DE102021004826A1

DE102021004826A1 - Vehicle, in particular a commercial vehicle, with a traction support function for propelling wheels in the event of a loss of traction

Info

Publication number: DE102021004826A1
Application number: DE102021004826.1A
Authority: DE
Inventors: Philipp Mittmann; Fridtjof Stein; Sebastian Renken; Janine Günther
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2021-11-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Traktionsunterstützungsfunktion zum Vortrieb von Rädern bei Traktionsverlust, umfassend eine anhebbare Liftachse (9). Bei einem Fahrzeug, welches die Traktionsunterstützungsfunktion ohne externen Eingriffe ausführt, ist die anhebbare Liftachse (9) zusätzlich zur vertikalen Bewegung parallel in einer Ebene zu einem Fahrzeugrahmen beweglich ausgebildet.The invention relates to a vehicle, in particular a utility vehicle, with a traction support function for propelling wheels in the event of a loss of traction, comprising a liftable lifting axle (9). In a vehicle that performs the traction support function without external intervention, the liftable lifting axle (9) is designed to be movable in addition to the vertical movement parallel in a plane to a vehicle frame.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Traktionsunterstützungsfunktion zum Vortrieb von Rädern bei Traktionsproblemen, umfassend eine anhebbare Liftachse.The invention relates to a vehicle, in particular a utility vehicle, with a traction support function for propelling wheels in the event of traction problems, comprising a liftable axle.

Fahrzeuge verwenden Räder, um einen generierten Vortrieb auf die Straße zu bringen. Wenn allerdings die Straßenoberfläche nicht befestigt ist und beispielsweise nur aus Sand, Erde oder Schotter besteht, können Fahrzeuge in ungünstigen Situationen, gegebenenfalls durch Umwelteinflüsse indiziert, die Traktion verlieren und sich festfahren.Vehicles use wheels to bring generated propulsion onto the road. However, if the road surface is not paved and consists only of sand, earth or gravel, for example, vehicles can lose traction and get stuck in unfavorable situations, possibly indicated by environmental influences.

Die DE 10 2004 010 561 A1 offenbart ein Verfahren zur Anfahrhilfesteuerung bei Fahrzeugen, bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem Auflieger-Anhängefahrzeug. Eine entlastbare Achse des Fahrzeuges ist als Liftachse ausgebildet, die im deaktivierten Zustand über einen Liftzylinder von der Fahrbahn abgehoben ist und im aktivierten Zustand auf der Fahrbahn aufliegt und somit eine Last des Fahrzeugaufbaus trägt.the DE 10 2004 010 561 A1 discloses a method for traction help control in vehicles, consisting of a towing vehicle and a semitrailer-trailer vehicle. A relieved axle of the vehicle is designed as a lift axle, which in the deactivated state is lifted from the roadway via a lift cylinder and in the activated state rests on the roadway and thus bears a load on the vehicle body.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer Traktionsunterstützungsfunktion anzugeben, welches die Traktionsunterstützungsfunktion ohne externen Eingriffe ausführt.The object of the invention is to specify a vehicle with a traction support function which carries out the traction support function without external intervention.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements are the subject matter of the dependent claims. Further features, possible applications and advantages of the invention emerge from the following description, as well as the explanation of exemplary embodiments of the invention, which are shown in the figures.

Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved with the subject matter of claim 1.

Das Eingangs erläuterte Fahrzeug umfasst eine anhebbare Liftachse, die zusätzlich zur vertikalen Bewegung parallel in einer Ebene zu einem Fahrzeugrahmen beweglich ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass bei manuell betriebenen Fahrzeugen der Fahrer nicht aussteigen muss, um das Traktionsproblem zu lösen, wodurch eine potenzielle Unfallgefahr vermieden wird. Sowohl bei manuell betriebenen als auch bei autonom fahrenden Fahrzeugen, kann auf externe Eingriffe zur Behebung des Traktionsproblems verzichtet werden. Auch Abschleppdienste werden nicht benötigt. Die Fahrzeuge können ihre Fahrt eigenständig fortsetzen, wodurch Zeitverluste reduziert werden.The vehicle explained at the beginning comprises a liftable lifting axle which, in addition to the vertical movement, is designed to be movable in a plane parallel to a vehicle frame. This has the advantage that, in the case of manually operated vehicles, the driver does not have to get out to solve the traction problem, thereby avoiding a potential risk of accident. With both manually operated and autonomously driving vehicles, external interventions to eliminate the traction problem can be dispensed with. Towing services are also not required. The vehicles can continue their journey independently, which reduces time losses.

