DE2539133C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für wenigstens einen Antriebsmotor eines batteriegetriebenen Fahrzeugs, bei welchem der Feldwicklung für Fahrtrichtungsumkehr und Nutzbremsung ein Umpolkreis vorgeschaltet ist, wobei parallel zu dem mit der Feldwicklung verbundenen Umpolkreis wenigstens eine Freilaufdiode vorgesehen ist, durch welche bei Abschaltung des Feldstromes die Feldwicklung entregt wird.

Eine Steuerschaltung der eingangs genannten Art ist aus der CH-PS 5 20 441 bekannt. Diese bekannte Steuerschaltung weist einen als Antrieb eines Fahrzeuges dienenden Gleichstrommotor auf, dessen Anker und dessen getrennt erregte Feldwicklung aus einer Batterie mit Strom versorgt werden. Außerdem ist ein Umpolkreis vorgesehen, mit dem die Richtung des der Feldwicklung über die Versorgungsleitungen der Batterie zugeführten Stromes umkehrbar ist. Parallel zum Umpolkreis sind zwei Freilaufdioden vorgesehen, um die beim Abschalten der Feldwicklung induzierten Ströme abzuleiten.

Dem Umpolkreis zugeordnet ist ein Feldregler vorgesehen, mit welchem eine Stromregelung des der Feldwicklung (Erregerwicklung) zugeführten Stromes vorgenommen wird. Um dabei einen relativ stabilen Betrieb des von der Steuerschaltung gesteuerten Antriebsmotors zu erreichen, ist es erforderlich, daß bei Änderungen des der Feldwicklung zugeführten Stromes die Ansprechcharakteristik des Feldreglers relativ langsam sein muß.

Im Hinblick auf eine möglichst rasch wirksam werdende Nutzbremsung ist jedoch eine solche relativ langsam ansprechende Charakteristik des die Feldwicklung steuernden Feldreglers unerwünscht.

Eine Schaltungsanordnung, die insbesondere zum schnellen Entregen bzw. zur schnellen Erregungsumkehr von induktiven Gleichstromkreisen dient, ist aus der DE-AS 10 87 254 bekannt. Hier wird mit Hilfe eines Kondensators eine umgekehrte Gegenspannung erzeugt, die beim anschließenden Umschalten eines Wendekontaktes ein beschleunigtes Umpolen ermöglicht. Bei dieser bekannten Schaltung kann jedoch die Umpolung der Feldspannung nur bei Verwendung zweier gleichzeitig betätigter Wendekontakte erreicht werden, was einen hohen schaltungstechnischen Aufwand bedeutet. Weiterhin ist bei dieser Schaltung eine hohe mechanische Belastung der Feldwicklung aufgrund der auftretenden Magnetkräfte von Nachteil.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Steuerschaltung der eingangs genannten Art eine schnellstmögliche Feldumpolung unter Reduzierung der auftretenden mechanischen Kräfte an der Feldwicklung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen im Stromkreis der Freilaufdiode für die Feldwicklung angeordneten Öffner, der vor Betätigung des Umpolkreises nach einer durch einen Verzögerungskreis bestimmten Zeit bis zur Entregung der Feldwicklung so betätigt werden kann, daß die nun entgegengesetzt geschaltete Spannung der Fahrzeugbatterie die Entregung beschleunigt.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß durch den im Stromkreis der Freilaufdiode für die Feldwicklung angeordneten Öffner ein zusätzlicher Bedämpfungspfad gebildet wird, welcher eine sehr viel schnellere Ansprechcharakteristik besitzt und somit zuläßt, daß ein Nutzbremsvorgang nach einer sehr kurzen Umschaltzeit durchgeführt werden kann: Der bei Abschalten einer Wicklung aufgrund der Eigeninduktivität sich ergebende Strom hat einen zeitlich exponentiell abfallenden Stromverlauf. Durch die im Rahmen der vorliegenden Erfindung kurzzeitige Betätigung, d. h. die Öffnung des Öffners, wird die Möglichkeit geschaffen, daß die Vernichtung der in der Feldwicklung gespeicherten Energie in zwei Stufen durchgeführt wird. Innerhalb des ersten Zeitintervalls, während welchem der vorgesehene Schalter noch geschlossen bleibt, erfolgt eine Ableitung des in der Feldwicklung induzierten Stromes in bekannter Weise über die Freilaufdiode, über welche eine Kurzschließung der vorgesehenen Feldwicklung erfolgt, so daß auf diese Weise ein Großteil der innerhalb der Feldwicklung gespeicherten Energie vernichtet wird. Innerhalb des zweiten Zeitintervalls, welches durch die Öffnung ausgelöst wird, erfolgt dann auf sehr rasche Weise eine Vernichtung der innerhalb der Feldwicklung gespeicherten Restenergie bis zu jenem Zeitpunkt, bei welchem der innerhalb der Feldwicklung durch Selbstinduktion sich ergebende Strom auf den Wert Null abgesunken ist. Die bei exponentiellen Abklingvorgängen auftretende relativ lange Zeit der asymptotischen Näherung kann somit auf diese Weise sehr stark verkürzt werden, so daß der gesamte zweistufige Abklingvorgang insgesamt innerhalb eines relativ kurzen Zeitintervalls durchführbar ist, wobei gleichzeitig durch Begrenzung der bei dem Entladevorgang der Feldwicklung auftretenden Ströme das Auftreten extrem hoher mechanischer Belastungen im Bereich der sich entladenden Feldwicklung vermieden wird.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der den zusätzlichen Dämpfungsgrad aktivierende Schalter nicht während des gesamten Umschaltintervalls betätigt wird, sondern nur kurzzeitig (Ansprüche 6 und 7).

