用于在轨道车辆中控制启动过程的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制电驱动的车辆的启动过程的方法，所述电驱动的车辆的电动马达经由变流器来馈电，其中确定对于防止车辆的回退所必要的保持力矩。通过使用用于确定车厢质量的传感器和用于确定路段倾斜度的传感器，可以精确地确定保持力矩。为了实现电驱动的车辆的不损伤机器的启动过程提出：只要所确定的马达转速(n)小于预设的极限转速(n1)，牵引力矩(MT)就由车辆的控制单元限制到与保持力矩(MF)相关的极限力矩(MG)上，并且仅当马达转速(n)大于极限转速(n1)时，牵引力矩(MT)才由控制单元提高超过极限力矩(MG)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于控制电驱动的车辆的启动过程的方法，其中确定需要用于防止车辆回退的保持力矩。
技术介绍
电驱动的车辆的电动马达、尤其交流马达通常经由变流器来馈电。变流器从输入电压中产生输出电压，所述输出电压以具有可设定的脉冲持续时间和/或可设定的脉冲高度的脉冲的形式输出给车辆的电动马达。优选地，该输出电压是具有可变频率的电压幅度的三相系统。交流马达的马达转速(在预设的负载特征曲线中)与供电装置的频率和电压相关。马达转速尤其随着输出电压的频率提高而增加。因此，马达转速能够通过调节由变流器产生的输出电压的频率和电压来控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种方法，借助所述方法实现电驱动的车辆的不损伤机器的启动过程。该目的通过开始提出类型的方法来实现，其中根据本专利技术，只要所确定的马达转速小于预设的第一极限转速，由车辆的控制单元将牵引力矩限制到与保持力矩相关的极限力矩上，并且当马达转速大于第一极限转速时，才由控制单元将牵引力矩提高超过极限力矩。本专利技术基于如下思想：在车辆的启动过程中会造成变流器的、尤其是变流器的半导体器件的强的热负荷，所述热负荷会缩短变流器的寿命。此外，本专利技术基于如下：在由变流器产生的输出电压的频率低进而也在马达转速低的情况下，如在车辆的启动过程中所发生的那样，变流器的半导体器件的导通相是相对长的。因此，当马达转速低时，半导体器件能够在导通相中相对长地加热并且达到高的温度。半导体器件的在其导通相期间最大达到的温度能够与在相应的马达转速中所设定的牵引力矩相关。随着牵引力矩的增加，上述温度能够增加。在由变流器产生的输出电压的频率更高进而也在马达转速更高的情况下，半导体器件的导通相更短，由此半导体器件在导通相中更短地加热。由此可行的是：半导体器件的在其导通相期间最大达到的温度在马达转速较高的情况下(也在所设定的牵引力矩较高的情况下)与在马达转速低的情况下相比具有更低的数值。能够将由车辆的一个或多个电动马达产生的驱动力矩的如下部分理解为牵引力矩，所述部分总体作用于车辆的轮上并且能够有助于将牵引力传递到路段面上。车辆尤其能够包括唯一的车厢。但是也能够包括多个彼此联接的车厢。车辆的至少一个车厢具有电驱动器，其中电驱动器包括至少一个经由变流器馈电的电动马达。车辆例如能够为轨道车辆或机动车辆。如果车辆为机动车辆，那么车辆例如能够包括电驱动的货车或客车以及一个或多个悬挂在货车或客车上的、没有自身的驱动器的车厢。如果车辆为轨道车辆，那么车辆能够包括一个或多个被驱动的车厢和一个或多个没有自身的驱动器的车厢。车辆配设有电驱动器，所述电驱动器具有一个或多个电动马达。这些电动马达由一个或多个变流器馈电，其中每个电动马达都能够由一个变流器馈电或者由一个变流器对多个电动马达馈电。保持力矩能够是可由电动马达最小程度施加的牵引力矩，以便防止车辆例如在路段上坡上回退。通常能够将与由驾驶员或控制自动化装置确定的行驶方向相反的滚动视作为回退。能够将如下时间点限定为启动过程的开始，在所述时间点在车辆停住之后提高牵引力矩或者降低制动力矩——这以首先出现的为准。制动力矩能够是由一个或多个制动设施产生的力矩，所述力矩全部作用于车辆的轮或轮轴。制动力矩例如能够具有如下目的：将车辆尤其在路段上坡或路段下坡处保持在静止状态下。制动设施能够包括一个或多个制动器、尤其对于车辆的每个轮或轮轴具有一个制动器。特别地，如果车辆为轨道车辆，那么车辆能够具有其他的制动器，所述其他的制动器能够直接在车辆和路段面之间产生制动力。在使用这些其他的制动器时，制动力矩能够是由制动设施产生的力矩和由其他的制动器产生的力矩的和，所述制动力矩作用于车辆的轮或轮轴上。在启动过程开始之前，牵引力矩适当地为零，由此能够避免电动马达和/或变流器不必要地加热。此外，制动力矩在启动过程开始之前有意义地至少与保持力矩一样大，以便防止车辆回退。能够将控制单元理解为配置用于控制牵引力矩的设备。控制单元尤其能够包括自动的牵引调节装置。此外，控制单元能够配置用于控制一个或多个制动设施、尤其用于使用和/或释放一个或多个制动器。极限力矩能够是牵引力矩的如下值，牵引力矩由控制单元限制到所述值上，其中该值尤其能够与所确定的保持力矩相关。适当地，极限力矩高于保持力矩，由此车辆能够离开静止状态沿着行驶方向加速，在此尤其没有回退。有利的，重复地、尤其在固定的时间间隔中确定马达转速。为了确定马达转速例如能够使用马达转速传感器。车辆的速度能够与马达转速成比例，就此而言能够附加地或替选地测量速度，其中速度测量在下文中为了简单起见也被理解为马达转速的确定。极限转速能够是由结构类型所决定的转速值。极限转速尤其能够与变流器的结构类型相关。此外，极限转速能够与极限力矩相关。极限力矩越大，极限转速尤其就能够越大。在启动过程中在变流器的半导体器件导通相期间半导体器件所达到的温度越高，半导体器件的寿命就会越低。有利地，因此牵引力矩由控制单元控制成，使得在变流器的半导体器件的导通相期间半导体器件的最大达到的温度保持低于固定的温度值。该方法特征例如可通过如下方式实现：将半导体器件的根据多个参数计算的温度以尤其多维的表格的形式存储在控制单元中。对于参数中的每一个，其中所计算的温度与所述参数相关，在表格中能够分别存在一组可能的参数值。所计算的温度能够与下述相关：保持力矩、牵引力矩、制动力矩、马达转速和/或变流器的结构类型相关的参数。在固定的时间间隔中，能够借助于表格的已知的和/或确定的参数值提取所计算的半导体器件的温度。所计算的温度能够与固定的温度值比较。随后，能够由控制单元降低或提高极限力矩。半导体器件的温度例如能与半导体器件与键合线的接触面处的温度相关。键合线能够配置用于：将半导体器件与一个或多个构件导电连接、尤其与能够包围半导体器件的芯片壳体的端子导电连接。优选地，键合线熔焊或钎焊到半导体器件上。半导体器件和键合线能够具有不同的材料。键合线例如能够基本上由铝构成。半导体器件优选基本上由硅制成。半导体器件和键合线的不同的、由此材料相关的热膨胀系数能够在半导体器件的特定数量的开关循环之后引起键合线的接触面处的裂纹进而引起变流器失效。在开关循环之后造成变流器失效的开关循环的数量能够与下述相关：键合线的材料、半导体器件的材料、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电驱动的车辆(2)的启动过程的方法，其中确定对于防止所述车辆(2)回退的所必要的保持力矩(MF)，其特征在于，只要所确定的马达转速(n)小于预设的第一极限转速(n1)，牵引力矩(MT)就由所述车辆(2)的控制单元(10)限制到与所述保持力矩(MF)相关的极限力矩(MG)上，并且仅当所述马达转速(n)大于所述第一极限转速(n1)时，所述牵引力矩(MT)才由所述控制单元(10)提高超过所述极限力矩(MG)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.30 DE 102013219743.81.一种用于控制电驱动的车辆(2)的启动过程的方法，其中确定
对于防止所述车辆(2)回退的所必要的保持力矩(MF)，
其特征在于，只要所确定的马达转速(n)小于预设的第一极限转
速(n1)，牵引力矩(MT)就由所述车辆(2)的控制单元(10)限制到
与所述保持力矩(MF)相关的极限力矩(MG)上，并且仅当所述马达
转速(n)大于所述第一极限转速(n1)时，所述牵引力矩(MT)才由
所述控制单元(10)提高超过所述极限力矩(MG)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述极限力矩(MG)小于下述两者中的最大者：所
述保持力矩(MF)的1.3倍和最大能由所述控制单元(10)设定的牵引
值(Mend)的0.3倍。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
所述极限力矩(MG)大于下述两者中的最大者：所述保持力矩(MF)
的1.2倍和最大能由所述控制单元(10)设定的牵引值(Mend)的0.2
倍。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，一旦所述马达转速(n)大于所述第一极限转速(n1)，
所述牵引力矩(MT)就由所述控制单元(10)相对于所述马达转速(n)
线性地提高直至达到预设的第二极限转速(n2)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，所述第一极限转速(n1)由所述控制单元(10)根据
所述保持力矩(MF)来设定。
6.根据权利要求4或5所述的方法，
其特征在于，所述第二极限转速(n2)与所述第一极限转速(n1)
的比等于最大能由所述控制单元(10)设定的牵引值(Mend)与所述极
限力矩(MG)的比。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，为所述车辆(2)的每个车厢(4)分别确定车厢质量
以及与路段倾角(24)相关的车厢坡度参数，根据所述车厢质量以及所
述车厢坡度参数计算车厢保持力矩，并且通过将全部确定的车厢保持力
矩相加来计算所述车辆(2)的所述保持力矩(MF)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，由所述控制单元(10)释放制动器以进行启动，并且
根据下降的制动力矩(MB)提高所述牵引力矩(MT)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂尔·福斯特，斯特凡·哈斯勒，托尔斯滕·施蒂茨勒，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE