CN113002317A - 驱动系统、运行驱动系统的方法以及具有驱动系统的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆、尤其轨道车辆的驱动系统，一种用于运行驱动系统的方法，以及一种具有驱动系统的车辆、尤其轨道车辆，其中，驱动系统包括：多个电牵引机，其中，各个电牵引机分别与至少一个驱动车轮机械耦合以便产生牵引；至少一个牵引整流器，其中，牵引整流器在交变电压侧与至少一个电牵引机连接，以便给至少一个电牵引机供给电能；牵引控制装置，用于调节和/或控制至少一个牵引整流器，其中，牵引控制装置构造成在车辆运动期间尤其根据至少一个牵引整流器的电输出交变参量来调节和/或控制至少一个牵引整流器，其中，在车辆停止期间，通过单独的检测装置不根据输出交变参量来探测车辆的至少一个驱动轮的旋转运动。

Description

驱动系统、运行驱动系统的方法以及具有驱动系统的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆、尤其轨道车辆的驱动系统。
本发明还涉及一种用于运行车辆的驱动系统的方法。
此外，本发明涉及一种具有根据本发明的驱动系统的车辆、尤其轨道车辆。
背景技术
由文献已知用于车辆的无旋转编码器的驱动系统。
在本说明书的上下文中，“无旋转编码器”应理解为缺少下述设备，所述设备能够在车辆运动期间直接测量或至少直接推导出牵引机的转子的位置/旋转角度或车轮的旋转角度。
旋转编码器的其他已知名称是速度传感器、转速传感器、脉冲发生器、信号发生器或者速度计。
例如，专利申请JP2005176490说明了一种无旋转编码器的车辆驱动系统。
然而，尤其在基于矢量的调节方法中，为了牵引调节还需要检测驱动装置的牵引机的转子位置。
因此开发了多种方法，例如在专利申请WO2012/004343中所说明的那样，这些方法使得能够根据对牵引机的相电流和相电压的测量和评估推导出转子位置。
然而，为此需要给牵引机连续施加交变参量，以便能够推导出转子位置。在本说明书中的上下文中，术语“交变参量”理解为交变电压和/或交变电流，这在电气技术中是常见的。这也包括电流和/或电压中的脉冲式交变参量，以及它们的谐波。
在车辆中，通常需要监控车辆的停止，以便在车辆滚走时采取相应的对策来防止车辆滚走。
如果车辆的驱动系统以无旋转编码器的方式构造，则因此不存在旋转编码器。
发明人已经认识到，如果车辆的驱动系统以无旋转编码器的方式构造，则即使在车辆停止期间也需要给牵引机施加交变参量，以便能够基于牵引机的转子位置的改变推断出车辆的运动。
在本说明书中，“停止”理解为车辆停止、牵引机输出轴的机械停止或车轮的机械停止。
给牵引机供给交变参量特别地在轨道车辆中产生不利影响，因为这些车辆通常构造有多个牵引机，从而为了监控停止需要高的能量耗费。
发明内容
因此，本发明所基于的任务是，提出一种用于车辆的驱动系统、一种用于运行驱动系统的方法，以及一种具有驱动系统的车辆，在所述系统中能够实现车辆的停止识别，尽管该车辆具有无旋转编码器的驱动系统。
此外，本发明的任务是，降低车辆在停止期间尤其用于监控车辆停止的能量消耗。
确切地说，降低能量消耗，而在此不会对停止识别的可靠性产生负面影响。
在这一点应注意的是，“探测车辆的至少一个车轮在停止期间的旋转运动”应理解为该停止是所期望的状态或应有状态。该探测尤其用于识别偏离于该状态的目的，即例如识别至少一个驱动车轮的旋转运动，尽管这是不希望的或不期望的。在下文中所使用的术语“停止状态”或“停止的状态”尤其是期望和/或希望停止的状态。
根据本发明，该任务通过根据本发明的用于车辆的驱动系统来解决。此外，该任务通过根据本发明的用于运行驱动系统的方法和根据本发明的具有驱动系统的车辆来解决。
说明书中包含本发明的有利构型。
提出了一种用于车辆的驱动系统，所述驱动系统可以有利地在具有多个牵引机的车辆中使用。这种车辆可以是轨道车辆。然而，其他类型的车辆、例如汽车也可以构造有多个牵引机。
用于这种车辆的驱动系统包括多个电牵引机，其中，各个电牵引机分别与至少一个驱动车轮机械耦合，以便产生牵引。
在本上下文中，“多个牵引机”应理解为至少两个牵引机。
然而，优选该车辆具有多于两个的牵引机，即至少三个牵引机。
牵引机优选构造为单相或多相异步机，其中，其他的类型、例如单相或多相永励同步机或者单相或多相磁阻机也可以用作牵引机。各个牵引机通过相应的驱动轴分别与至少一个驱动车轮机械连接，其中，在牵引机和驱动车轮之间还可以布置有变速传动装置。
由牵引机在运行中产生的扭矩通过驱动轴和驱动车轮转化为牵引，以使车辆加速或减速，或在必要时防止车辆在斜坡上滚走。
驱动系统还包括至少一个牵引整流器。
牵引整流器具有至少一个功率输入端和至少一个功率输出端，其中，牵引整流器在输入侧能与直流电压中间回路连接，并且在输出侧、即在交变电压侧提供优选多相交变电压，其中，该交变电压在频率、幅度和相位上是可变的。
替代于此，整流器在输入侧也可以与交变电压源连接，这在矩阵式变流器中是常见的。
在这种情况下，术语“交变电压侧”也将涉及矩阵式变流器的输出端。
牵引整流器在交流电压侧与至少一个电牵引机连接，以便给至少一个电牵引机供给电能。
此外，驱动系统还包括牵引控制和牵引调节装置、简称牵引控制装置，其可以实施为微处理器控制装置或计算机单元的形式并且用于调节和/或控制至少一个牵引整流器。
牵引控制装置尤其构造成使得该牵引控制装置不但可以进行调节而且可以进行控制。
