CN108139426B - 用于识别加速度传感器的故障的方法和测量系统 - Google Patents

用于识别加速度传感器的故障的方法和测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108139426B
CN108139426B CN201680057167.9A CN201680057167A CN108139426B CN 108139426 B CN108139426 B CN 108139426B CN 201680057167 A CN201680057167 A CN 201680057167A CN 108139426 B CN108139426 B CN 108139426B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acceleration sensor
time
signal
reference value
preset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680057167.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108139426A (zh
Inventor
克里斯蒂安·基茨米勒
马库斯·克诺尔
胡戈·拉克尔
卡斯帕·施罗德-博登施泰因
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobile Ltd
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of CN108139426A publication Critical patent/CN108139426A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108139426B publication Critical patent/CN108139426B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0062—On-board target speed calculation or supervision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于识别加速度传感器(6)的故障的方法。为了能够可靠地识别加速度传感器(6)的故障而提出，加速度传感器(6)产生信号，在检查时，检查与信号相关的变量(a)是否满足关于基准值(r1，r2，r3)的预设的条件，并且根据检查确定，加速度传感器(6)是否故障。

Description

用于识别加速度传感器的故障的方法和测量系统
技术领域
本发明涉及一种用于识别加速度传感器的故障的方法。
背景技术
加速度传感器在多个技术领域中使用。例如，加速度传感器能够在车辆中使用，以便提高车辆的安全性。
在轨道车辆中，例如能够借助于加速度传感器来测量轨道车辆的或各个车厢的横向加速度，尤其以便监控轨道车辆的所谓的蛇形运动。能够将轨道车辆的也称作摆动运动的蛇形运动理解为轨道车辆围绕其理想的行驶路线的振动。所述振动能够通过(近似)圆锥形的、向外渐尖的、经由轴刚性地耦联的车轮引起，并且尤其在轨道车辆的速度高时出现。如果车轮偏心地位于两个平行的轨道上，那么向外偏移的车轮以较大的周长滚动，使得轴向内偏斜。轨道车辆或车厢获得横向加速度。高的横向加速度会造成车轮磨损和/或轨道损坏。在横向加速度高时甚至出现出轨的风险。
借助于加速度传感器能够测量车辆的横向加速度，并且发出高的加速度值的警报，以便例如确保车辆的乘客的安全性和/或在轨道车辆的情况下预防轨道的损坏。
然而，加速度传感器可能有故障，例如由于在传感器之内的断线，进而提供有错的信号。有错的信号例如能够造成错误警报，也就是说尽管不存在紧急情况，但是发出警报。此外，有错的信号能够造成，紧急情况未被识别进而错误地不发出警报。因此重要的是，识别加速度传感器的故障。
发明内容
本发明的目的是，提出一种方法，借助所述方法能够可靠地识别加速度传感器的故障。
所述目的通过一种用于识别加速度传感器的故障的方法来实现，其中根据本发明加速度传感器产生信号，在检查时，检查与信号相关的变量是否满足关于基准值的预设的条件，并且根据检查确定，加速度传感器是否故障。
根据检查来检查，与加速度传感器的信号相关的变量是否是可信的。通过根据本发明的方法，能够可靠地并且尤其及早地识别加速度传感器的故障。那么，在加速度传感器故障的情况下，能够关断、修理和/或更换所述加速度传感器。以这种方式，适宜地保证加速度传感器的可信的信号的可用性。
与信号相关的变量是否满足预设的条件的检查能够通过监控单元进行。在监控单元中例如能够存储有用于执行检查的软件。监控单元接收由加速度传感器产生的信号和/或优选间接地或直接地来自加速度传感器的与信号相关的变量。
变量此外能够是信号值，即由加速度传感器产生的信号的值。适宜地，信号是电压信号。也就是说，变量能够是电压或电压值。
优选地，与信号相关的变量是根据信号确定的加速度(或根据信号确定的加速度值)。
与在例如监控加速度传感器的电压偏移的方法中不同，根据信号确定的加速度的检查能够实现可靠的检查。因为，在加速度传感器故障时，加速度传感器虽然能够提供正确的偏移电压，但是提供有错的加速度值(例如总是零)。
替选地，变量能够是其他从加速度传感器的信号中推导出的或确定的变量。有意义地，基准值是同一物理变量的值。
有利的是，与信号相关的变量是通过对多个在时间上依次跟随的信号值取平均值计算的变量。也就是说，优选对多个在时间上依次跟随的信号值取平均值，这尤其在检查之前进行。通过取平均值，能够平整信号。优选，可预设用于取平均值的时间段。
取平均值例如能够是取二次平均值。此外，取平均值能够是算术绝对值取平均值。在算术绝对值取平均值的情况下，适宜地首先形成每个信号值的绝对值，并且然后对多个信号值取算术平均值。此外，取平均值能够是所谓的取移动平均值，也就是说能够为每个信号值计算移动平均值。基准值能够与取平均值的类型相关。
