列車ブレーキ制御装置

トップ :: B 処理操作運輸 :: B60 車両一般

【発明の名称】	列車ブレーキ制御装置
【発明者】	【氏名】恩田和彦【氏名】近松秀明
【要約】	【課題】列車の通常走行時に影響を与えることなく、ブレーキ動作時間を短縮して空走時間を削減できるようにする。【解決手段】前方予告信号を受信したＡＴＣ車上装置２０は、前方予告リレー（ＡＮＲ）２９によって接点機構（ＡＮＲ）を駆動させ、ブレーキ継電器部３０の両側前方予告リレー（ＦＡＮＲ）３４により接点機構（ＦＡＮＲ）を駆動させて、ブレーキ指令線（ＳＢ１）へブレーキを設定する信号を出力し、ブレーキ設定部３８によりブレーキノッチがＢ１の予備ブレーキ出力状態とする。予備ブレーキ出力を行うことにより、ブレーキシューが車輪に近接した状態になるため、その後ＡＴＣブレーキを動作させるとブレーキ動作時間が短縮されて、列車の空走時間を削減することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】走行する列車に制動をかけるブレーキ機構の制御を行う列車ブレーキ制御装置において、前記列車の走行中に前方閉塞区間の制限速度が現在の閉塞区間の制限速度よりも低い場合にこれを検知する検知手段と、前記検知手段の検知に基づいて前記ブレーキ機構を作動させ、前記列車がほとんど減速しない程度の予備ブレーキ出力を行う予備ブレーキ出力手段と、を備えていることを特徴とする列車ブレーキ制御装置。
【請求項２】前記検知手段は、ＡＴＣ装置による前方予告信号を検知するものであることを特徴とする請求項１に記載の列車ブレーキ制御装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、列車ブレーキ制御装置に関し、より詳しくは、走行する列車に制動をかけるブレーキ機構の制御を行う列車ブレーキ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＡＴＣ（自動列車制御）車上装置などにおけるＡＴＣブレーキ動作時には、各装置での処理時間が加算され、信号受信からブレーキ動作が開始されるまでに時間を要していたため、列車の空走が発生していた。例えば、全空走時間のうちブレーキ装置の動作時間が約半分を占有している上、信号受信処理時間や速度照査処理時間の短縮による空走時間の削減については既に限界に達している。そこで、従来の列車ブレーキ制御装置では、機械的ブレーキの動作時間を短縮するため、初込め装置というものが用いられている。この初込め装置とは、ブレーキが作用しない程度にブレーキシリンダに常に圧力をかけておくことにより、ブレーキの動作時間を短縮するものであった。なお、近年の列車ブレーキでは、例えば、特開平８－２０５３１７号公報に記載されているような全電気式ブレーキが普及しつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した初込め装置を用いた従来の列車ブレーキ制御装置にあっては、ブレーキシリンダへの圧力調整如何によってブレーキが常に動作している状態となるため、本来ならブレーキが動作しない通常走行時であってもエネルギーロスやブレーキシューの加熱あるいは磨耗といった影響が出る問題があった。また、上記のような初込め装置を用いなければ、ブレーキの動作時間を短縮することができず、列車の空走時間が削減できないという問題があった。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、列車の通常走行時に影響を与えることなく、ブレーキ動作時間を短縮して空走時間を削減することができる列車ブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の発明は、走行する列車に制動をかけるブレーキ機構の制御を行う列車ブレーキ制御装置において、前記列車の走行中に前方閉塞区間の制限速度が現在の閉塞区間の制限速度よりも低い場合にこれを検知する検知手段と、前記検知手段の検知に基づいて前記ブレーキ機構を作動させ、前記列車がほとんど減速しない程度の予備ブレーキ出力を行う予備ブレーキ出力手段と、を備えていることを特徴とする。