如果存在多个牵引整流器，则可以给每个牵引整流器分别配属有牵引控制装置。替代地，也可以存在一个牵引控制装置，该牵引控制装置调节和/或控制多个牵引整流器。
牵引控制装置构造成在车辆运动期间根据至少一个牵引整流器的电输出交变参量来调节和/或控制至少一个牵引整流器。
为此，牵引控制装置具有至少一个第一信号输入端，以便在测量技术上检测至少一个牵引整流器的电输出交变参量。
附加地或替代地，牵引控制装置也可以通过至少一个第一信号输入端来检测至少一个牵引整流器的至少一个另外的或其他的参量、尤其是电参量，以便推断出至少一个驱动车轮的旋转运动。
这例如可以是牵引整流器的功率输入端处的电压和/或电流。
该参量尤其可以是这样的参量，所述参量受电牵引机或这些电牵引机中的至少一个电牵引机的电状态和/或磁状态影响，其中，所述状态与电牵引机的转子的运动和/或位置相关。在EP 2 023 479 B1第[0001]段中描述了这样的参量的示例，例如影响定子电流的转子反电动势或由载流定子导体与测试信号源耦合产生的定子电流。
该第一信号输入端优选是这样的接口，该接口使得能够在信号技术上对电流测量传感器和/或电压测量传感器的模拟信号进行进一步处理。
模拟信号必须在进一步处理之前相应地数字化。
该信号输入端也可以替代地或附加地构造成用于进一步处理电流测量传感器和/或电压测量传感器的已经数字化的信号。
牵引控制装置还具有一信号输入端(例如第二信号输入端)，以便读入用于检测车轮的旋转运动的检测装置的输出信号。
车轮的旋转运动引起车轮的旋转角度改变。检测装置可以检测车轮的旋转角度的这种改变。
检测装置可以提供模拟信号，该模拟信号在被进一步处理之前必须被牵引控制装置数字化。
然而，替代于此，该信号能够以已经数字化的形式由检测装置提供。
这种模拟信号或数字化信号可以是简单的二进制信号，该信号表示车轮在实施旋转运动，但不提供其他可评估的信息。
由检测装置提供的信号在运动期间、即在车辆行驶运行期间不被牵引控制装置评估。
尽管驱动系统具有这种检测装置，但由于这种情况，如果检测装置的信号在车辆行驶期间不被用于调节和/或控制牵引整流器并且在车辆行驶期间不被用于检测车轮的旋转运动，则仍被视为以无旋转编码器的方式构造。
尤其地，牵引控制装置构造成在车辆行驶期间不将检测装置的信号用于调节和/或控制至少一个牵引整流器和/或不用于探测车辆的至少一个车轮的旋转运动。
如在本说明书的进一步进程中清楚地表明的那样，检测装置的信号仅在车辆停止期间被评估。“在停止期间”尤其应理解为，实际上存在或应存在停止。例如，轨道车辆的机械制动器和/或轨道车辆的动态制动器在停止期间是激活的。尽管有激活的制动器，但仍可能发生车轮运动，例如由于机械制动器的作用到轨道车辆的至少一个车轮上的制动钳没有产生足够的制动力。
此外，牵引控制装置具有至少一个第一信号输出端，以便操控至少一个牵引整流器。
通过操控牵引整流器可以影响牵引整流器的转换。尤其地，通过操控牵引整流器可以影响输出侧交变电压的频率、幅度和/或相位。
此外，牵引控制装置还具有至少一个另外的信号输入端，该另外的信号输入端用于接收上级车辆控制装置的控制信号。
这些控制信号例如可以包含关于车辆的速度和/或加速度的信息。
根据上级车辆控制装置的这些信息，牵引控制装置影响至少一个牵引整流器，尤其影响电输出交变参量。
牵引控制装置构造成使得它根据至少一个牵引整流器的电输出交变参量来调节车辆的运动。
为此，牵引控制装置具有程序流程，该程序流程检测牵引整流器的输出侧交变参量，根据上级车辆控制装置的规定来计算牵引整流器的输出侧交变电压的频率、幅度和/或相位并且然后在牵引整流器中对其进行调整。
此外，牵引控制装置利用开头提及的无旋转编码器的方法检测转子位置并且与多个电牵引机的转子位置相应地在频率、幅度和/或相位方面调节牵引整流器的输出侧交变电压。
尤其为了用上述方法进行评估，牵引控制装置根据对至少一个适合于此的检测装置的评估来检测车辆的驱动车轮或非驱动车轮的旋转运动，其中，至少一个检测装置不检测至少一个牵引整流器的电输出交变参量并且也不检测与牵引机的电状态和/或磁状态相关的参量。
在此，牵引控制装置在该运行点调节至少一个牵引整流器，使得不产生电输出交变参量。
为此，牵引控制装置评估尤其是在第二信号输入端处的信号，以便读入用于检测车轮的旋转运动的检测装置的输出信号。
检测装置优选与车轮连接，以便将该车轮的旋转运动转换为可评估的信号，该车轮可以是驱动车轮或是非驱动车轮。
这尤其意味着，如果车轮实施旋转运动，则检测装置可以根据可评估的信号来确定这个旋转运动。
旋转运动到可评估的信号的这种转换与至少一个牵引整流器的运行无关，尤其与至少一个牵引整流器的电输出交变参量无关。
确切地说，检测装置为了检测旋转运动和提供信号需要特别少的能量。优选地，在检测装置运行中的能量消耗小于100瓦，但特别优选小于10瓦。
如上所述，检测装置可以提供模拟信号或已经数字化的信号。
替代于对电输出交变参量或与牵引机的电状态和/或磁状态相关的参量进行评估，对检测装置的评估具有以下优点：车辆在停止期间消耗特别少的能量，因为至少一个牵引整流器不必提供用于检测旋转运动的电输出交变参量，并且例如也无需运行测试信号源。
在此，附加于对输出侧交变参量和/或与牵引机的电状态和/或磁状态相关的参量进行评估，牵引控制装置在车辆行驶期间根据对至少一个适用于此的检测装置的评估来检测车辆的驱动车轮或非驱动车轮的旋转运动，其中，至少一个检测装置不检测至少一个牵引整流器的电输出交变参量并且也不检测与牵引机的电状态和/或磁状态相关的参量。
为此，牵引控制装置尤其在第二信号输入端处评估信号，以便读入用于检测车轮的旋转运动的检测装置的输出信号。
然而，尤其检测装置的信号在车辆行驶期间不被用于调节和/或控制至少一个牵引整流器和/或不被用于探测车辆的至少一个车轮的旋转运动。
检测装置优选与车轮连接，以便将该车轮的旋转运动转换为可评估的信号，该车轮可以是驱动车轮或是非驱动车轮。
这尤其意味着，如果车轮实施旋转运动，检测装置可以通过可评估的信号来确定这个旋转运动。
确切地说，检测装置为了检测旋转运动并且提供信号需要特别少的能量。优选地，在检测装置运行中的能量消耗小于100瓦，但特别优选小于10瓦。
旋转运动到可评估的信号的转换与至少一个牵引整流器的运行无关地进行，尤其与至少一个牵引整流器的电输出交变参量和与牵引机的电状态和/或磁状态相关的参量无关地进行。
如上所述，检测装置可以提供模拟信号或已经数字化的信号。
附加于对用于探测旋转运动的电输出交变参量进行评估，对检测装置的评估还具有以下优点：检测装置可以在车辆的停止状态中特别可靠地探测车辆的可能的运动，因为提供了附加的冗余测量信号。
在本发明的一个有利构型中，驱动系统、尤其是牵引控制装置还构造成用于在车辆的停止状态期间调节或控制至少一个牵引整流器，使得多个电牵引机中至少一个、但最多两个电牵引机被供给电能。
特别有利的是，车辆具有至少三个电牵引机。
因为在此在车辆停止期间被供给电能的电牵引机的数量减少，以便通过对电输出交变参量或与牵引机的电状态和/或磁状态相关的参量的评估、借助于开头提及的无旋转编码器的方法、根据对牵引整流器的电输出交变参量的评估来检测转子位置并且推断出旋转运动。
这导致车辆在停止期间尤其用于监控车辆停止的能量消耗降低。
本发明的这种构型的前提是，至少一个牵引整流器产生输出交变参量或检测与牵引机的电状态和/或磁状态相关的参量，其中，输出交变参量和/或上述参量通过牵引控制装置来评估，并且牵引控制装置不仅仅评估用于检测旋转运动的检测装置的信号。
替代于或附加于使用检测装置来检测车轮在停止状态中的旋转运动，牵引控制装置可以构造成使得在车辆停止期间探测车辆的至少一个驱动车轮的旋转运动，其中，牵引控制装置在此根据至少一个牵引整流器的电输出交变参量中的改变来探测旋转运动。
为此，牵引控制装置从上级车辆控制装置得到关于车辆处于或应处于停止中的信息。
然后，牵引控制装置调节至少一个牵引整流器的输出侧交变电压的频率、幅度和/或相位，使得存在于车辆中的牵引机不产生扭矩。
牵引控制装置还通过第一信号输入端来检测牵引整流器的电输出交变参量并且还利用开头提及的无旋转编码器的方法根据对牵引整流器的电输出交变参量的评估来计算转子的位置。
因为至少一个驱动车轮与牵引机机械耦合，所以如果车轮发生旋转运动，则牵引机转子的位置改变。
这通过以下方式由牵引控制装置来检测：该牵引控制装置在车辆停止期间用上述方法持续地、即连续地确定转子的位置。然而，仅根据电输出交变参量中的改变来探测停止中的旋转运动不是本发明的主题。
在本发明的另一有利构型中，驱动系统、尤其牵引控制装置还构造成在车辆停止期间调节至少一个牵引整流器，使得多个电牵引机中的最多一个电牵引机被供给电能。
特别有利的是，车辆具有多个电牵引机。
因为，在此与本发明的前述构型相比，在车辆停止期间被供给电能的牵引机数量进一步减小，以便通过对电输出交变参量的评估、借助于开头提及的无旋转编码器的方法、根据对牵引整流器的电输出交变参量的评估来检测转子的位置和/或转子的速度并且推断出旋转运动。
这导致进一步降低车辆在停止期间尤其用于监控停止的能量消耗。
本发明的这种构型的前提是，至少一个牵引整流器产生由牵引控制装置评估的输出交变参量，并且牵引控制装置不仅仅评估用于检测旋转运动的检测装置的信号。
在本发明的另一有利构型中，驱动系统构造有检测装置，其中，检测装置是旋转编码器、加速度传感器、分解器或重力传感器。
上述类型的检测装置或者安置在车轮上，其中，该车轮可以是驱动车轮或非驱动车轮。
替代地，检测装置也可以安置在牵引机的驱动轴上。
在每种情况下，检测装置必须这样安置在车辆上，使得车轮的旋转运动转换成可以被牵引控制装置评估的信号。
通过使用上述类型的检测装置得到多个优点。
一方面，上述类型的检测装置具有非常低的、明显低于10瓦的能量消耗。
这进一步降低了车辆在停止期间的能量消耗。
此外，上述类型的检测装置在结构上不太复杂，使得对旋转运动的检测非常稳健且可靠地起作用，这恰好在本应用方式中对于安全性是至关重要的。
还提出了一种用于运行前面所阐述的电驱动系统的方法，在下文中说明该方法。
应注意的是，该方法不但能够应用于前面所阐述的驱动系统，也能够应用于构造有前面所阐述的驱动系统的车辆、尤其轨道车辆。
该方法在第一运行模式中包括给电牵引机或多个电牵引机供给电能以便产生牵引，其中，电牵引机或这些电牵引机中的至少一个电牵引机的转子的转速、速度、转矩和/或位置在车辆运动期间根据至少一个牵引整流器的电输出交变参量来调节。替代地或附加地，电牵引机或电牵引机中的至少一个电牵引机的转子的转速、速度、转矩和/或位置在车辆运动期间根据至少一个参量来调节，该参量受电牵引机或电牵引机中的至少一个电牵引机的电状态和/或磁状态影响，其中，所述状态与电牵引机的转子的运动和/或位置相关。
由至少一个牵引整流器来提供电能，其中，对至少一个牵引整流器以及电牵引机的调节由牵引控制装置来执行。
此外，该方法在第二运行模式中包括：通过评估至少一个适用于检测驱动车轮的旋转运动的检测装置来探测车辆的至少一个车轮(尤其驱动车轮或非驱动车轮)的旋转运动，其中，至少一个检测装置不检测至少一个牵引整流器的电输出交变参量并且不检测受电牵引机或电牵引机中的至少一个电牵引机的电状态和/或磁状态影响的参量，其中，所述状态与电牵引机的转子的运动和/或位置相关。
由检测装置提供的信号通过牵引控制装置来评估。
优选地，在该替代的方法步骤中，至少一个牵引整流器处于待机状态中，从而不给电牵引机供给电能。
替代于或附加于使用所述检测装置，该方法第二运行模式中可以包括：给电牵引机或多个电牵引机中的至少一个电牵引机供给电能，而在此不产生牵引。为此，牵引控制装置相应地调节至少一个牵引整流器。此外，在该实施方式中，该方法在第二运行模式中包括：根据至少一个牵引整流器的电输出交变参量中的改变来探测车辆的至少一个驱动车轮的旋转运动。为此，牵引控制装置与开头提及的没有旋转编码器的方法相应地评估至少一个牵引整流器的输出交变参量并且持续地确定转子的位置和/或速度。
要强调的是，第二运行模式的方法步骤仅在车辆的停止状态期间实施，并且相应地通过牵引控制装置来实施。
根据所述方法的一个优选构型，在车辆的停止状态期间给多个电牵引机中的最多两个电牵引机供给电能，而在此不产生牵引。
牵引控制装置相应地调节/控制至少一个牵引整流器。
如果车辆构造有多于两个的电牵引机，则在停止期间被供给电能的电牵引机的数量减少会导致车辆在停止期间的能量消耗降低。
根据该方法的另一优选构型，在车辆的停止状态期间给多个电牵引机中的最多一个电牵引机供给电能，而在此不产生牵引。
牵引控制装置相应地调节/控制至少一个牵引整流器。
如果车辆构造有多个电牵引机，则与在停止期间给多个电牵引机中的最多两个电牵引机供给相比，在停止期间被供给电能的电牵引机的数量的进一步减少会导致车辆在停止期间的能量消耗进一步降低。
根据该方法的另一优选构型，检测装置是旋转编码器、加速度传感器、分解器或重力传感器。
这具有以下优点：该方法、尤其对车轮的旋转运动的检测特别可靠地起作用，因为上述类型的检测装置在结构上不太复杂。在此，对旋转运动的检测非常稳健且可靠，这恰好在这种应用方式中对于安全性而言至关重要。
还提出了一种车辆、尤其一种轨道车辆，其具有上述驱动系统，其中，该驱动系统以上述方法来运行。
附图说明
在下文中，根据示意性附图阐述本发明的实施方式。在此，在其类型和/或功能方面一致的特征可以在此跨附图地设有相同的附图标记。
附图示出：
图1根据本发明的第一实施方式的驱动系统的示意图；
图2根据本发明的第二实施方式的驱动系统的示意图；
图3根据本发明的第三实施方式的驱动系统的示意图；
图4根据本发明的第四实施方式的驱动系统的示意图；
图5具有根据本发明的驱动系统的轨道车辆组合的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的第一实施方式的驱动系统2的示意图，其中，这种类型的驱动系统2安装在未示出的车辆上。
在此，驱动系统2包括牵引整流器13、与牵引整流器13电连接的牵引机17、将牵引机17与无旋转编码器的驱动车轮11力锁合地连接的驱动轴18。
此外，驱动系统2包括牵引控制器15，该牵引控制器与牵引整流器13在信号技术上连接。
牵引控制器15通过相应的操控信号21控制牵引整流器13。
此外，牵引控制器15包括信号输入端，以便在测量技术上检测牵引整流器13的输出侧交变参量19，尤其是电流和电压。
需要区分车辆的两种主要运行情况。
在第一运行情况下，牵引整流器13被牵引控制器15控制，使得生成具有合适的频率、幅度和相位的三相交变电压。根据该交变电压，牵引机17产生扭矩。
该扭矩通过驱动轴18(并且必要时通过位于牵引机17和无旋转编码器的驱动车轮11之间的传动装置)传递给无旋转编码器的驱动车轮11。
由于车轮与地面之间的接触，产生牵引并且车辆加速或也减速。
驱动系统2的这种所说明的运行情况应用在车辆运动期间。
在第二运行情况下，牵引整流器13被牵引控制器15控制，使得生成具有合适的频率、幅度和相位的三相交变电压。然而，该交流电压被调节/控制，使得牵引机17不产生扭矩并且然后车辆保持在停止中。
因为无旋转编码器的驱动车轮11与牵引机17机械耦合，所以牵引机17的转子(未示出)的位置在无旋转编码器的驱动车轮11旋转运动时改变。
转子的位置改变伴随着电参数的改变，例如牵引机17的电抗的改变。
因此，电抗的改变导致牵引整流器13的输出侧交变参量19改变，并且这可以由牵引控制器15根据对输出侧交变参量19的评估来检测并推断出旋转运动。在借助附图说明实施例时，没有进一步提及替代或附加的做法，在所述做法中，在测量技术上检测至少一个与牵引机的电状态和/或磁状态相关的参量，并且该参量为了求取旋转运动而被评估。然而，这种替代或附加的方法方式在所有实施例中都是可行的。
为此目的，可以使用由文献已知的其他方法。
驱动系统2的这种所说明的运行情况应用在车辆的停止状态中。
在驱动系统2的两种前述运行情况下，牵引控制器15都不需要旋转编码器信号23来调节/控制牵引整流器13。
因此，驱动系统2实施成完全没有旋转编码器。
牵引整流器13的输出侧交变参量19仅根据由牵引控制器15检测的输出侧交变参量19和未示出的上级车辆控制装置的车辆速度和/或加速度的规定来调节/控制。
为此，将由文献已知的控制和调节方法用于无旋转编码器的转速变化的驱动。
图2示出根据本发明的第二实施方式的驱动系统2的示意图，其中，这种类型的驱动系统2安装在未示出的车辆中。
在此，驱动系统2包括牵引整流器13、与牵引整流器13电连接的牵引机17、将牵引机17与带有旋转编码器的驱动车轮9力锁合地连接的驱动轴18。
