(57)【要約】  本発明は、レール車両のブレーキシステム（１０）のためのブレーキ制御装置（２４）に関する。ブレーキ制御装置（２４）は制動過程中に、その制動過程中に操作される少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）の負荷を求め、また、求められた負荷を基礎とする摩耗データを記憶装置に記憶するように構成されている。更に本発明は、その種のブレーキ制御装置（２４）を備えているレール車両用のブレーキシステム（１０）、並びに、その種のブレーキシステム（１０）及び／又はその種のブレーキ制御装置（２４）を備えているレール車両に関する。更に本発明は、レール車両のブレーキシステム（１０）のためのブレーキ制御装置（２４）の動作方法に関する。
2014526656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール車両のブレーキシステム（１０）のためのブレーキ制御装置（２４）において、
前記ブレーキ制御装置（２４）は、
制動過程中に、該制動過程中に操作される少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）の負荷を求め、更に、
求められた前記負荷を基礎とする摩耗データを記憶装置に記憶する、
ことを特徴とする、ブレーキ制御装置（２４）。
【請求項２】
前記ブレーキ制御装置（２４）は、
制動過程中に、複数の摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）の負荷を求め、
前記複数の摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）の各々に関する複数の摩耗データを記憶し、
前記複数の摩耗データは、対応する前記摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）にそれぞれ対応付けられている、請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【請求項３】
前記ブレーキ制御装置（２４）は、前記摩耗データに基づき前記ブレーキシステム（１０）を駆動制御する、請求項１又は２に記載のブレーキ制御装置。
【請求項４】
前記ブレーキ制御装置（２４）は、前記摩耗データに基づき複数の摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）を非対称的に駆動制御する、請求項３に記載のブレーキ制御装置。
【請求項５】
前記ブレーキシステムは、ニューマチック式に操作可能な少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）を有しているニューマチック式のブレーキシステム（１０）である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置。
【請求項６】
前記ブレーキ制御装置（１４，１６；１５，１７）は、前記摩耗データに基づき、前記少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）に関するメンテナンス情報を含む信号を出力する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置。
【請求項７】
前記ブレーキ制御装置（２４）はセンサ装置（１８，１９，３０，３２）と接続されているか又は接続可能であり、
前記センサ装置（１８，１９，３０，３２）は前記ブレーキ制御装置（２４）にデータを伝送し、該データに基づき前記ブレーキ制御装置（２４）は前記負荷を求める、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置（２４）を備えているレール車両用のブレーキシステム（１０）。
【請求項９】
請求項８に記載のブレーキシステム及び／又は請求項１乃至７のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置（２４）を備えているレール車両。
【請求項１０】
レール車両のブレーキシステム（１０）のためのブレーキ制御装置（２４）の動作方法において、
前記ブレーキ制御装置（２４）によって、制動過程時に操作される、前記ブレーキシステム（１０）の少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置（１４，１６；１５，１７）の負荷を求めるステップと、
前記ブレーキ制御装置（２４）によって、求められた前記負荷を基礎とする摩耗データを記憶するステップと、
