DE2053092A1 - Anordnung zur Lenkung und zur fahr geschwindigkeitsbestimmung eines Fahrzeuges - Google Patents

Anordnung zur Lenkung und zur fahr geschwindigkeitsbestimmung eines Fahrzeuges

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DE2053092A1
DE2053092A1 DE19702053092 DE2053092A DE2053092A1 DE 2053092 A1 DE2053092 A1 DE 2053092A1 DE 19702053092 DE19702053092 DE 19702053092 DE 2053092 A DE2053092 A DE 2053092A DE 2053092 A1 DE2053092 A1 DE 2053092A1
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D11/00—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
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    • B62D11/06—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source
    • B62D11/10—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears
    • B62D11/14—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears differential power outputs being effected by additional power supply to one side, e.g. power originating from secondary power source
    • B62D11/18—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears differential power outputs being effected by additional power supply to one side, e.g. power originating from secondary power source the additional power supply being supplied hydraulically
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Description

R. 83
26.10.1970 Ka/Sp
Anlage zur
ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart (Deutschland) Anordnung zur Lenkung und zur FahrgeschwindigkeitsbeStimmung
eines Fahrzeuges
Die Erfindung "betrifft eine Anordnung zur Lenkung und zur Fahrgeschwindigkeits"bestimmung eines Fahrzeuges durch Regelung der Drehzahl zweier Räder des Fahrzeuges.
-2-
209819/0308
ORIGINAL ii-.!.3PECTED
Robert Bosch GmbH H. 83, Ka/Sp
Stuttgart
Es sind Anordnungen dieser Art bekannt, die auf mechanische Weise arbeiten. Diese Anordnungen weisen für die zu lenkenden Räder hydrostatische Antriebe auf, deren Hydropumpen über Gestänge so verstellt werden können, daß infolge einer Änderung der Drehzahlen der betreffenden Räder eine Lenkung erfolgt.
Der wesentliche Nachteil dieser mechanischen Lösungen besteht darin, daß es sich hierbei um reine Steuerungen handelt, bei denen nicht geprüft werden kann, ob die Antriebsräder die gewünschten Drehzahlen auch tatsächlich einhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und dabei für die Lenkung eine Regelanordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß gemäß der Erfindung für jedes der Räder je ein Regler vorgesehen ist, deren Ausgänge über je eine Antriebsvorrichtung mit dem zugehörigen Rad verbunden sind, wobei je ein Istwerfcgeber ein der Drehzahl des jeweiligen Rades entsprechendes Signal auf einen Eingang des zugeordneten Reglers zurückmeldet und daß der Sollwert für die Drehzahl der Räder mit Hilfe zweier Spannungsgeber bestimmbar ist, deren abgegebene Werte voneinander abhängig sind und wobei die beiden Spannungsgeber von einem dritten, der FahrgeschwindigkeitsbeStimmung dienenden Spannungsgeber beeinflußbar sind.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der zugehörigen Zeichnung, die ein Prinzipschaltbild für eine derartige Anordnung zeigt.
