用于车辆轴承单元的状态监测系统，该系统包括用于测量一个轴承单元的至少一个运行参数的至少一个状态监测单元(10)以及用于接收和处理由状态监测单元(10)获得的信号的控制单元(18)。还提供用于探测地理位置的装置(19)，其中该状态监测单元(10)配置为根据探测的地理位置而启动和/或停用。的地理位置而启动和/或停用。的地理位置而启动和/或停用。
【技术实现步骤摘要】
车辆轴承单元状态监测单元、系统及方法
[0001]本申请是申请号为201510769963.2、申请日为2015年11月12日、申请人为斯凯孚公司、专利技术名称为“车辆轴承单元状态监测单元、系统及方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本专利技术涉及一种用于车辆中以监测轮轴或轴承单元的状态监测系统、用于此系统中的状态监测单元以及一种监测轴承或轮轴状态的方法。特别地，本专利技术涉及一种用于火车轮轴和/或轴承的监测系统。
技术介绍
[0003]众所周知的是在火车轮轴或其轴承上连接状态监测单元从而监测诸如振动、温度和声频发射的参数。
[0004]在车辆领域已有多种有线传感器，其中许多与发动机控制单元(Engine Control Unit，ECU)和车载诊断系统(On Board Diagnostic，OBD)相关。这些传感器完全集成在车辆的基础设施中，以使得在车辆运行期间它们有持续的电源供应。数据通信由控制器局域网(Controller Area Network，CAN)总线支持。这些传感器系统持续运行以监测它们的目标参数。
[0005]车头和乘客车厢也有完全集成的一系列传感器系统，但这些传感器系统通常涉及安全临界功能。然而，一些火车车厢、特别是那些与货运相关的火车车厢没有可以支持它们的集成传感器系统或基础设施。
[0006]近些年，无线传感器系统在车辆上的使用已稳步渐增。随着无线传感器系统的出现，与从前相比，现在可以监测旋转机构的更多部件的运行，包括以往被视为难以接近的部件。它们的应用通常与旋转部件相关，例如驱动轴和轴承。
[0007]这些应用中的许多应用要求将无线传感器放置在不能实现有线电源供应的位置。尽管有许多机制可以用于帮助在无线传感器的位置实现能量采集，但它们经常在给定情况下不能实现并且通常仍然需要依赖于例如电池的能量储存装置。无线传感器系统设计中的一个考量是检修的时间间隔，其通常由它们的电池的寿命决定。因此，电源管理是无线传感器系统设计的一个重要因素，因为它对检修的时间间隔有直接影响。
[0008]目前可用的具有永久电源的状态监测解决方案被设置为持续获取数据。然而，获取的数据通常包含大量的伪差(artefacts)，并且测得的曲线反应了轨道的弯曲度、轨道的瑕疵和其它外部影响。因此，有必要使用复杂的算法来过滤数据以消除伪差，并且有必要从大量数据中提取出关于轴承状态的有价值和可靠的信息。
[0009]另一个问题涉及包含在状态监测单元中的传感器的电源使用。目前，传感器采用电池供电，而电池的寿命取决于启动传感器所花费的时间。现有技术已通过采用集成在轴箱里的发电机取代电池的方法解决了电池寿命有限的问题，以满足铁路运输的增长需求。这个问题对于要求在较短时间间隔内进行数据传输、要传输大量的数据或者使用了需要电
源供应的有源传感器的电子数据传输系统这样的系统有特殊的意义。
[0010]目前还没有关注于节电方面，而且由于通常这些系统被认为是安全系统，对于节电观念存在着技术偏见。
[0011]诸如GPS导航系统的、基于卫星的定位系统已变得普及，特别是在机动车辆中。目前有一系列现成的低成本GPS装置和芯片组。因此，许多车辆生产商已考虑开发该技术来为他们的客户提供额外的特点。这些产品是广泛的且多种多样，从提供基本位置信息到事故后关于位置和车辆状况的紧急联络服务。一种受到车辆生产商欢迎的机遇与在车辆进行服务或维修时提供车辆的诊断信息相关。
[0012]目前考虑的系统可以确定距离最近的经销商/修理厂、从车辆OBD系统中检索诊断代码并经由移动电话将数据发送至修理厂。专利US7142959B2公开了此系统的一个示例。由于一些显而易见的原因，GPS系统在铁路车辆中并不常见，但基于例如专利US6339397B1中公开的技术的资产跟踪系统是可用的。
[0013]这些汽车使用的GPS系统与运行/诊断数据相关，主要是与确定距离最近的适当设施相关，或者提供车辆位置信息以启动更加集中的系统来进行这种确定。
[0014]更进一步地，已提出设置地理边界(geo
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boundaries)或GPS门(GPS gates)来提供基于地理位置的触发机制。专利US7319412B1和US2010/0156712A1公开了这类系统的示例。这类系统主要是用于安全相关的产品，例如，关于车辆的未授权移动的罪犯追踪或识别。虽然这些系统提供了基于地理位置的潜在的触发机制，它们主要用于启动信息系统来为更高级别的系统提供有限的信息。即使考虑车辆诊断信息，该系统也简单地从OBD系统传输代码。
技术实现思路
[0015]本专利技术致力于通过提供一种状态监测系统来解决现有技术的上述问题，该系统拥有长的使用寿命和在数据处理方面降低的复杂性。
[0016]本专利技术的第一方面涉及一种用于车辆轴承单元的状态监测系统，该系统包括用于测量一个轴承单元的至少一个运行参数的至少一个系统监测单元以及用于接收和处理来自该状态监测单元的信号的控制单元。
[0017]建议该系统还包括用于探测车辆或该状态监测单元的地理位置的装置，其中该状态监测单元配置为根据探测的地理位置而启用和/或停用。
[0018]根据地理位置触发监测的可能性的优势在于，数据的获取可以限定在部分轨道或者车辆路线上，在这种情形下预期可以采集到可靠的数据。该解决方案可以反复确定何时何地触发数据记录。
[0019]本专利技术通过提供可靠的触发而极大地简化了电源管理，使系统能够在间歇基础上运行而不是连续运行。不仅仅是确定最佳运行周期，并且还实施了最佳运行周期，从而实现了可以提供挑战的间歇运行策略。触发系统以启动运行周期可能是难以实现的，而使用简单的时间触发器来最小化能量消耗是不够的。
[0020]考虑到需要最小化能量消耗，本专利技术使传感器系统仅在它们对部件的监测是必要或者可以产生最有效结果的时候运行。当所监测的机械装置是诸如火车的移动系统的一部分时，还需要考虑外部因素。这些外部因素的性质是变化的，且它们的相关性通常与无线传
感器系统的感兴趣的参数有关。举例来说，如果传感器系统正在监测火车上的轮轴轴承，则火车所行驶的轨道的性质是高度相关的。轮轴轴承可能在轨道的弯曲区段达到它们的最大和最小负荷，而这些点集会影响传感器数据。
[0021]所监测的这些参数的性质通常决定了所采用的方法。还有必要考虑运行周期的终止。另外，在处理诸如车辆的移动系统时，可能需要将数据从无线传感器系统传输至外部系统。当采用短距离RF通信且外部系统是固定装置时，可能适于考虑使用基于地理位置的触发通信系统，即，仅当外部系统处于通信范围内时触发通信系统。
[0022]当监测转动的机械装置时，能够在稳定状态运行期间收集数据并且最小化来自无用源的噪音通常是有用的。如果我们考虑用于监测火车轮轴轴承的无线传感器系统的示例，这就等于在良好的状态下以规定速度带内的恒定速度行驶在笔直轨道上。在这个简单的示例中，我们假设火车有固定的路线，并且其每天一次地本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于车辆轴承单元的状态监测系统，该系统包括用于测量一个轴承单元的至少一个运行参数的至少一个状态监测单元(10)以及用于接收和处理由该状态监测单元(10)获得的信号的控制单元(18)，其特征在于还包括用于探测车辆的地理位置的装置(19)，其中该状态监测单元(10)配置为根据探测的地理位置而启动和/或停用，还包括用于手动触发测量的采集应用(24)。2.如权利要求1所述的状态监测系统，其特征在于该控制单元(18)装备有用于存储车辆的路线数据的存储器(20)，该路线数据包括可供车辆沿其行驶的多个可能路线段，其中该控制单元(18)配置为：当车辆行驶在预定的路线段组中的一个路线段时、启动该状态监测单元(10)，并且当车辆行驶在不包含在该预定的路线段组中的路线段时、停用该状态监测单元(10)。3.如权利要求1所述的状态监测系统，其特征在于该控制单元(18)装备有用于存储车辆的路线数据的存储器(20)，该路线数据包括可供车辆沿其行驶的多个可能路线段，其中该控制单元(18)配置为：评估路线数据中的路线段的至少一个特征，当车辆正行驶的路线段的特征满足至少一个预定标准时、启动该状态监测单元(10)，并且当车辆正行驶的路线的特征不满足该至少一个预定标准时、停用该状态监测单元(10)。4.如前述权利要求中任一项所述的状态监测系统，其特征在于该控制单元(18)装备有用于存储多个路标的坐标和至少一个半径的存储器(20)，其中该控制单元(18)配置为：当其中至少一个路标与探测的地理位置之间的距离小于该半径时、启动和/或停用该状态监测单元(10)。5.如前述权利要求中任一项所述的状态监测系统，其特征在于该存储器(20)配置为存储与至少一个路标相关的行驶方向，其中该控制单元(18)配置为：当该至少一个路标与探测的地理位置之间的距离小于半径、并且进一步当该车辆的行驶方向匹配于与所述至少一个路标相关地存储的行驶方向时、启动和/或停用该状态监测单元(10)。6.如前述权利要求中任一项所述的状态监测系统，其特征在于用于探测地理位置的该装置包括用于接收全球定位系统的卫星(30)的信号的装置(19)。7.如前述权利要求中任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：S卡斯伯森，J弗兰奇蒂，R佩特沃里，
申请(专利权)人：斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：
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