CN104755353A - 轨道车辆中的停止状态确定 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轨道车辆的控制设备(10；20、24)，其包括：至少一个控制装置(20)，该控制装置被连接或可连接用以接收传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)，其中，传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)分别代表至少一个速度；以及至少一个总线接头，该控制装置(20)经由该总线接头被连接或可连接到轨道车辆的数据总线(22)上用以进行数据交换。控制装置(20)构成为用来基于传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)生成停止状态信号(SD-12)并且将其传输给数据总线(22)。此外，设有停止状态确定装置(24)，该停止状态确定装置能够经由数据总线(22)接收停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)，其中该停止状态确定装置(24)构成为用来基于经由数据总线(22)接收的停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)确定轨道车辆是否处于停止状态。本发明还涉及一种相应的轨道车辆和一种用于确定轨道车辆停止状态的方法。

Description

轨道车辆中的停止状态确定
技术领域
本发明涉及一种用于轨道车辆的控制设备，该控制设备能够确定轨道车辆的停止状态。本发明还涉及一种具有这样的控制设备的轨道车辆和一种相应的方法。
背景技术
在轨道车辆中不同的功能取决于车辆是否处于停止状态中。例如，车门打开功能通常仅仅在存在停止状态时才开启。停止状态的确定常常按车厢或在本地根据由位于车厢上的传感器提供的信号实施。这样的传感器可以例如是车辆防滑装置的车轴速度传感器。如果传感器失效，那么停止状态确定就可能变得困难或者根本不能再实施。
发明内容
本发明的目的在于，能够以低的费用实现可靠的停止状态确定。
该目的通过独立权利要求的特征达到。
本发明的有利的实施方案和扩展方案由从属权利要求中给出。
本发明涉及一种用于轨道车辆的控制设备，该控制设备具有至少一个控制装置，该控制装置被连接或可连接用于接收传感器信号，其中，传感器信号分别代表至少一个速度，并且该控制设备具有至少一个总线接头，控制装置经由该总线接头被连接或可连接到轨道车辆的数据总线上以进行数据交换。控制装置构成为用来基于传感器信号生成停止状态信号并且将该停止状态信号传输给数据总线。此外，控制设备包括停止状态确定装置，该停止状态确定装置能够经由数据总线接收停止状态信号，并且该停止状态确定装置构成为用来基于经由数据总线接收的停止状态信号确定轨道车辆是否处于停止状态。由此，能够经由可以将多个车厢彼此连接的数据总线提供停止状态信号，停止状态确定装置可以在本地评估所述停止状态信号。因此，本地的停止状态确定可以基于许多传感器信号实现。即使在一个车厢上有一个或多个传感器失效时，由此也可以实施可靠的停止状态确定。传感器信号可由合适的传感器提供，该传感器可以构成为控制设备的一部分或者可以构成为与控制设备独立的。传感器可以例如包括车辆防滑装置的转速传感器或车轴速度传感器。传感器也可以是允许速度测量的基于雷达的传感器或光学传感器。传感器可以通常构成为用于测量代表速度的参量、特别是车辆速度和/或车厢速度。如果由一个参量有可能在应用附加的参数例如车轮直径的情况下可以确定和/或计算出速度，则该参量通常可以视为代表速度。表明这种参量的传感器信号可以被视为代表速度的信号。控制装置可以分别与多个传感器连接或可连接。可设想的是，传感器构成为用于彼此独立地确定速度。例如可以设有多个配设于不同车轴的车轴速度传感器，这些车轴速度传感器能够彼此独立地分别确定一个车轴的速度。易于理解的是，原则上在轨道车辆的正常运行状态期间，如果例如在制动时不存在滑行状态，由车轴速度能够确定车辆速度。每个电子控制装置可以配设有至少一个总线接头。可设想的是，为多个车厢中的每个车厢设有一个电子控制装置，该电子控制装置可以是被连接或可连接到数据总线上。数据总线可以是区段范围或车辆范围设置的数据总线，例如多功能车辆总线(MVB)。停止状态确定装置和电子控制装置可以在一个共同的装置内、例如计算机和/或微控制器内部实施。电子控制装置可以具有适合的程序代码和接口，以便接收、处理和传输相应的信号。控制装置可以特别是在车厢的制动控制装置的范围内实施。
控制装置可以构成为用来接收多个传感器的传感器信号和生成一个停止状态信号，该停止状态信号对于多个由传感器信号代表的速度分别包含至少一个停止状态信息。停止状态信息可以特别是具有一个比特的数据宽度。由此可以有效利用总线的现有的数据宽度。
