JP2021115928A - 鉄道車両の中継弁の状態判定装置、鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置、鉄道車両の中継弁の状態判定プログラム、鉄道車両の常用電磁弁の状態判定プログラム、及び鉄道車両のブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄道車両の中継弁又は常用電磁弁の状態を簡便に判定する。【解決手段】状態判定装置の判定部は、開閉指令信号に対する指令圧力の応答時間ｈ１及び開閉指令信号の変化に応じて変化する指令圧力ＡＳの変化率α１に基づいて常用電磁弁の状態を判定する（ステップＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１３０，Ｓ２１０）。また、判定部は、指令圧力ＡＳに対する出力圧力ＢＳの応答時間ｈ２、指令圧力ＡＳの変化に応じて変化する出力圧力ＢＳの変化率α２、及び指令圧力ＡＳと出力圧力ＢＳの差に基づいて、中継弁の状態を判定する（ステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１７０，Ｓ２２０，Ｓ２３０）。【選択図】図３

Description

この発明は、鉄道車両の中継弁の状態判定装置、鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置、鉄道車両の中継弁の状態判定プログラム、鉄道車両の常用電磁弁の状態判定プログラム、及び鉄道車両のブレーキ制御装置に関する。

特許文献１に開示された鉄道車両には、ブレーキシリンダに出力する圧力を調整する圧力調整装置が搭載されている。圧力調整装置のハウジングの内部には、常用電磁弁と中継弁とが収容されている。常用電磁弁と中継弁とには、空気圧供給源からの圧縮空気が供給される。常用電磁弁は、この圧縮空気を、運転台からのブレーキ指令信号に応じた指令圧力に調整して中継弁に出力する。中継弁は、常用電磁弁からの指令圧力に応じた圧力の圧縮空気を、常用電磁弁から出力される空気の量よりも多い量で出力する。

特開２００４−２６２４０５号公報

特許文献１に記載の技術において、常用電磁弁や中継弁に異常が生じると、ブレーキの動作に支障が出る。したがって、常用電磁弁や中継弁の状態に異常がないかどうかを把握することが好ましい。ここで、常用電磁弁や中継弁の状態を把握する上で、これらを解体して内部を調べると手間がかかる。そこで、常用電磁弁や中継弁の状態を簡便に判定する技術が望まれる。特許文献１に記載の技術では、常用電磁弁や中継弁の状態を判定することに関して何ら検討されておらず、この点について改善の余地がある。

この発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、常用電磁弁又は中継弁の状態を簡便に判定することにある。

上記課題を解決するための鉄道車両の中継弁の状態判定装置は、指令信号に応じて常用電磁弁が生成する指令圧力と同じ圧力であって、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方とを取得する取得部と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方が変化してから判定時間内の前記出力圧力に基づいて前記中継弁の状態を判定する判定部とを有する。

上記構成のように、中継弁の状態の判定において圧力を取得すれば、中継弁を解体して中身を調べたり、中継弁における機構の実際の動きを検出したりする等の作業は不要であり、中継弁の状態を簡便に判定できる。

鉄道車両の中継弁の状態判定装置において、前記判定部は、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方の変化に応じて前記出力圧力が変化し始めるタイミングと、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方の変化に応じて変化する前記出力圧力の変化率との少なくとも一方に基づいて前記中継弁の状態を判定してもよい。上記構成によれば、異物の詰り等による摺動抵抗の増加に起因した中継弁の応答性や動作性の悪化を把握できる。

鉄道車両の中継弁の状態判定装置において、前記判定部は、前記指令圧力の変化に応じて前記出力圧力が変化している状態から前記出力圧力の単位時間当たりの変化率が予め定められた規定値未満になり、さらに前記指令圧力の変化率及び前記出力圧力の変化率が予め定められた規定値未満である状態が一定期間継続したときに前記指令圧力と前記出力圧力との差の前記一定期間における変化傾向に基づいて前記中継弁の状態を判定してもよい。

指令圧力及び出力圧力の双方の変動がある程度小さい状況下において、指令圧力と出力圧力との差が時間とともに大きくなる場合、中継弁の異常として例えば空気漏れが疑われる。上記構成によれば、空気漏れ等の異常に関する中継弁の状態を把握できる。

鉄道車両の中継弁の状態判定装置において、前記中継弁は鉄道車両に複数搭載されており、前記取得部は、同一の前記鉄道車両における複数の前記中継弁に関して前記判定時間内の前記出力圧力を取得し、前記判定部は、複数の前記中継弁に関する前記判定時間内の前記出力圧力を比較することに基づいて前記中継弁の状態を判定してもよい。

同一の鉄道車両に搭載される複数の中継弁は、新品状態からの劣化度合いが同程度であると想定される。このような、劣化度合いの似た物同士を比較することで、劣化度合いと切り分けて中継弁の状態を判定できる。

上記課題を解決するための鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置は、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力を規定する指令圧力を指令信号に応じて生成する常用電磁弁の前記指令圧力、及び前記指令信号を取得する取得部と、前記指令信号が変化してから判定時間内の前記指令圧力に基づいて前記常用電磁弁の状態を判定する判定部とを有する。

上記構成のように、常用電磁弁の状態の判定において圧力を取得すれば、常用電磁弁を解体して中身を調べたり、常用電磁弁における機構の実際の動きを検出したりする等の作業は不要であり、常用電磁弁の状態を簡便に判定できる。

鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置において、前記判定部は、前記指令信号の変化に応じて前記指令圧力が変化し始めるタイミング、及び前記指令信号の変化に応じて変化する前記指令圧力の変化率の少なくとも一方に基づいて前記常用電磁弁の状態を判定してもよい。上記構成によれば、異物の詰り等による摺動抵抗の増加に起因した常用電磁弁の応答性や動作性の悪化を把握できる。

鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置において、前記常用電磁弁は鉄道車両に複数搭載されており、前記取得部は、同一の前記鉄道車両における複数の前記常用電磁弁に関する前記判定時間内の前記指令圧力を取得し、前記判定部は、複数の前記常用電磁弁に関する前記判定時間内の前記指令圧力を比較することに基づいて前記常用電磁弁の状態を判定してもよい。

同一の鉄道車両に搭載される複数の常用電磁弁は、新品状態からの劣化度合いが同程度であると想定される。このような、劣化度合いの似た物同士を比較することで、劣化度合いと切り分けて常用電磁弁の状態を判定できる。

上記課題を解決するための鉄道車両の中継弁の状態判定プログラムは、コンピュータに、指令信号に応じて常用電磁弁が生成する指令圧力と同じ圧力であって、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方とを取得する取得処理と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方が変化してから判定時間内の前記出力圧力に基づいて前記中継弁の状態を判定する判定処理とを実行させる。

上記構成のように、中継弁の状態の判定において圧力を取得すれば、中継弁を解体して中身を調べたり、中継弁における機構の実際の動きを検出したりする等の作業は不要であり、中継弁の状態を簡便に判定できる。

上記課題を解決するための鉄道車両の常用電磁弁の状態判定プログラムは、コンピュータに、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力を規定する指令圧力を指令信号に応じて生成する常用電磁弁の前記指令圧力、及び前記指令信号を取得する取得処理と、前記指令信号が変化してから判定時間内の前記指令圧力に基づいて前記常用電磁弁の状態を判定する判定処理とを実行させる。

上記構成のように、常用電磁弁の状態の判定において圧力を取得すれば、常用電磁弁を解体して中身を調べたり、常用電磁弁における機構の実際の動きを検出したりする等の作業は不要であり、常用電磁弁の状態を簡便に判定できる。

上記課題を解決するための鉄道車両のブレーキ制御装置は、指令信号に応じて常用電磁弁が生成する指令圧力と同じ圧力であって、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方とを取得する取得部と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方が変化してから判定時間内の前記出力圧力に基づいて前記中継弁の状態を判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいてブレーキを制御する制御部とを有する。上記構成のように、中継弁の状態の判定において圧力を取得すれば、中継弁の状態を簡便に判定できる。そのため、中継弁の状態をブレーキの制御に反映させる上で好適である。

上記課題を解決するための鉄道車両のブレーキ制御装置は、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力を規定する指令圧力を指令信号に応じて生成する常用電磁弁の前記指令圧力、及び前記指令信号を取得する取得部と、前記指令信号が変化してから判定時間内の前記指令圧力に基づいて前記常用電磁弁の状態を判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいてブレーキを制御する制御部とを有する。