を備えていることを特徴とする、動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レール車両用のブレーキシステムのためのブレーキ制御装置、その種のブレーキ制御装置を備えているレール車両用のブレーキシステム、レール車両並びにレール車両のブレーキシステムのためのブレーキ制御装置の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のレール車両は、種々の多数のブレーキ装置を有することができる。通常の場合、レール車両にはニューマチック式のブレーキシステムが設けられており、そのようなブレーキシステムは摩擦ブレーキエレメントのニューマチック式の操作を介してレール車両を減速させることができる。更に、例えば磁気ディスクブレーキ及び渦電流ブレーキも存在する。渦電流ブレーキは摩耗が生じることなく車両の制動を達成することができる。摩擦ブレーキ装置の操作時には、相互に接触する摩擦ペアに著しい負荷が掛かる。その種の摩擦ペアは例えば、ディスクブレーキにおけるブレーキディスクのディスクとブレーキシューのブレーキライニングであるか、又は、踏面ブレーキにおけるブレーキブロックのライニングと車輪の踏面である。特に、ブレーキライニングには高い摩耗に晒される。個々のブレーキライニングの摩耗を煩雑な手順のメンテナンスで規則的に検査し、ブレーキの機能が補償されているかを検査しなければならない。もっともその種のメンテナンス中は、レール車両を運転させることはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、レール車両のブレーキシステムの摩耗が最適化された動作を可能にする、改善された摩耗監視を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、独立請求項の特徴部分に記載されている構成によって解決される。
【０００５】
本発明の別の有利な構成及び発展形態は従属請求項に記載されている。
【０００６】
本発明の枠内において、レール車両は、固有の駆動装置の有無を問わない一つ又は複数の客車／貨車及び／又は牽引車の任意の組み合わせを表すことができる。特に、レール車両は動車を有することができる。ブレーキシステムは、ハイドロリック式、特にエレクトロハイドロリック式のブレーキシステム、又はニューマチック式、特にエレクトロニューマチック式のブレーキシステムで良い。ブレーキシステムは電気的又は電気機械的なブレーキシステムであっても良い。
【０００７】
ブレーキシステムは少なくとも一つの相応のブレーキ装置を有することができる。ニューマチック式又はハイドロリック式のブレーキ圧をブレーキ力に変換することができるニューマチック式又はハイドロリック式のブレーキ装置を、圧力により操作されるブレーキ装置とみなすことができる。電気的又は電気機械的なブレーキ装置は、ブレーキ電流をブレーキ力に変換することができ、また電気的に操作されるブレーキ装置とみなすことができる。ニューマチック式又はハイドロリック式の一つ又は複数のブレーキ装置に対するブレーキ圧を供給することができるブレーキシステムのメイン制御弁装置を設けることができる。電子的な制御装置に応じてブレーキ圧を供給するためにメイン制御弁を構成することができる。メイン制御弁装置は、パイロット圧を例えば増圧によって及び／又はより大きい体積に変換することによって、ブレーキ圧に変換することができる。エレクトロニューマチック式又はエレクトロハイドロリック式のブレーキシステムは、特に電気的に駆動制御可能な弁、例えば磁石弁及び／又は電気的に駆動制御可能なパイロット弁を有することができる。
【０００８】
ブレーキシステムのブレーキ装置を、レール車両の個々の車輪及び／又は軸を制動するために設けることができる。ブレーキ装置、特にニューマチック式又はハイドロリック式のブレーキ装置は、圧力により操作されるシリンダのような力発生器を有することができ、この力発生器は特にニューマチック式又はハイドロリック式のシリンダであり、圧力が加えられると摩擦ブレーキ装置を操作する。ブレーキ装置は、ブレーキ電流の供給時に摩擦ブレーキ装置を操作する少なくとも一つの力発生器を有することもできる。
【０００９】
摩擦ブレーキ装置は、摩擦ペアの相互に相対的に動く二つのコンポーネント間の摩擦接触によって制動を達成するために設けられている。摩擦ペアは一般的に、制動時に相互に摩擦接触する、ブレーキライニング及びそれに対応する摩擦面、例えば車輪踏面又はブレーキディスクのブレーキ面を含むことができる。その場合、摩擦ブレーキ装置として例えば、ブレーキディスクを備えているディスクブレーキが考えられ、このディスクブレーキは、ブレーキキャリパを介して一つ又は複数の摩擦ブレーキエレメント、例えばブレーキライニングを備えているブレーキシューがブレーキディスクと摩擦接触するように操作される。摩擦ブレーキ装置の別の例は、ブレーキライニングを備えているブレーキブロックであり、このブレーキブロックは圧力により操作されるシリンダのような力発生器によって、ブレーキブロックが踏面と摩擦接触するように操作される。摩擦ブレーキ装置を、個々の車輪又は軸をそれぞれ制動するために設けることができる。
