CONTROL CIRCUIT, IN PARTICULAR FOR A TRACKED VEHICLE

Abstract: 1. Control circuit for a vehicle, in particular a tracked vehicle (1), provided with a motor (6) for driving hydraulic pumps (8, 9), which are in fluid communication with drive units (2-5), with a steering system (12, 13) linked by signals with the control circuit, with regulating units (10, 11) controlling the hydraulic throughput of the hydraulic pumps (8, 9) in accordance with signals received from the control circuit, with a first circuit (15, 19) for generating a first signal corresponding to the design speed of the vehicle (1), with a second circuit (50, 51) for generating a second signal, corresponding to the drive speed of the first drive unit (2, 4) and with a third circuit (50, 51) for generating a third signal corresponding to the drive speed of the second drive unit (3, 5), whereby the control circuit reacting to a steering signal corresponding to a steering angle of the steering system (12, 13) modifies the control signal for the regulating system (10) of hydraulic pump (8) of the drive unit (2, 4) on the inside of the curve by comparison with the control signal for the said regulating system (10) with a steering signal corresponding to the straight-ahead position of the steering system (12, 13) in such a way as to ensure that the vehicle (1) passes through the curve corresponding to this steering angle, with the control signal for the in the given case upper regulating system (11), characterized by a comparator circuit (58), to which the first, second an third signal are fed and which generates a signal causing the vehicle (1) to be braked, if the second signal or the third signal is greater than the first signal.

Description: Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für ein Kettenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Anmelderin fertigt seit längerer Zeit eine Steuerschaltung für ein Kettenfahrzeug, das einen Antriebsmotor zum Betreiben von Hydraulikpumpen aufweist, die mit Antriebseinheiten in Strömungsverbindung stehen. Die Antriebseinheiten bestehen aus einem rechten und linken Hydromotor, wobei jeder Hydromotor eine Antriebskette in Bewegung versetzt. Eine Lenkeinrichtung, die als Lenkrad mit einem mit dem Lenkrad verbundenen Lenkgeber ausgeführt ist, erzeugt ein Lenksignal, das der Steuerschaltung zugeführt wird. Die Steuerschaltung erzeugt in Anhängigkeit von diesem Lenksignal Steuersignale für zwei Verstelleinrichtungen, die die Hydraulikdurchflussmenge der Hydraulikpumpen steuern. Die jeweilige Hydraulikdurchflussmenge jeder Hydraulikpumpe ist direkt proportional zu der Antriebsgeschwindigkeit der von dieser Hydraulikpumpe angetriebenen Antriebskette. Wenn die Lenkeinrichtung der bekannten Steuerschaltung aus der Geradeausstellung um einen bestimmten Lenkeinschlag herausgedreht wird, so erhöht die Steuerschaltung das der kurvenäusseren Verstelleinrichtung zugeführte Steuersignal um einen diesem Lenkeinschlag proportionalen Betrag, während das Steuersignal, das der kurveninneren Verstelleinrichtung zugeführt wird, um diesen Betrag abgesenkt wird. Als Folge hiervon erhöht die der kurvenäusseren Antriebskette zugeordnete Hydraulikpumpe ihre pro Zeiteinheit durchgesetzte Hydraulikdurchflussmenge, während die der kurveninneren Antriebskette zugeordnetete Hydraulikpumpe ihre Hydrau likdurchflusstnenge pro Zeiteinheit um denselben Betrag absenkt. Als Folge hiervon wird die kurvenäussere Antriebskette um denselben Geschwindigkeitsbetrag gegenüber der Geradeausgeschwindigkeit schneller betrieben wie derjenige - v a #u g Betrag, um den die kurveninnere Antriebskette gegenüber der Antriebsgeschwindigkeit bei gerader Ausfahrt iang mer betrieben wird. Mit anderen Worten ist die bekannte Steuerschaltung derart ausgelegt, dass die mittlere Geschwindigkeit des Kettenfahrzeugs bei Betätigung der Lenkeinrichtung unverändert beibehalten wird, indem die kurvenäussere Antriebskette um einen Geschwindigkeitsbetrag schneller bewegt wird, um den die innere Antriebskette abgebremst wird. Im Bereich niedrigerer Fahrgeschwindigkeiten des Kettenfahrzeugs wurden die Lenkeigenschaften eines mit der bekannten Steuerschaltung ausgerüsteten Kettenfahrzeugs stets als äusserst zufriedenstellend empfunden. Bei hohen Geschwindigkeiten des Kettenfahrzeugs zeigte das mit der bekannten Steuerschaltung ausgerüstete Kettenfahrzeug jedoch wider Erwarten ein unvorhersehbares und geschwindigkeitsabhängiges Lenkverhalten. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiter zu bilden, dass bei einem mit der Steuerschaltung ausgerüsteten Kettenfahrzeug ein äusserst sicheres und vorhersehbares Lenkverhalten erreicht wird. Diese Aufgabe wird bei einer Steuerschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch das Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass das geschwindigkeitabhängige Lenkverhalten des mit der bekannten Steuerschaltung ausgerüsteten Kettenfahrzeugs darauf beruht, dass im Bereich der Höchstgeschwindigkeit des Kettenfahrzeugs beide Hydraulikpumpen mit annähernd maximaler Hydraulikdurchflussmenge pro Zeiteinheit arbeiten. Führt nun die Steuerschaltung der Verstell einrichtung der kurvenäusseren Hydraulikpumpe entsprechend dem Lenkeinschlag der Lenkeinrichtung ein Steuersignal zu, mit dem die Hydraulikdurchflussmenge dieser Hydraulikpumpe zum Anheben der Geschwindigkeit der kurvenäusseren Antriebskette erhöht werden soll, so führt dies lediglich dazu, dass die der kurvenäusseren Hydraulikpumpe zugeordnete Verstelleinrichtung mit einem zu hohen Steuerstrom beaufschlagt wird, der jedoch aufgrund der bereits in Geradeausbetrieb angenommenen Maximallage der Hydraulikpumpe nicht mehr zu einer Erhöhung der Hydraulikdurchflussmenge führt. Mit anderen Worten bewirkt im Bereich maximaler Geschwindigkeiten des Kettenfahrzeugs eine Erhöhung des Steuersignals für die der kurvenäusseren Hydraulikpumpe zugeordnete Verstelleinrichtung keinerlei Veränderung in der Hydraulikdurchflussmenge. Lediglich die Hydraulikdurchflussmenge der kurveninneren Hydraulikpumpe wird bei einem derartigen Lenkvorgang beeinflusst, so dass ein Kettenfahrzeug mit der bekannten Steuerschaltung bei einem vorgegebenen Lenkeinschlag im Bereich der Höchstgeschwindigkeit eine Kurve durchläuft, die den doppelten Kurvenradius hat wie die Kurve, die das Kettenfahrzeug im Bereich niedriger Geschwindigkeiten durchfahren würde. Erfindungsgemäss ändert die Steuerschaltung in Reaktion auf ein einen Lenkeinschlag der Lenkeinrichtung darstellendes Lenksignal, das Steuersignal für die Verstelleinrichtung der Hydraulikpumpe der kurveninneren Antriebseinheit gegenüber dem Steuersignal für diese Verstelleinrichtung bei einem die Geradeausstellung der Lenkeinrichtung darstellenden Lenksignal derart, dass das Kettenfahrzeug bei unverändertem Steuersignal für die andere Verstelleinrichtung, die diesem Lenkeinschlag entsprechende Kurve durchfährt. Letztlich wird also bei Betätigung der Lenkeinrichtung lediglich die Antriebsgeschwindigkeit der kurveninneren Antriebskette abgesenkt, während die Antriebsgeschwindigkeit der kurvenäusseren Antriebskette unverändert beibehalten wird. Dadurch ergibt sich ein über den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Kettenfahrzeugs unveränderliches Lenkverhalten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Steuerschaltung besteht darin, dass eine Überlastung der Verstelleinrichtung mit zu hohen Steuersignalen bzw. zu hohen Steuerströmen vermieden wird. Eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 2 beschrieben. Durch die spezielle Ausbildung der ersten und zweiten Signalerzeugungsschaltungen der Lenkeinrichtung ist es möglich, die Ausgangssignale der Signalerzeugungseinrichtungen direkt als Steuersignale für die Verstelleinrichtungen einzusetzen. Eine besonders einfache Realisierung der Signalerzeugungs schaltungen ist in Anspruch 3 beschrieben. Die Ausführung der Signalerzeugungsschaltungen als Potentiometer ermöglicht es, ein in beliebiger Weise von dem Lenkwinkel der Lenkeinrichtung abhängiges Lenkverhalten des Kettenfahrzeugs festzulegen. Beispielsweise ist es möglich, denjenigen Schleiferbereich des Potentiometers, in dem dessen Ausgangssignal unabhängig vom Lenkeinschlag sein soll, aus sehr leitfähigem Material auszuführen, während der diesem Bereich jenseits der Mittelstellung des Schleifers gegen überliegende Bereich aus einem Widerstandsmaterial gefertigt sein kann, dessen Widerstandswert pro Längeneinheit mit zunehmender Entfernung von der Mittelstellung des Schleifers zunimmt Eine derartige Ausbildung des Potentiometers führt zu einem Lenkverhalten, bei dem ein gegebener Lenkwinkel im Bereich der Mittelstellung der Lenkeinrichtung lediglich zu einer kleinen Richtungsänderung des Kettenfahrzeugs führt, während ein sehr direktes Lenkverhalten im Bereich des Maximalausschlages der Lenkeinrichtung realisiert wird. Mit anderen Worten führt eine derartige Potentiometerausführung zu einer erwünschten progressiven Lenkwinkel-Kurvenradius-Funktion. Eine weitere Steigerung in der Sicherheit des Fahr- und Lenk-Verhaltens eines mit der erfindungsgemässen Steuer-. schaltung ausgerüsteten Kettenfahrzeuges wird durch die bevorzugte Weiterbildung der Schaltung nach Anspruch 4 erreicht. Bei einem Kettenfahrzeug mit der Steuerschaltung nach dem Stand der Technik trat gelegentlich das Problem auf, dass ein im Hydrauliköl befindlicher Schmutzpartikel einen Strömungskanal im Bereich der Hydraulikpumpe verstopfte. Dies führt zu einem sofortigen Maximalausschlag der Verstell-Hydraulikpumpe und somit zu einer ungewünschten Beschleunigung der dieser Hydraulikpumpe zugeordneten Antriebskette. Diese schlagartige Erhöhung der Antriebsge schwindigkeit der Antriebskette führt zu einem ungewollten Kurvenfahren, wobei bei dem Kettenfahrzeug mit der Steuer schaltung nach dem Stand der Technik aufgrund der