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein Schaltbild eines Teils einer Steuerschaltung für ein batteriegetriebenes Fahrzeug, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist,

Fig. 2 ein Schaltbild der Feldsteuerschaltung in einer Anordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltbild eines Teils der Feldsteuerschaltung in einer Anordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 1 weist die Schaltung, wie sie nach dem Stand der Technik bekannt ist, eine positive und eine negative Stromleitung 11 bzw. 12 auf, die mit einer Antriebsbatterie 13 am Fahrzeug verbunden sind. Mit der Strom­ leitung 11 ist eine Seite des Ankers 14 eines getrennt erregten Motors 10 verbunden, der im Betrieb von der Batterie 13 zum Antreiben des Fahrzeugs Strom erhält. Die andere Seite des Ankers 14 ist über einen Ankerregler 15 mit der Stromleitung 12 verbunden, und eine Freilauf­ diode 16 ist zum Anker 14 parallelgeschaltet. Wenn im Betrieb das Fahrzeug fährt, mißt der Regler 15 den Strom, der durch den Anker 14 fließt, und er hält den Ankerstrom unter einem oberen Sollwert. Der Wert dieses oberen Sollwerts hängt von der Position des Beschleunigungs­ pedals des Fahrzeugs ab, das natürlich von dem Fahrer des Fahrzeugs be­ dient wird. Wenn die Ankerstromstärke den oberen Sollwert erreicht, öffnen sich Kontakte (nicht dargestellt) im Regler 15, so daß der An­ ker 14 von der Batterie 13 getrennt wird. Strom fließt jedoch weiter durch den Anker 14 über die Diode 16, und der Strom klingt allmählich auf einen unteren Sollwert aus, dessen Größe ebenfalls von der Posi­ tion des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs bestimmt wird. Wenn der untere Sollwert erreicht ist, schließen sich die Kontakte des Reglers 15, so daß Strom von der Batterie 13 erneut durch den Anker 14 fließt.

Die Feldwicklung 17 des Motors 10 ist an einem Ende 18 mit der Anode einer Diode 19 und der Kathode einer Diode 21 verbunden, wobei die Ka­ thode der Diode 19 mit der Stromleitung 11 und die Anode der Diode 21 mit der Stromleitung 12 verbunden sind. Das Ende 18 der Wicklung 17 ist ferner mit einem von zwei beweglichen Kontakten eines Umsteuerschal­ ters 22 verbunden, der in einer ersten Betriebsposition das Ende 18 mit der Leitung 12 über einen Feldregler 23 und in einer zweiten Be­ triebsposition das Ende 18 mit der Stromleitung 11 verbindet. Der an­ dere bewegliche Kontakt des Schalters 22 ist mit dem anderen Ende 24 der Wicklung 17 verbunden, so daß in der ersten Betriebsposition das Ende 24 mit der Stromleitung 11 verbunden ist, während in der zweiten Betriebsposition das Ende 24 über den Regler 23 mit der Leitung 12 verbunden ist. Darüber hinaus ist das Ende 24 der Wicklung 17 mit der Anode einer Diode 25 und der Kathode einer Diode 26 verbunden, wobei die anderen Pole der Dioden 25, 26 mit der Leitung 11 bzw. 12 verbun­ den sind.

Im Betrieb arbeitet der Feldregler 23 in gleicher Weise wie der Anker­ regler 15, um den durch die Feldwicklung 17 fließenden Strom zwischen einem oberen und unteren Sollwert zu halten, die von der Position des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs abhängen. Wenn also angenommen wird, daß das Fahrzeug nach vorne gefahren wird und daß in dieser Situ­ ation der Schalter 22 sich in seiner ersten Betriebsposition befindet, fließt Strom durch die Wicklung 17 in die Richtung, die durch den Pfeil I _f in Fig. 1 dargestellt ist, bis der Strom den oberen Sollwert erreicht. An diesem Punkt hört der Regler 23 zu leiten auf, Strom fließt aber weiter durch die Wicklung 17 über die Diode 19, die als eine Freilaufdiode wirkt, bis der Strom auf den unteren Sollwert ausklingt, und an diesem Punkt leitet der Regler 23 wieder und verbin­ det die Wicklung 17 mit der Batterie 13. Wenn während dieses Spiels die Richtung des Stromflusses des Feldstroms umgekehrt werden muß, entweder um ein Bremsen zu bewirken oder ansonsten um das Fahrzeug rückwärts zu fahren, werden Mittel (nicht dargestellt) betätigt, um den Schalter 22 in seine zweite Betriebsposition zu schalten. Die Verbindungen zwischen den Enden 18, 24 der Wicklung 17 und den Stromlei­ tungen 11, 12 werden damit umgekehrt, so daß der Fluß in der Wicklung 17, der vom Strom erzeugt wird, der in der Richtung I _f fließt, auszu­ klingen beginnt. Wie jedoch weiter ersichtlich ist, kann dann, wenn der Schalter 22 in seine zweite Position bewegt wird, der durch den Zusammenbruch des Flusses in der Wicklung 17 induzierte Strom nur in dem Stromkreis fließen, der von der Wicklung 17, der Diode 19, der Bat­ terie 13 und der Diode 26 gebildet ist. Die Batterie 13 stellt sich na­ türlich diesem Stromfluß entgegen und erzeugt folglich eine schnelle­ re Ausklingung des Flusses in der Wicklung 17, als das der Fall ist, wenn die Batterie 13 im Entladeweg der Wicklung 17 nicht vorhanden ist. Wenn der Fluß in der Wicklung 17 im wesentlichen auf Null zusammenge­ brochen ist, ist die Anordnung eine solche, daß der Regler 23 erneut ein Fließen von Strom von der Batterie 13 durch die Wicklung 17 ermög­ licht, nun allerdings in umgekehrter Richtung. Es versteht sich deshalb, daß die vorstehend beschriebene Schaltung eine schnelle Umkehrung in der Richtung des Feldstroms gestattet.

Wenn sich der Schalter 22 in seiner zweiten Position befindet, so daß das Fahrzeug entweder nach rückwärts gefahren wird oder im Nutzbremsbetrieb arbeitet, bewirkt eine Funktion des Reglers 23 zum Stoppen des Strom­ flusses in der Wicklung 17, daß die Diode 25 als Freilauf­ diode wirkt. Eine Bewegung des Schalters in seine erste Position zum Um­ kehren der Richtung des Feldstroms legt die Batterie in den Entladeweg der Wicklung 17 über die Dioden 21, 25. Damit ergibt sich wiederum eine schnelle Umkehrung des Feldstroms.

