[发明专利]车辆的阻尼装置及相关方法

权利要求书

1.一种用于车辆(10)的阻尼装置(20)，所述车辆特别是轨道车辆，所述阻尼装置(20)包括：

-半主动阻尼器(22)；以及

-操纵装置(24)，其配置为操纵所述半主动阻尼器(22)，所述操纵装置(24)包括：

-加速度计(26)，其能够测量所述车辆(10)的横向加速度并传递包括横向加速度测量的加速度信号(S1)；

-控制单元(28)，其配置为接收所述加速度信号(S1)，根据所述加速度信号(S1)确定待由所述半主动阻尼器(22)实施以最小化所述车辆(10)的横向振动的设定应力，并传输包括所述设定应力的应力信号(S2)；

-操纵单元(30)，其配置为接收所述应力信号(S2)并且将作为所述应力信号(S2)的函数的操纵信号(S3)传输到所述半主动阻尼器(22)；

其特征在于，所述操纵装置(24)还包括：

-位移检测器(32)，其能够测量所述半主动阻尼器(22)的位移并传输包括位移测量的位移信号(S4)；以及

-建模单元(34)，其配置为接收所述操纵信号(S3)以及所述位移信号(S4)，借助所述半主动阻尼器(22)的理论模型和所述操纵信号(S3)及位移信号(S4)确定所述半主动阻尼器(22)的位移的特征状态变量，并将包括所述特征状态变量的状态信号(S5)传输到所述操纵单元(30)，其中所述操纵单元(30)能够也根据所述状态信号(S5)来确定所述控制信号(S3)。

2.根据权利要求1所述的阻尼装置(20)，其中，所述理论模型是麦克斯韦模型，其包括与理想弹簧(44)串联的理想阻尼器(43)。

3.根据权利要求2所述的阻尼装置(20)，其中，所述建模单元(34)能够根据对实验阻尼器(43)产生的力的实验测量来确定所述理想阻尼器(43)的阻尼系数(c)，类似于半主动阻尼器(22)。

4.根据权利要求2或3所述的阻尼装置(20)，其中，所述特征状态变量是所述理想阻尼器(43)的端部的相对位移速度。

5.根据权利要求1或2所述的阻尼装置(20)，其包括带通滤波器(36)，所述带通滤波器配置为在所述加速度计(26)的输出处对所述加速度信号(S1)进行滤波。

6.根据权利要求5所述的阻尼装置(20)，其中，所述带通滤波器(36)配置为使基本介于0.25Hz和1.5Hz之间的频率通过并且衰减其余频率。

7.根据权利要求1或2所述的阻尼装置(20)，其中，所述控制单元(28)配置为使用混合控制算法，所述混合控制算法由与“天钩”类型算法相关联的“加速驱动阻尼控制”类型算法组成。

8.根据权利要求5和权利要求7所述的阻尼装置(20)，其中，所述带通滤波器(36)是二阶无限脉冲响应滤波器，并且其中，所述控制单元(28)配置成：

-将所述“加速驱动阻尼控制”类型算法应用于频率低于0.6Hz的信号，

-将所述“天钩”类型算法应用于频率高于5Hz的信号，

-将所述“加速驱动阻尼控制”类型算法与所述“天钩”类型算法混合应用于频率介于0.6Hz和5Hz之间的信号，并且随着频率逐渐增加所述“天钩”类型算法的比重。

9.一种操纵根据权利要求1或2所述的半主动阻尼器(22)的操纵方法，包括以下步骤：

-通过加速度计(26)测量所述车辆(10)的横向加速度并传输所述加速度信号(S1)；

-通过控制单元(28)接收所述加速度信号(S1)、确定设定应力并发送应力信号(S2)；

-通过控制单元(30)接收所述应力信号(S2)并将所述操纵信号(S3)传输到所述半主动阻尼器(22)；

-通过检测器(32)测量所述半主动阻尼器(22)的位移并传输所述位移信号(S4)；

-通过建模单元(34)接收所述位移信号(S4)、确定所述特征状态变量并传输所述状态信号(S5)；以及

-通过操纵单元(30)接收所述状态信号(S5)，还根据所述状态信号(S5)确定所述操纵信号，并将所述操纵信号(S3)传输到所述半主动阻尼器(22)。