DD288353A5 - Verfahren zur schleuder- und gleitfreien regelung der antriebs- und bremskraefte der fahrmotoren von laufachsenlosen elektrischen schienentriebfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schleuder- und gleitfreien Regelung der Antriebs- und Bremskraefte der Fahrmotoren von laufachsenlosen elektrischen Schienentriebfahrzeugen bei extrem schwierigen Gleiszustaenden, wobei die Differenz zwischen der Drehzahl jeder Treibachse und einer sogenannten Pseudolaufachse ermittelt wird und das so gewonnene Differenzsignal differenziert wird. Erreicht die zweite Ableitung der Drehzahl einen ersten Grenzwert, so wird das Differenzsignal integriert. Nach Erreichen eines zweiten Grenzwertes durch das Integral des Differenzsignals wird eine aus dem Differenzsignal gewonnene Korrekturgroesze auf den Sollwert aufgeschaltet. Das Erreichen eines dritten Grenzwertes durch das Integral loest einen Funktionsgenerator aus, der als Sollwertgenerator zeitweilig wirkt. Der dritte Grenzwert und die Amplitudenhoehe sowie der zeitliche Verlauf des vom Funktionsgenerator abgegebenen Signals werden durch die in einem Fahr- bzw. Bremszyklus erreichte maximale Antriebs- oder Bremskraft adaptiert. Schlieszlich wird nach UEberschreiten des zweiten Grenzwertes durch das Integral der Ableitung des Differenzsignals dieses Integral zur langzeitig wirkenden Sollwertbegrenzung verwendet.{Schienentriebfahrzeuge, elektrisch; laufachsenlos; Regelung, schleuder- und gleitfrei; Antriebskraefte; Bremskraefte; Drehzahl; Treibachse; Pseudolaufachse; Differenzsignal; Grenzwert; Funktionsgenerator; Sollwertgenerator; Fahr/Bremszyklus}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schleuder- und gleitfreien Regelung der Antriebs- und Bromskräfte der Fahrmotoren von iaufachsenlosen elektrischen Schienenfahrzeugen, inbesondere von Grubenlokomotiven bei extrem schwierigen Gleiszuständen, mit einer Drehzahlüberwachung aller Treibachsen und einem Vergleich derselben mit einer Pseudolaufachse zur Bildung eines Differenzsignals, der Formung des Antriebs- oder Bremskraftsollwertes mittels eines Funktionsgenerators, einer Ausregelung der Drehzahldifferenz der Treibachsendrehzahlen zu einem Minimum und einer Begrenzung der absoluten Beschleunigung der einzelnen Treibachsen.

