DE1910669B2

DE1910669B2 - Steuerungseinrichtung für einen Fahrzeugmotor

Info

Publication number: DE1910669B2
Application number: DE1910669A
Authority: DE
Inventors: Lalan G. Pittsburgh Pa. Miller (V.St.A.)
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1968-03-06
Filing date: 1969-03-03
Publication date: 1980-07-17
Also published as: DE1910669C3; SE346263B; US3543121A; FR2003351A1; JPS5014721B1; DE1910669A1; BE729198A

Description

Die Erfindung bell ifft eine Steuerungseinrichtung für einen Fahrzeugmotor, die eine Stoßbegrenzerschaltung jo zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit eines Steuersignals un.faßt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs.

Eine solche Steuerungseinrichtung für einen Fahrzeugmotor ist durch die US-FS 33·'Ο612 bekannt Bei r, der bekannten Stoßbegrenzerschaltung lassen sich für den Anstieg und den Abfall des Steuersignals unterschiedliche Änderungswerte erhalten, indem die Emitterströme der Transistoren unabhängig voneinander eingestellt werden. In vielen Fällen wird jedoch sowohl für den Anstieg als auch für den Abfall des Steuersignals dieselbe maximale Änderungsgeschwindigkeit gewünscht. In diesem Falle läßt sich eine vereinfachte Stoßbegrenzerschaltung erzielen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige vereinfachte Stoßbegrenzer- r> schaltung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung, bei der sich für den Anstieg und den Abfall des Steuersignals w dieselbe (einstellbare) maximale Änderungsgeschwindigkeit ergibt, kommt mit nur einem Transistor, einem Regelwiderstand, einem Brückengleichrichter, einem Kondensator und einer Spannungsquelle aus, während der für die bekannte Schaltung erforderliche Schal- r, tungsaufwand ganz erheblich größer ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fs zeigt

F i g. I die erfindungsgemäße Stoßbegrenzerschal- mi lung und

Fig. 2 für einen im oberen Teil der Figur dargestellten Stcuerspannungsverlauf die im unleren Teil der Figur dargestellte zugehörige Ausgangsspannung der erfindungsgemäßen Schaltung. h>

Die in der F i g. I dargestellte erfindungsgemäße Stoßbegrenzerschaltung umfaßt einen Transistor I, dessen Basisemitterstrecke über einen einstellbaren Widerstand 4 mit einer Spannungsquelle 3 verbunden ist, die im Falle des dargestellten NPN-Trsnsistors mit ihrem negativen Anschluß am Emitter und mit ihrem positiven Anschluß an der Basis liegt Die Basiskollektorstrecke des Transistors 1 ist mit den Gleichspannungsanschlüssen eines Brückengleichrichters 11 verbunden, von welchem Brückengleichrichter der eine Wechselspannungsanschluß mit der Steuersignalquelle 7, 8 und dessen anderer Wechselspannungsanschluß mit dem einen Belag eines Kondensators 6 sowie mit dem Ausgangsanschluß der Schaltung verbunden ist Der andere Anschluß des Kondensators 6 liegt an einem Potential, das für Eingang und Ausgang gleich ist und z, B, Massepotential sein kann.

Ein von der Steuersignalquelle an die Eingangsanschlüsse 7, 8 der Schaltung geliefertes Steuersignal, beispielsweise das in Fig.2 im oberen Teil in Zeitabhängigkeit dargestellte Steuersignal E_s führt zu einem Ausgangssignal Ec, das in F i g. 2 im unteren Teil wiedergegeben ist Das Steuersignal E_s tritt mit der in der Schaltung der F i g. 1 dargestellten Polarität auf und führt zu einer Ladung des Kondensators 6, wobei die Ladegeschwindigkeit durch die Einstellung des Stellwiderstandes 4 festgelegt ist

Im Betrieb fließt durch den Emitterkreis des Transistors 1 ein konstanter Emitterstrom i_e, dessen Größe durch die Einstellung des Widerstandes 4 festgelegt ist Der Kondensator 6 wird durch die Steuersignalspannung E₅ aufgeladen. Ist die Steuersignalspannung über längere Zeit konstant, wird sich am Kondensator 6 eine Ausgangsspannung Einstellen, die gleich der Steuersfgnalspannung E₁ ist. Ändert sich die Steuersignalspannung E₁, kommt es entweder zu einer Ladung oder zu einer Entladung des Kondensators 6, was zu einer entsprechenden Änderung der am Kondensator anliegenden Spannung E_c führt.

Wächst die Steuersignalspannung E, an, so daß sie größer wird, als die am Kondensator 6 anliegende Spannung E_c, Hießt ein Kollektorstrom i_c, der den Kondensator 6 auflädt. Dieser Kohektorstrom hat die Größe:

worin λ der Übertragungsfaktor für den Durchlaßstrom des Transistors 1 ist.

Die Spannung des Kondensators 6 beträgt daher

E_c„ =

^l

worin E₁-0 gleich E₁- zur Zeit t = 0 ist. Wie aus dieser Gleichung ersichtlich, nimmt die Kondensatorspannung E₁ linear mit der Zeit mit einer Geschwindigkeit zu, die durch den Emitterstrom ;'_t. bestimmt ist. Wenn die Steuersignalspannung E, gleich bleibt, steigt die Kondensatorspannung linear mit der Zeil an, bis die Kondensatorspannung die Steuersignalspannung erreicht hat. Bei Annäherung der Kondensatorspannung an den Wert der Steuersignalspannung nimmt der Kollektorstrom i_c ab, so daß die Kondensatorspannung gleich der Steuersignalspannung bleibt.

Wenn die Steuersignalspannung E, abnimmt und kleiner als die Kondensatorspannung /:', wird, entlädt sich der Kondensator, wobei für den Kollcktorstrom wiederum gilt

Setzt man auch diese Beziehung in die oben

angegebene Gleichung für die Kondensatorspannung ein, so sieht man, daß der Kondensator sich mit der gleichen Geschwindigkeit entlädt, mit der er sich auch aufgeladen hat, weil auch beim Entladevorgang der Strom wiederum in gleicher Weise durch den Transistor 1 fließt wie beim Ladevorgang, wobei die Umsteuerung von Ladung und Entladung durch den Brückengleichrichter 11 erfolgt Der Kondensator 6 entlädt sich so lange, bis seine Spannung gleich der Steuersignalspannung geworden 1st

Wie ersichtlich, folgt die Kondensatorspannung Ec beim Betrieb der Schaltung der Steuersignalspannung Es, ändert sich jedoch tangsamer, und zwar mit einer durch den Emitterstrom des Transistors 1 festgelegten Maximalgeschwindigkeit, wobei dieser Maximalwert wiederum durch die Einstellung des Stellwiderstandes 4 festlegbar ist Mit der am Ausgangsanschluß 9 auftretenden Spannung E₀ des Kondensators 6 steht somit eine modifizierte Signalspannung zur Verfügung, die dem am Eingangsanschluß 7 zugeführten Signal folgt, jedoch mit einer vorgegebenen maximalen Änderungsgeschwindigkeit Dieses modifizierte Steuersignal kann dann eine Schaltungsanordnung steuern, die für die Beschleunigung oder Verzögerung von Fahrmotoren dient

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Stoßbegrenzerschaltung sei nun an Hand der Fig.2 noch näher erläutert Wie schon erwähnt gibt die obere

Kurve die an den Anschlüssen 7, 8 anliegende Steuersignalspannung Ei wieder, wobei die Kurve einen typischen Verlauf mit abrupten, im wesentlichen augenblicklichen Änderungen von einem Wert auf einen anderen sowie auch schnelle Schwingungen enthält Wenn ein solches Signal direkt für die Steuerung der Beschleunigung von Fahrmotoren verwendet würde, würde ein von diesen Fahrmotoren angetriebener Wagen äußerst schnellen Änderungen der Geschwindigkeit und damit hohen Beschleunigungen ausgesetzt werden, was bei den Fahrgästen große Unannehmlichkeiten verursachen und sogar zu einer Verkehrsgefährdung führen könnte. Wenn jedoch dieses Signal zunächst der erfindungsgemäßen und in Fig. 1 dargestellten Stoßbegrenzerschaltung zugeführt wird, erhält man ein Signal E_c an den Ausgangsanschlüssen 9,10, das in F i g. 2 wiedergegeben ist und das zwar dem Verlauf des Steuersignals folgt bei der jedoch die Änderungsgeschwindigkeit auf ein vorgegebenes, durch den Emitterstrom des Transistors begrenztes Maximum beschränkt ist Das so erbetene modifizierte Signal kann nun dazu dienen, die Geschwindigkeit der Fahrmotoren entsprechend dem eintreffenden Steuersignal E_s zu steuern, jedoch mit einer Änderungsgeschwindigkeit (Beschleunigung), die auf ein vorgegebenes, auf die Sicherheit und Bequemlichkeit der Fahrgäste abgestimmtes Maximum begrenzt ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Steuerungseinrichtung fur einen Fahrzeugmotor, die eine Stoßbegrenzer-Schaltung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit eines Steuersignals umfaßt, wobei die Stoßbegrenzer-Scbaltung einen mit seiner KoIIektor-Basis-Strecke jn Reihe zu einem Kondensator (6) liegenden Transistor (1) aufweist, dessen Basis wnd Emitter über eine Gleichspannungsquelle (3) und einen einstellbaren Widerstand (4) miteinander verbunden sind, wobei an der Reihenschaltung von. Kollektor-Basis-Strecke des Transistors (1) und Kondensator (6) das Steuersignal anliegt und wobei die Spannung über dem Kondensator (6) ein modifiziertes Steuersignal bildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brückengleichrichter (11) vorgesehen ist, dessen einer Wechselspannungsanschluß mit der Steuersignal-Quelle (7, 8) und dessen anderer Wechselspannungsanschluß mit dem einen Belag des Kondensators (6) verbunden ist und daß zwischen die Gleichspannungsanschlüsse des Brückengleichrichters (11) die Kollektor-Basis-Strecke des Transistors (1) geschaltet ist

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