DE19612518A1 - Nutzbremsschaltung - Google Patents

Nutzbremsschaltung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf durch elektrische Motoren angetriebene Fahrzeuge und insbesondere auf eine Leistungs­ steuerschaltung und ein Arbeitsverfahren für eine derartige Steuereinrichtung unter Verwendung eines getrennt angereg­ ten Gleichstrom-Elektromotors zum Antreiben und elektri­ schen Bremsen des Fahrzeuges.
Batteriegespeiste, elektrisch angetriebene Fahrzeuge, wie beispielsweise Gabelstapler, die im allgemeinen bei niedri­ gen Drehzahlen bzw. Geschwindigkeiten arbeiten und die Ent­ wicklung eines relativ großen Drehmomentes erfordern, haben historisch Gleichstrom-Reihenschlußmotoren zum Antrieb ver­ wendet, da derartige Motoren die Drehzahl/Drehmoment-Cha­ rakteristiken zum Bewegen schwerer Materialien aufweisen. Jedoch sind die Charakteristiken von Reihenschlußmotoren nicht so wünschenswert für andere Fahrzeugtypen, wie bei­ spielsweise Golf-Carts oder Straßenfahrzeuge, wo eine hö­ here obere Endgeschwindigkeit auf Kosten des Drehmomentes wünschenswert ist. Diese letztgenannten Fahrzeuge haben im allgemeinen Nebenschlußmotoren oder getrennt erregte Gleichstrommotoren für deren Antriebssysteme verwendet, um höhere Betriebsgeschwindigkeiten zu erhalten. In jüngerer Vergangenheit hat die Verfügbarkeit von Mikrocomputer- Steuerungen, die mit billigen Hochgeschwindigkeits-Schalt­ vorrichtungen gekoppelt sind, die Entwicklung von getrennt erregten Motorregelsystemen ermöglicht, die es möglich ma­ chen, daß der Nebenschlußmotor ein hohes Drehmoment bei kleiner Drehzahl liefert und dennoch den Vorteil der hohen Drehzahl des Nebenschlußmotors hat.
Immer wenn ein Elektromotor in einem batteriegetriebenen Fahrzeug verwendet wird, ist es wünschenswert, eine elek­ trische Nutzbremsung in das Fahrzeug zu implementieren, so daß Energie von dem Motor verwendet werden kann, um die an Bord befindlichen Batterien aufzuladen. Bei einem Reihen­ schlußmotor beinhaltet das elektrische Bremsen im allgemei­ nen nur, daß ein Schalter geändert wird, um das Motorfeld umzukehren. Bei einem getrennt erregten Motor ist eine Steuerung des Motorenstroms immer noch erforderlich während des Bremsens bei einem Übergang zur Feldumkehr, die erfor­ derlich ist, wenn die Motordrehzahl unter die notwendige Drehzahl abfällt, um den regenerativen oder Nutzstrom bei­ zubehalten. Dieser Übergang während des Bremsintervalls hat einen momentanen Verlust an Bremsmoment zur Folge, der von der Bedienungsperson des Fahrzeuges gefühlt werden kann. Wenn das System in einem Gabelstapler verwendet wird, der eine schwere, nicht im Gleichgewicht befindliche Last trägt, kann der momentane Drehmomentverlust bewirken, daß die Last schwankt oder herunterfällt. Während eine Lösung für dieses Problem darin besteht, einen Schalter parallel zu dem Motoranker hinzuzufügen, hat diese Lösung die Nach­ teile von wesentlichen Kosten, verminderter Betriebssicher­ heit des Systems und der Erzeugung von hohen Schaltspannun­ gen, die andere Komponenten des Systems nachteilig beein­ flussen können.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ver­ besserte Steuereinrichtung in einem elektrische Bremsbe­ trieb für einen getrennt erregten Gleichstrommotor zu schaffen und eine elektrische Bremseinrichtung für einen getrennt erregten Gleichstrommotoren zu schaffen, die ein elektrisches Nutzbremsen im wesentlichen bis zur Nulldreh­ zahl gestattet.