CN106163860B

CN106163860B - 带有车轮和行驶轨道之间的牵引力控制和/或调节的轨道车辆的运行

Info

Publication number: CN106163860B
Application number: CN201580014240.XA
Authority: CN
Inventors: R·布吕格尔; T·许尔斯; R·克格尔; A·黑策
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2019-04-16
Anticipated expiration: 2035-03-16
Also published as: EP3116741A1; RU2667011C2; WO2015136117A1; DE102014204814A1; CN106163860A; PL3116741T3; RU2016140389A; EP3116741B1; ES2867813T3

Abstract

本发明涉及一种用于运行轨道车辆(1)的方法，其中，该轨道车辆(1)的至少一个驱动轮(3a,3b,4a,4b)的在对应的车轮(3a,3b,4a,4b)和配属的行驶轨道(2)之间作用的牵引力被控制和/或被调节，其中，在所述车轮(3a,3b,4a,4b)和所述行驶轨道(2)之间作用的、导致磨除的滑差功率由牵引力控制和/或调节装置(5)至少暂时地如此减小：所述牵引力从在滑差期间作用在车轮(3a,3b,4a,4b)和行驶轨道(2)之间的第一牵引力强度起被减小；并且，在紧随在所述减小的开始之后的、预给定长度或可预估长度的限制时间段中，所述牵引力被限制在比第一牵引力强度小的牵引力强度。

Description

带有车轮和行驶轨道之间的牵引力控制和/或调节的轨道车辆的运行

技术领域

本发明涉及一种用于运行轨道车辆的方法，其中，在至少一个轨道车辆的车轮和配属于车轮的行驶轨道之间的牵引力被控制和/或被调节。本发明还涉及一种用于调节这种牵引力的控制和/或调节装置。本发明另外涉及一种带有该控制和/或调节装置的轨道车辆。

背景技术

轨道车辆的驱动轮通过在配属的行驶轨道上的磨除而受到磨除，其中，该磨除取决于车轮和轨道之间的滑差以及其它影响参数。尤其在轨道车辆制动或加速过程中出现滑差。

如文献US4,944,539提到，通过滑差控制装置可以改善驱动时的附着并从而改善达到的牵引力。以限制最大车轮滑差然的方式控制车轮滑差，但仍允许车轮充分滑动，以实现高的附着。

文献US4,944,539提出一种用于机车的滑差调节系统，该系统优化附着力，而能量浪费、轨道及车轮的磨除以及对车轮和驱动马达之间的传动链的载荷冲击被减小。车轮/轨道附着滑差曲线的斜率总是保持正值。当相应的控制功能由于突然增加的轨道污染变得不利时，微处理器控制分级地减小发电机的激励，直至该功能重新是有利的并且位于运行窗口中。该微处理器控制还控制轨道清洁系统和轨道撒沙系统，这些系统按需要被接通或被关断。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于运行轨道车辆的方法，一种控制和/或调节装置以及一种带有这种装置的轨道车辆，其中，至少一个驱动轮和配属的行驶轨道之间的牵引力被控制和/或调节，并且，轨道车辆运行经过长的时间段后，由车轮和轨道之间的滑差引起的磨除是小的。

本发明的认知是，现有的牵引力控制和/或调节装置根据一定的运行条件被设计。不仅在文献US4,944,539中所提及的轨道污染属于运行条件，而且尤其气候条件也属于运行条件，气候条件又影响行驶轨道和驱动轮的运行状态。在此，行驶轨道和车轮的温度和带有湿气、冰、雪以及可能的来自撒沙装置的沙子的、可能的行驶轨道覆层一样，是车轮和轨道之间的滑差的影响参数。

现有的力锁合调节方法，如文献US4,944,539中说明的方法，以关于运行条件的确定假设为前提并且在这些假设之下优化车轮和轨道之间的力锁合。虽然可由此避免高的滑差值，然而，要撒沙来改善车轮和轨道之间的附着。这又引起车轮和轨道的磨除提高。

分析得出，现有的、针对牵引力能力(即，可达到的牵引力)优化所设计的力锁合调节方法在中欧地区在冬天通过对应的运行时间段后驱动轮平均磨除率最大比夏天提高三倍。这可被视为是可接受的。然而，在斯堪的纳维亚地区近北极的冬天环境下应用该力锁合调节方法则导致平均磨除率比夏天提高达10倍。这不能被视为是可接受的。

基于这种认知，即考虑假设条件的牵引力能力优化对于在极端冬天环境时的运行条件仍会导致不可接受的磨损率，提出控制方法和/或调节方法或相应的装置，其中，力附着不是被优化/已优化，而是使滑差功率被减小和/或最小化/已减小和/或最小化。这具有这样的优点：车轮和行驶轨道之间的接触面上的磨除减小。

这种方法尤其作为该装置的附加运行模式被实施，该附加运行模式在下面被称为初级或第一运行模式。而在下面称为第二运行模式的运行模式中发生不同的牵引力控制和/或调节，例如安装已知的方法。当第二运行模式被实施时，与第一运行模式相比增大的(因为没有被减小或最小化)滑差功率被容忍，即，在相同的运行条件下在第一模式中滑差功率会比较小。第二运行模式尤其是这样一种运行模式，在该模式中，最大驱动力和/或驱动功率可经一个或多个驱动轮传递到行驶轨道上。

滑差功率被理解为在车轮和行驶轨道之间的接触区域上作用的牵引力与滑差率的乘积。滑差功率因此也可被称为比滑差能量。滑差功率时间积分得出滑差能量，该滑差能量尤其引起车轮滚动面上和行驶轨道表面上的绝大部分材料去除(磨除)。当然，相同的滑差功率或滑差能量会根据其它影响参数和影响因素(例如沙子的存在)引起不同大小的磨除。

滑差具有速度量纲。尤其，针对所述一个驱动轮或一个驱动车轮轴或者针对多个驱动轮或驱动车轮轴测量滑差。依据所测量的滑差，例如当所测量的滑差满足预给定的条件时，可减小并且限制牵引力。在特别的构型中，滑差的测量这样实施：将不同车轮的速度、尤其是不同车轮轴的车轮的速度相互比较。可选地，此外可考虑驱动系的转动速度或转数，通过该驱动系驱动所述车轮或车轮轴。例如通过测量轨道车辆的不同车轮或所有车轮的车轮速度并且求出这些速度的差来确定滑差。如果至少一个车轮不被驱动，则该车轮或这些车轮的速度用作驱动轮的基准用于确定滑差。如果所有车轮被驱动，则可将在轨道车辆加速过程期间具有最小速度的车轮用作基准，只要该车轮自身不具有太高的滑差。在这种情况下可使用单独的车辆速度测量系统，该系统提供独立于车轮的用于计算滑差的基准。尤其可根据由该测量系统测量的车辆速度和车轮转数计算出每个车轮的滑差。在此可以例如由车轮转数和由车轮滚动面上的外周长计算出实际车轮速度。滑差等于实际车轮速度和车辆速度的差值。

两个前述运行模式尤其使得在控制和/或调节牵引力时将对立的目标相互结合，即一方面减小或限制磨损并且另一方面将牵引力最大化。所述两个运行模式和可选的至少一个另外的运行模式在时间上先后实施，使得轨道车辆的运行能够适合于不同运行条件并且适合于车辆和驾驶员提出的要求(例如，相对于减小磨除而言，大的可达到的牵引力优先)。

运行模式之间的转换可由驾驶员触发和/或自动触发。对此还将详细说明。优选预设定减小滑差的第一运行模式。例如，如果轨道车辆到达一行驶路段，一种运行模式例如通过固定的预给定条件而分配给该行驶路段，则可(自动地或通过人工)转换到该对应的运行模式中(例如通过触发相应的用于转换的转换信号)。当所述运行模式中的一种被分配给确定的路段类型(例如带有确定的地貌的路段)时也是相应情况。替代或附加地，在检查是否要触发用于转换到另一运行模式中的转换信号时，可考虑当前存在的关于车轮和行驶轨道之间附着和/或磨除系数的条件。而如果达到了对应的日期时和/或实际出现了预定的天气条件，则替代地或附加地可转换到上述运行模式之一中。另外替代或附加地，轨道车辆的位置可自动地、例如通过基于卫星的定位系统如全球定位系统(GPS)通过车辆与行驶路段上信号塔通讯和/或基于雷达通过轨道车辆的车载雷达装置来确定，并且可给预定的地理停留区分别分配一个确定的运行模式，该运行模式就至少被预设定。通过车辆的车载雷达装置或其它车载环境识别装置例如也可自动获知之前提到的路段地貌。尤其可通过驾驶员的要求从该预设定的运行模式转换到其它运行模式。然而，例如当满足预给定的条件时，可再自动转换到预设定的运行模式中。例如当从自预设定的运行模式转换开始起经过一段预定长度的时间段时，可满足所述预给定条件。可选地，驾驶员可设定该时间段的长度。

在为了减小滑差功率而实施牵引力限制的第一运行模式和允许较大牵引力的第二运行模式之间的转换如前所述例如通过人工的由驾驶员触发的转换信号或替代地由车辆外部控制中心触发的转换信号来进行。例如轨道车辆的控制台具有操作装置，在该操作装置被操作时产生转换信号。该转换信号例如引起从预设定运行模式到另一运行模式的转换。可选地，通过该操作装置还可触发引起转换回到预设定的(例如第一)运行模式中的转换信号。优选，向该驾驶员显示：存在非预设定的(例如第二)运行模式。尤其当滑差由不同车轮的车轮速度的比较来求得并且该轨道车辆因而处于相应的运行模式中时，也可以向驾驶员显示这种情况。还可显示，根据不同车轮速度进行的滑差确定当前不可用。

所述运行模式中的至少一个可与至少一个可调节的参数相关，使得该运行模式根据所调节的参数值来实施。例如，当在第一模式中减小牵引力之后限制牵引力的时间段的长度是可能的参数。该限制时间段期间的最大允许牵引力是另一可能的参数。

轨道车辆的不同的驱动轮或驱动车轮轴也可被控制和/或调节装置相互独立地运行，即，一个车轮或一个轮组可在第一运行模式中运行而另一车轮或另一轮组可在第二运行模式中或在另一运行模式中运行。尤其当运行模式中的至少一个如前所述与可调节的参数相关时，分别作用在不同车轮或轮组上的牵引力可以尽管在同一运行模式中，但被以不同的参数值控制和/或调节。

