WO2012043094A1 - 車両のブレーキ制御装置および編成列車のブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

　従来は回生ブレーキと空気ブレーキの協調制御において空気ブレーキの応答遅れを実回生ブレーキ力に所定の補正量を付加することで補っていたため、車両状態および気温等の外部状態に応じて毎回異なる空気ブレーキの応答遅れに対応できず、回生ブレーキと空気ブレーキの総和が必要なブレーキ力と一致しなかった。　車両のブレーキ制御装置に出力可能な回生ブレーキ力を推定する手段を設け、推定された回生ブレーキ力と必要ブレーキ力から空気ブレーキ力の指令値を決定し、回生ブレーキ力の指令値は必要ブレーキ力と実際に作用した空気ブレーキ力からを決定することで、ブレーキ力の総和を必要ブレーキ力に一致させることができ、さらに現車での補正量調整が不要となる。

Description

車両のブレーキ制御装置および編成列車のブレーキ制御装置

　本発明は、車両または編成列車のブレーキ制御装置に関する。

　電気車のブレーキは一般的に、駆動用の電動機を発電機として利用し、発生した電力が架線を通じて他の電気車の力行に使用される回生ブレーキと、圧縮空気の圧力を利用してシリンダを動作させ、制輪子をブレーキディスクまたは車輪踏面に押し当てることにより発生した摩擦力を利用する空気ブレーキから構成されている。省エネルギーの観点からは、この二つのブレーキのうち、電気車の減速に必要なブレーキ力である必要ブレーキ力を回生ブレーキで最大限負担させることが有効である。
　しかし、この回生ブレーキで得られるブレーキ力は、高速域では小さくなり、また、架線電圧によって変動するとともに、立ち上がりに時間がかかるという性質があるため、実際に作用した回生ブレーキ力である実回生ブレーキ力が必要ブレーキ力と一致しない場合が発生する。その結果、実回生ブレーキ力の挙動に応じて必要ブレーキ力と実回生ブレーキ力との差分を空気ブレーキで補足する必要が生じる。
　ところが、空気ブレーキは指令に対する応答が遅いため、実回生ブレーキ力の挙動に実空気ブレーキ力の挙動が間に合わず、結果的に実回生ブレーキ力と実空気ブレーキ力の総和である実ブレーキ力が必要ブレーキ力と一致しないという課題があった。乗り心地や運転士の操縦安定性などを考えると、実ブレーキ力を必要ブレーキ力に一致させることが非常に重要である。

　そこで、実回生ブレーキ力の値に補正を加えることで空気ブレーキの指令値を補正し、空気ブレーキの応答を早める方法が、例えば特公平７－９９８８３号公報に記載されている。

　前記先行技術では、実回生ブレーキ力が増加する場合はワンショットパルスを実回生ブレーキ力に付加することで、擬似的に空気ブレーキの指令値を大幅に減少させ、実空気ブレーキ力の減少方向への応答を高めている。また実回生ブレーキ力が減少する場合はステップダウンパルスを実回生ブレーキ力に付加することで、擬似的に空気ブレーキの指令値を大幅に増加させ、実空気ブレーキ力の増加方向への応答を高めている。

　このようにして空気ブレーキの応答を早めることで実ブレーキ力を必要ブレーキ力に一致させようとしている。

特公平７－９９８８３号公報

　しかしながら、実回生ブレーキ力に付加するワンショットパルスやステップダウンパルスなどの補正量は現車試験において試行錯誤しながら最適なものを見いだす必要があり、設定に時間と労力がかかっていた。さらに空気ブレーキの指令値に対する応答遅れは大きく、しかも、応答遅れは車両状態および気温等の外部状態に応じて毎回異なることから、最適な補正量を一律の値に決定することが難しかった。その結果、この先行技術によっても、実ブレーキ力を必要ブレーキ力に完全に一致させることができなかった。

　本発明は前記のような問題点に鑑みてなされたもので、実ブレーキ力を必要ブレーキ力に一致させることを目的とする。

　本発明にかかる車両のブレーキ制御装置は、回生ブレーキの指令値に応じたブレーキ力を発生する電動機制御装置と、空気ブレーキの指令値に応じたブレーキ力を発生する空気ブレーキ制御装置と、車両の状態に応じた必要ブレーキ力指令値を決定する必要ブレーキ力演算手段と、回生ブレーキが発生しうるブレーキ力を推定する回生ブレーキ力推定手段と、空気ブレーキが発生する実空気ブレーキ力を算出する実空気ブレーキ力算出手段とを備えた車両のブレーキ制御装置であって、前記必要ブレーキ力指令値と前記ブレーキ力推定手段が決定するブレーキ力推定値から前記第二のブレーキ力指令値を決定し、前記必要ブレーキ力指令値と前記第二のブレーキ手段が発生する実ブレーキ力から第一のブレーキ力指令値を決定するものである。

　すなわち、回生ブレーキが負担しうるブレーキ力の推定値である予測回生ブレーキ力を必要ブレーキ力から減算したものを空気ブレーキの指令値として出力し、実空気ブレーキ力と必要ブレーキ力との差分を回生ブレーキの指令値として出力する。空気ブレーキの指令値を補正し、空気ブレーキの応答を促進させるのではなく、先に空気ブレーキ力を発生させ、実空気ブレーキ力と必要ブレーキ力との差分を、制御応答の速い回生ブレーキにより補足するものである。

　本発明によれば、実ブレーキ力が必要ブレーキ力に一致するため、乗り心地が向上し、運転士の操縦安定性が向上する。

本発明の一実施形態に係る回路ブロック図。 本発明の一実施形態に係る回生ブレーキ力推定手段の回路ブロック図。 本発明の一実施形態に係る回生ブレーキ力演算手段の回路ブロック図。 本発明の一実施形態に係る各部の指令および出力波形図。 本発明の第二の実施形態に係る回路ブロック図。

　以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

〔第一の実施形態〕
　図１は、本発明の第一の実施形態を示すブロック図であり、図１を用いて本発明のブレーキ制御システム構成の一例を説明する。

　車両を減速させる場合、運転士は運転台に設けられたブレーキレバーを操作する。ブレーキレバーが操作されるとブレーキレバーの刻み段情報であるブレーキノッチ（１１１）が必要ブレーキ力演算手段（１０１）に入力され、ブレーキノッチ（１１１）ごとに割り振られた所定の減速度情報と車両重量（１１２）をもとに必要なブレーキ力（１２０）を必要ブレーキ力演算手段（１０１）が算出する。ブレーキノッチは、必ずしも運転台から入力されるブレーキノッチの指令である必要はなく、自動列車運転装置（Automatic Train Operation）や自動列車制御装置（Automatic
Train Control）や自動列車停止装置（Automatic Train Stop）などの様に自動的に列車を減速させる装置から入力される指令であっても良い。
　車両重量（１１２）は車両に取り付けられた重量センサ、たとえば空気圧を利用して車両の高さを制御する空気ばね内に設けられた圧力センサを用いて算出する。
　また、必要ブレーキ力演算手段（１０１）は、ブレーキノッチ（１１１）が入力された時点で、電動機制御装置（１０７）に対し、ブレーキ開始要求（１２１）を出力し、ブレーキ操作がなされたことを通知する。

　回生ブレーキ力推定手段（１０２）は、前記必要ブレーキ力演算手段（１０１）からの必要ブレーキ力（１２０）と、車両重量（１１２）と、電動機の回転軸端あるいは車軸端に取り付けられたパルスジェネレータのような速度センサから算出した車両速度（１１３）と、電動機（１１０）を制御する電動機制御装置（１０７）からの制御回路が形成されたことを示すゲートスタート情報（１１６）と、電動機（１１０）および電動機制御装置（１０７）の故障状態を示す開放情報（１１７）と、架線の状態を示す架線電圧（１１４）と、回生状態を示す回生有効情報（１１８）と、滑走が発生し電動機制御装置（１０７）が滑走制御を行っていることを示す滑走発生情報（１１９）から、電動機（１１０）が発生しうるブレーキ力である、予測回生ブレーキ力（１２２）を推定する。
　なお、車両速度（１１３）として、電動機制御装置（１０７）からの出力電流から推定される電動機の回転数を用いてもよい。
　また、回生ブレーキ力推定手段（１０２）は、車軸がロックするなど、滑走が発生した場合には、回生ブレーキ力の指令値となる異常時用回生ブレーキ力指令値（１２３）を回生ブレーキ力演算手段（１０６）に出力する。

