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车辆车体的位置调整系统.pdf

  • 上传人:32
  • 文档编号:1009036
  • 上传时间:2018-03-25
  • 格式:PDF
  • 页数:21
  • 大小:1.11MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN02826489.4

    申请日:

    2002.11.12

    公开号:

    CN1610621A

    公开日:

    2005.04.27

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    未缴年费专利权终止IPC(主分类):B60G 17/015申请日:20021112授权公告日:20090617终止日期:20131112|||授权|||实质审查的生效|||公开

    IPC分类号:

    B60G17/015; B61F5/22

    主分类号:

    B60G17/015; B61F5/22

    申请人:

    勃姆巴迪尔运输有限公司;

    发明人:

    拉尔夫·施特赖特尔

    地址:

    德国柏林

    优先权:

    2001.11.23 DE 10157368.5

    专利代理机构:

    中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

    代理人:

    张兆东

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    内容摘要

    本发明涉及轨道引导的车辆特别是铁路车辆的车体(1)相对于至少一个车辆底架(5)的位置调整系统,其中测定车体(1)横向于车体纵轴线的横向加速度并且根据测得的横向加速度调整车体(1)相对于至少一个底架(5)的横向位置。测定沿横向于车体纵轴线的一第一横向方向的车体(1)的第一横向加速度和沿横向于车体纵轴线和横向于第一横向方向的一第二横向方向的车体(1)的第二横向加速度。

    权利要求书

    1: 用于对轨道引导的车辆特别是铁路车辆的车体(1)相对于至少一 个车辆底架(5)进行位置调整的装置,其包括至少一个致动器(7)用 以调整车体(1)相对于底架(5)横向于车体纵轴线的横向位置、一横 向加速度测量装置用以测定车体(1)的横向加速度和一调整装置(20) 用以根据测得的车体(1)的横向加速度调整车体(1)的相对的横向位 置,其中,横向加速度测量装置与调整装置(20)相连接而调整装置(20) 与致动器(7)相连接,其特征在于,横向加速度测量装置具有用以测定 车体(1)的横向加速度的一第一横向加速度传感器,其测定沿横向于车 体纵轴线的一第一横向方向的横向加速度,并且,该横向加速度测量装 置具有用以测定车体(1)的横向加速度的一第二横向加速度传感器,其 测定沿横向于车体纵轴线和横向于第一横向方向的一第二横向方向的横 向加速度。
    2: 按照权利要求1所述的装置,包括至少两个横向加速度测量装置, 用于在沿车体(1)的纵向方向的不同的位置测定横向加速度。
    3: 按照权利要求1或2所述的装置,包括一位置测量装置用以测定 车体(1)相对于所述至少一个底架(5)的位置,其中所述位置测量装 置具有用以测定关于横向于车体纵轴线的运动的两个自由度的相对位置 的装置。
    4: 按照权利要求3所述的装置,其中,所述位置测量装置具有用以 测定车体(1)的相对的横向位置的一第一横向位置传感器,其测定沿横 向于车体纵轴线的一第一横向方向的横向位置,并且,所述位置测量装 置具有用以测定车体(1)的相对的横向位置的一第二横向位置传感器, 其测定沿横向于车体纵轴线和横向于第一横向方向的第二横向方向的横 向位置。
    5: 按照权利要求3或4所述的装置,包括至少两个位置测量装置, 用于在沿车体(1)的纵向方向的不同的位置和/或不同的区域内测定相 对的位置。
    6: 按照权利要求1至5之一项所述的装置,其中,所述至少一个致 动器(7)具有一液压气动的装置,其包括: 一容器(51),其具有分隔一含气体的室(53)和一含液体的室(55) 的膜片(57),以及 一节流阀(63),其节制从和/或向一贮存容器中流入和/或流出含液 体的室(55)的容积流量。
    7: 按照权利要求1至6之一项所述的装置,其中,此装置具有一第 一致动器(7)和一第二致动器(7),各致动器定位和设置成使它们沿一 共同的横向方向可以改变车厢(1)的横向位置,并且各致动器(7)分 别通过施加一工作压力可以相互反作用地操作,并且,此装置具有一用 于调整和/或限制工作压力总和的装置。
    8: 用于对轨道引导的车辆特别是铁路车辆的车体(1)相对于至少一 个车辆底架(5)进行位置调整的方法,其中 测定车体(1)横向于车体纵轴线的横向加速度,并且 根据测得的横向加速度调整车体(1)相对于所述至少一个底架(5) 的横向位置, 其特征在于,测定沿横向于车体纵轴线的一第一横向方向的车体(1) 的第一横向加速度和沿横向于车体纵轴线和横向于第一横向方向的一第 二横向方向的车体(1)的第二横向加速度。
    9: 按照权利要求8所述的方法,其中,构成车体(1)的第一和/或 第二横向加速度的第二和/或至少一个较高的时间导数,并且依此调整车 体(1)的横向位置。
    10: 按照权利要求8或9所述的方法,其中,对沿车体(1)的纵向 方向的至少两个不同的位置和/或区域测定车体(1)的第一和/或第二横 向加速度,并依此在沿车体(1)的纵向方向的两个不同的位置调整车体 (1)的相对的横向位置。
    11: 按照权利要求10所述的方法,其中,由在至少两个不同的位置 测得的车体(1)的横向加速度值算出车体(1)绕垂直轴线的回转加速 度。
    12: 按照权利要求10或11所述的方法,其中,由在至少两个不同的 位置和/或区域测得的车体(1)的横向加速度值算出车体(1)绕垂直轴 线的回转加速度的第一和/或至少一个较高阶的时间导数,并依此在沿车 体(1)的纵向方向的两个不同的位置调整相对的横向位置。
    13: 按照权利要求8至12之一项所述的方法,其中,对于车体(1) 的相对的横向位置,考虑频率范围,并且作用以小于或等于10Hz特别 是小于或等于7Hz的频率。
    14: 按照权利要求8至13之一项所述的方法,其中,对于车体(1) 的横向位置,考虑频率范围,并且作用以小于或等于4Hz特别是小于或 等于2Hz的频率,并且,在一具有较高频率的频率范围内评价车体(1) 的横向加速度并在调整相对的横向位置时加以考虑。
    15: 按照权利要求8至14之一项所述的方法,其中,在确定用于调 整车体(1)的相对的横向位置的调整量时考虑车体(1)的运动特性的 至少一个特征值,特别是激发车体(1)的振动的一个特征值,并且,通 过对测量值的多次评价和通过车体(1)的运动特性的时间的外推而算出 车体(1)的可能的以后的运动状态并在确定调整量时加以考虑。

