(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪回転数信号を検出するための車輪回転数センサ（８〜１１）と、
少なくとも２つのチャネル（２０、２２；４８〜５０）を備えていて、車輪回転数信号から実際の車速に近似した少なくとも２つの基準速度（Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２）を別個に計算し、かつ該基準速度（Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２）に基づく複数のアンチロック弁用の制御信号を生成するための計算装置（１２）とを備え、第１のチャネルには前記複数のアンチロック弁の第１部分が接続され、また第２のチャネルには前記複数のアンチロック弁の第２部分が接続されている、ＡＢＳ装置もしくはアンチスキッド装置を搭載した車両用のブレーキ・システムであって、基準速度計算用の前記第１のチャネル（２０）には利用できる車輪回転数センサのうちの少なくとも２個を有する所定の第１部分（８、９）が接続され、また基準速度計算用の前記第２のチャネル（２２）には利用できる車両回転数センサのうちの少なくとも他の２個を有する所定の第２部分（１０、１１）が接続されていることを特徴とするブレーキ・システム。
【請求項２】
前記チャネル（２０、２２；４８〜５０）のそれぞれには前車軸（４、６）および後車軸（５、７、３６、３７）の少なくとも１つの車輪回転数センサ（８〜１１；３８〜４７）がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ・システム。
【請求項３】
前記計算装置（１２）は前記車輪回転数センサ（８〜１１）から供給された車輪回転数信号の信頼性を試験するための検査装置（１３）を備えていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のブレーキ・システム。
【請求項４】
前記双方のチャネル（２０、２２）のそれぞれには少なくとも３個の車輪回転数センサ（８、１０、１１；９、２４、２５）が接続され、１つのチャネルの車輪速度センサはそれぞれ異なる車軸（４〜７）に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ・システム。（図４）
【請求項５】
車両がそれぞれ２つの車軸を有する２つの車軸群を備えるブレーキ・システムであって、
前記双方のチャネル（２０、２２）のそれぞれには一方の車軸群（２）の少なくとも２個の車輪回転数センサ（８〜１１）と、他方の車軸群（３）の少なくとも１個の車輪回転数センサとがそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ・システム。（図４）
【請求項６】
車両は互いに連結された２両の車両ユニット（２６、２７）からなり、それぞれが２つの車軸（４〜７、３６、３７）を有する前部、中央部、および後部の車軸群（２、３、２８）を備えていると共に、前記計算装置（１２）は正確に２つのチャネル（２０、２２）を備え、それぞれのチャネル（２０、２２）には３個の車輪回転数センサが接続され、そのうちの２個の車輪回転数センサ（３８、３９）には前記前部もしくは後部の車軸群（２；３）が接続され、また第３の車輪回転数センサ（４０）には前記中央部の車軸群（２８）が接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキ・システム。（図５）
【請求項７】
車両は互いに連結された２両の車両ユニット（２６、２７）からなり、それぞれが２つの車軸（４〜７、３６、３７）を有する前部、中央部、および後部の車軸群（２、３、２８）を具備するブレーキ・システムであって、
前記計算装置（１２）は３つのチャネル（４８〜５０）を備え、それぞれのチャネル（４８〜５０）には少なくとも２個の車輪回転数センサ（３８〜４７）が接続され、１つのチャネル（４８〜５０）の車輪回転数センサ（３８〜４７）にはそれぞれ異なる車軸群（２、３、２８）が接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキ・システム。（図６）
【請求項８】
車両は互いに連結された３両の車両ユニット（５１〜５３）からなり、それぞれ２つの車軸を有する全部で４つの車軸群（５４〜５７）を備えるブレーキ・システムであって、
前記計算装置（１２）は２つのチャネル（２０、２２）を備え、それぞれのチャネル（２０、２２）には、同一の車両ユニット（５１〜５３）のそれぞれ異なる車軸群（５４〜５７）に接続されている少なくとも２個の車輪回転数センサが接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキ・システム。（図９）
【請求項９】
車両は互いに動的に連結された少なくとも４つの車軸を有する鉄道車両であり、それぞれ２つの車軸のブレーキには別個のチャネルが接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキ・システム。
【請求項１０】
車両は二輪車（１７）であり、それぞれの車輪（１８、１９）には２個の車輪速度回転センサ（８〜１１）が備えられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキ・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は特許請求の範囲第１項の前文に記載の、ＡＢＳ装置もしくはアンチスキッド装置を搭載した車両用のブレーキ・システムに関する。
【０００２】
ドイツ特許明細書第３９３１３１３号から、一方は前輪に接続され、他方は後輪に接続されている全部で２個の車輪回転数センサだけを備えたモータサイクル用のアンチロック・システムが既知である。車輪のスリップを判定するため、車速の推移に近似した基準値が算出され、その場合、２つのチャネルが備えられている。双方の基準速度は接続されている車輪速度と、走行状態に依存する乗算器とに基づいてそれぞれ算出される。
【０００３】
米国特許明細書第５，７９１，７４４号は各々の車両に各車両のブレーキを制御する「ユニバーサル・ユニット」を付随する鉄道車両用電空式ブレーキ・システムを記載している。このようなユニバーサル・ユニットは電子部品、空気圧式部品、および電空式部品からなっている。電子部品は特に車輪回転数センサ用のインターフェースを備えている。
【０００４】
ドイツ特許明細書第１９８２６１３１号は２つの電子計算機チャネルを備えた自動車用の電気ブレーキ・システムを記載している。このブレーキ・システムでは特に個々の車輪ごとに個別のスリップ値が計算される。スリップ計算には、それぞれの車輪の車輪回転数と、中央で計算された車速の推定値とが算入され、車速は１チャネルでのみしか計算されず、すなわち重複しては計算されない。
【０００５】
新型の道路車両および鉄道車両には通常はアンチロック装置が搭載されており、これは道路車両の場合は「ＡＢＳシステム」と呼ばれ、鉄道車両の場合は「アンチスキッド・システム」と呼ばれている。ＡＢＳシステムおよびアンチスキット・システムは、車輪もしくはホイール・セットのロックが防止され、制動距離が最小限になるように個々の車輪もしくは車軸の制動力を調整しなければならない。このような制動力調整のためには個々の車輪もしくは車軸でのスリップ値が必要であり、これはそのつどの車輪速度と実際の車速から算出される。そのために通常は車輪回転数センサが備えられており、個々の車輪回転数から実際の車速の近似値、すなわち「基準速度」が計算される。測定された車輪回転数信号に、例えば電磁的な干渉磁界、および／またはシステムに原因がある測定誤差によるエラーがあり、測定信号の速度もしくは加速度の推移曲線に「スパイク」が生ずると、基準速度の計算にも誤差が生ずることがある。
【０００６】
「誤った」基準速度によって、車両全体の制動力調整のエラーが生ずることがある。これは特に、制動力調整のための独立したシステムしか使用しないような車両では問題である。
【０００７】
ＡＢＳ装置もしくはアンチスキッド・システムは、通常は１チャネルでしか構成されておらず、すなわち車輪回転数は１チャネルで検知される。車輪回転数センサが故障すると、接続されている車輪をもはや既存の車輪回転数に対応して調整することができない。
【０００８】
エラーがある車輪回転数信号が基準速度値をできるだけ劣化させないようにするため、基準速度を計算するための従来のアルゴリズムはエラーのある信号を「認識」するシステムを備えているものの、起こりうるすべてのエラーを確実に認識するのは極めてコスト高である。その上、エラーはエラーが明らかになった時点で既に基準速度の計算に作用して、制動力調整に影響を及ぼす。
【０００９】
本発明の目的は、ＡＢＳもしくはアンチスキッド調整に必要な実際の車速の算出に関して最適化されたブレーキ・システムを製造することにある。
【００１０】
上記の目的は特許請求の範囲第１項の特徴によって達成される。本発明の有利な実施形態および変更形態は従属クレームに記載されている。
【００１１】
本発明の基本原理は、それぞれ互いに独立して実際の車速に近似した「基準速度」が算出される少なくとも２つの別個の「チャネル」を備えた計算装置を有するブレーキ・システムにある。少なくとも２つの基準速度はそれぞれ、車両に搭載されたブレーキの一部を調整するためだけに利用される。
【００１２】
基準速度の別個の計算は、ブレーキ制御器もしくは計算装置内で行うことができる。各々のチャネルにはそれぞれ車両内にある車輪回転数センサの一部、並びに車両内にあるブレーキの一部だけが接続されている。各々のチャネルではそれぞれの基準速度を計算するために異なるセンサの車輪回転数信号が利用される。その結果、２チャネルの場合、双方の基準速度に基づいて車両内にあるブレーキの最大で半分が調整される。１つの計算装置、すなわちブレーキ制御器だけしか備えられていない場合でも、この原理の場合、車輪回転数検出の際に発生するエラーは存在するブレーキの最大でも半分にしか影響しない。従って速度検出における個々のエラーが車両の制動力全体に影響を及ぼすことはあり得ない。
【００１３】
「重複した」車輪回転数検出の場合は、常に車輪もしくは車輪群の少なくとも２つの車輪回転数信号が調整に算入される。従って、双方の車輪回転数信号の一方にエラーまたは障害が生じた場合でも車輪もしくは車輪群の調整が可能である。それによって走行の安全性が大幅に改良される。
【００１４】
本発明の変更形態によると、少なくとも１つの前車軸と後車軸とをそれぞれ備えた車両もしくは互いに連結された複数の車両ユニットの場合は、各チャネルで少なくとも１つの前車軸信号と後車軸信号とが評価される。そこで各チャネルでは前車軸の少なくとも１つの車輪回転数センサと後車軸の車輪回転数センサとが接続される。そこで第１のチャネルを例えば前車軸もしくは前車軸群の制動力調整用に使用し、第２のチャネルを後車軸もしくは後車軸群の制動力調整用に使用することができる。
【００１５】
本発明の変更形態では、車輪回転数センサから供給された車輪回転数信号の信頼性を試験するための検査装置が備えられる。車輪回転数信号は特に干渉の影響に起因する「信号スパイク」に関して試験される。検査装置では「エラーがある」車輪回転数信号を検知し、かつ場合によっては基準速度の計算を禁止する評価アルゴリズムが実施される。検出された全ての車輪回転数信号は共通の計算装置内で評価され、互いに比較され、その信頼性が試験される。それによって「信頼性がない」、もしくは「支障がある」車輪回転数信号を認識することができ、ひいてはブレーキ・システム全体の安全性を高めることができる。
【００１６】
本発明は１つの計算装置、もしくは一つのブレーキ制御器だけしか必要としないので極めて低コストで実現できる。その用途としては乗用車、トラック、二輪車、並びに鉄道車両もしくは列車が可能である。
【００１７】
次に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は第１の車輪群２と第２の車輪群３とを有する車両１を示す。双方の車輪群２、３は例えば鉄道車両の台車でよく、それぞれ第１の車軸４、５と第２の車軸６、７とを備えている。この場合、車軸４〜７にはそれぞれ車輪回転数センサ８〜１１が接続されている。
【００１９】
車輪回転数センサ８〜１１は、この図では概略的にのみ示したブレーキ制御器１２と連結されている。ブレーキ制御器１２内にはエラーがある、もしくは「支障がある」車輪回転数信号を検知し、場合によっては除外しなければならない信頼性検査１３が実施されている。
【００２０】