　空気ブレーキ力演算手段（１０３）は、前記必要ブレーキ力演算手段（１０１）によって算出された必要ブレーキ力（１２０）から、回生ブレーキ力推定手段（１０２）において算出された予測回生ブレーキ力（１２２）を減算し、空気ブレーキ制御装置（１０４）に出力する空気ブレーキ力指令値（１２４）を算出する。

　空気ブレーキ制御装置（１０４）は、前記空気ブレーキ力演算手段（１０３）からの空気ブレーキ力指令値（１２４）に基づき、圧縮空気をシリンダ（１０８）に導入し、制輪子を動作させ空気ブレーキ力を発生させる。

　実空気ブレーキ力算出手段（１０５）は、シリンダ（１０８）内の圧力センサ（１０９）からの実シリンダ空気圧（１２５）や制輪子の摩擦係数などをもとに、実際に作用した空気ブレーキ力である実空気ブレーキ力（１２６）を算出する。

　回生ブレーキ力演算手段（１０６）は、前記実空気ブレーキ力算出手段（１０５）からの実空気ブレーキ力（１２６）と、前記必要ブレーキ力演算手段（１０１）からの必要ブレーキ力（１２０）と、ゲートスタート情報（１１６）と、開放情報（１１７）と、回生有効情報（１１８）と、滑走発生情報（１１９）とに基づいて、回生ブレーキ指令値（１２７）を算出し、電動機制御装置（１０７）に出力する。

　電動機制御装置（１０７）は、必要ブレーキ力演算手段（１０１）からブレーキ開始要求（１２１）を受けると電流を流す準備を行い、準備が完了するとゲートスタート情報（１１６）を出力する。電流を流す準備が完了した後、電動機制御装置（１０７）は、前記回生ブレーキ力演算手段（１０６）からの回生ブレーキ力指令値（１２７）に応じて電動機（１１０）を制御する。
　なお、電動機制御装置（１０７）が電流を流す準備を始める条件となる信号は、ブレーキ開始要求（１２１）以外にも、たとえば、ブレーキレバーまたは保安装置，自動列車運転装置から伝送線を介して直接受け取るブレーキノッチを採用してもよい。
　ここで、電動機制御装置（１０７）とは、具体的には、直流から可変電圧可変周波数の交流を出力して電動機を駆動するインバータ装置であり、回生動作時には電動機を発電機として動作させる。

　次に図２を用いて回生ブレーキ力推定手段（１０２）の説明をする。

　回生ブレーキ力推定手段（１０２）は、粘着リミッタ手段（２０１），基準最大回生ブレーキ力演算手段（２０２），架線電圧補正手段（２０３），比較器（２０４），軽負荷回生制御手段（２０５），切り替え器１（２０６），切り替え器２（２０７）からなり、切り替え器２（２０７）を介して予測回生ブレーキ力（１２２）を空気ブレーキ力演算手段（１０３）に、そして切り替え器１（２０６）を介して異常時用回生ブレーキ力指令値（１２３）回生ブレーキ力演算手段（１０６）に、それぞれ出力する。

　予測回生ブレーキ力算出の流れについて説明する。

　粘着リミッタ手段（２０１）は、車両重量（１１２）と粘着係数から、回生ブレーキの指令値が車輪とレールとの粘着限界を超えないような粘着リミット値（２０８）を式（１）より算出する。
　　Ｆ＝μｍｇ　　　　　式（１）

　ここで、Ｆは粘着リミット値（２０８）、μは粘着係数、ｍは車両重量（１１２）、ｇは重力加速度を表す。本実施形態では粘着係数に規定値を用いたが、リアルタイムに粘着係数を推定し、推定値を用いてもよい。

　基準最大回生ブレーキ力演算手段（２０２）は、電動機が出力しうる最大のブレーキ力を車両速度毎に規定した性能曲線を用いて基準最大回生ブレーキ力（２０９）を演算し、出力する。

　架線電圧補正手段（２０３）は、基準最大回生ブレーキ力演算手段（２０２）が出力した基準最大回生ブレーキ力（２０９）に対し、現在の架線電圧の高低に応じて補正を行う。

　ここで、図１に示される電動機制御装置（１０７）には、電動機制御装置（１０７）に印加される直流電圧が高ければ出力可能な回生ブレーキ力が大きく、印加される直流電圧が低ければ出力可能な回生ブレーキ力が小さいという性質がある。

　ところが基準最大回生ブレーキ力（２０９）は、電動機制御装置（１０７）に印加される直流電圧がある規定値であると仮定して演算しているため、実際に出力できる回生ブレーキ力とは一致していない。

　そこで架線電圧補正手段（２０３）により、現在の架線電圧（１１４）が規定値よりも高ければ基準最大回生ブレーキ力（２０９）を増幅させ、現在の架線電圧（１１４）が低ければ基準最大回生ブレーキ力（２０９）を絞り込む補正を行い、補正最大回生ブレーキ力（２１０）として出力する。本実施例では、架線が直流架線である例を示しているが、架線が交流架線である場合には、架線の交流を直流に変換する電力変換装置を車両に搭載し、当該電力変換装置の出力する直流電圧が電動機制御装置（１０７）に入力される。その場合には、本実施例の架線電圧（１１４）の代わりに電動機制御装置（１０７）に入力される直流電圧が用いられる。

　本実施形態では架線電圧（１１４）を用いて補正しているが、補正に使用する変数は電動機制御装置（１０７）にかかる電圧が把握できる変数であればよく、たとえばフィルタコンデンサ電圧などを用いてもよい。

　比較器（２０４）には、必要ブレーキ力演算手段（１０１）からの必要ブレーキ力（１２０）、粘着リミッタ手段（２０１）からの粘着リミット値（２０８）、及び、架線電圧補正手段（２０３）からの補正回生最大ブレーキ力（２１０）が入力され、それらの値のうち、最も小さい値を予測回生ブレーキ力１（２１１）として出力される。

　通常は予測回生ブレーキ力１（２１１）が最終的な予測回生ブレーキ力（１２２）と一致する。

　軽負荷回生制御手段（２０５），切り替え器１（２０６），切り替え器２（２０７）は、以下に説明するように、それぞれの起動条件を満たした時のみ実施される。

　回生負荷（力行中の他車や自車の空調等）が不足しているにもかかわらず、回生ブレーキを使用した場合は架線電圧を必要以上に上昇させてしまう。この架線電圧に上昇によって変電設備などに損傷を与える可能性が出てくる。また自車においても過電圧保護が働き、電動機制御装置（１０７）が回生ブレーキの遮断を行う。回生ブレーキの遮断が発生すると乗り心地が悪化したり、回生負荷が増えた場合に即座に回生ブレーキ力を発生できなかったりする。

　このような不必要な架線上昇を防ぎ、回生ブレーキを維持するために架線電圧が規定値以上となった場合に、軽負荷回生制御手段（２０５）は予測回生ブレーキ力１（２１１）を絞り込み、予測回生ブレーキ力２（２１２）として切り替え器１（２０６）に出力する。

　切り替え器１（２０６）は、電動機制御装置（１０７）から送られてくるゲートスタート情報（１１６）や開放情報（１１７），回生有効情報（１１８）をもとに回生ブレーキ力が出力可能かどうかの判断を行う。

　電動機制御装置（１０７）がゲートスタート情報（１１６）を「１」として送信してきた場合は、回生ブレーキ力を出力可能であることを意味している。

　開放には電動機制御装置（１０７）が自ら回路を遮断し開放する場合と、乗務員からの指令によって開放する場合、列車の状態を監視，統括する装置からの指令によって開放する場合などがある。電動機制御装置（１０７）がいずれかの開放情報（１１７）を「１」として送信してきた場合は、回生ブレーキ力が出力不可であることを意味している。