    说明书


    车辆车体的位置调整系统

        本发明涉及一种用于对轨道引导的车辆特别是铁路车辆的车体相对于至少一个车辆底架进行位置调整的装置和方法。

        在铁路车辆运行过程中,特别是轨道对齐及轨道位置的不精确度和误差会产生不希望的横向运动,其特别使乘客感到不适。在具有传统的被动的弹簧与阻尼系统的底架中这在转弯行驶时导致舒适性的进一步恶化,因为车体横向于行驶方向或其纵向方向向外偏移并因此横向弹簧在一个范围内以较高的弹簧刚度工作。

        为了克服纯被动的装置的这种缺点,而提出了自动地可调整的系统,其抵制横向偏移。已知的位置调整装置,其设置在底架与车体之间,在轨道弯曲处行驶时对车体施加一横向作用力,该力相对于底架向中间位置的方向推动车体。借此在相当大程度上避免再使用横向弹簧的完全的弹簧位移和侧面的缓冲元件的挡块,后者限制供使用的横向位移。为了达到底架与车体之间的连接的高的横向弹性,采用例如具有高弹性的气动的致动器作为调整装置。在这里不利的是结构体积很大。

        由DE-OS 20 40 922已知,调整一车体相对于两沿行驶方向在端面设置的底架的位置。其中各横向加速度传感器在车体的各端部检测产生的横向加速度值并且各致动器据此控制车体相对于底架的位置。

        本发明的目的是,提高行驶舒适性。

        本发明基于这样的见解,即,为了实现高的行驶舒适性,只在一单独的方向检测车体的横向加速度并据此调整车体相对于一底架的横向位置是不够的。当车体例如由于轨道位置干扰经历一沿大致水平方向的横向加速度时,在大多情况下同时激起车体的摇摆运动,亦即绕车体的大致指向行驶方向的纵轴线的转动。通常,构成使车体横向于其纵轴线的运动具有多于一个自由度。如果只在一个横向方向检测加速度,则在其他的横向方向感受到干扰的加速运动不可能作为检测的横向方向加以补偿。

        此外,由于车体向相对于底架的中间位置的复位可能激起附加的摇摆运动,特别是振动。这对于通常的情况,即用于调整车体的横向位置的致动器设置在车体底面的下方并从而远在车体重心的下方的情况尤其如此。

        在已知的只沿一个横向方向测量横向加速度的系统中,不可能自动地配合于这样的感受到特别干扰的频率范围,因为在这种情况下可能正好共振地激起上述的摇摆运动。如果没有关于摇摆运动的信息可供使用,则只保持完全不能配合于临界的频率范围的可能性。目前,可以自动配合的频率范围明显地低于1Hz。

        除摇摆运动—振动以外也可能产生其他的振动,特别是在大致水平的方向,和/或回转运动—振动,亦即绕车体的垂直轴线。已知在一确定的频率范围内,通常约3Hz的振动,车体内的人员感到特别不适,而较大的和/或较小的频率的振动并不感受到同步的不适干扰。本发明的另一见解是,当产生沿不同的方向的振动和/或绕不同的轴线的回转振动并且这些振动具有不同的频率时,将感到特别不适。根据本发明可以衰减和/或避免具有这样干扰的频率和/或频率组合的振动。

        在本发明中,通过测定至少沿两个横向于车体纵轴线的不同方向的横向加速度而能够实现较高的行驶舒适性。例如测定沿第一横向方向的横向加速度,其在车辆的无干扰的径直行驶时位于水平方向,并且还测定沿大致与其垂直的第二横向方向的横向加速度。可以采用的横向加速度传感器是已知的。其特别测定绝对的横向加速度。所谓“绝对的”被理解为,测定关于惯性系的横向加速度。不一定必要测定加速度的全部分量。

        特别是可以直接确定摇摆运动的激发。此外,对车体的运动状态的很精确的了解能够进行超前的亦即以后情况的外推计算。

        在本发明方法的一优选的实施形式中,还在确定用于调整车体的相对位置的调整量时考虑车体的运动特性的至少一个特征值,特别是激发车体振动的一个特征值,和/或通过测量值的多次评价并且通过车体的运动特性的时间的外推而算出一可能的将来的车体的运动状态并在确定调整量考虑之。关于车体的运动特性的信息的考虑,虽然以一次测定和关于运动特性的至少一个特征值(例如一静态的或动态的)的输入为前提,但能够取得高的行驶舒适性。所谓特征值也被理解为用于一种调整算法的一个参数,借其考虑运动特性,特别是不同的振动运动的耦合。关于摇摆运动的激发实验和模拟已表明,采用一个或多个致动器是足够的,其只在一个横向方向,例如在无干扰的径直行驶时的水平方向可以调整车体的相对位置。按照本发明的调整可以避免绕车体纵轴线的振动运动的激发,例如通过在大致水平方向的横向位置的相应的多次的调整。特别是避免横向位置关于频率和/或振幅的变化,否则其可能激起车体的共振。

        在方法的一个实施形式中,对于车体的相对的横向位置,考虑频率范围,并且使受小于或等于10Hz,特别是小于或等于7Hz频率的影响。借此避免还要高的频率范围,在后一频率范围内存在降低底架的平静的运行特性的危险。此外,由此可节省相对于较高频率的调整的能量。

        优选地,对于车体的横向位置,考虑频率范围,并且使受小于或等于4Hz,特别是小于或等于2Hz频率的影响,并且在一具有较高频率的频率范围内评价车体的横向加速度并在调整相对横向位置时加以考虑。这对在横向方向、特别是由于驶入弯道引起的车体偏移与已知的解法相比能够作出快速的反应。通过在一较高的频率范围内的横向加速度的考虑可以避免在该较高的频率范围内的高的振幅。特别是该频率范围是这样的一个范围,在该范围内振动例如按ISO标准被分类为特别干扰的或不符合要求的。为了考虑或评价横向位置和横向加速度,频率范围的分隔使得不仅在振动的避免/衰减方面而且在横向位置的调整方面能够取得一稳定的调整。