maximalen Antriebsgeschwindigkeit der derart gestörten Antriebseinheit noch nicht einmal ein Gegenlenken möglich war. Eine automatische Sicherung gegen ein derartiges Fehlverhalten ist bei der Steuerschaltung nach dem Stand der Technik nicht möglich. Da bei einem mit der erfindungsgemässen Steuerschaltung ausgerüsteten Kettenfahrzeug die Geschwindigkeit einer Antriebskette auch bei Kurvenfahrt niemals höher werden kann als bei Geradeausfahrt , ist es möglich, eine derartige Fehlfunktion der Verstell-Hydraulikpumpe dadurch zu ermitteln. dass die momentane Geschwindigkeit jeder Antriebseinheit überwacht wird und mit der Soll-Geschwindigkeit des Kettenfahrzeugs bei Geradeausfahrt verglichen wird. In dem Moment, in dem die Antriebsgeschwindigkeit einer Antriebseinheit die Soll-Geschwindigkeit um einen bestimmten Betrag übersteigt, ist eine automatische Bremsung des Fahrzeugs möglich. Vorzugsweise liegt das erste Signal im Vergleich zu dem zweiten und dritten Signal in dem durch Anspruch 5 bezeichneten Bereich, so dass gewährleistet ist, dass auch ein geringfügiges Ansteigen der Antriebsgeschwindigkeit der ersten oder zweiten Antriebseinheit bei steiler Bergabfahrt nicht zu einem ungewünschten Ansprechen der vierten Schaltung führt. Die vierte Schaltung kann beispielsweise dann, wenn das zweite oder dritte Signal das erste Signal übersteigt, die Bremsen betätigen, und#das Fahrzeug kommt dadurch zum Stehen. Besonders geeignete Schaltungen zur Überwachung der An triebsgeschwindigkelt der ersten und zweiten Antriebseinheit sind in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben, Ein sehr harmonisches Steuerverhalten und Lenkverhalten des Kettenfahrzeugs wird dann erreicht, wenn die Steu erschaltung gemäss Anspruch 8 weitergebildet wird. Bei der in Anspruch 8 beschriebenen Weiterbildung der erfindungsgemässen Steuerschaltung erreicht man folgende Betriebsart: ein ansteigender Lenkeinschlag bei gegebener Stellung eines Geschwindigkeits-Sollwertgebers führt zu einer ständigen Absenkung der Antriebsgeschwindigkeit der kurveninneren Antriebskette. Kurz vor dem maximalen Lenkeinschlag ist die Antriebsgeschwindigkeit der kurveninneren Antriebskette 0, während sich die kurvenäussere Antriebskette mit unveränderter Geschwindigkeit weiterbewegt. Sobald die Lenkeinrichtung maximal eingeschlagen wird, wird der Schalter zwischen dem gemeinsamen Punkt der Spulen und Masse geöffnet, wodurch die Spule der Verstelleinrichtung der kurvenäusseren Hydraulikpumpe in Reihe zu der Spule der Servoverstelleinrichtung der kurveninneren Hydraulikpumpe geschaltet wird, so dass in diesem Moment eine Spannungsteilung der zunächst nur über die kurven äussere Spule abfallenden Spannung über beide Spulen herbeigeführt wird. Diese Spannungsteilung führt zu einer entsprechenden, aber entgegengesetzten Beaufschlagung der jeweiligen Hydraulikpumpen durch ihre Servoverstelleinrichtungen, so dass zu diesem Zeitpunkt die Antriebsgeschwindigkeit der kurvenäusseren Antriebskette auf den etwa halben vorherigen Wert abgesenkt wird, während die kurveninnere Antriebskette in Rückwärtsrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wird. Als Folge hiervon dreht sich das Kettenfahrzeug unter Beibehaltung der kurz vor dem maximalen Lenkeinschlag angenommenen Winkelgeschwindigkeit auf der Stelle. Durch diese Lenkcharakteristik wird eine besonders einfache, überschaubare und sichere Handhabung des Kettenfahrzeugs ermöglicht. Ausführungsformen bekannter Steuerschaitungen sowie bevorzugte Ausführungsbeispiele gemäss der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Ketten fahrzeugs unter Hervorhebung der hydraulischen Aggregate; Figur 2 ein Prinzipschaltbild einer Steuerschaltung nach dem Stand der Technik; Figur 3 eine Vektordarstellung des Lenkverhaltens eines mit der Steuerschaltung nach Fig. 2 ausgerüsteten Kettenfahrzeugs; Figur 4 eine Prinzipdarstellung eines Hydrauliksystems und einer Steuerschaltung für ein Kettenfahrzeug gemäss der vorliegenden Erfindung; Figur 5 einen detaillierten Schaltplan der in Fig. 4 gezeigten Steuerschaltung; Figur 6 Ausführungsformen von Lenkpotentiometern für die in Fig. 5 gezeigte Steuerschaltung sowie eine vom Lenkwinkel abhängige Prinzipdarstellung des Schaltzustandes eines Lenkradschalters; ; Figur 7 eine Vektordarstellung des Lenkverhaltens eines mit der Steuerschaltung nach den Fig. 4 und 5 ausgerüsteten Kettenfahrzeugs bei einem kleinen und bei einem mittleren Lenkeinschlag; Figur 8 eine Vektordarstellung des Lenkverhaltens des mit der Steuerschaltung nach dem Fig. 4 und 5 ausgerüsteten Kettenfahrzeugs bei einem relativ hohen Lenkeinschlag; Figur 9 einen Teil der Steuerschaltung nach den Figuren 4 und 5 bei dem in Figur 8 dargestellten Lenk einschlag; Figur 10 eine Vektordarstellung des Lenkverhaltens eines mit der Steuerschaltung nach den Figuren 4 und 5 ausgerüsteten Kettenfahrzeugs bei maxi malem Lenkeinschlag; und Figur 11 einen Teil der Steuerschaltung nach den Figuren 4 und 5 bei dem in Figur 10 dargestellten Lenk einschlag. Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kettenfahrzeugs 1 bei zeichnerischer Hervorhebung des elektrischen Steuersystems und des hydraulischen Antriebssystems dieses Kettenfahrzeugs 1. Das Kettenfahrzeug 1 hat eine linke Antriebskette 2 und eine rechte Antriebskette 3, die jeweils von einem linken und einem rechten Hydromotor 4,5 über ein nichtdargestelltes Ketten-Untersetzungsgetriebe angetrieben werden. Das Kettenfahrzeug 1 hat einen Antriebsmotor 6, der über ein Getriebe eine Arbeitspumpe 7, eine linke Verstellpumpe 8 und eine rechte Verstellpumpe 9 antreibt. Die von den Verstellpumpen 8,9 geförderte Hydraulikdurchflussmenge wird durch ein der linken Verstellpumpe 8 zugeordnetes linkes Servoverstellgerät 10 und ein der rechten Verstellpumpe 9 zugeordnetes rechtes Servoverstellgerät 11 gesteuert. Üblicherweise ist das Servoverstellgerät derart ausgelegt, dass ein im wesentlichen linearer Zusammenhang zwischen einem Eingangssteuerstrom des Servoverstellgerätes und der geförderten Hydraulikdurchflussmenge der Verstellpumpe 8,9 besteht. Die Verstellpumpen 8,9 liegen in einem Hydraulikkreis mit dem ihnen zugeordneten Hydromotor 4,5. Zum Lenken des Kettenfahrzeugs 1 dient ein von einem Lenkrad 13 betätigter Lenkgeber 12. Die Wahl der Fahrtrichtung wird mit einem in der Nähe des Lenkrades 13 angeordneten Fahrtrichtungsschalter 14. vorgenommen. Der Lenkgeber 12 und der Fahrtrichtungsschalter 14 stehen in Signalübertragungsverbindung mit einer Fahrelektronik 15. Die momentane Drehzahl des Antriebsmotors 6 wird von einem Drehzahl-Istwertgeber 16 gemessen. Der Istwertgeber 16 führt diese Information der Fahrelektronik 15 zu. Ein Drehzahl-Sollwertgeber 17 sowie eine Einspritzpumpe 20 sind über ein Gaspedal 18 betätigbar. Das in Figur 1 dargestellte Kettenfahrzeug 1 arbeitet mit der in der Figur 2 dargestellten Steuerschaltung nach dem Stand der Technik. Ein Kettenfahrzeug des in Figur 1 gezeigten Types kann, ohne dass hierzu irgendwelche mechanische oder hydraulische Teile abgewandelt werden müssen, mit der erfindungsgemässen Steuerschaltung ausgerüstet werden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass das Anwendungsgebiet der erfindungsgemässen Steuerschaltung nicht auf Kettenfahrzeuge begrenzt ist, da die erfindungsgemässe Steuerschaltung unter Beibehaltung sämtlicher vorteilhafter Wirkungen gegenüber der Schaltung nach dem Stand der Technik auch bei einem Radfahrzeug eingesetzt werden kann, dessen Lenkung durch Einstellen der Differenzgeschwindigkeit zw#ischen einem linksseitigen und einem rechtsseitigen Radsatz vorgenommen wird. Derart gelenkte Radfahrzeuge werden insbesondere für den Baustellen- und Gelände Fahrbetrieb eingesetzt. Figur 2 zeigt eine Steuerschaltung nach dem Stand der Technik, die bei dem in Figur 1 gezeigten Kettenfahrzeug eingesetzt wird. Mit dem Gaspedal 18, das ebenfalls in Figur 1 gezeigt #5t, ist der gleichfalls in Figur 1 angedeutete Drehzahl-Sollwertgeber 17, der als Potentiometer ausgeführt ist, einstellbar. Dieser Drehzahl-Sollwertgeber 17 sowie ein Drehzahl-Istwertgeber 16 sind an einer an sich im Stand der Technik bekannten, und für die vorliegende Erfindung nicht relevante Fahrelektronik 15 angeschlossen. Die Fahrelektronik 15 führt in einer an sich im Stand der Technik bekannten Weise in Abhängigkeit vom Belastungszustand des Motors sowie von der Abweichung zwischen dem Signal des Drehzahl-Istwertgebers und des Drehzahl-Sollwertgebers über eine entsprechende Einstellung der Ausgangsspannung UA eine Regelung der Geschwindigkeit des Kettenfahrzeugs 1 durch. Je höher die Ausgangsspannung UA der Fahrelektronik 15 ist, desto höher ist die Ykydraulikduroh- flussmenge der linken und rechten Verstellpumpe 8,9, die von dem linken und rechten Servoverstellgerät 10,11 angesteuert werden. Bei zu starkem Abfall der Istdrehzahl gegenüber der Solldrehzahl vermindert die Fahrelektronik 15 ihre Ausgangsspannung UA, um die Fahrgeschwindigkeit und damit die Motorbelastung zu vermindern. Die in Fig. 2 gezeigte Steuerschaltung nach dem der Technik enthält ein die Ausgangsspannung UA der Fahrelektronik 15 teilendes Geschwindigkeitspotentiometer 19, das auch als "Inchpotentiometer" bezeichnet wird. Dieses Potentiometer ist an ein Handrad angeschlossen, mit dem die Bedienungsperson des Kettenfahrzeugs 1 die gewünschte Fahrgeschwindigkeit einstellt. Bei hohen Fahrwiderständen, wie beispielsweise beim Bergauffahren des Kettenfahrzeugs 1 wird das Geschwindigkeitspotentiometer so eingestellt, dass an dessen Ausgangsseite lediglich ein kleiner Teil der Spannung UA erscheint. Das Geschwindigkeitspotentiometer 19 ist ausgangsseitig an einen als Doppelumschalter ausgeführten Fahrtrichtungsschalter 14 angeschlossen. Eine Batterie bzw. ein Akkumulator 31 übernimmt die Energieversorgung der Fahrelektronik 15 sowie der an die Fahrelektronik 15 