(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール車両用の高可用性の空気圧式のブレーキ設備（１０）用の制御弁装置（４７）であって、
圧縮空気入口であって、作動弁装置（４４）の出口に接続されているか、又は接続可能であり、前記制御弁装置（４７）に所定の入口圧（Ｃｖ１ｍａｘ）を供給可能な前記圧縮空気入口と、
圧縮空気出口であって、リレー弁装置（２４）に接続されているか、又は接続可能であり、該リレー弁装置（２４）に出口圧（Ｃｖ１）を供給可能な前記圧縮空気出口と、
安全入口であって、圧縮空気源（４４，２０）に接続されているか、又は接続可能となっている前記安全入口と、
を備え、
前記制御弁装置（４７）は、第１の切換位置で前記安全入口を前記圧縮空気出口に通流可能に接続し、第２の切換位置で前記圧縮空気入口を前記圧縮空気出口に通流可能に接続し、
前記制御弁装置（４７）は、前記圧縮空気入口に作用する圧力を調整するように形成された調整弁（４８）を有しており、
前記制御弁装置（４７）は、前記第２の切換位置で圧力制御装置（５２）に基づいて前記調整弁（４８）を作動制御することにより、前記出口圧を提供するために前記入口圧を、調整制御線路（１８）を介して前記圧力制御装置（５２）に伝送される調整信号に基づいて調整するように形成されており、
前記制御弁装置（４７）は、前記レール車両の少なくとも１つのさらなるセンサ又は前記レール車両の少なくとも１つのさらなる制御装置から、前記レール車両の実際のブレーキ作用として、実際になされている減速及び実際になされた減速が判るデータを受信するように形成されている調整制御装置（４２）を備え、該調整制御装置（４２）は、前記レール車両の前記少なくとも１つのさらなるセンサ又は前記レール車両の前記少なくとも１つのさらなる制御装置から受信されるデータに基づいて前記調整信号を求めるように形成されており、
前記圧力制御装置（５２）は、前記調整信号に応じて、前記調整弁（４８）を介して空気抜きをすることにより前記入口圧を減少させることを特徴とする、レール車両用の高可用性の空気圧式のブレーキ設備用の制御弁装置。
【請求項２】
前記安全入口は、バイパス線路（６０）を介して通流可能に前記作動弁装置（４４）の出口に接続されているか、又は接続可能である、請求項１記載の制御弁装置。
【請求項３】
前記制御弁装置（４７）は、前記出口圧（Ｃｖ１）を得るために、前記入口圧（Ｃｖ１ｍａｘ）を減少させることが可能な空気抜き出口を備える、請求項１又は２記載の制御弁装置。
【請求項４】
前記制御弁装置（４７）は、作動制御なしに前記第１の切換位置を占め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項記載の制御弁装置。
【請求項５】
前記作動弁装置（４４）は、非常ブレーキ弁、急速ブレーキ弁又は常用ブレーキのブレーキ制御弁を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御弁装置。
【請求項６】
前記制御弁装置（４７）は、制御可能な圧力制限機能を備える、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御弁装置。
【請求項７】
前記制御弁装置（４７）は、該制御弁装置（４７）を前記第１の切換位置と前記第２の切換位置との間で切り換えることが可能な監視モジュール（５６）を備える、請求項１から６までのいずれか１項記載の制御弁装置。
【請求項８】
前記制御弁装置（４７）は、前記調整弁（４８）の下流に、前記圧力制御装置（５２）に接続された圧力センサ装置（５８）を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御弁装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の制御弁装置（４７）を備える、高可用性機能を有するレール車両用の空気圧式のブレーキ設備。
【請求項１０】
請求項１から８までのいずれか１項記載の制御弁装置（４７）及び／又は請求項９記載の空気圧式のブレーキ設備（１０）を備えるレール車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レール車両用の高可用性の空気圧式のブレーキ設備用の制御弁装置、レール車両用の空気圧式のブレーキ設備及びレール車両に関する。
【０００２】
レール車両は、しばしばブレーキ圧をブレーキ作用に変換可能な空気圧式のブレーキ設備を有している。その際、空気圧式のブレーキは、一般に開ループ制御又は閉ループ制御される制動を実施可能な常用ブレーキの機能を担っている。安全上の理由から、特に高い可用性（Ｖｅｒｆｕｅｇｂａｒｋｅｉｔ）を有するブレーキが設けられている。このブレーキは、例えば電流供給の喪失時にも制動を実施することができる。しばしば、このブレーキは、このために高可用性を保証する好適な空気圧式の要素を有する空気圧式のブレーキ装置を介して提供され、空気圧式のブレーキ装置は、所定の要素、例えば圧縮空気リザーバ、線路及び常用ブレーキを有するブレーキ装置等に分割可能である。その際、高可用性を有するブレーキの作動制御部又は作動部は、特に頑強であり、高信頼性であり、制御装置及び電子回路の故障時にも正常に機能する。高可用性のブレーキは、一般に既に開発段階において、運転に起因するブレーキ特性の変動時にも、所定の目標減速を提供することができるように設計されている。
