JP6305633B2

JP6305633B2 - 鉄道車両用ブレーキシステム

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Publication number: JP6305633B2
Application number: JP2017508885A
Authority: JP
Inventors: 洋史山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2018-04-04
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Description

この発明は、鉄道車両用ブレーキシステムに関する。

鉄道車両に搭載される電気指令式ブレーキシステムが備えるブレーキ制御ユニットは、例えば運転台に設けられたブレーキ設定器から電気的なブレーキ指令を取得する。ブレーキ制御ユニットにおいて、電制部がブレーキ指令に応じて空制部に設けられた弁を調節することで、ブレーキ制御ユニットの制御対象である機械ブレーキが有するブレーキシリンダの空気圧が制御される。ブレーキシリンダの空気圧に応じて機械ブレーキが作動し、車両のブレーキ力が生じる。ブレーキ制御ユニットにおいて異常が発生した場合には、該ブレーキ制御ユニットの制御対象である機械ブレーキにおいて必要なブレーキ力を得ることができず、車両のブレーキ力が低下してしまう。

特許文献１に開示される鉄道車両用ブレーキ制御装置によれば、ある台車に搭載されるブレーキ制御装置が有する制御部が故障あるいは該ブレーキ制御装置の回路電源が低下した場合でも、該ブレーキ制御装置は、他の台車に搭載されるブレーキ制御装置からの電源供給により、常用ブレーキによるブレーキ制御を行う。

国際公開第２０１０／０４６９７０号

特許文献１に開示される鉄道車両用ブレーキ制御装置は、他の台車に搭載されるブレーキ制御装置から電源の供給を受けることができるが、例えば中継弁の異常といった空制部における異常などには対応できず、車両のブレーキ力が低下する場合がある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、より簡易な構成でブレーキ制御ユニットにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ力の低下を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の鉄道車両用ブレーキシステムは、流体によって作動する複数の機械ブレーキをそれぞれ制御する複数のブレーキ制御ユニットおよび異常検知部を備える。異常検知部は、ブレーキ制御ユニットにおける異常を検知する。複数のブレーキ制御ユニットはそれぞれ、電制部および圧力調節部を備える。電制部は、ブレーキ指令を取得し、ブレーキ指令に応じて、流体の圧力の調節指令を出力する。圧力調節部は、調節指令に応じて弁を調節することで流体源から供給される流体の圧力を調節し、圧力が調節された流体を出力する。異常検知部が異常を検知した場合には、異常が発生したブレーキ制御ユニットの制御対象である機械ブレーキの制御を行うように定められた異常が発生していないブレーキ制御ユニットが、異常が発生したブレーキ制御ユニットの制御対象である機械ブレーキの制御を行う。異常検知部がブレーキ制御ユニットが有する電制部に対するブレーキ指令における異常を検知した場合には、異常が発生していないブレーキ制御ユニットが有する電制部は、該電制部が取得したブレーキ指令を、異常が発生したブレーキ制御ユニットが有する電制部に送り、異常が発生したブレーキ制御ユニットが有する電制部は、該ブレーキ指令に応じて、調節指令を出力する。

本発明によれば、ブレーキ制御ユニットにおける異常が発生した場合に、異常が発生したブレーキ制御ユニットの制御対象である機械ブレーキの制御を行うように定められた異常が発生していないブレーキ制御ユニットが、異常が発生したブレーキ制御ユニットの制御対象である機械ブレーキの制御を行うことで、より簡易な構成でブレーキ制御ユニットにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ力の低下を抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る鉄道車両用ブレーキシステムの構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係る鉄道車両用ブレーキシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る鉄道車両用ブレーキシステムの構成例を示すブロック図である。実施の形態２に係る鉄道車両用ブレーキシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態３に係る鉄道車両用ブレーキシステムの構成例を示すブロック図である。実施の形態３に係る鉄道車両用ブレーキシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る鉄道車両用ブレーキシステムの他の構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る鉄道車両用ブレーキシステムの他の詳細な構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る鉄道車両用ブレーキシステムの構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係る鉄道車両用ブレーキシステム１（以下、ブレーキシステム１という）は、ブレーキ指令を取得し、取得したブレーキ指令に応じて、流体によって作動する機械ブレーキ３ａ，３ｂを制御する。実施の形態１の例では、ブレーキシステム１は、例えば運転台に設けられるブレーキ設定器２からブレーキ指令を取得する。ブレーキシステム１は、圧力が調節された流体を機械ブレーキ３ａ，３ｂが有するブレーキシリンダに供給することで、鉄道車両のブレーキ制御を行う。流体は、例えば空気や油である。本実施の形態１においては、流体として空気を用いる。図１において、実線で接続されるブレーキシステム１の各部の間および空気圧縮機４とブレーキシステム１の各部の間は、全て空気配管で接続されている。図１において、点線の矢印は電気信号を示し、点線の矢印で接続されるブレーキシステム１の各部の間およびブレーキ設定器２とブレーキシステム１の各部の間は、全て電気回路で接続されている。

ブレーキシステム１は、図１において一点鎖線で示される、ＢＣＵ（Brake Control Unit：ブレーキ制御ユニット）１０ａ，１０ｂを備える。ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方において異常が発生した場合には、異常が発生していないＢＣＵ１０ａ，１０ｂが、異常が発生したＢＣＵ１０ａ，１０ｂの制御対象である機械ブレーキ３ａ，３ｂの制御を行う。例えばＢＣＵ１０ａにおいて異常が発生した場合には、ＢＣＵ１０ｂが機械ブレーキ３ａの制御を行う。ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方において異常が発生した場合に、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの他方が、機械ブレーキ３ａ，３ｂ両方の制御を行うことで、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方に異常が生じた場合でもブレーキ力の低下が抑制される。

ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの構成は同じであり、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂはそれぞれ、ブレーキ指令に応じて、空気の圧力の調節指令を出力する電制部１１ａ，１１ｂおよび該調節指令に応じて弁を調節することで空気圧縮機４から供給される空気の圧力を調節し、圧力が調節された空気を機械ブレーキ３ａ，３ｂに出力する空制部１２ａ，１２ｂを備える。空制部１２ａ，１２ｂは圧力調節部として機能する。電制部１１ａ，１１ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および内部メモリなどから構成されるプロセッサ、およびＲＡＭ（Random Access Memory）およびフラッシュメモリなどから構成されるメモリを備える。電制部１１ａ，１１ｂは、メモリに記憶されている制御プログラムを実行し、ブレーキ指令に応じた必要なブレーキ力の演算、および必要なブレーキ力に応じた調節指令の生成などを行う。

ブレーキシステム１は、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂにおける異常を検知する異常検知部を備える。実施の形態１に係るブレーキシステム１においては、異常検知部は、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂに対するブレーキ指令における異常を検知する。異常検知部がＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方に対するブレーキ指令における異常を検知した場合に、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの他方が、異常が発生したＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方の制御対象である機械ブレーキ３ａ，３ｂの制御を行う。実施の形態１の例では、該ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの他方が異常が発生したＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方にブレーキ指令を送り、該ブレーキ指令に基づいて異常が発生したＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方の制御対象である機械ブレーキ３ａ，３ｂの制御が行われる。

実施の形態１においては、電制部１１ａ，１１ｂが、電制部１１ａ，１１ｂに対するブレーキ指令における異常を検知する異常検知部としての機能を有する。例えば、電制部１１ａ，１１ｂはそれぞれ、ブレーキ設定器２からブレーキ指令を取得し、該ブレーキ指令における異常を検知した場合に、ブレーキ指令における異常の発生を互いに通知する。また電制部１１ａは、電制部１１ａ，１１ｂに対するブレーキ指令において異常が発生したか否かを判断し、電制部１１ｂは、電制部１１ａ，１１ｂに対するブレーキ指令において異常が発生したか否かを判断するようにしてもよい。電制部１１ａ，１１ｂは、例えばブレーキ指令が示すブレーキ指令値が定められた範囲にない場合に、ブレーキ指令において異常が発生したと判断する。該定められた範囲は、設計に応じて定められ、例えばブレーキ指令値が取り得る値の範囲である。また例えばブレーキ指令がEthernet（登録商標）で伝送される場合、電制部１１ａ，１１ｂは、ブレーキ指令に付加されたＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）などの誤り検出符号を用いて、ブレーキ指令における異常を検知することができる。また例えば、電制部１１ａ，１１ｂはブレーキ設定器２からのブレーキ指令が途切れてから定められた時間が経過した場合に、ブレーキ指令において異常が発生したと判断してもよい。該時間は、任意に定めることができる。

電制部１１ａは、電制部１１ｂからブレーキ指令における異常の発生の通知を取得した場合には、電制部１１ａがブレーキ設定器２から取得したブレーキ指令を電制部１１ｂに送る。電制部１１ｂは電制部１１ａから取得したブレーキ指令に応じた調節指令を空制部１２ｂに出力する。空制部１２ｂは、該調節指令に応じて弁を調節し、空気圧縮機４から供給される空気の圧力を調節して、圧力が調節された空気を機械ブレーキ３ｂに出力する。電制部１１ｂに対するブレーキ指令において異常が発生した場合でも、電制部１１ａから送られたブレーキ指令によって、機械ブレーキ３ｂの制御が行われる。

同様に、電制部１１ｂは、電制部１１ａからブレーキ指令における異常の通知を取得した場合には、電制部１１ｂがブレーキ設定器２から取得したブレーキ指令を電制部１１ａに送る。電制部１１ａは電制部１１ｂから取得したブレーキ指令に応じた調節指令を空制部１２ａに出力する。空制部１２ａは、該調節指令に応じて弁を調節し、空気圧縮機４から供給される空気の圧力を調節して、圧力が調節された空気を機械ブレーキ３ａに出力する。電制部１１ａに対するブレーキ指令において異常が発生した場合でも、電制部１１ｂから送られたブレーキ指令によって、機械ブレーキ３ａの制御が行われる。

図２は、実施の形態１に係る鉄道車両用ブレーキシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの構成は同じであるから、ＢＣＵ１０ａの構成について説明する。空制部１２ａは、空気の供給を行うための電磁弁であるＡＶ電磁弁１２１ａおよび空気の排出を行うための電磁弁であるＲＶ電磁弁１２２ａを備える。ＡＶ電磁弁１２１ａには空気圧縮機４から空気が供給され、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａによって圧力が調節された空気が中継弁１２３ａに送られる。中継弁１２３ａは、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａによって圧力が調節された空気の圧力に応じて、空気圧縮機４から供給される空気の圧力を調節して、圧力が調節された空気を機械ブレーキ３ａが有するブレーキシリンダへ出力する。ブレーキシリンダに空気が供給されると、例えば制輪子が車輪踏面に押しつけられて、車両のブレーキ力が生じる。

圧力センサ１２４ａは、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａによって圧力が調節された空気の圧力を検出し、該圧力を示す圧力フィードバックを電制部１１ａに送る。電制部１１ａは、圧力フィードバックに基づいてＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａへの調節指令を制御する。

ＢＣＵ１０ａ，１０ｂのいずれにおいても異常が発生していない場合には、電制部１１ａは、ブレーキ設定器２から取得したブレーキに応じて、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに調節指令を送り、電制部１１ｂは、ブレーキ設定器２から取得したブレーキに応じて、ＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに調節指令を送る。上記調節指令に応じて、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａによって圧力が調節された空気が機械ブレーキ３ａに出力されることで、機械ブレーキ３ａが作動し、ブレーキ力が得られる。また上記調節指令に応じて、ＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂによって圧力が調節された空気が機械ブレーキ３ｂに出力されることで、機械ブレーキ３ｂが作動し、ブレーキ力が得られる。

ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方において異常が発生した場合のブレーキシステム１の動作について説明する。例えば、電制部１１ａは、ブレーキ設定器２からのブレーキ指令における異常を検知した場合には、ブレーキ指令における異常の発生の通知を電制部１１ｂに送る。電制部１１ｂは、該通知を取得し、電制部１１ｂがブレーキ設定器２から取得したブレーキ指令を電制部１１ａに送る。電制部１１ａは電制部１１ｂから取得したブレーキ指令に応じて、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに調節指令を送る。電制部１１ａに対するブレーキ指令において異常が発生した場合であっても、電制部１１ｂに対するブレーキ指令に応じた調節指令が空制部１２ａに送られることで、機械ブレーキ３ａが作動し、ブレーキ力の低下が抑制される。

同様に、電制部１１ｂは、ブレーキ設定器２からのブレーキ指令における異常を検知した場合には、ブレーキ指令における異常の発生の通知を電制部１１ａに送る。電制部１１ａは、該通知を取得し、電制部１１ａがブレーキ設定器２から取得したブレーキ指令を電制部１１ｂに送る。電制部１１ｂは電制部１１ａから取得したブレーキ指令に応じて、ＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに調節指令を送る。電制部１１ｂに対するブレーキ指令において異常が発生した場合であっても、電制部１１ａに対するブレーキ指令に応じた調節指令が空制部１２ｂに送られることで、機械ブレーキ３ｂが作動し、ブレーキ力の低下が抑制される。

電制部１１ａ，１１ｂの一方に対するブレーキ指令において異常が発生した場合でも、異常が発生していない電制部１１ａ，１１ｂに対するブレーキ指令を用いてブレーキ制御を継続し、ブレーキ力の低下を抑制することが可能となる。

以上説明したとおり、本実施の形態１に係るブレーキシステム１によれば、より簡易な構成でブレーキ制御ユニットにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ力の低下を抑制することが可能となる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る鉄道車両用ブレーキシステムの構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係るブレーキシステム１と異なり、実施の形態２に係るブレーキシステム１においては、空制部１２ａ，１２ｂはそれぞれ、電制部１１ａ，１１ｂの両方に電気的に接続される。実施の形態２に係るブレーキシステム１においては、異常検知部は、電制部１１ａ，１１ｂにおける異常を検知する。実施の形態２の例では、異常検知部がＢＣＵ１０ａが有する電制部１１ａにおける異常を検知した場合に、ＢＣＵ１０ｂが有する電制部１１ｂは空制部１２ｂに加えて空制部１２ａの制御を行う。また異常検知部がＢＣＵ１０ｂが有する電制部１１ｂにおける異常を検知した場合に、ＢＣＵ１０ａが有する電制部１１ａは空制部１２ａに加えて空制部１２ｂの制御を行う。上述の制御により、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方において異常が発生した場合に、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの他方が、機械ブレーキ３ａ，３ｂの両方の制御を行うことが可能となり、ブレーキ力の低下が抑制される。

電制部１１ａ，１１ｂのそれぞれは、電制部１１ａ，１１ｂにおける異常を検知する異常検知部としての機能を有する。電制部１１ａ，１１ｂはそれぞれ、電制部１１ａ，１１ｂにおける異常を検知した場合に、異常の発生を互いに通知してもよい。また電制部１１ａ，１１ｂは定められた間隔で信号の送受信を行い、例えば電制部１１ａにおいて電制部１１ｂから該信号を受信しない時間が閾値以上となった場合に、電制部１１ａは電制部１１ｂにおいて異常が発生したと判断してもよい。

例えば、電制部１１ａは、ＣＰＵに設けられたウォッチドッグ回路を用いて異常を検知してもよいし、メモリに記憶されているデータに対するＣＲＣ演算値とメモリに記憶されているＣＲＣ値との比較によるメモリに記憶されたデータの整合性のチェックに基づいて異常を検知してもよいし、チェッカーボードパターンやウォークパスなどを用いてＲＡＭの異常を検知してもよい。また例えば、空制部１２ａが有するＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａのそれぞれの制御回路において、基板上にフォトカプラなどのフィードバック回路を設け、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａの少なくともいずれかに電力供給がされていない場合に、電制部１１ａにおいて異常が発生したと判断してもよいし、フィードバック回路が出力するフィードバック値と電制部１１ａが出力する指令値との差が閾値以上である場合に、電制部１１ａにおいて異常が発生したと判断してもよい。

電制部１１ａは、電制部１１ｂにおいて異常が発生した場合には、電制部１１ａがブレーキ設定器２から取得したブレーキ指令に応じて空制部１２ａ，１２ｂのそれぞれに対する調節指令を生成し、空制部１２ａ，１２ｂに出力する。空制部１２ａ，１２ｂはそれぞれ、該調節指令に応じて弁を調節し、空気圧縮機４から供給される空気の圧力を調節して、圧力が調節された空気を機械ブレーキ３ａ，３ｂに出力する。電制部１１ｂにおいて異常が発生した場合でも、電制部１１ａが空制部１２ｂに調節指令を送ることで、機械ブレーキ３ｂの制御が行われる。なお電制部１１ａは、電制部１１ｂにおいて異常が発生した場合に、電制部１１ｂがブレーキ設定器２から取得したブレーキ指令に応じた調節指令を空制部１２ｂに出力してもよい。

同様に、電制部１１ｂは、電制部１１ａにおいて異常が発生した場合には、電制部１１ｂがブレーキ設定器２から取得したブレーキ指令に応じて空制部１２ａ，１２ｂのそれぞれに対する調節指令を生成し、空制部１２ａ，１２ｂに出力する。空制部１２ａ，１２ｂはそれぞれ、該調節指令に応じて弁を調節し、空気圧縮機４から供給される空気の圧力を調節して、圧力が調節された空気を機械ブレーキ３ａ，３ｂに出力する。電制部１１ａにおいて異常が発生した場合でも、電制部１１ｂが空制部１２ａに調節指令を送ることで、機械ブレーキ３ａの制御が行われる。なお電制部１１ｂは、電制部１１ａにおいて異常が発生した場合に、電制部１１ａがブレーキ設定器２から取得したブレーキ指令に応じた調節指令を空制部１２ａに出力してもよい。

