(57)【要約】【課題】高い輸送能力並びに高い乗客乗り心地の両方が得られると同時に、いかなる状況下でも安全で信頼できる作動を確保できる鉄道車両を提供することにある。【解決手段】本発明は、貨車ボディ（１０２）と、該貨車ボディ（１０２）を支持する走行装置（１０４）を備えた懸架システム（１０３）とを有する鉄道車両に関する。センサ装置（１０９）および制御装置（１０７）が設けられ、センサ装置（１０９）は少なくとも１つの状態変数の実際値を捕捉し、状態変数は、走行装置（１０４）の一部に関連するセンサ装置（１０９）の第１基準部品（１０９．９）と、貨車ボディ（１０２）に関連するセンサ装置（１０９）の第２基準部品（１０９．５〜１０９．８）との間の空間的関係を表わしている。制御装置（１０７）は、状態変数の実際値を用いて故障分析を遂行し、故障分析は少なくとも１つの所定故障基準を満たす評価を行う。制御装置（１０７）は、故障分析によって、故障基準が満たされることが明らかになった場合に故障信号を発生する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貨車ボディ（１０２）と、
該貨車ボディ（１０２）を支持する走行装置（１０４）を備えた懸架システム（１０３）とを有する鉄道車両において、
センサ装置（１０９、２０９、３０９）および制御装置（１０７）が設けられており、
前記センサ装置（１０９、２０９、３０９）は少なくとも１つの状態変数の実際値を捕捉し、前記状態変数は、前記走行装置（１０４）の一部に関連する前記センサ装置（１０９、２０９、３０９）の第１基準部品（１０９．９、２０９．９、３０９．９）と、前記貨車ボディ（１０２）に関連する前記センサ装置（１０９、２０９、３０９）の第２基準部品（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）との間の空間的関係を表わしており、
前記制御装置（１０７）は、前記状態変数の前記実際値を用いて故障分析を遂行し、前記故障分析は少なくとも１つの所定故障基準を満たす評価を行い、
前記制御装置（１０７）は、前記故障分析によって、故障基準が満たされることが明らかになった場合に故障信号を発生することを特徴とする鉄道車両。
【請求項２】
前記鉄道車両には、長手方向、横方向および高さ方向が定められ、
前記状態変数は、前記横方向での前記第１基準部品（１０９．９、２０９．９、３０９．９）と、前記第２基準部品（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）との間の横変位を表わし、および／または
前記状態変数は、前記高さ方向回りでの前記第１基準部品（１０９．９、２０９．９、３０９．９）と、前記第２基準部品（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）との間の偏揺れ角度変位を表わしていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記センサ装置（１０９、２０９、３０９）および／または前記制御装置（１０７）は、前記故障分析の適合を前記鉄道車両の実際の走行状態に与え、
前記実際の走行状態は、より詳しくは、前記車両の走行速度および／または走行方向および／または車両が現在通過している軌道の幾何学的形状により定められ、
前記軌道の幾何学的形状は、より詳しくは、前記軌道の曲率、片勾配および捩れの少なくとも１つにより定められることを特徴とする請求項１または２記載の鉄道車両。
【請求項４】
前記センサ装置（１０９、２０９、３０９）は、走行状態変数の実際値を捕捉する走行状態センサユニット（１１４）を有し、
前記走行状態変数は、前記鉄道車両の前記実際の走行状態を表わすものであり、
前記制御装置（１０７）は、前記走行状態センサユニットにより与えられた前記走行状態変数の前記実際値に応じて前記故障分析を実行し、および／または
前記センサ装置（１０９）は、前記走行状態変数の前記実際値に応じて、前記センサ装置の状態変数の捕捉挙動を修正することを特徴とする請求項３記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記センサ装置（１０９）は、検出方向での前記状態変数の前記実際値を捕捉する状態変数センサユニット（１０９．９）を有し、
前記状態変数センサユニット（１０９．９）は、前記検出方向での捕捉挙動、より詳しくは前記検出方向での感度を有し、該感度は前記鉄道車両の実際の走行状態に応じて変化し、
前記状態変数センサユニット（１０９．９）は、より詳しくは少なくとも断面方向に、リニアおよび／または球形捕捉特性を有していることを特徴とする請求項３または４記載の鉄道車両。
【請求項６】
前記状態変数センサユニット（１０９．９、２０９．９、３０９．９）は、検出要素（１０９．９）および関連する基準要素（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）を有し、
前記検出要素（１０９．９、２０９．９、３０９．９）は、前記検出方向での前記状態変数の前記実際値として、前記検出要素（１０９．９、２０９．９、３０９．９）と前記基準要素（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）との間の少なくとも１つの距離を表わす値を捕捉し、
前記検出要素（１０９．９、２０９．９、３０９．９）は前記第１基準部品または第２基準部品を形成し、前記基準要素は前記第１基準部品および第２基準部品の他方を形成し、
前記検出要素（１０９．９、２０９．９、３０９．９）および前記基準要素（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）は、少なくとも前記検出方向において、前記検出要素（１０９．９、２０９．９、３０９．９）と前記基準要素（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）との間の相対位置が、前記鉄道車両の実際の走行状態に応じて変化し、前記検出方向での前記捕捉挙動に前記変化を与え、
前記検出要素（１０９．９、２０９．９、３０９．９）および前記基準要素（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）は、より詳しくは、前記走行装置（１０４）と前記貨車ボディ（１０２）との間の前記懸架システム（１０３）により形成された偏揺れ軸から一定距離に、より詳しくは前記長手方向に沿う一定距離に配置されていることを特徴とする請求項５記載の鉄道車両。
【請求項７】
前記センサ装置（１０９、２０９、３０９）は少なくとも１つの距離センサ（１０９．９、２０９．９、３０９．９）を有し、
該少なくとも１つの距離センサ（１０９．９、２０９．９、３０９．９）は、前記第１基準部品と第２基準部品との間の距離を表わす少なくとも１つの値を捕捉し、
前記少なくとも１つの距離センサ（１０９．９、２０９．９、３０９．９）は、より詳しくは近接スイッチの態様で設計されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の鉄道車両。
【請求項８】
前記貨車ボディ（１０２）は、前記懸架システム（１０３）の２次ばねシステム（１０４．４）を介して前記走行装置（１０４）上に支持されており、
前記第１基準部品および第２基準部品は、前記２次ばねシステム（１０４．４）の少なくとも一部に対して運動学的に並列に配置されており、
