JPS6223303A - ブレ−キ異常監視装置 - 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、電気車等に用いられ、常用ブレーキ力の不
足を正確に検知するブレーキ異常監視装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 第２図は従来のブレーキ異常監視装置及びその周辺回路
を一部ブロック図で示す回路図である。

図において、（１）はブレーキ時に異常検知指令（Ｉａ
）及びブレーキ指令（ｌｂ）を出力するブレーキ制御器
である。通常、ブレーキ指令（１ｂ）はブレーキ初期か
らブレーキ完了までの７ステツプの指令里を持ち、異常
検知指令（ｌａ）はブレーキ指令（１ｂ）が６ステソブ
目になると初めてｒＨＪ信号となるようにされている。

（２）はブレーキ制御器（１）に接続されたオンタイマ
であり、異常検知指令（１ａ）が人力されると、時間遅
れを持った信号（２ａ）を出力するようになっている。

（３）はオンタイマ（２）に接続されたブレーキ継電器
であり、オンタイマ（２）の出力（２ａ）によって励磁
され、ｂ接点（３ａ）を開放するようになっている。

（４）はブレーキ異常監視装置であり、ＤＣｌｏｏｖの
電源信号（Ｖ　ｄ）、ｂ接点（３ａ）を介したＤ　Ｃ１
００Ｖの電源信号（Ｖ　ｂ）及び常動のＤ　Ｃ１００Ｖ
の非常ブレーキ用電源信号（Ｖｅ）が入力されている。

（５）はチョッパ装置等を有する電気ブレーキ制御装置
であり、ブレーキ指令（１ｂ）に応じて作動し、ブレー
キステップに対応するブレーキ力パターンにより、電気
ブレーキ力に比例したモータ電流（５ａ）を、電流継電
器（図示せず）の接点（９）を介して、ブレーキ異常監
視装置（４）に出力するようになっている。

（６）は空気ブレーキ制御装置であり、電気ブレーキ制
御装置（５）と同様に、ブレーキ指令（１ｂ）のステシ
ブに対応したパターンで、空気ブレーキ力に比例したシ
リンダ圧力（６ａ）をブレーキ異常監視装置（４）に出
力するようになっている。

（７）は消磁されると各ａ接点（７ａ）、（７ｂ）を開
放する異常検知継電器であり、一端にダイオードＤ。

を介して電源信号（ｖ　ｂ）が印加され、他端は接地さ
れている。（８）は異常検知継電器（７）の両端間に接
続され、抵抗器Ｒ及びコンデンサＣからなるＣＲ回路で
あり、異常検知継電器（７）の各ａ接点（７ａ）、（７
ｂ）の開放に時間遅れを持たせるためのものである。（
９）は所定値以上の電流を検知すると閉成する電流Ｕ、
電器接点であり、一端が電気ブレーキ制御装置（５）に
接続され、他端がダイオードＤ２を介して異常検知継電
器（７）の一端に接続されている。（１０）はシリンダ
圧力（６ａ）により作動し所定値以上の圧力を検知する
と閉成する気圧スイッチであり、一端には電源信号（Ｖ
　ｄ）が印加され、他端がａ接点（’７　ｂ　）を介し
て異常検知継電器（７）の一端に接続されている。（４
０）は装置出力端子であり、異常検知ｕ？ｌＩ器（７）
のａ接点（７ａ）を介して非常ブレーキ用電源信号（Ｖ
　ｅ）が印加されている。

（１１）は消磁されると弁（図示せず）を開放して非常
ブレーキ（図示せず）を作動させる非常電磁弁であり、
一端が装置出力端子（４０）に接続され、他端１００体
＋山七柄プ１１１ 次に、第２図の従来装置の動作について説明する。

通常のカ行運転時には、異常検知指令（１ａ）及びブレ
ーキ指令（１ｂ）が出ツノされていないので、電気ブレ
ーキ制御装置（５）及び空気ブレーキ制御装置（６）は
作動せず、従って電流継電器接点（９）及び気圧スイッ
チ（１０）は共に開放されている。又、ブレーキ継電器
（３）は励磁されず、そのｂ接点（３ａ）が閉成してい
るので、このｂ接点（３ａ）を介した電源信号（ｖ　ｂ
）により異常検知継電器（７）は励磁され、各ａ接点（
７ａ）、（７ｂ）を閉成している。従って、装置出力端
子（４０）から非常ブレーキ用電源信号（Ｖｅ）が出力
され、非常電磁弁（１１）は励磁されるので、非常ブレ
ーキを作動させない。

ブレーキ時には、ブレーキ指令（ｌｂ）により電気ブレ
ーキ制御装置（５）及び空気ブレーキ制御装置（６）は
、それぞれモータ電流（５ａ）及びシリンダ圧力（６ａ
）をブレーキ異常監視装置（４）に出力する。

又、ブレーキ指令（Ｉｂ）が６ステヅプ目に達すると、
異常検知指令（１ａ）によりオンタイマ（２）は所定の
時間遅れを持ってブレーキ継電器（３）を励磁し、その
ｂ接点（３ａ）を開放する。従って、異常検知継電器（
７）は電源信号（Ｖｂ）を断たれる。しかし、常用ブレ
ーキが正常であれば、ステップ６までの間及び時間遅れ
の間に、モータ電流（５ａ）及びシリンダ圧力（６ａ）
が十分立ち上がっているので、電流継電器接点（９）及
び気圧スイッチ（１０）は閉成され、電流継電器接点（
９）を介したモータ電流（５ａ）及び気圧スイッチ（１
０）を介した電源信号（Ｖｄ）により胤常検知継電器（
７）は励磁され続ける。こうして、常用ブレーキが正常
の場合（第２図はこの状態を示す）には、ａ接点（７ａ
）が閉成され続けるので、非常電磁弁（１１）は励磁状
態を保ち、従って非常ブレーキは作動しない。

常用ブレーキに異常が生じて、空気ブレーキ制御装置（
６）のシリンダ圧力（６ａ）が正常に立ち上から４″且
つ電気ブレーキ制御装置（５）のモータ電流（５ａ）も
所定値以上流れない場合には、電流継電器接点（９）及
び気圧スイッチ（１０）は開放されるので、異常検知指
令（１ａ）によるｂ接点（３ａ）の開放と同時に、異常
検知継電器（７）は全ての人力を断たれて消磁され、Ｏ
Ｒ回路（８）による所定の時間遅れを持って各ａ接点（
７ａ）、（７ｂ）か開放される。従って、装置出力端子
（４０）からは非常ブレーキ指令（Ｅ）が出力され、言
い換えれば非常ブレーキ用電源信号（Ｖｅ）が出力され
なくなるので、非常電磁弁（１１）が消磁される。その
結果、非常ブレーキが作動し、常用ブレーキ力の不足を
バックアップすることができる。

尚、非常ブレーキの作動により、シリンダ圧力（６ａ）
が増大して気圧スイッチ（１０）が閉成状態になっても
、ａ接点（７ｂ）か既に開放されているので、異常検知
指令（ｌａ）を解除してｂ接点（３ａ）を閉成しない限
り、異常検知継電器（７）は再び励磁されることは無い
。従って、異常検知指令（１ａ）を解除するまでは、ａ
接点（７ａ）は開放状態を保持し、非常ブレーキは作動
し続ける。

又、装置出力端子（４０）から出力される非常ブレーキ
用電源信号（Ｖｅ）の無印加（遮断）信号を、非常ブレ
ーキ指令（Ｅ）とする理由は、異常検知９Ｍ器（７）及
び各電源信号（Ｖｅ）、（Ｖｂ）、（Ｖ　ｄ）が失効し
たとき、非常電磁弁（１１）が消磁されて非常ブレーキ
が作動するように、フェイルセーフ作用させるためであ
る。

