特許 6037957 滑走制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6037957

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】滑走制御システム

(51)【国際特許分類】

   B60T 8/66 20060101AFI20161128BHJP

   B60T 8/32 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   B60T8/66 Z

   B60T8/32

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-138691(P2013-138691)

(22)【出願日】2013年7月2日

(65)【公開番号】特開2015-9758(P2015-9758A)

(43)【公開日】2015年1月19日

【審査請求日】2015年7月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100137383

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 直樹

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 朋希

【審査官】 佐々木 佳祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２５８６４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｔ ７／１２− ８／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが異なる車軸の滑走防止制御を独立に行う２以上の滑走防止装置と、
第１の前記滑走防止装置の対象の第１の車軸に滑走防止制御が行われることを検知する滑走制御検知部と、
前記第１の車軸に滑走防止制御が行われている場合に、前記第１の滑走防止装置とは異なる第２の前記滑走防止装置の対象の、第２の車軸の滑走防止制御を抑止する滑走制御抑止部と、
を備え、
前記滑走制御検知部は、前記第１の車軸の滑走防止弁に対する指令制御線の電気量を検出し、
前記滑走制御抑止部は、前記第２の車軸の滑走防止弁に対する指令制御線を開閉するスイッチを含み、
前記滑走制御抑止部は、前記第１の車軸に滑走防止制御が行われている場合に、前記スイッチを開いて、前記第２の車軸の滑走防止弁に対する指令を遮断する、
滑走制御システム。

【請求項2】

それぞれが異なる車軸の滑走防止制御を独立に行う２以上の滑走防止装置と、
第１の前記滑走防止装置の対象の第１の車軸に滑走防止制御が行われることを検知する滑走制御検知部と、
前記第１の車軸に滑走防止制御が行われている場合に、前記第１の滑走防止装置とは異なる第２の前記滑走防止装置の対象の、第２の車軸の滑走防止制御を抑止する滑走制御抑止部と、を備え、
前記滑走制御検知部は、前記第１の滑走防止装置が出力する前記第１の車軸の滑走防止弁の作動信号から前記第２の車軸の滑走防止制御を抑止する前記第２の車軸の滑走防止弁を表すビットパターンを生成し、
前記滑走制御抑止部は、前記ビットパターンをビットごとに反転し、前記第２の滑走防止装置が出力する前記第２の車軸の滑走防止弁の作動信号とのビットごとの論理積をとって、前記第２の車軸の滑走防止弁に対する指令制御線に出力する、
滑走制御システム。

【請求項3】

前記第１の滑走防止装置と前記第２の滑走防止装置はそれぞれ、２以上の車両が連結された列車の異なる車両の車軸を対象とする、請求項１または２に記載の滑走制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２台以上の滑走制御装置を備える車両の滑走制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両にブレーキをかけたとき、ブレーキ力より車輪とレールの粘着力が小さく、車輪が回転せずレール上を滑る滑走状態が起こる場合がある。滑走状態が起こると車両の操縦安定性が失われ、また、車輪が損傷することがある。そこで、車輪の滑走を検知して、滑走が発生したときに制輪子の圧力を弱めて、車輪とレールの粘着を回復する滑走防止制御が行われている（非特許文献１参照）。

【0003】

例えば特許文献１に記載されているように、滑走防止制御は、車輪の速度を検出する速度センサからの速度入力により滑走検知器にて滑走を判定し、滑走している場合に制輪子の圧力を調節する。例えば、滑走防止弁を制御して、ブレーキ制御装置にて出力する空気圧をブレーキシリンダから排気し、ブレーキシリンダ圧を調節することで滑走防止制御を実施している。

【0004】

滑走防止制御は、車輪または車軸ごとに独立に行われることがあるが、複数の車輪を関連づけて、滑走防止制御を行うこともある。例えば特許文献２では、車両のすべての車輪が許容できない程すべった時にも、実際の走行速度に関して所定の最適なすべりに制御する。最後のまだスリップしていない車輪が正常な摩擦状態を逸脱したとき、これを“最後にスリップした車輪”と呼ぶ。最後にスリップした車輪に対してその正常な摩擦状態を可及的速やかに回復させ、そのとき他の車輪が徐々にその正常な摩擦状態を回復するのを待つ必要がないようにする。

【0005】

特許文献３は、複数車両を連結した列車編成車両において、編成内各車両の車軸滑走頻度が連結車両位置に関係なく一様となるように車両内ブレーキ力を制御する列車ブレーキ分散制御方法を開示する。

【0006】

特許文献４のアンチスキッド制御装置は、各車輪がアンチスキッド制御移行条件となる前に、所定のロック傾向が生じた車輪に対してブレーキ圧の増圧を抑制する増圧抑制手段と、該増圧抑制手段によるブレーキ圧の増圧の抑制を、車両の少なくとも１輪に対して禁止する増圧抑制禁止手段とを備える。

【0007】

特許文献５のブレーキ制御装置は、複数の車軸が同時に滑走したことが検知されかつそのときの基準軸速度が模擬基準軸速度にあるとき、その滑走速度と基準軸速度との速度差が所定値以下で、かつ軸速度が所定の減速度になったときを再粘着として検知するようになし、再粘着の検知に基づいて滑走検知による滑走検知信号をＯＦＦして再びブレーキ力を作用させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平５−３１９２４３号公報

【特許文献2】特開平１−１１９４６４号公報

【特許文献3】特開平５−２９４２３７号公報

【特許文献4】特開平７−３２９７５７号公報

【特許文献5】特開２００７−２１０３９６号公報

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】鉄道車両新指導書編集委員会編集、鉄道車両新指導書−ブレーキ編−、２００４年３月発行、社団法人 日本鉄道車両機械技術協会、２３１頁−２４３頁

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

滑走防止制御において複数軸が同時に滑走した場合、例えば１号車の全軸および２号車の全軸が同時に滑走した場合、各軸単位に独立に滑走防止制御を行う方法では、場合によっては全ての軸が同時にブレーキシリンダから排気することになる。その場合、車両は一時的にノンブレーキ状態となり車両減速度が著しく変化し乗り心地の悪化を招くケースがある。

【0011】

特許文献３では、車軸滑走頻度が一様になるようにブレーキ力を制御するが、複数の軸で同時に滑走が起こる場合について考慮していない。特許文献４のアンチスキッド制御装置は、１つの滑走制御装置の中での制御を開示しているだけであって、それぞれが異なる車軸の滑走防止制御を独立に行う複数の滑走制御装置を備える車両については考慮していない。また、特許文献５は、全ての軸が同時に滑走した場合に、滑走防止制御を行う軸を選択しているわけではない。

【0012】

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、それぞれが異なる車軸の滑走防止制御を独立に行う複数の滑走制御装置にまたがる複数の軸で、同時に滑走防止制御を行うことを抑止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上述の課題を解決するため、本発明の観点に係る滑走制御システムは、それぞれが異なる車軸の滑走防止制御を独立に行う２以上の滑走防止装置を含む。滑走制御システムは、第１の滑走防止装置の対象の第１の車軸に滑走防止制御が行われることを検知する滑走制御検知部と、第１の車軸に滑走防止制御が行われている場合に、第１の滑走防止装置とは異なる第２の滑走防止装置の対象の、第２の車軸の滑走防止制御を抑止する滑走制御抑止部と、を備える。滑走制御検知部は、第１の車軸の滑走防止弁に対する指令制御線の電気量を検出し、滑走制御抑止部は、第２の車軸の滑走防止弁に対する指令制御線を開閉するスイッチを含む。滑走制御抑止部は、第１の車軸に滑走防止制御が行われている場合に、スイッチを開いて、第２の車軸の滑走防止弁に対する指令を遮断する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、第１の滑走防止装置の対象の第１の車軸に滑走防止制御が行われることを検知して、第２の滑走防止装置の対象の第２の車軸の滑走防止制御を抑止するので、それぞれが異なる車軸の滑走防止制御を独立に行う複数の滑走制御装置にまたがる複数の軸で、同時に滑走防止制御を行うことを抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態１に係る滑走制御システムの構成例を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態２に係る滑走制御システムの構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当する部分には同じ符号を付す。

【0017】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る滑走制御システムの構成例を示すブロック図である。図１は、１号車と２号車の２両が連結された車両の場合の一例を示す。滑走制御システムは、１号車と２号車それぞれの滑走防止装置１を含む。滑走防止装置１は、滑走制御部１１、車軸２１、２２、２３、２４ごとの供給停止弁１２（ＡＶ弁）、排出弁１３（ＲＶ弁）および回転速度センサ６から構成される。図１において、実線は作動流体の経路を示す。また、破線は電気信号の経路を示す。図では、回転速度センサ６から滑走制御部１１への信号線を省略している。

【0018】

１号車と２号車それぞれのブレーキ制御装置５、滑走防止装置１、車軸２１、２２、２３、２４ごとのブレーキシリンダ４および制輪子３は、各車両のブレーキ装置を構成する。

【0019】

図１には示されていないが、運転台からのブレーキ指令がブレーキ制御装置５に入力される。また、車両にかかる荷重の値がサスペンションの圧力センサからブレーキ制御装置５に入力される。ブレーキ制御装置５は、ブレーキ指令と車両の荷重から必要なブレーキ力を算出し、それに応じた作動流体のブレーキ圧をブレーキシリンダ４に供給する。ブレーキ圧が供給されたブレーキシリンダ４は、制輪子３を車輪２に押しつけ、ブレーキ力を発生させる。

【0020】

ブレーキ制御装置５は、例えば、ブレーキ制御ユニット、ブレーキ制御弁および中継弁など（いずれも図示せず）から構成される。ブレーキ制御弁は、作動流体である空気を中継弁に供給する電磁弁と、中継弁から空気を排出する電磁弁から構成される。これらの電磁弁は、ブレーキ制御ユニットで制御される。ブレーキ制御ユニットは、ブレーキ制御弁と中継弁の出力側の圧力が、指令されたブレーキ力に対応する圧力になるように、ブレーキ制御弁を制御する。中継弁は、ブレーキ制御弁側から入力された空気圧を増幅して、ブレーキシリンダ４に供給する。すなわち、中継弁からブレーキシリンダ４に供給される空気の圧力は、ブレーキ制御弁の出力側の圧力に比例して調節される。

【0021】

滑走防止装置１では、ブレーキ制御装置５からブレーキシリンダ４への作動流体の経路の途中に、供給停止弁１２が配置されている。また、供給停止弁１２とブレーキシリンダ４の間に排出弁１３が接続される。供給停止弁１２と排出弁１３は、合わせて滑走防止弁を構成する。滑走制御部１１が滑走していないと判断している間は、通常、供給停止弁１２は開であり排出弁１３は閉であって、ブレーキ制御部からのブレーキ圧はそのままブレーキシリンダ４に供給される。

【0022】

滑走制御部１１は、回転速度センサ６の出力から車輪２が滑走していると判断すると、供給停止弁１２と排出弁１３を作動させて、滑走防止制御を行う。例えば、車輪２が滑走していると判断するとまず、その車軸の供給停止弁１２を閉じて、そのときのブレーキ圧を保持し、それ以上にブレーキ圧がかからないようにする。それでもなお、車輪２とレールの粘着が回復傾向にならない場合、さらに、排出弁１３を開いて、ブレーキシリンダ４にかかっているブレーキ圧を減少させ、制輪子３と車輪２の間の圧力を低下させる。滑走防止装置１は、滑走状態が解消したと判断すると、排出弁１３を閉じ、供給停止弁１２を開いて、再びブレーキ圧をブレーキシリンダ４に供給する。

【0023】

１号車の滑走防止装置１と２号車の滑走防止装置１は、それぞれ独立に滑走防止制御を行う。滑走制御部１１は、４つの車軸２１、２２、２３、２４で独立に滑走防止制御を行ってもよいし、４つの車軸２１、２２、２３、２４を関連づけてそれらの滑走状況に応じて滑走防止制御を行ってもよい。例えば、４つの車軸２１、２２、２３、２４の滑走していると判断される車軸のうち、最も滑り率が大きい（回転速度が小さい）ものから順に決まった数まで、例えば、２つまでの車軸で滑走防止制御を行うようにしてもよい。