　電動機制御装置（１０７）が回生有効情報（１１８）を「０」として送信してきた場合は、回生ブレーキの遮断が行われている状態であり、回生ブレーキ力が出力不可であることを意味している。

　このように、軽負荷回生制御手段（２０５）により、回生ブレーキが遮断されないように軽負荷回生制御を行っているが、他車の状態が力行からブレーキへ急激に変化した場合は、架線電圧が急激に変化してしまい、電動機制御装置（１０７）が回生ブレーキを遮断（回生失効）してしまう。

　つまり、切り替え器１（２０６）はゲートスタート情報が「１」かつ開放情報が「０」かつ回生有効が「１」であれば予測回生ブレーキ力２（２１２）を予測回生ブレーキ力３（２１３）に代入し、出力する。

　それ以外の場合は、０を予測回生ブレーキ力３（２１３）に代入し、出力する。

　予測回生ブレーキ力３（２１３）は異常時用回生ブレーキ力指令値（１２３）として回生ブレーキ力演算手段（１０６）に出力する。

　電動機制御装置（１０７）が滑走発生情報（１１９）を「１」として送信してきた場合は、滑走が発生していると切り替え器２（２０７）は判断する。滑走が発生すると切り替え器２（２０７）は、現時点での電動機制御装置が出力している回生ブレーキ力のフィードバック値である実回生ブレーキ力（１１５）を予測回生ブレーキ力（１２２）に代入し、出力する。

　滑走が発生すると電動機制御装置（１０７）が独自に回生ブレーキ力を減少させるため、回生ブレーキ力指令値（１２７）よりも実回生ブレーキ力（１１５）が小さくなる。

　その結果、実回生ブレーキ力（１１５）と実空気ブレーキ力（１２６）の総和が必要ブレーキ力（１２０）よりも小さくなってしまう。このブレーキ力の不足を避けるため、滑走時は一時的に出力しうる回生ブレーキ力の推定をやめ、実回生ブレーキ力（１１５）を用いて、空気ブレーキ制御装置（１０４）への指令を作成する。

　なお電動機制御装置（１０７）が行っている滑走時の制御を回生ブレーキ力推定手段（１０２）に組み込んだ場合、切り替え器２（２０７）は省略可能である。

　その他の場合は、予測回生ブレーキ力３（２１３）を予測回生ブレーキ力（１２２）に代入し、出力する。

　次に図３を用いて回生ブレーキ力演算手段（１０６）の詳細を説明する。

　回生ブレーキ力演算手段（１０６）は、まず減算器により必要ブレーキ力（１２０）から実空気ブレーキ力（１２６）を減算し、回生ブレーキ力指令値１（３０３）を算出する。

　切り替え器３（３０１）はゲートスタート情報（１１６）が「１」かつ開放情報（１１７）が「０」かつ回生有効が「１」であれば、回生ブレーキ力指令値２（３０４）に回生ブレーキ力指令値１（３０３）を代入し、出力する。

　それ以外の場合は、０を回生ブレーキ力指令値２（３０４）に代入し、出力する。

　これは電動機制御装置（１０７）がゲートスタートしていない場合や開放されている場合、回生失効している場合は回生ブレーキ力が出力できないため、あらかじめ指令値を０出力するものである。

　電動機制御装置（１０７）は、滑走発生を検知すると、滑走発生情報を「１」として送信し、回生ブレーキ力指令値（１２７）を独自に絞り込む。

　このため、切り替え器４（３０２）は、滑走発生情報が「１」の場合は、異常時用回生ブレーキ力指令値（１２３）を回生ブレーキ力指令値（１２７）に代入し、出力する。

　滑走発生情報が「０」の場合は、回生ブレーキ力指令値２（３０４）を回生ブレーキ力指令値（１２７）に代入し、出力する。

　次に、図４のタイムチャートを用いて、本発明を使用した場合の回生ブレーキおよび空気ブレーキの挙動を説明する。

　運転士がブレーキレバーを操作すると必要ブレーキ力が出力される（４０１）。このとき急激なブレーキ力の変化に伴う乗り心地の悪化を防ぐため所定の変化率でブレーキ力を増加させるジャーク制御が行われる。

