JP7618533B2 - 鉄道車両のためのブレーキ制御システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に鉄道車両のためのブレーキ制御システムに関する。より具体的には、本発明は、ブレーキ制御システム、およびハードウェアまたは電気または電子制御の故障時に鉄道車両のブレーキを制御するための方法に関する。

前世紀にわたって、列車は、鉄道車両、地下鉄車両、および機関車の動きを制御するために空気圧ブレーキシステムを採用してきた。鉄道車両を備えた機関車の場合、鉄道車両のブレーキの適用または解放は通常、ブレーキパイプの圧力の変化に応答するように構成され、ブレーキパイプは、先頭の機関車両から最後の鉄道車両まで延びる長い連続パイプである。列車のブレーキをかけるときは、電動制御弁がブレーキパイプの圧力を下げ、それに応じて各車両の個別のブレーキが適用される。列車のブレーキが解除されると、電気制御弁がブレーキパイプの圧力を調整し、それに応じて各車両の個々のブレーキが解除される。ブレーキパイプの圧力を制御するための電気制御弁は、機関車の制御ユニットに収容することができ、機関車の運転者ブレーキ制御器から電子制御入力を受け取ることができる。シングルパイプシステムを備えたメトロ鉄道車両の場合、ブレーキの適用と解放は、各台車のブレーキシリンダーを充填および排気することにより、空気圧リレーを備えた電気作動式制御弁によって直接制御される。ダブルパイプシステムの地下鉄鉄道車両の場合、上記のシングルパイプシステムに加えて、電気作動式制御弁の故障時に各車両にブレーキをかけたり解放したりするために、鉄道車両を備えた機関車と同様、最初の鉄道車両から最後の鉄道車両まで延びるブレーキパイプがある。

制御弁が故障した場合、ブレーキパイプ圧力／ブレーキシリンダー圧力は、減少または調整される位置にはない。ただし、非常ブレーキをかけることにより、列車が停止する場合がある。通常、緊急ブレーキ弁は、ブレーキパイプ内の空気圧を急速に低下／ブレーキシリンダパイプ内に圧力を充填させて、列車のブレーキをかけさせるために使用される。ただし、電子制御装置が故障すると、列車の通常の運行が妨げられ、列車の整備と修理が可能になるまで列車が効果的に運行を続けることができなくなる可能性がある。さらに、現在のシステムでは、列車の運転士は、デフォルトのブレーキ適用および解放機能の下で、機関車／地下鉄車両を操作し続けることができない場合がある。１つまたは複数の制御弁が故障した後でも、列車がデフォルトのブレーキ機能で作動することを可能にするシステムが当技術分野で必要とされている。

本発明の一態様によれば、２台の台車を有する鉄道車両用のブレーキ制御システムが開示される。ブレーキ制御システムは、鉄道車両の第１の台車のブレーキを制御するための第１のブレーキ制御ユニットを含む。第１のブレーキ制御ユニットは、第１の台車のブレーキを制御するために、主リザーバから第１のブレーキシリンダパイプへの加圧空気の流れを制御するための第１のリレー弁を含む。第１のリレー弁は、第１のパイロット圧が第１のリレー弁に加えられると、加圧空気が第１のブレーキシリンダパイプに流れることを可能にする。第１のブレーキ制御ユニットは、第１のリレー弁への第１のパイロット圧の適用を制御して第１のリレー弁を作動させるための第１のブレーキ制御モジュールをさらに含む。第１のブレーキ制御モジュールは、第１のブレーキ制御ユニットの通常動作中の第１のパイロット圧の適用を制御する。ブレーキ制御システムは、鉄道車両の第２の台車のブレーキを制御するための第２のブレーキ制御ユニットをさらに含む。第２のブレーキ制御ユニットは、第２の台車のブレーキを制御するために、主リザーバから第２のブレーキシリンダパイプへの加圧空気の流れを制御するための第２のリレー弁を含む。第２のリレー弁に第３のパイロット圧を加えると、第２のリレー弁は、第２のブレーキシリンダパイプへの加圧空気の流れを可能にする。第２のブレーキ制御ユニットはまた、第２のブレーキ制御ユニットの通常の動作中に第２のリレー弁への第３のパイロット圧の適用を制御するための第２のブレーキ制御モジュールを含む。ブレーキ制御システムはさらに、バイパス導管とフェイルセーフ弁を含む。バイパス導管は、第１のブレーキ制御モジュールの出口を第２のブレーキ制御モジュールの出口に接続する。さらに、フェイルセーフ弁は、開位置と第２の閉位置の間を移動するように適合されている。閉位置ではフェイルセーフ弁が、バイパス導管を介した第１のブレーキ制御ユニットと第２のブレーキ制御ユニットの間の加圧空気の流れを防ぐ。開位置ではフェイルセーフ弁が、バイパス導管を介した第１のブレーキ制御ユニットと第２のブレーキ制御ユニットの間の加圧空気の流れを可能にする。フェイルセーフ弁は、第１のブレーキ制御ユニットの故障時に第１のパイロット圧を第１のリレー弁に提供し、第２のブレーキ制御ユニットの故障に応答して第３のパイロット圧を第２のリレー弁に提供する。

一実施形態では、第１のブレーキ制御モジュールは、主リザーバに流体接続され、開位置および閉位置に移動するように適合された第１の適用弁を含む。鉄道車両のブレーキの作動に応答して電気信号を受信すると、第１の適用弁が開位置に移動し、主リザーバから第１のリレー弁への加圧空気の流れを可能にする。第１のブレーキ制御モジュールはまた、第１の適用弁の下流に配置され、第１の適用弁から第１のリレー弁への加圧空気の流れを制御するように適合された第１の遮断弁を含む。第１の遮断弁は、第１のブレーキ制御ユニットの故障を検出すると、第１の適用弁と第１のリレー弁との間の加圧空気の流れを防ぐために閉位置に動かされる。

一実施形態では第１のブレーキ制御モジュールは、第１の適用弁および第１の遮断弁に流体接続された、第１の解放弁を含む。第１の解放弁は、第１の台車のブレーキを解放するために第１のリレー弁に加えられている第１のパイロット圧を解放することを容易にする。

