CN105264387A - 用于确定轨道车辆中的至少一个速度的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定轨道车辆(10)的速度的方法，所述轨道车辆配设有至少一个第一底盘单元(14)，其中借助于传感器单元(18)提供底盘速度测量变量(Vdreh)。为此，由惯性测量单元(22)检测惯性测量变量(ωb ib，fb)；基于底盘速度测量变量形成参考速度特征变量(Vref)；借助于由计算单元(24；24’，24”)所执行的惯性计算，基于惯性测量变量并且在按照第一运行模式的至少一个时间段期间，基于参考速度特征变量，确定惯性速度特征变量(VDG)以估算惯性计算中的偏差(bgyro，bacc，δv)；如在上文中那样，在按照第二运行模式的至少一个时间段期间，在不考虑参考速度特征变量的情况下，确定惯性速度特征变量；基于参考特征变量和底盘速度测量变量通过识别单元(30)检测底盘速度测量变量的异常的提供过程并且在该情况下按照第二运行模式执行惯性计算。

Description

用于确定轨道车辆中的至少一个速度的方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定轨道车辆中的至少一个速度的方法，所述轨道车辆配设有至少一个第一底盘单元，其中借助于分配给第一底盘单元的至少一个传感器单元提供与第一底盘单元相关的至少一个底盘速度测量变量。
背景技术
在轨道车辆中的多种应用中使用车辆行驶速度。典型的实例是制动过程，所述制动过程与瞬时的行驶速度相配合。如今，制动***日益至少由电动的制动器和气动的、配设有滑动和滑移防护的制动器构成。未来的制动***优选应当仅由电动的制动器和其他的制动装置，尤其弹簧加载的制动器构成，其中放弃使用完整的、在成本和构造空间方面耗费的气动的制动器。
为了满足对于这种***的安全的快速和紧急制动所规定的要求，设有冗余级用于调节由至少一个底盘马达形成的电动的制动器，其中冗余级之间的切换和必要时对其他的制动装置、例如底盘的弹簧加载的制动器的激活必须基于尽可能精确的并且视作为安全的速度检测。此外，可靠的滑动和滑移防护功能的实施基于精确的速度确定。
已知的是：借助于转向架马达上的或由该转向架马达驱动的轮轴上的转速传感器确定构成为转向架的底盘单元的速度。在一些运行情况中，如尤其在轮轴打滑或滑行或滑移的情况下，基于轮速度所检测的转向架速度与轨道车辆的或者其他的转向架的行驶速度不同。这会不利地损害滑行和滑移防护功能的实施。此外，冗余级的切换或者转向架的其他制动装置的激活会变难或者会是有缺陷的，所述冗余级能够设置用于调节用作为电动的制动器的转向架马达。
发明内容
本发明基于如下目的：提供一种用于确定轨道车辆中的至少一个速度的方法，通过所述方法能够实现尤其可靠的、尤其视为安全的确定。
对此提出：
-由惯性测量单元检测惯性测量变量，
-基于底盘速度测量变量形成参考速度特征变量，
-借助于由至少一个计算单元至少所执行惯性计算，基于惯性测量变量，并且(在按照第一运行模式的至少一个时间段期间)基于参考速度特征变量，确定惯性速度特征变量以估算惯性计算中的偏差，
-借助于惯性计算，至少基于惯性测量变量，并且(在按照第二运行模式的至少一个时间段期间)在不考虑参考速度特征变量的情况下，确定惯性速度特征变量，
-可基于参考特征变量和底盘速度测量变量检测底盘速度特征变量的异常提供过程，并且
-在存在异常提供过程的情况下按照第二运行模式执行惯性计算。
由此能够显著地降低、尤其避免底盘速度测量变量的异常提供过程对于确定轨道车辆的速度的影响。这尤其能够通过如下方式实现：底盘速度测量变量不直接地包含到这种确定中，而是以与惯性测量变量组合的方式包含在内，所述惯性测量变量本身与底盘单元的导致可能有误差地检测测量变量的动态无关，并且在识别异常的提供过程之后将底盘速度测量变量包含在内，所述异常提供过程例如能够因底盘单元的滑动或滑移、传感器单元的错误测量或者其输出数据的有缺陷的传输引起。因此，底盘速度测量变量能够有利地用于辅助惯性计算，其中能够通过所提出的措施有利地克服负面的影响，所述负面的影响因对于检测该底盘速度测量变量固有的误差可能性引起。
尤其应当将“底盘单元”理解为轨道车辆的具有至少一个与轨道接触的轮的组件。底盘单元优选对应于转向架，所述转向架尤其配设有在制动过程中适当地用作为电动的制动器的驱动马达和/或其他的制动装置，例如弹簧加载的制动器。然而，所述底盘单元能够对应于单一的轮轴或单一的轮，所述轮轴或轮优选与这种驱动马达耦联和/或配设有这种制动装置。
为了“提供”底盘速度测量变量，传感器单元具有用于检测测量变量的至少一个传感器，所述测量变量对应于底盘速度测量变量或者为了形成该底盘速度测量变量借助于另一个特征变量来处理。传感器适当地实施在底盘单元的至少一个轮上的或在与该轮机械地、尤其刚性机械地耦联的、用于驱动轮的驱动元件上的至少一个测量过程，所述驱动元件如尤其是驱动马达的元件或轮轴。测量变量在此是受轮动态影响的至少一个特征变量。传感器单元的至少一个传感器在本发明的一个优选的实施方案中构成为转速传感器，其中底盘速度测量变量对应于转速或与转速成比例的变量。为了基于测量变量形成底盘速度测量变量，能够使用至少一个另外的参数，如尤其轮直径特征变量。如果底盘单元包括多个轮，那么传感器单元能够具有多个传感器，所述传感器分别分配给不同的轮，其中传感器的输出用于提供底盘速度测量变量。在此，该底盘速度测量变量能够通过在底盘单元的各个轮之上取平均值来提供。
参考速度特征变量能够基于底盘速度测量变量通过如下方式形成：所述参考速度特征变量对应于底盘速度测量变量或与同轮或轨道车辆动态无关的因数相乘的底盘速度测量变量，或者所述参考速度特征变量与另一个速度特征变量关联。
异常提供过程尤其能够通过将底盘速度测量变量与参考特征变量比较来检测。特别地，对此能够预设阈值，其中将借助底盘速度测量变量和参考特征变量形成的差与该阈值比较。由此能够简单地识别底盘速度特征变量与参考特征变量表示异常提供过程的显著偏差。尤其能够将所确定的惯性速度特征变量用作为参考特征变量。
应将“速度特征变量”理解为速度或实现单义地确定速度的特征变量。速度在此就普遍意义而言是相对于关于轨道车辆驶过的路线固定的观察者的速度。速度特征变量能够是矢量或与矢量相关的数、例如矢量值或特定的矢量分量。
