DE102013107063A9 - Steuerungsverfahren für die Lenkung eines Zweiwegefahrzeugs - Google Patents

Steuerungsverfahren für die Lenkung eines Zweiwegefahrzeugs Download PDF

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Abstract

Bei einem Steuerungsverfahren für ein Zweiwegefahrzeug (1) für einen Schienenbetrieb auf Schienen (2) und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen (15), wobei das Zweiwegefahrzeug (1) mindestens eine im Straßenbetrieb angetriebene Achse (3) sowie eine Lenkvorrichtung für den Straßenbetrieb aufweist, durch die im Straßenbetrieb ein Kurvenradius festgelegt werden kann, wobei die Antriebsachse (3) eine Regelung von mindestens je einem Antriebsmotor (18, 23) für ein Antriebsrad (4, 16, 21) auf jeder Fahrzeugseite an der Antriebsachse (3) aufweist und die Antriebsachse (3) auf mindestens zwei Spurweiten einstellbar ist, erfolgen die Schritte: Erfassen des eingestellten Lenkwinkels (27), Erfassen, ob ein Fahrkommando (29) vorliegt, Falls der eingestellte Lenkwinkel (27) ungleich null ist, Messen der Istdrehzahldifferenz (NMl_ist – NMr_ist) zwischen rechter und linker Seite der mindestens einen im Straßenbetrieb angetriebenen Achse (3, 6) bei schlupffreiem Anfahren und/oder Fahren, Vergleichen der Istdrehzahldifferenz (NMl_ist – NMr_ist) mit einer von Lenkwinkel (27) und einem Parameterwert (28) für die Spurweite abhängigen Solldrehzahldifferenz (NMl – NMr) und Bestimmen und Abspeichern eines neuen Parameterwertes (28) für die Spurweite, falls die Istdrehzahldifferenz (NMl_ist – NMr_ist) von der Solldrehzahldifferenz abweicht (NMl – NMr).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für ein Zweiwegefahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steuerungsverfahren für ein Zweiwegefahrzeug sowie ein entsprechendes Zweiwegefahrzeug für einen Schienenbetrieb auf Schienen und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen, wobei das Zweiwegefahrzeug mindestens eine im Straßenbetrieb angetriebene Achse sowie eine Lenkvorrichtung für den Straßenbetrieb aufweist, durch die im Straßenbetrieb ein Kurvenradius festgelegt werden kann, wobei die Antriebsachse eine Regelung von mindestens je einem Antriebsmotor für ein Antriebsrad auf jeder Fahrzeugseite an der Antriebsachse aufweist und die Antriebsachse auf mindestens zwei Spurweite einstellbar ist.
  • Als Zweiwegefahrzeuge sind Fahrzeuge bekannt, die sowohl auf einer normalen Verkehrsfläche, wie einer Straße, als auch auf Gleisen fahren können. Derartige Fahrzeuge sind beispielsweise 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 bewegen zu können. Hierbei ist die Eigenschaft, sich auch über eigene Achse auf Verkehrsflächen bewegen und dadurch zwischen verschiedenen Punkten der Gleisanlagen versetzt werden zu können, besonders wichtig, da die Gleisanlagen eines Werksgeländes im Regelfall nicht so umfangreich mit Weichen und Gleisverbindungen ausgestattet sind, dass ein Bewegen und Umsetzen des Fahrzeuges an erforderliche Einsatzorte in jedem Fall allein schienengeführt möglich wäre. Für die zuverlässige und schnelle Bewegung über die Verkehrsflächen des Werksgeländes ist dabei eine gute Lenkfähigkeit des Zweiwegefahrzeugs im Straßenbetrieb erforderlich.
