EP1877295A1 - Verfahren sowie vorrichtung zur fahrstabilitätserhöhung von kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren sowie vorrichtung zur fahrstabilitätserhöhung von kraftfahrzeugen

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Publication number
EP1877295A1
EP1877295A1 EP06753381A EP06753381A EP1877295A1 EP 1877295 A1 EP1877295 A1 EP 1877295A1 EP 06753381 A EP06753381 A EP 06753381A EP 06753381 A EP06753381 A EP 06753381A EP 1877295 A1 EP1877295 A1 EP 1877295A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
hydraulic pressure
carrier
control
hydraulic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06753381A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus HÖRMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
Original Assignee
Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kassbohrer Gelandefahrzeug AG, Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG filed Critical Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Publication of EP1877295A1 publication Critical patent/EP1877295A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D49/00—Tractors
    • B62D49/08—Tractors having means for preventing overturning or tipping
    • B62D49/085—Counterweight
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B63/00—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
    • A01B63/02—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
    • A01B63/10—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
    • A01B63/11—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means for controlling weight transfer between implements and tractor wheels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B63/00—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
    • A01B63/02—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
    • A01B63/10—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
    • A01B63/111—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements
    • A01B63/1117—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements using a hitch position sensor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D37/00—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for driving stability increase of motor vehicles, which have a hydraulically driven equipment carrier for receiving a working device.
  • Vehicles with an equipment carrier for coupling or receiving various tools for example snow grooming vehicles with an equipment carrier for coupling with a snow blower, fire fighting vehicles with an equipment carrier for coupling or receiving a ladder or tractors with a device carrier for receiving a plow, have coupled implement often low driving stability, since the coupled to the equipment carrier work equipment leads to an unfavorable weight distribution, which for example in road or underground bumps unwanted relief of a front or rear area of the motor vehicle and a rocking of the motor vehicle can be caused.
  • active vibration damping systems are known in agricultural machinery or tractors.
  • the implement carrier is brought into a defined transport position when the implement is moved from its working position.
  • the equipment carrier is hydraulically locked, ie the equipment carrier or the implement coupled to it can no longer leave the transport position.
  • the hydraulic locking is effected by closing a hydraulic circuit, ie no pressure compensation or pressure reduction can take place in a hydraulic drive.
  • the force is applied to the equipment carrier.
  • reason of the force acting on the implement inertial force.
  • the force acting on the implement carrier is measured by means of force sensors.
  • the hydraulic lock is briefly interrupted by opening a valve.
  • the hydraulic pressure decreases, whereby a movement of the device carrier is caused in the direction of force.
  • the transport position can be restarted and the system hydraulically locked again.
  • the involved components i. the force sensors, the valve and an associated control unit, allow control virtually in real time.
  • Such components are of high complexity and therefore correspondingly expensive.
  • the force measurement is susceptible to interference, whereby a reliable operation is difficult.
  • the invention is based on the technical problem of providing a method and a device for driving stability increase of motor vehicles, which have a hydraulically driven equipment carrier, which are simple and inexpensive to implement while ensuring a high level of driving safety.
  • the device carrier is regulated to a predefinable target position, wherein a manipulated variable of the position control in the form of a hydraulic pressure setpoint is output.
  • the hydraulic pressure is regulated to the output hydraulic pressure setpoint, whereby a release time of the pressure control is substantially smaller than a settling time of the position control.
  • Settling time is understood to mean that period of time after which an amount of a control deviation is less than a predefinable limit.
  • the vibration damping is thus implemented with two nested or cascaded control loops of different speeds, wherein the higher-level control loop realizes a position or position control of the device carrier and the subordinate control loop a pressure control.
  • the manipulated variable output of the higher-level position control loop is a setpoint specification of the subordinate pressure control loop. Due to the lower settling time of the pressure control, the equipment carrier springs in case of force surges, for example because of unevenness in the road surface, since the position controller reacts only comparatively delayed to the change in position of the equipment carrier caused by the deflection. This causes an immediate cushioning caused by the implement force input, thereby improving the driving stability and reduces vehicle wear. The position control subsequently retards the transport position with a delay. As for pressure control conventional pressure regulator with small time constants and position control conventional position controller can be used, the vibration damping or Fahrstabili- tuschsverêtung can be realized with standard components, without fast and therefore expensive controllers and force sensors are necessary. In contrast to the conventional method, therefore, the hydraulic control is not locked or closed and opened only at a difficult to be measured force exceeded, special opens due to the pressure control automatically when the force and thus the pressure increases. It is thus a hydraulically open system.
