DE3812809A1 - Verfahren zur antriebs-, lenk- und nivellierregelung von fahrzeugen mit einem oberflaechenfraeser und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Antriebs-, Lenk- und Nivellierregelung von Fahrzeugen mit einem Oberflä­ chenfräser wie Straßenfräse oder dergleichen, mit einer Brennkraftmaschine als Antriebsmotor, mit hydraulisch wirkenden Stellgliedern und hydrostatischen Getrieben, gegebenenfalls einem Allrad- oder Allkettenantrieb und einer zuschaltbaren Allrad- oder Allkettenlenkung sowie einer Fördereinrichtung, mittels der vor der Fräseinrich­ tung aufgebrochenes Schüttgut aus dem Bereich des Oberflä­ chenfräsers bringbar ist, und eine Anordnung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens.

Derartige Oberflächenfräser sind in verschiedenen Ausge­ staltungen bekannt. Sie weisen ein selbstfahrendes Fahr­ werk mit einer höhenverstellbar montierten Fräswalze auf. Das Fahrwerk besteht im Regelfall aus einem vorderen und einem hinteren Raupenfahrwerk, zwischen denen sich die Fräswalze befindet. Das von dieser zerkleinerte Material wird über die Fördereinrichtung direkt auf Transportfahr­ zeuge gebracht, die mit gleicher Geschwindigkeit hinter oder neben dem Oberflächenfräser fahren und für den konti­ nuierlichen Abtransport von Schüttgut sorgen. Um einen Oberflächenfräser entweder auf Lagerstätten oder aber auf Straßen optimal einsetzen zu können, muß mittels geeigne­ ter Einrichtungen eine beidseitige Höhenregelung, Neigungsregelung und Förderbandsteuerung möglich sein. Ebenso bedarf es einer Lastbegrenzungsregelung für den Antriebsmotor, der im Regelfall eine nach dem Diesel- oder Otto-Prinzip arbeitende Brennkraftmaschine ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Antriebs-, Lenk- und Nivellierregelung von Fahrzeugen mit einem Oberflächenfräser der eingangs genannten Art und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens so auszu­ bilden, daß mit manueller Eingriffsmöglichkeit bei automa­ tischer Anpassung der Regelkreisdynamik eine automatische Höhen- und Neigungsregelung und Lastbegrenzungsregelung der Brennkraftmaschine sowie eine Förderbandsteuerung möglich ist. Ferner soll das Verfahren und die Anordnung eine Systemdiagnose und eine Überwachung der Maschinen­ funktionen ermöglichen und auch bei Fahrzeugen mit Allrad- oder Allkettenlenkung und/oder Allrad- oder Allkettenan­ trieb einsetzbar sein bzw. bei dem Fahrzeug eines Oberflä­ chenfräsers bei Bedarf eine Allrad- oder Allkettenlenkung bzw. einen Allrad- oder Allkettenantrieb ermöglichen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Anordnung durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 5.

Durch die proportionale Regelkreisverstärkungsänderung entsprechend der variablen Fahrgeschwindigkeit wird ein vollautomatisches Regelverhalten realisiert. Manuelle Regelkreisanpassungen an sich ändernde Fahrgeschwindigkei­ ten sind nicht mehr erforderlich. Durch die Generierung einer systeminternen Führungsgröße für die geschwindig­ keitsabhängige Reglerverstärkungsanpassung, die den ein­ zelnen Regelkreisen zugeführt wird, ist eine automatische Anpassung der Regelkreisdynamik gegebenen, so daß gat­ tungsgemäße Fahrzeuge effizienter betrieben werden können.

Weitere Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen An­ sprüchen beschrieben und nachstehend mit Hilfe der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der Maschi­ nensystemregelung eines Oberflächenfräsers,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Anordnung in einer Über­ sicht,

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Anordnung nach Fig. 2,

Fig. 4 das Bedienungspult für die Anordnung nach Fig. 2 in einer Ansicht von vorn,

Fig. 5 den Verdrahtungsplan des Bedienungspults,

Fig. 6 bis 10 Funktionsschaltbilder der Regelkreise für die Höhenregelung, Neigungsregelung, Lastbegrenzungs­ regelung, Selbstdiagnose und Maschinenfunktions­ überprüfung,

