特開 2024-44554 ブレーキ制御装置、ブレーキ制御装置の制御方法、ブレーキ制御装置の制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024044554

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】ブレーキ制御装置、ブレーキ制御装置の制御方法、ブレーキ制御装置の制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B60T 8/176 20060101AFI20240326BHJP

   B60T 8/88 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

B60T8/176 Z

B60T8/88

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022150143

(22)【出願日】2022-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】任 志偉

(72)【発明者】

【氏名】財前 剣也

【テーマコード（参考）】

3D246

【Ｆターム（参考）】

3D246AA17

3D246BA03

3D246DA01

3D246GA01

3D246GB01

3D246HA02A

3D246HA64A

3D246JA13

3D246JB26

3D246LA28Z

3D246MA03

(57)【要約】

【課題】ブレーキの緩解応答性を向上することが可能なブレーキ制御技術を提供することを目的とする。
【解決手段】ある態様のブレーキ制御装置１００は、ブレーキ指令に応じて、圧縮空気供給源８から供給される圧縮空気の圧力を調整する中継弁２１と、中継弁２１から供給された圧縮空気により空気ブレーキ５を作動させるブレーキシリンダ５６と、中継弁２１とブレーキシリンダ５６との間の空気流路に設けられ、滑走が生じた際に、ブレーキシリンダ５６に供給する圧縮空気の圧力を調整する滑走制御弁４と、中継弁２１および滑走制御弁４を制御するブレーキ制御部１０と、を備える。ブレーキ制御部１０は、空気ブレーキ５の緩解時に、中継弁２１および滑走制御弁４でブレーキシリンダ５６の圧縮空気を排気する排気動作を実行するように制御する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブレーキ指令に応じて、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を調整する中継弁と、
前記中継弁から供給された圧縮空気により空気ブレーキを作動させるブレーキシリンダと、
前記中継弁と前記ブレーキシリンダとの間の空気流路に設けられ、滑走が生じた際に、前記ブレーキシリンダに供給する圧縮空気の圧力を調整する滑走制御弁と、
前記中継弁および前記滑走制御弁を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記空気ブレーキの緩解時に、前記中継弁および前記滑走制御弁で前記ブレーキシリンダの圧縮空気を排気する排気動作を実行するように制御するブレーキ制御装置。

【請求項2】

前記滑走制御弁は、車両の複数の車軸それぞれに対応して複数設けられ、
前記制御部は、前記空気ブレーキの緩解時に、前記複数の滑走制御弁のうちの一部を用いて前記排気動作を実行するように制御する、請求項１に記載のブレーキ制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記複数の滑走制御弁のうち前回の緩解時に使用しなかった滑走制御弁を用いて前記排気動作を実行するように制御する、請求項２に記載のブレーキ制御装置。

【請求項4】

それぞれ前記ブレーキシリンダに圧縮空気を供給して前記空気ブレーキを作動させる第１ブレーキおよび第２ブレーキを備え、
前記制御部は、前記第１ブレーキが緩解されたときに前記排気動作を実行するように制御し、前記第２ブレーキが緩解されたときには、前記排気動作を実行しないように制御する、請求項１に記載のブレーキ制御装置。

【請求項5】

前記第１ブレーキは、常用ブレーキであり、前記第２ブレーキは、非常ブレーキまたは保安ブレーキである、請求項４に記載のブレーキ制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記中継弁の排気動作が終了する前に、前記滑走制御弁の排気動作を終了するように制御する、請求項１に記載のブレーキ制御装置。

【請求項7】

前記排気動作の実行中の前記ブレーキシリンダの空気圧に基づいて前記滑走制御弁の異常を検知する異常検知部をさらに備える、請求項１に記載のブレーキ制御装置。

【請求項8】

ブレーキ指令に応じて、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を調整する中継弁と、前記中継弁から供給された圧縮空気により空気ブレーキを作動させるブレーキシリンダと、前記中継弁と前記ブレーキシリンダとの間の空気流路に設けられ、滑走が生じた際に、前記ブレーキシリンダに供給する圧縮空気の圧力を調整する滑走制御弁と、を備えるブレーキ制御装置に関して、
前記空気ブレーキの緩解時に、前記中継弁および前記滑走制御弁で前記ブレーキシリンダの圧縮空気を排気する排気動作を実行するステップを含むブレーキ制御装置の制御方法。

