキッド（滑走防止）及
び自動ブレーキシステムが一般に設けられている。近代
的なアンチスキッドシステムは、一般に、ブレーキ作用
に影響する滑走路の状態及びその他のファクタに適応
し、パイロットが選択したブレーキ圧力のレベルに対応
して減速力を最大にすることにより最適なブレーキ効率
を得るようにしている。このようなブレーキユニット
は、主ブレーキシステムが故障した場合の非常減速のた
めに磁気浮上（ＭＡＧ−ＬＥＶ）列車用の非常ブレーキ
システムに使用するものとして提案されている。しかし
ながら、ＭＡＧ−ＬＥＶ列車は、一般に、多数の組の独
立したブレーキユニットを伴う連接台車を有し、これら
ブレーキユニットはブレーキ圧力が異なり、ブレーキ動
作中に別々のブレーキによって吸収されるエネルギーが
異なる。列車のように独立したコントローラ及びブレー
キユニットを伴う乗物のブレーキ動作中には、アンチス
キッド及び自動ブレーキ減速制御であるにも係わらず、
ブレーキユニット間のエネルギー不平衡に悩まされてい
ることが分かった。
【０００３】ブレーキ圧力が異なる原因は、（ａ）列車
の車輪の転がり半径の相違、（ｂ）電子部品の相違、
（ｃ）ブレーキトルクの相違、等に起因する。これらの
各々が減速度の測定「エラー」を生じさせることにな
る。ブレーキエネルギーの不平衡が生じると、より多く
のエネルギーを吸収するブレーキユニットは一時的な故
障となるか又は永久的なダメージを受けることになる。
それ故、列車の台車及び車両のブレーキユニットにより
吸収されるブレーキエネルギーをできるだけ等しくする
ことが望ましい。アンチスキッド及び自動ブレーキ機能
を有する従来のブレーキ制御システムは、多数の独立し
たブレーキユニット間でこのようなブレーキエネルギー
の等化を得るには不充分であると分かった。
の車輪の転がり半径の相違、（ｂ）電子部品の相違、
（ｃ）ブレーキトルクの相違、等に起因する。これらの
各々が減速度の測定「エラー」を生じさせることにな
る。ブレーキエネルギーの不平衡が生じると、より多く
のエネルギーを吸収するブレーキユニットは一時的な故
障となるか又は永久的なダメージを受けることになる。
それ故、列車の台車及び車両のブレーキユニットにより
吸収されるブレーキエネルギーをできるだけ等しくする
ことが望ましい。アンチスキッド及び自動ブレーキ機能
を有する従来のブレーキ制御システムは、多数の独立し
たブレーキユニット間でこのようなブレーキエネルギー
の等化を得るには不充分であると分かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】航空機のブレーキにお
けるブレーキ圧力の不平衡を回避するための１つの公知
方法は、補助制御機構としてブレーキトルクを制限して
自動ブレーキモードにおいて全ての車輪の圧力を等化す
ることである。しかしながら、アンチスキッド及び自動
ブレーキ機能は、速度センサを用いて速度を測定するこ
とによって制御される。減速度は車輪速度から決定され
るので、ある台車から次の台車への減速度の計算は、シ
ステム内の裕度に関連した係数でずれることになる。減
速度を決定する際のこのような裕度のばらつきは、連鎖
状にリンクされた台車間でブレーキ力のブレーキエネル
ギー不平衡を生じさせる。従って、エネルギーバランス
方法がないと、ブレーキ力の大部分が少数の台車によっ
て支えられることになる。非常ブレーキ状態において
は、１つの車両が隣接車両を押したり又は引いたりして
列車車両の危険な押し合いを生じさせ、これは列車が高
速度である場合には特に危険である。それ故、ブレーキ
エネルギーを等化するためには、各ブレーキのトルクの
値を測定して制御することが望ましい。従って、減速ト
ルクを一定値又はある範囲の値に維持するような自動ト
ルクブレーキエネルギーバランスシステム及び方法を使
用することが望ましい。本発明は、これらの要望に向け
られる。
けるブレーキ圧力の不平衡を回避するための１つの公知
方法は、補助制御機構としてブレーキトルクを制限して
自動ブレーキモードにおいて全ての車輪の圧力を等化す
ることである。しかしながら、アンチスキッド及び自動
ブレーキ機能は、速度センサを用いて速度を測定するこ
とによって制御される。減速度は車輪速度から決定され
るので、ある台車から次の台車への減速度の計算は、シ
ステム内の裕度に関連した係数でずれることになる。減
速度を決定する際のこのような裕度のばらつきは、連鎖
状にリンクされた台車間でブレーキ力のブレーキエネル
ギー不平衡を生じさせる。従って、エネルギーバランス
方法がないと、ブレーキ力の大部分が少数の台車によっ
て支えられることになる。非常ブレーキ状態において
は、１つの車両が隣接車両を押したり又は引いたりして
列車車両の危険な押し合いを生じさせ、これは列車が高
速度である場合には特に危険である。それ故、ブレーキ
エネルギーを等化するためには、各ブレーキのトルクの
値を測定して制御することが望ましい。従って、減速ト
ルクを一定値又はある範囲の値に維持するような自動ト
ルクブレーキエネルギーバランスシステム及び方法を使
用することが望ましい。本発明は、これらの要望に向け
られる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】簡単に、一般的に述べる
と、本発明は、列車のような多車両又は多台車乗物のブ
レーキ車輪にかかるブレーキトルクをバランスすること
により多数のブレーキユニットに対するブレーキエネル
ギーをバランスするシステム及び方法を提供する。トル
クフィードバック制御は、多車両乗物の各車両のブレー
キ間のトルクをバランスできるようにし、特に、ＭＡＧ
−ＬＥＶ列車のような高速多車両乗物に対し潜在的に危
険な非常ブレーキ状態を防止することができる。
と、本発明は、列車のような多車両又は多台車乗物のブ
レーキ車輪にかかるブレーキトルクをバランスすること
により多数のブレーキユニットに対するブレーキエネル
ギーをバランスするシステム及び方法を提供する。トル
クフィードバック制御は、多車両乗物の各車両のブレー
キ間のトルクをバランスできるようにし、特に、ＭＡＧ
−ＬＥＶ列車のような高速多車両乗物に対し潜在的に危
険な非常ブレーキ状態を防止することができる。
【０００６】従って、本発明は、複数の車両を有し、各
車両が一対の台車により支持され、各台車がブレーキを
もつブレーキ車両のグループを有するような乗物のため
のブレーキエネルギーバランスシステムであって、運転
者のブレーキ操作とは独立してこの乗物のブレーキ車輪
の各グループのブレーキを操作及び制御するためのブレ
ーキエネルギーバランスシステムを提供する。ブレーキ
操作中に、ブレーキトルクが測定されて、各ブレーキ車
輪に付与されたブレーキトルクの関数であるブレーキト
ルク信号が発生される。好ましくは、基準トルク信号に
よって制限される減速コマンドに応答してコマンドブレ
ーキトルク信号発生手段によってコマンドブレーキトル
ク信号が発生される。このコマンドブレーキトルク信号
は、測定されたブレーキトルク信号と比較され、ブレー
キトルク信号とコマンドブレーキトルク信号との差を表
すブレーキトルク差信号が発生される。運転者のブレー
キ操作とは独立してブレーキ掛け手段によりブレーキ車
輪にブレーキ圧力が加えられ、そしてブレーキトルク差
信号に応答して、運転者のブレーキ掛けとは独立してブ
レーキ掛け手段を制御するように制御手段によってブレ
ーキ掛け手段にエネルギーバランスブレーキ掛け制御信
号が与えられる。
車両が一対の台車により支持され、各台車がブレーキを
もつブレーキ車両のグループを有するような乗物のため
のブレーキエネルギーバランスシステムであって、運転
者のブレーキ操作とは独立してこの乗物のブレーキ車輪
の各グループのブレーキを操作及び制御するためのブレ
ーキエネルギーバランスシステムを提供する。ブレーキ
操作中に、ブレーキトルクが測定されて、各ブレーキ車
輪に付与されたブレーキトルクの関数であるブレーキト
ルク信号が発生される。好ましくは、基準トルク信号に
よって制限される減速コマンドに応答してコマンドブレ
ーキトルク信号発生手段によってコマンドブレーキトル
ク信号が発生される。このコマンドブレーキトルク信号
は、測定されたブレーキトルク信号と比較され、ブレー
キトルク信号とコマンドブレーキトルク信号との差を表
すブレーキトルク差信号が発生される。運転者のブレー
キ操作とは独立してブレーキ掛け手段によりブレーキ車
輪にブレーキ圧力が加えられ、そしてブレーキトルク差
信号に応答して、運転者のブレーキ掛けとは独立してブ
レーキ掛け手段を制御するように制御手段によってブレ
ーキ掛け手段にエネルギーバランスブレーキ掛け制御信
号が与えられる。
【０００７】好ましい実施例において、車輪の速度が測
定されて、各車輪の回転速度の関数である車輪速度信号
が発生され、そして各台車の各車輪グループに対する車
輪速度信号に基づいて平均速度信号が発生される。好ま
しくは、減速コマンドに応答して基準速度信号も発生さ
れ、各車輪グループの平均速度信号がこの基準速度信号
と比較されて、これら平均車輪速度信号と基準速度信号
との差を表す平均速度エラー信号が発生される。車輪速
度信号は、好ましくは、基準速度信号と比較されて、こ
れら車輪速度信号と基準速度信号との差を表す個々の車
輪の速度エラー信号が発生される。
定されて、各車輪の回転速度の関数である車輪速度信号
が発生され、そして各台車の各車輪グループに対する車
輪速度信号に基づいて平均速度信号が発生される。好ま
しくは、減速コマンドに応答して基準速度信号も発生さ
れ、各車輪グループの平均速度信号がこの基準速度信号
と比較されて、これら平均車輪速度信号と基準速度信号
との差を表す平均速度エラー信号が発生される。車輪速
度信号は、好ましくは、基準速度信号と比較されて、こ
れら車輪速度信号と基準速度信号との差を表す個々の車
輪の速度エラー信号が発生される。
【０００８】本発明のこれら及び他の特徴並びに効果
は、本発明の特徴を一例として示した以下の詳細な説明
及び添付図面から明らかとなろう。
は、本発明の特徴を一例として示した以下の詳細な説明
及び添付図面から明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】航空機に通常使用されるアンチスキッド（滑
走防止）及び自動ブレーキのブレーキシステムは、主ブ
レーキシステムが故障した場合の非常減速のためにＭＡ
Ｇ−ＬＥＶ列車用の非常ブレーキシステムとして使用す
るように提案されている。しかしながら、ＭＡＧ−ＬＥ
Ｖ列車の連接台車にわたってブレーキ圧力が変化するた
めに、ブレーキ動作中に別々のブレーキによって吸収さ
れるエネルギーがブレーキ動作中のブレーキユニット間
にエネルギー不平衡を生じ、ブレーキの故障や永久的な
ダメージを生じるおそれが出てくる。従来のアンチスキ
ッド及び自動ブレーキの制御システムは、ＭＡＧ−ＬＥ
Ｖ列車等の非常ブレーキシステムにおけるこの種の問題
を防止するに充分なほど、ブレーキユニットのエネルギ
ーバランスを与えるものではない。
走防止）及び自動ブレーキのブレーキシステムは、主ブ
レーキシステムが故障した場合の非常減速のためにＭＡ
Ｇ−ＬＥＶ列車用の非常ブレーキシステムとして使用す
るように提案されている。しかしながら、ＭＡＧ−ＬＥ
Ｖ列車の連接台車にわたってブレーキ圧力が変化するた
めに、ブレーキ動作中に別々のブレーキによって吸収さ
れるエネルギーがブレーキ動作中のブレーキユニット間
にエネルギー不平衡を生じ、ブレーキの故障や永久的な
ダメージを生じるおそれが出てくる。従来のアンチスキ
ッド及び自動ブレーキの制御システムは、ＭＡＧ−ＬＥ
Ｖ列車等の非常ブレーキシステムにおけるこの種の問題
を防止するに充分なほど、ブレーキユニットのエネルギ
ーバランスを与えるものではない。
【００１０】図１を参照すれば、２つの台車を有する車
両において、両方の台車が０．２Ｇのプログラムされた
減速値を有し、そして台車「Ａ」の測定値が０．１９９
であって、台車「Ｂ」の測定値が０．２０１である場合
には、０．２のプログラムされた全体的な減速値は達成
されると考えられる。しかしながら、個々の台車は、各
々プログラムされた減速度を達成しておらず、その結
果、台車「Ａ」は、減速率０．２Ｇを達成するようにブ
レーキ圧力を増加し、そして台車「Ｂ」は、減速率０．
２Ｇを達成するようにブレーキ圧力を減少する。台車
「Ａ」が減速度を増加しそして台車「Ｂ」が減速度を減
少する間に、全車両減速度は、０．２Ｇに保たれる。し
かしながら、ある時点において、台車「Ａ」がそのプロ
グラムされた減速度をほぼ達成しそして台車「Ｂ」が著
しく低くなると、ブレーキエネルギーの不平衡が生じ
る。高速のＭＡＧ−ＬＥＶ列車においては、このような
ブレーキエネルギーの不平衡は、破壊的に増大され、危
険なブレーキ状態を生じることになる。
両において、両方の台車が０．２Ｇのプログラムされた
減速値を有し、そして台車「Ａ」の測定値が０．１９９
であって、台車「Ｂ」の測定値が０．２０１である場合
には、０．２のプログラムされた全体的な減速値は達成
されると考えられる。しかしながら、個々の台車は、各
々プログラムされた減速度を達成しておらず、その結
果、台車「Ａ」は、減速率０．２Ｇを達成するようにブ
