特表 2024-502762 少なくとも１つの車両のブレーキ手段の動作を検証するための方法およびシステム、および摩擦力を測定するためのシステム

(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】2024-01-23

(54)【発明の名称】少なくとも１つの車両のブレーキ手段の動作を検証するための方法およびシステム、および摩擦力を測定するためのシステム

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/08 20060101AFI20240116BHJP

   B60T 17/22 20060101ALI20240116BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20240116BHJP

   G01M 17/007 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

G01M17/08

B60T17/22 Z

G01L5/00 G

G01M17/007 E

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023538681

(86)(22)【出願日】2021-12-22

(85)【翻訳文提出日】2023-06-22

(86)【国際出願番号】 IB2021062191

(87)【国際公開番号】W WO2022137165

(87)【国際公開日】2022-06-30

(31)【優先権主張番号】102020000031898

(32)【優先日】2020-12-22

(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】ティオーネ， ロベルト

(72)【発明者】

【氏名】フレア， マッテオ

(72)【発明者】

【氏名】グラッソ， アンジェロ

【テーマコード（参考）】

2F051

3D049

【Ｆターム（参考）】

2F051AA01

2F051AB09

2F051BA07

3D049AA04

3D049CC03

3D049HH45

3D049HH51

3D049KK20

3D049QQ04

3D049RR03

3D049RR10

(57)【要約】

少なくとも１つの車両、特に鉄道車両の制動手段の動作を検証するための方法が記載される。当該方法は、以下の工程ａ）～ｅ）を含む。ａ）少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪（１００、２００）に制動力（Ｆ_A）を加える工程、ｂ)ゼロでない一定の前進速度に従って少なくとも１つの車両を牽引する工程、ｃ)レール上で、制動力（Ｆ_A）の関数である少なくとも１つの摩擦力（Ｆ_B）の測定する工程、ｄ)少なくとも１つの測定された摩擦力（Ｆ_B）を所定の最低限の力値（Ｆ_Bmin）と比較する工程、ｅ)摩擦力（Ｆ_B）が所定の最小の力値（Ｆ_Bmin）よりも小さい少なくとも１つの車輪に関連する制動手段が誤動作していると判定する工程。また、摩擦力を測定するためのシステム、および少なくとも１つの車両の制動手段の動作を検証するためのシステムも記載される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）、特に少なくとも１つの鉄道車両の制動手段の動作を検証するための方法であって、前記少なくとも１つの車両は、
－レール（１０１、２０１、５０２）上を走行するように配置された少なくとも１つの車輪が結合される少なくとも１つの車軸と、
－前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段と、を備え；
前記制動手段の動作を検証するための方法は、
ａ)前記制動手段の手段によって、前記少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）の前記少なくとも１つの車軸の前記少なくとも１つの車輪（１００、２００）に制動力（Ｆ_a）を与える工程と；
ｂ)前記少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）を移動させることにより、前記少なくとも１つの車両は、ゼロでない一定の前方速度で移動する工程と；
ｃ)前記制動力（Ｆ_a）の関数である少なくとも１つの摩擦力（Ｆ_b）をレール（１０１、２０１、５０２）上で測定する工程と、前記少なくとも１つの摩擦力（Ｆ_b）は、前記レールと前記少なくとも１つの車輪との間の接触点（１０２、２０２）において前記少なくとも１つの車輪（１００、２００、５０３）によって生じ；
ｄ)少なくとも１つの測定された摩擦力（Ｆ_b）を所定の最小摩擦力（Ｆ_bmin）と比較する工程と；
ｅ)測定された摩擦力（Ｆ_b）が前記所定の最小摩擦力（Ｆ_bmin）よりも小さい少なくとも１つの車輪に関連する制動手段が誤動作していると判定する工程と、を含むことを特徴とする方法。

【請求項2】

請求項１に記載の制動手段の動作を検証するための方法において、前記少なくとも１つの車両が、前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に制動圧（Ｐｆ）を与えるように配置された制動管（２２０）を含んでおり、
前記工程ａ）は、
－前記制動管（２２０）内で、前記制動手段に前記少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）の前記少なくとも１つの車軸の前記少なくとも１つの車両（１００、２００）に制動力（Ｆａ）を発生させる制動圧（Ｐｆ）を与える。

【請求項3】

請求項１に記載の制動手段の動作を検証するための方法において、前記少なくとも１つの車両は、前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に電気エネルギーを供給するように配置された電気線を含んでおり、
前記工程ａ）は、
－前記制動手段が、前記少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）の前記少なくとも１つの車軸の前記少なくとも１つの車両（１００、２００）に制動力（Ｆａ）を生成させる電気エネルギー値を前記電気線に与える。

【請求項4】

請求項１に記載の制動手段の動作を検証する方法において、前記少なくとも１つの車両は、前記制動手段に関連付けられた制動制御手段を含んでおり、
前記工程ａ）は、
ａ’）前記制動制御手段によって、前記制動手段を作動させて、前記少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）の前記少なくとも１つの車軸の前記少なくとも１つの車輪（１００、２００）に制動力（Ｆａ）を与える。

【請求項5】

請求項４に記載の方法において、前記少なくとも１つの車両は前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に所定の制動圧を提供するように配置された主管を含んでおり、
前記工程ａ’）は、
前記制動制御手段により、前記制動手段を作動させる前記制動手段に提供される前記主管によって受けとられる所定の制動圧力の値を調整し、前記少なくとも１つの車両（３０１、３０２、…、３０３）の前記少なくとも１つの車軸の前記少なくとも１つの車輪（１００、２００）に制動力（Ｆａ）を与える。

【請求項6】

先行する請求項のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するための方法において、
前記工程ｂ）は、
－前記少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）を牽引することにより、前記少なくとも１つの車両は、ゼロでない一定の前進速度で移動する。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するための方法において、前記少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）は複数の車軸を含み、それぞれの車軸は、少なくとも２つの車輪に結合されており、
前記工程ｃ）、ｄ）、ｅ）は、少なくとも１つの車両の各車軸の各車輪に対して実行される。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１項に記載の制動手段の操作を検証するための方法において、前記車両（３０１、３０２、・・・、３０３）が少なくとも２つであり、
前記工程ｃ）、ｄ）、ｅ）は、各車両の各車軸の各車輪に対して実行される。

【請求項9】

少なくとも１つの車両、特に少なくとも１つの鉄道車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステムであって、前記少なくとも１つの車両は、
－レール（１０１、２０１、５０２）上を走行するように配置された少なくとも１つの車輪が結合される少なくとも１つの車軸と；
－前記少なくとも１つの車輪に関連し、前記少なくとも１つの車輪（１００、２００）に制動力（Ｆ_a）を生成するように配置された制動手段と、を備え；
前記制動力（Ｆ_a）が前記少なくとも１つの車輪に加えられると、前記少なくとも１つの車輪（１００、２００、５０３）によって、前記レールと前記少なくとも１つの車輪との間の接触点（１０２、２０２）において、摩擦力（Ｆ_b）が生じ；
少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力（Ｆ_b）の数値は、少なくとも１つの車輪に加えられる前記制動力（Ｆ_a）の関数であり；
前記摩擦力（３０４）を測定するためのシステムは、測定工程において前記少なくとも１つの車輪（２００）の接触通過を可能にするように配置された可動レールセグメント（２０１）を備え、前記少なくとも１つの車輪（２００）の接触通過は、前記制動力（Ｆ_a）の関数である前記摩擦力（Ｆ_b）を前記可動レールセグメント（２０１）に伝達するように配置されており、
前記可動レールセグメント（２０１）は、前記少なくとも１つの車輪（２００）の通過方向に従って、前記少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力（Ｆ_b）によってスライドするように配置されており、
前記摩擦力（３０４）を測定するためのシステムは、前記可動レールセグメント（２０１）の第１の端部の側部に配置された少なくとも第１の力センサー手段（２０８）を含み、
前記第１の力センサー手段（２０８）は、前記可動レールセグメント（２０１）に対し、前記可動レールセグメント（２０１）が前記少なくとも１つの車輪の走行方向に移動するときに、前記可動レールセグメント（２０１）が前記第１の力センサー手段（２０８）に押し付けられるように配置されており、
前記第１の力センサー手段（２０８）は、前記少なくとも１つの車輪の走行方向に従って前記可動レールセグメント（２０１）の摺動によって生成される力を測定するように配置されており、
前記可動レールセグメント（２０１）の水平方向の摺動によって生成され、前記第１の力センサー手段（２０８）によって測定される力は、前記少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力（Ｆ_b）に対応することを特徴とするシステム。

【請求項10】

請求項９に記載の摩擦力を測定するためのシステムにおいて、当該摩擦力を測定するためのシステム（３０４）は、前記第１の端部に対向する、前記可動レールセグメント（２０１）の第２の端部の側部に配置された第２の力センサー手段（２０９）をさらに備え、
前記摩擦力を測定するためのシステム（３０４）は、前記少なくとも１つの車輪の両方の可能な通過方向に従って、前記可動レールセグメント（２０１）の摺動によって生成される力を測定することができる。

【請求項11】

請求項９または１０に記載の摩擦力を測定するためのシステムにおいて、前記可動レールセグメント（２０１）が、支持体（２０４）上に載置されるように配置された摺動手段（２０３）上を摺動するように配置されており、
前記支持体（２０４）は、前記可動レールセグメント（２０１）の下方に配置され、グランド（２０５）に拘束される。

【請求項12】

請求項１１に記載の摩擦力を測定するためのシステムにおいて、前記支持体（２０４）は、力センサー手段（２１３）に頂点力重力を伝達するように構成される。

【請求項13】

少なくとも１つの車両、特に少なくとも１つの鉄道車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステムであって、前記少なくとも１つの車両は、
－レール（１０１、２０１、５０２）上を走行するように配置された少なくとも１つの車輪が結合される少なくとも１つの車軸と、
－前記少なくとも１つの車輪に関連し、前記少なくとも１つの車輪（１００、２００）に制動力（Ｆ_a）を生成するように配置された制動手段と、を備え、
前記制動力（Ｆ_a）が前記少なくとも１つの車輪に加えられると、前記少なくとも１つの車輪（１００、２００、５０３）によって、前記レールと前記少なくとも１つの車輪との間の接触点（１０２、２０２）において、摩擦力（Ｆ_b）が生じ、
少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力（Ｆ_b）の数値は、少なくとも１つの車輪に加えられる前記制動力（Ｆ_a）の関数であって、
前記摩擦力を測定するための前記システム（３０４）は、レール（５０２）の片側に結合されるように配置された少なくとも第１の歪み計センサー手段（５０１）を備え、
前記第１の歪み計センサー手段（５０１）は、前記少なくとも１つの車輪（２００）の第１の通過方向、または前記少なくとも１つの車輪（２００）の前記第１の通過方向とは逆の前記少なくとも１つの車輪（２００）の第２の通過方向に従って前記摩擦力（Ｆ_b）を測定するような向きで配置されることを特徴とするシステム。

【請求項14】

請求項１３に記載の摩擦力を測定するシステムにおいて、さらに前記レール（５０２）の片側に拘束されるように配置され、前記第１の歪み計センサー手段（５０１）に近接する第２の歪み計センサー手段を備え、前記第２の歪み計センサー手段は、前記レールに作用する重み力を測定するような向きで配置される。

【請求項15】

少なくとも１つの車両（３０１、３０２、・・・、３０３）、特に少なくとも１つの鉄道車両の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、前記少なくとも１つの車両は、
－レール（１０１、２０１、５０２）上を走行するように配置された少なくとも１つの車輪が結合される少なくとも１つの車軸と；
－前記少なくとも１つの車輪に関連し、前記少なくとも１つの車輪（１００、２００）に制動力（Ｆ_a）を生成するように配置された制動手段と、を備え；
前記制動力（Ｆ_a）が前記少なくとも１つの車輪に加えられると、前記少なくとも１つの車輪（１００、２００、５０３）によって、前記レールと前記少なくとも１つの車輪との間の接触点（１０２、２０２）において、摩擦力（Ｆ_b）が生じ；
少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力（Ｆ_b）の数値は、少なくとも１つの車輪に加えられる前記制動力（Ｆ_a）の関数であり；
前記制動手段の動作を検証するためのシステムは、
－請求項９～１４のいずれか一項に記載の摩擦力を測定するためのシステムと、
－測定された摩擦力（Ｆ_b）が所定の最小摩擦力（Ｆ_bmin）よりも小さい前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段が誤作動していることを判定するように構成された制御手段と、を有することを特徴とするシステム。

【請求項16】

請求項１５に記載の制動手段の動作を検証するシステムにおいて、前記制御手段は正の最大摩擦力値（Ｆ_b）を検出したときに、車輪（１００、２００、５０３）の通過が生じたことを識別するように構成されていることを特徴とする。

【請求項17】

請求項１５または１６に記載の制動手段の動作を検証するシステムにおいて、前記制御手段は、正の最高重量力値（Ｆ_p）を検出したときに車輪（１００、２００、５０３）の通過が生じたことを識別するように構成されている。

【請求項18】

請求項１５～１７のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、前記制御手段は、前記少なくとも１つの車輪と前記レールとの間の接触点の近傍に設置されるように構成された車輪計数装置（３０８）によって車輪（１００、２００、５０３）の通過が生じたことを識別するように構成され、前記摩擦力（Ｆ_b）の計測が行われる。

【請求項19】

請求項１５～１８のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、前記制御手段は、以下の要素により、車輪（１００、２００、５０３）の通過が手段によって生じたことを識別するように構成されている。
－摩擦力（Ｆ_b）の計測が行われる少なくとも１つの車輪とレールとの間の接触点の近傍に設置されるように構成されたカメラ（３１０）
－少なくとも１つの画像認識アルゴリズム

【請求項20】

請求項１５～１９のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、前記制御手段は、識別された車輪（１００、２００、５０３）の各々に、前記少なくとも１つの車両に沿って固有の位置識別子を割り当てるように構成される。

【請求項21】

請求項１５から２０のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、前記制御手段は、以下のように構成される：
－１つまたは複数の車両の各車輪（１００、２００、５０３）の測定された摩擦力（Ｆ_b）をそれぞれ受け取る；
－測定された各摩擦力（Ｆ_b）を少なくとも１つの所定の最小摩擦力値（Ｆ_bmin）と比較する；
－関連する測定された摩擦力（Ｆ_b）が前記少なくとも１つの所定の最小摩擦力値（Ｆ_bmin）よりも小さい各車輪に関連する制動手段が誤作動していると判定する。

【請求項22】

請求項２０に従属する場合に請求項２１に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、前記制御手段は、各車輪（１００、２００、５０３）に関連する各摩擦力（Ｆ_b）を、前記１つまたは複数の車両に沿った前記固有の位置識別子を介して各車輪に関連するそれぞれの所定の最小摩擦力（Ｆ_bmin）と比較するように構成される。

【請求項23】

請求項２０～２２のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、
前記制御手段は各車輪（１００、２００、５０３）に関連する各摩擦力（Ｆ_b）を、各車輪（１００、２００、５０３）に関連するそれぞれの所定の最小摩擦力値（Ｆ_bmin）と比較するために配置され、
各車輪に関連するそれぞれの所定の最小摩擦力値（Ｆ_bmin）は１つ以上の車両に沿って前記固有の位置識別子によってアドレス指定されるアレイに記憶されるように配置され、
前記アレイは、前記制御手段に関連するデータベース（３１２）に含まれる。