  • the position is regulated with a PI controller or a PID controller.
  • PI controller or a PID controller.
  • PID controller a PID controller
  • Such regulators have good steady state and dynamic control characteristics. For example, in both types of controllers there is no permanent control difference, i. a stationary deviation between setpoint and actual value.
  • the dynamic properties for example the settling time, can be set by a suitable choice of the P, I or D components.
  • the hydraulic pressure is regulated by an electrically proportional pressure regulating valve and the manipulated variable of the position regulator is provided in the form of an electrical control signal for the pressure regulating valve.
  • the position of the device carrier or of the implement is detected by a rotation angle sensor.
  • a position determination can be carried out simply by means of an angle determination in the case of rotatably or pivotably mounted device carriers.
  • the settling time of the position control is at least three times as great as the settling time of the pressure control. The ratio of the settling times determines inter alia the degree of deflection of the device carrier at a force input into the device carrier. If both Ausregel Forum, at least theoretically, are as short as possible, a bouncing of the device carrier no longer takes place, since a change in position is compensated directly by a change in pressure.
  • the ratio is therefore to be selected, among other things depending on the equipment carrier position, the equipment carrying mass and the vehicle mass such that sets a satisfactory driving stability.
  • the inventive device comprises a position controller for position control of the device carrier, wherein a control variable of the position controller is output in the form of a hydraulic pressure setpoint, and a coupled to the position controller pressure regulator for controlling a hydraulic pressure to the output hydraulic pressure setpoint.
  • this includes a PI controller or a PID controller for position control.
  • the pressure regulator is an electrically proportional pressure control valve.
  • this device comprises a rotation angle sensor for detecting the position of the device carrier.
  • this comprises a hydraulic cylinder for driving the device carrier.
  • An advantageous embodiment of the invention is shown schematically in the drawings and will be described below. Hereby show:
  • Fig. 1 is an illustration of a Schneepistenvorpaherhuses with a driven by a hydraulic cylinder equipment carrier, which is coupled to a mill, and
  • Fig. 2 is a block diagram of a drive unit of the hydraulic cylinder with a hydraulic circuit and an associated control unit.
  • FIG. 1 shows a simplified illustration of a snowplow preparation vehicle PB with an implement carrier GT rotatable about an axis A, which is hydraulically driven by a hydraulic cylinder HZ and is coupled to a working device in the form of a milling cutter FS.
  • the position of the device carrier GT is detected by means of an angle sensor WS. If the cutter FS is not positioned in a lowered working position, it is, as shown in Fig. 1, moved to a transport position. Due to the resulting unfavorable center of gravity, the driving stability of the snowcat PB, especially when driving over bumps, is significantly reduced.
  • To increase the driving stability of the hydraulic cylinder HZ is controlled such that the router FS can perform a defined vertical compensation movement when driving over bumps.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a drive unit of the hydraulic cylinder HZ of FIG. 1 with a hydraulic circuit and an associated control unit SE.
  • the hydraulic circuit comprises a pressure control pump DP for generating a working pressure, a tank TK with hydraulic pressure.
  • a pressure control pump DP for generating a working pressure
  • a tank TK with hydraulic pressure.
  • rauliköl a first activation valve AV1, a second activation valve AV2, a first pressure regulator in the form of a mechanical pressure control valve RM, a second pressure regulator in the form of an electric pressure control valve RE and the hydraulic cylinder HZ already shown in FIG.
  • the pressure control pump DP removes hydraulic oil from the tank TK and feeds this with working pressure in the pressure control valves RM and RE.
  • the pressure control valves RM and RE return a certain amount of hydraulic oil in the tank TK depending on pressure conditions.
  • Zwi see an output of the pressure control valve RM and a drain chamber SK of the hydraulic cylinder HZ is the activation valve AV1 looped, which is closed when the vehicle is parked.
  • the activation valve AV2 is looped, which is closed when the vehicle PB is turned off and consequently causes a locking of the equipment carrier GT in combination with the activation valve AV1.
  • the pressure control valve RM pressurizes the lowering chamber SK of the hydraulic cylinder HZ with a constant, adjustable pressure, which makes it possible to lower the equipment carrier GT in every position of the vehicle PB, for example also when driving down a steep slope, since this is due to a reduction the pressure in the lifting chamber HK adjusts a pressure difference between the lifting chamber HK and the lowering chamber SK, which causes a lowering movement of the device carrier GT.
  • the control unit SE comprises, among other components, not shown, a position controller PR for position control of the Artificialträ- gers GT, which is configured as a PI or PID controller.