angeschlossenen Schaltung. Jedes Servoverstellgerät 10,11 enthält zwei Spulen 33,34; 35,36, wobei die Betätigung der Servoverstellgeräte 10,11 zur Steuerung der Verstellpumpen 8,9 jeweils proportional zur Summe der den Spulen 33,34;35,36 zugeführten Ströme ist. Das in Fahrtrichtung linksseitige Servoverstellgerät 10 hat also eine erste Spule 33, die als Lenkspule 33 bezeichnet wird, und eine zweite Spule 34, die als Fahrspule bezeichnet wird. Entsprechend weist das rechte Servoverstellgerät eine erste Spule 35 auf, die als Lenkspule bezeichnet wird, und eine zweite Spule 36 auf, die wiederum als Fahrspule bezeichnet wird. Der Lenkgeber 12, der als Potentiometer ausgeführt ist, liegt parallel zum Ausgang des Fahrtrichtungsschalters 14. Der Mittelabgriff bzw. Schleifer des Lenkpotentiometers 12 ist an die rechte Lenkspule 35 angeschlossen, die in Reihe zu der linn Lärgsspule 33 liegt. Die Reihenschaltung der Lenkspulen 33,35 ist mit einer derartigen Polung der Spulen 33,35 vorgenommen, das ein die Spulen 33,35 durchfliessender Strom zu einer entgegengesetzten Betätigung der zugehörigen Servoverstellgeräte 10,11 führt. Das der Spule 35 abgewandte Ende der Spule 33 ist an einen Fest Spannungsteiler 21 angeschlossen, der wiederum parallel zum Lenkpotentiometer 12 liegt. Damit durchsetzt die Spulen 33,35 ein Strom, der proportional zur Abweichung der Lage des Schleifers des Lenkpotentiometers 12 von dessen Mittenstellung ist. Parallel zum-Spannungsteiler 21 liegt über einen Reihenwiderstand eine als Potentiometer ausgeführte gerade Geradetrimmungsschaltung 30. Zwischen dem Mittelabgriff und je einem Endkontakt des Potentiometers 30 ist die linke bzw. die rechte Fahrspule 34,36 geschaltet. Der jeweilige Strom durch die Fahrspulen 34,36 ist proportional zur Ausgangsspannung UA der Fahrelektronik 15. Der Geradeauslauf des Kettenfahrzeugs 1 kann durch Einstellen des Potentiometers 30 korrigiert werden. Bei einem Lenkeinschlag am Lenkgeber 12 fliesst ein Strom durch die linke und rechte Lenkspule 33,35, wobei der Strom durch die linke Lenkspule 33 die entgegengesetzte Richtung des Stromes durch die rechte Lenkspule 35 hat. Entsprechend wird bei einem Lenkeinschlag das linke Servoverstellgerät in entgegengesetzter Richtung wie das rechte Servoverstellgerät betätigt. Eine derartige Betätigung führt zu dem in Fig. 3 durch eine Vektordarstellung repräsentierten Lenkverhalten des Kettenfahrzeugs 1. Die Erhöhung des das linke Servoverstellgerät 10 erregenden Gesamtstromes durch den die linke Lenkspule 33 durchsetzenden Strom führt zu einer ent sprechenden Erhöhung der Hydraulikdurchflussmenge der linken Verstellpumpe 8, was zu einer regener der Geschwindigkeit bei Geradeausfahrt vm erhöhten Geschwindigkeit v2 der linken Antriebseinheit führt. Um einen entsprechenden Betrag Av wird die Geschwindigkeit v1 der rechten Antriebseinheit abgesenkt. Dies führt zu einer durch die Geschwindigkeiten v2, v1 vorgegebenen Kurve mit dem Radius rm. Im Stand der Technik war man ständig bemüht, das Fahrverhalten eines Kettenfahrzeugs, das mit einem Lenkrad gelenkt wird, möglichst dem Fahrverhalten eines Automobils anzugleichen, so dass man selbstverständlich davon ausging, dass die Kurvensteuerung eines Kettenfahrzeugs 1 derart vorgenommen werden muss, dass die mittlere Geschwindigkeit des Kettenfahrzeugs Vm unverändert bleibt. Wird bei einem derartigen Lenkkonzept die mittlere Geschwindigkeit Vm des Fahrzeugs 1 in den Bereich der maximalen Geschwindigkeit angehoben, so führt dies zu einer Betätigung der Servoverstellgeräte 10,11, die im Bereich der maximalen Auslenkung liegen. Mit anderen Worten arbeiten bei einer derartigen Betriebsweise beide Verstellpumpen 8,9 mit maximaler Hydraulikdurchflussmenge pro Zeiteinheit. Wird nun ein Lenkeinschlag des Lenkgebers 12 vorgenommen, so wird ein entsprechender Lenkstrom den jeweilig#en Lenkspulen 33,35 zugeführt. Da die linke Verstellpmpe bereits mit einer Hydraulikdurchflussmenge pro Zeiteinleit arbeitet, die nahe an der maximalen Hydraulikdurchflussmenge liegt, ist keine weitere Erhöhung der Hydraulikdurch'lussmenge der linken Verstellpumpe 8 möglich. Daher bewirkt der Lenkstrom lediglich eine Absenkung der Hydrailikdurch- flussmenge der rechten Verstellpumpe 9, und somit ledigli#ch eine Lenkwirkung, die in etwa halb so gross i;v, wie diejenige, die bei entsprechendem Lenkeinschlag im mittleren Geschwindigkeitsbereich des Kettenfahrzeugs ¯ erreicht wird. Fig. 4 zeigt einr prinzipielle Darstellung der hydraulischen Geräte und elektrischen Schaltungen des mit einer erfindungsgemässen Steuerschaltung ausgerüsteten Kettenfahrzeugs 1. Diejenigen Bezguszeichen, die den Bezugszeichen der Fig. 1 und 2 entsprechen, bezeichnen gleiche oder ähnliche Teile. Der Motor 6 treibt über ein Getriebe 22 die linke und rechte Verstellpumpe 8,9 Åan, die jeweils über linke und rechte Servoverstellgeräte At,11 betätigt werden. Die Verstellpumpen 8,9 liegen in einem hydraulischem Kreis mit den Hydromotoren 4,5, die jeweils ein linkes und rechtes Zahnrad 37,38 antreiben, die die Antriebsketten 2,3 bewegen. Die Drehzahl der Zahnräder 37, 38 wird durch Impulsfühler 50 erfasst, die jeweils einen Impuls pro Zahn des Zahnrades 37,38 erzeugen, der sich an ihnen vorbeibewegt. Die Impulsfühler 50 sind an eine Sicherheitsschaltung 51 bis 58 angeschlossen, die wiederum mit der Fahrelektronik und dem Lenkgeber 12,15 in Verbindung steht. Hieran sind wiederum eine erste und zweite linke Spule 33,34 und eine erste und zweite rechte Spule 35,36 angeschlossen. Zur detaillierten Beschreibung des erfindungsgemässen Steuerschaltung sie nachfolgend auf Fig. 5 bezug genommen. Die Ausgangsspannung UA der Fahrzeugelektronik 15 wird über das Geschwindigkeitspotentiometer 19 geteilt und an den Fahrtrichtungsschalter 14 angelegt. Eine Ausgangsklemme des Fahrtrichtungsschalters 14 liegt am Mittelabgriff der als Potentiometer ausgeführten Geradetrimmungsschaltung 30. Die Aussenkontakte dieses Geradetrimmungspotentiometers 30 sind mit den Enden von Lenkpotentiometern 59,60 verbunden, an denen sich der jeweilige Schleifer der Lenkpotentiometer bei Geradeausstellung der Lenkeinrichtung 12,13 befindet Die jeweils gegenüberliegenden Endkontakte der Lenkpotentiometer 59,60 sind an einen gemeinsamen Fusspunkt angeschlossen, der an dem anderen Ausgangskontakt des Fahrtrichtungsschalters 14 angeschlossen ist. Dieser ist über einen Serienwiderstand mit einem dazu in Reihe geschalteten Lenkradschalter 62, der nachfolgend näher erläutert wird, mit einem gemeinsamen Anschlusspunkt der Spulen 33 bis 36 verbunden. Die jeweils einem Servoverstellgerät zugehörigen Spulen 33,34; 35,36 liegen über Reihenwiderstände an dem Mittenabgriff bzw. Schleifer des zugehörigen Lenkpotentiometers 59,60. Die Antriebsgeschwindigkeit der rechten und linken Antriebskette 2,3 wird durch Messung der Drehzahl der zugehörigen Zahnräder 37,38 mittels diesen Zahnrädern zugeordneter Impulsfühler 50 gemessen. Die Impulsfühler 50 sind an Frequenz-Spannungs-Wandler 51 angeschlossen, deren Aus gangssignal eine zur Antriebsgeschwindigkeit proportionale Spannung ist. Diese Signale werden nicht-invertierenden Eingängen von Operationsverstärkern 53,54 zugeführt, deren Ausgänge über Dioden 55,56 mit einem gemeinsamen Punkt verbunden sind, der seinerseits mit den invertierenden Eingängen der Operationsverstärker 52,54 verbunden ist. Diese Schaltung erzeugt ausgangsseitig ein Signal, das dem jeweils grösseren der Eingangssignale entspricht Das auf diese Weise erzeugte Ausgangssignal wird einem Impedanzwandler 63 zugeführt. Ein vom Mittelabgriff des Geschwindigkeitspotentiometers 19 abgezweigtes Spannungssignal, dessen Grösse der Sollgeschwindigkeit des Kettenfahrzeugs proportional ist, wird einem Verstärker 57 zugeführt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 57 wird mit dem Ausgangssignal des Impe danzwandlers 63 in einer Komparatorschaltung 58 verglichen. Die Verstärkung der Verstärkerschaltung 57 ist derart eingestellt, dass bei üblichem, störungsfreien Betrieb das absolute Ausgangssignal der Schaltung 57 um etwa 5-20% ,grösser ist als das absolute Ausgangssignal des Impedanz wandlers 63. Überschreitet das absolute Ausgangssignal des Impedanzwandlers 63 die absolute Ausgangsspannung des Verstärker.# 57, so - leitet die Komparatorschaltung 58 die Zwangsbremsung ein. Anstelle der Impulszähler 50 und der Frequenz-Spannungswandler 51 kann zum Erfassen der Drehzahl der Antriebseinheiten 1,2 ein an der linken und rechten Verstellpumpe 8,9 angebrachtes Potentiometer (nicht dargestellt) verwendet werden, da die jeweilige mechanische Lage der verstellbaren Teile der Verstellpumpe 8,9 der von der Verstellpumpe geförderten Hydraulikmenge und somit der Geschwindigkeit der Antriebskette 2,3 entspricht. Aufgrund des erfindungsgemässen Konzeptes bleibt die jeweils kurvenäussere Antriebskette bei einer Antriebsgeschwindigkeit, die der Antriebsgeschwindigkeit bei Geradeausfahrt entspricht. Daher ist es möglich, durch Über- wachung der Antriebsgeschwindigkeit einen Rückschluss auf ein fehlerhaftes Verhalten der Verstellpumpn-.8,9 zu ziehen. Wenn beispielsweise ein Hydraulikströmungskanal einer Verstellpumpe 8,9 durch einen Schmutzpartikel verstopft wird, kann dies dazu führen, dass sich die Verstellpumpe 8,9 so verstellt, dass sie mit maximalen Durchsatz fördert. Ein derartiger Fehler führte beim Stand der Technik zu einer nicht durch Gegenlenken korrigierbaren, ungewollten schlagartigen Kurvenfahrt des Kettenfahrzeugs. Durch die Schaltung 50,51 wird das Ansteigen der Antriebsgeschwindigkeit ermittelt und im Komparator durch Vergleich mit der Soll-Antriebsgeschwindigkeit zu einem Fehlersignal weiter verarbeitet. Dieses Fehlersignal führt zu einem automatischen Anhalten oder ZwangsbrXmnen des Kettenfahrzeugs. Vorzugsweise werden die in der Figur 5 gezeigten rent- potentiometer 59,60 in spiegelsymmetrischer Weise aufgebaut, wie dies in den detaillierten Darstellungen dieser Lenkpotentiometer 59,60 in Figur 6 gezeigt ist. Das linke Lenkpotentiometer 59 ist derart aufgebaut, dass es lediglich bei einem gegenüber der Mittelstellung eines Schleifers 66 nach links abweichenden Lenkeinschlag zu einer Signalveränderung führt, während ein nach rechts abweichender Lenkeinschlag das Signal am Mittenabgriff oder Schleifer 66 unverändert lässt. Das rechte Lenkpotentiometer ist symmetrisch bezüglich der Mittellage des Schleifers 66 ausgebildet. Vorzugsweise besteht das linke Lenkpotentiometer 59 aus einer Widerstandsschicht 64, die bei einem etwa 50 von der Neutral lage des Schleifers 66 abweichenden Winkel beginnt und sich annähernd 1700 in die nach links gerichtete Drehrichtung erstreckt. Durch einen mit dem Lenkeinschlag in die linke Drehrichtung von der Mittellage aus zunehmenden Widerstandswert pro Längeneinheit bzw pro Winkeleinheit wird ein erwünschtes, progressives Lenkverhalten erreicht. Der rechte Teil des Schleifweges des Schleifers 66 ist aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Silberdraht gefertigt, so dass eine Verschwenkung des Schleifers 66 in die rechte Drehrichtung gegenüber Neutrallage keine Ver änderung des am Schleifer 66 abgegriffenen Signales mit sich bringt. Am Lenkrad 13 ist ein Lenkradschalter 62 angebracht, der lediglich bei maximalem Lenkeinschlag in die rechte oder linke Drehrichtung geöffnet wird. Ansonsten ist der Lenkradschalter 62 geschlossen. Bezüglich der Funktion des Lenkradschalters wird auf die Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren 8 bis 11 verwiesen. Figur 7 ist eine Vektordarstellung des Lenkverhaltens des mit der Steuerschaltung gemäss den Figuren 4 und 5 ausgerüsteten Kettenfahrzeugs. Wird das in Figur 6 ge zeigt Lenkrad beispielsweise um 200 nach rechts gedreht, so bewegt sich der Schleifer des linken Lenkpotentiometers 59 lediglich auf dem leitenden Material 65, während sich der Schleifer des rechten Lenkpotentiometers 60 auf dem Widerstandsmaterail bewegt. Daher ändert sich das gemäss Figur 5 am Schleifer 66 des rechten Lenkpotentiometers 60 abgegriffene Signal, während das entsprechende Signal am Lenkpotentiometer 59 unverändert bleibt. Dementsprechend werden die erste und zweite Spule 33,34 des linken Servoverstellgerätes mit unverändertem Strom beaufschlagt, während der Strom, der durch die Spulen 35,36 des rechten Servoverstellgerätes, fliesst, absinkt. Dementsprechend sinkt die Antriebsgeschwindigkeit des rechten Antriebssatzes ab, während diejenigen des linken Antriebssatzes unver- ändert bleibt. Damit wird durch Variation der Antriebsgeschwindigkeit der rechten Antriebskette 3 der Kurvenradius rk f rk. " verändert. Wird das in Fig. 1 und 6 gezeigte Lenkrad 13 bis kurz vor dem maximalen Lenkeinschlag weiter nach rechts bewegt, so reduziert sich der durch die Spulen 35,36 des rechten auf Null Servoverstellgerätes 11 fliessende Strom I35, I36 während der durch die Spulen 33,34 des linken Servoverstellgerätes 10 fliessende Strom I33, 134 unverändert bleibt. Hierbei führt das Kettenfahrzeug 1 eine Drehung um seine rechte Kette durch, die eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit hat. Diese Drehung ist durch die Vektordarstellung der Figur 8 angedeutet, während die entsprechenden durch die Spulen 33 bis 36 fliessenden Ströme in der Figur 9 gezeigt sind. Wird nun das in Figur 6 gezeigte Lenkrad 13 an den rechten Lenkanschlag bewegt, so öffnet sich der Lenkradschalter 62. Hierbei wird der in den Figuren 9 und 11 gezeigte gemeinsame Fusspunkt der Spulen 33 bis 36 von Masse getrennt. In diesem Moment wird der durch die linken Spulen 33,34 fliessende Strom halbiert, während der durch die rechten Spulen fliessende Strom 35,36 den umgekehrt entge gengesetzten Wert des durch die Spulen 33,34 fliessenden Stromes annimmt. Mit anderen Worten führt das Öffnen des Lenkradschalters 62 zu einer Umschaltung der Spulenanordnung von Parallelschaltung zu Serienschaltung. Dadurch, dass der durch die Spulen 33,34 fliessende Strom halbiert wird, während der durch die Spulen 35,36 fliessende Strom I35 > 136 den entgegengesetzt gleichen Wert der Ströme I33, I34 annimmt, führt das Kettenfahrzeug eine Drehung auf der Stelle aus, die die gleiche Winkelgeschwindigkeit hat wie die kurz vor Erreichen des maximalen Lenkausschlages durchgeführte Drehbewegung. Ein Schema dieser Drehbewegung ist in der Figur 10 wiedergegeben. Die erfindungsgemässe Steuerschaltung kann ebenfalls bei einem Radfahrzeug eingesetzt werden, das durch Einstellung einer Differenzgeschwindigkeit des linken Radsatzes zum rechten Radsatz gelenkt wird. Ebenfalls kann die erfindungsgemässe Steuereinrichtung mit kontaktfreien, elektronischen Lenkgebern arbeiten Gleichfalls kann die beschriebene elektrische Ansteuerung der Servoverstellgeräte durch eine gleichwirkende hydrau lische Ansteuerung ersetzt werden.

Claims: Steuerschaltungl insbesondere für ein Kettenfahrzeug Patentansprüche 1. Steuerschaltung, insbesondere für ein Kettenfahrzeug (1), das einen Motor (6) zum Antreiben von HydraulikDumpen (8,9) aufweist, die mit Antriebseinheiten (2-5) in Strömungsverbindung stehen, mit einer mit der Steuerschaltung signalmässig verbunden en Lenkeinrichtung (12,13) und mit Verstelleinrichtungen (10,11), die die Hydraulik durchflussmenge der Hydraulikpumpen (8,9) in Abhängigkeit von von der Steuerschaltung empfangenen Signalen steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung in Reaktion auf ein einen Lenk einschlag der Lenkeinrichtung (12,13) darstellendes Lenksignal das Steuersignal für die Verstelleinrich tung (10) der Hydraulikpumpe (8)- der kurveninneren Antriebseinheit (2,4) gegenüber dem Steuersignal für diese Verstelleinrichtung (10) bei einem die Gerade ausstellung der Lenkeinrichtung (12,13) darstellenden Lenksignal derart ändert, dass das Kettenfahrzeug (1) bei unverändertem Steuersignal für die andere Verstell einrichtung (11) die diesem Lenkeinschlag entsprechende Kurve durchfährt. 2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Lenkeinrichtung (12,13) eine erste Signaler zeugungsschaltung (59) enthält, deren Ausgangssignal bei einem Lenkeinschlag in eine erste Drehrichtung unverändert gegenüber dem Ausgangssignal bei gerader Ausstellung der Lenkeinrichtung (12,13) bleibt und das sich bei einem Lenkeinschlag in die zweite Drehrichtung in Abhängigkeit vom Lenkeinschlag ändert, und eine zweite Signalerzeugungsschaltung (60) enthält, deren Ausgangssignal bei einem Lenkeinschlag in die zweite Drehrichtung unverändert gegenüber dem Ausgangs signal bei Geradeausstellunz der Lenkeinrichtung (12,13) bleibt und das sich bei einem Lenkeinschlag in die erste Drehrichtung in Abhängigkeit vom Lenkeinschlag ändert. 3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die erste und zweite Signalerzeugungsschaltung als Potentiometer (59,60) ausgeführt sind, und dass die Potentiometer (59,60) mit der Lenkeinrichtung (12,13) in Drehverbindung stehen. 4. Steuerschaltung nach einen der Ansprüche 1 bis 3 g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine erste Schaltung (15,19) zum Erzeugen eines ersten Signals, das die Soll-Geschwindigkeit des Kettenfahr zeugs (1) darstellt, eine zweite Schaltung (50,51) zum Erzeugen eines zweiten Signals, das die Antriebsgeschwindigkeit der ersten Antriebseinheit (2,4) darstellt, eine dritte Schaltung (50,51) zum Erzeugen eines drit ten Signals, das die Antriebsgeschwindigkeit der zwei ten Antriebseinheit (3,5) darstellt, und eine vierte Schaltung (53 - 56), die anspricht, wenn das zweite Signal oder das dritte Signal grösser ist als das erste Signal. 5. Schaltung nach Anspruch #, d a d u r c h g e k e n nt z e i c h n e t, dass die erste, zweite und dritte Schaltung (15,19- 50,51) derart ausgelegt sind, dass das zweite und dr Signal bei fehlerfreiem Betrieb der Hydraulikpumpen (8,9) um 5 % bis 20 % niedriger sind als das erste Signal. 6. Steuerschaltung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h. gekennzeichnet, dass die zweite und dritte Schaltung (50,51) jeweils durch einen an der Antriebseinheit (2, 3, 4, 5) ange brachten Impulszähler (50) und durch einen mit dem Impulszähler (50) verbundenen Frequenz-Spannungs-Wand ler (51) gebildet sind. 7. Steuerschaltung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die zweite und dritte Schaltung (50,51) jeweils durch ein mit den Verstelleinrichtungen (10,11) ver bundenes Potentiometer gebildet sind. 8. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c-h n e t, dass die Verstelleinrichtungen Servoverstellgeräte (10,11) mit wenigsten jeweils einer Spule (33,34; 35,36) sind, dass die Spulen (33,34; 35,36) an ihrem einen Ende mit einem gemeinsamen Punkt verbunden sind und dass die Spulen an ihrem anderen Ende an den ersten und zweiten Signalerzeugungsschaltungen angeschlossen sind, dass an der Lenkeinrichtung (12,13) ein Schalter (62) angebracht ist, der bei maximalem Lenkeinschlag in die erste bzw. zweite Drehrichtung von der Lenkeinrichtung (12,13) geöffnet wird, und dass der Schalter (62) zwischen dem gemeinsamen Punkt der Spulen (33,314; 35,36) und Masse geschaltet ist.

Inventors: VON BRAUN, ERIK
Applicants: MOOG GMBH
Application year: 1984
Main classification: B62D11
IPC codes: B62D11