Wie in Fig. 2 dargestellt, steuert die Schaltung nach dem ersten Aus­ führungsbeispiel ebenfalls die Arbeit eines getrennt erregten Motors zum Antreiben eines Elektrofahrzeugs, aus Gründen der Vereinfachung zeigt die Darstellung jedoch nur den Teil der Schaltung, der der Feld­ wicklung 31 des Motors zugeordnet ist. Der Teil der Schaltung, der der Steuerung des Ankerstroms des Motors zugeordnet ist, ist der glei­ che wie in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung. Gemäß Fig. 2 ist die Feld­ wicklung 31 an ihren gegenüberliegenden Enden 32, 33 mit zwei beweglichen Kontakten 34 bzw. 35 eines Relais 36 verbunden. Die Kontakte 34, 35 sind zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsposition bewegbar, und sie sind in ihrer ersten Betriebsposition in Fig. 2 gezeigt. Es ist al­ so zu sehen, daß dann, wenn sich die Kontakte 34, 35 in ihrer ersten Betriebsposition befinden, das Ende 33 der Wicklung 31 mit einer ersten positiven Stromleitung 37 über einen normalerweise geschlossenen Relais­ kontakt 38 verbunden ist, während das Ende 32 der Wicklung über den Kol­ lektor-Emitterelektrodenweg eines n-p-n-Transistors 41 mit einer ersten negativen Stromleitung 39 verbunden ist. Diese Verbindungen werden um­ gekehrt, wenn sich die Kontakte 34, 35 in ihrer zweiten Betriebsposi­ tion befinden. Im Betrieb liefert eine Antriebsbatterie 42 am Fahrzeug Strom an die Leitungen 37, 39, so daß Strom in der Feldwicklung 31 fließen kann. Die Richtung des Feldstroms hängt dann von der Position der Kontakte 34, 35 ab, wobei die Fig. 2 die Kontakte in ihrer ersten Betriebsposition zeigt, in der der Feldstrom in Richtung des Pfeils I _f fließt.

Die Steuerelektrode des Transistors 41 ist mit dem Emitter eines weiteren n-p-n-Transistors 43 verbunden und ist über einen Wider­ stand 44 mit der Stromleitung 39 verbunden. Der Kollektor des Transistors 43 ist mit dem Kollektor des Transistors 41 und mit der Anode einer Diode 45 verbunden, deren Kathode mit der Stromleitung 37 verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors 43 ist mit dem Kollektor eines Transistors 46 und mit einem Feldregler 40 verbunden, der wie im ersten Ausführungs­ beispiel den Stromfluß durch die Feldwicklung 31 entsprechend der Posi­ tion des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs reguliert. Der Emitter des Transistors 46 ist mit einer zweiten negativen Stromlei­ tung 47 verbunden, die hier mit der Stromleitung 39 verbunden ist, und die Steuerelektrode des Transistors 46 ist mit der Verbindung zwischen zwei Widerständen 48, 49 verbunden, die in Reihe zu einem Kondensator 51 parallelgeschaltet sind. Eine Seite des Kondensators 51 ist mit der Stromleitung 47 verbunden, während die andere Seite über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 52, 53 mit einer zweiten positiven Stromleitung 54 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen 52, 53 ist mit dem Kollektor eine n-p-n-Transistors 55 verbunden, während der Wi­ derstand 52 zu einer Diode 56 parallelgeschaltet ist. Der Transistor 55 ist mit seinem Emitter mit der Stromleitung 47 verbunden, und mit seiner Steuerelektrode ist er über einen Widerstand 57 mit einem er­ sten beweglichen Kontakt 58 eines Relais 59 verbunden. Zur Steuerelek­ trode und zum Emitter des Transistors 55 ist ein Widerstand 61 parallelgeschaltet. Die Steuerelektrode des Transistors 55 ist ferner über eine Reihenschaltung, zu der der Widerstand 57 und weitere Wider­ stände 62, 63 gehören, mit der Stromleitung 47 verbunden, und die Ver­ bindung zwischen den Widerständen 62, 63 ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 64 verbunden. Ein Ende eines Widerstands 65 ist mit dem Kollektor des Transistors 64 verbunden, und das andere Ende dieses Widerstands ist mit einem zweiten beweglichen Kontakt 66 des Relais 59 verbunden. Der Emitter des Transistors 64 ist mit der Stromleitung 47 verbunden, und zum Kollektor-Emitterelek­ trodenweg des Transistors 64 ist ein Widerstand 67 und ein Kondensator 68 parallelgeschaltet, wobei zum Widerstand 67 eine Diode 69 parallel­ geschaltet ist. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 67 und dem Kon­ densator 68 ist mit der Stromleitung 47 über zwei Reihenwiderstände 71, 72 verbunden, deren Verbindung mit der Steuerelektrode eines n-p-n- Transistors 73 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 73 ist mit der Stromleitung 54 über eine Relaisspule 74 verbunden, die den Kontakten 38 zugeordnet ist, während der Emitter des Trans­ istors 73 mit der Stromleitung 47 verbunden ist.

Die Kontakte 58 des Relais 59 sind normalerweise mit einem ersten Ein­ gangsanschluß 75 verbunden, jedoch wird bei Erregen der zugehörigen Re­ laisspule der entsprechende Kontakt in eine betätigte Position bewegt, in der er mit einem zweiten Eingangsanschluß 76 verbunden ist. Wenn im Betrieb, wird ein positiven Anforderungssignal dem Anschluß 75 zugelei­ tet, wenn das Fahrzeug nach vorn gefahren werden soll, während ein ent­ sprechendes Signal an den Anschluß 76 angelegt wird, wenn das Fahrzeug rückwärts fahren soll. Die Anschlüsse 75, 76 sind durch jeweilige Gatter (Tor­ schaltungen) 77, 78 mit einer bistabilen Schaltung 79 verbunden, deren Ausgang einem Ende der Spule des Relais 59 zugeleitet wird, während das andere Ende der Spule mit der Stromleitung 47 verbunden ist. Die Tor­ schaltungen 77, 78 erhalten Eingänge von einer Hall-Effektsonde 81, die den durch die Feldwicklung 31 fließenden Strom überwacht und die auch einen Eingang für den Feldregler 40 liefert.

Der Kontakt 66 des Relais 59 befindet sich normalerweise in einer offe­ nen Position, ist jedoch bei Erregen des Relais 59 in eine geschlos­ sene Position bewegbar, um ein Ende der Spule des Relais 36 mit der Stromleitung 54 zu verbunden, während das andere Ende des Relais 36 mit der Stromleitung 39 verbunden ist. Die Anordnung des Relais 36 ist der­ art, daß die Kontakte 34, 35 sich normalerweise in der ersten Betriebs­ position befinden, jedoch bei Erregen des Relais in die zweite Betriebs­ position bewegbar sind, so daß, wie nachstehend noch im einzelnen zu be­ schreiben sein wird, die Richtung des Stromflusses durch die Wicklung 31 umgekehrt wird.

Die Schaltung weist ferner eine Diode 82 auf, deren Anode mit der Strom­ leitung 39 und deren Kathode mit der Stromleitung 37 über die Relaiskon­ takte 38 verbunden sind, wobei zu den letzteren eine Dämpfungsschaltung 83 parallelgeschaltet ist. Die Schaltung 83 weist eine Diode 84 und einen Kondensator in einer Reihenschaltung parallel zu den Kontakten 38 auf, wobei zur Diode 84 ein Widerstand 86 parallelgeschaltet ist.