Fig. 1 zeigt schematisch die Verknüpfung des Lenkregel­ kreises 99, des Regelkreises 100 für die Höhenregelung und Neigungsregelung und des Antriebsregelkreises 101. Die einzelnen Regelkreise sind durch einen modularen Aufbau gekennzeichnet. Entscheidendes Prinzip ist die kontaktlose Messung der Fahrgeschwindigkeit über Grund, deren Meßwert zu einem weiter zu verarbeitenden Signal aufbereitet wird. Mit diesem Signal kann die Anpassung der Regelkreisver­ stärkung entsprechend der Fahrgeschwindigkeit durchgeführt werden. Hierdurch wird eine proportionale Regelkreisver­ stärkungsänderung entsprechend der variablen Fahrgeschwin­ digkeit erzeugt und damit ein vollautomatischer Regelvor­ gang realisiert. Maßgebliche Führungsgröße ist die vom Fahrer des Fahrzeugs vorzugebende Fahrgeschwindigkeit, wobei Änderungen in der Lastbegrenzungsregelung der Brenn­ kraftmaschine 90 über eine systeminterne Führungsgröße auf den Lenkregelkreis 99 und den Regelkreis 100 für Höhenre­ gelung und Neigungsregelung einwirken.

Der vom Fahrer mittels eines Fahrhebels 1 vorgegebene Sollwert der Fahrgeschwindigkeit wirkt als Sollwert 134 für die Drehzahl der Brennkraftmaschine 90 auf einen Soll-/Istwertvergleicher 95 für die Lastbegrenzungsrege­ lung ein, durch den eine Überlastung der Brennkraftmaschi­ ne 90 verhindert wird. Ausgangsseitig wirkt der Soll-/Ist­ wertbegrenzer 95 auf ein Stellglied 135 für die Vorgabe der Fahrgeschwindigkeit, dessen Einstellung die Führungs­ größe für die Fahrmotoren darstellt, die als Hydrostatik­ getriebe 136 ausgebildet oder aber mit einem solchen un­ mittelbar verbunden sind. Das Hydrostatikgetriebe 136 wird von einer Brennkraftmaschine 90 angetrieben, so daß Leistungsänderungen des Hydrostatikgetriebes 136 entspre­ chende Änderungen der Leistungsabgabe und damit der Dreh­ zahl der Brennkraftmaschine 90 erfordern. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 90 wird durch einen Drehzahlsensor 11 gemessen, dessen Meßwerte als Drehzahlistwerte dem Soll-/ Istwertvergleicher 95 zugeführt werden. Die Fahrgeschwin­ digkeit v wird von einem kontaktlos messenden Sensor 92 gemessen, dessen Meßwerte einem Signal-Wandler 93 zuge­ führt werden. In diesem erfolgt die Aufbereitung des den Meßwert des Sensors 92 repräsentierenden Signals mit der daraus folgenden Anpassung der Regelkreisverstärkung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit. Dieses Regler- Verstärkungssignal 137 wird als systeminterne Führungs­ größe sowohl dem Soll-/Istwertvergleicher 95 wie auch dem Regelmodul 94 des Lenkregelkreises 99 und den Regelmodulen 98, 97 für die Höhenregelung und dem Regelmodul 96 für die Neigungsregelung des Regelkreises 100 für die Höhenrege­ lung und Neigungsregelung zugeführt. Jedem Regelmodul 98, 97, 94, 96 wird von einem Soll-/Istwertvergleicher 88, 87, 89, 86 ein Signal als Führungsgröße 139 zugeführt, das sich aus dem Vergleich eines jeweiligen Sollwertes mit den über eine Rückführung 138 vom Stellort zugeführten Ist­ signal ergibt. Den Soll-/Istwertvergleichern 88, 87 wird als Sollwert die gewünschte Höhe, dem Soll-/Istwertver­ gleicher 86 als Sollwert die gewünschte Neigung und dem Soll-/Istwertvergleicher 89 als Sollwert der Lenkwinkel des Fahrzeugs zugeführt. Die Regelmodule 98, 97, 94, 96 wirken über Stellglieder 140 auf dem jeweiligen Regelmodul 98, 97, 94, 96 zugeordnete Hydraulikzylinder 132, 133, 131, 134 ein. Deren jeweils aktuelle Stellung wird über eine Rückführung 138 als Istwert dem betreffenden Soll- /Istwertvergleicher 88, 87, 89, 86 zugeführt. Ein Beispiel für eine Anordung zur Realisierung der Maschinensystem­ regelung gemäß des Blockschaltbildes nach Fig. 1 wird im folgenden erläutert.

