DE102018003753B3

DE102018003753B3 - vehicle

Info

Publication number: DE102018003753B3
Application number: DE102018003753.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Zirngibl
Original assignee: Anylink Electronic GmbH
Current assignee: Anylink Electronic GmbH
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2038-05-10
Also published as: EP3791067A1; WO2019215250A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, mit durch einen Fahrzeugantrieb (2) antreibbaren Rädern (3). Erfindungsgemäß ist am Fahrzeug (1) eine zum Fahrzeugantrieb (2) zuschaltbare Hilfskraft-Vorrichtung (5) angeordnet, zur bedarfsweisen und kurzzeitigen Aufbringung einer Hilfskraft auf das Fahrzeug (1) insbesondere in außergewöhnlichen Fahrbetriebssituationen. Die Hilfskraft-Vorrichtung (5) weist eine quer zur Fahrzeuglängsachse und horizontal verlaufende sowie fest mit dem Fahrzeug (1) verbundene Drehachse (6) auf, um die ein Gewicht als Unwucht (7) mittels eines steuerbaren Unwuchtmotor (8) mit einer vorgebbaren und veränderbaren Drehzahl (ω) rotierbar ist. Für eine Hilfskraft in eine bestimmte Kraftrichtung wird mit einer Steuereinheit (10) ein Winkelsektor bestimmt, der in diese Kraftrichtung ausgerichtet ist und in dem der Unwuchtmotor (8) zu einer Drehzahlerhöhung oder alternativ zu einer Drehzahlreduzierung der Unwucht (7) ansteuerbar ist.The invention relates to a vehicle with wheels (3) which can be driven by a vehicle drive (2). According to the invention, an auxiliary power device (5) which can be engaged with the vehicle drive (2) is arranged on the vehicle (1) for application of an auxiliary power to the vehicle (1) on demand and for a short time, in particular in exceptional driving operating situations. The auxiliary power device (5) has a transversely to the vehicle longitudinal axis and horizontally extending and fixed to the vehicle (1) connected to the axis of rotation (6) to a weight as imbalance (7) by means of a controllable unbalance motor (8) with a predetermined and variable speed (ω) is rotatable. For an auxiliary force in a certain direction of force, an angle sector is determined by a control unit (10), which is aligned in this direction of force and in which the unbalance motor (8) can be controlled to increase the speed or, alternatively, to reduce the speed of the imbalance (7).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vehicle according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten, gattungsgemäßen Fahrzeug ( DE 597 098 A ) mit durch einen Fahrzeugantrieb antreibbaren Rädern, ist am Fahrzeug eine zum Fahrzeugantrieb zuschaltbare Hilfskraft-Vorrichtung angeordnet zur bedarfsweisen Aufbringung einer Hilfskraft auf das Fahrzeug. Die Hilfskraft-Vorrichtung weist eine quer zur Fahrzeuglängsachse und horizontal verlaufende sowie fest mit dem Fahrzeug verbundene Drehachse und ein Gewicht als Unwucht auf, die durch einen steuerbaren Unwuchtmotor um die Drehachse mit einer Drehzahl (ω) rotierbar ist.In a known, generic vehicle ( DE 597 098 A ) with drivable by a vehicle drive wheels, an auxiliary power device can be connected to the vehicle drive is arranged on the vehicle for on-demand application of an auxiliary power to the vehicle. The auxiliary power device has a transverse to the vehicle longitudinal axis and horizontally extending and fixed to the vehicle axis of rotation and a weight as unbalance, which is rotatable by a controllable unbalance motor about the axis of rotation at a speed (ω).

Die Unwucht der Hilfskraft-Vorrichtung befindet sich hier bei Nicht-Vorliegen einer Hilfskraft-Anforderung in Ruhe und wird bei einer Hilfskraft-Anforderung über den vollen Drehkreis mit in allen Drehstellungen gleicher Zentrifugalkraft rotiert.The unbalance of the power-assist device is at rest in the absence of an auxiliary power request and is rotated at an auxiliary power request on the full circle with in all rotational positions of the same centrifugal force.

Weiter ist ein elektromotorischer Antrieb für eine Unwucht-Hilfskraft-Vorrichtung bekannt ( DE 907 855 B ), die sich jedoch auch hier beim Nicht-Vorliegen einer Hilfskraft-Anforderung in Ruhe befindet.Further, an electromotive drive for an imbalance power device is known ( DE 907 855 B ), which, however, is also at rest in the absence of an assistant request.

