JP2013184489A

JP2013184489A - Brake control apparatus and rolling stock

Info

Publication number: JP2013184489A
Application number: JP2012048966A
Authority: JP
Inventors: Yoji Yamada; 洋史山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-09-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control an air brake safely in a stable manner.SOLUTION: A brake control apparatus 5 controls a solenoid valve of an air brake device 7 of a rolling stock 1 by the use of electric power supplied from an auxiliary power supply 4 for converting a voltage of electric power supplied from a pantograph 2 into a voltage used for electrical equipment in a vehicle of the rolling stock 1. A power supply unit 10 generates electric power exclusively for the control of the solenoid valve on the basis of the electric power supplied from the auxiliary power supply 4. A brake control unit 11 controls the solenoid valve by the use of the electric power generated by the power unit 10.

Description

この発明は、ブレーキ制御装置及び鉄道車両に関する。 The present invention relates to a brake control device and a railway vehicle.

鉄道車両用の空気ブレーキ制御装置は、電磁弁を制御して空気通路を開閉し、ブレーキシリンダに供給される圧縮空気の圧力（ブレーキシリンダの圧力）を制御する。この電磁弁の制御には、パンタグラフから供給される電力が用いられる（例えば、非特許文献１参照）。 An air brake control device for a railway vehicle controls an electromagnetic valve to open and close an air passage, and to control the pressure of compressed air supplied to the brake cylinder (pressure of the brake cylinder). Electric power supplied from the pantograph is used for controlling the electromagnetic valve (see, for example, Non-Patent Document 1).

パンタグラフから供給される電力は、鉄道車両の車体内部に設けられた補助電源装置に供給される。補助電源装置は、供給された電力の電圧を、車内の電気設備に使用される電圧に変換する。補助電源装置は、上述した空気ブレーキ装置の電磁弁の制御の他、鉄道車両の車内全体の電源として用いられている。例えば、補助電力装置の電力は、車内の空調にも用いられている。 The electric power supplied from the pantograph is supplied to an auxiliary power supply device provided inside the railway car body. The auxiliary power supply device converts the voltage of the supplied power into a voltage used for electric equipment in the vehicle. The auxiliary power supply device is used as a power supply for the entire interior of the railway vehicle in addition to the control of the electromagnetic valve of the air brake device described above. For example, the power of the auxiliary power device is also used for air conditioning in the vehicle.

鉄道車両新指導書−ブレーキ編−、社団法人日本鉄道車両機械技術協会、２００４年３月New Railway Vehicle Instructions-Brake-, Japan Railway Vehicle Machinery Association, March 2004

上述のように、空気ブレーキの電磁弁の制御に用いられる電力を供給する補助電源装置は、車内の空調等その他の電源としても用いられている。このため、補助電源装置から供給される電力の電圧の変動は大きくなる。規定では、基準電圧の0.7〜1.15倍の電圧範囲が認められている（JIS E 5006）。この電圧の変動は、空気ブレーキ装置の電磁弁の応答に影響を与える。 As described above, the auxiliary power supply device that supplies power used for controlling the electromagnetic valve of the air brake is also used as other power sources such as air conditioning in the vehicle. For this reason, the fluctuation of the voltage of the power supplied from the auxiliary power supply device becomes large. The regulation allows a voltage range of 0.7 to 1.15 times the reference voltage (JIS E 5006). This voltage fluctuation affects the response of the solenoid valve of the air brake device.

例えば、電圧が低くなったときは、電磁弁の応答が遅れ、迅速なブレーキングが困難になる。また、電磁弁の応答が遅れると、電磁弁の動作回数が増える傾向がある。電磁弁の応答が遅れると、ブレーキシリンダの圧力（実ＡＣ圧）が目標となる圧力（目標ＡＣ圧）を大きくオーバーシュートする。オーバーシュートが大きくなると、実際の圧力が目標となる圧力に収束するまで、圧力を調整するために電磁弁が励磁状態と消磁状態とを繰り返すようになる。この結果、電磁弁の動作回数が増えるのである。電磁弁の動作回数の増加により、電磁弁の摺動部の摩耗が大きくなり、電磁弁が故障し易くなる。 For example, when the voltage becomes low, the response of the solenoid valve is delayed, and quick braking becomes difficult. Further, when the response of the solenoid valve is delayed, the number of operations of the solenoid valve tends to increase. When the response of the solenoid valve is delayed, the brake cylinder pressure (actual AC pressure) greatly overshoots the target pressure (target AC pressure). When the overshoot increases, the solenoid valve repeats the excitation state and the demagnetization state in order to adjust the pressure until the actual pressure converges to the target pressure. As a result, the number of operations of the solenoid valve increases. As the number of operations of the solenoid valve increases, wear of the sliding portion of the solenoid valve increases and the solenoid valve is likely to fail.

このように、電磁弁の制御に電圧が安定した電力を供給することは、安全かつ安定的なブレーキングを行ううえで、極めて重要である。 Thus, it is extremely important to supply power with a stable voltage to control the solenoid valve in order to perform safe and stable braking.

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、安全かつ安定的に空気ブレーキを制御することができるブレーキ制御装置及び鉄道車両を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the brake control apparatus and railcar which can control an air brake safely and stably.

上記目的を達成するために、この発明に係るブレーキ制御装置は、
送電線から供給される電力の電圧を、車内の電気設備に用いられる電圧に変換する補助電源装置から供給される電力を用いて鉄道車両の空気ブレーキ装置の電磁弁を制御するブレーキ制御装置であって、
前記補助電源装置から供給される電力に基づいて、前記電磁弁の制御専用の電力を生成し、生成した電力の電圧を安定化させる電源部と、
前記電源部で生成された電力を用いて前記電磁弁を制御するブレーキ制御部と、
を備える。 In order to achieve the above object, a brake control device according to the present invention provides:
A brake control device that controls an electromagnetic valve of an air brake device of a railway vehicle using electric power supplied from an auxiliary power supply device that converts the voltage of electric power supplied from a transmission line into a voltage used for electric equipment in a vehicle. And
Based on the power supplied from the auxiliary power supply, generates a power dedicated to control of the solenoid valve, and stabilizes the voltage of the generated power,
A brake control unit for controlling the solenoid valve using electric power generated by the power source unit;
Is provided.

この発明によれば、車内の空調等の他の目的にも電源として用いられる補助電源装置から供給される電力から、電磁弁専用の電力を生成し、生成した電力の電圧を安定化させる電源部から供給される電力を用いて空気ブレーキの電磁弁の制御が行われる。これにより、電磁弁の制御に用いられる電力の電圧を安定化させることができるので、安全かつ安定的に空気ブレーキを制御することができる。 According to this invention, the power supply unit that generates electric power dedicated to the solenoid valve from electric power supplied from the auxiliary power supply used as a power supply for other purposes such as air conditioning in the vehicle, and stabilizes the voltage of the generated electric power The electromagnetic valve of the air brake is controlled using the power supplied from the air brake. Thereby, since the voltage of the electric power used for control of a solenoid valve can be stabilized, an air brake can be controlled safely and stably.

この発明の実施の形態１に係る鉄道車両の電源系統の概略的な構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the power supply system of the rail vehicle which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１の空気ブレーキ装置の概略的な構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the air brake device of FIG. 供給される電力の電圧の変動の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the fluctuation | variation of the voltage of the electric power supplied. 実ＡＣ圧の目標ＡＣ圧に対する応答の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the response with respect to the target AC pressure of real AC pressure. この発明の実施の形態２に係るブレーキ制御装置の内部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the internal structure of the brake control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図５の電源部の内部構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of a power supply unit in FIG. 5. 図５の電源部の動作を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating the operation of the power supply unit of FIG. 5.

この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。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について説明する。 Embodiment 1 FIG.
First, a first embodiment of the present invention will be described.

図１には、この実施の形態に係る鉄道車両１の電源系統が示されている。図１に示すように、鉄道車両１の上部にはパンタグラフ２が取り付けられている。鉄道車両１には、パンタグラフ２を介して送電線（架線）３からの電力が供給されている。 FIG. 1 shows a power supply system of a railway vehicle 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, a pantograph 2 is attached to the upper part of the railway vehicle 1. Electric power from a power transmission line (overhead line) 3 is supplied to the railway vehicle 1 via the pantograph 2.

鉄道車両１の車内には、補助電源装置４が設けられている。補助電源装置４は、パンタグラフ２を介して供給される電力を入力する。補助電源装置４は、入力された電力の電圧、すなわち送電線（架線）３から供給される電力の電圧（架線電圧、例えばＤＣ１５００Ｖ）を、車内の電気設備に用いられる電圧（例えばＤＣ１００Ｖ）に変換する。補助電源装置４は、変換した電圧に基づく電力を、ブレーキ制御装置５や空調装置６などに供給している。空調装置６は、鉄道車両１の車内の空調を行う。 An auxiliary power supply device 4 is provided in the railway vehicle 1. The auxiliary power supply device 4 receives power supplied via the pantograph 2. The auxiliary power supply device 4 converts the voltage of the input power, that is, the voltage of the power supplied from the transmission line (overhead line) 3 (overhead voltage, for example, DC 1500V) into a voltage (for example, DC 100V) that is used for electric equipment in the vehicle To do. The auxiliary power supply 4 supplies power based on the converted voltage to the brake control device 5, the air conditioner 6, and the like. The air conditioner 6 performs air conditioning inside the railway vehicle 1.

ブレーキ制御装置５は、補助電源装置４から供給される電力を用いて鉄道車両１の空気ブレーキ装置７を制御する。ブレーキ制御装置５は、運転席に設けられたマスコン等の指令装置９から送られるブレーキ指令に従って、空気ブレーキ装置７を制御し、ブレーキをかける。 The brake control device 5 controls the air brake device 7 of the railway vehicle 1 using the electric power supplied from the auxiliary power supply device 4. The brake control device 5 controls the air brake device 7 according to a brake command sent from a command device 9 such as a mascon provided in the driver's seat, and applies a brake.

図２には、空気ブレーキ装置７の概略的な構成が示されている。図２に示すように、空気ブレーキ装置７は、空気タンク１５と、空気配管１６と、ブレーキシリンダ１７と、ブレーキシュー１８と、大気開放部１９と、供給電磁弁２０と、排気電磁弁２１と、を備える。 FIG. 2 shows a schematic configuration of the air brake device 7. As shown in FIG. 2, the air brake device 7 includes an air tank 15, an air pipe 16, a brake cylinder 17, a brake shoe 18, an air release unit 19, a supply electromagnetic valve 20, and an exhaust electromagnetic valve 21. .

空気タンク１５は、圧縮空気の供給源である。空気配管１６は、空気タンク１５、供給電磁弁２０、ブレーキシリンダ１７、排気電磁弁２１及び大気開放部１９との間を圧縮空気が流れるように配管接続している。 The air tank 15 is a compressed air supply source. The air pipe 16 is pipe-connected so that compressed air flows between the air tank 15, the supply electromagnetic valve 20, the brake cylinder 17, the exhaust electromagnetic valve 21, and the atmosphere opening part 19.

供給電磁弁２０は、消磁状態では開き、励磁状態では閉じるように構成されている。供給電磁弁２０は、開状態で、空気タンク１５から供給される圧縮空気を、ブレーキシリンダ１７に供給する。 The supply solenoid valve 20 is configured to open in the demagnetized state and close in the excited state. The supply electromagnetic valve 20 supplies compressed air supplied from the air tank 15 to the brake cylinder 17 in an open state.

ブレーキシリンダ１７は、圧縮空気が流入されると、ブレーキシュー１８を車輪８に押下させる。これにより、車輪８にブレーキがかかる。また、ブレーキシリンダ１７は、圧縮空気が抜けると、ブレーキシュー１８を車輪８から退避させる。これにより、車輪８へのブレーキが解除される。 The brake cylinder 17 presses the brake shoe 18 against the wheel 8 when compressed air is introduced. Thereby, the wheel 8 is braked. The brake cylinder 17 retracts the brake shoe 18 from the wheel 8 when the compressed air is released. Thereby, the brake to the wheel 8 is released.

排気電磁弁２１は、消磁状態では閉じ、励磁状態では開くようになっている。排気電磁弁２１は、開状態で、ブレーキシリンダ１７に供給された圧縮空気を、大気開放部１９から外部に放出する。 The exhaust solenoid valve 21 is closed in the demagnetized state and opened in the excited state. The exhaust solenoid valve 21 releases the compressed air supplied to the brake cylinder 17 to the outside from the atmosphere opening portion 19 in the open state.

ブレーキ制御装置５（より具体的には、ブレーキ制御部１１）は、補助電源装置４から供給される電力を用いて鉄道車両１の空気ブレーキ装置７の電磁弁、すなわち供給電磁弁２０、排気電磁弁２１を制御する。 The brake control device 5 (more specifically, the brake control unit 11) uses the electric power supplied from the auxiliary power supply device 4, and the electromagnetic valve of the air brake device 7 of the railway vehicle 1, that is, the supply electromagnetic valve 20, the exhaust electromagnetic wave. The valve 21 is controlled.

図１に戻り、ブレーキ制御装置５は、電源部１０とブレーキ制御部１１とを備える。 Returning to FIG. 1, the brake control device 5 includes a power supply unit 10 and a brake control unit 11.

電源部１０は、補助電源装置４から供給される電力に基づいて、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１の制御専用の電力を生成し、生成した電力の電圧を安定化させる。すなわち、電源部１０は、補助電源装置４から印加される電圧を安定化する安定化電源である。 The power supply unit 10 generates power dedicated to control of the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 based on the power supplied from the auxiliary power supply device 4 and stabilizes the voltage of the generated power. That is, the power supply unit 10 is a stabilized power supply that stabilizes the voltage applied from the auxiliary power supply device 4.