在本发明的一个优选的设计方案中，借助于滤波器对加速度传感器的信号滤波。此外，有利地针对经滤波的信号进行检查。也就是说，信号的滤波优选在检查之前进行。信号的滤波优选在对信号值取平均值之前进行。
有意义地，加速度传感器设置在可运动的物体中。通过对信号的滤波，能够减弱不预期物体的机械振动的频率和/或频带。此外，通过滤波能够将信号中的干扰频率和/或偏移电压减弱或从信号中滤除。此外，通过对信号滤波，能够减少信号噪声。以这种方式，能够简化信号的评估和/或加速度的计算。
优选地，滤波器是带通滤波器。适宜地，带通滤波器使如下频率范围通过，在所述频率范围中预期所述物体的机械振动。借助于带通滤波器能够将如下频率和/或频带减弱或从信号中滤除，在所述频率和/或频带中不预期物体的机械振动。
此外，滤波器能够是高通滤波器。适宜地，通过高通滤波器将信号中的偏移电压减弱或从信号中滤除。此外，高通滤波器优选使如下频率范围通过，在所述频率范围中预期物体的机械振动。
此外，滤波器能够是低通滤波器。优选地，低通滤波器使如下频率范围通过，在所述频率范围中预期物体的机械振动。适宜地，通过低通滤波器将比机械振动的预期的频率更高的频率减弱或滤除。此外，能够借助于由多个不同的滤波器构成的滤波器组合对加速度传感器的信号滤波。
在本发明的一个有利的实施方案中，基准值是加速度传感器的测量范围的最大值。能够将加速度传感器的测量范围的最大值理解为最大值。优选地，在检查时，检查变量、尤其取平均值的信号值和/或取平均值的加速度值是否超过基准值的预设的倍数。倍数能够是有理数。此外，倍数也能够是一倍，也就是说能够检查，变量是否超过基准值。
如果变量超过基准值的预设的倍数，那么通常存在加速度传感器的故障。适宜地，如果变量超过基准值的预设的倍数，那么解释为加速度传感器的故障或识别出加速度传感器的故障。此外，借助于检查能够对滤波器的、尤其在加速度传感器的下游连接的滤波器的功能性进行检查。例如，如果变量超过基准值的预设的倍数，那么能够存在滤波器的故障。基于识别出的故障，能够检查滤波器和/或加速度传感器，并且必要时进行损坏的元件的修理或更换。
此外，在检查时，根据与加速度传感器的信号无关地确定的辅助变量，能够检查与信号相关的变量是否是可信的。辅助变量例如能够是如下状态变量，所述状态变量表明设置有加速度传感器的物体的状态。例如，辅助变量能够是物体的速度。此外，辅助变量例如能够借助于测量仪、尤其借助于速度测量仪来确定。尤其，在检查时，能够检查在物体的速度与加速度传感器无关地确定的情况下，从信号中确定的加速度是否是可信的。
在本发明的一个优选的设计方案中，加速度传感器如之前所提到的那样设置在可运动的物体中或设置在可运动的物体上。在一个有利的发明变型形式中，条件与物体的速度相关。在此情况下，基准值优选与物体的速度相关。这能够实现如下检查，在物体的瞬时速度下，与信号相关的变量是否是可信的。在此假设，在物体的特定速度下，预期针对与加速度传感器的信号相关的变量确定的值。
适宜地，借助于速度测量仪来测量物体的速度。还适宜的是，速度测量仪与加速度传感器无关地工作，使得加速度传感器的故障并非必然伴随着速度测量仪的故障或功能干扰。
物体此外能够是运输设备，例如升降机，或者其他可运动的物体。
优选地，物体是车辆，例如轨道车辆。替选地，车辆例如能够是吊舱，尤其缆车或露天游乐设施的吊舱，或者能够是其他车辆。
速度测量仪例如能够包括转速传感器。也就是说，例如能够根据由转速传感器确定的转速来确定物体的速度。转速传感器例如能够放置在物体的可旋转的轴上，尤其放置在与物体的轮连接的轴上。物体的停止此外能够由制动控制仪来确定。优选地，借助于制动控制仪可能的是，确定物体的速度是否低于预设的速度下限(例如为0.5km/h)。
速度测量仪和/或制动控制仪优选设计用于，将物体的速度传递给之前提到的监控单元。
适宜地，由计时器计时，尤其递增计时或递减计时。优选地，由计时器尤其从初始或起始值开始直至预设的或可预设的时间值计时。如果时间达到预设的或可预设的时间值，那么能够将计时器重置，尤其将计时器重置到其初始或起始值。
如果物体的速度低于预设的速度下限，那么优选在检查时，检查变量是否高于基准值，直至时间达到预设的时间值。如果直至时间达到预设的时间值，变量超过基准值，那么能够存在加速度传感器的故障。适宜地，如果在时间达到预设的时间值之前变量超过基准值，那么解释成加速度传感器的故障或识别出加速度传感器的故障。
如果物体的速度低于预设的速度下限，那么优选在检查时，确定直至时间达到预设的时间值，变量超过基准值几次。在此情况下，优选在检查时，还检查超过的次数是否超过预设的最大次数。如果直至时间达到预设的时间值，超过的次数超过预设的最大次数，那么能够存在加速度传感器的故障。适宜地，如果直至时间达到预设的时间值，超过的次数超过预设的最大次数，那么解释为加速度传感器的故障或识别出加速度传感器的故障。
优选的是，由超过计数器来确定超过的次数。有利地，如果超过的次数小于预设的最大次数并且时间达到预设的时间值，将超过计数器重置。适宜地，将超过计数器在重置时置于其初始值或起始值，尤其置于零。超过计数器能够是单独的设备或作为软件功能、例如在监控单元中实现。
有利地，如果物体的速度低于预设的速度下限，那么仅由所述计时器计时。如果物体的速度等于预设的速度下限或高于预设的速度下限，那么计时器能够停止。
此外，如果物体的速度再次低于预设的速度下限，那么计时器能够尤其从在中断时曾达到的时间值开始继续计时。
替选地，如果物体的速度等于预设的速度下限或高于预设的速度下限，那么能够将计时器重置为其初始或起始值。
有利的是，尤其在维护和/或修理物体期间，能够结束检查和/或禁用超过计数器。以这种方式能够避免，在维护和/或修理期间例如由于震动而发出警报，因为在时间达到预设的时间值之前，变量超过基准值。
适宜地，由另一计数器优选对另一时间计数，尤其递增计数或递减计数。有利地，由另一计时器尤其从初始或起始值开始直至另一预设的或可预设的时间值计时。另一时间值能够与首先提到的时间值不同。