【００１０】
力発生器又は圧力により操作されるシリンダに作用する圧力を、ブレーキ圧と称することができる。同様に、車両を操作するための電流をブレーキ電流と称することができる。力発生器による摩擦ブレーキ装置の操作時に作用する力をブレーキ力と称することができる。ブレーキ力は作用するブレーキ圧又はブレーキ電流に依存し、また摩擦ブレーキ装置の構造及び機能にも依存する。制動のために車輪に作用するトルクをブレーキトルクと称することができる。静止している車輪にブレーキ力を及ぼすことができる。動いている車輪にブレーキ力が作用するとブレーキトルクが生じる。ブレーキトルクは、特に、ブレーキ力及び車輪幾何学に依存し、とりわけ車輪の直径に依存する。
【００１１】
ブレーキ力又はブレーキトルクが摩擦ブレーキ装置に作用することによって、摩擦ブレーキ装置、特に摩擦ペアの相互に対向して動く二つのエレメント間の接触面に所定の負荷が掛かる。その際に、例えば負荷として所定のブレーキエネルギが摩擦ブレーキ装置に供給される。この負荷又はエネルギは、相互に摩擦する面の加熱によって、また例えばブレーキシステムの摩擦によって摩耗を生じさせる。
【００１２】
電子的な制御装置は、レール車両のブレーキシステムのためのブレーキ制御装置で良い。ブレーキ制御装置は例えば、車輪滑走防止コンピュータ又はブレーキコンピュータであるか、若しくは、レール車両のブレーキシステムを制御するために構成されている制御装置で良い。データ伝送のためのコネクションは、一般的に、無線コネクション及び／又は、例えば光学ケーブル及び／又は導電性の線路を介する有線コネクションを表すことができる。
【００１３】
本発明は、レール車両のブレーキシステムのためのブレーキ制御装置に関し、このブレーキ制御装置は制動過程中に、その制動過程中に操作される少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置の負荷を求め、また、求められた負荷を基礎とする摩耗データを記憶装置に記憶するために構成されている。従って、ブレーキライニングの視覚的な検査を必要とすることなく、摩擦ブレーキ装置の負荷に基づき摩擦ブレーキ装置の摩耗を推定することができる。そのようにしてメンテナンスサイクルを延長することができ、従ってブレーキシステムの制御及び／又は調整を改善することができる。操作される摩擦ブレーキ装置に関する負荷を求めることにデータの検出及び／又は受信を含ませることができる。そのようなデータは負荷を表すことができるか、又は、そのようなデータによってブレーキ制御装置による負荷の計算及び／又は評価を実現する。負荷を求めることには、例えば相応のデータに基づいた、負荷の計算及び／又は評価を含ませることができる。その種のデータは特に、摩擦ブレーキ装置の、制動中に相互に摩擦するエレメントに作用するか、又は車輪に作用するブレーキ力及び／又はブレーキトルクを表すデータであると考えられる。
【００１４】
ブレーキ制御装置を、摩擦ブレーキ装置の実験により求められたデータ及び／又は摩擦ブレーキ装置のモデルに基づいて負荷を求めるように構成することができる。特に、車両、例えば台車における摩擦ブレーキ装置のサスペンションを考慮することができる。相応の所定のデータ又はモデルパラメータをブレーキ制御装置の記憶装置に記憶することができる。ブレーキ制御装置を、所定の期間にわたる負荷を求めるように構成することができる。ブレーキ制御装置を、制動過程中の負荷の時間経過を求めるように構成することができる。そのようにして、摩擦ブレーキ装置に作用するブレーキ力又はブレーキトルクの変化、又は制動中の負荷の変化を検出することができる。記憶装置をブレーキ制御装置と接続することができるか、又は記憶装置はブレーキ制御装置と接続可能であるか、若しくは記憶装置はブレーキ制御装置の一部であっても良い。
【００１５】
求められた負荷は、制動過程中の摩擦ブレーキ装置に供給されるエネルギに、特に一つ又は複数の摩擦コンポーネント、例えばブレーキライニングに供給されるエネルギに相当すると考えられる。負荷を摩擦ブレーキ装置へのエネルギ供給量としてパラメータ化することができる。摩耗データは、作用するブレーキ力及び／又はブレーキトルクを、摩擦ブレーキ装置へのエネルギ供給量に関連付ける、摩擦ブレーキ装置のモデルを基礎とすることができる。ブレーキ制御装置を、複数回の制動過程にわたる摩耗データを記憶するように構成することは好適である。特に、ブレーキ制御装置を、摩擦ブレーキ装置の摩耗を比較的長い期間にわたる摩耗データに基づき監視するように構成することができる。摩耗データは、求められた負荷の更なる処理によって得られたデータを基礎とすることができる。摩耗データを負荷データの算術的な変換又は換算によって求めることができるか、又は計算することができる。求められた負荷を直接的に摩耗データとして記憶することもできる。特定の摩擦ブレーキ装置の摩耗データは、複数回の制動及び／又は比較的長い期間にわたる、所属の摩擦ブレーキ装置へのエネルギ供給量の和を表す少なくとも一つのパラメータを有することができる。比較的長い期間は、特に、１回又は複数回の走行にわたり続くことも考えられる。相応のデータ記憶を、例えば摩擦エレメントの交換後に、又はブレーキライニングの交換後又はメンテナンスの終了後に開始することができる。付加的又は択一的に、制動が行われる度に対応するエネルギ供給量又は求められた負荷をその都度記憶することもできる。
【００１６】
個々の制動に関する摩耗データに基づき、例えば、高いブレーキ圧又はブレーキ電流を用いる非常に強い制動時における摩擦ブレーキ装置の不均衡な負荷又は不均衡な摩耗を、摩耗の判断時に考慮することができる。ブレーキ制御装置を、摩耗データに基づき摩擦ブレーキ装置の、特にブレーキライニングの摩耗を求める及び／又は評価するように構成することができる。例えば、ブレーキライニング及び／又は摩擦ブレーキ装置の摩耗のパラメータ化のために、相応の総エネルギ供給量を使用することができる。この場合、総エネルギ供給量は考察する期間にわたるエネルギ供給量の和、例えば記憶の開始以降のエネルギ供給量の和に相当すると考えられる。摩耗データを摩擦エレメント、摩擦ペア及び／又は摩擦ブレーキ装置にそれぞれ対応付けることができる。
【００１７】
一つの発展形態においては、ブレーキ制御装置を、制動過程中に複数の摩擦ブレーキ装置の負荷を求め、それらの摩擦ブレーキ装置の各々に関する摩耗データを記憶するように構成することができ、各摩耗データは、複数ある摩擦ブレーキ装置の内の対応する摩擦ブレーキ装置にそれぞれ対応付けられている。従って、複数の摩擦ブレーキ装置に対して共通の摩耗監視を行うことができる。特に、各摩擦ブレーキ装置に対して、個別の摩耗監視を実施することができる。
【００１８】
ブレーキ制御装置を、ブレーキシステムを摩耗データに基づき駆動制御するように構成することができる。従って、摩耗の最適化された制動を行うことができる。このために、摩耗データを記憶装置から読み出すことができる。ブレーキシステムの一つ又は複数の摩耗ブレーキ装置及び／又は所属の弁装置を駆動制御することができる。摩擦ブレーキ装置の摩耗が最適化された駆動制御を、全ての摩擦ブレーキ装置を最大効率で制動する必要がない制動時に、特に適応型制動の際に行うことができる。
【００１９】
ブレーキ制御装置を、摩耗データに基づき複数の摩擦ブレーキ装置を非対称的に駆動制御するように構成することができる。非対称的な駆動制御には、種々のブレーキ圧力又はブレーキ電流による種々の摩擦ブレーキ装置の操作、及び／又は、種々の摩擦ブレーキ装置に種々のブレーキ力及び／又はブレーキトルクを及ぼすことを含ませることができる。運転手又は制御装置による制動要求に基づき駆動制御を実施するために、ブレーキ制御装置を構成することができる。ブレーキ制御装置を、制動要求及び摩耗データに基づき、制動要求を満たすための非対称的な駆動制御を求めて実行するように構成することができる。例えば、摩耗の大きい摩擦ブレーキ装置には、それまでの摩耗が比較的小さい摩擦ブレーキ装置に比べて低いブレーキ圧を供給することができる。その場合には、ブレーキ圧又はブレーキ電流の非対称的な供給を実現するために、ブレーキシステムを相応に構成することができる。このために例えば、摩擦ブレーキ装置又は圧力により操作されるブレーキ装置を制御弁装置に対応付けることができる。その種の制御弁装置を介して、メイン制御弁装置によって供給されるブレーキ圧に基づき、個別のブレーキ圧を調整することができる。その種の制御弁装置は例えば、制御装置によって駆動制御される出口弁を含むことができる。
【００２０】
ブレーキ電流を非対称的に供給するために、一つ又は複数の電流供給部が所望のブレーキ電流を供給するように、それら一つ又は複数の電流供給部を駆動制御するように制御装置を構成することができる。つまり全体として、摩擦ブレーキ装置の摩耗をレール車両にわたり均質化させることができる。個々の摩擦ブレーキ装置及び／又は所属の車輪又は軸に関する付加的なデータに基づき非対称的な駆動制御を実施することもできる。例えば、摩擦ブレーキ装置に対応付けられている車輪のスリップをそれぞれ監視することができる。このために、適切な車輪回転数センサ及び／又は速度センサを設けることができる。ブレーキ制御装置を、車輪のスリップに基づき及び／又は車輪とレールとの間の粘着に基づき、摩擦ブレーキ装置の摩擦依存型の駆動制御を実施するように構成することができる。この場合、高い粘着力及び／又は非常に適切な車輪スリップを有しているブレーキ制御装置を、高いブレーキ圧又はブレーキ電流でもって操作させ、また比較的低い粘着力を有している摩擦ブレーキ装置を比較的低いブレーキ圧でもって操作することができる。