(57)【要約】ブレーキ圧演算装置（１００）は、空気ブレーキのブレーキシリンダ（１０４）内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するものであり、目標シリンダ圧取得部（１２０）と、減速度差分情報取得部（１４１）と、目標シリンダ圧補正値取得部（１４２）とを備える。目標シリンダ圧取得部（１２０）は、必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、目標シリンダ圧を取得する。減速度差分情報取得部（１４１）は、減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する。目標シリンダ圧補正値取得部（１４２）は、減速度差分情報に基づいて、目標シリンダ圧補正値を取得する。
2012101757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するブレーキ圧演算装置であって、
必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、前記目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得部と、
減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得部と、
前記減速度差分情報に基づいて、前記目標シリンダ圧補正値を取得する目標シリンダ圧補正値取得部と、
を備えるブレーキ圧演算装置。
【請求項２】
前記目標シリンダ圧と前記ブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する圧力差分情報取得部をさらに備え、
前記目標シリンダ圧補正値取得部は、前記減速度差分情報及び前記圧力差分情報に基づいて、前記目標シリンダ圧補正値を取得する請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項３】
前記目標シリンダ圧補正値取得部は、ファジー推論を用いて前記目標シリンダ圧補正値を取得する請求項２に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項４】
滑走が検知された場合、前記目標シリンダ圧補正値を所定値に変更する滑走検知変更部をさらに備える請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項５】
前記目標シリンダ圧取得部は、さらに、前記必要ブレーキ力から設定される回生ブレーキ力に基づき、前記目標シリンダ圧を取得する請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項６】
請求項１に記載のブレーキ圧演算装置と、
前記ブレーキ圧演算装置が求めた前記目標シリンダ圧に基づいて、前記空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力を発生する圧力生成部と、
を備えるブレーキ制御システム。
【請求項７】
請求項１に記載のブレーキ圧演算装置を複数備え、
一の前記ブレーキ圧演算装置に異常が生じた場合、他の前記ブレーキ圧演算装置は、前記一のブレーキ圧演算装置に対して求められた必要ブレーキ力に基づき、前記目標シリンダ圧を取得するブレーキ制御システム。
【請求項８】
空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するプログラムであって、
コンピュータを、
必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、前記目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得手段、
減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得手段、
前記減速度差分情報に基づいて、前記目標シリンダ圧補正値を取得する目標シリンダ圧補正値取得手段、
として機能させるプログラム。
【請求項９】
コンピュータを、
前記目標シリンダ圧と前記ブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する圧力差分情報取得手段としてさらに機能させ、
前記目標シリンダ圧補正値取得手段は、前記減速度差分情報及び前記圧力差分情報に基づいて、前記目標シリンダ圧補正値を取得する請求項８に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値を求めるブレーキ圧演算装置、該ブレーキ圧演算装置を備えたブレーキ制御システム、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ブレーキシリンダに空気圧を供給することで、制輪子を車輪に押し付けて、ブレーキ力を生じさせる鉄道車両用のブレーキ装置が開示される。このブレーキ装置では、車両の減速度を目標値にするために必要なブレーキ力が算出され、このブレーキ力が生じるように、ブレーキシリンダに供給される空気圧が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２３５９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制輪子と車輪との間の摩擦係数は、車輪の回転速度や、制輪子の温度や劣化状態に応じて変化する。この摩擦係数の変化を考慮せずに、ブレーキシリンダの空気圧を制御した場合、摩擦係数の変化に応じて、ブレーキ力が変化して、車両の減速度が、目標値に一致しなくなる虞れがある。【０００５】
例えば、摩擦係数は、車輪の回転速度が低下するにつれて大きくなる。このため、ブレーキシリンダの空気圧が一定に維持される状態では、車両速度が減少する過程で、ブレーキ力が増加して、図１３に示すように、車両の減速度が、徐々に大きくなり、目標値との差が拡大する。【０００６】
また、重力は、車両が坂道を走行する際には、車両の減速度を変化させ、車両が坂道を下る際には、車両の減速度を小さくさせる。よって、坂道を下る前から、ブレーキシリンダの空気圧が一定に維持される場合には、図１４に示すように、坂道を下る際に、車両の減速度が目標値よりも小さくなる。このように、重力等の動作環境の影響を考慮せずに、ブレーキシリンダの空気圧の目標値を設定した場合、車両の実際の減速度が目標値からずれてしまう。【０００７】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両の減速度を目標値近傍に制御可能であるブレーキ圧演算装置、該ブレーキ圧演算装置を備えたブレーキ制御システム、及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るブレーキ圧演算装置は、空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するブレーキ圧演算装置であって、目標シリンダ圧取得部と、減速度差分情報取得部と、目標シリンダ圧補正値取得部とを備える。目標シリンダ圧取得部は、必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、目標シリンダ圧を取得する。減速度差分情報取得部は、減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する。目標シリンダ圧補正値取得部は、減速度差分情報に基づいて、目標シリンダ圧補正値を取得する。【０００９】
本発明の第２の観点に係るブレーキ制御システムは、第１の観点に係るブレーキ圧演算装置と、圧力生成部とを備える。圧力生成部は、ブレーキ圧演算装置が求めた目標シリンダ圧に基づいて、空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力を発生する。  【００１０】
本発明の第３の観点に係るブレーキ制御システムは、第１の観点に係るブレーキ圧演算装置が複数設けられ、一のブレーキ圧演算装置に異常が生じた場合、他のブレーキ圧演算装置は、一のブレーキ圧演算装置に対して求められた必要ブレーキ力に基づき、目標シリンダ圧を取得する。【００１１】
本発明の第４の観点に係るプログラムは、空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するプログラムである。プログラムは、コンピュータを、必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得手段、減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得手段、減速度差分情報に基づいて、目標シリンダ圧補正値を取得する目標シリンダ圧補正値取得手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、減速度差分情報に基づき目標シリンダ圧補正値が取得され、これに基づき目標シリンダ圧が取得されることで、減速度の目標値と実際値との差が縮小するように、目標シリンダ圧の値を制御することが可能である。これにより、摩擦係数が安定しないときや、車両が坂道を走行するときにも、車両の減速度を目標値近傍に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るブレーキ制御システムのブロック図である。
【図２】目標シリンダ圧補正値取得部の構成を示すブロック図である。
【図３】圧力補正値テーブルを示す図である。
【図４】目標シリンダ圧取得部の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１のブレーキ制御による車両速度の時間変化を示すグラフである。
【図６】実施の形態１のブレーキ制御による車両速度の時間変化を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態２に係るブレーキ制御システムのブロック図である。
【図８】目標シリンダ圧補正値取得部の構成を示すブロック図である。
【図９】減速度メンバシップ関数を説明するための図である。
【図１０】シリンダ圧メンバシップ関数を説明するための図である。
【図１１】補正値メンバシップ関数を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係るブレーキ制御システムのブロック図である。
【図１３】従来のブレーキ制御による車両速度の時間変化を示すグラフである。
【図１４】従来のブレーキ制御による車両速度の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を説明する。実施の形態１は、駆動軸１１５（図１）を４軸備える鉄道車両（以下、車両）に適用される。車両は、乗客を収容する車体と、車体下部の前後両側に配置される２台の台車とを備え、各台車に２つの駆動軸１１５が支持される。各駆動軸１１５の両端には、レール上を転動する車輪１１６が取り付けられる。
【００１５】
図１に示すように、実施の形態１に係るブレーキ制御システム１は、ブレーキ圧演算装置１００と、空気バネ圧センサ１０１と、ＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）インバータ装置１０２と、圧力生成部１０３と、ブレーキシリンダ１０４と、制輪子１０５と、制御圧センサ１０６と、速度センサ１０７と、滑走検知器１０８と、滑走防止部１０９とを備える。このうち、ブレーキ圧演算装置１００、圧力生成部１０３、ブレーキシリンダ１０４、制輪子１０５、制御圧センサ１０６、速度センサ１０７、及び滑走防止部１０９は、駆動軸１１５毎に設けられる。以下、車両が備える４つの駆動軸１１５のうち、注目するブレーキ制御システム１が制御対象とする駆動軸１１５を自駆動軸１１５と記し、他の３つの駆動軸１１５を他駆動軸１１５と記す。
【００１６】
ブレーキ圧演算装置１００は、空気ブレーキのブレーキシリンダ１０４内の圧力の目標値を取得するものであって、目標減速度取得部１１０と、必要ブレーキ力取得部１１１と、空制減算指令部１１２と、空気ブレーキ制御部１１３と、空気ブレーキ補正制御部１１４とを備える。以下、ブレーキシリンダ１０４内の圧力を、シリンダ圧と記し、シリンダ圧の目標値を、目標シリンダ圧と記す。
【００１７】
目標減速度取得部１１０には、運転台（図示せず）に設置されるブレーキハンドル２から、減速度の目標値を指示するブレーキ指令が入力される。ブレーキ指令に応答して、目標減速度取得部１１０は、減速度の目標値を示す信号（以下、目標減速度信号）を、必要ブレーキ力取得部１１１と空気ブレーキ補正制御部１１４とに出力する。
【００１８】
空気バネ圧センサ１０１は、乗客の重量を含む車両の全重量を示す空気バネ圧信号を必要ブレーキ力取得部１１１に出力する。
【００１９】
必要ブレーキ力取得部１１１は、目標減速度信号が示す減速度の目標値と空気バネ圧信号が示す全重量に基づいて、減速度を目標値にするために必要なブレーキ力（以下、必要ブレーキ力）を求める。また、必要ブレーキ力取得部１１１は、求めた必要ブレーキ力のうち回生ブレーキが分担する分（回生ブレーキトルク：回生ブレーキ力）を設定して、この回生ブレーキトルクを指示する回生ブレーキトルク指令を、ＶＶＦインバータ装置１０２と空制減算指令部１１２とに出力する。さらに、必要ブレーキ力取得部１１１は、必要ブレーキ力から回生ブレーキトルクで分担する力を差し引くことで、空気ブレーキが分担する力（以下、空気ブレーキ力）を設定して、空気ブレーキ力を指示する空気ブレーキ力信号を、空気ブレーキ制御部１１３に出力する。
【００２０】
ＶＶＶＦインバータ装置１０２は、回生ブレーキトルク指令に基づき、電動モータ（図示せず）を制御して、回生ブレーキとして機能させる。また、ＶＶＶＦインバータ装置１０２は、回生ブレーキ力の実際値を示す信号（以下、実回生ブレーキ信号）を、空制減算指令部１１２に出力する。
【００２１】
空制減算指令部１１２は、必要ブレーキ力取得部１１１から供給された回生ブレーキトルク指令が示す回生ブレーキ力の設定値から、実回生ブレーキ信号が示す回生ブレーキ力の実際値を差し引いた差（以下、回生ブレーキ力の差）を求め、該回生ブレーキ力の差を示す空制減算指令を、空気ブレーキ制御部１１３に出力する。
【００２２】
圧力生成部１０３は、圧縮空気貯め１３０と、電空変換弁１３１と、中継弁１３２とを備える。圧縮空気貯め１３０は、空気ブレーキ用の圧縮空気を蓄積する。電空変換弁１３１は、圧縮空気貯め１３０から供給される圧縮空気の圧力を制御して、空気ブレーキ制御部１１３からの弁指令に従って、空気圧を出力する。中継弁１３２は、電空変換弁１３１が出力する空気圧を増幅して、圧縮空気としてブレーキシリンダ１０４に供給する。ブレーキシリンダ１０４は、シリンダ圧により、制輪子１０５を自駆動軸１１５或いは車輪１１６に押し付けて、車両に空気ブレーキをかける。制御圧センサ１０６は、電空変換弁１３１と中継弁１３２との間の管路に配置され、電空変換弁１３１が出力する空気圧を検出して、該出力空気圧を示す指定空気圧信号を、空気ブレーキ制御部１１３に出力する。
【００２３】
速度センサ１０７は、自駆動軸１１５の回転速度を計測して、該計測値を示す信号（以下、回転速度信号）を、空気ブレーキ補正制御部１１４と滑走検知器１０８とに出力する。
【００２４】
滑走検知器１０８には、自駆動軸１１５及び３つの他駆動軸１１５に設けられた速度センサ１０７から、回転速度信号が入力される。滑走検知器１０８は、各信号が示す回転速度の最大値或いは平均値を求めるとともに、前記最大値或いは平均値に対する自駆動軸１１５の回転速度の偏差を求め、偏差が所定値を超えた場合、滑走の発生を示す信号（以下、滑走発生信号）を、滑走防止部１０９と空気ブレーキ補正制御部１１４とに出力する。
【００２５】
滑走防止部１０９は、車輪１１６の滑走を防止するために設けられ、電空変換弁１３１から中継弁１３２に供給される空気圧を制御する弁体を備える。滑走防止部１０９は、滑走検知器１０８から滑走検知信号が入力されることに応じて、弁体の開度を調整して、中継弁１３２に供給される空気圧を低減する。
【００２６】
空気ブレーキ補正制御部１１４は、実減速度取得部１４０と、減速度差分情報取得部１４１と、目標シリンダ圧補正値取得部１４２とを備える。
【００２７】
実減速度取得部１４０は、速度センサ１０７から供給された回転速度信号により、減速度の実際値として、単位時間当たりの回転速度の変化量を取得する。
【００２８】
減速度差分情報取得部１４１は、目標減速度信号が示す減速度の目標値から、減速度の実際値を差し引いた差分（以下、減速度の差分）を示す減速度差分情報を取得する。
【００２９】
図２に示すように、目標シリンダ圧補正値取得部１４２は、補正値演算部１５０と、滑走検知変更部１５１とを備える。
【００３０】
補正値演算部１５０は、減速度差分情報が示す減速度の差分に基づき、目標シリンダ圧補正値を取得する。目標シリンダ圧補正値は、図３に示す圧力補正値テーブルを用いて取得される。圧力補正値テーブルでは、減速度の差分が５つの範囲に区分されて、これら範囲毎に目標シリンダ圧補正値が対応付けられている。減速度の差分が正の値である範囲には、目標シリンダ圧補正値の正の値が対応付けられている。これは、減速度の差分が正の値である場合（減速度の目標値が実際値よりも大きい場合）に、シリンダ圧を高めて、ブレーキ力を増加させることを目的とする。また、減速度の差分が負の値である範囲には、目標シリンダ圧補正値の負の値が対応付けられている。これは、減速度の差分が負の値である場合（減速度の目標値が実際値よりも小さい場合）に、シリンダ圧を低下させて、ブレーキ力を減少させることを目的とする。目標シリンダ圧補正値の絶対値は、減速度の差分の絶対値に基づき設定されており、減速度の差分の絶対値が大きい範囲ほど、目標シリンダ圧補正値の絶対値が大きい。これは、減速度の実際値が目標値に一致するようにブレーキ力の大きさを調整することを目的とする。
【００３１】
滑走検知変更部１５１は、車両に滑走が生じた場合、目標シリンダ圧を取得するために、目標シリンダ圧補正値を使用することを中断させるために設けられる。滑走検知変更部１５１は、滑走検知器１０８から滑走検知信号が入力されたか否かを判断し、滑走検知信号が入力されていない場合、補正値演算部１５０が取得した補正値を示す目標シリンダ圧補正信号を、目標シリンダ圧取得部１２０に出力する。一方、滑走検知信号が入力された場合、滑走検知変更部１５１は、「０ｋＰａ」を示す目標シリンダ圧補正信号を、目標シリンダ圧取得部１２０に出力する。
【００３２】
図１に示すように、空気ブレーキ制御部１１３は、目標シリンダ圧取得部１２０と、目標制御圧取得部１２１とを備える。図４に示すように、目標シリンダ圧取得部１２０は、第１，２の加算器１６０，１６１を備える。
【００３３】
第１の加算器１６０は、空気ブレーキ力信号が示す空気ブレーキが分担する力と、空制減算指令が示す回生ブレーキ力の差とを足し合わせることで、空気ブレーキ力の目標値を取得する。空気ブレーキ力の目標値は、必要ブレーキ力から回生ブレーキの実際値を差し引いた値に相当する。さらに、第１の加算器１６０は、空気ブレーキ力の目標値を用いて、目標シリンダ圧（ＢＣ１）を取得する。目標シリンダ圧（ＢＣ１）は、下記の式１のＦに、空気ブレーキ力の目標値を代入することで取得される。摩擦係数ｆや定数ｋは、設定値が用いられる。
【００３４】
Ｆ＝ｋｆ（ＢＣ）・・・式１
（Ｆ：空気ブレーキ力，ｋ：定数，ｆ：制輪子１０５と車輪１１６等との摩擦係数の設定値，ＢＣ圧：シリンダ圧）
【００３５】
第２の加算器１６１は、目標シリンダ圧（ＢＣ１）に、目標シリンダ圧補正信号が示す目標シリンダ圧補正値を足し合わせることで、目標シリンダ圧を補正し、目標シリンダ圧（ＢＣ２）を取得して、目標シリンダ圧（ＢＣ２）を示す信号（以下、目標シリンダ圧信号）を、目標制御圧取得部１２１に出力する。なお、滑走検知器１０８が滑走検知信号を出力した場合には、滑走検知変更部１５１により目標シリンダ圧補正値が「０ｋＰａ」に変更されることで、目標シリンダ圧補正値による補正は行われず、目標シリンダ圧（ＢＣ２）は、目標シリンダ圧（ＢＣ１）と一致する。
【００３６】
目標制御圧取得部１２１は、目標シリンダ圧信号が示す目標シリンダ圧（ＢＣ２）と指定空気圧信号が示す出力空気圧により、目標シリンダ圧（ＢＣ２）の発生に必要な電空変換弁１３１の出力圧を求め、該出力圧に応じた弁の開度を示す弁指令を、電空変換弁１３１に出力する。これにより、ブレーキシリンダ１０４に、目標シリンダ圧（ＢＣ２）に相当するシリンダ圧が供給される。
【００３７】
以下、実施の形態１のブレーキ制御システム１の処理について、ブレーキハンドル２から、減速度の目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」を指示するブレーキ指令が出力される場合に実行される処理を例に説明する。
【００３８】
目標減速度取得部１１０は、減速度の目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」を示す目標減速度信号を、必要ブレーキ力取得部１１１と空気ブレーキ補正制御部１１４とに出力する。
【００３９】
必要ブレーキ力取得部１１１は、目標減速度信号が示す減速度の目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」や、空気バネ圧センサ１０１からの空気バネ圧信号が示す全重量に基づき、減速度を目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」にするために必要なブレーキ力を求める。さらに、必要ブレーキ力取得部１１１は、必要ブレーキ力に基づき、回生ブレーキトルクや空気ブレーキ力を設定して、回生ブレーキトルクの設定値を示す回生ブレーキトルク指令を、ＶＶＦインバータ装置１０２と空制減算指令部１１２とに出力し、空気ブレーキ力を指示する空気ブレーキ力信号を、空気ブレーキ制御部１１３に出力する。
【００４０】
ＶＶＶＦインバータ装置１０２は、回生ブレーキトルク指令に基づき、電動モータを回生ブレーキとして機能させるとともに、回生ブレーキの実際値を示す実回生ブレーキ信号を空制減算指令部１１２に出力する。空制減算指令部１１２は、回生ブレーキトルク指令と実回生ブレーキ信号に基づき、回生ブレーキ力の差を求め、該回生ブレーキ力の差を示す空制減算指令を、空気ブレーキ制御部１１３に出力する。
【００４１】
空気ブレーキ制御部１１３は、空気ブレーキ力信号が示すブレーキ力と、空制減算指令が示す回生ブレーキ力の差とを用いて、空気ブレーキ力の目標値を取得する。さらに、空気ブレーキ制御部１１３は、該空気ブレーキ力の目標値に基づき目標シリンダ圧を取得して、目標シリンダ圧に応じた弁指令を圧力生成部１０３に出力する。
【００４２】
圧力生成部１０３は、弁指令に応じて、目標シリンダ圧に相当するシリンダ圧をブレーキシリンダに供給する。この結果、目標シリンダ圧に相当する圧力が制輪子１０５に作用することで、所定の空気ブレーキが得られる。該空気ブレーキが生じた状態における自駆動軸１１５の回転速度は、速度センサ１０７により測定され、該測定値を示す回転速度信号が、速度センサ１０７から滑走検知器１０８と空気ブレーキ補正制御部１１４とに送信される。
【００４３】
滑走検知器１０８は、自駆動軸１１５及び他駆動軸１１５に設けられた速度センサ１０７から回転速度信号を受信して、自駆動軸１１５の回転速度の偏差を求め、偏差が所定値を超えた場合、滑走発生信号を、空気ブレーキ補正制御部１１４と滑走防止部１０９とに出力する。
【００４４】
空気ブレーキ補正制御部１１４は、目標減速度取得部１１０から目標減速度信号が入力され、速度センサ１０７から回転速度信号が入力されることで、以下の処理を実行する。
【００４５】
実減速度取得部１４０は、回転速度信号が示す回転速度により、減速度の実際値を取得する。この結果、例えば、減速度の実際値「１．６ｋｍ／ｈ／ｓ」が取得される。
【００４６】
この場合、減速度差分情報取得部１４１は、目標減速度信号が示す減速度の目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」から、減速度の実際値「１．６ｋｍ／ｈ／ｓ」を差し引くことで、減速度の差分「０．２ｋｍ／ｈ／ｓ」を取得する。
