(57)【要約】  本発明は、鉄道車両（１００）のブレーキシステム（１０）用の制御装置（２４）に関するものであって、前記ブレーキシステム（１０）は、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置を含んでいる。前記制御装置（２４）は、制動中に加えられるブレーキ作用を、ブレーキ圧又はブレーキ電流と、少なくとも１つの別のパラメータとに基づいて決定するように設計されている。更に本発明は、前記のような制御装置（２４）を備えたブレーキシステム（１０）、並びにブレーキ作用を決定する方法に関する。
2014526407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両（１００）のブレーキシステム（１０）用の制御装置（２４）であって、前記ブレーキシステム（１０）は、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置を含んでおり、前記制御装置（２４）は、制動中に加えられるブレーキ作用を、ブレーキ圧又はブレーキ電流と、少なくとも１つの別のパラメータとに基づいて決定するように設計されていることを特徴とする、鉄道車両（１００）のブレーキシステム（１０）用の制御装置（２４）。
【請求項２】
前記制御装置（２４）は、摩擦ブレーキ装置の１つ以上の摩擦ブレーキ機器に関して、ブレーキ圧又はブレーキ電流を検出し且つ／又は決定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】
前記少なくとも１つの別のパラメータには、減速度が含まれている、請求項１又は２記載の制御装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの別のパラメータには、車両速度及び／又は少なくとも１つの車輪回転数が含まれている、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】
前記少なくとも１つの別のパラメータには、少なくとも１つの車輪の車輪回転数変化が含まれている、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置（２４）は、制動中のブレーキ圧又はブレーキ電流の時間的な推移及び前記少なくとも１つの別のパラメータの時間的な推移を監視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】
前記制御装置（２４）は、テストブレーキを制御するように形成されている、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】
鉄道車両（１００）のブレーキシステム（１０）用の制御装置（２４）であって、前記ブレーキシステム（１０）は、制動中に加えられるブレーキ作用を、鉄道車両（１００）の複数の車両部分間の縦力と、速度の時間的な変化とに基づいて決定するように形成されていることを特徴とする、鉄道車両（１００）のブレーキ装置（１０）用の制御装置（２４）。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の制御装置（２４）を備えた、鉄道車両（１００）用のブレーキシステム（１０）。
【請求項１０】
鉄道車両（１００）の制動中に加えられるブレーキ作用を決定する方法であって、ブレーキ作用を、ブレーキ圧又はブレーキ電流と、少なくとも１つの別のパラメータとに基づいて決定することを特徴とする、鉄道車両（１００）の制動中に加えられるブレーキ作用を決定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両のブレーキシステム用の制御装置、このような制御装置を備えた鉄道車両用のブレーキシステム、並びに鉄道車両のブレーキ中に加えられるブレーキ作用を決定する方法に関する。
【０００２】
最新の鉄道車両の場合、ブレーキ中に加えられる制動力又は制動モーメントを検出するために、多数の制動力センサが設けられていることがある。このような制動力又は制動モーメントの知識は、ブレーキの制御又は調整に非常に役立つ。それというのも、特に車輪のロック状態を回避することができ、且つ車輪とレールとの間の最大限の粘着若しくは摩擦（Kraftschluss）を、ブレーキのために有効に利用することができるからである。しかしながら、前記のようなセンサは高価であり、多大な保守整備作業を要する。
【０００３】
本発明の課題は、ブレーキ作用、特に制動力及び／又は制動モーメントの決定を、最小限の制動力センサ又は制動モーメントセンサによって可能にすることである。
【０００４】
この課題は、独立請求項に記載の特徴により解決される。
【０００５】
本発明の別の有利な構成及び改良は、従属請求項に記載されている。
【０００６】