一実施形態によれば、第１の解放弁は、鉄道車両のブレーキの適用が検出されると、閉位置に動かされる。閉位置では、第１の解放弁は、第１の解放弁の下流への加圧空気の流れを防ぐ。

一実施形態では、第２のブレーキ制御モジュールは、主リザーバに流体接続され、開位置および閉位置に移動するように適合された第２の適用弁を含む。第２の適用弁は、鉄道車両のブレーキの作動に応答して電気信号を受信すると開位置に動かされ、主リザーバから第２のリレー弁への加圧空気の流れを可能にする。第２のブレーキモジュールは、第２の適用弁の下流に配置され、第２の適用弁から第２のリレー弁への加圧空気の流れを制御するように適合された第２の遮断弁をさらに含む。第２の遮断弁は、第２のブレーキ制御ユニットの故障を検出すると、第２の適用弁と第２のリレー弁との間の加圧空気の流れを防ぐために閉位置に動かされる。

一実施形態によれば、第２のブレーキ制御モジュールは、第２の適用弁および第２の遮断弁に流体接続された第２の解放弁を含む。第２の解放弁は、第２のリレー弁に加えられている第３のパイロット圧を解放して、第２の台車のブレーキを解放することを容易にする。

一実施形態では、第２の解放弁は、鉄道車両のブレーキの適用が検出されると、閉位置に移動する。閉位置では、第２の解放弁は、第２の開放弁の下流への加圧空気の流れを防ぐ。

一実施形態では、第１のブレーキ制御ユニットの故障は、第１の適用弁または第１の解放弁のうちの少なくとも１つの故障を検出したときに検出される。

一実施形態では、第２のブレーキ制御ユニットの故障は、第２の適用弁または第２の解放弁のうちの少なくとも１つの故障を検出したときに検出される。

一実施形態によれば、ブレーキ制御システムは、別のブレーキ制御システムにパイロット圧を提供するために、ブレーキ制御システムを別の鉄道車両の別のブレーキ制御システムに流体接続する第２のフェイルセーフ弁を含む。

以下では、添付の図で示される実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。示される実施形態は、例示の目的のみに使用され、本発明の範囲を限定するために使用されるべきではないことを強調すべきである。

図１は、本開示の一実施形態による、鉄道車両の第１の台車のブレーキを制御するための第１のブレーキ制御ユニットと、鉄道車両の第２の台車のブレーキを制御するための第２のブレーキ制御ユニットとを有するブレーキ制御システムを示す。

図２は、本開示の一実施形態による、第２のブレーキ制御ユニットの故障中に第１のブレーキ制御ユニットから第２のブレーキ制御ユニットにパイロット圧を提供するための開位置にある第１のフェイルセーフ弁を示すブレーキ制御システムを図示する。

図３は本開示の一実施形態による、第１のブレーキ制御ユニットの故障中に第２のブレーキ制御ユニットから第１のブレーキ制御ユニットにパイロット圧を提供するための、開位置にある第１のフェイルセーフ弁を示すブレーキ制御システムを図示している。

図４は本開示の一実施形態による、別の鉄道車両のブレーキ制御システムに加圧空気を提供するための第２のフェイルセーフ弁を有するブレーキ制御システムを示す。

図５は本開示の一実施形態による、別の鉄道車両のブレーキ制御システムに加圧空気を提供するための、開位置にある第２のフェイルセーフ弁を示すブレーキ制御システを図示している。

図６は、本開示の代替的な実施形態による、ブレーキ制御システムを示している。

図１、２および３は、鉄道車両のブレーキの適用および解放を制御するためのブレーキ制御システム１００の概略図を示す。典型的には、各鉄道車両は２台の台車を含み、ブレーキ制御システム１００は、台車の１つに関連する第１のブレーキの適用および解放を制御するための第１のブレーキ制御ユニット１０２と、台車のもう一つに関連する第２のブレーキを制御するための第２のブレーキ制御ユニット１０４とを含む。ブレーキ制御ユニット１０２、１０４のそれぞれは、主リザーバ１０６から２つのブレーキシリンダパイプ１０８、１１０のうちの対応する１つへの加圧空気の流れを制御し、２台の台車のブレーキ（図示せず）の適用および／または解放を制御するためにブレーキシリンダパイプ１０８、１１０内の空気圧を制御するよう適合されている。

示されるように、第１のブレーキ制御ユニット１０２は、主リザーバ１０６および第１のブレーキシリンダパイプ１０８と流体接続し、主リザーバ１０６から第１のブレーキシリンダパイプ１０８への加圧空気の流れを制御するように適合された第１のリレー弁１１２、および第１のリレー弁１１２に加えられるパイロット圧（第１のパイロット圧）の適用を制御するための第１のブレーキ制御モジュール１２０を含む。さらに、ブレーキ制御システム１００は、主リザーバ１０６に流体接続され、第１のリレー弁１１２に加えられる第２のパイロット圧の圧力値を制御するように適合された制御リザーバ１２２を含む。第１のリレー弁の開閉は、第１のリレー弁１１２に提供される第１のパイロット圧および第２のパイロット圧を制御することによって制御される。

第１のリレー弁１１２は、空気圧で作動／作動される弁であり得、主リザーバ１０６から第１のブレーキシリンダパイプ１０８への加圧空気の流れを防止または可能にする。第１のリレー弁１１２は、第１のリレー弁１１２に加えられた第１のパイロット圧および第２のパイロット圧に基づいて、開位置および閉位置に移動するように適合されている。一実施形態では、開位置において第１のリレー弁１１２は、第１のパイロット圧および第２のパイロット圧に従って、主リザーバ１０６から第１のブレーキシリンダパイプ１０８への加圧空気の流れを可能にし、および／または第１のブレーキシリンダパイプ１０８からの加圧空気を排出する。そして閉位置において、第１のリレー弁１１２は、主リザーバ１０６から第１のブレーキシリンダパイプ１０８への加圧空気の流れを防止する。

