[發(fā)明專利]軌道車輛中的懸掛故障探測(cè)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080045863.0
• 申請(qǐng)日: 2010-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN102630204A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·施耐德;麥克·拜爾特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 龐巴迪運(yùn)輸有限公司
• 主分類號(hào): B61F9/00
• 分類號(hào): B61F9/00;B61K9/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軌道車輛，它包括車廂主體和懸掛機(jī)構(gòu)，后者含支撐車廂主體的行駛機(jī)構(gòu)。本發(fā)明進(jìn)而涉及一種用于檢測(cè)此軌道車輛的懸掛系統(tǒng)中的故障的方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代軌道車輛中，皆知需探測(cè)軌道車輛懸掛系統(tǒng)中之故障，因其對(duì)軌道車輛的行駛穩(wěn)定性有負(fù)面作用。通常使用振動(dòng)傳感器或類似裝置，捕捉代表車輛懸掛系統(tǒng)一特定組件上發(fā)生之加速度的狀態(tài)變量的實(shí)際值。然后對(duì)以此方式所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便探測(cè)懸掛系統(tǒng)中發(fā)生之過量加速度的情況，后者代表懸掛系統(tǒng)故障。如果探測(cè)到此故障情況，便發(fā)出相應(yīng)的故障警示信號(hào)，以便發(fā)起適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施避免險(xiǎn)情。此系統(tǒng)例如見于WO?01/81147A1。

然而，在軌道車輛運(yùn)作期間，并非所有不良情況和可能引發(fā)危險(xiǎn)的情況的起源都是車輛行駛機(jī)構(gòu)的不當(dāng)振動(dòng)行為。例如，車廂主體相對(duì)于行駛機(jī)構(gòu)過量的側(cè)向運(yùn)動(dòng)可能導(dǎo)致車輛所經(jīng)過之特定軌道所界定的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線的違背。為了避免任何情況下發(fā)生這類動(dòng)態(tài)包絡(luò)線違背，通常使軌道車輛的車廂主體和懸掛系統(tǒng)的外輪廓特別適合于車輛即將運(yùn)行的軌道系統(tǒng)。

盡管以此方式可以在被動(dòng)式懸掛系統(tǒng)中有效避免相應(yīng)軌道的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線違背，然而此方法的缺點(diǎn)在于，一方面它通常對(duì)車廂主體的外輪廓要求相當(dāng)嚴(yán)格，以致減少車輛的運(yùn)輸能力，另一方面它使車廂主體的懸掛相當(dāng)剛硬，以致在乘客舒適性方面有所不足。

主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)存在的另一問題包括例如車廂主體相對(duì)于行駛機(jī)構(gòu)的主動(dòng)傾斜控制(即分別控制車廂主體相對(duì)一條走向沿車廂主體縱向方向的傾斜軸或滾動(dòng)軸的傾斜角度或滾動(dòng)角度)。舉例而言，在此系統(tǒng)中，傾斜控制系統(tǒng)故障可導(dǎo)致產(chǎn)生車廂主體相對(duì)于行駛機(jī)構(gòu)的過量偏移從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)包絡(luò)線違背。這點(diǎn)同樣適用于車廂主體的主動(dòng)搖擺運(yùn)動(dòng)控制。

此類主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)可能引發(fā)的另一個(gè)問題在于例如，傾斜控制系統(tǒng)故障可能導(dǎo)致產(chǎn)生車廂主體相對(duì)于前行駛機(jī)構(gòu)和后行駛機(jī)構(gòu)的相反側(cè)向偏移。由于此傾斜系統(tǒng)的特定動(dòng)力學(xué)屬性導(dǎo)致的此種情況將導(dǎo)致車廂主體的扭轉(zhuǎn)負(fù)載，由此導(dǎo)致行駛機(jī)構(gòu)某些車輪的意外卸載，從而導(dǎo)致脫軌風(fēng)險(xiǎn)大增。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種如上所概述的軌道車輛，它至少能一定程度上解決上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種既有較大運(yùn)輸能力又使乘客感到舒適同時(shí)又能確保在任何情況下都能安全穩(wěn)定地運(yùn)作的軌道車輛。最后，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于探測(cè)懸掛系統(tǒng)故障從而使所述這種車輛成為現(xiàn)實(shí)的方法。

上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)首先需要如權(quán)利要求1的序語所述的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其特征如如權(quán)利要求1的特征部分所述。上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)而需要如權(quán)利要求11的序語所述的方法，其特征如如權(quán)利要求11的特征部分所述。

本發(fā)明是基于以下技術(shù)示范：通過實(shí)施一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)和行駛機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)之預(yù)定第一參考部與和車廂主體相關(guān)聯(lián)之預(yù)定第二參考部之間的空間關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)軌道車輛運(yùn)作的安全和穩(wěn)定，提供較大運(yùn)輸能力和較高乘客舒適度，且同時(shí)能降低即將經(jīng)歷的一給定軌道的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線意外違背的風(fēng)險(xiǎn)或降低脫軌風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此空間關(guān)系的監(jiān)測(cè)使得可以執(zhí)行故障分析以確定故障情況的存在，故障情況存在時(shí)將超過動(dòng)態(tài)包絡(luò)線違背的預(yù)定風(fēng)險(xiǎn)值或脫軌風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)定風(fēng)險(xiǎn)值。在此故障情況下可發(fā)出故障信號(hào)，而故障信號(hào)又可用于發(fā)起預(yù)定應(yīng)對(duì)措施以將此風(fēng)險(xiǎn)值顯著降低至一給定值以下。

應(yīng)知，在本發(fā)明的含義中，行駛機(jī)構(gòu)與車廂主體之間的空間關(guān)系可定義為空間中可用的六個(gè)自由度(DOF)的一或多個(gè)。此外，故障分析中可以考量行駛機(jī)構(gòu)與車廂主體之間在這六個(gè)自由度的一或多個(gè)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。更確切而言，任何位置變化(即三個(gè)平移自由度之任意者中的運(yùn)動(dòng))以及任何方向變化(即三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度之任意者中的運(yùn)動(dòng))都可納入考量(單獨(dú)或任意組合)。

為此故障情況進(jìn)行的對(duì)系統(tǒng)的調(diào)查可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)，可主動(dòng)控制行駛機(jī)構(gòu)與車廂主體之間的空間關(guān)系。此種主動(dòng)式控制一方面可以最大化外輪廓從而最大化車廂主體的運(yùn)輸能力，因其可以主動(dòng)調(diào)節(jié)車廂主體相對(duì)于行駛機(jī)構(gòu)(從而相對(duì)于動(dòng)態(tài)包絡(luò)線)的空間關(guān)系使之適合于給定的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線。此外，此種主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)在乘客舒適性方面可以得到最優(yōu)化，因?yàn)槠鋭傂院妥枘崽匦钥芍鲃?dòng)調(diào)節(jié)以適合于車輛當(dāng)前的行駛情況。受益于本發(fā)明的故障調(diào)查，既可實(shí)現(xiàn)兩種優(yōu)點(diǎn)，又不致增加動(dòng)態(tài)包絡(luò)線違背的風(fēng)險(xiǎn)或脫軌風(fēng)險(xiǎn)。