【0024】

図１の例では、２号車の車軸２１の供給停止弁１２と排出弁１３への指令制御線１０にそれぞれ、滑走制御検知部１４が配置されている。また、１号車の車軸２１の供給停止弁１２と排出弁１３への指令制御線１０にそれぞれ、滑走制御抑止部１５が配置されている。滑走制御検知部１４は、例えば、指令制御線１０の電流を検知するコイルである。滑走制御抑止部１５は、例えば、指令制御線１０を開閉するスイッチである。２号車の車軸２１の供給停止弁１２の滑走制御検知部１４と、１号車の車軸２１の供給停止弁１２の滑走制御抑止部１５は信号線１６で接続されている。また、２号車の車軸２１の排出弁１３の滑走制御検知部１４と、１号車の車軸２１の排出弁１３の滑走制御抑止部１５は信号線１６で接続されている。滑走制御検知部１４で、作動信号を検知すると、滑走制御抑止部１５であるスイッチが開いて、作動信号を遮断する。作動信号が遮断された供給停止弁１２（または排出弁１３）は作動せず、その車軸の滑走防止制御が抑止される。

【0025】

滑走制御検知部１４はコイルに限らず、電圧を検知してもよいし、フォトカプラなどを用いて作動信号を検出してもよい。検出した信号そのままでは、滑走制御抑止部１５を作動できない場合は、途中で増幅してもよい。

【0026】

滑走制御検知部１４と滑走制御抑止部１５を配置する車軸は、図１の例に限らない。例えば、１号車の車軸２４に滑走制御検知部１４を配置し、それに対応して２号車の車軸２４に滑走制御抑止部１５を配置することができる。また、図１の構成に加えて、１号車の車軸２１に滑走制御検知部１４を配置し、２号車の車軸２１に滑走制御抑止部１５を配置することもできる。この場合は、１号車の車軸２１と２号車の車軸２１とで、先に滑走防止制御が行われた車両の車軸２１が優先し、その車軸２１の滑走防止制御が行われている間は、他方の車両の車軸２１の滑走防止制御が抑止される。

【0027】

滑走制御検知部１４と滑走制御抑止部１５とは、１対１に限らない。例えば、２号車の複数の車軸に滑走制御検知部１４を配置し、それらの出力の論理和または論理積で、１号車のある車軸の滑走防止制御を抑止するように構成することができる。さらに、滑走制御システムは、３両以上が連結された車両に適用することができる。複数の滑走防止装置１、例えば２号車と３号車（図示せず）の滑走防止装置１のそれぞれに配置した滑走制御検知部１４の出力の論理和または論理積で、１号車のある車軸の滑走防止制御を抑止するように構成することもできる。あるいは、１つの滑走制御検知部１４の出力で、２以上の車軸の滑走防止制御を抑止するように構成することもできる。例えば１号車の車軸２１に滑走制御検知部１４を配置し、それに対応して２号車の車軸２１と３号車の車軸２１に滑走制御抑止部１５を配置して、１号車の車軸２１で滑走防止制御されている間は、２号車の車軸２１と３号車の車軸２１の滑走防止制御を抑止することができる。

【0028】

実施の形態１に係る滑走制御システムは、車両ごとに１つの滑走制御部１１が搭載される車両に限らない。例えば、車両の台車ごとに滑走制御部１１が設けられて、台車ごとに滑走防止制御を独立に行う車両に適用することができる。その場合、例えば、１つの車両の前の台車の車軸の滑走防止制御を検知して、後ろの台車の車軸の滑走防止制御を抑止する構成にすることができる。

【0029】

車両が走行する路線、車両の運転パターン、および乗車分布など、車両の運用状況に合わせて、滑走制御検知部１４と滑走制御抑止部１５とを配置する車軸の組み合わせを任意に選択することができる。それぞれが異なる車軸の滑走防止制御を独立に行う複数の滑走防止装置１において、少なくとも１つの滑走防止装置１の１つの車軸に滑走制御検知部１４を配置し、それに対応して、他の１つの滑走防止装置１の１つの車軸に滑走制御抑止部１５を配置することによって、その２つの滑走防止装置１の対象の全ての車軸で同時に滑走防止制御が行われることを防止できる。