第１のリレー弁１１２に加えられる第１のパイロット圧、つまり第１の台車のブレーキの適用または解放を制御するために、第１のブレーキ制御ユニット１０２は、第１の解放弁１２６、第１の適用弁１２８、および第１の遮断弁１３０を有する第１のブレーキ制御モジュール１２０を含む。弁１２６、１２８、１３０は、電気的に作動される弁であり、電気信号を受信すると、通電状態に移行する。

示されるように、第１の適用弁１２８は、主リザーバ１０６に流体接続され、開位置（通電状態）（図１および２に示される）と閉位置（非通電状態）（図３に示される）との間を移動するように適合される。示されるように、第１の適用弁１２８は、第１のフローライン１３２を介して主リザーバ１０６に流体接続されている。さらに、第１の適用弁１２８は、第２のフローライン１３４を介して第１の解放弁１２６に流体接続され、第３のフローライン１３６を介して第１の遮断弁１３０に流体接続される。したがって、第１の解放弁１２６は、第１の遮断弁１３０および第１の適用弁１２８の両方に流体的に接続されている。示されるように、第１の解放弁１２６および第１の遮断弁１３０の両方が、第１の適用弁の下流に配置される。開位置では、第１の適用弁１２８は、第３のフローライン１３６を介して、主リザーバ１０６から第１の遮断弁１３０への加圧空気の流れを可能にする。第１の適用弁１２８は、閉位置に偏っており、電気作動信号を受信すると開位置に移動することが理解されよう。

第１の適用弁１２８と同様に、第１の解放弁１２６は、開位置（非通電状態）（図３ 'に示される）と閉位置（通電状態）（図１および図２に示される）との間を移動するように適合され、開位置に偏っている。したがって、第１の解放弁１２６は、電気作動信号を受信すると、閉位置に移動する。開位置では、第１解放弁１２６は、第１の解放弁１２６の下流の加圧空気の流れを可能にし、一方、閉位置では、第１の解放弁１２６は、第１の解放弁１２６の下流の加圧空気の流れを防ぐ。

さらに、第１の遮断弁１３０はまた、開位置（非通電状態）と閉位置（通電状態）との間を移動するように適合されており、開位置に偏っている。したがって、第１の遮断弁１３０は、電気作動信号を受信すると、閉位置に移動する。開位置では、第１の遮断弁１３０は、第１のリレー弁１１２への加圧空気の流れを可能にし、一方、閉位置では、第１の遮断弁１３０は、第１の適用弁１２８から第１のリレー弁への、およびその逆の加圧空気の流れを防止する。したがって、閉位置では、第１の遮断弁１３０は、第１のブレーキ制御モジュール１２０を第１のリレー弁１１２および第２のブレーキ制御ユニット１０４から遮断する。

さらに、第１のブレーキ制御ユニット１０２は、第４のフローライン１４２を介して第１の遮断弁１３０に流体接続された第１の緊急弁１４０を含み得、第１の遮断弁１３０の下流に配置される。第１の緊急弁１４０はまた、第５のフローライン１４４を介して主リザーバ１０６から加圧空気を受け取るために、主リザーバ１０６に流体接続されている。さらに、第１の緊急弁１４０は、第６のフローライン１４６を介して第１のリレー弁１１２に流体接続されている。示されるように、第１の緊急弁１４０は、電気的に作動される弁であり、第１の位置と第２の位置との間を移動するように適合されている。第１の緊急弁１４０は、第１の位置に偏って配置され、電気的な作動信号を受信すると第２の位置に移動する。第１の位置では、第１の緊急弁１４０は、第５のフローライン１４４を第６のフローライン１４６に流体接続し、第５のフローラインを介して主リザーバ１０６から第１のリレー弁１１２への第１のパイロット圧としての加圧空気の流れを可能にする。第２の位置にある間、第１の緊急弁１４０は、第６のフローライン１４６を介して第４のフローライン１４２を第１のリレー弁１１２に流体接続して、第１のパイロット圧を第１のリレー弁１１２に加える。

第１のブレーキ制御ユニット１０２が通常に作動している間、第１のブレーキ制御ユニット１０２の第１のコントローラは、ブレーキを鉄道車両に適用／解放するためのオペレータによるブレーキレバーの押し下げ／移動の検出に応答して、弁１２６、１２８、１４０に電気的な作動信号を適用／提供することができることが理解されよう。例えば、ブレーキ制御システム１００または第１のブレーキ制御ユニット１０２が正常に作動しているとき、第１のコントローラは、ブレーキを鉄道車両に適用するためのオペレータによるブレーキレバーの押し下げ／移動の検出に応答してブレーキを適用するために、第１の適用弁１２８および第１の解放弁１２６に電気的な作動信号を提供し得る。また、第１の緊急弁１４０は、ブレーキレバーの移動に関係なく第１の緊急弁１４０を第２の位置に維持するために、電気的に作動することができる。したがって、ブレーキをかけるために、ブレーキ制御システム１００または第１のブレーキ制御ユニット１０２の通常の動作中に第１のコントローラは、第１の適用弁１２８を開位置に動かし、第１の解放弁１２６を閉位置に動かす。鉄道車両のブレーキを解除するための運転者によるブレーキレバーの踏み込み・移動の検知に応じて、ブレーキを解除するために、ブレーキ制御システム１００または第１のブレーキ制御ユニット１０２の通常の作動中、第１のコントローラは、第１の適用弁１２８を閉位置に移動させ、第１の解放弁１２６を開位置に移動させる。また、第１の緊急弁１４０は、ブレーキレバーの移動に関係なく、第１の緊急弁１４０を第２の位置に維持するために、電気的に作動できる。

一実施形態では、ブレーキ制御システム１００は、第１のブレーキ制御ユニット１０２またはブレーキ制御システム１００の故障があったときに第１の遮断弁１３０の作動を制御するための冗長コントローラを含み得る。第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障は、第１の解放弁１２６および／または第１の適用弁１２８の電気的故障が検出されたときに検出される。第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障を検出すると、冗長コントローラは、電気的な作動信号を第１の遮断弁１３０に適用／提供することができる。したがって、第１の遮断弁は、ブレーキ制御システム１００または第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障の検出に応答して、閉位置に移動される。したがって、第１のブレーキ制御ユニット１０２の通常の動作中、第１の遮断弁１３０は開位置に留まり、第１のブレーキ制御ユニット１０２またはブレーキ制御システム１００の故障を検出すると、閉位置に作動する。冗長コントローラは、第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障中に第１の遮断弁１３０を制御することが企図されているが、第１のコントローラは、第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障の検出時に第１の遮断弁１３０も制御できることを理解されたい。

図１に戻ると、第２のブレーキ制御ユニット１０４は、主リザーバ１０６と第２のブレーキシリンダパイプ１１０と流体接続している第２のリレー弁１５０であって、主リザーバ１０６から第２のブレーキシリンダパイプ１１０への加圧空気の流れを制御するように適合される第２のリレー弁１５０と、第２のリレー弁１５０に加えられるパイロット圧（すなわち、第３のパイロット圧）の適用を制御するための第２のブレーキ制御モジュール１５２とを含む。さらに、制御リザーバ１２２は、第２のリレーバルブ１５０に流体接続され、第２のリレーバルブ１５０に加えられる第４のパイロット圧の圧力値を制御するように適合されている。第２のリレー弁１５０の開閉は、第２のリレー弁１５０に提供される第３のパイロット圧および第４のパイロット圧を制御することによって制御される。

第２のリレー弁１５０は、空気圧で作動する弁であり得、主リザーバ１０６から第２のブレーキシリンダパイプ１１０への加圧空気の流れを防止または可能にする。第２のリレー弁１５０は、第２のリレー弁１５０に加えられる第３のパイロット圧および第４のパイロット圧に基づいて、開位置および閉位置に移動するように適合されている。一実施形態では、開位置では、第２のリレー弁１５０は、第３のパイロット圧および第４のパイロット圧に従って、主リザーバ１０６から第２のブレーキシリンダパイプ１１０への加圧空気の流れを可能にし、および／または第２のブレーキシリンダパイプ１１０からの加圧空気を排出する。一方閉位置では、第２のリレーバルブ１５０は、主リザーバ１０６から第２のブレーキシリンダパイプ１１０への加圧空気の流れを防止する。

第２のリレー弁１５０に加えられる第３のパイロット圧、ひいては第２の台車のブレーキの適用または解放を制御するために、第２のブレーキ制御ユニット１０４は、第２の解放弁１５６、第２の適用弁１５８、および第２の遮断弁１６０を有する、第２のブレーキ制御モジュール１５２を含む。弁１５６、１５８、１６０は、電気的に作動される弁であり、電気信号を受信すると、通電状態に移行する。

示されるように、第２の適用弁１５８は、主リザーバ１０６に流体接続され、開位置（通電状態）（図１および３に示される）と閉位置（非通電状態）（図２に示される）との間を移動するように適合される。示されるように、第２の適用弁１５８は、第１のフローパイプ１６２を介して主リザーバ１０６に流体接続されている。さらに、第２の適用弁１５８は、第２のフローパイプ１６４を介して第２の解放弁１５６に流体接続され、第３のフローパイプ１６６を介して第２の遮断弁１６０に流体接続される。開位置では、第２の適用弁１５８は、主リザーバ１０６から第２の適用弁１５８の下流へと、第２の遮断弁１６０への加圧空気の流れを可能にする。第２の適用弁１５８は、閉位置に偏っており、電気的な作動信号を受信すると開位置に移動することが理解され得る。

第２の適用弁１５８と同様に、第２の解放弁１５６は、開位置（非通電状態）と閉位置（通電状態）との間を移動するように適合され、開位置に偏っている。したがって、第２の解放弁１５６は、電気的な作動信号を受信すると、閉位置に移動する。開位置では、第２の解放弁１５６は、第２のフローパイプ１６４から第２の解放弁１５６の下流の加圧空気の流れを可能にし、一方閉位置では、第２の解放弁１５６は第２の解放弁１５６の下流の第２のフローパイプ１６４からの加圧空気の流れを防止する。

さらに、第２の遮断弁１６０はまた、開位置（非通電状態）と閉位置（通電状態）との間を移動するように適合され、開位置に偏っている。したがって、第２の遮断弁１６０は、電気的な作動信号を受信すると、閉位置に移動する。開位置では、第２の遮断弁１６０は、第２のリレー弁１５０への加圧空気の流れを可能にし、一方、閉位置では、第２の遮断弁１６０は、第３のフローパイプ１６６から第２のリレー弁１５０への、およびその逆の加圧空気の流れを防止する。したがって、閉位置では、第２の遮断弁１６０は、第２のブレーキ制御モジュール１５２を第２のリレー弁１５０および第１のブレーキ制御ユニット１０２から遮断する。

さらに、第２のブレーキ制御ユニット１０４は、第４のフローパイプ１７２を介して第２の遮断弁１６０に流体接続され、第２の遮断弁１６０の下流に位置する第２の緊急弁１７０を含み得る。第２の緊急弁１７０もまた、主リザーバ１０６に流体接続されて、第５のフローパイプ１７４を介して主リザーバ１０６から加圧空気を受け取る。また、第２の緊急弁１７０は、第６のフローパイプ１７６を介して第２のリレー弁１５０に流体接続されている。示されるように、第２の緊急弁１７０は、電気的に作動される弁であり、第１の位置と第２の位置との間を移動するように適合されている。第２の緊急弁１７０は、第１の位置に偏っており、電気的な作動信号を受信すると第２の位置に移動する。第１の位置では、第２の緊急弁１７０は、第５のフローパイプ１７４を第６のフローパイプ１７６に、したがって第２のリレーバルブ１５０に流体接続して、主リザーバ１０６から第２のリレー弁１５０への加圧空気（すなわち、第３のパイロット圧）の流れを可能にする。一方第２の位置では、第２の緊急弁１７０は、第４のフローパイプ１７２を第６のフローパイプ１７６に流体接続して、第２のブレーキ制御モジュール１５２から第２のリレーバルブ１５０への加圧空気（すなわち、第３のパイロット圧）の流れを可能にする。