如果物体的速度超过预设的速度上限，有利地在检查时，检查直至时间达到另一预设的时间值，变量是否曾经超出预设的基准值。如果直至时间达到另一预设的时间值，变量从未超出预设的第三基准值，那么能够存在加速度传感器的故障。适宜地，如果直至时间达到另一预设的时间值，变量从未超过预设的基准值，那么解释为加速度传感器的故障或识别出加速度传感器的故障。
优选地，将最后提到的计时器在每次超过基准值时重置，尤其重置为其初始或起始值。有利地，如果物体的速度超过预设的速度上限，那么仅由所述计时器计时。此外，如果物体的速度小于或等于速度上限，那么另一计时器能够停止。如果物体的速度再次超过预设的速度上限，那么由另一计时器继续计时，尤其从在中断时达到的时间值开始继续计时。
首先提到的计时器和最后提到的计时器能够分别是单独的设备或作为软件功能、例如在监控单元中实现。
优选的是，加速度传感器是用于测量垂直于物体的行驶方向的加速度的传感器。也就是说，加速度能够是横向加速度。适宜地，如果加速度传感器是无故障或无干扰的，那么所述加速度传感器测量物体的实际的横向加速度。在加速度传感器故障的情况下，由加速度传感器产生的信号能够是与物体的实际的横向加速度无关的。
有利地，如果识别出加速度传感器的故障，那么发出警报。警报例如能够是声学的和/或光学的警报。如果存在这种警报，那么能够检查并且必要时修理或更换加速度传感器。
还适宜的是，在识别到加速度传感器的故障时，不再考虑将所述加速度传感器用于确定加速度。尤其地，所述加速度传感器的信号能够确定为无效。此外，能够关断所述加速度传感器。
在本发明的一个优选的设计方案中，加速度传感器设置在轨道车辆中。适宜地，将加速度传感器用于行进稳定性监控。在行进稳定性监控的范围中，适宜地监控轨道车辆的横向加速度和/或横向振动。借助于行进稳定性监控能够采取措施，以便避免轨道车辆的轨道损坏和/或出轨。
适宜地，执行多个检查，其中分别检查，与信号相关的变量是否满足关于基准值的预设的条件。在不同的检查中，优选检查不同的条件。此外，能够为相同的或不同的与信号相关的变量执行不同的检查。尤其，如果在不同的检查中，检查相同的与信号相关的变量，那么优选关于不同的基准值检查所述变量。
在第一检查中能够检查，与信号相关的变量是否满足关于第一基准值的第一预设的条件。例如，第一基准值能够是加速度传感器的测量范围的最大值。
此外，在第二检查中能够检查，与信号相关的变量是否满足关于第二基准值的第二预设的条件。优选地，如果适宜地设置有加速度传感器的物体的速度低于预设的速度下限，那么执行第二检查。
此外，在第三检查中能够检查，与信号相关的变量是否满足关于第三基准值的第三预设的条件。优选地，如果适宜地设置有加速度传感器的物体的速度超过预设的速度上限，那么执行第三检查。相应的基准值、尤其第二和/或第三基准值能够与物体的速度相关。
本发明还涉及一种测量系统。测量系统包括加速度传感器和监控单元。根据本发明，监控单元设计用于，依照根据本发明的方法和/或依照方法的上述改进方案中的至少一个识别加速度传感器的故障。
所述测量系统尤其能够在上述方法中使用。此外，结合方法提到的具体的元件、例如速度测量仪和软件能够是所述测量系统的组成部分。
加速度传感器适宜地设计用于产生信号。此外，监控单元适宜地设计用于检查，与加速度传感器的信号相关的变量是否满足关于基准值的预设的条件。此外，监控单元适宜地设计用于，根据检查确定，加速度传感器是否故障。
测量系统或其一部分能够设置在可运动的物体中，尤其设置在车辆中。此外，测量系统能够包括多个加速度传感器。
此外，本发明针对一种具有根据本发明的测量系统的轨道车辆。
本发明的有利的设计方案的至今为止给出的描述包含大量特征，所述特征在各个独立权利要求中部分地以多个组合的方式描述。然而，特征适当地也能够单独地考虑并且组合成有意义的其他的组合。特别地，所述特征能够分别单独地和以任意适当的组合与根据本发明的方法和根据本发明的测量系统组合。因此，方法特征也可具体描述地视作为相应的设备单元的特征并且反之亦然。
即使在说明书中或在权利要求中一些术语分别以单数或结合数词使用，本发明的范围对于这些术语不应当限制于单数或相应的数词。此外，词“一个”或“一”不可理解为数词，而是理解为不定冠词。
附图说明
本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现这些特性、特征和优点的方式和方法结合下面对实施例的描述在理解方面变得更加清晰和清楚，所述实施例结合附图来详细阐述。实施例用于阐述本发明并且不将本发明限制于在此说明的特征组合，关于功能特征也如此。此外，也能够将实施例的适合于此的特征详尽单独地考虑，从实施例中移除和/或与任意权利要求组合。
附图示出：
图1示出具有测量系统的轨道车辆，所述测量系统包括加速度传感器和监控单元；
图2示出第一图表，在所述第一图表中，轨道车辆的加速度作为时间的函数示出；
图3示出第二图表，在所述第二图表中，轨道车辆的加速度作为时间的函数示出；以及
图4示出第三图表，在所述第三图表中，轨道车辆的加速度以及速度作为时间的函数示出。
具体实施方式
图1示意地示出具有测量系统4的轨道车辆2。测量系统4包括加速度传感器6和监控单元8。此外，轨道车辆2包括用于确定轨道车辆2的速度的速度测量仪10。速度测量仪10包括转速传感器，并且根据转速确定轨道车辆2的速度。轨道车辆2的加速度传感器6以及速度测量仪10设置在轨道车辆2的轮组轴12上。
监控单元8包括高通滤波器14、带通滤波器16、监控计数器18、第一计时器20以及第二计时器22。第一计时器20对第一时间计数，并且第二计时器22对第二时间计数。监控计数器18以及计时器20、22能够分别是单独的设备或作为监控单元8中的软件功能实现。
加速度传感器6是用于测量轨道车辆2的横向加速度的传感器。如果加速度传感器6是无干扰的，那么加速度传感器6测量轨道车辆2的横向加速度。也就是说，加速度传感器6产生呈电压的形式的信号，所述电压与轨道车辆2的横向加速度相关。因此，如果加速度传感器是无故障或无干扰的，那么从信号中计算的横向加速度对应于真实的横向加速度。相反地，在加速度传感器6故障时，从信号中计算的横向加速度不一定对应于轨道车辆2的真实的横向加速度。
轨道车辆2的横向加速度的测量用于轨道车辆2的行进稳定性监控。
此外，监控单元8设计用于识别加速度传感器6的故障。监控单元8检查，与加速度传感器6的信号相关的变量是否满足关于基准值的预设的条件，并且根据检查确定，加速度传感器6是否故障。与信号相关的变量是横向加速度，所述横向加速度从信号中确定。尤其，在检查时，检查横向加速度的加速度值是否满足关于基准值的预设的条件。
在本实施例中，带通滤波器16是用于3Hz至9Hz的频率范围的滤波器。在3Hz至9Hz的频率范围中，典型地出现由于轨道车辆2的横向加速度引起的机械振动。因此，带通滤波器16能使3Hz至9Hz的频率范围通过。
对由加速度传感器6产生的信号滤波和取平均值，并且将各个信号值通过单一的换算规则分别换算为加速度值。
然后执行三个检查，其中分别检查，横向加速度是否满足关于基准值的预设的条件。在三个检查中，关于三个不同的预设的基准值检查三个不同的条件。条件中的两个条件与轨道车辆2的速度相关。在这两个条件中假设，在轨道车辆2的特定速度下预期特定的横向加速度。如果没有达到这种横向加速度，那么认为或识别出加速度传感器6的故障。下面，参考图2至4讨论三个检查。
图2示出第一图表，在所述第一图表中，轨道车辆2的横向加速度a作为时间t的函数示出，所述横向加速度借助于加速度传感器6确定。所述图表用于图解说明第一检查。
与轨道车辆2的速度无关地执行第一检查。在第一检查中检查，横向加速度a是否大于第一基准值r1。第一基准值r1是加速度传感器6的测量范围的最大值。
为了计算横向加速度a，将加速度传感器6的信号传导至监控单元8。在监控单元8中，借助于带通滤波器16对信号滤波。然后，经滤波的信号由监控单元8借助于在预设的时间段中取绝对值移动平均值来取平均值。取绝对值平均值意味着，首先由每个信号值形成绝对值，并且接着关于多个信号值取算术平均值，所述信号值全都位于预设的时间段之内。预设的时间段例如为0.5s。
随后，将经滤波的、取平均值的信号的信号值通过换算规则换算为加速度值。
第一基准值r1例如能够为10m/s2。在第一检查中检查，加速度值是否超过第一基准值r1的预设的倍数a1。第一基准值r1的倍数a1例如能够是第一基准值r1的1.5倍。也就是说，将横向加速度a(或每个确定的加速度值)与第一基准值r1的倍数a1、例如第一基准值r1的1.5倍进行比较。
图2中的图表分为两个时间区间A、B，其中第一时间区间A在时间上位于第二时间区间B之前。在第一时间区间A中存在低于第一基准值r1的倍数a1的加速度值。加速度传感器6根据所述第一检查在第一时间区间A中归为功能正常。在时间区间A之后，横向加速度a明显升高，例如由于加速度传感器6中的布线错误或由于外部信号的耦合输入。在第二时间区间B中，加速度值超过第一基准值r1的倍数a1，使得识别出加速度传感器6的故障并且发出警报。
此外，借助于第一检查，对带通滤波器16检查其功能性。例如如果变量超过第一基准值r1的预设的倍数a1，那么也可能存在带通滤波器16的故障。
由于发出的警报，能够检查带通滤波器16以及加速度传感器6，并且必要时进行故障的元件的修理或更换。
图3示出第二图表，在所述第二图表中，轨道车辆2的横向加速度a作为时间t的函数示出，所述横向加速度借助于加速度传感器6确定。所述图表用于图解说明第二检查。
如果轨道车辆2的速度低于预设的速度下限，例如0.5km/h，那么执行第二检查。此外，关于第二基准值r2执行第二检查。
假设：在轨道车辆2的速度低于速度下限时，仅预期低于第二基准值r2的加速度值。原因是，如果车辆非常慢地行驶或停车，那么通常仅小的横向加速度a作用到轨道车辆2上。如果相反地，测量出高于第二基准值r2的加速度值，那么认为或识别出加速度传感器6的故障。
为了计算横向加速度a，将加速度传感器6的信号传导至监控单元8。在监控单元8中，借助于高通滤波器14对加速度传感器6的信号滤波，使得将信号中的偏移电压减弱或从信号中滤除。随后，将经高通滤波的信号借助于在例如0.5s的时间段中取移动二次平均值来取平均值。
随后，将经滤波的、取平均值的信号的信号值通过换算规则换算为加速度值。
在所述第二检查中检查，加速度值是否超过第二基准值r2，直至由第一计时器20计数的第一时间达到预设的第一时间值。第二基准值r2例如能够是3.0m/s2。
图3中的图表分为三个时间区间C、D、E，其中第一时间区间C在时间上位于第二时间区间D之前。第二时间区间D在时间上又位于第三时间区间E之前。
在第一时间区间C中，横向加速度a明显低于第二基准值r2。根据所述检查，加速度传感器6在时间区间C中归为功能正常。在第一时间区间C之后，横向加速度a大幅升高，例如由于在加速度传感器6中或在加速度传感器6上的电子装置错误，并且在随后的时间区间D和E中接近第二基准值r2。横向加速度a在时间区间D和E中在通过箭头标出的部位处超过第二基准值r2。
此外，在第二检查中确定，直至第一时间达到预设的第一时间值，横向加速度a超过第二基准值r2多少次。此外，在检查时，检查超过的次数是否超过预设的最大次数，例如九次。由之前提到的超过计数器18对超过的次数计数。
执行如下检查，超过的次数是否超过预设的最大次数，以便排除，一次性的事件、例如列车驶过或对轨道车辆2的转向架的一次性的机械作用由于加速度传感器6的假想的故障引起警报。
如果——与在示出的情况中不同——次数小于预设的最大次数并且第一时间达到预设的第一时间值，那么将超过计数器18重置为零。
在第三时间区间E中，超过的次数超过预设的最大次数并且第一时间已经达到或超过预设的第一时间值。也就是说，在预设的最大次数例如为九次的情况下，在第一时间达到预设的第一时间值之前，超过计数器18例如已经对十次(或更多次)的超过计数。因此，识别出加速度传感器6的故障。发出警报并且不再将加速度传感器6的信号用于评估轨道车辆2的行进稳定性。
第一时间由第一计时器20从初始值(例如30分钟)递减计数，其中如果第一时间达到为零的预设的第一时间值，那么将第一计时器20重置为初始值。如果轨道车辆2的速度等于或高于预设的速度下限，那么第一计时器20停止。如果轨道车辆2的速度再次低于预设的速度下限，那么计时器20继续运行。
