DE102016003234A1 - Gelenkfahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines Gelenkfahrzeugs - Google Patents

Gelenkfahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines Gelenkfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Ein Gelenkfahrzeug (100) weist einen ersten und einen zweiten Fahrzeugteil (F; R) auf, die über ein Drehgelenk (J) miteinander verbunden sind. Der erste Fahrzeugteil (F) weist ein erstes Paar lenkbarer Räder (111, 112) auf, dessen Steuerwinkel (δf) im Verhältnis zum ersten Fahrzeugteil (F) in Reaktion auf ein erstes Steuersignal (C(δs)) von einem bedienergesteuerten Aktor (115) regelbar ist. Der zweite Fahrzeugteil (R) weist ein zweites Paar lenkbarer Räder (141, 142) auf, dessen Steuerwinkel (δr) im Verhältnis zum zweiten Fahrzeugteil (R) in Reaktion auf ein zweites Steuersignal (C(δr)) regelbar ist. Ein Prozessor im Gelenkfahrzeug (100) ist für Folgendes konfiguriert: das erste Steuersignal (C(δs)) zu empfangen; ein Signal (M(δa)) zu empfangen, das einen gemessenen Knickwinkel (δa) zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeugteil (F; R) darstellt, und ausgehend hiervon das zweite Steuersignal (C(δr)) zu generieren.

Description

  • Hintergrund der Erfindung und bekannter Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Steuermechanismen für Gelenkfahrzeuge. Konkret bezieht sich die Erfindung auf ein Gelenkfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung eines Gelenkfahrzeugs. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Fahrzeug, ein Computerprogrammprodukt und ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium.
  • Ein Gelenkfahrzeug weist einen knickbaren Teil, normalerweise in der Mitte, auf, der es ermöglicht, das Fahrzeug trotz seiner Gesamtlänge, die erheblich sein kann, um Ecken zu manövrieren. Jeder Teil ist mit mindestens einer Radachse ausgestattet. Allerdings kann das Fahrzeug zur Erhöhung seiner Nutzlast im vorderen und/oder hinteren Teil mit einer oder mehr zusätzlichen Achsen ausgestattet sein. Zur Verbesserung der Manövrierbarkeit verfügt der hintere Teil oft auch über eine lenkbare Achse. Der Steuerwinkel der Hinterachse wird normalerweise proportional zu einem vom Fahrer an den Vorderrädern gesteuerten Maß geregelt. Beispielsweise kann ein Hydrauliksystem, das von einer Pumpe angetrieben wird, bei laufendem Motor eine solche Verbindung herstellen.
  • EP 1 847 443 beschreibt ein mehrachsiges Steuersystem für einen Straßen-Zug, jeweils mit Steuerachse, die mit einem Steueraktor zur Radwinkeleinstellung und einem Steuergerät zur Steuerung/Regelung der Steueraktoren ausgestattet ist. Keiner der Steueraktoren weist eine mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch wirkende Verbindung zur Radwinkeleinstellung zu einem Steueraktor auf, der zu einer anderen Steuerachse gehört. Ein vorgeschlagenes Verfahren für den Betrieb eines mehrachsigen Steuersystem ermittelt den nominalen Sollwert für den Radsteuerwinkel der Räder, die an die Achse angeschlossen sind. Es wird in einem Steuergerät ausgeführt und eine Ausgangsvariable, die dem nominalen Radsteuerwinkel entspricht, wird ermittelt und in einen zu einer Radachse gehörigen Steueraktor eingespeist. Das mehrachsige Steuersystem ist für einen Straßen-Zug vorgesehen, der mindestens zwei Fahrzeugeinheiten umfasst, wie beispielsweise ein Gelenkbus. Die einzelnen Fahrzeugeinheiten des Straßen-Zugs können dem vom führenden Fahrzeug beim Wenden oder Kurvenfahren vorgegebenen Radius besser folgen.
  • US 7,793,965 beschreibt einen Zug bestehend aus Zugmaschine und Anhänger, wobei ein Anhänger mittels Achsschenkelbolzen mit einem fünften Rad, das mit einem Anhängersteuersystem ausgestattet ist, mit einer Zugmaschine verbunden ist. Unter Anwendung der vorgegebenen Maße des Zuges bestehend aus Zugmaschine und Anhänger und eines gemessenen Knickwinkels zwischen Zugmaschine und Anhänger während eines Wendevorgangs werden die Räder der Hinterachse so gedreht, dass sie sich in etwa um den für die Zugmaschine festgelegten Drehmittelpunkt drehen. Auf diese Weise dreht sich der Anhänger in etwa um denselben Punkt wie die Zugmaschine, so dass das Aus-der-Spur-laufen erheblich reduziert wird.
