DE3842405A1 - METHOD FOR ADDITIONAL HYDRAULIC DRIVE OF WHEELS ON A VEHICLE - Google Patents

METHOD FOR ADDITIONAL HYDRAULIC DRIVE OF WHEELS ON A VEHICLE

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DE3842405A1 DE19883842405 DE3842405A DE3842405A1 DE 3842405 A1 DE3842405 A1 DE 3842405A1 DE 19883842405 DE19883842405 DE 19883842405 DE 3842405 A DE3842405 A DE 3842405A DE 3842405 A1 DE3842405 A1 DE 3842405A1
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Abstract

A method for the supplementary hydraulic drive of the front wheels 9, 10 of a vehicle whose near wheels 4 are driven through a torque connecter 2 and gearbox 3, by automated control of a closed hydraulic operating circuit, comprises regulating using electronic means the operating fluid pressure in accordance with the ratio of the converter output revolution rate NA or transmission output revolution rate NGA to the converter input revolution rate NE, the front axle moment MVA being adjusted as a selectable proportion of the instantaneously calculated tractive force of the rear axle, the said moment being controlled through the hydraulic circuit by means of a proportional valve 17. The circuit includes an adjustable pump 5 and motors 7, 8 adjacent respective wheels 9, 10, an hydraulically actuated clutch, such as 11, being located between each motor and its wheel. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum zu­ sätzlichen hydraulischen Antrieb von Rädern an einem Fahrzeug entsprechend des Oberbegriffes des Hauptan­ spruches.The invention relates to a method for additional hydraulic drive of wheels on one Vehicle according to the generic term of the main saying.

Bekannt ist bereits ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines hydrostatischen Antriebs für die Vor­ derräder eines Fahrzeugs mit mechanischem, hydrodyna­ mischem oder hydrostatischem Getriebe und Verbrennungs­ kolbenmotor als Heckantrieb, mit einer elektronisch-elek­ trohydraulischen Einrichtung zur Regelung des Drehmoments der Vorderräder mittels pumpeninterner Druckregelung durch die Druckregelverstellung und in Abhängigkeit von der Dreh­ zahl der Vorder- und Hinterräder mit mindestens den Hinter­ rädern zugeordneten Drehzahlmeßwertaufnehmern, einer elek­ tronischen Einrichtung mit gegebenenfalls einem Stellglied für die Aggressivität, einer Drehmomentvorgabeeinrichtung, einem Fahrtrichtungsschalter und einem mit einer Hydrau­ likpumpe verbundenen Druckregelventil, wobei die gemessene Drehzahl der Hinterräder in der elektronischen Einrichtung durch einen mit einer einstellbaren Steuerungskennlinie programmierten Baustein mit der Steuerungskennlinie ver­ glichen wird, die sich aus dem jeweiligen Meßwertvergleich ergebende Steuerungsgröße für das Druckregelventil der Hy­ draulikpumpe als Steuerungsstrom dem Druckvorsteuerventil des Druckregelventils zugeführt wird und hiernach der Druck in dem aus Pumpe und Radmotoren bestehenden hydrostatischen Antrieb der Vorderräder geregelt wird, (DE-OS 36 20 163) A method for control or is already known Regulation of a hydrostatic drive for the front the wheels of a vehicle with mechanical, hydrodyna mixer or hydrostatic transmission and combustion piston engine as rear-wheel drive, with an electronic elec Trohydraulic device for regulating the torque the front wheels by means of pump-internal pressure control the pressure control adjustment and depending on the rotation number of front and rear wheels with at least the rear wheels assigned speed transducers, an elec tronic device with an actuator if necessary for aggressiveness, a torque setting device, a direction switch and one with a hydrau likpump connected pressure control valve, the measured Speed of the rear wheels in the electronic device through one with an adjustable control characteristic programmed block with the control characteristic ver is compared, which results from the respective measured value comparison resulting control variable for the pressure control valve of the Hy draulic pump as control current to the pressure pilot valve of the pressure control valve is supplied and then the pressure in the hydrostatic consisting of pump and wheel motors Drive of the front wheels is regulated (DE-OS 36 20 163)  

Nachteiligerweise ist mit der Regelung des Vorderradan­ triebes eines Baufahrzeuges nach dem vorstehenden Verfah­ ren ein erheblicher Aufwand verbunden. Insbesondere ist damit jedoch keine kontrollierte Aufteilung der Antriebs­ kräfte auf die Vorderachse oder auf die Hinterachse mög­ lich.The disadvantage is with the regulation of the front wheel drive a construction vehicle according to the above procedure ren a considerable effort. In particular is however, this does not result in a controlled division of the drive forces on the front axle or on the rear axle possible Lich.

