JPWO2011064851A1 - ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

応荷重弁（１２１）の出力圧力を増圧切換電磁弁（１１１）により制御する。ブレーキが常用ブレーキのときは、増圧切換電磁弁（１１１）により、応荷重弁（１２１）の出力圧力を増圧し、これをブレーキ制御弁（１３１，１３２）により目標圧力に調整し、中継弁（１４１，１４２）を介してブレーキシリンダ（２１，２４）に供給する。ブレーキが非常ブレーキのときは、増圧切換電磁弁（１１１）をオフし、出力圧力をブレーキ制御弁（１３１，１３２）と中継弁（１４１，１４２）を介してブレーキシリンダ（２１，２４）に供給する。ブレーキ距離が延伸する可能性があるとき、増圧切換電磁弁（１１１）をオンし、ブレーキ力を増大する。

Description

本発明は、鉄道車両用のブレーキ制御装置に関する。

鉄道車両用のブレーキシステムには、ブレーキ制御装置が用いられている。ブレーキ制御装置は、車軸に制動力を付与するブレーキシリンダに供給される圧縮空気の圧力（ブレーキシリンダ圧力）を制御する。ブレーキ制御装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されたブレーキ制御装置は、ブレーキ装置が常用ブレーキとして機能するときは、運転台からのブレーキ指令情報と空気ばねの圧力とに基づいて、自車に必要なブレーキ力及びブレーキシリンダ圧力（目標値）を演算により求める。ブレーキ制御装置は、求めた目標値に一致するように、出力する圧力を制御する。

一方、ブレーキ装置が非常ブレーキとして機能する場合、ブレーキ制御装置は、応荷重弁を用いて応荷重に比例したブレーキシリンダ圧力を生成し、生成した圧力をブレーキシリンダに供給する。

特開2007-106287号公報

上記特許文献1のブレーキ制御装置は、非常ブレーキを動作させるための非常用電磁弁、常用ブレーキと非常ブレーキを切り換えて動作させる為の切換用電磁弁、応荷重弁の出力する圧力を増大させるための増圧電磁弁を備える。この構成では、これらの機能一つに対して一つの電磁弁が必要である。このため、電磁弁の数が多い。電磁弁の数が多いため、装置の外形サイズが大きい。また、電磁弁の入力ポートと出力ポートの数が多いため、空気通路の数が多く、複雑であり、装置の小型化が難しい。また、部品点数が多いため、故障率が高い。また、増圧電磁弁を、常用ブレーキに利用できない。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、小型で簡単な構成のブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、増圧切換電磁弁を、非常ブレーキと常用ブレーキの両方に適切に利用するブレーキ制御装置を提供することを他の目的とする。

この発明に係るブレーキ制御装置は、
流体の圧力を用いた鉄道車両用のブレーキ制御装置であって、
荷重に対応する圧力を出力する応荷重弁と、
前記応荷重弁の出力する圧力を、第１の圧力と第１の圧力よりも高い第２の圧力との間で切り換える増圧切換電磁弁と、
このブレーキ装置が、常用ブレーキ状態のときと非常ブレーキ状態のときに、それぞれ、前記応荷重弁の出力した圧力を用いて、ブレーキシリンダに圧力を供給するブレーキ圧力供給部と、
を備えることを特徴とする。

このブレーキ制御装置は、常用ブレーキとして機能するときも、非常ブレーキとして機能するときも、それぞれ、前記応荷重弁の出力した圧力を用いて、ブレーキシリンダに供給する圧力を生成する。このため、非常用電磁弁、切換用電磁弁等の電磁弁が不要であり、電磁弁の数が少なく、構成が簡単で、部品点数が少ない。また、一つの増圧切換電磁弁を、常用ブレーキと非常用ブレーキの両方で利用できる。