図４は、実施の形態２に係る鉄道車両用ブレーキシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。実施の形態１の構成に加えて、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂはそれぞれ、切替回路１３ａ，１３ｂを備える。切替回路１３ａ，１３ｂは、例えばリレー回路である。また圧力センサ１２４ａ，１２４ｂはそれぞれ、圧力フィードバックを電制部１１ａ，１１ｂの両方に送る。

切替回路１３ａは電制部１１ａ，１１ｂに電気的に接続される。切換回路１３ａは、電制部１１ａが出力するＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに対する調節指令、および電制部１１ｂが出力するＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに対する調節指令のいずれかを、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに送る。切替回路１３ａの出力の切り替えは、電制部１１ｂによって行われる。

同様に、切替回路１３ｂは電制部１１ａ，１１ｂに電気的に接続される。切換回路１３ｂは、電制部１１ａが出力するＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに対する調節指令、および電制部１１ｂが出力するＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに対する調節指令のいずれかを、ＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに送る。切替回路１３ｂの出力の切り替えは、電制部１１ａによって行われる。

ＢＣＵ１０ａ，１０ｂのいずれにおいても異常が発生していない場合には、切替回路１３ａは、電制部１１ａが出力するＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに対する調節指令をＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに送り、切替回路１３ｂは、電制部１１ｂが出力するＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに対する調節指令をＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに送る。上記調節指令に応じて、ＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａによって圧力が調節された空気が機械ブレーキ３ａに出力されることで、機械ブレーキ３ａが作動し、ブレーキ力が得られる。また上記調節指令に応じて、ＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂによって圧力が調節された空気が機械ブレーキ３ｂに出力されることで、機械ブレーキ３ｂが作動し、ブレーキ力が得られる。

ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方において異常が発生した場合のブレーキシステム１の動作について説明する。例えば、電制部１１ａは異常を検知した場合には、電制部１１ａにおける異常の発生の通知を電制部１１ｂに送る。電制部１１ｂは、該通知を取得し、電制部１１ｂが取得したブレーキ指令に応じたＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに対する調節指令を切替回路１３ａに送り、切替回路１３ａが該調節指令を出力するように、切替回路１３ａを制御する。切替回路１３ａは電制部１１ｂから取得した調節指令をＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａに送る。電制部１１ｂは、圧力センサ１２４ａから取得した圧力フィードバックに基づいてＡＶ電磁弁１２１ａおよびＲＶ電磁弁１２２ａへの調節指令を制御する。電制部１１ａにおいて異常が発生した場合であっても、電制部１１ｂが出力する調節指令が空制部１２ａに送られることで、機械ブレーキ３ａが作動し、ブレーキ力の低下が抑制される。

同様に、電制部１１ｂは異常を検知した場合には、電制部１１ｂにおける異常の発生の通知を電制部１１ａに送る。電制部１１ａは、該通知を取得し、電制部１１ａが取得したブレーキ指令に応じたＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに対する調節指令を切替回路１３ｂに送り、切替回路１３ｂが、電制部１１ａが出力する該調節指令を出力するように、切替回路１３ｂを制御する。切替回路１３ｂは電制部１１ａから取得した調節指令をＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂに送る。電制部１１ａは、圧力センサ１２４ｂから取得した圧力フィードバックに基づいてＡＶ電磁弁１２１ｂおよびＲＶ電磁弁１２２ｂへの調節指令を制御する。電制部１１ｂにおいて異常が発生した場合であっても、電制部１１ａが出力する調節指令が空制部１２ｂに送られることで、機械ブレーキ３ｂが作動し、ブレーキ力の低下が抑制される。

電制部１１ａ，１１ｂの一方において異常が発生した場合でも、異常が発生していない電制部１１ａ，１１ｂが出力する調節指令を用いてブレーキ制御を継続し、ブレーキ力の低下を抑制することが可能となる。