可以设定，控制装置构成为用来对于每个接收到的传感器信号检查有效性。该检查可以例如是可信度检查。控制装置可以构成为用来检查通过传感器信号描述的参量和/或其时间特性是否在预定的参数范围内。也可以设定，控制装置构成为用来接收相应的有效性信号。
此外，控制装置可以构成为用来产生停止状态信号，该停止状态信号对于每个停止状态信息表明其有效性。有效性可以通过相应的有效性信号表明，该有效性信号可以具有一个比特的数据宽度。
停止状态确定装置可以构成为用来接收参考速度信号。该参考速度信号可以表明参考速度。可设想的是，由车辆的外部装置、例如通过中央计算机、制动控制装置或车辆防滑装置提供参考速度信号。可以设定，停止状态确定装置构成为用来接收或产生表明参考速度信号有效性的信号。停止状态确定装置可以构成为用来针对信号或信号时间特性的可靠性实施信号或信号时间特性的检查或可信度检查，例如所代表的参量或时间相关性或导数是否在预定的参数范围内。
停止状态确定装置特别是可以构成为用来基于参考速度信号确定轨道车辆是否处于停止状态。由此提供冗余级。例如可以设定，停止状态确定装置构成为用来，只有当参考速度低于预定的极限速度时，才确定存在停止状态。
控制设备可以构成为用来按车厢确定车辆停止状态的存在。特别是，可以在多个车厢中的每个车厢上设有一个控制装置，该控制装置为了确定停止状态而考虑相应经由其他车厢的数据总线和/或其控制装置提供的停止状态信号。
本发明还涉及一种具有在此描述的控制设备的轨道车辆。
该轨道车辆可以包括多个分别具有一个电子控制装置的车厢，这些电子控制装置经由数据总线彼此连接或可连接。
本发明还涉及一种用于确定轨道车辆、特别是在此描述的轨道车辆是否处于停止状态的方法。该方法包括步骤：通过至少一个电子控制装置基于传感器信号分别生成一个停止状态信号，这些传感器信号分别代表至少一个速度；和通过所述至少一个电子控制装置将相应的停止状态信号传输给数据总线；以及通过停止状态确定装置基于经由数据总线接收的停止状态信号确定是否存在车辆停止状态。
附图说明
现在借助优选的实施形式参照附图示例性地阐述本发明。
图中示出：
图1示意性示出构成为用于提供停止状态信号的控制设备的实例。
具体实施方式
图1示出了用于提供停止状态信号的控制设备10的一种实例。在本实例中，控制设备10在轨道车辆的一区段上实施，该轨道车辆包括四节车厢12、14、16和18。易于理解的是，控制设备10可在其他组建的车辆区段中或在车辆范围上实施。在车厢12、14、16和18中的每个车厢上设有一个电子控制装置20。这些电子控制装置20分别经由一个总线接头连接到数据总线22上，该数据总线可以是多功能车辆总线(MVB)。数据总线22可构成为车辆范围的或区段范围的。在本实例中，车厢12、14、16、18中的每一个车厢包括两个转向架，该转向架分别具有两个车轴。每个车轴配设有一个速度传感器，该速度传感器能够监测车轴，特别是车轴的旋转。可设想，不是每个车轴都配设有一个传感器。传感器构成为用来提供传感器信号，该传感器信号代表车轴速度。这样的信号可以例如表明旋转频率或由监测车轴旋转确定的速度。例如可考虑车辆防滑装置的车轴监测传感器作为合适的传感器，该车轴监测传感器监测例如车轴或车轮的转速。但是也可设想，传感器替代地或附加地以其他方式产生代表速度的信号，例如经由雷达测量、GPS或光学方式。每个传感器构成为用来将传感器信号AV-N传输给第一电子控制装置20，该传感器信号代表所确定的车轴速度。在此，N相应地表示传感器的标号或者被该传感器监测的车轴的标号。在本实例中，N对于每个车厢从1到4。相应地，AV-1表示代表由监测第一车轴的传感器确定的车轴速度的信号，AV-2描述了由第二传感器测量的车轴速度，等等。在本实例中设定，每个电子控制装置20接收设置在与控制装置20相同的车厢上和/或监测这个相同车厢的车轴的传感器之传感器信号。传感器信号可以是模拟信号或数字信号，特别是具有多个比特数据宽度的数字信号，电子控制装置20能够接收和/或处理所述信号。电子控制装置20可构成为用来评估传感器信号AV-V的有效性和/或接收相应的有效性信号。信号的有效性可以例如通过信号或信号变化的可信度考虑来评估。例如可设定，检查信号或其时间导数是在确定的预定义的参数范围之内还是之外和/或由于物理原因是否无效的。可设定，电子控制装置20相应构成为用于实施相应的有效性检查。也可设想，上游的控制装置或传感器构成为用来实施这样的检查并且将相应的有效性信号传输给电子控制装置20。控制装置20还被供应信号VR，该信号表明参考速度。参考速度VR可以表明可由车辆范围的、区段范围的或本地的装置提供的车辆速度。参考速度VR可以例如由列车的行驶计算机、制动计算机和/或车辆防滑装置提供，特别是由车厢的防滑计算机提供。参考速度可代表车辆速度并且可由一个或多个传感器装置的测量结果求得，例如由一个或多个车厢的、特别是在其上设置相应控制装置20的车厢的车轴的、通过多个防滑传感器提供的转速求得，和/或由用于速度确定的其他的传感器装置和/或雷达测量装置求得。此外，电子控制装置20被供应信号VV，该信号表明参考速度信号的有效性。控制装置20构成为用来基于每个车轴速度信号AV-N生成或计算出停止状态信号BA-N。停止状态信号BA-N可设定用来说明相应的车轴速度AV-N是否能够推断出所属车轴/或车辆的停止状态。停止状态信号BA-N可以特别是具有一个比特的数据宽度。控制装置20可构成为用来将传感器信号AV-N与极限值进行比较，该极限值可以代表极限速度。如果由传感器信号AV-N代表的速度低于极限速度，该极限速度可以是大约3km/h－5km/h，那么控制装置20可产生表明停止状态的停止状态信息，在本实例中为车轴停止状态信号BA-N的形式。如果由传感器信号AV-N代表的速度高于极限速度，那么控制装置20可提供车轴停止状态信号BA-N形式的停止状态信息，该车轴停止状态信号表明，没有推断出有关的车轴存在停止状态。此外，控制装置20构成为用来为每个车轴停止状态信号BA-N提供一个配设的有效性信号GA-N。有效性信号GA-N中的每一个表明，配设的车轴停止状态信号BA-N是否有效和/或是否基于有效的传感器信号。信号BA-N和GA-N中的每一个具有一个比特的数据宽度。电子控制装置20构成为用来为在配设于其的车厢上设置的传感器中的每一个传感器形成相应的信号BA-N和GA-N。此外，电子控制装置20构成为用来将相应的信号BA-N和GA-N编组为一个停止状态信号组21并且将其作为车厢停止状态信号SD-12经由数据总线22发送。如果如在前述情况下每个车厢具有四个车轴速度传感器，对于这些车轴速度传感器相应地生成信号BA-N和GA-N并且将所述信号置于数据总线22上，那么所形成的、由电子控制装置20置于数据总线上的车厢停止状态信号SD-12相应总共具有一个字节的数据宽度。在区段或车辆的示出的四个车厢12、14、16、18中的每个车厢上设有一个相应的控制装置20，从而在本实例中为了确定停止状态总共4个字节被发送到数据总线22上，即，车厢停止状态信号SD-14、SD-16和SD-18。每个车厢还具有一个停止状态确定装置24，该停止状态确定装置被连接到数据总线22上用以接收数据。停止状态确定装置24可构成为硬件和/或软件，例如作为程序和/或模块。相应地，在图1中示出的用于数据传输的连接可构成为硬件和/或软件，例如作为数据接口和/或程序接口或存储器接口。例如可设想的是，停止状态确定装置24构成为单独的控制装置。停止状态确定装置24可在电子控制装置20的内部或作为电子控制装置20的一部分实施。停止状态确定装置24通常构成为用来接收来自所有属于区段的和/或连接在数据总线上的车厢的停止状态信号SD-12、SD-14、SD-16、SD-18。易于理解的是，停止状态确定装置24可构成为用来从配设的控制装置20接收本地的停止状态信号、例如对于车厢12接收SD-12，而不是从数据总线22读取停止状态信号。此外，停止状态确定装置24接收信号VR和VV，这些信号在本实例中可在每个车厢上由电子控制装置20传输给配属的停止状态确定装置24。也可设想的是，参考信号VR和VV可在绕过电子控制装置20的情况下传输给停止状态确定装置24。通常，控制装置20和/或停止状态确定装置24可作为车厢的制动控制装置或其一部分实施。停止状态确定装置24构成为用来基于停止状态信号SD-12、SD-14、SD-16和SD-18和参考速度VR确定，是否存在车辆的停止状态。总的来说，在示出的每个停止状态确定装置24的实例中，为此存在16个车轴停止状态信号BA-N和配属的有效性信号GA-N，它们被编码为停止状态信号并且分别具有一个比特的数据宽度。为了评估是否存在车辆的停止状态，可忽略未被表征为有效的停止状态信号和/或可能未有效的参考速度。基于一定数量的有效的停止状态信号，形成阈值。该阈值根据有效的停止状态信号的数量表明，从哪些数量的、表明停止状态的车轴停止状态信号开始实际上认定停止状态。可设定，停止状态确定装置24构成为用于，只有在参考速度低于预定的参考极限值时才识别出停止状态，该参考极限值可以例如在3至5km/h之间。如果表明存在停止状态的车轴停止状态信号的数量小于限定的阈值，则可认定不存在停止状态。对于该考虑，不必将参考速度与极限速度进行比较。停止状态确定装置24特别是可构成为用来，如果车轴停止状态信号的数量落到阈值之下，那么再次取消在其中识别出停止状态的状态。易于理解的是，控制设备10可构成为用来进行连续监测车辆速度，并且特别是可构成为用来有规律地产生停止状态信号SD-12到SD-18并且检查是否存在停止状态。停止状态确定装置还可构成为用来提供结果信号SI和结果有效性信号SV，这些信号表明是否存在停止状态和停止状态信号是否有效。这些信号可送到总线上。也可设想的是，结果信号在本地在车厢级上被应用。例如，结果信号用于驱控车门释放或车门打开功能和/或用于错误诊断。也可设定，在车辆的停止状态下或在车辆行驶时被激活的不同的车辆装置或车厢装置基于结果信号被激活或去激活。
