CN114514139B - 交通工具和运行交通工具的方法 - Google Patents

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Abstract

交通工具具有具备电气变流器的驱动电动机、驱动控制装置和开动锁定装置，驱动控制装置用于生成变流器控制信号用以控制变流器。开动锁定装置连接在变流器与驱动控制装置之间并且构造用于在交通工具停驻时阻止可能导致驱动电动机的驱动运行的变流器控制信号朝变流器方向的传输。交通工具具有替代调节装置和监控装置并且能够实现特殊制动模式，特殊制动模式在存在快速制动指令时被激活，并且关闭驱动控制装置或者至少切断驱动控制装置的变流器控制信号至开动锁定装置的信号流，开动锁定装置被激活，并且利用交通工具的替代调节装置将实现驱动电动机的制动运行的变流器控制信号经由开动锁定装置传递至变流器。

Description

交通工具和运行交通工具的方法
技术领域
本发明涉及一种交通工具、尤其轨道车辆，其具有至少一个具备电学上前置的电气的变流器的驱动电动机、驱动控制装置和开动锁定装置(或称为防盗锁)，所述驱动控制装置用于生成变流器控制信号，用以针对行驶运行和正常制动运行来控制变流器，所述开动锁定装置在电学上连接在变流器与驱动控制装置之间，并且构造用于在交通工具停驻时、尤其停驻在站点时阻止可能导致驱动电动机的驱动运行的变流器控制信号朝变流器方向的传输。
背景技术
该类型的交通工具例如在铁路轨道技术的领域中是已知的。开动锁定装置用于可靠地防止交通工具在站点处不期望的开动。
此外还已知的是，轨道车辆在正常制动运行中借助驱动电动机制动，所述驱动电动机在该制动运行中发挥发电机的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种在快速制动指令的情况下在制动方面改进的交通工具。
所述技术问题按照本发明通过按照本发明的交通工具解决。据此根据本发明规定，交通工具具有替代调节装置和监控装置并且能够实现特殊制动模式，所述特殊制动模式在存在快速制动指令时被激活，并且在所述特殊制动模式中，关闭驱动控制装置或者至少切断驱动控制装置的变流器控制信号至开动锁定装置的信号流，开动锁定装置被激活，并且利用交通工具的替代调节装置将实现驱动电动机的制动运行的变流器控制信号经由开动锁定装置传递至变流器。
根据本发明的主要优点在于，即使在快速制动指令或者快速制动过程的情况下，驱动电动机也能够被用作电气制动器。尽管原则上在已知的交通工具中当存在快速制动指令时也能借助驱动电动机实现制动，然而并未将这种可能性付诸实用，因为发现一些风险，即，当驱动控制装置故障的情况下，驱动电动机可能会使交通工具加速，而非制动。本发明解决这一点，其方式在于根据本发明提供了替代调节装置，所述替代调节装置在存在快速制动指令的情况下被激活，并且由此替代驱动控制装置采取对变流器的控制并进而采取对驱动电动机的控制，用以更可靠的制动运行。
替代调节装置有利地在功能上相对于驱动控制装置独立或者说分离，并且不依赖于所述驱动控制装置。
当驱动控制装置与替代调节装置通过功能上独立且相互无关的软件模块构成时，能够特别简单且有利地实现功能独立或者说功能分离，所述软件模块由独立的计算装置或通过同一个计算装置执行。
在一种被认为特别有利的实施方案中规定，当存在快速制动指令的情况下，驱动制动装置首先执行快速制动，并且变流器控制信号经由尚未激活的开动锁定装置传递至变流器，并且监控装置监控变流器运行和/或出现在变流器中的变流器控制信号，并且所述监控装置构造为，在存在快速制动指令并且在驱动电动机的驱动运行时，监控装置激活特殊制动模式，在所述特殊制动模式中，所述监控装置关闭驱动控制装置或至少切断驱动控制装置的变流器控制信号至开动锁定装置的信号流，将开动锁定装置激活并且将替代调节装置激活，所述替代调节装置用于生成实现驱动电动机的制动运行的变流器控制信号。
在后者的方案中有利的是，监控装置根据在变流器或者电动机中测得的或者针对变流器或者电动机计算得出的电压或电流或由此推导出的数值来确定能量流方向，并且据此推断出是否存在驱动运行。