本明細書の枠内で、鉄道車両は、専用の駆動装置を有する又は有しない、１つ又は複数の車両及び／又は任意の組み合わせの牽引車両を意味するものであってよい。特に、鉄道車両は動力車を有していてよい。鉄道車両又は鉄道車両の１つの車両は、台車を有していてよく、これらの台車には、車両の車軸が配置されている。台車は、車体に取り付けられていてよい。ブレーキシステムは、空圧式の、特に電空ブレーキシステムであるか、又は液圧式の、特に電気液圧ブレーキシステムであってよい。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ることが考えられる。ブレーキシステムは、特に１つ又は複数の粘着摩擦ブレーキ装置が含まれていてよい、１つ又は複数のブレーキ装置を有していてよい。粘着に関連した摩擦ブレーキ装置は、鉄道車両の１つの車輪又は１つの車軸を摩擦によって制動するように形成されていてよい。この場合、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置は、制動用の力を、車輪とレールとの接触を介して伝達する。これとは異なり、制動力を車輪とレールとの接触を介しては伝達しないブレーキ装置、例えば電磁吸着レールブレーキは、本明細書の意味での粘着に関連したブレーキ装置とは見なされない。粘着に関連した摩擦ブレーキ装置は特に、ディスクブレーキ装置、踏面ブレーキ装置、又は組み合わされたディスク／踏面ブレーキ装置であってよい。ブレーキ装置、特に粘着に関連した摩擦ブレーキ装置は、圧力作動式のブレーキ装置、例えば空圧式又は液圧式のブレーキ装置であってよい。ブレーキ装置、特に粘着に関連した摩擦ブレーキ装置は、電気的に操作されるブレーキ装置、例えば電気的又は電気機械的なブレーキ装置であることが考えられる。圧力作動式のブレーキ装置は、電磁弁等の電気的に制御可能な弁及び／又は電気的に制御可能なパイロット弁を有していてよい。これに相応して、このような圧力作動式のブレーキ装置は、電空ブレーキ装置又は電気液圧ブレーキ装置と呼ばれる。ブレーキ装置、特に粘着に関連した摩擦ブレーキ装置は、１つ又は複数の摩擦ブレーキ機器を有していてよい。１つの摩擦ブレーキ機器には、少なくとも１つの力発生器が対応配置されていてよく、この力発生器は、該力発生器に供給される空圧式又は液圧式のブレーキ圧、又はブレーキ電流を、摩擦ブレーキ機器の摩擦エレメントを作動させる制動力に変換することができるようになっている。ブレーキ圧を制動力に変換することのできる力発生器を備えたブレーキ装置は、圧力作動式のブレーキ装置、例えば空圧式又は液圧式のブレーキ装置と見なしてよい。ブレーキ電流を制動力に変換することのできる力発生器を備えたブレーキ装置は、電気的に作動されるブレーキ装置、例えば電気的又は電気機械的なブレーキ装置と見なしてよい。摩擦ブレーキ機器は、空圧式又は液圧式のブレーキ圧、又はブレーキ電流が、１つ又は複数の力発生器に作用すると、車両の車輪及び／又は軸に作用する制動モーメントを発生させるように形成されていてよい。ブレーキ装置又は摩擦ブレーキ機器は、圧力を供給すると、制動のために摩擦ブレーキ機器を作動させる、空圧式又は液圧式のシリンダ等の力発生器を有していてよい。摩擦ブレーキ機器は、力発生器により制動力が供給されると互いにこすれるように設けられた、特に複数の摩擦エレメントを有していてよい。ブレーキ装置又はブレーキ装置の摩擦ブレーキ機器の少なくとも１つの摩擦エレメントに制動力を供給することは、ブレーキ装置又は摩擦ブレーキ機器を作動させることであると見なされる。特に、２つの摩擦エレメントを備えた少なくとも１つの摩擦対が設けられていてよい。例えば摩擦ブレーキ機器は、ブレーキ作動時に、ブレーキライニングを備えた１つ又は複数のブレーキキャリパと摩擦接触させられるように形成された、ブレーキディスクを有していてよい。摩擦ブレーキ機器は、択一的に、対応配置されたブレーキライニングを備えた１つ又は複数の制輪子を有していてよく、該制輪子はブレーキ作動時に、車輪の踏面と摩擦接触させられるようになっている。摩擦ブレーキ機器を作動させるための力発生器又は圧力作動式のシリンダに加えられる圧力は、ブレーキ圧と呼ばれる。これに相応して、力発生器が制動力に変換することのできる電流は、ブレーキ電流と呼ばれる。摩擦ブレーキ機器は、個別に懸架された車輪及び／又は互いに固定的に結合された少なくとも２つの車輪を有する車軸を制動するように形成されていてよい。つまり、１つの摩擦ブレーキ機器が、少なくとも１つの車輪に対応配置されていてよい。この場合、摩擦ブレーキ機器は、対応する軸及び／又は対応する車輪が配置された台車に配置されているか、又は懸架されていてよい。摩擦ブレーキ機器の作動時に力発生器によって加えられる力は、制動力と呼ばれる。制動力は、加えられるブレーキ圧又は作用するブレーキ電流、並びに摩擦ブレーキ機器の構造、状態及び機能形式に関連している。制動時に車輪に加えられるモーメントは、制動モーメントと呼ばれる。制動モーメントは、特に制動力と、車輪の幾何学形状、特に車輪の直径とに関連している。制動力は、例えばブレーキライニングを車輪踏面又はブレーキディスクと接触させるために、動いていない車輪にも作用することがある。車輪が運動している場合、制動力は対応する制動モーメントを生ぜしめる。ブレーキ制御装置は、鉄道車両のブレーキシステム用の電子制御装置であってよい。ブレーキ制御装置は、例えば滑走防止コンピュータ、ブレーキコンピュータであるか、又は鉄道車両のブレーキシステムの別の制御装置によって形成された制御装置であってよい。ブレーキ圧を検出することのできるブレーキ圧センサ装置が設けられていてよい。ブレーキ電流を検出することのできるブレーキ電流センサ装置が設けられていることが考えられる。制御装置は、検出したブレーキ圧をブレーキ圧センサ装置から受信するように形成されていてよい。ブレーキ作用センサ装置は、車輪及び／又は軸に加えられる実際のブレーキ作用を検出するように形成されていてよい。特に、ブレーキ作用センサ装置が、制動力センサ装置として形成されており、この制動力センサ装置は、制動力センサ装置に対応配置された少なくとも１つの摩擦ブレーキ機器に加えられた制動力及び／又は対応する制動モーメントを検出することができる、ということが考えられる。つまり、ブレーキ作用センサ装置は、例えば少なくとも１つの摩擦ブレーキ機器によって加えられた制動力及び／又は少なくとも１つの摩擦ブレーキ機器によって加えられた制動モーメントを検出するように形成されていてよい。このためにブレーキ作用センサ装置は、例えば台車に設けられた摩擦ブレーキ機器の懸架点に配置することのできる、例えば１つ又は複数のセンサを有していてよい。ブレーキ作用センサ装置は、特に１つ又は複数のひずみゲージを有していてよい。ブレーキ作用センサ装置のエレメント、例えばセンサは、摩擦ブレーキ機器の可動のエレメント及び／又は固定のエレメント及び／又は摩擦ブレーキ機器の懸架部に配置されていてよく、これにより摩擦ブレーキ機器の作動時に、車輪又はブレーキディスク等の摩擦相手部材により生ぜしめられる反作用を測定することができるようになっている。このような反作用に基づいて、制動力及び／又は制動モーメントを推量することができる。前記のような反作用は、例えばひずみゲージにより検出可能な変形として現れてよい。ブレーキ作用センサ装置は、１つ以上の摩擦ブレーキ機器に関する制動力及び／又は制動モーメントを検出するために設けられていてよい。一般に、センサ装置は測定結果を表す信号を供給することができる。このような信号は、制御装置が受信することのできる、相応するデータにより表されていてよい。データの検出には、センサ装置及び／又は制御装置から伝送されるデータの受信及び／又は処理が含まれていてよい。データの処理には、計算の実施が含まれていてよい。
【０００７】
本発明は、鉄道車両のブレーキシステム用の制御装置に関するものであって、前記ブレーキシステムは、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置を含んでおり、前記制御装置は、制動中に加えられるブレーキ作用を、ブレーキ圧と、少なくとも１つの別のパラメータとに基づいて決定するように設計されている。これにより、ブレーキ作用を決定するための制動力センサ又は制動モーメントセンサ等のブレーキ作用センサを省くことができる。ブレーキ作用は、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置によって生ぜしめられるブレーキ作用であってよい。特に、制動中に粘着に関連した摩擦ブレーキ装置が作動されるようになっていてよい。前記の少なくとも１つのパラメータは、加えられた制動力及び／又は制動モーメントには相当しないパラメータであってよい。制御装置は、電子制御装置であってよく、特にブレーキシステムのコンポーネントを制御することのできる、ブレーキ制御装置であってよい。制御装置は、例えば列車コンピュータ等の、上位の制御装置であることも考えられる。ブレーキシステムには、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置の他に、更に別のブレーキ装置、例えば電磁吸着レールブレーキ装置、リニア渦電流ブレーキ装置及び／又はリターダ装置が含まれていてよい。摩擦ブレーキ装置は、空圧式及び／又は液圧式のブレーキ装置等の、圧力作動式のブレーキ装置であってよい。摩擦ブレーキ装置は、電気作動式のブレーキ装置であることも考えられる。制御装置は特に、電子制御装置として形成されていてよく、この電子制御装置は、ブレーキ圧を示す、又はブレーキ圧に関するブレーキ圧データと、少なくとも１つの別のパラメータに対応する又は関する、別のデータとを受信するように形成されていてよい。ブレーキ圧は、ブレーキ圧センサ装置によって検出されて、直接又は間接的に制御装置に伝送されるブレーキ圧であってよい。ブレーキ圧を、ブレーキ圧センサ装置からのデータに基づいて、例えば制御装置によって決定又は算出することも考えられる。制御装置は、電子制御装置として形成されていて、この電子制御装置は、ブレーキ電流を示す、又はブレーキ電流に関するブレーキ電流データと、少なくとも１つの別のパラメータに対応する又は関する、別のデータとを受信するように形成されていてよいことが考えられる。ブレーキ電流は、ブレーキ電流センサ装置によって検出されて、直接又は間接的に制御装置に伝送されるブレーキ電流であってよい。ブレーキ電流を、ブレーキ電流センサ装置からのデータに基づいて、例えば制御装置によって決定又は算出することも考えられる。制御装置は、ブレーキシステム及び／又は粘着に関連した摩擦ブレーキ装置を、決定されたブレーキ作用に基づいて制御するように形成されていてよい。制御装置は、ブレーキ圧又はブレーキ電流と、少なくとも１つの別のパラメータの、時間的な推移を監視し且つ／又は記憶するように形成されていることが考えられる。ブレーキ作用の決定は、制動中に行うことができる。ブレーキ作用は、車両の一部に加えられる少なくとも１つの制動力及び／又は車両の一部に加えられる少なくとも１つの制動モーメントに関するものであってよい。特に、ブレーキ作用は、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置の摩擦ブレーキ機器に加えられる制動力及び／又は前記摩擦ブレーキ機器に対応配置された車輪に加えられる制動モーメントであってよい。ブレーキ圧は、圧力作動式のブレーキ装置の少なくとも１つの摩擦ブレーキ機器を作動させるために加えられ、且つ適当なセンサ装置によって検出されるブレーキ圧であってよい。ブレーキ電流は、電気作動式のブレーキ装置の少なくとも１つの摩擦ブレーキ機器を作動させるために加えられ、且つ適当なセンサ装置によって検出されるブレーキ電流であってよい。
【０００８】
制御装置は、ブレーキ装置の１つ以上の摩擦ブレーキ機器に関するブレーキ圧又はブレーキ電流を検出し且つ／又は求めるように形成されている、ということが想定されていてよい。特に、異なる複数のブレーキ圧又はブレーキ電流が求められてよい。この場合、車両の様々な箇所でブレーキ圧値が求められて、制御装置に供給されるようになっていてよい。ブレーキ電流を、車両の様々な箇所において求め、且つ／又は電気作動式の摩擦ブレーキ機器の電力供給に際して中央部で求めて、制御装置に供給することが考えられる。制御装置は、ブレーキ作用を、鉄道車両の複数の箇所及び／又は摩擦ブレーキ機器に対応するブレーキ圧又はブレーキ電流に基づいて決定するように形成されていてよい。前記の少なくとも１つの別のパラメータは、複数の測定箇所において測定されることが考えられ、これらの測定箇所は、ブレーキ圧又はブレーキ電流を対応させる複数の摩擦ブレーキ機器及び／又は複数の箇所に対応配置されている。制御装置は、異なる複数の測定箇所において測定された、少なくとも１つの別のパラメータに関するデータを、相応する箇所及び／又は摩擦ブレーキ機器に対応したブレーキ圧又はブレーキ電流に対応させるように形成されていてよい。
【０００９】
少なくとも１つの別のパラメータには、減速度が含まれていてよい。この減速度は、車両全体の減速度であってよい。択一的又は付加的に、減速度は、１つの車両部分の減速度である、ということが想定されていてよい。減速度は、例えば鉄道車両の１つの台車又は１つの車両において発生する減速度であってよい。制御装置は、減速度を、速度データに基づいて、例えば車両速度に関するデータに基づいて求めるように形成されていることが考えられる。車両速度の時間的な推移及び／又は変化から、減速度を推量することができる。この場合、減速度は、制動時間よりも短い時間区分内での速度推移を考慮することにより求められる。減速度を求めるために、１つ又は複数の加速度センサが設けられていてよい。特に、車両全体の減速度を求めるための加速度センサが設けられていてよい。このような加速度センサは、例えば１つの車両及び／又は１つの台車に配置されていてよい。各車両及び／又は各台車に少なくとも１つの加速度センサが対応配置されていることが想定されていてよい。このようなセンサは、走行状態を監視するために設けられていることが多いので、ブレーキ作用を決定するためには、既に後続のセンサを再利用することができるようになっている。加速度センサは、縦加速度及び／又は横加速度及び／又はヨー加速度を測定するように形成されていてよい。
【００１０】
少なくとも１つの別のパラメータには、車両速度及び／又は少なくとも１つの車輪回転数が含まれていてよい。制御装置は、車両速度及び／又は少なくとも１つの車輪回転数を測定するためのセンサ装置に接続されているか、又は接続可能であってよい。車両速度を測定するために、例えばレーダ装置、光学センサ装置及び／又は衛星データを受信するための通信装置が設けられていてよく、これらに制御装置が接続可能であるか、又は接続されていてよい。車両速度及び車輪回転数も、大抵は存在するパラメータなので、ブレーキ作用を決定するために用いることができる。車両速度は、特に車両全体の速度であってよく、この車両全体の速度と、個々の車両の個別速度とは、僅かに異なっていることがある。車両速度を、車輪回転数データに基づいて求めることが考えられる。但し有利なのは、車輪回転数とは関係無く有効な車両速度測定が実施される場合である。制御装置は、個々の車輪又は車軸に対応する車輪回転数データから、対応させた車輪又は対応させた車軸に対応する速度、例えば円周速度又は車輪速度を求めるように形成されていることが考えられる。このために車輪回転数データの他に、車輪の半径が考慮されてよい。制御装置は、個々の車輪速度を、所定の基準速度と比較するように形成されていてよい。基準速度は、車輪回転数データとは関係無く求められた車両速度であるか、又は例えば最高車輪回転数から求められた基準速度であってよい。ブレーキ圧と、個々の車輪速度と基準速度との偏差とを比較することにより、個々の車輪又は車軸における局所的な制動モーメントを推量することができる。特に、対応するブレーキ圧又はブレーキ電流が、車輪とレールとの接触を介して吸収可能な力よりも大きな制動力をもたらす車輪又は車軸を識別することができる。このような車輪は、容易に滑走又はロック状態に陥ってしまう。つまり、個々の車輪の滑走又はロックの危険を早期に認識することができ、ブレーキシステム若しくは圧力作動式のブレーキ装置は、例えば上述した制御装置のような、適当なブレーキ制御装置によって、滑走又はロックに抗して作用するように制御される。
【００１１】
改良において、少なくとも１つのパラメータには、少なくとも１つの車輪の車輪回転数変化が含まれていてよい。車輪回転数変化からは、例えば対応する車輪又は対応する車軸における減速度を推量することができる。
【００１２】
制御装置は、制動中のブレーキ圧又はブレーキ電流、及び少なくとも１つの別のパラメータの時間的な推移を監視するように形成されていてよい。特に、少なくとも１つの別のパラメータが、車輪回転数及び／又は車輪回転数変化であると、車輪とレールとの間の摩擦特性の推移を測定又は監視することができる。
【００１３】
制御装置を、テストブレーキを制御するように形成することが合理的であってよい。テストブレーキに際して、ブレーキ圧又はブレーキ電流と、少なくとも１つの別のパラメータとを監視し、これらのパラメータに基づいて、ブレーキ作用を決定することができるようになっている。テストブレーキ用には特定の、有利には低いブレーキ圧又はブレーキ電流を作用させることができる。テストブレーキは、特別なブレーキ要求無しで、所定の減速度とは関係のないブレーキ圧又はブレーキ電流を用いて実施され得る。それというのも、テストブレーキの役割は、走行速度を著しく低下させることではなく、ブレーキシステム、特に粘着に関連した摩擦ブレーキ装置の作用を監視することだからである。制御装置は、テストブレーキに際して、複数の異なる車輪及び／又は車軸及び／又は異なる台車の複数の車輪の車輪回転数変化を検出するように形成されている、ということが想定されていてよい。テストブレーキに関しては特に、全ての摩擦ブレーキ機器が同時にブレーキのために制御されるのではなく、摩擦ブレーキ機器を個別に又はグループでしか制御しないことが想定されていてよい。制御装置は、鉄道車両にわたって配分された個々の摩擦ブレーキ機器を、所定のブレーキ圧又はブレーキ電流によって制御し、且つその都度、ブレーキ圧又はブレーキ電流と、対応する車輪回転数変化とを検出するように形成されていることが考えられる。つまり、選択的なテストブレーキを実施することができるようになっている。このように制御されるテストブレーキからは、鉄道車両の長さにわたる摩擦特性若しくは粘着係数の推移の、少なくとも傾向を把握することができる。これに基づいて、予期される区間状態についての予測を立てることもできる。特に、選択的なテストブレーキ用に、走行方向に見て前方の、特に鉄道車両の最初の車両又は台車に設けられた少なくとも１つの摩擦ブレーキ機器と、走行方向に見て後方の、特に鉄道車両の最後の車両又は台車に設けられた少なくとも１つの摩擦ブレーキ機器とが、それぞれ所定のブレーキ圧又はブレーキ電流で制御されることが想定されていてよい。鉄道車両の長さに応じて、更に別の摩擦ブレーキ機器が制御されてよい。これにより、特にブレーキ作用に基づいて、鉄道車両の前方部分と、鉄道車両の後方部分との間の粘着の差が求められるようになっている。
【００１４】
択一的又は付加的に、鉄道車両のブレーキシステム用の制御装置が設けられており、この場合、この制御装置は、制動中に加えられるブレーキ作用を、鉄道車両の複数の車両部分間の縦力と、速度の時間的な変化とに基づいて決定するように形成されている。前記車両部分は、互いに運動可能な車両部分であってよく、特に互いに固定的には連結されていない連接車及び／又は車両の車体であってよい。制御装置は、付加的に、ここで説明する別の１つ又は複数の機能を引き受けるように形成されていてよい。縦力を測定するために、相応の力センサが設けられていてよい。このような力センサは、特に鉄道車両の異なる車体間又は互いに運動可能な連接車間に設けられていてよい。力センサは、前記車体又は連接車間に制動中に加えられる縦力を検出するように形成されている。速度の時間的な変化は、特に車両速度の時間的な変化であってよい。このために、適当な車両速度センサが設けられていてよい。速度の時間的な変化を測定するために、加速度センサが設けられていることも考えられる。このようにしてやはり、制動力センサ又は制動モーメントセンサを用いずに、少なくとも車両の個々の車体又は連接車に関してブレーキ作用、特に制動力及び／又は制動モーメントを決定することができる。
【００１５】
本発明では更に、ここで説明した制御装置を備えた鉄道車両用のブレーキシステムが設けられている。
【００１６】
更に本発明は、鉄道車両の制動中に加えられるブレーキ作用を決定する方法に関するものであり、この方法では、ブレーキ作用を、ブレーキ圧又はブレーキ電流と、少なくとも１つの別のパラメータとに基づいて決定する。択一的又は付加的に、ブレーキ作用を鉄道車両の複数の車両部分間の縦力と、速度の時間的な変化とに基づいて決定することができる。ブレーキ作用の決定は、ここで説明した制御装置によって行うことができる。ブレーキシステムは、ここで説明したブレーキシステムであってよく、このブレーキシステムには、特にここで説明した粘着に関連した摩擦ブレーキ装置が含まれていてよい。前記少なくとも１つの別のパラメータには、減速度が含まれていてよい。少なくとも１つの別のパラメータには、車両速度及び／又は少なくとも１つの車輪回転数が含まれていることが考えられる。少なくとも１つのパラメータには、車輪回転数変化が含まれていてよい。制動中のブレーキ圧又はブレーキ電流の時間的な推移と、少なくとも１つの別のパラメータの時間的な推移とを監視することが考えられる。この監視は、制御装置によって実施され得る。複数の異なる摩擦ブレーキ機器に関するブレーキ圧又はブレーキ電流を検出することができる。特に、複数の異なる摩擦ブレーキ機器及び／又は車軸及び／又は台車について、ブレーキ作用を決定することが考えられる。制御装置によって、テストブレーキを制御することができる。
【００１７】
更に、ここで説明したブレーキシステム及び／又はここで説明した制御装置を備えた鉄道車両が想定されていてよい。
【００１８】
ここで説明した制御装置及び方法は、ブレーキ作用を、制動力センサ又は制動モーメントセンサ無しでも決定することを可能にする。この場合、ブレーキ作用の決定精度を高めるために、制御装置が、説明した複数の別のパラメータを用いて、ブレーキ作用を決定すると、合理的であってよい。説明した制御装置によるブレーキ作用の決定が、制動力センサ又は制動モーメントセンサによるブレーキ作用の決定に加えて付加的に実施されると、特に有利であってよい。これにより、相互の妥当性検査に用いることのできる、独立したブレーキ作用決定装置及び方法が得られる。更に、制御装置は、ブレーキ作用を決定するために、制動力センサ及び／又は制動モーメントセンサのデータをも考慮するように形成されていることが想定されていてよい。特に、特定の個々の摩擦ブレーキ機器に、制動力センサ及び／又は制動モーメントセンサが対応配置されていてよい一方で、その他の摩擦ブレーキ機器には、このようなセンサは一切対応配置されていない。制御装置は、前記の個々の摩擦ブレーキ機器に対するセンサによって測定された制動力又は制動モーメントを、その他の摩擦ブレーキ機器に対するブレーキ作用を別に決定するための基礎として考慮することができる。特に、個々の摩擦ブレーキ機器に対する制動力センサ及び／又は制動モーメントセンサのデータを、制動力センサ及び／又は制動モーメントセンサが対応配置されていない摩擦ブレーキ機器のための、制御装置によるブレーキ作用決定の較正に用いることが想定されていてよい。制御装置は、個々の摩擦ブレーキ機器に対応した制動力データ及び／又は制動モーメントデータを受信し、これらのデータに基づいてブレーキ作用の決定を較正するように形成されていることが考えられる。特に、制御装置は、ブレーキ作用の決定を、ブレーキ圧又はブレーキ電流と、少なくとも１つの別のパラメータとに基づいて、且つ／又は複数の車両部分間の縦力と、速度の時間的な変化とに基づいて較正するように形成されていてよい。較正ではその都度、ここで説明した複数の方法のうちの１つによって決定された、１つの摩擦ブレーキ機器に対するブレーキ作用を、制動力センサ及び／又は制動モーメントセンサを備える同じ摩擦ブレーキ機器に対して決定された制動力及び／又は制動モーメントに標準化することができる。これに相応して、制動力センサ又は制動モーメントセンサが一切対応配置されていない複数の摩擦ブレーキ機器に対するブレーキ作用を標準化することができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】鉄道車両の概略図である。
【図２】ブレーキ制御装置を備えた、鉄道車両のブレーキシステムの概略図である。
【図３】鉄道車両の制動中に加えられるブレーキ作用を決定する方法の概略的なフローチャートである。
【００２０】
以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。
【００２１】
図１には、鉄道車両１００が概略的に示されている。この鉄道車両１００は、２つの連接車１０２，１０４を有しており、これらの連接車１０２，１０４は、互いに可動に連結されている。連接車１０２，１０４を連結するために、連結装置１０６が設けられている。本実施形態では、鉄道車両１００は３つの台車１０８，１１０，１１２を有しており、これらの台車１０８，１１０，１１２には、それぞれ２つの車軸が設けられている。台車１０８，１１０，１１２にはそれぞれ、レール１１６上を走行する複数の車輪１１４が設けられている。車両の走行方向は、連接車１０２のところに矢印で、車両速度ｖと共に示されている。即ち、連接車１０２が前方の連接車を成しているのに対して、連接車１０４は後方の連接車を表している。鉄道車両１００には、多数のセンサ（詳細には図示せず）が設けられていてよい。つまり、連結装置１０６の領域には、長手方向における連接車１０２，１０４間の力を測定することのできる、複数の縦力センサが設けられていてよい。鉄道車両１００は、車両速度及び／又は加速度又は減速度を測定するための１つ又は複数のセンサを有していてよい。このためには、例えば縦加速度、ヨー加速度及び／又は横加速度を測定するためのセンサを使用することができる。更に、台車に対応配置された、又は台車に配置された、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置の摩擦ブレーキ機器に対応配置された、ブレーキ圧センサ又はブレーキ電流センサ及び／又は制動力センサや制動モーメントセンサ等のブレーキ作用センサが設けられていてよい。一般に、ブレーキ圧センサ又はブレーキ電流センサは、摩擦ブレーキ機器を個別に作動させるブレーキ圧又はブレーキ電流を検出することができるようになっている場合は、摩擦ブレーキ機器に対応配置されていると見なしてよい。制動力センサ又は制動モーメントセンサは、摩擦ブレーキ機器によって加えられる制動力又は相応する制動モーメントを検出することができるようになっている場合は、摩擦ブレーキ機器に対応配置されているか、又は摩擦ブレーキ機器によって制動されるべき車軸に対応配置されていると見なしてよい。更に、少なくとも１つの車軸の車輪回転数を測定するために、車輪回転数センサが設けられていてよい。センサは一般に、センサから相応するデータを受信することのできる制御装置に接続されていてよい。センサデータに基づいて、例えば制御装置により、速度変更及び／又は車輪回転数の変更を決定し、場合によっては相応する車輪、台車及び／又は摩擦ブレーキ機器に対応させられるようになっている。制御装置は特に、提供されたセンサデータに基づいて、ブレーキ圧又はブレーキ電流及び少なくとも１つの別のパラメータを決定する。択一的又は付加的に、制御装置によって連接車間の縦力又は連結力を決定することができるようになっている。前記データに基づいて、制御装置は、制動力センサ又は制動モーメントセンサに依存することなく、ブレーキ作用、特に車両に作用する総制動力又は総制動モーメントを決定することができる。これにより、制動力センサの数を、少なくとも減らすことができる。
