狀況監控系統和監控用于車輛的軸承單元的狀況的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在車輛中用于監控軸承單元或車軸的狀況監控系統以及一種用于監控軸承或車軸的狀況的方法。具體地說，本發明涉及監控用于列車車軸和/或軸承的系統。
【背景技術】
[0002]已知的是將狀況監控單元附連到列車車軸或其軸承以監控參數(例如振動、溫度和聲音發射)。
[0003]在機動車的部分內，存在過量的有線傳感器，其中的很多與ECU(引擎控制單元)和OBD(板載診斷)系統關聯。這些傳感器完全集成到車輛的基礎架構中，從而在車輛的操作期間，它們具有連續的功率供應。數據通信受CAN(控制器區域網絡)總線支持。這些傳感器系統連續地操作，以監控它們的目標參數。
[0004]機車和乘客車廂也具有完全集成的一系列傳感器系統，但它們通常與安全性關鍵功能有關。
[0005]在沒有網絡結構存在或狀況監控單元必須附連到旋轉組件的應用中，已經提出了使用無線節點。關于設計無線傳感器系統的考慮是它們的電池的壽命所頻繁指令維護之間的時間。因此，功率管理在設計無線傳感器系統中是一個重要因素，因為其對維護間隔具有立即影響。
[0006]具有恒功率源的當前可用的狀況監控解決方案被配置為連續捕獲數據。然而，所捕獲的數據通常包含大量人為現象，并且所測量的曲線反映軌道的彎曲度、鐵路的瑕疵以及其它外部影響。因此必須使用復雜算法以過濾數據從而消除人為現象并且從大量數據提取有價值并且可靠的關于軸承的狀況的信息。
[0007]為了節省功率并且確保良好的數據質量，已經提出將測量限制為期待低背景噪聲和外部因素的軌道的特定區段。為此，已經提出設置觸發基于GPS數據的測量的預定路點。如果達到沿著軌道的特定路點，則控制單元觸發啟動狀況監控單元的信號，以測量軸承或其它正監控的組件的操作參數，并且類似地，如果車輛離開軌道，則停止監控。
[0008]為了確保一致并且可靠的數據讀數，狀況監控單元應捕獲關于軌道的已知良好質量區段的數據。優選地，路線或軌道應是筆直的、水平的，并且允許列車達到并且保持恒定速度。此外，這些路點是軌道觸發坐標，并且運作為用于數據趨勢的基準點，因為所有測量將因此參照軌道或路線上的相同點。
[0009]當滿足正確條件時，通過對數據進行供電并且日志記錄達短時間段，明顯減少能耗。觸發已知的軌道的工件上的測量減少數據收集誤差或異常性，并且優化功率使用情況。所減少的能耗可以使得能夠使用具有較低額定功率的發生器或功率收獲部件，或增加電池的壽命。
[0010]根據現有技術，預先手動設置觸發傳感器單元或狀況監控單元的激活或禁用的這些GPS路點。這是煩累的并且復雜的，并且需要牽涉具有所監控的軌道和技術的地理和技術細節的知識的熟練工程師。
【發明內容】
[0011]通過提供一種能夠自動地檢測觸發狀況監控單元的激活和/或禁用的路點的狀況監控系統，本發明尋求克服現有技術的上述問題。
[0012]本發明第一方面涉及一種用于車輛的軸承單元的狀況監控系統，所述系統包括:至少一個狀況監控單元，其用于測量一個軸承單元的至少一個操作參數；以及控制單元，其用于接收并且處理從所述狀況監控單元獲得的信號；其中，所述控制單元被配置為檢測所述車輛的地理位置并且在達到所述控制單元的路點存儲器中所存儲的至少一個預定路點時激活和/或禁用所述至少一個狀況監控單元。
[0013]提出進一步將系統裝配有路點設置單元，其用于設置應激活和/或禁用所述至少一個狀況監控單元的所述至少一個路點并且將所述路點存儲在所述路點存儲器中，其中，所述路點設置單元被配置為處理包括至少關于所述車輛意圖行駛的至少一個路線的彎曲度的數據的路線數據，所述路線數據的處理包括:提取所述路線的彎曲度處于預定范圍中的至少一個路線區段，并且在所述提取出的路線區段內設置所述至少一個路點。
