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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Verhindern bzw. Beheben von Traktionsproblemen bei Mehrachsfahrzeugen,
insbesondere bei Bussen, Transportern, Lastkraftwägen, oder
dergleichen. Das Verhindern bzw. Beheben von Traktionsproblemen
soll automatisch bzw. fahrerunabhängig, d.h. ohne Zutun des Fahrers
erfolgen.
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Beim
Einsatz von Mehrachsfahrzeugen ergeben sich des öfteren Fahrzustände, in
welchen die Fahrzeuge Anfahrschwierigkeiten haben, insbesondere
bei schnee- oder eisbedeckten Fahrbahnen. Bei Fahrzeugen mit drei
oder mehr Achsen ist es möglich und
gesetzlich erlaubt, die maximale Achslast zu überschreiten (laut Straßenverkehrszulassungsordnung
ist in Deutschland eine Überlastung
der Antriebsachse um maximal 30% 90 Sekundenlang mit einer Wiederholsperre
von 50 Sekunden erlaubt). Somit wird die Bodenhaftung der Antriebsachse
erhöht
und einem Durchdrehen der Antriebsräder entgegengewirkt.
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Obwohl
auf beliebige Fahrzeuge anwendbar, werden die vorliegende Erfindung
sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in Bezug auf mehrachsige
Nutzfahrzeuge mit drei oder mehr Achsen näher erläutert. Bei Fahrzeugen, insbesondere
Nutzfahrzeugen wird in den meisten Fällen die vordere der zwei Hinterachsen angetrieben,
während
die hintere Achse als reine Nachlaufachse keine Antriebsfuntkion
aufweist. Beim Anfahren eines derartigen Fahrzeugs kann es zum Durchdrehen
der Antriebsräder aufgrund
mangelnder Bodenhaftreibung kommen, da sich während des Anfahrens durch die
Bewegung des Fahrzeugaufbaus zwangsläufig eine zusätzliche Belastung
der Nachlaufachse sowie eine Entlastung der Antriebsachse einstellt.
Unterschreitet diese Entlastung der Antriebsachse einen bestimmten
Schwellenwert, so führt
dies zu einem Durchdrehen der Antriebsräder, insbesondere bei nassen,
schnee- oder eisbedeckten Fahrbahnen.
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Es
sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen zum Anfahren der Druck
in den Federbälgen von
Federeinrichtungen der Nachlaufachse vermindert wird, um so den
Druck in den Federbälgen
der Antriebsachse und damit die Haftreibungskraft der Antriebsräder zu erhöhen. Der
Druck in den Bälgen der
Nachlaufachse wird dabei auf einen vom Gesetzgeber festgelegten
Mindestwert abgesenkt. Eine Relais-Steuerung sorgt dafür, dass
der dabei zwangsläufig
auftretende Hochdruck in den Bälgen
der Antriebsachse nur über
einen begrenzten Zeitraum entsteht. Nach Erreichen dieser Zeitschwelle
schaltet eine Steuerung die Bälge
der Nachlaufachse wieder auf den normalen Arbeitsdruck zurück. Dadurch
wird eine Überlastung
der Bälge
der Antriebsachse -vor allem bei einem vollbeladenen Mehrachsfahrzeug- vermieden.
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Aus
der Druckschrift
DE
3925196 A1 ist eine Anfahrhilfe für luftgefederte Mehrachsfahrzeuge
bekannt, welche eine liftbare Zusatzachse aufweist, deren linke
Luftfederbälge
und rechte Luftfederbälge
jeweils durch eine pneumatische Leitung miteinander verbunden sind.
In den beiden pneumatischen Leitungen ist jeweils ein normalerweise
durchgeschaltetes elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil angeordnet,
deren Ent lüftungsausgänge mit
einem normalerweise gesperrten elektromagnetisch betätigbaren
Entlüftungsventil
verbunden sind, wobei in einem Teillastbetrieb des Fahrzeugs bei
einem Anfahrvorgang die vorgenannten Ventile durch elektrische Schaltmittel
bei gleichzeitigem Liften der Zusatzachse betätigbar und in die Entlüftungsstellung schaltbar
sind.
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Ferner
existieren im Allgemeinen in heutigen Nutzfahrzeugen Systeme zur
Regelung der Luftfederung, der Antriebsschlupfregelung (ASR) sowie
diverse Differenzialsperrvorrichtungen. Diese Systeme dienen jeweils
einer Behebung von Traktionsproblemen der der Antriebsachse zugeordneten
Räder,
wobei sie überwiegend
manuell angesteuert werden.
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Während eine
Antriebsschlupfregelung im Allgemeinen automatisch bei Erfassen
eines Traktionsproblemes aktiviert wird, muss der Fahrzeugbenutzer
eine etwaig vorhandene Achslastverlagerungseinrichtung oder die
Differenzialsperreinrichtungen manuell betätigen. Dies ist unkomfortabel
und kann beispielsweise bei Bergfahrten und einem plötzlichen
Durchdrehen der Reifen bei nicht sofortiger manueller Aktivierung
zu erheblichen Fahrunsicherheiten führen.
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Somit
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zu schaffen, welche auf einfache und kostengünstige Weise
den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit bei Mehrachsfahrzeugen im
Falle von Traktionsproblemen erhöht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß vorrichtungsseitig
durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und
verfahrensseitig durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
10 gelöst.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin,
dass die in dem Fahrzeug vorhandene Antriebsschlupfregeleinrichtung
zum Regeln und/oder Steuern eines Antriebsschlupfes der der Antriebsachse
zugeordneten Räder
und eine in dem Fahrzeug vorgesehene automatische Achslastverlagerungseinrichtung
zum Verlagern einer Last zwischen einer nicht-angetriebenen Achse
und der Antriebsachse für
eine Erhöhung
der Haftreibungskraft der der Antriebsachse zugeordneten Räder zusammen
durch eine gemeinsame zentrale Steuereinheit im Falle eines Erfassens
eines Traktionsproblems geeignet angesteuert und automatisch aktiviert
werden.
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Mit
Hilfe der Achslastverlagerungseinrichtung wird primär die Achslast
von der nicht-angetriebenen auf die Antriebsachse verlagert, und
somit die Radlast an der Antriebsachse erhöht, was zu einer Erhöhung der
Haftreibungskraft führt.
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Somit
weist die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand der Technik den
Vorteil auf, dass im Falle von Traktionsproblemen die zentrale Steuereinheit
die vorhandene Antriebsschlupfreglereinrichtung und die vorhandene
automatische Achslastverlagerungseinrichtung vollautomatisch aktiviert,
sodass der Fahrzeugbenutzer keine manuelle Aktivierung im Falle
eines Traktionsproblems durchführen muss.
Dies erhöht
sowohl den Fahrkomfort als auch die Fahrsicherheit.
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In
den Unteransprüchen
finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der
im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung und des im Anspruch 10 angegebenen
Verfahrens.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist die automatische Achslastverlagerungseinrichtung als
auf der Luftfederung basierende Anfahrhilfe ausgebildet, wobei zum
Anfahren der Druck in den Federbälgen
der Federeinrichtungen der Nachlauf achse vermindert wird, um den
Druck in den Federbälgen
der Antriebsachse und damit die Haftreibungskraft der Antriebsräder zu erhöhen. Die
Nachlaufachse, d.h. die nichtangetriebene Hinterachse ist beispielsweise
als liftbare Nachlaufachse ausgebildet. Allerdings können auch
andere Ausgestaltungen, wie beispielsweise Vorlaufachse, eine Schleppachse, oder
dergleichen Verwendung finden.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel
ist die zentrale Steuereinheit zusätzlich mit mindestens einer
Differenzialsperreinrichtung zum Verteilen der auf die Antriebsache
zugeordneten Räder
wirkenden Kräfte
für eine
geeignete automatische Ansteuerung derselben im Falle eines erfassten Traktionsproblems
verbunden. Dadurch wird die Fahrsicherheit durch diese weitere Maßnahme zur Beseitigung
eines Traktionsproblems erhöht.
Ferner muss die mindestens eine Differenzialsperreinrichtung nicht
manuell vom Fahrzeugbenutzer hinzugeschaltet werden, sondern wird
bei Erfassen eines Traktionsproblems automatisch durch die zentrale Steuereinheit
aktiviert. Dadurch wird zusätzlich
der Fahrkomfort und die Fahrsicherheit erheblich gesteigert. Die
mindestens eine Differenzialsperreinrichtung ist beispielsweise
als Längssperre,
Quersperre, oder dergleichen ausgebildet.
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Vorzugsweise
ist die zentrale Steuereinheit zusätzlich mit der Stoßdämpferregelung
bzw. der Wankregelung für
eine geeignete automatische Ansteuerung derselben im Falle eines
erfassten Traktionsproblems verbunden. Dadurch wird die Fahrsicherheit
nochmals erhöht,
da ein weiteres die Traktion wiederherstellendes System automatisch
durch die zentrale Steuereinheit im Falle eines Traktionsproblems
aktiviert werden kann.
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Die
Traktionskontrolleinrichtung zum Überprüfen der Traktion der der Antriebsachse
zugeordneten Räder
weist mindestens eine Sensoreinrichtung zum Vergleichen der Raddrehzahlen
der Räder und/oder
mindestens eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Schlupfes der
der Antriebsachse zugeordneten Räder
auf.
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Vorzugsweise
ist die Hinterachse des Mehrachsefahrzeugs als Antriebsachse ausgebildet.
Allerdings ist das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
auf sämtliche
antreibbare Achsen anwendbar.
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende
Figur näher
erläutert.
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Die
Figur illustriert ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum automatischen Verhindern bzw. Beheben von Traktionsproblemen
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Anhand der Figur wird im Folgenden ferner
ein bevorzugtes Verfahren zum automatischen Verhindern bzw. Beheben
von Traktionsproblemen bei Mehrachsfahrzeugen gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung näher
erläutert.
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Wie
in der Figur ersichtlich ist, weist die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
eine zentrale Steuereinheit 4 auf, welche mit einer Traktionskontrolleinrichtung 6 signalverbunden ist.
Die Traktionskontrolleinrichtung 6 weist beispielsweise
eine Sensoreinrichtung 7 zum Vergleichen der Raddrehzahlen
der Räder
des Mehrachsfahrzeugs auf. Durch einen Vergleich der Raddrehzahlen
kann auf einfache Weise ein Schlupf bzw. ein Durchdrehen und somit
ein Traktionsproblem eines Rades der Antriebsachse detektiert werden.
Die Traktionskontrolleinrichtung 6 kann beispielsweise
zusätzlich
oder alternativ eine Sensoreinrichtung 8 zum direkten Erfassen
des Schlupfes der der Antriebsachse zugeordneten Räder aufweisen.
Es ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass weitere hinlänglich bekannte Einrichtungen
zur Messung eines Traktionsproblems in der Traktionskontrolleinrichtung
integriert bzw. mit dieser verbunden sein können.
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Die
zentrale Steuereinheit 4 weist ferner beispielsweise eine
Speichereinrichtung 5 auf, in welcher vorab vorbestimmte
Referenzwerte abgespeichert sind, beispielsweise zum Bestimmen,
inwiefern es sich um den Beginn oder das Ende eines Traktionsproblems
handelt, inwiefern gesetzlich erlaubte Grenzwerte erreicht sind,
oder dergleichen.
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Die
zentrale Steuereinheit 4, wie in der Figur ferner dargestellt,
ist zusätzlich
mit verschiedenen Systemen für
eine automatische Ansteuerung derselben zur Behebung eines erfassten
Traktionsproblems verbunden. Beispiele für derartige mit der zentralen
Steuereinheit 4 verbundene und somit insgesamt miteinander
kombinierte Traktionsbehebungssysteme werden im Folgenden näher erläutert.
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Ein
Beispiel für
ein derartiges System zur Behebung eines Traktionsproblems stellt
eine Antriebsschlupfregeleinrichtung 1 dar. Wie im Allgemeinen bekannt
ist, ist ein Antriebsrad des Mehrachsfahrzeugs einem Schlupf ausgesetzt,
wenn das Fahrzeug zu fahren beginnt oder wenn es beschleunigt wird,
d.h. wenn die Antriebskraft des Antriebsrads eine zwischen dem Reifen
des Antriebsrads und der Straßenoberfläche entwickelte
Reibungskraft [= der Reibungskoeffizient zwischen dem Reifen und
der Straßenoberfläche X der
Last des Fahrzeuggewichts auf dem Antriebsrad (Radlast)] übersteigt.
Die Reibungskraft wirkt in der Fahrt- oder Längsrichtung des Fahrzeugs.
Die Größe des Schlupfs
kann durch einen Schlupfbetrag wiedergegeben werden, der von der
Umfangsgeschwindigkeit des Antriebsrads und der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs abhängt.
Die Reibungskraft zwischen dem Antriebsradreifen und der Straßenoberfläche, welche
die obere Grenze der effektiven Antriebskraft des Antriebsrads festlegt, verändert sich
mit dem Schlupfbetrag.
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Beispielsweise
kann durch eine entsprechende Antriebsschlupfregeleinrichtung der
Schlupfbetrag derart gesteuert werden, dass die Längsreibungskraft
maximal wird, um die maximale Antriebseffizienz des Fahrzeugs zu
erhalten, während
die Querreibungskraft einen kleinstmöglichen Abfall aufweist, um
ein Abgleiten oder einen Seitenschlupf des Fahrzeugs zu verhindern.
Dabei wird beispielsweise über
einen Motoreingriff das Drehmoment des Motors durch An- und Abschalten
einer Zündungseinrichtung
des Fahrzeugmotors oder durch Zulassen oder Unterbinden der Kraftstoffzufuhr
von einer Kraftstoffzufuhreinrichtung für den Motor derart gesteuert, dass
ein übermäßiger Schlupf
bzw. ein Durchdrehen der Antriebsräder verhindert wird.
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Ferner
sind Antriebsschlupfregeleinrichtungen für Räder einer angetriebenen Hinterachse
bekannt, wobei zwischen den Hinterradbremszylindern und dem Einlassventil
ein Bremskraftregler positioniert ist, um den Bremsdruck der Hinterräder niedriger
als den der Vorderräder
zu halten, wodurch des Fahrzeug stabilisiert und ein Überbremsen
der Hinterräder
verhindert wird.
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Alternativ
kann zum Vermeiden des Blockierens von Rädern beim Bremsen der Bremsfluiddruck in
einem Radzylinder durch einen Modulator während des Ausführens einer
Antriebsschlupfregelung reduziert werden, wobei dieser unter bestimmten
Bedingungen wieder erhöht
wird, sodass das Bremsdrehmoment (Ge samtbremsdrehmoment einschließlich Bremssystemdrehmoment)
im Hinblick auf die Zeit linear erhöht wird.
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Ferner
ist die zentrale Steuereinheit 4 vorzugsweise zusätzlich mit
einer automatischen Achslastverlagerungseinrichtung 2 verbunden.
Dabei weist das Mehrachsfahrzeug vorzugsweise eine der Antriebsachse
zugeordnete Zusatzachse auf, welche bei einem Anfahrvorgang oder
bei einem Traktionsproblem teilentlastet wird, indem beispielsweise
der Betriebsdruck der Luftfederbälge
der Zusatzachse bis auf einen Restdruck abgesenkt wird. Die dabei frei
werdende Achslast wird somit zusätzlich
auf die Antriebsachse übertragen,
d.h. die Achslast der Antriebsachse wird dadurch erhöht. Die
Zusatzachse kann beispielsweise als liftbare Nachlaufachse, Vorlaufachse,
Schleppachse, oder dergleichen ausgebildet sein.