より詳しくは、前記第１基準部品は前記走行装置（１０４）の第１部品に連結され、前記第２基準部品は前記走行装置（１０４）の第２部品、より詳しくは前記走行装置（１０４）の前記第１部品上に前記２次ばねシステムの一部を介して支持されたボルスタに連結され、または前記第２基準部品は前記貨車ボディに連結されており、
より詳しくは、前記第１基準部品および／または前記第２基準部品は、前記２次ばねシステム（１０４．４）のコンポーネント、より詳しくは前記２次ばねシステムの空気ばねに一体化されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の鉄道車両。
【請求項９】
前記懸架システム（１０３）は力発生装置（１０６．３）を有し、
該力発生装置（１０６．３）は、前記制御装置（１０７）の制御下で、前記懸架システム（１０３）内で力を発生し、該力は、前記少なくとも１つの状態変数に影響を与え、
前記力発生装置は、より詳しくは前記故障信号に応じてその作動を修正し、より詳しくは、前記力発生装置は、前記故障信号に応答して、作動除勢モードに切り換わり、
前記力発生装置（１０６．３）は、より詳しくは、前記作動除勢モードにおいて、前記懸架システム内にリセット力を発生でき、
該リセット力は、前記貨車ボディ（１０２）を、前記走行装置（１０４）に対して所定の中立位置にリセットすべく作用することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の鉄道車両。
【請求項１０】
前記力発生装置は、アクチュエータ装置（１０６．３）、より詳しくは前記車両の長手方向に延びている傾斜軸回りの前記貨車ボディ（１０２）の傾斜角度を調節する傾斜アクチュエータを有し、および／または
前記力発生装置はダンパ装置、より詳しくは前記走行装置と貨車ボディとの間の運動を減衰させる偏揺れ減衰装置を有し、および／または
前記第１基準部品および／または第２基準部品は、前記力発生装置（１０６．３）のコンポーネント、より詳しくは該力発生装置のアクチュエータ装置（１０６．３）に一体化されていることを特徴とする請求項９記載の鉄道車両。
【請求項１１】
貨車ボディ（１０２）と、該貨車ボディ（１０２）を支持する走行装置（１０４）を備えた懸架システム（１０３）とを有する鉄道車両の懸架システムの故障を検出する方法において、
少なくとも１つの状態変数の実際値が捕捉され、前記状態変数は、前記走行装置（１０４）に関連する第１基準部品（１０９．９、２０９．９、３０９．９）と前記貨車ボディ（１０２）に関連する第２基準部品（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）との間の空間的関係を表わし、
前記状態変数の前記実際値を用いて故障分析を行い、該故障分析は、少なくとも１つの故障基準の充足を評価し、
前記故障分析により前記故障基準を満たしていることが明らかである場合には故障信号を提供することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記鉄道車両には、長手方向、横方向および高さ方向が定められ、
前記状態変数は、前記横方向での前記第１基準部品（１０９．９、２０９．９、３０９．９）と、前記第２基準部品（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）との間の横変位を表わし、および／または
前記状態変数は、前記高さ方向回りでの前記第１基準部品（１０９．９、２０９．９、３０９．９）と、前記第２基準部品（１０９．５〜１０９．８、２０９．５、３０９．５）との間の偏揺れ角度変位を表わしていることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記鉄道車両の実際の走行状態への前記故障分析の適合が行われ、
前記実際の走行状態は、より詳しくは、前記車両の走行速度および／または走行方向および／または車両が現在通過している軌道の幾何学的形状により定められ、
前記軌道の幾何学的形状は、より詳しくは、前記軌道の曲率、片勾配および捩れの少なくとも１つにより定められることを特徴とする請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
走行状態変数の実際値が捕捉され、
前記走行状態変数は前記鉄道車両の前記実際の走行状態を表わし、
前記故障分析は、前記走行状態変数の前記実際値に応じて実行され、および／または
前記走行状態変数の前記実際値に応じて前記状態変数の捕捉挙動を修正することを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記懸架システム（１０３）は力発生装置（１０６．３）を有し、
該力発生装置（１０６．３）は前記懸架システム（１０３）内で力を発生し、該力は、前記少なくとも１つの状態変数に影響を与え、
前記力発生装置（１０６．３）は、より詳しくは前記故障信号に応じてその作動を修正し、より詳しくは、前記力発生装置（１０６．３）は、前記故障信号に応答して、作動除勢モードに切り換わり、
前記力発生装置（１０６．３）は、より詳しくはアクチュエータ装置、より詳しくは前記車両の長手方向に延びている傾斜軸回りの前記貨車ボディ（１０２）の傾斜角度を調節する傾斜アクチュエータであり、および／または
前記力発生装置は、より詳しくはダンパ装置、より詳しくは前記走行装置（１０４）と貨車ボディ（１０２）との間の運動を減衰させる偏揺れ減衰装置であり、および／または
前記第１基準部品および／または第２基準部品は、前記力発生装置（１０６．３）のコンポーネント、より詳しくは該力発生装置のアクチュエータ装置（１０６．３）に一体化されていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貨車ボディと、該貨車ボディを支持する走行装置を備えた懸架システムとを有する鉄道車両に関する。また、本発明は、このような鉄道車両の懸架システムの故障を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の鉄道車両では、鉄道車両の走行安定性に悪影響を与える鉄道車両の懸架システム内の故障を検出することは広く知られている。一般に、車両の懸架システムの特定コンポーネントに作用する加速度を表す状態変数の実際値を捕捉するのに、振動センサ等が使用されている。このようにして得られたデータは、次に、懸架システム内に作用する過度の加速度を有する状況（懸架システムの故障を表わす状況）を検出すべく分析される。このような故障の状況が検出されたならば、危険な状況を回避するための適当な対策を開始すべく、対応する故障警告信号が発せられる。このようなシステムは、例えば下記特許文献１から知られている。
【０００３】
しかしながら、鉄道車両の作動中、許容できない潜在的に危険な状況は、車両の走行装置の不適当な振動挙動のみから生じるとは限らない。例えば、走行装置に対する貨車ボディの過度の横移動により、車両が通過する特定軌道として定められた運動範囲（kinematic envelope）の妨害（violation）をもたらすであろう。あらゆる状況下でこのような運動範囲の妨害を回避するため、一般に、貨車ボディの外形および鉄道車両の懸架システムは、車両が走行すべき軌道システムに特に適合されている。
【０００４】
