阅读说明：本技术 车辆高度控制方法及相关车辆 (Vehicle height control method and related vehicle ) 是由 桑晨·道索埃 埃里克·伯南 于 2019-08-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及车辆高度控制方法及相关车辆。本发明涉及用于控制车辆(10)的车厢(14)的地板相对于站台(11)的高度。车厢(14)包括设置有距离传感器(26)的车体(16)、至少一个转向架(20)以及转向架(20)与车体(16)之间的至少一个副悬架(22)。该方法包括以下步骤：经由距离传感器26测量距离传感器26与站台11之间的距离(D),根据测得的距离(D)计算站台的高度(H<Sub>q</Sub>)与地板的高度(H<Sub>pla</Sub>)之间的差,以及基于该差调整副悬架的高度。(The invention relates to a vehicle height control method and a related vehicle. The invention relates to a method for controlling the height of the floor of a carriage (14) of a vehicle (10) relative to a platform (11). The carriage (14) comprises a body (16) provided with a distance sensor (26), at least one bogie (20) and at least one secondary suspension (22) between the bogie (20) and the body (16). The method comprises the following steps: the distance (D) between the distance sensor 26 and the platform 11 is measured by the distance sensor 26, and the height (H) of the platform is calculated on the basis of the measured distance (D) q ) Height from floor (H) pla ) And adjusting the height of the secondary suspension based on the difference.)

车辆高度控制方法及相关车辆

【技术领域】

本发明涉及一种用于控制车辆的车厢的地板相对于站台的高度的方法，车厢包括：包括地板的车体、至少一个转向架，以及***在转向架与车体之间的至少一个副悬架。

【背景技术】

在客运部门，尤其是铁路运输部门，要求车辆在车站或火车站进行多次停靠，以允许旅客和/或物件离开或进入。

旅客和/或物件进出车厢是在车厢的地板处进行的，车厢的地板通常位于车站的站台对面。

然而，对于某些用户，特别是那些行动不便的用户来说，地板与站台之间可能存在的高度差可证明是不可接受的。特别是，ADA(美国残疾人法案)标准要求站台与地板之间的高度差小于16毫米(mm)。

高度差可进一步使得难以将庞大和/或沉重的物件从站台转移至车体和从车体转移至站台。

于是需要使地板的高度适应站台的高度。然而，站台的高度可能因站而异。此外，在各种参数的影响下，进出地板的高度会发生显著变化。这些参数尤其包括车厢负荷的值，特别是对应于占据车厢的乘客和行李的量、负荷的分布或车轮的磨损。因此，不将这些参数考虑在内的方案不能使其符合ADA标准。

文献FR 3,053,301提出了一种用于控制地板相对于站台的高度的方法，特别是使得可以满足ADA标准，其中调整副悬架的高度以适应地板的高度。基于转向架底盘顶点高度的估计来进行对副悬架的高度的调整，该估计主要取决于车辆的内部参数。

然而，所述内部参数可随着轨道车辆的使用过程而演变，因而它们不再对应于初始配置。例如通过维护操作过程中的测量或由于估计来进行参数的调整，这使得方法复杂化和/或可使所述维护操作更长。

【

发明内容

】

因此，本发明的一个目的在于提出一种方法，该方法使得可以简单地改变运输车辆的高度，特别是确保该车辆的用户容易进出。

为此，本发明涉及一种前述类型的控制方法，其中车体设置有距离传感器，当车辆停靠站台时，传感器能够测量所述传感器与所述站台之间的距离，

该方法包括以下步骤：

经由距离传感器测量距离传感器与站台之间的距离，

根据距离传感器与站台之间测得的距离，计算站台的高度与地板的高度之间的差，站台的高度和地板的高度相对于同一基准点得到，以及

根据所述差来调整副悬架的高度。

距离传感器的存在使得可以重新调整与直接测量的与外部环境的差的计算。对副悬架的调整因此尽可能接近实际。因此，站台与地板之间的高度最小化。站台与地板之间的高度小于如ADA标准所规定的16mm，更特别的，小于5mm。

根据本发明的具体实施例，该方法包括根据任何技术上可能组合的一个或多个以下特征：

距离传感器在站台的高度方向上位于站台之上，而与副悬架的高度无关，距离传感器优选是激光、超声或光学传感器；

计算副悬架的高度的调整，以使地板的高度大致等于站台的高度，

车辆包括能够根据所测得的距离计算站台的高度与地板的高度之间的差的处理器，该处理器启动用于控制副悬架的高度的装置的驱动装置；

副悬架包括至少一个垫子，并且用于控制副悬架的高度的装置包括连接至能够由处理器启动的驱动装置的至少一个电磁阀，该电磁阀能够将流体引入垫子和/或将流体从垫子排出；

该方法包括以下步骤：

相对于调整步骤地板的高度的附加改变，

根据至少一个附加测量值来计算所述附加改变，所述附加测量值不同于距离传感器与站台之间的距离的测量值，以及

副悬架的高度的附加调整，以补偿所述附加改变，

附加测量是通过用于测量副悬架的高度的传感器和/或通过用于测量副悬架的高度变化的传感器和/或通过车体的负荷传感器进行，

在能够测量所述传感器与所述站台之间的距离的距离传感器不再能测量所述距离时，执行用于附加改变、附加改变的计算和附加调整的步骤，

当车辆进入站台时，执行用于经由距离传感器测量距离传感器与站台之间的距离、计算站台的高度与地板的高度之间的差，以及调整副悬架的高度的步骤，并且当车辆停放在站台处时，执行用于附加改变、附加改变的计算和附加调整的步骤，

在调整期间，地板大致垂直于站台移动；

调整之后，整个地板具有与站台的高度大致相等的高度；

调整之后，地板与站台近似于在相同的平面内延伸。

本发明还涉及一种车辆，该车辆包括至少一个车厢，该车厢包括：包括地板的车体、至少一个转向架以及***在转向架与车体之间的副悬架，车体设置有距离传感器，距离传感器能够在车辆停靠站台时测量所述距离传感器与所述站台之间的距离，车辆能够根据前述类型的控制方法操控地板相对于站台的高度。

【附图说明】

通过阅读作为示例提供的以下描述并参考附图，将更好地理解本发明，附图中：

图1是根据本发明第一实施例在靠近站台的轨道上的车辆车厢的简化剖视图；

图2是图1的车厢、轨道和站台的一部分的简化侧视图；

图3是与根据本发明第一实施例的控制方法相关的车辆的元件的示意图；

图4是根据本发明第二实施例的类似于图2的车厢的简化视图；以及

图5是与根据本发明第二实施例的控制方法相关的类似于图3的示意图。

【

具体实施方式

】

在本说明书中，词语“垂直”和“水平”是相对于轨道车辆定义的。因此，水平面大致平行于车辆的滚动平面，并且垂直或高度方向大致垂直于滚动平面。此外，标记为H的词语“高”和标记为B的词语“低”，通常沿垂直方向定义。

词语“纵向”是相对于轨道车辆延伸的方向并且对应于轨道车辆的行进方向而定义的，词语“横向”被定义为大致垂直于纵向方向和垂直方向的方向。

附图示出了坐标系，其中纵向方向由标记X表示，横向方向由标记Y表示，并且高度方向由标记Z表示。

根据本发明第一实施例的车辆10在图1至图3中示出。

车辆10例如是在轨道12上移动的公共汽车或轨道车辆，例如无轨电车，有轨电车，地铁或火车。

车辆能够在包括站台11的车站处行进和停靠，站台11在距车辆的滚动平面一定距离处延伸。

这里，根据上下文，高度指的是对象在高度方向Z上的大小，或者元件与基准水平之间在高度方向Z上的距离。在所例示的示例中，基准水平对应于轨道的顶点。然而，尤其是在车辆不在轨道上移动的情况下，基准水平可以是另一基准，例如道路的水平。换言之，基准水平对应于轨道车辆的滚动平面。

车辆10包括至少一个车厢14。以已知的方式，每个车厢14包括车体16、至少一个转向架20和***在转向架20与车体16之间的至少一个副悬架22。

更具体地，车辆10包括多个车厢14和多个转向架20，每个车体16搁置在至少两个转向架20上。在车辆的末端外侧，每个转向架20例如在两个相邻的车体之间延伸，两个车体中的每一个都部分地搁置在转向架上。

车体16包括能够容纳人和/或物品的内部空间24。车体16具有地板18，地板18允许人和/或物品进入内部空间24。

地板的高度H_pla将指的是地板18与基准水平之间在高度方向Z上的距离。

车体16设置有距离传感器26。

传感器的高度H_cap将指传感器26与地板18之间在高度方向Z上的距离。这是与车辆布局相关的确定值。

当车辆10停靠所述站台11时，距离传感器26能够测量所述传感器26与站台11之间的距离D.

站台的高度H_q将指的是站台11的乘客在其上移动的表面与基准水平之间在高度方向Z上的距离。

距离传感器26能够测量在测量方向上到第一障碍物的距离，选择测量方向使得当车辆停靠站台时，当没有中间障碍物时，距离传感器26测量传感器与站台11的所述表面之间的距离。

这里，距离传感器26在测量方向上具有光束，使得可以在所述测量方向上进行测量。距离传感器26例如是激光，超声或光学传感器。

传感器被放置为使其处于副悬架的高度，传感器相对于轨道顶点的高度大于站台相对于轨道顶点的高度。传感器相对于轨道顶点的高度例如大于1米。

换言之，距离传感器26被放置为在站台的高度方向上位于站台上方，而与副悬架的高度无关。

因此，距离D主要具有垂直分量。

距离传感器26具有2mm的精度。

距离传感器26的光束沿其延伸的测量方向例如与高度方向Z形成角度α，角度α在8°和15°之间，如图1所示。

在图1中标记为H_Δ的、沿传感器26与站台11的表面之间的高度方向的高度差，使得α的余弦等于所述差除以距离D，或cosα＝H_Δ/D.

角度α是固定的，因此可以使用公式H_Δ＝D×cosα，根据距离D的测量值来计算差H_Δ。

站台的高度H_q与地板的高度H_pla之间的差等于传感器的高度H_cap与高度差H_Δ之间的差，或者H_q-H_pla＝H_cap-H_Δ或H_q-H_pla＝H_cap-D×cosα。如果地板低于站台，则此差是负数。如果地板高于站台，则此差是正数。

转向架20包括：至少一个轴28，更具体地是两个轴；转向架底盘30；以及***在每个轴28与转向架底盘30之间的至少一个主悬架32。

主悬架32具有刚度K。更具体地，这里，主悬架包括至少一个弹簧33，弹簧33大致沿着高度方向在轴28与转向架底盘30之间延伸。可提供多个弹簧，在这种情况下，弹簧彼此平行放置。每个弹簧33的刚度大致等于K除以弹簧的数目。

副悬架22更具体地在转向架底盘30与车体14之间延伸。

当转向架20位于两个车体14之间的接合处时，车辆包括在转向架20与第一车体之间的至少一个第一副悬架，以及在转向架20与第二车体之间的至少一个第二副悬架。

副悬架22例如包括至少一个悬架系统34和用于控制副悬架22的高度的控制装置36。这里，副悬架22的高度H_sec是沿着副悬架22的高度方向，在车体14与转向架20之间的距离，如图2所示。

悬架系统34例如是气垫。

在这种情况下，用于控制副悬架的高度的控制装置36包括：连接到气垫34的容器38，容器38与垫子34之间的电磁阀40，以及驱动装置42。

容器38是流体容器，更特别的是用于压缩的空气。

电磁阀40能够将流体从容器38引入到垫子34中和/或从垫子34排出流体。更具体地，电磁阀40具有至少三个位置：至少一个引入位置，至少一个排出位置和至少一个维持位置。

当电磁阀处于引入位置时，流体从容器38引入到垫子34中。

这里，电磁阀40具有多个引入位置，这里，引入位置对应于维护位置与最大引入位置之间的所有位置，最大引入位置对应于引入到垫子34中的最大流体流速。

当电磁阀处于排出位置时，流体被从垫子34排出。

这里，电磁阀40具有多个排出位置，这里，多个排出位置对应于维护位置与最大排出位置之间的所有位置，最大排出位置对应于从垫子34排出的最大流体流速。

当电磁阀处于维护位置时，电磁阀不允许流体循环。

驱动装置42连接至电磁阀40并且能够驱动电磁阀，更具体地，能够在多个位置之间移动电磁阀40。

可选地，通过由相同的驱动装置或两个单独的驱动装置驱动的两个不同的电磁阀来进行将流体引入垫子和从垫子排出流体。

可选地，副悬架22由另一系统完成，例如由控制器控制的千斤顶。

车辆10还包括处理单元44，处理单元44包括处理器46和存储器48。

处理器46能够执行计算，从传感器26接收距离测量值，执行存储器48中存储的程序，以及控制驱动装置42。

存储器48中存储的程序包括算法，该算法使得可以例如通过执行以下计算：H_cap-D×cosα，来根据距离D计算站台的高度H_q与地板的高度H_pla之间的差。

可以根据如下所述的控制方法来控制这种车辆的地板相对于站台的高度。

该方法包括以下连续步骤：

经由传感器26测量传感器26与站台11之间的距离D；

根据传感器26与站台11之间测得的距离D，计算站台的高度H_q与地板的高度H_pla之间的差；以及

基于该差调整副悬架的高度H_sec。

更具体地，将距离D的测量值发送到处理器46，处理器46执行存储器48中存储的程序。

处理器46因此计算站台的高度与地板的高度H_pla之间的差。

当该差为零时，副悬架的高度H_sec保持不变。

当该差为正，即地板18低于站台11时，处理器46控制驱动装置42，以便增加副悬架的高度H_sec。这里，处理器46启动驱动装置42，驱动装置42将电磁阀40移动到引入位置，以便将流体引入垫子34中。垫子34的体积增大，由此副悬架的高度H_sec增加，因此地板18的高度H_pla增加。

当该差为负，即地板18高于站台11时，处理器46控制驱动装置42，以便降低副悬架的高度H_sec。这里，处理器46启动驱动装置42，驱动装置42将电磁阀40移动到排出位置，以便从垫子34排出流体。垫子34的体积减小，由此副悬架的高度H_sec降低，因此地板18的高度H_pla降低。

计算副悬架的高度H_sec的调整，使得地板的高度H_pla大致等于站台的高度H_q，更具体地，使得该距离的绝对值小于16mm，优选地小于2mm。

在调整期间，地板18大致垂直于站台11移动，更确切地说，垂直于站台的表面移动。地板18例如垂直于所述表面平移移动。

在调整之后，整个地板18具有与站台的高度H_q大致相等的高度H_pla。地板18与站台11近似于在相同的平面中延伸。

通过传感器26测量距离D、差的计算和副悬架的高度调整的步骤，例如至少在车辆10每次进入站台时执行。

传感器26的测量使得可以将地板18的高度调整到不同的站台11高度。这尤其使得在车辆在具有不同高度的站台处停车的情况下，可以在每个停车处调整地板18的高度。

在测量时，传感器26的测量考虑了车辆内部可能影响地板高度的所有参数，尤其是车厢14承载的重量，车轮的磨损，主悬架和/或副悬架。

当车辆在站台处时，人和/或物品可以进入和/或离开车厢。因此，车厢承载的重量会变化，导致车辆在站台处时地板的高度发生变化，例如，地板高度增加或减小0mm到25mm之间的距离。更具体地说，该变化一方面是由于主悬架的至少一个弹簧33引起的伸长或压缩在0mm和20mm之间的距离，另一方面是由于气动悬架的中立范围在0mm到5mm之间的距离。

然而，在流量很大的情况下，人可能位于距离传感器的测量方向上并且使测量失真，使得不能重复如前所述的控制方法以便再次调整地板的水平。

根据本发明第二实施例的车辆110的车厢114在图4和图5中示出，并且提供了对第一实施例的改进，使得可以在车辆位于站台处时在流量很大的情况下调整高度。

第二实施例的与第一实施例的元件类似的元件在下文中以100的增量表示，并且在下文中不再描述。

除了先前描述的之外，车辆110还包括至少一个附加传感器150、152。

更具体地，这里，车辆110包括用于测量副悬架的高度的传感器150，和/或车体的负荷传感器152。

每个附加传感器150、152能够得到与距离传感器126和站台111之间的距离D的测量值不同的附加测量值。

这里的附加测量值是不依赖于站台111的测量值，更具体地，该附加测量值是涉及特定于车厢114的测量值。

这里用于测量副悬架的高度的传感器150是具有大致沿高度方向Z延伸的测量方向的传感器。例如，传感器150包括激光，超声或光学传感器。

作为用于测量副悬架的高度的传感器150的替代选择，车辆110包括用于测量副悬架的高度变化的传感器。

这里，负荷传感器152是配置为测量(多个)垫子134的内部压力的压力传感器。根据这些压力测量值，负荷传感器152能够推断出由车体116施加在转向架120上的负荷P的测量值。

处理器146还能够从附加传感器150、152接收测量值。

存储器148中存储的程序包括附加算法，使得可以根据附加测量值计算地板高度的改变并操控附加调整以便抵消该改变。

可以根据如下所述的控制方法来控制这样的车辆110的地板相对于站台的高度。

如结合第一实施例描述的、用于经由传感器126测量距离D、计算差和调整副悬架的高度的步骤至少执行一次。

该方法包括以下连续步骤：

经由距离传感器126测量距离传感器126与站台111之间的距离D；

根据距离D计算站台高度与地板高度之间的差；

基于计算出的差调整副悬架的高度；

相对于调整步骤附加改变地板的高度；

根据附加测量值计算所述附加改变；以及

执行副悬架的高度的附加调整，以补偿所述附加改变。

用于测量距离D、计算站台的高度与地板的高度之间的差，以及基于所计算的差来调整副悬架的高度的步骤与根据第一实施例描述的那些步骤类似。

附加改变ΔH_pla例如是由于车体116中存在的负荷的变化。

负荷的变化特别是引起副悬架的高度H_sec的变化ΔH_sec和/或主悬架的高度H_prim的变化ΔH_prim，地板高度的附加改变是这两个高度变化的组合，或ΔH_pla＝ΔH_sec+ΔH_prim。

用于测量副悬架150的高度的传感器使得可以计算副悬架的高度的变化ΔH_sec。

负荷传感器152使得可以测量由车体116施加在转向架120上的负荷P。

主悬架上的负荷Q等于车体116施加于转向架120上的负荷P与主悬架和副悬架级之间的悬挂质量M_susp之和。悬挂质量具有预定值并且取决于转向架的配置。因此可以写成：Q＝P+M_susp。

主悬架的高度H_prim基于施加于主悬架上的负荷Q而变化，更具体地使用以下关系：H_prim＝H_prim ⁰-Q/K，其中H_prim ⁰是主悬架的基准高度。主悬架的基准高度H_prim ⁰在此对应于在车体116内没有重量时主悬架的高度。该基准高度例如在检查或维护操作期间测量。

这于是产生以下关系：H_prim＝H_prim ⁰-(P+M_susp)/K。

因此，主悬架的高度变化与由负荷传感器152测量的由车体116施加在转向架120上的负荷P的变化有关，这是由于以下关系：ΔH_prim＝-ΔP/K。

因此，可以通过以下关系来计算地板高度的附加改变：ΔH_pla＝ΔH_sec-ΔP/K，其中ΔH_sec由于附加传感器150而获得，ΔP由于附加传感器152而获得，并且K是转向架的恒定参数。

因此，处理器146根据附加测量值计算附加改变。

可替换地，仅存在一个对应于轴128与车体116之间的高度的测量值的附加测量值。所述测量值例如由于放置在轴128上的第一信标与放置在车体116上的第二信标而进行，第二信标沿着高度方向Z与第一信标对齐，附加传感器测量两个信标之间的距离。

然后，处理器146控制副悬架122的驱动装置142，以便补偿附加改变。

如果附加改变为零，则副悬架H_sec的高度保持不变。

当附加改变对应于地板相对于站台111下降时，处理器146控制驱动装置142，以便将副悬架的高度H_sec增加给定值。给定值在此处等于计算出的附加改变的绝对值。因此，这使得可以补偿附加改变。这里，处理器146启动驱动装置142，驱动装置142将电磁阀140移动到引入位置，以便将流体引入垫子134中。垫子134的体积增大，由此副悬架的高度H_sec增加，因此地板118的高度H_pla增加。

当附加改变对应于地板相对于站台111升高时，处理器146控制驱动装置142，以便将副悬架的高度H_sec减小给定值。给定值在这里等于计算出的附加改变的绝对值。因此，这使得可以补偿附加改变。这里，处理器46启动驱动装置142，驱动装置142将电磁阀140移动到排出位置，以便从垫子134排出流体。垫子134的体积减小，由此副悬架的高度H_sec降低，因此地板118的高度H_pla降低。

在附加改变过程中，地板118大致垂直于站台111移动，更确切地说，是垂直于站台的表面移动。地板118例如垂直于所述表面平移移动。

在调整之后，整个地板118具有与站台的高度H_q大致相等的高度H_pla。地板118与站台111近似于在相同的平面中延伸。

用于附加改变、计算附加改变和附加调整的步骤，使得可以重新调整地板118相对于站台111的高度，而无需再次使用能够测量距离D的距离传感器126。

更具体地，当能够测量所述传感器126与站台111之间的距离D的距离传感器126不再能够测量所述距离D时，执行用于附加改变、计算附加改变和附加调整的步骤。

在第一变型中，一旦车辆进入站台，即一旦车辆接近站台并停放在那里，就执行经由距离传感器126测量传感器126与站台111之间的距离、计算站台的高度与地板的高度之间的差以及调整副悬架的高度的步骤。也就是说，这使得可以特别地将地板高度调整到站台的高度。当车辆进入站台时，出于安全原因乘客从站台边缘向后站立，在测量方向上不在距离传感器126和站台111之间形成中间障碍物。一旦车辆停车并且乘客被授权进入和/或离开，乘客可能妨碍传感器126对距离D的测量。因此，当车辆停放在站台处时，执行附加改变、计算附加改变和附加调整步骤。所述附加步骤例如在车辆在站台处停车时以100毫秒(ms)至500ms之间的规则间隔执行。这些附加步骤使得可以基于负荷变化继续调整地板的高度，而不需要传感器126的存在，传感器126的测量会失真。

在第二变型中，一旦车辆进入站台，以及在车辆停放时没有检测到中间障碍物时，执行经由距离传感器126测量传感器126与站台111之间的距离、计算站台的高度与地板的高度之间的差以及调整副悬架的高度的步骤。例如，当距离传感器126在短时间内记录距离D的显著变化时，可认为检测到了中间障碍物，其将对应于沿测量方向放置的中间障碍物或者对应于所述障碍物的移动。显著变化是测量值中大于100mm的变化，其中由于负荷变化引起的变化通常显著低于该值。当检测到中间障碍物时，执行用于附加改变、计算附加改变和附加调整的步骤，以使得可以继续调整地板的高度。所述附加步骤例如以20秒至60秒的规则间隔进行，只要检测到中间障碍物即可。

根据本发明的控制方法，无论是在第一实施例中还是在第二实施例中，特别是使得可以重新调整由于距离传感器26、126而直接测量的与外部环境的差的计算。因此，对副悬架进行的调整因此尽可能符合实际，以便最小化站台和地板之间的高度差。

该控制方法考虑了具有可变高度的站台的可能性，例如沿着途经多个站点的路径，车辆的磨损和车辆承载的重量，例如，至少当车辆进入站台时。

当不能使用距离传感器时，第二实施例还允许附加的调整。

因此，根据本发明的不同实施例的控制方法允许相对于站台更好地调整地板高度，这尤其使得可以便于进出车辆。