(57)【要約】  本発明は、レール車両（１０）のブレーキ設備用の制御装置（６０）であって、ブレーキ設備は、少なくとも、制動中に操作力により操作可能な第１のブレーキ装置（４１〜４８）及び第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）を有する制御装置（６０）に関する。第１のブレーキ装置（４１〜４８）及び第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）は、粘着力に基づくブレーキ装置である。制御装置（６０）は、第１及び／又は第２のブレーキ装置（４１〜４８）についての不十分な粘着力を示す粘着力不足信号を受信及び／又は発生可能であり、さらに制動中、粘着力不足信号の提示に応じて、第１及び／又は第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）を高められた操作力により操作するように形成されている。さらに本発明は、このような制御装置を有するレール車両用のブレーキ設備及び相応のレール車両並びに制御装置によりレール車両のブレーキ設備を制御する方法に関する。
2014530138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール車両（１０）のブレーキ設備用の制御装置（６０）であって、
前記ブレーキ設備は、少なくとも、制動中に操作力により操作可能な第１のブレーキ装置（４１〜４８）及び第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）を有し、
前記第１のブレーキ装置（４１〜４８）及び前記第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）は、粘着力に基づくブレーキ装置であり、
前記制御装置（６０）は、前記第１及び／又は第２のブレーキ装置（４１〜４８）についての不十分な粘着力を示す粘着力不足信号を受信及び／又は発生可能であり、さらに
前記制御装置（６０）は、制動中、前記粘着力不足信号が提示されると、前記第１及び／又は第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）を高められた操作力により操作するように形成されている、
ことを特徴とする、レール車両のブレーキ設備用の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置（６０）は、前記粘着力不足信号が提示されている間、少なくとも前記第１及び／又は第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）を高められた操作力で操作するように形成されている、請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置（６０）は、高められた操作力をブレーキ圧の上昇によって制御するように形成されている、請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置（６０）は、前記粘着力不足信号が提示されると、粘着力を高める粒子をレール上に撒くために、少なくとも１つの粒子撒布設備（６３，６５）を制御するように形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置（６０）は、前記少なくとも１つの粒子撒布設備（６３，６５）に対応配置された車輪を制動可能なブレーキ装置（４１，４２；４７，４８；７１，７２，７７，７８）を高められた操作力で制御するように形成されている、請求項４記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置（６０）は、少なくとも前記第１及び／又は第２のブレーキ装置（４１，７１；４２，７２；４７，７７；４８，７８）を高められた操作力で操作するために少なくとも１つの付加的な力発生器を操作するように形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御装置。
【請求項７】
前記粘着力不足信号は、前記レール車両（１０）の滑走防止装置（５２，５４，５６，５８）により提供されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の制御装置。
【請求項８】
レール車両用のブレーキ設備であって、
粘着力に基づく第１及び第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）と、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置（６０）と、
を備え、前記第１及び第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）は、前記制御装置（６０）に応じて操作力により操作可能であることを特徴とする、レール車両用のブレーキ設備。
【請求項９】
請求項８記載のブレーキ設備及び／又は請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置（６０）を備えるレール車両。
【請求項１０】
制御装置（６０）によりレール車両（１０）のブレーキ設備を制御する方法であって、前記ブレーキ設備は、少なくとも第１のブレーキ装置（４１〜４８）及び第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）を有し、前記第１及び第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）は、制動中に操作力により操作可能な、粘着力に基づくブレーキ装置であり、
‐前記制御装置（６０）により、前記第１及び／又は第２のブレーキ装置（４１〜４８）についての不十分な粘着力を示す粘着力不足信号を受信及び／又は発生するステップと、
‐前記制御装置（６０）により、制動中、前記粘着力不足信号が提示されると、前記第１及び／又は第２のブレーキ装置（４１〜４８；７１，７２，７７，７８）を高められた操作力により操作するステップと、
を有することを特徴とする、制御装置によりレール車両のブレーキ設備を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも第１及び第２のブレーキ装置を有するレール車両用のブレーキ設備用の制御装置、レール車両用のブレーキ設備及びレール車両並びにレール車両のブレーキ設備を制御する方法に関する。
【０００２】
レール車両を制動するために、種々異なる形態のブレーキが使用される。通常に用いるべき常用ブレーキとして、一般に、摩擦力結合（摩擦力（粘着力）による束縛）に基づくブレーキ（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓａｂｈａｅｎｇｉｇｅ  Ｂｒｅｍｓｅ）が使用される。このような粘着力に基づくブレーキは、ブレーキ力を車輪とレールとの間の接触を介して伝達する。しかし、このような接触の、ブレーキ力を受容する能力は、限られている。車輪とレールとの接触を介したブレーキ力の受容能力は、接線力係数あるいは粘着力係数（Ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｓｓｂｅｉｗｅｒｔ）によりパラメータ化可能な、車輪とレールとの間の粘着力により規定されている。車輪を制動する操作力が、粘着力により伝達可能なブレーキ力を上回ると、車輪は、滑走又はロックに陥る場合がある。滑走又はロックを回避するために、レール車両のブレーキ設備は、一般に、粘着力が超過されたときにブレーキの操作力を弱めることが可能な滑走防止装置を有している。さらに、粘着力が超過されたときは、レール車両を制動するための、予め決められた総ブレーキ力を加えることができない。これにより、ブレーキ距離が長くなってしまう場合がある。粘着力は、車輪とレールとの間の摩擦条件に強く依存しており、特に比較的長いレール車両の場合は、それぞれ異なるレール条件に基づいて車輪毎に異なっている場合がある。
【０００３】
本発明の課題は、粘着力に基づくブレーキ装置を有するブレーキ設備による改善された制動を可能にすることである。
【０００４】
この課題は、独立請求項の特徴により解決される。
【０００５】
本発明の別の好ましい形態及び構成は、従属請求項に係る発明である。
【０００６】
本明細書の枠内で、レール車両は、独自の動力装置を有するか、又は有しない単数又は複数の車両、及び／又は牽引車両の任意の組み合わせを指している。レール車両は、特に動力車両を有していることができる。レール車両の車両には、単数又は複数の回転可能な台車が設けられており、台車には、それぞれ単数又は複数の車軸が設けられていてよい。１つの車軸は、それぞれ２つの車輪を固定式に互いに結合するか、又は１つの車輪を独立懸架するために用いられることができる。ブレーキ設備は、複数のブレーキ装置、特に複数の粘着力に基づくブレーキ装置を有していることができる。粘着力に基づくブレーキ装置は、ブレーキ装置により制動のために加えられるブレーキ力を車輪とレールとの接触を介してレールに伝達することができる。粘着力に基づくブレーキ装置は、特にブロックブレーキ（踏面ブレーキ）、ディスクブレーキ、又はブロックブレーキとディスクブレーキとが組み合わされた複合式のブレーキを有していてもよい。摩擦ブレーキ装置は、レール車両及び／又はこのレール車両の車輪を制動するために、操作力を働かせ、摩擦要素を互いに摩擦接触させることが可能である。摩擦ブレーキ装置は、一対の摩擦対偶を有していることができる。この場合、摩擦対偶は、操作時に互いに接触させられる少なくとも２つの摩擦要素を有している。摩擦対偶は、摩擦要素として例えばブレーキブロックのブレーキライニングと、車輪の踏面とを有しているか、又はブレーキディスクと、ディスクブレーキキャリパの単数又は複数のブレーキライニングとを有している。個々の摩擦ブレーキ装置は、個々の車輪又は個々の車軸を制動するために形成されていてよい。ブレーキ装置は、ブレーキ力をレールに伝達可能な、対応配置された少なくとも１つの車輪を制動するために形成されていてよい。一般にブレーキ装置は、１つの車輪及び／又は１つの車軸及び／又は１つの台車に対応配置された複数の車輪若しくは車軸を制動する単数又は複数の摩擦ブレーキ装置、例えば単数又は複数のブレーキディスク及び対応配置されたブレーキキャリパ又は単数又は複数のブレーキブロックを有していてよい。ブレーキ装置は、単数又は複数の力発生器を有していてよい。力発生器は、対応配置された１つの車輪、対応配置された１つの車軸、１つの台車に配置された複数の車輪若しくは車軸、又は１つの車両に取り付けられた複数の車輪若しくは車軸を制動する操作力を発生させるために設けられていてよい。単数又は複数の力発生器は、独立して１つの車輪又は１つの車軸を制動するために制御可能であり、かつ／又はブレーキ圧又はブレーキ電流が供給可能である。車輪又はレール車両を制動するためにレールに対して作用する力は、ブレーキ力とも称呼可能である。レール車両に作用する総ブレーキ力は、作用するすべてのブレーキ装置と、制動の効果とによって提供される個々のブレーキ力の合計として生じる。制動のために摩擦ブレーキ装置に加えられる力は、操作力とも呼ばれる。操作力は、例えばブレーキキャリパにより加えられることができ、ブレーキキャリパは、単数又は複数のブレーキライニングをディスクブレーキのブレーキディスクと摩擦接触させる。ブレーキブロックを車輪踏面に摩擦接触させる力も、操作力と見なされ得る。ブレーキ装置を操作するために加えられる操作力は、同一の車輪又は同一の車軸を制動するためにブレーキ装置の摩擦ブレーキ装置に加えられる操作力の合計により規定可能である。ブレーキ装置を操作するために加えられる操作力は、１つの台車の複数の車輪又は車軸を制動するためにブレーキ装置の摩擦ブレーキ装置に加えられる操作力の合計により規定されてもよい。１つの摩擦ブレーキ装置内の摩擦効果と、車輪とレールとの間の摩擦効果とにより、すべての操作力がブレーキ力に変換されるわけではない。操作力を発生させるために、ブレーキ装置は、対応配置された少なくとも１つの力発生器又は力変換器を有していることができる。この種の力発生器は、例えばブレーキ圧が供給される圧力シリンダであるか、又は電気操作可能なアクチュエータであってもよい。ブレーキ圧が空気圧式に提供される場合は、空気圧式のブレーキ装置である。ブレーキ圧が液圧式に提供される場合は、液圧式のブレーキ装置である。電気操作可能なアクチュエータにブレーキ電流が供給され、アクチュエータがブレーキ電流を操作力に変換するようになっている場合は、電気式又は電気機械式のブレーキ装置である。ブレーキ圧を制御するために電気制御可能な弁装置、例えば電磁弁が設けられていてもよい。このような電気制御可能な弁装置を有するブレーキ装置は、電空式又は電気液圧式のブレーキ装置と称呼可能である。あるブレーキ装置は、他のブレーキ装置とは別の１つの車輪、別の１つの車軸、別の複数の車輪及び／又は別の複数の車軸を介してブレーキ力をレールに伝達できるようになっている点において、他のブレーキ装置とは区別可能である。１つのブレーキ装置は、１つの共通の制御ユニット、例えば１つの共通の制御弁装置を介して制御されるかつ／又は１つの共通のブレーキ圧が供給される力発生器により特定されてもよい。ブレーキ装置の制御とは、所定のブレーキ圧又はブレーキ電流の供給、及び／又は所定の操作力及び／又はブレーキ力が加えられるような制御を意味していることができる。このような制御は、制御装置、特に電子式の制御装置によって実施可能である。例えば電子式の制御装置は、ブレーキ装置の電気制御可能な弁装置を制御し、単数又は複数の力発生器にそれぞれ１つの所定のブレーキ圧を供給し、単数又は複数の力発生器がブレーキ圧をそれぞれ１つの操作力に変換することができるように形成されていてよい。単数又は複数のブレーキ装置の力発生器は、それぞれ同一の操作力を加えるか、又はそれぞれ異なる操作力を加えるように制御されてもよい。このために、例えば、力発生器又は摩擦ブレーキ装置は、個々に又はグループ毎に独立して制御可能であるようになっていてもよい。特に、空気圧式又は液圧式のブレーキ装置の力発生器にそれぞれ制御弁装置が対応配置されており、それぞれの制御弁装置を介して、複数の力発生器に供給される主ブレーキ圧がそれぞれ個別に個々の力発生器のためにか、又は複数の力発生器からなる群のために変更されてもよい。特に減圧弁が設けられていてもよく、減圧弁を介して、力発生器に作用するブレーキ圧は減圧可能である。この種の減圧弁は、滑走防止装置の一部であってよい。
【０００７】
本発明は、レール車両用のブレーキ設備用の制御装置であって、ブレーキ設備が、少なくとも、制動中に操作力により操作可能な第１のブレーキ装置及び第２のブレーキ装置を有する制御装置に関する。第１のブレーキ装置及び第２のブレーキ装置は、粘着力に基づくブレーキ装置である。制御装置は、第１及び／又は第２のブレーキ装置についての不十分な粘着力を示す粘着力不足信号を受信又は発生可能である。さらに制御装置は、制動中、粘着力不足信号が提示されると、第１及び／又は第２のブレーキ装置を高められた操作力により操作するように形成されている。これにより、本発明により、粘着力不足信号に応じて、高められた操作力が、ブレーキ設備の複数のブレーキ装置の少なくとも１つに加えられるようになっている。その際、すべての車輪及び／又は対応配置されたブレーキ装置が、粘着力の不足を示しているのではなく、少なくとも１つの車輪及び／又は対応配置されたブレーキ装置が、高められたブレーキ力を受容可能な粘着力の余剰を有していることを前提とする。これにより、このブレーキ装置によって、粘着力不足に基づいて伝達不能なブレーキ力を補填する付加的なブレーキ力が発生可能である。その際、第１のブレーキ装置は、第１の車軸に対応配置されていることが可能な第１の車輪を制動するために形成されていてよい。第２のブレーキ装置は、第２の車軸に対応配置されている第２の車輪を制動するために形成されていてよい。第１の車輪及び第２の車輪は、互いに独立的に回転可能、例えば１つの共通の車軸に配置されていないことにより互いに独立的に回転可能である。第１の車軸は、第２の車軸とは異なる台車に設けられていてもよい。一般的には、第１のブレーキ装置は、第１の台車の単数又は複数の車輪を制動するために形成されていてよく、第２のブレーキ装置は、第２の台車の単数又は複数の車輪を制動するために形成されていてよい。ブレーキ装置は、制動中、粘着力不足信号が提示されると、高められた操作力より低い操作力により操作されるようになっていてもよい。第１及び／又は第２のブレーキ装置を操作する操作力の上昇は、例えば制御装置により、それぞれのブレーキ装置の既に操作された単数又は複数の摩擦ブレーキ装置の操作が、高められた力により制御されることにより達成可能である。このために、例えば相応の高められたブレーキ圧又はブレーキ電流が制御可能である。択一的又は付加的に、これまで作動又は操作されていなかったブレーキ装置の単数又は複数の摩擦ブレーキ装置又は力発生器が、操作されるようになっていてもよい。その際、第１及び第２のブレーキ装置の少なくとも一方は、単数又は複数の付加的な摩擦ブレーキ装置及び／又は力発生器を有していてもよい。第１及び第２のブレーキ装置は、それぞれ異なる数の摩擦ブレーキ装置を有していてもよい。この場合、ブレーキ装置は、より多数の摩擦ブレーキ装置でもって、高められた操作力により操作するために制御されるようになっていてもよい。相応の制御は、例えば制動要求に基づいて制御装置により実施可能である。制動要求に基づく制御及び／又は相応の操作力による操作は、別の制御装置、例えばブレーキ制御装置によって実施されてもよい。実際に少なくとも１つの車輪において不十分な粘着力が存在するときだけ、粘着力不足信号が提供されることは自明である。一般にブレーキ装置は、粘着力不足信号が提示される前、制御に基づいて、高められた操作力より低い第１の操作力により操作されていてもよい。粘着力信号は、制御装置により発生され、かつ／又は受信されたとき、提示されたと見なされ得る。ブレーキ設備は、滑走防止システムを有していてもよい。滑走防止システムは、１つの車輪及び／又は１つの対応配置されたブレーキ装置について粘着力が不足しているとき、対応配置されたブレーキ装置を、対応配置された単数又は複数の車輪の滑走又はロックが防止されるように、当該ブレーキ装置の操作力を減じるように制御し、かつ／又はブレーキ力がレールを介して受容され得るように、加えられるブレーキ力を減じるように制御することができる。一般に粘着力不足信号は、ある車輪における粘着力が、この車輪を制動するために形成されたブレーキ装置によって加えられる操作力を、制動要求を充足するに十分な大きさのブレーキ力に変換するには、不十分であることを示すことができる。このような場合は、車輪の制動のために設けられたブレーキ装置のために十分な粘着力がないことを意味している。粘着力不足信号は、粘着力測定に基づいて形成される信号であることができる。粘着力不足信号は、粘着力を定量的に表し、かつ／又は粘着力が不足していることを定性的に示すことができる。粘着力不足信号は、レール車両の減速実際値と減速目標値との間の比較に基づいていてもよい。この比較は、制御装置により相応の信号に基づいて実施可能である。相応の信号は、粘着力不足信号を発生させるために、適当なセンサ装置又は制御装置により提供可能である。相応の粘着力不足信号は、制御装置に伝送されてもよい。一般に制御装置は、粘着力に関するデータに基づいて粘着力不足信号を形成するために形成されており、かつ／又は粘着力に関するデータに基づいて形成される粘着力不足信号を受信することができるようになっていることができる。制御装置は、少なくとも第１のブレーキ装置及び第２のブレーキ装置を制御するために接続されているか、又は接続可能であることができる。所定の操作力によるブレーキ装置の操作は、ブレーキ設備及び／又はブレーキ装置の要素を、ブレーキ装置の単数又は複数の力発生器が所定の操作力を提供し、かつ／又は所定の、例えば高められた操作力が提供されるように制御することを含んでいてもよい。このような制御は、適当な制御装置、特に粘着力不足信号の受信及び／又は発生のために形成された制御装置により実施可能である。このために、例えば制御装置が単数又は複数の制御弁装置を制御し、操作力を発生させるために単数又は複数の力発生器に所定のブレーキ圧が作用するようにしてもよい。制御装置によるブレーキ装置の制御は、所定のブレーキ圧を提供したり、所定の操作力及び／又はブレーキ力を発生させたりするために、ブレーキ装置を例えばブレーキ力マネージャ等の電子式の制御装置により制御することを含んでいてもよい。ブレーキ圧及び／又は操作力を減じるために、滑走防止装置又は滑走防止コンピュータによるブレーキ装置の制御も、制御装置による制御と見なされ得る。この場合、滑走防止装置又は滑走防止コンピュータは、制御装置に相当する。さらに制御装置は、他の制御装置又はセンサ装置から粘着力不足信号を受信するように形成されていてもよい。操作力は、制動要求が同じであるとき、この制動要求を充足するために制御すべき操作力又は制御される操作力よりも高いと、高められていると見なされ得る。粘着力不足信号を発生させるために、粘着力センサが設けられていてもよい。この関連で、例えば車輪回転数センサが粘着力センサと見なされてもよい。これは、車輪回転数データから車輪スリップが求められるからである。車輪スリップから、粘着力が不足していることが推定されるか、又は例えば支配しているブレーキ力及び／又は操作力が判っている場合には、粘着力の値が推定される。制御装置は、示された粘着力が予め決められた粘着力を下回っているとき、粘着力を定量的に表す信号を粘着力不足信号と解するように形成されていてもよい。少なくとも１つの車輪及び／又は車輪に対応配置された少なくとも１つのブレーキ装置について、制動要求又は制動目標値を達成するには、粘着力が不足していると、粘着力不足が存在するとされ、かつ／又は粘着力不足信号が形成されるようになっていてもよい。制動要求又は制動目標値は、例えば外部の制御部を介して制御装置に、例えば列車運転手の入力によってか、又は上位又は同列に配置された制御装置によって提供可能である。ブレーキ設備が２つより多くの粘着力に基づくブレーキ装置を有していてもよいことは、自明である。制御装置は、粘着力不足信号に基づいて、相応の粘着力に基づくブレーキ装置、特に１つの共通の型式のブレーキ装置の、全車両にわたる制御を実施するように形成されていてもよい。ブレーキ装置は、その操作力が同じような方法で形成され、かつ／又はブレーキ装置が操作力を同じような方法でブレーキ力に変換することができるようになっている場合、１つの共通の型式に属することができる。特にディスクブレーキ及びブロックブレーキ等の摩擦ブレーキ装置は、それぞれ同じ型式に属する。制御は、粘着力不足信号の受信又は発生に応じて実施される場合、つまり粘着力信号が提示されるときに実施される場合、粘着力不足信号に基づくと見なされ得る。制御装置は、粘着力不足信号が提示されると、これらのブレーキ装置の単数又は複数のブレーキ装置を高められた操作力で制御するように形成されていてもよい。制御装置は、他のブレーキ装置におけるより高い粘着力を提供する車輪に対応配置された所定のブレーキ装置を高められた操作力で操作する一方、他のブレーキ装置を不変のかつ／又はより低い操作力により操作することができるようになっていてもよい。制御装置は、複数のコンポーネント、例えばデータ伝送のために互いに接続された複数の制御機器を有していてもよい。制御装置は、滑走防止コンピュータ、ブレーキコンピュータ、ブレーキ力マネージャ又は列車コンピュータであるか、又はこれらの装置の複数を有していてもよい。制御装置は、単数又は複数の車輪及び／又は単数又は複数のブレーキ装置に関する粘着力データを受信し、粘着力データに基づいてブレーキ設備及び／又はブレーキ装置を制御するように形成されていてもよい。粘着力データは、例えば適当なセンサ装置によって求められ、提供されていてもよい。一般には、ブレーキ装置及び／又は対応配置された車輪が、高められた操作力をブレーキ力に変換可能なときは、ブレーキ装置を高められた操作力でのみ操作するように、制御装置を形成することが有利な場合がある。このために、対応する車輪の粘着力の監視を行ってもよい。特に制御装置は、粘着力不足信号に基づいて、どのブレーキ装置が、不足している粘着力に基づいて所望のブレーキ力をレールに伝達することができないのか、分類を行うことができるようになっていてもよい。好ましくは、制御装置は、相応のブレーキ装置を高められた操作力で操作しないように形成されていてもよい。択一的又は付加的には、制御装置は、単数又は複数のブレーキ装置及び／又は車輪のために粘着力を高める手段を制御するようになっていてもよい。一般には、制御装置が、例えば砂撒き等の手段により高められた操作力をブレーキ力に変換することが予測され得るブレーキ装置について、高められた操作力による操作を制御するように形成されていると、有利な場合がある。
【０００８】
制御装置は、粘着力不足信号が提示されている間、第１及び／又は第２のブレーキ装置を高められた操作力で操作するように形成されていてもよい。これにより、特に目下提示されている粘着力不足に反応することができる。その際、実際に少なくとも１つの車輪に粘着力不足が提示されているとき、粘着力不足信号がリアルタイムに形成されることを前提とすることができる。
【０００９】
制御装置は、高められた操作力をブレーキ圧の上昇によって制御するように形成されていると、有利な場合がある。このことは、特に簡単な形式で、高められた操作力を圧力操作式のブレーキ装置のために提供することが可能である。その際、高められたブレーキ圧は、単数又は複数のブレーキ装置のために提供可能である。
【００１０】
一態様において、制御装置は、粘着力不足信号が提示されると、粘着力を高める粒子をレール上に撒くために、少なくとも１つの粒子撒布設備を制御するように形成されていてもよい。これにより、少なくとも１つの粒子撒布設備の制御により、少なくとも幾つかの車輪のための粘着力は、増大可能である。粒子撒布設備は、レール上に粒子を供給する供給装置を有していることができる。粒子は、例えば砂又はセラミック材料を含んでいてよい。粒子撒布設備は、単数又は複数の車輪に対応配置されていてよく、粒子を撒くことにより、車輪の粘着力を高めることができるようになっている。粒子撒布設備は、それぞれ、レール車両の進行方向で粒子撒布設備の後方に配置されている車輪に対応配置されていてよい。その際、制御装置は、粒子撒布設備の対応配置を進行方向に合わせて調整するように形成されていてもよい。粒子撒布設備の制御は、粘着力不足信号が提示されたときに、高められた操作力が制御される前に実施されてもよい。これにより、粘着力不足信号に対する２段階の反応が実施可能である。第１のステップにおいて、少なくとも幾つかの車輪の粘着力を改善するために、少なくとも１つの粒子撒布設備の制御が行われる。粒子撒布設備では不十分であるとき、第２のステップにおいて、付加的に、単数又は複数のブレーキ装置のための操作力の増大が実施可能である。粒子撒布設備の制御と、高められた操作力の制御とは、略同時に実施されてもよい。制御装置は、粘着力を高める択一的又は付加的な手段として、レールクリーニング装置を制御し、かつ／又はレールをクリーニングするために電磁吸着ブレーキ装置を制御してもよい。
【００１１】
制御装置は、粒子撒布設備に対応配置された車輪を制動可能なブレーキ装置を高められた操作力で制御するように形成されていてもよい。これにより、相応の車輪を介して、高められた操作力が高められたブレーキ力にも変換され得ることが保証可能である。ブレーキ装置は、第１及び／又は第２のブレーキ装置であってよい。
【００１２】
制御装置は、第１のブレーキ装置及び／又は第２のブレーキ装置を高められた操作力で操作するために少なくとも１つの付加的な力発生器を操作するように形成されていてもよい。付加的な力発生器は、特に、ブレーキ装置により車輪又は車軸を制動するために加えられる操作力及び／又は作用するブレーキ力を高めるようになっていてもよい。付加的な力発生器は、付加的な操作力を、既に操作力が加えられている摩擦要素に加えるようになっていてもよい。付加的な力発生器には、少なくとも１つの付加的な摩擦要素、例えば付加的なブレーキブロックが対応配置されていてもよい。付加的な摩擦要素は、付加的な力発生器の操作時、車輪を制動するために加えられる全操作力を高めるために、制動される車輪と摩擦接触可能である。高められた操作力が加えられない通常の制動中は、付加的な力発生器が操作されず、特にブレーキ圧が供給されないようになっていてもよい。第１及び／又は第２のブレーキ装置には、それぞれ少なくとも１つの付加的な力発生器及び／又は付加的な摩擦ブレーキ装置が対応配置されていてもよい。一般的には、単数又は複数の所定のブレーキ装置に、少なくとも１つの付加的な力発生器及び／又は付加的な摩擦ブレーキ装置が対応配置されていてもよい。この場合、ブレーキ装置毎に１つの付加的な力発生器が対応配置されている必要はない。付加的な力発生器には、圧力操作式のブレーキ装置のために、対応するブレーキ装置の単数又は複数の別の力発生器と同じブレーキ圧が供給されるようになっていてもよい。これにより、圧力制御部及び圧力管路システムの設計は、従来のシステムと同じままとすることができる一方で、高められた操作力が提供される。さらに、既存のブレーキ設備に、簡単に付加的な力発生器が、例えば滑走防止システムにおける僅かな変更により後付けされる。付加的な力発生器に付加的な制御弁が対応配置され、付加的な制御弁を介して付加的な力発生器にブレーキ圧が供給され得るようになっていてもよい。制御装置は、この制御弁を粘着力不足信号に基づいて制御して、付加的な力発生器にブレーキ圧が供給されるように形成されていてもよい。特に、付加的な制御弁は、粘着力不足信号が提示されるときか、又は提示されるときだけ、付加的な力発生器のためのブレーキ圧を提供するために制御装置により制御されるようになっていてもよい。
【００１３】
粘着力不足信号は、レール車両の滑走防止装置により提供されるようになっていてもよい。この種の滑走防止装置は、一般に、粘着力不足を検出し、相応の信号を出力するように形成されている。これにより、レール車両の既存のシステムが引き続き使用可能である。粘着力不足信号は、滑走防止装置の作動を示す信号であってもよい。
【００１４】
本発明は、レール車両用のブレーキ設備であって、粘着力に基づく第１及び第２のブレーキ装置と、上述の制御装置と、を備え、第１及び第２のブレーキ装置は、制御装置に応じて操作力により操作可能である、レール車両用のブレーキ設備にも関する。
【００１５】
さらに本発明は、上述のブレーキ設備及び／又は上述の制御装置を備えるレール車両に関する。
【００１６】
さらに本発明は、制御装置によりレール車両のブレーキ設備を制御する方法であって、ブレーキ設備は、少なくとも第１のブレーキ装置及び第２のブレーキ装置を有する、制御装置によりレール車両のブレーキ設備を制御する方法に関する。第１及び第２のブレーキ装置は、粘着力に基づくブレーキ装置であり、制動中に操作力により操作可能である。本発明に係る方法は、制御装置により、第１及び／又は第２のブレーキ装置についての不十分な粘着力を示す粘着力不足信号を受信及び／又は発生するステップと、制御装置により、制動中、粘着力不足信号が提示されると、第１及び／又は第２のブレーキ装置を高められた操作力により操作するステップと、を有する。制御装置は、上述の制御装置であってもよい。ブレーキ設備は、上述のブレーキ設備であってもよい。本発明に係る方法は、粘着力不足信号の受信のステップ前に、所定の第１の操作力により制動するために第１及び第２のブレーキ装置を制御するステップを有していてもよい。高められた操作力は、この第１の操作力より大きくてよい。上述の制御装置又は別の制御装置は、所定の第１の操作力による制動を制御するように形成されていてもよい。制御装置は、粘着力不足信号が提示されている間、少なくとも第１及び／又は第２のブレーキ装置を高められた操作力で操作するように形成されている。制御装置は、高められた操作力をブレーキ圧の上昇によって制御可能である。制御装置は、粘着力不足信号が提示されると、粘着力を高める粒子をレール上に撒くために、少なくとも１つの粒子撒布設備を制御するようになっていてもよい。一態様において、制御装置は、少なくとも１つの粒子撒布設備に対応配置されている車輪を制動可能なブレーキ装置を高められた操作力で制御するようになっていてもよい。制御装置は、少なくとも第１及び／又は第２のブレーキ装置を高められた操作力で操作するために少なくとも１つの付加的な力発生器を操作するようになっていてもよい。粘着力不足信号は、レール車両の滑走防止装置により提供されてもよい。
【００１７】
以下に、本発明について、添付図面を参照しながら有利な実施の形態に基づいて例示的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ブレーキ設備を有するレール車両の概略図である。
【図２】様々なブレーキ状態におけるブレーキ力分布の概略図である。
【００１９】
図１は、概略的にレール車両１０を示している。レール車両１０は、複数の車両を有しており、これらの車両は、それぞれ回転可能な第１の台車１２、第２の台車１４、第３の台車１６及び第４の台車１８を有している。第１の台車１２には、車軸２１，２２が配置されている。第２の台車１４には、車軸２３，２４が設けられている一方、第３の台車１６には、車軸２５，２６が、第４の台車１８には、車軸２７，２８が設けられている。１つの台車の複数の車軸には、それぞれ、１つの共通の制御弁を介してブレーキ圧が供給される圧力操作式のブレーキ装置が対応配置されている。こうして、第１の台車１２には、第１の制御弁３２が、第２の台車１４には、第２の制御弁３４が、第３の台車１６には、第３の制御弁３６が、第４の台車１８には、第４の制御弁３８が、それぞれ対応配置されている。制御弁３２，３４，３６，３８は、主圧力管路に接続されている。主圧力管路は、１つのブレーキ制御部４０を介した制御に合わせて、公知の形式で制御圧を制御弁装置３２，３４，３６及び３８に供給する。制御弁装置３２，３４，３６及び３８は、制御圧に基づいてブレーキ圧を提供するように形成されている。択一的には、ブレーキ圧は、車両毎のブレーキ制御部によって提供されてもよい。車両毎のブレーキ制御部は、中央の電気的なブレーキ信号を受信し、それぞれ１つのブレーキ圧に変換可能である。各々の車軸２１〜２８には、本例では摩擦ブレーキ装置４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７あるいは４８が対応配置されている。摩擦ブレーキ装置４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７あるいは４８は、それぞれの車軸を制動することができる。各摩擦ブレーキ装置４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７あるいは４８は、ブレーキブロック等の制輪子と、制御弁装置３２，３４，３６又は３８を介して提供されるブレーキ圧を操作力に変換する力発生器として働く空気圧式のシリンダとを有している。摩擦ブレーキ装置４１及び４２には、制御弁３２を介して、摩擦ブレーキ装置４３及び４４には、制御弁３４を介して、摩擦ブレーキ装置４５及び４６には、制御弁３６を介して、摩擦ブレーキ装置４７及び４８には、制御弁３８を介して、それぞれ、ブレーキ圧が供給される。制御弁装置３２，３４，３６及び３８は、所望のブレーキ圧を提供するために、純粋に空気圧式又は電子式に制御可能である。ブレーキ装置４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８は、レール車両の標準装備の一部と見なされることができ、通常通りブレーキ圧が供給可能である。摩擦ブレーキ装置にブレーキ圧を供給する択一的な変化態様も考えられる。変化態様の例として、１つの共通の非常ブレーキループを有する非常ブレーキ弁が設けられていても、個別の目標値設定を有する車両毎の制御部が設けられていてもよい。さらに空気圧式のブレーキ設備の代わりに、液圧式、電気式又は電気機械式のブレーキ設備が、適当に操作可能な摩擦ブレーキ装置及び力発生器を備えて設けられていてもよい。さらに各台車には、滑走防止設備に属する滑走防止装置が対応配置されている。特に第１の台車１２には、第１の滑走防止装置５２が、第２の台車１４には、第２の滑走防止装置５４が、第３の台車１６には、第３の滑走防止装置５６が、第４の台車１８には、第４の滑走防止装置５８が、それぞれ対応配置されている。各滑走防止装置５２，５４，５６，５８は、該当する車軸２１〜２８の車輪回転数データを受信するために、車輪回転数センサに接続されている。車輪回転数データに基づいて、それぞれの車軸又は台車のための滑走防止装置は、粘着力不足を認識することができる。このために滑走防止装置は、例えば単数又は複数の車輪の車輪スリップを監視することができる。さらにブレーキ力マネージャ６０が設けられている。ブレーキ力マネージャ６０は、滑走防止装置５２，５４，５６及び５８と連絡を取り合うことができる。ブレーキ力マネージャ６０及び／又は滑走防止装置５２，５４，５６，５８を介して、複数の電磁制御可能な減圧弁が制御される。減圧弁のそれぞれは、制御弁３２，３４，３６，３８の１つと、当該制御弁を介してブレーキ圧が供給される摩擦ブレーキ装置との間に配置されている。ある滑走防止装置５２，５４，５６，５８が粘着力不足を認識すると、減圧弁を介して、対応する摩擦ブレーキ装置に供給されるブレーキ圧を減圧することができる。これにより、対応する摩擦ブレーキ装置に作用する操作力は、低下する。このプロセスは、滑走防止装置の作動と見なされ得る。滑走防止装置は、作動時及び／又は粘着力不足認識時、相応の粘着力不足信号を準備し、粘着力不足信号をブレーキ力マネージャ６０に伝送することができる。さらに第１の台車１２には、粒子撒布設備６３が、第４の台車１８には、粒子撒布設備６５が、それぞれ対応配置されている。粒子撒布設備６３及び６５は、ブレーキ力マネージャ６０に接続されている。さらに粒子撒布設備６３は、第１の滑走防止装置５２に接続され、粒子撒布設備６５は、第４の滑走防止装置５８に接続されている。各粒子撒布設備６３，６５は、粒子をレール上に撒くために、ブレーキ力マネージャ６０及び／又は対応する滑走防止装置５２又は５８を介して制御可能である。第２の台車１４及び第３の台車１６には、粒子撒布設備は対応配置されていない。図１に看取可能であるように、粒子撒布設備６３又は６５は、本例では、車軸２２又は車軸２８が位置するレール区分に粒子を撒くように形成されている。これにより車軸２２及びその車輪は、粒子撒布設備６３に対応配置され、車軸２８及びその車輪は、粒子撒布設備６５に対応配置されている。さらに第１の台車１２には、付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２が設けられている。これらの付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２は、それぞれ、車軸２１又は車軸２２を制動することができる。これらの付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２は、それぞれ、制御弁３２を介してブレーキ圧が供給可能な付加的な力発生器を有している。第４の台車１８にも、付加的な摩擦ブレーキ装置７７，７８が設けられている。これらの付加的な摩擦ブレーキ装置７７，７８は、それぞれ、車軸２７又は車軸２８を制動することができる。これらの付加的な摩擦ブレーキ装置７７，７８は、それぞれ、制御弁３８を介してブレーキ圧が供給可能な付加的な力発生器を有している。摩擦ブレーキ装置７１，７２及び摩擦ブレーキ装置７７，７８には、それぞれ１つの電磁式の弁６２，６８が対応配置されている。電磁式の弁６２，６８は、ブレーキ力マネージャ６０により制御可能である。電磁式の弁６２，６８を介して、ブレーキ力マネージャ６０による相応の制御に基づいて、付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２又は７７，７８にブレーキ圧が供給される。ブレーキ力マネージャ６０は、滑走防止装置５２，５４，５６又は５８の１つから粘着力不足信号を受けると、レール車両の粘着力状況及び／又はブレーキ力状況を改善する２段階のプロセスを実行可能である。第１のステップにおいて、ブレーキ力マネージャ６０は、粒子をレール上に撒くために、粒子撒布設備６３及び／又は粒子撒布設備６５を制御することができる。これにより、少なくとも車軸２２及び２８の粘着力は、改善される。これにより、高められた総ブレーキ力がレールに伝達される。この高められた総ブレーキ力が、所望の制動作用を達成するのに不十分であれば、第２のステップにおいて、ブレーキ力マネージャ６０は、付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２，７７，７８の１つ又は複数を操作することができる。これにより、特に車軸２１，２２，２７及び／又は２８に対応配置され、粒子撒布設備６３，６５が対応配置された摩擦ブレーキ装置４１，４２，４７及び／又は４８の操作力が、高められる。これにより、これらの車軸において、より高いブレーキ力が作用し得る。このことは、総ブレーキ力の増大につながる。ブレーキ力マネージャ６０が、制御弁３２，３４，３６，３８の１つ又は複数を制御し、これらの制御弁３２，３４，３６又は３８が、それぞれに対応する操作力を高めるべく、高められたブレーキ圧を提供するように形成されていてもよい。これにより、特に粒子撒布設備に対応配置された車軸２１，２２，２７及び／又は２８において、高められたブレーキ力を発生させることができる。制御弁３２，３４，３６又は３８のこのような制御は、付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２，７７又は７８の操作に対して択一的又は付加的に実施可能である。択一的には、ブレーキ力マネージャ６０が、単数又は複数の粒子撒布設備６３，６５及び単数又は複数の付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２，７７，７８を同時に操作し、かつ／又は同時に、少なくとも１つの制御弁３２，３４，３６又は３８により提供されるブレーキ圧を高めるようになっていてもよい。ブレーキ力マネージャ６０は、図１に符号ａで示す、スイッチを有するセンサを介して、高められた粘着力の利用を制御するように、制御可能になっていてもよい。この場合、粘着力不足が存在することを示す信号が運転士に提供されるようになっていてもよい。この信号は、例えば減速を機械的に検出することを介して提供可能である。それぞれの摩擦ブレーキ装置４１〜４８は、それぞれ異なる粘着力状態にある可能性のあるそれぞれ異なる車輪又は車軸に作用する。摩擦ブレーキ装置４１及び７１、摩擦ブレーキ装置４２及び７２、摩擦ブレーキ装置４７及び７７並びに摩擦ブレーキ装置４８及び７８は、それぞれ、同じ車軸に作用する。図１に示した変化態様では、それぞれ１つの台車１２，１４，１６又は１８に対応配置された摩擦ブレーキ装置に、１つの共通のブレーキ圧が供給可能である。これにより、それぞれ、１つの台車に対応配置されたすべての摩擦ブレーキ装置は、１つのブレーキ装置の一部と見なされ得る。それゆえ、例えば第１のブレーキ装置は、摩擦ブレーキ装置４１，４２，７１及び７２を有し、第２のブレーキ装置は、摩擦ブレーキ装置４３及び４４を有していることができる。相応に、第３のブレーキ装置は、摩擦ブレーキ装置４５及び４６を有し、第４のブレーキ装置は、摩擦ブレーキ装置４７，４８，７７及び７８を有していることができる。ブレーキ力マネージャ６０は、本例では、制動中、所定のブレーキ装置に作用する操作力を高めることが可能な電子式の制御装置として形成されている。特に、第１のブレーキ装置に作用する操作力及び／又は第４のブレーキ装置に作用する操作力は、付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２及び／又は７７，７８の操作により高められ得る。いわば、これらの付加的な摩擦ブレーキ装置７１，７２及び／又は７７，７８は、制動中、付加的に作動され得る。このとき、設定されたブレーキ圧は、一定であってよい。摩擦ブレーキ装置４１〜４８，７１，７２，７７，７８及び制御弁３２，３４，３６，３８は、レール車両１０のブレーキ設備の一部と見なされ得る。滑走防止装置５２，５４，５６，５８及びブレーキ力マネージャ６０も、ブレーキ設備の一部と見なされ得る。
【００２０】
図２は、概略的にレール車両のそれぞれ異なる例のブレーキ状態におけるブレーキ力分布を示している。図示しているのは、それぞれ、台車１２，１４，１６，１８に対応配置された車軸の典型的な粘着力‐車輪スリップ‐曲線である。その際、１つの台車に配置される複数の車軸に関するレール状況は、変わらないものとする。４つの列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ異なるブレーキ状態を示している。Ａ列は、所望のブレーキ力Ｆ＿ＢＲをレールに伝達するために、すべての台車に十分な粘着力が存在する状況を示している。Ａ列では、粘着特性曲線の最大値が、それぞれ、黒の線により示すブレーキ力Ｆ＿ＢＲの上側にあるため、各台車においてさらに大きなブレーキ力が受容可能であることが看取可能である。Ｂ列は、例えば台車１２及び１４が濡れたレール区分上を走行しているため、これらの台車１２及び１４において比較的低い粘着力しか存在しない状況を示している。本例では、滑走防止システムが働いて、台車１２及び１４のブレーキ装置を介して加えられる操作力を引き下げるように制御し、それぞれ、低い粘着力でも受容し得るブレーキ力が生じるようにしている。滑走防止システムにより決定されるブレーキ力は、Ｆ＿ＷＳＰと呼び、破線で示してある。台車１６及び１８については、Ａ列と同じ状況である。Ｂ列の状態では、台車１２及び１４を介して必要なブレーキ力よりも低いブレーキ力が加えられるため、全体として見れば、所望されるブレーキ力より低いブレーキ力がレールに伝えられる。Ｃ列は、制御装置が、台車１２，１４，１６及び１８のブレーキ装置のために、それぞれ、高められたブレーキ力に至り得る高められた操作力を制御するブレーキ状態を示している。粘着力条件は、Ｂ列の粘着力条件と同じである。台車１２及び１４のために、滑走防止装置は再び、ブレーキ力Ｆ＿ＷＳＰに変換される操作力しか働かせない。しかし、台車１６及び１８における粘着力条件は、高められた操作力を、高められたブレーキ力Ｆ＿ＢＲ＊に変換することを許容する。相応に、台車１６，１８は、Ｂ列の状態より強く制動され、全体として見れば、レール車両に作用するより高いブレーキ力が生じる。Ｄ列は、高められた操作力をブレーキ力としてレールに伝達することが可能な車輪に対応配置されたブレーキ装置だけが、高められた操作力により操作されている状態を示している。この場合、制御装置は、台車１２及び１４の滑走防止装置の作動に基づいて、これらの台車１２及び１４に対応配置されたブレーキ装置を、高められた操作力により制御していない。これに応じて、台車１２，１４のブレーキ装置は、レールに伝達可能であれば、ブレーキ力Ｆ＿ＢＲに相当する、比較的低い操作力でしか操作されていない。実際、これらの台車１２，１４の滑走防止装置は、操作力をそれぞれ引き下げるように制御して、それぞれの操作力がそれぞれのブレーキ力Ｆ＿ＷＳＰに相当するようにしている。これに対して、台車１６，１８のブレーキ装置は、ブレーキ力Ｆ＿ＢＲ＊に相当する高められた操作力で操作される。Ｄ列の総ブレーキ力は、Ｃ列で台車１２，１４のブレーキ装置がより高い操作力で制御されたとしても、Ｃ列の総ブレーキ力に相当する。
【００２１】
本発明の明細書、図面及び特許請求の範囲に開示される構成は、単独でも、任意の組み合わせでも、本発明の実現にとって本質的なものとなり得る。
【符号の説明】
【００２２】
１０  レール車両
１２  第１の台車
１４  第２の台車
１６  第３の台車
１８  第４の台車
２１，２２  車軸
２３，２４  車軸
２５，２６  車軸
２７，２８  車軸
３２  制御弁装置
３４  制御弁装置
３６  制御弁装置
３８  制御弁装置
４０  ブレーキレバー／ブレーキ制御部
４１，４２  摩擦ブレーキ装置
４３，４４  摩擦ブレーキ装置
４５，４６  摩擦ブレーキ装置
４７，４８  摩擦ブレーキ装置
５２  滑走防止装置
５４  滑走防止装置
５６  滑走防止装置
５８  滑走防止装置
６０  ブレーキ力マネージャ
６２  電磁式の弁
６３  粒子撒布設備
６５  粒子撒布設備
６８  電磁式の弁
７１  付加的なブレーキ装置
７２  付加的なブレーキ装置
７７  付加的なブレーキ装置
７８  付加的なブレーキ装置
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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