レーキ圧力を増加し、そして台車「Ｂ」は、減速率０．
２Ｇを達成するようにブレーキ圧力を減少する。台車
「Ａ」が減速度を増加しそして台車「Ｂ」が減速度を減
少する間に、全車両減速度は、０．２Ｇに保たれる。し
かしながら、ある時点において、台車「Ａ」がそのプロ
グラムされた減速度をほぼ達成しそして台車「Ｂ」が著
しく低くなると、ブレーキエネルギーの不平衡が生じ
る。高速のＭＡＧ−ＬＥＶ列車においては、このような
ブレーキエネルギーの不平衡は、破壊的に増大され、危
険なブレーキ状態を生じることになる。
【００１１】図示されたように、本発明の原理によるブ
レーキエネルギーバランスシステムは、ＭＡＧ−ＬＥＶ
列車、或いは他の形式の列車等の乗物１０であって、図
１に示すようにブレーキ車輪のグループを各々有する複
数の車両１２を支持する複数の台車「Ａ」及び「Ｂ」を
備えている乗物に使用することができる。図２を参照す
れば、ＭＡＧ−ＬＥＶ列車用として設置されたブレーキ
エネルギーバランスシステム１４は、台車の各ブレーキ
車輪１８のための車輪速度トランスジューサ１６を備
え、これは、車輪の速度を測定しそしてブレーキ車輪の
回転速度の関数である車輪速度信号を発生する。この車
輪速度信号は、通常、速度コンバータ２０により乗物の
速度を表す信号に変換され、そして速度比較器２２にお
いて所望の基準乗物速度と比較され、各ブレーキ車輪か
らの車輪速度信号と基準速度信号との間の差を表す個々
の車輪速度エラー信号を発生する。これらの速度エラー
信号は、圧力バイアス変調制御回路（ＰＢＭ）積分器２
４、過渡信号をフィルタするための過渡制御回路２６、
及び補償ネットワーク回路２８によって調整され、それ
らの出力は、加算接合点３０において加算されて、アン
チスキッド制御信号が発生され、これは、通常はマイク
ロプロセッサであるコマンドプロセッサによって受信さ
れる。
レーキエネルギーバランスシステムは、ＭＡＧ−ＬＥＶ
列車、或いは他の形式の列車等の乗物１０であって、図
１に示すようにブレーキ車輪のグループを各々有する複
数の車両１２を支持する複数の台車「Ａ」及び「Ｂ」を
備えている乗物に使用することができる。図２を参照す
れば、ＭＡＧ−ＬＥＶ列車用として設置されたブレーキ
エネルギーバランスシステム１４は、台車の各ブレーキ
車輪１８のための車輪速度トランスジューサ１６を備
え、これは、車輪の速度を測定しそしてブレーキ車輪の
回転速度の関数である車輪速度信号を発生する。この車
輪速度信号は、通常、速度コンバータ２０により乗物の
速度を表す信号に変換され、そして速度比較器２２にお
いて所望の基準乗物速度と比較され、各ブレーキ車輪か
らの車輪速度信号と基準速度信号との間の差を表す個々
の車輪速度エラー信号を発生する。これらの速度エラー
信号は、圧力バイアス変調制御回路（ＰＢＭ）積分器２
４、過渡信号をフィルタするための過渡制御回路２６、
及び補償ネットワーク回路２８によって調整され、それ
らの出力は、加算接合点３０において加算されて、アン
チスキッド制御信号が発生され、これは、通常はマイク
ロプロセッサであるコマンドプロセッサによって受信さ
れる。
【００１２】ＭＡＧ−ＬＥＶ列車の非常減速用として典
型的に約０．２Ｇの減速力を与える減速コマンド３２
は、自動ブレーキ速度基準発生手段を作動し、この減速
コマンドに応答して自動ブレーキ基準速度信号を発生さ
せる。又、各台車の各車輪グループからの車輪速度信号
に基づいて平均速度信号を発生するために車輪速度平均
化手段３４が設けられている。自動ブレーキ基準速度信
号と平均速度信号との差が平均速度比較器３６によって
決定され、平均車輪速度信号と基準速度信号との差を表
す平均速度エラー信号が発生される。この平均速度エラ
ー信号は、通常、比例利得回路３８による比例速度利
得、積分利得回路４０による積分速度利得、及び微分利
得回路４２による微分速度利得によって調整され、それ
らの出力は、加算接合点４４で加算されて、調整された
自動ブレーキ信号が与えられ、これはコマンドプロセッ
サ４５によって受け取られる。車輪がロックされたかど
うかを指示するロック車輪信号４６、及び高速度での接
地（タッチダウン）時に車輪のハイドロプレーニング
（横滑り現象）に対して保護するためのタッチダウン／
ハイドロプレーニング保護信号４８といった他の信号及
び入力もコマンドプロセッサによって受け取ることがで
きる。
型的に約０．２Ｇの減速力を与える減速コマンド３２
は、自動ブレーキ速度基準発生手段を作動し、この減速
コマンドに応答して自動ブレーキ基準速度信号を発生さ
せる。又、各台車の各車輪グループからの車輪速度信号
に基づいて平均速度信号を発生するために車輪速度平均
化手段３４が設けられている。自動ブレーキ基準速度信
号と平均速度信号との差が平均速度比較器３６によって
決定され、平均車輪速度信号と基準速度信号との差を表
す平均速度エラー信号が発生される。この平均速度エラ
ー信号は、通常、比例利得回路３８による比例速度利
得、積分利得回路４０による積分速度利得、及び微分利
得回路４２による微分速度利得によって調整され、それ
らの出力は、加算接合点４４で加算されて、調整された
自動ブレーキ信号が与えられ、これはコマンドプロセッ
サ４５によって受け取られる。車輪がロックされたかど
うかを指示するロック車輪信号４６、及び高速度での接
地（タッチダウン）時に車輪のハイドロプレーニング
（横滑り現象）に対して保護するためのタッチダウン／
ハイドロプレーニング保護信号４８といった他の信号及
び入力もコマンドプロセッサによって受け取ることがで
きる。
【００１３】本発明の好ましい特徴においては、コマン
ドプロセッサが、コマンド減速を達成するに必要なトル
ク制御式のブレーキ掛け信号を決定し、そして本発明の
別の好ましい特徴においては、トルク制御をアンチスキ
ッド自動ブレーキ減速制御と組み合わせて、コマンド減
速を達成することができる。従って、重要なことに、本
発明は、コマンドプロセッサのトルク出力信号５２を、
いっぱいでも空でもない車両にブレーキを掛けるのに適
した範囲のトルク値に制限し、そして好ましくは、その
定格荷重の約半分を運搬する車両に適したトルク値に制
限するように、コマンドプロセッサにブレーキトルク基
準信号入力５０も与える。空の車両が全荷重のかかった
車両の約３８％の重量であると仮定すると、トルクをこ
のような基準値に制限することは、列車の全車両間のブ
レーキエネルギーを１０％以内にバランスさせることに
なる。このモードでは、実際の減速は、約０．１８から
約０．２５Ｇまで変化し得る。
ドプロセッサが、コマンド減速を達成するに必要なトル
ク制御式のブレーキ掛け信号を決定し、そして本発明の
別の好ましい特徴においては、トルク制御をアンチスキ
ッド自動ブレーキ減速制御と組み合わせて、コマンド減
速を達成することができる。従って、重要なことに、本
発明は、コマンドプロセッサのトルク出力信号５２を、
いっぱいでも空でもない車両にブレーキを掛けるのに適
した範囲のトルク値に制限し、そして好ましくは、その
定格荷重の約半分を運搬する車両に適したトルク値に制
限するように、コマンドプロセッサにブレーキトルク基
準信号入力５０も与える。空の車両が全荷重のかかった
車両の約３８％の重量であると仮定すると、トルクをこ
のような基準値に制限することは、列車の全車両間のブ
レーキエネルギーを１０％以内にバランスさせることに
なる。このモードでは、実際の減速は、約０．１８から
約０．２５Ｇまで変化し得る。
【００１４】又、本発明では、好ましくは、各車輪に加
えられるブレーキトルクの関数であるフィードバックブ
レーキトルク信号を発生するためのトルクセンサ５４が
各ブレーキ車輪１８に設けられる。このブレーキトルク
信号は、トルク比較器６０において、コマンドプロセッ
サのアンチスキッド自動ブレーキトルク信号出力５２と
比較されて、トルク差信号６２が決定される。このトル
ク差信号も、好ましくは、比例トルク利得回路６４によ
る比例トルク利得、積分トルク利得回路６６による積分
トルク利得、及び微分トルク利得回路６８による微分ト
ルク利得によって調整され、それらの出力は加算接続点
７０において加算されて、調整された自動トルク信号７
２が与えられる。この自動トルク信号は、ブレーキ圧力
車輪変調（ＰＷＭ）ドライバ７４によって受け取られ、
これは、自動トルク信号をデジタルブレーキ制御信号に
変換し、この信号は、ブレーキ７８への加圧ブレーキ流
体を制御するデジタルブレーキ制御バルブ７６へ送られ
る。
えられるブレーキトルクの関数であるフィードバックブ
レーキトルク信号を発生するためのトルクセンサ５４が
各ブレーキ車輪１８に設けられる。このブレーキトルク
信号は、トルク比較器６０において、コマンドプロセッ
サのアンチスキッド自動ブレーキトルク信号出力５２と
比較されて、トルク差信号６２が決定される。このトル
ク差信号も、好ましくは、比例トルク利得回路６４によ
る比例トルク利得、積分トルク利得回路６６による積分
トルク利得、及び微分トルク利得回路６８による微分ト
ルク利得によって調整され、それらの出力は加算接続点
７０において加算されて、調整された自動トルク信号７
２が与えられる。この自動トルク信号は、ブレーキ圧力
車輪変調（ＰＷＭ）ドライバ７４によって受け取られ、
これは、自動トルク信号をデジタルブレーキ制御信号に
変換し、この信号は、ブレーキ７８への加圧ブレーキ流
体を制御するデジタルブレーキ制御バルブ７６へ送られ
る。
【００１５】ＭＡＧ−ＬＥＶ列車に対する最も過酷なブ
レーキ状態の分析は、初期ブレーキ速度として約５００
ｋｍ／ｈ（約３１０ｍｐｈ）の乗物速度を仮定してお
り、こては、約５７ＭＪの吸収ブレーキエネルギーを与
える。ブレーキ距離、乗り心地、考えられるピッチング
運動による車両荷重変化、及び一般的なブレーキ性能を
決定するための分析が行われた。ＭＡＧ−ＬＥＶ列車は
典型的に連接台車に支持された車両を有するので、ｎ個
の車両本体がｎ＋１個の台車に支持された列車に対し、
ｉ番目の車両本体とｉ−１番目の車両本体との間のｉ番
目の台車を示した図３に示されたように、両側の車両が
その中央の台車に支持されたものより成る第１の乗物モ
デルについて考える。このようなモデルの場合に、ブレ
ーキ性能としての車輪荷重変化及び減速度は、次の式に
よって得ることができる。 台車前輪の垂直方向振動： ｍw i ｚw1 i ＝−（ｃzT1 i ＋ｃzI1 i ）ｚw1 i ＋ｃzI1 i ｚT i −ｃzI1 i ａi θT i −（ｋzT1 i ＋ｋzI1 i ）ｚw1 i ＋ｋzI1 i ｚT i −ｋzI1 i ａi θT i ＋ｃzT1 i ＋ｋzT1 i ｚ1 i （１） 台車後輪の垂直方向振動： ｍw i ｚw2 i ＝−（ｃzT2 i ＋ｃzI2 i ）ｚw2 i ＋ｃzI2 i ｚT i ＋ｃzI2 i ａi θT i −（ｋzT2 i ＋ｋzI2 i ）ｚw2 i ＋ｋzI2 i ｚT i ＋ｋzI2 i ａi θT i ＋ｃzT2 i ＋ｋzT2 i ｚ1 i （２） 車両本体の長手方向振動： ｍb i ｘb i ＝＋ｃx5 i ｘb i-1 ＋ｃx5 i ｈ12 i θｂi-1 ＋ｃx42 i ｘT ｉ−（ｃx42 i ＋ｃx41 i+1 ＋ｃx5 i ＋ｃx5 i+1 ）ｘb i −ｃx42 i ｈ2 i θi −（ｃx42 i ｈ3 i ＋ｃx41 i+1 ｈ3 i+1 ＋ｃx5 i ｈ12 i ＋ｃx5 i+1 ｈ12 i+1 ） θb i ＋ｃx41 i+1 ｘT i+1 ＋ｃx5 i+1 ｘb i+1 −ｃx41 i+1 ｈ2 i+1 θT i+1 ＋ｃx5 i+1 ｈ12 i+1 θb i+1 ＋ｋx5 i ｘb i-1 ＋ｋx5 i ｈ13 i θｂi-1 ＋（ｋx42 i ＋ｋA2 i ）ｘT i −（ｋx42 i ＋ｋx41 i+1 ＋ｋx5 i ＋ｋx5 i+1 ＋ｋA2 i ＋ｋA1 i+1 ）ｘb i −（ｋx42 i ｈ4 i ＋ｋA2 i ｈ10 i ）θT i −（ｋx42 i ｈ5 i ＋ｋx41 i+1 ｈ5 i+1 ＋ｋx5 i ｈ13 i ＋ｋA2 i ｈ11 i ＋ｋA1 i+1 ｈ11 i+1 ）θb i ＋（ｋx41 i+1 ＋ｋA1 i+1 ） ｘT i+1 ＋ｋx5 i+1 ｘb i+1 −（ｋx41 ｉ＋１ｈ4 i+1 ＋ｋA1 i+1 ｈ10 i+1 ）θT i+1 ＋ｋx5 i+1 ｈ13 i+1 θb i+1 （３） テーブル１ − シュミレーション結果の例 車輪 車軸制御 台車制御 車軸制御 台車制御 高 μ 高 μ 低 μ 低 μ 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 １１ 0.0 6.6 0.0 6.6 0.0 7.0 0.0 6.8 １２ -3.5 0.0 -3.5 0.0 -3.9 0.0 -3.8 0.0 ２１ 0.0 5.1 0.0 5.1 0.0 5.3 0.0 5.3 ２２ -5.4 0.0 -5.4 0.0 -5.6 0.0 -5.8 0.0 ３１ 0.0 5.4 0.0 5.4 0.0 5.8 0.0 5.3 ３２ -5.9 0.0 -5.9 0.0 -6.6 0.0 -5.5 0.0 ４１ 0.0 3.7 0.0 3.7 0.0 3.9 0.0 4.0 ４．２ -6.1 0.0 -6.1 0.0 -6.2 0.0 -6.2 0.0