ブレーキ制御器１２は更に、実際の車速に近似した基準速度のそれぞれ１つを別個に、もしくは独立して計算するための２つのチャネルを備えている。車両１に備えられているブレーキ（図示せず）は第１の群もしくは第２の群に接続されている。この図では第１の群は第１の車輪群２のブレーキによって、また第２の群は第２の車輪群３のブレーキによって構成されている。第１車輪群２のブレーキはブレーキ制御器１２の第１のチャネルによって、また第２車輪群３のブレーキはブレーキ制御器１２の第２のチャネルによって調整される。
【００２１】
第１のチャネルでは車輪回転数センサ８、９から供給された車輪回転数信号が評価される。信頼性試験１３によって、車輪回転数センサ８、９から供給された信号が信頼できることが判明すると、双方の信号は第１チャネルの基準速度計算１４に算入される。
【００２２】
基準速度計算１４では例えば車輪回転数センサ８、９から供給された双方の信号を第１の基準速度Ｖref1へと互いに結合することができる。しかし、制動工程では、車輪回転数センサ８、９によって測定された速度のうちのより大きい値をＶref1と見なすことも合理的であり得る。これに対して、車両１が駆動車両であり、直線的に加速される場合は、車輪回転数センサ８、９によって測定された双方の速度のうちのより小さい値を基準速度Ｖref1と見なすことも合理的であり得る。
【００２３】
第１の車輪群２と第２の車輪群３との車輪回転数信号に基づいて算出された基準速度Ｖref1は、第１の車輪群２の制動力調整１５のために利用される。「制動力調整」１５には第１の車輪群２の車輪回転数センサ８、１０から供給された車輪回転数信号が算入される。更に、制動力調整１５では、信頼性試験１３の結果が考慮に入れられる。車輪回転数センサ８、１０から供給された信号が信頼できるものと見なされると、双方の信号を考慮に入れることができる。そうではない場合は、場合によってエラーがある信号は考慮されないままに留められ得る。
【００２４】
第２の車輪群３の制動力調整用には第２のチャネルが備えられている。チャネル２では車輪回転数センサ１０、１１から供給された信号で基準速度計算１６が実行され、チャネル１と同様に信頼性試験１３の結果が考慮に入れられる。算出された基準速度Ｖref2に基づいて、制動力調整１７用の制御信号が生成される。制動力調整１７では、車輪回転数センサ９、１１から供給された信号、並びに信頼性試験１３の結果が評価される。
【００２５】
本発明の重要な利点は、双方のチャネルでのエラーもしくは障害が車両１内にあるブレーキの最大でも半分にしか影響を及ぼし得ないことにある。例えば双方のチャネルの一方が完全に故障しても、他方のチャネルのブレーキは引き続き調整できる。この図面に示した実施例の代替として、２つ以上のチャネルを備えることもでき、その場合は故障に対する安全性は更に改善される。
【００２６】
図２は後輪１８と前輪１９とを備えた二輪車１７に適用された実施例を示す。後輪１８には双方の車輪回転数センサ８、１０が、また前輪１９には双方の車輪回転数センサ９、１１が備えられ、これらはそれぞれ互いに独立して前輪もしくは後輪の速度を測定する。車輪回転数センサ８〜１１は図１と同様に構成されているブレーキ制御器１２に接続されている。図１の場合と同様に、この図でも別個の２つのチャネルが備えられており、各チャネルには車輪回転数センサ８、９もしくは１０、１１が接続されている。この図に示した実施例の場合、後輪ブレーキ（図示せず）はチャネル１によって、また前輪ブレーキはチャネル２によって調整される。車輪回転数センサ８、１０もしくは９、１１は２つの個別センサよりも低コストである「二重パルス送信機」に統合することができる。
【００２７】
図３は図１と類似した実施例を示しており、第１の車輪群２の車軸４、６および第２の車輪群３の車軸５、７はそれぞれ例えば連接棒またはギヤを介して動的に連結されている。車軸４、６もしくは５、７にはそれぞれ車輪回転数センサ８〜１１が接続されている。図１の実施例と同様に、車輪回転数センサ８、９は（ここでは概略的にのみ示した）第１のブレーキ群２１を制御するために備えられた第１のチャネル２０に接続されている。これと同様に、車輪回転数センサ１０、１１は第２のブレーキ群２３を制御するために備えられた第２のチャネル２２に接続されている。双方のチャネル２０、２２は別個の「ユニット」として示されてはいるが、これらを図１および図２に示したように共通の計算装置によって構成することも可能である。
