CN111601738A - 用于确定制动器的所需压紧变量的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于确定车辆的至少一个制动器(26)、尤其是摩擦制动器的所需压紧变量(CSet、FClpSet)的方法，其中，确定所述至少一个制动器(26)的减速变量(Frb、Mrb)的至少两个当前值，其中，借助可变滤波器(21)将减速变量(Frb、Mrb)的所述至少两个当前值处理成制动器(26)的平均减速变量(Frbmean)，其中，由平均减速变量(Frbmean)和当前压紧变量(FClp)确定所述至少一个制动器(26)的状态变量(MUEB)，其中，由所需减速变量(FrbSet)和状态变量(MUEB)确定所述至少一个制动器(26)的所需压紧变量(CSet、FClpSet)，由此有利地借助制动器(26)的状态变量(MUEB)在考虑状态的情况下确定压紧变量(CSet、FClpSet)。

Description

用于确定制动器的所需压紧变量的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定制动器的所需压紧变量的方法以及一种用于实施该方法的装置、系统和轨道车辆。
为了改善制动器、尤其是摩擦制动器的运行或为了制动器、尤其是摩擦制动器的磨损减少，制动器、尤其是摩擦制动器通过将摩擦衬片压紧到处于运动中的配合件上来引起制动作用，主要目标是，根据制动器的运行状态调整所需压紧力，从而一方面使设定的压紧力尽可能小，以便减小制动器中的磨损，并且另一方面按照制动器的运行状态调整设定的压紧力，以便优化制动作用。出于该考虑此外得到在用于运行具有这种制动器的车辆、尤其是轨道车辆的安全性和经济性方面的优点。
背景技术
由WO 2014/067 786 A1已知一种方法，按照所述方法求取摩擦制动器的减速变量，亦即，求取摩擦衬片和配合件之间的、亦即制动衬片和制动盘之间的摩擦力或摩擦力矩。此外求取制动衬片作用于制动盘上的压紧变量，亦即例如压紧力或压紧压力。这些随后被计算成表征制动器的运行状态的变量。在该情况下，例如计算制动衬片和制动盘之间存在(vorherrschend)的摩擦系数(Reibewert)。
借助该摩擦系数，现在能够由制动器的期望减速变量求取为此所需的压紧变量，其中，通过将摩擦系数包括在内来考虑当前在制动器中存在的运行状态。
在该方法中不利的是，减速变量作为瞬时测量值受到强烈的波动。此外未考虑到制动器的减速变量的求取与不同的运行状态有关，并且基于公差和损耗，在制动盘的一个回转上，在摩擦系数中可能出现差别，由此所述求取有误差地并且较不鲁棒地进行。
发明内容
本发明的任务是，从现有技术出发，提供一种方法、一种装置、一种系统、一种轨道车辆和一种计算机程序产品，它们分别解决以上提及的问题并且能够以鲁棒的方式实现所需压紧变量的求取。
该任务借助独立权利要求解决。有利的进一步扩展方案是从属权利要求的技术方案。
按照本发明设有一种方法，该方法用于确定至少一个制动器、尤其是摩擦制动器的所需压紧变量，其中，确定制动器的、优选其每转的减速变量的至少两个当前值，其中，减速变量的所述至少两个当前值借助可变滤波器处理成制动器的平均减速变量。随后由平均减速变量和当前压紧变量求取制动器的状态变量，其中，随后由该状态变量连同制动器的所需减速变量确定制动器的所需压紧变量。
在此优选地，制动衬片的挤压力或施加的制动压力或其他合适的变量可以被视为压紧变量，其表示在制动时制动衬片压紧到制动盘上的程度。
在此优选地，制动盘和制动衬片之间的摩擦力或摩擦力矩或其他合适的变量可以被视为减速变量，其表示制动器、尤其是制动盘的减速程度。通过摩擦力或摩擦力矩与制动盘的减速度的直接比例关系，制动盘的减速度、亦即例如其角加速度或时间上的转速变化也可以被视为减速变量。
优选这样确定减速变量的两个当前值，使得这两个当前值基本上描述制动器的当前运行并且不过时，即落后不多于数个十分之一秒并且尤其是不多于半秒。减速变量的两个当前值优选在少于0.1秒内确定。
优选地，减速变量的当前值在制动器的不同位置、尤其是制动盘相对于制动衬片的不同位置处求取，在两个当前值的情况下优选在分别180°转动时求取，特别优选在多于两个值的情况下在制动盘上均匀分布的情况下求取，从而减速变量的值能够尽可能在制动盘的整个区域上求取。
优选地，为了进一步处理制动器的减速变量的当前值，借助可变滤波器将所述值处理成制动器的平均减速变量。
优选地，平均减速变量在此表示减速变量的当前值的平均值。