【００２２】
図２には、例えば図１に示した車両に使用されるようなブレーキシステムの一例が示されている。図２には、鉄道車両のブレーキシステム１０が概略的に示されており、この場合、ブレーキシステム１０は、粘着に関連した摩擦ブレーキ装置として、空圧式の踏面ブレーキ装置を有している。機械的な接続、空圧式の接続及び管路は実線で示されているのに対して、電気的な接続又は通信路は破線で示されている。ブレーキシステム１０は、鉄道車両の車輪１２，１３を制動するために設けられている。本実施形態において、車輪１２，１３は、異なる車軸上に位置している。第１の車輪１２には、第１の制輪子１４が対応配置されている。第２の車輪１３には第２の制輪子１５が対応配置されている。各制輪子１４，１５はブレーキライニングを有していて、このブレーキライニングは、制輪子がブレーキライニングでもって、対応する車輪１２，１３の踏面に押し当てられた場合に、対応する車輪を制動するようになっている。制輪子１４は、ブレーキ用の力発生器１６によって作動させることができる。この力発生器１６は、供給管路を介して主要制御弁装置２０に接続されている。主要制御弁装置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ようになっている。同様に、制輪子１５には力発生器１７が対応配置されていて、この力発生器１７もやはり、主要制御弁装置２０を介して、力発生器作動用の圧縮空気を供給されるようになっており、これにより、制輪子１５を車輪１３の車輪踏面との接触状態にもたらすことができるようになっている。主要制御弁装置２０は、圧縮空気蓄え装置２２に接続されており、この圧縮空気蓄え装置２２から主要制御弁装置２０が圧縮空気を取り出して、制動時に力発生器１６，１７に供給するようになっている。更に、ブレーキコンピュータとして形成された電子ブレーキ制御装置２４が設けられていて、この電子ブレーキ制御装置２４は、主要制御弁装置２０を制御することができるようになっている。このために、主要制御弁装置２０は、ブレーキ制御装置２４により制御可能な、特に１つ又は複数の電磁弁を有していてよい。見やすくする理由から、第２の車輪に対応配置された構成部材のための電気的な制御線路は図示していないが、これらは第１の車輪と、その構成部材とに対応配置された制御線路に匹敵するものである。第１の車輪１２には更に、ブレーキ作用センサ１８が対応配置されており、このブレーキ作用センサ１８は、制動時に制輪子１４に加えられる制動力及び／又は制動モーメントを検出することができる。つまり、ブレーキ作用センサ１８は、制動力センサと見なしてよい。このようなブレーキ作用センサは、例えば１つ又は複数のひずみゲージを有していてよい。センサ１８は、データを伝送するために、電子ブレーキ制御装置２４に接続されている。更に、車輪１２には第１の車輪回転数センサ３０が対応配置されており、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。このセンサもまた、データ伝送のために電子制御装置２４に接続されている。同様に、第２の車輪にも、第２のブレーキ作用センサ１９が対応配置されており、この第２のブレーキ作用センサ１９は、制輪子１５に加えられた制動力及び／又は制動モーメントを検出することができる。更に、第２の車輪１３にも、第２の車輪回転数センサ３２が対応配置されている。センサ１８，１９はそれぞれ、１つのブレーキ作用センサ装置の部分と見なすことができる。車輪回転数センサ３０，３２はそれぞれ、１つの車輪回転数センサ装置の部分と見なすことができる。力発生器１６，１７はそれぞれ、空圧式のシリンダを有していてよく、これらのシリンダは、ブレーキ圧供給時に、対応する制輪子１４，１５に制動力を加えるようになっている。力発生器１６，１７は更に、電子制御装置２４によって制御可能な各１つの制御弁装置を有していてよく、この制御弁装置を介して、主要制御弁装置２０により供給された主要ブレーキ圧を、力発生器１６，１７の各空圧式のシリンダ用に個別に調節することができるようになっている。つまり、特に力発生器１６，１７は電子制御装置２４に従って、異なるブレーキ圧を制輪子１４，１５に加え、延いては摩擦ブレーキ機器を非対称的に、又は別個に、操作又は制御する。主要制御弁装置２０には、主要ブレーキ圧センサ２１が対応配置されており、この主要ブレーキ圧センサ２１は、主要制御弁装置２０によって供給される主要ブレーキ圧を検出することができる。圧力センサ２１は、データ伝送のために、電子制御装置２４に接続されている。更に、力発生器１６には第１のブレーキ圧センサ３１が対応配置されており、第２の力発生器１７には第２のブレーキ圧センサ３３が対応配置されている。第１及び第２のブレーキ圧センサ３１，３３はそれぞれ、制動力を発生させるために、対応配置された力発生器１６，１７により個別に供給されるブレーキ圧を検出するように形成されている。センサ３１，３３並びに主要ブレーキ圧センサ２１は、１つのブレーキ圧センサ装置の部分と見なすことができる。ブレーキ圧センサ２１，３１，３３もやはり、データ伝送のために電子ブレーキ制御装置２４に接続されている。つまり、電子ブレーキ制御装置２４は、一方では導入された主要ブレーキ圧を、主要制御弁装置２０の下流側で検出することができる。他方では、ブレーキ制御装置２４は、制動力を発生させるために個々の力発生器１６，１７に個別に作用するブレーキ圧を、その都度受信するようになっている。図２において、力発生器１６は制輪子１４と共に、第１の摩擦ブレーキ機器と見なしてよい。力発生器１７及び第２の制輪子１５は、第２の摩擦ブレーキ機器と見なしてよい。両摩擦ブレーキ機器は、所属のブレーキロッド及びサスペンション（図示せず）を有していてよいと理解される。主要制御弁装置２０は、前記摩擦ブレーキ機器と共に、空圧式のブレーキ装置と見なすことができる。前記摩擦ブレーキ機器は、踏面ブレーキとして形成する代わりに、ディスクブレーキとして形成してもよい。この場合も、各１つのブレーキ作用センサが設けられていてよく、このブレーキ作用センサは、制動時に加えられた制動力及び／又は制動モーメントを検出し、且つ相応するブレーキデータを電子ブレーキ制御装置２４に伝送することができる。ブレーキ制御装置２４は、ブレーキ作用センサ１８，１９からブレーキ作用データを受信し且つブレーキ圧センサ２１，３１，３３からブレーキ圧データを受信するように形成されている。更に、ブレーキ制御装置２４は、ブレーキ圧データを相応するブレーキ作用データに対応させて、相互対応させたデータを監視する。ブレーキ制御装置２４は、図１に関して述べた制御装置に相当するものであってよい。鉄道車両の各車輪に、１つのブレーキ作用センサが対応配置されていることが考えられる。しかしまた、各台車又は各車両又は連接車に、１つの摩擦ブレーキ機器に対応配置された１つのブレーキ作用センサだけを設けることも考えられる。それどころか、ブレーキ作用センサが摩擦ブレーキ機器に全く対応配置されていないことが考えられる。特に図１の例では、中央の台車１１０だけにブレーキ作用センサが設けられていることが有利であってよく、このブレーキ作用センサは、走行方向に見て前方に配置された車軸又は相応する摩擦ブレーキ機器に対応配置されていてよい。このようなブレーキ作用センサのデータに基づいて、制御装置は別のパラメータに基づいて決定されたブレーキ作用を較正することができるようになっている。
【００２３】
図３には、鉄道車両のブレーキ中に加えられるブレーキ作用を決定する方法に関するフローチャートが概略的に示されている。鉄道車両は、例えば図１に示した鉄道車両であってよく、この鉄道車両は、図２に示したブレーキシステムを有していてよい。ステップＳ１０において、制御装置がブレーキ圧又はブレーキ電流を検出する。ブレーキ圧又はブレーキ電流は、例えばセンサ装置から受信することができる。ステップＳ１０では択一的又は付加的に、制御装置が力センサ装置から、鉄道車両の複数の車両部分間の少なくとも１つの縦力を検出することができるようになっていてよい。有利にはこれに並行して行われるステップＳ１２において、制御装置は少なくとも１つの別のパラメータに関するデータを受信する。特にステップＳ１２では、速度、特に車両速度の時間的な変化に関するデータが検出されるか、求められてよい。任意のステップＳ１４において、制御装置は、ブレーキ圧又はブレーキ電流に関するデータと、少なくとも１つの別のパラメータに関するデータとを、例えば適当な時間的な相関を形成することにより、互いに適宜関連付けることができる。同様に、速度の時間的な変化に対する縦力の関連付けも行われてよい。ステップＳ１６において、制御装置は、ブレーキ圧データ又はブレーキ電流データ及び少なくとも１つの別のパラメータに関するデータに基づいてブレーキ作用を決定する。制御装置が、決定したブレーキ作用を加え且つ／又は鉄道車両のブレーキシステムの制御を決定したブレーキ作用に基づいて実施するステップＳ１８が設けられていてよい。
【００２４】
上述した説明、図面並びに請求項に開示した本発明の特徴は、本発明の実現にあたり、個別でも、任意の組み合わせにおいても重要なものであり得る。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ブレーキシステム
１２  第１の車輪
１３  第２の車輪
１４  第１の制輪子
１５  第２の制輪子
１６  第１の力発生器
１７  第２の力発生器
１８  第１の制動力センサ
１９  第２の制動力センサ
２０  主要制御弁装置
２１  主要ブレーキ圧センサ
２２  圧縮空気蓄え装置
２４  ブレーキ制御装置
３０  第１の車輪回転数センサ
３１  第１のブレーキ圧センサ
３２  第２の車輪回転数センサ
３３  第２のブレーキ圧センサ
１００  鉄道車両
１０２  前方の連接車
１０４  後方の連接車
１０６  連結装置
１０８  台車
１１０  台車
１１２  台車
１１４  車輪
１１６  レール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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