【０００３】
本発明の課題は、高可用性のブレーキ装置用のパイロット圧制御弁装置を改良することである。
【０００４】
この課題は、独立請求項に記載の構成により解決される。
【０００５】
本発明の好ましい態様及び改良は、従属請求項に看取可能である。
【０００６】
本明細書の枠内で、レール車両は、独自の駆動装置を有するか、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すことができる。特にレール車両は、動力車を有していてもよい。一般に、２つの空気圧式のコンポーネント、例えば線路及び弁装置は、流体、特に圧縮空気がこれらの間を通流可能であるときは、互いに接続されていると見なされることができる。単数又は複数の空気圧式のコンポーネントの適当な切換及び／又は位置により、２つの空気圧式のコンポーネントが互いに接続されている状態が達成される場合は、これらの空気圧式のコンポーネントは、互いに接続可能と見なされることができる。さらに電気式、電子式又は電空式のコンポーネントは、電流がそれらの間を流れることができるようになっているか、又は電流がそれらの間を流れることができるようにコンポーネントが切換可能になっていると、互いに接続されているか、又は互いに接続可能と見なされることができる。ブレーキ設備は、単数又は複数のブレーキ装置を有していることができる。これらのブレーキ装置は、単数の車両に分配されていても、複数の車両に分配されていてもよい。ブレーキ装置は、ブレーキ圧を摩擦によりブレーキ作用に変換するように設けられていてよい。ブレーキ作用は、好適な摩擦ブレーキ装置により形成可能である。このような摩擦ブレーキ装置はブレーキ圧により、車輪又はブレーキディスク等の回転するコンポーネントに圧着され、ブレーキ作用を発生させるように操作可能である。ブレーキ装置は、特にシューブレーキ又はディスクブレーキ又は複合式のシュー／ディスクブレーキであってよい。レール車両にわたって延在可能な制御線路が設けられていてもよい。制御線路は、信号、特にブレーキを作動させる作動信号を伝送するように形成されていることができる。制御線路は、電気線路であっても、空気圧線路であってもよい。これに応じて作動信号は、電気信号であっても、空気圧信号であってもよい。信号は、例えば電圧の変更、例えば電圧の昇降により、又は圧力の変更、例えば圧力の昇降により提供可能である。信号は、パルス幅変調されていてもよい。１つの制御線路を介して複数の信号を、例えばこれらの信号を１つの電気線路に重畳又は加算することにより同時に伝送することも可能である。空気圧式のブレーキ設備は、制御線路を通して伝送される信号、例えば作動信号又はブレーキ信号に基づいてパイロット制御圧を提供するように形成されていることができる。パイロット制御圧は、好適なパイロット制御圧リザーバから、場合によっては好適な弁装置及び空気圧式又は電空式のコンポーネントを介して提供可能である。ブレーキ設備は、パイロット制御圧をリレー弁装置に導くように形成されていることができる。リレー弁装置は、パイロット制御圧をブレーキ圧に変換するように形成されていることができる。ブレーキ圧は、単数又は複数のブレーキ装置に操作のために供給可能である。特にリレー弁装置は、パイロット制御圧をより大きな空気体積に変換するかつ／又はブレーキ圧をパイロット制御圧に基づいて調節するように形成されていることができる。これにより、比較的小さな空気圧式又は電空式のコンポーネントを用いたパイロット制御圧の提供及び／又は制御により、所望のブレーキ圧を形成することができる。リレー弁装置は、パイロット制御圧を変換するために、圧縮空気リザーバに接続されているか、又は接続可能であることができる。空気圧式のブレーキ設備は、常用ブレーキ機能を有していることができ、常用ブレーキとして用いられてもよい。常用ブレーキは、場合によっては付加的なブレーキ設備、例えば電磁吸着ブレーキ及び／又はダイナミックブレーキとともにレール車両の制御された制動のために使用可能である。加えて、制御装置により制御可能な主ブレーキ弁装置が設けられていてもよい。主ブレーキ弁装置は、制動中、パイロット制御圧を開ループ制御及び／又は閉ループ制御することができる。多様なコンポーネント、特に制御のための多様なコンポーネントに基づいて、常用ブレーキは、コンポーネントの故障に対して過敏な場合がある。安全上の理由から、空気圧式のブレーキ設備は、高可用性機能を有していることができ、高可用性のブレーキ設備であることができる。高可用性のブレーキ設備は、作動時に確実に所定のブレーキ作用及び／又は所定のブレーキ圧を発生するように形成されていることができる。高可用性のブレーキ設備又は高可用性機能により実施される制動は、非常ブレーキ又は急速ブレーキである場合があり、かつ／又は一般に安全ブレーキと称呼される場合がある。所定のブレーキ圧及び／又は所定のブレーキ作用は、作動時に特性線に基づいて決定されることができ、例えばレール車両の質量及びブレーキ作動時の速度等のパラメータに左右され得る。高可用性のブレーキ設備は、所定のブレーキ圧及び／又は所定のブレーキ作用を、レール車両の他のブレーキ設備とは無関係に、又は他のブレーキ設備の故障時及び／又は電圧供給部若しくは主ブレーキ弁装置の故障時にも提供するように形成されていることができる。高可用性機能のための所定のブレーキ圧及び／又は所定のブレーキ作用は、車両開発中、制動のために所望の平均車両減速を達成するように定めることができる。特に安全ブレーキのために、所定のブレーキ圧及び／又は所定のブレーキ作用により達成すべき目標減速が規定されていることができる。安全ブレーキでは、目標減速が制御されていないかつ／又は時間的な変化を受けないようになっていてよい。ブレーキ設備は、所定のブレーキ圧及び／又は目標減速を達成するために、所定のパイロット制御圧を提供するように形成されていることができる。作動制御装置は、安全ブレーキを作動させるために設けられていることができる。作動制御装置は、運転者が手動で作動させることができるようになっていてもよく、例えばレバー又はボタンとして形成されていることができる。作動制御装置は、制動を作動させる位置と、制動が作動されていない位置及び／又は制動が中断される位置とを有していてもよい。特に作動制御装置は、ブレーキ作用を制御する中間位置を有しないようになっていてもよい。作動制御装置は、制御線路を介して制御装置及び／又は作動弁装置に接続されているか、又は接続可能であってもよい。一般に、高可用性の空気圧式のブレーキ設備は、制御線路を介して作動制御装置に基づいてブレーキを作動させるように形成されていてよい作動弁装置を有していてよい。高可用性のブレーキ設備は、例えば主空気線路が破損した場合などのブレーキ設備の明らかな故障時、自動的にブレーキを作動させるようになっていてもよい。作動弁装置は、入口及び出口を有していることができる。入口を介して作動弁装置は、圧縮空気リザーバに接続されているか、又は接続可能であるようになっていてもよい。出口は、パイロット制御圧を提供するためにパイロット制御圧線路及び場合によっては別の弁装置を介してリレー弁装置に接続されているか、又は接続可能であるようになっていてもよい。特に、作動弁装置の上流又は下流には、圧力制限弁が接続されていてもよい。このような圧力制限弁は、作動弁装置に組み込まれていてもよい。作動弁装置は、制御線路を介して電気式又は空気圧式に、例えば作動制御装置により作動制御可能であってもよい。作動弁装置は、空気抜き出口を有していてもよい。作動弁装置は、一般に３ポート２位置方向制御弁を有していてもよい。作動弁装置は、第１の切換位置で入口を空気抜き出口に接続するとともに、出口を遮断し、第２の切換位置で入口を出口に接続するとともに、空気抜き出口を遮断するようになっていてもよい。ブレーキ設備の流動方向は、一般に圧力リザーバから作動弁装置を介してリレー弁装置に向かって延びる方向で規定可能である。これに応じてリレー弁装置は、作動弁装置の下流に配置されていることができる。
【０００７】
本発明は、レール車両用の高可用性の空気圧式のブレーキ設備用の制御弁装置に関する。制御弁装置は、圧縮空気入口であって、作動弁装置の出口に接続されているか、又は接続可能であり、制御弁装置に所定の入口圧を供給可能な圧縮空気入口と、圧縮空気出口であって、リレー弁装置に接続されているか、又は接続可能であり、リレー弁装置に出口圧を供給可能な圧縮空気出口と、を備える。さらに制御弁装置は、安全入口であって、圧縮空気源に接続されているか、又は接続可能となっている安全入口を備え、制御弁装置は、第１の切換位置で安全入口を圧縮空気出口に通流可能に接続し、第２の切換位置で圧縮空気入口を圧縮空気出口に通流可能に接続する。制御弁装置は、第２の切換位置で制御装置に基づいて、出口圧を提供するために入口圧を変更もしくは修正するように形成されている。これにより制御弁装置は、リレー弁装置と作動弁装置との間に配置されていることができ、作動弁装置により提供される入口圧を変更もしくは修正することができる。出口圧は、リレー弁装置にパイロット制御圧として供給可能である。これにより制御される安全ブレーキが可能である。特にレール車両の運転中に発生する個々のブレーキ装置のブレーキ出力の変動を補償することが可能である。この種の変動は、例えばブレーキライニング摩滅、車輪直径の変化又はブレーキ装置のブレーキ力発生器の効率の変化により発生する場合がある。この種の変動を運転中に補償することができるので、ブレーキ設備及びレール車両の開発及び認可は容易となる。制御弁装置は、単数又は複数の弁を有していることができる。制御弁装置の弁は、互いに別個に電気式又は空気圧式に、例えば好適な制御装置により作動制御可能である。制御装置は、電子式の制御装置であってもよい。特に制御弁装置は、電気式又は空気圧式に制御可能な調整弁を有していてもよい。調整弁は、入口及び出口を有していてもよい。調整弁の入口は、制御弁装置の圧縮空気入口として用いられることができる。調整弁は、制御弁装置の入口圧であってもよい、調整弁の入口に作用する圧力を調整し、調整した圧力を調整弁の出口を介して伝送するように形成されていてもよい。特に調整弁は、電気式又は空気圧式に制御可能な空気抜き出口を有していることができ、空気抜き出口を介して、入口に作用する圧力を減少させることができる。調整弁は、３ポート２位置方向制御弁として、例えば磁石弁として形成可能である。制御弁装置の第１の切換位置において、調整弁は、空気抜き位置に切り換えられ、調整弁の入口を調整弁の空気抜き出口に接続するとともに、調整弁の出口を遮断するようにしてもよい。制御弁装置の第２の切換位置において、調整弁は、通流位置に切り換えられ、調整弁の入口を調整弁の出口に接続し、かつ／又は減じられた圧力を伝送するために交互に通流位置と空気抜き位置との間で切り換えられるようにしてもよい。調整弁の下流には、安全弁が接続されていてもよい。その結果、安全弁の入口は、調整弁の出口に接続されているか、又は接続可能である。安全弁は、安全弁の通流位置で安全弁の入口に接続されている出口を有していることができる。さらに安全弁は、安全弁の通流位置で遮断可能な安全入口を有していることができる。安全弁の安全入口は、圧力源に接続されているか、又は接続可能であってよく、これにより制御弁装置の安全入口と見なされることができる。安全弁は、３ポート２位置方向制御弁、特に磁石弁として形成可能である。安全弁の安全位置で、安全弁の出口は、安全入口に接続されている一方、安全弁の入口は、遮断されていることができる。安全弁は、外部の作動制御なしに例えばばねによる好適なプリロードによって安全位置を占めるように形成されていてもよい。安全弁の出口は、制御弁装置の圧縮空気出口として機能してもよい。制御弁装置の第１の切換位置で、安全弁は、安全位置に切り換えられていることができる。制御弁装置の第２の切換位置で、安全弁は、例えば好適な起動制御によって、通流位置に切り換えられているようにしてもよい。調整弁及び安全弁は、ともに存在するのであれば、１つの構成ユニットにまとめられても、個別に形成されていてもよい。制御弁装置は、電子式の制御装置であってもよい圧力制御装置に接続されているか、又は接続可能であってもよい。制御弁装置は、圧力制御装置を含んでいてもよい。圧力制御装置は、制御弁装置、特に調整弁及び／又は安全弁を作動制御するように形成されていることができる。制御弁装置は、単数又は複数の圧力センサを有していることができ、かつ／又はこのようなセンサに接続されているか、又は接続可能であることができる。圧力制御装置は、単数又は複数のセンサから信号を受信し、制御弁装置をこのような信号に基づいて作動制御するように形成されていることができる。圧力センサは、例えば、制御弁装置の出口圧を例えば圧縮空気出口の下流及び／又は調整弁と安全弁との間で検出することができるように配置されていてよい。圧力制御装置は、作動信号を受信するために、制御線路を介してブレーキ設備の作動制御装置に接続されているか、又は接続可能であることができる。択一的又は付加的に、圧力制御装置は、調整制御線路を介して、電子式の制御装置であってもよい調整制御装置に接続されているか、又は接続可能であることができる。調整制御装置は、安全ブレーキ中、レール車両の実際減速を検出し、目標減速と比較するように形成されていることができる。このために調整制御装置は、例えば好適なセンサ、例えば速度センサ及び／又は慣性センサ及び／又は加速度センサ及び／又は作動制御装置に接続されているか、又は接続可能であることができる。調整制御装置は、調整制御線路を介して調整信号を提供するように形成されていることができる。圧力制御装置は、制御弁装置を調整信号に基づいて、例えば実際減速が目標減速を下回るときに出口圧を高めるために、作動制御するように形成されていることができる。これにより、簡単に、ブレーキ設備における摩耗現象及び変動を補償するための安全ブレーキの制御が達成される。制御弁装置は、簡単に既存の系に後付け可能である。制御弁装置は、モジュール状にかつ／又は構成ユニットとして形成されていてもよい。圧力制御装置は、監視モジュールに接続されているか、又は接続可能であることができる。監視モジュールは、圧力制御装置の一部として形成されていても、圧力制御装置とは別個に形成されていてもよい。監視モジュールは、出口圧の調整時のエラーを、例えば不十分な圧力が発生したために、検出するように形成されていてもよい。このために監視モジュールは、単数又は複数の圧力センサ、例えば既に言及した圧力センサに接続されていてもよい。監視モジュールは、圧力監視の際の冗長性を可能にするために、別の圧力センサに接続されていてもよい。監視モジュールは、制御弁装置を作動制御するように形成されていることができ、特に、エラーが存在しないときには、制御弁装置を第１の切換位置から第２の切換位置に切り換えるにすぎないように形成されていることができる。監視モジュールは、調整制御線路及び／又は制御線路に接続されているか、又は接続可能であることができる。特に監視モジュールは、安全弁を作動制御し、通流位置と安全位置との間で切り換えるように形成されていることができる。これによりブレーキ設備の運転信頼性は、向上可能である。圧力源は、制御弁装置の第１の切換位置で出口圧、ひいては有効なパイロット制御圧として提供可能な最大で許容可能な所定のパイロット制御圧を提供可能である。制御弁装置の第２の切換位置で、パイロット制御圧は、調整、特に減圧可能である。これにより、正常に機能する制御弁装置による安全ブレーキ時、パイロット制御圧は制御可能であり、パイロット制御圧は、最大のパイロット制御圧を下回る。制御弁装置が故障しても、最大のパイロット制御圧が有効である。最大のパイロット制御圧は、ブレーキ作用を高めることができるように、安全ブレーキのために通常提供されるパイロット制御圧より大きくてもよい。
【０００８】
安全弁入口は、バイパス線路を介して通流可能に作動弁装置の出口に接続されているか、又は接続可能であるようになっていてもよい。これにより、作動弁装置の出口は、圧縮空気源として用いられる。最大のパイロット制御圧は、こうして簡単に作動弁装置及び／又は作動弁装置に接続される圧縮空気リザーバを介して決定される。
【０００９】
制御弁装置は、出口圧を得るために、入口圧を減少させることが可能な空気抜き出口を備えていてもよい。空気抜き出口は、調整弁の空気抜き出口により提供されていてもよい。
【００１０】
制御弁装置は、作動制御なしに第１の切換位置を占めるように形成されていてもよい。特に安全弁は、逆向きの作動制御なしに安全位置に移行するようにプリロードが加えられていてもよい。調整弁は、制御弁装置の第１の切換位置で空気抜き位置に移行するように形成されていてもよい。プリロードを提供する適当なばね装置が設けられていてもよい。
【００１１】
作動弁装置は、非常ブレーキ弁、急速ブレーキ弁又は常用ブレーキのブレーキ制御弁を含むものであってもよい。これにより、既存の弁が使用可能である。このことは、特に制御弁装置の後付けを容易にする。
【００１２】
制御弁装置は、入口圧を、調整制御線路を介して伝送される調整信号に基づいて変更するように形成されていてもよい。調整信号は、実際減速と目標減速との比較に基づいて形成可能である。さらに制御弁装置は、レール車両の少なくとも１つのさらなるセンサ又はレール車両の少なくとも１つのさらなる制御装置から、レール車両の実際のブレーキ作用、特に実際になされている減速及び実際になされた減速が判るデータを受信するように形成されている制御装置を備えていてもよく、制御装置は、レール車両の少なくとも１つのさらなるセンサ又はレール車両の少なくとも１つのさらなる制御装置から受信されるデータに基づいて調整信号を求めるように形成されている。これにより、セーフブレーキ（ｓｉｃｈｅｒｅ  Ｂｒｅｍｓｅ）の締結力は、制限された範囲内で変更される。これによりブレーキ系は、ブレーキ系のパラメータ変動に合わせて調整可能である。この調整は、例えば列車にわたる対応する変更信号により実施され、車両レベルで制御ユニットとしての対応する監視機構により監視される。これによりフェールセーフ状態は、最大で必要な締結力、ひいては最大のブレーキ圧であることができる。特に好ましいのは、車両の認可が簡単化される態様である。また、調整が可能な範囲内で、様々なライニングが、少なくとも列車にわたって使用可能である。また、セーフブレーキ状態の導入は、例えば従来通り実施可能である。ブレーキ系の調整は、例えば（セーフブレーキの変更としての）列車にわたる付加的な線路及び対応する監視装置により実施される。
【００１３】
制御弁装置は、圧力制限機能、好ましくは制御可能な圧力制限機能を備えていてもよい。圧力制限機能は、例えば圧力制御装置による調整弁の好適な作動制御により提供可能である。これにより、一般に作動弁装置の下流に接続されている付加的な圧力制限弁は、省略可能である。
【００１４】
一態様において、制御弁装置は、制御弁装置を第１の切換位置と第２の切換位置との間で切り換えることが可能な監視モジュールを備えていてもよい。監視モジュールは、運転中の安全性を高める。特に監視モジュールは、最大のパイロット制御圧が提示されるフェールセーフ状態を提供するように形成されていることができる。
【００１５】
さらに本発明は、本明細書で説明する制御弁装置を備える、高可用性機能を有するレール車両用の空気圧式のブレーキ設備に関する。ブレーキ設備は、本明細書で説明する単数の調整制御装置及び／又は単数又は複数の制御線路及び／又は単数又は複数の圧縮空気リザーバ及び／又は単数の作動制御装置及び／又は単数又は複数のブレーキ装置及び／又は単数又は複数のリレー弁装置及び／又は単数又は複数の作動弁装置を有していることができる。ブレーキ設備は、常用ブレーキ機能を有していてもよい。常用ブレーキ機能用と高可用性機能用とに別個のパイロット制御圧線路が設けられていてもよい。本明細書で説明する制御弁装置が、車両毎に設けられていてもよい。
【００１６】
さらに本発明は、本明細書で説明する制御弁装置及び／又は本明細書で説明する空気圧式のブレーキ設備を備えるレール車両に関する。
【００１７】
次に本発明について、添付の図面を参照しながら好ましい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】レール車両の空気圧式のブレーキ設備の一例の概略図である。
【００１９】
図１は、レール車両の、概略的に示す空気圧式のブレーキ設備１０の一例を示しており、レール車両は、１つの車両１２として象徴的に示してある。ブレーキ設備１０は、作動制御装置１４を有している。作動制御装置１４は、本実施の形態ではブレーキレバーとして示してある。作動制御装置１４は、制御線路１６に接続されている。作動制御装置１４を使用者、例えばレール車両の運転者が操作すると、制御線路１６を介して作動信号が伝送される。図１に示した実施の形態では、制御線路１６は、電気線路である。制御線路は、流体線路、例えば空気圧線路であってもよい。特に制御線路１６は、レール車両の間接型のブレーキ設備の主空気線路であってもよい。さらに調整制御線路１８が設けられている。調整制御線路１８も、本実施の形態では電気線路として形成されている。調整制御線路１８も、圧力線路、例えば空気圧線路であってもよい。さらにブレーキ設備１０は、単数又は複数の圧力リザーバ２０を有している。圧力リザーバ２０は、特に単数又は複数の容器を有していることができ、容器内には、ブレーキ設備の高可用性機能を作動させる最大のパイロット制御圧Ｃｖ１ｍａｘの圧力が蓄えられている。さらにパイロット制御圧線路２２が設けられており、圧縮空気リザーバ２０にパイロット制御圧線路２２を介して、流体を導くようにリレー弁２４が接続可能である。圧縮空気リザーバ２０とリレー弁２４との間には、複数の弁装置が配置されている。さらにリレー弁２４は、別の線路２６を介して圧縮空気リザーバ２０に接続されている。リレー弁２４は、パイロット制御圧線路２２を介して提供されるパイロット制御圧Ｃｖ１に基づいてブレーキ圧Ｃを提供するように形成されている。その際、リレー弁２４は、パイロット制御圧Ｃｖ１を直接ブレーキ圧Ｃに変換するか、又はパイロット制御圧Ｃｖ１を強めることができる。さらにリレー弁２４は、ブレーキ圧線路２８を介してブレーキ装置３０に接続されている。ブレーキ圧線路２８を介してブレーキ圧Ｃは、ブレーキ装置３０に供給可能である。ブレーキ装置３０は、ブレーキ圧Ｃをブレーキ作用に変換することができる。ブレーキ圧線路２８には、すべり防止装置３４の排出弁３２が設けられている。さらにすべり防止装置３４は、制御装置３６を有している。制御装置３６は、スリップ検出装置３８を介して提供されるデータに基づいて排出弁３２を作動制御可能である。スリップ検出装置３８は、単数又は複数の車輪回転数センサ４０に接続されており、車輪回転数センサ４０の信号に基づいて単数又は複数の車輪のすべり状態又はスリップ状態を突き止めるように形成されている。すべり状態又はスリップ状態を確認すると、制御装置３６は、ブレーキ装置３０に作用するブレーキ圧を減じるように排出弁３２を作動制御する。ブレーキ圧の減圧は、例えば排出弁３２を介したブレーキ圧線路２８の周期的に作動制御される空気抜きによりなされる。さらに調整制御装置４２が設けられている。調整制御装置４２は、作動制御装置１４を介したブレーキの作動制御時に、ブレーキ圧あるいはパイロット制御圧の、場合によっては必要な調整あるいは適応を規定するように形成されている。このために調整制御装置４２は、作動制御装置１４に接続されており、高可用性ブレーキ機能を作動させるための作動制御装置１４の操作又は安全ブレーキに関する信号を受信することができる。安全ブレーキには、予め決められた目標減速及びこれに応じた目標ブレーキ圧又は目標パイロット制御圧が関連付けられている。さらに調整制御装置４２は、レール車両のさらなるセンサ又はレール車両のさらなる制御装置からデータを受信するように形成されている。これらのデータから、レール車両の実際のブレーキ作用、特に実際になされている減速及びなされた減速、つまり実際減速が判る。特に調整制御装置４２は、実際減速が目標減速に対応しているか否かを求めることができる。調整制御装置４２は、実際減速が目標減速を下回っていることを確認すると、調整制御線路１８を介して調整信号あるいは適応信号を伝送する。調整信号に基づいて、パイロット制御圧の変更が実施可能である。パイロット制御圧線路２２には、作動弁装置４４が設けられている。作動弁装置４４は、制御線路１６の信号に基づいてブレーキ設備１０の高可用性ブレーキ機能を導入するように形成されている。通常状態、つまり高可用性ブレーキ機能が作動されていないときは、作動弁装置４４は、制御線路２２を空気抜きし、特に圧縮空気リザーバ２０への接続を遮断する。作動信号が制御線路１６に印加されると、作動弁装置４４は、作動弁装置４４の出口と圧縮空気リザーバ２０との接続を形成するとともに、空気抜き部を遮断する。作動弁装置４４の出口には、制御線路２２に圧力制限弁４６が接続されていてもよい。圧力制限弁４４は、通流する圧力を予め決められた値に減少させることができる。これにより、圧力制限弁４６を介して規定された最大のパイロット制御圧Ｃｖ１ｍａｘだけが線路２２内を支配することが保証可能である。しかし、圧力制限弁４６は任意選択的である。圧力制限弁４６の出口とリレー弁２４のパイロット制御圧入口との間には、制御弁装置４７が接続されている。制御弁装置４７は、本実施の形態では調整弁４８を有している。調整弁４８の下流には、安全弁５０が接続されている。さらに圧力制御装置５２が設けられている。圧力制御装置５２は、制御線路１６及び調整制御線路１８の信号に基づいて調整弁４８を作動制御することができる。特に圧力制御装置５２は、調整弁４８を介して制御線路２２を空気抜きするように形成されている。これにより弁４４，４６を介して提供されるパイロット制御圧を減少させることができる。調整制御線路１８を介してパイロット制御圧の上昇が作動制御されると、パイロット制御圧線路２２の空気抜きの度合を軽減することができる。さらに監視モジュール５６が設けられている。監視モジュール５６は、安全弁５０を作動制御することができる。さらに圧力センサ装置５８が設けられている。圧力センサ装置５８は、調整弁４８の下流におけるパイロット制御圧線路２２内の圧力を検出することができる。本実施の形態では、１つのセンサ装置５８がデータ伝送のために弁制御装置５２及び監視モジュール５６に接続されている。しかし、制御装置５２及びモジュール５６にそれぞれ個別の圧力センサ装置を割り当ててもよい。これにより、系の安全にとって重要な冗長性が改善される。安全弁５０は、安全線路６０を介して、パイロット制御圧線路２２の、調整弁４８の上流に位置する点であって、作動弁装置４４の出口に接続されているか、又は接続可能となっている点に接続されている。監視モジュール５６は、制御弁装置４７の機能状態を監視するために形成されている。エラーがある場合、例えば電圧供給又は調整制御線路１８が断たれた場合、監視モジュール５６は、安全弁５０を作動制御し、調整弁４８に接続されている安全弁５０の入口を遮断し、圧力線路６０と安全弁５０の出口との接続を形成する。これにより、ブレーキ作動弁装置４４を介して提供され、場合によっては弁装置４６により制限される圧力をリレー弁２４に伝送することができる。作動弁装置４４は、１つの入口と、１つの出口と、１つの空気抜き出口とを有している。通常運転中、入口は、空気抜き出口に接続され、出口は、遮断されている。作動弁装置４４が、高可用性ブレーキ機能を作動させるように作動制御されると、入口と出口との通流可能な接続が形成され、空気抜き部は遮断される。圧力制限弁４６も、１つの入口と、１つの出口と、１つの空気抜き部とを有している。ブレーキ作動弁装置４４により提供される圧力が、予め決められたレベルを上回ると、圧力制限弁４６は、圧力を所定の値Ｃｖ１ｍａｘに制限する。作動弁装置４４は、空気圧式又は電空式の弁、例えば磁石弁を有していてもよい。作動弁装置４４は、非通電状態又は空気圧式の制御線路１６を介して制御圧の供給がなされない状態で、入口と出口とを互いに接続し、空気抜き部を遮断するように形成されている。その結果、電圧供給が断たれるか、又は制御線路１６の損傷が発生した場合に、高可用性ブレーキが導入される。調整弁４８は、作動制御可能な弁、例えばパイロット制御可能な弁又は磁石弁として形成可能である。調整弁４８は、１つの入口と、１つの出口と、１つの空気抜き出口とを有していることができる。入口は、制御線路２２を介して圧力制限弁４６の出口に接続されている。調整弁４８の出口は、安全弁５０の入口に接続されている。安全弁５０は、１つの入口と、１つの出口と、１つの安全入口とを有していることができる。安全出口を介して安全弁５０は、圧縮空気線路６０に接続されているか、又は接続可能である。安全弁５０の出口は、リレー弁２４の入口に接続されている。制御弁装置４７の第１の切換位置において、安全弁５０は、安全位置に切り換えられており、調整弁４８は、空気抜き位置に切り換えられていることができる。これにより、制御弁装置４７、特に調整弁４８は、バイパスされ、最大のパイロット制御圧がリレー弁２４に印加されることが保証されている。制御弁装置４７の第２の切換位置において、安全弁５０及び調整弁４８は、通流位置にある。その結果、パイロット制御圧は調整可能である。
【００２０】
換言すれば、上述の実施の形態における本明細書で紹介する思想は、以下のように要約又は描写することができる。
【００２１】
摩擦ブレーキを有するブレーキ系では、セーフブレーキ状態が存在する。この状態において、ブレーキ系は、特性線に基づいて制御されて、平均瞬間車両減速を達成することが望ましい。ブレーキ系内のパラメータ変動に基づいて、瞬間車両減速の変動が生じる。その際の重要な公知のパラメータは、例えばブレーキライニングの摩擦係数、ブレーキ力発生器の効率及び／又は車輪直径である。
【００２２】
車両減速のこの変動は、ブレーキ距離の変動につながる。特にライニング摩擦係数や、例えば減速すべき質量及び／又はブレーキ初速度の、運転点に左右される変動は、一部において、車両の認可の際に、あらゆる場面での仮定の平均的なライニング摩擦係数について妥協点を探し求めることにつながる。これに基づいて、ブレーキ計算の変更、ひいてはセーフブレーキのための特性線の調整が実施される。この場合、場合によっては複数の反復処理（Ｉｔｅｒａｔｉｏｎｓｌａｅｕｆｅ）が必要な場合もある。
【００２３】
さらに、局所的な、例えば速度に左右されるライニング摩擦係数の過昇は、これにより車輪とレールの許容可能な摩擦力結合あるいは粘着力が超過されると、以後のブレーキの全体的な減速レベルが引き下げられるため、ブレーキ距離の延長につながる場合がある。最後に、上述の問題を解決しつつ、１つ又は２つのブレーキライニングについての車両の認可／査定がなされる。
【００２４】
従来慣用の系では、セーフブレーキが特性線により制御されている。この場合、平均瞬間減速は、上述の影響量に基づいて変動する。
【００２５】
本明細書で紹介する思想によれば、概ね、セーフブレーキの締結力は、ブレーキ系がブレーキ系のパラメータ変動に合わせて調整あるいは適応可能であるように、制限された範囲で変更される。この調整は、特に列車にわたる対応する変更信号により実施され、車両レベルで、対応する監視機構、例えば制御弁装置４７により監視される。フェールセーフ状態は、最大で必要な締結力、ひいては最大のブレーキ圧が達成されているときに、達成されている。
【００２６】
本明細書で紹介する思想は、車両の認可が簡単化される点において特に好ましい。さらに、調整が可能な範囲内で、様々なライニングが、少なくとも列車にわたって使用可能である。また、セーフブレーキ状態の導入は、従来通り実施可能である。ブレーキ系の調整は、例えば（セーフブレーキの変更としての）列車にわたる付加的な線路及び対応する監視装置により実施される。
【００２７】
本発明の特に好ましい実施の形態において、セーフブレーキの導入は、図１の１６の信号ＳａｆｅＢｒａｋｅを介して実施可能である。これにより信号値がこの線路上においてＣｖ１ｍａｘにより形成される。これは従来技術に相当する。さらに列車にわたる修正信号ＡｄａｐｔＶａｌｕｅ（図１の信号１８）が、Ａ＿ｓｅｔ（ブレーキ計算）とＡ＿Ｃａｒから算出可能である。ＣｖＣｔｒｌ（図１のユニット５２）による信号ＡｄａｐｔＶａｌｕｅ１８に基づく目下必要なブレーキ圧Ｃｖ１ａｄａｐｔの車両レベルでの変換がなされる。この場合、信号は、接続関係を変更した従来技術において存在するコンポーネントにより処理される。
【００２８】
また、監視モジュールｄＰｍａｘ（図１のユニット５６）による図１のユニット４８，５０間の信号としてのＣｖ１ａｄａｐｔの車両局所的な（すなわちレール車両の１つの車両に限られた）監視がなされる。監視モジュール５６（ｄＰｍａｘ）は、信号ＳａｆｅＢｒａｋｅ１６及びＡｄａｐｔＶａｌｕｅ１８の状態についての情報も入手し、Ｃｖ１ａｄａｐｔの正確な変換を監視する。モジュールｄＰｍａｘ（５６）は、系をフェールセーフ状態Ｃｖ１＝Ｃｖ１ｍａｘに移行させることができる。
【００２９】
リレー弁２４を介した信号Ｃｖ１から信号Ｃ１への変換と、すべり防止ユニット３８（ＷＳＰ）による車輪とレールとの間の摩擦力結合に合わせた信号Ｃ１の調整（信号Ｃｗｓｐ２８）とについて、ここで念のため付言しておく。
【００３０】
上述の説明、図面及び特許請求の範囲に開示される本発明の構成は、単独でも、任意に組み合わされても、本発明の実現にとって本質的なものであり得る。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ブレーキ設備
１２  車両
１４  作動制御装置
１６  制御線路
１８  調整制御線路
２０  圧縮空気リザーバ
２２  パイロット制御圧線路
２４  リレー弁
２６  圧縮空気線路
２８  ブレーキ圧線路
３０  ブレーキ装置
３２  排出弁
３４  すべり防止装置
３６  制御装置
３８  スリップ検出装置
４０  車輪回転数センサ装置
４２  調整制御装置
４４  作動弁装置
４６  圧力制限弁
４７  制御弁装置
４８  調整弁
５０  安全弁
５２  圧力制御装置
５６  監視モジュール
５８  圧力センサ装置
６０  バイパス線路
【図１】
0006351573.tif 000002