JPH07203608A

JPH07203608A - 鉄道車両用ブレーキ制御装置

Info

Publication number: JPH07203608A
Application number: JP5352398A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Tsuchito; 重明土塔; Yoshimi Maruta; 省己丸田
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】滑走防止機能を有する場合にブレーキ距離の
短縮が可能なブレーキ制御装置を提供する。【構成】ブレーキ力指令１に対し、応荷重部４４から
の荷重信号を加味してブレーキ力指令信号を出力するブ
レーキ指令部３と、前記ブレーキ力指令信号に基づき各
車軸又は台車毎にブレーキ力を増減するブレーキ力調整
手段１８とを有する鉄道車両用ブレーキ制御装置におい
て、前記応荷重部４４に、車両の前側台車荷重と後側台
車荷重との高位を応荷重信号として出力する高位優先部
２３を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両用ブレーキ制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の鉄道車両用ブレーキ制御
装置は、例えば特開平５─１９９６０４号公報の図４に
従来の技術として示されるものがある。以下、機能ブロ
ック図である図３に基づきこの従来の鉄道車両用ブレー
キ制御装置につき説明する。図３において、ブレーキ指
令器ＢＶからのブレーキ指令１がデジタル信号で出力さ
れ、これを指令受信器２でアナログ信号に変換する。そ
して、ブレーキ力指令器３で、応荷重装置４からの車両
全体重量に比例した応荷重信号と指令受信器２からのブ
レーキ指令とを乗算してブレーキ力指令信号１５を作
り、電気ブレーキ装置５へ出力する。この指令によって
電気ブレーキが車両に付与されるとともに、電気ブレー
キ装置５で得られた電気ブレーキ等価信号１６を増幅部
６で増幅して電空変換弁７を駆動することによって、図
示されない空気ブレーキ制御機器（電磁弁や複式中継弁
など）にフィードバックし、ここで、前記ブレーキ指令
１に対して電気ブレーキ力を流体的に減算する。その結
果、電気ブレーキ力が不足すればその分だけ空気ブレー
キ力が図示されないブレーキシリンダに出力され、補足
空気ブレーキ力として車両に付与される。

【０００３】一方、応荷重装置４は、車両の前側及び後
側の台車にそれぞれ設けられた２つの空気ばねからの空
気圧力ＡＳ１、ＡＳ２でばね上重量を検出し、これら空
気圧力ＡＳ１、ＡＳ２のそれぞれを空電変換器８により
電気信号に変換し、これらを平均回路９で平均する。そ
して、増幅器１０で増幅するとともに、リミッタで最大
出力を制限した後、加算回路１１で車両のばね下重量１
３（台車重量）を加算し車両全体の重量を算出して応荷
重信号１８とし、これを上記ブレーキ力指令器３に出力
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のブレ
ーキ制御装置では、車両の前後台車の空気ばね圧力ＡＳ
１、ＡＳ２の平均値に基づく応荷重信号でブレーキ力指
令信号（１５）を設定しており、空気ばね圧力の低位の
側の車軸（台車）で滑走が発生すると、滑走防止機能を
有していても、車両全体としてのブレーキ力がブレーキ
指令１が要求するブレーキ力に対し低くなり、ブレーキ
距離の延伸を招くという問題点を有していた。

【０００５】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、滑走防止機能を有する場合にブレーキ距離の短
縮が可能なブレーキ制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における鉄道車両用ブレーキ制御装置は、ブ
レーキ指令に対し、応荷重部からの荷重信号を加味して
ブレーキ指令信号を出力するブレーキ力指令部と、前記
ブレーキ指令信号に基づき各車軸又は台車毎にブレーキ
力を増減するブレーキ力調整手段とを有する鉄道車両用
ブレーキ制御装置において、前記応荷重部に、車両の前
側台車荷重及び後側台車荷重を演算する演算部と、前記
前側台車荷重と後側台車荷重との高位を応荷重信号とし
て出力する高位優先部とを有するものである。

【０００７】また、前記応荷重部に、車両の前側台車荷
重と後側台車荷重との高位側の値を応荷重信号として出
力する高位優先部と、前記前側台車荷重と後側台車荷重
との平均値を応荷重信号として出力する平均値演算部
と、切換指令により応荷重信号を高位優先部の出力と平
均値演算部の出力とを切り換えて出力する切換手段とを
有するものとすることができる。

【０００８】また、前記切換指令は、最大粘着ブレーキ
力以上の高減速度ブレーキ指令の際に応荷重信号を平均
値演算部の出力から高位優先部の出力に切り替えるもの
とすることができる。

