(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電動機が搭載される電動車および前記主電動機が搭載されない付随車をそれぞれ少なくとも２車両以上有する編成列車のブレーキ制御を行うブレーキ制御システムであって、
減速度を含むブレーキ指令に応じて、前記電動車および前記付随車のそれぞれの必要ブレーキ力を算出する必要ブレーキ力算出部と、
前記主電動機の動作によって生じた前記電動車の電気ブレーキ力を算出する電気ブレーキ力算出部と、
前記編成列車全体において、前記必要ブレーキ力の合計から前記電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第１の差分ブレーキ力が、前記付随車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第１の機械ブレーキ力を算出する第１の機械ブレーキ力算出部と、
前記編成列車を、それぞれが前記電動車および前記付随車を含む複数のユニットに分け、前記ユニットごとに、前記必要ブレーキ力の合計から前記電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第２の差分ブレーキ力が、該ユニットに含まれる前記付随車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第２の機械ブレーキ力を算出する第２の機械ブレーキ力算出部と、
滑走が発生しやすい状態であるか否かを判断する滑走判断部と、
前記滑走判断部により滑走が発生しやすい状態でないと判断された場合には、前記各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキに出力し、前記滑走判断部により滑走が発生しやすい状態であると判断された場合には、前記編成列車の進行方向の先頭車両を含む一部の車両に対して算出された前記第１の機械ブレーキ力および前記第２の機械ブレーキ力に応じて、前記各車両の第１の機械ブレーキ力または前記各車両の第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を前記機械ブレーキに出力する選択部と、
を備えるブレーキ制御システム。
【請求項２】
前記選択部は、前記滑走判断部において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合において、前記先頭車両に対して算出された前記第１の機械ブレーキ力から前記先頭車両に対して算出された前記第２の機械ブレーキ力を減算して得られる第１の演算結果が第１の閾値以上である場合には、前記各車両の第２の機械ブレーキ力に基づく前記ブレーキ力指令値を前記機械ブレーキに出力する請求項１に記載のブレーキ制御システム。
【請求項３】
前記選択部は、前記滑走判断部において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合において、前記先頭車両に対して算出された前記第１の機械ブレーキ力から前記先頭車両に対して算出された前記第２の機械ブレーキ力を減算して得られる第１の演算結果が０を上回ってからの経過時間が第２の閾値以上である場合には、前記各車両の第２の機械ブレーキ力に基づく前記ブレーキ力指令値を前記機械ブレーキに出力する請求項１または２に記載のブレーキ制御システム。
【請求項４】
前記選択部は、前記滑走判断部において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合において、前記先頭車両に対して算出された前記第１の機械ブレーキ力から前記先頭車両に対して算出された前記第２の機械ブレーキ力を減算して得られる第１の演算結果と前記第１の演算結果が０を上回ってからの時間とを乗算して得られる第２の演算結果が第３の閾値以上である場合には、前記各車両の第２の機械ブレーキ力に基づく前記ブレーキ力指令値を前記機械ブレーキに出力する請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、編成列車のブレーキ制御を行うブレーキ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の車両が連結された編成列車の場合、進行方向の先頭車両における車輪と線路との粘着力は、編成列車の中央に位置する中間車両における粘着力に比べると小さいため、先頭車両において滑走が発生しやすい。滑走を抑制するため、特許文献１に開示される編成列車においては、先頭車両と比べて中間車両の目標トルクの分担割合が大きくなるように各車両が発生すべきトルク値が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−１５０７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主電動機が搭載される電動車および主電動機が搭載されない付随車で編成列車が構成される場合、編成列車全体で電気ブレーキを優先して用い、付随車の機械ブレーキを次に優先して用いる編成制御が行われる。先頭車両が付随車である編成列車において編成制御が行われる場合に、電気ブレーキ力にばらつきがあって、一部の電動車において十分な電気ブレーキ力が得られない場合に、先頭車両の機械ブレーキが負担するブレーキ力が増大して、滑走が発生する場合がある。