上記構成のように、常用電磁弁の状態の判定において圧力を取得すれば、常用電磁弁の状態を簡便に判定できる。そのため、常用電磁弁の状態をブレーキの制御に反映させる上で好適である。

本発明によれば、常用電磁弁又は中継弁の状態を簡便に判定できる。

圧縮空気の供給機構の概略構成図。 状態判定用経時変化の例を表した図。 状態判定処理の処理手順を表したフローチャート。

以下、鉄道車両の中継弁の状態判定装置及び鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置を備えた鉄道車両のブレーキ制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。先ず、鉄道車両におけるブレーキへの圧縮空気の供給機構について説明する。

図１に示すように鉄道車両には、空気圧供給源である空気タンク１１が搭載されている。空気タンク１１には、図示しないポンプから空気が圧送され、当該空気タンク１１内の圧力が大気圧よりも大きくなっている。空気タンク１１は、第１接続通路１２を介して圧力調整装置１００に接続されている。第１接続通路１２の下流側は、第１分岐通路１２ａ及び第２分岐通路１２ｂの２つの通路に分岐している。

圧力調整装置１００は、常用電磁弁２０及び中継弁３０を備えている。常用電磁弁２０には、上記の第１接続通路１２の第１分岐通路１２ａが接続されている。常用電磁弁２０は、空気タンク１１から供給される圧縮空気の圧力を、当該常用電磁弁２０に入力される後述の開閉指令信号Ｇに応じて指令圧力ＡＳに調整して出力する。

常用電磁弁２０は、第２接続通路１４を介して、中継弁３０に接続されている。また、中継弁３０には、上記の第１接続通路１２の第２分岐通路１２ｂも接続されている。中継弁３０は、空気タンク１１から供給される圧縮空気の圧力を指令圧力ＡＳに応じた出力圧力ＢＳに調整して出力する。指令圧力ＡＳと出力圧力ＢＳは同じになっている。また、中継弁３０は、常用電磁弁２０から供給される空気よりも多量の空気を出力する。すなわち、中継弁３０は、常用電磁弁２０から出力される空気の流量を増幅させて出力する。中継弁３０は、第３接続通路１６を介して、ブレーキ１９を動作させるブレーキシリンダ１８に接続されている。中継弁３０が出力する出力圧力ＢＳは、第３接続通路１６を介してブレーキシリンダ１８に供給される。なお、鉄道車両には、複数のブレーキシリンダ１８及びブレーキ１９が設けられている。これら各ブレーキシリンダ１８及びブレーキ１９の組に対して圧力調整装置１００がそれぞれ設けられている。

第２接続通路１４の途中には、当該第２接続通路１４の圧力である指令圧力ＡＳを検出する指令圧検出センサ９０が取り付けられている。また、第３接続通路１６の途中には、当該第３接続通路１６の圧力である出力圧力ＢＳを検出する出力圧検出センサ９２が取り付けられている。

上記の常用電磁弁２０は、２方向電磁弁である供給電磁弁２２と、２方向電磁弁である排出電磁弁２４と、これらの２つの電磁弁２２，２４のそれぞれの流路の出口を合流させる合流通路２６とを組み合わせた構成となっている。供給電磁弁２２の流路の入口には、第１接続通路１２の第１分岐通路１２ａが接続されている。供給電磁弁２２の流路の途中には、当該流路を開閉する弁体２２ａが設けられている。弁体２２ａは、ソレノイド２２ｂで駆動される。図示は省略するが、弁体２２ａは、ソレノイド２２ｂによる押し出し方向とは反対方向へばねで付勢されている。

排出電磁弁２４の流路の入口は、大気に開放されている。排出電磁弁２４の流路の途中には、当該流路を開閉する弁体２４ａが設けられている。弁体２４ａは、ソレノイド２４ｂで駆動される。図示は省略するが、弁体２４ａは、ソレノイド２４ｂによる押し出し方向とは反対方向へばねで付勢されている。

合流通路２６の出口には、第２接続通路１４が接続されている。供給電磁弁２２の開閉状態、及び排出電磁弁２４の開閉状態に応じて、合流通路２６の圧力である指令圧力ＡＳが決定される。すなわち、供給電磁弁２２が開状態であり、排出電磁弁２４が閉状態である場合、指令圧力ＡＳは空気タンク１１内の圧力を上限として上昇する。供給電磁弁２２及び排出電磁弁２４の双方が閉状態である場合、指令圧力ＡＳは一定に維持される。供給電磁弁２２が閉状態であり、排出電磁弁２４が開状態である場合、指令圧力ＡＳは大気圧を下限として下降する。なお、供給電磁弁２２の開閉状態、及び排出電磁弁２４の開閉状態は、後述する開閉指令信号Ｇで制御される。そして、開閉指令信号Ｇに応じた供給電磁弁２２及び排出電磁弁２４の開閉状態に応じた指令圧力ＡＳが生成される。

上記の中継弁３０においては、空気タンク１１からの圧縮空気が入力される入力室３２が区画されている。すなわち、入力室３２には、第１接続通路１２の第２分岐通路１２ｂが接続されている。入力室３２の隣には、出力圧力ＢＳが生成される出力室３４が区画されている。出力室３４には、第３接続通路１６が接続されている。出力室３４に対して入力室３２とは反対側には、指令圧力ＡＳが入力される制御室３６が区画されている。すなわち、制御室３６には、第２接続通路１４が接続されている。制御室３６に対して出力室３４とは反対側には、出力室３４の圧力を減圧するための排出室３８が区画されている。排出室３８は、大気に開放されている。

入力室３２と出力室３４とを仕切る壁部には、入力室３２と出力室３４とを連通させるための連通孔Ｈが貫通している。連通孔Ｈは、入力室３２の側から弁体４０で塞がれている。弁体４０は円盤状になっている。弁体４０は、ばね４２によって入力室３２の側から出力室３４の側へ向けて付勢されている。また、入力室３２における連通孔Ｈと対向する壁部からは、円筒状のガイド４１が連通孔Ｈに向けて突出している。このガイド４１の内径は弁体４０の外径と略同じになっていて、ガイド４１の内周面によって、弁体４０の外周面が摺動可能に支持されている。

出力室３４と制御室３６とを仕切る壁部は、可撓性のある膜板３５で構成されている。この膜板３５には、当該膜板３５の厚み方向に、円筒状の中空軸４６が貫通している。出力室３４の圧力と制御室３６の圧力とが等しい状態では、中空軸４６の一端は連通孔Ｈの近傍に位置しており、中空軸４６の他端は排出室３８に位置している。中空軸４６の外周面は、膜板３５に固定されている。そして、膜板３５が撓むことにより、中空軸４６が軸線方向に動作する。また、中空軸４６は、制御室３６と排出室３８とを仕切る壁部を貫通していて、当該壁部によって摺動可能に支持されている。

こうした中継弁３０においては、制御室３６と出力室３４との圧力差に応じて膜板３５が撓むことで、出力室３４の圧力である出力圧力ＢＳが決定される。具体的には、制御室３６の圧力が出力室３４の圧力よりも大きい場合には、膜板３５が出力室３４の側へ撓む。これに伴って、中空軸４６が、ばね４２の付勢力に抗して弁体４０を入力室３２へ押し込む。この結果として、入力室３２と出力室３４とが連通されて、入力室３２から出力室３４へと圧縮空気が流入し、出力室３４の圧力が増加する。出力室３４の圧力が制御室３６の圧力と同じになると、膜板３５の撓みが解消され、弁体４０が連通孔Ｈを塞ぐ位置に戻る。一方で、制御室３６の圧力が出力室３４の圧力よりも小さい場合には、膜板３５が制御室３６の側へ撓む。これに伴って、中空軸４６が弁体４０から離れる。この結果として、出力室３４と排出室３８とが中空軸４６の内周空間を介して連通されて、出力室３４から排出室３８へと圧縮空気が排出される。出力室３４の圧力が制御室３６の圧力と同じになると、膜板３５の撓みが解消され、中空軸４６が弁体４０に接触し、中空軸４６を介した出力室３４と排出室３８との連通が解除される。

