BE1027189B1

BE1027189B1 - Drive system for a work vehicle

Info

Publication number: BE1027189B1
Application number: BE20195237A
Authority: BE
Inventors: Frans Jozef Johanna Geens; Marcel Karel Francisca Geens
Original assignee: Gebroeders Geens N V
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-11-10
Also published as: EP3722516A1; BE1027189A1

Abstract

Aandrijfsysteem voor een werkvoertuig met minstens twee aangedreven wielen en minstens één hydraulische actuator, waarbij het aandrijfsysteem een eerste elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een eerste hydraulische pomp voor het aandrijven van de minstens twee wielen, en waarbij het aandrijfsysteem een tweede elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een tweede hydraulische pomp voor het aandrijven van de minstens één hydraulische actuator, waarbij de eerste hydraulische pomp een tweerichtingspomp is die rechtstreeks verbonden is met tweerichtingsrotoren bij de wielen zodat een rotatie van de tweerichtingspomp evenredig overgebracht wordt naar de wielen, en waarbij de eerste elektromotor voorzien is van een regelaar voor het aansturen van de elektromotor op basis van een eerste input die gerelateerd is aan een gewenste verplaatsing van het werkvoertuig.Drive system for a work vehicle with at least two driven wheels and at least one hydraulic actuator, the drive system comprising a first electric motor mechanically coupled to a first hydraulic pump for driving the at least two wheels, and the drive system comprising a second electric motor that is mechanically is coupled to a second hydraulic pump for driving the at least one hydraulic actuator, the first hydraulic pump being a bidirectional pump directly connected to bidirectional rotors at the wheels so that a rotation of the bidirectional pump is proportionally transmitted to the wheels, and wherein the first electric motor is provided with a controller for controlling the electric motor on the basis of a first input related to a desired displacement of the work vehicle.

Description

Aandrijfsysteem voor een werkvoertuig De huidige uitvinding heeft betrekking op een aandrijfsysteem voor een werkvoertuig met minstens twee aangedreven wielen en minstens één hydraulische cilinder.The present invention relates to a drive system for a working vehicle with at least two driving wheels and at least one hydraulic cylinder.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op hydraulische werkvoertuigen, bij voorkeur compacte hydraulische werkvoertuigen, waarbij zowel de wielen door middel van hydraulische motoren aangedreven worden alsook minstens één werkingsonderdeel door een hydraulische actuator aangedreven wordt. Een voorbeeld van een dergelijk hydraulisch werkvoertuig is een graafmachine met een schep, een kraantje, cen heftruck of ander werkvoertuig. In het bijzonder is het hydraulische werkvoertuig een kniklader. Een kniklader is cen werkvoertuig met cen achterste segment en een voorste segment die pivoteerbaar zijn ten opzichte van elkaar rond een opstaande as. Daarbij zijn de wielen in het achterste segment nagenoeg vast verbonden met dit achterste segment en zijn de wielen in het voorste segment nagenoeg vast verbonden met dit voorste segment. Het links en rechts sturen van het werkvoertuig wordt primair gerealiseerd door het pivoteren van het voorste deel ten opzichte van het achterste deel van het voertuig.In particular, the invention relates to hydraulic work vehicles, preferably compact hydraulic work vehicles, in which both the wheels are driven by means of hydraulic motors and at least one operating part is driven by a hydraulic actuator. An example of such a hydraulic work vehicle is an excavator with a shovel, a crane, a fork-lift truck or other work vehicle. In particular, the hydraulic work vehicle is an articulated loader. An articulated loader is a work vehicle with a rear segment and a front segment that are pivotable relative to each other about an upright axle. The wheels in the rear segment are thereby substantially rigidly connected to this rear segment and the wheels in the front segment are substantially rigidly connected to this front segment. The left and right steering of the work vehicle is primarily realized by pivoting the front part with respect to the rear part of the vehicle.

Dergelijke werkvoertuigen hebben typisch een aandrijfsysteem met een verbrandingsmotor. De verbrandingsmotor heeft een uitgangsas die mechanisch gekoppeld is met één of meerdere hydraulische pompen. Deze hydraulische pompen leveren oliedruk waarmee hydraulische actuatoren, zowel rotors als cilinders, kunnen bediend worden. Voor het bedienen van de rotors en cilinders wordt een hydraulisch stuursysteem voorzien met gestuurde kleppen, drukregelaars, enz. Een dergelijk hydraulisch stuursysteem wordt ook het hydraulisch regelmechanisme genoemd, en kan zeer complex en duur zijn. Bij een gekende regeling wordt de input van de gebruiker, waarmee de gebruiker gewenste bewegingen van de verschillende onderdelen en elementen van het werkvoertuig aangeeft, door de hydraulische regelmiddelen omgezet in bewegingen van respectievelijke hydraulische actuatoren. De hydraulische pomp is daarbij voorzien om het hydraulische vermogen te regelen, terwijl de hydraulische pomp vermogen krijgt van de verbrandingsmotor.Typically, such work vehicles have a drive system with a combustion engine. The combustion engine has an output shaft that is mechanically coupled to one or more hydraulic pumps. These hydraulic pumps provide oil pressure with which hydraulic actuators, both rotors and cylinders, can be operated. To operate the rotors and cylinders, a hydraulic steering system with controlled valves, pressure regulators, etc. is provided. Such a hydraulic steering system is also called the hydraulic control mechanism, and can be very complex and expensive. In a known control, the input of the user, with which the user indicates desired movements of the various parts and elements of the work vehicle, is converted by the hydraulic control means into movements of respective hydraulic actuators. The hydraulic pump is provided to regulate the hydraulic power, while the hydraulic pump receives power from the combustion engine.

Net zoals bij commerciële voertuigen is er ook voor werkvoertuigen in de markt een vraag naar elektrisch aangedreven exemplaren. EP 2 444 555 beschrijft een hydraulisch systeem dat aangedreven wordt door twee elektromotoren. Daarbij levert de eerste elektromotor energie voor cen primaire groep actuatoren, en levert cen tweede elektromotor energie voor een secundaire groep actuatoren. Een nadeel van deze opbouw is dat ze suboptimaal is voor kleinere hydraulische werkvoertuigen, meer bepaald voor knikladers.As with commercial vehicles, there is also a demand for electrically powered vehicles in the market. EP 2 444 555 describes a hydraulic system that is driven by two electric motors. The first electric motor supplies energy for a primary group of actuators, and the second electric motor supplies energy for a secondary group of actuators. A disadvantage of this construction is that it is sub-optimal for smaller hydraulic work vehicles, especially for articulated loaders.

Het is een doel van de uitvinding om een aandrijfsysteem voor een werkvoertuig te voorzien dat compact kan gebouwd worden en eenvoudig kan aangestuurd worden.It is an object of the invention to provide a drive system for a work vehicle that can be built compactly and can be easily controlled.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een aandrijfsysteem voor een werkvoertuig met minstens twee aangedreven wielen en minstens één hydraulische actuator, waarbij het aandrijfsysteem een eerste elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een eerste hydraulische pomp voor het aandrijven van de minstens twee wielen, en waarbij het aandrijfsysteem een tweede elektromotor bevat die mechanisch gekoppeld is met een tweede hydraulische pomp voor het aandrijven van de minstens één hydraulische actuator, waarbij de eerste hydraulische pomp een twee-richtingspomp is die rechtstreeks verbonden is met hydraulische twee-richtingsrotoren bij de wielen zodat een rotatie van de twee-richtingspomp evenredig overgebracht wordt naar de wielen, en waarbij de eerste elektromotor voorzien is van cen regelaar voor het aansturen van de elektromotor op basis van cen eerste input die gerelateerd is aan cen gewenste verplaatsing van het werkvoertuig.To this end, the invention provides a drive system for a work vehicle with at least two driven wheels and at least one hydraulic actuator, the drive system comprising a first electric motor which is mechanically coupled to a first hydraulic pump for driving the at least two wheels, and wherein the drive system includes a second electric motor mechanically coupled to a second hydraulic pump for driving the at least one hydraulic actuator, the first hydraulic pump being a two-way pump directly connected to two-way hydraulic rotors at the wheels so that a rotation of the two-way pump is proportionally transferred to the wheels, and wherein the first electric motor is provided with a controller for controlling the electric motor based on a first input related to a desired displacement of the work vehicle.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de koppelgrafiek van een elektromotor fundamenteel verschillend is van de koppelgrafiek van een verbrandingsmotor, wat toelaat een elektromotor fundamenteel anders te gebruiken in een hydraulisch systeem dan een verbrandingsmotor.The invention is based on the insight that the torque curve of an electric motor is fundamentally different from the torque curve of an internal combustion engine, which allows an electric motor to be used fundamentally differently in a hydraulic system than an internal combustion engine.

In het aandrijfsysteem volgens de uitvinding wordt een onderscheid gemaakt tussen het voortbewegen van het voertuig enerzijds en het bedienen van hydraulische actuatoren anderzijds.In the drive system according to the invention a distinction is made between moving the vehicle on the one hand and operating hydraulic actuators on the other.

Daarbij zal duidelijk zijn voor de vakman dat er minstens één hydraulische actuator die in de conclusies als dusdanig beschreven is, een andere actuator is dan de actuatoren die de wielen aandrijven.It will be clear to those skilled in the art that at least one hydraulic actuator described as such in the claims is a different actuator than the actuators driving the wheels.

Dit zal duidelijk zijn uit de context en opbouw van de conclusies.This will be apparent from the context and structure of the claims.

Met andere woorden wordt het aandrijfsysteem voor het werkvoertuig volgens de uitvinding in twee aandrijflijnen verdeeld.In other words, the drive system for the utility vehicle according to the invention is divided into two drive lines.

Een eerste aandrijflijn dient voor het aandrijven van de wielen, voor het voortbewegen van het werkvoertuig.A first drivetrain serves to drive the wheels, for moving the work vehicle.

Een tweede aandrijflijn dient voor het bedienen van de minstens een hydraulische actuator.A second drivetrain serves to operate at least one hydraulic actuator.

Omdat de aandrijflijnen losgekoppeld zijn van elkaar, kan met name de eerste elektromotor, die voorzien is in de eerste aandrijflijn, fundamenteel verschillend gebruikt worden dan de tweede elektromotor, die voorzien is in de tweede aandrijflijn.In particular, since the drivelines are decoupled from each other, the first electric motor provided in the first drivetrain can be used fundamentally differently than the second electric motor provided in the second drivetrain.

Meer bepaald zal de eerste elektromotor gekoppeld worden met een twee-richtingspomp.More specifically, the first electric motor will be coupled to a two-way pump.

Deze twee- richtingspomp is rechtstreeks verbonden met hydraulische twee-richtingsrotoren bij de wielen.This two-way pump is directly connected to hydraulic two-way rotors at the wheels.

De vakman zal begrijpen dat hierdoor een rotatie van de pomp rechtstreeks overgebracht kan worden naar een evenredige rotatie van de rotoren bij de wielen.Those skilled in the art will appreciate that this allows a rotation of the pump to be directly transferred to a proportional rotation of the rotors at the wheels.

Door deze opbouw kan het complexe hydraulische regelmechanisme dat typisch voorzien wordt tussen de pomp en de rotoren bij de wielen nagenoeg volledig weggelaten worden.This construction allows the complex hydraulic control mechanism typically provided between the pump and the rotors at the wheels to be virtually eliminated.

Namelijk deze specifieke opbouw laat toe om een rotatie van de elektromotor rechtstreeks over te brengen op de wielen.Namely, this specific construction makes it possible to transfer a rotation of the electric motor directly to the wheels.

Dit is mogelijk omdat de elektromotor die gekoppeld is met de eerste hydraulische pomp een maximaal koppel kan leveren vanaf stilstand. Dit is een eigenschap die bekend is bij elektromotoren en die in deze context optimaal benut kan worden.This is possible because the electric motor coupled to the first hydraulic pump can deliver maximum torque from a standstill. This is a property that is known in electric motors and can be optimally utilized in this context.

Een rechtstreekse mechanische koppeling tussen de elektromotor en de eerste hydraulische twee-richtingspomp laat toe om de pomp in twee richtingen aan te drijven via de eerste elektromotor. De vakman begrijpt dat door de combinatie van rechtstreekse koppeling tussen de eerste elektromotor en de twee-richtingspomp, en door de rechtstreekse verbinding tussen de twee richtingsrotoren en de pomp, een rotatie van de elektromotor rechtstreeks overgebracht wordt naar de wielen. Deze opbouw laat toe om de regeling van de aandrijving van de wielen te doen door het rechtstreeks regelen van de aandrijving van de elektromotor. Elektromotoren kunnen goed en goedkoop en betrouwbaar aangestuurd worden, waardoor dit een optimale oplossing blijkt. De regelaar die nodig is voor het aansturen van de elektromotor blijkt compacter en noemenswaardig goedkoper dan een vergelijkbaar hydraulisch regelmechanisme voor het regelen van de aanbrenging van de wielen.A direct mechanical coupling between the electric motor and the first hydraulic two-way pump makes it possible to drive the pump in two directions via the first electric motor. The person skilled in the art understands that through the combination of direct coupling between the first electric motor and the two-way pump, and through the direct connection between the two directional rotors and the pump, a rotation of the electric motor is transmitted directly to the wheels. This construction makes it possible to control the drive of the wheels by directly controlling the drive of the electric motor. Electric motors can be controlled well, cheaply and reliably, making this an optimal solution. The controller required to control the electric motor appears to be more compact and notably cheaper than a comparable hydraulic control mechanism for controlling the mounting of the wheels.

De tweede aandrijflijn bevat een tweede elektromotor met een tweede hydraulische pomp die oliedruk levert voor minstens cen hydraulische actuator. Daarbij kan de regeling van de tweede aandrijflijn op een meer traditionele manier opgebouwd zijn. Dit wil zeggen dat een input van de gebruiker primair door hydraulische regelmiddelen zal verwerkt worden om een beweging in de betreffende hydraulische actuator te realiseren. Dit zal een invloed hebben op de oliedruk, die gecompenseerd wordt door de tweede hydraulische pomp. De tweede hydraulische pomp kan daarbij de tweede elektromotor aansturen.The second drivetrain contains a second electric motor with a second hydraulic pump that provides oil pressure for at least one hydraulic actuator. In addition, the control of the second powertrain can be constructed in a more traditional way. This means that an input from the user will be processed primarily by hydraulic control means in order to realize a movement in the relevant hydraulic actuator. This will affect the oil pressure, which is compensated by the second hydraulic pump. The second hydraulic pump can control the second electric motor.

Tests hebben uitgewezen dat het voorzien van één elektromotor voor het aandrijven van de wielen, welke ene elektromotor via een twee-richtingspomp gekoppeld wordt met hydraulische rotoren bij de wielen goedkoper en betrouwbaarder is dan het voorzien van elk wiel van één elektrische motor. Hydraulische rotoren blijken beter bestand tegen de ruwe werkingsomstandigheden waarin een werkvoertuig opereert. Verder zijn hydraulische rotoren compacter dan elektromotoren met een vergelijkbaar vermogen. Hydraulische rotoren kunnen met bekende technieken op een robuuste en betrouwbare manier voorzien worden voor het aandrijven van de wielen.Tests have shown that providing one electric motor for driving the wheels, which one electric motor is coupled via a two-way pump to hydraulic rotors at the wheels, is cheaper and more reliable than providing each wheel with one electric motor. Hydraulic rotors have proven to be more resistant to the harsh operating conditions in which a work vehicle operates. Furthermore, hydraulic rotors are more compact than electric motors of comparable power. Hydraulic rotors can be provided in a robust and reliable manner for driving the wheels using known techniques.

Bij voorkeur vormen de eerste elektromotor en de eerste hydraulische pomp een eerste aandrijflijn die primair geregeld is door de elektromotor op basis van een eerste input. De input komt van een gebruiker en is gerelateerd aan een gewenste verplaatsing van het voertuig. Deze eerste input wordt geleverd aan de eerste elektromotor. Rotatie van de eerste elektromotor zal, door de opbouw van de eerste aandrijflijn, rechtstreeks resulteren in een overeenstemmende verplaatsing van het werkvoertuig. Dit laat een eenvoudige regeling toe, en voorziet in een betrouwbaar systeem.Preferably, the first electric motor and the first hydraulic pump form a first drive train that is primarily controlled by the electric motor based on a first input. The input comes from a user and is related to a desired movement of the vehicle. This first input is supplied to the first electric motor. Rotation of the first electric motor will, due to the construction of the first powertrain, directly result in a corresponding displacement of the work vehicle. This allows for simple control and provides a reliable system.

Bij voorkeur bevat de eerste input een verplaatsingssnelheid en een verplaatsingsrichting, en bevat de regelaar een functie om op basis van de verplaatsingssnelheid en de verplaatsingsrichting een rotatiesnelheid en een rotatierichting van de elektromotoren te bepalen. Het werkvoertuig kan vooruit of achteruit verplaatst worden, en een gebruiker kan de gewenste snelheid van het voertuig bepalen. De snelheid kan absoluut bepaald worden, of kan relatief bepaald worden doordat over een voorafbepaalde tijd een voorafbepaalde versnelling gevraagd wordt. Deze input van de verplaatsingssnelheid en de verplaatsingsrichting kan door een regelaar rechtstreeks omgezet worden in een rotatiesnelheid en rotatierichting van de elektromotor. Omdat de elektromotor, via de hydraulische twee-richtingspomp, rechtstreeks gekoppeld is met de hydraulische twee-richtingsrotoren bij de wielen, zal de rotatiesnelheid en rotatierichting van de elektromotor rechtstreeks een overeenstemmende verplaatsingssnelheid en verplaatsingsrichting van het werkvoertuig veroorzaken. Dit kan door de regelaar in een functie, bij voorkeur een wiskundige functie, typisch een lineaire functie, voorzien zijn.Preferably, the first input comprises a displacement speed and a displacement direction, and the controller comprises a function to determine a rotational speed and a rotational direction of the electric motors on the basis of the displacement speed and the displacement direction. The work vehicle can be moved forward or backward, and a user can determine the desired speed of the vehicle. The speed can be determined absolutely, or it can be determined relatively by requesting a predetermined acceleration over a predetermined time. This input of the displacement speed and the direction of displacement can be directly converted by a controller into a rotation speed and direction of rotation of the electric motor. Since the electric motor is directly coupled to the hydraulic two-way rotors at the wheels via the hydraulic two-way pump, the rotational speed and direction of rotation of the electric motor will directly cause a corresponding travel speed and direction of travel of the working vehicle. This may be provided by the controller in a function, preferably a mathematical function, typically a linear function.

Bij voorkeur zijn hydraulische regelmiddelen voorzien tussen de tweede hydraulische pomp en de minstens één hydraulische actuator voor het aansturen van de minstens één hydraulische actuator op basis van een tweede input die gerelateerd is aan een gewenste beweging van de minste een hydraulische actuator. De tweede aandrijflijn bevat tussen de tweede hydraulische pomp en de minstens ene hydraulische actuator hydraulische regelmiddelen. Hydraulische regelmiddelen zorgen voor de aansturing van de hydraulische actuator op basis van cen input van de gebruiker, die hier de tweede input genoemd wordt.Preferably hydraulic control means are provided between the second hydraulic pump and the at least one hydraulic actuator for controlling the at least one hydraulic actuator based on a second input related to a desired movement of the at least one hydraulic actuator. The second drive train comprises hydraulic control means between the second hydraulic pump and the at least one hydraulic actuator. Hydraulic control means control the hydraulic actuator on the basis of one input from the user, referred to here as the second input.

Bij voorkeur is de tweede hydraulische pomp operationeel gekoppeld met de tweede elektromotor voor het aansturen daarvan. De tweede hydraulische pomp doet een vraagsturing naar de tweede elektromotor voor het vragen van de benodigde energie. Anders dan in de eerste aandrijflijn, waar de elektromotor door een regelaar aangedreven wordt op basis van de eerste input, zal in de tweede aandrijflijn de elektromotor aangestuurd worden door de hydraulische pomp. Anders gezegd is in de eerste aandrijflijn de elektromotor leidend voor de bewegingen en drukken in de eerste aandrijflijn terwijl in de tweede aandrijflijn de hydraulische regelmiddelen samen met de pomp leidend zijn voor de drukken en beweging in de tweede aandrijflijn. In de tweede aandrijflijn ontvangt de elektromotor regelsignalen van zijn last, en is daardoor slaaf (master-slave) van zijn last. In de eerste aandrijflijn wordt de eerste elektromotor aangestuurd door de regelaar op basis van de eerste input, en is geen noemenswaardige terugkoppeling voorzien van de last, zijnde de eerste hydraulische pomp en de hydraulische twee-Preferably, the second hydraulic pump is operationally coupled to the second electric motor for driving the same. The second hydraulic pump provides a demand control to the second electric motor for demanding the required energy. Unlike in the first drivetrain, where the electric motor is driven by a controller based on the first input, in the second drivetrain the electric motor will be controlled by the hydraulic pump. In other words, in the first drivetrain the electric motor is leading for the movements and pressures in the first drivetrain, while in the second drivetrain the hydraulic control means together with the pump are leading for the pressures and movement in the second drivetrain. In the second powertrain, the electric motor receives control signals from its load, and is therefore a slave (master-slave) to its load. In the first drivetrain, the first electric motor is controlled by the controller based on the first input, and no significant feedback from the load is provided, being the first hydraulic pump and the hydraulic second.

richtingsrotoren bij de wielen, naar de eerste elektromotor. Dat wil zeggen dat de eerste elektromotor meester is (master-slave) van zijn last.directional rotors at the wheels, to the first electric motor. This means that the first electric motor is master (master-slave) of its load.

Bij voorkeur is de eerste hydraulische pomp van het verdringingstype zodanig dat cen ingangsrotatie geleverd door de motor omgezet wordt naar een evenredige hoeveelheid 5 verplaatste olie. Wanneer de eerste hydraulische pomp van het verdringingstype is, kan een nagenoeg lineaire verhouding vastgesteld worden tussen enerzijds de rotatie van de elektromotor en anderzijds de olie die verplaatst wordt door de eerste hydraulische pomp. Dit laat een cenvoudige regeling toe van verplaatsing van het werkvoertuig door de aansturing van de eerste elektromotor. Daarbij is bij voorkeur de eerste hydraulische pomp en/of zijn de rotoren voorzien om een variabel debiet in te stellen. Door het variabel instellen van een debiet kan de hierboven genoemde lineaire verhouding ingesteld worden en/of gewijzigd worden tijdens gebruik.Preferably, the first displacement hydraulic pump is such that an input rotation provided by the engine is converted to a proportional amount of displaced oil. When the first hydraulic pump is of the displacement type, a substantially linear relationship can be established between the rotation of the electric motor on the one hand and the oil displaced by the first hydraulic pump on the other. This allows a simple control of movement of the work vehicle by the control of the first electric motor. The first hydraulic pump and / or the rotors are herein preferably provided for setting a variable flow rate. By variably setting a flow rate, the above-mentioned linear ratio can be set and / or changed during use.

Bij voorkeur bevat elk aangedreven wiel een wielslipsensor die operationeel gekoppeld is met een klep tussen de eerste hydraulische pomp en de twee-richtingsrotor van het respectievelijke wiel zodat slip minimaliseerbaar is door bediening van de klep. De vakman begrijpt dat de kleppen in normale werkingsomstandigheden geen noemenswaardige invloed hebben op de snelheid en richting en beweging van het voertuig, en slechts bedoeld zijn voor het ingrijpen wanneer wielslip optreedt. De klep vormt een mechanisme om het vermogen dat geleverd wordt naar het wiel te verminderen wanneer dit vermogen niet overgebracht kan worden naar een ondergrond. In voertuigen is dit bekend als tractiecontrole, bij het versnellen, en anti- blokkeersysteem (ABS) bij het vertragen. De vakman begrijpt dat de klep tussen de hydraulische pomp en de twee-richtingsrotor typische volledig openstaat zodanig dat de klep geen invloed heeft op de werking van de aandrijving, totdat wielslip gedetecteerd wordt, waarna kleppen op basis van regels en/of algoritmes kunnen bediend worden om de wielslip te compenseren en te minimaliseren.Preferably, each driven wheel includes a wheel slip sensor operably coupled to a valve between the first hydraulic pump and the bidirectional rotor of the respective wheel so that slip is minimized by operation of the valve. Those of skill in the art understand that under normal operating conditions the valves have no significant influence on the speed and direction and movement of the vehicle, and are only intended to intervene when wheel slip occurs. The valve acts as a mechanism to reduce the power delivered to the wheel when this power cannot be transferred to a surface. In vehicles this is known as traction control, when accelerating, and anti-lock braking system (ABS) when decelerating. The skilled person understands that the valve between the hydraulic pump and the two-way rotor is typically fully open such that the valve does not affect the operation of the drive until wheel slip is detected, after which valves can be operated based on rules and / or algorithms to compensate and minimize wheel slip.

Bij voorkeur bevat de minstens één hydraulische cilinder een stuurcilinder die een hoek van minstens een voorste wiel ten opzichte van minstens een achterste wiel stuurt. Via de stuurcilinder kan het werkvoertuig links-rechts gestuurd worden. Door het voorzien van een links- rechts sturing via een stuurcilinder, kunnen alle wielen parallel met een hydraulische twee- richtingspomp verbonden worden. Sturing komt namelijk primair door de positie van de stuurcilinder, en niet door rotatieverschillen tussen linker- en rechterwielen.Preferably, the at least one hydraulic cylinder includes a steering cylinder that controls an angle of at least one front wheel relative to at least one rear wheel. The work vehicle can be steered left-right via the steering cylinder. By providing left-right steering via a steering cylinder, all wheels can be connected in parallel with a hydraulic two-way pump. This is because steering comes primarily from the position of the steering cylinder, and not from rotational differences between left and right wheels.

Bij voorkeur stemt een voorwaartse gewenste verplaatsing overeen met cen rotatie van de eerste elektromotor in een eerste rotatierichting terwijl een achterwaartse gewenste verplaatsing overeenstemt met een rotatie van de eerste elektromotor in een tweede rotatierichting die tegengesteld is aan de eerste rotatierichting. Verder bij voorkeur stemt een gewenste snelheid overeen met een rotatiesnelheid van de eerste elektromotor. Zoals hierboven beschreven, kan door de rechtstreekse koppeling van de elektromotor, via de hydraulische pomp en hydraulische rotoren met de wielen van het voertuig, de snelheid en beweegrichting van het voertuig geregeld worden door een overeenstemmende snelheid en rotatierichting van de eerste elektromotor.Preferably, a forward desired displacement corresponds to a rotation of the first electric motor in a first rotational direction, while a rearward desired displacement corresponds to a rotation of the first electric motor in a second rotational direction which is opposite to the first rotational direction. Furthermore, a desired speed preferably corresponds to a rotational speed of the first electric motor. As described above, by direct coupling of the electric motor, via the hydraulic pump and hydraulic rotors to the wheels of the vehicle, the speed and direction of movement of the vehicle can be controlled by a corresponding speed and direction of rotation of the first electric motor.

Bij voorkeur is minstens een batterij voorzien voor het leveren van stroom aan de eerste elektromotor en aan de tweede elektromotor.At least one battery is preferably provided for supplying power to the first electric motor and to the second electric motor.

De minstens een batterij kan een hoge spanningsbatterij zijn, of kan een andere batterij zijn of combinatie van batterijen zijn zoals bekend in de stand van de techniek.The at least one battery can be a high voltage battery, or it can be another battery or combination of batteries as known in the art.

Bij voorkeur is de tweede hydraulische pomp operationeel verbonden met een hydraulisch circuit dat de rechtstreekse verbinding vormt tussen de tweerichtingspomp en de hydraulische tweerichtingsrotoren en voorzien is om een vooraf bepaalde werkingsdruk te leveren aan het hydraulisch circuit.Preferably, the second hydraulic pump is operatively connected to a hydraulic circuit that directly connects the bidirectional pump and the bidirectional hydraulic rotors and is provided to provide a predetermined operating pressure to the hydraulic circuit.

Wanneer de eerste hydraulische pomp rechtstreeks verbonden is met de rotoren en deze in twee richtingen kan aandrijven, wordt een extern element voorzien om een werkingsdruk te leveren in het hydraulische circuit dat zich tussen de eerste hydraulische pomp en de rotoren uitstrekt.When the first hydraulic pump is directly connected to the rotors and can drive them in two directions, an external element is provided to provide an operating pressure in the hydraulic circuit extending between the first hydraulic pump and the rotors.

Bij voorkeur wordt deze werkingsdruk geleverd door de tweede hydraulische pomp.Preferably, this operating pressure is provided by the second hydraulic pump.

Meer bij voorkeur bevatten de hydraulische regelmiddelen in de tweede aandrijflijn een mechanisme en koppeling met het hydraulische circuit voor het leveren van een vooraf bepaalde werkingsdruk.More preferably, the hydraulic control means in the second drivetrain includes a mechanism and coupling with the hydraulic circuit for providing a predetermined operating pressure.

Alternatief wordt een accumulator voorzien in het hydraulische circuit om een werkingsdruk te leveren.Alternatively, an accumulator is provided in the hydraulic circuit to provide an operating pressure.

De uitvinding heeft verder betrekking op een hydraulisch werkvoertuig met een aandrijfsysteem volgens de uitvinding.The invention further relates to a hydraulic work vehicle with a drive system according to the invention.

Bij voorkeur zijn de eerste en tweede elektromotor en de eerste en tweede hydraulische pomp in een motorcompartiment voorzien, en zijn de hydraulische pompen via hydraulische leidingen operationeel verbonden met de minstens een hydraulische actuator en de twee richtingsrotoren.Preferably, the first and second electric motor and the first and second hydraulic pump are provided in an engine compartment, and the hydraulic pumps are operationally connected via hydraulic lines to the at least one hydraulic actuator and the two directional rotors.

Deze opbouw laat toe om een hydraulisch werkvoertuig modulair op te bouwen in de zin dat de eindklant kan kiezen tussen aandrijving door een verbrandingsmotor of door het aandrijfsysteem volgens de uitvinding.This construction makes it possible to construct a hydraulic work vehicle in a modular way, in the sense that the end customer can choose between propulsion by a combustion engine or by the propulsion system according to the invention.

Bij beide aandrijfsystemen worden vanuit het motorcompartiment met hydraulische leidingen de hydraulische actuatoren en twee richtingsrotoren bij de wielen aangesloten.In both drive systems, the hydraulic actuators and two directional rotors are connected to the wheels from the engine compartment with hydraulic lines.

Deze opbouw is daarom noemenswaardig voordelig bij de productie en het vermarkten van de hydraulische werkvoertuigen.This construction is therefore noteworthy advantageous in the production and marketing of the hydraulic work vehicles.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.The invention will now be described in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.

In de tekening laat : figuur 1 een hydraulisch werkvoertuig zien volgens de prior art; figuur 2 een hydraulisch werkvoertuig zien volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding;In the drawing: figure 1 shows a hydraulic work vehicle according to the prior art; Figure 2 shows a hydraulic work vehicle according to an embodiment of the invention;

figuur 3 een bovenaanzicht zien van een hydraulisch werkvoertuig volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding; en figuur 4 een werkingsschema zien van een aandrijving volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.Figure 3 shows a top view of a hydraulic work vehicle according to a further embodiment of the invention; and Figure 4 shows an operating diagram of a drive according to an embodiment of the invention.

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.In the drawing the same or analogous element is assigned the same reference numeral.

Figuur 1 toont cen voertuig waarin een verbrandingsmotor 11 is gekoppeld via een as met een hydraulische pomp 12. De hydraulische pomp 12 voorziet hydrauliek voor de aandrijving van de wielen 4, voor de voortbeweging van het voertuig, alsook voor de aandrijving van de systemen 17, voor de werking van het voertuig.Figure 1 shows a vehicle in which a combustion engine 11 is coupled via a shaft to a hydraulic pump 12. The hydraulic pump 12 provides hydraulics for driving the wheels 4, for propelling the vehicle, as well as for driving the systems 17, for the operation of the vehicle.

Hydraulische pomp 12 is verbonden via hydraulische regelmiddelen 13 met de wielen 14. De pomp 12 levert een druk terwijl de regelmiddelen 13 het debiet en de stroomrichting naar de wielen 14 bepalen. Ter plaatse van de wielen 14 zijn hydraulische actuatoren, in het bijzonder rotoren (niet weergegeven in figuur 1), voorzien.Hydraulic pump 12 is connected via hydraulic control means 13 to the wheels 14. The pump 12 supplies a pressure while the control means 13 determines the flow rate and the direction of flow to the wheels 14. Hydraulic actuators, in particular rotors (not shown in figure 1), are provided at the location of the wheels 14.

Hydraulische pomp 12 is verder verbonden via hydraulische regelmiddelen 16 met de actuatoren 17, waarvan er ter voorbeeld slechts één cilinder is weergegeven. De pomp 12 levert een druk terwijl de regelmiddelen 16 het debiet en de stroomrichting naar de actuatoren 17 bepalen. Door deze opbouw kan een voertuig volgens de stand van de techniek bewegen en werken. Meer bepaald kunnen de wielen 14 geroteerd worden in een rotatierichting en met een snelheid die door een gebruiker gevraagd wordt. Deze rotatierichting en snelheid worden door de regelmiddelen 13 voorzien. Ook kunnen hydraulische werkingselementen 17 bediend worden door een gebruiker, waarbij de regelmiddelen 16 de werkingselementen 17 bedienen op basis van een input van de gebruiker.Hydraulic pump 12 is further connected via hydraulic control means 16 to the actuators 17, of which only one cylinder is shown by way of example. The pump 12 supplies a pressure while the control means 16 determine the flow rate and the direction of flow to the actuators 17. This construction allows a vehicle according to the state of the art to move and operate. In particular, the wheels 14 can be rotated in a direction of rotation and at a speed requested by a user. This direction of rotation and speed are provided by the control means 13. Hydraulic operating elements 17 can also be operated by a user, wherein the control means 16 operate the operating elements 17 on the basis of an input from the user.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm van de uitvinding voor het aandrijven van een gelijksoortig voertuig met behulp van een elektromotor. De laatste trap van de aandrijving is gelijkaardig aan een traditionele opbouw. Met name worden de wielen nog steeds hydraulisch aangedreven en worden de actuatoren nog steeds hydraulisch aangedreven. Tests hebben uitgewezen dat dit optimaal is.Figure 2 shows an embodiment of the invention for driving a similar vehicle with the aid of an electric motor. The last stage of the drive is similar to a traditional superstructure. In particular, the wheels are still driven hydraulically and the actuators are still driven hydraulically. Tests have shown that this is optimal.

In de aandrijving volgens de uitvinding zijn zijn twee elektromotoren 1A en 2A voorzien. Daarbij is de eerste elektromotor 1A mechanisch met de eerste hydraulische pomp 2 verbonden. De eerste hydraulische pomp 2 kan als enkele pomp of als dubbele pomp uitgevoerd zijn. Wanneer de eerste hydraulische pomp enkelvoudig uitgevoerd is, zullen alle aangedreven wielen met de ene pomp verbonden zijn. Wanneer de eerste hydraulische pomp dubbel uitgevoerd is, zullen de helft van de aangedreven wielen met de ene, en de andere helft van de aangedreven wielen met de andere van de dubbele pomp verbonden zijn. De eerste hydraulische pomp 2 is een tweerichtingspomp, bij voorkeur van het verdringingstype.Two electric motors 1A and 2A are provided in the drive according to the invention. The first electric motor 1A is herein connected mechanically to the first hydraulic pump 2. The first hydraulic pump 2 can be designed as a single pump or as a double pump. When the first hydraulic pump is of a single design, all driven wheels will be connected to the one pump. When the first hydraulic pump is double, half of the drive wheels will be connected to one, and the other half of the drive wheels to the other of the double pump. The first hydraulic pump 2 is a bidirectional pump, preferably of the positive displacement type.

Dit wil zeggen dat de pomp mechanisch aandrijfbaar is in een eerste richting om de olie in een eerste richting te bewegen en dat de pomp mechanisch aandrijfbaar is in een tweede richting om de olie in een tweede richting te bewegen.That is, the pump is mechanically drivable in a first direction to move the oil in a first direction and the pump is mechanically drivable in a second direction to move the oil in a second direction.

Omdat een elektromotor eenvoudig in twee rotatierichtingen kan aangedreven worden en een maximaal koppel kan ontwikkelen vanaf stilstand, is de eerste hydraulische pomp 2 rechtstreeks met de rotoren bij de wielen 4 gekoppeld.Because an electric motor can be easily driven in two directions of rotation and can develop a maximum torque from a standstill, the first hydraulic pump 2 is directly coupled to the rotors at the wheels 4.

Daarbij is in principe geen regelmechanisme analoog aan regelmechanisme 13 uit de stand van de techniek meer nodig.In principle, no regulating mechanism analogous to prior art regulating mechanism 13 is needed in this case.

Dit is in de praktijk een groot voordeel.This is a great advantage in practice.

Optioneel kan een klep (niet weergegeven) voorzien worden tussen de eerste hydraulische pomp 2 en elk van de rotoren bij de wielen 4. Deze klep zal in normale werking volledig open staan en dus geen invloed hebben op de aandrijving van de wielen 4. Wanneer wielslip gedetecteerd wordt, kan de klep geactiveerd worden om het vermogen naar het slippende wiel te verminderen en zo de slip te minimaliseren of compenseren.Optionally, a valve (not shown) can be provided between the first hydraulic pump 2 and each of the rotors at the wheels 4. In normal operation, this valve will be fully open and thus will not affect the drive of the wheels 4. When wheel slip detected, the valve can be activated to reduce power to the skidding wheel to minimize or compensate for slip.

Zelfs wanneer een dergelijke klep geplaatst is tussen de rotoren bij de wielen 4 en de eerste hydraulische pomp 2, zullen de rotoren nog steeds beschouwd zijn als rechtstreeks verbonden met de pomp omdat de klep geen rechtstreekse invloed heeft op de werking in normale omstandigheden.Even when such a valve is placed between the rotors at the wheels 4 and the first hydraulic pump 2, the rotors will still be considered as directly connected to the pump because the valve does not directly affect the operation in normal conditions.

Om kans op wielslip te verminderen kunnen meerdere rotoren hydraulisch in serie geplaatst worden.To reduce the risk of wheel slip, several rotors can be placed hydraulically in series.

Om onafhankelijke werking van de hydraulische actuatoren, waarvan één cilinder 7 getoond is, te voorzien, is een tweede elektromotor 1B voorzien die gekoppeld is met de tweede hydraulische pomp 5. De tweede hydraulische pomp 5 kan als een enkelvoudige of tweevoudige pomp uitgevoerd zijn.To provide independent operation of the hydraulic actuators, one cylinder 7 of which is shown, a second electric motor 1B is provided, which is coupled to the second hydraulic pump 5. The second hydraulic pump 5 can be designed as a single or dual pump.

Deze pomp 5 is op conventionele manier via regelmiddelen 6 met de cilinders 7 verbonden.This pump 5 is connected to the cylinders 7 in a conventional manner via control means 6.

De regelmiddelen 6 zijn analoog aan bekende regelmiddelen 16 om de cilinder 7, die analoog is aan de werkingselementen 17, aan te sturen.The control means 6 are analogous to known control means 16 for controlling the cylinder 7, which is analogous to the operating elements 17.

Deze opbouw van de uitvinding zoals getoond in figuur 2 is een vereenvoudiging ten opzichte van de bestaande opbouw zoals getoond in figuur 1 omdat de regelmiddelen 13, die complex en duur zijn, overbodig zijn.This structure of the invention as shown in figure 2 is a simplification compared to the existing structure as shown in figure 1 because the control means 13, which are complex and expensive, are superfluous.

De robuustheid en flexibiliteit in werking blijft echter hoog.However, the robustness and flexibility in operation remains high.

Ook blijkt de sturing van de wielen eenvoudig te realiseren door het sturen van de eerste elektromotor 1A.It has also been found that the steering of the wheels can be easily realized by controlling the first electric motor 1A.

In de uitvinding worden twee elektromotoren 1A en 1B voorzien in een werkvoertuig 10, waarbij de eerste elektromotor 1A enkel dient voor aandrijving van de wielen 4 via een hydraulische twee richtingspomp 2. Daarbij zijn hydraulische regelsystemen in de aandrijving overbodig omdat rotatie van de eerste elektromotor 1A rechtstreeks via de hydraulische pomp 2 naar de rotoren bij de wielen 4 wordt overgebracht.In the invention, two electric motors 1A and 1B are provided in a work vehicle 10, wherein the first electric motor 1A only serves to drive the wheels 4 via a hydraulic two-way pump 2. Hydraulic control systems in the drive are thereby superfluous because rotation of the first electric motor 1A is transferred directly via the hydraulic pump 2 to the rotors at the wheels 4.

Zowel in figuur 1 als in figuur 2 is een motorcompartiment 9 getoond.An engine compartment 9 is shown in both figure 1 and figure 2.

Het opbouwen van het voertuig 10 met een motorcompartiment 9 heeft als voordeel dat een aandrijving volgens de uitvinding kan vervangen worden door een traditionele aandrijving en omgekeerd. Namelijk vanaf het motorcompartiment 9 vertrekken hydraulische leidingen naar zowel de rotoren bij de wielen 4, 14 alsook naar de hydraulische werkelementen 7, 17. In figuur 2 is verder een operationele verbinding 19 getoond tussen de tweede aandrijflijn en de eerste aandrijflijn. Meer bepaald zijn de hydraulische regelmiddelen 6 verbonden met het hydraulische circuit dat zich uitstrekt tussen de eerste hydraulische pomp 2 en de rotoren bij de wielen 4. Door deze verbinding kan een werkingsdruk geleverd worden door de tweede hydraulische pomp 5 aan het hydraulische circuit. Verder laat deze verbinding toe om olie in het hydraulische circuit te verversen en/of spoelen en/of reinigen. Verder kan koeling van olie voorzien worden via de operationele verbinding 19.Building the vehicle 10 with an engine compartment 9 has the advantage that a drive according to the invention can be replaced by a traditional drive and vice versa. Namely, from the engine compartment 9, hydraulic lines depart to both the rotors at the wheels 4, 14 and to the hydraulic working elements 7, 17. In figure 2, an operational connection 19 is further shown between the second drivetrain and the first drivetrain. More specifically, the hydraulic control means 6 are connected to the hydraulic circuit which extends between the first hydraulic pump 2 and the rotors at the wheels 4. Through this connection, an operating pressure can be supplied by the second hydraulic pump 5 to the hydraulic circuit. Furthermore, this connection makes it possible to change and / or flush and / or clean oil in the hydraulic circuit. Further, cooling with oil can be provided through the operational connection 19.

Figuur 3 toont een bovenaanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding. In het bijzonder toont figuur 3 een bovenaanzicht van het werkvoertuig dat uitermate geschikt is voor toepassing van de aandrijving volgens de uitvinding. Het werkvoertuig uit figuur 3 heeft een voorste segment 22 en een achterste segment 23 dat ten opzichte van elkaar kan pivoteren rond een opstaand scharnierpunt 25. Een werkvoertuig met een dergelijke opbouw wordt ook wel een knikvoertuig of, wanneer vooraan een laadbak of een schep 8 voorzien is, een kniklader genoemd. Bij een knikvoertuig of kniklader zijn de wielen 4 van het voorste segment 22 vast verbonden met het chassis van dat segment. De wielen 4 in het achterste segment 23 zijn vast verbonden met het chassis van dat segment. Rotatie van het voertuig gebeurt primair door het pivoteren van de segmenten 22 en 23 ten opzichte van elkaar rond de as 25. Hiertoe wordt typisch cen stuurcilinder 21 voorzien. Het voordeel van een dergelijke opbouw is dat de wielsnelheid van de verschillende wielen nagenoeg gelijk blijft. Dit is anders wanneer alle wielen vast met hetzelfde vaste chassis voorzien worden, waarbij de rechterwielen geforceerd sneller aangedreven worden dan de linkerwielen of omgekeerd, om draaiing van het voertuig te forceren. De uitvinding is bij voorkeur toepasbaar bij alle voertuigtypes waarbij draaien van het voertuig door een stuurmechanisme of stuurcilinder gebeurt en niet door het geforceerd sneller/trager aandrijven van bepaalde wielen. Dergelijke opbouwen zijn bekend door de vakman en worden daarom niet verder toegelicht in deze beschrijving.Figure 3 shows a top view of a preferred embodiment of the invention. In particular, figure 3 shows a top view of the work vehicle which is extremely suitable for application of the drive according to the invention. The work vehicle of figure 3 has a front segment 22 and a rear segment 23 that can pivot relative to each other around an upright pivot point 25. A work vehicle with such a structure is also called an articulated vehicle or, when a loading box or a shovel 8 is provided at the front is called an articulated loader. In an articulated vehicle or loader, the wheels 4 of the front segment 22 are rigidly connected to the chassis of that segment. The wheels 4 in the rear segment 23 are rigidly connected to the chassis of that segment. Rotation of the vehicle occurs primarily by pivoting the segments 22 and 23 relative to each other about the axis 25. A steering cylinder 21 is typically provided for this purpose. The advantage of such a structure is that the wheel speed of the different wheels remains virtually the same. This is different when all wheels are permanently fitted with the same fixed chassis, whereby the right wheels are forced to drive faster than the left wheels or vice versa, to force the vehicle to turn. The invention is preferably applicable to all vehicle types in which turning of the vehicle is done by a steering mechanism or steering cylinder and not by forcibly driving certain wheels faster / slower. Such structures are known to those skilled in the art and are therefore not further elucidated in this description.

In het bovenaanzicht uit figuur 3 is weergegeven hoe elk van de wielen 4 een rotor 20 heeft. Deze rotor 20 is een tweerichtingsrotor en drijft de wielen 4 aan. Elke tweerichtingsrotor 20 is vloeistof verbonden met het motorcompartiment 9 via hydraulische leidingen. Figuur 3 toont verder ook de schepcilinder 24 die gebruikt wordt om de schep 8 te kantelen.The top view from figure 3 shows how each of the wheels 4 has a rotor 20. This rotor 20 is a bidirectional rotor and drives the wheels 4. Each bidirectional rotor 20 is fluidly connected to the engine compartment 9 via hydraulic lines. Figure 3 further also shows the scoop cylinder 24 which is used to tilt the scoop 8.

Figuur 4 toont principieel hoe de aandrijving volgende de uitvinding opgebouwd is en aangestuurd kan worden. Daarbij illustreert figuur 4 hoe de aandrijving een eerste aandrijflijn 27 en een tweede aandrijflijn 28 heeft. De eerste aandrijflijn 27 bevat de eerste elektromotor 1A,Figure 4 basically shows how the drive according to the invention is constructed and can be controlled. In addition, figure 4 illustrates how the drive has a first drive train 27 and a second drive train 28. The first drivetrain 27 contains the first electric motor 1A,

de eerste hydraulische twee-richtingspomp 2, en de twee-richtingsrotoren 20 die de wielen 4 aandrijven. In figuur 4 zijn slechts drie wielen 4 weergegeven. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat uitvoeringen kunnen bedacht worden waarbij het voorste segment 22 of het achterste segment 23, zoals weergegeven in figuur 3, voorzien wordt van slechts één centraal gepositioneerd wWiel 4. In de eerste aandrijflijn 27 wordt de hydraulische werkingsdruk primair geleverd door een ander element dan de eerste hydraulische pomp 2. De eerste hydraulische pomp 2 regelt primair de stroomsnelheid en stroomrichting van de olie in de eerste aandrijflijn 27. De hydraulische werkingsdruk in de eerste aandrijflijn 27 wordt primair geregeld door een actuator of door een koppeling met de tweede aandrijflijn 28 (niet weergegeven in figuur 4). Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat de eerste hydraulische pomp 2 wel voor druk zorgt in de eerste aandrijflijn 27 met name wanneer de rotoren 20 tegendruk leveren.the first two-way hydraulic pump 2, and the two-way rotors 20 driving the wheels 4. In figure 4 only three wheels 4 are shown. It will be apparent to those skilled in the art that embodiments can be devised in which the front segment 22 or the rear segment 23, as shown in Figure 3, is provided with only one centrally positioned wheel 4. In the first drivetrain 27, the hydraulic operating pressure is primarily supplied. by an element other than the first hydraulic pump 2. The first hydraulic pump 2 primarily controls the flow rate and direction of flow of the oil in the first drivetrain 27. The hydraulic operating pressure in the first drivetrain 27 is controlled primarily by an actuator or by a coupling with the second drivetrain 28 (not shown in Figure 4). It will be clear to those skilled in the art that the first hydraulic pump 2 does provide pressure in the first drive line 27, in particular when the rotors 20 provide counter pressure.

De tweede aandrijflijn 28 bevat de tweede elektromotor 1B die mechanische gekoppeld is met de tweede hydraulische pomp 5. De tweede hydraulische pomp 5 is gekoppeld met de hydraulische regelmiddelen 6 die de hydraulische werkingselementen 21, 7, 26 aandrijven.The second drive train 28 contains the second electric motor 1B which is mechanically coupled to the second hydraulic pump 5. The second hydraulic pump 5 is coupled to the hydraulic control means 6 which drive the hydraulic operating elements 21, 7, 26.

In figuur 4 is de stuurcilinder 21 weergegeven, is de hydraulische cilinder 7 voor het op en neer bewegen van de arm met de schep & weergegeven, en is een verder hydraulische cilinder 26 weergegeven. De verdere hydraulische cilinder 26 kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor het voorzien van een klem aan het voorste eind van het voertuig voor het vastklemmen van goederen. Alternatief of additioneel kan de verdere hydraulische cilinder 26 gebruikt worden voor het kantelen van de schep 8. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat verdere hydraulische actuatoren kunnen voorzien worden. In de tweede aandrijflijn 28 zal de tweede hydraulische pomp 5 primair de werkingsdruk leveren. De stroomsnelheid en stroomrichting van de olie in de tweede aandrijflijn 28 wordt primair geregeld door de regelmiddelen 6.In figure 4 the steering cylinder 21 is shown, the hydraulic cylinder 7 for moving the arm up and down with the shovel & is shown, and a further hydraulic cylinder 26 is shown. The further hydraulic cylinder 26 can for instance be used for providing a clamp at the front end of the vehicle for clamping goods. Alternatively or additionally, the further hydraulic cylinder 26 can be used for tilting the scoop 8. It will be clear to the skilled person that further hydraulic actuators can be provided. In the second drivetrain 28, the second hydraulic pump 5 will primarily supply the operating pressure. The flow rate and direction of flow of the oil in the second drive train 28 is primarily controlled by the control means 6.

Figuur 4 illustreert hoe een gebruiker het voertuig kan bedienen. Hiertoe is de gebruikersinput 29 voorzien die stuursignalen 29A, 29B naar de verschillende onderdelen van het voertuig stuurt. Wanneer de gebruiker een verplaatsing van het voertuig vraagt, zullen stuursignalen 29A naar de eerste elektromotor 1A gestuurd worden. De eerste elektromotor 1A wordt aangedreven in een richting die rechtstreeks overeenstemt met de gevraagde verplaatsing. Door de directe mechanische koppeling tussen de eerste elektromotor 1A, de hydraulische pomp 2 en de rotoren 20, wordt een rotatie van de elektromotor 1A rechtstreeks overgebracht naar de wielen 4. De stuursignalen van de gebruikersinterface 29, die betrekking hebben op de voortbeweging van het voertuig, zullen daarom naar de eerste elektromotor 1A gestuurd worden in de eerste aandrijflijn 27.Figure 4 illustrates how a user can operate the vehicle. To this end, the user input 29 is provided which sends control signals 29A, 29B to the various parts of the vehicle. When the user requests displacement of the vehicle, control signals 29A will be sent to the first electric motor 1A. The first electric motor 1A is driven in a direction directly corresponding to the requested displacement. Due to the direct mechanical coupling between the first electric motor 1A, the hydraulic pump 2 and the rotors 20, a rotation of the electric motor 1A is transmitted directly to the wheels 4. The control signals from the user interface 29, which relate to the movement of the vehicle , will therefore be sent to the first electric motor 1A in the first drivetrain 27.

Wanneer een gebruiker via de gebruikersinput 29 een werking vraagt van een hydraulisch werkingselement 7, 21, 26, worden stuursignalen 29 primair naar de hydraulische regelmiddelen 6 gestuurd. Hydraulische regelmiddelen 6 bedienen de hydraulische werkelementen, en kunnen de door de gebruiker gevraagde beweging initiëren en controleren.When a user requests an operation of a hydraulic operating element 7, 21, 26 via the user input 29, control signals 29 are primarily sent to the hydraulic control means 6. Hydraulic control means 6 operate the hydraulic working elements, and can initiate and control the movement requested by the user.

Omdat de hydraulische regelmiddelen 6 hiervoor vermogen nodig hebben, typisch in de vorm van oliedruk, zullen de regelmiddelen 6 rechtstreeks of onrechtstreeks de tweede elektromotor 1B aansturen. De regelmiddelen 6 kunnen de tweede elektromotor 1B rechtstreeks aansturen, wanneer intelligentie voorzien is in de regelmiddelen 6 voor het bepalen van het vermogen dat nodig is, en door het controleren van de rotatiesnelheid van de tweede elektromotor op basis van het nodige vermogen. Alternatief zullen de regelmiddelen 6 olie gebruiken waardoor de oliedruk wijzigt, hetgeen gevoeld wordt door de tweede hydraulische pomp 5. De tweede hydraulische pomp 5 kan een vraagsturing doen naar de tweede elektromotor 1B wanneer meer of minder vermogen nodig is. Beide opties zijn schematisch aangeduid in de figuur met pijl 29C.Because the hydraulic control means 6 require power for this, typically in the form of oil pressure, the control means 6 will directly or indirectly control the second electric motor 1B. The control means 6 can directly control the second electric motor 1B, when intelligence is provided in the control means 6 for determining the power required, and by controlling the rotational speed of the second electric motor on the basis of the power required. Alternatively, the control means 6 will use oil so that the oil pressure changes, which is felt by the second hydraulic pump 5. The second hydraulic pump 5 can provide a demand control to the second electric motor 1B when more or less power is required. Both options are indicated schematically in the figure with arrow 29C.

In meester-slaaf termen (in het Engels master-slave) zal in de eerste aandrijflijn 27 de eerste elektromotor meester zijn, terwijl de hydraulische pomp en de rotoren 20 slaaf zijn. In de tweede aandrijflijn 28 zullen de hydraulische regelmiddelen 6 meester zijn en zullen de tweede hydraulische pomp 5 en de tweede elektromotor 1B slaaf zijn. Daarmee worden de twee aandrijflijnen op een verschillende manier aangestuurd. Dit blijkt de aandrijving volgens de uitvinding significant te vereenvoudigen.In master-slave terms (master-slave in English), in the first drivetrain 27, the first electric motor will be master, while the hydraulic pump and rotors 20 will be slave. In the second drivetrain 28, the hydraulic control means 6 will be master and the second hydraulic pump 5 and the second electric motor 1B will be slave. This controls the two powertrains in different ways. This has been found to significantly simplify the drive according to the invention.

Op basis van de beschrijving hierboven zal de vakman begrijpen dat de uitvinding op verschillende manieren en op basis van verschillende principes kan uitgevoerd worden. Daarbij is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. De hierboven beschreven uitvoeringsvormen, alsook de figuren zijn louter illustratief en dienen enkel om het begrip van de uitvinding te vergroten. De uitvinding zal daarom niet beperkt zijn tot de uitvoeringsvormen die hierin beschreven zijn, maar wordt gedefinieerd in de conclusies.Based on the above description, those skilled in the art will understand that the invention can be carried out in various ways and on the basis of different principles. In addition, the invention is not limited to the above-described embodiments. The embodiments described above, as well as the figures, are merely illustrative and serve only to enhance the understanding of the invention. Therefore, the invention will not be limited to the embodiments described herein, but is defined in the claims.

Claims

Conclusions

Drive system for a work vehicle with at least two driven wheels and at least one hydraulic actuator, the drive system comprising a first electric motor mechanically coupled to a first hydraulic pump for driving the at least two wheels, and the drive system comprising a second electric motor mechanically coupled to a second hydraulic pump for driving the at least one hydraulic actuator, the first hydraulic pump being a bidirectional pump directly connected to bidirectional hydraulic rotors at the wheels so that a rotation of the bidirectional pump is proportionally transmitted to the wheels, and wherein the first electric motor is provided with a controller for controlling the electric motor on the basis of a first input that is related to a desired displacement of the work vehicle.

Drive system according to the preceding claim, wherein the first electric motor and the first hydraulic pump form a first drive train that is controlled primarily by the electric motor based on the first input.

Drive system according to one of the preceding claims, wherein the first input contains a displacement speed and a displacement direction, and wherein the controller comprises a mathematical function for determining a rotational speed and a rotational direction of the electric motor based on the displacement speed and the displacement direction.

Drive system according to any one of the preceding claims, wherein hydraulic control means are provided between the second hydraulic pump and the at least one hydraulic actuator for controlling the at least one hydraulic actuator based on a second input related to a desired movement of the said actuator. at least one hydraulic actuator.

Drive system according to the preceding claim, wherein the second electric motor, the second hydraulic pump and the hydraulic control means form a second drive train which is controlled primarily by the hydraulic control means based on the second input.

Drive system according to any of the preceding claims, wherein the second hydraulic pump is operationally coupled to the second electric motor for driving the same.

A propulsion system according to any preceding claim, wherein the first displacement hydraulic pump is such that an input rotation provided by the engine is converted to a proportional amount of displaced oil.

Drive system according to any one of the preceding claims, wherein each driven wheel includes a wheel slip sensor operably coupled to a valve between the first hydraulic pump and the bidirectional rotor of the respective wheel so that slip is minimized by operation of the valve.

Drive system according to any of the preceding claims, wherein the at least one hydraulic actuator includes a steering cylinder that controls an angle of at least one front wheel to at least one rear wheel.

Drive system according to any one of the preceding claims, wherein a forward desired displacement corresponds to a rotation of the first electric motor in a first direction of rotation, while a rearward desired displacement corresponds to a rotation of the first electric motor in a second direction of rotation which is opposite to the first rotation direction.

Drive system according to any of the preceding claims, wherein at least one battery is further provided for supplying power to the first electric motor and to the second electric motor.

Drive system according to any one of the preceding claims, wherein the second hydraulic pump is operatively connected to a hydraulic circuit that directly connects the bidirectional pump and the bidirectional hydraulic rotors and is provided to provide a predetermined operating pressure to the hydraulic circuit.

Hydraulic work vehicle with a drive system according to one of the preceding claims.

Hydraulic work vehicle according to the preceding claim, wherein the first and second electric motor and the first and second hydraulic pump are provided in an engine compartment, and wherein the hydraulic pumps are operationally connected via hydraulic lines to the at least one hydraulic actuator and to the bidirectional rotors.