DE3902846A1 - Verfahren und anordnung zur regelung der antriebs- und/oder bremskraft der fahrmotoren eines laufachsenlosen triebfahrzeuges an der kraftschlussgrenze der raeder - Google Patents
Verfahren und anordnung zur regelung der antriebs- und/oder bremskraft der fahrmotoren eines laufachsenlosen triebfahrzeuges an der kraftschlussgrenze der raederInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Regelung der
Antriebs- und/oder Bremskraft der Fahrmotoren eines laufachsenlosen Trieb
fahrzeuges an der Kraftschlußgrenze der Räder, wie es im Oberbegriff des
Anspruches 1 näher definiert ist.
Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der DE-PS 34 07 309 bekannt.
Bei diesem Verfahren wird der Übergang in den instabilen Schlupfbereich
anhand der einsetzenden stärkeren Radbeschleunigung (-Verzögerung) er
mittelt und der Radsatz oder die -gruppe dann durch Reduzierung der An
triebs- bzw. Bremskraft wieder über das Kraftschlußmaximum hinweg in den
stabilen Schlupfbereich zurückgeführt. Anschließend erfährt die Antriebs
bzw. Bremskraft nach Beendigung der Reduzierung wieder eine Steigerung.
Beim bekannten Verfahren dient als Maß des Radschlupfes die Differenz
der Ausgangsgröße eines Integrators, der als Pseudolaufachse dient und der
Drehzahl einer zugeordneten Triebachse. Dieses Maß wird zur Reduzierung des
Antriebs- oder Bremsmomentes ausgewertet. Mittels einer Differenziervor
richtung wird über die erste zeitliche Ableitung der Drehzahldifferenz
der Übergang in den instabilen Schlupfbereich anhand der Steilheit der
Beschleunigungstangente erfaßt. Spricht dabei eine Grenzwertstufe an, dann
wird dem Integrator eine zusätzliche, den zugeführten Sollwert für Be
schleunigung oder Verzögerung entgegenwirkende Eingangsgröße für den Rück
lauf in den stabilen Schlupfbereich aufgeschaltet.
Bei diesem Verfahren ist eine recht genaue Einstellung der Betriebspara
meter erforderlich, um die Abweichungen vom Kraftschlußmaximum in Grenzen
zu halten. Insbesondere ist es schwierig, die Parameter zur Erzielung
optimalen Verhaltens an die unterschiedlichen Betriebszustände anzupassen.
Bei ungünstigen Kraftschlußbedingungen, z.B. stark verölten Schienen, kann
die Gefahr des Durchgehens nicht ausgeschlossen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren dahingehend zu ver
vollkommnen, daß der Radschlupf auch unter den ungünstigsten Kraftschluß
bedingungen beherrscht wird, wenn z.B. nach Erreichen des Maximums des
Kraftschlusses dieser mit wachsendem Schlupf keine fallende Tendenz mehr
aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sowie Anordnungen zur
Durchführung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Anhand von schematischen Zeichnungsfiguren wird die Erfindung im nachstehenden näher
erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Regelung einer
Treibachse mit wechselrichtergespeistem
Drehstrom-Fahrmotor, ausgestattet mit einem
Reiz-Impulsgenerator zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 den genaueren Aufbau eines Reiz-Impulsgenerators.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Wechselrichter bezeichnet, der einen Drehstrom
fahrmotor 2 speist. Die Achsdrehzahl wird z.B. von einer Tachometerma
schine 3 (oder einem Drehimpulsgeber mit Auswerter) erfaßt. An einen Ein
gang 4 ist der in der Antriebsregelung aus dem Drehmomentsollwert abge
leitete Sollwert für die Schlupffrequenz f S soll des Motors gelegt. Bei
5 liegt anstelle der echt über Grund gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit
jetzt eine Pseudo-Laufachsdrehzahl an, die an der Subtraktionsstelle 6
mit der gemessenen Achsdrehzahl aus der Tachometermaschine 3 verglichen
wird. Die in der Subtraktionsstelle 6 ermittelte Drehzahldifferenz Δ n
wird in einem Multiplizierer 7 mit einem geeigneten, bei 8 eingegebenen
konstanten oder von der Geschwindigkeit und/oder zugkraftabhängigen Faktor
bewertet. Der erhaltene Wert wird in einer Subtraktionsstelle 9 vom Soll
wert der Motorschlupffrequenz f S soll abgezogen.
An dieser Stelle muß betont werden, daß die hier einen Drehstromantrieb
behandelnde Schaltung prinzipiell für jeden Antrieb brauchbar ist, dessen
Drehmoment stetig verstellbar ist. In diesen Fällen wird die Eingabe
f S soll (auch als Motorschlupf bezeichnet) durch die Sollwerteingabe des
Drehmomentreglers ersetzt.
Hier greift die Erfindung ein. Ein zeitweilig arbeitender Reiz-Impulsgene
rator 60 (strichpunktiert umrahmt) vermag über Summenpunkt 9′ ebenfalls
über die Subtraktionsstelle 9 auf die Bildung der Wechselrichterfrequenz
einzuwirken. Dazu im einzelnen später.
Bei 11 wird der Wert der erwarteten Beschleunigung bzw. Verzögerung a zuge
führt, abgeleitet aus der Zug- bzw. Bremskraft und der Fahrzeugmasse. In
Lokomotiven ist hierfür die Anhängelast zu berücksichtigen, was mit einer
automatischen Adaptierung erfolgen kann. Dieser Wert wird in einem Inte
grator 13 zu einem Drehzahlwert einer Pseudo-Laufachse integriert. Der Inte
grator 13 ist so dimensioniert, daß er um einen kleinen Toleranzbereich
schneller integriert, als es der Fahrzeugbeschleunigung entspricht, so daß
die Pseudo-Laufachsdrehzahl der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit langsam voraus
laufen würde. Der Integrator 13 erhält deshalb eine zusätzliche Rückführung
über einen Komparator 14, die Schaltstellen 15 und 16, sowie die Einweg-
Gleichrichter 17, 18 oder andere, jeweils nur Signale einer Polarität durch
lassende Anordnungen, sowie eine Additionsstelle 12. Im Komparator 14 wird
der Integratorausgang, d.h. die Pseudo-Laufachsdrehzahl mit der Drehzahl
der wirklichen Achse verglichen. Positive Differenz (d.h. die Pseudo-Lauf
achse läuft schneller) wird nur im Betriebszustand "Fahren" (15 geschlossen)
über 17 an den Integrator 13 gegeben und steuert dann die Pseudo-Laufachse
herunter, bis diese wieder mit der Drehzahl der wirklichen Achse überein
stimmt. Negative Differenz (d.h. Pseudolaufachse läuft langsamer) wird nur
im Zustand "Bremsen" (16 geschlossen) über 18 an den Integrator 13 gegeben
und steuert dann die Pseudo-Laufachse aufwärts, bis Übereinstimmung mit der
wirklichen Achse vorliegt. Hierdurch wird der Integratorausgang, so lange
die wirkliche Achse rollt, nicht mehr beschleunigt oder verzögert als
das Fahrzeug. Die Drehzahlwerte stimmen somit überein und an der Sub
traktionsstelle 6 treten keine Drehzahldifferenzen Δ n auf.
Bei auftretendem Radschlupf wird im Zustand "Fahren" die Achse
stärker beschleunigen als das Fahrzeug. Der Integrator 13 kann jetzt nicht
über die Rückführung mitgenommen werden, weil bei 17 ein Signal dieser
Polarität nicht durchgelassen wird. Es entsteht an der Subtraktionsstelle
6 eine Drehzahldifferenz Δ n, wie zwischen Treibachse und einer echten
Laufachse. Beim Bremsen kehrt sich die Polarität der Differenz um, wodurch
das Rückführungssignal über 16, 18 geleitet wird. Das an der Subtraktions
stelle 6 auftretende Drehzahldifferenzsignal Δ n steuert dann, wie zu den
Bezugszeichen 1 bis 10 beschrieben, das Drehmoment des Fahrmotors 2.
Jetzt hat die Pseudo-Laufachsdrehzahl bereits einen Wert erreicht, der
nicht mehr die Geschwindigkeit über Grund, sondern der einer sich be
reits mit einem gewissen Schlupf auf der Schiene drehenden Achse ent
spricht, wie er zur Übertragung der maximal möglichen Zugkraft notwendig
ist. Während der Entstehung dieses Schlupfes - das heißt vom reinen Rollen
der Treibachse an wird diese kaum meßbar stärker beschleunigt als das Fahr
zeug - kann der Integrator 13 noch der Achsdrehzahl folgen. Eine stärkere
Beschleunig ungder Treibachse setzt erst dann ein, wenn diese den Schlupf
des maximalen Reibwertes überschritten hat.
Ohne weitere Maßnahmen würde nun der Pseudo-Laufachsintegrator 13 frei
weiterlaufen, wobei die Pseudo-Laufachse allmählich gegenüber dem Fahrzeug
immer schneller wird. Die Treibachse würde ebenfalls immer größeren Schlupf
annehmen und schließlich ins Schleudern geraten.
Um dies zu verhindern, ist die Regelung so ausgelegt, daß der Radsatz oder
die Radsatzgruppe durch Reduzierung der Antriebskraft (oder Bremskraft
beim Bremsen) über das Kraftschlußmaximum hinweg wieder in den stabilen
Schlupfbereich zurückgeführt wird. Hierbei bilden 19, 20 und 21 eine Um
polvorrichtung, die im Bremsbetrieb die Polarität des Drehzahldifferenz
signals tauscht. Mit 22 ist eine Differenziervorrichtung bezeichnet, die
die erste zeitliche Ableitung des Drehzahldifferenzsignals Δ n bildet.
Mit 40 ist ein Verzögerungsglied erster Ordnung bezeichnet, das den An
stieg des Ausgangssignals von 22 etwas verflacht. Der Ausgang des Ver
zögerungsgliedes 40 ist des weiteren über einen elektronisch betätigten
Schalter 41 mit Ruhekontakt auf eine Grenzwertstufe 43 geführt, die ein
binäres Signal auf ein Oder-Gatter 44 ausgibt. Eine Rückführung führt auf
ein Zeitglied 42, das nach Erreichen einer Ansprechverzögerung den Schalter
41 öffnet und nach Ablauf einer weiteren Verzögerungszeit diesen wieder
schließt. Damit werden im Sinne einer Prozeßüberwachung unerwünscht lange
Signale ausgeschlossen. Das Oder-Gatter 44 geht auf einen Schalter 31 und
über einen Invertierer 45 auf den Reset-Eingang eines Zeitgliedes 46 mit
Ausschaltverzögerung, das vom Ausgang der Grenzwertstufe 43 gesetzt worden
ist. Das Zeitglied 46 stößt ein weiteres Zeitglied 47 an, das eine Ein
schaltverzögerung aufweist. Über Zeitglied 47 wird ein weiterer Schalter
48 betätigt, der den Ausgang eines Maximalwertauswahlstufe 51 an einen
Schmitt-Trigger 52 legt und diesen auslöst, wodurch über einen Steuer
schalter 53 ein weiteres Signal auf Oder-Gatter 44 gelangen kann. Die Maxi
malwertauswahlstufe 51 erhält von der Differenziervorrichtung 22 und einem
nachgeschalteten Invertierer 49 einerseits ein direktes Eingangssignal und
andererseits über ein drittes Differenzierglied 50 ein zusätzlich diffe
renziertes Eingangssignal. Die Maximalwertauswahlstufe 51 läßt dabei nur
das Signal mit dem größeren Wert von beiden durch. Der Steuerschalter 53,
über den das Signal von Schmitt-Trigger 52 auf das Oder-Gatter 44 gelangen kann,
wird von einer Auslösestufe betätigt, die aus den Elementen 54, 55, 56, 57,
58 besteht, wobei die gemessene Achsdrehzahl f rot und das gemessene Motor
drehmoment Md ist Verwendung finden.
Die Achsdrehzahl f rot wird in einem zweiten Differenzierglied 54 diffe
renziert und als Achsbeschleunigung a Radsatz über Schalter (direkt beim
Fahren bzw. invertiert beim Bremsen) einem Summationspunkt 55 zugeführt,
an dem auch das gemessene Motordrehmoment Md ist anliegt. Der Ausgang von
Summationspunkt 55 ist die berechnete Zugkraft, die das Rad im selben
Zeitpunkt auf die Schiene überträgt. Bei einem Schleudern ergibt sich eine
Kraftverteilung, bei der nur ein Teil der Zugkraft noch auf die Schiene
übertragen wird und der überschüssige Teil die rotierende Radmasse be
schleunigt. Umgekehrt wird bei einem Verzögern des Radsatzes die kine
tische Energie wieder frei für Zugkraftübertragung und addiert sich zum
Motordrehmoment. D.h. man muß - wenn man die reale, auf die Schiene über
tragene Zugkraft ermitteln will - die kinetische Energie des Radsatzes
berücksichtigen. Dies geschieht, indem man im Summationspunkt 55 zur ge
messenen Motorzugkraft Md ist die (ebenfalis gemessene) Radsatzbe
schleunigung mit der Radsatzmasse entsprechend bewertet, hinzuaddiert
(beim Fahren negativ, beim Bremsen positiv, wie in 54, 59, 55 dargestellt).
Der so ermittelte Zugkraftwert wird in einem ersten Differenzierglied 56
differenziert und über ein Negationsglied 57 einem Schwellwertschalter 58
zugeführt, der den bewußten Steuerschalter 53 steuert. Nur bei negativem
Ausgang des ersten Differenziergliedes 56, d.h. bei abnehmender übertra
gener Zugkraft, spricht der Schwellwertschalter 58 an, wodurch das Oder-
Gatter 44 über den b-Eingang kein weiteres Eingangssignal erhält und -
wenn am a-Eingang zu diesem Zeitpunkt ebenfalls kein Eingangssignal an
steht - kein Ausgangssignal mehr abgibt. Dadurch wird das erste Zeitglied
46 für den Reset-Eingang zurückgesetzt. Es wird erst wieder eingeschaltet,
wenn eine Beschleunigung oder Verzögerung die Grenzwertstufe 43 auslöst
und über das Oder-Gatter 44 den Schalter 31 zur Beeinflussung des Pseudo-
Laufachsintegrators 13 betätigt, d.h. ein neuer Schleuderansatz beginnt.
Wenn an Subtraktionsstelle 6 eine Drehzahldifferenz Δ n erscheint, haben
die Räder wie vorstehend beschrieben - den Schlupf auf den Schienen über
schritten, der die größte Kraftübertragung ermöglicht. Sie laufen in den
instabilen Schlupfbereich ein, d.h. mit größer werdendem Schlupf wird der
Haftwert wieder kleiner. Der jetzt größer werdende Drehmomentüberschuß be
schleunigt die im Vergleich zur Fahrzeugmasse nur kleine rotierende Masse
des Radsatzes mit Fahrmotor relativ schnell. Der Anstieg der Drehzahldiffe
renz wird in der ersten Differenziervorrichtung 22 erfaßt und bringt über
das Verzögerungsglied 40 (zur Ausfilterung kurzzeitiger Störungen), und
den Schalter 41 die Grenzwertstufe 43 zum Ansprechen. Deren Ausgangssignal
betätigt über das Oder-Gatter 44 (Signal a Soll red ein ) den Schalter 31, wodurch ein aus dem ge
wünschten Beschleunigungswert a (bei 11) und einer dazu addierten Konstanten
(bei 33) gebildetes und im Invertierer invertiertes Signal (a Soll red ) über die Zeit
stufe 32 und das Additionsglied 12 am Eingang des Integrators 13 wirksam
wird. Der Integrator 13 wird dadurch langsamer und beginnt, sobald das
Zusatzsignal das direkte Signal übersteigt in umgekehrter Richtung zu
integrieren. Die Pseudo-Laufachsdrehzahl wird damit kleiner. Hierdurch
steigt zwar die Drehzahldifferenz an der Subtraktionsstelle 6 zunächst
noch schneller an, gleichzeitig wird jedoch mit dem größeren Drehzahl
differenzsignal Δ n auch das Drehmoment des Fahrmotors stärker reduziert.
Die weitere Beschleunigung des Radsatzes hört dadurch auf, der Radsatz
beginnt sich wieder zu "fangen", d.h. in den stabilen Schlupfbereich zu
rückzulaufen. Da sich hierbei die Radsatzdrehzahl wieder der Pseudo-Lauf
achsdrehzahl nähert, wird auchdas Drehzahldifferenzsignal Δ n an der Sub
traktionsstelle 6 wieder kleiner.
Der beschriebene "Normalfall" eines Schleuderansatzes setzt voraus, daß
die Haftwertkurve hinter dem Maximum soweit abfällt, daß die daraus re
sultierende höhere Beschleunigung des Radsatzes ein so großes und steil
ansteigendes Δ n hervorruft, daß damit ein auswertbares Signal am Aus
gang der Differenziervorrichtung 22 auftritt.
Es gibt jedoch Fälle, z.B. bei Fahrten über ölverschmutzte Schienen mit
geringer vorgegebener Zugkraft, in denen die Kraftschlußkurve sehr un
günstig ist und nur einen sehr geringen Abfall hinter dem Maximum auf
weist. Hier ergibt sich eine gewisse Zeitlang selbst bei stärkerem Schlupf
praktisch dieselbe Zugkraft, wobei das Δ n nur sehr langdam steigt oder sich
nicht genügend erhöht, wodurch die Differenziervorrichtung 22 nicht an
spricht. Andererseits darf man die Empfindlichkeit der Differenziervor
richtung 22 nicht soweit steigern, daß bereits jede langsam ansteigende
Differenz die Logik anlaufen läßt, da solche Differenzen auch vorhanden
sind, wenn beispielsweise der Integrator 13 zu langsam integriert, z.B.
in einer Phase der Lastanpassung.
Für solche Fälle ist jetzt der Reiz-Impulsgenerator 60 vorgesehen. Eine
langsam ansteigende Drehzahldifferenz Δ n ≠ 0 oder eine Grenzwertüber
schreitung löst dann den darauf eingestellten Reiz-Impulsgenerator 60 aus.
Seine Impulse i veranlassen zeitweilig eine gesteigerte additive Sollwert
eingabe für den die Motorzugkraft steuernden Wechselrichter 1 über Summen
punkt 9′, was nur die Achse veranlaßt, zeitweilig stärker zu beschleu
nigen. Ohne die auf die Schiene real übertragene Zugkraft zu beeinflussen
wird dadurch der Schlupf Δ n kurzzeitig soweit gesteigert, daß die Diffe
renziervorrichtung 22 auch bei derartigen Fällen ansprechen kann. Danach
wird der Reiz-Impulsgenerator 60 ausgeschaltet.
In Bereichen kleiner Zugkräfte, wie sie bei der Anfahrt oder bei hohen
Radgeschwindigkeiten infolge der Leistungsgrenzen der Maschinen und er
fahrungsgemäß schwierigeren Kraftschlußverhältnissen auf der Schiene ge
geben sind, werden auch dann Impulse vom Reizimpulsgenerator abgegeben,
wenn Δ n = 0 ist. Damit soll verhindert werden, daß bei an der Kraftschluß
grenze liegender Zugkraftsollwertvorgabe (nur geringer Überschuß) die
Pseudolaufachse nicht mehr reagiert.
Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Reiz-Impulsgenerators 60 - wie er beispiels
weise aufgebaut sein kann - in einem Blockschaltbild genauer. Er besteht
im wesentlichen aus einem monostabilen Multivibrator 64, einem Verzöge
rungszeitglied 69, einem Schmitt-Trigger 67 sowie einem UND-Gatter 66.
Nach Fig. 2 wird das Motordrehmoment Md ist über ein Anpaßglied 61, einen
Summationspunkt 62 und einen elektronisch betätigten Schalter 63 impuls
weise zur Ausgabe nach Summenpunkt 9′ (vgl. Fig. 1) gebracht. Im Anpaß
glied 61 erfolgt eine Multiplikation mit einem negativen Faktor k<1. Das
negative Produkt wird von einer am Summsationspunkt 62 anliegenden positiven
Konstante K in Abzug gebracht und über Schalter 63 ausgegeben. Die Ausle
gung von 61, 62 ist z.B. derart, daß die Konstante K unter Berücksichtigung
des Faktors k etwa dem Nenndrehmomentwert des Motors entspricht. Das be
deutet, daß die Ausgangsgröße bei Nenndrehmoment gegen 0 geht, dann also,
wenn man die Impulse i über Schalter 63 mit Sicherheit nicht braucht, weil
für den Status hoher Motorzugkraft die spezielle Kraftschlußkurve nicht
gelten kann. Der Schalter 63 wird vom schon erwähnten monostabilen Multi
vibrator 64 gesteuert. Der eingezeichnete Pfeil bezeichnet einen zeitver
zögerten Rückfall des den Schalter 63 steuernden Ausganges. Die nach 9′
geschaltete Ausgangsgröße würde dort (vgl. Fig. 1) dem Schlupffrequenz
sollwert f S soll , d.h. der Führungsgröße für das Drehmoment des Motors 2
zuaddiert, so daß - nur für den Fall, daß der Schalter 63 taktet - die
Zugkraft am Rad regelmäßig um einen kleinen Betrag angehoben und dann
wieder abgesenkt wird. Im Bremsstatus gilt das sinngemäß für die Brems
kraft.
Als Auslöser für das vorbeschriebene Variieren wird das Drehzahldifferenz
signal Δ n (von Subtraktionsstelle 6 vgl. Fig. 1) über einen Schwellwert
bildenden Schmitt-Trigger 65 und das UND-Glied 66 auf den Eingang des
schon erwähnten Multivibrators 64 geschaltet. Im Ruhezustand ist der b-
Ausgang des Multivibrators 64 im "High"-Zustand, d.h. der Trigger 67 hat
über das Zeitglied 69 angesprochen und damit liegt an einem Eingang des
UND-Gatters 66 High-Signal. Erreicht ein am Ausgang 6 erscheinendes Δ n-
Signal (Schlupfwert) die Ansprechschwelle des Triggers 65, dann wird auch
der zweite Eingang des UND-Gatters 66 High, und der Multivibrator 64 wird
angestoßen. An seinem a-Ausgang erscheint nun ein Impuls von der dem Multi
vibrator 64 einprogrammierten Dauer. Gleichzeitig wird durch den auf Low
gehenden b-Ausgang des Multivibrators 64 das Verzögerungsglied 69 ebenfalls
auf Low gesteuert, der Trigger 67 fällt zurück und entzieht damit dem UND-
Gatter 66 das High-Signal. Nach Impulsende ist am b-Ausgang des Multivi
brators 64 wieder High-Signal, und nach Ablauf der Verzögerungszeit des Zeit
gliedes 69 spricht Trigger 67 wieder an und löst über das UND-Gatter 66
am Multivibrator 64 einen weiteren Impuls aus. Dieses Spiel setzt sich
fort, solange durch ein Δ n-Signal der Trigger 65 eingeschaltet ist.
Wenn die Differenziervorrichtung 22 Signal abgibt, soll der Reiz-Impuls
generator 60 gesperrt sein, weil seine Impulse sonst durch zusätzliche Be
einflussung des Motordrehmomentes die Ausregelung der Schlupfvorgänge über
den Integrator 13 stören würden. Dazu sind die Reset-Eingänge des Multi
vibrators 64 und des Verzögerungsgliedes 69 mit dem Ausgang des ODER-
Gatters 44 verbunden, an dem High-Signal (a Soll red ein ) erscheint, sobald
die Differenziervorrichtung 22 ein ausreichend großes Signal abgibt. Der
Reizimpulsgenerator 60 wird dadurch in den Ausgangszustand versetzt. Ein
noch anstehender Reiz-Impuls i wird sofort unterbrochen und die Pause bis
zum nächsten möglichen Impuls i beginnt von vorn. Zusätzlich kann über ein
Begrenzerglied 68 der Impuls i so lange zurückgehalten werden, wie an
der Differenziervorrichtung 22 selbst noch ein negatives Ausgangssignal
d Δ n/dt ansteht. Das Begrenzerglied 68 begrenzt die Signalhöhe an
seinem Ausgang auf einen Wert, der zum Ansprechen des Triggers 67 noch
nicht ausreicht, solange an seinem Steuereingang ein Signal vom Trigger
70 anliegt.
Claims (10)
1. Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Fahr
motoren eines laufachsenlosen Triebfahrzeuges an der Kraftschlußgrenze
der Räder, bei dem der Übergang in den instabilen Schlupfbereich an
hand der einsetzenden stärkeren Radbeschleunigung (-Verzögerung) er
mittelt, der Radsatz oder die Radsatzgruppe dann durch Reduzierung der
Antriebs- bzw. Bremskraft wieder über das Kraftschlußmaximum hinweg in
den stabilen Schlupfbereich zurückgeführt wird und anschließend die An
triebs- bzw. Bremskraft wieder eine Steigerung erfährt, usw., insbe
sondere für eine mit einem Integrator (13) als Pseudolaufachse arbei
tende Anordnung, bei der jeweils die Differenz Δ n der Ausgangsgröße
des Integrators (13) und der Drehzahl f rot einer zugeordneten Treib
achse als Maß des Radschlupfes dient und zur Reduzierung des Antriebs-
oder Bremsmomentes ausgewertet wird und jeweils mittels einer Differen
ziervorrichtung (22) über die erste zeitliche Ableitung der Drehzahl
differenz d Δ n/dt der Übergang in den instabilen Schlupfbereich anhand
der einsetzenden stärkeren Beschleunigung erfaßt und beim Auslösen einer
Grenzwertstufe dem Integrator (13) eine zusätzliche, dem zugeführten Soll
wert für Beschleunigung oder Verzögerung entgegenwirkende Eingangsgröße
bis zum Rücklauf in den stabilen Schlupfbereich aufgeschaltet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß sobald die Drehzahldifferenz Δ n ≠ 0 ist oder einen niedrigen Grenz
wert überschreitet, ein Reiz-Impuls
generator (60) eingeschaltet wird, der periodisch Impulse i an die
Fahrzeugsteuerung liefert, derart, daß jeweils für die Dauer jedes Im
pulses die Zug- bzw. Bremskraft eines oder mehrerer Fahrmotoren (2) um
einen geringen Betrag angehoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß während der Zeit, in der die Differenziervorrichtung (22) Signale
abgibt, die Impulse i des Reiz-Impulsgenerators (60) unterdrückt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulse i des Reiz-Impulsgenerators (60) bei größeren Zug
kräften M d ist ganz oder nahezu unwirksam gemacht werden durch Ab
schalten des Reiz-Impulsgenerators (60) ab einer bestimmten Zugkraft
und/oder Reduzieren der abgegebenen Impulshöhen mit steigender Zugkraft.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Bereich kleiner Zugkräfte M d ist und/oder sehr hoher
Radgeschwindigkeiten f rot die Impulse i des Reiz-Impulsgenerators
(60) auch dann abgegeben werden, wenn das Drehzahldifferenzsignal
Δ n = 0 oder kleiner als der Grenzwert ist.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulse i für einzeln angetriebene Radsätze oder Radsatz
gruppen zeitlich gegeneinander versetzt abgegeben werden, solange in
keiner der Schlupfregelungen ein Drehzahldifferenzsignal Δ n vorliegt
und daß die Schlupfregelung jedes Radsatzes oder jeder Radsatzgruppe,
in der ein Drehzahldifferenzsignal Δ n den Grenzwert überschreitet, mit
seinen Impulsen i vom Takt der übrigen Radsätze herausgelöst wird.
6. Reiz-Impulsgenerator zur Durchführung des Verfahrens nach den An
sprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein auf ein Drehzahldifferenzsignal Δ n ansprechender Schmitt-
Trigger (65) über ein UND-Glied (66) einen monostabilen Multivibrator
(64) steuert, der mit einem Ausgang auf einen elektronisch betätigten
Schalter (63) wirkt, der das Drehmoment des Motors (2) erhöhende Im
pulse i durchschaltet und mit einem anderen antivalenten Ausgang
auf das UND-Glied (66) rückgeführt ist.
7. Reiz-Impulsgenerator nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe der über den Schalter (63) geleiteten Impulse i aus
dem in einem Anpaßglied (61) gebildeten Negativprodukt von Drehmoment
istwert M d ist und einem Negativfaktor k < 1 sowie der daraus mit
einer positiven Konstanten K in einem Summationspunkt (62) gebildeten
Summe bestimmt ist.
8. Reiz-Impulsgenerator nach den Ansprüchen 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Multivibrator (64) mit seinem antivalenten Ausgang über ein
Begrenzerglied (68) ein Zeitglied (69) und einen weiteren Trigger (67)
an das UND-Glied (66) angeschlossen ist.
9. Reiz-Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Begrenzerglied (68) über einen zusätzlichen Trigger (70) ein
schaltbar ist, der von einem die erste zeitliche Ableitung der Drehzahl
differenz d Δ n/dt bildenden Signal angesteuert wird.
10. Reiz-Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Multivibrator (64) und das Zeitglied (69) Reseteingänge auf
weisen, die an den Ausgang (Signal a Soll red ein ) des Oder-Gatters (44)
angeschlossen sind.
Priority Applications (1)
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