鉄道車両の運転台１５０には、ブレーキ１９を駆動するための操作レバー１５２が設けられている。また、運転台１５０には、常用電磁弁２０の応答性または動作速度に係る異常を報知する第１異常報知ランプ１５４が設けられている。また、運転台１５０には、中継弁３０の応答性または動作速度に係る異常を報知する第２異常報知ランプ１５６が設けられている。また、運転台１５０には、中継弁３０における空気漏れに係る異常を報知する第３異常報知ランプ１５８が設けられている。図示は省略するが、運転台１５０には、速度計等の計器類も設けられている。

次に、圧力調整装置１００の制御構成について説明する。鉄道車両には、ブレーキ１９を制御するブレーキ制御装置７０が搭載されている。ブレーキ制御装置７０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、ブレーキ制御装置７０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。また、ブレーキ制御装置７０は、不揮発性の記憶部７１を備えている。このブレーキ制御装置７０は、圧力調整装置１００の制御を通じてブレーキ１９を制御する。また、このブレーキ制御装置７０は、圧力調整装置１００の状態判定装置、すなわち常用電磁弁２０の状態判定装置及び中継弁３０の状態判定装置としても機能する。ブレーキ制御装置７０は、鉄道車両の中継弁３０の状態判定プログラム及び鉄道車両の常用電磁弁２０の状態判定プログラムに基づいて状態判定を行う。

ブレーキ制御装置７０には、指令圧検出センサ９０が検出する指令圧力ＡＳに関する信号が入力される。また、ブレーキ制御装置７０には、出力圧検出センサ９２が検出する出力圧力ＢＳに関する信号が入力される。また、ブレーキ制御装置７０には、鉄道車両の走行速度ＳＰを検出する速度センサ９６からの検出信号が入力される。また、運転台１５０の操作レバー１５２が操作されるブレーキ操作が行われると、ブレーキ制御装置７０には、操作レバー１５２からのブレーキ指令信号ＢＲＫが入力される。ブレーキ指令信号ＢＲＫは、鉄道車両の運転手から要求されるブレーキ力を示す信号である。

ブレーキ制御装置７０は、常用電磁弁２０を制御する制御部７２を備えている。制御部７２は、運転台１５０からのブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて常用電磁弁２０に開閉指令信号Ｇを入力することで、常用電磁弁２０における各ソレノイド２２ｂ，２４ｂの励磁または消磁を制御する。具体的には、制御部７２は、ブレーキ１９のブレーキ力を上昇させる場合には、供給電磁弁２２を開状態、且つ、排出電磁弁２４を閉状態として指令圧力ＡＳを上昇させる圧力上昇モードに常用電磁弁２０を制御する。また、制御部７２は、ブレーキ１９のブレーキ力を一定に保持するには、供給電磁弁２２及び排出電磁弁２４の双方を閉状態として指令圧力ＡＳを一定に維持する圧力保持モードに常用電磁弁２０を制御する。また、制御部７２は、ブレーキ１９のブレーキ力を下降させる場合には、供給電磁弁２２を閉状態、且つ、排出電磁弁２４を開状態として指令圧力ＡＳを下降させる圧力下降モードに常用電磁弁２０を制御する。なお、制御部７２は、常用電磁弁２０を各モードに制御する際、開閉指令信号Ｇをそれぞれのモード専用の信号に切り替える。開閉指令信号Ｇを切り替えることで、制御部７２は常用電磁弁２０にそれぞれのモード専用の開閉指令信号Ｇを入力する。ここで、制御部７２は、常用電磁弁２０を各モードに制御する際、常用電磁弁２０における各ソレノイド２２ｂ，２４ｂに対して別々に開閉指令信号Ｇを出力するが、ここでは説明の都合上、これらを一まとめにして開閉指令信号Ｇと称している。

制御部７２は、ブレーキ操作に伴う操作レバー１５２からのブレーキ指令信号ＢＲＫを受信すると、つぎのようなブレーキ用処理を実行する。すなわち、制御部７２は、要求されるブレーキ力に基づいて、指令圧力ＡＳの目標値を算出する。そして、制御部７２は、開閉指令信号Ｇを圧力上昇モード用の信号に切り替え、常用電磁弁２０を圧力上昇モードに制御する。そして、指令圧力ＡＳの実測値が目標値に至ると、制御部７２は、開閉指令信号Ｇを圧力保持モード用の信号に切り替え、常用電磁弁２０を圧力保持モードに制御する。こうしたブレーキ用処理に伴って、図２に示すように、指令圧力ＡＳは目標値まで上昇した後、一定に維持される。出力圧力ＢＳは、こうした指令圧力ＡＳに追従して変化する。なお、ブレーキ用処理に伴う常用電磁弁２０及び中継弁３０の動作については後述する。

ブレーキ制御装置７０は、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳを取得するとともに取得した指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳを記憶部７１に記憶する取得部７４を備えている。取得部７４は、ブレーキ用処理に係る指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳを取得し、これら指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化を、状態判定用経時変化として記憶部７１に記憶する。すなわち、図２に示すように、取得部７４は、ブレーキ操作に伴う操作レバー１５２からのブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わる開始タイミングｔｓから、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの取得を開始する。取得部７４は、開閉指令信号Ｇが圧力保持モード用の信号に切り替わり、さらにその後、所定の待機時間が経過する終了タイミングｔｅまで、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの取得を継続する。取得部７４は、終了タイミングｔｅに至ると、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの取得を終了する。取得部７４は、取得した指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化であって、開始タイミングｔｓから終了タイミングｔｅまでの指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化を、状態判定用経時変化として記憶する。なお、上記の待機時間は、開閉指令信号Ｇが圧力保持モード用の信号に切り替わってから出力圧力ＢＳの上昇が完了するまでの経過時間、すなわち、指令圧力ＡＳの上昇が完了してから、当該指令圧力ＡＳに追従して変化する出力圧力ＢＳの上昇が完了するまでの経過時間よりも長い時間として、実験等により定められている。取得部７４が指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳを取得する処理が、取得処理に相当する。

なお、状態判定用経時変化は、開始タイミングｔｓから終了タイミングｔｅまでの時間、すなわち、開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わるタイミングから、出力圧力ＢＳの上昇が完了した後に出力圧力ＢＳが一定に維持されて相応に時間が経過したタイミングまでの時間である判定時間内の指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化である。

上記のとおり、状態判定用経時変化は、ブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わる開始タイミングｔｓからの経時変化である。つまり、この状態判定用経時変化は、ブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わるタイミングを反映したものである。こうした状態判定用経時変化を取得する取得部７４は、ブレーキ指令信号ＢＲＫ及びそれに伴う開閉指令信号Ｇの変化に関する情報を取得することになる。

取得部７４は、記憶部７１が記憶している状態判定用経時変化に基づいて後述の状態判定処理が実行されて一連の処理が完了すると、状態判定用経時変化を記憶部７１から消去する。そして、運転台１５０の操作レバー１５２からのブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて開閉指令信号Ｇが再度圧力上昇モード用の信号に切り替わると、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳを取得し、状態判定用経時変化として記憶する。

ブレーキ制御装置７０は、記憶部７１が記憶している状態判定用経時変化に基づいて常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定する判定部７６を備えている。上記のとおり、状態判定用経時変化は、開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わってから判定時間内の指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化であることから、判定部７６は、開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わってから判定時間内の指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳに基づいて常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定する。

判定部７６は、開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わったときに、その切り替わり応じて指令圧力ＡＳが変化し始めるタイミングｔ１に基づいて、常用電磁弁２０の状態を判定する。具体的には、判定部７６は、開閉指令信号Ｇが圧力上昇用モードに切り替わる上記の開始タイミングｔｓから、指令圧力ＡＳが変化し始めるタイミングｔ１までの経過時間である応答時間ｈ１に基づいて、常用電磁弁２０の状態を判定する。

また、判定部７６は、指令圧力ＡＳが変化を開始した後の指令圧力ＡＳの変化率α１に基づいて、常用電磁弁２０の状態を判定する。ここで、指令圧力ＡＳの変化率α１は、指令圧力ＡＳが変化し始めてから、指令圧力ＡＳが変化し終えるまでの変化継続期間における、指令圧力ＡＳの単位時間当たりの変化率の平均値である。すなわち、指令圧力ＡＳの変化率α１は、指令圧力ＡＳが変化し終えたタイミングでの指令圧力ＡＳから、指令圧力ＡＳが変化し始めたタイミングｔ１での指令圧力ＡＳを減じた値を、上記の変化継続期間の長さで除した値である。

判定部７６は、指令圧力ＡＳが変化したときに、その変化に応じて出力圧力ＢＳが変化し始めるタイミングｔ２に基づいて、中継弁３０の状態を判定する。具体的には、判定部７６は、指令圧力ＡＳが変化し始めるタイミングｔ１から、出力圧力ＢＳが変化し始めるタイミングｔ２までの経過時間である応答時間ｈ２に基づいて、中継弁３０の状態を判定する。また、判定部７６は、指令圧力ＡＳの変化に応じて出力圧力ＢＳが変化を開始した後の出力圧力ＢＳの変化率α２に基づいて、中継弁３０の状態を判定する。ここで、出力圧力ＢＳの変化率α２は、上記指令圧力ＡＳの変化率α１と同様、出力圧力ＢＳが変化し始めてから、出力圧力ＢＳが変化し終えるまでの期間における、出力圧力ＢＳの単位時間当たりの変化率の平均値である。

また、判定部７６は、指令圧力ＡＳの変化に応じて出力圧力ＢＳが変化している状態から当該出力圧力ＢＳの単位時間当たりの変化率が予め定められた規定値未満になり、さらに出力圧力ＢＳの単位時間当たりの変化率が規定値未満である状態が一定期間継続したときに、指令圧力ＡＳと出力圧力ＢＳとの差の前記一定期間における変化傾向に基づいて、中継弁３０の状態を判定する。すなわち、判定部７６は、開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号から圧力保持モード用の信号に切り替わった後であって、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方の上昇が完了している状態での出力圧力ＢＳから指令圧力ＡＳを減じた圧力差Ｚに基づいて、中継弁３０の状態を判定する。

次に、図３を参照して、ブレーキ制御装置７０が実行する状態判定処理について説明する。ブレーキ制御装置７０は、取得部７４が状態判定用経時変化の記憶を完了すると、状態判定処理を開始する。なお、ブレーキ制御装置７０は、鉄道車両の走行中に状態判定処理を行うものとする。

図３に示すように、ブレーキ制御装置７０は、状態判定処理を開始すると、処理をステップＳ１１０に進める。ステップＳ１１０において、ブレーキ制御装置７０の判定部７６は、指令圧力ＡＳの応答時間ｈ１が、予め定められた指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値以下であるか否かを判定する。この応答時間判定値は、記憶部７１に記憶されている。判定部７６は、ステップＳ１１０の判定に際して、記憶部７１が記憶している状態判定用経時変化を参照し、開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わってから指令圧力ＡＳが上昇を開始するまでの応答時間ｈ１、すなわち、状態判定用経時変化における開始タイミングｔｓから指令圧力が上昇を開始するタイミングｔ１までの経過時間を算出する。そして、判定部７６は、記憶部７１に記憶されている指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を参照し、算出した応答時間ｈ１を指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値と比較する。ここで、常用電磁弁２０の各弁体２２ａ，２４ａにおいては、例えば異物の詰りに起因して摺動抵抗が増加するといった、動作に係る異常が生じ得る。上記指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値は、こうした異常が生じることなく、常用電磁弁２０が正常に動作している場合の応答時間ｈ１の上限値として、実験等により定められている。

判定部７６は、算出した応答時間ｈ１が、指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値よりも大きいと判定した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ステップＳ２１０に処理を進める。そして、ステップＳ２１０において、判定部７６は、常用電磁弁２０に異常が生じていると判定する。そして、判定部７６は、運転台１５０の第１異常報知ランプ１５４を点灯させる。この後、判定部７６は、ステップＳ３００に処理を進める。

ステップＳ３００において、制御部７２は、鉄道車両にブレーキをかける処理を行う。制御部７２は、ステップＳ３００の処理を実行すると、一連の処理を終了する。

さて、ステップＳ１１０において、判定部７６は、算出した応答時間ｈ１が、指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値以下であると判定した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０に処理を進める。

ステップＳ１２０において、判定部７６は、指令圧力ＡＳの変化率α１が、予め定められた指令圧力ＡＳ用の変化率判定値以上であるか否かを判定する。この変化率判定値は、記憶部７１に記憶されている。判定部７６は、ステップＳ１２０の判定に際して、記憶部７１が記憶している状態判定用経時変化を参照し、指令圧力ＡＳが上昇を開始した後、指令圧力ＡＳが上昇を継続している期間における、指令圧力ＡＳの単位時間当たりの変化率の平均値を、指令圧力ＡＳの変化率α１として算出する。そして、判定部７６は、記憶部７１に記憶されている指令圧力ＡＳ用の変化率判定値を参照し、算出した変化率α１を、指令圧力ＡＳ用の変化率判定値と比較する。ここで、上記のとおり、常用電磁弁２０の各弁体２２ａ，２４ａにおいては動作に係る異常が生じ得る。上記指令圧力ＡＳ用の変化率判定値は、こうした異常が生じることなく、常用電磁弁２０が正常に動作している場合の変化率α１の下限値として、実験等により定められている。

判定部７６は、算出した変化率α１が、指令圧力ＡＳ用の変化率判定値未満であると判定した場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、処理をステップＳ２１０及びその後のステップＳ３００に進める。一方、判定部７６は、算出した変化率α１が、指令圧力ＡＳ用の変化率判定値以上であると判定した場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１３０に進める。そして、ステップＳ１３０において、判定部７６は、常用電磁弁２０が正常であると判定する。この後、判定部７６は、処理をステップＳ１４０に進める。

ステップＳ１４０において、判定部７６は、出力圧力ＢＳの応答時間ｈ２が、予め定められた出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値以下であるか否かを判定する。この応答時間判定値は、記憶部７１に記憶されている。判定部７６は、ステップＳ１４０の判定に際して、記憶部７１が記憶している状態判定用経時変化を参照し、指令圧力ＡＳが上昇を開始してから出力圧力ＢＳが上昇を開始するまでの応答時間ｈ２、すなわち指令圧力ＡＳが上昇を開始したタイミングｔ１から、出力圧力ＢＳが上昇を開始したタイミングｔ２までの経過時間を算出する。そして、判定部７６は、記憶部７１に記憶されている出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値を参照し、算出した応答時間ｈ２を出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値と比較する。ここで、中継弁３０の中空軸４６及び弁体４０においては、例えば異物の詰りに起因して摺動抵抗が増加するといった、動作に係る異常が生じ得る。上記出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値は、こうした異常が生じることなく、中継弁３０が正常に動作している場合の応答時間ｈ２の上限値として、実験等により定められている。

判定部７６は、算出した応答時間ｈ２が、出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値よりも大きいと判定した場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、ステップＳ２２０に処理を進める。そして、ステップＳ２２０において、判定部７６は、中継弁３０に異常が生じていると判定する。そして、判定部７６は、運転台１５０の第２異常報知ランプ１５６を点灯させる。この後、判定部７６は、ステップＳ３００に処理を進める。

一方、ステップＳ１４０において、判定部７６は、算出した応答時間ｈ２が、出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値以下であると判定した場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、ステップＳ１５０に処理を進める。ステップＳ１５０において、判定部７６は、出力圧力ＢＳの変化率α２が、予め定められた出力圧力ＢＳ用の変化率判定値以上であるか否かを判定する。この変化率判定値は、記憶部７１に記憶されている。判定部７６は、ステップＳ１５０の判定に際して、記憶部７１が記憶している状態判定用経時変化を参照し、出力圧力ＢＳが上昇を開始した後、出力圧力ＢＳが上昇を継続している期間における、出力圧力ＢＳの単位時間当たりの変化率の平均値を、出力圧力ＢＳの変化率α２として算出する。そして、判定部７６は、記憶部７１に記憶されている出力圧力ＢＳ用の変化率判定値を参照し、算出した変化率α２を、出力圧力ＢＳ用の変化率判定値と比較する。ここで、上記のとおり、中継弁３０の中空軸４６及び弁体４０においては動作に係る異常が生じ得る。上記出力圧力ＢＳ用の変化率判定値は、こうした異常が生じることなく、中継弁３０が正常に動作している場合の変化率α２の下限値として、実験等により定められている。

