DE2730531C3 - Gegenstrom-Bremsanordnung für ein Elektrofahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gegenstrom-Bremsanordnung für ein Elektrofahrzeug gemäß Oberbegriff des

Anspruchs 1,

Es ist bekannt, Elektrofahrzeuge elektrisch dadurch abzubremsen, daß ihr Fahrtrichtungsschalter auf die der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzte Fahrtrichtung geschaltet wird, womit der Antriebsmotor ein Bremsdrehmoment erzeugt (Reversierbetrieb), Eine derartige Betriebsweise nötigt dem Fahrer bzw. der Bedienungsperson des Elektrofahrzeug eine gewisse Aufmerksamkeit ab, da entsprechend der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs die Schaltrichtung, mit der der Fahrtrichtungsschalter auf Bremsen geschaltet werden soll, wechselt Weiterhin ist der Fahrtrichtungsschalter üblicherweise an einer nicht ohne weiteres zugänglichen Stelle montiert, um

is unbeabsichtigtes Verstellen auszuschließen. Es ist daher besser, für das Auslösen des Bremsbetriebes ein besonderes Betätigungsorgan vorzusehen. Eine solche Gegenstrom-Bremsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-PS 36 41 411 bekannt Dort wird bei einem Bremsbefehl (durch Zurücknahme des Fahrpedales oder durch einen eigenen Bremssteiler) grundsätzlich die der vom Fahrer an einem Fahrtrichtungsschalter vorgewählten Fahrtrichtung entgegengesetzte Fahrtrichtung angesteuert Sollte bei dieser Anordnung der Fahrtrichtungsschalter einmal in der der augenblicklichen Fahrzeugbewegung entgegengesetzten Richtung stehen, würde jedoch eine Betätigung des Bremsstellers eine Schaltung bewirken, die nicht im Sinne einer Bremsung, sondern im Sinne eines Antriebes in der tatsächliche» Fahrtrichtung wirkt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremsanordnung für Elektrofahrzeuge anzugeben, die unabhängig von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs oder der eingeschalteten Fahrrichtung das Fahrzeug stets im richtigen Sinne elektrisch bremst

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäQ durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Der elektrische Bremsvorgang kann somit ausschließlich durch Betätigen des hierfür vorgesehenen Betäti- gungsorgans und unabhängig von der am Fahrtrichtungsschalter des Fahrzeugs eingeschalteten Fahrrichtung ausgelöst werden. Auf diese Weise kann einer Fehlreaktion des Fahrers und damit einer Unfallgefahr vorgebeugt werden.

Bei dem Betätigungsorgan kann es sich, insbesondere bei kleineren Elektrofahrzeuge^ etwa Gehgeräten, um eine Taste nach Art einer Notaus-Taste handeln, die an einer leicht zugänglichen Stelle angebracht ist. Bei größeren Elektrofahrzeuge^ etwa Gabelstaplern oder dergleichen, auf denen der Fahrer mitfährt, ist das Betätigungsorgan bevorzugt als Fußpedal, wie es der Fahrer vom Kraftfahrzeug her kennt, ausgebildet Das Fußpedal kann ggfs. mit einer mechanischen Bremse des Elektrofahrzeugs gekuppelt sein, ggfs. in der Weise, daß bei geringen Pedalkräften zunächst die elektrische Bremse des Fahrzeugs eingeschaltet wird und die mechanische Bremse erst bei größeren Pedalkräften zu greifen beginnt (bekannt aus der DEOS 14 30145). Zweckmäßigerweise wird bei größeren Pedalkräften,

M d.h. bei größerer mechanischer Bremswirkung die elektrische Bremse des Fahrzeugs abgeschaltet

Bei Gegenstrom-Bremsanordnungen der eingangs genannten Art muß auch dafür gesorgt werden, daß das Fahrzeug zwar elektrisch im Reversierbetrieb gebremst werden kann, daß es sich aber nach dem Abbremsen nicht in Gegenrichtung in Bewegung setzt.

In einer aus der GB-PS 11 77 071, Fig. 7, bekannten Ausführungsform ist vorgesehen, daß durch die

Steuereinrichtung auch die Drehzahl des Antriebsmotors oder die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt und die der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzte Antriebsriehuing des Antriebsmotors nur eingeschaltet wird, wenn ein vorbestimmter Wert der Drehzahl oder der Fahrgeschwindigkeit überschritten ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Steuerstufe auch für diese Aufgabe herangezogen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist da- ι ο durch gekennzeichnet, daß der den Bremsbetrieb auslösende Schalter als Umschalter ausgebildet ist, der so angeschlossen ist, daß ohne Betätigung des Betätigungsorgans ein vom Fahrer eingestellter erster Fahrtrichtungsschalter und bei Betätigung des Betäti- is gungsorgans ein zweiter Fahrtrichtungsschalter wirksam geschaltet ist, der von der die Bewegungsrichtung erfassenden Steuerstufe angesteuert ist Die vorstehend erläuterte Steuerstufe legt die Antriebsrichtung mit Hilfe des zweiten Fahrtrichtungsschalters fest Üblicherweise werden in derartigen Richtupgswendeschaltungen Schaltrelais (Schütze) benützt, die die relativ hohen Ströme des Antriebsmotors schalten können. Zur Ansteuerung derartiger Schütze von den beiden Fahrtrichtungsschaltern her ist es zweckmäßig, wenn die Schaltkontakte des zweiten Fahrtrichtungsschalters über in Reihe zu diesem geschaltete Entkopplungsdioden jeweils parallel zu den entsprechenden Umschaltkontakten des ersten Fahrtrichtungsschalters geschaltet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der die Bewegungsrichtung erfassenden Steuerstufe ist aus logischen Bauelementen in der Weise aufgebaut, daß die Steuerstufe zum Erfassen der Bewegungsrichtung zwei nacheinander auf ein rotierendes Element des Fahrzeugantriebs ansprechende Fühler aufweist die nacheinander ein Monoflop auslösen, dessen Zeitkonstante kleiner ist als die Zeitdifferenz zwischen den Ansprechzeitpunkten der Fühler, daß jeder Fühler mit dem einen Eingang eines Koinzidenzgatters verbunden ist dessen anderer Eingang an den Ausgang des Monoflops angeschlossen ist und daß der Ausgang des eines Koinzidenzgatters mit dem Setzeingang und der Ausgang des anderen Koinzidenzgatters mit dem Rücksetzeingang eines die Antriebsrichtung des Antriebsmotors steuernden Flip-Flops verbunden ist Bei dem rotierenden Element kann es sich beispielsweise um das Lüfterrad des Antriebsmotors oder auch um ein Antriebsrad des Fahrzeugs oder dergleichen handeln. Die Fühler arbeiten bevorzugt kontaktfrei. Geeignet sind induktive Näherungsschalter oder optische Fühler, beispielsweise Lichtschranken. Als Koinzidenzgatter können herkömmliche UND-Gatter oder auch NAND-Gatter benutzt werden.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer die Drehrichtung und die Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs erfassenden Steuerstufe;

Fig.2 eine Steuerschaltung zur Umkehr der Antriebsrichtung des Antriebsmotors; und

Fig.3a bis 3h Zeitdiagramme der an unterschiedlichen Schaltungspunkten der Steuerstufe nach F i g. I auftretenden Signale.

Die in F i g. 1 dargestellte Steuerstufe weist zwei nacheinander auf das VoI betbewegen eines Lüfterrads I des Antriebsmotors des Elektrofahrzeuge ansprechende Fühler 3, 5, beispielsweise berührungsfrei arbeitende induktive Geber auf, die an verschiedene Eingänge eines gemeinsamen ODER-Gatters 7 und darüber hinaus an jeweils einen Eingang getrennter UND-Gatter 9, 11 angeschlossen sind. An den Ausgang des ODER-Gatters 7 ist ein Monoflop 13 angeschlossen, dessen Zeitkonstante kürzer ist als die Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Betätigungszeitpunkten der einzelnen Fühler 3, 5, Der Ausgang des Monoflops 13 ist mit dem jeweils anderen Eingang der UND-Gatter 9,11 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 9 ist seinerseits mit dem Setzeingang S eines Flipflops 15 verbunden, während der Ausgang des UND-Gatters 11 an den Rücksetzeingang R des Flipflops 15 angeschlossen ist Die Ausgänge Q bzw. Q des Flipflops 15 sind über UND-Gatter 17 bzw. 19 mit den Erregerwicklungen von Relais 21_bzw. 23 verbunden. Während die Ausgänge Q bzw. Q des Flipflops 15 mit dem jeweils einen Eingang der UND-Gatter 17 bzw. 19 verbunden sind, ist an den jeweils anckr-en Eingang der UND-Gatter 17, 19 eine Schwellwertschaltung 25 angeschlossen, die mit Hilfe eines Fühlers 27 die Drehzahl des Lüfterrads 1 erfaßt und die UND-Gatter 17, 19 lediglich dann für die Ausgangssignale des Flipflops 15 freigibt, wenn die Drehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet Bei dem Fühler 27 kann es sich um Fühler ähnlich den Fühlern 3,5 handeln, ggfs. kann auch einer der Fühler 3 oder 5 die Funktion des Fühlers 27 mit übernehmen.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 ist folgende: Die Fühler 3, 5 geben beim Vorbeibewegen der Flügel des Lüfterrades 1 die in den Fig.3a, b dargestellten, zeitlich gegeneinander versetzten Signale ab. Am Ausgang des ODER-Gatters 7 entsteht das in F i g. 3c dargestellte Summensignal, dessen Vorderflanke das Monoflop 13 auslöst Das Ausgangssignal des Monoflops ist in Fig.3d dargestellt. Da die Zeitkonstante des Monoflops 13 klein gegenüber der Zeitdifferenz zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen der Fühler 3, 5 ist koinzidiert lediglich das Ausgangssignal eines der beiden Fühler 3,5 mit dem Ausgangssignal des Monoflops 13. Die Koinzidenz wird durch die UND-Gatter 9,11 erfaßt Dreht sich das Lüfterrad 1 im Uhrzeigersinn, so treten am Ausgang des UND-Gatters 9 Impulse nach F i g. 3e auf, die das Flipflop 15 setzen, womit am Ausgang Q des Flipflops 15 ein Signal entsprechend F i g. 3g abgegeben wird. Das Signal des Ausgangs Q erregt das Relais 21. Das Relais 21 schaltet, wie nachstehend noch näher anhand von F i g. 2 erläutert wird, den Antriebsmotor auf die der Drehung des Lüfterrads im Gegenuhrzeigersinn entsprechende Antriebsrichtung um. Sofern sich das Lüfterrad 1 im Gegrjniihrzeigersinn dreht werden dem Rücksetzeingang des Flipflops 15 Impulse nach F i g. 3f zugeführt, die das Flipflop 15 in seinen anderen stabilen Zustand umschalten (F i g. 3h), in welchem das Relais 23 erregt ist Bei erregtem Relais 23 wird die Steuerschaltung gemäß F i g. 2 auf die der Drehrichtung des Lüfterrads 1 im Uhrzeigersinn entsprechende Antriebsrichtung umgeschaltet Um sicherzustellen, daß beide Relais 21,23 nach dem Abbremsen abfallen, der Antriebsmotor also abgeschaltet wird, sperrt die Schwellwertschaltung 25 die UND-Gatter 17,19, wenn die Drehzahl unter einen vorbestimmten Wert absinkt.

F i g. 2 zeigt das Schaltbild einer zur Steuerung der Antriebsrichtung des Antriebsmotors geeigneten Schaltung. Mit 29 bzw. 31 sind die Erregerwicklungeil von Schaltschützen bezeichnet, deren Schaltkontakte 33,35

Bestandteil einer nicht näher dargestellten Schaltung zur Drehrichtungsumkehr eines aus einer Gleichstromimpulsquelle gespeisten Antriebsmotors sind. Die Erregerwicklungen 29, 31 sind einerseits an den Plus-Anschluß 37 einer Gleichspannungsquelle und andererseits an Umschaltkontakte 39,41 eines Fahrrichtungsschalters 43 mit neutraler Mittelstellung angeschlossen. Es soll angenommen werden, daß bei Erregung der Erregerwicklung 29 der Antriebsmotor bzw. das Lüfterrad I im Uhrzeigersinn rotiert, während die Erregerwicklung 31 der Drehrichtung im Gegenuhrzeigcrsiinn zugeordnet ist. Mit 45 ist ein Fahrschalter bezeichnet, bei dessen Betätigung der Antriebsmotor in der am Fahrrichtungsschalter 43 gewählten Richtung eingeschaltet wird. Der Stromkreis der Erregerwicklungen 29, 31 schließt: sich über einen normalerweise geschlossenen Kontakt 47 eines Umschalters 49 und einen in Serie dazu geschalteten ebenfalls normalerwei-

Umschalter 49 und der Schalter 51 sind mechanisch mit einem Bremspedal gekuppelt, welches gegebenenfalls auch eine mechanische Bremse des Fahrzeugs betätigt. Der andere Kontakt 53 des Umschalters 49 ist über die Sericnschaltung aus jeweils einer Diode 55 bzw. 57 und einem Schaltkontakt 59 des Relais 21 bzw. einem Schaltkuntakt 61 des Relais 23 (Fig. I) mit der dem Plusanschluß 37 abgekehrten Seite der Erregerwicklung 29 bzw. der Erregerwicklung31 verbunden.

Der Umschalter 49 wird umgeschaltet, sobald das. Bremspedal betätigt wird. Je nach der von der Steuerstufe gemäß Fig. I erfaßten Drehrichtung de Lüfterrads 1 wird die der entgegengesetzten Drehrich tung zugeordnete Erregerwicklung 29 bzw. 31 zugeord neten Schaltkontakte 59 oder 61 geschlossen und dami die entgegengesetzte Antricbsrichtung des Antriebsmo tors eingeschaltet.

An den Umschaltkontakt 53 des Umschalters 49 is darüber hinaus ein mit einer Spannungsquelle 6: verbundenes Relais 65 angeschlossen. Ein Schaltkontak 67 des Relais 65 öffnet bzw. schließt einen Steuerstrom kreis der Stromquelle des Antriebsmotors, dessei Steuerstrom bzw. Steuerspannung durch einen einstcll baren Widerstand 69 festgelegt ist. Der einstellbar« Widerstand 69 bestimmt die von der Stromquelle de:

Antriebsmotors an diesen abgegebene Gleichstromim pulsleislung und damit das Bremsdrehmoment de: Antriebsmotors. Der Widerstand 69 kann für cir konstantes Bremsdrehmoment auf einen konstanter

U/ort oincTOCtoJjf βαι». 5£;J* S"h!cifcr k'ip" ·*^*^η·" n··"¹· ·—■

dem Bremspedal gekoppelt sein, so daß sich da:

Bremsdrehmoment entsprechend der Pedalkraft ändert Der Schalter 51 ist ebenfalls mit dem Bremspeda

gekuppelt und wird geöffnet, wenn die Pcdalkraft einer vorbestimmten Wert überschreitet. Gcgebcnenfall:

kann der Schalter 51 entfallen, wenn der Umschalter 4? eine neutrale Mittelstellung aufweist, in der er beispielsweise mit Hilfe einer am Bremspedal angc brachten Nocke geschallet wird, wenn die Pedalkraf den vorbestimmten Wert überschreitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche;

   K Gegenstrom-Bremsanordnung für ein Elektrofahrzeug, dessen drehrichtungsumkehrbarer, elektrischer Antriebsmotor zum Bremsen in die der Bewegungsrichtung des Antriebsmotors oder des Fahrzeugs entgegengesetzte Antriebsrichtung umschaltbar ist, wobei das Fahrzeug ein ausschließlich dem Auslösen des Bremsbetriebes dienendes Betätigungsorgan, insbesondere ein fußbetätigtes Bremspedal aufweist, welches mechanisch mit einem Schalter gekuppelt ist, der den Antriebsmotor in die der Bewegungsrichtung entgegengesetzte Antriebsrichtung einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der jeweils entgegengesetzten Antriebsrichtung über eine die Bewegungsrichtung des Antriebsmotors oder des Fahrzeugs erfassende Steuerstufe erfolgt
2. 2. Gegenstrom-Bremsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe darüber hinaus auch die Drehzahl des Antriebsmotors oder die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt und die der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzte Antriebsrichtung des Antriebsmotors nur einschaltet, wenn ein vorbestimmter Wert der Drehzahl oder der Fahrgeschwindigkeit fiberschritten ist
3. 3. Gegenstrom-Bremsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Bremsbetrieb auslösende Schalter (49) als Umschalter ausgebildet ist, der so angeschlossen ist, daß ohne Betätigung des Betätigungsorgan ein vom Fahrer eingestellter erster Fahrtrichtungsschalter (43) und bei Betätigung des Betätigung-Organs ein zweiter Fahrtrichtungsschalter (59, 61) wirksam geschaltet ist, der von der die Bewegungsrichtung erfassenden Steuerstufe angesteuert ist
4. 4. Gegenstrom-Bremsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte (59, 61) des zweiten Fahrtrichtungsschalters über in Reihe zu diesen geschaltete Entkopplungsdioden (55, 57) jeweils parallel zu der* entsprechenden Umschaltkontakten (39, 41) des ersten Fahrtrichtungsschalters geschaltet sind.
5. 5. Gegenstrom-Bremsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe zum Erfassen der Bewegungsrichtung zwei nacheinander auf ein rotierendes Element (1) des Fahrzeugantriebs ansprechende Fühler (3, 5) aufweist, die nacheinander ein Monoflop (13) auslösen, dessen Zeitkonstante kleiner ist als die Zeitdifferenz zwischen den Ansprechzeitpunkten der Fühler (3, 5), daß jeder Fühler (3, 5) mit dem einen Eingang eines Koinzidenzgatters (9_t 11) verbunden ist, dessen anderer Eingang an den Ausgang des Monoflops (13) angeschlossen ist, und daß der Ausgang des einen Koinzidenzgatters (9) mit dem Setzeingang (S) und der Ausgang des anderen Koinzidenzgatters (11) mit dem Rücksetzeingang (R) eines die Antriebsrichtung des Antriebsmotors steuernden Flip-Flops (15) verbunden ist.