In Fig. 2 ist der grundsätzliche Aufbau einer solchen Anordnung dargestellt. Sie besteht aus dem Regelkreis 100 für die Höhenregelung und Neigungsregelung, dem Antriebs­ regelkreis 101, dem Steuerkreis 102 der Förderanlage, einem Modul 103 für die Einstellung der Regelkreisorgane, einem Systemdiagnose-System 104 für die Selbstdiagnose und einem Diagnosesystem 105 für die Maschinenfunktionsüberwa­ chung. Ferner ist eine Energieversorgungseinrichtung 108 vorhanden, mittels deren die Steuereinheit 110 mit den zugehörigen Regelkreiselementen mit Strom versorgt wird. Als Energiequelle dient eine 24 V Batterie 106, die von einem mit der Brennkraftmaschine 90 in Verbindung stehen­ den Ladegerät aufladbar ist. Mit dieser Anordnung können die Funktionen der zeitproportionalen Höhenregelung rechts und links, der Neigungsregelung, der Förderbandsteuerung, Lastbegrenzungsregelung der z.B. als Dieselmotor ausgebil­ deten Brennkraftmaschine, der Diagnose des elektrischen Systems und der Maschinenfunktionsüberwachung durchgeführt werden. Ferner kann in dieser Anordnung als weitere Funk­ tion die Möglichkeit der Allrad- oder Allkettenlenkung integriert werden.

Für die Höhenregelung ist an jeder Fahrzeugseite (links, rechts) mindestens ein Höhensensor 9 (links) bzw. 10 (rechts) vorgesehen. Diese Höhensensoren 9, 10 können als Winkelsensoren ausgebildet sein. Bei Abweichen der Istwer­ te der Höhenregelung von deren einstellbaren Sollwerten werden Magnetventile 47, 48, 49, 50 an der linken und rechten Fahrzeugseite betätigt, wobei z.B. ein Verstärker jeweils 24 V an die Elektromagneten der Magnetventile 47, 48, 49, 50 schaltet. Hierdurch werden je nach Stellung der Magnetventile 47, 48, 49, 50 Hydraulikzylinder 132, 133 an beiden Fahrzeugseiten so mit Hydraulikfluid beaufschlagt, daß die gewünschte Höhe des Fahrzeugs eingestellt wird. Zur Neigungsregelung ist ein Neigungssensor 8 vorgesehen, der als Pendel ausgebildet sein kann. Bei Abweichung des Istwertes der Neigung vom einstellbaren Sollwert erfolgt ebenfalls ein zeitproportionales Ansteuern der Magnetven­ tile 47, 48, 49, 50 der jeweiligen Fahrzeugseite (links oder rechts), wobei über einen Verstärker wiederum 24 V an die Elektromagneten der Magnetventile 47, 48, 49, 50 ge­ schaltet werden.

Der Antriebsregelkreis 101 zur Lastbegrenzung weist einen Drehzahlsensor 11 auf, der als magnetischer Impulszähler ausgebildet sein kann. Bei Über- oder Unterschreiten der Grenzdrehzahlen werden von dem Mikrocomputer 130 der Steuereinheit 110 Servoverstellgeräte 35, 36, 37 ange­ steuert, deren Anzahl bei den einzelnen Fahrzeugtypen verschieden ist. Die Betätigung der Servoverstellgeräte 35, 36, 37 erfolgt durch manuelle Einwirkung auf einen Fahrhebel 1, über den über elektrische Kontakte die jewei­ ligen Stellglieder bedient werden. Über einen Relaiskreis ist der Fahrhebel 1 direkt mit den Servoverstellgeräten 35, 36, 37 verbunden.

Der Steuerkreis 102 der Förderanlage weist als Stellglied ein Servoverstellgerät 38 auf, mit dem der hydraulische Antriebsmotor der Förderanlage regelbar ist. Mittels eines vom Bedienungspult 118 der Steuereinheit 110 betätigbaren Potentiometers 7 wird dem Steuerkreis 102 der Sollwert vorgegeben.

Mit dem Modul 103 kann die Einstellung der Regelkreise 100, 101 und des Steuerkreises 102 durchgeführt werden. So können als Parameter eingestellt werden die Höhe links und rechts, die Neigung, der Arbeitspunkt der Lastbegrenzungs­ regelung, die Empfindlichkeit der Höhen- und Neigungsrege­ lung rechts und links und der Lastbegrenzungsregelung, beim Betrieb mit Handsteuergeräten die Höhe links und rechts und die Neigung und ferner die manuelle Antriebs­ steuerung über den Fahrhebel 1.

Durch das Systemdiagnose-System 104 für Selbstdiagnose werden ständig überprüft die Systemelektronikkarten sowie für die Spannungsversorgung

• - Kabel und Sensoren (Höhe - rechts, Höhe - links, Neigung, Drehzahl-Brennkraftmaschine),
• - Kabel und Handsteuergeräte für Fahrantrieb, Höhe - rechts und Höhe - links,
• - Kabel und Magnetspulen der Magnetventile 47, 48, 49, 50 für Höhe - links, Höhe - rechts,
• - Kabel und Servoverstellgeräte 35, 36, 37, 38 für Fahrantrieb und Förderbandantrieb,
• - Kabel und Schalter für den Mikroschalter der Hand­ steuerung, die Handgerätesteuerung, den Umschalter S 22 automatik-manuell,
• - Kabel und Lampe für Störungsanzeigen,
• - Kabel und Endschalter für verschiedene Zylinderposi­ tionen,
• - Kabel und Kontakte für Öltemperatur-, Öldruck- und Kühlwassertemperatursensoren, Ladestrom, Filter­ differenzdruckschalter, Fräswalzenklappe und Mi­ krocomputer.

