JPS6018577B2 - 車輪の滑走および空転を防止するための方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車輪の滑走および空転を防止するための方
法、特に従来技術による速度検出系の他に加減速度検出
系を用いて滑走・空転を防止する方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

滑走は、減速中、車輪が路面や線路に対してすべる状態
であり、車輪の損傷等問題視される。

空転は加速中に起こり同様に問題視される。滑走を避け
るための一つの既知の方法は車輪に検出器を設けること
である。

この検出器は、電気信号（その周波数が回転速度に相当
する）を発生し、この周波数を電圧に変換し、車輪の減
速のどの瞬時に対しても信号を得るためにこのような電
圧を時間と関係付け、この減速指示電圧を基準の減速度
を表わす基準電圧と比較し、もって滑走を誘発しがちな
ブレーキの強さを弛めるための差信号を供給するように
なっている。従って、車輪がその走行面に対する最大密
着値を越えるやいなや車輪は除々に滑走し車両の安定性
に影響する。糟走は、車両の直線速度と車輪の角速度を
車速に示した値の差であることを思い出されたい。最大
密着に対応する滑走が始まれば、車輪が完全に停止する
まで滑走が除々に又は急速に増加するという危険が常に
存在する。

このような場合には、車両の不安定性に加えて、車輪面
が軌道上を滑ることにより極端な場合タイヤフラットを
起す。２本の車軸を有する単一の車両に使うことを意図
された他の装置は、各車輪に速度検出器を使用して車輪
の回転速度に比例する周波数を発生さし、この周波数を
電圧に変換し例えば前方車軸の２個の車輪の平均速度を
示す第１電圧と後方車軸の車輪の二つの速度のうちの低
いものを示す第２電圧とを生じ、そして第２電圧が第１
電圧よりも或る所定の大きさだけ低い時低い方の車軸用
滑走防止電子回路を作動させるのである。

この既知の装贋は、車輪の除々に起る滑走および空転を
検出できるが、車輪の慣性が長期間の空転をもたらす時
かつ実際に車輪面を破損する危険が無い時、高速滑走中
（または高速空転中）ブレーキ作用（および推進作用）
をあまりにも早く弛めるか、或は速度闇値が一定である
ので低速滑走中（または低速空転中）ブレーキ袋贋作用
をあまりにも遅く弛める（または遂げる）。

第１図は車輪の滑走・空転を防止する従来技術の一例を
示し、図示のように車両（図示しない）の２個の車輪１
，２には、普通それぞれブレーキ・シュー３，４、各ブ
レーキ・シューを作動させるためのりンク仕掛５、周知
の形式のトラック装架ブレーキ・ユニットのような慣用
のブレーキ作動装置６および流体圧作動制御装置７が配
置される。

ブレーキ作動装置６および流体圧作動制御装置７は、こ
の発明を理解するにあたってその詳しい説明が不用であ
るので、ブロック図で表わしてある。各車輪１，２には
それぞれ速度計発電機または磁気形の速度検出器８，９
が設けられている。

速度検出器は、それぞれの車輪の回転速度に比列する周
波数の電流を供給する。速度検出器にはそれぞれ周波数
−電圧変換器１０，１ １が組合わされる。次いで、変
換器１０，１ １は、それぞれ関連車輪の実際の速度を
表わす実速度信号（アナログ量）Ｖ，，Ｖ２を生じる。
幾つかの車輪の総ての実速度信号Ｖ，，Ｖ２などは、そ
れぞれ導体１２を通して演算増幅器１３へ供給される。
この演算増幅器１３は、幾つかの変換器からの幾つかの
実速度信号の算術平均の関数としての平均速度信号ＶＲ
を生じる。差鰯演算増幅器１４は、演算増幅器１３から
導体１５を通じて平均速度信号ＶＲを受け、かつまた例
えば滑走・空転が保護されるべき１個の車輪から導体１
６を通してＶ，のような実速度信号を受ける。

差動演算増幅器１４の出力側は導体１７によって速度閥
値検出器１８（例えばシュミットトリガ回路であり得る
）へ接続される。この速度閥値検出器１８はまた、導体
１９を通して基準閥値信号Ｖｏを受ける。この基準閥値
信号Ｖｏは少くとも１個の車輪の回転速度に依存する信
号例えば実速度信号もしくは実速度信号に比例する信号
である。速度閥値検出器１８は、導体２川こよってブレ
ーキ系の流体圧作動制御装置７へ接続される。

第１図に示した装置の動作を説明すれば、例えば車輪１
の回転速度は速度検出器８によって上記回転速度に比例
する周波数の電流に変換され、この電流周波数は変換器
１０１こよってアナログ電圧の美速度信号Ｖ，へ変換さ
れる。同様なプロセスが全車輪に対して行なわれる。美
速度信号Ｖ，，Ｖ２などはそれぞれ導体１ ２を通して
演算増幅器１３へ送られる。そして演算増幅器１３は、
上述した実速度信号を、車輪の幾つかの美速度信号の算
術平均を表わす平均速度信号ＶＲに作り直す。この平均
速度信号ＶＲおよび車輪１からの実速度信号Ｖ，は差動
演算増幅器１４へ送られ、この差動演算増幅器１４は差
速度信号Ｖｏ（＝ＶＲ−Ｖ，）を発生しかつ速度閥値検
出器１８へ供給する。前述したように、この速度閥値検
出器１８はまた少なくとも１個の車輪の回転速度に依存
する基準閥値信号Ｖｏを受ける。ブレーキを掛けている
際に、もし車輪１が滑走するならば、この車輪１の回転
数が急に減少してこれが美速度信号Ｖ，に反映し、従っ
て平均速度信号ＶＲと実速度信号Ｖ，との差を増大し、
もって差敷演算増幅器１４からの差速度信号Ｖｏを増大
させることになる。

速度閥値検出器１８においては差速度信号Ｖｏが基準閥
値信号Ｖｏよりも大きくなる時、この速度閥値検出器１
８はブレーキ系の流体圧力作動制御装置７へ第１の命令
信号すなわちィンパルスを送り、車輪１におけるブレー
キを低減ないし全く弛める。車輪１の回転速度が正常速
度になる艮０ち滑走がなくなる時、速度閥値検出器１８
に得られる基準値信号Ｖｏよりも差速度信号Ｖｏは小さ
くなり、車輪１のブレーキは戻される。

他の車輪の各々例えば車輪２は、車輪１について上述し
たのと同様な態様で滑走するのを防止される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来技術では、速度検出系を用いているの
で、車輪の除々に起る滑走・空転を検出してこれを防止
できるが、速度閥値範囲内（即ち差速度信号Ｖｏが基準
閥値信号Ｖｏに達するまでの間）で急速に起る滑走・空
転は検出できないという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、速度閥値範囲内で急速に起る滑走・空転も検
出できる車輪の滑走・空転防止方法を得ることを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る滑走・空転防止方法は、従釆技術による
速度検出系の他に加減速度検出系を用いたものである。

この発明は、車両用軌道上の１台の車両または複数台の
車両から成る１列車の諸車輪の滑走および空転を防止す
るために、各車輪または各組の車輪群の実際の回転速度
を定期的に検出しかっこの回転速度をアナログ電圧信号
に変換し、もってそれぞれの車輪の回転速度の各々毎に
実遼度信号を生じさせ、少なくとも２個の車輪または２
組の車輪群の実速度信号の算術平均の関数として平均速
度信号を生じさせ、この平均速度信号と１個の車輪また
は１組の車輪群の美速度信号とを比較してそれらの差に
相当する差速度信号を生じさせ、この差速度信号と、上
記１個の車輪または１組の車輪群の実速度信号または上
記平均速度信号に比例する基準閥値信号とを比較し、そ
の差から少なくとも１個の車輪または１組の車輪のブレ
ーキ装置または推進装置を動作させるのに有効な第１の
命令信号を生じさせるのである。なお、この第１の命令
信号は、一例では上記差速度信号と上記１個の車輪また
は１組の車輪群の実速度信号との差に由来し、他合例で
は上記差速度信号と上記平均速度信号との差に由来する
。つまり、所定の基準閥値信号は少なくとも１個または
１組の車輪群の裏速度信号に依存するのである。この発
明は、更に、ブレーキ装置たは推進袋鷹の動作の全部（
完全にブレーキを弛める）もしくは一部（滑走または空
転をおさめるに必要な最小限度）を減少させ或は全部も
しくは一部を回復する第１の命令信号と並列に、１個の
車輪または１組の車輪群によって生じさせられた実速度
信号を微分して減速度信号または加速度信号を生じさせ
、また上記実速度信号を微分してその減少頃向から第１
レベルの閥値信号をそしてその増加頭向から前記第１レ
ベルと異なる第２レベルの閥値信号を生じさせ、上記減
速度信号と上記第１レベルの閥値信号との差または上記
加速度信号と上記第２レベルの関値信号との差からブレ
ーキ装置または推進装置の動作の全部もしくは一部を減
少させ或は全部もしくは一部を回復するための第２の命
令信号を生じさせるのである。