优选地，在可变滤波器中的处理通过高通滤波或低通滤波或以其他合适的方式进行，以便将特定频率从所述进一步处理中排除，所述特定频率例如可能通过制动盘的制造公差和/或磨损和/或变形和/或加热等产生。
优选地，该可变滤波器设计成关于制动器的运行状态是可变的，从而平均减速变量的求取可以根据制动器的运行条件进行。
在此优选地，制动盘和制动衬片之间的平均摩擦力或平均摩擦力矩或其他合适的平均变量可以被视为平均减速变量，其表示制动器、尤其是制动盘的减速程度。通过平均摩擦力或平均摩擦力矩与制动盘的平均减速度的直接比例关系，制动盘的平均减速度、亦即例如其平均角加速度或其时间上的平均转速变化也可以被视为平均减速变量。
优选地，随后由平均减速变量和同样求取或查询的当前压紧变量确定制动器的状态变量。
所述状态变量在此优选这样设计，使得其描述制动器将当前压紧变量转化为平均减速变量的转化能力。所述转化能力例如可能由于制动衬片的磨损或制动衬片或制动盘的过热或由于水或污染物、例如油在制动衬片或制动盘上的附着而显著改变，这通过该状态变量检测。
优选地，由制动器的所需减速变量和制动器的状态变量确定为此所需的压紧变量，由此明确地确定制动衬片的压紧或者说挤压，以便根据制动器的运行状态转化所需减速变量。
这具有如下优点，即，压紧变量不仅被调整，而且在考虑制动器的运行状态的情况下被施加。
优选地，制动器的减速变量的当前值的求取在制动过程的不同时刻进行。这样能够保证，制动器的减速变量的当前值的求取在制动器、尤其是制动盘的不同位置、亦即角度位置处进行，即使不能求取制动器或制动盘的位置。因为制动盘的转动速度在制动期间改变，所以制动器的减速变量在例如具有相同时间间隔的求取时刻总是在制动盘的不同位置处检测。
优选保证，所述不同时刻这样选择，使得减速变量的所述至少两个值的求取在制动盘的一个回转内进行。这例如可以通过如下方式来保证，即，求取制动盘的最大可能的转动速度并且由此推导出用于求取减速变量的所需时间间隔，从而保证制动盘在最大转动速度的情况下在两个时刻之间优选转动少于360°并且特别优选最大转动180°。
优选地，根据制动器、尤其是制动盘的转速适配可变滤波器。优选在此涉及调节技术的传输元件、例如PT1元件，其具有与转速相关的转折频率，由此能够实现减少或特别优选消除在减速变量的值中的波动。
在其他有利的实施方式中，可变滤波器具有多个、优选两个与转速相关的边界频率，以便例如限定用于进一步分析的特定频带并且隔离过低或过高的频率。因此能够实现，不仅将高频波动排除在减速变量的当前值的进一步处理之外，而是此外也能够将低频波动、例如由于低转速内燃机的激励所引起的低频波动排除在外。
在其他有利的实施方式中，可变滤波器由减速变量的检测到的值形成平均值并且因此确定制动器的平均减速变量。所述平均同样适合用于为进一步处理排除不希望的波动。
优选地，确定制动器在制动盘的整数倍回转上的平均减速变量。在此可以涉及两个或更多个回转。在此的优点是，因此通过一个回转消除在制动器中存在的公差和不精确性。如果例如减速变量的值仅在制动盘的仅90°转动上求取，则制动器在相同压紧力作用于剩余的270°上时的平均减速变量可能与所求取的值显著不同。在一个完整的回转或多个完整的回转上求取值能够实现消除该问题。
优选地，状态变量是如下值，该值作为制动器的平均减速变量和当前压紧变量的商数能够如下求取：
平均减速变量/当前压紧变量；或
当前压紧变量/平均减速变量
在此，使用这两个计算规则中的哪一个是不重要的。两者描述平均减速变量与当前压紧变量的比例，亦即反馈制动器能够在何种程度上由当前压紧变量转化平均减速变量的信息。
优选地，所述状态变量是无量纲的摩擦系数，其中，平均摩擦力被用作平均减速变量并且当前压紧力被用作当前压紧变量。
优选地，可设想该商数的其他设计方案，例如通过使用制动盘的平均摩擦力矩或平均减速度作为平均减速变量并且使用当前制动压力作为当前压紧变量。因此产生的状态变量在此通常不再是无量纲的，然而这不重要，只要进一步的方法构成用于处理该状态变量即可。
优选地，当前压紧变量借助传感器确定和/或取该传感器的多个值的平均和/或从利用多个参数对至少一个传感器值的处理中确定，所述参数模拟制动器的几何和/或物理的边界条件。
优选地，传感器求取制动器的当前的制动压力或求取优选制动衬片作用于制动盘的当前压紧力。这优选在借助压力传感器求取制动压力时进行，所述压力传感器例如设置在制动器上或设置在将制动压力传输至制动器的管路中。当前压紧力例如可以通过测力计或其他合适用于测力的装置求取。
优选地，当前压紧变量从传感器值的平均或滤波中求取，类似于制动器的平均减速变量的求取，以便在进一步处理之前消除测量偏差、波动和类似物。
优选地，传感器的值为了进一步处理而利用模拟制动器的几何和/或物理边界条件的参数来处理。这样例如可以在不能直接求取压紧力时将制动压力或备选地将与压紧力处于几何关系中的其他所求取的力通过制动器参数的处理换算为压紧力。例如，制动压力可以通过考虑其所作用的面积换算成压紧力。此外优选通过所述参数考虑另外的物理边界条件，这样例如考虑回位弹簧的预紧力，为了将制动衬片靠置到制动盘上必须克服所述预紧力，或考虑“起动力”，该“起动力”必须被克服以便使制动衬片基于附着从其起始位置运动到脱开状态中。
优选地，制动器的所需减速变量由该制动器安装所在的车辆的期望减速变量求取。所述车辆在此优选具有至少一个这样的制动器。
优选地，制动器的所需减速变量在此由整个车辆的期望减速或期望制动力求取。有利地由此针对所有制动器求取一个减速变量以及特别优选地单独针对每个制动器求取一个减速变量，其中，此外将各个制动器或车辆的几何参数包括到所述求取中。
在本发明的另一种有利的实施方式中，此外由制动器的平均减速变量和为此所需的减速变量确定附加压紧变量，以所述附加压紧变量修正所需压紧变量。
优选地，由此实现这样修正所需压紧变量，使得即使在确定所需压紧变量时出现误差或偏差，也保证实际压紧变量的调整。因此保证，偏差、例如在制动器的几何比例的描述中的偏差不会不利地影响所需压紧变量的求取。
优选借助调节器求取该附加压紧变量。特别优选地，平均减速变量和所需减速变量的差对于这样的调节器用作用于进一步处理的输入变量。
优选地，调节器本身构成为积分调节器(I调节器)、比例积分(PI调节器)或特别优选构成为比例积分微分调节器(PID调节器)。这样的调节器具有可简单应用的优点，因为对于这种在有关文献中能够找到的调节器而言已经存在各种不同的应用或调整方法。此外，这些调节器具有如下优点，即，它们能够将可能的调节偏差、亦即平均减速变量和所需减速变量的差减少到零。
此外，在另外的实施方式中，可设想在其他调节器、例如状态调节器、非线性调节器或切换调节器的设计中的其他调节方法，所述其他调节方法构成用于将调节偏差减少到零。
在本发明的另一种有利的实施方式中，将所述至少一个制动器的所需压紧变量连同当前压紧变量处理成压紧变量的调节偏差。
因为当前压紧变量为了求取制动器的状态条件在所述方法中被处理，所以提出优选通过求差或以其他合适的方式实施这样的调节偏差。这样求取的调节偏差例如可以提供给制动压力调节器，所述制动压力调节器实施当前制动压力的调节。
在本发明的另一种实施方式中，所述制动器专门设置在轨道车辆中。轨道车辆通常装备有多个这样的摩擦制动器，其中，以上所述方法的应用有利地作用于这些制动器。
一方面优化车辆减速的调整，从而避免基于制动器中的过小压紧力的制动距离延长，所述压紧力例如在正常的条件下是适宜的，但在湿的制动盘中过小。另一方面也减少制动器的磨损，所述磨损例如基于制动器中的过高压紧力而产生。
这样的方法因而具有如下优点，即，一方面提高这样的轨道车辆的运行安全性并且另一方面减少这样的轨道车辆的制动器的磨损，这特别是在经济观点下表现为对于这样的轨道车辆的运行是有利的。
在本发明的另一种有利的实施方式中，设有一种用于实施该方法的装置，其中该装置构成用于安装在车辆中。优选该装置具有至少一个用于实施所述方法步骤的处理单元并且此外具有至少一个构成用于获得所述至少一个制动器的至少一个减速变量的接口和另外的构成用于获得所述至少一个制动器的当前压紧变量的接口以及另外的构成用于为了进一步处理而将所需压紧变量提供给车辆的接口。
所述装置在此优选以控制器的形式存在，所述控制器包含处理单元并且具有以上列举的接口。优选地，这些接口可理解为用于传感器或数据线的接头，通过所述接头可以接收需要的值。
在本发明的另一种有利的实施方式，该控制器是已经存在于车辆中的控制器，所述控制器构成用于实施该方法。
优选地，所述装置具有至少一个另外的构成用于获得所述至少一个制动器的转速的接口。这如以上说明的那样通过如下方式进行，即，所述装置通过该接口与转速传感器连接，所述转速传感器将所述至少一个制动器的转速提供给所述装置。备选地设有数据线，通过所述数据线，转速例如可以通过车辆总线提供。
在本发明的另一种有利的实施方式中，所述装置具有另外的构成用于获得车辆的所需减速变量的接口。该接口优选可以以至车辆总线的数据连接部的形式存在，由此为所述装置提供对应的数据。
在本发明的另一种有利的实施方式中，设有一种系统，所述系统构成用于实施之前所述的方法，所述系统具有至少一个传感器以及之前所述的装置，所述传感器构成用于确定所述至少一个制动器的至少一个减速变量，其中，所述传感器将减速变量的当前值通过对应的接口传输给所述装置。
在本发明的另一种有利的实施方式中，设有一种系统，所述系统附加地具有用于求取所述至少一个制动器的转速的传感器，其中所述传感器将转速的当前值通过对应的接口传输给所述装置以用于进一步处理。
之前所述的系统的两种实施方式具有如下优点，即，其能够构成为集成的构件，并且这样能够节省空间地安装在车辆上，而在需要的传感器和所述装置之间不需要结构花费、例如数据线的铺设。
在本发明的另一种有利的实施方式中，设有一种车辆、尤其是轨道车辆，其构成用于实施以上提及的方法，其中，所述车辆具有与之前所述的装置对应的装置或与之前所述的系统对应的系统。
车辆通过所安装的装置或系统而有能力实施所述方法，并且由此能够优化其摩擦制动器或以减少的磨损运行其摩擦制动器。
在本发明的另一种有利的实施方式中，本发明以计算机程序产品的形式存在，所述计算机程序产品构成为具有存储在计算机可读载体上的程序代码，所述程序代码用于实施之前所述的方法。
这具有如下优点，即，程序代码可以简单地传输给控制装置、如车辆、尤其是轨道车辆的控制器，由此这些控制装置有能力实施所述方法。由此能够实现对现有车辆的功能的改造或扩展。
附图说明
接着借助优选实施例参考附图对本发明进行说明。
详细地：
图1示出各个方法步骤的基本结构；
图2示出按照本发明的方法的一种实施方式；
图3示出包括用于实施按照本发明的方法的处理结构的装置。
具体实施方式
图1-3在左下部分中分别示意性地示出制动器26的典型构造，如其通常设置在车辆、尤其是轨道车辆中那样。
制动器26在此包括制动盘28，所述制动盘不可相对转动地与车辆的车轮32连接。布置在制动盘28上的制动蹄30处于制动盘的两侧。制动蹄30包含制动衬片，其中，所述制动衬片在挤压制动蹄30时贴靠在制动盘28上或压紧到所述制动盘上，由此产生摩擦力矩，所述摩擦力矩抑制制动盘28的转动运动，进而因此抑制车轮32的转动运动。
制动蹄30通过制动紧固部34相对于制动器26和车轮32固定。制动压力可以通过制动管路38施加到制动蹄30上，以便将所述制动蹄靠置到制动盘28上。
在制动管路38中的制动压力C通过未示出的蓄压器提供。为此，制动压力调节器40通过电磁阀MV调整制动压力C，其方式为所述制动压力调节器借助电磁阀MV对制动管路38加载以未示出的蓄压器的压力Cv，或由此调整所述加载。
此外设有传感器20、22、24，所述传感器提供为了实施方法所需要的值。
设有转速检测装置20、尤其是转速传感器，其构成用于检测制动盘28亦或车轮32的当前转速ndisc。
此外设有减速变量检测装置22、尤其是力传感器或力矩传感器，其构成用于检测当前转速减速变量，在当前情况下检测制动盘28的摩擦力矩Mrb。在示出的图中，减速变量检测装置22为此与导线36连接。导线36与制动紧固部34接触，由此在制动紧固部34中的力通过导线36传输给减速变量检测装置22。这样能够检测制动盘28上的减速变量、尤其是摩擦力Frb，因为制动盘支承在制动紧固部34中，由此减速变量通过导线36经由减速变量检测装置22来检测。
此外设有压紧变量检测装置24，所述压紧变量检测装置在该图中构成为压力传感器，所述压力传感器检测压紧变量，在该情况下检测制动压力C。
图1示出各个方法步骤的基本结构。
部分10设置用于求取平均减速变量(在该情况下为制动器26的平均摩擦力Frbmean)。备选地，例如也可以求取制动器26、尤其是制动盘28的平均摩擦力矩或平均减速度。
在示出的图中，部分10具有两个输入端，其中，通过一个输入端提供制动盘28的减速变量(在该情况下为摩擦力矩Mrb)的至少两个当前值，并且通过另一个输入端提供制动盘的转速ndisc。
部分10现在根据制动盘28的转速ndisc将制动盘28的摩擦力矩Mrb的这样获得的值处理成平均摩擦力Frbmean。为了处理，在此使用来自数据处理的方法，例如FFT分析、取平均值、滤波、可信度测试和类似方法。这些方法在此与制动盘28的转速ndisc有关地设计，从而能够根据转速ndisc求取平均摩擦力Frbmean并且能够排除在不同转速ndisc下分析的不希望表现。
此外示出部分14，所述部分求取所需减速变量，在所述图中求取制动盘28的摩擦力Frb的理论值FrbSet。为此该部分处理制动力的理论值FbrSet，所述制动力被需要用于以希望的减速度抑制车辆。理论值FbrSet在此从外部获得、例如通过车辆总线或车辆的另一控制器获得。
部分12现在由平均摩擦力Frbmean、理论值FrbSet和制动压力C的通过传感器24提供的值来确定调节偏差dC，所述调节偏差被用作用于制动压力调节器40的输入值。
值dC的确定在此特别是在考虑制动器26的当前状态或考虑所述制动器的由压紧变量(在该情况下为制动压力C)产生平均减速变量(在该情况下为平均摩擦力Frbmean)的能力下实现。
部分12因此包含用于调节制动器26的所需压紧变量的自适应预调。
部分12此外处理修正值Ckorr，所述修正值通过另一个部分16提供。修正值Ckorr用于消除在制动盘28的减速变量的理论值与实际值之间(在该情况下理论值FrbSet与平均摩擦力Frbmean之间)的剩余调节偏差。在部分12中，所述修正值用于修正压紧变量的理论值。
部分16为此目的处理制动盘28的减速变量的理论值和实际值，在该情况下在理论值FrbSet和平均摩擦力Frbmean之间并且由此求取修正值Ckorr。
部分16因此也可以理解为关于所需压紧变量的调节器。
在图2中基本上示出方法的与在图1中相同的结构。存在相同的部分10、12、14、16，其中现在示出各个部分10、12、14、16以何种方式处理所获得的值的一个实施例。
部分10如之前实现的那样获得制动盘28的摩擦力矩Mrb和制动盘28的转速ndisc。由摩擦力矩Mrb通过与在制动蹄30和制动盘28之间的摩擦半径R_RB_DISC相除来计算在该接触中的摩擦力Frb。
摩擦半径R_RB_DISC在此构成有效半径，在制动衬片的整个贴靠面上作用于制动盘28的摩擦力的总和有效地作用在所述有效半径上。
这样求取得到的摩擦力Frb随后通过可变滤波器21、在这里通过PT1元件来处理，其中，为了处理考虑摩擦力Frb的至少两个值。
可变滤波器21此外接收相应的制动盘28的转速ndisc，由此所述滤波器适配其灵敏度(在该情况下为PT1元件的转折频率)并且因此能够对制动器中的波动或不希望的效果作出反应。
用于不同转速ndisc的转折频率在此包含在可变滤波器21的计算规则中。
可变滤波器21在此在超过至少一个完整盘转动上处理转速ndisc和摩擦力Frb的值，由此消除基于在制动器中的磨损的公差和偏差。
然后，从可变滤波器21或部分10获得制动盘28的平均摩擦力Frbmean，所述摩擦力随后传递给另外的部分12、16。
部分14处理制动力的理论值FbrSet，所述制动力在该情况下应该在车轮32和轨道的未示出的工作面之间作用并且应该借此抑制车辆。
理论值FbrSet为了进一步处理而借助车轮半径R_RAD和在制动衬片与制动盘之间的摩擦半径R_RB_DISC换算成制动器26的摩擦力的理论值FrbSet并且传递给另外的部分12、16。
部分16在当前设计方案中形成平均摩擦力Frbmean与其理论值FrbSet的调节偏差dFrb。该调节偏差随后由调节器42(在该情况下为PID调节器)处理，以便获得修正值Ckorr，所述修正值被设想用于修正在制动压力CFSet的理论值中的偏差或误差。所述修正值为了进一步处理而传递给部分12。
在部分12中示例性地示出状态变量的计算、在这里为制动器26的平均衬片摩擦系数MUEB或制动器的如上说明的从压紧力到摩擦力的转化能力以及制动压力的理论值的求取。
部分12从获得的制动压力C通过系统参数P0和K_FP求取当前压紧变量，在该情况下为挤压力FCIp。
参数P0在此构成施加压力，所述施加压力必须被构建以便使制动器26的摩擦衬片与制动盘28接触。这在于，在制动器中安装有回位弹簧，所述回位弹簧将摩擦衬片从制动盘28挤压离开。回位弹簧的力必须在制动时通过施加压力P0克服。亦即，制动压力CF相当于作用的以施加压力P0修正过的制动压力C。
参数K_FP模拟制动器26的几何的以及其他的给定条件。其优选可理解为杠杆和传动比、压紧面积和类似物。在该实施方式中，所述参数构造为制动钳特性曲线，亦即构造为可变的。通过参数K_FP与制动压力CF相乘来确定挤压力FCIp。
挤压力FCIp连同平均摩擦力Frbmean一起借助除法根据以上所述的计算规则计算为平均衬片摩擦系数MUEB。平均衬片摩擦系数MUEB在这里描述制动器26的从压紧力FCIp形成平均摩擦力Frbmean的当前能力。
从对平均衬片摩擦系数MUEB、亦即制动器26的系统特性的认识，部分12随后在考虑摩擦力Frb的理论值FrbSet的情况下计算用于制动蹄30的挤压力FCIp的理论值FCIpSet。
挤压力FCIp的该理论值FCIpSet随后借助参数K_FP换算成制动压力的理论值CFSet。该理论值CFSet基本上相当于计算结构的计算结果，所述计算结构相当于自适应的预调。所述预调通过从理论值FrbSet计算理论值CFSet而形成。所述预调通过平均衬片摩擦系数的当前计算而自适应地实现。
压力、在该情况下制动压力的理论值CFSet的预调、亦即调节具有如下优点，即，这直接通过输入理论值(在该情况下为摩擦力的理论值FrbSet)来实现。当然这取决于对被预调的系统的充分准确的认识，例如通过数学建模或通过以特性曲线簇的形式保存不同运行参数。在制动器26的情况下，平均摩擦系数MUEB可以在大的范围中变化。所述摩擦系数可能由于磨损或潮湿而减小以及在变干时再次增大，从而所述摩擦系数不仅经受向上波动而且经受向下波动。该系统特性相对难以通过建模来掌握，在其中可看出通过反馈平均摩擦力Frbmean的自适应性相对于模型支持的预调的优点。
在进一步的计算步骤中，在部分12中，制动压力的理论值CFSet由预调、修正值Ckorr和施加压力P0合并成制动压力的最终的理论值CSet。
最后，部分12由该理论值CSet和实际的制动压力C计算制动压力的调节偏差dC，以便将该调节偏差传送给制动压力调节器40，所述制动压力调节器基于该输入操控电磁阀MV，该电磁阀用于借助来自蓄压器的压力Cv调整制动管路38中的制动压力C。制动器26接着如以上说明的那样将制动压力C转化为摩擦力Frbmean。
图3示出按照本发明的装置18，所述装置构成用于实施以上所述的方法。
这样的装置18例如通过控制器实现，之前所述的计算规则和求取步骤例如以代码的形式存储在所述控制器中。
装置18的内部的结构因此对应于按照图2的方法的结构。
在示出的图中，装置18具有五个接口。在左侧，所述装置接收对应的制动器26的制动力的理论值FbrSet。如果所述装置18应该与多个制动器26有联系，则可以通过这些接口例如也接收多个制动器26的制动力的理论值FbrSet。这些理论值的接收例如通过车辆的总线系统或另一控制器实现，所述另一控制器提供对应的理论值FbrSet。
在装置18的在图中的下侧设有三个接口，以便接收传感器20、22和24输出的值。这些接口为此目的构成为线缆连接部，所述线缆连接部与传感器20、22和24连接。备选地，所述线缆连接部构造为总线连接部。
在装置18的右侧设有接口，所述接口将调节差dC提供给一个或多个制动压力调节器40。该接口构造为线缆连接部或总线连接部。
在本发明的另一种未示出的实施方式中，制动压力调节器40是装置18的一部分。装置18因此提供控制信号给电磁阀MV，以调整制动压力C。
所述发明不限制于至今构造的实施方式，而是可设想另外的实施方式，所述另外的实施方式通过各个之前所述的特征的组合或通过相似设计得出。本发明的技术方案因此超越之前所述的实施方式。
附图标记列表
10 平均减速变量的求取
12 所需压紧变量的求取
14 所需减速变量的求取
16 附加压紧变量的求取
18 装置
20 传感器(转速检测装置)
21 可变滤波器
22 传感器(减速变量检测装置)
24 传感器(压紧变量检测装置)
26 制动器
28 制动盘
30 制动蹄
32 车轮
34 制动紧固部
36 导线
38 制动管路
40 制动压力调节器
C 制动压力(压紧变量)
Ckorr 制动压力(修正值)
CF 制动压力(以施加压力修正)
CFSet 制动压力(来自预调的理论值)
CSet 制动压力(理论值)
Cv 压力(来自蓄压器)
dC 制动压力的调节偏差
dFrb 摩擦力的调节偏差
FbrSet 制动力(理论值)
FCIp 挤压力(压紧变量)
FCIpSet 挤压力(理论值)
Frb 摩擦力(制动盘)
Frbmean 平均摩擦力(制动盘)
FrbSet 摩擦力(制动盘，理论值)
K_FP 参数(制动钳特性曲线)
Mrb 摩擦力矩(制动盘)
MUEB 平均衬片摩擦系数
ndisc 转速(制动盘、车轮)
P0 参数(施加压力)
R_RAD 参数(车轮半径)
R_RB_DISC 参数(制动盘的制动衬片的摩擦半径)

Claims (17)

1.用于确定车辆的至少一个制动器(26)的所需压紧变量(CSet、FCIpSet)的方法，所述制动器尤其是摩擦制动器，其中
确定所述至少一个制动器(26)的减速变量(Frb、Mrb)的至少两个当前值，其中
借助可变滤波器(21)将减速变量(Frb、Mrb)的所述至少两个当前值处理成制动器(26)的平均减速变量(Frbmean)，其中
由平均减速变量(Frbmean)和当前压紧变量(C、FCIp)确定所述至少一个制动器(26)的状态变量(MUEB)，其中
由所需减速变量(FrbSet)和状态变量(MUEB)确定所述至少一个制动器(26)的所需压紧变量(CSet、FCIpSet)。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，在不同的时刻确定减速变量(Frb、Mrb)的所述至少两个当前值。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，根据制动器(26)的转速(ndisc)改变所述可变滤波器(21)。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，确定所述至少一个制动器(26)在制动器(26)的制动盘(28)的整数倍回转上的平均减速变量(Frbmean)。
5.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，以平均减速变量(Frbmean)和当前压紧变量(C、FCIp)的商数的形式计算所述状态变量(MUEB)，其中，所述商数这样设计：
平均减速变量(Frbmean)/当前压紧变量(C、FCIp)，或
当前压紧变量(C、FCIp)/平均减速变量(Frbmean)。
6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述当前压紧变量(C、FCIp)
-借助传感器(24)确定，和/或
-取传感器(24)的多个值的平均，和/或
-由利用模拟所述至少一个制动器(26)的几何和物理边界条件的参数(P0、K_FP)对传感器(24)的至少一个值的处理来确定。
7.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，由至少一个期望减速变量(FbrSet)确定车辆的所述至少一个制动器(26)的至少一个所需减速变量(FrbSet)。
8.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，由所述至少一个制动器(26)的平均减速变量(Frbmean)以及所述至少一个制动器(26)的所需减速变量(FrbSet)确定附加压紧变量(Ckorr)，以所述附加压紧变量修正所需压紧变量(CSet、FCIpSet)。
9.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述至少一个制动器(26)的所需压紧变量(CSet、FCIpSet)连同当前压紧变量(C、FCIp)处理成压紧变量的调节偏差(dC)。
10.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述车辆是轨道车辆。
11.用于实施按照权利要求1至10所述的方法的装置(18)，所述装置构成用于安装在车辆中，所述装置具有：
用于实施方法步骤的至少一个处理单元(18)，以及
至少一个构成用于获得所述至少一个制动器(26)的至少一个减速变量(Frb、Mrb)的接口，以及
至少一个构成用于获得所述至少一个制动器(26)的当前压紧变量(C、FCIp)的接口，以及
至少一个构成用于将所需压紧变量(CSet、FCIpSet)或压紧变量(C、FCIp)的调节偏差(dC)为了进一步处理而提供给车辆的接口。
12.按照权利要求11所述的装置(18)，具有至少一个构成用于获得所述至少一个制动器(26)的转速(ndisc)的接口。
13.按照权利要求11或12所述的装置(18)，具有至少一个构成用于获得车辆的所需减速变量(FbrSet)的接口。
14.用于实施按照权利要求1至10中任一项所述的方法的系统，具有：
至少一个传感器(22)，所述至少一个传感器构成用于确定所述至少一个制动器(26)的至少一个减速变量(Frb、Mrb)，以及
按照权利要求11至13中任一项所述的装置(18)，其中
所述至少一个传感器(22)构成用于将减速变量(Frb、Mrb)的当前值通过所述接口传输给所述装置(18)。
15.按照权利要求14所述的系统，具有用于求取所述至少一个制动器(26)的转速(ndisc)的至少一个传感器(20)，其中，所述至少一个传感器(20)构成用于将转速(ndisc)的当前值通过所述接口传输给所述装置(18)。
16.车辆，尤其是轨道车辆，用于实施按照权利要求1至10中任一项所述的方法，所述车辆具有按照权利要求11至13中任一项所述的装置(18)或按照权利要求14或15之一所述的系统。
17.计算机程序产品，包括存储在计算机可读载体上的程序代码，所述程序代码用于实施按照权利要求1至10中任一项所述的方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022119956A1 (de) 2022-08-09 2024-02-15 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Regelung von Schienenfahrzeugparametern mit lokalen Reglern

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0276435A2 (de) * 1987-01-30 1988-08-03 Robert Bosch Gmbh Bremseinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE10132834A1 (de) * 2001-07-06 2003-01-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Betätigen einer Radbremse
CN102256847A (zh) * 2008-12-19 2011-11-23 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 轨道车辆的具有对摩擦条件的波动进行补偿的制动设备
DE102011006002A1 (de) * 2011-03-23 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Aktuator für ein Bremssystem eines Schienenfahrzeugs
WO2014067786A1 (de) * 2012-10-31 2014-05-08 Siemens Aktiengesellschaft Bremsaktor für ein bremssystem eines fahrzeugs, insbesondere eines schienenfahrzeugs
CN104973030A (zh) * 2014-04-11 2015-10-14 株式会社电装 用于车辆的被设计成实现平滑减速的制动装置
US20150344012A1 (en) * 2012-12-21 2015-12-03 Lucas Automotive Gmbh Method and Assembly for Boosting the Brake Force of an Electrohydraulic Motor Vehicle Brake System

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0276435A2 (de) * 1987-01-30 1988-08-03 Robert Bosch Gmbh Bremseinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE10132834A1 (de) * 2001-07-06 2003-01-16 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Betätigen einer Radbremse
CN102256847A (zh) * 2008-12-19 2011-11-23 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 轨道车辆的具有对摩擦条件的波动进行补偿的制动设备
DE102011006002A1 (de) * 2011-03-23 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Aktuator für ein Bremssystem eines Schienenfahrzeugs
WO2014067786A1 (de) * 2012-10-31 2014-05-08 Siemens Aktiengesellschaft Bremsaktor für ein bremssystem eines fahrzeugs, insbesondere eines schienenfahrzeugs
US20150344012A1 (en) * 2012-12-21 2015-12-03 Lucas Automotive Gmbh Method and Assembly for Boosting the Brake Force of an Electrohydraulic Motor Vehicle Brake System
CN104973030A (zh) * 2014-04-11 2015-10-14 株式会社电装 用于车辆的被设计成实现平滑减速的制动装置

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