WO2023170779A1 - 空転滑走判別装置、ブレーキ制御システム、および空転滑走判別方法 - Google Patents

Abstract

空転滑走判別装置（１３）は、軸速度決定部（５１）と、基準軸速度決定部（５２）と、判別部（５３）と、を備える。軸速度決定部（５１）は、車軸ごとに車輪の回転速度に応じて変化する軸速度を決定する。基準軸速度決定部（５２）は、軸速度および鉄道車両の走行時に変化する物理量に基づいて、車両における基準軸速度を決定する。判別部（５３）は、軸速度と基準軸速度との比較に基づいて、車輪の空転または滑走の有無を判別する。

Description

空転滑走判別装置、ブレーキ制御システム、および空転滑走判別方法

　本開示は、空転滑走判別装置、ブレーキ制御システム、および空転滑走判別方法に関する。

　鉄道車両の走行中に車輪とレールとの間の粘着力が低下すると、車輪の空転または滑走が生じることがある。車輪の空転または滑走が生じると、鉄道車両が目標加速度に応じた速度で走行することが困難となる。そこで、空転または滑走の有無を判別し、鉄道車両の加速または減速を緩やかにすることで車輪をレールに再粘着させることが好ましい。空転または滑走の有無を判別する装置の一例であるブレーキ制御システムが特許文献１に開示されている。

特開２００８－１４３３６５号公報

　特許文献１に開示されるブレーキ制御システムは、滑走が生じると軸速度が急激に低下する性質を利用して、滑走の有無を判別する。詳細には、このブレーキ制御システムは、各車両における４つの車軸の軸速度の最大値を該車両の基準軸速度とし、各軸速度と基準軸速度との差が閾値以上であれば、基準軸速度との差が閾値以上である車軸に取り付けられている車輪の滑走が生じていると判別する。

　１つの車両における４つの車軸全てにおいて、車軸に取り付けられている車輪の滑走が生じると、各軸速度が同様に急激に低下するため、基準軸速度も同様に急激に低下し、各軸速度と基準軸速度との差が増大しない。このため、特許文献１に開示されるブレーキ制御システムは、全ての車軸において、車軸に取り付けられている車輪の滑走が生じた際に滑走が生じていると判別することができない。滑走に限られず、１つの車両における４つの車軸全てにおいて、車軸に取り付けられている車輪の空転が生じているときも同様の課題が生じる。

　本開示は上述の事情に鑑みてなされたものであり、１つの車両の全ての車軸において車軸に取り付けられている車輪の空転または滑走が生じても、車輪の空転または滑走の有無を判別可能な空転滑走判別装置、ブレーキ制御システム、空転滑走判別方法を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本開示の空転滑走判別装置は、軸速度決定部と、基準軸速度決定部と、判別部と、を備える。軸速度決定部は、１つまたは複数の車両を備える鉄道車両における車両の複数の車軸について、車軸ごとに、車軸に取り付けられる車輪の回転速度に応じて変化する軸速度を決定する。基準軸速度決定部は、車両における車軸ごとの軸速度および鉄道車両の走行時に変化する物理量に基づいて、該車両における基準軸速度を決定する。判別部は、軸速度と基準軸速度との比較に基づいて、車輪の空転または滑走の有無を判別する。

　本開示に係る空転滑走判別装置は、軸速度および鉄道車両の走行時に変化する物理量に基づいて、基準軸速度を決定し、軸速度と基準軸速度との比較に基づいて、車両の車輪の空転または滑走の有無を判別する。このため、１つの車両の全ての車軸において、車軸に取り付けられている車輪の空転または滑走が生じても、車輪の空転または滑走の有無を判別することができる。

実施の形態１に係る空転滑走判別装置の鉄道車両への搭載例を示す図 実施の形態１に係るブレーキ制御装置のブロック図 実施の形態１に係る空転滑走判別装置のブロック図 実施の形態１に係るブレーキ制御装置および空転滑走判別装置のハードウェア構成を示す図 実施の形態１に係る空転滑走判別装置が行う滑走判別処理の一例を示すフローチャート 比較例における軸速度と基準軸速度の変化の一例を示す図 実施の形態１における軸速度と基準軸速度の変化の一例を示す図 実施の形態２に係る空転滑走判別装置の鉄道車両への搭載例を示す図 実施の形態２に係る空転滑走判別装置のブロック図 実施の形態２に係る空転滑走判別装置が行う滑走判別処理の一例を示すフローチャート 実施の形態３に係る空転滑走判別装置のブロック図 実施の形態３に係る基準軸速度決定部のブロック図 実施の形態４に係る空転滑走判別装置の鉄道車両への搭載例を示す図 実施の形態４に係る空転滑走判別装置のブロック図 実施の形態４に係る空転滑走判別装置が行う滑走判別処理の一例を示すフローチャート 実施の形態５に係る電力変換装置のブロック図 実施の形態５に係る空転滑走判別装置のブロック図 実施の形態５に係る基準軸速度決定部のブロック図 実施の形態５に係る空転滑走判別装置が行う空転滑走判別処理の一例を示すフローチャート 実施の形態５における軸速度と基準軸速度の変化の一例を示す図 実施の形態に係る基準軸速度決定部の第１変形例のブロック図 実施の形態に係る基準軸速度決定部の第２変形例のブロック図 実施の形態に係るブレーキ制御装置および空転滑走判別装置のハードウェア構成の変形例を示す図

　以下、本開示の実施の形態に係る空転滑走判別装置、ブレーキ制御システムおよび空転滑走判別方法について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

　（実施の形態１）
　鉄道車両の車輪とレールとの間の粘着力が低下することによって生じる車輪の空転または滑走を判別する空転滑走判別装置について、１つまたは複数の車両を備える鉄道車両に搭載される空転滑走判別装置を例にして実施の形態１で説明する。

　図１に示す鉄道車両１は、互いに連結されている車両１００および車両２００を備える。例えば、車両１００は、図示しない電動機が搭載される電動車であって、車両２００は、電動機が搭載されない付随車である。

　車両１００には、運転員の操作に応じて運転指令を出力する主幹制御器５、車両１００の荷重を検出する応荷重検出器１１、および車両１００の車輪の空転または滑走の有無を判別し、車両１００のブレーキ制御を行うブレーキ制御システム１０が設けられる。ブレーキ制御システム１０は、車両１００のブレーキ制御を行うブレーキ制御装置１２と、車両１００の車輪の空転または滑走の有無を判別する空転滑走判別装置１３と、を備える。

　車両１００の車体を支持する台車には、電動機および電動機から回転力を伝達されて回転する車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが設けられる。車軸１４ａの両端に車軸１４ａと一体に回転する車輪１５ａが取り付けられ、車軸１４ｂの両端に車軸１４ｂと一体に回転する車輪１５ｂが取り付けられ、車軸１４ｃの両端に車軸１４ｃと一体に回転する車輪１５ｃが取り付けられ、車軸１４ｄの両端に車軸１４ｄと一体に回転する車輪１５ｄが取り付けられる。

　車両１００には、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの回転速度をそれぞれ検出する速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが設けられる。車両１００にはさらに、機械ブレーキ装置として、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにそれぞれ接触することでブレーキ力を生じさせる制輪子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ、および制輪子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄに取り付けられ、ブレーキ制御装置１２から流体の供給を受けるブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが設けられる。鉄道車両１の走行時に回転する回転体である車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに摩擦材である制輪子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが押し付けられることで、車両１００が減速する。

　車両１００にはさらに、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに供給される流体を排出する滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが設けられる。

　車両２００には、車両２００の荷重を検出する応荷重検出器２１、および、車両２００の車輪の空転または滑走の有無を判別し、車両２００のブレーキ制御を行うブレーキ制御システム２０が設けられる。ブレーキ制御システム２０は、車両２００のブレーキ制御を行うブレーキ制御装置２２と、車両２００の車輪の空転または滑走の有無を判別する空転滑走判別装置２３と、を備える。

　車両２００の車体を支持する台車には、車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが設けられる。車軸２４ａの両端には車軸２４ａと一体に回転する車輪２５ａが取り付けられ、車軸２４ｂの両端には車軸２４ｂと一体に回転する車輪２５ｂが取り付けられ、車軸２４ｃの両端には車軸２４ｃと一体に回転する車輪２５ｃが取り付けられ、車軸２４ｄの両端には車軸２４ｄと一体に回転する車輪２５ｄが取り付けられる。