以上説明したとおり、本実施の形態２に係るブレーキシステム１によれば、より簡易な構成でブレーキ制御ユニットにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ力の低下を抑制することが可能となる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る鉄道車両用ブレーキシステムの構成例を示すブロック図である。実施の形態１，２に係るブレーキシステム１と異なり、実施の形態３に係るブレーキシステム１においては、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂはそれぞれ切替弁１４ａ，１４ｂを備える。切替弁１４ａ，１４ｂはそれぞれ、空制部１２ａ，１２ｂの両方から空気の供給を受け、切替弁１４ａ，１４ｂの出力の制御は、電制部１１ａ，１１ｂによって行われる。実施の形態３に係るブレーキシステム１においては、異常検知部は、空制部１２ａ，１２ｂにおける異常を検知する。実施の形態３の例では、異常検知部がＢＣＵ１０ａが有する空制部１２ａにおける異常を検知した場合に、ＢＣＵ１０ｂが有する電制部１１ｂは、切替弁１４ａが空制部１２ｂの出力を出力するように制御を行う。また異常検知部がＢＣＵ１０ｂが有する空制部１２ｂにおける異常を検知した場合に、ＢＣＵ１０ａが有する電制部１１ａは、切替弁１４ｂが空制部１２ａの出力を出力するように制御を行う。上述の制御により、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方において異常が発生した場合に、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの他方が、機械ブレーキ３ａ，３ｂの両方の制御を行うことが可能となり、ブレーキ力の低下が抑制される。

図６は、実施の形態３に係る鉄道車両用ブレーキシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。実施の形態１の構成に加えて、ＢＣＵ１０ａ，１０ｂはそれぞれ、切替弁１４ａ，１４ｂおよび電磁弁１５ａ，１５ｂを備える。

電制部１１ａ，１１ｂは、空制部１２ａ，１２ｂにおける異常を検知する異常検知部としての機能を有する。実施の形態３においては、電制部１１ａは空制部１２ｂにおける異常を検知する異常検知部としての機能を有し、電制部１１ｂは空制部１２ａにおける異常を検知する異常検知部としての機能を有する。電制部１１ａは、例えば、電制部１１ｂから取得したブレーキ指令に応じたブレーキ圧と圧力センサ１２４ｂから取得した圧力との差が閾値以上である場合に、空制部１２ｂにおいて異常が発生したと判断する。なお電制部１１ａは空制部１２ａにおける異常を検知する異常検知部としての機能を有し、電制部１１ｂは空制部１２ｂにおける異常を検知する異常検知部としての機能を有してもよい。その場合、電制部１１ａ，１１ｂはそれぞれ、空制部１２ａ，１２ｂにおける異常を検知した場合に、異常の発生を互いに通知してもよい。

切替弁１４ａは中継弁１２３ａ，１２３ｂに接続される。電磁弁１５ａは、電制部１１ｂからの切替指令に応じて、切替弁１４ａの出力を切り替える。切替弁１４ｂは中継弁１２３ａ，１２３ｂに接続される。電磁弁１５ｂは、電制部１１ａからの切替指令に応じて、切替弁１４ｂの出力を切り替える。なお電磁弁１５ａは、電制部１１ａからの切替指令に応じて、切替弁１４ａの出力を切り替えてもよいし、電磁弁１５ｂは電制部１１ｂからの切替指令に応じて、切替弁１４ｂの出力を切り替えてもよい。

ＢＣＵ１０ａ，１０ｂのいずれにおいても異常が発生していない場合には、切替弁１４ａは中継弁１２３ａから送られる空気を出力し、切替弁１４ｂは中継弁１２３ｂから送られる空気を出力する。切替弁１４ａ，１４ｂから機械ブレーキ３ａ，３ｂに空気が出力されることで、機械ブレーキ３ａ，３ｂが作動し、ブレーキ力が得られる。

ＢＣＵ１０ａ，１０ｂの一方において異常が発生した場合のブレーキシステム１の動作について説明する。例えば、電制部１１ａは、空制部１２ｂにおける異常を検知した場合には、電磁弁１５ｂに切替指令を送る。電磁弁１５ｂは、切替弁１４ｂが中継弁１２３ａから送られる空気を出力するように、切替弁１４ｂを切り替える。空制部１２ｂにおいて異常が発生した場合であっても、中継弁１２３ａが出力する空気が切替弁１４ｂから機械ブレーキ３ｂに出力されることで、機械ブレーキ３ｂが作動し、ブレーキ力の低下が抑制される。

同様に、電制部１１ｂは、空制部１２ａにおける異常を検知した場合には、電磁弁１５ａに切替指令を送る。電磁弁１５ａは、切替弁１４ａが中継弁１２３ｂから送られる空気を出力するように、切替弁１４ａを切り替える。空制部１２ａにおいて異常が発生した場合であっても、中継弁１２３ｂが出力する空気が切替弁１４ａから機械ブレーキ３ａに出力されることで、機械ブレーキ３ａが作動し、ブレーキ力の低下が抑制される。

