KR100492890B1

KR100492890B1 - 유체압 제어장치

Info

Publication number: KR100492890B1
Application number: KR10-2001-0072891A
Authority: KR
Inventors: 마루타세이키
Original assignee: 가부시키카이샤 나브코
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2005-05-31
Also published as: CN1357470A; JP2002173018A; KR20020045524A

Abstract

(과제)

3위치 전자밸브(12)의 제어를 개량함으로써, 그 출력압의 응답특성을 개선한다.

(해결수단)

겹치기위치를 사이에 끼운 공급위치로부터 배기위치까지의 범위에서 밸브부재(12a)를 구동전류에 의해 이동가능한 3위치 전자밸브에 대하여 구동전류를 출력제어함으로써, 밸브부재(12a)를 공급위치에 위치시킨 공급동작과, 밸브부재(12a)를 공급위치와 겹치기위치의 사이에 위치시킨 완만공급동작과, 밸브부재(12a)를 겹치기위치에 위치시킨 유지동작과, 밸브부재(12a)를 배기위치와 겹치기위치 사이에 위치시킨 완만배기동작과, 밸브부재(12a)를 배기위치에 위치시킨 배기동작으로 전환가능하게 되어 있다. 완만공급동작시에, 밸브부재(12a)를 상기 공급위치를 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 상기 유체압지령을 출력제어함과 동시에，완만배기동작시에, 밸브부재(12a)를 배기위치를 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 유체압 지령을 출력제어하는 제어부(14)를 가지고 있다．

Description

유체압 제어장치{CONTROL DEVICE FOR FLUID PRESSURE}

본 발명은, 공급위치，겹치기위치，배기위치를 취하는 3위치 전자밸브를 유체압 지령에 의해 전환하여 제어하는 유체압 제어장치에 관한 것으로서，예컨대 철도용 차량의 브레이크 장치에 적용된 것이다．

일반적으로，철도용 차량의 브레이크 장치는, 브레이크 제어기로부터 출력된 브레이크 지령에 의해 3위치 전자밸브를 작동시키므로써，브레이크 지령에 대응한 출력압을 3위치 전자밸브로부터 중계밸브에 출력하고，용량증폭한 브레이크압력으로 브레이크실린더를 작동시키므로써 원하는 브레이크력을 얻도록 구성되어 있다． 그리고，이와 같은 브레이크 장치에 탑재되는 3위치 전자밸브는, 브레이크 지령에 대응한 구동전류에 의해 이동가능하게 된 밸브부재를 갖추고，출력압을 유지하는 겹치기위치와, 출력압을 급격하게 증대시키는 공급위치와, 출력압을 급격하게 감소시키는 배기위치에 밸브부재가 이동가능하게 되므로써，단계적인 브레이크 지령에 의해 출력압이 증감 가능하게 되어 있다．

또，근래에 있어서는，출력압의 오버슛이나 언더슛을 저감시키도록，겹치기위치와 공급위치의 중간에 완만공급위치를 설정함과 동시에，겹치기위치와 배기위치의 중간에 완만배기위치를 설정하고，출력압의 정도나 증감 속도에 기초하여 완만공급위치나 완만배기위치에 밸브부재를 이동시키므로써，완만공급동작이나 완만배기동작에 의한 출력압의 완만한 증감이 가능하게 되어 있다． 또한， 3위치 전자밸브의 조립정밀도나 경시적 변화에 의해 공기누출이나 밸브부재의 이동오차가 생긴 경우를 고려하고，밸브부재가 완만공급위치 또는 완만배기위치에 소정시간 계속하여 위치한 때，밸브부재를 공급위치 또는 배기위치에 강제적으로 이동시키므로써 출력압이 목표압력에 가까워지도록 보증하고 있다(일본 특개평 10-147235호 공보).

그렇지만, 상기 종래의 기술에 의하면，상기 보증동작시에 밸브부재를 완만공급위치로부터 공급위치에, 또는 완만배기위치로부터 배기위치에 강제적으로 이동시킨 때，그 돌연한 전환에 의한 반동으로(특히, 조립정밀도나 경시적 변화에 의해 밸브부재의 이동오차 등이 비교적 크게 생긴 때에), 오버슛이나 언더슛을 초래할 경우가 있고, 출력압이 목표압에 수렴하는 데에 시간을 필요로 하고 목표압력을 얻기 까지의 응답성이 나쁜 경우가 있다．

따라서, 본 발명은, 3위치 전자밸브의 제어를 개량함으로써，그 출력압의 응답특성을 개선할 수 있는 유체압 제어장치를 제공하는 것이다．

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 겹치기위치를 사이에 끼운 공급위치로부터 배기위치까지의 범위에서 밸브부재를 유체압 지령에 의해 이동가능한 3위치 전자밸브를 보유하고，상기 밸브부재를 공급위치에 위치시킨 공급동작과, 상기 밸브부재를 공급위치와 겹치기위치 사이에 위치시킨 완만공급동작과, 상기 밸브부재를 겹치기위치에 위치시킨 유지동작과, 상기 밸브부재를 배기위치와 겹치기위치 사이에 위치시킨 완만배기동작과, 상기 밸브부재를 배기위치에 위치시킨 배기동작으로 전환가능한 유체압 제어장치에 있어서，상기 완만공급동작시에, 상기 밸브부재를 상기 공급위치를 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 상기 유체압지령을 출력제어함과 동시에，상기 완만배기동작시에, 상기 밸브부재를 상기 배기위치를 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 상기 유체압 지령을 출력제어하는 제어수단을 보유하는 것을 특징으로 하고 있다．