Zudem ist ein Unwuchterzeuger als Fahrzeugantrieb bekannt ( DE 10 2005 041 345 A1 ), wobei hier eine Unwuchtsteuerung durch eine mechanische Verschiebung von Unwucht-Gewichten in Radialrichtung erfolgt. In addition, an unbalance generator is known as a vehicle drive ( DE 10 2005 041 345 A1 ), wherein here an unbalance control by a mechanical displacement of imbalance weights in the radial direction.

Für einen normalen, unkritischen Fahrbetrieb eines Fahrzeugs ist in allgemein bekannter Weise der übliche Fahrzeugantrieb geeignet und ausreichend. Es können jedoch im Fahrzeugbetrieb auch außergewöhnliche, teilweise kritische Fahrbetriebssituationen auftreten, wobei beispielhaft folgende Situationen angegeben werden:

- Fahrzeug im weichen Untergrund eingesunken und stecken geblieben,
- Fahrzeug mit durchrutschenden Antriebsrädern,
- ein aus der Fahrtrichtung schleuderndes Fahrzeug,
- Fahrzeug in einer Notbremssituation, und
- Fahrzeug in einer kritischen Anfahrsituation am Berg

For a normal, uncritical driving operation of a vehicle, the usual vehicle drive is suitable and sufficient in a generally known manner. In vehicle operation, however, exceptional, sometimes critical driving situations can occur, whereby the following situations are given by way of example:

- The vehicle sunk in the soft ground and got stuck,
- vehicle with slipping drive wheels,
a vehicle hurling out of the direction of travel,
- Vehicle in an emergency braking situation, and
- Vehicle in a critical starting situation on the mountain

Die vorstehenden Fahrbetriebssituationen können insbesondere bei Fahrzeugen für einen Geländefahrbetrieb, wie beispielsweise bei landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Jagdfahrzeugen, Traktoren, etc. und/oder bei Baufahrzeugen für einen Baustellenfahrbetrieb auftreten.The above driving situations may occur particularly in off-highway vehicles such as agricultural vehicles, hunting vehicles, tractors, etc., and / or construction site vehicle construction vehicles.

Um aus solchen außergewöhnlichen Fahrbetriebssituationen wieder herauszukommen, sind oft aufwendige Maßnahmen erforderlich: beispielsweise kann durch ein zweites, schleppendes oder schiebendes Fahrzeug eine Hilfskraft auf ein liegen gebliebenes Fahrzeug aufgebracht werden. Weiter ist es auch bekannt mit einer am Fahrzeug angeordneten, elektrisch antreibbaren Seiltrommel ein steckendes gebliebenes Geländefahrzeug wieder flott zu machen. Alle diese Maßnahmen sind fahrzeugextern und meist zeitaufwendig durchzuführen.In order to get out of such exceptional driving situations again, often costly measures are required: for example, by a second, dragging or pushing vehicle, an auxiliary power can be applied to a vehicle remained lying. Further, it is also known to arrange a stuck left off-road vehicle with a arranged on the vehicle, electrically driven cable drum again afloat. All these measures are external to the vehicle and usually time consuming to perform.

Aufgabe der Erfindung ist es, mittels einer Vorrichtung direkt am und im Fahrzeug bedarfsweise effektiv wirkende Hilfsmaßnahmen zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is to provide by means of a device directly on and in the vehicle, if necessary, effectively acting auxiliary measures available.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 ist am Fahrzeug eine zum Fahrzeugantrieb zuschaltbare Hilfskraft-Vorrichtung angeordnet, zur bedarfsweisen und gegebenenfalls kurzzeitigen Aufbringung einer Hilfskraft auf das Fahrzeug, insbesondere in außergewöhnlichen Fahrbetriebssituationen.According to claim 1 is arranged on the vehicle a switchable to the vehicle drive power-assisted device for on-demand and possibly short-term application of an auxiliary power to the vehicle, especially in exceptional driving situations.

Die Hilfskraft-Vorrichtung weist eine quer zur Fahrzeuglängsachse und horizontal verlaufende, sowie fest mit dem Fahrzeug verbundene Drehachse auf, um die ein Gewicht als Unwucht mit einem steuerbaren Unwuchtmotor mit einer gesteuert vorgebbaren und veränderbaren Drehzahl rotierbar ist.The auxiliary power device has a transverse to the vehicle longitudinal axis and horizontally extending, and fixed to the vehicle axis of rotation about which a weight is unbalanced with a controllable unbalance motor with a controlled specifiable and variable speed rotatable.

Weiter ist eine Steuereinheit zur Steuerung des Unwuchtmotors vorgesehen, welche einen Drehwinkelsensor umfasst:Further, a control unit for controlling the unbalance motor is provided, which comprises a rotation angle sensor:

Mit diesem Drehwinkelsensor ist einerseits aus dem vollem Drehkreis von 360° die Lage wenigstens eines Winkelsektors mit einem Sektorbereich von maximal 110°, vorzugsweise von 90° bestimmbar.With this rotation angle sensor, on the one hand, the position of at least one angle sector with a sector region of 110 °, preferably 90 °, can be determined from the full 360 ° rotation circle.

