DE3619401C2 - Steuereinrichtung für ein Fahrzeug mit Differenzgeschwindigkeitslenkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3.

Bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art war mit jeder Getriebeausgangs­ welle ein Tachogenerator verbunden, von dem aus ein geschwindigkeitsabhängiges Signal auf einen Regler für die Differenzgeschwindigkeit gegeben wird, wobei dieser Regler die beiden Signale vergleicht und verarbeitet und ein Ausgangssignal auf die Ventilendstufen gibt, durch die die hydraulischen Steuerdruckventile beeinflußt werden, von denen jedes auf die Stelleinrichtung eines hydrostatischen Getriebes einwirkt.

Fahrzeugantriebe mit auf jeder Seite des Fahrzeuges einem hydrostatischen Getriebe ohne eine Geschwindigkeitsregelung der beiden Getriebe (DE-PS 25 11 176) haben den Nachteil, daß es für den Fahrer schwierig ist und dauerndes Nachlenken erfordert, um das Fahrzeug genau geradeaus zu lenken. Durch eine Geschwindigkeitsregelung, wie sie beispielsweise in der DE-OS 22 36 859 beschrieben ist, ist demgegenüber ein Vorteil erzielt, sobald der Regler für Differenzgeschwindigkeit wirksam wird. Dies ist dann der Fall, wenn die Abtriebsdrehzahl eines der beiden Getriebe aufgrund eines größeren Fahrwiderstandes absinkt. Die Geschwindigkeitsregelung sorgt dann dafür, daß die Abtriebsdrehzahl dieses Getriebes wieder auf den Sollwert angehoben wird. Dieser Vorteil ist jedoch noch nicht ausreichend.

Die Geschwindigkeitsregelung hat den Nachteil, daß ein Regeleingriff erst dann erfolgt, wenn eine Differenzgeschwindigkeit auftritt, d. h. im gleichen Zeitraum unterschiedliche Wege zurückgelegt worden sind, d. h. ungewollt eine Kurve gefahren worden ist. Erst nachdem ein je nach der Trägheit der Regeleinrichtung unterschiedlich großes Kurvenstück gefahren ist, wird die Geradeauslaufsteuerung, die mit der Geschwindigkeitsregelung erzielt werden soll, wirksam. Infolge der Kurvenfahrt fährt dann aber das Fahrzeug in einer nicht gewünschten Richtung und folglich muß zunächst die Fahrtrichtung korrigiert werden und zwar willkürlich durch den Fahrer. Das Geradeauslaufverhalten ist also noch nicht befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zu schaffen, bei der bei Ansteuerung der Geradeausfahrt das Fahrzeug mit größtmöglicher Genauigkeit unabhängig von unterschiedlichen Fahrwiderständen auf den beiden Fahrzeugseiten geradeaus fährt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmale gelöst. Dadurch, daß unmittelbar der Weg der Antriebsräder auf den beiden Fahrzeugseiten erfaßt wird, ist es möglich, geringe Abweichungen der auf beiden Fahrzeugseiten zurückgelegten Wege voneinander zu erfassen und daraus die Regelkorrektur abzuleiten, wobei sich als sinnvoll erwiesen hat, diese in der Form zu verarbeiten, daß sie in dem Regler für Differenzgeschwindigkeit überlagert werden. Der zurückgelegte Weg auf beiden Fahrzeugseiten wird gleich gehalten und damit Geradeausfahrt sichergestellt. Dabei wird die wegabhängige Regelung der Geschwindigkeitsregelung überlagert. Das heißt, die bisher schon bekannte Geschwindigkeitsregeleinrichtung bleibt zur Stabilisierung des Regelverhaltens bestehen, aber gemäß der Erfindung wird sie von dem Differenzwegregler geführt.

Ungleiche Fahrwiderstände auf beiden Fahrzeugseiten oder unterschiedliche Verhaltensweisen der Getriebe auf den beiden Fahrzeugseiten beeinträchtigen nicht das Geradeausfahrverhalten. Das Fahrzeug behält vielmehr die ursprüngliche Richtung bei.

Besonders zweckmäßig ist, wenn der die Drehbewegung erfassende Wegsignalgeber ein digitales Signal gibt, beispielsweise die Welle mit einer Impulsgeberscheibe verbunden ist und das Vorbeigehen jeder Markierung der Impulsgeberscheibe an einem Sensor einen Impuls auslöst.

