DE4002781A1

DE4002781A1 - Antischlupfsteuersystem fuer raeder

Info

Publication number: DE4002781A1
Application number: DE4002781A
Authority: DE
Inventors: James A Wood; Richard J Mazur
Original assignee: American Standard Inc
Current assignee: Trane US Inc
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1990-11-22
Also published as: KR0145697B1; CA2005293A1; FR2644742B1; AU627838B2; US4987543A; KR900012806A; CA2005293C; BR9000295A; GB8919072D0; IT9047637A1; IT9047637A0; IT1242483B; GB2228346A; ZA901322B; JPH0725303B2; GB2228346B; JPH02254052A; AU4988590A; FR2644742A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Energiespeicher-Antischlupf steuerung zur Beschleunigung von Fahrzeugen in Massentransport systemen oder bei Schnellbahnen, und insbesondere betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuersystem zum Feststellen und Korrigieren des Durchdrehens von Rädern, derart, daß während der Beschleunigung des kraftgetriebenen Fahrzeuges bei Hoch geschwindigkeits-Schnellbahnen oder Eisenbahnen die maximal verfügbare Adhäsion ausgenutzt wird.

Bei gewissen Arten von Transportsystemen, beispielsweise Schnellbahnen oder Massentransportbahnen ist es vorteilhaft, einen verbesserten Radschlupfdetektor und eine Korrekturein richtung vorzusehen, so daß die Reisenden nicht einer geräusch vollen unkomfortablen rauhen Fahrt ausgesetzt werden, und so daß eine Abnutzung und ein Abblättern der Laufkränze der Räder vermieden wird, was zu einer Beschädigung der Lager, des Motors und des Aufbaus führen könnte. Die Definition des Radschlupfes bezieht sich auf die Beschleunigung eines Fahrzeugrades, die größer ist als die Beschleunigung des Fahrzeugs, verursacht durch übermäßige Vortriebskraft oder durch Verlust der Adhäsion zwischen Schiene und Rad bei Anwendung normaler Vor triebsleistung. Im Eisenbahnbetrieb bedeutet der Ausdruck "Adhäsion" den Reibungskoeffizienten zwischen Rad und Schiene. Beim Vortrieb wird die Adhäsion ausgenutzt, um Vortriebskräfte auf das Rad auszuüben, wobei herausgefunden werden muß, bei welcher Kraft das Rad unter verschiedenen Bedingungen von Rad, Schiene, Klima usw. durchdreht. In der Praxis betragen typische Adhäsionswerte zwischen Stahlrädern und Stahlschienen zwischen etwa 7% und etwa 25% je nach Geschwindigkeit und der Beschaffenheit der Gleise und der Räder. Dabei ist zu berück sichtigen, daß die Berührungsfläche zwischen einem starren Stahlrad und der Stahlschiene sehr klein ist und nur etwa 2 cm² bis 5 cm² beträgt, je nach Radgröße, der Kontur des Spurkranzes und des Schienenkopfes und dem auf dem Rad lastenden Gewicht. Es ist klar, daß beim Durchdrehen des Rades die Adhäsion geringer ist als bei normaler Drehung des Rades und beim Abrolllen auf der Schiene. Wie erwähnt, kann ein Durch drehen des Rades eine schwerwiegende Beschädigung des Rades und der Schiene zur Folge haben. Bisher waren Lokomotiven und moderne, aus mehreren Einheiten bestehende Passagierzüge mit einem herkömmlichen Schlupfdetektor- und Korrektursystem aus gerüstet. Diese bekannten Systeme stellen allgemein fest, wenn sich die Umfangsgeschwindigkeit eines Rades gegenüber der Zuggeschwindigkeit erhöht, so daß durch eine Zurücknahme der Leistung die Räder wieder der Zuggeschwindigkeit angeglichen werden. Danach wird die Antriebsleistung automatisch wieder mit einer gesteuerten Rate erhöht, die durch einen Steuerhebel festgelegt war. Bei den bisherigen Radschlupfsteuersystemen war es notwendig eine Radgrößeneichung oder ein Normalisierungs verfahren durchzuführen, bevor eine ordnungsgemäße Arbeitsweise erreicht werden konnte, und dies ist sehr zeitaufwendig und erfordert zusätzliche Funktionen. Dies schließt auch Diagnostik versuche aus, da nicht genügend Verarbeitungszeit zur Verfügung steht.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuarti ges und verbessertes elektronisches Antischlupfsteuersystem für Eisenbahnfahrzeuge zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein neuartiges Energiespeicher-Antischlupf-Vortriebssteuersystem zu schaffen, welches das Durchdrehen eines Rades feststellt, wenn sich das Rad um seine Achse dreht, aber eine Bewegung zwischen Rad und Schiene in der Berührungsfläche gegeben ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein neuartiges Eisenbahn-Antischlupfsystem zu schaffen, welches feststellt, wann die Adhäsion zwischen Rad und Schiene verloren geht und eine Korrektur einleitet, um die Radumfangsgeschwindigkeit auf die Zuggeschwindigkeit zu reduzieren.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes elektronisches Schlupfsteuerystem für moderne Eisenbahnen oder Massenbeförderungsmittel zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Antischlupf system zu schaffen, welches das Durchdrehen eines Rades fest stellt und diese Situation derart korrigiert, daß die maximal verfügbare Adhäsion ausgenutzt werden kann, um das Fahrzeug längs seines Weges zu beschleunigen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug- Antischlupfsystem zu schaffen, welches feststellt, wenn ein Rad durchdreht und welches die Umfangsgeschwindigkeit des durch drehenden Rades wieder auf die Zuggeschwindigkeit vermindert, wobei es nicht notwendig ist, eine Radgrößeneichung oder eine Normalisierung durchzuführen.

Die Erfindung geht aus von einem Energiespeicher-Antischlupf- Steuersystem für Räder, welches das Durchdrehen eines Rades feststellt und die Raddrehzahl vermindert, während weiter Leistung übertragen wird. Dieses System weist folgende Merkmale auf: - einen Drehenergiespeicher, der auf Achsbeschleunigungs signale jeder Art anspricht, um logische Ausgangssignale zu er zeugen; - einen Drehenergie-Speichersummierer, der eine Summie- Summierung, eine Differenzbildung und eine Rückstellung der logischen Ausgangssignale bewirkt; - eine erste Drehschwellwert- Einrichtung erzeugt ein erstes Logiksignal wenn das Achsbeschleu nigungssignal irgend einer Achse einer ersten vorbestimmten Achsbeschleunigung ist; - Drehenergiepegeleinrichtung, die ein erstes Logiksignal erzeugt, wenn das logische Ausgangssignal der Drehenergie-Speichersummierungsmittel einem ersten logi schen Ausgangssignal ist; - einen Drehbeschleunigungsdifferenz- Komparator, der die Achsbeschleunigungssignale jeder Achse vergleicht, so daß dann wenn die Differenz der Achsbeschleuni gungssignale der Achsen größer ist als eine zweite vorbestimmte Achsbeschleunigung, und die Achsbeschleunigung einer Achse größer ist als eine dritte vorbestimmte Achsbeschleunigung, ein erstes Logiksignal erzeugt wird, und wenn kein zweites Logiksig nal erzeugt wird; - eine Drehbeschleunigungs-Differenz-Summie rungseinrichtung, um die ersten und zweiten Logiksignale des Drehbeschleunigungsdifferenz-Komparators zu summieren; - einen Drehbeschleunigungdifferenzausgang, um ein erstes Logiksignal zu erzeugen, wenn die Gesamtheit der ersten Logiksignale der Drehbeschleunigungs-Differenzsummierungseinrichtung gleich einem eine zweite Drehpegeleinrichtung zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn das Achsbeschleunigungssignal irgend einer Achse einer vierten vorbestimmten Achsbeschleunigung ist; - eine dritte Drehzahlpegeleinrichtung, um ein erstes ersten logisches Signal zu erzeugen, wenn das Achsbeschleuni gungssignal irgend einer Achse einer dritten vorbestimmten Achssbeschleunigung ist; - eine eine Drehenergie-Verteilerpegel- Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn das logische Ausgangssignal der Drehenergie-Speicher-Summierungs einrichtung einem zweiten logischen Ausgangssignal ist; - eine Drehenergieoptimierungs-Schwellwertstufe zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn das logische Ausgangssignal der Drehenergie-Speichersummierungs-Einrichtung einem dritten logischen Ausgangsignal ist; - eine Drehzeitgeber-Einrichtung, die auf den Übergang von einem zweiten Logiksignal nach einem ersten Logiksignal anspricht; - die erste Drehschwellwert-Ein richtung, die Drehenergie-Schwellwerteinrichtung und die Drehbe schleunigungsdifferenz-Endausgangseinrichtung zur Erzeugung eines ersten Logiksignals während einer gegebenen Zeitperiode und zur Erzeugung eines zweiten Logiksignals nach Ablauf der ge gebenen Zeitdauer, und wenn eine Drehantriebs-Einnrichtung einem Übergang von einem ersten Logiksignal nach einem zweiten Logik signal unterworfen wird;- - die Drehantriebseinrichtung empfängt erste und zweite Logiksignale von dem Drehzeitgeber; - die Dreh energie-Vernichtungs-Schwellwerteinrichtung und die dritte Dreh schwellwert-Einrichtung erzeugen ein erstes und ein zweites Lo giksignal; - der Drehsteuer-Logikausgang spricht auf das erste und zweite Logiksignal an, die von der Drehantriebseinrichtung geliefert wurden; - die zweite Drehschwellwert-Einrichtung und die Drehenergieoptimierungs-Schwellwerteinrichtung erzeugen eines von drei Drehsteuer-Ausgangssignalen; - und eine Schlupf- Drehzahlausgangsbestimmungsstufe empfängt einen Eingang von einem Kraftbremssignal; ein Schlupfinterface und die Drehzahl- Steuerlogikausgangsstufe erzeugt ein volles, ein reduziertes, und/oder ein Haltebefehlssignal.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Die Fig. 1A und 1B zusammengenommen stellen ein Blockschalt bild dar, wobei Fig. 1A die linke Seite darstellt und Fig. 1B die rechte Seite, und das Schaltbild, das Fahrzeugenergie- Speicher-Antischlupfsystem veranschaulicht;
In der Zeichnung ist das Antischlupf-Steuersystem insgesamt mit WSC bezeichnet. Das erfindungsgemäße Schlupfsteuersystem hängt nicht von einer Radgrößeneichung oder Normalisierung ab, um ordnungsgemäß arbeiten zu können. Das erfindungsgemäße System schafft die Möglichkeit, die Radachsen-Dreheinstellung auf einen vorbestimmten Drehzahlwert einzustellen, der eine optimale verfügbare Adhäsion zum Zwecke der Beschleunigung gewährleistet. Das Verfahren kann entweder für zwei Zustände oder drei Zustände der Schlupfsteuerbetätigung eingerichtet werden und es kann eine Einrichtung pro Wagen oder pro Antriebssteuerung vorgesehen werden.

In der Praxis kann der Eisenbahnwagen zwei Drehgestelle auf weisen, von denen jedes einen Innenboard-Radachsensatz und einen Außenbaord-Radachsensatz aufweist. Wie aus Fig. 1A ersichtlich, empfangen die Anschlüsse IAR und OAR Achsbeschleu nigungs-Signale, die durch die eine bzw. andere Achse eines Fahrgestells des Eisenbahnwagens erzeugt werden. Die Beschleuni gungssignale können in der Weise erzeugt werden, wie dies in der US-PS 44 91 920 beschrieben ist. Die Primärdaten, die zur Erzeugung der folgenden Logikeingänge benutzt werden, werden aus den Achsbeschleunigungs-Signalen abgeleitet. Jeder der folgenden Logikeingänge wird für jedes einzelne Fahrgestell des Eisenbahn wagens erzeugt, außer wenn etwas anderes beschrieben ist.

Die Innenboard-Beschleunigungssignale an der Klemme IAR werden dem Eingang eines Drehenergie-Speicherwertsensors SESVALI über die Leitung (1) zugeführt, während die Außenboard-Beschleuni gungssignale an der Klemme OAR dem Eingang eines Drehenergie- Speicherwertsensors SESVALO über die Leitung (2) zugeführt werden. Jeder der Logiksensoren SESVALI und SESVALO spricht direkt auf die jeweilige Achsbeschleunigung an und erzeugt eine Hexadezimalzahl an den jeweiligen Ausgangsleitungen 3 und 4, wie dies in der folgenden Tabelle angegeben ist.

IAR, OAR
SESVALI
Achsbeschleunigung
SESVALO
<20,917 km/h · sec\|04 H
20,917-16,09 km/h · sec	03 H
16,09-11,263 km/h · sec	02 H
11,263- 7,401 km/h · sec	01 H
7,401- 1,609 km/h · sec	01 H
-1,609-- 6,436 km/h · sec	02 H
-6,436--11,263 km/h · sec	03 H
-11,263--16,09 km/h · sec	04 H
-19,09< km/h · sec	05 H

Der Buchstabe H besitzt keine logische Bedeutung, sondern kenn zeichnet einfach eine Hexadezimalzahl. Demgemäß wird die Hexadezimalzahl an den Ausgangsleitungen (3 und 4) für jede der zwei Achsen für jedes Drehgestell des Fahrzeugs gebildet und den jeweiligen Eingängen zweier Drehenergiespeicher- Summierungssensoren SESSUMI und SESSUMO zugeführt. Ein weiterer Eingang nach dem Summierungssensor SESSUMI wird von der Dreh freigabeschaltung SSPE über die Leitungen (5, 6 und 7) geführt, während ein weiterer Eingang nach dem Summierungssensor SESSUMO von der Drehfreigabeschaltung SPE über Leitungen (5 und 8) geführt wird. Wenn die Achsbeschleunigung auf den Leitungen (3 oder 4) größer oder gleich 7,401 km/h × sec wird, dann werden die Eingänge von den Sensoren SESVALI und SESVALO summiert und im Speicher der Sensoren SESSUMI und SESSUMO gespeichert. Wenn nunmehr die Achsbeschleunigung auf den Leitungen (3 oder 4) kleiner als 4,827 km/h × sec wird, und wenn der Eingang von dem Drehfreigabesensor SPE logisch "0" wird, dann wird der Speicher jedes Sensors SESSUMI und SESSUMO auf 00H zurückgestellt. Wenn umgekehrt die Achsbeschleunigung auf den Leitungen (3 und 4) kleiner als 7,401 km/h × sec wird und wenn der Eingang des Drehfreigabesensors SPE logisch 1 ist, dann wird der Eingang des jeweiligen Drehenergie-Speicherwertsensors SESVALI und SESVALO vom Speicher in den Sensoren SESSUMI und SESSUMO subtrahiert.

Die Beschleunigungssignale auf den Leitungen (1) werden außerdem dem einen Eingang eines mit zwei Eingängen versehenen ersten Drehschwellwertgatters SPTH 1 über die Leitung (9) zugeführt, während die Beschleunigungssignale auf der Leitung (2) dem anderen Eingang des Drehschwellwertgatters SPTH 1 über die Leitungen (10 und 11) zugeführt wird. Wenn die Innenboard- Achsbeschleunigung oder die Außenboard-Achsbeschleunigung größer oder gleich 25,744 km/h × sec wird, dann wird der Ausgang des Logikgatters SPTH 1 logisch 1, und wenn die Achsbeschleuni gung beider Eingänge kleiner als 25,744 km/h × sec wird, dann wird der Ausgang logisch 0, d.h. die folgende Liste stellt die beiden logischen Ausgangsbedingungen dar.

Wie aus den Fig. 1A und 1B ersichtlich, ist der Ausgang des Innenboard-Drehenergiespeicher-Summierungssensors SESSUMI an einen Eingang der mit zwei Eingängen versehenen Drehenergie- Schwellwert-Logikgatterschaltung SETHR über eine Leitung (12) verbunden, während der Ausgang des Außenboard-Drehenergie- Seichersummierungssensors SESSUMO mit dem anderen Eingang der mit zwei Eingängen versehenen Drehenergieschwellwert-Logik- Gatterschaltung SETHR über die Leitungen (13 und 14) verbunden ist. Wenn der hexadezimale Ausgang entweder des Innenboard- Summierungssensors SESSUMI oder des Außenboard-Summierungs- Sensors SESSUMO größer oder gleich 20H ist und der Ausgang des Logikgatters SETHR logisch 1 ist, und wenn beide kleiner als 20H sind, dann wird der Ausgang logisch 0. Im folgenden ist eine Liste der zweiten Logikbedingungen aufgeführt:

Eine mit zwei Eingängen versehene Drehbeschleunigungs-Differenz- Vergleichsschaltung SRDCP vergleicht die Achsbeschleunigung, die an den Klemmen IAR bzw. OAR des Drehgestells auftritt. Wie aus Fig. 1A ersichtlich, ist die Achsbeschleunigungs-Eingangs- Klemme IAR mit einem der beiden Eingänge der Vergleichsstufe SRDCP über Leitungen (1, 9 und 15) verbunden, und die Achs beschleunigungs-Eingangsklemme OAR ist mit dem anderen Eingang der Komparatorstufe SRDCP über Leitungen (2 und 10) verbunden. Der Vergleich wird durch Subtraktion des Achsbeschleunigungs- Signals, das an der Klemme OAR auftritt,vom Achsbeschleunigungs- Signal bewirkt, das an der Klemme IAR auftritt, nämlich (IAR-OAR). Wenn nun die Beschleunigungsdifferenz (IAR-OAR) größer als 4,827 km/h × sec ist und der Signalwert an der Klemme OAR größer als 0 km/h × sec ist, dann stellt der Ausgang des Komparators SRDCP einen Logisch-1-Wert dar, und wenn nicht dann ist der Ausgang des Komparators SRDCP logisch 0.

Wie weiter in Fig. 1A dargestellt, ist der Ausgang des Kompara tors SRDCP mit dem Eingang eines Drehbeschleunigungs-Differenz- Summierungssensors SRDSM über die Leitung (16) verbunden. Der Ausgang des Sensors SRDSM ist gleich der Summe von 5 Stufen S 1+S 2+S 3+S 4+S 5 plaziert in einem seriellen Register. Der augen blickliche Eingang vom Komparator SRDCP wird in der Stufe S 1 untergebracht, und der weitere Eingang der Stufe S 1 wird nach der Stufe S 2 verschoben. Der weitere Eingang der Stufe S 2 wird auf die Stufe S 3 verschoben, während der weitere Eingang der Stufe S 3 nach der Stufe S 4 verschoben wird. Der weitere Eingang der Stufe S 4 wird nach der Stufe S 5 verschoben. Schließlich wird der weitere Eingang der Stufe S 5 ausgeschieden. Der Summierungs sensor SRDSM wird auf einem 20 msec Programm-Zeitzyklus betrieben um den Ausgang des Komparators SRDCF festzustellen.

Aus der Betrachtung der Fig. 1B ergibt sich, daß der Ausgang des Summierungssensors SRDSM über die Leitung (17) an den Drehbeschleunigungs-Differenz-Endausgangssensor SRDFO ange schlossen ist. Wenn der Eingang nach dem Ausgangssensor SRDFO gleich 5 ist, dann wird ein Ausgang logisch 1 , und wenn er nicht gleich 5 ist, dann wird der Ausgang logisch 0.

Wie aus Fig. 1A ersichtlich, werden die Achsbeschleunigungs- Signale, die an den Klemmen IAR und OAR auftreten, einem zweiten Eingang eines mit zwei Eingängen versehenen Drehschwellwert- Logikgatters SPTH 2 über Leitungen (9 und 18 bzw. 10 und 19) zugeführt. Wenn die Innenboard-Achsbeschleunigung oder die Außenboard-Achsbeschleunigung kleiner oder gleich 1,609 km/h × sec ist, dann wird der Ausgang des Sensorgatters SPTH 2 logisch 1 und wenn dies nicht der Fall ist, dann wird der Ausgang logisch 0. Im folgenden findet sich eine Liste der beiden logischen Ausgangsbedingungen.

Weiter ergibt sich aus Fig. 1A, daß ein drittes Drehschwellwert- Logikgatter SPTH 3 mit zwei Eingängen Achsbeschleunigungssignale von den Klemmen IAR und OAR über die Leitungen (9 und 20) bzw. die Leitungen (10 und 21) erhält. Wenn die Innenboard-Achs beschleunigung oder die Außenboard-Achsbeschleunigung kleiner oder gleich -12,872 km/h × sec ist, dann wird der Ausgang des Gatters SPTH 3 logisch 1, und wenn dies nicht der Fall ist, dann wird der Ausgang logisch 0. Die folgende Tabelle kennzeich net die beiden Logikbedingungen:

Im folgenden wird auf Fig. 1B Bezug genommen. Der Ausgang des Drehenergie-Speichersummensensors SESSUMI ist mit einem der Eingänge von zwei Eingangs-Drehenergieverteiler-Pegel-Logik- Gattern SEDTH über Leitungen (12 und 22) angeschlossen, während der Ausgang des Drehenergie-Speichersummensensors SESSUMO an den anderen der beiden Eingänge des Drehenergie- Verteiler-Pegellogik-Gatters SEDTH über Leitungen (13 und 23) angeschlossen ist. Wenn die Beschleunigung der Innenboardachse oder der Außenboardachse kleiner oder gleich 1AH ist, dann ist der Ausgang des Gatters SEDTH logisch "1", wenn nicht, ist der Ausgang logisch "0". Die folgende Tabelle zeigt die beiden logischen Ausgangsbedingungen gemäß den hexadezimalen Eingängen:

Weiter ist festzustellen, daß der Ausgang des Innenboard-Dreh energiespeicher-Summensensors SESSUMI mit dem einen Eingang des zwei Eingänge aufweisenden Drehenergie-Optimierungs-Pegellogik- Gatters SEOTH über Leitungen (12 und 24) verbunden ist, während der andere Eingang des Logik-Gatters SEOTH an den Ausgang des Außenboard-Drehenergiespeicher-Summensensors SESSUMO über Leitungen (13 und 25) angeschlossen ist. Wenn die Beschleunigung der Innenboardachse oder der Außenboardachse kleiner oder gleich 20H ist, dann wird der Ausgang des Gatters SEOTH logisch "1", und wenn nicht, dann wird der Ausgang logisch "0". Die folgende Tabelle zeigt die Eingangs- und Ausgangsbedingungen:

Wie aus Fig. 1A und 1B ersichtlich, empfängt ein mit drei Eingängen versehener Dreheinstellzeitgeber oder Sensor SET einen ersten Eingang von dem ersten Drehpegel-Logik-Gatter SPTH 1 über die Leitung (26), einen zweiten Eingang von dem Drehbeschleunigungs-Differenz-Endausgangssensor SRDFO über die Leitung (27) und einen dritten Eingang vom Drehenergie- Pegellogik-Gatter SETHR über die Leitung (28). Ein vierter Eingang wird von der Leistungsbremssignal-Stufe PBS über die Leitung (41) geliefert, und ein fünfter Eingang vom Drehsensor SPE über die Leitungen (5, 6 und 29). Beim Übergang von logisch "0" auf logisch "1" der Eingänge des Gatters SPTH 1 des Gatters SETHR oder des Sensors SRDFO übergeht, und wenn der Sensor PBS auf logisch "1" steht, dann wird der Ausgang auf der Leitung (30) des Zeitgebers SET logisch "1", während einer Sekunde. Wenn der Sensor PBS auf logisch "0" steht, dann hat der Sensor SET einen Ausgang logisch "0". Am Ende der einen Sekunde oder wenn ein Übergang von logisch "1" nach logisch "0" vom Eingang des Drehsensors SPE auftritt, dann stellt der Sensor SET seinen Zeitgeber zurück und erzeugt ein logisch "0" Signal.

Aus Fig. 1B ist ersichtlich, daß ein mit drei Eingängen aus gerüsteter Drehstellsensor SPE einen ersten Eingang vom Zeit gebersensor SET über die Leitung (30), ein zweites Eingangs signal von dem dritten Drehpegel-Logik-Gatter SPTH 3 über die Leitung (31) und einen dritten Eingang vom Drehenergieverteiler- Schwellwert-Logikgatter SEDTH über die Leitung (32) erhält. Die folgende Tabelle zeigt die logischen Eingänge nach dem Sensor SPE und dem resultierenden logischen Ausgang, der von der Leitung (5) des Sensors SPE abgenommen wird:

Es gibt mehrere Drehzahlsteuermöglichkeiten, die den optimalen Vorschubkraft-Modulationsausgang für jedes Fahrgestell bestimmen Im folgenden sind Buchstaben-Abkürzungen mit der beschreibenden Definition für drei Vorschubkraft-Modulations-Ausgangswahl- Möglichkeiten für die Drehzahlsteuerung angegeben:

′FRP′
- volle geforderte Leistung
′ROP′	- Rücknahme der Leistung
′HPP′	- halte den gegenwärtigen Leistungspegel

Der mit drei Eingängen versehene Drehzahl-Steuer-Logikausgangs kreis SPCLO besitzt einen Eingang, der mit dem Drehzahlstell sensor SPE über Leitungen (5, 6, 7 und 33) verbunden ist, einen zweiten Eingang, der mit dem zweiten Drehzahlpegel-Logik-Gatter SPTH 2 über die Leitung (34) verbunden ist, und einen dritten Eingang, der mit dem Drehzahl-Energie-Optimierungspegel-Logik- Gatter SEOTH über die Leitung (35) verbunden ist. Die folgende Tabelle zeigt die Eingänge des Sensors SPE, des Gatters SPTH 2 und des Gatters SEOTH, die dem Drehsteuerlogik-Ausgangskreis SPCLO zugeführt werden, der die jeweiligen Ausgänge an der Leitung (36) erzeugt:

Der in Klammer gesetzte sechste Buchstabe des englischen Alphabetes (F) kennzeichnet eine physikalisch unmögliche logische Bedingung, und deshalb ist dies als logischer Fehler anzusehen. Das erfindungsgemäße System ist für einen Vorschub kraftmodulationsbetrieb mit drei Zuständen vorgesehen, wenn jedoch die auf einem Fahrzeug benutzte Steuerlogik nicht in der Lage ist, den Leistungspegel HPP zu benutzen, dann wird die Rücknahme der Leistung ROP-Funktion dadurch ersetzt, so daß eine Zweistufen-Vorschubkraft-Modulation leicht angepaßt werden kann.

Wie aus Fig. 1B ersichtlich, empfängt ein mit drei Eingängen versehener Schlupf-Drehzahlausgangs-Bestimmungssensor SOD einen ersten Eingang vom Drehsteuer-Logikausgangskreis SPCLO über die Leitung (36), einen zweiten Eingang vom Leistungsbremssignal kreis PBS und einem dritten Eingang über die Leitung (38) von dem Achssensor oder Drehgestell-Steuerinterface-Kreis PASTPTCI.

Der Leistungs-Bremssignalsensor PBS kann durch einen Bremsfrei gabedruckschalter BRPS oder ein Signal aktiviert werden, welches vom Vorschubsteuergerät PC über eine Leitung (39) erhalten wird. Das Leistungsbremssignal auf der Leitung (39) gibt jeweils auf der Leitung (39) an, ob der Zug sich im Antriebszustand oder im Bremszustand befindet. Wenn der Zug im Antriebszustand befind lich ist, dann stellt der Ausgang des Sensors PBS ein logisch "1" Ausgangssignal dar, und wenn nicht, dann ist der Ausgang logisch "0".

Im folgenden wird auf das Drehgestellsensor-Fahrzeugsteuer- Interface PASTPACI Bezug genommen, und diese Schaltung arbeitet und benutzt den Ausgang des Schlupfdrehzapfenstimmngssensors jedes Drehgestells des Fahrzeugs, um zu bestimmen, welcher Ausgang in der Kommunikationslogik für die Fahrzeug-Antriebs steuerung über die Leitung (38) benutzt wird. Durch die Benutzung einer Antriebssteuerung für das Fahrgestell ist das Fahrgestellsensor-Fahrzeugsteuerinterface nicht erforderlich, so daß die Ausgangsleitung (40) des Schlupfdrehzahl-Bestimmungs sensors SSOD eines gegebenen Drehgestells direkt für die Kommunikationslogik herangezogen werden kann. Bei dem beschrie benen System werden jedoch die Ausgänge des Schlupfdrehzahl- Ausgangsbestimmungssensors SSOD eines jeden Fahrgestells dem Interface zugeführt, und sie nehmen die Form einer Antriebs kraft-Modulationszustandsbefehls-Instruktion ein. Die folgende Tabelle enthält die Befehlsmöglichkeiten, die von jedem Fahr gestell des Fahrzeuges über eine Leitung (40) eingegeben werden und die der Schubsteuervorrichtung zugeführt werden.

Die vorstehende Tabelle liefert auch eine Prioritätzahl für jede Antriebskraft-Befehlszustands-Möglichkeit. Der gewählte Drehgestelleingang nach dem Interface stellt die niedrigste numerische Prioritätszahl des Drehgestells dar, die den Kraft- Modulationsausgang für die Antriebssteuerung bestimmt, und wenn beide Drehgestell-Eingänge die gleiche Prioritätszahl haben und somit den gleichen Antriebskraft-Modulationsausgang fordern, dann wird der Kraft-Modulationsausgang so wie es beide Fahrgestelle fordern.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen zwei Antriebssteuer systeme.

Es soll angenommen werden, daß gemäß einem Ausführungsbeispiel das Eisenbahnfahrzeug durch eine Split-Chopper-Antriebssteuer einrichtung gesteuert wird. Diese Anordnung führt per Drehge stell drei Zustands-Drehsteuerungen und pro Drehgestell drei Schlupfsteuerungen sowohl im Antriebsbetrieb als auch im Brems betrieb durch. Die drei Statuskraftmodulationssignale, die vom Steuergerät empfangen werden, wird der Chopper-Steuerung auf jedem Drehgestell zugeführt, um die Kraftmodulation sowohl bei der elektrischen Bremsung als auch beim Antrieb zu steuern. Im folgenden findet sich eine Tabelle, die die Eingänge auf den Leitungen (36, 37 und 38) gegenüber dem Ausgang auf der Leitung (40) des Schlupf-Drehausgangsbestimmungssensors SSOD erkennen läßt.

Die Buchstaben T.E. repräsentieren die Zugkraft während des Brems- oder Antriebsbetriebes.

Die Buchstaben IGN an den Eingängen von SPCLO werden unter diesen gegebenen Bedingungen ignoriert.

Ein weiteres Beispiel, bei dem das Eisenbahnfahrzeug mit einer Nockenantriebssteuerung versehen ist, führt die Steuereinrich tung pro Wagen zwei Zustands-Schlupfsteuerungen und pro Dreh gestell drei Zustands-Schlupfsteuerungen bei der Reibungs bremsung durch, und wenn ein Schlupf bei der elektrischen Bremsung auftritt, wird die elektrische Bremse abgeschaltet und die Friktionsbremse wird benutzt bis der Schlupf während einer Sekunde korrigiert ist. Die zwei Zustandskraftmodulations- Signale, die vom Steuergerät empfangen werden, werden der Antriebssteuerung des Eisenbahnfahrzeugs zugeführt, um die Kraftmodulation sowohl bei der elektrischen Bremsung als auch beim Antrieb zu steuern. Im folgenden findet sich eine Tabelle, die die Eingänge auf den Leitungen (36, 37, 38) gegenüber dem Ausgang auf der Leitung (40) des Schlupfdrehausgangsbestimmungs- Sensors SSOD zeigt.

Es ist klar, daß verschiedene Abänderungen getroffen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Es ist klar, daß die verschiedenen Funktionen und Operationen von Mikropro zessoren und Minicomputern durchgeführt werden können, indem geeignete Programme eingegeben werden und die verschiedenen Eingänge eingegeben werden, wobei dann die geeigneten Ausgänge erzeugt werden. Die Erfindung ist daher nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern soll auch Abwandlungen im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche umfassen.

Claims

1. Energiespeicher-Antischlupf-Steuersystem für Räder zur Feststellung und Korrektur des Radschlupfes, während das Fahrzeug angetrieben wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- eine Drehenergiespeicherwert-Einrichtung spricht auf Achsbeschleunigungssignale jeder Achse an, um logische Ausgangssignale zu erzeugen;
- eine Drehenergie-Speichersummierungs-Einrichtung bewirkt eine Summierung, eine Subtraktion und eine Rückstellung der logischen Ausgangssignale;
- eine erste Drehschwellwert-Einrichtung erzeugt ein erstes Logiksignal, wenn das Achsbeschleunigungssignal irgend einer Achse einer ersten vorbestimmten Achsbeschleuni gung ist;
- Drehenergie-Schwellwertmittel zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn das logische Ausgangssignal der Dreh energie-Speichersummierungsmittel einem ersten logischen Ausgangssignal ist;
- eine Drehbeschleunigungs-Differenz-Vergleichsstufe zum Vergleich der Achsbeschleunigungssignale jeder Achse derart, daß dann wenn die Differenz der Achsbeschleunigungssignale der Achse größer ist als eine zweite vorbestimmte Achs beschleunigung und das Achsbeschleunigungssignal einer der Achsen größer ist als eine dritte vorbestimmte Achsbeschleu nigung ein erstes Logiksignal erzeugt wird, und wenn dies nicht der Fall ist, ein zweites Logiksignal erzeugt wird;
- ein Drehbeschleunigungs-Differenz-Summierungseinrichtung zur Summierung der ersten und zweiten Logiksignale der Drehbeschleunigungsdifferenz-Vergleichsstufe;
- eine Drehbeschleunigungsdifferenz-Endausgangseinrichtung zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn die Gesamtheit der ersten Logiksignale der Drehbeschleunigungs-Differenz- Summierungsstufe gleich ist einem gegebenen Wert;
- eine zweite Drehschwellwert-Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn das Achsbeschleunigungssignal irgend einer Achse einer vierten vorbestimmten Achsbeschleunigung ist;
- eine dritte Drehschwellwert-Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn das Achsbeschleunigungssignal irgend einer Achse einer dritten vorbestimmten Achs beschleunigung ist;
- eine Drehenergie-Vernichtungsschwellwert-Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn das logische Ausgangssignal der Drehenergie-Speichersummierungseinrich tung einem zweiten logischen Ausgangssignal ist;
- eine Drehenergie-Optimierungs-Schwellwertstufe zur Erzeugung eines ersten Logiksignals, wenn das logische Ausgangssignal der Drehenergie-Speichersummierungs-Einrichtung einem dritten logischen Ausgangssignal ist;
- eine Drehzeitgeber-Einrichtung, die auf den Übergang von einem zweiten Logiksignal nach einem ersten Logiksignal anspricht;
- die erste Drehschwellwert-Einrichtung, die Drehenergie- Schwellwerteinrichtung und die Drehbeschleunigungsdifferenz- Endausgangseinrichtung zur Erzeugung eines ersten Logik- Signals während einer gegebenen Zeitperiode und zur Erzeugung eines zweiten Logiksignals nach Ablauf der gegeben Zeitdauer, und wenn eine Drehantriebs-Einrichtung einem Übergang von einem ersten Logiksignal nach einem zweiten Logiksignal unterworfen wird;
- die Drehantriebseinrichtung empfängt erste und zweite Logiksignale von dem Drehzeitgeber;
- die Drehenergie-Vernichtungs-Schwellwerteinrichtung und die dritte Drehschwellwert-Einrichtung erzeugen ein erstes und ein zweites Logiksignal;
- der Drehsteuer-Logikausgang spricht auf das erste und zweite Logiksignal an, die von der Drehantriebseinrichtung geliefert wurden;
- die zweite Drehschwellwert-Einrichtung und die Drehenergie- Optimierungs-Schwellwerteinrichtung erzeugen eines von drei Drehsteuer-Ausgangssignalen;
- und eine Schlupf-Drehzahl-Ausgangsbestimmungs-Vorrichtung empfängt ein Ausgangssignal von einer Kraft-Bremssignal- Einrichtung;
- ein Schlupf-Interface und die Drehsteuerlogik-Einrichtung erzeugen ein volles, ein reduziertes und/oder ein Anhalte antriebs-Ausgangsbefehlssignal.

2. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorbestimmte Achs- Beschleunigung 25,744 km/h × sec beträgt.

3. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste logische Ausgangssignal eine Hexadezimal-Zahl ist.

4. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hexadezimalzahl 20 ist.

5. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte vorbestimmte Achs- Beschleunigung 1,609 km/h × sec beträgt.

6. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte vorbestimmte Achs- Beschleunigung 12,872 km/h × sec beträgt.

7. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite logische Ausgangssignal eine Hexadezimalzahl ist.

8. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hexadezimalzahl lA ist.

9. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte logische Ausgangssignal eine Hexadezimalzahl ist.

10. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hexadezimalzahl 20 ist.

11. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbeschleunigungs-Differenz- Summierungsvorrichtung ein fünfstufiges Register ist.

12. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Logiksignale seriell in das fünfstufige Register eingeführt werden.

13. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite vorbestimmte Achs- Beschleunigung 4,827 km/h × sec beträgt.

14. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte vorbestimmte Achs- Beschleunigung 0 km/h × sec beträgt.

15. Antischlupf-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Logiksignal eine binäre "1" und das zweite Logiksignal eine binäre "0" ist.