此外，驱动系统2包括旋转编码器10，该旋转编码器在此布置在带有旋转编码器的驱动车轮9上并且将带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转运动转换成旋转编码器信号23。
替代于此，旋转编码器10也可以安置在驱动轴18或牵引机17的未示出的输出轴上。
此外，驱动系统2包括牵引控制器15，该牵引控制器与牵引整流器13在信号技术上连接。
牵引控制器15通过相应的操控信号21来控制牵引整流器13。
此外，牵引控制器15包括信号输入端，以便在测量技术上检测牵引整流器13的输出侧交变参量19，尤其是电流和电压。
此外，牵引控制器15具有至少一个信号输入端，以便在测量技术上检测旋转编码器10的旋转编码器信号23。
在该实施例中，也需要区分驱动系统2的两种主要运行情况。
在第一运行情况下，牵引整流器13被牵引控制器15控制，使得生成具有合适的频率、幅度和相位的三相交变电压。根据该交变电压，牵引机17产生扭矩。
该扭矩通过驱动轴18(并且必要时通过位于牵引机17和无旋转编码器的驱动车轮11之间的传动装置)传递给带有旋转编码器的驱动车轮9。
由于车轮与地面之间的接触，产生牵引并且车辆加速或也减速。
驱动系统2的这种所说明的运行情况应用在车辆运动期间。
在第二运行情况下，牵引整流器13处于待机状态中，这意味着，在牵引整流器13的功率输出端不产生交变电压。
而在这种运行情况下，通过牵引控制器15来评估旋转编码器信号23。
因此，通过评估旋转编码器信号23，牵引控制器15能够探测带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转运动。
驱动系统2的这种所说明的运行情况应用在车辆的停止状态中。
然而，在第一运行情况下，牵引控制器15不需要旋转编码器信号23来调节/控制牵引整流器13。
牵引整流器13的输出侧交变参量19仅根据所检测的输出侧交变参量19和未示出的上级车辆控制装置的速度和/或加速度的规定来调节/控制。
为此，将由文献已知的控制和调节方法用于无旋转编码器的转速变化的驱动。
图3示出根据本发明的第三实施方式的驱动系统2的示意图，其中，这种类型的驱动系统2安装在未示出的车辆中。
在此，驱动系统2包括牵引整流器13、与牵引整流器13电连接的牵引机17、将牵引机17与无旋转编码器的驱动车轮11力锁合地连接的驱动轴18。
此外，驱动系统2包括牵引控制器15，该牵引控制器与牵引整流器13在信号技术上连接。
牵引控制器15通过相应的操控信号21来控制牵引整流器13。
此外，牵引控制器15包括信号输入端，以便在测量技术上检测牵引整流器13的输出侧交变参量19，尤其是电流和电压。
此外，驱动系统2包括旋转编码器10，该旋转编码器在此布置在无驱动车轮7上并且将旋转运动转换成旋转编码器信号23。
此外，牵引控制器15具有至少一个信号输入端，以便在测量技术上检测旋转编码器10的旋转编码器信号23。
在该实施例中，也需要区分驱动系统2的两种主要运行情况。
在第一运行情况下，牵引整流器13被牵引控制器15控制，使得产生具有合适的频率、幅度和相位的三相交变电压。根据该交变电压，牵引机17产生扭矩。
该扭矩通过驱动轴18(并且必要时通过位于牵引机17和无旋转编码器的驱动车轮11之间的传动装置)传递给无旋转编码器的驱动车轮11。
由于车轮与地面之间的接触，产生牵引并且车辆加速或也减速。
驱动系统2的这种所说明的运行情况应用在车辆运动期间。
在第二运行情况下，牵引整流器13处于待机状态中，这意味着，在牵引整流器13的功率输出端不产生交变电压。
而在这种运行情况下，通过牵引控制器15来评估旋转编码器信号23。
因此，通过评估旋转编码器信号23，牵引控制器15能够探测带有旋转编码器的无驱动车轮7的旋转运动。
驱动系统2的这种所说明的运行情况应用在车辆的停止状态期间。
然而，在第一运行情况下，牵引控制器15不需要旋转编码器信号23来调节/控制牵引整流器13。
牵引控制器13的输出侧交变参量19仅根据所检测的输出侧交变参量19和未示出的上级车辆控制装置的速度和/或加速度的规定来调节/控制。
为此，将由文献已知的控制和调节方法用于无旋转编码器的转速变化的驱动。
附加地或替代地，在第二运行情况下，牵引整流器13可以被牵引控制器15控制，使得生成具有合适的频率、幅度和相位的三相交变电压，其中，该三相交变电压对配属于无旋转编码器的驱动车轮11的牵引机17进行供给。
该交变电压被控制/调节，使得该牵引机17不产生扭矩并且然后车辆保持在停止中。
因为无旋转编码器的驱动车轮11与牵引机17机械耦合，所以该牵引机17的转子(未示出)的位置在无旋转编码器的驱动车轮11旋转运动时改变。
转子的位置改变伴随着电参数的改变，例如牵引机17的电抗的改变。
因此，电抗的改变导致牵引整流器13的输出侧交变参量19的改变，并且这可以由牵引控制器15根据对输出侧交变参量19的评估来检测并且推断出旋转运动。
为此目的，可以使用由文献已知的其他方法。
运行系统2的这种替代或附加的运行情况也应用在车辆的停止状态中。
在这种替代或附加的运行情况下，牵引控制器15不需要旋转编码器信号23来调节/控制牵引整流器13。
牵引整流器13的输出侧交变参量19仅根据由牵引控制器15检测的输出侧交变参量19来调节/控制。
为此，将由文献中已知的控制和调节方法用于无旋转编码器的转速变化的驱动。
图4示出根据本发明的第四实施方式的驱动系统2的示意图，其中，这种类型的驱动系统2安装在未示出的车辆中。