Das Einwirken auf die Stelleinrichtung des Getriebes bei ungewollter Kurvenfahrt kann in unterschiedlicher Weise erfolgen, beispielsweise derart, daß auf der Innenseite der ungewollt als Abweichung von der gewollten Geradeausfahrt auftretenden Kurve soweit möglich das Hubvolumen des Hydromotors verkleinert wird und bzw. oder das Hubvolumen der Pumpe vergrößert wird und bzw. oder auf der Außenseite dieser ungewollt gefahrenen Kurve das Hubvolumen der Pumpe verkleinert wird und bzw. oder das Hubvolumen des Hydromotors vergrößert wird, um eine Kurvenfahrt zu bewirken, die der ungewollten Kurvenfahrt entgegenwirkt und im Endergebnis die angestrebte Geradeausfahrt bewirkt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand zweier Schaltschemata erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltschema mit einem für beide Getriebe gemeinsamen Differenzwegrechner und Differenzwegregler.

Fig. 2 zeigt ein Schaltschema mit für jedes Getriebe einer getrennten Regeleinrichtung.

Zu Fig. 1:

Das hydrostatische Getriebe 1 der linken Fahrzeugseite und das hydrostatische Getriebe 2 der rechten Fahrzeugseite werden beide von der gleichen Brennkraftmaschine 3 angetrieben. Die Ausgangswelle 4 des hydrostatischen Getriebes 1 ist in der Zeichnung nicht mehr dargestellter Weise mit dem Turas des Kettenantriebes der linken Fahrzeugseite verbunden. In ebensolcher Weise ist die Ausgangswelle 5 des Getriebes 2 mit dem ebenfalls in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Turas des Kettenantriebes der rechten Fahrzeugseite verbunden.

Darüberhinaus ist die Getriebeausgangswelle 4 mit einem Wegsignalgeber 6 verbunden und ist die Getriebeausgangswelle 5 mit einem Wegsignalgeber 7 verbunden. Die Wegsignalgeber 6, 7 sind beispielsweise als Drehwegimpulsgeber ausgebildet.

Von dem Wegsignalgeber 6 führt eine Leitung 8, 9 zu einem Eingang eines Differenzgeschwindigkeitsreglers 10. In ebensolcher Weise führt eine Leitung 11, 12 zu einem zweiten Eingang dieses Differenzgeschwindigkeitsreglers 10. An dessen Ausgang ist eine Leitung 13, 14 angeschlossen und eine Leitung 13,15, wobei die Leitungen 14 und 15 stets Signale unterschiedlicher Polarität führen. Die Leitung 14 führt zu einem Summierglied 16 und die Leitung 15 führt zu einem Summierglied 17. An den jeweils zweiten Eingang dieser Summierglieder 16 und 17 ist eine Leitung 18, 19 angeschlossen, die zu einem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Sollwertgeber für die Fahrgeschwindigkeit führt. Von dem Summierglied 16 aus führt eine Leitung 20 zu der Ventilendstufe 21, die auf das hydrostatische Getriebe 1 einwirkt, und von dem Summierglied 17 aus führt eine Leitung 22 zu der Ventilendstufe 23, die auf das hydrostatische Getriebe 2 einwirkt.

Soweit entspricht die Einrichtung dem bekannten Stand der Technik. Geben die Wegsignalgeber 6 und 7 unterschiedliche Geschwindigkeitssignale, so wirken diese unterschiedlichen Signale über die Leitungen 8, 9 einerseits und 11, 12 andererseits auf den Differenzgeschwindigkeitsregler 10 ein. Infolge der Reglerdynamik muß jedesmal eine Geschwindigkeitsdifferenz eine Zeitlang einwirken, bis sie ausgeregelt wird. Während dieser Zeit fährt das Fahrzeug eine ungewollte Kurve. Erst danach wird die gewünschte Geradeausfahrt erzielt.

Um diesen Mangel zu beheben, ist an die Leitung 8, 9 eine Leitung 25 angeschlossen und ist an die Leitung 11, 12 eine Leitung 26 angeschlossen, wobei diese beiden Leitungen zu den beiden Eingängen eines Differenzwegberechners 27 führen, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 28 zu dem Differenzwegregler 29 geführt wird, der über eine Leitung 30 auf einen zusätzlichen Eingang des Differenzgeschwindigkeitsreglers 10 einwirkt, wobei in diesem die Signale derart überlagert werden, daß sofort bei Auftreten eines unterschiedlich zurückgelegten Weges ein Regeleingriff erfolgt.

Zum Erzielen einer gewollten Kurvenfahrt werden die Leitungen 14 und 15 beide durchgetrennt und die Leitungen 18 und 19 voneinander getrennt und auf die Leitungen 18 und 19 der gewollten Kurvenfahrt entsprechende unterschiedliche Signale gegeben oder bei einer anderen Ausgestaltungsform wird unmittelbar auf die Endstufen 21 und 23 willkürlich übersteuernd eingewirkt, wobei gegebenenfalls die Regelwirkung der Organe 27, 29, 10 ausgeschaltet wird, zum Beispiel, indem dem Differenzwegregler 29 und bzw. gegebenenfalls oder dem Differenzgeschwindigkeitsregler 10 mit in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Einrichtungen der Ausgangswert Null aufgezwungen wird.

Zu Fig. 2:

Die Getriebe 1 und 2, die Ausgangswellen 4 und 5 die Wegsignalgeber 6 und 7 und die Leitungen 8 und 11 und die Ventilendstufen 21 und 23 sind die gleichen wie in Fig. 1. Die Leitung 8 führt zum Eingang eines Wegberechners 40, von dem eine Leitung 41 zu einem Summierglied 42 führt.

In analoger Weise führt die Leitung 11 zu einem Wegberechner 43, von dem aus eine Leitung 44 zu einem Summierglied 45 führt. Von einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Wegsollwertvorgabeeinrichtung führt eine Signalleitung 46, die in zwei Signalleitungen 47 und 48 aufgespalten ist, zu den beiden Summiergliedern 42 und 45. Vom Summierglied 42 führt eine Steuerleitung 50 zu dem Wegregler 51 und von dem Summierglied 45 führt eine Steuerleitung 52 zu dem Wegregler 53. Der Ausgang des Wegreglers 51 ist an ein Summierglied 55 angeschlossen, dessen zweiter Eingang über eine Zweigleitung 56 an die Leitung 8 angeschlossen ist und dessen Ausgang an den Eingang eines Geschwindigkeitsreglers 57 angeschlossen ist.

In analoger Weise ist der Ausgang des Wegreglers 53 an ein Summierglied 58 angeschlossen, an dessen zweiten Eingang eine von der Leitung 11 abzweigende Leitung 59 angeschlossen ist und dessen Ausgang an den Eingang eines Geschwindigkeitsreglers 60 angeschlossen ist.

Vom Ausgang des Geschwindigkeitsreglers 57 führt eine Leitung 61 zu der Ventilendstufe 21 und von dem Ausgang des Geschwindigkeitsreglers 60 führt eine Leitung 62 zu der Ventilendstufe 23.

Da beiden Wegreglern 51 und 53 über die Leitung 46 der gleiche Wegsollwert vorgegeben wird, steuern diese so, daß die Wellen 4 und 5 den gleichen Drehweg zurücklegen.

Auch hier können zum Erzielen der gewollten Kurvenfahrt entweder die Leitungen 47 und 48 voneinander getrennt und mit unterschiedlichen Sollwerten beaufschlagt werden oder den Wegreglern 51 und 53 und bzw. oder den Geschwindigkeitsreglern 57 und 60 wird das Ausgangssignal Null aufgezwungen und unmittelbar über zusätzliche Mittel auf die Ventilendstufe 21 und 23 eingewirkt. Da die Erfindung sich auf die Einrichtung zur Geradeausfahrtregelung bezieht, sind diese zusätzlichen Einrichtungen nicht dargestellt.

Die Lösungen gemäß den Fig. 1 und 2 beruhen auf dem gleichen Erfindungsgrundgedanken, jedoch wird im praktischen Einsatz der Lösung gemäß Fig. 1 meistens der Vorzug zu geben sein. Eine Wegregelanlage gemäß Fig. 2 ermöglicht ebenfalls einen gleichguten Geradeauslauf, jedoch ist der Aufwand wesentlich größer wie bei der Einrichtung gemäß Fig. 1, nämlich insofern, als bei der Lösung gemäß Fig. 2 zwei Regler vorhanden sein müssen, während bei der Lösung gemäß Fig. 1 nur einer vorhanden sein muß. Die Wegberechnung erstreckt sich bei der Lösung gemäß Fig. 2 über einen viel größeren Bereich wie bei der Lösung gemäß Fig. 1 und das verursacht Kosten bei den signalverarbeitenden Bauteilen. Der Wegsollwert muß bei der Lösung gemäß Fig. 2 von einem zusätzlichen Rechengerät erzeugt werden, das die gewünschten Beschleunigungen und Geschwindigkeiten berücksichtigen kann.

Es ist zweckmäßig, aber für die Erfindung in ihrer grundsätzlichen einfachsten Form nicht zwingend erforderlich, daß ein Differenzgeschwindigkeitsregler bzw. für jedes Getriebe ein Geschwindigkeitsregler vorhanden ist. Ist jedoch ein solcher vorhanden bzw. zu jedem Getriebe ein solcher vorhanden und wirkt auf diesen der Differenzwegregler bzw. der Wegregler zusätzlich ein, so wird dadurch das regelungstechnische Verhalten verbessert und wird leichter kalkulierbar. Das Maß der Zweckmäßigkeit des Vorhandenseins eines Differenzgeschwindigkeitsreglers bzw. eines Geschwindigkeitsregler hängt von den dynamischen Eigenschaften der Stellorgane der Getriebe ab. Möglich im Rahmen der Erfindung ist auch ein direktes Einwirken des Differenzwegreglers bzw. der Wegregler auf die Ventilendstufen.

Claims (7)

1. Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Gleiskettenfahrzeug, mit Differenzgeschwindigkeitslenkung mit auf jeder Fahrzeugseite einem stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe, wobei die Ausgangswellen beider Getriebe mit je einem, die Drehbewegung erfassenden, als Wegsignalgeber ausgebildeten Signalgeber verbunden sind, wobei jeweils der Ausgang jedes dieser beiden Wegsignalgeber mit einem Differenzgeschwindigkeitsregler verbunden ist, der beiden, je einer Fahrzeugseite zugeordneten Getrieben zugeordnet ist und dessen Ausgang über je ein Summierglied, dem andererseits ein Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit zugeführt wird, mit zwei je einem Getriebe zugeordneten Ventilendstufen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang (8, 11) jedes Wegsignalgebers (6, 7) jeweils zusätzlich eine Leitung (25, 26) angeschlossen ist, die zu jeweils einem Eingang eines gemeinsamen Differenzwegberechners (27) führt, dessen Ausgang an den Eingang eines gemeinsamen Differenzwegreglers (29) angeschlossen ist, der mittelbar oder unmittelbar mit den Stellorganen der Getriebe derart in Wirkverbindung steht, daß der Geschwindigkeitsregelung eine Wegregelung überlagert ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Differenzwegregler mittelbar mit den Stellorganen des Getriebes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Differenzwegreglers (29) zusätzlich an einen Eingang des gemeinsamen Differenzgeschwindigkeitsreglers (10) angeschlossen ist.

3. Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Gleiskettenfahrzeug, mit Differenzgeschwindigkeitslenkung mit auf jeder Fahrzeugseite einem stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe, wobei die Ausgangswellen beider Getriebe mit je einem, die Drehbewegung erfassenden, als Wegsignalgeber ausgebildeten Signalgeber verbunden sind, wobei jeweils der Ausgang jedes dieser beiden Wegsignalgeber mit jeweils einem einem Getriebe zugeordneten Geschwindigkeitsregler verbunden ist, dessen Ausgang über je ein Summierglied, dem andererseits ein Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit zugeführt wird, mit je einer einem Getriebe zugeordneten Ventilendstufe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang (8, 11) jedes Wegsignalgebers (6, 7) jeweils zusätzlich eine Leitung angeschlossen ist, die zu einem Eingang jeweils eines Wegberechners (40, 43) führt, dessen Ausgang jeweils an den Eingang eines Wegreglers (51, 53) angeschlossen ist, der mittelbar oder unmittelbar mit den Stellorganen der Getriebe derart in Wirkverbindung steht, daß der Geschwin­ digkeitsregelung eine Wegregelung überlagert ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, bei der die Wegregler mittelbar mit den Stellorganen der Getriebe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Wegreglers (51, 53) jeweils zusätzlich an einen Eingang des Geschwindigkeitsreglers (57, 60) angeschlossen ist.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an den Ausgang der Wegberechner (40, 43) eine Leitung (41 oder 44) angeschlossen ist, die jeweils zu einem zweiten Summierglied (42 oder 45) führt, dem einerseits ein Sollwertsignal aus einer Sollwertsignalleitung (46) zugeführt wird und dessen Ausgang (50 bzw. 52) zu jeweils einem Wegregler (51 bzw. 53) führt, dessen Ausgang jeweils an das erste Summierglied (55 bzw. 58) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit jeweils einem Geschwindigkeitsregler (57 bzw. 60) verbunden ist.

6. Steuereinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drehbewegung erfassenden Wegsignalgeber (6, 7) Digitalsignalgeber sind.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalsignalgeber Impulsgeberscheiben mit zugeordneten Sensoren sind.