DE2053092A1 - Arrangement for steering and determining the speed of a vehicle - Google Patents
Arrangement for steering and determining the speed of a vehicleInfo
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Description
R. 83
26.10.1970 Ka/SpR. 83
October 26, 1970 Ka / Sp
Anlage zurAttachment to
eines Fahrzeugesof a vehicle
Die Erfindung "betrifft eine Anordnung zur Lenkung und zur Fahrgeschwindigkeits"bestimmung eines Fahrzeuges durch Regelung der Drehzahl zweier Räder des Fahrzeuges.The invention "relates to an arrangement for steering and driving speed" determination of a vehicle by regulating the speed of two wheels of the vehicle.
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209819/0308209819/0308
ORIGINAL ii-.!.3PECTEDORIGINAL ii -.!. 3PECTED
Robert Bosch GmbH H. 83, Ka/SpRobert Bosch GmbH H. 83, Ka / Sp
StuttgartStuttgart
Es sind Anordnungen dieser Art bekannt, die auf mechanische Weise arbeiten. Diese Anordnungen weisen für die zu lenkenden Räder hydrostatische Antriebe auf, deren Hydropumpen über Gestänge so verstellt werden können, daß infolge einer Änderung der Drehzahlen der betreffenden Räder eine Lenkung erfolgt.There are arrangements of this type known based on mechanical Work wisely. These arrangements have hydrostatic drives for the wheels to be steered, their hydraulic pumps via linkage can be adjusted so that as a result of a change the speeds of the wheels concerned a steering takes place.
Der wesentliche Nachteil dieser mechanischen Lösungen besteht darin, daß es sich hierbei um reine Steuerungen handelt, bei denen nicht geprüft werden kann, ob die Antriebsräder die gewünschten Drehzahlen auch tatsächlich einhalten.The main disadvantage of these mechanical solutions is that they are pure controls which cannot be checked whether the drive wheels are actually maintaining the desired speeds.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und dabei für die Lenkung eine Regelanordnung zu schaffen.The object of the invention is to avoid this disadvantage and to create a control arrangement for the steering.
Diese Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß gemäß der Erfindung für jedes der Räder je ein Regler vorgesehen ist, deren Ausgänge über je eine Antriebsvorrichtung mit dem zugehörigen Rad verbunden sind, wobei je ein Istwerfcgeber ein der Drehzahl des jeweiligen Rades entsprechendes Signal auf einen Eingang des zugeordneten Reglers zurückmeldet und daß der Sollwert für die Drehzahl der Räder mit Hilfe zweier Spannungsgeber bestimmbar ist, deren abgegebene Werte voneinander abhängig sind und wobei die beiden Spannungsgeber von einem dritten, der FahrgeschwindigkeitsbeStimmung dienenden Spannungsgeber beeinflußbar sind. This object can be achieved in that a controller is provided according to the invention for each of the wheels, their Outputs via one drive device each with the associated one Wheel are connected, with each one Istwerfcgeber a signal corresponding to the speed of the respective wheel to an input of the assigned controller reports back and that the setpoint for the speed of the wheels can be determined with the aid of two voltage transmitters, the values of which are dependent on one another and the two voltage sensors can be influenced by a third voltage sensor which is used to determine the driving speed.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der zugehörigen Zeichnung, die ein Prinzipschaltbild für eine derartige Anordnung zeigt.Further useful refinements and advantageous developments of the invention emerge in connection with the subclaims from the following description of an exemplary embodiment and from the accompanying drawing, which shows a basic circuit diagram for such an arrangement.
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Robert Bosch GmbH R. 83, Ka/SpRobert Bosch GmbH R. 83, Ka / Sp
StuttgartStuttgart
Ein zu lenkendes Fahrzeug 1 weist zwei Antriebsräder 2 und 3 sowie zwei Stützräder 4 und 5 auf. Die Antriebsräder 2 und 3 sollen gleichzeitig zur Lenkung des Fahrzeuges 1 dienen. Jedes der Antriebsräder ist über einen hydrostatischen Antrieb, der einen Motor 6 bzw. 7, ein Getriebe 8 bzw. 9, eine Hydropumpe 10 bzw. 11 und einen Hydromotor 12 bzw. 13 aufweist, mit den Antriebsrädern 2 bzw. 3 verbunden. Die beiden Motoren 6 und 7 sind mit ihren beiden Anschlüssen Jeweils über Endschalterkontakte 14 und 15 bzw. 16 und 17, die zur Hubbegrenzung an der Steuerstange der Hydropumpen 10 bzw. 11 dienen, an die Ausgänge von Drexpunktreglern 18 bzw. 19 angeschlossen. An . einen ersten Eingang 20 des Reglers 18 ist eine Spannung ange- ' legt, die von einem Tachogenerator 21 erzeugt wird, der mit der Antriebswelle des Antriebsrades 2 in Verbindung steht. An einem ersten Eingang 22 des Reglers 19 ist eine Spannung angelegt, die ein Tachogenerator 23 erzeugt, wobei der Tachogenerator 23 mit der Antriebswelle des Antriebsrades 3 in Verbindung steht. Die Tachögeneratoren 21 und 23 liefern demnach den Eingängen 20 und 22 der Regler 18 bzw. 19 Spannungen, die der tatsächlichen Drehzahl der Antriebsräder (Istwert) entspricht. Der zweite Eingang 24 des Reglers 18 ist an einen Abgriff 25 eines Potentiometers 26 und der zweite Eingang 27 des Reglers 19 mit dem Abgriff 28 eines Potentiometers 29 verbunden. Die beiden Abgriffe 25 und 28 der Potentiometer d 26 und 29 sind über ein Gestänge 30 starr miteinander gekoppelt. Die Potentiometer 26 und 29 sind in jeweils zwei Hälften 3I und 32 bzw. 33 und 34 unterteilt. Die Hälften 32 und 33 sind dabei mit einer Widerstandsbahn oder einer Drahtwendel belegt, während die Hälften 3I und y\ lediglich eine Kontaktbahn bilden, die im wesentlichen auf gleichem Potential liegt. Das Potentiometer 26 ist über Anschlußklemmen 35 und 36 mit je einem Umschaltkontakt 37 und 38 eines zweipoligen Umschalters 39 verbunden. Dabei ist der Umschaltkontakt 37 an einenA vehicle 1 to be steered has two drive wheels 2 and 3 and two support wheels 4 and 5. The drive wheels 2 and 3 are intended to be used to steer the vehicle 1 at the same time. Each of the drive wheels is connected to the drive wheels 2 and 3 via a hydrostatic drive which has a motor 6 or 7, a gear 8 or 9, a hydraulic pump 10 or 11 and a hydraulic motor 12 or 13. The two motors 6 and 7 are connected with their two connections via limit switch contacts 14 and 15 or 16 and 17, which serve to limit the stroke on the control rod of the hydraulic pumps 10 and 11, respectively, to the outputs of three-point regulators 18 and 19, respectively. At . A voltage is applied to a first input 20 of the controller 18, which voltage is generated by a tachometer generator 21 which is connected to the drive shaft of the drive wheel 2. A voltage is applied to a first input 22 of the regulator 19, which a tachometer generator 23 generates, the tachometer generator 23 being connected to the drive shaft of the drive wheel 3. The speedometer generators 21 and 23 accordingly supply the inputs 20 and 22 of the controllers 18 and 19, respectively, with voltages which correspond to the actual speed of the drive wheels (actual value). The second input 24 of the controller 18 is connected to a tap 25 of a potentiometer 26 and the second input 27 of the controller 19 is connected to the tap 28 of a potentiometer 29. The two taps 25 and 28 of the potentiometers 26 and d 29 are coupled via a linkage 30 rigidly together. The potentiometers 26 and 29 are divided into two halves 3I and 32 and 33 and 34 respectively. The halves 32 and 33 are covered with a resistance track or a wire coil, while the halves 3I and y \ only form a contact track which is essentially at the same potential. The potentiometer 26 is connected to a changeover contact 37 and 38 of a two-pole changeover switch 39 via terminals 35 and 36. The changeover contact 37 is connected to one
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Robert Bosch GmbH R. 83, Ka/SpRobert Bosch GmbH R. 83, Ka / Sp
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verschiebbaren Abgriff 40 eines Potentiometers 41 und der Umschalter
38 an einen feststehenden Mttelabgriff 42 des Potentiometers
41 angeschlossen. Das Potentiometer 29 ist über An-. schlußklemmen 43 und 44 direkt mit dem verschiebbaren Abgriff
40 bzw. mit dem Mittelabgriff 42 des Potentiometers 41 verbunden. An das Potentiometer 41 ist für Anschlußklemmen 45
und 46 eine Betriebsspannung angelegt, die von einer Betriebsspannungsquelle 47 erzeugt wird. Die Betriebsspannungsquelle
47 versorgt gleichzeitig über Leitungen 48 und 49 die
Dreipunktregler 18 und 19 mit der Betriebsspannung.displaceable tap 40 of a potentiometer 41 and the changeover switch 38 is connected to a stationary Mttelabgriff 42 of the potentiometer 41. The potentiometer 29 is on. Terminal clamps 43 and 44 are connected directly to the displaceable tap 40 or to the center tap 42 of the potentiometer 41. The potentiometer 41 is for terminals 45
and 46 an operating voltage is applied, which is generated by an operating voltage source 47. The operating voltage source 47 simultaneously supplies the three-point regulators 18 and 19 with the operating voltage via lines 48 and 49.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:The mode of operation of the arrangement described is as follows:
Die von den Tachogeneratoren 21 und 23 gelieferten Spannungen
Uii und ui2' d^e P110P0^i01181I der Drehzahl η sind, werden
mit dem Sollwert, den Spannungen U8^ und U^ verglichen. Bei
U- / Ug wird über die Regler 18 bzw. 19 einer der Stellmotoren
6 bzw. 7 eingeschaltet und über eines der Getriebe 8 bzw. 9 die Stellstange einer der Hydropumpen 10 bzw. 11 so lange
verstellt, bis U^ = U8 ist. Bei hinreichend kleiner Ansprechschwelle des Reglers 18 bzw. 19 ist die Drehzahl η proportional
der Spannung U (Sollwert). Für die verschiedenen Sollwertspannungen
gelten bei vorliegender Anordnung folgende
Beziehungen, wenn der Umschalter 39 beispeilsweise in der in der Zeichnung angedeuteten Stellung ist:- The voltages Uii and u i2 ' d ^ e P 110 P 0 ^ i 01181 I of the speed η supplied by the tachometer generators 21 and 23 are
compared with the nominal value, the voltages U 8 ^ and U ^. At U- / Ug one of the servomotors 6 or 7 is switched on via the controller 18 or 19 and the control rod of one of the hydraulic pumps 10 or 11 is switched on via one of the gears 8 or 9 for so long
adjusted until U ^ = U 8 . If the response threshold of the controller 18 or 19 is sufficiently low, the speed η is proportional to the voltage U (setpoint). In the present arrangement, the following apply to the various setpoint voltages
Relationships when the changeover switch 39 is, for example, in the position indicated in the drawing:
uBl = tx.ßi . H u Bl = tx.ßi. H
U82n= α.βο . B ■
T" U 8 2n = α.βο. B ■
T "
Hierbei ist mit α das Spannungsteilerverhältnis an dem Potentiometer 41 und mit ßi und ß2 die Spannungsteilerverhältnisse an dem Potentiometer 26 bzw. 29 bezeichnet. Die Spannungs-Here, the voltage divider ratio at the potentiometer 41 is denoted by α and the voltage divider ratios at the potentiometer 26 and 29 are denoted by ßi and ß 2. The tension
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Robert Bosch GmbH R. 83, Ka/SpRobert Bosch GmbH R. 83, Ka / Sp
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teilerverhältnisse können dabei folgende Werte annehmen:divider ratios can assume the following values:
-1 < α < +1-1 < α <+1
O S P1* +1
O ^ ß2^ +1 OSP 1 * +1
O ^ ß 2 ^ +1
Anhand dieser Beziehungen sollen die verschiedenen Lenkmanöver des Fahrzeuges 1 erläutert werden. Bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges 1 bleiben die Potentiometer 26 und 29 in ihrer Mittelstellung, d.h. ß-^ = ß2 = 1· Der Schalter 39 befindet sich dabei in der in der Figur dargestellten Lage. Bei gleicher Potentiometereinstellung ergibt sich nun U- = Up = α · _j*The various steering maneuvers of the vehicle 1 will be explained on the basis of these relationships. When the vehicle 1 is traveling straight ahead, the potentiometers 26 and 29 remain in their central position, ie ß- ^ = ß 2 = 1 · The switch 39 is in the position shown in the figure. With the same potentiometer setting, the result is U- = Up = α _j *
Daraus folgt: nn = no ~ α . BFrom this it follows: n n = no ~ α . B.
ld 2" ld 2 "
Die beiden Antriebsdrehzahlen für die Antriebsräder 2 und 3 sind also gleich groß und können mit dem Potentiometer 41 auf jeden beliebigen Wert zwischen den Drehzahlen ~nmax und +nmax eingestellt werden. Bei diesen Bedingungen bedeutet das negative Vorzeichen Rückwärtsfahrt und das positive Vorzeichen Vorwärtsfahrt.The two drive speeds for the drive wheels 2 and 3 are therefore the same and can be set to any value between the speeds ~ n max and + n max with the potentiometer 41. Under these conditions, the negative sign means backward travel and the positive sign means forward travel.
Anötelle defe Potentiometers 41 mit einem feststehenden Mittelabgriff 42 kann auch ein Potentiometer mit einem nachgeschalteten Umschalter zur Fahrtrichtungsumkehr vorgesehen sein. ■ iAnötelle defe potentiometer 41 with a fixed center tap 42, a potentiometer with a downstream switch for reversing the direction of travel can also be provided. ■ i
Die Kurvenffchrt für dae Fahrzeug 1 läßt sich wie folgt einstellen: The curve type for vehicle 1 can be set as follows:
Über das Gestänge JO werden die Abgriffe 25 bzw. 28 der Potentiometer 26 bzw. 29 verschoben. Dabei ergeben sich für die ßpanmingßteilervejrtiältnisse an den Potentiometern folgende Werte:The taps 25 and 28 of the potentiometer are via the linkage JO 26 and 29 moved. The following result for the voltage divider distribution on the potentiometers Values:
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Bobert Bosch GmbH E. 83, Ka/SpBobert Bosch GmbH E. 83, Ka / Sp
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Beispielsweise für eine Linskurve: O= ßg <1; ß-i =1· Für eine Rechtskurve folgt-dann: 0= β-^ <1; ß~ = le Daraus ergibt sich für das Drehzahl verhältnis n^ U-,For example for a lens curve: O = βg <1; ß-i = 1 · For a right turn it then follows: 0 = β- ^ <1; ß ~ = le This results in the speed ratio n ^ U-,
Damit ist der Kurvenradius, der eine Funktion der Drehzahl der Antriebsräder 2 und 3 ist, nur noch abhängig von dem Spannungsteilerverhältnis der Potentiometer 26 bzw. 29 und damit unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit, die proportional dem SpannungSteilerverhältnis α des Potentiometers 41 ist.The curve radius, which is a function of the speed of the drive wheels 2 and 3, is thus only dependent on that Voltage divider ratio of the potentiometer 26 and 29 and thus independent of the driving speed, which is proportional is the voltage dividing ratio α of the potentiometer 41.
Wenn das Fahrzeug 1 auf der Stelle wenden soll, dann bleiben die Abgriffe 25 bzw. 28 der Potentiometer 26 bzw. 29 in Mittelstellung. Damit ist das Spannungsteilerverhältnis der Potentiometer 26 bzw. 29 ßl » ß2 » 1. Wird der Umschalter in seine mit unterbrochenen Linien angedeutete Stellung gebracht, dann ergibt sich für die Drehzahl des AntriebsradesIf the vehicle 1 is to turn on the spot, the taps 25 and 28 of the potentiometers 26 and 29 remain in Middle position. The voltage divider ratio of potentiometers 26 and 29 is thus ßl »ß2» 1. If the switch brought into its position indicated by broken lines, then results for the speed of the drive wheel
Xi1 ~ Usl = -α. Β Xi 1 ~ U sl = -α. Β
und für die Drehzahl des Antriebsrades 3and for the speed of the drive wheel 3
Aus diesen Beziehungen geht hervor, daß sich die Antriebsräder zwar mit d©a Betrag nach gleich großen Drehzahlen drehen, daß jedoch bezüglich der Drehrichtung ein gegensinniger Antrifb erfolgt., Damit wendet das Fahrzeug auf der Stelle Entsprechend dem Vorzeichen von α führt das Fahrzeug damit eine Hechts- bzw. eine Linksdrehung aus.From these relationships, it is apparent that the drive wheels while turning with d © a amount to equal speeds, however, that an oppositely directed Antrifb occurs with respect to the direction of rotation., Thus, the vehicle turns on the spot Depending on the sign of α, the vehicle makes thus a Turn to the right or to the left .
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Robert Bosch GmbH R. 83, Ea/SpRobert Bosch GmbH R. 83, Ea / Sp
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Als besonderer Vorteil der beschriebenen Anordnung hat sich noch herausgestellt, daß vom Führerstand des Fahrzeuges 1 lediglich einige elektrische Steuerleitungen zu den Antriebsaggregaten geführt werden müssen, die zweckmäßigerweise immer in der Nähe der Antriebsräder angebracht werden können.A particular advantage of the arrangement described has also been found that from the driver's cab of the vehicle 1 only a few electrical control lines have to be routed to the drive units, which are always expediently can be installed near the drive wheels.
In manchen Fällen hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, wenn die Regler 18 und 19 als stetige Regler, insbesondere als Regler mit PID-Verhalten ausgebildet sind. Auch der Antrieb der Hydropumpen kann beispielsweise über ein Servoventil und einen Stellzylinder oder über ein schnelles Magnetventil mit dazugehöriger Impulsbreitensteuereinrichtung erfolgen. In some cases, it has also proven to be useful if the controllers 18 and 19 as continuous controllers, in particular are designed as controllers with PID behavior. The hydraulic pumps can also be driven, for example, via a servo valve and an actuating cylinder or a high-speed solenoid valve with an associated pulse width control device.
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Claims (1)
Bahn (31tiometer; are formed, which are divided into two tracks (31, 32 or 33 »| 34), the first track (
Train (31
dienendePotenticmeter are mechanically rigidly connected to each other. 6. Arrangement according to one of claims 1 to 5 »characterized
serving
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