これによれば、検知手段により前方閉塞区間の制限速度が現在の閉塞区間の制限速度よりも低い場合を検知すると、予備ブレーキ出力手段がブレーキ機構を作動させて列車がほとんど減速しない程度の予備ブレーキ出力を行うため、列車の通常走行に影響を与えることなくブレーキ動作時間を短縮することが可能となり、列車の空走時間を削減することができる。請求項２記載の発明は、請求項１に記載の列車ブレーキ制御装置において、前記検知手段は、ＡＴＣ装置による前方予告信号を検知するものであることを特徴とする。これによれば、検知手段は、ＡＴＣ装置による前方予告信号を検知するものとしたため、ＡＴＣ車上装置でＡＴＣブレーキ動作を行う際に、列車の通常走行に影響を与えることなくブレーキ動作時間を短縮することが可能となり、列車の空走時間を削減することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る列車ブレーキ制御装置の構成を説明するブロック図である。図１の列車ブレーキ制御装置は、地上子から送られてきたＡＴＣ信号を受信するＡＴＣ受電器１０、ＡＴＣ車上装置２０、およびＡＴＣ車上装置２０からのブレーキ指令に基づいてブレーキ機構に駆動信号を送る予備ブレーキ出力手段としてのブレーキ継電器部３０などを備え、さらにそのＡＴＣ車上装置２０は、ＡＴＣ受信部２２、速度照査部２４、共通部２６、および検知手段としての受信共通部２８などで構成されている。ＡＴＣ受信部２２は、ＡＴＣ受電器１０で受信されたＡＴＣ信号に基づいて、現在の閉塞区間の制限速度を示すＡＴＣ現示と、前方閉塞区間の制限速度が現在の閉塞区間の制限速度よりも低い（下位）にある場合の前方予告信号とを出力するものである。速度照査部２４は、ＡＴＣ受信部２２からのＡＴＣ現示による現在の閉塞区間の制限速度と列車の現在の走行速度とを比較して、現在の閉塞区間の制限速度の方が下位である場合にＡＴＣブレーキ出力を行うものである。共通部２６は、速度照査部２４からＡＴＣブレーキ出力があると、ＡＴＣブレーキリレー（ＢＲ）２７により接点機構（ＢＲ）を駆動させるものである。受信共通部２８は、ＡＴＣ受信部２２から前方予告信号受信出力を受け、前方予告リレー（ＡＮＲ）２９により接点機構（ＡＮＲ）を駆動させるものである。ブレーキ継電器部３０は、ブレーキ出力リレーを使ってブレーキシリンダを駆動するものである。例えば、ＡＴＣブレーキ動作時には、前述した接点機構（ＢＲ）を駆動させると、車両側ＡＴＣブレーキリレー（ＦＢＲ）３２によって図１には図示していない（図２参照）の接点機構（ＦＢＲ）を駆動させ、ブレーキ指令線へブレーキノッチ指令（Ｂ５など）を出力する。また、本実施の形態の特徴である予備ブレーキ出力時には、前述した接点機構（ＡＮＲ）を駆動させることにより、車両側前方予告リレー（ＦＡＮＲ）３４が接点機構（ＦＡＮＲ）を駆動して、ブレーキ指令線（ＳＢ１）へ列車が直接減速度を発生しない程度のブレーキノッチ指令（ブレーキ最小出力：Ｂ１）を出力するものである。
【０００６】図２は、図１のＡＴＣ車上装置２０とブレーキ継電器部３０のリレーによって出力されるブレーキノッチ指令とそれによってブレーキシリンダの圧力調整を行う電磁弁とを示した本実施の形態のブレーキシステムの図であり、図中に図１と同一符号が付してあるものは、同一部又は相当部であって、重複説明を省略する。また、図３は、図２の各ブレーキノッチに対応する電磁弁の加圧順序とその結果であるブレーキ減速度との関係を示す図であり、図中の○印は、各電磁弁の加圧の有無を示している。図２に示すように、ＡＴＣ車上装置２０によりＡＴＣブレーキ出力があると、ＡＴＣブレーキリレー（ＢＲ）２７により接点機構（ＢＲ）を駆動させ、さらに、車両側ＡＴＣブレーキリレー（ＦＢＲ）３２によって接点機構（ＦＢＲ）を駆動させて、ダイオードＤ２，Ｄ３を介してブレーキ指令線へブレーキノッチ指令を出力する。ここでは、図３に示すように、ＡＴＣブレーキ出力のブレーキノッチをＢ５とすると、３つある電磁弁のうち（ＳＢＶ１，ＳＢＶ３）を作用させることにより、Ｂ５ブレーキ減速度となる（β×５／７［ｋｍ／ｈ／ｓ］）。これ以外のブレーキノッチ指令が出力された場合は、図３に示すような組み合わせで電磁弁を作用させ、所望のブレーキ減速度を得るようにする。また、図２のＡＴＣ車上装置２０において前方予告信号を受信した場合は、予備ブレーキ出力が行われる。すなわち、前方予告リレー（ＡＮＲ）２９によって接点機構（ＡＮＲ）を駆動し、さらに、車両側前方予告リレー（ＦＡＮＲ）３４によって接点機構（ＦＡＮＲ）を駆動させることにより、ダイオードＤ１を介してブレーキ指令線へブレーキノッチを設定するための信号を出力する。そして、ブレーキ設定部３８の出力に上記信号を割り込ませ、ブレーキノッチを制御する。ここでは、図３に示すように、予備ブレーキ出力のブレーキノッチは、ブレーキ最小出力のＢ１とし、３つある電磁弁のうちの第１電磁弁（ＳＢＶ１）のみを作用させることで、３つの電磁弁全てを作用させた場合の１／７のブレーキ減速度となるようにする（β×１／７［ｋｍ／ｈ／ｓ］）。なお、上記したダイオードＤ１～Ｄ３は、ブレーキノッチ指令信号がブレーキ継電器部３０へ流入するのを防止するものである。
【０００７】図４は、電磁弁の作用により列車に制動をかけるブレーキ機構の一構成例を示す図で、（ａ）はニュートラル状態を示す図、（ｂ）はブレーキノッチＢ１の状態を示す図、（ｃ）はブレーキノッチＢ５の状態を示す図である。図４に示すように、本実施の形態のブレーキ機構は、車輪４０に対して制動力を与えるブレーキシュー４２、そのブレーキシュー４２を支持して駆動させる支持軸４４、支持軸４４の他端部に固定され、ブレーキシリンダ４８内を移動可能に内接しているピストン４６、ピストン４６とブレーキシリンダ４８との間の支持軸４４の周りに配置され、ブレーキシュー４２を図４の左方向へ常時付勢する圧縮ばねなどの弾性部材５０、およびブレーキシリンダ４８内を加圧するための流動体（ガスやオイルなど）を選択的に注入することによってブレーキ力の調整を行う電磁弁３６などで構成されている。電磁弁３６は、ここでは３種類（ＳＢＶ１，ＳＢＶ２，ＳＢＶ３）とし、各電磁弁によって発生するブレーキ力（車輪４０に対するブレーキシュー４２の押圧力）を変え、その電磁弁を組み合わせて用いることにより、ブレーキノッチＢ１～Ｂ７までの７段階のブレーキ力が得られるようにしている（図３参照）。
【０００８】次に、動作について説明する。例えば、通常は、ＡＴＣ現示により現在走行中の閉塞区間よりも前方閉塞区間の方が制限速度が低いことを示す前方予告信号を受信すると、運転台のランプが点灯して前方閉塞区間の現示が下位であることを運転士に告げる。列車の運転士は、これを見て手動でブレーキをかけ、予備減速を行うことで下位現示区間進入時の乗り心地の向上等が行われる。運転士がこのブレーキ操作を失念したり、操作が遅れた場合は、ＡＴＣ装置側で自動的にブレーキをかけて制限速度まで減速させるようになっている。本実施の形態の列車ブレーキ制御装置では、図１に示すように、前方予告信号をＡＴＣ受電器１０を介してＡＴＣ車上装置２０が受信すると、ＡＴＣ受信部２２から受信共通部２８に前方予告信号が送られ、前方予告リレー（ＡＮＲ）２９によって接点機構（ＡＮＲ）を駆動させる。そして、ブレーキ継電器部３０の車両側前方予告リレー（ＦＡＮＲ）３４により接点機構（ＦＡＮＲ）を駆動させて、ブレーキ指令線（ＳＢ１）へブレーキ設定用の信号を出力する。ブレーキ設定部３８では、図３に示すように、ブレーキノッチがＢ１であれば３つある電磁弁のうちの第１電磁弁（ＳＢＶ１）のみを作用させる信号をブレーキ指令線（ＳＢＶ１）を介してそれぞれの電磁弁３６ａ，３６ｂ，・・・を励磁させる。