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur elektrischen Nutz­ bremsung von einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug ge­ schaffen, bei dem das Fahrzeuge wenigstens einen getrennt erregten Gleichstrom-Traktionsmotor enthält, der in An­ triebsverbindung mit wenigstens einem Rad des Fahrzeuges steht. Der Motor hat eine Ankerwicklung, von der ein An­ schluß über einen ersten Schalter mit einem relativ positi­ ven Anschluß von einer Gleichstromquelle verbunden ist, und hat einen zweiten Anschluß, der über einen zweiten Schalter mit einem relativ negativen Anschluß einer Gleichstrom­ quelle verbunden ist. Der Motor enthält ferner eine Feld­ wicklung, die über einen H-Brückenschalter-Mechanismus mit der Gleichstromquelle verbunden ist. Im Betrieb der Ein­ richtung wird eine befohlene Änderung in einem Betriebsmo­ dus des Fahrzeuges von einem Antriebsmodus zu einem Nicht- Antriebsmodus abgetastet, und als Antwort auf die abgeta­ stete Änderung wird der erste Schalter geöffnet, um den er­ sten Motoranschluß von dem positiven Pol der Gleichstrom­ quelle zu trennen. Gleichzeitig wird der H-Brückenschalter- Mechanismus betätigt, um die Verbindung der Feldwicklung des Motors mit der Gleichstromquelle umzukehren, um den in dem Motor entwickelten Feldfluß umzukehren, so daß der Mo­ toranker effektiv in einer Nutzbremskonfiguration verbunden ist, wodurch elektrischer Strom in dem Anker in einer Rich­ tung erzeugt wird, um das an Bord befindliche Batteriesy­ stem durch fortgesetzte Rotation des Ankers aufzuladen, die durch Rotation von dem wenigstens einen Rad wegen der fort­ gesetzten Bewegung des Fahrzeuges bewirkt wird. Wenn sich das Fahrzeug bis zu einem Punkt verlangsamt, an dem die Spannung, die durch den Anker entwickelt wird, der in dem Nutzbremsmodus arbeitet, unter die Spannung der Gleich­ stromquelle abfällt, dann wird der zweite Schalter wieder­ holt betätigt, um den Anker über eine Nutzbremsdiode kurz­ zuschließen, so daß sich in der Ankerwicklung Strom auf­ bauen kann und dann durch Öffnen des zweiten Schalters in die Batterie gedrückt wird. Durch zyklisches Betätigen des zweiten Schalters kann der Rotor in einem Nutzbrems- oder Verzögerungsmodus bis im wesentlichen zur Nulldrehzahl des Fahrzeuges betrieben werden.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und Zeichnung von Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert.
Die Fig. (Fig. 1) ist eine vereinfachte schematische Dar­ stellung von einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für ein batteriebetriebenes elektrisches Fahrzeug.
In der Figur ist ein elektrischer Gleichstrom-Traktionsmo­ tor schematisch durch einen Anker 10 und ein Feld 12 darge­ stellt. Eine Batterie 14 ist über ein Schütz 16 mit einem relativ positiven Spannungsbus 18 und einem relativ negati­ ven Spannungsbus 20 verbunden. Eine relativ positive Span­ nung wird über einen ersten Anschluß des Ankers 10 von dem Bus 18 über einen Ankerstromsensor 22 und ein in Reihe ge­ schaltetes Nutzbremsschutz 24 zugeführt. Ein zweiter An­ schluß des Ankers 10 ist über eine steuerbare Schaltvor­ richtung 26 mit dem negativen Spannungsbus 20 verbunden. Der obere (in der Figur) Anschluß des Motorankers 10 ist mit dem negativen Spannungsbus 20 über eine Nutzbremsdiode 28 und einen Nutzbremsstromsensor 30 verbunden. Die Diode 28 ist so gepolt, daß sie Strom von dem Bus 20 zu dem obe­ ren Anschluß des Ankers 10 leitet. Eine zweite Diode 32 ist zwischen den unteren Anschluß des Ankers 10 und den positi­ ven Spannungsbus 18 geschaltet und ist so gepolt, daß sie Strom von dem Anker 10 zu dem Bus 18 leitet.