상기 구성에 의하면，완만공급동작시나 완만배기동작시에 있어서，제어수단이 밸브부재를 공급위치측이나 배기위치측에 각각 소정시간을 들여서 서서히 이동시키기 때문에，밸브부재를 완만공급위치로부터 공급위치로, 또는 완만배기위치로부터 배기위치로 강제적으로 이동시킨 경우에 있어서 오버슛이나 언더슛을 최소한으로 억제할 수 있다． 특히, 조립정밀도나 경시적 변화에 의해 밸브부재의 이동오차 등이 비교적 크게 생기고 있는 3위치 전자밸브의 경우에는, 큰 오버슛이나 언더슛이 생기기 쉽지만, 이와 같은 3위치 전자밸브라도, 출력압을 단시간에 목표압으로 수렴시키는 것이 가능하게 되고，결과로서 목표압력을 얻기까지의 응답성을 양호하게 할 수 있다．

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 유체압 제어장치로서，상기 제어수단은，상기 소정시간을 들인 이동을 연속적으로 행하는 것을 특징으로 하고 있다．

상기의 구성에 의하면，완만공급동작이나 완만배기동작을 하기 위한 최적의 위치에 밸브부재를 확실하게 이동시키는 것이 가능하다．

청구항 3의 발명은, 청구항 1에 기재된 유체압 제어장치로서，상기 제어수단은，상기 소정시간을 들인 이동을 단계적으로 행하는 것을 특징으로 하고 있다．

상기의 구성에 의하면，밸브부재를 단계적으로 이동시키므로써，밸브부재를 연속적으로 이동시키는 경우에 비하여，밸브부재의 보다 확실한 이동을 보증할 수 있다．

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 3항 중 어느 한 항에 기재된 유체압 제어장치로서，상기 제어수단은, 제한시간이 경과한 때에, 상기 밸브부재를 이동측의 공급위치 또는 배기위치로 이동시키고，일정 시간의 경과후에 이동전의 위치에 복귀시키는 보증수단을 보유하는 것을 특징으로 하고 있다．

상기의 구성에 의하면，제어수단이 완만공급동작이나 완만배기동작의 실행을 실패한 경우에, 보증수단이 공급동작이나 배기동작을 하기 때문에, 유체압 제어장치를 조립한 시스템의 이상을 회피하는 것이 가능하다．

(실시예)

본 발명의 실시의 형태를 도 1 내지 도 8에 기초하여 이하에서 설명한다．

본 실시의 형태에 관련된 유체압 제어장치는, 예컨대 도 2에 도시하는 바와 같이，철도차량용 브레이크 제어장치에 탑재되어 있다． 이 브레이크 제어장치는, 철도차량의 1차량분의 브레이크를 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 각 철도차량은, 2개의 대차(1·1)와, 각 대차(1)에 설치된 한 쌍의 차축(2·2)과, 각 차축(2·2)의 양단에 고정된 도시하지 않은 차륜과, 차륜에 대하여 공기압(브레이크압)에 대응한 브레이크력을 부여하는 브레이크 실린더(3·3)를 구비하고 있다．

상기의 브레이크 제어장치는, 공기를 소정의 압력 이상으로 축압하는 공급공기저장소(4)와，공급공기저장소(4) 및 각 브레이크 실린더(3)에 각각 접속되고，각 브레이크실린더(3)에 대하여 공기의 급배기에 의해 브레이크압을 변경가능하게 부여하는 4대의 브레이크압 출력장치(5)와, 각 브레이크압 출력장치(5)에 제 1브레이크 신호(a1) 및 제 2브레이크 신호(a2)로 표시되는 유체압 지령치(PAC0)를 출력하는 브레이크 제어부(6)를 갖고 있다．

상기의 브레이크 제어부(6)는, 제1 브레이크 신호(a1)를 출력하는 브레이크패턴부(7)와, 제2 브레이크 신호(a2)를 출력하는 활주 제어부(8)를 갖고 있다． 브레이크 패턴부(7)에는, 차량이나 대차(1)의 하중을 검출하여 하중 신호(a3)로서 출력하는 대응하중기(9)와, 운전대에 배치된 도시하지 않은 브레이크 제어기가 접속되어 있다． 브레이크 제어기는, 오퍼레이터의 조작에 의해 상용 브레이크 지령신호(a4) 및 비상 브레이크 지령신호(a5)를 브레이크 패턴부(7)에 출력하도록 구성되어 있다． 그리고，이들 브레이크 제어기 및 하중응답기(9)에 접속된 브레이크 패턴부(7)는, 입력된 각 신호(a3∼a4)에 기초하여 상용 브레이크 제어나 비상 브레이크 제어를 하기 위한 제1브레이크신호(a1)를 차축(2)마다 연산한 후，각 브레이크압 출력장치(5)에 각각 출력한다． 한편，활주 제어부(8)에는, 각 차축(2)의 회전속도를 검출하여 속도신호(a6)로서 출력하는 도시하지 않은 차속 센서가 접속되어 있다． 그리고，활주 제어부(8)는, 차축(2)이 레일 상에서 미끄러지지 않도록 활주제어를 행하기 위한 제2 브레이크 신호(a2)를 속도신호(a6)에 기초하여 연산하고，각 브레이크압 출력장치(5)마다 개별적으로 출력하는다．

상기의 브레이크 제어부(6)로부터 양 신호(a1·a2)가 입력된 브레이크압 출력장치(5)는, 도 1에 도시하는 바와 같이，브레이크 실린더(3)에 브레이크압을 공급한 중계밸브(10)와, 유체압 제어장치(11)를 구비하고 있다． 유체압 제어장치(11)는, 중계밸브(10)에 출력압을 부여하는 3위치 전자밸브(12)와, 3위치 전자밸브(12)를 구동하기 위한 구동전류를 출력하는 제어부(14)와, 3위치 전자밸브(12)의 출력압(AC압력)을 검출하는 출력압센서(15)와, 출력압센서(15)의 출력압 검출신호(a7)를 증폭하여 제어부(14)에 피드백시키도록 접속된 앰프(16)을 갖고 있다.