空制部１２ａ，１２ｂの一方において異常が発生した場合でも、異常が発生していない空制部１２ａ，１２ｂが出力する空気が切替弁１４ａ，１４ｂを介して機械ブレーキ３ａ，３ｂに送られることでブレーキ制御を継続し、ブレーキ力の低下を抑制することが可能となる。

以上説明したとおり、本実施の形態３に係るブレーキシステム１によれば、より簡易な構成でブレーキ制御ユニットにおいて異常が発生した場合におけるブレーキ力の低下を抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。上述の実施の形態のうち複数の形態を任意に組み合わせたもので構成してもよい。すなわち、実施の形態１および２に係るブレーキシステム１を組み合わせてもよいし、実施の形態１および３に係るブレーキシステム１を組み合わせてもよいし、実施の形態２および３に係るブレーキシステム１を組み合わせてもよいし、実施の形態１ないし３に係るブレーキシステム１を組み合わせてもよい。

図７は、本発明の実施の形態に係る鉄道車両用ブレーキシステムの他の構成例を示すブロック図である。図８は、本発明の実施の形態に係る鉄道車両用ブレーキシステムの他の詳細な構成例を示すブロック図である。図７および図８に示すブレーキシステム１は、実施の形態１ないし３に係るブレーキシステム１を組み合わせたものである。該ブレーキシステム１においては、電制部１１ａに対するブレーキ指令、電制部１１ａ、および空制部１２ａのいずれに異常が発生した場合でも、ＢＣＵ１０ｂによって、ＢＣＵ１０ａの制御対象である機械ブレーキ３ａの制御が行われる。また電制部１１ｂに対するブレーキ指令、電制部１１ｂ、および空制部１２ｂのいずれに異常が発生した場合でも、ＢＣＵ１０ａによって、ＢＣＵ１０ｂの制御対象である機械ブレーキ３ｂの制御が行われる。そのため、ブレーキ力の低下を抑制することが可能となる。

ブレーキシステム１が備えるＢＣＵの数は２つに限られない。またブレーキシステム１が３以上のＢＣＵを備える場合であって、通常は各ＢＣＵへのブレーキ指令が同じである場合には、電制部は、２以上の他のＢＣＵに含まれる電制部からブレーキ指令を取得し、他のブレーキ指令のそれぞれとの差が閾値以上であるブレーキ指令がある場合には、該ブレーキ指令における異常を検知することができる。ブレーキシステム１が３以上のＢＣＵを備える場合に、各ＢＣＵにおいて異常が発生した場合に、異常が発生したＢＣＵの制御対象である機械ブレーキの制御を行うＢＣＵの定め方は任意である。例えば、第１のＢＣＵにおいて異常が発生した場合には、第２のＢＣＵが第１のＢＣＵの制御対象である機械ブレーキの制御を行い、第２のＢＣＵにおいて異常が発生した場合には、第３のＢＣＵが第２のＢＣＵの制御対象である機械ブレーキの制御を行うようにしてもよい。

ＢＣＵ１０ａ，１０ｂは同じ車両に設けられてもよいし、異なる車両に設けられてもよい。ＢＣＵ１０ａ，１０ｂが異なる車両に設けられる場合、図６および図８に示すようにＢＣＵ１０ａ，１０ｂの間を接続する空気配管にはホースなどを用いる。異常検知部は、例えばモニタ機能や、ブレーキ指令などを伝達する、車両情報制御装置が行うようにしてもよい。例えば、車両情報制御装置は電制部１１ａにおける異常を検知した場合には、異常の発生の通知を電制部１１ｂに送る。

上記実施の形態は、いずれも本発明の趣旨の範囲内で各種の変形が可能である。上記実施の形態は本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。本発明の範囲は実施形態よりも添付した請求項によって示される。請求項の範囲内、および発明の請求項と均等の範囲でなされた各種変形は本発明の範囲に含まれる。

１ブレーキシステム、２ブレーキ設定器、３ａ，３ｂ機械ブレーキ、４空気圧縮機、１０ａ，１０ｂＢＣＵ、１１ａ，１１ｂ電制部、１２ａ，１２ｂ空制部、１３ａ，１３ｂ切替回路、１４ａ，１４ｂ切替弁、１５ａ，１５ｂ電磁弁、１２１ａ，１２１ｂＡＶ電磁弁、１２２ａ，１２２ｂＲＶ電磁弁、１２３ａ，１２３ｂ中継弁、１２４ａ，１２４ｂ圧力センサ。