これにより、受動懸架システムではそれぞれの軌道の運動範囲の妨害が有効に回避されるが、一般にこのアプローチは、一方では貨車ボディの外形がかなり制限されるため、車両の輸送能力が低下され、他方では貨車ボディの懸架をかなり堅くするため、乗客の乗り心地に関して好ましくなくなるという欠点を生じさせる。
【０００５】
走行装置に対する例えば貨車ボディの能動傾斜制御（すなわち、貨車ボディの長手軸方向に沿って延びる、それぞれ傾斜軸または横揺れ軸の傾斜角度または横揺れ角度の制御）を行う能動懸架システムには他の問題が存在する。このようなシステムでは、走行装置に対する貨車ボディの過度のエクスカーション（偏倚）をもたらし、これが、運動範囲の妨害をもたらす。これと同じことが、貨車ボディの能動スウェイ運動制御に適用される。
【０００６】
このような能動懸架システムに生じる他の問題は、例えば、傾斜制御システムが故障すると、リーディング走行装置およびトレーリング走行装置に対する貨車ボディの反対方向の横エクスカーションが引き起こされることである。このような状況は、このような傾斜システムの特殊運動により、貨車ボディの捩り負荷を生じさせ、これが、走行装置の幾つかの車輪に好ましくない除荷（アンローディング）を生じさせ、したがって、脱線の危険を好ましくないほど増大させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０１／８１１４７（Ａ１）号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって本発明の目的は、上記欠点を少なくとも或る程度解消できる上記鉄道車両を提供することにある。他の目的は、高い輸送能力並びに高い乗客乗り心地の両方が得られると同時に、いかなる状況下でも安全で信頼できる作動を確保できる鉄道車両を提供することにある。本発明の最後の目的は、このような車両の実現を可能にする、懸架システムの故障検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、特許請求の範囲の請求項１の前提部に記載の鉄道車両で、この特徴部に記載の特徴を有する鉄道車両により達成される。また、上記目的は、請求項１１の前提部に記載の方法で、この特徴部に記載の特徴を有する方法により達成される。
【００１０】
本発明は、高い輸送能力並びに高い乗客乗り心地が得られると同時に、通過すべき所与の軌道の運動範囲の不意の妨害の危険性を低減し、または脱線の危険性を低減できる鉄道車両の安全かつ信頼できる作動が、走行装置に関連する所定の第１基準部品と貨車ボディに関連する所定の第２基準部品との間の空間的関係をモニタリングするモニタシステムを実施することにより達成できる技術的教示に基づいている。空間的関係をモニタリングすることにより、運動範囲の妨害についての所定危険レベルまたは脱線についての所定危険レベルを超える故障状況の存在を識別する故障分析の遂行が可能になる。このような故障状況では、故障信号が発せられ、該故障信号は次に、この危険レベルを所与の値より大きく低下させる所定の対策を開始させるのに使用される。
【００１１】
本発明の範囲において、走行装置と貨車ボディとの間の空間的関係は、空間内で利用できる６つの自由度（degree of freedom:ＤＯＦ）の１つ以上に定められることは理解されよう。また、これらの自由度の１つ以上における走行装置と貨車ボディとの間の相対運動は、故障分析において考慮される。より正確には、あらゆる位置変化（すなわち、３つの並進自由度のいずれかにおける運動）並びにあらゆる方向変化（すなわち、３つの回転自由度のいずれかにおける運動）が、故障分析において（単独または任意の組合せで）考察される。
【００１２】
このような故障状況についてシステムを調査することにより、走行装置と貨車ボディとの間の空間的関係の能動制御を行う能動懸架システムを実現できる。このような能動制御は、一方では、外形したがって貨車ボディの輸送能力を最大にできる。なぜならば、走行装置に対する（したがって、運動範囲に対する）貨車ボディの空間的関係が、所与の運動範囲に能動的に適合される。また、このような能動懸架システムは乗客の乗り心地に関して最適化される。なぜならば、その剛性および減衰特性が、車両の現在の走行状況に能動的に適合されるからである。本発明による故障調査により、運動範囲の妨害の危険性または脱線の危険性を増大させることなく、両長所を達成できる。
【００１３】
この手段により、精緻な安全条件を満たす能動的な車両の懸架システムが達成される。システムの安全レベルを高めるため、故障分析で協働するコンポーネンツが冗長態様で設けられ、および／または信頼性ある機能試験装置（例えば、それぞれのコンポーネントの適正作動を規則的に試験する試験回路）が設けられる。より詳しくは、本発明によれば、例えばＩＥＣ  ６１５０８、ＩＥＣ  ６１５０８、ＥＮ  ５０１２６〜ＥＮ  ５０１２９等の規格で特定された安全条件を満たす車両の懸架システムが達成される。より正確には、レベル２（ＳＩＬ２）以上の安全保全レベル（これらの規格の幾つかに規定されているＳＩＬ）が達成される。
【００１４】
かくして、第１態様によれば、本発明は、貨車ボディと、該貨車ボディを支持する走行装置を備えた懸架システムとを有する鉄道車両に関する。センサ装置および制御装置が設けられている。センサ装置は少なくとも１つの状態変数の実際値を捕捉し、状態変数は、走行装置の一部に関連するセンサ装置の第１基準部品と、貨車ボディに関連するセンサ装置の第２基準部品との間の空間的関係を表わしている。制御装置は、状態変数の実際値を用いて故障分析を遂行し、故障分析は少なくとも１つの所定故障基準を満たす評価を行なう。最後に、制御装置は、故障分析によって、故障基準が満たされることが明らかになった場合に故障信号を発生する。
【００１５】
これらの第１および第２基準部品のいずれか一方は、走行装置および貨車ボディのそれぞれの部品に必ずしも固定連結する必要はない。むしろ、対象とする実際の空間的関係を評価するには、それぞれの基準部品とコンポーネントとの間には正確な既知の空間的関係があれば充分である。
【００１６】
また、このような故障分析の最も簡単な場合において、センサ装置により捕捉される状態変数の実際値が簡単な比較値として使用され、故障状況が存在する場合には、次にこの比較値が簡単な閾値と比較される（例えば、状態変数の実際の捕捉値が閾値を超えた場合）ことは理解されよう。しかしながら、他の好ましい変更例では、故障分析は複数の捕捉値に基づいて行われ、これらの捕捉値は次に、１つ以上の所与の故障基準にしたがって分析される。例えば、故障分析において、所与の故障閾値をＭ回（故障基準）より多く超えた場合には、所与の時間内に捕捉された状態変数の所与の複数のＮ値について評価される。この評価の結果が該当する場合（ＹＥＳの場合）には、制御装置は、故障状況が存在することを決定し、かつ故障信号を発生する。
【００１７】
また、もちろん、故障分析には、上記に加えまたは代えて、１つ以上の他の任意の精巧な故障基準を使用できることは理解されよう。より詳しくは、故障分析には、センサ装置により捕捉された少なくとも１つの他の状態変数（すなわち、他の異なる状態変数）を考察できる。
【００１８】
状態変数は、利用可能な６つの自由度の１つ以上における第１基準部品と第２基準部品との間（したがって、走行装置と貨車ボディとの間）の空間的関係を表わす任意の適当な変数にすることができる。それぞれの選択された自由度（単一または複数）は、運動範囲の妨害または脱線の危険性の許容できない増大をもたらす虞のある、考察すべきそれぞれの運動（単一または複数）の方向に基づいて定められる。
