DE60023427T2 - Antriebs-Lenk-System eines Raupenfahrzeugs - Google Patents

Antriebs-Lenk-System eines Raupenfahrzeugs Download PDF

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    • B62D11/02Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides
    • B62D11/06Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source
    • B62D11/10Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears
    • B62D11/14Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears differential power outputs being effected by additional power supply to one side, e.g. power originating from secondary power source
    • B62D11/18Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears differential power outputs being effected by additional power supply to one side, e.g. power originating from secondary power source the additional power supply being supplied hydraulically
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebs-Lenk-System eines Raupenfahrzeugs.
  • Bei den meisten Serienraupenfahrzeugen steht die Wenderate des Fahrzeugs mit einer Winkelposition eines federzentrierten Lenkrades oder ähnlicher Bedienungselement in Beziehung. In derartigen Systemen liefert die Position des Lenkrades einen Hinweis an die Bedienungsperson über den Lenkstatus des Fahrzeugs. Die EP 0 947 414 offenbart ein Steuersystem gemäß dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1. Solche Systeme gleichen jedoch nicht Änderungen der Fahrzeugbetriebscharakteristiken aus, die auf die Bodenbedingungen, Verbrennungsmotordrehzahländerungen, Fahrzeuggewichtsänderungen, Änderungen in der Fahrzeuggewichtsverteilung, Änderungen bei Anbaugeräten, die an das Fahrzeug angeschlossen sind, oder Änderungen der Komponenten des Fahrzeuglenksystems, wie beispielsweise Flüssigkeitsleckagen, zurückzuführen sind. Es ist wünschenswert ein Lenksteuersystem zu haben, welches solche Änderungen ausgleicht.
  • Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Lenksteuersystem bereitzustellen, welches verschiedene Änderungen der Bedingungen oder der Systemkomponenten ausgleicht.
  • Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gemäß des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Steuersystem für ein Antriebs-Lenk-System eines Raupenfahrzeugs bereitgestellt, welches eine verbrennungsmotorangetriebene hydraulische Lenkpumpe hat, die einen hydraulischen Lenkmotor antreibt. Die Lenkpumpe spricht auf Lenkpumpensteuersignale an, und ein durch eine Bedienungsperson betätigbares Lenkrad erzeugt Lenkbefehlssignale. Ein Lenkmotor stellt eine Eingangsgröße an einen differentiellen Raupenantriebsmechanismus bereit, welcher auf Betätigungen des Lenkrades anspricht und linke und rechte Laufbahnen antreibt, um das Fahrzeug zu wenden, d. h., die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zuändern. Das Steuersystem enthält einen Lenkradpositionssensor, einen Lenkmotorpositionssensor und einen Raddrehzahlsensor. Das Steuersystem erzeugt einen Motorverstellwert als eine Funktion der Lenkradposition und der Raddrehzahl. Das Steuersystem erzeugt auch einen Motorzielpositionswert als eine Funktion der Motorverstellung und erzeugt einen Motorwunschpositionswert als eine Funktion des Zielpositionswertes. Das Steuersystem erzeugt auch einen Motorpositionsfehlerwert als eine Funktion des gewünschten Positionswertes und des gegenwärtigen Lenkmotorpositionssignals, und erzeugt die Lenkpumpensteuersignale als eine Funktion des Lenkmotorpositionsfehlerwertes.
  • Die Erfindung und weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Anordnungen der Erfindung werden nun beispielhaft und mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert, in denen:
  • 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Raupenfahrzeugantriebs und dem Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
  • 2A, 2B und 2C ein logisches Flussdiagramm eines Algorithmus darstellen, der durch eine auf Mikroprozessoren basierende Steuereinheit des Steuersystems der 1 ausgeführt wird, und
  • 3 ein logisches Flussdiagramm eines Motorpositionssteueralgorithmus ist, der durch eine auf Mikroprozessoren basierende Steuereinheit des Steuersystems der 1 ausgeführt wird.
  • Bezugnehmend auf 1 hat der Verbrennungsmotor 10 eines Raupenfahrzeugs eine Ausgangswelle 12, welche ein rechtwinkliges Kegelrad 14 und ein Getriebe 16, wie beispielsweise ein 16-Gang-Lastschaltgetriebe, welches bei John Deere Serientraktoren 8000T verwendet wird, antreibt. Das Getriebe 16 enthält hydraulisch betätigbare Kupplungen und Bremsen (nicht gezeigt), von denen verschiedene als Hauptkupplung 18 in Abhängigkeit eines konventionellen Kupplungspedals und Gestänges (nicht gezeigt) arbeiten. Der Verbrennungsmotor 10 wird durch eine elektronische Motorsteuereinheit 11 gesteuert. Das Getriebe treibt einen Endantrieb oder rechtwinkligen Antrieb 20 an, welcher über ein linkes Lenkplanetengetriebe 24 ein linkes Laufbandantriebsrad 22 und über ein rechtes Lenkplanetengetriebe 24 ein rechtes Laufbandantriebsrad 22 antreibt. Die Lenkplanetengetriebe 24 und 28 sind vorzugsweise solche, wie sie in der US-5,390,751 beschrieben wurden. Zusätzliche äußere Planetengetriebe (nicht gezeigt), wie sie bei John Deere 8000T vorgesehen sind, sind zwischen den Lenkplanetengetrieben und den zugehörigen Antriebsrädern angeordnet, wurden jedoch nicht weiter beschrieben, da sie nicht unmittelbar an dem behandelten Gegenstand dieser Anmeldung beteiligt sind. Eine Parkbremse 30 ist an die Ausgangswelle des Getriebes 16 angeschlossen, und linke und rechte Betriebsbremsen 32, 34 sind an den linken bzw. rechten Antriebsrädern 22, 26 angeschlossen.
  • Das rechtwinklige Kegelrad 14 treibt eine Lenkverstellpumpe 40 an, wie beispielsweise eine von Sauer-Sundstrand hergestellte 75 cc Pumpe der Serie 90. Die Pumpe 40 versorgt ihrerseits einen hydraulischen Lenkkonstantmotor 42, wie beispielsweise einen von Sauer-Sundstrand hergestellten 75 cc Motor der Serie 90. Der Lenkmotor 42 treibt über eine Querwelle 44 und ein Zahnrad 46 ein Ringrad 47 des linken Planetengetriebes 24 und über die Querwelle 44, ein Zahnrad 48 und ein Umkehrzahnrad 50 ein Ringrad 52 des rechten Planetengetriebes 24 an.
  • Die Lenkpumpe 40 hat eine Taumelscheibe (nicht gezeigt), deren Position durch eine Taumelscheibensteuerung oder elektronische Verstellsteuerung (EDC) 60 gesteuert wird. Die EDC ist vorzugsweise eine zweistufige Vorrichtung, deren erste Stufe ein Ventil des Klappenventiltyps enthält, das durch ein Paar von Magnetspulen 59, 61 gesteuert wird, und deren zweite Stufe eine Druckerhöhungsstufe für die Pumpe enthält, wie sie beispielsweise bei den Serientraktoren der John Deere 8000T Serie verwendet werden.
  • Ein Verbrennungsmotordrehzahlsensor 62, wie beispielsweise ein im Handel erhältlicher magnetischer Aufnehmer, liefert ein Verbrennungsmotordrehzahlsignal an eine Lenksystemeinheit (SSU) 70. Die Magnetspulen 59, 61 des Ventils 60 werden durch pulsweitenmodulierte (PWM) Pumpensteuersignale, die durch die SSU 70 erzeugt werden, gesteuert. Die SSU 70 steht mit der Verbrennungsmotorsteuereinheit 11 in Verbindung.
  • Ein durch die Bedienungsperson betätigbares Lenkrad 74 ist vorzugsweise mit einem nicht federzentrierten Eingabemechanismus 72, wie er beispielsweise in der US-6,000,490 beschrieben wurde, verbunden. Der Eingabemechanismus 72 enthält eine elektromagnetisch gesteuerte Reibvorrichtung oder Bremse 75 und einen Drehpositionsgeber oder ein inkrementales Kodiergerät, wie beispielsweise einen im Handel erhältlichen Encoder Grayhill Serie 63R oder einen OakGrinsby 900 Optical Encoder. Das Kodiergerät 77 liefert an die SSU 70 ein Lenkradpositionssignal, welches die Position des durch die Bedienungsperson betätigten Lenkrades 74 repräsentiert. Das Kodiergerät 77 erzeugt mehrere, vorzugsweise 128 Pulse pro jeder Umdrehung des Lenkrades 74. Die SSU 70 erzeugt und aktualisiert dann wiederholt einen Zählwert, welcher die Anzahl der optischen Kodiergerätpulse repräsentiert, welche der aktuellen Position des Lenkrades 74 relativ zur Position des Lenkrades 74 beim Inbetriebsetzen entspricht. Diese Beschreibung bezieht sich auf eine Lenkeingabevorrichtung mit einer nicht federzentrierten Neutralstellung, jedoch kann die vorliegende Erfindung auch bei einem System mit einer federzentrierten Lenkeingabevorrichtung angewendet werden. Die SSU 70 empfängt auch Signale von dem Ganghebelpositionsmesswandler 73, wie er beispielsweise in der US-5,406,860 beschrieben wurde.
  • Ein Antriebsstrangdrehzahlsensor 76, vorzugsweise ein differentialer Hall-Effekt-Drehzahlsensor, wie er beispielsweise bei John Deere 8000T Serientraktoren verwendet wird, ist in die Nähe des Endantriebs 20 angeordnet und liefert an die SSU 70 ein Endantriebsdrehzahl- oder Raddrehzahlsignal variabler Frequenz. Ein Magnetring 78 ist drehfest am Motor 42 befestigt, und ein Hall-Effekt-Messwertgeber 80 ist nahe des Magnetringes 78 angeordnet und liefern an die SSU 70 ein inkrementales Motorpositionssignal und ein Motordrehrichtungssignal. Ein Paar von Kupplungsstellungsschaltern 82 befinden sich innerhalb des Getriebes 16 und steht funktionsmäßig mit dem Gestänge (nicht gezeigt) zwischen dem Kupplungspedal (nicht gezeigt) und der Hauptkupplung 18 in Verbindung, und liefern ein Kupplungsstatussignal an die SSU 70.
  • Die SSU 70 enthält einen handelsüblichen Mikroprozessor (nicht gezeigt), welcher alle 20 Millisekunden, einen Algorithmus oder eine Schleife 100 ausführt, welche durch die 2A bis 2C veranschaulicht wird. Die SSU 70 führt auch, vorzugsweise alle 5 Millisekunden, einen Motorsteueralgorithmus oder -Schleife 200 aus, welche durch die 3 veranschaulicht wird. Die Umsetzung dieser Flussdiagramme in eine Standardsprache zur Implementierung des durch die Flussdiagramme beschriebenen Algorithmus in einen digitalen Computer oder Mikroprozessor ist für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich.
  • Der Algorithmus 100 wird mit Schritt 102 in Gang gesetzt. Schritt 103 ruft einen ΔCOUNT-Wert auf, der die Summe von positiven und negativen Pulsen des Drehpositionsgebers 77 ist, seitdem die letzte Zeitschleife 100 ausgeführt wurde. (Der COUNT-Wert ist die Summe aller inkrementalen Positionsänderungen des Lenkrades 74, seit dem Ingangsetzen, wie von dem inkrementalen Lenkradpositionssensor 77 angezeigt.) Schritt 104 berechnet einen Drehzahlverhältniswert RATIO, in dem die Drehzahl des Lenkmotors 42 (vom Sensor 80) durch die Raddrehzahl des Sensors 76 dividiert wird. Wenn der Drehzahlverhältniswert RATIO nicht größer als ein Grenzwert, wie beispielsweise 10 ist (was anzeigt, dass das Fahrzeug nicht eine scharfe Kurve durchfährt), richtet Schritt 105 die Ausführung auf Schritt 107.
  • Wenn der Drehzahlverhältniswert RATIO größer als der Grenzwert ist (was anzeigt, dass das Fahrzeug sich in einer scharfen Kurve befindet), richtet Schritt 105 die Ausführung auf Schritt 106. Schritt 106 richtet die Ausführung auf Schritt 107, wenn COUNT und ΔCOUNT nicht das selbe Vorzeichen haben, andernfalls auf Schritt 108.
  • Schritt 107 setzt den vorliegenden COUNT-Wert gleich dem alten COUNT-Wert zuzüglich ΔCOUNT, so dass der COUNT-Wert genau der Bewegung des Lenkrades 74 entspricht.
  • Schritt 108 begrenzt den absoluten Wert von COUNT, der nicht größer als 800 sein soll. Dadurch kann unabhängig davon, wie weit das Lenkrad 74 aus seiner anfänglichen Zentralstellung verdreht wurde, das Lenkrad zurück in eine Position gebracht werden, für die der Zählwert Null ist (was einer nicht verdrehten Zentralstellung entspricht), und zwar mit nicht mehr als ungefähr 3 vollen Umdrehungen, da 800 nur wenig größer als dreimal die Anzahl der COUNT-Schritte pro einer einzigen 360-Grad-Umdrehung des Lenkrades 74 ist.
  • Die Schritte 110 und 112 begrenzen den absoluten Wert von COUNT auf nicht größer als 360, sofern kein Gang des Getriebe 16 eingelegt ist oder die Kupplung 18 nicht eingerückt ist, andernfalls schreitet der Algorithmus zu Schritt 114 weiter. Wenn ein Gang des Fahrzeuggetriebes 16 eingelegt ist während die Kupplung eingerückt ist, ist damit bekannt, dass die Fahrzeugbewegung durch den Antriebsstrang gesteuert wird, andernfalls wird durch eine Begrenzung des absolute Wertes von COUNT auf nicht größer als 360 eine andauernde Lenkbewegung verhindert.
  • Die Schritte 114 und 116 bewirken ein Einrücken der Bremse 75 der Lenkradeingabevorrichtung 72 für ungefähr 2 Sekunden, wenn der absolute Wert von COUNT das erste Mal 400 überschreitet (was einer Rotation des Lenkrades 74 um etwas mehr als 1,5 Umdrehungen von der anfänglichen Zentralstellung aus entspricht), andernfalls schreitet der Algorithmus zu Schritt 118 weiter. Dies erhöht den Drehwiderstand des Lenkrades 74 und gibt der Bedienungsperson eine Rückmeldung, dass das Lenkrad 74 einen beträchtlichen Betrag aus seiner Zentralstellung heraus verdreht wurde und dass das Fahrzeug sich in einem eher gefährlichen oder scharfen Kurvenmodus befindet. Dieser Einsatz der Bremse 75 simuliert auch einen mechanischen Lenkradanschlag, auch wenn er ein Weiterdrehen des Lenkrades 74 nicht vollständig verhindert. Nachdem Schritt 116 durch Schritt 114 aktiviert wurde, steuert Schritt 114 den Schritt 116 nicht wieder an, bis der absolute Wert von COUNT unter 400 abgefallen und dann wieder auf mehr als 400 gewachsen ist.
  • Die Schritte 118 und 120 bewirken ein Lösen der Bremse 75, wenn der absolute Wert von COUNT kleiner als der vorhergehende Wert ist, andernfalls schreitet der Algorithmus zu Schritt 122 weiter. Dies stellt sicher, dass die Bremse 75 nicht das Zurückdrehen des Lenkrades 74 in seine mittlere anfängliche Position behindert.
  • Schritt 122 berechnet aus dem Signal des Raddrehzahlsensors 76 einen Raddrehzahlfrequenzwert, WSFREQ, und Schritt 124 begrenzt diesen Raddrehzahlfrequenzwert auf nicht größer als 250 Hz, was einer Raddrehzahl von ungefähr 11,7 Kilometern pro Stunde (km/h) entspricht. Das Ergebnis ist, dass das Lenksystem eine verminderte Lenkverstärkung hat (reduzierte Ansprechempfindlichkeit auf Drehung des Lenkrades 74), wenn die Raddrehzahl über diese Drehzahl ansteigt.
  • Schritt 126 begrenzt die Änderungen des Raddrehzahlfrequenzwertes auf eine Steigerung von 1 Hz und eine Abnahme von 10 Hz verglichen mit dem vorherigen berechneten und gespeicherten Wert. Mit anderen Worten, ist es dem Raddrehzahlfrequenzwert erlaubt, jedes Mal wenn eine Schleife 100 durchlaufen ist, um nicht mehr als 1 Hz zu steigen, und erlaubt, jedes Mal wenn eine Schleife 100 durchlaufen ist, um maximal 10 Hz zu fallen. Die Begrenzung der Änderung in diesem Wert reduziert die Möglichkeit von plötzlichen gefährlichen Kurve. Wenn beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit plötzlich ansteigt, steigt die Drehzahl des Lenkmotors 42 immer noch lediglich allmählich an. Dies unterstützt auch einen Schutz gegen die Auswirkungen eines fälschlicherweise fehlerhaften Raddrehzahlwertes. Die schnellere Abnahmebegrenzung übersteigt die Rate, mit der die Raddrehzahl durch die Anlage der Bremsen 32, 34 vermindert werden kann, so dass nach einer harten Bremsung auf die Geschwindigkeit Null eine kurzeitige nachhaltige Lenkung verhindert wird.
  • Schritt 128 berechnet einen Verstellwert, DISP, gemäß folgender Gleichung, DISP = [(COUNT × WSFREQ) – 500] + (3 × ΔCOUNT). Der DISP-Wert repräsentiert einen gewünschten Änderungsbetrag der Lenkmotorposition am Ende der bisherigen Algorithmusschleife. Demnach ist der gewünschte Änderungsbetrag in der Position des Lenkmotors 42, DISP, eine Funktion der Position des Lenkrades 74 (COUNT), der Raddrehzahl (WSFREQ) und der Änderung der Raddrehzahlposition (ΔCOUNT). Schritt 130 begrenzt DISP auf nicht größer als 150.
  • Schritt 132 richtet den Algorithmus auf Schritt 142, ohne dass ein neuer COUNT-Wert berechnet wird, sofern DISP nicht größer ist als die Motordrehzahl dividiert durch eine Konstante, wie beispielsweise 12. Schritt 132 richtet den Algorithmus auf die Schritte 134138, wenn DISP größer ist als die Motordrehzahl dividiert durch eine Konstante, wie beispielsweise 12. Schritt 134 legt die Bremse 75 für ungefähr 2 Sekunden an. Schritt 136 begrenzt DISP auf nicht größer als die Motordrehzahl dividiert durch 12. Schritt 138 berechnet und speichert einen neuen COUNT-Wert entsprechend der folgenden Gleichung, COUNT = (DISP × 500) – WSFREQ). Von Schritt 138 schreitet der Algorithmus zu Schritt 142.
  • Schritt 142 berechnet einen Motorpositionsfehlerwert, ERROR, indem ein aktueller Motorpositionswert von einem Wunschpositionswert abgezogen wird. Der aktuelle Positionswert wird von einem Speicher (nicht gezeigt) abgerufen, der entsprechend der inkrementalen Positions- und Drehrichtungssignale des Sensors 80 aktualisiert wird. Der Wunschpositionswert ist anfänglich der gleiche wie der aktuelle Positionswert und wird danach durch ein Positions/Geschwindigkeits-Profilerzeugungs-Unterprogramm bestimmt, welches als Teil der unten beschriebenen Motorsteuerschleife 200 ausgeführt wird.
  • Die Schritte 144 und 146 bewirken, dass DISP gleich Null gesetzt wird, und richten den Algorithmus auf Schritt 152, sofern ERKOR größer als 1500 ist. Die Schritte 148 und 150 bewirken, dass DISP gleich DISP/2 gesetzt wird, und richten den Algorithmus auf Schritt 152, sofern ERROR größer als 1000 ist. Andernfalls richten die Schritte 144 und 148 den Algorithmus auf Schritt 152, ohne den DISP-Wert zu verändern, sofern ERROR nicht größer als 1000 ist. Damit bewirken die Schritte 144150 eine Begrenzung des Positionsfehlerwertes, um zu verhindern, dass sich Positionsfehlerwerte (solche die von einem Komponentendefekt oder einer Überlastsituation herrühren können) aufbauen und aufgrund von Rückgewinnung der Defekt- oder Überlastbedingung ein übermäßig aggressives Wenden verursachen.
  • Schritt 152 schickt den Verstellwert, DISP, an die Motorpositionssteuerschleife 200, wonach der Algorithmus 100 bei Schritt 154 endet.
  • Bezugnehmend nun auf 3 ist die Motorsteuerschleife 200 im wesentlichen eine Software-Nachbildung eines im Handel verfügbaren Präzisionsbewegungssteuerungs-IC, wie beispielsweise ein LM629, der durch National Semiconductor Corporation hergestellt wird. Die Schleife 200 beginnt mit Schritt 202, welcher die Schleife auf Schritt 204 richtet, sofern seit dem letzten Schleifendurchgang ein neuer DISP-Wert von der Schleife 100 empfangen wurde. Wenn kein neuer Verstellwert, DISP, von Schleife 100 empfangen wurde, richtet Schritt 202 den Algorithmus auf Schritt 206. Schritt 204 berechnet einen Lenkmotorzielpositionswert, TPOS, der gleich ist mit dem bisherigen Wert von TPOS (anfänglich Null beim Inbetriebsetzen) zuzüglich DISP.
  • Schritt 206 berechnet dann einen gegenwärtigen Motorwunschpositionswert unter Verwendung des Lenkmotorzielpositionswerts, TPOS, und unter Verwendung einer Positions/Geschwindigkeits-Profilerzeugungsfunktion, wie sie von dem LM629 bekannt ist, und unter Verwendung von Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsgrenzwerten. Diese Grenzwerte werden entsprechend der Traktorleistung empirisch bestimmt. Der Geschwindigkeitsgrenzwert ermöglicht es der Schleife mit einem Motor, welcher ein begrenztes Drehzahlvermögen aufweist, richtig zu arbeiten. Dieser Grenzwert wird vorzugsweise alle 20 msec aktualisiert, der Wert hängt linear von der Motordrehzahl ab (Geschwindigkeitsgrenzwert = Motorgeschwindigkeit × einem Skalar).
  • Der Beschleunigungsgrenzwert wird danach ausgewählt, wieschnell der Motor seine Drehzahl ändert soll. Übermäßige Beschleunigung kann zum Unbehagen der Bedienungsperson führen und ungenügende Beschleunigung vermindert die Lenkansprechempfindlichkeit. Dieser Grenzwert wird vorzugsweise empirisch bestimmt und ist danach nicht mehr verstellbar.
  • Schritt 208 berechnet dann einen Positionsfehlerwert, indem ein aktueller Positionswert von dem in Schritt 206 bestimmten Wunschpositionswert abgezogen wird. Der aktuelle Positionswert ist die Summe aller inkrementalen Positionsänderungen seit dem Inbetriebsetzen, wie durch den inkrementalen Motorpositionssensor 80 indiziert. Schritt 210 verwendet dann den Positionsfehlerwert von Schritt 208, um PWM-Lenkpumpensteuersignale entsprechend einer bekannten Proportional-Integral-Differential-Funktion (PID) zu erzeugen, wie sie beispielsweise in dem zuvor genannten LM629 verwendet wird. Schritt 212 gibt die PWM-Pumpensteuersignale an Ventiltreiber (nicht gezeigt) für die Magnetspulen 59 und 61 des Lenkpumpentaumelscheibenventils 60 aus.
  • Jedes Mal, wenn die Zeitschleife 200 ausgeführt wird, berechnet sie eine neue Motorwunschposition als eine Funktion der Zielposition, der bisherigen Wunschposition und Geschwindigkeit und den beiden Grenzwerten. Diese Wunschposition wird mit der bisherigen Position verglichen, um den Positionsfehlerwert zu erzeugen. Schließlich betätigt die durch Schritt 210 repräsentierte PID-Funktion die Pumpenmagnetspulen 59, 61, um den Positionsfehlerwert zu minimieren.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem besonderen Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, versteht es sich, dass im Lichte der vorhergehenden Beschreibung viele Alternativen, Abwandlungen und Variationen für einen Fachmann offensichtlich sind. Dementsprechend ist es beabsichtigt, dass diese Erfindung alle solche Alternativen, Abwandlungen und Variationen einbezieht, die unter den Sinn und in den Geltungsbereich der angefügten Ansprüche fällt.

Claims (12)

  1. Ein Steuersystem für ein Antriebs-Lenk-System eines Raupenfahrzeugs enthaltend eine verbrennungsmotorangetriebene hydraulische Lenkpumpe (40), die einen hydraulischen Lenkmotor (42) antreibt, wobei die Lenkpumpe (40) auf Lenkpumpensteuersignale anspricht, ein durch eine Bedienungsperson betätigbares Lenkrad (74) zur Erzeugung von Lenkbefehlssignalen, wobei der Lenkmotor (42) eine Eingangsgröße an einen differentiellen Raupenantriebsmechanismus bereitstellt, welcher auf Betätigungen des Lenkrades (74) anspricht und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ändert und linke und rechte Laufbahnen antreibt, wobei das Steuersystem enthält: einen Lenkradpositionssensor (77), welcher Lenkradpositionssignale erzeugt, einen Lenkmotorpositionssensor (80), welcher gegenwärtige Lenkmotorpositionssignale erzeugt, einen Raddrehzahlsensor (76), welcher Raddrehzahlsignale erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem des Weiteren enthält: einen Motorverstellwertgenerator, welcher einen Motorverstellwert als eine Funktion des Lenkradpositionssignals und der Raddrehzahlsignale erzeugt, einen Motorzielpositionswertgenerator, welcher einen Motorzielpositionswert als eine Funktion des Motorverstellwertes erzeugt, einen Motorwunschpositionswertgenerator, der einen Motorwunschpositionswert als eine Funktion des Zielpositionswertes erzeugt und empirisch Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsgrenzen bestimmt, einen Motorpositionsfehlerwertgenerator, welcher einen Motorpositionsfehlerwert als eine Funktion des gewünschten Positionswertes und eines gegenwärtigen Lenkmotorpositionssignals erzeugt, und einen Lenkpumpensteuersignalgenerator, der die Lenkpumpensteuersignale als eine Funktion des Lenkmotorpositionsfehlersignals erzeugt.
  2. Steuersystem nach Anspruch 1, worin: das Lenkrad (74) an einen nicht federzentrierten Eingabemechanismus (72) gekoppelt ist, welcher eine steuerbare Bremsvorrichtung (75) zur Variation einer Kraft enthält, die erforderlich ist um das Lenkrad (74) zu verdrehen, und eine Bremssteuereinheit die Bremsvorrichtung (75) anlegt, wenn der Motorverstellwert größer ist als ein Motorverstellgrenzwert.
  3. Steuersystem nach Anspruch 2, worin: ein Motordrehzahlsensor (62) periodisch einen Verbrennungsmotordrehzahlwert erzeugt, der Motorverstellgrenzwert ist gleich dem Verbrennungsmotordrehzahlwert dividiert durch eine Konstante.
  4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren enthaltend: einen Motorverstellwertbegrenzer zur Begrenzung des Motorverstellwertes auf einen Grenzwert.
  5. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren enthaltend: einen Lenkradpositionssignalgrößenbegrenzer zur Begrenzung eines absoluten Wertes des Lenkradpositionssignals auf einen Grenzwert, der einen gewünschten maximalen Drehbetrag des Lenkrades (74) von einer Inbetriebsetzposition aus repräsentiert.
  6. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin: das Fahrzeug ein Getriebe (16) und eine Kupplung (18) zwischen dem Motor (10) und dem differentiellen Raupenantriebsmechanismus enthält und das Steuersystem des Weiteren einen Lenkradpostionssignalgrößenbegrenzer enthält zur Begrenzung eines absoluten Wertes des Lenkradpositionssignals auf einen Grenzwert, sofern kein Gang des Getriebes (16) eingelegt ist oder die Kupplung (18) nicht eingerückt ist, um anhaltende Lenkbewegung zu vermeiden.
  7. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin: das Lenkrad (74) an einen nicht federzentrierten Eingabemechanismus gekoppelt ist, welcher eine steuerbare Bremsvorrichtung (75) zur Variation einer Kraft enthält, die erforderlich ist um das Lenkrad (74) zu verdrehen, und eine Bremssteuereinheit, die auf das Lenkradpositionssignal anspricht, unmittelbar die Bremsvorrichtung anlegt, wenn das Lenkrad (74) um mehr als einen bestimmten Betrag aus seiner Inbetriebnahmeposition verdreht wurde.
  8. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin: ein auf das Lenkradpositionssignal reagierender Bremsdeaktivierer unmittelbar die Bremsvorrichtung (75) deaktiviert, wenn das Lenkrad (74) in eine Position zurückgedreht wird, die kleiner ist als besagter von der Inbetriebnahmeposition abweichender bestimmter Betrag.
  9. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, des Weiteren enthaltend: einen Radrehzahlsignalbegrenzer zur Begrenzung der Höhe des Raddrehzahlsignals auf einen bestimmten Raddrehzahlwert, um das Steuersystem zu veranlassen, bei Raddrehzahlen, die über einer bestimmten Raddrehzahl liegen, die Ansprechempfindlichkeit hinsichtlich des Drehens des Lenkrades (74) zureduziert.
  10. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, des Weiteren enthaltend: einen Verstellwertbegrenzer zum Abwandeln einer Größe des Verstellwertes, wenn der Motorpositionsfehlerwert größer als ein Grenzwert ist.
  11. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, des Weiteren enthaltend: einen ersten Verstellwertbegrenzer zur Einstellung einer Größe des Verstellwertes auf Null, wenn der Motorpositionsfehlerwert größer als ein erster Grenzwert ist, und einen zweiten Verstellwertbegrenzer zur Reduzierung einer Größe des Verstellwertes, wenn der Motorpositionsfehlerwert größer als ein zweiter Grenzwert ist.
  12. Steuersystem nach Anspruch 11, worin: der erste Grenzwert größer als der zweite Grenzwert ist.
DE60023427T 1999-12-09 2000-12-02 Antriebs-Lenk-System eines Raupenfahrzeugs Expired - Lifetime DE60023427T2 (de)

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US09/456,702 US6208922B1 (en) 1999-12-09 1999-12-09 Tracked vehicle closed loop steering system
US456702 1999-12-09

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DE60023427D1 DE60023427D1 (de) 2005-12-01
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DE60023427T Expired - Lifetime DE60023427T2 (de) 1999-12-09 2000-12-02 Antriebs-Lenk-System eines Raupenfahrzeugs

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