Weiterhin bekannt ist bereits ein Verfahren zum wählbar zusätz­ lichen hydraulischen Antrieb von Rädern an einem Fahrzeug zu von einem Motor über einen Drehmomentenwandler oder Ge­ triebe gestellten Hauptantriebsrädern durch die automa­ tive Steuerung eines geschlossenen hydraulischen Arbeits­ kreises mit von einer Verstellpumpe gespeisten Radmotoren und direkt vom Motor angetriebener Verstell- und einer Steuerpumpe, wobei der Arbeitsflüssigkeitsstrom bzw. -druck vom schaltbaren Steuerpumpenstrom gesteuert ist, und wobei in Überlagerung der Arbeitsflüssigkeitsstromsteuerung der Arbeitsflüssigkeitsdruck nach dem Verlauf einer in Abhängig­ keit vom Verhältnis der Motor- zur Wandlerstufen- oder Ge­ triebe-Ausgangsdrehzahl wählbar vorgegebenen Funktion ge­ regelt wird, (DE-PS 33 31 651).Furthermore, a method for selectable additional is already known hydraulic drive of wheels on a vehicle to from an engine via a torque converter or Ge main drive wheels provided by automa tive control of a closed hydraulic work circle with wheel motors fed by a variable displacement pump and directly driven by the engine and one Control pump, the working fluid flow or pressure is controlled by the switchable control pump current, and wherein in superposition of the working fluid flow control Working fluid pressure depending on the course in one speed of the ratio of the motor to converter stage or Ge Gearbox output speed selectable specified function is regulated (DE-PS 33 31 651).

Nach einem derartigen Regelungsverfahren wird der Arbeits­ druck des Arbeitskreises durch eine stufenförmig vorgege­ bene Funktion bestimmt. Dies hat den Nachteil, daß in der Folge der nicht feinabstimmbaren Regelung die zusätzlich angetriebenen Vorderräder in bezug auf die Hinterräder ent­ weder nach- oder vorlaufen.After such a regulatory process, the work pressure of the working group by a step-wise level function. This has the disadvantage that in the As a result of the non-fine-tunable regulation, the additional driven front wheels ent with respect to the rear wheels ent neither run or run ahead.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit geringem Auf­ wand einen zusätzlichen Antrieb der Vorderräder von Fahr­ zeugen darzustellen, der sowohl der rauhen Betriebsweise von Baufahrzeugen gewachsen ist als auch eine kontrollierte Verteilung der Antriebslast von Vorder- und Hinterachse sicher­ stellt. The object of the invention is with little on turned an additional drive of the front wheels from Fahr testify to both the harsh mode of operation of construction vehicles has grown as well as a controlled one Safe distribution of the drive load from the front and rear axles poses.  

Die Lösung die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird in einem Verfahren entsprechend des kennzeichnenden Merkmales des Hauptanspruches gesehen.The solution to the problem underlying the invention is in a process according to the characteristic Characteristic of the main claim seen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bereits der einfache Aufbau einer Steuerung ausreicht, das zusätzlich antreibende Vorderachsmoment zu stellen und nicht nur ein Gleichlauf, sondern darüber hinaus auch ein den Achsauf­ standslasten entsprechender und damit optimierter Arbeits­ anteil der Vorder- und Hinterachse sichergestellt sind.The advantage of the invention is that the simple construction of a control system is sufficient, in addition to set driving front axle torque and not just one Synchronism, but also the axis standing loads of corresponding and thus optimized work share of the front and rear axles are ensured.