[0014]本發明使得能夠基于路線數據的數字處理完全自動化設置路點，具有根據期望自由地設置準則(例如彎曲度或其它參數)的可能性。通過使得能夠進行可靠觸發以在間歇的基礎上操作系統而非連續操作，本發明極大地簡化功率管理。
[0015]可以選擇提取出的路線或軌道區段集合，從而如上所述，可以期待高質量數據。描述軌道區段的彎曲度的參數可以是曲率半徑，其相反數或微分幾何的領域中所定義的局部彎曲度。道路區段的彎曲度可以定義為區段上的平均局部曲率或最大局部曲率。
[0016]給定需要使得功耗最小化，本發明使得能夠僅當傳感器系統的組件的監控是必要的或將產生最有效的結果時才使得它們可操作。當正監控的機器是移動系統(例如列車)的一部分時，于是需要考慮附加外部因素。這些外部因素的性質是變化的，并且它們的相關性一般與用于無線傳感器系統的興趣參數關聯。例如，如果傳感器系統正監控列車上的車輪軸承，則其運行的軌道的性質是高度相關的。在點集合將影響傳感器數據的同時，車輪軸承很可能處于軌道的彎曲區段上的它們的最大和最小負載。
[0017]正監控的參數的性質一般指令所采取的方法。終止操作時段也值得相似考慮。此夕卜，當處理移動系統(例如車輛)時，可能需要將來自無線傳感器系統的數據發送到外部系統。當采用短距離RF通信并且外部系統是固定安裝時，可能適當的是，將考慮應用于基于地理位置(即僅當外部系統處于通信距離內時)觸發通信系統。
[0018]根據本發明的另一方面，所述路點設置單元被配置為從所述路線數據提取所提取出的路線區段的斜率，并且當所述斜率處于預定范圍之外時丟棄提取出的路線區段。
[0019]發明人還提出，所述路點設置單元被配置為確定提取出的路線區段的中心點，并且將路點設置在所述中心點的每一側上，從而所述路點分別將所述中心點與所述端點之間的距離劃分為預定比率，其中，所述預定比率優選地是50%。
[0020]根據本發明另一方面，所述路點設置單元被配置為設置在距所述提取出的路線區段的端點的預定距離處。所述距離可以例如考慮列車的長度，并且當列車的尾端尚未進入用于監控所選擇的路線區段時，激活所述狀況監控單元。
[0021]發明人還提出，路點的每一個指示應激活所述狀況監控單元的預定路線區段集合之外的一個路線區段的開始或結束。當所述路點連同控制單元解釋所述路點所基于的行駛的方向一起被存儲時，相同路點可以用于指示所述路線區段的開始和結束。
[0022]在本發明優選實施例中，所述控制單元裝配有存儲器，其用于存儲多個路點的至少一個半徑和坐標，其中，所述控制單元被配置為當所述路點的至少一個與檢測到的地理位置之間的距離小于所述半徑時激活和/或禁用所述狀況監控單元。通過設置半徑，可以補償地理位置的檢測和/或路點的設置方面的不精確性。無須準確地達到路點。此外，如果車輛靠近所述路點高達特定最小距離，則足以。
[0023]根據本發明另一方面，所述存儲器被配置為存儲與所述路點的至少一個有關的行駛方向，其中，所述控制單元被配置為當所述路點的至少一個與檢測到的地理位置之間的距離小于所述半徑時并且當進一步所述車輛的行駛方向匹配與所述至少一個路點有關而存儲的所述行駛方向時，激活和/或禁用所述狀況監控單元。
[0024]所述半徑避免錯過在路點的觸發，并且還使得路點的放置更容易，因為放置無須是100 %精確的。歸因于GPS信號反射并且有時是稍微不精確的，接收機具有不精確性。
[0025]觸發半徑使得能夠在路點周圍放置邊界。其可以例如用在路點遠距鐵路軌道幾米并且不直接地處于其上的情況下。用戶可以指定接收機是在1