DE68912204T2 - Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, das insbesondere als Golfwagen verwendbar ist.
• Bekanntlich nehmen Golfplätze sehr große Flächen ein, und die Entfernungen, die die Spieler zur Bewältigung einer ganzen Spielbahn zurücklegen müssen, können für manche Spieler als übermäßig groß angesehen werden, und zwar insbesondere dann, wenn diese ihre gesamte Golfausrüstung auf der ganzen Spielbahn mit sich tragen müssen. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, Golfspielern kleine Kraftfahrzeuge zur Verfügung zu stellen, die elektrisch betrieban werden, um jede Luftverschmutzung und Lärmbelästigung zu vermeiden. Diese Fahrzeuge müssen besondere Merkmale besitzen und müssen insbesondere eine Fortbewegung auf unebenem Gelände gestatten, was notwendigerweise voraussetzt, daß sie zwischen den Rädern des angetriebenen Radsatzes mit einem Differential ausgerüstet sind. Um diesen Fahrzeugen gute Fahreigenschaften auf unebenem Gelände zu verleihen, wäre es außerdem wünschenswert, über Fahrzeuge mit unabhängigen Rädern und mit vier angetriebenen Rädern verfügen zu können. Mit den bekannten Kraftfahrzeugbautechniken können diese Forderungen durchaus erfüllt werden, dies führt jedoch leider zu Golffahrzeugen mit einem sehr hohen Preis, so daß man sich, um die Kosten auf einem vernünftigen Niveau zu halten, mit Merkmalen begnügen muß, die weniger befriedigend als die idealerweise zu erreichenden Merkmale sind.
• Es wurden bereits elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge beschrieben, bei denen jedes angetriebene Rad durch einen Elektromotor angetrieben wird: die ist insbesondere in den Schriften US-A-4 223 255 und GB-A-1 396 616 der Fall. Leider sind die Fahreigenschaften auf unebenem Gelände bei den Fahrzeugen gemäß dieser Schriften nicht befriedigend.
• Gemäß US-A-4 042 055 wurde bereits vorgeschlagen, zwei gleiche Motoren desselben Radsatzes in Reihe zu verbinden, um eine Differentialwirkung bei niedriger Geschwindigkeit zu erzeugen. Auch dies reicht jedoch zur Lösung des gestellten Problems nicht aus.
• Ziel der Erfindung ist es, ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug zu schaffen, das als Golfwagen verwendbar ist und mäßig Herstellungskosten hat, jedoch trotzdem äußerst befriedigende Fahreigenschaften auf unebenem Gelände besitzt. Erfindungsgemäß wird ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Radsätzen vorgeschlagen, der eine hinten und der andere vorne, wobei sich bei den beiden Radsätzen um angetriebene und gelenkte Radsätze handelt und der Antrieb des Fahrzeugs von einer elektrischen Stromquelle im Fahrzeug bereitgestellt wird und jedes Rad mit einem Motor-Getriebe-Aggregat ausgestattet ist, das einen von der elektrischen Stromquelle gespeisten Elektromotor umfaßt, und die Abtriebswelle des Aggregats die Achse des entsprechenden Rades bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat über zwei Aufhängungselemente,die auf der einen Seite am Aggregat und auf der anderen Seite am Fahrgestell angelenkt sind, mit dem Fahrgestell des Fahrzeugs verbunden ist und daß die beiden Motoren desselben Satzes gleich sind und in Reihe gespeist werden und daß zur Erzielung einer Differentialwirkung eine einen Schalter umfassende Verbindung zwischen den beiden mittleren Punkten hergestellt wird, die sich zwischen den beiden in Reihe geschalteten Motoren desselben Satzes befinden.
• Wenn nun das Fahrzeug in einer Kurve fährt, wird einer der Motoren jedes Radsatzes mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die größer ist als die, die er hätte, wenn das Fahrzeug sich auf gerader Strecke bewegen würde, und, da der die beiden in Reihe geschalteten Motoren durchfließende Strom derselbe ist, ergibt sich daraus, daß der andere Motor sich notwendigerweise weniger schnell drehen muß, da die Summe der beiden elektromotorischen Kräfte der beiden Motoren konstant ist und die des ersten Motors mit der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit zugenommen hat. Da zwischen den beiden mittleren Punkten, die sich zwischen den beiden in Reihe geschalteten Motoren desselben Satzes befinden, eine Verbindung hergestellt ist, wird hierbei, wenn eines der Räder des Fahrzeugs sich im Leeren dreht, das Antriebsdrehmoment des diagonal entgegengesetzten Rades erhöht, so daß sich das Fahrzeug verschwenkt was erleichtert, daß das Fahrzeug freikommt und das sich im Leeren drehende Rad wieder Bodenkontakt gewinnt. Diese Verbindung kann ggf. ausschließlich als Ergebnis einer besonderen Bedienung durch den Benutzer vorgesehen sein.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt jeder Radsatz zwei zur mittleren Längsebene des Fahrzeugs symmetrische Räder und handelt es sich bei den Aufhängungselementen um Aufhängungs-Querlenker. Das Aggregat ist zweckmäßigerweise an einem Punkt mit einem Lenkglied verbunden, der nicht auf der die Mittelpunkte der beiden Kugelgelenke verbindenden Gerade liegt, wobei es sich bei der Gelenkverbindung der Aufhängungs-Querlenker mit dem Aggregat um ein Kugelgelenk und bei der mit dem Fahrgestell um eine Achse handelt, die im wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verläuft. Natürlich kann zwischen dem Rad und dem Gehäuse des Motor-Getriebe-Aggregats ein Bremsglied angeordnet sein, wobei eines der Elemente des Glieds fest mit dem Gehäuse und das andere fest mit der Achse des Rads verbunden und eine Bremsanlage zwischen den beiden obengenannten Elementen angebracht ist. Die Kugelgelenke zur Gelenkverbindung der Querlenker der Aufhängung mit dem Aggregat können von dem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes des Motor-Getriebe-Aggregats getragen werden.