【0030】

実施の形態１の滑走制御システムによれば、それぞれが異なる車軸の滑走防止制御を独立に行う複数の滑走防止装置１にまたがる複数の軸で、同時に滑走防止制御を行うことを抑止することができる。実施の形態１では、滑走防止弁に対する指令制御線１０の電気量を検出し、信号線で直に滑走制御抑止部を作動させるので、滑走防止制御の抑止に要する時間が極めて短い。

【0031】

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る滑走制御システムの構成例を示すブロック図である。実施の形態２では、２つの滑走防止装置１の間でデータ通信する。図２の滑走制御システムでは、図１の滑走制御検知部１４および滑走制御抑止部１５に代えて、滑走制御送信部１７、滑走制御受信部１８および滑走制御抑止部１９を備える。滑走制御送信部１７と滑走制御受信部１８は、通信線２０で接続されている。滑走制御送信部１７と滑走制御受信部１８とは、例えば、ＲＳ４８５などのシリアル通信、または、各滑走制御部１１がハブもしくはバスで接続されるＬＡＮ（Local Area Network）で通信する。

【0032】

滑走制御送信部１７は、２号車の滑走制御部１１が出力する供給停止弁１２および排出弁１３の作動信号をデータとして、滑走制御受信部１８に送信する。例えば、滑走制御部１１から各供給停止弁１２および排出弁１３への信号をビットに見立てて、定期的にラッチする。そして、そのビットパターンをデータとして、滑走制御受信部１８に送信する。

【0033】

滑走制御受信部１８は、受信したデータから滑走防止制御を抑止する供給停止弁１２および排出弁１３を表すビットパターンを生成し、滑走制御抑止部１９に送る。図１の例と同じ組み合わせの場合、２号車の車軸２１の供給停止弁１２および排出弁１３の作動信号を表すビットから、１号車の車軸２１の供給停止弁１２および排出弁１３の作動信号を抑止するビットが生成される。滑走制御送信部１７と滑走制御受信部１８とを合わせて、滑走制御検知部と見なすことができる。

【0034】

滑走制御抑止部１９では、滑走制御受信部１８から送られたビットパターンをビットごとに反転し、１号車の各供給停止弁１２および排出弁１３への作動信号とのビットごとの論理積をとって、それぞれ、供給停止弁１２および排出弁１３への指令制御線１０に出力する。したがって、抑止するビットが立っている供給停止弁１２および排出弁１３への作動信号は指令制御線１０に出力されない。

【0035】

滑走制御受信部１８で、受信したデータから滑走防止制御を抑止する供給停止弁１２および排出弁１３を表すビットパターンをどのように生成するかは、任意に設定できる。例えば、実施の形態１で説明したように、様々な抑止するビットパターンを生成することができる。また、滑走制御抑止部１９でこのビットパターンを生成してもよい。

【0036】

図２の構成に加えて、１号車の滑走制御部１１に滑走制御送信部１７を備え、２号車の滑走制御部１１に滑走制御受信部１８および滑走制御抑止部１９を備えることによって、１号車と２号車で双方向に滑走防止制御を検知する車軸と滑走防止制御を抑止する車軸の組み合わせを設定することができる。また、通信にＬＡＮを用いて、データを複数の滑走制御受信部１８に送信したり、複数の滑走制御送信部１７から受信すれば、１つの滑走制御部１１の滑走防止制御で、複数の滑走制御部１１の滑走防止制御を抑止したり、複数の滑走制御部１１の滑走防止制御で１つの滑走制御部１１の滑走防止制御を抑止したりできる。

【0037】

滑走防止制御を抑止するビットパターンを生成するのは、例えば、簡単なプログラムで行うことができるので、滑走防止制御を検知する車軸と滑走防止制御を抑止する車軸の組み合わせを容易に変更できる。

【符号の説明】

【0038】

１ 滑走防止装置、２ 車輪、３ 制輪子、４ ブレーキシリンダ、５ ブレーキ制御装置、６ 回転速度センサ、１０ 指令制御線、１１ 滑走制御部、１２ 供給停止弁（ＡＶ弁）、１３ 排出弁（ＲＶ弁）、１４ 滑走制御検知部、１５ 滑走制御抑止部、１６ 信号線、１７ 滑走制御送信部、１８ 滑走制御受信部、１９ 滑走制御抑止部、２０ 通信線、２１、２２、２３、２４ 車軸。

【図1】

【図2】