AT389853B - Knickwinkelsteuervorrichtung fuer ein strassengelenkfahrzeug - Google Patents

Description

Nr. 389853

Gegenstand der Erfindung ist eine Knickwinkel-Steuervorrichtung für ein Straßen-Gelenkfahrzeug, dessen Vorderwagen und Hinterwagen über ein Gelenk miteinander gekuppelt sind, mit einer gesteuert betätigbaren Knicksperrvorrichtung, die an den Vorderwagen und den Hinterwagen angeschlossen ist, einem den Lenkeinschlagwinkel der gelenkten Vorderräder des Vorderwagens abtastenden Lenkwinkel- Signalgeber, einem 5 den aktuellen Knickwinkel zwischen der Längsachse des Vorderwagens und der Längsachse des Hinterwagens abtastenden Knickwinkel-Signalgeber und einer an die Signalgeber angeschlossenen, die Abweichung jedes aktuellen Knickwinkels von einem dem jeweiligen Lenkeinschlagwinkel zugeordneten Sollknickwinkel auswertenden Winkellagen-Auswertungseinheit, die an einem Steuereingang einer Sperrbetätigungseinheit angeschlossen ist. 10 Bekannt sind Sperrvorrichtungen zur Verhinderung des Einknickens von Gelenkzügen, bei denen zwischen der

Zugmaschine und dem Sattelauflieger (dem Primärwagen und dem Sekundärwagen) doppeltwirkende hydraulische Arbeitszylinder angeordnet sind, deren Kolben an den Primärwagen und deren Arbeitszylinder an das sich mit dem Sekundärwagen (Sattelauflieger) zusammen bewegende Element der Sattelkupplung befestigt sind. Die beiden Arbeitsräume des doppelt wirkenden Arbeitszylinders sind durch einen Kanal verbunden, in dem eine Ventileinheit 15 angeordnet ist (US - PS 2 692145).

In der geschlossenen Stellung der Ventileinheit kann die Hydraulikflüssigkeit zwischen den beiden Arbeitsräumen nicht kommunizieren, hiebei bleibt die gegeneinander eingenommene Winkellage der beiden Fahrzeugeinheiten unverändert, d. h. der Gelenkzug kann nicht einknicken.

Bei der teilweise oder vollständig geöffneten Stellung der Ventileinheit dagegen kann die Hydraulikflüssigkeit 20 zwischen den beiden Arbeitsräumen kommunizieren, d. h. hin- und herströmen, sodaß sich die Winkellage der Fahrzeugeinheiten verändern kann, weil die Knicksperrvorrichtung dies nicht verhindert

Zur Steuerung der Ventileinheit sind verschiedene Ausführungen bzw. Lösungen bekannt, die aufgrund der Wahrnehmung bzw. Abtastung verschiedener Fahrzeugparameter bzw. fahrdynamischer Kennwerte bzw. aufgrund der Auswertung mehrerer Kennwerte die steuernde Ventileinheit beeinflussen. 25 Bekannt sind auch Vorschläge, bei denen die Steuerungsventileinheit mit der Bremsanlage des Fahrzeuges in einer Funktionsverbindung steht und eine das Einknicken hindernde Wirkung beim Bremsen des Fahrzeuges auftritt, wie z. B. bei der in der GB-PS 1 240 554 beschriebenen Vorrichtung.

Bei einer weiteren vorgeschlagenen Ausführung steht das Ventil des die Arbeitsräume des doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinders verbindenden Flüssigkeitskanals mit der Lenkung in mechanischer Verbindung 30 und den im Lenkeinschlag befindlichen Rädern ist eine offene Ventilstellung zugeordnet.

Bei dem Zustandekommen des Einknickens von Gelenkzügen kommt die gemeinsame Wirkung mehrerer fahrdynamischer Faktoren zur Geltung, von denen die den beschriebenen beiden englischen Patentschriften entsprechende Lösung jeweils nur je einen ausgewählten Faktor berücksichtigt, weshalb in ungebremstem Zustand oder bei im Lenkeinschlag stehenden Rädern das Einknicken des Fahrzeuges nicht verhindert wird. 35 Diese Vorrichtungen fanden keine weitläufigere praktische Anwendung.

Bekannt ist weiterhin die der DE-OS 2 420 203 entsprechende Vorrichtung für Gelenkbusse mit Hinterachsantrieb, bei der die Steuereinheit des Ventils der ein Einknicken verhindernden hydraulischen Arbeitszylinder zwei Fühler besitzt, von denen der eine den Lenkeinschlagwinkel der Räder wahrnimmt bzw. äbtastet, der andere hingegen den Einknickwinkel der beiden Fahrzeugeinheiten. In der Steuereinheit ist zu jeder 40 Lenkeinschlagwinkellage ein bestimmter höchstzulässiger Knickwinkelwert gespeichert Die Vergleichseinheit vergleicht den durch den Fühler wahrgenommenen und den zulässigen Knickwinkelwert und bei einer Überschreitung des letzteren sperrt die Steuereinheit das Ventil des hydraulischen Arbeitszylinders ab, d. h. daß die das Einknicken hindernde Sperrvorrichtung fixiert wild.

Die in der erwähnten DE-OS beschriebene Vorrichtung ist unter den bisher beschriebenen die 45 höchstentwickelte und tatsächlich stets geeignet, dem Ausmaß des Einknickwinkels Grenzen zu setzen und verhindert so ein gefährliches Maß annehmendes Einknicken des Gelenkzuges. Jedoch nicht mindergefährlich ist die in einer scharfen Kurve erfolgende Beschleunigung - insbesondere bei Hinterachsantrieb, da in diesem Falle ein bedeutender Teil der an der Hinterachse zur Verfügung stehenden Adhäsionskraft durch das Antriebsmoment beansprucht wird, sodaß die Hinterachse nicht in der Lage ist, die Zentrifugalkräfte auszugleichen. Der 50 Sekundärwagen bewegt sich in diesem Falle in Richtung der Strecldage und hiernach des Einknickens in der entgegengesetzten Richtung. Diese Erscheinung ist besonders für die in der Nachbarspur fahrenden Fahrzeuge besonders gefährlich und dies umsomehr, da sie durch den Fahrer des Fahrzeuges unmittelbar nicht einmal wahrgenommen werden kann. Dagegen wird das Rutschen einer Achse des Zugfahrzeuges unmittelbar wahrgenommen und kann kompensiert werden. 55 Neben der Verhinderung des übermäßigen Einknickens und der ordnungswidrigen Einnahme der Strecklage lag der Erfindung das Bestreben zugrunde, eine hohe Zuverlässigkeit auf weisende, preiswerte, jedoch ihre Funktion genau erfüllende Vorrichtung zu entwickeln.

Ziel bei der Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung war die Entwicklung ein»- Vorrichtung zur Beeinflussung des Knickwinkels für Gelenkzüge, die bei Geradeaus- oder Kurvenfahrt des Gelenkzuges während 60 des Bremsens das Einknicken, in der Kurvenfahrt das Schleudern des Sekundärwagens und das sogenannte "messerartige" Einknicken des Sekundärwagens verhindert, was insbesondere bei Sekundärwagen mit angetriebener Achse Vorkommen kann. -2-

Nr. 389853

Die erfmdungsgemäße Vorrichtung verhindert nun einen derartigen Einknickvorgang, dessen Richtung nicht mit dem Radlenkeinschlagwinkel und dem zugeordneten Knickwinkel sowie der durch das rutschfreie Abrollen der Räder des Gelenkzuges festgelegten Richtung übereinstimmt. Dies wird bei einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Sperrbetätigungseinheit einen ersten und einen zweiten Steuereingang aufweist, wobei an den zweiten Steuereingang ein die Ändeningsrichtung des aktuellen Knickwinkels abtastender Knickwinkel-Änderungsrichtungsgeber angeschlossen ist und daß - unter der Vorraussetzung, daß das von der Winkellagen-Auswerteinheit an die Sperrbetätigungseinheit abgegebene Steuersignal als positiv definiert ist, falls, in Draufsicht auf das Fahrzeug in Fahrtrichtung gesehen, der jeweilige aktuelle Knickwinkel rechts von dem dem aktuellen Lenkeinschlagwinkel zugeordneten Sollknickwinkel liegt und als negativ definiert ist, falls der jeweilige aktuelle Knickwinkel links von dem Sollknickwinkel liegt und unter der weiteren Vorraussetzung, daß das von dem Knickwinkel-Änderungsrichtungsgeber an die Sperrbetätigungseinheit abgegebene Steuersignal bei einer Knickwinkeländerung im Uhrzeigersinn als positiv, und entgegen dem Uhrzeigersinn als negativ definiert ist, - die Knicksperrvorrichtung beim Auftreten von zwei Steuersignalen mit entgegengesetzem Vorzeichen einschaltbar, und von zwei Steuersignalen mit gleichem Vorzeichen lösbar ausgebildet ist

Bei der die Winkellage auswertenden Einheit ist das Ausgangssignal zweckdienlicherweise demjenigen Knickwinkel zugeordnet, der außerhalb des den zum Vorderradlenkeinschlagwinkel gehörenden festgelegten Knickwinkel in sich schließenden Winkelbereiches fällt

Mit Vorteil ist die Winkellagen-Auswerteinheit derart ausgebildet, daß an ihrem an den ersten Steuereingang der Gelenkspene angeschlossenen Ausgang nur dann ein Ausgangssignal erscheint, falls der aktuelle Knickwinkel außerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches liegt, der den dem aktuellen Lenkeinschlagwinkel zugeordneten Sollknickwinkel enthält

Die Erfindung wird nachstehend mit Hife der Zeichnung näher erläutert, welche ein Blockschema der Vorrichtung zur Beeinflussung des Knickwinkels darstellt

Der Gelenkzug (1) besteht aus zwei Fahrzeugeinheiten, dem Primärwagen (2) und dem Sekundärwagen (3), die durch ein Gelenk (4) verbunden sind. Die Vorderachse (5) des Primärwagens (2) ist gelenkt, der Lenkeinschlagwinkel dar Vorderräder (6) ist mit Alpha, der aktuelle Knickwinkel des Primärwagens (2) und des Sekundärwagens (3) mit (ß) bezeichnet An die nicht dargestellte Lenkvorrichtung der Vorderachse (5) ist die den Radlenkeinschlagwinkel (Alpha) wahmehmende Fühlereinheit (A) angeschlossen. Zwischen den beiden Fahrzeugeinheiten, dem Primärwagen (2) und dem Sekundärwagen (3), ist ferner eine den aktuellen Knickwinkel (ß) wahrnehmende Fühlereinheit (F) eingebaut, beide Fühlereinheiten (A) und (F) sind an die Winkellagen-Äuswertungseinheit (B) angeschlossen, die durch ein Ausgangssignal die Richtung der Abweichung des tatsächlichen (aktuellen) Knickwinkels (ß) von dem zum Lenkeinschlagwinkel (Alpha) der Vorderräder gehörenden festgelegten Knickwinkel (ßp) angibt. Der zu dem Lenkeinschlagwinkel (Alpha) der Vorderräder (6) gehörende Knickwinkel (ßp) (Sollknickwinkel) ist also der bei Konstanthaltung des Lenkeinschlagwinkels (Alpha) auf ebener Fahrbahn und rutschfreiem Abrollen der Räder sich ergebende stationäre Knickwinkel. Zwischen dem Primärwagen (2) und dem Sekundärwagen (3) ist ein die Änderung des Knickwinkels (ß) wahrnehmender (abtastender) Knickwinkeländerungsrichtungsgeber (E) angeordnet, der mit der Winkellagenauswertungseinheit (B) zusammen an die Speirbetätigungseinheit (C) der Knicksperrvorrichtung (D) angeschlossen ist. Ein erstes Eingangssignal der Sperrbetätigungseinheit (C) wird durch das durch die Winkellagenauswertungseinheit (B) bestimmte ausgangssignalbildende Abweichungsvorzeichen gebildet, das positiv bei einem tatsächlichen Knickwinkel (ß) ist, der von dem (den zum Radlenkeinschlagwinkel (Alpha) gehörenden Knickwinkel (ßp) enthaltenden) Winkelbereich (Δ ß), in der Fahrtrichtung in Draufsicht des

Gelenkzuges (1) gesehen, rechts liegt; negativ ist das Abweichungsvorzeichen dagegen bei einem tatsächlichen Knickwinkel (ß), der von dem den zum Radlenkeinschlagwinkel (Alpha) gehörenden Knickwinkel (ßp) beinhaltenden Winkelbereich (Δ ß) links liegt Ein zweites Eingangssignal der Sperrbetätigungseinheit (C) wird durch das das Ausgangssignal des angeschlossenen Knickwinkeländerungsrichtungsgebers (E) bildende Richtungsvorzeichen gebildet, das positiv ist bei einer Knickwinkeländerungsrichtung, bei der in Draufsicht des Gelenkzuges das Einknicken des Sekundärwagens im Vergleich zum Primärwagen in seiner Richtung mit dem Uhrzeigersinn übereinstimmt, jedoch negativ ist bei einer Knickwinkeländerungsrichtung, bei der das Einknicken des Sekundärwagens im Vergleich zum Primärwagen in seiner Richtung dem Uhrzeigersinn entgegengesetzt erfolgt wobei zwei entgegengesetzte Vorzeichen aufweisenden Eingangssignalen der Sperrbetätigungseinheit (C) die gesperrte Stellung der Knicksperrvorrichtung (D) zugeordnet ist

Die Vorrichtung erlaubt demgemäß ausschließlich in der der Kinematik des rutschfreien Abrollens entsprechenden Richtung eine Knickwinkeländerung, sperrt dagegen jede Knickwinkeländerung in der entgegengesetzten Richtung. -3-

Claims (2)

1. Nr. 389853 PATENTANSPRÜCHE 1. Knickwinkel-Steuervorrichtung für ein Straßen-Gelenkfahrzeug, dessen Vorderwagen und Hinterwagen über ein Gelenk miteinander gekuppelt sind, mit einer gesteuert betätigbaren Knicksperreinrichtung, die an den Vorderwagen und den Hinterwagen angeschlossen ist, einem den Lenkeinschlagwinkel der gelenkten Vorderräder des Vorderwagens abtastenden Lenkwinkel-Signalgeber, einem den aktuellen Knickwinkel zwischen der Längsachse des Vorderwagens und der Längsachse des Hinterwagens abtastenden Knickwinkel-Signalgeber und einer an die Signalgeber angeschlossenen, die Abweichung jedes aktuellen Knickwinkels von einem dem jeweiligen Lenkeinschlagwinkel zugeordneten Sollknickwinkel auswertenden Winkellagen-Auswertungseinheit, die an einen Steuereingang einer Sperrbetätigungseinheit angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrbetätigungseinheit (C) einen ersten und einen zweiten Steuereingang aufweist, wobei an den zweiten Steuereingang ein die Änderungsrichtung des aktuellen Knickwinkels (ß) abtastender Knickwinkel-Änderungsrichtungsgeber (E) angeschlossen ist und daß - unter der Vorraussetzung, daß das von der Winkellagen-Auswerteinheit (B) an die Sperrbetätigungseinheit (C) abgegebene Steuersignal als positiv definiert ist, falls, in Draufsicht auf das Fahrzeug in Fahrtrichtung gesehen, der jeweilige aktuelle Knickwinkel (ß) rechts von dem dem aktuellen Lenkeinschlagwinkel (Alpha) zugeordneten Sollknickwinkel (ßp) liegt, und als negativ definiert ist, falls der jeweilige aktuelle Knickwinkel (ß) links von dem Sollknickwinkel (ßp) liegt und unter der weiteren Vorrausetzung, daß das von dem Knickwinkel-Änderungsrichtungsgeber (E) an die Sperrbetätigungseinheit (C) abgegebene Steuersignal bei einer Knickwinkeländerung im Uhrzeigersinn als positiv, und entgegen dem Uhrzeigersinn als negativ definiert ist, - die Knicksperrvorrichtung (D) beim Auftreten von zwei Steuersignalen mit entgegengesetztemVorzeichen einschaltbar, und von zwei Steuersignalen mit gleichem Vorzeichen lösbar ausgebildet ist.
2. 2. Knickwinkel-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkellagen-Auswerteinheit (B) derart ausgebildet ist, daß an ihrem an den ersten Steuereingang der Sperrbetätigungseinheit (C) angeschlossenen Ausgang nur dann ein Ausgangssignal erscheint, falls der aktuelle Knickwinkel (ß) außerhalb eines vorbestimmten, den dem aktuellen Lenkeinschlagwinkel (Alpha) zugeordneten Sollknickwinkel (ßp) enthaltenden Winkelbereichs (Δ ß) liegt Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-