　車両２００には、車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの回転速度をそれぞれ検出する速度検出器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが設けられる。車両２００にはさらに、機械ブレーキ装置として、車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄにそれぞれ接触することでブレーキ力を生じさせる制輪子２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ、および制輪子２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに取り付けられ、ブレーキ制御装置２２から流体の供給を受けるブレーキシリンダ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが設けられる。鉄道車両１の走行時に回転する回転体である車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄに摩擦材である制輪子２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが押し付けられることで、車両２００が減速する。

　車両２００にはさらに、ブレーキシリンダ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに供給される流体を排出する滑走防止弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄが設けられる。

　図１において、空気管を太い実線で示し、車両１００，２００に設けられる各構成要素の間で送受信される電気信号の流れを実線の矢印で示す。後続の図においても同様である。

　図１において太い実線で示すように、図示しない流体源から供給され、ブレーキ制御装置１２で圧縮された流体は、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに供給される。流体は、例えば、空気である。

　ブレーキシリンダ１８ａの内部の流体の圧力に応じて、ブレーキシリンダ１８ａのピストンが摺動し、ピストンに取り付けられている制輪子１７ａが車輪１５ａに近づく方向または車輪１５ａから離れる方向に移動する。同様に、ブレーキシリンダ１８ｂの内部の流体の圧力に応じて、ブレーキシリンダ１８ｂのピストンが摺動し、ピストンに取り付けられている制輪子１７ｂが車輪１５ｂに近づく方向または車輪１５ｂから離れる方向に移動する。同様に、ブレーキシリンダ１８ｃの内部の流体の圧力に応じて、ブレーキシリンダ１８ｃのピストンが摺動し、ピストンに取り付けられている制輪子１７ｃが車輪１５ｂに近づく方向または車輪１５ｃから離れる方向に移動する。同様に、ブレーキシリンダ１８ｄの内部の流体の圧力に応じて、ブレーキシリンダ１８ｄのピストンが摺動し、ピストンに取り付けられている制輪子１７ｄが車輪１５ｄに近づく方向または車輪１５ｄから離れる方向に移動する。

　制輪子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄがそれぞれ車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに接触することで、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの回転が妨げられ、ブレーキ力が生じる。

　流体源から供給され、ブレーキ制御装置２２で圧縮された流体は、ブレーキシリンダ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに供給される。ブレーキシリンダ２８ａの内部の流体の圧力に応じて、ブレーキシリンダ２８ａのピストンが摺動し、ピストンに取り付けられている制輪子２７ａが車輪２５ａに近づく方向または車輪２５ａから離れる方向に移動する。同様に、ブレーキシリンダ２８ｂの内部の流体の圧力に応じて、ブレーキシリンダ２８ｂのピストンが摺動し、ピストンに取り付けられている制輪子２７ｂが車輪２５ｂに近づく方向または車輪２５ｂから離れる方向に移動する。同様に、ブレーキシリンダ２８ｃの内部の流体の圧力に応じて、ブレーキシリンダ２８ｃのピストンが摺動し、ピストンに取り付けられている制輪子２７ｃが車輪２５ｂに近づく方向または車輪２５ｃから離れる方向に移動する。同様に、ブレーキシリンダ２８ｄの内部の流体の圧力に応じて、ブレーキシリンダ２８ｄのピストンが摺動し、ピストンに取り付けられている制輪子２７ｄが車輪２５ｄに近づく方向または車輪２５ｄから離れる方向に移動する。

　制輪子２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄがそれぞれ車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄに接触することで、車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの回転が妨げられ、ブレーキ力が生じる。

　主幹制御器５は、例えば運転台に設けられ、運転員の操作に応じて運転指令をブレーキ制御装置１２，２２および空転滑走判別装置１３，２３に出力する。運転指令は、鉄道車両１の加速を指示する力行指令、鉄道車両１の減速を指示するブレーキ指令、および鉄道車両１の惰行運転を指示する惰行指令のいずれかを含む。

　応荷重検出器１１は、車両１００の車体を支持する台車に取り付けられる空気ばねの圧力の変化から、車両１００の荷重を検出し、検出した車両１００の荷重をブレーキ制御装置１２に送る。同様に、応荷重検出器２１は、車両２００の車体を支持する台車に取り付けられる空気ばねの圧力の変化から、車両２００の荷重を検出し、検出した車両２００の荷重をブレーキ制御装置２２に送る。

　ブレーキ制御装置１２，２２の構成は同じであるため、ブレーキ制御装置１２について図２を用いて説明する。ブレーキ制御装置１２は、車両１００のブレーキ力の目標値である目標ブレーキ力を決定する目標ブレーキ力決定部４１と、目標ブレーキ力に応じてブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの内部の流体の圧力の目標値である目標圧を決定する目標圧決定部４２と、を備える。ブレーキ制御装置１２はさらに、目標圧に応じて流体源８１から供給される流体を圧縮し、圧縮した空気を、滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを介してブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに供給する出力部４３と、を備える。

　ブレーキ制御装置１２はさらに、出力部４３が出力する流体の圧力の値を測定する圧力センサ４４と、空転滑走判別装置１３の判別結果に応じて、滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの開度を調節する再粘着制御部４７と、を備える。

　目標ブレーキ力決定部４１は、主幹制御器５から取得した運転指令にブレーキ指令が含まれる場合、ブレーキ指令が示す目標減速度および応荷重検出器１１から取得した車両１００の荷重に応じて、目標ブレーキ力を決定する。詳細には、目標ブレーキ力決定部４１は、目標減速度に車両１００の荷重を乗算することで得られる値を目標ブレーキ力として、目標圧決定部４２に出力する。

　目標圧決定部４２は、制輪子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄと車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとの接触面の摩擦係数および目標ブレーキ力から、制輪子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにそれぞれ押し付ける力の目標値である目標押付力を決定する。目標圧決定部４２は、制輪子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄと車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとの接触面の摩擦係数についての情報を予め保持しているものとする。目標圧決定部４２は、目標押付力を得るためのブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの内部の流体の圧力の目標値である目標圧を決定する。

　詳細には、目標圧決定部４２は、目標押付力をブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが有するピストンの摺動方向に直交する面の面積値で除算することで得られる値を目標圧として用いる。目標圧決定部４２は、上記演算によって得られた目標圧を、圧力センサ４４の測定値に基づいて調節するフィードバック制御を行う。目標圧決定部４２は、調整した目標圧を出力部４３に送る。

　出力部４３は、目標圧に応じて、流体源８１から供給される流体の圧力を調節し、出力する電空変換弁４５と、電空変換弁４５の出力に応じて流体源８１から供給される流体を圧縮し、圧縮した流体を出力する中継弁４６と、を備える。電空変換弁４５は、目標圧決定部４２から送られた電気信号が示す目標圧に応じて、流体源８１から供給される流体の圧力を調節し、圧力を調節した流体を中継弁４６に出力する。中継弁４６は、電空変換弁４５が出力する流体の圧力を指令圧として、流体源８１から供給される流体を圧縮し、圧縮した流体を、滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを介してブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに供給する。

　再粘着制御部４７は、空転滑走判別装置１３の判別結果に応じて、滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの開度を調節する。詳細には、再粘着制御部４７は、空転滑走判別装置１３において滑走が生じていると判別された車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに対応する滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを開く。例えば、空転滑走判別装置１３において車輪１５ａの滑走が生じていると判別されると、再粘着制御部４７は、車輪１５ａの回転を妨げる制輪子１７ａが取り付けられているブレーキシリンダ１８ａの内部の流体を排出する滑走防止弁１９ａを開く。滑走防止弁１９ａが開かれることで、ブレーキシリンダ１８ａの内部の流体が排出され、ブレーキシリンダ１８ａの内部の流体の圧力が減少する。この結果、車輪１５ａに生じるブレーキ力が低減し、車輪１５ａがレールに再粘着する。

　空転滑走判別装置１３，２３の構成は同様であるため、滑走の有無を判別する空転滑走判別装置１３について図３を用いて説明する。空転滑走判別装置１３は、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄごとに軸速度を決定する軸速度決定部５１と、基準軸速度を決定する基準軸速度決定部５２と、軸速度と基準軸速度との比較に基づいて、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの滑走の有無を判別する判別部５３と、を備える。

　軸速度決定部５１は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのそれぞれの両端に取り付けられる車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの回転速度に応じて変化する軸速度を決定する。実施の形態１において、軸速度として、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの周速度が用いられる。

　詳細には、軸速度決定部５１は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにそれぞれ隣接した位置に設けられる速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄから車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転速度の測定値を取得する。

　速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄはそれぞれ、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転速度を検出する速度発電機を有する。各速度発電機は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転速度に比例して周波数が変化するセンサ信号を出力する。速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、速度発電機が出力するセンサ信号から車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転速度を決定し、決定した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転速度を空転滑走判別装置１３が備える軸速度決定部５１に出力する。

　車軸１４ａと車軸１４ａに取り付けられる車輪１５ａは一体に回転するため、速度検出器１６ａから取得した車軸１４ａの回転速度は、車輪１５ａの回転速度に一致するとみなせる。同様に、車軸１４ｂと車軸１４ｂに取り付けられる車輪１５ｂは一体に回転するため、速度検出器１６ｂから取得した車軸１４ｂの回転速度は、車輪１５ｂの回転速度に一致するとみなせる。同様に、車軸１４ｃと車軸１４ｃに取り付けられる車輪１５ｃは一体に回転するため、速度検出器１６ｃから取得した車軸１４ｃの回転速度は、車輪１５ｃの回転速度に一致するとみなせる。同様に、車軸１４ｄと車軸１４ｄに取り付けられる車輪１５ｄは一体に回転するため、速度検出器１６ｄから取得した車軸１４ｄの回転速度は、車輪１５ｄの回転速度に一致するとみなせる。

　軸速度決定部５１は、速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄから取得した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転速度から車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの周速度を求め、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの周速度をそれぞれ、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度として基準軸速度決定部５２および判別部５３に出力する。

　基準軸速度決定部５２は、軸速度および鉄道車両１の走行時に変化する物理量に基づいて、基準軸速度を決定する。鉄道車両１の走行時に変化する物理量は、車両１００における空転または滑走時に車両１００の軸速度とは異なる変化をする物理量である。例えば、基準軸速度決定部５２は、鉄道車両１の走行時に変化する物理量として、他の車両２００の軸速度、すなわち、車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの軸速度を用いる。

　具体的には、基準軸速度決定部５２は、軸速度決定部５１から取得した軸速度および空転滑走判別装置２３が有する基準軸速度決定部から取得した基準軸速度の内、最大値を基準軸速度として判別部５３および空転滑走判別装置２３に出力する。空転滑走判別装置１３の滑走判別処理の開始直後は、基準軸速度決定部５２は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度の最大値を判別部５３および空転滑走判別装置２３に出力する。

　判別部５３は、軸速度決定部５１から取得した各軸速度と基準軸速度との比較に基づいて、車輪の滑走を判別する。詳細には、判別部５３は、軸速度決定部５１から取得した各軸速度と基準軸速度との速度差を算出し、各速度差が第１閾値以上であるか否かを判別する。各速度差は、各軸速度と基準軸速度との差分の絶対値を示す。第１閾値は、例えば鉄道車両１の試験走行またはシミュレーションによって、滑走時に生じ得る軸速度と基準軸速度との差に応じて定められる。いずれかの速度差が第１閾値以上となると、軸速度が基準軸速度より十分に遅く、滑走が生じているとみなすことができる。各速度差が第１閾値未満であれば、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのいずれにおいても滑走が生じていないとみなすことができる。

　判別部５３は、上述の判別結果をブレーキ制御装置１２に送る。例えば、判別部５３は、基準軸速度との速度差が第１閾値以上となる軸速度に対応する車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄについての情報をブレーキ制御装置１２に送る。

　上記構成を有するブレーキ制御装置１２，２２の制御部分および空転滑走判別装置１３，２３のハードウェア構成を図４に示す。ブレーキ制御装置１２，２２および空転滑走判別装置１３，２３は、プロセッサ９１と、メモリ９２と、インターフェース９３と、を備える。プロセッサ９１、メモリ９２、およびインターフェース９３は互いにバス９０で接続されている。ブレーキ制御装置１２，２２および空転滑走判別装置１３，２３の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１が、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、上述の各部の機能が実現される。すなわち、メモリ９２には、ブレーキ制御装置１２，２２および空転滑走判別装置１３，２３の各部の処理を実行するためのプログラムが格納される。

　メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等を含む。

　ブレーキ制御装置１２は、インターフェース９３を介して、主幹制御器５、応荷重検出器１１、空転滑走判別装置１３、および滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに接続される。ブレーキ制御装置２２は、インターフェース９３を介して、主幹制御器５、応荷重検出器２１、空転滑走判別装置２３、および滑走防止弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄに接続される。空転滑走判別装置１３は、インターフェース９３を介して、主幹制御器５、空転滑走判別装置２３、および速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに接続される。空転滑走判別装置２３は、インターフェース９３を介して、主幹制御器５、空転滑走判別装置１３、および速度検出器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄに接続される。インターフェース９３は、接続先に応じて、１つまたは複数の規格に準拠したインターフェースモジュールを有する。

　上記構成を有する空転滑走判別装置１３，２３が行う滑走判別処理は同様であるため、空転滑走判別装置１３が行う滑走判別処理について図５を用いて説明する。空転滑走判別装置１３は、主幹制御器５から運転指令を取得すると、図５に示す処理を開始する。取得した運転指令がブレーキ指令を含まない場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ１１の処理が繰り返される。

　運転指令がブレーキ指令を含む場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、軸速度決定部５１は、速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの測定値から、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのそれぞれについて軸速度を決定する（ステップＳ１２）。基準軸速度決定部５２は、ステップＳ１２で決定された各軸速度および空転滑走判別装置２３から取得した基準軸速度の内、最大値を基準軸速度と決定する（ステップＳ１３）。

　判別部５３は、ステップＳ１２で決定された各軸速度とステップＳ１３で決定された基準軸速度との速度差を算出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で算出された速度差がいずれも第１閾値未満であれば（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ１１から上述の処理が繰り返される。

　ステップＳ１４で算出された速度差の少なくともいずれかが第１閾値以上であれば（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、判別部５３は基準軸速度との速度差が第１閾値以上となる軸速度に対応する車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄについての情報、換言すれば、滑走が生じている車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが取り付けられている車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを示す情報をブレーキ制御装置１２に出力する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の処理が終了すると、ステップＳ１１から上述の処理が繰り返される。

　１つの車両における軸速度のみに基づく基準軸速度を用い、各軸速度と基準軸速度との速度差が閾値以上であるか否かに基づいて車輪の滑走の有無を判別する比較例における基準軸速度と軸速度との変化例を図６に示す。図６において、軸速度の変化を実線で示し、基準軸速度の変化を点線で示す。図６において、横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。ブレーキ制御が開始される時刻をＴ１とする。時刻Ｔ１以降、軸速度および基準軸速度は目標減速度に従って一定の割合で減少する。

　１つの車両の全ての車輪において滑走が生じる時刻をＴ２とする。時刻Ｔ２において、各軸速度が大きく減少し始める。上述のように、比較例においては、基準軸速度は１つの車両における軸速度のみに基づくため、全ての車輪において滑走が生じると、基準軸速度は、各軸速度と同様に、急激に低下する。このため、基準軸速度と軸速度との速度差が増大せず、比較例においては、全ての車輪において滑走が生じても、誤って滑走が生じていないと判別してしまう。

　車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じ、車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄのいずれにおいても滑走が生じていない場合を例にして、車両１００における軸速度と基準軸速度の変化を図７に示す。図７において、軸速度の変化を実線で示し、基準軸速度の変化を点線で示す。図７において、横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。ブレーキ制御が開始される時刻をＴ１とする。時刻Ｔ１において主幹制御器５が制御されることで、主幹制御器５は、ブレーキ指令を含む運転指令を空転滑走判別装置１３，２３に送る。時刻Ｔ１以降、軸速度および基準軸速度は目標減速度に従って一定の割合で減少する。

　車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じる時刻をＴ２とする。時刻Ｔ２において、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの全ての軸速度が大きく減少し始める。時刻Ｔ２以降も、車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄにおいては滑走が生じていないため、空転滑走判別装置１３が空転滑走判別装置２３から取得する基準軸速度は、目標減速度に従って一定の割合で減少する。このため、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの全ての軸速度が大きく減少しても、空転滑走判別装置１３が備える基準軸速度決定部５２が出力する基準軸速度は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度のように大きく減少することなく、一定の割合で減少する。

　例えば、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度との速度差が第１閾値に到達する時刻をＴ３とする。時刻Ｔ３において、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度との速度差が第１閾値以上となるため、空転滑走判別装置１３が備える判別部５３は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにそれぞれ取り付けられている車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄで滑走が生じていることを示す判別結果をブレーキ制御装置１２に送る。

　ブレーキ制御装置１２は、空転滑走判別装置１３から上述の判別結果を取得すると、滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを開いて、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの内部の流体を排出する。この結果、ブレーキシリンダ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの内部の流体の圧力が減少し、制輪子１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに押し付ける力である押付力が減少する。押付力が減少する、換言すれば、ブレーキが緩められると、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度との速度差が減少し始める。その後、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度との速度差が０となり、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄはレールに再粘着する時刻をＴ４とする。

　以上説明した通り、実施の形態１に係る空転滑走判別装置１３は、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度および他の車両２００の車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの軸速度に基づく基準軸速度に基づいて基準軸速度を決定する。このため、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに取り付けられる車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じても、基準軸速度は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４各軸速度のように急激に減少することがないため、各軸速度と基準軸速度との速度差に基づいて、滑走の有無を判別することが可能となる。同様に、空転滑走判別装置２３は、車両２００の車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに取り付けられる車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの全てにおいて滑走が生じても、滑走の有無を判別することが可能となる。

　（実施の形態２）
　基準軸速度の決定方法は、軸速度および鉄道車両の走行時に変化する物理量に基づいて決定する方法であれば、上述の例に限られない。実施の形態１とは異なる方法で基準軸速度を決定する空転滑走判別装置について実施の形態１と異なる点を中心に実施の形態２で説明する。

　図８に示す鉄道車両２は、車両１００を備える。車両１００には、車両１００の車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの滑走の有無を判別する空転滑走判別装置３１、および車両１００の加速度を検出する加速度検出器８２が設けられている。

　加速度検出器８２は、車両１００の加速度を測定し、測定値を示すデータを空転滑走判別装置３１に送る。車両１００が加速中のときは、測定値は正数であり、車両１００が減速中のときは、測定値は負数である。

　図９に示す空転滑走判別装置３１は、加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度の測定値から車両１００の速度を決定する車両速度決定部５４と、軸速度決定部５１が決定した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と鉄道車両２の速度に基づいて、基準軸速度を決定する基準軸速度決定部５５と、を備える。上記構成を有する空転滑走判別装置３１のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である。

　車両速度決定部５４は、主幹制御器５から運転指令を取得すると、加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度の測定値を積分することを繰り返し、積分値を車両１００の速度として基準軸速度決定部５５に出力する。車両１００の速度は、車両１００を備える鉄道車両２の速度に一致するとみなすことができる。

　基準軸速度決定部５５は、軸速度決定部５１が決定した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と車両速度決定部５４が決定した車両１００の速度に基づいて、基準軸速度を決定する。詳細には、基準軸速度決定部５５は、軸速度決定部５１が決定した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と車両速度決定部５４が決定した車両１００の速度の内、最大値を基準軸速度として判別部５３に出力する。

　上記構成を有する空転滑走判別装置３１が行う滑走判別処理について図１０を用いて説明する。空転滑走判別装置３１は、主幹制御器５から運転指令を取得すると、図１０に示す処理を開始する。車両速度決定部５４は、加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度の測定値から車両１００の速度を決定する（ステップＳ２１）。ステップＳ１１，１２の処理は、図５に示す空転滑走判別装置１３，２３が行う処理と同様である。図１０に示すように、取得した運転指令がブレーキ指令を含まない場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ２１から上述の処理が繰り返される。

　ステップＳ１２の処理の後、基準軸速度決定部５５は、ステップＳ１２で決定された各軸速度およびステップＳ２１で決定された車両１００の速度の内、最大値を基準軸速度として決定する（ステップＳ２２）。後続のステップＳ１４からＳ１６の処理は、図５に示す空転滑走判別装置１３，２３が行う処理と同様である。

　車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じても、車両１００の速度は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度のように急激に減少することはない。例えば、鉄道車両２が平坦な区間を走行していて、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じると、鉄道車両２の速度は徐々に減少するため、基準軸速度決定部５５が出力する基準軸速度は徐々に減少する。このため、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度とを比較することで、滑走を判別することが可能となる。

　以上説明した通り、実施の形態２に係る空転滑走判別装置３１は、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度および車両１００の速度に基づいて基準軸速度を決定する。このため、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに取り付けられる車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じても、基準軸速度は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度のように急激に減少することがないため、各軸速度と基準軸速度との速度差に基づいて、滑走の有無を判別することが可能となる。

　（実施の形態３）
　基準軸速度の決定方法は、軸速度および鉄道車両の走行時に変化する物理量に基づいて決定する方法であれば、上述の例に限られない。実施の形態１，２とは異なる方法で基準軸速度を決定する空転滑走判別装置について実施の形態１，２と異なる点を中心に実施の形態３で説明する。

　図１１に示す実施の形態３に係る空転滑走判別装置３２は、実施の形態２に係る空転滑走判別装置３１と同様に車両１００に搭載される。空転滑走判別装置３２は、軸速度決定部５１が決定した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と鉄道車両１の加速度に基づいて、基準軸速度を決定する基準軸速度決定部５６を備える。上記構成を有する空転滑走判別装置３２のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である。

　基準軸速度決定部５６は、基準軸速度の変化率を目標範囲内に維持しながら基準軸速度を決定する。詳細には、基準軸速度決定部５６は、基準軸速度の変化率を鉄道車両１の加速度に応じた目標範囲内に維持しながら基準軸速度を決定する。車両１００の加速度は、鉄道車両２の加速度とみなすことができるため、基準軸速度決定部５６は、基準軸速度の変化率を加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度の測定値に応じた目標範囲内に維持しながら基準軸速度を決定する。

　図１２に示すように、基準軸速度決定部５６は、軸速度の最大値を出力する最大値出力部７０と、加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度を演算周期ごとの車両１００の速度の変化量に換算する加速度換算部７１と、を備える。演算周期は、基準軸速度決定部５６が基準軸速度の決定処理を繰り返す間隔であって、基準軸速度の決定処理に要する時間に応じて定められ、例えば１秒である。

　基準軸速度決定部５６は、直前の基準軸速度に加速度換算部７１の出力値を加算する加算器７２と、最大値出力部７０の出力値および加算器７２の出力値の内、最大値を出力する最大値出力部７３と、を備える。

　最大値出力部７０は、軸速度決定部５１から取得した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度の内、最大値を最大値出力部７３に出力する。

　加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度の測定値が１秒間あたりの鉄道車両１の速度変化（単位：ｋｍ／ｈ／ｓ）を示し、基準軸速度決定部５６の演算周期が１秒であれば、加速度換算部７１は、加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度の測定値を演算周期での車両１００の速度の変化量（単位：ｋｍ／ｈ）として加算器７２に出力する。

　加算器７２は、最大値出力部７３が出力する直前の基準軸速度（単位：ｋｍ／ｈ）に加速度換算部７１の出力値（単位：ｋｍ／ｈ）を加算する。加算器７２の出力値は、滑走が生じていないときに車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度が取り得る値に相当する。

　最大値出力部７３は、最大値出力部７０の出力値および加算器７２の出力値の内、最大値を出力する。車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに取り付けられる車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じると、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度は同様に急激に減少する。この結果、最大値出力部７０の出力値は急激に減少し、加算器７２の出力値に比べて小さくなる。このため、最大値出力部７３は、加算器７２の出力値を基準軸速度として判別部５３に出力する。

　車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じても、基準軸速度決定部５６が出力する基準軸速度は、滑走が生じていないときに車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度が取り得る値に相当するため、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度と基準軸速度との速度差に基づいて判別部５３で滑走の有無を判別することが可能となる。

　以上説明した通り、実施の形態３に係る空転滑走判別装置３２は、基準軸速度の変化率を目標範囲内、具体的には、車両１００の加速度に応じた目標範囲内に維持しながら基準軸速度を変化させる。このため、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに取り付けられる車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走が生じても、基準軸速度は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４各軸速度のように急激に減少することがないため、各軸速度と基準軸速度との速度差に基づいて、滑走の有無を判別することが可能となる。

　（実施の形態４）
　滑走または滑走の有無を判別する際に、軸速度と基準軸速度との比較に加え、鉄道車両の加速度に基づいて、車両の空転または滑走の有無を判別してもよい。実施の形態１－３とは異なる方法で滑走の有無を判別する空転滑走判別装置について実施の形態１と異なる点を中心に実施の形態４で説明する。

　図１３に示す車両１００には、空転滑走判別装置３３が設けられ、車両２００には空転滑走判別装置３４が設けられる。車両１００には加速度検出器８２が設けられる。加速度検出器８２は、車両１００の加速度の測定値を示すデータを空転滑走判別装置３３，３４に送る。車両１００の加速度は、車両１００，２００を備える鉄道車両１の加速度とみなすことができる。