更一般性地说，该轨道车辆可具有对于相同的行驶轨道而言沿行驶方向更靠前行进的第一车轮和沿行驶方向更靠后行进的第二车轮，其中，牵引力控制和/或调节装置可对第一车轮的牵引力和第二车轮的牵引力相互独立地进行控制和/或调节。

优选，与通过第一车轮相比，通过第二车轮可至少暂时并且优选连续地向轨道上传递更大的牵引力。该构思基于：第一车轮改善车轮-轨道接触的附着。

尤其是，与通过第一车轮施加在轨道上的牵引力的减小相比，通过第二车轮施加在轨道上的牵引力的减小在达到较小的预给定滑差最大值时已经实施。

发明者的考虑的出发点是，驱动轮和行驶轨道之间的滑差对于可达到的牵引力是决定性的，该牵引力引起和/或维持轨道车辆的运动。因此，可选地，驱动轮或驱动车轮轴可主要这样被驱动，使得在一方面车轮轴的车轮和另一方面行驶轨道之间产生附加滑差。“附加”的概念尤其涉及这样的滑差，在该滑差处，关于驱动轮或驱动车轮轴以及对应的附着条件而言可实现车轮和行驶轨道之间的最大牵引力。在附图中示出相应的力锁合特性曲线，这些曲线具有可传递的牵引力的最大值。因此，在附加滑差处，滑差在特性曲线中位于最大值的右边，并且故意引起增大的磨除。尤其是，由此对行驶轨道产生调整作用并且在后行进的车轮具有更有利的附着条件，即，在后行进车轮的特性曲线向更高的牵引力值偏移。

这种措施可在第二运行模式中或者在针对高牵引力设计的另一运行模式中被采用，以便将更高的牵引力传递到行驶轨道上。但该措施也可由车辆的控制/调节装置来实施，该控制/调节装置不实施第一运行模式，即不在运行模式中减小和/或最小化滑差功率。该措施优选自车辆的最小车辆行驶速度(例如10km/h)起才被采用。该措施尤其被针对沿行驶方向更靠前行进的车轮采用，使得在相同行驶轨道上沿行驶方向更靠后行进的车轮附着力被改善并且更大的牵引力可传递到行驶轨道上。

第一运行模式尤其在干燥或结冰的行驶轨道上和/或在低温时实施。但尤其是，驾驶员可在任何时候触发用于转换到第二运行模式中的转换信号。

本发明在此根据这样的认知，即，轨道车辆的车轮和行驶轨道尤其在零下10℃以及更低的低温时是脆性的，使得与在更高温度例如0℃时相比材料以明显更高的磨除率被磨除。

驾驶员尤其可调节额定牵引力。如果该额定牵引力由于不利的附着而未被达到，可自动地和/或通过操作人员(例如驾驶员)触发，转换到第二运行模式中。这种不利的附着例如行驶轨道的滚动面潮湿的情况下存在，例如在露水形成或下雨或下雪时。

如果行驶轨道附加地被撒沙以改善附着，则优选自动地或通过操作人员转换到第一运行模式中，以避免车轮和行驶轨道之间的接触区域中特别高的磨除。例如当牵引力没有通过转换到第二运行模式中而增大到希望的值或者未以希望的斜率增大或者意外地使车辆变慢时，则附加地撒沙。

在说明书的后面段落中提到车轮和行驶轨道之间的牵引力。该牵引力也可变为负的。在制动过程时是这种情况，在制动过程中，车轮通过驱动系产生电能，该电能被存储、反馈到供能网中和/或以热量形式散失。这样的制动过程因此被称为电制动过程。当在这样的制动过程中(负的)牵引力减小时，这涉及的是牵引力的量值，即，减小导致在量值上更小的负牵引力。相应地，在电制动过程时，牵引力的限制以这种方式发生，使得负牵引力的量值被限制。

尤其提出：一种用于运行轨道车辆的方法，其中，对轨道车辆的至少一个驱动轮的在各个车轮和配属的行驶轨道之间作用的牵引力进行控制和/或调节，其中，在车轮和行驶轨道之间作用的、导致磨除的滑差功率被牵引力控制和/或调节装置至少暂时地由此减小：

-所述牵引力从在滑差期间作用在车轮和行驶轨道之间的第一牵引力强度起被减小，并且

-在紧随在所述减小的开始之后的、预给定长度或可预估长度的限制时间段中，所述牵引力被限制在比第一牵引力强度小的牵引力强度。

此外，一种用于轨道车辆的牵引力控制和/或调节装置和一种轨道车辆属于本发明的范围，该牵引力控制和/或调节装置被构成实施所述方法的所述构型之一，该轨道车辆具有牵引力控制和/或调节装置的所述构型之一。

通过牵引力的减小，阻止滑差继续以相同程度出现。通过该减小至少减小滑差或甚至暂时结束滑差。优选暂时结束滑差。通过牵引力限制，在在接下来的限制时间段中，阻止滑差可立即重新以与在牵引力减小开始的时间点上相同的程度出现。该限制时间段以从第一牵引力强度出发的牵引力减小开始。因此，牵引力减小阶段已经位于限制时间段内。超过限制时间段并且直接在此后，滑差减小并且因此限制时间段上的平均滑差功率、因而滑差能量也减小。

牵引力在限制时间段的第一部分中可恒定地保持在小于第一牵引力强度的第二牵引力强度，并且，牵引力在限制时间段的紧接着第一部分的第二部分中持续增大，直至达到第一牵引力强度或超出第一牵引力强度。

