DE69503291T2

DE69503291T2 - Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE69503291T2
Application number: DE69503291T
Authority: DE
Inventors: Thomas Edye; Rene Jeanneret
Original assignee: Swatch Group Management Services AG
Current assignee: Swatch Group Management Services AG
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1995-04-08
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2015-04-09
Also published as: DE69503291D1; EP0678414B1; ATE168078T1; EP0678414A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, das enthält:
- einen ersten Motor, der durch einen Brennkraftmotor zum Erzeugen einer mechanischen Leistung gebildet ist;
- Geschwindigkeitsregelmittel, umfassend erste Meßmittel, die mit dem ersten Motor gekoppelt sind, um ein erstes Meßsignal zu liefern, das für die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors repräsentativ ist, und auf ein Geschwindigkeits-Sollsignal reagieren, das repräsentativ für eine Soll-Drehgeschwindigkeit ist, um die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors auf die Soll-Drehgeschwindigkeit zu regeln;
- eine Steuervorrichtung, umfassend ein Steuerorgan, das von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigbar ist, und einen Detektor, der mit dem Steuerorgan gekoppelt ist, um ein erstes Leistungs-Sollsignal zu liefern, das repräsentativ für die Stellung des Steuerorgans und eine erste Soll- Leistung ist;
- einen mit dem ersten Motor mechanisch gekoppelten Generator zum Erzeugen einer ersten elektrischen Leistung als Antwort auf die mechanische Leistung;
- ein Antriebsrad;
- einen zweiten Motor, der aus einem mit dem Antriebsrad mechanisch gekoppelten Elektromotor gebildet ist; und
- Regelungsmittel, die auf die erste elektrische Leistung reagieren, um eine zweite, elektrische Leistung an den zweiten Motor zu liefern, und auf das erste Leistungs- Sollsignal reagieren, um das Geschwindigkeits-Sollsignal zu erzeugen und um die zweite elektrische Leistung auf die erste Soll-Leistung zu regeln.
Ein Fahrzeug mit den obigen Eigenschaften, das häufig als Hybridfahrzeug bezeichnet wird, ist in der PCT-Patentanmeldung, veröffentlicht unter der Nummer WO 93/07022, beschrieben.
Wenn ein solches Fahrzeug verwendet wird, arbeitet sein Brennkraftmotor ununterbrochen. Der von diesem Motor angetriebene Generator liefert dann ebenfalls ununterbrochen die gesamte Energie, die von dem mit dem Antriebsrad des Fahrzeugs gekoppelten und in der folgenden Beschreibung Fahrmotor genannten Elektromotor verbraucht wird.
Diese Eigenschaft verleiht diesem Fahrzeug den Vorteil, daß es keine Akkumulatorbatterie großer Kapazität wie etwa jene enthalten muß, die in den anderen bekannten Fahrzeugen desselben Typs wenigstens teilweise und/oder vorübergehend die vom Fahrmotor verbrauchte elektrische Energie liefert.
Das in der obenerwähnten Patentanmeldung WO 93/07022 beschriebene Fahrzeug enthält eine Steuerschaltung, die die an den Fahrmotor gelieferte elektrische Leistung auf eine veränderliche Soll-Leistung regelt, die durch die Stellung eines Fahrpedals bestimmt ist.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs die Stellung des Fahrpedals ändert, um die an den Fahrmotor gelieferte Leistung zu erhöhen, um beispielsweise die Geschwindigkeit dieses Fahrzeugs zu erhöhen, bestimmt die Regelungsschaltung eine neue Soll-Leistung, die der neuen Stellung des Fahrpedals entspricht, sowie eine neue Soll-Drehgeschwindigkeit, mit der sich der Brennkraftmotor des Fahrzeugs drehen muß, um eine mechanische Leistung zu liefern, die bis auf Verluste gleich der obengenannten Soll-Leistung ist und dabei nur die geringstmögliche Kraftstoffmenge verbraucht.
Zu einer ersten Zeit ändert die Regelungsschaltung jedoch die vom Generator an den Fahrmotor gelieferte elektrische Leistung nicht, sondern wirkt nur auf den Brennkraftmotor in der Weise ein, daß die von diesem letzteren gelieferte mechanische Leistung ansteigt. Da diese mechanische Leistung jetzt größer als die vom Generator gelieferte elektrische Leistung ist, nimmt die Drehgeschwindigkeit des Brennkraftmotors zu.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem diese Drehgeschwindigkeit des Brennkraftmotors ihren neuen Sollwert erreicht, und nur zu diesem Zeitpunkt, erhöht die Regelungsschaltung die an den Fahrmotor gelieferte elektrische Leistung bis zu ihrem neuen Sollwert. Da diese elektrische Leistung nun stets bis auf Verluste gleich der vom Brennkraftmotor gelieferten mechanischen Leistung ist, stabilisiert sich die Drehgeschwindigkeit dieses letzteren auf der neuen Soll-Geschwindigkeit.
Es ist ersichtlich, daß in einem solchen Fall die an den Fahrmotor gelieferte elektrische Leistung nicht sofort zunimmt, wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrpedal in seine neue Stellung bringt, sondern erst nach einer bestimmten Zeit, die mehrere Sekunden dauern kann, was für den Fahrer des Fahrzeugs sehr unangenehm oder sogar gefährlich ist.
Ein bekanntes Fahrzeug wie etwa jenes, das oben beschrieben worden ist, besitzt den weiteren Nachteil, daß, wenn es stillsteht oder mit geringer Geschwindigkeit fährt und wenn sein Fahrer das Fahrpedal schnell um einen großen Betrag verschiebt, die Regelungsschaltung an den Fahrmotor die gesamte elektrische Leistung liefert, die der neuen Stellung des Fahrpedals entspricht, sobald der Brennkraftmotor seine neue Soll-Geschwindigkeit erreicht hat, wie dies oben beschrieben worden ist.
Zu diesem Zeitpunkt ist der Fahrmotor noch immer in Ruhe oder dreht sich nur langsam. Der Strom, den er absorbiert, kann daher sehr hoch sein und eine Stärke besitzen, die um ein Vielfaches größer als diejenige des Stroms ist, der von diesem Fahrmotor absorbiert wird, wenn er sich mit seiner maximalen Geschwindigkeit dreht und dabei seine maximale mechanische Leistung liefert.
Die verschiedenen elektronischen Komponenten der Regelungsschaltung, durch die der vom Fahrmotor absorbierte Strom fließt, müssen daher so dimensioniert sein, daß sie diesen sehr hohen Strom ohne Beschädigung aushalten, selbst wenn die Umstände, unter denen dieser sehr hohe Strom durch diese Komponenten fließt, nur verhältnismäßig selten auftritt. Diese Komponenten sind daher teuer, wobei ihr Preis denjenigen der Regelungsschaltung ungünstig beeinflußt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fahrzeug desselben Typs wie oben beschrieben vorzuschlagen, das jedoch dessen Nachteile nicht aufweist, d. h. ein Fahrzeug vorzuschlagen, in dem die an den Fahrmotor gelieferte elektrische Leistung sofort zunimmt, wenn sein Fahrer auf das Fahrpedal tritt, und in dem der vom Fahrmotor absorbierte Strom niemals den Wert übersteigt, den er hat, wenn sich dieser Fahrmotor mit der maximalen Geschwindigkeit dreht und dabei die maximale Leistung liefert.
Dieses Ziel wird erreicht durch das beanspruchte Fahrzeug, das enthält: einen ersten Motor, der aus einem Brennkraftmotor zum Erzeugen einer mechanischen Leistung gebildet ist;
- Geschwindigkeitsregelmittel, umfassend erste Meßmittel, die mit dem ersten Motor gekoppelt sind, um ein erstes Meßsignal zu liefern, das für die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors repräsentativ ist, und auf eine Geschwindigkeit-Sollsignal reagieren, das repräsentativ für eine Soll-Drehgeschwindigkeit ist, um die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors auf die Soll-Drehgeschwindigkeit zu regeln;
- eine Steuervorrichtung, umfassend ein Steuerorgan, das von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigbar ist, und einem Detektor, der mit dem Steuerorgan gekoppelt ist, um ein erstes Leistungs-Sollsignal zu liefern, das repräsentativ für die Position des Steuerorgans und eine erste Soll- Leistung ist;
- einem mit dem ersten Motor mechanisch gekoppelten Generator zum Erzeugen einer ersten elektrischen Leistung als Antwort auf die mechanische Leistung;
- ein Antriebsrad;
- einen zweiten Motor, der aus einem mit dem Antriebsrad mechanisch gekoppelten Elektromotor gebildet ist; und
- Regelungsmittel, die auf die erste elektrische; Leistung reagieren, um eine zweite elektrische Leistung an den zweiten Motor zu liefern, und auf das erste Leistungs- Sollsignal reagieren, um das Geschwindigkeits-Sollsignal zu erzeugen und um die zweite elektrische Leistung auf die erste Soll-Leistung zu regeln;
und dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ferner zweite Meßmittel enthält, die mit dem zweiten Motor gekoppelt sind, um ein zweites Meßsignal zu liefern, das repräsentativ für die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors ist; und daß die Regelungsmittel enthalten:
- Leistungsregelungsmittel, die auf ein zweites Leistungs-Sollsignal reagieren, das repräsentativ für eine zweite Soll-Leistung ist, um die zweite elektrische Leistung auf die zweite Soll-Leistung zu regeln;
- Sicherheitsmittel, die auf das erste Leistungs- Sollsignal und auf das zweite Meßsignal reagieren, um ein drittes Leistungs-Sollsignal zu liefern, das repräsentativ für eine dritte Soll-Leistung ist, und so beschaffen sind, daß das dritte Leistungs-Sollsignal einen Wert hat, derart, daß die dritte Soll-Leistung höchstens gleich der maximalen elektrischen Leistung ist, welche die Regelungsmittel ohne Beschädigung des zweiten Motors liefern können;
- erste Signalverarbeitungsmittel, die auf das dritte Leistungs-Sollsignal reagieren, um das Geschwindigkeits-Sollsignal zu liefern, und so beschaffen sind, daß das Geschwindigkeits-Sollsignal einen Wert hat, derart, daß, wenn die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors gleich der Soll-Geschwindigkeit ist, ein bestimmter Bruchteil der maximalen mechanischen Leistung, der eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des ersten Motors ist, gleich einer Summe der dritten Soll-Leistung und der in den Generator und in den Leistungsregelungsmitteln umgesetzten Leistung ist;
zweite Signalverarbeitungsmittel, die auf das erste Meßsignal reagieren, um ein viertes Leistungs-Sollsignal zu liefern, das repräsentativ für eine vierte Soll-Leistung ist, und derart ausgebildet ist, daß das vierte Leistungs- Sollsignal einen Wert hat, derart, daß die vierte Soll- Leistung gleich der Differenz zwischen dem bestimmten Bruchteil der maximalen mechanischen Leistung und den in Wärme umgesetzten Leistungen ist; und
- Wählmittel, die auf das dritte Leistungs-Sollsignal und auf das vierte Leistungs-Sollsignal reagieren, um das zweite Leistungs-Sollsignal zu liefern, und so beschaffen sind, daß das zweite Leistungs-Sollsignal einen Wert hat, derart, daß die zweite Soll-Leistung gleich der kleinsten der dritten Soll-Leistung und der vierten Soll-Leistung ist.
Kraft dieser Eigenschaften und wie später im einzelnen gezeigt wird, reagiert ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung wie ein herkömmliches Fahrzeug, wenn sein Fahrer auf das Fahrpedal tritt, wobei die an den Fahrmotor gelieferte elektrische Leistung gleichzeitig mit der vom Brennkraftmotor gelieferten mechanischen Leistung zunimmt, ohne daß es notwendig wäre, daß dieser Brennkraftmotor seine neue Drehgeschwindigkeit erreicht hat, wie dies in dem bekannten Fahrzeug der Fall ist, das in der Patentanmeldung WO 93/07022 beschrieben ist.
Daraus folgt, daß das Führen eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung viel angenehmer und sicherer als bei dem obenerwähnten bekannten Fahrzeug ist.
Außerdem und stets kraft dieser Eigenschaften müssen die elektronischen Komponenten, durch die der vom Fahrmotor absorbierte Strom fließt, nicht so dimensioniert sein, daß sie ohne Beschädigung einen Strom aushalten, der höher als derjenige ist, den dieser Motor absorbiert, wenn er seine maximale Leistung liefert und sich dabei mit seiner maximalen Drehgeschwindigkeit dreht.
Daraus folgt, daß die elektronischen Komponenten, obwohl sie in jeder anderen Hinsicht gleich sind, weniger teuer als die entsprechenden elektronischen Komponenten des obenerwähnten bekannten Fahrzeugs sein können und daß der Herstellungspreis des Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, obwohl es in jeder anderen Hinsicht unverändert ist, niedriger als derjenige dieses bekannten Fahrzeugs sein kann.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich durch die Beschreibung, die mit Hilfe der beigefügten Zeichnung gegeben wird, worin:
- Fig. 1 ein Blockschaltplan einer Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
- Fig. 2 ein Diagramm ist, das schematisch die Veränderung der vom Verbrennungsmotor gelieferten mechanischen Leistung P in Abhängigkeit von seiner Drehgeschwindigkeit V für zwei verschiedene Werte des Steuersignals SP seines Vergasers zeigt; und
- die Fig. 3 bis 6 Diagramme sind, die schematisch die Kennlinien verschiedener Komponenten der Schaltung nach Fig. 1 veranschaulichen.
Bevor die Beschreibung der Erfindung begonnen wird, wird angemerkt, daß die elektrischen Verbindungen zwischen den verschiedenen Komponenten des Schaltplans nach Fig. 1, die später beschrieben werden, durch einfache Linien symbolisiert sind, die mit Pfeilen versehen sind, die schematisch die Richtung angeben, in der die Informationen oder die elektrische Energie von einer Komponente zur nächsten übertragen werden. Der Fachmann erkennt jedoch leicht, daß bestimmte dieser Verbindungen in der Praxis aus mehreren Leitern gebildet sind, die nicht getrennt dargestellt worden sind, um Fig. 1 nicht unnötig komplizierter zu machen.
Außerdem erkennt der Fachmann ohne weiteres, daß die meisten Schaltungen, die diese Informationen verarbeiten und/oder erzeugen und die später beschrieben werden, vorteilhaft digitale Schaltungen sind, wobei die Signale, die diese Informationen von der einen zur anderen dieser Schaltungen übertragen, dann selbstverständlich ebenfalls digitalen Typs sind.
Ebenso erkennt der Fachmann, daß sämtliche dieser digitalen Schaltungen vorteilhaft durch einen Rechner ersetzt sein können, der in der Weise programmiert ist, daß er dieselben Funktionen wie diese Schaltungen ausführt.
Es wird weiterhin angemerkt, daß die in Fig. 1 erkennbaren Doppelpfeile die verschiedenen mechanischen oder elektrischen Leistungen symbolisieren, die im Fahrzeug dieser Fig. 1 ins Spiel kommen.
Das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist in seiner Ausführungsform, die in Fig. 1 schematisch und teilweise anhand eines nicht beschränkenden Beispiels gezeigt ist, mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Das Fahrzeug 1 enthält einen Brennkraftmotor 2, dessen Kraftstoff- und Sauerstoffträger-Versorgungsorgan mit dem Bezugszeichen 2a bezeichnet ist.
Zur Vereinfachung der vorliegenden Beschreibung wird angenommen, daß der Motor 2 im vorliegenden Beispiel ein herkömmlicher Verbrennungsmotor ist und daß sein Versorgungsorgan 2a durch einen ebenfalls herkömmlichen Vergaser gebildet ist.
Der Fachmann erkennt indessen leicht, daß der Motor 2 irgendeiner von verschiedenen Typen von wohlbekannten Brennkraftmotoren sein kann, etwa beispielsweise ein Dieselmotor oder ein Gasturbinenmotor. Ebenso kann das Organ 2a irgendeines von verschiedenen Typen von Versorgungsorganen sein, die entsprechend an diese verschiedenen Typen von Brennkraftmotoren angepaßt sind. Wenn der Motor 2 insbesondere ein Verbrennungsmotor wie im vorliegenden Beispiel ist, kann sein Versorgungsorgan 2a selbstverständlich durch ein ebenfalls wohlbekanntes Einspritzsystem gebildet sein.
Aus einem Grund, der in der folgenden Beschreibung offensichtlich wird, ist es jedoch notwendig, daß die Menge des Kraftstoffs und/oder des Sauerstoffträgers, die an den Motor 2 durch sein Versorgungsorgan 2a geliefert wird, als Antwort auf ein geeignetes Steuersignal, das mit dem Bezugszeichen SP bezeichnet ist, einstellbar ist.
Im vorliegenden Beispiel wird angenommen, daß der Vergaser 2a des Verbrennungsmotors 2 so angeordnet ist, daß seine nicht getrennt gezeigt Stellklappe sich aus ihrer vollständig geschlossenen Stellung in ihre vollständig geöffnete Stellung bewegt, wenn dieses Steuersignal SP sich von einem Minimalwert SPmin zu einem Maximalwert SPmax ändert.
Das Signal SP bildet daher ein Steuersignal für die vom Motor 2 gelieferte mechanische Leistung P, wobei diese Leistung P selbstverständlich gleich ihrem Maximalwert Pmax ist, wenn das Signal SP seinen Maximalwert SPmax annimmt.
Die Kurve C2a von Fig. 2 zeigt schematisch die wohlbekannte Änderung dieser Maximalleistung Pmax in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit V des Motors 2.
In der folgenden Beschreibung und aus einem Grund, der später deutlich werden wird, wird mit SPf der Wert des Signals SP bezeichnet, für den der Motor 2 unabhängig von seiner Drehgeschwindigkeit V eine mechanische Leistung Pf liefert, die gleich einem bestimmten Bruchteil f seiner Maximalleistung Pmax ist.
Aus einem Grund, der später offensichtlich werden wird, muß dieser Bruchteil f kleiner als 100% sein. Dem Fachmann ist jedoch klar, daß dieser Bruchteil f nicht zu klein sein darf, weil dann der Motor 2 meist mit einer deutlich kleineren Leistung als seiner Maximalleistung arbeitet. In der Praxis wird zweckmäßig für diesen Bruchteil f ein Wert gewählt, der zwischen 90% und 70% liegt, beispielsweise ein Wert von 80%.
Die Kurve C2b, die in Fig. 2 ebenfalls gezeigt ist, zeigt schematisch die Änderung dieser mechanischen Leistung Pf in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 in dem Fall, in dem der obenerwähnte Bruchteil f gleich 80% ist.
Es wird angemerkt, daß in wohlbekannter Weise die mechanische Leistung P, die vom Motor 2 geliefert wird, null oder wenigstens praktisch null ist, wenn das Signal SP seinen Minimalwert SPmin hat, wobei die diese mechanische Leistung P darstellende Kurve dann praktisch mit der Abszissenachse von Fig. 2 zusammenfällt.
Es wird außerdem angemerkt, daß, wie noch immer wohlbekannt ist, die vom Motor 2 gelieferte mechanische Leistung auch null oder praktisch null ist, wenn die Drehgeschwindigkeit V dieses Motors 2 gleich oder kleiner als seine im allgemeinen sogenannte Leerlaufgeschwindigkeit ist, die in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen Vr bezeichnet ist.
Die Abtriebswelle des Motors 2 ist mit einem nicht getrennt gezeigten Rotor eines Drehgenerators 3 für elektrische Energie über eine mechanische Verbindung verbunden, die in Fig. 1 durch eine Doppellinie symbolisiert ist.
Die elektrische Leistung, die vom Generator 3 als Antwort auf die mechanische Leistung P geliefert wird, die dieser vom Motor 2 empfängt, ist mit dem Bezugszeichen E bezeichnet. Die Differenz zwischen dieser mechanischen Leistung P und dieser elektrischen Leistung F, die die im Generator 3 in Wärme umgesetzte Leistung angibt, ist mit dem Bezugszeichen DG bezeichnet.