Die Anwendung der Erfindung ist grundsätzlich bei laufachsenlosen elektrischen Schienentriebfahrzeugen möglich. Besonders zweckmäßig ist die Anwendung bei allen elektrischen Schienentriebfahrzeugen, die Zügen mit Schwerlast und/oder starken Zuckbewegungen vorgespannt sind, wie beispielsweise Güterzüge, oder solchen, die bei extrem schwierigen Gleiszuständen, wie beispielsweise im Bergbau - und hier speziell im Untertagebetrieb - eingesetzt sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Das Schleudern und Gleiten der Radsätze von Schienenfahrzeugen stellt ein außerordentliches Problem dar. Soll die maximale Zugkraft optima! auf die Schiene übertragen werden, so ist eine schnelle Steuerbarkeit des Motormoments, wie sie durch leistungselektronische Stellglieder gegeben ist, erforderlich. Gleichzeitig verändert sich dabei jedoch die Motorcharakteristik im Steuerverhalten erheblich. Die steile Motorcharakteristik, wie sie beispielsweise ein Gleichstromreihenschlußmotor aufweist, geht im Zusammenspiel mit einem Gleichstromsteller und einer Momentenregelung verloren. Es stellt sich eine resultierende Motorkennlinie ein, die nicht wie bei der Reihenschlußcharakteristikselbständig Schleuder- und Gleitvorgängen entgegenwirkt, sondern durch Kostantregelung des Motormoments diese zusätzlich verstärkt. Ferner wird das ganze Ausmaß der sich darstellenden Schleuder- und Gleitproblematik deutlich, wonn man die Vielfalt der Einflüsse berücksichtigt, die insbesondere bei Grubenlokomotiven eine Auswirkung auf Entstehen und Verlauf von Schleuder- und Gleitvorgängen ausüben. In erster Linie wird das Schleudern und Gleiten durch die extremen Gleiszustände beeinflußt. Hierfür sind folgende Merkmale charakteristisch: Die Spurweite ist nicht entsprechend der Normung für Gleise maßhaltig, sondern schwankt mehr oder weniger stark über den zuläosigen Toleranzbereich hinaus bis zur gerade noch möglichen Befahrbarkeit, besonders in Kurven, die oftmals, technologisch bedingt, Knickstellen aufweisen. Eine Abfederung des Gleises auf einem Oberbau ist im allgemeinen nicht vorhanden, so daß die horizontale Gleislage durch den aus dem Berg herausgearbeiteten Untergrund bestimmt wird. Dadurch entstehen erhebliche Schwankungen zur Waagerechten, wobei, hervorgerufen durch Löcher und Absenkungen, Gleislagen unterhalb von mehr oder weniger tiefen und großen Wasserlachen keine Seltenheit sind. Entsprechend kritisch ist auch der Zustand der Weichen und Kreuzungen. Schienenstöße haben oft derartige Niveauunterschiede, daß bei unangepaßter

Fahrweise Entgleisungen unvermeidbar sind. Aber auch die konstruktive Ausführung des elektrischen wie auch des mechanischen Teils des Antriebssystems bis hin zur Primär- und Sekundärfederung des Triebfahrzeuges beeinflussen dio Schleuder- und Gleitvorgänge. Als weiterer wesentlicher Einflußfaktor auf das Schleudern und Gleiten muß auch die eigtntlicho Last (Art der Anhänger, Anhängekupplungen) genannt werden sowie auch die Problematik der Mehrfachtraktion, die bei mehreren Triebfahrzeugen in einem Zugverband besteht. Eine weitere Einflußnahme auf die Schleuder- und Gleitvorgänge erfolgt auch noch durch die kaum normgerechte Fahrdrahtführung, die erhebliche Schwankungen in vertikaler und horizontaler Richtung aufweist, wobei diese Schwankungen kurz hintereinander und häufig auftreten (Beulen im Fahrdraht). Hierdurch werden im gleichen Maße Unterbrechungen des Motorstromes hervorgerufen, das wiederum Schwankungen der Antriebskraft.? bedingt. Oft in dichter Folge abwechselnde trockene, verschmutzte und nasse Schienenabschnitte sowie die Schwankungen der Antriebs- und Bremski äfte, die durch die vorgenannten extremen Gleiszustände bedingt sind, provozieren bzw. ermöglichen ihrerseits die so unerwünschten Schleuder- und Gleitvorgänge.

Diese Vielfalt der Einflüsse auf das Schleudern und Gleiten von Schienentriebfahrzeugen- und im weiteren Sinne auf Fahrzeuge allgemein (Blockieren der Räder beim Bremsen von Pkw und Lkw, ABS-Systeme) - erklärt einerseits die Tatsache, daß bereits eine Vielzahl von Lösungsvorschlägen auf diesem Gebiet bestehen und andererseits aber auch, warum diese so außerordentlich vielgestaltig sind. Es existieren deshalb keine allgemeinen Projektierungsvorachriften oder Hinweise, wie Schleuder- und Gleitschutzeinrichtungen zu entwerfen sind. Es ist festzustellen, daß für das besondere Gebiet der Grubenlokomotiven für den Untertagebetrieb mit seinen bereits geschilderten extremen Einsatzbedingungen bisher keine Verfahren bekannt geworden sind, die bei Anwendung eines leistungselektronischen Stellgliedes die Zielstellung realisieren, weitgehend das Fahren bzw. Bremsen an der Reibwertgrenze zu ermöglichen. Derartige Verfahren werden als hochwertige Schleuder- und Gleitschutzverfahren bezeichnet.

Prinzipiell lassen sich die bekannten Lösungsvorschläge für den Schleuder- und Gleitschutz in verschiedene Kategorien unterteilen:

- Es werden Motorgrößen wie Motorstrom und Motorspannung ausgewertet, so wie beispielsweise in dem DD-WP 131631 dargestellt. Diese Einrichtungen weisen c!en Nachteil auf, daß Motorspannung und Motorstrom nicht eindeutig mit Schleuderbzw. Gleitvorgängen korrelieren und insbesondere beim langsamen Aufbau der Schleuder- und Gleitvorgänge versagen.

- Es werden an entsprechenden Konstruktionsteilen des mechanischen Antriebssystems Schwingungssensoren angebracht, die die mechanische Torsionsschwingungen der Radsätze, die in der Nähe des Reibwertmaximums entstehen, registrieren und an ein auf die Eigenfrequenz der Torsionsschwingungen abgestimmtes zur Selektion und weiteren Auswartung führen. Eine solche Anordnung ist in der DE-OS 2406479 beschrieben. Derartige Anordnungen und Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß die konstruktiven Maßnahmen zur definierten Auskopplung der relevanten Torsionsschwingungen einen erheblichen Aufwand erfordern und daß bei Verschleiß einiger mechanischer Teile eine Verstimmung der Resonanzkreise eintritt. Insbesondere treten unter rauen Betriebsbedingungen, insbesondere bei schlechter Gleislage, häufig mechanische Schwingungen auf, die auch die Frequenz der Torsionsschwingungssysteme anregen können, ohne daß Schleudern oder Gleiten vorliegt. Letzteres hängt außerdem stark von der Konstruktion des Triebfahrzeuges ab.

- Die Fahrgeschwindigkeit wird über Grund, beispielsweise mittels Radar gemessen, so wie es in „120 elektrische Lokomotive in Drehstromantriebstechnik für die Deutsche Bundesbahn": (Sonderbd. „Elektrische Bahnen") - München: Oldenbourg, 1984, beschrieben ist. Dieses Verfahren stellt sicherlich die technisch hochwertigste Lösung dar, dürfte jedoch heute und in absehbarer Zukunft nicht mit ökonomisch vertretbarem Aufwand realisierbar sein und scheidet daher für Grubenlokomotiven, insbesondere mit einem Leistungsgewicht bis zu 20t je Lokomotive aus.

- Mit Hilfe einer Korrelationsrechnung wird entschieden, ob es sich um Schleudern oder Gleiten oder um einen Normalzustand handelt. Derartige Lösungen sind beispielsweise in dem DD-WP 232600 und der DE-OS 3508447 dargelegt. Diese Lösungen sind mehr dazu geeignet, eine im statistischen Mittel längerfristig richtige Fahr- bzw. Bremskraftsollwertvorgabe zu realisieren und sind vorteilhaft mit denen zuvor und der nachfolgend beschriebenen Kategorie kombinierbar. Sie eignen sich allein jedoch nicht, jeden Schleuder- oder Gleitfall zu erkennen und zu beseitigen.

- Es werden die Drehzahlen einer oder mehrerer oder aller angetriebenen Achsen ausgewertet. Die wesentlichsten Vertreter dieser Kategorie des Schleuder- und Gleitschutzes werden nun nachstehend näher untersucht.

Die im EP 00 89 899 offenbarte Lösung benutzt eine Kombination der ersten und zweiten Ableitung der Drehzahl jeder Treibachse als Korrektursignal für den Sollwert der Antriebs-bzw. Bremskraft gemäß der Beziehung i'orrekturwert = K1XB + K2x R mit K1 und K2 als Einstellkonstanten und B als Beschleunigung (1 .Ableitung der Drehzahl) und R als Ruck (2. Ableitung der Drehzahl). Eine weitere Manipulation erfährt dieser Korrekturwert, bevor er endgültig als Korrektursignal für den Sollwert der Antriebsbzw. Bremskraft benutzt wird, durch die Höhe des momentan herrschenden Führungswertes. In Abhängigkeit von der Höhe des Korrektursignais wird über die generelle Herabsetzung die Konstanthaltung oder die langsame Steigerung dieses langfristig wirkenden Führungswertes sowie über die Führungsgrößenbeeinflussung durch das Korrektursignal entschieden. Dabei verbleibt die Initiative dadurch beim Fahrer, daß der maximal erreichbare Führungswert vom Fahrer ständig aktualisiert werden kann. Da einem Schleuder- bzw. Gleitvorgang immer ein mehr oder weniger starker Ruck vorausgeh!, kann dieser zwar durchaus als Indikator und als gewisse Einschätzung eines Schleuder- oder Gleitvorganges benutzt werden, doch ist zu bemerken, daß z. B. Zuckbewegungen im Zugverband oder eine gewollte Beschleunigungsänderung durch Änderung der Antriebs- bzw. Bremskraft in Abhängigkeit von der Anhängelast und dem Streckenprofil ebenfalls einen ausgeprägten Ruck erzeugen können. Die Beschleunigungswerte können ebenfalls in Abhängigkeit von der Anhängelast und dem Streckenprofil bei gleicher Zugkraft starken Schwankungen unterliegen. Selbstverständlich haben Zuckbewegungen zusätzlich einen ausgeprägten Einfluß auf die Beschleunigung. Deshalb kann der hier beschriebene Schleuder- und Gleitschutz nur dort sinnvoll eingesetzt werden, wo mit einer relativ homogenen Betriebsart (geringe Zuckbewegungen, stark eingegrenzter Bereich der betriebsmäßigen Beschleunigungswerte), wie sie z. B. bei der Personenbeförderung anzunehmen ist, gerechnet werden kann. Weiterhin hat diese Lösung den Nachteil, daß eine automatische Anpassung des als günstig geschätzten Führungswertes an die tatsächlich vorliegenden Verhältnisse bei hoher Zugkraft- bzw. Bremskraftanforderung und kleinen Reibwerten zwischen Rad und Schiene erst nach mehrmaliger Korrektur der sich aufbauenden Schleuder- und Gleitvorgänge möglich ist und damit ein automatischer Zugbetrieb (Fernsteuerung) weitestgehend erschwert oder sogar unmöglich ist.

Der Erfindungsbeschreibung gemäß DE-PS 3150953 liegt die Aufgabe zugrunde, Schleuder- und Gleitschutzeinrichtungen, wie sie beispielsweise in DE-PS 3011541 beschrieben sind und deren Wirksamkeit nur für einen engen betriebsmäßigen

Beschleunigungsbereich angegeben wird, dadurch zu verbessern, daß im Interesse der Feinfühligkeit des Schleuder- und Gleitschutzes die Inteorationsgeschwindigkeit des als Pseudolaufcchse wirkenden hochlaufenden Integrators immei möglichst dicht über bzw. unter der mit einer eingestellten Zug· bzw. Bremskraft erreichbaren, d.h. möglichen Fahrzeugbeschleunigung liegt. Mit Hilfe einer sehr gonauen Pseudolaufachse können Schleuder- und Gleitvorgänge in einem weiten betriebsmäßigen Beschleunigungsbereich relativ gut ausgeregelt werden. Das gilt jedoch nur dann, wenn die auftretenden Schleuder- und Gleitvorgänge einen etwa gleichartigen qualitativen Verlauf haben. Das ist z. B. bei Grubenlokomotiven für den Untertagebetrieb nicht gegeben. Deshalb kann zwar mit Hilfe der Verfeinerung der Pseudolaufachse auch das Fahrverhalten von Grubenlokomotiven für den Untertagebetrieb teilweise verbessert werden, jedoch setzten auch hier die weiter oben bereits beschriebenen extremen Betriebsbedingungen Grenzen, die letztlich den hier beschriebenen Schleuder- und Gleitschutz für die gestellte Aufgabe der vorliegenden Erfindung als nicht ausreichend und daher ungeeignet ausweist. Außerdem ist kein Vorschlag zur Strategie der Ermittlung einer langfristig wirkenden Begrenzung des Sollwertes der Antriebs- bzw. Bremskraft der Treibachsen enthalten. Diese Kritik trifft auch für die DE-PS 2531033 und DE-PS 3407309 zu.

Im DD-WP 226456 wird eine Strategie zur Ermittlung einer langfristigen Begrenzung des Sollwertes der Antriebs- bzw. Bremskraft der Treibachsen vorgeschlagen. Dieses Verfahren ist wegen der zur Ermittlung der angegebenen Korrekturwerte benötigten relativ langen Zeit, in der eine statistische Auswertung der übertragbaren Zug- und Bremskräfte vorgenommen wird, für oine schnelle Vorgabe der langfristigen Begrenzung so nicht geeignet. In der EP 0080139 wird zum Zwecke der Erhöhung der Zugkraft bzw. Ausnutzung der Haftreibgrenze vorgeschlagen, die Vorgabe der Antriebs- bzw. Bremskraftsollwerte jeder angetriebenen Achse entsprechend der Verhältniszahlen der Radreifendurchmesser und der Achslastanteile zu realisieren. Für die Durchführung dieses Verfahrens ist die zeitweise oder ständige Aktualisierung der Radreifendurchmesser sowie der Achslasten und einer Bezugsgeschwindigkeit erforderlich. Entsprechend soll bei momentaner Abweichung der Drehzahlverhältnisso zwischen den einzelnen Achsen von den abgespeicherten Radreifendurchmesserverhältnissen auch „bei extremen Haftwertverhältnissen Schleudern und Gleiten in einfacher Weise vermieden" werden. Aus der Erfindungsbeschreibung geht hervor, daß die Anwendung der Erfindung speziell auf Nahverkehrszügen, wie S-Bahn und U-Bahn, vorgesehen ist. Da derartige Züge in der Regel über eine beträchtliche Länge und eine große Anzahl angetriebener Achsen verfügen, kann die vorgeschlagene Lösung für diesen Anwendungsfall durchaus als eine Möglichkeit der optimalen Zugkraftübertragung auf die Schiene angesehen werden. Das Verfahren ist jedoch keinesfalls geeignet, alle möglichen Varianten des Schleuderns und Gleitens bei zweiachsigen Triebfahrzeugen, wie sie Grubenlokomotiven darstellen, zu erfassen und zu beseitigen, da die Wahrscheinlichkeit, daß zwei Achsen relativ gleichzeitig und gleichmäßig schleudern bzw. gleiten, recht hoch ist.

Bekannte realisierte Schleuder- und Gleitschutzverfahren für Grubenlokomotiven für den Untertageeinsatz sind relativ einfach gehalten. Das mag an der bisher offenbar weitverbreiteten Meinung der Fachwelt liegen, daß sich ein hoher Forschungsaufwand diesbezüglich nicht lohne oder gar der Sinn eines hochwertigen Schleuder- und Gleitschutzes für einen derartigen Anwendungsfall angezweifelt wird.

In ASEA-Zeitschrift 1075, Janrgang 20, Heft 1, Seite 9-45, ist eine 45-t-Grubenlokomotive ml* Thyristorsteller und elektronischem Schleuder- und Gleitschutz dargestellt. Für die bereits recht schwere Grubenlokomotive von 45t, die bereits auf relativ gut verlegten Gleisen (Hauptstrecken) fahren dürfte, ist lediglich als Schleuder- und Gleitschutz eine Drehzahldifferenzüberwachung und eine Beschleunigungsüberwachung vorgesehen. Vom Fahren in der Nähe des Reibwertmaximums dürfte hiermit ohne Eingriff eines talentierten Lokführers wohl kaum die Rede sein, d. h. automatischer Betrieb und Doppeltraktion ist nur mit Abstrichen an der Zugkraft möglich. Schleuder- und Gleitvorgänge werden nicht immer rechtzeitig und in einigen Fällen erst nach langanhaltendem Schleudern bzw. Gleiten srkannt.

Gemäß AEG-Telefunken „Fahrleitungsgrubenlokomotive mit elektronischer Schaltwerkssteuerung", Saarbergwerke AG, Firmen schrift, ist eine 14-t-Grubenlokomotive mit elektronischer Steuerung beschrieben, die sich auch für Doppeltraktion eignet. Im Falle des Schleuderns oder Gleitens wird die Zug- bzw. Bremskraft durch Zuschalten von Widerständen in den Motorstromkreis reduziert. Das leistungssteuernde Stellglied ist also kein leistungselektronisches Stellglied, sondern ein elektromechanisches Stellglied, welches Widerstände zu- und abschaltet. Dabei geht die Reihenschlußcharakteristik des Motors nicht verloi en, und somit ist die Schleuder- und Gleitproblematik hiermit nicht direkt vergleichbar. Die Vorteile eines leistungselektronischen Stellgliedes werden somit nicht genutzt. Die begrenzte Schnelligkeit eines elektromechanischen Stellgliedes läßt außerdem die schnelle Ausregelung besonders heftiger Schleuder- und Gleitvorgärige bzw. eine sehr feinfühlige Ausregelung nicht zu.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Zug- und Bremskraft von elektrischen Schienentriebfahrzeugen, vorzugsweise von Grubenlokomotiven, die auch für den Untertageeinsatz vorgesehen sind, zu steigern und bessere Arbeitsbedingungen für das Bedienpersonal zu erzielen.

Darlegung dos Wesenu der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur schleuder- und gleitfreien Regelung der Antriebs- und Bremskräfte der Fahrmotoren laufachsenloser elektrischer Schienentriebfahrzeuge, insbesondere von Grubenlokomotiven bis zu 20t Leistungsgewicht bei extremen Gleiszuständen und Neigung des Zugverbandes zu starken Zuckbewegungen zu schaffen, mit dem die Antriebs- bzw. Bremskraft an der Haftreibungsgrenze der Räder liegt und außerdem der sichere Betrieb der Triebfahrzeuge bei Fernsteuerung und/oder Mehrfachtraktion garantiert wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein aus dem jeweiligen Treibachsendrehzahlsignal und dem verzögerten Treibachsendrehzahlsignal gebildetes Differenzsignal nur dann als Korrekturgröße für die Antriebs- oder Bremskraft der Fahrmotore wirksam wird, wenn die zwoite Ableitung des Treibachsendrehzahlsignals einen eingestellten Grenzwert erreicht hat und die sich dann erst anschließende Integration des Differenzsignals zum Erreichen einos weiteren Grenzwertes geführt hat,

und daß noch Überschreitung eines aus dem maximal erreichten Fahr- bzw. Bremskraftistwert jeder separaten Treibachse gebildeten Grenzwertes durch das bereits erwähnte Differenzsignal ein Funktionsgenerator gestartet wird, dessen Ausgangssignal ebenfalls vom maximal erreichten Fahr- bzw. Bremskraftistwert und dem integrierten Differenzsignal gesteuert wird und als weiterer korrigierter Fahr- bzw. Bremskraftsollwert gemeinsam mit dem aus der schon genannten Korrekturgröße gewonnenen Fahr- bzw. Bremskraftsollwert und wahlweise zusätzlicher Fahr- bzw. Bremskraftsollwert, die von weiteren die Fahr- bzw. Bremskraft steuernden und regelnden Einrichtungen gebildet werden, durch einen Minimumauswerter als endgültiger Fahr- bzw. Bremskraftsollwert ausgowthlt wird. Bei Überschreitung des zweiten Grenzwertes durch das Integral der ersten Ableitung des Differenzsignals wird eine obere Antriebo- bzw. Bremskraftgrenze aktualisiert und deren Größe einerseits und deren wirksamer Zeitbereich andererseits in Abhängigkeit von der Größe des Integrals der ersten Ableitung des Differenzsignals gesteuert.

In weiterer Ausbildung des Verfahrens ist vorgesehen, daß eine obere Antriebs- bzw. Bremskraftgrenze aus statistischen Kriterien, welche die Schleuder- und Gleithäufigkeit charakterisieren, ermittelt und vorgegeben wird. Weiterhin ist dann noch vorgesehen, daß die Verteilung dei Zug- bzw. Bremskraft auf die einzelnen Triebachsen im Verhältnis der unterschiedlichen Radreifendurchmesser und/oder dor unterschiedlichen Achslasten erfolgt.

Ausführungsbeispiel Nachstehend soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Drehzahlen der Treibachsen eines laufachsenlosen elektrischen Schienenfahrzeuges werden ständig gemessen. Die nun im weiteren beschriebene Verarbeitung dieser Drehzahlsignale erfolgt für jede Achse getrennt und in gleicherweise. Zunächst wird aus dem Drehzahlsignal durch zweimalige Differentiation der sogenannte Ruck (zweite Ableitung) berechnet. Ferner wird die Differenz zwischen der Drehzahl der Treibachse und einer sogenanntem Pseudolaufschse ermittelt. Erfindungsgemäß genügt es, diese Pseudolaufdchse auf sehr einfache Art durch Verzögerung des Drehzahlsignals der Treibachse zu gewinnen. Das Differenzsignal wird anschließend differenziert, wobei bei nachfolgender Integration der Gloichanteil dieses Signals eliminiert ist. Erreicht nun der ,Ruck" einen bestimmten Wert (erster Grenzwert), so wird nun das differenzierte Differenzsignal integriert. Erreicht das Integral des differenzierten Differenzsignals einen weiteren Grenzwert (zweiter Grenzwert), so wird das Differenzsignal mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert und als Korrekturgröße auf den Sollwert der Antriebs- bzw. Bremskraft der Fahrmotore mit negativem Vorzeichen aufgeschalte:. Erreicht jedoch das Integral einen dritten Grenzwert, der entsprechend größer ist als der zweite Grenzwert, so wird ein Funktionsgenerator gestartet, dessen Ausgangssignal nun als Sollwert der Antriebs- bzw. Bremskraft der Fahrmotore zeitweilig wirkt. Dabei ist der dritte Grenzwert nicht starr, sondern wird durch den innerhalb eines Fahr- bzw. Bremszyklus bisher maximal erreichten Motorstrom angepaßt. Große maximal erreichte Motorströme führen in diesem Fall zu großen Grenzwerten und umgekehrt. Der maximal erreichte Motorstrom wird nun weiterhin zur Anpassung des Ausgangssignals des Funktionsgenerators in der Weise genutzt, daß kleine maximal erreichte Motorströme zu größeren und/oder im Mittel länger andauernden Absenkungen der Antriebs- bzw. Bremskraft führen und große maximal erreichte Motorströme das Gegenteil bewirken.

Wührend die bisher beschriebenen Verfahrensschritte dazu dienen, auftretende Schleuder- und Gleitvorgänge schnell und wirkungsvoll zu unterdrücken, ohne dabei mehr als nötig Zug- bzw. Bremskraft einzubüßen, so ist der nun im folgenden beschriebene Verfahrensschritt darauf gerichtet, die Schleuder- bzw. Gleitneigung des Fahrzeuges generell zu verringern. Letzteres wird dadurch erreicht, daß nach Überschreiten des zweiten Grenzwertes durch das Integral der Ableitung des Differenzsignals dieses Integral nun selbst zur Aktualisierung einer länger als vorher beschrieben, wirkenden oberen Antriebsbzw. Bremskraftsollwertgrenze benutzt wird. Ein großer Wert des Integrals führt zu einer niedrigeren Antriebs- bzw. Bremskraftsollwertgrenze und zu einer längeren Zeitdauer bis zur Wiederfreigabe der maximalen Antriebs- bzw. Bremskraf (sollwertgrenze.

Sinngemäß gilt wiederum die umgekehrte Wirkung bei kleinem Wert des Integrals der Ableitung des Differenzsignals. Die beschriebener. Verfahrensschritte können nun in vorteilhafter Weise mit den im Oberbegriff genannten Verfahrenselementen, wie Beschleunigungsregelung etc. kombiniert werden. Über den letztendlich wirksamen Antriebs- bzw. Bremskraftsollwert entscheidet in diesem Falle eine Minimumauswertung, die den niedrigsten Sollwert, der von den einzelnen Komponenten erzeugten Sollwerte, priorisiert.

Claims (3)

1. Verfahren zur schleuder- und gleitfreien Regelung der Antriebs- und Bremskräfte der Fahrmotoren von laufachsenlosen elektrischen Schienentriebfahrzeugen, insbesondere von Grubenlokomotiven bei extrem schwierigen Gleiszuständen, mit einer Drehzahlüberwachung aller Treibachsen und einem Vergleich derselben mit einer Pseudolaufachse zur Bildung eines Differenzsignals, der Formung des Fahrmotorstromsollwertes mittels eines Funktionsgenerators, einer Ausregelung der Drahzahldifferenzen der Treibachsendrehzahlen zu einem Minimum und einer Begrenzung der absoluten Beschleunigung der einzelnen Treibachsen, gekennzeichnet dadurch, daß das Differenzsignal erst dann als Korrekturgröße für die Antriebs- oder Bremskraft der Fahrmotoren wirksam wii d, wenn die an und für sich bekannte zweite Ableitung der Treibachsendrehzahl einen eingestellten ersten Grenzwert überschritten und die erst dann einsetzende Integration der ersten Ableitung (Differential) des Differenzsignals zum überschreiten eines zweiten Grenzwertes durch das Integral der Ableitung des Differenzsignals geführt hat, daß dann ein aus dent in einem Fahroder Bremszyklus bisher maximal erreichten Antriebs- oder Bremskraftistwert jeder einzelnen Treibachse jrwonnener dritter Grenzwert nach Überschreitung durch das Integral der ersten Ableitung des Differenzsignals der den Antriebs- oder Bremskraftsollwert formende Funktionsgenerator gestartet wird, daß dessen Ausgangssignal ebenfalls vom bisher maximal erreichten Antriebs- oder Bremskraftistwert gesteuert wird und daß nach Überschreitung des zweiten Grenzwertes durch das Integral der ersten Ableitung des Differenzsignals eine obere Antriebs- bzw. Bremskraftgrenze aktualisiert und deren Größe einerseits und deren wirksamer Zeitbereich andererseits in Abhängigkeit von der Größe des Integrals der ersten Ableitung des Differenzsignals gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine obere Antriebs- bzw. Bremskraftgrenzo aus statistischen Kriterien, welche die Schleuder- oder Gleithäufigkeit charakterisieren, ermittelt und vorgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Verteilung der Zug- bzw. Bremskraft auf die einzelnen Treibachsen im Verhältnis der unterschiedlichen Radreifendurchmesser und/oder der unterschiedlichen Achslasten erfolgt.