JPS61229653A - 減速ブレーキ制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鉄道車両の減速ブレーキ制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

高速鉄道輸送システムの出現によって、輸送車両ずなわ
ち列車は、多くの人間をできるだけ短い時間内で運ぶよ
うに、正確に制御された時間間隔て、かつまずまず高速
度で運行されており、車両ブレーキ装置にはまずます大
きな要求が課せられている。これらの装置は、乗客に不
快感を与えることなく、正確な所定の制限内でかつ高頻
度て、車両を最も短い実質的距離内に停止させることが
てきなければならない。

ブレーキ装置は、開ループ思考から最近はより効果的な
閉ループ思考へと発展しており、減速の調整のために、
トルク帰還信号もしくはブレーキ・シリンダ圧力帰還信
号のいずれかが使用される。

更に、負荷の測定および発電ブレーキと摩擦ブレーキと
の混自によって補償されることにより、たとえ車両重量
、ブレーキ・シューと車輪との間の摩擦および発電ブレ
ーキ効果等が変化しようと、要求されるブレーキレベル
の線型循環関数（ｌ　１ｎｅａｒ　ａｎｄ　ｒｅｐｅａ
ｔａｂｌｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）である列車減速度を発
生するようなブレーキ制御装置が提供される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

実際の減速度をシュミレートするために、上述したトル
ク帰還信号および圧力帰還信号を使用する時、これらの
信号は常に実際のブレーキ力の真の値の表示をするわけ
ではなく、従って上述したような補助帰還ループで補償
をした場合、減速度を正確に制御することはできない。

従ってこの発明の目的は、実際の車両の減速度が帰還信
号として使用される閉ループ帰還回路を採用した、改善
された減速ブレーキ制御装置を提供することである。

この発明の別の目的は、列車の車両間の相互作用を受け
ることのない、上記目的に従った減速ブレーキ制御装置
を提供することである。

この発明の別の目的は、所定の最大粘着デマンドに従っ
た、列車の減速度を提供することである。

この発明の別の目的は、車輪に滑走が生している場合、
最大粘着デマンドを所定の百分率だけ周期的に滑走調整
することである。

この発明の別の目的は、車輪に滑走現象があるにもかか
わらず、非常ブレーキの間に、滑走調整された最大粘着
デマンドとは別の最大粘着デマンドによる減速を行える
ようにすることである。

この発明の別の目的は、減速制御装置内で誤動作が検出
された時に、ブレーキ制御が減速制御装置からバックア
ップ装置に移管されるように、減速制御装置をバックア
ップブレーキ制御装置て制圧補助するようにすることで
ある。

この発明の別の目的は、最初は減速度デマンドに対応し
た摩擦ブレーキを達成させ、それ以後発電ブレーキが有
効になって減速を行うようになった時、摩擦ブレーキを
解放するようにすることである。

この発明の別の目的は、車両の実減速度が減速デマンド
を超えたことによる誤差に従った減速度誤差信号を供給
し、これに従って例えば、誤差が零になるように車両の
実減速度が要請された減速度まで減少する時まで、摩擦
ブレーキを減少させるようにすることである。

〔問題点を解決するための手段およびその作用〕すなわ
ち、これらの目的は運転士のブレーキ弁装置が慣用の方
法て空気ブレーキ圧力を制御し、同時に空気制動のレベ
ルに相当する大きさのアナログ電気ブレーキ・デマンド
を設定する、この発明によって達成される。空気制動は
、ラインパイプ内の空気圧の変化に対応する空気ブレー
キ耐重制御弁を通してかけられ、更に電気的推進、電動
機を含み、制御弁装置の空気制御と結合して、この推進
用電動機の制御電流が増加した時に斬新的に空気ブレー
キ圧力を抑える。

電気ブレーキ・デマンド信号は、実際の列車減速度に対
応する信号と電気的に比較され、実減速度がブレーキ・
デマンド信号を超えた時にのみ、減速度誤差信号を供給
する。この減速度誤差信号は、配合制御弁推進用電動機
制御電流を供給し、従って列車減速度が増加する時に、
最初は運転士グ）ブレーキ弁装置の操作によって供給さ
れる空気ブレーキ圧力は減少させられる。この方法にお
いて、初期発電ブレーキの発生において生じる通常の遅
延は、制動サイクルの初期段階の間、空気ブレーキによ
って完全に補償することができ、その後発電ブレーキが
増加する時、発電ブレーキの有効範囲まで解放される。

更に、空気制御はブレーキ・デマンド信号の強制下にお
いて列車速度が零に近付いた時、通常、発電ブレーキの
作用において増加する、その後の不足分を補う。

この基本的な閉ループ式減速制御装置は減速制限回路と
活計され、この減速制限回路は速度／粘着関数発生器を
備える。この速度／粘着関数発生器は、電気ブレーキ・
デマンド信号と並列に最大許容減速度信号を出力する。

この関数発生器からの最大許容減速信号は、実効減速度
デマンドとして、ブレーキ・デマンド信号もしくは最大
許容減速度信号のいずれか低い方を設定するために比較
器が動作するという事実によって、電気ブレーキ・デマ
ンド信号に課せられる制限を示す。

更に、滑走調整回路が設けられ、これはどんな制動が与
えられている間も車輪の滑走状態が存在する限り、所定
の割合で関数発生器の出力を周期的に調整する階段波発
生器および車輪の滑走検出器を含んでいる。

〔実施例〕

第１図は、運転台付き車両すなわち運転土用制御器があ
る鉄道用車両に配設されたこの発明の減速ブレーキ制御
装置を示す。運転台付き車両は、代表的な例ては、発電
制動を行う車両用電動機によって動力が与えられる。発
電制動は、車両用電動機を使用する場合、カ行運転中の
他の車両や列車で使用するため車両用カテナリを介して
電力線への電流を再生し、例えば車両や列車の運動エネ
ルギーを消費する。

ウェスチングハウス・エヤー・ブレーキ社製の５Ａ−９
ブレーキ弁のような慣用の運転土用ブレーキ弁装置１０
はハンドル１１を含み、このハンドル】１を回転させる
ことにより運転士はパイプ１２で運ばれた圧縮空気の圧
力ＰＲを変えることがてきる。

ハンドル１１の回転により電圧は加減抵抗器１４を通し
て電線１３／＼供給され、ブレーキ解放位置での最小値
からフルサービスのブレーキ印加位置での比例的に増加
する値まで変わる。この加減抵抗器電圧は電気ブレーキ
・デマンド信号ＲＢＶを表すが、パイプ１２中の圧力は
空気ブレーキ・デマンド信号ＰＲを表す。この空気ブレ
ーキ・デマンド信号ＰＲも、電気ブレーキ・デマンド信
号Ｒ，ｅｖの変化と同時に、ブレーキ解放位置での低圧
力からフルサービス・ブレーキ印加位置での高圧力まで
変わる。

パイプ＋２は列車に引き通されて列車の各車両に設けら
れた空気ブレーキ装置へ空気ブレーキ・デマンド信号ｐ
Ｒを伝送できる。

空気ブレーキ装置は、普通、サーボトロール（ＳＥＲＶ
ＯＴＲＯ＋、）型フレーキ配合制御弁装置１５、Ｊ−１
型リレー弁装置１６、および空気ブレーキ・シリンダ１
７を備える。この空気ブレーキ・シリンダ１７には、車
両の踏面またはディスク（図示しない）と係合するため
の摩擦ブレーキ・シューまたはパッド１８が連結されて
いる。空気ブレーキ装置には、圧縮機および主ためのよ
うな空気源、１９および空気ばねのようなロード・セン
サ２０も含まれる。

空気ブレーキ装置の動作を詳しく説明する前に、ブレー
キ配合性能のためこの発明の構成に特に適したサーボト
ロール型ブレーキ配合制御弁装Ｗ１５の詳細を示す第２
図を参照されたい。

サーボトロール型ブレーキ配合制御弁装置１５は、角型
動機２１を含む電気／空気トランスデユーサ、自己ラッ
プ型リレー弁２２、圧力調整器２３、ロード応答作動器
２４、および空気ブレーキ作動器２５を備える。この空
気ブレーキ作動器２５から出力される力ｃ（平衡ビーム
２６によってロード変調され、その支点は可調節ばね２
８の反作用力に応答して位置決めされる可動ローラ２７
およびロード・センサ２０によって表されたようなそれ
ぞれの車両用空気ばね圧力を受ける隔膜ピストン２９で
ある。送出通路３１、第１の供給通路３２および排気通
路３３はリレー弁２２のスプール弁アセンブリへ連結さ
れる。リレー弁２２は、中性位置ずなわちラップ位置て
は」−述の通路群をからにする。隔膜ピストン３４は第
２の供給通路３５および圧力調整器２３を介して供給さ
れた空気圧を受け、リレー弁２２を下方向て解放位置ま
てしいる。こ＼て、１１レー弁２２のスプール弁アセン
ブリは送出通路３１を排気通路３３へ図示のように連結
する。隔膜ビス１−ン３４へ供給されたこの空気圧は自
重動機２１によって変調され、後述するようにそこての
有効さを電流変化に比例して変える。内型動機電流が増
大するにつれて、第２の供給通路３５の通気孔技路中に
あるポール弁３６の形態をした抽気弁はその位置に向け
て押進められ、空気の流出を低減し、もって内型動機電
流が増大するにつれて増加する背圧を第２の供給通路３
５中および隔膜ピストン３４に確立する。逆に、内型動
機電流か減少すると、ポール弁３６の下のこの圧力を雰
囲気へ逃がし、もって第２の供給通路３５中の背圧を低
下させかつ隔膜ピストン３４て有効にする。

ブレーキ記音制御弁装置１５の空気ブレーキ作動器２５
は、ブレーキ弁装置１０によってパイプ１２を通して供
給された空気ブレーキ・デマンド信号すなわち出力制御
圧力ＰＲを受ける隔膜ビス１〜ン３７を含む。従って、
ブレーキ弁装置１０のハンドル１１をそのブレーキ解放
位置からフルサーヒス位置まて回転させると、パイプ１
２中の空気ブレーキ・デマンド信号すなわち圧力ＰＲは
Ｏ〜５０ｐｓｉからそして電線１２中の電気ブレーキ・
デマンド信号すなわち電流は０〜５００ｍａから同時に
増大する。隔膜ピストン３７て有効な空気圧は隔膜およ
びその押棒３８を下方向にしいる。この下方向力は、可
動ローラすなわち支点ローラ２７を中心として反時計方
向に平衡ビーム２６を回転させようとし、リレー弁２２
のスプール弁アセンブリに関連した押棒３９を印加位置
に向けて上方向に押進める。

リレー弁２２に作用するこの上方向の力は、前述したよ
うに、自重動機２１の制御下て隔膜ピストン３４に作用
する圧力の力によって対抗される。従って、内型動機電
流が隔膜ピストン３４に背圧を確立するような値であり
、平衡ビーム２６を介して空気ブレーキ作動器２５によ
って用いられた力をゼロにするのに充分である限り、リ
レー弁２２のスプール弁アセンブリは解放位置に留るこ
とが理解されよう。しかしながら、もし自重動機２１で
の電流が隔膜ピストン３４での反作用圧力による力を維
持するのに充分でなければ、リレー弁２２のスプール弁
アセンブリは印加位置まで上方向にシフトされ、この印
加位置では第１の供給通路３２が送出通路３１に接続さ
れる。得られた送出圧力はパイプ４０を通じてリレー弁
装置１６へ送出され、このリレー弁装置１６は空気源１
９からグ）圧縮空気を空気ブレーキ・シリンダ１７へ供
給し、もって送出通路３１での送出圧力に応じてそれぞ
れの車両での摩擦制動を開始させる。これと同時に、送
出通路３１中の圧力は帰還隔膜４２へ送出され、この帰
還隔膜４２は平衡ビーム２６によって用いられた実効上
方向作用力と対抗して自己ラップ・スプール弁アセンブ
リにも作用する。小さな解放ばね４３の力を含めてこれ
ら力が平衡する時に、自己ラップ・スプール弁アセンブ
リはこの中性位置すなわちラップ位置をとり、この中性
位置では送出圧力のこれ以上の供給が終わらされる。そ
の結果、摩擦ブレーキの空気圧は、自重動機２１によっ
てリレー弁２２の制御下て用いられる空気力で低減され
るように、空気ブレーキ作動器２５によって用いられた
空気力によって決定される。以下の説明から明らかなよ
うに、発電制動のレベルがブレーキ弁装置１０のハンド
ル１１の所定位置に応じてブレーキ・デマンドを満足す
るのに充分である限り、補充摩擦ブレーキが不要なので
、内型動機電流は空気ブレーキ作動器２５の空気力をゼ
ロにするのに充分であり、もってブレーキ配合制御装置
１５がどんな摩擦制動を生じるのも防げる。

ロード応答作動器２４では、ロード・センサすなわち車
両の空気ばね２０からの空気圧は隔膜ピストン２９へ供
給され、可調節はね２８の抵抗にさがらって平衡ビーム
２６沿いに可動ローラすなわち支点ローラ２７を位置決
めし、もって平衡ビーム２６のレバー比を調節し、従っ
て機械的な都きを調節する。

この都合により、内型動機電流は空気ブレーキ作動器２
５の空気力と反対に作用する。

今までこの発明装置の空気ブレーキ部中のブレ−キ耐重
制御弁装置１５について説明したが、以下の説明は、力
覚動機２１の制御電流信号が電子的減速被調整制御回路
網によって発生される仕方に向けられる。

ブレーキ弁装置１０によって開始された電気ブレーキ・
デマンド信号ＲＢｙは電線１３から階段波発生器４４の
リセット入力端子Ｒ５緊急事態検出器４６および再生制
動装置４８へ供給される。階段波発生器４４がゼロ電圧
信号によってリセットされるのて、各制動ザイクルのリ
セット端ては運転士がブレーキ弁装置１０のハンドル１
１を解放位置まで戻す時に、ゼロ電圧は電線１３に存在
しかつ階段波発生器４４はリセットされる。同様に、緊
急事態検出器４６はハンドル１１かフルサービス位置を
超えて緊急事態位置まで何時動かされるかを検出し、こ
の場自所定のフルサービス・ブレーキ電圧よりも高い電
圧が電線１３に存在する。

基本的に、電子式減速被調整制御回路網は、ハンドル１
１の位置に応した所望の減速度に相応する電気ブレーキ
・デマンド信号に応答し、列車の実際の減速度を測定し
、かつブレーキ・シュー１８に用いられた力を減少させ
るたけて摩擦ブレーキ力を変えて列車の減速度を調整さ
れた値にして維持しようとする。しかしながら、要請さ
れた減速度を与えるための所要の制動力は車輪とレール
の間の粘着が許されるよりも大きく、従って車両の何個
かの車輪または全部の車輪が滑走し始めるがもじれない
。そのような滑走は、ウェスチングハウス・エヤー・ブ
レーキ社製の慣用のＥ−５デセロスタツト（ＤＥＣＥＬ
ＯＳＴＡＴ）のような滑走検出器４７によって検出され
る。車輪の滑走がなくなって制動が再び有効になるまで
、滑走検出器４７は制動力を減少させる。更に、車両が
再生制御装置４８も有するので、ブレーキ・シュー１８
て用いられた力は再生制動と摩擦制動の和が装置の制約
内で最大の可能な減速度を与えるように制御される。

電子式減速被調整制御回路網は、車両が走行した距離を
監視する変位モニタ４９も含む。これは、車両の車輪が
回転した角を監視して車輪の周辺の長さを知ることにこ
とによって都合良く行われ得る。変位はこれらから決定
されることができる。

変位モニタ４９によって供給された信号は微分器５０で
微分されることによって速度信号Ｖとなり、この速度信
号Ｖは関数発生器５１および別な微分器５２へ供給され
る。この微分器５２は、車両が受けている実減速度を表
す信号ＲＡを供給する。列車の速度信号および減速度信
号がどのようにして得られるかを示すために微分器５０
および５２並びに変位モニタ４９を図示したが、滑走検
出器４７として使用されたＥ、−５テセロスタツトはこ
れら速度信号や減速度信号を得るための出力が取り出さ
せるような回路装置を含む。関数発生器５１は、異なる
速度で変化する粘着値を示す成る種の速度／粘着特性を
呈し、従って品大減速度（この最大減速度では車両が車
輪を滑走させずに所定の速度から通常、減速され得る。

）を表す信号Ｒ，を供給する。関数発生器５１中に示し
たグラフから理解できるように、車輪とレールの間グ）
Ｒ大粘着値は速度が低下するにつれて増加する。このグ
ラフは車両が停止した時に車両の滅々速度を最小にする
ために大体ゼロ速度でロールオフ特性を提供する。

実減速度信号ＲＡは加算器５３および更に別な微分器５
４へも供給され、この微分器５４は増幅器５５を通して
加算器５３へ予測信号を供給する。このように、加算器
５３には列車の実減速度を表す信号ＲＡと列車の減速度
が変化中の割合を反映する別な信号とが供給される。制
御ループ中に予測信号を利用することにより、装置の安
定性は改善され、車両が高い減速レベルで減速する割合
が最小にされ、もって車両中の乗客の気楽さを増大さぜ
る。

加算器５３は、演算増幅器５６の正入力端子へ供給され
る信号ＲＴを供給する。

正常動作時、演算増幅器５６の負入力端子へ供給される
設定点信号Ｒ３Ｐは、増幅器４５から単極双投リレー５
７を通して供給された所望減速度信号ＲＤである。リレ
ー５７は、接触器５９を有する比較器５８によって制御
される。接触器５９はリレー５７によって変位させられ
て接点６０または６１と係合する。接触器５９は、通常
、比較器５８からのリレー５７を励磁するための信号が
無い場合に、接点６０と係自する。

電子式減速被調整制御回路網は、緊急事態検出器４６に
よって制御される単極双投リレーである緊急リレー６２
も含む。この緊急リレー６２は、その動作によって変位
させられると接点６４または６５と係きする接触器６３
を有する。この接触器６３は、通常、接点６４と係きす
る。比較器５８および緊急事態検出器４６の動作は後て
説明する。

演算増幅器５６は誤差信号ＲＥを供給し、この誤差信号
ＲＥは増幅器６６て増幅され、積分器６７（正の出力信
号を供給することだけが許される）て積分される。積分
信号ＢＤは加算器６８へ供給される。

加算器６８には、再生制動装置４８から供給された発電
制動量を表す帰還信号ＢＲも供給される。この帰還信号
ＢＲは、しかしながら、通常、加算器６８から絶縁され
るが、故障状態が生しる場合に正極性の積分信号ＢＤが
発生されないようにするためにバックアップ帰還ループ
として加算器６８だけに印加される。そのような場６に
、装置は純粋な減速被調整制御装置から非減速被調整装
置に変わる。

加算器６８はブレーキ配合制御弁装置１５の力量動機２
１へ電流信号ＢＰを供給する。その上、この電流信号Ｂ
、は列車の各車両を通して伝送され、後部車両および運
転台付き車両の摩擦ブレーキ力を変調する。

ブレーキ配合制御弁装置１５はパイプ４０を通してリレ
ー弁装置１６へパイロット空気圧を供給し、そしてリレ
ー弁装置１６はパイプすなわち空気路７０を通して空気
ブレーキ・シリンダ１７へ出力流体圧を供給するように
作動する。空気路７１は空気源すなわち圧力源１９から
の圧縮空気をリレー弁装置１６およびブレーキ配合制御
弁装置１５へ導く。」二連したように、ブレーキ配合制
御弁装置１５には、例えば車両の空気ばねてあり得るロ
ード・センサ２０から車両ロード状態、を示す空気信号
が供給される。

パイプ４０中の出力空気圧は、空気ブレーキ・シリンダ
１７を作動させるのに必要な高性能を提供することに関
してリレー弁装置１６によって増幅されることが認めら
れよう。ブレーキ配合制御弁装置１５は正比例て作動す
る。従って、パイプ１２中の最大圧力は最大制動力を供
給するためにパイプ４０および７０中て最大圧力になる
。

従って、ブレーキ弁装置１０によってパイプ１２を通し
て供給された空気ブレーキ・デマンド信号ＰＲは、ロー
ド・センサ２０によって供給された空気信号に応答して
ブレーキ配合制御弁装置１５によりかつ力量動機２１へ
加算器６８から供給された電流信号ＢＰにより変調され
、ブレーキ配合制御弁装置１５の出力側に被変調圧力Ｐ
Ｂを供給する。加算器６８によって供給された電気信号
ＢＰは、力量動機２１において有効な電気信号ＢＰがな
ければ存在するにちがいない圧力から圧力ＰＢを下げる
ためだけに作用することがまた理解されるだろう。その
うえ、電気信号ＢＰが大きくなればなる程、パイプ４０
および７０中の空気圧ＰＢの減少は大きくなる。よって
、もし山型動機制御用電気信号Ｂ、が　゛増大するなら
ば、空気信号ＰＢは減少し、その逆の関係もまた成立す
る。ハンドル１１の選択された位置に応じて要請された
レベルを超えて摩擦力が増大し得ることはない。例えば
、もしハンドル１１がフルサービス・ブレーキの半分に
相当する位置まで動かされるならば、そして再生制動装
置４８が成る程度の発電制動を提供しているならば、ブ
レーキ配合制御弁装置１５を通して作用する空気ブレー
キ・デマンド信号ＰＲに応答して摩擦ブレーキからの別
な減速度のせいて明らかに列車の実減速度はあまりにも
大きくなる。実減減速信号ＲＡ従って演算増幅器５６で
の信号Ｒ７は、後述する減速制限回路網によって変更さ
れたようなブレーキ・デマンドに相当する設定点信号Ｒ
ＳＰを超える。演算増幅器５６の出力側に得られた誤差
信号Ｒ，は、この場合、実減速度とデマンド減速度の差
に依存する成る正の値である。同様に、加算器６８から
出力された電流信号ＢＰはこの誤差信号Ｒ，に追従して
力量動機２１にパイプ４０および７０ての空気圧を低下
させ、もってそれ相応に摩擦ブレーキ力を低下させる。

もし再生制動装置４８によって提供された発電ブレーキ
力がブレーキ・デマンドを完全に満足てきるならば、電
流信号Ｂ、は最大てあり、もって力量動機２１にパイプ
１２ての圧力ＰＲによって要請された空気ブレーキ力を
完全に放させるのて、摩擦ブレーキは充分に解放されか
つ発電ブレーキだけが有効である。もし発電ブレーキ力
がブレーキ・デマンドの一部を提供できるだけにずぎな
いならば、電流信号ＢＰは最大値より小さい成る正の値
になり、そして内型動機が空気ブレーキを対応する量だ
け部分的に放つのて、要求されたブレーキ・デマンドに
応した列車減速度は発電ブレーキ力と摩擦ブレーキ力の
組み合わせによって提供される。

以上の説明から理解されるように、リレー弁装置１６を
介して作動するブレーキ配合制御弁装置１５によって達
成された空気制動のレベルおよび空気ブレーキ　シリン
ダ１７のサイズは、正常な環境下てかつころがり抵抗、
軌道等級などのような予期された変数を考慮ずれは、所
定の最大許容率で列車減速を行うのに充分な摩擦ブレー
キ力が達成可能であるようなものである。従って、誤差
信号ＲＢが正極性の時たけ増幅器６６は積分器６７を通
して加算器６８は減速度誤差信号を通過させる。何故な
らば、負極性の誤差信号Ｒ，Ｂはブレーキ・デマンドに
応じた所望の減速よりも実減速度信号Ｒ八が小さい好ま
しくない渇きにのみ起こり、そのなめ装置が応答しよう
としないためである。

制御理論の専門家によって認められるように、比例−積
分一徹分制御ループは増幅器６６、積分器６７および微
分器５４によって提供され、実減速度信号ＲＡが装置の
安定性を改善するために変化中である割合を予測する。

装置は、被制御減速を実施するための閉ループ制御を行
うのみならず、車輪の滑走を監視しかつ最適制動を得る
ために制御パラメータを変える。

これは、運転士によって供給された減速度信号と異なる
設定点減速度信号を供給するのに利用される関数発生器
５１により、得られる。

印加中の総制動力が車輪とレールの間に現在得られてい
る程度の粘着によって支持され得るよりも大きければ、
総制動力は滑走がなくなるまで減少されなければならな
いことが理解されよう。従って、適当な速度／粘着特性
が計算されまたは経験によって関数発生器５１から供給
され、車輪が滑走する機会を最小にするなめに特定の速
度で許容された車両最大減速度を表す信号ＲＭが関数発
生器５１の出力側に得られる。この信号Ｒ，は、演算増
幅器７２および７３の正入力端子へ供給される。階段波
発生器４４の出力は演算増幅器７２の負入力端子へ供給
され、そして一定値信号は適当な信号源７４から演算増
幅器７３の負入力端子へ供給される。演算増幅器７２の
出力は変更された最大許容減速度信号Ｒ′間である。こ
の信号Ｒ′Ｎは比較器５８の正入力端子および接点６０
／＼印加される。所望減速度信号ＲＤは増幅器４５から
比較器５８の負入力端子へ供給される。もし所望減速度
信号ＲＤが変更された最大許容減速度信号Ｒ’Ｍよりも
小さければ、比較器５８がリレー５７を作動させて接触
器５９をその正常位置から接点６１と係合するように変
位させるので、所望減速度信号ＲＤは演算増幅器５６／
＼設定点信号ＲＳＰとして供給される。しかしながら、
もし所望減速度信号Ｒ，Ｄが変更された最大許容減速度
信号Ｒ′Ｎよりも大きければ、比較器５８はリレー５７
を消磁するように作動され、そして信号Ｒ′Ｎは演算増
幅器５６へ設定点信号Ｒ８Ｐとして供給される。従って
、もし運転士が正常な運転状態下で変更された最大許容
減速度よりも大きい減速度を得ようとずれば、装置は運
転士によって要請された値て車両を減速させようとぜず
演算増幅器７２の用意した変更された最大許容減速度で
車両を減速させようとする。

もし車両の車輪が滑走中ならば、これは滑走検出器４７
で検出され、この滑走検出器４７は階段波発生器にその
出力信号を増大させる。この出力信号は関数発生器５１
が発生した最大許容減速度信号ＲＮから減算され、変更
された、すなわち減少された最大許容減速度信号Ｒ′Ｎ
となる。もし滑走が継続するならば、所定の期間後に、
階段波発生器４４の出力は更に増大して信号Ｒ’Ｎを更
に減少させる。Ｒ’ＮがＲＤよりも大きい時の設定点信
号ＲＤである。しかしながら、Ｒ′ＨがＲＤよりも小さ
くなる時に、比較器５８はリレー５７を消磁しかつＲ′
Ｈは設定点信号になる。もし滑走が才だ継続するならば
、Ｒ′Ｎはもっと減少されそして摩擦制動は滑走がなく
なるような時点まで減少される。車両の速度か低下する
と、Ｒ，Ｎグ）値は速度／粘着特性に従って増大し、も
って最適制動を与える。正常な運転状態下ては、車両の
速度が低下するにつれてＲ′Ｎの値がＲＤよりも大きく
増加し得ることが起こり得る。これが起こると比較器５
８て検出され、リレー５７が励磁されるのて設定点信号
は再びＲＤになる。列車の速度がゼロに近づくと、速度
／粘着特性のロールオフ部分は有効になり、設定点信号
はＲ′Ｎになる。これは列車設定が減速するにつれてゼ
ロまで徐々に減少し、列車設定が停止に近づく時にさも
なければ起こる減速速度を最大にするために制動力は減
少される。

緊急制動状態下では、緊急事態検出器４６がそのリレー
６２を切り換えるので、設定点信号はＲＥＭすなわち演
算増幅器７３によって供給された減速度信号になる。信
号ＲＥＭは信号源７４がらの一定電圧信号■くが差し引
かれた最大加速度信号Ｒ，Ｎてあり、車輪の滑走の最悪
の状態下でまたブレーキ力があることを確保する。或は
、一定値は鼓良の状態下で粘着を与えることができ、そ
して最大加速度信号は上述したようにもし滑走が起きれ
ば減分され得る。

第３図は、入力側ての速度信号Ｖと出力側での最大減速
度信号ＲＭとの間に所要の非線型関係を生じさせるため
に、演算増幅器Ａ１の入力回路および帰還回路の両方に
慣用の非線型抵抗−ダイオード回路網の形態をした関数
発生器５１を提供する回路装置を示す。適切な値の種々
の抵抗およびダイオードを選択することにより、演算増
幅器Ａ１は異なる速度に対して速度／粘着特性の関数と
しての最大減速度信号ＲＮを出力する。

第４図には、第３図の関数発生器５１中の演算増幅器Ａ
１から出力された最大減速度信号Ｒ，が入力されるプロ
グラマブル利得増幅器Ａ２を含むステップ・アキューノ
＼レータ回路の形態をした階段波発生器４４が示され、
また滑走検出器４７からの滑走信号てトリガされるカウ
ンタが示されている。このカウンタが滑走信号の存在に
よってトリガされたま〜であるかぎり、増幅器Ａ２は階
段状グ）減分信号Ｒ８を供給する。この減分信号Ｒｓは
カウンタの各計数期間を異なる所定値だけ変える。ブレ
ーキ弁装置１０のハンドル１１が解放位置へ動かされて
ブレーキ印加サイクルを追従する時に、加減抵抗器１４
からの信号によってカウンタのリセット入力側は使用可
能にされる。

第５図には、負利得増幅器Ａ、および利得増幅器Ａ、か
らなる演算増幅器７２が示されている。負利得増幅器Ａ
３の負入力端子には減分信号Ｒ，Ｓが供給され、利得増
幅器Ａ、の負入力端子には負利得増幅器Ａ３の減分信号
Ｒ６と最大減速度信号ＲＮの電圧差が印加される。従っ
て、利得増幅器Ａ、は、最大減速度信号Ｒ，から有効減
分信号を差し引かれた最大許容減速度信号Ｒ’Ｍを出力
する。

第６図には増幅器Ａ５を含む比較器５８が示されており
、増幅器Ａ５の出力端子がトランジスタＴ１のベースへ
接続され、トランジスタＴ、のコレクタ・エミッタ回路
にはリレー５７の巻線が接続されている。リレー５７の
接触器５９はリレー巻線によって制御され、リレー巻線
が励磁される時には接点６１と係合するが、リレー巻線
が消磁される時には接点６０と係きする。接点６１には
電気ブレーキ・デマンド信号ＲＢＶが印加され、接点６
０には減分された最大許容減速度信号Ｒ’Ｎが印加され
る。増幅器Ａ５の出力は、信号Ｒ’ＭとＲ，ＢＶのどち
らが低いがらよってトランジスタＴ１をターンオン、タ
ーンオフする極性検知型である。次に、１〜ランジスタ
Ｔ、は信号Ｒ′ＮまたはＲ，ＢＶの低下を出力するため
にリレー５７を制御する。

階段波発生器４４は、制動サイクルの開始時に、その出
力が最初Ｒ’Ｍ−Ｒ，である適当な値に増大されるよう
に、変更され得ることが理解されよう。

これは、滑走を避けるなめ制動力が減少される前に、遅
延を最小にする。

制動ループの少なくとも一部は、図示したようにアナロ
グ形態よりはむしろデジタル形態で実施され得ることも
認められよう。従って、適当にプログラムされる中央処
理ユニットは、微分および他の関数をデジタル形態で行
うために利用され得る。同時に、リレー５７や６２のよ
うな物理的スイッチを使用する代わりに、論理スイッチ
ング・プロセスが利用され得る。

ウエスチンクハウス・エヤー・ブレーキ社製の慣用の２
６型または２８型のブレーキ弁を、５Ａ−９型ブレーキ
弁の代わりに使用できる。これら形式のブレーキ弁が逆
の原理すなわち解放位置からフルサービス位置までハン
ドルを動作させることによる圧力低下で動作するので、
ウェスチングハウス社製の慣用のＭＣ−３０制御弁のよ
うな圧力インバータはパイプ１２中で゛使用されなけれ
ばならない。

パイプ１２中の圧力インバータの代替品として、２６型
または２８型のブレーキ弁を用いる時には、異なるサー
ボトロール・ブレーキ配合制御弁装置１５を使用でき、
その場合ばねと反対に作用するパイプ１２中の圧力を受
けるピストンを介して平衡ビームを作動させるようにば
ねを配設することによって空気ブレーキ作動器２５が変
更される。

〔発明の効果〕

この発明によれば、減速度を正確に制御でき、上述した
諸口的を達成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の減速ブレーキ制御装置のブロック図
、第２図は配合制御弁として使用されるサポトロール型
弁装置の断面図、第３図は列車速度の異なる状態におけ
る車輪とレール間の粘着値の所定の変化に従って、列車
速度から求められる速度／粘着特性を供給する関数発生
器の回路図、第４図は減速時に車輪の滑走信号に対応し
て、関数発生器によって発生された最大減速度信号から
減らされる階段状を発生ずる段階波発生器の回路図、第
５図は最大減速度信号から減速度階段波の減算を行う演
算増幅器の回路図、第６図は減速度デマンド信号として
の電気ブレーキ・デマンド信号もしくは最大許容減速度
信号のいずれか低い方を選択する比較器の回路図である
。 手続補正書 昭和６１年　４月３０日

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輪を持つ鉄道車両のための減速ブレーキ制御装
   置であって、 （ａ）空気ブレーキ・デマンド信号および対応する電気
   ブレーキ・デマンド信号を同時に供給するための手段と
   、 （ｂ）前記空気ブレーキ・デマンド信号に応答して前記
   車両に摩擦ブレーキ力を作用させるための制御弁手段と
   、 （ｃ）最大許容減速度信号を供給するための制限手段と
   、 （ｄ）前記電気ブレーキ・デマンド信号と前記最大許容
   減速度信号との小さい方に従って減速度デマンド信号を
   供給するための手段と、 （ｅ）前記車両の実際の減速度に従って減速度帰還信号
   を供給するための手段と、 （ｆ）前記減速度デマンド信号と前記減速度帰還信号と
   の差に従って減速度誤差信号を供給するための手段とを
   備え、 （ｇ）前記制御弁手段が、前記減速度誤差信号に応答し
   て前記空気ブレーキ・デマンド信号に反作用して前記摩
   擦ブレーキ力を調整するための手段を含む減速ブレーキ
   制御装置。
2. （２）空気ブレーキ・デマンド信号に反作用するための
   手段は、電気／空気トランスデューサである特許請求の
   範囲第１項記載の減速ブレーキ制御装置。
3. （３）空気ブレーキ・デマンド信号および電気ブレーキ
   ・デマンド信号を供給するための手段はハンドルを有し
   運転士によって制御されるブレーキ弁装置であり、ブレ
   ーキ開放位置とフルサービスのブレーキ印加位置との間
   に選択した前記ハンドルの位置に従い、前記空気ブレー
   キ・デマンド信号および電気ブレーキ・デマンド信号が
   所定の下限値と上限値との間で変えられる特許請求の範
   囲第１項記載の減速ブレーキ制御装置。
4. （４）（ａ）車両の移動速度に従って速度信号を供給す
   るための手段を更に備え、 （ｂ）制限手段が所定の速度／粘着特性を有した関数発
   生器であり、前記速度／粘着特性から前記車両の異なる
   速度において最大許容減速度信号が発生される特許請求
   の範囲第１項記載の減速ブレーキ制御装置。
5. （５）減速度デマンド信号を供給するための手段は、 （ａ）電気ブレーキ・デマンド信号が印加される常開接
   点と、最大許容減速度信号が印加される常閉接点とを有
   するスイッチ手段と、 （ｂ）電気ブレーキ・デマンド信号を受ける第１の入力
   端子と、最大許容減速度信号を受ける第２の入力端子と
   、前記電気ブレーキ・デマンド信号が前記最大許容減速
   度信号より小さいときは前記スイッチ手段が励磁され且
   つ前記最大許容減速度信号が前記電気ブレーキ・デマン
   ド信号より小さいときは前記スイッチ手段が消磁される
   ようにする出力端子とを有する比較器手段と、 を備えた特許請求の範囲第４項記載の減速ブレーキ制御
   装置。
6. （６）（ａ）車輪の滑走状態を検出するための手段と、 （ｂ）前記車輪の滑走状態の間、最大許容減速度信号を
   減少させるための滑走調整手段と、 を更に備えた特許請求の範囲第１項記載の減速ブレーキ
   制御装置。
7. （７）滑走調整手段は、 （ａ）車両のどれかの車輪が滑走している時に、滑走信
   号を供給するための手段と、 （ｂ）前記滑走信号の存在に応答して、減分信号を供給
   し、もって最大許容減速度信号を減少させるための階段
   波発生器手段と、 を備えた特許請求の範囲第６項記載の減速ブレーキ制御
   装置。
8. （８）減分信号は、最大許容減速度信号が所定の割合で
   減少されるような値を持つ特許請求の範囲第７項記載の
   減速ブレーキ制御装置。
9. （９）減分信号は、所定の持続時間の間存在し且つ滑走
   信号のある間に定期的に繰り返される特許請求の範囲第
   ８項記載の減速ブレーキ制御装置。
10. （１０）減分信号の値は、最大許容減速度信号が所定の
    割合で定期的に減少されるように各所定持続時間の間に
    変えられる特許請求の範囲第９項記載の減速ブレーキ制
    御装置。
11. （１１）階段波発生器手段は、所定値の電気ブレーキ・
    デマンド信号に応答してリセット可能である特許請求の
    範囲第７項記載の減速ブレーキ制御装置。
12. （１２）（ａ）ブレーキ適用緊急事態を検出するための
    手段と、 （ｂ）滑走調整手段のバイパス内での緊急ブレーキ適用
    の間、減速度デマンド信号を供給するための緊急調整手
    段と、 を更に備えた特許請求の範囲第７項記載の減速ブレーキ
    制御装置。
13. （１３）減速度帰還信号が減速度デマンド信号を越えた
    ことを示す所定の極性を、減速度誤差信号が持つ時だけ
    、前記減速度誤差信号を反作用手段に印加するための手
    段を更に備えた特許請求の範囲第１項記載の減速ブレー
    キ制御装置
14. （１４）誤差信号は、摩擦ブレーキ力を減少させるよう
    な方向で反作用手段に作用する特許請求の範囲第１３項
    記載の減速ブレーキ制御装置。
15. （１５）（ａ）減速度デマンド信号を受ける第１の入力
    端子と、減速度帰還信号を受ける第２の入力端子と、減
    速度誤差信号を供給する出力端子とを有する演算増幅器
    と、 （ｂ）前記減速度帰還信号に作用し、その変化率に従っ
    て前記減速度帰還信号を変更する予測信号を供給するた
    めの手段と、 を更に備えた特許請求の範囲第１４項記載の減速ブレー
    キ制御装置。
16. （１６）電気ブレーキ・デマンド信号に従つて車両の回
    生制動を行うための発電ブレーキ手段を更に備えた特許
    請求の範囲第１３項記載の減速ブレーキ制御装置。
17. （１７）減速度誤差信号の極性が所定の極性と反対の場
    合に、前記減速度誤差信号のバイパス内で回生ブレーキ
    帰還信号を反作用手段に供給するための手段を更に備え
    た特許請求の範囲第１６項記載の減速ブレーキ制御装置
    。