【００４７】
目標シリンダ圧補正値取得部１４２の補正値演算部１５０は、圧力補正値テーブル（図３）で、減速度の差分「０．２ｋｍ／ｈ／ｓ」が対応付けられる目標シリンダ圧補正値「１０ｋＰａ」を取得する。
【００４８】
目標シリンダ圧補正値取得部１４２の滑走検知変更部１５１は、滑走検知器１０８から滑走検知信号が入力されていない場合、目標シリンダ圧補正値「１０ｋＰａ」を示す目標シリンダ補正信号を、空気ブレーキ制御部１１３に出力する。一方、滑走検知信号が入力された場合、滑走検知変更部１５１は、目標シリンダ圧補正値「０ｋＰａ」を示す目標シリンダ補正信号を、空気ブレーキ制御部１１３に出力する。
【００４９】
空気ブレーキ制御部１１３は、目標シリンダ圧補正値取得部１４２（滑走検知変更部１５１）から目標シリンダ補正信号が入力されることで、以下の処理を実行する。なお以下の処理が実行される際には、目標シリンダ圧取得部１２０の第１の加算器１６０は、空気ブレーキ力の目標値を式１に代入することで、目標シリンダ圧ＢＣ１を取得している。
【００５０】
第２の加算器１６１は、目標シリンダ圧補正値「１０ｋＰａ」を示す目標シリンダ補正信号が入力された場合、目標シリンダ圧ＢＣ１に「１０ｋＰａ」を足し合わせて、「ＢＣ１＋１０ｋＰａ」の目標シリンダ圧ＢＣ２を取得し、「ＢＣ１＋１０ｋＰａ」を示す目標シリンダ圧信号を目標制御圧取得部１２１に出力する。
【００５１】
一方、滑走の発生により、目標シリンダ圧補正値「０ｋＰａ」を示す目標シリンダ圧補正信号が入力された場合、第２の加算器１６１は、「ＢＣ１（＝ＢＣ１＋０ｋＰａ）」の目標シリンダ圧ＢＣ２を取得することで、目標シリンダ圧の補正を行わず、「ＢＣ１」を示す目標シリンダ圧信号を目標制御圧取得部１２１に出力する。
【００５２】
目標制御圧取得部１２１は、目標シリンダ圧信号が示す目標シリンダ圧ＢＣ２（「ＢＣ１＋１０ｋＰａ」或いは「ＢＣ１」）に応じた弁指令を、圧力生成部１０３に出力する。
【００５３】
この結果、滑走が発生していない場合には、「ＢＣ１＋１０ｋＰａ」に相当するシリンダ圧がブレーキシリンダに供給される。これにより、シリンダ圧が高められて、ブレーキ力が増加し、減速度の実際値は、「１．６ｋｍ／ｈ／ｓ」よりも大きくなって、目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」に近づく。
【００５４】
一方、滑走が発生した場合には、ブレーキシリンダに供給されるシリンダ圧は、変更されず、「ＢＣ１」に相当するものとなる。また、滑走している車輪が、このブレーキ圧演算装置１００が設置されている車輪１１６の場合には、対応する滑走検知器１０８から、滑走防止部１０９に滑走検知信号が入力され、滑走防止部１０９は、中継弁１３２に供給される空気圧を低減する。これにより、ブレキー力が抑えられ、滑走が抑制される。
【００５５】
本実施の形態によれば、減速度の差分に基づき目標シリンダ圧補正値が取得され、これに基づき目標シリンダ圧が取得されることで、減速度の差分が縮小するように、目標シリンダ圧の値を制御できる。よって、減速度を目標値近傍に制御することが可能である。
【００５６】
図５及び図６に、本実施の形態のブレーキ制御による車両速度の時間変化を示す。図５は、図１３の対応図であり、第１の加算器１６０により取得される目標シリンダ圧（ＢＣ１）が所定時間一定である場合（所定時間、空気ブレーキ信号や空制減算指令に変化がない場合）の例を示す。ブレーキの作用により車両速度が減少する過程では、摩擦係数が大きくなることで、ブレーキ力が増加し、実減速度取得部１４０が取得する減速度の実際値は、大きくなる。減速度の実際値が目標値を上回ったときには、減速度差分情報取得部１４１が取得する減速度の差分は負の値になることで、目標シリンダ圧補正値取得部１４２は、負の値の目標シリンダ圧補正値を示す信号を出力する。この結果、第２の加算器１６１が、目標シリンダ圧（ＢＣ１）よりも小さな目標シリンダ圧（ＢＣ２）を示す信号を出力することで、シリンダ圧が低減されて、ブレーキ力が弱められる。このため、図５に示すように、減速度は、大きくならずに、目標値近傍に制御される。
【００５７】
図６は、図１４の対応図であり、車両が坂道を下る前後で、第１の加算器１６０により取得される目標シリンダ圧（ＢＣ１）が一定である場合（坂道を下る前後で、空気ブレーキ信号や空制減算指令に変化がない場合）の例を示す。この場合、車両が坂道を下る際には、重力により車両の減速度が小さくなることで、実減速度取得部１４０が取得する減速度の実際値は、小さくなる。減速度の実際値が目標値を下回ったときには、減速度差分情報取得部１４１が取得する減速度の差分は正の値になることで、目標シリンダ圧補正値取得部１４２は、正の値の目標シリンダ圧補正値を示す信号を出力する。この結果、第２の加算器１６１は、目標シリンダ圧（ＢＣ１）よりも大きな目標シリンダ圧（ＢＣ２）を示す信号を出力することで、シリンダ圧が増加されて、ブレーキ力が強められる。このため、図６に示すように、減速度は、小さくならずに、目標値近傍に制御される。
【００５８】
また本実施の形態によれば、滑走が発生した場合には、目標シリンダ圧補正値が「０ｋＰａ」に変更されることで、目標シリンダ圧補正値が用いられずに目標シリンダ圧が設定される。このため、不正確な減速度の値に基づき、ブレーキ制御が行われることを防止できる。なお、目標シリンダ圧補正値は、滑走を解消するために適当な「０ｋＰａ」以外の所定値に変更され得る。
【００５９】
また、本実施の形態では、速度センサ１０７は、駆動軸１１５の回転速度から、減速度を計測するものであってもよい。この場合、減速度差分情報取得部１４１は、速度センサ１０７からの信号に基づき、減速度の差分を取得し、実減速度取得部１４０は省略される。また、目標シリンダ圧補正値を取得するために、減速度の差分の積分値や微分値が使用されてもよい。
【００６０】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２は、中継弁１３２の圧力増幅により、シリンダ圧に応答の遅れやハンチングが生じることや、中継弁１３２の弁体に摩耗や熱変形が生じて、シリンダ圧の設定精度が低下することを考慮して、減速度の差分に加えて、シリンダ圧の目標値と実際値との差分（以下、シリンダ圧の差分）を用いて、目標シリンダ圧補正値を取得するものである。
【００６１】
図７に示す実施の形態２のブレーキ制御システム３は、図１の構成に加え、ブレーキシリンダ圧センサ２００を備える。ブレーキシリンダ圧センサ２００は、中継弁１３２とブレーキシリンダ１０４との間の管路に配置される。ブレーキシリンダ圧センサ２００は、シリンダ圧の実際値（ブレーキシリンダ１０４内の空気圧の実際値）を計測して、該実際値を示す信号（以下、実シリンダ圧信号）を、空気ブレーキ補正制御部１１４に出力する。また、目標シリンダ圧取得部１２０は、目標シリンダ圧信号を、目標制御圧取得部１２１と空気ブレーキ補正制御部１１４とに出力する。
【００６２】
空気ブレーキ補正制御部１１４は、実減速度取得部１４０と、減速度差分情報取得部１４１と、圧力差分情報取得部１４３と、目標シリンダ圧補正値取得部１４４とを備える。
【００６３】
実減速度取得部１４０や減速度差分情報取得部１４１は、実施の形態１と同様、それぞれ、減速度の実際値や減速度の差分を示す減速度差分情報を取得する。
【００６４】
圧力差分情報取得部１４３は、目標シリンダ圧信号が示すシリンダ圧の目標値から、実シリンダ圧信号が示すシリンダ圧の実際値を差し引くことで、シリンダ圧の差分を求め、該シリンダ圧の差分を示す圧力差分情報を出力する。
【００６５】
図８に示すように、目標シリンダ圧補正値取得部１４４は、減速度差分評価部１５２と、シリンダ圧差分評価部１５３と、補正値演算部１５４と、滑走検知変更部１５１とを備える。このうち、減速度差分評価部１５２、シリンダ圧差分評価部１５３、及び補正値演算部１５４は、減速度の差分やシリンダ圧の差分を用いて、ファジー推論により、目標シリンダ圧補正値を取得する。ファジー推論では、図９〜図１１に示すメンバシップ関数や、表１に示すルールテーブルが用いられる。
【００６６】