〔実施例〕

第２図はこの発明の一実施例を示し、図示の装置は、第
１図に示した構成部品に加えて、導体１２および１６並
びに枝路導体２２により変換器１０へ接続された微分器
２１を備え、主として急速に起る滑走・空転を防止する
。

微分器２１はまた導体２３によって加速度関値検出器２
４（これは速度閥値検出器１８と同様にシュミットトリ
ガ回路であり得る）へ接続される。この加速度閥値検出
器２４また導体２５によって２レベル閥値信号発生器２
６へ接続され、次いでこの２レベル閥値信号発生器２６
は枝路導体２７によって導体１６へ従って車輪１の変換
器１０へ接続される。加速度閥値検出器２４はまた導体
２８によってブレーキ系の制御装置７へ接続される。ブ
レーキ系の制御装置７は導体２９によって電気的に作動
し得る弁装置３０へ接続される。この弁装置３０は、圧
縮空気供給源（示しない）とブレーキ・シリンダ装置３
２の間の圧縮空気通路３１中に挿入され、圧縮空気をブ
レーキ・シリンダ装置へ供給したり圧縮空気をブレーキ
・シリンダ装置から放出したりするように作動し得る。
２レベル閥値信号発生器２６は、変換器１０からの実速
度信号Ｖ，に応答して二種類の闇値信号を生じる。

詳しく説明すれば、２レベル閥値信号発生器２６は「実
際には演算増幅器を使った微分回路および出力変換回路
で構成され、この微分回路の出力によって車両の減速、
加速を判断する。即ち、減速検出時には、第３Ａ図に示
すように、実速度信号Ｖ，を或る時点らで微分したとき
、従って式掌物ｔ‘こｔ。を入れたときの値力ｉｌ等ｌ
ｔ＝のく０ならば、ｔ＝らのあたりにおけるＶ，の値は
ｔの増加につれて減少する状態（グラフの懐きは下向き
）であることが分り、２レベル閥値信号発生器２６は第
１レベル例えば十３ボルトの閥値信号Ｌを生じる。逆に
、加速検出時には、第３Ｂ図‘こ示す紬こ、ｌ等Ｌの〉
ｏな城・ｔ＝らのあたりにおけるＶ，の値はｔの増加に
つれて増加する状態（グラフの榎きは上向き）であるこ
とが分り、２レベル閥値信号発生器２６は第２レベル例
えば十６ボルトの閥値信号Ｔ．を生じる。

従って、二つの闇値信号ＬとＴ，で−つの範囲を提供す
る。第２図に示した装置では、速度閥値検出器１８はま
た導体３３によって演算増幅器１３へ接続され、この演
算増幅器１３から基準閥値信号Ｖｏとして例えば平均速
度信号ＶＲもしくは平均速度信号に比列する信号を受け
る。

演算増幅器３４は、平均速度信号ＶＲを更に増幅したい
場合に「導体３３中に挿入され得る。第２図に示した装
置のこの部分は、第１図に示したのと同様な構成部品を
備え、上述した態様で、第１図に示した装置と同機に作
用し、もって車輪の除々に起る滑走・空転を防止する。

他方、もし例えば車輪１の減速が急に起りかつその車輪
を滑走させるならば、２レベル閥値信号発生器２６は関
値信号Ｔｏを加速度閥値検出器２４へ送り、これと同時
に微分器２１はその車輪の減速度を表わす減速度信号Ｄ
ｏを送る。

もしこの減速度信号Ｄｏが上述した閥値信号Ｔｏに達し
たならば、加速度閥値検出器２４は第２の命令信号をブ
レーキ系の流体圧作動制御装置７へ送る。そしてこの制
御装置７は、プレ−キ・シリンダ装置３２からの圧縮空
気を弁装置３０の排出口３５から低減ないし排出するよ
うに弁装置３０を作動させる。車輪１のブレーキの低減
ないし弛めに続いて、この車輪は再加速し始める。

もし加速度が車輪１の空転を起こせるようなものであり
、かつ微分器２１によって生じられかつ加速度闇値検出
器２４へ送られた加速度信号Ａが２レベル閥値信号発生
器２６によって加速度閥値検出器２４へ送られた閥値信
号Ｔ，に達したならば、加速度閥値検出器２４は第２の
命令信号をブレーキ系の制御装置７へ送って車輪１のブ
レーキを一部または完全に再び掛ける。他の車輪例えば
車輪２は、車輪１について説明したのと同様な態様でそ
の滑走・空転が防止される。このように、第２図に示し
た装置では、車両の車輪１，２などは、除々に起る滑走
・空転のみならず急速に起る滑走・空転も防止される。

この発明の範囲を越えることなく、種々変形できること
は全く明白だろう。

例えば、ブレーキ作動装置６では、加圧流体で動作する
回路のブレーキ状態を変える機構は、電気弁の代りに配
電器またはリレーであり得る。

速度信号発生器は、直流アナログ電圧信号を生じる速度
計発電機であり得る。一つの装置を滑走防止用と空転防
止用に切替えるためには、差速度信号Ｖｏを極性変更器
（ｓｉ劉ｃ舷ｎ鉾ｒ）に通すことによって差ＶＲ−Ｖ，
の極性を逆にするだけで十分である。

制御装置７（第１図および第２図）から供給される増幅
した命令信号は、各車輪または車輪群のための２個の電
気弁を作動させることができる。

一方の電気弁はブレーキを掛けるために使われ、かつ他
方の電気弁はブレーキを弛めるために使われる。（発明
の効果〕 この発明は以上説明したとおり、従来の速度検出系の他
に加速度検出系を用いたので、車輪の嫁々に起る滑走・
空転のみならず急速に起る滑走・空転も防止できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の一例を示す装置の略図、第２図はこ
の発明の方法を実施した装置の略図第３図および第３８
図は２レベル閥値信号発生器の動作説明用グラフ図であ
る。 １および２：車輪、８および９：速度検出器、１０およ
び１１：変換器、１３および３４：演算増幅器、１４：
差動演算増幅器、１８：速度閥値検出器、２１：微分器
、２４：加速度閥値検出器、２６：２レベル関値信号発
生器。 ム要」 母席； ＦＩＧ．３Ａ ＦＩＧ．３８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両用軌道上の１台の車両または複数台の車両から
   成る１列車の諸車輪の滑走および空転を防止するために
   、各車輪または各組の車輪群の実際の回転速度を検出し
   てこの回転速度から実速度信号を生じさせ、少なくとも
   ２個の車輪または２組の車輪群の実速度信号の算術平均
   の関数として平均速度信号を生じさせ、１個の車輪また
   は１組の車輪群によつて生じさせられた実速度信号と上
   記平均速度信号とを比較してそれらの差に相当する差速
   度信号を生じさせ、少なくとも１個の車輪または１組の
   車輪群のブレーキ装置または推進装置を動作させるため
   に上記差速度信号と、上記１個の車輪または１組の車輪
   群によつて生じさせられた実速度信号または上記平均速
   度信号に比例する所定の基準閾値信号との差から得られ
   る第１の命令信号を生じさせ、更にこの第１の命令信号
   と並列に、上記１個の車輪または１組の車輪群によつて
   生じさせられた実速度信号を微分して減速度信号または
   加速度信号を生じさせ、上記１個の車輪または１組の車
   輪群によつて生じさせられた実速度信号を微分してその
   減少傾向から第１レベルの閾値信号をそしてその増加傾
   向から上記第１レベルと異なる第２レベルの閾値信号を
   生じさせ、上記減速度信号と上記第１レベルの閾値信号
   との差または上記加速度信号と上記第２レベルの閾値信
   号との差から第２の命令信号を生じさせるようになつて
   いる車輪の滑走および空転を防止するための方法。