상기의 3위치 전자밸브(12)는, 종래 공지의 것으로서，예를 들면, 일본 실공평 7－31020호 공보에 개시되어 있는 것과 같은 구성을 갖고 있다． 즉， 3위치 전자밸브(12)는, 대기에 접속된 제1포트(P1)와, 공급공기저장소(70)에 접속된 제2포트(P2)와, 중계밸브(10)의 압력실(10a)에 접속된 제3포트(P3)를 가지고 있다． 제3 포트(P3)로부터 출력된 공기압이 출력압이고，이 출력압이 상술의 출력압 센서(15)에 의해 검출되어 있다． 3위치 전자밸브(12)는, 제어부(14)로부터 공급되는 구동전류에 의해 진퇴이동가능하게된 밸브부재(12a)를 구비하고 있다． 밸브부재(12a)는, 배출 위치，공급위치 및 겹치기(랩)위치의 3개의 기본위치에 선택적으로 이동가능하게 되어 있다． 그리고， 3위치 전자밸브(12)는, 밸브부재(12a)를 배출위치에 이동시킨 때에, 제1 포트(P1)와 제3 포트(P3)의 연통에 의해 출력압을 급격하게 감소시키는 배기동작을 하고，밸브부재(12a)를 공급위치에 이동시킨 때에, 제2 포트(P2)와 제3 포트(P3)의 연통에 의해 출력압을 급격하게 증가시키는 공급동작을 하고，밸브부재(12a)를 겹치기위치에 이동시킨 때에, 전 포트(P1·P2·P3)의 폐색에 의해 출력압을 유지하는 유지동작을 한다．

또한， 3위치 전자밸브(12)는, 상기의 각 위치로의 이동에 더하여，공급위치와 겹치기위치 사이에 단계적이거나 연속적으로 설정된 완만공급위치와, 배출 위치와 겹치기위치 사이에 단계적이거나 연속적으로 설정된 완만배기위치에 대해서도 밸브부재(12a)를 이동가능하게 하고 있다． 그리고，밸브부재(12a)는, 완만공급위치에 이동된 때에 출력압을 완만하게 증가시키는 완만공급동작을 행하는 한편，완만배기위치에 이동된 때에 출력압을 완만하게 감소시키는 완만배기동작을 한다．

또， 3위치 전자밸브(12)에 구동전류를 출력하는 제어부(14)는, 도 3에 도시하는 바와 같이，출력압센서(15)에 의해 검출된 3위치 전자밸브(12)의 출력압에 기초하여 AC압력변화율(출력압 변화율)(△PAC)을 연산하는 미분회로(17)와, 이 미분회로(17)로 연산된 AC압력변화율(△PAC)，출력압센서(15)로부터의 AC압력피드백 신호치(PAC)，및 유체압 지령치(PAC0)에 기초하여 코일전류를 판정하는 코일전류 판정부(18)와, 이 코일전류 판정부(18)로 판정된 판정신호에 기초하여 여자 전류를 소정치로 변화시키서 3위치 전자밸브(12)를 구동하는 구동회로(19)를 구비하고 있다． 그리고，제어부(14)는, 유체압 지령치(PAC0)와 출력압의 피드백 신호치(PAC)를 비교하여，그 차이를 일치시키는 위치에 3위치 전자밸브(12)를 예를 들면 5ｍsec마다 전환하여 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 구동회로(19)는, PＷＭ제어부나 트랜지스터 등으로 되어 있다．

상기의 구성에 있어서，유체압 제어장치(11)의 동작에 관하여 설명한다．

도 2에 도시하는 바와 같이，예컨대 철도차량이 주행하고 있는 상태에 있어서，운전실의 오퍼레이터가 감속이나 가속을 행하는 경우에는, 브레이크 실린더(3)의 브레이크력을 조정하기 위해, 브레이크 제어기가 조작된다． 이 때，통상의 주행시에 있어서는，상용 브레이크 지령신호(a4)가 출력되는 한편，긴급정지 등의 비상시에 있어서는，비상 브레이크 지령신호(a5)가 출력된다． 이들의 브레이크 지령신호(a4·a5)는，브레이크 제어부(6)의 브레이크 패턴부(7)에 입력되고，브레이크 패턴부(7)에 있어서 상용 브레이크 제어나 비상 브레이크 제어를 하기 위한 제1 브레이크 신호(a1)의 연산처리에 사용된다．

또，브레이크 패턴부(7)에 있어서의 연산처리에 병행하고，활주제어부(8)에 있어서는，도시하지 않은 차속 센서로부터의 속도신호(a6)를 받아들이고，차축(2)이 레일 상에서 미끄러지지 않도록 활주제어를 하기 위한 제2 브레이크신호(a2)를 산출한다． 그리고，이 제2 브레이크신호(a2)는, 상술의 브레이크 패턴부(7)에서 구한 제1 브레이크 신호(a1)와 함께 유체압 지령치(PAC0)를 나타내는 것으로 하여 각 브레이크압 출력장치(5)에 출력된다．

상기의 브레이크신호(a1·a2)(유체압 지령치(PAC0))는, 도 3에 도시하는 바와 같이，유체압 제어장치(11)에 있어서 제어부(14) 내의 코일전류 판정부(18)에 입력된다． 이 때，코일전류 판정부(18)는, 표1의 각 정수치 및 표2의 전자밸브제어 전류치를 기억하고 있음과 동시에，도 4의 유체압제어루틴을 실행함으로써 이하와 같이 동작하고 있다. 또한, 표1에 있어서는，전자밸브지령의 헌팅을 방지하기 위해, AC압력공차(△T)의 히스테리시스(△H)를 설치하고 있는데, 설명의 편의상，도 4의 유체압제어루틴에 있어서는 히스테리시스(△H)를 고려하고 있지 않다．

기 호	내 용	정 수 치
PACO	AC압력연산치(50 mｓ마다의 연산치)	-----
PAC	AC압력 피드백 신호치(5 mｓ마다의 판독입력값)	-----
△T	유체압 지령치에 있어서 AC압력공차(PAC0)	10KPａ
△H	AC압력공차의 히스테리시스	6KPａ
△PL	완만공급 제어대	20KPａ
△PU	완만배기 제어대	20KPａ
△PAC	AC압력변화율	(측정치)
△PACS	기준 AC압력변화율	40000 Pａ/ｓ
TGH	감시시간	2．0ｓ
TGS	강제공급시간	20 mｓ
TGE	강제배기시간	60 mｓ

전자밸브동작		전류치(mA)
배기		+10 0 0
완만배기	배기측으로부터	95 115 ±10 140
완만배기	공급측으로부터	85 105 ±10 130
겹치기	배기측으로부터	220 ±10
겹치기	공급측으로부터	155 ±10
완만공급	배기측으로부터	300 320 ±10 345
완만공급	공급측으로부터	290 310 ±10 335
공급		+20 500 0

즉，코일전류 판정부(18)는, 도 1의 브레이크 제어부(6)로부터의 제1 브레이크신호(a1) 및 제2 브레이크 신호(a2)를 판독입력하고, 이들의 신호(a1·ａ2)에 기초하여 유체압 지령치(PAC0)를 연산결정한다. 또한, 이 연산결정된 값이 표1에 있어서「AC압력 연산치(PAC0)」에 해당한다(S1). 그 후에，3위치전자밸브(12)의 출력압을 검출한 출력압 센서(15)로부터의 출력압 검출신호(a7)에 기초하여 AC압력 피드백 신호치(PAC)를 판독입력한다(S2).

다음에，유체압 지령치(PAC0)가 0 이하인지 아닌지를 판정한다(S3). 유체압지령치(PAC0)가 0 이하인　 경우에는 (S3，YES), 배기위치를 나타내는 판정신호를 구동회로(19)에 출력함으로써 완만동작을 실행한다(S4). 즉，도 3에 도시하는 바와 같이，구동회로(19)로부터 출력된 구동전류가 정지(0ｍA)되므로써， 3위치 전자밸브(12)의 밸브부재(12a)가 배기위치로 이동된다． 이것에 의해，중계밸브(10)의 압력실(10a)에 연통된 제3 포트(P3)와 대기중에 개방된 제1 포트(P1)가 연통상태로 되기 때문에, 예를 들면 도 7의 제1 영역(A)에 도시하는 바와 같이，출력압이 급격하게 감소함으로써，중계밸브(10)에 의해 유지되고 있던 브레이크 실린더(3)의 브레이크력이 급속하게 저하된다． 그리고，이와 같은 완만동작은, S4의 실행후에 S1으로부터 재실행되므로써，유체압 지령치(PAC0)가 0 이하에서 없어질 때까지 반복해서 실행된다．

한편，유체압 지령치(PAC0)가 0 이하가 아닌 경우에는(S3，NO), 도 7에 도시하는 바와 같이， 3위치 전자밸브(12)의 출력압이 AC압력공차(△T)의 하측에 설정된 제1의 불감대(완만공급제어대)(△PL)보다도 작은지 아닌지, 즉 PAC＜ PAC0－(△T＋△PL)인지 아닌지를 판정한다(S5). 출력압이 제1의 불감대(△PL)보다도 작은 경우에는(S5，YES), 제2 영역(B)에 도시하는 바와 같이，유체압지령치(PAC0)에 대하여 출력압(브레이크력)이 충분히 작은 값이기 때문에, 공급위치를 나타내는 판정신호를 구동회로(19)에 출력함으로써 브레이크 동작을 실행한다(S6).

