JP2022538986A - 鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法 - Google Patents

Abstract

鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法が提供される。鉄道ブレーキシステムは、コンプレッサー（１０１）を備える空気生成処理モジュールＡＧＴＵ（１００）と、ブレーキ制御システム（１１８）に圧縮空気を供給するよう設けられた補助タンク（１１６）を備える少なくとも１つのブレーキサブシステム（１０６）に、圧縮空気を分配するように構成されたメインパイプ（１０５）に圧縮空気を供給するよう設けられたメインタンク（１０４）と、を備える。本発明に係る、モニタリングするための方法は、メインタンク（１０４）の下流で測定、または、補助タンク（１１６）の排気口で測定された少なくとも１つの圧力値（Ｐ（ｔ））の挙動をモニタリングする工程と、測定された圧力値（Ｐ（ｔ））の時間的な挙動のみに基づいて、コンプレッサー（１０１）の使用および／または健全性の状態を算出する工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、一般的に、鉄道ブレーキシステムの分野に属し、より具体的には、鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法（method for monitoring a compressor of a railway braking system）に関する。

鉄道輸送システムにおいて、既知のブレーキシステムは、ブレーキ力を生成するため、ブレーキシリンダーの内部へ好適に吹き込まれる圧縮空気を使用する。圧縮空気は１つ以上のコンプレッサーによって生成される。

図１は、既知の鉄道ブレーキシステムの例を示している。この例は、極めて単純化されており、単なる例示的な態様として使用される。

空気生成処理モジュール（ＡＧＴＵ（air generation and treatment unit）（空気生成処理ユニット））１００は、通常、コンプレッサー１０１と、コンプレッサー１０１の下流に配置されたドライヤーアッセンブリ１０２と、を備えている。ドライヤーアッセンブリ１０２は、液体状態および気体状態で、圧縮空気中に存在する水分を圧縮空気から分離するという目的がある。ドライヤーアッセンブリ１０２は、液体状態の水分を取り除くための１つ以上のサイクロン分離器（cyclone separators）と、気体状態の水分を取り除くための、塩またはアルミニウム乾燥システム（salt or aluminum drying system）と、を備えている。

ＡＧＴＵグループ１００により生成される圧縮空気は、逆流防止バルブ（non-return valve）１０３を介して、メインタンク１０４の中に集められる。

次に、メインタンク１０４は、圧縮空気を、列車に沿って配置される１つ以上のブレーキサブシステム１０６、１０７、．．．へ、逆流防止バルブ１０９、１１０を介して圧縮空気を分配するメインパイプ１０５に供給する。メインパイプ１０５は、図示されていないが、ボギー台車（bogies）と列車を構成する本体との間に配置されている、１つ以上の空気圧サスペンションシステム（pneumatic suspension system）１０８に対しても、逆流防止バルブ１１１を介して、圧縮空気を分配する。

空気圧サスペンションシステム１０８は、通常、補助タンク（auxiliary tank）１１２と、レベリングバルブ（leveling valve）１１３と、ベローズ（bellows：送風機）１１４と、圧力センサー手段（pressure sensor means）１１５と、を備えている。ベローズ１１４は、図示されていないが、関連するボギー台車と本体との間に、サスペンションとして動作するように機械的に配置されている。本体とボギー台車との間の距離は、ベローズ１１４の内部の圧力に依存する。乗客の重量の変化に伴い、本体の重量が変化する際、本体とボギー台車との間の距離を一定の値に保つために、レベリングバルブ１１３は、次のように動作する。関連するボギー台車と本体との間の距離に影響を受けるレベリングバルブ１１３は、重量の増加の結果として、関連するボギー台車と本体との間の距離が減少する傾向にある際には、ベローズ１１４内の圧力を増加させるように動作する。また、レベリングバルブ１１３は、重量の減少の結果として、関連するボギー台車と本体との間の距離が増大する傾向にある際には、ベローズ１１４内の圧力を大気へ部分的に排出し、ベローズ１１４内の圧力を減少させるように動作する。

