DE2514987A1

DE2514987A1 - Nebenschlusschuetzsteuerung

Info

Publication number: DE2514987A1
Application number: DE19752514987
Authority: DE
Inventors: Charles Edward Konrad
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1974-06-19
Filing date: 1975-04-05
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE2514987C2; GB1502333A; JPS5859302U; FR2275331A1; JPS5114611A; FR2275331B1; JPS5926722Y2; IT1039097B; US3968414A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Zeitverhältnis- oder ¹¹ Impuls"-Steuersysteme für Gleichstromschaltungen und insbesondere auf Betätigungsmittel für einen Schalter, der einen Nebenschluß zu der wiederholt betätigten Schaltvorrichtung der Zeitverhältnissteuerung bildet.

Die Steuerung des Betriebes moderner batteriegetriebener Fahrzeuge wird gewöhnlich durch die Verwendung von Zeitverhältnis-Steuergeräten erreicht, die auch als Impulssteuerungen bezeichnet werden. In einem derartigen System sind zwischen dem Traktions- oder Fahrmotor und einer Gleichspannungsquelle elektronische Schaltmittel angeordnet. Die .Schaltmittel werden bei einer extrem hohen Geschwindigkeit betätigt, wobei das Verhältnis der leitenden zur nichtleitenden Zeit, das auch als Tastverhältnis bekannt ist, den prozentualen Anteil der zur Verfügung stehenden Spannung bestimmt j die an den Motor angelegt werden soll.

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Am Anfang der Entwicklung von Impulssteuerungen wurde erkannt, daß aufgrund des Ohmschen Spannungsa.bfalles und der dadurch bewirkten Erhitzung die Verwendung derartiger elektronischer Schaltmittel nicht effizient ist, wenn sich die Tastverhältnisse 100 % nähern. Aus diesem Grunde wurde es für vorteilhaft befunden, mechanische Schalter, die als Nebenschlußschütz bezeichnet werden, parallel zu den elektronischen Schaltmitteln vorzusehen.

üblicherweise hat die vorgenannte Anordnung die Form eines Thyristors, wie beispielsweise eines steuerbaren Siliziumgleichrichters, der durch einen variablen Oszillator betätigt wird, um die Impulssteuerung eines Traktionsmotors zu liefern. Ein Paar elektromagnetisch betätigter Kontaktstücke in der Form eines üblichen Schaltschützes sind, dem steuerbaren Siliziumgleichrichter parallel geschaltet, und die Wicklung zum Schließen der Kontaktstücke ist in einen Stromkreis mit einem Schalter geschaltet, der in Abhängigkeit von gewissen Schaltungsparametern betätigt wird.

Bei einem Anwendungsbeispiel wird das Nebenschlußschütz auf einfache Weise dadurch betätigt, daß ein Stoßschalter (kickdown switch) oder ein Nebenschluß-Belastungsschalter mit dem Geschwindigkeitssteuerungsmechanismus des Fahrzeuges gekoppelt wird. Wenn die Geschwindigkeitssteuerung für eine maximale Leistung eingestellt ist, wird das Nebenschlußschütz auf diese Weise automatisch betätigt. Sollte das Fahrzeug jedoch bei einer langsamen Geschwindigkeit betrieben und das Nebenschlußschütz geschlossen werden, bevor von dem Motor das volle Drehmoment entwickelt worden ist, tritt ein harter Stoß im Betrieb des Fahrzeuges auf. Abgesehen davon, daß dies schädlich für die Antriebskomponenten ist, könnte ein plötzlicher Ruck des Fahrzeuges gefährlich sein für den Fahrer oder umstehende Personen. Um dieses Problem zu überwinden, ist es üblich, einen Zeitverzögerungsmechanismus zwischen den Belastungsschalter und die Betätigungsmittel des Schützes einzusetzen. Es wurde dann angenommen, daß nach der Zeitverzögerung das Fahrzeug sich in einem richtigen Zustand befinden würde, um eine Schließung des Nebenschlußschützes

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und somit die volle Quellenspannung über dem Traktionsmotor aufzunehmen. Mit dieser Lesung sind jedoch andere Schwierigkeiten verbunden. Beispielsweise kann das Nebenschlußschütz nicht geschlossen v/erden, bevor die Geschwindigkeitssteuerung sich in ihrer obersten bzw. größten Position befindet, und zwar unabhängig von anderen Parametern des Motorsteuersystems. Ferner kann das Schütz unabsichtlich geschlossen werden, bevor die.Richtungsschütze der Feldwicklung betätigt werden, wodurch bewirkt wird, daß das Fahrzeug bei Speisung des Feldes plötzlich mit voller Leistung anruckt. Es sind zwar verschiedene Kompensierungssysteme gebaut worden, sie haben jedoch üblicherweise den Nachteil gehabt, daß das nebenschlußschütz nicht geschlossen werden kann, bevor bereits ein wesentlicher Stromfluß in dem System auftritt. Wenn der steuerbare Kauptgleichrichter überhitzt wird, ist es üblich, den zulässigen Strom zu vermindern. Dadurch wird jedoch das Erhitzungsproblem betont, denn der verminderte Stromfluß kann es unmöglich machen, das Nebenschlußschütz zu schließen und somit eine Kühlfrist für den Siliciumgleichrichter zu liefern.

Es ist deshalb eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein System zu schaffen, das die Schließung eines Nebenschlußschützes unter allen praktikablen Bedingungen bewirkt, während normalerweise ein glatter Drehmomentübergang auf das Antriebssystem sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird, kurz gesagt, durch eine Nebenschlußschütz-Steuereinrichtung gelöst, die nur in Abhängigkeit von gewissen Kombinationen von Befähigungssignalen in Betrieb gesetzt ist. Die notwendigen Signale zeigen die Schließung von entweder Vor-' wärts- oder Rüekwärts-Richtungsschützen, die Erreichung einer an dem Traktionsmotor anliegenden Spannung mit einem gewissen vorbestimmten Minimalwert und entweder die Erzielung eines gewissen vorbestimmten minimalen Tastverhältnisses durch die Steuerung oder den Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Schließen eines Nebenschluß-Bedarfsschalters an.

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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Nebenschluß-Betätigungsmittel abgeschaltet bei einer Quellenspannung unterhalb eines vorbestimmten Minimalwertes oder bei einem übermäßig großen Motorstrom bei einem hohen Tastverhältnis.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die einzige Zeichnung zeigt in schematischer Form ein Nebenschlußschütz-Steuersystem gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Figur 1 zeigt ein Nebenschlußschütz-Betätigungssystem in Verbindung mit einem Traktions- oder Fahrmotor 10, der einen Anker 11 und eine Feldwicklung 12 aufweist. Auch wenn der gezeigte Motor ein Reihenschlußmotor ist, so ist die Erfindung in gleicher Weise auch für Nebenschluß- und Compoundmotoren anwendbar. Zwar ist es üblich, Schütze zum Verbinden der Feldwicklung in einer Vorwärts- oder Rückw_ärts-Richtung vorzusehen, um die■Drehrichtung des Motors zu steuern, diese Anschlüsse sind jedoch der Einfachheit halber in der Figur weggelassen.

Mit dem Motor ist eine elektronische Schaltvorrichtung IJ in Reihe geschaltet, die hier als ein steuerbarer Siliziumgleichrichter gezeigt ist. Der steuerbare Siliziumgleichrichter wird durch das Anlegen elektrischer Impulse an den Steueranschluß leitend gemacht. Die Speisung und Kommutierung des steuerbaren Siliziumgleichrichters dient dazu, der mittleren prozentualen Anteil der Leitfähigkeitszeit zu bestimmen, die hier als das Tastverhältnis bezeichnet wird. Im durchgeschalteten Zustand dient der Siliziumgleichrichter dazu, den Motor 10 an eine Batteriespannungsquelle V^ zu legen, wobei das Tastverhältnis den prozentualen Anteil der zur Verfügung stehenden Quellenspannung bestimmt, der dem Motor aufgedrückt ist.

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Es hat sich als unbrauchbar herausgestellt, die elektronische Schaltvorrichtung einer Impulssteuerung mit Tastverhältnissen nahe 1 zu betreiben. Um den über dem Siliziumgleichrichter auftretenden Spannungsabfall zu vermeiden und um eine übermäßige Erhitzung des Gleichrichters bei voller Leistung zu verhindern, ist .gewöhnlich parallel zu der elektronischen Schaltvorrichtung ein Nebenschlußschütz Ik vorgesehen. Die Erregerwicklung des Nebenschlußschützes ist mit einer Quelle eines Erregungspotentiales in Reihe mit der Schalteinrichtung 15 verbunden, die hier als ein weiterer steuerbarer Siliziumgleichrichter gezeigt ist. Somit kann durch Anlegen von Impulsen an die Steuerelektrode des steuerbaren Siliziumgleichrichters 15 zu geeigneten Zeiten der Hauptgleichrichter 13 von seiner Last abgeschaltet werden, wodurch dieser abkühlen kann und die maximale zur Verfügung stehende Spannung direkt an den Motor 10 angelegt wird.

Um den optimalen Nutzen des Nebenschlußschützes unter allen möglichen Umständen zu erzielen, schlägt die vorliegende Erfindung eine Anordnung vor, die eine Anzahl von Variablen des Traktionssystems überwacht und das Nebenschlußschütz betätigt bei dem Zusammenfluß von gewissen vorbestimmten Kombinationen dieser Variablen. Die Vorv/ärts- und Rückwärts-Schützwicklungen 16 und sind mit einem OR-Gatter 18 gekoppelt, dessen Ausgangsgröße einem Master- oder Haupt-AND-Gatter 19 zugeführt wird. Eine Zeitverzögerungsschaltung 20 und ein zugehöriges AND-Gatter 21, die zweckmäßigerweise als eine einzige Einheit betrachtet werden können, empfängt sowonl ein Nicht-Bremsen-Signal als auch ein Signal, das die manuelle Schließung des Nebenschluß-Belastungsschalters anzeigt und daraufhin ein Befähigungssignal an das AND-Gatter 19 abgibt. Der Nebenschluß-Belastungsschalter 22 ist zweckmäßigerweise mit einem bewegbaren Teil eines Potentiometers 23 zur Drehzahlsteuerung in bekannter Weise gekoppelt. Die am Schleifer des Potentiometers 23 auftretende Spannung.wird einer gesteuerten Beschleunigungsschaltung 27 zugeführt, die ihrerseits einen Oszillator 2M steuert, dessen Ausgangsgröße das Tastverhältnis des Hauptgleichrichters 13 bestimmt. Die an den

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Oszillator angelegte Spannung kann als direkt proportional zum TastVerhältnis des steuerbaren Siliziumgleichrichters ange- ' nommen werden. Diese Spannung wird auch einer Vergleichsanordnung 25 zugeführt j an deren nicht invertierenden Anschluß eine Bezugsspannung angelegt wird, so daß die Ausgangsspannung der Vergleichsanordnung von einem diskreten Wert zu einem anderen wechselt, wenn das Tastverhältnissignal einen gewissen vorbestimmten Schwellwert überschritten hat. Ein anderes OR-Gatter 26 empfängt die von der Zeitverzögerung 20 und der Vergleichsanordnung 25 abgegebenen Signale und erzeugt bei einem dieser Signale ein Ausgangssignal.

es

Bekanntlich ist^für eine elektrische Fahrzeugsteuerung der vorliegenden Art erforderlich, einen Strombegrenzungsmechanismus vorzusehen. Zu diesem Zitfeck ist eine Strombegrenzungsfunktion in dem gesteuerten Beschleunigungssystem gemäß der Figur enthalten. Ein Strombegrenzungssystem dieser Art ist in der Deutschen Patentanmeldung P 24 52 I2I.9 näher beschrieben. Die Strombegrenzungsvorrichtung, die einfach einen Transistor aufweisen kann, dessen Leitfähigkeitsschwellwert verändert wird, begrenzt die Ausgangsgröße einer steuerbaren Beschleunigungsschaltung 27, um den Oszillator 24 daran zu hindern, ein erhöhtes Tastverhältnis zu liefern, wenn der Motorstrom einen unerwünscht hohen Wert erreicht. Eine zweite Eingangsgröße zum Strombegrenzungssystem 28, die vom Ausgang des AND-Gatters 19 abgeleitet wird, dient dazu, den maximalen zulässigen Strom während derjenigen Perioden zu erhöhen, in denen das Nebenschlußschütz 14 betätigt ist. Dies liegt daran, daß das Nebenschlußschütz wesentlich größere Ströme führen kann als ein steuerbarer Siliziumgleichrichter, ohne beschädigt oder überhitzt zu werden. Bekannte Systeme, in denen ein nicnt variabler maximaler Strom vorgesehen war, zogen also keinen optimalen Nutzen aus dem Nebenschlußschütz und- schränkten den Fahrzeugbetrieb unnötigerweise ein.

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Von einer Vergleichseinrichtung 29 ist der eine Eingang mit einer Bezugsspannung Vr₂ gekoppelt, und der andere Eingang steht mit einem Punkt in Verbindung, der die am Motor 10 auftretende Spannung darstellt. Wenn die Motorspannung einen gewissen vor- · bestimmten Minimalvrert Vr₂ überschreitet, erzeugt die Vergleichseinrichtung 21 ein Ausgangssignal, das auf einen Eingang des AND-Gatter 19 übertragen wird. Eine weitere Vergleichseinrichtung 30 empfängt eine die Batteriespannung darstellende Spannung und erzeugt, wenn die Abweichung von der Bezugsspannung Vr ρ eine unerwünschte Verminderung des Batteriepotentials anzeigt, ein Ausgangssignal. Das AND-Gatter 31 empfangt dann ein Signal,-das ein Maß für den Motorstrom ist, der über einem gewissen maximalen oder "Schwellwert" ist, zusammen mit der Ausgangsgröße des AND-Gatters 19. Die Ausgangssignale des AND-Gatters 31 und der Vergleichseinrichtung 30 werden auf das OR-Gatter 32 übertragen. Das OR-Gatter 32 legt dann bei Auftreten von einem der vorgenannten Signale ein Signal an ein invertierendes Flip-Flop 33 an. Kontaktstücke 3Λ werden zusammen mit einem nicht gezeigten Start-Schalter betätigt und bewirken, daß das Flip-Flop 33 aus noch zu beschreibenden Gründen zurückgestellt wird.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung wird nun anhand der oben aufgezählten Elemente im einzelnen beschrieben. Wenn es zunächst gewünscht wird, das Fahrzeug in Betrieb zu setzen, wird ein Hauptschalter geschlossen, was gewöhnlich durch einen Schlüsselverriegelungsmecharismus geschieht. Auf diese Weise wird die Batterieleistung dem System zugeführt, das die durch den Motor 10 und den steuerbaren Siliziumgleichrichter I3 gebildete Schaltungsanordnung umfaßt. Ein untergeordneter Schalter 34 wird geschlossen und stellt das Flip-Flop 33 zurück, so daß für normale Betriebsbedingungen ein hohes Ausgangssignal oder eine logische "1" an den einen Eingang eines Haupt-AND-Gatters angelegt wird. Um das Fahrzeug in Betrieb zu setzen, muß das Feld 12 in der geeigneten Richtung für entweder eine Vorwärts-

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oder Rückwärts-Bewegung verbunden werden. Zu diesem Zweck wird der Wählschalter 35 geschlossen, um einer der Erregungswicklun-gen 16 oder 17 für die Vorwärts- bzw. Rückwärts-Schütze Leistung zuzuführen. Wenn die Richtung des Motormomentes gewählt ist, wird der Schleifer des Potentiometers 33 betätigt, was gewöhnlich durch ein Fußpedal oder einen Handhebel geschieht, um dem Oszilator 24 ein Signal zuzuführen zum Vergrößern des Tastverhältnisses des Gleichrichters 13 und somit zur Vergrößerung der an den Motor 10 angelegten Durchschnittsspannung.

Zwischen dem Potentiometer 23 und dem Oszillator 24 ist eine steuerbare Beschleunigungsstufe 27 angeordnet und dient zur Verhinderung, daß das Tastverhältnis zu schnell vergrößert wird. Die steuerbare Beschleunigungsstufe liefert auch ein zweckmäßiges Mittel, durch das eine Begrenzung für das Tastverhältnis und deshalb für den Motorstrom gebildet wird. Diese Funktion, die "Strombegrenzung" genannt wird, ist üblicherweise in Steuersysteme des Traktionsfahrzeuges eingebaut, um eine Beschädigung der Elemente des Systems zu verhindern.

Um die gesamte zur Verfugung stehende Spannung an den Motor anzulegen, muß das Nebenschlußschütz 14 schließen. Dies kann geschehen, um eine maximale Geschwindigkeit zu erreichen oder um einen maximalen Stromfluß zu gestatten, wobei das maximal mögliche Drehmoment erzeugt wird, um steile Rampen emporzufahren, Bordsteine oder andere Hindernisse zu überwinden usw. Es ist wünschenswert, daß das Nebenschlußschütz den Hauptgleichrichter so häufig wie möglich kurzschließt, um den Gleichrichter von seiner Stromführung zu entlasten und diesen abkühlen zu lassen.

Es kann angenommen werden, daß, wenn sich die Geschwindigkeitssteuerung in ihrer äußersten Position befindet-, der Fahrer bzw. der Operateur das maximale zur Verfügung stehende Drehmoment und/oder die maximale verfügbare Geschwindigkeit wünscht. Aus diesem Grunde ist der mechanische Nebenschluß-Bedarfsschalter 22 üblicherweise mit dem Schleifer des Potentiometers 23 ge-

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koppelt, so daß er geschlossen werden kann, wenn der Schleifer seine äußerste "EIN"-Position erreicht. Da dies auch während des Bremsens mit umgekehrten Motormoment oder des Nutzbremsens des Fahrzeuges auftreten könnte, muß die Betätigung des Nebenschluß-Schützsystems während des Bremsens verhindert werden, um einen übermäßigen Stromfluß aufgrund der Umkehr der Motorverbindungen zu vermeiden. Aus diesem Grunde wird ein Signal, das das Fehlen einer Bremsung anzeigt und das von einer Bremsschaltung abgeleitet werden kann, wie sie in der US-PS 3 J>kk 828 beschrieben ist, zusammen mit einem Signal von dem Nebenschluß-Belastungsschalter 22 an eine Zeitverzögerungseinheit 2Ö angelegt. Da beide Signale zur Betätigung der'Zeitverzögerung notwendig sind, kann die Einheit als eine AND-Funktion 21 enthaltend betrachtet werden, obwohl es in gleicher Weise so gesehen v/erden kann, daß das Vorhandensein eines Nutzbremssignales zur Sperrung der Zeitverzögerung 20 dient. Zusätzlich ist ein Signal vom OR-Gatter 18 erforderlich, das die Schließung von entweder dem Vorwärts- oder Rückwärts-Schütz anzeigt, um die Zeitverzögerung zurückzustellen und deren Betrieb zu gestatten. Einen gewissen vorbestimmten Zeitraum nach der Schließung des Bedarfsschalters erzeugt dann die Zeitverzögerung 20 ein Signal zum Betrieb des Nebenschlußschützes.

Die Verwendung eines Bedarfsschalters zusammen mit einer Zeitverzögerung zum Betätigen des Schützes ist an sich bekannt. Obwohl diese Lösung den Vorteil der Einfachheit hat, so wird deutlich, daß die Annahme, daß das Fahrzeug seinen Betrieb bei voller Spannung nach Ablauf'eines willkürlichen Zeitraumes erreicht hat, häufig falsch ist. Aus diesem Grunde werden durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung andere Kriterien festgelegt.

Die Vergleichsanordnung 29 überträgt ein Befähigungssignal an das AND-Gatter 19, wenn die Spannung am Traktionsmotor einen gewissen minimalen Bezugswert überschritten hat. Auch wenn es an sich möglich wäre, die Motorspannung vom Tastverhältnis des Schalters oder in äquivalenter Weise von dem den Betrieb des Oszillators 24 steuernden Signal abzuleiten, ist ein derartiges

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Verfahren anfällig bzvr. empfindlich, wenn ein Fehler auftreten sollte, d.h. wenn beispielsweise der steuerbare Siliziumgleichrichter 15 versagt oder andere Schaltungselemente einen Leerlaufzustand im Leistungsfluß hervorgerufen haben sollten. Durch Begrenzung der minimalen Spannung, die über dem Motor auftreten muß, begrenzt das System auch die maximale Spannungsdifferenz oder den Sprung, der über dem Motor auftritt, wenn das Nebenschlußschütz geschlossen wird. Dies wiederum begrenzt die Drehmomentdifferenz, die dem Fahrzeugantrieb zugeführt wird.

Somit ist es wünschenswert, das Nebenschlußschütz zu betätigen, wenn festgelegt ist,

a) daß die Vorwärts- oder Rückwärts-Richtungsschütze geschlossen sind,

b) der Nebenschluß-Bedarfsschalter geschlossen ist und das System nicht bremst und

c) der Motor sich nicht in einem "Elockier"-Zustand ("stall¹¹-condition) befindet.

Der Zusammenfluß der drei vorgenannten Faktoren kann dann das AMD-Gatter 19 betätigen, das seinerseits den steuerbaren Siliziumgleichrichter 15 betätigt, damit ein Strom durch die Erregungswicklung des Nebenschlußschützes fließen kann.

Um noch eine weitergehende Flexibilität zu erreichen und damit das Nebenschlußschütz zu allen möglichen Zeiten schließen kann ^^st das erfindungsgemätfe System so aufgebaut, daß noch andere Systemparameter überwacht werden. Eine Schwellwertschaltung, die hier als eine Vergleichseinrichtung 25 gezeigt ist, überwacht die an den Oszillator 24 angelegte Spannung und somit das Tastverhältnis des steuerbaren Hauptgleichrichters I3. Wenn das Tastverhältnis einen gewissen vorbestimmten Wert überschritten hat, der einer relativ großen, den Klemmen des. Motors 10 aufgedrückten Spannung entspricht, wird durch die Vergleichseinrichtung 25 ein Befähigungssißnal an das OR-Gatter 26 geliefert. Auf diese V/eise kann das Nebenschlußschütz geschlossen werden trotz der Tatsache, daß der Geschwindigkeitssteuerungsmechanismus

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räumlich bzw. physikalisch nicht weit genug vorgeschoben ist, um den !Jebenschluß-Belastungsschalter 22 zu schließen. Der steuerbare Siliziumgleichrichter kann dann umgangen werden, beispielsweise bei hohen Geschwindigkeiten, trotz der Tatsache, daß die Geschwindigkeitssteuerung nicht in ihre äußerste Einstellung gebracht worden ist.

In vielen Anwendungsfallen ist es erstrebenswert, daß noch andere Faktoren durch eine Nebenschlüßschützsteuerung angesprochen werden. Wenn das Batteriepotential klein ist, steht eine unzureichende Spannung zur Verfugung, um eine Schließung der Kontaktstücke mit genügender Kraft zu bewirken, damit ein Prellen und Springen der Kontakte verhindert ist, was bei Vibration oder Stoßbewegungen des Fahrzeuges auftreten kann. Diesesintermittierende öffnen der Spitzen bewirkt eine Lichtbogenbildung und ein Brennen, das die Kontaktflächen stark beschädigen kann. Aus diesem Grunde wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die überwachung der Batterieunterspannung mittels der Vergleichseinrichtung 30 vorgeschlagen. Die Vergleichseinrichtung erzeugt ein Signal, wenn die Batteriespannung V, unter einen ge\*issen vorbestimmten Wert ab ällt. Zusätzlich ist es wünschenswert, daß das System bei kleinen Geschwindigkeiten dem Motor nicht die volle Leistung zuführt, was zu einem unerwünscht hohen Strom und deshalb zu einem möglicherweise beschädigenden Drehmoment führt. Um den maximalen Strom und somit das durch das System erzeugte Drehmoment zu begrenzen, wird der Motorstrom durch eine Schwellwertvorrichtung überwacht, dessen Ausgangsgröße dem einen Anschluß des AND-Gatters 31 zugeführt wird. Zur gleichen Zeit empfängt der andere Anschluß des AND-Gatters ein Signal, das die Erregung bzw. Speisung des Neberschlußscbützes anzeigt. Bei geschlossenem Nebenschlußschütz, wenn der Strom einen gewissen Maximalwert erreicht, erzeugt also das AND-Gatter 31 ein Signal, das zum Abschalten des Schützes verwendet wird.

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Entweder einen überstrom oder eine Unterspannung anzeigende Signale werden durch das OR-Gatter 32 zu einem invertierenden Flip-Flop 33 durchgelassen. Das normalerweise von dem Flip-Flop erzeugte und dem AND-Gatter 19 zugeführte Signal steuert das AND-Gatter an, so daß das Nebenschlußschütz zu den entsprechenden Zeiten betätigt werden kann. Bei Überstrom- oder Unterspannungsbedingungen hört jedoch das invertierende Flip-Flop auf, ein Signal zu erzeugen und sperrt also das AND-Gatter 19 für einen Betrieb. Da es denkbar ist, daß ein plötzlicher Stromstoß oder eine transiente Absenkung in der Batteriespannung auftreten könnte, wenn das Fahrzeug das erste Mal gestartet wird, ist ein Rückstellanschluß des Flip-Flops 33 durch einen Startschalter 3A derart gekoppelt daß das Flip-Flop jedes Mal zurückgestellt wird, wenn das Fahrzeug erneut gestartet wird.

Es wird also deutlich, daß die vorliegende Erfindung ein Nebenschlußschütz-Steuersystem schafft, das verschiedene Faktoren des -ißatteriefahrzeugbetriebes überwacht, wobei die Verwendung des Nebenschlußschützes dahingehend optimiert wird, daß es möglichst häufig geschlossen ist, um eine Kühlung des steuerbaren Hauptgleichrichters zu gestatten. Gleichzeitig stellt das System sicher, daß die volle Batterie_.spannung nicht plötzlich an einen Motor angelegt wird, über dem eine kleine Spannung vorhanden war, wodurch eine drastische sprunghafte Vergrößerung des vom Motor abgegebenen Drehmomentes bewirkt wurde.

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Claims

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Ansprüche

μ/) Nebenschlußschalter-Betätigungssystem für eine Zeitverhältnissteuerung (Impulssteuerung) eines elektrischen Fahrzeuges mit einer elektronischen Schalteinrichtung zum Verändern der mittleren, an einen Traktionsmotor angelegten Spannung in Abhängigkeit von Signalen von einer Geschwindigkeitssteuerung, mit einem Richtungsschalter zur Richtungsbestimmung des durch den Motor erzeugten Drehmomentes, einem Bremssensor zur Anzeige eines Bremsvorganges und mit einem Nebenschlußschalter zum elektrischen Umgehen der elektronischen Schalteinrichtung, gekennzeichnet durch Mittel (18) zum Abtasten des Zustandes des Richtungsschalters (35) und zum Abgeben eines ersten Signales,

mit der Geschwindigkeitssteuerung (23) gekoppelte Schaltmittel (22), eine Zeitverzögerung (20, 21), die mit dem Bremssensor und dem Schaltmittel (22) gekoppelt ist und ein zweites Signal einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Schließen der Schaltmittel (22) bei Fehlen eines Bremsvorganges erzeugt, Spannungsabtastmittel zum Abgeben eines dritten Signales, wenn die Spannung über der Last einen vorbestimmten Wert überschreitet ,und

Mittel (19j 15) zum Erregen des Nebenschlußschalters (14) bei Vorhandensein der ersten, zweiten und dritten Signale.
2. Betätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet , daß eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist zum Erzeugen eines vierten Signales, wenn entweder das zweite oder dritte Signal vorliegt, wobei die Spannungsabtastmittel ein fünftes Signal abgeben, wenn die Spannung über der Last einen vorbestimmten Wert überschreitet, und den Nebenschlußschalter erregen bei Bestehen der ersten, vierten und fünften Signale.

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3. Betätigungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die die Mittel zum Abtasten des Zustandes des Richtungsschalters mit der Zeitverzögerung koppelt, zum Zurückstellen der Zeitverzögerung bei Schließung des Richtungsschalters.
4. Bettitigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Erregen des riebenschlußschalters einen Halbleiterschalter, der einen Teil des Schalters mit einem Krregungspotential aufweisenden Punkt koppelt, und eine Koinzidenzschaltung umfassen zum Ansteuern des Halbleiterschalters bei Empfang der ersten, vierten und fünften Signale.
5. Betcitigungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußschalter ein elektromechanisches Schütz aufweist, das mit der elektronischen Schalteinrichtung- einer Oleichstrom-Impulssteuerung gekoppelt ist, durch die die an einen Gleichstrom-Traktionsmotor angelegte Spannung variabel steuerbar ist, wobei die Abtastmittel ein erstes Signal erzeugen, wenn die elektronische Schalteinrichtung ein vorbestimmtes Verhältnis erreicht, und die Erregungsmittel die Schließung des elektromechanischen Schützes herbeiführen bei der Erzeugung der ersten und zweiten Signale.
6. Betcitigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vergleichseinrichtung mit der Geschwindigkeitsteuerung gekoppelt ist zum Erzeugen eines Signales, wenn das Tastverhältnis der elektronischen Schalteinrichtung einen vorbestimmten Wert.überschreitet, die Zeitverzögerung ein Signal in einem vorbestimmten Zeitraum nach der Schließung des einen Nebenschluß-Belastungs.schalter umfassenden Schalters erzeugt, und eine Koinzidenzanordnung

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vorgesehen ist zum Erregen des Nebenschlußschützes beim Empfang von Signalen von der Abtasteinrichtung der Vergleiehseinrlchturn und entv.'eder der Geschwindigkeitssteuerung oder der Z ei tverz ögerung·
7. Petiitigungssysterr. nach Anspruch 5, dadurch Gekennzeichnet , daß ferner eine jReschleunigunpissteuerung vorgesehen ist, die die Geschwindigkeitssteuerung mit der Vergleichseinrichtung koppelt zum Regeln der ?inderungsgeschwindigkeit eines Geschwindigkeitssteuerungssignales.
8. Betätigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß ferner eine Strombegrenzung vorgesehen ist, die der Wert des von der Beschleunigungssteuerung abgegebenen Geschwindigkeitssteuerungssignales begrenzt, v;enn der Kctorntroir einen vorbestimmten Wert erreicht.
9. jP-etstigungssystem nach .Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner mit der Strombegrenzung gekoppelte Schaltungsmittel vorgesehen sind zum Begrenzen des Ceschv'indigkeitnsteuerungssignales, wenn der Motorstrom pinen ersten kleineren Wert bei geöffnetem Nebenschlußschütz und einen zweiten größeren .Wert bei geschlossenem Schütz erreicht.
10. BetStigungssyster; räch einem oder mehreren der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Yergleichseinrichtung prste, mit der Geschwindigkeitssteuerung gekoppelte Vergleichsnittel umfaßt zur Abgabe eines Signals-, wenn das durch die Geschwindigkeitssteuerung erzeugte Signal einen vorbestimmten Wert erreicht, erste Ansteuermittel mit der Zeitverzögerung und den ersten Vergleichsmitteln gekoppelt sind zum Erzeugen eines zweiten Befähigungssignales bei Vorhandensein von entweder dem verzögerten Signal oder dem Geschwindigkeitssignal, zweite Vergleichsmittel mit der Zeitver-

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hSltnissteuerung koppelbar sind zum Erzeugen eines dritten BefMhigungssignales, wenn die Spannung über dem Traktionsmotor einen gewissen vorbestimmten Viert üf erschreitet, dritte Vergleichsmittel mit einer Eewegungsledstungsouelle für den Traktionsmotor koppelbar sind zur Abgabe eines Quellenspannungssignales, wenn das Potential der Bewegungsleistungsquelle unter einen vorbestimmten Wert abfällt, und die Koinzidenzanordnung erste Koinzidenzmittel erregt zum Erzeugen eines Überstromsignales, wenn das Nebenschlußschütz geschlossen ist und der Motorstrom einen vorbestimmten Wert überschreitet,

zweiteAnst£uermittel mit den dritten Vergleichsmittel und den ersten Koinzidenzmitteln gekoppelt sind zum Erzeugen eines ansteuernden Pilotsignales bei Vorhandensein von entweder der. Quellenspannungssignal oder dem überstromsignal, Schaltmittel mit den zweiten Ansteuermitteln gekoppelt sind zum Erzeugen eines vierter Bef"higungssignales bei Vorhandensein des ansteuernden Pilotsignales, und zweite Koinzidenzmittel bei Vorhandensein der ersten, zweiten, dritten und vierten Befähägungssignale eine Schließung des Nebenschlußschützes bewirken.

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