図９に示す減速度メンバシップ関数は、減速度の差分を、（１）〜（５）のファジー集合に区分する。
（１）ＰＢ・・・減速度メンバシップ関数ＤＰＢにより区分され、減速度の差分が正の値で、絶対値が大きなファジー集合である。
（２）ＰＳ・・・減速度メンバシップ関数ＤＰＳにより区分され、減速度の差分が正の値で、絶対値が小さなファジー集合である。
（３）ＺＯ・・・減速度メンバシップ関数ＤＺＯにより区分され、減速度の差分の絶対値が、ほぼ０であるファジー集合である。
（４）ＮＳ・・・減速度メンバシップ関数ＤＮＳにより区分され、減速度の差分が負の値で、絶対値が小さなファジー集合である。
（５）ＮＢ・・・減速度メンバシップ関数ＤＮＢにより区分され、減速度の差分が負の値で、絶対値が大きなファジー集合である。
【００６７】
図１０に示すシリンダ圧メンバシップ関数は、シリンダ圧の差分を、（６）〜（１０）のファジー集合に区分する。
（６）ＰＢ・・・シリンダ圧メンバシップ関数ＰＰＢにより区分され、シリンダ圧の差分が正の値で、絶対値が大きなファジー集合である。
（７）ＰＳ・・・シリンダ圧メンバシップ関数ＰＰＳにより区分され、シリンダ圧の差分が正の値で、絶対値が小さなファジー集合である。
（８）ＺＯ・・・シリンダ圧メンバシップ関数ＰＺＯにより区分され、シリンダ圧の差分の絶対値が、ほぼ０であるファジー集合である。
（９）ＮＳ・・・シリンダ圧メンバシップ関数ＰＮＳにより区分され、シリンダ圧の差分が負の値で、絶対値が小さなファジー集合である。
（１０）ＮＢ・・・シリンダ圧メンバシップ関数ＰＮＢにより区分され、シリンダ圧の差分が負の値で、絶対値が大きなファジー集合である。
【００６８】
図１１に示す補正値メンバシップ関数は、目標シリンダ圧補正値を、（１１）〜（１５）のファジー集合に区分する。
（１１）ＰＢ・・・補正値メンバシップ関数ＸＰＢにより区分され、目標シリンダ圧補正値が正の値で、絶対値が大きなファジー集合である。
（１２）ＰＳ・・・補正値メンバシップ関数ＸＰＳにより区分され、目標シリンダ圧補正値が正の値で、絶対値が小さなファジー集合である。
（１３）ＺＯ・・・補正値メンバシップ関数ＸＺＯにより区分され、目標シリンダ圧補正値の絶対値が、ほぼ０であるファジー集合である。
（１４）ＮＳ・・・補正値メンバシップ関数ＸＮＳにより区分され、目標シリンダ圧補正値が負の値で、絶対値が小さなファジー集合である。
（１５）ＮＢ・・・補正値メンバシップ関数ＸＮＢにより区分され、目標シリンダ圧補正値が負の値で、絶対値が大きなファジー集合である。
【００６９】
【表１】
2012101757.tif 000003
【００７０】
表１に示すルールテーブルは、減速度の差分やシリンダ圧の差分に基づき、補正値メンバシップ関数を選択するルールを定めるものである。例えば、第１行第１列に示されるルールは、減速度の差分が、正の値であるファジー集合ＰＢ（関数ＤＰＢにより区分される集合）に属し、且つ、シリンダ圧の差分が、正の値であるファジー集合ＰＢ（関数ＰＰＢにより区分される集合）に属する場合、補正値メンバシップ関数ＸＰＢを選択することを定める。
【００７１】
ルールテーブルでは、下記（１）（２）のように目標シリンダ圧補正値を設定するため、補正値メンバシップ関数を選択するルールが定められている。
（１）減速度の差分が正の値である場合、目標シリンダ圧補正値は正の値であり、目標シリンダ圧補正値の絶対値は、シリンダ圧の差分が正の値であるときに大きく、シリンダ圧の差分が負の値であるときに小さい。
（２）減速度の差分が負の値である場合、目標シリンダ圧補正値は負の値であり、目標シリンダ圧補正値の絶対値は、シリンダ圧の差分が負の値であるときに大きく、シリンダ圧の差分が正の値であるときに小さい。
【００７２】
以下、実施の形態２のブレーキ制御システム３の処理について、ブレーキハンドル２から、減速度の目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」を指示するブレーキ指令が出力される場合に実行される処理を例に説明する。
【００７３】
目標減速度取得部１１０は、ブレーキ指令に応答して、減速度の目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」を示す目標減速度信号を、必要ブレーキ力取得部１１１と空気ブレーキ補正制御部１１４とに出力する。
【００７４】
必要ブレーキ力取得部１１１、ＶＶＶＦインバータ装置１０２、及び空制減算指令部１１２は、実施の形態１と同様の処理を行い、空気ブレーキ力信号、実回生ブレーキ信号、及び空制減算指令部１１２を出力する。
【００７５】
空気ブレーキ制御部１１３は、空気ブレーキ力信号が示す空気ブレーキ力と、空制減算指令が示す回生ブレーキの差とにより、空気ブレーキ力の目標値を取得する。さらに、空気ブレーキ制御部１１３は、空気ブレーキ力の目標値に基づき、例えば目標シリンダ圧「５０ｋＰａ」を取得して、「１３ｋＰａ」を示す目標シリンダ圧信号を、空気ブレーキ補正制御部１１４に出力し、目標シリンダ圧「５０ｋＰａ」に応じた弁指令を圧力生成部１０３に出力する。
【００７６】
圧力生成部１０３は、弁指令に応じて、目標シリンダ圧「５０ｋＰａ」に相当するシリンダ圧をブレーキシリンダ１０４に供給する。この結果、目標シリンダ圧「５０ｋＰａ」に相当する圧力が制輪子１０５に作用することで、所定の空気ブレーキが得られる。該空気ブレーキが生じた状態における自駆動軸１１５の回転速度は、速度センサ１０７により測定され、該該測定値を示す回転速度信号が、滑走検知器１０８と空気ブレーキ補正制御部１１４とに送信される。
【００７７】
ブレーキシリンダ圧センサ２００は、ブレーキシリンダ１０４に供給されるシリンダ圧の実際値として、例えば「６２．５ｋＰａ」を計測して、「６２．５ｋＰａ」を示す実シリンダ圧信号を、空気ブレーキ補正制御部１１４に出力する。
【００７８】
空気ブレーキ補正制御部１１４は、目標減速度取得部１１０から目標減速度信号、速度センサ１０７から回転速度信号、空気ブレーキ制御部１１３から目標シリンダ圧信号、ブレーキシリンダ圧センサ２００から実シリンダ圧信号がそれぞれ入力されることで、以下の処理を実行する。
【００７９】
実減速度取得部１４０は、回転速度信号が示す回転速度により、例えば減速度の実際値「２．１ｋｍ／ｈ／ｓ」を取得する。
【００８０】
この場合、減速度差分情報取得部１４１は、目標減速度信号が示す減速度の目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」から、減速度の実際値「２．１ｋｍ／ｈ／ｓ」を差し引くことで、減速度の差分「−０．３ｋｍ／ｈ／ｓ」を取得する。
【００８１】
圧力差分情報取得部１４３は、目標シリンダ圧信号が示す目標シリンダ圧「５０ｋＰａ」から、実シリンダ圧信号が示すシリンダ圧の実際値「６２．５ｋＰａ」を差し引くことで、シリンダ圧の差分「−１２．５ｋＰａ」を取得する。
【００８２】
目標シリンダ圧補正値取得部１４４の減速度差分評価部１５２は、減速度メンバシップ関数ＤＮＳ，ＤＮＢ（図９）を参照して、減速度の差分「−０．３ｋｍ／ｈ／ｓ」に対応する差分評価値ＦＳ「０．５」「０．５」を求める。目標シリンダ圧補正値取得部１４４のシリンダ圧差分評価部１５３は、シリンダ圧メンバシップ関数ＰＮＳ，ＰＮＢ（図１０）を参照して、シリンダ圧の差分「−１２．５ｋＰａ」に対応する差分評価値ＦＢ「０．７５」「０．２５」を求める。
【００８３】
図８に示すように、目標シリンダ圧補正値取得部１４４の補正値演算部１５４は、評価値取得部１５５と圧力指令変換部１５６とを備える。評価値取得部１５５は、表１のルールテーブルに定められるルールに従って、減速度の差分やシリンダ圧の差分に基づき補正値メンバシップ関数を選択する。減速度の差分「−０．３ｋｍ／ｈ／ｓ」はファジー集合ＮＳ，ＮＢに属し、シリンダ圧の差分「−１２．５ｋＰａ」はファジー集合ＮＳ，ＮＢに属する。よって、ルールテーブルにおける、第４行第４列のルール１、第４行第５列のルール２、第５行第４列のルール３、及び第５行第５列のルール４に従って、補正値メンバシップ関数ＸＮＳ，ＸＮＢが選択される。
【００８４】
ついで、評価値取得部１５５は、ルール１〜４に対する差分評価値ＦＳ，ＦＢの最小値を求める。ルール１に対しては、減速度メンバシップ関数ＤＮＳを参照して得られた差分評価値ＦＳ「０．５」と、シリンダ圧メンバシップ関数ＰＮＳを参照して得られた差分評価値ＦＢ「０．７５」との最小値「０．５」が取得される。同様に、ルール２に対して差分評価値ＦＳ「０．５」ＦＢ「０．７５」の最小値「０．５」が取得され、ルール３に対して差分評価値ＦＳ「０．５」ＦＢ「０．２５」の最小値「０．２５」が取得され、ルール４に対して差分評価値ＦＳ「０．５」ＦＢ「０．２５」の最小値「０．２５」が取得される。
【００８５】
ついで、評価値取得部１５５は、上記差分評価値の最小値から、補正値メンバシップ関数ＸＮＳ，ＸＮＢを変形するために使用する評価値Ｆを取得する。補正値メンバシップ関数ＸＮＳの評価値Ｆとしては、ルール１の差分評価値の最小値「０．５」が取得される。補正値メンバシップ関数ＸＮＢの評価値Ｆとしては、ルール２〜４の差分評価値の最小値「０．５」「０．２５」「０．２５」のうち、最大値「０．５」が取得される。
【００８６】
圧力指令変換部１５６は、評価値Ｆ「０．５」「０．５」に基づき、補正値メンバシップ関数ＸＮＳ，ＸＮＢの変形を行う。この変形は、図１１に示すように、補正値メンバシップ関数ＸＮＳ，ＸＮＢの最大値が、それぞれ評価値Ｆ「０．５」「０．５」となるように行われる。
【００８７】
ついで、圧力指令変換部１５６は、変形後の補正値メンバシップ関数ＸＮＳ，ＸＮＢにより区分される範囲（図１１の破線範囲）の重心を特定する。この結果、目標ブレーキシリンダ圧補正値として「−１６．５ｋＰａ」が取得される。
【００８８】
滑走検知変更部１５１は、滑走検知信号の入力の有無に応じて、圧力指令変換部１５６が取得した目標シリンダ圧補正値「−１６．５ｋＰａ」と「０ｋＰａ」とのいずれかを示す目標シリンダ圧補正信号を、空気ブレーキ制御部１１３に出力する。
【００８９】
空気ブレーキ制御部１１３の目標シリンダ圧取得部１２０は、目標シリンダ圧補正値「１０ｋＰａ」を示す目標シリンダ補正信号が入力された場合、目標シリンダ圧「５０ｋＰａ」に「−１６．５ｋＰａ」を足し合わせて、「３３．５ｋＰａ」の目標シリンダ圧ＢＣ２を取得し、「３３．５ｋＰａ」を示す目標シリンダ圧信号を目標制御圧取得部１２１に出力する。
【００９０】
一方、滑走の発生により、目標シリンダ圧補正値「０ｋＰａ」を示す目標シリンダ圧補正信号が入力された場合、目標シリンダ圧取得部１２０は、目標シリンダ圧ＢＣ２として「５０ｋＰａ」を取得して、「５０ｋＰａ」を示す目標シリンダ圧信号を目標制御圧取得部１２１に出力する。
【００９１】
目標制御圧取得部１２１は、目標シリンダ圧信号が示す目標シリンダ圧ＢＣ２（「３３．５ｋＰａ」或いは「５０ｋＰａ」）に応じた弁指令を、圧力生成部１０３に出力する。
【００９２】
この結果、滑走が発生していない場合には、「３３．５ｋＰａ」に相当するシリンダ圧がブレーキシリンダに供給される。これにより、シリンダ圧の実際値が「６２．５ｋＰａ」から大きく低減されて、ブレーキ力が減少し、減速度の実際値は、「２．１ｋｍ／ｈ／ｓ」より小さくなり、目標値「１．８ｋｍ／ｈ／ｓ」に近づく。
【００９３】
一方、滑走が発生した場合には、ブレーキシリンダに供給されるシリンダ圧は、「５０ｋＰａ」に相当するものになり、「６２．５ｋＰａ」からの変化が抑えられる。また、滑走防止部１０９に滑走検知信号が入力され、中継弁１３２に供給される空気圧が低減されて、滑走が抑制される。
【００９４】
本実施の形態によれば、目標シリンダ圧補正値が、減速度の差分とともに、シリンダ圧の差分に基づき設定される。このため、シリンダ圧に応答遅れやハンチングが生じる場合や、中継弁１３２の弁体に摩耗や熱変形が生じて、シリンダ圧の設定精度が低下した場合でも、減速度を目標値近傍に制御可能である。
【００９５】
また、ファジー推論により、減速度の差分やシリンダ圧の差分に基づくルールが定められて、目標シリンダ圧補正値が取得される。このため、減速度の差分やシリンダ圧の差分から予測される状況に応じたブレーキ制御を行うことができる。
【００９６】
例えば、減速度の差分が正の値で取得される場合（減速度の実際値が目標値よりも小さい場合）、これが生じる原因としては、ブレーキシリンダ１０４に供給する圧縮空気が不足して、シリンダ圧が目標値に至っていないことが考えられる。この状況が実際に生じているか否かは、シリンダ圧の差分の値から予測できる。つまり、シリンダ圧の差分が正の値である場合（シリンダ圧の実際値が目標値よりも小さい場合）には、上記圧縮空気が不足する状況が生じていると予測される。一方、シリンダ圧の差分が負の値である場合には、他の理由（滑走の発生等）によって、減速度の差分が正の値になっていると予測される。
【００９７】
本実施の形態は、このように減速度の差分やシリンダ圧の差分から予測される状況に基づき、目標シリンダ圧補正値を求めるルールを定めたものであり、前者の場合には、目標シリンダ圧補正値取得部１４４により、正の値、且つ絶対値の大きな目標シリンダ圧補正値が取得され、目標シリンダ圧が大きく高められる。よって、ブレーキシリンダ１０４に供給する圧縮空気が増加されるため、減速度を目標値近傍に制御できる。また、後者の場合には、目標シリンダ圧補正値取得部１４４により、絶対値の小さな目標シリンダ圧補正値が取得される。よって、目標シリンダ圧は高められず、ブレーキシリンダ１０４に供給する圧縮空気は一定とされる。これにより、減速度を目標値に近づける上で、不適切な対処が行われることが回避される。
【００９８】
なお、本実施の形態では、目標シリンダ圧補正値を取得するために、減速度の差分やシリンダ圧の差分の積分値や微分値が使用されてもよい。
【００９９】
また、ファジー推論は、目標シリンダ圧補正値を取得する手法の一例に過ぎず、他の手法により目標シリンダ圧補正値を取得する手段が、減速度差分評価部１５２、シリンダ圧差分評価部１５３、及び補正値演算部１５４の代わりに設けられてもよい。例えば、減速度の差分が正であるか否かを判定する差分符号判定手段と、差分符号判定手段の判定結果に基づき、目標シリンダ圧補正値の符号を設定する補正値符号設定手段と、シリンダ圧の差分に基づき、目標シリンダ圧補正値の絶対値を設定する絶対値設定手段とが設けられてもよい。符号設定手段は、減速度の差分が正であると判定された場合、目標シリンダ圧補正値の符号を正に設定し、減速度の差分が負であると判定された場合、目標シリンダ圧補正値の符号を負に設定する。絶対値設定手段は、シリンダ圧の差分を所定の関数に代入して得られる値に、目標シリンダ圧補正値の絶対値を設定する。上記の関数としては、例えば、シリンダ圧の差分と目標シリンダ圧補正値の絶対値との関係を示す線形関数が使用される。
【０１００】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１６に示すように、本実施の形態のブレーキ制御システム４では、ブレーキ圧演算装置４００は、空気ブレーキ制御部１１３と、空気ブレーキ補正制御部１１４とから構成される。目標減速度取得部１１０と、必要ブレーキ力取得部１１１と、空制減算指令部１１２とは、ＴＩＭＳ（Train Information Management System）５００に構成される。
【０１０１】
ブレーキ圧演算装置４００は、自駆動軸１１５及び他駆動軸１１５毎に複数設けられる。ＴＩＭＳ５００は、一のブレーキ圧演算装置４００に異常が生じた場合、必要ブレーキ力取得部１１１や空制減算指令部１１２が出力する信号（空気ブレーキ信号や空制減算指令）を、他のブレーキ圧演算装置４００に送信する。他のブレーキ圧演算装置４００は、上記の信号により、一のブレーキ圧演算装置４００に対して求められた必要ブレーキ力や回生ブレーキ力に基づき、目標シリンダ圧を取得して、弁指令を出力する。また、ＴＩＭＳ５００は、一のブレーキ圧演算装置４００に異常が生じた場合、運転席に異常信号を送信する。
【０１０２】
本実施の形態によれば、ブレーキ圧演算装置４００に異常が生じた場合、他駆動軸１１５にブレーキ力を分配できる。このため、事故が未然に防止される。また、ＴＩＭＳ５００が異常信号を送信することで、ブレーキハンドル２の操作が促されて、ブレーキ力が変更される。このことからも、事故が未然に防止される。