In einem normalen Antriebsmodus ist das Schütz 24 geschlos­ sen, so daß eine positive Spannung an den oberen Anschluß des Ankers 10 angelegt ist, wodurch ein Strom durch den An­ ker 10 von dem Bus 18 zum Bus 20 fließt, wobei dieser Strom durch die Schaltvorrichtung 26 beeinflußt bzw. gesteuert werden kann. Wenn sich der Motor in einem elektrischen Ver­ zögerungs- bzw. Bremsmodus befindet, ist das Schütz 24 ge­ öffnet und der Motor wird als ein Generator betrieben, wo­ bei der Strom durch den Anker in der gleichen Richtung fließt, aber von dem negativen Bus 20 über die Diode 28, den Anker 10 und die Diode 32 geleitet wird. Die Größe des durch den Anker 10 erzeugten Stroms ist eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des Ankers und auch der Größe des Feld­ flusses, der durch das Feld 12 erzeugt wird. Insbesondere durch Steuern der Größe des Stroms im Feld 12 und durch Be­ nutzung des Schalters 26 kann die Größe des durch den Anker 10 erzeugten Nutzstroms reguliert bzw. gesteuert werden, um so einen Nutzstrom abwärts im wesentlichen bis zur Null­ drehzahl zu erzeugen.
Der Strom im Feld 12 wird durch mehrere Schaltvorrichtungen gesteuert, die in einer bekannten H-Brückenanordnung ver­ bunden sind. Die H-Brückenanordnung enthält ein erstes Paar von Schaltvorrichtungen 34a und 34b, die zwischen dem Bus 18 und dem Bus 20 in Reihe geschaltet sind, und ein zweites Paar von in Reihe geschalteten Schaltvorrichtungen 34c und 34d, die den ersten Schaltvorrichtungen im wesentlichen parallel geschaltet sind. Der Verbindungspunkt zwischen den zwei Schaltvorrichtungen 34a und 34b ist mit einem ersten Feldanschluß F1 verbunden, und ein Knotenpunkt zwischen den Vorrichtungen 34c und 34d ist mit einem zweiten An­ schluß F2 der Wicklung 12 verbunden. Jeder Vorrichtung 34a- 34d ist eine entsprechende Diode 36a-36d parallel geschal­ tet. Die Dioden 36a-36d bilden einen Freilauf-Strompfad, wenn die Schaltvorrichtungen in einem nicht leitenden Zu­ stand sind. Genauer gesagt, werden, wenn der Motor in der ersten Antriebsrichtung arbeitet, die Schalter 34a und 34d in einem Schaltmodus betätigt, wie beispielsweise in einem Pulsbreiten-modulierten Modus, um den Feldstrom zu regulie­ ren bzw. zu steuern, und die Dioden 36a-36d bilden einen Strompfad für den induktiven Feldstrom, wenn die Vorrich­ tungen 34a, 34d von einem leitenden in einen nicht-leiten­ den Zustand umschalten. In jede der entsprechenden Leitun­ gen zwischen den unteren Schaltvorrichtungen 34b und 34d und den negativen Spannungsbus 20 sind Feldstromsensoren 38 und 40 geschaltet. Die Vorrichtungen 34 sind vorzugsweise bekannte MOSFET-Schaltvorrichtungen.
Die Pulsbreiten-Modulationssignale für jede der MOSFET- Schaltvorrichtungen 34 werden von einer kommerziell erhält­ lichen Pulsbreiten-Modulationssignal-Generatorschaltung 42 als Antwort auf Steuersignale von einem Mikrocomputer 44 geliefert. Der Mikrocomputer 44 ist so programmiert, daß er auf mehrere Eingangssignale anspricht, die die Position von einem Beschleunigerschalter 46 enthalten, um die Leitung der Schaltvorrichtungen 34 und der Schaltvorrichtung 26 in einer Weise einzuleiten, um den Strom zu regeln bzw. zu steuern, um eine gewünschte Drehzahl des Fahrzeuges herbei­ zuführen. In einem üblichen Gabelstapler kann der Anker 10 direkt mit einer Antriebsachse von dem Stapler verbunden sein, um wenigstens ein Rad des Staplers anzutreiben. In einem Straßenfahrzeug kann der Anker 10 mit einer Transmis­ sion verbunden sein, die ihrerseits so verbunden ist, daß sie Antriebsleistung an die Räder des Fahrzeuges liefert. Die Transmission kann gestatten, daß verschiedene Getriebe verwendet werden, um eine höhere obere Endgeschwindigkeit für das Fahrzeug zu ermöglichen. Der Mikrocomputer 44 über­ wacht Ankerstrom, Feldstrom, Fahrzeuggeschwindigkeit und Stellung des Beschleunigerschalters, um die Leitung der Schaltvorrichtungen 34 und der Schaltvorrichtung 26 zu steuern, damit das Fahrzeug entlang einer gewünschten Motorcharakteristik arbeitet. Der Mikrocomputer 44 empfängt auch eine Eingabe von einem Richtungsschalter 48, der ent­ weder die Vorwärts-Rückwärts- oder Neutralstellung des Fahrzeugs selektiert. Weiterhin ist üblicherweise eine Ein­ gabe von einem Startschalter 50 vorgesehen, der einem Schlüsselschalter äquivalent ist, der den Betrieb des Schützes 16 steuert. Im Falle eines Gabelstaplers kann die­ ses System auch einen Sitzschalter 52, der abtastet, ob eine Bedienungsperson auf dem Sitz sitzt, und einen Brems­ schalter 54 enthalten, der die Anlegung eines Bremsbefehls abtastet. Die Spannungen, die dem Mikrocomputer 44 über die verschiedenen Vorrichtungen zugeführt werden, werden durch einen Spannungskonditionierer oder -stabilisierer 45 in ge­ eigneter Weise konditioniert.
