CN119486921A 用于确定实时转向角的计算机实施的方法和控制设备 （特莱拉股份公司）

CH000601/20222022.CH000875/20222022.CH000876/20222022.07.CH000994/20222022.08.2024.11.15PCT/EP2023/0580362023.03.28WO2023/222292EN2023.11.23用于确定实时转向角的计算机实施的方法本公开涉及一种用于为铁路转向架(1)确定感器信号(38)，其表征铁路转向架(1)的至少一时传感器信号(38)来确定铁路转向架(1)相对于铁路轨道(31)的实时位置和/或取向；以及使用所确定的铁路转向架(1)的实时位置和/或取向21.一种用于为铁路转向架(1)确定实时转向角(58)的计算机实施的方法，所述方法包器信号(38)表征所述铁路转向架(1)的至少一个车轮(5)的踏面(6)相对于铁路轨道(31)的b.借助于定位算法(47)，使用所确定的至所述铁路转向架(1)相对于所述铁路轨道(31)的实时位置和/c.使用所确定的铁路转向架(1)的实时位置和/或取向，为所述铁路转向架(1)的转向b.进一步使用接收到的垂直实时传感器信号(39)来确定(S2)所述铁路转向架(1)相对a.由所述传感器组件(11)确定(S1)第一横向实时传感器信号(38)和第二横向实时传的踏面(6)相对于所述铁路轨道(31)的横向位置，所述第二横向实时传感器信号(38)表征所述铁路转向架(1)的第二车轮(5)的踏面(6)相对于所述铁路轨道(31)b.使用接收到的第一和第二横向实时传感器信号(38)来确定(S2)所述铁路转向架(1)a.由所述铁路转向架(1)的至少一个车轮(5)的传感器组件(11)使用所述车轮(5)的传感器组件(11)的前传感器单元来确定(S1)表征所述车轮(5)的踏面(6)的横向位置的前横向实时传感器信号(38)、表征所述传感器组件(11)的垂直位置的前垂直实时传感器信号(39)，以及/或者由所述铁路转向架(1)的至少一个车轮(5)的传感器组件(11)使用所述车轮(5)的传感器组件(11)的后传感器单元来确定(S1)表征所述车轮(5)的踏面(6)的横向位b.使用接收到的前和后实时传感器信号(38、39)来确定(S2)所述铁路转向架(1)相对a.使用预定传感器校准数据(53)来适配(S4)接收到的至少一个实时传感器信号(38、6.根据前述权利要求中的一项所述的计算机实施的方法转向架(1)相对于所述铁路轨道(31)的实时位置和38.根据前述权利要求中的一项所述的计算机实施的方法，b.由所述转向致动器控制器(41)控制(S6)转向致动器(16)，用于使所述铁路转向架转向架(1)的实时位置和/或取向的步骤中，所述定位算法(47)使用神经网络(60)来确定向架(1)相对于所述铁路轨道(31)的实时位置和/或取向是所述神经网络(60)的输出数据11.根据权利要求10所述的计算机实施的方法，其中，通过以下来训练所述神经网络a.使用神经网络(60)来确定所述铁路转向架(1)相对于所述铁路轨道(31)的实时位置路转向架(1)的那段铁路轨道(31)上操作所述铁路转向架(1)而获得的训练数据来训练所13.根据前述权利要求中的一项所述的计算机实施的方法，进一步包括使用所述传感14.一种用于为铁路转向架(1)确定实时转向角(58)的控制设备(40)，所述控制设备a.由所述处理器(17)从传感器组件(11)接收(S1)至少一个横向实时传感器信号(38)，所述横向实时传感器信号(38)表征所述铁路转向架(1)的至少一个车轮(5)的踏面(6)相对b.由所述处理器(17)借助于定位算法(47)，使用接号(38)来确定(S2)所述铁路转向架(1)相对于所述铁路轨道(31)的实c.由所述处理器(17)使用所确定的铁路转向架(1)的实时位置和/或取向来确定(S3)a.由所述处理器(17)从所述传感器组件(11)接收(S1)至少一个垂直实时传感器信号4b.由所述处理器(17)另外使用接收到的垂直实时传感器信号(39)来确定(S2)所述铁路转向架(1)相对于所述铁路轨道(31)的实时位a.由所述处理器(17)从所述传感器组件(11)接收(S1)第一横向实时传感器信号(38)(1)的第一车轮(5)的踏面(6)相对于所述铁路轨道(31)的横向位置，所述第二横向实时传感器信号(38)表征所述铁路转向架(1)的第二车轮(5)的踏面(6)相对于所述铁路轨道(31)b.由所述处理器(17)使用接收到的第一和第二横向实时传感器信号(38)来确定(S2)所述铁路转向架(1)相对于所述铁路轨道(31)的实时位置和/感器信号数据，所述相关的实时传感器信号数据被用于确定所述铁路转向架(1)相对于所19.根据权利要求18所述的控制设备(40)，其中，所述至少一个预定义的滤波器参数21.根据权利要求14至20中的一项所述的控制设备(40)，所述处理器(17)进一步被配器(41)被配置为控制转向致动器(16)以使所述铁路转向架(1)使用接收到的实时转向角5[0001]本公开涉及一种用于确定铁路转向架的实时转向角的计算机实施的方法和控制具有小半径的弯道中，这种接触会导致车轮准确且可靠地确定转向架相对于铁路轨道的[0004]以相同申请人的名义于2018年公布的WO2018015290是以成功方式解决这些缺点第一旋转轴线可旋转的第一轮毂，并且第二车轮附接到绕第二旋转轴线可旋转的第二轮[0005]在具有相对低速的狭窄弯道的铁路轨道上行驶的电车或街车在行驶时会产生大[0006]本公开的目的是提供一种用于为铁路转向架确定实时转向角的计算机实施的方6[0008]根据本公开，指定了一种用于为铁路转向架确定实时转向角的计算机实施的方[0009]由传感器组件确定至少一个横向实时传感器信号，所述横向实时传感器信号表[0010]借助于定位算法，使用接收到的至少一个横向实时传感器信号来确定所述铁路至少一个横向实时传感器信号来确定铁路转向架在铁路轨道上的位置和/或取向。该位置心例如是在铁路轨道的铁路转向架当前正在其上操作的区段上铁路轨道的两个铁轨之间所述实时转向角。基于在操作期间铁路转向架的当前实时位置和/或取向，确定实时转向角，使得铁路转向架可以朝向相对于铁路轨道的期望位置/取向来转向或保持在相对于铁[0012]例如由传感器组件的至少一个传感器测量的横向实时传感器信号确定了例如车路转向架的特定几何延伸。几何公式可以在确定铁路转向架的位置和/或取向之前或期间7用接收到的第一和第二横向实时传感器信号来确定所述铁路转向架相对于所述铁路轨道的实时位置和/或取向。在一个变体中，所述第一车轮和所述第二车轮相对于彼此平行布向测量的第一传感器并具有用于垂直测量的[0017]当该计算机实施的方法进一步包括由所述传感器组件确定前横向实时传感器信8面的实时垂直传感器信号的前传感器和用于测量相应车轮后面的实时垂直传感器信号的[0019]接收到的后实时传感器信号(横向和垂直)可以特别地被定位算法用于前实时传加了确定铁路转向架在其操作期间在铁路轨道上的实时位置和/或取[0021]在一个变体中，所述铁路转向架可以包括四个车轮，例如两个车轮在两个轮轴据来适配(adapt)接收到的至少一个实时传感器信号。所述传感器校准数据例如是例如在沿着相应铁路转向架的规划操作路线的测试驾驶期间收集的铁路转向架特定的数据或者号。传感器校准数据可以被用来识别接收到的传感器信号中的干扰并对该干扰进行分类。在另一个变体中，适配接收到的至少一个实时传感器信号至少由经训练的神经网络来支如，基于接收到的传感器数据和铁路转向架在铁路轨道上的结果得到的位置和/或取向来经校准的传感器信号)进行滤波，并且基于所述滤波的结果来确定相关的实时传感器信号的区段的滤波器参数是不同的。该滤波产生了至少暂时挑选出故障传感器信号的可能性。9向参数可以取决于特定的铁路转向架、铁路转向架的当前速度或负载和/或铁路转向架的另外的参数、或者铁路轨道的参数(比如当前铁路轨道的倾斜角、曲率半径和/或特定区实时转向角传输到转向致动器控制器，和/或使用所述转向致动器控制器来控制转向致动[0028]在本公开的另一个变体中，在确定所述铁路转向架的实时位置和/或取向的步骤中，所述定位算法使用神经网络来确定所述铁路转向架相对于所述铁路轨道的实时位置述铁路转向架相对于所述铁路轨道的实时位置和/或取向是所述神经网络的输出数据。所述神经网络优选地是经训练的前馈神经网络，其为铁路转向架的位置和/或取向的实时确定提供期望的准确性。神经网络的输入训练数据例如是横向和垂直实时传感器信号数据，并且用于建立(训练)神经网络的输出训练数据是铁路转向架相对于铁路轨道的对应位置转向架的转向，以及接收基于铁路转向架相对于铁路轨道的实际位置和/或取向的铁路转例如是铁路转向架的实际位置与铁路转向架的目标[0030]当利用通过在打算使用特定铁路转向架的那段铁路轨道上操作铁路转向架而获选择的。这产生了基于铁路转向架的规划路线来调整定位算法(特别地神经网络)的可能[0034]由所述处理器从传感器组件接收至少一个横向实时传感器信号，所述横向实时传感器信号表征所述铁路转向架的至少一个车轮的踏面相对于铁路轨[0035]由所述处理器借助于定位算法，使用接收到的至少一个横向实时传感器信号来确定所述铁路转向架相对于所述铁路轨道的实时一和第二横向实时传感器信号来确定所述铁路转向架相对于所述铁路轨道的实时位置和/传感器单元具有用于横向测量的第一传感器并具有用于垂直测量[0041]该控制设备的处理器可以进一步被配置为从所述传感器组件接收前垂直实时传架在其操作期间在铁路轨道上的实时位置和/[0044]当定位算法被配置为使用至少一个预定义的滤波器参数对接收到的至少一个实用接收到的实时转向角使所述铁路转向架绕垂直转向述全球定位数据例如被用来确定铁路转向架相对于全球参考向架的激光雷达(Lidar)数据或雷达数据，其被用来确定所述铁路转向架相对于所述铁路轨道的实时位置和取向。所述激光雷达数据或雷达数据是例如从布置在铁路转向架前面、优选地朝向铁路轨道布置的激光雷达模块和/或雷达模块接收的。所述激光雷达数据或雷达数据例如被用来确定铁路转向架相对于本地参考系统或本地参考点的位置和信号，心跳系统被配置为传输所述转向系统的状态信息。列车控制器管理系统具有例如示控制设备的处理器执行如上文和下文所描述的用于确定实[0068]图12是示意性地图示由处理器执行的用于为铁路转向架确定实时转向角的多个在铁轨上引导相应的车轮5。车轮5被布置成相对于框架3绕相应的车轮旋转轴线7可旋转。两个车轮5之间。在另一个变体中，车轮旋转轴线7可以相对于横向方向Y以特定角度来布[0072]图进一步示出框架3包括基座框架23和轮框架24。基座框架23主要布置在轮框架引起框架3绕转向轴线4相对于基座2并且相对于连接部件9并且还相对于铁路车辆的底盘[0074]铁路转向架1进一步包括在图3和图4中最佳可见的传感器组件11。传感器组件11包括前传感器单元13，该前传感器单元13相对于转向架1的运行方向X被布置在车轮5的相器单元13和后传感器单元14。前传感器单元13和后传感器单元14被布置在传感器支架15动器8的线性移动在转向架1的操作期间调整前传感器单元13和/或后传感器单元14相对于向架1的操作期间，绕调平轴线10的枢转补偿了摆臂20抵抗摆臂弹簧22绕枢转轴线21的可的纵向轴线被布置成彼此平行，并且进一步被布置成在转向架1的休息状态下平行于运行方向X。支柱29与基座框架23和轮框架24被连接成使得这两个部件之间的垂直移动在一定[0080]如在图5和图6中最佳可见的，这个实施例的传感器组件11包括多个传感器单元所示的整个传感器组件11被配置为提供四个横向实时传感器信号38和四个垂直实时传感[0082]图7进一步示出传感器单元35的一个变体，其包括具有外壳的第一传感器36和第[0084]控制设备40的操作系统42包括主逻辑44，该主逻辑44被配置为确定实时转向角相对于铁路轨道31的位置和/或取向。定位算法47可以使用滤波来处理接收到的传感器数安全应用块45示意性地图示铁路转向架1的不同安全措施已就位，以便防止不同种类的故储在控制设备40上并由处理器17访问。图8进一步示意性地示出gps模块70和雷达/激光雷块71被配置为在铁路转向架1的操作期间收集雷达数据和/或激光雷达数据。在一个变体[0085]图9示意性地图示被配置为在铁路转向架1的操作期间不断地确定实时转向角58的控制回路的第一变体。这个控制回路的设定值57是铁路转向架1的机械中心正好处在铁车轮5之间的一半距离处的点。铁路轨道31的中心例如是铁路轨道31的两个铁轨之间的一半距离处的点。该设定值是铁路转向架1的机械中心和铁路轨道31的中心之间的横向距离[0086]图10示意性地图示被配置为在铁路转向架1的操作期间不断地确定实时转向角58制器72例如在控制设备40和/或处理器64和输出层65。输入数据61(特别地至少一个横向实时传感器信号38和至少一个垂直实时铁路转向架1相对于铁路轨道31的实时位置和/或取向作为输出数据[0088]图12示出示意性地图示由控制设备40的处理器17执行的用于为铁路轨道的当前区段上的铁路转向架1确定实时转向角58的步骤序列的流程图。实施为例如计算机实施的方法的步骤序列例如由如图8中所示的控制器信号38，该横向实时传感器信号38表征铁路转向架1的至少一个车轮5的踏面6相对于铁[0092]在步骤S3中，控制设备40的处理器17使用所确定的铁路转向架1相对于铁路轨道度值的信号。实时转向角58例如是铁轨32的当前(切向)主延伸方向与相应车轮5的运行方角58绕垂直转向轴线4来使铁路转向架1