[发明专利]车辆的阻尼装置及相关方法

说明书

本发明涉及一种用于车辆的阻尼装置(20)，其包括半主动阻尼器(22)以及相关的操纵装置(24)，该操纵装置包括：加速度计(26)，其能够测量车辆的横向加速度；控制单元(28)，其配置为根据加速度信号(S1)确定待由阻尼器(22)实施的设定应力以最小化车辆的横向振动；根据所述应力信号(S2)操纵阻尼器(22)的操纵单元(30)；用于阻尼器(22)的位移的检测器(32)；建模单元(34)，其配置为借助于阻尼器(22)的理论模型和操纵信号(S3)及位移信号(S4)来确定阻尼器(22)的位移的特征状态变量。操纵单元(30)能够也根据状态信号(S5)来确定控制信号(S3)。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的，特别是轨道车辆的阻尼装置，其包括半主动阻尼器以及操纵装置，该操纵装置构造成操纵半主动阻尼器，该操纵装置包括：加速度计，其能够测量车辆的横向加速度并传输包括横向加速度测量的加速度信号；控制单元，其配置为接收加速度信号，根据加速度信号确定待由半主动阻尼器实施以最小化车辆的横向振动的设定应力，并且传输包括设定应力的应力信号；以及操纵单元，该操纵单元配置为接收应力信号并将操纵信号(应力信号的函数)发送到半主动阻尼器。

背景技术

阻尼装置特别用于解决高速行驶的轨道车辆的横向振动问题。为了提高乘客的舒适度并且出于安全原因，大大减少这些横向振动是重要的。

为此目的，已知使用构成阻尼性能与能量和材料成本之间的良好折衷的半主动阻尼器。当阻尼器具有可控的可变特性而无需提供大功率时，则称该阻尼器为半主动阻尼器。

特别地，已知一种由操纵电路操纵的半主动阻尼器，该操纵电路由阻尼器的逆模型组成，该逆模型根据阻尼器的两个端部之间的相对速度值以及应力设定值确定阻尼器的操纵电流值。这种阻尼器例如在文献EP 0 816 141中描述。

然而，该阻尼器并不完全令人满意，因为其操纵未被优化并且没有考虑阻尼器的所有可能行为。

发明内容

本发明的目的是获得一种操纵得以改进的半主动阻尼器。

为此目的，本发明涉及一种前述类型的阻尼装置，其特征在于，操纵装置还包括：位移检测器，其能够测量半主动阻尼器的位移并传输包括位移测量的位移信号；以及建模单元，其用于接收操纵信号和位移信号，通过半主动阻尼器的理论模型以及操纵和位移信号确定半主动阻尼器的位移的特征状态变量并将包括特征状态变量的信号发送到操纵单元，该操纵单元也适于根据状态信号确定操纵信号。

借助理论模型，建模单元允许向操纵单元提供有关半主动阻尼器状态的信息，同时考虑所述半主动阻尼器中的内部刚度并因此提供对由阻尼器所施加的力的更准确估计以及特别对该力的有效定向的估计。因此，操纵单元借助该信息校正待发送到半主动阻尼器的操纵电流。因此，本发明允许对半主动阻尼器的优化操纵，其在某种意义上在于施加到半主动阻尼器的操纵电流考虑了半主动阻尼器的滞后行为。阻尼器的滞后行为与阻尼器的内部刚度以及附件刚度(铰接部、接头部或其他)有关，这导致阻尼力和阻尼器在车辆上的固定点的位移速度之间的相移。如果不考虑该偏移，则在某些配置中，其可能导致与期望操纵力相反方向的实际力并因此使得对阻尼器的操控不是最佳的。

阻尼装置可以包括以下特征中的一个或多个，这些特征可以单独地或以任何技术上可能的组合而采用：

-理论模型是麦克斯韦模型，其包括与理想弹簧串联的理想阻尼器；

-建模单元能够基于对由实验阻尼器产生的力进行实验测量来确定理想阻尼器的阻尼系数，类似于半主动阻尼器；

-特征状态变量是理想阻尼器端部的相对位移速度；

-阻尼装置包括带通滤波器，其配置为对加速度计输出端的加速度信号进行滤波；

-带通滤波器配置为使基本上介于0.25Hz和1.5Hz之间的频率通过并且衰减其余频率；