【０００９】また、前側台車荷重と後側台車荷重との偏
差を求め、設定値より大きいとき、前記切換指令が、応
荷重信号を平均値演算部の出力から高位優先部の出力に
切り換えるものとすることができる。

【００１０】また、前記応荷重部には、ブレーキ力指令
が最大粘着ブレーキ力指令を超えたとき、この最大粘着
ブレーキ力指令をブレーキ力指令信号とするリミッタが
設けられており、このリミッタには最大粘着力ブレーキ
力指令を求めるためのリミッタ用荷重信号として前記高
位側の応荷重信号が入力されるものとすることができ
る。

【００１１】また、前記応荷重部は、モータ車に設けら
れており、トレーラ車の平均荷重信号をも加味してブレ
ーキ力指令信号とすることができる。

【００１２】また、前記ブレーキ力調整手段は、滑走防
止弁であるものとすることができる。

【００１３】また、前記ブレーキ力調整手段は、電気ブ
レーキ力装置であるものとすることができる。

【００１４】

【作用】応荷重部に高位優先部を設けると、高位優先部
が前側台車荷重と後側台車荷重との高位側を応荷重信号
として出力するので、この高位側の荷重に応じたブレー
キ力指令信号が出力される。荷重の低位側の車軸で滑走
が発生し、ブレーキ力調整手段によりその車軸又は車軸
が属する台車側のブレーキ力が低減されたとしても、残
りの車軸又は台車側のブレーキ力が高位置の荷重に応じ
たブレーキ力として作動しているので、車両全体として
のブレーキ力の低減を極力防止できる。従って、荷重の
平均値を応荷重信号とする場合に比べて信号が大きなも
のとなりブレーキ距離が短縮される。

【００１５】また、前記応荷重部に、さらに平均値演算
部とその切換手段とを設けることにより、切換指令によ
り、必要に応じて応荷重信号を高位優先部の出力に切り
換えて出力することができる。

【００１６】また、最大粘着ブレーキ力以上の高減速度
ブレーキ指令の際に応荷重信号を平均値演算部の出力か
ら高位優先部の出力に切り替えるものとすることによ
り、高減速度のときのみに有効に利用することができ
る。

【００１７】また、前側台車荷重と後側台車荷重との偏
差を求め、設定値より大きいとき、応荷重信号を平均値
演算部の出力から高位優先部の出力に切り換えるものと
することにより、偏差の大きいときにのみ有効に利用す
ることができる。

【００１８】また、前記応荷重部に、リミッタ用荷重信
号として高位側の応荷重信号が入力されるリミッタを設
けることにより、リミッタが作動した場合でも、高位側
の応荷重信号から求めた最大粘着力ブレーキ力指令がブ
レーキ力指令信号となるので、ブレーキ距離の延伸を防
止すことができる。

【００１９】また、前記応荷重部を、モータ車に設け、
トレーラ車の平均荷重信号をも加味してブレーキ力指令
信号とすることにより、特にブレーキ力調整手段が電気
ブレーキ装置の場合、トレーラ車の分のブレーキ力も負
担するので、高粘着が要求されており、高位側荷重に基
づくブレーキ力指令信号はこの要求を満足する上でも望
ましいものとなる。

【００２０】また、前記ブレーキ力調整手段を、滑走防
止弁であるものとすることにより、流体ブレーキに対応
することができる。

【００２１】また、前記ブレーキ力調整手段を、電気ブ
レーキ力装置であるものとすることにより、電気ブレー
キに対応することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は本発明のブレーキ制御装置の構成
を示す機能ブロック図、図２は切換回路の他の実施例を
示す機能ブロック図である。なお、図１において図３と
同様の作用を有する部分には同一の符号を付してその説
明を省略する。

【００２３】まず、構成を図１に基づき説明する。本実
施例はモータ車（Ｍ車）とトレーラ車（Ｔ車）からなる
編成車両への適用例である。図１において、図４の従来
のブレーキ装置と比べて基本的に異なる点は、モータ車
の前後台車に設けられた空気ばねの空気圧力ＡＳ１、Ａ
Ｓ２の高位優先（２３）が取られ、これに基づき応荷重
信号４８が出力されるようになっている点である。すな
わち、モータ車の前後台車に設けられた空気ばねの圧力
ＡＳ１、ＡＳ２はそれぞれ空電変換（８、８）されてモ
ータ車に設けられた応荷重部４４の高位優先回路２３及
び平均回路２４にそれぞれ入力される。そして、高位優
先回路２３で高位優先がとられて、その高位側が出力さ
れ、一方、平均回路２４で平均されてその平均値が出力
される。この両回路２３、２４の出力は切換回路２２で
いずれか一方に切り換えて出力され増幅（２１）された
後、ばね下重量１３を加算（１１）されてモータ車全体
重量に比例した荷重信号とした上でモータ車分の応荷重
信号４８としてブレーキ力指令器３に出力される。ここ
で、ばね下重量１３の加算（１１）は、空気ばねの圧力
ＡＳ１、ＡＳ２を空電変換した後に、それぞれに各台車
分のばね下重量を加算してもよい。

