JP2002541448A - 多軸車両のボギー台車を監視する方法と装置 - Google Patents

多軸車両のボギー台車を監視する方法と装置

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JP2002541448A JP2000609768A JP2000609768A JP2002541448A JP 2002541448 A JP2002541448 A JP 2002541448A JP 2000609768 A JP2000609768 A JP 2000609768A JP 2000609768 A JP2000609768 A JP 2000609768A JP 2002541448 A JP2002541448 A JP 2002541448A
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ベヒティガー・ロルフ
ローダー・マックス
シュレッパース・レト
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シーメンス シュヴァイツ アクチエンゲゼルシャフト
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、車道又はレール（２）上で運転される多軸車両のボギー台車（１）を監視する方法と装置に関する。ボギー台車（１）の少なくとも２つ車軸（５ａ，５ｂ）の加速度が、これらの車軸（５ａ，５ｂ）に対して敷設された加速度センサ（１１ａ，１１ｂ）によって検出される。これらの加速度センサ（１１ａ，１１ｂ）によって生成された信号ｓ11a ，ｓ11b が、フーリエ変換（ＦＦＴ）される。その結果得られた周波数分布が、記憶された分布と比較される。検出された偏差が、閾値と比較される。そして、それに関するメッセージが、車両を制御するシステムに送られる。本発明の方法は、車道によって引き起こされる影響を受けることなしにボギー台車の機械的な運転状況の変化を検出することを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１又は２の上位概念に記載の方法と装置に関する。
【０００２】 鉄道による交通では、鉄道車両のボギー台車の正常に機能しない要素が危険の
原因となる。欠陥は、例えば走行運転中に生じる材料の摩耗に起因するか又は不
十分な整備に起因して発生する。走行速度が多くの路線で速くなっているために
、例えば車軸の軸受や制動機の破損によって引き起こされる事故の危険が高まっ
ている。
【０００３】 特定しようとする正常でない運転状況が、事故を回避するために迅速に検出さ
れて、それに応じた安全対策（例えば、走行速度の低減）を講ずることができる
。
【０００４】 ハンブルグの Tetzlaff 出版社発行の Signal + Draht の 1999 年，１月／２
月号の第 30-33頁から、軌道側に設置された赤外線センサを用いたいわゆる発熱
軸箱の位置測定が公知である。周囲の温度と日光の照射量が、広い範囲内で変化
しうること、及び、監視される部分が、大抵汚れの膜で覆われていることが、こ
の測定時に考慮すべき点である。さらに、軸受が、多くの場合に様々な運転温度
を呈する。測定装置をこれらの温度に適合させる必要がある。しかも、この温度
測定では、ボギー台車の監視される部分の加熱をもたらす誤差しか求められない
。
【０００５】 それ故に、或る監視装置が特に使用される。ボギー台車の熱的な運転状況によ
る許されない誤差ではなくて、ボギー台車の機械的な運転状況による許されない
誤差が、この監視装置によって求められる。測定装置が、この監視装置に合わせ
てある。
【０００６】 監視される対象物の機械的な運転状況の許されない誤差を求めるのに適してい
る装置が、例えば米国特許発明第 5,419,197号明細書から公知である。この装置
は、１つの加速度センサを有する。この加速度センサは、監視される対象物に取
付けられていて、その対象物の振動を加速度信号に変換する。これらの加速度信
号は、許されない程度に外れた運転状況を求めるために信号プロセッサ内とニュ
ーロネットワーク内で処理される。
【０００７】 それ故に、ボギー台車のこの機械的な運転状況による許されない誤差も、この
ような監視装置によって求められ得る。この目的のために、１つの加速度センサ
が、このボギー台車上に取付けられる。ボギー台車が理想的な車道又はレール上
で走行しないので、このボギー台車内で発生する変動だけではなくて、車道又は
レールの反作用もこの機械的な運転状況に影響を及ぼす。それ故に、車道又はレ
ールの反作用のために、ボギー台車の機械的な運転状況を誤って解釈してしまう
という危険がある。そのため、場合によっては、間違ったエラーメッセージが発
せられる。
【０００８】 本発明の課題は、ボギー台車の機械的な運転状況の変動による誤差が、未知の
影響に関係なく測定可能である多軸車両のボギー台車を監視する方法と装置を提
供することにある。
【０００９】 この課題は、請求項１若しくは２又は９若しくは１０中に記載の手段によって
解決される。本発明の好適な構成は、その他の請求項中に記載されている。
【００１０】 本発明の方法は、車道又はレールによって引き起こされる作用の影響を受けず
にボギー台車の機械的な運転状況の変動を検出することを可能にする。本発明の
主な構成では、車道又はレールの未知の影響が測定可能である。これによって、
これらの未知の影響の状況が確認され得る。それ故に、通過する走行線路の状況
が、各々の運転によって検査され得る。さらに、車両の速度とその都度の位置も
、主な構成における本発明の解決手段によって測定可能である。それ故に、場所
と時間と速度が、個々の測定結果つまり誤差情報又は警報情報に付記され得る。
この測定された速度は、本発明の主な構成において一方ではボギー台車の機械的
な運転状況を評価するパラメータとして使用され、他方では未知の影響を正確に
突き止めるために使用される。もう１つ別の主な構成では、車両の制御によって
引き起こされる未知の影響も考慮される。
【００１１】 以下に、本発明を図面に基づいて例示的に詳しく説明する。
【００１２】 図１は、国際公開第 97/23375 号明細書から公知のまくら木３に支承され、レ
ール２上に敷設されている鉄道車両用のボギー台車１を示す。このボギー台車１
は、１つのピボット６ｃを介して互いに連結されている２つのフレーム部材６ａ
，６ｂから構成される。これらのフレーム部材６ａ，６ｂは、車輪４ａ，４ｂに
連結されている車軸５ａ，５ｂを支持するための軸受を１つずつ有する。貨物，
ボギー台車のフレーム６の重量及び場合によっては増両された自動車用の貨車が
ピボット６ｃを下に押すと、これらのフレーム部材６ａ，６ｂの片側がそれぞれ
、それに応じてバネ群７に向かって押しつけられる。同様に、車軸５ａ，５ｂの
加速度が、バネ群７によって捕捉される。これらの加速度は、車輪４ａ，４ｂ又
は車道又は軌道の破損箇所８，９によって引き起こされる。
【００１３】 図１中では、車輪４ｂが一カ所の扁平部分９を有し、レール２が２つの窪み８
を有する。これらの扁平部分９とレール２は、ボギー台車１の振動状況に影響を
及ぼす。それ故に、ボギー台車の機械的な運転状況の誤差は、ボギー台車１又は
レール２の欠陥によって引き起こされうる。したがって、ボギー台車１に欠陥が
あるかどうかをレール２の欠陥と関係なく本発明によりつきとめなければならな
い。
【００１４】 この目的のために、導線１２ａ，１２ｂを介して監視回路１０に接続されてい
る１つの加速度センサ１１ａ，１１ｂが、各車軸の近くに設けられている。これ
らの加速度センサ１１ａ，１１ｂは、車軸５ａ，５ｂの加速度を測定する。
【００１５】 図２は、監視装置１０の可能な内部構造を示す。加速度センサ１１ａ，１１ｂ
から伝達された信号ｓ11a ，ｓ11b のいろいろな評価が、この監視装置１０内で
可能である。一方では、これらのセンサー信号ｓ11a ，ｓ11b が、適合段１３に
伝達され得る。ボギー台車１の機械的な運転状況に対する適合が、この適合段１
３中で実行される。
【００１６】 適合段１３の構成は、図５中に示されている。センサー信号ｓ11a ，ｓ11b の
いろいろな評価が、この適合段１３の構成によって可能である。これらのセンサ
ー信号ｓ11a ，ｓ11b の個々の評価が省略され得るならば、この適合段１３の構
成はより簡単になる。
【００１７】 センサー信号ｓ11a ，ｓ11b は、適合段１３中でこれらの伝達された信号ｓ11 a ，ｓ11b をフーリエ変換するために設けられているＦＦＴモジュール１３２ａ
又は１３２ｂ（ＦＦＴ：高速フーリエ変換）に１つずつ伝達される。これらの信
号ｓ11a ，ｓ11b は、この高速フーリエ変換によって時間の領域から周波数の領
域に変換される。
【００１８】 フーリエ変換時に生成された周波数分布が、第１検査モジュール１３５に伝達
される。これらの生成された周波数分布の相互間の偏差，最初に測定された周波
数分布からの偏差及び適切に選択された標準分布からの偏差、又はこれらの少な
くとも１つの分布からの偏差が、この第１検査モジュール１３５中で求められ得
る。
【００１９】 偏差が、事実上遅れなしにこの第１検査モジュール１３５中で求められ得る。
【００２０】 その代わりに又は追加的に、フーリエ変換時に生成された周波数分布が、記憶
段１３３ａ又は１３３ｂを経由して第２検査モジュール１３６に伝達される。変
動する平均値分布が、これらの記憶段１３３ａ又は１３３ｂ中で生成される。こ
れらの生成された平均値分布の相互間の偏差、及びこれらの生成された平均値分
布と最初に測定された平均値分布との偏差、及びこれらの生成された平均値分布
と適切に選択された標準分布との偏差、又はこれらのうちの少なくとも１つの偏
差が、この第２検査モジュール１３６中で求められる。変動する平均値が生成さ
れる記憶段１３３ａ又は１３３ｂ中の先の測定周期の測定値に対する新しい値の
重みづけは、その都度比較的小さい。その結果、短期間の雑音が、事実上影響を
及ぼさない。
【００２１】 長時間にわたって生成された複数の平均値分布が同時に比較される検査モジュ
ール１３６中では、長時間にわたって存在する偏差が正確に求められ得る。さら
に、対応する補正手段が、この正確な分析によって自動的に要求され得る。両平
均値分布が同様に変化する場合は、その変化が車輪と軸受の欠陥によってではな
くて、老化だけによって引き起こされたことが突き止められ得る。より大きな偏
差がこれらの両分布間に存在する場合は、最初の輪郭からより大きくずれている
この一対の車輪の欠陥を推測できる。
【００２２】 その代わりに又は追加的に、記憶段１３３ａ又は１３３ｂから読取られた平均
値分布が、第３検査モジュール１３４ａ又は１３４ｂに１つずつ伝達される。こ
れらの平均値分布は、これらの第３検査モジュール１３４ａ，１３４ｂ中で実際
に算出された周波数分布と比較される。これらの検査モジュール１３４ａ；１３
４ｂ中では、対応する偏差がほとんど遅れなしに同様に求められ得る。変化がボ
ギー台車１で生じない場合は、この検査モジュール１３４ａ又は１３４ｂによっ
て求められた偏差が、車道又はレール２の欠陥に起因している。
【００２３】 検査モジュール１３４ａ，１３４ｂ，１３５及び１３６中でか又はこれらのう
ちの少なくとも１つで求められた偏差は、これらの検査モジュール１３４ａ，１
３４ｂ，１３５及び／又は１３６自体で評価されるか、又は特に信号処理ユニッ
ト１７中で評価される。これらのデータは、適合段１３からデータチャネル１３
１を経由してこの信号処理ユニット１７に伝達可能である。これらの偏差は、信
号処理ユニット１７内で許容可能な複数の限界値と比較される。これらの限界値
を越えた後に、エラーメッセージが、車両の監視システム又は司令センターに伝
達される。
【００２４】 それ故に、これらの伝達された信号を評価するこの信号処理ユニット１７は、
ボギー台車１とレール２の状況に関して的確な指示を出力する。ボギー台車１と
レール２のこの状況に関する情報が、特に場所情報と結合され、場合によっては
時間情報とも結合される。その結果、破損情報が、例えばレールの保守担当者に
伝達され得る。破損のある軌道区間の位置が、この破損情報から分かる。それ故
に、軌道材料の状況が、列車の全ての走行時に検査される。これによって、整備
員による点検がほとんど不要である。信号が、特にいろいろなパラメータ、特に
車両の速度を考慮して評価される（以下の説明も参照）。
【００２５】 車軸の破損又は車輪の破損が突然発生した場合は、平均値分布と実際に算出さ
れた周波数分布との間のより大きな偏差も、検査モジュール１３４ａ，１３４ｂ
によって当然に求められる。このような欠陥は、即座に検出可能でなければなら
ず、ボギー台車１の欠陥としてではなくて、レール２の欠陥として認識できなく
てはならない。このことに関する目安は、センサ１１ａとセンサ１１ｂによって
出力された信号ｓ12a と信号ｓ12b を比較することによって得られる。時刻 t1
と時刻 t2 との差 Td が補正される範囲内で、これらの信号ｓ12a ，ｓ12b は互
いにずれる。ボギー台車１の車輪４ａ，４ｂが、これらの時刻 t1,t2にレール２
又は車道の或る地点を通過する。これらの互いにずれた信号ｓ12a と信号ｓ12b の差が、検査モジュール１３６から求められたこれらの両平均値分布の偏差によ
る補正後でも等しいならば、このボギー台車１には欠陥がない。それ故に、検査
モジュール１３４ａ，１３４ｂによって求められたこれらの平均値分布と実際に
算出された周波数分布との間の偏差は、レール２の欠陥が原因である。
【００２６】 図４中に記された遅延時間 Td は、信号ｓ12a と信号ｓ12b の相関値によって
発生する。この目的のために、相関段１４が設けられている。この相関段１４は
、一方のセンサ１１ｂの信号ｓ11b を可変な遅延ユニット１６によって遅延させ
るように、そして他方のセンサ１１ａの信号ｓ11a を遅延させないように敷設さ
れる。制御信号が、相関段１４の出力部から遅延ユニット１６に伝達される。遅
延しなかった信号ｓ11a と遅延回路１６の出力部１６１で遅延して出力された信
号* ｓ11b とが、少なくともほぼ重なり合うまで、信号ｓ11b の時間的な遅延が
、この制御信号によって変更可能である。相関段１４中で生成されるこれらの信
号の相関値は、例えばレーダー技術から公知である。或る相関器が、M. I. Skol
nik 著の Rader Handbook,マグロー・ヒル出版株式会社，第 20-3 頁の図１ｃ中
に示されている。１つのエコー信号とこのエコー信号の全通過時間に相当する遅
延した１つの送信信号とが１つの相関器に伝達される。これらの信号が等しくて
時間的に一致するならば、この相関器は整合フィルタに匹敵する。これらの伝達
された信号は、以下のたたみこみ積分にしたがってたたみこまれる：
【００２７】
【式１】 両時間 t1,t2間の時間間隔 Td が、設定された遅延に正確に一致する場合に、
ｙ(t) の最大値が得られる。それ故に、最大値が得られるまで、相関段１４が遅
延ユニット１６を制御する。さらに、多数の相関器を使用することが可能である
。時間的な遅延の異なる信号ｓ11a と信号ｓ11b が、これらの多数の相関器に伝
達される。これらの相関器の複数の出力信号を比較することによって、これらの
信号ｓ11a ， *ｓ11b のうちのどの時間的なずれが、時間間隔 Td に最も一致す
るかを突き止めることができる。引続き、この時間間隔 Td に応じて互いにずら
されたこれらの信号ｓ11a ， *ｓ11b は、差動段１５に伝達される。これらの互
いにずらされた信号ｓ11a ， *ｓ11b は、この差動段１５内で互いに減算される
。その結果生成された信号ｓres = ｓ11a - *ｓ11b が、出力部１５１を通じて
信号処理ユニット１７に出力される。
【００２８】 その代わりに、相関段１４から出力部１４２を通じて出力された信号が、信号
処理ユニット１７によって評価されてもよい。この信号処理ユニット１７は、そ
の出力部を通じて遅延ユニット１６に制御信号を伝達する。遅延量が、この制御
信号によって設定可能である。
【００２９】 図４ａは、センサ１１ａ，１１ｂによって出力された信号ｓ11a ，ｓ11b の経
時変化を示す。雑音ｘa 又はｘb つまり強い加速度が、時点 t1 に車軸５ａの近
くで記録され、時点 t2 に車軸５ｂの近くで記録される。これらの雑音ｘa 又は
ｘb つまり強い加速度は、車道又はレール２に沿った同じ起伏によって引き起こ
される（図１，軌道の破損８参照）。上述したように、この軌道の破損８は、ボ
ギー台車１の欠陥として解釈されない。
【００３０】 図４は、ｓ11b の反転された経時変化とｓ11a の反転されなかった経時変化を
示す。信号ｓ11a ，ｓ11b のこれらの両経時変化は、値 Td だけ互いにずれてい
る。それ故、ボギー台車１が理想的に走行する場合には、差動段１５内で生成さ
れるこれらの信号の差が、零線に沿って延在している信号の経時変化を形成する
。
【００３１】 それ故に、センサ１１ａ，１１ｂによって出力された信号ｓ11a ，ｓ11b をず
らして差をとることによって、ボギー台車１に作用する外部の影響が、このボギ
ー台車１によって引き起こされた加速度から分離され得る。すなわち、軌道の破
損８によって引き起こされた加速度が、これによってボギー台車１の検査に影響
を及ぼさないか又はほんの僅かしか影響を及ぼさない。特に、差動信号ｓres が
、信号処理ユニット１７内で第１閾値と比較される。この閾値を上回るときには
雑音のあることを知らせ、この閾値を下回るときにはボギー台車１の状況に問題
のないことを知らせるように、この第１閾値は選択されている。
【００３２】 両車軸５ａ，５ｂのうちの一方にだけ作用する加速度が、とりわけ明瞭に検出
される。図１中には、車輪４ｂの扁平部分が示されている。この扁平部分は、例
えばブレーキをかけることによって形成される。信号ｓ11a と信号ｓ11b とをず
らして減算した後に結果として生成された信号ｓres が、図４ｃ中に示されてい
る。この扁平部分によって引き起こされた加速度が、この信号ｓres に明瞭に現
れている。
【００３３】 この場合、低い周波数部分は、欠陥が車輪の周囲に沿って発生していることを
示している。これに対して、高い周波数範囲内の急激に上昇する信号は、車軸の
軸受面に沿った破損を示している。それ故に、どのような種類の破損が発生して
いるのかが、これらの信号を解析することによって突き止められ得る。例えばフ
ーリエ変換が、この信号解析のために使用され得る。このフーリエ変換は、これ
らの信号を周波数の次元で示すこと、及び評価することを可能にする。
【００３４】 差動信号ｓres は、いろいろな方式で評価され得る。特に、少なくとも１つの
第２閾値、場合によっては１つの閾値分布が決定される。複数の信号値が、所定
の周波数範囲に対してこの閾値分布内に含まれている。これらの信号値を上回る
と、エラーメッセージが発せられる。
【００３５】 さらに、複数のピーク値が時間間隔 Tu で周期的に発生することが、図４ｃ中
に示された信号ｓres から分かる。これらのピーク値は、車輪４ａ，４ｂの回転
面に沿った破損を示す。２つのピーク値間の周期を測定することによって、そし
て車輪４ａ，４ｂの半径を知れば、車両の速度ｖ（ｖ＝２πｒ／Ｔｕ）が算定さ
れ得る。ボギー台車の全ての車輪が事実上とりわけ周期的な挙動を示すので、本
発明は、それ故に車両速度ｖの信頼性の高い測定を可能にする。
【００３６】 両時点 t1,t2間の時間間隔 Td は、速度ｖと車軸５ａ，５ｂの間隔ｄに基づい
ても算定され得る。ボギー台車の第１と第２の車輪４ａ又は４ｂは、これらの時
点 t1,t2に対して１つの特定の軌道位置を通過する。この時間間隔 Td は、Td =
d /v 又は Td = Tu * d / 2πｒに等しい。さらに、車両コンピュータによって
速度ｖを送信することが可能である。
【００３７】 この速度ｖは、信号処理ユニット１７内で特に差動信号ｓres の検査時に考慮
される。例えば、１つの閾値分布が設けられている。複数の閾値が、この閾値分
布内でこの速度に依存して決められている。
【００３８】 ボギー台車１の適合された機械的な状況からの突然の偏差が、適合段１３と信
号処理段１７によって確認された場合には、２つの原因がこれに対して関係しう
る。差動信号ｓres が突然の変化を示さないならば、外部の影響が存在する。こ
れらの外部の影響は、信号処理ユニット１７によって評価され得、場合によって
は場所と時間が付記され得、さらに伝達され得る。しかしながら、差動信号ｓre s が突然に変化しないならば、破損がボギー台車１に存在する。
【００３９】 破損が車道，軌道２又はボギー台車１で確認された場合は、所定の解決手段が
即座に開始され得る。車道又は軌道２が破損したときは、走行速度を落とすほう
がよい。ボギー台車１が破損したときは、車両を例えば停止させることができる
。特に様々な状況が、信号処理ユニット１７によって信号解析に基づいて確認可
能である。これらの状況に応じた解決手段が組込まれている。適合された信号分
布が標準分布から明らかにずれている場合は、車両の走行が損なわれることなし
に、修正要求を伝達しなければならない。この場合か又は欠陥がレール２で確認
された場合は、予め設定された最高速度も落とされ得る。ボギー台車１の破損と
して認識される突然の変化の程度がより小さいときは、その最高速度を落として
もよい。突然の変化の程度がより大きいときは、車両を停止させて、該当するボ
ギー台車１を検査することができる。
【００４０】 特に、３つの監視方法（ボギー台車の挙動の外部の影響の検査，緩やかなずれ
の検査及び速いずれの検査）が、全て同時に実施される。これらの方法のうちの
１つか又は２つの方法を使用することも当然に可能である。
【００４１】 監視回路１０の構成は、ほとんど自由に選択可能である。この監視回路１０の
役割は、特に信号プロセッサが引き受けてもよい。
【００４２】 図３は、監視回路１０を示す。データが、多数のモジュール２２，２３，２４
，２５からこの監視回路１０に伝達可能である。これらのデータは、測定信号の
処理時に特に考慮されるか、又は測定結果つまりエラーメッセージ及び警報メッ
セージと結合される。
【００４３】 特に、車両つまり鉄道車両の全ての技術的なデータと業務上のデータが記憶ユ
ニット２２内にファイルされている。この鉄道車両のボギー台車１が監視される
。これらのデータは、信号の評価時に考慮され得るか、又は算出された結果と共
に監視センターに伝達され得る。車両の例えば実際の重量と全体の重量が、これ
らの測定信号を評価するパラメータとしてあってもよい。特に、ボギー台車のデ
ータと標準分布が、記憶ユニット２２から呼出し可能である。個々の車両番号が
この記憶ユニット２２内にファイルされているならば、この車両番号がエラーメ
ッセージ及び警報メッセージと結合され得る。
【００４４】 特に時間情報と場所情報が、その他のモジュール２３，２４から呼出し可能で
ある。これらの情報は、エラーメッセージ及び警報メッセージと同様に結合され
る。特に、これらのモジュール２３，２４は、この目的に対して対応するデータ
を任意に処理するグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）に接続され
ている。周囲温度も、パラメータとして考慮しなければならない。この周囲温度
は、場所と季節に応じて - 20 ℃〜 + 40 ℃の範囲内に存在しうる。このことは
、それに応じた変化をボギー台車１の運転状況にもたらしうる。
【００４５】 モジュール２５は、車両コンピュータに対するインターフェースとして使用さ
れる。この車両コンピュータは、様々な運転情報を監視ユニットに伝達する。明
らかに、ボギー台車１のこの運転状況は、不意の制動過程によって強く影響を受
ける。１回の制動過程によって引き起こされた高い周波数帯域内での信号の上昇
は、車軸折損とは当然みなされない。したがって、特に全ての過程が、車両コン
ピュータによって監視装置に伝達される。その結果、監視装置が一時的に遮断さ
れるか、又はこの状況に合った１つの信号分布がこの監視装置に入力される。制
動過程の間のボギー台車１の運転状況がこの信号分布からずれている場合は、制
動機又はそれに付随する制御部及び機構部が、異常な状況を呈し、場合によって
は破損していることが確認され得る。例えば、運転状況が事後的に変化すること
なしに、制動過程が伝達された場合は、該当するボギー台車１の制動が作動され
なかったことが確認され得る。
【００４６】 監視装置によって算出されたデータは、特に車両内部の車両コンピュータ，走
行記録計，表示装置又はこれらのうちの少なくとも１つに伝達可能である。明ら
かに、これらの算出されたデータは、ラジオビーコン電波標識，無線システム等
を通じて司令センターにも伝達可能である( 例えば、ハンブルグの Tetzlaff 出
版社発行の Signal + Draht の 1999 年，１月／２月号の第 30-33頁参照) 。
【００４７】 図３中に示された監視回路１０は、この目的のためにデータ評価ユニット１８
越しに送受信段１９を有する。この送受信段１９は、データとメッセージをアン
テナシステム２０を通じて司令センターに伝達し、かつバスシステム１９２を通
じて車両コンピュータ２１に伝達するか又はアンテナシステム２０を通じて司令
センターに伝達するか若しくはバスシステム１９２を通じて車両コンピュータ２
１に伝達する。
【００４８】 特に、ボギー台車１の全ての車輪４と車軸５が監視される。このボギー台車１
は、任意に構成でき、例えば車軸を２つしかもたない車両としても構成され得る
。
【００４９】 監視装置は、道路交通と鉄道による交通の双方で多軸車両用に使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の監視回路１０を有するボギー台車１を示す。
【図２】 適合段１３，相関段１４及び差動段１５を有する監視回路１０の内部構造を示
す。
【図３】 複数のデータが、多数のモジュール２２，２３，２４，２５によって監視回路
１０に伝達可能であり、これらのモジュール２２，２３，２４，２５の出力信号
が、監視装置に伝達される監視回路１０を示す。
【図４ａ】 ボギー台車１の車軸５ａ，５ｂで発生する加速度を示す。
【図４ｂ】 ボギー台車１の車軸５ａ，５ｂで発生する加速度を示す。
【図４ｃ】 ボギー台車１の車軸５ａ，５ｂで発生する加速度を示す。
【図５】 適合段１３の好適な構成を示す。
【符号の説明】
１ ボギー台車 ２ レール，軌道 ３ まくら木 ４ 車輪 ４ａ 車輪 ４ｂ 車輪 ５ 車軸 ５ａ 車軸 ５ｂ 車軸 ６ ボギー台車のフレーム ６ａ フレーム部材 ６ｂ フレーム部材 ６ｃ ピボット ７ バネ群 ８ 破損箇所，軌道の破損，窪み ９ 破損箇所，扁平部分 １０ 監視回路 １１ａ〜ｎ 加速度センサ １２ａ〜ｎ 導線 １３ 適合段 １４ 相関段 １５ 差動段 １６ 遅延ユニット，時限素子 １７ 信号処理ユニット １８ データ評価ユニット １９ 送受信段 ２０ アンテナシステム ２１ 車両コンピュータ ２２ モジュール，記憶ユニット ２３ モジュール ２４ モジュール ２５ モジュール １３１ データチャネル １３２ａ ＦＦＴモジュール １３２ｂ ＦＦＴモジュール １３３ａ 記憶段 １３３ｂ 記憶段 １３４ａ 第３検査モジュール １３４ｂ 第３検査モジュール １３５ 第１検査モジュール １３６ 第２検査モジュール １４１ 出力部 １５１ 出力部 １６１ 出力部 １９２ バスシステム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュレッパース・レト スイス国、ヴェッツヴィル、ニーダーヴェ ーク、２アー Ｆターム(参考） 2G064 AA14 AB01 AB22 BA02 CC33 CC35 CC43 CC47 CC55

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項０１】 監視される対象物の振動を、信号処理ユニット（１７）に
    よって最終的に評価される信号に変換する加速度センサ（１１ａ，１１ｂ，…，
    １１ｎ）を有する車道又はレール（２）上で運転される１台の多軸車両のボギー
    台車（１）を監視する方法において、このボギー台車（１）の少なくとも２つの
    車軸（５ａ，５ｂ）の加速度が、これらの車軸（５ａ，５ｂ）に敷設された加速
    度センサ（１１ａ，１１ｂ）によって検出されること、これらの加速度センサ（
    １１ａ，１１ｂ）によって出力された信号ｓ11a ，ｓ11b が、適合段（１３）中
    に設けられているＦＦＴモジュール（１３２ａ，１３２ｂ）でフーリエ変換され
    ること、これらのＦＦＴモジュール（１３２ａ，１３２ｂ）によって出力された
    複数の周波数分布が、 −１つの第１検査モジュール（１３５）内で最初に測定された周波数分布と同時 に比較され、かつそれに応じて選択された標準分布と同時に比較されるか、又 は最初に測定された周波数分布と同時に比較されるか若しくはそれに応じて選 択された標準分布と同時に比較されるか又は、 −１つの第２検査モジュール（１３４ａ；１３４ｂ）内ごとに複数の記憶段（１ ３３ａ又は１３３ｂ）で生成された複数の平均値分布の各々と比較されること 、及び、 −複数の記憶段（１３３ａ又は１３３ｂ）内で生成されたこれらの平均値分布が 、最初に測定された周波数分布と同時に直接比較され、かつそれに応じて選択 された標準分布と同時に直接比較されるか、又は最初に測定された周波数分布 と同時に直接比較されるか若しくはそれに応じて選択された標準分布と同時に 直接比較されること、又は、 これらのＦＦＴモジュール（１３２ａ，１３２ｂ）によって出力された複数の
    周波数分布が、 −１つの第１検査モジュール（１３５）内で最初に測定された周波数分布と同時 に比較され、かつそれに応じて選択された標準分布と同時に比較されるか、又 は最初に測定された周波数分布と同時に比較されるか若しくはそれに応じて選 択された標準分布と同時に比較されるか又は、 −１つの第２検査モジュール（１３４ａ；１３４ｂ）内ごとに複数の記憶段（１ ３３ａ又は１３３ｂ）で生成された複数の平均値分布の各々と比較されること 、若しくは、 −複数の記憶段（１３３ａ又は１３３ｂ）内で生成されたこれらの平均値分布が 、最初に測定された周波数分布と同時に直接比較され、かつそれに応じて選択 された標準分布と同時に直接比較されるか、又は最初に測定された周波数分布 と同時に直接比較されるか若しくはそれに応じて選択された標準分布と同時に 比直接較されること、並びに、 求められた偏差が、複数の閾値と比較され、そしてこれに応じたメッセージが
    、車両を制御するか又は監視するためのシステムに対して出力されることを特徴
    とする方法。
  2. 【請求項０２】 監視される対象物の振動を、信号処理ユニット（１７）に
    よって最終的に評価される信号に変換する加速度センサ（１１ａ，１１ｂ，…，
    １１ｎ）を有する車道又はレール（２）上で運転される１台の多軸車両のボギー
    台車（１）を監視する方法において、このボギー台車（１）の少なくとも２つの
    車軸（５ａ，５ｂ）の加速度が、これらの車軸（５ａ，５ｂ）に敷設された加速
    度センサ（１１ａ，１１ｂ）によって検出されること、時刻 t1 と時刻 t2 との
    差 Td が補正される範囲内で、これらの加速度センサ（１１ａ，１１ｂ）によっ
    て出力された信号ｓ11a ，ｓ11b が、制御可能な時限素子（１６）に基づいて互
    いにずれ、ボギー台車（１）の車輪（４ａ，４ｂ）が、これらの時刻 t1,t2にレ
    ール２又は車道の或る地点を通過すること、これらの互いにずらされた信号ｓ11 a ， *ｓ11b が、差動段（１５）内で互いに減算されること、及び、その結果生
    成されたボギー台車（１）の状況に関する目安として使用される信号ｓres = ｓ 11a - *ｓ11b が、信号処理ユニット（１７）内で少なくとも１つの閾値又は１
    つの閾値分布と比較されることを特徴とする方法。
  3. 【請求項０３】 時刻 t1 と時刻 t2 との差 Td は、信号ｓ11a - ｓ11b 若
    しくはｓ11a - *ｓ11b の相関値によって算定されること、又は、時刻 t1 と時
    刻 t2 との差 Td は、車両の速度と該当する車輪（４ａ，４ｂ）の車軸（５ａ，
    ５ｂ）の間隔ｄに基づいて算定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項０４】 第１閾値若しくは第１閾値分布が設けられていて、この第
    １閾値若しくはこの第１閾値分布に基づき信号ｓres = ｓ11a - *ｓ11b と比較
    することによって、振動がレール（２）によって引き起こされたのか若しくはボ
    ギー台車（１）の異常によって引き起こされたのかが突き止められること、及び
    第２閾値若しくは第２閾値分布が設けられていて、この第２閾値若しくはこの第
    ２閾値分布に基づいて、通報すべきこのボギー台車（１）の欠陥が存在するか否
    かが突き止められること、又は、第１閾値若しくは第１閾値分布が設けられてい
    て、この第１閾値若しくはこの第１閾値分布に基づき信号ｓres = ｓ11a - *ｓ 11b と比較することによって、振動がレール（２）によって引き起こされたのか
    若しくはボギー台車（１）の異常によって引き起こされたのかが突き止められる
    こと、若しくは第２閾値若しくは第２閾値分布が設けられていて、この第２閾値
    若しくはこの第２閾値分布に基づいて、通報すべきこのボギー台車（１）の欠陥
    が存在するか否かが突き止められることを特徴とする請求項２又は３に記載の方
    法。
  5. 【請求項０５】 第１検査モジュール（１３５）及び第２検査モジュール（
    １３４ａ；１３４ｂ）又は第１検査モジュール（１３５）若しくは第２検査モジ
    ュール（１３４ａ；１３４ｂ）内で求められた偏差が、信号ｓres = ｓ11a - * ｓ11b の評価結果に応じてボギー台車（１９）又はレール（２）の欠陥として記
    録されることを特徴とする請求項１及び請求項３又は４に記載の方法。
  6. 【請求項０６】 閾値及び周波数の関数内で選択された閾値分布又は閾値若
    しくは周波数の関数内で選択された閾値分布は、車両の速度及び加速度又は速度
    若しくは加速度に応じて変更されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
    項に記載の方法。
  7. 【請求項０７】 偏差に応じて確認された雑音が、時間情報及び場所情報又
    は時間情報若しくは場所情報と結合されることを特徴とする請求項１〜６のいず
    れか１項に記載の方法。
  8. 【請求項０８】 サイクル期間を周期的に発生させる雑音が、信号処理ユニ
    ット（１７）内で確認され、車両の速度が、車輪（４ａ，４ｂ）の直径を考慮し
    て算出されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項０９】 監視される対象物の振動を、信号処理ユニット（１７）に
    よって最終的に評価可能である信号に変換する加速度センサ（１１ａ，１１ｂ，
    …，１１ｎ）を有する車道又はレール（２）上で運転される１台の多軸車両のボ
    ギー台車（１）を監視する方法において、このボギー台車（１）の少なくとも２
    つの車軸（５ａ，５ｂ）の加速度が、これらの車軸（５ａ，５ｂ）に敷設された
    加速度センサ（１１ａ，１１ｂ）によって検出されること、これらの加速度セン
    サ（１１ａ，１１ｂ）によって出力された信号ｓ11a ，ｓ11b が、適合段（１３
    ）中に設けられている少なくとも１つのＦＦＴモジュール（１３２ａ，１３２ｂ
    ）に伝達可能であること、これらのＦＦＴモジュール（１３２ａ，１３２ｂ）に
    よって出力された複数の周波数分布が、 −１つの第１検査モジュール（１３５）内で最初に測定された周波数分布と同時 に比較可能であり、かつそれに応じて選択された標準分布と同時に比較可能で あるか、又は最初に測定された周波数分布と同時に比較可能であるか若しくは それに応じて選択された標準分布と同時に比較可能であるか又は、 −１つの第２検査モジュール（１３４ａ；１３４ｂ）内ごとに複数の記憶段（１ ３３ａ又は１３３ｂ）で生成された複数の平均値分布の各々と比較可能である こと、及び、 −複数の記憶段（１３３ａ又は１３３ｂ）内で生成されたこれらの平均値分布が 、最初に測定された周波数分布と同時に直接比較可能であり、かつそれに応じ て選択された標準分布と同時に直接比較可能であるか、又は最初に測定された 周波数分布と同時に直接比較可能であるか若しくはそれに応じて選択された標 準分布と同時に直接比較可能であること、又は、 これらのＦＦＴモジュール（１３２ａ，１３２ｂ）によって出力された複数の
    周波数分布が、 −１つの第１検査モジュール（１３５）内で最初に測定された周波数分布と同時 に比較可能であり、かつそれに応じて選択された標準分布と同時に比較可能で あるか、又は最初に測定された周波数分布と同時に比較可能であるか若しくは それに応じて選択された標準分布と同時に比較可能であるか又は、 −１つの第２検査モジュール（１３４ａ；１３４ｂ）内ごとに複数の記憶段（１ ３３ａ又は１３３ｂ）で生成された複数の平均値分布の各々と比較可能である こと、若しくは、 −複数の記憶段（１３３ａ又は１３３ｂ）内で生成されたこれらの平均値分布が 、最初に測定された周波数分布と同時に直接比較可能であり、かつそれに応じ て選択された標準分布と同時に直接比較可能であるか、又は最初に測定された 周波数分布と同時に直接比較可能であるか若しくはそれに応じて選択された標 準分布と同時に比直接較可能であること、並びに、 求められた偏差が、複数の閾値と比較可能であり、これに応じたメッセージが
    、車両を制御するか又は監視するためのシステムに対して出力可能であることを
    特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 監視される対象物の振動を、信号処理ユニット（１７）に
    よって最終的に評価される信号に変換する加速度センサ（１１ａ，１１ｂ，…，
    １１ｎ）を有する車道又はレール（２）上で運転される１台の多軸車両のボギー
    台車（１）を監視する方法において、このボギー台車（１）の少なくとも２つの
    車軸（５ａ，５ｂ）の加速度が、これらの車軸（５ａ，５ｂ）に敷設された加速
    度センサ（１１ａ，１１ｂ）によって検出されること、時刻 t1 と時刻 t2 との
    差 Td が補正される範囲内で、これらの加速度センサ（１１ａ，１１ｂ）によっ
    て出力された信号ｓ11a ，ｓ11b を制御可能な時限素子（１６）に基づいて互い
    にずらすことが可能であり、ボギー台車（１）の車輪（４ａ，４ｂ）が、これら
    の時刻 t1,t2にレール２又は車道の或る地点を通過すること、これらの互いにず
    らされた信号ｓ11a ， *ｓ11b が、差動段（１５）内で互いに減算されること、
    及び、その結果生成された信号ｓres = ｓ11a - *ｓ11b が、信号処理ユニット
    （１７）内で少なくとも１つの閾値又は１つの閾値分布と比較可能であることを
    特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 時刻 t1 と時刻 t2 との差 Td は、相関段（１４）内で信
    号ｓ11a - ｓ11b 若しくはｓ11a - *ｓ11b の相関値によって算定可能であるこ
    と、又は、時刻 t1 と時刻 t2 との差 Td は、車両の速度と該当する車輪（４ａ
    ，４ｂ）の車軸（５ａ，５ｂ）の間隔ｄに基づいて算定可能であることを特徴と
    する請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 第１検査モジュール（１３５）及び第２検査モジュール（
    １３４ａ；１３４ｂ）又は第１検査モジュール（１３５）若しくは第２検査モジ
    ュール（１３４ａ；１３４ｂ）内で求められた偏差が、信号ｓres = ｓ11a - * ｓ11b の評価結果に応じてボギー台車（１９）又はレール（２）の欠陥として記
    録可能であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
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