JPH0773993B2

JPH0773993B2 - 電気指令式流体圧ブレーキ装置

Info

Publication number: JPH0773993B2
Application number: JP24690491A
Authority: JP
Inventors: 重明土塔; 省己丸田
Original assignee: 株式会社ナブコ
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH0558272A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ブレーキ指令に対す
る流体圧機器のヒステリシスを補正するヒステリシス補
正手段を備えた鉄道車両用ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄道車両用ブレーキ装置にお
いて用いられる流体圧機器、例えば電気−流体圧変換弁
や中継弁等は、その構成上摺動部やバイアスばねを有し
ているために指令電流や指令圧力が上昇状態にあるとき
と下降状態にあるときとでは同じ指令値でも異なる圧力
となるヒステリシス特性を有していることが知られてい
る。

【０００３】従来、鉄道車両用ブレーキ装置にこのヒス
テリシス特性を補正するヒステリシス補正手段を設けた
ものとして特公昭６２−３０９４８号公報に記載された
ものがあり、このものを図４及び図５を参照して説明す
る。

【０００４】図４において、１は指令器、２は増幅器、
３は電気−空気圧変換弁、４は中継弁、５はブレーキシ
リンダ、１０は微分回路、１１は比較回路、１２は記憶
装置、１３は補正回路、１４は演算回路である。

【０００５】微分回路１０は入力コンデンサ及び帰還抵
抗を有するオペアンプ（図示せず）でなり、指令器１か
らのブレーキ指令Ｅを入力とし、このブレーキ指令Ｅが
上昇すると正の電圧を出力し、ブレーキ指令Ｅが下降す
ると負の電圧を出力し、ブレーキ指令Ｅが一定となると
その出力を零とする。

【０００６】比較回路１１はウインドコンパレータ（図
示せず）でなり、上記微分回路１０の出力を入力とし、
微分回路１０の出力が零のとき第１出力端Ｃ１、第２出
力端Ｃ２の電圧は零であり、微分回路１０の出力が上昇
して正の基準電圧＋Ｖを超えると第２出力端Ｃ２のみに
正の電圧を出力し、微分回路１０の出力が下降して負の
基準電圧−Ｖ以下になると第１出力端Ｃ１のみに正の電
圧を出力する。なお、正負の基準電圧＋Ｖ，−Ｖは微分
回路１０の出力のノイズ対策を考慮したものであり、制
御精度の面ではその絶対値ができるだけ小さく設定され
る。

【０００７】上記微分回路１０と比較回路１１はブレー
キ指令Ｅの上昇、下降、一定を判定するための判定手段
を構成する。

【０００８】記憶回路１２はＪＫフリップフロップ回路
でなり、その第１入力端Ｊに比較回路１１の第１出力端
Ｃ１の出力を入力し、第２入力端Ｋに比較回路１１の第
２出力端Ｃ２の出力を入力しており、比較回路１１の第
２出力端Ｃ２のみが正のとき第１出力端Ｑの出力が零、
第２出力端バーＱの出力が正となり、比較回路１１の第
１出力端Ｃ１のみが正のとき第１出力端Ｑの出力が正、
第２出力端バーＱの出力が零となり、比較回路１１の両
出力端Ｃ１，Ｃ２がいずれも零となると、両出力端Ｑ，
バーＱはいずれもその前の出力状態を保持する。

【０００９】この記憶回路１２は上記判定手段が出力す
るブレーキ指令の上昇または下降を記憶するための記憶
手段を構成する。

【００１０】表１に微分回路１０、比較回路１１、記憶
回路１２のブレーキ指令に対する動作を示してある。

【００１１】

【表１】

【００１２】補正回路１３は、後述する補正値を上記記
憶回路１２の出力に基づいてその第１出力端Ｈ１、第２
出力端Ｈ２に出力する。

【００１３】演算回路１４は指令器１からのブレーキ指
令Ｅと上記補正回路１３からの補正値を加減算し、その
結果、すなわち補正されたブレーキ指令Ｅ’を増幅器２
へ伝達する。