【０００５】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、編成列車における先頭車両の滑走の発生の可能性を減少させることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るブレーキ制御システムは、主電動機が搭載される電動車および主電動機が搭載されない付随車をそれぞれ少なくとも２車両以上有する編成列車のブレーキ制御を行うブレーキ制御システムであって、必要ブレーキ力算出部、電気ブレーキ力算出部、第１の機械ブレーキ力算出部、第２の機械ブレーキ力算出部、滑走判断部、および選択部を備える。必要ブレーキ力算出部は、減速度を含むブレーキ指令に応じて、電動車および付随車のそれぞれの必要ブレーキ力を算出する。電気ブレーキ力算出部は、主電動機の動作によって生じた電動車の電気ブレーキ力を算出する。第１の機械ブレーキ力算出部は、編成列車全体において、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第１の差分ブレーキ力が、付随車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第１の機械ブレーキ力を算出する。第２の機械ブレーキ力算出部は、編成列車を、それぞれが電動車および付随車を含む複数のユニットに分け、ユニットごとに、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第２の差分ブレーキ力が、該ユニットに含まれる付随車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第２の機械ブレーキ力を算出する。滑走判断部は、滑走が発生しやすい状態であるか否かを判断する。選択部は、滑走判断部により滑走が発生しやすい状態でないと判断された場合には、各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキに出力し、滑走判断部により滑走が発生しやすい状態であると判断された場合には、編成列車の進行方向の先頭車両を含む一部の車両に対して算出された第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力に応じて、各車両の第１の機械ブレーキ力または各車両の第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキに出力する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、滑走が発生しやすい状態において、先頭車両を含む一部の車両に対して算出された第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力に応じて、第１の機械ブレーキ力または第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキに出力することで、編成列車における先頭車両の滑走の発生の可能性を減少させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係るブレーキ制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るブレーキ制御システムを備える編成列車の例を示す図である。
【図３】実施の形態に係る第１の機械ブレーキ力算出部の算出結果の例を示す図である。
【図４】実施の形態に係る第２の機械ブレーキ力算出部の算出結果の例を示す図である。
【図５】実施の形態に係るブレーキ制御システムの編成列車への搭載例を示す図である。
【図６】実施の形態に係るブレーキ制御システムが行うブレーキ制御の例を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態に係るブレーキ制御システムが行うブレーキ制御の他の例を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態に係るブレーキ制御システムが行うブレーキ制御の他の例を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態に係るブレーキ制御システムが行うブレーキ制御の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係るブレーキ制御システムの構成例を示すブロック図である。ブレーキ制御システム１は、主電動機が搭載される電動車（以下、Ｍ車という）および主電動機が搭載されない付随車（以下、Ｔ車という）をそれぞれ少なくとも２車両以上有する編成列車のブレーキ制御を行う。ブレーキ制御システム１は、滑走が発生しやすい状態であるか否か、および進行方向の先頭車両を含む一部の車両に対して算出された第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力に応じて、第１の機械ブレーキ力または第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する。
【００１１】
ブレーキ制御システム１は、ブレーキ指令を取得する指令取得部１１、車両の荷重を検出する応荷重検出器１２、必要ブレーキ力を算出する必要ブレーキ力算出部１３、電気ブレーキ力を算出する電気ブレーキ力算出部１４、滑走が発生しやすい状態であるか否かを判断する滑走判断部１５、第１の機械ブレーキ力を算出する第１の機械ブレーキ力算出部１６、第２の機械ブレーキ力を算出する第２の機械ブレーキ力算出部１７、および第１の機械ブレーキ力または第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する選択部１８を備える。
【００１２】
指令取得部１１は、減速度を含むブレーキ指令を取得し、必要ブレーキ力算出部１３に送る。指令取得部１１は、例えば、運転台に設けられたマスターコントローラ、列車制御システムなどから減速度を含むブレーキ指令を取得する。応荷重検出器１２は、編成列車を構成する車両または車両が備える台車に対する荷重を検出し、必要ブレーキ力算出部１３に送る。応荷重検出器１２は、車両の台車を支持する空気ばねから発せられる応荷重信号に基づいて、車両または台車に対する荷重を検出する。応荷重信号は、ばね上荷重に応じた圧力変化を示し、荷重は、車両自体の重量に加え、乗客や貨物の重量を含む。
【００１３】
必要ブレーキ力算出部１３は、Ｍ車およびＴ車のそれぞれについて、ブレーキ指令に含まれる減速度を得るために必要なブレーキ力である必要ブレーキ力を算出する。必要ブレーキ力算出部１３は、車両ごとに必要ブレーキ力を算出してもよいし、台車ごとに必要ブレーキ力を算出してもよい。必要ブレーキ力算出部１３は、ブレーキ指令、および車両または台車に対する荷重に基づき、車両または台車ごとに必要ブレーキ力を算出する。荷重は質量と重力加速度の積であるから、応荷重検出器１２において荷重の検出値が質量に一致するような単位で荷重が検出される場合には、減速度と荷重の検出値の積によって必要ブレーキ力を算出することができる。必要ブレーキ力算出部１３は、算出した必要ブレーキ力を第１の機械ブレーキ力算出部１６および第２の機械ブレーキ力算出部１７に送る。
【００１４】
電気ブレーキ力算出部１４は、図示しない電力変換器が主電動機に出力する電流を検出し、該主電動機の動作によって生じた電気ブレーキ力を算出する。電気ブレーキ力算出部１４は、算出した電気ブレーキ力を第１の機械ブレーキ力算出部１６および第２の機械ブレーキ力算出部１７に送る。
【００１５】
滑走判断部１５は、滑走の発生のしやすさを示す情報に基づき、滑走が発生しやすい状態であるか否かを判断し、判断結果を選択部１８に送る。滑走の発生のしやすさを示す情報とは、例えば、レールが湿潤状態であるか否かを示す情報、編成列車の速度、および外気温度ならびに外気湿度などである。滑走判断部１５は、ワイパーに設けられたセンサでワイパーに付着した水滴量を検出し、水滴量が閾値以上である場合には、レールが湿潤状態であり、滑走が発生しやすい状態であると判断することができる。また滑走判断部１５は、編成列車の速度が閾値以上である場合に滑走が発生しやすい状態であると判断してもよいし、外気温度および外気湿度がそれぞれに対して設けられた閾値以上である場合に滑走が発生しやすい状態であると判断してもよい。上記閾値は、編成列車の試験走行の結果またはシミュレーションに応じて決めることができる。
【００１６】
第１の機械ブレーキ力算出部１６は、編成列車全体において、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第１の差分ブレーキ力が、Ｔ車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第１の機械ブレーキ力を算出する。第１の機械ブレーキ力算出部１６は、算出した各車両の第１の機械ブレーキ力を選択部１８に送る。第２の機械ブレーキ力算出部１７は、編成列車を、それぞれがＭ車およびＴ車を含む複数のユニットに分け、ユニットごとに、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第２の差分ブレーキ力が、該ユニットに含まれるＴ車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第２の機械ブレーキ力を算出する。第２の機械ブレーキ力算出部１７は、算出した各車両の第２の機械ブレーキ力を選択部１８に送る。
【００１７】
選択部１８は、滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態でないと判断された場合には、各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する。選択部１８は、滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合には、編成列車の進行方向の先頭車両に対して算出された第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力に応じて、各車両の第１の機械ブレーキ力または各車両の第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する。
【００１８】
本実施の形態では、選択部１８は、滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であって、先頭車両に対して算出された第１の機械ブレーキ力から先頭車両に対して算出された第２の機械ブレーキ力を減算して得られる第１の演算結果が第１の閾値以上である場合に、各車両の第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であっても、第１の演算結果が第１の閾値未満である場合には、選択部１８は、各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する。第１の閾値は、編成列車の試験走行の結果またはシミュレーションに応じて決めることができる正数である。
【００１９】
