DE69711954T2 - Verfahren und Vorrichtung zur gemeinsamen Steuerung von mehreren die Antriebsräden eines Farhzeugs antreibenden Elektromotoren - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der gemeinsamen elektrischen Versorgung mehrerer Elektromaschinen, die jeweils ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs antreiben können, bei dem ein mehrphasiger Versorgungswechselstrom unter Ausführung einer Regelung der Spannung und/oder der Frequenz des Versorgungsstroms in Abhängigkeit von wenigstens einem Stellsignal und von einem Referenzsignal erzeugt wird, um die Gesamtheit der Elektromaschinen zu versorgen, ununterbrochen ein Satz von Drehzahlsignalen erzeugt wird, die jeweils die Drehzahl eines entsprechenden Antriebsrades repräsentieren, und eines der Drehzahlsignale in dem Satz ausgewählt wird, um das Referenzsignal auszugeben.
• Die Erfindung betrifft außerdem ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb, insbesondere für die Ausführung des obenerwähnten Verfahrens, wobei das System mehrere Elektromaschinen, die jeweils mit einem Antriebsrad des Fahrzeugs gekoppelt sind, eine Versorgungsvorrichtung, die einen mehrphasigen Versorgungswechselstrom erzeugt, um die Gesamtheit der Elektromaschinen zu versorgen, sowie eine Regelvorrichtung, die die Versorgungsvorrichtung in Abhängigkeit von einem Antriebs-Stellsignal und von den Drehzahlen der Antriebsräder steuert, umfaßt, wobei die Regelvorrichtung Mittel, die ununterbrochen einen Satz von Drehzahlsignalen erzeugen, die die Drehzahlen jedes Antriebsrades repräsentieren, Verarbeitungsmittel, die so beschaffen sind, daß sie ein Referenzsignal in Abhängigkeit von den Drehzahlsignalen ausgeben, und eine Steuereinheit, die so beschaffen ist, daß sie das Antriebs-Stellsignal und das Referenzsignal empfängt und die Versorgungsvorrichtung entsprechend steuert, umfaßt.
• Die Patentanmeldung EP-A-0 576 947 beschreibt ein solches Antriebssystem für ein elektrisches Kraftfahrzeug mit zwei oder vier Antriebsrädern. Dieses System ist schematisch durch die beigefügte Fig. 1 für den Fall eines Fahrzeugs mit zwei Antriebsrädern gezeigt. Jedes Antriebsrad ist mit seinem eigenen mehrphasigen Asynchronmotor M1, M2 gekoppelt, wobei alle diese Motoren mit einer zentralen elektrischen Versorgung 2 verbunden sind, die einen mehrphasigen Strom IAL mit der Spannung UAL und der Frequenz FAL erzeugt, die durch Impulsbreitenmodulation (PWM) unter der Steuerung einer elektronischen Regelvorrichtung veränderbar sind. Diese Vorrichtung empfängt als Eingänge einerseits Antriebs-Stellsignale SPP und Brems-Stellsignale SFN, die beispielsweise durch den Fahrer mittels eines Steuerpedals erzeugt werden, und andererseits ein Signal SMI, das für den mehrphasigen Versorgungsstrom repräsentativ ist, sowie eine Gruppe von Frequenzsignalen MFR1, MFR2, wovon jedes von einem jeweiligen Sensor 10 stammt und die momentane Drehzahl des entsprechenden Motors M1, M2 und des ihm zugeordneten Rades repräsentiert. Die Vorrichtung verarbeitet die Eingangssignale, um an die zentrale Versorgung 2 zwei Steuersignale SCF und SCA zu liefern, die die Frequenz bzw. die Amplitude und somit die den Motoren gemeinsame Effektiv-Versorgungsspannung definieren.
• Da sich die Räder insbesondere dann, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können, wird von einer Verarbeitungseinheit 4 eines der Frequenzsignale (d. h. der Drehzahlsignale) MFR1, MFR2 als Referenzsignal SFMX ausgewählt, das zur Regelung durch eine Steuereinheit 6 verwendet wird, während das oder die anderen Signale der Gruppe unbenutzt bleiben. Gemäß dem zitierten Dokument wird stets das höchste Frequenzsignal ausgewählt, derart, daß die Regelung der Gesamtheit der Motoren unter Berücksichtigung lediglich des Motors und des Rades, die sich am schnellsten drehen, in Echtzeit erfolgt.
• Dieses bekannte Verfahren ist sowohl in der Antriebsbetriebsart als auch in der Betriebsart des elektrischen Bremsens in Verbindung mit Asynchronmotoren vorteilhaft, da diese nur dann ein Moment erzeugen, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen dem Rotor und dem Stator-Drehfeld besteht, die als Schlupf bezeichnet wird. In der Antriebsbetriebsart besitzt derjenige Motor, der sich am schnellsten dreht, den geringsten Schlupf und liefert somit das kleinste Antriebsmoment. Das entsprechende Rad besitzt folglich eine geringere Schlupfneigung als die anderen, wobei dann, wenn es dennoch infolge einer unzureichenden Haftung einen Schlupf aufweist, der Schlupf seines Motors und folglich auch das Moment abnimmt, was eine Rückkehr zur Haftung des Rades begünstigt. Folglich erhöht sich in den meisten Fällen eines Schlupfes beim Antrieb die Drehzahl des Rades, das einen Schlupf aufweist, nicht stark, so daß die Regelvorrichtung die Versorgungsfrequenz nicht stark anhebt und das Antriebsmoment auf das oder die anderen Antriebsräder fortbesteht.
• Es kann jedoch vorkommen, daß ein Antriebsrad (oder mehrere Antriebsräder) für eine so lange Zeit einen Schlupf aufweist (aufweisen), daß die Regelvorrichtung "durchdreht" und die in der Antriebsbetriebsart gemeinsame Versorgungsfrequenz wiederholt anhebt. Insbesondere dann, wenn ein Antriebsrad auf einer sehr glatten Oberfläche wie etwa auf Eis durchdreht, wird es bei einem geringen Moment und einem geringen Schlupf des Motors bis auf die Geschwindigkeit des Drehfeldes fortgesetzt angetrieben. Da die Regelvorrichtung die Sollfrequenz definiert, indem sie der Frequenz des Referenzsignals, das von demjenigen Rad geliefert wird, das sich am schnellsten dreht, eine große Schlupffrequenz hinzufügt, führt dies zu einer Erhöhung der Versorgungsfrequenz und folglich der Drehzahl des einen Schlupf aufweisenden Rades und folglich nochmals der Versorgungsfrequenz und so weiter. In den anderen Motoren wird der Schlupf so groß, daß das Moment auf das oder die Räder, die keinen Schlupf aufweisen, nicht mehr abnimmt, so daß ein korrekter Antrieb nicht mehr möglich ist. Diese fatale Situation verändert sich nicht ohne äußere Einwirkung, beispielsweise eine Änderung des Stellsignals, weil der Fahrer das Gaspedal stark zurücknimmt, oder ohne Verwendung einer im allgemeinen komplizierten und teueren Antischlupfvorrichtung, wie sie für klassische Kraftfahrzeuge bekannt ist.
• In der Bremsbetriebsart ist das Prinzip der Auswahl desjenigen Signals, das für das Rad, das sich am schnellsten dreht, repräsentativ ist, in dem Fall vorteilhaft, in dem ein Rad mit einer unzureichenden Haftung blockiert ist. Unter dem Ausdruck "blockiert" wird hier verstanden, daß die Drehung des Rades angehalten ist, beispielsweise durch eine mechanische Bremsung, oder durch eine elektrische Bremsung stark verlangsamt ist, derart, daß es auf dem Boden gleitet, weil seine Drehzahl schnell unter einen Wert weit unter jenem, der sich aus der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ergibt, fällt. Nach dem obenerwähnten Auswahlprinzip wird das Drehzahlsignal eines blockierten Rades nicht ausgewählt. Jedoch kann die in dem zitierten Dokument beschriebene Vorrichtung nicht korrekt funktionieren, wenn alle Antriebsräder blockiert sind, weil es dann mit dem elektrischen Bremsen der Räder fortsetzt und einen negativen Schlupf in den Motoren aufrechterhält.
• Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Weiterentwicklung eines solchen Verfahrens und einer solchen Vorrichtung, derart, daß automatisch ein Durchdrehen eines oder mehrerer Antriebsräder im Fall des Schlupfes in der Antriebsbetriebsart verhindert wird, wobei relativ einfache, zuverlässige und kostengünstige technische Mittel verwendet werden. Gemäß einem zusätzlichen Ziel der Erfindung müssen das Verfahren und die Vorrichtung in der Betriebsart der elektrischen Bremsung einen Betrieb nach einem ähnlichen Prinzip ermöglichen.
• Zu diesem Zweck liefert die Erfindung ein Verfahren der oben angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einer Antriebsbetriebsart, in der die Maschinen die Antriebsräder antreiben, ununterbrochen eine Sehlupferfassung für jedes Antriebsrad ausgeführt wird und im Auswahlschritt dann, wenn wenigstens ein Antriebsrad einen Schlupf aufweist und wenigstens ein Antriebsrad keinen Schlupf aufweist, das Drehzahlsignal ausgewählt wird, das dem Antriebsrad entspricht, das sich am schnellsten dreht und keinen Schlupf aufweist, oder dann, wenn alle Antriebsräder einen Schlupf aufweisen, ein erstes Ersatzsignal verwendet wird, um das Referenzsignal auszugeben.
• Somit wird dann, wenn beispielsweise ein einziges Rad beim Antrieb einen Schlupf aufweist, das entsprechende Drehzahlsignal einfach beiseite gelassen und wie im Stand der Technik, bei gleichen Vorteilen und ohne Gefahr eines Durchdrehens, die Auswahl aus dem oder den anderen Drehzahlsignalen getroffen. Wenn alle Räder einen Schlupf aufweisen, kann die Regelung in gezielter Weise anhand eines Ersatzsignals erfolgen, das beispielsweise die Drehzahl eines Antriebsrades unmittelbar vor dem Auftreten eines Schlupfes repräsentiert.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird in einer Bremsbetriebsart, in der die Maschinen von den Antriebsrädern angetrieben werden, ununterbrochen eine Erfassung eines Blockierens für jedes Antriebsrad ausgeführt, wobei im Auswahlschritt dann, wenn wenigstens ein Antriebsrad nicht blockiert, dasjenige Drehzahlsignal ausgewählt wird, das dem Antriebsrad entspricht, das sich am schnellsten dreht, oder dann, wenn alle Antriebsräder blockieren, ein zweites Ersatzsignal verwendet wird, um das Referenzsignal auszugeben.
• Daraus ergibt sich, daß in der Antriebsbetriebsart und in der Bremsbetriebsart analoge Auswahlregeln angewandt werden, da der Fall, in dem alle Antriebsräder blockiert sind, in ähnlicher Weise wie der Fall, in dem alle Antriebsräder einen Schlupf aufweisen, gelöst wird. Vorzugsweise repräsentiert das zweite Ersatzsignal die Drehzahl eines Antriebsrades unmittelbar vor dem Blockieren, so daß es in derselben Weise wie das erste bestimmt werden kann.
• Ein erfindungsgemäßes Antriebssystem ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsmittel Auswahlmittel und für jedes Drehzahlsignal eine Schlupferfassungseinheit, die so beschaffen ist, daß sie einen Schlupf durch Erfassen einer plötzlichen Erhöhung des Drehzahlsignals erfaßt und an die Auswahlmittel ein korrigiertes Drehzahlsignal sowie ein Schlupfsignal ausgibt, umfassen, wobei die Auswahlmittel so beschaffen sind, daß sie eines der korrigierten Drehzahlsignale als Referenzsignal in Abhängigkeit von den Schlupfsignalen ausgeben.
• Vorzugsweise ist jede Schlupferfassungseinheit außerdem so beschaffen, daß sie ein Blockieren des entsprechenden Rades durch Erfassen einer plötzlichen Abnahme des Drehzahlsignals erfaßt und an die Auswahlmittel ein Blockiersignal ausgibt, wobei die Auswahlmittel so beschaffen sind, daß sie eines der korrigierten Drehzahlsignale als Referenzsignal in Abhängigkeit von den Schlupfsignalen und von den Blockiersignalen ausgeben.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich in der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die im folgenden beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen dargeboten wird, worin:
• - Fig. 1 schematisch ein obenbeschriebenes Antriebssystem gemäß dem Stand der Technik wiedergibt,
• - Fig. 2 schematisch ein Antriebssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt,
• - Fig. 3 ein Funktionsschema eines Elements von Fig. 2 ist,
• - Fig. 4 ein Funktionsschema eines weiteren Elements von Fig. 2 ist,
• - Fig. 5 ein Diagramm ist, das eine von einem weiteren Element von Fig. 2 ausgeübte Funktion zeigt.
• Nach Fig. 2 erzeugt wie im Fall von Fig. 1 eine elektrische Versorgungsvorrichtung 2 in einer Versorgungsschaltung 3 einen mehrphasigen Versorgungswechselstrom mit einer Spannung UAL, einer Stärke IAL und einer Frequenz FAL, um zwei Asynchronmaschinen 11, 12 zu versorgen, die mit zwei Antriebsrädern 13 bzw. 14 des Fahrzeugs gekoppelt sind. Die Versorgungsvorrichtung 2 kann von einem beliebigen geeigneten Typ sein, beispielsweise in Form einer Akkumulatorenbatterie, die einem elektronischen Umsetzer mit einer Leistungsumschaltungsvorrichtung und einem Impulsbreitenmodulator zugeordnet ist, oder einer Generatorgruppe mit einem Thermomotor, einer Lichtmaschine und gegebenenfalls einem elektronischen Umsetzer. Die Erfindung ist folglich sowohl auf ein Hybridantrieb-Fahrzeug als auch auf ein rein elektrisches Fahrzeug anwendbar.
• Die Versorgungsvorrichtung 2 wird von einer Regelvorrichtung 6 gesteuert, die ihr ein Frequenz-Sollsignal SCF und ein Amplituden-Sollsignal SCA liefert. Die Vorrichtung 6 erzeugt ihre Signale beispielsweise in der in dem Dokument EP-A-0 576 947 beschriebenen Weise anhand von von ihr empfangenen Signalen SMI, SP, SF und SR. Das Signal SMI ist ein Meßsignal des von der Vorrichtung 2 erzeugten elektrischen Hauptversorgungsstroms. Dieses Signal wird von einem Stromsensor 15 geliefert. Die Signale SP und SF sind Stellsignale für den Antrieb bzw. das Bremsen, die von Steuerorganen stammen, die vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt werden. Das Signal SR ist ein Referenzsignal, das zur Wiedergabe einer Drehzahl der Antriebsräder 13, 14 und ihrer Motoren 11, 12 bestimmt ist. Die Erzeugung dieses Referenzsignals bildet einen Hauptpunkt der hier beschriebenen Erfindung.
• Jedem Motor 11, 12 (oder jedem entsprechenden Rad 13, 14) ist ein Drehzahlsensor 10 zugeordnet, der ein Meßsignal N1, N2 an eine Verarbeitungseinheit 21, 22 liefert, die dieses Meßsignal verarbeitet und normiert, um ein Drehzahlsignal NM1, NM2 zu liefern, wobei diese in diesem Beispiel in einer analogen Form auftreten, jedoch auch eine Ausführung in digitaler Form möglich ist. Dieses Drehzahlsignal wird an einen Eingang einer Schlupferfassungseinheit 23, 24 geliefert, die weiter unten näher beschrieben wird. Jede Einheit 23, 24 liefert an eine gemeinsame Auswahleinheit 25 ein korrigiertes Drehzahlsignal NC1, NC2, ein Schlupfsignal P1, P2 und ein Blockiersignal B1, B2. Die Auswahleinheit 25 verarbeitet diese Signale und liefert folglich das Referenzsignal SR an die Regelvorrichtung 6. Gegebenenfalls liefert sie außerdem ein Signal D an eine Verarbeitungseinheit 26, die weiter unten beschrieben wird.
• Selbstverständlich kann das Antriebssystem mehr als zwei Motoren 11, 12, beispielsweise vier Motoren, die mit vier Antriebsrädern gekoppelt sind, umfassen. Es enthält dann ebenso viele Schlupferfassungsvorrichtungen 23, 24, die ihre betreffenden Signale an die Auswahleinheit 25 liefern. Die folgende Beschreibung gilt auch für einen solchen Fall.
• Fig. 3 ist ein Funktionsschema der Schlupferfassungseinheit 23, die das Drehzahlsignal NM1 verarbeitet. Dasselbe Schema gilt für die Einheit 24, wenn in den Signalnamen die Zahl 1 durch 2 ersetzt wird.
• In der Einheit 23 wird das Drehzahlsignal NM1 gleichzeitig an einen ersten Eingang eines Multiplexers 30 und an eine Eingangsschaltung übertragen, die durch ein Tiefpaßfilter 31 gebildet ist, die ein gefiltertes Signal NF1 an einen zweiten Eingang des Multiplexers 30 liefert. Eine Differenzierschaltung 32 empfängt ebenfalls die Signale NM1 und NF1 und berechnet ihre algebraische Differenz Δ, deren repräsentatives Signal an zwei Komparatoren mit Hysterese 33 und 34 übertragen wird, die ein Schlupfsignal P1 bzw. ein Blockiersignal B1 liefern. Die Signale P1 und B1 werden an zwei Eingänge eines ODER-Glieds 35 übertragen, das den Multiplexer 30 steuert und mit diesem eine Ausgangsschaltung 36 bildet.
• Die Signale P1 und B1 sind binäre Signale. Der erste Komparator 33 gibt an P1 den Wert 1, wenn ein positiver Wert von Δ eine vorgegebene positive Schwelle überschritten hat, und den Wert 0, wenn der Wert von Δ abgenommen hat. Der zweite Komparator 34 gibt an B1 den Wert 1, wenn ein negativer Wert von Δ einen negativen Schwellenwert unterschritten hat, und den Wert 0, wenn der Wert Δ zugenommen hat.
• Wenn das Drehzahlsignal NM1 konstant ist oder eine relativ langsame Veränderung aufweist, die einem normalen Beschleunigen oder Verlangsamen des Fahrzeugs entspricht, kann sich diese Änderung durch das Tiefpaßfilter 31 hindurch in dem Signal NF1 wiederspiegeln, so daß der Wert Δ gleich 0 oder klein ist und die beiden Signale P1 und B1 den Wert 0 haben. In diesem Fall hat das Ausgangssignal des ODER-Glieds 35 ebenfalls den Wert 0 und befiehlt das Durchschalten des ersten Eingangs des Multiplexers 30 auf den Ausgang desselben, derart, daß das korrigierte Drehzahlsignal NC1 gleich NM1 ist.
• Wenn umgekehrt das Antriebsrad 13 beim Antrieb einen Schlupf aufweist, nimmt sein Drehzahlsignal NM1 plötzlich zu, jedoch entspricht sein gefilterter Wert NF1 der Drehzahl vor dem Auftreten eines Schlupfes. Die Differenz Δ übersteigt dann den vom Komparator 33 vorgegebenen Schwellenwert, wobei das Signal P1 den Wert 1 annimmt, was angibt, daß ein Schlupf aufgetreten ist, während B1 auf 0 bleibt. Das Ausgangssignal des ODER-Glieds 35 nimmt den Wert 1 an und bewirkt das Durchschalten des zweiten Eingangs des Multiplexers 30 auf dessen Ausgang. Das korrigierte Drehzahlsignal NC1 hat dann den gefilterten Wert NF1, der die Drehzahl des Rades vor dem Auftreten eines Schlupfes angibt.
• In ähnlicher Weise spiegelt sich dann, wenn das Antriebsrad 13 bei einem Bremsvorgang blockiert, der plötzliche Abfall seines Drehzahlsignals NM1 nicht durch das Filter 31 hindurch wieder, wobei das gefilterte Signal NF1 dann die Drehzahl des Rades vor dem Blockieren repräsentiert. Die Differenz Δ hat einen stark negativen Wert, der den im Komparator 34 festgelegten Schwellenwert unterschreitet und dem Blockiersignal B1 den Wert 1 verleiht, während P1 auf 0 bleibt. Wie im vorhergehenden Fall hat der Ausgang des ODER-Glieds 35 den Wert 1, so daß das korrigierte Drehzahlsignal NC1 gleich NF1 ist und die Drehzahl des Rades vor dem Blockieren repräsentiert.
• Somit empfängt die Auswahleinheit 25 drei Signale NC, P und B für jedes Antriebsrad. Sie ist vorzugsweise so beschaffen, daß sie eines der Signale NC nach den folgenden Regeln auswählt, um es als Referenzsignal SR auszugeben:
• - Wenn sämtliche Antriebsräder einen Schlupf aufweisen, besitzen alle Schlupfsignale P den Wert 1. Alle korrigierten Drehzahlsignale NC geben die durch die gefilterten Signale NF angegebenen Drehzahlen vor dem Auftreten eines Schlupfes wieder. Die Einheit 25 wählt dann dasjenige Signal NC mit dem kleinsten Wert aus, d. h., daß das Referenzsignal SR durch ein erstes Ersatzsignal gebildet ist, das die Drehzahl desjenigen Rades wiedergibt, das sich vor dem Auftreten eines Schlupfes am langsamsten dreht.
• - Wenn sämtliche Räder blockiert sind, haben alle Signale B den Wert 1. Sämtliche korrigierten Drehzahlsignale NC geben die durch die gefilterten Signale NF angegebenen Drehzahlen vor dem Blockieren wieder. Die Auswahleinheit 25 wählt dann dasjenige Signal NC mit dem höchsten Wert aus, d. h., daß das Referenzsignal SR durch ein zweites Ersatzsignal gebildet ist, das die Drehzahl desjenigen Rades wiedergibt, das sich vor einem Blockieren am schnellsten dreht.
• - In allen anderen Fällen wählt die Auswahleinheit 25 das Signal NC mit dem höchsten Wert aus. Dies ist nicht nur dann der Fall, wenn sämtliche Antriebsräder normal am Boden haften, so daß alle Signale NC gleich den entsprechenden Drehzahlsignalen NM sind, sondern auch dann, wenn wenigstens ein Antriebsrad haftet, während die anderen einen Schlupf aufweisen oder blockiert sind. Die Versorgung des Motors des Rades oder jedes Rades, das haftet, kann dann normal fortgeführt werden. Diese Auswahlregel gilt auch für den theoretischen Fall, in dem bestimmte Antriebsräder einen Schlupf aufweisen und alle anderen blockiert sind.
• Das von der Auswahleinheit 25 erzeugte Signal D ist dazu vorgesehen, das Antriebsmoment oder das Bremsmoment, das durch die als Motor bzw. als Generator arbeitenden elektrischen Maschinen 11, 12 erzeugt wird, dank einer Begrenzung der Antriebs- und Brems-Stellsignale SP und SF zu begrenzen, wenn sämtliche Antriebsräder einen Schlupf aufweisen oder blockiert sind. Eine solche Situation wird dadurch angezeigt, daß das Schlupfsignal P oder das Blockiersignal B für jedes Antriebsrad den Wert 1 hat. In diesem Fall liefert ein in der Auswahleinheit 25 enthaltener Integrierblock 38 das Signal D, das die Dauer des Schlupfes oder der Blockierung aller Antriebsräder repräsentiert. Fig. 4 zeigt ein Funktionsschema des Blocks 38, wobei X die Anzahl von Antriebsrädern, die einen Schlupf aufweisen oder blockiert sind, repräsentiert und Y die Gesamtzahl von Antriebsrädern, beispielsweise zwei in dem Schema von Fig. 2, ist. Ein Differentiator 40 liefert ein Signal Z, das gleich der positiven Differenz zwischen X und (Y - 0,5) ist. Eine Integrierschaltung 41, die beispielsweise durch einen Taktimpulszähler gebildet ist, integriert das Signal Z nach der Zeit und liefert an seinem Ausgang das Signal D, das unten durch 0 und oben durch einen vorgegebenen Wert begrenzt ist. Wie Fig. 1 zeigt, wird das Signal D an die Verarbeitungseinheit 26 übertragen, die auf es die in Fig. 5 gezeigte Funktion ausübt, um das Signal K zu ergeben. Dieses hat den Wert 1, solange die Dauer des Schlupfes oder der Blockierung D kleiner als ein erster Grenzwert D1 ist, nimmt danach mit der Zeit allmählich bis zu einer zweiten Grenzdauer D2 ab, nach der K einen kleinen konstanten Wert beibehält. Die Grenzwerte D1 und D2 werden in Abhängigkeit vom gewünschten dynamischen Verhalten des Fahrzeugs gewählt. Das Signal K dient als Faktor in den Multiplizierschaltungen 42 und 43, um die Stellsignale SP bzw. SF auf kleinere Werte SPR und SFR zu bringen, wenn die Antriebsräder für eine Dauer, die größer als D1 ist, einen Schlupf aufweisen oder blockiert sind. Diese Reduktion wirkt sich so aus, daß die Versorgung der Elektromaschinen 11 und 12 durch die Versorgungsvorrichtung 2 begrenzt wird und folglich ihr Moment abnimmt und eine Rückkehr zur Haftung der Räder fördert.
• In einer nicht gezeigten Variante der obenbeschriebenen Vorrichtung kann vorgesehen sein, auf die Stellsignale SP und SF, je nachdem ob es sich um einen Schlupf oder ein Blockieren der Antriebsräder handelt, getrennt einzuwirken. Es ist dann eine erste Einheit 38 und eine erste Einheit 26 vorgesehen, um einen Reduktionsfaktor K zu erzeugen, der auf die erste Multiplizierschaltung 42 einwirkt, um den Antrieb im Fall eines Schlupfes zu begrenzen, und eine zweite Einheit 38 und eine zweite Einheit 26 vorgesehen, um einen zweiten Reduktionsfaktor K zu erzeugen, der auf die zweite Multiplizierschaltung 43 im Fall des Blockierens der Räder einwirkt. Dadurch können die Parameter D1, D2 und K in den beiden Fällen unterschiedliche Werte annehmen.
• Die vorangehende Beschreibung zeigt, daß die vorliegende Erfindung unter Beibehaltung der Vorteile des Standes der Technik das Sicherstellen einer angemessenen Steuerung der als Motor oder als Generator arbeitenden elektrischen Maschinen in allen Fällen, in denen ein Schlupf oder ein Blockieren eines oder mehrerer Antriebsräder eintritt, ermöglicht, und zwar in einer Weise, die die Rückkehr zur Haftung dieser Räder begünstigt. Außerdem können diese Vorteile erhalten werden, ohne eine Modifizierung der Regelvorrichtung 6 im Stand der Technik zu erfordern. Jedoch kann diese Vorrichtung auch modifiziert werden, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Regeln der gemeinsamen elektrischen Versorgung mehrerer Elektromaschinen (11, 12), die jeweils ein Antriebsrad (13, 14) eines Kraftfahrzeugs antreiben können, bei dem ein mehrphasiger Versorgungswechselstrom unter Ausführung einer Regelung der Spannung und/oder der Frequenz des Versorgungsstroms in Abhängigkeit von wenigstens einem Stellsignal und von einem Referenzsignal (SR) erzeugt wird, um die Gesamtheit der Elektromaschinen zu versorgen, ununterbrochen ein Satz von Drehzahlsignalen (NM1, NM2) erzeugt wird, die jeweils die Drehzahl eines entsprechenden Antriebsrades repräsentieren, und eines der Drehzahlsignale in dem Satz ausgewählt wird, um das Referenzsignal auszugeben, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Antriebsbetriebsart, in dem die Maschinen die Antriebsräder antreiben, ununterbrochen eine Schlupferfassung für jedes Antriebsrad ausgeführt wird und im Auswahlschritt dann, wenn wenigstens ein Antriebsrad einen Schlupf aufweist und wenigstens ein Antriebsrad keinen Schlupf aufweist, das Drehzahlsignal (NM1, NM2) ausgewählt wird, das dem Antriebsrad entspricht, das sich am schnellsten dreht und keinen Schlupf aufweist, oder dann, wenn alle Antriebsräder einen Schlupf aufweisen, ein erstes Ersatzsignal (NF1) verwendet wird, um das Referenzsignal (SR) auszugeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ersatzsignal die Drehzahl eines Antriebsrades, die direkt vor dem Auftreten seines Schlupfes gemessen wird, repräsentiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Bremsbetriebsart, in der die Maschinen von den Antriebsrädern angetrieben werden, ununterbrochen eine Erfassung eines Blockierens für jedes Antriebsrad ausgeführt wird und im Auswahlschritt dann, wenn wenigstens ein Antriebsrad nicht blockiert, dasjenige Drehzahlsignal (NM1, NM2) ausgewählt wird, das dem Antriebsrad entspricht, das sich am schnellsten dreht, oder dann, wenn alle Räder blockieren, ein zweites Ersatzsignal (NF1) verwendet wird, um das Referenzsignal (SR) auszugeben.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ersatzsignal die Drehzahl eines Antriebsrades, die direkt vor seinem Blockieren gemessen wird, repräsentiert.

5. Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb, insbesondere für die Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei das System mehrere Elektromaschinen (11, 12), die jeweils mit einem Antriebsrad (13, 14) des Fahrzeugs gekoppelt sind, eine Versorgungsvorrichtung (2), die einen mehrphasigen Versorgungswechselstrom erzeugt, um die Gesamtheit der Elektromaschinen zu versorgen, sowie eine Regelvorrichtung (6), die die Versorgungsvorrichtung in Abhängigkeit von einem Antriebs-Stellsignal (SP) und von den Drehzahlen der Antriebsrädern steuert, wobei die Regelvorrichtung Mittel (10, 21, 22), die ununterbrochen einen Satz von Drehzahlsignalen (NM1, NM2) erzeugen, die die Drehzahlen jedes Antriebsrades repräsentieren, Verarbeitungsmittel (23, 24, 25), die so beschaffen sind, daß sie ein Referenzsignal (SR) in Abhängigkeit von den Drehzahlsignalen ausgeben, und eine Steuereinheit (6), die so beschaffen ist, daß sie das Antriebs-Stellsignal und das Referenzsignal empfängt und die Versorgungsvorrichtung entsprechend steuert, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsmittel Auswahlmittel (25) und für jedes Drehzahlsignal eine Schlupferfassungseinheit (23, 24), die so beschaffen ist, daß sie einen Schlupf durch Erfassen einer plötzlichen Erhöhung des Drehzahlsignals erfassen und an die Auswahlmittel ein korrigiertes Drehzahlsignal (NC1, NC2) sowie ein Schlupfsignal (P1, P2) ausgeben, umfassen, wobei die Auswahlmittel so beschaffen sind, daß sie eines der korrigierten Drehzahlsignale als Referenzsignal (SR) in Abhängigkeit von den Schlupfsignalen ausgeben.

6. Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schlupferfassungseinheit (23, 24) außerdem so beschaffen ist, daß sie ein Blockieren des entsprechenden Rades durch Erfassen einer plötzlichen Abnahme des Drehzahlsignals erfaßt und an die Auswahlmittel (25) ein Blockiersignal (B1, B2) ausgibt, wobei die Auswahlmittel so beschaffen sind, daß sie eines der korrigierten Drehzahlsignale (NC1, NC2) als Referenzsignal in Abhängigkeit von den Schlupfsignalen (P1, P2) und von den Blockiersignalen (B1, B2) ausgeben.

7. Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schlupferfassungseinheit (23, 24) umfaßt:

- eine Eingangsschaltung (31), die das Drehzahlsignal (NM1) empfängt und jederzeit ein Ersatzsignal (NF1) erzeugt, das einen früheren Zustand des Drehzahlsignals repräsentiert,

- eine Differenzierschaltung (32), die ein differentielles Signal (A) erzeugt, das die Differenz zwischen dem Ersatzsignal und dem Drehzahlsignal repräsentiert,

- eine Vergleichsschaltung (33), die das Differenzsignal mit einem Schwellenwert vergleicht und das Schlupfsignal (P1), das einen Schlupf angibt, wenn der Schwellenwert überschritten wird, in binärer Form ausgibt, und

- eine Ausgangsschaltung (36), die die Drehzahl-, Ersatz- und Schlupfsignale empfängt und als korrigiertes Drehzahlsignal (NC1) in Abhängigkeit vom Zustand des Schlupfsignals das Drehzahlsignal (NM1) oder das Ersatzsignal (NF1) ausgibt.

8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Drehzahlsignal (NM1) ein analoges Signal ist und daß die Eingangsschaltung (31) ein Tiefpaßfilter ist.

9. Antriebssystem nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupferfassungsschaltung (23, 24) eine weitere Vergleichsschaltung (34) umfaßt, die das Differenzsignal mit einem negativen Schwellenwert vergleicht und das Blockiersignal (B1), das ein Blockieren angibt, wenn der negative Schwellenwert nach unten überschritten wird, in binärer Form ausgibt, wobei die Ausgangsschaltung (36) außerdem das Blockiersignal empfängt und als korrigiertes Drehzahlsignal (NC1) das Drehzahlsignal oder das Ersatzsignal in Abhängigkeit vom Zustand der Schlupf und Blockiersignale (P1, B1) ausgibt.

10. Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsmittel Mittel (26, 38, 42) umfassen, die eine Dauer messen, während der die Schlupfsignale angeben, daß alle Antriebsräder einen Schlupf aufweisen, und die das Antriebs-Stellsignal modifizieren, wenn die Dauer einen vorgegebenen Wert übersteigt.

11. Antriebssystem nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsmittel Mittel (26, 38, 43) umfassen, die eine Dauer messen, während der die Blockiersignale angeben, daß alle Antriebsräder blockieren, und die ein Brems-Stellsignal modifizieren, wenn die Dauer einen vorgegebenen Wert übersteigt.