総じて最適化された摩耗が生じるように、制動過程に応じた摩擦ブレーキ装置の駆動制御を実施するように摩擦ブレーキ装置を構成することができる。例えば、所定のブレーキ圧での摩擦ブレーキ装置の負荷が摩耗によって、特にブレーキライニングの摩耗によって変化するおそれがあることを考慮することができる。最適化された摩耗は例えば、一つ又は複数の駆動制御すべき摩擦ブレーキ装置の、制動時に惹起される最小限の総負荷に対応すると考えられる。その場合ブレーキ制御装置は、総負荷、例えば考察すべき全ての摩擦ブレーキ装置へのエネルギ供給量の和が制動中に最小化されるように、一つ又は複数の摩擦ブレーキ装置を駆動制御することができる。
【００２１】
ブレーキシステムは特に、少なくとも一つのニューマチック式に操作可能な摩擦ブレーキ装置を有しているニューマチック式のブレーキシステムであると考えられる。その種のブレーキは、レール車両用の常用ブレーキとして頻繁に使用されており、従って非常に高い負荷に晒されている。少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置は、ニューマチック式のブレーキ装置の一部であると考えられる。択一的に、ブレーキシステムは、相応に少なくとも一つの、ニューマチック式に操作可能な摩擦ブレーキ装置及び／又は対応する力発生器を有しているニューマチック式のブレーキシステムであっても良い。また、ブレーキシステムが、相応に少なくとも一つの、電気的に操作可能な摩擦ブレーキ装置及び／又は対応する力発生を有している、電気的又は電気機械的なブレーキシステムであることも考えられる。
【００２２】
摩耗データに基づき、少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置に関するメンテナンス情報を含む信号を出力するようにブレーキ制御装置を構成することができる。例えば、摩耗データを出力及び／又は表示し、簡単なメンテナンスを実現するようにブレーキ制御装置を構成することができる。特に、求められた摩耗又は摩耗データの所属のパラメータが所定の閾値を超過した際に、対応する摩擦ブレーキ装置のメンテナンスの需要が高まっていることを推定することができる信号を出力するようにブレーキ制御装置を構成することができる。そのようにして、メンテナンスの需要が高まっている摩擦ブレーキ装置を識別することができる。ブレーキ制御装置によって信号を適切な表示装置及び／又は別の制御装置に伝送することができる。
【００２３】
ブレーキ制御装置をセンサ装置と接続することができるか、又はブレーキ制御装置はセンサ装置と接続可能であり、このセンサ装置はブレーキ制御装置にデータを伝送することができ、そのデータに基づきブレーキ制御装置は負荷を求めることができる。センサ装置は特に、ブレーキ力及び／又はブレーキトルクを検出するように構成されている一つ又は複数のセンサを含むことができる。特に、ブレーキ力及び／又はブレーキトルクのためのセンサに摩擦ブレーキ装置を対応付けることができる。摩擦ブレーキ装置に作用するブレーキ力又は車輪に作用するブレーキトルクは、制動過程中の摩擦ブレーキ装置の負荷に関する良好な指標である。更に、センサ装置によって検出された、車輪又は摩擦ブレーキ装置に作用するブレーキ力及び／又はブレーキトルクに基づき、摩擦ブレーキ装置へのエネルギ供給量を求めるようにブレーキ制御装置を構成することができる。エネルギ供給量を摩擦ブレーキ装置のモデルに基づき求めることができる。
【００２４】
本発明によれば、レール車両用のブレーキシステムに、本明細書において説明したブレーキ制御装置が設けられている。ブレーキシステムは例えば、データを伝送するためにブレーキ制御装置と接続されているか、又はブレーキ制御装置と接続可能である、一つ又は複数のセンサ装置を有することができる。ブレーキシステムが一つ又は複数の摩擦ブレーキ制御装置を有することもできる。有利には、ブレーキシステムの摩擦ブレーキ装置を摩耗データに基づき駆動制御するようにブレーキ制御装置は構成されている。ブレーキシステムは更にニューマチック式又はハイドロリック式の線路及び弁装置を有することができる。その種の一つ又は複数の弁装置をブレーキ制御装置によって駆動制御することができる。特に、ブレーキ制御装置によって駆動制御することができるメイン制御弁装置を設けることができ、またこのメイン制御弁装置を介して摩擦ブレーキ装置又は所属のニューマチック式の車両に対するブレーキ圧を供給することができる。ブレーキシステムは少なくとも電気的に操作される車両及び／又は少なくとも一つの相応のブレーキ装置を有することができる。個々の摩擦ブレーキ装置にそれぞれ付加的な弁装置を対応付けることができ、それらの付加的な弁装置を車輪滑走防止コンピュータ及び／又はブレーキ制御装置によって制御し、メイン制御弁によって供給されるブレーキ圧を個別に修正することができる。そのようにして、特に、摩擦ブレーキ装置の非対称的な制御を行うことができる。即ち、種々のブレーキ圧及び／又は種々のブレーキ力でもって摩擦ブレーキ装置を操作することができる。
【００２５】
本発明は更に、本明細書において説明したブレーキシステム、及び／又は、本明細書において説明したブレーキ制御装置を備えているレール車両に関する。
【００２６】
更に本発明は、レール車両のブレーキシステムのためのブレーキ制御装置の動作方法に関し、この動作方法は、ブレーキ制御装置によって、制動過程時に操作されるブレーキシステムの少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置の負荷を求めるステップと、ブレーキ制御装置によって、求められた負荷に基づく摩耗データを記憶するステップとを備えている。ブレーキ制御装置は、本明細書において説明したブレーキ制御装置で良い。ブレーキシステムは、本明細書において説明したブレーキシステムで良い。複数の摩擦ブレーキ装置の付加を求めることができる。それぞれが個々の摩擦ブレーキ装置に対応付けられている複数の摩耗データを記憶することができる。ブレーキ制御装置によって、摩耗データに基づきブレーキシステムを駆動制御するステップを設けることができる。ブレーキ制御装置は摩耗データに基づき複数の摩擦ブレーキ装置を非対称的に駆動制御することができる。ブレーキシステムは、少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置がニューマチック式に操作されるニューマチック式のブレーキシステムで良い。摩耗データに基づき、少なくとも一つの摩擦ブレーキ装置に関するメンテナンス情報を含む信号を出力することができる。ブレーキ制御装置と接続されているセンサ装置はデータをブレーキ制御装置に伝送することができ、それらのデータに基づきブレーキ制御装置は負荷を求めることができる。
【００２７】
以下では、添付の図面を参照しながら、有利な実施の形態に基づき本発明を例示的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ブレーキ制御装置を備えているレール車両のブレーキシステムの概略図を示す。
【図２】レール車両のブレーキシステムのためのブレーキ制御装置の動作方法のフローチャートを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１には、レール車両のブレーキシステム１０の概略図が示されている。機械的及びニューマチックな接続部及び線路は実線で示されており、その一方で電気式の接続部又は通信チャネルは破線で示されている。見易くするために、第２の車輪に配属されているコンポーネントのための電気的な制御線路は図示していない。もっとも、それらの図示していない電気的な制御線路も、第１の車輪及びそのコンポーネントに対応付けられている制御線路と同等のものである。
【００３０】
ブレーキシステム１０は、レール車両の車輪１２及び１３を制動するために設けられている。この実施例においては、車輪１２及び１３は異なる車軸に設けられている。第１の車輪１２には、第１のブレーキブロック１４が対応付けられている。第２の車輪１３には、第２のブレーキブロック１５が対応付けられている。各ブレーキブロック１４，１５はブレーキライニングを有しており、このブレーキライニングは、ブレーキブロック１４，１５がブレーキライニングと共に、所属の車輪１２，１３の踏面に押圧されたときに所属の車輪１２，１３を制動する。その際にブレーキライニングは摩耗し、この摩擦は特にブレーキライニングの摩滅の形で現われる。ブレーキブロック１４を制動のために力発生器１６によって操作することができる。力発生器１６は給電線を介してメイン制御弁装置２０と接続されている。メイン制御弁装置２０を介して力発生器１６に圧縮空気を供給することができる。同様に、ブレーキブロック１５には力発生器１７が対応付けられており、この力発生器１７にも同様にメイン制御弁装置２０を介して、その力発生器を操作するための圧縮空気を供給し、ブレーキブロック１５を車輪１３の車輪踏面と接触させることができる。メイン制御弁装置２０は圧縮空気貯蔵装置２２と接続されており、この圧縮空気貯蔵装置２２から圧縮空気を取り出し、制動の際に力発生器１６，１７に圧縮空気を供給することができる。従って、ブレーキシステム１０はこの実施例においてニューマチック式のブレーキシステムとして構成されている。
【００３１】
更には、ブレーキコンピュータとして構成されている電子的なブレーキ制御装置２４が設けられており、このブレーキ制御装置２４によってメイン制御弁装置２０を駆動制御することができる。このために、メイン制御弁装置２０は特に、ブレーキ制御装置２４によって駆動制御することができる、一つ又は複数の磁石弁を有することができる。図示していない少なくとも一つのブレーキ圧力センサ装置を、通信のためにブレーキ制御装置２４と接続することができる。その種のブレーキ圧力センサ装置は、メイン制御弁装置２０から供給されるブレーキ圧、及び／又は、個々の力発生器の操作に作用する各ブレーキ圧を検出し、ブレーキ制御装置２４に伝送することができる。その種のブレーキ圧力センサ装置から伝送される圧力データに基づきブレーキシステム又はその弁装置の駆動制御を実行するために、ブレーキ制御装置２４を構成することができる。
【００３２】
第１の車輪１２には更に負荷センサ１８が対応付けられており、この負荷センサ１８は、制動時にブレーキブロック１４に作用する負荷、例えばブレーキ力及び／又はブレーキトルクを求めることができる。その種の負荷センサは例えば一つ又は複数のひずみゲージを有することができる。センサ１８はデータ伝送のために電子的なブレーキ制御装置２４と接続されている。更に、車輪１２には第１の車輪回転数センサ３０が対応付けられており、この第１の車輪回転数センサ３０は車輪１２の回転数を検出することができる。このセンサもデータ伝送のために電子的なブレーキ制御装置２４と接続されている。同様に、第２の車輪には第２の負荷センサ１９が対応付けられており、この第２の負荷センサ１９は、ブレーキブロック１５に作用する負荷、例えばブレーキ力及び／又はブレーキトルクを求めることができる。更に、第２の車輪１３には、第２の車輪回転数センサ３２も対応付けられている。
【００３３】
力発生器１６，１７はそれぞれニューマチック式のシリンダを含むことができ、それらのシリンダはブレーキ圧が印加された際に、ブレーキ力を所属のブレーキブロック１４，１５に作用させる。更に力発生器１６，１７はそれぞれ、電子的な制御装置２４によって駆動制御可能な弁装置を有することができ、それらの弁装置を介して、メイン制御弁装置２０によって供給されるメインブレーキ圧を、力発生器１６，１７のニューマチック式のシリンダの各々に対して個別に変更することができる。従って、特に力発生器１６，１７は、電子的な制御装置２４に応じて、種々のブレーキ圧をブレーキブロック１４，１５に印加し、それによって摩擦ブレーキ装置を非対称的に操作することができる。
【００３４】
図１においては、力発生器１６をブレーキブロック１４と共に第１の摩擦ブレーキ装置とみなすことができる。力発生器１７及び第２のブレーキブロック１５を第２の摩擦ブレーキ装置とみなすことができる。いずれの摩擦ブレーキ装置も所属のブレーキロッド連結部及びサスペンションを有することができるが、それらはここでは図示していない。第１及び第２の摩擦ブレーキ装置並びにメイン制御弁装置２０を、ブレーキ制御装置２４によって駆動制御することができる、ニューマチック式のブレーキ装置とみなすことができる。摩擦ブレーキ装置をシューブレーキとして構成する代わりに、ディスクブレーキとして構成することもできる。その場合においても、制動時に作用するブレーキ力及び／又はブレーキトルクを検出し、それらを電子的なブレーキ制御装置２４に伝送することができる負荷センサをそれぞれ設けることができる。ブレーキ制御装置２４は、センサ１８及び１９からのデータを受信し、それらのデータに基づき、第１の車輪１２又は第２の車輪１３の所属の摩擦ブレーキ装置の負荷をそれぞれ求めるために構成されている。そのようにして求められた負荷から、電子的なブレーキ制御装置２４は摩耗データを計算し、この例においては、制動中に各摩擦ブレーキ装置へと供給されるエネルギを計算する。各摩擦ブレーキ装置、又はブレーキブロック１４，１５の各ブレーキライニングに対して、複数回の制動にわたる総エネルギ供給量を表すことができるパラメータが記憶される。
【００３５】
図２には、レール車両のブレーキシステムのためのブレーキ制御装置の動作方法のフローチャートが示されている。この方法のステップＳ１０においては、例えば図１のセンサ１８及び１９を含むことができるセンサ装置の複数のセンサが制動過程中に、各センサが所属する各摩擦ブレーキ装置の負荷に関するデータを検出する。それらのデータは例えば、所属の摩擦ブレーキ装置に作用するブレーキ力及び／又は所属のブレーキトルクに関するもので良い。
【００３６】
ステップＳ１２においては、電子的なブレーキ制御装置、例えば図１の電子的なブレーキ制御装置２４が、センサによって検出及び伝送されたデータを受信する。後続のステップＳ１４においては、制御装置が受信したデータに基づき、所属の摩擦ブレーキ装置の負荷及び／又は負荷の時間経過をそれぞれ求める。負荷を、例えば制動中の摩擦ブレーキ装置へのエネルギ供給量としてパラメータ化することができる。ステップＳ１６においては、ブレーキ制御装置が各摩擦ブレーキ装置に対して求められた負荷に基づき、所属の摩耗データを計算する。
【００３７】
例えば、ブレーキ制御装置は各摩擦ブレーキ装置に対して、複数回の制動にわたる所属の総エネルギ供給量を求める。このために、例えば、ブレーキ制御装置は各摩擦ブレーキ装置に対して、記憶装置に記憶されているそれまでの総エネルギ供給量を読み出し、加算によって、目下の制動中に生じるエネルギ供給量分だけその総エネルギ供給量を増分させ、最新の総エネルギ供給量を維持することができる。この適合を、制動終了後、又は制動中に個別のステップにおいて行うことができる。
【００３８】
ステップＳ１６に続くステップＳ１８においては、ブレーキ制御装置が各摩擦ブレーキ装置に関する摩耗データ、例えば更新された総エネルギ供給量を記憶する。ステップＳ１６及びステップＳ１８を制動後に実行することも考えられる。制動過程が終了し、ステップＳ１６に移行するまで、ステップＳ１０からＳ１４を制動過程中に繰り返すことができる。ステップＳ１０からＳ１６又はステップＳ１０からステップＳ１８を制動中にループで実行することも考えられる。記憶されているデータに基づき、制動が予定されているケースに関して、ブレーキ制御を実施することができる。摩耗データが求められて記憶される上述のステップＳ１０からＳ１８に並列して、又はそれらのステップに依存せずにブレーキ制御を行うことができる。このブレーキ制御は既存の記憶されている摩耗データを基礎とする。
【００３９】
このために、ステップＳ２２においては、個々の摩擦ブレーキ装置に関する摩耗データの比較を実施することができる。この比較において、特に、どの摩擦ブレーキ装置が既に非常に大きく摩耗しているか、またどの摩擦ブレーキ装置の摩耗が比較的小さいかを識別することができる。この場合、摩耗を摩耗データによってパラメータ化することができ、特に総エネルギ供給量によってパラメータ化することができる。ステップＳ２４においては、この比較に基づき、また所定のブレーキ要求に基づき、ブレーキ圧又はブレーキ電流の非対称的な分布を算出することができる。摩擦ブレーキ装置を操作するためのブレーキ圧又はブレーキ電流の分布が非対称的である場合、それまでの摩耗が比較的小さい摩擦ブレーキ装置に対しては、それまでの摩耗が比較的大きい摩擦ブレーキ装置に対するものよりも高いブレーキ圧又はブレーキ電流を印加することができる。従って、それまでの摩耗が比較的小さい摩擦ブレーキ装置には比較的高いブレーキエネルギが供給され、それによって複数の摩擦ブレーキ装置にわたる摩耗分布を補償調整することができるか、又は均一化することができる。
【００４０】
ステップＳ２６においては、ステップＳ２４の結果に基づき、摩擦ブレーキ装置の非対称的な駆動制御が行われる。この場合、特に、メイン制御弁装置及び個々の摩擦ブレーキ装置に対応付けられている弁装置は、算出された所望のブレーキ圧又はブレーキ電流が個々の摩擦ブレーキ装置に対して生じるように駆動制御される。制動の存在に依存せずに、規則的な間隔で及び／又は走行の終了時に、摩耗データ、特に個々の摩擦ブレーキ装置の総エネルギ供給量を所定の閾値と比較することができる。個々の摩擦ブレーキ装置に関する摩耗データが対応する閾値を上回ると、ブレーキ制御装置は適切な信号を出力し、対応する摩擦ブレーキ装置のメンテナンスの必要性が高まっていることを示唆する。例えば、制御装置が摩耗データをディスプレイに表示するか、又はメンテナンスコンピュータユニットに伝送することによって、制御装置が一般的にそのような摩耗データに基づきメンテナンス情報を出力することも可能である。メンテナンスコンピュータユニットをレール車両に設けることができる、及び／又は、メンテナンスコンピュータユニットは、例えばメンテナンスが行われる場所に設けることができる外部のコンピュータユニットで良い。
【００４１】
上記の説明、図面並びに特許請求の範囲に開示した本発明の特徴は、個々でも、又は任意の組み合わせにおいても、本発明の実施にとって本質的なものであると考えられる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  ブレーキシステム、  １２  第１の車輪、  １３  第２の車輪、  １４  第１のブレーキブロック、  １５  第２のブレーキブロック、  １６  第１の力発生器、  １７  第２の力発生器、  １８  第１の負荷センサ、  １９  第２の負荷センサ、  ２０  メイン制御弁装置、  ２２  圧縮空気貯蔵装置、  ２４  ブレーキ制御装置、  ３０  第１の車輪回転数センサ、  ３２  第２の車輪回転数センサ
【図１】
2014526656.tif 000003
【図２】
2014526656.tif 000004
【国際調査報告】
2014526656.tif 000005
2014526656.tif 000006
2014526656.tif 000007
2014526656.tif 000008
2014526656.tif 000009
2014526656.tif 000010