DE2203106A1

DE2203106A1 - Steuereinrichtung fuer batteriebetriebene Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2203106A1
Application number: DE19722203106
Authority: DE
Inventors: Stevens Keith Drummond; John Morton; Thexton Graham Spencer
Original assignee: Cableform Ltd
Current assignee: Cableform Ltd
Priority date: 1971-01-20
Filing date: 1972-01-20
Publication date: 1972-09-07
Also published as: GB1377502A; US3764870A; FR2122954A5; SE383490B; IT957511B

Description

H. SEILER, J. PFENNING MEINIG ι berlin is 20. Januar

Dl PLO M - I N Q EN I EUR eDIPL-PHYSw Oldenburgallee 10 .

PATENTANWÄLTE Telefon: 304 55 21 / 22 ΓΙβ/ BXL

Teleoram m - Adresse: Seilwehrpatent 8CW-57 Postscheckkonto: Berlin West 59 3S

CABLEPOHM LIMITED Green Lane, Romiley, Stockport, Cheshire, England

Steuereinrichtung für batteriebetriebene Fahrzeuge

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden britischen Anmeldung No. 2812/71 vom 20. Januar 1971 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zur Steuerung der elektrischen Energiezufuhr von einer Batterie zu dem Motor eines Fahrzeuges.

Es ist bereits bekannt, die Steuerung der Stromzufuhr zu einem Motor unter Verwendung einer Gleichstrom-Schalteinrichtung, bei der Thyristoren zur Anwendung kommen, vorzunehmen, wobei Stromimpulse unter Steuerung eines Impulsgenerators zugeführt werden, und wobei die Frequenz und/oder der Phasenabstand bzw. die Impulsfolge der erzeugten Impulse in Übereinstimmung mit dem zu dem Motor gewünschten Stromfluß variieren.

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Bei bestimmten Arbeitsbedingungen ist der mittels einer derartigen Gleichstrom-Schaltung gegebene maximale Strom Jedoch nicht ausreichend, und es ist daher wünschenswert, den Motor direkt mit der Batterie zu verbinden, was mittels einer entsprechenden Nebenschluß-Kontakteinrichtung als Stromüberbrückung möglich wird, deren Kontakte im Nebenschluß zu der Gleichstrom-Schalteinrichtung, d.h. zu dieser parallel geschaltet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zu schaffen, welche die Verwendung einer Überbrückungs- bzw. Nebenschluß-Kontakt einrichtung, die unter bestimmten Be-f

triebsbedingungen betätigbar ist, ermöglicht. i

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäße eine Steuer- i

einrichtung für den Elektromotor eines batteriegetriebenen | Fahrzeuges geschaffen, welches aus einer Gleichstrom-Schaltung für die Steuerung der Stromzufuhr von der Batterie zu dem Elektromotor, einer Oberbrückungs- bzw. Nebenschluß-Kontakt- | einrichtung mit entsprechenden Kontakten, welche in geschlos-j senem Zustand die Gleichstrom-Schaltung nebenschließt, Hilfsmitteln, die mittels einer Geschwindigkeitssteuerung bei den i maximal geforderten Geschwindigkeitsbedingungen betätigbar sind, und die einem entsprechenden Stromkreis der Neben-

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Schluß-Verbindung zugeordnet sind, und aus ZeitverzÖgerungs- : mitteln zur Verzögerung der Erregung bzw. Energieversorgung der Uberbrückungs-Kontakteinrichtung in Abhängigkeit vom Motorstrom, besteht.

Vorteilhafterweise ist die Zeitverzögerung proportional dem Motorstrom.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, die eine beispielsweise Ausführungsform als schematisches Schaltdiagramm einer Steuer einrichtung für einen Gabelstapler oder dergleichen Kraftwagen wiedergibt.

Der Anker A des Elektromotors liegt in Reihe mit den Kontakten ct1 einer Vorwärts-ZRückwärtskontaktvorrichtung CT1, mit der Feldwicklung F, einer Gleichstrom-Schaltung S und schließlich einem niederohmigen Widerstand H1O, der den Stromkreis mit der Batterie B verbindet. Die Vorwärts-ZRückwärtskontaktvorrichtung CT1 wird über einen den Start auslösenden Mikroschalter MS1 an dem Pedal zur Geschwindigkeitssteuerung des Fahrzeuges unter Spannung gesetzt, wobei in dem hierfür erforderlichen Stromkreis, d.h. in Reihe mit dem Mikroschalter , MS1, die Auslöse- bzw. Schaltrelaiskontakte rlb1,weitere zwischengeschaltete Relaiskontakte rld und ein Vorwärts-/ Rückwärtsschalter F/R S liegen.

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Parallel zu dem Gleichstrom-Schalter S und dem Widerstand R10 sind die Eontakte ct2 einer Nebenschluß-Kontaktvorrichtung CT2 geschaltet, wobei die Forderung besteht, daß diese Kontaktvorrichtung nur unter den folgenden Bedingungen erregt bzw. unter Strom gesetzt werden soll:

1. Der Startmdlroschalter MS^, die Schaltrelaiskontakte rlb1 und weitere zwiehenliegende Kontakte rld sind geschlossen] und die Auswahl für die Vorwärts-/ oder fiückwürtsrichtung mittels des Schalters P/R S ist getroffen.

2. Das Pedal für die Geschwindigkeitssteuerung ist vollständig gedrückt, wodurch ein Nebenschluß-Mikroschalter MS2 eine Schließstellung einnimmt.

3. Vom Start bis zur Stromzuführung zu dem Motor ist eine ausreichende Zeit verflossen, um zu verhindern, daß der Motor über die Nebenschluß-Kontaktvorrichtung gestartet wird.

Unter den Voraussetzungen der Bedingungen 1) und 2) ist die Basisvorspannung eines Transistors T^ über die Dioden D5 und D6 oder D7 beseitigt, so daß der Transistor T₁ in seinen nichtleitenden Zustand überführt wird,und ein Kondensator aufgeladen werden kann.

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Wie in der Anmeldung P 20 47 844.8 der gleichen Anmelderin beschrieben, wird eine dem Motorstrom proportionale Spannung von dem in Reihe geschalteten Widerstand R10 abgenommen und mit der Bezügespannung VR verglichen, die einen Schwellwertstrom Iq vorgibt. Nachdem der Schwellwert überschritten worden ist und ein Verstärker AMP mit der Rückkopplung H ein Ausgangs signal liefert, welches in der Einheit E mit den geforderten oder benötigten Signal VD von der Pedal-Geschwindigkeitssteuerung verglichen bzw. entsprechend kombiniert worden ist, wird ein modifiziertes Steuersignal der Gleichspannungsschaltung S zugeführt. Der Verstärkerausgang ist darüber hinaus mit dem einen Ende einer Potentiometerschaltung verbunden, über die die Basis eines Transistors T5 gespeist wird, so daß der KollektDrstrom herabgesetzt werden kann, wenn der Verstärkerausgang entsprechend ansteigt. Die Kollektorbelastung ist durch den Widerstand R_x. und die Kapazität C^ gegeben, wobei letztere in einem Zeitintervall aufgeladen werden kann, das proportional dem Motorstrom und damit dessen Drehmoment ist. Es besteht die Forderung, daß die Zeit für die Schließung des Nebenschlusses für große Motorströme groß ist und damit auch entsprechend lang für große Drehmomente, und daß sich diese mit der Herabsetzung des Motorstromes verkleinert.

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Die Transistoren T2 und Τ3 bilden zusammen mit der Diode D1 ! und dem Widerstand R2 einen bistabilen Schaltkreis, der sich anfangs in einem Zustand befindet, in dem beide Transistoren j nichtleitend sind. Wenn jedoch die Spannung an dem Kondensator 01 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, dann gelangen die Transistoren T2 und T3 in den leitenden Zustand, so daß das Relais HLA erregt wird, wodurch die Kontakte rial den Stromkreis für den Nebenschluß-Kontakt GT2 vervollständigen. Zufolge der hemmenden Wirkung der Diode D3 auf den Transistor T^ wird das Relais RIA in erregtem Zustand gehalten, und die Nebenschluß-Kontakteinrichtung CT2 kann nur mittels des Mikroschalters MS2 geöffnet und geschlossen werden, und zwar bei der äußersten Bewegung, d.h. nach vollständigem Eindrücken der Geschwindigkeitssteuerung,bis auf Zeiten, in denen die Schalter und Kontaktvorrichtungen F/R S, rld, rlb1 und MS1 geöffnet sind. Hierbei erfolgt eine Entregung des Relais RLA zufolge der Wirkung des Transistors T1, welcher in den leitenden Zustand überführt wird, und wodurch der Kondensator C1 entladen wird.

Der Transistor T4· wird verwendet, um die Gleichstrom-Schaltung S abzuschalten, bevor die Nebenschluß-Kontaktvorrichtung CT2 betätigt wird, um sicherzustellen, daß dieser in abgeschaltetem Zustand verbleibt, bis die Nebenschluß-Schaltvorrichtung CT2 geöffnet werden kann.

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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann vorteilhaft in Verbindung mit der in der Anmeldung P 20 47 836.8 von der Anmelderin gegebenen Lehre zum technischen Handeln zur Anwendung gebracht werden, welche eine Gleichstrom-Schaltung beschreibt, in der eine Thyristorschaltung zur Anwendung kommt. In einer derartigen Kombination wirkt die Eapazitätsumschaltung (s. hierzu C1 in den Zeichnungsdarstellungen der Anmeldung P 20 47 836.8) als Sperrkondensator und setzt entsprechend die Wirkung der Kontakte der Nebenschluß-Kontakteinrichtung herab.

Die vorliegende Erfindung ist für den einschlägigen Fachmann im einzelnen bezüglich weiterer Merkmale und auch der sich daraus zwangsläufig ergebenden Vorteile in dem beiliegenden Schaltdiagramm offenbart, auf welches ausdrücklich verwiesen wird.

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Claims

Patentansprüche

I.Steuereinrichtung für batteriebetriebene Elektromotor von : ^Fahrzeugen aller Art mit einer Gleichstrom-Schalteinrichtung für die Steuerung der Stromzufuhr von der Batterie zu dem Elektromotor, gekennzeichnet durch eine Überbrückungs- bzw. Nebenschluß-Kontakteinrichtung mit Kontakten, die in ihrem geschlossenen Zustand parallel zu der

Gleichstrom-Schaltung geschaltet sind, durch Hilfsmittel, die über eine Geschwindigkeitssteuerung bei deren maximalen Geschwindigkeitsanforderungen betätigbar sind und im Stromkreis der Nebenschluß-Kontakteinrichtung liegen und durch ein die Stromzufuhr der Nebenschlußkontakteinrichtung in ! Abhängigkeit vom Motorstrom verzögerndes Zeitrelais o. dgl. j
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Motorstrom proportionales Signal die Verzögerungszeit der! Zeitverzögerungsvorrichtung steuert, und daß ein Haltemittel vorgesehen ist, welches verhindert, daß die Zeitverzögerungsvorrichtung ausgelöst wird, bis die vorgegebenen Bedingungen erreicht sind.
3.Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Motorstrom proportionales Signal die Rate für

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die Ladung eines Kondensators steuert, weiche über die Haltemittel den jeweiligen Schalt zustand aufrechterhalten, bis diel vorgegebenen Steuerkontakte geschlossen sind und die die Ge-

I schwindigkeit steuernde Vorrichtung die maximal geforderten Bedingungen erfüllt bzw. einnimmt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das dem Motorstrom proportionale Signal durch Einschluß eines Widerstandes in den Motorstromkreis erhalten wird, wobei die über den Widerstand abfallende Spannung zur Stromsteuerung über einen Transistor verwendet wird, der im Ladekreis des Kondensators liegt.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, ■ daß das Haltemittel aus einem Transistor besteht, der parallel zu dem Kondensator liegend mit diesem verbunden ist, und welcher sich solange im leitenden Zustand befindet, bis die vor-i gegebenen Bedingungen getroffen bzw. beibehalten sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zu dem Kondensator anstehende Spannung, diesen aufladend, einem bistabilen Schaltkreis zugeführt wird, dessen Schaltzustand geändert wird, wenn die Spannung des Kondensators einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wodurch ein Relais erregt wird, dessen Kontakte im Stromver-

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sorgungskreis der Nebenschluß-Kontakteinrichtung liegen.
7· Einrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die über den Widerstand im Stromkreis des Motors anliegende Spannung mit einer Referenzspannung verglichen wird, die einen Schwellwert vorgibt, wobei das resultierende Stromsignal, wenn die den Motorstrom darstellende Spannung die Referenz- bzw. Bezugsspannung übersteigt, zur Steuerung der Aufladung des Kondensators verwendet wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Abschaltung der Gleichstrom-Schaltvorrichtung (D.C.-Switch) unmittelbar vor Betätigung der Überbrückungskontakteinrichtung vorgesehen sind, die den abgeschalteten Zustand aufrechterhalten, bis die Nebenschluß-Kontakteinrichtung geöffnet werden kann.

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