즉，도 3의 구동회로(19)로부터 출력된 구동전류가 500 mA로 전환되므로써， 3위치 전자밸브(12)의 밸브부재(12a)가 공급위치로 이동된다． 이것에 의해，중계밸브(10)의 압력실(10ａ)에 연통된 제3 포트(P3)와 공급공기류(4)에 연통된 제2 포트(P2)가 연통상태로 되고，출력압이 급격하게 증대함으로써，브레이크 실린더(3)의 브레이크력이 급속하게 증대하게 된다． 그리고，이와 같은 브레이크 동작은, S6의 실행후에 S1으로부터 재실행되므로써， 3위치전자밸브(12)의 출력압이 AC압력공차(△T) 이상으로 될 때까지 반복해서 실행된다．

다음에，S5에 있어서，출력압이 제1의 불감대(△PL) 이상인　 경우에는(S5，NO), 3위치 전자밸브(12)의 출력압이 AC압력공차(△T)의 상측에 설정된 제2의 불감대(완만배기제어대)(△PU)보다도 큰지 아닌지，즉 PAC＞ PAC0＋(△T＋△PU)인지 아닌지를 판정한다(S7). 그리고，큰 경우에는(S7，YES), 도 7의 제1 영역(A)에 도시하는 바와 같이，유체압 지령치(PAC0)에 대하여 출력압(브레이크력)이 충분히 큰 값이기 때문에, 상술의 완만동작을 실행한 후(S8), S1으로부터 재실행한다．

한편，제2의 불감대(△PU)보다도 작은 경우에는(S7，NO), 계속하여 3위치 전자밸브(12)의 출력압이 제1의 불감대(△PL)에 존재하는지 아닌지，즉 PAC0 -(△T＋△PL)≤ PAC ≤ PAC0－△T 인지 아닌지를 판정한다(S9). 출력압이 제1의 불감대(△PL)에 존재한 경우에는(S9，YES), 도 3의 미분회로(17)로부터의 AC압력변화율(△PAC)을 받아 들이고，이 AC압력변화율(△PAC)이 기준 AC압력변화율 (+△PACB)을 초과하는지 아닌지，즉 △PAC ＞＋△PACB 인지 아닌지를 판정한다(S10).

그리고，도 7의 제3 영역(C)에 있어서 실선으로 도시하는 바와 같이，제1의 불감대(△PL)도달시점에 있어서，AC 압력변화율(△PAC)이 「정」측의 기준 AC압력변화율(+△PACB)보다도 큰 경우에는(S10，YES), 출력압이 급격하게 상승하고 있다고 판단하고，겹치기동작을 실행한다(S11). 즉，구동회로(19)로부터 출력된 구동전류가 155 mA로 전환되므로써， 3위치전자밸브(12)의 밸브부재(12a)가 겹치기위치에 이동된다. 그리고，전 포트(P1·P2·P3)가 폐색상태로 되어 출력압의 상승 속도가 급속하게 감소된다(S11). 그 후，S1로부터 재실행되면서, 겹치기동작이 되풀이하여 실행되므로써，출력압이 유체압 지령치(PAC0)에 대하여 약간의 오버슛 후에 수렴하는 것으로 된다.

한편，도 7의 제4 영역(D)에 있어서 점선으로 도시하는 바와 같이, 제1의 불감대(△PL) 도달시점에 있어서，AC압력변화율(△PAC)이 「정」측의 기준 AC압력변화율(+△PACB) 이하인　경우에는(S10，NO), 출력압이 완만하게 상승하고 있다고 판단하고，브레이크 보증처리를 실행한다(S12).

즉，도 5에 도시하는 바와 같이，완만계속시간(TK)을 카운트한 후(S31), 완만계속시간(TK)이 감시시간(TGH) 미만인지 아닌지를 판정한다(S32). 완만계속시간(TK)이 감시시간(TGH) 미만인　 경우에는(S32，YES), 계속하여 완만계속시간(TK)이 제1 계속시간(T1) 미만인지 아닌지를 판정한다(S33). 제1 계속시간(T1) 미만이면(S33，YES), 제1 브레이크 동작에 의해 밸브부재(12a)를 제 1단계째의 완만공급위치에 이동시킨다(S34). 또，제1 계속시간(T1) 이상이면 (S33，NO), 완만계속시간(TK)이 제2 계속시간 T2 미만인지 아닌지를 판정한다(S35). 제2 계속시간(T2) 미만이라면(S35，YES), 제2브레이크 동작에 의해 밸브부재(12a)를 제 2단계째의 완만공급위치에 이동시키고(S36), 제2 계속시간(T2) 이상이라면(S35，NO), 제3 브레이크 동작에 의해 밸브부재(12a)를 제 3단계째의 완만공급위치에 이동 시킨다(S37).

이것에 의해，도 7의 제4 영역(D)에 도시하는 바와 같이，출력압이 제1의 불감대(△PL)에 존재하고，한편 완만계속시간(TK)이 감시시간(TGH) 미만인　경우에는, 상술의 S35∼S39까지의 제 1∼제3 브레이크 동작이 차례로 행해지므로써，도 1의 밸브부재(12a)가 제 1단계째로부터 제 3단계째까지의 완만공급위치(K1·K2·K3)에 겹치기위치측으로부터 공급위치측을 향하도록 단계적으로 이동된다． 이 결과，3 위치 전자밸브(12)의 조립정밀도의 분산 등에 의해 밸브부재(12a)의 이동오차가 각 3 위치 전자밸브(12) 마다 크게 다른 경우라도，확실하게 완만공급동작을 실행시키므로써，출력압을 완만하게 증가시키는 것이 가능하다．

또，S32에 있어서，완만계속시간(TK)이 감시시간(TGH) 이상인　 경우에는 (S32，NO), 브레이크 계속시간(TB)를 카운트하고(S38), 브레이크 계속시간(TB)이 강제 공급시간(TGS)를 넘었는지 아닌지를 판정한다(S39). 브레이크 계속시간(TB)이 강제 공급시간(TGS) 이하이면(S39，NO), 밸브부재(12a)를 공급위치에 이동시키고 브레이크 동작을 한다(S40). 한편，브레이크 계속시간(TB)이 강제 공급시간(TGS)를 초과하면(S39，YES), 완만계속시간(TK) 및 브레이크 계속시간(TB)을 "0"에 리세팅한 후(S41), 제1 브레이크 동작을 실행한다(S42). 이것에 의해，예컨대 도 8의 점선으로 도시하는 바와 같이，제 1∼제 3완만브레이크 동작(S33∼S37)을 순서대로 행하여 밸브부재(12a)의 완만공급위치(K1’·K2’·K3’)를 미세조정한 경우에도， 3위치 전자밸브(12)의 공기누출이나 동작불량 등에 의하여，출력압이 제1의 불감대(△PL)로부터 AC압력공차(△T) 내에 수렴되지 않는 때에, 브레이크 동작(S40)에 의해 출력압을 강제적으로 수렴시키도록 증대시키는 것이 가능하다． 그리고，출력압이 AC압력공차(△T) 내에 수렴할 때까지, 동일한 동작을 제 1단계째의 완만공급위치(K1’)로부터 반복해서 행할 수 있다．

다음에，도 4의 S9에 있어서，출력압이 제1의 불감대(△PL)에 존재하지 않는 경우에는(S9，NO), 출력압이 제2의 불감대(△PU)에 존재하는지 아닌지，즉 PAC0＋△T ≤ PAC ≤ PAC0＋(△T＋△PU)인지 아닌지를 판정한다(S13). 출력압이 제2의 불감대(△PU)에 존재하지 않는 경우에는(S13，NO), 출력압이 AC압력공차(△T) 내에 수렴하고 있다고 판단하고，겹치기위치를 실행한 후(S14), S1으로부터 재실행한다.

한편，출력압이 제2의 불감대(△PU)에 존재하는 경우에는(S13，YES), 완만배기위치 미분회로(17)로부터의 AC압력변화율(△PAC)를 받아들이고，이 AC 압력변화율(△PAC)이 기준 AC 압력변화율(-1△PACB) 미만인지 아닌지，즉 △PAC＜－△PACB인지 아닌지를 판정한다(S15).

그리고，도 7의 제5 영역(E)에 있어서 실선으로 도시하는 바와 같이，제2의 불감대(△PU) 도달시점에 있어서，AC압력변화율(△PAC)이 「부」측의 기준 AC 압력변화율(-△PACB)보다도 작은 경우에는 (S15，YES), 출력압이 급격하게 감소하고 있다고 판단하고，겹치기동작을 실행한다(S16). 이 결과，출력압이 유체압 지령치(PAC0)에 대하여 약간 오버슛 후에 수렴하게 된다．

한편，도 7의 제6 영역(F)에 있어서 일점파선으로 도시하는 바와 같이，제2의 불감대(△PU) 도달시점에 있어서，AC 압력변화율(△PAC)이 「부」측의 기준 AC 압력변화율(-△PACB) 이하인　경우에는(S15，NO), 출력압이 완만하게 감소하고 있다고 판단하고，완만보증처리를 실행한다(S17).

즉，도 5에 도시하는 바와 같이，완만계속시간(TK)을 카운트한 후(S51)，완만계속시간(TK)이 감시시간(TGH) 미만인지 아닌지를 판정한다(S52). 완만계속시간(TK)이 감시시간(TGH) 미만인　 경우에는 (S52，YES), 계속하여 완만계속시간(TK)이 제1 계속시간(T1) 미만인지 아닌지를 판정한다(S53). 제1 계속시간(T1) 미만이라면(S53，YES), 제 1완만동작에 의해 밸브부재(12a)를 제1단계째의 완만배기위치(Y1)에 이동시킨다(S44). 또，제1 계속시간(T1) 이상이면(S53，NO), 완만계속시간(TK)이 제2 계속시간(T2) 미만인지 아닌지를 판정한다(S55). 제2 계속시간(T2) 미만이라면(S55，YES), 제2 브레이크 동작에 의해 밸브부재(12a)를 제 2단계째의 완만배기위치 (Y2)에 이동시키고(S56), 제2 계속시간(T2) 이상이라면(S55，NO), 제3 브레이크 동작에 의해 밸브부재(12a)를 제 3단계째의 완만배기위치(Y3)에 이동 시킨다(S57).

이것에 의해，도 7의 제6 영역(F)에 도시하는 바와 같이，출력압이 제2의 불감대(APU)에 존재하고，한편 완만계속시간(TK)이 감시시간(TGH)미만인　경우에는, 상술의 S55∼S59까지의 제 1~제3완만동작이 차례로 행해지므로써，도 1의 밸브부재(12a)가 제 1단계째로부터 제 3단계째까지의 완만공급위치(Y1·Y2·Y3)에 겹치기위치측으로부터 배기위치측을 향하도록 단계적으로 이동된다． 이 결과， 3위치 전자밸브(12)의 조립정밀도가 분산 등에 의해 밸브부재(12a)의 이동량이 각 3위치 전자밸브(12)마다 크게 다른 경우라도，확실하게 완만배기동작을 실행시키므로써，출력압을 완만하게 감소시키는 것이 가능하다．