Im normalen Antriebsmodus, sei es nun in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung, liefert der Richtungsschalter 48 ein Eingangssignal an den Mikrocomputer 44, das die richtige Bewegungsrichtung für das zugeordnete Fahrzeug angibt. Als Antwort steuert der Mikrocomputer 44 die Schaltvorrichtun­ gen 34 in einer derartigen Weise, daß Strom durch das Feld 12 in einer Richtung fließt, damit sich der Anker 10 in Uhrzeigerrichtung oder Gegenuhrzeigerrichtung dreht, wie es erforderlich ist, damit sich das Fahrzeug in einer Vor­ wärts- oder Rückwärtsrichtung bewegt. In der erfindungsge­ mäßen Einrichtung tastet der Mikrocomputer eine Anzahl von Zuständen ab, die anzeigen, daß ein elektrisches Bremsen des Fahrzeuges eingeleitet werden sollte. Insbesondere ta­ stet der Mikrocomputer 44 ab, daß der Beschleuniger 46 in seine Ruheposition zurückgestellt worden ist, wodurch ein Befehl zu einer Nullgeschwindigkeit abgegeben wird, oder daß der Richtungsschalter in eine neutrale Position bewegt worden ist, so daß weder ein Vorwärts- noch ein Rückwärts­ befehl vorhanden ist, oder daß der Bremsschalter betätigt worden ist. Wenn irgendeines dieser Ereignisse auftritt, liefert der Mikrocomputer 44 Signale an die Pulsbreiten-Mo­ dulationsschaltung 42, um die entsprechenden Schaltvorrich­ tungen 34 zu betätigen, um so die Richtung der an das Feld 12 angelegten Spannung umzukehren. Wenn beispielsweise der Motor in einem Vorwärtsantriebsmodus betrieben worden ist, wobei die Schaltvorrichtungen 34a und 34d betätigt worden sind, um den Feldstrom zu steuern, würden die Schaltvor­ richtungen 34a und 34d inaktiviert werden, und die Vorrich­ tungen 34b und 34c würden nun Signale empfangen, um den Strom im Feld 12 in einer Rückwärtsrichtung zu steuern. In bekannten Systemen trat diese Umkehr der an das Feld 12 an­ gelegten Spannung nicht auf, bevor der Motor auf eine Ba­ sis- bzw. Grunddrehzahl verlangsamt worden war, die norma­ lerweise etwa die Hälfte der maximalen Antriebsdrehzahl be­ trägt. An diesem Punkt würde die Feldumkehr einen Lei­ stungsverlust an dem Motor bewirken, wodurch er momentan freiläuft mit einem Verlust an Bremsmoment. Bei einer er­ neuten Anlegung von Spannung an das Motorfeld in einer Rückwärtsrichtung würde erneut ein Drehmoment ausgeübt wer­ den, wodurch eine schwankende oder ruckartige Bewegung des Fahrzeugs herbeigeführt würde. Um dieses Problem zu vermei­ den, kehrt die erfindungsgemäße Einrichtung beim Abtasten eines Zustandes, bei dem ein elektrisches Verzögern bzw. Bremsen angewendet werden kann, unmittelbar die Polarität der an das Feld 12 angelegten Spannung um. Genauer gesagt, tastet der Mikrocomputer 44 die oben genannten Signale von dem Beschleunigerschalter 46, dem Richtungsschalter 48 und dem Bremsschalter 54 ab, um die Feldumkehr einzuleiten, so daß das elektrische Verzögern bzw. Bremsen unmittelbar vor­ handen ist beim Abtasten von irgendeinem dieser Zustände. Gleichzeitig mit dem Umkehren des Feldes öffnet die Ein­ richtung das Schütz 24 und trennt dadurch den Anker 10 von dem positiven Bus 18. Der Mikrocomputer 44 steuert das Schütz 24 durch Steuerung eines bekannten Schütz-Betäti­ gungsgliedes 24a. Wenn das Schütz 24 geöffnet ist, fließt weiterhin Strom im Anker 10 in der gleichen Richtung, ist nun aber durch die Nutzbremsdiode 28 und die Diode 32 von dem negativen Spannungsbus 20 zum positiven Spannungsbus 18 gerichtet. Demzufolge wird nun der Batterie 14 Ankerstrom zugeführt und das System arbeitet in einem Nutzbremsbe­ trieb. Wenn sich das Fahrzeug verlangsamt, kommt eine Zeit, zu der die Drehgeschwindigkeit des Ankers kleiner ist als diejenige, die gestattet, daß die Ankerspannung größer ist als die Spannung der Batterie 14, unabhängig von der Größe des Stroms im Feld 12. Zu dieser Zeit steuert der Mikrocom­ puter 44 zyklisch den Schalter 26 in den leitenden und nicht-leitenden Zustand. Wenn der Schalter 26 leitend ist, ist der Anker 10 über den Schalter 26 und die Diode 28 kurzgeschlossen. Als eine Folge wird ein wesentlicher Strom im Anker 10 aufgebaut, obwohl die Ankerspannung klein ist. Wenn der Schalter 26 in den nicht leitenden Zustand gesteu­ ert ist, erzwingt die induktive Reaktanz des Ankers 10, daß weiterhin Strom durch den Anker über die Dioden 28 und 32 fließt. Somit kann der Motor in einem Nutzbremsmodus ver­ wendet werden, selbst wenn sich die Motordrehzahl Null nä­ hert, durch zyklisches Betätigen des Schalters 26, um in dem Anker 10 Strom aufzubauen.
Die Einfügung des Bremsschützes 24, um den Anker von dem positiven Bus 18 zu trennen, und die Betätigung der H-Brüc­ kenschalteinrichtung 34, um die Polarität der an das Feld 12 angelegten Spannung sofort umzukehren beim Abtasten ei­ nes Befehls für ein elektrisches Bremsen, überwindet die in bekannten Systemen auftretenden Probleme, bei den während des elektrischen Bremsbetriebes ein momentaner Drehmoment­ verlust auftritt.

Claims (7)

1. Verfahren zum elektrischen Nutzbremsen von einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, das wenigstens einen ge­ trennt erregten Gleichstrom-Traktionsmotor aufweist, der in einer Antriebsbeziehung mit wenigstens einem Rad des Fahr­ zeuges steht und der eine Ankerwicklung (10) aufweist, von der der eine Anschluß über eine erste Schalteinrichtung (24) mit einem relativ positiven Pol von einer Gleichstrom­ quelle (14) verbunden ist und von der der andere Anschluß über eine zweite Schalteinrichtung (26) mit einem relativ negativen Pol der Gleichstromquelle verbunden ist, wobei der Motor ferner eine Feldwicklung (12) aufweist, die über eine H-Brücken-Schalteinrichtung (34) mit der Gleichstrom­ quelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß:
eine befohlene Betriebsänderung des Fahrzeugs von ei­ nem Antriebsmodus zu einem Nicht-Antriebsmodus abgetastet wird,
die erste Schalteinrichtung (24) als Antwort auf den Abtastschritt in eine Öffnungsstellung gebracht und der eine Motoranschluß von dem positiven Pol der Gleichstrom­ quelle getrennt wird, und
die H-Brücken-Schalteinrichtung (34) betätigt wird, um die Verbindung der Feldwicklung mit der Gleichstromquelle umzukehren, um den in dem Motor entwickelten Feldfluß um­ zukehren, wodurch der Motoranker effektiv in einen Nutz­ bremsmodus gebracht wird, um bei fortgesetzter Rotation des Ankers, die durch eine Rotation des wenigstens einen Rades bei fortgesetzter Bewegung des Fahrzeuges herbeigeführt wird, elektrischen Strom zu erzeugen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (26) betätigt bzw. gesteu­ ert wird, um einen Aufbau von Strom in der Ankerwicklung herbeizuführen, indem sie zyklisch kurzgeschlossen wird, um eine Nutzbremsung bis im wesentlichen einer Nullgeschwin­ digkeit des Fahrzeugs zu ermöglichen.
3. Spannungssteuereinrichtung für ein elektrisch ange­ triebenes Fahrzeug, das wenigstens einen getrennt erregten Gleichstrommotor mit einem drehbaren Anker (10) und einer stationären Feldwicklung (12) aufweist, wobei der Anker in einer Antriebsbeziehung mit wenigstens einem Rad des Fahr­ zeugs verbunden ist und sowohl der Anker als auch die Feld­ wicklung mit einer Gleichstromquelle verbunden sind, ge­ kennzeichnet durch:
eine erste Schalteinrichtung (24), die zwischen dem einen Anschluß des Ankers und einem relativ positiven Pol der Gleichstromquelle in Reihe geschaltet ist,
eine zweite Schalteinrichtung (26), die zwischen dem anderen Anschluß des Ankers und einem relativ negativen Pol der Gleichstromquelle in Reihe geschaltet ist,
eine erste Diode (28), die zwischen den einen Anschluß des Ankers und den relativ negativen Pol der Gleichstrom­ quelle geschaltet und so gepolt ist, daß sie Strom von dem negativen Pol zu dem einen Anschluß leitet;
eine zweite Diode (32), die zwischen den anderen An­ schluß des Ankers und den relativ positiven Pol der Gleich­ stromquelle geschaltet und so gepolt ist, daß sie Strom von dem anderen Anschluß zu dem relativ positiven Pol leitet,
mehrere steuerbare Schalteinrichtungen (34), die in einem Stromkreis mit der Motorfeldwicklung verbunden und so angeordnet sind, daß sie eine H-Brücke zum selektiven Steu­ ern von Strom durch die Feldwicklung in einer gewünschten Richtung bilden zum Steuern der Polarität des durch die Feldwicklung erzeugten Flusses,
eine Steuereinrichtung (44), die mit den ersten und zweiten dem Anker zugeordneten Schalteinrichtungen (24, 26) und den der Feldwicklung zugeordneten Schalteinrichtungen (34) geschaltet ist und deren Betrieb steuert als Antwort auf Befehle von einer Bedienungsperson und von gewählten, den Fahrzeugbetrieb abtastenden Vorrichtungen (46, 48), wo­ bei einige der Abtastvorrichtungen Übergangsignale liefern, die einen Übergang des Fahrzeugbetriebs von einem Antriebs­ modus zu einem Nicht-Antriebsmodus angeben, wobei die Steu­ ereinrichtung (44) die Schaltvorrichtungen derart betätigt, daß der Feldstrom als Antwort auf die Übergangsignale umge­ kehrt wird, damit der Motor während des Auslaufens des Fahrzeugs in einem Nutzbremsbetrieb arbeitet.
4. Spannungssteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Abtastvorrichtungen Mittel (46) zum Abtasten der Stellung des Fahrzeugbeschleunigers aufweist.
5. Spannungssteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Abtastvorrichtungen Mittel (48) aufweist zum Abtasten eines Fahrzeugrichtungsbefehls in die neutrale Position.
6. Spannungssteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (44) die ersten und zweiten Schalteinrichtungen (24, 26) gleichzeitig mit dem Betätigen der Schaltvorrichtungen (36) öffnet zum Um­ kehren des Feldstromes.
7. Spannungssteuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Leitung der zweiten Schalteinrichtung (26) in der Weise zyklisch än­ dert, daß der Strom in dem Anker bei einer Verlangsamung des Fahrzeuges vergrößert wird.
DE19612518A 1995-04-04 1996-03-29 Nutzbremsschaltung Ceased DE19612518A1 (de)

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DE19612518A1 true DE19612518A1 (de) 1996-10-10

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JP (1) JPH08340604A (de)
DE (1) DE19612518A1 (de)
GB (1) GB2299719B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008972A1 (de) * 2008-02-13 2009-08-27 Hkr Climatec Gmbh Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Gleichstrommotors

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0865809A (ja) * 1994-08-25 1996-03-08 Yamaha Motor Co Ltd 電動車両のモータ制御装置
JP3277485B2 (ja) * 1996-12-02 2002-04-22 株式会社山武 電動アクチュエータ
DE19711700A1 (de) * 1997-03-20 1998-10-01 Still & Saxby Sarl Flurförderzeug mit einer elektrischen Fahrantriebsmaschine
CA2304139C (en) 1997-09-30 2008-11-18 Crown Equipment Corporation Intelligent braking system for materials handling vehicles
US6288508B1 (en) * 1997-11-05 2001-09-11 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Electric motor for a vehicle having regenerative braking and reverse excitation braking
GB2398442B (en) * 1999-11-16 2004-09-29 Nippon Yusoki Co Ltd Forklift control apparatus
DE10108909B4 (de) * 2001-02-23 2010-11-04 Linde Material Handling Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Fahrmotor
US6943510B2 (en) * 2001-08-06 2005-09-13 Black & Decker Inc. Excitation circuit and control method for flux switching motor
EP1421669A4 (de) * 2001-08-06 2016-08-24 Black & Decker Inc Erregungsschaltung und steuerverfahren für einen fluxschaltmotor
US7708085B2 (en) * 2005-11-04 2010-05-04 Robert Bosch Gmbh Articulating drill with optical speed control and method of operation
US20110031051A1 (en) * 2009-07-17 2011-02-10 Albert Donald George Rechargeable electric vehicle with extended driving range, and method of converting vehicle with internal combustion (IC) engine to rechargeable electric vehicle
CN102358208B (zh) * 2011-08-18 2013-10-30 东南大学 一种电动汽车用电驱动系统及其控制方法
DE102011118488A1 (de) * 2011-11-11 2013-05-16 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Motorantrieb für Stufenschalter
US10164522B2 (en) * 2016-09-21 2018-12-25 Fca Us Llc Selective response control of DC-DC converters in mild hybrid electric vehicles
CN110460265A (zh) * 2018-05-07 2019-11-15 建准电机工业股份有限公司 马达转速控制方法
JP7424370B2 (ja) * 2019-04-04 2024-01-30 株式会社タダノ 作業機
US11176010B2 (en) * 2019-04-15 2021-11-16 International Business Machines Corporation Circuit-cycle reproduction

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1041355B (it) * 1974-08-31 1980-01-10 Lucas Ltd Joseph Circuito di comando in particolare per veicoli a trazione elettrica
GB1603933A (en) * 1977-09-30 1981-12-02 Garrett Corp Regenerative braking systems
DE3048999A1 (de) * 1980-12-24 1982-07-15 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schaltungsanordnung zur energierueckgewinnung bei choppergesteuerten reihenschlussmaschinen
US4375603A (en) * 1981-05-20 1983-03-01 General Electric Company Shunt-wound control for on-road vehicle
US4730151A (en) * 1986-01-15 1988-03-08 General Electric Company Continuous field control of series wound motors
US5039924A (en) * 1990-05-07 1991-08-13 Raymond Corporation Traction motor optimizing system for forklift vehicles
US5070283A (en) * 1990-05-07 1991-12-03 Raymond Traction motor controller for forklift vehicles
IT1254284B (it) * 1992-03-13 1995-09-14 Guido Palleggi Sistema di trazione elettrica in carrelli elevatori
US5332954A (en) * 1992-03-30 1994-07-26 Solaria Research Enterprises Ltd. Optimal DC motor/controller configuration

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008972A1 (de) * 2008-02-13 2009-08-27 Hkr Climatec Gmbh Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Gleichstrommotors

Also Published As

Publication number Publication date
GB2299719B (en) 1999-09-01
GB9606258D0 (en) 1996-05-29
JPH08340604A (ja) 1996-12-24
GB2299719A (en) 1996-10-09
US5598072A (en) 1997-01-28

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