Claims

流体によって作動する複数の機械ブレーキをそれぞれ制御する複数のブレーキ制御ユニットを有する鉄道車両用ブレーキシステムであって、
前記ブレーキ制御ユニットにおける異常を検知する異常検知部を備え、
前記ブレーキ制御ユニットはそれぞれ、
ブレーキ指令を取得し、前記ブレーキ指令に応じて、前記流体の圧力の調節指令を出力する電制部と、
前記調節指令に応じて弁を調節することで流体源から供給される前記流体の圧力を調節し、圧力が調節された前記流体を出力する圧力調節部と、
を備え、
前記異常検知部が異常を検知した場合には、異常が発生した前記ブレーキ制御ユニットの制御対象である前記機械ブレーキの制御を行うように定められた異常が発生していない前記ブレーキ制御ユニットが、前記異常が発生したブレーキ制御ユニットの制御対象である前記機械ブレーキの制御を行い、
前記異常検知部が前記ブレーキ制御ユニットが有する前記電制部に対するブレーキ指令における異常を検知した場合には、前記異常が発生していないブレーキ制御ユニットが有する前記電制部は、該電制部が取得した前記ブレーキ指令を、前記異常が発生したブレーキ制御ユニットが有する前記電制部に送り、
前記異常が発生したブレーキ制御ユニットが有する前記電制部は、該ブレーキ指令に応じて、前記調節指令を出力する、
鉄道車両用ブレーキシステム。
前記圧力調節部は、互いに異なる前記ブレーキ制御ユニットに含まれる複数の前記電制部に電気的に接続され、
前記異常検知部が前記ブレーキ制御ユニットが有する前記電制部における異常を検知した場合には、前記異常が発生していないブレーキ制御ユニットが有する前記電制部は、前記調節指令を、前記異常が発生したブレーキ制御ユニットが有する前記圧力調節部に出力し、
前記異常が発生したブレーキ制御ユニットが有する前記圧力調節部は、該調節指令に応じて前記弁を調節する、
請求項１に記載の鉄道車両用ブレーキシステム。
前記ブレーキ制御ユニットはそれぞれ、
互いに異なる前記ブレーキ制御ユニットに含まれる複数の前記圧力調節部に接続され、前記複数の圧力調節部のいずれかが出力する、前記圧力が調節された流体を取得して、該圧力が調節された流体を出力する切替弁を備え、
前記異常検知部が前記ブレーキ制御ユニットが有する前記圧力調節部における異常を検知した場合には、前記異常が発生していないブレーキ制御ユニットが有する前記電制部は、前記異常が発生したブレーキ制御ユニットが有する前記切替弁が、前記異常が発生していないブレーキ制御ユニットが有する前記圧力調節部が出力する前記圧力が調節された流体を出力するように、該切替弁を制御する、
請求項１または２に記載の鉄道車両用ブレーキシステム。
流体によって作動する複数の機械ブレーキをそれぞれ制御する複数のブレーキ制御ユニットを有する鉄道車両用ブレーキシステムであって、
前記ブレーキ制御ユニットにおける異常を検知する異常検知部を備え、
前記ブレーキ制御ユニットはそれぞれ、
ブレーキ指令を取得し、前記ブレーキ指令に応じて、前記流体の圧力の調節指令を出力する電制部と、
前記調節指令に応じて弁を調節することで流体源から供給される前記流体の圧力を調節し、圧力が調節された前記流体を出力する圧力調節部と、
互いに異なる前記ブレーキ制御ユニットに含まれる複数の前記圧力調節部に接続され、前記複数の圧力調節部のいずれかが出力する、前記圧力が調節された流体を取得して、該圧力が調節された流体を出力する切替弁と、
を備え、
前記異常検知部が異常を検知した場合には、異常が発生した前記ブレーキ制御ユニットの制御対象である前記機械ブレーキの制御を行うように定められた異常が発生していない前記ブレーキ制御ユニットが、前記異常が発生したブレーキ制御ユニットの制御対象である前記機械ブレーキの制御を行い、
前記異常検知部が前記ブレーキ制御ユニットが有する前記圧力調節部における異常を検知した場合には、前記異常が発生していないブレーキ制御ユニットが有する前記電制部は、前記異常が発生したブレーキ制御ユニットが有する前記切替弁が、前記異常が発生していないブレーキ制御ユニットが有する前記圧力調節部が出力する前記圧力が調節された流体を出力するように、該切替弁を制御する、
鉄道車両用ブレーキシステム。