DE69304875T2

DE69304875T2 - Wirbelstrom-Verzögerungsausrüstung

Info

Publication number: DE69304875T2
Application number: DE69304875T
Authority: DE
Inventors: Michel Estaque; Philippe Gernot
Original assignee: Labavia SGE SARL
Current assignee: Safran Electrical and Power SAS
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2013-12-11
Also published as: FR2699344B1; ATE142957T1; DE69304875D1; EP0603038B1; EP0603038A1; FR2699344A1; ES2092787T3; JPH06225600A; US5482146A; KR940017098A; CA2110432A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ausrüstung zur Wirbelstromverzögerung bei Fahrzeugen.
Die Anlagen dieser Art umfassen üblicherweise einen am Fahrzeugrahmen befestigten Teil (Stator), der Induktionswicklungen trägt, und einen beweglichen Teil (Rotor), der einen Anker umfaßt, der mit einem drehbaren Teil des Fahrzeugs verbunden ist, im allgemeinen an dessen Antriebswelle.
Unter einer "Induktionswicklung" bzw. einfach "Wicklung" ist hier sowohl eine Induktionswicklung im eigentlichen Sinne als auch ein Verbund solcher Wicklungen zu verstehen, die untereinander ein für allemal in Reihe und/oder parallel geschaltet sind. Jede so definierte Wicklung erzeugt ein magnetisches Feld, wenn Strom von der Fahrzeugbatterie aus durch sie hindurchfließt
Bei dem Anker handelt es sich um einen Körper aus ferromagnetischem Material, in dem bei Vorbeiführung vor den erregten Wicklungen Wirbelströme induziert werden, die auch als Foucaultsche Ströme bezeichnet werden. Wegen des spezifischen Widerstands des Ankers lösen diese Wirbelströme eine Dissipation der Energie aus und führen infolgedessen zu einer Verlangsamung des Rotors und zum Abbremsen des Fahrzeugs. Die Energie wird in Form von Wärme abgestrahlt, und üblicherweise wird der Rotor in einer Form mit Rippen ausgebildet, die geeignet sind, diese Wärme auszutragen.
Der Fahrzeugführer kann ein Schaltelement mit mehreren Positionen betätigen, um das Fahrzeug je nach der gewählten Stellung mit einem veränderlichen Moment zu verlangsamen. Diese Veränderlichkeit wird durch eine Gruppe von Relais erreicht, von denen jedes die Erregung einer Wicklung ansteuert, wobei die Anzahl der geschlossenen Relais von der Stellung des Schaltelements abhängt. In einer typischen Ausführungsform sind vier Induktionswicklungen und fünf Stellungen des Schaltelements vorgesehen, die jeweils der Schließung von 0, 1, 2, 3 und 4 Relais mit proportionalem Verzögerungs- bzw. Bremsmoment entsprechen.
Bei einer bestimmten Stellung sinkt bekanntlich das Verzögerungsmoment ab, wenn die Temperatur des Ankers ansteigt, und zwar wegen Veränderungen des spezifischen Widerstands und der magnetischen Permeabilität des Ankers. Jenseits von einer bestimmten Temperaturgrenze ist es angezeigt, die Erregung der Wicklungen zu begrenzen, um so den Verlust des verfügbaren Moments zu vermeiden, der zu einer übermäßigen Erwärmung führte. Diese Begrenzung gestattet darüberhinaus eine besser gesteuerte Nutzung der im Fahrzeug verfügbaren Stromenergie.
Die Anmelderin hat in ihrer vorangegangenen Anmeldung FR-A- 2505577 eine Möglichkeit beschrieben, wie eine solche Begrenzung der Erregung sicher erreicht werden kann. Die Überschreibung der Temperaturschwelle wird mit Hilfe eines wärmeempfindlichen Kontakts erfaßt, der in einer polaren Ausbauchung in einer dem Rotor benachbarten Statorfläche untergebracht ist. Dieser Kontakt ist gegenüber einer Wärmestrahlung empfindlich, die vom Anker abgegeben wird, und somit kann er die gewünschte Temperaturanzeige liefern.
Ein Temperaturfühler dieser Art wird auch von bestimmten Konstrukteuren vorgesehen, die Rotoren mit Teilen herstellen, die gegenüber einem starken Temperaturanstieg nicht widerstandsfähig sind. Dies ist beispielsweise der Fall bei Rotoren mit Stahlanker und Aluminiumträger, da das Aluminium Temperaturen von mehr als 300ºC nicht verträgt.
Da der Rotor beweglich ist, kann der Fühler nicht in direktem thermischen Kontakt mit dem Anker stehen, ausgenommen es wird ein ganz besonders komplizierter Aufbau eingesetzt. Somit muß der Fühler auf dem Stator angebracht werden, um die vom Anker abgegebene Strahlung aufzunehmen, was drei wesentliche Probleme aufwirft, die bisher noch nicht gelöst wurden:
- die zufällige Verschmutzung des Fühlers stört bei der Messung, indem der Strahlungsempfang gestört wird;
- die Abhängigkeit des Fühlers von der Temperatur des Stators, auf dem er angebracht ist, läßt sich nur mit Schwierigkeiten gering halten;
- ein Fühler, der gegenüber der vom Rotor durch Luftzirkulation übertragenen Wärme nur wenig empfindlich ist, läßt sich nur mit Schwierigkeiten realisieren; diese Zirkulation ist jedoch nicht vollständig beherrschbar, insbesondere wegen der von den Rotorrippen erzeugten Luftströme.
Darüberhinaus kann bei bestimmten Bremsenmodellen die Anbringung des Fühlers eine kritische Angelegenheit sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirtschaftliche Lösung für die vorgenannten Probleme zu schaffen.
Somit sieht die Erfindung eine Ausrüstung zur Wirbelstromverzögerung bei einem Fahrzeug vor, welche einen Stator mit Induktionswicklungen, einen zur Anbringung auf einer Antriebswelle des Fahrzeugs geeigneten Rotor, welcher einen Anker gegenüber dem Stator umfaßt, ein Element zur manuellen Betätigung mit mehreren Stellungen, Steuermittel zur Bildung eines Speiseeinstellwerts insbesondere in Abhängigkeit von der Stellung des Elements zur manuellen Betätigung und Einrichtungen zur selektiven Erregung der Induktionswicklungen von einer Stromquelle des Fahrzeugs aus im Ansprechen auf den Speiseeinstellwert aufweist, wobei zur Lieferung einer Angabe über die Temperatur des Ankers Temperatursteuermittel vorgesehen sind und diese Angabe von den Steuermitteln bei der Bildung des Speiseeinstellwerts berücksichtigt wird, die sich dadurch auszeichnet, daß die Steuermittel als Temperatursteuermittel einen Prozessor aufweisen, der zur Berechnung der Temperatur des Ankers in Echtzeit zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ausgelegt ist, wobei der Wert der Ankertemperatur zu jedem Zeitpunkt der Folge vom Prozessor in Abhängigkeit von mehreren Berechnungsvariablen bestimmt wird, zu welchen die Werte der zum vorhergehenden Zeitpunkt in der Folge bestimmten Ankertemperatur, der Drehzahl des Rotors und des Speiseeinstellwerts gehören.
Die Anmelderin hat festgestellt, daß eine begrenzte Anzahl Berechnungsvariablen überraschenderweise die Berücksichtigung der Ankertemperatur in ausreichend präziser Form im Rahmen der vorgesehenen Verwendung dieser Temperaturanzeige gestattet. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Berechnungszeitpunkten hängt die Veränderung der Ankertemperatur hauptsächlich (a) von dem Speiseeinstellwert ab, der das vom Stator erzeugte Magnetfeld lenkt, (b) von der Drehzahl des Rotors, die auf die Intensität der Induktionsströme und auf die von der Rotorbewegung herbeigeführte Behiftung Einfluß nimmt, und (c) von der Höhe der Ankertemperatur, von welcher der spezifische Widerstand und die magnetische Permeabilität des Ankers abhängig sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gehört zu den Berechnungsparametern unter anderem die Statortemperatur. Diese Variable nimmt ebenfalls auf die Temperatur des Ankers Einfluß, und zwar wegen der Wärmeübertragungswirkung und vor allem wegen ihrer Einwirkung auf den spezifischen Widerstand des Wicklungsdrahts, von welcher der in jeder erregten Wicklung erzeugte Strom und das erzeugte Magnetfeld abhängig sind. Die Berücksichtigung dieses Werts durch den Prozessor gestattet somit eine genauere Auswertung der Ankertemperatur.
Die Abhängigkeit, die zwischen der Veränderung der Ankertemperatur über einen vorgegebenen Zeitraum und den eingesetzten Berechnungsvariablen besteht, läßt sich durch die Vornahme von Versuchen an einem Exemplar des in Frage stehenden Bremsenmodells bestimmen. Bei diesen Versuchen werden die Temperaturänderungen erfaßt, die bei verschiedenen Werten der Berechnungsvariablen zu beobachten sind. Die erfaßten Daten können nun digital verarbeitet werden, um eine Funktion zu bestimmen, die in angenäherter Form die Abhängigkeit zwischen der Ankertemperatur und den Berechnungsvariablen wiedergibt. Die Prozessoren, die in dem jeweiligen Bremsenmodell eingebaut sind, werden anschließend mit dieser Funktion programmiert, um die Temperatur des Ankers in einer Abfolge von Zeitpunkten auszuwerten, die durch das vorgegebene Zeitintervall voneinander getrennt sind.
Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Steuermittel so angesteuert, daß der Speiseeinstellwert geändert wird, wenn die vom Prozessor ermittelte Temperatur einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, so daß die Erregungseinrichtungen nun eine Anzahl Induktionswicklungen mit der Stromquelle verbindet, die die kleiner ist als die der Position des Elements zur manuellen Betätigung entsprechende Zahl. Der Schweliwert kann während der Programmierung des Prozessors in Abhängigkeit von der speziellen Auslegung der Bremsanlage gewählt werden.
In jedem Fall ist festzustellen, daß die vom Prozessor gelieferte Information einen Temperaturwert repräsentiert und nicht nur den Umstand anzeigt, daß eine vorgegebene Schwelle überschritten wurde. Diese Information ist somit aufschlußreicher als die von den Fühlern gelieferte Information, mit welchen bekannte Bremsanlagen ausgerüstet sind, und somit kann die Realisierung einer optimierten Regelung des Speiseeinstellwerts in Abhängigkeit von der Ankertemperatur ins Auge gefaßt werden.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung, in welcher:
- Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verzögerungs- bzw. Bremsausrüstung ist; und
- Figur 2 eine graphische Darstellung eines Beispiels für den Verlauf der Ankertemperatur in Abhängigkeit von der Zeit für eine Ausrüstung beispielsweise gemäß Figur 1 zeigt.
Gemäß Figur 1 ist eine Bremsausrüstung zur Verzögerung mit Wirbelströmen vorgesehen, die in herkömmlicher Weise einen Stator 1 und einen Rotor 1 aufweist. Der Stator 1 ist dabei am Fahrzeugrahmen befestigt und weist Induktionswicklungen 3 auf, wovon bei dem hier dargestellten Beispiel vier vorgesehen sind. Die Wicklungen 3 bestehen beispielsweise jeweils aus einem Paar Spulen, wobei die acht Spulen um die (hier nicht dargestellte) vom Getriebe des Fahrzeugs kommende Antriebswelle herum angeordnet sind und ihre Achsen parallel zu dieser Welle verlaufen. Der Rotor 2 ist ein Stahlformteil mit einer Mittelbohrung 4, die für die feste Anbringung auf der Antriebswelle vorgesehen ist. Der Rotor 2 weist eine oder mehrere senkrecht zur Antriebswelle verlaufende Scheiben auf, welche den Anker 6 des Rotors bilden. Zwischen dem Anker 6 und der Bohrung 4 weist jede Scheibe in herkömmlicher Weise einen Rippenaufbau 7 auf, der für eine Ventilation sorgt, wenn die Antriebswelle umläuft. Wenn die Ausrüstung im dem Fahrzeug montiert wird, befindet sich der Anker 6 gegenüber den Wicklungen 3 des Stators 1. Bei einer typischen Bauform weist der Rotor 2 beiderseits de Stators eine Scheibe auf, so daß jede Ankerscheibe 6 an einem Magnetpolkranz vorbeigeführt wird, wobei sich die Polarität der Magnetpole schrittweise abwechselt und der Kranz von den Wicklungen 3 gebildet wird. Die Drehung der Antriebswelle erzeugt Wirbelströme in dem Anker 6, wenn durch mindestens eine der Wicklungen Strom von der Batterie 8 des Fahrzeugs fließt. Daraus ergibt sich ein Verzögerungs bzw. Bremsmoment, das umso stärker ansteigt, je größer die Anzahl der erregten Wicklungen ist, ebenso wie eine Erwärmung des Ankers, die die Ventilation durch die Rippen 7 teilweise ausgleicht.
Zur Ausrüstung gehören Erregungseinrichtungen 9 zur selektiven Stromversorgung der Wicklungen 3 von der Batterie 8, wobei die Batterie im typischen Fall eine Nennspannung von 24 V aufweist. Diese Erregungseinrichtungen 9 bestehen aus vier Relais 11, die jeweils zwischen der positiven Klemme der Batterie und einem Ende einer entsprechenden Wicklung 3 geschaltet sind, wobei das andere Ende der Wicklung mit der negativen Klemme der Batterie 8 verbunden ist. Die vier Relais 11 werden unabhängig voneinander durch vier Signale gesteuert, die von einer Steuereinrichtung 12 abgegeben werden.
Die Steuermittel 12 können aus einer elektronischen Einrichtung in der Art einer Mikrosteuerung bestehen, die einen Prozessor 13 mit zugehörigem Speicher 14 und Schnittstellenschaltungen 16, 17 aufweist. Die Eingangsschnittstelle 16 übernimmt eine bestimmte Anzahl elektrischer Signale, unter anderem:
- ein Signal, das von einer Einrichtung 18 zur manuellen Bestätigung mit fünf Schaltpositionen abgegeben wird, beispielsweise einem für den Fahrzeugführer erreichbaren Schaltelement, wobei das Signal die Position P dieser Einrichtung repräsentiert;
- ein vom Tachometer 19 (symbolisch durch eine Zahlenscheibe in Figur 1 dargestellt) abgegebenes Signal, wobei der Tachometer der Antriebswelle zugeordnet ist, um deren Drehzahl V zu erfassen; und
- ein von einem Temperaturfühler 21 abgegebenes Signal, wobei der Fühler auf dem Stator 1 angeordnet ist und auf die Temperatur Ts des Stators in der Nähe des Rotors 2 anspricht.
Die Steuermittel 12 können noch weitere Signale empfangen und weitere Funktionen haben, die hier allerdings nicht im einzelnen erläutert werden, da sie nicht in direktem Zusammenhang mit der Erfindung stehen.
Die Eingangsschnittstelle 16 bringt die vorgenannten Signale in die gewünschte Form und übermittelt die entsprechenden Werte an den Prozessor 13. Dieser ist so programmiert, daß er aufgrund der Werte P, V, Ts, die von der Schnittstelle 16 empfangen wurden, einen Speiseeinstellwert C ermittelt. In Abhängigkeit vom Einstellwert C gibt der Prozessor 13 über die Ausgangsschnittstelle 17 die vier Signale ab, welche das Öffnen bzw. Schließen jedes der Relais 11 steuern. Der Einstellwert C nimmt einen von fünf Werten an: 0, 1, 2, 3 oder 4, und führt zum Schließen einer entsprechenden Anzahl der Relais 11, d.h. zur Erregung einer entsprechenden Anzahl der Induktionswicklungen 3.
Zur Ermittlung des Speiseeinstellwerts C wird eine Angabe zur Temperatur Tr des Ankers 6 berücksichtigt, die erfindungsgemäß eine Einschätzung dieser Temperatur Tr darstellt, die der Prozessor 13 in Echtzeit gewinnt.
Die Ermittlung wird zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten vorgenommen, die durch ein vorgegebenes Zeitintervall t voneinander getrennt sind, das gegenüber den für die Temperaturänderungen des Ankers erheblichen Zeitskalen klein genug ist (beispielsweise t = 1s). Zu jedem Zeitpunkt tn der Folge wird die Temperatur Trn des Ankers 6 in Abhängigkeit von den folgenden Berechnungsvariablen ermittelt:
- Temperatur Trn-1 des Ankers, ermittelt zum vorhergehenden Zeitpunkt tn-1 = tn - t der Folge;
- Drehzahl V des Rotors 2, vom Tachometer 19 zugeführt;
- Speiseeinstellwert C, dessen Wert entweder zum Zeitpunkt der Ermittlung tn oder zum vorhergehenden Zeitpunkt tn-1 genommen wird; und
- Temperatur Ts des Stators 1, der vom Fühler 21 geliefert wird.
Die Anmelderin hat festgestellt, daß bei der Mehrzahl der Bremsanlagenmodelle die Temperatur des Ankers mit ausreichender Präzision mittels einer Polynomfunktion der Variablen Trn-1, V, C, Ts wie folgender:
Trn = Trn-1+a t kp (b V+c Trn-1+d V Trn-1+e Tr2n-1+f V Ts) (1)
bestimmt wird, in welcher:
b = + (b1 + b2 C),
c = - (c1 + c2 C),
d = - (d1 + d2 C),
e = + (e1 + e2 C),
f = - f2
kp = 1 + (kp0 - 1) V/3000, und
a, b1, b2, c1, c2, d1, d2, e1, e2, f2 und kp0 konstante Koeffizienten sind, die für jedes Modell zu bestimmen sind, wobei die Drehzahl V in Umdrehungen pro Minute, das Zeitintervall t in Sekunden und die Temperaturen Trn, Trn-1 und Ts in ºCelsius ausgedrückt werden.
Zur Bestimmung der Koeffizienten a, b1, b2, c1, c2, d1, d2, e1, e2, f2 und kp0 können Versuche an einem Bremsenprototypen vorgenommen werden. Auf dem Versuchsstand wird eine erhebliche Anzahl von Situationen reproduziert, die durch die Werte der jeweils berücksichtigten Versuchsvariablen gekennzeichnet sind, und dann werden die Veränderungen der Ankertemperatur während eines Zeitraums t gemessen. Jede Messung liefert einen Wert für die Funktion, mit welcher Trn mit den Variablen Trn-1, V, C und Ts verknüpft ist. Anschließend kann der Satz Koeffizienten berechnet werden, der die beste Annäherung der Meßergebnisse gemäß Formel (1) liefert, beispielsweise mittels einer herkömmlichen Methode zur Regelung mit den kleinsten Fehlerquadraten, die vom Rechner vorgenommen wird.
Auf diese Weise läßt sich eine gute Abstimmung zwischen der Formel (1) und dem Wärmeverhalten des Ankers erhalten. In bestimmten Fällen läßt sich eine befriedigende Abstimmung erzielen, ohne die Statortemperatur Ts in die Berechnungsvariablen einzubeziehen, d.h. dadurch, daß f2 = 0 gesetzt wird. Dies läßt sich dadurch erklären, daß die Veränderungen der Statortemperatur vornehmlich von den Veränderungen der Ankertemperatur und des Speiseeinstellwerts herrühren, so daß die Variable Ts gelegentlich durch entsprechende Wahl der Koeffizienten a, b1, b2, c1, c2, d1, d2, e1, e2 und kp0 entfallen kann.
Der Satz Koeffizienten und der zur Berechnung nach Formel (1) nötigen Daten wird im Speicher 14 der Steuereinrichtung 12 in jedem untersuchten Modell der Verzögerungsvorrichtung abgespeichert. Im Betrieb könnte somit die Ankertemperatur vom Prozessor 13 in Echtzeit ermittelt werden, ohne daß es unbedingt notwendig ist, einen speziellen Fühler zu verwenden und die damit zusammenhängenden Nachteile in Kauf zu nehmen.
Zur Initialisierung des durch Formel (1) repräsentierten Algorithmus vor Inbetriebnahme der Brems- bzw. Verzögerungsvorrichtung kann beispielsweise der Ankertemperatur Tr&sub0; zum Ausgangszeitpunkt der Wert Ts der Statortemperatur oder auch ein von einem Thermometer gelieferter Wert der Umgebungstemperatur zugewiesen werden.
Die ermittelte Temperatur Trn wird zur Ermittlung des Speiseeinstellwerts C während des Zeitintervalls t nach der Berechnung verwendet. Beispielsweise vergleicht der Prozessor 13 die ermittelte Temperatur Trn mit einem vorgegebenen Schwellwert Tmax, dessen Wert, der in Abhängigkeit vom jeweiligen Modell der Bremsausrüstung gewählt wird, im Speicher 14 abgelegt wird. Wenn Trn unter dem Schwellwert Tmax bleibt, entspricht der Einstellwert C der Position P der Betätigungseinrichtung 18, wobei der Fahrer des Fahrzeugs nun das Schaltelement 18 betätigt, um die Anzahl der erregten Wicklungen zu wählen und so ein proportionales Verzögerungs- bzw. Bremsmoment zu erhalten. Wenn Trn den Schwellwert Tmax übersteigt, erfordert der Prozessor 13 einen Speiseeinstellwert C, der kleiner ist als die der Position des Schaltelements 18 entsprechende Zahl. Damit wird die Erwärmung des Ankers 6 und auch des Stators 1 begrenzt und andererseits wird, wie einleitend bereits ausgeführt, eine besser gesteuerte Nutzung der im Fahrzeug verfügbaren Stromenergle möglich, ohne den Wert des Verzögerungsmoments zu stark zu beeinträchtigen, da bei diesem die Neigung zur Abnahme besteht, wenn die Ankertemperatur bei einer vorgegebenen Erre gung ansteigt.
Dieses Verhalten wird durch die graphische Darstellung in Figur 2 veranschaulicht, in welcher die auf der Abszisse aufgetragene Zeit einen Simulationszeitraum von etwa 15 Minuten repräsentiert. Die Kurve A gibt den Temperaturverlauf des Ankers Tr für den Fall der Bergabfahrt des Fahrzeugs an bzw. für den Fall, daß der Fahrer mit verschiedenen Stellungen des Schaltelements 18 arbeitet. Die Temperatur Tr übersteigt den Schwellwert Tmax (ca. 630 ºC bei dem hier dargestellten Beispiel) praktisch nicht, da der Speiseeinstellwert verringert wird, sobald dies der Fall ist. Die gestrichelte Kurve B gibt den Verlauf von Tr für den Fall an, daß unter denselben Bedingungen die Temperaturangabe unberücksichtigt bleibt: der Schwellwert Tmax würde deutlich überschritten und man erhielte mit Sicherheit ein zusätzliches Moment, allerdings zu Lasten des Stromverbrauchs, der deutlich höher läge. Der Abfall am Ende der beiden Kurven A und B entspricht der Abschaltung der Verzögerungs- bzw. Bremsvorrichtung, also der Rückstellung des Schaltelements 18 in die Position P = 0. In dieser Phase ermöglicht die Erfindung die Beibehaltung einer geringeren Temperatur (Kurve A unterhalb der Kurve B), so daß dann, wenn erneut verzögert bzw. gebremst werden muß, ehe sich der Anker bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt hat, das sofort zur Verfügung stehende Moment höher liegt als in den Fällen, in denen die Temperatur unberücksichtigt bleibt.
Bei einer Variante der Erfindung wird der Fühler 21 zur Messung der Statortemperatur Ts nicht herangezogen. Wenn diese Temperatur Ts dennoch Bestandteil der Berechnungsvariablen für die Ermittlung von Tr sein soll, kann der Prozessor 13 so programmiert werden, daß er ebenfalls mit einem gleichartigen Algorithmus wie vorstehend beschrieben die Ermittlung vornimmt.
Hierzu kann einfach mit einer Formel der folgenden Art gearbeitet werden:
Tsn = Tsn-1 + (g2 Trn-1 - g1) t
in welcher Tsn und Tsn-1 die Statortemperatur repräsentieren, die jeweils zum Zeitpunkt tn und tn-1 ermittelt wird, und in welcher g1 und g2 zwei konstante Koeffizienten zur experimentellen Ermittlung angeben, wie für die anderen Koeffizienten bereits ausgeführt.
Eine weitere Variante besteht darin, daß die Statortemperatur Ts durch Messung der Spannung U und der Stromstärke I in einer Wicklung 3 und durch Berechnung des Widerstandswertes R = U/I ermittelt wird. Im typischen Fall von Wicklungen aus Kupferdraht verändert sich der Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur erheblich und kann somit zur Messung herangezogen werden.
Auch wenn die Erfindung anhand bevorzugter Beispiele beschrieben wurde, versteht sich von selbst, daß diese Beispiele keinerlei Einschränkung bedeuten und daß verschiedene Modifizierungen der Erfindung möglich sind, ohne über deren Rahmen hinauszugehen, wie er durch die Ansprüche abgesteckt ist.

Claims

1. Ausrüstung zur Wirbelstromverzögerung bei einem Fahrzeug, welche einen Stator (1) mit Induktionswicklungen (3), einen zur Anbringung auf einer Antriebswelle des Fahrzeugs geeigneten Rotor (2), welcher einen Anker (6) gegenüber dem Stator (1) umfaßt, ein Element zur manuellen Betätigung mit mehreren Stellungen (18), Steuermittel (12) zur Bildung eines Speiseeinstellwerts (C) insbesondere in Abhängigkeit von der Stellung (P) des Elements zur manuellen Betätigung (18) und Einrichtungen (9) zur selektiven Erregung der Induktionswicklungen (3) von einer Stromquelle (8) des Fahrzeugs aus im Ansprechen auf den Speiseeinstellwert (C) aufweist, wobei zur Lieferung einer Angabe über die Temperatur (Tr) des Ankers Temperatursteuermittel vorgesehen sind und diese Angabe von den Steuermitteln (12) bei der Bildung des Speiseeinstellwerts (C) berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (12) als Temperatursteuermittel einen Prozessor (13) aufweisen, der zur Berechnung der Temperatur des Ankers (6) in Echtzeit zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ausgelegt ist, wobei der Wert der Ankertemperatur (Trn) zu jedem Zeitpunkt (tn) der Folge vom Prozessor (13) in Abhängigkeit von mehreren Berechnungsvariablen bestimmt wird, zu welchen die Werte der zum vorhergehenden Zeitpunkt (tn-1) in der Folge bestimmten Ankertemperatur (Trn-1), der Drehzahl (V) des Rotors und des Speiseeinstellwerts (C) gehören.

2. Ausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsvariablen darüberhinaus die Temperatur des Stators (Ts) umfassen.

3. Ausrüstung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem gegenüber der Temperatur (Ts) des Stators (1) empfindliche Mittel (21) aufweist, welche den Steuermitteln (12) ein Signal zuleiten, das zu den Berechnungsvariablen gehörende Temperatur des Stators repräsentiert.

4. Ausrüstung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der zu den Berechnungsvariablen gehörenden Temperatur des Stators (Tsn) zu jedem Zeitpunkt (tn) der Folge vom Prozessor (13) in Abhängigkeit von dem zum vorhergehenden Zeitpunkt (tn-1) in der Folge bestimmten Wert der Ankertemperatur (Trn-1) und der Statortemperatur (Tsn-1) bestimmt wird.

5. Ausrüstung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (13) in der Weise arbeitet, daß der Wert der Statortemperatur (Tsn) zu jedem Zeitpunkt (tn) der Folge mit Hilfe einer Formel vom Typ:

Tsn = Tsn-1 + (g2 Trn-1 - g1) t

bestimmt wird, in welcher:

g1 und g2 konstante Koeffizienten sind,

t die Zeitspanne angibt, die zwischen dem Zeitpunkt (tn) und dem vorhergehenden Zeitpunkt (tn-1) in der Folge liegt,

Trn-1 den Wert der zum vorhergehenden Zeitpunkt (tn-1) in der Folge bestimmten Temperatur des Ankers angibt, und

Tsn und Tsn-1 die jeweilige Temperatur des Stators zu dem Zeitpunkt (tn) und dem vorhergehenden Zeitpunkt (tn-1) in der Folge darstellen.

6. Ausrüstung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (13) so arbeitet, daß die Ankertemperatur (Trn) zu jedem Zeitpunkt (tn) der Folge mit Hilfe einer Formel vom Typ:

Trn = Trn-1+a Kt kp (b V+c Trn-1+d V Trn-1+e Tr2n-1+f V Ts)

bestimmt wird, in welcher:

b = + (b1 + b2 C),

c = - (c1 + c2 C),

d = - (d1 + d2 C),

e = + (e1 + e2 C),

f = - f2 C,

kp = 1 + (kp0 - 1) V/3000,

a, b1, b2, c1, c2, d1, d2, e1, e2, f2 und kp0 konstante Koeffizienten sind,

V die Drehzahl des Rotors angibt,

C den Speiseeinstellwert bezeichnet, der gleich der Anzahl der gespeisten Wicklungen (3) ist,

Ts die Statortemperatur bezeichnet, und

Trn und Trn-1 die jeweilige Temperatur des Ankers zu dem Zeitpunkt (tn) und dem vorhergehenden Zeitpunkt (tn-1) in der Folge darstellen.

7. Ausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (12) in der Weise arbeiten, daß der Speiseeinstellwert (C) automatisch verändert wird, wenn die Temperatur (Trn), deren Wert vom Prozessor (13) bestimmt wird, einen vorgegebenen Schwellwert (Tmax) überschreitet, so daß die Erregungseinrichtungen (9) nun eine Anzahl von Induktionswicklungen (3) mit der Stromquelle (8) verbinden, welche kleiner ist als die der Stellung (P) des Elements zur manuellen Betätigung (18) entsprechende Zahl.