レーキ状態の分析は、初期ブレーキ速度として約５００
ｋｍ／ｈ（約３１０ｍｐｈ）の乗物速度を仮定してお
り、こては、約５７ＭＪの吸収ブレーキエネルギーを与
える。ブレーキ距離、乗り心地、考えられるピッチング
運動による車両荷重変化、及び一般的なブレーキ性能を
決定するための分析が行われた。ＭＡＧ−ＬＥＶ列車は
典型的に連接台車に支持された車両を有するので、ｎ個
の車両本体がｎ＋１個の台車に支持された列車に対し、
ｉ番目の車両本体とｉ−１番目の車両本体との間のｉ番
目の台車を示した図３に示されたように、両側の車両が
その中央の台車に支持されたものより成る第１の乗物モ
デルについて考える。このようなモデルの場合に、ブレ
ーキ性能としての車輪荷重変化及び減速度は、次の式に
よって得ることができる。 台車前輪の垂直方向振動： ｍw i ｚw1 i ＝−（ｃzT1 i ＋ｃzI1 i ）ｚw1 i ＋ｃzI1 i ｚT i −ｃzI1 i ａi θT i −（ｋzT1 i ＋ｋzI1 i ）ｚw1 i ＋ｋzI1 i ｚT i −ｋzI1 i ａi θT i ＋ｃzT1 i ＋ｋzT1 i ｚ1 i （１） 台車後輪の垂直方向振動： ｍw i ｚw2 i ＝−（ｃzT2 i ＋ｃzI2 i ）ｚw2 i ＋ｃzI2 i ｚT i ＋ｃzI2 i ａi θT i −（ｋzT2 i ＋ｋzI2 i ）ｚw2 i ＋ｋzI2 i ｚT i ＋ｋzI2 i ａi θT i ＋ｃzT2 i ＋ｋzT2 i ｚ1 i （２） 車両本体の長手方向振動： ｍb i ｘb i ＝＋ｃx5 i ｘb i-1 ＋ｃx5 i ｈ12 i θｂi-1 ＋ｃx42 i ｘT ｉ−（ｃx42 i ＋ｃx41 i+1 ＋ｃx5 i ＋ｃx5 i+1 ）ｘb i −ｃx42 i ｈ2 i θi −（ｃx42 i ｈ3 i ＋ｃx41 i+1 ｈ3 i+1 ＋ｃx5 i ｈ12 i ＋ｃx5 i+1 ｈ12 i+1 ） θb i ＋ｃx41 i+1 ｘT i+1 ＋ｃx5 i+1 ｘb i+1 −ｃx41 i+1 ｈ2 i+1 θT i+1 ＋ｃx5 i+1 ｈ12 i+1 θb i+1 ＋ｋx5 i ｘb i-1 ＋ｋx5 i ｈ13 i θｂi-1 ＋（ｋx42 i ＋ｋA2 i ）ｘT i −（ｋx42 i ＋ｋx41 i+1 ＋ｋx5 i ＋ｋx5 i+1 ＋ｋA2 i ＋ｋA1 i+1 ）ｘb i −（ｋx42 i ｈ4 i ＋ｋA2 i ｈ10 i ）θT i −（ｋx42 i ｈ5 i ＋ｋx41 i+1 ｈ5 i+1 ＋ｋx5 i ｈ13 i ＋ｋA2 i ｈ11 i ＋ｋA1 i+1 ｈ11 i+1 ）θb i ＋（ｋx41 i+1 ＋ｋA1 i+1 ） ｘT i+1 ＋ｋx5 i+1 ｘb i+1 −（ｋx41 ｉ＋１ｈ4 i+1 ＋ｋA1 i+1 ｈ10 i+1 ）θT i+1 ＋ｋx5 i+1 ｈ13 i+1 θb i+1 （３） テーブル１ − シュミレーション結果の例 車輪 車軸制御 台車制御 車軸制御 台車制御 高 μ 高 μ 低 μ 低 μ 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 １１ 0.0 6.6 0.0 6.6 0.0 7.0 0.0 6.8 １２ -3.5 0.0 -3.5 0.0 -3.9 0.0 -3.8 0.0 ２１ 0.0 5.1 0.0 5.1 0.0 5.3 0.0 5.3 ２２ -5.4 0.0 -5.4 0.0 -5.6 0.0 -5.8 0.0 ３１ 0.0 5.4 0.0 5.4 0.0 5.8 0.0 5.3 ３２ -5.9 0.0 -5.9 0.0 -6.6 0.0 -5.5 0.0 ４１ 0.0 3.7 0.0 3.7 0.0 3.9 0.0 4.0 ４．２ -6.1 0.0 -6.1 0.0 -6.2 0.0 -6.2 0.0
【００１６】テーブル１は、高及び低摩擦係数（μ）の
場合を仮定して、約５００ｋｍ／ｈ（３１０ｍｐｈ）か
らブレーキを掛ける場合について行われたシュミレーシ
ョンの結果を示す例である。示された車輪番号におい
て、第１数字は台車の番号を表しており、一方、第２数
字は台車の車軸の番号を表している。低摩擦係数の条件
での車軸制御の場合に７％の最大変化が生じる。
場合を仮定して、約５００ｋｍ／ｈ（３１０ｍｐｈ）か
らブレーキを掛ける場合について行われたシュミレーシ
ョンの結果を示す例である。示された車輪番号におい
て、第１数字は台車の番号を表しており、一方、第２数
字は台車の車軸の番号を表している。低摩擦係数の条件
での車軸制御の場合に７％の最大変化が生じる。
【００１７】エネルギーバランスシュミレーション ブレーキのエネルギーを等化する方法がない（自動ブレ
ーキシステムに対し）場合には、ブレーキ圧力を加える
ためにブレーキに送られる油圧は、別々のブレーキごと
に異なることになる。図１に示す簡単なモデルを参照す
ると、各車両の減速度は、例えば、０．２Ｇの設定限界
に制御されるが、個々の台車のブレーキコントローラ
は、０．２Ｇよりも若干大きいか小さい減速度を測定す
ることがある。例えば、後部の台車「Ｂ」のブレーキコ
ントローラは、例えば、通常のタイヤ半径よりも若干大
きいタイヤであるために０．１９Ｇを測定し、そして前
部の台車「Ａ」のブレーキコントローラは、例えば、通
常のタイヤ半径よりも若干小さいタイヤであるために
０．２１Ｇを測定し、正味の車両減速度が０．２Ｇとな
ることがある。２つのブレーキコントローラが正味０．
２Ｇの減速度をもつためには、前部台車「Ａ」のブレー
キコントローラがその油圧を減少し、そして後部台車
「Ｂ」のブレーキコントローラがその油圧を増加しなけ
ればならない。車両の全減速度は各コントローラによっ
て０．２Ｇに維持されるが、この油圧の発散(divergenc
e)が前部台車「Ａ」のブレーキを完全に解除し、不平衡
なブレーキエネルギーを生じることになる。これは、油
圧発散特性と称する。台車「Ａ」及び「Ｂ」をもつ同じ
車両のブレーキ動作が速度制御される場合は、減速制御
の場合と逆の状態になる。
ーキシステムに対し）場合には、ブレーキ圧力を加える
ためにブレーキに送られる油圧は、別々のブレーキごと
に異なることになる。図１に示す簡単なモデルを参照す
ると、各車両の減速度は、例えば、０．２Ｇの設定限界
に制御されるが、個々の台車のブレーキコントローラ
は、０．２Ｇよりも若干大きいか小さい減速度を測定す
ることがある。例えば、後部の台車「Ｂ」のブレーキコ
ントローラは、例えば、通常のタイヤ半径よりも若干大
きいタイヤであるために０．１９Ｇを測定し、そして前
