DE3837908C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3837908C2
DE3837908C2 DE3837908A DE3837908A DE3837908C2 DE 3837908 C2 DE3837908 C2 DE 3837908C2 DE 3837908 A DE3837908 A DE 3837908A DE 3837908 A DE3837908 A DE 3837908A DE 3837908 C2 DE3837908 C2 DE 3837908C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
braking force
signal
drive
integrator
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3837908A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3837908A1 (de
Inventor
Karl Dipl.-Ing. 1000 Berlin De Hahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE3837908A priority Critical patent/DE3837908A1/de
Priority to DD89334167A priority patent/DD286055A5/de
Priority to ES8903710A priority patent/ES2017199A6/es
Priority to IT02226189A priority patent/IT1237121B/it
Priority to PT92195A priority patent/PT92195B/pt
Publication of DE3837908A1 publication Critical patent/DE3837908A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3837908C2 publication Critical patent/DE3837908C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1705Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Agricultural Machines (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zur Regelung der An­ triebs- und/oder Bremskraft der Fahrmotoren eines laufachsenlosen Trieb­ fahrzeuges an der Kraftanschlußgrenze 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 ist eine recht genaue Einstellung der Betriebsparameter er­ forderlich, um die Abweichungen vom Kraftschlußmaximum in Grenzen zu halten. Insbesondere ist es schwierig, die Parameter zur Erzielung optimalen Ver­ haltens 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 Kraftschlußmaximum pendelnden Verlauf des Radschlupfes in allen Betriebszuständen zu erreichen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung und ganz allein anwendbar gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar, wobei der Anspruch 2 sich auf eine spezielle Verfahrensweise für Anordnungen mit einem Integrator als Pseudo­ laufachse bezieht, wie sie auch bei der DE-PS 34 07 309 Verwendung findet. Für eine derartige Anordnung wird das Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 weitergebildet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen für Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens sind den Unteransprüchen 3 bis 6 entnehmbar.
Die Erfindung kann bei allen Fahrmotoren angewendet werden, deren Motoren drehmoment- oder stromgeregelt betrieben werden. Voraussetzung ist hierzu, daß die Motorregelung reaktionsschnell ist, so daß die bei Drehmomentänderungen auftretenden Verzögerungszeiten genügend kurz gegenüber den Zeitab­ läufen bei Schleuderansätzen bleiben.
Anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im nach­ stehenden näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild für die Regelung einer Treibachse mit wechselrichtergespeistem Drehstrom-Fahrmotor,
Fig. 2 Zugkraftverläuft über den Radschlupf.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Wechselrichter bezeichnet, der einen Drehstromfahrmotor 2 speist. Die Achsdrehzahl wird z. B. von einer Tachometermaschine 3 (oder einem Drehimpulsgeber mit Auswerter) erfaßt. An einen Eingang 4 ist der in der Antriebsregelung aus dem abgeleitete Sollwert für die Schlupffrequenz f S soll des Motors gelegt. Am Anschluß 5 liegt anstelle einer echt gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund eine Pseudo-Laufachsdrehzahl an, die in einem Differenzbildner 6 mit der gemessenen Achsdrehzahl aus der Tachometermaschine 3 verglichen wird. Die im Differenzbildner 6 ermittelte Drehzahldifferenz wird in einem Multiplizierer 7 mit einem geeigneten am An­ schluß 8 eingegebenen konstanten oder von Geschwindigkeit und/oder Zugkraft abhängigen Faktor bewertet. Der erhaltene Wert wird in einer Subtraktions­ stelle 9 vom Sollwert der Motorschlußfrequenz f S soll abgezogen. In einem Summierer 10 wird als Summe aus Achsdrehzahl f rot und gewünschter Motorschlupf­ frequenz die Wechselrichterfrequenz als Ständerfrequenz des Fahrmotors 2 ge­ bildet.
Dem Anschluß 11 wird der Wert der erwarteten Beschleunigung bzw. Verzögerung zugeführt, 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 Pseudoaufachse integriert. Der Integrator 13 ist so dimensioniert, daß er um einen kleinen Toleranzbereich schneller inte­ griert, als es der Fahrzeugsbeschleunigung entspricht, so daß die Pseudo-Lauf­ achsdrehzahl der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit langsam vorauslaufen würde. Der Integrator 13 erhält deshalb eine zusätzliche Rückführung über einen Kompara­ tor 14, die Schaltstellen 15 und 16, sowie die Einweggleichrichter 17, 18 oder andere, jeweils nur Signale einer Polarität durchlassende Anordnungen, sowie ein Additionsglied 12. Im Komparator 14 wird der Integratorausgang, d. h. die Pseudo-Laufachsdrehzahl mit der Drehzahl einer wirklichen Achse verglichen. Positive Differenz (d. h. die Pseudolaufachse läuft schneller) wird nur im Be­ triebszustand "Fahren" (15 geschlossen) über Einweggleichrichter 17 an den In­ tegrator 13 gegeben und steuert dann die Pseudolaufachse herunter, bis diese mit der Drehzahl der wirklichen Achse übereinstimmt. Negative Differenz (d. h. Pseudolaufachse läuft langsamer) und wird im Zustand "Bremsen" (16 geschlossen) über Einweggleichrichter 18 an den Integrator 13 gegeben und steuert dann die Pseudolaufachse 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 am Differenzbildner 6 treten keine Drehzahldifferenzen auf.
Bei auftretendem Radschlupf wird im Zustand "Fahren" letztlich die Achse stärker beschleunigen als das Fahrzeug oder der Integrator. Der Integrator 13 kann jetzt nicht über die Rückführung mitgenommen werden, weil Einweggleichrichter 17 ein Signal negativer Polarität nicht durchläßt. Es entsteht am Differenzbildner 6 eine Drehzahldifferenz, wie zwischen Treibachse und einer echten Laufachse. Beim Bremsen kehrt sich die Polarität der Differenz um, wodurch das Rückführungs­ signal über 16, 18 geleitet wird. Das an dem Differenzbildner 6 auftretende Dreh­ zahldifferenzsignal steuert dann, wie zu den Bezugszeichen 1 bis 10 beschrieben, das Drehmoment und damit die Zug-/ bzw. Bremskraft des Fahrmotors.
Jetzt hat z. B. die Pseudo-Laufachsdrehzahl bereits einen Wert erreicht, der nicht mehr der Geschwindigkeit über Grund, sondern dem einer sich bereits mit einem Schlupf auf der Schiene drehenden Achse entspricht, wie er zur Übertragung der maximalen 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 bis dahin noch der Achsdrehzahl folgen. Eine stärkere Beschleunigung der Treibachse setzt erst dann ein, wenn der Schlupf des maximalen Reibwertes überschritten wird.
Ohne weitere Maßnahmen würde nun der Pseudo-Laufachsintegrator 13 frei weiter­ laufen, wobei die Pseudolaufachse auch 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 des Motors (F Mot ) (oder Bremskraft beim Bremsen) über das Kraftschlußmaximum hinweg in den stabilen Schlupfbereich zurückgeführt wird. Hierbei bilden die Elemente 19, 20, 21 eine Umpolvorrichtung, die im Bremsbetrieb die Polarität des Dreh­ zahldifferenzsignals 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 Differenziervorrichtung 22 etwas verflacht. Der Ausgang des Verzögerungsgliedes 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 Zeit­ glied 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 Prozeßüber­ wachung. Der Ausgang des ODER-Gatters 44 wirkt auf einen Schalter 31 und über einen Inver­ tierer 45 auf den Reset-Eingang eines 1. Zeitgliedes 46 mit Ausschaltver­ zögerung, das vom Ausgang der Grenzwertstufe 43 gesetzt worden ist. Das 1. Zeit­ glied 46 stößt ein 2. Zeitglied 47 an, das eine Einschaltverzögerung aufweist. Über das 2. Zeitglied 47 wird ein weiterer Schalter 48 betätigt, der den Aus­ gang einer Maximalwertauswahlstufe 51 an einem Schmitt-Trigger 52 legt und diesen auslöst, 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 einer­ seits ein direktes Eingangssignal und andererseits über ein 3. Differenzier­ glied 50 ein zusätzlich differenziertes Eingangssignal. Die Maximalwertaus­ wahlstufe 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 im wesentlichen aus den Elementen 54, 55, 56, 57, 58 besteht, wobei die gemessene Achs­ drehzahl f rot und die Zugkraft F Mot abgeleitet aus dem gemessenen Motordrehmoment Md ist Verwendung finden.
Die Achsdrehzahl f rot wird in einem 2. Differenzierglied 54 differenziert und als Achsbeschleunigung a Radsatz über Schalter (direkt beim Fahren bzw. invertiert beim Bremsen) einem Summationspunkt 55 zugeführt, an dem auch die Zug­ kraft F Mot abgeleitet aus dem elektrisch gemessenen Motordrehmoment Md ist an­ liegt. Der Ausgang am Summationspunkt 55 ist die berechnete Zugkraft F Z, 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 Rad­ masse beschleunigt. Umgekehrt wird bei einem Verzögerer des Radsatzes die kine­ tische Energie wieder frei für Zugkraftübertragung und addiert sich zum Motor­ drehmoment. D. h. man muß - wenn man die reale, auf die Schiene übertragene Zug­ kraft ermitteln will - die kinetische Energie des Radsatzes berücksichtigen. Dies geschieht, indem man im Summationspunkt 55 zur gemessenen Motorzugkraft F Mot die (ebenfalls gemessene) Radsatzbeschleunigung, mit der Radsatzmasse ent­ sprechend bewertet, hinzuaddiert (beim Fahren negativ, beim Bremsen positiv, wie in 54, 59, 55 dargestellt).
Der so ermittelte Zugkraftwert F z wird in einem 1. Differenzierglied 56 diffe­ renziert und über ein Negationsglied 57 einem Schwellenwertschalter 58 zugeführt, der den bewußten Steuerschalter 53 steuert. Nur bei negativem Ausgang des 1. Differenziergliedes 56, d. h. bei abnehmender Zugkraft, spricht der Schwellwert­ schalter 58 an, wodurch das ODER-Gatter 44 über den b-Eingang kein weiteres Ein­ gangssignal 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 einge­ schaltet, wenn eine Beschleunigung oder Verzögerung die Grenzwertstufe 43 aus­ löst und über das ODER-Gatter 44 den Schalter 31 zur Beeinflussung des Inte­ grators 13 betätigt, d. h. ein neuer Schleuderansatz beginnt.
Die Anordnung wird 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 instabile Schlupf­ bereich ein, d. h. mit noch größer werdendem Schlupf wird der Haftwert wieder kleiner. Der jetzt größer werdende Drehmomentüberschuß beschleunigt die im Ver­ gleich zur Fahrzeugmasse nur kleine rotierende Masse des Radsatzes mit Fahrmotor relativ schnell. Der Anstieg der Drehzahldifferenz wird von der Differenzier­ vorrichtung 22 erfaßt und bringt über das Verzögerungsglied 40 (zur Ausfilter- und kurzzeitiger Störungen), und den Schalter 41 die Grenzwertstufe 43 zum An­ sprechen. Deren Ausgangssignal betätigt über das ODER-Gatter 44 den Schalter 31, wodurch ein aus dem erwarteten Beschleunigungswert vom Anschluß 11 und einer dazu addierten Konstanten (Additionspunkt 33) gebildetes und im Inver­ tierer 34 invertiertes Signal über die Zeitstufe 32 und das Additionsglied 12 am Eingang des Integrators 13 wirksam wird. Die Zeitstufe 32 läßt einen Teil des Signales 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 Zusatzsignal das direkte Signal über­ steigt, in umgekehrter Richtung zu integrieren. Die Pseudo-Laufachsdrehzahl wird damit kleiner. Hierdurch steigt zwar die Drehzahldifferenz am Differenz­ bildner 6 zunächst noch schneller an, gleichzeitig wird jedoch mit dem größeren Drehzahldifferenzsignal 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 zurückzulaufen. Da sich hierbei die Radsatzdrehzahl wieder der Pseudo-Laufachsdrehzahl nähert, wird auch das Drehzahldifferenzsignal am Differenzbildner 6 wieder kleiner. Die Abwärtssteuerung des Integrators 13 über den Schalter 31 muß jedoch noch so lange aufrechterhalten werden, bis der Radsatz wieder den stabilen Schlupf­ bereich erreicht hat, d. h. über das Haftwert-Maximum der Haftwert/Schlupf­ kurve zurückgelaufen ist. Andererseits würde das System im instabilen Bereich verbleiben und schließlich doch ins Schleudern geraten.
Diesem Zweck dient der Schmitt-Trigger 52, der durch den Invertierer 49 für negatives , also Verringerung des Drehzahldifferenzsignals 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 des weiteren Schalters 48 wirksam. Über das 3. Differenzierglied 50 erhält der Schmitt-Trigger 52 mittels der Maximalwertauswahlstufe 51 ein zusätzliches voreilendes Signal, wodurch er schon ansprechen kann, bevor die Grenzwert­ stufe 43 wieder zurückgefallen ist. Hierdurch wird eine Lücke im Ausgangssignal des ODER-Gatters 44 beim Nulldurchgang des -Signals vermieden. Dies könnte auch - alternativ - durch eine zusätzliche Abfallverzögerung der Grenz­ wertstufe 43 bei Wegfall der Elemente 50 und 51 erreicht werden. Durch die Verzögerungszeit 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 Rückfallzeit des 1. Zeitgliedes 46 sorgt dafür, daß der Schmitt-Trigger 52 während einer angemesenen Dauer des negativen Drehzahldifferenz-Signals wirksam bleiben kann, wenn die Grenzwertstufe 43 schon wieder ausgeschaltet hat.
Damit erhält der Schmitt-Trigger 52 das Zusatzsignal für den Integrator 13 so lange aufrecht, bis das (negative) -Signal wieder durch Null geht.
Mit der erfindungsgemäßen Zusatzanordnung aus den Elementen 54 bis 58 ggf. auch 59, die aus dem Schwellenwertschalter 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 Radsatz über das Kraftschlußmaximum wieder in den stabilen Schlupfbereich einzulaufen beginnt. Genau in diesem Zeitpunkt erscheint das Signal am Schwellenwertschalter 58 und schaltet mittels des Steuerschalters 53 ein am Schmitt-Trigger 52 noch anstehendes Signal ab, wodurch das Zusatzsignal des Integrators 13 der Pseudo­ laufachse unterbrochen wird und diese wieder beschleunigen kann.
Anhand der Fig. 2 sollen die Vorgänge weiter veranschaulicht werden. Die Fig. 2 zeigt eine Kraftschlußkurve H für eine übertragbare Zugkraft F zwischen Rad und Schiene in Abhängigkeit vom Schlupf Δ n. Die Wirkungsweise ist hierbei für den Fall dargestellt, daß der Zugkraftsollwert relativ dicht über der Kraft­ schlußgrenze liegt. Mit bis sind nacheinander durchlaufende Zugkraft/Drehzahlarbeitspunkte des Radsatzes bezeichnet. 101′ bis 106′ sind die entsprechenden Punkte auf der Sollwertlinie, durch die von der Motor­ regelung jeweils die Motorkennlinien 101′′ bis 106′′ gelegt sind. Die waage­ rechten Pfeile von den Motorkennlinien (z. B. 101′′) zu den zugehörigen Arbeits­ punkten (z. B. ) zeigen, wieviel das Δ n-Signal die jeweilige Motor­ kennlinie über die Elemente 7, 9 und 10 nach Fig. 1 verschoben hat. Die Pfeil­ länge ist also dem Δ n-Signal proportional.
Der Vorgang sei vom Arbeitspunkt ausgehend betrachtet. Da die Soll-Zug­ kraft als Rad-Umfangskraft auf der Schiene etwas höher liegt als die nach der Kraftschlußkurve bei knapp 2 km/h Schlupf maximal übertragbare Zugkraft, be­ ginnt der Radsatz nach dem Maximum in den instabilen Schlupfbereich zu laufen. Durch die größere Beschleunigung ist bereits ein kleines Δ n entstanden; vgl. die Motorkennlinie 101′′ ist ewas nach rechts verschoben und die Zugkraft von 101′ auf verringert. Der verbleibende Zugkraftüberschuß von bis zur Kraftschlußkurve H beschleunigt den Radsatz weiter, wobei nur die Rest­ zugkraft bis zur Kraftschlußkurve als Zugkraft wirksam wird. Der Radsatz be­ schleunigt entlang dem Kurvenstück 107, wobei der Δ n-Wert zu- und Zugkraft abnimmt, wie die veränderten Werte z. B. bei zeigen. Das an­ steigende Δ n-Signal bringt die Grenzwerte 43 in Fig. 1 zum Ansprechen und löst damit die Umkehr des Integrators 13 aus.
Die Pseudo-Laufachsdrehzahl wird rückläufig, dadurch wird das Δ n-Signal zu­ nächst noch größer und reduziert die Zugkraft über die Regelung so weit, daß diese die Kraftschlußkurve H unterschreitet. Der Zugkraftüberschuß wird negativ, d. h. der Radsatz beginnt zu verzögern und wieder 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 Pseudolaufachse; er verlangsamt sich allerdings schneller als diese bei nun wieder steigender Zugkraft. Nach Durchlaufen des Punktes in Richtung wird Δ n nicht mehr kleiner. Zu diesem Zeitpunkt muß der Ein­ girff in die Pseudolaufachse möglichst schnell gestoppt werden, d. h. der Ein­ griff 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 Pseudolauf­ achse beschleunigt wieder. Der Radsatz läuft mit steigender Zugkraft wieder auf den Punkt zu, und der Vorgang beginnt von neuem. Auf diese Weise pendelt der Radsatz ständig um das Kraftschlußmaximum herum, solange es vom vorgegebenen Drehmomentsollwert überschritten wird. Es kommt nun darauf an, diesen Pendel­ bereich möglichst eng zu halten. Hierzu ist eine genaue Dosierung des Eingriffs in den Integrator 13 der Pseudolaufachse 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 Pseudolaufachse wieder beschleunigen kann. Bei zu schwachem Eingriff, als zu langsamen Zurückführen der Pseudolaufachse, kann der Nulldurchgang schon vor dem Passieren des Maximums der Kraftschluß­ kurve H, rechts vom Punkt in Fig. 2, erfolgen. Dann bleibt das System im instabilen Schlupfbereich, und die Regelung versagt durch "schleichendes" Durchgehen des Treibradsatzes. Diese Abstimmung war bisher kritisch, zumal die Kraftschlußkurve von der Oberflächenbeschaffenheit der Schiene abhängig ist.
Durch die Erfindung werden die Abstimmungsschwierigkeiten entschärft, indem nun der Eingriff in die Pseudolaufachse 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 Abhänigkeit von der Radsatzdrehzahl und dem Motordrehmoment bzw. Motor­ zugkraft die wirkliche Zugkraft an der Schiene und ihr Tendenz berechnet wird, genauer als vorher auch bei bestmöglicher Einstellung bestimmt. Durch die Ansteuerung des Steuerschalters 53 wird dann das Eingriffssignal abge­ schaltet.

Claims (6)

1. Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Fahrmotoren eines laufachsenlosen Triebfahrzeuges an der Kraftschlußgrenze der Räder, bei dem für jeden angetriebenen Radsatz oder jede angetriebe Radsatz­ gruppe in sich wiederholenden Spielabläufen jeweils durch Steigerung der Antriebs- bzw. Bremskraft der Übergang in den instabilen Schlupfbereich anhand 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 jeweilige Zeitpunkt der Beendigung der Reduzierung der Antriebs- bzw. Bremskraft des Motors (F Mot) aus der wieder fallenden Tendenz der real auf die Schienen übertragenen Zug- bzw. Bremskraft (F Z bzw. F B) er­ kannt wird, in dem die real an den Schienen wirksamen Kraft (F Z bzw. F B) am Radaufstandspunkt aus der Antriebs- bzw. Bremskraft des Motors (F Mot) abzüglich (für F Z) bzw. bezüglich (für F B) dem Produkt aus der Radsatzmasse (m Radsatz) und der gemessenen Rad­ satzbeschleunigung (a Radsatz) berechnet, aus diesem Wert in einem Differen­ ziergleid die 1. zeitliche Ableitung gebildet und diese als Tendenz-Signal mit der bei einer fallenden Tendenz entsprechenden Polarität (+ bzw. -) einem Schaltmittel zugeführt wird, das die Reduzierung der Antriebs- bzw. Bremskraft des Motors (F Mot) bei Überschreitung eines Grenzwertes aufhebt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 für eine Anordnung mit einem Integrator als Pseudolaufachse, bei der jeweils die Differenz der Ausgangsgröße des Integrators und der Drehzahl einer zugeordneten Treibachse als Maß des Radschlupfes dient und zur Reduzierung der Antriebs- oder Bremskraft aus­ gewertet wird und jeweils mittels einer Differenziervorrichtung (22) über die erste zeitliche Ableitung der Drehzahldifferenz der Übergang in den instabilen Schlupfbereich anhand der einsetzenden stärkeren Be­ schleunigung erfaßt und eine Grenzwertstufe (43) angesteuert wird, deren Signal dem Integrator (13) eine zusätzliche, dem zugeführten Sollwert für Beschleunigung oder Verzögerung entgegenwirkende Eingangsgröße bis zum Rücklauf in den stabilen Schlupfbereich aufschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß von der ermittelten Antriebs- oder Bremskraft in einem 1. Differenzier­ glied (56) die erste zeitliche Ableitung gebildet und in der einer fallenden Tendenz entsprechenden Polarität einem Schwell­ wertschalter (58) zugeführt wird, der das Signal für die zusätzlich ent­ gegenwirkende Eingangsgröße zum Integrator (13) abschaltet.
3. Anordnung für ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Achsdrehzahl f rot über ein 2. Differenzierglied (54) die Achs­ beschleunigung ermittelt und unter Berücksichtigung der zuzuordnenden zu beschleunigenden Radsatzmassen als negativ Kraft-Größe - für Fahren direkt und für Bremsen über einen Invertierer (59) - eimem Summationspunkt (55) zuge­ führt wird, an dem die aus dem elektrisch gemessenen Motordrehmoment er­ mittelte Motorzug-/bzw. Bremskraft (F mot) als positive Größe anliegt und daß der Ausgang, an dem die berechnete Zug- bzw. Bremskraft (F Z, F B) ab­ nehmbar ist, über das 1. Differenzierglied (56) und ein Negationsglied (57) an einen Schwellwertschlter (58) angeschlossen 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 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 1. Zeitgliedes (46) geschaltet ist, das über ein 2. Zeitglied (47) einen weiteren Schalter (48) betätigt, der die erste oder über ein 3. Differen­ zierglied (50) gewonnene zweite zeitliche Ableitung der Differenzgeschwindigkeit über eine Maximalwertauswahlstufe (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 gekennzeichnet, daß das 3. Differenzierglied (50) an den Ausgang der Differenziervorrichtung (22) für die erste zeitliche Ableitung der Differenzgeschwindigkeit über einen Invertierer (49) angeschlossen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das 1. Zeitglied (46) ausschaltverzögert arbeitet, sein Ausgang an ein einschaltverzögertes Zeitglied (47) angeschlossen und sein Reseteingang über einen Invertierer (45) mit dem Ausgang des ODER-Gatters (44) ver­ bunden 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)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3837908A DE3837908A1 (de) 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
DD89334167A DD286055A5 (de) 1988-11-04 1989-11-02 Verfahren und anordnung zur regelung der antriebs- und/oder bremskraft der fahrmotoren eines laufachsenlosen triebfahrzeuges an der kraftschlussgrenze der raeder
ES8903710A ES2017199A6 (es) 1988-11-04 1989-11-02 Procedimiento y disposicion para regular la fuerza de accionamiento yno de frenado de los motores de traccion de un vehiculo propulsor sin ejes de rodadura en el limite de la union cinematica de fuerza de las ruedas.
IT02226189A IT1237121B (it) 1988-11-04 1989-11-03 Procedimento e disposizione per regolare la forza motrice e/o frenante di motori di trazione di una motrice senza asse portante al limite d'aderenza delle ruote
PT92195A PT92195B (pt) 1988-11-04 1989-11-03 Processo e disposicao para a regulacao da forca motriz e/ou da forca de travagem de motores de traccao de um veiculo a motor sem eixo oscilante, no limite de aderencia das rodas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3837908A DE3837908A1 (de) 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3837908A1 DE3837908A1 (de) 1990-05-10
DE3837908C2 true DE3837908C2 (de) 1990-11-22

Family

ID=6366747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3837908A Granted DE3837908A1 (de) 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

Country Status (5)

Country Link
DD (1) DD286055A5 (de)
DE (1) DE3837908A1 (de)
ES (1) ES2017199A6 (de)
IT (1) IT1237121B (de)
PT (1) PT92195B (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4224581C1 (de) * 1992-07-22 1993-12-02 Aeg Westinghouse Transport Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Fahrmotoren eines Triebfahrzeuges an der Kraftschlußgrenze der Räder
DE4333281A1 (de) * 1993-09-24 1995-03-30 Aeg Westinghouse Transport Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Räder eines Fahrzeuges auf optimalen Kraftschluß
DE19616582A1 (de) * 1995-05-01 1996-11-07 Honda Motor Co Ltd Vorderrad- und Hinterradantriebsfahrzeug und Einrichtung zum Erfassen eines Reibungskoeffizienten auf einer Straßenoberfläche
DE19616583A1 (de) * 1995-06-19 1997-01-02 Honda Motor Co Ltd Vorderrad- und Hinterradantriebsfahrzeug
DE19627731A1 (de) * 1996-07-10 1998-01-15 Abb Patent Gmbh System für die Antriebs- und Bremsensteuerung eines Schienenfahrzeuges
DE19634363A1 (de) * 1996-08-26 1998-03-05 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Regelung des elektrischen Antriebs eines Schienenfahrzeugs
DE19828753A1 (de) * 1998-06-27 1999-12-30 Abb Daimler Benz Transp Verfahren zur Optimierung der Kraftschlußregelung von elektrischen Schienenfahrzeugen

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4131892C2 (de) * 1991-09-25 1994-08-11 Uwe Dipl Ing Behmann Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Anfahrbeschleunigung und/oder der Bremsverzögerung von Nahverkehrszügen elektrischer Bahnen
JPH05184178A (ja) * 1992-01-09 1993-07-23 Nissan Motor Co Ltd アクチュエータ制御装置
DE19522993A1 (de) * 1995-06-24 1997-01-02 Abb Daimler Benz Transp Fahrzeug Leitsystem
CZ303082B6 (cs) * 2008-02-05 2012-03-21 ŠKODA TRANSPORTATION a.s. Zpusob regulace tažné nebo brzdné síly vozidla
DE102021214590A1 (de) * 2021-12-17 2023-06-22 Siemens Mobility GmbH Verfahren zur Steuerung des Antriebs eines Schienenfahrzeugs

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3407309A1 (de) * 1984-02-24 1985-09-12 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur regelung der antriebs- oder bremskraft der fahrmotoren eines laufachsenlosen elektrischen triebfahrzeuges an der haftreibungsgrenze der raeder

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4224581C1 (de) * 1992-07-22 1993-12-02 Aeg Westinghouse Transport Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Fahrmotoren eines Triebfahrzeuges an der Kraftschlußgrenze der Räder
DE4333281A1 (de) * 1993-09-24 1995-03-30 Aeg Westinghouse Transport Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Räder eines Fahrzeuges auf optimalen Kraftschluß
DE19616582A1 (de) * 1995-05-01 1996-11-07 Honda Motor Co Ltd Vorderrad- und Hinterradantriebsfahrzeug und Einrichtung zum Erfassen eines Reibungskoeffizienten auf einer Straßenoberfläche
US5839535A (en) * 1995-05-01 1998-11-24 Honda Giken Koygo Kabushiki Kaisha Front wheel- and rear wheel-drive vehicle and apparatus for detecting coefficient of friction on road surface
DE19616582C2 (de) * 1995-05-01 2001-11-15 Honda Motor Co Ltd Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE19616583A1 (de) * 1995-06-19 1997-01-02 Honda Motor Co Ltd Vorderrad- und Hinterradantriebsfahrzeug
DE19616583C2 (de) * 1995-06-19 2001-11-15 Honda Motor Co Ltd Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE19627731A1 (de) * 1996-07-10 1998-01-15 Abb Patent Gmbh System für die Antriebs- und Bremsensteuerung eines Schienenfahrzeuges
DE19634363A1 (de) * 1996-08-26 1998-03-05 Abb Patent Gmbh Verfahren zur Regelung des elektrischen Antriebs eines Schienenfahrzeugs
DE19828753A1 (de) * 1998-06-27 1999-12-30 Abb Daimler Benz Transp Verfahren zur Optimierung der Kraftschlußregelung von elektrischen Schienenfahrzeugen
DE19828753B4 (de) * 1998-06-27 2010-04-15 Daimler Ag Verfahren zur Optimierung der Kraftschlußregelung von elektrischen Schienenfahrzeugen

Also Published As

Publication number Publication date
DE3837908A1 (de) 1990-05-10
PT92195A (pt) 1990-05-31
PT92195B (pt) 1995-09-12
DD286055A5 (de) 1991-01-10
IT8922261A1 (it) 1991-05-03
IT1237121B (it) 1993-05-18
IT8922261A0 (it) 1989-11-03
ES2017199A6 (es) 1991-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4333281C2 (de) Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Räder eines Fahrzeugs auf optimalen Kraftschluß
EP0137252B1 (de) Getriebesteuerung für ein Strassenfahrzeug
DE19517567B4 (de) Antriebssteuersystem und Verfahren zum Steuern eines Akkumulatorenfahrzeugs
DE3837908C2 (de)
DE3634627C2 (de)
DE2414214B2 (de) Anordnung zur Beseitigung des bei der Beschleunigung bzw. der Bremsung auftretenden Schleudems bzw. Gleitens der Achse eines motorgetriebenen Schienenfahrzeugs
DE1937123A1 (de) Bremskraftregelung fuer Fahrzeuge,insbesondere Kraftfahrzeuge
DE3728574C1 (de) Einrichtung zum Regeln des Antriebsmomentes eines Kraftfahrzeuges
DE4225683A1 (de) Verfahren und Anordnung zur selbsttätigen Radschlupfregelung von Fahrzeugen mit drehmomentgeregeltem Antrieb
DE3334726A1 (de) Steuereinrichtung fuer ein strassenfahrzeug
DE3345730A1 (de) Verfahren zur erzeugung einer fahrzeugreferenzgeschwindigkeit als bezugsgroesse zur regelung des brems- und/oder antriebsschlupfes
EP0141157B1 (de) Schlupfbegrenzungsregelung für Schienenfahrzeuge
DE4224581C1 (de) Verfahren zur Regelung der Antriebs- und/oder Bremskraft der Fahrmotoren eines Triebfahrzeuges an der Kraftschlußgrenze der Räder
EP0159284B1 (de) Verfahren zur Regelung der Antriebs- oder Bremskraft der Fahrmotoren eines laufachsenlosen elektrischen Triebfahrzeuges an der Haftreibungsgrenze der Räder
DE4402152C1 (de) Schleuderschutz für mit Asynchronmotoren angetriebene Fahrzeuge
DE3902846C2 (de)
DE19548286C1 (de) Schleuderschutz-Verfahren
DE2404009C2 (de)
DE2917673C3 (de) Verfahren zur Steuerung der Fahrmotoren eines laufachsenlosen elektrischen Triebfahrzeugs an der Haftreibungsgrenze der Räder
DE3228772A1 (de) Einrichtung zur geschwindigkeitsregelung fuer ein elektromagnetisch abgestuetztes fahrzeug
DE3837909C1 (en) Method and arrangement for measuring speed and displacement in the case of motive power (tractive) units providing total adhesion
EP1106417A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung des Kupplungszustandes eines Fahrzeugs
DE2447577C3 (de) Schaltung zur Verhinderung des Schlüpfens der Achsen von mehrmotorigen elektrischen Triebfahrzeugen
DE1161577C2 (de) Einrichtung zum steuern des anfahrens von dieselhydraulischen lokomotiven
DE69318670T2 (de) Betriebsbremse für Material - Förderfahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee