用于监控轨道车辆车轮的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于监控装在轨道车辆（2）的转向架（10）上的车轮（8）的方法，该方法包括以下步骤：检测用于使车轮（8）制动的制动器（14）在车轮（8）的轮周方向上的变形（16），并且基于与目标位置（22）的对比，测试所检测的变形量（16）的合理性。
【专利说明】用于监控轨道车辆车轮的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及广义上的车辆，并且尤其是涉及轨道车辆。本发明还涉及一种用于监控装在轨道车辆的转向架上的车轮的方法和用于执行该方法的控制装置。
【背景技术】
[0002]由DE4242392A1公开了一种轨道车辆。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，改进已知的轨道车辆。
[0004]该目的通过独立权利要求的特征来实现。优选的改进方案是从属权利要求的内容。
[0005]根据本发明的一个方面，一种用于监控装在轨道车辆的转向架上的车轮的方法，包括以下步骤:
[0006]-检测用于使车轮制动的制动器在车轮的轮周方向上的变形，和
[0007]-基于与目标位置的对比，对所检测的变形进行合理性测试。
[0008]所说明的方法是基于这样的考虑，即可以从制动器在轨道车辆上的加载中检测关于车轮的状态或者它的位置的信息的各种项目。因为轨道在理想状态下是平的，因此制动器不应该在正常运行中变形或者仅仅以预期的方式，例如在制动过程中变形。然而如果制动器以不希望的方式变形，那么这只能由对制动器的震动而产生，该震动必然由于车轮上的错误、例如不圆，或者轨道车辆行驶路线的错误、例如轨道车辆出轨而引起。
[0009]制动器的变形可以由任意希望的传感器来检测，该传感器适用于例如根据在制动器上的两个点的相对移动来检测变形。这样的传感器可以例如是应变仪。
[0010]合理性测试可以任意方式进行。合理性测试的目的是，识别出制动器的变形与制动器的预期变形的偏差，并且然后从这些偏差中推导出车轮和/或轨道车辆的故障状态。
[0011]制动器在任意时间点的变形的确可以被确定。例如，如果制动器未启动，那么制动器的每个变形原则上可能起因于车轮振动，这是因为轨道车辆理论上以无震动的方式在平坦的轨道上行驶。在一个改进方案中，所说明的方法包括步骤:在轨道车辆的制动过程期间检测制动器的变形。该改进方案基于这样的考虑，即，可以由所检测的制动器变形来检测在车轮圆周方向上作用在车轮上的制动力，该制动力基于所施加的实际制动力和实际制动力所作用的制动盘的摩擦系数产生。利用所说明的方法，所检测的制动器变形不仅可以用于检测在车轮圆周方向上起作用的有效制动力，也可以用于检测车轮的状态。
[0012]在一个特别的改进方案中，检测的制动器变形取决于作用在车轮上的制动力。
[0013]在一个优选的改进方案中，所说明的方法包括步骤:在对所检测的相对位置进行合理性测试之前，过滤所检测的制动器变形。所说明的方法是基于这样的考虑，即，所检测的制动器变形可以是包括了很多不同信息项目的谱系。为了使得合理性测试尽可能可靠，应将所有已知的信息项目从所述的谱系中过滤掉，从而在所检测的相对位置中最终只余下含有关于车轮的上述状态或其位置的噪声信号。
[0014]在所说明方法一个优选的改进方案中，对制动器的所检测的变形进行的过滤包括将由制动力引起的制动器的变形，即是所预期的变形，从所检测的变形中分离出。
[0015]在所说明的方法的另一个改进方案中，所说明的方法包括步骤:当制动器的所检测的变形偏移超过预定值时，探测轨道车辆的脱轨。
[0016]在另一个改进方案中，所说明的方法包括步骤:当制动器的所检测的变形包括谐波时，检测车轮的不平衡，其中谐波频率相应于车轮的车轮转速或者多倍车轮转速。
[0017]关于车轮的不平衡，所检测的制动器的变形被优选用于分析不圆和/或者平点。
[0018]根据本发明的另一个方面，设置一种控制装置用于执行所说明的方法。控制装置在此特别可以这样扩展，即将其设置用于执行改进从属权利要求中任一项所述的方法。
[0019]在所说明的控制装置的一个改进方案中，所说明的装置具有存储器和处理器。在此，所说明的方法以计算机程序的形式存储在存储器中，并且当将计算机程序从存储器加载到处理器中时，该处理器设置用于执行该方法。
[0020]根据本发明的另一方面，计算机程序包括程序编码器，以便在计算机或者所说明的装置上运行计算机程序时用于执行所说明方法之一的所有步骤。
[0021]根据本发明的另一方面，计算机程序产品包括程序代码，其存储在计算机可读的数据载体上，并且当在数据处理装置上运行该程序代码时，该程序代码执行所说明的方法中的任一项。
[0022]根据本发明的另一个方面，轨道车辆包括所说明的控制装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]以上描述的本发明的特性、特征和优点以及它们如何实现的方式和方法结合以下示例性实施例的描述可以更清楚且更明确地理解，该示例性实施例将结合附图更详细地解释，其中:
[0024]图1示出了一个在轨道上行驶的轨道车辆；和
[0025]图2示出了一个待分析的制动信号。
[0026]在图中，相同的技术兀件标不有相同的参考标号，并且仅描述一次。
【具体实施方式】
[0027]参考图1，示出了在轨道4上的轨道车辆2。
[0028]轨道车辆2在当前实施例中包括三个车厢6，每个所述车厢分别由在轨道4上滚动的两个车轮8支撑。在每个车厢6上的车轮8连接在与轨道车辆2位置固定连接的转向架10上。相对的，车轮8可以相对于转向架10运动，因为这些车轮例如通过在此未进一步示出的悬架与转向架10相连。
[0029]在本实施例中，每个车轮8配属有控制装置12，该控制装置例如可以设置用于基于在此未详细示出的制动目标值来驱控车轮的制动器14。制动目标值在本实施例中与制动实际值16比较，以便调节制动器的制动动作。这个制动实际值是基于这样的考虑，即，制动器14的制动动作取决于制动器14的两个制动配合件，例如制动盘和摩擦片在制动期间的摩擦系数。为了考虑这个摩擦系数，确定制动力实际值，该实际值基于利用制动器14施加的制动力并通过摩擦系数而实际传输至制动盘，所述实际传输的制动力，从几何上看由制动器14在其关联的车轮8的轮周方向上的变形产生。制动实际值16因此取决于之前描述的、制动器14在车轮8的轮周方向上的变形，制动调节因此通过作为制动实际值16的制动器14的变形来实施。
[0030]本实施例是基于这样的考虑，即，震动和其他机械负荷对制动器14在车轮8的圆周方向上的变形也有影响。所述震动有可能是由车轮8的不圆或者甚至轨道车辆2的脱轨导致。
[0031]震动在制动器14的变形中显示为不期望的噪音并且因此是对于调节的干扰参量。
[0032]这些振动也可以在制动器14的变形中并且进而在制动实际值16中被识别，因为它们具有非常特别的结构。因此本实施例提出了，通过控制装置12来分析制动实际值16的该非常明确的结构。如果在制动实际值16中找出所述结构中的一个，那么可以推断出一个相应于该特别结构的错误，例如车轮不圆或者脱轨。
[0033]图1示出只输出至控制装置12中的一个的制动实际值16的相应输出。但可以通过控制装置12的每个单独的控制装置以上述的方式监控和分析所述的输出。
[0034]参考图2，其中在图表中，以针对具有不平衡的车轮8的虚线20和针对不具有不平衡的车轮8的实线22来对制动实际值16相对时间18进行制图。
[0035]如图2所示，不平衡导致了制动器14在变形中，并且进而制动实际值16中的偏移24。
[0036]为了更好地识别这些偏移24，如果制动实际值16的理想的变化曲线是已知的，可以从由虚线20表示的所检测的制动实际值16中过滤掉用实线22表示的、在轨道车辆2无震动的状态下产生的预期的制动实际值16。基于偏移24彼此间的时间间距26和偏移24的阈值28，可以将车轮8的不平衡和轨道车辆2的脱轨区分开。
[0037]只要制动实际值16的其他期望的变化曲线能够对应于制动器14上的效果，而这些效果对于检测车轮8的不平衡和轨道车辆2的脱轨并不相关，就可以通过过滤制动实际值16的一个期望的变化曲线来将对制动实际值16和进而制动器14在车轮8的圆周方向上的变形的过滤扩展至制动实际值16的其他期望的变化曲线上。
【权利要求】
1.一种用于监控装在轨道车辆(2)的转向架(10)上的车轮(8)的方法，所述方法包括以下步骤: -检测用于使车轮(8 )制动的制动器(14 )在所述车轮(8 )的轮周方向上的变形(16 ) -基于与所述目标位置(22)的对比，对所检测的所述变形(16)进行合理性测试。
2.根据权利要求1所述的方法，包括:在所述轨道车辆(2)的制动过程期间检测所述制动器(14)的所述变形(16)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述制动器(14)的所检测的变形(16)取决于作用在所述车轮(8)上的制动力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括:在对所检测的相对位置(16)进行所述合理性测试之前，过滤所述制动器(14)的所检测的所述变形(16)。
5.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述制动器(14)的所检测的所述变形(16)进行的所述过滤包括将由所述制动力引起的所述变形(22)从所检测的所述变形(16)中分离出。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括:当所检测的所述变形(16)的偏移(24)超过预定值(28)时，探测所述轨道车辆(2)的脱轨。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括:当所检测的所述变形(16)包括谐波时，检测车轮(8)的不平衡，其中所述谐波的频率(26)相应于所述车轮(8)的车轮转速或者所述车轮(8)的所述车轮转速的倍数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述车轮(8)的不平衡包括不圆和/或平点。
9.一种控制装置(12)，用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
10.一种轨道车辆(2)，包括根据权利要求9所述的控制装置(12)。
【文档编号】B60T13/66GK103781680SQ201280043952
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月7日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】马克-奥利弗·赫尔登, 赖纳·劳, 罗伯特·豪普特, 马克-格雷戈里·埃尔斯托普夫 申请人:克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司