(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道車両用のコンプレッサシステムであって、
該コンプレッサシステムは、少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）のために圧縮空気を発生させるコンプレッサ（３）を含み、該コンプレッサ（３）は、電気機械装置（１）により駆動軸（２）を介して駆動され、
前記電気機械装置（１）は、該電気機械装置（１）を最大回転数（ｍ）と最小回転数（ｉ）との間の少なくとも１つの回転数で駆動するために、少なくとも間接的に制御装置（５）を介して制御可能であり、
さらに、前記コンプレッサ（３）の下流に設けられた圧縮空気搬送管路（６）内に、前記制御装置（５）のために圧力を測定する少なくとも１つの圧力センサ（７）が配置されている、
軌道車両用のコンプレッサシステムにおいて、
前記電気機械装置（１）の回転数を連続的に制御するために、給電装置（１５）と前記電気機械装置（１）との間に調整部材（８）が配置されており、該調整部材（８）の制御は、センサ装置（１０）に従い前記制御装置（５）を介して行われ、前記センサ装置（１０）には、前記軌道車両の少なくとも１つの外部の境界条件を検知する少なくとも１つのセンサ素子（１６）が含まれていることを特徴とする、
軌道車両用のコンプレッサシステム。
【請求項２】
前記制御装置（５）は、前記コンプレッサ（３）の下流に配置されかつ冷却ファン（１４）を備えた冷却ユニット（９）を、少なくとも間接的に制御し、前記冷却ファン（１４）の回転数は、前記制御装置（５）により連続的に調整可能である、
請求項１記載のコンプレッサシステム。
【請求項３】
前記センサ装置（１０）には、前記軌道車両の速度（ｖ）を測定する少なくとも１つのＧＰＳセンサ（１６）、および前記軌道車両の加速度（ｂ）を測定する少なくとも１つの加速度センサ（１７）、および／または前記軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）を測定する少なくとも１つのマイクロフォン（１８）が含まれている、
請求項１記載のコンプレッサシステム。
【請求項４】
前記軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）が前記軌道車両の少なくとも１つの外部の境界条件を表す、
請求項１記載のコンプレッサシステム。
【請求項５】
前記センサ装置（１０）に従い、最大回転数（ｍ）と最小回転数（ｉ）との間においていずれかの中間値をとる可変の回転数により、前記コンプレッサ（３）を駆動する、
請求項１から４のいずれか１項記載のコンプレッサシステム。
【請求項６】
前記軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）が比較的大きく、かつ、速度（ｖ）がほぼ一定のとき、前記制御装置（５）は前記コンプレッサ（３）を、前記最小回転数（ｉ）よりも僅かに大きい可変の回転数で駆動し、前記少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）内の空気圧力を、スイッチオン圧力（ｅ）よりも僅かに大きくなるように調整する、
請求項５記載のコンプレッサシステム。
【請求項７】
前記制御装置（５）は、負の加速度（ｂ）のときに前記コンプレッサ（３）を、該コンプレッサ（３）のスイッチオフ圧力（ａ）に達するまで、最大回転数（ｍ）で駆動して、前記少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）に圧縮空気を供給し、前記スイッチオフ圧力（ａ）に達した後、前記コンプレッサ（３）を前記最大回転数（ｍ）よりも小さい可変の回転数で駆動する、
請求項５記載のコンプレッサシステム。
【請求項８】
前記負の加速度（ｂ）の終了後、前記コンプレッサ（３）をスイッチオフし、スイッチオン圧力（ｅ）に達すると、前記最小回転数（ｉ）に設定する、
