CN111605535A

CN111605535A - 车辆制动力的监测

Info

Publication number: CN111605535A
Application number: CN201910131820.7A
Authority: CN
Inventors: W.严; L.G.龚
Original assignee: Siemens Mobility Technologies Beijing Co Ltd; Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility Technologies Beijing Co Ltd; Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2020-09-01
Also published as: ES2944888T3; PL3921211T3; EP3921211B1; EP3921211A1; WO2020169737A1

Abstract

本发明涉及一种方法和具有用于实施具有以下方法步骤的方法的车辆控制器的车辆：采集用于调节驱动功率的控制元件的位置；依据所采集的用于调节驱动功率的控制元件的位置来预先给定加速度值；采集车辆的瞬时加速度值；将所采集的加速度值与预先给定的加速度值进行比较；在确定所采集的加速度值偏离预先给定的加速度值至少预先给定的程度的情况下，推断出未知制动力；将关于未知制动力的信号输出给车辆驾驶员。

Description

车辆制动力的监测

技术领域

本发明涉及一种用于驱动车辆的方法和一种特别是具有弹簧储能制动器的车辆。

背景技术

具有弹簧储能制动器的车辆是众所周知的。因此，弹簧储能制动器用于卡车和公共汽车、但特别是用于有轨车辆。弹簧储能制动器适合作为故障安全制动器，因为借助预先张紧的弹簧施加制动力。为了松开并且保持断开制动器，必须相应地施加抵消弹簧力的力，通常以气动或液压形式。在操作系统故障的情况下、例如在压缩空气系统中发生泄漏的情况下，制动器自动施加并且然后保持闭合。

制动器控制设备确定操作系统中的施加的压力。在压力不足的情况下进行对驾驶员的显示。但是在故障情况下，即使在报告有足够压力的情况下，也可能导致制动器闭合。如果随后抵抗施加的制动器地行驶，可能会对车辆造成严重损坏。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，简单且可靠地识别施加的制动器。

上述技术问题通过本发明来解决。本发明的特征还给出了本发明的扩展和实施。

根据本发明的用于驱动车辆的方法，车辆特别是具有故障安全的制动器、特别是根据弹簧储能原理的制动器，包括以下方法步骤：

-采集用于调节驱动功率的控制元件的位置，

-依据所采集的用于调节驱动功率的控制元件的位置来预先给定加速度值，

-采集车辆的瞬时加速度值；

-将所采集的加速度值与预先给定的加速度值进行比较，

-在确定所采集的加速度值偏离预先给定的加速度值至少预先给定的程度的情况下，推断出未知制动力，

-将关于未知制动力的信号输出给车辆驾驶员。

根据本发明的车辆，特别是轨道车辆、特别是有轨车辆、特别是客运有轨车辆，包括至少一个特别是故障安全的制动器、特别是弹簧储能制动器，以及至少一个车辆控制器，例如以微型计算机或其他类型计算机形式的车辆控制器。车辆控制器根据本发明被设计为用于实施该方法。车辆具有测量值传感器，其用于采集用于调节驱动功率的控制元件的位置以及用于采集车辆的瞬时加速度值。后一种测量值传感器还可以设计为用于采集速度。由此，车辆控制器被设计为用于根据所采集的速度值确定瞬时加速度的值。根据本发明，车辆控制器被设计并且构造为

-用于依据所采集的用于调节驱动功率的控制元件的位置来预先给定加速度值，和

-用于将所采集的加速度值与预先给定的加速度值进行比较，其中，在确定所采集的加速度值偏离预先给定的加速度值至少预先给定的程度的情况下，推断出未知制动力，以及

-用于将关于未知制动力的信号输出给车辆驾驶员。

故障安全的制动器特别地是机械制动器，特别地是弹簧储能制动器。该方法适用于识别施加的弹簧储能制动器，并且因此适用于监测弹簧储能制动器的功能。

如果车辆具有故障安全的制动器，根据本发明的扩展，在确定所采集的加速度值偏离预先给定的加速度值至少预先给定的程度的情况下推断出施加的故障安全的制动器，并且将关于施加的故障安全的制动器的信号输出给车辆驾驶员

用于调节驱动功率的控制元件迄今通常由人类驾驶员操作。在自动驾驶中，该控制元件也可以由扮演驾驶员角色的机器操作。所述控制元件例如是加速器踏板、特别是机动车辆中的加速器踏板，或者是有轨车辆中的驱动杆或驱动制动杆。在这方面，还扩展为，采集有轨车辆的驱动杆的位置。这代表了输出的驱动功率。此外，车辆的瞬时加速度还取决于其他因素，例如当前的车辆重量，其由于载荷可能会经受波动，或者路线状况、即特别是待行驶的上坡或者下坡。此外，法律规定可能会规定最大的加速度。因此，控制元件适用于在预先给定的范围中在考虑其他影响因素的情况下调节车辆的加速度。

除了采集用于调节驱动功率的控制元件的位置之外，还采集瞬时的加速度、至少一个用于加速车辆的值。一方面，这可以通过相应适当的和设计的加速度传感器来实现。另一方面，也可以间接地确定车辆的瞬时加速度。为此，可以采集预先给定的代表加速度的测量参量的至少一个测量值，从中确定、例如计算瞬时加速度的至少一个值。因此通常监测车辆的速度。根据速度的时间变化可以容易地计算出加速度。根据驱动发动机或者车轮的转速，可以以简单的方式确定速度和加速度。

根据本发明的实施方式，车辆包括至少一个测量值传感器，其用于采集至少一个驱动器、特别是驱动发动机或至少一个驱动轮的转速。在预先给定的时间段内采集车辆的驱动器和/或车轮的转速的值，并且根据所采集的车辆的驱动器和/或车轮的转速的值来确定所采集的车辆的加速度值。这特别是通过车辆控制器进行。然后，该车辆控制器被相应适当地设计为用于确定车辆的瞬时加速度的至少一个值。

借助车辆控制器的合适的比较装置、特别是计算机，将所采集的、即直接测量的或者间接计算的加速度值与预先给定的加速度值进行比较。因此，执行简单的额定/实际值比较。如果所采集的瞬时加速度的实际值偏离预先给定的加速度的额定值太远、即偏离了至少预先给定的程度，则推断出未知制动力，并且将关于所识别的未知制动力的相应的信号输出给车辆驾驶员。这可以在视觉上通过显示器实现、例如通过显示故障消息，或者在听觉上通过警告铃声等实现。

预先给定的加速度值在此至少依据所采集的用于调节驱动功率的控制元件的位置来预先给定。如上面已经实施的，加速度可以取决于其他因素。

本发明的扩展规定，除了根据所采集的用于调节驱动功率的控制元件的位置之外，附加地还依据车辆的预先给定的最大加速度来预设预先给定的加速度值。

对于公共客运的有轨车辆，通过法律或法规规定了加加速度和加速度的边界值，并且必须相应地遵守。由此得出预先给定的最大加速度。这对于大多数真实的行驶情况下的许多车辆是可达到的。例如：如果在上坡中行驶的有轨电车在完全调用驱动功率的情况下达到最大加速的的规定值，则同一有轨电车的驾驶员可以在下坡行驶时将驱动杆设置到最大可能的驱动功率，而有轨电车不会加速超过最大加速度的规定值。因此，依据用于调节驱动功率的控制元件(驱动杆)的位置并且依据最大加速度的值得出预先给定的加速度的值(额定值)。

根据本发明的另外的扩展建议，附加地依据车辆的预先给定的最大速度来预设预先给定的加速度值。速度限制适用于所有的路线。如果达到最大允许速度，即使控制元件处于调用全部驱动功率的位置，也不再发生加速。

本发明的实施规定，预先给定的加速度值的预设附加地取决于预先给定的加速度曲线。在达到允许的最高速度之前一点，车辆不会以最大加速度加速，以便在达到预先给定的最大速度时不会突然将瞬时加速度减小到零。取而代之，车辆的瞬时速度接近车辆的预先给定的最大速度，直到速度达到最大速度。这点在驱动杆处于调用全部驱动功率的位置时通过减小瞬时加速度完成。在这种情况下，根据至最大速度的距离从预先给定的加速度曲线得出预先给定的剩余加速度。相应地附加地根据该预先给定的加速度曲线来预设瞬时加速度的额定值。