部の台車「Ａ」のブレーキコントローラは、例えば、通
常のタイヤ半径よりも若干小さいタイヤであるために
０．２１Ｇを測定し、正味の車両減速度が０．２Ｇとな
ることがある。２つのブレーキコントローラが正味０．
２Ｇの減速度をもつためには、前部台車「Ａ」のブレー
キコントローラがその油圧を減少し、そして後部台車
「Ｂ」のブレーキコントローラがその油圧を増加しなけ
ればならない。車両の全減速度は各コントローラによっ
て０．２Ｇに維持されるが、この油圧の発散(divergenc
e)が前部台車「Ａ」のブレーキを完全に解除し、不平衡
なブレーキエネルギーを生じることになる。これは、油
圧発散特性と称する。台車「Ａ」及び「Ｂ」をもつ同じ
車両のブレーキ動作が速度制御される場合は、減速制御
の場合と逆の状態になる。
【００１８】ブレーキ圧力のこのような発散は、タイヤ
半径、車輪の初期荷重及びブレーキ動作中の荷重変化、
並びに炭素ブレーキにおけるカーボンディスクの摩擦係
数によって影響される。タイヤ半径のばらつきは、新し
いタイヤの精度、回転による延び、及び摩耗を含み±
２．０％であると考えられる。乗物の初期荷重は、空の
荷重及び人間がいっぱい乗った荷重において約２０％の
相違がある。タイヤ半径のばらつきは、全体で、±３．
２％である。摩擦係数のばらつきについては、ＲＴＯ状
態の０．１から誘導状態の０．５までであると言える。
ＭＡＧ−ＬＥＶディスクのばらつきは、この範囲より大
きくなる。というのは、非常ブレーキシステムは、長期
間使用されないことが多く、磨滅粒子や油汚れが摩擦係
数の大きな変化を生じるからである。
半径、車輪の初期荷重及びブレーキ動作中の荷重変化、
並びに炭素ブレーキにおけるカーボンディスクの摩擦係
数によって影響される。タイヤ半径のばらつきは、新し
いタイヤの精度、回転による延び、及び摩耗を含み±
２．０％であると考えられる。乗物の初期荷重は、空の
荷重及び人間がいっぱい乗った荷重において約２０％の
相違がある。タイヤ半径のばらつきは、全体で、±３．
２％である。摩擦係数のばらつきについては、ＲＴＯ状
態の０．１から誘導状態の０．５までであると言える。
ＭＡＧ−ＬＥＶディスクのばらつきは、この範囲より大
きくなる。というのは、非常ブレーキシステムは、長期
間使用されないことが多く、磨滅粒子や油汚れが摩擦係
数の大きな変化を生じるからである。
【００１９】図４及び５に示された３両乗物のモデルを
参照し、各ユニットに対し、タイヤ半径の相違及びブレ
ーキ圧力と油圧との比をテーブル２に示すように仮定し
て、３両乗物の台車のブレーキ特性のシュミレーション
を行った。アンチスキッド・自動ブレーキ制御のみの場
合について計算を行い、その結果を図６及び７に示すと
共に、トルク制御を追加した場合の結果を図８に示す。
タイヤ半径の小さいユニットは、ブレーキ圧力を減少
し、吸収エネルギーが低くなる傾向となる。タイヤ半径
が大きいユニットは、ブレーキ圧力を増加し、より多く
のエネルギーを吸収する傾向となる。トルク制御が付加
されると、図８に示すように、エネルギーの吸収がバラ
ンスされる。 テーブル２ − ３両シュミレーションの推定値 タイヤ半径 トルク利得 (mm) (Nm/Mpa) fl 1 ：第１台車前車軸、左車輪 0.40 1.56x103 fr 1 ：第１台車前車軸、右車輪 0.37 1.38x103 rl 1 ：第１台車後車軸、左車輪 0.37 1.77x103 rr 1 ：第１台車後車軸、右車輪 0.43 1.97x103 fl 2 ：第２台車前車軸、左車輪 0.37 1.68x103 fr 2 ：第２台車前車軸、右車輪 0.37 1.56x103 rl 2 ：第２台車後車軸、左車輪 0.37 1.77x103 rr 2 ：第２台車後車軸、右車輪 0.40 1.88x103 fl 3 ：第３台車前車軸、左車輪 0.43 1.97x103 fr 3 ：第３台車前車軸、右車輪 0.40 1.88x103 rl 3 ：第３台車後車軸、左車輪 0.43 2.17x103 rr 3 ：第３台車後車軸、右車輪 0.37 1.68x103 fl 4 ：第４台車前車軸、左車輪 0.43 1.97x103 fr 4 ：第４台車前車軸、右車輪 0.40 1.88x103 rl 4 ：第４台車後車軸、左車輪 0.43 1.97x103 rr 4 ：第４台車後車軸、右車輪 0.37 1.68x103
参照し、各ユニットに対し、タイヤ半径の相違及びブレ
ーキ圧力と油圧との比をテーブル２に示すように仮定し
て、３両乗物の台車のブレーキ特性のシュミレーション
を行った。アンチスキッド・自動ブレーキ制御のみの場
合について計算を行い、その結果を図６及び７に示すと
共に、トルク制御を追加した場合の結果を図８に示す。
タイヤ半径の小さいユニットは、ブレーキ圧力を減少
し、吸収エネルギーが低くなる傾向となる。タイヤ半径
が大きいユニットは、ブレーキ圧力を増加し、より多く
のエネルギーを吸収する傾向となる。トルク制御が付加
されると、図８に示すように、エネルギーの吸収がバラ
ンスされる。 テーブル２ − ３両シュミレーションの推定値 タイヤ半径 トルク利得 (mm) (Nm/Mpa) fl 1 ：第１台車前車軸、左車輪 0.40 1.56x103 fr 1 ：第１台車前車軸、右車輪 0.37 1.38x103 rl 1 ：第１台車後車軸、左車輪 0.37 1.77x103 rr 1 ：第１台車後車軸、右車輪 0.43 1.97x103 fl 2 ：第２台車前車軸、左車輪 0.37 1.68x103 fr 2 ：第２台車前車軸、右車輪 0.37 1.56x103 rl 2 ：第２台車後車軸、左車輪 0.37 1.77x103 rr 2 ：第２台車後車軸、右車輪 0.40 1.88x103 fl 3 ：第３台車前車軸、左車輪 0.43 1.97x103 fr 3 ：第３台車前車軸、右車輪 0.40 1.88x103 rl 3 ：第３台車後車軸、左車輪 0.43 2.17x103 rr 3 ：第３台車後車軸、右車輪 0.37 1.68x103 fl 4 ：第４台車前車軸、左車輪 0.43 1.97x103 fr 4 ：第４台車前車軸、右車輪 0.40 1.88x103 rl 4 ：第４台車後車軸、左車輪 0.43 1.97x103 rr 4 ：第４台車後車軸、右車輪 0.37 1.68x103
【００２０】テスト条件は、テーブル３にリストされて
いる。テストNo.1ないし３は、アンチスキッド・自動ブ
レーキ性能に対するものであり、No.2の場合の荷重は、
スキッド作用を容易に生じさせるために他のものよりの
低くなっている。テストNo.4は、本発明の原理によるト
ルク制御を含んでいる。車両性能試験車は１つの車輪し