限制时间段的第一部分从该限制时间段开始时出发，在牵引力减小之后才开始。尤其是，牵引力可在限制时间段的第一部分之前被减小到一个牵引力强度，该牵引力强度小于第二牵引力强度，该第二牵引力强度在限制时间段的该第一部分期间尤其保持恒定。通过牵引力在限制时间段的第一部分期间保持不变来确保，在超过该限制时间段的第一部分后滑差减小，优选甚至不存在滑差。这当然仅适用于车轮和轨道之间的附着不显著变差的情况。通过在限制时间段的第二部分牵引力持续增大，车辆的牵引力重新提高。尤其可在限制时间段的该第二部分期间连续地或重复地检查，滑差是否达到预给定的允许最大值或者替代地检查是否超出预给定的最大值。如果确定达到或者超出，牵引力可重新被减小并且在随后的限制时间段中被限制。牵引力减小并且随后限制的这种重复实施，不仅可以在限制时间段具有牵引力保持恒定的第一部分时实施，而且也可在限制时间段的其它构型情况下实施。因此，总体上可以如所提及的那样监控滑差并且在需要时(例如一般来讲在满足预给定的准则时)减小并且随后限制牵引力。这可以被称为牵引力的周期性减小和限制。

更一般地说，当车轮和行驶轨道之间的滑差达到预给定的最大滑差值或者可按照预给定的准则确定的最大滑差值或者超出这样的最大滑差值时，牵引力可被减小并且随后被限制。表述“最大”涉及牵引力的绝对值。因此，在电制动时也存在最大滑差值，并且例如在达到该最大滑差值时，起制动作用的牵引力被减小并且被限制。

尤其是，牵引力可从第一牵引力强度出发减小一个预给定量或者减小第一牵引力强度的一个预给定比例，达到第三牵引力强度，并且从该第三牵引力强度出发重新增大(尤其至限制时间段的第一部分开始时达到第二牵引力强度)，其中，该预给定的量或预给定比例可选地与在上述减小开始时的时间点存在的、车轮和行驶轨道之间的滑差相关和/或与轨道车辆的行驶速度相关。

通过预给定量或预设比例可确保：出现所希望的滑差减小或者滑差最小化。这样理解“预给定”：用于计算所述量或比例的所有规定是已确定的，然而可选地，例如在所述减小开始时的时间点上可获取信息，其中，所述量或比例与这些信息相关。

如前所述，可存在至少两个不同的运行模式。尤其是，牵引力减小和随后的牵引力限制在牵引力控制和/或调节装置的第一运行模式中实施，其中，在牵引力控制和/或调节装置的第一运行模式中实施所述牵引力的减小和随后的限制，牵引力控制和/或调节装置在第二运行模式中与在第一运行模式中相比

-在车轮和行驶轨道之间的滑差更大时才实施牵引力的减小，

-在较短的限制时间段上将牵引力限制到比第一牵引力强度小的牵引力强度，和/或

-在限制时间段中实施更快的牵引力增大，

或者在牵引力减小后不实施牵引力限制。

尤其是，在接收转换信号时，可根据当前运行模式和/或根据转换信号的类型而定转换到第二运行模式中或第一运行模式中。相应的细节和构型之前已说明。尤其是，当

-车轮和行驶轨道之间的当前起作用的牵引力满足预给定的条件时，或

-滑差增大限制装置确定，车轮和行驶轨道之间的滑差增大满足预给定的条件时，或

-与相应的牵引力要求相反的第一运行模式切断不导致牵引力与之前在第一运行模式中相比更大时，或

-第一运行模式的切断导致轨道车辆的行驶速度减小时，

可以自动生成用于转换到第一运行模式中的转换信号。

附图说明

现在基准附图来说明本发明的实施例。在各个附图中：

图1示意性示出轨道车辆，例如机车，带有两个转向架，在所述转向架中两个车轮轴被驱动，

图2示意性示出图1示出的轨道车辆，该轨道车辆具有控制和/或调节装置，其中，车轮速度被测量并且从中算出车轮相对于行驶轨道的滑差，

图3示出带有左/右部分的两部分式曲线图，其中，左边部分示出在具有平均较高的牵引力的第二运行模式中进行牵引力控制的物理参数，右边部分示出在具有暂时受限的牵引力(并且因此平均较低的牵引力)和减小的滑差的运行模式中相应物理参数，

图4示出作为滑差的函数牵的引力特性曲线族，其中，下面的特性曲线对应在轨道上在前行进的车轮，上面的特性曲线对应在轨道上在后行进的车轮，

图5示出两部分式曲线图，该曲线图的左边部分示出带有图4中的特性曲线以及附加的最上面特性曲线的特性曲线族，最上面的特性曲线相应于在前行进车轮的滑差与图4相比增大的情况下对行驶轨道产生调整作用，右边部分示出左边部分中的特性曲线族并且附加地还示出处于更上面的、用于具有更高牵引力的扩展功率驱动模式的附加特性曲线，该牵引力通过另一驱动轮被反馈给行驶轨道调整。

图6示出与图5相似的两部分式曲线图，该曲线图的左边部分以及右边部分分别示出带有两个驱动组的驱动轮工作点的特性曲线族，其中，各个驱动组的车轮的滑差值相同，并且，在左边部分，在后行进驱动组的工作点相应第一运行模式而在前行进驱动组的工作点相应带有附加滑差的第二运行模式，并且

图7示出与图6相似的两部分式曲线图，但其中各个驱动组的车轮被加载以不同的滑差。

具体实施方式

图1中示出的轨道车辆1当前向左运动，如通过指向左边的箭头所示。该车辆具有两个转向架3,4，这两个转向架又分别具有两个驱动轴。在示意性侧视图中，对于每个轴可看到车轮3a,3b,4a,4b。这些车轮在同一驶轨道2上行驶。

由图2可见，轨道车辆1具有控制和/或调节装置5，该装置控制和/或调节经驱动系6,7到驱动轮上的力产生和/或力传递。通过图2中的两个箭头表明，该装置5具有相应的用于控制和/或调节的信号连接。每个驱动系6,7与一个转向架的轴连接，使得车轮3a,3b也由驱动系6驱动并且车轮4a,4b由驱动系7驱动。如常见的那样，驱动系包括至少一个驱动马达位于对应的转向架中。但本发明不限于确定的驱动系构型。本发明也不限于图1和图2中的实施例。相反，该轨道车辆可具有更多或更少的驱动轴和/或驱动轮，并且可选的是，至少一个车轮或一个车轮轴不被驱动。例如一列火车具有多节车厢，这些车厢中至少一节车厢具有带至少一个驱动轮或驱动轴的转向架。

在图2中通过虚线表明，每个车轮3a,3b,4a,4b或者各自车轮的车轮轴与至少一个速度传感器组合，该速度传感器测量车轮的转速并且将测量值或通过处理测量值产生的处理值传输给装置5。该测量和传输连续地或重复地进行。当车轮在行驶轨道上2滚动时，装置5从所测量的车轮速度并且可选地从附加信息(例如未示出的非驱动轮的车轮速度)中算出车轮的滑差。在极端情况下，尽管轨道车辆相对于行驶轨道运动，其中的一个车轮可能抱死并且之后速度被测量为零。

相同的和/或不同的转向架的车轮可在运行时间段中以不同的运行模式或以相同的运行模式运行，即，各被加载以牵引力，其中，该牵引力尤其是在车轮和行驶轨道之间的接触区域中沿行驶轨道方向作用的牵引力。在各个驱动系中，根据在驱动系中的位置而定，驱动力(具有通常不同的强度)或者驱动扭矩相应于该牵引力。即使车轮以相同的运行模式运行时，在后行进车轮的牵引力优选较大，因为在前行进车轮通常对行驶轨道产生调整作用并且由此改善附着。

第一转向架3的和第二转向架4的车轮尤其可在相同的运行模式中被加载以牵引力。在此优选涉及预设定的第一运行模式，在该运行模式中，车轮和行驶轨道之间的滑差被减小。替代地，第一转向架3的车轮可在第二运行模式中运行，在该运行模式中比在第一转向架3的车轮在第一运行模式中运行的情况下出现更大的、在该运行时间段上平均的滑差和/或更大的最大滑差值。以第二运行模式和另一运行模式为例还要详细解释，其中，该另一运行模式可看作第二运行模式的变型方案。

当第一转向架3的车轮在第二或另一运行模式中运行时，第二转向架4的车轮可以或者在第一运行模式中运行、或者在第二运行模式中运行。大多数情况下，第一运行模式足以减小行驶轨道上的车轮4a,4b滑差并且由此也减小车轮和行驶轨道的磨损。但由于第一转向架3的车轮沿行驶方向在前行进并且尤其基于其滑差而对行驶轨道产生调整作用，即改善车轮和行驶轨道间的附着，因而第二转向架4的车轮在滑差比第一转向架的车轮小的情况下仍可在行驶轨道上施加较大的牵引力。后面还要基准图4和5中的特性曲线举例说明。

在图3左边部分中在沿水平方向的时间轴(时间用t标示)上绘出的物理特性参数随时间变化过程相应于第二运行模式或从现有技术已知的其它运行模式，在该运行模式中不发生通过将牵引力减小并且随后限制到较小的牵引力值而使滑差减小。在图3右边部分中示出相应物理参数的针对带有滑差减小的第一运行模式的随时间变化过程，具体说针对优选实施例。

图3的两部分都涉及轨道车辆的加速过程。在两部分的上部区域中分别示出车辆速度v的向上弯曲的曲线，该速度也可以是用于确定车轮滑差的基准速度。在图3的左边部分中，在速度曲线的上方可见滑差dv的锯齿形变化过程，即，该滑差随着时间t的进展分别大致线性地增大并且在达到局部最大值后几乎垂直地迅速下降，直至接近零的值或直至零。当滑差dv达到零时，示出的滑差值位于车辆速度曲线上。

在图3左边部分的在速度曲线下面示出的中间区中示出牵引力TE的随时间变化过程。在滑差dv几乎线性增大的时间段中，牵引力TE在该实施例中为常量。为了滑差dv不增大到更大的值，滑差限制以这种方式发生：预给定最大值，该最大值可选地还可与至少一个另外的参数例如车辆速度相关。当达到最大值时，牵引力控制和/或调节起作用并且减小牵引力TE。在左边部分的中间区域中，分别可见牵引力TE的相应的陡降，该陡降导致滑差dv同时减小。在牵引力TE下降到明显较低的值并且滑差dv达到相应低的滑差值之后，牵引力TE在短时间内又提高到在减小之前牵引力所具有的牵引力值。

在图3中左边部分的下边区域中，所引起的滑差能量SE和滑差功率SL作为时间t的函数被示出。通过虚线示出的滑差功率分别大致与大致线性增大的滑差dv成正比地增大。在实施例中，在滑差dv即将达到它的局部最大值时，滑差功率特别强地增大。随着牵引力TE随后减小，滑差功率陡降至大约零值。当该牵引力TE重新增大时，滑差功率SL也重新增大。牵引能量SE通过滑差功率SL对时间t积分得出。

现在基准图3的右边部分说明在第一运行模式优选实施方式中的滑差减小以及它的作用。

在图3中右边部分的时间轴的左边区域中可见牵引力TE的增大(中间区域)。滑差dv相应地也大致线性增大，其中，斜率却比在图3左边部分中小，因为牵引力TE同样比在左边部分中小。

在达到滑差的最大值后和/或在达到牵引力TE的最大值时，限制时间段开始，在该限制时间段中，牵引力TE首先减小到(第三)牵引力强度并且之后重新增大，直至达到(第二)牵引力强度。在优选实施例中，该牵引力TE在一时间段(限制时间段的第一部分)上保持不变。在图3中右边部分的中间区域中，通过相互间具有间距的、一个向上和一个向下的箭头表明：第二牵引力强度小于第一牵引力强度，从第一牵引力强度出发开始减小牵引力TE。

在达到图3右边部分中通过虚线沿垂直方向示出的时间点后，牵引力TE一直增大(限制时间段的第二部分)。随着重新达到第一牵引力强度(图3右边部分中间区域的上端部上的水平虚线)或随着滑差dv达到最大值或超出最大值时，该限制时间段结束。如果是这种情况，牵引力TE强度尤其被重新减小并且随后在限制时间段上被限制。完全在图3右边部分中示出的该时间上第一限制时间段通过以箭头方向指向相反端的箭头示出。

由于牵引力减小并随后限制，滑差dv的随时间变化过程在图3右边部分中仅具有带有接着的下降的三个上升阶段。相应地，由于该牵引力TE在限制时间段中比在图3左边部分中示出的第二运行模式中小，滑差能量SE较慢地增大并且具有比在第二运行模式中低的峰值。此外峰值出现更少。因此，滑差能量SE的时间积分，即滑差功率SL，也明显比在第二运行模式中小。分别在图3左边部分和右边部分中示出的时间段的端部上的滑差能量SE的差值通过图3下部区域中的两个水平虚线并且通过在图3右边中示出的向下的箭头说明。

图3中右边部分的实施例说明，带有随后的牵引力限制的牵引力减小使明显出现滑差的时间段的数量减少。例如，牵引力可从第一牵引力强度出发相对于第一牵引力强度减小2％到5％，其中，减小的百分比可选地与车辆的速度相关并从而也与车轮速度相关。此外，与第二运行模式相比优选预给定较低的滑差最大值，在达到或者超出该最大值时使牵引力减小。

图4示出与滑差dv(例如单位是km/h)相关的牵引力TE(例如单位是kN)的两个特性曲线。哪个特性曲线适用于车轮取决于车轮和轨道之间的附着力。与上边的特性曲线相比，图4中示出的下边的特性曲线相应于较小的附着力。两个特性曲线之间的面积被涂上阴影，以说明当沿行驶方向在前行进车轮对行驶轨道产生调整作用并且因此改善附着力时出现的效果。当然，一个转向架的沿行驶方向在前行进车轮对于同一转向架的沿行驶方向在后行进车轮而言也已对行驶轨道产生调整作用。尤其为了简化牵引力的控制或牵引力的调节，可使相同转向架的车轮在相同运行模式中运行。下面简化地认为，存在沿行驶方向在前行进车轮或在前行进车轮轴以及沿行驶方向在后行进车轮或在后行进车轮轴。这与是相同转向架的车轮/车轮轴还是不同转向架的车轮/车轮轴无关。

在图4中分别通过一个圆示出，在哪个工作点上或在工作点的哪个区域中实施牵引力控制和/或牵引力调节。在图4中示出的实施例中，两个车轮/车轮轴都在第一运行模式中运行。在该运行模式中，牵引力优选处于对应特性曲线的上升区域(在该实施例中，针对在前行进车轮/在前行进车轮轴的区域AB1)或者处于特性曲线的最大值区域中(针对在后行进车轮/在后行进车轮轴的区域AB2)。在该实施例中，两个车轮/或车轮轴的滑差dv一样大。在后行进车轮/在后行进车轮轴却在行驶轨道上施加大得多的牵引力。这些工作点或工作区已经导致滑差功率减小。

在图5中的左边部分示出，在前行进车轮可以比在图4所示情况下明显更大的滑差dv下运行(工作点AB3)。由此，对在后行进车轮/在后行进车轮轴来说行驶轨道被更好调整。图4中上边的特性曲线也在图5左边部分中被作为中间特性曲线示出。通过更好的调整，在后行进车轮的工作点AB4位于在最上边示出的特性曲线上，具体说又处于特性曲线的最大值。在前行进车轮在第二运行模式中运行，而在后行进车轮在第一运行模式中运行。

在图5的右边部分中，曲线族还具有更靠上的特性曲线。与图5左边部分的实施例相比，行驶轨道的调整再次改善。原因在于，还有另一驱动轮在相同的行驶轨道上运动。该车轮的工作点AB6位于从下边起的第二特性曲线上，该特性曲线相应于图1左边部分中的中间特性曲线。与在前行进车轮一样，该另一车轮也高的、相对于比特性曲线的最大值而言附加的滑差运行。因此，带有再次改善的调整的特性曲线(图5右边部分中最上面的特性曲线)适用于在后行进车轮。在后行进车轮的工作点AB7在实施例中位于特性曲线的最大值，其中，该运行在第二运行模式中进行并且因此尤其允许更大的滑差值。这种至少三个车轮在相同行驶轨道上运动的情况例如在带有两个转向架的轨道车辆上存在，其中，至少在一个转向架中两个车轮或车轮轴被驱动。如果允许在后行进车轮有较高的滑差，则该车轮再次对行驶轨道产生调整作用，因而平均地导致再次改善的调整。

如果(如在机车上常见的那样)所有车轮被驱动，那么，对于所有车轮允许附加的(增大的)滑差阻止了将沿行驶方向在行驶轨道上在最后面行进的车轮用作滑差测量基准。因此优选，使用单独的速度测量系统，该系统对于滑差计算提供与车轮无关的基准。因此这使得在需要时可以对所有车轮加载以附加滑差。相应的应用例在下面借助图6和图7说明。

图6和图7分别涉及两组驱动轮，其中，在实施例中每组具有两个驱动轮。例如，驱动组是转向架。在图6的情况下，例如不能或不允许对相同驱动组的车轮以不同的滑差加载。

在图6的左边部分中，在下边的两个特性曲线上示出在前行进驱动组的两个车轮的工作点AB5和AB6。这些车轮被加载以附加滑差。在该例中，这些工作点相应于图5右边部分中的下面两个特性曲线上的工作点。

然而，在后行进车轮的工作点AB8和AB9被加载以小的滑差。这些工作点在上面两个特性曲线上位于特性曲线最大值的左边。因此，可将两个车轮中的一个用作滑差测量的基准。

与在图5右边部分中不同，工作点AB8所在的从下边起第三特性曲线相应于实际上用于驱动装置的驱动控制或驱动调节。在后行进驱动组的在工作点AB8上运行的在前行进车轮再次对行驶轨道产生调整作用，由此，最上边的特性曲线高于第二高的特性曲线。

在图6右边部分中所示变型方案的情况下，在前行进驱动组的两个车轮在与图6左边部分中和图5右边部分中相同的工作点AB5和AB6上运行。然而，在后行进驱动组的车轮同样在附加滑差情况下运行，即以比在各自特性曲线最大值上更大的滑差运行。然而，该附加滑差没有在前行进驱动组的车轮上的滑差那样大。

然而与图6的左边部分相比，对于在后行进驱动组的在后行进车轮而言，行驶轨道再次被更好地被调整，图6右边部分中的最上边特性曲线因此高于左边部分中的最上边特性曲线。

在该运行状态中不可能将在后行进驱动组的其中一个车轮用作滑差测量的基准。因此，使用单独的速度测量系统用于滑差计算。

在图7的情况下，在前行进驱动组的在前行进车轮在与图6中相同的工作点AB5上运行。相反，在前行进驱动组的在后行进车轮虽然同样带有附加滑差地运行，该附加滑差却小于图6情况下的滑差，即，工作点AB12在特性曲线上比图6情况下的工作点AB6更靠左。由此，对在后行进工作组而言行驶轨道的调整没有完全如在图6情况下那样好，从下边起的第三特性曲线因此比图6中略低。

在后行进驱动组的在前行进车轮在工作点AB13上同样带有附加滑差地运行，即，位于特性曲线最大值的右边。但在此附加滑差小于在前行进驱动组的车轮上的附加滑差。

在图7左边部分的情况下，在后行进驱动组的在后行进车轮在工作点AB14上运行，该工作点位于特性曲线最大值的左边。因此，该滑差如此小，使得该车轮可被用作用于确定滑差的基准。而在图7右边部分的情况下，该车轮在特性曲线最大值处的工作点AB15上运行。在该情况下，滑差计算在使用单独的速度测量系统的情况下实施。虽然在图7的情况下从下边起的第三特性曲线略微低于图6的第三特性曲线，但由于在后行进驱动组的在前行进车轮对行驶轨道产生附加调整作用，仍可实现总体非常好的牵引功率。在图7左边部分的情况下，在后行进驱动组的在后行进车轮的滑差小，而在图7右边部分的情况下该滑差再次导致改善的行驶轨道调整并且导致增大的牵引力。

由图4至7可见，通过对行驶轨道产生调整作用，对于在后行进的车轮在滑差相同或者较小的情况下可实现较高的牵引力。用于在后行进车轮组的自调整的附加滑差可例如高达在前行进驱动轮组的滑差值的100％。

当该调整不足以改善车轮和行驶轨道之间的附着并且尤其由于该原因而撒沙时，优选所有车轮在第一运行模式中运行。为了准备撒沙，即在撒沙开始前，优选使在第一运行模式中不被允许的附加滑差减小，直至达到在第一运行模式中允许的滑差。优选在那时或者在那之后才开始撒沙。由此避免增大磨耗。

如前所述，用于牵引力控制和/或调节的上述考虑不仅适用于轨道车辆的牵引，还适用于轨道车辆的电制动。然而，代替对驱动系的驱动扭矩或驱动力进行控制和/或调节，例如通过控制整流器、尤其是变流器来对电制动力进行控制和/或调节，至少一个驱动马达的电导线在交流电压侧连接到该整流器上。该至少一个驱动马达是驱动系的一部分。如果该整流器这样被控制和/或被调节，使得所述至少一个驱动马达起发电机作用，则通过驱动系对至少一个由马达驱动的车轮或车轮轴进行制动。

在电制动时优选预设定第一运行模式。由此，滑差功率也在电制动时减小。而当要进行快速电制动时，优选从第一运行模式转换到第二运行模式。因此，较高的滑差值和较高的制动牵引力可起作用。与在牵引情况下一样，在前行进车轮的较高滑差值导致对行驶轨道的调整并且从而导致至少一个在后行进车轮的较小的滑差值和/或较高的制动牵引力。因此，至少一个在前行进车轮不是仅为了快速制动目的而在第二运行模式中运行。至少一个沿行驶方向在后行进的车轮仍可在第一运行模式中运行，或者为了进一步提高制动牵引力也在第二运行模式中运行。总体上对于现有的驱动轮可实现与在牵引时相同的运行方式。

已经提及一种与车轮速度的直接测量无关的速度测量系统，尤其作为用于确定滑差值的基准。在此，例如车辆的位置可被重复地或者连续地通过基于卫星的定位系统如全球定位系统(GPS)来确定，并且从中计算出速度。替代地或附加地可使用例如雷达系统，该系统通过对反射的电磁信号进行分析计算来求得到位置固定的物体的距离。同样，通过对这些信号反复分析计算可计算出轨道车辆位置的改变并且在考虑时间的情况下还可计算出速度。在现有技术中还公开了其它与车轮速度无关的速度测量系统，这些系统同样可被使用。

Claims

1.用于运行轨道车辆(1)的方法，其中，该轨道车辆(1)的至少一个驱动轮(3a,3b,4a,4b)的在对应的车轮(3a,3b,4a,4b)和配属的行驶轨道(2)之间作用的牵引力被控制和/或被调节，其中，在所述车轮(3a,3b,4a,4b)和所述行驶轨道(2)之间作用的、导致磨除的滑差功率由牵引力控制和/或调节装置(5)至少暂时地如此减小，使得：

-所述牵引力从在滑差期间作用在车轮(3a,3b,4a,4b)和行驶轨道(2)之间的第一牵引力强度起被减小，并且

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在限制时间段的第一部分中所述牵引力恒定地保持在第二牵引力强度上，该第二牵引力强度小于第一牵引力强度，并且，在限制时间段的紧随该第一部分的第二部分中牵引力持续地增大直至达到或超出第一牵引力强度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述牵引力从第一牵引力强度出发减小一个预给定量或第一牵引力强度的一个预给定比例，达到第三牵引力强度，并且从第三牵引力强度出发再增大。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当车轮(3a,3b,4a,4b)和行驶轨道(2)之间的滑差达到预给定的最大滑差值或者能够按照预给定的准则确定的最大滑差值或者超过这样的最大滑差值时，使牵引力被减小并且随后被限制。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述轨道车辆(1)具有对相同的行驶轨道(2)而言沿行驶方向更靠前行进的第一车轮(3a,3b)和沿行驶方向更靠后行进的第二车轮(4a,4b)并且，牵引力控制和/或调节装置(5)对第一车轮(3a,3b)的牵引力和第二车轮(4a,4b)的牵引力相互独立地进行控制和/或调节。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过第二车轮(4a,4b)施加到行驶轨道(2)上的牵引力的减小与通过第一车轮(3a,3b)施加在行驶轨道(2)上的牵引力的减小相比在达到较小的预给定滑差最大值时已经实施。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在牵引力控制和/或调节装置(5)的第一运行模式中实施所述牵引力的减小和随后的限制，牵引力控制和/或调节装置(5)在第二运行模式中与在第一运行模式中相比

-在车轮(3a,3b,4a,4b)和行驶轨道(2)之间的滑差更大时才实施牵引力的减小，和/或

-在限制时间段中实施更快的牵引力增大，

或者在牵引力减小后不实施牵引力限制。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在接收转换信号时，根据当前运行模式和/或根据转换信号的类型而定转换到第二运行模式中或第一运行模式中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，当

-车轮(3a,3b,4a,4b)和行驶轨道(2)之间的当前起作用的牵引力满足预给定的条件时，或

-滑差增大限制装置确定，车轮(3a,3b,4a,4b)和行驶轨道(2)之间的滑差增大满足预给定的条件时，或

-第一运行模式的切断导致轨道车辆(1)的行驶速度减小时，

自动生成用于转换到第一运行模式中的转换信号。

10.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预给量或预给定比例与在所述减小开始的时间点上存在的、车轮(3a,3b,4a,4b)和行驶轨道(2)之间的滑差相关和/或与轨道车辆(1)的行驶速度相关。

11.用于轨道车辆(1)的牵引力控制和/或调节装置(5)，所述控制和/或调节装置构造成用于实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法。

12.轨道车辆(1)，具有根据权利要求11所述的牵引力控制和/或调节装置(5)。