　空転滑走判別装置３３，３４の構成は同じであるため、空転滑走判別装置３３の構成について以下に説明する。図１４に示す空転滑走判別装置３３は、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの周加速度である軸加速度を決定する軸加速度決定部５７と、各軸加速度と鉄道車両１の加速度との加速度差を決定する加速度差算出部５８と、各軸速度と基準軸速度との比較、または各軸加速度と鉄道車両１の加速度との比較に基づいて、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにおける滑走の有無を判別する判別部５９と、を備える。上記構成を有する空転滑走判別装置３３，３４のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である。

　軸加速度決定部５７は、軸速度決定部５１から取得した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度の単位時間での変化量から、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸加速度（単位：ｋｍ／ｈ／ｓ）を決定し、加速度差算出部５８に出力する。

　加速度差算出部５８は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸加速度と加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度の測定値との加速度差を算出し、判別部５９に出力する。各加速度差は、各軸加速度と車両１００の加速度の測定値との差分の絶対値を示す。

　判別部５９は、各軸速度と基準軸速度との速度差または各加速度差から滑走の有無を判別する。各軸速度と基準軸速度との速度差に基づく判別は、実施の形態１と同様である。詳細には、判別部５９は、実施の形態１と同様に、各軸速度と基準軸速度との速度差が第１閾値以上であるか否かを判別する。速度差が第１閾値以上となると、軸速度が基準軸速度より十分に遅く、滑滑走が生じているとみなすことができる。

　各加速度差に基づく滑走の有無の判別について説明する。判別部５９は、加速度差算出部５８から取得した各加速度差が第２閾値以上であるか否かを判別する。第２閾値は、例えば鉄道車両１の試験走行またはシミュレーションによって、滑走時に生じ得る軸加速度と鉄道車両１の加速度との差に応じて定められる。加速度差が第２閾値以上となると、軸加速度が車両１００の加速度より十分に遅く、滑走が生じているとみなすことができる。

　上記構成を有する空転滑走判別装置３３，３４が行う滑走判別処理は同様であるため、空転滑走判別装置３３が行う滑走判別処理について図１５を用いて説明する。空転滑走判別装置３３は、主幹制御器５から運転指令を取得すると、図１５に示す処理を開始する。ステップＳ１１，Ｓ１２は、図５に示す実施の形態１に係る空転滑走判別装置１３が行う処理と同様である。

　軸加速度決定部５７は、ステップＳ１２で決定された軸速度から軸加速度を決定する（ステップＳ３１）。加速度差算出部５８は、ステップＳ３１で決定された各軸加速度と加速度検出器８２から取得した車両１００の加速度の測定値から加速度差を算出する（ステップＳ３２）。判別部５９は、ステップＳ３２で求められた加速度差が第２閾値以上であるか否かを判別する。

　ステップＳ３２で算出された加速度差の少なくともいずれかが第２閾値以上であれば（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、判別部５９は、車両１００の加速度との加速度差が第２閾値以上となる軸加速度に対応する車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄについての情報、換言すれば、滑走が生じている車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが取り付けられている車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを示す情報をブレーキ制御装置１２に出力する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４の処理が完了すると、ステップＳ１１から上述の処理が繰り返される。

　ステップＳ３２で算出された加速度差がいずれも第２閾値未満であれば（ステップＳ３３；Ｎｏ）、ステップＳ３４の処理は行われず、ステップＳ１１から上述の処理が繰り返される。

　上述のステップＳ３１からＳ３４までの処理と並列に、ステップＳ１３からＳ１６の処理が行われる。ステップＳ１３からＳ１６までの処理は、図５に示す実施の形態１に係る空転滑走判別装置１３が行う処理と同様である。

　以上説明した通り、実施の形態４に係る空転滑走判別装置３３は、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と車両２００の車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの軸速度に基づく基準軸速度との比較に加えて、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸加速度と車両１００の加速度との比較に基づいて、滑走の有無を判別する。

　空転滑走判別装置３３は、加速度差が第２閾値以上であるとき、または、速度差が第１閾値以上であるときに、滑走が生じていると判別することができる。このため、実施の形態１－３に比べて、より速く、精度よく、滑走の有無を判別することができる。

　（実施の形態５）
　上述の空転滑走判別装置は、滑走の有無だけでなく、空転の有無を判別することができる。空転および滑走の有無を判別する空転滑走判別装置について、実施の形態１と異なる点を中心に実施の形態５で説明する。

　車両１００は、鉄道車両１の駆動装置として、図１６に示す電力変換装置８３と、電力変換装置８３から電力の供給を受けて駆動されると鉄道車両１の推進力を生じさせる電動機８７と、空転および滑走の有無を判別する空転滑走判別装置３５と、を備える。

　電力変換装置８３は、例えば、直流き電方式の鉄道車両１に搭載され、図示しない電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換して負荷機器に供給する直流－三相変換装置である。電力変換装置８３は、電源に接続される入力端子８３ａと、接地される入力端子８３ｂと、を備える。電力変換装置８３はさらに、電源から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を電動機８７に供給する電力変換回路８４と、電力変換回路８４が出力する相電流を測定する電流検出回路８５と、電力変換回路８４を制御する電力変換回路制御部８６と、を備える。電力変換装置８３はさらに、入力端子８３ａ，８３ｂの間に直列に接続されて設けられているリアクトルＬ１およびコンデンサＣ１を備える。上記構成を有する電力変換装置８３は、電動車である車両１００の車体の床下に取り付けられる。

　入力端子８３ａは、図示しない接触器、遮断器等を介して、電源、具体的には、変電所から電力供給線を介して供給される電力を取得する集電装置に電気的に接続される。例えば、集電装置は、電力供給線の一例である架線を介して電力を取得するパンタグラフ、または、電力供給線の一例である第三軌条を介して電力を取得する集電靴等である。入力端子８３ｂは、図示しない接地リング、接地ブラシ、車輪等を介して接地される。

　電力変換回路８４は、例えば、出力される交流電力の実効電圧と周波数とが可変であるインバータで形成される。電力変換回路８４は、複数のスイッチング素子を有し、各スイッチング素子のスイッチング動作は、電力変換回路制御部８６によって制御される。各スイッチング素子は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）で形成される。

　電流検出回路８５は、電力変換回路８４と電動機８７とを電気的に接続するバスバーに取り付けられるＣＴ（Current Transformer：変流器）を有し、電力変換回路８４が出力する相電流、具体的には、Ｕ相電流、Ｖ相電流、およびＷ相電流の値を測定する。電流検出回路８５は、各相電流の測定値を電力変換回路制御部８６に送る。

　電力変換回路制御部８６は、主幹制御器５から運転指令を取得する。電力変換回路制御部８６は、運転指令および空転滑走判別装置３５の判別結果に応じて電力変換回路８４の各スイッチング素子を制御する電力変換制御信号を生成し、電力変換回路８４に出力する。電力変換制御信号は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号である。

　リアクトルＬ１の一端は、入力端子８３ａに接続される。リアクトルＬ１の他端は、電力変換回路８４の一次端子に接続される。コンデンサＣ１の一端は、リアクトルＬ１の他端と電力変換回路８４の一次端子との接続点に接続される。コンデンサＣ１の他端は、入力端子８３ｂと電力変換回路８４の一次端子との接続点に接続される。リアクトルＬ１およびコンデンサＣ１は、電力変換回路８４のスイッチング動作によって生じる高調波成分を減衰させるＬＣフィルタを形成する。

　電動機８７は、車両１００の車体を支持する台車に取り付けられる。電動機８７が電力変換装置８３から電力の供給を受けて動作すると、電動機８７のシャフトが回転し、シャフトの回転力が継手および歯車装置を介して、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに伝達される。詳細には、車両１００の車体を支持する２つの台車に２つずつ電動機８７が設けられ、一方の台車の各電動機８７のシャフトの回転力が車軸１４ａ，１４ｂに伝達され、他方の台車の各電動機８７のシャフトの回転力が車軸１４ｃ，１４ｄに伝達される。車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転にともなって、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの両端に取り付けられる車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが回転し、鉄道車両１の推進力が得られる。

　図１７に示す空転滑走判別装置３５は、車両２００に設けられる空転滑走判別装置３６から基準軸速度を取得する。空転滑走判別装置３５，３６の構成は同様であるため、空転または滑走の有無を判別する空転滑走判別装置３５について説明する。空転滑走判別装置３５は、運転指令に応じて、軸速度決定部５１で決定された各軸速度と空転滑走判別装置３６から取得した基準軸速度に基づいて、基準軸速度を決定する基準軸速度決定部６０と、各軸速度と基準軸速度との比較に基づいて、空転および滑走の有無を判別する判別部６１と、を備える。上記構成を有する空転滑走判別装置３５，３６のハードウェア構成は、実施の形態１と同様である。

　図１８に示す基準軸速度決定部６０は、軸速度の最大値を出力する最大値出力部７０と、軸速度の最小値を出力する最小値出力部７４と、運転指令に応じて最大値出力部７０または最小値出力部７４の出力値を出力する切替部７５と、を備える。

　最大値出力部７０は、軸速度決定部５１から取得した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度の最大値を切替部７５に出力する。

　最小値出力部７４は、軸速度決定部５１から取得した車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度の最小値を切替部７５に出力する。

　切替部７５は、主幹制御器５から取得した運転指令がブレーキ指令を含む場合、最大値出力部７０の出力値を基準軸速度として判別部６１および空転滑走判別装置３６に出力する。切替部７５は、運転指令がブレーキ指令を含まない場合、換言すれば、運転指令が力行指令または惰行指令を含む場合、最小値出力部７４の出力値を基準軸速度として判別部６１および空転滑走判別装置３６に出力する。

　判別部６１は、運転指令がブレーキ指令を含む場合、軸速度決定部５１から取得した各軸速度と基準軸速度決定部６０から取得した基準軸速度との速度差を算出し、各速度差が第１閾値以上であるか否かを判別する。各速度差は、各軸速度と基準軸速度との差分の絶対値を示す。いずれかの速度差が第１閾値以上となると、軸速度が基準軸速度より十分に遅く、滑走が生じているとみなすことができる。各速度差が第１閾値未満であれば、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのいずれにおいても滑走が生じていないとみなすことができる。判別部６１は、上述の判別結果をブレーキ制御装置１２に送る。

　判別部６１は、運転指令がブレーキ指令を含まない場合、軸速度決定部５１から取得した各軸速度と基準軸速度決定部６０から取得した基準軸速度との速度差を算出し、各速度差が第３閾値以上であるか否かを判別する。各速度差は、各軸速度と基準軸速度との差分の絶対値を示す。第３閾値は、例えば鉄道車両１の試験走行またはシミュレーションによって、空転時に生じ得る軸速度と基準軸速度との差に応じて定められる。いずれかの速度差が第３閾値以上となると、軸速度が基準軸速度より十分に速く、空転が生じているとみなすことができる。各速度差が第３閾値未満であれば、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのいずれにおいても空転が生じていないとみなすことができる。

　判別部６１は、上述の判別結果を電力変換回路制御部８６に送る。例えば、判別部６１は、いずれかの速度差が第３閾値以上となると、空転が生じている旨の通知を電力変換回路制御部８６に送る。

　上記構成を有する図１６に示す電力変換装置８３の電力変換処理について以下に説明する。運転指令が力行指令を含む場合、電力変換装置８３は、電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を電動機８７に供給する。電動機８７は、三相交流電力の供給を受けて駆動され、鉄道車両１の推進力を生じさせる。

　詳細には、運転指令が力行指令を含む場合、電力変換回路制御部８６は、力行指令が示す鉄道車両１の加速度の目標値である目標加速度および図示しない速度検出器から取得した電動機８７の回転数の測定値に応じて、電動機８７のトルクの目標値であるトルク指令値τ＊を決定する。電力変換回路制御部８６は、トルク指令値τ＊に応じて励磁電流指令値ｉｄ＊およびトルク電流指令値ｉｑ＊を決定する。電力変換回路制御部８６は、電流検出回路８５から取得した相電流の測定値を、電動機８７の回転数の測定値から推定される推定位置θに基づいて三相座標からｄｑ回転座標に変換することで、励磁電流値ｉｄおよびトルク電流値ｉｑを決定する。

　電力変換回路制御部８６は、励磁電流値ｉｄと励磁電流指令値ｉｄ＊との差分から励磁電圧指令値Ｖｄ＊を決定し、トルク電流値ｉｑとトルク電流指令値ｉｑ＊との差分からトルク電圧指令値Ｖｑ＊を決定する。電力変換回路制御部８６は、励磁電圧指令値Ｖｄ＊およびトルク電圧指令値Ｖｑ＊を推定位置θに基づいてｄｑ回転座標から三相座標に変換してＵ相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊、およびＷ相電圧指令値Ｖｗ＊を決定する。そして、電力変換回路制御部８６は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊、およびＷ相電圧指令値Ｖｗ＊のそれぞれと搬送波とに応じて電力変換回路８４が有する各スイッチング素子のスイッチング動作を制御する電力変換制御信号を生成し、出力する。

　電力変換回路制御部８６は、空転滑走判別装置３５から空転が生じている旨の通知を受けると、トルク指令値τ＊を、上述のように力行指令が示す鉄道車両１の目標加速度および電動機８７の回転数の測定値に応じて決定された値より小さい値に設定する。電力変換回路制御部８６は、より小さい値に設定されたトルク指令値τ＊に基づいて上述の処理を行って、電力変換制御信号を生成する。

　電力変換制御信号が電力変換回路８４の各スイッチング素子のゲート信号に供給されると、各スイッチング素子がスイッチング動作を行う。この結果、電力変換回路８４は、直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を電動機８７に供給する。

　運転指令がブレーキ指令を含む場合、発電機として動作する電動機８７は、三相交流電力を電力変換装置８３に供給する。電力変換装置８３は、電動機８７から供給される三相交流電力を直流電力に変換し、集電装置および電力供給線を介して、電力変換装置８３が搭載されている鉄道車両１の近隣を走行している他の鉄道車両に直流電力を供給する。電動機８７で生じた三相交流電力を他の鉄道車両に供給して消費することで、鉄道車両１を減速させる回生ブレーキ力が生じる。

　詳細には、運転指令がブレーキ指令を含む場合、電力変換回路制御部８６は、図示しない電圧センサからコンデンサＣ１の端子間電圧の測定値を取得し、電動機８７から電力変換回路８４に流れる相電流の測定値を電流検出回路８５から取得する。そして、電力変換回路制御部８６は、コンデンサＣ１の端子間電圧の測定値および電動機８７から電力変換回路８４に流れる相電流の測定値に応じて、電力変換回路８４の出力電圧の目標値を示す電圧指令値を決定する。

　電力変換回路８４の出力電圧の目標値は、例えば、架線電圧より高い電圧範囲であって、回生ブレーキが利用可能となる電圧の範囲を示す目標電圧範囲に含まれる値である。そして、電力変換回路制御部８６は、電圧指令値に応じて電力変換回路８４が有する各スイッチング素子のスイッチング動作を制御する電力変換制御信号を生成し、出力する。

　電力変換制御信号が電力変換回路８４の各スイッチング素子のゲート信号に供給されると、各スイッチング素子がスイッチング動作を行う。この結果、電力変換回路８４は、電動機８７から供給される三相交流電力を直流電力に変換し、直流電力でコンデンサＣ１を充電する。

　電力変換装置８３が搭載されている鉄道車両１の近隣に加速中の他の鉄道車両が位置していれば、上述のように、電動機８７で生じた電力が他の鉄道車両に供給されて消費され、鉄道車両１を減速させる回生ブレーキ力が生じる。

　空転滑走判別装置３５，３６が行う空転滑走判別処理は同様であるため、空転滑走判別装置３５が行う滑走判別処理について図１９を用いて説明する。空転滑走判別装置３５は、主幹制御器５から運転指令を取得すると、図１９に示す処理を開始する。

　ステップＳ１２の処理は、図５に示す実施の形態１に係る空転滑走判別装置１３が行う処理と同様である。取得した運転指令にブレーキ指令が含まれる場合（ステップＳ４１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１３からＳ１６の処理が行われる。ステップＳ１３からＳ１６の処理は、図５に示す実施の形態１に係る空転滑走判別装置１３が行う処理と同様である。ステップＳ１４で算出された速度差がいずれも第１閾値未満であれば（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ１２から上述の処理が繰り返される。ステップＳ１４で算出された速度差のいずれかが第１閾値以上であれば（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、判別部６１は、基準軸速度との速度差が第１閾値以上となる軸速度に対応する車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄについての情報をブレーキ制御装置１２に出力する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の処理が完了すると、ステップＳ１２から上述の処理が繰り返される。

　取得した運転指令にブレーキ指令が含まれない場合（ステップＳ４１；Ｎｏ）、基準軸速度決定部６０は、ステップＳ１２で決定された軸速度および空転滑走判別装置３６から取得した基準軸速度の内、最小値を基準軸速度と決定する（ステップＳＳ４２）。

　判別部６１は、ステップＳ１２で決定された各軸速度とステップＳ４２で決定された基準軸速度との速度差を算出する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３で算出された速度差がいずれも第３閾値未満であれば（ステップＳ４４；Ｎｏ）、ステップＳ１２から上述の処理が繰り返される。

　ステップＳ４３で算出された速度差の少なくともいずれかが第３閾値以上であれば（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、判別部６１は、空転が生じている旨を電力変換回路制御部８６に通知する（ステップＳ４５）。

　車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて空転が生じ、車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄのいずれにおいても空転が生じていない場合を例にして、車両１００における軸速度と基準軸速度の変化を図２０に示す。図２０において、軸速度の変化を実線で示し、基準軸速度の変化を点線で示す。図２０において、横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。力行運転が開始される時刻をＴ１１とする。時刻Ｔ１１において主幹制御器５が制御されることで、主幹制御器５は、力行指令を含む運転指令を空転滑走判別装置３５，３６に送る。時刻Ｔ１１以降、軸速度および基準軸速度は目標加速度に従って一定の割合で増加する。

　車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて空転が生じる時刻をＴ１２とする。時刻Ｔ１２において、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの全ての軸速度が大きく増大し始める。時刻Ｔ１２以降も、車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄにおいては空転が生じていないため、空転滑走判別装置３５が空転滑走判別装置３６から取得する基準軸速度は、目標加速度に従って一定の割合で増大する。このため、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの全ての軸速度が大きく増大しても、空転滑走判別装置３５が備える基準軸速度決定部６０が出力する基準軸速度は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度のように大きく増大することなく、一定の割合で減少する。

　例えば、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度との速度差が第３閾値に到達する時刻をＴ１３とする。時刻Ｔ１３において、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度との速度差が第３閾値以上となるため、空転滑走判別装置３５が備える判別部６１は、空転が生じている旨の通知を電力変換回路制御部８６に送る。

　電力変換回路制御部８６は、空転滑走判別装置３５から空転が生じている旨の通知を取得すると、トルク指令値τ＊を、上述のように力行指令が示す鉄道車両１の加速度の目標値および電動機８７の回転数の測定値に応じて決定された値より小さい値に設定する。電力変換回路制御部８６は、より小さい値に設定されたトルク指令値τ＊に基づいて電力変換制御信号を生成する。

　上述のように生成された電力変換制御信号が電力変換回路８４の各スイッチング素子のゲート信号に供給されると、電力変換回路８４の出力電力が減少し、電動機８７の回転速度が低下する。電動機８７の回転速度が低下し、加速が緩やかになると、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度との速度差が減少し始める。その後、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各軸速度と基準軸速度との速度差が０となり、車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄはレールに再粘着する時刻をＴ１４とする。

　以上説明した通り、実施の形態５に係る空転滑走判別装置３５は、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度および他の車両２００の車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの軸速度に基づいて基準軸速度を決定する。このため、車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに取り付けられる車輪１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全てにおいて滑走または空転が生じても、基準軸速度は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４各軸速度のように急激に変化することがないため、各軸速度と基準軸速度との速度差に基づいて、滑走または空転の有無を判別することが可能となる。

　同様に、空転滑走判別装置３６は、車両２００の車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの軸速度および他の車両１００の車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度に基づいて基準軸速度を決定する。このため、車両２００の車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに取り付けられる車輪２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの全てにおいて滑走または空転が生じても、各軸速度と基準軸速度との速度差に基づいて、滑走または空転の有無を判別することが可能となる。

　本開示は、上述の実施の形態に限られない。上述の実施の形態の内、任意の複数の実施の形態を組み合わせることができる。一例として、実施の形態１－４は、実施の形態５と同様に、空転または滑走を判別してもよい。

　他の一例として、実施の形態５に係る空転滑走判別装置３５が備える基準軸速度決定部６０は、基準軸速度決定部５６のように、基準軸速度の変化率を目標範囲内に維持しながら基準軸速度を決定してもよい。詳細には、図２１に示す基準軸速度決定部６０は、演算周期での速度の減少量の限度値を出力する減少量出力部７６と、演算周期での速度の増加量の限度値を出力する増加量出力部７７と、を備える。基準軸速度決定部６０はさらに、直前の基準軸速度に増加量出力部７７の出力値を加算する加算器７８と、最小値出力部７４の出力値および加算器７８の出力値の内、最小値を出力する最小値出力部７９と、を備える。

　減少量出力部７６は、例えば、ブレーキ指令が示す目標減速度の最大値に応じた演算周期での車両１００の速度の減少量を上記限度値（単位：ｋｍ／ｈ）として出力する。

　加算器７２は、切替部７５が出力する直前の基準軸速度（単位：ｋｍ／ｈ）に減少量出力部７６の出力値（単位：ｋｍ／ｈ）を加算する。加算器７２の出力値は、滑走が生じていないときに最大の目標減速度に応じて車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度が取り得る値に相当する。

　増加量出力部７７は、例えば、力行指令が示す目標加速度の最大値に応じた演算周期での車両１００の速度の増加量を上記限度値（単位：ｋｍ／ｈ）として出力する。

　加算器７８は、切替部７５が出力する直前の基準軸速度（単位：ｋｍ／ｈ）に増加量出力部７７の出力値（単位：ｋｍ／ｈ）を加算する。加算器７８の出力値は、空転が生じていないときに最大の目標加速度に応じて車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの軸速度が取り得る値に相当する。

　最小値出力部７９は、最小値出力部７４の出力値および加算器７８の出力値の内、最小値を出力する。

　切替部７５は、運転指令がブレーキ指令を含む場合に、最大値出力部７３の出力値を出力し、運転指令がブレーキ指令を含まない場合に、最小値出力部７９の出力値を出力する。切替部７５が出力する基準軸速度は、演算周期ごとに、減少量出力部７６または増加量出力部７７が出力する限度値を上限として変化する。

　他の一例として、空転滑走判別装置１３は、例えば速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの異常によって基準軸速度が大きくなることを防ぐため、基準軸速度の上限値を設けてもよい。図２２に示す空転滑走判別装置１３は、軸速度決定部５１から取得した軸速度および空転滑走判別装置２３から取得した基準軸速度の内、最大値を出力する最大値出力部７０と、基準軸速度の上限値を出力する速度上限出力部８０と、最大値出力部７０および速度上限出力部８０が出力する上限値の内、最小値を出力する最小値出力部７９と、を備える。基準軸速度の上限値は、例えば、鉄道車両１が取り得る速度の最大値に応じて定められればよい。

　鉄道車両１が備える車両の個数は任意である。加速度検出器８２は、一部の車両のみに設けられてもよいし、各車両に設けられてもよい。

　基準軸速度決定部５２，６０は、他の車両２００の基準軸速度に代えて、他の車両２００の車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの軸速度を取得してもよい。

　車両速度決定部５４は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの電波によって鉄道車両２の位置を求め、単位時間での鉄道車両２の位置の変化量から車両１００の速度を決定してもよい。

　空転滑走判別装置１３，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６は、軸速度として、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転速度を用いてもよい。一例として、空転滑走判別装置１３は、車軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの回転速度および車軸２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの回転速度から、基準軸速度を決定してもよい。

　空転滑走判別装置１３，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６において滑走が生じていると判別されたときの処理は、上述の例に限られない。一例として、ブレーキ制御装置１２が備える目標ブレーキ力決定部４１は、空転滑走判別装置１３で滑走が生じていると判別されると、目標ブレーキ力を、目標減速度および車両１００の荷重から決定される目標ブレーキ力をより小さい値に設定する。目標圧決定部４２は、より小さい値に設定された目標ブレーキ力に応じて目標圧を決定する。このとき、空転滑走判別装置１３，２３は互いに判別結果を送受信し、空転滑走判別装置２３を介して車両１００で滑走が生じている旨の通知を受けた車両２００のブレーキ制御装置１２は、目標ブレーキ力を、目標減速度および車両２００の荷重から決定される目標ブレーキ力をより大きい値に設定することが好ましい。これにより、滑走による制動距離の延伸を抑制することが可能となる。

　空転滑走判別装置１３，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６は、列車情報管理システムの一機能として実現されてもよいし、地上設備、例えば運転指令所に設けられてもよい。

　車両１００，２００に設けられる機械ブレーキ装置は、上述の例に限られない。摩擦材であるブレーキパッドを回転体であるブレーキディスクに押し付けることでブレーキ力を生じさせる機械ブレーキ装置が車両１００，２００に設けられてもよい。

　ブレーキ制御装置１２，２２および空転滑走判別装置１３，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６のハードウェア構成は、上述の例に限られない。ブレーキ制御装置１２，２２および空転滑走判別装置１３，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６は、図２３に示すように、処理回路９４で実現されてもよい。処理回路９４は、インターフェース回路９５を介して、外部機器に接続される。一例として、ブレーキ制御装置１２は、インターフェース回路９５を介して、主幹制御器５、応荷重検出器１１、空転滑走判別装置１３、および滑走防止弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに接続され、空転滑走判別装置１３は、インターフェース回路９５を介して、主幹制御器５、空転滑走判別装置２３、および速度検出器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに接続される。

　処理回路９４が専用のハードウェアである場合、処理回路９４は、例えば、単一回路、複合回路、プロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせ等を有する。ブレーキ制御装置１２，２２の各部および空転滑走判別装置１３，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６の各部は、個別の処理回路９４で実現されてもよいし、共通の処理回路９４で実現されてもよい。

　ブレーキ制御装置１２，２２および空転滑走判別装置１３，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６の各機能の一部が専用のハードウェアで実現され、他の一部がソフトウェアまたはファームウェアで実現されてもよい。例えば、空転滑走判別装置１３において、軸速度決定部５１および基準軸速度決定部５２は図２３に示す処理回路９４で実現され、判別部５３は図４に示すプロセッサ９１がメモリ９２に格納されたプログラムを読み出して実行することで実現されてもよい。

　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

　１，２　鉄道車両、５　主幹制御器、１０，２０　ブレーキ制御システム、１１，２１　応荷重検出器、１２，２２　ブレーキ制御装置、１３，２３，３１，３２，３３，３４，３５，３６　空転滑走判別装置、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ　車軸、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ　車輪、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ　速度検出器、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ　制輪子、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ　ブレーキシリンダ、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ　滑走防止弁、４１　目標ブレーキ力決定部、４２　目標圧決定部、４３　出力部、４４　圧力センサ、４５　電空変換弁、４６　中継弁、４７　再粘着制御部、５１　軸速度決定部、５２，５５，５６，６０　基準軸速度決定部、５３，５９，６１　判別部、５４　車両速度決定部、５７　軸加速度決定部、５８　加速度差算出部、７０，７３　最大値出力部、７１　加速度換算部、７２，７８　加算器、７４，７９　最小値出力部、７５　切替部、７６　減少量出力部、７７　増加量出力部、８０　速度上限出力部、８１　流体源、８２　加速度検出器、８３　電力変換装置、８３ａ，８３ｂ　入力端子、８４　電力変換回路、８５　電流検出回路、８６　電力変換回路制御部、８７　電動機、９０　バス、９１　プロセッサ、９２　メモリ、９３　インターフェース、９４　処理回路、９５　インターフェース回路、１００，２００　車両、Ｃ１　コンデンサ、Ｌ１　リアクトル。

Claims (13)

1. 　１つまたは複数の車両を備える鉄道車両における前記車両の複数の車軸について、前記車軸ごとに、前記車軸に取り付けられる車輪の回転速度に応じて変化する軸速度を決定する軸速度決定部と、
   　前記車両における前記車軸ごとの前記軸速度および前記鉄道車両の走行時に変化する物理量に基づいて、該車両における基準軸速度を決定する基準軸速度決定部と、
   　前記軸速度と前記基準軸速度との比較に基づいて、前記車輪の空転または滑走の有無を判別する判別部と、
   　を備える空転滑走判別装置。
2. 　前記基準軸速度決定部は、前記車両における前記車軸ごとの前記軸速度および前記複数の車両に含まれる他の前記車両の前記車軸ごとの前記軸速度に基づいて、前記基準軸速度を決定する、
   　請求項１に記載の空転滑走判別装置。
3. 　前記基準軸速度決定部は、前記車両における前記車軸ごとの前記軸速度および前記他の車両の前記車軸ごとの前記軸速度の内、最大値を前記基準軸速度とし、
   　前記判別部は、前記軸速度と前記基準軸速度との比較に基づいて、前記車輪の滑走の有無を判別する、
   　請求項２に記載の空転滑走判別装置。
4. 　前記基準軸速度決定部は、前記車両における前記車軸ごとの前記軸速度および前記他の車両の前記車軸ごとの前記軸速度の内、最小値を前記基準軸速度とし、
   　前記判別部は、前記軸速度と前記基準軸速度との比較に基づいて、前記車輪の空転の有無を判別する、
   　請求項２に記載の空転滑走判別装置。
5. 　前記基準軸速度決定部は、前記車両における前記車軸ごとの前記軸速度および前記鉄道車両の速度に基づいて、前記基準軸速度を決定する、
   　請求項１に記載の空転滑走判別装置。
6. 　前記基準軸速度決定部は、前記車両における前記車軸ごとの前記軸速度および前記鉄道車両の速度の内、最大値を前記基準軸速度とし、
   　前記判別部は、前記軸速度と前記基準軸速度との比較に基づいて、前記車輪の滑走の有無を判別する、
   　請求項５に記載の空転滑走判別装置。
7. 　前記基準軸速度決定部は、前記車両における前記車軸ごとの前記軸速度および前記鉄道車両の速度の最小値を前記基準軸速度とし、
   　前記判別部は、前記軸速度と前記基準軸速度との比較に基づいて、前記車輪の空転の有無を判別する、
   　請求項５に記載の空転滑走判別装置。
8. 　前記基準軸速度決定部は、前記基準軸速度の変化率を目標範囲内に維持しながら前記基準軸速度を決定する、
   　請求項１から７のいずれか１項に記載の空転滑走判別装置。
9. 　前記基準軸速度決定部は、前記基準軸速度の変化率を、前記鉄道車両の加速度に応じた前記目標範囲内に維持しながら前記基準軸速度を決定する、
   　請求項８に記載の空転滑走判別装置。
10. 　前記軸速度から軸加速度を決定する軸加速度決定部をさらに備え、
    　前記判別部は、前記軸速度と前記基準軸速度との比較、または前記軸加速度と前記鉄道車両の加速度との比較に基づいて、前記車両の空転または滑走の有無を判別する、
    　請求項１から９のいずれか１項に記載の空転滑走判別装置。
11. 　前記軸速度決定部は、前記車軸ごとに前記車輪の回転速度に基づいて、前記車輪の周速度に相当する前記軸速度を決定する、
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の空転滑走判別装置。
12. 　１つまたは複数の車両を備える鉄道車両の減速度の目標値である目標減速度を示すブレーキ指令に応じて、前記車両における複数の車輪に対し、前記車輪ごとに設けられ、供給される流体の圧力に応じて摩擦材を前記鉄道車両の走行時に回転する回転体に押し付けることで該車両を減速させる機械ブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置と、
    　請求項１から１１のいずれか１項に記載の空転滑走判別装置と、
    を備え、
    　前記ブレーキ制御装置は、
    　前記ブレーキ指令を取得し、前記目標減速度を得るためのブレーキ力である目標ブレーキ力を決定する目標ブレーキ力決定部と、
    　前記機械ブレーキ装置に供給する流体の圧力の目標値である目標圧を、前記目標ブレーキ力に応じて決定する目標圧決定部と、
    　前記目標圧に応じて流体源から供給される流体を圧縮して、圧縮された前記流体を前記機械ブレーキ装置に供給する出力部と、
    　前記空転滑走判別装置から判別結果を取得し、前記空転滑走判別装置が備える前記判別部で少なくともいずれかの前記車輪の滑走が生じていると判別されると、滑走が生じていると判別された前記車輪に対応する前記機械ブレーキ装置が生じさせるブレーキ力を低減させる再粘着制御部と、
    　を備えるブレーキ制御システム。
13. 　１つまたは複数の車両を備える鉄道車両における前記車両の複数の車軸について、前記車軸ごとに、前記車軸に取り付けられる車輪の回転速度に応じて変化する軸速度を決定し、
    　前記車両における前記車軸ごとの前記軸速度および前記鉄道車両の走行時に変化する物理量に基づいて、該車両における基準軸速度を決定し、
    　前記軸速度と前記基準軸速度との比較に基づいて、前記車輪の空転または滑走の有無を判別する、
    　空転滑走判別方法。

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