        在一实施形式中,对沿车体的纵向方向的至少两个不同的位置和/或区域测定车体的横向加速度并据此在沿车体的纵向方向的两不同的位置调整车体的相对横向位置。这特别能够调整车体绕一垂直轴线(例如一沿垂直方向延伸的轴线)的回转运动(偏斜运动)。为此由在至少两个不同的位置测得的车体的横向加速度值算出车体绕垂直轴线的回转加速度并在调整车体的相对横向位置加以考虑。借此还提高行驶舒适性。

        特别优选地,构成车体的横向加速度的第二和/或至少一较高的时间导数,并且依此调整车体的横向位置。车体的横向加速度本身及其第一导数不大适用于横向位置的调整,因为在转变行驶时由于轨道引导不仅出现时间上不变的横向加速度而且出现时间上不变的第一导数。尽管如此也有可能特别是在转弯行驶以外也可采用横向加速度和/或其第一导数。

        相应地,为了调整车体的偏斜运动,优选由在车体的纵向方向的至少两个不同的位置和/或区域测得的车体的横向加速度值算出车体绕垂直轴线的回转加速度的第一和/或至少一个较高的时间导数,并依此在沿车体的纵向方向的两个不同的位置调整相对的横向位置。

        根据为调整车身的横向位置算出调整量,由于调整技术的原因可能有利的是,分别采用还要高一阶的导数。例如调整量可以是一液压阀的容积流量,其控制流入和/或流出一液压调整装置的液压用流体的流量。在这种情况下,一不变的容积流量相应于相对的横向位置的持续的变化。因此调整装置显示一综合的特性,其合乎目的地在调整的同时应当加以考虑。

        特别地,车体相对于至少一个底架的横向位置对于车辆的径直行驶具有一中间位置。不一定非要使车体在转弯行驶时复位到中间位置。调整可以例如确定,完全复位对于行驶舒适性并不是有利的。也可以具有避免完全复位的期望值,以便节省用于调整工作的能量。

        因为调整,其快速反应和/或衰减和/或防止振动,横向弹簧可以设计成总体上是很软的,这是因为减小了碰撞终端挡块(其限制可能的横向位移)的危险。车体与底架之间的垂直弹簧在许多情况下也部分地实现一横向弹簧的功能。车体与底架之间的空气弹簧用于车体与底架之间的垂直弹簧是特别舒适的,但以很小的弹簧力贡献于横向弹簧。因此这样的调整的优点在于,软的空气弹簧也可以应用于车体与底架之间的垂直弹簧。反过来,调整因此必须不大经常地和/或不大强地反应到触发的干扰或冲击上。

        用于调整车体与底架之间的相对的横向位置的致动器具有例如一液压气动的装置,其包括一容器和一节流阀,该容器具有一分隔含气体的室与含液体的室的膜片,该节流阀节制从和/或向贮存容器中流入和/或流出含液体的室的容积流量。这样的致动器可以用作沿横向方向的冲击的减振弹簧装置,其经由底架引入。

        在有些情况下,所期望的是,不只采用一个用于调整车体的相对的横向位置的致动器,例如在有些情况下由于设计技术的原因只将致动器设置成使其在操作时在车体与底架之间产生一转矩。因此建议,一用于调整相对的横向位置的装置具有第一致动器和第二致动器,其中各致动器这样定位和设置,即,使它们可以在一共同的横向方向改变车体的横向位置,并且各致动器分别通过施加工作压力可以相互反作用地操作,并且该装置具有用于调整和/或限制工作压力总和的装置。

        除上述绝对的横向加速度的测定以外,建议还测定车体相对于底架或各底架的位置。特别是用于调整相对的横向位置的装置可以具有用以测定车体相对于至少一个底架的位置的一位置测量装置,其中该位置测量装置具有用以测定关于横向于车体纵轴线的运动的两个自由度的相对位置的装置。

        特别地,位置测量装置可以具有用以测定车体的相对的横向位置的第一横向位置传感器,其测定沿横向于车体纵轴线的第一横向方向的横向位置,并且该位置测定装置可以具有用以测定车体的相对的横向位置的第二横向位置传感器,其测定沿横向于车体纵轴线和横向于第一横向方向的第二横向方向的横向位置。

        此外所述装置具有至少两个位置测量装置,用于测定在沿车体纵轴线的纵向方向的不同的位置或不同的区域内的相对位置。

        还建议通过一快速作用的硬件和一智能的软件的组合彼此独立地降低在车体上产生的横向加速度和回转加速度,其中可以采用共同的调整机构以调整横向位置。

        本发明的特别的特点在于匹配于硬件结构的调整,该调整考虑回转运动与横向运动之间的耦合并且按这种方式能够进行关于车体横向加速度和车体在其重心的横向偏移的最小化的横向运动的调整以及达到回转运动的稳定化。不考虑横向运动与回转运动的耦合,其特别是由于结构上的情况造成所采用的横向致动器并不向车体重心的方向作用,一在横向运动舒适性和在这里特别是ISO规范2631的较高的频率的意义上的调整必定导致摇摆运动的激发,而不可能有稳定的调整。

        以下提出的调整结构的优点是,不仅可以沿横向方向对中车体和可以使车体横向加速度减至最小,而且可使车体的摇摆运动稳定。此外,可以影响车体的回转运动。概括地,可以示例性地列举以下有利的特性或目的。

        —车体的横向偏移的低频的调整;

        —车体横向加速度的与其对比较高频率的调整;

        —车体的摇摆运动的稳定化;

        —车体绕一垂直轴线的回转运动的低频的调整;

        —车体上回转加速度的与其对比较高频率的调整。

        以下示例性地参照附图进一步说明本发明。附图的各个图示意性地表示:

        图1用弹簧固定在一底架上的车厢的前视图;

        图2按图1在触发一横向干扰以后的车厢;

        图3按图2的视图,其中为了清楚起见省略一部分;

        图4车辆的俯视图,包括两个底架和分别设有两个对抗作用的横向致动器;

        图5按图4的设置的功能视图;

        图6在一底架与车厢之间的液压气动的致动器的功能视图;

        图7用于调整车厢的横向位置的调整原理线路图。

        附图中同样的和功能相同的部分标以相同的标记。

        图1中示出一具有一车厢1和一底架5的铁路车辆。底架5具有两个车轮6。底架5与车厢1经由一右侧的和一左侧的次级弹簧元件(Sekundrfederelement)4例如空气弹簧相连接,后者用于首先沿垂直方向的冲击的减振和衰减。该空气弹簧具有沿横向方向虽然不大的横向弹簧刚度,其仍可确保系统的应急特性。在底架5上安装一向上延伸的固定件67。在车厢1上安装一向下延伸的固定件65。在固定件65、67之间设置一致动器7,借其可以调整固定件65、67并从而车厢1和底架5的相对的横向位置。

        图5a和5b以连接图的方式示意地示出车厢1在底架5上和底架5在轨道9上的连接的机械模型的各部件。关于底架5在轨道9上的连接不更详细地进一步讨论。对实际上的致动器7串联一弹簧元件7’,其刚度相当于各次级弹簧元件4沿横向方向的刚度。用标记8和15标明用于衰减车厢1与底架5之间的冲击的阻尼元件。致动器7和弹簧元件7’按图5a在一端固定的车厢1上而以另一端固定在底架5上;但它们也可以以机械串联连接的方式构成在底架5与车厢1之间。为了使各作用的致动器力对称,按图4各底架5设有两个镜面对称设置的、横向于车厢纵轴线的致动器7,以便使无力矩的力作用在沿垂直方向定向的固定件65上。

        图2和3示出,一由行驶的轨道9经由底架5激起的横向干扰以及自动触发的致动器运动不仅引起车厢1的横向偏移而且引起车厢1的摇摆运动和也可能引起其回转运动。为了用传感器检测由此跟随的车厢1及其重心(或一在纵轴线上通过重心的一点2)的状态除了各横向位置传感器和垂直位置传感器(未用图示出)还使用各横向加速度传感器30。各横向位置加速度传感器可以安装在致动器7上或其中并且检测车厢1在其底面的区域内相对于所属的底架5的横向位置。在每一底架5上各一个横向位置传感器是足够的。优选在两车厢末端的区域内或分别在一车厢末端右边和左边在两车厢纵向侧壁上设置各一对垂直位置传感器并且分别朝行驶方向在右边和左边检测在车厢1与相应配置的底架5之间的垂直距离。各垂直位置传感器也可以结合于各次级弹簧元件4中或与其协同操作。