또，S52에 있어서，완만계속시간(TK)이 감시시간(TGH) 이상인　경우에는 (S52，NO), 완만계속시간(TY)을 카운트하고(S58), 완만계속시간(TY)이 강제배기시간(TGE)을 넘었는지 아닌지를 판정한다(S59). 완만계속시간(TY)이 강제배기시간(TGE) 이하이면(S59，NO), 밸브부재(12a)를 배기위치에 이동시키고 완만동작을 한다(S60). 한편，브레이크 계속시간(TB)이 강제배기시간(TGE)을 초과하면 (S59，YES), 완만계속시간(TK) 및 완만계속시간(TY)을 “0”에 리세팅한 후(S61), 제1 브레이크 동작을 실행한다(S62). 이것에 의해，예를 들면 도 8의 실선으로 도시하는 바와 같이，제 1∼제 3완만동작(S53∼S57)을 순서대로 행하여 밸브부재(12a)의 완만배기위치(Y1’·Y2’·Y3’)를 미세조정한 경우에도， 3위치 전자밸브(12)의 공기누출이나 동작불량 등에 의하여，출력압이 제2의 불감대(△PU)로부터 AC 압력공차(△T) 내에 수렴되지 않을 때에, 완만동작(S60)에 의해 출력압을 강제적으로 수렴시키도록 감소시키는 것이 가능하다． 그리고，출력압이 AC압력공차(△T) 내에 수렴할 때까지, 동일한 동작을 제 1단계째의 완만배기위치(Y1’)로부터 반복해서 행할 수 있다.

이상과 같이，본 실시형태의 유체압 제어장치(11)는, 도 1에 도시하는 바와 같이，겹치기위치를 사이에 끼운 공급위치로부터 배기위치까지의 범위에서 밸브부재(12a)를 구동전류에 의해 이동가능한 3위치 전자밸브(12)에 대하여 구동전류를 출력제어하는 것에 의하여，밸브부재(12a)를 공급위치에 위치시킨 공급동작(브레이크 동작)과, 밸브부재(12a)를 공급위치와 겹치기위치의 사이에 위치시킨 완만공급동작(완만브레이크동작)과，밸브부재(12a)를 겹치기위치에 위치시킨 유지동작(겹치기 동작)과, 밸브부재(12a)를 배기위치와 겹치기위치의 사이에 위치시킨 완만배기동작(완만동작)과，밸브부재(12a)를 배기위치에 위치시킨 배기동작(완만동작)으로 전환가능하게되어 있고，완만공급동작시에, 밸브부재(12a)를 공급위치로 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 유체압지령을 출력제어함과 동시에，완만배기동작시에, 밸브부재(12a)를 배기위치를 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 유체압 지령을 출력제어하는 제어수단 제어부(14)(제어수단)를 보유한 구성으로 되어 있다． 구체적으로는，제어부(14)는, 도 7이나 도 8에 도시하는 바와 같이，밸브부재(12a)를 겹치기위치측에 대하여 반대측으로 소정시간을 들여서 단계적으로 이동시키도록 구성되어 있다(도 5의 S33∼S37，도 6의 S53∼S57).

상기의 구성에 의하면，완만공급동작시나 완만배기동작시에 있어서，제어부(14)가 밸브부재를 공급위치측이나 배기위치측으로 각각 소정시간을 들여서 서서히 이동시키기 때문에, 밸브부재를 완만공급위치로부터 공급위치로, 또는 완만배기위치로부터 배기위치로 강제적으로 이동시킨 경우에 있어서 오버슛이나 언더슛을 최소한으로 억제하는 것이 가능하다． 특히，조립정밀도나 경시적 변화에 의해 밸브부재의 이동오차 등이 비교적 크게 생기고 있는 3위치 전자밸브(12)의 경우에는, 큰 오버슛이나 언더슛이 생기기 쉽지만, 이와 같은 3위치 전자밸브(12)라도, 출력압을 단시간에 목표압에 수렴시키는 것이 가능하게 되고，결과로서 목표압력을 얻을때 까지의 응답성을 양호하게 할 수 있다．

또한，본 실시형태에 있어서는，밸브부재(12a)를 3단계로 이동시키고 있지만, 이것에 한정된 것이 아니고，2 단계나 3 단계 이상이라도 좋고, 연속적으로 이동시키게 되어 있어도 좋다． 또한，본 실시형태에 있어서는，완만공급동작(완만브레이크동작)과 완만배기동작(완만동작)과의 양 동작시에 있어서 밸브부재(12ａ)를 이동시키게 되어 있는데, 어느 한쪽의 동작시에 이동시키게 되어 있어도 좋다． 또한，한쪽의 동작시에 단계적으로 이동시키고，다른 쪽의 동작시에 연속적으로 이동시키게 되어 있어도 좋다．

또한，본 실시형태의 유체압 제어장치(11)에 있어서 제어부(14)는, 도 8에 도시하는 바와 같이，제한시간이 경과한 때에, 밸브부재(12a)를 이동측의 공급위치 또는 배기위치에 이동시키고，일정시간의 경과 후에 이동 전의 위치로 복귀시키는 보증수단(도 5의 S39∼S42，도 6의 S59∼S62)을 보유한 구성으로 되어 있다． 이것에 의해，제어부(14)가 완만공급동작(제 1∼제 3완만 브레이크동작)이나 완만배기동작(제 1∼제 3완만동작)의 실행을 실패한 경우에, 보증수단이 공급동작이나 배기동작을 행하기 때문에, 유체압 제어장치를 조립한 시스템의 이상을 회피하는 것이 가능하다．