在另外的扩展中，附加地依据可用的驱动电压和/或车辆的可用的驱动器的份额来预设预先给定的加速度值。

有轨车辆通常具有多个驱动单元并因此具有多个驱动发动机。如果驱动发动机发生故障，则不再提供全部的驱动功率。因此，即使驱动杆处于调用全部驱动功率的位置，也不能达到最大加速度。因此，瞬时加速度取决于可用的驱动单元的数量，这在此被考虑。

电池和电容器驱动的车辆可能由于电池或电容器的故障而使电压下降，这也可能导致加速度降低。

通过本发明可以发现许多形式的未知制动力以及轨道侧障碍物。在具有故障安全弹簧储能制动器的车辆中，尽管制动系统中存在足够的液压，例如由于泄漏或者由于污垢颗粒堵塞的管路，制动器不会抬起并且因此不会松开。这对驾驶员来说并不是很明显。施加的并且因此闭合的制动器通常不主动显示给驾驶员。制动器控制设备通常仅报告操作系统中施加的压力，并且通常仅在压力不足时显示给驾驶员。然而，通过以闭合的制动器来长时间行驶会对车辆和/或周围的基础设施、诸如轨道造成严重损坏。

根据所建议的解决方案，通过车辆控制器借助对车辆行驶特性的分析进行对未知制动力的主动监测。

在此，该方法以及因此附加的监测功能集成到已经存在的车辆控制器中。其与来自制动装置的反馈无关。无需装备或改进附加的硬件，例如附加的传感器。所需的测量数据已经存在于车辆控制器中。

因此，该方法也可以在现有系统中容易地实现。其保证了附加的安全性。

如果来自机械制动装置或者制动控制器的反馈由于传感器故障、泄露等原因是错误的，并且因此不能明确地识别机械制动器的状态，这对于根据本发明的车辆控制器中的监测功能没有影响，因为其不依赖于提到的反馈。

计算车辆的额定(SOLL)行驶特性。从已知的车辆数据(例如速度值)读回实际(IST)行驶特性。通过监测额定值和实际值之间的偏差，车辆控制器识别出特别的行驶特性。

因此可以容易地、可靠地且低成本地识别出施加的制动器。否则，车辆将会抵抗所施加的机械制动器地行驶，并且由此损坏制动装置。

如已经实施的，扩展地与车辆的位置、时间、行驶计划、轨道条件，基础设施设备、轨道的地形或者周围地势无关地采集或者确定车辆的瞬时加速度的值，并且与车辆的位置、时间、行驶计划、轨道条件，基础设施设备、轨道的地形或者周围地势无关地预设车辆的预先给定的加速度的值。

因此，类似地扩展的车辆相应地没有附加的测量值传感器或者用于采集位置、轨道条件、轨道地形等的传感器。对于根据本发明的方法，不需要分析附加传感器的数据。

Claims

1.一种用于驱动车辆的方法，其特征在于以下方法步骤：

-采集用于调节驱动功率的控制元件的位置，

-采集车辆的瞬时加速度值，

-将所采集的加速度值与预先给定的加速度值进行比较，

-将关于未知制动力的信号输出给车辆驾驶员。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆具有故障安全的制动器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所采集的加速度值偏离预先给定的加速度值至少预先给定的程度的情况下推断出施加的故障安全的制动器，并且将关于施加的故障安全的制动器的信号输出给车辆驾驶员。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，附加地依据车辆的预先给定的最大加速度来预设预先给定的加速度值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，附加地依据车辆的预先给定的最大速度来预设预先给定的加速度值。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，附加地依据可用的驱动电压和/或依据参与加速的车辆的驱动器的份额来预设预先给定的加速度值。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在预先给定的时间段内采集车辆的驱动器和/或车轮的转速的值，并且根据所采集的车辆的驱动器和/或车轮的转速的值来计算所采集的加速度值。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，与车辆的位置、时间、行驶计划、轨道条件，基础设施设备、轨道的地形或者车辆的周围地势的附加测量值无关地预设预先给定的加速度值。

9.一种具有测量值传感器和车辆控制器的车辆、特别是有轨车辆，所述测量值传感器用于采集用于调节车辆的驱动功率的控制元件的位置以及用于采集车辆的瞬时加速度值，其特征在于，设计了车辆控制器。