DE1413612B2

DE1413612B2 - Steuervorrichtung fuer die kontakte eines widerstands/// stufenschalters eines kollektormotors eines fahrzeuges

Info

Publication number: DE1413612B2
Application number: DE19621413612
Authority: DE
Inventors: Pierre Genf Riondel (Schweiz)
Original assignee: Ateliers de Secheron SA
Current assignee: BBC Secheron SA
Priority date: 1961-11-27
Filing date: 1962-11-23
Publication date: 1972-01-13
Also published as: US3344333A; FR1339945A; NL285831A; GB1012177A; NL135411C; CH374410A; DE1413612A1; BE625355A

Description

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während eines Anfahrvorganges mehrmals wirksam Integrators für den Fall, daß die Regelabweichung wird. Dadurch wird in rationeller Weise erreicht, daß Null ist, eine sichere Steuerung der Kippverstärker, mit einer bestimmten Anzahl von Widerständen eine Ein kontaktloser Kippverstärker 7 mit einer begrößere Anzahl von Widerstandsstufen geschaltet stimmten Ansprechspannung liefert die Spannung U₁ werden kann. 5 zum Steuern des ersten Stufenkontaktes C₁.

Es ist weiterhin sehr zweckmäßig, eine Motorstrom- Bei dem zum Element 7 analogen, kontaktlosen

begrenzungsschaltung vorzusehen, die von einer vom Kippverstärker 8 ist die Ansprechspannung anders.

Motorstrom abhängigen Spannung gespeist wird und Es liefert die (von U₁ verschiedene) Spannung CZ₂ zum

deren Ausgang mit dem Summenverstärker verbunden Steuern des zweiten Stufenkontaktes C₂.

ist. ίο Es ist eine ganze Reihe von kontaktlosen Kipp-

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs- verstärkern 7 bzw. 8 vorgesehen, von denen jedes beispiels in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. eine andere Spannung liefert, die zum Steuern je eines Die einzige Figur zeigt ein Blockschema einer Aus- zugehörigen einzelnen Stufenkontaktes dient,
führungsform der Erfindung, insbesondere für die Bei der beschriebenen Vorrichtung werden in wirt-Anfahrsteuervorrichtung eines Trolleybusmotors. xs schaftlicher Weise die Stufenkontakte des Wider-Die dargestellte Vorrichtung weist die folgenden Standsstufenschalters zum Anfahren untereinander Elemente auf: gekoppelt, und zwar derart, daß jeder Stufenkontakt

Ein differenzierendes Element 1, das im Eingang während eines Anfahrvorganges mehrmals wirksam eine Spannung Ur erhält, die eine Funktion der wird. Zur Durchführung dieses Programms wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise proportional 20 Rückkopplung zwischen zwei Kippverstärkern herzu dieser) ist, und gemäß der Gleichung gestellt.

Es sei beispielsweise der Fall der beiden Stufen-

j = k ^dUv kontakte C₁ und C₂ betrachtet. Der Stufenkontakt C₁

^{a x} dt spricht beispielsweise auf eine Spannung U₀ von 1 Volt

25 an, während die Ansprechspannung des Stufeneinen Strom Ja bildet, U₁ bedeutet dabei eine Kon- kontaktes C₂ 2 Volt betrage. Wenn nun der letztere stante und t die Zeit. Zwischen dem Eingang und dem einschaltet, so schaltet der Stufenkontakt C₁ als Folge Ausgang dieses Elementes ist ein Kondensator in der Rückkopplung zwischen den Kippverstärkern 7 Serie angeordnet, durch welchen der Strom J_a fließt. und 8 aus (da er nicht mehr unter Strom steht). Damit

Ein lineares Element 2, das einen Strom J_r abhängig 30 C₁ wieder einschaltet, muß die Spannung U₀ auf 3 Volt

von der vom Bedienenden gewählten Pedalstellung ansteigen, und in diesem Moment wirkt C₁ auf einen

(beispielsweise proportional zum Neigungswinkel <x anderen Stufenkontakt zurück usw.

des Pedals) liefert. Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Ein Element 3, das im Eingang eine Spannung Ui Es sei angenommen, daß der Fahrzeugführer das Fahrabhängig vom Motorstrom (beispielsweise proportional 35 pedal niederdrücke. In den Summenverstärker 4 wird zu diesem) erhält. Es weist eine solche Strom-Span- ein zur Winkelstellung des Pedals proportionaler nungs-Charakteristik auf, daß der Ausgangsstrom J_c Strom J_r eingegeben. Da die Ableitung von J_a Null ist, zunächst Null ist und hierauf bei einem bestimmten weil die Geschwindigkeit es ebenfalls ist, folgt ρ = J_r. Wert von Ux relativ steil ansteigt. Eine solche Charak- Die Spannung U₆ steigt nun an, und der Kippverteristik kann (für die Unempfindlichkeitszone) mit 40 stärker 7 bewirkt, daß C₁ unter Strom kommt und einer in Serie geschalteten Zenerdiode und (für den steil einschaltet.

ansteigenden Teil) mit einem relativ schwachen Wider- In diesem Moment fließt im Fahrzeugmotor Strom,

stand erhalten werden. und es wird ein Drehmoment auf die Achse ausgeübt.

Ein Element 4, das einen Summierverstärker dar- Das Fahrzeug setzt sich mit einer gewissen Beschleunistellt, der die algebraische Summe ρ = J_r — J_a — J₀ 45 gung in Bewegung. Der Wert ρ = J_r — Ja wird abbildet. Er besitzt an seinem einen Eingang in Serie nehmen, da J_a = O. Die Spannung U₀ nimmt jedoch geschalteten Widerstand und zwischen dem Ausgang nun weniger rasch zu. Nun wird durch den Kipp- und dem Eingang einen Rückkopplungswiderstand. verstärker der Stufenkontakt C₂ zum Schließen ge-Dieses Prinzip ist bekannt. bracht. Der Motorstrom nimmt zu, das auf die Achse

Ein lineares Element 5, das eine Spannung Ut liefert, 50 ausgeübte Drehmoment ebenfalls, und damit auch die

welche abhängig vom Neigungswinkel α (beispiels- Beschleunigung, wodurch für ein gegebenes At die

weise proportional zu diesem) des durch den Be- Zunahme der Spannung U₀ geringer wird,

dienenden betätigten Pedals ist. Beim Anfahren mit großen Lasten auf einem steil

Einen Integrator 6, der zum Integrieren der elek- ansteigenden Weg wird der Motorstrom groß. Da

irischen Größen gemäß der Formel 55 jedoch im Motor der zulässige Maximalstrom nicht

überschritten werden soll, wird der Kreis 3 wirksam.

Uc = k₂· Jp dt In der Nähe des Maximalstroms steigt der Strom J₀

rasch an, und der Wert ρ = J_r — J_a — Jc wird Null,

dient, worin Jc₂ eine Konstante bedeutet, so daß an was verhindert, daß die Spannung U_c weiter ansteigt, den die Stufenkontakte steuernden Kippverstärkern 60 Dadurch wird die bestehende Schaltstufe beibehalten, die Spannung U₀ ansteht. Außerdem kann die Span- Die Spannung U₀ kann den Bezugswert Ut nicht nung Uc einen durch das Element 5 gelieferten be- übersteigen, was bewirkt, daß die Anzahl der Schaltstimmten Wert nicht überschreiten, was mit Hilfe einer stufen in Abhängigkeit von der Pedalstellung begrenzt Diode erreicht werden kann. wird.

Der Integrator 6 verhindert infolge der Glättung 65 Wenn der Bedienende das Pedal losläßt, folgt die

der Ausgangssignale des Summierverstärkers 4 uner- Spannung U_c sofort Ut, da sie durch letzteren Wert

wünschte Pumperscheinungen in der Schaltung. Dar- begrenzt ist, wodurch der Stufenhalter proportional

über hinaus gewährleistet die Speicherwirkung des zur Änderung von Ut zurückschaltet.

Die Vorrichtung wurde mit Bezug auf eine Beschleunigung (Anfahren) beschrieben. Selbstverständlich bleibt das Prinzip im Falle einer Verzögerung (elektrische Bremsung, bei der der Kollektormotor als Generator arbeitet) gleich.

Aus dem beschriebenen Beispiel ersieht man, daß die Vorrichtung im Prinzip ein Organ (Integrator 6) aufweist, welches eine variable Spannung U_c erzeugt,

sowie eine Reihe von durch diese Spannung gesteuerten elektronischen Kippverstärkern, welche ihrerseits die Stufenkontakte steuern und so eingerichtet sind, daß sie auf verschiedene Spannungen an-5 sprechen.

Bei anderen Ausführungsformen können die Elemente 2, 3 und 5, oder auch nur 2 und 3, weggelassen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 gast durch plötzlich einsetzende Beschleunigungen Patentansprüche: oder Verzögerungen vermieden werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht

1. Steuervorrichtung für die Kontakte eines in der Regelung der Beschleunigung eines elektrisch Widerstandsstufenschalters eines Kollektormotors 5 angetriebenen Fahrzeuges, welche ein Fahrverhalten eines Fahrzeuges mit einem Regelkreis zur Rege- ohne stoßartige Beschleunigungen in allen Fahrlung der Fahrgeschwindigkeit, gekennzeich- Situationen gewährleistet und die Betriebssicherheit net durch einen Summenverstärker (4), eine des Motors erhöht.

mit einer von der Motordrehzahl abhängigen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

Spannung gespeiste und ein Istbeschleunigungs- io einen Summenverstärker, eine mit einer von der

signal liefernde Differenzierschaltung (1), ein ein Motordrehzahl abhängigen Spannung gespeiste und

Sollbeschleunigungssignal lieferndes Steuerorgan (2), ein Ist-Beschleunigungssignal liefernde Differenzier-

wobei der Summenverstärker (4) aus dem Soll- schaltung, ein ein Sollbeschleunigungssignal lieferndes

wert und dem Istwert der Beschleunigung eine Steuerorgan, wobei der Summenverstärker aus dem

Regelabweichung bildet, und durch einen Inte- 15 Sollwert und dem Istwert der Beschleunigung eine

grator (6), der dem Summenverstärker (4) nach- Regelabweichung bildet, und durch einen Integrator,

geschaltet ist und dessen Ausgangsspannung (U₀) der dem Summenverstärker nachgeschaltet ist und

an die Steuereingänge von kontaktlosen Kipp- dessen Ausgangsspannung an die Steuereingänge von

verstärkern (7, 8) geführt ist, von denen jeder einen kontaktlosen Kippverstärkern geführt ist, von denen

Stufenkontakt (C₁, C₂) steuert und eine bestimmte 20 jeder einen Stufenkontakt steuert und eine bestimmte,

von den übrigen Kippverstärkern verschiedene von den übrigen Kippverstärkern verschiedene An-

Ansprechspannung aufweist. Sprechspannung aufweist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekenn- Es ist zwar bereits bekannt (deutsche Auslegeschrift zeichnet durch ein Steuerorgan (5), dessen Aus- 1 018 968), bei von einer spannungsabhängigen Steuergangsspannung (Ut) proportional zur Stellungeines 25 vorrichtung von Stufenschaltern, z.B. bei der Spanvon einem Bedienenden betätigten Steuermechanis- nungsregelung von Transformatoren, nach dem Istmus ist und dem Integrator (6) zugeführt wird. Soll-Wertvergleich und einem Regelverstärker einen

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, Verzögerungsverstärker vorzusehen, der die Ausgangsdadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines spannung des Regelverstärkers oberhalb eines ge-Kippverstärkers mit dem Eingang des vorher- 30 wissen Unempfindlichkeitsbereiches dem Antrieb eines gehenden Kippverstärkers verbunden ist, um die Widerstandsstufenschaltwerkes zuführt. Mit diesen Ansprechspannung des letzteren zu verändern, so Verzögerungsverstärkern kann jedoch die Aufgabe daß jeder Kippverstärker je nach dem Arbeits- der vorliegenden Erfindung nicht gelöst werden, da zustand der anderen Kippverstärker mit ver- ein Verzögerungsverstärker nicht für eine ausreichende schiedenen Ansprechspannungen arbeiten kann. 35 Glättung der Signale und ihre Speicherung sorgt, so

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 daß z. B. auch bei der Regelabweichung Null ein bis 3, gekennzeichnet durch eine Motorstrom- sicheres Funktionieren der Regelschaltung d. h. das begrenzungsschaltung (3), die von einer vom Anstehen einer Spannung an den die Stufenkontakte Motorstrom abhängigen Spannung gespeist wird steuernden kontaktlosen Kippverstärkern, gewähr- und deren Ausgang mit dem Summenverstärker (4) 4° leistet ist.

verbunden ist. Erst die erfindungsgemäße Vereinigung einer an

sich bekannten Regelschaltung mit einem Integrator und den an sich bekannten kontaktlosen Kippver-

stärkern, an denen ständig das Ausgangssignal des

45 Integrators ansteht, gewährleistet ein sanftes Fahrverhalten in allen Fahrsituationen, so daß die Fahrgäste keinen unangenehmen, ruckartigen Beschleuni-

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für die gungen oder Verzögerungen mehr ausgesetzt sind. Kontakte eines Widerstandsstufenschalters eines KoI- Außerdem ist der Unterhalt eines Fahrzeuges, z. B. lektormotors eines Fahrzeuges mit einem Regelkreis 5° eines Trolleybusses, mit der erfindungsgemäßen Regelzur Regelung der Fahrgeschwindigkeit. schaltung sehr wirtschaftlich.

Es ist bekannt, für die Kontakte eines Widerstands- Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung be-

stufenschalters eines Kollektormotors eine Steuer- steht in einem weiteren Steuerorgan, dessen Ausgangsvorrichtung zu verwenden, bei der die von der Dreh- spannung, dem Sollwert entsprechend, proportional zahl abhängige Ankerspannung des Motors eine Reihe 55 zur Stellung eines von einem Bedienenden betätigten von Stufenschaltern steuert und bei der jeder Stufen- Steuermechanismus ist und dem Integrator zugeführt schalter eine von den übrigen Stufenschaltern ver- wird. Diese Spannung begrenzt die Steuergröße, d. h. schiedene Ansprechspannung aufweist (Zeitschrift die Ausgangsspannung des Integrators, wodurch die »Der Elektrotechniker«, 3. Jahrgang [1951]), S. 256). Anzahl der Schaltstufen in sehr einfacher Weise in Auch die Regelung der Beschleunigung von elektrisch 60 Abhängigkeit vom Sollwert begrenzt wird,
angetriebenen Motoren durch Vergleich eines der Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Er-

Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Istwertes mit findung besteht darin, daß der Ausgang eines Kippeinem z. B. von Hand einstellbaren Sollwert mit einer Verstärkers mit dem Eingang des vorhergehenden Sicherheitsbegrenzung des Motorstromes ist bekannt Kippverstärkers verbunden ist, um die Ansprech-(deutsche Auslegeschrift 1 114 217). Diese bekannten 65 spannung des letzteren zu ändern, so daß jeder Kipp-Regelschaltungen gewährleisten jedoch nicht in allen verstärker je nach dem Arbeitszustand der anderen Fahrsituationen, wie z. B. bei der Regelabweichung Kippverstärker mit verschiedenen Ansprechspannun-NuIl, daß unangenehme Einwirkungen auf den Fahr- gen arbeiten kann, so daß jeder Kippverstärker