第２のブレーキ制御ユニット１０４の通常の作動中、第２のブレーキ制御ユニット１０４の第２のコントローラは、第２の台車（すなわち、鉄道車両）にブレーキを適用／解放するためのオペレータによるブレーキレバーの押し下げ／移動の検出に応答して、弁に電気的な作動信号を適用／提供することができるということが理解されよう。例えば第２のブレーキ制御ユニット１０４が正常に作動している時、第２のコントローラは、ブレーキを鉄道車両に適用するためのオペレータによるブレーキレバーの押し下げ／移動の検出に応答してブレーキを適用するために、第２の適用弁１５８および第２の解放弁１５６に電気的な作動信号を提供し得る。したがってブレーキをかけるために、第２のブレーキ制御ユニット１０４の通常の動作中に第２のコントローラは、第２の適用弁１５８を開位置に動かし、第２の解放弁１５６を閉位置に動かす。また、第２のブレーキ制御ユニット１０４の通常の作動中、第２の緊急弁１７０は第２の位置に留まっていることが理解されよう。鉄道車両へのブレーキ解放のためのオペレータによるブレーキレバーの押し下げ／移動の検知に応じて、ブレーキを解放するために、第２のブレーキ制御ユニット１０４の通常の作動中、第２のコントローラは、第２の適用弁１５８を閉位置に動かし、第２の解放弁１５６を開位置に動かす。また、第２のブレーキ制御ユニット１０４の通常の作動中、第２の緊急弁１７０は第２の位置に留まっていることが理解されよう。

一実施形態では冗長コントローラは、第２のブレーキ制御ユニット１０４またはブレーキ制御システム１００に故障が発生したときに、第２の遮断弁１６０を制御する。第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障は、第２の解放弁１５６および／または第２の適用弁１５８の電気的故障が検出されたときに検出される。故障モードの間、冗長コントローラは、電気的な作動信号を第２の遮断弁１６０に適用／提供することができる。したがって、第２の遮断弁１６０は、ブレーキ制御システム１００または第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障の検出に応答して、閉位置に移動される。したがって、第２のブレーキ制御ユニット１０４の通常の動作中、第２の遮断弁１６０は開位置に留まり、第２のブレーキ制御ユニット１０４またはブレーキ制御システム１００の故障を検出すると、閉位置に作動する。
冗長コントローラは、第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障中に第２の遮断弁１６０を制御することが企図されているが、第１のコントローラは、第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障の検出時に第２の遮断弁１６０も制御できることが理解されよう。

また、ブレーキ制御システム１００は、第６のフローライン１４６を第６のフローパイプ１７６に流体接続して、それらの間の加圧空気の流れを可能にするバイパス導管１８０を含む。第６のフローライン１４６と第６のフローパイプ１７６との間、したがって第１のブレーキ制御ユニット１０２と第２のブレーキ制御ユニット１０４との間の加圧空気の流れを制御するために、ブレーキ制御システム１００は、フェイルセーフ弁１８２を含む。示されるように、フェイルセーフ弁１８２は、電気機械弁であり、開位置と閉位置との間を移動するように適合されている。開位置では、フェイルセーフ弁１８２は、第１のブレーキ制御ユニット１０２と第２の制御ユニット１０４との間の加圧空気の流れを可能にし、閉位置では、フェイルセーフ弁１８２は、第１のブレーキ制御ユニット１０２と第２のブレーキ制御ユニット１０４との間の加圧空気の流れを防止する。また、フェイルセーフ弁１８２は、閉位置に偏っており、電気的な作動信号を受信すると開位置に移動する。さらに、フェイルセーフ弁１８２は、ブレーキ制御システム１００が正常に作動しているとき（すなわち、第１のブレーキ制御ユニット１０２および／または第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障がない時）、閉位置に留まる。フェイルセーフ弁１８２は、第１のブレーキ制御ユニット１０２および／または第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障を検出すると、開位置に移動する。第２のブレーキ制御ユニット１０４に故障があり、第１のブレーキ制御ユニットが正常に作動している時、フェイルセーフ弁１８２は、バイパス導管１８０を介して、第１のブレーキ制御モジュール１２０の下流から第２のリレー弁１５０への加圧空気（すなわち、第３のパイロット圧）の流れを可能にする。また、第２のブレーキ制御ユニット１０４は正常に作動しているが第１のブレーキ制御ユニット１０２に故障が生じたときに、フェイルセーフ弁１８２は、バイパス導管１８０を介して第２のブレーキ制御モジュール１５２の下流から第１のリレー弁１１２に加圧空気（すなわち第１のパイロット圧）の流れを可能にする。

図４および５に示されるように、ブレーキ制御システム１００は、第２の鉄道車両のブレーキ制御システムの故障が検出された場合に第２の鉄道車両のリレー弁に加圧空気を提供するための第２のフェイルセーフ弁１９０を含む。また、第２のフェイルセーフ弁１９０は、ブレーキ制御ユニット１０２、１０４両方の故障の場合に、第２の鉄道車両からの加圧空気の受け取りを容易にする。第２のフェイルセーフ弁１９０は、フロー導管１９２を介してバイパス導管１８０に接続されている。示されるように、第２のフェイルセーフ弁１９０は、電気機械弁であり、開位置と閉位置との間を移動するように適合されている。開位置では、第２のフェイルセーフ弁１９０は、鉄道車両のブレーキ制御システム１００から第２の鉄道車両のブレーキ制御システムへ、およびその逆に加圧空気の流れを可能にし、閉位置にある間、第２のフェイルセーフ弁１９０は、２つのブレーキ制御システム間の加圧空気の流れを防止する。また、第２のフェイルセーフ弁１９０は、閉位置に偏っており、電気的な作動信号を受信すると開位置に移動する。

また、ブレーキ制御システム１００は、第５のフローライン１４４を介して第１の緊急弁１４０に供給され、第５のフローパイプ１７４を介して第２の緊急弁１７０に供給される加圧空気の圧力を、制御／調整する第１の圧力調整器１９４を含み得る。さらに、ブレーキ制御システム１００は、制御リザーバ１２２に供給される加圧空気の圧力、つまり第２および第４のパイロット圧の値を、制御／調整するための第２の圧力調整器１９６を含み得る。

図６を参照すると、本発明の代替的な実施形態によるブレーキ制御システム１００’が示されている。ブレーキ制御システム１００’は、制御リザーバ１２２がブレーキ制御システム１００’から省略されていることを除いて、ブレーキ制御システム１００と同様である。また、ブレーキ制御システム１００’では、第１の緊急弁１４０’は第５のフローライン１４４’に接続され、第１のパイロット圧として第１のリレー弁１１２への加圧空気の流れを可能にする代わりに、第１のリレー弁１１２への第２のパイロット圧の適用を制御する。同様に、 第２の緊急弁１７０’は、第５のフローパイプ１７４’に接続され、第３のパイロット圧として第２のリレー弁１５０への加圧空気の流れを可能にする代わりに、第２のリレー弁１５０への第４のパイロット圧の適用を制御する。

次に、ブレーキ制御システム１００の動作について説明する。ブレーキ制御システム１００の通常の作動中、すなわち第１のブレーキ制御ユニット１０２と第２のブレーキ制御ユニット１０４の両方が正常に作動しているときのブレーキ制御システム１００の機能は、図を参照して説明される。ブレーキをかけるために、オペレータはブレーキレバーをブレーキ位置に操作することができる。ブレーキ位置にあるブレーキレバーを検出すると、 ブレーキコントローラ（第１および第２のコントローラ）は、第１の適用弁１２８および第２の適用弁１５８を制御／作動させ、第１の適用弁１２８および第２の適用弁１５８を開位置に移動させることができる。さらに、ブレーキコントローラは、第１の解放弁１２６および第２の解放弁１５６を閉位置に作動させることができる。また、ブレーキコントローラは、第１の遮断弁１３０、第２の遮断弁１６０、およびフェイルセーフ弁１８２の作動を防止することができる。したがって、第１の遮断弁１３０および第２の遮断弁１６０は開位置に留まり、一方、フェイルセーフ弁は閉位置に留まる。

このように、 第１のブレーキ制御モジュール１２０は、第１のフローライン１３２、第１の緊急バルブ１４０を介して、主リザーバ１０６から第１のリレー弁１１２への加圧空気（すなわち、第１のパイロット圧）の流れを可能にする。 一方、第２のブレーキ制御モジュール１５２は、第２の緊急弁１７０および第６のフローパイプ１７６を介して第１のフローパイプ１６２を介して主リザーバ１０６から第２のリレー弁１５０への加圧空気（すなわち、第３のパイロット圧）の流れを可能にする。したがって、第１のリレー弁１１２は、第１のブレーキシリンダパイプ１０８への加圧空気の流れを可能にするために開位置に移動するように通電／作動されて第１の台車のブレーキの適用を発生させ、第２のリレー弁１５０は、第２のブレーキシリンダパイプ１１０への加圧空気の流れを可能にするために開位置に作動されて第２の台車のブレーキの適用を発生させる。

次に、鉄道車両にブレーキを適用／解放するための故障モード中のブレーキ制御システム１００の機能について説明する。ブレーキコントローラは、第１のブレーキ制御ユニット１０２および／または第２の制御ユニット１０４のハードウェアまたは電気的または電子的故障が検出されたときに、故障モードを検出することができる。図３を参照すると、第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障中および第２のブレーキ制御ユニット１０４の通常の動作中のブレーキ制御システム１００の機能が示されている。第１の適用弁１２８の電気的故障および／または第１の解放弁１２６の電気的故障が発生したとき、または第１の適用弁１２８および／または第１の解放弁１２６が電気作動信号を受信した後でも通電されないとき、または 第１の適用弁１２８および／または第１の解放弁１２６が、通電状態で固着している時に、第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障が検出／確認される。第１の適用弁１２８および第１の解放弁１２６の故障のために、第１の適用弁１２８が閉位置に移動し、第１の解放弁１２６が開位置に移動するか、あるいは第１の適用弁１２８が閉位置に移動し、第１の解放弁１２６が閉位置に固着している。さらに、第１の適用弁１２８および第１の解放弁１２６の故障が検出されると、冗長コントローラまたは第１のコントローラは、第１の遮断弁１３０を作動させて、第１の遮断弁１３０を閉位置に移動させる。したがって、第１のブレーキ制御モジュール１２０は、第１のリレー弁１１２（すなわち、第６のフローライン１４６）から遮断されている。さらに、冗長コントローラは、第１の緊急弁１４０を第２の位置に保持する。

また、第２のブレーキ制御ユニット１０４は正常に作動し続けるので、ブレーキをかける場合、第２のコントローラは、第２の遮断弁１６０を作動させないように保ちながら第２の適用弁１５８を開位置に動かし、第２の解放弁１５６を閉位置に動かし、それによりコントローラは第２の遮断弁１６０を開位置に維持する。したがって、第２のブレーキ制御モジュール１５２は、第４のフローパイプ１７２を介して主リザーバ１０６から第６のフローパイプ１７６への、つまり第３のパイロット圧としての第２のリレーバルブ１５０への加圧空気の流れを可能にする。

さらに、第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障を検出すると、ブレーキコントローラは、第１のフェイルセーフ弁１８２を開位置に作動させる。そうすることで、バイパス導管１８０を介した第６のフローパイプ１７６から第６のフローライン１４６への加圧空気の流れが可能になる。したがって、第１のパイロット圧が第１のリレー弁１１２に加えられて、第１のリレー弁１１２を開位置に作動させ、主リザーバ１０６から第１のブレーキシリンダパイプ１０８への加圧空気の流れを可能にして、第１の台車のブレーキをかける。