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Robert Bosch GmbH R. 83, Ka/Sp
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Ein zu lenkendes Fahrzeug 1 weist zwei Antriebsräder 2 und 3 sowie zwei Stützräder 4 und 5 auf. Die Antriebsräder 2 und 3 sollen gleichzeitig zur Lenkung des Fahrzeuges 1 dienen. Jedes der Antriebsräder ist über einen hydrostatischen Antrieb, der einen Motor 6 bzw. 7, ein Getriebe 8 bzw. 9, eine Hydropumpe 10 bzw. 11 und einen Hydromotor 12 bzw. 13 aufweist, mit den Antriebsrädern 2 bzw. 3 verbunden. Die beiden Motoren 6 und 7 sind mit ihren beiden Anschlüssen Jeweils über Endschalterkontakte 14 und 15 bzw. 16 und 17, die zur Hubbegrenzung an der Steuerstange der Hydropumpen 10 bzw. 11 dienen, an die Ausgänge von Drexpunktreglern 18 bzw. 19 angeschlossen. An . einen ersten Eingang 20 des Reglers 18 ist eine Spannung ange- ' legt, die von einem Tachogenerator 21 erzeugt wird, der mit der Antriebswelle des Antriebsrades 2 in Verbindung steht. An einem ersten Eingang 22 des Reglers 19 ist eine Spannung angelegt, die ein Tachogenerator 23 erzeugt, wobei der Tachogenerator 23 mit der Antriebswelle des Antriebsrades 3 in Verbindung steht. Die Tachögeneratoren 21 und 23 liefern demnach den Eingängen 20 und 22 der Regler 18 bzw. 19 Spannungen, die der tatsächlichen Drehzahl der Antriebsräder (Istwert) entspricht. Der zweite Eingang 24 des Reglers 18 ist an einen Abgriff 25 eines Potentiometers 26 und der zweite Eingang 27 des Reglers 19 mit dem Abgriff 28 eines Potentiometers 29 verbunden. Die beiden Abgriffe 25 und 28 der Potentiometer d 26 und 29 sind über ein Gestänge 30 starr miteinander gekoppelt. Die Potentiometer 26 und 29 sind in jeweils zwei Hälften 3I und 32 bzw. 33 und 34 unterteilt. Die Hälften 32 und 33 sind dabei mit einer Widerstandsbahn oder einer Drahtwendel belegt, während die Hälften 3I und y\ lediglich eine Kontaktbahn bilden, die im wesentlichen auf gleichem Potential liegt. Das Potentiometer 26 ist über Anschlußklemmen 35 und 36 mit je einem Umschaltkontakt 37 und 38 eines zweipoligen Umschalters 39 verbunden. Dabei ist der Umschaltkontakt 37 an einen
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verschiebbaren Abgriff 40 eines Potentiometers 41 und der Umschalter 38 an einen feststehenden Mttelabgriff 42 des Potentiometers 41 angeschlossen. Das Potentiometer 29 ist über An-. schlußklemmen 43 und 44 direkt mit dem verschiebbaren Abgriff 40 bzw. mit dem Mittelabgriff 42 des Potentiometers 41 verbunden. An das Potentiometer 41 ist für Anschlußklemmen 45
und 46 eine Betriebsspannung angelegt, die von einer Betriebsspannungsquelle 47 erzeugt wird. Die Betriebsspannungsquelle 47 versorgt gleichzeitig über Leitungen 48 und 49 die Dreipunktregler 18 und 19 mit der Betriebsspannung.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:
Die von den Tachogeneratoren 21 und 23 gelieferten Spannungen Uii und ui2' d^e P110P0^i01181I der Drehzahl η sind, werden
mit dem Sollwert, den Spannungen U8^ und U^ verglichen. Bei U- / Ug wird über die Regler 18 bzw. 19 einer der Stellmotoren 6 bzw. 7 eingeschaltet und über eines der Getriebe 8 bzw. 9 die Stellstange einer der Hydropumpen 10 bzw. 11 so lange
verstellt, bis U^ = U8 ist. Bei hinreichend kleiner Ansprechschwelle des Reglers 18 bzw. 19 ist die Drehzahl η proportional der Spannung U (Sollwert). Für die verschiedenen Sollwertspannungen gelten bei vorliegender Anordnung folgende
Beziehungen, wenn der Umschalter 39 beispeilsweise in der in der Zeichnung angedeuteten Stellung ist:-
uBl = tx.ßi . H
U82n= α.βο . B ■
T"
Hierbei ist mit α das Spannungsteilerverhältnis an dem Potentiometer 41 und mit ßi und ß2 die Spannungsteilerverhältnisse an dem Potentiometer 26 bzw. 29 bezeichnet. Die Spannungs-
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teilerverhältnisse können dabei folgende Werte annehmen:
-1 < α < +1
O S P1* +1
O ^ ß2^ +1
Anhand dieser Beziehungen sollen die verschiedenen Lenkmanöver des Fahrzeuges 1 erläutert werden. Bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges 1 bleiben die Potentiometer 26 und 29 in ihrer Mittelstellung, d.h. ß-^ = ß2 = 1· Der Schalter 39 befindet sich dabei in der in der Figur dargestellten Lage. Bei gleicher Potentiometereinstellung ergibt sich nun U- = Up = α · _j*
Daraus folgt: nn = no ~ α . B
ld 2"
Die beiden Antriebsdrehzahlen für die Antriebsräder 2 und 3 sind also gleich groß und können mit dem Potentiometer 41 auf jeden beliebigen Wert zwischen den Drehzahlen ~nmax und +nmax eingestellt werden. Bei diesen Bedingungen bedeutet das negative Vorzeichen Rückwärtsfahrt und das positive Vorzeichen Vorwärtsfahrt.
Anötelle defe Potentiometers 41 mit einem feststehenden Mittelabgriff 42 kann auch ein Potentiometer mit einem nachgeschalteten Umschalter zur Fahrtrichtungsumkehr vorgesehen sein. ■ i
Die Kurvenffchrt für dae Fahrzeug 1 läßt sich wie folgt einstellen:
Über das Gestänge JO werden die Abgriffe 25 bzw. 28 der Potentiometer 26 bzw. 29 verschoben. Dabei ergeben sich für die ßpanmingßteilervejrtiältnisse an den Potentiometern folgende Werte:
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Bobert Bosch GmbH E. 83, Ka/Sp
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Beispielsweise für eine Linskurve: O= ßg <1; ß-i =1· Für eine Rechtskurve folgt-dann: 0= β-^ <1; ß~ = le Daraus ergibt sich für das Drehzahl verhältnis n^ U-,
Damit ist der Kurvenradius, der eine Funktion der Drehzahl der Antriebsräder 2 und 3 ist, nur noch abhängig von dem Spannungsteilerverhältnis der Potentiometer 26 bzw. 29 und damit unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit, die proportional dem SpannungSteilerverhältnis α des Potentiometers 41 ist.
Wenn das Fahrzeug 1 auf der Stelle wenden soll, dann bleiben die Abgriffe 25 bzw. 28 der Potentiometer 26 bzw. 29 in Mittelstellung. Damit ist das Spannungsteilerverhältnis der Potentiometer 26 bzw. 29 ßl » ß2 » 1. Wird der Umschalter in seine mit unterbrochenen Linien angedeutete Stellung gebracht, dann ergibt sich für die Drehzahl des Antriebsrades
Xi1 ~ Usl = -α. Β
und für die Drehzahl des Antriebsrades 3
Aus diesen Beziehungen geht hervor, daß sich die Antriebsräder zwar mit d©a Betrag nach gleich großen Drehzahlen drehen, daß jedoch bezüglich der Drehrichtung ein gegensinniger Antrifb erfolgt., Damit wendet das Fahrzeug auf der Stelle Entsprechend dem Vorzeichen von α führt das Fahrzeug damit eine Hechts- bzw. eine Linksdrehung aus.
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Stuttgart
Als besonderer Vorteil der beschriebenen Anordnung hat sich noch herausgestellt, daß vom Führerstand des Fahrzeuges 1 lediglich einige elektrische Steuerleitungen zu den Antriebsaggregaten geführt werden müssen, die zweckmäßigerweise immer in der Nähe der Antriebsräder angebracht werden können.
In manchen Fällen hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, wenn die Regler 18 und 19 als stetige Regler, insbesondere als Regler mit PID-Verhalten ausgebildet sind. Auch der Antrieb der Hydropumpen kann beispielsweise über ein Servoventil und einen Stellzylinder oder über ein schnelles Magnetventil mit dazugehöriger Impulsbreitensteuereinrichtung erfolgen.
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Claims (1)

  1. Robert Bosch GmbH R. 83, Ka/Sp
    Stuttgart .
    Ansprüche
    Anordnung zur Lenkung und zur Fahrgeschwindigkeitsbestimmung eine β Fahrzeuges durch Regelung der Drehzahl zweier Räder des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der Räder (2, 3) je ein Regler (18, 19) vorgesehen ist, deren Ausgänge über je eine Antriebsvorrichtung mit dem zugehörigen Rad (2 bzw. 3) verbunden sind, wobei je ein Istwertgeber (21 bzw. 23) ein der Drehzahl des jeweiligen Rades (2 bzw. 3) entsprechendes Signal auf einen Eingang (20 bzw. 22) des zugeordneten Reglers (18 bzw. 19) zurückmeldet und daß der Sollwert für die Drehzahl der Räder (2 bzw. 3) mit Hilfe zweier Spannungsgeber (26 bzw. 29) bestimmbar ist, deren abgegebene Werte voneinander abhängig sind und wobei die beiden Spannungsgeber (26 bzw. 29) von einem dritten, der Fahrgeschwindigkeitsbestimmung dienenden Spannungsgeber (41) beeinflußbar sind.
    2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Geradeausfahrt deä .Fahrzeuges (l) an beiden Reglern (18, 19) eine gleich große Spannung anliegt.
    3· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges (1) an einem der Regler (18) eine nur von dem Potentiometer (41) beeinflußbare Spannung
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    und an dem anderen Regler'(19) eine durch das Potentiometer (29) abgesenkte Spannung anliegt, wobei die Größe ■ der Absenkung den Kurvenraditis für den von dem Fahrzeug (1) zurückzulegenden Weg bestimmt.
    4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wenden des Fahrzeuges auf der Stelle an den Eingängen der Regler (18, 19) dem Betrag nach gleiche, dem Vorzeichen nach aber verschiedene Spannungen anliegen.
    5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannungsgeber (26, 29) als Poten-
    tiometer; ausgebildet sind, die in je zwei Bahnen (31, 32 bzw. 33»| 34) aufgeteilt sind, wobei die jeweils erste Bahn (
    Bahn (31
    j 33) als Widerstandsbahin und die jweils zweite , 34) als Kontaktfcahn mit im wesentlichen gleichen
    Potential, ausgebildet ist und daß die Abgriffe der beiden
    i !
    Potenticmeter mechanisch starr miteinander verbunden sind. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet
    dienende
    , daß der zur Fahrgeschwindigkeitsbestimmung Spannungsgeber (41) als Potentiometer mit einem
    festen und einem verschiebbaren Abgriff (42,40) ausgebildet ist, wot)ei der feste und der verschiebbare Abgriff mit den
    Anschlüssen (43, 44) eines der beiden Potentiometer (29) , direkt und mit dem anderen der beiden Potentiometer über einen Polwendeschalter (39) verbunden igt·
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    Robert Bosch GmbH R. 85, Ka/Sp
    Stuttgart
    7· Anordnung, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der der Fahrgeschwindigkeitsbestimmung dienende Spannungsgeber als Potentiometer mit einem verschiebbaren Abgriff ausgebildet ist, wobei ein Anschluß und der Abgriff des Potentiometers mit je einem Kontakt eines Umschalters verbunden sind, der einerseits mit dem Potentiometer direkt und mit dem Potentiometer über den Polwendeschalter verbunden ist.
    8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Regler (18, 19) als Dreipunkt-Regler ausgebildet sind.
    9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Regler (18, 19) als stetige Regler, insbesondere als PID-Regler, ausgebildet sind.
    10. Anordnung nach einem der Aneprttche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Regler (18 bzw. 19) ein Elek-
    tromotor (6 bzw. 7) ein Getriebe (£J bzw. 9)» eine Hydropumpe (10 bzw. 11) und eiiiJHydromoijor (12 bzw. Ij) zum
    Antrieb der Räder (2 bzw. 3) zugeordnet ist.
    -11-
    2099197030·
    Kobert Bosch GmbH . R. 83, Ka/Sp
    . Stuttgart
    11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Hydropumpe (10 bzw. 11) über ein Servoventil und einen Stellzylinder erfolgt.
    12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9i dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Hydropumpe über ein schnelles Magnetventil erfolgt, das durch eine Impulsbreitensteuereinrichtung betätigbar ist.
    ju *> Ws
    209819/0308
    Leerseite
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