尤其应当将“惯性速度特征变量”理解为如下速度特征变量，所述速度特征变量作为由计算单元执行的惯性计算的结果被提供用于进行进一步评估。所述惯性速度特征变量是惯性测量单元的或与该惯性测量单元连接的基体的局部速度的特征变量。如果惯性测量单元与底盘单元的基体刚性地连接，那么惯性速度特征变量是与底盘单元相关的局部的底盘速度特征变量，所述局部的底盘速度特征变量可由底盘单元的自身的动态影响。特别地，惯性速度特征变量能够是底盘单元的重心速度的特征变量。如果底盘单元可以相对于轨道车辆的车厢相对运动，那么在此惯性速度特征变量能够与关于整个轨道车辆的行驶速度不同。如果底盘单元构成为转向架，那么惯性速度特征变量在此能够是转向架速度特征变量。如果惯性测量单元与轨道车辆的车厢刚性地连接，那么所述惯性速度特征变量能够是车厢的重心速度的特征变量。
应当将“惯性计算”理解为如下计算，通过所述计算基于通过惯性测量单元检测的惯性测量变量、尤其通过数值积分确定至少一个速度变量。对此已知如下算法、如尤其所谓的“捷联式算法”，所述算法能够与惯性测量单元的固定在车辆上的传感器组合地应用。惯性计算的实施方案在专业文献、如尤其在“IntegrierteNavigationssysteme”，JanWendel,OldenburgWissenschaftsverlag,Munich2007,ISBN978-3-486-58160-7中充分已知，并且在此详细阐述。
在第一运行模式中，惯性计算至少基于惯性测量变量和参考速度特征变量来执行。考虑参考速度特征变量用于：估算惯性计算中的偏差，其中通过所述估算的到惯性计算中的反馈来考虑将所述估算用于确定惯性速度特征变量。这种偏差尤其能够是***偏差，所述***偏差例如能够由于在通过惯性测量单元检测惯性测量变量时引起的***误差而形成，或者是统计偏差。能够将“偏差”理解为单一的特征变量或多个特征变量的偏差。
按照第二运行模式的惯性计算能够在不考虑参考速度特征变量的情况下通过如下方式执行：设定参考速度特征变量的形成和/或底盘速度测量变量的提供，和/或将计算单元与参考速度特征变量解耦或与传递参考速度特征变量的线路解耦。
在本发明的一个优选的实施方案提出：计算单元的第一计算组件从惯性测量变量中确定惯性速度特征变量的估算值，所述估算值(在第一运行模式中)与参考速度特征变量关联用于借助于计算单元的形成状态观测器的第二计算组件估算偏差，其中由第二计算组件估算的偏差由第一计算组件使用。应当将“状态观测器”理解为计算***，所述计算***基于动态***的输出变量或该输出变量的测量值提供对该动态***的状态的估算。在将状态观测器应用于惯性计算的当前情况时，“动态***”对应于由第一计算组件实施的惯性计算的误差动态并且“状态”对应于待估算的偏差，其中惯性速度特征变量的估算值对应于“输出变量”，并且基于该输出变量和用作为“测量值”的参考速度特征变量来估算偏差。
对于状态观测器的可行的执行而言，如下例如是适用的：
x+ k+1＝x- k+1+Kk(zk–Hx- k+1)
其中
x- k+1＝Φx+ k
并且x+是“状态”、即待估算的偏差，Φ是“动态***”的建模、即惯性计算的误差动态，z是参考速度特征变量和惯性速度特征变量的估算值之间的“被测量的”差，并且H是在测量z时的测量过程对被估算的状态x-的影响的建模。K是加权矩阵(也称作观测器增益或“增益矩阵”)，所述加权矩阵尤其考虑在测量z时的误差。指数k,k+1表示时间点tk,tk+1。
状态观测器的可行的算数执行方案例如为Luenberger观测器或者Kalman滤波器(在该应用中也称作为“误差状态Kalman滤波器”)。
用于通过计算单元实施惯性计算的第一运行模式和第二运行模式彼此间的区别在于考虑基于底盘速度测量变量形成的参考速度特征变量。第一运行模式的不同的构成方案是可行的，所述构成方案与参考速度特征变量的形成类型有关。按照第一运行模式的可简单执行的第一构成方案，参考速度特征变量动态地对应于底盘速度测量变量。应将其理解为：参考速度特征变量与底盘速度测量变量相同或者所述参考速度特征变量基于底盘速度测量变量并且基于一个或多个因数来提供，所述因数与底盘单元或轨道车辆动态无关。在此包括如下情况，其中为了形成参考速度特征变量，将底盘速度测量变量与恒定因数相乘。为了形成参考速度特征变量，因此适当地不将另外的动态特征变量用作为底盘速度测量变量。在计算单元不考虑参考速度特征变量的第二运行模式中，状态观测器适当地以自由的传播模式运行。在状态观测器的上面阐述的可行的执行方案中，对此将观测器增益K设定为数值0。
根据第一运行模式的第二构成方案提供全局的速度特征变量，并且基于底盘速度测量变量和全局的速度特征变量形成参考速度特征变量，由此能够使得对偏差的估算尤其精确。应将“全局的速度特征变量”理解为与整个轨道车辆的动态有关的速度特征变量。全局的速度特征变量与惯性速度特征变量不同，所述惯性速度特征变量必要时能够与底盘单元的自身动态有关。
如果轨道车辆具有车辆总线，那么借助于车辆总线提供全局的速度特征变量或者能够基于借助于车辆总线提供的特征变量来提供所述全局的速度特征变量，其中经由所述车辆总线能够在车辆范围传输数据。
在计算单元不考虑参考速度特征变量的第二运行模式中，(在第一运行模式的这种构成方案中)借助于第二计算组件使由第一计算组件确定的惯性速度特征变量的估算值与全局的速度特征变量关联以估算偏差，其中由第二计算组件估算的偏差由第一计算组件使用，或者状态观测器在自由的传播模式中运行。在初次提到的替选方案中，当检测到底盘速度测量变量的异常提供过程进而应避免考虑由该底盘速度测量变量形成的参考速度特征变量时，因此也能够考虑对惯性计算中的偏差的估算，其方式是：在从第一运行模式过渡到第二运行模式中时全局的速度特征变量取代参考速度特征变量。因此，当全局的速度特征变量不能够被提供或有误差时，能够优选应用第二提到的替选方案。
全局的速度特征变量的不同的构成方案是可行的。根据适合于具有多个底盘单元的轨道车辆的实施方案的形成类型，至少基于与第一底盘单元不同的至少一个底盘单元的速度特征变量来提供全局的速度特征变量。特别地，全局的速度特征变量能够至少基于对多个分别与第一底盘单元不同的底盘单元的速度特征变量取平均值来提供。在此，能够考虑相应的速度特征变量的相应的方差。另外的底盘单元的速度特征变量能够分别作为惯性速度特征变量借助于在上文中针对第一底盘单元所描述的方法来提供。