在此，驱动系统2包括牵引整流器13、与牵引整流器13电连接的两个牵引机17、分别将牵引机17与带有旋转编码器的驱动车轮9和无旋转编码器的驱动车轮11力锁合地连接的两个驱动轴18。
此外，驱动系统2包括旋转编码器10，该旋转编码器在此布置在带有旋转编码器的驱动车轮9上并且将带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转运动转换成旋转编码器信号23。
替代于此，旋转编码器10也可以安置在驱动轴18上或牵引机17的配属于带有旋转编码器的驱动车轮9的未示出的输出轴上。
此外，驱动系统2包括牵引控制器15，该牵引控制器与牵引整流器13在信号技术上连接。
牵引控制器15通过相应的操控信号21来控制牵引整流器13。
此外，牵引控制器15包括信号输入端，以便在测量技术上检测牵引整流器13的输出侧交变参量19，尤其是电流和电压。
此外，牵引控制器15具有至少一个信号输入端，以便在测量技术上检测旋转编码器10的旋转编码器信号23。
牵引整流器13在此示出和实施为一个单元。
然而，牵引整流器13可以实施为两个独立的牵引整流器13，其中，然后将每个牵引整流器13配属给一牵引机17。牵引控制器15会与此相应地进行匹配。
在该实施例中，也需要区分驱动系统2的两种主要运行情况。
在第一运行情况下，牵引整流器13被牵引控制器15控制，使得生成具有合适的频率、幅度和相位的三相交变电压，以便给两个牵引机17供给电能。根据该交变电压，这两个牵引机17产生扭矩。
这种在此产生的扭矩通过驱动轴18(并且必要时通过位于牵引机17和无旋转编码器的驱动车轮11之间的传动装置)传递给带有旋转编码器的驱动车轮9和无旋转编码器的驱动车轮11。
由于车轮与地面之间的接触，产生牵引并且车辆加速或也减速。
驱动系统2的这种所说明的运行状态应用在车辆运动期间。
在第二运行情况下，牵引整流器13处于待机状态中，这意味着，在牵引整流器13的功率输出端不产生交变电压。然后车辆保持在停止中。
然而，在该运行情况下，通过牵引控制器15来评估旋转编码器信号23。
因此，通过评估旋转编码器信号23，牵引控制器15能够探测带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转运动。
驱动系统2的这种所说明的运行情况应用在车辆的停止状态期间。
然而，在第一运行情况下，牵引控制器15不需要旋转编码器信号23来调节/控制牵引整流器13。
牵引整流器13的输出侧交变参量19仅根据所检测的输出侧交变参量19和未示出的上级车辆控制装置的速度和/或加速度的规定来调节/控制。
为此，将由文献已知的控制和/或调节方法用于无旋转编码器的转速变化的驱动。
替代地或附加地，在第二运行情况下，牵引整流器13可以被牵引控制器15控制，使得生成至少一个具有合适的频率、幅度和相位的三相交变电压，其中，该三相交变电压仅对配属于无旋转编码器的驱动车轮11的牵引机17进行供给。
该交变电压被控制/调节，使得该牵引机17不产生扭矩并且车辆然后保持在停止中。
因为无旋转编码器的驱动车轮11与牵引机17机械耦合，所以该牵引机17的转子(未示出)的位置在无旋转编码器的驱动车轮11旋转运动时改变。
转子的位置改变伴随着电参数的改变，例如配属于无旋转编码器的驱动车轮11的牵引机17的电抗的改变。
为此目的，可以使用由文献已知的其他方法。
因此，电抗的改变导致牵引整流器13的输出侧交变参量19改变，并且这可以由牵引控制器15根据对输出侧交变参量19的评估来检测并且推断出旋转运动。
为此目的，可以使用由文献已知的其他方法。
驱动系统2的这种替代或附加的运行情况也应用在车辆的停止状态中。
在这种替代或附加的运行情况下，牵引控制器15不需要旋转编码器信号23来调节/控制牵引整流器13。
牵引整流器13的输出侧交变参量19仅根据由牵引控制器15所检测的(配属于无旋转编码器的驱动车轮11的牵引机17的)输出侧交变参量19来调节/控制。
为此，将由文献已知的控制和调节方法用于无旋转编码器的转速变化的驱动。
在下文中说明一种车辆、尤其是轨道车辆组合3，其具有前述实施例中的驱动系统2。
本发明在具有多个驱动装置或被驱动的车轮的车辆中是特别有利的。
在这里，一方面能够在很大程度上降低驱动系统在车辆停止期间的能量消耗，而在此不使车辆的安全性变差。
图5示出多个轨道车辆1的示意图，其中，将各个车辆组合成轨道车辆组合3。两个轨道车辆1中的每一个都具有用于产生牵引的驱动系统。
在轨道车辆1中，通常将两个单车轮通过一轴彼此力锁合地连接，以便形成车轮组。
也已知轨道车辆1构造有单车轮，所述单车轮能够被驱动而且能够不被驱动。
因此，在下文中“车轮”也被用作“车轮组”的同义词，其中，车轮可以构造为驱动车轮或非驱动车轮。
第一轨道车辆1(从左到右)具有第一驱动系统，其中，该驱动系统包括带有旋转编码器的驱动车轮9、无旋转编码器的驱动车轮11、两个牵引整流器13和牵引控制器15。
此外，轨道车辆1具有两个无旋转编码器的无驱动车轮5。
带有旋转编码器的驱动车轮9以及无旋转编码器的驱动车轮11分别与一未示出的牵引机机械连接。
各个牵引机分别与两个牵引整流器13之一电连接，使得这两个牵引机可以彼此无关地被供给电能。
牵引整流器13、尤其是其运行通过牵引控制器15来调节和/或控制。
牵引控制器15从未示出的上级车辆控制装置获取轨道车辆1的相应运行状态的相关信息。
这例如可以是速度和/或加速度的规定，其中，控制器15将上级车辆控制装置的规定转化为用于牵引整流器13的相应控制信号，以便给牵引机供给电能。