請求項７記載のコンプレッサシステム。
【請求項９】
前記軌道車両が停車状態であり、かつ、該軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）が比較的小さいとき、前記制御装置（５）は前記コンプレッサ（３）を、圧力がスイッチオン圧力（ｅ）まで降下したときのスイッチオフと、圧力がスイッチオフ圧力（ａ）に達したときの前記最小回転数（ｉ）による動作との間で断続的に駆動する、
請求項５記載のコンプレッサシステム。
【請求項１０】
前記軌道車両が停車状態であり、かつ、該軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）が比較的大きいとき、前記制御装置（５）は、比較的大きい前記音響レベル（ｓ）が再び低減するか、またはスイッチオフ圧力（ａ）に達するまで、前記コンプレッサ（３）を最大回転数（ｍ）で駆動する、
請求項５記載のコンプレッサシステム。
【請求項１１】
前記センサ装置（１０）に従い、最大回転数（ｍ）と最小回転数（ｉ）との間においていずれかの中間値をとる可変の回転数により、前記コンプレッサ（３）を駆動する、
請求項１から４のいずれか１項記載のコンプレッサシステムの制御方法。
【請求項１２】
前記軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）が比較的大きく、かつ、速度（ｖ）がほぼ一定のとき、前記制御装置（５）は前記コンプレッサ（３）を、前記最小回転数（ｉ）よりも僅かに大きい可変の回転数で駆動し、前記少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）内の空気圧力を、スイッチオン圧力（ｅ）よりも僅かに大きくなるように調整する、
請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記制御装置（５）は、負の加速度（ｂ）のときに前記コンプレッサ（３）を、該コンプレッサ（３）のスイッチオフ圧力（ａ）に達するまで、最大回転数（ｍ）で駆動して、前記少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）に圧縮空気を供給し、前記スイッチオフ圧力（ａ）に達した後、前記コンプレッサ（３）を前記最大回転数（ｍ）よりも小さい可変の回転数で駆動する、
請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記負の加速度（ｂ）の終了後、前記コンプレッサ（３）をスイッチオフし、スイッチオン圧力（ｅ）に達すると、前記最小回転数（ｉ）に設定する、
請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記軌道車両が停車状態であり、かつ、該軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）が比較的小さいとき、前記制御装置（５）は前記コンプレッサ（３）を、圧力がスイッチオン圧力（ｅ）まで降下したときのスイッチオフと、圧力がスイッチオフ圧力（ａ）に達したときの前記最小回転数（ｉ）による動作との間で断続的に駆動する、
請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記軌道車両が停車状態であり、かつ、該軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）が比較的大きいとき、前記制御装置（５）は、比較的大きい前記音響レベル（ｓ）が再び低減するか、またはスイッチオフ圧力（ａ）に達するまで、前記コンプレッサ（３）を最大回転数（ｍ）で駆動する、
請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
軌道車両用のコンプレッサシステムの制御方法であって、