Anzeigen von Systemfehlern erfolgen optisch durch eine Fehlerlampe 78, wobei das fehlerhafte Element auf dem Hauptdisplay 122 (D1) angezeigt wird. Gleichzeitig kann ein Alarmsignal durch das Horn 66 ertönen. Das Systemdiag­ nose-System 104 ist mit Höhensensoren 9, 10, dem Neigungs­ sensor 8, den Magnetventilen 47, 48, 49, 50, dem Drehzahl­ sensor 11, dem Fahrhebel 1, den Servoverstellgeräten 35, 36, 37, 38 und der Zentraleinheit des Mikrocomputers 130 mit Mikroprozessor 111 verbunden.

Durch das Diagnosesystem 105 für Maschinenfunktionsüberwa­ chung werden der Schmieröldruck, die Schmieröltemperatur, die Kühlwassertemperaturen, die Differenzdrücke an den Hydraulik-Filtern, die Stellung der Fräswalzenklappe und die Hydrauliköltemperatur überprüft. Die Anzeige erfolgt durch Klartext im Hauptdisplay 122 (D1), wobei bei Maschi­ nenfehlern zusätzlich noch eine Fehlerlampe 78 aufleuchtet und aus dem Horn 66 ein Alarmsignal ertönen kann. Die Betriebsstunden der Brennkraftmaschine werden durch einen Betriebsstundenzähler 107 gezählt.

Fig. 3 zeigt das vereinfachte Blockdiagramm der Anordnung nach Fig. 1. Kern ist ein Mikrocomputer 130 mit einem Mikroprozessor 111, der eine Schnittstelle 113 (RS 232) für den Anschluß der Test- und Diagnoseelemente aufweist. Ferner ist der Mikroprozessor 111 mit einer Schaltergruppe 109 am Bedienungspult 118, dem alphanumerischen Hauptdis­ play 122 und einem Speicher 112 verbunden, der mit einem Energieversorgungsmittel und dem Hauptdisplay 122 in Ver­ bindung steht. Das Energieversorgungsmittel ist mit der Batterie 52 verbunden. Ferner steht der Speicher 112 mit Alarmausgängen 114, Analogeingängen 115, Schalter- und Digitaleingängen 116 und Ventilausgängen 117 in Verbin­ dung. Die Analogeingänge 115 umfassen Anschlüsse für einen Leistungsaufnahmesensor, Höhensensoren 9, 10, Neigungssen­ sor 8, Fahrhebel 1 sowie den Arbeitspunkt für die Förder­ anlage. Die Schalter- und Digitalausgänge 116 sind be­ stimmt für den Öldruck, Öltemperatur, Kühlwassertempera­ tur, Differenzdruck der Hydraulik-Filter, Batterietest und die Fräswalzenklappe. Die Ventilausgänge 117 umfassen Anschlüsse für die linken Magnetventile 47, 48 und die rechten Magnetventile 49, 50, das Servoverstellgerät 38 für die Förderanlage sowie das Servoverstellgerät 35 für Fahrmotoren. Der Mikroprozessor 111 ist ebenfalls mit Ventilausgängen verbunden, nämlich den Ausgängen für Ser­ voverstellgeräte 36, 37. Ferner ist der Drehzahlsensor 11 mit dem Mikroprozessor 111 verbunden.

Eine Ausführungsform eines Bedienungspults 118 ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Z.B. auf der Rückseite des Be­ dienungspults 118 ist ein Hauptschalter 83 angeordnet. Auf der Bedienseite befinden sich folgende Bedienungselemente:

• -D1 Hauptdisplay 122 zur Anzeige der Empfindlichkeit, der Kalibrierdaten, der Systemdiagnosedaten usw.,
• -D2 Lenkungsdisplay vorne,
• -D3 Lenkungsdisplay hinten,
• -S1 Schalter 12 (letzter Zustand) für die Empfindlich­ keit, die Kalibrierung, die Systemdiagnose usw.,
• -S2 Schalter 13 (nächster Zustand) für Empfindlichkeit, Kalibrierung, Systemdiagnose usw.,
• -S3 Schalter 14 für Erhöhung der Empfindlichkeit,
• -S4 Schalter 15 für Verringerung der Empfindlichkeit,
• -S5 Schalter 16 für Kalibrierung. Durch Betätigung die­ ses Schalters 16 und Auswahl der gewünschten Meß­ stelle ist es möglich, den betreffenden Sensor zu überprüfen und mechanisch einzustellen,
• -S6 Schalter 17, 18 für Neigungsregelung (17 - links, 18 - rechts),
• -S7 Schalter 19, 20 für Betriebsstellung der Förderanla­ ge, (19 - Band vorwärts, 20 - Band rückwärts) - Neu­ tralstellung,
• -S8 Schalter 21, 22 für Betriebsartwahl des Schalters S1 (12),
• -S9 Schalter 23, 24 für Betriebsartwahl des Schalters S2, (13),
• -S10 Handgeräteschalter hinten links,
• -S11 Handgeräteschalter hinten rechts,
• -S12 Handgeräteschalter vorne,
• -S13 Schalter 26 für Fahrantrieb 50%,
• -S14 Schalter 27 für Fahrantrieb 75%,
• -S15 Schalter 28 für Fahrantrieb 100%,
• -S16 Schalter 29 für Lenkung nur vorne,
• -S17 Schalter 30 für Lenkung vorne und hinten,
• -S18 Schalter 31 für Lenkung für Krebsgang,
• - nicht dargestellt ein Schalter zur Außerbetriebnah­ me der Lenkung, wenn die Lenkfähigkeit des Fahrzeugs unterbrochen ist,
• -S19 Schalter 32 für Bestätigung,
• -P1 Potentiometer 4 für Höhe - links,
• -P2 Potentiometer 5 für Höhe - rechts,
• -P3 Potentiometer 6 für Neigung,
• -P4 Potentiometer 7 für Förderband,
• -L1 Fehlerlampe 78,
• -S20 Schalter 33 für Fahren,
• -S21 Schalter 34 für Fräsen,
• -S22 Schalter 65 für die Fahrbetriebswahl automatisch /manuell

Der Verdrahtungsplan des Bedienungspults 118 ist schema­ tisch in Fig. 5 dargestellt. Der Mikroprozessor 111 ist mit einem Energieversorgungsmittel 121 und dem Speicher 112 verbunden. An den Speicher 112 sind die Lenkdisplays 120 (D2, D3) angeschlossen. Der Mikroprozessor 111 und der Speicher 112 sind mit einer Steuerleiste 123 verbunden. Diese steht ebenso wie der Speicher 112 mit einer Schal­ terleiste 124 in Verbindung, die die verschiedenen Schal­ ter für Lenkung, Fahren, Fräsen, Kalibrieren, Bestätigen, Erhöhen/Verringern, letzter/nächster Zustand, Förderband­ steuerung, automatisch/manuell, Höhe und Neigung sowie Handbetrieb aufweisen. Zwischen dem Speicher 112 und der Steuerleiste 123 ist die Fehlerlampe 78 angeordnet. Der Speicher 112 ist ferner mit einer Sensoranschlußleiste 125 verbunden, an die die Höhen-, Neigungs-, Lenk- und Dreh­ zahlsensoren angeschlossen sind. Eine Maschinenfunktions­ datenleiste 126 ist sowohl mit dem Speicher 112 wie auch mit dem Mikroprozessor 111 verbunden. Dieses trifft auch auf eine Start/Stop-Leiste 127 zu. Der Verdrahtungsplan gemäß Fig. 5 zeigt, daß die für die Funktion der Anordnung erforderlichen elektrischen bzw. elektronischen Elemente auf einem geringen Raum vereinigt werden können.

Die Verknüpfungen der einzelnen Elemente der erfindungsge­ mäßen Anordnung beim Betrieb der Regelkreise sind in den Funktionsschaltbildern der Fig. 6 bis 10 schematisch darge­ stellt.

Die Höhe kann einseitig oder beidseitig des Fahrzeugs eingeregelt werden, was durch den Schalter S6 (17, 18) bestimmt wird. Wenn nur eine einseitige Höheneinregelung erfolgt, kann gleichzeitig die Neigungsregelung durchge­ führt werden. Die Höhe wird durch Potentiometer P1 (4-links) und P2 (5-rechts) bestimmt. Der maximale Hub der zur Einstellung der Höhe dienenden Hydraulikzylinder ist vorgegeben. Die Neigung wird durch Betätigung des Poten­ tiometers P3 (6) eingeregelt. Die Betriebsartenschalter S8 (21, 22) und S9 (23 bis 25) geben die verschiedenen Be­ triebsarten für die Höhen- und Neigungsregelung bei auto­ matischem oder manuellem Betrieb vorne und hinten an, wobei die Regelung selbst digital erfolgt. Die Lastbegren­ zungsregelung erfolgt ebenfalls digital. Lediglich die jeweiligen Ausgangsgrößen sind analog. Hierbei muß der Arbeitspunkt unabhängig von den eingestellten Empfindlich­ keiten stets reproduziert werden können. Die Regelung erfolgt in Abhängigkeit von den Meßwerten des Drehzahlsen­ sors 11 und der Stellung des Fahrhebels 1 sowie den durch die Schalter S13 (26), S14 (27), S15 (28), S20 (33), S21 (34) vorgebbaren Betriebsbedingungen (Fig. 5).