これにより、図４（ａ）に示すニュートラル状態から、図４（ｂ）に示す予備ブレーキ出力状態に移行させることができる。このように、予備ブレーキ出力を予め行っておくことにより、ブレーキシュー４２が車輪４０に近接した状態となり、図４（ｃ）に示す次の段階でＡＴＣブレーキ（あるいは、運転士による手動ブレーキ）を動作させても、ブレーキシュー４２の動作範囲が狭くて済むことから、ブレーキ動作時間が短縮できる。しかも、従来の初込め装置のようにブレーキシリンダに常に圧力をかけるのとは異なり、前方予告信号を受信した場合（列車を減速させる可能性のある場合）にのみブレーキシリンダに圧力をかけるので、エネルギーロスやブレーキシューの加熱あるいは磨耗等を必要最小限に抑えることができる。
【０００９】上記した予備ブレーキ出力後は、ＡＴＣ現示により運転士が手動ブレーキをかけて現在の走行速度が制限速度以下となるようにする。ここで、運転士が失念等で手動ブレーキをかけ忘れたり、かけるタイミングが遅れて走行速度が制限速度以上になった場合は、速度照査部２４がこれを検知してＡＴＣブレーキを動作させる。これにより、各閉塞区間に定められた制限速度以下で列車を確実かつ安全に運行することができる。上記した予備ブレーキ出力状態は、ＡＴＣブレーキや運転士による手動ブレーキが解除されたり、列車を加速させた時点で図４（ａ）に示すようなニュートラル状態に戻るようにする。これにより、ブレーキシュー４２が車輪４０に常に接触する、いわゆる引きずり状態が解消されるので、エネルギーロスやブレーキシューの加熱あるいは磨耗を無くすことができる。以上説明したように、本実施の形態によれば、前方閉塞区間の現示が現在の閉塞区間よりも下位現示であることを示す前方予告信号を受信すると、ＡＴＣ車上装置から直接減速度が発生しない程度の予備ブレーキ出力を行って、車輪にブレーキシューを近接させるようにしたので、ブレーキ動作時間が短縮され、空走時間を削減することができる。また、本実施の形態によれば、従来からの初込め装置を用いる必要が無くなった。なお、本実施の形態では、予備ブレーキ出力にブレーキ減速度が（β×１／７）となるブレーキノッチＢ１を採用したが、ブレーキシューを車輪に接触しない程度に接近させた新たなブレーキノッチ状態を採用し、予備ブレーキ出力時にこの状態となるように設定しても勿論良い。また、本実施の形態では、採用したブレーキノッチがＢ１～Ｂ７までの７段階としたが、勿論これに限定されるものではなく、任意の段階のブレーキノッチを採用することができる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明によれば、検知手段により前方閉塞区間の制限速度が現在の閉塞区間の制限速度よりも低い場合を検知すると、予備ブレーキ出力手段がブレーキ機構を作動させて列車がほとんど減速しない程度の予備ブレーキ出力を行うので、列車の通常走行に影響を与えることなくブレーキ動作時間を短縮することが可能となり、列車の空走時間を削減することができる。また、請求項２の発明によれば、検知手段をＡＴＣ装置による前方予告信号を検知するものとしたので、ＡＴＣ車上装置でＡＴＣブレーキ動作を行う際に、前方予告信号を利用することにより、列車の通常走行に影響を与えずに簡易にブレーキ動作時間を短縮することが可能となり、列車の空走時間を削減することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００４６５１【氏名又は名称】日本信号株式会社
【出願日】	平成１２年６月１９日（２０００．６．１９）
【代理人】	【識別番号】１０００８５６６０【弁理士】【氏名又は名称】鈴木均
【公開番号】	特開２００２－１０４０２（Ｐ２００２－１０４０２Ａ）
【公開日】	平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【出願番号】	特願２０００－１８３５９９（Ｐ２０００－１８３５９９）