【請求項24】

請求項２０～２２のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記摩擦力（Ｆ_b）の計測が行われる前記各車輪と前記レールとの間の前記接触点の近傍に設置されるように配置されたカメラ（３１０）と、少なくとも１つの画像認識アルゴリズムとによって、前記各車輪（１００、２００、５０３）がどの車両に関連付けられているかを識別し；
各車輪（１００、２００、５０３）に関連する各摩擦力（Ｆ_b）を、各車両（３０１、３０２、・・・、３０３）に関連するそれぞれの所定の最小摩擦力値（Ｆ_bmin）と比較し；
各車両（３０１、３０２、・・・、３０３）に関連する各最小摩擦力値（Ｆ_bmin）は、１つ以上の車両に沿って固有の位置識別子によってアドレス指定される第１のアレイに記憶されるように配置され；
前記アレイは、前記制御手段に関連するデータベース（３１２）に含まれるように構成される。

【請求項25】

請求項２４に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記１つまたは複数の車両（３０１、３０２、・・・、３０３）に関連する重み付けされた制動パラメーターを取得し、前記１つまたは複数の車両（３０１、３０２、・・・、３０３）に関連する前記重み付けされた制動パラメーターは、前記１つまたは複数の車両に沿って前記固有の位置識別子によってアドレス指定される第２のアレイに記憶されるように配置され、
前記重み付けされた制動パラメーターを介して、それぞれの車輪（１００、２００、５０３）に関連する正規化された制動力（Ｆ_a）を得る。

【請求項26】

請求項１５～２５のいずれか１項に記載の制動手段の動作を検証するためのシステムにおいて、前記制御手段が、コンピュータシステムを備える計測管理システム（３０５）に含まれ、摩擦力を測定するための前記システムによって測定された摩擦力（Ｆ_b）の各々の数値を受け取るように構成されている。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は一般に、ブレーキシステムの分野に関する。特に、本発明は、少なくとも１つの車両、特に少なくとも１つの鉄道車両の制動手段(braking means)の動作を検証するための方法、および少なくとも１つの車両、特に少なくとも１つの鉄道車両の制動手段の動作を検証するためのシステムに関し、並びに摩擦力を測定するためのシステムに関する。動作の検証、すなわち診断は、リアルタイムで実行されてもよい。

【背景技術】

【0002】

従来技術は、特に鉄道車両の分野を参照して以下に説明される。上記は可能であれば、レールによって走行する他の分野の車両にも同様に適用されてもよい。

【0003】

鉄道車両またはいくつかの鉄道車両を含む鉄道車両隊列（railway convoy）の始動後、または稼働する前、例えば、毎日の作業として、「ブレーキ試験(brake test)」として当業者に知られている作業が実行される。この作業は、鉄道車両または鉄道車両隊列の全体として、ブレーキシステムの正しい動作を検証するために必要である。

【0004】

「ブレーキ試験」は、１台以上の鉄道車両のタイプの構成及び鉄道車両隊列の構成に応じて、異なる方法で実施される。

【0005】

固定構成として知られる最新世代の鉄道車両隊列の場合、ブレーキ試験は一般に自動化されている。例えば、制動システム(braking system)の制動シリンダ(braking cylinders)に接続された圧力センサーによって、制動制御手段（例えば、コンピュータ）は、それらによって制御される空気圧制動圧力が所定の許容範囲内で、制動シリンダに実際に存在することを確認する。

【0006】

しかしながら、このタイプの自動チェックは、制動システムの制動シリンダが制動力(braking force)（制動圧力に対応する）をパッド－ディスク（pad-disc）又はシュー－ホイールクラッチのペア（shoe-wheel clutch pair）に加えることを検証することができない。制動シリンダの故障は、例えば、制動力を局所的に減少させることによって、公称圧力／力比（nominal pressure/force ratio）を変化させる。

【0007】

例えば、機関車（locomotive）や複数の鉄道車両によって作られた貨物車両隊列（freight convoys）の例では、前記機関車と連結された鉄道車両との間の通信のインフォメーション手段がない。この場合、「ブレーキ試験」は、操作者が、少なくとも視覚的に、空気制動圧力(pneumatic braking pressure)がない場合、シュー１０３が車輪(wheel)から離れていること、またはパッドがディスクから離れていることを確認するように求められる手順を含む。操作者は、空気制動圧力がある場合、シューが車輪に接触しているか、またはパッドがディスクに接触していることも確認すべきである。

【0008】

この手順は非常に長い時間を必要とし、視覚的検証のために、操作者は、鉄道車両または鉄道車両隊列に沿って、その全長にわたってそれぞれのサイドを歩くことを余儀なくされる。この手順は、制動(braking)が加えられた場合に実行され、その後、制動が解放された場合に繰り返される。さらに、視覚的分析は、制動が視覚的に加えられたとき、制動シリンダに実際に加えられる圧力が公称のものに対応することを保証せず、制動力発生チェーン内の１つまたは複数の空気圧構成要素に対する見えない障害を隠すことになる。

【0009】

「ブレーキ試験」に関する問題は、空気式ブレーキシステムを参照して前述した。しかしながら、同様の問題は、電気空気式又は電気機械式のブレーキシステムにおいても、また、関連する制動印可手段(braking application means)においても同様に見られる。

【0010】

最近の技術開発は、各鉄道車両に、無線通信手段を備えた適切な圧力および力センサーに接続され、「ブレーキ試験」工程中にブレーキ試験に関連する地上データを送信することができる「エネルギーハーベスティング(energy harvesting)」システムを介して自家電力データ取得システム（self-powered data acquisition system)を提供することを提案している。

【0011】

提案されたシステムが動作する限り、それは、ハードウェア構成要素の観点と、完全なフリート（complete fleet）のための設置およびアップグレードコストの観点との両方において、高いコストを意味する。

【0012】

さらに、「ブレーキ試験」は、運転中の安全に固有の手順であるため、データ収集、特に伝送システムに関して、有効な安全基準（ＥＮ５０１２６、ＥＮ５０１２８、ＥＮ５０１２９）に従った開発および検証に対する面倒なコストを意味する。

【0013】

ゴム車輪を有する車両の分野では制動システムを定期的にチェックするための装置が利用可能であり、そこでは試験中の車両がまず、車輪に回転を与えるローラ上に配置され、その後、試験中の車両のブレーキが作動される。最後に、ローラに付与された制動トルクが測定される。この測定に基づいて、ブレーキシステムの効率が評価される。 明らかに、このアプローチは列車隊列を構成する各車両の各車軸上への適用の複雑さ、およびそれを実行するのに必要な時間のために、各日々の任務の開始時に、鉄道車両や鉄道車両隊列などのレール上を走行する車両(rail vehicle)の場合には適用されないことがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

したがって、本発明の目的は、可能かつ完全なフリートのハードウェア構成要素ならびに設置およびアップグレードコストの両方に関して高いコストを伴わない有効な解決策を提供することである。

【0015】

さらなる目的は、本発明の出願日に有効な安全基準（ＥＮ５０１２６、ＥＮ５０１２８、ＥＮ５０１２９）に従って、高価な開発および認証コストを伴わない解決策を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記および他の目的および効果は、本発明の態様によれば、請求項１に規定された特徴を有する少なくとも１つの車両の制動手段の操作を検証するための方法によって、請求項９または１３に規定された特徴を有する少なくとも１つの車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステムによって、および請求項１５に規定された特徴を有する少なくとも１つの車両の制動手段の操作を検証するためのシステムによって、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、その内容は本明細書の一体的な部分として理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0017】

次に、本発明にかかる少なくとも１つの車両の制動手段の動作を検証するための方法、少なくとも１つの車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステム、および少なくとも１つの車両の制動手段の動作を検証するためのシステムのいくつかの好ましい実施形態の機能的および構造的特徴について説明する。添付の図面を参照する。

【図1】図１は、一例として、制動シリンダと制動手段のシューとを示しており、これらは、レール上で接触している走行中の車輪に作用するように配置されている。

【図2】図２は、本発明による少なくとも１つの車両の制動手段の動作を検証するためのシステムの実施形態を示す。

【図3】図３は、本発明による少なくとも１つの車両の制動手段の操作を検証するためのシステムのさらなる実施形態を示す。

【図4】図４の上側の図は制動管（ブレーキパイプ）の制動圧力と制動力との間の例示的な関係を示し、下側の図は車体重量値（tare value）と全負荷値と制動力との間の例示的な関係を示す。

【図5】図５は、少なくとも１つの車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステムの一実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の複数の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その出願において、以下の説明に提示されるか、または図面に示される構成要素の設計詳細および構成に限定されないことを明らかにすべきである。本発明は他の実施形態を想定することができ、異なる方法で実際に実施または構築されることができる。また、表現および用語は記述的な目的を有し、限定的なものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」の使用およびそれらの変形は、以下に記載される要素およびそれらの均等物、ならびに追加の要素およびそれらの均等物を包含するものとして理解されるべきである。

【0019】

さらに、本開示および特許請求の範囲を通して、「長手方向」、「横断方向」、「垂直方向」、または「水平方向」などの位置および向きを示す用語および表現は、１つまたは複数の車両の進行方向に対して長手方向の一般的なグランド２０５に対するものである。

【0020】

図に関して、側面図が使用され、それぞれのレールによって支持される車輪について示されかつ説明されるものは、複製され、車軸によって拘束される一対の車輪、およびトラックを構成する２つのレールに適用されるものとして理解され、各レールは各車輪に関連付けられる。

【0021】

例えば図１を見ると、シュー・オン・ホイール型（shoe-on-wheel type）のブレーキシステムが示されている。当業者は、パッドオンディスク型(pad-on-disc type)のブレーキシステムにも同様に本発明を適用することができる。この図を参照して、以下では、車輪によって生成される摩擦力がどのように生成されるか、およびそれがどのように計算され得るかを、例として詳細に説明する。

【0022】

角速度ω（ｔ）を有する車輪１００は、接触点１０２においてレール１０１上に載置される。シューは、点１０４において、均一な制動力Ｆ_aを車輪１００に及ぼすことができる。

【0023】

車輪１００とレール１０１との間の接触点１０２において、摩擦力Ｆ_bが結果的に生成される。

【0024】

半径ｒおよび慣性モーメントＪを有する車輪１００の円周に作用する力の平衡の方程式は、本発明の議論のために有意ではない転がり摩擦を除いて、本明細書で報告される［角速度ω（ｔ）を有する車輪１００］では、以下のように表される。

【0025】

【0026】

ω（ｔ）の一定の非ゼロ値については以下の式となる。

【0027】

【0028】

したがって、一定速度ω（ｔ）の条件下では以下の式となる。

【0029】

【0030】

したがって、一定ω（ｔ）の条件下で摩擦力Ｆ_bを測定することができるので、回転摩擦に関係する力、例えば軸受に関係する力がある場合を除き（これらの力は、本発明の目的にとっては、いかなる場合でも無視してよいと考えられる）、ブレーキ力（制動力）Ｆ_aの値は、車輪又は車軸の物理的パラメーターに関係なく、直接的に得られる。

【0031】

第１の態様では、本発明は、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３、特に少なくとも１つの鉄道車両の制動手段の動作を検証するための方法に関する。

【0032】

少なくとも１つの車両は、レール１０１、２０１、５０２上を移動するように配置された少なくとも１つの車輪が結合される少なくとも１つの車軸と、前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段とを含む。

【0033】

第１の実施形態において、ブレーキ手段（制動手段）の動作を検証するための方法は、以下の工程を含む。
ａ)制動手段によって、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆ_aを与える工程；
ｂ)少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３を移動させ、その結果、少なくとも１つの車両は、ゼロでない一定の前方速度で移動する工程；
ｃ)レール１０１、２０１、５０２上で、前記制動力Ｆ_aの関数である摩擦力Ｆ_bを測定し、前記少なくとも１つの摩擦力Ｆ_bは、前記レールと前記少なくとも１つの車輪との間の接触点１０２、２０２において前記少なくとも１つの車輪１００、２００、５０３によって生ぜしめられる工程；
ｄ)少なくとも１つの測定された摩擦力Ｆ_bを所定の最小低摩擦力Ｆ_bminと比較する工程；
ｅ)測定された摩擦力Ｆ_bが前記所定の最小摩擦力Ｆ_bminよりも小さい少なくとも１つの車輪に関連する制動手段が誤作動していると判定する工程。

【0034】

例えば、摩擦力Ｆ_bは、少なくとも１つの力センサー手段２０８、２０９または少なくとも１つの歪み計センサー手段(strain gauge sensor means)５０１によって測定されてもよい。

【0035】

工程ａ）およびｂ）は前述した順序には拘束されない。例えば、工程ａ）およびｂ）は、工程ｃ）の測定中に、以下の条件が得られる順序にかかわらず、以下の条件が満たされることが充分である場合には、逆にしてもよい。
－少なくとも１つの車両は非ゼロかつ一定の前進速度に従って移動する、
－制動力Ｆ_aは、少なくとも１つの車両の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に加えられる。

【0036】

さらなる実施形態では、好ましくは制動手段が空気式または電空式の制動システムに属してもよく、またはそれに関連していてもよい。したがって、例えば空気式および／または電空式ブレーキシステムの場合に適用可能ないくつかの実施形態を以下に記載する。

【0037】

好ましくは、少なくとも１つの車両が少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に制動圧Ｐｆを提供するように配置された制動管(brake pipe)２２０を含むことができ、その場合上述の工程ａ）は以下のようになる。
－前記制動菅２２０内に、前記制動手段が少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆａを生成させるような制動圧力Pfを加える。

【0038】

すなわち、制動管の制動圧値Ｐｆを直接的に変更することにより、制動手段が対応付けられた車輪毎に、制動力Ｆａを付与する。ここで、発生する制動力は、制動管によって提供される制動圧値Ｐｆに依存する。

【0039】

制動管２２０内の圧力は、例えば、制動圧力Ｐｆの数値を調整するように構成された圧力制御手段によって与えられてもよい。

【0040】

好ましくは、さらなる実施形態では、少なくとも１つの車両が前記制動手段に関連付けられた制動制御手段(braking control means)を含むことができ、その場合前記工程ａ）は以下のようになる。
ａ’）前記制動制御手段によって、前記制動手段を作動させて、前記少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆａを与える。

【0041】

この場合、好ましくは、前記少なくとも１つの車両が前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に所定の制動圧を与えるように配置された主管(main pipe)を含むことができ、その場合工程ａ’）は以下のようになる。
－前記制動制御手段により、前記制動手段を作動させる前記制動手段に提供される前記主管が受ける所定の制動圧力の値を調整し、前記少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆａを与えるようにする。

【0042】

言い換えると、例えば、主管によって提供される所定の制動圧力の値は所定のレベル、例えば、８ｂａｒ～１０ｂａｒに維持され得るが、制動制御手段は受け取った制動圧力値を局所的に調整することができ、その結果、制動手段に提供される実際の制動圧力値は少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆａを与える。このようにして、各車輪に発生する制動力を独立して調整することができる。

【0043】

好ましくは、制動手段が、例えば、シューまたはパッドが結合される制動シリンダを含んでいてもよく、車輪またはディスクにそれぞれ作用するように構成されてもよい。制動手段は、「分配器」バルブ(distributor valve)、補助タンク、空気圧計量装置２２３、機械的伝達系２２５をさらに含むことができる。

【0044】

例えば、主管および／または制動管は、空気式または電空式制動システムに含まれていてもよく、またはそれに関連していてもよい。空気式または電空式制動システムの場合、それは、例えば、複数の車両の場合、少なくとも１つの車両に沿って、または隊列に沿って配置された通信バスによって制御され得る。このようなバスにより、例えば、種々の制動制御を１つ以上の制動制御手段に提供することができる。

【0045】

さらなる実施形態では、好ましくは、制動手段が空気式または電気機械式の制動システムに属してもよく、またはそれに関連付けられてもよい。

【0046】

この場合、少なくとも１つの車両が前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に電気エネルギーを供給するように配置された電線を含むことができ、その場合工程ａ）は以下のようになる。
－前記制動手段が、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆａを発生させるような電気エネルギー値を前記電線に付与する。

【0047】

好ましくは、制動手段は、例えば、シューまたはパッドが結合される電気機械アセンブリを含むことができ、車輪またはディスクにそれぞれ作用するように構成することができる。例えば、電気機械アセンブリは、電気モータを備えてもよい。電気モータは、例えば、電気エネルギーを使用して機械的アセンブリを動かすことができ、その動きが前記シューまたはパッドを駆動することができる。

【0048】

少なくとも１つの車両の移動に関して、好ましくは、工程ｂ）は以下のようになる。
－少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３を牽引することにより、少なくとも１つの車両が非ゼロかつ一定の前進速度で移動する。

【0049】

牽引は、例えば、牽引手段３００によって実施することができる。牽引手段は、例えば機関車であってもよい。

【0050】

好ましくは、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３は複数の車軸を含むことができる。さらに、少なくとも２つの車輪を各車軸に結合することができる。この場合、前述の工程ｃ)、ｄ）、ｅ）は、少なくとも１つの車両の各車軸の各車輪に対して実行されてもよい。

【0051】

好ましくは、車両が少なくとも２つの車両３０１、３０２、・・・、３０３であってもよい。明らかに、各車両３０１、３０２、・・・、３０３は複数の車軸を含むことができ、少なくとも２つの車輪を各車軸に結合することができる。この場合、前述の工程ｃ)、ｄ）、ｅ）は、各車両の各車軸の各車輪に対して実行されてもよい。

【0052】

したがって、全ての車輪について合計すると、工程ｃ）、ｄ）、ｅ）は以下のようにすることが可能となる。
ｃ)レール１０１、２０１、５０２上における、レールと車輪との間のそれぞれの接触点において車輪１００、２００、５０３によって加えられる摩擦力F_bを測定する工程、
ｄ)前記測定された摩擦力Ｆ_bを所定の最小摩擦力Ｆ_bminと比較する工程、
ｅ)測定された摩擦力Ｆ_bが前記所定の最小摩擦力Ｆ_bminよりも小さい車輪に関連する制動手段が誤作動していると判定する工程。

【0053】

例えば、摩擦力Ｆ_bは、少なくとも１つの力センサー手段(force sensor means)２０８、２０９または少なくとも１つの歪み計センサー手段(strain gauge sensor means)５０１によって測定されてもよい。

【0054】

本発明の第２の態様は、少なくとも１つの車両、特に少なくとも１つの鉄道車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステムに関する。そのような少なくとも１つの車両は、レール１０１、２０１、５０２上を移動するように配置された少なくとも１つの車輪が結合される少なくとも１つの車軸を備え、前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段は少なくとも１つの車輪１００、２００上に制動力Ｆ_aを生成するように配置される。例えば、図１に見られるように、制動力Ｆ_aが少なくとも１つの車輪に加えられると、少なくとも１つの車輪１００、２００、５０３によって、レールと少なくとも１つの車輪との間の接触点１０２、２０２において、摩擦力Ｆ_bが生じる。少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力Ｆ_bの数値は、少なくとも１つの車輪に加えられる制動力Ｆ_aの関数となる。

【0055】

図２を参照すると、第１の実施形態において、摩擦力を測定するためのシステム３０４は、測定工程において前記少なくとも１つの車輪２００の接触通過（contact transit）を可能にするように配置された可動レールセグメント２０１を備える。少なくとも１つの車輪２００の接触通過は、制動力Ｆ_aの関数である摩擦力Ｆ_bを可動レールセグメント２０１に伝達する。可動レールセグメント２０１は、前記少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力Ｆ_bに起因して、前記少なくとも１つの車輪２００の通過方向に従ってスライドするように配置される。

【0056】

摩擦力を測定するためのシステム３０４は、可動レールセグメント２０１の第１の端部に沿って配置された、少なくとも第１の力センサー手段２０８、例えば、力変換器(force transducer)を備える。第１の力センサー手段２０８は、可動レールセグメント２０１が少なくとも１つの車輪の走行方向、すなわち走行方向に移動するときに、可動レールセグメント２０１が第１の力センサー手段２０８を押すように、可動レールセグメント２０１に対して配置される。第１の力センサー手段 ２０８は、少なくとも１つの車輪の走行方向に従って可動レールセグメント２０１の摺動によって生成される力を測定するように構成される。可動レールセグメント２０１の水平方向の摺動によって生成され、第１の力センサー手段 ２０８によって測定される力は、少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力Ｆ_bに実質的に対応する。

【0057】

好ましくは、摩擦力を測定するためのシステム３０４が第１の端部に対向する可動レールセグメント２０１の第２の端部に沿って配置された第２の力センサー手段２０９、例えば、力変換器をさらに備えてもよい。このようにして、摩擦力を測定するためのシステム３０４は、少なくとも１つの車輪の両方の可能な通過方向に従って、可動レールセグメント２０１の摺動によって生成される力を測定することができる。

【0058】

好ましくは、可動レールセグメント２０１は、支持体２０４上に載置されるように配置された摺動手段２０３上を摺動するように配置されてもよい。支持体２０４は、可動レールセグメント２０１の下方で、グランド２０５に拘束されるように配置されてもよい。

【0059】

好ましくは、支持体２０４は、それに重力をかける頂点力(vertex force)を少なくとも１つの重量力センサー手段(weight force sensor means)２１３、例えば、限定するものではないが、力変換器またはロードセルに伝達するように構成されてもよい。

【0060】

代替実施形態では、少なくとも１つの車両、特に少なくとも１つの鉄道車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステムは、レール５０２の片側に拘束されるように配置された少なくとも１つの第１の歪み計センサー手段 ５０１を備える。第１の歪み計センサー手段 ５０１は、少なくとも１つの車輪２００の第１の通過方向、または第１の通過方向とは逆の少なくとも１つの車輪２００の第２の通過方向に従って、前記摩擦力Ｆ_bを測定するような向きで配置される。

【0061】

好ましくは、摩擦力を測定するためのシステムは、第１の歪み計センサー手段５０１に近接して、レール５０２の片側に拘束されるように配置された第２の歪み計センサー手段をさらに備えてもよい。したがって、第２の歪み計センサー手段は、レールに作用する重み力(重量力)を測定するような向きで配置されてもよい。

【0062】

第１及び第２の歪み計センサー手段は、それぞれ歪みゲージセンサー又は歪みゲージであってもよい。

【0063】

言い換えれば、第１および第２の歪み計センサー手段は、第１の力センサー手段および第２の力センサー手段２０８、２０９ならびに少なくとも１つの重み力センサー手段２１３をそれぞれ機能的に置き換えてもよい。

【0064】

後者の解決策の低価格を考慮すると、いくつかの歪み計センサー手段がいくつかの車輪上で同時に測定を実行し、測定処理を加速することができるように、測定領域に沿ってレール５０２に沿って設置されてもよい。

【0065】

記載されている少なくとも１つの車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステムに関して、少なくとも１つの車両は以下の要素を含んでいてもよい。
－少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に制動圧Ｐ_fを与えるように配置された制動菅２２０であって、制動圧Ｐ_fが少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆ_aを発生させるようになっており、
－少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に電気エネルギーを供給するように配置された電線であって、電気エネルギー値が前記制動手段に少なくとも１つの車両３０１、３０２、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００，２００に制動力F_aを生じさせるようになっている、または
－少なくとも１つの車輪に関連する少なくとも１つの制動制御手段であって、少なくとも１つの車両３０１、３０２、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００，２００に制動力F_aを与えるように当該手段を制御するように配置されている。

【0066】

車両が少なくとも１つの制動制御手段を含む場合、少なくとも１つの車両は、前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に所定の制動圧を与えるように配置された主管を備えていてもよい。ここで、制動制御手段により、前記主管が受ける所定の制動圧の値を調整して前記制動手段に与えることができ、前記少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆ_ａを与えるようにする。

【0067】

本発明の別の態様は、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３、特に少なくとも１つの鉄道車両の制動手段の動作を検証するためのシステムに関する。ここでも、少なくとも１つの車両は、レール１０１、２０１、５０２上を移動するように配置された少なくとも１つの車輪が結合される少なくとも１つの車軸と、少なくとも１つの車輪１００、２００上に制動力Ｆ_aを生成するように配置された前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段とを含む。すでに以上で説明したように、摩擦力Ｆ_b は制動力Ｆ_aが前記少なくとも１つの車輪に加えられるとき、前記レールと前記少なくとも１つの車輪との間の接触点１０２、２０２において、少なくとも１つの車輪１００、２００、５０３によって生成される。少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力Ｆ_bの数値は、少なくとも１つの車輪に加えられる前記制動力Ｆ_aの関数となる。

【0068】

第１の実施形態では、制動手段の動作を検証するためのシステムは、上述の実施形態のいずれか１つによる摩擦力を測定するためのシステムを含む。

【0069】

さらに、制動手段の動作を検証するためのシステムは、測定された摩擦力Ｆ_bが所定の関連する最小摩擦力(predetermined associated minimum friction force)Ｆ_bminよりも低い少なくとも１つの車輪に関連する制動手段が誤動作していると判定するように構成された制御手段を含む。

【0070】

好ましくは、制御手段は、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、プロセッサー、コントローラー、ＰＬＣ、ＦＰＧＡなどのうちの少なくとも１つであってもよく、またはそれを含んでもよい。

【0071】

好ましくは、制御手段は、正の最大摩擦力値(positive peak weight force value)Ｆ_bを検出したときに、車輪１００、２００、５０３の通過が生じたことを識別するように構成されてもよい。

【0072】

好ましくは、制御手段は、正の最大重量力値Ｆ_pを検出したときに、車輪１００、２００、５０３の通過が生じたことを識別するように構成されてもよい。

【0073】

好ましくは、制御手段は、車輪１００、２００、５０３の通過が、摩擦力Ｆ_bの計測が行われる少なくとも１つの車輪とレールとの間の接触点の近傍に設置されるように構成された車輪計数装置(wheel counting device)３０８によって生じたことを識別するように構成されてもよい。車輪計数装置３０８は、有線又は無線の通信手段３１４により、検出された情報を制御手段に連続的に送信するようにしてもよい。

【0074】

好ましくは、制御手段は、車輪１００、２００、５０３の通過が、摩擦力Ｆ_bの計測が行われる少なくとも１つの車輪とレールとの間の接触点の近傍に設置されるように構成されたカメラ３１０と、少なくとも１つの画像認識アルゴリズムによって生じたことを識別するように構成されてもよい。

【0075】

好ましくは、制御手段は、が識別された車輪１００、２００、５０３の各々に、少なくとも１つの車両に沿って固有な位置識別子(unique position identifier)を割り当てるように構成されてもよい。

【0076】

好ましくは、制御手段は、
－１つ以上の車両の各車輪１００、２００、５０３に対応する各測定摩擦力Ｆ_bを受け取り；
－各測定摩擦力Ｆ_bを、少なくとも１つの所定の最小摩擦力値Ｆ_bminと比較し；
－関連する測定摩擦力Ｆ_bが前記少なくとも１つの所定の最小摩擦力値Ｆ_bminよりも小さい各車輪に関連する制動手段が誤動作していると判定する。

【0077】

好ましくは、制御手段が各車輪１００、２００、５０３に関連して測定された各摩擦力Ｆ_bを、１つまたは複数の車両に沿った前記固有の位置識別子を介して各車輪に関連するそれぞれの所定の最小摩擦力Ｆ_bminと比較するように構成されてもよい。

【0078】

好ましくは、制御手段が各車輪１００、２００、５０３に関連する各摩擦力Ｆ_bを、各車輪１００、２００、５０３に関連する所定の最小摩擦力Ｆ_bminと比較するように構成されてもよい。図３に見られるように、各車輪に関連する各最小摩擦力Ｆ_bminは、１つ以上の車両に沿って固有の位置識別子によってアドレス指定されるアレイ(array)に記憶されるように構成されてもよい。アレイは、前記制御手段に関連するデータベース３１２に含まれてもよい。

【0079】

代替的に、または追加的に、制御手段は以下のように構成されてもよい。
－摩擦力Ｆ_bの計測が行われる各車両とレールとの間の接触点の近傍に設置されるように配置されたカメラ３１０と、少なくとも１つの画像認識アルゴリズムによって、各車輪１００、２００、５０３が関連付けられる各車両を識別する；
－各車輪１００、２００、５０３に関連する各摩擦力Ｆ_bを、各車両３０１、３０２、・・・、３０３に関連するそれぞれの所定の最小摩擦力Ｆ_bminと比較する。

【0080】

各車両３０１、３０２、・・・、３０３に関連する各最小摩擦力Ｆ_bminは、１つ以上の車両に沿って固有の位置識別子によってアドレス指定される第１のアレイに記憶されるように構成されてもよい。この場合も、アレイは、前記制御手段に関連するデータベース３１２に含まれるように構成してもよい。

【0081】

この場合、好ましくは、前記制御部手段は以下のように構成されてもよい。
－１つまたは複数の車両３０１、３０２、・・・、３０３に関連する重み付けされた（加重）制動パラメーター(weighted braking parameters)を取得し、ここで、１つまたは複数の車両３０１、３０２、・・・、３０３に関連する前記重み付けされた制動パラメーターは、１つまたは複数の車両に沿って固有の位置識別子によってアドレス指定される第２のアレイに記憶されるように構成される；
－それぞれの車輪１００、２００、５０３に関連する正規化された制動力Ｆ_aを、前記重み付けされた制動パラメーターを介して得る。

【0082】

好ましくは、図３に再度見られるように、制御手段はコンピュータシステムを備える計測管理システム３０５に含まれ、摩擦力を測定するためのシステムによって測定された摩擦力Ｆ_bのそれぞれの数値を受け取るように構成されてもよい。

【0083】

記載された少なくとも１つの車両のための制動手段の操作を検証するためのシステムに関して、少なくとも１つの車両はさらに以下の要素を備えていてもよい。
－少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に制動圧Ｐ_fを与えるように配置された制動菅２２０であって、制動圧Ｐ_fが少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆ_aを発生させるようになっており、
－少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に電気エネルギーを供給するように配置された電線であって、電気エネルギー値が前記制動手段に少なくとも１つの車両３０１、３０２、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００，２００に制動力F_aを生じさせるようになっている、または
－前記制動手段に関連する少なくとも１つの制動制御手段であって、少なくとも１つの車両３０１、３０２、３０３の少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００，２００に制動力F_aを与えるように当該制動手段を作動させるように配置されている。

【0084】

車両が少なくとも１つの制動制御手段を含む場合、少なくとも１つの車両は、前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に所定の制動圧を与えるように構成された主管を含むことができる。ここで、制動制御手段により、前記主管が受ける所定の制動圧の値を調整して前記制動手段に与えることができ、前記少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の前記少なくとも１つの車軸の少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆａを与えるようにする。

【0085】

以下、本発明の動作をさらに明確にするために、本発明の多様な実施例及び使用例を説明する。

【0086】

図２を用いて、少なくとも１台の車両の制動手段の動作を検証するためのシステムの第１の実施形態を詳しく説明する。車輪２００は車両、特に、図示されていない鉄道車両に属し、接触点２０２において可動レールセグメント２０１上に載っている。可動レールセグメント２０１は、支持体２０４上に載っている摺動または転動手段２０３上で軸Ｘに沿って自由に移動する。図示の例では、支持体２０４が機械的接地基準(mechanical ground reference)２０５と一体であると考えられる。本例では、支持体２０４は、軸Ｙに沿って垂直に並進し、少なくとも１つの力センサー２１３上で計量することができる。

【0087】

図２に見られるように、可動レールセグメント２０１の水平移動は、機械的接地基準２０５と一体の２つのレール２０６、２０７によって、軸Ｘに沿った２つの方向で制限される。

【0088】

２つの力センサー手段、すなわち第1および第２の力センサー手段 ２０８、２０９（これらの２つのロードセルに限られない）は、可動レールセグメント２０１の軸Ｘに沿った水平方向の可能な動きにより、それぞれ、レール２０６（図の左側）およびレール２０７（図の右側）において生じる力を測定する。

【0089】

車両制動工程の間、制動シリンダ２１０及びシュー２１１を含む制動手段は、等価点(equivalent point)１１２において車輪１００に制動力Ｆ_aを及ぼす。

【0090】

車輪２００の方向に応じて、ω（ｔ）＝０のとき、第１の力変換器２０８と第２の力変換器２０９との間の１つは、制動力Ｆ_a、すなわち、等価点１１２において車輪２００にシュー２１１によって加えられる制動(braking)に対応する摩擦力Ｆ_Bを測定する。

【0091】

一般に、従来技術による貨物輸送隊列(freight transport convoys)のためのブレーキシステムは、圧力が１つ以上の車両を牽引する機関車によって制御される制動菅２２０によって作られる。

【0092】

制動菅２２０は、「分配器」バルブとして知られる装置２２１と、図示しない補助タンクとを供給する。「分配器」バルブ２２１は、当業者に知られている伝達関数に従って、制動菅２２０内に存在する圧力の関数として制動圧力２２５を生成する。

【0093】

空気式計量装置２２２は、「分配器」バルブ２２１によって生成された制動圧力および重量情報２２３を受け取る。重量情報２２３は、例えば、限定はしないが、車輪２００が属する台車または車両の重量を示す圧力である。重量情報２２３は、例えば、限定はしないが、車輪２００が属する台車または車両の重量を示す手動操作式インジケータの位置である。

【0094】

空気式計量装置２２２は、制動圧力２２５および重量情報２２３の関数として、重み付けされた制動圧力（加重制動圧）２２４を生成する。

【0095】

制動力Ｆ_aは、加重制動圧２２４、制動シリンダ２１０の寸法、機械的伝達系２２５、シュー２１１と車輪２００との間の摩擦係数の関数である。

【0096】

したがって、制動菅２２０内の圧力を知ることで、力センサー手段 ２０８、２０９のうちの１つによる摩擦力Ｆ_bの計測値は、「分配器」バルブ２２１、空気圧計量装置２２２、機械的伝達系２２５、シュー２１１、シュー２１１と車輪２００との間の摩擦係数からなるブレーキチェーンの状態を示す。

【0097】

支持体２０４がデカルト軸Ｙに沿って垂直に自由に摺動し、少なくとも１つの重量力センサー手段２１３、例えば、限定するものではないが、ロードセルに載る場合、重量力変換器は車輪２００によって可動レールセグメント２０１に加えられる重量力Ｆ_pを読み取る。

【0098】

重量力(weight force)Ｆ_pを知ることで、空気式計量装置２２２に入力される重量情報２２３を推定することができる。

【0099】

図４ａは当業者に知られている、制動管の制動圧力Ｐ_fと制動力Ｆ_a＝摩擦力Ｆ_bとの間の関係を、重量力(weirht force)が矢印４０１の方向に増加することで示しており、ここで、Ｐｂ＝５ｂａｒの公称値およびＰｒ＝３．５ｂａｒの公称値であり、また車体重量制動力値(tare braking force value)Ｆ_a（Ｔ）および全荷重制動力(full load braking force)Ｆ_a（ＦＬ）は、特定の車両モデルの特定の値である。

【0100】

図４ｂは、当業者に知られているように、重量力(weight force)が車体重量値Ｆ_p（Ｔ）と全荷重値Ｆ_p（ＦＬ）との間で変化し、制動管の制動圧の一定値（特定の車両モデルでは、例えば、Ｐ_f＝３．５バール）に対しては、制動力Ｆ_a＝摩擦力F_ｂ、となる可能性の関係を図示している。

【0101】

以下、パラメーターＦ_a（Ｔ）、Ｆ_a（ＦＬ）、Ｆ_p（Ｔ）、Ｆ_p（ＦＬ）を「車両重量制動パラメーター」(vehicle weighing braking parameters)と定義する。

【0102】

したがって、制動菅２２０内の制動圧Ｐ_f、重量力Ｆ_p、摩擦力Ｆ_b＝制動力Ｆ_aの測定(measure)を知ることにより、「分配器」バルブ２２０、空気式計量装置２２２、機械的伝達系２２５、シュー２１１、シュー２１１と車輪２００との間の摩擦係数を含む制動手段（また、前記制動チェ-ン）の状態を評価する際に、より良好な精度を有することができる。

【0103】

少なくとも１つの車両の制動手段の動作を検証するための方法の第１の実施形態についても以下に説明する。

【0104】

図３を参照すると、機関車３００は、摩擦力を測定するためのシステム上を通過するとき、列車の各車輪の角加速度をゼロに保つために、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３によって作られた隊列(convoy)、特に鉄道隊列を一定速度で牽引してもよい。本例では、機関車に加えて、３つの他の車両３０１、３０２、３０３が図示されており、各車両は４つの車軸を有し、車両当たり合計８つの車輪を有する。なお、各車輪の角加速度ゼロは、以下の次の式で表せる。

【0105】

【0106】

さらに、機関車３００は、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３の制動手段に制動力Ｆ_aを加えるように促すなど、既知の一定圧Ｐ_fを制御することができ、同時に、機関車３００が一定速度で隊列を牽引し続けることを可能にする。

【0107】

さもなければ、機関車３００は、前述した段落に記載された測定条件を保証するような一定の制動圧力Ｐ_fを制御することができ、その値はさらに局所的な瞬間的な動作条件に依存し、この圧力値Ｐ_fをワイヤレスチャンネルを介して測定管理システム３０５に送信することができ、その機能については後で詳述する。

【0108】

摩擦力を測定するためのシステム３０４は、摩擦力を測定するためのシステム３０４の一部を形成する可動レールセグメント２０１に各車輪によって加えられる摩擦力Ｆ_bを測定することができる。

【0109】

摩擦力を測定するためのシステム３０４は、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３のそれぞれの車輪の測定された摩擦力値Ｆ_bを、有線または無線通信手段 ３０６を介して測定管理システム３０５に連続的に送信することができる。

【0110】

支持体２０４がデカルト軸Ｙに沿って垂直に自由に摺動する場合、少なくとも１つの重量力センサー手段 ２１３は、車輪２００によって可動レールセグメント２０１に及ぼされる重量力Ｆ_pを読み取り、少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・、３０３のそれぞれの車輪に対応する測定された重量力値Ｆ_pを、有線または無線通信手段 ３０７によってコンピューター測定管理システム３０５に連続的に送信する。

【0111】

そのような測定管理システム３０５は、以下の方法のうちの少なくとも１つに従って、車輪の通過を識別することができる。
－第１および第２の力センサー手段２０８、２０９のうちの少なくとも１つによって測定される、ゼロから非ゼロへの、およびゼロに戻る軸Ｘに沿った力の変化を識別すること；
－少なくとも１つの重量力センサー手段２１３によって測定される、ゼロから非ゼロへの、およびゼロに戻る、軸Ｙに沿った重量力変化Ｆｐを識別すること；
－有線又は無線の通信手段３０９により、前記測定管理システム３０５に接続された車輪計数装置３０８により識別すること；
－有線又は無線通信手段３１１によって測定システム３０４上を通過する少なくとも１つの車両３０１、３０２・・・、３０３の画像を測定管理システム３０５に送信するカメラ３１０によって、測定管理システム３０５は画像解析アルゴリズムによって測定システム３０４上を通過する車輪の通過を識別し、カメラ３１０によって送信された画像を解析すること。

【0112】

各車輪が通過するにつれて、測定管理システム３０５は増分数値(incremental numerical value)からなる固有の識別子を各車輪に関連付け、それを、対応する測定された摩擦力値Ｆ_bおよび場合によっては対応する測定された重量力値Ｆ_pと共に、例えばデータベース３１２に保存することができる。

【0113】

データベース３１２は隊列の構成、すなわち、隊列内の各車両の位置および各車両の車軸の数を含むことができる。このようにして、集中測定管理システム３０５は、各制動力測定Ｆ_bを各車両３０１、３０２、・・・、３０３の各車輪に関連付けることができる。

【0114】

一定速度で機関車３００によって牽引される少なくとも１つの車両３０１、３０１２、・・・３０３を備える隊列、特に鉄道隊列のブレーキ試験の第１の実例の間、前記機関車３００が制動菅２２０内に制動圧Ｐ_fを加えるとき、以下の工程を実行してもよい。
－摩擦力を測定するためのシステム３０４によって送られた各摩擦力値Ｆ_bを取得し、これを前述の識別方法の少なくとも１つによって識別された各車輪と関連付ける工程；
－測定中の隊列に関連する所定の最小摩擦力値Ｆ_bminで取得された摩擦力値Ｆ_bと、制動管２２０内の圧力値とを比較する工程；
－前記所定の最小摩擦力値Ｆ_bminよりも小さい摩擦力値Ｆ_bの存在下で、現在の摩擦力値Ｆ_bが属する車輪に関連付けられた車両を識別し、識別された車両をオペレータに、例えば、限定するものではないが、ヒューマンマシンインターフェース３１３によって報告する工程。

【0115】

さもなければ、一定速度で機関車３００によって牽引される少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・３０を備える隊列、特に鉄道隊列のブレーキ試験の第２の実例の間、前記機関車３００が制動菅２２０内にブレーキ圧Ｐ_fを加えるとき、以下の工程を実行してもよい。
－摩擦力を測定するためのシステム３０４によって送られた各摩擦力値Ｆ_bを取得し、これを前述の識別方法の少なくとも１つによって識別された各車輪と関連付ける工程；
－取得した摩擦力値Ｆ_bを最小摩擦力値Ｆ_{bmin_1}、Ｆ_{bmin_2}、・・・、Ｆ_{bmin_3}のベクトルに含まれる値と比較する工程、各最小摩擦値は、各最小摩擦力値Ｆ_{bmin_1}、Ｆ_{bmin_2}、・・・、Ｆ_{bmin_3}が制動管２２０の所定の制動圧値Ｐ_fに関連付けられる程度、隊列に含まれる車両３０１、３０２、・・・、３０３のうちの１つに関連付けられており、前記所定の値のベクトルは、データベース３１２に含まれている；
－前記所定の対応する値Ｆ_{bmin_n}よりも小さい摩擦力値Ｆ_bが存在する場合、現在の摩擦力値Ｆ_bが属する車輪に関連付けられた車両を識別し、識別された車両をオペレータに、例えば、限定するものではないが、ヒューマンマシンインターフェース３１３によって報告する工程。

【0116】

さらに別の方法では、一定速度で機関車３００によって牽引される少なくとも１つの車両３０１、３０２、・・・３０３を備える隊列、特に鉄道隊列のブレーキ試験の第３の実例の間、前記機関車３００が制動菅２２０内に所定の制動圧Ｐ_fを印加するとき、以下の工程を実行してもよい。
－摩擦力を測定するためのシステム３０４によって送られた各摩擦力値Ｆ_bおよび重量力値Ｆ_pを取得し、各摩擦力値Ｆ_bおよび重量力値Ｆ_pを、上述の識別方法のうちの少なくとも１つで識別された各車輪に関連付ける工程；
－取得されたそれぞれの力値Ｆ_bを、取得された関連する力－重量値Ｆ_p、制動管内の制動圧値Ｐ_f、および問題の車両に関連する重み付けされた制動パラメーターの関数として正規化する工程であって、重み付けされた制動パラメーターは、データベース３１２に含まれる；
－各正規化摩擦力値Ｆ_bを、所定の最小摩擦力値Ｆ_{bmin_1}、Ｆ_{bmin_2}、・・・、Ｆ_{bmin_3}のベクトルに含まれる比較正規化値と比較する工程で、これらの最小摩擦力値Ｆ_{bmin_1}、Ｆ_{bmin_2}、・・・、Ｆ_{bmin_3}の各々は、測定されている隊列に属する前記車両３０１、３０２、・・・、３０３のうちの１つと関連付けられる；
－前記所定の対応する最小摩擦力値Ｆ_{bmin_n}よりも小さい摩擦力値Ｆ_bの存在下で、現在の摩擦力値Ｆ_bが属する車輪に関連付けられた車両を識別し、例えば、限定するものではないが、ヒューマンマシンインターフェース３１３によって、その車両をオペレータに報告する工程。

【0117】

少なくとも１つの車両、特に少なくとも１つの鉄道車両の制動手段の動作を検証するための方法のさらなる実施例が、以下に説明される。

【実施例】

【0118】

少なくとも１つの鉄道車両３０１、３０２、・・・、３０３の制動手段の操作を検証するための方法であって、前記少なくとも１つの鉄道車両は、
－少なくとも１つの車輪が結合される少なくとも１つの車軸と；
－前記少なくとも１つの車輪に関連する制動手段に制動圧Ｐ_fを与えるように配置された制動管２２０と、を備え；
前記制動手段の動作を検証するための方法は、以下の工程を含む：
ａ)前記制動管２２０において、前記少なくとも１つの鉄道車両３０１、３０２、・・・、３０３の前記少なくとも１つの車軸の前記少なくとも１つの車輪１００、２００に制動力Ｆ_aを生成するようになっている制動圧Ｐ_fを付与する工程；
ｂ)前記少なくとも１つの鉄道車両がゼロでない一定の前進速度で移動するように、前記少なくとも１つの鉄道車両３０１、３０２、・・・、３０３を牽引する工程；
ｃ)レール１０１、２０１、５０２上で、前記制動力Ｆ_aの関数である少なくとも１つの摩擦力Ｆ_bを測定する工程、前記少なくとも１つの摩擦力Ｆ_bは、前記レールと前記少なくとも１つの車輪との間の接触点１０２、２０２で前記少なくとも１つの車輪１００、２００、５０３によって生成される；
ｄ)少なくとも１つの測定された摩擦力Ｆ_bを所定の最小摩擦力Ｆ_bminと比較する工程；
ｅ)測定された摩擦力Ｆ_bが前記所定の最小摩擦力Ｆ_bminよりも小さい少なくとも１つの車輪に関連する制動手段が誤作動していると判定する工程。

【0119】

したがって、達成される利点は、ハードウェア構成要素に関しても、完全なフリートの設置およびアップグレードコストに関しても、高いコストを意味することなく、効果的な解決策を提供することである。

【0120】

本発明が適用可能な少なくとも１つの車両は、鉄道分野に加えて、レール上を走行する任意の車両に同様に適用することができる。

【0121】

達成されるさらなる利点は、有効な安全基準（ＥＮ５０１２６、ＥＮ５０１２８、ＥＮ５０１２９）に従った高価な開発および認証コストを伴わない解決策を提供することである。

【0122】

本発明にかかる少なくとも１つの車両の制動手段の動作を検証するための方法、少なくとも１つの車両の少なくとも１つの車輪によって生成される摩擦力を測定するためのシステム、および少なくとも１つの車両の制動手段の動作を検証するためのシステムのいくつかの態様および実施形態について説明した。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を理解されたい。さらに、本発明は、記載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】

【国際調査報告】