　回生ブレーキは電流を流す準備が必要であり、ブレーキ力指令の入力から出力可能となるまで所定の時間（４０３）がかかるため、この間、回生ブレーキ力推定手段（１０２）は予測回生ブレーキ力（１２２）を０として出力する。

　必要ブレーキ力（１２０）から予測回生ブレーキ力（１２２）を減算した値が空気ブレーキの指令値となる。予測回生ブレーキ力が０であれば空気ブレーキ力の指令値は必要ブレーキ力（１２０）と同じ（４０５）となる。

　空気ブレーキ制御装置（１０４）は空気ブレーキの指令値（４０５）を受けて空気ブレーキを動作させるが、一般に空気ブレーキの動作は遅く実際の空気ブレーキ力は空気ブレーキの指令値（４０５）に対して遅れを伴った挙動（４０６）となる。

　電動機制御装置の電流を流す準備が完了し（４０２）、回生ブレーキが出力可能となると、回生ブレーキ力推定手段（１０２）から予測回生ブレーキ力（４０７）が出力される。

　予測回生ブレーキ力（１２２）の変化に伴い空気ブレーキの指令値が変化し（４０８）、実空気ブレーキ力は（４０９）のような挙動となる。

　シリンダ（１０８）内の空気圧から実空気ブレーキ力を算出し、実空気ブレーキ力と必要ブレーキ力の差分が回生ブレーキ力指令値（４１０）とする。電動機は制御応答性が高いため、実回生ブレーキ力は指令値とほぼ同じ挙動を示す（４１１）。

　以上に述べたことにより、本発明では、所定の情報に基づいて出力可能な回生ブレーキ力を予測回生ブレーキ力として算出し、必要ブレーキ力から予測回生ブレーキ力を減算した値を空気ブレーキの指令値とする。さらに、必要ブレーキ力と実空気ブレーキ力の偏差を回生ブレーキ力の指令値とする。そのため、必要ブレーキ力と実空気ブレーキ力の偏差を回生ブレーキ力で高応答に補足でき、実ブレーキ力（実空気ブレーキ力＋実回生ブレーキ力）を必要ブレーキ力に一致させることができる。

〔第二の実施形態〕
　第一の実施形態では車両単体が対象の制御方法を述べたが、第二の実施形態では上述の制御方法を編成全体に適用した場合について述べる。

　第二の実施形態について図５を用いて説明する。

　基本的な制御の流れは車両単体の場合（実施例１）と同様である。

　但し、必要ブレーキ力の演算は編成内の空気ブレーキ制御装置分必要となる。必要ブレーキ力演算手段は編成内の空気ブレーキ制御装置分設置してもよいし、編成内の情報を監視，統括する装置（たとえば編成制御装置）に必要ブレーキ力演算手段を集約してもよい。同様に回生ブレーキ力推定手段も編成内の電動機制御装置分必要となるが、回生ブレーキ力推定手段は編成内の電動機制御装置分設置してもよいし、編成制御装置に集約してもよい。

　新規に追加が必要な構成は、必要ブレーキ力分配手段（５０１），空気ブレーキ力分配手段（５０２），回生ブレーキ力分配手段（５０３）である。

　必要ブレーキ力分配手段（５０１）は、編成全体として出力すべき必要ブレーキ力を各電動車（電動機を搭載した車両）に分配する。必要ブレーキ力の各電動車への分配は各車の車両重量に応じて実施される。車両重量が軽い電動車は分配されるブレーキ力が小さく、車両重量が重い電動車は分配されるブレーキ力が大きい。

　また開放情報からブレーキ力を分担できない電動車を判定し、該電動車分の必要ブレーキ力を他の電動車に分担させることも行う。

　空気ブレーキ力分配手段（５０２）は、編成全体として出力すべき空気ブレーキ力を各車に分配する。このとき付随車（電動機を搭載していない車両）からブレーキ力を負担するように分配し、付随車のみではブレーキ力を負担しきれない場合のみ電動車に空気ブレーキ力を分配する。

　付随車内，電動車内は各車の車両重量に応じて分配する。

　回生ブレーキ力分配手段（５０３）は、編成全体として出力すべき回生ブレーキ力を各電動車に分配する。回生ブレーキ力の各電動車への分配は各車の予測回生ブレーキ力の比に応じて実施される。

　以上に述べたことにより本発明では複数の車両が連なった編成単位において、編成全体の実ブレーキ力（実空気ブレーキ力＋実回生ブレーキ力）を必要ブレーキ力に一致させることができる。

　上記した各実施例では、空気ブレーキと回生ブレーキを用いた車両のブレーキ制御装置について説明したが、本発明はこれらのブレーキに限られず、応答速度の異なる２種類以上のブレーキを用いたブレーキ制御装置であれば、適用可能である。他のブレーキとしては、エンジンブレーキなどがある。

　また、本発明における回生ブレーキは、上記実施例のように架線を通じて他の電気車に回生電力を供給する方法以外の、車両に搭載された蓄電装置で回生電力を蓄える方法、ブレーキ抵抗器により回生電力を消費する方法にも置き換え可能である。また本発明における空気ブレーキも、上記実施例のように圧縮空気の圧力を利用してシリンダを動作させ、制輪子をブレーキディスクまたは車輪踏面に押し当てる方法以外の、摩擦により運動エネルギーを熱エネルギーに変換する他の機械式ブレーキに置換え可能である。
　要は、応答性の異なる複数のブレーキ手段を有する車両において、応答性の高いブレーキ手段が発生可能なブレーキ力を推定し、停止または所定速度に減速するための必要ブレーキ力と、応答性の高いブレーキ手段が発生可能なブレーキ力の推定値とに基づいて、応答性の低いブレーキ手段に対するブレーキ指令値を決定する。そして、必要ブレーキ力と、応答性の低いブレーキ手段がこのブレーキ指令値に応答して実際に発生する実ブレーキ力に基づいて、その差を補填するように、応答性の高いブレーキ手段に対するブレーキ指令値を決定することにより、各ブレーキ手段による実際のブレーキ力特性に変動が生じても、ブレーキ力の総和を、必要ブレーキ力に一致させるようにすればよい。

１０１　必要ブレーキ力演算手段
１０２　回生ブレーキ力推定手段
１０３　空気ブレーキ力演算手段
１０４　空気ブレーキ制御装置
１０５　実空気ブレーキ力算出手段
１０６　回生ブレーキ力演算手段
１０７　電動機制御装置
１１０　電動機
１１１　ブレーキノッチ
１１２　車両重量
１１３　車両速度
１１４　架線電圧
１１５　実回生ブレーキ力
１１６　ゲートスタート情報
１１７　開放情報
１１８　回生有効情報
１１９　滑走発生情報
１２０　必要ブレーキ力
１２２　予測回生ブレーキ力
１２４　空気ブレーキ力指令値
１２６　実空気ブレーキ力
１２７　回生ブレーキ力指令値

Claims (9)