• Bei der elektrischen Stromquelle im Fahrzeug handelt es sich hierbei vorteilhafterweise um eine Batterie und bei dem Motor eines Motor-Getriebe-Aggregats um einen Gleichstrommotor. Dieser Motor kann ein Motor mit einem induzierten Schleifringläufer sein, wobei der induzierende Ständer Dauermagneten besitzt.
• Zur Erzeugung der Differentialwirkung kann das von dem Benutzer bediente Lenkgehäuse des Fahrzeugs ein elektrisches System steuern, das zwei gleiche Untersysteme umfaßt, von denen das eine den beiden rechten Rädern und das andere den beiden linken Rädern des Fahrzeugs zugeordnet ist, wobei das eine der beiden Untersysteme beim Kurvenfahren die Innenrader mit elektrischer Leistung versorgt, die um so geringer ist, je enger die Kurve ist, während das andere eine elektrische Leistungsversorgung der Außenräder aufrechterhält, die dem Fahren auf einer Geraden entspricht. Auf diese Weise versieht man die auf der Innenseite der Kurve gelegenen Räder je nach dem Drehwinkel des Lenkrads mit einer in einem bestimmten Verhältnis verringerten Speisung, wobei der Grad der Verringerung vom Krümmungsradius der Kurve abhängig ist und vorprogrammiert ist.
• Die Motoren können vorteilhafterweise über mehrere parallel geschaltete Transistoren versorgt werden, wobei die Transistoren gleichzeitig eingeschaltet werden, und zwar bei einer Frequenz F während eines Anteils δ der Steuerperiode von 1/F, wobei δ zwischen 0 und 1 liegt und in Abhängigkeit der Steuerung des Gaspedals des Fahrzeugs ansteigt.
• Zweckmäßigerweise werden während des Anteils (1- δ ) der Steuerperiode, wenn die Versorgung der Motoren unterbrochen ist, die Wicklungen der Läufer kurzgeschlossen. Auf diese Weise bewirkt man aufgrund der Kurzschließung der Läuferwicklungen eine Motorbremsung, die um so stärker ist, je kleiner die Zeit der Speisung der Motoren in jeder Periode ist. Das Vorhandensein einer solchen Motorbremse ist für das Fahren des erfindungsgemäßen Fahrzeugs besonders angenehm. Man kann beispielsweise vorschlagen, daß die Läuferwicklungen durch mindestens einen Transistor kurzgeschlossen werden, der gegenüber denen, die die Motoren versorgen, in Gegenphase leitet.
• Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung eines Fahrzeugs der oben definierten Art als Golfwagen.
• Zum besseren Verständnis des Gegenstands der Erfindung werden nun lediglich zur Veranschaulichung dienende und nicht begrenzende Beispiele von mehreren Ausführungsformen beschrieben, die in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind.
• In dieser Zeichnung zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Golfwagens,
• Fig. 2A eine Draufsicht eines Rads des Wagens von Fig. 1, wobei Teile weggebrochen sind,
• Fig. 2B eine Seitenansicht des Rades von Fig. 2A nach der Linie IIB-IIB von Fig. 2A,
• Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der beiden dem Rad von Fig. 2 zugeordneten Aufhängungs-Querlenkern,
• Fig. 4 ein Blockschaltbild der elektronischen Steuerschaltung zur Herstellung der Differentialfunktion für das Fahrzeug von Fig. 1,
• Fig. 5 eine einer zweiten Ausführungsvarianten entsprechende elektronische Schaltung zur Erzeugung eines Differentialeffekts zwischen den Rädern desselben Radsatzes, wobei die beiden Motoren desselben Radsatzes des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Reihe gespeist sind,
• Fig. 6 ein Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung zur Herstellung einer Motorbremse für ein Fahrzeug mit einer Versorgung der in Fig. 5 gezeigten Art.
• Wie die Figuren zeigen, sind mit 1a, 1b, 1c, 1d die vier Räder eines Golfwagens bezeichnet, dessen Fahrgestell 2 eine Lenksäule 3 trägt, die durch ein Lenkrad 4 betätigt wird. Die Lenksäule 3 steuert ein Lenkgehäuse 5. Jedes Rad ist mit dem Fahrgestell 2 durch eine Aufhängungseinrichtung 6 verbunden, die in Fig. 1 schematisch, in den Figuren 2A, 2B und 3 jedoch detailliert dargestellt ist. Jedes Rad wird durch das Gehäuse 5 gelenkt: diese Steuerung ist bei dem vorderen Rad 1a mit 7 bezeichnet, und die Lenkung des anderen vorderen Rads 1b findet über eine vordere Querkoppelstange 8 statt. Das Lenkgehäuse 5 betätigt über eine Verbindung 9 einen verschwenkbaren Winkel 10, der in Höhe der Hinterräder angeordnet ist. Der Winkel 10 steuert das Rad 1d des hinteren Radsatzes über die mechanische Verbindung 11 und die Ausrichtung wird durch die hintere Querkoppelstange 12 auf das Rad 1c übertragen. Man stellt also fest, daß dieses Fahrzeug 4 unabhängige gelenkte Räder besitzt.
• Um dieses Fahrzeug in Bewegung zu versetzen, verwendet man an jedem Rad ein elektrisches Motor-Getriebe-Aggregat 13, das mit dem Rad fest verbunden ist und dessen Abtriebsachse die Radachse bildet. Die Stromversorgung wird durch eine Batterie im Fahrzeug gewährleistet.
• Jedes Motor-Getriebe-Aggregat 13 besteht aus einem elektrischen Gleichstrommotor 13a und einem Zahnraduntersetzungsgetriebe 13b. Das äußere Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 13b trägt in seinem oberen Teil und in seinem unteren Teil ein Kugelgelenk, das mit 14 bzw. 15 bezeichnet ist. Die Kugelgelenke 14 und 15 bilden die Befestigungspunkte an dem oberen und dem unteren Aufhängungs-Querlenker 16 bzw. 17. Die den Kugelgelenken 14 und 15 entgegengesetzte Seite dieser Aufhängungs-Querlenker ist an dem Fahrgestell des Fahrzeugs in einer Achse 18 bzw. 19 angelenkt. Jeder Querlenker 16 und 17 besteht aus zwei Armen, die auf den Befestigungspunkt der Kugelgelenke 14 und 15 zu konvergieren, wobei die dem Kugelgelenk entgegengesetzten Enden der beiden Arme zur Anlenkung am Fahrgestell 2 in den Achsen 18 und 19 dienen und deshalb Gelenkachsenbohrungen besitzen, die mit 16a bzw. 17a bezeichnet sind. Die Federn und Schwingungsdämpfer der Aufhängung sind in der Zeichnung nicht dargestellt, sind jedoch auf die im Stand der Technik bekannte Weise angebracht. Die die Mittelpunkte des Kugelgelenke 14, 15 miteinander verbindende Linie ist zu der durch die Gelenkachsen 18 und 19 definierten Ebene parallel so daß die die Mittelpunkte der Kugelgelenke 14, 15 verbindende Linie beim Ausschlag der Querlenker 16 und 17 bezüglich des Fahrgestells zu einer festen Ebene parallel bleibt, so daß die Achse des Motor-Getriebe-Aggregats 13 zum Boden im wesentlichen parallel gehalten werden kann.
• Wie bereits erwähnt wurde, wird die Richtungs der Räder 1a und 1d vom Lenkgehäuse 5 aus gesteuert. Diese Steuerung wird hergestellt, indem ein Lappen 20 vorgesehen wird, der mit dem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 13h fest verbunden ist und in einer Ebene angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zu der Ebene ist, die durch die Linie der Mittelpunkte der Kugelgelenke 14, 15 einerseits und der Achse des Motor-Getriebe-Aggregats 13 andererseits definiert ist. An diesem Lappen 20 wird ein Lenkgestänge eingehängt das in den Figuren 2a und 2b nicht dargestellt ist. Auf diese Weise kann man, indem man auf dieses Gestänge einwirkt, die Achse des Getriebemotors 13 um die durch die Mittelpunkte der beiden Kugelgelenke 14 und 15 definierte Achse schwenken, was ein Richten der Räder gestattet. Bei den Rädern 1b und 1c ist das Steuergestänge, das mit dem Lappen 20 zusammenwirkt, die Querbefestigungsstange 8 bzw. 12.
• An dem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 13b ist eine Platte 21 befestigt, die konzentrisch um die Abtriebswelle 22 des Getriebemotors herum angeordnet ist. Die Abtriebswelle 22 ist auf bekannte Weise im Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 13h durch Wälzlager 23 getragen. An der Abtriebswelle 22 ist eine bewegliche Wange 24 befestigt. Die Scheibe 21 trägt Bremsorgane (nicht dargestellt), die mit der beweglichen Wange 24 auf bekannte Weise zusammenwirken. Die in den Figuren 2A und 21B gewählte Darstellung entspricht einem Backenbremssystem, eine Scheibenbremsvorrichtung könnte jedoch auch verwendet werden. An dem beweglichen Flansch 24 ist durch Bolzen 25 eine Radfelge 26 befestigt, die einen Reifen 27 trägt.
