DE2236859B2

DE2236859B2 - Steuersystem zur lenkung und steuerung der geschwindigkeit eines fahrzeuges

Info

Publication number: DE2236859B2
Application number: DE19722236859
Authority: DE
Inventors: Royal R Bloomington Minn Hawkins (VStA)
Original assignee: Ausscheidung in 22 65 142 Honeywell Inc, Minneapolis, Minn (VStA)
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1972-07-27
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2236859C3; DE2265142A1; US3848690A; DE2265142C3; DE2236859A1; FR2149793A5; DE2265142B2; GB1397140A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Bei einem aus einem Prospektblatt: »Paver Steering Control« der Firma Jordan Controls Inc., veröffentlicht am 23. März 1971, bekanntgewordenen Steuersystem wird zur Vorgabe der Absolutgeschwindigkeit bzw. zur Vorgabe der Relativgeschwindigkeit der Antriebselemente in bezug aufeinander und somit zur Lenkung des Fahrzeuges eine relativ aufwendige Potentiometeranordnung verwendet. Diese Potentiometeranordnung besteht aus zwei Reihenschaltungen mehrerer Potentiometerwiderstände wobei die beiden Reihenschaltungen zwischen einer gemeinsamen Bezugsspannungsquelle betrieben werden. Zur Veränderung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges muß jeweils der Abgriff eines Potentiometers in jedem der beiden Reihenschaltkreise in gleicher Richtung um den gleichen Betrag verschoben werden, wobei Voraussetzung ist, daß die beiden Potentiometerwiderstände die gleiche absolute Größe und die gleiche Änderungscharakteristik aufweisen.

Ebenso müssen zur Vorgabe einer Richtungsänderung die Abgriffe zweier Potentiometer, die in den beiden Reihenschaltkreisen angeordnet sind, um gleiche Beträge verschoben werden, damit sich hinsichtlich der beiden Antriebsseiten des Fahrzeuges eine genau gegenläufige Geschwindigkeitsveränderung ergibt. Auch hierzu ist Bedingung, daß diese beiden Potentiometerwiderstände eine gleiche absolute Größe und eine gleiche Änderungscharakteristik aufweisen. Im bekannten Fall ergeben sich daher auf Grund der beiden parallel zueinander angeordneten Potentiometerkreise erhebliche Dimensionierungs- und Abgleichprobleme, wenn man davon ausgeht, daß die Absolutgeschwindigkeit, wie auch die Relativgeschwindigkeät der Antriebselemente des Fahrzeuges in reproduzierbarer Weise vorgebbar sein sollen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß keinerlei Dimensionierungs- und Abgleichsprobleme auftreten.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Vervendung von jeweils nur einem Potentiometer sowohl für die Vorgabe der Absolutgeschwindigkeit, als auch für die Vorgabe der Relativgeschwindigkeit und damit für die Steuerung des Fahrzeugs werden die im bekannten Fall vorhandenen Dimensionierungs- und Abgleichprobleme vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Sie zeigt

eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Steuersystems zur Lenkung und Steuerung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, wobei die Lenkung des Fahrzeuges manuell und fahrerunabhängig erfolgen kann.

Es sind ein Antriebssteuerkreis 1 mit regelbarer Abtriebsdrehzahl für die rechte Seite des Fahrzeuges und ein zweiter regelbarer Antriebssteuerkreis 2 mit regelbarer Abtriebsdrehzahl für die linke Seite des Fahrzeugs dargestellt. Der rechte Antriebssteuerkreis besitzt einen hydraulischen Motor 3, welcher zum Antrieb der rechten Fahrzeugseite dient. Der Motor wird von einer regelbaren Pumpe 4 mit hydraulischer Flüssigkeit versorgt.

Ein Stellglied 5 wirkt auf die Pumpe 4 ein, um die Menge der von der Pumpe zum Motor 3 zugeführten hydraulischen Flüssigkeit zu steuern.

In analoger Weise ist der linke Antriebssteuerkreis mit einem hydraulischen Motor 6 versehen. Der hydraulische Motor 6 wird durch eine Pumpe 7 mit hydraulischer Flüssigkeit versorgt, wobei die Fördermenge der Pumpe wiederum durch ein Stellglied 8 gesteuert wird.

Die Stellglieder 5 und 8 zur Steuerung der zu den Motoren geführten Flüssigkeitsmenge werden durch Steuersignale der Verstärker 9 bzw. 10 betätigt. Ein erstes Potentiometer 11 zur Steuerung der Geschwindigkeit ist zwischen eine Gleichspannungsquelle und Masse geschaltet und ist über seinen verstellbaren Schleifarm über Koppelwiderstände 12 und 13 an den Klemmen 14 und 15 der Verstärker 9 bzw. 10 angeschlossen. Eine Verstellung des ersten Potentiometers U bewirkt eine gleichmäßige Geschwindigkeitsveränderung der hydraulischen Motoren 3 und 6, um eine Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges j:u bewirken. Durch die Verstellung des ersten Potentiometers 11

wird eine entsprechende Steuerspannung derart an die Verstärker 9 und 10 abgegeben, daß die Drehzahlen der hydraulischen Motoren 3 und 6 in der gleichen Richtung und u.n einen gleichen Betrag verändert werden.

Ein zweites Potentiometer 16 ist zwischen den Eingang 14 des Verstärkers 9 und dem Eingang 15 des Verstärkers 10 geschaltet, um die Steuerspannungen, die auf beide Verstärker einwirken, gegeneinander zu verstellen. Auf dem zweiten Potentiometer 16 ist ein einseitig an Masse liegender Schleifarm 17 verstellbar. Durch Lageänderung des Schleifarmes 17 können die Gleichstromsteuerspannungen an den Klemmen 14 und 15 der Verstärkereingänge relativ zueinander verändert werden, d. h. in entgegengesetzter Richtung. Eine dadurch bewirkte Änderung der Ausgangsspannungen der Verstärker 9 und 10 ergibt eine unterschiedliche Änderung der Drehzahlen der verstellbaren Motoren 3 und 6, wodurch die Motoren 3 und 6 auf der einer Seite des Fahi zeuges langsamer als auf der anderen Seite laufen und damit eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs bewirken.

Um eine fahrerunabhängige Steuerung der Lenkung eines Fahrzeugs zu ermöglichen, ist durch eine elektrische Schaltung eine Lenksteuereinrichtung 18 vorgesehen, welche das den Eingängen 19 und 20 js zugeführte Steuersignal auf die Eingänge 14 und 15 am Eingang der Verstärker 9 und 10 überträgt. Die den Eingängen 19 und 20 zugeführten Steuersignale können beispielsweise durch einen Tastkreis erzeugt werden, welcher eine externe Bezugsgröße zur Fahrzeugführung, z. B. einen sich seitlich und in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckenden Führungsdraht abtastet und entsprechend der Lage des Führungsdrahtes ein zur Lenkung des Fahrzeuges geeignetes Signal abgegeben wird. Ein zur Abgabe eines elektrischen Steuersignals geeigneter Tastkreis ist beispielsweise in der US-PS 36 74 094 bzw. der DT-OS 21 43 231 beschrieben (siehe dort F i g. 3). Der in dieser Anmeldung erläuterte Schaltkreis erzeugt zeitproportionale Impulse an den Eingängen 19 und 20. Nimmt man an, daß der Fühlei anzeigt, daß das Fahrzeug gerade auf dem gemäß der Bezugsgröße richtigen Kurs ist, so erscheinen an den Eingängen 19 und 20 Impulse dergestalt, daß der Gleichstrommittelwert an den Klemmen 19 und 20 gleich ist. Die den Eingängen 19 und 20 zugeführten Signale gelangen über einen Widerstände 21, 22 und 23 enthaltenden Stromkreis zu den Kondensatoren 24 und 25, wobei das Netzwerk die Impulse durch die als Integrationsglieder 22, 24 bzw. 23, 25 wirkenden Widerständen und Kondensatoren in eine Gleichspannung umformt. Die Gleichstromsignale gelangen über Koppelwiderstände 26 und 27 zu den Eingängen 14 und 15 am Eingang des Verstärkers. Ein Schalter 28 hat einen der manuellen und einen der fahrerunabhängigen Lenkung zugeordneten Kontakt. Ist der Schalter 28 geschlossen, so läßt sich das zweite Potentiometer^ von Hand betätigen. Ist der Schalter 28 geöffnet, so wird das Fahrzeug durch die Steuersignale an den Eingängen 19 und 20 gelenkt.

Während des fahrerunabhängigen l.enkbetriebes r>n kann das zweite Potentiometer 16 auf seine Mittelstellung gebracht werden, oder aber auch etwas außerhalb des Mittelpunktes liegen, wenn eine vorbestimmte Abweichung zwischen von der externen Fahrzeugführung vorbestimmten Fahrtrichtung und der wirklichen Lage des Fahrzeuges erwünscht ist.

Für jeden Motor 3 und 6 ist ein Rückkopplungskreis vorgesehen, um sicherzustellen, daß die Motoren mit der gewünschten Drehzahl arbeiten. Die erwünschten Drehzahlen der Motoren 3 und 6 werden durch die an den Eingängen 14 und 15 anliegenden Gleichspannungen vorbestimmt. In dem rechten Antriebssteuerkreis 1 gelangt das Signal zum Eingang 29 des Verstärkers 9. Ein Impulsaufnehmer 30 gibt an seiner Ausgangsleitung

31 Impulse einer Frequenz ab, die analog der Ausgangswellendrehzahl des regelbaren hydraulischen Motors ist. Das Signal auf der Ausgangsleitung 31 gelangt zu einem Frequenz/Gleichstromumsetzer 33 welcher als Ausgangssignal einen Gleichstrom abgibt, dessen Spannungswert von der Frequenz an seinem Eingang abhängt. Die Ausgangsspannung des Wandlers

32 wird auf den Eingang 29 gegeben. Der Verstärker 9 verstärkt dann die Differenzspannung zwischen den Eingängen 14 und 29.

Analog hierzu tastet ein Impulsaufnehmer 33 die Drehzahl der Ausgangswelle des Motors 6 ab und gibt auf seiner Ausgangsleitung 34 ein Ausgangssignal ab, dessen Frequenz von der Drehzahl der Ausgangswelle des Motors 6 abhängt. Die Ausgangsleitung 34 ist an einen Frequenz/Gleichstromumsetzer 35 angeschlossen, dessen Ausgang wiederum mit dem Eingang 36 am Fingang des Verstärkers 10 verbunden ist.

Während des Betriebes können durch eine Verstellung des ersten Potentiometers 11 die Gleichspannungen an den Klemmen 14 und 15 der Verstärker 9 und 10 und somit auch die Drehzahlen der Motoren in der gleichen Richtung und um einen gleichen Betrag verändert werden. Die Lenkung des Fahrzeugs wird dadurch nicht beeinflußt.

Nimmt aber der in der Zeichnung nicht dargestellte Fühler zur fahrerunabhängigen Fahrzeugführung eine Änderung der Fahrtrichtung auf oder wird das zweite Potentiometer 16 bei manueller Lenkung verstellt, so werden die Gleichspannungspegel an den Klemmen 14 und 15 relativ gegeneinander verändert und damit auch die Drehzahlen der Motoren 3 und 6 relativ zueinander verstellt, um das Fahrzeug entsprechend zu lenken. Wenn die Gleichspannung an der Klemme 14 sich ändert, ändert sich auch die Drehzahl des Motors 3, und als Folge davon gibt der Impulsaufnehmer 30 ein verändertes Ausgangssignal auf die Ausgangsleitung 31 ab. Die Änderung des Ausgangssignals auf der Ausgangsleitung 31 bewirkt eine Änderung am Ausgang des Frequenz-Gleichstromumsetzers 32, welche den an dem Eingang 29 anliegenden Gleichspannungspegel derart verändert, daß die Differenzspannung zwischen dem Eingang 14 und 29 annähernd Null wird. Ein entsprechender Vorgang spielt sich im Rückkopplungskreis de-; Antriebssteuerkreises 2 ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuersystem zur Lenkung und Steuerung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, dessen rechts- und linksseitigen Antriebselemente, wie Räder. Gleisketten usw., durch getrennte Antriebssteuerkreise hinsichtlich ihrer absoluten Geschwindigkeit und hinsichtlich ihrer Relatiygeschwindigkeit zueinander antreibbar sind, mit einer an eine Spannungsquelle angeschlossenen Potentiometeranordnung ■ ■> zur Handvorgabe der Absolutgeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit für die Antriebselemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometeranordnung zur Vorgabe der Absolutgeschwindigkeit ein erstes zwischen der Spannungs- ι s quelle angeordnetes Potentiometer (11) aufweist, dessen Abgriff auf beide Antriebssteuerkreise (1 und

2) geschaltet ist, und daß ein zweites Potentiometer (16) zur Vorgabe der Relativgeschwindigkeit zwischen die Eingänge (14 und 15) der Antriebssteuer- kreise (I₁ 2) geschaltet ist, dessen Abgriff mit dem einen Pol (Masse) der Spannungsquelle verbunden ist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1 zur fahrerunabhängigen und manuellen Lenkung des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Potentiometer (16) eine von Fühlern gespeiste fahrerunabhängige Lenksteuereinrichtung (18) parallel geschaltet ist.

3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Fühler angeschlossenen Eingänge (19 und 20) der Lenksteuereinrichtung (18) über Integrationsglieder (22, 24 und 23, 25) mit den Eingängen (14 und 15) der Antriebssteuerkreise (1 und 2) verbunden sind.

4. Steuersystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Koppelwiderstände (12 und 13 bzw. 26 und 27) zwischen dem ersten Potentiometer (U) bzw. der Lenksteuereinrichtung (18) und den Eingängen (14 und 15) der Antriebssteuerkeise (1 und 2).

;>. Steuersystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen bei manueller Lenkung des Fahrzeuges die Lenksteuereinrichtung (18) kurzschließenden Schalter (28).

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