SE509119C2 - Steering of wheel axles in railway vehicles depending on position determination - Google Patents
Steering of wheel axles in railway vehicles depending on position determinationInfo
- Publication number
- SE509119C2 SE509119C2 SE9701377A SE9701377A SE509119C2 SE 509119 C2 SE509119 C2 SE 509119C2 SE 9701377 A SE9701377 A SE 9701377A SE 9701377 A SE9701377 A SE 9701377A SE 509119 C2 SE509119 C2 SE 509119C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- train
- track
- curve
- track section
- wheel axle
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
- B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
- B61F5/383—Adjustment controlled by non-mechanical devices, e.g. scanning trackside elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
15 20 25 30 35 509119 då rullningsegenskaperna försämras. Störningarna ger också upphov till störande ljud från hjul och räls. Slitaget pa hjul och räls orsakas av bl a den krypning som uppkommer på grund av de laterala krafterna, vilka skapar friktions- rörelser mellan hjulen och rälsen vid felställning av hjulaxeln i förhållande till spåret. 15 20 25 30 35 509119 when the rolling properties deteriorate. The disturbances also give rise to disturbing noises from wheels and rails. The wear on wheels and rails is caused by, among other things, the creep that arises due to the lateral forces, which create frictional movements between the wheels and the rails in the event of misalignment of the wheel axle in relation to the track.
Olika sätt att lösa de beskrivna problemen har redovisats under aren. De förekommande lösningarna bygger på olika principer som i huvudsak kan indelas i system med passiv styrning respektive aktiv styrning. Passiv styrning erhålles exempelvis i de fall där hjulens löpytor är koniskt ut- formade, varvid en hjulaxel med sådana hjul strävar efter att inta ett läge längs sparets radie. Detta brukar även benämnas självstyrning och förekommer både vid enaxlade boggier och fleraxlade boggier i en mängd olika varianter.Various ways to solve the described problems have been reported during the year. The existing solutions are based on different principles that can mainly be divided into systems with passive control and active control, respectively. Passive steering is obtained, for example, in cases where the running surfaces of the wheels are conically shaped, whereby a wheel axle with such wheels strives to assume a position along the radius of the groove. This is also usually called self-steering and occurs in both single-axle bogies and multi-axle bogies in a number of different variants.
Som ett exempel på självstyrning vid en enaxlig boggi refereras till patentskriften WO 94/07728. En svårighet som kan vara svar att lösa vid självstyrning är att erhålla en dämpning av självstyrningen som är anpassad till fordonets rörelse längs bade rakspàr och kurvor.As an example of self-steering in the case of a single-axle bogie, reference is made to patent specification WO 94/07728. One difficulty that may be the answer to solve in self-steering is to obtain a damping of the self-steering that is adapted to the vehicle's movement along both straight tracks and curves.
En annan vanlig princip för hjulstyrning som kan räknas till de passiva systemen utgörs av de metoder där en vinkelställ- ning mellan tva vagnskorgar med hjälp av mekanismer tvingar hjulaxlar att ställa in sig radiellt mot spåret. Ett exempel pa en sadan anordning presenteras i patentskriften EP 295462 B.Another common principle for wheel steering that can be counted among the passive systems consists of the methods where an angular position between two wagon baskets by means of mechanisms forces wheel axles to adjust radially towards the track. An example of such a device is presented in patent specification EP 295462 B.
En princip för aktiv styrning av hjul vid ett järnvägsfordon redovisas i patenskriften EP O 374 290. I nämnda skrift beskrivs en anordning som skapar en styrsignal när fordonets longitudinella axel börjar avvika från sparets kurs.A principle for active steering of wheels in a railway vehicle is reported in the patent specification EP 0 374 290. In said publication a device is described which creates a control signal when the longitudinal axis of the vehicle begins to deviate from the course of the spare.
Styrsignalen påverkar i sin tur enskilda hjul att med en avpassad tidsfördröjning styras till att ställas in radiellt med spàret.The control signal in turn affects individual wheels to be controlled with a suitable time delay to be set radially with the track.
En nackdel med alla de ovan redovisade metoderna är att de inte löser det viktigaste problemet, dvs att styra tågets lO 15 20 25 30 35 509119 första eller första axlar att inrättas radiellt med sparet.A disadvantage of all the methods described above is that they do not solve the most important problem, i.e. to control the first or first axes of the train 10 to be radially aligned with the spare.
Detta är speciellt märkbart, när ett tàg trafikerar en bansträcka med hög hastighet. De kända passiva och aktiva metoderna lider av en tidseftersläpning vid utstyrning av hjulaxlarna som medför att ledande hjulaxlar ej kan styras pà önskvärt sätt. Samtidigt omfattas vissa av de kända lösningarna för hjulstyrning av komplicerade mekaniska anordningar för överföring av styrkrafter till boggier.This is especially noticeable when a train travels a track at high speed. The known passive and active methods suffer from a time lag when equipping the wheel axles which means that conductive wheel axles cannot be controlled in the desired manner. At the same time, some of the known solutions for wheel steering are covered by complicated mechanical devices for transmitting steering forces to bogies.
Föreliggande uppfinning visar en anordning med vilken de redovisade svårigheterna undviks.The present invention shows a device with which the reported difficulties are avoided.
BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN En aspekt av föreliggande uppfinning är bildandet av en andra ledvärdessignal som ligger till grund för och används i ett styrsystem som övervakar styrningen av minst en hjulaxel vid ett fordon som innefattas i ett tàg vid tågets färd längs en bansträcka. För att åstadkomma detta vid en hjulaxel tillhörig ett fordon i ett spàrburet tàg vid tågets passage längs bansträckan, där resp fordon i taget inne- fattar boggier utrustade med en eller flera hjulaxlar och en pà boggierna vilande vagnskorg, vidare anordningar för mekanisk vridning av minst en hjulaxel i förhällande till vagnskorgen, anordningar för indikering av spärkurvor samt ett styrsystem för styrning av minst en hjulaxel radiellt mot späret i beroende av spärkurvornas geometri, bestäms tàgets position längs bansträckan punktvis genom att tàget är utrustat med anordningar för detektering av nämnda position, att spàrets kurvgeometri vid tàgets färd över ett spàravsnitt fràn den bestämda positionen registreras och lagras on-line som en sekvens av mätvärden beskrivande nämnda spàravsnitts kurvgeometri i ett elektroniskt minne, samt att i minnet lagrade kurvgeometriska data om spär- avsnittet, frän átminstone en färd som tàget tidigare företagit längs spàravsnittet i samma riktning, används för styrning av minst en hjulaxel att inställas radiellt mot spåret inom spàravsnittet. 10 15 20 25 30 35 509119 Data om varje spårkurvas geometri längs en bansträcka lagras i tågets dator i en databas i form av samplade värden för spårets krökning och rälsförhöjningsvinkel för varje spår- kurva. Dessa data har bildats genom mätning och har initialt dynamiska störningar förorsakade av spårets ojämnheter.DESCRIPTION OF THE INVENTION One aspect of the present invention is the formation of a second articulation signal underlying and used in a control system that monitors the steering of at least one wheel axle in a vehicle included in a train while traveling along a track. In order to achieve this with a wheel axle belonging to a vehicle in a track-borne train at the passage of the train along the track section, where each vehicle at a time comprises bogies equipped with one or more wheel axles and a car body resting on the bogies, further devices for mechanical rotation of at least one wheel axle in relation to the car body, devices for indicating barrier curves and a control system for guiding at least one wheel axle radially towards the barrier depending on the geometry of the barrier curves, the position of the train along the track section is determined point by point by the train being equipped with devices for detecting said position. curve geometry during the train's journey over a track section from the determined position is registered and stored on-line as a sequence of measured values describing said track section curve geometry in an electronic memory, and that in the curve curve geometric data about the block section, from at least one previous journey as the train undertaken along the track section in the same direction, is used to steer at least one wheel axle to be adjusted radially towards the track within the track section. 10 15 20 25 30 35 509119 Data on the geometry of each track curve along a track section is stored in the train's computer in a database in the form of sampled values for the curvature of the track and the cant angle for each track curve. These data have been formed by measurement and initially have dynamic disturbances caused by the irregularities of the track.
Störningarna elimineras eller minskas genom filtrering, varvid data får en viss, approximativt känd, fördröjning i I samband med lagring och uppdatering kompenseras spårgeometriska data förhållande till den verkliga spårgeometrin. för den approximativt kända tidsfördröjningen. Lagrade data om spårkurvan, här kallat ledvärdesprofil för spårkurvan (dvs samplade värden över kurvans krökning och rälsförhöj- ningsvinkel), uppdateras för varje gång tåget genomfar samma spårkurva.The disturbances are eliminated or reduced by filtering, whereby data is given a certain, approximately known, delay in In connection with storage and updating, track geometric data is compensated in relation to the actual track geometry. for the approximately known time delay. Stored data about the track curve, here referred to as the guide value profile for the track curve (ie sampled values over the curve's curvature and cant angle), is updated for each time the train passes the same track curve.
Genom att lagrade data om spårets geometri används vid bildningen av en ledvärdessignal som i huvudsak utan fördröjning styr styrningen av minst en av hjulaxlarna i fordonen i tåget kan styrningen även av första och andra ledande hjulaxlar i tåget inledas utan fördröjning vid en förändring av tågets körriktning i beroende av de data om spårkurvans geometri som finns lagrade i databasen i tågets dator från tågets föregående passage eller data från flera föregående passager genom samma spårkurva. Härigenom undviks de olägenher som ovan beskrivits om fordonen framförs med icke-styrda hjulaxlar.Because stored data on the geometry of the track is used in the formation of a guide value signal which controls the steering of at least one of the wheel axles in the vehicles in the train substantially without delay, the steering of the first and second leading wheel axles in the train can also be initiated without delay in changing the train direction. depending on the data on the geometry of the track curve stored in the database of the train's computer from the previous passage of the train or data from several previous passages through the same track curve. This avoids the inconveniences described above if the vehicles are driven with non-steered wheel axles.
En annan aspekt av uppfinningen är att förfarandet elimi- nerar behovet av att lagra ideala, i förväg kända data om spårgeometri för varje spåravsnitt av bansträckan, eftersom spårgeometriska data för en bansträcka enligt uppfinningen kontinuerligt registreras och lagras, varvid förändringar i spårgeometrin noteras av tågets egen dator för användning vid nästkommande körningar med tåget längs bansträckan.Another aspect of the invention is that the method eliminates the need to store ideal, prior art track geometry data for each track section of the track section, since track geometric data for a track section according to the invention is continuously recorded and stored, noting changes in track geometry by the train's own computer for use in subsequent runs with the train along the track section.