【０１０３】
なお、車両が備える台車毎に、ブレーキ圧演算装置４００を複数設けて、一つのブレーキ圧演算装置４００が出力する弁指令により、台車が備える２つの駆動軸１１５に加える空気ブレーキ力を制御するようにしてもよい。この場合、各ブレーキ圧演算装置には、上記２つの駆動軸１１５に対して設けられた速度センサ１０７やブレーキシリンダ圧センサ２００から、回転速度信号や実シリンダ圧信号がそれぞれ入力される。各ブレーキ圧演算装置４００は、上記信号が示す回転速度やシリンダ圧の平均値から、減速度の実際値やシリンダ圧の実際値を取得して、これらの値を用いて、減速度の差分やシリンダ圧の差分を求める。
【０１０４】
なお、上記実施の形態１〜３において、ブレーキ圧演算装置１００，３００，４００は、例えば、１チップマイクロコンピュータ、ボードコンピュータ等のコンピュータで構成することも、ディスクリート回路で構成することも可能である。
【０１０５】
ブレーキ圧演算装置１００，３００，４００をコンピュータで構成する場合には、それらの動作を実行するためのコンピュータプログラムをメモリに格納して、プログラムを実行することにより、前述の各機能を実現する。この場合に、コンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、ブレーキ圧演算装置１００，３００，４００が構成される。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバが有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することでブレーキ圧演算装置１００，３００，４００を構成してもよい。
【０１０６】
また、ディスクリート回路から構成する場合には、ブレーキ圧演算装置１００，３００、４００を構成する目標減速度取得部１１０、必要ブレーキ力取得部１１１、空制減算指令部１１２、空気ブレーキ補正制御部１１３、及び空気ブレーキ制御部１１４を、個別に或いは任意の組み合わせで、回路ブロック化することができる。
【０１０７】
また、上記滑走防止部１０９の構成及び動作は、滑走防止機構の一例を示すものであり、他の任意の構成を採用可能である。
【０１０８】
なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、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ものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、ブレーキシリンダに空気圧を供給することで、ブレーキ力を生じさせるブレーキ装置に好適に採用され得る。
【符号の説明】
【０１１０】
１，３，４  ブレーキ制御システム
２  ブレーキハンドル
１００，３００，４００  ブレーキ圧演算装置
１０１  空気バネ圧センサ
１０２  ＶＶＶＦインバータ装置
１０３  圧力生成部
１０４  ブレーキシリンダ
１０５  制輪子
１０６  制御圧センサ
１０７  速度センサ
１０８  滑走検知器
１０９  滑走防止部
１１０  目標減速度取得部
１１１  必要ブレーキ力取得部
１１２  空制減算指令部
１１３  空気ブレーキ制御部
１１４  空気ブレーキ補正制御部
１１５  駆動軸
１１６  車輪
１２０  目標シリンダ圧取得部
１２１  目標制御圧取得部
１３０  圧縮空気貯め
１３１  電空変換弁
１３２  中継弁
１４０  実減速度取得部
１４１  減速度差分情報取得部
１４２，１４４  目標シリンダ圧補正値取得部
１４３  圧力差分情報取得部
１４４  目標シリンダ圧補正値取得部
１５０  補正値演算部
１５１  滑走検知変更部
１５２  減速度差分評価部
１５３  シリンダ圧差分評価部
１５４  補正値演算部
１５５  評価値取得部
１５６  圧力指令変換部
１６０  第１の加算器
１６１  第２の加算器
２００  ブレーキシリンダ圧センサ
５００  ＴＩＭＳ
【図１】
2012101757.tif 000004
【図２】
2012101757.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年7月4日(2011.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るブレーキ圧演算装置は、空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するブレーキ圧演算装置であって、目標シリンダ圧取得部と、減速度差分情報取得部と、圧力差分情報取得部と、目標シリンダ圧補正値取得部とを備える。目標シリンダ圧取得部は、必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、目標シリンダ圧を取得する。減速度差分情報取得部は、減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する。圧力差分情報取得部は、目標シリンダ圧とブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する。目標シリンダ圧補正値取得部は、減速度差分情報及び圧力差分情報に基づいて、目標シリンダ圧補正値を取得する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第４の観点に係るプログラムは、空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するプログラムである。プログラムは、コンピュータを、必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得手段、減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得手段、目標シリンダ圧とブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する圧力差分情報取得手段、減速度差分情報及び圧力差分情報に基づいて、目標シリンダ圧補正値を取得する目標シリンダ圧補正値取得手段として機能させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するブレーキ圧演算装置であって、
必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、前記目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得部と、
減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得部と、
前記目標シリンダ圧と前記ブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する圧力差分情報取得部と、
前記減速度差分情報及び前記圧力差分情報に基づいて、前記目標シリンダ圧補正値を取得する目標シリンダ圧補正値取得部と、
を備えるブレーキ圧演算装置。
【請求項２】
前記目標シリンダ圧補正値取得部は、ファジー推論を用いて前記目標シリンダ圧補正値を取得する請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項３】
滑走が検知された場合、前記目標シリンダ圧補正値を所定値に変更する滑走検知変更部をさらに備える請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項４】
前記目標シリンダ圧取得部は、さらに、前記必要ブレーキ力から設定される回生ブレーキ力に基づき、前記目標シリンダ圧を取得する請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項５】
請求項１に記載のブレーキ圧演算装置と、
前記ブレーキ圧演算装置が求めた前記目標シリンダ圧に基づいて、前記空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力を発生する圧力生成部と、
を備えるブレーキ制御システム。
【請求項６】
請求項１に記載のブレーキ圧演算装置を複数備え、
一の前記ブレーキ圧演算装置に異常が生じた場合、他の前記ブレーキ圧演算装置は、前記一のブレーキ圧演算装置に対して求められた必要ブレーキ力に基づき、前記目標シリンダ圧を取得するブレーキ制御システム。
【請求項７】
空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するプログラムであって、
コンピュータを、
必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、前記目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得手段、
減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得手段、
前記目標シリンダ圧と前記ブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する圧力差分情報取得手段、
前記減速度差分情報及び前記圧力差分情報に基づいて、前記目標シリンダ圧補正値を取得する目標シリンダ圧補正値取得手段、
として機能させるプログラム。
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月11日(2011.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るブレーキ圧演算装置は、空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するブレーキ圧演算装置であって、目標シリンダ圧取得部と、減速度差分情報取得部と、圧力差分情報取得部と、目標シリンダ圧補正値取得部とを備える。目標シリンダ圧取得部は、必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、目標シリンダ圧を取得する。減速度差分情報取得部は、減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する。圧力差分情報取得部は、目標シリンダ圧とブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する。目標シリンダ圧補正値取得部は、減速度差分情報及び圧力差分情報に基づいて、目標シリンダ圧補正値を取得する。該目標シリンダ圧補正値取得部は、減速度差分情報に基づき目標シリンダ圧補正値の正負の符号を設定し、圧力差分情報に基づき目標シリンダ圧補正値の絶対値を設定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第４の観点に係るプログラムは、空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するプログラムである。プログラムは、コンピュータを、必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得手段、減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得手段、目標シリンダ圧とブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する圧力差分情報取得手段、減速度差分情報及び圧力差分情報に基づいて、目標シリンダ圧補正値を取得する目標シリンダ圧補正値取得手段として機能させる。該目標シリンダ圧補正値取得手段は、減速度差分情報に基づき目標シリンダ圧補正値の正負の符号を設定し、圧力差分情報に基づき目標シリンダ圧補正値の絶対値を設定する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するブレーキ圧演算装置であって、
必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、前記目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得部と、
減速度の目標値と減速度の実際値との差分（以下、減速度の差分）を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得部と、
前記目標シリンダ圧と前記ブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分（以下、シリンダ圧の差分）を示す圧力差分情報を取得する圧力差分情報取得部と、
前記減速度差分情報及び前記圧力差分情報に基づいて、前記目標シリンダ圧補正値を取得する目標シリンダ圧補正値取得部と、
を備え、
前記目標シリンダ圧補正値取得部は、前記減速度差分情報に基づき前記目標シリンダ圧補正値の正負の符号を設定し、前記圧力差分情報に基づき前記目標シリンダ圧補正値の絶対値を設定するブレーキ圧演算装置。
【請求項２】
前記目標シリンダ圧補正値取得部は、ファジー推論を用いて前記目標シリンダ圧補正値を取得する請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項３】
前記目標シリンダ圧補正値取得部は、前記減速度の差分および前記シリンダ圧の差分のクラス分けを行うメンバシップ関数と、前記減速度の差分および前記シリンダ圧の差分に基づき前記目標シリンダ圧補正値を求めるファジールールとを設定し、前記メンバシップ関数を参照して、前記減速度差分情報が示す前記減速度の差分に対応する第１の評価値と、前記圧力差分情報が示す前記シリンダ圧の差分に対応する第２の評価値とを求め、前記第１，第２の評価値と前記ファジールールとに基づき、前記目標シリンダ圧補正値を取得する請求項２に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項４】
滑走が検知された場合、前記目標シリンダ圧補正値を所定値に変更する滑走検知変更部をさらに備える請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項５】
前記目標シリンダ圧取得部は、さらに、前記必要ブレーキ力から設定される回生ブレーキ力に基づき、前記目標シリンダ圧を取得する請求項１に記載のブレーキ圧演算装置。
【請求項６】
請求項１に記載のブレーキ圧演算装置と、
前記ブレーキ圧演算装置が求めた前記目標シリンダ圧に基づいて、前記空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力を発生する圧力生成部と、
を備えるブレーキ制御システム。
【請求項７】
請求項１に記載のブレーキ圧演算装置を複数備え、
一の前記ブレーキ圧演算装置に異常が生じた場合、他の前記ブレーキ圧演算装置は、前記一のブレーキ圧演算装置に対して求められた必要ブレーキ力に基づき、前記目標シリンダ圧を取得するブレーキ制御システム。
【請求項８】
空気ブレーキのブレーキシリンダ内の圧力の目標値である目標シリンダ圧を取得するプログラムであって、
コンピュータを、
必要ブレーキ力及び目標シリンダ圧補正値に基づいて、前記目標シリンダ圧を取得する目標シリンダ圧取得手段、
減速度の目標値と減速度の実際値との差分を示す減速度差分情報を取得する減速度差分情報取得手段、
前記目標シリンダ圧と前記ブレーキシリンダ内の圧力の実際値との差分を示す圧力差分情報を取得する圧力差分情報取得手段、
前記減速度差分情報及び前記圧力差分情報に基づいて、前記目標シリンダ圧補正値を取得する前記目標シリンダ圧補正値取得手段、
として機能させ、
前記目標シリンダ圧補正値取得手段は、前記減速度差分情報に基づき前記目標シリンダ圧補正値の正負の符号を設定し、前記圧力差分情報に基づき前記目標シリンダ圧補正値の絶対値を設定するプログラム。
【国際調査報告】
2012101757.tif 000018
2012101757.tif 000019
2012101757.tif 000020
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