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Bei
Erkennen eines Traktionsproblems an der Antriebsachse wird durch
die zentrale Steuereinheit automatisch die Lastverlagerung eingeleitet.
Dabei werden vorzugsweise die gesetzlich zugelassenen Grenzwerte
berücksichtigt,
welche beispielsweise in der Speichereinrichtung 5 der
zentralen Steuereinheit 4 vorab abgespeichert werden, wie
vorher bereits erläutert.
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Vorzugsweise
steuert die zentrale Steuereinheit 4 bei einem Erkennen
eines Traktionsproblems aufgrund der von der Traktionskontrolleinrichtung 6 empfangenen
Daten, die Achslastverlagerungseinrichtung 2 stufenweise
derart an, dass diskrete Achslastverlagerungen nach und nach so
lange vorgenommen bzw. aktiviert werden, bis das Traktionsproblem
behoben ist. Beispielsweise kann in einer ersten Stufe eine Achslastverlagerung
lediglich bis zu einer Auslastung, und anschließend bei Erkennen eines noch
nicht behobenen Traktionsproblems eine weitere Achslastverlagerung
bis zu der gesetzlich erlaubten maximalen Lastgrenze erfolgen. Dabei
werden nach bestimmten diskreten Lasterhöhungen Testschleifen durchlaufen,
woraus die zentrale Steuereinheit 4 analysieren kann, inwiefern
das Traktionsproblem behoben oder eine weitere Achslastverlagerung
notwendig ist. Alternativ kann eine Achslastverlagerung auch sofort
bis zum maximal gesetzlich erlaubten Grenzwert erfolgen.
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Wie
in der Figur ferner ersichtlich ist, ist die zentrale Steuereinheit 4 vorteilhaft
zusätzlich
mit mindestens einer, vorzugsweise mehreren Differenzialsperreinrichtungen 3 verbunden.
Allgemein sind einem Differenzialgetriebe zugeordnete Differenzialsperren
bekannt, um die angetriebenen Räder
des Fahrzeuges zusammen sperren und dadurch das Differenzialgetriebe
außer
Funktion setzen zu können.
Eine Sperre umfasst beispielsweise einen hydraulischen Mechanismus
mit einer Quelle, welche ein Druckfluid liefert, dass eine Kupplung
mit einer Packung beschichteter Scheiben betätigt. Der hydraulische Mechanismus
weist vorzugsweise einen sich drehenden Zylinder und einen darin
befindlichen Kolben auf, wobei das Druckfluid von einem ortsfesten
Einlassring in eine Bohrung einer sich drehenden Scheibe eingeführt wird,
die mit der Druckkammer des Zylinders in Verbindung steht. Die Kupplung
befindet sich außerhalb
der Lagerbasis des Ringrades, wodurch die Tragfähigkeit der Lagerbaugruppe
des Ringrades des Differenzialgetriebes vermieden wird. Beispielsweise
kann die Differenzialsperre auch zwei Kupplungshälften umfassen, mit welchen
in üblicher Weise
eine formschlüssige
Verbindung zwischen einer Radantriebswelle und einem Differenzialgehäuse herstellbar
ist. Die Differenzialsperre umfasst dabei beispielsweise einen unmittelbar
längsverschiebbar in
einer Gehäusebohrung
des Hinterachsengetriebegehäuses
aus Metall angeordneten Kolben, welcher bei Druckluftbeaufschlagung
ein- und bei Druckluftentlastung
in Folge einer Federkraft aus rückbar
ist. Dazu ist der Kolben am Umfang gegenüber der Gehäusebohrung mit einem O-Ring
abgedichtet, wobei diese Gehäusebohrung
eine sehr hohe Oberflächenqualität aufweisen
muss, um einerseits eine entsprechende Dichtwirkung zu zeigen und
um andererseits den O-Ring zu schonen.
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Selbstverständlich sind
andere Ausführungen
an Differenzialsperren möglich.
Die Differenzialsperreinrichtung kann beispielsweise als Längssperre,
Quersperre, oder dergleichen ausgebildet werden.
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Die
zentrale Steuereinheit 4 aktiviert bei Erfassen eines Traktionsproblems
automatisch die angeordnete bzw. angeordneten Differenzialsperren 3 in
geeigneter Weise, um das Traktionsproblem automatisch ohne einen
manuellen Eingriff des Fahrzeugbenutzers zu beheben.
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Vorzugsweise
ist die zentrale Steuereinheit 4 ferner mit der Stoßdämpferregelung
bzw. Wankregelung 9 des Mehrachsfahrzeugs verbunden, wobei ebenfalls
bei Erkennen eines Traktionsproblems die Stoßdämpferhärte in geeigneter Weise verändert wird.
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Wird
beispielsweise an einer sensierten Antriebsachse ein Durchdrehen
der zugeordneten Räder
durch die Traktionskontrolleinrichtung 6 bzw. durch die
dieser zugeordneten Sensoreinrichtungen 7 und 8 erkannt,
so werden beispielsweise abhängig von
der Geschwindigkeit und der Drehzahl des Motors und/oder der Räder die
notwendigen Differenzialsperren automatisch eingelegt. Die Sperren
können
dabei entweder einzeln oder gesamtheitlich automatisch durch die
zentrale Steuereinheit 4 aktiviert werden. Nach einem automatischen
Erkennen des Situationsendes bzw. der Behebung des Traktionsproblems,
d.h. die Traktion ist durch die vorgenommenen Maßnahmen wie der hergestellt,
werden die Differenzialsperren durch die zentrale Steuereinheit 4 wieder
automatisch deaktiviert. Dabei kann eine vorbestimmte Wartezeit
durch die zentrale Steuereinheit mit berücksichtigt werden, in welcher
nach einem Erkennen der Behebung des Traktionsproblems die Sperren
weiterhin im aktivierten Zustand verbleiben. Derartige vorbestimmte
Wartezeiten können
beispielsweise ebenfalls in der Speichereinrichtung 5 der
zentralen Steuereinheit 4 abgespeichert und auch auf andere
Traktionsbehebungssysteme analog angewendet werden.
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Somit
schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum automatischen Verhindern bzw. Beheben von Traktionsproblemen, wobei
verschiedene in dem Mehrachsfahrzeug vorhandene Traktionsbehebungssysteme
durch eine zentrale Steuereinheit gleichzeitig beim Erkennen eines
Traktionsproblems in geeigneter Weise automatisch aktivierbar sind.
Dabei können
die einzelnen Systeme in günstiger
Weise miteinander kombiniert, einzeln angesteuert oder bestimmte
Systeme gemäß einer
vorab abgespeicherten Prioritätsliste
nacheinander hinzugeschaltet werden. Ferner können verschiedene Ablaufprogramme
der einzelnen Systeme in der zentralen Steuereinheit 4 bzw.
in der Speichereinrichtung 5 abgespeichert werden.
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Somit
liefert die vorliegende Erfindung ein kostengünstiges Traktionsbehebungssystem,
da die vorhandenen Komponenten im Allgemeinen in dem Mehrachsfahrzeugen
bereits vorhanden sind. Die Traktionsbehebungssysteme müssen in
geeigneter Weise mit einer gemeinsamen zentralen Steuereinheit miteinander
derart verbunden werden, dass eine geeignete Ansteuerung beim Erkennen
eines Traktionsproblems gewährleistet
wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar.
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Ergänzend zu
den vorstehenden Ausführungen
soll auf folgende Abwandlung des in der Figur dargestellten Gegenstandes
hingewiesen werden. Es ist auch eine solche Realisierung denkbar,
bei der sowohl auf die zentrale Steuereinheit 4 als auch
auf die Traktionskontrolleinrichtung 6 verzichtet wird. D.h.
die Erkennung eines Fahrzustandes, bei dem es zu Traktionsproblemen
kommt bzw. bei dem Traktionsprobleme vorliegen, erfolgt unter Verwendung
der Antriebsschlupfregeleinrichtung 1, die dann auch die Ansteuerung
bzw. Auswahl der zusätzlich
zu der Antriebsschlupfregeleinrichtung zu aktivierenden weiteren
Systeme bzw. Einrichtungen, bei denen es sich um die Komponenten 2 und/oder 3 und/oder 9 handelt,
vornimmt.
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Ferner
ist auch solche eine Realisierung denkbar, bei der zwar die zentrale
Steuereinheit 4 vorhanden ist, jedoch auf die Traktionskontrolleinrichtung 6 verzichtet
wird. Auch in diesem Fall erfolgt die Erkennung eines Fahrzustandes,
bei dem es zu Traktionsproblemen kommt bzw. bei dem Traktionsprobleme
vorliegen, unter Verwendung der Antriebsschlupfregeleinrichtung 1.
Die Ansteuerung bzw. Auswahl der zusätzlich zu der Antriebsschlupfregeleinrichtung
zu aktivierenden weiteren Systeme bzw. Einrichtungen, bei denen
es sich um die Komponenten 2 und/oder 3 und/oder 9 handelt,
erfolgt dann allerdings durch die zentrale Steuereinheit 4.
Die zentrale Steuereinheit 4 hat dann die Funktion eines übergeordneten
Reglers bzw. Koordinators.
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Ergänzend oder
alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens
(1. Ausgestaltung), bei der im Wesentlichen eine Kombination einer
Antriebsschlupfregelein richtung mit einer Achslastverlagerungseinrichtung
im Mittelpunkt steht, soll nachfolgend eine weitere Ausgestaltung
(2. Ausgestaltung) aufgezeigt bzw. beschrieben werden, bei der eine
Kombination einer Antriebsschlupfregeleinrichtung mit wenigstens
einer im Fahrzeug enthaltenen Sperre, insbesondere einer Differenzialsperre,
im Mittelpunkt steht. D.h. es handelt sich um die Kombination des
automatischen Aktivierens von Sperren mit einem Anfahrhilfemanagement
bzw. die Einbindung der im Fahrzeug enthaltenen Sperren im Rahmen
einer Traktionshilfe bzw. Anfahrhilfe. Es soll ein automatisiertes
Aktivieren von Sperren und Anfahrhilfe bei Traktionsproblemen möglich sein.
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Als
Hintergrund zu dieser Ausgestaltung sei Folgendes ausgeführt: In
heutigen Nutzfahrzeugen befinden sich größtenteils Systeme zur Regelung
der Luftfederung, diese Systeme werden beispielsweise im Rahmen
einer Niveauregulierung eingesetzt, Systeme zur Regelung des Antriebsschlupfs,
diese Systeme werden als Antriebsschlupfregelsysteme (ASR) bezeichnet,
sowie Systeme zur Bedienung diverser im Fahrzeug angeordneter Sperren,
wobei die Sperren überwiegend
elektronisch gesteuert werden und es sich bei den Sperren um Längssperren
oder Quersperren handeln kann.
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Mit
Hilfe des Verfahrens bzw. der Vorrichtung gemäß dieser weiteren Ausgestaltung
soll eine intelligente Verschaltung der vorstehend aufgeführten Systeme
erreicht werden, um dem Fahrer ein Maximum an Komfort und Fahrsicherheit
zu geben bzw. zu gewährleisten.
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Hierfür wird folgende
Vorgehensweise vorgeschlagen:
Wird an einer sensierten Achse,
insbesondere an einer Antriebsachse, ein Durchdrehen der Räder oder wenigstens
eines Rades erkannt, so werden die notwendigen Sperren automatisch
eingelegt. Dies kann beispielsweise in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, insbesondere
der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Drehzahl des Motors und/oder
der Räder
erfolgen. Bei Fahrzeugen, die mit mehreren Sperren ausgestattet
sind, hierbei handelt es sich um sogenannte allradgetriebene Fahrzeuge,
beispielsweise ein 6 × 6-Fahrzeug
(Fahrzeug mit drei Achsen mit jeweils zwei Rädern, wobei alle drei Achsen
angetrieben sind), können
die Sperren einzeln oder gesamtheitlich eingelegt werden. Bei den
notwendigen Sperren handelt es sich um diejenigen Sperren, mit denen es
möglich
ist, das auf das durchdrehende Rad wirkende Moment zu reduzieren.
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Die
Erkennung des Durchdrehens der Räder oder
des wenigstens einen Rades erfolgt vorzugsweise mit Hilfe der Antriebsschlupfregeleinrichtung. Es
ist aber auch denkbar, dass dies mit Hilfe eines übergeordneten
Systems oder Reglers erfolgen kann. Die Aktivierung der Sperren
kann je nach Realisierung direkt ausgehend von Antriebsschlupfregeleinrichtung
oder aber von einem übergeordneten System
bzw. übergeordneten
Regler, insbesondere einer zentralen Steuereinheit erfolgen.
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Wird
das Ende des Fahrzustandes, bei dem vor Einleitung bzw. Durchführung der
stabilisierenden Eingriffe es zu dem Traktionsproblem kam oder bei
dem das Traktionsproblem vorlag, festgestellt bzw. erkannt, oder
wird schlichtweg erkannt, dass die Traktion wieder hergestellt ist,
d.h. das Traktionsproblem beseitigt ist, werden die Sperren automatisch wieder
deaktiviert. Die Deaktivierung der Sperren kann entweder unmittelbar
im Anschluss an den Zeitpunkt erfolgen, in dem erkannt wurde, dass
die Traktion wieder hergestellt ist, oder aber unter Berücksichtigung
einer sogenannten Wartezeit. In diesem Fall bleiben die Sperren
nach dem Zeitpunkt, in dem erkannt wurde, dass die Traktion wieder
hergestellt ist, noch eine vorbestimmte Zeitdauer aktiv, bevor sie dann
deaktiviert werden. D.h. die Sperren sind trotz wieder hergestellter
Traktion noch eine vorbestimmte Zeitdauer aktiv.
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Bisher
wurde im Zusammenhang mit der 2. Ausgestaltung die Kombination einer
Antriebsschlupfregeleinrichtung mit Sperren behandelt. Selbstverständlich können zusätzlich zu
diesen beiden Komponenten, weitere Komponenten, die einen Einfluss
auf die Traktion des Fahrzeuges haben, in Fahrzuständen bei
denen keine ausreichende Traktion vorliegt, bzw. bei denen es zu
Traktionsproblemen kommt, aktiviert werden.
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Insbesondere
bei Fahrzeugen, die mit einer Achslastverlagerungseinrichtung ausgestattet
sind, als Beispiel sei ein 6 × 2
Fahrzeug genannt, d.h. ein Fahrzeug mit drei Achsen, von denen eine
Achse als lenkbare Achse, eine weitere Achse als Antriebsachse und
eine weitere Achse als liftbare Nachlaufachse ausgestaltet ist,
kann bei Erkennen eines Traktionsproblems an der Antriebsachse die
Lastverlagerung automatisch eingeleitet werden. In solch einem Fall kann
ergänzend
zu der Antriebsschlupfregeleinrichtung und den Sperren auch die
Achslastverlagerungseinrichtung zur Behebung des Traktionsproblems
bzw. zur Wiederherstellung der Traktion bzw. als Anfahrhilfe eingesetzt
werden.
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Ferner
kann ergänzend
zu der Antriebsschlupfregeleinrichtung und den Sperren, wenn das Fahrzeug
entsprechend ausgestattet ist, auch eine Stoßdämpferregelung bzw. Wankregelung
zur Behebung des Traktionsproblems bzw. zur Wiederherstellung der
Traktion bzw. als Anfahrhilfe eingesetzt werden. Hierzu werden die
Stoßdämpfer auf
eine „härtere" und somit sicherere
Stufe verstellt.
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Die
Anfahrhilfe wird über
die standardmäßige Anfahrhilfefunktion
beendet.
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Zusammengefasst
kann festgehalten werden: Es handelt sich um eine Vorrichtung zur
Beeinflussung des Traktionsverhaltens von Antriebsrädern eines
Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug mehrere Achsen mit jeweils zugeordneten
Rädern
aufweist, wobei es sich bei den Achsen wenigstens um eine lenkbar ausgestaltete
Lenkachse und eine mit im Fahrzeug angeordneten Antriebsmitteln
in Wirkverbindung stehende Antriebsachse handelt. Dieser Antriebsachse soll
eine Differenzialsperre wirktechnisch zugeordnet sein. Zusätzlich weist
das Fahrzeug Antriebsschlupfbeeinflussungsmittel, insbesondere eine
Antriebsschlupfregelung, auf, mit denen bei Erfüllung einer für den an
den Rädern
der Antriebsachse vorliegenden Antriebsschlupf vorgegebenen Bedingung
der Antriebsschlupf durch fahrerunabhängige Eingriffe in den Rädern der
Antriebsachse zugeordnete Bremsmittel und/oder in die Antriebsmittel
verringert wird, wobei bei Vorliegen eines definierten Zustands
der Antriebsschlupfbeeinflussungsmittel die der Antriebsachse zugeordnete
Differenzialsperre fahrerunabhängig
zur Beeinflussung der an der Antriebsachse und/oder an den angetriebenen
Rädern
vorliegenden Traktion angesteuert wird.
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Je
nach Ausstattungsgrad weist das Fahrzeug eine weitere, der Antriebsachse
räumlich
zugeordnete dritte Achse auf, wobei in diesem Fall Achslastbeeinflussungsmittel
vorgesehen sind, mit denen die auf die dritte Achse wirkende Achslast
beeinflussbar ist. Für
den Fall, dass das Fahrzeug über
mehrere Antriebsachsen verfügt,
weist das Fahrzeug weitere Differenzialsperren auf. Insbesondere
eine Differenzialsperre je Antriebsachse und evtl. weitere zwischen
den Antriebsachsen wirktechnisch eingefügte Differenzialsperren.
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Eine
weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens
(3. Ausgestaltung) kann folgende sein:
Zur Beseitigung von
Traktionsproblemen bzw. zur Wiederherstellung der Traktion wird
zunächst,
d.h. auf jeden Fall die in dem Fahrzeug ohnehin vorhandene Antriebsschlupfregeleinrichtung
eingesetzt. Ergänzend
zu der Antriebsschlupfregeleinrichtung wird mindestens eine weitere
Komponente eingesetzt, d.h. aktiviert, wobei diese weitere Komponente
aus verschiedenen Komponenten, mit denen die Traktion des Fahrzeuges
beeinflusst werden kann, ausgewählt
wird. Bei diesen Komponenten, aus denen mindestens eine weitere
ausgewählt
wird, d.h. von denen mindestens eine weitere aktiviert wird, handelt
es sich um im Fahrzeug angeordnete Sperren und/oder eine Achslastverlagerungseinrichtung
und/oder um eine Stoßdämpferregelung
und/oder um eine Wankregelung und/oder eine Luftfederung.
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Bei
dieser Ausgestaltung ist vorteilhafterweise ein übergeordneter Regler oder ein übergeordnetes
System vorhanden, welches die Koordination bzw. Auswahl der zu aktivierenden
Systeme bzw. Komponenten vornimmt, so dass zusätzlich zu der Antriebsschlupfregeleinrichtung
das für
die Verbesserung der Traktion optimale System eingesetzt wird.
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Zusammengefasst
kann festgehalten werden: Es handelt sich um eine Vorrichtung zur
Beeinflussung des Traktionsverhaltens von Antriebsrädern eines
Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug mehrere Achsen mit jeweils zugeordneten
Rädern
aufweist, wobei es sich bei den Achsen wenigstens um eine lenkbar ausgestaltete
Lenkachse und eine mit im Fahrzeug angeordneten Antriebsmitteln
in Wirkverbindung stehende Antriebsachse handelt. Das Fahrzeug weist Antriebsschlupfbeeinflussungsmittel,
insbesondere eine Antriebsschlupfregelung, auf, mit denen bei Erfüllung einer
für den
an den Rädern
der Antriebsachse vorliegenden Antriebsschlupf vorgegebenen Bedingung
der Antriebsschlupf durch fahrerunabhängige Eingriffe in den Rädern der
Antriebsachse zugeordnete Bremsmittel und/oder in die Antriebsmittel verringert
wird. Zusätzlich
weist das Fahrzeug weitere Komponenten bzw. Systeme auf, mit denen
die Traktion an der Antriebsachse bzw. die Traktion der angetriebenen
Räder beeninflussbar
ist. Bei diesen weiteren Komponenten bzw. Systemen soll es sich um
folgende handeln: Eine der Antriebsachse wirktechnisch zugeordnete
Differenzialsperre und/oder Achslastbeeinflussungsmittel, mit denen
die auf eine dritte Achse wirkende Achslast beeinflussbar ist, wobei
diese dritte Achse der Antriebsachse räumlich zugeordnet ist und/oder
eine Luftfederung und/oder eine Stoßdämpferverstellung und/oder eine
Wankregelung. Bei Vorliegen eines definierten Zustands der Antriebsschlupfbeeinflussungsmittel
wird wenigstens eine weitere dieser Komponenten zur zusätzlichen Beeinflussung
der an der Antriebsachse bzw. an den angetriebenen Rädern vorliegenden
Traktion aktiviert bzw. ausgewählt.
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Für den Fall,
dass das Fahrzeug über
mehrere Antriebsachsen verfügt,
weist das Fahrzeug weitere Differenzialsperren auf. Insbesondere
eine Differenzialsperre je Antriebsachse und evtl. weitere zwischen
den Antriebsachsen wirktechnisch eingefügte Differenzialsperren.
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An
dieser Stelle sein noch auf die Ausgestaltung der Fahrzeuge eingegangen.
Der 1. Ausgestaltung liegt ein Fahrzeug zu Grunde, welches mehrere Achsen
mit jeweils zugeordneten Rädern
aufweist, wobei es sich bei den Achsen wenigstens um eine lenkbar
ausgestaltete Lenkachse, eine mit im Fahrzeug angeordneten Antriebsmitteln
in Wirkverbindung stehende An triebsachse und eine der Antriebsachse
räumlich
zugeordnete dritte Achse handelt, wobei Achslastbeeinflussungsmittel
bzw. eine Achslastverlagerungseinrichtung vorgesehen sind, mit denen
die auf die dritte Achse wirkende Achslast beeinflussbar ist. Solch
ein Fahrzeug verfügt üblicherweise über mindestens
drei Achsen.
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Der
2. und 3. Ausgestaltung liegt ein Fahrzeug zu Grunde, welches über wenigstens
zwei Achsen verfügt.
Damit auch eine Achslastverlagerungseinrichtung zum Einsatz kommen
kann, sollte dieses Fahrzeug ebenfalls über mindestens drei Achsen verfügen.
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Bei
der Antriebsschlupfregeleinrichtung handelt es sich um Antriebsschlupfbeeinflussungsmittel, mit
denen bei Erfüllung
einer für
den an den Rädern der
Antriebsachse, d.h. an den Antriebsrädern des Fahrzeugs, vorliegenden
Antriebsschlupf vorgegebenen Bedingung der Antriebsschlupf durch
fahrerunabhängige
Eingriffe in den Rädern
der Antriebsachse zugeordnete Bremsmittel und/oder in die Antriebsmittel
verringert wird.
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Bei
Vorliegen eines definierten Zustands der Antriebsschlupfregeleinrichtung
bzw. der Antriebsschlupfbeeinflussungsmittel wird eine weitere im Fahrzeug
vorhandene Komponente, mit der die Traktion beeinflussbar ist, fahrerunabhängig zur
Behebung des Traktionsproblems angesteuert. Vorteilhafterweise liegt
der definierte Zustand der Antriebsschlupfbeeinflussungsmittel dann
vor, wenn die für den
Antriebsschlupf vorgegebene Bedingung erfüllt ist und/oder wenn von den
Antriebsschlupfbeeinflussungsmitteln ein Hinweissignal abgegeben
wird, das auf die Durchführung
der fahrerunabhängigen
Eingriffe in die Bremsmittel und/oder in die Antriebsmittel des
Fahrzeugs hinweist, und/oder wenn von den Antriebsschlupfbeeinflussungsmitteln
Ansteuersignale abgegeben werden, die zur Durchfüh rung der fahrerunabhängigen Eingriffe
in die Bremsmittel und/oder in die Antriebsmittel vorgesehen sind.
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Einfacherweise
ist die für
den Antriebsschlupf vorgegebene Bedingung dann erfüllt, wenn der
jeweils an den Rädern
der Antriebsachse auftretende Antriebsschlupf einen vorgegebenen
Antriebsschlupfschwellenwert überschreitet,
wobei sich der Antriebsschlupf in Abhängigkeit der Differenz der Fahrtgeschwindigkeit
des Fahrzeugs und der Umfangsgeschwindigkeit der Räder der
Antriebsachse ergibt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw.
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
handelt es sich allgemein formuliert um eine Vorrichtung bzw. ein
Verfahren zur Beeinflussung des Traktionsverhaltens von Antriebsrädern eines
Fahrzeugs.
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Abschließend sei
noch darauf hingewiesen, dass vorteilhafte Kombinationen der einzelnen
vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen bzw. Realisierungen denkbar
sind. D.h. einzelne Merkmale oder Aspekte, die im Zusammenhang mit
einer Ausgestaltung oder Realisierung beschrieben sind, können durchaus
bei einer anderen Realisierung bzw. Ausgestaltung eingesetzt werden.