Andererseits ist mit dem Drehwinkelsensor als Drehstellungsgeber für die Unwucht ein Triggerimpuls beim Eintreten und Durchlaufen dieses vorbestimmten Sektorbereichs durch die Unwucht erzeugbar.On the other hand, with the rotation angle sensor as a rotary position sensor for the imbalance, a trigger pulse when entering and passing through this predetermined sector range generated by the unbalance.

Die Steuereinheit ist dabei so eingerichtet, dass bei einer zum Fahrzeugantrieb zugeschaltet und aktivierten Hilfskraft-Vorrichtung noch ohne eine Anforderung einer definierten Hilfskraft der Unwuchtmotor so gesteuert wird, dass die Unwucht mit einer konstanten Grunddrehzahl und damit über den vollen Drehkreis mit in allen Drehstellungen gleicher Zentrifugalkraft rotiert wird. Die durch die Unwucht erzeugte Zentrifugalkraft wirkt dabei jeweils in der aktuellen Winkelrichtung der Unwucht, wobei sich die Gesamtwirkung auf das Fahrzeug bei jedem vollen Umlauf praktisch wieder aufhebt.The control unit is set up so that is activated at a vehicle drive and activated auxiliary power device even without a request for a defined auxiliary force of the unbalance motor so that the imbalance with a constant base speed and thus over the full circle with in all rotational positions of the same centrifugal force is rotated. The centrifugal force generated by the imbalance acts in each case in the current angular direction of the imbalance, wherein the Total effect on the vehicle with each full round virtually canceled.

Eine Hilfskraft, insbesondere zur Beherrschung einer außergewöhnlichen Fahrbetriebssituation, kann subjektiv durch einen Fahrer und/oder gegebenenfalls selbsttätig durch ein Fahrerassistenzsystem angefordert werden, wobei nicht nur die Größe der Hilfskraft sondern wesentlich auch deren Kraftrichtung vorzugeben ist. Entsprechend wird mit der Steuereinheit ein Winkelsektor bestimmt, der in der angeforderten Kraftrichtung oder alternativ entgegen dieser Kraftrichtung ausgerichtet ist. Wenn in einen solchen Winkelsektor die Unwucht eintritt und diesen durchläuft, wird mittels eines erzeugten Triggerimpulses der Unwuchtmotor so gesteuert, dass ausgehend von der Grunddrehzahl eine beschleunigte Drehzahlerhöhung, bzw. eine Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit erfolgt, wodurch die Zentrifugalkraft in diesem Winkelsektor erhöht wird und über die mit dem Fahrzeug fest verbundene Drehachse der Unwucht eine Kraftwirkung auf das Fahrzeug erfolgt. Alternativ kann in einem entgegen der gewünschten Kraftrichtung liegenden Winkelsektor eine Ansteuerung des Unwuchtmotors so erfolgen, dass eine gebremste Drehzahlreduzierung erreicht wird, wodurch die Zentrifugalkraft in dieser Richtung reduziert wird, so dass dadurch auf das Fahrzeug eine Kraft in der gewünschten Kraftrichtung wirkt.An assistant, in particular for controlling an exceptional driving situation, can be subjectively requested by a driver and / or possibly automatically by a driver assistance system, wherein not only the size of the assistant but also essentially dictate their direction of force. Accordingly, an angle sector is determined with the control unit, which is aligned in the requested direction of force or alternatively against this direction of force. When the imbalance enters and passes through such an angle sector, the imbalance motor is controlled by means of a generated trigger pulse so that an accelerated speed increase, or an increase of the angular speed takes place from the base speed, whereby the centrifugal force is increased in this angle sector and on the with the vehicle fixedly connected axis of rotation of the imbalance is a force acting on the vehicle. Alternatively, in a counter to the desired direction of force angle sector driving the unbalance motor carried out so that a braked speed reduction is achieved, whereby the centrifugal force is reduced in this direction, thereby acting on the vehicle, a force in the desired direction of force.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist in der Steuereinheit von vorneherein der volle Drehkreis von 360° in vier aneinandergrenzende Winkelsektoren von jeweils 90° aufgeteilt, wobei in üblicher Weise der nach oben gerichteten Hochachse die Winkellage von 0° zugeordnet ist. Die Winkelsektoreinteilung erfolgt dergestalt, dass ein Winkelsektor I von 45° bis 135° für eine Hilfskraft in Fahrtrichtung vorgegeben ist. Beispielsweise kann eine so gerichtete Hilfskraft unter Umständen erfolgreich bei drehenden Rädern eingesetzt werden.In a particularly preferred embodiment, in the control unit from the outset, the full circle of 360 ° is divided into four adjoining angle sectors of 90 °, wherein the angular position of 0 ° is assigned in the usual way to the upwardly directed vertical axis. The Winkelsektoreinteilung is such that an angle sector I is specified by 45 ° to 135 ° for an auxiliary force in the direction of travel. For example, such a directed assistant may be used successfully with rotating wheels under certain circumstances.

Ein Winkelsektor II liegt im Winkelbereich von 135° bis 225° für eine nach unten gerichtete Hilfskraft, die beim Einsatz zu einer Fahrzeuggewichtszunahme führt und beispielsweise zur Erhöhung einer Bodenhaftung einsetzbar ist.An angle sector II is in the angular range of 135 ° to 225 ° for a downwardly directed auxiliary force, which leads to a vehicle weight increase during use and can be used, for example, to increase traction.

Ein weiterer Winkelsektor III liegt im Winkelbereich von 225° bis 315° für eine Hilfskraft entgegen der Fahrtrichtung und ein Winkelsektor IV liegt im Winkelbereich von 315° bis 45° für eine nach oben gerichtete Hilfskraft entsprechend einer Fahrzeuggewichtsreduzierung und Verringerung der Bodenhaftung/des Rollwiderstands. Die Kraftwirkungen und Richtungen sind hier jeweils für eine beschleunigte Drehzahlerhöhung geschildert. Eine entsprechende Wirkung kann gegebenenfalls durch eine Drehzahlabbremsung und Drehzahlreduzierung in den jeweils gegenüberliegenden Winkelsektoren erreicht werden.Another angle sector III is in the angular range of 225 ° to 315 ° for an assisting power against the traveling direction, and an angle sector IV is in the angular range of 315 ° to 45 ° for an upward assist power corresponding to a vehicle weight reduction and a decrease in traction / rolling resistance. The force effects and directions are each described here for an accelerated speed increase. A corresponding effect can optionally be achieved by a speed deceleration and speed reduction in the respective opposite angular sectors.

Beim Betrieb der Hilfskraftvorrichtung mit einer konstanten Grunddrehzahl treten unwuchtangeregte, umlaufende Kräfte am Fahrzeug auf, welche zu gegebenenfalls unerwünschten Zwangsbewegungen führen können. Eine Reduzierung dieser Kräfte kann gegebenenfalls mit einer um 180° versetzten, mitrotierenden gleichen Gegenunwucht erreicht werden, wobei dann bei einer Hilfskraft-Anforderung die Drehzahl einer der beiden Unwuchten im Vergleich zur Grunddrehzahl erhöht oder reduziert wird, um den Effekt einer zunehmenden oder abnehmenden Zentrifugalkraft in einem vorbestimmten Winkelsektor zu erreichen.During operation of the auxiliary power device with a constant basic speed, unbalanced, circulating forces occur on the vehicle, which may lead to undesirable forced movements. A reduction of these forces can optionally be achieved with a 180 ° offset, co-rotating same counter imbalance, then at a power request, the speed of one of the two imbalances compared to the base speed is increased or reduced to the effect of increasing or decreasing centrifugal force in to achieve a predetermined angle sector.

Die Steuereinheit kann so eingerichtet werden, dass bei einer Hilfskraftanforderung die Grunddrehzahl in einem Winkelsektor beschleunigt erhöht wird und anschließend die erhöhte Drehzahl im gegenüberliegenden Winkelsektor wieder im gleichen Umfang auf die Grunddrehzahl reduziert wird. Damit wird einerseits in einem Winkelsektor eine Hilfskraft in eine gewünschte Richtung durch eine Erhöhung der Zentrifugalkraft und gegenüberliegend durch eine Reduzierung der Zentrifugalkraft erzeugt und die erhöhte Drehzahl wieder auf die Grunddrehzahl heruntergefahren, wodurch gegebenenfalls ein festsitzendes Fahrzeug wieder aus dieser Situation bewegbar ist. Alternativ kann eine durch eine Hilfskraftanforderung erhöhte Drehzahl auch wieder allmählich langsam auf die Grunddrehzahl heruntergefahren werden.The control unit can be set up so that when a power request, the base speed is accelerated increases in an angle sector and then the increased speed in the opposite angle sector is again reduced to the same extent to the base speed. Thus, on the one hand in an angle sector, an auxiliary force is generated in a desired direction by increasing the centrifugal force and opposite by reducing the centrifugal force and the increased speed is reduced again to the base speed, thereby possibly a stuck vehicle is again movable from this situation. Alternatively, an increased by an auxiliary power demand speed can also be gradually slowed down to the basic speed again.

Um eine Hilfskraft-Wirkung nach oben (Reduzierung der Bodenhaftung) oder nach unten (Erhöhung der Bodenhaftung) möglichst auf angetriebene Räder auszuüben wird vorgeschlagen, die Drehachse mit der rotierbaren Unwucht im Bereich über einer Fahrzeugachse mit angetriebenen Rädern anzuordnen.In order to exert an auxiliary power effect (reduction of traction) or downward (increasing traction) as possible on driven wheels, it is proposed to arrange the axis of rotation with the rotatable imbalance in the area above a vehicle axle with driven wheels.

Als Unwuchtmotor wird zweckmäßig ein schnell und mit hoher Beschleunigung drehzahlsteuerbarer Elektromotor verwendet.As an unbalance motor, a fast and with high acceleration speed controllable electric motor is expediently used.

Die erfindungsgemäße zuschaltbare Hilfskraftvorrichtung kann generell bei allen möglichen Fahrzeugen eingesetzt werden, kann jedoch besonders vorteilhaft bei Fahrzeugen, die für einen rauen Fahrbetrieb vorgesehen sind, verwendet werden, da gerade hier regelmäßig auf außergewöhnliche, gegebenenfalls auch kritische Fahrbetriebssituationen auftreten können, die mittels einer fahrzeugimmanenten Zusatz-Hilfskraft aus der Hilfskraft-Vorrichtung beherrschbar sein können.The switchable auxiliary power device according to the invention can generally be used in all kinds of vehicles, but can be used particularly advantageously in vehicles that are intended for rough driving, since just here can regularly occur on exceptional, possibly critical driving situations that by means of a vehicle-related addition Auxiliary power from the power-assist device can be controlled.

Figurenliste list of figures

Es zeigen:

1 ein Fahrzeug mit einer Hilfskraft-Vorrichtung in einer stark schematisierten Darstellung;
2 eine schematisierte Darstellung einer mit gleicher Drehzahl umlaufenden Unwucht;
3 bis 6 Darstellungen entsprechend 2, bei winkelsektorzugeordneten Drehzahlerhöhungen/Drehzahlreduzierungen; und
7 ein Ablaufdiagramm für eine Hilfskrafterzeugung.

Show it:

1 a vehicle with an auxiliary power device in a highly schematic representation;
2 a schematic representation of a circulating at the same speed unbalance;
3 to 6 Representations accordingly 2 at angular sector associated speed increases / speed reductions; and
7 a flowchart for an auxiliary power generation.

In 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einem Fahrzeugantrieb 2 als Brennkraftmaschine und Rädern 3 dargestellt, wovon die Räder 3 der Hinterradachse antreibbar sind. Mit dem Pfeil 4 ist die Vorwärts-Fahrtrichtung angegeben.In 1 is a vehicle 1 with a vehicle drive 2 as an internal combustion engine and wheels 3 represented, of which the wheels 3 the rear wheel axle are driven. With the arrow 4 the forward direction is indicated.

Am Fahrzeug 1 ist eine zuschaltbare Hilfskraftvorrichtung 5 angeordnet, zur bedarfsweisen und kurzzeitigen Aufbringungen einer Hilfskraft auf das Fahrzeug 1. Die Hilfskraftvorrichtung weist eine quer zur Fahrzeuglängsachse und horizontal verlaufende, sowie fest mit dem Fahrzeug 1 verbundene Drehachse 6 auf, um die ein Gewicht als Unwucht 7 durch einen drehzahlsteuerbaren Unwuchtmotor 8 rotierbar ist. Die Rotation erfolgt hier beispielhaft ebenso wie in den weiteren Ausführungen zu den 2 bis 5 mit einer Rechtsdrehung (Drehpfeil 9) kann jedoch entsprechend mit den gleichen Wirkungen durch eine Linksdrehung ausgeführt werden.At the vehicle 1 is a switchable auxiliary power device 5 arranged for on-demand and short-term application of an auxiliary power to the vehicle 1 , The auxiliary power device has a transverse to the vehicle longitudinal axis and horizontally extending, and fixed to the vehicle 1 connected rotary axis 6 on to the one weight as imbalance 7 by a speed-controllable unbalance motor 8th is rotatable. The rotation takes place here by way of example as well as in the further remarks to the 2 to 5 with a clockwise turn (turn arrow 9 ), however, can be correspondingly performed with the same effects by turning to the left.

Die Steuerung des Unwuchtmotors 8 erfolgt hier mittels einer Steuereinheit 10 in Verbindung mit einem (nicht explizit dargestellten) Drehwinkelsensor, der im Bereich der Drehachse 6 angeordnet sein kann.The control of the unbalance motor 8th takes place here by means of a control unit 10 in conjunction with a (not explicitly shown) rotation angle sensor, in the region of the axis of rotation 6 can be arranged.

Die Unwucht 7 ist hier in der Form einer sich in Radialrichtung keilförmig vergrößernden Platte dargestellt. Für die weiteren Erläuterungen anhand der 2 bis 6 zur Wirkung und Funktion wird das Gewicht, bzw. die Masse der Unwucht 7 in ihrem Schwerpunkt 11 konzentriert angenommen.The imbalance 7 is shown here in the form of a wedge-shaped enlarging plate in the radial direction. For further explanations on the basis of 2 to 6 the weight and the mass of the unbalance become effect and function 7 in her focus 11 concentratedly accepted.

In der schematischen Darstellung nach 2 rotiert die Unwucht 7 (bzw. deren Masse m im Schwerpunkt 11) in einem Abstand als Radius r um das Zentrum der Drehachse 6. Die Rotation erfolgt hier gleichförmig mit einer Grunddrehzahl entsprechend einer gleichen Winkelgeschwindigkeit ω. Damit ergibt sich an allen Winkelstellungen der rotierenden Unwucht 7 bei der gleichen Winkelgeschwindigkeit ω entsprechend der konstanten Grunddrehzahl jeweils eine Zentrifugalkraft F_z = mω²r.In the schematic representation after 2 rotates the imbalance 7 (or their mass m in the center of gravity 11 ) at a distance as radius r about the center of the axis of rotation 6 , The rotation takes place here uniformly with a basic speed corresponding to a same angular velocity ω. This results in all angular positions of the rotating imbalance 7 at the same angular velocity ω corresponding to the constant basic speed, in each case a centrifugal force F _z = mω ² r.

In 2 ist diese jeweils gleiche Zentrifugalkraft F_z beispielhaft in den Stellungen 90°, 180°, 270° und 360° eingezeichnet.In 2 this same centrifugal force F _{z is} exemplified in the positions 90 °, 180 °, 270 ° and 360 °.

Der volle Kreis mit 360° ist für den Steuerungseingriff mit der Steuereinheit 10 und durch Auswertung der Signale des Drehwinkelsensors in vier Winkelsektoren aufgeteilt, nämlich in den Winkelsektor I von 45° bis 135°, in den Winkelsektor II von 135° bis 225°, in den Winkelsektor III von 225° bis 315° und in den Winkelsektor IV von 315° bis 45°, so dass der Winkelsektor I in Fahrtrichtung, der Winkelsektor II nach unten, der Winkelsektor III entgegen der Fahrtrichtung und der Winkelsektor IV nach oben gerichtet sind.The full circle with 360 ° is for the control intervention with the control unit 10 and divided by evaluation of the signals of the rotation angle sensor in four angular sectors, namely in the angle sector I from 45 ° to 135 °, in the angle sector II from 135 ° to 225 °, in the angle sector III from 225 ° to 315 ° and in the angle sector IV from 315 ° to 45 °, so the angle sector I in the direction of travel, the angle sector II down, the angle sector III against the direction of travel and the angle sector IV are directed upward.

In 3 ist der Fall dargestellt, dass eine Hilfskraft mittels der Unwucht 7 erzeugt werden soll, die im Wesentlichen in Fahrtrichtung hier nach rechts gerichtet ist, in dem im Winkelsektor I ausgehend von der Grunddrehzahl die Drehzahl, bzw. die Winkelgeschwindigkeit beschleunigt erhöht werden soll. Beim Eintreten der Unwucht 7 am Anfang des Winkelsektors I bei 45° tritt noch die Zentrifugalkraft F_z entsprechend 2 auf. Von dort weg soll die Drehzahl bzw. die Winkelgeschwindigkeit ω beschleunigt erhöht werden (dargestellt mit +ω), wodurch bereits an der Stelle 90° die Zentrifugalkraft F_z um den Betrag +ΔF_z erhöht wurde. Bei einer weiteren Beschleunigung ist dann am Ende des Winkelsektors I bei 135° die Zentrifugalkraft F_z noch weiter um den dort eingezeichneten Betrag +ΔF_z angestiegen. Die im Wesentlichen in Fahrtrichtung gerichtete erhöhte Zentrifugalkraft wirkt über die fest angebrachte Drehachse 6 als Zusatz-Hilfskraft auf das Fahrzeug 1.In 3 is the case shown that an assistant using the imbalance 7 is to be generated, which is directed here in the direction of travel here to the right, in the angle sector I starting from the basic speed, the speed, or the angular velocity is to be increased accelerated. When the imbalance occurs 7 at the beginning of the angle sector I at 45 ° still occurs the centrifugal force F _z accordingly 2 on. From there, the rotational speed or the angular velocity ω should be accelerated increased (represented by + ω), whereby already at the point 90 °, the centrifugal force F _{z was} increased by the amount + .DELTA.F _z . At a further acceleration is then at the end of the angular sector I at 135 °, the centrifugal force F _z further increased by the drawn there amount + .DELTA.F _z . The substantially directed in the direction of travel increased centrifugal force acts on the fixed axis of rotation 6 as additional auxiliary power to the vehicle 1 ,

Die dargestellte Zunahme der Zentrifugalkraft F_z erfolgt ausschließlich durch die gesteuerte beschleunigte Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit ω, da der Radius r und die Masse m gleich bleiben. Die Größe der Kraftwirkung kann somit durch die gesteuerte Größe der Winkelgeschwindigkeitserhöhung vorgegeben werden.The illustrated increase of the centrifugal force F _z is effected exclusively by the controlled accelerated increase of the angular velocity ω, since the radius r and the mass m remain the same. The magnitude of the force effect can thus be specified by the controlled size of the angular velocity increase.

In 3 ist weiter anhand des dem Winkelsektor I gegenüberliegenden Winkelsektors III eine Hilfskrafterzeugung (ebenfalls in Fahrtrichtung) bei einer gesteuerten Reduzierung der Winkelgeschwindigkeit ω (dargestellt durch -ω) eingezeichnet: Ohne die dargestellte Winkelgeschwindigkeitserhöhung im Winkelsektor I tritt bei 225° am Beginn des Winkelsektors III die Zentrifugalkraft F_z entsprechend 2 auf. Bei einer gesteuerten Reduzierung der Winkelgeschwindigkeit nimmt beispielsweise an der Position 270° die Winkelgeschwindigkeit um den eingezeichneten Betrag -ΔF_z ab, wodurch sich insgesamt eine Kraftwirkung nach rechts ergibt.In 3 is further based on the angle sector I opposite angle sector III an auxiliary power generation (also in the direction of travel) with a controlled reduction of the angular velocity ω (represented by -ω) drawn: Without the illustrated angular velocity increase in the angle sector I occurs at 225 ° at the beginning of the angle sector III the centrifugal force F _z accordingly 2 on. With a controlled reduction of the angular velocity, for example, at the position 270 °, the angular velocity decreases by the drawn-in amount -ΔF _z , resulting overall in a force action to the right.

Gegebenenfalls könnte bei einer Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit ω im Winkelsektor I diese Erhöhung wieder im Winkelsektor III, insbesondere wenn die Zusatzkraftwirkung nicht mehr erforderlich ist, abgebaut werden.Optionally, could be at an increase in the angular velocity ω in the angle sector I this increase again in the angle sector III , especially when the additional force effect is no longer required to be dismantled.

In 4 ist schematisch entsprechend 3 eine Hilfskrafterzeugung nach oben dargestellt, wobei die Erläuterungen zum Winkelsektor I nach 3 in 4 auf den Winkelsektor IV zutreffen.In 4 is schematically corresponding 3 an auxiliary power generation shown above, with the explanations to the angle sector I to 3 in 4 on the angle sector IV hold true.

In 5 ist eine entsprechende Hilfskrafterzeugung entgegen der Fahrtrichtung schematisch gezeigt, wobei hier der Winkelsektor III dem Winkelsektor I aus 3 entspricht.In 5 is a corresponding auxiliary power generation shown opposite to the direction of travel schematically, in which case the angle sector III the angle sector I out 3 equivalent.

In 6 ist eine Hilfskrafterzeugung nach unten schematisch dargestellt, wobei hier der Winkelsektor II in der Wirkung dem Winkelsektor I aus 3 entspricht.In 6 is an auxiliary power generation down shown schematically, here the angle sector II in effect the angle sector I out 3 equivalent.

7 zeigt ein Flussdiagramm zur Steuerung für eine Hilfskrafterzeugung: 7 shows a flowchart for the control for an auxiliary power generation:

Gemäß Rechteck 12 ist die Hilfskraft-Vorrichtung aktiv und die Unwucht 7 rotiert mit konstanter Grunddrehzahl ω.According to rectangle 12 the power-assist device is active and the unbalance 7 rotates with constant basic speed ω.

In der Entscheidungsraute 13 wird festgestellt, ob eine Hilfskraftanforderung vorliegt und gegebenenfalls in welcher der vier durch die Winkelsektoren I bis IV vorgegebenen Kraftrichtungen.In the decision diamond 13 a determination is made as to whether an auxiliary power request is present and, if appropriate, in which of the four by the angle sectors I to IV given directions of force.

Falls dies festgestellt wird, wird in der Entscheidungsraute 14 mit dem Drehwinkelsensor detektiert, wann die Unwucht am Drehrichtungsanfang in den der erforderlichen Kraftrichtung zugeordneten Winkelsektor eintritt.If this is determined, will be in the decision diamond 14 detected with the rotation angle sensor, when the imbalance occurs at the beginning of the rotation in the required force direction associated angle sector.

Für diesen Fall wird gemäß Rechteck 15 der Unwuchtmotor zur Drehzahlbeschleunigung in diesem Winkelsektor angesteuert.In this case, according to Rectangle 15 the unbalance motor for speed acceleration in this angle sector driven.

In der Entscheidungsraute 16 wird dann festgestellt, ob gegebenenfalls die Hilfskraftanforderung beendet ist und gemäß Rechteck 17 wird dann durch Abbremsung die Drehzahl wieder auf die Grunddrehzahl zurückgeführt.In the decision diamond 16 it is then determined if the auxiliary power request is completed, if necessary, and according to the rectangle 17 is then returned by braking the speed back to the basic speed.

Claims

Vehicle, with by a vehicle drive (2) drivable wheels (3), wherein on the vehicle (1) to the vehicle drive (2) connectable auxiliary power device (5) is arranged for on-demand application of an auxiliary power to the vehicle (1) Auxiliary power device (5) has a transversely to the vehicle longitudinal axis and horizontally extending and fixed to the vehicle (1) connected to the axis of rotation (6), and the auxiliary power device (5) has a weight as an imbalance (7) by a controllable unbalance motor (8) is rotatable about the rotational axis (6) at a rotational speed (ω), characterized in that the rotational speed (ω) can be predefined and changed in a controlled manner, such that a control unit (10) is provided for controlling the unbalance motor (8), with a rotation angle sensor with the one hand from the full circle of 360 °, the position of at least one angle sector with a sector of a maximum of 110 ° can be determined and by means of the other hand as a rotary position sensor fü r the unbalance (7) a trigger pulse on entering and passing through this predetermined sector range by the imbalance (7) is generated, that the control unit (10) is further arranged so that without an auxiliary force request of the unbalance motor (8) is controlled so that the imbalance (7) with a constant basic speed (ω) and thus over the full turning circle with in all rotational positions of the same centrifugal force (F _z ) is rotated, and that in an assistant request by a driver and / or by a driver assistance system for a Auxiliary force in a certain direction of force with the control unit (10) an angle sector is determined, which is aligned in this direction of force or alternatively counter to this direction of force and that by a this angle sector when the imbalance (7) associated trigger pulse of the unbalance motor (8) for accelerated speed increase the imbalance (7) or alternatively to the braked speed reduction of the unbalance (7) in the zugeord Neten angle selector is driven.

Vehicle after Claim 1 , characterized in that in the control unit (10) of the full circle of 360 ° is divided into four contiguous angular sectors of 90 °, namely in an angular sector I of 45 ° to 135 ° for an auxiliary power in the direction of travel (4), in a Angle sector II from 135 ° to 225 ° for a downward auxiliary force corresponding to a vehicle weight increase, in an angular sector III from 225 ° to 315 ° for an auxiliary force against the direction of travel and in an angular sector IV of 315 ° to 45 ° for an upward Assistant according to a vehicle weight reduction.

Vehicle after Claim 1 or Claim 2 , characterized in that during operation of the auxiliary power device (5) at constant basic speed (ω) to reduce unbalanced forces on the vehicle (1) is offset by 180 ° offset, coupled counter imbalance is rotated, and at an auxiliary power request, the speed the imbalance (7) relative to the base speed (ω) is increased or reduced.

Vehicle after Claim 2 or Claim 3 , characterized in that at a power request, the base speed (ω) is accelerated increases in an angle sector and the increased speed in the opposite angle sector is reduced again to the same extent to the base speed.

Vehicle after one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the axis of rotation (6) with the rotatable imbalance (7) over a vehicle axle with driven wheels (3) is arranged.

Vehicle after one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the unbalance motor (8) is a speed-controllable electric motor.

Vehicle after one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the vehicle (1) is a vehicle for an off-road driving or a construction vehicle for a construction site driving operation.

Vehicle after one of the Claims 1 to 7 , characterized in that a requirement auxiliary power requirement in a sunken and stuck in the ground vehicle (1) and / or in a vehicle (1) with slipping drive wheels (3) and / or in a direction of the direction of hurling vehicle (1) and / or occurs in a vehicle (1) in an emergency braking situation and / or in a vehicle (1) in a starting situation on the mountain.