• Man sieht, daß das oben beschriebene Fahrzeug vier gelenkte Räder mit unabhängiger Aufhängung besitzt, wobei jedes dieser Räder angetrieben ist, da die Radachse die Abtriebsachse eines Getriebemotors 13 ist. Natürlich können Maßnahmen ergriffen werden, daß der hintere Radsatz des Fahrzeugs nicht gelenkt ist. Dennoch muß man in allen Fällen in Abhängigkeit von der vom Fahrzeug durchfahrenen Bewegungsbahn eine geeignete Harmonisierung der Stromversorgungen der den vier Rädern zugeordneten Getriebemotoren vorsehen. Bei einer Fahrt auf gerader Strecke müssen nämlich die Drehgeschwindigkeiten der Achsen 22 der vier Räder dieselben sein. Bei einer Kurvenfahrt dagegen muß eine Differentialwirkung erzeugt werden, damit auf einem Radsatz die Drehgeschwindigkeit des Rads auf der Innenseite der Kurve kleiner als die Drehgeschwindigkeit des äußeren Rades ist.
• Zur Erzeugung der gewünschten Differentialwirkung schlägt man erfindungsgemäß mehrere Ausführungsvarianten vor.
• Die erste Variante ist in den Figuren 1 und 4 schematisch dargestellt. Bei dieser Variante steuert das Gelenkgehäuse 5 über ein Potentiometer 30 zwei gleiche elektronische Variatoren 31 und 32. An den Ausgang des Variators 31 sind parallel die Motoren des linken vorderen und linken hinteren Rads des Fahrzeugs angeschlossen. An den Ausgang des elektronischen Variators 32 sind parallel der rechte vordere und rechte hintere Motor des Fahrzeugs angeschlossen. Es handelt sich hierbei natürlich um die Motoren, die in der vorhergehenden Beschreibung mit der einzigen Bezugszahl 13a bezeichnet wurden. Zur besseren Klarheit hat man jedoch in der ausführlichen Beschreibung dieser Variante wie in der der beiden anderen folgenden Varianten jeden dieser Motoren mit einer anderen Bezugszahl versehen. So sind mit 33 und 34 der Motor vorne links bzw. der Motor vorne rechts und mit 35 und 36 der Motor vorne rechts bzw. hinten rechts bezeichnet. Je nach der Drehung des Lenkrads des Fahrzeugs bewegt das Lenkgehäuse 5 den Läufer des Rheostats 30 in der einen oder in der anderen Richtung, was, ausgehend von einer der Fahrt auf gerader Strecke entsprechenden Gleichgewichtsstellung, den einen oder den anderen der Ausgänge der beiden Variatoren 31 und 32 nach einem im voraus erstellten Programm begünstigt, das der gewünschten Differentialwirkung entspricht. Mit anderen Worten: man programmiert die Differenz, die zwischen den Strömen zur Versorgung der Motoren 33 und 34 einerseits und 35 und 36 andererseits herzustellen ist, entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads, der einen bestimmten Kurvenkrümmungsradius entspricht. Die Gesamtgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird durch das Gaspedal gesteuert, das auf einen Rheostat 37 einwirkt, der die Stärke der Versorgung der Motoren unabhängig von jeder durch einen der Variatoren 31 und 32 vorgenommenen Verringerung regelt.
• Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante, mit der die Differentialwirkung erhalten werden kann, schlägt man vor, die beiden Motoren desselben Achssatzes des Fahrzeugs in Reihe zu speisen. Das Schaltbild der Schaltung, die die Durchführung dieser Variante gestattet, ist in Fig. 5 dargestellt. Man sieht, daß die Bezugszahlen 33 und 35 für die beiden Motoren vorne links und rechts und 34 und 36 für die beiden Motoren hinten links bzw. rechts beibehalten wurden. Über einen Schalter 40 ist eine Verbindung zwischen den mittleren Punkten zwischen den Motoren 33 und 35 einerseits und 34 und 36 andererseits hergestellt. Die Motoren 33 bis 36 sind alle gleich: es handelt sich um Motoren mit gewickeltem Läufer mit einem Ständer mit Permanentmagnet. Bei derartigen Motoren ist das Drehmoment proportional zum Strom. Dadurch, daß die beiden vorderen Motoren und die beiden hinteren Motoren in Reihe geschaltet sind, erhält man automatisch eine Differentialwirkung. Wenn man nämlich das Lenkrad dreht, während sich das Fahrzeug auf einer geraden Strecke bewegt, dreht sich einer der Motoren jedes Radsatzes schneller als der andere, so daß seine elektromotorische Kraft zunimmt und, da die Summe der elektromotorischen Kräfte der beiden in Reihe gespeisten Motoren notwendigerweise konstant ist, beim anderen Motor desselben Radsatzes ein Abfall der elektromotorischen Kraft und damit eine Verringerung seiner Drehgeschwindigkeit stattfindet. Diese automatische Differentialwirkung findet auf den beiden Radsätzen des Fahrzeugs statt. Wenn man den Schalter 40 schließt und eines der Räder des Fahrzeugs sich infolge einer Unebenheit des Geländes im Leeren dreht, wird der Strom, der nicht mehr von dem sich ohne Bodenkontakt drehenden Rad absorbiert wird, vom Motor des diagonal entgegengesetzten Rades übernommen, so daß das Fahrzeug bei einer schwierigen Passage wieder freikommen kann.
• In Fig. 5 ist mit 41 die positive Speiseleitung mit 24 Volt Gleichstrom dargestellt, wobei der negative Pol der Speisebatterie an die Masse angeschlossen ist. Die Speisung der Motoren des Fahrzeugs für die Vorwärtsfahrt oder die Rückwärtsfahrt erhält man mit Hilfe der Schalter 42 und 43 die gleichzeitig betätigt werden. In der in Fig. 5 in durchgehender Linie dargestellten Stellung sind die Schalter 42 und 43 in der Stillstandsstellung, da die Wicklungen der Motoren kurzgeschlossen sind. In der mit einer Strichpunktlinie dargestellten Stellung werden die Motoren für Vorwärtsfahrt gespeist. In der mit gestrichelter Linke dargestellten Stellung werden die Motoren für Rückwärtsfahrt gespeist. Die Speisung findet zwischen einerseits dem Leiter 41 und andererseits einer Gruppe von parallel angeordneten Transistoren 44 statt. Angesichts der Strombegrenzungen in diesen Transistoren und des Verbrauchs der Motoren des Fahrzeugs ist es erforderlich, parallel eine gewisse Anzahl von Transistoren 44 anzuordnen. Wenn 100 Ampere insgesamt verbraucht werden müssen, sind mindestens sieben MOS-Transistoren parallel erforderlich, da jeder nur etwa 15 Ampere aushalten kann. Alle Transistoren 44 werden über die auf dem Leiter 45 zugeführten Spannung so gesteuert, daß diese Transistoren nur während eines Teils der Zeit leitend sind. Mit anderen Worten, man steuert die Transistoren 44 mit einer bestimmten Frequenz, und in jeder Periode sind die Transistoren nur während eines Teils der Periode leitend. Durch Ändern dieses Anteils erhält man einen mittleren Speisestrom, der von Null bis zu einem Maximum veränderlich ist, so daß man die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs einwandfrei regulieren kann, indem man auf den Periodenanteil einwirkt, währenddessen die Transistoren 44 leitend sind. Die Ankerwicklungen der Motoren 33 bis 36 glätten den zerhackten Strom infolge ihrer Selbstinduktion, so daß die Ausgangsgeschwindigkeit der Motoren dem Mittelwert des Stroms entspricht, der seinerseits vom Zerhakkungsgrad in jeder Periode abhängig ist.
• Parallel zu den Anschlüssen der Motoren 33 bis 36 sind Dioden 46 angeordnet. Diese Dioden sind SCHOTKY-Dioden und dienen dazu, bei jeder Unterbrechung des Stroms am Ausgang der Transistoren 44 einen Energieverlust zu vermeiden. Da nämlich die Motoren mit einem zerhackten Strom gespeist werden, bildet die Ankerwicklung der Motoren bei jeder Unterbrechung des Stroms eine Induktionsspule, die sich entläd und die wieder geladen werden muß, wenn der Speisestrom wieder hergestellt wird. Um diese Entladung zu vermeiden, sieht man auf bekannte Weise eine Freilaufdiode vor, und die SCHOTKY- Dioden sind hierfür interessant, da sie eine niedrige Schwelle und eine hohe Leitungsgeschwindigkeit haben.
• Ausgehend von dem mit 24 Volt gespeisten Leiter 41 bildet man einen Leiter 47, auf dem man über eine stabilisierte Spannung von 12 Volt verfügt. Dies erreicht man, indem man den Leiter 47 mit dem Leiter 41 über einen Widerstand 48 verbindet und den Leiter 47 über einen Kondensator 49 und eine parallel angeordnete Zenerdiode 50 mit der Masse verbindet. Zwischen dem Leiter 47 und der Masse ordnet man in Reihe drei gleichwertige Widerstände 51, 52, 53 an. An den Anschlüssen des Widerstands 53 wird ein Kondensator 54 vorgesehen. Dem Widerstand 52 ist ein Läufer 55 zugeordnet, um einen Rheostat zu bilden. Der Läufer 55 wird durch das Gaspedal des Fahrzeugs betätigt. Wenn er in Fig. 5 in der unteren Stellung ist, erhält man am Punkt 56 der Schaltung eine Spannung von 4 Volt. Wenn er auf dem Schaltbild oben ist, gestattet er am Punkt 56 das Auftreten einer Spannung von 8 Volt. Die am Punkt 56 erhaltene Spannung wird dem positiven Eingang eines Vergleichers 57 zugeleitet, dessen negativem Eingang eine Spannung in Form von dreieckigen Zähnen zugeleitet wird, die sich zwischen 4 und 8 Volt ändert und, wie im nachstehenden beschrieben wird, am Punkt 58 des Schaltbilds erhalten wird. Die Spannung mit dreieckigen Zähnen hat eine Periode P. Während eines Teils dieser Periode ist der Wert der am Punkt 56 des Schaltbilds erhaltenen Spannung höher als der Wert der am Punkt 56 erhaltenen Spannung, und in diesem Fall erhält man als Ausgang des Vergleichers 57 eine Spannung, während dieser Ausgang während der übrigen Periode auf der Spannung Null ist. Man erhält also am Ausgang 59 des Vergleichers 57 eine Spannung in Form von Rechteckimpulsen, deren Zerhackungsgrad von der Stellung des Läufers 55 und infolgedessen das Gaspedals des Fahrzeugs abhängig ist. Diese Rechteckimpulsspannung 59 wird einer insgesamt mit 60 bezeichneten Transistorenschaltung zugeleitet, deren Aufgabe es ist, das von ihr vom Ausgang 59 erhaltene Signal bezüglich des Stroms zu verstärken. Die Schaltung 60 Liefert also als Ausgang am Punkt 61, d.h. an den Gittern der Transistoren 44, ein Signal in Form von Rechteckimpulsen mit der Periode P und einem Wert, der zur Steuerung der Transistoren 44 ausreicht.
• Der Speisestrom der Motoren 33 bis 36 wird festgelegt, indem die Spannung an den Anschlüssen eines Widerstands 61 abgenommen wird, der zwischen die Widerstände 44 und die Masse eingesetzt ist. Den Mittelwert dieser Spannung erhält man mit Hilfe eines Kondensators 62, und dieser wird zu dem negativen Eingang eines Vergleichers 63 geleitet. An den positiven Eingang dieses Vergleichers 63 legt man eine Sollspannung an, die man durch einen Rheostat 64 erhält. Am Ausgang des Vergleichers 63 erhält man eine Spannung, die man auf den positiven Eingang des Vergleichers 57 einwirken läßt, um den Speisestrom der Motoren des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem durch den Rheostat 64 gegebenen Sollwert zu begrenzen.
• Nun wird beschrieben, auf welche Weise man die Spannung in Form von dreieckigen Zähnen am Punkt 58 der Schaltung erhält. Zu diesem Zweck wird ein Kondensator 65 geladen und entladen, der zwischen der Masse und dem Punkt 58 der Schaltung angeordnet ist, wobei die Ladung und die Entladung über einen Widerstand 66 vor sich geht, der zwischen dem Punkt 56 und dem Ausgang einer bistabilen Schaltung 67 angeordnet ist. Die bistabile Schaltung 67 besteht aus zwei NAND-Gattern 68 und 69, die untereinander rückgekoppelt sind, d.h. der Ausgang des einen ist mit einem der Eingänge des anderen verbunden. Eine dieser Eingang/Ausgang-Verbindungen bildet den Ausgang der bistabilen Schaltung 67 und die Anschlüsse der beiden Gatter 68 und 69, die nicht zur Rückkoppelung dienen, sind mit dem Leiter 47 über zwei Widerstände 70 und 71 verbunden, deren Wert gleich dem des Widerstands 66 ist. Der Punkt 58 ist mit dem negativen Eingang eines Vergleichers 72 und mit dem positiven Eingang eines Vergleichers 73 verbunden. Die Ausgänge der Vergleicher 72 und 73 sind jeweilig mit den Anschlüssen der Gatter 68 und 69 verbunden, die an den Leiter 47 angeschlossen sind. Der positive Anschluß des Vergleichers 72 ist mit dem zwischen den Widerständen 51 und 52 gelegenen mittleren Punkt verbunden. Der negative Eingang des Vergleichers 73 ist mit dem zwischen den Widerständen 52 und 53 gelegenen mittleren Punkt verbunden.
• Die Arbeitsweise dieser Schaltung ist einfach zu erklären: wenn der Ausgang 74 der bistabilen Schaltung 67 (die mit dem Widerstand 66 verbunden ist) im oberen Zustand ist, läd sich der Kondensator 65, bis die Spannung am negativen Eingang des Vergleichers 72 die an dem positiven Eingang angelegte Spannung übersteigt. Sobald dies geschieht, geht der Ausgang des Vergleichers 72 auf Null über, die bistabile Schaltung 67 kippt auf den unteren Punkt und die Spannung am Ausgang 74 der bistabilen Schaltung gelangt in den unteren Zustand. Infolgedessen entläd sich der Kondensator 65. Wenn die an den positiven Eingang des Vergleichers 73 angelegte Spannung kleiner als die an den negativen Eingang angelegte Spannung wird, wird die Spannung am Ausgang des Vergleichers 73 Null und infolgedessen kippt die bistabile Schaltung 67 zurück, so daß man in den Zustand zurückkehrt, von dem man anfangs bei dieser Erläuterung ausgegangen ist. Man sieht also, daß die Spannung am Punkt 68 der Schaltung sich zwischen den Spannungen der mittleren Punkte zwischen den Widerständen 51 und 52 einerseits und 52 und 53 andererseits, d.h. zwischen 8 und 4 Volt, ändert. Die Periode der auf diese Weise erhaltenen dreieckigen Spannung ist von der Ladezeit des Kondensators 65 abhängig, und diese symmetrische dreiekkige Spannung wird an den negativen Eingang des Vergleichers 57 angelegt, wie oben erläutert wurde.
• Man sieht also, daß die in Fig 5 dargestellte Schaltung gestattet, in Abhängigkeit von der Stellung des mit dem Gaspedal des Fahrzeugs verbundenen Läufers 55 an den Motoren 33 bis 36 einen Strom zu erhalten, dessen Mittelwert sich zwischen Null und dem durch den Rheostat 64 bestimmten Maximumwert ändert, wobei die Differentialwirkung automatisch durch die Reihenschaltung der beiden Motoren desselben Radsatzes erhalten wird.
• In Fig. 6 ist schematisch eine dritte Variante der Speisung der Motoren 33 bis 36 des erfindungsgemäßen Fahrzeugs dargestellt. Diese Variante leitet sich von der von Fig. 5 ab und sieht auf dieselbe Weise die Reihenschaltung der beiden Motoren desselben Radsatzes vor, um die Differentialwirkung zu erhalten. Sie gestattet jedoch außerdem, eine Motorbremsenfunktion zu gewährleisten. Wenn nämlich das Fahrzeug bei einer Speisung des vorhergehenden Typs in Bewegung begriffen ist und man das Gaspedal in die Minimumstellung bringt, wird der Speisestrom der Motoren Null, aber es tritt keine Bremsung auf, so daß das Fahrzeug nötigenfalls durch die jedem Rad zugeordneten Bremsvorrichtungen 21, 24 verlangsamt werden muß. Man kann jedoch elektrisch eine Motorbremse schaffen. In Fig. 6 ist mit der Bezugszahl 75 ein Speisekreis von dem in Fig. 5 dargestellten Typ bezeichnet. Die Schaltung 75 speist die Motoren 33 bis 36 auf die oben beschriebene Weise über MOS-Transistoren 44. In Fig. 6 ist zur Vereinfachung des Schaltbildes ein einziger Speisetransistor 44 dargestellt, tatsächlich verwendet man natürlich mehrere von ihnen, wie oben angegeben wurde. Das Schaltbild von Fig. 6 zeigt auch die beiden Schalter 42 und 43, die zwischen die Motoren und den positiven Speiseleiter 41 einerseits und die Motoren und die Speisetransistoren 44 andererseits eingesetzt sind. Wie im vorhergehenden haben die Schalter 42 und 43 eine mit einer Strichpunktlinie dargestellte Stellung, die dem Vorwärtsgang entspricht, und eine in einer gestrichelten Linie dargestellte Stellung, die dem Rückwärtsgang entspricht.
• Gegenüber der vorhergehenden Schaltung sind die Dioden 46 weggelassen und durch MOS-Transistoren 76 ersetzt, die ähnlich wie die Transistoren 44 ausgebildet sind und in gleichwertiger Anzahl vorgesehen sind. In Fig. 6 ist der Einfachheit halber nur ein Transistor 76 dargestellt, in der Praxis verwendet man jedoch mehrere parallel geschaltete. Die Transistoren 76 sind bezüglich der Transistoren 44 gegenphasig, d.h. sie sind leitend, wenn die Transistoren 44 gesperrt sind und umgekehrt. Die Transistoren 76 verbinden den Ausgang des Schalters 43 mit dem Leiter 41: wenn sie also leitend sind, gewährleisten die Transistoren 76 die Kurzschließung der Ankerwicklungen der Motoren 33 bis 36, was natürlich den Motor während der Zeit bremst, während welcher die Transistoren 76 leitend sind. Mit anderen Worten, während jeder Periode der Spannung in Form von dreieckigen Zähnen, die am Punkt 58 der Schaltung 75 erhalten wird, gibt es einen Periodenteil, währenddessen die Motoren 33 bis 36 gespeist sind, und während des ergänzenden Teils der Periode werden diese Motoren durch Ankerkurzschluß gebremst. Wenn infolgedessen der Benutzer des Fahrzeugs mit seiner Einwirkung auf das Gaspedal nachläßt, wird die Bremsphase gegenüber der Antriebsphase vorherrschen, und die Bremsung wird permanent, wenn gar keine Einwirkung auf das Gaspedal mehr stattfindet, was einer Motorbremsenwirkung entspricht.
• Es ist übrigens zu erwähnen, daß man in den Bremsphasen eine Energierückgewinnung mit Hilfe eines Wechselrichters vornehmen kann.
• Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind natürlich in keiner Weise begrenzend und lassen jede wünschenswerte Änderung zu, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, zu überschreiten. Insbesondere kann die Erfindung für Golfwagen oder Fahrzeuge jeden Typs beispielsweise zur Beförderung von Personen oder Gepäck in Hotels angewandt werden. Diese Fahrzeuge können insbesondere dann, wenn es sich um Geländefahrzeuge handelt, mehr als zwei Radsätze besitzen.

Claims (12)

1. Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Radsätzen (1a, 1b, 1c, 1d), der eine hinten und der andere vorne, wobei es sich bei den beiden Radsätzen um angetriebene und gelenkte Radsätze handelt und der Antrieb des Fahrzeugs von einer elektrischen Stromquelle im Fahrzeug bereitgestellt wird und jedes Rad mit einem Motor-Getriebe- Aggregat (13) ausgestattet ist, das einen von der elektrischen Stromquelle gespeisten Elektromotor umfaßt, und die Abtriebswelle (22) des Aggregats (13) die Achse des entsprechenden Rades bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat (13) über zwei Aufhängungselemente (16, 17), die auf der einen Seite am Aggregat (13) und auf der anderen Seite am Fahrgestell (2) angelenkt sind, mit dem Fahrgestell (2) des Fahrzeugs verbunden ist und daß die beiden Motoren (33, 35; 34, 36) desselben Satzes gleich sind und in Reihe gespeist werden und daß zur Erzielung einer Differentialwirkung eine einen Schalter (40) umfassende Verbindung zwischen den beiden mittleren Punkten hergestellt wird, die sich zwischen den beiden in Reihe geschalteten Motoren desselben Satzes befinden.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Radsatz zwei zur mittleren Längsebene des Fahrzeugs symmetrische Räder umfaßt und daß es sich bei den Aufhängungselementen um Aufhängungs-Querlenker handelt.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat an einem Punkt (20) mit einem Lenkglied verbunden ist, der nicht auf der die Mittelpunkte der beiden Kugelgelenke verbindenden Geraden liegt, wobei es sich bei der Gelenkverbindung des Aufhängungs-Querlenkers (16, 17) mit dem Aggregat (13) um ein Kugelgelenk (14, 15) und bei der mit dem Fahrgestell (2) um eine Achse (18, 19) handelt, die im wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verläuft.

4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rad und dem Gehäuse des Motor-Getriebe-Aggregats ein Bremsglied angeordnet ist, wobei eines der Elemente (21) des Glieds fest mit dem Gehäuse und das andere (24) fest mit der Achse (22) des Rads verbunden und eine Bremsanlage zwischen den beiden obengenannten Elementen angebracht ist.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelgelenke (14, 15) zur Gelenkverbindung der Querlenker (16, 17) der Aufhängung mit dem Aggregat (13) von dem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes (13b) des Motor-Getriebe-Aggregats (13) getragen werden.

6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der elektrischen Stromquelle im Fahrzeug um eine Batterie und bei dem Motor (13a) eines Motor-Getriebe-Aggregats um einen Gleichstrommotor handelt.

7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Motor (13a) eines Motor- Getriebe-Aggregats (13) um einen Motor handelt, der einen induzierten Schleifringläufer und einen induzierenden Ständer mit Dauermagneten aufweist.

8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Benutzer bediente Lenkgehäuse (5) des Fahrzeugs ein elektronisches System steuert, das zwei gleiche Untersysteme (31, 32) umfaßt, von denen das eine den beiden rechten Rädern und das andere den beiden linken Rädern des Fahrzeugs zugeordnet ist, wobei das eine der beiden Untersysteme beim Kurvenfahren die Innenräder mit elektrischer Leistung versorgt, die um so geringer ist, je enger die Kurve ist, während das andere eine elektrische Leistungsversorgung der Außenräder aufrechterhält, die dem Fahren auf einer Geraden entspricht.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren (33 bis 36) über mehrere parallelgeschaltete Transistoren (44) versorgt werden, wobei die Transistoren gleichzeitig eingeschaltet werden, und zwar bei einer Frequenz F während eines Anteils τ der Steuerperiode (1/F), wobei τ zwischen 0 und 1 liegt und in Abhängigkeit der Stetierung des Gaspedals des Fahrzeugs ansteigt.

10. Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 7 und 9 zusammengenommen, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anteils (1 - τ) der Steuerperiode, wenn die Versorgung der Motoren (33 bis 36) unterbrochen ist, die Wicklungen der Läufer kurzgeschlossen werden.

11. Kraftfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Läufer durch mindestens einen Transistor (76) kurzgeschlossen werden, der gegenüber denen (44), die die Motoren (33 bis 36) versorgen, in Gegenphase leitet.

12. Verwendung eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Golfwagen.