Fig. 7 zeigt die für den Betrieb der Förderanlage, der Lenkung und der Energieversorgung erforderlichen Funk­ tionselemente.

Um die einzelnen Sensoren überprüfen und zwecks Ab­ gleichung mechanisch einstellen zu können, muß der Schal­ ter 16 (S5) am Bedienungspult 118 der Steuereinheit 110 betätigt werden. Hierbei werden für die einzelnen Sensoren auf dem Hauptdisplay 122 die Differenzwerte zwischen der augenblicklichen Stellung und der Nullstellung angezeigt. Die Abgleichung erfolgt durch Beseitigung dieser Meßwert­ differenzen. Zum Aufruf weiterer Sensoren ist jeweils der Schalter 13 (S3) zu betätigen.

Für den Einsatz des Moduls 103 für die Einstellung der Regelkreisorgane ( Fig. 8) ist der Schalter 65 (S22) auf Automatik geschaltet, so daß sich alle Regelkreise im Auto­ matikbetrieb befinden. Für den Fahrbetrieb ist der Schal­ ter 33 (S20) zu betätigen, für die Lenkung nur der Schal­ ter 29 (S16). Auf dem Hauptdisplay 122 (D1) werden die Betriebsdaten für den Fahrbetrieb, Lenkung, Höhe und Nei­ gung stets angezeigt, sofern keine Feinjustierung der Regelkreise oder keine Kalibrierung, Diagnose oder Ma­ schinenfunktions-Überwachung vorgenommen wird. Entsprech­ end der gewünschten Funktionen des Moduls 103 sind die jeweils zugehörigen Schalter 12, 13, 14, 15, 16, 32 (S1, S2, S3, S4, S5, S19) zu betätigen. Zur Aktivierung der Einstellfunktion ist zunächst der Hauptschalter 83 ein­ zuschalten. Auf dem Hauptdisplay 122 wird dann die Empfindlichkeit 0% angezeigt. Die Empfindlichkeit muß lediglich bei der Ersteinstellung eingestellt werden. Eine einmal eingestellte Empfindlichkeit bleibt im System be­ stehen. Sie ist aber zum Beispiel durch die Bedienperson des Fahrzeugs variabel einstellbar. Hierbei kann deren Wert durch Betätigung der Schalter 14 (S3) oder 15 (S4) verändert werden, wobei die jeweils einzustellende Funk­ tion auf dem Hauptdisplay 122 angezeigt wird. Hierbei bedeuten die Auswahlbefehle A _i :

A 1: Empfindlichkeit Höhe rechts,
A 2: Empfindlichkeit Höhe links,
A 3: Empfindlichkeit Neigung,
A 4: Empfindlichkeit Lastbegrenzregler
A 5: Arbeitspunkt Lastbegrenzungsregler
A 6: Lenkung.

Das Systemdiagnosesystem 104 für Selbstdiagnose prüft die gesamte Systemhardware und die Systemperipherie. Hierbei werden Kabel, Potentiometer, Sensoren und Ventile auf Störungen, Brüche und nicht saubere Verbindungen über­ prüft. Die zu überprüfenden Elemente können aufgerufen werden und werden auf dem Hauptdisplay 122 angezeigt (Fig. 9).

Bei der inneren Systemdiagnose sind folgende Prüfschritte möglich, die im Hauptdisplay 122 angezeigt werden:

D1: Störung CPU
D22: Störung Potentiometer 4 Höhe links
D23: Störung Potentiometer 5 Höhe rechts
D23: Störung Potentiometer 6 Neigung
D24: Störung Potentiometer 7 Förderband.

Die Handschalter für den Hand- und Notbetrieb sind für das Systemdiagnosesystem 104 außerhalb der Systemperipherie angeordnet, so daß sie im Rahmen der Systemdiagnose nicht überprüft werden.

Im Rahmen der äußeren Systemdiagnose werden folgende Ele­ mente der Systemperipherie überprüft und im Hauptdisplay 122 entsprechend angezeigt:

D25: Störung Sensor 9 Höhe links
D26: Störung Sensor 10 Höhe rechts
D27: Störung Sensor 8 Neigung
D28: Störung Potentiometer 128 des Fahrhebels 1
D29: Störung des Drehzahlsensors 11
D30: Störung der Ventilspule 47 Heben links
D31: Störung der Ventilspule 48 Senken links
D32: Störung der Ventilspule 49 Heben rechts
D33: Störung der Ventilspule 50 Senken rechts
D34: Störung der Servoverstellgeräte 43, 44, 45 für den Fahrantrieb
D35: Störung des Servoverstellgeräts 46 für das Förderband
D38: Ausfall Spannungsversorgung
D47: Störung Kabel von D + Lichtmaschine.

Bei ermittelten Störungen erfolgt zusätzlich zur Anzeige auf dem Hauptdisplay 122 ein Aufleuchten der Fehlerlampe 78.

Das Diagnosesystem 105 für die Maschinenfunktionsüber­ wachung (Fig. 10) überprüft bestimmte Maschinenfunktionen, wobei Daten wie Maximaltemperaturen oder Maximaldrücke auf dem Hauptdisplay 122 angezeigt werden. Ferner sind mit diesem Diagnosesystem Nebenprüfprogramme durchführbar.

Die jeweiligen Meßpunkte sind durch Codes M 1 - M _i gekenn­ zeichnet und werden auf dem Hauptdisplay 122 angezeigt. Hierbei bedeutet:

Eine Störanzeige bezüglich der Meßpunkte M 9 bis M 13 bzw. M _i erfolgt im Regelfall erst dann, wenn die Temperatur des Hydrauliköls einen bestimmten vorgegebenen Wert über­ schreitet oder die Maschine länger als 1 Stunde läuft.

Die Nebenprogramme werden durch Codes N 1 bis Ni aufgerufen und können z. B. die nachstehenden Nebenprogramme umfassen:

Mittels der beschriebenen Anordnung können in komplexer Weise die verschiedensten Signale analog oder digital zur Regelung, Dianose oder aber zur Überwachung des Fahrzeugs eingesetzt werden. Hierdurch ist es möglich, bei derart ausgerüsteten Fahrzeugen je Zeiteinheit ein höheres Fräs­ volumen zu erzielen und darüberhinaus die Fahrzeuge mit einem geringeren Personaleinsatz effizienter zu betreiben.

Claims (15)

1. Verfahren zur Antriebs-, Lenk- und Nivellierregelung von Fahrzeugen mit einem Oberflächenfräser wie Stra­ ßenfräse oder dergleichen, mit einer Brennkraftmaschi­ ne als Antriebsmotor, mit hydraulisch wirkenden Stell­ gliedern und hydrostatischen Getrieben, gegebenenfalls einem Allrad- oder Allkettenantrieb und einer zu­ schaltbaren Allrad- oder Allkettenlenkung sowie einer Fördereinrichtung, mittels der vor der Fräseinrichtung aufgebrochenes Schüttgut aus dem Bereich des Oberflä­ chenfräsers bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrgeschwindigkeit über Grund ermittelt und der jeweilige Fahrgeschwindigkeitsmeßwert als regelsystem­ interne Führungsgröße aufbereitet und einem Signal- Wandler zugeführt wird, dessen Ausgangssignal zur fahrgeschwindigkeitsabhängigen Anpassung der Regel­ kreisverstärkung als Führungsgröße den Regelmodulen für Antriebsregelung, Höhenregelung, Lenkungsregelung und Neigungsregelung einer integrierten Maschinen­ systemregeleinrichtung zugeführt und mit den Ausgangs­ signalen der Soll-/Istwertvergleicher der einzelnen Regelmodule verglichen und dann bei proportionaler Regelkreisverstärkungsänderung entsprechend der va­ riablen Fahrgeschwindigkeit betragsweise die Führungs­ größen für das Hydrostatikgetriebe bzw. die Hydraulik­ zylinder der Regelmodule ermittelt und aufgeschaltet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Regelmodulen von einem Bedienungspult Steuerbefeh­ le als Sollwerte zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß dem als Lastbegrenzungsregelglied ausgebilde­ ten Soll-/Istwertvergleicher das Regelmodul für die Antriebsregelung, die vom Betriebspunkt des Hydrosta­ tikgetriebes gesteuerte Drehzahl der Brennkraftmaschi­ ne als Istwert und das Ausgangssignal des Regler-Ver­ stärkungsanpassungsglieds als systeminterne Führungs­ größe zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß den Soll-/Istwertvergleichern der Regelmodule Höhenregelung, Lenkregelung und Niveauregelung als Istwerte die Meßwerte der Betriebsstellungen der je­ weiligen Hydraulikzylinder zugeführt werden.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Steuerein­ heit (110) mit mindestens einem Mikrocomputer (130) und einem Bedienpult (118) mit mindestens einem Dis­ play und mit Schaltgliedern und Steuergliedern, die mit Sensoren und Stellgliedern der Regelkreise (100, 101) für die Höhenregelung, Neigungsregelung, und Antriebsregelung sowie des Steuerkreises (102) der Förderanlage in Wirkverbindung stehen, wobei mittels eines angepaßten Betriebssystems durch den Mikrocompu­ ter (130) eine Selbstdiagnose der elektrischen Bauele­ mente und der Maschinenfunktionen durchführbar ist, mit einem Sensor (92) zur kontaktlosen Messung der Fahrgeschwindigkeit, der mit einem Signal-Wandler (93) verbunden ist, dessen Ausgang zur Übermittlung einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen systeminternen Füh­ rungsgröße mit einem als Lastbegrenzungsregelungsglied des Regelkreises (101) der Antriebsregelung ausge­ bildeten Soll-/Istwertvergleicher mit Regelmodulen (98, 97, 96) des Regelkreises (100) für Höhenregelung und Neigungsregelung und mit einem Regelmodul (94) des Lenkregelkreises (99) verbunden ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-/Istwertvergleicher (95) mit einem Drehzahl­ sensor (11) verbunden ist, der mit der Brennkraftma­ schine (90) in Verbindung steht.

7. Anordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Regelmodule (96, 97, 98, 99) eingangs­ seitig mit jeweils einem Soll-/Istwertvergleicher (86, 87, 88, 89) verbunden sind, deren einer Istwerteingang mit mindestens einem Stellungssensor eines mindestens einen Hydraulikzylinders (131) des Lenkregelkreises (99) bzw. Hydraulikzylinders (132, 133; 134) des Re­ gelkreises (100) für die Höhenregelung und Neigungsre­ gelung verbunden ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Höhenregelung mindestens jeder Fahrzeugseite "links" bzw. "rechts" je ein Höhensensor (9, 10) und als Schaltglieder für hydraulische Stellglieder je­ weils zwei Magnetventile (47, 48; 49, 50) zugeordnet sind.

9. Anordung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeich­ net, daß für die Neigungsregelung die Magnetventile (47, 48; 49, 50) in Abhängigkeit von den Meßwerten eines Neigungssensors (8) wie Pendel oder dergleichen betätigbar sind.

10. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Drehzahlsensor (11) verbundene Soll-/Ist­ wertvergleicher (95) als Lastbegrenzungsregler ausge­ bildet ist, der mit Servoverstellgeräten (35, 36; 37) der Fahrmotoren der Fahrwerke in Wirkverbindung steht.

11. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Förderanlage durch ein Servo­ stellgerät (38) in Abhängigkeit von der Voreinstellung eines Potentiometers (7) einstellbar ist.

12. Anordnung nach Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Mikrocomputer (130) zur Systemdiagnose mit den Höhensensoren (9, 10), dem Neigungssensor (8), den Magnetventilen (47, 48; 49, 50), dem Fahrhebel (1), dem Drehzahlsensor (11), den Servoverstellgeräten (35, 36; 37; 38) für die hydraulischen Fahrmotoren und die Förderanlage und optischen und akustischen Anzei­ gegeräten in Wirkverbindung steht.

13. Anordnung nach Anspruch 5 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Mikrocomputer (130) zur Maschinenfunk­ tionsüberwachung mit einem Öldrucksensor (61), einem Oltemperatursensor (60), Kühlwassertemperatursensoren (63), einem Batteriesensor (52), Ölfilter-Differenz­ drucksensoren (55, 56, 57, 58, 59) und Kupplungen (62) für den Fräswalzenantrieb sowie optischen und akusti­ schen Anzeigegeräten in Wirkverbindung steht.

14. Anordnung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die optischen Anzeigegeräte als Fehlerlampen (78), Displays (120, 122) und Betriebsstundenzähler (107) ausgebildet sind und das akustische Anzeigegerät ein Horn (66) ist.

15. Anordnung nach Anspruch 5 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem Bedienungspult (118) für die Einstel­ lung der Regelkreise (100, 101, 102) Höheneinstell­ glieder "links", Höheneinstellglieder "rechts", min­ destens ein Neigungseinstellglied, Empfindlichkeits­ einstellglieder für Höhe - rechts, Höhe - links und Nei­ gung, Anzeigen für Ladekontrolle, Handsteuergeräte für Höhe - rechts, Höhe - links und Neigung sowie ein Ein­ stellglied für den manuell betätigbaren Fahrhebel (1) angeordnet sind.