か使用していないので、減速制御及びトルク制御は同時
に適用しなかった。 テーブル３ − テスト条件 項目 テストNo. 制御 車輪荷重(N) 初期速度 500 １ 0.20G の減速 5.39x144 (km/h) 吸収エネルギ 57 ２ 0.20G の減速 3.93x144 (MJ) 使用ブレーキ トルク感知 ３ 0.25G の減速 5.39x144 ユニット の22インチ 車輪用 使用ブレーキ トルク感知 ４ 0.25G の減速 5.39x144 ユニット の22インチ 車輪用
いる。テストNo.1ないし３は、アンチスキッド・自動ブ
レーキ性能に対するものであり、No.2の場合の荷重は、
スキッド作用を容易に生じさせるために他のものよりの
低くなっている。テストNo.4は、本発明の原理によるト
ルク制御を含んでいる。車両性能試験車は１つの車輪し
か使用していないので、減速制御及びトルク制御は同時
に適用しなかった。 テーブル３ − テスト条件 項目 テストNo. 制御 車輪荷重(N) 初期速度 500 １ 0.20G の減速 5.39x144 (km/h) 吸収エネルギ 57 ２ 0.20G の減速 3.93x144 (MJ) 使用ブレーキ トルク感知 ３ 0.25G の減速 5.39x144 ユニット の22インチ 車輪用 使用ブレーキ トルク感知 ４ 0.25G の減速 5.39x144 ユニット の22インチ 車輪用
【００２１】トルク、油圧、ドラム速度、及びテスト車
輪速度の時間に伴う変化を示した図６、７及び８に車両
性能試験車のテスト結果が示されている。減速率が制御
されるときには、トルクは一定にならない。従って、減
速率が制御されるときには、トルクを所望のトルク値範
囲内に制御しなければならない。このような所定のトル
ク範囲内では、減速、即ち自動ブレーキ動作が、制御さ
れるべき主たるファクタとなる。
輪速度の時間に伴う変化を示した図６、７及び８に車両
性能試験車のテスト結果が示されている。減速率が制御
されるときには、トルクは一定にならない。従って、減
速率が制御されるときには、トルクを所望のトルク値範
囲内に制御しなければならない。このような所定のトル
ク範囲内では、減速、即ち自動ブレーキ動作が、制御さ
れるべき主たるファクタとなる。
【００２２】従って、本発明は、多車両乗物の多数のブ
レーキユニットに対するブレーキエネルギーをバランス
するためのシステム及び方法を提供することが実証され
た。これは、乗物のブレーキ車輪にかかるブレーキトル
クをバランスするためのトルクフィードバック制御を提
供することによって達成され、この制御は、アンチスキ
ッド・自動ブレーキ制御に加えて行うことができる。ブ
レーキシステムのエネルギーバランス動作は、ＭＡＧ−
ＬＥＶ列車によって達成し得る５００ｋｍ／ｈ又はそれ
以上の速度から高速多車両乗物に非常ブレーキを掛ける
際に本来生じる甚だしい危険性を低減する。
レーキユニットに対するブレーキエネルギーをバランス
するためのシステム及び方法を提供することが実証され
た。これは、乗物のブレーキ車輪にかかるブレーキトル
クをバランスするためのトルクフィードバック制御を提
供することによって達成され、この制御は、アンチスキ
ッド・自動ブレーキ制御に加えて行うことができる。ブ
レーキシステムのエネルギーバランス動作は、ＭＡＧ−
ＬＥＶ列車によって達成し得る５００ｋｍ／ｈ又はそれ
以上の速度から高速多車両乗物に非常ブレーキを掛ける
際に本来生じる甚だしい危険性を低減する。
【００２３】以上の説明から、本発明の特定の形態を図
示して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱せず
に種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。従っ
て、本発明は、特許請求の範囲のみによって限定される
ものとする。
示して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱せず
に種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。従っ
て、本発明は、特許請求の範囲のみによって限定される
ものとする。
【図１】２つの台車「Ａ」及び「Ｂ」によって支持され
る列車車両を簡単に示す図である。
る列車車両を簡単に示す図である。
【図２】本発明による多数のブレーキユニットのための
ブレーキエネルギーバランスシステムを示す簡単な回路
図である。
ブレーキエネルギーバランスシステムを示す簡単な回路
図である。
【図３】多数のブレーキユニットを有する列車乗物の２
つの車両を支持する台車を詳細に示す図である。
つの車両を支持する台車を詳細に示す図である。
【図４】エネルギーバランス分析のための３両乗物の概
略図である。
略図である。
【図５】エネルギーバランス分析のための３両乗物の概
略図である。
略図である。
【図６】本発明のトルク制御をもたない台車の前車軸の
ブレーキのブレーキ特性を示す図である。
ブレーキのブレーキ特性を示す図である。
【図７】本発明のトルク制御をもたない台車の後車軸の
ブレーキのブレーキ特性を示す図である。
ブレーキのブレーキ特性を示す図である。
【図８】本発明の原理によるトルク制御を用いた台車の
前車軸のブレーキエネルギーバランスを示す図である。
前車軸のブレーキエネルギーバランスを示す図である。
１０ 乗物 １２ 車両 １４ ブレーキエネルギーバランスシステム １６ 車輪速度トランスジューサ １８ ブレーキ車輪 ２０ 速度コンバータ ２２ 速度比較器 ２４ ＰＢＭ積分器 ２６ 過渡制御回路 ２８ 補償ネットワーク回路 ３２ 減速コマンド ３４ 車輪速度平均化手段 ３６ 平均速度比較器 ３８ 比例利得回路 ４０ 積分利得回路 ４２ 微分利得回路 ４５ コマンドプロセッサ ５４ トルクセンサ ６０ トルク比較器 ７４ ＰＷＭドライバ ７８ ブレーキ
Claims (12)
- 【請求項１】 車輪のグループを各々有する複数の車両
を支持する複数の台車を備えた乗物のためのブレーキエ
ネルギーバランスシステムであって、運転者のブレーキ
操作とは独立して上記乗物の上記車輪グループ各々の複
数のブレーキを操作及び制御するシステムにおいて、 各々の上記車輪に付与されるブレーキトルクの関数であ
るブレーキトルク信号を発生するためのトルク信号発生
手段と、 減速コマンドに応答してコマンドブレーキトルク信号を
発生するためのコマンドブレーキトルク信号発生手段
と、 上記ブレーキトルク信号を上記コマンドブレーキトルク
信号と比較して、これらブレーキトルク信号とコマンド
ブレーキトルク信号との間の差を表すブレーキトルク差
信号を発生するためのトルク比較手段と、 運転者のブレーキ操作とは独立して上記車輪にブレーキ
圧力を加えるためのブレーキ掛け手段と、 上記ブレーキトルク差信号に応答して、運転者のブレー
キ操作とは独立して、上記ブレーキ掛け手段を制御する
ように、エネルギーバランスブレーキ掛けエネルギーバ
ランス制御信号を上記ブレーキ掛け手段に与えるための
制御手段とを備えたことを特徴とするブレーキエネルギ
ーバランスシステム。 - 【請求項２】 上記コマンドトルク信号発生手段は、上
記コマンドブレーキトルク信号を制限するための基準ト
ルク信号を発生する自動トルク基準発生手段を備えてい
る請求項１に記載のブレーキエネルギーバランスシステ
ム。 - 【請求項３】 上記自動トルク基準発生手段は、上記コ
マンドブレーキトルク信号を、いっぱいでも空でもない
車両にブレーキを掛けるのに適したトルク値の範囲に制
限する請求項１に記載のブレーキエネルギーバランスシ
ステム。 - 【請求項４】 上記自動トルク基準発生手段は、上記コ
マンドブレーキトルク信号を、定格荷重のほぼ半分を運
搬する車両に適したトルク値に制限する請求項１に記載
のブレーキエネルギーバランスシステム。 - 【請求項５】 各々の上記車輪の回転速度の関数である
車輪速度信号を発生するための車輪速度信号発生手段
と、 各々の上記台車に対する各々の上記車輪グループの上記
車輪速度信号に基づいて平均速度信号を発生するための
車輪速度平均化手段と、 減速コマンドに応答して基準速度信号を発生するための
自動ブレーキ速度基準発生手段と、 各々の上記車輪グループの上記平均速度信号と、上記基
準速度信号とを比較して、これらの平均車輪速度信号と
基準速度信号との間の差を表す平均速度エラー信号を発
生するための平均速度比較手段と、 上記車輪速度信号と上記基準速度信号とを比較して、こ
れらの車輪速度信号と基準速度信号との間の差を表す個
々の車輪速度エラー信号を発生するための車輪速度比較
手段とを更に備えた請求項１に記載のブレーキエネルギ
ーバランスシステム。 - 【請求項６】 比例トルク利得、積分トルク利得及び微
分トルク利得によって上記ブレーキトルク信号を調整す
るための手段を更に備えた請求項５に記載のブレーキエ
ネルギーバランスシステム。 - 【請求項７】 複数の車両を支持し車輪のグループを各
々有する複数の台車を備えた乗物のためのブレーキエネ
ルギーバランスシステムであって、運転者のブレーキ操
作とは独立して上記乗物の上記車輪グループ各々の複数
のブレーキを操作及び制御するシステムにおいて、 各々の上記車輪の回転速度の関数である車輪速度信号を
発生するための車輪速度信号発生手段と、 各々の上記台車に対する各々の上記車輪グループの上記
車輪速度信号に基づいて平均速度信号を発生するための
車輪速度平均化手段と、 減速コマンドに応答してコマンドブレーキトルク信号を
発生するためのコマンドブレーキトルク信号発生手段
と、 上記コマンドブレーキトルク信号を制限するための基準
トルク信号を発生する自動トルク基準発生手段と、 上記ブレーキトルク信号を上記コマンドブレーキトルク
信号と比較して、これらブレーキトルク信号とコマンド
ブレーキトルク信号との間の差を表すブレーキトルク差
信号を発生するためのトルク比較手段と、 減速コマンドに応答して基準速度信号を発生するための
自動ブレーキ速度基準発生手段と、 各々の上記車輪グループの上記平均速度信号と、上記基
準速度信号とを比較して、これらの平均車輪速度信号と
基準速度信号との間の差を表す平均速度エラー信号を発
生するための平均速度比較手段と、 各々の上記車輪に付与されるブレーキトルクの関数であ
るブレーキトルク信号を発生するためのトルク信号発生
手段と、 上記車輪速度信号と上記基準速度信号とを比較して、こ
れらの車輪速度信号と基準速度信号との間の差を表す個
々の車輪速度エラー信号を発生するための車輪速度比較
手段と、 運転者のブレーキ操作とは独立して上記車輪にブレーキ
圧力を加えるためのブレーキ掛け手段と、 上記平均速度エラー信号、上記個々の車輪速度エラー信
号、及び上記ブレーキトルク差信号に応答して、運転者
のブレーキ操作とは独立して、上記ブレーキ掛け手段を
制御するように、エネルギーバランスブレーキ掛けエネ
ルギーバランス制御信号を上記ブレーキ掛け手段に与え
るための制御手段とを備えたことを特徴とするブレーキ
エネルギーバランスシステム。 - 【請求項８】 比例トルク利得、積分トルク利得及び微
分トルク利得によって上記ブレーキトルク信号を調整す
るための手段を更に備えた請求項７に記載のブレーキエ
ネルギーバランスシステム。 - 【請求項９】 車輪のグループを各々有する複数の車両
を支持する複数の台車を備えた乗物のためのブレーキエ
ネルギーをバランスする方法であって、運転者のブレー
キ操作とは独立して上記乗物の上記車輪グループ各々の
複数のブレーキを操作及び制御するための方法におい
て、 各々の上記車輪のブレーキトルクを測定し、そして各々
の上記車輪に加えられるブレーキトルクの関数であるブ
レーキトルク信号を発生し、 減速コマンドに応答してコマンドブレーキトルク信号を
発生し、 上記ブレーキトルク信号を上記コマンドブレーキトルク
信号と比較し、そしてこれらブレーキトルク信号とコマ
ンドブレーキトルク信号との間の差を表すブレーキトル
ク差信号を発生し、 運転者のブレーキ操作とは独立して上記車輪にブレーキ
圧力を加え、そして上記ブレーキトルクエラー信号に応
答して、運転者のブレーキ操作とは独立してブレーキ掛
け手段を制御するように、エネルギーバランスブレーキ
掛けエネルギーバランス信号をブレーキ掛け手段に与え
る、という段階を備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 上記コマンドブレーキトルク信号を発
生する上記段階は、上記コマンドブレーキトルク信号を
制限するための基準トルク信号を発生することを含む請
求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 上記コマンドブレーキトルク信号は、
いっぱいでも空でもない車両にブレーキを掛けるのに適
したトルク値の範囲に制限される請求項１０に記載のブ
レーキエネルギーバランスシステム。 - 【請求項１２】 上記コマンドブレーキトルク信号は、
定格荷重のほぼ半分を運搬する車両に適したトルク値に
制限される請求項１０に記載のブレーキエネルギーバラ
ンスシステム。
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