  • Mit dem bekannten Stand der Technik verbundene Probleme
  • Demnach sind Lösungen zur Steuerung von Gelenkfahrzeugen, die aus einem oder mehreren knickbaren Teilen bestehen, bekannt. Allerdings können die bekannten Regelalgorithmen, welche die Regelung des Steuerwinkels eines hinteren (nicht vorderen) Abschnitts des Fahrzeugs in einem Verhältnis zum Steuerwinkel des vorderen Abschnitts beinhalten können, zu einer relativ schlechten Manövrierbarkeit führen, vor allem beim Rückwärtssetzen des Fahrzeugs.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, das oben genannte Problem zu lösen und dadurch die Manövrierbarkeit von Gelenkfahrzeugen sowohl beim Vorwärts- als auch Rückwärtsfahren zu verbessern.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch das eingangs beschriebene Gelenkfahrzeug erfüllt, wobei das Fahrzeug mindestens eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, die das erste Steuersignal empfangen kann und ein Signal empfangen kann, das einen gemessenen Knickwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeugteil darstellt. Anhand der empfangenen Signale kann die mindestens eine Datenverarbeitungseinheit ein zweites Steuersignal zur Steuerung des zweiten Radpaares im Verhältnis zum zweiten Fahrzeugteil generieren.
  • Dieses Gelenkfahrzeug ist von Vorteil, da der hintere Teil in jedem Verhältnis zum vorderen Teil gelenkt werden kann, wie beispielsweise nicht linear und/oder mit umgekehrtem Vorzeichen, d. h. entgegengesetzt zum vorderen Teil über einige Winkelbereiche.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts der Erfindung ist eine erste Datenverarbeitungseinheit kommunikativ mit einem ersten Speicherbereich verbunden, der eine Beschreibung des ersten Verhältnisses zwischen dem ersten Steuersignal und dem ersten Steuerwinkel enthält. Darüber hinaus kann die erste Datenverarbeitungseinheit den ersten Steuerwinkel auf Grundlage des ersten Steuersignals und durch Zugriff auf den ersten Speicherbereich ableiten. Hierbei kann der erste Steuerwinkel direkt abgeleitet werden, beispielsweise anhand einer Zuordnungstabelle. Dies wiederum bürgt für eine stabile und zuverlässige Implementierung.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts der Erfindung ist eine zweite Datenverarbeitungseinheit kommunikativ mit einem zweiten Speicherbereich verbunden, der eine Beschreibung des zweiten Verhältnisses enthält zwischen: dem ersten Steuerwinkel und einem virtuellen Radwinkel, der einen Winkel darstellt, bei dem ein virtuelles Rad nach dem ersten Steuerwinkel ausgerichtet worden wäre, wenn das virtuelle Rad am Drehgelenk platziert und an einer virtuellen Nachlaufachse angeordnet wäre, die sich durch ein Drehzentrum des ersten Radpaares erstreckt. Die zweite Datenverarbeitungseinheit kann den virtuellen Radwinkel anhand des ersten Steuerwinkels und durch Zugriff auf den zweiten Speicherbereich ableiten. Demzufolge kann eine Zwischenvariable in Form des virtuellen Radwinkels direkt abgeleitet werden, beispielsweise anhand einer Zuordnungstabelle. Auch dies bürgt für eine stabile und zuverlässige Implementierung des vorgeschlagenen Regelalgorithmus.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts der Erfindung ist eine dritte Datenverarbeitungseinheit kommunikativ mit einem dritten Speicherbereich verbunden, der eine Beschreibung eines dritten Verhältnisses enthält zwischen: dem Knickwinkel, dem virtuellen Radwinkel und dem zweiten Steuerwinkel. Die dritte Datenverarbeitungseinheit kann das zweite Steuersignal anhand des Knickwinkels, des virtuellen Radwinkels und durch Zugriff auf den dritten Speicherbereich ableiten. Demzufolge kann das zweite Steuersignal (d. h. zur Steuerung des zweiten Radpaares im Verhältnis zum zweiten Fahrzeugteil) direkt abgeleitet werden, beispielsweise anhand einer Zuordnungstabelle, die natürlich für eine stabile und zuverlässige Implementierung des vorgeschlagenen Regelalgorithmus bürgt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts der Erfindung drückt die Beschreibung des dritten Verhältnisses konkret den zweiten Steuerwinkel im Verhältnis zu einer Differenz zwischen dem Knickwinkel und dem virtuellen Radwinkel aus. Es hat sich herausgestellt, das dies eine konforme Manövrierbarkeit des Gelenkfahrzeugs ermöglicht.
  • In jedem Fall können die oben genannten Verhältnisse, d. h. das erste, zweite und/oder dritte Verhältnis, als Algorithmus ausgedrückt werden anstatt über eine Zuordnungstabelle.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts der Erfindung werden zwei oder mehr der ersten, zweiten und dritten Verarbeitungseinheit in einem gemeinsamen Datenverarbeitungsmodul realisiert und/oder werden zwei oder mehr des ersten, zweiten und dritten Speicherbereichs in einem gemeinsamen Speichermodul realisiert. Unter dem Gesichtspunkt der Realisierung ist dies natürlich effizient.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch das eingangs beschriebene Verfahren erfüllt, wobei das zweite Steuersignal auf Grundlage des ersten Steuersignals und eines Signals, das einen gemessenen Knickwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeugteil darstellt, generiert. Die Vorteile dieses Verfahrens sowie dessen bevorzugte Ausführungsformen sind aus der obigen Beschreibung des Systems gemäß der Erfindung zu ersehen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Computerprogrammprodukt erfüllt, das in den Speicher eines Computers geladen werden kann und das Software zur Durchführung der Schritte des oben beschriebenen Verfahrens gemäß der Erfindung aufweist, wenn diese Software von einem Computer ausgeführt wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium erfüllt, auf dem ein Programm aufgezeichnet ist, wobei das Programm die Durchführung des oben vorgeschlagenen Verfahrens auf einem Computer ermöglicht, wenn das Programm auf einem Computer aufgerufen wird.
  • Weitere Vorteile, vorteilhafte Merkmale und Anwendungen der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung und den abhängigen Patentansprüchen zu ersehen.
  • Zeichnungskurzbeschreibung
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der bevorzugten Ausführungsformen näher erklärt, die als Beispiele unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
  • Die 1a–b zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Gelenkfahrzeugs, auf das die vorliegende Erfindung angewandt werden kann;
  • 2 veranschaulicht eine Reihe von Winkeln von Maßen, die sich auf das Gelenkfahrzeug in den 1a–b beim Wendevorgang beziehen;
  • 3 ist ein Blockdiagramm zu einem Prozessor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Steuerung eines Gelenkfahrzeugs;
  • Die 4a–c enthalten Grafen, die verschiedene Steuerfunktionen veranschaulichen, die vom vorgeschlagenen Prozessor beim Steuern des Gelenkfahrzeugs implementiert werden, und
  • 5 veranschaulicht anhand eines Ablaufdiagramms das allgemeine Verfahren gemäß der Erfindung zur Steuerung eines Gelenkfahrzeugs.
  • Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
  • Zunächst verweisen wir auf die 1a und 1b, die eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines Gelenkfahrzeugs 100 zeigen, beispielhaft dargestellt durch einen Bus, bestehend aus einem ersten und einem zweiten Fahrzeugteil F und R, die über ein Drehgelenk J miteinander verbunden sind. Der erste Fahrzeugteil F verfügt über ein erstes Paar Räder 111 und 112, von dem ein erster Steuerwinkel δf im Verhältnis zum ersten Fahrzeugteil F in Reaktion auf ein erstes Steuersignal C(δs) von einem bedienergesteuerten Aktor 115, normalerweise ein herkömmliches Lenkrad, regelbar ist. Doch wären andere bedienergesteuerte Aktoren 115 ebenso gut als Joystick oder Lenkstange vorstellbar. Der zweite Fahrzeugteil R verfügt über ein zweites Paar Räder 141 und 142 von dem ein zweiter Steuerwinkel δr im Verhältnis zum zweiten Fahrzeugteil R regelbar ist.
  • Bei der Ausführungsform der Erfindung, die in den 1a und 1b dargestellt ist, ist das erste Paar Räder 111 und 112 an einer ersten Radachse 110s in einem Abstand f1 von einer zweiten Radachse 120 des ersten Fahrzeugteils F angeordnet. Die zweite Radachse 120 ist wiederum in einem Abstand f2 vom Drehgelenk J angeordnet. Ein Paar nicht lenkbarer Räder 131 und 132 ist an einer dritten Radachse 130 des zweiten Fahrzeugteils R und im Abstand r1 vom Drehgelenk J angeordnet. Das zweite Paar Räder 141 und 142 ist an einer vierten Achse 140s in einem Abstand r2 von der dritten Radachse 130 angeordnet.
  • Analog dazu werden der erste Steuerwinkel δf, der zweite Steuerwinkel δr ebenfalls in Reaktion auf den bedienergesteuerten Aktor 115 geregelt. Doch der zweite Steuerwinkel δr wird indirekt und in weiterer Reaktion auf andere Parameter geregelt. Genauer gesagt, wird der zweite Steuerwinkel δr gemäß der Erfindung in Reaktion auf ein zweites Steuersignal C(δr) geregelt, das wiederum auf dem ersten Steuersignal C(δs) und einem gemessenen Knickwinkel δa zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeugteil F und R basiert.
  • Um eine solche Regelung zu ermöglichen, enthält das Gelenkfahrzeug 100 mindestens eine Datenverarbeitungseinheit. 3 zeigt ein Blockdiagramm zu einer Ausführungsform der Erfindung, einschließlich eines ersten, zweiten und dritten Prozessors 310, 315 bzw. 320 zur Steuerung des Gelenkfahrzeugs 100.
  • Der erste Prozessor 310 kann das erste Steuersignal C(δs) empfangen. Die erste Datenverarbeitungseinheit 310 ist kommunikativ mit einem ersten Speicherbereich 312 verbunden, der eine Beschreibung eines ersten Verhältnisses fsf zwischen dem ersten Steuersignal C(δs) und dem ersten Steuerwinkel δf enthält. Die Beschreibung eines ersten Verhältnisses kann die Form einer Zuordnungstabelle oder eines Algorithmus haben. Eine Zuordnungstabelle ist im Allgemeinen wegen ihre Einfachheit und Robustheit von Vorteil. Es ist relativ einfach, ein komplexes Verhältnis mittels einer Zuordnungstabelle zu modellieren, die von Messungen abgeleitet ist. Andererseits kann ein Algorithmus einen hoch effizienten Kontrollmechanismus darstellen.
  • In jedem Fall kann die erste Datenverarbeitungseinheit 310 den ersten Steuerwinkel δf auf Grundlage des ersten Steuersignals C(δs) und durch Zugriff auf den ersten Speicherbereich 312 ableiten. Beispielweise kann die erste Datenverarbeitungseinheit 310 ein Signal M(δa) empfangen, das den gemessenen Knickwinkel δa darstellt, einen Wert aus einer Zuordnungstabelle im ersten Speicherbereich 312 erhalten und den ersten Steuerwinkel δf generieren.
  • Die zweite Datenverarbeitungseinheit 315 ist kommunikativ mit einem zweiten Speicherbereich 317 verbunden, der eine Beschreibung eines zweiten Verhältnisses ffv zwischen dem ersten Steuerwinkel δf und einem virtuellen Radwinkel δV enthält.
  • Wir verweisen nun auf 2. Der virtuelle Radwinkel δV stellt einen Winkel dar, bei dem ein virtuelles Rad 201 nach dem Steuerwinkel δf ausgerichtet worden wäre, wenn das virtuelle Rad 201 am Drehgelenk J platziert wäre und wenn das virtuelle Rad 201 an einer virtuellen Nachlaufachse TAv angeordnet wäre, die sich durch ein Drehzentrum RCf des ersten Paares Räder 111 und 112 erstreckt.
  • Die zweite Datenverarbeitungseinheit 315 kann den virtuellen Radwinkel δV auf Grundlage des ersten Steuerwinkels δf und durch Zugriff auf den zweiten Steuerbereich 317 ableiten. Somit kann die zweite Datenverarbeitungseinheit 315 den virtuellen Radwinkel δV analog zur Beschreibung oben ableiten, d. h. durch Empfang eines Steuerwinkels δf, Erhalt eines entsprechenden Wertes aus einer Zuordnungstabelle im zweiten Speicherbereich 317 und Generieren des virtuellen Radwinkels δV ausgehend hiervon. Alternativ dazu kann die zweite Datenverarbeitungseinheit 315 den virtuellen Radwinkel δV auf Grundlage des Steuerwinkels δf und eines im zweiten Speicherbereich 317 gespeicherten Algorithmus ermitteln.
  • Die dritte Datenverarbeitungseinheit 320 ist kommunikativ mit einem dritten Speicherbereich 322 verbunden, der eine Beschreibung eines dritten Verhältnisses favr enthält zwischen: dem Knickwinkel δa, dem virtuellen Radwinkel δV und dem zweiten Steuerwinkel δr. Die dritte Datenverarbeitungseinheit 320 kann das zweite Steuersignal C(δr) auf Grundlage des Knickwinkels δa, des virtuellen Radwinkels δV und durch Zugriff auf den dritten Speicherbereich 322 ermitteln. Somit kann die dritte Datenverarbeitungseinheit 320 den virtuellen Radwinkel δV und das Signal M(δa), das den gemessenen Knickwinkel δa darstellt, empfangen, einen entsprechenden Wert aus der Zuordnungstabelle im dritten Speicherbereich 322 erhalten und ausgehend davon das zweite Steuersignal C(δr) generieren. Alternativ dazu kann die dritte Datenverarbeitungseinheit 320 das zweite Steuersignal C(δr) aus den Werten des virtuellen Radwinkels δV und des Signals M(δa) und auf Grundlage eines im dritten Speicherbereich 322 gespeicherten Algorithmus berechnen.
  • Die 4a, 4b und 4c zeigen Grafen, welche die in den Speicherbereichen 312, 317 bzw. 322 gespeicherten Verhältnisse beispielhaft darstellen. Zur Veranschaulichung stellt jeder der Grafen sowohl diskrete Werte (d. h. Beispiele für den Inhalt einer Zuordnungstabelle) als auch stetige Funktionen (d. h. Äquivalent zu einem Algorithmus) dar. Bei einer tatsächlichen Realisierung ist jedoch nur eine Darstellung erforderlich.
  • 4a zeigt den Steuerwinkel δf als Funktion fsf des ersten Steuersignals C(δs). Wie hier zu erkennen, ist das Verhältnis nicht linear. Auch wenn dies im Allgemeinen wünschenswert ist, ist auch ein lineares Verhältnis möglich, d. h. der Steuerwinkel δf ist proportional zum Steuersignal C(δs) des bedienergesteuerten Aktors 115 (z. B. ein Lenkrad). In jedem Fall ist das Vorzeichen des Steuerwinkels δf immer das gleiche wie das Vorzeichen des Steuersignals C(δs). Mit anderen Worten: Ein positiver Lenkradwinkel entspricht einem positiven Steuerwinkel δf, und umgekehrt.
  • 4b zeigt den virtuellen Radwinkel δV als Funktion ffv des Steuerwinkels δf. Wie hier zu erkennen, ist die Funktion ffv ebenfalls nicht linear, was im Allgemeinen vorzuziehen ist, um eine gute Manövrierbarkeit des Gelenkfahrzeugs 100 zu erzielen. Gemäß der Erfindung kann jedoch das genaue Verhältnis, das durch die Funktion ffv beschrieben wird, leicht variiert werden, da das Vorzeichen des virtuellen Radwinkels δV immer das gleiche ist wie das Vorzeichen des Steuerwinkels δf.
  • 4c zeigt den zweiten Steuerwinkel δr als Funktion favr der Differenz δa – δV zwischen dem Knickwinkel δa und dem virtuellen Radwinkel δV. Analog zu den Ausführungen oben ist die Funktion favr vorzugsweise nicht linear. Es wird darauf hingewiesen, dass bei virtuellen Radwinkeln δV, die größer als der Knickwinkel δa sind, das Vorzeichen des Verhältnisses umgekehrt wird. Mit anderen Worten: Bei solchen Knickwinkeln δa hat der Steuerwinkel δr ein Vorzeichen, das entgegengesetzt zum Vorzeichen des ersten Steuerwinkels δf ist und somit auf den ersten Blick dem Input seitens des bedienergesteuerten Aktors 115 in Form des ersten Steuersignals C(δs) entgegenwirkt. Gleichwohl hat der Erfinder festgestellt, dass diese Art von Verhältnis ein intuitives Fahrverhalten ermöglicht, vor allem beim Zurücksetzen des Gelenkfahrzeugs 100. Folglich wird die Manövrierbarkeit verbessert.
  • Gehen wir nun zu 2 zurück. Wir erkennen, dass der Ort eines ungefähren Drehzentrums RCf beim ersten Fahrzeugteil F sich vom Ort eines ungefähren Drehzentrums RCr des zweiten Fahrzeugteils R unterscheidet. Ein solches Verhältnis ist unter dem Gesichtspunkt des Reifenverschleißes unter Umständen nicht optimal. Somit wird die oben beschriebene verbesserte Manövrierbarkeit teilweise durch einen höheren Reifenverschleiß bei Anwendung eines alternativen Steueralgorithmus erreicht, bei dem die Drehzentren RCf und RCr zusammenfallen. Für Busse in städtischen Umgebungen ist eine bessere Manövrierbarkeit erwünschter als ein möglichst geringer Reifenverschleiß. Wenn jedoch beispielsweise der Anwender den Reifenverschleiß minimieren möchte, machen es die vorgeschlagenen Ausführungsformen der Erfindung, die mit Zuordnungstabellen arbeiten, einfach, die Regelalgorithmen zur Generierung des zweiten Steuersignals C(δr) entsprechend umzuprogrammieren.
  • Auch wenn die erste, zweite und dritte Datenverarbeitungseinheit 310, 315 bzw. 320 als separate Einheiten beschrieben werden, können natürlich auch zwei oder mehr dieser Einheiten ebenso gut in einem gemeinsamen Datenverarbeitungsmodul realisiert werden. Darüber hinaus können alternativ dazu oder zusätzlich mindestens zwei der Steuerbereiche, d. h. der erste, zweite und/oder dritte Steuerbereich, 312, 317 und/oder 322 in einem gemeinsamen Speichermodul realisiert werden. Bei einer solchen Ausführung werden zwei oder mehr der in den 4a bis 4c dargestellten Verhältnisse vorzugsweise entweder in Form einer Zuordnungstabelle oder eines Algorithmus in einem Kombinationsverhältnis zusammengefasst.
  • Vorzugsweise enthalten die Prozessoreinheiten, d. h. die erste, zweite und dritte Prozessoreinheit, 310, 315 und 320 eine Speichereinheit oder sind kommunikativ mit einer Speichereinheit verbunden, in der ein Computerprogrammprodukt gespeichert ist, das Software enthält, die bewirkt, dass das Prozessoreinheiten-Programmprodukt auf den Prozessoreinheiten ausgeführt wird.
  • Zum Zwecke der Zusammenfassung und unter Verweis auf das Ablaufdiagramm in 5 werden im Folgenden die allgemeinen Verfahren beschrieben, die gemäß der Erfindung in der mindestens einen Prozessoreinheit durchgeführt werden, um einen Vorgang zur Niveauregulierung des Fahrwerks durchzuführen und danach wieder zum Nennniveau zurückzukehren.
  • In einem ersten Schritt 510 wird ein erstes Steuersignal C(δs) empfangen, das einen Bediener-Input, beispielsweise über ein Lenkrad, ausdrückt. In einem Schritt 520, parallel zu Schritt 510, wird ein Signal M(δa) empfangen, das den Knickwinkel, d. h. einen Winkel δa, gemessen zwischen einem vorderen Fahrzeugteil und einem hinteren Fahrzeugteile, darstellt.
  • Anschließend wird in einem Schritt 530 ein zweites Steuersignal C(δr) auf Grundlage des ersten Steuersignals C(δs) und des Signals M(δa), das den Knickwinkel darstellt, generiert.
  • In einem Schritt 540, der auf Schritt 510 folgt, wird ein Winkel eines ersten Paares lenkbarer Räder am vorderen Fahrzeugteil in Reaktion auf das erste Steuersignal C(δs) geregelt. Analog dazu wird in einem Schritt 550, der auf Schritt 530 folgt, ein Winkel eines zweiten Paares lenkbarer Räder am hinteren Fahrzeugteil in Reaktion auf das zweite Steuersignal C(δr) geregelt.
  • Danach schleift der Vorgang zurück zu den Schritten Schritte 510 und 520.
  • Alle Verfahrensschritte sowie Teilschritte, die unter Verweis auf 5 beschrieben werden, können durch einen programmierten Computer gesteuert werden. Obwohl die oben unter Verweis auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung einen Computer und in einem Computer ausgeführte Prozesse umfassen, erstreckt sich die Erfindung somit auch auf Computerprogramme, insbesondere Computerprogramme auf oder in einem Datenträger, die dafür eingerichtet sind, die Erfindung zu realisieren. Das Programm kann vorliegen als Quell-Code, Objekt-Code, Zwischen-Quell- und -Objekt-Code, beispielsweise in teilweise kompilierter Form, oder in jeder anderen Form, die zur Verwendung bei der Realisierung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet ist. Das Programm kann entweder ein Teil eines Betriebssystems oder eine separate Anwendung sein. Träger kann jede nicht flüchtige Einheit oder Vorrichtung sein, die das Programm tragen kann. Der Träger kann beispielsweise ein Speichermedium, einen Flash-Speicher, eine ROM (Read Only Memory), beispielsweise eine DVD(Digital Video/Versatile Disk), eine CD (Compact Disc) oder eine Halbleiter-ROM, eine EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory), eine EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), oder ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, beispielsweise eine Diskette oder eine Festplatte, umfassen. Alternativ dazu kann der Träger eine integrierte Schaltung sein, in die das Programm eingebettet ist, wobei die integrierte Schaltung für die Durchführung bzw. für den Einsatz bei der Durchführung der maßgeblichen Prozesse eingerichtet ist.
  • Die Bezeichnung „umfasst/umfassen” in der vorliegenden Patentbeschreibung wird zur Angabe des Vorhandenseins genannter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte oder Komponenten verwendet. Diese Bezeichnung schließt jedoch nicht das Vorhandensein oder die Ergänzung eines oder mehrerer zusätzlicher Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte oder Komponenten oder Gruppen davon aus.
  • Die Erfindung ist nicht auf die unter Verweis auf die Figuren beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen der Patentansprüche frei abgewandelt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1847443 [0003]
    • US 7793965 [0004]

Claims (14)

  1. Gelenkfahrzeug (100), umfassend einen ersten und einen zweiten Fahrzeugteil (F; R), die über ein Drehgelenk (J) miteinander verbunden sind, wobei der erste Fahrzeugteil (F) ein erstes Paar Räder (111, 112) aufweist, von dem ein erster Steuerwinkel (δf) im Verhältnis zum ersten Fahrzeugteil (F) in Reaktion auf ein erstes Steuersignal (C(δs)) von einem bedienergesteuerten Aktor (115) regelbar ist, und wobei der zweite Fahrzeugteil (R) ein zweites Paar Räder (141, 142) aufweist, von dem ein zweiter Steuerwinkel (δr) im Verhältnis zum zweiten Fahrzeugteil (R) in Reaktion auf ein zweites Steuersignal (C(δr)) regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkfahrzeug (100) mindestens eine Datenverarbeitungseinheit (310, 315, 320) umfasst, die für Folgendes konfiguriert ist: das erste Steuersignal (C(δs)) zu empfangen, ein Signal (M(δa)) zum empfangen, das einen gemessenen Knickwinkel (δa) zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeugteil (F; R) darstellt, und ausgehend davon ein zweites Steuersignal (C(δr)) zu generieren.
  2. Gelenkfahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei eine erste Datenverarbeitungseinheit (310) der mindestens einen Datenverarbeitungseinheit kommunikativ mit einem ersten Speicherbereich (312) verbunden ist, der eine Beschreibung des ersten Verhältnisses (fsf) umfasst zwischen: dem ersten Steuersignal (C(δs)) und dem ersten Steuerwinkel (δf), und wobei die erste Datenverarbeitungseinheit (310) den ersten Steuerwinkel (δf) auf Grundlage des ersten Steuersignals (C(δs)) und durch Zugriff auf den ersten Speicherbereich (312) ableiten kann.
  3. Gelenkfahrzeug (100) nach Anspruch 2, wobei eine zweite Datenverarbeitungseinheit (315) der mindestens einen Datenverarbeitungseinheit kommunikativ mit einem zweiten Speicherbereich (317) verbunden ist, der eine Beschreibung eines zweiten Verhältnisses (ffv) umfasst zwischen: dem ersten Steuerwinkel (δf) und einem virtuellen Radwinkel (δV), der einen Winkel darstellt, bei dem ein virtuelles Rad (201) nach dem ersten Steuerwinkel (δf) ausgerichtet worden wäre, wenn das virtuelle Rad (201) am Drehgelenk (J) platziert und an einer virtuellen Nachlaufachse (TAv) angeordnet wäre, die sich durch ein Drehzentrum (RCf) des ersten Paares Räder (111, 112) erstreckt, und die zweite Datenverarbeitungseinheit (315) den virtuellen Radwinkel (δV) auf Grundlage des ersten Steuerwinkels (δf) und durch Zugriff auf den zweiten Steuerbereich (317) ableiten kann.
  4. Gelenkfahrzeug (100) nach Anspruch 3, wobei eine dritte Datenverarbeitungseinheit (320) der mindestens einen Datenverarbeitungseinheit kommunikativ mit einem dritten Speicherbereich (322) verbunden ist, der eine Beschreibung eines dritten Verhältnisses (favr) umfasst zwischen: dem Knickwinkel (δa), dem virtuellen Radwinkel (δV) und dem zweiten Steuerwinkel (δr), und wobei die dritte Datenverarbeitungseinheit (320) das zweite Steuersignal (C(δr)) auf Grundlage des Knickwinkels (δa), des virtuellen Radwinkels (δV) und durch Zugriff auf den dritten Speicherbereich (322) ableiten kann.
  5. Gelenkfahrzeug (100) nach Anspruch 4, wobei die Beschreibung des dritten Verhältnisses (favr) den zweiten Steuerwinkel (δr) im Verhältnis zu einer Differenz zwischen dem Knickwinkel (δa) und dem virtuellen Radwinkel (δV) ausdrückt.
  6. Gelenkfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei mindestens zwei der Datenverarbeitungseinheiten, d. h. der ersten, zweiten und dritten Datenverarbeitungseinheit, (310, 315, 320) in einem gemeinsamen Datenverarbeitungsmodul realisiert sind und/oder mindestens zwei der Speicherbereiche, d. h. des ersten, zweiten und dritten Speicherbereichs, (312, 317, 322) in einem gemeinsamen Speichermodul realisiert sind.
  7. Gelenkfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Verhältnisse, d. h. das erste, zweite und dritte Verhältnis, (fsf, ffv, favr) als mindestens eine Zuordnungstabelle oder mindestens ein Algorithmus ausgedrückt sind.
  8. Verfahren zur Steuerung eines Gelenkfahrzeugs (100), das einen ersten und einen zweiten Fahrzeugteil (F; R) aufweist, die über ein Drehgelenk (J) miteinander verbunden sind, wobei der erste Fahrzeugteil (F) ein erstes Paar lenkbarer Räder (111, 112) aufweist und der zweite Fahrzeugteil (R) ein zweites Paar lenkbarer Räder (141, 142) aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: Steuerung des ersten Paares lenkbarer Räder (111, 112) entsprechend einem ersten Steuerwinkel (δf) im Verhältnis zum ersten Fahrzeugteil (F) in Reaktion auf ein erstes Steuersignal (C(δs)) von einem bedienergesteuerten Aktor (115) in dem Gelenkfahrzeug (100) und Steuerung des zweiten Paares lenkbarer Räder (141, 142) entsprechend einem zweiten Steuerwinkel (δr) im Verhältnis zum zweiten Fahrzeugteil (R) in Reaktion auf ein zweites Steuersignal (C(δr)), gekennzeichnet durch: die Generierung des zweiten Steuersignals (C(δr)) auf Grundlage des ersten Steuersignals (C(δs)) und eines Signals (M(δa)), das einen gemessenen Knickwinkel (δa) zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeugteil (F; R) darstellt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das die Ermittlung des ersten Steuerwinkels (δf) auf Grundlage eines ersten Verhältnisses (fsf) zwischen dem ersten Steuersignal (C(δs)) und dem Steuerwinkel (δf) umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das die Ermittlung eines virtuellen Radwinkels (δV) umfasst, der einen Winkel darstellt, bei dem ein virtuelles Rad (201) nach dem ersten Steuerwinkel (δf) ausgerichtet worden wäre, wenn das virtuelle Rad (201) am Drehgelenk (J) platziert und an einer virtuellen Nachlaufachse (TAv) angeordnet wäre, die sich durch ein Drehzentrum (RCf) des ersten Paares Räder (111, 112) erstreckt, auf Grundlage eines zweiten Verhältnisses zwischen dem ersten Steuerwinkel (δf) und dem virtuellen Radwinkel (δV).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, das die Ermittlung des zweite Steuerwinkels (δr) auf Grundlage eines dritten Verhältnisses (favr) zwischen dem Knickwinkel (δa), dem virtuellen Radwinkel (δV) und dem zweiten Steuerwinkel (δr) umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das dritte Verhältnis (favr) den zweiten Steuerwinkel (δr) im Verhältnis zu einer Differenz zwischen dem Knickwinkel (δa) und dem virtuellen Radwinkel (δV) ausdrückt.
  13. Computerprogrammprodukt, das in den Speicher mindestens eines Computers geladen werden kann und Software zur Durchführung der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 12 umfasst, wenn die Software auf mindestens einem Computer ausgeführt wird.
  14. Nicht flüchtiges computerlesbares Medium mit einem darauf aufgezeichneten Programm, wobei das Programm dazu dient, einen Computer die Schritte eines der Ansprüche 8 bis 12 ausführen zu lassen.
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