この発明の実施の形態１のブレーキ制御装置の構成図である。 図１に示すブレーキ制御弁の構成図である。 図１に示すブレーキ制御ユニットの構成図である。 （ａ）は、ブレーキシリンダ内の圧力の変化の例を示す図、（ｂ）と（ｃ）は、ブレーキ制御弁に供給する励磁信号の例を示す図である。 （ａ）から（ｄ）は、それぞれ、速度と応荷重弁の動作との関係を示す図である。 電車の台車と車軸及びブレーキ制御装置との関係を示す図である。 この発明の実施の形態２のブレーキ制御装置の構成図である。 図７に示すブレーキ制御装置の変形例の構成図である。 他のブレーキ制御装置の他の構成図である。 油圧を用いたブレーキ制御装置の構成図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るブレーキ制御装置１１は、鉄道車両を制動する装置であり、車軸に設けられているブレーキシリンダに供給する圧縮空気の流通を制御する。
本実施形態では、図６に示すように、鉄道車両の１つの台車２６１の前方と後方にそれぞれ２つの車軸２３ａと２６ａ、２３ｂと２６ｂが配置されているものとする。各ブレーキ制御装置１１ａ、１１ｂは、対応する２つの車軸２３ａと２６ａ、２３ｂと２６ｂを制動するために、ブレーキシリンダに供給する圧縮空気の流通を制御する。

各ブレーキ制御装置１１（１１ａ，１１ｂ）は、図１に示すように、圧縮空気の供給源として機能する圧縮空気タンク２７からの圧縮空気が流入する流入ポート１８１と、圧縮空気をブレーキシリンダ２１と２４に供給するための供給ポート１８２と１８３とを備えている。また、ブレーキ制御装置１１は、台車２６１を支持する空気ばね２８と２９から応荷重信号圧としての圧縮空気が流入する応荷重用ポート１８４と１８５を備えている。

ブレーキ制御装置１１は、さらに、増圧切換電磁弁１１１と、応荷重弁１２１と、ブレーキシリンダ数に対応する２つのブレーキ制御弁１３１と１３２と、中継弁１４１と１４２とを備える。

増圧切換電磁弁１１１は、電磁弁から構成され、一次側は、通路（空気通路）１９１を通して流入ポート１８１に接続され、二次側は、通路１９４を介して、応荷重弁１２１に接続されている。増圧切換電磁弁１１１は、消磁状態では、空気通路が閉じ、励磁状態では、空気通路が開いて、一次側から二次側に空気が流れる。

応荷重弁１２１は、メカニカルな弁であり、応荷重用通路１９２、１９３を通して応荷重用ポート１８４，１８５と接続されている。また、応荷重弁１２１は、通路１９１を通して流入ポート１８１に接続され、通路１９４を介して増圧切換電磁弁１１１の二次側に接続されている。応荷重弁１２１は、増圧切換電磁弁１１１が閉（消磁）の状態では、乗客の重量を含む台車２６１の全重量に応じた圧力変化を示す空気ばね２８、２９からの応荷重信号圧に比例した圧力を二次側に供給する。一方、応荷重弁１２１は、増圧切換電磁弁１１１が開（励磁）の状態では、増圧切換電磁弁１１１が閉（消磁）状態のときの１．２倍相当の圧力を二次側に供給する。即ち、応荷重弁１２１は、増圧切換電磁弁１１１の切換に従って、台車２６１の荷重に対応する第１の圧力と、台車２６１の荷重に対応し且つ第１の圧力より高い第２の圧力との間で切り換えて出力することができる。

ブレーキ制御弁１３１は、図２に示すように、供給電磁弁ＥＶ１、排気電磁弁ＥＶ２、等などから構成される。ブレーキ制御弁１３１は、図１に示すように、その一次側が通路２０１を介して応荷重弁１２１の二次側に接続され、その二次側が通路２０３を介して中継弁１４１の一次側に接続されている。ブレーキ制御弁１３１は、励磁／消磁の組み合わせにより、ブレーキシリンダ２１に空気を供給し、或いは、ブレーキシリンダ２１内の空気を排気する。これにより、ブレーキシュー２２を車軸２３に押圧する圧力が変化する。