【００１４】図５に実測ヒステリシス特性を示してあ
る。同図において、ブレーキ指令の上昇時に空気圧Ｐが
イ−ロ−ハと変化し、ブレーキ指令Ｅの下降時に空気圧
Ｐがハ−ニ−イと変化し、そのヒステリシス幅は一定で
あるとする。このヒステリシス特性において、ロ−ハ線
をブレーキ指令Ｅに対する目標空気圧と設定すると、ブ
レーキ指令Ｅが下降するときのみブレーキ指令Ｅを補正
する必要がある。そして、下降時のブレーキ指令ＥがＥ
１であるとすると、これに対する目標空気圧ＰはＰ１で
あるから、ブレーキ指令ＥをＥ１からＥ２へＨａだけ減
少させる補正を行わねばならない。ここで、ヒステリシ
ス幅は一定であるから、ブレーキ指令Ｅの下降時の補正
値ＨはＨａ（ただしＨａは一定）である。

【００１５】したがって、図４で説明したブレーキ装置
において、補正回路１３を上記補正値Ｈが一定になるよ
うに構成しておく、すなわち記憶回路１３の第２出力端
Ｈ２を零としておくと共に、記憶回路１２の第１出力端
Ｑが正になったときあるいは正を保持するときのみ補正
回路１３の第１出力端Ｈ１に補正値Ｈ＝Ｈａを出力する
ように構成しておく。

【００１６】このようにしてブレーキ指令Ｅを上昇させ
ると、微分回路１０が正の電圧を出力し、その値が基準
電圧＋Ｖ以上になると、比較回路１１は第１出力端Ｃ１
が零、第２出力端Ｃ２が正の電圧を出力し、ブレーキ指
令Ｅが上昇したと判定する。

【００１７】この比較回路１１の出力が記憶回路１２に
入力されると、記憶回路１２はその第１出力端Ｑが零、
第２出力端バーＱが正の電圧を出力する。この記憶回路
１２の出力が補正回路１３に入力されても補正回路１３
の出力端Ｈ１，Ｈ２の出力は零である。

【００１８】そして、ブレーキ指令Ｅを上昇した後に一
定とすると、微分回路１０の出力は零、比較回路１１の
両出力端Ｃ１，Ｃ２の電圧は零となり、記憶回路１２の
両出力端Ｑ，バーＱは以前の状態を保持する。すなわ
ち、記憶回路１２の第１出力端Ｑは零、第２出力端バー
Ｑは正を保持しており、補正回路１３の両出力端Ｈ１，
Ｈ２はいずれも零を保持する。

【００１９】したがって、演算回路１４への入力は指令
器１からのブレーキ指令Ｅのみである。

【００２０】ブレーキ指令Ｅを下降させると、微分回路
１０が負の電圧を出力し、その値が基準電圧−Ｖ以下に
なると、比較回路１１はその第１出力端Ｃ１が正、第２
出力端Ｃ２が零となり、ブレーキ指令Ｅが下降したと判
定する。

【００２１】この比較回路１１の出力が記憶回路１２に
入力されると、記憶回路１２はその第１出力端Ｑが正、
第２出力端バーＱが零となる。この記憶回路１２の出力
が補正回路１３に入力されると、第１出力端Ｈ１はＨ
ａ、第２出力端Ｈ２は零を出力する。

【００２２】そして、ブレーキ指令Ｅを下降した後に一
定とすると、微分回路１０の出力は零、比較回路１１の
両出力端Ｃ１，Ｃ２の出力は零となり、記憶回路１２の
両出力端Ｑ，バーＱは以前の状態を保持するすなわち、
記憶回路１２の第１出力端Ｑは正、第２出力端バーＱは
零を保持しており、補正回路１３の第１出力端Ｈ１はＨ
ａ、第２出力端Ｈ２は零を保持する。

【００２３】したがって、演算回路１４への入力はブレ
ーキ指令Ｅと補正値Ｈａとなり、この演算回路１４にて
補正値Ｈａをブレーキ指令Ｅから減算する。

【００２４】このように、上記公報に記載されたブレー
キ装置は、予め定められたブレーキ指令の補正値をブレ
ーキ指令の上昇または下降に応じて加減算し、この加減
算されて補正されたブレーキ指令を流体圧に変換するも
のである。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の鉄道
車両においては、制動時に車輪が滑走して制動距離が延
びることや、車輪がフラットになることを防止するため
に、滑走防止装置の設けられることが多い。この滑走防
止装置は図１に示すように車輪の滑走が発生したことを
滑走検知部７が検出したときに、中継弁４とブレーキシ
リンダ５との間に設けられる滑走防止弁６を排出位置と
して、ブレーキシリンダ５内の流体圧力を排出させると
ともに中継弁４側の流体圧力を締切り、滑走からの回復
が検知された時点または車輪が再粘着した時点で滑走防
止弁６を連通位置として、再び中継弁４とブレーキシリ
ンダ５とを連通するものである。

【００２６】このとき、滑走防止装置が設けられた鉄道
車両においては、上記ヒステリシス補正回路によっても
ブレーキ指令とブレーキシリンダ５の流体圧力との対応
を一対一に制御できない場合が生じる。

【００２７】これは、図６に示すようにヒステリシス補
正回路により補正されたブレーキ指令Ｅが下降状態から
一定値Ｅ２を保持しているときに、車輪の滑走が発生し
て滑走防止弁６がブレーキシリンダ５内の流体圧力を排
出させるとともに中継弁４側の流体圧力を締切り、滑走
からの回復が検知された時点または車輪が再粘着した時
点で滑走防止弁６が再び中継弁４とブレーキシリンダ５
とを連通すると、電気−流体圧変換弁３や中継弁４内の
圧力流体がブレーキシリンダ５内に流出されて一次的に
圧力降下をきたし、そのときの電気−流体圧変換弁３や
中継弁４の圧力がＰ１からＰ１’またはＰ１”に減少す
る。流体圧力がＰ１’になった場合、このＰ１’はその
ときのブレーキ指令Ｅ２に対する電気−流体圧変換弁３
や中継弁４のヒステリシス特性の範囲よりも低い値であ
るので電気−流体圧変換弁３や中継弁４は供給位置をと
り、この電気−流体圧変換弁３や中継弁４のヒステリシ
スがブレーキ指令Ｅの上昇時の特性となって、ブレーキ
指令Ｅ２に対する流体圧力が圧力値Ｐ２で落ちつくこと
になる。また、流体圧力がＰ１”になった場合には、こ
の値Ｐ１”がブレーキ指令Ｅ２に対する電気−流体圧変
換弁３や中継弁４のヒステリシス特性内にあるため、そ
のときの流体圧力がそのまま保持されることになる。こ
のように、ブレーキ指令Ｅが下降状態から一定値となっ
たときに車輪の滑走が生じると、そのときのブレーキ指
令Ｅに対する流体圧力Ｐが車輪の滑走後には低い値に制
御され、ブレーキ指令Ｅとブレーキシリンダ５の流体圧
力との対応を常時一対一に制御できないという問題が生
じる。