替选地，借助于轨道车辆的全局的检测设备提供全局的速度特征变量，所述全局的检测设备与惯性测量单元不同。应将“全局的检测设备”理解为如下检测设备，所述检测设备与局部的、涉及底盘单元的检测设备无关、尤其不同。特别地，全局的检测设备能够初次存在于轨道车辆中。该检测设备尤其能够由定位设备形成，所述定位设备用于确定轨道车辆的位置特征变量。位置特征变量例如能够通过检测无线电信号来确定，所述无线电信号由路线侧的、固定的装置、即例如路线应答器或无线电天线或由卫星放射。
在本发明的一个优选的实施方案中，在第一运行模式的所观察的第二构成方案中，为了提供参考速度特征变量借助于基于传感器数据融合原理的计算组件将全局的速度特征变量与底盘速度测量变量关联。由此，能够借助于将该底盘速度测量变量与全局的速度特征变量关联而减小提供底盘速度测量变量所附有的误差的影响。为了执行传感器数据融合，不同的算法、如尤其Kalman滤波是可行的。
根据本发明的另一个有利的构成方案提出：将多个计算单元分配给第一底盘单元，其中每个计算单元能够分别按照运行模式执行惯性计算并且在输出端处提供惯性计算的结果，并且将切换设备分配给计算单元，所述切换设备为了提供惯性速度特征变量可选择地与输出端中的一个连接。由此能够可选地提供惯性速度特征变量，所述惯性速度特征变量与计算单元当前应用的运行模式相配合。切换设备例如能够被控制成，使得所述切换设备仅当相应的计算单元以第二运行模式运行时，才建立与计算单元输出端的连接。借此能够有利地进一步减小提供底盘速度测量变量所附有的误差的影响。
该影响能够通过如下方式尤其有效地减小：分别将切换单元连接在每个计算单元上游，所述切换单元在第一切换状态下为相应的计算单元提供参考速度特征变量以执行第一运行模式，并且在第二切换状态下，计算单元为了执行第二运行模式与参考速度特征变量退耦，其中(在不存在异常的检测过程的情况下)使切换单元的切换循环和切换设备的切换循环彼此配合成，使得切换设备在每个切换过程中建立与计算单元的连接，所述计算单元按照第二运行模式执行惯性计算，并且(在存在异常的检测过程的情况下)在第二切换状态下切换全部切换单元。借此，关于底盘速度测量变量的异常的提供过程能够实现尤其可靠地确定惯性速度特征变量，因为将惯性速度特征变量的包含在内的、对底盘速度测量变量的确定的结果不能够直接地作为输出变量来提供。因此能够借助于切换循环排除：在提供底盘速度测量变量时的误差能够直接影响惯性速度特征变量的提供。如果惯性速度特征变量考虑作为参考特征变量用于检测底盘速度测量变量的异常的提供过程，那么该检测过程本身能够尤其可靠地进行。因此能够在多个方面避免异常的提供过程的不利的影响。
在本文中，根据一个优选的实施方案提出：切换单元在其第二切换状态下为相应的计算单元提供全局的速度特征变量以执行第二运行模式。
此外，能够通过如下方式进一步减小底盘速度测量变量的异常的提供过程的影响：在不存在异常的检测过程的情况下，切换单元的切换循环和切换设备的切换循环彼此相配合，使得切换设备在每个切换过程中建立与计算单元中的一个的连接，这个计算单元从至少一个预设的时间起按照第二运行模式执行惯性计算。
如果轨道车辆具有与惯性测量单元不同的全局的检测设备，其中所述检测设备为第一运行模式的第二构成方案提供全局的速度特征变量，那么提出：(在轮直径确定模式中)为了确定惯性速度特征变量按照第二运行模式执行惯性计算，并且至少基于所确定的惯性速度特征变量确定底盘单元的至少一个轮直径特征变量。在此，第二运行模式根据其中考虑惯性计算中的全局的速度特征变量的第一运行模式的第二构成方案来实施，其方式是：为了估算偏差借助于第二计算组件将估算值与全局的速度特征变量关联，其中第一计算组件使用由第二计算组件估算的偏差。借此，一方面能够在不考虑底盘速度测量变量的情况下并且另一方面(因为借助于全局的检测设备提供全局的速度特征变量)与在底盘单元上做出的检测无关地进行惯性速度特征变量的确定。由此，能够实现与底盘单元的轮大小无关的惯性速度特征变量的确定，使得其能够用于轮直径特征变量的确定。为了确定轮直径特征变量，适当地除了初始速度特征变量之外使用至少一个由传感器单元检测的测量变量。如果传感器单元中的至少一个传感器构成为转速传感器，那么能够尤其简单地基于检测到的转速和惯性速度特征变量确定轮直径特征变量。
轮直径特征变量的确定能够有利地用于提高惯性速度特征变量的确定精度，其方式是：在轮直径确定模式后接着按照第一运行模式执行惯性计算时，在提供底盘速度测量变量的情况下将在轮直径确定模式中确定的轮直径特征变量包含在内。
附图说明
根据附图阐述本发明的实施例。附图示出：
图1示出具有底盘单元的电力动车组的侧视图，
图2示出与底盘单元耦联的惯性测量单元和用于执行惯性计算的运算设备，
图3示出根据第一实施方案的用于进行惯性计算的参考速度特征变量的提供，
图4示出根据第二实施方案的用于进行惯性计算的参考速度特征变量的提供，
图5示出计算设备的一个替选的构成方案，所述计算设备具有用于执行惯性计算的多个计算单元的和用于在计算单元的两个运行模式之间进行切换的切换单元，
图6示出切换单元的切换循环，
图7示出具有用于进行轮直径确定的模块的计算设备的一个替选的构成方案，以及
图8示出用于评估惯性计算的结果的评估方法。
具体实施方式
图1示出构成为电力动车组的轨道车辆10的示意侧视图。所述轨道车辆具有多个车厢12.1至12.3，所述车厢分别借助于两个底盘单元14支撑在轨道上。底盘单元14分别构成为转向架，两个与轨道接触的轮组16通过所述转向架支承。轮组16在此分别具有两个轮17。
多个、尤其两个底盘单元14分别包括用于检测至少一个测量变量n的传感器单元18。在所观察的实施方案中，传感器单元18具有转速传感器20，所述转速传感器被分配给底盘单元14的轮组16，其中测量变量n对应于该轮组16的转速。该底盘单元14分别配设有至少一个驱动马达(未示出)，所述驱动马达在轨道车辆10的制动过程中能够用作为电动的制动器并且能够借助于调节与此相应地进行调节。
此外，分别将惯性测量单元22分配给轨道车辆10的这些底盘单元14，所述惯性测量单元与相应的底盘单元14机械刚性地耦联。在此，惯性测量单元22与相应的底盘单元14的基体(在作为转向架的底盘单元14的所观察的实施方案中例如与其框架)机械刚性地耦联。惯性测量单元22包括在图2中示出的加速度传感器21，所述加速度传感器输出三个平移的惯性测量变量fb x,fb y和fb z，以及三个陀螺仪23，所述陀螺仪输出三个旋转的惯性测量变量ωb ib,x,ωb ib,y和ωb ib,z。检测在惯性测量单元22的与底盘单元14固定的坐标系、也称作为“b框架”中进行，。该坐标系通过三个轴线x、y、z限定，其中x轴线(在轨道车辆10直地定向的情况下)沿车辆纵轴线的方向指向，y轴线平行于铁轨平面并且垂直于x轴线定向，z轴线垂直于x轴线和y轴线并且原点与惯性测量单元22重合。平移的惯性测量变量能够作为“加速度矢量”fb示出。旋转的惯性测量变量ωb ib,x,ωb ib,y和ωb ib,z能够作为角速度矢量ωb ib示出。该角速度矢量表示在坐标系“b框架”中相对于惯性***、也称作为“i框架”所测量的该坐标系“b框架”的角速度。
还分别将至少一个计算设备R分配给这些底盘单元14(参见图2)，所述计算设备具有至少一个计算单元24，所述计算单元至少基于惯性测量变量fb,ωb ib执行惯性计算。惯性计算借助于执行在专业术语中称作为“捷联算法”的算法来进行。该算法从专业文献中已知并且在此不详细阐述。通过在惯性计算中基于惯性测量变量fb,ωb ib执行的数值积分尤其确定惯性速度特征变量VDG的估算值V’DG，如下面根据图2详细阐述。惯性速度特征变量VDG为速度的特征变量，所述速度就常规意义而言是相对于关于由轨道车辆10驶过的路线固定的观测器的速度。从在所谓的导航框架、也称作“n框架”中表示的速度Vn的数值积分和必要时该速度在相对于n框架移动的该坐标系的换算中得到惯性速度特征变量或其估算值V’DG，其中所述坐标系的原点与体部的参考点、尤其重心重合，惯性测量单元22与所述体部刚性地耦联(所谓的“杠杆臂补偿”)。通过将惯性测量单元22与底盘单元14的刚性连接，能够从惯性速度特征变量VDG中导出底盘单元速度的、尤其底盘单元14的重心速度的特征变量。因此，惯性速度特征变量VDG能够受底盘单元14的自身的局部动态影响。在另一个未示出的实施方案中，惯性测量单元22能够与轨道车辆10的车厢刚性连接，其中惯性速度特征变量VDG因此能够是车厢速度的、尤其车厢的重心速度的特征变量。
下面，阐述底盘单元14中的一个的惯性速度特征变量VDG的确定，其中所述底盘单元分配有传感器单元18、惯性测量单元22和计算设备R。该描述用于轨道车辆10的相应构成的另外的底盘单元14。在轨道车辆10的另一个实施方案中可以考虑的是：在底盘单元多于两个的情况下分别设有传感器单元18、惯性测量单元22和计算设备R或者所述传感器单元、惯性测量单元和计算设备仅设置用于唯一的底盘单元14。
计算单元24的结构上的执行方案在图2中示出。该计算单元具有第一计算组件24.1，所述第一计算组件从惯性测量单元22的在计算单元24的输入端Ef和Eω上提供的输出变量(即惯性测量变量fb,ωb ib)中借助用于捷联算法确定和提供惯性速度特征变量VDG的估算值V’DG。
该惯性计算能够借助于计算单元24按照两个运行模式来执行。
在第一运行模式中，在由计算单元24执行惯性计算时包含参考速度特征变量Vref。这用于：估算惯性计算中的偏差并且(通过将所估算的偏差反馈到惯性计算中)确定惯性速度特征变量VDG的校正值。参考速度特征变量Vref的提供在下文中详细描述。
计算单元24具有第二计算组件24.2，所述第二计算组件形成状态观测器。为了估算偏差，在状态观测器中将由第一计算组件24.1确定的估算值V’DG与参考速度特征变量Vref关联。在此，借助于第二计算组件24.2的减法器25从提供到计算单元24的输入端Eref上的参考速度特征变量Vref中减去估算值V’DG。在此确定的差z被提供到第二计算组件24.2或状态观测器的计算模块26。计算模块26执行在专业术语中称作为“误差状态Kalman滤波”的算法。这种滤波用于状态矢量x，所述状态矢量尤其包含在惯性计算中形成偏差的如下特征变量：涉及关于惯性测量变量ωb ib的误差的特征变量bgyro，涉及关于惯性测量变量fb的误差的特征变量bacc和涉及从惯性测量变量fb,ωb ib中确定的惯性速度特征变量VDG的在惯性计算中形成的偏差的特征变量δv。
以在时间点k估算的状态矢量x+ k为出发点，在计算模块26中，在时间点k+1基于惯性计算的误差动态的建模Φ进行状态矢量x的估算
x- k+1：
x- k+1＝Φx+ k
这对应于状态观测器的预测公式，所述预测公式用于没有控制或调节变量的动态***(在专业文献中作为输入端“u”示出)。
以在时间点k估算的误差P+ k为出发点，对于被估算的状态向量x- k+1所附有的误差，适用的是：
P- k+1＝ΦP+ kΦT+Qk
其中协方差矩阵为Qk。
在时间点k+1对状态矢量x的估算x- k+1借助于测量矢量zk校正：
x+ k+1＝x- k+1+Kk(zk–Hx- k+1)
其中H是观察矩阵，并且对于加权矩阵Kk(也称作“Kalman增益矩阵”或观测器增益)而言，如下是适用的：
Kk＝P- k+1HT(HP- k+1HT+Rk)-1
在此，Rk是如下矩阵，所述矩阵表示测量矢量zk所附有的误差。尤其参考速度特征变量Vref所附有的误差促进所述误差。
对于被估算的状态矢量x+ k+1所附有的误差，适用的是：
P+ k+1＝(1–KkH)P- k+1
被估算的状态矢量x+ k+1的上述特征变量bgyro、bacc和δv被提供到第一计算组件24.1的输入端Eδ上。借此，将估算的偏差(bgyro,bacc,δv)反馈到惯性计算中。
这些特征变量通过第一计算组件24.1在执行惯性计算式时考虑，由此能够确定惯性速度特征变量VDG的偏差δVDG。在计算组件24.1中从估算值V’DG减去该偏差δVDG之后，在计算单元24的输出端AV上提供由此被校正的惯性速度特征变量VDG。作为计算单元24的另外的输出变量，从误差P+ k中确定与惯性速度特征变量VDG相关的方差σDG并且在计算单元24的输出端Aσ处提供。
惯性计算能够借助于第二运行模式执行。该第二运行模式的特征在于：在执行惯性计算时保持不考虑参考速度特征变量Vref。
为了在上述运行模式之间进行切换，将切换单元28连接在计算单元24、尤其状态观测器26上游，所述状态观测器在第一运行模式中使用参考速度特征变量Vref。该切换单元具有第一切换状态，在所述第一切换状态中，切换单元28为计算单元24提供参考速度特征变量Vref以执行第一运行模式。在第二切换状态中，计算单元24为了执行第二运行模式而与参考速度特征变量Vref或传输该参考速度特征变量Vref的线路退耦。
现在，描述两个实施例，所述实施例彼此间的区别在于参考速度特征变量Vref的构成和第二运行模式中的惯性计算的执行。
根据图3阐述根据第一实施例的参考速度特征变量Vref的提供。
该附图示出检测测量变量n的传感器单元18。从该传感器单元中提供关于相应的底盘单元14的底盘速度测量变量Vdreh。在单元19中例如能够从构成为转速的测量变量n中通过考虑轮直径特征变量r提供底盘速度测量变量Vdreh作为相应的轮组16的环周速度。
在所观察的第一实施例中，底盘速度测量变量Vdreh为计算单元24在第一运行模式中使用的参考速度特征变量Vref。
底盘速度测量变量Vdreh的提供，尤其所述底盘速度测量变量所基于的测量变量n的检测被监控。为了这种监控使用另一个参考特征变量，所述另一个参考特征变量在识别单元30中与底盘速度测量变量Vdreh相比较。参考特征变量在此对应于由计算单元24确定的惯性速度特征变量VDG。如果在识别单元30中形成的差Abs(Vdreh-VDG)超过预设的阈值，那么底盘速度测量变量Vdreh的提供过程视作为是“异常的”。这种情况例如能够在传感器单元18故障时或者相应的底盘单元14滑行时出现。
借助通过识别单元30检测异常的提供过程，由该识别单元产生信号Sanom，所述信号引起从第一运行模式到第二运行模式中的切换。在此尤其操作切换单元28，所述切换单元使计算单元24、尤其状态观测器26与参考速度特征变量Vref退耦。此外，产生信号FP，所述信号被提供到计算单元24的输入端EFP上(参见图2)。在该输入端EFP上存在激活信号FP的情况下，第二计算组件24.2以自由传播模式运行。在此，将观测器增益K设定为数值0。由此，借助于测量矢量z在没有更新的情况下仅传播***状态x和误差P。
现在根据图4阐述根据第二实施例的参考速度Vref的提供。
在该实施例中提供全局的速度特征变量VΣ。这种在融合组件32中执行的提供基于至少一个速度特征变量VDGfremd_i进行，所述速度特征变量与轨道车辆10的另一个底盘单元14相关。如果使用多个速度特征变量VDGfremd_i，那么这些速度特征变量分别与不同的底盘单元14相关。如果对于底盘单元14.1至14.N-1中的每个都可提供速度特征变量，假设上述描述针对于底盘单元14.N的惯性速度特征变量VDG的确定，其中N对应于轨道车辆10中的底盘单元14的数量，那么全局的速度特征变量VΣ的确定能够基于速度特征变量VDGfremd_1至VDGfremd_N-1进行，如在附图中所示出的那样。然而可以考虑如下实施方案，其中较少的速度特征变量VDGfremd_1是可用的。
所使用的速度特征变量VDGfremd_1能够借助于针对惯性速度特征变量VDG在上文中所描述的方法确定进而分别构成为相关的底盘单元14.i的惯性速度特征变量VDG_i。融合组件32连接到车辆数据总线34、尤其所谓的“MVB”(或多功能车辆总线)上，融合组件32能够从所述车辆数据总线中读取速度特征变量VDGfremd_1。
在所观察的实施方案中，全局的速度特征变量VΣ是各个所使用的速度特征变量VDGfremd_1的融合和可信度测试的结果，所述融合和可信度测试由融合组件32实施。这在考虑方差σDGfremd_i的情况下进行，所述方差分别与相应的速度特征变量VDGfremd_i相关联并且同样经由车辆总线34提供。方差σDGfremd_i能够分别如上面描述的那样通过状态观测器来确定。各个速度特征变量VDGfremd_i的融合和可信度测试尤其对应于速度特征变量VDGfremd_i的借助于方差σDGfremd_i加权的平均值。如果速度特征变量VDGfremd_i不可用，那么在评估算法中能够将相应的方差无限地设定数值。
在融合组件32的输出端AΣ上提供全局的速度特征变量VΣ和其方差σΣ作为各个的速度特征变量VDGfremd_1的融合和可信度测试的结果。
在第一运行模式中执行惯性计算时由计算单元24使用的参考速度特征变量Vref基于底盘速度测量变量Vdreh和全局的速度特征变量VΣ提供。这借助于属于运算设备R的融合组件36进行，所述融合组件为了提供参考速度特征变量Vref基于传感器数据融合原理使全局的速度特征变量VΣ与底盘速度特征变量Vdreh关联。在所观察的实施例中，融合组件36配设有Kalman滤波的执行装置。全局的速度特征变量VΣ和相关的方差σΣ作为输入变量被提供到融合组件36的输入端EΣ上，以及底盘速度特征变量Vdreh和相关的方差σdreh被提供到融合组件36的输入端Edreh上。
同样示出底盘速度测量变量Vdreh的提供和识别单元30，其中参考上述对图3的描述。
Kalman滤波用于状态矢量x，所述状态矢量为融合的参考速度Vref。以在时间点k处状态矢量x的值，在时间点k+1处基于底盘单元14和轨道车辆10的动态的建模Φ进行状态矢量x的估算：
x- k+1＝Φx+ k
特别地，矩阵Φ能够描述动态模型，其中假设恒定的加速度。
对于估算误差适用的是：
P- k+1＝ΦP+ kΦT
借助于测量矢量zk如下校正所述估算，所述测量矢量联合底盘速度特征变量Vdreh和全局的速度特征变量VΣ：
x+ k+1＝x- k+1+Kk(zk–Hx- k+1)
其中zk＝(VΣ,Vdreh)，其中H是观测矩阵并且对于加权矩阵KK(也称作“Kalman增益矩阵”)如下是适用的：
Kk＝P- k+1HT(HP- k+1HT+Rk)-1
在此，Rk是包含测量误差σdreh和σΣ的矩阵。
对于被估算的状态矢量x+ k+1所附有的误差适用的是：
P+ k＝(1–KkH)P- k+1
在融合组件36的输出端Aref上，提供参考速度特征变量Vref的借助算法更新的值和其从误差P中确定的方差σref。
在第一运行模式中，如在上文中已经阐述的那样进行惯性计算，其方式是：切换单元28为计算单元24提供参考速度特征变量Vref。
如根据图3阐述，监控底盘速度测量变量Vdreh所基于的测量变量n的检测过程。如在上文中针对第一实施例描述的那样，到第二运行模式中的切换通过识别底盘速度测量变量Vdreh的异常的提供过程来实现。在此，由识别单元30产生信号Sanom，通过所述信号操作切换单元28以切换到第二切换状态中。
按照第二运行模式实施惯性计算与在上文中所描述的第一实施例(其中状态观测器或第二计算组件24.2以自由传播模式运行)的区别在于：切换单元28使计算单元24与参考速度特征变量Vref退耦并且为计算单元24提供全局的速度特征变量VΣ而不是该参考速度特征变量。因此，状态观测器或第二计算组件24.2使用全局的速度特征变量VΣ而不是参考速度特征变量Vref并且为了确定特征变量bgyro,bacc和δv使全局的速度特征变量与惯性速度特征变量VDG的估算值V’DG关联。
如果对于按照第二运行模式执行惯性计算而言全局的速度特征变量VΣ不可用，那么由融合组件32产生信号FP，所述信号被提供到第二计算组件24.2的输入端EFP上，并且状态观测器以自由的传播模式运行。
上面的描述针对具有计算单元24的计算设备R的实施方案。在下文中描述另一个实施方案，其中计算设备R为了提供惯性速度特征变量VDG具有多个计算单元24、24’和24”。该实施方案在图5中示出。
另外的计算单元24’和24”同样设置用于：基于与针对按照上述运行模式的计算单元24相同的惯性测量变量ωb ib和fb执行惯性计算。每个计算单元24、24’和24”如在上文中所描述的那样在其输出端AV上提供惯性计算的结果。将连接在下游的切换设备42分配给计算单元24、24’和24”，所述切换设备为了提供惯性速度特征变量VDG可选地与输出端AV中的一个连接。
分别将切换单元28、28’或28”连接在每个计算单元24、24’、24”上游，所述切换单元的功能在上文中已经描述：在第一切换状态下，当相应的计算单元按照第一运行模式执行惯性计算时，切换单元28、28’或28”为该计算单元24、24’或24”提供参考速度特征变量Vref。在第二切换状态下，所分配的计算单元24、24’,24”为了执行第二运行模式与参考速度特征变量Vref退耦。根据图3的实施方案，借助所述退耦进行所分配的状态观测器或第二计算组件24.2(在图5中未示出)的自由传播模式的触发，而(在根据图4的实施方案中)状态观测器使用全局的速度特征变量VΣ而不是参考速度特征变量Vref。
切换设备42和切换单元28、28’、28”在存在底盘速度测量变量Vdreh的正常的提供过程的情况下根据预设的切换循环来操作，所述切换循环彼此相配合。这些切换循环根据图6阐述。
在图6中针对每个计算单元24、24’或24”通过画阴影的和未画阴影的区域的交替将相应的切换单元28、28’或28”的切换循环作为在水平轴线上所绘制的时间t的函数示出。画阴影的区域对应于如下时间段，在所述时间段中按照第一运行模式进行通过所分配的计算单元所执行的惯性计算，也就是说，该计算单元为了估算偏差考虑参考速度特征变量Vref。在通过未画阴影的区域示出的时间段期间，按照第二运行模式进行惯性计算、即在不考虑参考速度特征变量Vref的情况下。
在存在底盘速度测量变量Vdreh的正常的提供过程的情况下，切换单元28、28’和28”的切换循环在时间上彼此错开，使得当另一个切换单元本身还处于第二切换状态中时，能够进行一个切换单元第二运行状态中的切换，即所分配的计算单元到第二运行模式中的切换。换而言之，基本上在一个时间段的末尾和另一个时间段的开始之间存在时间上的叠合，其中在所述一个时间段中切换单元处于第二切换状态中，并且在所述另一个时间段中另一个切换单元位于第二切换状态中。这通过第一计算单元的未画阴影的区域的末端和第二计算单元的未画阴影的区域的始端之间的叠合来反映。
连接在计算单元24、24’和24”下游的切换设备42的切换循环借助于粗体表示的线44示出。切换设备42的连续的切换过程通过图表的不同行之间的线44的过渡示出。在与计算单元24相关的第一行的未画阴影的第一区域中存在的线44例如为如下情况，在所述情况下切换单元42建立与该计算单元24的输出端AV的连接，也就是说，由该计算单元24提供所述速度特征变量VDG。线44到第二行中的过渡对应于切换设备42的切换，所述切换设备建立与第二计算单元24’的输出端AV的有效连接。
从图表中能够得出：切换设备42在每个切换过程(即图表中的行过渡)中建立与计算单元的有效连接，所述计算单元按照第二运行模式执行惯性计算。特别地，切换单元28、28’、28”的和切换设备42的切换循环彼此相配合，使得切换设备42在每个切换过程中建立与计算单元的有效连接，所述计算单元自至少一个预设的时间Δt起按照第二运行模式执行惯性计算。这通过未画阴影的区域之间的上述叠合来实现。
切换单元28、28’、28”的和切换设备42的切换过程通过控制单元46控制(见图5)，在所述控制单元中对上述切换循环编程。
上述关于切换循环的描述涉及正常的提供过程的情况。如果识别单元3识别到底盘速度测量变量Vdreh的异常的提供过程，那么控制单元46接收信号Sanom，所述控制单元将切换单元28切换到第二切换状态中或者维持切换单元28已经存在的第二切换状态，由此全部计算单元24、24’、24”与参考速度特征变量Vref退耦。这在图6的图表中在时间点tanom处示出。随后，全部计算单元24、24’、24”在第二运行模式中运行并且中断切换设备42的切换循环。
在通过识别单元30检测异常的提供过程结束的时间点tanom处，三个计算单元24、24’、24”中的两个在第一运行模式中运行。在此，其为如下计算单元，切换设备42在时间段[tanom,tnorm]期间不有效地与所述计算单元连接。切换设备42在时间点tanom之后继续与所述计算单元保持分开。在此，第三计算单元继续在第二运行模式中运行，切换设备42保持与所述第三计算单元有效连接。在时间点tnorm之后经过时间Δt’的时间点t’处，针对计算单元的处于第一运行模式的一个计算单元进行到第二运行模式中的切换。在经过时间段Δt之后，切换设备42与该计算单元有效连接并且具有定期的切换过程的上述切换运行再次启动。
在根据图4的第二运行模式的实施方案中，其中使用全局的速度特征变量VΣ而不是参考速度特征变量Vref，对于该情况下提出如下措施：全局的速度特征变量VΣ不可用。在此，分别将与元件48连接在每个计算单元24、24’或24”的上游，所述与元件一方面加载有由控制单元46产生的控制信号S以控制相应的切换单元28、28’或28”并且加载有信号FP，所述信号FP表示全局的速度特征变量VΣ不可用(参见图4)。如果该全局的速度特征变量不可用(其中产生信号FP)并且控制信号S对应于相应的切换单元28、28’、28”到第二切换状态中的切换(参考速度特征变量Vref的退耦)，那么(通过由与元件48触发信号)相应的计算单元24、24’或24”的计算组件24.2在自由传播模式中运行。这对应于根据图3中的实施方案的第二运行模式的实施方案。
现在，根据图7阐述另一个实施例。该实施例与图4的实施例的区别尤其在于提供全局的速度特征变量的和设置计算单元24的另一个计算组件24.3，所述另一个计算组件设置用于执行轮直径确定模式。此外假设，图1中的底盘单元14的传感器单元18分别具有两个传感器，所述传感器分别分配给相应的底盘单元14的不同的轮组16。因此，传感器单元18检测四个测量变量n1至n4。基于这些测量变量n1至n4，为这些轮组16中的每个确定轮直径特征变量r1、r2、r3和r4。在所观察的实施方案中，测量变量n1至n4分别构成为转速。
轮直径确定模式中的轮直径确定能够由计算设备R执行，所述计算设备分配给轨道车辆10的惯性测量单元22中的一个。这种确定基于通过计算组件24.1和24.2按照第二运行模式实施惯性计算的实施方案，其中第二计算组件24.2或状态观测器使用全局的速度特征变量VGPS。该全局的速度特征变量借助于轨道车辆10的检测设备50(也见图1)提供，所述检测设备尤其具有位置检测设备。所述位置检测设备用于：通过检测定位***的、例如卫星定位***的信号来检测轨道车辆10的位置的位置特征变量。检测设备50基于检测到的位置特征变量提供与整个轨道车辆10相关的全局的速度特征变量VGPS。
借助于在第二运行模式中执行的惯性计算所确定的惯性速度特征变量VDG由计算组件24.3使用以执行轮直径确定模式。附加地，由传感器单元18检测的测量变量n1至n4以及从存储单元(未示出)中读取出来的暂时的轮直径特征变量r’1至r’4，由计算组件24.3考虑，所述轮直径特征变量。这些暂时的轮直径特征变量r’1至r’4的提供在下文中阐述。
计算组件24.3的第一模块基于这些特征变量计算如下特征变量si，所述特征变量是用于测量变量ni的异常的检测过程的、例如用于滑行识别的指示器：
si＝(ni2πr’i–VDG)/VDG
如果对于与测量变量ni相对应的轮组16存在正常的检测过程，那么通过计算组件24.3的第二模块更新与该轮组16相关的轮直径特征变量ri：
ri＝VDG/2πni
在提供轮直径特征变量ri和存储在存储单元中之后，按照第一运行模式为每个底盘单元14执行惯性计算。在此，如在上文中所讨论的那样，第二计算组件24.2使用参考速度特征变量Vref，所述参考速度特征变量如根据图4在上文中所阐述的那样是底盘速度测量变量Vdreh与全局的速度特征变量VGPS的融合的结果。
如在上文中根据图3已经阐述的那样，从通过传感器单元18检测的测量变量ni中通过包含相应的轮直径特征变量ri提供相应的底盘速度测量变量Vdreh。在此，在轮直径确定模式中确定的该轮直径特征变量ri从存储单元中读取出来并且与测量变量ni组合。
基于底盘速度测量变量Vdreh提供参考速度Vref，通过识别单元30识别底盘速度测量变量Vdreh的异常的提供过程和按照运行模式执行惯性计算如在上文中所描述的那样进行。在确定惯性速度特征变量VDG期间，只要不存在底盘速度测量变量Vdreh的异常的提供过程，就通过计算组件24.3连续地确定轮直径特征变量ri。然而，此外为了确定惯性速度特征变量VDG，使用在轮直径确定模式中确定的、存储的轮直径特征变量ri。从连续计算的轮直径特征变量中，能够进行轨道车辆10的轮组16的长时间监控。能够确定磨损并且能够输出维护数据。此外有利的是，从轮直径特征变量的发展中确定磨损密集的行驶路线。以这种方式能够获取用于改进路部的数据。在此，能够将所确定的磨损与定位数据比较，使得能够进行对出现较强磨损的位置的分配。
上述轮之际确定模式在限定的时间间隔中进行。在改变到该模式中的情况下，如根据图7所阐述的那样促使按照第二运行模式的惯性计算。此外，在连续的确定模式中在改变之前，将最后确定的轮直径特征变量ri作为暂时的轮直径特征变量r’i存储。随后，轮直径确定模式如在上文中所描述的那样构成用于基于这些轮直径特征变量r’i提供更新的轮直径特征变量ri。
在初次地实施轮直径确定模式的情况下，使用预先存储的默认数据作为暂时的轮直径特征变量r’i。
根据图8阐述为底盘单元14确定的惯性速度特征变量VDG的可行的评估。
在该附图中，尤其示出分配给特定的底盘单元14的惯性测量单元22、传感器单元18和计算设备R。根据上述实施例，计算设备R必要时能够具有融合组件36，所述融合组件将底盘单元14的底盘速度测量变量Vdreh与全局的速度特征变量融合，所述全局的速度特征变量能够对应于上述特征变量VΣ和VGPS并且称作为特征变量Vfremd。全局的速度特征变量Vfremd经由数据总线34提供。计算设备R能够如同样在上文中所描述的那样能够具有一个或多个计算单元24。通过至少一个传感器单元18、惯性测量单元22和计算设备R形成导航单元52，所述导航单元分配给车厢12，在所述车厢中存在所观察的底盘单元14。
所确定的惯性速度特征变量VDG在至少两类不同的方面评估。如果所观察的底盘单元14配设有与驱动马达不同的制动装置、例如弹簧存储制动器，那么其由轨道车辆10的制动调节装置的判定组件54使用，所述制动调节装置分配给所观察的底盘单元14并且决定制动装置是否应当投入用于制动直至静止。这借助于比较器56和与元件58进行。在比较器56中，将惯性速度特征变量VDG与阈值Vgr比较。如果所述惯性速度特征变量小于阈值Vgr，那么将激活信号提供到与元件58上。如果该与元件同样加载有信号SNB，那么在步骤60中决定将弹簧存储制动器投入使用，其中如果由通过所观察的底盘单元14的至少一个驱动马达形成的电动制动器产生不充分的制动功率，那么产生所述信号SNB。
此外，惯性速度特征变量VDG能够由制动调节装置的另一个判定组件62使用，所述判定组件决定(在借助于电动制动器进行制动过程的情况下)是否应进行对电动制动器的调节的检查。这尤其适合于如下电动制动器，所述电动制动器具有至少两个冗余级。如果通过检查确定电动制动器的调节应视作是有故障的，那么开始到另一冗余级中的改变。判定组件62具有比较器64，所述比较器将底盘单元14的当前所检测的加速度特征变量bDG与在制动过程中对于当前的惯性速度特征变量VDG而言至少待满足的理论值bsoll(VDG)进行比较。加速度特征变量bDG的检测基于由列车控制设备通告的行驶方向FR进行。如果检测到的加速度特征变量bDG小于理论值bsoll，那么将信号传输给检查设备66，所述检查设备检查电动制动器的调节的适用性。所述检查在此基于至少两个另外的标准进行，其中检查设备构成为所谓的“三选二投票器(2aus3Voter)”。当满足所述标准中的至少两个时，该检查设备引起在所述调节的两个冗余级之间的改变。

Claims (15)

1.一种用于确定轨道车辆(10)中的至少一个速度的方法，所述轨道车辆配设有至少一个第一底盘单元(14)，其中
-借助于分配给所述第一底盘单元(14)的传感器单元(18)提供与所述第一底盘单元(14)相关的至少一个底盘速度测量变量(Vdreh)，
其特征在于，
-由惯性测量单元(22)检测惯性测量变量(ωb ib,fb)，
-基于所述底盘速度测量变量(Vdreh)形成参考速度特征变量(Vref)，
-借助于由至少一个计算单元(24；24’，24”)所执行的惯性计算，至少基于所述惯性测量变量，并且——在按照第一运行模式的至少一个时间段期间，基于所述参考速度特征变量(Vref)，确定惯性速度特征变量(VDG)以估算所述惯性计算中的偏差(bgyro，bacc，δv)，
-借助于所述惯性计算，至少基于所述惯性测量变量(ωb ib，fb)，并且——在按照第二运行模式的至少一个时间段期间，在不考虑所述参考速度特征变量(Vref)的情况下，确定所述惯性速度特征变量(VDG)，
-能够基于所述参考特征变量和所述底盘速度测量变量(Vdreh)通过识别单元(30)检测所述底盘速度测量变量(Vdreh)的异常的提供过程，并且
-在存在异常的提供过程的情况下按照所述第二运行模式执行所述惯性计算。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述计算单元(24；24’，24”)的第一计算组件(24.1)从所述惯性测量变量(ωb ib，fb)中确定所述惯性速度特征变量(VDG)的估算值(V’DG)，——在所述第一运行模式中，为了估算所述偏差(bgyro，bacc，δv)借助于所述计算单元(24；24’，24”)的形成状态观测器的第二计算组件(24.2)将所述估算值与所述参考速度特征变量(Vref)关联，其中由所述第二计算组件(24.2)估算的所述偏差(bgyro，bacc，δv)由所述第一计算组件(24.1)使用。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
——根据所述第一运行模式的第一构成方案，所述参考速度特征变量(Vref)动态地对应于所述底盘速度测量变量(Vdreh)。
4.根据权利要求2和3所述的方法，
其特征在于，
在所述第二运行模式中，所述状态观测器以自由传播模式运行。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
——根据所述第一运行模式的第二构成方案，提供全局的速度特征变量(VΣ；VGPS)，并且基于所述底盘速度测量变量(Vdreh)和所述全局的速度特征变量(VΣ；VGPS)形成所述参考速度特征变量(Vref)。
6.根据权利要求2和5所述的方法，
其特征在于，
——在所述第二运行模式中，为了估算所述偏差(bgyro，bacc，δv)借助于所述第二计算组件(24.2)将所述估算值(V’DG)与所述全局的速度特征变量(VΣ；VGPS)关联，其中由所述第二计算组件(24.2)估算的所述偏差(bgyro，bacc，δv)由所述第一计算组件(24.1)使用，或者所述状态观测器以自由传播模式运行。
7.根据权利要求5或6所述的方法，
其特征在于，
至少基于对多个分别与所述第一底盘单元(14)不同的底盘单元的速度特征变量(VDGfremd_i)取平均值来提供所述全局的速度特征变量(VΣ)。
8.根据权利要求5或6所述的方法，
其特征在于，
所述轨道车辆(10)具有与所述惯性测量单元(22)不同的、全局的检测设备(50)，所述全局的检测设备提供所述全局的速度特征变量(VGPS)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，
其特征在于，
为了提供所述参考速度特征变量(Vref)，借助于基于传感器数据融合原理的融合组件(36)将所述全局的速度特征变量(VΣ；VGPS)与所述底盘速度测量变量(Vdreh)关联。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
将多个计算单元(24，24’，24”)分配给所述第一底盘单元(14)，其中每个计算单元能够分别按照运行模式执行所述惯性计算，并且在输出端(AV)处提供所述惯性计算的结果，并且将切换设备(42)分配给所述计算单元(24，24’，24”)，所述切换设备选择性地与所述输出端(AV)中的一个连接以提供所述惯性速度特征变量(VDG)。
11.根据权利要求10所述的方法，
其特征在于，
分别将切换单元(28，28’，28”)连接在每个计算单元(24，24’，24”)上游，所述切换单元在第一切换状态下为相应的所述计算单元(24，24’，24”)提供所述参考速度特征变量(Vref)以执行所述第一运行模式，而在第二切换状态下，所述切换单元使所述计算单元(24，24’，24”)与所述参考速度特征变量(Vref)去耦以执行所述第二运行模式，其中——在不存在异常的检测过程的情况下，所述切换单元(28，28’，28”)的切换循环和所述切换设备(42)的切换循环彼此相配合，使得所述切换设备(42)在每个切换过程中建立与计算单元(24，24’，24”)的连接，所述计算单元按照第二运行模式执行所述惯性计算，并且——在存在异常的检测过程的情况下，在所述第二切换状态下切换全部切换单元(28，28’，28”)。
12.根据权利要求6和权利要求11所述的方法，
其特征在于，
所述切换单元(28，28’，28”)在其第二切换状态下为相应的所述计算单元(24，24’，24”)提供所述全局的速度特征变量(VΣ)以执行所述第二运行模式。
13.根据权利要求11或12所述的方法，
其特征在于，
在不存在异常的检测过程的情况下，所述切换单元(28，28’，28”)的切换循环和所述切换设备(42)的切换循环彼此相配合，使得所述切换设备(42)在每个切换过程中建立与所述计算单元(24，24’，24”)中的一个的连接，这个计算单元从至少一个预设的时间(Δt)起按照第二运行模式执行所述惯性计算。
14.根据权利要求6和8所述的方法，
其特征在于，
(在轮直径确定模式中)按照所述第二运行模式执行惯性计算以确定所述惯性速度特征变量(VDG)，并且至少基于所确定的所述惯性速度特征变量(VDG)确定所述底盘单元(14)的至少一个轮直径特征变量(r1，r2)。
15.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，
在轮直径确定模式后接着按照所述第一运行模式执行所述惯性计算时，在提供所述底盘速度测量变量(Vdreh)的情况下包含在所述轮直径确定模式中确定的所述轮直径特征变量(r1，r2)。
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