DE102006011183A1

DE102006011183A1 - Verfahren zur Traktionsregelung eines pneumatisch gefederten Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102006011183A1
Application number: DE200610011183
Authority: DE
Inventors: Uwe Lentz
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2026-03-11
Also published as: ES2336056B2; KR20070092612A; DE102006011183B4; ES2336056A1; KR100842664B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Traktionsregelung eines pneumatisch gefederten Fahrzeuges mit einer Antriebsachse (TA) und einer Luftachse (LA), mit mindestens folgenden Schritten: Messung der Luftfederdrücke (P(TA), P(LA) an beiden Seiten der Antriebsachse (TA) und der Liftachse (LA) und Ermittlung, ob an einer Seite eine Überlast vorliegt, bei der die aktuellen Luftfederdrücke (P(TAL), P(LAL)) sowohl an der Antriebsachse (TA) als auch an der Liftachse (LA) maximal zulässige Luftfederdrücke (Max P(TA), Max P(LA)) überschreiten, (S2) falls an genau einer Seite eine Überlast vorliegt, Durchführung einer Überlastmode-Regelung der Luftfederdrücke (P'(TAL), P'(LAL)) der Überlastseite entsprechend den Druckverhältnissen der maximal zulässigen Luftfederdrücke (Max P(TA), Max P(LA)), (S3) Anpassung der maximal zulässigen Luftfederdrücke (Max P'(TAR), Max P'(LAR)) an der Nicht-Überlastseite an die eingestellten Luftfederdrücke (P'(TA), P'(LA)) der Überlastseite (S4, S5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Traktionsregelung eines pneumatisch gefederten Fahrzeuges. Dieses Verfahren ist insbesondere bei Nutzfahrzeugen mit mindestens drei Achsen durchführbar, nämlich einer Vorderachse sowie im hinteren Bereich einer Antriebsachse (Hauptachse) und einer Zusatzachse (Schleppachse oder anhebbare Liftachse), die mit pneumatischen Balgfedern ausgestattet sind. An den Hinterachsen des Fahrzeuges können das Niveau und die Balgdrücke seitenweise getrennt voneinander eingestellt werden. Die Regelung kann mit dem elektronisch geregelten Luftfedersystem ECAS durchgeführt werden.

Der erforderliche Luftdruck in den Balgfedern ergibt sich aus der Beladungssituation. Die Luftdruckverteilung zwischen der Haupt- und der Zusatzachse erfolgt nach dem Prinzip der Traktionsregelung, wobei für jede der beiden Hinterachsen ein eigener zulässiger Maximalwert des Luftfederdruckes vorgegeben ist, der einem voll ausgeladenen Fahrzeug entspricht. Ziel der Traktionsregelung ist es, bei zunehmender Beladung primär die Antriebsachse zu belasten durch Belüften der Luftfederbälge der Antriebsachse bis zum maximal zulässigen Druck unter Einhaltung des Fahrniveaus. Bei weiter zunehmender Beladung wird diese dann von der Zusatzachse aufgenommen, indem die Luftfederbälge der Zusatzachse belüftet werden, wobei der Druck in den Bälgen der Antriebsachse auf den maximal zulässigen Druck gehalten wird. Da beide Seiten der Hinterachsen getrennt voneinander geregelt werden, erfolgt auch die Traktionsregelung auf den maximal zulässigen Druck in der Antriebsachse seitenweise unabhängig voneinander.

Falls aufgrund einer Überladung des Fahrzeugs die maximal zulässigen Balgdrücke an Antriebsachse und Liftachse an mindestens einer Fahrzeugseite überschritten werden, schaltet das System in einen Überlastmode, in dem nicht mehr die Traktion, sondern ein Druckverhältnis zwischen Antriebs- und Zusatzachse gemäß der zulässigen Balgdrücke an den beiden Achsen ausgeregelt wird. Die Druckverhältnisregelung im Überlastmode hat den Vorteil, dass beide Hinterachsen entsprechend ihrer Tragfähigkeit gleichmäßig zusätzlich belastet werden. Es zeigt sich jedoch, dass bei Erkennen einer Überlast aufgrund z. B. lediglich schiefer Beladung ein erheblicher Traktionsverlust eintritt, wenn von Traktionsregelung auf Überlastregelung umgeschaltet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Traktionsregelung zu schaffen, das die vorhandene Traktion an der Antriebsachse beim Übergang von der Traktionsregelung zur Druckverhältnisregelung im Überlastmode zumindest weitgehend erhält und sicherstellt.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, eine Überlast nicht pauschal für das Gesamtfahrzeug zu detektieren, sondern bei Erkennen einer Überlast an lediglich einer Seite (d. h. Balgdruck an Antriebsachse und Zusatzachse an dieser Seite überschreiten den maximal zulässigen Druck) zunächst nur diese Überlast-Seite gemäß Druckverhältnisregelung im Überlastmode zu regeln und die andere, leichtere Seite in der Traktionsregelung mit einer Anpassung zu belassen.

Hierbei wird vorteilhafterweise an der Überlast-Seite die Druckverhältnis-Regelung im Verhältnis der maximal zulässigen Balgdrücke an Antriebs- und Zusatzachse durchgeführt, wobei nachfolgend die zulässigen Maximalwerte der leichten Seite entsprechend den sich einstellenden Druckwerten der Überlastseite angepasst werden. Hierzu kann insbesondere an der leichten Seite der zulässige Maximalwert des Antriebsachsdrucks derartig eingestellt werden, dass der mittlere Antriebsachsdruck dem Ausgangswert des maximal zulässigen Balgdruck der Antriebsachse entspricht. Somit wird vorteilhafterweise der zulässige Maximalwert des Antriebsachsdrucks an der leichten Seite um den Betrag verringert, um den der maximal zulässige Balgdruck der Antriebsachse an der Überlastseite überschritten wird.

Weiterhin wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nachfolgend auch der zulässige Maximalwert der Zusatzachse an der leichten Seite entsprechend verringert, wobei das Verhältnis entsprechend der maximal zulässigen Drücke erhalten bleibt, d.h. das Verhältnis des verringerten zulässigen Maximalwertes der Antriebsachse zu dem verringerten zulässigen Maximalwert der Zusatzachse ist gleich dem Verhältnis des maximal zulässigen Balgdruckes der Antriebsachse zu dem maximal zulässigen Balgdruck der Zusatzachse.

Sollte der Balgdruck an der leichten Fahrzeugseite in Antriebs- und Zusatzachse den jeweils verringerten zulässigen Maximalwert überschreiten, so wird vorteilhafterweise auch diese Seite in den Überlastmode geschaltet und regelt fortan gemäß oben beschriebener Druckverhältnisregelung.

Falls erfindungsgemäß an beiden Seiten die Überlast erkannt wird, kann vorteilhafterweise die herkömmliche ECAS-Regelung durchgeführt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einer Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein Nutzfahrzeug unter Angabe der maximal zulässigen Balgdrücke;
2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Nutzfahrzeug 1 weist z. B. drei Achsen auf, eine Vorderachse VA sowie in seinem hinteren Bereich eine Antriebsachse TA mit einem linken Rad TAL und rechten Rad TAR und eine Liftachse LA mit einem linken Rad LAL und einem rechten Rad LAR. Die Räder TAR und TAL sind hierbei vorteilhafterweise doppelt bereift.
Entsprechend der ECAS-Druckregelung wird in den Rädern TAL, TAR, LAL und LAR jeweils der Balgdruck geregelt, um das Niveau einzustellen und weiterhin eine gewünschte Traktion an der Antriebsachse TA zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird die Überlasterkennung jedoch nicht für die gesamte Antriebsachse TA und entsprechend für die gesamte Liftachse LA durchgeführt, sondern es erfolgt eine seitenweise Überlasterkennung. Hierbei ist an jeder Seite ein maximal zulässiger Antriebsachsbalgdruck von Max P(TA) = 650 kPa und ein maximal zulässiger Liftachsbalgdruck von
Max P(LA) = 550 kPa vorgegeben.
Das Verfahren wird in Schritt S1 gestartet, z. B. bei Anlassen des Motors. Erfindungsgemäß wird in einem Entscheidungsschritt S2 zunächst überprüft, ob an keiner, einer oder beiden Fahrzeugseiten ein Überlastmode vorliegt, d. h. sowohl an einer Seite der Antriebsachse TAL bzw. TAR als auch an derselben Seite der Liftachse LAL bzw. LAR die zulässigen Balgdrücke von 650 kPa und 550 kPa überschritten werden. Falls dies an keiner Seite der Fall ist – d.h. links und rechts ist an höchstens einer Achse der maximal zulässige Balgdruck überschritten – wird das Verfahren gemäß der Verzweigung a vor den Schritt S2 zurückgesetzt. Dies wird im Allgemeinen kein zulässiger Zustand sein; in diesem Fall wird in dem Balg mit zu hohem Druck der Druck reduziert und die dadurch resultierende Lastreduzierung auf die andere Achse übertragen, indem diese Achse belüftet wird.
Falls an genau einer Seite, d. h. links oder rechts, an sowohl der Antriebsachse TAL bzw. TAR als auch der Liftachse LAL bzw. LAR der zulässige Balgdruck überschritten wird, z. B. an der linken Seite durch die Balgdrücke P(TAL) = 700 kPa und P(LAL) = 560 kPa, wird gemäß der Verzweigung b in Schritt S3 diese Seite auf Überlast-Mode geschaltet, so dass ggf. die Summe P(TAL) + P(LAL) = 1260 kPa der Druckwerte von TAL und LAL im Verhältnis der maximal zulässigen Luftfederdrücke Max P(TA) = 650 kPa und Max P(LA) = 550 kPa, d. h. im Verhältnis 650:550 = 13:11 verteilt werden. Somit wird möglicherweise in diesem Beispiel P'(TAL) = 682,5 und P'(LAL) = 577,5 kPa eingestellt.
In einem nachfolgenden Schritt S4 wird der maximal zulässige Antriebsachsdruck Max P'(TAR) an der anderen, in diesem Beispiel rechten Seite dynamisch um so viel reduziert, wie an der Überlastseite der zulässige Antriebsachsdruck überschritten ist. Im vorliegenden Beispiel wird somit Max P'(TAR) = 650 – (682,5 – 650) kPa = 617,5 kPa eingestellt. Hierdurch bleibt der über die beiden Seiten gemittelte zulässige Antriebsachsdruck Max P(TA) auf dem Wert 650 kPa, d. h. dem maximal zulässigen Balgdruck erhalten.
In dem fünften Schritt S5 wird der maximal zulässige Balgdruck Max P(LAR) der Liftachse LA an der leichteren, rechten Fahrzeugseite ebenfalls reduziert, und zwar gemäß dem Druckverhältnis 13:11 der zulässigen Druckwerte der Achsen. Somit wird in diesem Beispiel ein maximal zulässiger Druck von Max P'(LAR) = 11/13·617,5 = 522,5 kPa eingestellt. Hierdurch wird selbsttätig auch der mittlere, d. h. über die linke und rechte Seite gemittelte Druckwert auf den zulässigen Wert begrenzt: der mittlere Druck wird auf den Wert 0,5·(577,5 + 522,5) = 550 kPa, d. h. den anfangs angesetzten Wert Max P(LA) der Liftachse LA begrenzt.
Wird in Schritt S2 festgestellt, dass auf beiden Seiten die maximalen Werte von 650 kPa bzw. 550 kPa überschritten sind, wird gemäß Verzweigung c in Schritt S6 in herkömmlicher Weise über beide Seiten die Überlastmode-Regelung betrieben. Diese Überlastmode-Regelung wird auch durchgeführt, wenn zunächst die erfindungsgemäße Regelung gemäß Verzweigung b in den Schritten S3, S4, S5 durchgeführt wird und nachfolgend an der leichteren Fahrzeugseite die reduzierten zulässigen Druckwerte Max P'(TA) und Max P'(LA) von 617,5 kPa und 522,5 kPa überschritten werden: das erfindungsgemäße Verfahren geht somit in den herkömmlichen Überlastmode über. Hierdurch erfolgt bei weiterer Lastzunahme eine Überladung von Trieb- und Liftachse TA, LA gemäß dem Druckverhältnis der zulässigen Balgdrücke.

Claims

Verfahren zur Traktionsregelung eines pneumatisch gefederten Fahrzeuges mit einer Antriebsachse (TA) und einer Liftachse (LA), mit mindestens folgenden Schritten: Messung der Luftfederdrücke (P(TA), P(LA)) an beiden Seiten der Antriebsachse (TA) und der Liftachse (LA) und Ermittlung, ob an einer Seite eine Überlast vorliegt, bei der die aktuellen Luftfederdrücke (P(TAL), P(LAL)) sowohl an der Antriebsachse (TA) als auch an der Liftachse (LA) maximal zulässige Luftfederdrücke (Max P(TA), Max P(LA)) überschreiten, (S2) falls an genau einer Seite eine Überlast vorliegt, Durchführung einer Überlastmode-Regelung der Luftfederdrücke (P'(TAL), P'(LAL)) der Überlastseite entsprechend den Druckverhältnissen der maximal zulässigen Luftfederdrücke (Max P(TA), Max P(LA)), (S3) Anpassung der maximal zulässigen Luftfederdrücke (Max P'(TAR), Max P'(LAR)) an der Nicht-Überlastseite an die eingestellten Luftfederdrücke (P'(TA), P'(LA)) der Überlastseite (S4, S5).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der maximal zulässigen Luftfederdrücke (Max P'(TAR), Max P'(LAR)) der Nicht-Überlastseite folgenden Schritt umfasst: Verringerung des maximal zulässigen Antriebsachsdrucks (Max P'(TAR)) an der Nicht-Überlastseite um denjenigen Differenzbetrag, um den an der Überlastseite der aktuelle Antriebsachsdruck (P'(TAL)) den maximal zulässigen Antriebsachsdruck (Max P(TA)) übersteigt (S4).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der maximal zulässigen Luftfederdrücke (Max P'(TAR), Max P'(LAR)) der Nicht-Überlastseite folgenden Schritt umfasst: Reduzierung des maximal zulässigen Liftachsdrucks (Max P'(LAR)) der Liftachse (LA) relativ zu dem maximal zulässigen Antriebsachsdruck (Max P'(TAR)) der Nicht-Überlastseite (S5).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Nicht-Überlastseite der maximal zulässige Liftachsdruck (Max P'(LAR)) auf einen derartigen reduzierten Wert eingestellt wird, dass das Verhältnis der zulässigen Maximalwerte des Antriebsachsdrucks und Liftachsdrucks ((Max P'(TAR), Max P'(LAR)) im selben Verhältnis eingestellt sind wie die zulässigen Maximalwerte ((Max P(TAL), Max P(LAL)) auf der Überlastseite.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass auf der Nicht-Überlastseite nachfolgend die reduzierten zulässigen Luftfederdrücke ((Max P'(TAR), Max P'(LAR)) sowohl der Antriebsachse (TA) als auch der Liftachse (LA) überschritten werden, diese Seite in den Überlastmode geschaltet und die Überlastmode-Regelung im gleichen Verhältnis wie an der ersten Seite durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, in dem Fall, dass bei der Messung der aktuellen Luftfederdrücke (P(TA), P(LA)) an beiden Seiten eine Überschreitung der maximal zulässigen Luftfederdrücke (Max P(TA), Max P(LA)) erkannt wird, jeweils die gesamte Antriebsachse (TA) und die gesamte Liftachse (LA) relativ zueinander in einer Überlastmode-Regelung geregelt werden (S6).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einem Nutzfahrzeug (1) mit einer Vorderachse (VA) sowie einer Antriebsachse (TA) und einer Liftachse (LA), die nahe beieinander liegen, durchgeführt wird.