DE2739538C2

DE2739538C2 - Fahrschalter mit einem berührungslos arbeitenden Betätigungselement in der Anordnung an einem Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE2739538C2
Application number: DE2739538A
Authority: DE
Inventors: Udo-Frank 2080 Pinneberg Hellmig; Hans-Joachim Dipl.-Ing. 2359 Henstedt-Ulzburg Klose
Original assignee: Jungheinrich Unternehmensverwaltung KG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 1977-09-02
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1982-10-21
Also published as: US4379255A; FR2402242B1; FR2402242A1; DE2739538A1; GB2003678A; GB2003678B

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrschalter mit einem berührungslos arbeitenden Betätigungselement für eine elektronische Schaltung, in welcher jeweils ein Sollwert erzeugt wird, in der Anordnung an einem Elektrofahrzeug.

Ferner bezieht sich die Erfindung in einer Ausgestaltung auf einen Fahrschalter mit einem Sollwertgeber, der als Betätigungselement wenigstens eine Maske in einer optischen Steuerstrecke mit bestimmter Charakteristik aufweist die zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger bewegbar ist.

Ein Fahrschalter der eingangs angegebenen Ausführung mit einem berührungslos arbeitenden Stellglied für Hand- oder Pedalbetätigung ist aus der DE-OS 22 17 502 bekannt, wobei auch als Vorteil eine längere Lebensdauer infolge Vermeidung mechanischer Abnutzungen gilt In der bekannten Ausführung erfolgt eine von Null auf Höchstspannung reichende Veränderung und in diesem Zusammenhang sind Maßnahmen für die Unabhängigkeit von Änderungen der Außentemperatur getroffen. Bei dieser Ausführung wird eine Abschirmscheibe in einem hochfrequenten Magnetfeld zwischen zwei Spulen bewegt. Besonders bezweckt wird die Einhaltung einer Linearität unter diesen Bedingungen durch Ausgestaltung eines vorlaufenden Randes der Abschirmscheibe.

Ein in der bekannten Schaltung angeordneter und einstellbarer Widerstand an einem Regelglied ermöglicht eine Verstellung der Neigung der Kurve der Ausgangsspannung. Dabei bleibt der Kurventrend der Regelkurve, aber nicht eine Regelcharakteristik erhalten. Durch diesen Widerstand wird die Anpassung an eine Impulssteuerung für den Fahrantrieb bezweckt Daher ist dieser einstellbare Widerstand auch als Potentiometer mit Festeinstellung dargestellt so daß eine Verstellung während des Fahrantriebes nicht stattfindet

Ein Fahrschalter nach dem DE-GM 17 91 648 arbeitet bereits, statt mit einer Kontaktwalze, mit einer Blendenwalze, so daß eine lichtelektrische Ausführung

ίο vorgesehen ist um einzelne Fahrstufen zu schalten. Hierzu wird der schon oben angegebene Vorteil berührungslos arbeitender Einrichtungen mit dem Hinweis geltend gemacht daß eine längere Zeit wartungsfrei gearbeitet werden kann.

Entsprechend sind als Steuervorrichtung zum Lenken und aim Antrieb eines Elektrofahrzeuges bzw. Fahrregler aus der DE-OS 17 63 065 und der DE-OS 21 07 304 Anordnungen bekannt die mit optischen Blenden arbeiten. In ersterem Falle sind elektromechanische Wandler mit fotoelektrischen Schranken vorgesehen, die lediglich wahlweise anstelle anderer veränderbarer Bauteile eingesetzt werden, um eine Steuerung eines Fahrzeuges mittels nur eines Steuerhebels zu verwirklichen.

Optische Geber mit einer Maske bestimmter Charakteristik sind beispielsweise aus der Zeitschrift ,Neues aus der Technik«, 1973, Nr. 2, Seite 1, und der DE-PS 7 60 288 bzw. der AT-PS 1 81 663 bekannt In ersterem Falle handelt es sich um eine Programmierrol- Ie mit innerer Lichtquelle zum Zwecke einer wechseln den Beleuchtung eines großen Ladenschaufensters. Innerhalb eines umlaufenden Zylinders mit durchsichtigen und undurchsichtigen Abschnitten befindet sich eine Lichtquelle, die beim Umlauf des Zylinders abgeschattet

J5 wird, so daß zugeordnete lichtempfindliche Zellen außerhalb des Zylinders gesteuert werden, die ihrerseits wiederum Lichtquellen schalten. In der an zweiter Stelle genannten Literaturstelle besitzt eine Anordnung zur Messung und Anzeige der Frequenz von periodischen

Vorgängen in bezug zu einer Lichtquelle und einer Fotozelle eine umlaufende Blende, gegebenenfalls in Form einer Scheibe mit umlaufenden lichtschluckenden Quadranten. Auch die an letzter Stelle genannte Schrift zeigt eine Regeleinrichtung, in welcher Lichtstrahlen

durch umlaufende Blenden, Reflektoren oder dergleichen unterbrochen bzw. moduliert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrschalter der eingangs angegebenen Art mit einer elektronischen Schaltung so auszugestalten, daß auch Steuerbereichsänderungen, beispielsweise bei Fahrtrichtungsänderungen, bei gegebenen Schaltereinstellungen möglich sein sollen, wobei bei Eingabe einer Sollwert-Charakteristik diese erhalten bleiben soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die elektronische Schaltung einen zusätzlichen zweiten Eingang aufweist durch dessen Veränderung im Betrieb die Bezugsspannung für den Ausgang der elektronischen Schaltung und der Steuerbereich für den Sollwert unter Beibehaltung einer vorgegebenen

Charakteristik veränderbar ist.

Hierdurch können Bereiche für den Sollwert gewählt oder Umsteuerungen vorgenommen werden, bei welchen der Bedienungsperson dadurch, daß das Betätigungselement bzw. eine Drehachse im Augenblick der Umsteuerung in der gleichen Stellung und absolute Proportionalität erhalten bleiben, eine erhöhte Sicherheit vermittelt wird dahingehend, daß ein direktes Verhältnis zu der gesteuerten Vorrichtung gewahrt

bleibt Dadurch wird die Sicherheit erhöht.

Durch die Veränderbarkeit des zweiten Eingangs ergeben sich Möglichkeiten einer fahrzeugspezifischen Anpassung des Steuerschalters an besondere Fahrzeugeigenschaften, die auch nur zeitweise berücksichtigt zu werden brauchen, ferner einer vorteilhaften Anwendung bei der Bremsung und weiterhin einer Erhöhung der Sicherheit, indem beispielsweise bei Kurvenfahrten in leichter Weise eine Geschwindigkeitsanpassung herbeiführbar ist, wobei aber immer die vorgegebene Charakteristik beibehalten wird.

Im Falle einer Fahrtrichtungsumkehr im Sinne einer Bremsung wird eine Eingangsspannung geändert, insbesondere herabgesetzt Jede Änderung der Schalterstellung, d. h. beispielsweise jede Fahrpedalveränderung führt proportional zu einer entsprechenden Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges. Vorteilhaft ist dabei über den Fahrschalter die Stärke der elektronischen Bremsung steuerbar, die von der Stellung des Fahrschalters, insbesondere eines Fahrpedals, abhängig ist Die Fahrtrichtungsumsteuerung führt dann zur Rückwärtsfahrt im Bereich der gleichen Sollwertcharakteristik.

Hierbei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, und zwar gegenüber der oben erwähnten bekannten Ausführung mit einem Potentiometer, daß für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt im gleichen Einstell bzw. Drehbereich des Steuerschalters gesteuert werden kann.

In Verbindung mit einem EinsteUpotentiometer liegt eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß diesem EinsteUpotentiometer am zusätzlichen zweiten Eingt.ig ein Schalter parallelgeschaltet ist, der zur Änderung der Bezugsspannung umschaltbar ist. Beispielsweise ist dieser Schalter in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrtrichtungsschalters öffnungsfähig. Dabei wird zweckmäßig einbezogen, daß ein am zusätzlichen Eingang angeordneter Schalter in Verbindung mit einem Fahrtrichtungsschalter oder als Schleichgangschalter vorgesehen ist. Zweckmäßig ist an dem Betätigungselement des Fahrschalters ein Pedal angeordnet

Zweckmäßig ist durch den zusätzlichen zweiten Eingang die Bezugsspannung für den Ausgang der elektronischen Schaltung und der Steuerbereich für den Sollwert unter Beibehaltung der Charakteristik der Maske veränderbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigt

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansieht eines an sich bekannten Drehsteuerschalters,

Fig.2 eine Draufsicht auf Fig. 1, insbesondere zur Darstellung einer Maske,

F i g. 3 eine Schaltungseinheit für einen Drehsteuerschalter nach F i g. 1,

F i g. 4 eine Kennlinie zur Erläuterung der Funktion der Schaltungseinheit nach F i g. 3.

Zunächst wird allgemein anhand der F i g. 1 und 2 ein Drehsteuerschalter beschrieben. Dieser besitzt nach F i g. 1 innerhalb eines Gehäuses 1 einen im ganzen mit 2 bezeichneten Nockenschalter, für den ein Beispiel zur Ausbildung der Nocken und Schaltkontakte auch in F i g. 2 gezeigt ist. Die Nockenwelle dieses im übrigen nicht dargestellten Nockenschalters ist um eine Achse 3 drehbar. An der Nockenwelle entsprechend der b5 Drehachse 3 ist ein Betätigungshebel 20 angeordnet, der beispielsweise als Pedal ausgeführt sein kann und eine ständige Verstellung, gegebenenfalls gegen die Kraft

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J5 einer nicht dargestellten Feder, ermöglicht Auf dem aus einem Untergehäuse 4, das die Nockenkontakte und die Nockenwelle umgibt, herausgeführten Abschnitt 5 der Drehachse 3 ist eine Maske 6 angeordnet, die auch besonders in F i g. 2 gezeigt ist Auf dem Untergehäuse 4 ist ein Ansatz, insbesondere Gehäuseansatz 7, angeordnet, welcher exzentrisch zur Drehachse 3 angeordnet ist und einen zu dieser Drehachse offenen Eingriffsschlitz 8 aufweist Diesen Eingriffschlitz durchsetzt die Maske 6. Diese Maske, die drehfest und auswechselbar auf der Drehachse 3 angeordnet ist hat (F i g. 2) einen Schlitz 9, der sowohl eine Steuerkante bildet als auch durch seine sich über seine Strecke verändernde Breite eine bestimmte Steuerfunktion ausübt In Fig.2 ist eine einfache Ausführung gezeigt, bei der sich der Schlitz konzentrisch zur Drehachse 3 von einem breiteren Ende zu einer Spitze verjüngt, wobei ein Winkel in der Größenordnung von etwa 50° Erstreckung vorgesehen ist Der konzentrische Verlauf hängt dabei von der Auslegung der Nockenschalter im Untergehäuse 4 ab. Es ist aber erkennbar, daß mit der Drehung der Achse des Nockenschalters automatisch eine Änderung der Steuereinstellung in der opto-elektronischen Anordnung stattfindet, die im Gehäuseansatz 7 angeordnet ist. In diesem Ansatz ist gemäß Fig. 1 oberhalb des Eingriffsschlitzes 8 ein Lichtsender 11 angeordnet. Unterhalb des Eingriffsschlitzes 8 ist ein Lichtempfänger 13 vorgesehen. Dieser kann als Fototransistor ausgeführt sein, während der Lichtsender zweckmäßig eine Fotodiode ist Die von der opto-elektronischen Strecke gelieferte Spannung hängt daher von der Charakteristik des Steuerschlitzes 9 ab.

In Fig.2 ist konzentrisch zur Drehachse gestrichelt der Nockenkörper 27 des Nockenschalters 2 dargestellt. Auf ihm befindet sich beispielsweise ein Nocken 28 zur Betätigung eines federnd gelagerten Schaltkontaktes 29, der geschlossen ist. In einer anderen Ebene ist beispielsweise ein Nocken 30 für einen entsprechenden, an einer Feder 31 aufgehängten Schaltkontakt angeordnet, dessen Gegenkontakt unter dem Gegenkontakt 32 für den beweglichen Schaltkontakt 29 bezüglich F i g. 2 vorgesehen ist. Diese festen Kontakte können an der Innenwand des Untergehäuses 4 befestigt sein, und es ist erkennbar, daß eine Vielzahl von Kontaktebenen und Kontaktanordnungen möglich sind. Der Nockenkörper 27 ist drehfest auf der Drehachse 3 angeordnet, die insbesondere auch an ihrem oben herausgeführten Ende rechteckig profiliert sein kann, um eine auswechselbare Befestigung einer Maske 6 in einer ganz bestimmten Dreheinstellung zuzulassen. Dabei werden auch Masken einbezogen, die sich auf größere Drehwinkel als der Schlitz 9 erstrecken und aus wiederholten Schlitzanordnungen bestehen können.

Der dargestellte Schalter hat eine elektronische Schaltung 14, die an einer Montageplatte 33 ausgeführt sein kann. Die Montageplatte ist, ebenso wie die Maske 6, auswechselbar befestigt. Der Aufbau dieser elektronischen Schaltung 14 ist in Fig.3 gezeigt. Die opto-elektronische Strecke ist mit ihrem Sender 11 und dem Empfänger 13 eingezeichnet. Hierbei handelt es sich um einen Eingang in die Schaltung. Bei 20 ist an die elektronische Schaltung 14 eine Spannungsquelle angeschlossen. Der Ausgang ist mit 21 bezeichnet. In dieser Schaltung befindet sich ein Operationsverstärker 23, dessen Bezugspunkt, wie noch beschrieben wird, durch einen zweiten Eingang 15 veränderbar ist. Eine Komponente 24 dient zur gleichmäßigen Versorgung des Schaltungsteils, in welchem der Lichtsender 11 und

der Lichtempfänger 13 angeordnet sind, zwischen denen die Maske 6 bewegbar ist, um am Ausgang 21 eine bestimmte Sollwert-Charakteristik zu erzeugen.

Im Folgenden wird die Funktion des zweiten Eingangs anhand der vorteilhaften Anwendung eines Fahrschalters in Verbindung mit einem Fahrtrichtungsschalter beschrieben, obgleich an den Ausgang 21 gemäß obigen Darlegungen auch andere zu steuernde Geräte oder Einrichtungen anschließbar sind.

In der bezeichneten Anwendung kann an den zweiten Eingang 15 in Abhängigkeit von der Einstellung des Fahrtrichtungsschalters eine abweichende Spannung angelegt werden, so daß dadurch der Bezugspunkt für den Operationsverstärker 23 verändert wird. An diesem zweiten Eingang 15 ist zum Beispiel ein Einstellpotentiometer 16 angeordnet, das andererseits an Masse liegt und dem ein Schalter 17 im Normalfall parallelgeschaltet ist. Dieser Schalter wird bei Fahrtrichtungsumkehr in Abhängigkeit von dem Fahrtrichtungsschalter betätigt. Der Fahrtrichtungsschalter ist mit seiner Funktionsverbindung 18, die eine Elektronik sein kann, in Fig.4 schematisch dargestellt und mit 19 bezeichnet. Der Schalter 17 ist im Normalfall geschlossen. Bei der Umstellung des Fahrtrichtungsschalters wird der Schalter 17 geöffnet und die Spannung am zweiten Eingang 15 ändert sich. Dadurch ergibt sich auch in Abhängigkeit von der zunächst vorhandenen Stellung des Fahrpedals die erforderliche Aussteuerung dahingehend, daß für den Bremsbetrieb in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Steuerschalters, d. h. von der Stellung des Schalthebels, eine Bremsung bewirkt wird.

Dabei wird der für die Bremsung erforderliche Sollwert am Ausgang 21 geliefert. Je nach Stellung des

■) Potentiometers 16 beeinflußt die sich auf einen anderen Wert einstellende Spannung am Ausgang 21 die Stärke der Bremsung. Dabei bleibt die Regelcharakteristik, die von der Maske eingeführt wird, erhalten, und der Regelbereich ändert sich.

κι In Fig.4 ist beispielsweise eine Charakteristik des Sollwertes am Ausgang 21 in Abhängigkeit von der Bewegung, d. h. vom Winkel der Schalterstellung, aufgetragen. Die Werte des Winkels sind längs der Abszisse aufgetragen. Die Ordinate gibt die Spannung

ι ■> Ub an. Die Kennlinie 24 erstreckt sich beispielsweise in einem Bereich von 0 Volt bis b Voll.

Diese Bedingung gilt für Betrieb bei geschlossenem Schalter 17. Wenn beispielsweise an den zweiten Eingang 15 durch öffnung dieses Schalters eine Spannung gelegt wird, sei es in der angegebenen Proportion im Bereich der Hälfte der Gesamtspannung, dann wird bei der Art der angegebenen Regelung die Ausgangscharakteristik des Sollwertes entsprechend der Kennlinie 25 in den Bereich 26 zwischen a und c Volt gelegt. Diese Art der Verschiebung geht davon aus, daß bezüglich der Kennlinie von oben nach unten geregelt wird, d. h. der Punkt bei b Volt entspricht zunächst der Fahrt 0 und der Punkt bei 0 der vollen Fahrt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrschalter mit einem berührungslos arbeitenden Betätigungselement für eine elektronische Schaltung, in welcher jeweils ein Sollwert erzeugt wird, in der Anordnung an einem Elektrofahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung (14) einen zusätzlichen zweiten Eingang (15) aufweist, durch dessen Veränderung im Betrieb die Bezugsspannung für den Ausgang der elektronischen Schaltung und der Steuerbereich für den Sollwert unter Beibehaltung einer vorgegebenen Charakteristik veränderbar ist

2. Fahrschalter nach Anspruch 1 mit einem Einstellpotentiometer in der elektronischen Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß diesem Einstellpotentiometer (16) am zusätzlichen zweiten Eingang (15) ein Schalter (17) parallelgeschaltet ist, der zur Änderung der Bezugsspannung umschaltbar ist

3. Fahrschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein am zusätzlichen zweiten Eingang (15) angeordneter Schalter in Verbindung mit einem Fahrtrichtungsschalter oder als Schleichgangschalter vorgesehen ist

4. Fahrschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Sollwertgeber, der als Betätigungselement wenigstens eine Maske mit bestimmter Charakteristik aufweist dadurch gekennzeichnet daß durch den zusätzlichen zweiten Eingang (15) die Bezugsspannung für den Ausgang der elektronischen Schaltung und der Steuerbereich für den Sollwert unter Beibehaltung der Charakteristik der Maske veränderbar ist