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特表2023-524431鉄道車列、特に貨物輸送用の鉄道車列のための制御システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-12
(54)【発明の名称】鉄道車列、特に貨物輸送用の鉄道車列のための制御システム
(51)【国際特許分類】
B60T 17/22 20060101AFI20230605BHJP
B60T 13/66 20060101ALI20230605BHJP
G05B 9/02 20060101ALI20230605BHJP
【ＦＩ】
B60T17/22 Z
B60T13/66 A
G05B9/02 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022565762
(86)(22)【出願日】2021-04-27
(85)【翻訳文提出日】2022-12-21
(86)【国際出願番号】 IB2021053441
(87)【国際公開番号】W WO2021220144
(87)【国際公開日】2021-11-04
(31)【優先権主張番号】102020000009205
(32)【優先日】2020-04-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516351289
【氏名又は名称】フェヴレ・トランスポール・イタリア・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
【氏名又は名称原語表記】ＦＡＩＶＥＬＥＹ ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ ＩＴＡＬＩＡ Ｓ．ｐ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100137095
【弁理士】
【氏名又は名称】江部 武史
(74)【代理人】
【識別番号】100091627
【弁理士】
【氏名又は名称】朝比 一夫
(72)【発明者】
【氏名】グラッソ， アンジェロ
(72)【発明者】
【氏名】ティオーネ， ロベルト
(72)【発明者】
【氏名】コッレンド， ロベルト
【テーマコード（参考）】
3D048
3D049
5H209
【Ｆターム（参考）】
3D048AA04
3D048BB12
3D048CC43
3D048HH03
3D048HH22
3D048HH66
3D048PP03
3D048RR06
3D049AA04
3D049BB08
3D049CC03
3D049HH03
3D049HH47
3D049PP02
3D049QQ04
3D049RR04
5H209AA09
5H209BB03
5H209DD06
5H209GG05
5H209HH04
5H209JJ01
5H209JJ05
(57)【要約】
貨車（１０２）と、マスター機関車（１０１）と、少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）と、を含む、特に貨物輸送用の鉄道車列（４００）のための制御システムが開示される。鉄道車列（４００）は、鉄道車列（４００）全体に沿って延在するブレーキパイプ（１０５）を含む。マスター機関車（１０１）は、ブレーキパイプ（１０５）内の圧力を制御し、通信チャネルを用いてスレーブ機関車（４０２、４０３）に牽引指令および／またはブレーキ指令を送るよう設けられている。少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）は、牽引指令および／またはブレーキ指令を受信し、牽引指令および／またはブレーキ指令をスレーブ機関車（４０２、４０３）の牽引制御ユニット（２３２）およびブレーキ制御ユニット（２１１）に再送信するよう設けられた送受信手段（２３０）を含む。制御システムは、鉄道車列（４００）のための制御システムの少なくとも１つの誤動作状態が発生した際に、リレーバルブ（２１２）が空気圧ブレーキパイプ（１０５）に供給するのを防止するよう設けられた安全ユニット（５０１）を備えている。
【選択図】図５
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の貨車（１０２）と、鉄道車列（４００）の先頭に配置されたマスター機関車（１０１）と、前記鉄道車列（４００）内に分配された少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）と、を含む、前記鉄道車列（４００）、特に貨物輸送用の前記鉄道車列（４００）のための制御システムであって、前記鉄道車列（４００）は、
前記鉄道車列（４００）の常用空気圧ブレーキおよび非常用空気圧ブレーキ用であって、前記鉄道車列（４００）全体に沿って延在するブレーキパイプ（１０５）を含み、
前記マスター機関車（１０１）は、前記ブレーキパイプ（１０５）内の圧力を制御し、無線技術または有線技術の通信チャネル（４０４、４０５）を用いて、前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）に牽引指令および／またはブレーキ指令を送るよう設けられ、
前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）は、前記通信チャネル（４０４、４０５）を通じて前記マスター機関車（１０１）により送られた前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令を受信するよう設けられた送受信手段（２３０）を含み、
前記送受信手段（２３０）は、前記ブレーキパイプ（１０５）内の前記圧力を制御するために、前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）内の通信手段（２３５）を用いて、前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令を前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）の牽引制御ユニット（２３２）およびブレーキ制御ユニット（２１１）に再送信するよう、さらに設けられ、
前記ブレーキ制御ユニット（２１１）は、リレーバルブ（２１２）のパイロットチャンバー（２１３）内の圧力を増加させるよう設けられた第１の空気圧ソレノイドバルブ（２０４）、および、前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）内の前記圧力を減少させるよう設けられた第２の空気圧ソレノイドバルブ（２０５）に作用することによって、前記ブレーキパイプ（１０５）内の前記圧力を制御するよう設けられ、
前記リレーバルブ（２１２）のインレットは、メインパイプ（２０１）によって圧力供給されるよう設けられ、
前記リレーバルブ（２１２）のアウトレット（２１４）は、前記ブレーキパイプ（１０５）に接続されるよう設けられ、
前記鉄道車列（４００）のための前記制御システムは、前記ブレーキ制御ユニット（２１１）に関連付けられた安全ユニット（５０１）を備え、
前記安全ユニット（５０１）は、前記鉄道車列（４００）のための前記制御システムの少なくとも１つの誤動作状態が発生した際に、前記リレーバルブ（２１２）が前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給することを防止するよう設けられていることを特徴とする鉄道車列（４００）のための制御システム。
【請求項2】
前記鉄道車列（４００）の前記制御システムの前記少なくとも１つの誤動作状態は、前記通信チャネルが、前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令を前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）に送信することができなくなった状態、または、
前記送受信手段（２３０）が、前記ブレーキパイプ（１０５）内の前記圧力を制御するために、前記通信チャネルを通じて前記マスター機関車（１０１）によって送られた前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令を受信することができなくなった状態、または、前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令を前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）の前記牽引制御ユニット（２３２）および前記ブレーキ制御ユニット（２１１）に再送信できなくなった状態、または、
前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）の内部の前記通信手段（２３５）が、前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令を、前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）の前記牽引制御ユニット（２３２）および前記ブレーキ制御ユニット（２１１）に再送信することができない状態を含む請求項１に記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項3】
前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）に空気圧で接続されるよう設けられた第１の圧力センサー手段（２３６）をさらに含み、前記ブレーキ制御ユニット（２１１）、前記第１の空気圧ソレノイドバルブ（２０４）、前記第２の空気圧ソレノイドバルブ（２０５）、前記リレーバルブ（２１２）、および前記第１の圧力センサー手段（２３６）の全ては、前記鉄道車列（４００）の前記ブレーキパイプ（１０５）内の前記圧力を制御するための機能を実行するよう設けられており、
前記鉄道車列（４００）のための前記制御システムの前記少なくとも１つの誤動作状態は、
前記第１の空気圧ソレノイドバルブ（２０４）、前記第２の空気圧ソレノイドバルブ（２０５）、前記リレーバルブ（２１２）、および、前記第１の圧力センサー手段（２３６）のうちの少なくとも１つが正しく機能していない状態を含む請求項１または２に記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項4】
前記ブレーキパイプ（１０５）に空気圧で接続され、かつ、電気信号（５０７）によって前記安全ユニット（５０１）に電気的に接続された第２の圧力センサー手段（５０６）をさらに含み、前記安全ユニット（５０１）は、
前記第２の圧力センサー手段（５０６）を用いて前記ブレーキパイプ（１０５）内の前記圧力をモニタリングし、
前記通信手段（２３５）を介して、前記ブレーキ制御ユニット（２１１）と同時に、前記マスター機関車（１０１）によって前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）に送信され、前記ブレーキパイプ（１０５）に印加されるべき圧力値を示す、前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令を受信し、
受信されたそれぞれの前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令について、それぞれの前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令によって示される前記圧力値が、前記第２の圧力センサー手段（５０６）を通して測定されたそれぞれの圧力値を含む、しきい値の範囲内に入るかどうかを比較するよう設けられ、
前記鉄道車列（４００）のための前記制御システムの前記少なくとも１つの誤動作状態は、
それぞれの前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令によって示される前記圧力値が、前記第２の圧力センサー手段（５０６）を介して測定されたそれぞれの前記圧力値を含む、前記しきい値の範囲内に入らない状態を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項5】
前記ブレーキパイプ（１０５）に空気圧で接続され、かつ、電気信号（５０７）によって前記安全ユニット（５０１）に電気的に接続された第２の圧力センサー手段（５０６）をさらに含み、前記安全ユニット（５０１）は、
前記第２の圧力センサー手段（５０６）を用いて前記ブレーキパイプ（１０５）内の前記圧力をモニタリングし、
前記通信手段（２３５）を介して、前記ブレーキ制御ユニット（２１１）と同時に、前記マスター機関車（１０１）によって前記少なくとも１つのスレーブ機関車（４０２、４０３）に送信され、前記ブレーキパイプ（１０５）に印加されるべき圧力値を示す前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令を受信し、
受信されたそれぞれの前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令について、前記第２の圧力センサー手段（５０６）を介して測定された圧力値が、それぞれの前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令によって示される前記圧力値を含む、しきい値の範囲内にあるかどうかを比較するよう設けられ、
前記鉄道車列（４００）のための前記制御システムの前記少なくとも１つの誤動作状態は、
前記第２の圧力センサー手段（５０６）を介して測定された前記圧力値が、それぞれの前記牽引指令および／または前記ブレーキ指令によって示される前記圧力値を含む、前記しきい値の範囲内に入らない状態を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項6】
前記安全ユニット（５０１）は、前記リレーバルブ（２１２）が前記メインパイプ（２０１）と前記リレーバルブ（２１２）の空気圧インレットとの間に配置された空気圧ソレノイドバルブ（２０９）を用いて、前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給することを防止するよう設けられており、前記空気圧ソレノイドバルブ（２０９）は、前記メインパイプ（２０１）から前記リレーバルブ（２１２）の前記空気圧インレットへの空気圧供給圧力の伝播を禁止する第１の状態、および、前記メインパイプ（２０１）から前記リレーバルブ（２１２）の前記空気圧インレットへの前記空気圧供給圧力の前記伝播を可能にする第２の状態をとるよう設けられ、
前記安全ユニット（５０１）は、前記リレーバルブ（２１２）が前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給することを防止しなければならない際に、前記第１の状態で前記空気圧ソレノイドバルブ（２０９）を駆動するよう設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項7】
前記安全ユニット（５０１）は、前記リレーバルブ（２１２）が第１の電空モジュール（６０９）を用いて前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給するのを防止するよう設けられており、前記第１の電空モジュール（６０９）は、前記メインパイプ（２０１）に接続された第１の空気圧インレットと、前記ブレーキパイプ（１０５）に接続された第２の空気圧インレットと、前記リレーバルブ（２１２）の前記インレットに接続された空気圧アウトレットと、を備え、
前記第１の電空モジュール（６０９）は、
前記メインパイプ（２０１）を前記リレーバルブ（２１２）の前記インレットに空気圧で接続する第１の状態をとり、
前記ブレーキパイプ（１０５）を前記リレーバルブ（２１２）の前記インレットに空気圧で接続する第２の状態をとるよう設けられ、
前記安全ユニット（５０１）は、前記リレーバルブ（２１２）が前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給および前記ブレーキパイプ（１０５）から圧力放出することを防止しなければならない際、前記第１の電空モジュール（６０９）を前記第２の状態で駆動するよう設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項8】
前記安全ユニット（５０１）は、第２の電空モジュール（６１０）を用いて、前記リレーバルブ（２１２）が前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給および前記ブレーキパイプ（１０５）から圧力放出することを防止するよう設けられており、前記第２の電空モジュール（６１０）は、前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）内の前記圧力を増加させるよう設けられた前記第１の空気圧ソレノイドバルブ（２０４）の下流、および、前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）内の前記圧力を減少させるよう設けられた前記第２の空気圧ソレノイドバルブ（２０５）の下流に接続された第１の空気圧インレットと、前記ブレーキパイプ（１０５）に接続された第２の空気圧インレットと、前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）に接続された空気圧アウトレットと、を備え、
前記第２の電空モジュール（６１０）は、
前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）内の前記圧力を増加させるよう設けられた前記第１の空気圧ソレノイドバルブ（２０４）、および、前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）内の前記圧力を減少させるよう設けられた前記第２の空気圧ソレノイドバルブ（２０５）を、前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）に空気圧で接続する第１の状態をとり、
前記ブレーキパイプ（１０５）を前記リレーバルブ（２１２）の前記パイロットチャンバー（２１３）に空気圧で接続する第２の状態をとるよう設けられ、
前記安全ユニット（５０１）は、前記リレーバルブ（２１２）が前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給および前記ブレーキパイプ（１０５）から圧力放出することを防止しなければならない際に、前記第２の電空モジュール（６１０）を前記第２の状態で駆動するよう設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項9】
前記安全ユニット（５０１）は、前記ブレーキパイプ（１０５）に空気圧で接続された空気圧非常ソレノイドバルブ（２１９）を制御するよう設けられており、前記空気圧非常ソレノイドバルブ（２１９）は、
前記ブレーキパイプ（１０５）と大気との間の空気圧接続を禁止する第１の状態をとり、
前記ブレーキパイプ（１０５）と大気との間の前記空気圧接続を可能にする第２の状態をとるよう設けられており、
前記安全ユニット（５０１）は
前記マスター機関車（１０１）からの非常ブレーキの適用の要求がある場合に、前記第２の状態で前記空気圧非常ソレノイドバルブ（２１９）を作動させ、および／または、
前記非常ブレーキが適用中であることを示す前記ブレーキパイプ（１０５）内の圧力変動がある場合、および／または、前記送受信手段（２３０）、前記通信チャネル（４０４、４０５）および前記通信手段（２３５）のうちの少なくとも１つが正しく機能していない場合に、前記第２の状態で前記空気圧非常ソレノイドバルブ（２１９）を作動させる請求項１ないし８のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項10】
前記安全ユニット（５０１）は、前記リレーバルブ（２１２）の前記アウトレット（２１４）と前記ブレーキパイプ（１０５）との間に位置するように配置された空気圧ソレノイドバルブ（２１５）を用いて、前記リレーバルブ（２１２）が前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給およびブレーキパイプ（１０５）から圧力放出することを防止するよう設けられており、前記空気圧ソレノイドバルブ（２１５）は、
前記リレーバルブ（２１２）の前記アウトレット（２１４）と前記ブレーキパイプ（１０５）との間の空気圧接続を禁止する第１の状態とり、
前記リレーバルブ（２１２）の前記アウトレット（２１４）と前記ブレーキパイプ（１０５）との間の前記空気圧接続を可能にする第２の状態をとるよう設けられており、
前記安全ユニット（５０１）は、前記リレーバルブ（２１２）が前記ブレーキパイプ（１０５）に圧力供給およびブレーキパイプ（１０５）から圧力放出することを防止しなければならない際に、前記空気圧ソレノイドバルブ（２１５）を前記第１の状態で駆動するよう設けられている請求項１ないし９のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項11】
前記安全ユニット（５０１）は、関連付けられた前記ブレーキ制御ユニット（２１１）の安全インテグリティーレベルよりも高い前記安全インテグリティーレベルに従って開発されている請求項１ないし１０のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項12】
前記安全ユニット（５０１）は、安全インテグリティーレベルＳＩＬ≧３に従って開発されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項13】
前記安全ユニット（５０１）は、１つ以上のマイクロプロセッサーを備える構成に従って製作されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【請求項14】
前記安全ユニット（５０１）は、１つ以上のプログラム可能なデバイスを備える構成に従って製作されている請求項１ないし１３のいずれかに記載の鉄道車列（４００）の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に、鉄道ブレーキシステムの分野に関し、より具体的には、本発明は、鉄道車列、特に貨物輸送用の鉄道車列（railway convoy）のための制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
以下において、欧州規格ＥＮ５０１２９（ｒｅｖ．２０１８）、ＥＮ５０１５９（ｒｅｖ．２０１０）、ＥＮ５０１２６－１（ｒｅｖ．２０１７）、ＥＮ５０１２６－２（ｒｅｖ．２０１７）、およびＥＮ５０１２８（ｒｅｖ．２０１１）を参照する。
・ＥＮ５０１２６「鉄道用途。信頼性、可用性、保守性、安全性（ＲＡＭＳ）の仕様とデモンストレーション（Railway applications. The specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS)）」
・ＥＮ５０１２８「鉄道用途。通信、信号伝達、処理システム。鉄道制御および保護システム用ソフトウェア（Railway applications. Communications, signalling and processing systems. Software for railway control and protection systems）」
・ＥＮ５０１２９「鉄道用途。通信、信号伝達、処理システム。信号伝達用の安全関連電子システム（Railway applications. Communication, signalling and processing systems. Safety related electronic systems for signalling）」
・ＥＮ５０１２９「鉄道用途。通信、信号伝達、処理システム。伝達システムにおける安全関連通信（Railway applications. Communication, signalling and processing systems. Safety related communication in transmission systems）」
・ＥＮ５０１２６「鉄道用途。信頼性、可用性、保守性、安全性（ＲＡＭＳ）の仕様とデモンストレーション（Railway applications. The specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS)）」
・ＥＮ５０１２８「鉄道用途。通信、信号伝達、処理システム。鉄道制御および保護システム用ソフトウェア（Railway applications. Communications, signalling and processing systems. Software for railway control and protection systems）」
・ＥＮ５０１２９「鉄道用途。通信、信号伝達、処理システム。信号伝達用の安全関連電子システム（Railway applications. Communication, signalling and processing systems. Safety related electronic systems for signalling）」
・ＥＮ５０１２９「鉄道用途。通信、信号伝達、処理システム。伝達システムにおける安全関連通信（Railway applications. Communication, signalling and processing systems. Safety related communication in transmission systems）」
【0003】
特に、ＥＮ５０１２６規格は、安全性解析の結果に基づいて、本発明に係るシステムを構成する複数のサブシステムに、安全インテグリティーレベル（safety integrity level）ＳＩＬ０／１／２／３／４を割り当てるための方法を規定している（ＳＩＬ４は、安全レベルが最も高いことを示している）。そして、ＥＮ５０１２８規格およびＥＮ５０１２９規格は、安全性解析の結果に基づき割り当てられたＳＩＬレベルに従って、ソフトウェアおよびハードウェアコンポーネントにそれぞれ適用されるべき設計基準を規定している。
【0004】
従来技術において、以下のことが知られている。
・欧州規格ＥＮ５０１２６に従って実行される非常ブレーキ機能に関する安全性の計算は、非常ブレーキ機能に安全インテグリティーレベルＳＩＬ≧３を体系的に割り当て、その結果、通常、それらを実施するサブシステムに安全インテグリティーレベルＳＩＬ≧３を割り当てること。
・欧州規格ＥＮ５０１２６に従って実行される常用ブレーキ機能に関する安全性の計算は、通常、常用ブレーキ機能に安全インテグリティーレベルＳＩＬ≦２を割り当て、その結果、通常、それらを実施するサブシステムに安全インテグリティーレベルＳＩＬ≦２を割り当てること。
・ＥＮ５０１２８およびＥＮ５０１２９に関するＳＩＬ≧３レベルに従った、典型的には、マイクロプロセッサーに基づく、または、ＦＰＧＡに基づく、制御ユニットの開発においては、ＳＩＬ≦２レベルに従った設計よりも、設計コスト、検証コスト、および認証コストが、必然的に、およそ１桁大きくなるということ。
・欧州規格ＥＮ５０１２６に従って実行される非常ブレーキ機能に関する安全性の計算は、非常ブレーキ機能に安全インテグリティーレベルＳＩＬ≧３を体系的に割り当て、その結果、通常、それらを実施するサブシステムに安全インテグリティーレベルＳＩＬ≧３を割り当てること。
・欧州規格ＥＮ５０１２６に従って実行される常用ブレーキ機能に関する安全性の計算は、通常、常用ブレーキ機能に安全インテグリティーレベルＳＩＬ≦２を割り当て、その結果、通常、それらを実施するサブシステムに安全インテグリティーレベルＳＩＬ≦２を割り当てること。
・ＥＮ５０１２８およびＥＮ５０１２９に関するＳＩＬ≧３レベルに従った、典型的には、マイクロプロセッサーに基づく、または、ＦＰＧＡに基づく、制御ユニットの開発においては、ＳＩＬ≦２レベルに従った設計よりも、設計コスト、検証コスト、および認証コストが、必然的に、およそ１桁大きくなるということ。
【0005】
上述の最後の点に関連して、ＳＩＬ≧３の安全レベルに従って開発されるべき機能を、極めて限定的で簡素なものに維持することに価値があることは明らかである。
【0006】
図１は、貨物用列車の既知の構造を示している。
【0007】
列車１００は、複数の貨車（wagons）１０２を引く機関車（locomotive）１０１により形成されている。
【0008】
機関車１０１に導入されている（installed）列車１００のブレーキシステムは、圧縮空気を生成し、フィルタリングし、貯蔵するためのユニット１０３により構成されている。このユニット１０３は、ブレーキ制御ユニット１０４に、圧縮空気を供給するよう設けられている。圧縮空気は、通常、６ｂａｒ（６００ｋＰａ）と１０ｂａｒ（１０００ｋＰａ）との間で変動する圧力値で貯蔵されている。
【0009】
ブレーキ制御ユニット１０４は、「ブレーキパイプ」として知られるパイプ１０５に圧力供給する（supplｙ）。ブレーキパイプ１０５は、列車の全長に渡り通っており、通常、貨車１０２上に導入された剛性セグメント（rigid segment）１０７と、貨車間に設置された可撓性要素（flexible elements）１０６により構成されている。可撓性要素１０６は、鉄道ルートが曲線状である全ての状態において、ブレーキパイプ１０５の空気圧の連続性（pneumatic continuity）を確保するよう構成されている。
【0010】
各貨車１０２において、ブレーキユニット１０８は、ブレーキパイプ１０５に接続されている。ブレーキユニット１０８は、ブレーキ制御ユニット１０４により掛けられるブレーキパイプ１０５内の現在の圧力値に依存する圧力で、圧縮空気を集め（collect）、ブレーキシリンダ１０９に供給する。
【0011】
図３は、ＵＩＣ（International Union of Railways）規格によって規定されるブレーキユニット１０８の伝達関数（transfer function）を示している。Ｘ軸は、ブレーキパイプ１０５内の圧力を表し、Ｙ軸は、ブレーキユニット１０８から出力されるブレーキ圧力を表している。
【0012】
ブレーキパイプ１０５内の圧力、すなわち、ブレーキユニット１０８への入力圧力が、５ｂａｒ（５００ｋＰａ）に相当する公称値（nominal value）を有する場合、ブレーキユニット１０８から出力されるブレーキ圧力は、０ｂａｒ（０ｋＰａ）の値を取る（assume）、すなわち、ブレーキ動作は、実行されない。
【0013】
ブレーキパイプ１０５内の圧力、すなわち、ブレーキユニット１０８への入力圧力が公称３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）以下の任意の他の値を有するとき、ブレーキユニット１０８から出力されるブレーキ圧力は、３．８ｂａｒ（３８０ｋＰａ）という値をとる。すなわち、非常ブレーキに対応する最大ブレーキ圧力が印加される（applied）。
【0014】
公称（nominal）３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）と公称５ｂａｒ（５００ｋＰａ）との間の、ブレーキパイプ１０５、すなわちブレーキユニット１０８への入力圧力における圧力値について、ブレーキユニット１０８から出力されるブレーキ圧力は、Ｘ軸上の、およそ公称５ｂａｒ（５００ｋＰａ）の最小圧力区間を除き、公称３．８ｂａｒ（３８０ｋＰａ）と公称０ｂａｒ（０ｋＰａ）との間で線形圧力値（linear pressure values）をとる。
【0015】
【0016】
メインパイプ２０１は、圧縮空気を生成し、フィルタリングし、貯蔵するためのユニット１０３によって圧力供給される。圧縮空気は、通常、６ｂａｒ（６００ｋＰａ）と１０ｂａｒ（１０００ｋＰａ）との間で変化する圧力値をとる。
【0017】
メインパイプ２０１は、空気圧ソレノイドバルブ２０３、２０４、２０５のグループに、通常、６ｂａｒ（６００ｋＰａ）よりも低い圧力値を供給するよう意図された圧力リリーフバルブ２０２に圧力供給する。
【0018】
空気圧ソレノイドバルブ２０３は、電気指令信号２０６によって作動され、電気指令信号２０６が電力を提供しない場合、空気圧ソレノイドバルブ２０４への供給圧力の伝播（propagation）を禁止する第１の状態をとる。電気指令信号２０６が電力を提供する場合、空気圧ソレノイドバルブ２０４への供給圧力の伝播を可能にする第２の状態をとり得る。
【0019】
電気指令信号２０６は、ブレーキ制御ユニット２１１によって、または外部電源によって生成されてもよく、その性質は機関車１０１の全体構造（general architecture）に依存する。
【0020】
メインパイプ２０１は、さらに空気圧ソレノイドバルブ２０９に圧力供給する。
【0021】
空気圧ソレノイドバルブ２０９は、電気指令信号２１０によって作動される。空気圧ソレノイドバルブ２０９は、電気指令信号２１０が電力を提供しない場合、リレーバルブ２１２への供給圧力の伝播を禁止する（inhibit）第１の状態をとり、電気指令信号２１０が電力を提供する場合、リレーバルブ２１２への供給圧力の伝播を可能にする第２の状態をとり得る。
【0022】
電気指令信号２１０は、ブレーキ制御ユニット２１１によって、または外部電源によって生成されてもよく、その性質は機関車１０１の全体構造に依存する。
【0023】
空気圧ソレノイドバルブ２０４は、電気指令信号２０７によって作動される。電気指令信号２０７が電力を提供しない場合、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー（pilot chamber）２１３への供給圧力の伝播を禁止する第１の状態をとり得る。電気指令信号２０７が電力を提供する場合、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３への供給圧力の伝播を可能にする第２の状態をとり得る。
【0024】
空気圧ソレノイドバルブ２０５は、電気指令信号２０８によって作動される。電気指令信号２０８が電力を供給しない場合、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内における圧力が大気に放出される（discharged）ことを可能にする第１の状態をとり得る。電気指令信号２０８が電力を供給する場合、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内の圧力の大気への放出を禁止する第２の状態をとり得る。
【0025】
電気指令信号２０７および２０８は、ブレーキ制御ユニット２１１によって生成される。
【0026】
ブレーキ制御ユニット２１１は、要求指令２１７を受信し、０ｂａｒ（０ｋＰａ）から最大値（通常５ｂａｒ（５００ｋＰａ）から５．５ｂａｒ（５５０ｋＰａ））の公称範囲内で圧力値をブレーキパイプ１０５に印加する。
【0027】
ブレーキ制御ユニット２１１は、指令２１７から受信された要求に従って、リレーバルブ２１２のアウトレット（outlet：排気口）２１４における圧力を減少させ、維持し、増加させる。ブレーキ制御ユニット２１１は、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を増加させるために、電気指令信号２０７、２０８を変化させ、空気圧ソレノイドバルブ（pneumatic solenoid valves）２０４、２０５の双方に電力を供給する。ブレーキ制御ユニット２１１は、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を減少させるために、空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５の双方の電力の供給を停止する。また、ブレーキ制御ユニット２１１は、空気圧ソレノイドバルブ２０４への電力の供給を停止し、空気圧ソレノイドバルブ２０５に電力を供給することにより、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を一定に保つ。さらに、パイロットチャンバー２１３に空気圧で接続された第１の圧力センサー手段２３６を読み取ることによって、パイロットチャンバー２１３における圧力を制御するためのループを閉じる。
【0028】