【００２４】一方、トレーラ車の前後台車に設けられた
空気ばねの圧力ＡＳ３、ＡＳ４はそれぞれ空電変換（５
８、５８）され、平均され（５４）た後、モータ車の応
荷重部４４に入力され、ここでばね下重量５３を加算
（５１）されてトレーラ車全体重量に比例した荷重信号
とし、さらに空車保証（５５）がされた上でトレーラ車
分の応荷重信号５９としてブレーキ力指令器３に出力さ
れる。

【００２５】ブレーキ力指令器３で、モータ車応荷重信
号４８及びトレーラ車応荷重信号５９を加算したものと
指令受信器２からのブレーキ指令１とを乗算してブレー
キ力指令信号１５を作り、これをリミッタ２０との低位
優先回路１９に出力する。低位優先回路１９でブレーキ
力指令信号１５とリミッタ２０からの最大粘着ブレーキ
力信号Ｈとの低位優先が取られ、最大粘着ブレーキ力信
号Ｈ以下であるとブレーキ力指令信号１５が、超える場
合は最大粘着ブレーキ力信号Ｈが電気ブレーキ装置５へ
出力される。

【００２６】一方、高位優先回路２３の出力は、モータ
車分の荷重を加算されて（５６）モータ車全体重量に比
例した荷重信号とした後、リミッタ２０に入力されてお
り、このリミッタ２０で粘着係数５２と乗算されて前記
最大粘着ブレーキ力信号Ｈが作られる。なお、前記モー
タ車分荷重は平均値荷重としてもよい。

【００２７】また、指令判別回路３０は前記切換回路２
２を制御しており、ブレーキ力指令信号１５が最大粘着
ブレーキ力信号Ｈに対し、低位となる領域相当のブレー
キ指令が出力された時、切換回路２２を平均回路２４側
に、ブレーキ力指令信号１５が最大粘着ブレーキ力信平
均号Ｈを超えるような領域相当のブレーキ指令が出力さ
れた時、切換回路２２を高位優先回路２３側に切り換え
るようになっている。

【００２８】電気ブレーキ装置５は、個々の車軸モータ
に接続されており、ブレーキ力指令信号１５に応じて各
車軸モータから車両に電気ブレーキ力を付与するととも
に、滑走検知信号に基づき電気ブレーキ力を調整するブ
レーキ調整手段としての機能を有している。

【００２９】減算器２９で、ブレーキ力指令信号１５か
ら電気ブレーキ等価信号１６が減算されて、補足流体ブ
レーキ力信号１７が算出され、この補足流体ブレーキ力
信号１７は補足演算部６０でモータ車、トレーラ車の荷
重に応じてモータ車、トレーラ車に配分され、それぞれ
増幅（４９）及び電空変換（２７）されブレーキシリン
ダ（トレーラ車については図示せず）へと出力される。
モータ車においては、前後台車の各車軸ごとに設けられ
た滑走防止弁１８及びこれを介してブレーキシリンダＢ
Ｃに出力される。滑走防止弁１８は滑走検知信号に基づ
き各車軸にブレーキシリンダＢＣから付与されたブレー
キ力を調整するブレーキ調整手段としての機能を有して
いる。