청구항 1의 발명은, 겹치기위치를 사이에 끼운 공급위치로부터 배기위치까지의 범위에서 밸브부재를 유체압 지령에 의해 이동가능한 3위치 전자밸브를 보유하고，상기 밸브부재를 공급위치에 위치시킨 공급동작과, 상기 밸브부재를 공급위치와 겹치기위치의 사이에 위치시킨 완만공급동작과, 상기 밸브부재를 겹치기위치에 위치시킨 유지동작과, 상기 밸브부재를 배기위치와 겹치기위치의 사이에 위치시킨 완만배기동작과, 상기 밸브부재를 배기위치에 위치시킨 배기동작으로 전환가능한 유체압 제어장치에 있어서，상기 완만공급동작시에, 상기 밸브부재를 상기 공급위치로 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 상기 유체압지령을 출력제어함과 동시에，상기 완만배기동작시에, 상기 밸브부재를 상기 배기위치로 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 상기 유체압 지령을 출력제어하는 제어수단을 보유한 구성이다．

상기의 구성에 의하면 ，완만공급동작시나 완만배기동작시에 있어서，제어수단이 밸브부재를 공급위치측이나 배기위치측에 각각 소정시간을 들여서 서서히 이동시키기 때문에，밸브부재를 완만공급위치로부터 공급위치로，또는 완만배기위치로부터 배기위치로 강제적으로 이동시킨 경우에 있어서 오버슛이나 언더슛을 최소한으로 억제하는 것이 가능하다． 특히，조립정밀도나 경시적 변화에 의해 밸브부재의 이동오차 등이 비교적 크게 생기고 있는 3위치 전자밸브의 경우에는, 큰 오버슛이나 언더슛이 생기기 쉽지만, 이와 같은 3위치 전자밸브라도, 출력압을 단시간에 목표압에 수렴시키는 것이 가능하게 되고，결과로서 목표압력을 얻기까지의 응답성을 양호하게 할 수 있다．

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 유체압 제어장치로서，상기 제어수단은，상기 소정시간을 들인 이동을 연속적으로 행하는 구성이다．

상기의 구성에 의하면，완만공급동작이나 완만배기동작를 하기 위한 최적의 위치에 밸브부재를 확실하게 이동시키는 것이 가능하다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1에 기재된 유체압 제어장치로서，상기 제어수단은，상기 소정시간을 들인 이동을 단계적으로 행하는 구성이다．

상기의 구성에 의하면，밸브부재를 단계적으로 이동시키므로써，밸브부재를 연속적으로 이동시키는 경우에 비교하여，밸브부재의 보다 확실한 이동을 보증할 수 있다．

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 3 중의 어느 한 항에 기재된 유체압 제어장치로서，상기 제어수단은, 제한시간이 경과한 때에, 상기 밸브부재를 이동측의 공급위치 또는 배기위치에 이동시키고，일정 시간의 경과 후에 이동 전의 위치로 복귀시키는 보증수단을 보유하는 구성이다．

상기의 구성에 의하면，제어수단이 완만공급동작이나 완만배기동작의 실행을 실패한 경우에, 보증수단이 공급동작이나 배기동작을 행하기 때문에, 유체압 제어장치를 조립한 시스템의 이상을 회피하는 것이 가능하다．

도 1은 브레이크압 출력장치의 블록도이다．

도 2는 철도용 차량의 브레이크 장치의 블록도이다．

도 3은 유체압 제어장치의 블록도이다．

도 4는 유체압제어 루틴의 흐름도이다．

도 5는 브레이크 보증루틴의 흐름도이다．

도 6은 완만보증루틴의 흐름도이다．

도 7은 AC 압력에 대한 밸브부재의 이동상태를 나타내는 설명도이다．

도 8은 AC 압력에 대한 밸브부재의 이동상태를 나타내는 설명도이다．

(부호의 설명)

1 대차 2 차축

3 브레이크 실린더 4 공급공기저장소

5 브레이크압 출력장치 6 브레이크 제어부

7 브레이크 패턴부 8 활주 제어부

9 대응하중기 10 중계밸브

11 유체압 제어장치 12 3위치 전자밸브

12ａ 밸브부재 14 제어부

15 출력압센서 16 앰프

17 미분회로 18 코일전류 판정부

19 구동회로

Claims

겹치기위치를 사이에 둔 공급위치로부터 배기위치까지의 범위에서 밸브부재를 유체압 지령에 의해 이동가능한 3위치 전자밸브를 갖고，상기 밸브부재를 공급위치에 위치시킨 공급동작과, 상기 밸브부재를 공급위치와 겹치기위치의 사이에 위치시킨 완만공급동작과, 상기 밸브부재를 겹치기위치에 위치시킨 유지동작과, 상기 밸브부재를 배기위치와 겹치기위치의 사이에 위치시킨 완만배기동작과, 상기 밸브부재를 배기위치에 위치시킨 배기동작으로 전환가능한 유체압 제어장치에 있어서，

상기 완만공급동작시에, 상기 밸브부재를 상기 공급위치를 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 상기 유체압지령을 출력제어함과 동시에，상기 완만배기동작시에, 상기 밸브부재를 상기 배기위치를 향하여 소정시간을 들여서 이동시키도록 상기 유체압지령을 출력제어하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 유체압 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 소정시간을 들인 이동을 연속적으로 행하는 것을 특징으로 하는 유체압 제어장치．
제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 소정시간을 들인 이동을 단계적으로 행하는 것을 특징으로 하는 유체압 제어장치．
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어수단은, 제한시간이 경과한 때에, 상기 밸브부재를 이동측의 공급위치 또는 배기위치로 이동시키고，일정 시간의 경과후에 이동전의 위치로 복귀시키는 보증수단을 보유하는 것을 특징으로 하는 유체압 제어장치．