ブレーキ制御弁１３２は、図２に示すように、供給電磁弁ＥＶ１、排気電磁弁ＥＶ２、等などから構成される。ブレーキ制御弁１３２は、図１に示すように、その一次側が通路２０２を介して応荷重弁１２１の二次側に接続され、その二次側が通路２０４を介して中継弁１４２の一次側に接続されている。ブレーキ制御弁１３２は、励磁／消磁の組み合わせにより、ブレーキシリンダ２４に空気を供給し、或いは、ブレーキシリンダ２４内の空気を排気する。これにより、ブレーキシュー２５を車軸２６に押圧する圧力が変化する。

中継弁１４１は、空気制御の応答性を向上するために、一次側の入力圧を増幅し、増幅した圧力を二次側に供給するメカニカルな弁である。中継弁１４１の一次側は、通路２０３を介してブレーキ制御弁１３１の二次側に接続され、ブレーキ制御弁１３１により制御された圧力が入力される。また、その二次側は、通路２０５を介して供給ポート１８２に接続され、圧力が増幅された空気を供給ポート１８２を介してブレーキシリンダ２１に出力する。

中継弁１４２も、空気制御の応答性を向上するために、一次側の入力圧を増幅し、増幅した圧力を二次側に供給するメカニカルな弁である。中継弁１４２の一次側は、通路２０４を介してブレーキ制御弁１３２の二次側に接続され、ブレーキ制御弁１３２により制御された圧力が入力される。また、その二次側は、通路２０６を介して供給ポート１８３に接続され、圧力が増幅された空気を供給ポート１８３を介してブレーキシリンダ２４に出力する。

こうして、ブレーキ制御弁１３１，１３２と中継弁１４１と１４２とは、後述するブレーキ制御ユニット１５１と協働して、ブレーキが常用ブレーキのときと非常ブレーキのときに、それぞれ、応荷重弁１２１の出力した圧力を用いて、ブレーキシリンダ２１，２４に圧力を供給するブレーキ圧力供給部或いは供給手段として機能する。

通路２０３〜２０６には、圧力センサＰ１〜Ｐ４が接続されている。各圧力センサＰ１〜Ｐ４は、接続されている通路の空気圧を測定し、測定値を、ブレーキ制御ユニット１５１に供給する。

ブレーキ制御ユニット１５１は、電磁弁を励磁・消磁して、ブレーキ制御装置１１を適切に動作させるためのユニットである。ブレーキ制御ユニット１５１は、図３に示すように、プロセッサ３０１、メモリ３０２、入出力部３０３、通信部３０４、制御出力部３０５を備える。

プロセッサ３０１は、メモリ３０２に記憶されている動作プログラムを実行し、このブレーキ制御装置１１の動作を制御する。例えば、プロセッサ３０１は、常用ブレーキ処理において、各ブレーキシリンダ２１と２４の圧力の目標値を求め、制御信号Ｓ１１１により増圧切換電磁弁１１１の消磁と励磁を制御し、制御信号Ｓ１３１によりブレーキ制御弁１３１の消磁と励磁を制御し、制御信号Ｓ１３２によりブレーキ制御弁１３２の消磁と励磁を制御する。

メモリ３０２は、プロセッサ３０１が実行する動作プログラム、固定データ等を記憶し、また、プロセッサ３０１のワークメモリとして機能する。

入出力部３０３は、常用ブレーキ指令及び非常ブレーキ指令、圧力センサＰ１〜Ｐ４の測定値、速度計からの速度等を入力し、プロセッサ３０１に供給する。なお、常用ブレーキ指令は、例えば、運転台３１から供給され、非常ブレーキ指令は、運転台３１の他、車掌室などから供給されてもよい。

通信部３０４は、他のブレーキ制御装置との間で、通信を行う。
制御出力部３０５は、電磁弁を制御するための励磁信号を出力するドライバ回路から構成され、増圧切換電磁弁１１１の消磁／励磁を制御する制御信号Ｓ１１１、ブレーキ制御弁１３１を構成する複数の電磁弁の消磁／励磁を制御する制御信号Ｓ１３１、ブレーキ制御弁１３２を構成する複数の電磁弁の消磁／励磁を制御する制御信号Ｓ１３２、等を出力する。

次に、上記構成を有するブレーキ制御装置１１の動作を説明する。
１： 常用ブレーキ状態
運転台３１からの常用ブレーキ指令により、常用ブレーキ状態が指示されている場合、ブレーキングは、空気ブレーキと電気ブレーキ（回生制動）との組み合わせにより行われる。

このとき、プロセッサ３０１は、制御出力部３０５を介して、制御信号Ｓ１１１により、増圧切換電磁弁１１１を励磁している。これにより、増圧切換電磁弁１１１が開き、応荷重弁１２１へ空気が流入する。増圧切換電磁弁１１１からの空気の流入により、応荷重弁１２１は、空気ばね２８，２９の圧力に比例した圧力の１．２倍相当の圧力を出力する。この高圧力の空気がブレーキ制御弁１３１と１３２の一次側に供給される。
式で表すと、Ｐｏｕｔ＝１．２・α・Ｐａｓ となる。
ここで、Ｐｏｕｔ：出力圧力、α：比例係数、Ｐａｓ：空気ばねの圧力

プロセッサ３０１は、速度、荷重、ブレーキの状態、圧力状態等のパラメータに基づいて、ブレーキシリンダ２１、２４の圧力の目標値を求める。プロセッサ３０１は、ブレーキシリンダ２１、２４の圧力が、求めた目標値に一致するように、例えば、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、励磁信号を順次出力して電磁弁を励磁・消磁することにより、ブレーキシリンダ２１、２４の圧力を、図４（ａ）に例示するように、目標値に一致させるように制御する。増圧切換電磁弁１１１の作用により、ブレーキ制御弁１３１、１３２への入力圧力が相対的に高い（増圧切換電磁弁１１１が無い場合に比して）。このため、中継弁１４１、１４２を介したブレーキシリンダ２１、２４の圧力が目標値に達する時間が短縮され、ブレーキシリンダ圧の応答性が高められる。

２： 非常ブレーキ状態
運転台３１、車掌室等からの非常ブレーキ指令により、非常ブレーキが指示された場合、ブレーキングは、空気ブレーキで行われる。

このとき、プロセッサ３０１は、制御出力部３０５を介して、制御信号Ｓ１１１により増圧切換電磁弁１１１を消磁する。これにより、増圧切換電磁弁１１１が閉じ、増圧切換電磁弁１１１から応荷重弁１２１への空気の流入はなくなる。これにより、応荷重弁１２１の出力は、空気ばね圧に比例した、非常ブレーキ相当の圧力となる。
式で表すと、Ｐｏｕｔ＝α・Ｐａｓ となる。
ここで、Ｐｏｕｔ：出力圧力、α：比例係数、Ｐａｓ：空気ばねの圧力

さらに、プロセッサ３０１は、制御出力部３０５を介して、制御信号Ｓ１３１とＳ１３２によりブレーキ制御弁１３１と１３２を消磁する。この場合、ブレーキ制御弁１３１と１３２は、中継弁１４１、１４２に応荷重弁１２１の圧力を供給するモード（スルーモード）となる。このため、ブレーキシリンダ２１、２４には、空気ばね圧に対応する圧力が、ブレーキ制御弁１３１、１３２と中継弁１４１、１４２を介して供給される。これにより、特段のソフトウエア処理を用いずに、また、非常ブレーキ専用の弁や切り換え用の弁を用いずに、非常ブレーキを構成することが可能となる。

このように、非常ブレーキ時には、基本的に、増圧切換電磁弁１１１の機能を停止するが、プロセッサ３０１は、ブレーキ距離が延伸する可能性がある等の所定の条件に合致する場合には、非常ブレーキ時であっても、増圧切換電磁弁１１１を励磁して、応荷重弁１２１の出力圧を増圧する。

どのような条件で、増圧切換電磁弁１１１を励磁するかは、任意である。例えば、図５（ａ）に例示するように、車両の速度が所定の基準値Ｒｅｆを超えている場合に、増圧切換電磁弁１１１を励磁し、応荷重弁１２１の出力する圧力を増大させてもよい。また、速度に限定されず、車両の重量、乗客の重量等の他のパラメータに基づいて、増圧切換電磁弁１１１を励磁して、応荷重弁１２１の出力圧を増圧してもよい。さらに、速度と荷重のように、複数のパラメータを組み合わせて条件としてもよい。また、運転台３１或いは車掌室からの指示があったことを、所定の条件としてもよい。なお、増圧の倍率も１．２に限定されず、１より大きい値であれば、任意である。

さらに、圧力を増大する割合（乗数）を、任意のパラメータに基づいて、変化させることも可能である。例えば、図５（ｂ）〜（ｄ）に例示するように、車両の速度に応じて、倍率を段階的に或いは連続的に変化させてもよい。また、速度に限定されず、車両の重量、乗客の重量等の他のパラメータに依存する値としてもよい。これらの場合には、メモリ３０２に、倍率の変化のプロファイルを記憶させておき、プロセッサ３０１は、速度センサ等から供給される各種パラメータに基づいて、制御信号Ｓ１１１により増圧切換電磁弁１１１の励磁・消磁を制御すると共に、必要に応じて、応荷重弁１２１に倍率を指示する。また、運転台３１或いは車掌室からの指示で倍率を設定するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかるブレーキ制御装置１１は、従来の構成に比して、電磁弁の数が少なく、構成が簡単である。従って、装置の小型化も可能となる。

さらに、増圧切換電磁弁１１１を、常用ブレーキと非常ブレーキの両方で利用するので、常用ブレーキ時の高速ブレーキ応答が得られ、非常ブレーキ時の制動力が大きくなる。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、増圧切換電磁弁１１１が励磁したときの、応荷重弁１２１の出力圧を、非常ブレーキ時の出力圧の１．２倍としたが、倍率は１．２に限定されず、１より大きい値であれば、任意である。

実施の形態２．
非常ブレーキ時、ブレーキ距離が延伸する可能性がある場合として、他のブレーキ制御装置が故障したことが考えられる。例えば、図６の構成において、ブレーキ制御装置１１ｂが故障し、ブレーキ制御装置１１ａが台車２６１の全ブレーキ制御を担当する場合である。

図６の構成において、例えば、ブレーキ制御装置１１ａと１１ｂのプロセッサ３０１が通信しあって、正常なブレーキ制御装置１１ａのプロセッサ３０１が増圧切換電磁弁１１１を励磁することも可能である。例えば、ブレーキ制御装置１１ａのプロセッサ３０１からの問い合わせに対して、ブレーキ制御装置１１ｂのプロセッサ３０１が応答しないとき、或いは、ブレーキ制御装置１１ｂのプロセッサ３０１が、故障又は異常を検出してブレーキ制御装置１１ａのプロセッサ３０１にその旨を通知してきた時に、ブレーキ制御装置１１ａのプロセッサ３０１が、自装置の増圧切換電磁弁１１１を励磁する手法である。
ただし、このような手法では、増圧切換電磁弁１１１の励磁までに時間がかかってしまう。

そこで、以下、一方のブレーキ制御装置１１ｂがその異常を検出した際に、迅速に、他方のブレーキ制御装置１１ａの増圧切換電磁弁１１１を励治する構成を、図７を参照して説明する。

図７において、ブレーキ制御装置１１ａの増圧切換電磁弁１１１は、増圧切換電磁弁制御リレーＰＣ１の開閉によりその開閉が制御される。増圧切換電磁弁制御リレーＰＣ１は、一種のフォトカプラである。ブレーキ制御装置１１ａの制御出力部３０５からの通電により、発光ダイオードＰＤ１が点灯すると、増圧切換電磁弁１１１に接続されたフォトトランジスタＰＴ１がオンして、増圧切換電磁弁１１１に電源が供給され、励磁される。一方、増圧切換電磁弁制御リレーＰＣ１に並列に、フォトカプラＰＣ２のフォトトランジスタＰＴ２が接続されている。フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードＰＤ２は、ブレーキ制御装置１１ｂに接続され、電流制限用のインピーダンスＺ１を介して接地され、フォトカプラＰＣ３のフォトダイオードＰＴ３を介して電源に接続されている。そして、フォトカプラＰＣ３の発光ダイオードＰＤ３には、ブレーキ制御装置１１ｂの故障検出センサ４０１が接続されている。

この構成において、ブレーキ制御装置１１ｂが正常な間は、故障検出センサ４０１は、発光ダイオードＰＤ３に電流を流さない。このため、発光ダイオードＰＤ３は点灯せず、フォトトランジスタＰＴ３はオフしており、発光ダイオードＰＤ２に電流が流れず、フォトトランジスタＰＴ２はオフ状態を維持する。このため、ブレーキ制御装置１１ａの増圧切換制御弁１１１は、増圧切換電磁弁制御リレーＰＣ１の開閉に従って動作する。

一方、ブレーキ制御装置１１ｂが故障すると、故障検出センサ４０１が、発光ダイオードＰＤ３に電流を流し、発光させる。このため、フォトトランジスタＰＴ３がオンし、電源ＶＤＤ→フォトトランジスタＰＴ３→発光ダイオードＰＤ２→インピーダンスＺ１→接地、と電流が流れる。換言すると、フォトトランジスタＰＴ３が送信装置となって、正常なブレーキ制御装置１１ａに、故障を通知する信号を送信する。これにより、発光ダイオードＰＤ２が発光し、フォトトランジスタＰＴ２がオンする。フォトトランジスタＰＴ２がオンすることにより、増圧切換電磁弁制御リレーＰＣ１の開閉にかかわらず、増圧切換電磁弁１１１に、オンしたフォトトランジスタＰＴ２を介して電源が供給される。このため、ブレーキ制御装置１１ａの増圧切換制御弁１１１は、励磁される。

この構成によれば、ブレーキ制御装置１１ｂでの故障の検出とほぼ同期してブレーキ制御装置１１ａにおける増圧切換制御弁１１１を励磁することができ、迅速な対応が可能となる。即ち、故障検出センサ４０１の故障検出に同期して、フォトカプラＣＰ３が正常なブレーキ制御装置１１ａの増圧切換電磁弁を制御するための信号を送信し、増圧切換電磁弁制御リレー（フォトカプラ）ＰＣ１が送信されてきた信号に応答して、自装置の増圧切換電磁弁１１１を制御（オン）する。

なお、図７に示す構成は、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。即ち、一方の、ブレーキ制御装置で検出した故障又は異常により、他方のブレーキ制御装置の増圧切換制御弁１１１を直接励磁できるならば、任意の構成を採用可能である。例えば、図８に例示するような構成も可能である。図８においては、ブレーキ制御装置１１ｂの故障検出センサ４０１の出力により、トランジスタ（FET）ＦＴ１がオンし、オンしたトランジスタＦＴ１を介して電流制限用のインピーダンスＺ２に電流が流れる。インピーダンスＺ２に発生した電圧により、増圧切換電磁弁制御リレーＰＣ１に並列に接続された第２のトランジスタFT２がオンし、増圧切換電磁弁１１１を励磁する。

なお、トランジスタは、電界効果型に限定されず、バイポーラトランジスタでもよい。また、リレーなどでもよい。その他、構成は適宜変更可能である。

なお、図７、図８において、ブレーキ制御装置１１ａに故障検出センサを配置し、ブレーキ制御装置１１ｂに増圧切換電磁弁１１１とそれを励磁するための構成を配置することも当然である。

一のブレーキ制御装置が故障したときに、正常なブレーキ制御装置の増圧切換電磁弁を励磁する構成は、図１に示す構成のブレーキ制御装置１１に限定されず、複数のブレーキ制御装置を用いてブレーキを制御する場合に広く適用可能である。

一例として、図９に示す構成のブレーキ制御装置５００に適用することも可能である。図９においては、圧縮空気タンク５０１に充填された圧縮空気は、制動対象の車軸の数に応じた個数の常用電磁弁５０３と中継弁５０２、増圧切換電磁弁５０５、応荷重弁５０６、に供給される。常用電磁弁５０３の出力圧力は、非常用電磁弁５０４に供給される。増圧切換電磁弁５０５の出力は、応荷重弁５０６に供給される。また、空気ばねの圧力が、応荷重弁５０６に供給される。応荷重弁５０６の出力は、非常用電磁弁５０４に供給される。非常用電磁弁５０４の出力は、中継弁５０２に供給される。中継弁５０２の出力は、ブレーキシリンダに供給される。

この構成においては、常用ブレーキの場合には、非常用電磁弁５０４は常用電磁弁５０３の出力圧を選択し、非常ブレーキの場合には、非常用電磁弁５０４は、応荷重弁５０６の出力圧を選択する。即ち、非常用電磁弁５０４は、常用ブレーキと非常ブレーキとを切り換える常用／非常用切換電磁弁として機能する。

常用ブレーキの場合、常用電磁弁５０３は、ブレーキ制御ユニット１５１の制御により、励磁・消磁が制御され、目標とするブレーキシリンダ圧力に対応する圧力を出力する。非常用電磁弁５０４は、常用電磁弁５０３の出力圧力を、中継弁５０２に伝達する。中継弁５０２は供給された圧力に対応する圧力をブレーキシリンダに供給する。

一方、非常ブレーキの場合、応荷重弁５０６は、空気ばね圧力に対応する圧力を出力する。ただし、増圧切換電磁弁５０５が励磁されている場合には、増圧切換電磁弁５０５が消磁されている場合よりも大きい圧力（例えば、１．２倍）を出力する。非常用電磁弁５０４は、応荷重弁５０６の出力圧力を、中継弁５０２に伝達する。中継弁５０２は、供給された圧力に対応する圧力をブレーキシリンダに供給する。

このブレーキ制御装置５００は、第１実施形態のブレーキ制御装置１１と比較すると、構成が複雑で、部品点数が多い。さらに、常用ブレーキ時に、増圧切換電磁弁５０５を励磁して、圧力応答を高速化するという制御を行うことはできない。

しかし、図７，８に例示した構成を採用すれば、複数のブレーキ制御装置５００のうちの１台が故障した場合等に、他のブレーキ制御装置５００の非常ブレーキのブレーキ圧を迅速に且つ自動的に増圧することが可能となる。

この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施の形態においては、圧力伝達媒体として圧縮空気の例を示したが、他の任意のガスを使用可能である。さらに、圧力伝達媒体は、気体に限定されず、液体、例えば、油でもよい。例えば、図１０に示すように、油圧タンク６０１に高圧オイルを充填し、このオイルを増圧切換電磁弁６０５、応荷重弁６０２、中継弁６０４に供給し、オイルばねの圧力をブレーキ制御弁６０３に供給するように構成してもよい。

以上の説明では、１台のブレーキ制御装置が２本の車軸を制動する構成を例示した。この発明はこれに限定されない。１台のブレーキ制御装置が１本の車軸或いは３本以上の車軸を制動してもよい。この場合、ブレーキ制御弁と中継弁とは、制動対象の車軸の数に応じて配置される。

上記実施の形態においては、応荷重弁が一次側の圧力に比例する圧力を二次側に出力する例を示した。この発明は、これに限定されない。応荷重弁の出力する圧力は、一次側の圧力と線形の関係にある圧力でも、その他の関係でもよい。

上記実施の形態においては、増圧切換電磁弁１１１が励磁されているときに、応荷重弁１２１が増圧したが、増圧切換電磁弁１１１が消磁されているときに、応荷重弁１２１が増圧するように構成することも可能である。即ち、増圧切換電磁弁１１１の２つの状態のうちの任意の第１の状態のときに増圧、第２の状態のときに増圧しない、といように制御すればよい。

上述した回路構成や動作は一例であり、この発明は、これらに限定されるものではない。

１１、１１ａ、１１ｂ ５００、６００ ブレーキ制御装置
２１、２４ ブレーキシリンダ
２２、２５ ブレーキシュー
２３、２６ 車軸
２７ 圧縮空気タンク
２８、２９ 空気ばね
３１ 運転台
１１１ 増圧切換電磁弁
１２１ 応荷重弁
１３１、１３２ ブレーキ制御弁
１４１、１４２ 中継弁
１５１ ブレーキ制御ユニット
２６１ 台車