【００１９】
好ましくは、鉄道車両には、長手方向、横方向および高さ方向が定められ、状態変数は、横方向での第１基準部品と、第２基準部品との間の横変位を表わす。これにより、走行装置に対する貨車ボディの横移動（横方向運動またはスウェイ運動とも呼ぶ）が故障分析において考察される。これは特に有利である。なぜならば、特に、比較的長い貨車ボディを有する車両が比較的狭い湾曲（比較的小さい曲率半径）を通過する場合に、この横方向運動が、一般に、運動範囲に対する主な制限ファクタになるからである。また、リーディング走行装置およびトレーリング走行装置に対する過度の逆横方向運動が、脱線の危険性を評価する重要なファクタとなる。
【００２０】
これに加えまたはこれに代えて、状態変数は、高さ方向回りの第１基準部品と第２基準部品との間の偏揺れ角度変位を表わすことができる。この場合も、特に、比較的長い貨車ボディを備えた車両が比較的狭い湾曲を通過する場合には、この横揺れ運動は、貨車ボディの横運動の表示を与える。
【００２１】
車両の形式に基づいて、より詳しくは貨車ボディの長さ（すなわち、車両の長手方向に沿う寸法）に基づいて、センサ装置および／または制御装置の特性が静的態様で定められる。例えば、特に、比較的短い貨車ボディでは、横方向の静的感度特性を有する簡単なセンサ装置により、鉄道車両のあらゆる作動状態下での（すなわち、走行速度、軌道の曲率、軌道の片勾配等の如何にかかわらず）走行装置と貨車ボディとの間の過度の横移動を充分に検出できる。
【００２２】
しかしながら、特に、（走行装置から離れた位置で軌道中心に対してかなりの横方向変位を呈する）長い貨車ボディでは、センサ装置および／または制御装置が、鉄道車両の実際の走行状態の故障分析に適合できることが好ましい。この場合には、実際の走行状態は、例えば、車両の走行速度および／または走行方向および／または車両が現在通過する軌道の幾何学的形状により定められる。軌道の幾何学的形状は、適当な軌道パラメータにより定められる。好ましくは、軌道の幾何学的形状は、軌道の曲率、片勾配および捩れの少なくとも１つにより定められる。この手段により、走行装置と貨車ボディとの間の相対移動の許容限度を（作動状態に基づいて）適正に定めること、および故障分析においてこれらの限度を考察することが容易に可能である。
【００２３】
例えば、比較的長い貨車ボディでは、走行装置の領域で検出される、走行装置に対する貨車ボディの横エクスカーションの許容値は、真直な水平軌道上より、湾曲した片勾配軌道上でかなり小さくなる。これは、走行装置から離れた位置では、（軌道中心に対する）貨車ボディのかなりの横エクスカーションが単に軌道の幾何学的形状から生じるという事実によるものであり、所与の運動範囲を尊重するには、走行装置の（このエクスカーションが行われる）領域においてかなり小さい付加横揺れ偏向のみを許容できる。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態によれば、車両の実際の走行状態すなわち作動状態への故障分析の能動的適合が行われる。このため、好ましくは、センサ装置は、走行状態変数の実際値を捕捉する走行状態センサユニットからなり、走行状態変数は、鉄道車両の実際の走行状態を表わす。制御装置は、走行状態センサユニットにより与えられる走行状態変数の実際値に応じた故障分析を実行する。
【００２５】
このため、鉄道車両の実際の走行状態を表わす任意の適当な変数が使用される。例えば、現在通過する軌道の実際の曲率を（走行状態変数として）表わす少なくとも１つの変数に応じた故障分析の適合が行われる。前述のように、制御装置は、（走行状態変数として）現在検出されている曲率に応じた、（故障分析に適用される）横偏向の許容限度を調節する。
【００２６】
これに加えまたはこれに代えて、センサ装置は、走行状態変数の実際値に応じた状態変数のその捕捉挙動を修正する。これは、能動的態様で、すなわちセンサ装置により捕捉されおよび／またはセンサ装置に供給される走行状態変数の実際値に応じて行われる。
【００２７】
しかしながら、（非常に簡単かつ頑丈な設計により好ましい）本発明の他の実施形態では、純粋に受動的解決法が実施される。このような純粋に受動的な偏向形態では、センサ装置の捕捉挙動（例えば、その感度特性）は、鉄道車両のそれぞれの走行状態に応じて自動的（受動的）に変化する。
【００２８】
このような受動的適合は、センサ装置のコンポーネンツの適当な配置により簡単に達成される。例えば、第１および第２基準部品は、走行装置に対する貨車ボディの横揺れ運動（すなわち、高さ方向に平行で懸架システムにより形成された偏揺れ軸回りの回転）により、これらの相対位置が横方向に変化し、これは、現在通過している軌道の曲率に応じて生じる。偏揺れ軸に対するセンサ装置の第１および第２部品の距離は、横方向変位に対する偏揺れ運動により、故障分析が故障状況を検出するまでは許容できる横方向変位がこれ以上生じることを低下させるように選択される。
【００２９】
また、本発明の他の実施形態によれば、第１および／または第２基準部品の幾何学的特性および／または感度特性は、センサ装置の捕捉挙動の所望の受動適合を与えることができる。例えば、（センサ装置の第１および第２基準部品の一方を形成する）センサ要素は、（センサ装置の第１および第２基準部品の他方を形成する）基準要素と協働して検出信号を発生する。センサ要素は、方向依存感度、すなわちそれぞれの検出方向に基づいた感度を有している（例えば、検出信号は、それぞれの検出方向でのセンサ要素と第２基準要素との間の最終的に異なる所与の距離で与えられる）。この場合、センサ要素の方向依存感度は、現在の作動により第１部品と第２部品との間の相対位置に或る変化（すなわち、走行装置と貨車ボディとの間の相対位置の変化）が生じると、前記検出信号が走行装置と貨車ボディとの間の異なる横方向変位で与えられる態様で特定用途に適合される。
【００３０】
最後に、（使用可能な視界に亘って）方向独立感度（direction independent sensitivity）を有するセンサの場合には、このような結果は、基準要素の幾何学的形状を適合させて、車両のそれぞれの作動状況または走行状態に故障分析を適合させることにより得られる。故障分析の適合の上記変更例の任意の組合せを使用できることは明らかである。
【００３１】
かくして、本発明による鉄道車両の好ましい変更形態では、センサ装置は、検出方向での状態変数の実際値を捕捉する状態変数センサユニットを有している。状態変数センサユニットは、検出方向での捕捉挙動、より詳しくは検出方向での感度を有し、該感度は鉄道車両の実際の走行状態に応じて変化する。状態変数センサユニットは、それぞれの適合に適した任意の捕捉特性を有する。より詳しくは、状態変数センサユニットは、少なくとも断面方向に、リニアおよび／または球形捕捉特性を有している。
【００３２】
非常に簡単かつ頑丈な実施形態では、状態変数センサユニットは、検出要素および関連する基準要素を有し、検出要素は、検出方向での状態変数の実際値として、検出要素と基準要素との間の少なくとも１つの距離を表わす値を捕捉する。検出要素は第１基準部品または第２基準部品を形成し、基準要素は第１基準部品および第２基準部品の他方を形成する。概略的に前述したように、検出要素および基準要素は、少なくとも検出方向において、検出要素と基準要素との間の相対位置が、鉄道車両の実際の走行状態に応じて変化し、検出方向での捕捉挙動に変化を与えるように配置される。非常に簡単な設計では、検出要素および基準要素は、より詳しくは、走行装置と貨車ボディとの間の懸架システムにより形成された偏揺れ軸から一定距離に、より詳しくは長手方向に沿う一定距離に配置されている。
【００３３】
原則的に、センサ装置として、第１基準部品と第２基準部品との間の空間的関係を表わす信号を発生する全てのセンサを使用できる。好ましくは、センサ装置は少なくとも１つの距離センサを有し、該少なくとも１つの距離センサは、第１基準部品と第２基準部品との間の距離を表わす少なくとも１つの値を捕捉する。
【００３４】
センサ装置は、必ずしも１つ以上の方向で第１基準部品と第２基準部品との間の空間的関係の連続的測定を行う必要がないことは理解されよう。それどころか、故障分析を行う場合、センサユニットは、第１基準部品と第２基準部品との間に所定の空間的関係が達成されたときに、対応する検出信号を発生するだけで充分である。例えば、第１基準部品と第２基準部品との間の或る距離を超えたこと（例えば信号レベル：１）または超えないこと（例えば信号レベル：０）は簡単な２進信号で充分に表示できる。したがって、少なくとも１つの距離センサは、一般にこのような簡単な２進信号を発生する近接スイッチの態様で設計するのが好ましい。
【００３５】
実際に、所望の状態変数の実際値を得るため、センサ装置は、鉄道車両内の任意の適当な位置に配置できる。好ましくは、貨車ボディは、懸架システムの２次ばねシステムを介して走行装置上に支持され、第１基準部品および第２基準部品は、２次ばねシステムの少なくとも一部に対して運動学的に並列に配置される。
【００３６】
前述のように、第２基準部品は必ずしも貨車ボディに固定連結する必要はない。したがって、本発明の好ましい実施形態によれば、第１基準部品は走行装置の第１部品に連結され、一方、第２基準部品は走行装置の第２部品、より詳しくは走行装置の第１部品上に前記２次ばねシステムの一部を介して支持されたボルスタに連結される。しかしながら、他の実施形態では、第２基準部品は前記貨車ボディに連結される。
【００３７】
また、第１および第２基準部品には、任意の適当な位置が選択される。本発明のかなりコンパクトな或る実施形態では、第１基準部品および／または第２基準部品は、２次ばねシステムのコンポーネント、より詳しくは２次ばねシステムの空気ばねに一体化されている。第１基準部品および／または第２基準部品が、走行装置と貨車ボディとの間の調節力および／または調節運動を発生させるアクチュエータ装置に一体化される場合には、比較的コンパクトな配置を達成できる。
【００３８】
故障信号は、車両内で任意の方法で使用できる。例えば、最も簡単な場合には、故障信号は、車両の運転士および／または遠隔制御センターが故障状況を気付かせることができる音声信号および／または映像信号を発生させるのに使用される。この場合、運転士および／または遠隔制御センターは、潜在的に危険性のある故障状況に対して適当な対策を開始することができる。
【００３９】
しかしながら、好ましくは、故障信号は、適当な対策を自動的に開始させるのにも使用される。例えば、故障信号自体は、能動懸架システムの制御コンポーネンツを制御するのに使用できる。かくして、本発明の有利な実施形態では、懸架システムは、力発生装置を有し、該力発生装置は、制御装置の制御下で、少なくとも１つの状態変数に影響を与える力を懸架システム内で発生する。
【００４０】
力発生装置は、好ましくは、故障信号に応じてその作動を修正し、この故障状況において不適当な作動に対して減殺作用をする。これは種々の方法で行われる。例えば、力発生装置は、故障信号を受けると、故障状況を潜在的に更に悪化させる虞のあるあらゆる運動を減殺するモードに切換える。
【００４１】
力発生装置自体が故障源となる可能性のある実施形態では、力発生装置は、故障信号に応答して、除勢モードに切り換わる。
【００４２】
また、力発生装置は、作動除勢モードにおいて、懸架システム内にリセット力を発生でき、該リセット力は、貨車ボディを、走行装置に対して所定の中立位置にリセットすべく作用する。この手段により、故障に付随する危険を、信頼性をもって低減できる。
【００４３】
力発生装置は任意の適当な設計にでき、かつ懸架システム内の任意の適当な位置に配置できる。好ましくは、力発生装置は、アクチュエータ装置、より詳しくは車両の長手方向に延びている傾斜軸回りの貨車ボディの傾斜角度を調節する傾斜アクチュエータを有する。これに加えまたはこの代わりに、力発生装置はダンパ装置、より詳しくは走行装置と貨車ボディとの間の運動を減衰させる偏揺れ減衰装置を有する。前述のように、これに加えまたはこの代わりに、第１基準部品および／または第２基準部品は、力発生装置のコンポーネント、より詳しくは該力発生装置のアクチュエータ装置に一体化させることができ、これにより、有利でコンパクトな設計にできる。
【００４４】
この点に関し、第１および第２基準部品は、少なくとも１つの状態変数に影響を与える力を懸架システム内に発生するときに、一定の相対運動を実行させる力発生装置の任意の適当な部品で形成できることは理解されよう。また、この場合、第１基準部品と第２基準部品との間の相対運動を必ずしも直接測定する必要はない。それどころか、前述のように、センサ装置は、第１基準部品と第２基準部品との空間的関係を表わす少なくとも１つの状態変数の実際値を捕捉するように構成できる。
【００４５】
例えば、力発生装置が、ピストンおよびシリンダ（これらは協働してアクチュエータの作動チャンバを形成する）を備えた油圧アクチュエータである場合には、センサ装置は、（適当な手段により）作動チャンバの充満度合いを簡単に捕捉できる。この充満度合いは、ピストン（例えば第１基準要素を形成する）とシリンダ（例えば第２基準要素を形成する）との相対位置をも表わすものである。
【００４６】
また本発明は、貨車ボディと、該貨車ボディを支持する走行装置を備えた懸架システムとを有する鉄道車両の懸架システムの故障を検出する方法に関し、この方法では、少なくとも１つの状態変数の実際値が捕捉され、状態変数は、走行装置に関連する第１基準部品と貨車ボディに関連する第２基準部品との間の空間的関係を表わす。また、故障分析は、状態変数の実際値を用いて行われ、該故障分析は、少なくとも１つの故障基準の充足を評価する。故障分析により前記故障基準を満たしていることが明らかである場合には故障信号が発生される。この方法により、鉄道車両について前述した長所および実施形態が、上記説明で述べたと同程度に達成されよう。
【００４７】
本発明の他の実施形態は、特許請求の範囲の従属項の記載および添付図面を参照して述べる好ましい実施形態についての以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による車両を示す概略断面図（図３のＩ−Ｉ線方向から見たもの）であり、この車両により本発明の方法の好ましい実施形態が実施される。
【図２】下から（すなわち、図３のＩＩ−ＩＩ線により示す軌道から）見た図１の車両の細部を示す概略図である。
【図３】図１の車両を示す概略側面図である。
【図４Ａ】図１の車両の一部を示す概略詳細図である。
【図４Ｂ】図１の車両の一部を示す概略ブロック図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示す車両の一部の他の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明による車両の他の好ましい実施形態を示す概略断面図（図２と同様な断面図）である。
【図６】本発明による車両の他の好ましい実施形態を示す概略断面図（図２と同様な断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、本発明による鉄道車両１０１の好ましい実施形態をより詳細に説明する。以下の説明を簡単化するため、図面にはｘｙｚ座標系を導入している。この座標系では（真直な水平軌道上で）、ｘ軸は車両１０１の長手方向を示し、ｙ軸は車両１０１の横方向を示し、ｚ軸は車両１０１の高さ方向を示す。
【００５０】
車両１０１は、懸架システム１０３により支持された貨車ボディ１０２を有している。懸架システム１０３は２つの走行装置１０４を有し、該走行装置１０４は軌道１０５上に載りかつ貨車ボディ１０２を支持している。各走行装置１０４は、１次ばねユニット１０４．３を介して走行装置のフレーム１０４．２を支持している２つの車輪の組み合わせ１０４．１を有している。走行装置のフレーム１０４．２は、２次ばねユニット１０４．４を介して貨車ボディ１０２を支持している。
【００５１】
懸架システム１０３は、２次ばねユニット１０４．４に対して運動学的に並列に配置された能動傾斜ユニット１０６を有している。傾斜ユニット１０６は、懸架システム１０３の能動部分を形成しかつ車両１０１の長手方向（ｘ軸）に平行に配置された傾斜軸すなわち横揺れ軸回りの傾斜角度すなわち横揺れ角度αｗを調節すべく機能する。このため、傾斜ユニット１０６は、走行装置のフレーム１０４．２および貨車ボディ１０２にヒンジ連結された、周知の横揺れ支持体１０６．１を有している。横揺れ支持体１０６．１は内方傾斜リンク１０６．２を有し、該内方傾斜リンク１０６．２は、周知の態様で、貨車ボディ１０２の横エクスカーション、すなわち走行装置１０４に対する貨車ボディ１０２の横方向（ｙ軸）の相対エクスカーションに傾斜効果を及ぼす。
【００５２】
傾斜ユニット１０６は更に、走行装置のフレーム１０４．２および貨車ボディ１０２の両方に連結された傾斜アクチュエータ１０６．３の形態をなす能動力発生装置を有している。傾斜アクチュエータ１０６は、制御ユニット１０７の形態をなす制御装置の制御の下で、車両１０１の現在の走行状態に関する傾斜角度αを能動的に調節すべく機能する。一般に、車両１０１のそれぞれの軌道１０５に特定された運動範囲１０５．１のあらゆる妨害を、適正な作動の下で回避できる、制御ユニット１０７で実施される傾斜制御アルゴリズムを実施すべきである。
【００５３】
明らかなことであるが、運動範囲１０５．１は、軌道１０５上で作動される全ての車両の全ての作動条件下で、より詳しくは車両の傾斜システムの全ての能動コンポーネンツの故障状態下でも尊重されることは絶対的に必須である。慣用車両では、この条件は、貨車ボディの外形および貨車ボディの横移動の両方を制限することにより（例えば、機械的に停止させること等により）満たされる。しかしながら、一方では、貨車ボディの外形の制限は輸送能力を低下させるという負の効果を呈し、他方では、機械的停止による横エクスカーションの制限も欠点を有する。なぜならば、これらの停止は、最悪の場合のシナリオ、すなわち横エクスカーションの最大限の制限による所与の運動範囲内の車両の作動状態に適合するように設計しなければならないからである。かくして、最終的に、この最悪の場合のシナリオとは異なる作動状態（すなわち、横エクスカーションのそれほど大きくない制限の状況）では、所与の運動範囲が許容されるものであっても、所望範囲の横エクスカーションは得られない。
【００５４】
これらの問題を回避するため、本発明による車両１０１は、制御ユニット１０７に接続されたセンサ装置１０９を有している。センサ装置１０９は、センサユニット１０９．３、１０９．４を備えた２つのセンサ手段１０９．１、１０９．２を有し、各センサユニット１０９．３、１０９．４は、それぞれ基準要素１０９．５〜１０９．８に関連している。センサユニット１０９．３、１０９．４は走行装置のフレーム１０４．２に機械的に連結され、一方、（板状）基準要素１０９．５〜１０９．８は、図１および図２に示す中立状態で、センサユニット１０９．３、１０９．４とそれぞれの関連基準要素１０９．５〜１０９．８の表面との間に或る横方向（ｙ方向）距離が形成されるように、貨車ボディ１０２に機械的に連結されている。
【００５５】
本発明では、センサユニット１０９．３、１０９．４がセンサ装置１０９の第１基準部品を形成し、一方、基準要素１０９．５〜１０９．８は、センサ装置１０９の第２基準部品を形成する。センサユニット１０９．３、１０９．４はそれぞれ、基準要素１０９．５〜１０９．８に関連する２つのセンサ要素１０９．９を有している。
【００５６】
かくして、図示の実施形態では、８つのセンサ要素１０９．９が設けられている。しかしながら、本発明の他の実施形態では、特に、選択された冗長性レベルおよび故障アルゴリズムに必要なセンサに基づいて、他の任意の適当数のセンサが選択される。センサの数は少なくとも２つから８つまでが好ましい。
【００５７】
各センサ要素１０９．９は、それぞれ、主として横方向（ｙ軸）を向いた限定視界１０９．１０により定められた所定の捕捉特性すなわち感度特性を有している。図示の実施形態では、各センサユニット１０９．３、１０９．４は、近接スイッチの形態に設計された簡単な距離センサである。より正確には、各センサ要素１０９．９は２進信号を発生し、関連するそれぞれの基準要素１０９．５〜１０９．８が視界１０９．１０と干渉しない限り、信号レベルは「０」であり、関連するそれぞれの基準要素１０９．５〜１０９．８が視界１０９．１０と干渉すると、信号レベルは「１」に切り換わる。
【００５８】
かくして本発明では、各センサ要素１０９．９により発生される信号は、それぞれの第１基準部品（それぞれ、センサユニット１０９．３、１０９．４）と、関連する第２基準部品（それぞれ、基準要素１０９．５〜１０９．８）との間の空間的関係を示す状態変数の実際値、すなわちこれらの横方向（ｙ軸）の相互距離を表わす。第１および第２基準部品は、それぞれ走行装置１０４および貨車ボディ１０２に連結されているので、（状態変数の）これらの実際値はまた、走行装置１０４と貨車ボディ１０２との間の横方向（ｙ軸）の空間的関係を表わすものでもある。
【００５９】
制御ユニット１０７は、車両１０１のあらゆる作動状態すなわち走行状態の下で、運動範囲１０５．１および所与の脱線危険レベルが尊重されるように、アクチュエータユニット１０６．３の作動を制御することができる。このため、制御ユニットはセンサ要素１０９．９から信号を受け、これらの信号を用いて故障分析を行う。
【００６０】
このような故障分析の最も簡単な場合には、それぞれのセンサ装置１０９により発生される信号の実際値が簡単な比較値として使用され、この比較値は、次に、故障状況が存在するか否かを評価すべく、簡単な閾値と比較される。それぞれのセンサ装置１０９により発生される簡単な２進信号を用いて、制御ユニット１０７は、センサ要素１０９．９の信号の１つがレベル「１」にあるか否かのチェックを簡単に行う（すなわち、制御ユニット１０７は、状態変数の実際の捕捉値の１つが閾値「１」に到達したか否かのチェックを行う）。これがＹＥＳである場合、すなわち故障基準を満たす場合には、制御ユニット１０７は故障信号を発生する。
【００６１】
しかしながら、他の変更例では、所与の故障閾値がＭ倍（故障基準）を超えた場合には、故障分析は、所与の時間間隔Ｔでのセンサ要素１０９．９の信号の所与の複数（Ｎ個）の不連続値について評価する。これがＹＥＳである場合には、制御ユニット１０７は、故障状況が存在することを決定しかつ故障信号を発生する。
【００６２】
図示の実施形態では、制御ユニット１０７は、一方では、故障状況の車両１０１の運転士に通知を行う信号として、信号発生装置１１３を介してこの故障信号を使用する。
【００６３】
また、図示の実施形態では、制御ユニット１０７は、アクチュエータ１０６．３をスイッチ・オフ（すなわち除勢）する信号としてこの故障信号を使用する。懸架システムの剛性、より詳しくは２次ばね装置１０４．４の剛性により、これは、あらゆる状況下で運動範囲１０５．１の妨害を回避するのに充分なものである。しかしながら、これがＮＯである場合には、アクチュエータ１０６．３のこの除勢状態におけるアクチュエータ１０６．３自体または走行装置１０４と貨車ボディ１０２との間の他の全ての部品は、貨車ボディ１０２にリセット力を加え、該リセット力は、貨車ボディ１０２を図１に示すような中立位置（αｗ＝０）に戻そうと作用する。
【００６４】
図２から理解されようが、（真直な水平軌道上にある車両１０１の中立状態では）、センサユニット１０９．３、１０９．４は、走行装置１０４と貨車ボディ１０２との間に形成された偏揺れ軸（それぞれ、高さ軸すなわちｚ軸に対して平行に配置されている）から（長手方向に）距離Ｄだけ隔てた位置にある。これにより、湾曲軌道（図２に二点鎖線１１１で示す）を通過するときに、基準要素１０９．５〜１０９．８を備えた貨車ボディ１０２が偏揺れモーメントを発生し、図２に破線１１２で示すように、センサユニット１０９．３、１０９．４と基準要素１０９．５〜１０９．８との間に、横方向（ｙ軸）に目立って変化した距離を生じさせる。
【００６５】
かくして、湾曲軌道１１１上では、（例えば、基準要素１０９．８と関連センサ要素１０９．９の視界１０９．１０との干渉により）制御ユニット１０７が故障信号を発生するまで、貨車ボディ１０２と走行装置１０４との間に（許容できる）横エクスカーションＴＥ１が生じるが、制御ユニット１０７が故障信号を発生するまで、貨車ボディ１０２と走行装置１０４との間の（許容できる）横エクスカーションＴＥ２はかなり低減される。これにより、制御ユニット１０７により行われる故障分析が、簡単な受動的態様で車両１０１の走行状況に自動的に適合されるという有利な効果が得られる。
【００６６】
故障状況についての懸架システム１０３のこの適応調査は、走行装置１０４と貨車ボディ１０２との間の空間的関係の能動制御を行うシステムの実現を可能にする。この能動制御は、貨車ボディ１０２の外形、したがって輸送能力の最大化を可能にする。なぜならば、走行装置１０４に対する貨車ボディ１０２の空間的関係は、所与の運動範囲１０５．１に能動的に適合するからである。また、能動懸架システム１０３は、その剛性および減衰特性が車両１０１の現在の走行状況に能動的に適合するため、乗客の乗り心地に関して最適化できる。本発明による故障調査により、運動範囲１０５．１の妨害の危険を増大させることなく、両方の長所を達成できる。
【００６７】
通過する軌道の異なる曲率半径について、センサ要素１０９．９および関連する基準要素１０９．６の配置および懸架システムでのその位置の例示寸法が図４Ａに示されている（特記しない限り、全ての寸法の単位はミリメートルで示されている）。図４Ａから容易に理解されようが、軌道の曲率半径（−２５０ｍ、−５００ｍ等）に基づいて、
【００６８】
図４Ａから理解されようが、真直軌道では、センサ要素１０９．９までの基準要素１０９．６の距離は９５ｍｍ（それぞれ、センサ要素１０９．９の、８０ｍｍの許容された移動および１５ｍｍの検出ゾーン、すなわち視界）である。貨車ボディの移動を４０ｍｍ（８０ｍｍ−４０ｍｍ＝４０ｍｍ）に制限するには、Ｒ＝−２５０ｍの曲率半径をもつ湾曲の場合、センサ要素は、基準要素１０９．６に向かって４０ｍｍ移動しなければならない。もちろん、本発明の他の実施形態では、センサ要素１０９．９の検出ゾーンまたは視界のそれぞれに、任意の寸法（１５ｍｍ以外）を選択できることは理解されよう。
【００６９】
このため、センサ要素１０９．９は、走行装置１０４の中央に位置する偏揺れ軸から或る長手距離（Ｄ≒１０００ｍｍ）に配置し、この変位がαｙ＝２．３°の偏揺れ角度（この曲率半径Ｒで車両１０１に生じる）をもつようにしなければならない。明瞭であるが、この距離Ｄは、２つの走行装置１０４間の長手距離に基づいて定められる。なぜならば、この長手距離が、軌道の任意の曲率で偏揺れ角度αｙを形成するからである。
【００７０】
ポジティブな湾曲では、センサ要素１０９．９は、基準要素１０９．６から更に遠くに移動（例えば、Ｒ＝＋５００ｍでは１００ｍｍまで移動）する。より小さい湾曲（Ｒ＝＋２５０ｍ）では、センサ要素１０９．９は更に遠くに移動する。しかしながら、アクチュエータ１０６．３がこの方向に或るストローク（例えば、この方向に１００ｍｍの最大ストローク）に制限される場合には、これが特別な影響を与えることはない。このような場合には、貨車ボディ１０２の一方側の検出を省略、すなわち基準要素１０９．５、１０９．７を省略して、基準要素１０９．６、１０９．８のみを使用しても充分であることに留意すべきである。
【００７１】
センサ要素１０９．１の視界１０９．１０の形状によっては、現在の軌道上のセンサの回転角度による誤差は小さくなる。この誤差を最小にするには、センサ要素１０９．１は、走行装置１０４の長手中心線上に配置するのが最も良い。
【００７２】
誘導検出により作動するセンサ要素１０９．９では、基準要素１０９．５〜１０９．８は、少なくとも４５ｍｍ×４５ｍｍの表面積を有するのが好ましい。この表面積は、センサ要素１０９．９とそれぞれの基準要素１０９．５〜１０９．８との間で長手移動および垂直移動ができるように大きくするのが好ましい。しかしながら、本発明の他の実施形態では、例えば光学的、電気的、機械的原理の単独またはこれらの組合せによる種々の検出原理で作動する他の任意の形式のセンサ要素を使用できることは理解されよう。
【００７３】
本発明によれば、高度の安全条件を満たすことができる能動車両懸架システムが達成される。図１から理解されようが、冗長配置を得るため、２つのセンサ要素１０９．９が基準要素１０９．５〜１０９．９に設けられている。
【００７４】
図４Ｂおよび図４Ｃは、これらの２つの冗長配置型センサ要素１０９．９の異なる例示配線、すなわち直列配置（図４Ｂ）および並列配置（図４Ｃ）を示すものである。図４Ｃに示す並列配置は試験局面で使用するのに好ましい。なぜならば、この並列配置は、（休眠故障を防止すべく）一方のセンサ要素１０９．９の故障を認識できるからである。いずれにせよ、システムの安全レベルを高めるための信頼性ある機能試験装置（例えば、それぞれのコンポーネントの適正作動を規則的に試験する試験回路）が提供される。かくして、本発明によれば、例えばＩＥＣ  ６１５０８、ＩＥＣ  ６１５０８、ＥＮ  ５０１２６〜ＥＮ  ５０１２９等の標準規格に特定された安全条件を満たす車両の懸架システム１０３が達成される。より正確には、レベル２（ＳＩＬ２）以上の安全試験レベル（これらの規格の幾つかに規定されたＳＩＬ）が達成される。
【００７５】
本発明の他の実施形態でも、上記（走行状態依存）適応故障分析が能動的に達成される。このため、例えば実際の走行状態は、車両の走行速度および／または走行方向および／または現在車両が通過している軌道の幾何学的形状によって定まり、センサ装置の少なくとも１つの走行状態センサ（図１に破線１１４で示す）が、実際の走行状態を定めるこれらの特定コンポーネンツを表わす１つ以上の適当な走行状態変数を捕捉する。
【００７６】
この場合には、制御装置１０７が、走行状態センサユニット１１４により得られる走行状態変数の実際値に関連する故障分析を実行する。鉄道車両の実際の走行状態を表わす任意の適当な変数が使用される。例えば、現在通過する軌道の実際の曲率を表わす少なくとも１つの変数に応じて、故障分析の改良が行われる。前述のように、制御装置は、走行状態センサ１１４により現在検出された曲率に応じて、（故障分析に適用される）横偏向の許容限度を調節する。この場合、充分に高い解像度で基準要素１０９．６までの距離を捕捉する単一のセンサ要素１０９．９を設ければ充分である。
【００７７】
これに加えまたはこれとは別に、センサ装置は、走行状態変数の実際値に応じて、その捕捉挙動（例えば、視界１０９．１０の形状および／またはサイズ）を変更できる。これは、能動的態様で、すなわちセンサ装置により捕捉されおよび／または与えられる走行状態変数の実際値に応じて行われる。
【００７８】
また、本発明の他の実施形態によれば、第１および第２基準部品１０９．５〜１０９．９に加えまたはこれに代えて、第１および第２基準部品をアクチュエータユニット１０６．３に一体化できることは理解されよう。第１および第２基準部品は、懸架システム１０３内で力を発生するときに一定の相対運動をするアクチュエータユニット１０６．３の任意の適当な部品となる。例えば、アクチュエータユニット１０６．３のピストンは第１基準部品を形成し、一方、アクチュエータユニット１０６．３のシリンダは第２基準部品を形成する。
【００７９】
また、この場合、第１基準部品と第２基準部品との間の相対運動は、任意の所望の適当な距離センサを用いて必ずしも直接測定する必要がないことは理解されよう。また、前述のように、センサ装置１０９は、第１基準部品と第２基準部品との間の空間的関係を表わす少なくとも１つの状態変数の実際値を捕捉する。例えば、油圧アクチュエータ１０６．３の場合には、センサ装置は、アクチュエータ１０６．３のピストンおよびシリンダにより形成される作動チャンバの充填度合いを（適当な手段により）簡単に捕捉する。作動チャンバの充填度合いは、ピストンとシリンダとの相対位置を表わすものでもある。
【００８０】
最後に、所望の冗長性および精度を達成するため、第１および第２基準部品を一体化する任意の所望数のアクチュエータを設けることができることは理解されよう。例えば、１つの走行装置に２つのアクチュエータ１０６．３を設けることができる。これらの２つのアクチュエータ１０６．３は、前述のように、基準部品１０９．５〜１０９．９の１つと同じ位置に配置するのが好ましい。
【００８１】
（第２実施形態）
本発明によるセンサ装置２０９の他の好ましい実施形態を、図５を参照して詳細に説明する。センサ装置２０９は、図１の車両１０１のセンサ装置１０９に代わるものである。センサ装置２０９は、その基本設計および機能の点でセンサ装置１０９にかなり一致しており、相違点のみを主として説明する。また、同じまたは同様なコンポーネントは、１００だけ増大した参照番号で示されている。以下の説明において特に断らない限り、これらのコンポーネンツの特徴および機能に関して前述した説明をここでも援用する。
【００８２】
センサ装置１０９との相違は、それぞれの走行状態に対する故障分析の適合が、（貨車ボディ１０２に連結された）基準要素２０９．５の幾何学的形状を適合することにより行われるという事実にある。図５から理解されようが、（走行装置１０４に連結された）センサ要素２０９．９および（貨車ボディ１０２に連結された）基準要素２０９．５は、車両の中立状態において、（走行装置１０４と貨車ボディ１０２との間の）偏揺れ軸に対して長手方向ではなく横方向にオフセットされている。
【００８３】
それぞれの走行状態（例えばＴＥ１、ＴＥ２）の下での許容可能な横エクスカーションの適合、したがって故障分析の適合は、基準要素２０９．５の検出表面の曲率により得られる。基準要素２０９．５の表面を変更するこの簡単な手段により、車両の実際の走行状態への事実上全ての所望の適合が達成されることは理解されよう。基準要素２０９．５には任意の適当な幾何学的形状を選択できることが理解されよう。より詳しくは、故障分析の所要適合の必要性に応じて、真直セクションと湾曲セクションとの任意の適当な組合せを選択できる。
【００８４】
（第３実施形態）
本発明によるセンサ装置３０９の他の好ましい実施形態を、図６を参照して詳細に説明する。センサ装置３０９は、図１の車両１０１のセンサ装置１０９に代わるものである。センサ装置３０９は、その基本設計および機能の点でセンサ装置１０９にかなり一致しており、相違点のみを主として説明する。また、同じまたは同様なコンポーネントは、２００だけ増大した参照番号で示されている。以下の説明において特に断らない限り、これらのコンポーネンツの特徴および機能に関して前述した説明をここでも援用する。
【００８５】
センサ装置１０９との相違は、それぞれの走行状態に対する故障分析の適合が、捕捉特性、ここでは（走行装置１０４に連結された）センサ要素３０９．９の視界３０９．１０の幾何学的形状を適合することにより行われるという事実にある。図６から理解されようが、（走行装置１０４に連結された）センサ要素３０９．９および（貨車ボディ１０２に連結された）基準要素３０９．５は、車両の中立状態において、（走行装置１０４と貨車ボディ１０２との間の）偏揺れ軸に対して長手方向ではなく横方向にオフセットされている。
【００８６】
それぞれの走行状態（例えばＴＥ１、ＴＥ２）の下での許容可能な横エクスカーションの適合、したがって故障分析の適合は、形状、より正確にはセンサ要素３０９．９の視界３０９．１０の曲率により得られる。センサ要素３０９．９の視界３０９．１０（すなわち感度特性）の形状を変更するこの比較的簡単な手段により、車両の実際の走行状態への事実上全ての所望の適合が達成されることは理解されよう。また、視界３０９．１０並びに基準要素３０９．５には任意の適当な幾何学的形状が選択されることは理解されよう。より詳しくは、故障分析の所要適合の必要性に応じて、真直セクションと湾曲セクションとの任意の適当な組合せを選択できる。
【００８７】
以上、本発明を、所与の運動範囲および所与の脱線の危険性を観察するという実施形態の範疇で説明した。しかしながら、本発明の他の実施形態では、これらに加えまたはこれらに代えて、他の基準または制限の観察により目的を達成できることは理解されよう。例えば、同様な態様で、（貨車ボディのレベルを軌道レベルの上方に調節する）車両のレベリングシステムの制限の観察を達成できる。
【００８８】
以上、本発明を鉄道車両に関連して説明したが、本発明を他の形式の車両に適用して、懸架システムの危険の省スペース解決法に関する同様な問題を解決できることは理解されよう。
【符号の説明】
【００８９】
１０１  鉄道車両
１０２  貨車ボディ
１０３  懸架システム
１０４  走行装置
１０５  軌道
１０６  能動傾斜ユニット
１０７  制御ユニット（制御装置）
１０９  センサ装置
１０９．３  センサユニット
１０９．９  センサ要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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