【請求項9】

ブレーキ指令に応じて、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を調整する中継弁と、前記中継弁から供給された圧縮空気により空気ブレーキを作動させるブレーキシリンダと、前記中継弁と前記ブレーキシリンダとの間の空気流路に設けられ、滑走が生じた際に、前記ブレーキシリンダに供給する圧縮空気の圧力を調整する滑走制御弁と、を備えるブレーキ制御装置に関して、
前記空気ブレーキの緩解時に、前記中継弁および前記滑走制御弁で前記ブレーキシリンダの圧縮空気を排気する排気動作を実行するステップをコンピュータに実行させるブレーキ制御装置の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブレーキ制御装置、ブレーキ制御装置の制御方法およびブレーキ制御装置の制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、車両のブレーキシステムについて、ブレーキ指令を行う前に、滑走制御弁の異常を検知する滑走制御装置が記載されている。この滑走制御装置は、ブレーキシリンダにブレーキ圧を供給するブレーキ制御装置と、ブレーキシリンダからの作動流体の排出を行う滑走制御弁と、圧力の差圧を検出する差圧検出部と、故障判断部とを備える。故障判断部は、差圧の絶対値が定めた値を超えた場合に、滑走制御弁が異常であると判断する。特許文献１に記載のブレーキシステムは、回転速度センサの出力から車輪が滑走していると判断すると、供給停止弁と排出弁とを作動させて、滑走制御を行う。具体的には、滑走していると判断すると、まず、供給停止弁を閉じて、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、排出弁を開いて、ブレーキシリンダにかかっているブレーキ圧を減少させ、制輪子と車輪の間の圧力を低下させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－００９７５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年、鉄道車両の輸送量増大などの流れを受けて、ブレーキ緩解時の排気応答性に関する要求は高まっている。従来の技術では、エアータンクからブレーキシリンダに導かれる圧縮空気の流量および空気圧を調整するための中継弁の排気動作により、ブレーキの緩解が行われる。そこで、排気応答性を改善するために、中継弁の排気容量を増大させることが考えられるが、スペースやコストの制約から排気容量の向上には限界があり、緩解応答性向上の要求に応えられない場合がある。

【0005】

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、ブレーキの緩解応答性を向上することが可能なブレーキ制御技術を提供することを目的の一つとしている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキ制御装置は、ブレーキ指令に応じて、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を調整する中継弁と、中継弁から供給された圧縮空気により空気ブレーキを作動させるブレーキシリンダと、中継弁とブレーキシリンダとの間の空気流路に設けられ、滑走が生じた際に、ブレーキシリンダに供給する圧縮空気の圧力を調整する滑走制御弁と、中継弁および滑走制御弁を制御する制御部と、を備える。制御部は、空気ブレーキの緩解時に、中継弁および滑走制御弁でブレーキシリンダの圧縮空気を排気する排気動作を実行するように制御する。

【0007】

なお、以上の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、プログラム、プログラムを記録した一時的なまたは一時的でない記憶媒体、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ブレーキの緩解応答性を向上することが可能なブレーキ制御技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のブレーキ制御装置が適用された車両を概略的に示す側面図である。

【図2】図１のブレーキ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。

【図3】図１のブレーキ制御装置のシステム構成を示す別のブロック図である。

【図4】図１のブレーキ制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書で開示した実施形態のうち、複数の物体で構成されているものは、当該複数の物体を一体化してもよく、逆に一つの物体で構成されているものを複数の物体に分けることができる。一体化されているか否かにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。

【0011】

本明細書で開示した実施形態のうち、複数の機能が分散して設けられているものは、当該複数の機能の一部または全部を集約して設けても良く、逆に複数の機能が集約して設けられているものを、当該複数の機能の一部または全部が分散するように設けることができる。機能が集約されているか分散されているかにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。

【0012】

また、共通点のある別々の構成要素には、名称の冒頭に「第１、第２」等と付して区別し、総称するときはこれらを省略する。また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

【0013】

本発明に係るある態様のブレーキ制御装置は、ブレーキ指令に応じて、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気の圧力を調整する中継弁と、前記中継弁から供給された圧縮空気により空気ブレーキを作動させるブレーキシリンダと、前記中継弁と前記ブレーキシリンダとの間の空気流路に設けられ、滑走が生じた際に、前記ブレーキシリンダに供給する圧縮空気の圧力を調整する滑走制御弁と、前記中継弁および前記滑走制御弁を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記空気ブレーキの緩解時に、前記中継弁および前記滑走制御弁で前記ブレーキシリンダの圧縮空気を排気する排気動作を実行するように制御する。

