车辆车体的位置调整系统技术方案

本发明专利技术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。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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，而提出了自动的可调整的系统，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。本专利技术的目的是，提高行驶舒适性。本专利技术基于这样的见解，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。本专利技术的另一见解是，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。根据本专利技术可以衰减和/或避免具有这样干扰的频率和/或频率组合的振动。在本专利技术中，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。在本专利技术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。按照本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫施特赖特尔，
申请(专利权)人：勃姆巴迪尔运输有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]