図２は、実施の形態に係るブレーキ制御システムを備える編成列車の例を示す図である。図２における矢印は編成列車の進行方向を示す。進行方向の先頭車両から順に１号車、２号車、３号車、４号車と４車両が連結されている。１号車および４号車はＴ車であり、２号車および３号車はＭ車である。図２における点線はユニットを示し、１号車および２号車が第１のユニットを構成し、３号車および４号車が第２のユニットを構成する。図２に示す編成列車を用いて、ブレーキ制御システム１のブレーキ制御の動作の詳細について説明する。
【００２０】
指令取得部１１が取得したブレーキ指令に含まれる減速度がαであり、応荷重検出器１２における１号車から４号車までの各車両の荷重の検出値がそれぞれＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４である場合、必要ブレーキ力算出部１３は、１号車から４号車までの各車両の必要ブレーキ力をそれぞれ、α・Ｗ１，α・Ｗ２，α・Ｗ３，α・Ｗ４と算出する。
【００２１】
図３は、実施の形態に係る第１の機械ブレーキ力算出部の算出結果の例を示す図である。図３の例では、１号車から４号車までの各車両の荷重は等しく、１号車から４号車までの各車両の必要ブレーキ力は、１０ｋＮである。図３の例では、電気ブレーキ力算出部１４が算出した２号車の電気ブレーキ力は１８ｋＮであり、３号車の電気ブレーキ力は２ｋＮである。
【００２２】
第１の機械ブレーキ力算出部１６は、編成列車全体の必要ブレーキ力の合計４０ｋＮから電気ブレーキ力の合計２０ｋＮを減算して第１の差分ブレーキ力２０ｋＮを算出する。第１の機械ブレーキ力算出部１６は、第１の差分ブレーキ力２０ｋＮが、１号車および４号車の機械ブレーキで優先的に補われるように、１号車および４号車の第１の機械ブレーキ力を１０ｋＮと算出し、２号車および３号車の第１の機械ブレーキ力を０ｋＮと算出する。図３の例では、１号車および４号車の第１の機械ブレーキ力が等しくなるように第１の差分ブレーキ力を１号車および４号車に分配したが、１号車の第１の機械ブレーキ力が４号車の第１の機械ブレーキ力より小さくなるように分配してもよい。
【００２３】
図４は、実施の形態に係る第２の機械ブレーキ力算出部の算出結果の例を示す図である。図３と同様に、図４の例では、１号車から４号車までの各車両の荷重は等しく、１号車から４号車までの各車両の必要ブレーキ力は、１０ｋＮであり、２号車の電気ブレーキ力は１８ｋＮであり、３号車の電気ブレーキ力は２ｋＮである。
【００２４】
第２の機械ブレーキ力算出部１７は、１号車および２号車が含まれる第１のユニットについて、必要ブレーキ力の合計２０ｋＮから電気ブレーキ力の合計１８ｋＮを減算して第２の差分ブレーキ力を２ｋＮと算出する。第２の機械ブレーキ力算出部１７は、第１のユニットにおける第２の差分ブレーキ力２ｋＮが１号車の機械ブレーキで優先的に補われるように、１号車の第２の機械ブレーキ力を２ｋＮと算出し、２号車の第２の機械ブレーキ力を０ｋＮと算出する。第２の機械ブレーキ力算出部１７は、３号車および４号車が含まれる第２のユニットについて、必要ブレーキ力の合計２０ｋＮから電気ブレーキ力の合計２ｋＮを減算して第２の差分ブレーキ力１８ｋＮを算出する。第２の機械ブレーキ力算出部１７は、第２のユニットにおける第２の差分ブレーキ力１８ｋＮが４号車の機械ブレーキで優先的に補われるように、３号車の第２の機械ブレーキ力を８ｋＮと算出し、４号車の第２の機械ブレーキ力を１０ｋＮと算出する。
【００２５】
上述の第１の閾値を５ｋＮとした場合、先頭車両である１号車の第１の機械ブレーキ力１０ｋＮから１号車の第２の機械ブレーキ力２ｋＮを減算して得られる第１の演算結果８ｋＮが第１の閾値以上であるため、選択部１８は図４に示す第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に送る。１号車においては、第１の機械ブレーキ力より小さい第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値に応じて機械ブレーキ２が制御されるため、１号車の機械ブレーキが負担するブレーキ力が低減され、滑走の発生の可能性を減少させることが可能である。第１の演算結果が第１の閾値未満である場合には、第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値に応じて機械ブレーキ２が制御される。電気ブレーキ力が十分に得られ、１号車の機械ブレーキが負担するブレーキ力が滑走が発生しない程度であれば、第１の機械ブレーキ力に基づいてブレーキ制御が行われる。
【００２６】
編成列車は図２の例に限られず、先頭車両である１号車がＭ車でもよい。１号車がＭ車である場合には、第１の機械ブレーキ力は、編成列車全体において、第１の差分ブレーキ力がＴ車の機械ブレーキで優先的に補われるように算出されるため、１号車の機械ブレーキが負担するブレーキ力は十分に小さく、滑走を抑制する方向にブレーキ制御が行われる。
【００２７】
図５は、実施の形態に係るブレーキ制御システムの編成列車への搭載例を示す図である。ブレーキ制御システム１を図２に示す編成列車に搭載した例を示す。指令取得部１１は、ブレーキ指令を必要ブレーキ力算出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに送る。滑走判断部１５は、滑走しやすい状態であるか否かを判断し、判断結果を選択部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに送る。応荷重検出器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはそれぞれ、１，２，３，４号車の荷重を検出し、必要ブレーキ力算出部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに送る。必要ブレーキ力算出部１３ａ，１３ｂは算出した必要ブレーキ力を第１の機械ブレーキ力算出部１６ｂおよび第２の機械ブレーキ力算出部１７ｂに送り、必要ブレーキ力算出部１３ｃ，１３ｄは算出した必要ブレーキ力を第１の機械ブレーキ力算出部１６ｃおよび第２の機械ブレーキ力算出部１７ｃに送る。電気ブレーキ力算出部１４ｂは算出した電気ブレーキ力を第１の機械ブレーキ力算出部１６ｂおよび第２の機械ブレーキ力算出部１７ｂに送り、電気ブレーキ力算出部１４ｃは算出した電気ブレーキ力を第１の機械ブレーキ力算出部１６ｃおよび第２の機械ブレーキ力算出部１７ｃに送る。
【００２８】
第１の機械ブレーキ力算出部１６ｂ，１６ｃは、取得した必要ブレーキ力および電気ブレーキ力についての情報を互いに送受信し、上述のように、編成列車全体において、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第１の差分ブレーキ力が、Ｔ車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第１の機械ブレーキ力を算出する。第１の機械ブレーキ力算出部１６ｂは、算出した１号車の第１の機械ブレーキ力を選択部１８ａに送り、算出した２号車の第１の機械ブレーキ力を選択部１８ｂに送る。第１の機械ブレーキ力算出部１６ｃは、算出した３号車の第１の機械ブレーキ力を選択部１８ｃに送り、算出した４号車の第１の機械ブレーキ力を選択部１８ｄに送る。
【００２９】
第２の機械ブレーキ力算出部１７ｂは、上述のように、第１のユニットについて、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第２の差分ブレーキ力が１号車の機械ブレーキで優先的に補われるように、１号車および２号車の第２の機械ブレーキ力を算出する。第２の機械ブレーキ力算出部１７ｂは、算出した１号車の第２の機械ブレーキ力を選択部１８ａに送り、算出した２号車の第２の機械ブレーキ力を選択部１８ｂに送る。第２の機械ブレーキ力算出部１７ｃは、上述のように、第２のユニットについて、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第２の差分ブレーキ力が４号車の機械ブレーキで優先的に補われるように、３号車および４号車の第２の機械ブレーキ力を算出する。第２の機械ブレーキ力算出部１７ｃは、算出した３号車の第２の機械ブレーキ力を選択部１８ｃに送り、算出した４号車の第２の機械ブレーキ力を選択部１８ｄに送る。
【００３０】
滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態でないと判断された場合には、選択部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはそれぞれ、第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を１，２，３，４号車の機械ブレーキ２に出力する。先頭車両に設けられる選択部１８ａは、滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合には、第１の機械ブレーキ力から第２の機械ブレーキ力を減算して得られる第１の演算結果が第１の閾値以上であるか否かを判定する。選択部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、上記判定結果を共有する。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であって、第１の演算結果が第１の閾値以上である場合に、選択部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはそれぞれ、第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を１，２，３，４号車の機械ブレーキ２に出力する。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であっても、第１の演算結果が第１の閾値未満である場合には、選択部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはそれぞれ、第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を１，２，３，４号車の機械ブレーキ２に出力する。
【００３１】
図６は、実施の形態に係るブレーキ制御システムが行うブレーキ制御の例を示すフローチャートである。必要ブレーキ力算出部１３は、Ｍ車およびＴ車のそれぞれについて必要ブレーキ力を算出し、電気ブレーキ力算出部１４は、電気ブレーキ力を算出する（ステップＳ１１）。第１の機械ブレーキ力算出部１６は、編成列車全体において、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第１の差分ブレーキ力が、Ｔ車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第１の機械ブレーキ力を算出する。第２の機械ブレーキ力算出部１７は、ユニットごとに、必要ブレーキ力の合計から電気ブレーキ力の合計を減算して得られる第２の差分ブレーキ力が、該ユニットに含まれるＴ車の機械ブレーキで優先的に補われるように、各車両の第２の機械ブレーキ力を算出する（ステップＳ１２）。
【００３２】
滑走判断部１５は、滑走の発生のしやすさを示す情報に基づき、滑走が発生しやすい状態であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態でないと判断された場合には（ステップＳ１４；Ｎ）、選択部１８は、各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１５）。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であって（ステップＳ１４；Ｙ）、先頭車両に対して算出された第１の機械ブレーキ力から先頭車両に対して算出された第２の機械ブレーキ力を減算して得られる第１の演算結果が第１の閾値以上である場合には（ステップＳ１６；Ｙ）、選択部１８は、各車両の第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１７）。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であっても（ステップＳ１４；Ｙ）、第１の演算結果が第１の閾値未満である場合には（ステップＳ１６；Ｎ）、選択部１８は、各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１５）。
【００３３】
ブレーキ制御システム１は、一定の間隔で上述の処理を繰り返し行う。一定の間隔で上述の処理を繰り返し行うことで、ブレーキ動作が開始されてから編成列車が停止するまでの間に、滑走の発生のしやすさに応じて、第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値と第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値とが切り替えられる。第１の演算結果が第１の閾値以上である場合に、第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力することで、先頭車両の機械ブレーキ力を低減することができ、滑走を抑制することが可能である。上述の例では、第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力の算出が同じタイミングで行われているが、第２の機械ブレーキ力算出部１７は、滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合にのみ、第２の機械ブレーキ力を算出してもよい。
【００３４】
選択部１８の動作は上述の例に限られない。図７は、実施の形態に係るブレーキ制御システムが行うブレーキ制御の他の例を示すフローチャートである。ステップＳ１１からステップＳ１５までの処理およびステップＳ１７の処理は、図６と同様である。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であって（ステップＳ１４；Ｙ）、第１の演算結果が０を上回ってからの経過時間が第２の閾値以上である場合に（ステップＳ１８；Ｙ）、選択部１８は、各車両の第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１７）。第２の閾値は、第１の閾値と同様に、編成列車の試験走行の結果またはシミュレーションに応じて決めることができる正数である。
【００３５】
滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であっても（ステップＳ１４；Ｙ）、第１の演算結果が０を上回ってからの経過時間が第２の閾値未満である場合には（ステップＳ１８；Ｎ）、選択部１８は、各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１５）。第１の演算結果が０を上回ってからの経過時間が第２の閾値以上である場合に、第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力することで、先頭車両の機械ブレーキ力を低減することができ、滑走を抑制することが可能である。
【００３６】
図８は、実施の形態に係るブレーキ制御システムが行うブレーキ制御の他の例を示すフローチャートである。ステップＳ１１からステップＳ１５までの処理およびステップＳ１７の処理は、図６と同様である。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であって（ステップＳ１４；Ｙ）、第１の演算結果と第１の演算結果が０を上回ってからの経過時間とを乗算して得られる第２の演算結果が第３の閾値以上である場合に（ステップＳ１９；Ｙ）、選択部１８は、各車両の第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１７）。第３の閾値は、第１の閾値および第２の閾値と同様に、編成列車の試験走行の結果またはシミュレーションに応じて決めることができる正数である。
【００３７】
滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であっても（ステップＳ１４；Ｙ）、第２の演算結果が第３の閾値未満である場合には（ステップＳ１９；Ｎ）、選択部１８は、各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１５）。第２の演算結果が第３の閾値以上である場合に、第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力することで、先頭車両の機械ブレーキ力を低減することができ、滑走を抑制することが可能である。第１の演算結果と第１の演算結果が０を上回ってからの経過時間とを乗算して得られる第２の演算結果を用いることで、電気ブレーキ力の一時的な変動によって機械ブレーキ力指令値が変動することを抑制することが可能である。
【００３８】
選択部１８は、上述の複数の条件の内、任意の条件を組み合わせて、第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力のいずれに基づくブレーキ力指令値を出力するか判断してもよい。図９は、実施の形態に係るブレーキ制御システムが行うブレーキ制御の他の例を示すフローチャートである。図９の例では、ブレーキ制御システム１において、図６に示すステップＳ１６、図７に示すステップＳ１８、および図８に示すステップＳ１９の処理を組み合わせて、第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力のいずれに基づくブレーキ力指令値を出力するかが決定される。ステップＳ１１からステップＳ１５までの処理およびステップＳ１７の処理は図６と同様である。
【００３９】
滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であって（ステップＳ１４；Ｙ）、第１の演算結果が第１の閾値以上であること（ステップＳ１６；Ｙ）、第１の演算結果が０を上回ってからの経過時間が第２の閾値以上であること（ステップＳ１８；Ｙ）、および第２の演算結果が第３の閾値以上であること（ステップＳ１９；Ｙ）の少なくともいずれかが成り立つ場合に、選択部１８は、各車両の第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１７）。滑走判断部１５において滑走が発生しやすい状態であると判断された場合であっても（ステップＳ１４；Ｙ）、第１の演算結果が第１の閾値未満であり（ステップＳ１６；Ｎ）、第１の演算結果が０を上回ってからの経過時間が第２の閾値未満であり（ステップＳ１８；Ｎ）、かつ第２の演算結果が第３の閾値未満である（ステップＳ１９；Ｎ）場合には、選択部１８は、各車両の第１の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力する（ステップＳ１５）。
【００４０】
以上説明した通り、本実施の形態に係るブレーキ制御システム１によれば、滑走が発生しやすい状態において、先頭車両に対して算出された第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力に応じて、各車両の第１の機械ブレーキ力または第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に出力することで、編成列車における先頭車両の滑走の発生の可能性を減少させることが可能である。
【００４１】
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。各ユニットに含まれるＭ車の数およびＴ車の数は同じでもよいし、異ってもよい。必要ブレーキ力算出部１３は、減速度および荷重に基づいて各車両の必要ブレーキ力を算出した後に、先頭車両を含む任意の数の前方の車両の必要ブレーキ力の一部を、後方の車両に分配するように、必要ブレーキ力を調節してもよい。その場合、第１の機械ブレーキ力算出部１６および第２の機械ブレーキ力算出部１７は、調節された必要ブレーキ力を用いる。第１の機械ブレーキ力算出部１６および第２の機械ブレーキ力算出部１７の機能を、編成列車を制御する列車制御システムが備えてもよい。選択部１８は、先頭車両を含む複数の車両の第１の機械ブレーキ力および第２の機械ブレーキ力に応じて、各車両の第１の機械ブレーキ力または第２の機械ブレーキ力に基づくブレーキ力指令値を機械ブレーキ２に送ってもよい。８両編成の編成車両に搭載されるブレーキ制御システム１において、選択部１８は、先頭車両および先頭車両の次の車両の第１の機械ブレーキ力の合計から第２の機械ブレーキ力の合計を減算した値を第１の演算結果として用いてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  ブレーキ制御システム、２  機械ブレーキ、１１  指令取得部、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  応荷重検出器、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  必要ブレーキ力算出部、１４，１４ｂ，１４ｃ  電気ブレーキ力算出部、１５  滑走判断部、１６，１６ｂ，１６ｃ  第１の機械ブレーキ力算出部、１７，１７ｂ，１７ｃ  第２の機械ブレーキ力算出部、１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  選択部。
【図１】
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【図２】
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【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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