JP2008531385A - レール車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、レール車両（２）の制御装置であって、ブレーキ制御装置が設けられており、該ブレーキ制御装置が、ブレーキアクチュエータに制御命令を送るための電子的なブレーキ制御機器を有しており、且つ／又は滑り防止センサ（１０）から電子的な滑り防止用制御機器（８）に送られる少なくとも１つの回転速度信号に関連して、少なくとも１本の軸（１４）の車輪（１２）の車輪スリップを制御する滑り防止装置（１）が設けられており、且つ／又はローリング監視装置が設けられており、該ローリング監視装置が、電子的なローリング監視用制御機器と、少なくとも若干の車輪の回転速度を回転速度信号の形で検出するための少なくとも１つのローリング監視センサとを有しており、更に、例えば脱線、過熱回転された軸受け、不安定な走行等の危機的な状況及び損傷に関して走行装置を監視し且つ／又は診断するための走行装置監視装置（３６）が設けられており、該走行装置監視装置が電子的な走行装置監視用制御機器（３４）を有している形式のものに関する。
本発明では、電子的な走行装置監視用制御機器（３４）が、電子的な滑り防止用制御機器（８）及び／又は電子的なブレーキ制御機器及び／又は電子的なローリング監視用制御機器と一緒に、１つの構成ユニット（３８）にまとめられている。

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のレール車両の制御装置であって、ブレーキ制御装置が設けられており、該ブレーキ制御装置が、ブレーキアクチュエータに制御命令を送るための電子的なブレーキ制御機器を有しており、滑り防止センサから電子的な滑り防止用制御機器に送られる少なくとも１つの回転速度信号に関連して、少なくとも１本の軸の車輪の車輪スリップを制御する滑り防止装置が設けられており、且つ／又はローリング監視装置が設けられており、該ローリング監視装置が、電子的なローリング監視用制御機器と、少なくとも若干の車輪の回転速度を回転速度信号の形で検出するための少なくとも１つのローリング監視センサとを有しており、更に、例えば脱線、過熱回転された軸受け、不安定な走行等の危機的な状況及び損傷に関して走行装置を監視し且つ／又は診断するための走行装置監視装置が設けられており、該走行装置監視装置が電子的な走行装置監視用制御機器を有している形式のものから出発する。

滑り防止装置は、ＵＩＣ刊行物５４１−０５においてＲ類の高性能ブレーキを備えた全てのレール車両に関して定められており、各ボギー台車が別個に監視されることが望ましい。前記のような滑り防止装置によって、ブレーキ時の車輪セットのロックを防止し且つ車輪とレールとの間に供与される摩擦接続の最適な利用が得られるのが望ましい。これにより、車輪の扁平箇所が防止され且つ制動距離が短縮され得る。このためには、１車両単位の全ての軸の回転速度が、回転数センサを介して検出される。ここから電子的な滑り防止用制御機器のマイクロプロセッサが実際の車両速度又は列車速度を算出し且つブレーキ制御装置によって規定されたブレーキシリンダ圧を、電子空圧式の滑り防止弁により軸毎又はボギー台車毎に減少させる。このような電子的な滑り防止用制御機器は、一般には各客車に設けられている。

２００ｋｍ／ｈ以上の最高速度を有する車両に関して、ＵＩＣ５４１−０５では滑り防止装置の他に、付加的にローリング監視装置が定められており、このローリング監視装置は車輪の回転障害若しくは回転しない車輪を検出して、対応する報告信号を制御する。このようなローリング監視装置は回転数センサを有しており、これらの回転数センサは１車両単位の車輪の回転速度を検出し、対応する信号がローリング監視用制御機器を制御する。

今日、レール車両交通において走行装置監視装置は益々重要となっている。安全上の理由から、当該の監視システムは指針において規格化される。その例は、高速列車に関するヨーロッパ共同体の公報のＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ Ｓｐｅｚｉｆｉｋａｔｉｏｎｅｎ ｆｕｅｒ ｄｉｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔａｅｔ（ＴＳＩ）に基づき要求される以下のシステムである。即ち：
・脱線検出用のオンボードシステム
・過熱回転検出若しくは軸受け損傷検知用のオンボードシステム
・不安定な走行若しくはダンパの故障検知用のオンボードシステム
このような走行装置監視装置は、それぞれ既に使用されている。つまり、例えば目下ＩＣＥでは不安定な走行を検知するためのシステムが使用されており、比較的新しい自動走行型の地下鉄では脱線検知システムが使用されている。これらのシステムは共通して、機能的に独立型システムとして構成されており、それ自体が単独で働く。

別個に構成されたシステム（独立型の構成）としてのこれらの走行装置監視装置の問題は、その実現化の比較的大きな手間及びコストという点にある。それというのも、このようなシステムの組込みは、付加的な構成群、センサ、配線及び構成スペースを必要とするからである。更に、技術的な装備の複雑さが増し、このことは信頼性にネガティブな影響を及ぼす。

これに対して本発明の課題は、冒頭で述べた形式の制御装置を改良して、前記欠点を回避することにある。

この課題は本発明に基づき、請求項１の特徴部に記載の構成によって解決される。

発明の利点
本発明により、電子的な走行装置監視用制御機器が、電子的な滑り防止用制御機器及び／又は電子的なブレーキ制御機器及び／又はローリング監視用制御機器と一緒に、１つの構成ユニットにまとめられている。

走行装置監視用制御機器は、監視機能を実施するために、特に車軸又は車輪の回転速度信号を必要とする。これらの信号は、走行装置監視用制御機器が滑り防止用制御機器及び／又はブレーキ制御機器及び／又はローリング監視用制御機器と一緒に１つの構成ユニットにまとめられているか、若しくは統合された構成形式で設けられていると、小さな手間で内部に送信可能である。更に、目下のブレーキ特性及び走行特性にわたって異なる複数の状況信号が、監視用制御機器において実行される監視アルゴリズムに直接に供与され、より一層有効な診断を可能にする。

更に、走行装置監視用制御機器及び滑り防止用制御機器及び／又はローリング監視用制御機器及び／又はブレーキ制御機器から成る構成ユニットは、特定のシステムコンポーネントを共同で利用する可能性を提供する。例えば、共通の電力供給部、オペレータとの通信用の共通のインタフェース及び車両ガイドシステムとの通信用の共通のインタフェースである。このことは、機器に関する技術的な手間を減少させる。比較的高性能のコンピュータユニットを使用した場合には、滑り防止アルゴリズム、ローリング監視アルゴリズム及び走行装置監視アルゴリズムの並行処理も考えられる。

とりわけ、例えば車輪の扁平箇所の検知又は軸受け損傷の早期検知等の、損傷した構成部材、危機的な状況若しくはその他の障害を診断し且つ早期検出するために走行装置監視装置を使用することは、状況を知らせる早期警告を可能にすることができる。この場合の目的は、より少ない停止時間、構成部材のより良い利用延いてはコストの節約である。

従属請求項に記載の構成により、独立請求項に記載の本発明の改良が可能である。

特に有利には、走行装置監視用制御機器が、ローリング監視センサ及び／又は滑り防止センサの回転速度信号を評価する。この場合、軸回転数信号及び／又は車輪回転数信号を同時に、走行装置監視制御装置及び／又は滑り防止装置及び／又はローリング監視装置及び／又はブレーキ制御装置に送るセンサの使用が、センサ組込み及び配線にかかる手間を削減する。走行装置監視装置を用いて、軸若しくは車輪の回転数から起こり得る損傷を推測することが可能である。

特に有利には、電子的な走行装置監視用制御機器のケーシング及び／又は電子的な滑り防止用制御機器のケーシング及び／又は電子的なブレーキ制御機器のケーシング及び／又はローリング監視用制御機器のケーシングが、互いにフランジ締結されている。択一的に、電子的な走行装置監視用制御機器及び／又は電子的な滑り防止用制御機器及び／又はローリング監視用制御機器及び／又は電子的なブレーキ制御機器の少なくとも一部が、１つの共通のケーシングに収納されていてよい。

有利な構成では、走行装置監視装置及び／又は滑り防止装置及び／又はブレーキ制御装置及び／又はローリング監視装置が、少なくとも１つの共通の電力供給部及び／又はオペレータとの通信用の共通のインタフェース及び／又は車両ガイドシステムとの通信用の共通のインタフェースを有していてよい。その結果、種々様々な装置の構成群が共通して廉価に使用される。車両ガイドシステムとの通信用の共通のインタフェースは、特に車両バスに接続されており、これにより、例えば走行装置監視装置によって検出された危機的な状況が表示装置に伝達される。

本来は滑り防止装置及び／又は走行装置監視装置にしか対応配置されていなかった、最初は回転数測定のためだけに設けられていた回転数センサは、例えば車輪回転数又は軸回転数の信号以外に、車輪セット軸受けの温度に関する信号及び／又は車輪セット軸受けにおいて支配的な振動に関する振動信号を制御する、コンビネーションセンサを成すように改造されていてよい。この場合、このコンビネーションセンサは、有利には監視しようとする車輪セット軸受けに直接に配置されているか、又は車輪セット軸受けのすぐ近くに配置されている。

実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１には、２つの２軸式のボギー台車４，６を備えた客車２の滑り防止装置１の構成が概略的に示されている。客車は、例えば最高速度を２００ｋｍ／ｈに設定されている。

滑り防止装置１は、電子的な滑り防止用制御機器８と、例えばボギー台車４，６の軸１４の各車輪１２に設けられた複数のセンサ１０とを有しており、これらのセンサ１０によって、各軸若しくは各車輪の目下の回転速度が検出可能である。但し、図１には図面を見やすくする理由から、各軸の片側にしか前記センサ１０が描かれていない。電子的な滑り防止用制御機器８のマイクロプロセッサは、公知の形式で実際の車両又は列車速度を算出して、運転車両（図示せず）に配置されたブレーキ制御装置により規定されたブレーキシリンダ１５内のブレーキシリンダ圧を、電子空圧式の滑り防止弁１６によって軸毎に低下させる。軸１４はそれぞれ、車輪近傍の各２つの車輪セット軸受け１８を介して各ボギー台車４，６に回転可能に保持されている。但しこの場合、前記車輪セット軸受け１８に関して、図１には１本の軸１４につき各１つの車輪セット軸受け１８しか示されていない。

軸１４の１つの車輪セット軸受け１８毎に、図２に詳細に示したコンビネーションセンサ１０が対応配置されており、このコンビネーションセンサ１０によって、対応配置された軸１４若しくは対応配置された車輪１２の目下の回転速度と、該当する車輪セット軸受け１８の目下の温度と、該当する車輪セット軸受け１８の少なくとも１つの長手方向（前後方向）加速度が測定可能である。

特に有利な実施形態では、車輪軸線に対して横方向で延びるコンビネーションセンサ１０のケーシング２０には、回転速度信号、温度信号及び少なくとも１つの加速度信号を形成し且つ制御するためのホールセンサ２２と、温度センサ２４と、加速度センサ２６と、電子評価機２８とが配置されている。ホールセンサ２２には、各軸１４若しくは各車輪１２と一緒に回転するパルスホイール３０が対向位置しており、このパルスホイール３０の回転によって、各軸１４若しくは各車輪１２の目下の回転速度信号が形成される。ケーシング２０は、有利にはアウタフランジ３２を有しており、このアウタフランジ３２を介してコンビネーションセンサ１０は直接に、該当する車輪セット軸受け１８に解離可能に固定され得る。これにより、車輪セット軸受け１８に作用する、例えば軸１４の車輪１２の扁平化又は車輪セット軸受け１８の欠陥に起因する固体伝送音が、コンビネーションセンサ１０のケーシング２０に伝達され、次いで加速度センサ２６によって検出される。この加速度センサ２６は、有利には３つ空間軸線全てにおいて軸方向振動を測定するために形成されている。但し、測定方向がより少なくてもよい。同様に、該当する車輪セット軸受け１８内を支配する温度が温度センサ２４に伝達される。

前記信号は電子評価機２８によって、とりわけ走行装置監視装置３６の走行装置監視用制御装置３４において制御される。この走行装置監視用制御装置３４は、次の監視機能を実施することができる。即ち；
・車輪セット軸受け１８の温度監視による各車輪セット軸受け１８のウォームアップ回転及び過熱回転検出
・対応する振動信号による各車輪セット軸受け１８の軸受け損傷検知
・対応する振動信号による走行装置の不安定な回転若しくはダンパの欠陥の検知
・脱線の検出
・対応する振動信号による扁平箇所及び丸くなくなったいびつな車輪１２の検出を実施することができる。

前記機能、即ち脱線検出、過熱回転検知及び不安定な回転特性の検出は、高速列車に関するＴＳＩの要求若しくは推奨である。コンビネーションセンサ１０の温度信号、回転速度信号及び加速度信号は付加的に、レールの構成部材又は線区の欠陥を早期に検知するための診断データとして利用することができる。

走行装置監視用制御装置３４は、滑り防止用制御機器８と一緒に１構成ユニット３８内でまとめられている。このことは例えば、電子的な走行装置監視用制御装置３４のケーシングと、電子的な滑り防止用制御機器８のケーシングとが互いにフランジ締結されていることによって実現されていてよい。但し有利には、電子的な走行装置監視用制御装置３４と電子的な滑り防止用制御機器８とが、１つの共通のケーシング４０に収納されている。

走行装置監視装置３６及び滑り防止装置１は、少なくとも１つの共通の電力供給部４１、オペレータとの通信用の共通のインタフェース４２及び車両ガイドシステムとの通信用の共通のインタフェース４４を有することができる。この車両ガイドシステムとの通信用の共通のインタフェース４４は、特に車両バス４６に接続されており、これにより、例えば走行装置監視装置３６が検出した危機的な状況が、表示装置で知らされる。

該当するレール車両が客車２ではなく、レール車両群の運転車両である場合、この運転車両にはブレーキ制御装置の電子的な中央ブレーキ制御機器が設けられており、この電子的な中央ブレーキ制御機器は、レール車両群全体のブレーキ動作を制御し且つ調整する。

客車又は運転車両が２００ｋｍ／ｈを超える速度に設定されている場合は、滑り防止装置１の他に、付加的に電子的なローリング（横揺れ）監視制御装置を備えたローリング監視装置が設けられており、前記の電子的なローリング監視用制御機器は、コンビネーションセンサ１０の回転数信号を受信して、この回転数信号からレール車両の車輪の回転障害の有無を検出する。

レール車両の装備及び形式に応じて、電子的な走行装置監視用制御機器は、電子的な滑り防止用制御機器及び／又は電子的なブレーキ制御機器及び／又はローリング監視用制御機器と一緒に１つの構成ユニットにまとめられていることが望ましい。

有利な実施例に基づく客車の滑り防止装置の概略図である。 図１に示した滑り防止装置に使用されるコンビネーションセンサの概略的な横断面図である。

Claims (10)

1. レール車両（２）の制御装置であって、ブレーキ制御装置が設けられており、該ブレーキ制御装置が、ブレーキアクチュエータに制御命令を送るための電子的なブレーキ制御機器を有しており、且つ／又は滑り防止センサ（１０）から電子的な滑り防止用制御機器（８）に送られる少なくとも１つの回転速度信号に関連して、少なくとも１本の軸（１４）の車輪（１２）の車輪スリップを制御する滑り防止装置（１）が設けられており、且つ／又はローリング監視装置が設けられており、該ローリング監視装置が、電子的なローリング監視用制御機器と、少なくとも若干の車輪の回転速度を回転速度信号の形で検出するための少なくとも１つのローリング監視センサとを有しており、更に、例えば脱線、過熱回転された軸受け、不安定な走行等の危機的な状況及び損傷に関して走行装置を監視し且つ／又は診断するための走行装置監視装置（３６）が設けられており、該走行装置監視装置が電子的な走行装置監視用制御機器（３４）を有している形式のものにおいて、
   電子的な走行装置監視用制御機器（３４）が、電子的な滑り防止用制御機器（８）及び／又は電子的なブレーキ制御機器及び／又は電子的なローリング監視用制御機器と一緒に、１つの構成ユニット（３８）にまとめられていることを特徴とする、レール車両の制御装置。
2. 走行装置監視用制御機器（３４）が、ローリング監視センサ及び／又は滑り防止センサ（１０）の回転速度信号を評価する、請求項１記載の制御装置。
3. 電子的な走行装置監視用制御機器のケーシング及び／又は電子的な滑り防止用制御機器のケーシング及び／又は電子的なブレーキ制御機器のケーシング及び／又はローリング監視用制御機器のケーシングが互いにフランジ締結されている、請求項１又は２記載の制御装置。
4. 電子的な走行装置監視用制御機器（３４）及び／又は電子的な滑り防止用制御機器（８）及び／又は電子的なブレーキ制御機器及び／又はローリング監視用制御機器の少なくとも一部が、１つの共通のケーシング（４０）に収納されている、請求項１又は２記載の制御装置。
5. 走行装置監視装置（３６）及び／又は滑り防止装置（１）及び／又はブレーキ制御装置及び／又はローリング監視装置が、少なくとも１つの共通の電力供給部（４１）及び／又はオペレータとの通信用の共通のインタフェース（４２）及び／又は車両ガイドシステムとの通信用の共通のインタフェース（４４）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御装置。
6. 車両ガイドシステムとの通信用の共通のインタフェース（４４）が車両バス（４６）に接続されている、請求項５記載の制御装置。
7. 車両ガイドシステムが、走行装置監視装置（３８）が検出した危機的な状況を知らせるための表示装置を有している、請求項６記載の制御装置。
8. ローリング監視センサ及び／又は滑り防止センサが、少なくとも１つの車輪又は軸の回転速度に関する信号以外に、車輪セット軸受け（１８）の温度に関する信号及び／又は車輪セット軸受け（１８）において支配的な振動に関する振動信号を制御するコンビネーションセンサ（１０）である、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御装置。
9. コンビネーションセンサ（１０）が、車輪セット軸受け（１８）に直接に配置されているか、又は車輪セット軸受け（１８）のすぐ近くに配置されている、請求項８記載の制御装置。
10. 請求項１から９までのいずれか１項記載の制御装置を有する、レール車両。

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