DK149268B - Elektrisk styresystem til et koeretoejs hydrauliske hjaelpedrivsystem - Google Patents

Description

i

14926B

Opfindelsen angår et hydrostatisk hjælpedrev, der kan forbindes med mindst et - ikke til stadighed - drevet hjul, hvilket hjælpedrev automatisk kan tilkobles et hoveddrev forbundet med drivhjul og har en pumpe, en hydromoter og en kobling mellem 5 hydromotoren og det tilhørende hjul, hvorved pumpen er forbun det med hydromotoren, og koblingen kan rykkes ind og ud hydraulisk og i afhængighed af det tryk, der hersker mellem pumpeudgangen og hydromotorindgangen, og rykkes ud, når hydromotoren drives af hjulet.

10

Fra US PS 3 780 820 kendes et hjælpedrev af denne art. I dette kendte drev sker den automatiske tilkobling af drevet på grundlag af en trykdifferens, der danner sig i systemet. Denne trykforskel indstiller sig i afhængighed af det tilstedevæ-15 rende slip på drivhjulene. Da hjælpedrevet er afstemt til et større omsætningsforhold end hoveddrevet, sker tilkoblingen for dette drev først, når der i hoveddrevet er opnået et bestemt slip.

2o Ved dette kendte hjælpedrev kan pumpens leveringsmængde kun reguleres via drivmotorens omdrejningstal og er således i det væsentlige konstant og uafhængig af køretøjets kørsel. Denne leveringsmængde er kun tilstrækkelig til at opbygge det nødvendige tryk til hjelpedrevet indtil en bestemt hastighed. Når 25 denne bestemte hastighed overskrides, er trykket ikke længere tilstrækkeligt til at forbinde hjulene via koblingerne dreje-fast med hydromotorerne. Kun i det nærmeste område over denne bestemte hastighed kan driftstilstanden igen tilvejebringes ved en hastighedsreduktion, f.eks. som følge af slip på driv-30 hjulene.

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe et hydrosta tisk hjælpedrev, der er således indrettet, at det automatisk træder i funktion i afhængighed af en omdrejningstilstand for 35 hoveddrevet.

149268 2

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at pumpens leveringsmaengde til hydromotoren kan reguleres i afhængighed af omdrejningstallet på udgangen af høveddrevet via en elektronisk styrekreds.

5 På denne måde kan hjælpedrevet til stadighed tilpasse sig ho veddrevets driftstilstand, og hjælpedrevet er straks effektivt over et stort hastighedsområde, der, alt efter udformningen af pumpen, Jean omfatte hele køretøjets hastighedsområde, når drivhjulene får et bestemt slip, og koblingen forbinder hjulet med 10 hydromotoren. Såsnart denne sliptilstand er overvundet, drives hjulet med et højere omdrejningstal end hydromotoren, hvorefter denne begynder at virke som pumpe og modvirker det på koblingen stående tryk så meget, at denne kobling ikke mere kan forbinde hjulet drejefast med hydromotoren og således arbej-15 der pumpen imod en meget ringe modstand, hvad der giver et energisparende hjælpedrev. Naturligvis skal reguleringen korrigeres tilsvarende ved forskellige dækstørrelser for hjul og drivhjul. Denne tilpasning af leveringsstrømmen til hoveddrevets omdrejningstal på udgangen kan på hensigtsmæssig måde op-20 nås ved, at pumpen udformes som en pumpe med et variabelt for trængningsvolumen der reguleres over den elektroniske styrekreds.

Hvis hjælpedrevet kun skal tilvejebringe en ekstra drivkraft ved vekslende vejgrebsbetingelser, når de til hoveddrevet hø-25 rende drivhjul får et bestemt slip, er det formålstjenligt at den elektroniske styrekreds udformes således, at hydromotoren drives med et mindre omdrejningstal end drivhjulene, da hydromotoren vil drives via hjulet og virke som pumpe, hvorved det på koblingen stående tryk reduceres og løs-30 ner forbindelsen, indtil den slipværdi, der anses for tillade lig, nås. Hvis hjælpedrevet derimod til stadighed skal levere en ekstra trækkraft, således som det f.eks. kan være ønskeligt ved kørsel op ad skråninger, da er det nødvendigt, at den elektroniske styrekreds er udformet således, at hydromotoren dri-35 ves ved et højere omdrejningstal end drivhjulene, hvorved den ne ekstra trækkraft bliver til nul ved kørsel nedad skråninger 3 149268 og eventuelt samtidig optrædende slip i drivhjulene, såsnart hjulet forsøger at drive hydromotoren hurtigere end det egentlig ville være muligt på grund af det tilførte trykmiddel.

5 Por ved igangsættelse generelt at opnå en forøget trækkraft kan hjælpedrevet og den tilhørende elektroniske styrekreds med. fordel være udformet således, at ved omkobling af hoveddrevet fra en neutralstilling, også kaldet O-stillingen, vil hydromotoren kortvarigt drives med et højere omdrejningstal end driv-10 hjulene, og ændringen og dermed tilkoblingen sker fortrinsvis ved, at den elektroniske styrekreds er forbundet med en elektrisk indstillelig ventil/ hvormed, -pumpens fortrangningsvoluraen kan ændres.

For at kunne drive hydromotoren med et mindre omdrejningstal 15 end omdrejningstallet for drivhjulene foreslås det ifølge opfindelsen, at den elektroniske styrekreds til regulering af pumpen omfatter føleorganer tilknyttede hoveddrevet og forbundet til en ordreomformerkreds, som afgiver et ordresignal svarende til hoveddrevets hastighed og er forbundet til 20 et ordremodifikationskredsløb, som modificerer ordresignalet med en første forudsbestemt procentsats, og at den elektroniske styrekreds endvidere omfatter føleorganer tilknyttede hjælpedrevet, hvilke føleorganer er forbundet til en tilbagekoblingsomformerkreds, der afgiver et tilbagekoblingssignal 25 svarende til hjælpedrevets hastighed, og at udgangene fra ordre modifikationskredsen og tilbagekoblingsomformerkredsen er forbundet til signalbehandlende organer, som afgiver et styresignal, der svarer til differensen mellem signalerne. 1 2 3 4 5 6

Tilvejebringelsen af et signal, som foranlediger, at hydromoto 2 ren drejer hurtigere end drivhjulene, opnås ved, at den elektro 3 niske styrekreds omfatter et ovérhastighedskredsløb med et ' vælger 4 kredsløb forbundet til udgangen fra ordremodifikationskredsen 5 for valgfrit at kunne modificere det modificerede ordresignal 6 med en anden forudbestemt procentsats til tilvejebringelse af et overhastighedssignal.

149268 4

Fortrinsvis sikres stabiliteten af styresignalet ved at de signalbehandlende organer omfatter et servofilter indeholdende en kondensator og en modstand. Dette servofilter forsinker signalbehandlingen med et første forudbestemt bidrag. Fortrins-5 vis kan kondensatoren aflades gennem en transistor^ som leder så snart hoveddrevet ikke udvikler et drivmoment, f.eks. når en retningsvælgerstang står i den neutrale stilling, således at tidsforsinkelsen ændres. Mellem overhastighedsvælgeren og overhastighedsmodifikatoren kan indsættes et overhastigheds-10 filter, der indeholder to modstande og en kondensator, hvor ved den ene af modstandene sammen med kondensatoren danner en anden forudbestemt forsinkelse af signalgennemgangen gennem overhastighedsfilteret, mens den tredje modstand i forbindelse med kondensatoren danner en tredje tidsforsinkelse for konden-15 satorens afladning. For at opnå en jævn ændring af hydromoto- rens omdrejningstal vil et signal gennem overhastighedskredsløbet kort tid efter at hoveddrevet har sat drivhjulene igang, blive afløst af et signal gennem signalbehandlingskredsen, således at overhastighedssignalet langsomt klinger ud, mens 20 signalet gennem de normale signalbehandlingsorganer langsomt opbygges, hvilket opnås ved at tidsforsinkelsen i servofilteret i hovedsagen er lig med tidsforsinkelsen i overhastighedsfilteret. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ved kraftig overbelastning af køretøjet ville drivhjulene 2 kunne glide, medens det med hydromotoren forbundne hjul ville 3 stå stille til trods for et pålagt drivmoment, og derved ville 4 det signal, der udgår fra de signalbehandlende organer, til 5 stadighed stige og til stadighed søge at drive hydromotoren 6 kraftigere, hvilket i så tilfælde ville være virkningsløst 7 og blot kræve en høj energitilførsel. Derfor er det hensigts 8 mæssigt, at der mellem ordremodifikationskredsen og den elek 9 trisk indstillelige ventil er indrettet en holdekreds (clamp), 10 der begrænser signalet til den elektrisk indstillelige ventil 11 til værdier, som står i et konstant forhold til det varierende signal, der kommer fra ordremodifikationskredsen.

5 1Λ9268

Af sikkerhedsårsager og af hensyn til synkroniseringen mellem hoveddrevet og hjælpedrevet er der ifølge opfindelsen indrettet magnetventiler mellem hydromotoren og pumpen og mellem disse på strømkilden manuelt betjente afbrydere, afbrydere, 5 der afhænger af stillingen af køreretningsvælger og gearskifte- vælger til styring af hoveddrevet, og trykafbrydere, der lukker ved en given omdrejningstilstand for hoveddrevet. Den afbryder, der afhænger af stillingen af køreretningsvælgeren kan via en fremadstyrekreds eller en bakstyrekreds, påvirke 10 en holdekreds.

Por at hydromotoren vedistart kortvarigt kan løbe med et forhøjet omdrejningstal, men derefter med et mindre omdrejningstal, er den elektroniske styrekreds udformet således, at der 15 mellem frem- og bakstyrekredsene og overhastighedsvælgeren er indrettet en holdekreds med en multivibrator, som kan påvirkes af et skift mellem frem- og bak-signaler, og kan bevirke at overhastighedsvælgeren lader det modificerede ordresignal passere videre til overhastighedsmodifikationskredsen 20 i et forudbestemt tidsrum.

Når hjælpedrevet skal kunne benyttes i begge kørselsretninger, kan den elektroniske styrekreds indbefatte en tredje sumkreds anbragt mellem frem- og bakstyrekredsene og den servostyrede 25 pumpe, og udgangene fra frem- og bakstyrekredsen er forbundet til indgangene på den tredje sumkreds. Ved visse typer af køretøjer er det fordelagtigt, at der mellem den første sumkreds og servofilteret er indrettet en servoforstærker, der sørger for en sikker overførsel af signalet.

30

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en gængs entreprenørmaskine set fra siden i form 35 af en ve3høvl, idet man ser placeringen· af de vigtigste dele på et sådant redskab, fig. 2 et blokdiagram over de elektroniske styrekredse ifølge opfindelsen og 149268 6 fig. 3 diagram over en del af styrekredsen.

I fig. 1 er vist en kendt vejhøvl 10 med en indbygget forbrændingsmotor 12, der driver en hydraulisk pumpe 13. Forbrændings-5 motoren driver endvidere baghjulssættet 18 over et baghjuls aksel-differentiale og et hydraulisk aktiveret sædvanligt kraftoverførende hoveddrev 14. Det kraftoverførende hoveddrev 14 styres af en køreretningsvælger 20, en gearstang 22 og en hovedkobling 23, som alle er anbragt ved betjenings-10 pulten i førerkabinen. Køreretningsvælgeren 20 kan forsky des mellem en fremad-, neutral-, og en bak-stilling. Gearstangen 22 kan fra en neutralstilling sættes i otte forskellige gear, der bestemirer udvekslingen.

15 Vejhøvlen 10 er udstyret med et hjælpedrev 24, der kan drive to forhjul 26. Hjælpedrevet 24 bliver beskrevet nærmere i det følgende.

I fig. 2 er der vist et køretøjsbatteri 28, som kan forbindes 20 med køretøjets elektriske system gennem en med nøgle betjent tændingsafbryder 30. For at kunne styre forhjulshjælpedrevet 24 er tændingsafbryderen forbundet med en gearafbryder 32, som er en del af det elektroniske styresystem 34. Gearafbryderen 32 åbner og lukker i afhængighed af gearstangen 22's 25 bevægelse, for at begrænse funktionen af den elektroniske styrekreds 34 til forudbestemte lavere gear. Gearafbryderen 32 er forbundet med en håndbetjent ind/ud-afbryder 36. Denne afbryder er tilsluttet en almindelig spændingsomformer 38, der omformer vejhøvlens batterispænding til spændinger, 30 der kan anvendes af de andre kredsløb i det elektroniske sty resystem 34, således som det er velkendt af fagfolk.

Én af de komponenter, der udnytter spændingen fra omformeren 35 38, er en baghjulsakselføler 40, der måler indgangshastighe den på baghjulsdifferentialet 16, for at afgive et signal, der stemmer overens med middelhastigheden for baghjulene 18, upåvirket af differentialet. Føleren 40 er en sædvanlig digital 149268 7 magnetisk føler, der afgiver digitale impulser med konstant amplitude, men med en frekvens, der er proportional med hastigheden eller omdrejningstallet. Der anvendes digitale impulser, da disse er mindre udsat for påvirkning af elektrisk støj, når 5 signalet skal overføres gennem lange forbindelsesledninger, således som det er almindeligt ved en vejhøvl.

Baghjulsføleren 40 er tilsluttet en frekvens-til-spændingsom-former, som i fig. 2 er betegnet som en ordre-omformerkreds 10 42. Som referencestørrelse tjener et signal fra en krvstalslyret referencekreds eller oscillator 43, således som det er velkendt af fagfolk. Ordre-omformerkredsen 42 er tilsluttet en ordremodifikationskreds 44, der vender indgangssignalet om og modificerer det med en forud angiven første procentsats. Ordre-15 modifikationskredsen 44 er tilsluttet en overhastighedsvælger 46 i et overhastighedskredsløb 48, som vil blive beskrevet nærmere i det følgende. Ordre-modifikationskredsen 44 er endvidere forbundet til en første sumkreds 50.

20 Den første sumkreds 50 er endvidere forbundet til en frekvens/- spændingsomformer, der er betegnet som en tilbagekoblings-omformer 52, der er magen til ordreomformerkredsen 42, og som referencestørrelse tilføres det samme signal fra den samme krystalstyrede referencekreds 43. Tilbagekoblings-omformerkreds-25 løbet 53 er igen forbundet til en forhjulsføler 54, som er af samme type som den digitale magnetiske føler 40 på baghjulene.

Den forreste føler 54 er arbejdsmæssigt tilknyttet hjælpedre-3Q vet 24 og placeret således, at den måler omdrejningshastighe den for en rotor 56 på én af de to hydrostatiske drivmotorer 58,som hver især driver et af forhjulene 26. Det bør bemærkes, at denne rotor 56 (én ud af to) ikke nødvendigvis drejer rundt med samme hastighed som forhjulet 26, eftersom den er forbundet hertil gennem en trykbetjent kobling 60 (én ud af to).

149268 8

Den første sumkreds 50 skal nu omtales nærmere. Denne er tilsluttet en servoforstærker 62 i en servokreds 64. Servoforstær-keren 62 forstærker udgangssignaler fra den første sumkreds 50. Servoforstærkeren 62 er videre forbundet til et konventio-5 nelt servofilter 66, som regulerer ændringsgraden for signaler fra servoforstærkeren 62 til en første forudbestemt grad. Ser-vofilteret 66 er forbundet med en anden sumkreds 68.

Den anden sumkreds 68 er også forbundet til en overhastigheds-10 modifikationskreds 70 i overhastighedskredsløbet 48. Modifika tionskredsen 70 modificerer indgangssignalet med en forud angiven procentsats, der svarer til, at forhjulene 26 kører hur-. tigere rundt end baghjulene 18 udtrykt ved en anden forudbestemt procentsats. Overhastighedsmodifikatoren 70 er tilslut-15 tet et overhastighedsfilter 72, der regulerer ændringsgraden for signaler fra overhastighedsvælgeren 46 med en anden forudbestemt grad for voksende signaler og en tredje forudbestemt grad for aftagende signaler.

20 Udgangssignalet fra den anden sumkreds 68 bliver, således som det senere skal forklares, modificeret ved at udgangen er forbundet til en holde- eller begrænserkreds (eng.: damp) 73, der modtager signalet fra ordremodifikationskredsen 44 til over-hastighedsvælgerkredsen 46, mellem hvilke kredsen 73 er tilslut-25 tet.

. Spændingsomformeren 38 er tilsluttet en hoved-koblingsafbryder 74. Afbryderen 74 er anbragt på hovedkoblingens trykventil (ikke vist) og åbner, når hovedkoblingen 23 trykkes ned, hvor-30 ved koblingstrykket aftager. Afbryderen 74 er igen tilsluttet frem- og bak-afbryderene 76, 78, der styres af køreretnings-stangen 20, og som sluttes, afhængig af om køreretningsstangen 20 er i frem- eller bak-stillingen.

149288 9

Fremafbryderen 76 er tilsluttet fremadstyrekredsen 80, som kan modtage et indgangssignal fra den anden sumkreds 68. Fremadstyrekredsen er endvidere tilsluttet holdekredsen 82 i overhastighedskredsen 48, samt en almindelig inverter 84 og en tredje 5 sumkreds 86. Inverteren 84 er forbundet med en bak-styrekreds 88, der igen er forbundet med bak-afbryderen 78.

Styrekredsene 80 og 88 til frem- og bak-kørsel er tilsluttet den tredje sumkreds 86. Deres udgangssignal adderes med et vi-10 brationssignal fra en sædvanlig vibrator 90 for at give et styre signal til en spændings-til-strømomformer, betegnet udgangskreds 91. Denne driver en strømstyret servoventil, som styrer pumpens fortramgningsvolumen. Denne anordning betegnes som den servostyrede pumpe 92.

15

Pumpen 92 vil i afhængighed af positive eller negative strømsignaler fra udgangskredsen 91 sætte de tilsvarende frem- eller bak-ledninger 94 og 96 under tryk. Trykledningerne 94 og 96 er forbundet med det hydrauliske system 98, som omfatter flere 20 komponenter, såsom strømfordeler, aflastningsventiler, pendul ventiler, magnetventiler og lignende. Derved bliver trykledninger (100 og 102) til henholdsvis frem- og bak-kørsel sat under tryk, for at sætte den hydrostatiske drivmotor 58 i gang enten fremad eller bagud, således som det er klart for fagfolk.

25 Strømdeleren (ikke vist) tillader en partiel differentiel virk ning mellem de to forreste drivhjul 26, og giver desuden en differentiel spærring, således at omdrejningsmomentet bliver tilført begge de forreste drivhjul 26, selv om ét hjul har et uforholdsmæssigt storÆ slip i forhold til det andet, således 30 som det uden videre kan forstås.

Omskifterne 76 og 78 til henholdsvis frem- og bak-kørsel er forbundet til de til frem- og bak-kørsel hørende trykomskiftere, henholdsvis 104 og 106, som styres af det hydraulisk mo-35 dulerede tryk i det kraftoverførende drev 14. Disse tryk er et tegn på, at baghjulene efter et skift i hoveddrevet i fremad- eller bagudretningen igen begynder at dreje rundt under påvirkning af hoveddrevet. Trykomskifterne 104 og 106 for hen- 149268 10 holdsvis frem- og bak-kørsel er henholdsvis forbundet til magnetventilerne 108, 110 for henholdsvis frem- og bak-kørsel. Magnetventilerne 108 og 110 overfører drivtrykket i trykledningerne 94 henholdsvis 96 til koblingstrykledningerne 112, 5 hvoraf kun én er vist, således at koblingerne 60 forbinder ro torerne 56 med de forreste drivhjul 26.

Når de forreste drivhjul 26 drejer hurtigere end de hydrostatiske drivmotorer 58, drives motorerne 58 øjeblikkeligt af 10 de forreste drivhjul 26 gennem koblingerne 60, og dette med fører en reduktion i trykket i den pågældende ledning, som modtager drivtryk til motorerne 58. Reduktionen i trykket til den hydrostatiske drivmotor 58 medfører naturligvis en reduktion i det tryk, som holder koblingerne 60 i den aktiverede 15 stilling, hvorved der til sidst sker en udkobling. Dvs. når forhjulene 26 løber hurtigere end de hydrostatiske drivmotorer 58 vil koblingerne 60 tendere imod at løbe med et minimum af tryk, hvorved de forreste drivhjul 26 frit kan løbe hurtigere end de hydrostatiske drivmotorer 58.

20

Der refereres nu til fig. 3. Denne viser overhastighedsvælger-kredsen 46, overhastighedsfilteret 72, holdekredsen 82 og ser-vofilterkredsen 66. For overskuelighedens skyld, nævnes der ingen værdier for modstande, kondensatorer, dioder og lignende, 25 da disse er umiddelbart indlysende for fagfolk. Forsyningsspæn dingen fra spændingsomformeren 38 betragtes ganske enkelt som VI og V2 med den antagelse, at VI er større end V2.

Overhastighedsvælgeren 46 har en indgangsledning 200, der igen-30 nem en felteffekttranssistor 202 er tilsluttet en udgangsled ning 204. Indgangsledningen 200 er desuden forbundet gennem en modstand 206 med styreindgangen på felteffekttransistoren 202 og til en diode 208. Dioden 208 er forbundet til en manuelt styret overhastighedsvælger-afbryder 210, som i den udkoblede 35 stilling forbinder dioden 208 med spændingen V2 igennem en mod stand 212, og i den indkoblede stilling med spændingen VI. Spændingen VI og modstanden 212 er forbundet af ledningerne henholdsvis 214 og 216 til henholdsvis emitter og kollektor på 11 149268 en PNP-transistor 218 i holdekredsløbet 82. Ledningen 214 er endvidere forbundet til jord gennem en modstand 215 og en kondensator 217.

5 Holdekredsen 82 indeholder en sædvanlig monostabil multivibra tor eller one-shot 220, hvis udgang er forbundet til basis på en transistor 218 gennem en modstand 219. En klokindgang er tilsluttet mellem modstanden 215 og kondensatoren 217, mens en anden indgang er forbundet til jord. En styreindgang på mul-tivibratoren 220 er tilsluttet en ledning 222, der er forbundet gennem en modstand 224 til spændingen VI på ledningen 214 og til kollektoren på en NPN-transistor 226. Basis af denne transistor er gennem en modstand 228 forbundet med de to styrekredse for henholdsvis frem- og bak-kørsel 80, 88. Basis af tran-sistoren 226 er jordet gennem en modstand 230 og en kondensator 232. Emitteren på denne transistor er .direkte jordet.

Ledningen 222 er endvidere tilsluttet basis på en NPN-transistor 234 i servofilterkredsen 66. Emitteren på denne transi-2ø stor er jordet, medens kollektoren er forbundet over en mod stand 236 til servofilterkondensatoren 240. En indgangsmodstand 238 er forbundet til forbindelsespunktet mellem modstanden 236 og kondensatoren 240 og indgangen af en sædvanlig operationsforstærker 242. Udgangssignalet fra forstærkeren 242 ledes gen-25 nem en ledning 246, som er forbundet til den anden sumkreds 68.

Der skal nu refereres til udgangsledningen 204 på overhastighedsvælgeren 46. Denne er forbundet med en modstand 248 i overhastighedsfil terkredsen 72. Modstanden 248 er jordet over en 2Q kondensator 250 og en modstand 252, som sidder parallelt med hinanden. Modstanden 248 er desuden forbundet med indgangen på en sædvanlig forstærker 254, hvis udgang er forbundet over en ledning 256 til overhastighedsmodifikationskredsen 70.

De beskrevne kredse fungerer som følger.

O 9 149268 12 •Hjælpedrevet 24 til redskabet 10 har tre funktionstilstande.

Den første funktionstilstand er den udkoblede tilstand, i hvilken forhjulene 26 ikke drives og løber frit rundt. Den anden funktionstilstand er den normale, hvor forhjulene heller ikke 5 drives og ligeledes kan løbe frit rundt, men kun indtil bag hjulene 18 får et slip af en forud bestemt procentisk størrelse. Den tredje funktionstilstand er overhastighedstilstanden, i hvilken forhjulene 26 drives kontinuerligt af drivmotorerne 58, således at de løber hurtigere end de bageste hjul 18 med 10 den anden forudbestemte procentsats. I den foretrukne udførelsesform er det fastlagt, at motorvejhøvlen 10 skulle arbejde med 3% slip. Denne værdi blev valgt for at undgå indbyrdes hastighedspåvirkninger mellem forhjuls- og baghjulstræk, når der ikke er reel trækkraft. De 3% angiver den første forudbestemte, 15 førnævnte procentsats. Det er endvidere fastlagt, at en overhastighed på 1% for forhjulene 26 garanterer en mere aggressiv hjælpedrevsfunktion, og hermed er den anden forudbestemte pro-. centsats fastlagt.

Der skal nu henvises til fig. 2. Det kan fastslås, at den udkoblede funktionstilstand kan opnås på fire forskellige måder. For det første ved at åbne gearafbryderen 32, hvilket indtræffer når gearstangen 22 flyttes over i neutralstillingen m eller i et af de højere udvekslingsforhold for at give en transporthastighed (i modsætning til en lavere arbejdshastighed). For det andet ved manuel betjening af hjælpedrevsafbryderen 36, som, når den er åben, forhindrer at spænding overføres til spændingsomformeren 38. For det tredje ved at trykke hoved-30 koblingen 23 ned, hvorved hovedkoblingsafbryderen 74 åbnes og signaler forhindres i at nå den servostyrede pumpe 92 eller magnetventiierne 108, 110 til frem- og bakkørsel, således som det senere skal beskrives. For det fjerde ved at åbne afbryderne 76, 78 til frem- og bakkørsel, hvilket indtræffer, 35 når retningsvælgerstangen 20 står i den neutrale stilling.

Hensigten med funktionstilstanden af hjælpedrevet 24, er at det må forhindres, at hjælpedrevet 24 går igang, når de bageste drivhjul 18 ikke drives.

149268 13

Under den normale funktionstilstand med retningsvælgerstangen 20 i fremstillingen, gearstangen 22 i et af de forudbestemte hastighedsforhold, og afbryderen 74 til hovedkoblingen i sluttet tilstand afgiver spændingsformeren 38 spænding til det 5 elektroniske styrekredsløb 34. Baghjuls- og forhjulsfølerne 40 og 54 afgiver digitale signaler, der repræsenterer henholdsvis det bageste differentiales indgangshastighed og den hydrauliske motors omdrejningshastighed til de tilsvarende ordre-og tilbagekoblingsomformere 42 og 52.

10

Ordreomformeren 42 leverer et styresignal til ordremodifikationskredsen 44. Der bliver signalet vendt og modificeret med den første forudbestemte procentsats for at frembringe et signal, som ville være ækvivalent med at producere en 3% 15 forskel mellem roiddelhastigheden af de bageste drivhjul og hastigheden af den forreste hydrostatiske drivmotor. Udgangssignalet fra ordremodifikationskredsen 44 er et modificeret ordresignal, der bearbejdes ved addition i den første sumkreds 50 med et tilbagekoblingssignal, som i udgangssignalet fra 20 tilbagekoblingsomformeren 52. Herved fås et servosignal.

Det må bemærkes at for en given hastighed hen over jorden med maskinen 10, vil tilbagekoblings- og ordresignalerne være 25 forskellige fordi baghjulsdifferentialet 16 og de hydrostatiske drivmotorer 58 roterer med forskellige hastigheder. Skønt dette lukkede sløjfesystem kunne have været beregnet således, at servosignalet var blevet nul, når de rette hjulhastighedsforhold var opnået, er den foretrukne udførelsesform udformet 30 således, at det modificerede ordresignal altid er større end det tilbagekoblede signal, således at servosignalet vil være direkte proportionalt med den ønskede aktivering af servoventilen i den servostyrede pumpe 92. Pumpens indstilling er altså direkte proportional med servosignalet.

35

Servosignalet tilføres servoforstærkeren 62 for at opnå en forstærkning, som har vist sig nødvendig for at.sikre en tilstrækkelig nøjagtighed af det elektroniske styrekredsløb 34. Det forstærkede servoudgangssignal fra servoforstærkeren 62 tilfø- 149268 14 res servofilteret 66. Servofilteret 66 begrænser ændringshastigheden i det forstærkede servosignal ved en tidskonstant, som har vist sig at være nødvendig for at opnå en tilstrækkelig stabilitet i det lukkede sløjfesystem. Servoforstærkeren 66 5 leder det forstærkede servosignal videre til den anden sum kreds 68.

Når overhastighedsvælgeren 46 forhindre«; at overhastighedskredsløbet 48 påvirker servokredsløbet 64, vil den anden sum-10 kreds 68 give et servostyresignal, som er lig med det for stærkede og filtrerede servosignal til fremstyrekredsen 80.

Når køreretningsstangen 20 har lukket fremafbryderen 76, vil fremstyrekredsen lade servosignalet passere videre til den tredje sumkreds 86. I denne bliver signalet adderet med vi-15 brationssignalet fra vibrationskredsen 90 for at danne et styresignal til udgangskredsen eller udgangsforstærkerne 91, der omformer spændingssiganlet til et forstærket strømsignal til den servostyrede pumpe 92. Vibrationssignalet tjener til at forøge eller sikre følsomheden for styreventilerne i den 20 servostyrede pumpe 92, således som det er velkendt.

Uden signal fra bakstyrekredsen 88,vil styresignalet være positivt. Dette medfører at den servostyrede pumpe 92 sætter forsyningsledningerne 94 og 100 til fremadkørsel under tryk, 25 for at sætte drivmotoren 58 i gang i fremadgående retning.

i

Eftersom fremadafbryderen 76 er lukket, tilføres et signal fremad-trykafbryderen 104. Denne lukker så snart det kraftoverførende drev 14 er gået i indgreb til kørsel fremad. Fremad-30 afbryderen 104 afgiver derefter et fremad-igangsætningssignal til fremad-ventilen 108, og signalet medfører, at fremadkør-sels-trykledningen 94 forbindes i det hydrauliske system 98 med hjælpekoblingens trykledning 112. 1

Som før omtalt kan de forreste hjul 26 forløbe frit rundt, så· længe de løber med samme hastighed som de bageste hjul 18, eftersom de hydrauliske motorer bliver styret således, 149268 ' 15 at de kun giver 97% af baghjulenes hastighed. Når de bageste drivhjul 18 har 3% slip, roterer de forreste drivhjul 26 med den samme hastighed som de hydrauliske motorer og løber ikke længere hurtigere end motorerne. Koblingerne 60 vil gå i indgreb 5 på grund af trykket i hjaelpekoblingstrykledningerne 112, således at motorerne 58 driver forhjulene 26.

Når retningsvælgerstangen 20 står i bak, er fremad-afbryderen 76 åben, og bakafbryderen 78 er lukket. Signalerne gennem det 10 andet sumkredsløb 68 er de samme og servostyrekredslø.bene til fremstyrekredsløbet 80 er det samme, men fremstyrekredsløbet 80 sender servostyresignalet til vende- eller inverterkredsen 84, som afgiver et inverteret servostyresignal til baksyrekreds-en 88. Når kredsløbet 88 får et signal fra afbryderen 98 føres 15 det inverterede servostyresignal til den tredje sumkreds 86, hvor det lægges sammen med vibrationssignalet fra vibrationskredsløbet 90. Med et inverteret servostyresignal fra bakstyrekredsen 88 og uden servostyresignal fra fremstyrekredsen 80, vil det samlede styresignal have en negativ polaritet, som 20 vil bevirke, at den servostyrede pumpe 92 sætter tryk på baktryk- ledningerne 96 og 102, hvorved drivmotoreme 58 sættes igang i modsat retning.

Når bakafbryderen 78 er lukket, afgives effekt til baktrykaf-25 bryderen 106, som, når det kraftoverførende drev .14 arbejder modsat vil afgive et bakaktiveringssignal til spolen 110, som vil medføre, at baktrykledningen 96 sætter tryk på hjælpe-koblingstrykledninger 112. 1 2 3 4 5 6

Overhastighedsfunktionstilstanden kan aktiveres på to forskel 2 lige måder. Den første måde er at koble overhastighedsvælgeren 3 46, således at det modificerede ordresignal fra ordremodifi 4 kationskredsløbet 44 kan passere igennem til overhastigheds 5 filteret 72. I overhastighedsfilteret 72, reguleres stigende 6 modificerede ordresignaler til at stige med den anden forudbe stemte hastighed, og aftagende signaler til at aftage med den tredje forudbestemte hastighed. I den foretrukne udførelsesform, fastlægges den stigende hastighed af en tidskonstant til at være så hurtig som mulig i overensstemmelse med funktion- 149268 16 en af ordreomformerkredsløbet 42, mens den aftagende hastighed fastlægges af en anden tidskonstant til at være den samme som tidskonstanten for servofilteret 66.

5 Det modificerede ordresignal overføres efter filtrering til overhastighedsmodifikationskredsen 70, som modificerer signalet med en forudfastlagt størrelse for at give et overhastighedssignal til summering i det andet sumkredsløb 68 med det forstærkede servosignal fra servofilteret 66. Servostyre- 10 signalet vil være repræsentativt for hastigheden af de forreste drivhjul 26, som løber 1% hurtigere end baghjulene, eller med andre ord ved 101% af den hastighed, som baghjulene 18 har.

15 En anden måde hvorpå man kan frembringe overhastighedstil standene opstår automatisk i den almindelige funktionstilstand, når retningsvælgerstangen 20 pludselig flyttes over i frem-eller bakstillingen fra neutralstillingen, eller flyttes imellem frem- og bakstillingen.

20 Når retningsvælgerstangen 20 føres til fremadpositionen, lukkes afbryder 76 således, at der afgives et signal til styrekredsløbet 80, som igen afgiver et signal til holdekredsløbet 82. Af fig. 3 ses, at det indkomne signal gennem modstanden 228 i holdekredsen 25 82 får transistoren 226 gjort ledende og ledningen 222 jordet, hvorved den monostabile multivibrator 220 afgiver en impuls. I den foretrukne udførelsesform vil udgangen af multi-vibratoren 220 være høj i ca. 4 sek., hvorved transistoren 218 bliver ledende og overfører spændingen VI til ledningen 216.

30 Spændingen VI i ledningen 216 medfører, at dioden 208 bliver forspændt i spærreretningen, hvorved felteffekttransistoren 202 bliver ledende, således at indgangsledningen 200 forbindes med udgangsledningen 204 og overfører dét modificerede ordresignal til overhastighedsfilteret. 72. Bakstyrekredsløbet 25 88 fungerer på samme måde.

I de fire sekunder, hvor multivibratoren 220 er aktiv umiddelbart efter et skift med køreretningsvælgeren til fremad- eller bagudkørsel, vil overhastighedsfilteret 72 lade det modificerede 149268 17 ordresignal passere igennem upåvirket pga. at stigetiden i filteret er valgt således, at den er meget kort, hvorved alle frekvenser fra ordreomformerkredsløbet 42 vil kunne passere direkte. Dette vil gøre det muligt for overhastighedssignalet via 5 overhastighedsmodifikationskredsløbet 70 at nå frem til det andet sumkredsløb 68 uden væsentlige tidsforsinkelser, og den servostyrede pumpe 92 vil derfor drive de hydrostatiske drivmotorer 58 til at øge hastigheden med samme hastighed i den samme grad, hvormed hastigheden af de bageste drivhjul 18 ændrer 10 sig. Når impulsen på udgangen af multivibratoren 220 er slut, dvs. når den forudbestemt holdeperiode er afsluttet, og multivibratoren 220 har afbrudt transistoren 218, således at spændingen på ledningen 216 er bragt ned til V2 for at gøre dioden 208 ledende og spærre felteffekttransistoren 202, vil overhas-15 tighedssignalet fra overhastighedsfilteret 72 aftage med den samme hastighed, hvormed det forstærkede servosignal fra servo-filteret 66 vokser, således at servostyresignalet fra den anden sumkreds 68 vil forblive relativt konstant.

20 De forskellige stige- og faldetider i overhastighedsfilterkreds løbet opnås ved at oplade kondensatoren 250 igennem modstanden 248 for at opnå én tidskonstant for den anden forudbestemte ændringshastighed og ved at aflade kondensatoren 250 igennem en modstand 252 for at opnå den anden tidskonstant for den tred-25 je forudbestemte ændringshastighed. Således opnås en hastighed for stigende signaler og en anden for aftagende signaler.

Et problem, som opstod ved brug af den elektroniske styring 34 under hurtige skift mellem kørsel fremad og bagud, som f.eks.

30 når redskabet 10 sidder fast, og føreren ønsker at rokke køre tøjet frem og tilbage for at komme fri, var at servofilteret 66 ikke kunne reducere det forstærkede servosignal hurtigt nok pga. tidskonstanten. Derfor blev kredsløbet opbygget med transistorerne 226 og 234 og ledningerne 222 for at sikre, at kon-35 densatoren 240 ville blive afladet, når som helst køreretnings- vælgeren 20 er i neutral stilling.

149268 18

Som det ses i fig. 3, vil ledningen 222 vare jordet, så længe der er et indgangssignal til transistoren 226 fra frem- eller bak-styrekredsløbene 80 eller 88, hvorved transistoren 234 vil være afbrudt, og kondensatoren 240 vil fungere som normalt.

5 Så snart køreretningsvælgeren 20 føres ind i neutralstillingen, afbrydes transistoren 226, og transistoren 234 trækker strøm, hvorved kondensatoren 240 bliver afladet til jord igennem modstanden 236 og transistoren 234, hvorved der fås en anden lille tidskonstant.

10

Et andet problem, som opstod, var nødvendigheden af at tage højde for den situation, hvor en belastning medfører, at redskabet 10 stopper med de forreste drivhjul 26 blokerede og de bageste drivhjul kørende rundt med slip. Eftersom tilbagekob-lingssignalet går mod nul, medens det modificerede ordresignal fortsætter usvækket, vil den servostyrede pumpe begynde at øge sit udgangstryk indtil en sikkerhedsventil åbner i det hydrauliske system 98. Ved lave hastigheder er der et alvorligt effekttab på grund af, at væsken pumpes igennem en sikkerheds-20 ventil uden at udføre noget nyttigt arbejde. Ved højere hastig heder får effekttabet maskinen 12 til at gå i stå.

Dette problem bliver løst ved at tilføje et holdekredsløb (damp) 73, som udnytter de modificerede ordresignaler til at fastlægge 25 maksimalværdier, ved hvilke servostyresignalet vil blive fast låst, for at undgå overdrevet hydraulisk udstrømning fra den servostyrede pumpe 92. Det betyder, at når det modificerede ordresignal stiger, stiger servostyresignalholdespændingen.

Som det er klart for fagfolk, vil det være en utilstrækkelig 30 løsning i problemet blot at begrænse servostyresignalet til et enkelt maksimum elle rat begrænse forskellem mellem det modificerede ordresignal og tilbagekoblingssignalet.

Por at sikre, at hjælpedrevet 24 arbejder korrekt sammen med 35 de bageste drivhjul 18, er det nødvendigt at inkludere begge frem- og bakafbrydere og trykafbrydere i aktivering af magnetventilerne 108 og 110, eftersom det kraftoverførende drev 14 er udsat for modulation og forsinkelser under retningsskift.

Claims (14)

149268 Køreretningsafbryderne alene er utilstrækkelige, fordi de virker øjeblikkeligt, mens de bageste drivhjul 18 muligvis endnu ikke har skiftet retning på grund af modulationen. På tilsvarende måde er trykafbryderne alene utilstrækkelige, 5 fordi det er muligt for begge trykafbrydere at være lukkede mellem gearskift i det kraftoverførende hoveddrev 14. 10

1. Hydrostatisk hjælpedrev, der kan forbindes med mindst et hjul, der ikke drives til stadighed, hvilket hjælpedrev automatisk kan tilkobles et hoveddrev (14) forbundet med drivhjul (18) og har en pumpe (92), en hydromotor (58) og en kob- 15 ling (60) mellem hydromotoren og det tilhørende hjul (26), hvorved pumpen (92) er forbundet med hydromotoren, og koblingen kan rykkes ind og ud hydraulisk og i afhængighed af det tryk, der hersker mellem pumpeudgangen og hydromotorindgangen, og rykkes ud, når hydromotoren drives af hjulet, kende- 20 tegnet ved, at pumpens leveringsmængde til hydromotoren (58) kan reguleres via en elektronisk styrekreds (34) i afhængighed af omdrejningstallet på udgangen af hoveddrevet (14).

2. Hjælpedrev ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pumpen (92) er udformet som pumpe med et variabelt fortrængningsvolumen, der reguleres via den elektroniske styrekreds (34).

3. Hjælpedrev ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den elektroniske styrekreds (34) er udformet således, at hydromotoren (58) kan drives med et mindre omdrejningstal end drivhjulene (18). 1

4. Hjælpedrev ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den elektroniske styrekreds (34) er udformet således, at hydromotoren (58) kan drives med et højere omdrejningstal end drivhjulene (18). 149268

5. Hjælpedrev ifølge krav 3, kendetegnet vedr at den elektroniske styrekreds (34) er udformet således, at ved omkobling af hoveddrevet (14) (f.eks. med retningsvælgerstangen 20, se side 15) fra en neutralstilling (frigear) vil 5 hydromotoren (58) kortvarigt drives med et højere omdrejnings tal end drivhjulene (18).

6. Hjælpedrev ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den elektroniske styrekreds (34) til regulering af pumpen 10 omfatter føleorganer (40) tilknyttet hoveddrevet og forbundet til en ordreomformerkreds (42), som afgiver et ordresignal svarende til hoveddrevets hastighed og er forbundet til et ordremodifikationskredsløb (44), som modificerer ordresignalet med en første forudbestemt procentsats, og at den elektroni-15 ske styrekreds (34) endvidere omfatter føleorganer (54) til knyttet hjælpedrevet, hvilke føleorganer er forbundet til en tilbagekoblingsomformerkreds (52), der afgiver et tilbagekoblingssignal svarende til hjælpedrevets hastighed, og at udgangene fra ordremodifikationskredsen og tilbagekoblings-20 omformerkredsen, er forbundet til signalbehandlende organer (50, 64), som afgiver et styresignal, der svarer til differensen mellem signalerne.

7. Hjælpedrev ifølge krav 4 og 6, kendetegnet 25 ved, at den elektroniske styrekreds (3 4} omf atter et overhastig hedskredsløb (48) med et vælgerkredsløb (46), forbundet til udgangen fra ordremodifikationskredsen (44) for valgfrit at kunne modificere det modificerede ordresignal med en anden forudbestemt procentsats til tilvejebringelse af et overha- 30 stighedssignal.

8. Hjælpedrev ifølge krav 6, kendetegnet ved, at de signalbehandlende organer (50,64) omfatter et servo- filter (66) indeholdende en kondensator (240) og en modstand 35 (238).

9. Hjælpedrev ifølge krav 7, kendetegnet ved, at overhastighedskredsløbet (48) indeholder et overhastig- 149268 hedsfilter (72) omfattende et RC-netværk indeholdende en seriekoblet modstand (248), en parallelkoblet kondensator (250) og en parallelkoblet modstand (252).

10. Hjælpedrev ifølge krav '8 og 9, kendetegnet ved, at tidsforsinkelsen i servofilteret (66) i hovedsagen er lig med tidsforsinkelsen i overhastighedsfilteretsv (72) parallelkoblede modstand (252) og kondensator (250).

11. Hjælpedrev ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at den elektroniske styrekreds (34) er forbundet med en elektrisk Indstillelig ventil, hvormed pumpens (92) fortrængningsvolumen kan ændres.

12. Hjælpedrev ifølge krav 6 og il, kendetegnet ved, at der på udgangen af ordremodifikationskredsen (44) og parallelt med de signalbehandlende organer er indrettet en holdekreds ("clamp"-73), der begrænser udgangssignalet til den elektrisk indstillelige ventil til værdier, der står 20. konstant forhold til det varierende signal, der kommer fra ordremodifikationskredsen (44).

13. Hjælpedrev ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den elektroniske styrekreds (34) omfatter køre- 25 retningsfølsomme omskiftere ( 76, 78 )der er af hængige af stillingen af en køreretningsvælger (20), og som kan tilvejebringe frem- og baksignaler til magnetventiler (108,110), som styrer indkoblingen af hydromotoren. 1 2 3 4 5 6

14. Hjælpedrev ifølge krav 13, kendetegnet ved, 2 at den elektroniske styrekreds (34) indbefatter en fremstyre- 3 kreds (80) og en bakstyrekreds (88), som modtager styresig 4 nalet og kan reagere på et fremsignal fra en fremføler (76) 5 og tilvejebringe et udgangssignal til den servostyrede pumpe 6 (92) og kan reagere på et baksignal fra ' en bakføler ' (78) og tilvejebringe et modificeret udgangssignal til den servostyrede pumpe (92).