Wenn im Betrieb das Fahrzeug in Richtung vorwärts gefahren werden soll, wird ein positives Anforderungssignal an den Anschluß 75 gelegt, der das Flip-Flop (bistabile Schaltung) 79 in einen ersten Zustand bringt, so daß das Relais 59 und damit das Relais 36 nicht erregt werden und sich die Kon­ takte 34, 35 in ihrer ersten Betriebsposition befinden. Ferner schaltet das positive Signal am Anschluß 75 die Transistoren 55, 64 ein, so daß die Transistoren 46, 73 ausgeschaltet gehalten werden. Die Relaisspule 74 wird damit nicht erregt, so daß die Kontakte 38 geschlossen sind. Strom kann dann von der Batterie 42 durch die Feldwicklung 31 in die Richtung des Pfeils I _f fließen, weil, wenn die Transistoren 46, 73 aus­ geschaltet sind, der Regler 40 die Transistoren 43, 41 in ihrem einge­ schalteten Zustand hält, vorausgesetzt, daß der Stromfluß in der Wick­ lung 31, wie er von der Sonde 81 gemessen wird, den eingestellten oberen Sollwert nicht überschreitet. Der Regler 40 ist zweckmäßigerweise ein Transistorregler, und er schaltet dann, wenn die Feldstromstärke den oberen Sollwert überschreitet, die Transistoren 43, 41 aus. Die Zulei­ tung von Feldstrom von der Batterie 42 wird damit verhindert, und der Strom, der durch die Wicklung 31 weiterfließt, klingt dann durch die Diode 45 aus, bis der eingestellte untere Sollwert erreicht wird und der Regler 47 erneut die Transistoren 43, 41 einschaltet.

Wenn die Richtung des Feldstroms umgekehrt werden soll, wird das Signal vom Anschluß 75 weggenommen und durch ein positives Anforderungssignal am Anschluß 76 ersetzt. Das Verschwinden des Anforderungssignals am An­ schluß 75 nimmt die Zuleitung von Steuerelektrodenstrom zu den Trans­ istoren 55, 64 weg, die sich damit ausschalten. Der Kondensator 51 lädt sich dann im wesentlichen sofort durch die Diode 56 auf, um ein Ein­ schalten des Transistors 46 zu ermöglichen, was dann bewirkt, daß die Transistoren 41, 43 ausgeschaltet werden und eine weitere Zuleitung von Feldstrom von der Batterie 42 verhindert wird. Nach einer Verzöge­ rung, die von der Zeitkonstanten der Verzögerungsschaltung bestimmt wird, die von den Widerständen 65, 67 und dem Kondensator 68 gebildet ist, wird dieser auch geladen, so daß ein Leiten des Transistors 73 ermöglicht wird. Strom kann deshalb zwischen den Stromleitungen 54, 47 über den Kollektor-Emitterelektrodenweg des Transistors 73 fließen, um die Re­ laisspule 74 zu erregen und die Relaiskontakte 38 zu öffnen. Wie aus der noch kommenden Beschreibung hervorgeht, bleibt in diesem Stadium das Re­ lais 36 nicht erregt, so daß sich die Kontakte 34, 35 immer noch in ihrer ersten Betriebsposition befinden. Wenn sich die Kontakte 38 also öffnen, kann der durch den zusammenbrechenden Fluß in der Wicklung 31 induzier­ te Strom nur in dem Stromkreis fließen, der von der Diode 45, der Batte­ rie 42 und der Diode 82 gebildet ist. Die Fahrzeugbatterie wird deshalb erneut in den Entladeweg der Feldwicklung gelegt, so daß die Auskling­ geschwindigkeit des Flusses in der Wicklung erhöht wird. Es versteht sich, daß die Dämpfungsschaltung 83 an den Kontakten 38 vorgesehen ist, um eine Funkenbildung zu verhindern, wenn die Kontakte geöffnet werden.

Der Entladestrom, der durch die Wicklung 31 fließt, während der Fluß in der Wicklung abklingt, wird von der Sonde 81 gemessen, die so ange­ ordnet ist, daß die Torschaltung 78 geschlossen gehalten wird, bis der Strom auf Null abklingt. Wenn der Entladestrom also zu fließen aufhört, öffnet sich die Torschaltung 78, und dadurch wird die bistabile Schal­ tung 79 in ihren anderen Zustand geschaltet, so daß das Relais 59 erregt wird. Der Kontakt 66 bewegt sich damit in seine geschlossene Position, so daß das Relais 36 erregt wird und die Kontakte 34, 35 in ihre zweite Betriebsposition bewegt werden. Eine Erregung des Relais 59 bewegt auch den Kontakt 58 in seine betätigte Position, so daß Steuerelektrodenstrom wieder zu den Transistoren 55, 64 fließt, so daß diese wieder leiten. Der Transistor 73 schaltet sich deshalb schnell ab, weil der Kondensator 68 in der Lage ist, sich durch die Diode 69 zu entladen, wodurch die Re­ laisspule 74 entregt wird und die Kontakte 38 wieder schließen. Nach einer Verzögerung, die von der Zeitkonstanten abhängt, die von der vom Kondensator 51 und den Widerständen 52, 53 gebildeten Verzögerungs­ schaltung gebildet wird, entlädt sich auch der Kondensator 51, so daß der Transistor 46 zu leiten aufhört. Die Transistoren 43, 41 schalten sich also wieder ein, so daß Strom von der Batterie 42 durch die Feld­ wicklung erneut zu fließen beginnt, nun aber in Richtung entgegengesetzt zum Pfeil I _f . Es versteht sich, daß dann, wenn der Feldstrom zurück in die ursprüngliche Richtung umgekehrt werden soll, die Schaltung in ent­ sprechender Weise wie vorstehend beschrieben arbeitet, obgleich nun die Torschaltung 77 geschlossen bleibt, bis sich die Feldwicklung ganz entladen hat.

Gemäß Fig. 3 wird eine Umkehrung des Feldstroms in der Steuerschaltung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel durch Thyristoren bewirkt. Die Feld­ wicklung 91 ist also an einem Ende 92 mit der Anode eines Thyristors 93 und der Kathode eines Thyristors 94 verbunden, und die Kathode des Thy­ ristors 93 ist mit einer negativen Stromleitung 95 verbunden, während die Anode des Thyristors 94 mit einer positiven Stromleitung 96 über einen Schalter 97 verbunden ist. Am anderen Ende 98 ist die Wicklung 91 mit der Anode eines Thyristors 99 und der Kathode eines Thyristors 101 verbunden, und die Kathode des Thyristors 99 ist mit der Stromleitung 95 verbunden, während die Anode des Thyristors 101 durch den Schalter 97 mit der Leitung 96 verbunden ist. Die Leitungen 95, 96 sind mit der Antriebsbatterie 102 des Fahrzeugs verbunden, und Steuermittel (nicht dargestellt) sind mit den Steuerelektroden der Thyristoren 93, 94, 99, 101 verbunden, um das Leiten der Thyristoren zu bestimmen. Dabei sind kommutierende Mittel (nicht dargestellt) für die Thyristoren 93, 99 vor­ gesehen. Freilaufdioden 103, 104 sind zwischen die Stromleitung 96 und die Enden 92, 98 der Wicklung 91 geschaltet, während weitere Dioden 105, 106 zu den Thyristoren 93 bzw. 99 parallelgeschaltet sind. Ferner ist eine Dämpfungsschaltung 107 zum Schalter 97 parallelgeschal­ tet, um eine Funkenbildung zu verhindern, wenn der Schalter im Betrieb geöffnet und geschlossen wird.

In der in Fig. 3 gezeigten Anordnung wird beim Vorwärtsfahren des Fahr­ zeugs der Schalter 97 geschlossen, und die Steuermittel sind so einge­ richtet, daß die Thyristoren 94 und 99 leiten. Strom von der Batterie 102 fließt also durch die Feldwicklung 91 in die Richtung des Pfeils I _f . Wie in dem vorhergehenden Beispiel wird die Größe des Feldstroms durch einen Feldregler (nicht dargestellt) reguliert, und wenn der Reg­ ler eine Kommutierung des Thyristors 99 bewirkt, kann der Strom, der durch die Feldwicklung weiterfließt, durch die Diode 104 ausklingen. Fer­ ner ist die Anordnung der Schaltung derart, daß dann, wenn die Richtung des Feldstroms umgekehrt werden soll, der Schalter 97 geöffnet wird. Wenn also angenommen wird, daß der Feldstrom in eine Richtung I _f fließt, wenn der Schalter 97 geöffnet wird, um eine Umkehrung zu bewirken, wird der von dem zusammenbrechenden Fluß in der Wicklung 91 induzierte Strom zwangsweise zum Fließen in dem Stromkreis gebracht, der von der Diode 104, der Batterie 102, der Diode 105 und der Wicklung 91 gebildet wird. Die Batterie wird also erneut in den Entladeweg der Feldwicklung gebracht, so daß sich die Wicklung schnell entlädt. Wenn der Entladestrom zu flie­ ßen aufgehört hat, ist die Anordnung der Schaltung eine solche, daß der Schalter 97 schließt und die Thyristoren 93, 101 eingeschaltet werden, so daß Feldstrom erneut zu fließen beginnt, jetzt aber in umgekehrter Richtung.

Claims (7)

1. Steuerschaltung für wenigstens einen Antriebsmotor eines batteriegetriebenen Fahrzeugs, bei welchem der Feldwicklung für Fahrtrichtungsumkehr und Nutzbremsung ein Umpolkreis vorgeschaltet ist, wobei parallel zu dem mit der Feldwicklung verbundenen Umpolkreis wenigstens eine Freilaufdiode vorgesehen ist, durch welche bei Abschaltung des Feldstromes die Feldwicklung entregt wird, gekennzeichnet durch einen im Stromkreis der Freilaufdiode (45; 104) für die Feldwicklung (31; 91) angeordneten Öffner (38; 97), der vor Betätigung des Umpolkreises (34-36; 93, 94, 99, 101) nach einer durch einen Verzögerungskreis (65, 67, 68) bestimmten Zeit bis zur Entregung der Feldwicklung so betätigt werden kann, daß die nun entgegengesetzt geschaltete Spannung der Fahrzeugbatterie (42; 102) die Entregung beschleunigt.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (42) in Reihe mit einer Diode (82) geschaltet ist.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Öffner (38) ein Dämpfungskreis (83; 107) mit einer aus einem Widerstand (86) und einem Kondensator (85) bestehenden Serienschaltung vorgesehen ist, wobei parallel zu dem Widerstand (86) eine Diode (84) geschaltet ist.

4. Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch den Ruhekontakt (38; 97) eines Schaltrelais (74) gebildet ist, welches von einem Steuerkreis für einen ausgangsseitig mit Leistungstransistoren (41, 43) versehenen Feldregler (40) her angesteuert ist.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Feldwicklung (31) ein Strommeßglied (81) vorgesehen ist, von welchem aus die Ansteuerung des Feldreglers (40) sowie eines eingangsseitig mit entsprechenden Gattern (77, 78) und einem Flip-Flop (79) versehenen Steuerkreis erfolgt, wobei das Flip-Flop (79) der Einstellung der Fahrtrichtung dient (Fig. 2).

6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis mit einem Transistor (46) versehen ist, welcher gleichzeitig mit der Abschaltung der dem Feldregler (40) nachgeschalteten Leistungstransistoren (41, 43) zum Ansprechen gelangt, worauf nach einem durch zwei Widerstände (65, 67) und einem Kondensator (68) festgelegten Zeitintervall ein weiterer Transistor (73) zum Ansprechen gelangt, welcher wiederum eine Aktivierung des mit dem Ruhekontakt (38) versehenen Schaltrelais (74) hervorruft.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Absinken des durch das Strommeßglied (81) gemessenen Entladestromes der Feldwicklung (31) auf den Wert Null durch Öffnen des einen Gatters (77 bzw. 78) und Umschalten des Flip-Flop (79) über ein Relais (59) das Umschaltrelais (34-36) des Umpolkreises zum Ansprechen gebracht ist, wobei gleichzeitig über entsprechende Transistoren (55, 64) eine Sperrung des dem Schaltrelais (74) vorgeschalteten weiteren Transistors (73) erfolgt.