Därigenom elimineras behovet av ett tags ständiga tillgång till datasekvenser med spårgeometriska data tillgängliga i någon typ av utbytbara minnesmoduler som försetts med senaste spårgeometriska data över en bansträcka. 10 l5 20 25 30 35 509119 Tàget kan vidare vara försett med givare för bildande av en första ledvärdessignal för momentan utstyrning av hjulaxlar vid ett fordon i form av en accelerometer för avkänning av sidoacceleration och givare (gyron eller lägesgivare som känner spàrskevningen) för detektering av kurvans rälsför- höjningsramp. Denna första typ av ledvärdesbildning väljes om det inte finns nägra lagrade spärgeometriska data i tàgets databas Den kan ocksà väljas av tàgpersonalen, under (t ex första gängen ett tàg kör längs en viss bansträcka). hela eller delar av bansträckan, t ex om det är känt att spàrgeometrin genomgått större förändringar sedan taget senast körde över och lagrade spàrgeometriska data över hela eller delar av den aktuella bansträckan.This eliminates the need for a tag's constant access to data sequences with track geometric data available in any type of interchangeable memory modules provided with the latest track geometric data over a track section. The train may further be provided with sensors for generating a first hinge value signal for instantaneous equipping of wheel axles in a vehicle in the form of an accelerometer for sensing lateral acceleration and sensors (gyros or position sensors which detect the skew) for detecting the cantilever ramp of the curve. This first type of joint value formation is selected if there are no stored barred geometric data in the train's database. It can also be selected by the train staff, during (eg the first time a train runs along a certain line section). all or parts of the track section, for example if it is known that the track geometry has undergone major changes since the last time it ran over and stored track geometric data over all or parts of the current track section.
Táget är utrustat med en positionssensor, varigenom tágets position punktvis kan bestämmas genom en avläsning av posi- tionsgivare utplacerade längs bansträckan. Positionsgivaren överför till tàgets dator information om vilket spàravsnitt som tàget går in i. Tàgets aktuella position inom spàrav- snittet beräknas sedan som funktion av tàgets hastighet fràn den avlästa banpositionen.The train is equipped with a position sensor, whereby the position of the train can be determined point by point by a reading of position sensors placed along the track section. The position sensor transmits to the train's computer information about which track section the train enters. The train's current position within the track section is then calculated as a function of the train's speed from the read track position.
Positionsgivare längs bansträckan kan utgöras av speciella signalgivare, eller integreras med befintliga signalgivare, s k baliser, längs spåret. Positionsangivelserna kan inne- hälla information om dels vilken bansträcka täget kör, dels var längs banan tàget befinner sig. Alternativt kan tàgets förare ange bansträckan manuellt.Position sensors along the track section can consist of special signal sensors, or be integrated with existing signal sensors, so-called balises, along the track. The position information can contain information about which track section the train runs on, and where the train is located along the track. Alternatively, the train driver can enter the track section manually.
Ett annat sätt att bestämma tågets position längs en ban- sträcka ges av möjligheten att utnyttja satellitnavigering, Global Positioning System (GPS). Genom att ansluta en GPS- mottagare till tägets dator kan tàgets position avläsas kontinuerligt. Härvid kan ett spàravsnitt längs späret iden- tifieras exempelvis genom att positionen för spàravsnittets startpunkt är lagrad i tàgdatorn, varvid ledvärdesprofilen för motsvarande spáravsnitt kan avläsas ur datorns minne respektive skrivas in i datorns minne, när GPS-mottagaren 10 15 20 25 30 35 509119 detekterar en tàgposition som sammanfaller med spárav- snittets startpunkt.Another way of determining the train's position along a track section is provided by the possibility of using satellite navigation, the Global Positioning System (GPS). By connecting a GPS receiver to the train's computer, the train's position can be read continuously. In this case, a track section along the barrier can be identified, for example, by storing the position of the start point of the track section in the train computer, whereby the leading value profile for the corresponding track section can be read from the computer's memory and written into the computer's memory, when the GPS receiver detects 509119. a train position that coincides with the starting point of the track section.
Första gängen ett tag passerar en viss bansträcka mäts den aktuella kurvgeometrin upp, bearbetas och lagras i ett minne i en tágdator som innefattas i tàgets styrsystem. Samtidigt används denna information om kurvgeometrin i realtid för att styra hjulaxlar momentant En kurvas geometri bestäms genom mätning av tvà variabler, dels kurvans krökningsförl0PP, dels rälsförhöjningens förlopp.The first time a while passes a certain distance, the current curve geometry is measured, processed and stored in a memory in a train computer which is included in the train's control system. At the same time, this information about the curve geometry is used in real time to control wheel axles momentarily. The geometry of a curve is determined by measuring two variables, the curvature curve of the curve and the course of the cantilever.
Kurvans krökning ( p(s)= l/R(s) ), dvs inversen av kurv- (s) frán ett spáravsnitts startpunkt (s=O) eller en kurvas startpunkt (s=O) bestämmes genom att vinkelhastigheten (d¶Udt) mätes radien R(s), som funktion av längspositionen kring en vertikal axel och att denna vinkelhastighet divideras med den momentana färdhastigheten (v) d¶I L (1) dt v pzl/R: Kurvans rälsförhöjningsvinkel (@(s)) som funktion av längspositionen (s) bestäms genom tidsintegralen av vinkelhastigheten (dQ/dt), mätt kring en längsaxel, dvs d-(pd: = Jd-(p o lds (2) $(S) = t odt v Q1_._,..The curvature of the curve (p (s) = l / R (s)), ie the inverse of the curve (s) from the starting point (s = 0) of a track section or the starting point (s = O) of a curve is determined by the angular velocity (d¶Idt ) the radius R (s) is measured, as a function of the longitudinal position around a vertical axis and that this angular velocity is divided by the instantaneous travel velocity (v) d¶IL (1) dt v pzl / R: The ridge angle of the curve (@ (s)) as a function of the longitudinal position (s) is determined by the time integral of the angular velocity (dQ / dt), measured around a longitudinal axis, ie d- (pd: = Jd- (po lds (2) $ (S) = t odt v Q1 _._, ..
De tva vinkelhastigheterna kan mätas med gyro, lämpligen placerade i första boggin pà tåget. Störningarna pà signa- lerna mäste filtreras bort, vilket ger signaler med approxi- mativt kända fördröjningar.The two angular velocities can be measured with gyro, conveniently placed in the first bogie on the train. The disturbances on the signals must be filtered out, which gives signals with approximately known delays.
Samplade värden av krökningen presp rälsförhöjningsvinkeln (plagras on-line i tàgdatorns databas som en uppdaterad led- värdesprofil för varje spàravsnitt av den körda bansträckan med spáravsnittets givna startposition som utgångspunkt, varvid ledvärdesprofilen kommer att innehålla senaste kurv- geometriska data över varje sparavsnitt. Före lagringen 10 15 20 25 30 35 509119 kompenseras samplade värden för den approximativt kända tidsfördröjning som erhållits vid filtreringen.Sampled values of the curvature presp ral elevation angle (plagued on-line in the train computer database as an updated joint value profile for each track section of the traveled track section with the track section's given starting position as a starting point, whereby the joint value profile will contain the latest section of data. Sampled values are compensated for the approximately known time delay obtained during the filtration.
Hjulaxelstyrningen kan exempelvis styras att vara propor- tionell mot sidoaccelerationen (ay). Sidoaccelerationen bestäms approximativt av följande uttryck, där g är gravitationsaccelerationen. 2 ay=å--g-sincp=pv2 -g-sincp (m/sz) (3) Andra gängen och páföljande gånger som täget kör en viss bansträcka används den tidigare uppmätta och lagrade kurv- geometrin för kurvor inom ett visst spàravsnitt, för att i en särskild räkneenhet förutberäkna korrekta ledvärden för styrning av hjulaxlar inom späravsnittet. Denna beräkning görs som funktion av tàgets och dess olika vagnars position längs spàret inom spàravsnittet. I begreppet kurvor innefattas även rakspàr, där styrningen av axlar ska ha effekten att ställa hjulen pä en axel parallellt med späret.The wheel axle steering can, for example, be controlled to be proportional to the lateral acceleration (ay). The lateral acceleration is determined approximately by the following expression, where g is the gravitational acceleration. 2 ay = å - g-sincp = pv2 -g-sincp (m / sz) (3) Other times and subsequent times the train travels a certain distance, the previously measured and stored curve geometry is used for curves within a certain track section, to pre-calculate in a special calculation unit correct guide values for steering wheel axles within the locking section. This calculation is made as a function of the position of the train and its various carriages along the track within the track section. The concept of curves also includes straight rails, where the steering of axles must have the effect of placing the wheels on an axle parallel to the ratchet.
Alternativt kan avsaknad av kurvor, dvs att tágdatorn ej innehàller information om en ankommande kurva användas för nollställning av hjulstyrningen, dvs att hjulen ställs parallellt med spàret.Alternatively, the absence of curves, ie that the train computer does not contain information about an incoming curve, can be used to reset the wheel steering, ie that the wheels are set parallel to the track.
Eftersom fördröjningen i de lagrade signalerna är approxima- tivt kända, kan hänsyn tas till detta i beräkningen och styrningen av resp axel kan ske i rätt tid för alla fordon i taget.Since the delay in the stored signals is approximately known, this can be taken into account and the control of each axis can take place at the right time for all vehicles at a time.
Systemet fär en självkorrigerande funktion för ändringar i spàrgeometriska data, fràn och med den körning som sker närmast efter det att de ändrade spàrgeometriska data upp- mättes och lagrades. För att minska beroendet av tillfällig- heter vid en enskild körning, kan alternativt användas medelvärdet av de tvà eller tre närmast föregående lagrade ledvärdesprofilerna. l0 15 20 25 30 35 509119 Med begreppet hjulaxel i denna skrift avses en konstruktion som innefattar en axel med ett hjulpar och ett primärfjäd- ringssystem som kan vara av självstyrande typ. Hjulaxeln kan styras genom vridning av en ram, vari hjulaxeln är infäst.The system has a self-correcting function for changes in track geometric data, from and including the run that takes place immediately after the changed track geometric data has been measured and stored. To reduce the dependence on occasions during an individual drive, the average value of the two or three immediately stored joint value profiles can alternatively be used. l0 15 20 25 30 35 509119 The term wheel axle in this document refers to a construction which comprises a axle with a pair of wheels and a primary suspension system which may be of a self-steering type. The wheel axle can be controlled by turning a frame, in which the wheel axle is attached.
Detta kan ske även genom vridning av en hel boggie som innefattar hjulaxeln. Vid styrning genom vridning av en hel boggi kan mer än en hjulaxel vridas samtidigt medelst samma mekaniska anordning.This can also be done by turning an entire bogie that includes the wheel axle. When steering by turning an entire bogie, more than one wheel axle can be turned simultaneously by the same mechanical device.