1. 　第一のブレーキ力指令値に応じたブレーキ力を発生する第一のブレーキ手段と、
   　第二のブレーキ力指令値に応じたブレーキ力を発生し、前記第一のブレーキ手段よりも応答性が低い第二のブレーキ手段と、
   　外部から入力されるブレーキに関する指令に基づいて必要ブレーキ力を決定する必要ブレーキ力決定手段と、を備えた車両のブレーキ制御装置において、
   　前記第一のブレーキ手段が発生可能なブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段と、
   　前記必要ブレーキ力と前記ブレーキ力推定手段が推定するブレーキ力の推定値とから前記第二のブレーキ力指令値を決定する第二のブレーキ力決定手段と、
   　前記第二のブレーキ手段が発生する実ブレーキ力を算出する実ブレーキ力算出手段と、
   　前記必要ブレーキ力と前記実ブレーキ力算出手段で算出された前記第二のブレーキ手段が発生する実ブレーキ力とから前記第一のブレーキ力指令値を決定する第一のブレーキ力決定手段と、を有することを特徴とした車両のブレーキ制御装置。
2. 　請求項１に記載の車両のブレーキ制御装置において、
   　前記第二のブレーキ力決定手段は、前記ブレーキ力推定手段が推定したブレーキ力の推定値を前記必要ブレーキ力から減算して前記第二のブレーキ力指令値を決定する手段であり、
   　前記第一のブレーキ力決定手段は、前記実ブレーキ力算出手段で算出された前記第二のブレーキ手段が発生する実ブレーキ力を前記必要ブレーキ力から減算して前記第一のブレーキ力指令値を決定する手段であることを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
3. 　請求項１に記載の車両のブレーキ制御装置において、
   　前記必要ブレーキ力演算手段は前記必要ブレーキ力を、運転台または自動運転装置からの指令と車両重量とから決定することを特徴とした車両のブレーキ制御装置。
4. 　請求項１に記載の車両のブレーキ制御装置において、
   　前記第一のブレーキ手段は、電動機を発電動作させる回生ブレーキ手段であり、
   　前記ブレーキ力推定手段は前記第一のブレーキ手段が発生可能なブレーキ力を、電動機制御装置に印加される電圧から決定することを特徴とした車両のブレーキ制御装置。
5. 　請求項１に記載の車両のブレーキ制御装置において、
   　前記ブレーキ力推定手段は前記第一のブレーキ手段が発生可能なブレーキ力を、車輪とレールの粘着により決定することを特徴とした車両のブレーキ制御装置。
6. 　請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両のブレーキ制御装置において、
   　前記第一のブレーキ手段は、電動機を発電動作させる回生ブレーキ手段であり、
   　前記第二のブレーキ手段は、摩擦により運動エネルギーを熱エネルギーに変換する機械
   式ブレーキ手段であることを特徴とする車両のブレーキ制御装置。
7. 　第一のブレーキ力指令値に応じたブレーキ力を発生する第一のブレーキ手段と、第二のブレーキ力指令値に応じたブレーキ力を発生し、前記第一のブレーキ手段よりも応答性が低い第二のブレーキ手段と、自車両の必要ブレーキ力指令値を決定する必要ブレーキ力演算手段とを備えた複数の第一車両と、
   　第二のブレーキ力指令値に応じたブレーキ力を発生し、前記第一のブレーキ手段よりも応答性が低い第二のブレーキ手段と、自車両の必要ブレーキ力指令値を決定する必要ブレーキ力演算手段とを備えた複数の第二車両と、
   を備えた編成列車のブレーキ制御装置において、
   　前記第一車両に編成全体で必要なブレーキ力を分配する必要ブレーキ力分配手段と、
   　前記第一のブレーキ手段が発生可能なブレーキ力を推定するブレーキ力推定手段と、
   　前記第一車両及び前記第二車両に編成全体で必要な第二のブレーキ指令値を分配する第二のブレーキ力分配手段と、
   　前記第二のブレーキ手段が発生する実ブレーキ力を算出する実ブレーキ力算出手段と、
   　前記第一車両に編成全体で必要な第一のブレーキ指令値を分配する第一のブレーキ力分配手段と、
   　前記必要ブレーキ力指令値と前記ブレーキ力推定手段が決定するブレーキ力推定値から前記第二のブレーキ力指令値を決定し、前記必要ブレーキ力指令値と前記第二のブレーキ手段が発生する実ブレーキ力から第一のブレーキ力指令値を決定することを特徴とした編成列車のブレーキ制御装置。
8. 　請求項７に記載の編成列車のブレーキ制御装置において、
   　前記必要ブレーキ力分配手段は、複数の前記第一車両の各車両重量に応じて分配することを特徴とした編成列車のブレーキ制御装置。
9. 　請求項７に記載の編成列車のブレーキ制御装置において、
   　前記必要ブレーキ力分配手段は、複数の前記第一車両の各開放情報に応じて分配することを特徴とした編成列車のブレーキ制御装置。

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