DE2513036C3 - Kurvenfahrschaltung für gleislose Batteriefahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kurvenfahrschaltung für gleislose Batteriefahrzeuge mit zwei einzeln angetriebenen Rädern, deren Antriebsmotoren aus einem gemeinsamen Impulssteller gesteuert werden, wobei die Einstellung der sich aus der Impulsfolge ergebenden relativen Einschaltdauer des Impulsstellers über ein Fahrpedal erfolgt und bei Erreichen eines vorgegebenen Einschlages der Lenkräder der kurveninnere Motor abgeschaltet wird. Eine derartige Kurvenfahrschaltung ist aus der DE-OS 21 39 571 bekannt

Die Anwendung eines derartigen Systems für Batteriefahrzeuge mit Impulssteuerungen bringt die Schwierigkeit mit sich, daß durch das Ausschalten des einen Motors der Fahrstrom so weit vermindert wird, daß die Aufladung eines bei den verwendeten Impulssteuerungen üblichen Löschkondensators nicht mehr ausreicht, den durch einen Hauptthyristor der Impulssteuerung fließenden Strom sicher zu unterbrechen, wenn entweder durch Umschalten oder durch Wiedereinschalten des kurveninneren Motors der Betriebsstrom plötzlich wieder stärker wird. Dies kann dazu führen, daß die Löschung des Hauptthyristors unmöglich wird und das Fahrzeug durchgeht. Impulsgesteuerte Fahrzeuge der eingangs genannten Art konnten daher, wenn mit größeren Lenkeinschlägen gerechnet werden mußte, nur mit verminderter Antriebsleistung gefahren werden, wenn nicht — auch bei kleineren Fahrzeugen — für jeden Motor eine gesonderte Impulssteuerung vorgesehen wurde, was aufwendig war.

Die grundsätzlichen Antriebsverhältnisse beim Kur

venfahren von gleislosen Batteriefahrzeugen sind in der F i g. 1 erläutert. Dabei stellt das obere schraffierte Feld den Einschaltzustand des Motors I₁ im vorliegenden Falle also des bei Lenkeinschlag links kurveninneren Motors, dar, während das untere schraffierte Feld den Einschaltzustand des Motors II, d. h. des bei Lenkeinschlag links kurvenäußeren Motors darstellt. Die Lenkeinschläge sind in Grad angegeben. Bis zu einem Lenkeinschlag von 55° erhalten beide Motoren den vollen Strom. Dieser Winkel kann von Fahrzeug zu Fahrzeug unterschiedlich sein und richtet sich unter anderem nach der Spurweite und dem Achsabstand des Fahrzeuges. Ist dieser hier bei 55° angegebene Lenkeinschlag erreicht, so wird entweder, wie im oberen Teil der Figur gestrichelt dargestellt, der kurveninnere Motor ganz abgeschaltet, ohne Rücksicht darauf, wie weit der Lenkeinschlag weitergegeben wird, oder aber nach einem vorgegebenen Zwischenraum, der hier bis 75° reicht, wird der kurveninnere Motor wieder mit voller Leistung, aber in entgegengesetztem Drehsinn, wie dies in der Figur durch die gekrümmten Pfeile dargestellt ist, wieder eingeschaltet Diese Wiedereinschaltung in Gegenrichtung ist für eine Schützensteuerung ebenfalls schon bekannt (US-PS 27 32 022).

Im Impulsbetrieb würde dies bedeuten, daß bei einem Lenkeinschlag von 55° der Betriebsstrom übergangslos auf die Hälfte verrendert wird und damit auch die in dem Löschkondensator gespeicherte Energie entsprechend geringer wird. Wird nun entweder durch Zurücknahme des Lenkeinschlages unter 55° oder durch Erhöhen über 75° der kurveninnere Motor im gleichen Drehsinn oder im Gegendrehsinn wie der kurvenäußere Motor wieder eingeschaltet, so erhöht sich ebenso schlagartig der Betriebsstrom wieder auf seinen vollen Wert, so daß die in dem Löschkondensator gespeicherte Energie nicht ausreicht, den vom Hauptthyristor geführten vollen Betriebsstrom zu löschen. Dies hätte zur Folge, daß das Fahrzeug durchgeht und daß die Geschwindigkeit durch des Fahrpedal nicht mehr eingestellt werden könnte. Das Kahrpedal muß auf Null zurückgenommen werden, um ein neues sicheres Anfahren und damit ein ordnungsgemäßes Aufladen des Löschkondensators zu ermöglichen. Darüber hinaus gefährdet das schlagartige Ein- und Ausschalten eines Motors die Fahrsicherheit des Fahrzeuges, insbesondere, wenn es sich um ein Dreiradfahrzeug handelt, das in der Kurve zum Kippen neigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe

zugrunde, eine Karvenfahrschaltung der eingangs genannten Art anzugeben, die es erlaubt, die sich aus der Abschaltung und Wiedereinschaltung des kurveninneren Motors ergebenden Probleme beim Arbeiten der gemeinsamen Impulssteuerung sicher zu beherrschen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die durch das Fahrpedal maximal einstellbare, relative Einschaltdauer zwischen einem ersten vorgegebenen kleineren Einschlagwinkel (A)una einem zweiten, durch das Abschalten des kurveninneren Motors bestimmten Einschlagwinkel (B) kontinuierlich oder in einer oder mehreren Stufen auf einen Wert vermindert wird, der nach dem Wiedereinschalten dieses Motors ein sicheres Löschen des Hauptthyristors im Impulssteller (2) ermöglicht.

^fi5 Das Kurvenfahren mit einer Schaltung nach der Erfindung sei anhand der Fig.2 erläutert. Die Zuordnung der den Einschaltzustand der Motoren des Fahrzeuges darstellenden Felder ist die gleiche wie in

F i g. I, und ebenfalls sind hier die Verhältnisse bei einem Linkseinschlag der Lenkung dargestellt Zusätzlich ist hier über der den Lenkeinschlag in Graden darstellenden Abszisse in der Ordinate die relative Einschaltdauer des Impulsstellers eingetragen. Bis zu einem Lenkeinschlag A bei 15°, der auch hier wieder nicht als absolut feststehender Wert anzusehen, sondern durch die Fahrzeugkonstruktion bedingt ist, bleiben beide Motoren auf voller Leistung, d.h. auf 100% Einschaltdauer oder dem entsprechenden durch das Fahrpedal eingestellten Wert Oberlagernd zu dieser Einstellung der relativen Einschaltdauer durch das Fahrpedal wird nach Überschreiten eines Lenkeinschiages von 15° die relative Einschaltdauer im Beispiel kontinuierlich bis auf 60% bei B zurückgenommen derart, daß 60% relativer Einschaltdauer bei 55° Lenkeinschlag erreicht werden. Bei diesem Lenkeinschlag schaltet, wie bei den herkömmlichen Ausführungsformen, der kurveninnere Motor ab, und gleichzeitig wird der kurvenäußere Motor, wie aus dem unteren Teil der Figur ersichtlich, auf 100% relativer Einschaltdauer geschaltet. Selbst bei voll durchgetretenem Fahrpedal nimmt der gesamte Antrieb jetzt nur noch die Hälfte der ursprünglichen Volleistung auf. Wird nun der Lenkeinschlag wieder zurückgenommen und damit bei Unterschreiten der Grenze B = 55° Lenkeinschlag der kurveninnere Motor wieder zugeschaltet, so wird erfindungsgemäß die relative Einschaltdauer auf 60% gesenkt, was ausreicht, um ein sicheres Löschen des Hauptthyristors zu ermöglichen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Ladeenergie des Löschkondensators im Impulssteller bei der Zurücknahme der relativen Einschaltdauer nicht linear auf einen Mindestwert sinkt, sondern auf einen stabilen Wert zurückgeht, der auch bei einer Einschaltdauer von annähernd Null vorhanden ist Vermindert man also die relative Einschaltdauer im Sinne der vorliegenden Erfindung auf diesen Wert dann ist im Löschkondensator in jedem Falle immer eine so große Ladung vorhanden, daß auch beim Wiedereinschalten des zweiten Motors ein sicheres Löschen ermöglicht ist

In Weiterbildung der Erfindung kann bei Fahrzeugen, bei denen bei Überschreiten eines vorgegebenen dritten größeren Einschlagwinkels der Motor des inneren Triebrades gegen die Fahrtrichtung eingeschaltet wird, erfindungsgemäß kurz vor oder mindestens bei gegensinnigem Anlauf des Motors die durch das Fahrpedal maximal einstellbare relative Einschaltdauer erneut auf einen die sichere Löschung des Hauptthyristors ermöglichenden Wert vermindert werden. Dies ist im linken Teil der F i g. 2 dargestellt Wird ein Lenkeinschlag von 75% überschritten, so wird, wie aus der Figur bei C ersichtlich, der kurveninnere Motor mit 40% relativer Einschaltdauor eingeschaltet und gleichzeitig der kurvenäußere Motor auf eine relative Einschaltdauer von 40% zurückgenommen. Auch hier sind die Drehsinne der Motoren durch gekrümmte Pfeile dargestellt. Diese erweiterte Ausführungsform der Kurvenfahrichaltung ist in Fig. 2 in durchgezogenen Linien dargestellt

In F i g. 3 ist im Teil 3a die Prinzipschaltung eines Antriebes mit zwei Motoren derart dargestellt, daß jedem Motor zwei Wechslerschütze IVS11 und WS 12 bzw. WS2\ und WS22 zugeordnet sind. Die Motoren sind mit M1 und M 2 bezeichnet. Die Batterie führt das Bezugszeichen I.der Impulssteller das Bezugszeichen 2. In Teil 3b der Fig.3 ist der Schaltzustand der Wechslerschütze dargestellt, und 7war in Abhängigkeit vom Lenkeinschlag links bzw. rechts. In der oberen Klammer D ist dabei der Einschaltzustand für den Fall dargestellt, in dem beim Überschreiten tines gewissen Lenkeinschlages der kurveninnere Antrieb im entgegengesetzten Drehsinn wieder eingeschaltet wird. In der unteren Klammer E sind die Einschaltverhältnisse ohne diese zusätzliche Maßnahme dargestellt In normaler Vorwärtsfahrt legen die im Teil 3a mit WS 11 und WS2X bezeichneten Wechslerschütze die FeIdwicklung und den Anker an die Impulssteuerung. Überschreitet der Lenkeinschlag nun den Wert von 55°, so wird der zugeordnete innere Motor durch eines der Wechslerschütze ausgeschaltet, und zwar bei Linkseinschlag der Motor MX durch Abfallen des Wechsier-Schützes WSW. Wird — wie in der oberen Klammer D dargestellt — der Lenkeinschlag über 75° hinaus erhöht so wird zusätzlich bei Linkseinschlag durch das Wechslerschütz WS 12derkurveninnireMotor M1 mit entgegengesetztem Drehsinn wieder in Beirieb genommen und entsprechend bei Rechtseinschlag der kurveninnere Motor M 2 durch das \Vec>- 'erschütz WS 22 Der Teil 3d der F i g. 3 zeigt '.ebematisch d:e Charakteristik eines mit der Drehachse der Lenksäule verbundenen Potentiometers Rx. mit dessen Hilfe im Beispiel die relative Einschaltdauer vermindert wurden kann. Oft Teil 3cder F i g. 3 zeigt, wie mit Hilfe von den Wechslerschützen zugeordneten Hilfskontakten bei dem in F i g. 2 dargestellten Schema zwischen einem Lenkeinschlag von 55° und 75° das die relative Einschaltdauer vermindernde Potentiometer Rx kurzgeschlossen wird.

Fig.4a zeigt den Schau7ustand zweier einpoliger Hauptschütze KSX und KS2, lie entsprechend dem in F i g. 2 gestrichelt dargestellten \usführungsbeispiel die beiden Motoren MX und M2 an den Impulssteller 2 legen. Die Richtungswendung kann in diesem Beispiel entweder mit Handschalter oder mit mehrpoligem Schütz durchgeführt werden. In dieser vereinfachten Ausführungsform, in der die Steuerung der Haupr-chütze gemäß F i g. 4b erfolgt wird lediglich bei Erreichen eines Lenkeinschiags vun 55" der jeweils innere Fah~zeugmotor ausgeschaltet Um dem jeweils äußeren Fahrzeugmotor auch hier den vollen Strom zu geben, wird gemäß Teil Ac der F i g. 4 durch Hilfskcntakte der Hauptschütze KSX und KS 2 der Widerstand Rx, der sinngemäß dem aus F i g. 3 Teil 3d entspricht, kurzgeschlossen. Die Mittel, mit denen man aus den jeweils an dem Potentiometer Rx eingestellten Wert oder dessen Kurzschluß eine Beeinflussung der relativen Einschalt-

so dauer des Impulsstellers 2 erzielt, sind im Stande der Technik bekannt und entsprechen denen, die ein entsprechendes Potentiometer bei Verwendung als Fahrpedal zeigen würden. Wie bei bekannten Impulssteuerungen, kann das Potentiometer Rx durch kontaKtlose Regelglieder ersetzt werden. Die Spulen der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Schütze können über Nockenschalter in an sich bekannter Weise mit Strom versorgt werden, diese Nockenschalter sitzen an der Lenksäule und werden durch deren Drehung aus- und eingeschaltet Normalerweise werden die Spulen dieser Schütze durch Fahrschalter oder Wendeschalter betätigt Diese durch Fahrschalter oder Wendeschalter gegebenen Befehle können aber aufgehoben oder ergänzt werden durch die vorstehend angegebene Steuerung über eine Nockenwelle, deren Achse mit der der Lenksäule identisch ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kurvenfahrschaltung für gleislose Batteriefahrzeuge mit zwei einzeln angetriebenen Rädern, deren Antriebsmotoren aus einem gemeinsamen Impulssteller gesteuert werden, wobei die Einstellung der sich aus der Impulsfolge ergebenden relativen Einschaltdauer des Impulsstellers über ein Fahrpedal erfolgt und bei Erreichen eines vorgegebenen Einschlages der Lenkräder der kurveninnere Motor abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Fahrpedal maximal einstellbare relative Einschaltdauer zwischen einem ersten vorgegebenen kleineren Einschlagwinkel (A) und einem zweiten, durch das Abschalten des kurveninneren Motors bestimmten Einschlagwinkel (B) kontinuierlich oder in einer oder mehreren Stufen auf einen Wert vermindert wird, der nach dem Wiedereinschalten dieses Motors ein sicheres Löschen des Hauptthyristors im Impulssteller (2) ermöglicht

2. Kurvenfahrschaltung nach Anspruch 1 bei Antrieben, in denen bei Überschreiten eines vorgegebenen dritten größeren Einschlagwinkels der Motor des inneren Triebrades gegen die Fahrtrichtung eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor oder mindestens bei gegensinnigem Anlauf des Motors die durch das Fahrpedal maximal einstellbare relative Einschaltdauer erneut auf einen die sichere Löschung des Hauptthyristors ermöglichenden Wert vermindert wird.