Om fel skulle uppstà i kontrollsystemet för hjulaxelstyr- ningen kan man välja att nollställa de aktiva organ som verkställer själva den mekaniska vridningen av resp hjulaxel, varigenom fordonets hjulaxlar kommer att uppträda pà konventionellt sätt, dvs utan aktiv styrning.Should a fault occur in the control system for the wheel axle steering, you can choose to reset the active means that carry out the actual mechanical rotation of the respective wheel axle, whereby the vehicle's wheel axles will behave in a conventional way, ie without active steering.
FIGUR Figuren àterger schematiskt ett schema över ett system som enligt uppfinningen verkställer styrning av hjulaxlar i ett tàgsätt.FIGURE The figure schematically represents a diagram of a system which according to the invention performs control of wheel axles in a train set.
BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Ett antal utförandeformer av uppfinningen beskrives med stöd av figuren.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS A number of embodiments of the invention are described with reference to the figure.
Vid gang genom en spàrkurva mäts sidoaccelerationen i tàgets ledande fordon, vanligen vid dess främre boggi medelst minst en accelerometer 1. Signalen behandlas i en första signalbe- handlare 2, varefter ur det uppmätta accelerationsvärdet be- räknas i en första ledvärdesberäknare 3 den vinkel ett for- dons hjulaxel ska vridas vid fordonets färd genom kurvan.When walking through a rutting curve, the lateral acceleration in the train's leading vehicle, usually at its front bogie, is measured by at least one accelerometer 1. The signal is processed in a first signal processor 2, after which the measured acceleration value 3 is calculated in a first joint value calculator 3. - the wheel axle of the device must be turned when the vehicle travels through the curve.
Det beräknade vinkelvärdet multipliceras i samma enhet med en kompensationsfaktor som eventuellt kan variera med tàgets hastighet genom kurvan, varigenom en första ledvärdessignal erhàlles. Tàghastigheten v ges av hastighetsgivaren 12, vars signal föres till den första ledvärdesberäknaren 3. Ledvär- lO 15 20 25 30 35 509119 dessignalen vidarebefordras till efterföljande fordons dato- rer tillsammans med information om lämplig fördröjning för respektive fordons hjulaxlar innan vridning av resp fordons hjulaxlar ska verkställas. Fördröjningen för resp hjulaxel beräknas i en räknare 4. Signalen fràn räknaren 4 föres till en i resp fordon förekommande regulator 5, som medelst en reglersignal styr anordningar 6, vilka kan utgöras av hydrauliska eller mekaniska organ, som verkställer vridningen av hjulaxeln 7 i enlighet med reglersignalen.The calculated angular value is multiplied in the same unit by a compensation factor which may possibly vary with the speed of the train through the curve, whereby a first joint value signal is obtained. The train speed v is given by the speed sensor 12, the signal of which is passed to the first joint value calculator 3. The joint value signal is forwarded to subsequent vehicle computers together with information on the appropriate delay for the respective vehicle wheel axles before turning the respective vehicle wheel axles. enforced. The delay for each wheel axle is calculated in a counter 4. The signal from the counter 4 is fed to a regulator 5 present in the respective vehicle, which by means of a control signal controls devices 6, which may be hydraulic or mechanical means, which effect the rotation of the wheel axle 7 in accordance with the control signal.
Pà grund av den yttre rälens ökande höjd i förhállande till innerrälen vid ingàngen till en spàrkurva kan en rälsförhöj- ning indikeras genom att skillnaden mellan boggiernas lutningsvinklar vid ett och samma fordon uppmäts. Enligt 9 för lutningen hos resp boggi och tàgets hastighet till en andra figuren förs uppmätta vinklar fràn vinkelgivare 8, räknare 10 som alstrar en signal med ett skevningsbidrag.Due to the increasing height of the outer rail in relation to the inner rail at the entrance to a track curve, a rail increase can be indicated by measuring the difference between the angles of inclination of the bogies at one and the same vehicle. According to 9 for the slope of the respective bogie and the speed of the train to a second figure, measured angles are passed from angle sensor 8, counter 10 which generates a signal with a skew contribution.
Denna signal med skevningsbidraget kan användas för att pà- skynda bildandet av ett ledvärde för styrningen av hjulax- larna 7 och utgör ett tillval visad som streckade anslutningar till vinkelgivarna 8,9. Genom att addera denna till en summator ll kan signal, skevningsbidraget, ledvärdesberäkningen pàskyndas. Som ett alternativ kan i samma syfte användas ett gyro som mäter vinkelhastigheten i rälsförhöjningsrampen.This signal with the skew contribution can be used to accelerate the formation of a joint value for the control of the wheel axles 7 and is an option shown as dashed connections to the angle sensors 8,9. By adding this to a summator ll, the signal, the skew contribution, the joint value calculation can be accelerated. As an alternative, a gyro can be used for the same purpose, which measures the angular velocity in the cant ramp.
Det utförande av signalbildningen som hittills beskrivits utgör känd teknik. Vid användning av ledvärdesberäkning enligt denna metod erhàlles en första ledvärdessignal med en fördröjning T som är skild frän noll, vilket är markerat i figuren. Anordningarna för bildande av den första ledvärdessignalen är ej nödvändiga för tillämpning av uppfinningen, men kan utnyttjas för styrning av hjulaxlar vid tillfällen dä memorerade bandata ej föreligger.The execution of the signal generation described so far is a prior art. When using an articulation value calculation according to this method, a first articulation value signal is obtained with a delay T which is non-zero, which is marked in the figure. The devices for generating the first link value signal are not necessary for the application of the invention, but can be used for controlling wheel axles at times when memorized band data are not present.
Enligt uppfinningen är hjulaxlarnas styrningssystem kompletterat med en andra ledvärdesberäknare 21. Denna andra ledvärdesberäknare 21 kan vara integrerad med tàgdatorn C, vilken innefattar ett minne M. En positionssensor 13 10 15 20 25 30 35 509 119 .m registrerar tàgets position n vid förutbestämda punkter utefter den bansträcka som tàget färdas. De förutbestämda punkterna utgör startpunkter för sinsemellan unika spàravsnitt av bansträckan. Vid tágets färd längs en given bansträcka inleder detektering av en startpunkt för ett nytt spàravsnitt en inlagring i minnet M av en ledvärdesprofil för det nya spàravsnittet i en databas, i vilken lagras ledvärdesprofiler för alla späravsnitt längs bansträckan.According to the invention, the control system of the wheel axles is supplemented with a second joint value calculator 21. This second joint value calculator 21 can be integrated with the train computer C, which comprises a memory M. A position sensor 13 10 15 20 25 30 35 509 119 .m registers the train position n at predetermined points along the distance traveled by the train. The predetermined points constitute starting points for mutually unique track sections of the track section. When the train travels along a given section of track, the detection of a starting point for a new track section initiates a storage in the memory M of a guide value profile for the new track section in a database, in which track value profiles for all track sections along the track section are stored.
Ledvärdesprofilen utgörs av samplade värden av dels en signal som är beroende av inom spàravsnittet förekommande kurvors krökning p, dels av en signal beroende av dessa kurvors rälsförhöjningsvinkel Q.The joint value profile consists of sampled values of partly a signal which is dependent on the curvature p of the curves occurring within the track section, and partly of a signal dependent on the cantilever angle Q of these curves.
En kurvas krökning mäts med ett första gyro 14 (Rate gyro gir). Vinkelhastigheten (d¶Vdt) mäts kring en vertikal axel.The curvature of a curve is measured with a first gyro 14 (Rate gyro gir). The angular velocity (d¶Vdt) is measured around a vertical axis.
Efter signalbehandling i en andra signalbehandlare 16 förs information om vinkelhastigheten«E¥/dt för rörelsen runt den vertikala axeln till en beräkningsenhet 18 i datorn C. Pä motsvarande sätt mäts kurvans rälsförhöjningsvinkel q>med ett andra gyro 15 (Rate gyro roll) som detekterar vridning genom mätning av Vinkelhastigheten (d@/dt) runt en längsaxel (längsaxeln för den boggi där gyrot är beläget). Även denna vinkelhastighet för rörelsen runt längsaxeln förs till beräkningsenheten 18, till vilken beräkningsenhet 18 även signalerna som anger tághastigheten V och detekterad tàgpositionen n matas. Med hjälp av aktuell tàghastighet v, ett spàravsnitts startpunkt n, en klockpulssignal i datorn C och vinkelhastigheterna d¶Vdt och d@/dt beräknas i beräk- ningsenheten 18 samplade värden i realtid för krökning och rälsförhöjningsvinkel enligt funktion (1) och (2) ovan för ett spàravsnitt, som taget för tillfället genomlöper. Varje sädant samplat värde lagras i ett mätminne 19, vilket minne 19 kommer att innehàlla senaste version av kurvgeometriska data, aktuell bansträcka, när tàget har avverkat hela bansträckan. dvs ledvärdesprofiler, för samtliga spàravsnitt längs I samband härmed kompenseras för den approximativt kända tidsfördröjningen. När en hel bansträckas ledvärdesprofiler, här kallat en bankontur, lagrats i mätminnet 19 kan dessa data dumpas till en databas 20 i minnet M, som lagrar 10 15 20 25 30 35 Ål 509119 àtminstone senast dumpade bankontur och företrädesvis en serie av senast lagrade bankonturer.After signal processing in a second signal processor 16, information about the angular velocity «E ¥ / dt of the movement around the vertical axis is passed to a calculation unit 18 in the computer C. Correspondingly, the cantilever angle q> of the curve is measured with a second gyro 15 (Rate gyro roll) which detects rotation by measuring the angular velocity (d @ / dt) around a longitudinal axis (the longitudinal axis of the bogie where the gyro is located). This angular velocity of the movement about the longitudinal axis is also fed to the calculation unit 18, to which calculation unit 18 also the signals indicating the train speed V and the detected train position n are supplied. Using the current train speed v, the start point n of a track section, a clock pulse signal in the computer C and the angular velocities d¶Vdt and d @ / dt are calculated in the calculation unit 18 sampled values in real time for curvature and cantilever angle according to function (1) and (2) above for a track section, which is currently being traversed. Each such sampled value is stored in a measurement memory 19, which memory 19 will contain the latest version of curve geometric data, current track section, when the train has completed the entire track section. ie joint value profiles, for all track sections along In connection with this, the approximately known time delay is compensated. When an entire track section lead value profiles, here called a bank contour, are stored in the measurement memory 19, this data can be dumped to a database 20 in the memory M, which stores at least the last dumped bank contours and preferably a series of last stored bank contours.
Varje spàravsnitts ledvärdesprofil utgörs av en sekvens av diskreta mätvärden. För beräkning i den andra ledvärdesbe- räknaren 21 av en sidoacceleration grundad pà kurvans krök- ningsförlopp och rälsförhöjningens förlopp ur ledvärdespro- filer i databasen 20 samt medelst tàgets hastighet v, vilken matas till den andra ledvärdesberäknaren 21, utnyttjas formel (3) ovan.The leading value profile of each track section consists of a sequence of discrete measured values. For calculation in the second joint value calculator 21 of a lateral acceleration based on the curve of the curve and the course of the cant from the joint value profiles in the database 20 and by means of the train speed v, which is fed to the second joint value calculator 21, formula (3) above is used.
I den andra ledvärdesberäknaren 21 kan även fràn minnet M (databasen 20) (konsekutiva) bankonturer med kurvgeometriska data för det läsas ledvärdesprofiler ur närmast föregàende spáravsnitt som tàget för tillfället trafikerar. Härvid an- vändes antingen data ur senaste bankontur eller medelvärdet av data ur senaste konsekutiva bankonturer ur databasen 20 för att bilda ett ledvärde utan fördröjning Ctäb, vilket ledvärde sändes till en eller-krets 22, placerad i tàgdatorn C före räknaren 4 för beräkning av fördröjning av hjulaxlarnas utstyrning i tàgets skilda fordon, varigenom i systemet för styrning av hjulaxlar kan väljas bestämning av hjulstyrningen antingen med ett ledvärde utan fördröjning CV=0)eller med fördröjning Ct#0), eftersom även den momentana, dvs den första, ledvärdessignalen uppmätt pà konventionellt sätt kan föras via eller-kretsen 22 till styrningssystemets regulator 5.In the second link value calculator 21, from the memory M (database 20) (consecutive) bank contours with curve geometric data for the link value profiles can also be read from the immediately preceding track section which the train is currently operating on. In this case, either data from the most recent bank outline or the mean value of data from the last consecutive bank outline from the database 20 was used to form a link value without delay Ctäb, which link value is sent to an or circuit 22, placed in the train computer C before the counter 4 for calculating delay. of the wheel axles' equipment in the train's different vehicles, whereby in the wheel axle control system determination of the wheel steering can be selected either with a joint value without delay CV = 0) or with a delay Ct # 0), since also the instantaneous, ie the first, joint value signal measured on conventional way can be fed via the or circuit 22 to the controller 5 of the control system.
Den första ledvärdessignalen kan väljas av eller-kretsen 22, exempelvis om inga spargeometridata för den aktuella ban- sträckan finns lagrade i tågets databas, eller om tàgper- sonalen av nàgot annat skäl valt att använda den första ledvärdesbildningen. Som ytterligare ett alternativ kan väljas att inte utnyttja hjulaxelstyrning alls, dvs att taget framföres pà konventionellt sätt. Den första ledvärdesberäknaren kan uteslutas helt liksom tillhörande anordningar l, 2, 3, 10, 11, lO l5 20 25 30 12 Som tidigare har nämnts erháller positionssensorn 13 infor- mation om tàgets position antingen via utefter bansträckan utplacerade positionsgivare, som avläses av utrustning pà taget, ex satellitnavigering enligt det s k GPS-systemet. eller via minst en i táget befintlig mottagare för t En kurvas startpunkt kan även inlagras med känd position enligt GPS-systemet i tágdatorn, varvid tägdatorn konti- nuerligt söker, via GPS-mottagaren, nästa spàravsnitts startposition. När den förväntade positionen uppnàs inleder tàgdatorn lagring och avläsning av uppnàtt (identifierat) spáravsnitts ledvärdesprofil. I detta sammanhang kan nämnas att tillförlitligheten i ett sàdant positioneringssystem ökar i takt med att fler satelliter (noggrannheten) användes vid positionsbestämningen och i än högre grad när navigeringssignalerna kompletteras med sändning frán markbaserade FM-radiostationer.The first link value signal can be selected by the or circuit 22, for example if no spare geometry data for the current section of track is stored in the train's database, or if the train staff has chosen to use the first link value formation for some other reason. As a further alternative, it can be chosen not to use wheel axle steering at all, ie that the roof is driven in a conventional manner. The first guide value calculator can be completely excluded as well as associated devices 1, 2, 3, 10, 11, 10 15 25 25 12 12 As previously mentioned, the position sensor 13 receives information about the position of the train either via position sensors placed along the track section, which are read by equipment on taken, eg satellite navigation according to the so-called GPS system. or via at least one receiver in the train for t A starting point of a curve can also be stored with a known position according to the GPS system in the train computer, whereby the train computer continuously searches, via the GPS receiver, the starting position of the next track section. When the expected position is reached, the train computer starts storing and reading the reached (identified) track section of the track section profile. In this context, it can be mentioned that the reliability of such a positioning system increases as more satellites (accuracy) are used in the position determination and even more so when the navigation signals are supplemented with transmission from terrestrial FM radio stations.
Hàrdvaran för beräkning av ledvärdesprofiler utgöres av konventionella elektroniska enheter.The hardware for calculating joint value profiles consists of conventional electronic devices.
De för styrning av hjulaxlar verkställande organen 6 utgöres av konventionell teknik. Om hydrauliska anordningar utnyttjas styr regulatorn 5 hydrauliska arbetscylindrar, vilka är inrättade att vid styrsignal vrida hjulaxeln till av styrsignalen angiven vinkel. Vid utebliven signal eller fel i det hydrauliska systemet àtergàr hjulaxeln till ett neutralläge, varvid hjulen uppträder icke-styrda pà konventionellt sätt. Systemet kan också vara sà utfört att den aktiva styrningsmekaniken av styrsystemet bortkopplas vid körning över bangàrdar eller spar där tvära S~kurvor förekommer. Information om sàdant spàravsnitt till tågets dator kan erhållas fràn banans baliser eller transpondrar.The means 6 for guiding wheel axles are conventional technology. If hydraulic devices are used, the controller 5 controls hydraulic working cylinders, which are arranged to turn the wheel axle at a control signal at an angle specified by the control signal. In the absence of a signal or fault in the hydraulic system, the wheel axle returns to a neutral position, whereby the wheels appear uncontrolled in a conventional manner. The system can also be designed in such a way that the active steering mechanics of the steering system are disconnected when driving over tracks or lanes where sharp S-curves occur. Information about such a track section to the train's computer can be obtained from the track's balises or transponders.
Claims (14)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9701377A SE509119C2 (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Steering of wheel axles in railway vehicles depending on position determination |
| PCT/SE1998/000624 WO1998046468A1 (en) | 1997-04-15 | 1998-04-06 | Steering of wheel axles in railway vehicles in dependence on position determination |
| AU70901/98A AU7090198A (en) | 1997-04-15 | 1998-04-06 | Steering of wheel axles in railway vehicles in dependence on position determination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9701377A SE509119C2 (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Steering of wheel axles in railway vehicles depending on position determination |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9701377D0 SE9701377D0 (en) | 1997-04-15 |
| SE9701377L SE9701377L (en) | 1998-10-16 |
| SE509119C2 true SE509119C2 (en) | 1998-12-07 |
Family
ID=20406559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9701377A SE509119C2 (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Steering of wheel axles in railway vehicles depending on position determination |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU7090198A (en) |
| SE (1) | SE509119C2 (en) |
| WO (1) | WO1998046468A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0017167D0 (en) * | 2000-07-13 | 2000-08-30 | Henderson Stephen C | Improved steered vehicle |
| DE10137443A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-03-06 | Bombardier Transp Gmbh | Method and device for active radial control of wheel pairs or wheel sets of vehicles |
| JP6685954B2 (en) * | 2017-03-02 | 2020-04-22 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Railway vehicle steering mechanism |
| PT110903B (en) * | 2018-08-03 | 2021-08-02 | Inst Superior Tecnico | RAILWAY GUIDANCE DEVICE AND ITS METHOD OF OPERATION. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2530567A1 (en) * | 1982-07-26 | 1984-01-27 | Anf Ind | BOGIE WITH AXLES ORIENTABLE FOR RAILWAY VEHICLES |
| FR2646134B1 (en) * | 1989-04-25 | 1993-04-30 | Alsthom Gec | BOGIE WITH TWO ADJUSTABLE AXLES, MOUNTING PIVOTABLE UNDER A BODY OF A RAIL VEHICLE |
-
1997
- 1997-04-15 SE SE9701377A patent/SE509119C2/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-04-06 WO PCT/SE1998/000624 patent/WO1998046468A1/en active Application Filing
- 1998-04-06 AU AU70901/98A patent/AU7090198A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998046468A1 (en) | 1998-10-22 |
| SE9701377L (en) | 1998-10-16 |
| SE9701377D0 (en) | 1997-04-15 |
| AU7090198A (en) | 1998-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0794887B1 (en) | Storage of track data in a position-controlled tilt system | |
| KR101157752B1 (en) | Device for measuring the movement of a self-guided vehicle | |
| US5332180A (en) | Traffic control system utilizing on-board vehicle information measurement apparatus | |
| US7164975B2 (en) | Geometric track and track/vehicle analyzers and methods for controlling railroad systems | |
| US5809448A (en) | Position detector system for guide vehicles | |
| AU2018246236B2 (en) | Track geometry measurement system with inertial measurement | |
| JPH11503520A (en) | Method and apparatus for non-contact measurement of road or rail distortion | |
| KR100976055B1 (en) | Track Distortion Measuring and Monitoring System | |
| US11834081B2 (en) | Track measuring vehicle and method for recording a vertical track position | |
| CN114132358B (en) | Multi-platform intelligent track comprehensive detection system | |
| JPH06107172A (en) | Curve information calculating method and car body inclination control method | |
| SE509119C2 (en) | Steering of wheel axles in railway vehicles depending on position determination | |
| JP3238012B2 (en) | Track shape data processing method | |
| US20090094848A1 (en) | Track Twist Monitoring | |
| JP2720172B2 (en) | Parallel recording method of train sway data and track data | |
| JP2019156387A (en) | Steering control system, steering system, vehicle, steering control method, and program | |
| SE520994C2 (en) | Railway carriage tilting control method | |
| CN216034411U (en) | Axle counting control system of railway vehicle, railway vehicle and railway traffic system | |
| CA2489980C (en) | Geometric track and track/vehicle analyzers and methods for controlling railroad systems | |
| JPH0765038A (en) | Track shape data collecting device | |
| JPH07108933A (en) | Travel position correcting method for rolling stock | |
| SE519932C2 (en) | Method and apparatus for determining a parameter for a tracked vehicle | |
| CN111612109A (en) | Automatic checking system and method for running distance and speed of track equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |