DE2934019C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Richtung und der Geschwindigkeit eines selbstfah­ renden Fahrzeugs, das einerseits über ein Lauffahrwerk, das aus mindestens zwei voneinander unabhängigen, ange­ triebenen Lauforganen besteht, und andererseits über ein Stützfahrwerk, das gegebenenfalls auf ein einziges ver­ schwenkbares Stützorgan reduziert ist, auf dem Boden aufliegt.

Insbesondere betrifft die Erfindung selbstfahrende Ver­ dichtungsfahrzeuge mit hydrostatischem Getriebe, d. h. Verdichtungsfahrzeuge, deren Lauforgane Vibrierkörper bilden und einzeln durch unabhängige Hydraulikmotoren in Drehung versetzt werden, wie sie beispielsweise in der FR-PS 15 73 169 und in der FR-PS 23 23 543 beschrie­ ben werden.

Bei der Konstruktion derartiger selbstfahrender Fahrzeuge besteht ein Problem darin, daß zu jedem Zeitpunkt unab­ hängig von dem Einschlagwinkel des Stützorgans zwischen der Richtungssteuerung und der Geschwindigkeitssteuerung eine vollkommene Unabhängigkeit bestehen muß.

In der FR-PS 15 73 169 wird eine mechanische Lösung die­ ses Problems vorgeschlagen, die den Fall betrifft, in dem das Stützorgan ein einfaches gelenktes Organ, d. h. ein einfaches freilaufendes Lauforgan ist.

In der FR-PS 23 23 543 wird diese mechanische Lösung auf den Fall ausgedehnt, in dem das das Stützorgan bildende Lauforgan nicht nur gelenkt ist, sondern auch angetrie­ ben wird.

Auch diese mechanische Lösung ist befriedigend. Sie besitzt jedoch folgende Nachteile:
Zunächst ist die Unabhängigkeit der Geschwindigkeitssteue­ rung des Fahrzeugs gegenüber seiner Richtungssteuerung nur in dem Maße gewährleistet, in dem in einer Kurve die Dreh­ geschwindigkeit des angetriebenen Außenlauforgans unterhalb eines maxi­ malen Geschwindigkeitswerts bleibt, der dem Höchstdurch­ satz der Pumpe entspricht, die den Motor dieses Außenlauf­ organs speist: über diesem maximalen Geschwindigkeitswert nimmt die Drehgeschwindigkeit des angetriebenen Innenlauforgans schnell ab, so daß die Fahrrichtung des Fahrzeugs, die durch die Relativdrehgeschwindigkeiten der angetriebenen Lauforgane bestimmt wird, in einem Zusammenhang mit dem Einschlag­ winkel des Stützorgans dieses Fahrzeugs bleibt.

Die Drehgeschwindigkeit des angetriebenen Innenlauforgans nimmt also ab, während die des angetriebenen Außenlauf­ organs bei ihrem Höchstwert stehen bleibt, so daß die mitt­ lere Vorschubgeschwindigkeit des Fahrzeugs automatisch ab­ nimmt, was in der Praxis wie eine automatische Rückbewegung des Geschwindigkeitssteuerhebels des Fahrzeugs wirkt.

Wenn das Fahrzeug in die Gerade zurückkehrt, ist dieser Hebel deshalb nicht mehr in seiner ursprünglichen Stel­ lung und die ursprünglich eingestellte Vorschubgeschwin­ digkeit ist nicht mehr beibehalten, so daß der Fahrer des Fahrzeugs wieder den Geschwindigkeitssteuerhebel betätigen muß, um die ursprüngliche Vorschubgeschwindigkeit zu er­ halten.

Die in den genannten französischen Patentschriften be­ schriebenen mechanischen Lösungen gestatten außerdem nicht verschiedene Drehrichtungen der beiden angetrie­ benen Lauforgane, wodurch der Einschlagwinkel, der dem Stützorgan verliehen werden kann, begrenzt wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung zur Richtungs- und Geschwindigkeitssteuerung eines derarti­ gen selbstfahrenden Fahrzeugs, die die erwähnten Nachteile nicht aufweist und bei der eine mittlere Vorschubgeschwin­ digkeit des Fahrzeugs unabhängig von dem Einschlagwinkel des Stützorgans ständig beibehalten wird und praktisch jede Begrenzung des entsprechenden Einschlagwinkels, der etwa 90° erreichen kann, wegfällt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht, die die Anordnung der Fahrwerke eines selbstfahrenden Fahrzeugs zeigt, auf das die Erfindung angewandt werden kann,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung zur Richtungs- und Geschwindigkeits­ steuerung für ein derartiges Fahrzeug in dem Fall, in dem sein Stützorgan nicht angetrieben ist,

Fig. 3 ein Fig. 2 entsprechendes Blockschaltbild für den Fall, in dem das Stützorgan des Fahrzeugs angetrie­ ben ist,

Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild einer derartigen Vor­ richtung und

Fig. 5 ein Schaltbild, das einen Teil von Fig. 4 wieder­ gibt und eine abgewandelte Ausführungsform betrifft.

Es wird im folgenden davon ausgegangen, daß das betreffende selbstfahrende Fahrzeug gemäß Fig. 1 einerseits über ein Lauffahrwerk 10, das aus zwei voneinander unabhängigen, angetriebenen Lauforganen 11 D und 11 G besteht, und anderer­ seits über ein Stützfahrwerk 12, das auf ein einziges ver­ schwenkbares Stützorgan 11 M reduziert ist, auf dem Boden aufliegt.

Die beiden Fahrwerke 10 und 12 sind in der Längsachse des Fahrzeugs hintereinander angeordnet, und zwar ist das Stütz­ fahrwerk 12 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vor dem Lauffahrwerk 10 (in der normalen Vorschubrichtung des Fahrzeugs gesehen) angeordnet.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das verschwenk­ bare Stützorgan 11 M, das das Fahrwerk 12 bildet, ein Lauf­ organ, es kann sich hierbei jedoch auch um eine einfache Kufe handeln.

Ein derartiges Lauforgan kann frei drehbar sein, es kann sich jedoch auch um ein angetriebenes Organ handeln.

Im nachfolgenden handelt es sich um ein selbstfahrendes Fahrzeug mit hydrostatischem Getriebe, d. h. bei dem die Drehung der Lauforgane 11 D und 11 G durch Hydraulikmoto­ ren erzeugt wird, die jeweils einzeln von getrennten Pumpen gespeist werden. Dasselbe gilt für das Stützorgan 11 M, wenn dieses seinerseits angetrieben wird.

Hierbei ist:

• - CD der Hubraum der Pumpe des rechten angetriebenen Lauf­ organs 11 D,
• - CG der Hubraum der Pumpe des linken angetriebenen Lauf­ organs 11 G,
• - CM der Hubraum der Pumpe des Stützorgans 11 M, wenn dieses angetrieben ist,
• - a der Abstand der vertikalen Mittelebenen der Lauforgane 11 D und 11 G in Querrichtung und
• - L der Abstand in Längsrichtung zwischen der vertikalen Ebene, die durch die Achsen der Lauforgane 11 D und 11 G läuft, und der vertikalen Ebene, die durch die Achse des Stützorgans 11 M läuft, und zwar in seiner mittleren Ruhestellung.

Jetzt wird angenommen, daß dem Stützorgan 11 M ein Einschlag­ winkel a verliehen wird, und zwar in der Richtung, daß sich das angetriebene Lauforgan 11 G auf der Innenseite der ent­ sprechenden Kurve befindet.

Hierbei ist:

• - O der Mittelpunkt der Drehung des Fahrzeugs im Falle eines Einschlagwinkels α ,
• - VD die Fortbewegungsgeschwindigkeit des angetriebenen Lauf­ organs 11 D,
• - VG die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Lauforgans 11 G,
• - vM die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Stützorgans 11 M,
• - RD der Radius des von dem angetriebenen Lauforgan 11 D be­ schriebenen Kreises,
• - RG der Radius des von dem angetriebenen Lauforgan 11 G be­ schriebenen Kreises und
• - rM der Radius des von dem Stützorgan 11 M beschriebenen Kreises.

Aufgrund der Konstruktion können folgende Gleichungen auf­ gestellt werden:

VD = K · CD  VG = K · CG

in denen K durch die Drehgeschwindigkeit der betreffenden Pumpen, den Hubraum der von ihnen gespeisten Motoren und den Durchmesser der von ihnen angetriebenen Lauforgane be­ stimmt wird.

Gemäß Fig. 1 erhält man:

d. h. also

Außerdem können folgende Gleichungen aufgestellt werden:

RD - RG = a und

R ist der Radius des mittleren Kreises, auf dem sich das Fahrzeug in seiner Gesamtheit bewegt.

Damit dieser Radius R dem Einschlagwinkel α des Stütz­ organs 11 M entspricht, muß:

sein. Dies bedeutet unter Berücksichtigung der vorher­ gehenden Gleichungen:

Aus Fig. 1 kann folgende Gleichung gezogen werden:

und damit, unter Berücksichtigung der vorhergehenden Gleichungen:

Die mittlere Vorschubgeschwindigkeit V des Fahrzeugs ist:

Der mittlere Hubraum C der Pumpen der angetriebenen Lauf­ organe 11 D und 11 G, der diese mittlere Geschwindigkeit V bewirken kann, kann also folgendermaßen ausgedrückt werden:

Aus diesen Gleichungen können folgende Gleichungen abge­ leitet werden:

und, wenn das Stützorgan 11 M angetrieben wird,

Nun sind zwei Fälle zu betrachten.

Erster Fall: die Hubräume CD und CG bleiben beide unter dem Höchstwert C max oder mit anderen Worten, der Hub­ raum CD, der bei der betrachteten Kurve der größere ist, bleibt unabhängig von dem Einschlagwinkel, dem diese Kurve entspricht, unter diesem Höchstwert C max.

Die für die Hubräume CD, CG und CM einzuhaltenden Werte sind also die durch die oben angeführten Gleichungen gegebenen Werte.

Zweiter Fall: bei der betreffenden Kurve, bei der davon ausgegangen wird, daß der von der Längsachse des Fahr­ zeugs aus gemessene Einschlagwinkel positiv ist, kann der Wert des Hubraums CD den Höchstwert C max erreichen.

In diesem Fall ist es bei größeren Einschlagwinkeln, bei denen der Hubraum CD an seinem Höchstwert C max stehen bleibt, erforderlich, den mittleren Hubraum C und damit die Hubräume CG und CM vorübergehend zu verringern.

Die einzuhaltenden Gleichungen lauten nun:

CD = C max

CM, das in CD und CG ausgedrückt wird, behält denselben Wert wie oben bei.

Wenn der Einschlagwinkel negativ ist, d. h. wenn sich in der entsprechenden Kurve das angetriebene Lauforgan 11 D auf der Innenseite befindet, werden die vorhergehenden Gleichungen auf ähnliche Weise:

C2 = C max

Wenn also in einer Kurve der Hubraum der Pumpe, die einem beliebigen angetriebenen Lauforgan 11 D oder 11 G zugeordnet ist, den Höchstwert C max überschreitet, müssen die folgen­ den Gleichungen eingehalten werden:

CD (oder CG) = C max

Gegenstand der Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung, die diese Bedingungen erfüllt.

Wie das Blockschaltbild von Fig. 2 zeigt, besitzt diese Vorrichtung, bei der die Hubräume CD, CG, CM und C max Geschwindigkeitssteuerungen entsprechen, einen Eingangs­ fühler 15, der für eine mit dem Einschlagwinkel a verbun­ dene Größe empfindlich ist, und ein Einstellpotentiometer 16, von dem ein Anschluß 17 mit der Masse verbunden ist, während an den anderen Anschluß 18 eine Spannung angelegt ist, die dem Höchstwert C max der Geschwindigkeitssteue­ rung entspricht. Dieses Einstellpotentiometer gestattet mit seinem Läufer 19 die Einstellung einer Sollspannung, die dem einzuhaltenden Mittelwert C der Geschwindigkeits­ steuerung entspricht. Ein erster Operator O I, der durch das Einstellpotentiometer 16 und den Eingangsfühler 15 gesteuert wird, kann die Funktion

C (1 - K1 · tg α) (F I)

erarbeiten. Ein zweiter Operator O II, der durch das Ein­ stellpotentiometer 16 und den Eingangsfühler 15 gesteuert wird, kann die Funktion

C (1 + K1 · tg α) (F II)

erarbeiten. Ein dritter Operator O III, der durch das Ein­ stellpotentiometer 16 und den Eingangsfühler 15 gesteuert wird, kann die Funktion

erarbeiten. Weiterhin besitzt die Vorrichtung Ausgänge SD und SG, die die Geschwindigkeitssteuerung CD und CG lie­ fern, einen ersten Vergleicher 20I, der an seinen Ein­ gängen einerseits den Höchstwert C max der Geschwindig­ keitssteuerung und andererseits die Funktion F 1 erhält, und einen zweiten Vergleicher 20II, der an seinen Ein­ gängen einerseits den Höchstwert C max der Geschwindig­ keitssteuerung und andererseits die Funktion F 2 erhält. Die Operatoren O I und O II sind jeweils mit den Ausgängen SD und SG verbunden, sind zu dem Operator O III parallel und werden durch Gatter gesteuert, die durch die Ver­ gleicher gesteuert werden.

Beispielsweise bestehen die Vergleicher 20I und 20II je­ weils aus einem Operationsverstärker, der entsprechend als Vergleicher geschaltet ist, dessen Ausgangsspannung von der unteren Stufe zur oberen Stufe kippt, wenn das Potential am positiven Eingang größer als das am nega­ tiven ist. Sie erhalten den Höchstwert C max der Ge­ schwindigkeitssteuerung an ihrem negativen Eingang.

Der Operator O I ist mit dem Ausgang SG einerseits über ein Gatter P 1, das über einen Umkehrer I 1 durch den Ver­ gleicher 20II gesteuert wird, und andererseits über ei­ nen Ausgangsverstärker 22 G verbunden.

Der Operator O II ist mit dem Ausgang SD einerseits über ein Gatter P 2, das über einen Umkehrer I 2 durch den Vergleicher 20II gesteuert wird, und andererseits über einen Ausgangsverstärker 22 D verbunden.

Der Operator O III ist einerseits mit dem Eingang des Ver­ stärkers 22 G über ein Gatter P′ 1, das direkt durch den Vergleicher 20II gesteuert wird, und andererseits mit dem Eingang des Verstärkers 22 G über ein Gatter P′ 2, das direkt durch den Vergleicher 20I gesteuert wird, verbunden.

Die Gatter P 1, P′ 1, P 2, P′ 2 sind offen, wenn das Potential ihre Steuerung auf der oberen Stufe ist, und sind geschlos­ sen, wenn es sich auf einer unteren Stufe befindet.

Der Fahrer des Fahrzeugs hat mit dem Läufer 19 des Einstell­ potentiometers 17 die Spannung einzustellen, die der mittle­ ren Steuergeschwindigkeit C entspricht.

Solange das Fahrzeug auf gerader Strecke fährt, bleiben die den Ausgängen SD und SG gelieferten Geschwindigkeitssteue­ rungen CD und CG gleich und werden diesen direkt von den Operatoren O I und O II geliefert, da die Gatter P 1 und P 2 offen sind, während die Gatter P′ 1 und P′ 2 geschlossen sind.

Sobald dem Stützorgan 11 M ein Einschlagwinkel α verliehen wird, werden die den Ausgängen SD und SG gelieferten Ge­ schwindigkeitssteuerungen CD und CG durch Einwirkung der Operatoren O I und O II verschieden groß.

Soweit die von dem Operator O II gelieferte Spannung unter der Spannung bleibt, die dem Höchstwert C max der Geschwin­ digkeitssteuerung entspricht, d. h. soweit der Durchsatz der Pumpe, die den das äußere Lauforgan 11 D antreibenden Motor speist, angesichts des Einschlagwinkels unter seinem Höchst­ wert bleibt, tritt der Vergleicher 20II nicht in Tätigkeit: Das Gatter P 1 bleibt offen und das Gatter P′ 1 bleibt ge­ schlossen.

Wenn aber der Einschlagwinkel α so groß ist, daß die von dem Operator O II erzeugte Spannung größer als die Spannung wird, die dem Höchstwert C max der Geschwindigkeitssteuerung ent­ spricht, kippt der Vergleicher 20II: das Gatter P 1 wird nun geschlossen und das Gatter P′ 1 wird geöffnet.

Nun liefert anstelle des Operators O I der Operator O III den Eingang des Ausgangsverstärkers 22 G die für den Ausgang SG bestimmte Geschwindigkeitssteuerung CG gemäß der Funktion F 3, während die dem Ausgang SD gelieferte Geschwindigkeits­ steuerung CD durch den Ausgangsverstärker 22 D auf dem Höchst­ wert C max gesättigt ist.

Die in diesem Fall für die Geschwindigkeitssteuerungen ein­ zuhaltenden Beziehungen sind also gewährleistet.

Insbesondere ist die mittlere Vorschubgeschwindigkeit des Fahrzeugs herabgesetzt.

Diese Situation besteht solange, als der Einschlagwin­ kel a , der sie ausgelöst hat, beibehalten wird.

Wenn der Einschlagwinkel α auf einen solchen Wert redu­ ziert wird, daß die von dem Operator O II gelieferte Span­ nung wieder kleiner als die dem Höchstwert C max der Ge­ schwindigkeitssteuerung entsprechende Spannung ist, und erst recht, wenn der Einschlagwinkel Null wird, so wird wieder automatisch bewirkt, daß die Operatoren O I und O II direkt die Geschwindigkeitssteuerungen CD und CG für die Ausgänge SD und SG erarbeiten, so daß das Fahrzeug automatisch wieder die mittlere Vorschubgeschwindigkeit V einnimmt, die dem eingestellten Wert C der Geschwindig­ keitssteuerung entspricht.

Im vorhergehenden wurde davon ausgegangen, daß der Ein­ schlagwinkel α positiv ist, wobei sich das Lauforgan 11 D auf der Außenseite der Kurve befand.

Wenn dagegen der Einschlagwinkel negativ ist, wobei sich das Lauforgan 11 G auf der Außenseite der Kurve befindet, so tritt nötigenfalls der Vergleicher 20I in Tätigkeit und bewirkt auf ähnliche Weise wie im vorhergehenden und mit ähnlichen Ergebnissen die Schließung des Gatters P 2 und die Öffnung des Gatters P′ 2.

Im vorhergehenden wurde davon ausgegangen, daß das Stütz­ organ 11 M frei drehbar ist.

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung auf den Fall, in dem dieses Stützorgan dagegen angetrieben wird.

Für diesen Fall ist ein vierter Operator O IV vorgesehen, der einerseits durch den Eingangsfühler 15 gesteuert wird, der für eine mit dem Einschlagwinkel α verbundene Größe empfindlich ist, und der andererseits eine Spannung er­ hält, der mit der Hälfte der Summe der Geschwindigkeits­ steuerungen CD und CG verbunden ist. Dieser vierte Opera­ tor kann die folgende Funktion ausarbeiten:

Über einen Ausgangsverstärker 22 M ist der Operator O IV mit dem Ausgang SM verbunden, der die gewünschte Ge­ schwindigkeitssteuerung CM liefern kann.

Der Operator O IV erhält die mit der halben Summe der Geschwindigkeitssteuerungen CD und CG verbundene Spannung von einem Additionspunkt 24, der einerseits entweder über ein direkt durch den Vergleicher 20II gesteuertes Gatter P 3 mit dem Anschluß 18 des Einstellpotentiometers 16, an den die dem Höchstwert C max der Geschwindigkeitssteue­ rung entsprechende Spannung angelegt wird, oder über ein Gatter P′ 3, das durch den Vergleicher 20II über den Umkehrer I 1 gesteuert wird, mit dem Eingang des Ausgangs­ verstärkers 22 D verbunden ist. Andererseits ist dieser Operator O IV entweder wie im vorhergehenden Fall über ein direkt durch den Vergleicher 20I gesteuertes Gatter P 4 mit dem Anschluß 18 des Einstellpotentiometers 16 oder über ein Gatter P′ 4, das über den Umkehrer I 2 durch den Ver­ gleicher 20I gesteuert wird, mit dem Eingang des Ausgangs­ verstärkers 22 G verbunden.

Wenn beide Geschwindigkeitssteuerungen CD und CG kleiner als der Höchstwert C max sind, sind die Gatter P 3 und P 4 aus den oben beschriebenen Gründen geschlossen, während die Gatter P′ 3 und P′ 4 offen sind.

In diesem Fall erhält der Additionspunkt 24 die Geschwin­ digkeitssteuerungen CD und CG und liefert deren Summe dem Eingang des Operators O IV.

Wenn aber beispielsweise die Geschwindigkeitssteuerung CD größer als der Höchstwert C max wird, bewirkt der Ver­ gleicher 20II die Öffnung des Gatters P 3 und die Schließung des Gatters P′ 3.

Über das Gatter P 3 erhält nun der Additionspunkt 24 die dem Höchstwert C max entsprechende Spannung, und zwar anstelle der am Eingang des Ausgangsverstärkers 22 D auftretenden Spannung, d. h. anstelle der Geschwindigkeitssteuerung CD, während der Additionspunkt 24 über das Gatter P′ 4 weiterhin die Geschwindigkeitssteuerung CG erhält.

In allen Fällen ist die obengenannte Funktion F 4 eingehal­ ten.

Die Vergleicher 20I und 20II, die Gatter P 1, P′ 1, P 2, P′ 2, P 3, P′ 3, P 4 und P′ 4 und die Ausgangsverstärker 22 D, 22 G, und 22 M werden nicht ausführlicher beschrieben, da ihre Ausbildung dem Fachmann bekannt ist.

Dasselbe könnte für die Operatoren O I, O II, O III und O IV sowie für den Eingangsfühler 15 gelten.

Im folgenden wird jedoch anhand von Fig. 4 eine mögliche Ausführungsform dieser Elemente beschrieben.

In Fig. 4 sind die bereits beschriebenen Elemente mit den­ selben Bezugszahlen wie in Fig. 2 und Fig. 3 versehen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Ein­ gangsfühler 15 ein Potentiometer 25, dessen Läufer 26 durch das Stützorgan 11 M im Verhältnis des Tangens des Einschlag­ winkels des Stützorgans in Bewegung versetzt wird.

Beispielsweise ist dieses Potentiometer 25 linear und das Stützorgan 11 M, das in Fig. 4 schematisch mit der vertikalen Achse 27, die ihm einen Einschlagwinkel ver­ leihen kann, dargestellt ist, wirkt auf den Läufer 26 des Potentiometers über eine Steuerkurve 28 ein, die be­ züglich Drehung mit der Achse 27 fest verbunden ist und deren Führungsfläche 29 einer Tangens-Gesetzmäßig­ keit folgt. Der Läufer 26 des Potentiometers 25 ist über eine Übertragung 27 mit der Rolle 30 verbunden, die mit dieser Führungsfläche in Kontakt gehalten wird.

Einer der Anschlüsse des Potentiometers 25 liegt an der Masse, während an den anderen über einen Operationsver­ stärker 32, der als Spannungsfolgeverstärker geschaltet ist und somit einfach ein Impedanzanpassungsglied bildet, die Spannung angelegt wird, die an dem Läufer 19 des Ein­ stellpotentiometers angenommen wird und dem einzuhalten­ den Mittelwert C der Geschwindigkeitssteuerung entspricht.

Wenn der Einschlagwinkel α Null ist, befindet sich der Läufer 26 des Potentiometers 25 in der Mittelstellung.

Bei einem beliebigen positiven oder negativen Einschlag­ winkel bewirkt die Steuerkurve 28 die Winkelbewegung die­ ses Läufers 26 in der einen oder der anderen Richtung und die an ihm abgenommene Spannung hat die Form:

C/2 (1 + K′1 · tg α)

Diese Spannung wird über einen Operationsverstärker 33, der als Spannungsfolgeverstärker geschaltet ist, an ei­ nen der Eingänge eines Operationsverstärkers 34 angelegt, der als Subtrahierglied geschaltet ist und an dessen anderen Eingang die Ausgangsspannung des Verstärkers 32 angelegt wird.

Am Ausgang des Verstärkers 34 erhält man somit eine Span­ nung von der Form:

C/2 · K′1 · tg α

Über einen Verstärker 35 wird diese Spannung gleichzeitig an einen der Eingänge eines als Subtrahierglied geschal­ teten Operationsverstärker 36 und an einen der Eingänge eines als Addierglied geschalteten Operationsverstärkers 37 angelegt, wobei der andere Eingang jedes dieser Ope­ rationsverstärker außerdem die Ausgangsspannung des Ver­ stärkers 32 erhält.

Man erhält somit am Ausgang des Verstärkers 36 eine Span­ nung von der Form:

C (1 - K1 · tg α)

Die oben beschriebenen Elemente bilden somit gleichzeitig die bereits erwähnten Operatoren O I und O II.

Der Ausgang des Verstärkers 36 ist also einerseits über das Gatter P 1 mit dem Ausgangsverstärker 22 G und ande­ rerseits mit einem der Eingänge des Vergleichers 20I ver­ bunden und der Ausgang des Verstärkers 37 ist einerseits über das Gatter P 2 mit dem Ausgangsverstärker 22 D und an­ dererseits mit einem der Eingänge des Vergleichers 20II verbunden.

Der Eingangsfühler 15 besitzt bei der dargestellten Aus­ führungsform der Erfindung ein zweites lineares Potentio­ meter 40, dessen Mittelpunkt an der Masse liegt und des­ sen Läufer 41 wie der Läufer 26 des ersten Potentiometers 25 durch die Rolle 30 angetrieben wird, auf die die Tangens-Steuerkurve 28 einwirkt.

An diesem Läufer erhält man somit eine Spannung von der Form:

C · K″1 · tg α

Diese Spannung wird an einen der Eingänge eines Operations­ verstärkers 43 angelegt, der in einer an sich bekannten Brückendifferentialschaltung einerseits an einem seiner Eingänge diese Spannung und andererseits an jedem seiner Eingänge eine Spannung erhält, die dem Höchstwert C max der Geschwindigkeitssteuerung entspricht.

Aufgrund der Brückendifferentialschaltung dieses Operations­ verstärkers 43 und durch eine entsprechende Wahl der in die­ ser Schaltung benutzten Widerstände erhält man am Ausgang des Operationsverstärkers 43 eine Spannung von der Form:

Die Elemente, mit denen diese Spannung erreicht werden kann, entsprechen also dem oben erwähnten Operator O III und diese Spannung wird nun an den Mittelpunkt der Gatter P′ 1 und P′ 2 angelegt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Ein­ gangsfühler 15 schließlich ein drittes lineares Potentio­ meter 45, dessen Läufer 46 über ein Übertragungsglied 47 mit einer Rolle 48 gekoppelt ist, die mit der Bahn 49 ei­ ner drehbar montierten und mit der Achse 27 des Stützor­ gans 11 M bezüglich Drehung gekoppelten Steuerkurve 50 in Kontakt gehalten wird, deren Gesetzmäßigkeit der Kehrwert des Kosinus ist.

Einer der Anschlüsse dieses Potentiometers 45 liegt an der Masse, während an den anderen Anschluß über einen als Span­ nungsfolgeverstärker geschalteten Operationsverstärker 52 die Spannung angelegt wird, die man am Additionspunkt 24 erhält.

An dem Läufer 46 erhält man somit eine Spannung der Form:

Diese Spannung wird über einen als Spannungsfolgeverstär­ ker geschalteten Operationsverstärker 53 an einen der Ein­ gänge eines Operationsverstärkers 54 angelegt, der als Subtrahierglied geschaltet ist und an dessen anderen Ein­ gang die Ausgangsspannung des Verstärkers 52 angelegt wird.

Am Ausgang dieses Verstärkers 54 erhält man somit eine Spannung der Form:

und diese Spannung wird über den Ausgangsverstärker 22 M dem Ausgang SM geliefert. Diese einzelnen Elemente ent­ sprechen somit dem oben erwähnten Operator O IV.

Die in Fig. 5 gezeigte abgewandelte Ausführungsform ge­ stattet den Wegfall des Potentiometers 40.

Bei dieser Abwandlung besitzt der dritte Operator, der für die Bildung der Funktion F 3 erforderlich ist, einen Teiler.

Und zwar handelt es sich um einen Multiplikator 56, der in dem Rückkopplungszweig eines Operationsverstärkers 57 vorgesehen ist. Dieser Operationsverstärker 57 erhält über einen als Vorzeichenumkehrungsverstärker geschalteten Ver­ stärker 58 und über Gatter P 5 und P′ 5, deren erster über ein Umkehrglied I 3 und deren zweiter direkt durch einen für das Vorzeichen des Einschlagwinkels α empfindlichen Vergleicher 59 gesteuert werden, entweder die von dem ersten Operator gelieferte Spannung, die am Ausgang des Verstärkers 36 abgenommen wird, oder die von dem zweiten Operator gelieferte Spannung, die am Ausgang des Verstär­ kers 37 abgenommen wird, während sein anderer Eingang mit der Masse verbunden ist.

Gleichzeitig erhält der Multiplikator 56 über Gatter P 6 und P′ 6, deren erster direkt und deren zweiter über den Umkehrer I 3 durch den Vergleicher 59 gesteuert wird, ent­ weder die von dem zweiten Operator gelieferte Spannung, die am Ausgang des Verstärkers 37 abgenommen wird, oder die von dem ersten Operator gelieferte Spannung, die am Ausgang des Verstärkers 36 geliefert wird.

Die Verwendung eines derartigen Multiplikations- und Teilungsgliedes kann auch den Wegfall des Potentio­ meters 45 gestatten, wenn dies gewünscht wird, indem gewisse trigonometrische Grundbeziehungen zur Bildung von Funktionen ausgehend von

und tg α benutzt werden.

Ferner können auch die Steuerkurven 28 und 50 wegfallen, wenn die von ihnen gesteuerten Potentiometer mit Bahnen versehen sind, die direkt einerseits in einer tangentia­ len Gesetzmäßigkeit und andererseits in der Gesetzmäßig­ keit

ausgebildet sind.

Es sind verschiedene technische Ausbildungen der Operatoren sowie der Eingangsfühler möglich.

Je nach der mit dem Einschlagwinkel verbundenen Größe, die den Operatoren durch einen derartigen Eingangsfühler ge­ liefert werden, genügt es, daß diese Operatoren die einzel­ nen, gesuchten Funktionen ausarbeiten können.

Statt daß das Potentiometer 25 des Eingangsfühlers 15 mit einem seiner Anschlüsse mit der Masse verbunden ist und an dem anderen Anschluß eine Spannung erhält, die dem ein­ zuhaltenden Mittelwert C der Geschwindigkeitssteuerung ent­ spricht, kann dieses Potentiometer auch an einem seiner Anschlüsse diese Spannung und an dem anderen Anschluß über einen als Umkehrglied geschalteten Operationsverstärker eine umgekehrte Spannung erhalten.

In diesem Fall ist der Läufer eines derartigen Potentio­ meters, das linear ist, in der mittleren Ruhestellung, wenn der Einschlagwinkel α Null ist.

Angesichts der gewählten Anordnung entnimmt man also direkt an seinem Läufer eine Spannung, die zu C tg α proportional ist und deren Proportionalitätskoeffizient durch einen ent­ sprechend geschalteten Operationsverstärker eingestellt wird.

Wie oben wird diese Spannung anschließend vor den Ver­ gleichers 20I und 20II an Operationsverstärker angelegt, deren einer als Subtrahierer und deren anderer als Addierer geschaltet ist.

Ebenso können die Elemente 59, I 3, P 5, P′ 5, P 6, P′ 6 und 58 durch eine Einheit ersetzt werden, die den absoluten Wert des Ausdrucks KC tg α erhält, aus diesem die Ausdrücke C (1|- K tg α|) und (1|+ K tg α|) bildet und diese direkt dem Element 57 bzw. dem Element 56 liefert.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Verdichtungs­ maschinen mit hydrostatischem Getriebe beschränkt, son­ dern erstreckt sich auch auf alle selbstfahrenden Fahr­ zeuge oder Maschinen, bei denen mindestens das Lauffahr­ werk aus voneinander unabhängigen, angetriebenen Lauforganen besteht, wobei es keine Rolle spielt, ob diese an­ getriebenen Organe durch einen Hydraulikmotor oder bei­ spielsweise durch einen Elektromotor angetrieben werden.

Derartige Lauforgane können beispielsweise auch Ketten- bzw. Raupenlauforgane sein und/oder ihre Anzahl kann größer als zwei sein.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Richtung und der Geschwin­ digkeit eines selbstfahrenden Fahrzeugs, das auf dem Boden einerseits über ein Laufwerk, das aus min­ destens zwei voneinander unabhängigen, angetriebenen Lauforganen besteht, und andererseits über ein Stütz­ fahrwerk aufliegt, das gegebenenfalls auf ein einziges verschwenkbares Stützorgan reduziert ist, wobei die Geschwindigkeit jedes der angetriebenen Lauforgane ein­ zeln durch eine eigene Geschwindigkeitssteuerung ge­ steuert wird, gekennzeichnet durch
einen Eingangsfühler, der für eine mit dem Einschlag­ winkel α des verschwenkbaren Stützorgans verbundene Größe empfindlich ist,
ein Einstellpotentiometer, von dem ein Anschluß mit der Masse verbunden ist, während an den anderen Anschluß eine Spannung angelegt ist, die dem Höchstwert C max der Geschwindigkeitssteuerung entspricht, und das mit seinem Läufer die Einstellung einer Sollspannung ge­ stattet, die dem einzuhaltenden Mittelwert C der Ge­ schwindigkeitssteuerung entspricht,
einen ersten Operator O I, der durch das Einstellpotentio­ meter und den Eingangsfühler gesteuert wird und die Funktion C (1 - K1 · tg α) (F I)herstellen kann,
einen zweiten Operator O II, der durch das Einstell­ potentiometer und den Eingangsfühler gesteuert wird und die FunktionC (1 + K1 · tg α) (F II)herstellen kann,
einen dritten Operator O III, der durch das Einstell­ potentiometer und den Eingangsfühler gesteuert wird und die Funktion herstellen kann,
Ausgänge SD und SG, die die Geschwindigkeitssteuerungen CD bzw. CG liefern können,
einen ersten Vergleicher, der an einem seiner Eingänge einerseits den Wert C max und andererseits die Funktion F I erhält,
und einen zweiten Vergleicher, der an einem seiner Eingänge einerseits den Wert C max und andererseits die Funktion F II erhält,
wobei die Operatoren O I und O II jeweils parallel zu dem Operator O III über Gatter, die durch die Vergleicher gesteuert werden, mit den Ausgängen SD und SG verbunden sind undCDdie Geschwindigkeitssteuerung eines der angetriebenen Lauforgane,CGdie Geschwindigkeitssteuerung des anderen angetrie­ benen Lauforgans,Cder mittlere Wert der Geschwindigkeit, wobei einer mittleren Vorschubgeschwindigkeit entspricht, die bei dem betreffenden Fahrzeug einzuhalten ist,C maxein Höchstwert der Geschwindigkeitssteuerung und α der Einschlagwinkel des Stützorgans ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Eingangsfühler ein Potentio­ meter besitzt, deren Läufer in seiner Bewegung durch das Stützorgan gemäß dem Tangens seines Einschlagwin­ kels gesteuert wird, wobei an einen der Anschlüsse des Potentiometers eine Spannung angelegt ist, die dem ein­ zuhaltenden mittleren Wert C der Geschwindigkeitssteue­ rung entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Potentiometer ein lineares Potentiometer ist, dessen Läufer sich in der Ruhestel­ lung an seinem Mittelpunkt befindet, und daß das Stütz­ organ auf den Läufer über eine Steuerkurve einwirkt, deren Bahn einer Tangens-Gesetzmäßigkeit folgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Potentiometer direkt in einer Tangens-Gesetzmäßigkeit ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Operator jeweils einen Operationsverstärker besitzt, der an seinen Eingängen einerseits die Span­ nung, die dem Höchstwert C max der Geschwindigkeits­ steuerung entspricht, und andererseits eine Spannung, die mit der von dem Eingangsfühler gelieferten Span­ nung verbunden ist, erhält und der im Fall des ersten Operators als Subtrahierglied und im Fall des zweiten Operators als Addierglied geschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dritte Operator einen Opera­ tionsverstärker besitzt, der in einer Brückendifferen­ tialschaltung einerseits an jedem seiner Eingänge die dem Höchstwert C max der Geschwindigkeitssteuerung ent­ sprechende Spannung und andererseits an einem der Ein­ gänge eine Spannung erhält, die an dem Läufer eines Potentiometers abgenommen wird, dessen Mittelpunkt mit der Masse verbunden ist, wobei der Läufer des Potentio­ meters in seiner Bewegung durch das Stützorgan über eine Steuerkurve gesteuert wird, deren Bahn einer Tangens- Gesetzmäßigkeit folgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dritte Operator einen Teiler besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Teiler ein Multiplizier­ organ besitzt, das in dem Rückkopplungszweig eines Operationsverstärkers angeordnet ist, dessen ent­ sprechender Eingang über Gatter, die durch einen für das Vorzeichen des Einschlagwinkels α empfind­ lichen Vergleicher gesteuert werden, entweder die von dem ersten Operator gelieferte Spannung oder die von dem zweiten Operator gelieferte Spannung erhält und dessen anderer Eingang mit der Masse verbunden ist, wobei das Multiplizierorgan gleichzeitig über Gatter, die durch den Vergleicher gesteuert werden, entweder die von dem zweiten Operator gelieferte Spannung oder die von dem ersten Operator gelieferte Spannung erhält.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche im Falle eines Fahrzeugs, dessen Stützorgan ein angetrie­ benes und gelenktes Lauforgan ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie einen vierten Operator O IV be­ sitzt, der die Funktion herstellen kann und mit einem Ausgang SM verbunden ist, der die Geschwindigkeitssteuerung CM des angetriebenen und gelenkten Lauforgans liefern kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vierte Operator einen Opera­ tionsverstärker besitzt, der als Subtrahierglied ge­ schaltet ist und an seinen Eingängen einerseits eine Spannung, die mit der halben Summe der Geschwindigkeits­ steuerung CD und CG verbunden ist, und andererseits eine Spannung erhält, die an dem Läufer eines Potentio­ meters entnommen wird, dessen Läufer in seiner Bewegung durch das Stützorgan gemäß dem Kosinus seines Einschlag­ winkels gesteuert wird, wobei einer der Anschlüsse des Potentiometers mit der Masse verbunden ist, während an den anderen die mit der halben Summe der Geschwindig­ keitssteuerung CD und CG verbundene Spannung angelegt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die mit der halben Summe der Geschwindigkeitssteuerung CD und CG verbundene Spannung aus der Summe der Spannungen ergibt, die ein Additionspunkt erhält, der einerseits parallel mit dem Eingang des Ausgangs SD und mit einem Punkt, der die dem Höchstwert C max der Geschwindigkeitssteuerung ent­ sprechende Spannung erhält, und zwar über Gatter, die durch die den ersten und den zweiten Operator zugeord­ neten Vergleicher gesteuert werden, und andererseits ebenfalls parallel mit diesem Punkt und mit dem Ein­ gang des Ausgangs SG verbunden ist, und zwar ebenfalls über Gatter, die durch die Vergleicher gesteuert werden.