［発明か解決しようとする問題点コ 従来のブレーキ異常監視装置は以」二のように構成され
ているので、電気ブレーキ制御装置（５）のモータ電流
（５ａ）と、空気ブレーキ制御装置（６）のシリンダ圧
力（６ａ）とを別々に検知しており、しかも検知レベル
が固定、つまり点検知であるため検知精度か悪い。更に
、検知レベルを、ブレーキ力が最小の場合、例えば空車
荷重条件に合わせて設定しなければならないため、満車
時等の必要ブレーキ力が大きい場合に、実際の常用ブレ
ーキ力が不足していても、そのブレーキ異常を検知でき
ないという問題点があった。

この発明は北見のような問題点を解決するためになされ
たもので、電気ブレーキ力と空気ブレーキ力とを加えた
総合ブレーキ力をブレーキ異常の検知対象と十みた廿に
５ブレーキ指令乃び符番信号に応じてその検知レベルを
変化させることにより、常用ブレーキの異常を精度良く
検知できるブレーキ異常監視装置を得ることを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るブレーキ異常監視装置は、電気ブレーキ
力、空気ブレーキ力にそれぞれ対応した信号が人力され
、これらの信号を加えた総合ブレーキ信号を出力する演
算増幅器と、ブレーキ指令及び荷重信号が入力され、こ
れらブレーキ指令及び荷重信号に応じた必要ブレーキ信
号を出力するブレーキ演算器と、前記総合ブレーキ信号
及び前記必要ブレーキ信号が入力され、その偏差が所定
値以上のときに、電気ブレーキ及び空気ブレーキによる
常用ブレーキ力が不足していることを表わすブレーキ異
常信号を出力する比較器と、異常検知指令及び前記ブレ
ーキ異常信号に基づき、非常ブレーキ指令を出力して非
常ブレーキを作動させる非常指令手段とを備えたしので
ある。

［作用］ この発明においては、ブレーキ指令時、即ちブレーキ指
令が人力されると、演算増幅器が常用ブレーキの総合ブ
レーキ力を検出し、ブレーキ演算器かブレーキ指令ステ
ップ及び荷重に応じた必要ブレーキ力を算出し、これら
総合ブレーキ力と必要ブレーキ力とを比較器が比較し、
その偏差が所定値以上となったときには、比較器がブレ
ーキ異常信号を出力し、異常検知指令及び前記ブレーキ
異常信号に基づいて、非常指令手段が非常ブレーキ指令
を出力して非常ブレーキを作動させる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明によるブレーキ異常監視装置及びその周辺
回路を一部ブロック図で示す回路図である。図において
、（１）〜（３）、（５）〜（７）、（９）、（１１）
及び（４０）は上記従来装置と同一のものであり、（４
Ａ）は（４）と同様なブレーキ異常監視装置である。

（２０）はシリンダ圧力（６ａ）を空刺信号（２０ａ）
に変換する空電変換器、（２１）は車両荷重に比例した
空気バネ圧力Ｐを荷重信号（２１ａ）に変換する空電変
換器である。（２２）は演算増幅器であり、電気ブレー
キ力に対応した信号即ちモータ電流（５ａ）と、空気ブ
レーキ力に対応した空刺信号（２０ａ）とが人力され、
総合ブレーキ信号（２２ａ）を出力するようになってい
る。（２３）はＲＯＭテーブル等を有するブレーキ演算
器であり、ブレーキ指令（ｌｂ）と荷重信号（２１ａ）
とが入力され、ブレーキステップ及び荷重に応じて所定
の減速度を得るための必要ブレーキ信号を出力するよう
になっている。又、図示を省略するが、ブレーキ演算器
（２３）は、電気ブレーキ制御装置（５）及び空気ブレ
ーキ制御装置（６）から、ブレーキステップに対応した
ブレーキ力パターン信号が入力され、各ブレーキ力パタ
ーンに対応した必要ブレーキ信号（２３ａ）を出力する
ようにしても良い。

（２４）は総合ブレーキ信号（２２ａ）及び必要ブレー
キ信号（２３ａ）が入力され、両信号の偏差が所定値以
上になると出力（２４ａ）がブレーキ異常信号、即ち「
Ｈ」となる比較器である。比較器（２４）と演算増幅器
（２２）との間には、異常検知継電器（７）のａ接点で
ある第２接点（７ｂ）が直列接続され、更に、この第２
接点（７ｂ）と並列に、後述の受信継電器（２５）のａ
接点である第２接点（２５ｂ）が接続されている。

（２５）は一端に電源信号（Ｖｂ）が印加され、他端が
接地された受信継電器であり、ブレーキ時には消磁され
て、ｂ接点である第１接点（２５ａ）を閉成し、第２接
点（２５ｂ）及びａ接点である第３接点（２５ｃ）を開
放するようになっている。受信継電器（２５）の第１接
点（２５ａ）の一端には、常に電源信号（Ｖｄ）が印加
されており、又、第３接点（２５ｃ）は異常検知継電器
（７）の第１接点（７ａ）と並列に接続されている。

（２６）はｂ接点（２５ａ）を介した電源信号（Ｖｄ）
と比較器（２４）の出力（２４ａ）とが人力されるナン
ド素子である。（２７）はナンド素子（２６）の出力（
２６ａ）をベース入力とする、エミッタ接地のトランジ
スタであり、コレクタが異常検知継電器（７）の一端に
接続されている。異常検知継電器（７）の他端には、常
に電源信号（Ｖｄ）が印加されている。これら受信継電
器（２５）、ナンド素子（２６）、トランジスタ（２７
）、電器（２４）の出力（２４ａ）のブレーキ異常信号
に基づいて非常ブレーキ指令（Ｅ）を出力する非常指令
手段を構成している。

次に、この発明の一実施例の動作について説明する。

通常のカ行運転時には、異常検知指令（１ａ）及びブレ
ーキ指令（１ｂ）が共に出力されてい１了いので、ブレ
ーキ継電器（３）のｂ接点（３ａ）が閉成しており、受
信継電器（２５）は励磁状態にある。従って、その第２
接点（２５ｂ）及び第３接点（２５ｃ）は閉成され、第
１接点（２５ａ）は開放されているので、第１接点（２
５ａ）が電源信号（Ｖ　ｄ）を遮断し、ナンド素子（２
６）の一端にはｒＬＪが人力される。このため、ナンド
素子（２６）の出力（２６ａ）は「■（」となり、トラ
ンジスタ（２７）かオンして顕常検知継電器（７）は励
磁されるので、異常検知Ｕ、電器（７）の第１接点（７
ａ）は第２接点（７ｂ）と共に閉成される。従って、装
置出力端子（４０）には非常ブレーキ用電源信号（Ｖｅ
）が印加され、非常電磁弁（１１）が励磁されるので、
非常ブレーキは１台　乱　１　　ナー　ｈ ブレーキ時には、ブレーキ指令（１ｂ）により電気ブレ
ーキ制御装置（５）及び空気ブレーキ制御装置（６）が
作動し、それぞれのブレーキ力に対応した信号、即ちモ
ータ電流（５ａ）及び学制信号（２０ａ）をブレーキ異
常監視装置（４Ａ）に出力する。演算増幅器（２２）は
モータ電流（５ａ）及び荷重信号（２０ａ）を加算し、
総合ブレーキ力に比例した総合ブレーキ信号（２２ａ）
出力する。又、ブレーキ演算器（２３）は、ブレーキ指
令（１ｂ）及び荷重信号（２１ａ）に基づき、ブレーキ
指令（１ｈ）の指令量即ちステップとブレーキ指令時の
荷重とに応じた必要ブレーキ信号（２３ａ）を出力する
。

比較器（２４）は、総合ブレーキ信号（２２ａ）及び必
要ブレーキ信号（２３ａ）を比較してその偏差が所定値
を越えた場合、常用ブレーキ力が不足している（ブレー
キ異常）と判断し、出力（２４ａ）を「Ｉ］」にしてブ
レーキ異常信号を出力する。この比較器（２４）の所定
値は、ブレーキ装置の性能等から決定され、誤動作を起
こさないように設定されている。通常は、常用ブレーキ
が正常なので、「Ｌ」の出力（２４ａ）がナンド素子（
２６）の一端に入力されている。

一方、受信継電器（２５）は、異常検知指令（ｌａ）に
基づいたｂ接点（３ａ）の開放により消磁され、第１接
点（２５ａ）を閉成に切換えるので、電源信号（Ｖｄ）
がナンド素子（２６）の他端に印加される。又、同時に
、第２接点（２５ｂ）及び第３接点（２５ｃ）を開放に
切換えるが、異常検知継電器（７）の第１接点（７ａ）
及び第２接点（７ｂ）が閉成し続けているので、総合ブ
レーキ信号（２２ａ）、非常ブレーキ用電源信号（Ｖｅ
）の、それぞれ比較器（２４）、装置出力端子（４ｏ）
への印加状態は変わらない。尚、受信継電器（２５）の
消磁動作は、前述同様ブレーキ指令（ｌｂ）の出力タイ
ミングより時間遅れがあるため、常用ブレーキが十分作
動するまでは、各接点（２５ａ）〜（２５ｃ）が切換え
動作することは無い。

常用ブレーキ力が正常の場合（第１図はこの状態を示す
）には、比較器（２４）の出力（２４ａ）がｒＬＪのた
め、ナンド素子出力（２６ａ）は「１１」となり、異常
検知継電器（７）の第１接点（７ａ）は閉成し続けるの
で、装置出力端子（４０）から出力される非常ブレーキ
用電源信号（Ｖｅ）は非常電磁弁（１１）を励磁し続け
、従って非常ブレーキは作動しない。

比較器（２４）が常用ブレーキ力の異常を検出すると、
その出力（２４ａ）はｒＨＪ即ちブレーキ異常信号とな
り、ナンド素子（２６）の出力（２６ａ）がｒＬＪとな
る。そし７て、トランジスタ（２７）がオフとなって、
異常検知継電器（７）が消磁されるので、第１接点（７
ａ）及び第２接点（７ｂ）は共に開放され、演算増幅器
（２２）から比較器（２４）への総合ブレーキ信号（２
２ａ）の入力が断たれると同時に、装置出力端子（４０
）から非常電磁弁への非常ブレーキ用電源信号（Ｖｅ）
の印加は断たれる。従って、装置出力端子（４０）は無
印加信号即ち非常ブレーキ指令（Ｅ）により、非常電磁
弁（１１）を消磁し、非常ブレーキを作動させる。非常
ブレーキ作動後にシリンダ圧力（６ａ）が増大しても、
各接点（２５ｂ）、（７ｂ）が既に開放されており、演
算増幅器（２２）からの総合ブレーキ信号（２２ａ）は
比較器（２４）に入力されないので、異常検知指令（１
ａ）が解除されない限り、非常ブレーキは作動し続ける
。

異常検知指令（１ａ）が解除されると、受信継電器（２
５）の第１接点（２５ａ）は開放され、第２接点（２５
ｂ）及び第３接点（２５ｃ）は閉成される。そして、ナ
ンド素子（２６）の出力（２６ａ）がｒＩ−（ｊとなり
、非常ブレーキは解除される。

尚、この発明によれば、ナンド素子（２６）の出力（２
６ａ）を用いて異常検知継電器（７）を常動としたので
、電源信号（Ｖｄ）が失効してら非常ブレーキが作動し
、従来どおりフェイルセーフ作用さ仕ることができる。

又、異常検知指令（１ａ）が無い場合は、受信継電器（
２５）の第３接点（２５ｃ）の開成により、非常ブレー
キの不要動作を防いでいる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、電気ブレーキ力及び
空気ブレーキ力にそれぞれ対応した信号が入力され、こ
れらの信号を加えた総合ブレーキ信号を出力する演算増
幅器と、ブレーキ指令及び荷重信号が入力され、これら
ブレーキ指令及び荷重信号に応じた必要ブレーキ信号を
出力するブレーキ演算器と、前記総合ブレーキ信号及び
前記必要ブレーキ信号が入力され、その偏差が所定値以
−Ｌのときに、電気ブレーキ及び空気ブレーキによる常
用ブレーキ力が不足していることを表わすブレーキ異常
信号を出力する比較器と、異常検知指令及び前記ブレー
キ異常信号に基づいて、非常ブレーキ指令を出力して非
常ブレーキを作動させる非常指令手段とを備え、常用ブ
レーキの総合ブレーキ力をブレーキ異常検知対象とする
と共に、荷重及びブレーキ指令ステップによって異なる
必要ブレーキ力に応じて、ブレーキ異常の検知レベルを
変更する構成としたので、ブレーキ異常検知精度の高い
ブレーキ異常監視装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるブレーキ異常監視装
置及びその周辺回路を一部ブロック図で示す回路図、第
２図は従来のブレーキ異常監視装置及びその周辺回路を
一部ブロック図で示す回路図である。 （１ａ）・・異常検知指令　　（ｌｂ）・・・ブレーキ
指令（４Δ）・・ブレーキ異常監視装置 （５）・電気ブレーキ制御装置 （５ａ）・・・モータ電流 （６）・・・空気ブレーキ制御装置 （７）・・・異常検知継電器　（７ａ）・・・第１接点
（７ｂ）・・・第２接点　　　　（１１）・・非常電磁
弁（２０ａ）・・・字訓信号　　　（２１ａ）・・・荷
重信号（２２）・・・演算増幅器　（２２ａ）・・・総
合ブレーキ信号（２３）・・・ブレーキ演算器 （２３ａ）・必要ブレーキ信号 （２４）・・・比較器　　　　（２４ａ）自ブレーキ異
常信号（２５）・・・受信ａ電器　　　（２５ａ）・・
第１接点（２５ｂ）＝−第２接点　　　（２５ｃ　）−
・第３接点（２６）・・ナンド素子　　　（４ｏ）−・
装置出力端子（Ｅ）・・・非常ブレーキ指令

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気ブレーキ力、空気ブレーキ力にそれぞれ対応
   した信号が入力され、これらの信号を加えた総合ブレー
   キ信号を出力する演算増幅器と、ブレーキ指令及び荷重
   信号が入力され、これらブレーキ指令及び荷重信号に応
   じた必要ブレーキ信号を出力するブレーキ演算器と、前
   記総合ブレーキ信号及び前記必要ブレーキ信号が入力さ
   れ、その偏差が所定値以上のときに、電気ブレーキ及び
   空気ブレーキによる常用ブレーキ力が不足していること
   を表わすブレーキ異常信号を出力する比較器と、異常検
   知指令及び前記ブレーキ異常信号に基づき、非常ブレー
   キ指令を出力して非常ブレーキを作動させる非常指令手
   段とを備えたブレーキ異常監視装置。
2. （２）電気ブレーキ力、空気ブレーキ力に対応する信号
   が、それぞれモータ電流、シリンダ圧力に比例した空制
   信号である特許請求の範囲第１項記載のブレーキ異常監
   視装置。
3. （３）非常指令手段が、異常検知指令により作動する受
   信継電器と、この受信継電器の第１接点を介した電源信
   号と比較器の出力とが入力されるナンド素子と、このナ
   ンド素子の出力により作動する異常検知継電器とを有し
   、前記異常検知継電器の第１接点を介して非常ブレーキ
   指令が出力されるように構成した特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載のブレーキ異常監視装置。
4. （４）演算増幅器と比較器との間に、異常検知継電器の
   第２接点を直列接続し、且つこの第２接点と並列に受信
   継電器の第２接点を接続した特許請求の範囲第３項記載
   のブレーキ異常監視装置。
5. （５）異常検知継電器の第１接点と並列に、受信継電器
   の第３接点を接続した特許請求の範囲第３項又は第４項
   記載のブレーキ異常監視装置。
6. （６）ブレーキ演算器が、電気ブレーキ制御装置及び空
   気ブレーキ制御装置からの、各ブレーキ力パターン信号
   に応じて必要ブレーキ信号を出力するように構成した特
   許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載のブレ
   ーキ異常監視装置。