本发明的在前面的描述中、在附图中以及在权利要求书中公开的特征可以不仅单独而且以任意的组合对于实现本发明都是重要的。

Claims (10)

1.用于轨道车辆的控制设备(10；20、24)，包括：
至少一个控制装置(20)，该控制装置被连接或可连接用于接收传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)，其中，传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)分别代表至少一个速度；
至少一个总线接头，控制装置(20)经由该总线接头被连接或可连接在轨道车辆的数据总线(22)上用以进行数据交换；
其中，控制装置(20)构成为用来基于传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)生成停止状态信号(SD-12)并且将该停止状态信号传输给数据总线(22)；
停止状态确定装置(24)，该停止状态确定装置能够经由数据总线(22)接收停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)；
其中，停止状态确定装置(24)构成为用来基于经由数据总线(22)接收的停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)确定轨道车辆是否处于停止状态。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中，控制装置(20)构成为用来接收多个传感器的传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)并且生成一个停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)，该停止状态信号对于多个由传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)代表的速度分别包含至少一个停止状态信息(BA-1、BA-2、BA-3、BA-4)。
3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其中，控制装置(20)构成为用来对于每个接收到的传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)检查有效性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，控制装置(20)构成为用来产生停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)，该停止状态信号对于每个停止状态信息表明其有效性。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，停止状态确定装置(24)构成为用来接收参考速度信号(VR)。
6.根据权利要求5所述的控制设备，其中，停止状态确定装置(24)构成为用来基于参考速度信号(VR)确定轨道车辆是否处于停止状态。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，控制设备(10)构成为用来按车厢确定车辆停止状态的存在。
8.具有根据前述权利要求中任一项所述的控制设备的轨道车辆。
9.根据权利要求8所述的轨道车辆，其中，轨道车辆包括多个分别具有一个电子控制装置(20)的车厢，这些电子控制装置经由数据总线(22)彼此连接或可连接。
10.用来确定轨道车辆、特别是根据权利要求8或9所述的轨道车辆是否处于停止状态的方法，包括以下步骤：
通过至少一个电子控制装置(20)基于传感器信号(AV-1；AV-2；AV-3；AV-4)分别生成一个停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)，这些传感器信号分别代表至少一个速度；
通过所述至少一个电子控制装置(20)将相应的停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)传输给数据总线(22)；
通过停止状态确定装置(24)基于经由数据总线(22)接收的停止状态信号(SD-12、SD-14、SD-16、SD-18)确定是否存在车辆停止状态。
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