  • Eine bekannte Ausführungsform von Zweiwegefahrzeugen sind dabei bevorzugt elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit zwei gummibereiften Starrachsen, deren Räder nicht gelenkt werden können. Eine Möglichkeit des Lenkens auf Verkehrsflächen ist dann dadurch gegeben, dass eine zusätzliche Lenkeinrichtung vorgesehen ist, insbesondere eine absenkbare und um eine senkrechte Achse drehbare Lenkrolle. Bei abgesenkter Lenkrolle steht das Zweiwegefahrzeug nur auf der Lenkrolle sowie einer Achse als Straßenachse auf. Für das Lenken auf der Straße bzw. einer Verkehrsfläche hat die auf dem Boden aufstehend verbleibende Achse einen Einzelradantrieb mit einem Motor auf jeder Seite des Fahrzeugs für das jeweilige Antriebsrad. Ohne ein mechanisches Differenzial aufzuweisen, kann durch eine Ansteuerung mit unterschiedlichen Drehzahlen entsprechend dem durch die Lenkeinrichtung bzw. Lenkrolle eingestellten Lenkwinkel des Fahrzeugs ein Kurvenradius durchfahren werden.
  • Bei den Zweiwegefahrzeugen ist zu berücksichtigen, dass es viele verschiedene Spurweiten für Gleise gibt. So können Industriegleise in einem Werksgelände eine andere Spurweite aufweisen Glücklicher, als ein auf das Werksgelände führender staatlicher Bahnanschluss. Auch müssen Zweiwegefahrzeuge in Ausführungen für viele verschiedene Spurweite ausgeliefert werden, z.B. je nach Land in dem dieses eingesetzt werden sollen. Gegebenenfalls muss auch ein grenzüberschreitender Einsatz möglich sein, wenn dabei verschiedene Spurweiten der Gleissysteme vorliegen. Eine solche notwendige, kundenspezifische Einstellung der Spurweite kann durch mechanische Adapter umgesetzt werden, die sowohl bei der Produktion am Fließband, als auch durch einen Endkunden montiert und gegebenenfalls zur Veränderung der Spurweite ausgetauscht werden können.
  • Dadurch ergeben sich jedoch zwangsläufig unterschiedliche Drehzahldifferenzen bei einem gleichen, durch die Lenkrolle bzw. Lenkeinrichtung eingestellten Kurvenradius. Da die wichtigsten Spurweiten sich in dem sehr großen Bereich von 600 mm bis 1676 mm bewegen können, mit der sehr weit verbreiteten Normalspur bei 1435 mm, ist die Anpassung der Drehzahldifferenz zwischen den Antriebsmotoren auf jeder Seite des Fahrzeugs bei gleichem Lenkwinkel des Fahrzeugs für die erwünschte Lenkfähigkeit und Wendigkeit sehr wichtig.
  • In das Fahrzeug wird bereits bei der Produktion bzw. werkseitig ein Parameter für die Spurweite in einer Antriebsteuerung bzw. Fahrzeugsteuerung abgespeichert und hinterlegt. Dies kann beispielsweise der Wert der Spurweite, eine prozentuale Drehzahldifferenz in Abhängigkeit von einem Lenkeinschlag bzw. Kurvenradius oder Ähnliches sein. Durch den Parameter ist beim Lenken eine korrekte Drehzahldifferenz der Antriebsmotoren definiert. Wenn das Fahrzeug mit mehreren Adaptern ausgeliefert wird und beim Betrieb eine Anpassung der Spurweite erfolgt, so soll dieser Parameter bei jedem Wechsel der Spurweite angepasst werden.
  • Nachteilig hieran ist, dass es leicht zu Fehlern bei der Eingabe oder zu einem Unterlassen der Anpassung dieses Parameters kommen kann. Auch ist eine Eingabe bzw. Abstimmung des Parameters für die Spurweite zeitaufwändig, wenn das Zweiwegefahrzeug beispielsweise zwischen zwei Ländern mit unterschiedlicher Spurweite im Einsatz ist, oder auf einem Werksgelände mit Industriegleisen einer eigenen Spur sowie einem Bahnanschluss der staatlichen Eisenbahn in einer zweiten Spur, und es daher sehr häufig zu einem Wechsel der Spurweite kommt. Wenn es jedoch zu keiner korrekten Anpassung des Parameters für die Spurweite kommt, weicht aufgrund der nicht korrekten Drehzahldifferenz der Lenkwinkel des Fahrzeugs von seinem Sollwert ab. Dies beschränkt die Steuerbarkeit, Feinfühligkeit und Sicherheit des Fahrzeuges. Ein präzises Drehen des Fahrzeugs auf der Stelle ist nicht möglich und es ergeben sich eine ungleichmäßige Beschleunigung bei Kurvenfahrt sowie ein schlechter Wirkungsgrad der Antriebe, weil die Regelung nicht optimal erfolgen kann. Hieraus ergeben sich auch zusätzliche thermische Belastungen der elektrischen Komponenten im Fall eines elektrischen Antriebs, eine kürzere Lebensdauer der Traktionsbatterie sowie auch zusätzliche mechanische Vibrationen. Schließlich wird auch der erforderliche Zeitraum zum Aufgleisen länger, wenn die Steuerbarkeit nicht optimal gegeben ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungsverfahren für die Lenkung eines Zweiwegefahrzeug mit anpassbarer Spurweite zur Verfügung zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und mit dem ein exaktes und betriebssicheres Lenken mit einer angepassten Spurweite im Straßenbetrieb möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Steuerungsverfahren für die Lenkung eines Zweiwegefahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Steuerungsverfahren für ein Zweiwegefahrzeug für einen Schienenbetrieb auf Schienen und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen, wobei das Zweiwegefahrzeug mindestens eine im Straßenbetrieb angetriebene Achse sowie eine Lenkvorrichtung für den Straßenbetrieb aufweist, durch die im Straßenbetrieb ein Kurvenradius festgelegt werden kann, wobei die Antriebsachse eine Regelung von mindestens je einem Antriebsmotor für ein Antriebsrad auf jeder Fahrzeugseite an der Antriebsachse aufweist und die Antriebsachse auf mindestens zwei Spurweite einstellbar ist, wobei in einem ersten Schritt der eingestellte Lenkwinkel erfasst wird, dann erfasst wird, ob ein Fahrkommando vorliegt, und, falls der eingestellte Lenkwinkel ungleich null ist, ein Messen der Istdrehzahldifferenz zwischen zwischen rechter und linker Seite der mindestens einen im Straßenbetrieb angetriebenen Achse bei schlupffreiem Anfahren und/oder Fahren erfolgt sowie anschließend die Istdrehzahldifferenz mit einer von Lenkwinkel und einem Parameterwert für die Spurweite abhängigen Solldrehzahldifferenz verglichen wird. Falls die Istdrehzahldifferenz von der Solldrehzahldifferenz abweicht, wird ein neuer Parameterwert für die Spurweite bestimmt und abgespeichert.
  • Vorteilhaft werden dadurch Fehler bei der Eingabe des Parameters für die Spurweite verhindert. Es kann auch erheblich Zeit eingespart werden, da nicht erst eine Eingabe etwa über ein Display in eine Fahrzeugsteuerung erfolgen muss. Insbesondere in Anwendungssituation, in denen sehr häufig und relativ rasch eine Spurweite gewechselt werden muss, etwa bei Benutzung auf Gleissystemen zweier verschiedener Spurweiten in einem Werksgelände, kann dadurch Zeit gespart werden und sichergestellt werden, dass bei einem Straßenbetrieb stets eine gute Lenkbarkeit gegeben ist. Während des weiteren Betriebs des Fahrzeuges ist nach dem anfänglichen Einstellen eine feinfühligere Steuerung sowie ein sicherer Betrieb gegeben. Vorteilhaft ergibt sich im Straßenbetrieb immer ein guter Wirkungsgrad, werden zusätzliche thermische Belastungen der Ansteuerung im Falle von elektrischen Antrieben vermieden und auch mechanische Vibrationen, die sich bei einer Fehlanpassung zwischen eingestelltem Parameterwert für die Spurweite und durch die Lenkeinrichtung eingestellten Lenkradius ergeben können. Durch die stets richtige Einstellung des Parameterwerts für die Spurweite ergibt sich auch eine gleichmäßige Beschleunigung sowie ein gleichmäßiges Abbremsen des Fahrzeugs im Straßenbetrieb bei einer Kurvenfahrt. Die Erfassung der Drehzahlen der Antriebsräder kann dabei durch Drehzahlsensoren oder auch auf jede andere bekannte Art und Weise, beispielsweise durch eine sensorlose feldorientierte Regelung bei einem elektrischen Antrieb, erfolgen. Der Parameterwert kann dabei beispielsweise die Spurweite selbst sein, oder auch ein prozentualer Drehzahldifferenzwert in Abhängigkeit von einem Kurvenradius.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens kann die Lenkungseinrichtung eine absenkbare und um eine senkrechte Achse drehbare Lenkrolle sein, mit der in Straßenfahrt eine zweite Achse mit nicht-gelenkten Rädern angehoben werden kann.
  • Durch eine solche Ausführung kann bei einer Kurvenfahrt gegenüber sonstigen Lenkeinrichtungen, wie beispielsweise einer Lenkbarkeit der Räder einer Achse, bei Straßenbetrieb ein engerer Kurvenradius bzw. eine bessere Rangierbarkeit erreicht werden. Auch wird die Fahrbahnoberfläche auf den Verkehrsflächen bzw. Straßen geschont und es kommt zu einem geringeren Reifenabrieb im Straßenbetrieb.
  • Eine Traktionskontrolle kann das schlupffreie Anfahren und/oder Fahren sicherstellen.
  • Eine solche Traktionskontrolle kann beispielsweise realisiert werden, indem ein Referenzsignal für eine tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges herangezogen wird. Beispielsweise kann bei einer Ausführung mit einer Lenkrolle ein Drehzahlsignal der Lenkrolle herangezogen werden, anhand dem bestimmt werden kann, ob die angetriebenen Räder der Antriebsachse in den Bereich des Schlupfes kommen. Grundsätzlich kann jede bekannte Technologie zur Traktionskontrolle bzw. Vermeidung eines Schlupfes genutzt werden. Insbesondere sind Technologien zur Traktionskontrolle auch von Vorteil, um die Zugkraft im Schienenbetrieb auch unter erschwerten Bedingungen, wie etwa Nässe, auf die Gleise zu übertragen. Vorteilhaft sind daher Vorrichtungen zur Traktionskontrolle oft bereits vorhanden.
  • In einer günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens wird das schlupffreie Anfahren und/oder Fahren durch eine Reduzierung des Antriebsdrehmoments bewirkt.
  • Eine solche Reduzierung des Drehmoments ist leicht umzusetzen, da das Drehmoment der Antriebsmotoren geregelt wird. In dem Straßenbetrieb kann eine sehr weitgehende Reduzierung des Antriebsdrehmoments aktiviert werden, da nur das Fahrzeug selbst bewegt werden soll und dieses keine Zugkraft entwickeln muss.
  • In einer günstigen Ausgestaltung des Steuerungsverfahrens wird das Antriebsdrehmoment von Null beginnend langsam gesteigert und Radschlupf durch Drehzahlsprünge bzw. Überschreiten zulässiger Drehzahlsteigerungen erkannt.
  • Die erforderlichen Messzeiten, um die Istdrehzahldifferenz mit der Solldrehzahldifferenz zu vergleichen und somit den Parameterwert für die Spurweite zu überprüfen bzw. einen korrekten Parameterwert für die Spurweite zu bestimmen, hängen von der Antriebsdynamik und insbesondere der Auflösung der Drehzahlsensoren zur Erfassung der Drehzahlen der Antriebsräder ab. Anzustreben ist eine möglichst kurze Messzeit. Wenn daher das Antriebsdrehmoment von Null beginnend langsam gesteigert wird, kann eine solche Messung im Falle eines Lenkeinschlages sofort erfolgen, wenn sich das Fahrzeug in Betrieb setzt. In diesem Moment ist von keinem Radschlupf auszugehen. Bei einer entsprechend kurzen Messzeit ergibt sich dann kaum eine zeitliche Verzögerung, da eine solche Bestimmung des Parameters nach einer Inbetriebnahme bzw. einem Einschalten des Fahrzeuges nur einmalig erfolgen muss.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Steuerungsverfahrens wird dieses unmittelbar nach jeder Inbetriebnahme des Zweiwegefahrzeugs durchgeführt und anschließend im Betrieb nicht mehr.
  • Im Regelfall kann davon ausgegangen werden, dass während eines Betriebes, bei dem das Fahrzeug bis zu einem außer Betrieb setzen ununterbrochen im Einsatz ist, es zu keiner Änderung der Spurweite kommt, die bei den zuvor beschriebenen Beispielen einen mechanischen Austausch von Adaptern erfordert.
  • Vorteilhaft ist der Antriebsmotor jeweils ein Elektromotor.
  • Ein elektrischer Antrieb lässt sich gut regeln und es kann eine Energieversorgung durch eine elektrische Traktionsbatterie erfolgen, insbesondere eine auswechselbare elektrische Traktionsbatterie. Da in vielen Industrie- und Werksgeländen auch Flurförderzeuge, insbesondere Gabelstapler, zum Einsatz kommen, die elektrisch angetrieben sind, besteht somit die Möglichkeit, die bereits vorhandenen Einrichtungen zum Wiederaufladen solcher Traktionsbatterie zu nutzen. Eine Traktionsbatterie weist gleichzeitig ein erhebliches Gewicht auf, das als Reibungsgewicht für das Zweiwegefahrzeug im Schienenbetrieb zur Verfügung steht.
  • Der Antriebmotor kann jeweils ein Hydraulikmotor eines hydrostatischen Antriebs sein.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Zweiwegefahrzeug für einen Schienenbetrieb auf Schienen und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen, wobei das Zweiwegefahrzeug mindestens eine im Straßenbetrieb angetriebene Achse sowie eine Lenkvorrichtung für den Straßenbetrieb aufweist, durch die im Straßenbetrieb ein Kurvenradius festgelegt werden kann, wobei die Antriebsachse eine Regelung von mindestens je einem Antriebsmotor für ein Antriebsrad auf jeder Fahrzeugseite an der Antriebsachse aufweist und die Antriebsachse auf mindestens zwei Spurweite einstellbar ist, sowie das Zweiwegefahrzeug eine Steuerung aufweist, die ein Verfahren durchführt, wie sie zuvor beschrieben wurde.
  • Ein solches Zweiwegefahrzeug weist die bereits geschilderten Vorteile auf.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens näher erläutert. Hierbei zeigt
  • 1 in Seitenansicht ein Zweiwegefahrzeug auf Schienen, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt,
  • 2 in Seitenansicht das Zweiwegefahrzeug der 1 auf einer Straße,
  • 3 schematisch ein Steuerungsverfahren nach dem Stand der Technik und
  • 4 schematisch ein erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren, das bei dem Zweiwegefahrzeug in der 1 und der 2 zur Anwendung kommt.
  • Die 1 zeigt in Seitenansicht ein batterie-elektrisch betriebenes Zweiwegefahrzeug 1 auf Schienen 2, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt. Eine auf einer Seite des Zweiwegefahrzeug 1 angeordnete erste Achse 3 mit Antriebsrädern 4, die eine Gummiauflage 5 aufweisen, dient im Straßenbetrieb als Straßenachse 6. Vor der ersten Achse 3 sind absenkbaren Spurkranzrollen 8 als Spurführungsmittel 7 angeordnet. Eine zweite Achse 9 weist ebenfalls Antriebsräder 4 mit einer Gummiauflage 5 auf und ist an der anderen Seite des Zweiwegefahrzeugs 1 ebenfalls mit Spurkranzrollen 8 als Spurführungsmittel 7 angeordnet. Die Räder 4 der Achsen 3, 9 können nicht eingeschlagen werden, um im Straßenbetrieb auf einer Verkehrsfläche zu lenken. Jedes Antriebsrad 4 wird durch einen elektrischen Fahrmotor einzeln angetrieben. Zwischen der ersten Achse 3 und der zweiten Achse 9 ist eine Traktionsbatterie 10 angeordnet, die in einem Batteriefach 11 sitzt und ausgetauscht werden kann, wenn sie entladen ist. Eine als Doppelrolle 13 ausgeführte Lenkrolle 12 kann, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, abgesenkt sowie angehoben werden und ist hier in der angehobenen Stellung dargestellt. In dem hier vorliegenden Beispiel können die Spurführungsmittel 7 und Spurkranzrollen 8 sowohl an der ersten Achse 3 wie auch an der zweiten Achse 9 angehoben und abgesenkt werden.
  • Die 2 zeigt in Seitenansicht das Zweiwegefahrzeug 1 auf einer Straße 14 als Verkehrsfläche 15. Die erste Achse 3 mit den Rädern 4, die eine Gummiauflage 5 aufweisen, dient als Straßenachse 6 und steht auf der Verkehrsfläche 15 auf. Die vor der ersten Achse 3 als Spurführungsmittel 7 angeordneten Spurkranzrollen 8 sind für den Strassenbetrieb angehoben, ebenso wie die entsprechenden Spurkranzrollen 8 als Spurführungsmittel 7 an der zweiten Achse 9. Die zweiten Achse 9 ist im Straßenbetrieb durch die auf die Verkehrsfläche 15 abgesenkte Doppelrolle 13 als Lenkrolle 12 von der Verkehrsfläche 15 angehoben. Zwischen der ersten Achse 3 und der zweiten Achse 9 ist die Traktionsbatterie 10 in dem Batteriefach 11 angeordnet.
  • Die 3 zeigt schematisch ein Steuerungsverfahren nach dem Stand der Technik. Bauteile und Komponenten, die denjenigen des erfindungsgemäßen Zweiwegefahrzeugs 1 mit dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die an der Antriebsachse 3 als Straßenachse 6 angeordnet Antriebsräder 4 teilen sich auf in ein linkes Antriebsrad 16 mit einem linken Drehzahlsensor 17, der von einem linken Antriebsmotor 18, der als Elektromotor 19 ausgeführt ist, sowie einer linken Regelung 20 angetrieben wird, und ein rechtes Antriebsrad 21. Das rechte Antriebsrad 21 weist entsprechend einen rechten Drehzahlsensor 22 auf und wird von einem rechten Antriebsmotor 23 als Elektromotor 24 sowie einer rechten Regelung 25 angetrieben. Für die Regelungen 20, 25 werden in einem Block Drehzahlsollwerte 26 Solldrehzahlwerte NMl für den linken Antriebsmotor 18 und NMr für den rechten Antriebsmotor 23 vorgegeben. Die Regelung 20 steuert anhand des Solldrehzahlwertes NMl und des tatsächlichen Istdrehzahlwertes NMl_ist den linken Antriebsmotor 18. Ebenso steuert die Regelung 25 anhand des Solldrehzahlwertes NMr und des tatsächlichen Istdrehzahlwertes NMr_ist den rechten Antriebsmotor 23. In dem Block Drehzahlsollwerte 26 werden die Solldrehzahlwerte NMl und NMr anhand eines Lenkwinkels 27, eines Parameterwertes 28, im vorliegenden Beispiel entsprechend der Spurweite, und eines Fahrkommandos 29 berechnet.
  • Wenn das Zweiwegefahrzeug 1 geradeaus fährt, ist der Lenkwinkel 27 gleich null und die Solldrehzahlwerte NMl und NMr sind identisch. Wenn der Linkwinkel 27 ungleich null ist, werden die Solldrehzahl Werte der Antriebsmotoren 18, 23 mit einer bestimmten Solldrehzahldifferenz Dsoll = |NMl – NMr| angesteuert. Je größer der Lenkwinkel 27 ist, desto größer ist der Betrag der Solldrehzahldifferenz Dsoll die in dem Block Drehzahlsollwerte 26 ständig unter Berücksichtigung des Parameterwertes 28 der Spurweite berechnet wird. Diese Parameterwert 28 wird während der Produktion des Zweiwegefahrzeugs 1 im Werk abgespeichert. Bei dieser Steuerung bestimmt das Vorzeichen des Lenkwinkels 27 auch das Vorzeichen der Drehzahldifferenz Dsoll, abhängig davon, ob eine Links- oder Rechtskurve gefahren wird. Dabei ist die Lenkung des Zweiwegefahrzeug 1 nur bei einer Fahrt auf einer Straße aktiviert. Beim Betrieb auf Schienen ist das Ausgangssignal des Lenkwinkels 27 stets null.
  • Die 4 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren, das bei dem Zweiwegefahrzeug 1 in der 1 und der 2 zur Anwendung kommt. Die an der Antriebsachse 3 als Straßenachse 6 angeordnet Antriebsräder 4 teilen sich auf in ein linkes Antriebsrad 16 mit einem linken Drehzahlsensor 17, der von einem linken als Elektromotor 19 ausgeführten Antriebsmotor 18 und einer linken Regelung 20 angetrieben wird, sowie ein rechtes Antriebsrad 21. Das rechte Antriebsrad 21 weist entsprechend einen rechten Drehzahlsensor 22 auf und wird von einem rechten als Elektromotor 24 ausgeführten Antriebsmotor 23 sowie einer rechten Regelung 25 angetrieben. Für die Regelungen 20, 25 werden in einem Block Drehzahlsollwerte 26 Solldrehzahlwerte NMl für den linken Antriebsmotor 18 und NMr für den rechten Antriebsmotor 23 vorgegeben. Die Regelung 20 steuert anhand des Solldrehzahlwertes NMl und des tatsächlichen Istdrehzahlwertes NMl_ist den linken Antriebsmotor 18. Ebenso steuert die Regelung 25 anhand des Solldrehzahlwertes NMr und des tatsächlichen Istdrehzahlwertes NMr_ist den rechten Antriebsmotor 23. In dem Block Drehzahlsollwerte 26 werden die unkorrigierten Solldrehzahlwerte N0Ml und N0Mr anhand eines Lenkwinkels 27, eines Parameterwertes 28, im vorliegenden Beispiel entsprechend der Spurweite, und eines Fahrkommandos 29 berechnet. Ein Steuerblock 30 ist mit einer linken Traktionskontrolle 31 für das linke Antriebsrad 18 sowie mit einer rechten Traktionskontrolle 32 für das rechte Antriebsrad 23 verbunden. Der Steuerblock 30 erhält die Istdrehzahlwertes NMl_ist des linken Antriebsmotors 18 und die Istdrehzahlwertes NMr_ist des rechten Antriebsmotors 23. Anhand eines Korrekturwerts des Steuerblocks 30 werden in einem Korrekturblock 33 die Solldrehzahlwerte NMl und NMr gebildet.
  • Nach der Inbetriebnahme des Zweiwegefahrzeugs 1 stellt der Steuerblock 30 anhand des Lenkwinkels 27 fest, ob gelenkt werden soll. Ist der Lenkwinkel 27 gleich null, soll eine Geradeausfahrt erfolgen und die Solldrehzahldifferenz Dsoll = |NMl – NMr| der Antriebsmotoren 18, 23 ist ebenfalls null, so dass der Steuerblock 30 kein Korrektursignal für den Korrekturblock 33 zur Korrektur der Werte N0Ml und N0Mr in dem Block Drehzahlsollwerte 26 bildet. Wenn ein Fahrkommando 29 zugleich mit einem Lenkwinkel 27 erfolgt, der ungleich null ist, aktiviert der Steuerblock 30 einen Abgleichprozess, der bei momentan vorgegebenen Lenkwinkel 27 die Drehzahldifferenz der Istdrehzahlen |NMl_ist – NMr_ist| mittels der Drehzahlsensoren 17, 22 an den Antriebsräder 4 misst. Dabei bewirkt der Steuerblock 30 über die Traktionskontrollen 31, 32, dass das Anfahren des Zweiwegefahrzeugs 1 schlupffrei erfolgt. Wenn die gemessene Istdrehzahldifferenz Dist = |NMl_ist – NMr_ist| von Dsoll abweicht, ist der Parameter 28 für die Spurweite nicht korrekt. Über die Betragsdifferenz der Abweichung der Drehzahldifferenz |Dsoll – Dist| unter Berücksichtigung des Lenkwinkels 27 kann im Steuerblock 30 die erforderliche Korrektur für den Korrekturblock 33 ermittelt und abgespeichert werden. Beim weiteren Einsatz des Zweiwegefahrzeugs 1 bis zur Außerbetriebnahme, beispielsweise durch einen Zündschlüssel, kann dann stets eine Korrektur erfolgen, bzw. der Parameterwert 28 angepasst werden. Die Traktionskontrollen 31, 32 werden nach Abschluss des Abgleichprozesses deaktiviert.
  • Das geschilderte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens bezieht sich auf ein Zweiwegefahrzeug 1 mit elektrischen Antriebsmotoren 23. Mit derselben schematischen Regelung, wie in der 3 gezeigt, kann das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren jedoch auch bei einem anderen Zweiwegefahrzeug mit Antrieb über Hydraulikmotoren angewandt werden.
  • Ebenso kann das Verfahren auch bei einem Zweiwegefahrzeug mit für einen Lenkeinschlag im Straßenbetrieb einschlagbaren Rädern angewandt werden.

Claims (9)

  1. Steuerungsverfahren für ein Zweiwegefahrzeug (1) für einen Schienenbetrieb auf Schienen (2) und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen (15), wobei das Zweiwegefahrzeug (1) mindestens eine im Straßenbetrieb angetriebene Achse (3) sowie eine Lenkvorrichtung für den Straßenbetrieb aufweist, durch die im Straßenbetrieb ein Kurvenradius festgelegt werden kann, wobei die Antriebsachse (3) eine Regelung von mindestens je einem Antriebsmotor (18, 23) für ein Antriebsrad (4, 16, 21) auf jeder Fahrzeugseite an der Antriebsachse (3) aufweist und die Antriebsachse (3) auf mindestens zwei Spurweiten einstellbar ist, mit den Schritten: – Erfassen des eingestellten Lenkwinkels (27), – Erfassen, ob ein Fahrkommando (29) vorliegt, – Falls der eingestellte Lenkwinkel (27) ungleich null ist, Messen der Istdrehzahldifferenz (NMl_ist – NMr_ist) zwischen rechter und linker Seite der mindestens einen im Straßenbetrieb angetriebenen Achse (3, 6) bei schlupffreiem Anfahren und/oder Fahren, – Vergleichen der Istdrehzahldifferenz (NMl_ist – NMr_ist) mit einer von Lenkwinkel (27) und einem Parameterwert (28) für die Spurweite abhängigen Solldrehzahldifferenz (NMl – NMr), – Bestimmen und Abspeichern eines neuen Parameterwertes (28) für die Spurweite, falls die Istdrehzahldifferenz (NMl_ist – NMr_ist) von der Solldrehzahldifferenz abweicht (NMl – NMr).
  2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkungseinrichtung eine absenkbare und um eine senkrechte Achse drehbare Lenkrolle (12) ist, mit der in Straßenfahrt eine zweite Achse (9) mit nicht-gelenkten Rädern angehoben werden kann.
  3. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Traktionskontrolle (31, 32) das schlupffreie Anfahren und/oder Fahren sicherstellt.
  4. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das schlupffreie Anfahren und/oder Fahren durch eine Reduzierung des Antriebsdrehmoments bewirkt wird.
  5. Steuerungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsdrehmoment von Null beginnend langsam gesteigert wird und Radschlupf durch Drehzahlsprünge bzw. Überschreiten zulässiger Drehzahlsteigerungen erkannt wird.
  6. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungsverfahren unmittelbar nach jeder Inbetriebnahme des Zweiwegefahrzeugs (1) durchgeführt wird und anschließend im Betrieb nicht mehr.
  7. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18, 23) jeweils ein Elektromotor (19, 24) ist.
  8. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebmotor jeweils ein Hydraulikmotor eines hydrostatischen Antriebs ist.
  9. Zweiwegefahrzeug für einen Schienenbetrieb auf Schienen (2) und für einen Straßenbetrieb auf Verkehrsflächen (15), wobei das Zweiwegefahrzeug (1) mindestens eine im Straßenbetrieb angetriebene Achse (3, 6) sowie eine Lenkvorrichtung für den Straßenbetrieb aufweist, durch die im Straßenbetrieb ein Kurvenradius festgelegt werden kann, wobei die Antriebsachse (3) eine Regelung von mindestens je einem Antriebsmotor (18, 23) für ein Antriebsrad (4, 16, 21) auf jeder Fahrzeugseite an der Antriebsachse (3) aufweist und die Antriebsachse (3) auf mindestens zwei Spurweite einstellbar ist, sowie mit einer Steuerung, die ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführt.
DE102013107063.9A 2013-07-04 2013-07-04 Steuerungsverfahren für die Lenkung eines Zweiwegefahrzeugs Pending DE102013107063A1 (de)

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