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本发明公开一种转向架，这种类型的转向架包括：转向架底盘(4)、用于沿轨道支撑和和引导转向架的车轮(18)、减速器(24)和悬挂装置(25)，其中车轮转动安装在底盘(4)上，该减速器(24)包括至少一个传动元件(34，36)和壳体(30)，该传动元件或者每个传动元件(34，36)转动安装在该壳体(30)内，连接到至少一个车轮上并且用于连接到电机(20)上，该壳体(30)通过悬挂装置(25)安装在底盘(4)上，具有可相对于底盘(4)移动壳体(30)的性能。根据本发明的一方面，该转向架包括控制装置(26)，该控制装置包括用于感测壳体(30)相对于底盘(4)的运动的传感器(70)。

1.  一种轨道车转向架，该类型的转向架包括：转向架底盘(4)、用于沿轨道支撑和引导转向架的车轮(18)、减速器(24)和悬挂装置(25)，其中车轮可转动地安装在底盘(4)上，该减速器(24)包括至少一个传动元件(34，36)和壳体(30)，该传动元件或者每个传动元件(34，36)可转动地安装在该壳体(30)内，连接到至少一个车轮上并且用于连接到电机(20)上，该壳体(30)通过悬挂装置(25)安装在底盘(4)上，具有可相对于底盘(4)移动壳体(30)的能力，其特征在于：该转向架包括控制装置(26)，该控制装置包括用于感测壳体(30)相对于底盘(4)的运动的传感器(70)。

2.  根据权利要求1的转向架，其特征在于：该控制装置(26)包括能够根据运动传感器(70)的测量信号确定在减速器(24)的输入处所提供的扭矩的控制单元(76)。

3.  根据权利要求1或2的转向架，其特征在于：该运动传感器(70)是距离传感器。

4.  根据权利要求3的转向架，其特征在于：该距离传感器(70)是霍尔效应传感器。

5.  根据权利要求3或4的转向架，其特征在于：该距离传感器(70)设置为测量底盘(4)与借助于悬挂装置(25)的弹性元件(52)连接到底盘(4)上的悬挂装置(25)的刚性元件(50)之间的距离。

6.  根据权利要求5的转向架，其特征在于：该刚性元件(50)是悬挂连接杆(50)，该杆在一端处通过第一弹性元件(52)连接到底盘(4)上，并且在其相对端处通过第二弹性元件(52)连接到减速器(24)的壳体(30)上。

7.  一种用于控制轨道车转向架的至少一个车轮(18)的转动驱动的方法，其中该车轮通过减速器(24)驱动，该减速器包括至少一个传动元件(34，36)和壳体(30)，该传动元件(34，36)可转动地安装在壳体(30)上并且可转动地连接到车轮(18)，该减速机构用于连接到车轮(18)的驱动电机上，该壳体(30)通过悬挂装置(25)连接到转向架的底盘(4)上，该悬挂装置能够使得壳体(30)相对于底盘(4)运动，
其中为了控制车轮(18)的旋转驱动，测量壳体(30)相对于底盘(4)的运动。

8.  根据权利要求7的方法，其特征在于：测量底盘(4)与借助于悬挂装置(25)的弹性元件(52)连接到底盘(4)上的悬挂装置(25)的刚性元件(50)之间的距离。