        两个横向加速度传感器30设置在各纵向侧面的车厢末端的区域内,并且检测车辆运行中产生的车厢1的横向加速度。

        沿横向方向固定各致动器7,其可以自动调整车厢1相对的横向位置并且可以由计算机20控制。这些致动器7如图5a和5b中所示分别具有弹性的和缓冲的特性并这样连接到相应的底架5上。按这种方式来自轨道的横向干扰柔和地传入车厢中。为了提高行驶舒适性各致动器7于是产生调整力以调整横向位置,其由调整软件预先确定。

        各致动器7特别是液压气动的致动器,如图6中例如示出一单独的致动器7。致动器7具有一容器51包括其中设置的膜片57。膜片57将容器51分成一含气体的气体室和一含液压液体的液体室。液体室55经由一节流阀63与压力室61和一液体接头60相连通。通过液体接头60可以经由一未示出的阀将液压液体受控地输入致动器7或从其中输出。节流阀63形成一流动阻力,从而致动器7具有缓冲的特性。根据压力室61中的液体压力经由活塞59和作用于固定件67上的活塞杆58调整车厢1与底架5之间的相对的横向位置。

        如图4中所示,在每一底架5设有两个对抗作用的相同的致动器7。在分别在两致动器7的压力室61中相同的压力时作用到各活塞59上的各力相互抵消。因此通过引起的压力差改变相对的横向位置。为了防止致动器7的损伤或破坏,同一底架5的两致动器7的两压力室61的压力总和限定在一最大值上。

        但在一可供选择的实施形式中每一底架只设置一个致动器7或多个不相对作用的致动器7。

        以下描述一传感器的实例。其应该测定下列参数:

        —在重心的惯性的亦即绝对的车厢的横向加速度和回转加速度以及

        —车厢相对于两转向架的横向偏移及其相对的回转角和摇摆角。

        由于车厢重心的横向偏移的直接测定并不是可以实行的,故使用其他的测量值(参见图2和图3)。

        为此,第一步,根据各致动器(各致动器中分别设有一个位移传感器)的相对的横向偏移yr-v和yr-h,算出车厢关于前面的(v)和后面的(h)底架的相对的回转角ψr:

        ψr=yr_v-yr_hlv+lh]]>

        其中lv和lh为各致动器沿纵向方向离重心的距离。

        与此类似,回转加速度可以借助于车厢上的两横向加速度传感器确定。利用两点的各擞值的相应的第二时间导数算出:

        ψ··=y··v-y··hlv+lh]]>

        第二步,根据各次级弹簧元件上的垂直相对位置zr并考虑到各位移传感器的横向间距lq-v确定相对的摇摆角w。下标vr和vl表示“前端右面”和“前端左面”:

        w=zr_vr-zr_vllq_v]]>

        通过在后面的转向架上附加的垂直的位移传感器可以复核该测定。

        接着,根据各致动器的相对偏移和两先前确定的相对的摇摆角和回转角算出车厢的相对的横向位置yr(图7):

        yr=yr_v+yr_h2-zw-ψrlv-lh2]]>

        其中z为右面和左面的垂直的相对位置的算术平均值。

        可以用类似的考虑来检测车厢横向加速度。两个在车厢上固定的横向加速度传感器提供车厢重心的横向加速度,只要其消除由车厢的摇摆角和摇摆及回转加速度产生的分量即可。

        为此,首先通过在车厢上固定的各垂直加速度传感器测定绝对的摇摆加速度。在车厢的后面的部分上各垂直加速度传感器可以支持该测定。

        此外考虑到,重力加速度经由车厢的绝对的摇摆角向在车厢上测定的横向加速度提供一分量,由此可以在近似绝对摇摆角的情况下通过一低通滤波器过滤过的相对摇摆角来确定车厢横向加速度。