判定部７６は、算出した変化率α２が、出力圧力ＢＳ用の変化率判定値未満であると判定した場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、処理をステップＳ２２０及びその後のステップＳ３００に進める。一方、判定部７６は、算出した変化率α２が、出力圧力ＢＳ用の変化率判定値以上であると判定した場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１６０に進める。

ステップＳ１６０において、判定部７６は、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方が上昇を完了した後における、出力圧力ＢＳから指令圧力ＡＳを減じた圧力差Ｚを算出する。そして、判定部７６は、圧力差Ｚが時間とともに減少していないか、すなわち、上記の圧力差Ｚの時間に応じた変化量がゼロであるか否かを判定する。具体的には、判定部７６は、記憶部７１が記憶している状態判定用経時変化を参照する。そして、判定部７６は、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方が上昇を完了した後の一定期間に関して、出力圧力ＢＳから指令圧力ＡＳを減じた圧力差Ｚを算出する。そして、判定部７６は、時間経過に応じた圧力差Ｚの変化傾向を表す回帰直線を算出し、この回帰直線の傾きが負になっていないかを判定する。なお、例えば指令圧力ＡＳ用の変化率判定値を規定値としたとき、上記の一定期間では指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方の上昇が完了していることから、当該一定期間では指令圧力ＡＳの上昇に応じて出力圧力ＢＳが上昇している状態から出力圧力ＢＳの単位時間当たりの変化率が規定値未満になり、さらに指令圧力ＡＳの単位時間当たりの変化率も出力圧力ＢＳの単位時間当たりの変化率も、規定値未満の状態が継続している。

さて、後で詳しく説明するとおり、中継弁３０が正常である場合、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方の上昇が完了した後の期間では、中空軸４６が弁体４０に接触し、出力室３４と排出室３８との連通が遮断されている。つまり、上記の圧力差Ｚはゼロのまま維持され、回帰直線の傾きはゼロになる。また、中継弁３０が正常である場合、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方の上昇が完了した後の期間において仮に指令圧力ＡＳに誤差程度の僅かな変動が生じたとしても、中継弁３０においては制御室３６と出力室３４との圧力差を解消するように膜板３５とともに中空軸４６が動作することで、出力圧力ＢＳが指令圧力ＡＳとともに上下する。このことから、上記の圧力差Ｚはゼロのまま維持される。つまり、中継弁３０が正常である場合、回帰直線の傾きはゼロになる。一方、図１の二点鎖線で示すように、経年劣化等に起因した弁体４０または中空軸４６の動作不良によって、膜板３５に制御室３６の側へ撓むような変形が生じている場合、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方の上昇が完了した後の期間では、中空軸４６が弁体４０から離れた位置に配置される。そして、中空軸４６を介して出力室３４と排出室３８とが連通され、上記の圧力差Ｚは時間とともに減少する。この場合、回帰直線の傾きは負になる。

判定部７６は、算出した回帰直線の傾きが負であると判定した場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、つまり、圧力差Ｚの時間に応じた変化量がゼロよりも小さい場合、処理をステップＳ２３０に進める。そして、ステップＳ２３０において、判定部７６は、中継弁３０に異常が生じていると判定する。そして、判定部７６は、運転台１５０の第３異常報知ランプ１５８を点灯させる。この後、判定部７６は、ステップＳ３００に処理を進める。

一方、判定部７６は、算出した回帰直線の傾きがゼロであると判定した場合（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、つまり、圧力差Ｚの時間に応じた変化量がゼロである場合、ステップＳ１７０に処理を進める。ステップＳ１７０において、判定部７６は、中継弁３０は正常であると判定する。この後、判定部７６は、一連の処理を終了する。なお、状態判定処理におけるステップＳ３００以外の各処理が、判定処理に相当する。

次に、本実施形態の作用として、制御部７２がブレーキ用処理を実行した場合の指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化を、常用電磁弁２０及び中継弁３０の動作と合わせて説明する。

ブレーキ操作に伴うブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて制御部７２が開閉指令信号Ｇを圧力上昇モード用の信号に切り替えると、常用電磁弁２０における供給電磁弁２２の弁体２２ａが閉状態から開状態に動作する。このとき、常用電磁弁２０が圧力保持モードから圧力上昇モードに切り替わるのであれば、排出電磁弁２４の弁体２４ａは閉状態のまま動作しない。一方、常用電磁弁２０が圧力下降モードから圧力上昇モードに切り替わるのであれば、排出電磁弁２４の弁体２４ａは開状態から閉状態に動作する。このように、開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わると各弁体２２ａ，２４ａが動作する。こうした各弁体２２ａ，２４ａの動作に応じて、指令圧力ＡＳが上昇する。そして、指令圧力ＡＳが目標値に至ることに応じて、制御部７２が開閉指令信号Ｇを圧力保持モード用の信号に切り替えると、常用電磁弁２０における供給電磁弁２２の弁体２２ａが開状態から閉状態に動作し、その後、指令圧力ＡＳは一定に維持される。

さて、常用電磁弁２０が圧力上昇モードに切り替えられることに応じて指令圧力ＡＳが上昇すると、中継弁３０においては、制御室３６の圧力が出力室３４の圧力よりも大きくなる。これに伴って、制御室３６と出力室３４とを仕切る膜板３５が出力室３４の側に撓む。そして、中空軸４６とともに弁体４０が動いて連通孔Ｈが開放され、出力室３４の圧力、すなわち出力圧力ＢＳが上昇する。この後、常用電磁弁２０が圧力保持モードに切り替えられて指令圧力ＡＳが一定に維持されている間に出力室３４の圧力が制御室３６の圧力と同じになると、膜板３５の撓みが解消される。そして、中空軸４６の動作とともに、弁体４０が連通孔Ｈを塞ぐ位置まで戻る。このとき、中空軸４６は弁体４０に接触していることから、出力室３４の圧力、すなわち出力圧力ＢＳは一定に維持される。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）常用電磁弁２０の各弁体２２ａ，２４ａにおいては、これらを摺動可能に支持している相手物との間に異物が詰まる等に起因して摺動抵抗が増加することがある。各弁体２２ａ，２４ａにおける摺動抵抗が増加して各弁体２２ａ，２４ａが動き難くなると、図２（ａ）の二点鎖線で示すように、開閉指令信号Ｇに対する指令圧力ＡＳの応答時間ｈ１が遅くなる。また、指令圧力ＡＳが変化を開始した後の当該指令圧力ＡＳの変化率α１が小さくなる。上記構成では、開閉指令信号Ｇに対する指令圧力ＡＳの応答時間ｈ１が指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値以下であるか否かを判定し、その判定結果を報知する。このことから、運転手は、常用電磁弁２０の応答性の悪化を容易に把握できる。また、上記構成では、指令圧力ＡＳの変化率α１が指令圧力ＡＳ用の変化率判定値以上であるか否かを判定し、その判定結果を報知する。このことから、運転手は、常用電磁弁２０の動作速度の悪化を容易に把握できる。そして、このようにして、常用電磁弁２０に関する異常のうち、応答性や動作速度の悪化といった具体的な異常の内容を把握できることは、各弁体２２ａ，２４ａにおける摺動抵抗の増加といった、常用電磁弁２０に係る異常発生の要因の特定に寄与する。

なお、指令圧力ＡＳの応答時間ｈ１及び変化率α１に関する異常の要因が、摺動抵抗の増加でないこともあり得る。例えば、第１接続通路１２の第１分岐通路１２ａの途中に異物が堆積して常用電磁弁２０への圧縮空気の供給が滞ることもあり得る。このような場合も、常用電磁弁２０の異常として検出される。

常用電磁弁２０の各弁体２２ａ，２４ａの場合と同様、中継弁３０の中空軸４６及び弁体４０においても異物の詰り等に起因して摺動抵抗が増加し、その結果として図２（ｂ）の二点鎖線で示すように指令圧力ＡＳの変化に対する出力圧力ＢＳの応答時間ｈ２が遅くなったり、出力圧力ＢＳの変化率α２が小さくなったりする。上記構成では、これら出力圧力ＢＳの応答時間ｈ２や変化率α２に関する判定結果についても報知することから、運転手は、中継弁３０の応答性や動作速度の悪化を容易に把握できる。そして、このようにして、中継弁３０に関する異常のうち、応答性や動作速度といった具体的な内容を把握できることは、中空軸４６及び弁体４０における摺動抵抗の増加といった、中継弁３０に係る異常発生の要因の特定に寄与する。なお、出力圧力ＢＳの応答時間ｈ２及び変化率α２に関する異常の要因が、摺動抵抗の増加でないこともあり得る。例えば、第１接続通路１２の第２分岐通路１２ｂの途中に異物が堆積して中継弁３０への圧縮空気の供給が滞ることもあり得る。

（２）指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方の上昇が完了した後、経年劣化等に起因した弁体４０または中空軸４６の動作不良によって、中空軸４６が弁体４０から離れた位置に配置され、中空軸４６を介して出力室３４と排出室３８とが連通されることがある。この場合、出力室３４からの空気漏れが生じ得る。この場合、図２（ｂ）の二点鎖線で示すように、出力圧力ＢＳは、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方の上昇が完了した後、徐々に減少する。そして、出力圧力ＢＳから指令圧力ＡＳを減じた圧力差Ｚは、時間の進展とともに負の方向に大きくなる。上記構成では、出力圧力ＢＳから指令圧力ＡＳを減じた圧力差Ｚの時間変化傾向を示す回帰直線の傾きが負になっていないかを判定し、その判定結果を報知する。このことから、運転手は、中継弁３０における空気漏れを容易に把握できる。そして、中継弁３０に関する異常のうち、空気漏れという具体的な内容を把握できることは、弁体４０または中空軸４６の動作不良という、中継弁３０における異常発生の要因の特定に寄与する。

なお、出力圧力ＢＳと指令圧力ＡＳとの差の時間変化傾向に関する異常の要因が、弁体４０や中空軸４６の動作不良に起因したものでないこともあり得る。例えば、出力室３４の接続口に対する第３接続通路１６の接続状態が悪化して出力室３４の接続口と第３接続通路１６との間に隙間ができ、その隙間から空気が漏れることもあり得る。このような場合も、中継弁３０の空気漏れの異常として検出される。

（３）常用電磁弁２０や中継弁３０に異常が生じていると判定した場合、鉄道車両にブレーキをかける。したがって、常用電磁弁２０や中継弁３０の状態を鉄道車両のブレーキの制御に即座に反映できる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・常用電磁弁２０の異常を報知する第１異常報知ランプ１５４に関して、指令圧力ＡＳの応答時間ｈ１が応答時間判定値より大きいことをもって常用電磁弁２０が異常であると判定された場合に点灯させる異常報知ランプと、指令圧力ＡＳの変化率α１が変化率判定値よりも小さいことをもって常用電磁弁２０が異常であると判定された場合に点灯させる異常報知ランプとを運転台１５０に別々に設けてもよい。常用電磁弁２０に発生する異常の種類によっては、応答時間ｈ１への影響が大きかったり変化率α１への影響が大きかったりする場合もある。こうした場合において、上記のようにそれぞれ専用の異常報知ランプを設けておくことは、異常の発生要因を特定する上で好適である。

・上記変更例と同様に、中継弁３０の異常を報知する第２異常報知ランプ１５６に関して、出力圧力ＢＳの応答時間ｈ２が応答時間判定値より大きいことをもって中継弁３０が異常であると判定された場合に点灯させる異常報知ランプと、出力圧力ＢＳの変化率α２が変化率判定値よりも小さいことをもって中継弁３０が異常であると判定された場合に点灯させる異常報知ランプとを運転台１５０に別々に設けてもよい。

・常用電磁弁２０の状態の判定結果や、中継弁３０の状態の判定結果を、ブレーキ制御装置７０の記憶部７１に記憶してもよい。また、指令圧力ＡＳの応答時間ｈ１や変化率α１といった、常用電磁弁２０の状態を判定するための個々の指標の判定結果を、記憶部７１に記憶してもよい。中継弁３０についても同様である。こうした判定結果を記憶部７１に記憶しておけば、鉄道車両の点検時等においてこうした判定結果を読み出して、修理の必要性を把握することができる。

・指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を、一定値ではなく、条件に応じて変化させてもよい。例えば、外気温が低い場合には、外気温が高い場合よりも、常用電磁弁２０における各弁体２２ａ，２４ａの摺動性を高めるためのグリースの粘性が高くなって、これらの弁体２２ａ，２４ａが動き難くなり得る。各弁体２２ａ，２４ａの動作に関するこうした温度依存性を加味して指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定してもよい。つまり、外気温が低いほど、指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を長く設定してもよい。

・指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を、一定値ではなく、条件に応じて変化させる場合の他の例として、例えば、常用電磁弁２０の経年劣化の度合いを加味して指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定してもよい。常用電磁弁２０の各弁体２２ａ，２４ａにおいては、新品状態からの使用期間が長いほど、これらの弁体２２ａ，２４ａが動き難くなり得る。各弁体２２ａ，２４ａの動作に関するこうした劣化度合いを加味して、新品状態からの使用期間が長いほど指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を長くしてもよい。各弁体２２ａ，２４ａの動作に関する経年劣化の度合いを加味して指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定すれば、異物の詰りによる動作の異常と、経年劣化による動作性の低下とを切り分けることができる。

・上記の変更例と同様、指令圧力ＡＳ用の変化率判定値、出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値、出力圧力ＢＳ用の変化率判定値についても、一定値ではなく、条件に応じて値を変化させてもよい。

・鉄道車両においては、複数のブレーキ１９及び圧力調整装置１００が搭載されている。そこで、同一の鉄道車両に搭載されている複数の圧力調整装置１００に関する応答時間ｈ１に基づいて、指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定してもよい。例えば、取得部７４は、複数の圧力調整装置１００に関する状態判定用経時変化を取得し、そうした状態判定用経時変化のデータを記憶部７１に蓄積してもよい。判定部７６は、こうした複数の圧力調整装置１００に関する状態判定用経時変化の過去のデータに基づいて、過去の一定期間における複数の圧力調整装置１００の応答時間ｈ１を算出してもよい。例えば、判定部７６は、複数の圧力調整装置１００のそれぞれに関して、過去１日分における状態判定用経時変化毎の応答時間ｈ１を算出する。判定部７６は、算出した複数の応答時間ｈ１の平均値の例えば１５０％の値を指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値としてもよい。そして、判定部７６は、こうした応答時間判定値に基づいて常用電磁弁２０の状態を判定してもよい。このようにして複数の圧力調整装置１００の応答時間ｈ１に基づいて指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を算出して常用電磁弁２０の状態を判定することは、複数の常用電磁弁２０に関する判定時間内の指令圧力ＡＳを比較することに基づいて常用電磁弁２０の状態を判定することになる。ここで、同一の鉄道車両に搭載される複数の圧力調整装置１００は、新品状態からの劣化度合いが同程度であると想定される。このような、劣化度合いの似た物同士に基づいて応答時間判定値を算出することで、劣化度合いと切り分けて圧力調整装置１００の状態を判定できる。

・上記変更例のように複数の圧力調整装置１００に関する応答時間ｈ１に基づいて指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定することに関して、複数の圧力調整装置１００のそれぞれに関して、状態判定用経時変化毎の応答時間ｈ１を予め算出して記憶部７１に蓄積しておいてもよい。そして、判定部７６は、そうしたデータを読み出して指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を算出してもよい。

・上記の変更例のように複数の圧力調整装置１００に関する応答時間ｈ１に基づいて指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定することに関して、例えば過去１週間や過去１か月のデータを基に、指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定してもよい。また、最新の一度のブレーキ指令信号ＢＲＫに応じた複数の圧力調整装置１００に関する応答時間ｈ１を基に、指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定してもよい。

・上記の変更例のように複数の圧力調整装置１００に関する応答時間ｈ１に基づいて指令圧力ＡＳ用の応答時間判定値を設定することに関して、鉄道車両に搭載されている複数の圧力調整装置１００のうち、全ての圧力調整装置１００に関する応答時間ｈ１を応答時間判定値の算出に利用するのではなく、条件を満たすもののみを選択して応答時間判定値を算出してもよい。例えば、複数の圧力調整装置１００に関する応答時間ｈ１を最短のものから順に並べて上位の複数個を選択し、これら複数個の平均値として応答時間判定値を定めてもよい。また、隣接する圧力調整装置１００に関する応答時間ｈ１のみを利用する等、圧力調整装置１００の配置に基づいて、応答時間判定値を設定するための圧力調整装置１００を選択してもよい。

・上記の変更例と同様、指令圧力ＡＳ用の変化率判定値、出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値、出力圧力ＢＳ用の変化率判定値についても、同一の鉄道車両に搭載されている複数の圧力調整装置１００に関する情報に基づいて、これらの判定値を設定してもよい。例えば複数の圧力調整装置１００の応答時間ｈ２に基づいて出力圧力ＢＳ用の応答時間判定値を算出して中継弁３０の状態を判定することは、複数の中継弁３０に関する判定時間内の出力圧力ＢＳを比較することに基づいて中継弁３０の状態を判定することになる。

・指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方が上昇を完了した後における、出力圧力ＢＳと指令圧力ＡＳとの差の時間変化傾向に関して、当該時間変化傾向が常用電磁弁２０の異常を反映していることもあり得る。指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳが上昇を完了した後、常用電磁弁２０が圧力保持モードに維持されている間は、指令圧力ＡＳは一定になっているはずである。したがって、指令圧力ＡＳが上昇を完了した後において、指令圧力ＡＳの時間変化傾向に相当の量の増減があれば、常用電磁弁２０に異常が生じていることになる。例えば、常用電磁弁２０の排出電磁弁２４において、弁体２４ａによる通路の塞ぎ具合が悪化して、意図せずに排出電磁弁２４が開弁状態となって圧縮空気が常用電磁弁２０から漏れ出てしまい、その結果として指令圧力ＡＳが低下することもあり得る。そして、こうした常用電磁弁２０の異常に起因して、圧力差Ｚの回帰直線が例えば正になることもあり得る。

・上記実施形態で採用していた常用電磁弁２０に関する異常を判定するための応答時間ｈ１や変化率α１といった指標に代えて、または加えて、他の指標で常用電磁弁２０の異常を判定してもよい。こうした指標としては、例えば、指令圧力ＡＳが上昇を完了した後における、指令圧力ＡＳの時間変化傾向が挙げられる。上記のとおり、常用電磁弁２０が正常である場合、指令圧力ＡＳが上昇を完了した後、常用電磁弁２０が圧力保持モードに維持されている間は、指令圧力ＡＳは一定になっているはずである。したがって、指令圧力ＡＳが上昇を完了した後における、指令圧力ＡＳの時間変化傾向に相当の量の増減があれば、常用電磁弁２０に異常が生じていると判定できる。

・上記実施形態で採用していた中継弁３０に関する異常を判定するための応答時間ｈ２や変化率α２、さらには出力圧力ＢＳと指令圧力ＡＳとの差の時間変化傾向といった指標に代えて、または加えて、他の指標で中継弁３０の異常を採用してもよい。こうした指標としては、例えば、出力圧力ＢＳが上昇を完了した時点での、出力圧力ＢＳの値が挙げられる。この値が、指令圧力ＡＳに応じて出力圧力ＢＳがとるべき値になっていない場合、中継弁３０に異常が生じていると判定できる。こうした異常の要因として、弁体４０または中空軸４６の動作不良が考えられる。すなわち、出力室３４と制御室３６とに圧力差が存在しない状態で、弁体４０または中空軸４６の動作不良が発生すると、出力室３４と制御室３６とに圧力差が存在しない状態でも中空軸４６が弁体４０を入力室３２の側に押し込んで連通孔Ｈを開放する。この場合、出力室３４の圧力が制御室３６の圧力よりも高くなる。こうした事情に起因して、出力圧力ＢＳが上昇を完了した時点での出力圧力ＢＳの値が、本来の値よりも高くなることもあり得る。

・常用電磁弁２０の状態の判定に関して、応答時間ｈ１に基づく異常の判定及び変化率α１に基づく異常の判定のいずれか一方を省略してもよい。この点、中継弁３０についても同様である。また、中継弁３０の状態の判定に関して、出力圧力ＢＳと指令圧力ＡＳとの差の時間変化傾向に基づく異常の判定を省略してもよい。

・常用電磁弁２０及び中継弁３０のうち、いずれか一方の制御弁の状態の判定を省略してもよい。
・常用電磁弁２０の状態判定を省略する場合、状態判定経時変化においては開閉指令信号Ｇの情報と出力圧力ＢＳとが含まれていればよく、指令圧力ＡＳは必須ではない。
・中継弁３０の状態判定を省略する場合、状態判定経時変化においては開閉指令信号Ｇの情報と指令圧力ＡＳとが含まれていればよく、出力圧力ＢＳは必須ではない。

・上記実施形態では、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳが上昇するときの変化に基づいて、常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定したが、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳが下降するときの変化に基づいて常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定することもできる。具体的には、運転台１５０の操作レバー１５２からのブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて開閉指令信号Ｇが圧力下降モード用の信号に切り替わった際、制御部７２は、先ず、指令圧力ＡＳの目標値を算出するとともに、常用電磁弁２０を圧力下降モードに制御する。そして、制御部７２は、指令圧力ＡＳが目標値に至ったところで、常用電磁弁２０を圧力保持モードに制御する。こうした処理に伴って、指令圧力ＡＳは、目標値まで下降した後、一定に維持される。また、出力圧力ＢＳは、指令圧力ＡＳに追従して変化する。こうした経時変化は、ブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて圧力下降モード用の開閉指令信号Ｇが常用電磁弁２０に入力されることに伴う指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化である。

判定部７６は、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの上記のような経時変化に基づいて、常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定する。具体的には、判定部７６は、開閉指令信号Ｇが圧力下降モード用の信号に切り替わってから指令圧力ＡＳが下降を開始するまでの応答時間に基づいて、常用電磁弁２０の状態を判定する。また、判定部７６は、指令圧力ＡＳが下降を開始した後の、指令圧力ＡＳの変化率に基づいて常用電磁弁２０の状態を判定する。また、判定部７６は、指令圧力ＡＳが下降を開始してから出力圧力ＢＳが下降を開始するまでの応答時間に基づいて、中継弁３０の異常を判定する。また、判定部７６は、出力圧力ＢＳが下降を開始した後の、出力圧力ＢＳの変化率に基づいて中継弁３０の状態を判定する。また、判定部７６は、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの双方が下降を完了した後における、指令圧力ＡＳと出力圧力ＢＳとの差に基づいて、中継弁３０の状態を判定する。なお、このようにして常用電磁弁２０や中継弁３０の状態を判定する場合、開閉指令信号Ｇが圧力下降モード用の信号に切り替わってから、出力圧力ＢＳの下降が完了して出力圧力ＢＳが一定に維持されて相応に経過するまでの時間が、判定時間となる。そして、開閉指令信号Ｇが圧力下降モード用の信号に切り替わってから判定時間内の指令圧力ＡＳや出力圧力ＢＳに基づいて常用電磁弁２０や中継弁３０の状態が判定されることになる。

・常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定するのに必要な期間における指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化を記憶してさえいれば、他の期間における経時変化を記憶してもよいし、しなくてもよい。例えば、取得部７４は、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化を、鉄道車両の走行中の全期間に亘って記憶部７１に記憶してもよい。この場合、取得部７４は、ブレーキ指令信号ＢＲＫ及びそれに伴う開閉指令信号Ｇの変化に関する情報を取得して記憶部７１に記憶するようにすればよい。この情報を取得しておけば、判定部７６が、鉄道車両の走行中においてブレーキ用処理が行われた期間を把握でき、指令圧力ＡＳの応答時間ｈ１等を算出できる。すなわち、取得部７４は、開閉指令信号Ｇを経時的に取得して信号経時変化として記憶部７１に記憶してもよい。

・取得部７４は、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳに関する新たなデータを記憶部７１に記憶するにあたって、一定期間より前の古いデータを記憶部７１から削除してもよい。つまり、取得部７４は、古いデータを新しいデータによって上書きしながら一定の時間幅の経時変化を記憶部７１に記憶してもよい。

・判定部７６が常用電磁弁２０又は中継弁３０に異常が生じていると判定したときに、鉄道車両のブレーキを動作させることは必須ではない。上記のとおり、鉄道車両においては、複数のブレーキ１９及び圧力調整装置１００が搭載されている。そこで、複数の圧力調整装置１００のうちのいずれかに異常が発見された場合には、異常が生じている圧力調整装置１００の制御を中止し、正常に動作している圧力調整装置１００のみを制御して、ブレーキ１９をかける必要が生じたときに鉄道車両のブレーキを動作させてもよい。

・鉄道車両の通常運行時に常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定するのではなく、鉄道車両の点検時に停車状態でブレーキ用処理等を行って指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化を取得し、取得した指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化に基づいて、常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定してもよい。

・上記実施形態における常用電磁弁２０及び中継弁３０の構成はあくまでも概略的に示した一例であり、適宜変更可能である。
・ブレーキ制御装置７０と、圧力調整装置１００の状態判定装置とを別々に設けてもよい。この場合、ブレーキ制御装置７０は、制御部７２を有する。圧力調整装置１００の状態判定装置は、取得部７４及び判定部７６を有する。

・圧力調整装置１００の状態判定装置を鉄道車両に搭載するのではなく、当該状態判定装置を鉄道車両の外部のサーバやコンピュータに設けてもよい。そして、指令圧検出センサ９０が検出する指令圧力ＡＳに関する信号や、出力圧検出センサ９２が検出する出力圧力ＢＳに関する信号を、外部通信回線網を介して圧力調整装置１００の状態判定装置に送信して、常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定してもよい。

・指令圧力ＡＳや出力圧力ＢＳの経時変化を記憶しておいて、事後的に常用電磁弁２０及び中継弁３０の状態を判定してもよい。上記変更例のように、圧力調整装置１００の状態判定装置を鉄道車両に搭載しないのであれば、例えばブレーキ制御装置７０の記憶部７１で指令圧力ＡＳや出力圧力ＢＳの経時変化を記憶しておき、その記憶しておいたデータを読み出して鉄道車両の外部の圧力調整装置１００の状態判定装置に入力したり送信したりすればよい。

・ブレーキ指令信号ＢＲＫに応じて常用電磁弁２０に開閉指令信号Ｇが入力されたときの指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの経時変化において、変化のタイミングや変化率ではなく、指令圧力ＡＳ及び出力圧力ＢＳの圧力の値そのもので圧力調整装置１００の状態判定を行ってもよい。

・中継弁３０の状態判定に関して、常用電磁弁２０に開閉指令信号Ｇが入力されたタイミングを基準として出力圧力ＢＳが変化し始めるタイミングや出力圧力ＢＳの変化率を判定してもよい。例えば、開閉指令信号Ｇが圧力上昇モード用の信号に切り替わってから出力圧力ＢＳが変化し始めるまでの応答時間に基づいて中継弁３０の状態判定をしてもよい。

・判定時間の開始のタイミングは上記実施形態のタイミングに限定されない。判定時間の開始のタイミングは、指令圧力ＡＳが変化を開始したタイミングでもよい。
・判定時間の終了のタイミングは上記実施形態のタイミングに限定されない。例えば中継弁３０の状態判定をしない、すなわち出力圧力ＢＳを状態判定に利用しないのであれば、指令圧力ＡＳが上昇を完了した後に指令圧力ＡＳが一定に維持されて相応に経過したときを判定時間の終了のタイミングとして扱ってもよい。

・常用電磁弁２０や中継弁３０の状態判定を行うタイミングは、制御部７２がブレーキ用処理を実行して取得部７４が状態判定用経時変化の取得した後直ぐでなくてもよい。常用電磁弁２０や中継弁３０の状態判定を行うためのデータを予め蓄積しておけば、これらの状態判定をいつでも行うことができる。

・なお、本発明の鉄道車両の中継弁の状態判定装置は、中継弁に入力される指令圧力と、中継弁から出力される出力圧力とを取得する取得部と、指令圧力と出力圧力とに基づいて前記中継弁の状態を判定する判定部とを有する構成としてもよい。この構成とすることにより、中継弁を解体して中身を調べたり、中継弁における機構の実際の動きを検出したりする等の作業を行うことなく、中継弁の状態を判定することができる。

１１…空気タンク、２０…常用電磁弁、３０…中継弁、７０…ブレーキ制御装置、７１…記憶部、７２…制御部、７４…取得部、７６…判定部、１００…圧力調整装置。

Claims (11)

1. 指令信号に応じて常用電磁弁が生成する指令圧力と同じ圧力であって、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方とを取得する取得部と、
   前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方が変化してから判定時間内の前記出力圧力に基づいて前記中継弁の状態を判定する判定部とを有する
   鉄道車両の中継弁の状態判定装置。
2. 前記判定部は、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方の変化に応じて前記出力圧力が変化し始めるタイミングと、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方の変化に応じて変化する前記出力圧力の変化率との少なくとも一方に基づいて前記中継弁の状態を判定する
   請求項１に記載の鉄道車両の中継弁の状態判定装置。
3. 前記判定部は、前記指令圧力の変化に応じて前記出力圧力が変化している状態から前記出力圧力の単位時間当たりの変化率が予め定められた規定値未満になり、さらに前記指令圧力の変化率及び前記出力圧力の変化率が予め定められた規定値未満である状態が一定期間継続したときに前記指令圧力と前記出力圧力との差の前記一定期間における変化傾向に基づいて前記中継弁の状態を判定する
   請求項１又は２に記載の鉄道車両の中継弁の状態判定装置。
4. 前記中継弁は鉄道車両に複数搭載されており、
   前記取得部は、同一の前記鉄道車両における複数の前記中継弁に関して前記判定時間内の前記出力圧力を取得し、
   前記判定部は、複数の前記中継弁に関する前記判定時間内の前記出力圧力を比較することに基づいて前記中継弁の状態を判定する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両の中継弁の状態判定装置。
5. 供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力を規定する指令圧力を指令信号に応じて生成する常用電磁弁の前記指令圧力、及び前記指令信号を取得する取得部と、
   前記指令信号が変化してから判定時間内の前記指令圧力に基づいて前記常用電磁弁の状態を判定する判定部とを有する
   鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置。
6. 前記判定部は、前記指令信号の変化に応じて前記指令圧力が変化し始めるタイミング、及び前記指令信号の変化に応じて変化する前記指令圧力の変化率の少なくとも一方に基づいて前記常用電磁弁の状態を判定する
   請求項５に記載の鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置。
7. 前記常用電磁弁は鉄道車両に複数搭載されており、
   前記取得部は、同一の前記鉄道車両における複数の前記常用電磁弁に関する前記判定時間内の前記指令圧力を取得し、
   前記判定部は、複数の前記常用電磁弁に関する前記判定時間内の前記指令圧力を比較することに基づいて前記常用電磁弁の状態を判定する
   請求項５又は６に記載の鉄道車両の常用電磁弁の状態判定装置。
8. コンピュータに、
   指令信号に応じて常用電磁弁が生成する指令圧力と同じ圧力であって、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方とを取得する取得処理と、
   前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方が変化してから判定時間内の前記出力圧力に基づいて前記中継弁の状態を判定する判定処理とを実行させる
   鉄道車両の中継弁の状態判定プログラム。
9. コンピュータに、
   供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力を規定する指令圧力を指令信号に応じて生成する常用電磁弁の前記指令圧力、及び前記指令信号を取得する取得処理と、
   前記指令信号が変化してから判定時間内の前記指令圧力に基づいて前記常用電磁弁の状態を判定する判定処理とを実行させる
   鉄道車両の常用電磁弁の状態判定プログラム。
10. 指令信号に応じて常用電磁弁が生成する指令圧力と同じ圧力であって、供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力と、前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方とを取得する取得部と、
    前記指令信号及び前記指令圧力の少なくとも一方が変化してから判定時間内の前記出力圧力に基づいて前記中継弁の状態を判定する判定部と、
    前記判定部の判定結果に基づいてブレーキを制御する制御部とを有する
    鉄道車両のブレーキ制御装置。
11. 供給される空気の流量を増幅させてブレーキシリンダに出力する中継弁の出力圧力を規定する指令圧力を指令信号に応じて生成する常用電磁弁の前記指令圧力、及び前記指令信号を取得する取得部と、
    前記指令信号が変化してから判定時間内の前記指令圧力に基づいて前記常用電磁弁の状態を判定する判定部と、
    前記判定部の判定結果に基づいてブレーキを制御する制御部とを有する
    鉄道車両のブレーキ制御装置。

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