ブレーキ解除の場合、 第２のブレーキ制御ユニット１０４は、第２の遮断弁１６０を作動させないまま第２の適用弁１５８を閉位置に動かし、第２の解放弁１５６を開位置に動かし、それによりコントローラは、第２の遮断弁１６０を開位置に保つ。したがって、第２のブレーキ制御モジュール１５２は、第６のフローパイプ１７６から第４のフローパイプ１７２を介した、つまり第２のリレー弁１５０から第３のパイロット圧としての加圧空気を、排出する。第２のリレー弁１５０から第３のパイロット圧を逃がすと、 第２のブレーキシリンダパイプ１１０からの加圧空気の排出が起こり、第２の台車のブレーキを解放する。

さらに、第１のブレーキ制御ユニット１０２の故障を検出すると、ブレーキコントローラは、第１のフェイルセーフ弁１８２を開位置に作動させる。そうすることで、加圧空気は、バイパス導管１８０および第４のフローパイプ１７２を介して、第６のフローライン１４６から排出される。したがって、第１のリレー弁１１２から第１のパイロット圧を逃がすと、 第１のブレーキシリンダパイプ１０８からの加圧空気の排出が起こり、第１の台車のブレーキを解放する。

このようにして、ブレーキ制御システム１００は、第１のブレーキ制御ユニット１０２が故障した場合に、第２の台車と共に第１の台車のブレーキの適用／解放を容易にする。第２のブレーキ制御ユニット１０４は、ブレーキ制御システム１００の通常の作動中に、上述の説明と同様の方法で第２の台車のブレーキをかけることを可能にする。

第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障中および第１のブレーキ制御ユニット１０２の通常の動作中のブレーキ制御システム１００の機能は、図２を参照して説明される。第２の適用弁１５８の電気的故障および／または第２の解放弁１５６の電気的故障が発生したとき、または第２の適用弁１５８および／または第２の解放弁１５６が電気作動信号を受信した後でも通電されないとき、または第２の適用弁１５８および／または第２の解放弁１５６が通電状態で固着しているとき、第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障が検出／確認される。第２の適用弁１５８および第２の解放弁１５６の故障のために、第２の適用弁１５８が閉位置に移動し第２の解放弁１５６が開位置に移動するか、または第２の適用弁１５８が閉位置に移動し第２の解放弁１５６が閉位置に固着している。さらに、第２の適用弁１５８および第２の解放弁１５６の故障が検出されると、冗長コントローラまたは第２のコントローラは、第２の遮断弁１６０を作動させて、第２の遮断弁１６０を閉位置に移動させる。したがって、第２のブレーキ制御モジュール１５２は、第２のリレー弁１５０(すなわち、第６のフローパイプ１７６)から遮断されている。さらに、冗長コントローラは、第２の緊急弁１７０を第２の位置に保持する。

また第１のブレーキ制御ユニット１０２は正常に作動し続けるので、ブレーキをかける場合、第１のコントローラは第１の遮断弁１３０を作動させないまま、第１の遮断弁１２８を開位置に動かし、第１の解放弁１２６を閉位置に動かし、それによりコントローラは、第１の遮断弁１３０を開位置に維持する。したがって、第１のブレーキ制御モジュール１２０は、加圧空気の、主リザーバ１０６から第４のフローライン１４２を介して第６のフローライン１４６への、したがって第１のパイロット圧として第１のリレー弁１１２への流れを可能にする。

さらに、第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障が検出されると、ブレーキコントローラは、第１のフェイルセーフ弁１８２を開位置に作動させる。そうすることで、バイパス導管１８０を介した第６のフローライン１４６から第６のフローパイプ１７６への加圧空気の流れが可能になる。したがって、第３のパイロット圧が第２のリレー弁１５０に加えられて第２のリレー弁１５０を開位置に作動させ、主リザーバ１０６から第２のブレーキシリンダパイプ１１０への加圧空気の流れを可能にして、第２の台車のブレーキをかける。

ブレーキ解除の場合、 第１のブレーキ制御ユニット１０２は、第１の遮断弁１４０を作動させないまま第１の適用弁１２８を閉位置に動かし、第１の解放弁１２６を開位置に動かし、それによりコントローラは、第１の遮断弁１４０を開位置に保つ。したがって、第１のブレーキ制御モジュール１２０は、第６のフローライン１４６から第４のフローライン１４２を介して、したがって第１のパイロット圧として第１のリレー弁１１２から加圧空気を排出する。第１のリレー弁１１２から第１のパイロット圧を逃がすことで、第１のブレーキシリンダパイプ１０８からの加圧空気の排出を引き起こし、第１の台車のブレーキを解放する。

さらに、第２のブレーキ制御ユニット１０４の故障が検出されると、ブレーキコントローラは、第１のフェイルセーフ弁１８２を開位置に作動させる。そうすることで、加圧空気は、バイパス導管１８０および第４のフローライン１４２を介して第６のフローパイプ１７６から排出される。したがって、第３のパイロット圧は、第２のリレー弁１５０から排出され、第２のブレーキシリンダパイプ１１０からの加圧空気の排出を引き起こし、第２の台車のブレーキが解放される。

このようにして、ブレーキ制御システム１００は、第２のブレーキ制御ユニット１０４が故障した場合に、第１の台車とともに第２の台車のブレーキの適用／解放を容易にする。第１のブレーキ制御ユニット１０２は、ブレーキ制御システム１００の通常の作動中上述の説明と同様の方法で第１の台車のブレーキをかけることを可能にする。

図５を参照すると、ブレーキ制御システム１００は、別の鉄道車両のブレーキ制御システムに加圧空気の流れを提供することが示されている。別の鉄道車両のブレーキ制御システムに加圧空気を供給するために、第１のフェイルセーフ弁１８２および第２のフェイルセーフ弁１９０が開位置に動かされる。したがって、加圧空気は、バイパス導管１８０およびフロー導管１９２を介して第２の鉄道車両のブレーキ制御システムに供給される。

図および上記の説明は、例示的な実施形態を単純かつ概略的な方法で示していることに留意されたい。特定の機械的詳細の多くについては、当業者はこれらに精通しているはずであり、またこれらは説明を不必要に複雑にするだけであるため、示されていない。

Claims (10)

1. ２台の台車を備えた鉄道車両用のブレーキ制御システムであって、該ブレーキ制御システムは、
   鉄道車両の第１の台車のブレーキを制御するための第１のブレーキ制御ユニットであって、第１のブレーキ制御ユニットは、
   主リザーバから第１のブレーキシリンダパイプへの加圧空気の流れを制御して第１の台車のブレーキを制御するための第１のリレー弁であって、第１のリレー弁は、第１のパイロット圧が第１のリレー弁に加えられると、加圧空気が第１のブレーキシリンダパイプに流れることを可能にする、第１のリレー弁、
   第１のリレー弁を作動させるために第１のリレー弁への第１のパイロット圧の適用を制御するための第１のブレーキ制御モジュールであって、ここで第１のブレーキ制御モジュールは、第１のブレーキ制御ユニットの通常動作中の第１のパイロット圧の適用を制御する、第１のブレーキ制御モジュールを含む、第１のブレーキ制御ユニットと、
   鉄道車両の第２の台車のブレーキを制御するための第２のブレーキ制御ユニットであって、第２のブレーキ制御ユニットは、
   第２の台車のブレーキを制御するために、主リザーバから第２のブレーキシリンダパイプへの加圧空気の流れを制御するための第２のリレー弁であって、ここで第２のリレー弁は、第２のリレー弁に第３のパイロット圧を加えると、第２のブレーキシリンダパイプへの加圧空気の流れを可能にする第２のリレー弁、
   第２のブレーキ制御ユニットの通常の作動中に第２のリレー弁への第３のパイロット圧の適用を制御するための第２のブレーキ制御モジュールを含む、第２のブレーキ制御ユニットと、
   第１のブレーキ制御モジュールの出口を第２のブレーキ制御モジュールの出口に接続するバイパス導管、
   開位置と第２の閉位置との間を移動するように適合されたフェイルセーフ弁であって、ここでフェイルセーフ弁は、
   閉位置では、フェイルセーフ弁がバイパス導管を介して第１のブレーキ制御ユニットと第２のブレーキ制御ユニットの間の加圧空気の流れを防ぎ、
   開位置では、フェイルセーフ弁により、バイパス導管を介して第１のブレーキ制御ユニットと第２のブレーキ制御ユニットの間で加圧空気が流れるようになり、
   フェイルセーフ弁が第１のブレーキ制御ユニットの故障時に第１のパイロット圧を第１のリレー弁に提供し、第２のブレーキ制御ユニットの故障に応答して第３のパイロット圧を第２のリレー弁に提供するフェイルセーフ弁と、
   を含む、ブレーキ制御システム。
2. 前記第１のブレーキ制御モジュールは、
   前記主リザーバに流体接続され、開位置および閉位置に移動するように適合された第１の適用弁であって、ここで、第１の適用弁は、鉄道車両のブレーキの作動に応答して電気信号を受信すると開位置に移動し、前記主リザーバから前記第１のリレー弁への加圧空気の流れを可能にする、第１の適用弁、
   第１の適用弁の下流に配置され、第１の適用弁から前記第１のリレー弁への加圧空気の流れを制御するように適合された第１の遮断弁であって、第１の遮断弁は、前記第１のブレーキ制御ユニットの故障を検出すると、前記第１の適用弁と前記第１のリレー弁との間の加圧空気の流れを防ぐために閉位置に移動する、第１の遮断弁、
   を含む、請求項１に記載のブレーキ制御システム。
3. 前記第１のブレーキ制御モジュールは、前記第１の適用弁および前記第１の遮断弁に流体接続された第１の解放弁を含み、第１の解放弁は、前記第１のリレー弁に加えられている前記第１のパイロット圧の解放を容易にして前記第１の台車のブレーキを解放する、請求項２に記載のブレーキ制御システム。
4. 鉄道車両のブレーキの適用が検出されると、前記第１の解放弁は閉位置に移動し、ここで閉位置では前記第１の解放弁は、前記第１の解放弁の下流への加圧空気の流れを防ぐ、請求項３に記載のブレーキ制御システム。
5. 前記第２のブレーキ制御モジュールは、
   前記主リザーバに流体接続され、開位置および閉位置に移動するように適合された第２の適用弁であって、第２の適用弁は鉄道車両のブレーキの作動に応答して電気信号を受信すると、第２の適用弁が開位置に移動し、前記主リザーバから前記第２のリレー弁への加圧空気の流れを可能にする、第２の適用弁、
   前記第２の適用弁の下流に配置され、前記第２の適用弁から前記第２のリレー弁への加圧空気の流れを制御するように適合された第２の遮断弁であって、 第２の遮断弁は、前記第２のブレーキ制御ユニットの故障を検出すると、前記第２の適用弁と前記第２のリレー弁との間の加圧空気の流れを防ぐために閉位置に移動する、第２の遮断弁、
   を含む、請求項１に記載のブレーキ制御システム。
6. 前記第２のブレーキ制御モジュールは、前記第２の適用弁および前記第２の遮断弁に流体接続された第２の解放弁を含み、第２の解放弁は、前記第２のリレー弁に加えられている第３のパイロット圧の解放を容易にして第２の台車のブレーキを解放する、請求項５に記載のブレーキ制御システム。
7. 前記第２の解放弁は、鉄道車両のブレーキの適用を検出すると閉位置に移動し、閉位置では、前記第２の解放弁は、前記第２の解放弁の下流への加圧空気の流れを防ぐ、請求項６に記載のブレーキ制御システム。
8. 前記第１のブレーキ制御ユニットの故障は、前記第１の適用弁または前記第１の解放弁のうちの少なくとも１つの故障を検出したときに検出される、請求項３に記載のブレーキ制御システム。
   
9. 前記第２のブレーキ制御ユニットの故障は、前記第２の適用弁または前記第２の解放弁のうちの少なくとも１つの故障を検出したときに検出される、請求項６に記載のブレーキ制御システム。
   
10. ブレーキ制御システムは、別のブレーキ制御システムにパイロット圧を提供するために、ブレーキ制御システムを別の鉄道車両の別のブレーキ制御システムに流体接続する第２のフェイルセーフ弁を含む、請求項１に記載のブレーキ制御システム。