驱动器、轨道车辆以及用于改善其中的润滑剂使用的方法与流程

本发明涉及一种驱动器、一种轨道车辆以及一种用于改善车辆驱动器中、特别是轨道车辆驱动器中润滑剂使用的方法。本发明尤其涉及评估这种驱动器中润滑剂的允许使用寿命的仍然可用的和/或已经消耗的比例。

背景技术：

润滑剂(或润滑物)例如以油或脂的形式在车辆驱动器的不同区域中使用。典型的位置是脂润滑或油润滑的轴承和齿轮。已知的是，这种润滑剂具有与取决于温度或热的允许使用寿命，这在下文中也称为热寿命。换句话说，考虑到润滑剂承受的温度和/或向润滑剂输入的热量，润滑剂的允许使用寿命受到限制。

例如，当很长一段时间承受高温时，润滑剂的润滑能力降低。允许的温度范围和/或允许的具有相对高温的时间段(即润滑剂的可能使用范围)的值取决于润滑剂的个体性质。这些性质通常由润滑剂制造商说明或者从文献资料中获知。

在维护构造范畴内，润滑剂由于其有限的使用寿命或耗用寿命而按预给定间隔更换。该间隔通常基于经验值来选择并且例如可以考虑润滑剂的使用时长、驱动器的运行持续时间或由驱动器提供的行驶功率(例如行驶里程)作为基本判据。然而，通常会有意地简要地定义间隔，以能够确保在润滑剂超过其允许的使用寿命之前足够的安全性地及时更换。

然而在实践中这导致，润滑剂经常被从技术角度来看不必要地早地更换，即明显早于其真正的允许使用寿命。因此，在驱动器或车辆的这个使用寿命或运行寿命上来看，这可能意味着润滑剂消耗不必要地高。此外，这会增加这个运行寿命上的维护工作量，从而导致相应的成本和车辆停机时间。

此外，由于使用经验值，存在残余风险，即不能识别到意外地提早超过润滑剂的允许使用寿命(例如由于意外的高负载)。在这种情况下，驱动器的部件可能被损坏并且产生相当大的安全风险。

技术实现要素：

因此，需要改进在车辆驱动器中的润滑剂使用，特别是在所提到的润滑剂消耗判据、必要的维护工作量或避免超过润滑剂允许使用寿命方面改进。

该目的通过根据所附的独立权利要求的方法、驱动器和轨道车辆来实现。在从属权利要求中规定了有利的扩展方案。此外，应当理解，除非另有说明或显而易见，否则在说明书开头部分中提到的特征也可以单独地或任意组合地设置在本本发明的解决方案中。

发明人已经一般性地认识到，通过获知关于润滑剂状态的信息，可以改善润滑剂在车辆驱动器中的使用。更具体地说提出，至少间接地求得润滑剂温度并从中推断出润滑剂的状态，特别是推断出是否可能必须更换润滑剂，例如因为它已经达到或超过其允许的使用寿命的终点。

具体地，提出了一种用于改善车辆驱动器中的润滑剂使用的方法，其中，驱动器包括牵引电动机和至少一个带有润滑剂的区域，其中，该方法包括：

-求得润滑剂温度；

-基于润滑剂温度评估润滑剂的允许使用寿命的还可用的使用寿命和/或已消耗的使用寿命的比例。

车辆的驱动器可以被理解为一个的组件，其产生驱动力并由此驱动车辆的车轮或至少一个轮组，使得车轮或轮组然后可以在产生前进力的情况下支撑在环境(例如轨道)上。驱动器也可以一般性地称为驱动系。

车辆可以是轨道车辆，尤其是机车或有轨电车。

所追求的润滑剂使用的改进例如可以涉及上述判据之一，或者换句话说涉及减少维护工作量、降低润滑剂消耗或避免超过允许的润滑剂使用寿命等形式的改进潜力。

牵引电动机也可以称为驱动马达或原动机。它可一般性地用于驱动车辆的至少一个车轮或至少一个轮组，尤其用于使其旋转。由此可以以已经描述的方式产生用于车辆的向前运动的前进力(或牵引力)。牵引马达例如可以是三相异步电动机或同步电动机，特别是以永磁励磁电动机的形式。

优选使用带有短路式转子的三相异步电动机。该牵引电动机(或更确切地说是其输出轴)能够以已知的方式与驱动器的变速器耦合。变速器可以驱动车辆的轮组轴，该轮组轴以传递扭矩并且优选抗扭转的方式与轮组耦合。轮组轴尤其可以将该轮组的各个轮子相互连接。在变速器中可以存在至少一个啮合，利用该啮合可以例如提供可变的或不可变的传动比并且优选可以提供减速传动比。可以通过变速器的至少两个相互啮合的齿轮提供该啮合。

驱动器还可以具有至少一个轴承或支承部位，该轴承或支承部位尤其可以实现为滚动轴承。轴承或支承部位可以支承驱动器的部件，尤其以可旋转的方式支承。这种轴承例如可以在牵引电动机中或牵引电动机上提供，例如用于支承其输出轴(特别是转子轴)和/或转子。附加地或替代地，轴承可以在驱动器的变速器中或变速器上提供，例如用于以可旋转的方式支承其可能的齿轮。该轴承或支承部位通常可以是借助润滑剂润滑的轴承。

驱动器还包括至少一个在其中存在润滑剂的区域，其中，该区域可包括驱动器的至少一个部件(特别是储存润滑剂或引导润滑剂的部件)。例如该区域可包括由润滑剂润滑的轴承或具有油浴和/或被润滑的齿部的变速器。

润滑剂温度(例如以润滑剂温度值或温度曲线的形式)的求得可以通过直接感测润滑剂温度(例如温度传感器和润滑剂之间的接触)来实现。替代地，润滑剂温度的求得可以间接地进行(例如通过在一区域中进行温度测量，该区域到特定润滑剂体积的热传递的是已知的或可计算的)。

例如温度测量可以在轴承的外圈上进行，该轴承内部包围一润滑剂体积，并且，可以借助从外圈到该润滑剂体积的热传递来计算或评估润滑剂的温度。该计算热传递可以以常规方式在考虑几何形状(例如进行热传导的材料体积的面积和/或厚度)、导热率和/或起作用的温度差的情况下来计算。对于所描述的所有计算，可以使用在市场上可得到的模拟程序。

润滑剂使用寿命的评估可包括确定或评估润滑剂的已消耗的热寿命(或者说允许使用寿命的已消耗的部分)和/或还剩余的热寿命(或者说允许的使用寿命的还剩余的部分)。尤其可以将剩余的使用寿命作为绝对值来评估，并且例如以剩余的小时时间为单位给出。

热寿命或者说允许的使用寿命可以理解为润滑剂的允许的使用时长，其由于润滑剂承受的热负荷会随着运行时间增加而降低。因此，评估剩余的或消耗的允许使用寿命可以提供关于润滑剂仍可以使用多长时间的信息(例如关于驱动器或者说车辆的还剩余的可能运行时间或剩余的可走过的行驶里程)。评估剩余的或消耗的允许使用寿命也可以提供关于润滑剂的最大使用寿命的多大比例已经用尽的信息。

对允许使用寿命的评估可以基于存储的与所确定的润滑剂温度的关系来进行。例如在驱动器或车辆的求取装置中可以存储如下相关性：在特定时间区间上求得的平均或最大润滑剂温度值与多大比例的已消耗的和/或还剩余的使用寿命相关。这种关系例如可以以数据库或表格的形式存储(例如以所谓查找表的形式)并事先计算(即发生在试验系列之外的驱动器实际运行之前)。

这种关系也可以以曲线图的形式存储或者作为描述相应曲线图的函数存储。润滑剂的寿命曲线图例如在滚动轴承的背景下已知。在这种情况下，所谓的温度系数kt作为温度校正系数在曲线图的第一轴上绘出，在另一轴上绘出轴承温度。通过温度系数kt通常可以确定滚动轴承中使用的润滑剂的还剩余的寿命。为此，可以将温度系数kt乘以另一可选的校正系数以及乘以所谓的润滑脂基本使用寿命tf，以便在考虑当前温度的情况下计算可用的润滑剂寿命。对于给定的应用情况，可以提供类似的曲线图或作为函数关系存储，从而可以从所求得的润滑剂温度推断出其剩余使用寿命。

替代地可以基于对允许的使用寿命的计算来进行评估，其中，使用所求得的润滑剂温度作为初始参量或者说输入参量。换句话说，可以将润滑剂的消耗比例和/或剩余允许使用寿命作为所确定的润滑剂温度的函数来计算。在此又可以将在特定时间区间(和/或走过的行驶里程)上求得的平均或最大润滑剂温度看作所求得的润滑剂温度。

为了计算，通常可以认为在求得的润滑剂温度和润滑剂的热寿命之间存在对数关系。根据一个变型可以从以下公式出发：

t＝b^(a*(tmax-t))(1)。

在此各个参量表示以下内容：

t[h]：剩余的使用寿命；

tmax[℃]：理论最高温度值，在寿命为1小时时得出；

t[℃]：当前润滑剂温度(或当前时间区间上的平均或最大润滑剂温度)；

b[h]：润滑剂允许寿命的润滑剂特有(即润滑剂类型特有的或产品特有的)指标；

a[1/℃]：润滑剂使用寿命的温度相关性的润滑剂特有(即润滑剂类型特有的或产品特有的)指标。

因此，该公式一般性地表达了在考虑当前求得的润滑剂温度的情况下剩余多少使用寿命(或热寿命)。在此，参量b和a基本或仅仅取决于所用的润滑剂的材料特性。这些材料特性可以从文献中获知或者通过制造商说明书得知。

作为取向可以认为，润滑剂温度提高10开尔文至15开尔文的量典型地导致其使用寿命减半。

基于上述公式(1)还可以求得在所观察的时间区间内消耗了总的可使用允许使用寿命的多大比例。对于所限定的时间区间δt[h]，可以如下计算总的允许使用寿命或者说可用使用寿命δl[％]的以消耗比例：

在此使用的润滑剂温度可以涉及所观察的时间区间中的平均或最大温度值。也可以针对多个所观察的时间区间或一般性地连续地将所消耗的允许使用寿命(δl)的比例的各个值相加。由此用于求得关于总共可用的允许使用寿命的已耗用比例的累积值。如果从100％的值中减去也以单位％计的累积比例，则得到可用的总共可用的允许寿命的还剩余的比例。该比例也以％单位计。

当然，在知道以小时为单位表示的初始可用最大允许使用寿命的情况下，还可以从上述求得的百分比比例求得以小时为单位的还可用的使用寿命或以已消耗的使用寿命。

根据获得的关于已经消耗或仍然剩余的允许使用寿命的信息，还可以评估预计何时需要更换润滑剂。换句话说，可以评估必须更换润滑剂的维护时间点。然而这可能要求，运行条件、特别是在此出现的润滑剂温度与先前的温度没有显著差异。

附加地或替代地，使用对剩余的或消耗的使用寿命的评估可以确保，润滑剂在任何情况下在达到或超过其允许的使用寿命之前进行更换。如果根据上述公式计算出的允许使用寿命的已消耗比例例如达到90％、95％或100％(或者允许使用寿命的还剩余的比例达到10％、5％或0％)，则可以发出警告，该警告表明更换润滑剂的必要性。

因此，该方法的优点首先在于，可以基于呈所求得的润滑剂温度形式的实际观察到的运行条件来推断润滑剂的状态。因此，不是仅借助经验数据来推测润滑剂的可能状态，特别是其允许使用寿命的已消耗的或还剩余的比例部分，而是能够以提高的可靠性以已消耗的或还剩余的允许使用寿命的形式推断其实际状态。因此更有把握地确定，实际上是否需要更换润滑剂或者何时可能需要更换润滑剂。因此可以防止不必要的过早更换以及不希望的超过允许使用寿命。在到车辆的整个运行时间上观察，由此可以减少总体所需的维护过程数量(例如因为避免了不必要地早维护和更换润滑剂)。同样可以减少在整个运行时间上观察到的润滑剂消耗量，因为可以避免不必要地频繁更换润滑剂。换句话说，这里提出的方法因此使得能够将润滑剂的允许使用寿命用尽，特别是尽可能完全用尽，而不会不必要地危害运行安全性，因为可以及时识别和指示达到或超过允许使用寿命。

在该方法和驱动器的扩展方案中，润滑剂温度可以基于测量的温度值来确定，其中特别是，该温度值在存在润滑剂的区域中或附近测得。如上所述，润滑剂温度可以非间接或者说直接测量，或者由在其他部位测量的温度值间接地计算出。

该变型一般性地使得能够特别接近实际或接近使用地确定润滑剂温度，并且能够使基于此求得的关于使用寿命的信息具有高的说服力。

根据该方法和装置的另一变型还设置以下内容：

-求得车辆的至少一个运行参量的值；和

-基于所述运行参量的值求得润滑剂温度。

尤其可以基于所求得的车辆不同运行参量的值来求得润滑剂温度。因此，可以基于不同运行参量的组合来求得润滑剂温度。在本说明书中还要提到运行参量。根据方法的构型而定，可以基于这些运行参量的任意组合来求得润滑剂温度。

运行参量可以是限定车辆运行状态和/或可以根据车辆当前运行状态具有不同的值的参量。运行参量可以是在驱动器或车辆的求取装置中已提供的或者由求取装置求得。尤其是，运行参量能够以是这种求取装置内的数据的形式(例如以所谓运行数据的形式)存在，或者可以由求取装置求得。上位地说，运行参量可以是与润滑剂温度不同的参量。

基于运行参量的值求得润滑剂温度可以包括：基于运行参量值计算润滑剂温度。为此例如可以存储运行参量和润滑剂温度之间的函数关系(例如在驱动器或车辆的求取装置中)。这种函数关系可以预先通过试验技术获知或者在模拟模型或传热模范围内求得。替代地，可以存储表格式关系或者一般性地来说存储润滑剂温度与运行参量的可能值的配属关系，这也可以在驱动器或车辆的求取装置中进行。

在当前公开内容的范围内一般性地可以设置，求取装置集成在驱动器的或车辆的控制装置中或者实现为这样的控制装置。在此例如可以涉及驱动器的或车辆的中央控制装置，借助该控制装置控制驱动器的或车辆的运行。

运行参量的值一般可以测量或计算。在计算运行参量的情况下，该运行参量可以基于另一运行参量并且优选基于在运行中测得的运行参量来计算。换句话说，该运行参量可以至少间接地根据驱动器或车辆的在运行中测得的另一参量来求得。这例如涉及下面说明的借助其他运行参量评估或计算的马达温度。

该运行参量可以是由驱动器(或车辆)施加的牵引力。牵引力通常可以理解为驱动器或车辆可以施加的用于产生向前运动并且尤其可以施加到与驱动器或车辆耦合的另一单元上(例如施加到与车辆耦合的任何拖车或车厢上)的那个力。在这里尤其可以是由驱动器产生的牵引力的考虑到被驱动的轮或轮组与基础(例如轨道)之间的滑动而针对实际向前运动或者说实际前进而保留的分量。

牵引力可以例如基于预给定的行驶速度和/或行驶功率(例如驱动扭矩)计算。在此也可以考虑关于存在的滑动的值并基于估计或经验值求得该值。

此外，运行参量可以涉及驱动器和/或车辆的速度。例如可以考虑呈转数或转速形式的牵引电动机速度参量。也可以考虑车辆的行驶速度。至少在车轮和基础(例如轨道)之间的滑动可以忽略不计或者能够以足够的可靠性估计时，可以以已知的方式将牵引电动机的速度参量换算成行驶速度(反之亦然)。按照已知的方式，该换算需要了解驱动器或驱动系，借助该驱动器或驱动系将牵引电动机转数或转速转换成车轮旋转。

运行参量还可以基于或表明环境温度。

运行参量还可以是以下参量之一：

-用于驱动牵引电动机的电流强度；

-用于驱动牵引电动机的电压；

-用于驱动牵引电动机的激励频率。

电流强度和/或电压可以是作用于牵引电动机输入侧的电流强度或电压。尤其可以是由为牵引电动机供应电能的变流器或变压器提供的电流或电压。例如可以是施加到牵引电动机输入侧的逆变器或变频器的电流或电压。如果牵引电动机是以三相异步电动机的形式提供的，则可以是施加到牵引电动机的定子绕组上的电流和电压。

激励器频率也可以由变流器或变压器提供并且在输入侧施加在牵引电动机上。尤其也可以是牵引电动机定子绕组的激励器频率或用于定子绕组的激励器频率。

此外，运行参量可以是驱动器内部、特别是牵引电动机内部的热损耗功率。运行参量还可以是牵引电动机的温度，特别是牵引电动机的计算出的和/或测量出的温度。为了测量牵引电动机的温度，可以以常规方式在牵引电动机的定子绕组附近或在定子绕组上进行温度测量。为此，例如可以使用电阻温度传感器形式的温度传感器，例如所谓的pt100传感器。

为了计算牵引电动机的温度，可以使用至少一个另外的运行参量，特别是上述类型的运行参量。根据该方法和变速器的变型，基于至少一个热损耗功率来计算牵引电动机的温度。在这方面也可以考虑环境温度。例如可以借助电动机速度确定相应的损耗功率，其中，可以通过实验或者基于模拟模型和/或计算模型来强度牵引电动机的转速与变热或者说温度之间的关系。

与测量牵引电动机的温度相比，(特别是以计算方法)求得该温度值可以集中于牵引电动机的任意区域，特别是与润滑剂变热相关的区域。如所描述的，迄今在牵引电动机的预定区域中确定电动机温度而在电动机的其他区域中不能确定电动机温度或仅能以高的测量技术耗费确定。然而，以这种方式测量的温度值对于润滑剂温度的求得不重要和/或不能以足够精确度换算成牵引电动机的其他实际感兴趣的区域中的温度值。尤其是很难在计算的范畴内适当地建模或考虑牵引电动机内的热传递，这可能阻碍或阻止使用实际测量的电动机温度值来确定润滑剂温度。

牵引电动机的温度也可以基于先前存储的与其他运行参量中的至少一个的关系来确定。该关系又可以以函数关系的形式存储，其中，牵引电动机温度根据至少一个其他运行参量来确定。同样地，可以存储关于运行参量的值与牵引电动机的温度值的关系，例如以值表或数据库的形式存储。所描述的所有关系可以在试验系列的范围内或通过模拟或计算来求得。

热损耗功率可以涉及在驱动器的至少一个支承部位(或轴承)处、特别是在滚动轴承形式的轴承处的摩擦损耗功率。这种摩擦损耗功率可以例如以本身已知的方式由轴承或被轴承支承的部件(例如轴)的轴承力和(至少在滚动轴承的情况下)转速计算出。转速可以在知道车辆的或牵引电动机的(例如呈其转速形式)的速度和驱动器内部的传动比来确定。为此，可以以已知的方式考虑驱动器内部的几何尺寸和传动比。轴承力可以在使用常规的力和力矩平衡的情况下从驱动器内部存在的力和力矩求得。如果支承部位或者说滚动轴承是用于支承变速器(特别是变速器的齿轮)的轴承或至少间接地与变速器耦合的部件，则可以根据当前的啮合力计算轴承力。啮合力又由根据驱动器内部存在的力和力矩来确定，例如牵引电动机的扭矩、产生的牵引力(牵引力也可以直接被作为运行参量感测或计算)，以及驱动器内部的几何尺寸情况。几何尺寸情况尤其可以涉及驱动器的轴或齿轮的半径或直径以及与此相关的传动比。最后，驱动器内部的质量分布可用于确定轴承力，特别是由支承部位支承的部件的质量。

热损耗功率还能够以驱动器的变速器中的摩擦损耗功率的形式存在。这种摩擦损耗可能发生在变速器的齿轮上或齿轮之间。它们可以以已知的方式根据转速和啮合力确定，其中，啮合力例如能够由几何尺寸情况(例如齿轮的半径、齿形或角度、齿轮之间的传动比)和牵引张力或所传递的扭矩来求得。

热损耗功率还可以涉及牵引电动机的至少一个铁功率损耗。铁功率损耗可能在牵引电动机内部出现在定子和/或转子上。铁功率损耗尤其可能以已知的方式在定子和/或转子内或者说在定子和/或转子的叠片组的区域内产生。更准确地说，铁损耗可以归因于在牵引电动机运行中的涡流损耗和/或与磁性反转过程相关联的磁滞损耗。铁损耗可以借助例如在定子绕组上作用的电流强度来确定。该电流强度可以以已知的方式换算成可以借助定子产生的磁通量或磁通密度。相应的通量以及施加到定子绕组上的电流的频率可被用于计算铁损耗。如果电流频率(或一般性地激励器频率)是未知的，则其可以根据测量的或预给定的牵引电动机转速(或者还可以根据可换算成相应转速的其他参量、例如车辆的行驶速度)来计算。通常可以认为激励频率和转速之间成比例关系。

最后，热损耗功率可以(附加地或替代地)涉及牵引电动机的绕组功率损耗。绕组功率损耗尤其可以涉及铜功率损耗(例如定子绕组中和/或可能的转子绕组中的铜功率损耗)。特别是在定子绕组的情况下，可以根据所施加的电流确定铜损耗。转子绕组中的铜损能够以已知的方式根据旋转场功率确定。为此可以考虑运行参量如电动机转速、施加的电流或电压和/或牵引电动机的当前产生的扭矩或驱动器的牵引力。

如已经描述的，润滑剂温度可以基于所存储的与至少一个运行参量的值的关系来确定，特别是基于所存储的表格关系。为此可以确定运行参量值，然后基于所存储的关系尤其是在表格或数据库中求得，哪个润滑剂温度值与该运行参量相关联。相应的关系可以在用改车辆或可类比的车辆或驱动器进行的测试行驶的范畴内已经求得。可选地或附加地可以执行模拟。该变型一方面使得可以非常快速并且计算量少地确定润滑剂温度值。此外为此不需要单独的温度传感器。

如也已经讨论过的，可以基于运行参量的值来计算润滑剂温度。为此例如可以求得热功率损耗并将其视为驱动器内部的热源。此后，基于驱动器的传统热力学模型，可以计算从这些热源到润滑剂体积或者一般性地到驱动器内的具有润滑剂的区域的热传递。这使得可以可靠地求得润滑剂温度，而部强制需要附加的传感器。

最后，可以基于在预给定的时间段上的最大和/或平均润滑剂温度来评估使用寿命。通过考虑最大润滑剂温度，可以确在任何情况下感测并考虑最大热负荷。考虑平均润滑剂温度使得能够尽可能全面地考虑实际运行条件，而不是仅考虑其可能发生的极端情况。

本发明还涉及一种用于驱动车辆、特别是轨道车辆的驱动器，包括：

-牵引电动机；

-至少一个具有润滑剂的区域；和

-求取装置，其被设置为用于：求得润滑剂温度并且基于此评估润滑剂的允许使用寿命的还可用的使用寿命和/或已消耗的使用寿命的比例。

驱动器可以包括所有的扩展构型和所有的进一步特征，以提供或实现前述或下述的全部步骤、运行状态和功能中。尤其是，驱动器可以被设置为用于实施根据前述或下述所有方面的方法。

最后，本发明还涉及一种轨道车辆，包括上述类型的驱动器。

附图说明

在下文中参考所附示意图解释本发明的实施方式。在此，在类型和/或功能上彼此一致的特征跨越实施方式地设置有相同的附图标记。

附图中：

图1以俯视图示出了根据本发明的驱动器，借助该驱动器实施根据第一实施例的方法。

图2是图1的驱动器的正视图。

图3是根据第一实施例的方法的流程图；和

图4是根据第二实施例的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了带有轮组的转向架的俯视图。转向架设置为用于轨道车辆中并且由呈横向驱动器形式的驱动器30驱动。转向架具有转向架框架100，该转向架框架具有示例性地在轨道车辆的行驶方向上敞开的h形承载轮廓，该承载轮廓的横梁用9标记，纵梁用3a，3b标记。在转向架框架100的相对置的纵梁上布置有轴承11a和11b，轮组7a，7b的轮组轴6可旋转地支承在这些轴承中。轮组轴6通过骑轴式的变速器8驱动，该变速器通过弹性悬架25悬挂在横梁9上。驱动扭矩通过驱动轴19引入变速器8中。

变速器8包括至少两个未单独示出的齿轮，即为了共同旋转而与驱动轴19抗扭转地耦合的第一齿轮以及为了共同旋转而与轮组轴6抗扭转地耦合的第二齿轮。第一和第二齿轮相互啮合，以借助不变的传动比(尤其以减速比的形式)将由牵引电动机1提供的扭矩传递到轮组轴6上。由此，轮组7a，7b旋转并且将牵引力施加到未单独示出的轨道上，从而产生前进力或牵引力。然而原则上，也可以设置其他数量的齿轮以及通过在变速器8中挂入不同的档而实现变化的传动比。

驱动轴19通过万向节可动接头5被牵引电动机1的转子轴18驱动。万向活动接头5相对于转子轴18的旋转轴线具有轴向可退让性或者说可运动性。

在所示的情况下，牵引电动机1构造为三相异步电动机，并且由未示出的逆变器供应以电能。更确切地说，牵引电动机1的定子22的未单独示出的铜绕组由逆变器供应以限定的电流强度、限定的电压和限定的激励频率，于是产生旋转磁场以驱动牵引电动机1的转子4。铜绕组以常规方式设置在定子22的叠片上并由其承载。转子4在所示的情况下构造为属笼转子并且包括未单独示出的铜绕组，该铜绕组也布置在叠片组上并由其承载。各个叠片组在图1中未单独示出。最后可以看出，转子轴18可旋转地支承于布置在转子4两侧的支承部位32上。支承部位32支承由仅示意性示出的滚动轴承提供。

在定子22上附装有示意性示出的固定装置21，该固定装置通过万向节可动悬架2悬挂在纵向支撑件12上，该纵向支撑件固定到横梁9上。

牵引电动机1和将由牵引电动机产生的扭矩传递到轮组7a，7b的车轮上的部件(也包括该轮组7a，7b)形成真正的驱动器30，或者换句话说形成所示例子的驱动系。因此，驱动器30包括牵引电动机1、转子轴18、驱动轴19、接头5、变速器8、轮组轴6和轮组7a，7b。尤其是，接头5仅是可选的，因而转子轴18也可以直接与变速器8耦合。

然而，驱动器30还包括电子的和/或数字的求取装置60，其在示出的示例中集成在轨道车辆的控制装置中。求取装置60设置为用于执行下述措施，以确定所使用的润滑剂的已消耗的或还可用的使用寿命。为此，确定装置60可以一般性地包括计算或处理单元并且感测和处理所提供的例如呈运行数据形式的输入信号。

最后，示意性地示出了所谓pt100传感器形式的温度传感器50。该温度传感器设置为用于感测定子22的绕组的温度。在这里涉及在现有的系统中已经使用的变型，在这些变型中温度传感器50用于监视牵引电动机50的运行。

图2以根据图1的箭头a的正视图示出了该布置。在此附加地还可以看到弹簧悬挂装置16a，16b，车轮轴承11a，11b通过该弹簧悬挂装置与轨道车辆的包括驱动30的车厢14弹动地连接。

在驱动器30内部，在不同的区域中使用润滑剂。这首先涉及牵引电动机的转子轴18的支承部位32，在这些支承部分中为此尤其考虑脂润滑或油润滑。此外，变速器的齿轮在其齿上设有润滑剂和/或在其旋转时经过油浴。接头5和悬架2也可以包括润滑剂并且分别被理解为驱动器30的受润滑的支承部位。

在驱动器30运行时(即当牵引电动机1被供应以电能并且必要时还产生扭矩或前进时)，含润滑剂的区域可能变热。除了因环境温度而一般性升温外，这例如还涉及由于驱动器30内的不同的热损耗功率引起的变热。特别是在牵引电动机1的区域中可能发生不同的损耗功率，这导致支承部位32和存在于那里的润滑剂的变热。

这例如适用于涉及定子22和转子4的叠片组内的铁损。在定子22和转子4的绕组中也发生呈铜损耗形式的绕组损耗。牵引电动机1的支承部位32在转子轴18旋转时也会由于摩擦变热(例如那里的轴承内的摩擦)。在这方面，支承部位32处的轴承力也是有重要关系的，其至少间接地因变速器8的齿轮和在齿轮上作用的啮合力引起(即，变速器8的齿轮在直接耦合的情况下可以通过轴19,18在支承部位32上支承)。

在变速器8中也由于那里的齿轮之间的摩擦损耗而产生热损耗功率。同样情况适用于接头5或悬架2中的摩擦。前面已经一般性地描述了一样求得所描述的热损耗功率的方法，下面要更详细地解释。

如果润滑剂由于损耗功率而在相应的区域中变热，则由于润滑剂内的各种已知的化学分解过程，使用寿命的还可用的部分变短。因此，为了确定多少使用寿命还可用和/或已消耗，根据本发明的第一变型规定，借助未单独示出的热传感器(例如呈温度传感器形式，如所谓的pt100传感器)感测所描述的具有润滑剂的区域中的至少一个的附近或内部的温度。

这种传感器例如可以定位在变速器8内(例如靠近或接触那里的油浴)。它们也可以定位在牵引电动机1的支承部位32上并例如测量那里的轴承的外圈的温度。还可以在悬架2上(例如通过安置在纵向支撑件12上)或接头5(例如通过安置在两个轴18,19之一上)上进行测量。

然后在例如几秒、几分钟或几小时的预给定时间区间上记录在相应区域中的测量温度。这可以通过例如将温度传感器的测量信号或测量数据传送给求取装置60来进行。可以对时间区间中的测量温度求平均值。替代地可以确定最大值。基于开头所述的等式(2)则可以针对对应的区域确定在该时间区间中消耗的润滑剂使用寿命比例。可以将这种比例在多个时间区间上相加，以得到累积值并连续地确定润滑剂允许使用寿命的已消耗(和/或还剩余的)比例。

如果达到或超过使用寿命的终点(加上可选的公差范围)，则求取装置60可以输出警告信号，例如输出给轨道车辆的驾驶员。因此确保仅在实际需要时更换润滑剂，这可以减少润滑剂消耗和所需的维护工作量。然而同时确保了润滑剂总是被及时更换(也就是说没有明显超过其允许的使用寿命)。

参考图3和4，下面描述用于求得图1和2的驱动器30的润滑剂使用寿命的消耗的和/或剩余的比例的其他可能性。在这两种进一步的情况下，以运行数据的形式感测不同的运行参量。形象地说，这些运行参量被视为“黑匣子”的输入参量，其中，输出参量是润滑剂温度。黑匣子本身可以包含驱动器30的(数学)传热模型或热力学模型。

在下面描述的变型中，分别不需要在包括润滑剂的区域上设置专门的温度传感器。但这可以可选地进行。还应该指出的是，所描述的运行参量在现有系统中可以无问题地提供，并且例如以相应的运行数据的形式输出到轨道车辆的控制装置。因此，求取装置60也可以无需特别耗费地调用相应的运行参量。然而，对于特定的运行参量还可以规定，这些运行参量要从感测的运行数据中求得而不能直接提供。运行参量的这种间接求得也可以由求取装置60执行。

参考图3的流程图首先讨论一种变型，在该变型中，借助存储的关系、特别是通过试验技术求得的关系，从运行数据求得润滑剂温度。

在步骤s1(该步骤也可以事先完成并且因此仅是真正的方法的可选步骤)中，在试验装置的框架内测量感兴趣的区域中的润滑剂温度(例如在牵引电动机1的支承部位32处)。这种测量优选在驱动器30运行中执行，并且例如在轨道车辆或具有相同驱动器30的可类比轨道车辆的测试行驶中执行。为了该测量，又可以使用温度传感器。

除了润滑剂温度外，还记录与其并列存在的所感测运行参量值。在这里是以下运行参量，但根据本发明也可以感测和记录其他运行参量，特别是仅感测和记录所列出的运行参量中的选择出的运行参量：

-由驱动器施加的牵引力(例如可根据牵引电动机的扭矩间接确定)；

-牵引电动机的转速；

-车辆的行驶速度；

-环境温度；

-用于驱动牵引电动机的电流强度；

-用于驱动牵引电动机的电压；

-用于驱动牵引电动机的激励频率。

运行参量定义轨道车辆60的具体运行点。在求取装置60中，这些运行参量的值以针对一个运行点集合的方式存储(例如作为闭合的运行点数据组)。然后为相应的数据组分配此时存在并且并行测量的润滑剂温度值。因此，运行参量或者说由其定义的运行点与此时存在的润滑剂温度值之间的关系被获知并被存储在求取装置60中。

如果然后在以后的时间点在试验系列之外、特别是在真正的运输交通中使用轨道车辆，则可以再连续感测运行参量。这在图3中示为步骤s2。然后，在步骤s3中可以根据事先(即在试验系列期间)存储的数据组求得当前存在的运行点，运行点的特点在于相同或可比较的运行参量值。然后可以针对相应的运行点在步骤s4中由求取装置60读出对应的润滑剂温度值。该润滑剂温度值能够以与上述在测量得到润滑剂温度的情况下的做法相同的方式被使用，用于求得润滑剂使用寿命的消耗的和/或剩余的比例。

要强调的是，这种数据组可以针对具体轨道车辆事先存储(也就是说在交货之前或真正的运输运行开始之前)。为此还可以动用借助其他的、但优选构造相同的轨道车辆获得的测试系列结果或数据组。此外，最迟在通过测试系列求得数据组之后，可以再次移除可能为此所需的温度传感器，以节省成本。

根据图3的方法还可以规定，获知电动机温度作为运行参量，其由图1中的温度传感器50测量。替代地或附加地，可以获知计算出的电动机温度作为运行参量，其中，电动机温度以下面描述的方式根据其他运行参量确定。然而，电动机温度也可用于限定电动机30的工作点并将被分配一个测得的润滑剂温度。

在根据图4的另一变型中，润滑剂温度不是基于事先存储的关系或分配来确定，而是根据在进行运行中获知的运行参量来计算。为此，在第一步骤s1中执行运行参量的获知，其中，可以涉及与上面列出的运行参量相同的运行参量。尤其是，在这种情况下规定，在下一步骤s2中首先确定驱动器30内的热损耗功率以及在步骤s3中基于此计算包含润滑剂的区域的变热，据此求得当前存在的润滑剂温度值。换句话说，将热损耗功率作为致动器30内的可导致不同区域中的润滑剂变热的热源来计算。

在步骤s2中根据所获知的运行参量计算出的各个热功率损耗首先涉及牵引电动机1内的热功率损耗。从这些功率损耗可以计算电动机温度，其中，以下面的功率损失为基础：

-定子22和转子4的叠片组中的铁损耗。为此能够以前面一般性描述的方式动用运行参量电流强度和励磁频率。电流强度可用于求得叠片组中的磁通量，所述磁通量引起相应的损耗。激励频率也可以间接地根据牵引电动机1的转速确定。

-定子22和转子4的绕组中的绕组损耗或者说铜损耗。为此能够以前面一般性描述的方式使用电流强度和旋转场功率，其中，旋转场功率可以根据运行参量转速、电流强度、电压和牵引力来确定。

-支承部位处、尤其是牵引电动机1的支承部位32处的摩擦损耗。为此考虑牵引电动机1的转速以及轴承力，其中，轴承力由变速器8的在支承部位32上支承的齿轮的啮合力得出。

如上所述，相应计算的功率损耗分别代表牵引电动机1内的热源。然后能够以已知的方式借助合适的公式对牵引电动机1以及驱动器30的至少间接地与牵引电动机1导热连接的其他部件进行热力学建模和/或模拟。

例如可以在考虑各个构件的热容量和几何形状以及向环境中的可能热传递的情况下计算从牵引电动机1经由轴18,19到变速器8和那里的油浴中的热传递。为此可以例如首先计算转子4上的绕组损耗和从转子绕组到转子轴18上的热传递。以类似的方式可以计算支承部位32的变热和那里的润滑剂温度，该变热又可以从牵引电动机1的(内部)热损耗功率出发来确定。

用以计算相应热传递的方程或方程组一般可以分析求解和/或数字求解。为此可以使用市场上可得到的计算软件。

作为另外的损耗功率，可以考虑变速器8中的摩擦损耗。如上所述，摩擦损耗可以基于有效齿力和转速来确定，其中，齿力还可以根据所施加的牵引力以及变速器8及其齿轮的尺寸或者说几何特征来计算。这种摩擦损耗又可以构成变速器8内的热源并且例如传播到位于其中的润滑剂上和/或由于热传递而也传播到支承部位32上。在这种情况下也可以通过传统的热力学模型建立方程式或方程组，以便确定对润滑剂的热传递并从而确定润滑剂的温度，例如变速器8的油浴的温度。

原则上还可以考虑接头5或悬架2中的摩擦并计算与此伴随的功率损耗或变热。为此又可以动用当前运行参量，例如呈牵引电动机1的转速的形式，其通过转子轴传递到接头5中。

如果以这种方式确定了感兴趣的区域中的润滑剂的温度值，则又可以确定那里的润滑剂的使用寿命的剩余的和/或消耗的比例(步骤s4)。这又根据上述方法完成，如特别是结合测得的润滑剂温度的第一变型所说明的那样。

作为可选的另一步骤，可以结合图4的变型规定，将计算的电动机温度与由图1的温度传感器50测量的电动机温度进行比较。原则上还可以想到，直接使用由温度传感器50测量的电动机温度，以便确定牵引电动机1内的润滑剂温度。然而，为此要计算的热传递很难以通过方程来近似，特别是在驱动器30的运行期间，并且通常提供不太精确的结果。温度传感器50的测量值仍可以提供关于借助运行参量或功率损耗计算出的电动机温度的可信程度的指标。

尤其可以引入校正系数，如果计算出的电动机温度满足与测量的电动机温度的预定偏差标准，则用该校正系数校正计算出的电动机温度。这样的标准例如可以是偏差大于20％，然后基于所确定的偏差引入校正系数。上位地说，因此可以基于测量的电动机温度例如以漂移校正的形式来校正计算出的电动机温度以及润滑剂温度。

此外，在图3的变型的情况下存在这种可能性：在模拟范围内并且根据存在的(即模拟的)运行数据来模拟不同的运行点并且对其分别计算感兴趣的区域中的润滑剂温度值。因此，可以类似于在执行试验系列时那样针对各个运行点存储数据组。如果然后车辆实际运行中根据获知的运行数据求得存在运行点或者存在哪个运行点，则可以直接从相应的数据组中读出事先(即在模拟期间)求得的润滑剂温度。可以说，在运行中不必连续计算根据当前运行数据存在多高的温度。

总之，替代或补充根据试验技术求得的，事先存储模拟的或计算的温度值，用于在以后存在实际运行点时可能进行调用或读出。这降低了在运行中所需的计算能力并提高了求取精度。

最后还可以规定，在这种模拟的范围内求得并存储运行数据(或由此定义的运行点)与相关区域中的润滑剂温度之间的函数关系。这种关系可以优选借助仅一个方程或函数来限定根据运行参量的值来求得润滑剂温度。在实际的(行驶)运行中则可能在有些情况下比总是要解一个完整方程组更快地并且以更少的计算能力来根据当前存在的运行数据求得润滑剂温度值。

图3和图4的变型与实际测量润滑剂温度相比的共同优点是，不需要附加的传感器。相反，可以最大程度地或完全地使用反正已获知的运行数据。