JP2008542735A - 車輪に働く複数の荷重成分を決定する方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
− 車輪に複数のセンサを設け、これを用いて、歪又は応力を検出可能にする段階と、
− 少なくともいくつかのセンサにおけるセンサ値εjを本質的に同時に測定する段階と、を備えている。
− センサ値が本質的に同時に測定されるセンサの数は、少なくとも3個であり、
方法がさらに、
− 測定されたセンサ値(εj)に少なくとも部分的に基づいて、複数の荷重成分(Fi)を決定する、ことである。
ここで、Fiは荷重番号iの大きさであり、εi(rj,αj)は、荷重番号iの点(rj,αj)における単位荷重あたりの歪である。
(方程式2) Fi = Biεtot
εtotは測定できるので、Biを見つけられれば、荷重Fiを決定することができる。
(方程式3) εtot =AF
(方程式4) F = Bεtot
これは、次の式と同等である。
(方程式5) BA = I
(方程式6) B = B0+wN
(方程式7) B0 = (ATA)−1AT
(方程式8) e(φ) = |e(φ0) − A(φ)B(φ)ε(φ0)|
φ = φ0であるときに最小であると仮定する。すなわち、
[車軸の反対側に配置された車輪上のセンサからの信号の引き算]
[車輪とレールとの接触点の角度位置を検索する前に車輪の周波数を見つける]
− 車輪に複数のセンサgjを設け、これを用いて、歪又は応力を検出可能にする段階と、
− 少なくともいくつかのセンサgjにおけるセンサ値εjを本質的に同時に測定する段階と、を備えている。方法は、
− センサ値εjが本質的に同時に測定されるセンサgjの数は、少なくとも3個であり、
方法がさらに、
− 測定されたセンサ値εjに少なくとも部分的に基づいて、複数の荷重成分Fiを決定する、ことを特徴とする。
− 車輪の角度位置を決定する前の時間周期中に、車輪の回転の周波数を決定する段階を備えている。
− 車輪に複数のセンサgjを設け、これを用いて、歪又は応力を検出可能にする段階であって、少なくともひとつのセンサは、(車輪の表面ではなく)車輪の内部に設けられる段階と、
− 少なくともいくつかのセンサgjにおけるセンサ値εjを本質的に同時に測定する段階と、を備えている。方法は、
− センサ値εjが本質的に同時に測定されるセンサgjの数は、少なくとも3個であり、
方法がさらに、
− 測定されたセンサ値εjに少なくとも部分的に基づいて、複数の荷重成分Fiを決定することを特徴とする。
Claims (27)
- 車輪に働く複数の荷重成分(Fi)を決定する方法であって、
− 前記車輪に複数のセンサ(gj)を設け、該センサを用いて、歪又は応力を検出可能にする段階と、
− 前記センサ(gj)の少なくともいくつかにおけるセンサ値(εj)を本質的に同時に測定する段階と、
を備える方法において、
− 前記センサ値(εj)が本質的に同時に測定されるセンサ(gj)の数は、少なくとも3個であり、
当該方法がさらに、
− 前記測定されたセンサ値(εj)に少なくとも部分的に基づいて、複数の荷重成分(Fi)を決定する段階を含む
ことを特徴とする方法。 - 前記複数の荷重成分を決定する段階は、荷重成分決定行列(B)を決定する段階を備えており、前記荷重成分を有する荷重成分ベクトル(F)は、前記荷重成分決定行列(B)と、前記測定されたセンサ値を有するセンサ値ベクトル(ε)との積に等しいか、または、良好に近似されていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記荷重成分決定行列(B)は、行列Aが個々の荷重成分に関連したセンサ値を含むとき、ε=AFの重複決定線形方程式に対して、F=Bεが最小二乗法の解になるように選択されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記測定されたセンサ値(εj)に少なくとも部分的に基づいて、前記センサ値(εj)を測定する段階が行われたときの車輪の角度(φ)を決定することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- センサ較正値(Aji)を有するセンサ値決定行列をAとして、前記角度(φ)が、式|ε−A×B×ε|を最小化する値に決定されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- センサ値(εj)が本質的に同時に測定されるセンサの数が少なくとも8つであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- すべてのセンサ(gj)が、前記車輪の同一の側に設けられていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくともひとつのセンサ(gj)は2つのセンサ要素(gja,gjb)を備え、センサ要素の一方(gja)は前記車輪の半径方向に向けられ、他方(gjb)は前記車輪の円周方向に向けられていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記センサの少なくともいくつかは円に沿って設けられ、該円の中心は前記車輪の中心と本質的に一致していることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記センサの少なくともいくつかは車軸の電子装置(2)に接続され、
前記電子装置(2)は無線ユニット(2c)を備え、
当該方法が、前記センサ値に少なくとも部分的に基づいた情報を無線受信機(4)に伝達する段階を備えていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。 - 車輪に働く複数の荷重成分(Fi)を決定するシステムであって、
前記車輪に複数のセンサ(gj)を設け、該センサを用いて、歪又は応力を検出可能とし、
前記センサ(gj)の少なくともいくつかにおけるセンサ値(εj)を本質的に同時に測定するように適合し、
前記センサ値(εj)を本質的に同時に測定するセンサ(gj)の数は、少なくとも3個であり、
前記測定されたセンサ値(εj)に少なくとも部分的に基づいて、複数の荷重成分(Fi)を決定するように適合している、
ことを特徴とするシステム。 - 荷重成分決定行列(B)を決定するように適合し、前記荷重成分を有する荷重成分ベクトル(F)は、前記荷重成分決定行列(B)と、前記測定されたセンサ値を有するセンサ値ベクトル(ε)との積に等しいか、または、良好に近似されていることを特徴とする、請求項11に記載のシステム。
- 前記荷重成分決定行列(B)は、行列Aが個々の荷重成分に関連したセンサ値を含むとき、ε=AFの重複決定線形方程式に対して、F=Bεが最小二乗法の解になるように選択されていることを特徴とする、請求項12に記載のシステム。
- 前記測定されたセンサ値(εj)に少なくとも部分的に基づいて、前記センサ値(εj)を測定する段階が行われたときの車輪の角度(φ)を決定することを特徴とする、請求項11乃至13のいずれか一項に記載のシステム。
- センサ較正値(Aji)を有するセンサ値決定行列をAとして、前記角度(φ)が、式|ε−A×B×ε|を最小化する値に決定されることを特徴とする、請求項14に記載のシステム。
- センサ値(εj)が本質的に同時に測定されるセンサの数が少なくとも8つであることを特徴とする、請求項11乃至15のいずれか一項に記載のシステム。
- すべてのセンサ(gj)が、前記車輪の同一の側に設けられていることを特徴とする、請求項11乃至16のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくともひとつのセンサ(gj)は2つのセンサ要素(gja,gjb)を備え、センサ要素の一方(gja)は前記車輪の半径方向に向けられ、他方(gjb)は前記車輪の円周方向に向けられていることを特徴とする、請求項11乃至17のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記センサの少なくともいくつかは円に沿って設けられ、該円の中心は前記車輪の中心と本質的に一致していることを特徴とする、請求項11乃至18のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記センサの少なくともいくつかは、車軸の電子装置(2)に接続され、
電子装置(2)は無線ユニット(2c)を備え、
センサ値に少なくとも部分的に基づいた情報を無線受信機(4)に伝達するように適合していることを特徴とする、請求項11乃至19のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記センサの少なくともいくつかは、電子装置(2)に接続されており、
前記電子装置(2)は、前記センサが配置された前記車輪に堅固に結合されている車両の一部分例えば車軸に配置されており、
前記電子装置(2)は、無線ユニット(2c)を備え、前記センサ値に少なくとも部分的に基づいた情報を無線受信機(4)に伝達するように適合していることを特徴とする、請求項11乃至19のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記円を横切って互いに対向して配置されたセンサからの信号は、互いに引き算されることを特徴とする、請求項19に記載のシステム。
- 時間の周期中にセンサ値を収集するように構成され、
前記収集したセンサ値を用いて、前記車輪の回転の周波数を決定するように構成され、
前記車輪の回転の周波数の情報と、前記収集したセンサ値とを組み合わせて、少なくともひとつの車輪の角度位置を決定する工程に使用するように構成されていることを特徴とする、請求項11乃至22のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記センサの少なくともいくつかは、電子装置(2)に接続されており、
前記電子装置(2)は、前記センサが配置された前記車輪に堅固に結合されている車両の一部分例えば車軸に配置されており、
前記電子装置(2)は、無線ユニット(2c)を備え、
当該方法が、前記センサ値に少なくとも部分的に基づいた情報を無線受信機(4)に伝達する段階を備えていることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。 - − 前記円を横切って互いに対向して配置されたセンサからの信号を互いに引き算する段階、
を備えていることを特徴とする、請求項9に記載の方法。 - − 前記車輪の角度位置を決定する前に前記車輪の回転の周波数を決定する段階、
を更に備えていることを特徴とする、請求項1乃至10又は24又は25のいずれか一項に記載の方法。 - 時間の周期中にセンサ値を収集する段階と、
前記車輪の回転の周波数を決定するために、前記収集したセンサ値を使用する段階と、
前記車輪の回転の周波数の情報と、前記収集したセンサ値とを組み合わせて、少なくともひとつの車輪の角度位置を決定する段階と、
を更に備えていることを特徴とする、請求項26に記載の方法。
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