(57)【要約】  本発明は、レール車両（２）の台車（１０）に支承されている車輪（８）の監視方法に関し、−車輪（８）の車輪周方向における、車輪（８）を制動するブレーキ（１４）の変形（１６）を検知し、−目標位置（２２）との対比に基づいて、検知された変形（１６）を評価する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール車両（２）の台車（１０）に支承されている車輪（８）の監視方法であって、
−前記車輪（８）の車輪周方向における、前記車輪（８）を制動するブレーキ（１４）の変形（１６）を検知し、
−目標位置（２２）との対比に基づいて、前記検知された変形（１６）を評価する、
レール車両（２）の台車（１０）に支承されている車輪（８）の監視方法。
【請求項２】
前記レール車両（２）の制動過程中に、前記ブレーキ（１４）の変形を検知する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ブレーキ（１４）の検知された変形（１６）は、前記車輪（８）に作用するブレーキ力に基づく、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記検知された相対的な位置（１６）の評価前に、前記ブレーキ（１４）の検知された変形（１６）をフィルタリングする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ブレーキ（１４）の検知された変形（１６）のフィルタリングは、前記ブレーキ力により惹起される変形（２２）を、前記検知された変形（１６）から分離する、請求項５記載の方法。
【請求項６】
−前記検知された変形（１６）の振幅が、予め決められた値（２８）を超過すると、前記レール車両（２）の脱線を検出する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
−前記検知された変形（１６）が、前記車輪（８）の車輪回転に相当する又は前記車輪（８）の車輪回転の数倍に相当する周波数（２６）を有する高調波を含む場合、前記車輪（８）のアンバランスを検出する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記車輪（８）のアンバランスは、円のひずみ及び／又は平坦個所を含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を実施する制御装置（１２）。
【請求項１０】
請求項９記載の制御装置（１２）を有するレール車両（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総じて車両、特にレール車両に関する。さらに、本発明は、レール車両の台車に支承されている車輪を監視するための方法、及びこの方法を実施するための制御装置に関する。
【０００２】
独国特許出願公開第４２４２３９２号明細書において、レール車両が公知である。
【０００３】
本発明の目的は、公知のレール車両を改良することである。
【０００４】
上記目的は、独立請求項の特徴により達成される。有利な改良形は、従属請求項の対象である。
【０００５】
本発明の観点によれば、レール車両の台車に支承されている車輪の監視方法は、
−車輪の車輪周方向での、車輪を制動するブレーキの変形を検知し、
−目標位置との対比に基づいて、検知された変形を妥当化する若しくは評価する、
ステップを含む。
【０００６】
上記方法の根底には、レール車両におけるブレーキの荷重から、車輪の状態又は車輪の位置に関する種々異なる情報を検知することができる、という考察がある。レールは理想的には平らであるので、ブレーキは、例えば制動過程中といった通常作動中には、変形しないようになっているか又は推定したようにしか変形しないようになっている。しかしブレーキが推定しない形式で変形した場合には、この変形は、ブレーキに対する、例えば円のひずみ（Unrundheit）といった車輪における欠陥、又は例えばレール車両の脱線といったレール車両の走行ルートにおける欠陥に起因する衝撃或いは振動から生じ得る。
【０００７】
ブレーキの変形は、各任意のセンサによって検知することができる。このセンサは、例えばブレーキにおける２つの点の互いの相対的な移動に基づいて、変形を検知することに適している。上記センサは、例えばひずみゲージである。
【０００８】
妥当化若しくは評価は任意に行うことができる。妥当化若しくは評価の目的は、ブレーキの推定される変形からの、ブレーキの変形のずれを確認し、次いでこのずれから、車輪及び／又はレール車両に対する欠陥ある状態を導き出すことである。
【０００９】
確かに、ブレーキの変形を各任意の時点で測定することができる。ブレーキが、例えば作動していない場合、レール車両は理論的に振動なく平らなレール上を走行するので、ブレーキの各変形は、基本的に車輪の振動が原因となり得る。改良形において、上記方法は、レール車両の制動過程中のブレーキの変形を検知するステップを有する。この改良形の根底には、ブレーキの検知された変形から、車輪の車輪周方向において車輪に有効なブレーキ力を測定することができる、という考察がある。この有効なブレーキ力は、供給される実際のブレーキ力、及び実際のブレーキ力が加わるブレーキディスクの摩擦係数を考慮してもたらされる。上記方法でもって、ブレーキの検知される変形は、車輪の車輪周方向における上記有効なブレーキ力の検知を越えて、車輪の状態監視のために使用することもできる。
【００１０】
特別な改良形において、ブレーキの検知された変形は、車輪に作用するブレーキ力に基づく。
【００１１】
別の特別な改良形において、上記方法は、検知された相対的な位置の妥当化若しくは評価前に、ブレーキの検知された変形をフィルタリングするステップを有する。上記方法の根底には、ブレーキの検知された変形は、多くの種々異なる情報を含む多様性を有することがある、という考察がある。妥当化若しくは評価を可能な限り確実に構成するために、全ての既知の情報をフィルタリングして選別することが望ましく、その結果、検知された相対的な位置においては、単に、車輪の状態又は車輪の位置に関する情報が残る騒音成分だけが残ったままである。
【００１２】
上記方法のさらに別の特別に有利な改良形においては、ブレーキの検知された変形のフィルタリングは、ブレーキ力に起因するブレーキの変形、つまり推定される変形を、ブレーキの検知された変形から分離することを含む。
【００１３】
上記方法のさらに別の改良形において、上記方法は、
−ブレーキの検知された変形の振幅が、予め決められた値を超えた場合に、レール車両の脱線を検出する、
というステップを有する。
【００１４】
さらに別の改良形において、上記方法は、
−ブレーキの検知された変形が、車輪の車輪回転に相当する周波数を有する高調波（Oberschwingung）を有するか、又は車輪の車輪回転の数倍に相当する周波数を有する高調波を有すると、車輪の不安定或いはアンバランスを検出する、
というステップを有する。
【００１５】
好ましくは、円のひずみ及び／又は平坦個所（Flachstelle）に基づいて、車輪のアンバランスに関するブレーキの検知された変形が分析される。
【００１６】
本発明の別の観点によれば、上記方法のうちの１つを実施する制御装置が装備されている。この制御装置は、特に、従属請求項のいずれか１項記載の方法を実施するために調整されているように拡張することができる。
【００１７】
上記制御装置の改良形において、上記装置は、メモリ及びプロセッサを有する。この構成において、上記方法は、コンピュータプログラムの形式においてメモリに保存されていて、プロセッサは、コンピュータプログラムがメモリからプロセッサにロードされている場合に、この方法を実施するために設けられている。
【００１８】
本発明のさらに別の観点によれば、コンピュータプログラムはプログラムコード手段を有し、これにより、コンピュータ又は上記複数の装置のうちの１つにおいて実行される場合、上記複数の方法のうちの１つの方法の、全ステップが実行される。
【００１９】
本発明のさらに別の観点によれば、コンピュータプログラム製品が、プログラムコードを含んでいる。このプログラムコードは、コンピュータ可読のデータキャリアに蓄えられていて、かつデータ処理装置において実施される場合に、上記複数の方法の１つを実施する。
【００２０】
本発明のさらに別の観点によれば、レール車両は上記制御装置を有する。
【００２１】
本発明の上記特性、特徴、利点並びにこれらがどのように達成されるかの形式及び態様は、図面との関係においてより詳細に説明される、実施の形態の以下の記載との関係において、より明りょうかつ明確に理解できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】レール上を走行するレール車両を示す図である。
【図２】被分析ブレーキ信号を示す図である。
【００２３】
図面において同じ技術的な構成要素には同じ符号を付し、一度だけ説明する。
【００２４】
図１に関しては、レール４上にあるレール車両２を示す。
【００２５】
レール車両２は、この実施の形態においては、３つの車両６を有する。これらの車両６はそれぞれ、レール４上を転動する２つの車輪８を介して支持される。各車両６における車輪８は、レール車両２に定置に結合された台車１０に結合されている。これに対して車輪８は、これらの車輪８が、例えばばね弾性部（詳細に図示せず）を介して台車１０に結合されているので、台車１０に対して運動することができる。
【００２６】
この実施の形態において、各車輪８に対して制御装置１２が設けられている。この制御装置１２は、例えば、制動目標値（詳細に示さず）に基づく車輪のブレーキ１４の制御のために設けられていてよい。制動目標値は、この実施の形態において、ブレーキのブレーキ作用を調整するために、制動実際値１６と対比される。この制動実際値１６は、ブレーキ１４のブレーキ作用が、制動中のブレーキ１４の２つのブレーキパートナ、例えばブレーキディスク及びブレーキライニングの摩擦係数に基づいている、という考察を基礎とする。この摩擦係数を考慮するために、ブレーキ１４によって加えられるブレーキ力に基づいて、摩擦係数に起因して実際にブレーキディスクにかかる、ブレーキ１４に配設された車輪８の車輪周方向におけるブレーキ１４の変形から幾何学的にもたらされるブレーキ力が実際値として、測定される。したがって制動実際値１６は、車輪８の車輪周方向におけるブレーキ１４の上記変形に起因するので、ブレーキ調整は、制動実際値１６としてのブレーキ１４の変形を介して行われる。
【００２７】
この実施の形態は、やはり振動も、また別の機械的な荷重も、車輪８の車輪周方向におけるブレーキ１４の変形に影響を与えることがある、という考察を基礎としている。この振動は、車輪８の円のゆがみ又はレール車両２の脱線に基づくことがある。
【００２８】
この振動は、ブレーキ１４の変形において不都合な騒音、ひいては調整にとっての外乱として示される。
【００２９】
しかしながら、上記振動は、完全に特定のパターンを有するので、ブレーキ１４の変形、ひいては制動実際値１６において認識することができる。したがって、この実施の形態によって、制動実際値１６を、制御装置１２でもってこの完全に特定のパターンに基づいて分析することが提案される。制動実際値１６において上記パターンの１つが分かると、特定のパターンに相応に割り当てられている、車輪の円のひずみ又は脱線といった欠陥を推測することができる。
【００３０】
図１に、複数あるうちの１つの制御装置１２に対してのみ、制動実際値１６の対応する出力が示されている。しかし制動実際値１６の対応する出力は、各個々の制御装置１２でもって、上述のように監視することができかつ分析することができる。
【００３１】
図２のグラフにおいて、アンバランスを有する車輪８に関する点線２０、及びアンバランスを有していない車輪８に関する実線２２で、時間１８に対する制動実際値１６を示している。
【００３２】
図２から明らかなように、アンバランスは、ブレーキ１４の変形における、ひいては制動実際値１６における振幅２４に繋がる。
【００３３】
これらの振幅２４をより良好に認識するために、点線２０で示した検出された制動実際値１６から、実線２２で示した推定される制動実際値１６をフィルタリングすることができる。この推定された制動実際値１６は、実際にレール車両２の振動していない状態においてもたらされることになっており、この点において、制動実際値１６の理想の推移は既知である。振幅２４相互の時間的な間隔２６及び振幅２４に対する閾値２８に基づけば、車輪８のアンバランスと、レール車両２の脱線とを区別することができる。
【００３４】
制動実際値１６、ひいては車輪８の車輪周方向におけるブレーキ１４の変形のフィルタリングは、制動実際値１６の推定された推移のフィルタリングに基づき、制動実際値１６の他の推定された推移にまで拡張することができ、この点において、別の推定された推移は、ブレーキ１４における、車輪８のアンバランス及びレール車両２の脱線の検知にとって重要ではない作用に割り当てることができる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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