DE3545901A1 - Verfahren zur antriebs- und bremssteuerung fuer radfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Antriebs- und Bremssteuerung für Radfahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit wenigstens einem angetriebenen und/oder gebremsten Rad oder Radsatz, bei dem eine Raddrehzahlanpassung an die jeweiligen Kraftschlußverhältnisse zwischen Rad und Fahrbahn erfolgt.

Verfahren und Regelungen zur automatischen Bremskrafteinstellung sind seit langem bekannt und unter den Bezeichnungen "Gleitschutzregler" (GSR), "Anti-Blockier- System" (ABS), "Elektronisches Bremssystem" (EBS), "Anti- Schlupf-Regelung" (ASR), "Automatischer Blockier-Verhinderer" (ABV), "Stop-Control-System" (SCS) o. ä. in der Literatur beschrieben, als Produkt am Markt erhältlich oder im täglichen Einsatz. Ferner wurden Antriebsregelungen vorgeschlagen und in Fahrzeuge großer Antriebsleistungen (Lokomotiven) als sogenannte "Schleuderschutzvorrichtungen" oder "BBC-Antriebsregelung" eingebaut. Sie sind inzwischen auch in Kraftfahrzeugen, z. B. als sogenannte "Electronic-Traction-Control" (ETC) zu finden.

Durch die automatisch arbeitenden Einrichtungen sollen beim Antrieb des Fahrzeuges das Durchdrehen, das sogenannte Schleudern, der Räder und beim Bremsen das Blockieren der Räder verhindert werden. Ferner soll die unvermeidliche Relativgeschwindigkeit, der sogenannte Schlupf, zwischen Rad und Fahrbahn begrenzt werden.

Die bekannten Regelungen verwenden zwei Prinzipien: Entweder wird die Änderung der Radumfangsgeschwindigkeit als Regelsignal ausgewertet oder es wird eine Schlupfregelung praktiziert. Im letzteren Fall wird der Schlupf entweder direkt aus der gemessenen Radumfangsgeschwindigkeit und der gemessenen Fahrgeschwindigkeit gebildet oder indirekt aus Raddrehzahl und Raddrehzahländerung fiktiv gewonnen.

Weder der Schlupf noch die Raddrehzahländerung sind jedoch als Regelgrößen hinreichend gut geeignet. Bei extremen Kraftschlußverhältnissen zwischen Rad und Fahrbahn kann entweder ein extrem niedriger oder ein extrem hoher Schlupf zur optimalen Kraftschlußausnutzung notwendig sein, so daß von vornherein kein fester Schlupfsollwert angebbar ist. Raddrehzahländerungen können besonders bei geringen Änderungen des Radmomentes und großen Massenträgheitsmomenten des Rades sehr klein sein, so daß sie unterhalb der Ansprechschwelle liegen.

Durch eine Kombination beider Regelprinzipien kann zwar eine Verbesserung erreicht werden. Auch hierbei wird jedoch vorausgesetzt, daß Drehzahländerungen am Rad auftreten, bevor eine Regelung eingreifen kann. Dabei ist es unvermeidbar, daß sich bis zum Eingriff der Regelung die Bewegungsenergie des Rades unter Umständen erheblich ändert, der Kraftschluß nicht optimal genutzt wird und erhöhter Verschleiß auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Antriebs- und Bremssteuerung der eingangs genannten Art anzugeben, durch das bei Einhaltung der geforderten Antriebs- oder Bremskräfte auch bei unterschiedlichsten Kraftschlußverhältnissen die Verlustleistung im Berührungspunkt zwischen Rad und Fahrbahn minimiert werden kann bzw. durch das unter den jeweiligen vorgebbaren Kraftschlußbedingungen hohe Antriebs- oder Bremskräfte erreichbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das in Bewegung befindliche Rad zunächst eine kleine Erhöhung bzw. Erniedrigung der Raddrehzahl aufgeschaltet wird. Diese kleine Drehzahländerung dient als Test für den unter den vorliegenden Bewegungsverhältnissen vorhandenen Längskraftschlußverlauf in Abhängigkeit vom Schlupf. Sie hat geänderte Bewegungsverhältnisse zur Folge, so daß sich eine neue Längskraftschlußkraft einstellt. Diese neue Längskraftschlußkraft wird mit der Längskraftschlußkraft verglichen, die vor der kleinen Änderung der Raddrehzahl vorlag. Aufgrund der festgestellten Änderung der Längskraftschlußkraft wird die Raddrehzahl um einen weiteren kleinen positiven oder negativen Drehzahlsprung nachgeführt. Die Nachführung erfolgt in der Richtung, in der eine Annäherung der augenblicklichen Längskraftschlußkraft an einen vorgebbaren Antriebskraftsollwert erfolgt.

Die vom angetriebenen oder gebremsten Rad im Radaufstandspunkt erzeugte Längskraftschlußkraft wird ständig gemessen und mit einem vorgebbaren, gewünschten Sollwert verglichen. Die Bildung des Sollwertes erfolgt vorzugsweise entweder entsprechend der geforderten Zug- oder Bremskraft, der gewünschten Fahrgeschwindigkeit (Geschwindigkeitsregelung) oder adäquat einer verlangten Beschleunigung oder Verzögerung (Beschleunigungsregelung).

Das Verfahren prüft vorzugsweise in schneller Folge durch häufiges Wiederholen mit Hilfe kleiner Änderungen der Raddrehzahl den Längskraftschluß/Raddrehzahl-Verlauf. Abhängig vom Ergebnis dieses Tests, dem geforderten Antriebs- bzw. Bremskraftsollwert und einem vom Verschleiß abgeleiteten Raddrehzahlgrenzwert, wird entschieden, ob oder wie die Raddrehzahl im weiteren Verlauf geändert wird. Wenn die geforderten Antriebs- oder Bremskräfte größer sind als die nach den Kraftschlußverhältnissen möglichen Kräfte, stellt das Verfahren automatisch, d. h. ohne besonderen Eingriff, die Raddrehzahl entsprechend den jeweils maximal möglichen Kraftschlußkräften ein.

Für den Fall, daß nach einer kleinen Änderung der Raddrehzahl eine gleichsinnige Änderung der Längskraftschlußkraft festgestellt wird, d. h. der über der Radumfangsgeschwindigkeit aufgetragene Längskraftschlußkraftverlauf weist eine positive Steigung auf, wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Raddrehzahl um einen weiteren kleinen Drehzahlsprung erhöht, wenn der zu erreichende Antriebskraftsollwert des Rades oberhalb der augenblicklichen Antriebskraft liegt. Wenn jedoch durch den Antriebskraftsollwert eine Verringerung der Antriebskraft gefordert ist, wird die Raddrehzahl um einen kleinen Drehzahlsprung erniedrigt.

Für den Fall, daß nach einer kleinen Erhöhung der Raddrehzahl eine negative Änderung der Längskraftschlußkraft festgestellt wird (negative Steigung der Längskraftschlußkraft- Kennlinie),wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Raddrehzahl um einen kleinen Drehzahlsprung reduziert. Gegebenenfalls wird durch weitere Drehzahlsprünge die Raddrehzahl solange verringert, bis eine Abnahme der Längskraftschlußkraft bemerkbar wird, d. h. bis ein Kennlinienbereich mit positiver Steigung erreicht ist.

Für den Fall, daß die vorhandene Längskraftschlußkraft größer ist als der Antriebskraftsollwert, wird die Raddrehzahl in zweckmäßiger Weise unmittelbar um einen kleinen Drehzahlsprung reduziert.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das beschriebene Testverfahren und die sich daran anschließende weitere Änderung der Raddrehzahl nur dann eingeleitet, wenn die Längskraftschlußkraft um einen angebbaren und/oder einstellbaren Betrag von dem Antriebskraftsollwert des Rades abweicht. Liegt der augenblickliche Wert der Längskraftschlußkraft in einem Toleranzfeld innerhalb der Ansprechschwellen, die beidseits des Antriebskraftsollwertes festgelegt sind, erfolgt somit keine weitere Drehzahlkorrektur.

Ferner ist es zweckmäßig, eine sprunghafte Erhöhung oder Reduzierung der Raddrehzahl nur dann vorzunehmen, wenn ein Antriebskraftsollwert vorgegeben ist. Ist keine Kraftanforderung gegeben, z. B. bei Leerlauffahrt, wird die Raddrehzahlregelung abgeschaltet.

Einer Weiterbildung der Erfindung zufolge wird die Raddrehzahl maximal bis zu einer von der Translationsgeschwindigkeit des Rades abhängigen Größe erhöht und bei diesem Wert festgehalten, solange sich die Translationsgeschwindigkeit nicht ändert. Damit wird z. B. für den Fall, daß die Längskraftschlußkurve kein ausgeprägtes Maximum hat und der Sollwert der Antriebskraft oberhalb der größtmöglichen Längskraftschlußkraft liegt, der Rad- und Fahrbahnverschleiß begrenzt.

Durch eine geregelte Anpassung der Raddrehzahl entsprechend den jeweiligen Kraftschlußverhältnissen, wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren angegeben werden, lassen sich im Vergleich zu bekannten Verfahren höhere Anfahrbeschleunigungen bzw. Bremsverzögerungen erreichen. Bei Zugfahrzeugen kann das auf den angetriebenen Räder lastende Gewicht besser ausgenutzt und höhere Anhängelasten geschleppt oder bisherige Anhängelasten stärker beschleunigt oder bei unveränderter Fahrgeschwindigkeit oder Strecken mit größerer Steigung befördert werden. Es wird eine weitere Begrenzung des Schlupfes erreicht, so daß die im Rad/Fahrbahn-Kontakt umgesetzte Kraftschlußverlustleistung weiter reduziert wird. Als Folge davon sinkt an angetriebenen und gebremsten Rädern der immer vorhandene Rad- und Fahrbahnverschleiß.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere Vorteile und Verbesserungen beschrieben und erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine Prinzipskizze zur Erläuterung der mechanischen Zusammenhänge,

Fig. 2 bis 6 je ein Diagramm des funktionellen Zusammenhanges zwischen Radumfangskraft F _x und Randumfangsgeschwindigkeit u und

Fig. 7 ein Strukturbild der Logik der Raddrehzahlanpassung.

Am Rad, welches mit einer Längskraftschlußkraft im Radaufstandpunkt beaufschlagt wird, ist das mechanische Gleichgewicht der Längskräfte nur vorhanden, wenn eine gleichgroße, aber entgegenrichtete Kraft irgendwo wirkt. Dies ist die als Zugkraft- oder Bremskraft an der Lagerung des Rades auftretende Lagerlängskraft. Die Änderungen der Lagerkraftschlußkraft sind augenblicklich, unmittelbar in der Änderung der Lagerlängskraft wiederzufinden. Die Reaktion ist ohne jeden Zeitverzug schlagartig vorhanden und als Meßwert in der Radlagerung direkt abgreifbar. Näheres hierzu ist unserer deutschen Patentanmeldung P 35 31 653.5 zu entnehmen.

Die an sich einfachen mechanischen Zusammenhänge sind in Fig. 1 als Prinzipskizze dargestellt. Es bedeutet im Beispiel:
M _y - das dem Rad aufgeprägte Antriebsmoment, F _x - die im Radaufstandspunkt wirksame Längskraftschlußkraft bzw. die Radumfangskraft, A _x - die Lagerlängskraft an der Lagerung des Rades, r- der Halbmesser des Rades, u- die Radumfangsgeschwindigkeit, ω- die Winkelgeschwindigkeit des Rades, n- die Raddrehzahl, v- die Translationsgeschwindigkeit des Rades.

Die Raddrehzahl n ist über die Beziehung

u = ω r = 2πnr

proportional zur Radumfangsgeschwindigkeit u. Das Gleiche gilt für einen Erhöhungs- bzw. Erniedrigungsbetrag der beiden Größen. Der Begriff der Raddrehzahl n kann daher grundsätzlich durch den Begriff der Radumfangsgeschwindigkeit u ersetzt werden und umgekehrt.

Wenn der Sollwert der Radumfangskraft beim augenblicklichen Kraftschluß im momentanen Bewegungszustand des Rades nicht zu erreichen ist, muß eine Anpassung der Raddrehzahl n stattfinden. Weil nicht bekannt ist, ob die Drehzahl n erhöht oder reduziert werden muß, wird am Beispiel eines angetriebenen Rades das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren beschrieben. Dieses gilt sinngemäß auch für gebremste Räder.

Das beschriebene Verfahren sieht einen Test vor, durch den der Verlauf des Längskraftschlusses in Abhängigkeit von der Radumfangsgeschwindigkeit u durch Aufschalten einer kleinen Drehzahlerhöhung Δ n ermittelt wird. Wenn dabei die Radumfangskraft F _x ansteigt, befindet sich der Betriebspunkt des Rades im aufsteigenden Teil der charakteristischen Kraftschlußschlupf-Kurve F _x (u).

Für den Fall eines oberhalb der augenblicklichen Radumfangskraft F _x liegenden Radumfangskraftsollwertes F _x * war die als Test gewählte kleine Drehzahlerhöhung Δ n richtig und kann solange fortgesetzt werden, bis der Sollwert nach einigen Wiederholungen erreicht ist.

In Fig. 2 ist dieser Vorgang im Diagramm dargestellt. Es zeigt den Verlauf F _x (u) der grundsätzlich unbekannten Radumfangskraft F _x über der Radumfangsgeschwindigkeit u. Dieser Funktionsverlauf F _x (u) ist während des Fahrbetriebes einer ständigen Änderung unterworfen. Er hängt von dem Kraftschluß zwischen Rad und Fahrbahn ab. In dem Diagramm ist ferner der Betriebspunkt A und ein darüberliegender Radumfangskraftsollwert F _x * dargestellt.

Der Radumfangskraftsollwert F _x * wird vom Lockführer aufgrund des verlangten Geschwindigkeitsprofiles des Zuges vorgegeben. Die Vorgabe kann von Hand oder durch eine Fahrzeugsteuerung erfolgen.

Durch die kleine positive Drehzahländerung entsprechend einem Δ u wird die ebenfalls positive Änderung der Radumfangskraft Δ F _x wirksam. Der Gradient Δ F _x /Δ u ist positiv. Die unter Umständen mehrfache Wiederholung des Vorganges in derselben Richtung, also mit positiver Drehzahländerung entsprechend Δ u, führt den Betriebspunkt an den Sollwert F _x * heran, bis schließlich der neue Betriebspunkt B erreicht und gehalten wird.

Wenn und solange die Radumfangskraft F _xB um weniger als den kleinen Betrag e _F vom Radumfangskraftsollwert F _x * abweicht, wird kein Drehzahlsprung Δ n als Test vorgenommen. Es wird lediglich laufend geprüft, ob die Abweichung kleiner ist als der kleine Betrag ε _F , durch den ein Toleranzfeld definiert ist. Bei größerer Abweichung wird der Test mit kleinen Drehzahlsprüngen Δ n wieder aufgenommen.

Für den Fall, daß die augenblickliche Radumfangskraft F _x oberhalb des Radumfangskraftsollwertes F _x * liegt, wird in jedem Fall die Radumfangsgeschwindigkeit u um Drehzahlsprünge Δ n solange erniedrigt, bis der Betriebspunkt die untere Grenze des Toleranzfeldes um den Sollwert unterschreitet. Durch nachfolgende Erhöhung der Radumfangsgeschwindigkeit erreicht der Betriebspunkt das Toleranzfeld um den Sollwert F _x *.

Fig. 3 zeigt diesen Vorgang im Diagramm, für den Fall, daß der Betriebspunkt A zu Beginn der Prozedur oberhalb des Radumfangskraftsollwertes F _x * und im ansteigenden Teil (Δ F _x /Δ u≦λτ0) der Radumfangskraft/ Radumfangsgeschwindigkeits-Kurve F _x (u) liegt. Die positive Antwort auf die Abfrage F _xA ≦λτF _x * leitet sofort und ohne Drehzahltest Δ n die Reduzierung der Radumfangsgeschwindigkeit u um Δ u ein.

Fig. 4 zeigt den gleichen Vorgang im Diagramm, für den Fall, daß sich der Betriebspunkt A zu Beginn des Verfahrens zwar oberhalb des Radumfangskraftsollwert F _x * aber im abfallenden Ast (Δ F _x /Δ u≦ωτ0) der Radumfangskraft/ Radumfangsgeschwindigkeits-Kurve F _x (u) befindet. Die Raddrehzahl wird auch in diesem Falle ohne jeden Radrehzahltest Δ n sofort und unmittelbar mit negativen Drehzahländerungen -/Δ n/ zurückgenommen.

Damit das Verfahren auch funktioniert, wenn die augenblickliche Radumfangskraft F _x zwar unterhalb des Radumfangskraftsollwertes F _x * aber im abfallenden Ast der Radumfangskraft/Radumfangsgeschwindigkeits-Kurve F _x (u) liegt, muß das Abbruchkriterium für den Regelvorgang, daß nämlich der Radumfangskraftsollwert F _x * erreicht ist, vorübergehend außer Kraft gesetzt werden.

Fig. 5 zeigt die Situation im Diagramm. Der Betriebspunkt A befindet sich unterhalb des Radumfangskraftsollwertes F _x * und im abfallenden Teil (Δ F _x /Δ u≦ωτ0) der Kurve F _x (u). Die Bedingung F _xA ≦ωτF _x * bewirkt zunächst den Beginn der normalen Testprozedur. Es wird eine kleine positive Drehzahländerung +/Δ n/ aufgeschaltet, der Umfangskraftabfall -Δ F _x gemessen und der Zustand "Betrieb im abfallenden Teil von F _x (u)" diagnostiziert. In Konsequenz muß die Drehzahl ab sofort in Schritten um -/Δ n/-Beträge reduziert werden. Infolge dessen erhöht sich die Radumfangskraft F _x und wird von unten an den Radumfangskraftsollwert F _x * herangeführt. Das Abbruchkriterium /F _x *-F _x /≦ωτe _F würde die Anpassung der Raddrehzahl n im neuen Betriebspunkt B′ beenden und diesen Zustand stabil beibehalten. Wegen der großen Relativgeschwindigkeit (u - v) im Radaufstandspunkt, ist dieser Betriebszustand mit großem Rad- und Fahrbahnverschleiß verbunden und deshalb unerwünscht.

Damit dies nicht geschieht, wird immer dann, wenn eine Verringerung der Raddrehzahl -/Δ n/ gefordert wird, das Abbruchkriterium /F _x *-F _x /≦ωτε _F übersprungen. Ziel der Abfrage ist es, immer im aufsteigenden Teil der Kraftschlußkurve zu fahren.

Es ist zweckmäßig, die Logik mit einer weiteren Abfrage zu versehen, die den beschriebenen Test mit der Drehzahlaufschaltung um Δ n nur ablaufen läßt, wenn tatsächlich eine Antriebs- oder Bremskraft vom rollenden Rad abverlangt wird.

Falls die mögliche Längskraftschlußkraft F _x unterhalb eines vorgegebenen Radumfangskraftsollwertes F _x * liegt, steuert der Suchalgorithmus die Drehzahl n auf das Maximum der Radumfangskraft. Wenn die Längskraftschlußfunktion F _x (u) kein ausgeprägtes Maximum hat, wie in Fig. 6 gezeigt, würde die Suchstrategie die Radumfangsgeschwindigkeit u auf sehr große Werte steigern und damit unerwünscht hohen Verschleiß hervorrufen. Die Raddrehzahl n wird deshalb begrenzt. Zweckmäßig ist eine Limitierung, die für große Längskraftschlußkräfte F _x eine kleine Differenzgeschwindigkeit u-v = W _x und für kleine Längskraftschlußkräfte F _x eine größere Relativgeschwindigkeit W _x zuläßt. So kann der Verschleiß angepasst und es kann bei schlechten Kraftschlußverhältnissen mit erträglichem Verschleiß noch Radumfangskraft F _x erzeugt werden. Die durchgezogene Linie G der Fig. 6 zeigt beispielhaft eine Grenzkurve für eine maximal zulässige Radumfangsgeschwindigkeit u _zul , welche sich aus der Summe der Translationsgeschwindigkeit v und der maximal zulässigen Relativgeschwindigkeit W _xzul ergibt.

Fig. 7 gibt ein Strukturbild der Logik der Raddrehzahlanpassung wieder. Das Abfrageprogramm wird in festen Zeitzyklen wiederholt. Den Abfragen liegt ein Drehzahl- bzw. -Geschwindigkeitssprung Δ u zugrunde, der dem Betrage nach konstant eingestellt ist. Im Laufe des Abfrageprogrammes kann das Vorzeichen des Geschwindigkeitsprunges neu definiert werden.

Nach dem Start wird mit der Abfrage 10 begonnen und festgestellt, ob ein Sollwert F _x * überhaupt abverlangt wird. Falls dies nicht der Fall ist (Antwort "ja"), erfolgt eine Rückführung zum Start. Dies ist beispielsweise bei Leerlauffahrt der Fall. Der Vorgang wird zyklisch wiederholt.

Wird ein Sollwert F _x * abverlangt (Abfrage 10: "nein"), so wird im Block I (Sollwertblock) geprüft, wo sich der Betriebspunkt des Rades, ausgedrückt durch F _x (i-1) zur Zeit befindet. Je nachdem, ob letzterer oberhalb, unterhalb oder in unmittelbarer Nähe des Sollwertes F _x * liegt, wird die neue Solldrehzahl u*(i) gebildet.

Im einzelnen erfolgen im Block I folgende Abfragen: In einer ersten Abfrage 11 wird festgestellt, ob der zuletzt vorgenommenen Drehzahlsprung Δ n positiv oder negativ war. Anschließend erfolgt in jedem Fall eine Abfrage 13, 14, durch die festgestellt wird, ob die Abfrage 13, 14, durch die festgestellt wird, ob die vorhandene Längskraftschlußkraft F _x (i-1) in einem vorgebbaren, kleinen Intervall um den Längskraftsollwert F _x *, also im Streuband zwischen +ε _F und -ε _F liegt. Ist das Δ u bei der Abfrage 11 positiv und liegt der Längskraftschlußkraftwert im Streuband, so wird die weitere Abfrage abgebrochen und es erfolgt eine Rückführung 15 zum Start, wo ein neuer Abfragezyklus unter Beibehaltung des ursprünglichen Vorzeichens des Δ u in Gang gesetzt wird.

Ist das Δ u negativ und liegt der Längskraftschlußkraftwert im Streuband, so erfolgt auf jeden Fall eine weitere sprunghafte Reduzierung der Geschwindigkeit um Δ u (Drehzahlabsenkung Δ n des Rades) und eine Neufestsetzung des Radumfangsgeschwindigkeits-Sollwertes u*(i). Diese beiden Festsetzungen 16, 17 führen dazu, daß der Streubandbereich, indem das System stabil bleibt, immer mit positivem Δ u angefahren wird. Das Vorzeichen der im nächsten Zyklus abzufragenden Δ u ist negativ.

In den übrigen Fällen 18, 19 wird eine Abfrage 20 vorgenommen, durch die festgestellt wird, ob der vorliegende Wert der Längskraftschlußkraft F _x über oder unterhalb des Sollwertes F _x * liegt. Liegt er über dem Sollwert F _x *, so erfolgt gemäß der Operationen 16, 17 eine Absenkung der Radumfangsgeschwindigkeit um Δ u und eine entsprechende Neufestsetzung des Radumfangsgeschwindigkeitssollwertes u*. Liegt dagegen die aktuelle Längskraftschlußkraft F _x unter dem Sollwert F _x *, so wird durch die Operation 21 ein neuer Radumfangsgeschwindigkeitssollwert u*(i) definiert, der um den Betrag Δ u über dem alten Sollwert u*(i-1) liegt.

In diesem Fall erfolgt die Weiterverarbeitung in einem Block II (Grenzwertblock), durch den sichergestellt wird, daß die Raddrehzahl n kleiner ist, als die zulässigen Grenzdrehzahl u _zul . Hierbei erfolgt eine Abfrage 22 der Differenzgeschwindigkeit W _x , die ein Maß für den Schlupf ist. Bei Erreichen oder Überschreiten der Grenzkurve, die durch W _xzul gegeben ist, erfolgt durch die Anweisung 23 eine Absenkung der Radumfangsgeschwindigkeit um Δ u, so daß ein weiteres Überschreiten der Grenzkurve vermieden wird.

Liegt dagegen die Differenzgeschwindigkeit W _x unter der Grenzkurve, so erfolgen weitere Abfragen im Block III (Flankenblock). Hier wird festgestellt, wo der neue Betriebspunkt F _x (i) liegt, ob in der aufsteigenden oder in der abfallenden Flanke der F _x (u)-Kurve. Es wird noch einmal abgefragt, ob das Δ u positiv oder negativ war (Verzweigung 24). Unabhängig vom Ergebnis erfolgt hierauf die Abfrage 25, 26, ob die neue Längskraftschlußkraft F _x (i) größer oder kleiner als die ursprüngliche (vor Ausführung des Geschwindigkeitssprunges Δ u vorliegende) Längskraftschlußkraft F _x (i-1) ist. Je nachdem welches Ergebnis die beiden Abfragen 24, 25 bzw. 24, 26 ergeben, wird eine Erhöhung 27 (der Betriebspunkt F _x (i) liegt in der aufsteigenden Flanke der F _x (u)-Kurve) bzw. Verminderung 28 (der Betriebspunkt F _x (i) liegt in der abfallenden Flanke der F _x (u)-Kurve) der Radumfangsgeschwindigkeit u um den Betrag Δ u festgesetzt.

Claims (10)

1. Verfahren zur Antriebs- und Bremssteuerung für Radfahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit wenigstens einem angetriebenen und/oder gebremsten Rad oder Radsatz, bei dem eine Raddrehzahlanpassung an die jeweiligen Kraftschlußverhältnisse zwischen Rad und Fahrbahn erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß auf das in Bewegung befindliche Rad eine kleine Erhöhung bzw. Erniedrigung der Raddrehzahl (n) aufgeschaltet und die infolge der nun geänderten Bewegungsverhältnisse sich einstellende neue Längskraftschlußkraft (F _x (i)) mit der vorher am Rad vorhandenen Längskraftschlußkraft (F _x (-i-1)) verglichen wird, und daß aufgrund der festgestellten Längskraftschlußkraftänderung (Δ F _x ) die Raddrehzahl (n) um einen weiteren kleinen positiven oder negativen Drehzahlsprung (Δ n) nachgeführt wird, derart, daß eine Annäherung der augenblicklichen Längskraftschlußkraft (F _x ) an einen vorgebbaren Antriebskraftsollwert (F _x *) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch häufiges Wiederholen des Verfahrens eine schrittweise Annäherung an den Antriebskraftsollwert (F _x *) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß nach einer kleinen Änderung der Raddrehzahl (n) eine gleichsinnige Änderung der Längskraftschlußkraft festgestellt wird, die Raddrehzahl (n) um einen weiteren kleinen Drehzahlsprung (Δ n) erhöht wird, wenn der zu erreichende Antriebskraftsollwert (F _x *) des Rades oberhalb der augenblicklichen Antriebskraft (F _x ) liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß nach einer kleinen Änderung der Raddrehzahl (n) eine gegensinnige Änderung der Längskraftschlußkraft (F _x ) festgestellt wird, die Raddrehzahl (n) um einen kleinen Drehzahlsprung (Δ n) reduziert wird und daß eventuell erforderliche weitere Tests solange mit einer kleinen Verringerung der Raddrehzahl (n) durchgeführt werden, bis eine Abnahme der Längskraftschlußkraft (F _x ) bemerkbar wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die vorhandene Längskraftschlußkraft (F _x ) größer ist als der Antriebskraftsollwert (F _x *), die Raddrehzahl (n) unmittelbar um einen kleinen Drehzahlsprung (Δ n) reduziert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Raddrehzahl (n) nur dann eingeleitet wird, wenn die Längskraftschlußkraft (F _x ) um einen angebbaren oder einstellbaren Betrag (e _F ) von dem Antriebskraftsollwert (F _x *) des Rades abweicht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung oder Reduzierung der Raddrehzahl (n) nur dann erfolgt, wenn ein Antriebskraftsollwert (F _x *) vorgegeben ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Raddrehzahl (n) maximal bis zu einer von der Translationsgeschwindigkeit (v) des Rades abhängigen Größe (W _xzul ) erhöht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskraftsollwert (F _x *) des Rades in Abhängigkeit von der Translationsgeschwindigkeit (v) des Rades vorgegeben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskraftsollwert (F _x *) des Rades in Abhängigkeit von der zeitlichen Änderung der Translationsgeschwindigkeit (v) des Rades vorgegeben wird.