安定化電源とは、直流の出力電圧が常に一定の値になるように制御された電源回路である。安定化電源の電源回路は、出力が一定の電圧となるように負帰還を掛けた増幅回路を用いる。電源回路としては、シリーズレギュレータやスイッチングレギュレータを用いた安定化電源回路を採用することができる。 The stabilized power supply is a power supply circuit controlled so that the DC output voltage is always a constant value. The power supply circuit of the stabilized power supply uses an amplifier circuit that is subjected to negative feedback so that the output becomes a constant voltage. As the power supply circuit, a stabilized power supply circuit using a series regulator or a switching regulator can be employed.

この実施の形態では、電源部１０には、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路が設けられており、ＰＷＭ回路によるＰＷＭ制御により、出力電圧が制御されるものとする。 In this embodiment, the power supply unit 10 is provided with a PWM (pulse width modulation) circuit, and the output voltage is controlled by PWM control by the PWM circuit.

また、電源部１０は、ＤＣ１００ＶをＤＣ２４Ｖに降圧して出力している。 Further, the power supply unit 10 steps down DC100V to DC24V and outputs it.

ブレーキ制御部１１は、電源部１０で生成された電力を用いて供給電磁弁２０、排気電磁弁２１を制御する。 The brake control unit 11 controls the supply electromagnetic valve 20 and the exhaust electromagnetic valve 21 using the electric power generated by the power supply unit 10.

より具体的には、ブレーキをかける場合には、ブレーキ制御部１１は、供給電磁弁２０を非通電とし消磁状態（開状態）に制御するとともに、排気電磁弁２１を非通電とし消磁状態（閉状態）に制御する。これにより、空気タンク１５から圧縮空気がブレーキシリンダ１７に流入し、ブレーキシュー１８が車輪８に押下され、ブレーキがかかるようになる。 More specifically, when the brake is applied, the brake control unit 11 controls the supply solenoid valve 20 to be deenergized and demagnetized (opened), and the exhaust solenoid valve 21 to be deenergized and demagnetized (closed). Control). As a result, compressed air flows from the air tank 15 into the brake cylinder 17, and the brake shoe 18 is pushed down by the wheel 8 so that the brake is applied.

また、ブレーキを解除する場合には、ブレーキ制御部１１は、供給電磁弁２０を通電させ励磁状態（閉状態）に制御するとともに、排気電磁弁２１を通電させ励磁状態（開状態）とする。これにより、ブレーキシリンダ１７に流入した圧縮空気が大気開放部１９から外部に排出され、ブレーキシリンダ１７の駆動により、車輪８に押下されたブレーキシュー１８が退避して、ブレーキが解除される。 Further, when releasing the brake, the brake control unit 11 energizes the supply electromagnetic valve 20 to control the excitation state (closed state), and energizes the exhaust electromagnetic valve 21 to enter the excitation state (open state). As a result, the compressed air that has flowed into the brake cylinder 17 is discharged to the outside from the atmosphere opening portion 19, and the brake shoe 17 that is pressed down by the wheel 8 is retracted by driving the brake cylinder 17, and the brake is released.

このように、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１は、消磁状態で、ブレーキシリンダ１７に圧縮空気を流入するように動作する。ブレーキ制御部１１は、電源部１０からの電力の供給が停止した場合に、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１への電圧の印加を停止させるので、ブレーキをかけるように供給電磁弁２０、排気電磁弁２１を制御するようになる。 Thus, the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 operate so that compressed air flows into the brake cylinder 17 in a demagnetized state. Since the brake control unit 11 stops the application of voltage to the supply electromagnetic valve 20 and the exhaust electromagnetic valve 21 when the supply of power from the power supply unit 10 is stopped, the supply electromagnetic valve 20 and the exhaust are set to apply a brake. The electromagnetic valve 21 is controlled.

なお、図２に示すように、ブレーキ制御部１１には、圧力センサ３０が接続されている。圧力センサ３０は、ＡＣ圧の実際値（以下、実ＡＣ圧）を測定し、実ＡＣ圧を示す信号をブレーキ制御部１１に出力する。ブレーキ制御部１１は、圧力センサ３０から出力される実ＡＣ圧が目標となるＡＣ圧（以下、目標ＡＣ圧）となるように、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１を励磁／消磁させて、ＡＣ圧のフィードバック制御を行っている。 As shown in FIG. 2, a pressure sensor 30 is connected to the brake control unit 11. The pressure sensor 30 measures an actual value of AC pressure (hereinafter referred to as actual AC pressure) and outputs a signal indicating the actual AC pressure to the brake control unit 11. The brake control unit 11 excites / demagnetizes the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 so that the actual AC pressure output from the pressure sensor 30 becomes a target AC pressure (hereinafter, target AC pressure). AC pressure feedback control is performed.

次に、この実施の形態に係るブレーキ制御装置５の動作について説明する。 Next, the operation of the brake control device 5 according to this embodiment will be described.

図３には、供給される電力の電圧の変動の一例が示されている。図３に示すように、電力は、送電線（架線）３から、補助電源装置４に供給され、補助電源装置４から電源部１０に供給され、電源部１０からブレーキ制御部１１に供給される。図３には、送電線（架線）３を介して印加される電圧と、補助電源装置４から出力される電圧と、電源部１０から出力される電圧の変動も示されている。 FIG. 3 shows an example of fluctuations in the voltage of the supplied power. As shown in FIG. 3, electric power is supplied from the power transmission line (overhead line) 3 to the auxiliary power supply device 4, supplied from the auxiliary power supply device 4 to the power supply unit 10, and supplied from the power supply unit 10 to the brake control unit 11. . FIG. 3 also shows variations in the voltage applied via the power transmission line (overhead line) 3, the voltage output from the auxiliary power supply device 4, and the voltage output from the power supply unit 10.

図３を参照すると、送電線（架線）３を介して印加される電圧は、不規則に変動しており、補助電源装置４から出力される電圧も不規則に変動している。これに対し、電源部１０からブレーキ制御部１１に供給される電力の電圧は、変動が少なく安定している。 Referring to FIG. 3, the voltage applied via the power transmission line (overhead line) 3 varies irregularly, and the voltage output from the auxiliary power supply device 4 also varies irregularly. On the other hand, the voltage of the electric power supplied from the power supply unit 10 to the brake control unit 11 is stable with little fluctuation.

図４には、実ＡＣ圧の目標ＡＣ圧への応答の様子が示されている。図４では、電圧が安定しない場合、すなわち、この実施の形態における電源部１０を用いなかった場合の実ＡＣ圧の変動が点線で示されている。また、電圧が安定している場合、すなわち、電源部１０を用いた場合の実ＡＣ圧の変動が太線で示されている。図４に示すように、電圧が安定している場合の方が、実ＡＣ圧の目標ＡＣ圧に対するオーバーシュート量が小さくなり、目標ＡＣ圧へ収束する時間も短くなっているのがわかる。このため、安定した滑らかなブレーキ動作が可能となる。また、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１が励磁状態と消磁状態とを不必要に繰り返さなくなるので、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１の寿命を延ばすことができる。 FIG. 4 shows how the actual AC pressure responds to the target AC pressure. In FIG. 4, the fluctuation of the actual AC pressure when the voltage is not stable, that is, when the power supply unit 10 in this embodiment is not used is indicated by a dotted line. In addition, when the voltage is stable, that is, when the power supply unit 10 is used, fluctuations in the actual AC pressure are indicated by bold lines. As shown in FIG. 4, it can be seen that when the voltage is stable, the amount of overshoot of the actual AC pressure with respect to the target AC pressure is reduced, and the time for convergence to the target AC pressure is also shortened. For this reason, a stable and smooth braking operation is possible. Further, since the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 do not unnecessarily repeat the excitation state and the demagnetization state, the service life of the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 can be extended.

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、鉄道車両１の車内の空調等の他の目的にも用いられる補助電源装置４から供給される電力ではなく、電磁弁専用の電力を生成し、生成した電力の電圧を安定化させる電源部１０から供給される電力を用いて供給電磁弁２０、排気電磁弁２１の制御が行われる。これにより、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１の制御に用いられる電力の電圧を安定化させることができるので、安全かつ安定的に空気ブレーキを制御することができる。 As described above in detail, according to this embodiment, the electric power dedicated to the solenoid valve is not supplied from the auxiliary power supply 4 used for other purposes such as air conditioning in the vehicle of the railway vehicle 1. The supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 are controlled using the power supplied from the power supply unit 10 that generates and stabilizes the voltage of the generated power. Thereby, since the voltage of the electric power used for control of the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 can be stabilized, the air brake can be controlled safely and stably.

実施の形態２．
まず、この発明の実施の形態２について説明する。 Embodiment 2. FIG.
First, a second embodiment of the present invention will be described.

この実施の形態に係るブレーキ制御装置５の構成は、上記実施の形態１に係るブレーキ制御装置５について図１、図２に示されるものと同じである。この実施の形態に係るブレーキ制御装置５では、電源部１０から出力される電圧が過電圧となった場合や、電源部１０が故障した場合にも、安全に鉄道車両１にブレーキをかける仕組みが設けられている点が、上記実施の形態１と異なる。電源電圧の過電圧は、電磁弁の焼損などの原因となるためである。 The configuration of the brake control device 5 according to this embodiment is the same as that shown in FIGS. 1 and 2 for the brake control device 5 according to the first embodiment. In the brake control device 5 according to this embodiment, a mechanism for safely braking the railway vehicle 1 is provided even when the voltage output from the power supply unit 10 becomes an overvoltage or when the power supply unit 10 breaks down. This is different from the first embodiment. This is because the overvoltage of the power supply voltage causes burnout of the solenoid valve.

まず、ブレーキ制御装置５の回路構成について説明する。 First, the circuit configuration of the brake control device 5 will be described.

図５には、この実施の形態に係るブレーキ制御装置５の概略的な回路構成が示されている。図５に示すように、ブレーキ制御装置５を構成するブレーキ制御部１１は、フォトカプラ２２、２３と、ＬＶＤ回路２４と、Ａ／Ｄ回路２５と、メモリ２６と、ＣＰＵ２７と、を備える。 FIG. 5 shows a schematic circuit configuration of the brake control device 5 according to this embodiment. As shown in FIG. 5, the brake control unit 11 constituting the brake control device 5 includes photocouplers 22 and 23, an LVD circuit 24, an A / D circuit 25, a memory 26, and a CPU 27.

フォトカプラ２２には、送光側の発光ダイオードと、受光側のフォトダイオードとが設けられている。送光側の発光ダイオードは、所定の電圧（例えば３．３Ｖ）が印加される端子とＣＰＵ２７との間に接続されている。この端子に印加される電圧としては、電源部１０から印加される電圧が降圧されたものを用いてもよいし、他の電源系統、例えば、鉄道車両１に搭載されたバッテリ等から印加されるものを用いてもよい。受光側のフォトダイオードは、電源部１０と供給電磁弁２０との間に接続されている。 The photocoupler 22 is provided with a light emitting diode on the light transmission side and a photodiode on the light receiving side. The light emitting diode on the light transmission side is connected between a terminal to which a predetermined voltage (for example, 3.3 V) is applied and the CPU 27. As the voltage applied to this terminal, a voltage obtained by stepping down the voltage applied from the power supply unit 10 may be used, or applied from another power supply system, for example, a battery mounted on the railway vehicle 1 or the like. A thing may be used. The photodiode on the light receiving side is connected between the power supply unit 10 and the supply electromagnetic valve 20.

ＣＰＵ２７がフォトカプラ２２の発光ダイオードに接続された信号出力をローレベルに制御すると、フォトカプラ２２の発光ダイオードに電流が流れ、フォトカプラ２２のフォトダイオードがオンとなる。このフォトダイオードがオンになると、電源部１０から印加される電圧によって供給電磁弁２０が励磁状態（閉状態）になる。 When the CPU 27 controls the signal output connected to the light emitting diode of the photocoupler 22 to a low level, a current flows through the light emitting diode of the photocoupler 22 and the photodiode of the photocoupler 22 is turned on. When this photodiode is turned on, the supply electromagnetic valve 20 is excited (closed) by the voltage applied from the power supply unit 10.

一方、ＣＰＵ２７がフォトカプラ２２の発光ダイオードに接続された信号出力をハイレベルに制御すると、フォトカプラ２２の発光ダイオードには電流が流れず、フォトカプラ２２のフォトダイオードがオフとなる。このフォトダイオードがオフになると、電源部１０から印加される電圧によって供給電磁弁２０が消磁状態（開状態）となる。 On the other hand, when the CPU 27 controls the signal output connected to the light emitting diode of the photocoupler 22 to a high level, no current flows through the light emitting diode of the photocoupler 22 and the photodiode of the photocoupler 22 is turned off. When this photodiode is turned off, the supply electromagnetic valve 20 is demagnetized (opened) by the voltage applied from the power supply unit 10.

なお、電源部１０から電力の供給が停止、すなわち、電源部１０から印加される電圧が０になると、フォトカプラ２２がオフ（そのフォトダイオードがオフ）となるので、供給電磁弁２０は消磁状態（開状態）となる。 When the supply of power from the power supply unit 10 is stopped, that is, when the voltage applied from the power supply unit 10 becomes 0, the photocoupler 22 is turned off (the photodiode is turned off), so that the supply solenoid valve 20 is in a demagnetized state. (Open state).

フォトカプラ２３には、送光側の発光ダイオードと、受光側のフォトダイオードとが設けられている。送光側の発光ダイオードは、所定の電圧（例えば３．３Ｖ）が印加される端子とＣＰＵ２７との間に接続されている。受光側のフォトダイオードは、電源部１０と排気電磁弁２１との間に接続されている。 The photocoupler 23 is provided with a light emitting diode on the light transmitting side and a photodiode on the light receiving side. The light emitting diode on the light transmission side is connected between a terminal to which a predetermined voltage (for example, 3.3 V) is applied and the CPU 27. The photodiode on the light receiving side is connected between the power supply unit 10 and the exhaust electromagnetic valve 21.

ＣＰＵ２７がフォトカプラ２３の発光ダイオードに接続された信号出力をローレベルに制御すると、フォトカプラ２３の発光ダイオードに電流が流れ、フォトカプラ２３のフォトダイオードがオンとなる。このフォトダイオードがオンとなると、電源部１０から印加される電圧によって排気電磁弁２１が励磁状態（開状態）となる。 When the CPU 27 controls the signal output connected to the light emitting diode of the photocoupler 23 to a low level, a current flows through the light emitting diode of the photocoupler 23 and the photodiode of the photocoupler 23 is turned on. When the photodiode is turned on, the exhaust solenoid valve 21 is excited (opened) by the voltage applied from the power supply unit 10.

一方、ＣＰＵ２７がフォトカプラ２３の発光ダイオードに接続された信号出力をハイレベルに制御すると、発光ダイオードに電流が流れず、フォトダイオードがオフとなる。フォトダイオードがオフになると、電源部１０から印加される電圧によって排気電磁弁２１が消磁状態（閉状態）となり、ブレーキがかかる。 On the other hand, when the CPU 27 controls the signal output connected to the light emitting diode of the photocoupler 23 to a high level, no current flows through the light emitting diode, and the photodiode is turned off. When the photodiode is turned off, the exhaust solenoid valve 21 is demagnetized (closed) by the voltage applied from the power supply unit 10, and the brake is applied.

なお、電源部１０から電力の供給が停止、すなわち、電源部１０から印加される電圧が０になると、フォトカプラ２３がオフ（そのフォトダイオードがオフ）となるので、排気電磁弁２１は消磁状態（閉状態）となる。 When the supply of power from the power supply unit 10 is stopped, that is, when the voltage applied from the power supply unit 10 becomes 0, the photocoupler 23 is turned off (the photodiode is turned off), so that the exhaust solenoid valve 21 is in a demagnetized state. (Closed state).

ＬＶＤ（低電圧検出）回路２４は、電源部１０から印加される電圧を監視する。より具体的には、ＬＶＤ回路２４は、電源部１０から印加される電圧が閾値以下になることを検出する。ＬＶＤ回路２４は、この監視結果（すなわち検出結果）を、ＣＰＵ２７に出力する。 The LVD (low voltage detection) circuit 24 monitors the voltage applied from the power supply unit 10. More specifically, the LVD circuit 24 detects that the voltage applied from the power supply unit 10 is below a threshold value. The LVD circuit 24 outputs the monitoring result (that is, the detection result) to the CPU 27.

Ａ／Ｄ回路２５は、圧力センサ３０から出力される実ＡＣ圧の信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ２７に出力している。 The A / D circuit 25 converts the actual AC pressure signal output from the pressure sensor 30 into a digital signal and outputs the digital signal to the CPU 27.

メモリ２６には、ＣＰＵ２７で実行されるプログラムや各種データ等が格納されている。 The memory 26 stores programs executed by the CPU 27 and various data.

ＣＰＵ２７は、メモリ２６に格納されたプログラムを実行することにより、ブレーキ制御装置５を統括制御する。より具体的には、ＣＰＵ２７は、指令装置９から入力されるブレーキ指令にしたがって、フォトカプラ２２、２３を介して供給電磁弁２０、排気電磁弁２１を制御する。より具体的には、ＣＰＵ２７は、指令装置９からのブレーキ指令に基づいて、目標ＡＣ圧を求め、目標ＡＣ圧等に基づく指令信号を出力して、圧力センサ３０から得られる実ＡＣ圧が目標ＡＣ圧に収束するように、供給電磁弁２０及び排気電磁弁２１の消磁と励磁を制御する。 The CPU 27 performs overall control of the brake control device 5 by executing a program stored in the memory 26. More specifically, the CPU 27 controls the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 via the photocouplers 22 and 23 according to the brake command input from the command device 9. More specifically, the CPU 27 obtains the target AC pressure based on the brake command from the command device 9 and outputs a command signal based on the target AC pressure or the like, so that the actual AC pressure obtained from the pressure sensor 30 is the target. The demagnetization and excitation of the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 are controlled so as to converge to the AC pressure.

さらに、ＣＰＵ２７は、ＬＶＤ回路２４による電源部１０の電圧の監視結果に基づいて、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１を制御する。例えば、ＬＶＤ回路２４から電圧が閾値以下となったことが通知された場合には、ＣＰＵ２７は、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１を消磁状態とし、ブレーキをかけるように空気ブレーキ装置７を制御する。 Further, the CPU 27 controls the supply electromagnetic valve 20 and the exhaust electromagnetic valve 21 based on the monitoring result of the voltage of the power supply unit 10 by the LVD circuit 24. For example, when it is notified from the LVD circuit 24 that the voltage has fallen below the threshold value, the CPU 27 controls the air brake device 7 so that the supply electromagnetic valve 20 and the exhaust electromagnetic valve 21 are demagnetized and the brake is applied. To do.

次に、電源部１０の回路構成について説明する。 Next, the circuit configuration of the power supply unit 10 will be described.

図６には、電源部１０の概略的な回路構成が示されている。図６に示すように、電源部１０には、入力端子４０、４１と、出力端子４２、４３が設けられている。入力端子４０、４１と出力端子４２、４３との間には、スイッチング素子（主スイッチング素子）ＴＲ１と、トランス４５とが設けられている。 FIG. 6 shows a schematic circuit configuration of the power supply unit 10. As shown in FIG. 6, the power supply unit 10 is provided with input terminals 40 and 41 and output terminals 42 and 43. Between the input terminals 40 and 41 and the output terminals 42 and 43, a switching element (main switching element) TR1 and a transformer 45 are provided.

トランス４５の１次コイルｎ１は、入力端子４０、４１側に接続されている。また、２次コイルｎ２は、出力端子４２、４３側に接続されている。なお、トランス４５の１次コイルｎ１の側を１次側とし、２次コイルｎ２の側を２次側とする。 The primary coil n1 of the transformer 45 is connected to the input terminals 40 and 41 side. The secondary coil n2 is connected to the output terminals 42 and 43 side. The primary coil n1 side of the transformer 45 is the primary side, and the secondary coil n2 side is the secondary side.

入力端子４０、４１には、補助電源装置４から出力された直流電圧１００Ｖが入力されている。スイッチング素子ＴＲ１のスイッチングにより、トランス４５の１次コイルｎ１と２次コイルｎ２及びコイルｎ３が励振される。２次コイルｎ２の励振により発生した出力電流は、不図示の整流子によって整流され、出力端子４２、４３との間に直流電圧が発生する。この直流電圧が、例えば、供給電磁弁２０やフォトカプラ２２のフォトダイオード（又は排気電磁弁２１やフォトカプラ２３のフォトダイオード）に供給される。 A DC voltage 100V output from the auxiliary power supply device 4 is input to the input terminals 40 and 41. The primary coil n1, the secondary coil n2, and the coil n3 of the transformer 45 are excited by switching of the switching element TR1. The output current generated by the excitation of the secondary coil n2 is rectified by a commutator (not shown), and a DC voltage is generated between the output terminals 42 and 43. This DC voltage is supplied to, for example, the photodiodes of the supply solenoid valve 20 and the photocoupler 22 (or the photodiodes of the exhaust solenoid valve 21 and the photocoupler 23).

すなわち、この実施の形態では、入力端子４０、４１、出力端子４２、４３、スイッチング素子ＴＲ１、トランス４５とによって主コンバータ部が実現される。主コンバータ部は、補助電源装置４からトランス４５の１次巻線ｎ１に印加される直流電圧を、スイッチング素子ＴＲ１によりスイッチングし、このスイッチングによりトランス４５の２次巻線ｎ２に誘起される電流を整流平滑化して主電力電圧をブレーキ制御部１１へ出力する。 That is, in this embodiment, the main converter unit is realized by the input terminals 40 and 41, the output terminals 42 and 43, the switching element TR1, and the transformer 45. The main converter unit switches the DC voltage applied from the auxiliary power supply 4 to the primary winding n1 of the transformer 45 by the switching element TR1, and the current induced in the secondary winding n2 of the transformer 45 by this switching. The main power voltage is output to the brake control unit 11 by rectifying and smoothing.

電源部１０の１次側には、ＰＷＭ回路５０が設けられている。ＰＷＭ回路５０は、ＰＷＭ制御を行って、スイッチング素子ＴＲ１をスイッチングする。 A PWM circuit 50 is provided on the primary side of the power supply unit 10. The PWM circuit 50 performs PWM control to switch the switching element TR1.

電源部１０の１次側と２次側との間には、フォトカプラＰＣ２が設けられている。フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードは、出力端子４３、４４の間に接続され、フォトカプラＰＣ２のフォトダイオードは、コイルｎ３及びスイッチング部４６を介してＰＷＭ回路５０と接続されている。２次コイルｎ２に生じた電圧は、フォトカプラＰＣ２の発光ダイオードにも入力され、発光ダイオードを発光させる。この発光により、フォトカプラＰＣ２のフォトダイオードに電流が流れる。この状態で、コイルｎ３の励振により生じた電圧は、スイッチング部４６を介して、ＰＷＭ回路５０に入力される。 A photocoupler PC <b> 2 is provided between the primary side and the secondary side of the power supply unit 10. The light emitting diode of the photocoupler PC2 is connected between the output terminals 43 and 44, and the photodiode of the photocoupler PC2 is connected to the PWM circuit 50 via the coil n3 and the switching unit 46. The voltage generated in the secondary coil n2 is also input to the light emitting diode of the photocoupler PC2, causing the light emitting diode to emit light. This light emission causes a current to flow through the photodiode of the photocoupler PC2. In this state, the voltage generated by the excitation of the coil n3 is input to the PWM circuit 50 via the switching unit 46.

ＰＷＭ回路５０は、フォトカプラＰＣ２のオン、オフに従って、スイッチング素子ＴＲ１をオン、オフする。ＰＷＭ回路５０は、このスイッチング素子ＴＲ１のデューティ比により、２次コイルｎ２に発生する電圧の大きさを制御する。 The PWM circuit 50 turns on and off the switching element TR1 in accordance with the on / off of the photocoupler PC2. The PWM circuit 50 controls the magnitude of the voltage generated in the secondary coil n2 by the duty ratio of the switching element TR1.

すなわち、ＰＷＭ回路５０は、トランス４５の２次巻線ｎ１からフィードバックされる主電力電圧が一定となるように、スイッチング素子ＴＲ１のスイッチングを制御する。この実施の形態では、ＰＷＭ回路５０が、制御部に相当する。 That is, the PWM circuit 50 controls the switching of the switching element TR1 so that the main power voltage fed back from the secondary winding n1 of the transformer 45 is constant. In this embodiment, the PWM circuit 50 corresponds to a control unit.

また、出力端子４２、４３の間には、抵抗Ｒ１と、ツェナーダイオードＤ１と、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードとが直列に接続されている。フォトカプラＰＣ１のフォトダイオードは、スイッチング部４６と接続されている。 Between the output terminals 42 and 43, a resistor R1, a Zener diode D1, and a light emitting diode of the photocoupler PC1 are connected in series. The photodiode of the photocoupler PC1 is connected to the switching unit 46.

出力端子４２、４３から出力される電圧が正常である時には、ツェナーダイオードＤ１が降伏していないので、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードは、常にオフとなっている。このため、フォトカプラＰＣ１のフォトダイオードもオフとなっている。 When the voltage output from the output terminals 42 and 43 is normal, the light emitting diode of the photocoupler PC1 is always off because the Zener diode D1 does not breakdown. For this reason, the photodiode of the photocoupler PC1 is also turned off.

一方、出力端子４２、４３から出力される電圧が過電圧となったときには、ツェナーダイオードＤ１が降伏して、フォトカプラＰＣ１の発光ダイオードに電流が流れる。この場合、発光ダイオードが発光し、フォトダイオードがオンとなる。 On the other hand, when the voltage output from the output terminals 42 and 43 becomes an overvoltage, the Zener diode D1 breaks down and a current flows through the light emitting diode of the photocoupler PC1. In this case, the light emitting diode emits light and the photodiode is turned on.

すなわち、出力端子４２、４３から出力される電圧、すなわち主電力電圧が過電圧になったことが、抵抗Ｒ１と、ツェナーダイオードＤ１と、フォトカプラＰＣ１との組み合わせで検出される。この実施の形態では、これらによって構成される回路が、過電圧検出部に相当する。 That is, the voltage output from the output terminals 42 and 43, that is, the main power voltage is overvoltage is detected by the combination of the resistor R1, the Zener diode D1, and the photocoupler PC1. In this embodiment, the circuit constituted by these corresponds to the overvoltage detection unit.

スイッチング部４６は、スイッチング素子ＴＲ２、ＴＲ３と抵抗Ｒ２とを備える。スイッチング素子ＴＲ３では、ゲートが入力端子４０と接続され、エミッタがフォトカプラＰＣ１のフォトダイオードと接続され、コレクタがスイッチング素子ＴＲ２のゲート及び抵抗Ｒ２と接続されている。スイッチング素子ＴＲ２のゲートは、スイッチング素子ＴＲのコレクタと抵抗Ｒ２の一端に接続され、ソースはコイルｎ３と抵抗Ｒ２の他端に接続され、ドレインは、ＰＷＭ回路５０に接続されている。 The switching unit 46 includes switching elements TR2 and TR3 and a resistor R2. In the switching element TR3, the gate is connected to the input terminal 40, the emitter is connected to the photodiode of the photocoupler PC1, and the collector is connected to the gate of the switching element TR2 and the resistor R2. The gate of the switching element TR2 is connected to the collector of the switching element TR and one end of the resistor R2, the source is connected to the coil n3 and the other end of the resistor R2, and the drain is connected to the PWM circuit 50.

フォトカプラＰＣ１のフォトダイオードがオフの状態では、スイッチング素子ＴＲ３、ＴＲ２がオンし、コイルｎ３で生じた電圧がＰＷＭ回路５０に印加される。一方、フォトカプラＰＣ１のフォトダイオードがオンになると、スイッチング素子ＴＲ３、ＴＲ２がオフとなって、コイルｎ３で生じた電圧がＰＷＭ回路５０に印加されなくなる。これにより、ＰＷＭ回路５０はＰＷＭ動作を停止し、供給電磁弁２０、排気電磁弁２１への電力の供給が停止する。すなわち、この実施の形態では、スイッチング部４６が遮断部に相当する。スイッチング部４６は、過電圧が検出された場合に、ＰＷＭ回路５０へ供給される電力を遮断する。 When the photodiode of the photocoupler PC1 is off, the switching elements TR3 and TR2 are turned on, and the voltage generated in the coil n3 is applied to the PWM circuit 50. On the other hand, when the photodiode of the photocoupler PC1 is turned on, the switching elements TR3 and TR2 are turned off, and the voltage generated in the coil n3 is not applied to the PWM circuit 50. As a result, the PWM circuit 50 stops the PWM operation, and the supply of power to the supply electromagnetic valve 20 and the exhaust electromagnetic valve 21 is stopped. That is, in this embodiment, the switching unit 46 corresponds to a blocking unit. The switching unit 46 cuts off the power supplied to the PWM circuit 50 when an overvoltage is detected.

供給電磁弁２０、排気電磁弁２１への電力の供給が停止すると、図２に示すように、供給電磁弁２０が開き、排気電磁弁２１が閉じて、ブレーキシリンダ１７に圧縮空気が流入し、ブレーキシュー１８が車輪８に押下されて、ブレーキがかかるようになる。 When the supply of power to the supply solenoid valve 20 and the exhaust solenoid valve 21 is stopped, as shown in FIG. 2, the supply solenoid valve 20 is opened, the exhaust solenoid valve 21 is closed, and the compressed air flows into the brake cylinder 17, The brake shoe 18 is pushed by the wheel 8 so that the brake is applied.

図７（Ａ）乃至図７（Ｃ）には、電源部１０に過電圧が発生した場合のタイミングチャートが示されている。図７（Ａ）に示すように、ツェナーダイオードＤ１の制限電圧（例えば２７．６Ｖ）を超えて負荷側の電圧が過電圧になると、図７（Ｂ）に示すように、ツェナーダイオードＤ１が降伏して電流が流れ、フォトカプラＰＣ１がオンとなってスイッチング素子ＴＲ３、ＴＲ１がオフする。これにより、図７（Ｃ）に示すように、スイッチング部４６により、１ｍｓｅｃ以内にＰＷＭ回路５０の電源入力が遮断され、主出力電圧の出力が停止する。 7A to 7C show timing charts when an overvoltage is generated in the power supply unit 10. As shown in FIG. 7A, when the voltage on the load side exceeds the limit voltage (for example, 27.6 V) of the Zener diode D1, the Zener diode D1 breaks down as shown in FIG. 7B. Current flows, the photocoupler PC1 is turned on, and the switching elements TR3 and TR1 are turned off. As a result, as shown in FIG. 7C, the power supply input of the PWM circuit 50 is cut off within 1 msec by the switching unit 46, and the output of the main output voltage is stopped.

ＰＷＭ回路５０には、過電圧となった場合に、電圧の出力を停止する動作停止機能が設けられている。しかしながら、ＰＷＭ回路５０の動作停止機能自体が故障している場合もあり、この機能のみに頼るのは、フェールセーフの観点からすれば好ましいことではない。そこで、この実施の形態では、ＰＷＭ回路５０に入力される電力を遮断することによって、主電力電圧の出力を停止する。このようにすれば、ＰＷＭ回路５０の動作停止機能に依存することなく、主電力電圧の出力を停止することができる。 The PWM circuit 50 is provided with an operation stop function for stopping output of a voltage when an overvoltage occurs. However, the operation stop function itself of the PWM circuit 50 may be out of order, and it is not preferable to rely only on this function from the viewpoint of fail-safe. Therefore, in this embodiment, the output of the main power voltage is stopped by cutting off the power input to the PWM circuit 50. In this way, the output of the main power voltage can be stopped without depending on the operation stop function of the PWM circuit 50.

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、電源部１０から印加される電圧が過電圧となった場合や、ＰＷＭ回路５０が故障した場合に、主電力電圧の出力を停止させることで、ブレーキを強制的に停止させることができる。これにより、鉄道車両１の安全性をより高めることができる。空気ブレーキ装置７の供給電磁弁２０、排気電磁弁２１を、ブレーキ制御装置５内部の電源部１０から供給する場合において、電源部１０の故障は、ブレーキ制御の信頼性、安全性に直結する。そこで、この実施の形態では、単一の部品、回路に依存することなく、複数の動作停止機能を提供する。これにより、電源の故障時においても安全かつ安定してブレーキ動作が可能となる。 As described above in detail, according to this embodiment, when the voltage applied from the power supply unit 10 becomes an overvoltage or the PWM circuit 50 fails, the output of the main power voltage is stopped. Thus, the brake can be forcibly stopped. Thereby, the safety | security of the rail vehicle 1 can be improved more. In the case where the supply electromagnetic valve 20 and the exhaust electromagnetic valve 21 of the air brake device 7 are supplied from the power supply unit 10 inside the brake control device 5, the failure of the power supply unit 10 is directly connected to the reliability and safety of the brake control. Therefore, in this embodiment, a plurality of operation stop functions are provided without depending on a single component or circuit. As a result, the brake operation can be performed safely and stably even when the power supply fails.

なお、電源部１０からの電圧が閾値以下になったことを検出するＬＶＤ回路２４は、電圧が閾値以下（例えば０Ｖ）になったことをＣＰＵ２７に通知する。ＣＰＵ２７は、運転席に設けられたモニタ装置や、ランプにより、電源部１０に異常が発生したことを表示させたり、スピーカで警告を発したりして、運転手に報知するようにしてもよい。この場合、モニタ部、ランプ、スピーカが報知部に相当する。また、ＣＰＵ２７は、外部との通信ネットワークを介して、鉄道路線を運行する列車の運行状況を一括して管理する鉄道管理システムなどに、電源部１０に異常が発生したことを、通知するようにしてもよい。 The LVD circuit 24 that detects that the voltage from the power supply unit 10 is equal to or lower than the threshold notifies the CPU 27 that the voltage is equal to or lower than the threshold (for example, 0 V). The CPU 27 may notify the driver by displaying that the abnormality has occurred in the power supply unit 10 using a monitor device or a lamp provided in the driver's seat, or issuing a warning with a speaker. In this case, the monitor unit, the lamp, and the speaker correspond to the notification unit. In addition, the CPU 27 notifies the railway management system that collectively manages the operation status of the trains operating on the railway line via the communication network with the outside that the power supply unit 10 has failed. May be.

なお、上記各実施の形態では、図２に示すような構成を有する空気ブレーキ装置７を制御するブレーキ制御装置５について説明したが、この発明は、空気ブレーキ装置の構成には限定されない。補助空気溜め等をさらに備え、他の構成を有する空気ブレーキ装置にもこの発明を適用することができる。 In each of the above embodiments, the brake control device 5 that controls the air brake device 7 having the configuration shown in FIG. 2 has been described. However, the present invention is not limited to the configuration of the air brake device. The present invention can also be applied to an air brake device that further includes an auxiliary air reservoir and has other configurations.

なお、上記各実施の形態では、パンタグラフ２を介して電力の供給を受ける鉄道車両１にこの発明を適用する場合について説明したが、この発明はこれには限られない。例えば、モノレール等、他の形式で電力を受給する鉄道車両や、非接触で受電するタイプの鉄道車両に、この発明を適用するようにしてもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the railway vehicle 1 that receives power supply via the pantograph 2 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a railway vehicle that receives power in another form, such as a monorail, or a railway vehicle that receives power without contact.

なお、上記各実施の形態では、鉄道車両１を１両しか示していないが、複数の車両が連結された編成列車にも、この発明を適用することができる。 In each of the above embodiments, only one railway vehicle 1 is shown, but the present invention can also be applied to a train train in which a plurality of vehicles are connected.

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、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、この発明の範囲内とみなされる。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. The above-described embodiments are for explaining the present invention and do not limit the scope of the present invention. In other words, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications within the scope of the claims and within the scope of the equivalent invention are considered to be within the scope of the present invention.

この発明は、鉄道車両のブレーキ制御に用いるのに好適である。特に、この発明は、ブレーキシリンダに圧縮空気を供給するための供給電磁弁と、ブレーキシリンダから圧縮空気を排気するための排気電磁弁とを備えた空気ブレーキ装置に好適に採用され得る。 The present invention is suitable for use in brake control of railway vehicles. In particular, the present invention can be suitably employed in an air brake device that includes a supply electromagnetic valve for supplying compressed air to the brake cylinder and an exhaust electromagnetic valve for discharging compressed air from the brake cylinder.

１鉄道車両
２パンタグラフ
３送電線（架線）
４補助電源装置
５ブレーキ制御装置
６空調装置
７空気ブレーキ装置
８車輪
９指令装置
１０電源部
１１ブレーキ制御部
１５空気タンク
１６空気配管
１７ブレーキシリンダ
１８ブレーキシュー
１９大気開放部
２０供給電磁弁
２１排気電磁弁
２２、２３フォトカプラ
２４ＬＶＤ回路
２５Ａ／Ｄ回路
２６メモリ
２７ＣＰＵ
３０圧力センサ
４０、４１入力端子
４２、４３出力端子
４５トランス
４６スイッチング部
５０ＰＷＭ回路
Ｄ１ツェナーダイオード
ｎ１１次コイル
ｎ２２次コイル
ｎ３コイル
ＰＣ１、ＰＣ２フォトカプラ
Ｒ１、Ｒ２抵抗
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３スイッチング素子
1 Railway Vehicle 2 Pantograph 3 Transmission Line (Overhead Line)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Auxiliary power supply device 5 Brake control device 6 Air conditioning device 7 Air brake device 8 Wheel 9 Command device 10 Power supply part 11 Brake control part 15 Air tank 16 Air piping 17 Brake cylinder 18 Brake shoe 19 Atmospheric release part 20 Supply electromagnetic valve 21 Exhaust electromagnetic Valve 22, 23 Photocoupler 24 LVD circuit 25 A / D circuit 26 Memory 27 CPU
30 Pressure sensor 40, 41 Input terminal 42, 43 Output terminal 45 Transformer 46 Switching unit 50 PWM circuit D1 Zener diode n1 Primary coil n2 Secondary coil n3 Coil PC1, PC2 Photocoupler R1, R2 Resistor TR1, TR2, TR3 Switching element

Claims

A brake control device that controls an electromagnetic valve of an air brake device of a railway vehicle using electric power supplied from an auxiliary power supply device that converts the voltage of electric power supplied from a transmission line into a voltage used for electric equipment in a vehicle. And
Based on the power supplied from the auxiliary power supply, generates a power dedicated to control of the solenoid valve, and stabilizes the voltage of the generated power,
A brake control unit for controlling the solenoid valve using electric power generated by the power source unit;
A brake control device comprising:

The power supply unit is
The DC voltage applied to the primary winding of the transformer from the auxiliary power supply is switched by the main switching element, and the current induced in the secondary winding of the transformer is rectified and smoothed by this switching to output the main power voltage. A main converter section to
A control unit that controls switching of the main switching element so that the main power voltage fed back from the secondary winding of the transformer is constant;
An overvoltage detector for detecting an overvoltage of the main power voltage;
When an overvoltage is detected by the overvoltage detection unit, a blocking unit that blocks power supplied to the control unit;
Comprising
The brake control device according to claim 1.

The brake control unit
When the supply of power from the power supply unit is stopped, the solenoid valve is controlled to apply a brake.
The brake control device according to claim 1, wherein the brake control device is a brake control device.

The brake control unit
A detection circuit for detecting a voltage of power supplied from the power supply unit;
A processor for controlling the solenoid valve based on the output of the detection circuit;
Further comprising
The brake control device according to any one of claims 1 to 3.

The processor is
When the voltage of the power supplied from the power supply unit is equal to or lower than a threshold by the detection circuit,
Let the notification unit provided in the driver's seat of the railway vehicle notify that an abnormality has occurred in the power supply unit,
The brake control device according to claim 4.

The brake control device according to any one of claims 1 to 5,
An air brake device;
Railway vehicle equipped with.