【0014】

この構成によれば、空気ブレーキの緩解時に、中継弁だけでなく、滑走制御弁によっても排気動作が行われるため、排気が加速され、排気応答性が改善される。また、既存の弁を利用するので、構成の複雑化を回避できる。

【0015】

一例として、前記滑走制御弁は、車両の複数の車軸それぞれに対応して複数設けられ、前記制御部は、前記空気ブレーキの緩解時に、前記複数の滑走制御弁のうちの一部を用いて前記排気動作を実行するように制御する。この場合、ブレーキ緩解時にすべての滑走制御弁が排気動作を行うと、それぞれの滑走制御弁の開閉回数が多くなるところ、一部を動作させることにより、個々の滑走制御弁の平均開閉回数を減らすことが可能で、このことにより滑走制御弁の寿命期間を長くできる。

【0016】

一例として、前記制御部は、前記複数の滑走制御弁のうち前回の緩解時に使用しなかった滑走制御弁を用いて前記排気動作を実行するように制御する。この場合、複数の滑走制御弁ごとに開閉回数を均等に近づけることができるため、寿命期間の偏りを抑制できる。

【0017】

一例として、前記ブレーキ制御装置は、それぞれ前記ブレーキシリンダに圧縮空気を供給して前記空気ブレーキを作動させる第１ブレーキおよび第２ブレーキを備え、前記制御部は、前記第１ブレーキが緩解されたときに前記排気動作を実行するように制御し、前記第２ブレーキが緩解されたときには、前記排気動作を実行しないように制御する。この場合、第１ブレーキ緩解時の応答性を改善しつつ、第２ブレーキの動作を確実に確保できる。

【0018】

一例として、前記第１ブレーキは、常用ブレーキであり、前記第２ブレーキは、非常ブレーキまたは保安ブレーキである。この場合、常用ブレーキ緩解時の応答性を改善しつつ、非常ブレーキや保安ブレーキの動作を確実に確保できる。

【0019】

一例として、前記制御部は、前記中継弁の排気動作が終了する前に、前記滑走制御弁の排気動作を終了するように制御する。この場合、滑走制御弁の故障率を過度に高めることなく、排気応答性を改善できる。

【0020】

一例として、前記ブレーキ制御装置は、前記排気動作の実行中の前記ブレーキシリンダの空気圧に基づいて前記滑走制御弁の異常を検知する異常検知部をさらに備える。この場合、異常検知部は、常用ブレーキの通常動作中に滑走制御弁の異常を検知できる。

【0021】

以下、本発明を好適な実施形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施形態及び変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0022】

［第１実施形態］
以下、図１～図４を参照して、本発明の第１実施形態に係るブレーキ制御装置１００を説明する。図１は、ブレーキ制御装置１００が適用された鉄道車両９０を概略的に示す側面図である。図２は、ブレーキ制御装置１００の情報処理に関するシステム構成を示すブロック図である。図３は、ブレーキ制御装置１００の空気経路に沿ったシステム構成を示すブロック図である。実施形態のブレーキ制御装置１００は、鉄道車両９０のブレーキ緩解時の動作を改善可能なブレーキ制御技術を具備している。

【0023】

ブレーキ制御装置１００の全体構成を説明する。図１に示すように、鉄道車両９０は、車体の走行方向で前方に設けられた運転台７０と、車体の下部前寄りに配置された第１台車８０と、車体の下部後寄りに配置された第２台車８１と、第１台車８０および第２台車８１に設けられた空気ブレーキ５と、圧縮空気供給源８とを備える。ブレーキ制御装置１００は、空気ブレーキ５に圧縮空気の圧力（以下、「ブレーキ圧」という）を供給するブレーキ圧供給部１と、運転台７０からのブレーキ指令Ｃｂに基づいて、ブレーキ圧供給部１を制御するブレーキ制御部１０とを備える。

【0024】

圧縮空気供給源８は、圧縮空気を供給する空気タンクであり、エアポンプによってタンク内の圧力が所定の範囲に保たれている。

【0025】

第１台車８０および第２台車８１には、それぞれ２つの車軸８２が前後方向に離隔して設けられる。車軸８２の両端に車輪８６が取り付けられる。空気ブレーキ５は、車輪８６に制動力を生じさせる摩擦材を駆動するブレーキシリンダ５６を有する。

【0026】

鉄道車両９０は、それぞれブレーキシリンダ５６に圧縮空気を供給して空気ブレーキ５を作動させる第１ブレーキおよび第２ブレーキを備える。一例として、第１ブレーキは、常用ブレーキ１１であり、第２ブレーキは、非常用ブレーキ１２である。非常用ブレーキ１２は、非常ブレーキまたは保安ブレーキである。非常ブレーキは、例えば、事故回避など緊急を要するときに使用されるブレーキである。保安ブレーキは、例えば、常用ブレーキ１１の故障時などに常用ブレーキ１１をバックアップするためのブレーキである。この例では、非常用ブレーキ１２は、非常ブレーキと保安ブレーキとを含む。

【0027】

ブレーキシリンダ５６には、圧縮空気を供給する供給経路となる圧縮空気配管１９を介してブレーキ圧供給部１が接続される。このブレーキ圧供給部１から圧縮空気配管１９を介して供給される圧縮空気によってブレーキシリンダ圧が上昇することで、ブレーキシリンダ５６が作動する。このブレーキシリンダ５６の作動により、摩擦材を車輪８６の踏面に押しつけ、車輪８６に制動力を生じさせる。

【0028】

図３に示すように、ブレーキ圧供給部１は、第１ブレーキ制御弁２と、第２ブレーキ制御弁３と、複式逆止弁４３と、滑走制御弁４と、圧縮空気配管１９とを有する。

【0029】

第１ブレーキ制御弁２は、空気ブレーキ５を常用ブレーキ１１として作動させるための弁機構である。第１ブレーキ制御弁２は、中継弁２１と、第１ブレーキ制御部７５の指令信号により制御される電磁弁２２とを含み、ブレーキシリンダ５６に供給される圧縮空気の量を調整する弁機構である。電磁弁２２は中継弁２１のパイロットバルブとして機能する。中継弁２１が開くと、圧縮空気供給源８から供給された圧縮空気が複式逆止弁４３の一方の入力ポートに出力される。

【0030】

中継弁２１は、電磁弁２２を介した第１ブレーキ制御部７５の制御に基づき、供給動作と、保持動作と、排気動作とを実行する。供給動作は、空気ブレーキ５に通常のブレーキ力を生じさせるための動作である。保持動作は、ブレーキシリンダ５６の内部圧力（空気ブレーキ５のブレーキ圧力）を保持してブレーキ力を維持するための動作である。排気動作は、ブレーキシリンダ５６に供給される圧縮空気の一部を外部に排気してブレーキ力を小さくするための動作である。

【0031】

第２ブレーキ制御弁３は空気ブレーキ５を非常用ブレーキ１２として作動させるための弁機構である。この例の非常用ブレーキ１２は、常用ブレーキ１１をバックアップするための保安ブレーキである。第２ブレーキ制御弁３は、第２ブレーキ制御部７６の指令信号により制御される電磁弁を含み、ブレーキシリンダ５６に供給される圧縮空気の量を調整する。第２ブレーキ制御弁３が開くと、圧縮空気供給源８から供給された圧縮空気が複式逆止弁４３の他方の入力ポートに出力される。

【0032】

複式逆止弁４３は、２つの入力ポートと、１つの出力ポートとを有する弁である。複式逆止弁４３は、第１台車８０、第２台車８１それぞれに対応して２つ設けられる。つまり、第１ブレーキ制御弁２および第２ブレーキ制御弁３から供給された圧縮空気は、それぞれ２分岐して２つの複式逆止弁４３に供給される。複式逆止弁４３は、上記２つの入力ポートのそれぞれに異なる圧力の流体が与えられた場合に、圧力の大きいほうの流体を出力ポートに供給する。複式逆止弁４３の一方の入力ポートは第１ブレーキ制御弁２に接続され、他方の入力ポートは第２ブレーキ制御弁３に接続される。

【0033】

したがって、複式逆止弁４３の出力ポートは、第１ブレーキ制御弁２からの圧縮空気および第２ブレーキ制御弁３からの圧縮空気のうちの圧力の大きい方の圧縮空気を出力する。つまり、第１ブレーキ制御弁２が開くときは、空気ブレーキ５を常用ブレーキ１１として作動させるための圧縮空気が出力ポートから出力され、第２ブレーキ制御弁３が開くときは、空気ブレーキ５を非常用ブレーキ１２として作動させるための圧縮空気が出力ポートから出力される。各複式逆止弁４３の出力ポートから出力された圧縮空気は、それぞれ２分岐して２つの滑走制御弁４に入力される。

【0034】

滑走制御弁４は、中継弁２１とブレーキシリンダ５６との間の空気流路に設けられ、車輪８６で滑走が生じた際に、ブレーキシリンダ５６に供給する圧縮空気の圧力を調整する弁である。この例の滑走制御弁４は、滑走制御部７７で滑走が生じていると判断された場合に、ブレーキシリンダ５６に供給されるブレーキ圧を小さくしてブレーキ力を小さくするように機能する。滑走制御弁４は、鉄道車両９０の複数の車軸８２それぞれに対応して複数設けられる。具体的には、滑走制御弁４は、鉄道車両９０の４つの車軸８２それぞれに対応して４つ設けられる。４つの滑走制御弁４を区別する場合は、鉄道車両９０の前方から順に４－Ａ、４－Ｂ、４－Ｃ、４－Ｄのように符号にアルファベットを付す。

【0035】

滑走制御弁４は、滑走制御部７７の制御に基づき、供給動作と、保持動作と、排気動作とを実行する。供給動作は、空気ブレーキ５に通常のブレーキ力を生じさせるための動作である。保持動作は、ブレーキシリンダ５６の内部圧力（空気ブレーキ５のブレーキ圧力）を保持してブレーキ力を維持するための動作である。排気動作は、ブレーキシリンダ５６に供給される圧縮空気の一部を外部に排気してブレーキ力を小さくするための動作である。滑走制御部７７は、４つの滑走制御弁４の一部または全部を同時に排気動作させることができる。

【0036】

非常ブレーキや保安ブレーキの動作を確実に確保する観点から、実施形態では、ブレーキ制御部１０は、常用ブレーキ１１（第１ブレーキ）が緩解されたときに排気動作を実行するように制御し、非常用ブレーキ１２（第２ブレーキ）が緩解されたときには、排気動作を実行しないように制御する。つまり、非常用ブレーキ１２の緩解時に、中継弁は排気動作に使用され、滑走制御弁４は排気動作に使用されない。

【0037】

滑走制御弁４から供給された圧縮空気は、それぞれ３分岐して２つのブレーキシリンダ５６と、異常検知部７とに供給される。

【0038】

異常検知部７は、滑走制御弁４の排気動作の実行中のブレーキシリンダ５６の空気圧に基づいて滑走制御弁４の異常を検知する気圧スイッチである。ブレーキ制御装置１００は、４つの滑走制御弁４のそれぞれに対応して４つの異常検知部７を備える。異常検知部７は、ブレーキシリンダ５６の空気圧を検知した結果をブレーキ制御部１０に提供する。ブレーキ制御部１０は、異常検知部７の検知結果に基づいて滑走制御弁４は異常と判定した場合、報知部７９を用いて人が覚知可能な方法で異常を報知する。

【0039】

特許文献１に記載の滑走制御装置は、制輪子が車輪の回転に抵抗を与えない範囲で予圧をかけ、滑走防止弁を作動させない状態で、異常の有無を判断するため、制御負担および圧力の無駄が生じる。これに対して、異常検知部７は、常用ブレーキ１１の通常動作中に滑走制御弁４の異常を検知できる。

【0040】

ブレーキ制御部１０を説明する。ブレーキ制御部１０は、運転台７０からのブレーキ指令Ｃｂおよびその他の装置からの入力信号に基づいて、第１ブレーキ制御弁２と、第２ブレーキ制御弁３と、滑走制御弁４とを制御する。

【0041】

図２、図３に示す各機能ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのプロセッサ、ＣＰＵ、メモリをはじめとする素子や電子回路、機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

【0042】

図２に示すように、ブレーキ制御部１０は、受信部７１と、記憶部７３と、第１ブレーキ制御部７５と、第２ブレーキ制御部７６と、滑走制御部７７と、報知制御部７８とを含む。

【0043】

受信部７１は、運転台７０からのブレーキ指令Ｃｂおよびその他の装置からの入力信号を受信する。特に、受信部７１は、常用ブレーキ指令と、非常用ブレーキ指令とを受信する。常用ブレーキ指令は、ブレーキ操作に応じて指定された目標ブレーキ力を発生させるように空気ブレーキ５を作動させるための指令である。非常用ブレーキ指令は、空気ブレーキ５を非常時に作動させるための指令である。非常用ブレーキ指令は、例えば、運転士によるブレーキ操作や鉄道車両９０の外部装置からの緊急停止信号の受信に応答して鉄道車両９０の運転台７０から受信部７１に供給される。また、受信部７１は、異常検知部７の検知結果を受信する。

【0044】

記憶部７３は、各種データを記憶する。例えば、記憶部７３は、ブレーキ制御部１０に入出力されるデータを時系列的に記憶する。また、記憶部７３には、ブレーキ制御部１０の制御プログラムが格納される。

【0045】

第１ブレーキ制御部７５は、常用ブレーキ指令に基づいて、電磁弁２２を制御する。第２ブレーキ制御部７６は、非常用ブレーキ指令に基づいて、第２ブレーキ制御弁３を制御する。

【0046】

滑走制御部７７は、空気ブレーキ５の制御中に、車輪８６に滑走が生じているか否かを判断する。滑走制御部７７は、公知の様々な方法を採用して車輪８６の滑走を検知する。例えば、滑走制御部７７は、車軸の回転速度と車両の並進速度との比較に基づいて滑走しているか否かを判断できる。

【0047】

報知制御部７８は、異常検知部７で検知したブレーキシリンダ５６の空気圧が、予め設定された圧力変化パターンの範囲外であるとき、滑走制御弁４は異常と判定し、判定結果を外部に出力する。この例の報知制御部７８は、滑走制御弁４は異常と判定した場合、報知部７９を駆動して音、光、画像等の人が覚知可能な方法で異常を報知する。

【0048】

このように構成されたブレーキ制御装置１００の動作の一例を説明する。図４は、ブレーキ制御装置１００の動作の一例のプロセスＳ１１０を示すフローチャートである。このプロセスは、通常走行中の鉄道車両９０において、空気ブレーキ５が常用ブレーキとして操作されたときの動作プロセスである。

【0049】

プロセスＳ１１０が開始されると、ブレーキ制御部１０は、運転台７０から常用ブレーキ指令Ｃｂがあるかどうかを判定する（ステップＳ１１１）。常用ブレーキ指令Ｃｂがない場合（ステップＳ１１１のＮ）、ブレーキ制御部１０は、プロセスをステップＳ１１１の先頭に戻し、待機ループを形成する。このループの間、中継弁２１は排気動作、滑走制御弁４は供給動作を継続する。

【0050】

常用ブレーキ指令Ｃｂがある場合（ステップＳ１１１のＹ）、ブレーキ制御部１０は、中継弁２１に供給動作をさせるように第１ブレーキ制御弁２を制御する（ステップＳ１１２）。次に、ブレーキ制御部１０は、滑走制御弁４に供給動作をさせる（ステップＳ１１３）。この結果、圧縮空気供給源８の圧縮空気が、中継弁２１と滑走制御弁４とを介してブレーキシリンダ５６に供給され、摩擦材が押し付けられて車軸８２に制動力が発生する。つまり、空気ブレーキ５は、常用ブレーキ指令Ｃｂに応じて常用ブレーキとして機能する。

【0051】

次に、ブレーキ制御部１０は、常用ブレーキ緩解指令があるかどうかを判定する（ステップＳ１１４）。常用ブレーキ緩解指令がない場合（ステップＳ１１４のＮ）、ブレーキ制御部１０は、プロセスをステップＳ１１４の先頭に戻し、待機ループを形成する。このループの間、中継弁２１と滑走制御弁４は供給動作を継続する。

【0052】

常用ブレーキ緩解指令がある場合（ステップＳ１１４のＹ）、ブレーキ制御部１０は、中継弁２１に排気動作をさせるように第１ブレーキ制御弁２を制御する（ステップＳ１１５）。

【0053】

次に、ブレーキ制御部１０は、第２ブレーキ（非常ブレーキおよび保安ブレーキ）の緩解指令があるかどうかを判定する（ステップＳ１１６）。第２ブレーキの緩解指令がない場合（ステップＳ１１６のＮ）、ブレーキ制御部１０は、プロセスをステップＳ１１６の先頭に戻し、待機ループを形成する。このループの間、中継弁２１は排気動作を継続し、滑走制御弁４は供給動作を継続する。

【0054】

第２ブレーキの緩解指令がある場合（ステップＳ１１６のＹ）、ブレーキ制御部１０は、滑走制御弁４に排気動作をさせる（ステップＳ１１７）。つまり、ブレーキ制御部１０は、空気ブレーキ５の緩解時に、中継弁２１および滑走制御弁４でブレーキシリンダ５６の圧縮空気を排気する排気動作を実行するように制御する。実施形態では、排気動作に使用される滑走制御弁４は、常用ブレーキが緩解される度に、滑走制御弁４－Ａ、４－Ｂ、４－Ｃ、４－Ｄの順で変更される。

【0055】

常用ブレーキ１１を緩解するたびに、すべての滑走制御弁４を排気動作に使用してもよい。しかし、常用ブレーキ１１を緩解するたびに、すべての滑走制御弁４を排気動作に使用すると、弁の開閉回数が増え、寿命期間が短くなる懸念がある。そこで、ステップＳ１１７において、ブレーキ制御部１０は、空気ブレーキ５の緩解時に、複数の滑走制御弁４のうちの一部を用いて排気動作を実行するように制御する。例えば、ブレーキ制御部１０は、４つの滑走制御弁４それぞれの使用回数の偏りを減らし、使用回数がほぼ均等に近づくように排気動作に使用する滑走制御弁４を変更してもよい。複数の滑走制御弁４それぞれは、圧縮空気配管１９を介してすべてのブレーキシリンダ５６に通じており、一部で排気動作することにより、すべてのブレーキシリンダ５６のブレーキ圧を下げることができる。

【0056】

このステップで、ブレーキ制御部１０は、複数の滑走制御弁４のうち前回の緩解時に使用しなかった滑走制御弁４を用いて排気動作を実行するように制御してもよい。例えば、前回の緩解時に滑走制御弁４－Ａを使用した場合、次回の緩解時に滑走制御弁４－Ａ以外が排気動作に使用されてもよい。ブレーキ制御部１０は、常用ブレーキ１１が緩解される度に、排気動作に使用する滑走制御弁４を、滑走制御弁４－Ａ、４－Ｂ、４－Ｃ、４－Ｄの順で変更してもよい。

【0057】

排気応答性を改善する観点から、滑走制御弁４の排気動作開始のタイミングは、早いことが望ましく、例えば、中継弁２１の排気動作開始タイミングの前または同時であってもよい。滑走制御弁４の寿命期間を延ばす観点から、滑走制御弁４の排気動作期間は短いことが望ましい。そこで、実施形態では、ブレーキ制御部１０は、中継弁２１の排気動作が終了する前に、滑走制御弁４の排気動作を終了させる。

【0058】

滑走制御弁４の排気動作期間を短くする観点から、ブレーキ制御部１０は、空気ブレーキ５の緩解時における滑走制御弁４の排気動作期間を所定の期間（例えば、２秒）に制限してもよい。例えば、ブレーキ制御部１０は、空気ブレーキ５の緩解時における滑走制御弁４の排気動作を、開始から所定の期間経過後に終了するように制御してもよい。滑走制御弁４の排気動作の開始および終了のタイミングは、所望の排気応答性を実現するように、実験またはシミュレーションにより設定できる。

【0059】

次に、ブレーキ制御部１０は、排気動作の実行中のブレーキシリンダ５６の空気圧が正常かどうかを判定する（ステップＳ１１８）。このプロセスで、ブレーキ制御部１０は、滑走制御弁４の排気動作の実行中のブレーキシリンダ５６の空気圧が予め設定された範囲内であるか否かを判定する。

【0060】

ブレーキシリンダ５６の空気圧が正常でない場合（ステップＳ１１８のＮ）、ブレーキ制御部１０は、滑走制御弁４は異常と判定する（ステップＳ１１９）。滑走制御弁４が異常である場合、ブレーキ制御部１０は、報知部７９を用いて人が覚知可能な方法で異常を報知する。

【0061】

ステップＳ１１９を実行したら、プロセスＳ１１０は終了する。ブレーキシリンダ５６の空気圧が正常である場合（ステップＳ１１８のＹ）、プロセスＳ１１０は終了する。

【0062】

上記のプロセスは一例であり、各種の変形が可能である。プロセスＳ１１０は繰り返し実行されてもよい。

【0063】

第１実施形態によれば、空気ブレーキの緩解時に、中継弁だけでなく、滑走制御弁によっても排気動作が行われるため、排気が加速され、排気応答性が改善される。また、既存の弁を利用するので、構成の複雑化を回避できる。

【0064】

以上が第１実施形態の説明である。

【0065】

以下、本発明の第２、第３実施形態を説明する。第２、第３実施形態の図面及び説明では、第１実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

【0066】

本発明の第２実施形態は、ブレーキ制御装置１００の制御方法である。この方法は、ブレーキ指令Ｃｂに応じて、圧縮空気供給源８から供給される圧縮空気の圧力を調整する中継弁２１と、中継弁２１から供給された圧縮空気により空気ブレーキ５を作動させるブレーキシリンダ５６と、中継弁２１とブレーキシリンダ５６との間の空気流路に設けられ、滑走が生じた際に、ブレーキシリンダ５６に供給する圧縮空気の圧力を調整する滑走制御弁４と、を備えるブレーキ制御装置に関する。この方法は、空気ブレーキ５の緩解時に、中継弁２１および滑走制御弁４でブレーキシリンダ５６の圧縮空気を排気する排気動作を実行するステップ（Ｓ１１５～Ｓ１１７）を含む。

【0067】

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用と効果を奏する。

【0068】

本発明の第３実施形態は、ブレーキ制御装置１００の制御プログラムＰ１００である。この制御プログラムＰ１００は、ブレーキ指令Ｃｂに応じて、圧縮空気供給源８から供給される圧縮空気の圧力を調整する中継弁２１と、中継弁２１から供給された圧縮空気により空気ブレーキ５を作動させるブレーキシリンダ５６と、中継弁２１とブレーキシリンダ５６との間の空気流路に設けられ、滑走が生じた際に、ブレーキシリンダ５６に供給する圧縮空気の圧力を調整する滑走制御弁４と、を備えるブレーキ制御装置に関する。この制御プログラムＰ１００は、空気ブレーキ５の緩解時に、中継弁２１および滑走制御弁４でブレーキシリンダ５６の圧縮空気を排気する排気動作を実行するステップ（Ｓ１１５～Ｓ１１７）をコンピュータに実行させる。

【0069】

第３実施形態の制御プログラムＰ１００のこれらの機能は、ブレーキ制御装置１００の機能ブロックに対応する複数のモジュールが実装されたアプリケーションプログラムとして、ブレーキ制御部１０のストレージ（例えば記憶部７３）にインストールされてもよい。第３実施形態の制御プログラムＰ１００は、ブレーキ制御装置１００に組み込まれたコンピュータのプロセッサ（例えばＣＰＵ）のメインメモリに読み出しされて実行されてもよい。

【0070】

第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用と効果を奏する。

【0071】

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。上述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除などの多くの設計変更が可能である。上述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容にも設計変更が許容され得る。

【0072】

［変形例］
以下、変形例を説明する。変形例の図面及び説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

【0073】

実施形態の説明では、第２ブレーキ制御弁３が、単一の弁で構成される例を示したが、これに限定されない。例えば、第２ブレーキ制御弁は、パイロットバルブと、このバルブの出力により制御されるメインバルブとを含んでもよい。

【0074】

実施形態の説明では、中継弁２１が複式逆止弁４３の上流側に設けられる例を示したが、これに限定されない。例えば、中継弁は、複式逆止弁の下流側に設けられてもよい。この場合、第１ブレーキ制御弁と第２ブレーキ制御弁とを電磁弁で構成できる。

【0075】

実施形態の説明では、第１ブレーキ制御弁２および第２ブレーキ制御弁３が車両ごとに１つずつ設けられる例を示したが、これに限定されない。例えば、第１ブレーキ制御弁および第２ブレーキ制御弁は、車両ごとに複数ずつ設けられてもよい。

【0076】

上述の変形例は、各実施形態と同様の作用と効果を奏する。

【0077】

上述した各実施形態及び変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態及び変形例それぞれの効果をあわせもつ。

【符号の説明】

【0078】

５ 空気ブレーキ、 ７ 異常検知部、 ８ 圧縮空気供給源、 １０ ブレーキ制御部、 １１ 常用ブレーキ、 １２ 非常用ブレーキ、 １９ 圧縮空気配管１９、 ２１ 中継弁、 ４１ 滑走制御弁、 ４３ 複式逆止弁、 ５６ ブレーキシリンダ、 ７０ 運転台、 ９０ 鉄道車両、 １００ ブレーキ制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】