尤其地，两个牵引机在轨道车辆1运动期间被供给电能，以便驱动轨道车辆1。
在此，控制器15尤其控制和/或调节这些牵引机的转速，其中，仅根据两个牵引整流器13的输出侧交变参量来进行转速的控制/调节。
这意味着，带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转编码器在轨道车辆1运动期间不被评估。
而在轨道车辆1的停止状态期间，控制器15对带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转编码器进行评估，以便探测带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转运动，其中，在此可以推断出轨道车辆1的运动、尤其是滚动。
两个驱动车轮的牵引机在轨道车辆的停止状态期间优选不被供给电能并且仅借助于带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转编码器来检测对运动的探测。
附加地或替代地，带有旋转编码器的驱动车轮9的牵引机在停止状态期间可以被供给电能，然而在此不产生扭矩并因此不产生牵引。
控制器15控制/调节牵引整流器13并且评估牵引整流器13的输出侧交变参量。根据牵引整流器13的输出侧交变参量的改变可以探测带有旋转编码器的驱动车轮9的旋转运动。
附加地或替代地，无旋转编码器的驱动车轮11的牵引机可以在轨道车辆1的停止状态中被供给电能，以便探测无旋转编码器的驱动车轮11的旋转运动。在此，第二牵引整流器13在轨道车辆1的停止状态中给无旋转编码器的驱动车轮11的牵引机供给电能，其中，牵引机在此也不产生扭矩并且然后车辆保持在停止中。
控制器15控制/调节所属的牵引整流器13并且评估牵引整流器13的输出侧交变参量，以便探测无旋转编码器的驱动车轮11的旋转运动。
在前述示例中的每一个中，控制器15都可以探测轨道车辆1的至少一个驱动车轮的旋转运动。如果在停止状态期间探测到旋转运动，则控制器15将该运动报告给未示出的上级车辆控制装置。
上级车辆控制装置可以采取相应的对策，以便防止轨道车辆1滚动。
例如，上级车辆控制装置可以使未示出的制动控制器提高制动力。
第二轨道车辆1(从左到右)具有另外的驱动系统，其中，该驱动系统包括两个无旋转编码器的驱动车轮11、牵引整流器13和牵引控制器15。
此外，第二轨道车辆1具有两个无驱动车轮，其中，一个车轮实施为无旋转编码器的无驱动车轮5，一个车轮实施为带有旋转编码器的无驱动车轮7。
两个无旋转编码器的驱动车轮11分别与一未示出的牵引机机械连接。
各个牵引机分别与牵引整流器13电连接，使得两个牵引机可以共同被供给电能。
牵引整流器13、尤其是其运行通过牵引控制器15来调节和/或控制。
牵引控制器15从未示出的上级车辆控制装置获取轨道车辆1的各个运行状态的相关信息。
两个牵引机在轨道车辆1运动期间被供给电能，以便驱动轨道车辆1。
在此，控制器15尤其控制和/或调节牵引机的转速，其中，仅根据牵引整流器13的输出侧交变参量来进行转速的控制/调节。
这意味着，带有旋转编码器的无驱动车轮7的旋转编码器在轨道车辆1的运动期间不被评估。
而在轨道车辆1的停止状态期间，带有旋转编码器的无驱动车轮7的旋转编码器被控制器15评估，以便探测带有旋转编码器的无驱动车轮7的旋转运动，其中，在此可以推断出轨道车辆1的运动、尤其是滚动。
两个驱动车轮的牵引机在轨道车辆的停止状态期间优选不被供给电能并且仅借助于带有旋转编码器的无驱动车轮7的旋转编码器来检测对运动的探测。
附加地或替代地，无旋转编码器的驱动车轮11的牵引机在停止状态期间能够被供给电能，然而在此不产生扭矩并因此不产生牵引。
控制器15控制/调节牵引整流器13并且评估牵引整流器13的输出侧交变参量。根据牵引整流器13的输出侧交变参量的改变可以探测无旋转编码器的驱动车轮11的旋转运动。
在前述示例中的每一个中，控制器15都可以探测轨道车辆1的至少一个驱动车轮或非驱动车轮的旋转运动。如果在停止状态期间探测到旋转运动，则控制器15将该运动报告给上级车辆控制装置。
上级车辆控制装置可以采取相应的对策，以便防止轨道车辆1滚动。
例如，上级车辆控制装置可以使未示出的制动控制器提高制动力。
上级车辆控制装置可以位于轨道车辆1中。
也可能的是，两个轨道车辆1中的每一个都具有自身的上级车辆控制装置。
如从图5能够看出，两个轨道车辆1中的每一个都构型有旋转编码器。
每个轨道车辆中有一个旋转编码器就足以可靠地探测停止。
因为涉及轨道车辆组合3，所以甚至在整个轨道车辆组合中仅评估一个旋转编码器就已足够，因为两个轨道车辆1力锁合地彼此连接。
然而，这会对停止识别的可靠性产生负面影响，因为取消了冗余。
如果轨道车辆组合3的轨道车辆1完全以无旋转编码器的方式构造，则出于能量效率的原因，在停止状态期间给总计4个牵引机中的最多2个供给电能，以便可靠地探测车辆的停止。
然而，优选给(整个轨道车辆组合3的)最多一个牵引机供给电能。这使轨道车辆组合3的能量消耗降低到最小。
然而，这会对停止识别的可靠性产生负面影响，因为取消了冗余。
轨道车辆1也可以具有多于两个的驱动车轮并因此具有多于两个的牵引机。
然后，在停止状态期间也最多给两个牵引机供给电能，以便可靠地探测轨道车辆1的停止。
然而，优选给仅一个牵引机供给电能，以便探测轨道车辆1的停止。
附图标记列表
1 轨道车辆
2 驱动系统
3 轨道车辆组合
5 无旋转编码器的无驱动车轮
7 带有旋转编码器的无驱动车轮
9 带有旋转编码器的驱动车轮