在另一种被视作特别有利的实施方法中规定，监控装置监控快速制动指令的存在，并且在存在快速制动指令时直接关闭驱动控制装置或者至少切断驱动控制装置的变流器控制信号至开动锁定装置的信号流，将开动锁定装置激活并且将替代调节装置激活，所述替代调节装置用于生成实现驱动电动机的制动运行的变流器控制信号。
考虑到部件的功能分离，有利的是，开动锁定装置具有硬件部件或者由硬件部件、尤其与驱动控制装置或替代调节装置无关的硬件部件构成。
所述交通工具优选是轨道车辆。
此外，本发明还涉及一种用于在存在快速制动指令时运行交通工具的方法，其中，所述交通工具具有至少一个具备电学上前置的电气的变流器的驱动电动机、驱动控制装置和开动锁定装置，所述驱动控制装置用于生成变流器控制信号，用以针对行驶运行和正常制动运行来控制变流器，所述开动锁定装置在电学上连接在变流器与驱动控制装置之间，并且构造用于在交通工具停驻时、尤其停驻在站点时阻止可能导致驱动电动机的驱动运行的变流器控制信号向变流器方向的传输。
根据本发明规定，在存在快速制动指令时直接地或者只有在驱动控制装置故障时才激活特殊制动模式，在所述特殊制动模式中，关闭驱动控制装置或者至少切断驱动控制装置的变流器控制信号至开动锁定装置的信号流，开动锁定装置被激活，并且利用交通工具的替代调节装置将实现驱动电动机的制动运行的变流器控制信号经由开动锁定装置传递至变流器。
关于按照本发明的方法的优点并且关于按照本发明的方法的有利的设计方案参照上述关于按照本发明的交通工具及其有利的设计方案的描述。
替代调节装置和驱动控制装置优选在功能上分离，并且优选相互无关地运行。
在一种被认为特别有利的实施方案中规定，当存在快速制动指令的情况下，驱动制动装置首先执行快速制动，并且变流器控制信号经由尚未激活的开动锁定装置传递至变流器，并且利用监控装置监控变流器运行和/或出现在变流器中的变流器控制信号，并且在存在快速制动指令并且在驱动电动机的驱动运行时，特殊制动模式被激活，在所述特殊制动模式中关闭驱动控制装置或至少切断驱动控制装置的变流器控制信号至开动锁定装置的信号流，将开动锁定装置激活并且将替代调节装置激活，所述替代调节装置用于生成实现驱动电动机的制动运行的变流器控制信号。
在另一种被认为特别有利的实施方案中规定，在存在快速制动指令时直接关闭驱动装置控制装置关闭或者至少切断驱动控制装置的变流器控制信号至开动锁定装置的信号流，所述开动锁定装置被激活，并且利用替代调节装置生成实现驱动电动机的制动运行的变流器控制信号。
附图说明
以下根据实施例详细阐述本发明；在此示例性地示出：
图1至图5示出根据本发明的交通工具的实施例，据此示例性地阐述根据本发明的方法的实施例，其中，在根据图1至图5的实施例中，首先利用驱动控制装置实现在快速制动指令的情况下的制动，并且
图6至图7示出根据本发明的交通工具的其他实施例，据此示例性阐述根据本发明的方法的其他实施例，其中，在根据图6和图7的实施例中，在快速制动指令的情况下立即在特殊制动模式下开始制动。
在附图中，相同的附图标记始终用于相同或类似的部件。
具体实施方式
图1示出交通工具10的实施例，所述交通工具配备有至少一个驱动电动机20和在电学上前置于该驱动电动机20的电气的变流器30。
交通工具的驱动控制装置40能够生成变流器控制信号STa，所述变流器控制信号适用于选择性地针对驱动电动机20的行驶运行或制动运行来控制控制变流器30。由此，驱动控制装置40能够以正确的工作方式被用于也在快速制动运行的情况下在存在快速制动指令SB时控制变流器30。
驱动控制装置40在根据图1的实施例中不与变流器30直接连接，而是利用开动锁定装置50与变流器分隔。所述开动锁定装置50在电学上连接在变流器30与驱动控制装置40之间，并且用于在交通工具停驻时、尤其在站点停驻时阻止可能导致驱动电动机20的驱动运行的变流器控制信号STa朝变流器30方向的传输。由此，开动锁定装置50构成保险装置，以防止故障的驱动控制装置40可能在交通工具停驻于站点处时将变流器控制信号STa传导至变流器30的情况，而所述变流器控制信号STa将会导致不期望的甚至在一些情况下危险的行驶运行。开动锁定装置50可以在交通工具停驻在站点处、例如车站处的情况下被激活，例如被交通工具驾驶员激活。
此外，交通工具10还配备有监控装置60，所述监控装置监控由驱动控制装置40生成且出现在变流器30中的变流器控制信号STa。为了实现这一点，监控装置60在根据图1的实施例中与监控模块60a连接，所述监控模块被布置在驱动控制装置40与开动锁定装置50之间的信号路径中，并将变流器控制信号STa传导至监控装置60。
此外，交通工具10还配备有替代调节装置70，所述替代调节装置构造用于生成变流器控制信号STe，所述变流器控制信号仅能够实现或者说应该至少能够以高安全水平仅实现驱动电动机20的制动运行，也就是说并非驱动运行。也就是说，驱动控制装置40能够既用于行驶运行又用于制动运行，相较而言，替代调节装置70仅设计用于或者说适用于制动运行。
驱动控制装置40、监控装置60和替代调节装置70在根据图1的实施例中实现了特殊制动模式，在存在快速制动指令SB时能够激活所述特殊制动模式；驱动控制装置40、监控装置60和替代调节装置70在存在快速制动指令SB时优选如下所述地运行:
如果存在快速制动指令SB，则驱动控制装置40首先实施快速制动，并且为此目的将“制动”变流器控制信号STa经由尚未激活的开动锁定装置50传递至变流器30。
监控装置60借助监控模块60a监控由驱动控制装置40生成且出现在变流器30中的变流器控制信号STa。如果监控装置在监控范围内确定：尽管存在快速制动指令SB，驱动控制装置40仍生成“驱动”变流器控制信号STa并由此控制控制驱动电动机20的驱动运行，那么监控装置则利用关闭信号DS关闭驱动控制装置40，并且利用激活信号AS激活开动锁定装置50。此外，监控装置利用激活信号AS激活替代调节装置70，所述调节替代装置此时代替被关闭的驱动控制装置40生成应实现驱动电动机20的制动运行的变流器控制信号STe。
由于替代调节装置70在技术上仅设计用于生成针对驱动电动机20的制动运行的变流器控制信号STe，因此以高概率保证了当存在快速制动指令SB时排除驱动电动机20的驱动运行。
总体而言，在根据图1的实施例中，在存在快速制动指令SB时首先由驱动控制装置40实施制动，并且仅仅或者说只有在驱动控制装置40生成错误的、也即非制动式的或者甚至驱动式的变流器控制信号STa时才实现向替代调节装置70的切换。
替代调节装置70有利地在功能上相对于驱动控制装置40独立或者说分离，并且不依赖于所述驱动控制装置。
图2示出按照图1的交通工具10的实施变型方案。在根据图2的实施例中，监控模块60a被布置在开动锁定装置50与变流器30之间的信号路径中，并且将变流器控制信号STa从此传导至监控装置60。其余相应地适用以上结合图1的描述。
图3示出按照图1的交通工具10的其他实施变型方案。在根据图3的实施例中，监控模块60a并不监控驱动控制装置40的变流器控制信号STa，反而监控在变流器30和/或驱动电动机20中流动的电流I，从而构成电流测量值Mi，并且监控施加在变流器30和/或驱动电动机20中的电压U，以构成电压测量值Mu，并且将测量值Mi和Mu传导至监控装置60。
监控装置60由此能够根据测量值Mu和Mi或由此推导出的数值、例如电流指示器或电压指示器来确定能量流方向，并且根据相应的能量流方向推断为驱动运行或制动运行。
作为备选或补充，监控装置60能够直接从其他来源获得所述测量值Mu和Mi或由此推导出的数值，所述其他来源同样处理或计算所述测量值。在此情况下，也可以省去监控模块60a。
图4示出按照图2的实施例的实施变型方案。在根据图4的实施例中，监控装置60与断路器单元60b连接，所述断路器单元被接入驱动控制装置40与开动锁定装置50之间的连接线路中。
如果监控装置60明确：尽管存在快速制动指令SB但仍发生驱动电动机20的驱动运行，例如根据所确定的能量流方向明确这一点，那么监控装置则激活断路器单元60b并且由此切断变流器控制信号STa的传输，所述变流器控制信号在输出侧从驱动控制装置40朝开动锁定装置50的方向发出。
在根据图4的实施变型方案中，作为备选或补充，断路器单元60b也可以设计用于借助关闭信号DS来关闭驱动控制装置40。
其余相应地适用以上结合图1至图3的描述。
图5示出按照图1的实施例的实施变型方案。在根据图5的实施例中，断路器单元60b沿信号流方向连接在监控模块60a之前。这使得监控装置60能够在激活断路器单元60b之后核实：真的不再有从驱动控制装置40至开动锁定装置50的变流器控制信号STa。通过断路器单元60b将驱动控制装置40的朝开动锁定装置50的方向的信号流断开，由此能够利用监控模块60a监控，从而使监控模块以有利的方式发挥双重功能。