In Fig. 1 sind der Motor 2 und der Generator 3 voneinander getrennt, es ist jedoch offensichtlich, daß sie auch aneinandergefügt sein können. Ebenso kann die mechanische Verbindung zwischen der Abtriebswelle des Motors 2 und dem Rotor des Generators 3 direkt sein, wie gezeigt worden ist, oder aber über einen Getriebezug oder jede andere ähnliche Vorrichtung verwirklicht sein kann.
Das Fahrzeug 1 enthält eine Meßvorrichtung 4, die ein Meßsignal SMV liefert, das zur Drehgeschwindigkeit V des Verbrennungsmotors 2, die im vorliegenden Beispiel offensichtlich auch die Drehgeschwindigkeit des Generators 3 ist, proportional ist. Fig. 2 zeigt daher auch die Änderung der mechanischen Leistungen Pmax und Pf in Abhängigkeit vom Signalwert SMV.
Die Meßvorrichtung 4 enthält eine Scheibe 4a, die an der den Motor 2 mit dem Generator 3 verbindenden Welle konzentrisch befestigt ist, sowie eine elektronische Schaltung 4b, der ein photoelektrischer oder magnetischer Sensor zugeordnet ist, der nicht getrennt gezeigt ist, und die das Signal SMV als Antwort auf die Vorbeibewegung von am Umfang der Scheibe 4a regelmäßig angeordneten und nicht mehr getrennt dargestellten Zähnen oder Löchern vor dem Sensor erzeugt.
Die Meßvorrichtung 4 wird nicht genauer beschrieben, weil es sich um eine wohlbekannte Vorrichtung handelt, die außerdem in verschiedenen ebenfalls wohlbekannten Weisen verwirklicht sein kann.
Das Fahrzeug 1 enthält außerdem einen Elektromotor 5, dessen nicht getrennt gezeigter Rotor mit einem Antriebsrad 6 über eine mechanische Verbindung verbunden ist, die ebenfalls durch eine Doppellinie symbolisiert ist.
Der Motor 5 und das Rad 6 sind in Fig. 1 ebenfalls getrennt dargestellt, es ist jedoch offensichtlich, daß sie auch aneinandergefügt sein können. Ebenso kann die mechanische Verbindung zwischen dem Rotor des Motors 5 und dem Rad 6 direkt sein, wie dies gezeigt worden ist, sie kann jedoch auch über einen Getriebezug oder jede andere ähnliche Vorrichtung verwirklicht sein.
Der Motor 5, der der Fahrmotor des Fahrzeugs 1 ist, wird nicht im einzelnen beschreiben, weil er irgendeiner von verschiedenen Typen von Elektromotoren sein kann, die an diese Verwendung angepaßt und wohlbekannt sind.
Es wird angenommen, daß der Motor 5 im vorliegenden Beispiel ein Asynchronmotor ist.
Das Fahrzeug 1 enthält außerdem eine weitere Meßvorrichtung, die mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet ist und ein Meßsignal SMW liefert, das zur Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 proportional ist, die im vorliegenden Beispiel offensichtlich auch die Drehgeschwindigkeit des Rades 6 ist.
Die Meßvorrichtung 7 enthält eine Scheibe 7a, die der obengenannten Scheibe 4a ähnlich ist und an der den Motor 5 mit dem Rad 6 verbindenden Welle konzentrisch befestigt ist, sowie eine elektronische Schaltung 7b, die der oben ebenfalls erwähnten Schaltung 4b ähnlich ist, und das Signal SMW liefert. Die Meßvorrichtung 7 wird aus den gleichen Gründen wie oben mit Bezug auf die Meßvorrichtung 4 angegeben nicht mehr im einzelnen beschrieben.
Das Fahrzeug 1 enthält außerdem eine Steuervorrichtung 8, auf die der Fahrer dieses Fahrzeugs 1 einwirken kann, um die Geschwindigkeit dieses letzteren zu steuern.
Im vorliegenden Beispiel enthält die Steuervorrichtung 8 ein Fahrpedal 8a, das mechanisch mit einem Sensor 8b gekoppelt ist, der ein die Stellung dieses Pedals 8a angebendes Signal SCF liefert. In anderen Ausführungsformen des Fahrzeugs 1 kann das Fahrpedal 8a durch irgendein anderes geeignetes Steuerorgan ersetzt sein, beispielsweise durch einen vom Fahrer des Fahrzeugs manuell betätigbaren Hebel. Eine solche Ausführungsform ist nicht dargestellt worden.
Der Sensor 8b wird nicht im einzelnen beschrieben, weil es sich um eine Vorrichtung handelt, die in verschiedenen den Fachleuten wohlbekannten Weisen verwirklicht sein kann.
Wie in allen Fahrzeugen, deren Fahrmotor ein Elektromotor ist, entspricht jede Stellung des Fahrpedals 8a einer Soll- Leistung, die in der folgenden Beschreibung FC genannt wird und deren Wert, der zum Wert des Signals SCF proportional ist, derjenige ist, den die an den Motor 5 über seine später beschriebene Steuerschaltung gelieferte elektrische Leistung haben muß, damit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 auf der vom Fahrer des Fahrzeugs 1 gewünschten Geschwindigkeit gehalten wird oder diese letztere Geschwindigkeit erreicht.
Die an den Motor 5 über seine Steuerschaltung gelieferte elektrische Leistung wird in der folgenden Beschreibung mit dem Bezugszeichen F bezeichnet.
Das Signal SCF und die Soll-Leistung FC besitzen offensichtlich den Wert null, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 1 das Fahrpedal 8a nicht berührt, und einen Maximalwert SCFmax bzw. FCmax, wenn dieser Fahrer dieses Pedal 8a bis zum Endanschlag durchdrückt.
Das Proportionalitätsverhältnis zwischen dem Signal SCF und der Soll-Leistung FC wird in der folgenden Beschreibung mit R bezeichnet.
Das Fahrzeug 1 enthält außerdem eine Regelungsschaltung 9, die insbesondere dazu bestimmt ist, die vom Motor 5 gelieferte elektrische Leistung F auf die Soll-Leistung FC zu regeln, die durch die Stellung des Fahrpedals 8a bestimmt ist.
Die Regelungsschaltung 9 ist außerdem dazu bestimmt, die Drehgeschwindigkeit V des Verbrennungsmotors 2 auf den Wert zu regeln, für den dieser letztere dann, wenn das Steuersignal SP für seinen Vergaser 2a den oben definierten Wert SPf besitzt, eine mechanische Leistung P liefert, die gleich der Summe aus der vom Motor 5 gelieferten elektrischen Leistung F, aus den Verlusten DG im Generator 3 und aus den Verlusten in der Steuerschaltung dieses Motors 5 ist. Diese letzteren Verluste werden in der folgenden Beschreibung mit DC bezeichnet.
Um diese Funktionen in einer Weise auszuführen, die später im einzelnen beschreiben wird, enthält die Regelungsschaltung 9 insbesondere eine Regelungsschaltung 10, die zwischen dem Generator 3 und dem Motor 5 angeordnet ist.
Die Regelungsschaltung 10 enthält in herkömmlicher Weise eine Steuerschaltung 10a des Motors 5, eine Meßschaltung 10b für die von dieser Steuerschaltung 10a zum Motor 5 gelieferte elektrische Leistung F und eine Integratorschaltung 10c.
Die Steuerschaltung 10a empfängt vom Generator 3 die von diesem letzteren gelieferte elektrische Leistung E und ist so beschaffen, daß sie zum Motor 5 eine Spannung und/oder einen Strom liefert, die bzw. der eine an die Art des Motors 5 angepaßte Form hat, und daß sie die von diesem letzteren gelieferte elektrische Leistung F in Abhängigkeit von einem Steuersignal SF, dessen Erzeugung später beschrieben wird, einstellt.
Im vorliegenden Beispiel, in dem der Motor ein Asynchronmotor ist, kann die Steuerschaltung 10a beispielsweise so beschaffen sein, daß sie an diesen Motor 5 eine Wechselspannung anlegt, die aus Impulsen gebildet ist, die eine feste Amplitude besitzen, jedoch eine Frequenz und ein Tastverhältnis besitzen, die in Abhängigkeit vom Signal SF veränderlich sind. Diese Technik zur Herstellung dieser Spannung wird oftmals mit der Abkürzung PWM ihrer englischen Bezeichnung (pulse width modulation) bezeichnet.
Die Meßschaltung 10b ist so beschaffen, daß sie ein Meßsignal SMF liefert, das zu der von der Steuerschaltung 10a zum Motor 5 gelieferten elektrischen Leistung F proportional ist.
Die Integratorschaltung 10c ist so beschaffen, daß sie das Signal SF mit einem Wert erzeugt, der gleich dem zeitabhängigen Integral der Differenz zwischen einem Sollsignal SCFa und dem obenerwähnten Meßsignal SMF ist. Die Erzeugung des Sollsignals SCFa wird später beschrieben. Hier wird einfach erwähnt, daß dieses Signal SCFa zu einer Soll-Leistung FCa proportional ist, für die später deutlich wird, daß sie verschiedene Werte annehmen kann, wobei das Proportionalitätsverhältnis zwischen dem Signal SCFa und der Soll-Leistung FCa ebenfalls den obenerwähnten Wert R hat.
Die drei Schaltungen 10a, 10b und 10c werden nicht genauer beschrieben, weil sie in verschiedenen den Fachleuten wohlbekannten Weisen verwirklicht werden können.
Es wird einfach angegeben, daß sie selbstverständlich aneinander angepaßt sind und so beschaffen sind, daß, wenn das Meßsignal SMF gleich dem Sollsignal SCFa ist, das Steuersignal SF einen Wert hat, derart, daß die an den Motor 5 gelieferte elektrische Leistung F gleich der Soll-Leistung FCa ist. Wenn das Signal SCFa beispielsweise ansteigt, wird die Differenz zwischen diesem Signal SCFa und dem Signal SMF positiv, ferner steigt das Signal SF, das gleich dem zeitabhängigen Integral dieser Differenz ist, an, so daß die elektrische Leistung F ebenso wie das Signal SMF ansteigt. Wenn dieses letztere gleich dem Signal SCFa wird, verschwindet die Differenz zwischen diesen zwei Signalen, so daß das SF nicht mehr ansteigt. Ein ähnlicher Prozeß läuft offensichtlich ab, wenn die Differenz zwischen den Signalen SCFa und SMF negativ wird.
Es wird außerdem angenommen, daß die in der Meßschaltung 10b für die elektrische Leistung F in Wärme umgesetzte Leistung gegenüber der elektrischen Leistung F null oder wenigstens vernachlässigbar ist.
Aus einem Grund, der weiter unten erläutert wird, sind die Komponenten der Steuerschaltung 10a, durch die der an den Motor 5 gelieferte Strom fließt, so dimensioniert, daß ihr Nennstrom, d. h. der Maximalstrom, den sie ohne Beschädigung ständig aushalten können, gleich dem Strom ist, der von diesem Motor 5 absorbiert wird, wenn er sich mit der Maximalgeschwindigkeit dreht und dabei seine maximale mechanische Leistung liefert.
Dieser vom Motor 5 absorbierte Strom ist unter diesen Bedingungen offensichtlich deutlich kleiner als derjenige, den dieser Motor 5 absorbieren kann, wenn er sich mit geringer Geschwindigkeit dreht oder stillsteht.
Aus dieser Dimensionierung dieser Komponenten der Steuerschaltung 10a ergibt sich, daß die maximale elektrische Leistung FM, die diese Steuerschaltung 10a an den Motor 5 ohne Beschädigung liefern kann, dann, wenn dieser letztere stillsteht oder sich langsam dreht, geringer ist als wenn er sich mit maximaler Geschwindigkeit dreht.
Die Kurve C3 von Fig. 3 zeigt schematisch die Änderung dieser maximalen elektrischen Leistung FM in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 und ist eine Kennlinie der durch die Steuerschaltung 10a und durch diesen Motor 45 gebildeten Gesamtheit.
Fig. 3 zeigt, daß die maximale elektrische Leistung FM, die die Steuerschaltung 10a ohne Beschädigung an den Motor 5 liefern kann, sich von einem Minimalwert FMmin auf einen Maximalwert FMmax ändert, wenn sich die Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 von null auf einen Wert WA ändert, und gleich diesem Maximalwert FMmax bleibt, wenn diese Drehgeschwindigkeit W über diesen Wert WA ansteigt.
Es wird hier daran erinnert, daß das vom Sensor 8b erzeugte Sollsignal SCF dann, wenn das Fahrpedal 8a des Fahrzeugs 1 bis zu seinem Anschlag durchgetreten wird, seinen Maximalwert SCFmax besitzt, der zum Maximalwert FCmax der Soll- Leistung FC proportional ist. Außerdem ist der Wert dieser Soll-Leistung FC derjenige Wert, den die elektrische Leistung F, die von der Steuerschaltung 10a geliefert wird, haben muß, damit das Fahrzeug 1 sich mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegt oder diese letztere erreicht. Es ist daher offensichtlich, daß die Steuerschaltung 10a so dimensioniert sein muß, daß der Wert FMmax der maximalen Leistung FM, die sie ohne Beschädigung an den Motor 5 liefern kann, wenigstens gleich dem Wert FCmax der Soll-Leistung FC ist. Es wird in der folgenden Beschreibung angenommen, daß die Steuerschaltung 10a so dimensioniert ist, daß diese Werte FMmax und FCmax gleich sind.
Die Regelungsschaltung 9 enthält außerdem eine erste Signalverarbeitungsschaltung, die mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist und deren Eingang mit der elektronischen Schaltung 7b der Vorrichtung 7 zum Messen der Drehgeschwindigkeit W des Fahrmotors 5 verbunden ist und die daher das zu dieser Drehgeschwindigkeit W proportionale Meßsignal SMW empfängt.
Aus einem Grund, der später erläutert wird, ist die Signalverarbeitungsschaltung 11 so beschaffen, daß sie ein Begrenzungssignal SL erzeugt, das zu der oben definierten maximalen elektrischen Leistung FM proportional ist.
Das Signal SL geht daher von einem Wert SLmin, der FMmin entspricht, zu einem Wert SLmax über, der FMmax entspricht, wenn der Wert des Signals SMW von Null zu dem Wert SMWA übergeht, der der Drehgeschwindigkeit WA entspricht, und auf diesem Wert SLmax bleibt, wenn das Signal SMW über SMWA ansteigt.
Die Kurve C3 in Fig. 3 zeigt daher auch die Änderung des Signals SL in Abhängigkeit vom Signal SMW, wenn die Skalierungen der beiden Achsen des Diagramms von Fig. 3 entsprechend gewählt sind.
Der Fachmann erkennt ohne weiteres, daß die Verarbeitungsschaltung 11 vorteilhaft durch einen Festwertspeicher gebildet sein kann, der eine wohlbekannte Komponente ist und daher nicht im einzelnen beschrieben wird.
Aus einem Grund, der später deutlich wird, ist die Verarbeitungsschaltung 11 so beschaffen, daß das Proportionalitätsverhältnis zwischen dem Signal SL und der Leistung FM ebenfalls den obenerwähnten Wert R hat.
Wiederum aus einem Grund, der später erläutert wird, ist die Multiplikationsschaltung 12 so beschaffen, daß der Wert des Signals SCFb, den sie an ihren Ausgang liefert, stets gleich dem Produkt aus dem Wert des Signals SCF und dem Verhältnis zwischen einem Wert des Signals SL und dem Maximalwert SLmax ist.
Mit anderen Worten, die Multiplikationsschaltung 12 ist so beschaffen, daß der Wert des Signals SCFb die folgende Gleichung erfüllt:
SCFb = SCF SL/SLmax
Diese Gleichung zeigt, daß, wenn sich der Motor 5 mit einer Drehgeschwindigkeit W dreht, die gleich oder größer als die Geschwindigkeit WA ist, und wenn das Signal SL daher seinen Wert SLmax hat, das Signal SCFb gleich dem Signal SCF ist.
Wenn hingegen die Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 kleiner als die Geschwindigkeit WA ist und das Signal SL daher einen Wert besitzt, der kleiner als der Wert SLmax ist, ist das Signal SCFb kleiner als das Signal SCF.
Es wird später deutlich, daß das Signal SCFb ein Leistungs- Sollsignal ist, das zur Soll-Leistung FCb proportional ist, wobei das Proportionalitätsverhältnis zwischen diesem Signal SCFb und dieser Soll-Leistung FCb ebenfalls den oben definierten Wert R hat.
Die mit C4a und C4b in Fig. 4 bezeichneten Geraden stellen beispielhaft die Änderung des Signals SCFb in Abhängigkeit vom Signal SCf und daher die Änderung der Soll-Leistung FCb in Abhängigkeit von der Soll-Leistung FC für die zwei Werte SLmax bzw. SLmin des Signals SL dar.
Die Multiplikatorschaltung 12 wird nicht genauer beschrieben, weil sie in verschiedenen dem Fachmann wohlbekannten Weisen verwirklicht werden kann.
Die Regelungsschaltung 9 enthält eine zweite Signalverarbeitungsschaltung, die mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet ist und auf das Leistungs-Sollsignal SCFb anspricht, um ein Signal SCV zu erzeugen, das sich als ein Geschwindigkeits- Sollsignal erweisen wird, das zu einer Soll-Drehgeschwindigkeit VC des Verbrennungsmotors 2 proportional ist.
Aus einem Grund, der später deutlich wird, ist die Verarbeitungsschaltung 13 so beschaffen, daß das Signal SCV für jeden Wert des Signals SCFb und daher für jeden Wert der Soll-Leistung FCb einen Wert hat, der gleich demjenigen ist, den das Signal SMV hat, wenn das Signal SP zur Steuerung des Vergasers 2a des Motors 2 seinen oben definierten Wert SPf hat und wenn sich der Motor 2 mit der Geschwindigkeit V dreht, für die die mechanische Leistung P, die er erzeugt, gleich der Summe aus der Soll-Leistung FCb und aus den Leistungen DG und DC ist, die im Generator 3 bzw. in der Steuerschaltung 10a in Wärme umgesetzt werden.
Mit anderen Worten, die Soll-Geschwindigkeit VC, die zum Sollsignal SCV proportional ist, ist diejenige, mit der sich der Motor 2 drehen soll, wenn die Stellklappe seines Vergasers 2a sich in einer Stellung befindet, die dem Wert SPf des Signals SP entspricht, um eine mechanische Leistung P zu liefern, die gleich der Summe aus der zum Signal SCFb proportionalen Soll-Leistung FCb und aus den oben definierten in Wärme umgesetzten Leistungen DG und DC ist.
Die Kurve C5 von Fig. 5 zeigt die Kennlinie der Verarbeitungsschaltung 13, d. h. die Änderung des Signals SCV in Abhängigkeit vom Signal SCFb und daher, wenn die Skalierungen der beiden Achsen dieser Fig. 5 geeignet gewählt werden, die Änderung der Soll-Geschwindigkeit VC in Abhängigkeit von der Soll-Leistung FCb.
Der Fachmann erkennt ohne weiteres, daß die Verarbeitungsschaltung 13 ebenfalls vorteilhaft durch einen Festwertspeicher gebildet sein kann.
Das Signal SCV, das von der Verarbeitungsschaltung 13 erzeugt wird, wird in einen ersten Eingang einer Komparatorschaltung 14 eingegeben, die einen zweiten Eingang enthält, in den das zur Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 proportionale Signal SMV eingegeben wird.
Der Komparator 14 hat einen Ausgang, der das Signal SP zur Steuerung des Vergasers 2a des Motors 2 erzeugt, und ist so beschaffen, daß dieses Signal SP wahlweise seine Werte SPmax, SPF und SPmin annimmt, je nachdem, ob das Signal SCV größer, gleich oder kleiner als das Signal SMV ist.
Wie später genauer gezeigt wird, bilden der Komparator 14 und der Vergaser 2a zusammen eine Schaltung zum Regeln der Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 auf die zum Signal SCV proportionale Soll-Geschwindigkeit VC. Außerdem bilden dieser Komparator 14, dieser Vergaser 2a und die Verarbeitungsschaltung 13 gemeinsam eine Regelungsschaltung zum Regeln der vom Motor 2 gelieferten mechanischen Leistung P auf die Summe aus der zum Signal SCFb proportionalen Soll- Leistung FCb und aus den oben definierten in Wärme umgesetzten Leistungen DG und DC.
Das Signal SMV, das zur Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 proportional ist, wird auch in den Eingang einer dritten Signalverarbeitungsschaltung eingegeben, die mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist.
Aus einem Grund, der später deutlich wird, ist die Signalverarbeitungsschaltung 15 so beschaffen, daß für jeden Wert des Signals SMV das Signal SCFc, das sie an ihrem Ausgang erzeugt, zu einer Soll-Leistung FCc proportional ist, die gleich der Differenz zwischen einerseits der vom Motor 2 gelieferten mechanischen Leistung P, wenn er sich mit der diesem Wert des Signals SMV entsprechenden Geschwindigkeit V dreht und wenn das Signal SP seinen Wert SPf hat, und andererseits der Summe aus den in Wärme umgesetzten Leistungen DG und DG ist. Die Verarbeitungsschaltung 15 ist darüber hinaus so beschaffen, daß das Proportionalitätsverhältnis zwischen dem Signal SCFc und der Soll-Leistung FCc ebenfalls den oben definierten Wert R hat.
Die Kurve C6 von Fig. 6 zeigt schematisch die Kennlinie der Verarbeitungsschaltung 15, d. h. die Änderung des Signals SCFc in Abhängigkeit vom Signal SMV und daher die Änderung der Soll-Leistung FCc in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit V des Motors 2. Es ist ersichtlich, daß diese Kurve C6 den gleichen Verlauf wie die Kurve C2b von Fig. 2 hat und daß insbesondere das Signal SCFc und daher die Soll-Leistung FCc null sind, wenn das Signal SMV den Wert SMVr hat, der der Leerlaufgeschwindigkeit Vr des Motors 2 entspricht.
Der Fachmann erkennt ohne weiteres, daß die Signalverarbeitungsschaltung 15 in vorteilhafter Weise auch durch einen Festwertspeicher gebildet sein kann.
Das Signal SCFc wird in einen ersten Eingang einer Komparatorschaltung, die mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist, eingegeben, die einen zweiten Eingang besitzt, der das von der Multiplikatorschaltung 12 gelieferte Signal SCFb empfängt. Der Komparator 16 ist so beschaffen, daß er an seinem Ausgang ein Schaltsignal SD erzeugt, das wahlweise einen ersten Zustand SD1 oder einen zweiten Zustand SD2 annimmt, je nachdem, ob das Signal SCFd kleiner oder größer als das Signal SCFc ist.
Wie später deutlich wird, kann der Komparator 16 beliebig beschaffen sein, so daß das Signal SD entweder in seinem ersten Zustand SD1 oder in seinem Zustand SD2 ist, wenn die Signale SCFb und SCFc gleich sind.
Diese Komparatorschaltung 16 wird nicht im einzelnen beschrieben, weil der Fachmann sie ohne Schwierigkeit in der einen oder anderen wohlbekannten Weise verwirklichen kann.
Die Regelungsschaltung 9 enthält außerdem eine Umschaltschaltung, die mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet ist und zwei Signaleingänge besitzt, die das Signal SCFb bzw. das Signal SCFc empfangen, einen Steuereingang, der das vom Komparator 16 erzeugte Signal SD empfängt, sowie einen Ausgang, der das Leistungs-Sollsignal SCFa liefert, das in die obenerwähnte Integratorschaltung 10c eingegeben wird. Diese Umschaltschaltung 17 ist so beschaffen, daß das Signal SCFa wahlweise gleich dem Signal SCFb oder dem Signal SCFc ist, je nachdem, ob das Signal SD in seinem ersten Zustand SD1 bzw. in seinem zweiten Zustand SD2 ist.
Es ist ersichtlich, daß das Signal SCFa kraft der Anordnung der Schaltungen 16 und 17 stets gleich oder kleiner als die Signale SCFb und SCFc oder gleich dem einen und dem anderen dieser Signale ist, falls beide Signale gleich sind.
Die Schaltungen 16 und 17 werden nicht im einzelnen beschrieben, weil sie beide in verschiedenen den Fachleuten wohlbekannten Weisen verwirklicht werden können.
Um mit der Beschreibung der Funktionsweise des Fahrzeugs 1 und insbesondere der Funktionsweise der Regelungsschaltung 9 zu beginnen, wird angenommen, daß der Fahrer dieses Fahrzeugs 1 ab einer bestimmten Zeit das Fahrpedal 8a in einer Stellung hält, in der das vom Sensor 8b erzeugte Signal SCF einen von null verschiedenen Wert SCF1 besitzt, der kleiner als der Maximalwert SCFmax ist, und zu einem Wert FC1 der Soll-Leistung FC proportional ist.
Es wird außerdem angenommen, daß das Fahrzeug 1 ebenfalls ab einer bestimmten Zeit auf einem vollkommen ebenen Boden mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, so daß der Motor 5 sich mit einer Geschwindigkeit W1 dreht, die höher als die obenerwähnte Geschwindigkeit WA ist.
Das Begrenzungssignal SL besitzt daher seinen Maximalwert SLmax (siehe Fig. 3). Die Kennlinie der Multiplikationsschaltung 12 ist daher jene, die durch die Gerade C4a in Fig. 4 angegeben ist, wobei das Signal SCFb durch die Multiplikationsschaltung 12 einen Wert SCFb1 erzeugt, der gleich dem Wert SCF1 des Signals SCF ist.
Die Soll-Leistung FCb hat daher einen Wert FCb1, der gleich dem Wert FC1 der Soll-Leistung FC ist.
Wenn das Signal SCFb diesen Wert SCFb1 hat, hat das von der Verarbeitungsschaltung 13 erzeugte Signal SCV einen Wert SCV1 (Fig. 5).
Es wird ferner angenommen, daß das Signal SCV diesen Wert SCV1 ab einer Zeit hat, die ausreicht, damit die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 auf den Wert V1 stabilisiert wird, der gleich dem Sollwert VC1 ist, der zu diesem Wert SCV1 des Signals SCV proportional ist.
Das Meßsignal SMV für die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 hat daher einen Wert SMV1, der gleich dem Wert ist SCV1 des Signals SCV ist, während das Signal SP, das vom Komparator 14 geliefert wird, seinen Wert SPf hat.
Der Wert P1 der vom Motor 2 gelieferten mechanischen Leistung P ist daher durch die Ordinate des Punkts der Kurve C2b von Fig. 2 gegeben, dessen Abszisse den Wert V1 der Drehgeschwindigkeit dieses Motors 2 darstellt.
Aus der oben definierten und in Fig. 5 gezeigten Kennlinie der Signalverarbeitungsschaltung 13 geht hervor, daß diese Leistung P1 gleich der Summe aus der obenerwähnten Soll- Leistung FCb1, in bezug auf die daran erinnert wird, daß sie im vorliegenden Fall gleich der Soll-Leistung FC1 ist, und aus den Leistungen DG und DC, die im Generator 3 und in der Steuerschaltung 10a des Motors 5 in Wärme umgesetzt werden, ist.
Die vom Generator 3 gelieferte elektrische Leistung E hat offensichtlich einen Wert E1, der gleich der Differenz zwischen der Leistung P1 und der in Wärme umgesetzten Leistung DG ist, und ist daher ebenfalls gleich der Summe aus der Soll-Leistung FC1 und der in der Steuerschaltung 10a in Wärme umgesetzten Leistung DC.
Da das Meßsignal SMV für die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 den oben definierten Wert SMV1 hat, hat das von der Signalverarbeitungsschaltung 15 erzeugte Signal SCFc einen Wert SCFc1, während die Soll-Leistung FCc einen zu diesem Wert SCFc1 dieses Signals SCFc proportionalen Wert hat.
Aus der oben definierten und in Fig. 6 gezeigten Kennlinie der Signalverarbeitungsschaltung 15 ergibt sich, daß diese Soll-Leistung FCc1 gleich der Differenz zwischen einerseits der vom Motor 2 gelieferten Leistung P1 und andererseits der Summe aus dem im Generator 3 bzw. in der Steuerschaltung 10a des Motors 5 in Wärme umgesetzten Leistungen DG und DC ist.
Es ist ersichtlich, daß diese Soll-Leistung FCc1 gleich der Soll-Leistung FCb1 ist und daß somit das Gleiche für die Werte SCFc1 und SCFb1 der Signale SCFc bzw. SCFb gilt.
Das von der Umschaltschaltung 17 gelieferte Sollsignal SCFa hat daher einen Wert SCFal, der gleich diesem Wert SCFb1 ist, für den oben gesehen worden ist, daß er seinerseits gleich dem Wert SCF1 des Signals SCF ist, das durch den Sensor 8b für die Stellung des Fahrpedals 8a erzeugt wird.
Wenn diese Situation bereits ausreichend lange gedauert hat, hat die von der Steuerschaltung 10a zum Motor 5 gelieferte elektrische Leistung F einen Wert F1, der zum Wert SCFal des Signals SCFa proportional ist und daher gleich der zum Wert SCF1 des Signals SCF proportionalen Soll-Leistung FC1 ist. Diese elektrische Leistung F1 entspricht daher der Stellung des Fahrpedals 8a. Damit diese elektrische Leistung F diesen Wert F1 haben kann, muß selbstverständlich die vom Generator 3 an die Steuerschaltung 10a gelieferte elektrische Leistung E einen Wert haben, der gleich der Summe aus diesem Wert F1 und der in dieser Steuerschalung 10a in Wärme umgesetzten Leistung DC ist.
Dies ist selbstverständlich der Fall, weil oben gesehen worden ist, daß diese elektrische Leistung E einen Wert E1 hat, der gleich der Summe aus der Soll-Leistung FC1 und aus der in der Steuerschaltung 10a in Wärme umgesetzten Leistung DC ist und weil die Leistung F1 gleich dieser Soll-Leistung FC1 ist.
Diese Situation, die als Gleichgewichtssituation bezeichnet werden kann, wird solange aufrechterhalten, wie der Fahrer des Fahrzeugs 1 die Stellung des Fahrpedals 8a nicht ändert und die Steigung des Bodens, auf dem das Fahrzeug 1 rollt, sich nicht ändert.
Wenn sich das Fahrzeug 1 in der Situation befindet, die eben beschrieben worden ist, und wenn sein Fahrer die Geschwindigkeit zu erhöhen wünscht oder diese Geschwindigkeit trotz einer Erhöhung der Steigung des Bodens, auf dem dieses Fahrzeug 1 rollt, konstant halten möchte, bewegt er das Fahrpedal 8a in Richtung seines Anschlags bis in eine Stellung, in der das Signal SCF beispielsweise einen Wert SCF2 annimmt, der höher als der vorangehende Wert SCF1 ist und zu einer neuen Soll-Leistung SCF2 proportional ist, die ebenfalls höher als die vorangehende Soll-Leistung SCF 1 ist.
Da die Drehgeschwindigkeit W des Motors S stets größer als die Geschwindigkeit WA ist, hat das Signal SL stets einen Wert SLmax und das von der Multiplikationsschaltung 12 erzeugte Signal SCFb nimmt einen Wert SCFb2 an, der gleich dem Wert SCF2 des Signals SCF ist (Fig. 4).
Als Antwort auf diesen Wert SCFb2 des Signals SCFb nimmt das von der Verarbeitungsschaltung 13 erzeugte Signal SCV einen neuen Wert SCV2 an, der oberhalb des vorangehenden Werts SCV1 liegt (Fig. 5).
Da die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 offensichtlich nicht sofort ansteigen kann, bis der Wert V2 gleich der zu diesem neuen Wert SCV2 des Signals SCV proportionalen Soll- Geschwindigkeit VC2 ist, ist dieser letztere Wert SCV2 offensichtlich zu einer ersten Zeit wenigstens höher äls der Wert SMV1 des Meißsignals für die Drehgeschwindigkeit V dieses Motors 2.
Das vom Komparator 14 gelieferte Signal SP nimmt daher seinen Maximalwert SPmax an und die Stellklappe des Vergasers 2a des Motors wird vollständig geöffnet.
Die vom Motor 2 gelieferte mechanische Leistung P nimmt daher bis zu einem Wert P1' zu (Fig. 2).
Wie im folgenden ersichtlich wird, hat diese Zunahme der Leistung P die Wirkung, daß die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 bis zur Geschwindigkeit V2 erhöht wird, die gleich der Soll-Geschwindigkeit VC2a ist.
Solange jedoch diese Drehgeschwindigkeit V diesen Wert CV2 nicht erreicht hat, bleibt das Meßsignal SMV für diese Geschwindigkeit V kleiner als der neue Wert SCV2 des Signals SCV und das Leistungs-Sollsignal SCFc, das von der Verarbeitungsschaltung 15 erzeugt wird, bleibt kleiner als der neue Wert SCFb2 des Signals SCFb.
Der Komparator 16 setzt daher das Signal SD auf seinen zweiten Zustand SD2, so daß das von der Umschaltschaltung 17 gelieferte Signal SCFa gleich dem Signal SCFc ist und die Soll-Leistung FCa, auf die die Regelungsschaltung 10 die vom Motor 5 gelieferte elektrische Leistung F regelt, gleich der zu diesem Signal SCFc proportionalen Soll-Leistung FCc ist.
Es wird daran erinnert, daß die Signalverarbeitungsschaltung 15 so beschaffen ist, daß diese Soll-Leistung FCc stets gleich der Differenz zwischen dem Bruchteil f der maximalen mechanischen Leistung Pmax, die der Motor bei der Geschwindigkeit, mit der er sich dreht, liefern kann, und der Summe aus den in Wärme umgesetzten Leistungen DG und DC ist.
Da das Signal SP seinen Wert SPmax angenommen hat und die mechanische Leistung P den Wert P1' angenommen hat, wie oben gezeigt worden ist, ist die von der Steuerschaltung 10a an den Motor gelieferte elektrische Leistung F, die auf die Soll-Leistung FCc geregelt wird, da der Wert des Signals SCFa gleich dem Wert des Signals SCFc ist, kleiner als die Differenz zwischen dieser mechanischen Leistung P1' und der Summe aus den in Wärme umgesetzten Leistungen DC und DG.
Diese mechanische Leistung P1' ist daher größer als jene, die der Generator 3 absorbiert, wobei die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 zunimmt, bis das Signal SMV den Wert SMV erreicht, der gleich dem Wert SCV2 des Signals SCV ist.
Wenn dieses Signal SMV diesen Wert SMV2 erreicht hat, verleiht die Komparatorschaltung 14 dem Signal SP wieder seinen Wert SPf, wobei die Leistung SP, die von ihrem Wert P1' zu ihrem Wert P2' zugenommen hat, bis auf ihren Wert P2 abnimmt (Fig. 2).
Während der Beschleunigung des Motors 2 steigt das Soll- Sollsignal SCFc offensichtlich gleichzeitig wie das Signal SMV an und geht von seinem Wert SCFc1 zu seinem Wert SCFc2 über. Solange es jedoch diesen Wert SCFc2 nicht annimmt, bleibt es kleiner als das Signal SCFb, so daß das Signal SCFa stets gleich diesem Signal SCFc ist.
Daraus ergibt sich, daß die Soll-Leistung FCa, auf die die Schaltung 10 die von der Steuerschaltung 10a des Motors 5 gelieferte elektrische Leistung F regelt, gleichzeitig mit der Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 ansteigt und stets gleich der Differenz zwischen der mechanischen Leistung P, die der Motor 2 liefern würde, wenn das Signal SP seinen Wert SPf hätte, und der Summe der in Wärme umgesetzten Leistungen DG und DC bleibt. Außerdem bleibt diese Soll- Leistung FCa kleiner als die zum Wert SCFb 2 des Signals SCFb proportionale Soll-Leistung FCb2.
Nur zu dem Zeitpunkt, zu dem die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 ihren Wert V2 erreicht und zu dem die von diesem letzteren gelieferte mechanische Leistung P bis auf den Wert P2 abnimmt, wie dies oben erwähnt worden ist, erreichen die Soll-Leistung FCc und daher die Soll-Leistung FCa den Wert FCb2 der Soll-Leistung FCb.
Ab diesem Zeitpunkt und solange die Stellung des Fahrpedals 8a nicht geändert wird und die Steigung des Bodens, auf dem das Fahrzeug 1 rollt, sich nicht ändert, bleibt die Situation, die eben beschrieben worden ist, stabil.
Falls der Fahrer des Fahrzeugs 1 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringern möchte oder sie trotz einer Abnahme der Steigung des Bodens, auf dem dieses Fahrzeug 1 rollt, konstant halten möchte, bewegt er das Fahrpedal 8a in Richtung seiner Ruhestellung bis in eine Stellung, in der das Signal SCF beispielsweise einen Wert SCF3 annimmt, der kleiner als der vorangehende Wert SCF2 ist und zu einer neuen Soll- Leistung FC3 proportional ist, die ebenfalls kleiner als die vorangehende Soll-Leistung FC2 ist.
Da die Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 offensichtlich stets größer als die Geschwindigkeit WA ist, nimmt das Signal SL seinen Wert SLmax an, während das Signal SCFb einen Wert SCFb3 annimmt, der gleich dem Wert SCF3 des Signals SCF ist (Fig. 4).
Als Antwort auf diesen Wert SCFb3 des Signals SCFb nimmt das Signal SCF einen neuen Wert SCV3 an, der kleiner als der vorangehende Wert SCV2 ist (Fig. 5).
Da die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 offensichtlich nicht sofort bis auf den Wert V3 abnehmen kann, der gleich der zu diesem neuen Wert SCV3 des Signals SCV proportionalen Soll-Geschwindigkeit VC3 ist, ist dieser letztere Wert SCV3 zumindest zu einer ersten Zeit offensichtlich kleiner als der Wert SMV2 des Meßsignals für die Drehgeschwindigkeit V dieses Motors 2.
Das vom Komparator 14 gelieferte Signal SP nimmt daher seinen Minimalwert SPmin an und die Stellklappe des Vergasers 2a des Motors wird vollständig geschlossen.
Die vom Motor 2 gelieferte mechanische Leistung P wird daher praktisch Null und die Drehgeschwindigkeit dieses Motors 2 nimmt ab, bis diese den Wert V3 erreicht, der gleich dem neuen Sollwert VC3 ist.
Solange jedoch diese Drehgeschwindigkeit V diesen Wert V3 nicht erreicht hat, bleibt das Meßsignal SMV für diese Geschwindigkeit V größer als der neue Wert SCV3 des Signals SCV, ferner bleibt das Leistungs-Sollsignal SCFc, das von der Verarbeitungsschaltung erzeugt wird, größer als der neue Wert SCFb3 des Signals SCFb.
Der Komparator 16 setzt daher das Signal SD auf seinen ersten Zustand SD1, so daß das von der Umschaltschaltung 17 gelieferte Signal SCFa sofort einen Wert SCFa3 annimmt, der gleich dem Wert SCFb3 des Signals SCFb ist.
Die Soll-Leistung FCa, auf den die Regelungsschaltung 10 die von der Steuerschaltung 10a zum Motor 5 gelieferte elektrische Leistung F regelt, nimmt daher ebenfalls sofort den Wert FCa3 an, der gleich dem Wert FCb3 der Soll-Leistung FCb ist, von der oben gesehen worden ist, daß sie gleich dem neuen Wert FC3 der Soll-Leistung FC ist.
Wenn die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 den Wert V3 erreicht und wenn das Signal SMV somit seinen Wert SMV3 erreicht, der gleich dem Wert SCV3 des Geschwindigkeits- Sollsignals SCV ist, setzt die Komparatorschaltung 14 das Signal SP wieder auf den Wert SPf, wobei die vom Motor 2 gelieferte mechanische Leistung P den Wert P3 annimmt. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß dieser Wert P3 der mechanischen Leistung P derjenige ist, der gleich der Summe aus der Soll-Leistung FCa3, die ihrerseits gleich der Soll- Leistung FC3 ist, und aus den Leistungen DG und DC, die im Generator 3 bzw. in der Steuerschaltung 10a in Wärme umgesetzt werden, ist.
Diese Situation bleibt solange stabil, wie die Stellung des Fahrpedals 8a nicht geändert wird und/oder die Steigung des Bodens, auf dem das Fahrzeug 1 rollt, sich nicht ändert. Nun wird der Fall betrachtet, in dem ab einer bestimmten Zeit das Fahrzeug stillsteht und/oder das Fahrpedal 8a sich in seiner Ruhestellung befindet.
Das Signal SCFb ist daher null und das Signal SCV hat folglich seinen Wert SCVr (Fig. 5). Der Motor 2 dreht sich mit seiner Leerlaufgeschwindigkeit Vr, so daß das Signal SMV seinen Wert SMVr hat, der gleich dem Wert SCVr ist. Das Signal SCFc ist daher ebenso wie das Signal SCFa null (Fig. 6), wobei die Steuerschaltung 10a an den Motor 5 keine elektrische Leistung F liefert.
Andererseits ist das Meßsignal SMW für die Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 null und hat das Begrenzungssignal SL daher seinen Minimalwert SLmin (Fig. 3).
Falls der Fahrer des Fahrzeugs 1 dann auf das Fahrpedal 8a mit der Absicht tritt, das Fahrzeug anzufahren, nimmt das Signal SCF einen der neuen Stellung dieses Pedals 8a entsprechenden Wert an. Es wird angenommen, daß dieses Signal SCF den bereits oben verwendeten Wert SCF1 annimmt. (Dieser Wert SCF1 ist beliebig gewählt worden, um die Zeichnung nicht unnötig zu belasten).
Das das Signal SL seinen Wert SLmin hat, ist der Wert des Signals SCFb durch die Ordinate des Punkts der Geraden C4b von Fig. 4 dargestellt, dessen Abszisse durch den Wert SCF1 des Signals SCF dargestellt ist. Dieser Wert des Signals SCFb ist mit SCFb1a bezeichnet worden.
Als Antwort auf diesen Wert SCFb1a des Signals SCFb setzt die Verarbeitungsschaltung 13 das Signal SCV auf einen Wert SCV1a, der offensichtlich größer der Wert SCVr ist.
Da sich der Motor 2 noch immer im Leerlauf dreht und das Signal SMV daher noch immer seinen Wert SMVr hat, setzt der Komparator 14 das Signal SP auf seinen Wert SPmax, wobei die vom Motor 2 gelieferte mechanische Leistung P den Wert Pr' annimmt, die durch die Ordinate des Punkts der Kurve C2a dargestellt wird, dessen Abszisse die Drehgeschwindigkeit Vr darstellt. Da diese Leistung Pr' größer als diejenige ist, die vom Generator 3 absorbiert wird, beginnt die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 anzusteigen und strebt zur Geschwindigkeit V1a, die zum Wert SCV1a des Signals SCV proportional ist. Gleichzeitig nimmt die mechanische Leistung P zu und strebt zum Wert P1a, die durch die Ordinate des Punkts der Kurve C2a dargestellt wird, dessen Abszisse die Geschwindigkeit V1a darstellt.
Das Signal SCFc beginnt daher ebenfalls anzusteigen, es bleibt jedoch wenigstens zu einer ersten Zeit kleiner als der Wert SCFb1a des Signals SCFb.
Das Signal SCFa hat daher denselben Wert wie das Signal SCFc und steigt offensichtlich gleichzeitig mit diesem letzteren an. Die von der Steuerschaltung 10a an den Motor 5 gelieferte elektrische Leistung F steigt daher an, wobei das Fahrzeug 1 anfährt, sobald die elektrische Leistung F einen ausreichenden Wert erreicht hat.
Die Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 beginnt daher offensichtlich ebenso wie der Wert des Signals SMW anzusteigen. Das Signal SL steigt daher in der Weise an, daß das Signal SCFb ebenso wie das Signal SCV ansteigt.
Das Signal SMV bleibt wenigstens am Beginn dieses Prozesses kleiner als das Signal SCV, so daß das Signal SP seinen Wert SPmax beibehält und die vom Motor 2 gelieferte Leistung P ihren Wert Pmax beibehält, der offensichtlich gleichzeitig mit der Drehgeschwindigkeit V dieses Motors 2 ansteigt (Kurve C2a von Fig. 2).
Diese Zunahme der Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 hat eine entsprechende Zunahme des Signals SMV und daher des Signals SCFc zur Folge.
Solange das Signal SMV kleiner als das Signal SCV bleibt, behält das Signal SP seinen Wert SPmax bei, und die vom Motor 2 gelieferte mechanische Leistung P ist stets gleich der maximalen mechanischen Leistung Pmax, die dieser Motor 2 bei der Geschwindigkeit V, mit der er sich dreht, liefern kann.
Außerdem bleibt das Signal SCFa gleich dem Signal SCFc, wobei die von der Steuerschaltung 10a an den Motor 5 gelie ferte elektrische Leistung F somit stets proportional zu diesem Signal SCFc bleibt und wie dieses letztere ansteigt.
Die mechanische Leistung P ist daher stets größer als die Summe aus dieser elektrischen Leistung F und aus den in Wärme umgesetzten Leistungen DG und DC, so daß die Drehgeschwindigkeit V des Motors 2 fortgesetzt ansteigt.
Dieser Prozeß dauert solange an, bis das Signal SMV gleich dem Signal SCV wird und der Komparator 14 somit das Signal SP wieder auf seinen Wert SPf setzt. Ab diesem Zeitpunkt sind das Signal SCFc und das Signal SCFa gleich dem Signal SCFb.
Falls während dieses Prozesses die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 einen Wert oberhalb desjenigen erreicht hat, für den die Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 gleich der Geschwindigkeit WA ist, hat das Signal SL seinen Wert SLmax angenommen und hat das Signal SCFb den Wert SCFb1, der gleich dem Wert SCF1 des Signals SCF ist, wobei das Signal SCFa selbstverständlich ebenfalls diesen Wert SCF1 hat.
Das Fahrzeug 1 befindet sich dann in einer Situation, die derjenigen, die oben beschrieben worden ist, ähnlich ist.
Falls hingegen dann, wenn das Signal SMV gleich dem Signal SCV wird, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 derart ist, daß die Drehgeschwindigkeit W des Motors 5 einen Wert hat, der kleiner als die Geschwindigkeit WA ist, beispielsweise den Wert Wx, der in Fig. 3 angegeben ist, ist der entsprechende Wert SLx des Signals SL noch immer kleiner als sein Maximalwert SLmax.
Die Kennlinie der Multiplikationsschaltung 12 ist daher in diesem Fall durch die Gerade C4x von Fig. 4 gegeben, während der Wert SCFbx des Signals SCFb durch die Ordinate des Punkts dieser Geraden C4x gegeben ist, dessen Abszisse den Wert SCF1 des Signals SCF repräsentiert.
Das Signal SCV hat daher den entsprechenden Wert SCVx (Fig. 5) und das Signal SMV hat den Wert SMVx, der gleich diesem Wert SCVx ist.
Der Motor 2 liefert daher die in Fig. 2 angegebene mechanische Leistung Px, während das Signal SCFc den Wert SCFcx hat, der gleich dem Wert SCFbx des Signals SCFb ist. Das Signal SCFa hat daher einen Wert SCFax, der gleich diesem letzteren Wert SCFbx ist, wobei die von der Steuerschaltung 10a an den Motor 2 gelieferte elektrische Leistung F einen Wert fx hat, der zu diesem Wert SCFbx proportional ist.
Wie aus der Beschreibung verschiedener Funktionsweisen des Fahrzeugs 1, die eben gegeben worden ist, hervorgeht, hat das Vorhandensein der Schaltungen 13 bis 17 in der Regelungsschaltung 9 die Wirkung, daß die von der Steuerschaltung 10a an den elektrischen Fahrmotor 5 gelieferte elektrische Leistung F sofort zunimmt, wenn der Fahrer dieses Fahrzeugs 1 auf das Fahrpedal 8a tritt, und dies gleichzeitig mit der Drehgeschwindigkeit V des Motors 2, was im Gegensatz dazu steht, was in den bekannten Fahrzeugen desselben Typs geschieht. Darüber hinaus ist diese Zunahme dieser elektrischen Leistung F progressiv, weil sie direkt von der Erhöhung der mechanischen Leistung P abhängt, die erzeugt wird, während der Verbrennungsmotor 2 beschleunigt. Daraus folgt, daß ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verhalten hat, das sehr nahe an dasjenige herkömmlicher Fahrzeuge herankommt, dessen Fahrmotor ein Verbrennungsmotor ist, und daß die Gefahr, die in den bekannten Fahrzeugen desselben Typs besteht, nämlich daß eine Verzögerung entstehen kann, die den Zeitpunkt, zu dem der Fahrer auf sein Fahrpedal tritt, von dem Zeitpunkt trennt, zu dem die an ihren Fahrmotor gelieferte elektrische Leistung zunimmt, beseitigt wird.
Schließlich ist ersichtlich, daß in einem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung die von der Steuerschaltung 10a an den Fahrmotor 5 gelieferte elektrische Leistung F niemals den oben definierten Maximalwert Fm übersteigt, und dies kraft des Vorhandenseins der Meßvorrichtung 7 für die Drehgeschwindigkeit W des Motors 5, der Signalverarbeitungsschaltung 11 und der Multiplikationsschaltung 12 in diesem Fahrzeug 1.
Daraus folgt, daß die Komponenten der Steuerschaltung 10a, durch die der vom Fahrmotor 5 absorbierte Strom fließt, dann, wenn sonst nicht geändert wird, einen geringeren Nennstrom und daher einen reduzierten Platzbedarf und einen geringeren Preis haben können als die entsprechenden Komponenten bekannter Fahrzeuge.
Es ist anzumerken, daß die verschiedenen Proportionalitätsverhältnisse, die in der eben gegebenen Beschreibung erwähnt werden, nur deshalb als gleich definiert worden sind, damit diese Beschreibung vereinfacht wird. Es ist nämlich möglich, diesen verschiedenen Proportionalitätsverhältnissen unterschiedliche Werte zu geben, wobei die verschiedenen Komponenten des Schaltplans nach Fig. 1 dann entsprechend beschaffen sind.
An dem obenbeschriebenen und in Fig. 1 gezeigten Fahrzeug können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, ohne daß dieses den Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, abweicht.
So ist es beispielsweise möglich, die Vergleichsschaltung 14 in der Weise anzuordnen, daß das Steuersignal SP für den Vergaser 2a des Motors 2 sich nicht plötzlich ändert, wie dies oben beschrieben worden ist, sondern sich statt dessen progressiv zwischen seinen Werten SPmax, SPf und SPmin ändert.
Dem Fachmann ist nämlich deutlich, daß es vorteilhaft sein kann, dieses Signal SP im progressiver Weise zu ändern, insbesondere dann, wenn es von seinen Werten SPmax oder SPmin zu seinem Wert SPf übergehen soll, um eine Oszillation der Drehgeschwindigkeit Vq des Motors 2 um den Wert zu vermeiden, für den das Signal SMV gleich dem Sollsignal SCV ist.
Noch immer beispielhaft ist es möglich, zwischen den Ausgang der Signalverarbeitungsschaltung 15 und den Eingang der Umschaltschaltung 17 eine Verzögerungsschaltung einzufügen, die das Signal SCFc im Schaltplan nach Fig. 1 empfängt, um die Erhöhung des in diesen Eingang eingegebenen Signals und daher die Erhöhung des Leistungs-Sollsignals SCFa zu verzögern, während die Drehgeschwindigkeit VQ des Motors 2 ansteigt.
Kraft der durch diese Verzögerungseinrichtung eingeführten Verzögerung nimmt der Anteil der vom Motor 2 gelieferten mechanischen Leistung P, der für die Beschleunigung desselben verfügbar ist, zu, so daß diese Beschleunigung größer als in dem in Fig. 1 gezeigten Fall ist und dieser Motor 2 schneller seine neue Drehgeschwindigkeit erreicht.
Es muß ebenfalls daran erinnert werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf den obenbeschriebenen Fall eines Fahrzeugs eingeschränkt ist, das nur ein Antriebsrad besitzt, vielmehr findet sie offensichtlich auch auf den Fall von Fahrzeugen Anwendung, die mehrere Antriebsräder besitzen, die durch einen gemeinsamen Fahrmotor angetrieben werden, sowie auf Fälle von Fahrzeugen, die mehrere Fahrmotoren besitzen, die jeweils eines oder mehrere Antriebsräder antreiben.

Claims

1. Kraftfahrzeug (1), umfassend:

- einen ersten Motor (2), gebildet von einem Brennkraftmotor zum Erzeugen einer mechanischen Leistung (P) in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des ersten Motors (2);

- Geschwindigkeitsregelmittel (2a, 4, 14), umfassend erste Meßmittel (4), die mit dem ersten Motor (2) gekoppelt sind, um ein erstes Meßsignal (SMv) zu liefern, das für die Drehgeschwindigkeit (V) des ersten Motors (2) repräsentativ ist, und auf ein Geschwindigkeits-Soll -Signal (SCV) reagieren, das repräsentativ für eine Soll-Drehgeschwindigkeit (UC) ist, um die Drehgeschwindigkeit (V) des ersten Motors (2) auf die Soll-Drehgeschwindigkeit (UC) zu regeln;

- eine Steuervorrichtung (8), umfassend ein Steuerorgan (8a), das von einem Fahrer des Fahrzeugs (1) betätigbar ist, und einen Detektor (8b) umfaßt, gekoppelt mit dem Steuerorgan (8a), um ein erstes Leistungs-Soll-Signal (SCF) zu liefern, das repräsentativ für die Position des Steuerorgans (8a) ist, und eine erste Soll-Leistung (FC);

- einen mechanisch mit dem ersten Motor (2) gekuppelten Generator (3) zum Erzeugen einer ersten elektrischen Leistung (E) in Reaktion auf die mechanische Leistung (P);

- ein Antriebsrad (6);

- einen zweiten Motor (5), gebildet von einem mechanisch mit dem Antriebsrad (6) gekuppelten Elektromotor; und

- Regelungsmittel (9), die auf die erste elektrische Leistung (E) reagieren, um eine zweite elektrische Leistung (F) an den zweiten Motor (5) zu liefern, und auf das erste Leistungs-Soll-Signal (SCF) reagieren, um das Soll-Signal der Geschwindigkeit (SCV) zu erzeugen und um die zweite elektrische Leistung (F) auf die erste Soll-Leistung (FC) zu regeln;

dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (1) ferner zweite Meßmittel (7) umfaßt, gekoppelt mit dem zweiten Motor (5), um ein zweites Meßsignal (SMW) zu liefern, das repräsentativ für die Drehgeschwindigkeit (W) des zweiten Motors (5) ist;

und daß die Regelungsmittel (9) umfassen:

- Leistungsregelungsmittel (10), die auf ein zweites Leistungs-Soll-Signal (SCFa) reagieren, das repräsentativ für eine zweite Soll-Leistung (FCa) ist, um die zweite elektrische Leistung (F) auf die zweite Soll-Leistung (FCa) zu regeln;

- Sicherheitsmittel (11, 12), die auf das erste Leistungs- Soll-Signal (SCF) und auf das zweite Meßsignal (SMW) reagieren, um ein drittes Leistungs-Soll-Signal (SCFb) zu liefern, das repräsentativ für eine dritte Soll-Leistung (FCb) ist, und derart ausgebildet sind, daß das dritte Leistungs-Soll-Signal (SCFb) einen Wert derart hat, daß die dritte Soll-Leistung (FCv) höchstens gleich der maximalen elektrischen Leistung (FM) ist, welche die Regelungsmittel (10) ohne Beschädigung des zweiten Motors (5) liefern können;

- erste Signalverarbeitungsmittel (13), die auf das dritte Leistungs-Soll-Signal (SCFb) reagieren, um das Geschwindigkeits-Soll- Signal (SCU) zu liefern, und derart ausgebildet sind, daß das Geschwindigkeits-Soll-Signal (SCU) einen Wert derart hat, daß, wenn die Drehgeschwindigkeit (U) des ersten Motors (2) gleich der Soll-Geschwindigkeit (UC) ist, ein bestimmter Bruchteil (f) der maximalen mechanischen Leistung (Pmax), der eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des ersten Motors (2) ist, gleich einer Summe der dritten Soll-Leistung (FCb) und der in dem Generator (3) und in den Leistungsregelungsmitteln (10) umgesetzten Leistung (DG, DC) ist;

- zweite Signalverarbeitungsmittel (15), die auf das erste Meßsignal (SMU) reagieren zum Liefern eines vierten Leistungs-Soll- Signals (SCFc), das repräsentativ für eine vierte Soll-Leistung (FCc) ist, und derart ausgebildet sind, daß das vierte Leistungs-Soll-Signal (SCFc) einen Wert derart hat, daß die vierte Soll-Leistung (FCc) gleich der Differenz zwischen dem bestimmten Bruchteil (f) der maximalen mechanischen Leistung (Pmax) und den umgesetzten Leistungen (DG, DC) ist; und

- Wählmittel (16, 17), die auf das dritte Leistungs-Soll-Signal (SCFb) und auf das vierte Leistungs-Soll-Signal (SCFc) reagieren, um das zweite Leistungs-Soll-Signal (SCFa) zu liefern, und derart ausgebildet sind, daß das zweite Leistungs-Soll-Signal (SCFa) einen Wert derart hat, daß die zweite Soll-Leistung (FCa) gleich der kleinsten der dritten Soll-Leistung (FCb) und vierten Soll-Leistung (FCc) ist.

2. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsmittel (11, 12) dritte Signalverarbeitungsmittel (11) umfassen, die auf das zweite Meßsignal (SMW) reagieren, um ein Begrenzungssignal (SL) zu liefern, das repräsentativ für die maximale elektrische Leistung (FM) ist, und Berechnungsmittel (12) umfassen, die auf das erste Leistungs-Soll-Signal (SCF) und auf das Begrenzungssignal (SL) reagieren, um das dritte Leistungs-Soll-Signal (SCFb) zu erzeugen.

3. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungsmittel (2a, 4, 14) ferner umfassen:

- Steuermittel (2a) der mechanischen Leistung (P), die auf ein Leistungssteuersignal (SP) reagieren und derart ausgebildet sind, daß die mechanische Leistung (P) gleich der maximalen mechanischen Leistung (Pmax) ist gleich dem bestimmten Bruchteil (f) der maximalen mechanischen Leistung (Pmax) und im wesentlichen Null, je nachdem, ob das Leistungssteuersignal (SP) einen ersten Wert (SPmax), einen zweiten Wert (SPf) bzw. einen dritten Wert (SPmin) annimmt; und

- Vergleichermittel (14), die auf das Geschwindigkeits-Soll- Signal (SCV) und auf das erste Meßsignal (SMV) reagieren, um das Leistungssteuersignal (SP) zu erzeugen, und derart ausgebildet, daß das Leistungssteuersignal (SP) den ersten Wert (SPmax), den zweiten Wert (SPf) bzw. den dritten Wert (SPmin) hat, je nachdem, ob das Geschwindigkeits-Soll-Signal (SCV) größer, gleich oder kleiner dem ersten Meßsignal (SMV) ist.

4. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswählmittel (16, 17) umfassen:

- Vergleichermittel (16), die auf das dritte Leistungs-Soll- Signal (SCFb) und auf das vierte Leistungs-Soll-Signal (SCFc) reagieren, um ein Umschaltsignal (SD) zu liefern, und derart ausgebildet, daß das Umschaltsignal (SD) einen ersten Zustand (SD1) bzw. einen zweiten Zustand (SD2) annimmt, je nachdem, ob das dritte Leistungs-Soll-Signal (SCFb) kleiner bzw. größer als das vierte Leistungs-Soll-Signal (SCFc) ist; und

- Umschaltmittel (17), die auf das Umschaltsignal (SD), das dritte Leistungs-Soll-Signal (SCFb) und das vierte Leistungs-Soll-Signal (SXFc) reagieren, um das zweite Leistungs-Soll-Signal (SCFa) zu liefern, und derart ausgebildet, daß das zweite Leistungs-Soll-Signal (SCFa) einen Wert derart hat, daß das zweite Leistungs-Soll-Signal (FCa) gleich dem dritten Leistungs-Soll-Signal (FCb) oder gleich dem vierten Leistungs-Soll-Signal (FCc) ist, je nachdem, ob das Umschaltsignal (SD) in seinem ersten Zustand (SD1) bzw. seinem zweiten Zustand (SD2) ist.

5. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Bruchteil (f) im wesentlichen gleich 80% ist.