空気圧ソレノイドバルブ２１５は、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４とブレーキパイプ１０５との間に配置されている。空気圧ソレノイドバルブ２１５は、電気指令信号２１８によって作動され、電気指令信号２１８が電力を提供しない場合、ブレーキパイプ１０５とリレーバルブ２１２との間の空気圧接続を禁止する第１の状態をとる。電気指令信号２１８が電力を提供する場合、空気圧ソレノイドバルブ２１５は、ブレーキパイプ１０５とリレーバルブ２１２との間の空気圧接続を可能にする第２の状態をとる。
【0029】
多くの実適用において、複数の鉄道事業者の現地規制（local regulations）に応じて、図２に示されている図には空気圧ソレノイドバルブ２０９のみ、または空気圧ソレノイドバルブ２１５のみが存在する。
【0030】
空気圧ソレノイドバルブ（空気圧非常ソレノイドバルブ）２１９は、ブレーキパイプ１０５に空気圧で接続されている。空気圧ソレノイドバルブ２１９は、「非常ループ（emergency loop）」としても定義される電気信号２２０によって作動される。非常ループ（電気信号）２２０が電力を供給する場合、ブレーキパイプ１０５と大気との間の空気圧接続を禁止する第１の状態をとる。非常ループ（信号）２２０が電力を供給しない場合、ブレーキパイプ１０５と大気との間の空気圧接続を可能にする第２の状態をとる。
【0031】
非常ループ（信号）２２０は、列車の非常ブレーキを要求し得る１つ以上の装置２２１によって作動される１つ以上の接点２２２によって遮断され（interrupted）得る。
【0032】
非常ブレーキを必要とする事象が存在する場合、１つ以上の装置２２１は、１つ以上のそれぞれの接点２２２を開くことにより非常ループ（信号）２２０を遮断し、空気圧ソレノイドバルブ２１９をその第２の状態にする。
【0033】
このようにして、空気圧ソレノイドバルブ２１９は、ブレーキパイプ１０５を大気に空気圧で接続、すなわち、ブレーキパイプ１０５内の圧力を、非常ブレーキの圧力値に対応する公称０ｂａｒ（０ｋＰａ）の値にする。
【0034】
いくつかの非排他的な事例において、１つ以上の装置２２１は、送受信手段２３０および／またはブレーキ制御ユニット２１１と一致し得る。
【0035】
さらに、非常ブレーキ要求のための要求を示す信号２２０、すなわち非給電信号（non-powered signal）の場合、非常ループ（信号）２２０は、ブレーキ制御ユニット２１１に接続されてもよい。ブレーキ制御ユニット２１１は、２つの空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５への電力の供給を停止し（de-energize）、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を０ｂａｒ（０ｋＰａ）にする、すなわち、リレーバルブ２１２を介してブレーキパイプ１０５をさらに放出させる。
【0036】
さらに、非常ループ（信号）２２０は、電力が供給される場合、接点２２３をアクティブ化させるために、または、電力が供給されない場合、接点２２３を非アクティブ化するために使用され得る。このように、信号２２０へ電力が供給されない場合、接点２２３は、開放状態（open condition）にセットされ、これにより、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を０ｂａｒ（０ｋＰａ）にするために、２つの空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５への電力供給を停止する（de-energizing）。すなわち、空気圧ソレノイドバルブ２１９によって同時に実行される動作と重複して、リレーバルブ２１２を介してブレーキパイプ１０５をさらに放出させる。
【0037】
ブレーキパイプ１０５の圧力を公称値０ｂａｒ（０ｋＰａ）にする動作は、その結果として、３．８ｂａｒ（３８０ｋＰａ）に対応する最大ブレーキ圧力をブレーキユニット１０８に印加することを意味している。
【0038】
前述のように、非常ブレーキ機能は、安全レベルＳＩＬ４に従って開発される必要がある。
【0039】
従来技術において、空気圧ソレノイドバルブ２１９と、信号２２０と、１つ以上の装置２２１と、１つ以上のそれぞれの接点２２２と、接点２２３と、および、非常ブレーキ適用機能を構成するそれらの全ての統合（integration）と、を含むコンポーネント（components）のグループは、適用可能な欧州規格に準じてＳＩＬ４安全レベルに従って開発される。
【0040】
空気圧ソレノイドバルブ２１９と、信号２２０と、１つ以上の装置２２１と、１つ以上のそれぞれの接点２２２と、接点２２３と、を含むコンポーネントのグループの統合によって実行されるブレーキ適用動作は、ブレーキ制御ユニット２１１によって実行される全ての動作より優先される。このソリューションは、ＥＮ５０１２８およびＥＮ５０１２９の規格に従う安全レベルＳＩＬ２を超えないブレーキ制御ユニット２１１の開発を可能にする。
【0041】
圧力スイッチ２３１は、ブレーキパイプ１０５に空気圧で接続され、牽引制御ユニット（traction control unit）２３２に接続された電気指令信号（電気制御信号）２３３を生成するよう設けられている。
【0042】
ブレーキパイプ１０５内の圧力が３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）よりも大きい場合、圧力スイッチ２３１は、指令信号２３３に電力を供給する。ブレーキパイプ１０５内の圧力が３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）以下である場合、圧力スイッチ２３１は、指令信号２３３への電力供給を停止する。
【0043】
牽引制御ユニット２３２の内部の適切な回路２３４は、指令信号２３３への電力の有無をモニタリングする。指令信号２３３に対する電圧（tension）が検出された場合、回路２３４は、牽引制御ユニット２３２が牽引モーター（図示せず）に電力を供給することを可能にする。回路２３４は、指令信号２３３に対する電圧（tension）が検出されない場合、牽引制御ユニット２３２が牽引モーター（図示せず）に電力を供給することを防止する（prevent）。
【0044】
このソリューションは、非常ブレーキ要求がある場合に、牽引制御システムがモーターに動力を供給すること、すなわち、列車１００を引くことを禁止する。
【0045】
従来技術において、非常ブレーキがある場合、牽引禁止機能（traction inhibition function）を構成する圧力スイッチ２３１と、指令信号２３３と、適切な回路２３４と、および、それら全ての統合と、を含むコンポーネントのグループは、適用可能な欧州規格に従ってＳＩＬ４安全レベルに従って開発されている。
【0046】
貨物輸送のための鉄道輸送量の増加の必要性が増大しているため、より多くの牽引力が必要とされている。単一の機関車１０１が必要な動力を供給することができない場合、１つ以上の機関車が列車１００に追加される。
【0047】
図４において、非排他的な例として、第２の機関車４０２は、列車（鉄道車列）４００の中間位置に追加されている。機関車４０２の代替物として、または、機関車４０２に加えて、列車４００の端部に追加の機関車４０３を追加してもよい。さらなる複数の機関車が列車４００に追加されてもよい。さらなる機関車４０２、４０３は、圧縮空気を生成し、フィルタリングし、貯蔵するための独自のユニット１０３をさらに備えている。ユニット１０３は、独自のブレーキ制御ユニット１０４に供給するよう設けられ、ブレーキパイプ１０５に接続されている。
【0048】
さらなる機関車４０２、４０３は、スレーブ機関車（slave locomotives）として定義されており、先頭の機関車１０１は、マスター機関車として定義されている。スレーブ機関車である、さらなる機関車４０２、４０３は、マスター機関車である機関車１０１によって実行される牽引またはブレーキ動作を正確に再現する（replicate）ことができるよう、先頭の機関車１０１と同期されなければならない。そのため、マスター機関車１０１および１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３は、無線通信チャネル４０４または有線シリアルの通信チャネル４０５を用いて互いに通信する。マスター機関車およびスレーブ機関車の内部において、送受信手段２３０は、通信チャネル４０４、４０５で送受信するよう設けられている。マスター機関車およびスレーブ機関車の内部において、送受信手段２３０は、内部の通信手段２３５を用いて、牽引制御ユニット２３２およびブレーキ制御ユニット２１１と通信する。内部の通信手段２３５は、シリアル通信チャネルを備えているが、これに限られない。
【0049】
ＷＯ２０１７０２５８９５は、図４に示されるように、マスター機関車と１つ以上のスレーブ機関車との間の通信システムと、無線チャネルが失われた場合の列車の運行の安全性への影響について詳述し、この縮退モード（degraded mode）におけるリスクを軽減する方法を請求（claim）している。
【0050】
マスター機関車１０１が非常ブレーキを掛けると同時に、非常ブレーキの適用要求を１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３に送り、および、さらに同時に、現在ブレーキが掛かっていない状態の１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３が、非常ブレーキの適用要求を受信しない事態を例に挙げて、縮退モードの非排他的な事例を説明する。この場合、以下の一連の問題が生じる。
・マスター機関車１０１の近傍において、ブレーキパイプ１０５内の圧力が０ｂａｒ（０ｋＰａ）に低下する。
・１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３の近傍において、ブレーキパイプ１０５内の圧力は、依然として５ｂａｒ（５００ｋＰａ）である。
・圧力差は、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３からマスター機関車１０１に向かう空気の流れを引き起こし、その結果、ブレーキパイプ１０５に沿って圧力降下が生じ、それによって、第１のスレーブ機関車４０２の近傍における公称５ｂａｒ（５００ｋＰａ）からマスター機関車１０１の近傍における公称０ｂａｒ（０ｋＰａ）までの範囲の圧力値が生成される。
・通常、ブレーキパイプ１０５内の圧力が公称３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）未満である全ての貨車は、最大ブレーキ圧力値を適用する。
・ブレーキパイプ１０５内の圧力が３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）から５ｂａｒ（５００ｋＰａ）の間にある全ての貨車は、図３に示されるグラフに従って圧力を加える。
・特に、第１のスレーブ機関車４０２の近傍、および、第１のスレーブ機関車４０２と、予定されるさらなるスレーブ機関車４０３と、の間の貨車は、公称５ｂａｒ（５００ｋＰａ）以上の圧力をブレーキパイプ１０５内に有し、いかなるブレーキも適用しないであろう。
・さらに、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３が、通信チャネル４０４の損失の前にアクティブな牽引状態にあった場合、圧力スイッチ２３１における圧力が３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）の値を下回らないため、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３は、牽引を適用し続けてしまい、これにより、圧力スイッチ２３１が牽引制御ユニット２３２を禁止する（inhibit）ことを防止する。
・マスター機関車１０１の近傍において、ブレーキパイプ１０５内の圧力が０ｂａｒ（０ｋＰａ）に低下する。
・１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３の近傍において、ブレーキパイプ１０５内の圧力は、依然として５ｂａｒ（５００ｋＰａ）である。
・圧力差は、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３からマスター機関車１０１に向かう空気の流れを引き起こし、その結果、ブレーキパイプ１０５に沿って圧力降下が生じ、それによって、第１のスレーブ機関車４０２の近傍における公称５ｂａｒ（５００ｋＰａ）からマスター機関車１０１の近傍における公称０ｂａｒ（０ｋＰａ）までの範囲の圧力値が生成される。
・通常、ブレーキパイプ１０５内の圧力が公称３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）未満である全ての貨車は、最大ブレーキ圧力値を適用する。
・ブレーキパイプ１０５内の圧力が３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）から５ｂａｒ（５００ｋＰａ）の間にある全ての貨車は、図３に示されるグラフに従って圧力を加える。
・特に、第１のスレーブ機関車４０２の近傍、および、第１のスレーブ機関車４０２と、予定されるさらなるスレーブ機関車４０３と、の間の貨車は、公称５ｂａｒ（５００ｋＰａ）以上の圧力をブレーキパイプ１０５内に有し、いかなるブレーキも適用しないであろう。
・さらに、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３が、通信チャネル４０４の損失の前にアクティブな牽引状態にあった場合、圧力スイッチ２３１における圧力が３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）の値を下回らないため、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３は、牽引を適用し続けてしまい、これにより、圧力スイッチ２３１が牽引制御ユニット２３２を禁止する（inhibit）ことを防止する。
【0051】
全体的な結果は、実質的に列車の前方部分のみに非常ブレーキをかけることができる非常ブレーキ状況における列車１００によって表される。一方、この状況において、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３の近傍の列車の部分は、解除状態（動くことができる状態）（release condition）のままであり、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３は列車を押し続けるため、列車４００の脱線の高リスク状態を作り出してしまう。
【0052】
ＷＯ２０１７０２５８９５は、通信チャネル４０４が失われた場合に、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３に属するリレーバルブ２１２が、ブレーキパイプ１０５に圧力供給することを防止することを開示している。このようにして、適時、圧力を、列車全体に沿って０ｂａｒ（０ｋＰａ）まで降下させることができるので、これにより、上述の危険な状況が防止される。
【0053】
ＷＯ２０１７０２５８９５は、リスク軽減措置に関与する装置および関連するソフトウェアが、いずれの安全レベルに従わなければならないかを詳述するものでも、開示するものでもない。
【0054】
前述のリスク軽減措置、とりわけ非常ブレーキに関連する装置および関連するソフトウェアが、欧州規格ＥＮ５０１２８およびＥＮ５０１２９に従ったＳＩＬ≧３レベルに従って開発されなければならないことは明らかである。
【0055】
この場合、リレーバルブ２１２および空気圧ソレノイドバルブ２０９、２１５の制御を担うブレーキ制御ユニット２１１は、欧州規格ＥＮ５０１２８およびＥＮ５０１２９に従ったＳＩＬ≧３レベルに従って開発されなければならない。
【0056】
ブレーキ制御ユニット２１１の機能的な複雑さ、ハードウェアおよびソフトウェアを考慮すると、欧州規格ＥＮ５０１２８およびＥＮ５０１２９に従ったＳＩＬ≧３レベルに従ったその開発は、上記の理由から極めて複雑で不経済である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0057】
従って、本発明の目的は、より簡素で、開発コストを抑えたソリューションを提供することである。
【0058】
本発明のさらなる目的は、非常ブレーキ状況において、列車の前方部分以外にも非常ブレーキを掛けることができるソリューションを提供し、その結果、列車自体が脱線する（derailing）リスクを低減することである。
【0059】
本発明の１つの態様によれば、上記目的および他の目的、並びに利点は、請求項１に規定される特徴を有する、鉄道車列、特に貨物輸送用の鉄道車列のための制御システムによって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項において規定されており、その内容は、本明細書の重要な部分として理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0060】
次に、以下の添付図面を参照して、本発明に係る鉄道車列のための制御システムの、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。
【発明を実施するための形態】
【0061】
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、以下の説明に提示されるか、または図面に示される設計の詳細（design details）および部品の構成に限定されないということが明らかにされるべきである。本発明は他の実施形態をとることができ、本発明を、実際には様々な方法で、実施または構築し得る。また、表現および専門用語は、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。
【0062】
図５は、前述の図２に示されているブレーキ制御システム１０４をさらに再現した図である。図５に示されているブレーキ制御システム１０４は、安全機能をモニタリングし、強化するために、スレーブ機関車４０２、４０３のために追加された新しい安全ユニット５０１を有している。
【0063】
以下、複数の貨車１０２と、列車４００の先頭に配置されたマスター機関車１０１と、鉄道車列４００に分配された少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３と、を含む、特に貨物輸送用の鉄道車列４００のための制御システムの第１実施形態を詳述する。
【0064】
鉄道車列４００は、鉄道車列４００の常用ブレーキおよび非常ブレーキの空気圧ブレーキ（pneumatic braking）用のブレーキパイプ１０５を含んでいる。ブレーキパイプ１０５は、鉄道車列４００の全体にわたって延在している。
【0065】
マスター機関車１０１は、ブレーキパイプ１０５内の圧力を制御し、無線技術または有線技術の通信チャネル４０４、４０５を介して、少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３に牽引指令および／またはブレーキ指令を送るよう設けられている。
【0066】
少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３は、通信チャネル４０４、４０５を介してマスター機関車１０１によって送信された牽引指令および／またはブレーキ指令を受信するよう設けられた送受信手段２３０を含んでいる。送受信手段２３０は、ブレーキパイプ１０５内の圧力を制御するために、少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３の牽引制御ユニット２３２およびブレーキ制御ユニット２１１に牽引指令および／またはブレーキ指令を再送信するよう、さらに設けられている。
【0067】
送受信手段２３０は、送受信デバイス、送受信システム、または送受信ユニット等であり得る。
【0068】
牽引指令および／またはブレーキ指令は、少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３内部の通信手段２３５を用いて再送信される。
【0069】
ブレーキ制御ユニット２１１は、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー（pilot chamber）２１３内の圧力を増加させるよう設けられた第１の空気圧ソレノイドバルブ２０４、および、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内の圧力を減少させるよう設けられた第２の空気圧ソレノイドバルブ２０５に作用する（act）ことによって、ブレーキパイプ１０５内の圧力を制御するよう設けられている。
【0070】
リレーバルブ２１２のインレット（入口、給気口）は、メインパイプ２０１によって圧力供給されるよう設けられている。リレーバルブ２１２のアウトレット（出口、排気口）は、ブレーキパイプ１０５に接続されるよう設けられている。
【0071】
鉄道車列４００のための制御システムは、ブレーキ制御ユニット２１１に関連付けられた安全ユニット５０１を備えている。
【0072】
この安全ユニット５０１は、鉄道車列４００のための制御システムに少なくとも１つの異常状態（malfunction condition）が発生した際に、リレーバルブ２１２が空気圧ブレーキパイプ１０５に圧力供給することを防止するよう設けられている。
【0073】
鉄道車列４００のための制御システムの少なくとも１つの異常状態は、以下の状態を含み得る。
・通信チャネルが、少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３に、牽引指令および／またはブレーキ指令を送信することができなくなった状態。または、
・ブレーキパイプ１０５内の圧力を制御するために、通信チャネルを介してマスター機関車１０１によって送信された牽引指令および／またはブレーキ指令を受信することができなくなった状態、または、牽引指令および／またはブレーキ指令を少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３の牽引制御ユニット２３２およびブレーキ制御ユニット２１１に再送信することができなくなった状態。または、
・少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３内部の通信手段２３５が、牽引指令および／またはブレーキ指令を、牽引制御ユニット２３２および少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３のブレーキ制御ユニット２１１に再送信することができない状態。
・通信チャネルが、少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３に、牽引指令および／またはブレーキ指令を送信することができなくなった状態。または、
・ブレーキパイプ１０５内の圧力を制御するために、通信チャネルを介してマスター機関車１０１によって送信された牽引指令および／またはブレーキ指令を受信することができなくなった状態、または、牽引指令および／またはブレーキ指令を少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３の牽引制御ユニット２３２およびブレーキ制御ユニット２１１に再送信することができなくなった状態。または、
・少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３内部の通信手段２３５が、牽引指令および／またはブレーキ指令を、牽引制御ユニット２３２および少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３のブレーキ制御ユニット２１１に再送信することができない状態。
【0074】
前述の状態は、それらの任意の組み合わせにおいて同時に生じてもよいことは明らかである。
【0075】
ブレーキ制御ユニット２１１は、上述のように、欧州規格ＥＮ５０１２８およびＥＮ５０１２９による安全レベルＳＩＬ≦２に従い開発されてもよい。したがって、欧州規格ＥＮ５０１２８およびＥＮ５０１２９によるＳＩＬ≦２レベルに従って開発された本発明に係る安全ユニット５０１が追加されてもよい。
【0076】
第１実施形態において、安全ユニット５０１は、送受信手段２３０によって生成された診断信号（diagnostic signal）５０２を受信するよう設けられてもよい。診断信号５０２は、送受信手段２３０が正しく機能していること、および、鉄道車列４００に属する１つ以上のさらなる機関車との通信が送受信手段２３０によって確立され、機能しているとみなされる（判断されている）ことを示す第１の状態を有するよう設けられてもよい。診断信号５０２は、送受信手段２３０が正しく機能していないこと、および、鉄道車列４００に属する１つ以上のさらなる機関車との通信が送受信手段２３０によって確立されているとみなされず、機能しているとみなされないことを示す第２の状態を有するよう設けられてもよい。
【0077】
マスター機関車１０１は、周期（period）Ｔでメッセージを送信してもよい。欧州規格ＥＮ５０１５９の推奨に従って、マスター機関車１０１によって送信されるメッセージは、メッセージがマスター機関車１０１によって継続的に更新されることを示すパラメーターを含み、非排他的な例として、各メッセージとともにマスター機関車によって増加されるカウンター（counter）を含む。
【0078】
マスター機関車１０１によって送信されたメッセージは、送受信手段２３０によって受信され、通信手段２３５を介して、ブレーキ制御ユニット２１１および安全ユニット５０１に即座に伝播される（propagated）。
【0079】
以上をまとめると、以下のケース（cases）の少なくとも１つに該当する場合、安全ユニット５０１は、マスター機関車１０１からローカル通信チャネル（通信手段）２３５までのグローバル伝達チャネルが正常に動作していない（malfunctioning）とみなす。
・安全ユニット５０１が、マスター機関車１０１の送信周期に対応し、生理学的通信ジッタ（physiological communication jitter）を許容するために必要な所定の許容誤差±ΔＴを有する公称時間間隔（nominal time interval）である周期Ｔの間、メッセージを受信しない。
・安全ユニット５０１が、メッセージが継続的に更新されていることを示すパラメーターが、現在受信されているメッセージが更新されていることを示していないことを検出している。
・診断信号５０２が、送受信手段２３０が正しく機能していないこと、または、送受信手段２３０によって、列車１００に属する１つ以上のさらなる機関車との通信が確立されているとみなされず、機能しているとみなされないことを示す第２の状態をとっている（assume）。
したがって、安全ユニット５０１は、ブレーキ制御ユニット２１１が、非常ブレーキ適用要求（the emergency braking application request）を含むメッセージを含む、マスター機関車１０１からのメッセージを受信できていないとみなす。
・安全ユニット５０１が、マスター機関車１０１の送信周期に対応し、生理学的通信ジッタ（physiological communication jitter）を許容するために必要な所定の許容誤差±ΔＴを有する公称時間間隔（nominal time interval）である周期Ｔの間、メッセージを受信しない。
・安全ユニット５０１が、メッセージが継続的に更新されていることを示すパラメーターが、現在受信されているメッセージが更新されていることを示していないことを検出している。
・診断信号５０２が、送受信手段２３０が正しく機能していないこと、または、送受信手段２３０によって、列車１００に属する１つ以上のさらなる機関車との通信が確立されているとみなされず、機能しているとみなされないことを示す第２の状態をとっている（assume）。
したがって、安全ユニット５０１は、ブレーキ制御ユニット２１１が、非常ブレーキ適用要求（the emergency braking application request）を含むメッセージを含む、マスター機関車１０１からのメッセージを受信できていないとみなす。
【0080】
さらなる実施形態において、貨物輸送用の鉄道車列４００のための制御システムは、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３に空気圧で接続されるよう設けられた第１の圧力センサー手段２３６をさらに含んでいてもよい。ブレーキ制御ユニット、第１の空気圧ソレノイドバルブ２０４、第２の空気圧ソレノイドバルブ２０５、リレーバルブ２１２および第１の圧力センサー手段２３６は、鉄道車列４００のブレーキパイプ１０５内の圧力を制御する機能を実行するよう設けられている。
【0081】
制御機能は、ブレーキ制御ユニット、第１の空気圧ソレノイドバルブ２０４、第２の空気圧ソレノイドバルブ２０５、リレーバルブ２１２、および、第１の圧力センサー手段２３６の存在に基づいて、既知の制御アルゴリズムに従って実装され得る。
【0082】
この場合、鉄道車列４００の制御システムの少なくとも１つの異常状態（malfunction condition）は、第１の空気圧ソレノイドバルブ２０４、第２の空気圧ソレノイドバルブ２０５、リレーバルブ２１２、および、第１の圧力センサー手段２３６のうちの少なくとも１つが正常に機能していない状態を含んでいてもよい。換言すれば、安全ユニット５０１は、安全ユニットが鉄道車列４００のブレーキパイプ１０５内の圧力制御機能が正しく機能していないことを検出した際に、リレーバルブ２１２が空気圧ブレーキパイプ１０５に供給することを防止するよう、さらに設けられてもよい。
【0083】
第２実施形態において、安全ユニット５０１は、ブレーキ制御ユニット２１１によって生成された診断信号５０３を受信するよう設けられてもよい。この診断信号５０３は、ブレーキ制御ユニット２１１が正しく機能しており、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を正しく制御することができることを示す第１の状態を有するよう設けられてもよい。診断信号５０３は、ブレーキ制御ユニット２１１が正しく機能していないことを示す、または、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を正しく制御することができないことを示す第２の状態を有するよう、さらに設けられてもよい。
【0084】
実際には、診断信号５０３は、空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５、第１の圧力センサー手段２３６、および、リレーバルブ２１２の健全性の状態をさらに示し得る。ブレーキ制御ユニット２１１に接続された、さらなる圧力センサー（図示されていない）は、ブレーキパイプ１０５内の圧力を制御するための要素の機能について、さらなる情報をブレーキ制御ユニット２１１に提供し得る。さらなる圧力センサー手段は、例えば、ブレーキパイプ１０５に直接的に接続されているが、これに限られない。
【0085】
さらなる実施形態において、鉄道車列の制御装置は、ブレーキパイプ１０５に空気圧で接続され、電気信号５０７を用いて安全ユニット５０１に電気的に接続された第２の圧力センサー手段５０６を含んでいてもよい。
【0086】
それぞれの実施形態において、第１の圧力センサー手段２３６および第２の圧力センサー手段５０６のそれぞれは、圧力センサーであってもよい。
【0087】
この場合、安全ユニット５０１は、
第２の圧力センサー手段５０６を用いてブレーキパイプ１０５内の圧力をモニタリングし、
通信手段２３５を介して、ブレーキ制御ユニット２１１と同時に、マスター機関車１０１により、少なくとも１つのスレーブ機関車に送信された、ブレーキパイプ１０５に印加されるべき圧力を示す牽引指令および／またはブレーキ指令を受信し、
受信されたそれぞれの牽引指令および／またはブレーキ指令ごとに、それぞれの牽引指令および／またはブレーキ指令によって示される圧力値は、第２の圧力センサー手段５０６を介して測定されたそれぞれの圧力値を含むしきい値の範囲内にあるかどうかを比較するよう設けられている。
第２の圧力センサー手段５０６を用いてブレーキパイプ１０５内の圧力をモニタリングし、
通信手段２３５を介して、ブレーキ制御ユニット２１１と同時に、マスター機関車１０１により、少なくとも１つのスレーブ機関車に送信された、ブレーキパイプ１０５に印加されるべき圧力を示す牽引指令および／またはブレーキ指令を受信し、
受信されたそれぞれの牽引指令および／またはブレーキ指令ごとに、それぞれの牽引指令および／またはブレーキ指令によって示される圧力値は、第２の圧力センサー手段５０６を介して測定されたそれぞれの圧力値を含むしきい値の範囲内にあるかどうかを比較するよう設けられている。
【0088】
したがって、鉄道車列のための制御装置の少なくとも１つの異常状態は、それぞれの牽引指令および／またはブレーキ指令によって示される圧力値が第２の圧力センサー手段５０６を介して測定されたそれぞれの圧力値を含む、しきい値の範囲内に入らない状態を含んでいてもよい。
【0089】
換言すると、第２の圧力センサー手段５０６によって読み取られた圧力値が、所定の公差値（tolerance value）内で、マスター機関車１０１によって送信されたメッセージにより受信された圧力値と一致する場合、安全ユニットは、ブレーキ制御ユニット２１１、ならびに、空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５、リレーバルブ２１２、および、第１の圧力センサー手段２３６から構成される空気圧チェーン（pneumatic chain）が正しく機能しているとみなす。
【0090】
第２の圧力センサー手段５０６によって読み取られた圧力値が、マスター機関車１０１によって送信されたメッセージにより受信された圧力値に対して所定の公差値の範囲外にある場合、安全ユニットは、ブレーキ制御ユニット２１１、ならびに、空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５、リレーバルブ２１２、および、第１の圧力センサー手段２３６から構成される空気圧チェーンが正しく機能していないとみなす。
【0091】
さらなる実施形態において、安全ユニット５０１は、
第２の圧力センサー手段５０６を用いてブレーキパイプ１０５内の圧力をモニタリングし、
通信手段２３５を介して、ブレーキ制御ユニット２１１と同時に、マスター機関車１０１により、少なくとも１つのスレーブ機関車に送信された、ブレーキパイプ１０５に印加されるべき圧力を示す牽引指令および／またはブレーキ指令を受信し、
受信された牽引指令および／またはブレーキ指令ごとに、第２の圧力センサー手段５０６を介して測定された値が、マスター機関車１０１によって少なくとも１つのスレーブ機関車に送信された、それぞれの牽引指令および／またはブレーキ指令によって示されるそれぞれの圧力値を含むしきい値の範囲内にあるかどうかを比較するよう設けられている。
第２の圧力センサー手段５０６を用いてブレーキパイプ１０５内の圧力をモニタリングし、
通信手段２３５を介して、ブレーキ制御ユニット２１１と同時に、マスター機関車１０１により、少なくとも１つのスレーブ機関車に送信された、ブレーキパイプ１０５に印加されるべき圧力を示す牽引指令および／またはブレーキ指令を受信し、
受信された牽引指令および／またはブレーキ指令ごとに、第２の圧力センサー手段５０６を介して測定された値が、マスター機関車１０１によって少なくとも１つのスレーブ機関車に送信された、それぞれの牽引指令および／またはブレーキ指令によって示されるそれぞれの圧力値を含むしきい値の範囲内にあるかどうかを比較するよう設けられている。
【0092】
したがって、鉄道車列のための制御システムの少なくとも１つの異常状態は、第２の圧力センサー手段５０６によって測定された値が、マスター機関車１０１によって少なくとも１つのスレーブ機関車に送信されるそれぞれの牽引指令および／またはブレーキ指令によって示されるそれぞれの圧力値を含む、しきい値の範囲内に入らない状態を含んでいてもよい。
【0093】
以上をまとめると、以下のケースの少なくとも１つに該当する場合、安全ユニット５０１は、ブレーキ制御ユニット２１１、空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５、リレーバルブ２１２、および第１の圧力センサー手段２３６が正常に動作していない、すなわち、特に非常ブレーキ要求中に、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を正しく制御することができないとみなす。
・診断信号５０３が、ブレーキ制御ユニット２１１が正しく機能していないか、または、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を正しく制御することができないことを示す第２の状態をとっている。
・ブレーキパイプ１０５における現在の圧力値が、マスター機関車１０１によって送信されたメッセージで受信された現在の圧力値に対して所定の公差値の範囲外である（または、この逆）。
・診断信号５０３が、ブレーキ制御ユニット２１１が正しく機能していないか、または、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を正しく制御することができないことを示す第２の状態をとっている。
・ブレーキパイプ１０５における現在の圧力値が、マスター機関車１０１によって送信されたメッセージで受信された現在の圧力値に対して所定の公差値の範囲外である（または、この逆）。
【0094】
さらなる実施形態において、安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２がメインパイプ２０１とリレーバルブ２１２の空気圧インレット（pneumatic inlet）との間に配置された空気圧ソレノイドバルブ２０９を用いてブレーキパイプ１０５に供給することを防止するよう、設けられてもよい。空気圧ソレノイドバルブ２０９は、メインパイプ２０１からリレーバルブ２１２の空気圧インレットへの空気圧供給圧力の伝播を禁止する第１の状態をとり、かつ、メインパイプ２０１からリレーバルブ２１２の空気圧インレットへの空気圧供給圧力の伝播を可能にする第２の状態をとるよう、設けられてもよい。したがって、安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５に圧力供給すること防止しなくてはならない際に、空気圧ソレノイドバルブ２０９をその第１の状態で駆動するよう設けられてもよい。
【0095】
換言すれば、安全ユニット５０１は、電気指令信号２０６を用いて空気圧ソレノイドバルブ２０３を開放状態または閉鎖状態（open or closed state）で作動させるよう設けられてもよい。空気圧ソレノイドバルブ２０３を開放状態（open condition）で作動させることによって、安全ユニット５０１は、空気圧ソレノイドバルブ２０４がパイロットチャンバー２１３内の圧力を増加させることを可能にし、すなわち、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５内の圧力を増加させることを可能にする。空気圧ソレノイドバルブ２０３を閉鎖状態（closed condition）で作動させることによって、安全ユニット５０１は、空気圧ソレノイドバルブ２０４がパイロットチャンバー２１３内の圧力を増加させることを防止し、すなわち、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５内の圧力を増加させることを防止する。安全ユニット５０１は、電気指令信号２１０を用いて空気圧ソレノイドバルブ２０９を開放状態または閉鎖状態で作動させるよう設けられている。空気圧ソレノイドバルブ２０９を開放状態で作動させることによって、安全ユニット５０１は、メインパイプ２０１からリレーバルブ２１２への空気の流入を可能にし、それによって、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５内の圧力を増加させることを可能にする。空気圧ソレノイドバルブ２０９を閉鎖状態で作動させることによって、安全ユニット５０１は、メインパイプ２０１からリレーバルブ２１２への空気の流入を防止し、それによって、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５内の圧力を増加させることを防止する。安全ユニット５０１は、電気指令信号２１８を用いて、空気圧ソレノイドバルブ２１５の開放状態または閉鎖状態を制御するよう設けられている。空気圧ソレノイドバルブ２１５を開放状態で作動させることによって、安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５内の圧力を制御する際に適切に機能することを可能にする。空気圧ソレノイドバルブ２１５を閉鎖状態で作動させることによって、安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２を隔絶（isolate）し、すなわち、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５内の圧力を増加または減少させることを防止する。
【0096】
図６は、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５に圧力変動を生じさせることを禁止することができる、さらなるソリューションを示している。
【0097】
安全ユニット５０１は、好ましくは、リレーバルブ２１２が第１の電空モジュール（first electro-pneumatic module）６０９を用いてブレーキパイプ１０５に圧力供給することを防止するよう設けられてもよい。第１の電空モジュール６０９は、メインパイプ２０１に接続された第１の空気圧インレットと、ブレーキパイプ１０５に接続された第２の空気圧インレットと、リレーバルブ２１２のインレットに接続された空気圧アウトレット（pneumatic outlet）と、を備えていてもよい。第１の電空モジュールは、
メインパイプ２０１をリレーバルブ２１２のインレットに空気圧で（pneumatically）接続する第１の状態をとり、
ブレーキパイプ１０５をリレーバルブ２１２のインレットに空気圧で接続する第２の状態をとるよう設けられている。
メインパイプ２０１をリレーバルブ２１２のインレットに空気圧で（pneumatically）接続する第１の状態をとり、
ブレーキパイプ１０５をリレーバルブ２１２のインレットに空気圧で接続する第２の状態をとるよう設けられている。
【0098】
この場合、安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５に圧力供給およびブレーキパイプ１０５から圧力放出（supplying and discharging）をすることを防止しなければならない場合に、第１の電空モジュール６０９をその第２の状態で駆動するよう設けられてもよい。
【0099】
１つの実現例（realization example）において、安全ユニット５０１は、電気指令信号６０８を用いて、第１の電空モジュール６０９の状態を制御するよう設けられてもよい。第１の状態において、電空モジュール６０９は、リレーバルブ２１２のインレットをメインパイプ２０１に空気圧で接続してもよく、それによって、リレーバルブ２１２がそのアウトレット２１４、すなわちブレーキパイプ１０５において圧力を増加させることを可能にする。第２の状態において、第１の電空モジュール６０９は、リレーバルブ２１２のインレットをブレーキパイプ１０５に空気圧で接続してもよく、供給インレット（supply inlet）をリレーバルブ２１２と一致させ、それにより、リレーバルブ２１２がそのアウトレット２１４、すなわちブレーキパイプ１０５において圧力変動を生じさせることを防止する。
【0100】
好ましくは、第１の電空モジュール６０９に加えて、またはその代替物として、安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２が第２の電空モジュール６１０を用いてブレーキパイプ１０５に圧力供給およびブレーキパイプ１０５から圧力放出することを防止するよう設けられてもよい。第２の電空モジュール６１０は、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内の圧力を増加させるよう設けられた第１の空気圧ソレノイドバルブ２０４の下流、および、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内の圧力を減少させるよう設けられた第２の空気圧ソレノイドバルブ２０５の下流に接続された第１の空気圧インレットと、ブレーキパイプ１０５に接続された第２の空気圧インレットと、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３に接続された空気圧アウトレットと、を備えていてもよい。第２の電空モジュールは、
リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内の圧力を増加させるよう設けられた第１の空気圧ソレノイドバルブ２０４と、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内の圧力を減少させるよう設けられた第２の空気圧ソレノイドバルブ２０５とを、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３に空気圧で接続する第１の状態をとり、
ブレーキパイプ１０５をリレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３に空気圧で接続する第２の状態をとるよう設けられている。
リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内の圧力を増加させるよう設けられた第１の空気圧ソレノイドバルブ２０４と、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３内の圧力を減少させるよう設けられた第２の空気圧ソレノイドバルブ２０５とを、リレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３に空気圧で接続する第１の状態をとり、
ブレーキパイプ１０５をリレーバルブ２１２のパイロットチャンバー２１３に空気圧で接続する第２の状態をとるよう設けられている。
【0101】
この場合、安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５に圧力供給およびブレーキパイプ１０５から圧力放出することを防止しなければならない際に、第２の電空モジュール６１０を、その第２の状態で駆動するよう設けられてもよい。
【0102】
１つの実現例において、安全ユニット５０１は、電気指令信号６１１を用いて第２の電空モジュール６１０の状態を制御するよう設けられてもよい。第１の状態において、第２の電空モジュール６１０は、パイロットチャンバー２１３を空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５および第１の圧力センサー手段２３６に空気圧で接続し得る。それにより、ブレーキ制御ユニット２１１がリレーバルブ２１２のアウトレット２１４、すなわちブレーキパイプ１０５における圧力を定期的に制御することを可能にする。第２の状態において、第２の電空モジュール６１０は、パイロットチャンバー２１３をブレーキパイプ１０５に空気圧で接続し、制御インレットをリレーバルブ２１２のアウトレットと一致させ、それにより、リレーバルブ２１２が、そのアウトレット２１４、すなわちブレーキパイプ１０５において圧力変動が生じさせることを防止する。
【0103】
さらなる態様において、安全ユニット５０１は、接点５０５を作動させるための指令信号５０８を生成するよう設けられてもよい。上述のように、接点５０５を閉鎖位置（closed position）において作動させることにより、安全ユニット５０１は、牽引制御ユニット２３２が、電気制御信号（電気指令信号）２３３、または、圧力スイッチ２３１によって設定される状態に従い動作することを可能にする。接点５０５を開放位置（open position）で作動させることによって、安全ユニット５０１は、電気制御信号２３３を、電気制御信号２３３が牽引制御ユニット２３２に印加されている牽引トルクを禁止する状態にする。
【0104】
安全ユニット５０１は、接点５０４を制御するための指令信号５０９を生成するよう設けられてもよい。接点５０４を開放位置で作動させることによって、安全ユニット５０１は、空気圧非常ソレノイドバルブ２１９が、ブレーキパイプ１０５を大気に接続する状態にし、非常ループ（信号）２２０を遮断し、それにより、ブレーキパイプ１０５内の空気圧を０ｂａｒ（０ｋＰａ）に減少させる。
【0105】
さらに、空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５に電力を供給しないことによって、非常ループ（信号）２２０を遮断し、接点２２３を開放する。それにより、強制的に、リレーバルブ２１２に、空気圧非常ソレノイドバルブ２１９と並行した動作で、ブレーキパイプ１０５内の空気圧を０ｂａｒ（０ｋＰａ）へ減少させる。
【0106】
さらなる実施形態において、安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４とブレーキパイプ１０５との間に位置する空気圧ソレノイドバルブ２１５を用いて、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５に圧力供給およびブレーキパイプ１０５から圧力放出することを防止できるよう設けられてもよい。空気圧ソレノイドバルブ２１５は、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４とブレーキパイプ１０５との間の空気圧接続を禁止する第１の状態を有するよう設けられてもよい。空気圧ソレノイドバルブは、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４とブレーキパイプ１０５との間の接続を可能にする第２の状態を有するよう設けられている。安全ユニット５０１は、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５へ圧力供給およびブレーキパイプ１０５からの圧力放出を防止することを可能とするために、空気圧ソレノイドバルブ２１５をその第１の状態で駆動し得る。
【0107】
さらに、さらなる実施形態において、安全ユニット５０１は、ブレーキパイプ１０５に空気圧で接続された空気圧非常ソレノイドバルブ２１９を制御するよう設けられてもよい。空気圧非常ソレノイドバルブ２１９は、ブレーキパイプ１０５と大気との間の空気圧接続を禁止する第１の状態と、ブレーキパイプ１０５と大気との間の空気圧接続を可能にする第２の状態と、をとるよう設けられてもよい。安全ユニット５０１は、マスター機関車１０１からの非常ブレーキの適用要求が存在する場合に、第２の状態にある空気圧非常ソレノイドバルブ２１９を作動させるよう設けられてもよい。
【0108】
さらに他の実施形態において、安全ユニット５０１は、ブレーキパイプ１０５に空気圧で接続された空気圧非常ソレノイドバルブ２１９を制御するよう設けられてもよい。空気圧非常ソレノイドバルブ２１９は、ブレーキパイプ１０５と大気との間の空気圧接続を禁止する第１の状態、および、ブレーキパイプ１０５と大気との間の空気圧接続を可能にする第２の状態をとるよう設けられてもよい。安全ユニット５０１は、通信チャネル４０４、４０５および通信手段２３５、すなわち、グローバル通信チャネル４０４、４０５、２３０、２３５が正しく機能していない場合に、および／または、ブレーキパイプ１０５内において適用中の非常ブレーキを示す圧力変動がある場合に、その第２の状態で空気圧非常ソレノイドバルブ２１９を作動させるよう設けられてもよい。
【0109】
上記の実施形態および実施例を踏まえると、
・安全ユニット５０１が、マスター機関車１０１からローカル通信チャネル２３５までのグローバル伝達チャネル（global transmission channel）が誤動作しているとみなしている場合、
・安全ユニット５０１が、特に非常ブレーキ要求中において、ブレーキ制御ユニット２１１が、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を正確に制御することができないとみなしている場合、のケースの少なくとも１つにおいて、安全ユニット５０１は、以下の動作の少なくとも１つを実行することによって、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５内の圧力を上昇させることを防止し得る。
・空気圧ソレノイドバルブ２０９が、メインパイプ２０１からリレーバルブ２１２への供給圧力の伝播を禁止する第１の状態で、空気圧ソレノイドバルブ２０９を作動させる。
・空気圧ソレノイドバルブ２１５が、ブレーキパイプ１０５とリレーバルブ２１２との間の空気圧接続を禁止する第１の状態で、空気圧ソレノイドバルブ２１５を作動させる。
・第１の電空モジュール６０９が、リレーバルブ２１２のインレットをブレーキパイプ１０５に空気圧接続した第２の状態で、第１の電空モジュール６０９を作動させ、供給インレットをリレーバルブ２１２のアウトレットと一致させる。
・第２の電空モジュール６１０が、パイロットチャンバー２１３をブレーキパイプ１０５に空気圧で接続した第２の状態で、第２の電空モジュール６１０を作動させ、制御インレットをリレーバルブ２１２のアウトレットと一致させる。
・安全ユニット５０１が、マスター機関車１０１からローカル通信チャネル２３５までのグローバル伝達チャネル（global transmission channel）が誤動作しているとみなしている場合、
・安全ユニット５０１が、特に非常ブレーキ要求中において、ブレーキ制御ユニット２１１が、リレーバルブ２１２のアウトレット２１４における圧力を正確に制御することができないとみなしている場合、のケースの少なくとも１つにおいて、安全ユニット５０１は、以下の動作の少なくとも１つを実行することによって、リレーバルブ２１２がブレーキパイプ１０５内の圧力を上昇させることを防止し得る。
・空気圧ソレノイドバルブ２０９が、メインパイプ２０１からリレーバルブ２１２への供給圧力の伝播を禁止する第１の状態で、空気圧ソレノイドバルブ２０９を作動させる。
・空気圧ソレノイドバルブ２１５が、ブレーキパイプ１０５とリレーバルブ２１２との間の空気圧接続を禁止する第１の状態で、空気圧ソレノイドバルブ２１５を作動させる。
・第１の電空モジュール６０９が、リレーバルブ２１２のインレットをブレーキパイプ１０５に空気圧接続した第２の状態で、第１の電空モジュール６０９を作動させ、供給インレットをリレーバルブ２１２のアウトレットと一致させる。
・第２の電空モジュール６１０が、パイロットチャンバー２１３をブレーキパイプ１０５に空気圧で接続した第２の状態で、第２の電空モジュール６１０を作動させ、制御インレットをリレーバルブ２１２のアウトレットと一致させる。
【0110】
有利には、上述のソリューションによれば、１つ以上のスレーブ機関車４０２、４０３は、上記に列挙された理由の少なくとも１つのために、１つ以上のスレーブ機関車に関連付けられたブレーキ制御ユニット２１１がブレーキ指令、特に、非常ブレーキの指令を複製することができない場合、マスター機関車１０１が、ブレーキ、特に、鉄道車列４００に沿った非常ブレーキを適用することを禁止すること（hindering）を防止する。
【0111】
マスター機関車１０１によって発せられ、ブレーキ制御ユニット２１１と同時に安全ユニット５０１によって受信される非常ブレーキ要求が存在する場合に、安全ユニット５０１は、接点５０４を開き、空気圧非常ソレノイドバルブ２１９を非通電状態にする。また、安全ユニット５０１は、安全ユニット５０１をブレーキパイプ１０５と大気との間の空気圧接続を可能にする第２の状態にし、これにより、非常ブレーキをかける。さらに、接点５０４を開くことにより、空気圧ソレノイドバルブ２０４、２０５が非通電状態になり、その結果、リレーバルブ２１２によってブレーキパイプ１０５が圧力放出される。
【0112】
全体的に、通信チャネルが、マスター機関車１０１から少なくとも１つのスレーブ機関車４０２、４０３に関連付けられたブレーキ制御ユニット２１１または安全ユニット５０１に非常ブレーキ要求を送信することができない場合、安全ユニット５０１は、第２の圧力センサー手段５０６を用いてブレーキパイプ１０５内の圧力変動の挙動を観察し、ＷＯ２０１７０２５８９５に記載されている適当なアルゴリズムを使用することによって、非常ブレーキが適用中であることを判別することができる。
【0113】
非常ブレーキが適用中の場合、安全ユニット５０１は、例えば、信号５０９を用いて接点５０４を開放し、これにより上記の手順に従い、またはＷＯ２０１７０２５８９５に記載された手順に従い、非常ブレーキを局所的に複製し得る。
【0114】
有利には、このソリューションは、通信チャネルが非常ブレーキ要求をブレーキ制御ユニット２１１に送信できない場合、または、ブレーキ制御ユニット２１１が、リレーバルブ２１２を用いてブレーキパイプ１０５内の圧力を減少させることができない場合であっても、ブレーキパイプ１０５内の圧力の急降下に寄与することによって、非常ブレーキの適用を早める（accelerate）。
【0115】
非常ブレーキが適用中である場合、安全ユニット５０１は、例えば、信号５０８を用いて接点５０５を開放し、これにより、牽引制御ユニット２３２が牽引モーターに動力を供給することを防止し得る。
【0116】
有利には、このソリューションは、介在する圧力スイッチ２３１（これはブレーキパイプ内の圧力が３．５ｂａｒ（３５０ｋＰａ）未満に減少したときにのみ介在する）よりも前に牽引制御ユニット２３２の禁止（inhibition）を早め、それにより、鉄道車列４００への長手方向の応力を低減する。
【0117】
本発明は、ＷＯ２０１７０２５８９５と比較して、ブレーキ制御ユニット２１１によって、従来の技術に基づき実施される通常のブレーキ動作の機能、および、ＴＣＭＳ(列車制御監視システム）との通信や運転者とのインターフェースを、安全ユニット５０１に割り当てられる非常ブレーキのモニタリング機能および保証機能から切り離すという利点をもたらす。機能を切り離すことにより、ブレーキ制御ユニット２１１の開発を安全レベルＳＩＬ≦２に維持することができ、安全ユニット５０１に対する適切な安全レベルＳＩＬ≧２での開発を局所化することができ、それにより、開発コストへの影響を低減する。
【0118】
本発明のさらなる利点は、図４に示されるように、分散型（distributed）の牽引機能のために既存の機関車の技術を更新することが可能であることである。
【0119】
実際には、安全ユニット５０１および適切な送受信手段２３０を、図２に示す現行の機関車に存在するブレーキシステムに追加すれば十分であり、システムの電気部品（electrical part）に限定的な変更を行うことで、前述のソリューションの多くに示されているように、空気圧部品（pneumatic part）に介入する必要がなく、またはＳＩＬ≧３レベルでブレーキ制御ユニット２１１のハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントを再開発する必要がない。
【0120】
安全ユニット５０１は、関連付けられたブレーキ制御ユニット２１１の安全レベルよりも高い安全レベルに従って開発され得る。例えば、安全ユニット５０１は、安全インテグリティーレベルＳＩＬ≧３に従って開発され得る。
【0121】
安全ユニット５０１は、１つ以上のマイクロプロセッサーを備える構成（architecture）に従って、１つ以上のプログラム可能なデバイスを備える構成に従って、または、１つ以上のプログラム可能なデバイスおよび１つ以上のマイクロプロセッサーを備える構成に従って、製作され得る。
【0122】
本発明に係る鉄道車列のための制御システムの様々な態様およ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よい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】