用于制动车辆的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种车辆和一种用于运行车辆的方法。
【背景技术】
[0002] DIN 13452-1规定在运行制动客运交通的轨道车辆期间为I. 5m/s3的用于加速度 变化的极限值。更大的加速度变化使乘客感受为急冲。为了遵循所要求的急冲极限值，在 空的车辆中将制动力变化设定为，使得正好达到急冲极限值。如果制动力变化不根据负载 来调整，那么在负载的车辆中低于极限值。由此，负载的车辆具有相对于空的车辆即使在修 正最大的制动力的情况下也与负载重量成比例的延长的制动路径。
【发明内容】
[0003] 本发明基于下述目的：在制动过程中在同时遵循预设的用于加速度变化的极限值 的情况下减小车辆的制动路径。
[0004] 所述目的通过独立权利要求1和11的主题来实现。本发明的改进方案和设计方 案再次在从属权利要求的特征中得到。
[0005] 根据本发明的用于运行车辆、尤其是客运交通的轨道车辆、尤其是客运短途交通 的车辆的方法包括下述方法步骤：
[0006] -根据下述参数来确定车辆的当前总重量：
[0007] _车辆的加速度，和
[0008] -为了加速车辆所施加的牵引力；
[0009] -根据车辆的总重量增加和/或减小用于制动车辆的制动力。
[0010] 从作用到车辆上的牵引力中产生车辆的加速度。制动力至少在制动过程开始和结 束时随时间改变。制动力的随时间改变根据车辆的所确定的总重量来进行。在此，制动力 尤其是增加和/或减小为，使得不超出针对急冲预设的极限值。
[0011] 车辆的总重量是车辆在确定时间点的总重量乘以当地的重力加速度。总重量由车 辆的空重和负载重量组成。加速度可任意预设。
[0012] 当然，在确定总重量时能够考虑其它参数。因此，根据本发明的第一改进方案，确 定车辆的取决于作用到车辆上的外力的总重量。这尤其是作用到车辆上的重力和/或作用 到车辆上的摩擦力。外力也能够被称为外加力。
[0013] 作用到车辆上的力尤其包括作用到车辆上的坡度阻力（Hangabtriebskraft)。如 果车辆处于斜面上，那么为了车辆的预设的加速度在上坡时施加以坡度阻力增大的力或者 在下坡时施加以坡度阻力减小的力。摩擦力例如是作用到车辆上的滚动摩擦力和/或作用 到车辆上的流动阻力。
[0014] 滚动摩擦力例如在车辆的车轮和车辆在其上运动的轨道之间产生。特别地，在转 弯行驶或者弯道行驶时该滚动摩擦力提高，因为车辆的一个或多个弯道外侧的车辆的车轮 凸缘会冲击铁轨的弯道外侧的轨道的侧沿，车辆在所述铁轨上运动经过弯道。即使在直的 路段中车辆的车轮的车轮凸缘也会冲击车辆的铁轨的轨道的侧沿，尤其是当车辆强烈地左 右晃动时如此。不仅坡度阻力而且滚动摩擦取决于车辆的总重量。而车辆的流动阻力取决 于车辆相对于围绕车辆的空气的速度。所述流动阻力与车辆的总重量无关。
[0015] 为了确定坡度阻力和/或滚动摩擦，轨道车辆例如具有GPS接收器，以便确定轨道 车辆的位置。在车辆的存储器中存储有具有倾斜角和/或弯道半径的路段数据。除此之外， 车辆还具有用于评估路段数据的计算机单元。替选地，为了确定斜率也能够预设斜率传感 器，和/或为了确定弯道的半径预设横向加速度传感器。
[0016] 如果车辆从静止开始加速，那么首先必须克服起步力。在改进方案中，为了确定车 辆的总重量，确定在从车辆静止起的加速过程中为了加速而施加的牵引力，尤其是在已克 服起步力之后、例如在车辆已经超出预设的最低速度、例如2km/h之后。为了加速而施加的 牵引力的确定例如在达到或者超出预设的最高速度时或者在预设的加速持续时间之后结 束。对此的典型的时间窗例如为3. 5s。如果车辆的门在静止时打开，那么根据改进方案在 每次从静止重新加速的过程中重复该过程。由此可行的是，改变车辆的负载。如果门保持 关闭，那么车辆的负载通常不改变。
[0017] 尤其是根据车辆的驱动马达所输出的马达转矩来确定为了车辆的加速而施加的 牵引力。驱动马达的驱动转矩例如可根据其马达电流来读取。替选地，为了车辆加速而施 加的牵引力通过车辆的操纵杆的位置来预设。加速本身能够根据转速传感器的信号的速度 变化在车辆的行走机构上进行。
[0018] 如果车辆的总重量超出预设的阈值，那么能够发出信号、尤其是将其发给车辆驾 驶员。此外，如果车辆的空重是已知的，那么能够借助于瞬时的总重量来计算负载的重量并 且必要时进行发送。根据负载可估计所运送的乘客的数量并且必要时进行发送。空重要 么是预设的要么在空车状态中、例如在从仓库驶出时根据本发明来确定并且存储在存储器 中。
[0019] 在车辆的制动过程开始和/或结束时，用于制动车辆的制动力根据车辆的总重量 随着时间升高和/或降低，其中制动力随时间的变化位于预设的、恒定大小的区间中，所述 区间具有最大值和与最大值成比例的最小值作为区间限制，其中最大值随着车辆的总重量 的提高而增加。最大值和最小值的间距是预设的。区间的位置取决于车辆的总重量。
[0020] 目的是，将用于制动车辆的制动力随时间的变化选择为，使得急冲（Ruck)、即作用 于乘客的加速度随时间的变化近似恒定地保持在所允许的最大值上、即例如保持在I. 4m/ S3和1.5m/s 3之间的预设的区间中。该预设的区间的最小值在此大于零，最大值例如取自 规定。
[0021] 在改进方案中，制动力随着时间在制动过程期间近似线性地提高和/或降低。制 动力的关于时间所绘制的直线的斜率基本上与车辆的瞬时的总重量成比例。所述直线的斜 率尤其在每次制动之前或者在每次确定车辆的总重量之后、即尤其在车辆的总重量改变之 后重新计算。
[0022] 为了实施根据本发明的方法，根据本发明的车辆、尤其是客运短途交通的轨道车 辆包括计算机单元，所述计算机单元适合于并且相应地设计用于根据轨道车辆的任意的、 预设的加速度和为了加速轨道车辆而施加的牵引力计算轨道车辆的瞬时的总重量。除此之 夕卜，计算机单元适合用于根据轨道车辆的总重量计算用于制动车辆的制动力、尤其是制动 力随时间的变化（制动力的增加和/或减小和相应地伴随其的制动力提高和/或制动力降 低）。轨道车辆的制动设施相应地适合于根据由计算机单元计算出的、轨道车辆的瞬时的总 重量来制动轨道车辆并且为此施加由计算机单元计算出的制动力、尤其是执行由计算机单 元计算出的、制动力的随时间的增加和/或减小。
[0023] 本发明允许大量的实施方式。借助下述设计方案示例来详细阐述本发明。
【具体实施方式】
[0024] 车辆的瞬时加速度a与预设的最小速度Vniin从下式得出：
【主权项】
1. 一种用于运行车辆的方法，其特征在于所述方法具有下述方法步骤： -根据下述参数来确定所述车辆的总重量： _车辆的加速度，和 -为了加速所述车辆而施加的牵引力； -根据所述车辆的总重量增加和/或减小用于制动所述车辆的制动力。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下述参数来确定所述车辆的所述总 重量： _作用到所述车辆上的外力。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据下述参数来确定所述车辆的所述总 重量： -作用到所述车辆上的重力，和/或 -作用到所述车辆上的摩擦力。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述车辆的当前的 总重量，所述车辆的空重是已知的并且当前的负载mzul根据下述公式来计算：
?其中加速度为a，牵引力 为Fz，转动重量占所述车辆的所述空重的已知的份额为kMt，所述车辆的瞬时速度为V，路段 的倾斜角为a，重力为g和已知的车辆特定的行驶阻力常数为匕至1^3。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，用于制动所述车辆的制动力 的增加和/或减小根据下述公式来进行：
中所述车辆的已知的所述空重为 ，所述转动重量占所述车辆的所述空重的已知的所述份额为kMt，当前的所述负载为mzul (hi 和预设的急冲极限值为^^
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在从所述车辆静止起的加速 过程中确定车辆的当前的总重量。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述车辆的操纵杆的位 置推导出对为了加速所述车辆而施加的所述牵引力的确定。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述车辆的马达的马达 电流确定为了加速所述车辆而施加的所述牵引力。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在超出用于所述车辆的预设 的总重量的预设的阈值时发出信号。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，为了根据所述车辆的总重 量制动所述车辆，所述制动力随着时间线性地增加或者降低，其中斜率与所述车辆的所述 总重量成比例。
11. 一种用于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的客运短途交通的轨道车 辆，其特征在于，所述轨道车辆具有计算机单元，所述计算机单元适合于根据所述轨道车辆 的加速度和为了加速所述轨道车辆而施加的牵引力来计算所述轨道车辆的总重量，并且所 述计算机单元适合于根据所述车辆的所述总重量计算用于制动所述车辆的制动力的增加 和/或减小。
【专利摘要】本发明涉及一种车辆和一种用于运行车辆的方法，其中首先根据为了加速车辆而施加的牵引力来确定车辆的瞬时总重量，并且根据所确定的车辆的瞬时总重量进行对车辆的制动。
【IPC分类】B60T8-18, B60T8-172
【公开号】CN104619562
【申请号】CN201380047832
【发明人】费迪南德·巴茨, 丹尼尔·斯特姆
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年9月9日
【公告号】DE102012216315A1, EP2872368A1, US20150251640, WO2014040949A1