9.  根据权利要求7或8的方法，其特征在于：根据在壳体(30)和底盘(4)之间所测量的运动，确定提供给减速器(24)的扭矩。

包括用于控制车轮驱动的装置的轨道车转向架及相应控制方法
技术领域
本发明涉及一种这样类型的铁路车辆转向架，其包括转向架底盘、用于沿轨道支撑和引导转向架的车轮、减速器和悬挂装置，其中车轮转动安装在底盘上，该减速器包括至少一个传动元件和壳体，该传动元件或者每个传动元件转动安装在该壳体内，连接到至少一个车轮上并且用于连接到电机上，该壳体通过悬挂装置安装到底盘上，具有可相对于底盘移动壳体的性能。
背景技术
在铁路车辆中，希望监控从电机传递到每个连接到该电机的驱动轮的驱动扭矩，例如，为了维护目的或者为了监控扭矩峰值的出现。
为此目的，可能将扭矩传感器设置在传动装置的其中一个传动元件上，该传动装置将驱动电机的输出轴可转动的连接到驱动轮。
然而，扭矩传感器很难使用并且体积很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁路车辆转向架，该转向架设有易于使用并且紧凑的控制装置。
为此目的，本发明提出一种上述类型的转向架，包括包含用于感知壳体相对于底盘的运动的传感器的控制装置。
根据其它实施例，单独的或者根据任意技术上的可能组合，该转向架包括一个或多个下述特征：
-该控制装置包括控制单元，该控制单元能够根据运动传感器的测量信号来确定在减速器的输入处提供的扭矩；
-该运动传感器是距离传感器；
-该距离传感器是霍尔效应传感器；
-该距离传感器设置为测量底盘与借助于悬挂装置的弹性元件连接到底盘上的悬挂装置的刚性元件之间的距离；
-该刚性元件是悬挂连接杆，该杆在一端处通过第一弹性元件连接到底盘上，并且在其相对端处通过第二弹性元件连接到减速器的壳体上。
本发明还涉及一种用于控制轨道车转向架的驱动轮的驱动的方法，其中车轮通过减速器驱动，该减速器包括至少一个传动元件和壳体，该传动元件转动安装在壳体上并且转动连接到车轮，该减速器用于连接到车轮的驱动电机上，该壳体通过悬挂装置安装到转向架的底盘上，该悬挂装置提供壳体相对于底盘运动的可能性，并且其中为了控制车轮的旋转驱动，测量壳体相对于底盘的运动。
在一个实施方法中，测量了底盘与借助于悬挂装置的弹性元件连接到底盘上的悬挂装置的刚性元件之间的距离。
在一个实施方法中，根据所测量的壳体和底盘之间的运动，确定提供给减速器的扭矩。
附图说明
通过对下文仅通过示例并且参照附图给出的说明书的阅读，可以更好的理解本发明及其优点，其中：
-图1是根据本发明的铁路车辆转向架的示意性俯视图；
-图2是沿图1中的II-II线的截面局部视图；
-图3是沿图2中的III-III线的截面视图；以及
-图4是图2视图中区域IV的放大视图。
具体实施方式
正如图1所示，该转向架2包括底盘4、转动安装在底盘4上的两个轮轴6和两个机械化组件8，它们中每一个都与各自的轮轴6相关联。
从上方看去时底盘4是H形的。它包括两个平行的细长侧部元件10和大体在它们的中心处连接细长侧部元件10的横向元件12。
该细长侧部元件10和横向元件12从该横向元件12的每一侧限定用于容纳轮轴6和该关联的机械化组件8的空间14。
每个轮轴6包括轴16和由轴16承载的一对支撑和导向轮18。
每个轮轴6的轴16在细长元件10之间横向延伸，并且安装在细长的侧部元件10上，由此围绕其轴线A转动。
每个轮轴的车轮18沿轴线A共轴。为了支撑转向架2并且沿轨道引导它，它们用于支撑在轨道的铁轨上。
为了转动驱动该轮轴6的车轮18，每个机械化组件8用于可转动地驱动相关联的轮轴6的车轮18。以这种方式，每个轮轴6是“驱动的”，每个车轮18是“受驱动”。
这两个机械化组件8是相似的。在下文中仅详细描述位于图1右手侧的机械化组件8。
该机械化组件8包括电机20、联轴器22、减速器24、悬挂装置25和控制装置26。
电机20刚性固定到横向元件12上。它包括沿电机轴线M延伸的转动输出轴28。电机20设置在横向位置上：电机轴线M与相关联的轮轴6的轴16的轴线A平行。
可以从图2和3更清楚的看到，减速器24包括壳体30、输入轴32、输入齿轮34和输出齿轮36。
壳体30具有一同限定了箱体40的两个平行壁38(图3)。
壁38设有对齐的第一开口42。轮轴的轴16延伸穿过壳体30，通过第一开口42。壳体30安装为通过设置在开口42内的第一滚子轴承44围绕轮轴的轴16转动。
输出齿轮36容纳在箱体40内，位于壁38之间，并且装配到轮轴的轴16上。输出齿轮36转动连接到轮轴的轴16上。
壁38设有对齐的第二开口46。输入轴32在壁38之间平行于轮轴的轴16延伸，并且经由其中一个第二开口46离开壳体30。输入轴32通过设置在开口46内的第二滚子轴承48可转动地安装在壳体30内。
输入齿轮34容纳在箱体40，位于壁38之间，并且装配到输入轴32上。输出齿轮34可转动地连接到输入轴32上。
输入轴32经由联轴器22可转动地连接到输出轴28(图1)。
联轴器22是已知类型的联轴器，例如是等速万向节，其能够通过容许在这两个轴之间存在失准而在输出轴28和输入轴32之间来传递扭矩。
减速器24部分地由车轴16(壳体30可转动地安装在该车轴上)支撑，并且部分地由转向架底盘4支撑(该减速器借助于设置在壳体30和横向元件12之间的悬挂装置25被悬挂在该转向架底盘上)，以抵消壳体30围绕车轴16的转动，同时容许壳体30的振动，从而为该组件提供自由度。减速器24被称为“半悬挂”。
正如图2所示，悬挂装置25包括金属悬挂连接杆50、两个弹性铰接件52和两个枢轴54。
连接杆50包括位于连接杆50端部的两个环形连接杆头56。该连接杆50具有穿过连接杆头56的中心延伸的连接杆轴线B。
每个枢轴54延伸穿过连接杆头56并且经由各个铰接件52连接到连接杆头56。
每个铰接件52都是由弹性材料制造的环形套的形式，例如合成橡胶材料。每个铰接件52都插入到相关联连接杆头56的内部，其轴线与连接杆头56的轴线P对齐，并且对应的枢轴54装配在铰接件52内。
每个铰接件52容许枢轴54在对应的连接杆头56内相对于连接杆头56的轴线P沿径向的运动，伴随铰接件52的弹性变形。
其中一个枢轴54通过其端部固定到自身固定在壳体30上的帽60上。另一个枢轴54通过其端部固定到自身固定在横向元件12的盖62上。
正如图4所示，控制装置26包括霍尔效应传感器70，该传感器通过支架74固定到横向元件12上，并且设置在连接杆头56上方并通过铰接件52和其枢轴54连接到横向元件12。传感器70安装为朝着测量方向D。
连接杆轴线B相对于测量方向D以角度α倾斜。
传感器70能够传递传感器70和固定到横向元件12的连接杆头56之间的距离的测量信号。
控制装置26包括弹性保护裙座72，该弹性保护裙座72围绕传感器70并且在横向元件12一侧的传感器70和连接杆头56之间限定基本密封的空间。
控制装置26包括用于处理由传感器70传递的测量信号的单元76。
现在将参照图1-4描述转向架2的操作。
在操作期间，电机20产生用于转动驱动输出轴28的扭矩Ce(以N.m表示)。驱动扭矩Ce由联轴器22传递到减速器24的输入轴32，接着通过减速器24转换为施加到轮轴的轴16上的车轮扭矩Cs。
由于输入齿轮34和输出齿轮36之间的反作用效果，输入齿轮34趋于围绕输出齿轮36移动。结果，产生反作用扭矩Cr，其施加到壳体30上并且趋于促使壳体30围绕轮轴的轴16转动。扭矩Ce、Cr和Cs在图2中示出。
连接杆50逆着壳体30的转动起作用。它逆着反作用扭矩Cr以通过连接杆B沿其连接杆轴线B传递的力F起作用。
由于铰接件52的存在，连接杆50中力F的出现导致连接杆50相对于底盘4的运动。
正如下文所描述的，沿测量方向D所测的连接杆50的运动与驱动扭矩Ce关联。
反作用扭矩Cr等于减速器24输入处的驱动扭矩Ce与减速器24输出处的输出扭矩Cs之间的差值，也就是施加到轮轴的轴16上的扭矩。而且，输出扭矩Cs等于驱动扭矩Ce乘以减速器24的减速比R。得到下面的等式(1)：
(1)Cr＝Ce(R-1)
由连接杆50施加到壳体30上的连接杆扭矩Cb等于力F乘以杠杆臂L(从连接杆轴线B到轮轴的轴16的轴线A的距离)。力F等于连接杆50相对于底盘4沿连接杆轴线B的位移Y(以m表示)乘以铰接件52的径向强度K(以N/m表示)。连接杆50沿连接杆轴线B的位移Y等于连接杆50在测量方向D上的位移X乘以连接杆轴线B和测量方向D之间的角度α的余弦值。得到下面的等式(2)：
(2)Cb＝K.X.cos(α).L
在平衡状态下，反作用扭矩Cr等于由连接杆50施加的反向扭矩Cb。以这种方式，通过联合等式(1)和(2)，电机发出的扭矩和由传感器测量的位移之间获得下面的等式(3)：
(3)Ce＝X.K.L.cos(α)/(R-1)
如果优选的话，等式(3)可以表示为轴线A和固定到壳体30上的连接杆头56的轴线P之间的轴间间距E的函数：杠杆臂L基本上等于轴间间距E乘以轴间间距E和杠杆臂L之间的角度β的余弦值。
在该示例中，测量方向D是大体竖直的，轴线A和固定到壳体30上的连接杆头56的轴线位于相同的基本水平的平面内，由此角度β和角度α同样相等。将这个考虑进去，等式(3)可以以下述方式展示的示例表示：
(4)Ce＝X.K.E.cos²(α)/(R-1)
严格说来，当壳体30相对于底盘4移动时，角度α、角度β、轴间间距E和杠杆臂L改变。然而，这些改变非常微小，由此这些值可以认定是恒定的。
应当注意，由于扭矩Ce与位移X成正比，等式(3)或(4)是简单的。
为了按照位移X的测量值提供驱动扭矩值Ce，对处理单元76进行编程。
驱动扭矩Ce的确定以及其随时间进展的控制实现了对任意异常的检测。
以这种方式，就可能监控驱动扭矩Ce不超过特定的临界值(在制动阶段为负或者在加速阶段为正)。这归功于对转向架2的维护。
根据本发明的控制装置26很简单，这是因为它仅仅包括一个距离传感器。而且它牢固、紧凑并且易于生产。它可以很容易的增添到已经使用的转向架上。
此外，为了方便维护或者为了执行测量程序，该控制装置26可从开始就固定到所有转向架上。
通过位移X的测量值来检测驱动扭矩Ce的一个优势在于：为了监控铰接件52，可以采用位移X的测量值。以这种方式，测量值X的偏离实现了随时间检测铰接件的蠕变。在铰接件52损坏过度之前，可更换连接杆50。
应当注意，等式(1)对于具有多于两个串联布置的齿轮机构的减速器保持有效。
本发明用于轨道车转向架，例如用于城市交通的主干线列车或者有轨车辆。