        并且每一致动器设置一个压力传感器,以便就各致动器中的压力总和方面调整每一底架的两相对作用的致动器。

        利用所述的传感器可以实现车厢的横向位置调整。这种调整的目的是,将横向位置调整成使其不激发摇摆运动。

        图7中示例性示出横向位置调整的操作。

        由于不可能采用不变的横向加速度,同样也不可能采用转弯时产生的几乎不变的横向加速度的第一导数,因此必须采用横向加速度调整的信号,其包括或者由其取得车厢重心的横向加速度的第二时间导数和/或至少一个较高的时间导数。

        优选通过车厢重心的横向加速度的至少两个不同的导数的应用实现用于使摇摆运动稳定的超前的计算。特别是借助于一调整技术的滤波器确定这些导数信号,该滤波器的阶数大于最大所应用的导数阶的阶数。过滤的阶数特别通过车厢对振动的可激发性确定并根据例如由调整所考虑的频率范围接近位于可以激发振动的频率范围。所考虑的范围越接近位于激发范围,并越容易激起振动,则过滤的阶数应该越高。

        可以类似地处理回转加速度的调整。如果直接控制一具有综合(积分的)作用的致动器,回转加速度调整优选不采用回转加速度本身。因此建议,将车厢重心的绝对的回转加速度的第一导数用于调整。

        在有些实际情况下,对于回转运动,不需要类似于横向加速度的超前的特性,并且因此不必考虑回转加速度的其他的较高的时间导数。在铁路车辆中,这就在于,由于调整而不存在激发车厢振动的危险。因此较小阶数的滤波器是足够的。然而可以任选地采用较高的导数阶,其符合具有较高的阶数的滤波器。

        关于车厢重心的横向偏移和车厢的回转角相对于转向架的位置调整,可以利用一致动器的综合的(积分的)作用并因此只应用一P分量(比例的)和一D分量(微分的),后者在必要时经由一至少第2阶的低通滤波器实现。必要时可以应用一积分分量,但其优选只占调整器输出信号的典型的较小的十分之一的分量。

        将这样算出的调整器输出信号在考虑到几何比例的情况下分配给在车厢上几乎在端面沿纵向方向设置的各致动器。在可液压操纵的各致动器中算出和调整对于车厢上至少一个致动器前面的(Qv)和一个致动器后面的(Qh)的液压液体的容积流量,后者按照正负号从致动器看应该流入或流出。如果两致动器分别相对作用地设置,则求得的调整信号以不同的正负号分配给右边的和左边的致动器。

        可能需要的是,不必保持相对的车厢横向位置不变,而应即使在转弯行驶时也使各致动器处于其中间位置。按这种方式总是全部的致动器位移可供使用,以便可以调整动力的横向干扰。在这种情况下一用于车厢横向位置的额定信号这样算出,即使其确保这种情况。其中决定性是由转弯行驶不变地产生的车厢摇摆角。通过换算可将其算出。

        该额定信号,如还要借助于图7描述的那样,经过低频滤波和处理而不影响横向加速度的调整、导出的一支路。按这种方式将额定信号处理成使低频对加速度调整没有负面影响。

        相对作用的各致动器的总压力调整(如上所述)可以用加法附加到图7中所示的调整结构中。在这种情况下将求得的两分别相对作用的各致动器的总压力用于调整。如果总压力超过或低于一额定值,则将例如需要的用于两致动器的油容积流量同向地减少或增加一与偏差成比例的分量。总压力向上的限定防止致动器的破坏。向下的限定确保一稳定的调整,使其不由于各致动器的特性特别是阻尼特性的变化而稳定之。

        特别是,车厢重心2的额定横向位置作为由摇摆角w与重心2离致动器7在固定件65上的作用点的间距h的滤波的乘积而确定(图3)。

        在图7中的上面的方块70的左边开始调整支路,其用于产生车厢重心沿横向方向的相对位置的额定值yrs。为此采用摇摆角w作为输入值。例如在一转弯行驶时致动器应当处于或保持其中间位置,以便在中间位置的两侧全部的致动器位移可供使用。

        由此取得的各信息被处理成容积流量控制信号,即,用于前面的底架5的液压致动器7的Qv和用于后面的底架5的液压致动器7的Qh,其中这些控制信号控制各液压阀,后者连接于一个或多个包含液压液体的贮存容器与各致动器7之间的供应管道中。

        作为另一输入值,将车厢横向加速度输给一电滤波器81。滤波器81对于求得的或导出的横向加速度振动的较高频率的分量和低频的分量均提供调整器输出信号的很小的分量,优选比10%小很多。借此特别可衰减和/或防止这样的振动—其位于中等的频率范围的中间(通常3-5Hz)并且被感受到特别干扰的或作为这样定义的或规范化的。此外,按这种方式可以节省用于调整调整机构(各致动器)的能量,因为在一较窄的频率范围内工作的调整需要不多的能量,并且另一方面确保在该频率范围内的有效的调整干预,在该频率范围内预期对舒适性有最强的负面影响。

        在方块70的左边部分内开始的调整支路具有一用标记71标明的乘法器,其将输入信号摇摆角w与数值h相乘。h为图3中所示的致动器与车厢重心2之间的间距。乘法器71的输出信号送给一调整元件73,其是可调的。可调整成使该调整支路没有任何作用,亦即特别是在转弯行驶时不发生由于离心力引起的车厢与底架之间的相对位置的变化的复位。但也可以调整成使这样的复位是可能的或该调整支路是有效的。调整元件73的输出信号输给一低通滤波器75。低通滤波器75的功能是,基本上只有缓慢的亦即车厢的摇摆运动的低频分量可用于调整。例如低通滤波器75的一截断极限调整到0.1与0.5Hz之间的值。在低通滤波器75的输出端额定信号yrs可供车厢的相对位置使用。在一差值元件89内将额定信号yrs与测定的值yr对比。

        差值信号输给两电滤波器77和79,其中滤波器77提供低频信号,其与车厢重心的相对位置的额定值的偏差是成比例的并且还比例于差值信号的第一时间导数。滤波器77以比低通滤波器75较高频率工作。其尽可能没有综合的(积分的)作用。滤波器77与滤波器79共同确保车厢的横向位置调整。滤波器77不提供较高频率的信号,特别是大于2Hz的频率的信号。借此确保稳定而可靠的横向位置调整。

        滤波器79具有综合的(积分的)作用。滤波器79如同滤波器77有助于车厢的横向位置调整。但滤波器79的分量与滤波器77相比是很小的并且优选在调整器输出信号上组成少于滤波器77的分量的十分之一。滤波器79的分量适用于在控制液压阀时排除调整偏差。该滤波器也是低频有效的如同滤波器77。滤波器77、79、81的输出信号输给一加法器91并产生一总信号,其又被输给一加法器93和一差值形成元件95。

        如图7的下面的用虚线框起的方块72中所示,将回转加速度信号输给另一滤波器83,其对于求得的回转加速度的较高频率的分量和低频的分量均提供很小的分量(优选小于调整器输出信号的10%)。借此类似于上述的在方块70内的横向位置的调整,调整在中等的、特别干扰的例如3-5Hz范围内的振动。表现出上述的优点。此外,将相应于求得的回转角的信号输给一电滤波器85和一与其并联的滤波器87。滤波器85提供低频的信号,其与相对的车厢回转角是成比例的并且比例于该角的第一时间导数。该滤波器参与车厢的回转位置的调整。在中等的频率范围内,其中滤波器83是特别有效的,或由其不提供任何信号。滤波器87如同滤波器85一样参与车厢的回转位置的调整。该滤波器的分量与滤波器85相比应该是很小的(例如小于10%)并且适用于在控制液压阀时排除调整偏差。滤波器87也是低频有效的,如同滤波器85。

        如同滤波器77、79和81,滤波器83、85、87不应该或尽可能少地在其有效的频率范围内重叠,亦即在它们为调整器输出信号提供有效的分量的频率范围内。

        滤波器83、85和87的输出信号输给一加法器97,其又被输给加法器93和差值形成元件95。

        加法器93发出输出信号Qv。差值形成元件95发出输出信号Qh。

        可选地,分别在加法器91、97与加法器93或差值形成元件95之间设置一放大器,以考虑待控制的车辆的几何情况和质量情况。

        总之实现了:以测量技术上低的费用检测对达到乘车敏感的主要的因素,并在车辆运行过程中实现车厢的稳定而不颠簸的定位。特别是还可以排除车厢上产生的振动,并且在某些情况下避免由其随后激发车厢的摇摆运动。并且,通过摇摆运动和横向运动的结合的考虑,可以使摇摆运动稳定。

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