【００３０】つぎに、作動を説明する。いま、ブレーキ
力指令信号１５が最大粘着ブレーキ力信号Ｈに対し低位
となる領域相当のブレーキ指令１が出力されたとすると
切換回路２２は平均回路２４側に切り換えられ、モータ
車前後台車の空気ばねの圧力ＡＳ１、ＡＳ２の平均値が
出力され、この平均値に応じたブレーキ力指令信号１５
が出力される。このとき、空気ばねの圧力ＡＳ１、ＡＳ
２の低位側で滑走が発生しても、（この場合、電気ブレ
ーキ装置により、その滑走が発生した車軸のブレーキ力
が低減されるが、その車軸の滑走防止弁１８によりブレ
ーキシリンダＢＣのブレーキ力がユルメられて再粘着が
行われ、その間の車両に対するブレーキ力は主に他の車
軸から付与される。）ブレーキ指令１が大きくないの
で、ブレーキ距離の延伸は余り問題とならない。つぎ
に、ブレーキ力指令信号１５が最大粘着ブレーキ力信号
Ｈを超えるような領域相当のブレーキ指令１（高減速度
指令）が出力されると、切換回路２２は高位優先回路２
３側に切り換えられて前後台車の空気ばねの圧力ＡＳ
１、ＡＳ２の高位側の値が出力され、この高位側の値に
応じたブレーキ力指令信号１５が出力される。このと
き、空気ばねの圧力ＡＳ１、ＡＳ２の低位側で滑走が発
生したとすると、上記同様に再粘着が行われ、その間車
両に対して主に他の車軸からブレーキ力が付与される
が、このブレーキ力は高位側の荷重に基づくブレーキ力
指令信号であるため、前記平均値に基づく場合に比べて
車両全体のブレーキ力の低減を防止でき、ブレーキ距離
が短縮される。これによって、特にブレーキ距離の延伸
を招きやすい高減速度ブレーキ指令時に、ブレーキ距離
の延伸を自動的に防止することができる。

【００３１】つぎに、切換回路の他の実施例を図２に基
づき説明する。図２において、図１と異なる点は、前後
台車の空気ばね圧力ＡＳ１、ＡＳ２からの出力を減算す
る減算器３４と、この減算結果の絶対値（偏差）を求め
る絶対値算出回路３３と、この偏差を予め記憶された設
定値３５と比較する比較回路３１とが付加され、図１の
指令判別回路３０に制御される切換回路２２に代えて、
この比較回路３１に制御される切換回路３２が設けられ
た点である。そして、比較回路３１は、前記偏差が設定
値３５以下であると、切換回路３２を平均回路２４側
に、偏差が設定値３５を超えると切換回路３２を高位優
先回路２３側に切り換えるようになっている。すなわ
ち、前後台車の空気ばね圧力ＡＳ１、ＡＳ２の偏差が大
きい場合に平均値制御を行うと、空気ばね圧力の低位側
で滑走が発生しやすくなる。そこで、このように偏差が
ある限度を超えると高位側の値を出力する構成にする
と、前後台車の空気ばね圧力ＡＳ１、ＡＳ２の偏差が大
きいことに起因するブレーキ距離の延伸が自動的にかつ
有効に防止される。

【００３２】

【発明の効果】本発明の鉄道車両用ブレーキ制御装置は
上述のように、応荷重部が、車両の前側台車荷重及び後
側台車荷重の高位側を応荷重信号として出力する高位優
先部を設けたので、高位側の荷重に応じたブレーキ力指
令信号が出力される。このため、荷重が低位側の車軸で
滑走が発生し、ブレーキ力が低減されても、この低減さ
れた値は、もともと低位側荷重に応じたブレーキ力とな
る可能性が高く、結局、車両全体としては高位側・低位
側の各粘着力（各荷重）に応じたブレーキ力を得ること
ができ、従来の平均値を応荷重信号とする場合に比べて
大きなブレーキ力指令信号が出力され、ブレーキ距離の
延伸を防止することが可能である。

【００３３】また、前記応荷重部に、さらに平均値演算
部とその切換手段とを設けると、切換指令により、必要
に応じて応荷重信号を高位優先部の出力に切り換えて出
力することが可能である。

【００３４】また、最大粘着ブレーキ力以上の高減速度
ブレーキ指令の際に応荷重信号を平均値演算部の出力か
ら高位優先部の出力に切り替えるものとすると、高減速
度のときのみに有効に利用することが可能である。

【００３５】また、前側台車荷重と後側台車荷重との偏
差を求め、設定値より大きいとき、応荷重信号を平均値
演算部の出力から高位優先部の出力に切り換えるものと
すると、偏差の大きいときにのみ有効に利用することが
可能である。

【００３６】また、前記応荷重部に、リミッタ用荷重信
号として高位側の応荷重信号が入力されるリミッタを設
けると、リミッタが作動した場合でも、高位側の応荷重
信号から求めた最大粘着力ブレーキ力指令がブレーキ力
指令信号となるので、ブレーキ距離の延伸を防止すこと
が可能である。

【００３７】また、前記応荷重部を、モータ車に設け、
トレーラ車の平均荷重信号をも加味してブレーキ力指令
信号とすると、特にブレーキ力調整手段が電気ブレーキ
装置の場合、トレーラ車の分のブレーキ力を負担するの
で、高粘着が要求され、この要求を満足する上でも望ま
しいものとなる。

【００３８】また、前記ブレーキ力調整手段を、滑走防
止弁であるものとすると、流体ブレーキに対応すること
が可能である。

【００３９】また、前記ブレーキ力調整手段を、電気ブ
レーキ力装置であるものとすると、電気ブレーキに対応
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレーキ制御装置の構成を示す機能ブ
ロック図である。

【図２】切換回路の他の実施例を示す機能ブロック図で
ある。

【図３】従来のブレーキ制御装置の構成を示す機能ブロ
ック図である。

【符号の説明】

ＡＳ１前側台車空気ばねの圧力（前側台車荷重信号）ＡＳ２後側台車空気ばねの圧力（前側台車荷重信号）１ブレーキ指令３ブレーキ力指令器（ブレーキ力指令部）５電気ブレーキ装置１１加算回路（台車荷重演算部）１３ばね下重量（台車荷重演算部）１８滑走防止弁（ブレーキ力調整手段）２０リミッタ２２切換回路（切換手段）２３高位優先回路（高位優先部）２４平均回路（平均値演算部）３２切換回路（切換手段）３３絶対値算出回路（偏差算出手段）３４減算器（偏差算出手段）３５設定値３１比較回路（偏差と設定値との比較手段）４４応荷重部４８モータ車の応荷重信号５９トレーラ車の応荷重信号（平均荷重信号）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキ指令に対し、応荷重部からの荷
重信号を加味してブレーキ指令信号を出力するブレーキ
力指令部と、前記ブレーキ指令信号又は滑走検知信号に
基づき各車軸又は台車毎にブレーキ力を増減するブレー
キ力調整手段とを有する鉄道車両用ブレーキ制御装置に
おいて、前記応荷重部に、車両の前側台車荷重と後側台車荷重と
の高位側の値を応荷重信号として出力する高位優先部を
設けたことを特徴とする鉄道車両用ブレーキ制御装置。
【請求項２】ブレーキ指令に対し、応荷重部からの荷
重信号を加味してブレーキ指令信号を出力するブレーキ
力指令部と、前記ブレーキ指令信号又は滑走検知信号に
基づき各車軸又は台車毎にブレーキ力を増減するブレー
キ力調整手段とを有する鉄道車両用ブレーキ制御装置に
おいて、前記応荷重部に、車両の前側台車荷重と後側台車荷重と
の高位側の値を応荷重信号として出力する高位優先部
と、前記前側台車荷重と後側台車荷重との平均値を応荷
重信号として出力する平均値演算部と、切換指令により
応荷重信号を高位優先部の出力と平均値演算部の出力と
を切り換えて出力する切換手段とを有することを特徴と
する鉄道車両用ブレーキ制御装置。
【請求項３】前記切換指令は、最大粘着ブレーキ力以
上の高減速度ブレーキ指令の際に応荷重信号を平均値演
算部の出力から高位優先部の出力に切り替える請求項２
記載の鉄道車両用ブレーキ制御装置。
【請求項４】前側台車荷重と後側台車荷重との偏差を
求め、設定値より大きいとき、前記切換指令が、応荷重
信号を平均値演算部の出力から高位優先部の出力に切り
換える請求項２又は請求項３記載の鉄道車両用ブレーキ
制御装置。
【請求項５】前記応荷重部には、ブレーキ力指令が最
大粘着ブレーキ力指令を超えたとき、この最大粘着ブレ
ーキ力指令をブレーキ力指令信号とするリミッタが設け
られており、このリミッタには最大粘着力ブレーキ力指
令を求めるためのリミッタ用荷重信号として前記高位側
の応荷重信号が入力される請求項１乃至請求項４記載の
鉄道車両用ブレーキ制御装置。
【請求項６】前記応荷重部は、モータ車に設けられて
おり、トレーラ車の平均荷重信号をも加味してブレーキ
力指令信号とする請求項１乃至請求項５記載の鉄道車両
用ブレーキ制御装置。
【請求項７】前記ブレーキ力調整手段は、滑走防止弁
である請求項１乃至請求項６記載の鉄道車両用ブレーキ
制御装置。
【請求項８】前記ブレーキ力調整手段は、電気ブレー
キ力装置である請求項１乃至請求項６記載の鉄道車両用
ブレーキ制御装置。