前記コンプレッサシステムは、少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）のために圧縮空気を発生させるコンプレッサ（３）を含み、該コンプレッサ（３）は、電気機械装置（１）により駆動軸（２）を介して駆動され、
前記電気機械装置（１）は、該電気機械装置（１）を最大回転数（ｍ）と最小回転数（ｉ）との間の少なくとも１つの回転数で駆動するために、少なくとも間接的に制御装置（５）を介して制御可能であり、
さらに、前記コンプレッサ（３）の下流に設けられた圧縮空気搬送管路（６）内に、前記制御装置（５）のために圧力を測定する少なくとも１つの圧力センサ（７）が配置されており、
前記電気機械装置（１）の回転数を連続的に制御するために、給電装置（１５）と前記電気機械装置（１）との間に調整部材（８）が配置されており、該調整部材（８）の制御は、センサ装置（１０）に従い前記制御装置（５）を介して行われ、前記センサ装置（１０）には、前記軌道車両の少なくとも１つの外部の境界条件を検知する少なくとも１つのセンサ素子（１６）が含まれており、
前記センサ装置（１０）に従い、最大回転数（ｍ）と最小回転数（ｉ）との間においていずれかの中間値をとる可変の回転数により、前記コンプレッサ（３）を駆動し、
前記軌道車両周囲の音響レベル（ｓ）が比較的大きく、かつ、速度（ｖ）がほぼ一定のとき、前記制御装置（５）は前記コンプレッサ（３）を、前記最小回転数（ｉ）よりも僅かに大きい可変の回転数で駆動し、前記少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）内の空気圧力を、スイッチオン圧力（ｅ）よりも僅かに大きくなるように調整することを特徴とする、
コンプレッサシステムの制御方法。
【請求項１８】
軌道車両用のコンプレッサシステムの制御方法であって、
前記コンプレッサシステムは、少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）のために圧縮空気を発生させるコンプレッサ（３）を含み、該コンプレッサ（３）は、電気機械装置（１）により駆動軸（２）を介して駆動され、
前記電気機械装置（１）は、該電気機械装置（１）を最大回転数（ｍ）と最小回転数（ｉ）との間の少なくとも１つの回転数で駆動するために、少なくとも間接的に制御装置（５）を介して制御可能であり、
さらに、前記コンプレッサ（３）の下流に設けられた圧縮空気搬送管路（６）内に、前記制御装置（５）のために圧力を測定する少なくとも１つの圧力センサ（７）が配置されており、
前記電気機械装置（１）の回転数を連続的に制御するために、給電装置（１５）と前記電気機械装置（１）との間に調整部材（８）が配置されており、該調整部材（８）の制御は、センサ装置（１０）に従い前記制御装置（５）を介して行われ、前記センサ装置（１０）には、前記軌道車両の少なくとも１つの外部の境界条件を検知する少なくとも１つのセンサ素子（１６）が含まれており、
前記センサ装置（１０）に従い、最大回転数（ｍ）と最小回転数（ｉ）との間においていずれかの中間値をとる可変の回転数により、前記コンプレッサ（３）を駆動し、
前記制御装置（５）は、負の加速度（ｂ）のときに前記コンプレッサ（３）を、該コンプレッサ（３）のスイッチオフ圧力（ａ）に達するまで、最大回転数（ｍ）で駆動して、前記少なくとも１つの圧縮空気タンク（４）に圧縮空気を供給し、前記スイッチオフ圧力（ａ）に達した後、前記コンプレッサ（３）を前記最大回転数（ｍ）よりも小さい可変の回転数で駆動する、
コンプレッサシステムの制御方法。
【請求項１９】
前記負の加速度（ｂ）の終了後、前記コンプレッサ（３）をスイッチオフし、スイッチオン圧力（ｅ）に達すると、前記最小回転数（ｉ）に設定する、
請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道車両用のコンプレッサシステムに関する。このシステムは、少なくとも１つの圧縮空気タンクのために圧縮空気を発生させるコンプレッサを含み、このコンプレッサは、電気機械装置により駆動軸を介して駆動される。この場合、電気機械装置は、この電気機械装置を最大回転数と最小回転数との間の少なくとも１つの回転数で駆動するために、少なくとも間接的に制御装置を介して制御可能であり、さらにこの場合、コンプレッサの下流に設けられた圧縮空気搬送管路内に、制御装置のために圧力を測定する少なくとも１つの圧力センサが配置されている。さらに本発明は、本発明によるコンプレッサシステムの制御方法にも関する。
【０００２】
発明の背景
軌道車両のコンプレッサに対しては、部分的に相容れない多様な要求が課され、たとえば高い供給能力、十分なスイッチオン期間、小さい音響放出、少ないエネルギー消費、小さい組み込みスペース、ならびに小さい仕入れ費用およびライフサイクルコストなどが要求される。この場合、軌道車両の動作状態または状況に応じて、コンプレッサに対しそれぞれ異なる強さの要求プロフィルが存在する。コンプレッサを設計する際に提起される典型的な問題は、軌道車両のすべての動作状態で、または軌道車両の各状況ごとに、許容可能な最善の妥協点を、これらの要求の間において見出すことである。一般に軌道車両においては、電気的に駆動されるコンプレッサが用いられる。コンプレッサは、スイッチオン／スイッチオフ動作中、下方のスイッチオン圧力と上方のスイッチオフ圧力との間において、一定の回転数いわゆる定格回転数で駆動される。コンプレッサは、予め定められた充填時間が達成されるようにし、動作中、最小スイッチオン期間を下回らないように、その仕様が選定される。
【０００３】
一般的に知られている従来技術から明らかであるのは、軌道車両の種々の動作状態間で、コンプレッサの動作は異ならない、ということである。この場合、冷却システムのファンは、コンプレッサと同じ動作管理体制下におかれる。その理由は、ファンは一般的にコンプレッサにより直接、いっしょに駆動されるからである。
【０００４】
充填フェーズ中、コンプレッサは定格回転数で駆動される。定格回転数は、コンプレッサが持続動作で駆動可能であるように選定されている。さらにコンプレッサの構造サイズは、路線区間動作中、最小スイッチオン期間を下回らず、かつ、最大充填時間を上回らないように、選定されている。路線区間動作中、コンプレッサは断続的に駆動される。この場合、コンプレッサは、圧縮空気タンク内の圧力がスイッチオン圧力まで降下すると、始動される。圧縮空気タンク内の圧力がスイッチオフ圧力に達すると、コンプレッサはただちに定格回転数で駆動される。スイッチオフ圧力に達すると、コンプレッサはスイッチオフされ、スイッチオン圧力まで圧力が降下してはじめて、新たに始動される。電気的に駆動される軌道車両の場合、制動フェーズ中、駆動モータはダイナミックブレーキとして使用される。その際に電気エネルギーが発生するが、この電気エネルギーを電源に帰還させるのは経済的でないことが多く、または一部では不可能である。軌道車両が駅に停車しているステーション動作中も、コンプレッサは走行中と同様に断続的に駆動される。この場合には顕著な走行騒音が発生していないことから、コンプレッサとファンの音響放出を避けたいところではあるが、駅では乗客の乗り降りがあるため、空気ばねが要求する空気が増加することから、そのことにより駅に停車中、コンプレッサとファンのスイッチオンが、ひいては望ましくない音響放出が、頻繁に発生することになる。しかも軌道車両は、特に近距離交通の場合には、たとえば凍結防止などのために、しばしば住宅区域の近くで運転状態のまま停車させられる。その際には、音響放出を可能なかぎり避けなければならない。また、圧縮空気タンク内の圧力が、漏れに起因して一晩に何回もコンプレッサの下方スイッチオン圧力に達するので、追加充填が必要になり、コンプレッサは定格回転数で断続的に駆動される。さらにコンプレッサの音響放出以外にも、他の騒音たとえば空気乾燥機の煩い換気騒音なども発生する。
【０００５】
軌道車両の個々の動作状態に関する情報は、多くのケースでは、コンプレッサの制御のために取得して利用することができない。軌道車両の個々の動作状態に関する情報が存在するならば、コンプレッサの制御と調整を行わなければならず、したがって簡単に装備するのは不可能である。
【０００６】
発明の概要
したがって本発明の課題は、軌道車両の現在の状況に応じて、コンプレッサシステムがエネルギー効率よく、かつ、音響放出を低減するように動作し、したがって軌道車両の動作状態に関する情報を必要としないように、コンプレッサシステムおよびこのコンプレッサシステムの作動方法を最適化することである。
【０００７】
この課題は、装置に関しては、請求項１の上位概念記載のコンプレッサシステムを前提として、請求項１の特徴部分に記載された構成によって解決される。さらに上記の課題は、方法に関しては、請求項４に記載の特徴によって解決される。従属請求項には、本発明の有利な実施形態が記載されている。
【０００８】
本発明によれば、電気機械装置の回転数を連続的に制御するために、給電装置と電気機械装置との間に調整部材が配置されており、調整部材の制御は、センサ装置に従い制御装置を介して行われ、このセンサ装置には、軌道車両の少なくとも１つの外部の境界条件を検知する少なくとも１つのセンサ素子が含まれている。したがってセンサ装置が、軌道車両の現在の動作状況に関する情報、ならびに軌道車両の現在の周囲条件に関する情報を、コンプレッサシステムの制御装置に供給する。測定可能な測定量または境界条件はたとえば、軌道車両周囲の音響レベル、ならびに軌道車両の速度および加速度である。
【０００９】
換言すれば、調整部材は、電力の流れにおいて電気機械装置の上流に配置されており、つまりは電気機械装置の前段に接続されている。この調整部材によって、電気機械装置を種々の回転数で駆動することができる。このためには特に、周波数変換器またはインバータが適している。
【００１０】
周波数に応じて、電気機械装置の回転数ひいてはコンプレッサの動作が整合される。センサ装置に従って調整部材を制御することにより、制御装置を介してコンプレッサシステムが状況に応じて制御される。状況に応じた境界条件は、センサ装置のセンサ素子により検知されて制御装置へ供給される測定量から求められる。ここで考えられるのは、時間、速度、加速度、温度、振動、湿度、音響、場所といった測定量である。コンプレッサシステムの回転数制御によって、エネルギー消費が低減される利点と共に、さらに別の利点も得られ、たとえば、該当する状況において音響放出が低減されること、および音響低減のための受動的な措置が省略されること、ならびに回転数が低減され、少なくとも１つの圧縮空気タンク内の背圧が低減されることにより、コンプレッサがいっそう大切に駆動されること、などの利点が得られる。
【００１１】
好ましくは制御装置は、コンプレッサの下流に設けられ冷却ファンを備えた冷却ユニットを、少なくとも間接的に制御し、その際、冷却ファンの回転数を制御装置により連続的に調整することができる。このため冷却ユニットには、好ましくは調整部材が組み込まれている。別の選択肢として、調整部材を冷却ユニットの少なくとも前段に接続することも考えられる。冷却ファンの回転数を状況に応じて制御することによって、後段に接続された空気乾燥機に入る水分量を低減することができ、それによって空気乾燥機の空気消費量も減少する。
【００１２】
さらに好ましくは、センサ装置には、軌道車両の速度を測定する少なくとも１つのＧＰＳセンサ、および軌道車両の加速度を測定する少なくとも１つの加速度センサ、および軌道車両周囲の音響レベルを測定する少なくとも１つのマイクロフォンが含まれている。この場合、軌道車両の速度および加速度は内部の境界条件を表し、音響レベルは外部の境界条件を表す。ただし、たとえばレールに向けられたレーザセンサなどのような別のセンサを介して、速度を測定することも考えられる。さらに、個々の外部および／または内部の測定量または境界条件を測定するために、ここで挙げなかった他のセンサユニットも、当業者には公知である。
【００１３】
方法に関して、センサ装置に従い、最大回転数と最小回転数の間においていずれかの中間値をとる可変の回転数により、コンプレッサが駆動される。冷却ユニットは、直接的にも間接的にもコンプレッサとは接続されていないことから、冷却ユニットは別個に制御され、つまりは冷却ファンの回転数は別個に調整される。有利には、コンプレッサと冷却ファンをスイッチオフすることもできる。
【００１４】
好ましくは、音響レベルが比較的大きく、かつ、速度がほぼ一定のとき、制御装置はコンプレッサを、最小回転数よりも僅かに大きい可変の回転数で駆動し、その際、少なくとも１つの圧縮空気タンク内の空気圧力を、スイッチオン圧力よりも僅かに大きくなるように調整する。このように制御装置は、センサ装置のそれぞれ異なるセンサ素子により供給された種々の情報に基づき、軌道車両が路線区間動作にある、と推定する。コンプレッサの路線区間動作中は、コンプレッサの最大エネルギー節約が優先され、これは少なくとも最小回転数を用いたコンプレッサの可変の動作により達成される。したがって、スイッチオン圧力よりも僅かに大きい空気圧力を生じさせるために、少なくとも１つの圧縮空気タンク内で必要とされる程度の量の圧縮空気が、コンプレッサにより形成される。
【００１５】
圧力センサを介して圧力推移を監視することができ、それによって少なくとも１つの圧縮空気タンク内の空気圧力が、ほぼ一定に保たれるように調整され、コンプレッサのスイッチオン圧力を好ましくは１／１０〜２／１０ｂａｒ超えた圧力に調整される。
【００１６】
少なくとも１つの圧縮空気タンク内の空気圧力をほぼ一定に維持する目的で、目下の圧縮空気消費に応じて、電気機械装置の回転数つまりはコンプレッサの回転数を変化させる。
【００１７】
このことから有利であると判明したのは、少なくとも１つの圧縮空気タンク内の背圧を僅かにすることにより、エネルギー消費を低減し、いっそう大切に扱われるようにコンプレッサを駆動することである。さらにその結果、コンプレッサの動作温度が低くなり、そのことでコンプレッサの冷却もいっそう僅かになる。さらに、コンプレッサの出口において圧縮空気の温度が、所期の温度範囲内でできるかぎり低くなるように、冷却ユニットの冷却ファンが駆動される。このことにより、圧縮空気において液状の水分の割合が多くなり水蒸気の割合が少なくなる、という利点が得られる。液状の水分はプレセパレータで分離することができるのに対し、水蒸気は空気乾燥機で分離される。したがって乾燥手段に入る水分量が低減され、それによって再生のために必要とされる圧縮空気の割合が小さくなる。
【００１８】
特に好ましくは、制御装置は、負の加速度のときにコンプレッサを、このコンプレッサのスイッチオフ圧力に達するまで、最大回転数で駆動して、少なくとも１つの圧縮空気タンクに圧縮空気を供給し、スイッチオフ圧力に達した後、コンプレッサを最大回転数よりも小さい可変の回転数で駆動する。
【００１９】
換言すれば、軌道車両の制動動作中に利用可能な電気エネルギーが、少なくとも１つの圧縮空気タンクを完全に充填するために用いられる。ついでコンプレッサの回転数は、最小回転数よりも上の領域に戻され、制動動作が終了するまで、予め規定された最大圧力が少なくとも１つの圧縮空気タンク内で維持される。これによって、制動動作中の電気エネルギーが内部で利用されるという利点が得られ、エネルギーの節約が実現される。その理由は、電源への電気エネルギーの帰還は、いつでも可能というわけではないからである。したがってコンプレッサの制動動作中は、コンプレッサの最大のエネルギー回生が優先される。このことは特に、制動動作の間、少なくとも１つの圧縮空気タンクに圧縮空気を最大限に供給し、少なくとも１つの圧縮空気タンク内で最大超過圧力を維持することによって達成される。
【００２０】
特に好ましくは、減速終了後、コンプレッサがスイッチオフされ、スイッチオン圧力に達すると、最小回転数に設定される。これにより制動フェーズが終了したときには、コンプレッサは、制動フェーズ中に消費したエネルギーを、以降の動作では節約する。コンプレッサのスイッチオフまたは最小回転数の設定は、少なくとも１つの圧縮空気タンク内の圧力がコンプレッサのスイッチオン圧力になるまで維持される。
【００２１】
１つの実施形態によれば、軌道車両が停車状態であり、かつ、軌道車両周囲の音響レベルが比較的小さいとき、制御装置はコンプレッサを、圧力がスイッチオン圧力まで降下したときのスイッチオフと、圧力がスイッチオフ圧力に達したときの最小回転数による動作との間で断続的に駆動する。
【００２２】
このようにすれば、停車状態において、または夜間スタンバイ動作において、コンプレッサを遮断することができ、または少なくとも１つの圧縮空気タンクにおいてスイッチオン圧力に達するまで、最小回転数に保持することができる。したがってステーション動作の間、コンプレッサの駆動をほとんど阻止することができる。この場合、冷却ファンは、可能なかぎりスイッチオフされるかまたは、コンプレッサ内または圧縮空気出口における許容最高温度を超えない程度の速度で駆動される。このようにして駅に停車している間、コンプレッサおよび冷却ファンによる音響放出が最小限に抑えられる。さらにコンプレッサシステム全体を、組み込みスペースを節約して取り付けることができる。その理由は、音響を遮音するという受動的な措置を省くことができるからである。したがってコンプレッサのステーション動作中は、コンプレッサおよび冷却ファンの音響放出を最小にすることが優先される。このことは特に、コンプレッサおよび冷却ファンのスイッチオフまたは最小回転数での駆動によって達成される。
【００２３】
有利には、軌道車両が停車状態であり、かつ、軌道車両周囲の音響レベルが比較的大きいとき、制御装置は、このような比較的大きい音響レベルが再び低減するか、またはスイッチオフ圧力に達するまで、コンプレッサを最大回転数で駆動する。このようにすれば、軌道車両が停止しているときに、たとえば通過中の貨物列車が発生するような高い音響レベルを利用することができ、その目的は、このような状況において、コンプレッサおよび冷却ファンの回転数を上昇させ、それによって短期間のうちに少なくとも１つの圧縮空気タンクを充填することである。周囲の音響レベルが大きいことから、音響放出に気づいてしまうことが回避される。
【００２４】
軌道車両のセンサ装置によって実質的に外部の情報および境界条件が検知されることに基づき、コンプレッサシステムを作動するためのエネルギーが節約され、かつ、コンプレッサシステムの音響放出が低減されるように、軌道車両の状況に応じて制御装置が駆動される。軌道車両の種々の動作状態に関して内部で準備される情報は、役に立つとはいえ、ここでは必要とされない。
【００２５】
本発明の改良に関するさらに別の形態については、以下で図面を参照した本発明の有利な実施例の説明とともに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるコンプレッサシステムを示すブロック図
【図２】互いに関連する複数のグラフを示す図であって、上から下へ、軌道車両の音響レベルと速度と加速度、および回転数、ならびに圧縮空気タンク内の圧力を、時間軸上に示す図
【００２７】
１つの有利な実施形態の詳細な説明
図１に示されているように、軌道車両用のコンプレッサシステムは電気機械装置１を有しており、この電気機械装置１は駆動軸２を介して、圧縮空気発生用のコンプレッサ３を駆動する。コンプレッサ３から発生した圧縮空気は、圧縮空気搬送管路６を介して、冷却ファン１４を備えた冷却ユニット９へ供給される。冷却ユニット９の下流において圧縮空気搬送管路６内に、圧力センサ７と温度センサ１３ｂが配置されている。さらに圧縮空気搬送管路６はプレセパレータ１１に連通しており、さらにプレセパレータ１１に続いて空気処理装置１２が配置されている。ついで、乾燥させられ粒子が除かれて浄化された圧縮空気が、圧縮空気タンク４に貯蔵される。コンプレッサ３に配置された温度センサ１３ａ、ならびに温度センサ１３ｂおよび圧力センサ７はすべて、測定された温度および測定された圧力を制御装置５へ送信する。さらに制御装置５は、センサ装置１０からも信号を受け取る。センサ装置１０には、軌道車両の速度ｖを測定するＧＰＳセンサ１６と、軌道車両の加速度ｂを測定する加速度センサ１７と、軌道車両周囲の音響レベルｓを測定する音響センサ１８とが含まれている。さらにこの場合、制御装置５は、冷却ユニット９の回転数を制御するのに適しているとともに、信号を調整部材８へ供給するのにも適している。周波数変換器として構成されている調整部材８は、電気機械装置１の回転数つまりはコンプレッサ３の回転数を設定する。さらに調整部材８は２つの出力を備えており、したがって制御装置５により冷却ファン１４の回転数も調整される。この場合、調整部材８は、電気機械装置１の回転数を連続的に制御するために、給電装置１５と電気機械装置１との間に配置されている。調整部材８の制御は、センサ装置１０に従い制御装置５を介して行われる。
【００２８】
図２に示されているように、コンプレッサ３の回転数を介して、圧縮空気タンク４内の空気圧力を調整することができる。上から４番目のグラフには、回転数の推移が時間軸上に示されており、上から５番目のグラフには、圧縮空気タンク４内の空気圧力の推移が時間軸上に示されている。上から３番目までのグラフには、軌道車両周囲の音響レベルと、軌道車両の速度と加速度とが示されている。これら５つのグラフの時間軸は互いに同期しており、基本的に３つの動作状態に分割されており、すなわち路線区間動作Ｎと、制動動作Ｂと、ステーション動作Ｓとに分割されている。
【００２９】
この場合、音響レベルｓが比較的大きくかつ速度ｖがほぼ一定である路線区間動作Ｎ中、制御装置５はコンプレッサ３を、最小回転数ｉよりも僅かに大きい可変の回転数で駆動する。さらにこの場合、圧縮空気タンク４内の空気圧力は、スイッチオン圧力ｅよりも僅かに大きく設定される。
【００３０】
これに対し、制動動作Ｂ中であって負の加速度ｂが発生しているとき、制御装置５はコンプレッサ３を、コンプレッサ３のスイッチオフ圧力ａに達するまで、最大回転数ｍで駆動し、少なくとも１つの圧縮空気タンク４に圧縮空気を供給する。スイッチオフ圧力ａに達した後、コンプレッサ３は、最大回転数ｍよりも小さい可変の回転数で駆動される。
【００３１】
軌道車両が停車状態となり、軌道車両周囲の音響レベルｓが比較的小さくなると、制御装置５はコンプレッサ３を、コンプレッサ３のスイッチオフと最小回転数ｉによる動作との間で断続的に駆動し、圧力がスイッチオン圧力ｅまで降下したときにはコンプレッサ３をスイッチオフし、圧力がスイッチオフ圧力ａに達したときには最小回転数ｉによる動作で駆動する。軌道車両周囲の音響レベルｓが比較的大きい値まで増加すると、コンプレッサ３は、このような比較的大きい音響レベルｓが再び低下するまで、比較的大きい最大回転数ｍで駆動される。
【００３２】
本発明は、上述の有利な実施形態に限定されるものではなく、変形実施形態も考えることができ、以下の特許請求の範囲により保護される範囲には、それらの変形実施形態も共に含まれる。つまりたとえば、コンプレッサ３が複数の圧縮空気タンク４に圧縮空気を供給することも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電気機械装置
２  駆動軸
３  コンプレッサ
４  圧縮空気タンク
５  制御装置
６  圧縮空気搬送管路
７  圧力センサ
８  調整部材
９  冷却ユニット
１０  センサ装置
１１  プレセパレータ
１２  空気処理装置
１３ａ，１３ｂ  温度センサ
１４  冷却ファン
１５  給電装置
１６  ＧＰＳセンサ
１７  加速度センサ
１８  マイクロフォン
ａ  スイッチオフ圧力
ｅ  スイッチオン圧力
ｉ  最小回転数
ｍ  最大回転数
ｂ  加速度
ｖ  速度
ｓ  音響レベル
Ｂ  制動動作
Ｎ  路線区間動作
Ｓ  ステーション動作
【図１】
0006279740.tif 000002
【図２】
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