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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Antriebssteuerung eines Zweiwegefahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Antriebssteuerung bei einem Zweiwegefahrzeug für einen Schienenbetrieb auf Schienen und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen, wobei das Zweiwegefahrzeug im Straßenbetrieb durch gummibereifte Antriebsräder angetrieben wird, die über mindestens einen elektrischen Antriebsmotor angetrieben werden, und die Ansteuerung des elektrischen Antriebsmotors über einen Drehzahlregler erfolgt, der einen Sollwert von einem Sollwertgeber sowie als Rückführgröße einen Drehzahlwert des Antriebsstrangs erhält.
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Als Zweiwegefahrzeuge sind Fahrzeuge bekannt, die sowohl auf einer normalen Verkehrsfläche, wie einer Straße, als auch auf Gleisen bzw. Schienen fahren können. Derartige Fahrzeuge sind zumeist Wartungsfahrzeuge, Baumaschinen oder Fahrzeuge für den Rangierdienst. Zweiwegefahrzeuge für den Rangierdienst werden überwiegend in Industriegeländen mit Gleisanschluss eingesetzt, um einzelne Güterwaggons bis hin zu ganzen Zügen auf den Gleisanlagen des Werksgeländes an ihre Be- und Entladeposition innerhalb des Werksgeländes bewegen zu können. Hierbei ist die Eigenschaft, auf eigener Achse auf Verkehrsflächen zwischen verschiedenen Punkten der Gleisanlagen versetzt werden zu können, sehr vorteilhaft, da die Gleisanlagen eines Werksgeländes im Regelfall nicht so umfangreich mit Weichen und Gleisverbindungen ausgestattet sind, dass ein Rangieren allein mit schienengeführten Fahrzeugen in jedem Fall möglich wäre.
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Da diese Fahrzeuge häufig aus dem Gleis herausgenommen bzw. ausgegleist werden, über Straßenverkehrsflächen bewegt und wieder auf ein Gleis aufgesetzt bzw. aufgegleist werden, ist eine gute und exakte Lenkbarkeit des Zweiwegefahrzeugs im Straßenbetrieb erforderlich. Insbesondere beim Aufgleisen ist eine genaue und exakte Lenkbarkeit erforderlich. Neben verbrennungsmotorisch angetriebenen Lastkraftwagen als Zweiwegefahrzeugen sind auch Zweiwegefahrzeuge mit elektrischem Antrieb bekannt, mit denen es möglich wird, auch innerhalb von Hallen Waggons auf Gleisen verschieben zu können und die mit Verbrennungsmotoren verbundenen Abgase zu vermeiden. Eine benutzte Ausführungsform der elektrisch angetriebenen Zweiwegefahrzeuge ist ein Fahrzeug mit zwei vollgummibereiften Starrachsen, deren Räder nicht gelenkt werden können. Ein Lenken auf Verkehrsflächen erfolgt dann durch einen Einzelradantrieb mit voneinander differenzierenden Drehzahlen bis hin zu einem Drehen auf der Stelle, indem die Räder der einen Seite mit abweichenden Drehzahlen oder entgegengesetzt angetrieben werden zu denen der anderen Seite.
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Während des Lenkens des Zweiwegefahrzeugs im Straßenbetrieb werden die Gummireifen, beispielsweise Vollgummireifen wie etwa Elastikreifen, als Antriebsräder durch die Drehmomente der elektrischen Antriebe stark verformt, wobei die Reifenverformung beim Lenken des Fahrzeugs wesentlich größer ist, als bei einer Geradeausfahrt. Durch diese elastische Kopplung im Antriebsstrang von dem elektrischen Antriebsmotor bis zur Straßenoberfläche verschlechtert sich die Feinfühligkeit der Regelung und dies kann in extremen Fällen zu unakzeptablem Betriebsverhalten führen. Eine solche elastische Reifenverformung kann auch bei einer Lenkung mit einem Lenkeinschlag der Räder im Fall von großen Lenkwinkeln auftreten.
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Nach dem Stand der Technik kann eine Antriebssteuerung eines Zweiwegefahrzeugs oder allgemein eines Fahrzeugs beispielsweise durch eine Drehzahlregelung mit einer direkten Rückkoppelung eines Drehzahlsensors an einer Motorwelle eines elektrischen Antriebsmotors erfolgen. Wenn nun eine nicht zu vernachlässigende elastische Kopplung vorliegt, wie beispielsweise zumindest während des Kurvenfahrens bei einem sich stark verformenden Gummireifen als Antriebsrad, ergeben sich aus dem Punkt der Messung der Drehzahl Probleme, da nicht die eigentliche Raddrehzahl im Sinne des Umfangs der Vollgummireifen erfasst wird. Beispielsweise bei einer Sprungantwort, d.h. einer sehr raschen Beschleunigung des elektrischen Antriebsmotors auf eine feste Drehzahl, wie etwa 1000 U/min, weicht die Raddrehzahl dauerhaft von der Motordrehzahl ab. Daraus folgt eine geringere Qualität des Lenkens, Probleme beim präzisen Aufgleisens bzw. wird das Aufgleisen des Zweiwegefahrzeugs aufwändig und die Positionierung schwierig. Es entsteht auch zusätzlicher Reifenverschleiß.
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Um die dynamischen Eigenschaften der Drehzahlregelung im Falle einer solchen elastischen Kopplung im Antriebsstrang zu verbessern, ist es bekannt, einen Beobachter einzusetzen. Ein solcher Beobachter bildet als rechnerische Einheit eine Einschätzung der Istdrehzahl am Rad, die dann als besserer Wert für die Rückführung des Regelkreises der Drehzahlregelung genutzt wird. Der Beobachter erhält dabei die verfügbaren Informationen über das Antriebssystem, so beispielsweise Parameterwerte über die Drehfedersteifigkeit und/oder Dämpfung der elastischen Kopplung, somit der Vollgummireifen.
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Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass ein Antriebssystem mit einer elastischen Kopplung sowie einer Drehzahlregelung, die sich eines Beobachters für die Rückführung der Drehzahl bedient, zu großen Überschwingungen der Motordrehzahl neigt, die in der Praxis nicht akzeptiert werden können, da beispielsweise Motordrehzahlen doppelt so groß wie die Raddrehzahl (betrachtet auf den Umfang des Vollgummireifens) und fast dreimal so hoch wie der Drehzahlsollwert erreicht werden können. Dadurch ergibt sich als Nachteil eine geringe Dämpfung des Lenkens trotz einer Verbesserung der dynamischen Eigenschaften des Antriebs, wird ein präzises Aufgleisen des Zweiwegefahrzeugs ebenfalls schwierig und zeitaufwändig. Weiterhin kommt es zu einem geringeren Wirkungsgrad des Gesamtsystems mit entsprechender Verringerung der Betriebsdauer mit einer Batterieladung sowie einer erhöhten Entwicklung von Geräuschen und Vibrationen, die sich verschleißerhöhend auf das Fahrzeug auswirken.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Antriebssteuerung eines Zweiwegefahrzeug zur Verfügung zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und mit dem bei einer Kurvenfahrt auf einer Straßenoberfläche eine exakte und genaue Regelung der Fahrgeschwindigkeit möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Antriebssteuerung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren zur Antriebssteuerung bei einem Zweiwegefahrzeug für einen Schienenbetrieb auf Schienen und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen, wobei das Zweiwegefahrzeug im Straßenbetrieb durch gummibereifte Antriebsräder angetrieben wird, die über mindestens einen elektrischen Antriebsmotor angetrieben werden, und die Ansteuerung des elektrischen Antriebsmotors über einen Drehzahlregler erfolgt, der einen Sollwert von einem Sollwertgeber sowie als Rückführgröße einen Drehzahlwert des Antriebsstrangs erhält, der Drehzahlregler als Rückführgröße sowohl den Drehzahlwert eines mit einer Motorwelle des elektrischen Antriebsmotors verbundenen Drehzahlsensors, als auch den Drehzahlwert eines Beobachters, der eine Drehzahl des Antriebsstrang nach der elastischen Kopplung bestimmt, verwenden kann, wobei bei einem Lenkwinkel unterhalb eines Lenkwinkelgrenzwertes, insbesondere bei einem Lenkwinkel von 0°, der Drehzahlwert des Drehzahlsensor verwendet wird und bei einem Lenkwinkel oberhalb des Lenkwinkelgrenzwertes der Drehzahlwert des Drehzahlsensor so lange verwendet wird, bis die Differenz aus Solldrehzahl und Drehzahlwert einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und der Drehzahlwert des Beobachters verwendet wird.
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Vorteilhaft wird dadurch abhängig vom Lenkwinkel des Zweiwegefahrzeugs entschieden, ob die Einflüsse der elastischen Kopplung im Antriebsstrang, entsprechend der Verformung beispielsweise eines Vollgummireifens als Antriebsrad, berücksichtigt werden soll. Bei einer Geradeausfahrt auf einer Straßenoberfläche im Straßenbetriebsmodus werden die Vollgummireifen nicht bzw. nur vernachlässigbar gering verformt. In diesem Fall kann die elastische Kopplung als vernachlässigbar angesehen werden und als Rückführgröße wird allein der Drehzahlwert des Drehzahlsensors benutzt. Indem ab einem bestimmten Lenkwinkel, ab dem eine merkliche Verformung der Gummibereifung auftritt, die nicht vernachlässigt werden kann, die Nachregelung einer größeren Differenz zwischen Solldrehzahl und Drehzahlwert mit einer starren Koppelung bzw. dem Wert des Drehzahlsensor als Drehzahlwert durchgeführt wird, werden Überschwingungen vermieden und aperiodische Übergangsprozesse der Antriebsmotor- und Antriebsraddrehzahlen gewährleistet. Wenn der Schwellenwert unterschritten wird für die Differenz aus Solldrehzahl und Drehzahl, wird als Rückführgröße der Drehzahlregelung der durch den Beobachter errechnete Wert genommen. Dadurch ergibt sich eine hochdynamische Regelung, die verhindert, dass dauerhaft oder für einen längeren Zeitraum die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors und die tatsächliche Raddrehzahl abweichen. Vorteilhaft benötigt das Verfahren keine zusätzlichen Hardware-Ressourcen und kann kostengünstig in bestehende Steuerungen und Antriebsregelungen von Zweiwegefahrzeugen integriert werden. Es ergibt sich eine Verbesserung der Qualität des Lenkens aufgrund der Berücksichtigung der elastischen Kopplung. Auch das für das Zweiwegefahrzeug sehr wichtige Auf- und Abgleisen des Fahrzeugs wird vereinfacht durch die Möglichkeit eines präziseren Lenkens. Schließlich ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad des Zweiwegefahrzeugs und durch die bessere und feinfühligere Steuerung eine Zeitersparnis beim Arbeiten. Auch werden die den Verschleiß des Fahrzeugs erhöhenden Vibrationen und die Geräuschbildung vermieden, wie sie sich aus den oben geschilderten Regelungsproblemen nach Stand der Technik ergeben.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird bei einem Anfahrvorgang mit einem Lenkwinkel oberhalb des Lenkwinkelgrenzwertes der Drehzahlwert des Drehzahlsensors verwendet, bis die Differenz aus Solldrehzahl und Drehzahlwert erstmalig den ersten Schwellenwert unterschreitet.
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Wenn aus dem Stillstand in einer Kurve angefahren werden soll und somit der Lenkwinkelgrenzwert überschritten ist, besteht zunächst keine den Schwellenwert überschreitende Drehzahldifferenz zwischen Solldrehzahl und Drehzahlwert. Gerade hier wird jedoch durch den Fahrbefehl die Solldrehzahl sehr schnell auf einen relativ hohen Wert gesetzt und das beschleunigende Fahrzeug kann nur verzögert folgen. Es entsteht sehr schnell eine große Drehzahldifferenz zwischen Solldrehzahl und Drehzahlwert, die den Schwellenwert überschreitet. Daher ist es sinnvoll, zur Vermeidung von Überschwingungen durch die hochdynamische Regelung hier zunächst von Beginn an eine Regelung mit dem Drehzahlwert des Drehzahlsensors vorzunehmen und erst bei Erreichen der Solldrehzahl und Unterschreiten des Schwellenwertes den Drehzahlwert des Beobachters heranzuziehen.
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Es kann bei einem Lenkwinkel oberhalb des Lenkwinkelgrenzwertes, wenn die Differenz aus Solldrehzahl und Drehzahlwert einen zweiten Schwellenwert überschreitet, der Drehzahlwert des Drehzahlsensors verwendet werden.
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Der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert können gleich sein.
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Wenn durch einen entsprechenden Fahrbefehl die Differenz aus Solldrehzahl und Drehzahlwert sehr groß wird, muss wieder zurückgekehrt werden zu dem Drehzahlwert des Drehzahlsensors als Rückführgröße. Wenn hierfür ein zweiter Schwellenwert vorgesehen wird, kann eine Hysteres und ein stabiles Verhalten erreicht werden.
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Vorteilhaft weist das Zweiwegefahrzeug eine Mehrzahl elektrischer Antriebsmotoren mit jeweils einer Regelung auf und sind die Antriebsräder einzeln durch jeweils einen elektrischen Antrieb angetrieben.
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In einer Ausgestaltung des Verfahrens sind die Antriebsräder an dem Zweiwegefahrzeug nicht lenkbar montiert und erfolgt ein Lenken durch eine Drehzahldifferenz zwischen rechter und linker Fahrzeugseite.
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Eine solche Panzerlenkung ermöglicht einen kompakten, stabilen und gleichzeitig ein großes Reibungsgewicht aufweisenden Aufbau eines Zweiwegefahrzeugs. Der Einbauraum und die Aufhängungsmechanik lenkbarer Räder kann vermieden werden. Im Übrigen wirkt sich die starre Anordnung der Antriebsräder beim Schienenbetrieb positiv aus. Gerade bei solchen Zweiwegefahrzeugen mit nicht lenkbar angeordneten Rädern entsteht jedoch bei Kurvenfahrten im Straßenbetrieb eine starke Verformung der Gummibereifung. Daher ist das beschriebene Verfahren für solche Fahrzeuge besonders vorteilhaft, da zugleich mittels dieses Lenkverfahrens auch das exakte Positionieren beim Aufgleisen stattfinden muss.
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Vorteilhaft bildet der Beobachter einen Drehzahlwert ω ^
reifen aus:
wobei ω
motor der Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors, c der Drehfedersteifigkeit der elastischen Kopplung und d der mechanischen Dämpfung der elastischen Kopplung entspricht.
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In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das elastische Motormoment Melast. berechnet: Melast. = Mmotor – J1ω .motor mit Mmotor als Drehmoment des elektrischen Antriebsmotors und J1 als dem Trägheitsmoment des elektrischen Antriebsmotors.
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Die Antriebsteuerung bei Kurvenfahrt mit diesem Beobachter bleibt sehr stabil sowie präzise auch in dem Fall, wenn die mechanische Dämpfung d und/oder die Federsteifigkeit c der elastischen Kopplung nicht ganz genau mit den für beispielsweise Vollgummireifen angegebenen Parameterwerten übereinstimmt. Da der Drehzahlwert des Beobachters ausschließlich bei geringen Regeldifferenzen unterhalb des Schwellenwertes benutzt wird, wirken sich solche Fehler nur gering aus. Dies ist vorteilhaft beispielsweise bei einem Reifenwechsel, beim Einsatz von Reifenmodellen unterschiedlicher Hersteller sowie auch in Bezug auf witterungsabhängige Eigenschaften der Bereifung.
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Das beschriebene Verfahren kann außer bei einer Antriebssteuerung im Zusammenhang mit dem Lenken von Zweiwegefahrzeugen im Straßenbetrieb grundsätzlich auch ganz allgemein bei drehzahlgeregelten Antrieben mit einer elastischen Kopplung im Antriebsstrang einer Antriebsmaschine zu einer Arbeitsmaschine eingesetzt werden, soweit sich der Drehzahlsensor an einer Welle der Antriebsmaschine befindet.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt
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1 schematisch eine Antriebsdrehzahlregelung mit einer direkten Rückkopplung von einem Drehzahlsensor an einer Motorwelle nach dem Stand der Technik,
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2 schematisch eine Antriebsdrehzahlregelung mit einer Rückkoppelung über einen Beobachter nach dem Stand der Technik und
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3 ein Diagramm der Motor- und der Raddrehzahl der Antriebsdrehzahlregelung nach 1,
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4 ein Diagramm der Motor- und der Raddrehzahl der Antriebsdrehzahlregelung nach 2
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5 schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Antriebsdrehzahlregelung und
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6 ein Diagramm der Motor- und der Raddrehzahl der Antriebsdrehzahlregelung nach 5.
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Die
1 zeigt schematisch eine Antriebsdrehzahlregelung mit einer direkten Rückkoppelung von einem Drehzahlsensor
1 an einer Motorwelle nach dem Stand der Technik. Eine Sollwertvorgabe
2 leitet einen Drehzahlsollwert an einen Drehzahl- und Drehmomentregler
3 weiter. Das sich ergebende Drehmoment der elektrischen Antriebsmaschine kann in einem Integralglied
4 wie folgt betrachtet werden:
es ergibt sich ein elastisches Drehmoment M
elast., abhängig von der Drehzahlbeschleunigung, dem Trägheitsmoment J
1 und dem Drehmoment M_motor der elektrischen Antriebsmaschine. Danach auf der Motorwelle der elektrischen Antriebsmaschine ist der Drehzahlsensor
1 angeordnet und erfasst einen Drehzahlwert n
s als Rückführgröße für die Regelung. Im Antriebsstrang folgt ein Getriebe
5, eine Radfelge
6 sowie eine elastische Koppelung
7, die einer Gummibereifung entspricht. Dabei wirkt auf den Antriebsstrang das Lastmoment
9 als Größe M_last und schließlich kann durch ein Integralglied
8 die Drehmomentbilanz gebildet werden:
mit M_last als Lastmoment wodurch sich die Istdrehzahl ω_
reifen ergibt.
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Die 2 zeigt schematisch eine Antriebsdrehzahlregelung mit einer Rückkoppelung über einen Beobachter 10 nach dem Stand der Technik. Komponenten, die denjenigen der Ausführungsform der 1 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Ausführungsform weist die Sollwertvorgabe 2 den Drehzahl- und Drehmomentregler 3, das Integralglied 4, das Getriebe 5, die Radfelge 6, die elastische Kopplung 7, das Integralglied 8 und das Lastmoment 9 auf, die genauso zusammenwirken wie in der Ausführungsform der 1. Im Unterschied zu der Ausführungsform der 1 wird das Signal des Drehzahlsensor 1 neben Informationen über die elastische Kopplung 7 dem Beobachter 10 zugeleitet, der einen Drehzahlwert nB als tatsächliche Raddrehzahl bestimmt.
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Die 3 zeigt ein Diagramm der Motordrehzahl NM des elektrischen Antriebs und der Raddrehzahl NR der Antriebsdrehzahlregelung nach 1. Die Darstellung zeigt eine Sprungantwort, bei der der Sollwert der Drehzahl in einem Schritt beispielsweise auf 1000 U/min gesetzt wird und die Motordrehzahl NM des elektrischen Antriebs sich sehr schnell auf diesen Wert einstellt. Die Raddrehzahl NR weicht dauerhaft von der Motordrehzahl NM des elektrischen Antriebs und insbesondere von dem Sollwert 1000 U/min ab.
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Die 4 zeigt ein Diagramm der Motordrehzahl NM des elektrischen Antriebs und der Raddrehzahl NR der Antriebsdrehzahlregelung nach 2. Auch diese Darstellung zeigt eine Sprungantwort, bei der der Sollwert der Drehzahl in einem Schritt auf 1000 U/min gesetzt wird. Die Motordrehzahl NM des elektrischen Antriebs zeigt sehr starke Schwingungen und ist beispielsweise fast zweifach größer als die Raddrehzahl NR und fast dreifach höher als der Sollwert von 1000 U/min. Dies führt zu den bereits geschilderten Problemen und einem ungünstigen Betriebsverhalten wie etwa einem Ruckeln.
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Die
5 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Antriebsdrehzahlregelung. Eine Sollwertvorgabe
2 der Drehzahl des Antriebsrades leitet einen Drehzahlsollwert an eine Korrektur
11 der Solldrehzahl während der Lenkung des Zweiwegefahrzeugs weiter. Dieser Korrekturblock
11 erhält eine Sollwertvorgabe
12 des Lenkwinkels des Zweiwegefahrzeugs und erzeugt für die einzelnen Antriebsräder korrigierte Sollwerte, so dass der gewünschte Lenkwinkel eingehalten wird, wie durch den zweiten Block unten verdeutlicht ist, der für die Antriebsradsteuerung eines weiteren Antriebsrades steht. Die korrigierte Solldrehzahl für ein Antriebsart wird an den Drehzahl- und Drehmomentregler
3 weitergeleitet. Das sich ergebende Drehmoment der elektrischen Antriebsmaschine kann in dem Integralglied
4 wie folgt betrachtet werden:
es ergibt sich ein elastisches Drehmoment M
elast., abhängig von der Drehzahlbeschleunigung, dem motorseitigen Trägheitsmoment J
1 und dem Drehmoment M_motor der elektrischen Antriebsmaschine. Danach auf der Motorwelle der elektrischen Antriebsmaschine ist der Drehzahlsensor
1 angeordnet und erfasst einen Drehzahlwert n
s als Rückführgröße für die Regelung. Im Antriebsstrang folgt das Getriebe
5, die Radfelge
6 sowie die elastische Koppelung
7, die der Gummibereifung entspricht. Dabei wirkt auf den Antriebsstrang das Lastmoment
9 als Größe M_last und schließlich kann durch ein Integralglied
8 die Drehmomentbilanz gebildet werden:
mit M_last als Lastmoment sowie dem lastseitigen Trägheitsmoment J
2 wodurch sich die Istdrehzahl ω_
reifen ergibt.
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Das Signal des Drehzahlsensor 1 wird dem Beobachter 10 zugeleitet, der einen Drehzahlwert nB als tatsächliche Raddrehzahl bestimmt. Eine Steuerung 13 bestimmt abhängig von dem Lenkwinkel und von der Differenz aus Solldrehzahl und Drehzahlwert, ob der Drehzahlwert des Beobachters 10 oder des Drehzahlsensors 1 als Rückführgröße für die Regelung genutzt wird, zwischen denen ein Kommutator 14 umschaltet.
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So erfolgt nach einem Anfahren aus dem Stillstand in einer Kurvenfahrt, bei der der Lenkwinkelgrenzwert überschritten ist, zunächst eine Regelung mit den Drehzahlwert ns des Drehzahlsensors 1 als Rückführgröße, bis der erste Schwellenwert für die Differenz aus Solldrehzahl und Drehzahlwert ns unterschritten ist und die Steuerung 13 über den Kommutator 14 auf den Drehzahlwert nB des Beobachters 10 umschaltet.
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Die 6 zeigt ein Diagramm der Motordrehzahl NM des elektrischen Antriebs und der Raddrehzahl NR der Antriebsdrehzahlregelung nach 5. Dargestellt ist auch hier eine Sprungantwort, bei der der Sollwert der Drehzahl in einem Schritt auf 1000 U/min gesetzt wird, da das Zweiwegefahrzeug aus dem Stillstand in einer Kurve anfährt. Die Motordrehzahl NM des elektrischen Antriebs steigt zunächst geregelt durch den Drehzahlwert ns des Drehzahlsensors 1 ohne Schwingungen schnell an. Sobald der Schwellenwert für die Differenz aus Solldrehzahl und Drehzahlwert ns unterschritten ist, erfolgt eine dynamische Regelung durch den Drehzahlwert nB des Beobachters 10, der die elastische Koppelung berücksichtigt und zu einer schnellen Anpassung der tatsächlichen Raddrehzahl an den Sollwert führt.
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Dabei hängt die Drehzahlregelung bzw. das Lenken sehr stark von den dynamischen und statischen Eigenschaften des Beobachters
10 ab, der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der folgenden mathematischen Beschreibung implementiert ist:
wobei d die mechanische Dämpfung der elastischen Kopplung bzw. des Vollgummireifens ist, c die Drehfedersteifigkeit der elastischen Kopplung, M
elast. – das elastisches Drehmoment, J
1 das motorseitige Trägheitsmoment, ω
elast. die elastische Winkelgeschwindigkeit entsprechend der Differenz zwischen der Motordrehzahl N
M des elektrischen Antriebs und der Raddrehzahl N
R sowie ω ^
reifen – die nachgebildete Raddrehzahl der verformten Vollgummireifen während des Lenkens.