In den Unteransprüchen sind Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.Further developments of the invention are in the subclaims described.

Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles wird im folgenden die Erfindung näher beschrieben.Using a schematically shown in the drawing The invention is the following embodiment described in more detail.

In der Figur wird von einem Leistungskreis entsprechend der Anordnung der deutschen Patentschrift 33 31 651 ausgegan­ gen. Es treibt der Motor (1), vorzugsweise eine Verbrennungs­ kraftmaschine, über einen Drehmomentenwandler (2) einschließ­ lich seiner Wandlerstufen und eines Getriebes (3) die Haupt­ antriebsräder (4) eines Fahrzeuges. Gleichzeitig werden vom Motor (1) über eine Welle direkt die Verstellpumpe (5) und Steuerpumpe (6) angetrieben. Diese beiden vorgenannten Ele­ mente einer automativen Steuerung arbeiten in einem ge­ schlossenen hydraulischen Arbeitskreis, der die Radmotoren (7 und 8) speist und damit die zusätzlich angetriebenen Räder (9 und 10) in Drehung versetzt. Zwischen beiden sind hydrau­ lisch stellbare Kupplungen (11 und 12) dargestellt. Weiterhin erkennbar sind die Radmotoren durch zwei Druckbegrenzungs­ ventile (13, 14) gesichert. In the figure, a power circuit according to the arrangement of German patent 33 31 651 is used as a starting point. The motor ( 1 ), preferably an internal combustion engine, drives the main via a torque converter ( 2 ) including its converter stages and a gear ( 3 ) drive wheels ( 4 ) of a vehicle. At the same time, the motor ( 1 ) drives the variable displacement pump ( 5 ) and control pump ( 6 ) directly via a shaft. These two aforementioned elements of an automatic control system work in a closed hydraulic working circuit that feeds the wheel motors ( 7 and 8 ) and thus sets the additionally driven wheels ( 9 and 10 ) in rotation. Between the two hydraulically adjustable couplings ( 11 and 12 ) are shown. Also recognizable are the wheel motors secured by two pressure relief valves ( 13 , 14 ).

Der Steuerwinkel der Verstellpumpe (5) wird durch das Auf-Stellelement (15) und das Ab-Stellelement (16) ent­ sprechend deren Speisung durch das Proportionalventil (17) gestellt. Das Überdruckventil (21) begrenzt den Steuer­ druck auf einen einstellbaren festen Wert im Steuerkreis. Vom gleichen Flüssigkeitsstrom der Steuerpumpe (6) wird über die Einwegventile (22 und 23) der Arbeitskreis mit Flüssigkeit nachversorgt.The control angle of the variable displacement pump ( 5 ) is accordingly adjusted by the up-setting element ( 15 ) and the down-setting element ( 16 ), which are fed by the proportional valve ( 17 ). The pressure relief valve ( 21 ) limits the control pressure to an adjustable fixed value in the control circuit. The working circuit is replenished with liquid from the same liquid flow from the control pump ( 6 ) via the one-way valves ( 22 and 23 ).

Bei einer in soweit bekannten Anordnung sind nun im Drehmomentenwandler in den Meßpunkten (28, 29) Ist-Wert-Füh­ ler vorgesehen, die Signale für die Wandlereingangsdrehzahl N E und für die Wandlerausgangsdrehzahl N A abgeben. In einem Verhältnisbilder (25) wird der Quotient der Wandleraus­ gangs- zur Wandlereingangsdrehzahl gewonnen. Über diesen Wert als Abszisse ist aus dem Kennlinienfeld des Speichers (26) von der darin gespeicherten Funktion des Quotienten von Wandlerausgangsmoment M A zu Wandlereingangsmoment M E ein Ordinatenwert M AE abruf- und weiterverarbeitbar.In a so far known arrangement are now in the torque converter in the measuring points ( 28 , 29 ) Actual value Füh provided that give the signals for the converter input speed N E and for the converter output speed N A. The quotient of the converter output to converter input speed is obtained in a ratio diagram ( 25 ). This value is the abscissa of the characteristic field of the memory (26) retrievable from the stored in function of the ratio of transducer output torque M A to the converter input torque M E A M AE ordinate and further processed.

Die Bestimmung des Wandlereingangsmomentes erfolgt in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer im Funktionsspeicher (27) aufgezeichneten Kurve des gemessenen Wandlereingangsmomentes M E bei konstanter Wandlereingangsdrehzahl N E in Abhängigkeit des Verhältnisses der Wandlereingangs- zur Wandlerausgangs­ drehzahl. Der jeweils vom Funktionsspeicher (27) abgegebene Wert wird im Multiplikator (24) mit dem Quadrat des Quo­ tienten von Wandlereingangsdrehzahl N E zu der vorgenannten konstanten Wandlereingangsdrehzahl multipliziert und dem Hauptmultiplikator (20) zugeführt. Das hierin gebildete Pro­ dukt mit dem vorerwähnten Wert M AE des Ausgangs des Spei­ chers (26) stellt unter ergänzender Berücksichtigung antriebs­ systemeigener konstanter, zumindest jedoch intervallkonstanter, Faktoren K 1...n , die durch den eingeschalteten Gang, die Hin­ terachsübersetzung und auch den Wirkungsgrad des Hinter­ antriebes dargestellt sein können, ein rechnerisch er­ mitteltes Maß für das Hinterachsmoment M HA dar. Im damit gespeisten Aufteiler (19) läßt sich als wählbarer Anteil X % davon ein Vorgabewert für das Vorderachsmoment M VA ge­ winnen. Im üblichen Dauerbetrieb wird dieser Anteil des Vorderachsmoments gesehen zum Hinterachsmoment, dem An­ teil der jeweiligen Achsaufstandslasten, also etwa 1/3 zu 1 entsprechen. Bei besonderen Verhältnissen z. B. an Hängen oder bei Eisbildungen ist der Anteil des Vorderachsmomentes jedoch durch den Fahrer des Fahrzeuges einstellbar.The converter input torque is determined in a manner known per se with the aid of a curve of the measured converter input torque M E recorded in the functional memory ( 27 ) at constant converter input speed N E as a function of the ratio of the converter input speed to the converter output speed. The value output from the function memory ( 27 ) is multiplied in the multiplier ( 24 ) by the square of the quotient of the converter input speed N E to the aforementioned constant converter input speed and fed to the main multiplier ( 20 ). The product formed here with the aforementioned value M AE of the output of the memory ( 26 ), taking into account the drive system's own constant, or at least interval constant, factors K 1 ... n caused by the gear engaged, the rear axle ratio and also the efficiency of the rear drive can be shown, a computationally he averaged measure for the rear axle torque M HA . In the feeder ( 19 ) fed thereby, a default value for the front axle torque M VA can be obtained as a selectable portion X % thereof. In normal continuous operation, this proportion of the front axle torque is seen as the rear axle torque, which corresponds to part of the respective axle contact loads, i.e. approximately 1/3 to 1. In special circumstances z. B. on slopes or ice formation, the proportion of the front axle torque is adjustable by the driver of the vehicle.

Der Vorgabewert für das Vorderachsmoment M VA wird entsprechend der Kennlinie des an sich bekannten Proportionalventiles (17) im Umformer (18) in elektrische Stellsignale i rück oder i vor zur Stellung der Magnetventileingänge (32, 33) umge­ formt.The default value for the front axle torque M VA is converted in accordance with the characteristic of the known proportional valve ( 17 ) in the converter ( 18 ) into electrical control signals i zurück or i vor for the position of the solenoid valve inputs ( 32 , 33 ).

In an sich bekannter Weise ist das Proportionalventil (17) weiterhin hydraulisch über die Leitungen (34, 35) mit dem Arbeitskreis und über die Verbindungen (36, 37) mit dem Auf-Stellelement (15) und dem Ab-Stellelement (16) verbunden. Die Speisung des Proportionalventiles (17) erfolgt von der Steuerpumpe (6) über die Zuführung (38).In a manner known per se, the proportional valve ( 17 ) is also hydraulically connected to the working circuit via the lines ( 34 , 35 ) and to the up-setting element ( 15 ) and the down-setting element ( 16 ) via the connections ( 36 , 37 ) . The proportional valve ( 17 ) is supplied by the control pump ( 6 ) via the feed ( 38 ).

Eine alternative Möglichkeit die Ausgangsdrehzahl N A darzustellen besteht darin, daß man, wie in der Zeich­ nung angedeutet, die Hinterraddrehzahl N AG mit einer Gang­ kenngröße i gang im Faktorbilder (40) multipliziert und dann in den Rechnungsgang einführt. Die Gangkenngröße i gang lie­ fert weiterhin über ein Oderglied (39) eine alternative In­ formation (30 bzw. 31) an den Umformer (18) je nach dem, ob sich die Hinterachse im Vorwärts- oder Rückwärtsbetrieb befindet. An alternative way to represent the output rotational speed N A is that, as indicated in the drawing voltage, the rear wheel speed N AG with a power parameter i gear multiplied in the factor images (40) and then introduced into the bill passage. The gear characteristic i gang delivers an alternative information ( 30 or 31 ) to the converter ( 18 ) via an OR link ( 39 ) depending on whether the rear axle is in forward or reverse operation.

Die vorstehend beschriebene Steuerungsanordnung ist aufwandgering und stellt vorteilhafterweise ein fein­ fühlig durchführbares, in seiner Antriebskräftever­ teilung einstellbares Verfahren zum zusätzlichen An­ trieb von Rädern an einem Fahrzeug dar. The control arrangement described above is effortless and advantageously a fine feasible, in its driving force ver adjustable procedure for additional allocation drifted from wheels on a vehicle.  

Bezugsziffern:Reference numbers:

 1 Motor
 2 Drehmomentenwandler
 3 Getriebe
 4 Hauptantriebsräder
 5 Verstellpumpe
 6 Steuerpumpe
 7 Radmotor
 8 Radmotor
 9 Rad
10 Rad
11 Kupplung
12 Kupplung
13 Druckbegrenzungsventil
14 Druckbegrenzungsventil
15 Auf-Stellelement
16 Ab-Stellelement
17 Proportionalventil
18 Umformer
19 Aufteiler
20 Hauptmultiplikator
21 Überdruckventil
22 Einwegventil
23 Einwegventil
24 Multiplikator
25 Verhältnisbilder
26 Speicher
27 Funktionsspeicher
28 Meßpunkt
29 Meßpunkt
30 Information
31 Information
32 Magnetventileingang
33 Magnetventileingang
34 Leitung
35 Leitung
36 Verbindung
37 Verbindung
38 Zuführung
39 Oderglied
40 Faktorbilder 1 engine
2 torque converters
3 gears
4 main drive wheels
5 variable pump
6 control pump
7 wheel motor
8 wheel motor
9 wheel
10 wheel
11 clutch
12 clutch
13 pressure relief valve
14 pressure relief valve
15 Open control element
16 Ab-setting element
17 proportional valve
18 converters
19 allocation table
20 major multiplier
21 pressure relief valve
22 one-way valve
23 one-way valve
24 multiplier
25 ratio pictures
26 memory
27 function memory
28 measuring point
29 measuring point
30 information
31 Information
32 solenoid valve input
33 solenoid valve input
34 line
35 line
36 connection
37 connection
38 feeder
39 Or link
40 factor images

Claims (5)

1. Verfahren zum zusätzlichen hydraulischen Antrieb von Rädern an einem Fahrzeug, zu von einem Brenn­ stoffmotor über einen Drehmomentenwandler und ein Getriebe gestellten Hauptantriebsrädern, mit durch automative Steuerung eines geschlossenen hydrau­ lischen Arbeitskreises von einer Verstellpumpe ge­ speisten Vorderradmotoren und direkt ebenfalls vom Brennstoffmotor angetriebener Verstell- und Steuer­ pumpe, wobei in Überlagerung der Arbeitsflüssigkeitsstrom­ steuerung der Arbeitsflüssigkeitsdruck nach dem Ver­ lauf von in Abhängigkeit des Verhältnisses N AE, der Wandler- N A oder Getriebeausgangs- N GA zur Wandler­ eingangsdrehzahl N E , in einem Funktionsbilder elek­ tronisch gespeicherten, abrufbaren Funktionen geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderachsmo­ ment M VA als wählbarer Anteil X % zur momentan errech­ neten Zugkraft der Hinterachse proportional nachgestellt wird, indem unter ergänzender Berücksichtigung antriebs­ systemeigener konstanter Faktoren K 1...n das Hinter­ achsmoment M HA dargestellt wird als augenblickweise ge­ bildetes Produkt der Faktoren, einerseits des Funktions­ wertes M AE = f(N AE), als einem Quotienten aus Wandler­ ausgangsmoment M A zu Wandlereingangsmoment M E , und an­ dererseits des Wandlereingangsmomentes M E , dargestellt zum einen aus dem ebenfalls elektronisch gespeicherten, abrufbaren Funktionswert aus dem Kennlinienfeld des Wandlereingangsmomentes bei einer bestimmten, kon­ stanten Drehzahl M E bei N = const = f(N AE )und zum anderen multipliziert mit dem Quadrat des Quotienten von realer Eingangsdrehzahl N E und der gewählten konstanten Drehzahl N const, so daß gilt: und sich zusammengefaßt für das Hinterachsmoment ergibt: bzw. sich das Vorderachsmoment errechnet zuM VA = M HA × X %und unter Zwischenschaltung eines hydraulischen Pro­ portionalventils in an sich bekannter Weise des Vorder­ achsmoment durch den hydraulischen Arbeitskreis gesteuert wird.1. A method for the additional hydraulic drive of wheels on a vehicle, to main drive wheels provided by a fuel engine via a torque converter and a gearbox, with front wheel motors fed by a variable displacement pump through automated control of a closed hydraulic working group and also directly variable speed drives driven by the fuel motor. and control pump, wherein in the superposition of the working fluid flow of the working fluid pressure control according to the Ver running of a function of the ratio N AE, the converter N a or transmission output N GA to the converter input rotational speed N e, regulated in a function pictures elec tronically stored callable functions is characterized in that the front axle torque M VA is adjusted proportionally as a selectable proportion X % to the currently calculated tractive force of the rear axle by additionally taking into account drive-internal constant factors K 1 ... the one part of the function value M AE = f (N AE), as a quotient of converter output torque M A to the converter input torque M E and on the other hand, the converter input torque M E, is n the illustrated rear axle torque M HA as instantaneous as Ge-formed product of the factors, shown on the one hand from the also electronically stored, retrievable function value from the characteristic field of the converter input torque at a specific, constant speed M E at N = const = f (N AE ) and on the other hand multiplied by the square of the quotient of the real input speed N E and the selected constant speed N const , so that: and summarized for the rear axle torque: or the front axle torque is calculated as M VA = M HA × X % and, with the interposition of a hydraulic proportional valve, the front axle torque is controlled by the hydraulic working circuit in a manner known per se. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderachsmoment gemessen an dem Hinterachsmoment M HA wählbar vorgegeben wird, im Verhältnis der Vorderachs­ aufstandslast zur Hinterachsaufstandslast.2. The method according to claim 1, characterized in that the front axle torque measured at the rear axle torque M HA is selectively specified, in the ratio of the front axle contact load to the rear axle contact load. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem errechneten Hinterachsmoment anteilig abgeleitete Vorderachsmoment in ein elektrisches Signal für den Steuer­ drucksollwert der Vorderradmotoren umgeformt und dem Pro­ portionalventil zugeführt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the proportionally derived from the calculated rear axle torque Front axle torque in an electrical signal for the steering pressure setpoint of the front wheel motors and the Pro  portional valve is supplied. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeschaltete Gangart, Vor- bzw. Rückwärtsgang, dem elektrischen Signal zur Steuerung des Proportional­ ventils überlagert wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the engaged gait, forward or reverse gear, the electrical signal to control the proportional valve is superimposed. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerausgangsdrehzahl dargestellt wird als Pro­ dukt der Hinterachsdrehzahl und der Gangzahl.5. The method according to claim 1, characterized in that the converter output speed is represented as pro product of the rear axle speed and the number of gears.
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