  • a position controller PR for position control of the Artificialträ- gers GT which is configured as a PI or PID controller.
  • the control unit SE or the position controller PR with the Coupled angle sensor WS wherein the position of the device carrier GT can be calculated via the measured rotation angle.
  • the position regulator PR is coupled to the electrical pressure control valve RE, wherein a manipulated variable of the position controller PR is output in the form of a voltage which serves as a drive signal or for setpoint input for the pressure control valve RE.
  • the pressure regulating valve RE acts on the lifting chamber HK of the hydraulic cylinder HZ at a pressure which is proportional to the voltage output by the position regulator PR. Depending on a pressure difference between the lifting chamber HK and the sink chamber SK and the weight force acting on the equipment rack GT raises or lowers the equipment carrier GT or remains in its current position.
  • the position controller PR keeps its manipulated variable constant, i. the pressure control valve RE keeps its output pressure also constant.
  • the position regulator PR increases its manipulated variable and thus the setpoint value for the pressure regulating valve RE.
  • the pressure control valve RE thus increases its output pressure until the desired position is reached.
  • the position regulator PR reduces its manipulated variable and thus the setpoint value for the pressure regulating valve RE.
  • the pressure control valve RE thus reduces its output pressure until the desired position is reached.
  • an inertial force acts on the milling cutter FS. Since the pressure regulating valve RE operates essentially without delay, a pressure increase caused by the force of inertia is produced at the outlet of the pressure regulating valve. tils RE degraded by draining hydraulic oil into the tank, ie the pressure control valve RE initially provides a constant output pressure. Since the force caused by the hydraulic pressure or the hydraulic cylinder HZ force on the gear tray GT and caused by the cutter weight and inertia force are no longer in balance, moves the equipment rack GT in the vertical direction down. The equipment carrier can thus escape downwards and derives the vibration energy into the hydraulic oil.
  • This position change is measured by the angle sensor WS, whereupon the position controller PR corrects the actual position to the desired position by increasing the manipulated variable or the output pressure of the pressure control valve RE.
  • This process takes place dynamically, wherein a vibration amplitude of the device carrier depends on the force acting on the mill FS inertia and the Ausregelissus the position controller PR or the ratio of the settling times of the position controller PR and the settling time of the pressure control valve RE.
  • the embodiment shown allows an effective and reliable vibration damping or driving safety increase of the snow groomer, without the need for complex and expensive special components are necessary.
  • the motor vehicle is a snow piste preparation vehicle with a device carrier arranged on the rear side, which is coupled to a milling cutter.
  • the equipment rack may also be arranged on the front side and, for example, carry a snow plow.
  • the motor vehicle may, for example, also be an agricultural machine, with the equipment carrier of which any implement can be coupled.

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Abstract

Verfahren sowie Vorrichtung zur Fahrstabilitätserhöhung von Kraftfahrzeugen (PB). Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Pahrstabilitätserhöhung von Kraftfahrzeugen (PB), die einen hydraulisch angetriebenen Geräteträger (GT) zur Aufnahme eines Arbeitsgerätes (FS) aufweisen. Erfindungsgemäß wird der Geräteträger (GT) auf eine vorgebbare Sollposition geregelt, wobei eine Stellgröße der Positionsregelung (PR) in Form eines Hydraulikdrucksollwertes ausgegeben wird, und ein Hydraulikdruck wird auf den ausgegebenen Hydraulikdrucksollwert geregelt, wobei eine Ausregelzeit der Druckregelung wesentlich kleiner ist als eine Ausregelzeit der Positionsregelung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Positionsregler (PR) zur Positionsregelung des Geräteträgers (GT), wobei eine Stellgröße des Positionsreglers (PR) in Form eines Hydraulikdrucksollwertes ausgegeben wird, und einen mit dem Positionsregler (PR) gekoppelten Druckregler (RE) zur Regelung des Hydraulikdrucks auf den ausgegebenen Hydraulikdrucksollwert. Verwendung beispielsweise für Schneepistenpräparierfahrzeuge.

Description

Beschreibung
Verfahren sowie Vorrichtung zur Fahrstabilitätserhöhung von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Fahrstabilitätserhöhung von Kraftfahrzeugen, die einen hydraulisch angetriebenen Geräteträger zur Aufnahme eines Arbeitsgerätes aufweisen.
