DE3423032A1 - CONTROL DEVICE FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
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Description
ALPRiJD TEVES GMIiH P 5604ALPRiJD TEVES GMIiH P 5604
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Regeleinrichtung für KraffahrzeugeControl device for motor vehicles
Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für landwirtschaftlich genutzte Traktoren, bei denen durch am Traktor angeordnete Bearbeitungsgeräte der Zugwiderstand variabel ist, wobei das jeweils mitgeführte Bearbeitungsgerät derart beeinflußbar ist, daß sich eine annähernd konstante Zugkraft einstellt, bei der zur Erfassung der Radgeschwindigkeiten an den Fahrzeugachsen mit einer Überwachungselektronik verbundene Meßeinrichtungen angeordnet sind und bei der beim Überschreiten einer vorgebbaren Radgeschwindigkeitsdifferenz das Bearbeitungsgerät durch eine mit einer Hilfsdruckquelle verbundene hydraulische Stelleinrichtung und einen nachgeschalteten Stellzylinder im Sinne einer Verminderung des Zugwiderstandes beeinflußbar ist, nach Patent ... (Patentanmeldung P 34 13 435.2).The invention is based on a control device for motor vehicles, in particular for those used in agriculture Tractors in which the traction resistance is variable due to processing devices arranged on the tractor, whereby the machining device carried along can be influenced in such a way that there is an approximately constant tensile force sets, for the detection of the wheel speeds on the vehicle axles with an electronic monitoring system connected measuring devices are arranged and when a predeterminable wheel speed difference is exceeded the processing device by a hydraulic actuator connected to an auxiliary pressure source and a downstream adjusting cylinder can be influenced in the sense of a reduction in the tensile resistance, according to patent ... (patent application P 34 13 435.2).
Bei einer Regeleinrichtung der vorstehenden Gattung erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, daß der Schlupf bei optimaler Zugkraft vergleichsweise gering gehalten werden kann. Daraus ergibt sich unmittelbar, daß der Wirkungsgrad gegenüber bekannten Einrichtungen steigt und sich andererseits ein günstigerer Energieverbrauch einstellt. Gegenüber einer Bearbeitung mit höheren Schlupfwerten ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß die Arbeitsgeschwindigkeit des Traktors erhöht wird, so daß pro Zeiteinheit eine größere Flächenleistung erzielbar ist.In a control device of the above type, it proves to be particularly advantageous that the Slippage can be kept comparatively low with optimal tensile force. It follows immediately that the efficiency compared to known devices increases and, on the other hand, a more favorable energy consumption adjusts. Compared to machining with higher slip values, there is also the advantage that the The working speed of the tractor is increased so that a greater area coverage can be achieved per unit of time.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, den Gegenstand der Patentanmeldung P 34 13 435.2 hinsichtlich der Ansteuerung des Stellzylinaers zu vereinfachen.The aim of the present invention is, in particular, the subject matter of patent application P 34 13 435.2 with regard to to simplify the control of the Stellzylinaers.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Arbeitsraum des Stellzylinders über erste Ventilmittel, die durch die Überwachungselektronik schaltbar sind, mit der Hilfsdruckquelle oder einem drucklosen Nachlaufbehälter verbindbar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung wird unter anderem die Möglichkeit erschlossen, eine bereits in einem Traktor vorhandene Hydraulikanlage nachträglich in der erfindungsgemäßen Art und Weise auszugestalten. Des weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen der Stelleinrichtung und dem Stellzylinder zweite Ventilmittel vorgesehen sind, durch die die hydraulische Verbindung zwischen der Stelleinrichtung und dem Stellzylinder bei Ansteuerung der ersten Ventilmittel durch die Überwachungselektronik absperrbar ist. Dadurch entsteht der besondere Vorteil, daß der in der Arbeitskammer des Stellzylinders vorherrschende Druck völlig unabhängig vom Ausgangsdruck der hydraulischen Stelleinrichtung einstellbar ist, wobei auch eine Rückwirkung auf die Stelleinrichtung verhindert ist.According to the invention this object is achieved in that a Working space of the actuating cylinder via first valve means, which can be switched by the monitoring electronics, with the auxiliary pressure source or an unpressurized after-flow tank is connectable. Such a configuration opens up, among other things, the possibility of a retrofit hydraulic system already present in a tractor in the manner according to the invention. Furthermore, it is provided according to the invention that between the adjusting device and the adjusting cylinder second Valve means are provided through which the hydraulic connection between the actuating device and the actuating cylinder can be shut off by the monitoring electronics when the first valve means are activated. This creates the particular advantage that the pressure prevailing in the working chamber of the actuating cylinder is completely independent of the The output pressure of the hydraulic adjusting device is adjustable, with a reaction on the adjusting device is prevented.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß als erste Ventilmittel zwei elektrisch steuerbare 2/2-Wegeventile eingesetzt sind, wobei über das eine 2/2-Wegeventil eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum und der Hilfsdruckquelle und über das andere 2/2~Wegeventil eine Verbindung zwischen dem Arbeitsraum und dem drucklosen Nachlaufbehälter herstellbar ist. Bei derartigen 2/2-Wegeventilen, die elektrisch ansteuerbar sind, handelt es sich in der Regel um einfache, zuverlässig arbeitende Bauelemente, die listenmäßig ausv^ählbar sind. Grundsätzlich lassen sich die erstenAccording to the invention it is provided that the first valve means two electrically controllable 2/2-way valves are used, with a connection via the one 2/2-way valve between the work space and the auxiliary pressure source and above the other 2/2-way valve establishes a connection between the working area and the unpressurized after-flow tank is. Such 2/2-way valves, which can be controlled electrically, are usually simple, Reliably working components that can be selected from a list. Basically, the first
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Ventilmittel alternativ durch zwei 2/2-Wegeventile oder auch durch ein 3/2-Wegeventil realisieren. Bei der Ausführung mit zwei 2/2-Wegeventilen besteht die Möglichkeit, den Druck im Arbeitsraum des hydraulischen Stellzylinders über einen längeren Zeitraum konstant zu halten.Valve means alternatively by two 2/2-way valves or can also be implemented using a 3/2-way valve. In the version with two 2/2-way valves, it is possible to to keep the pressure in the working space of the hydraulic actuating cylinder constant over a longer period of time.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Überwachungselektronik derart aufgebaut ist, daß die ersten Ventilmittel pulsweise angesteuert werden. Dabei kann die Pulsfrequenz variabel sein und beispielsweise in einem Bereich zwischen 20 Hz und mehreren 100 Hz liegen. Es lassen sich daher als 2/2--Wegeventile Sitzventile mit hoher Umschaltgeschwindigkeit einsetzen. Derartige Ventile sind besonders einfach in ihrem Aufbau und entsprechend kostengünstig. Außerdem ergibt sich bei dem Einsatz derartiger Ventile normalerweise ein relativ kleines Bauvolumen. Ferner haben Sitzventile den Vorteil, in Ruhestellung keine interne Leckage zu haben. Durch die pulsweise Ansteuerung der Ventile ist es möglich, in der Hydraulikanlage eine durchgehend digitale Signalverarbeitung vorzusehen, wodurch sich ein geringerer Elektronikaufwand infolge Entfall von Analog-Digital-Wandlern ergibt. Je nach dem wie das Impuls/Pausen-Verhältnis der Ansteuerung gewählt ist, läßt sich in der Arbeitskammer des Stellzylinders eine beliebige Druckänderungsgeschwindigkeit einstellen, wobei das Druckänderungsverhalten nicht vom Druckänderungsverhalten beim Einsatz stetig arbeitender Ventile unterscheidbar ist.It is particularly advantageous if the electronic monitoring system is constructed in such a way that the first valve means controlled in pulses. The pulse frequency can be variable and, for example, in one Range between 20 Hz and several 100 Hz. Seat valves can therefore be used as 2/2-way valves use high switching speed. Such valves are particularly simple in their construction and accordingly inexpensive. In addition, the use of such valves normally results in a relatively small structural volume. Furthermore, seat valves have the advantage of not having any internal leakage in the rest position. Through the Pulse control of the valves is possible, and continuous digital signal processing in the hydraulic system to be provided, whereby a lower electronics expenditure due to the elimination of analog-to-digital converters results. Depending on how the pulse / pause ratio of the control is selected, the Set the working chamber of the actuating cylinder to any rate of pressure change, whereby the Pressure change behavior cannot be distinguished from pressure change behavior when using continuously operating valves.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes sieht vor, daß der hydraulischen Stelleinrichtung einAn advantageous development of the subject of the application provides that the hydraulic control device
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normalerweise eine Offenstellung einnehmendes 2/2-Wegeventil nachgeschaltet ist. Das 2/2-Wegeventil schaltet um, sobald Steuersignale an die ersten Ventilmittel abgegeben werden. Nach der Umschaltung des der hydraulischen Stelleinrichtung nachgeschalteten 2/2-Wegeventils ist die Verbindung zwischen der Stelleinrichtung und dem Stellzylinder unterbrochen, so daß der Druck in der Arbeitskammer des Stellzylinders über die ersten Ventilmittel eingestellt werden kann, ohne daß dies eine Rückwirkung auf die Stelleinrichtung hat.normally open position 2/2-way valve is downstream. The 2/2-way valve switches over as soon as control signals are sent to the first valve means will. After switching over the 2/2-way valve downstream of the hydraulic control device, the connection is between the actuating device and the actuating cylinder interrupted, so that the pressure in the working chamber of the actuating cylinder via the first valve means can be adjusted without this having any effect on the actuating device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes ist vorgesehen, daß an der Stelleinrichtung elektrische Meßwertaufnehmer angeschlossen sind, die der Stelleinrichtung der Zugkraft und/oder der Lage dec Bearbeitungsgerätes proportionale Signale zuführen. Eine derartige Ausgestaltung ist dazu geeignet, den Wirkungsgrad des Kraftfahrzeuges bei weiter sinkendem Energieverbrauch weiter zu erhöhen.In a further advantageous embodiment of the subject of the application it is provided that electrical transducers are connected to the setting device, which feed the adjusting device of the tensile force and / or the position of the processing device proportional signals. Such a configuration is suitable for increasing the efficiency of the motor vehicle with a further decrease To further increase energy consumption.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die ersten und die zweiten Ventilmittel zu einem Ventilblock zusammengefaßt sind. In diesem Zusammenhang kann es im Hinblick auf eine besonders kompakte Geräteausführung auch vorteilhaft sein, wenn der Ventilblock in das Gehäuse der Stelleinrichtung integriert ist.It is also advantageous if the first and the second valve means are combined to form a valve block. In In this context, it can also be advantageous in terms of a particularly compact device design if the Valve block is integrated into the housing of the actuator.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltbildes näher erläutert.An embodiment of the invention is shown below with reference to a circuit diagram shown in the drawing explained in more detail.
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In der Darstellung ist mit 1 eine Druckmittelpumpe bezeichnet, deren Saugseite 2 mit einem drucklosen Nachlauf~ behälter 3 verbunden ist. Die Druckseite 4 der Druckmittelpumpe 1 steht in hydraulischer Verbindung mit einer Stelleinrichtung 5, die mittels eines Stellhebels 6 einstellbar ist, so daß sich entsprechend der Stellung des Stellhebels 6 ein hydraulischer Druck am Ausgang 7 der Stelleinrichtung einstellt.In the illustration, 1 denotes a pressure medium pump, the suction side 2 of which is connected to a pressureless follow-up tank 3. The pressure side 4 of the pressure medium pump 1 is in hydraulic connection with an adjusting device 5, which can be adjusted by means of an adjusting lever 6 is, so that according to the position of the adjusting lever 6, a hydraulic pressure at the output 7 of the Adjusting device.
Am Ausgang 7 der Stelleinrichtung 5 ist in einer hydraulischen Verbindungsleitung zu einem Stellzylinder ein Abschaltventil 9 angeschlossen, das durch eine Überwachungselektronik 10 steuerbar ist. Das Abschaltventil 9 ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet und nimmt normalerweise eine geöffnete Stellung ein, wobei der Ausgang 7 der Stelleinrichtung 5 mit einer Arbeitskammer des Stellzylinders 8 verbunden ist. Bei einer entsprechenden Ansteuerung des Abschaltventils 9 durch die Überwachungselektronik ist die Verbindung zwischen der Stelleinrichtung 5 und dem Stellzylinder 8 unterbrechbar.At the output 7 of the actuating device 5 is in a hydraulic connecting line to an actuating cylinder a shut-off valve 9, which can be controlled by a monitoring electronics 10, is connected. The shut-off valve 9 is designed as a 2/2-way valve and normally assumes an open position, with the output 7 of the actuating device 5 is connected to a working chamber of the actuating cylinder 8. At a corresponding control of the shut-off valve 9 by the monitoring electronics is the connection between the Adjusting device 5 and the adjusting cylinder 8 can be interrupted.
Zwischen der Druckseite 4 der Druckmittelpumpe 1 und der Arbeitskammer 11 des Stellzylinders 8 ist ein weiteres 2/2-Wegeventil 12 angeordnet, das ebenfalls durch die Überwachungselektronik 10 schaltbar ist und normalerweise eine Sperrstellung einnimmt. Ferner ist an der Arbeitskammer 11 des Stellzylinders 8 ein 2/2-Wegeventil 13 angeschlossen, das normalerweise eine Sperrstellung einnimmt und bei einer geeigneten Ansteuerung durch die Über-Between the pressure side 4 of the pressure medium pump 1 and the working chamber 11 of the actuating cylinder 8 is another 2/2-way valve 12 is arranged, which is also switchable by the monitoring electronics 10 and normally occupies a locked position. Furthermore, a 2/2-way valve 13 is connected to the working chamber 11 of the actuating cylinder 8, which normally adopts a locked position and when suitably controlled by the transfer
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wachungselektronik 10 in eine Stellung schaltbar ist, in der die Arbeitskammern 11 des Stellzylinders 8 mit dem drucklosen Nachlaufbehälter 3 verbunden ist.monitoring electronics 10 can be switched into a position in of the working chambers 11 of the actuating cylinder 8 with the unpressurized follow-up tank 3 is connected.
An der Stelleinrichtung 5 sind ferner Meßwertaufnehmer angeschlossen, die der Stelleinrichtung für die Zugkraft oder die Lage des Bearbeitungsgerätes charakteristische elektrische Signale zuführen.On the setting device 5 there are also transducers connected, which is characteristic of the adjusting device for the tensile force or the position of the processing device supply electrical signals.
In einer Zylinderbohrung des Stellzylinders 8 ist ein Kolben geführt, der in Wirkverbindung mit dem jeweils mitgeführten Bearbeitungsgerät steht, so daß durch eine Verschiebung des Kolbens die auf den Traktor einwirkende Zugkraft veränderbar ist.In a cylinder bore of the actuating cylinder 8, a piston is guided, which is in operative connection with the respective entrained processing device is, so that acting on the tractor by a displacement of the piston Tensile force is changeable.
Nachfolgend ist die Wirkungsweise der beschriebenen Regeleinrichtung näher erläutert. Im Betrieb der Anlage erzeugt die Druckmittelpuitipe 1 einen hydraulischen Druck, der zur Stelleinrichtung 5 gelangt. In Abhängigkeit von der Stellung des Stellhebels 6 entsteht daher am Ausgang der Stelleinrichtung 5 ein hydraulischer Druck, der über das sich in der Durchlaßstellung befindliche Abschaltschaltventil 9 zur Arbeitskammer 11 des Stellzylinders gelangt, so daß der Kolben des Stellzylinders 8 bzw. das mit dem Kolben des Stellzylinders 8 verbundene Arbeitsgerät eine vorbestimmte Lage einnimmt. In der erfindungsgemäßen Hydraulikanlage werden über nicht dargestellte Sensoren permanent die Drehzahlen der Achsen des Traktors gemessen und der Überwachungselektronik 10 zugeführt. Sofern die Überwachungselektronik 10 erkennt, daß die Differenz der Drehzahlen der Achsen des Traktors einenThe mode of operation of the control device described is explained in more detail below. In operation of the plant the pressure medium pipe 1 generates a hydraulic pressure, which arrives at the actuating device 5. Depending on the position of the adjusting lever 6, therefore, arises at the output the actuating device 5 is a hydraulic pressure which is generated via the cut-off valve located in the open position 9 reaches the working chamber 11 of the actuating cylinder, so that the piston of the actuating cylinder 8 or the working device connected to the piston of the actuating cylinder 8 assumes a predetermined position. In the invention In the hydraulic system, the rotational speeds of the tractor axles are permanently monitored via sensors (not shown) measured and fed to the monitoring electronics 10. If the monitoring electronics 10 recognizes that the Difference between the speeds of the tractor axles
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vorbestimmten Schwellwert überschritten hat, wird ein entsprechendes Steuersignal an das Abschaltventil 9 abgegeben, so daß eine hydraulische Verbindung zwischen dem Ausgang 7 der Stelleinrichtung 5 und der Arbeitskammer des StellzylInders 8 unterbrochen ist. Durch die Überwachungselektronik 10 sind nunmehr die 2/2-Wegeventile 12,13 derart ansteuerbar, daß sich die Drehzahlen der überwachten Achsen wiederum aneinander angleichen. In Abhängigkeit vom Aufbau eines mit dem Kolben des Stellzylinders 8 verbundenen Hebelgestänges kann beispielsweise vorgesehen sein, daß ein beispielsweise mitgeführter Pflug bei Ansteuerung des 2/2-Wegeventils 12 durch Druckbeaufschlagung der Arbeitskammer 11 seine Pflugtiefe verringert, so daß der Zugwiderstand sinkt. Desgleichen wird durch eine Ansteuerung des 2/2-Wegeventils 13 bei geschlossenem Ventil 12 der Arbeitskammer 11 des Stellzy.linders 8 Druckmittel entnommen, so daß die Pflugtiefe steigt. Eine derartige Steuerung der Anlage führt dazu, daß sich der vorgegebene Schlupf-Sollwert an der angetriebenen Hinterachse des Traktors einstellt.has exceeded a predetermined threshold, a corresponding control signal to the shut-off valve 9, so that a hydraulic connection between the Output 7 of the actuating device 5 and the working chamber of the adjusting cylinder 8 is interrupted. Through the monitoring electronics 10, the 2/2-way valves 12,13 can now be controlled in such a way that the speeds of the align the monitored axes with one another. Depending on the structure of one with the piston of the actuating cylinder 8 connected lever linkage can be provided, for example, that a plow, for example, carried along when the 2/2-way valve 12 is activated by the application of pressure the working chamber 11 reduces its plowing depth, so that the pulling resistance decreases. Likewise will by activating the 2/2-way valve 13 with the valve 12 of the working chamber 11 of the Stellzy.linders closed 8 pressure medium removed so that the plowing depth increases. Such a control of the system leads to that the specified slip setpoint is set on the driven rear axle of the tractor.
Die Überwachungselektronik 10 arbeitet digital, so daß die 2/2-Wegeventile 12,13 pulsierend angesteuert werden. Dabei läßt sich das Impuls/Pausen-Verhältnis beliebig variieren. In einem derartigen Betrieb der Hydraulikanlage sind die der Stelleinrichtung 5 vom Meßwertaufnehmer 14 zugeführten Signale wirkungslos.The monitoring electronics 10 work digitally, so that the 2/2-way valves 12, 13 are controlled in a pulsating manner. Included the pulse / pause ratio can be varied as required. In such an operation of the hydraulic system, the the control device 5 from the transducer 14 supplied signals ineffective.
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