图4示出第三图表，在所述第三图表中，轨道车辆2的横向加速度a以及速度v作为时间t的函数示出。横向加速度a借助于加速度传感器6确定。此外，借助于速度测量仪10确定速度v。横向加速度a作为实线示出，并且用于横向加速度a的y轴根据附图在左侧示出。此外，速度v作为虚线示出，并且用于速度v的y轴根据附图在右侧示出。所述第三图表用于图解说明第三检查。
如果轨道车辆2的速度v超过预设的速度上限vo，例如160km/h，那么执行第三检查。此外，关于第三基准值r3执行第三检查。
在所述检查中假设：在轨道车辆2的速度v高于速度上限vo时，预期加速度值的至少一部分高于第三基准值r3。原因是，如果车辆快速地行驶，那么通常较高的横向加速度a作用到轨道车辆2上。如果相反地，加速度值从未超过第三基准值r3，那么认为或识别出加速度传感器6的故障。
为了计算横向加速度a，将加速度传感器6的信号传导至监控单元8。在监控单元8中，将信号借助于带通滤波器16滤波。随后经滤波的信号由监控单元8借助于在例如0.5s中取二次平均值来取平均值。
随后，将经滤波的、取平均值的信号的信号值通过换算规则换算为加速度值。
在第三检查中检查，直至第二时间达到例如为2小时的预设的第二时间值，横向加速度a是否曾经超过第三基准值r3。第三基准值r3例如能够为0.3m/s2。
第二时间由第二计数器22从零开始递增计数。
图4中的图表分为五个时间区间F、G、H、J、K，其中第一时间区间F在时间上位于第二时间区间G之前。第二时间区间G在时间上又位于第三时间区间H之前，所述第三时间区间在时间上位于倒数第二个时间区间J之前。倒数第二个时间区间J在时间上位于最后的时间区间K之前。在第一时间区间F中，加速度值持续地高于第三基准值r3，相反地，横向加速度a在时间区间F之后明显降低，例如由于在加速度传感器6之内的断线，并且横向加速度a在时间区间F之后持续地低于第三基准值r3。
在第一时间区间F中，轨道车辆2的速度v超过预设的速度上限vo。横向加速度a在所述时间区间F中——如已经提到的那样——持续地高于第三基准值r3。在时间区间F中，将加速度传感器6视作为功能完全正常的。在此情况下，第二计时器22从零开始递增计时，其中然而在每次超过第三基准值r3时将第二计时器22重置为初始值零。
在第二时间区间G中，轨道车辆2的速度v超过预设的速度上限vo，使得借助于第二计时器22计时。在时间区间F之后的横向加速度a在所述时间区间G中然而持续地低于第三基准值r3，使得不将第二计时器22重置，也就是说总是由第二计时器22继续计时。
在第三时间区间H中，轨道车辆2的速度v小于或等于预设的速度上限vo，使得第二计时器22停止，也就是说不继续计时。
在图4中，时间轴在第三时间区间H和倒数第二个时间区间J之间中断，并且其他时间区间能够连接到第三时间区间H上。
在倒数第二个时间区间J中，轨道车辆2的速度v超过预设的速度上限vo，使得借助于第二计时器22继续计时。在时间区间F之后的横向加速度a在所述时间区间J中持续地低于第三基准值r3，使得不将第二计时器22重置。在时间区间J结束时，第二计时器22达到预设的第二时间值。
在最后的区间K中，第二计时器22已经达到或超过第二时间值。因此，横向加速度a从未超过预设的第三基准值r3，直至时间达到预设的第二时间值。因此，在最后的时间区间中，识别出加速度传感器6的故障。发出警报并且不再将加速度传感器6的信号用于评估轨道车辆2的行进稳定性。
轨道车辆2原则上还能够具有其他的加速度传感器，所述加速度传感器能够类似于在所述实施例中描述的方式对故障进行监控。
尽管本发明的细节通过优选的实施例详细说明和描述，但是本发明不受公开的实例限制，并且能够由本领域技术人员从中推导出其他变型形式，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于识别加速度传感器(6)的故障的方法，其中所述加速度传感器(6)产生信号，在检查时，检查与所述信号相关的变量(a)是否满足关于第一基准值(r1)、第二基准值(r2)和第三基准值(r3)的预设的条件，并且根据所述检查确定，所述加速度传感器(6)是否故障，
其中，所述加速度传感器(6)设置在能运动的物体中，并且所述条件或者所述第二基准值(r2)和所述第三基准值(r3)与所述物体的速度(v)相关，其中借助于速度测量仪(10)测量所述物体的速度(v)，
其中，由计时器(20)计时，并且如果所述物体的速度(v)低于预设的速度下限，那么在所述检查时，确定直至计时的时间达到预设的时间值，所述变量超过所述第二基准值(r2)几次，和超过的次数是否超过预设的最大次数，其中由超过计数器(18)确定超过的次数，并且如果超过的次数小于预设的最大次数并且时间达到预设的时间值，那么将所述超过计数器(18)重置，
其中，所述加速度传感器(6)是用于测量垂直于所述物体的行驶方向的加速度(a)的传感器，
其中，所述加速度传感器(6)设置在轨道车辆(2)中并且用于行进稳定性监控。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
与所述信号相关的所述变量(a)是根据所述信号确定的加速度。
3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
与所述信号相关的所述变量(a)是通过对多个在时间上依次跟随的信号值取平均值计算的变量。
4.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
将所述加速度传感器(6)的所述信号借助于滤波器(14，16)滤波，并且对经滤波的所述信号执行所述检查。
5.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
将所述加速度传感器(6)的所述信号借助于带通滤波器(16)和/或高通滤波器(14)滤波，并且对经滤波的所述信号执行所述检查。
6.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述第一基准值(r1)是所述加速度传感器(6)的测量范围的最大值，并且在所述检查时，检查所述变量(a)是否超过所述第一基准值(r1)的预设的倍数。