Fahrzeuge mit einem Geräteträger zur Kopplung bzw. Aufnahme ver- schiedener Arbeitsgeräte, beispielsweise Schneepistenpräparierfahr- zeuge mit einem Geräteträger zur Kopplung mit einer Schneefräse, Feuerlöschfahrzeuge mit einem Geräteträger zur Kopplung bzw. Aufnahme einer Leiter oder Traktoren mit einem Geräteträger zur Aufnahme eines Pfluges, weisen bei gekoppeltem Arbeitsgerät häufig eine ge- ringe Fahrstabilität auf, da das mit dem Geräteträger gekoppelte Arbeitsgerät zu einer ungünstigen Gewichtsverteilung führt, wodurch beispielsweise bei Fahrbahn- oder Untergrundunebenheiten eine ungewünschte Entlastung eines Front- oder Heckbereiches des Kraftfahrzeugs und ein Aufschaukeln des Kraftfahrzeugs verursacht werden kann.
Zur Erhöhung der Fahrstabilität sind bei Landmaschinen bzw. Traktoren sogenannte aktive Schwingungsdämpfungssysteme bekannt. Bei diesen Systemen wird der Geräteträger in eine definierte Transportposition ge- bracht, wenn das Arbeitsgerät aus seiner Arbeitsstellung verfahren wird. Wenn die gewünschte Transportposition erreicht ist, wird der Geräteträger hydraulisch verriegelt, d.h. der Geräteträger bzw. das mit ihm gekoppelte Arbeitsgerät kann die Transportposition nicht mehr verlassen. Die hydraulische Verriegelung wird durch Schließen eines Hydraulikkrei- ses bewirkt, d.h. es kann kein Druckausgleich bzw. Druckabbau in einem hydraulischen Antrieb erfolgen. Wenn das Kraftfahrzeug über eine Fahrbahnunebenheit fährt, nimmt die Kraft auf den Geräteträger auf- grund der auf das Arbeitsgerät einwirkenden Trägheitskraft zu. Die auf den Geräteträger wirkende Kraft wird mit Hilfe von Kraftsensoren gemessen. Wenn die gemessene Kraft zunimmt, kann zur Fahrstabilitäts- erhöhung ab einem gewissen Schwellenwert ein Ausweichen des Gerä- teträgers aus seiner Transportposition wünschenswert sein. Hierzu wird die hydraulische Verriegelung durch Öffnen eines Ventils kurzzeitig unterbrochen. Durch das öffnen des Ventils nimmt der Hydraulikdruck ab, wodurch eine Bewegung des Geräteträgers in Krafteinwirkungsrichtung hervorgerufen wird. Auf diese Weise werden durch das Arbeitsgerät hervorgerufene, in den Geräteträger und somit in das Fahrzeug eingeleitete Kraftspitzen reduziert, wodurch sich das Fahrverhalten verbessert und der Fahrzeugverschleiß abnimmt. Wenn die gemessene Kraft wieder auf ein vorbestimmtes Maß abnimmt, kann die Transportposition wieder angefahren und das System erneut hydraulisch verriegelt wer- den.
Um eine befriedigende Fahrdynamikverbesserung zu erzielen, ist jedoch eine möglichst geringe Reaktionszeit auf einen Krafteintrag notwendig. Hierzu müssen die beteiligten Komponenten, d.h. die Kraftsensoren, das Ventil und ein zugeordnetes Steuergerät, eine Regelung praktisch in Echtzeit ermöglichen. Derartige Komponenten sind von hoher Komplexität und daher entsprechend teuer. Weiterhin ist die Kraftmessung störanfällig, wodurch ein zuverlässiger Betrieb erschwert wird.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Fahrstabilitätserhöhung von Kraftfahrzeugen zugrunde, die einen hydraulisch angetriebenen Geräteträger aufweisen, die einfach und kostengünstig realisierbar sind und gleichzeitig eine hohe Fahrsicherheit gewährleisten.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung ge- macht. Manche der nachfolgend aufgezählten Merkmale und Eigenschaften treffen sowohl auf das Verfahren als auch auf die Vorrichtung zu. Sie werden teilweise nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander sowohl für das Verfahren als auch für die Vorrichtung.
Erfindungsgemäß wird der Geräteträger auf eine vorgebbare Sollposition geregelt, wobei eine Stellgröße der Positionsregelung in Form eines Hydraulikdrucksollwertes ausgegeben wird. Der Hydraulikdruck wird auf den ausgegebenen Hydraulikdrucksollwert geregelt, wobei eine Ausre- gelzeit der Druckregelung wesentlich kleiner ist als eine Ausregelzeit der Positionsregelung. Unter Ausregelzeit wird diejenige Zeitdauer verstanden, ab der ein Betrag einer Regelabweichung kleiner als eine vorgebbare Schranke ist. Die Schwingungsdämpfung erfolgt folglich mit zwei geschachtelten bzw. kaskadierten Regelkreisen unterschiedlicher Ge- schwindigkeit, wobei der übergeordnete Regelkreis eine Positions- bzw. Lageregelung des Geräteträgers und der untergeordnete Regelkreis eine Druckregelung realisiert. Die Stellgrößenausgabe des übergeordneten Positionsregelkreises ist eine Sollwertvorgabe des untergeordneten Druckregelkreises. Aufgrund der geringeren Ausregelzeit der Druckrege- lung federt der Geräteträger bei Kraftstößen, beispielsweise aufgrund von Fahrbahnunebenheiten, ein, da der Positionsregler erst vergleichsweise verzögert auf die aufgrund des Einfederns bewirkte Lageveränderung des Geräteträgers reagiert. Dies bewirkt ein unmittelbares Abfedern eines durch das Arbeitsgerät verursachten Krafteintrags, wodurch sich die Fahrstabilität verbessert und der Fahrzeugverschleiß verringert. Die Lageregelung fährt anschließend zeitlich verzögert die Transportposition wieder an. Da zur Druckregelung herkömmliche Druckregler mit kleinen Zeitkonstanten und zur Lageregelung herkömmliche Lageregler verwendbar sind, kann die Schwingungsdämpfung bzw. die Fahrstabili- tätsverbesserung mit Standardkomponenten realisiert werden, ohne dass schnelle und somit teure Regler und Kraftsensoren notwendig sind. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Verfahren wird folglich die hydraulische Ansteuerung nicht verriegelt bzw. geschlossen und erst bei einer schwer zu messenden Kraftüberschreitung geöffnet, sonder öffnet aufgrund der Druckregelung selbstständig, wenn die Kraft und somit der Druck zunimmt. Es handelt sich somit um ein hydraulisch offenes Sys- tem.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Position mit einem Pl- Regler oder einem PID-Regler geregelt. Derartige Regler weisen gute stationäre und dynamische Regelungseigenschaften auf. Beispielsweise ergibt sich bei beiden Reglertypen keine bleibende Regeldifferenz, d.h. eine stationäre Abweichung zwischen Sollwert und Istwert. Weiterhin sind die dynamischen Eigenschaften, beispielsweise die Ausregelzeit, durch geeignete Wahl der P-, I- bzw. D-Anteile einstellbar.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Hydraulikdruck mit einem elektrisch proportionalen Druckregelventil geregelt und die Stellgröße des Positionsreglers in Form eines elektrischen Ansteuersignals für das Druckregelventil bereitgestellt. Dies ermöglicht eine kostengünstige Kopplung eines die Positionsregelung ausführenden Steuergeräts mit dem Druckregelventil.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Position des Geräteträgers bzw. des Arbeitsgerätes mit einem Drehwinkelsensor erfasst. Auf diese Weise lässt sich bei drehbar bzw. schwenkbar gelagerten Geräte- trägem eine Positionsbestimmung einfach anhand einer Winkelbestimmung durchführen. In einer Weiterbildung des Verfahrens ist die Ausregelzeit der Positionsregelung mindestens drei mal so groß wie die Ausregelzeit der Druckregelung. Das Verhältnis der Ausregelzeiten bestimmt unter anderem das Maß der Auslenkung des Geräteträgers bei einem Krafteintrag in den Geräteträger. Wenn beide Ausregelzeiten, zumindest theoretisch, beliebig kurz sind, findet ein Abfedern des Geräteträgers nicht mehr statt, da eine Lageänderung unmittelbar durch eine Drückänderung kompensiert wird. Wenn die Ausregelzeit der Lageregelung im Vergleich zur Ausregelzeit der Druckregelung sehr groß ist, ist die Positionsveränderung des Geräteträgers bei einer Krafteinwirkung relativ groß. Das Verhältnis ist folglich unter anderem in Abhängigkeit von der Geräteträgerposition, der Geräteträgermasse und der Fahrzeugmasse derart zu wählen, dass sich eine befriedigende Fahrstabilität einstellt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Positionsregler zur Positionsregelung des Geräteträgers, wobei eine Stellgröße des Positionsreglers in Form eines Hydraulikdrucksollwertes ausgegeben wird, und einen mit dem Positionsregler gekoppelten Druckregler zur Regelung eines Hydraulikdrucks auf den ausgegebenen Hydraulikdrucksoll- wert.
In einer Weiterbildung der Vorrichtung umfasst diese einen Pl-Regler oder einen PID-Regler zur Positionsregelung.
In einer Weiterbildung der Vorrichtung ist der Druckregler ein elektrisch proportionales Druckregelventil.
In einer Weiterbildung der Vorrichtung umfasst diese einen Drehwinkelsensor zur Positionserfassung des Geräteträgers.
In einer Weiterbildung der Vorrichtung umfasst diese einen Hydraulikzylinder zum Antrieb des Geräteträgers. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung eines Schneepistenpräpaherfahrzeuges mit einem durch einen Hydraulikzylinder angetriebenen Geräteträger, der mit einer Fräse gekoppelt ist, und
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ansteuereinheit des Hydraulikzylinders mit einem Hydraulikkreislauf sowie einer zugeordneten Steuereinheit.
Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Schneepistenpräparier- fahrzeuges PB mit einem um eine Achse A drehbaren Geräteträger GT, der durch einen Hydraulikzylinder HZ hydraulisch angetriebenen wird und mit einem Arbeitsgerät in Form einer Fräse FS gekoppelt ist. Die Position des Geräteträgers GT wird mit Hilfe eines Winkelsensors WS erfasst. Wenn die Fräse FS nicht in einer abgesenkten Arbeitsstellung positioniert ist, wird sie, wie in Fig. 1 gezeigt, in eine Transportstellung verfahren. Aufgrund der sich ergebenden ungünstigen Schwerpunktlage ist die Fahrstabilität der Pistenraupe PB, insbesondere beim Überfahren von Unebenheiten, deutlich reduziert.
Zur Erhöhung der Fahrstabilität wird der Hydraulikzylinder HZ derart angesteuert, dass die Fräse FS beim Überfahren von Bodenwellen eine definierte vertikale Ausgleichsbewegung ausführen kann.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ansteuereinheit des Hydraulikzylin- ders HZ von Fig. 1 mit einem Hydraulikkreislauf sowie einer zugeordneten Steuereinheit SE. Der Hydraulikkreislauf umfasst eine Druckregelpumpe DP zur Erzeugung eines Arbeitsdrucks, einen Tank TK mit Hyd- rauliköl, ein erstes Aktivierungsventil AV1 , ein zweites Aktivierungsventil AV2, einen ersten Druckregler in Form eines mechanischen Druckregelventils RM, einen zweiten Druckregler in Form eines elektrischen Druckregelventils RE und den bereits in Fig. 1 gezeigten Hydraulikzylinder HZ.
Die Druckregelpumpe DP entnimmt Hydrauliköl aus dem Tank TK und speist dieses mit Arbeitsdruck in die Druckregelventile RM und RE ein. Die Druckregelventile RM und RE leiten in Abhängigkeit von Druckbedingungen eine gewisse Menge Hydrauliköl in den Tank TK zurück. Zwi- sehen einen Ausgang des Druckregelventils RM und eine Senkenkammer SK des Hydraulikzylinders HZ ist das Aktivierungsventil AV1 eingeschleift, das beim Abstellen des Fahrzeugs geschlossen wird. Zwischen einen Ausgang des Druckregelventils RE und eine Hebenkammer HK des Hydraulikzylinders HZ ist das Aktivierungsventil AV2 eingeschleift, das beim Abstellen des Fahrzeugs PB geschlossen wird und folglich in Kombination mit dem Aktivierungsventil AV1 eine Verriegelung des Geräteträgers GT bewirkt.
Das Druckregelventil RM beaufschlagt die Senkenkammer SK des Hyd- raulikzylinders HZ mit einem konstanten, einstellbaren Druck, wodurch ein Senken des Geräteträger GT in jeder Lage des Fahrzeugs PB, beispielsweise auch bei einer Abwärtsfahrt auf einer steilen Piste, möglich ist, da sich bei einer Reduzierung des Drucks in der Hebenkammer HK eine Druckdifferenz zwischen der Hebenkammer HK und der Senken- kammer SK einstellt, die eine Senkbewegung des Geräteträgers GT bewirkt.
Die Steuereinheit SE umfasst, neben anderen, nicht gezeigten Komponenten, einen Positionsregler PR zur Positionsregelung des Geräteträ- gers GT, der als PI- oder als PID-Regler konfiguriert ist. Zur Positionserfassung ist die Steuereinheit SE bzw. der Positionsregler PR mit dem Winkelsensor WS gekoppelt, wobei über den gemessenen Drehwinkel die Position des Geräteträgers GT berechnet werden kann.
Der Positionsregler PR ist mit dem elektrischen Druckregelventil RE ge- koppelt, wobei eine Stellgröße des Positionsreglers PR in Form einer Spannung ausgegeben wird, die als Ansteuersignal bzw. zur Sollwertvorgabe für das Druckregelventil RE dient. Das Druckregelventil RE beaufschlagt die Hebenkammer HK des Hydraulikzylinders HZ mit einem Druck, der proportional zu der von dem Positionsregler PR ausgegebe- nen Spannung ist. In Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen der Hebenkammer HK und der Senkenkammer SK und der auf den Geräteträger GT wirkenden Gewichtskraft hebt oder senkt sich der Geräteträgers GT oder bleibt in seiner aktuellen Position.
Wenn die durch den Winkelsensor WS gemessene Position mit der im Positionsregler PR vorgegebenen Sollposition übereinstimmt, hält dieser seine Stellgröße konstant, d.h. das Druckregelventil RE hält seinen Ausgangsdruck ebenfalls konstant. Wenn eine in vertikaler Richtung zu tiefe Position gemessen wird, erhöht der Positionsregler PR seine Stellgröße und somit den Sollwert für das Druckregelventil RE. Das Druckregelventil RE erhöht folglich seinen Ausgangsdruck so lange, bis die gewünschte Position erreicht ist. Wenn eine in vertikaler Richtung zu hohe Position gemessen wird, reduziert der Positionsregler PR seine Stellgröße und somit den Sollwert für das Druckregelventil RE. Das Druckregelventil RE reduziert folglich seinen Ausgangsdruck so lange, bis die gewünschte Position erreicht ist.
Wenn das Fahrzeug bei stabiler Position des Geräteträgers GT über eine Fahrbahnunebenheit fährt, wirkt auf die Fräse FS eine Trägheitskraft, beispielsweise in vertikaler Richtung nach unten. Da das Druckregelventil RE im wesentlichen verzögerungsfrei arbeitet, wird ein durch die Trägheitskraft bewirkter Druckanstieg am Ausgang des Druckregelven- tils RE durch Ableiten von Hydrauliköl in den Tank abgebaut, d.h. das Druckregelventil RE sorgt zunächst für einen konstanten Ausgangsdruck. Da die durch den Hydraulikdruck bzw. den Hydraulikzylinder HZ hervorgerufene Kraft auf den Geräteträger GT und die auf diesen durch die Fräse hervorgerufene Gewichts- und Trägheitskraft nicht mehr im Gleichgewicht stehen, bewegt sich der Geräteträger GT in vertikaler Richtung nach unten. Der Geräteträger kann folglich nach unten ausweichen und leitet die Schwingungsenergie ins Hydrauliköl ab.
Diese Positionsveränderung wird durch den Winkelsensor WS gemessen, worauf der Positionsregler PR durch Erhöhung der Stellgröße bzw. des Ausgangsdrucks des Druckregelventils RE die tatsächliche Position auf die Sollposition nachregelt. Dieser Vorgang läuft dynamisch ab, wobei eine Schwingungsamplitude des Geräteträgers von der auf die Fräse FS wirkenden Trägheitskraft und der Ausregelgeschwindigkeit des Posi- tionsreglers PR bzw. dem Verhältnis der Ausregelzeiten des Positionsreglers PR und der Ausregelzeit des Druckregelventils RE abhängt.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel ermöglicht eine wirkungsvolle und zuverlässige Schwingungsdämpfung bzw. Fahrsicherheitserhöhung der Pistenraupe, ohne dass hierfür aufwendige und teure Sonderbauteile notwendig sind.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kraftfahrzeug ein Schneepis- tenpräparierfahrzeug mit einem heckseitig angeordneten Geräteträger, der mit einer Fräse gekoppelt ist. Selbstverständlich kann der Geräteträger auch frontseitig angeordnet sein und beispielsweise einen Schneepflug tragen. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich beispielsweise auch um eine Landmaschine handeln, mit deren Geräteträger ein beliebiges Arbeitsgerät koppelbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Fahrstabilitätserhöhung von Kraftfahrzeugen (PB), die einen hydraulisch angetriebenen Geräteträger (GT) zur Auf- nähme eines Arbeitsgerätes (FS) aufweisen, mit den Schritten
Regeln des Geräteträgers (GT) auf eine vorgebbare Sollposition, wobei eine Stellgröße der Positionsregelung in Form eines Hydraulikdrucksollwertes ausgegeben wird, und Regeln eines Hydraulikdrucks auf den ausgegebenen Hyd- raulikdrucksollwert, wobei eine Ausregelzeit der Druckregelung wesentlich kleiner ist als eine Ausregelzeit der Positionsregelung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Position mit einem Pl-Regler oder einem PID-Regler geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikdruck mit einem elektrisch proportionalen Druckregelventil (RE) geregelt wird und die Stellgröße der Positionsrege- lung in Form eines elektrischen Ansteuersignals für das Druckregelventil (RE) bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Geräteträgers mit einem Drehwinkelsensor (WS) erfasst wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausregelzeit der Positionsregelung mindestens drei mal so groß ist wie die Ausregelzeit der Druckrege- lung.
6. Vorrichtung zur Fahrstabilitätserhöhung von Kraftfahrzeugen (PB), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die einen hydraulisch angetriebenen Geräteträger (GT) zur Aufnahme eines Arbeitsgerätes (FS) aufweisen, mit einem Positionsregler (PR) zur Positionsregelung des Geräteträgers (GT)1 wobei eine Stellgröße des Positionsreglers (PR) in Form eines Hydraulikdrucksollwertes ausgegeben wird, und - einem mit dem Positionsregler (PR) gekoppelten Druckregler (RE) zur Regelung des Hydraulikdrucks auf den ausgegebenen Hydraulikdrucksollwert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Pl- Regler oder einem PID-Regler zur Positionsregelung.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler ein elektrisch proportionales Druckregelventil (RE) ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen Drehwinkelsensor (WS) zur Positionserfassung des Geräteträgers (GT).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch einen Hydraulikzylinder (HZ) zum Antrieb des Geräteträgers (GT).
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007054503A1 (de) * 2007-11-13 2009-05-20 Hydac Fluidtechnik Gmbh Ventilvorrichtung
US9693502B2 (en) 2014-10-24 2017-07-04 Agco Corporation Active header control
DE102018001303A1 (de) * 2018-02-20 2019-08-22 Hydac Fluidtechnik Gmbh Ventilvorrichtung

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2811345C2 (de) * 1978-03-16 1986-12-11 Knorr-Bremse AG, 8000 München Druckregler für pneumatische Drücke, insbesondere in Fahrzeugen
DE3128713A1 (de) * 1981-07-21 1983-02-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur rueckwirkungsfreien mischwerteinstellung bei hubwerken von landmaschinen
DE3133651A1 (de) * 1981-08-26 1983-03-17 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Hydraulische steuereinrichtung zur lage- und/oder zugkraftregelung fuer an landwirtschaftliche maschinen angebaute arbeitsgeraete
DE3346892A1 (de) * 1983-12-23 1985-07-11 Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr Fahrzeug mit einem gelenkig befestigten anbaugeraet
DE3446811A1 (de) * 1984-12-21 1986-07-03 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Landwirtschaftlich nutzbare zugmaschine mit angekoppeltem arbeitsgeraet
DE3723488A1 (de) * 1987-07-16 1989-02-02 Bosch Gmbh Robert Fahrzeug mit einem system zur dynamischen stabilisierung seiner bewegungen
US4807136A (en) * 1987-10-26 1989-02-21 Ford Motor Company Draft load measurement and control
DE69014312T2 (de) * 1989-01-13 1995-04-06 Hitachi Construction Machinery Hydraulisches System für den Auslegerzylinder einer Konstruktionsmaschine.
DE3942057A1 (de) * 1989-12-20 1991-06-27 Bosch Gmbh Robert Landwirtschaftlich nutzbare zugmaschine mit einem system zur dynamischen stabilisierung seiner bewegungen
US5359836A (en) * 1993-02-01 1994-11-01 Control Concepts, Inc. Agricultural harvester with closed loop header control
US5890870A (en) * 1996-09-25 1999-04-06 Case Corporation Electronic ride control system for off-road vehicles
US6334308B1 (en) * 1998-03-04 2002-01-01 Komatsu Ltd. Pressure compensating valve, unloading pressure control valve and hydraulically operated device
US6615114B1 (en) * 1999-12-15 2003-09-02 Caterpillar Inc Calibration system and method for work machines using electro hydraulic controls
ITTO20020186A1 (it) * 2002-03-06 2003-09-08 Fiat Hitachi Excavators S P A Veicolo per movimento terra, e metodo per regolare la discesa di un braccio operativo di tale veicolo.
ATE372296T1 (de) * 2003-07-05 2007-09-15 Deere & Co Hydraulische federung
DE10330869A1 (de) * 2003-07-09 2005-02-17 Hydac System Gmbh Hydraulisches System
US7155319B2 (en) * 2005-02-23 2006-12-26 Applied Materials, Inc. Closed loop control on liquid delivery system ECP slim cell
US20060229787A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Kurup Prasaad B Electro-hydraulic control process and work machine using same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006117062A1 *

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