【００２８】
図４は４車軸車両の更に別の実施例を示している。図３の実施例とは異なり、この場合は第１の車輪群の車軸４と６、もしくは第２の車輪群の車軸５と７とは動的に互いに連結されていない。車軸４と７にはそれぞれ車輪回転数センサ８、９が備えられている。車軸５および６にはそれぞれ２つの車輪回転数センサ１０、１１または２４、２５が備えられている。車輪回転数センサ８、１０、１１は第１のチャネル２０に接続され、また車輪回転数センサ９、２４、２５は第２のチャネル２２に接続されており、チャネル２０は例えば車軸４および６でのブレーキ制御を担い、またチャネル２２は車軸５および７でのブレーキ制御を担う。
【００２９】
図５は互いに連結された２つの車両ユニット２６、２７からなる６車軸車両用の実施例を示している。車両ユニット２６には第１の車輪群２が、また車両ユニット２７には第２の車輪群３が接続されている。更に、双方の車両ユニット２６、２７に接続されている「中央部」の車輪群２８が備えられている。車輪群２、３、２８は例えばそれぞれが、ブレーキ群２９〜３１が接続されている鉄道車両の台車であり、ブレーキ群２９、３０はそれぞれブレーキ・ユニット３２、３３を備え、またブレーキ群３１は２つのブレーキ・ユニット３４、３５を備えている。「ブレーキ・ユニット」の概念はここでは共通の制動力で制御される個々のブレーキ、またはブレーキ群であると理解されたい。
【００３０】
ブレーキ・ユニット３２、３４は第１のチャネル２０によって制御され、またブレーキ・ユニット３３、３５は第２のチャネル２２によって制御される。この場合、第１のチャネル２０にはそれぞれ車軸４、６の車輪回転数センサ３８、３９と、中央部の車輪群２８の車軸３６の車輪回転数センサ４０とが接続されている。第２のチャネル２２にはそれぞれ車軸５、７の車輪回転数センサ４１、４２と、中央部の車輪群２８の車軸３７の車輪回転数センサ４３とが接続されている。
【００３１】
図５に示した実施例の場合、６つの車軸４〜７、３６、３７は動的に連結されていない。車軸３６、３７のブレーキは異なる制動力を受けることができ、ブレーキ・ユニット３４のブレーキ制御は第１のチャネル２０を介して行われ、またブレーキ・ユニット３５のブレーキ制御は第２のチャネル２２を介して行われる。ブレーキ・ユニット３２も第１のチャネル２０によって制御され、またブレーキ・ユニット３３も第２のチャネル２２によって制御される。
【００３２】
図６は車輪群２、３、２８の個々の車軸が例えばギヤまたは連接棒によって動的に連結されている６車軸車両の実施例を示している。この場合、車輪群２の車軸６と、車輪群２８の車軸３７と、車輪群３の車軸５とにはそれぞれ２つの車輪速度センサ３８〜４４が備えられている。更に、車軸４、７、３６にはそれぞれ別の車輪速度センサ４５〜４７（この図では点線で示す）が備えられている。
【００３３】
前述の実施例とは異なり、この場合は３つのチャネル４８〜５０が備えられている。第１のチャネル４８には車輪回転数センサ３９、４３、および４６が接続されており、第２のチャネル４９には車輪回転数センサ３８、４２、および４７が接続されており、第３のチャネル５０には車輪回転数センサ４０、４４、および４５が接続されている。車輪群２、３、２８の個々の車軸は動的に連結さているので、この場合には３つのブレーキ・ユニット３０〜３２しかない。ブレーキ・ユニット３０は第１のチャネル４８によって制御され、ブレーキ・ユニット３１は第２のチャネル４９によって制御され、またブレーキ・ユニット３２は第３のチャネル５０によって制御される。この場合は、図５の実施例とは異なり、車輪群２、３、２８の個々のブレーキはそれぞれ同じ制動力で制御される。
【００３４】
図７は車輪群２、３、および２８の車軸が動的に連結されている６車軸車両の更に別の実施例を示す。図６の場合とは異なり、この場合は２つのチャネル２０、２２しか備えられていない。チャネル２０は車輪群２もしくは２８のブレーキ・ユニット３２および３４を制御し、チャネル２２は車輪群３もしくは２８のブレーキ・ユニット３３もしくは３５を制御する。第１のチャネル２０には車軸６もしくは３６の車輪回転数センサ３８、３９を接続することができる。これを補足して、チャネル２０には車軸７の車輪回転数センサ４０を接続することができる。その場合、チャネル２０には車両ユニット２６の２個の車輪回転数センサと、車両ユニット２７の１個の車輪回転数センサとが接続されている。
【００３５】
それと同様に、第２のチャネル２２には車軸３７の車輪回転数センサ４１、車軸５の車輪回転数センサ４２、およびオプションで車軸４の車輪回転数センサ４３が接続されている。従ってチャネル２２は車両ユニット２７の２つの車輪回転数信号と、車両ユニット２６の車輪回転数信号とを評価する。
【００３６】
図８は６車軸車両の更に別の実施例を示す。この実施例の場合は、車両群２の双方の車軸４、６と、車両群３の車軸５、７とがそれぞれ動的に互いに連結されている。これに対して、中央部の車輪群２８の車軸３６、３７は動的に連結されないない。それに対応して、接続されている車軸３６、３７のブレーキ・ユニット３４、３５は異なる制動力で制御される。ブレーキ・ユニット３４は車輪群２のブレーキ・ユニット３２と共に第１のチャネル２０によって制御され、また、ブレーキ・ユニット３３、３５は第２のチャネル２２によって制御される。この場合、チャネル２０には車輪群２の車輪回転数センサ３８と、車軸３６の回転数センサ３９とが接続されている。オプションとして、チャネル２０に車軸３７の車輪回転数センサ４０を接続することができる。それと同様に、第２のチャネル２２には車輪群３の車輪回転数センサ４０と、車軸３７の回転数センサ４１とが接続され、オプションとして、車軸３６の車輪回転数センサ４２に接続されている。
【００３７】
このように、図８に示した実施例の場合は、動的に連結していない２つの車軸と、それぞれが一対として動的に連結された車軸とが備えられており、中央部の車輪群２８のブレーキには異なる制動力をかけることができる。
【００３８】
図９は３つの車両ユニット５１〜５３からなり、４つの車輪群５４〜５７を備えた８車軸車両を示している。各々の車輪群はそれぞれ互いに動的に連結された２つの車軸からなっている。更に、各々の車輪群５４〜５７には少なくとも１つの車輪回転数センサ３８〜４１が接続されている。オプションとして、車輪群５５、５６にはそれぞれ第２の車輪回転数センサ４２、４３を備えることができる。この場合は、第１のチャネル２０には車輪回転数センサ３８、３９、４３を接続させ、また第２のチャネル２２２は車輪回転数センサ４０、４１、および４２を接続することができる。車輪群５４〜５７のブレーキはそれぞれブレーキ・ユニット５８〜６１を構成する。ブレーキ・ユニット５８、５９は第１のチャネル２０によって制御され、ブレーキ・ユニット６０、６１は第２のチャネル２２によって制御される。
【００３９】
図１０は連接棒６３を介して動的に連結された４つの車軸４〜７を備えた牽引車両６２の実施例を示す。双方の車軸４、５には第１のチャネル２０の車輪回転数センサ８が接続され、車軸６、７には第２のチャネル２２の車輪回転数センサ９が接続されている。チャネル２０は車軸４、５のブレーキを制御し、また、チャネル２２は対応して車軸６、７のブレーキを制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の基本原理を説明するための第１の実施例である。
【図２】  二輪車で使用する場合の実施例である。
【図３】  図１の実施例と類似した実施例である。
【図４】  動的に連結していない車軸を有する４車軸車両の実施例である。
【図５】  ６車軸車両連結の第１の実施例である。
【図６】  ６車軸車両連結の第２の実施例である。
【図７】  ６車軸車両連結の第３の実施例である。
【図８】  ６車軸車両連結の第４の実施例である。
【図９】  ８車軸車両連結の実施例である。
【図１０】  動的に連結された車軸を有する駆動車両の実施例である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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