DE102014010174B4

DE102014010174B4 - Electro-hydraulic steering system and mobile work machine

Info

Publication number: DE102014010174B4
Application number: DE102014010174.6A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kiegerl; Hans Knapp; Manuel Bös; Josef Stock
Original assignee: Liebherr Werk Bischofshofen GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Bischofshofen GmbH
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2034-07-10
Also published as: DE102014010174A1

Abstract

Elektrohydraulisches Lenksystem mit wenigstens einer Steuerung, die wenigstens einen hydraulischen Zweig umfasst, der wenigstens einen hydraulischen Primärkreis und wenigstens einen hydraulischen Sekundärkreis aufweist, wobei der hydraulische Primärkreis wenigstens ein Hauptventil (6) zur hydraulischen Ansteuerung einer Lenkanlage (L) im Normalbetrieb umfasst und wobei der hydraulische Sekundärkreis wenigstens ein Notventil (4) zur hydraulischen Ansteuerung der Lenkanlage (L) im Notbetrieb umfasst, wobei wenigstens ein hydraulisches Vorsteuergerät (V) vorgesehen ist, das derart verschaltet ist, dass das Vorsteuergerät (V) im Normalbetrieb über einen Fahrzeugleitrechner die Betätigung des Hauptventils (6) veranlasst und im Notbetrieb ohne Verwendung des Fahrzeugleitrechners die Betätigung des Notventils (4) veranlasst.Electrohydraulic steering system with at least one control which comprises at least one hydraulic branch which has at least one hydraulic primary circuit and at least one hydraulic secondary circuit, the hydraulic primary circuit comprising at least one main valve (6) for the hydraulic control of a steering system (L) in normal operation and wherein the hydraulic secondary circuit comprises at least one emergency valve (4) for hydraulic control of the steering system (L) in emergency operation, with at least one hydraulic pilot control device (V) being provided, which is connected in such a way that the pilot control device (V) in normal operation via a vehicle control computer activates the The main valve (6) is initiated and, in emergency mode, the emergency valve (4) is actuated without using the vehicle control computer.

Description

Elektrohydraulisches Lenksystem und mobile ArbeitsmaschineElectro-hydraulic steering system and mobile work machine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Lenksystem und ein mobile Arbeitsmaschine.The present invention relates to an electro-hydraulic steering system and a mobile work machine.

Aufgrund des vorhandenen Gefahrenpotentials besteht insbesondere für die Lenkung in Baumaschinen die Notwendigkeit, die Funktionstüchtigkeit der Lenkanlage zu jedem Zeitpunkt sicherstellen zu können. Diese Forderung betrifft sämtliche Bauteile, die in der Steuerungskette der Lenkanlage wirken, unabhängig von der Art der angewandten Technik, was bedeutet, dass die Funktionstüchtigkeit bei einer Baumaschinenlenkanlage für mechanische, elektrische und hydraulische Bauteile sicherzustellen ist.Due to the existing risk potential, there is a need, especially for the steering in construction machines, to be able to ensure the functionality of the steering system at all times. This requirement applies to all components that act in the control chain of the steering system, regardless of the type of technology used, which means that the functionality of a construction machine steering system must be ensured for mechanical, electrical and hydraulic components.

Bei einer Vielzahl von Maschinenfunktionen kann es ausreichend sein, einen Fehler zu erkennen und die Funktion stillzusetzen, indem die Funktion komplett ausgeschaltet wird. Eine solche Vorgehensweise ist bei einer Lenkung ausgeschlossen, da das Ausschalten des Lenksystems nicht als sicherer Zustand bewertet werden kann. Vielmehr muss ein Lenksystem dazu in der Lage sein, einen sicheren Zustand einzunehmen. Das Fahrzeug muss zum Stillstand gebracht werden können, wobei die Lenkbarkeit jedenfalls bis zum Erreichen des Stillstandes gewährleistet sein muss. Die Funktionstüchtigkeit des Lenksystems muss somit auch im Fehlerfall gegeben sein.In the case of a large number of machine functions, it may be sufficient to detect an error and shut down the function by completely switching off the function. Such a procedure is ruled out in the case of steering, since switching off the steering system cannot be assessed as a safe state. Rather, a steering system must be able to assume a safe state. It must be possible to bring the vehicle to a standstill, whereby the steerability must be guaranteed in any case until it comes to a standstill. The functionality of the steering system must therefore also be ensured in the event of a fault.

Aus dem Stand der Technik gemäß der DE 11 2006 000 783 T5 ist ein Lenksystem bekannt, bei dem die Versorgung der Lenkzylinder über ein einzelnes Hauptventil in Schieberausführung erfolgt. Die Vorsteuerung dieses Hauptventils erfolgt durch elektrisch proportionale Druckreduzierventile. Der Vorsteuerkreis ist redundant ausgeführt. Als Vorteil wird der Entfall eines der Hauptventile beschrieben. Kommt es zu einem Fehlerfall im Vorsteuerkreis, z.B. in den elektrohydraulischen Ventilen des Vorsteuerkreises, kann die Funktionstüchtigkeit der Vorsteuerung durch die doppelte Ausführung der Vorsteuerventile weiterhin aufrecht erhalten werden. Die Maschine bleibt uneingeschränkt lenkfähig.From the prior art according to DE 11 2006 000 783 T5 a steering system is known in which the steering cylinder is supplied via a single main valve in slide design. The pilot control of this main valve is carried out by electrically proportional pressure reducing valves. The pilot control circuit is redundant. The omission of one of the main valves is described as an advantage. If there is a fault in the pilot control circuit, for example in the electro-hydraulic valves of the pilot control circuit, the functionality of the pilot control can still be maintained by duplicating the pilot control valves. The machine remains fully steerable.

Ventil „betätigt“ bedeutet, dass Steuerdruck oder elektrische Energie eine Steuerung/Vorsteuerung des mechanischen Teils des Ventils gegen die Ausgangslage durchführt. „Unbetätigt“ bzw. „nicht betätigt“ bedeutet, dass keine externe Energie am Ventil anliegt. Das Verbleiben des Ventils in einer definierten Ausgangslage heisst bspw. das Aufbringen von Federkräften, wobei diese Federkräfte keine externe Energie darstellen.Valve “actuated” means that control pressure or electrical energy controls / precontrols the mechanical part of the valve against the initial position. "Not actuated" or "not actuated" means that no external energy is applied to the valve. The fact that the valve remains in a defined starting position means, for example, the application of spring forces, these spring forces not representing any external energy.

Ein Nachteil bei diesem bekannten Lenksystem besteht in der einfachen Ausführung des Hauptventils. Bleibt dieses Ventil ungewollt z.B. in geöffneter Position stehen, beispielsweise weil der Kolben des Ventils nicht mehr bewegbar ist, wird das Gerät trotz der Redundanz der Vorsteuerung unlenkbar.A disadvantage of this known steering system is the simple design of the main valve. If this valve remains unintentionally, e.g. in the open position, for example because the piston of the valve can no longer be moved, the device becomes unsteerable despite the redundancy of the pilot control.

Aus dem Stand der Technik gemäß der EP 1 914 150 A2 ist es weiterhin bekannt, ein elektrohydraulisches Lenksystem bereitzustellen, bei dem zwei Hauptventile vorgesehen sind, auf die im Normalbetrieb die Ölmenge aufgeteilt wird. Des Weiteren ist eine elektrische Doppelbestückung von elektrischen Steuergeräten vorgesehen. Sowohl der hydraulisch relevante als auch der elektrische/elektronische Teil des Lenksystems sind redundant ausgeführt, wodurch eine uneingeschränkte Funktionsfähigkeit erhalten bleibt, allerdings verbunden mit dem Nachteil entsprechend hoher Herstellkosten.From the prior art according to EP 1 914 150 A2 It is also known to provide an electrohydraulic steering system in which two main valves are provided, to which the amount of oil is divided in normal operation. Furthermore, an electrical double equipment of electrical control devices is provided. Both the hydraulically relevant and the electrical / electronic part of the steering system are designed to be redundant, which means that unrestricted functionality is retained, but this is associated with the disadvantage of correspondingly high manufacturing costs.

Die DE 10 2011 106 276 A1 offenbart ein elektrohydraulisches Lenksystem mit wenigstens einer Steuerung, die zwei hydraulische Zweige umfasst. Diese weisen jeweils der wenigstens einen hydraulischen Primärkreis und wenigstens einen hydraulischen Sekundärkreis aufweist, wobei der hydraulische Primärkreis wenigstens ein Hauptventil zur hydraulischen Ansteuerung der Lenkanlage im Normalbetrieb umfasst und wobei der hydraulische Sekundärkreis wenigstens ein Notventil zur hydraulischen Ansteuerung der Lenkanlage im Notbetrieb umfasst, wobei wenigstens ein hydraulisches Vorsteuergerät vorgesehen ist, das derart verschaltet ist, dass das Vorsteuergerät im Normalbetrieb über einen Fahrzeugleitrechner die Betätigung des Hauptventils veranlasst und im Notbetrieb die Betätigung des Notventils veranlasst. Ferner offenbart die DE 10 2011 106 276 A1 ein elektrohydraulisches Lenksystem mit wenigstens eine Steuerung, die wenigstens einen hydraulischen Zweig umfasst, der wenigstens einen hydraulischen Kreis aufweist, wobei der hydraulische Kreis ein Hauptventil zur hydraulischen Ansteuerung der Lenkanlage im Normalbetrieb sowie wenigstens ein Absperrventil umfasst, das sich zwischen dem Hauptventil und der Lenkanlage befindet.the DE 10 2011 106 276 A1 discloses an electro-hydraulic steering system with at least one control comprising two hydraulic branches. These each have the at least one hydraulic primary circuit and at least one hydraulic secondary circuit, the hydraulic primary circuit comprising at least one main valve for hydraulic control of the steering system in normal operation and the hydraulic secondary circuit comprising at least one emergency valve for hydraulic control of the steering system in emergency operation, with at least one Hydraulic pilot control device is provided, which is connected in such a way that the pilot control device initiates the actuation of the main valve in normal operation via a vehicle control computer and initiates the actuation of the emergency valve in emergency operation. Furthermore, the DE 10 2011 106 276 A1 an electrohydraulic steering system with at least one control which comprises at least one hydraulic branch which has at least one hydraulic circuit, the hydraulic circuit comprising a main valve for hydraulic control of the steering system in normal operation and at least one shut-off valve located between the main valve and the steering system .

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrohydraulisches Lenksystem und eine mobile Arbeitsmaschine der eingangs genannten Art weiterzubilden, vorzugsweise dahingehend, dass dessen Herstellkosten gegenüber bekannten Systemen mit vollständig redundanten Systemen verringert ist und gleichwohl im Fehlerfall die Lenkbarkeit gewährleistet bleibt.The present invention is therefore based on the object of developing an electrohydraulic steering system and a mobile work machine of the type mentioned at the beginning, preferably in such a way that its manufacturing costs are reduced compared to known systems with fully redundant systems and, nevertheless, steerability is guaranteed in the event of a fault.

Diese Aufgabe wird durch ein elektrohydraulisches Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das System wenigstens eine Steuerung aufweist, die wenigstens einen hydraulischen Zweig umfasst, der wenigstens einen hydraulischen Primärkreis und wenigstens einen hydraulischen Sekundärkreis aufweist, wobei der hydraulische Primärkreis wenigstens ein Hauptventil zur hydraulischen Ansteuerung der Lenkanlage im Normalbetrieb umfasst und wobei der hydraulische Sekundärkreis wenigstens ein Notventil zur hydraulischen Ansteuerung der Lenkanlage im Notbetrieb umfasst, wobei des Weiteren wenigstens ein hydraulisches Vorsteuergerät, insbesondere wenigstens ein hydraulischer Joystick, vorgesehen ist, das derart verschaltet ist, dass es im Normalbetrieb über einen Fahrzeugleitrechner die Betätigung des Hauptventils veranlasst und im Notbetrieb ohne Verwendung des Fahrzeugleitrechners die Betätigung des Notventils veranlasst.This object is achieved by an electrohydraulic steering system with the features of claim 1. It is then provided that the system has at least one controller that comprises at least one hydraulic branch which has at least one hydraulic primary circuit and at least one hydraulic secondary circuit, wherein the hydraulic primary circuit comprises at least one main valve for hydraulic control of the steering system in normal operation and wherein the hydraulic secondary circuit comprises at least one emergency valve for hydraulic control of the steering system in emergency operation, furthermore at least one hydraulic pilot control device, in particular at least one hydraulic joystick, is provided which is connected in such a way that it causes the main valve to be actuated via a vehicle control computer in normal operation and, in emergency mode, causes the emergency valve to be actuated without using the vehicle control computer.

Durch das elektrohydraulische Lenksystem gemäß der Erfindung wird die Funktionstüchtigkeit der Lenkung auch im Fehlerfall gewährleistet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Normalbetrieb, wenn also keine Funktionsstörung des Lenksystems vorliegt, die gesamte von einer oder mehreren Pumpen geförderte Ölmenge über das Hauptventil zu dem oder den Lenkzylinder(n) der Lenkanlage strömt. Liegt eine Funktionsstörung des Lenksystems vor, kann die gesamte von einer oder mehreren Pumpen geförderte Ölmenge über das Notventil zu dem oder den Lenkzylinder(n) der Lenkanlage strömen, d. h. das Hauptventil „abgeschaltet“ werden.The electrohydraulic steering system according to the invention ensures the functionality of the steering even in the event of a fault. It is preferably provided that in normal operation, i.e. when there is no malfunction of the steering system, the entire amount of oil delivered by one or more pumps flows via the main valve to the steering cylinder (s) of the steering system. If there is a malfunction of the steering system, the entire amount of oil delivered by one or more pumps can flow via the emergency valve to the steering cylinder (s) of the steering system, i. H. the main valve can be "switched off".

Das hydraulische Vorsteuergerät gemäß der Erfindung, das beispielsweise als Joystick ausgeführt sein kann, generiert die Signale, die im Normalbetrieb zur Auslenkung des Hauptventils benötigt werden, wobei diese Signale über einen Fahrzeugleitrechner laufen. Der Begriff „Fahrzeugleitrechner“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedes beliebige Steuer- oder Regelungsgerät.The hydraulic pilot control device according to the invention, which can be designed as a joystick, for example, generates the signals that are required in normal operation to deflect the main valve, these signals running via a vehicle control computer. In the context of the present invention, the term “vehicle control computer” encompasses any control or regulation device.

Im Notbetrieb, wenn also eine Fehlerfunktion z. B. im hydraulischen Zweig des Primärkreises oder auch im elektrischen Kreis des Primärkreises, beispielsweise im Fahrzeugleitrechner auftritt, erfolgt die Steuerung des Notventils und damit die Lenkung über das Notventil ebenfalls über das hydraulische Vorsteuergerät, allerdings ohne Einflussnahme des Fahrzeugleitrechners. Dies bedeutet, dass im Notbetrieb der Fahrzeugleitrechner nicht zum Einsatz kommt. Liegt beispielsweise eine Funktionsstörung des Fahrzeugleitrechners vor, kann im Notbetrieb gleichwohl eine Lenkung der mobilen Arbeitsmaschine vorgenommen werden.In emergency operation, so if an error function z. B. occurs in the hydraulic branch of the primary circuit or in the electrical circuit of the primary circuit, for example in the vehicle control computer, the control of the emergency valve and thus the steering via the emergency valve also takes place via the hydraulic pilot control device, but without the influence of the vehicle control computer. This means that the vehicle control computer is not used in emergency operation. If, for example, there is a malfunction in the vehicle control computer, the mobile work machine can nevertheless be steered in emergency mode.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Notventil kleiner ausgebildet ist als das Hauptventil. Dies ist gegebenenfalls mit geschmälerten Bedien- und Komforteigenschaften verbunden, da nur eine kleinere Ölmenge bewältigt werden kann. Angesichts der Tatsache, dass die Notlenkung nur in Ausnahmefällen zum Einsatz kommt und die Aufgabe hat, die Lenkung der mobilen Arbeitsmaschine überhaupt zu ermöglichen, ist dies jedoch tolerierbar.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the emergency valve is designed to be smaller than the main valve. This may be associated with reduced operating and comfort properties, since only a smaller amount of oil can be handled. In view of the fact that the emergency steering is only used in exceptional cases and has the task of enabling the mobile working machine to be steered at all, this is tolerable, however.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Primärkreis des Lenksystems wenigstens einen elektrischen Zweig und wenigstens einen hydraulischen Zweig auf und es sind Überwachungsmittel vorgesehen, die so ausgebildet sind, dass bei Auftreten eines Fehlers im elektrischen Zweig und/oder im hydraulischen Zweig ein Umschalten von dem Normalbetrieb auf den Notbetrieb vorgenommen wird. Tritt beispielsweise im hydraulischen Zweig des Primärkreises, d. h. im hydraulischen Primärkreis ein Fehler auf, beispielsweise indem das Hauptventil nicht mehr in der gewünschten Weise funktionsfähig ist, kann auf den Notbetrieb umgeschaltet werden, in dem die Steuerung der Lenkanlage über das Notventil erfolgt. Ebenso ist es denkbar, dass für den Fall, dass im elektrischen Zweig des Primärkreises, d. h. im elektrischen Primärkreis ein Fehler auftritt, beispielsweise weil der Fahrzeugleitrechner einen Defekt aufweist, ein Umschalten auf den Notbetrieb erfolgt, indem eine Steuerung ohne Einbeziehung des Fahrzeugleitrechners erfolgt.In a further embodiment of the invention, the primary circuit of the steering system has at least one electrical branch and at least one hydraulic branch, and monitoring means are provided which are designed so that if a fault occurs in the electrical branch and / or in the hydraulic branch, switching from the Normal operation is made to emergency operation. Occurs, for example, in the hydraulic branch of the primary circuit, i. H. If a fault occurs in the hydraulic primary circuit, for example in that the main valve is no longer functional in the desired manner, it is possible to switch to emergency mode in which the steering system is controlled via the emergency valve. It is also conceivable that in the event that in the electrical branch of the primary circuit, i. H. an error occurs in the electrical primary circuit, for example because the vehicle control computer has a defect, a switchover to emergency operation takes place in that control takes place without the involvement of the vehicle control computer.

Bevorzugt ist es somit, dass die Betätigung des Hauptventils über den Fahrzeugleitrechner als geschlossener Regelkreis in Abhängigkeit von der Auslenkung eines hydraulischen Vorsteuergerätes erfolgt und dass die Betätigung des Notventils hydraulisch vorgesteuert ohne Einflussnahme des Fahrzeugleitrechners über ein hydraulisches Vorsteuergerät erfolgt.It is therefore preferred that the main valve is actuated via the vehicle control computer as a closed control loop depending on the deflection of a hydraulic pilot control device and that the emergency valve is actuated hydraulically via a hydraulic pilot control device without the influence of the vehicle control computer.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Notventil derart ausgebildet ist, dass es hydraulisch proportional betätigt werden kann. Diese Betätigung erfolgt im Notbetrieb über das hydraulische Vorsteuergerät.In a further embodiment of the invention it is provided that the emergency valve is designed in such a way that it can be hydraulically actuated proportionally. This actuation takes place in emergency mode via the hydraulic pilot control device.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Vorsteuergerät und dem Notventil ein oder mehrere Absperrventile vorgesehen sind, die im Normalbetrieb geschlossen sind, so dass keine hydraulische Verbindung zwischen dem Vorsteuergerät und dem Notventil besteht.In a further embodiment of the invention it is provided that one or more shut-off valves are provided between the pilot control device and the emergency valve, which shut-off valves are closed in normal operation so that there is no hydraulic connection between the pilot control device and the emergency valve.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Ventil vorgesehen ist, dass derart angeordnet ist, dass es im Notbetrieb das wenigstens eine genannte Absperrventil gemäß Anspruch 5 öffnet und/oder ein oder mehrere Absperrventile schließt, die sich zwischen dem Hauptventil und der Lenkanlage befinden, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass dieses Ventil stromlos offen ist. Dieses Ventil wird im Notbetrieb, d. h. wenn im Primärkreis ein Fehlerfall auftritt, geöffnet, was dazu führt, dass die Absperrventile zwischen dem hydraulischen Vorsteuergerät und dem Notventil geöffnet werden und vorzugsweise zusätzlich die Absperrventile zwischen der Lenkanlage und dem Hauptventil geschlossen werden. Somit bewirkt dieses genannte Ventil eine hydraulische Trennung des Hauptventils von der Lenkanlage und gleichzeitig eine hydraulische Verbindung zwischen Vorsteuergerät und Notventil, was zur Folge hat, dass das Notventil über das Vorsteuergerät angesteuert werden kann und somit den Ölstrom zum bzw. vom Lenkzylinder lenken kann.Furthermore, it can be provided that at least one valve is provided that is arranged in such a way that in emergency operation it opens the at least one mentioned shut-off valve according to claim 5 and / or closes one or more shut-off valves located between the main valve and the steering system, wherein it is preferably provided that this valve is normally open. This valve is opened in emergency mode, ie if a fault occurs in the primary circuit, which means that the shut-off valves between the hydraulic pilot control device and the emergency valve are opened and, preferably, the shut-off valves between the steering system and the main valve are also closed. Thus, this named valve causes a hydraulic separation of the main valve from the steering system and at the same time a hydraulic connection between pilot control device and emergency valve, which means that the emergency valve can be controlled via the pilot control device and thus can direct the oil flow to and from the steering cylinder.

Wie dies unten noch näher ausgeführt wird, ist es möglich, die Funktionstüchtigkeit der im Notbetrieb wirkenden Bauteile in regelmäßig zeitlichen Abständen zu überprüfen und sicherzustellen. Dabei handelt es sich beispielsweise um das genannte Notventil, um das genannte Ventil, das Absperrventile schließt bzw. öffnet sowie um die Absperrventile selbst.As will be explained in more detail below, it is possible to check and ensure the functionality of the components operating in emergency operation at regular intervals. This is, for example, the aforementioned emergency valve, the aforementioned valve that closes or opens the shut-off valves, and the shut-off valves themselves.

Somit können entsprechende Mittel vorgesehen sein, die einen solchen Funktionstest veranlassen, wie dies unten näher beschrieben wird.Corresponding means can thus be provided which initiate such a function test, as will be described in more detail below.

Die Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Bauteile im Primär- und Sekundärkreis stützt sich vorzugsweise auf die Sensorik: Lagerückmeldung des Lenkwinkels, Lagerückmeldung von Hauptventil und/oder Notventil, Hydraulikdruck in der Pumpenleitung.Checking the functionality of the components in the primary and secondary circuit is preferably based on the sensors: position feedback from the steering angle, position feedback from the main valve and / or emergency valve, hydraulic pressure in the pump line.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Primärkreis und der Sekundärkreis des elektrohydraulischen Lenksystems über wenigstens eine Hauptlenkpumpe und/oder über wenigstens eine Notlenkpumpe versorgt werden, wobei der Steuerdruck für den Primär- und Sekundärkreis vorzugsweise über ein Druckminderventil versorgt wird, welches durch Haupt- und Notlenkpumpe gespeist werden kann.In a further embodiment of the invention it is provided that the primary circuit and the secondary circuit of the electrohydraulic steering system are supplied via at least one main steering pump and / or via at least one emergency steering pump, the control pressure for the primary and secondary circuit preferably being supplied via a pressure reducing valve which is supplied by Main and emergency steering pump can be fed.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Steueröl bereitstellender hydraulischer Speicher im Vorsteuerkreis des hydraulischen Primär- oder Sekundärkreises vorgesehen ist. Dieser Speicher kann derart angeordnet sein, dass er vor Starten des Motors durch eine elektrische Notlenkpumpe gespeist wird. So ist es möglich, dass durch den hydraulischen Speicher die Funktionstüchtigkeit der im Notbetrieb wirkenden Bauteile bei stehendem Dieselmotor überprüft werden kann noch bevor der Motor gestartet wird und die elektrohydraulische Lenkanlage von Maschinenführer in Betrieb genommen wird.Furthermore, it can be provided that at least one hydraulic accumulator providing control oil is provided in the pilot control circuit of the hydraulic primary or secondary circuit. This memory can be arranged in such a way that it is fed by an electric emergency steering pump before the engine is started. It is thus possible for the hydraulic accumulator to check the functionality of the components that are active in emergency operation when the diesel engine is not running, even before the engine is started and the electrohydraulic steering system is put into operation by the machine operator.

In einer Ausführungsform ist im hydraulischen Primärkreis und/oder im hydraulischen Sekundärkreis wenigstens ein Schockventil vorgesehen, das sich bei Überschreitung eines gewissen Schwellenwertes für den Druck der Hydraulikflüssigkeit in einer Leitung des jeweiligen Kreises öffnet, um Druckstöße in der betreffenden Leitung abbauen zu können. Vorzugsweise ist das Schockventil zwischen Haupt- bzw. Notventil und Lenkanlage (beispielsweise eine Knicklenkung eines Radladers). Vorzugsweise ist das Schockventil nahe der Lenkanlage angeordnet, d.h. es stellt das letzte Ventil vor der Lenkanlage dar und schützt alle anderen in der jeweiligen Leitung liegenden Ventile, die weiter von der Lenkanlage entfernt sind, vor Druckstößen. In einer Ausführungsform sind in der Ventilmimik also wenigstens zwei Schockventile vorgesehen. Das Schockventil ist so ausgebildet, dass es sich bei Überschreitung eines gewissen Schwellenwertes für den Druck der Hydraulikflüssigkeit in einer Leitung des Primär- und/oder Sekundärkreises, je nach dem welcher Kreis gerade aktiv ist, öffnet, um Druckstöße in der betreffenden Leitung abbauen zu können.In one embodiment, at least one shock valve is provided in the hydraulic primary circuit and / or in the hydraulic secondary circuit, which opens when a certain threshold value for the pressure of the hydraulic fluid in a line of the respective circuit is exceeded in order to be able to reduce pressure surges in the relevant line. The shock valve is preferably between the main or emergency valve and the steering system (for example an articulated steering of a wheel loader). The shock valve is preferably arranged close to the steering system, i.e. it represents the last valve before the steering system and protects all other valves in the respective line that are further away from the steering system from pressure surges. In one embodiment, at least two shock valves are provided in the valve mimic. The shock valve is designed so that when a certain threshold value for the pressure of the hydraulic fluid in a line of the primary and / or secondary circuit is exceeded, depending on which circuit is currently active, it opens in order to be able to reduce pressure surges in the relevant line .

Das Lenksystem kann wenigstens eine hydraulische Lenkeinrichtung aufweisen, die als Lenkrad oder Joystick ausgeführt sein kann, über die die elektrohydraulische Lenkanlage betätigt wird.The steering system can have at least one hydraulic steering device, which can be designed as a steering wheel or joystick, via which the electrohydraulic steering system is actuated.

Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein elektrohydraulisches Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das elektrohydraulische Lenksystem, insbesondere für mobile Arbeitsmaschinen, insbesondere für Radlader, wenigstens eine Steuerung aufweist, die wenigstens einen hydraulischen Zweig umfasst, der wenigstens einen hydraulischen Kreis aufweist, wobei der hydraulische Kreis wenigstens ein Hauptventil zur hydraulischen Ansteuerung der Lenkanlage im Normalbetrieb sowie über ein, vorzugsweise Absperrventile umfasst, die sich zwischen dem Hauptventil und der Lenkanlage befinden und wobei wenigstens ein Ventil vorgesehen ist, dass derart angeordnet ist, dass es das oder die Absperrventile schließen kann, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das Ventil stromlos offen ist.Furthermore, the object is achieved by an electrohydraulic steering system with the features of claim 11. According to this, it is provided that the electrohydraulic steering system, in particular for mobile work machines, in particular for wheel loaders, has at least one control which comprises at least one hydraulic branch which has at least one hydraulic circuit, the hydraulic circuit having at least one main valve for hydraulic control of the steering system Normal operation as well as a, preferably shut-off valve, which is located between the main valve and the steering system and wherein at least one valve is provided that is arranged such that it can close the shut-off valve or valves, it is preferably provided that the valve is normally open is.

Durch eine solche Ausgestaltung eines Lenksystems ist es beispielsweise möglich, eine Funktion zur Überprüfung des oder der Absperrventile derart durchzuführen, dass mittels des genannten Ventils das oder die Absperrventile in ihrer Schließstellung bewegt werden, geprüft wird, ob ein durch die Lenkeinrichtung (Lenkrad, Joystick etc.) abgegebenes Signal zu einer Auslenkung der Lenkanlage führt. Dieses Lenksystem kann ohne Vorsteuergerät bzw. Joystick und ohne das genannte Notventil ausgeführt sein.Such a configuration of a steering system makes it possible, for example, to carry out a function for checking the shut-off valve (s) in such a way that the shut-off valve (s) are moved into their closed position by means of the said valve, and it is checked whether a steering device (steering wheel, joystick, etc.) .) emitted signal leads to a deflection of the steering system. This steering system can be designed without a pilot control device or joystick and without the aforementioned emergency valve.

Ist dies nicht der Fall, kann festgestellt werden, dass das oder die Absperrventile zuverlässig schließen.If this is not the case, it can be determined that the shut-off valve (s) close reliably.

Dieses elektrohydraulische Lenksystem gemäß Anspruch 11 kann gemäß weiteren Merkmalen der vorliegenden Erfindung ausgeführt sein.This electrohydraulic steering system according to claim 11 can be designed according to further features of the present invention.

Des Weiteren wird die Aufgabe durch eine mobile Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass die mobile Arbeitsmaschine, insbesondere ein Radlader, wenigstens ein elektrohydraulisches Lenksystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.Furthermore, the object is achieved by a mobile work machine with the features of claim 12. According to this, it is provided that the mobile work machine, in particular a wheel loader, has at least one electrohydraulic steering system according to one of claims 1 to 11.

Wie oben ausgeführt, ist vorzugsweise vorgesehen, dass Gefahr bringende Fehler sowohl im elektrischen als auch im hydraulischen Zweig des Primärkreises der hydraulischen Lenkanlage erkannt und die Funktionstüchtigkeit des Lenksystems durch Umschalten auf den Sekundärkreis aufrecht erhalten wird.As stated above, it is preferably provided that dangerous faults are detected in both the electrical and the hydraulic branch of the primary circuit of the hydraulic steering system and the functionality of the steering system is maintained by switching to the secondary circuit.

Wie ebenfalls oben ausgeführt, ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Funktionstüchtigkeit der im Notbetrieb wirkenden Bauteile in regelmäßigen zeitlichen Abständen überprüft wird und sichergestellt wird. Es sind dies insbesondere das genannte Notventil sowie das elektrisch betätigte, vorzugsweise als 3/2-Wegeventil ausgeführte Ventil, durch das die Absperrventile zwischen Vorsteuergerät und Notventil und zwischen Hauptventil und Lenkanlage geöffnet bzw. geschlossen werden kann sowie die Absperrventile selbst.As also stated above, it is preferably also provided that the functionality of the components acting in emergency operation is checked and ensured at regular time intervals. These are in particular the aforementioned emergency valve and the electrically operated valve, preferably designed as a 3/2-way valve, through which the shut-off valves between the pilot control device and emergency valve and between the main valve and steering system can be opened or closed, as well as the shut-off valves themselves.

An dieser Stelle wird des Weiteren darauf hingewiesen, dass der Begriff „Steuern“ und „Steuerung“ im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl eine Steuerung als auch eine Regelung umfasst und dass der Begriff „elektrisch“, „Elektrik“, „elektronisch“ und „Elektronik“ jeweils das Gebiet der Elektrik und/oder das Gebiet der Elektronik betrifft.At this point it is further pointed out that the term “control” and “control” in the context of the present invention includes both a control and a regulation and that the term “electrical”, “electrics”, “electronic” and “electronics “Relates to the field of electrics and / or electronics.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1a, 1b: eine Darstellung des hydraulischen Kreises eines Lenksystems mit Vorsteuergerät,
2: eine schematische Darstellung der Verschaltung des Fahrzeugleitrechners mit dem Primärlenkkreis und
3a, 3b: eine Darstellung eines hydraulischen Kreises eines Lenksystems mit Komfortlenkanlage.

Further details and advantages of the invention are explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the figures. Show it:

1a , 1b : a representation of the hydraulic circuit of a steering system with pilot control device,
2 : a schematic representation of the interconnection of the vehicle control computer with the primary steering circuit and
3a , 3b : a representation of a hydraulic circuit of a steering system with comfort steering system.

Im Hinblick auf die 1a, 1b, 3a und 3b ergeht an dieser Stelle der Hinweis, dass das Ventil 2 jeweils in einem betätigten Zustand (d. h. Ventil 2 ist geöffnet) dargestellt wird, wodurch Steuerdruck über das Druckmindererventil DMV auf die Absperrventile 7 (vgl. die 1a, 1b, 3a und 3b) sowie auf die 3/2-Wegeventile 8 (vgl. die 1a und 1b) beaufschlagt wird. Entgegen der in den betreffenden Figuren dargestellten geöffneten Absperrventile 7 (vgl. die 1a, 1b, 3a und 3b) und der geschlossenen 3/2-Wegeventile 8 (vgl. die 1a und 1b), die in einem unbetätigten Zustand gezeigt sind, würde der über das Ventil 2 auf die Absperrventile 7 (vgl. die 1a, 1b, 3a und 3b) sowie auf die 3/2-Wegeventile 8 (vgl. die 1a und 1b) beaufschlagte Steuerdruck die Ventile jedoch „betätigen“ und die Absperrventile 7 in einen geschlossenen Zustand und die 3/2-Wegeventile 8 in einen geöffneten Zustand versetzen. Dieser Aspekt ist im Bezug auf die nachfolgende Figurenbeschreibung zu berücksichtigen.In terms of 1a , 1b , 3a and 3b at this point the note is issued that the valve 2 each in an actuated state (ie valve 2 is open), whereby control pressure is applied to the shut-off valves via the pressure reducing valve DMV 7th (see the 1a , 1b , 3a and 3b) as well as the 3/2-way valves 8 (see 1a and 1b) is applied. Contrary to the open shut-off valves shown in the relevant figures 7th (see the 1a , 1b , 3a and 3b) and the closed 3/2-way valves 8 (see 1a and 1b) shown in a non-actuated state would be the over the valve 2 on the shut-off valves 7th (see the 1a , 1b , 3a and 3b) as well as the 3/2-way valves 8 (see 1a and 1b) if the control pressure is applied, however, "actuate" the valves and the shut-off valves 7th put into a closed state and the 3/2-way valves 8 into an open state. This aspect must be taken into account in relation to the following description of the figures.

1a und 1b zeigen mit dem Bezugszeichen L eine Lenkanlage einer mobilen Arbeitsmaschine und insbesondere eines Radladers. 1a and 1b show with the reference character L a steering system of a mobile work machine and in particular of a wheel loader.

Im regulären Funktionsbetrieb des Primärkreises werden die Steuerdrücke eines hydraulischen Vorsteuergerätes V über die dargestellten Drucksensoren pL, pR und pLR erfasst. Diese Drücke sind repräsentativ für die Auslenkung der Lenkeinrichtung bzw. des Joysticks, da der Zusammenhang zwischen dem Betätigungsweg und dem gemessenen Steuerdruck annähernd linear ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die erfassten Steuerdrücke repräsentativ für das von einem Nutzer abgegebene Lenksignal bzw. für die Auslenkung des hydraulischen Vorsteuergerätes, d. h. des hydraulischen Joysticks oder dergleichen sind.In the regular functional operation of the primary circuit, the control pressures of a hydraulic pilot control device V are recorded by the pressure sensors pL, pR and pLR shown. These pressures are representative of the deflection of the steering device or the joystick, since the relationship between the actuation travel and the measured control pressure is approximately linear. In other words, this means that the detected control pressures are representative of the steering signal issued by a user or for the deflection of the hydraulic pilot control device, i.e. H. of the hydraulic joystick or the like.

Aufgrund der direkten mechanischen Betätigung des Vorsteuergerätes V über Muskelkraft kann dieses Bauteil als ausfallsicher eingestuft werden, so dass es keiner doppelten Ausführung bedarf.Due to the direct mechanical actuation of the pilot control device V via muscle power, this component can be classified as fail-safe, so that it does not need a duplicate design.

Wie dies aus 2 hervorgeht, werden die gemessenen Steuerdrücke pL, pR und pLR an einen Fahrzeugleitrechner gemäß 2 übertragen bzw. über dessen Analogeingänge eingelesen.Like this 2 is apparent, the measured control pressures pL, pR and pLR to a vehicle control computer according to 2 transmitted or read in via its analog inputs.

Basierend auf diesen eingelesenen Drücken werden über einen Software-Algorithmus je nach Betriebsmodus proportionale Stellsignale zur Betätigung des in den 1a, 1b dargestellten elektrohydraulisch vorgesteuerten Hauptventils 6 in Form der pulsweiten modulierten Ausgänge PWM1 und PWM2 erzeugt. Grundsätzlich sind auch andere Signalarten zur Ansteuerung des Hauptventils 6 denkbar und von der Erfindung mitumfasst.Based on these read-in pressures, proportional control signals for actuating the in the 1a , 1b illustrated electro-hydraulically piloted main valve 6th generated in the form of the pulse-width modulated outputs PWM1 and PWM2. In principle, there are also other types of signals for controlling the main valve 6th conceivable and encompassed by the invention.

Die Steuerdrücke der einzelnen Messstellen pL und pR können alternativ auch über einen vorzeichenbehafteten Differenzdrucksensor erfasst werden. In jedem Fall wird der jeweils höhere Steuerdruck pLR über ein Wechselventil im Vorsteuergerät V als redundanter Zweig überwacht.The control pressures of the individual measuring points pL and pR can alternatively also be recorded using a signed differential pressure sensor. In each case, the higher control pressure pLR is monitored via a shuttle valve in the pilot control device V as a redundant branch.

Wie dies aus den 1a und 1b weiter hervorgeht, erfolgt die hydraulische Versorgung der Lenkanlage L über die Pumpe P, der Rücklauf weist das Bezugszeichen T auf.Like this from the 1a and 1b It can also be seen that the hydraulic supply of the steering system L takes place via the pump P, the return line has the reference symbol T.

Das Hauptventil 6 des hydraulischen Primärkreises ist vorzugsweise in Schieber-Bauweise ausgeführt. Es wird durch die in 2 dargestellten Signale PWM1 und PWM2 über den Fahrzeugleitrechner oder dergleichen entsprechend des Lenksignals angesteuert. Im Normalbetrieb, in dem keine Störung vorliegt, wird über das Hauptventil 6 die gesamte Ölmenge von der Pumpe P zu der Lenkanlage L bzw. zu deren Lenkzylinder geführt. In der Leitung zwischen der Pumpe P und dem Hauptventil 6 befindet sich der Drucksensor P/U. Die Rücklaufleitung mündet in den Tank T.The main valve 6th of the hydraulic primary circuit is preferably designed as a slide valve. It is made possible by the in 2 signals PWM1 and PWM2 shown controlled via the vehicle control computer or the like according to the steering signal. In normal operation, in which there is no malfunction, the main valve 6th the entire amount of oil passed from the pump P to the steering system L or to its steering cylinder. In the line between pump P and the main valve 6th is the pressure sensor P / U. The return line opens into the tank T.

Kommt es zu einer Störung der Funktionsfähigkeit des Hauptventils 6, beispielsweise weil dieses in einem geöffneten oder teilweise geöffneten Zustand steckenbleibt, hat dies einen gefahrbringenden Fehler zur Folge. Die Maschine wäre unlenkbar oder zumindest wäre die Lenkbarkeit wesentlich eingeschränkt. Um auch bei einer Störung der Funktionsfähigkeit des Hauptventils 6 oder Störung des Fahrzeugleitrechners weiterhin eine Lenkbarkeit der Maschine bereitzustellen, weist das Lenksystem einen hydraulischen Sekundärkreis auf, in dem sich das in 1a und 1b dargestellte Notventil befindet. Dieses Notventil ist kleiner, vorzugsweise deutlich kleiner bemessen als das Hauptventil 6, da es nur die (geringere) Ölmenge bewältigen muss, die im Notbetrieb anfällt.If there is a malfunction of the main valve 6th , for example because it gets stuck in an open or partially open state, this results in a dangerous error. The machine would be impossible to steer, or at least its steerability would be significantly restricted. To also in the event of a malfunction of the main valve 6th or failure of the vehicle control computer to continue to provide steerability of the machine, the steering system has a hydraulic secondary circuit in which the in 1a and 1b shown emergency valve is located. This emergency valve is smaller, preferably significantly smaller, than the main valve 6th , since it only has to cope with the (smaller) amount of oil that occurs in emergency operation.

In 1a sind zwei Absperrventile 7 in Form von Sitz- bzw. Patronenventilen dargestellt. Als besonders vorteilhaft erweist sich jedoch die Anordnung gemäß 1b, bei der die Absperrstufe in Form eines einzigen Absperrventils 7, das vorzugsweise als 4/2-Wegeventil ausgebildet ist. Der Vorteil gegenüber der Verwendung mehrerer Ventile liegt in der verbesserten Diagnosemöglichkeit bzw. Fun ktio nstüchtigkeit.In 1a are two shut-off valves 7th shown in the form of seat or cartridge valves. However, the arrangement according to FIG. 1 proves to be particularly advantageous 1b , in which the shut-off stage in the form of a single shut-off valve 7th , which is preferably designed as a 4/2-way valve. The advantage over the use of several valves lies in the improved diagnostic options and functionality.

Kommt es zu einer Fehlfunktion im hydraulischen Primärkreis wird dies durch den Fahrzeugleitrechner erkannt und der Sekundärkreis wird durch nicht Betätigung (Stromlosschalten) des elektrischen Ventils 2, das vorzugsweise als elektrisches 3/2-Wegeventil ausgeführt ist und dem das Druckminderventil DMV vorgeschaltet ist, aktiviert. Wird das Ventil 2 nicht über den digitalen Ausgang D01 des Fahrzeugleitrechners betätigt (geöffnet), hat dies zur Folge, dass die Absperrventile 7, die vorzugsweise als 2/2-Wegeventile ausgeführt sind, betätigt (geschlossen) werden, so dass die hydraulische Verbindung zwischen Hauptventil 6 und der Lenkanlage L unterbrochen ist.If there is a malfunction in the hydraulic primary circuit, this is recognized by the vehicle control computer and the secondary circuit is closed by not actuating (de-energizing) the electric valve 2 , which is preferably designed as an electrical 3/2-way valve and upstream of which the pressure reducing valve DMV is activated. Will the valve 2 not via the digital output D01 of the vehicle control computer is actuated (opened), this has the consequence that the shut-off valves 7th , which are preferably designed as 2/2-way valves, are actuated (closed) so that the hydraulic connection between the main valve 6th and the steering system L is interrupted.

Im regulären Funktionsbetrieb hingegen wird das Ventil 2 über den digitalen Ausgang D01 des Fahrzeugleitrechners betätigt (geschlossen), so dass die Absperrventile 7 in ihre unbetätigte (federbetätigte geöffnete) Position gebracht werden, wodurch das Hauptventil 6 über die L-Anschlüsse und die R-Anschlüsse Hydrauliköl zum Lenkzylinder liefern können.In normal functional operation, however, the valve 2 via the digital output D01 of the vehicle control computer is actuated (closed) so that the shut-off valves 7th are placed in their inoperative (spring-actuated open) position, causing the main valve 6th Can supply hydraulic oil to the steering cylinder via the L-connections and the R-connections.

Wird vom Fahrzeugleitrechner oder dergleichen ein gefahrbringender Fehler im Primärkreis erkannt, wie beispielsweise ein nicht funktionsfähiges Hauptventil 6 oder liegt eine Störung am Fahrzeugleitrechner selbst vor, wird der digitale Ausgang D01 unbetätigt (stromlos geschaltet), was zur Folge hat, dass das Ventil 2 nicht betätigt (geöffnet) wird und die Absperrventile 7 den L-Anschluss und den R-Anschluss der Lenkanlage L schließen.If the vehicle control computer or the like detects a dangerous fault in the primary circuit, such as a non-functional main valve 6th or if there is a fault in the vehicle control computer itself, the digital output will be D01 not actuated (de-energized), which has the consequence that the valve 2 is not operated (opened) and the shut-off valves 7th Close the L connection and the R connection of the L steering system.

Wie dies weiter aus den 1a und 1b hervorgeht, befinden sich in dem hydraulischen Leitungsweg zwischen dem Vorsteuergerät V und dem Notventil 4 zwei Ventile, vorzugsweise zwei 3/2-Wegeventile 8, die im Normalbetrieb des dargestellten Lenksystems unbetätigt (geschlossen) sind. Wird das Ventil 2 nicht betätigt (stromlos geschaltet und damit geöffnet), führt dies nicht nur zu einem Schließen der Absperrventile 7, sondern auch zu einem Betätigen (Öffnen) der beiden 3/2-Wegeventile 8. Diese Betätigung (Öffnen) der beiden 3/2-Wegeventile 8 hat zur Folge, dass das Vorsteuergerät V nun hydraulisch mit dem Notventil 4 gekoppelt ist, so dass das Notventil 4 über das hydraulische Vorsteuergerät V betätigt werden kann und den Notlenkbetrieb übernimmt.How this continues from the 1a and 1b is apparent, are located in the hydraulic conduit between the pilot control device V and the emergency valve 4th two valves, preferably two 3/2-way valves 8, which are not actuated (closed) in normal operation of the steering system shown. Will the valve 2 not actuated (de-energized and thus opened), this not only leads to the shut-off valves being closed 7th , but also to an actuation (opening) of the two 3/2-way valves 8. This actuation (opening) of the two 3/2-way valves 8 has the consequence that the pilot control device V now hydraulically with the emergency valve 4th is coupled so that the emergency valve 4th can be actuated via the hydraulic pilot control device V and takes over the emergency steering operation.

Bei der Anordnung gemäß 1a übernimmt ein Lenkorbitrol, welches in der 1a schematisch links oben durch die L-Anschlüsse und die R-Anschlüsse dargestellt ist, den Abbau von Druckspitzen durch äußere Einflüsse (beispielsweise wenn ein Radlader gegen ein Hindernis fährt und eine große Gegenkraft gegen die Lenkkraft erzeugt wird).With the arrangement according to 1a takes over a Luggitrol, which is in the 1a schematically shown at the top left by the L-connections and the R-connections, the reduction of pressure peaks due to external influences (for example when a wheel loader hits an obstacle and a large counterforce is generated against the steering force).

In der in 1b dargestellten Ausführungsform sind zwei Schockventile 9 und 10 zwischen Lenkanlage L und Hauptventil 6 bzw. Notventil 4 (je nach dem, welcher Kreis gerade in Betrieb ist) angeordnet, wobei die Schockventile 9 und 10 die zum Abbau von Druckspitzen dienen. Diese Schockventile können beispielsweise den Abbau von Druckspitzen übernehmen, wenn das Lenkorbitrol wie in der 1b dargestellt wegfällt. Die Schockventile 9 und 10 sind jeweils als 2/2-Wegeventile ausgeführt, die sich in von der Hydraulikleitung abgehende Richtung dann öffnen, wenn ein bestimmter Druck überschritten wird. Beispielsweise sind die Ventilklappen bzw. Ventilkörper federbeaufschlagt, wie dies in der 1b schematisch dargestellt wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Öffnungsquerschnitt der Schockventile sich abhängig vom Druck verändert, beispielsweise mit steigendem Druck erhöht. In der gezeigten Ausführungsform weist jedes Schockventil eine Bypassleitung auf, in der ein Rückschlagventil, beispielsweise eine Rückschlagklappe oder ein Kugelventil angeordnet ist. So wird ein Fluss von Hydraulikflüssigkeit, die zuvor ein Stoßventil passiert hat, in diejenige Hydraulikleitung ermöglicht, in der der geringere Druck herrscht, also typischerweise diejenige Hydraulikleitung, in der eine Druckspitze gerade nicht auftritt.In the in 1b The embodiment shown are two shock valves 9 and 10 between steering system L and main valve 6th or emergency valve 4th (depending on which circuit is currently in operation), with the shock valves 9 and 10 which serve to reduce pressure peaks. These shock valves can, for example, take over the reduction of pressure peaks if the L ... 1b is omitted. The shock valves 9 and 10 are each designed as 2/2-way valves, which open in the direction outgoing from the hydraulic line when a certain pressure is exceeded. For example, the valve flaps or valve bodies are spring-loaded, as shown in FIG 1b is shown schematically. It can also be provided that the opening cross-section of the shock valves changes depending on the pressure, for example increased with increasing pressure. In the embodiment shown, each shock valve has a bypass line in which a check valve, for example a check valve or a ball valve, is arranged. This enables hydraulic fluid that has previously passed a shock valve to flow into the hydraulic line in which the lower pressure prevails, that is to say typically the hydraulic line in which a pressure peak does not just occur.

Die Überwachung der Funktion des Hauptventils 6 erfolgt beispielsweise über den Fahrzeugleitrechner einerseits über die Lagerückmeldung des Lenkzylinders der Lenkanlage L, der auch für die Regelung benötigt wird und/oder durch die Lagerückmeldung des Hauptventils 6 selbst und/oder über die Drucküberwachung in der Pumpenleitung am Anschluss P. Dazu dient der Drucksensor P/U.Monitoring the function of the main valve 6th takes place, for example, via the vehicle control computer, on the one hand, via the position feedback from the steering cylinder of the steering system L, which is also required for the control, and / or via the position feedback from the main valve 6th itself and / or via the pressure monitor in the pump line at connection P. The pressure sensor P / U is used for this.

Wie ausgeführt, sind im Notbetrieb die 3/2-Wegeventile 8 betätigt (geöffnet), so dass je nach Betätigung des Vorsteuergerätes V eine Auslenkung des Notventils erfolgen kann und damit auch eine Betätigung der Lenkanlage L im Notbetrieb. Mit ein- und demselben Vorsteuergerät wird somit im Normalbetrieb das Hauptventil und im Notbetrieb das Notventil gesteuert. Um sicherzustellen, dass das Notventil 4 stets funktionstüchtig ist, wird dessen Funktionstüchtigkeit in regelmäßigen zeitlichen Abständen geprüft.As stated, the 3/2-way valves 8 are actuated (opened) in emergency mode, so that depending on the actuation of the pilot control device V, the emergency valve can be deflected and thus the steering system L can also be actuated in emergency mode. One and the same pilot control device controls the main valve in normal operation and the emergency valve in emergency operation. To ensure that the emergency valve 4th is always functional, its functionality is checked at regular intervals.

Diese durch eine Steuer- oder Regeleinheit durchgeführte Funktionsüberprüfung gestaltet sich wie folgt:

Bei eingeschalteter Zündung der mobilen Arbeitsmaschine und bei stehendem Verbrennungsmotor bzw. Dieselmotor wird der in 1 dargestellte Speicher S über eine elektrische Notlenkpumpe oder dergleichen über das Druckminderventil DMV geladen.

This functional check carried out by a control or regulation unit is structured as follows:

When the ignition of the mobile work machine is switched on and the combustion engine or diesel engine is not running, the in 1 The memory S shown is charged via an electric emergency steering pump or the like via the pressure reducing valve DMV.

Durch Stromlosschalten des Ventils 2 werden wie oben ausgeführt die 3/2-Wegeventile 8 im Vorsteuerkreis zum Notventil betätigt (geöffnet) und dieses in Abhängigkeit von der Position der Lenkeinrichtung ausgelenkt. Da das Notventil überwacht ist, kann beispielsweise über die Lagerückmeldung des Notventils 4 der Fahrzeugleitrechner oder dergleichen feststellen, ob das Notventil korrekt betätigt wurde und damit funktionstüchtig ist.By de-energizing the valve 2 the 3/2-way valves 8 in the pilot control circuit to the emergency valve are actuated (opened) and this is deflected depending on the position of the steering device. Since the emergency valve is monitored, the position feedback of the emergency valve 4th the vehicle control computer or the like determine whether the emergency valve has been actuated correctly and is therefore functional.

Wird das Ventil 2 erneut bestromt, werden die 3/2-Wegeventile 8 im Vorsteuerkreis zum Notventil geschlossen, wodurch der Kolben im Notventil wieder in die Nullstellung wandern muss und dessen Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist.Will the valve 2 When energized again, the 3/2-way valves 8 in the pilot control circuit to the emergency valve are closed, as a result of which the piston in the emergency valve has to move back to the zero position and its functionality is guaranteed.

Durch diese Vorgehensweise wird nicht nur die Funktionstüchtigkeit des Notventils 4, sondern gleichzeitig auch die Funktionstüchtigkeit des Ventils 2 und der 3/2-Wegeventile 8 sichergestellt.This procedure not only improves the functionality of the emergency valve 4th , but also the functionality of the valve 2 and the 3/2-way valves 8 ensured.

Kommt es beispielsweise bei der Bestromung des Ventils 2 und der Betätigung des Vorsteuergerätes V nicht zu einer Auslenkung des Notventils 4, kann rückgeschlossen werden, dass gegebenenfalls das Notventil 4 selbst oder die Ventile 2, 8 einen Fehlerzustand aufweisen.It happens, for example, when the valve is energized 2 and the actuation of the pilot control device V does not lead to a deflection of the emergency valve 4th , it can be concluded that the emergency valve 4th themselves or the valves 2 , 8th have an error condition.

Nachdem der Fahrzeugführer den Verbrennungsmotor der mobilen Arbeitsmaschine gestartet hat, überprüft der Fahrzeugleitrechner oder dergleichen die Funktion der beiden Absperrventile 7, die vorzugsweise als 2/2-Wegeventile ausführt sind, um sicherzustellen, dass diese im Fehlerfall des Primärkreises auch tatsächlich den L-Anschluss und den R-Anschluss der Lenkanlage L schließen.After the vehicle driver has started the internal combustion engine of the mobile work machine, the vehicle control computer or the like checks the function of the two shut-off valves 7th , which are preferably designed as 2/2-way valves to ensure that they actually close the L connection and the R connection of the steering system L in the event of a fault in the primary circuit.

Dieser durch eine Steuer- oder Regeleinheit durchgeführte Funktionstest gestaltet sich wie folgt:

Durch nicht Betätigen (erneutes Stromlosschalten) des Ventils 2 werden die beiden Absperrventile 7 mit Steuerdruck beaufschlagt und der L-Anschluss und der R-Anschluss der Lenkanlage L gesperrt bzw. hydraulisch von dem Hauptventil 6 getrennt. Wird nun vom Fahrzeugleitrechner oder dergleichen das Hauptventil 6 geöffnet, darf bei korrektem Schließen und damit bei korrekter Funktionsfähigkeit der Absperrventile 7 keine Bewegung an der Lagerückmeldung des Lenkwinkels festgestellt werden, da eine Auslenkung des Hauptventils 6 nicht zu einer Bewegung des Lenkzylinders führen darf.

This function test carried out by a control or regulation unit is structured as follows:

By not actuating (again de-energizing) the valve 2 the two shut-off valves 7th applied with control pressure and the L connection and the R connection of the steering system L blocked or hydraulically by the main valve 6th separated. The main valve is now used by the vehicle control computer or the like 6th opened, may be opened if the shut-off valves are correctly closed and therefore function correctly 7th no movement can be detected on the position feedback of the steering angle, since a deflection of the main valve 6th must not lead to a movement of the steering cylinder.

Dieser Funktionstest der Absperrventile 7 übernimmt gleichzeitig die Funktionsüberprüfung des elektrisch betätigten Ventils 2, das im Gefahr bringenden Fehlerfall unbetätigt nur mit Federkraft in die Ausgangslage bewegt (geöffnet) werden muss. Ist das Ventil 2 nicht funktionsfähig, kommt es bei diesem Funktionstest nicht zu einem Schließen der Absperrventile 7, so dass eine Auslenkung des Hauptventils zu einer entsprechenden Bewegung der Lenkanlage führt, wodurch auf einen Fehlerzustand geschlossen werden kann.This function test of the shut-off valves 7th at the same time takes over the function check of the electrically operated valve 2 which, in the event of a dangerous fault, only needs to be moved (opened) to the starting position with spring force when not actuated. Is the valve 2 not functional, this function test does not close the shut-off valves 7th so that a deflection of the main valve leads to a corresponding movement of the steering system, as a result of which it can be concluded that there is a fault condition.

Die Funktionsüberprüfung der Absperrventile 7 ist erforderlich, um sicherstellen zu können, dass diese im Fehlerfall des Primärkreises auch tatsächlich den L-Anschluss und den R-Anschluss der Lenkanlage L schließen. Dieses zuverlässige Schließen ist erforderlich, um sicherzustellen, dass bei fehlerhaften Hauptventil 6 kein Hydraulikmedium über das Hauptventil 6 an die Lenkanlage L gelangt.The functional check of the shut-off valves 7th is necessary in order to be able to ensure that they actually close the L connection and the R connection of the steering system L in the event of a fault in the primary circuit. This reliable closing is necessary to ensure that in the event of a faulty main valve 6th no hydraulic medium via the main valve 6th reaches the steering system L.

Während somit im Normalbetrieb des in den 1a und 1b dargestellten Lenksystems die genannte Ölmenge zu dem Lenkzylinder bzw. zu der Lenkanlage über das Hauptventil 6 geführt wird, ist vorgesehen, dass im Notbetrieb die gesamte für die Notlenkung erforderliche Ölmenge über das Notventil 4 geführt wird.While in normal operation of the in the 1a and 1b the steering system shown the said amount of oil to the steering cylinder or to the steering system via the main valve 6th is performed, it is provided that in emergency operation the entire amount of oil required for the emergency steering via the emergency valve 4th to be led.

Das Hauptventil 6 ist somit im Störungsfall vollständig abgeschaltet, und zwar durch Schließen der Absperrventile 7.The main valve 6th is thus completely switched off in the event of a malfunction by closing the shut-off valves 7th .

Es ist denkbar, dass das elektrohydraulische Lenksystem entweder

1. als Hauptlenkanlage, alleinstehend, zu betreiben, wobei die Lenkreinrichtung als hydraulisches Lenkrad oder als hydraulischer Joystick ausgeführt sein kann oder
2. als Ergänzung einer rein hydraulisch gesteuerten Hauptlenkanlage mit Lenkrad in Form einer elektrohydraulischen Joysticklenkung zu installieren oder
3. den Primärkreis der elektrohydraulischen Lenkanlage allein - ohne Vorsteuergerät und ohne Notventil - als Ergänzung einer hydraulischen Hauptlenkanlage mit Lenkrad zu installieren, um die hydraulische Lenkanlage mit Lenkrad durch neue Bedienmerkmale als Komfortlenkung zu erweitern, wie dies in den 3a und 3b gezeigt ist oder
4. die elektrohydraulische Joysticklenkung nach 2 und die Komfortlenkung nach 3 zu kombinieren.

It is conceivable that the electro-hydraulic steering system either

1. to operate as a main steering system, stand-alone, wherein the steering device can be designed as a hydraulic steering wheel or a hydraulic joystick or
2. to install as a supplement to a purely hydraulically controlled main steering system with steering wheel in the form of an electrohydraulic joystick steering or
3. To install the primary circuit of the electro-hydraulic steering system alone - without pilot control device and without emergency valve - as a supplement to a hydraulic main steering system with steering wheel in order to expand the hydraulic steering system with steering wheel with new operating features as comfort steering, as shown in the 3a and 3b is shown or
4. to combine the electro-hydraulic joystick steering according to 2 and the comfort steering according to 3.

3a und 3b zeigen Ausführungsformen, die hinsichtlich des Primärkreises den Ausführungsformen gemäß 1a bzw. 1b entsprechen. Das Notventil und das Vorsteuergerät sind entfallen. Einige der oben genannten Funktionalitäten, wie beispielsweise die zuverlässige Absperrung der Absperrventile 7 im Fehlerfall oder beispielsweise die Möglichkeit einer Funktionsüberprüfung der Absperrventile 7 durch Öffnung des Ventils 2 und das dadurch bedingt Schließen der Absperrventile 7 und Betätigung der Lenkreinrichtung (Lenkrad, Joystick etc.) und Überprüfung einer Auslenkung der Lenkanlage L können durchgeführt werden. Analog zu 1a sind in 3a zwei Absperrventile 7 beispielsweise in Form von Sitz- bzw. Patronenventilen dargestellt. In 3b ist diese Absperrstufe in Form eines einzigen Absperrventils 7 ausgebildet, das vorzugsweise als 4/2-Wegeventil ausgeführt ist. Wie oben ausgeführt wurde, können sich dadurch eine verbesserte Diagnosemöglichkeit und eine verbesserte Funktionstüchtigkeit ergeben. 3a and 3b show embodiments which, with regard to the primary circuit, correspond to the embodiments 1a respectively. 1b correspond. The emergency valve and the pilot control device have been omitted. Some of the functionalities mentioned above, such as the reliable shut-off of the shut-off valves 7th in the event of a fault or, for example, the possibility of a functional check of the shut-off valves 7th by opening the valve 2 and the resulting closing of the shut-off valves 7th and actuation of the steering device (steering wheel, joystick, etc.) and checking of a deflection of the steering system L can be carried out. Analogous to 1a are in 3a two shut-off valves 7th for example shown in the form of seat or cartridge valves. In 3b is this shut-off stage in the form of a single shut-off valve 7th formed, which is preferably designed as a 4/2-way valve. As stated above, this can result in improved diagnostic options and improved functionality.

Claims

Electrohydraulic steering system with at least one control which comprises at least one hydraulic branch which has at least one hydraulic primary circuit and at least one hydraulic secondary circuit, the hydraulic primary circuit comprising at least one main valve (6) for the hydraulic control of a steering system (L) in normal operation and wherein the hydraulic secondary circuit comprises at least one emergency valve (4) for hydraulic control of the steering system (L) in emergency operation, with at least one hydraulic pilot control device (V) being provided, which is connected in such a way that the pilot control device (V) in normal operation via a vehicle control computer activates the The main valve (6) is initiated and, in emergency mode, the emergency valve (4) is actuated without using the vehicle control computer.

Electro-hydraulic steering system according to Claim 1 , characterized in that the emergency valve (4) is made smaller than the main valve (6).

Electro-hydraulic steering system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the hydraulic primary circuit has at least one electrical branch and at least one hydraulic branch and that monitoring means are provided which are designed such that when a fault occurs in the electrical branch and / or in the hydraulic branch, a switchover from normal operation to the Emergency operation is carried out.

Electrohydraulic steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the emergency valve (4) is designed in such a way that it can be hydraulically actuated proportionally.

Electro-hydraulic steering system according to one of the preceding claims, characterized in that one or more 3/2-way valves (8) are provided between the pilot control device (V) and the emergency valve (4), which are closed in normal operation, so that no hydraulic connection between the pilot control device (V) and the emergency valve (4).

Electro-hydraulic steering system according to Claim 5 , characterized in that at least one valve (2) is provided that is arranged such that it opens the at least one 3/2-way valve (8) in emergency operation and / or closes one or more shut-off valves (7) that are located between the main valve (6) and the steering system (L).

Electro-hydraulic steering system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one main steering pump and at least one emergency steering pump are provided, which are used for the hydraulic supply of the hydraulic primary circuit and / or the hydraulic secondary circuit, preferably it is provided that a control pressure for the primary and secondary circuit is supplied via at least one pressure reducing valve (DMV) which is fed by the main and / or emergency steering pump.

Electrohydraulic steering system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one hydraulic accumulator (S) is provided in the pilot control circuit of the hydraulic primary or secondary circuit.

Electrohydraulic steering system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one shock valve (9, 10) is provided in the hydraulic primary circuit and / or in the hydraulic secondary circuit, which shock valve (9, 10) is in a line of the respective circuit when a certain threshold value for the pressure of the hydraulic fluid is exceeded opens in order to be able to reduce pressure surges in the relevant line.

Electrohydraulic steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the steering system has at least one hydraulic steering device which can be designed as a steering wheel or joystick and via which the electrohydraulic steering system (L) is actuated.

Electro-hydraulic steering system with at least one control which comprises at least one hydraulic branch which has at least one hydraulic circuit, the hydraulic circuit comprising at least one main valve (6) for the hydraulic control of a steering system (L) in normal operation and at least one shut-off valve (7) , which is located between the main valve (6) and the steering system (L), and wherein at least one valve (2) is provided which is arranged such that it can close the shut-off valve or valves (7).

Mobile work machine, with at least one electrohydraulic steering system according to one of the Claims 1 until 11 .