ブレーキサブシステム１０６、１０７、．．．は、通常、ブレーキ制御システム１１８、１１９、．．．に圧縮空気を供給する補助タンク１１６、１１７、．．．を備えている。

ブレーキ制御システム１１８、１１９、．．．は、それぞれ順に、電子ユニット（electronic unit）１２０、１２１、．．．と、空気圧パネル（pneumatic panel）１２２、１２３、．．．と、を備えている。

圧力センサー手段１２４、１２５は、補助タンク１１６、１１７の内部の圧力の瞬間圧力値を示す電気信号１２６、１２７を、電子ユニット１２０、１２１、．．．に対して送信する。１つ以上の圧力センサー手段１１５は、ベローズ１１４内の圧力を測定し、電気信号１３５を電子ユニット１２０、１２１、．．．の入力１２８、１２９、．．．に送信する。

現代のブレーキシステムにおいて、通常、圧力センサー手段１２４、１２５、．．．は、空気圧パネル１２２、１２３、．．．の内部に一体化されている。

さらに、例えばＥＰ３３２８６９８に示されているように、最新のブレーキ制御システム１１８、１１９は、高度に統合化された複数のデバイスから構成されており、ここにおける圧力センサー手段９ａは、図１における圧力センサー手段１２４、１２５と同等である。

ヒステリシス圧力スイッチ（hysteresis pressure switch）１３０は、メインタンク１０４の排気口における圧力を測定する。測定された圧力が下側ヒステリシス値（lower hysteresis value）を下回る場合、ヒステリシス圧力スイッチ１３０は、コンプレッサー１０１に電力を供給する遠隔制御スイッチ１３１に通電する。圧力が上側ヒステリシス値（upper hysteresis value）に到達し、それを超えると、ヒステリシス圧力スイッチ１３０は、遠隔制御スイッチ１３１への通電を解除し、コンプレッサー１０１への電力供給を遮断する。鉄道用途で使用されるヒステリシスの数値は、通常、２ｂａｒ（２００ｋＰａ）から３ｂａｒ（３００ｋＰａ）の間の値を想定しており、最大圧力値は、通常、９ｂａｒ（９００ｋＰａ）から１０ｂａｒ（１０００ｋＰａ）の間である。

補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２内部において到達された最大圧力は、常に、メインタンク１０４において到達された最大圧力、すなわちヒステリシス圧力スイッチ１３０の上側ヒステリシス値から、逆流防止バルブ１０９、１１０、．．．１１１によって引き起こされる圧力降下を差し引いた圧力に対応する。しかしながら、この圧力降下は、本発明の目的のためには無視できると考えられる。

補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２の内部において到達された最小圧力は、通常、個々のブレーキサブシステム１０６、１０７、．．．および空気圧サスペンションシステム１０８の空気消費量が異なることから、個々の補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２の間で異なる値であることが想定される。通常、補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２のうちの１つのみが、メインタンク１０４の内部の最小圧力に対応する最小圧力に到達し、ヒステリシス圧力スイッチ１３０をアクティベートし、この結果として、続いて起こるコンプレッサー１０１の点火（ignition）とともに、遠隔制御スイッチ１３１が通電される。

従来技術において、コンプレッサーに対するメンテナンスは、使用予測に基づいて設計段階で予め定められたメンテナンスサイクルに従って行われる。その後も、コンプレッサーの全耐用期間中、メンテナンスサイクルは、設計段階時に定められたまま変わらない。

既知のコンセプト（ＣＢＭ(コンディションベースメンテナンス）(condition based maintenance)等)、すなわち、コンプレッサーの全耐用期間内に、定期的に確認されるコンプレッサーの機能的な実際のコンディションに基づいて、コンプレッサーのメンテナンスを行うことが、市場においてますます要求されている。

流量測定（Flow measurement）は、コンプレッサーの健全性の状態（state of health）を確認するための方法である。充填時間は、コンプレッサーの圧縮密閉部材（compression sealing members）の機能が正常であるか、または、機能不全であるかを示す指標である。充填時間が公称値を上回る場合は、圧縮密閉部材が摩耗していることを示している。圧縮密閉部材が摩耗していると、圧縮段階での損失に繋がるので、コンプレッサー自身への潜在的で深刻な損傷を回避するために、圧縮密閉部材を交換しなければならない。この場合、コンプレッサー自身への如何なる潜在的な深刻な損傷を回避するために、密閉部材の迅速な交換が要求される。

鉄道車両に搭載されたコンプレッサー１０１の耐用期間内に、コンプレッサー１０１に対して適用され得る流量測定の１つの方法は、コンプレッサーが圧力を第１初期値（first initial value）から第２最終値（second final value）にする所要時間を測定する方法である。この測定は、経時的に一定である基準値に対して行われ、例えば、メインタンク１０４と、メインパイプ１０５と、補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２と、を備える空気圧システム全体によって表される容積に対して行われる。初期圧力値および最終圧力値が、１つの測定から、別の測定まで繰り返されない場合、的確な測定方法は、分数の分子に、最終圧力と初期圧力の値の差、および、分数の分母に、最終圧力が測定された時間と初期圧力が測定された時間の差、を有する比率を測定する方法である。この比率は流量（flow rate）として知られており、コンプレッサーの流出量（flow）に正比例する。公称値を下回る流量は圧縮部材が摩耗していることを示している。圧縮部材の摩耗は、コンプレッサーの圧縮段階における損失に繋がるので、圧縮部材を交換しなければならない。

コンプレッサーの残余耐用期間を示す他の基本的なパラメーターは、コンプレッサーが空気圧システムに圧縮空気を供給するために費やされた累計時間である。この累計時間は、コンプレッサーが点火している時間の合計として測定することができる。充填時間が限界値（threshold limit value）を超えた際に同時に分析される累計時間は、メンテナンスサイクルの予測が楽観的であったか、正確であったか、保守的であったかを示すことができる。したがって、上記測定により得られた情報を、実際の使用に適応し、その結果として、既知の「ライフサイクルコスト（life cycle cost）」、すなわちコンプレッサーの全耐用期間におけるコストを可能な限り最適化することによって、メンテナンスサイクルの見積もりの見直しに役立てることができる。

最後に、「デユーティーサイクル（duty cycle）」というパラメーター、すなわちコンプレッサーが空気圧システムに圧縮空気を供給するのに費やした累計時間と列車の累計稼働時間の比率は、コンプレッサーの使用を評価するための重要なパラメーターである。列車の累計稼働時間は、列車がオン状態（稼働状態）にある全体の時間を意味していると理解される。この値は、通常、顧客、すなわち鉄道列車の製造業者によって、鉄道システムのプロバイダーに提供され、メンテナンスサイクルを算出し、保証期間の合意のために用いられる。「デューティーサイクル」の正確な測定は、製造業者からブレーキシステムのプロバイダーに最初に提供されるデータの、正確な評価を実現し、これにより、保証期間内に顧客から苦情があった場合の的確な評価を可能とする。

従来技術において、ヒステリシス圧力スイッチ１３０の状態、すなわち、遠隔制御スイッチ１３１の状態に関する情報は、ブレーキサブシステム１０６、１０７の挙動に対して影響があるものと考えられていないため、電子ユニット１２０、１２１、．．．が知ることはない。したがって、電子ユニット１２０、１２１は、コンプレッサー１０１の点火状態または停止状態に関する直接的な情報を欠いてしまっている。

ここで、以下の添付図面を参照して、本発明に係る、緊急ブレーキおよび常用ブレーキを制御するための電子システムのいくつかの好ましい実施形態の機能的特徴および構造的特徴を詳述する。
図１は、鉄道車両用ブレーキシステムの一式のシステムを示している。 図２は、ブレーキシステムの充填および排出サイクルの第１の実施例を示している。 図３は、ブレーキシステムの充填および排出サイクルの第２の実施例を示している。 図４は、ブレーキシステムの充填および排出サイクルの第３の実施例を示している。

本発明の複数の実施形態を詳述する前に、本発明は、その適用において、以下の明細書中に存在し、または図に示されるコンポーネントの構造的な詳細および構成に限定されないことに留意すべきである。本発明は、他の実施形態をとることができ、本発明を、様々な方法で、実施または実質的に実現し得る。また、表現および用語は、説明を目的とするものであって、限定として解釈されるものではないことも理解されるべきである。「備える（include）」、「含む（comprise）」、またはそれらのバリエーションは、以下に記述される要素やそれらの均等物、並びに、それらの追加要素およびその均等物を含むことを意味する。

最初に図２を参照する。図２は、ヒステリシス圧力スイッチ１３０を切り換えるための、補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２が、排出段階において、同時に、下側ヒステリシス値（lower hysteresis value）に対応する圧力値Ｐ_ＯＮに到達した場合に、例えば、圧力センサー手段１２４、１２５によって測定される圧力Ｐ（ｔ）の例示的な挙動を示している。この場合、コンプレッサー１０１は、メインパイプ１０５を介してメインタンク１０４および補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２に圧縮空気を同時に充填する。

コンプレッサー１０１は、典型的に、容積式コンプレッサーであっても良いし、回転速度に正比例する流出量を有するコンプレッサーであっても良い。

鉄道分野において、コンプレッサーは、大抵、典型的に５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの固定周波数で動力供給される非同期モーター（asynchronous motor）によって動かされる。この場合、非同期モーターに特有のスリップ速度（speed slip）が無視できることを考慮すると、一定流量を仮定することが可能である。この場合、圧力は、ほぼ一定の勾配となることが予想される。

圧力Ｐ（ｔ）を観測することにより、圧力Ｐ（ｔ）の傾きが、負の値から正の値に変化する瞬間を、点火時間（ignition instant）Ｔ１として特定することができる。換言すれば、電子ユニットは、サンプリング周期Ｔで圧力Ｐ（ｔ）の信号をサンプリングし、下に記載の離散導関数（discrete derivative）の算出を実行することができる。
（Ｐ（ｎＴ＋１）－Ｐ（ｎＴ））／Ｔ
このように、上記の離散微分導関数が負の符号から正の符号に移行する時間を、点火時間Ｔ１として特定する。

さらに、圧力Ｐ（ｔ）を観測することによって、圧力Ｐ（ｔ）の勾配が正の値からゼロまたは負の値に移行する時間を、シャットダウン時間Ｔ２をとして特定することが可能である。換言すれば、電子ユニット１２０、１２１は、サンプリング周期Ｔで圧力Ｐ（t）信号をサンプリングし、さらに、離散導関数（Ｐ（ｎＴ＋１）－Ｐ（ｎＴ））／Ｔを算出することにより、離散導関数が負の符号から正の符号に移行する時間を、シャットダウン時間Ｔ２をとして特定することができる。

電気信号に存在するノイズが、局所的に過度な信号変化を発生させることを防止するために、デジタル処理の分野の専門家に既知のノイズを除去するためのデジタルフィルタリング技術が適用されても良い。例えば、これに限られるものではないが、単純移動平均ＦＩＲ(有限インパルスフィルタ(finite impulse filter)）アルゴリズム等のデジタルフィルタリング技術が適用されても良い。

以上の点に鑑み、本発明に係る、鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法を以下に詳述する。

鉄道ブレーキシステムは、コンプレッサー１０１を備える空気生成処理モジュールＡＧＴＵ１００と、メインパイプ１０５に圧縮空気を供給するよう設けられたメインタンク１０４と、を含む。メインパイプ１０５は、ブレーキ制御システム１１８に、圧縮空気を供給するよう設けられた補助タンク１１６を含む少なくとも１つのブレーキサブシステム１０６に、圧縮空気を分配するように構成されている。

鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法は、メインタンク１０４の下流で測定、または、補助タンク１１６の排気口で測定された少なくとも１つの圧力値Ｐ（ｔ）の挙動をモニタリングする工程を含んでいる。

圧力値Ｐ（ｔ）は、メインタンク１０４の下流に配置された圧力センサー手段（pressure sensor means）１３２によって測定されても良く、または、補助タンク１１６の排気口に配置された圧力センサー手段１２４によって測定されても良い。

さらに、コンプレッサーをモニタリングする方法は、測定された圧力値Ｐ（ｔ）の時間的な挙動（time behavior）のみに基づいて、コンプレッサー１０１の使用および／または健全性の状態を導出する工程を含んでいる。

ブレーキ段階の間、ブレーキシステム１１８、１１９、．．．の空気消費量は、それぞれ異なる可能性がある。例えば、それぞれ異なる複数のボギー台車上でそれぞれ異なる重量を支える結果として、それぞれ異なるブレーキ圧力が必要となり、それによって、補助タンク１１６、１１７、．．．において異なる排出が生じる。そのため、ブレーキシステム１１８、１１９、．．．の空気消費量がそれぞれ異なるという状況は、実際には頻繁に起こる。加えて、サスペンションシステムは、複数のブレーキシステムに対してそれぞれ異なる時間に空気を消費する。特に、サスペンションは、ボギー台車上において支持される重量の変化（典型的には、乗客が乗降する駅での重量の変化）に伴って空気を消費する。

個々の補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２は、逆止弁１０９、１１０、．．．、１１１の機能によって、お互いに補うよう機能することはできない。

この場合、補助タンク１１６、１１７、．．．、１１２の１つのみが、圧力値Ｐ_ＯＮに到達して、コンプレッサーを再起動させる。

図３は、上述の充填段階を示している。例として、点火時間Ｔ１において、３つの補助タンク１１６、１１７、１１２が、それぞれ圧力値Ｐ_ＯＮ、Ｐ_１、Ｐ_２に到達するものとし、さらに、コンプレッサー１０１の一定流量を仮定すると、点火時間Ｔ１と時間Ｔ３との間に第１の段階が存在することとなる。この第１の段階では、メインタンク１０４と補助タンク１１６のみが充填される。時間Ｔ３において、圧力値がＰ_１に到達すると、補助タンク１１７が充填されるべき容積に追加される。このイベントは全体的な容積を増加させ、その結果、折れ線グラフＰ（ｔ）の傾きの減少を引き起こす。さらに、時間Ｔ４において、圧力値がＰ_２に到達すると、補助タンク１１２が充填されるべき容積に追加される。それによって、全体的な容積は増加し、折れ線グラフＰ（ｔ）の傾きは、さらに減少する。装置全体の充填時間を算出するために考慮されるべき傾きは、時間Ｔ４とシャットダウン時間Ｔ２の区間を含むグラフ区間に属する傾き、すなわち、傾きの最終変化後の期間でなければならないことは明らかである。

また、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、好ましくは、コンプレッサー１０１のシャットダウン時間Ｔ２が、圧力Ｐ（ｔ）の導関数が正の値から定格上のゼロの値（nominally null value）または負の値へ変化する時間と、一致することを判別する工程を含んでいても良い。シャットダウン時間Ｔ２は、ブレーキ制御システム１１８の電子制御ユニット１２０によって判別されても良い。

また、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、好ましくは、コンプレッサー１０１の点火時間Ｔ１が、圧力Ｐ（ｔ）の導関数が負の値または定格上のゼロの値から正の値へ変化することが検出される時間と一致することを判別する工程をさらに含んでいても良い。

点火時間Ｔ１は、ブレーキ制御システム１１８の電子制御ユニット１２０によって判別されても良い。

代替的に、さらなるブレーキシステム１１９、．．．が存在する場合、本発明に係る、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、コンプレッサー１０１の点火時間（Ｔ１）が、時間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４の中で、より小さい値と一致することを判別する工程を含んでいても良い。時間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４は、圧力Ｐ（ｔ）のそれぞれの圧力値Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１がそれぞれ検出される時間に対応しており、圧力Ｐ（ｔ）の導関数の負の値または定格上のゼロの値から正の値への変化が検出される時間に対応している。圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．は、複数の補助タンク１１６、１１７、．．．の下流で測定される。

時間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４の１つ以上が、複数の電子ユニット１２０、１２１、．．．によって検出されても良い。電子ユニット１２０、１２１は、通信手段１３３によって相互接続されていても良く、それぞれの検出された時間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４、．．．を相互に通信しても良い。

さらなる相対圧力Ｐ２、Ｐ３、．．．は、それぞれ、さらなる圧力センサー手段１２５、．．．によって測定されても良い。

さらなる点火時間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４は、さらなるブレーキ制御システム１１９、．．．のさらなる電子制御ユニット１２１、．．．によって特定されても良い。さらに、さらなる点火時間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４は、通信手段１３３によって、電子制御ユニット１２０およびさらなる電子制御ユニット１２１、．．．から通信されてもよい。

本発明に係る、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、好ましくは、充填比率（filling ratio）を算出する工程をさらに含んでいても良い。充填比率は、分数の分子を、シャットダウン時間Ｔ２における圧力Ｐ（ｔ）のシャットダウン圧力値Ｐ_ＯＦＦと、圧力Ｐ（ｔ）の導関数の最後の負方向への変化が生じた時間に一致する負変化時間Ｔ４における圧力Ｐ（ｔ）の第１の圧力値Ｐ１との間の差とし、分数の分母を、シャットダウン時間Ｔ２と負変化時間Ｔ４との間の差とした比によって算出される。

電子ユニット１２０、１２１、．．．は、離散導関数（Ｐ（ｎＴ＋１）－Ｐ（ｎＴ））／Ｔの符号が正からゼロまたは負になる際のＰ（ｔ）の値として算出された、圧力値Ｐ_ＯＦＦを特定しても良い。また、電子ユニット１２０、１２１、．．．は、ヒステリシス圧力スイッチ１３０の健全性の状態を評価するために、圧力値Ｐ_ＯＦＦを、電子ユニット１２０、１２１、．．．の不揮発性メモリーにプリロードされた公称値であるヒステリシス圧力スイッチ１３０の公称値と比較しても良い。

「充填速度」比率（“filing rate” ratio）（Ｐ_ＯＦＦ－Ｐ_ＯＮ）／（Ｔ２－Ｔ１）を、電子ユニット１２０、１２１、．．．の不揮発性メモリーにプリロードされた許容範囲と比較することによって、電子ユニット１２０、１２１、．．．は、コンプレッサーの健全性の状態を立証しても良い。また、任意選択的に、電子ユニット１２０、１２１、．．．は、上記比が公称しきい値（nominal threshold value）よりも低い場合に、メンテナンスのためのリクエスト信号をアクティベートしても良い。

さらに、本発明に係る、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、充填比率が所定のしきい値よりも低い場合に、異常情報（anomaly information）を発信する工程を含んでいても良い。異常情報は、電子制御ユニット１２０、１２１の少なくとも１つまたはそれぞれによって発信されても良い。

少なくとも設計データとして、Ｐ_ＯＮが、全ての電子ユニットに既知の状態で、Ｐ_ＯＦＦが、リアルタイムで測定される圧力値である場合、システムの公称「充填速度」比率は、各電子ユニットによって（Ｔ４－Ｔ２）／（Ｐ_ＯＦＦ－Ｐ_２）として算出されても良い。

また、さらなる態様において、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、電子制御ユニット１２０、１２１によって、シャットダウン時間Ｔ２と点火時間Ｔ１または時間Ｔｍの間の差である点火期間を、周期的に算出する工程をさらに含んでいてもよい。

電子ユニット１２０、１２１、．．．は、その後の（Ｔ２－Ｔ１）を合計することによって、コンプレッサーの実際の点火時間を累計しても良い。

電子ユニット１２０、１２１、．．．は、ブレーキシステムがオン（on）、すなわちアクティブである合計時間をカウントする。このようにして、コンプレッサーの実際の使用時間を、ブレーキシステムがオンである合計時間で割ることによって、電子ユニット１２０、１２１、．．．は、コンプレッサーの「デューティーサイクル」を連続的に算出する。さらに、電子ユニット１２０、１２１、．．．は、このデューティーサイクルを電子ユニット１２０、１２１、．．．の不揮発性メモリーに記憶し、正しい使用を将来的（potentially）に評価するために、記憶したデューティーサイクルを鉄道列車の製造業者のメンテナンススタッフに提供する。

したがって、本発明に係る、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、コンプレッサー１０１の耐用期間中に算出された点火期間の合計を、コンプレッサー１０１の総稼働時間をとして算出する工程と、この総稼働時間を記憶する工程と、をさらに含んでいても良い。

コンプレッサー１０１の総稼働時間は、電子制御ユニット１２０、１２１、．．．によって算出されても良い。

図４は、ブレーキイベントまたは車両の重量変化等、サスペンションのベローズの充填が必要となるような、空気の消費をもたらすイベント（ブレーキイベントや車両の重量の変動があった場合等）の発生が、充填段階の間に、さらに繰り返し起きる場合を示している。この起こり得るイベントは、図４において、ＴＡとＴＢとの間に示されるように、該イベントの全期間にわたり傾きの減少をもたらす。この場合、電子ユニットは、累計使用時間およびデューティーサイクルを算出するために、測定値である時間Ｔ２－Ｔ１の値を単に使用し、ＴＡとＴＢとの間で発生したイベントによって歪められた可能性のある充填時間の推定を放棄する。

メインパイプ１０５内の圧力を直接測定するために、さらなる圧力センサー手段１３２が存在する場合であって、対応する信号が、電子ユニット１２０、１２１、．．．のうちの少なくとも１つにおいて利用可能である場合、この少なくとも１つの電子ユニットは、これまで説明した条件と同じ基準を使用することによって、さらなるＴ１、Ｔ２、．．．の間の時間Ｔｍの特定を必要とすることなく、充填時間、累計時間、およびデューティーサイクルに関する情報を導くことができる。

通信手段１３３が制御ユニット１２０、１２１、．．．間の通信に利用可能である場合、制御ユニット１２０、１２１、．．．は、相互比較および相互検証のために、Ｐ_ＯＮ、Ｐ_１、Ｐ_２、．．．、Ｐ_ＯＦＦの正確な値、ならびに、後に算出される「充填速度」比率を互いに送信し合う。

また、セントラルユニット１３４から、充填比率、総稼働時間、または稼働デューティーサイクルの値のうちの少なくとも１つの値を送信することも可能である。代替的にまたは追加的に、ワイヤレスシステムを用いて、列車内から地上へ、充填比率、総稼働時間または稼働デューティーサイクルの値のうちの少なくとも１つの値を送信することも可能である。

さらに、本発明に係る、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、点火時間Ｔ１またはシャットダウン時間Ｔ２のうちの少なくとも１つが、関連するしきい値を超えたときに、情報信号を発する工程をさらに含んでいても良い。また、コンプレッサーをモニタリングするための方法は、圧力Ｐ（ｔ）のシャットダウン圧力値Ｐ_ＯＦＦおよび圧力Ｐ（ｔ）の点火圧力値Ｐ_ＯＮの少なくとも１つが、それぞれの許容範囲から外れてしまう場合、および／または、少なくとも１つの充填時間が所定の限界値を超える場合に、信号を発信する工程をさらに含んでいても良い。

情報信号は、電子制御ユニット１２０、１２１、．．．の少なくとも１つまたはそれぞれによって発信されても良い。

Ｐ（ｔ）のプロファイルの観察に基づく方法は、充填されるべき容積の漸進的な増加を考慮に入れることができないが、有利には、ヒステリシス圧力スイッチ１３０または遠隔制御スイッチ１３１がアクティベートされた状態を維持している時間をシンプルに測定することで実行される公称充填時間の測定に関して、より正確であり、より信頼性があることは明らかである。

本発明に係る、鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーの使用および健全性の状態をモニタリングするための方法の様々な態様及び実施形態を詳述した。各実施形態は、任意の他の実施形態と組み合わせることができることが理解される。さらに、本発明は、詳述された実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によって規定される範囲内で変更されても良い。

Claims (13)

1. 鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法であって、
   前記鉄道ブレーキシステムは、
   コンプレッサー（１０１）を備える空気生成処理モジュールＡＧＴＵ（１００）と、
   ブレーキ制御システム（１１８）に圧縮空気を供給するよう設けられた補助タンク（１１６）を備える少なくとも１つのブレーキサブシステム（１０６）に、前記圧縮空気を分配するよう構成されたメインパイプ（１０５）へ、前記圧縮空気を供給するよう設けられたメインタンク（１０４）と、を含み、
   前記モニタリングするための方法は、
   前記メインタンク（１０４）の下流で測定、または、前記補助タンク（１１６）の排気口で測定された少なくとも１つの圧力値（Ｐ（ｔ））の挙動をモニタリングする工程と、
   測定された前記圧力値（Ｐ（ｔ））の時間的な挙動のみに基づいて、前記コンプレッサー（１０１）の使用および／または健全性の状態を導出する工程と、を含むことを特徴とする鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
2. 前記コンプレッサー（１０１）のシャットダウン時間（Ｔ２）が、前記圧力値（Ｐ（ｔ））の導関数の正の値から定格上のゼロの値または負の値への変化が検出された時間と一致することを判別する工程をさらに含む請求項１に記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
3. 前記コンプレッサー（１０１）の点火時間（Ｔ１）が、前記圧力値（Ｐ（ｔ））の導関数の負の値または定格上のゼロの値から正の値への変化が検出された時間と一致することを判別する工程をさらに含む請求項１または２に記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
4. 前記コンプレッサー（１０１）の点火時間（Ｔ１）が、前記圧力値（Ｐ（ｔ））の導関数の負の値または定格上のゼロの値から正の値への変化が検出され、前記圧力値（Ｐ（ｔ））の各圧力値（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）が検出される時間に対応する時間（Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４）の中の、より小さい値と一致することを判別する工程と、を含み
   前記圧力値（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、．．．）は、複数の補助タンク（１１６、１１７、．．．）の下流で測定される請求項１または２に記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
5. 分数の分子を、シャットダウン時間（Ｔ２）における前記圧力値（Ｐ（ｔ））のシャットダウン圧力値（Ｐ_ＯＦＦ）と、前記圧力値（Ｐ（ｔ））の前記導関数の最後の負方向への変化が生じた時間に一致する負変化時間（Ｔ４）における、前記圧力値（Ｐ（ｔ））の第１の圧力値（Ｐ１）との差とし、前記分数の分母を、前記シャットダウン時間（Ｔ２）と、前記圧力値（Ｐ（ｔ））の前記導関数の最後の負方向への変化が生じた前記負変化時間（Ｔ４）との差とした比率によって、充填比率を算出する工程をさらに含む請求項２ないし４のいずれかに記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
6. 前記充填比率が所定のしきい値よりも低い場合に、異常情報を発信する工程をさらに含む請求項５に記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
7. シャットダウン時間（Ｔ２）と点火時間（Ｔ１）の差を、点火期間として、周期的に算出する工程をさらに含む請求項３ないし６のいずれかに記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
8. 前記コンプレッサー（１０１）の耐用期間内に算出された点火期間の合計を、前記コンプレッサー（１０１）の総稼働時間として算出する工程と、
   前記コンプレッサー（１０１）の前記耐用期間内の前記総稼働時間を記憶する工程と、をさらに含む請求項１ないし７のいずれかに記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
9. 算出された前記総稼働時間と鉄道車両の稼働時間との比率を、前記コンプレッサー（１０１）の稼働デューティーサイクルとして算出する工程をさらに含む請求項８に記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
10. 充填比率、総稼働時間、または稼働デューティーサイクルの少なくとも１つの値を、セントラルユニット（１３４）に送信する工程をさらに含む請求項７ないし９のいずれかに記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
11. ワイヤレスシステムを用いて、充填比率、総稼働時間、または稼働デューティーサイクルの少なくとも１つの値を、列車内から地上へ送信する工程をさらに含む請求項７ないし１０のいずれかに記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
12. シャットダウン時間（Ｔ２）における前記圧力値（Ｐ（ｔ））のシャットダウン圧力値（Ｐ_ＯＦＦ）および点火時間（Ｔ１）における前記圧力値（Ｐ（ｔ））の点火圧力値（Ｐ_ＯＮ）の少なくとも１つが、それぞれの許容範囲から外れる場合に、情報信号を発信する工程をさらに含む請求項３ないし１１のいずれかに記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。
13. 少なくとも充填時間が所定の限界値を超えた場合に、情報信号を発信する工程をさらに含む請求項１ないし１２のいずれかに記載の鉄道ブレーキシステムのコンプレッサーをモニタリングするための方法。

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