【００２８】この発明は以上の問題に鑑みてなされたも
ので、ブレーキ指令Ｅが一定値下降状態から一定値を保
持している状態で滑走回復信号が出力されたときに、演
算回路に入力されるブレーキ指令を上昇信号に変換させ
るようにすることによって、実際のブレーキ指令とブレ
ーキシリンダの流体圧力との対応を常時一対一に制御す
ることを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この発明による電気指令
式流体圧ブレーキ装置は、ブレーキ指令の上昇、下降及
び一定状態を判定する手段と、この判定手段が出力する
ブレーキ指令の上昇または下降信号を記憶する記憶手段
と、この記憶手段から出力されるブレーキ指令の上昇ま
たは下降信号と前記ブレーキ指令の出力値とに基づいて
そのときの流体圧機器のヒステリシスに対するブレーキ
指令の補正値をブレーキ指令に加減算して出力する演算
手段とを備えた電気指令式流体圧ブレーキ装置におい
て、前記ブレーキ指令が一定状態であることを検出する
検出手段を設けるとともに、この検出手段の出力と滑走
検知部が車輪の滑走の回復または再粘着したことを検出
して出力する滑走回復信号との論理積をとる論理積手段
を設け、この論理積手段からの信号により、前記演算手
段に入力されるブレーキ指令の補正値を上昇信号に変換
させる出力手段を設けたものである。

【００３０】

【作用】この発明は、ブレーキ指令が一定値のときに滑
走回復信号が出力された際には、前記演算回路に入力さ
れるブレーキ指令を上昇信号に変換させる出力手段を設
けたので、演算手段はブレーキ指令が上昇状態のときの
補正値を出力し、この補正されたブレーキ指令で流体圧
機器が制御される。これにより、ブレーキシリンダへの
再供給により流体圧機器内の流体圧力は一時的に下降す
るが、流体圧機器は補正されたブレーキ指令に基づく圧
力値となるまでの間供給位置となるので、圧力降下の後
でも車輪の滑走前と同じ圧力値とすることができ、実際
のブレーキ指令とブレーキシリンダの流体圧力との対応
を常時一対一に制御することが可能となる。

【００３１】

【実施例】図１はこの発明の実施例を示し、従来技術と
異なるところは、比較回路１１の出力がブレーキ指令が
一定値であることを検出して出力信号を発生する検出手
段（ＮＯＲ回路）２１、遅延回路２２、この遅延回路２
２の出力と滑走回復信号との論理和を取る論理積手段
（ＡＮＤ回路）２３、この論理積手段２３の出力により
演算回路１４に入力されるブレーキ指令Ｅを上昇信号に
変換させる出力手段（ダイオード）２４を記憶回路１２
の入力側に設けた点である。

【００３２】図２に示すように、ブレーキ指令が下降状
態より一定値Ｅ２にあるときに車輪の滑走が発生し、そ
の後のブレーキシリンダ５への再供給により電気−流体
圧変換弁３や中継弁４内の流体圧力がＰ２よりＰ１’に
下降したとしても、上記の構成により比較回路１１の出
力は、ブレーキ指令Ｅの上昇信号に変換され、その補正
されたブレーキ指令としてＥ１が出力されているので、
前記電気−流体圧変換弁３や中継弁４は滑走前の圧力値
Ｐ２になるまでの間供給位置を取ることになる。

【００３３】また、上記の構成には遅延回路２２が設け
られており、以下この遅延回路２２の作用について説明
する。

【００３４】図１及び図３において、ブレーキ指令がＥ
１から一定値Ｅ３に下降した場合、電気−流体圧変換弁
３や中継弁４内の圧力流体はブレーキ指令に基づいて圧
力値Ｐ２から徐々に下降する。そして、ブレーキ指令Ｅ
３に対応する圧力値Ｐ１になる前に車輪の滑走が発生
し、その後のブレーキシリンダ５への再供給により圧力
値Ｐ２’の時点で圧力降下が発生すると、下降した圧力
値はブレーキ指令Ｅ３に対する圧力値Ｐ１よりも高いＰ
１’となる場合がある。この時点で上記の出力手段２４
等によりブレーキ指令が上昇状態であるとして補正され
ていると、この圧力値Ｐ１’は補正されたブレーキ指令
Ｅ２のときの電気−流体圧変換弁３や中継弁４のヒステ
リシス特性の範囲内となり、この値Ｐ１’が保持される
ことになる。

【００３５】そこで、遅延回路２２を設けることにより
ブレーキ指令がＥ１からＥ３に下降した直後には、例え
滑走回復信号が入力されても前記出力手段２４からの信
号が一定時間出力されないようにして、ブレーキ指令と
ブレーキシリンダ５との対応を確実に一対一にならしめ
るようにしたものである。

【００３６】なお、前記圧力降下後の圧力値Ｐ１’がＰ
１よりも低い場合に、前記遅延回路２２の作動によりブ
レーキ指令の上昇信号が出力されないとすると、ブレー
キ指令は下降状態のときのＥ３を保持することになり、
前記圧力値Ｐ１’はこのブレーキ指令Ｅ３のときの電気
−流体圧変換弁３や中継弁４のヒステリシス特性の範囲
内となるので、この値Ｐ１’が保持されることになる。
したがって、前記遅延回路２２の遅延時間は、適用され
る車両のブレーキ装置の必要流体圧容量や走行状況等を
踏まえた上で、適宜設定する必要がある。

【００３７】以上のように、この遅延回路２２はその状
況により適宜設定されるものであり、必要がなければ設
けなくともよい。

【００３８】上記の実施例ではブレーキ指令の上昇状態
または下降状態にかかわらず、ブレーキ指令が一定値で
あることを検出する構成としたが、ブレーキ指令の下降
状態でブレーキ指令が一定値であることのみを検出する
こともできる。この場合は、前記出力手段２４の出力と
記憶回路１２の第１出力端Ｑが正であることの論理積を
とり、この論理積信号を遅延回路または論理積手段に出
力すればよい。

【００３９】

【発明の効果】この発明は、滑走防止装置が作動した場
合には、ブレーキ指令が上昇状態のときの補正値を出力
し、この補正されたブレーキ指令で流体圧力を制御する
ので、常にブレーキ指令に対するブレーキ力を一定に保
持でき、ブレーキ精度の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例による電気指令式流体圧ブレ
ーキ装置のブロック図である。

【図２】図１のブレーキ装置の作用を説明するためのヒ
ステリシス特性を示す線図である。

【図３】ブレーキ指令が補正されているときに圧力値が
補正されたブレーキ指令のときの電気−流体圧変換弁等
のヒステリシス特性の範囲内となることを示す線図であ
る。

【図４】従来のブレーキ装置のブロック図である。

【図５】従来のブレーキ装置の実測ヒステリシス特性を
示す線図である。

【図６】ブレーキ指令とブレーキシリンダの流体圧力と
の対応を一対一に制御できない場合が生じることを説明
するためのヒステリシス特性を示す線図である。

【符号の説明】

７滑走検知部１０微分回路（判定手段）１１比較回路（判定手段）１２記憶回路（記憶手段）１４演算回路（演算手段）２１検出手段２３論理積手段２４出力手段Ｅブレーキ指令

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキ指令の上昇、下降及び一定状態
を判定する手段と、この判定手段が出力するブレーキ指
令の上昇または下降信号を記憶する記憶手段と、この記
憶手段から出力されるブレーキ指令の上昇または下降信
号と前記ブレーキ指令の出力値とに基づいてそのときの
流体圧機器のヒステリシスに対するブレーキ指令の補正
値をブレーキ指令に加減算して出力する演算手段とを備
えた電気指令式流体圧ブレーキ装置において、前記ブレーキ指令が一定状態であることを検出する検出
手段を設けるとともに、この検出手段の出力と滑走検知
部が車輪の滑走の回復または再粘着したことを検出して
出力する滑走回復信号との論理積をとる論理積手段を設
け、この論理積手段からの信号により、前記演算手段に
入力されるブレーキ指令の補正値を上昇信号に変換させ
る出力手段を設けたことを特徴とする電気指令式流体圧
ブレーキ装置。