7.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
由计时器(20)计时，并且如果所述物体的速度(v)低于预设的速度下限，那么在所述检查时，检查所述变量(a)是否超过所述第二基准值(r2)直至计时的时间达到预设的时间值。
8.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
由计时器(22)计时，并且如果所述物体的速度(v)超过预设的速度上限(vo)，那么在所述检查时，检查直至计时的时间达到预设的时间值，所述变量(a)是否曾经超出预设的所述第三基准值(r3)。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
将最后提到的所述计时器(22)在每次超过所述第三基准值(r3)时重置，并且如果所述物体的速度(v)超过预设的所述速度上限(vo)，那么仅由所述计时器(22)继续计时。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
其特征在于，
如果确定所述加速度传感器(6)的故障，那么发出警报。
11.一种具有加速度传感器(6)和监控单元(8)的测量系统(4)，所述监控单元设计用于根据权利要求1至10中任一项所述的方法识别所述加速度传感器(6)的故障。
12.一种轨道车辆(2)，所述轨道车辆具有根据权利要求11所述的测量系统(4)。
CN201680057167.9A 2015-09-30 2016-09-06 用于识别加速度传感器的故障的方法和测量系统 Active CN108139426B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015218941.4 2015-09-30
DE102015218941.4A DE102015218941A1 (de) 2015-09-30 2015-09-30 Verfahren zur Erkennung eines Defekts eines Beschleunigungssensors und Messsystem
PCT/EP2016/070946 WO2017055022A1 (de) 2015-09-30 2016-09-06 Verfahren zur erkennung eines defekts eines beschleunigungssensors und messsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108139426A CN108139426A (zh) 2018-06-08
CN108139426B true CN108139426B (zh) 2021-10-15

Family

ID=56940015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680057167.9A Active CN108139426B (zh) 2015-09-30 2016-09-06 用于识别加速度传感器的故障的方法和测量系统

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20190041425A1 (zh)
EP (1) EP3329286B1 (zh)
CN (1) CN108139426B (zh)
DE (1) DE102015218941A1 (zh)
ES (1) ES2912653T3 (zh)
RU (1) RU2683818C1 (zh)
WO (1) WO2017055022A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10279823B2 (en) * 2016-08-08 2019-05-07 General Electric Company System for controlling or monitoring a vehicle system along a route
AT521735A1 (de) 2018-09-19 2020-04-15 Siemens Mobility GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose und Überwachung von Fahrzeugkomponenten
CN109596860B (zh) * 2018-11-05 2020-12-08 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 加速度计故障诊断方法、装置、电路和计算机设备
EP4277825A1 (de) 2021-02-23 2023-11-22 Siemens Mobility GmbH Verfahren zur erkennung einer fehlfunktion eines überwachungssystems
CN114755458B (zh) * 2022-04-19 2024-03-12 重庆嘉陵全域机动车辆有限公司 一种智能悬架加速度传感器故障诊断方法及装置
CN115180000A (zh) * 2022-07-08 2022-10-14 北京交大思诺科技股份有限公司 一种速度信号生成系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244109B1 (en) * 1998-09-30 2001-06-12 Robert Bosch Gmbh Device and method for monitoring an acceleration sensor located in a vehicle
JP2004258019A (ja) * 2003-02-06 2004-09-16 Denso Corp 物理量センサ
CN1756681A (zh) * 2003-03-03 2006-04-05 西门子公司 识别撞击的方法和装置
CN101678849A (zh) * 2007-05-22 2010-03-24 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置
CN101738498A (zh) * 2009-12-18 2010-06-16 重庆建设工业有限责任公司 一种高速运动测量仪校准装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11248743A (ja) * 1998-02-27 1999-09-17 Toyota Motor Corp 車載前後加速度センサの零点較正装置
DE19960782A1 (de) * 1999-12-16 2001-06-21 Mannesmann Vdo Ag Verfahren zur Beschleunigungsüberwachung für eine Längsdynamiksteuerung oder -regelung in Kraftfahrzeugen
JP2002022766A (ja) * 2000-07-07 2002-01-23 Hino Motors Ltd センサの故障判定装置
KR100411056B1 (ko) * 2000-12-27 2003-12-18 현대자동차주식회사 자동차 변속기의 출력축 회전속도 검출센서의 고장 진단방법
JP2003063375A (ja) * 2001-08-23 2003-03-05 Bosch Automotive Systems Corp 車体加速度センサの出力固着故障検出方法、及び車体加速度センサの出力固着故障検出装置
JP2004264202A (ja) 2003-03-03 2004-09-24 Calsonic Kansei Corp 故障診断装置
JP2005098784A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Advics:Kk 車輪速度演算装置およびそれを備えたアンチスキッド制御装置
JP4709008B2 (ja) * 2003-12-26 2011-06-22 ボッシュ株式会社 車体加速度センサの故障診断装置、アンチロック・ブレーキ・システム
CN1776392A (zh) * 2004-11-16 2006-05-24 株式会社万都 用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置和方法
JP2007232460A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Aisin Seiki Co Ltd 加速度センサの状態検出装置
DE102007024065B8 (de) * 2007-05-22 2009-05-14 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Fehlerüberwachung von Fahrwerkskomponenten von Schienenfahrzeugen
ES2384005T3 (es) 2008-09-19 2012-06-28 Bombardier Transportation Gmbh Dispositivo y sistema de monitorización de inestabilidad, en particular para un vehículo ferroviario
WO2010122567A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-28 Indian Space Research Organisation System and method for detecting and isolating faults in pressure sensing of flush air data system (fads)
CN102033141B (zh) * 2009-09-30 2013-01-02 比亚迪股份有限公司 一种基于can总线汽车仪表的测试系统及方法
JP5649810B2 (ja) * 2009-10-29 2015-01-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 静電容量式センサ
JP5471782B2 (ja) 2010-04-30 2014-04-16 日産自動車株式会社 故障診断装置
CN101907638B (zh) * 2010-06-11 2011-09-28 北京航空航天大学 一种无依托状态下加速度计的标定方法
EP2605022B1 (en) * 2010-08-11 2015-02-25 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Inertial sensor
DE102011002805A1 (de) * 2011-01-18 2012-07-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Erkennung von Fehlern in einem elektronisch gesteuerten Antriebssystem eines Kraftfahrzeuges
JP5146608B2 (ja) * 2011-04-14 2013-02-20 トヨタ自動車株式会社 前後加速度センサの異常判定装置及び方法
KR20140132704A (ko) 2012-02-07 2014-11-18 니뽄샤료세이조우 가부시키가이샤 센서 상태 판단 시스템
CN103808964B (zh) * 2012-11-13 2018-05-25 博世汽车部件(苏州)有限公司 车辆的轮速传感器的故障诊断方法、相应的控制器及车辆
