JP2004306865A

JP2004306865A - 鉄道車両用滑走制御装置

Info

Publication number: JP2004306865A
Application number: JP2003105596A
Authority: JP
Inventors: Yasuharu Itano; 康晴板野; Mamoru Tanaka; 守田中; Masayuki Ueno; 雅之上野; Satoshi Kikuno; 敏菊野; Hajime Ito; 一伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Central Japan Railway Co
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-09
Also published as: JP4184137B2

Abstract

【課題】ブレーキ作用時で車輪滑走発生時、非滑走軸に滑走を誘発しないようにより適切にブレーキ力を増減させ、車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置を提供する。
【解決手段】走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段１〜５と、この滑走判断手段の判定に基づき、滑走軸の滑走回数に応じて、非滑走軸のブレーキ力を増加させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段８０と、を備えた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気車両において、ブレーキ作用中における車輪の滑走を検出してブレーキ力を制御する鉄道車両用滑走制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。図５において、１ａ〜１ｄは速度センサ、２は速度入力部、３は速度差検出部、４は加減速度検出部、５は滑走発生を判断する判断部、８は滑走量判定部、６は出力部、７は滑走防止弁である。
【０００３】
速度入力部２は、１車両２台車の４車軸に設けられそれぞれの車軸の回転速度を検出する速度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄからの信号を入力する。速度差検出部３は、４車軸の速度の内で最大軸を基準軸速度（滑走を生じていない車軸の速度に相当する）としてこの基準軸速度と各車軸の速度との差を検出する。加減速度検出部４は、各速度センサ１からの速度信号を微分して加減速度を検出する。判断部５は、両検出部３，４の出力が予め設定した設定値を越えた時に滑走発生と判断する。滑走量判定部８は、判断部５より滑走と判断した時の滑走量を算出する。出力部６は、判定結果に基づき滑走した車輪の滑走防止弁７を制御する。
【０００４】
ここで、滑走防止弁７は滑走の状態に応じて圧縮空気をブレーキシリンダから排気してブレーキシリンダ圧を低下させたり、その後のブレーキシリンダ圧を保持したり、あるいは、再び、圧縮空気をブレーキシリンダに供給してブレーキシリンダ圧を高めたりすることにより滑走車輪を再粘着させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の鉄道車両用滑走制御装置は上記のように構成されているので、雨天で車輪−レール間が低粘着状態により、滑走が発生している場合を想定すると、前・後台車の軸重移動を考慮していないために、ブレーキ作用時、進行方向の台車に軸重が移動するので、非滑走軸に滑走を誘発することになり、また、車輪滑走時においても非滑走軸の滑走を誘発するという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ブレーキ作用時で車輪滑走発生時、非滑走軸に滑走を誘発しないようにより適切にブレーキ力を増減させ、車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、この滑走判断手段の判定に基づき、滑走軸の滑走回数に応じて、非滑走軸のブレーキ力を増加させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置にある。
【０００８】
また、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、各車軸でのブレーキ力増加を示す信号を入力すると共に前記滑走判断手段の判定に基づき、ブレーキ作用時に軸重の増加する非滑走軸のブレーキ力の増加量に応じて、軸重の軽減される滑走軸のブレーキ力を低減するように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置にある。
【０００９】
また、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を防止する鉄道車両用滑走制御装置において、車両の走行方向を示す前後切換信号を入力し、予め軸重移動により滑走しにくい状態になる前台車はブレーキ力を増加させ、その分、後台車はブレーキ力を減少させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生するブレーキ力増減量判定手段を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置にある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。図において、図５に示す従来のものと同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明は省略する。８０は滑走量・ブレーキ力増減量判定部である。
【００１１】
車輪滑走発生時、判断部５で滑走軸、非滑走軸を判断し、滑走軸の滑走量及び非滑走軸のブレーキ力増減量を滑走量・ブレーキ力増減量判定部８０で算出し、出力部６を経由して滑走軸は滑走防止弁７を用いてブレーキ力を低減し、非滑走軸は、出力部６を経由して滑走防止弁７を用いてブレーキ力を増加する。
【００１２】
滑走量・ブレーキ力増減量判定部８０では、先頭車の滑走軸（後台車）の１滑走中の滑走回数に応じて非滑走軸（前台車）のブレーキ力増加量を算出し、例えば、１滑走中に
１回目滑走時には非滑走軸のブレーキ力増加量を１０％
２回目滑走時には非滑走軸のブレーキ力増加量を１５％
３回目滑走時には非滑走軸のブレーキ力増加量を２０％
とすることで、非滑走軸のブレーキ力の増減を図る。
【００１３】
なお、鉄道車両の走行方向を示す前後進切換信号（後述の実施の形態３のものと同様なもの）を速度入力部２、速度差検出部３、加減速度検出部４、判断部５、滑走量・ブレーキ増減量判定部８０等の少なくともいずれか１つに入力することで、速度センサ１ａ〜１ｄからの信号がそれぞれ前台車（非滑走軸を含む）、後台車（滑走軸を含む）のいずれからのものかが事前に判断できる。
【００１４】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。滑走量・ブレーキ増減量判定部８０ａに必要ブレーキ力１０、各車軸（４軸分）毎のブレーキ力増加信号９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを入力した点が実施の形態１と異なる。なお、ブレーキ力増加信号９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、例えば各車軸毎の軸重（加重量）を測定する加重計からの信号とする。
【００１５】
車輪滑走発生時は実施の形態１と同様な動作であり、ブレーキ作用時、各軸（４軸分）に関するブレーキ力増加信号９ａ〜９ｄ、および必要ブレーキ力信号１０を滑走量・ブレーキ力増減量判定部８０ａに入力することで、滑走量・ブレーキ力増減量判定部８０ａでは、軸重移動により軸重の増加する非滑走軸（前台車）のブレーキ力の増加量（増加したブレーキ力と必要ブレーキ力の関係）に応じて、軸重の軽減される滑走軸（後台車）のブレーキ力低減量（低減するブレーキ力と必要ブレーキ力の関係）を算出し、出力部６を経由して滑走防止弁７を用いてブレーキ力を低減することで、車両で必要なブレーキ力を確保する。
【００１６】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示す部分ブロック図である。ブレーキ力加減量判定部８０ｂではブレーキ作用時、車両に必要なブレーキ力を示す必要ブレーキ力信号１０と前後進切換信号１５を入力する。ブレーキ力加減量判定部８０ｂでは前後進切換信号１５により１車両における前台車と後台車を判断することが可能となる。
【００１７】
従って、ブレーキ作用中、予め前台車は軸重移動により滑走しにくい状態になるために、必要ブレーキ力信号１０から荷重の１０％増加させ、すなわち、
【００１８】
（増加分）＝（荷重）×０．１（１０％）
【００１９】
を加えたブレーキ力として算出し、その増加分だけ後台車で低減させることで、前・後台車の車輪滑走の発生を未然に防止する。
【００２０】
実施の形態４．
また、従来の鉄道車両用滑走制御装置は１重系構成のため、故障した場合、新幹線車両用滑走制御装置の機能が不能となる。そこでこの実施の形態では、予備系鉄道車両用滑走制御装置を追加し、お互いを相互監視することで、万一故障した場合、自動的に切換えるようにした。
【００２１】
図４はこの発明の実施の形態４による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。上記実施の形態１〜３による車両用滑走制御装置を通常系と位置付け、通常系と共用する速度センサ１ａ〜１ｄ、ブレーキ力増加信号９ａ〜１９ｄ、滑走防止弁７、必要ブレーキ力信号１０、前後進切換信号１５、独立した速度入力部２Ｘ、速度差検出部３Ｘ、加減速度検出部４Ｘ、判断部５Ｘ、出力部６Ｘ、滑走量・ブレーキ力増減量判定部８０Ｘ、および監視信号１１で構成する予備系車両用滑走制御装置を追加する。
【００２２】
通常系と予備系については滑走量・ブレーキ力増減量判定部８０間で監視信号１１にて互いを監視し、一定時間内に応答が無い場合もしくは通常系、予備系で認識する速度に速度差が発生した場合、予備系に自動的に切換える構成である。
【００２３】
なお、上記各実施の形態は、適宜組み合わせが可能であり、実施の形態１〜３の装置はそれぞれ、実施の形態４のように通常系と予備系を組み合わせて構成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、この滑走判断手段の判定に基づき、滑走軸の滑走回数に応じて、非滑走軸のブレーキ力を増加させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置としたので、滑走状況に応じてロスしたブレーキ力量を補うようにブレーキ力を増加させることにより所望のブレーキ力を保ちながら滑走の抑制が行える。
【００２５】
また、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、各車軸でのブレーキ力増加を示す信号を入力すると共に前記滑走判断手段の判定に基づき、ブレーキ作用時に軸重の増加する非滑走軸のブレーキ力の増加量に応じて、軸重の軽減される滑走軸のブレーキ力を低減するように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置としたので、ブレーキ作用時の軸重移動によるブレーク力の変化を考慮してブレーキ力の増減を行うことにより、より適切に所望のブレーキ力を保ちながら滑走の抑制が行える。
【００２６】
また、走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を防止する鉄道車両用滑走制御装置において、車両の走行方向を示す前後切換信号を入力し、予め軸重移動により滑走しにくい状態になる前台車はブレーキ力を増加させ、その分、後台車はブレーキ力を減少させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生するブレーキ力増減量判定手段を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置としたので、予め車輪滑走を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態３による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態４による鉄道車両用滑走制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の鉄道車両用滑走制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ速度センサ、２速度入力部、３速度差検出部、４加減速度検出部、５判断部、６出力部、７滑走防止弁、８０，８０ａ滑走量・ブレーキ力増減量判定部、８０ｂブレーキ力増減量判定部。

Claims

走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、
各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、
この滑走判断手段の判定に基づき、滑走軸の滑走回数に応じて、非滑走軸のブレーキ力を増加させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、
を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置。
走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を抑制する鉄道車両用滑走制御装置であって、
各車軸の回転速度に基づき滑走を判定する滑走判断手段と、
各車軸でのブレーキ力増加を示す信号を入力すると共に前記滑走判断手段の判定に基づき、ブレーキ作用時に軸重の増加する非滑走軸のブレーキ力の増加量に応じて、軸重の軽減される滑走軸のブレーキ力を低減するように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生する滑走量・ブレーキ力増減量判定手段と、
を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置。
走行する鉄道車両のブレーキ作用時に発生する車輪滑走を防止する鉄道車両用滑走制御装置において、車両の走行方向を示す前後切換信号を入力し、予め軸重移動により滑走しにくい状態になる前台車はブレーキ力を増加させ、その分、後台車はブレーキ力を減少させるように各車軸のブレーキ力を制御する信号を発生するブレーキ力増減量判定手段を備えたことを特徴とする鉄道車両用滑走制御装置。