在根据图5的实施变型方案中，作为备选或补充，断路器单元60b也可以设计用于借助关闭信号DS来关闭驱动控装置40。
其余相应地适用以上结合图1至图4的描述。
图6示出交通工具10的另一种实施例，其中，在存在快速制动指令SB时能够实现特殊制动模式。不同于根据图1至图5的实施例，监控装置60仅监控快速制动指令SB的存在，并且在存在快速制动指令SB时立即激活特殊制动模式。
根据图6的交通工具10优选如下运行：
一旦快速制动指令SB到达监控装置60，则监控装置直接借助关闭信号DS关闭驱动控制装置40，并且直接利用激活信号AS激活替代调节装置70和开动锁定装置50。
也就是说，在根据图6的实施例中，并非首先通过借助驱动控制装置40控制驱动器20，而是直接通过借助替代调节装置70生成变流器控制信号STe来开始快速制动模式，所述替代调节装置在存在快速制动指令SB时直接或者说立即取代驱动控制装置40。
图7示出按照图6的实施例的实施变型方案。在根据图7的实施例中设置了额外的断路器单元60b，所述额外的断路器单元被布置在驱动控制装置40与开动锁定装置50之间的信号路径中。
一旦快速制动指令SB到达监控装置60，监控装置60就激活断路器单元60b，从而可靠地切断从驱动控制装置40朝开动锁定装置50方向的变流器控制信号STa的传输，而无论驱动控制装置是否是被激活的。
其余相应地适用以上结合图1至图6的描述。
尽管本发明的细节通过优选实施例被详细阐释和描述，然而本发明并不被公开的实施例局限，而技术人员由此推导出其他变型方案，只要不脱离本发明的保护范围即可。
附图标记清单
10 交通工具
20 驱动电动机
30 变流器
40 驱动控制装置
50 开动锁定装置
60 监控装置
60a 监控模块
60b 断路器单元
70 替代调节装置
AS 激活信号
DS 关闭信号
I 电流
Mi 电流测量值
Mu 电压测量值
SB 快速制动指令
STa 变流器控制信号
STe 变流器控制信号
U 电压。

Claims (12)

1.一种交通工具(10)，其具有
-至少一个驱动电动机(20)，其带有在电学上前置的电气的变流器(30)，
-驱动控制装置(40)，其用于生成变流器控制信号(STa)，用以针对行驶运行和正常制动运行来控制变流器(30)，和
-开动锁定装置(50)，其在电学上连接在变流器(30)与驱动控制装置(40)之间，并且构造用于在交通工具停驻时阻止能够导致驱动电动机(20)的驱动运行的变流器控制信号(STa)朝变流器(30)方向的传输，其特征在于，
所述交通工具(10)具有替代调节装置(70)和监控装置(60)，并且能够实现特殊制动模式，所述特殊制动模式在存在快速制动指令(SB)时能够被激活，并且在所述特殊制动模式中，
-驱动控制装置(40)被关闭，或者至少驱动控制装置(40)至开动锁定装置(50)的变流器控制信号(STa)的信号流被切断，
-开动锁定装置(50)被激活，并且
-利用交通工具(10)的替代调节装置(70)将实现驱动电动机(20)的制动运行的变流器控制信号(STe)经由开动锁定装置(50)传导至变流器(30)。
2.根据权利要求1所述的交通工具(10)，
其特征在于，
替代调节装置(70)在功能上相对于驱动控制装置(40)分离，并且不依赖于所述驱动控制装置(40)。
3.根据权利要求1所述的交通工具(10)，其特征在于，
驱动控制装置(40)和替代调节装置(70)通过功能上分离且相互独立的软件模块构成，所述软件模块通过独立的多个计算装置或同一个计算装置执行。
4.根据权利要求1所述的交通工具(10)，其特征在于，
-在存在快速制动指令(SB)的情况下，首先驱动控制装置(40)实施快速制动，并且变流器控制信号(STa)经由上尚未激活的开动锁定装置(50)传导至变流器(30)，并且
-监控装置(60)监控变流器运行和/或出现在变流器(30)中的变流器控制信号(STa)，并且监控装置被设计为，在存在快速制动指令(SB)并且驱动电动机(20)处于驱动运行时，监控装置激活特殊制动模式，其方式在于，
-监控装置关闭驱动控制装置(40)或者至少切断驱动控制装置(40)至开动锁定装置(50)的变流器控制信号(STa)的信号流，
-开动锁定装置(50)被激活，并且
-替代调节装置(70)被激活，所述替代调节装置用于生成实现驱动电动机(20)的制动运行的变流器控制信号(STe)。
5.根据权利要求4所述的交通工具(10)，
其特征在于，
监控装置(60)根据在变流器(30)或电动机中测得的或者针对变流器(30)或针对电动机计算得出的电压(U)和电流(I)或由此推导出的数值来确定能量流方向并且借助能量流方向确定驱动运行。
6.根据权利要求1所述的交通工具(10)，
其特征在于，
监控装置(60)监控快速制动指令(SB)的存在，并且在存在快速制动指令(SB)时直接
-关闭驱动控制装置(40)或者至少切断驱动控制装置(40)至开动锁定装置(50)的变流器控制信号(STa)的信号流，
-激活开动锁定装置(50)，并且
-激活替代调节装置(70)，所述替代调节装置用于生成实现驱动电动机(20)的制动运行的变流器控制信号(STe)。
7.根据权利要求1所述的交通工具(10)，其特征在于，
开动锁定装置(50)具有硬件部件，或者通过与驱动控制装置(40)和替代调节装置(70)无关的硬件部件构成。
8.根据权利要求1所述的交通工具(10)，其特征在于，
所述交通工具(10)是轨道车辆。
9.一种用于在存在快速制动指令(SB)时运行交通工具(10)的方法，其中，所述交通工具(10)具有
-至少一个驱动电动机(20)，其带有在电学上前置的电气的变流器(30)，
-驱动控制装置(40)，其用于生成变流器控制信号(STa)，用以针对行驶运行和正常制动运行来控制变流器(30)，和
-开动锁定装置(50)，其在电学上连接在变流器(30)与驱动控制装置(40)之间，并且构造用于在交通工具停驻时阻止能够导致驱动电动机(20)的驱动运行的变流器控制信号(STa)朝变流器(30)方向的传输，其特征在于，
在存在快速制动指令(SB)时，直接或者仅在驱动控制装置(40)故障时激活特殊制动模式，在所述特殊制动模式中，
-驱动控制装置(40)被关闭，或者至少驱动控制装置(40)的变流器控制信号(STa)至开动锁定装置(50)的信号流被切断，
-开动锁定装置(50)被激活，并且
-利用交通工具(10)的替代调节装置(70)将实现驱动电动机(20)的制动运行的变流器控制信号(STe)经由开动锁定装置(50)传导至变流器(30)。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，
替代调节装置(70)在功能上相对于驱动控制装置(40)分离，并且不依赖于所述驱动控制装置。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，
其特征在于，
-在存在快速制动指令(SB)的情况下，首先驱动控制装置(40)实施快速制动，并且变流器控制信号(STa)经由上尚未激活的开动锁定装置(50)传导至变流器(30)，并且
-利用监控装置(60)监控变流器运行和/或出现在变流器(30)中的变流器控制信号(STa)，并且在存在快速制动指令(SB)并且驱动电动机(20)处于驱动运行时激活特殊制动模式，在所述特殊制动模式中，
-驱动控制装置(40)被关闭或者至少驱动控制装置(40)至开动锁定装置(50)的变流器控制信号(STa)的信号流被切断，
-开动锁定装置(50)被激活，并且
-替代调节装置(70)被激活，所述替代调节装置用于生成实现驱动电动机(20)的制动运行的变流器控制信号(STe)。
12.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，
其特征在于，
在存在快速制动指令(SB)时直接
-关闭驱动控制装置(40)或者至少切断驱动控制装置(40)至开动锁定装置(50)的变流器控制信号(STa)的信号流，
-激活开动锁定装置(50)，并且
-利用替代调节装置(70)生成实现驱动电动机(20)的制动运行的变流器控制信号(STe)。
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