DE102013210081A1 (de) * 2013-05-29 2014-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Erkennen einer Gefährdung für ein Schienenfahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244109B1 (en) * 1998-09-30 2001-06-12 Robert Bosch Gmbh Device and method for monitoring an acceleration sensor located in a vehicle
JP2004258019A (ja) * 2003-02-06 2004-09-16 Denso Corp 物理量センサ
CN1756681A (zh) * 2003-03-03 2006-04-05 西门子公司 识别撞击的方法和装置
CN101678849A (zh) * 2007-05-22 2010-03-24 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置
CN101738498A (zh) * 2009-12-18 2010-06-16 重庆建设工业有限责任公司 一种高速运动测量仪校准装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017055022A1 (de) 2017-04-06
US20190041425A1 (en) 2019-02-07
EP3329286B1 (de) 2022-02-09
RU2683818C1 (ru) 2019-04-02
DE102015218941A1 (de) 2017-03-30
CN108139426A (zh) 2018-06-08
ES2912653T3 (es) 2022-05-26
EP3329286A1 (de) 2018-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108139426B (zh) 用于识别加速度传感器的故障的方法和测量系统
EP2436574B1 (en) State monitoring apparatus and state monitoring method of railway car, and railway car
KR101489334B1 (ko) 레일 차량의 하부 구조 부품용 에러 모니터링 장치 및 방법
RU2494902C2 (ru) Устройство контроля повреждений элементов ходовой части единиц подвижного состава
US9221476B2 (en) Method and arrangement for monitoring a brake system of a brake arrangement of a rail vehicle
JP4298433B2 (ja) 鉄道車両の異常検知装置
JP4388532B2 (ja) 鉄道車両の異常検知装置
JP2012502837A (ja) 特に鉄道車両用の不安定モニタリングデバイスおよびシステム
GB2554014A (en) Status-monitoring device for railroad vehicle, status monitoring system, and train vehicle
JP2012503184A (ja) テスト可能の振動モニタリングデバイスおよび方法
JP4388594B2 (ja) 鉄道車両の異常検知装置
KR101827116B1 (ko) 차륜 및 베어링 측정 장치
JP6833434B2 (ja) 鉄道車両の異常検知方法
JP2004090848A (ja) 鉄道車両の異常検知装置及び異常検知方法
JP7121753B2 (ja) 鉄道車両の異常走行状態を検出するためのシステム及び方法
US20240133917A1 (en) Method for detecting a malfunction of a monitoring system
US20240230708A9 (en) Method for detecting a malfunction of a monitoring system
RU2601467C2 (ru) Способ определения годности грузовых железнодорожных вагонов по величине зазоров в скользунах
KR102184314B1 (ko) 댐퍼 이상 자가진단 장치 및 방법
CN111044751B (zh) 测速方法、存储介质、轨边检测系统
KR20240092364A (ko) 철도 차량용 감속기 진단 시스템 및 진단 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190409

Address after: Munich, Germany

Applicant after: SIEMENS Mobile Ltd.

Address before: Munich, Germany

Applicant before: Siemens AG

CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Munich, Germany

Applicant after: Siemens Transport Co., Ltd.

Address before: Munich, Germany

Applicant before: SIEMENS Mobile Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant