DE3837908A1 - 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 raeder

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Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Fahrmotoren eines laufachsen­ losen Triebfahrzeuges an der Kraftschlußgrenze der Räder, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definiert ist.
Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der DE-PS 34 07 309 bekannt. Bei diesem Verfahren ist eine recht genaue Einstellung der Betriebs­ parameter erforderlich, um die Abweichungen vom Kraftschlußmaximum in Grenzen zu halten. Insbesondere ist es schwierig, die Parameter zur Er­ zielung optimalen Verhaltens an die unterschiedlichen Betriebszustände anzupassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern und toleranter zu machen und einen möglichst eng um das Kraft­ schlußmaximum pendelnden Verlauf des Radschlupfes in allen Betriebszu­ ständen zu erreichen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung und ganz allgemein anwendbar ge­ mäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar, wobei der An­ spruch 2 sich auf eine spezielle Ausgestaltung mit einem Integrator als Pseudolaufachse bezieht, wie sie auch der DE-PS 34 07 309 zugrundeliegt. Für eine derartige Anordnung wird das Verfahren gemäß den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruches 2 weitergebildet. Weitere vorteilhafte Aus­ gestaltungen sind den Unteransprüchen 3 bis 6 entnehmbar.
Die Erfindung kann bei allen Fahrmotoren angewendet werden, deren Mo­ toren drehmoment- oder stromgeregelt betrieben werden. Voraussetzung ist hierzu, daß die Motorregelung reaktionsschnell ist, so daß die bei Drehmomentänderungen auftretenden Verzögerungszeiten genügend kurz ge­ genüber den Zeitabläufen bei Schleuderansätzen bleiben.
An Hand eines schematischen Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im Nachstehenden näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild für die Regelung einer Treibachse mit wechselrichtergespeistem Drehstrom-Fahrmotor,
Fig. 2 Zugkraftverläufe über dem Radschlupf.
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 Eingang 4 ist der in der Antriebsregelung aus dem Drehmomentsollwert ab­ geleitete Sollwert für die Schlupffrequenz f S soll des Motors gelegt. Bei 5 liegt an Stelle der echt gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund jetzt eine Pseudo-Laufachsdrehzahl an, die an der Subtraktions­ stelle 6 mit der gemessenen Achsdrehzahl aus der Tachometermaschine 3 verglichen wird. Die in der Subtraktionsstelle 6 ermittelte Drehzahl­ differenz wird in einem Multiplizierer 7 mit einem geeigneten, bei 8 eingegebenen konstanten oder von Geschwindigkeit und/oder Zugkraft ab­ hängigen Faktor bewertet.
Der erhaltene Wert wird in einer Subtraktionsstelle 9 vom Sollwert der Motorschlupffrequenz f S soll abgezogen. In einem Summie­ rer 10 wird als Summe aus Rotationsfrequenz f rot und gewünschter Motor­ schlupffrequenz die Wechselrichterfrequenz als Ständerfrequenz des Fahr­ motors 2 gebildet.
Bei 11 wird der Wert der erwarteten Beschleunigung bzw. Verzögerung zu­ geführt, 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 Integrator 13 zu einem Drehzahlwert einer Pseudo-Laufachse integriert. Der Integrator 13 ist so dimensioniert, daß er um einen kleinen Tole­ ranzbereich schneller integriert, als es der Fahrzeugbeschleunigung ent­ spricht, so daß die Pseudo-Laufachsdrehzahl der Fahrzeug-Istgeschwin­ digkeit langsam vorauslaufen würde. Der Intgrator 13 erhält deshalb eine zusätzliche Rückführung über einen Komparator 14, die Schaltstellen 15 und 16, sowie die Einweg-Gleichrichter 17, 18 oder andere, je­ weils nur Signale einer Polarität durchlassende Anordnungen , sowie eine Additionsstelle 12. Im Komparator 14 wird der Integratorausgang, d. h. die Pseudo-Laufachsdrehzahl mit der Drehzahl der wirklichen Achse ver­ glichen. Positive Differenz (d. h. die Pseudo-Laufachse 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 mit der Drehzahl der wirklichen Achse übereinstimmt. Negative Differenz (d. h. Pseudo-Laufachse 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, solange die wirkliche Achse rollt, nicht mehr beschleunigt oder verzögert als das Fahrzeug. Die Drehzahlwerte stimmen überein, und an der Subtrak­ tionsstelle 6 treten keine Drehzahldifferenzen auf.
Bei auftretendem Radschlupf wird im Zustand " Fahren" letztlich die Achse stärker beschleunigt 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 Subtrak­ tionsstelle 6 eine Drehzahldifferenz, 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 Subtraktionsstelle 6 auftretende Drehzahldifferenzsignal steuert dann, wie zu den Bezugszeichen 1 bis 10 beschrieben, das Drehmoment des Fahrmotors.
Jetzt hat die Pseudo-Laufachsdrehzahl bereits einen Wert erreicht, der nicht mehr die Geschwindigkeit über Grund, sondern der einer sich be­ reits mit einem Schlupf auf der Schiene drehenden Achse entspricht, wie er zur Übertragung der maximal möglichen Zugkraft notwendig ist. Während der Entstehung dieses Schlupfes, d. h. vom reinen Rollen der Treibachse an wird diese bereits kaum meßbar stärker beschleunigt als das Fahrzeug. Der Integrator 13 kann jedoch bis dahin noch der Achsdrehzahl folgen. Eine stärkere Beschleunigung der 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 Fahr­ zeug immer schneller wird. Die Treibachse würde ebenfalls immer größeren Schlupf annehmen und schließlich ins Schleudern geraten.
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 Umpolvorrichtung, die im Bremsbetrieb die Polarität des Drehzahldiffe­ renzsignals tauscht. Mit 22 ist eine Differenziervorrichtung bezeichnet, die die erste zeitliche Ableitung des Drehzahldifferenzsignals bildet. Mit 40 ist ein Verzögerungsglied 1. Ordnung bezeichnet, das den Anstieg des Ausgangssignals von 22 etwas verflacht. Der Ausgang des Verzögerungs­ gliedes 40 ist des weiteren über einen elektronisch betätigten Schalter 41 mit Ruhekontakt auf eine Grenzwertstufe 43 geführt, die ein bi­ näres 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 unerwünscht lange Signale ausgeschlossen, im Sinne einer Prozeßüberwachung. 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 Grenzwert­ stufe 43 gesetzt worden ist. Das Zeitglied 46 stößt ein weiteres Zeit­ glied 47 an, das eine Einschaltverzögerung aufweist. Über Zeitglied 47 wird ein weiterer Schalter 48 betätigt, der den Ausgang einer Maximal­ wertauswahlstufe 51 an einen Schmitt-Trigger 52 legt und diesen aus­ löst, wodurch über einen Steuerschalter 53 ein weiteres Signal auf ODER- Gatter 44 gelangen kann. Die Maximalwertauswahlstufe 51 erhält von der Differenziervorrichtung 22 und einem nachgeschalteten Invertierer 49 einerseits ein direktes Eingangssignal und andererseits ein über ein 3. Differenzierglied 50 zusätzlich differnziertes 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 2. Differenzierglied 54 differen­ ziert 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 beschleunigt. Umgekehrt wird bei einem Verzögern des Radsatzes die kinetische Energie wieder frei für Zugkraftübertragung und addiert sich zum Motordrehmoment. D. h. man muß - wenn man die reale, auf die Schiene übertragene Zugkraft ermitteln will - die kinetische Energie des Radsatzes berücksichtigen. Dies geschieht, indem man im Summationspunkt 55 zur gemessenen Motorzugkraft (Md ist) die (ebenfalls gemessene) Radsatzbeschleunigung, 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 1. Differenzierglied 56 differenziert und über ein Negationsglied 57 einem Schwellwertschalter 58 zugeführt, der den bewußten Steuerschalter 53 steuert. Nur bei negativem Ausgang des 1. Differenziergliedes 56, d. h. bei abnehmen­ der übertragener Zugkraft, spricht der Schwellwertschalter 58 an, wo­ durch das ODER-Gatter 44 über den b-Eingang kein weiteres Eingangssignal erhält und - wenn am a-Eingang zu diesem Zeitpunkt ebenfalls kein Eingangssignal ansteht - kein Ausgangssignal mehr abgibt. Dadurch wird das 1. Zeitglied 46 über den Reset-Eingang zurückgesetzt. Es wird erst wieder eingeschaltet, wenn eine Beschleunigung oder Verzö­ gerung die Grenzwertstufe 43 auslöst und über das ODER-Gatter 44 den Schalter 31 zur Beeinflussung des Pseudo-Laufachsintegrators 13 be­ tätigt, d. h. ein neuer Schleuderansatz beginnt.
Die Anordnung wirkt wie folgt:
Wenn am Differenzbildner 6 eine Drehzahldifferenz erscheint, haben die Räder, wie vorstehend beschrieben, den Schlupf auf den Schienen überschritten, der die größte Kraftübertragung ermöglicht. Sie laufen in den instabilen Schlupfbereich ein, d. h. mit noch größer werdendem Schlupf wird der Haftwert wieder kleiner. Der jetzt größer werdende Drehmomentüberschuß beschleunigt die im Vergleich zur Fahrzeugmasse nur kleine rotierende Masse des Radsatzes mit Fahrmotor relativ schnell. Der Anstieg der Drehzahldifferenz wird im Differenzierer 22 erfaßt und bringt über das Verzögerungsglied 40 (zur Ausfilterung kurzzeitiger Störungen), und den Schalter 41 die Grenzwertstufe 43 zum Ansprechen. Deren Ausgangssignal bestätigt über das ODER-Gatter 44 den Schalter 31, wo­ durch ein aus dem erwarteten Beschleunigungswert 11 und einer dazu addierten Konstanten (bei 33) gebildetes und im Invertierer 34 inver­ tiertes Signal über die Zeitstufe 32 und das Additionsglied 12 am Ein­ gang des Integrators 13 wirksam wird. Die Zeitstufe 32 läßt einen Teil des Signals sofort passieren, den Rest mit einer Verzögerung erster Ordnung bis zur vollen Höhe ansteigen. Eine Abfallverzögerung für das Signal enthält Zeitstufe 32 nicht, wie symbolisch angedeutet.
Der Integrator 13 wird dadurch langsamer und beginnt, sobald das Zu­ satzsignal das direkte Signal übersteigt, in umgekehrter Richtung zu integrieren. Die Psuedo-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 auch das Drehmoment des Fahrmotors stärker reduziert. Die weitere Beschleunigung des Radsatzes hört dadurch auf, der Rad­ satz beginnt sich wieder zu "fangen", d. h. in den stabilen Schlupfbe­ reich zurückzulaufen. Da sich hierbei die Radsatzdrehzahl wieder der Pseudo-Laufachsdrehzahl nähert, wird auch das Drehzahldifferenzsignal an der Subtraktionsstelle 6 wieder kleiner. Die Abwärtssteuerung des Integrators 13 über den Schalter 31 muß jedoch noch so lange aufrecht­ erhalten werden, bis der Radsatz wieder den stabilen Schlupfbereich erreicht hat, d. h. über das Haftwert-Maximum der Haftwert/Schlupfkurve zurückgelaufen ist. Anderenfalls würde das System im instabilen Be­ reich verbleiben und schließlich doch ins Schleudern geraten.
Diesem Zweck dient der Schmitt-Trigger 52, der durch den Invertierer 49 für negatives , also Verringerung des Drehzahldifferenz­ signals empfindlich ist und sein Signal ebenfalls an das ODER-Gatter 44 abgibt. Er wird nach Ansprechen der Grenzwertstufe 43 nach Ablauf des 2. Zeitgliedes 47 und weiteren Schalter 48 wirksam. Über das 3. Diffe­ renzierglied 50 erhält der Schmitt-Trigger 52 mittels der Maximalwert­ auswahlstufe 51 ein zusätzliches voreilendes Signal, wodurch er schon ansprechen kann, bevor die Grenzwertstufe 43 wieder zurückgefallen ist. Hierdurch wird eine Lücke im Ausgangssignal des ODER-Gatters 44 beim Nulldurchgang des -Signals vermieden. Dies könnte auch - alter­ nativ - durch eine zusätzliche Abfallverzögerung der Grenzwertstufe 43 bei Wegfall der Elemente 50 und 51 erreicht werden. Durch die Verzöge­ rungszeit des 2. Zeitgliedes 47 kann der Schmitt-Trigger 52 erst an­ sprechen, wenn die Grenzwertstufe 43 um diese Mindestzeit eingeschaltet hatte; dadurch bleiben kurzzeitige Störungen, die keine wirklichen Schleuderansätze darstellen, hier ohne weitere Wirkung. Die Rückfall­ zeit des 1. Zeitgliedes 46 sorgt dafür, daß der Schmitt-Trigger 52 während einer angemessenen Dauer des negativen -Signals wirk­ sam bleiben kann, wenn die Grenzwertstufe 43 schon wieder ausgeschaltet hat.
Damit erhält der Schmitt-Trigger 52 das Zusatzsignal für den Pseudo- Laufachs-Integrator 13 so lange aufrecht, bis das (negative) - Signal wieder durch Null geht.
Mit der erfindungsgemäßen Zusatzanordnung aus den Elementen 54 bis 59, die aus dem Schwellwertschalter 58 immer dann ein Signal abgibt, wenn die auf die Schienen übertragene Zugkraft eine fallende Tendenz zeigt, wird eine genauere Bestimmung des Zeitpunktes möglich, in dem der Rad­ satz über das Kraftschlußmaximum wieder in den stabilen Schlupfbereich einzulaufen beginnt. Genau in diesem Zeitpunkt erscheint das Signal am Schwellwertschalter 58 und schaltet mittels des Steuerschalters 53 ein am Schmitt-Trigger 52 noch anstehendes Signal ab, wodurch das Zu­ satzsignal des Integrators 13 der Pseudo-Laufachse unterbrochen wird und diese wieder beschleunigen kann.
An Hand der Fig. 2 sollen die Vorgänge weiter veranschaulicht werden. Die Fig. 2 zeigt eine Kraftschlußkurve H für eine übertragbare Zug­ kraft F zwischen Rad und Schiene in Abhängigkeit vom Schlupf Δ n oder Δ v. Die Wirkungsweise ist hierbei für den Fall dargestellt, daß der Zugkraftsollwert relativ dicht über der Kraftschlußgrenze liegt. Mit bis sind nacheinander durchlaufende Drehmoment/Drehzahlar­ beitspunkte des Radsatzes bezeichnet. 101′ bis 106′ sind die entspre­ chenden Punkte auf der Sollwertlinie, durch die von der Motorregelung jeweils die Motorkennlinien 101″ bis 106″ gelegt sind. Die waagerechten Pfeile von den Motorkennlinien (z. B. 101″) zu den zugehörigen Arbeitspunkten (z. B. ) zeigen, wieviel das Δ n-Signal die jeweilige Motorkennlinie über die Elemente 7, 9 und 10 nach Fig. 1 verscho­ ben hat. Die Pfeillänge ist also dem Δ n-Signal proportional.
Der Vorgang sei vom Arbeitspunkt ausgehend betrachtet. Da die Soll-Zugkraft als Rad-Umfangskraft auf der Schiene etwas höher liegt als die nach der Kraftschlußkurve bei knapp 2 km/h Schlupf maximal übertragbare Zugkraft, beginnt der Radsatz nach dem Maximum in den instabilen Schlupfbereich zu laufen. Durch die größere Beschleunigung ist bereits ein kleines Δ n entstanden; vgl. die Motorkennline 101″ ist etwas nach rechts verschoben und die Zugkraft von 101′ auf verringert. Der verbleibende Zugkraftüberschluß von bis zur Kraftschlußkurve H beschleunigt den Radsatz weiter, wobei nur die Rest­ zugkraft bis zur Kraftschlußkurve als Zugkraft wirksam wird. Der Rad­ satz beschleunigt entlang dem Kurvenstück 107, wobei der Δ n-Wert zu- und die Zugkraft abnimmt, wie die veränderten Werte z. B. bei zeigen. Das ansteigende Δ n-Signal bringt die Grenzwertstufe 43 in Fig. 1 zum Ansprechen und löst damit die Umkehr des Pseudo-Laufachs- Integrators 13 aus.
Die Pseudo-Laufachsdrehzahl wird rückläufig, dadurch wird das Δ n-Si­ gnal zunächst noch größer und reduziert die Zugkraft über die Regelung so weit, daß diese die Kraftschlußkurve H unterschreitet. Der Zugkraft­ überschuß wird negativ, d. h. der Radsatz beginnt zu verzögern und wie­ der dem Kraftschlußmaximum zuzustreben. Die dabei durchlaufenen Punkte und zeigen, daß das Δ n-Signal wieder kleiner wird. Der Radsatz nähert sich wieder der Drehzahl der Pseudo-Laufachse; er ver­ langsamt sich allerdings schneller als diese bei nun wieder steigender Zugkraft. Nach Durchlaufen des Punktes in Richtung wird n nicht mehr kleiner. Zu diesem Zeitpunkt muß der Eingriff in die Pseudo-Laufachse möglichst schnell gestoppt werden, d. h. der Eingriff über die Elemente 33, 34, 31, 32, 12. geht über Null und wird schließlich wieder positiv. Dieser Nulldurchgang wird von den Elementen 50, 51, 52 erfaßt. Der Schmitt-Trigger 52 schaltet zurück, und die Pseudo-Laufachse beschleunigt wieder. Der Radsatz läuft mit stei­ gender Zugkraft wieder auf den Punkt zu, und der Vorgang beginnt von neuem. Auf diese Weise pendelt der Radsatz ständig um das Kraft­ schlußmaximum herum, solange es vom vorgegebenen Drehmomentsollwert überschritten wird. Es kommt nun darauf an, diesen Pendelbereich mög­ lichst eng zu halten. Hierzu ist eine genaue Dosierung des Eingriffs in den Pseudo-Laufachs-Integrator 13 notwendig. Ist der Eingriff zu stark, wird die Pseudo-Laufachs-Drehzahl zu schnell zurückgeführt, dann erfolgt der Nulldurchgang von erst etwas später, und der Arbeitspunkt in Fig. 2 läuft über hinaus weiter nach links auf der Kurve H. Die Zugkraft wird viel zu stark reduziert, ehe die Pseudo-Laufachse wieder beschleunigen kann. Bei zu schwachem Eingriff, also zu langsamem Zurückführen der Pseudo-Laufachse, kann der Null­ durchgang schon vor dem Passieren des Maximums der Kraftschlußkurve H, rechts vom Punkt in Fig. 2, erfolgen. Dann bleibt das System im instabilen Schlupfbereich, und die Regelung versagt durch "schleichen­ des" Durchgehen des Treibradsatzes. Diese Abstimmung war bisher kri­ tisch, zumal die Kraftschlußkurve von der Oberflächenbeschaffenheit der Schiene abhängig ist.
Durch die Erfindung werden die Abstimmungsschwierigkeiten entschärft, indem nun der Eingriff in die Pseudo-Laufachse großzügig bemessen werden kann. Der richtige Zeitpunkt seiner Beendigung, der nach dem bisherigen Verfahren dann zu spät ermittelt würde, wird jetzt durch die überlagerte Funktion, bei der in Abhängigkeit von der Radsatz­ drehzahl und dem Motordrehmoment die wirkliche Zugkraft und ihre Ten­ denz berechnet wird, genauer als vorher auch bei bestmöglicher Ein­ stellung bestimmt. Durch die Ansteuerung des Steuerschalters 53 wird dann das Eingriffssignal abgeschaltet.

Claims (6)

1. Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Fahrmotoren eines laufachsenlosen Triebfahrzeuges an der Kraft­ schlußgrenze der Räder, bei dem für jeden angetriebenen Rad­ satz oder jede angetriebene Radsatzgruppe in sich wiederholenden Spielabläufen jeweils durch Steigerung der Antriebs- bzw. Brems­ kraft der Übergang in den instabilen Schlupfbereich an Hand der einsetzenden stärkeren Beschleunigung (Verzögerung) ermittelt, 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 Antriebs- bzw. Bremskraft nach Beendigung der Reduzierung wieder eine Steigerung erfährt, usw., dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt der Beendigung der Reduzierung der Antriebs- bzw. Bremskraft an Hand der wieder fallenden auf die Schiene über­ tragenen Zug- bzw. Bremskraft erkannt wird, wobei die real an der Schiene wirksame Kraft aus der Antriebs- bzw. Bremskraft oder dem Moment des Fahrmotors und der gemessenen Radsatzbe­ schleunigung(-verzögerung) ermittelt wird nach der Beziehung F Z = F Mot - m Radsatz · a Radsatz
F B = F Mot + m Radsatz · a Radsatzund daß die erste zeitliche Ableitung der Antriebs- bzw. Brems­ kraft zur Signalauflösung für den Reduzierungsstopp Verwendung findet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 für eine Anordnung mit einem Integrator als Pseudolaufachse, bei der jeweils die Differenz der Ausgangs­ größe des Integrators und der Drehzahl einer zugeordneten Treib­ achse als Maß des Radschlupfes dient und zur Reduzierung des An­ triebs- oder Bremsmomentes ausgewertet wird und jeweils mittels einer Differenziervorrichtung (22) über die erste zeitliche Ableitung der Drehzahldifferenz der Übergang in den instabilen Schlupfbereich an Hand der einsetzenden stärkeren Beschleu­ nigung erfaßt und eine Grenzwertstufe (43) angesteuert wird, deren Signal dem Integrator (13) eine zusätzliche, dem zugeführten Soll­ wert für Beschleunigung oder Verzögerung entgegenwirkende Ein­ gangsgröße bis zum Rücklauf in den stabilen Schlupfbereich auf­ schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß von der ermittelten Antriebs- oder Bremskraft in einem ersten Differenzierglied (56) die erste zeitliche Ableitung gebildet und in der einer fallenden Tendenz entsprechenden Polarität einem Schwellwertschalter (58) zugeführt wird, der das Signal für die zusätzlich entgegenwirkende Eingangsgröße zum Integrator (13) ab­ schaltet.
3. Anordnung für ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Achsdrehzahl f rot über ein zweites Differenzierglied (54) die Achsbeschleunigung ermittelt und dieser Wert als negative Größe - für Fahren direkt und für Bremsen über einen Invertierer (59) - einem Summationspunkt (55) zugeführt wird, an den das gemessene Motordrehmoment Md ist als positive Größe anliegt und daß der Ausgang, an dem die berechnete Zug- bzw. Bremskraft (F Z, F B) abnehmbar ist, über das erste Differenzierglied (56) und ein Negationsglied (57) an einen Schwellwertschalter (58) ange­ schlossen ist, der einen Steuerschalter (53) betätigt, über den das Signal für die zusätzlich entgegenwirkende Eingangsgröße zum Integrator (13) abschaltbar ist.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das der Grenzwertstufe (43) entnehmbare Signal
  • 1. an einen ersten Eingang (a) eines ODER-Gatters (44) führt,
  • 2. über ein ansprechverzögertes Zeitglied (42) einen vor dem Eingang zur Grenzwertstufe (43) liegenden Schalter (41) mit Ruhekontakt steuert und
  • 3. auf den Setzeingang eines ersten Zeitgliedes (46) geschaltet ist, das über ein zweites Zeitglied (47) einen weiteren Schalter (48) betätigt, der die erste oder über ein 3. Diffe­ renzierglied (50) gewonnene zweite zeitliche Ableitung der Differenzgeschwindigkeit über eine Maximalwertauswahl­ stufe (51) auf einen Schmitt-Trigger (52) schaltet, der über den Steuerschalter (53) mit einem zweiten Eingang (b) des ODER-Gatters (44) verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennheichnet, daß das 3. Differenzierglied (50) an den Ausgang der Differen­ ziervorrichtung (22) für die erste zeitliche Ableitung der Diffe­ renzgeschwindigkeit über einen Invertierer (49) angeschlossen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das 1. Zeitglied (46) ausschaltverzögert arbeitet und daß sein Ausgang an ein einschaltverzögertes Zeitglied (47) an­ geschlossen und der Reseteingang über einen Invertierer (45) mit dem Ausgang des ODER-Gatters (44) verbunden ist.
DE3837908A 1988-11-04 1988-11-04 Verfahren und anordnung zur regelung der antriebs- und/oder bremskraft der fahrmotoren eines laufachsenlosen triebfahrzeuges an der kraftschlussgrenze der raeder Granted DE3837908A1 (de)

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