この発明に係るブレーキ制御装置は、
流体の圧力を用いた鉄道車両用のブレーキ制御装置であって、
荷重に対応する圧力を出力する応荷重弁と、
前記応荷重弁の出力する圧力を、第１の圧力と第１の圧力よりも高い第２の圧力との間で切り換える増圧切換電磁弁と、
このブレーキ装置が、常用ブレーキ状態のときと非常ブレーキ状態のときに、それぞれ、前記応荷重弁の出力した圧力を用いて、ブレーキシリンダに圧力を供給するブレーキ圧力供給部と、
を備え、
前記増圧切換電磁弁は、
ブレーキが常用ブレーキのときには、前記応荷重弁に第２の圧力を出力させ、
ブレーキが非常ブレーキのときには、前記応荷重弁に、所定の条件が成立した場合に第２の圧力を出力させ、前記所定の条件が成立していない場合には第１の圧力を出力させる。

Claims (10)

1. 流体の圧力を用いた鉄道車両用のブレーキ制御装置において、
   台車の荷重に対応する圧力を出力する応荷重弁と、
   前記応荷重弁の出力する圧力を、第１の圧力と第１の圧力よりも高い第２の圧力との間で切り換える増圧切換電磁弁と、
   ブレーキが常用ブレーキのときと非常ブレーキのときに、それぞれ、前記応荷重弁の出力した圧力を用いて、ブレーキシリンダに圧力を供給するブレーキ圧力供給部と、
   を備えることを特徴とするブレーキ制御装置。
2. 前記増圧切換電磁弁は、
   ブレーキが常用ブレーキのときには、前記応荷重弁に第２の圧力を出力させ、
   ブレーキが非常ブレーキのときには、前記応荷重弁に、所定の条件が成立した場合に第２の圧力を出力させ、前記所定の条件が成立していない場合には第１の圧力を出力させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
3. 前記所定の条件は、非常ブレーキのブレーキ力が不足していることを示す条件である、ことを特徴とする請求項２に記載のブレーキ制御装置。
4. 前記所定の条件は、車両の速度を含む条件である、
   ことを特徴とする請求項２に記載のブレーキ制御装置。
5. 前記所定の条件は、他のブレーキ制御装置が故障したという条件を含む、ことを特徴とする請求項２に記載のブレーキ制御装置。
6. 自ブレーキ制御装置の故障を検出する故障検出センサと、
   故障検出センサによる故障の検出に応答し、他ブレーキ装置の増圧切換電磁弁を制御するための信号を送信する送信装置と、
   他ブレーキ装置の送信装置から送信されて来た信号に応答して、自装置の増圧切換電磁弁を制御する制御部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
7. 前記ブレーキ圧力供給部は、
   前記応荷重弁の出力圧を用いて、ブレーキ制御用の圧力を出力するブレーキ制御弁と、
   前記ブレーキ制御弁の出力したブレーキ制御用の圧力を増幅した圧力をブレーキシリンダに供給する中継弁と、
   を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
8. 前記ブレーキ制御弁は、
   ブレーキが常用ブレーキのときには、前記応荷重弁の出力した圧力を制御して前記中継弁に出力し、
   ブレーキが非常ブレーキのときには、前記応荷重弁の出力した圧力をそのまま前記中継弁に出力する、
   ことを特徴とする請求項７に記載のブレーキ制御装置。
9. 前記応荷重弁は、台車の荷重を示す圧力信号を受け、
   前記増圧切換電磁弁が第１の状態のときには、荷重に対応する第１の圧力を出力し、前記増圧切換電磁弁が第２の状態のときには、荷重に対応し且つ第１の圧力よりも高い第２の圧力を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。
10. 前記流体は、空気又は油から構成され、
    圧力は、空気圧又は油圧である、
    ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ制御装置。

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