10 旋转编码器
11 无旋转编码器的驱动车轮
13 牵引整流器
15 牵引控制器
17 牵引机
18 驱动轴
19 输出侧交变参量
21 操控信号
23 旋转编码器信号

Claims (11)

1.一种用于车辆、尤其用于轨道车辆(1)的驱动系统(2)，包括：
-多个电牵引机(17)，其中，各个电牵引机(17)分别与至少一个驱动车轮(9；11)机械耦合，以便产生牵引，
-至少一个牵引整流器(13)，其中，所述牵引整流器(13)在交变电压侧与至少一个电牵引机(17)连接，以便给所述至少一个电牵引机(17)供给电能，
-牵引控制装置(15)，用于调节和/或控制至少一个牵引整流器(13)，其中，所述牵引控制装置(15)构造成在车辆运动期间根据所述至少一个牵引整流器(13)的电输出交变参量(19)来调节和/或控制所述至少一个牵引整流器(13)，其中，
所述牵引控制装置(15)还构造成在车辆行驶期间探测车辆的至少一个驱动车轮(9；11)的旋转运动，其中，所述牵引控制装置(15)在此根据所述至少一个牵引整流器(15)的电输出交变参量(19)中的改变和/或根据受所述电牵引机(17)或所述电牵引机(17)中的至少一个电牵引机的电状态和/或磁状态影响的至少一个参量来探测旋转运动，其中，所述状态与所述电牵引机(17)的转子的运动和/或位置相关，并且
所述牵引控制装置(15)还构造成在车辆停止状态期间：
-探测车辆的至少一个车轮(5、9；7、11)的旋转运动，亦即根据对至少一个检测装置(10)的信号的评估进行探测，其中，所述至少一个检测装置(10)不检测所述至少一个牵引整流器(13)的电输出交变参量(19)并且不检测受所述电牵引机(17)或所述电牵引机(17)中的至少一个电牵引机的电状态和/或磁状态影响的参量，其中，所述状态与所述电牵引机(17)的转子的运动和/或位置相关，和/或
-探测车辆的至少一个驱动车轮(9；11)的旋转运动，亦即根据所述至少一个牵引整流器(15)的电输出交变参量(19)中的改变进行探测。
2.根据权利要求1所述的驱动系统(2)，其特征在于，所述牵引控制装置(15)还构造成在车辆停止期间调节所述至少一个牵引整流器(13)，使得多个电牵引机(17)中的至少一个、但最多两个电牵引机被供给电能。
3.根据权利要求1所述的驱动系统(2)，其特征在于，所述牵引控制装置(15)还构造成在车辆停止期间控制所述至少一个牵引整流器(13)，使得多个电牵引机(17)中的最多一个电牵引机被供给电能。
4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(2)，其特征在于，所述牵引控制装置(15)构造成在车辆行驶期间不使用所述检测装置(10)的信号来调节和/或控制至少一个牵引整流器(13)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(2)，其特征在于，所述检测装置(10)是旋转编码器、加速度传感器、分解器或重力传感器。
6.一种用于运行根据权利要求1至5中任一项所述的驱动系统(2)的方法，其中，所述方法在第一运行模式中包括：
-给电牵引机或多个电牵引机(17)供给电能以便产生牵引，其中，所述电牵引机(17)或所述电牵引机中的至少一个电牵引机的转子的转速、速度、扭矩和/或位置在车辆运动期间：
-根据所述至少一个牵引整流器(13)的电输出交变参量(19)来调节和/或控制，和/或
-根据至少一个参量来调节和/或控制，该参量受所述电牵引机或所述电牵引机中的至少一个电牵引机的电状态和/或磁状态影响，其中，所述状态与所述电牵引机的转子的运动和/或位置相关，
其中，所述方法在至少第二运行模式中、在车辆停止状态期间包括：
-通过评估适用于检测所述车轮(5、9；7、11)的旋转运动的至少一个检测装置(10)的信号，探测车辆的至少一个车轮(5、9；7、11)的旋转运动，其中，所述至少一个检测装置(10)不检测所述至少一个牵引整流器(13)的电输出交变参量(19)并且不检测受所述电牵引机(17)或所述电牵引机(17)中的至少一个电牵引机的电状态和/或磁状态影响的参量，其中，所述状态与所述电牵引机(17)的转子的运动和/或位置相关，和/或
-根据至少一个牵引整流器(15)的电输出交变参量(19)中的改变来探测车辆的至少一个驱动车轮(9；11)的旋转运动。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，给多个电牵引机(17)中的最多两个电牵引机供给电能，而在此不产生牵引。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，给多个电牵引机(17)中的最多一个电牵引机供给电能，而在此不产生牵引。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述检测装置(10)的信号在车辆行驶期间不被用于调节和/或控制至少一个牵引整流器(13)。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述检测装置(10)是旋转编码器、加速度传感器、分解器或重力传感器。
11.一种车辆、尤其轨道车辆(1)，具有根据权利要求1至5中任一项所述的驱动系统(2)，其中，所述驱动系统(2)尤其用根据权利要求6至10中任一项所述的方法来运行。
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