Vorteilhafterweise ist die anhebbare Liftachse in der Ebene lateral und/oder longitudinal zum Fahrzeugrahmen bewegbar. Die seitlichen bzw. zur Fahrzeuglängsrichtung gerichteten Bewegungen der Liftachse unterstützen das Fahrzeug bei der Lösung des Traktionsproblems, da dadurch das Fahrzeuggewicht im Bereich der Liftachse variiert wird.The liftable lifting axle can advantageously be moved in the plane laterally and / or longitudinally to the vehicle frame. The lateral movements of the lifting axle or those directed towards the longitudinal direction of the vehicle support the vehicle in solving the traction problem, since the vehicle weight is thereby varied in the area of the lifting axle.

In einer Ausgestaltung ist eine Fahrzeugsteuereinheit zur Ansteuerung der Bewegung der Liftachse in vertikaler und/oder longitudinaler und/oder lateraler Bewegung mit einem Liftachsenaktor verbunden. Die gewünschten Bewegungen der Liftachse zur Befreiung des Fahrzeuges werden somit automatisch aktiviert.In one embodiment, a vehicle control unit for controlling the movement of the lifting axle in a vertical and / or longitudinal and / or lateral movement is connected to a lifting axle actuator. The desired movements of the lifting axle to free the vehicle are thus automatically activated.

In einer Ausgestaltung ist die Fahrzeugsteuereinheit ausgebildet, die vertikale und die laterale oder longitudinale Bewegung der Liftachse nacheinander anzusteuern. Die Steuereinheit kann somit eine Reihenfolge der Bewegungen der Liftachse gezielt einstellen, wodurch der Vorgang der Befreiung des Fahrzeuges beschleunigt wird.In one embodiment, the vehicle control unit is designed to control the vertical and the lateral or longitudinal movement of the lift axle one after the other. The control unit can thus set a specific sequence of movements of the lifting axle, whereby the process of freeing the vehicle is accelerated.

In einer Variante ist an der Liftachse eine Sensorik zur Bestimmung eines Abstandes der Lichtachse zur Fahrbahn mit der Fahrzeugsteuereinheit zur automatischen Auslösung der Traktionsunterstützungsfunktion verbunden. Die Verwendung der Sensorik erlaubt eine zeitnahe Detektion des Traktionsproblems.In a variant, a sensor system for determining a distance between the light axis and the roadway is connected to the vehicle control unit for automatic triggering of the traction support function on the lifting axle. The use of the sensors allows real-time detection of the traction problem.

In einer Ausführungsform sind eine Zugmaschine und ein Auflieger zueinander beweglich ausgebildet, wobei die relative Bewegung durch gezielte Lenk- und/oder Beschleunigungsmanöver einstellbar ist. Die Traktionsunterstützungsfunktion wird durch die zusätzlichen Bewegungen des Fahrzeuges zusätzlich unterstützt.In one embodiment, a tractor and a trailer are designed to be movable with respect to one another, the relative movement being adjustable by means of targeted steering and / or acceleration maneuvers. The traction support function is additionally supported by the additional movements of the vehicle.

Es ist von Vorteil, wenn nahe der angetriebenen Räder ein Streumittelbehälter positioniert ist, welcher mit der Fahrzeugsteuereinheit zum Öffnen des Streumittelbehälters bei Erfassung von Traktionsverlust gekoppelt ist. Die zusätzliche Ausgabe von Streumitteln ist insbesondere bei einer mit Schnee und Eis belegten Fahrbahn sinnvoll.It is advantageous if a grit container is positioned near the driven wheels, which is coupled to the vehicle control unit for opening the grit container when a loss of traction is detected. The additional output of grit is particularly useful in the case of a roadway covered with snow and ice.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details emerge from the following description in which at least one exemplary embodiment is described in detail - possibly with reference to the drawing. Described and / or graphically represented features can form the subject matter of the invention individually or in any meaningful combination, possibly also independently of the claims, and in particular can also be the subject matter of one or more separate applications. Identical, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.

Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeuges,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Traktionsunterstützungsfunktion des erfindungsgemäßen Fahrzeuges nach einem Traktionsverlust,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Traktionsunterstützungsfunktion des erfindungsgemäßen Fahrzeuges nach einem Traktionsverlust,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Traktionsunterstützungsfunktion des erfindungsgemäßen Fahrzeuges nach einem Traktionsverlust.

Show it:

1 an embodiment of the vehicle according to the invention,
2 an embodiment of a traction support function of the vehicle according to the invention after a loss of traction,
3 Another embodiment of the traction support function of the vehicle according to the invention after a loss of traction,
4th Another embodiment of the traction support function of the vehicle according to the invention after a loss of traction.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeuges dargestellt. Das Fahrzeug 1 ist im vorgegebenen Beispiel ein Nutzfahrzeug und besteht aus einer Zugmaschine 3 und einem Auflieger 5, die zueinander beweglich angeordnet sind. Der Auflieger 5 verfügt über mehrere Radpaare 7, die an jeweils einer Achse geführt sind. Eine dieser Achsen ist als Liftachse 9 ausgebildet, an denen die Räder 11 angeordnet sind. An dieser Liftachse 9 ist ein Liftachsenaktor 13 positioniert, welcher einer Bewegung der Räder 11 vertikal oder longitudinal oder lateral zum Auflieger 5 bzw. zum Aufliegerrahmen ermöglicht. Um diese Bewegungen auszuführen, ist der Liftachsenaktor 13 mit einer Fahrzeugsteuereinheit 15 verbunden, welche wiederum mit einer Sensorik 17 gekoppelt ist, die an der Liftachse 9 befestigt ist, um den Abstand der Liftachse 9 zur Fahrbahn 19 messen zu können.In 1 an embodiment of the vehicle according to the invention is shown. The vehicle 1 is a commercial vehicle in the given example and consists of a tractor unit 3 and a trailer 5 which are arranged to be movable relative to one another. The trailer 5 has several pairs of wheels 7th which are each guided on an axis. One of these axles is used as a lift axle 9 trained on which the wheels 11 are arranged. At this lift axle 9 is a lifting axle actuator 13th positioned which one movement of the wheels 11 vertical or longitudinal or lateral to the trailer 5 or to the trailer frame. The lifting axle actuator is used to carry out these movements 13th with a vehicle control unit 15th connected, which in turn with a sensor system 17th that is coupled to the lift axle 9 is attached to the distance of the lift axle 9 to the roadway 19th to be able to measure.

Der Abstand der Liftachse 9 zur Fahrbahn 19 wird während der Fahrt des Fahrzeuges 1 kontinuierlich durch die Sensorik 17 gemessen und an die Fahrzeugsteuereinheit 15 gesendet, welche diese Informationen auswertet. Unterschreitet der von der Sensorik 17 detektierte Abstand einen vorgegebenen Abstand zur Fahrbahn 19 und beträgt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges 1 einen Wert nahe Null km/h, wird durch die Fahrzeugsteuereinheit 15 auf einen Traktionsverlust des Fahrzeuges 1 geschlossen und automatisch eine Traktionsunterstützungsfunktion ausgelöst.The distance of the lift axle 9 to the roadway 19th becomes while the vehicle is in motion 1 continuously through the sensors 17th measured and to the vehicle control unit 15th sent, which evaluates this information. If it falls below that of the sensors 17th detected distance a specified distance to the road 19th and is the speed of the vehicle 1 a value close to zero km / h is determined by the vehicle control unit 15th to a loss of traction of the vehicle 1 closed and automatically triggered a traction support function.

2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Traktionsunterstützungsfunktion des erfindungsgemäßen Fahrzeuges nach einem Traktionsverlust, wobei in Zeile A eine Seitenansicht des Fahrzeuges 1 und in Zeile Beine Draufsicht des Fahrzeuges 1 dargestellt ist. Dabei hat sich die Zugmaschine 3 in einer Kuhle 21 aus Sand oder Schlamm oder Eis oder Kies festgefahren (2a). Durch die Abstandsmessung zur Fahrbahn 19 wird dies durch die Fahrzeugsteuereinheit 15 erkannt. Die Befreiung des Fahrzeuges 1 aus dieser Kuhle 21 wird automatisch durch die Fahrzeugsteuereinheit 15 gestartet indem die Traktionsunterstützungsfunktion aktiviert wird. Gemäß 2b wird die Liftachse 9 vertikal angehoben und anschließend lateral, also seitlich, verschoben. Wie in 2c gezeigt, wird die seitlich verfahrene Liftachse 9 auf die Fahrbahn 19 abgesenkt, wodurch eine Gewichtsverlagerung des Fahrzeuges 1 auf die Antriebachse erfolgt und die Traktion des Fahrzeuges 1 wieder hergestellt ist. Prinzipiell besteht die Möglichkeit nach demselben Verfahren mehrere Achsen des Fahrzeuges 1 nacheinander zu verschieben. Gemäß 2d passiert das Fahrzeug 1 in dieser Konstellation die Kuhle 21, wonach die Liftachse 9 wieder angehoben und in ihre Ausgangsposition verfahren wird. Die befreite Zugmaschine 3 geht anschließend wieder in den normalen Fahrbetrieb über und das Fahrzeug 1 kann die Fahrt ohne externe Hilfe fortsetzen (2e). 2 shows a first embodiment of a traction support function of the vehicle according to the invention after a loss of traction, with line A showing a side view of the vehicle 1 and in row legs top view of the vehicle 1 is shown. In doing so, the tractor has 3 in a hollow 21 stuck in sand or mud or ice or gravel ( 2a) . By measuring the distance to the road 19th this is done by the vehicle control unit 15th recognized. The liberation of the vehicle 1 out of this hollow 21 is automatically controlled by the vehicle control unit 15th started by activating the traction support function. According to 2 B becomes the lift axle 9 lifted vertically and then shifted laterally, i.e. laterally. As in 2c shown, the laterally moved lifting axle is shown 9 onto the roadway 19th lowered, causing a weight shift of the vehicle 1 takes place on the drive axle and the traction of the vehicle 1 is restored. In principle it is possible to use the same procedure to have multiple axles of the vehicle 1 move one after the other. According to 2d passes the vehicle 1 in this constellation the hollow 21 , after which the lift axle 9 is raised again and moved to its starting position. The liberated tractor 3 then goes back to normal driving mode and the vehicle 1 can continue the journey without external help ( 2e) .

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Traktionsunterstützungsfunktion des erfindungsgemäßen Fahrzeuges nach einem Traktionsverlust ist in 3 dargestellt. Dabei ist die Liftachse 9 befähigt neben der vertikalen Bewegung zusätzlich eine longitudinale Bewegung, also in oder entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 auszuführen. Vergleichbar zu der in Zusammenhang mit 2 erläuterten Vorgehensweise wird durch die Fahrzeugsteuereinheit 15 erkannt, wenn sich das Fahrzeug 1 festgesetzt hat. Mit der Traktionsunterstützungsfunktion wird die Liftachse 9 vertikal angehoben (Pfeil P1) und anschließend longitudinal verschoben (Pfeil P2). Anschließend wird die Liftachse 9 wieder abgesetzt (Pfeil P3) und der Antrieb wird wieder eingesetzt und die Traktion ist vorhanden. Das Fahrzeug 1 passiert die Kuhle 21, wonach die Liftachse erneut angehoben wird (Pfeil P4 und somit in ihre Ausgangposition verfahren wird. Nun kann das Fahrzeug 1 seine Fahrt wieder aufnehmen.Another exemplary embodiment of the traction support function of the vehicle according to the invention after a loss of traction is shown in FIG 3 shown. Here is the lift axle 9 enables not only vertical movement but also longitudinal movement, i.e. in or opposite to the direction of travel of the vehicle 1 to execute. Comparable to that in connection with 2 explained procedure is through the vehicle control unit 15th detected when the vehicle is 1 has established. With the traction support function, the lift axle 9 raised vertically (arrow P1 ) and then moved longitudinally (arrow P2 ). Then the lift axle 9 removed again (arrow P3 ) and the drive is reinserted and the traction is available. The vehicle 1 passes the hollow 21 , after which the lifting axle is raised again (arrow P4 and is thus moved to its starting position. Now the vehicle can 1 resume its journey.

Um die Wirksamkeit der Traktionsunterstützungsfunktion zu verbessern, kann ein Freirütteln des Fahrzeuges 1 erfolgen Dies ist in 4 als weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Dabei wird sich zunutze gemacht, dass die Zugmaschine 3 und der Auflieger 5 frei beweglich über einen Maul-Königszapfen 23 verbunden sind. Wurde in 4a festgestellt, dass sich das Fahrzeug 1 festgefahren hat, wird in 4b die Auflieger-Zugmaschinen-Verbindung 23 mehrfach in kleiner Amplitude vor und zurück bewegt. Durch die relative Bewegung von Zugmaschine 3 und Auflieger 5 wird die Zugmaschine 3 freigerüttelt. Ist die Zugmaschine 3 befreit, kann durch abgestimmte Lenk- und Beschleunigungsmanöver des Fahrers ein erneutes Festsetzen verhindert werden und der Auflieger 5 in die Dauerfahrposition bewegt werden (4c).In order to improve the effectiveness of the traction support function, the vehicle can be shaken free 1 This is done in 4th shown as a further embodiment. This makes use of the fact that the tractor 3 and the trailer 5 freely movable via a jaw king pin 23 are connected. Was in 4a found that the vehicle 1 gets stuck in 4b the trailer-tractor connection 23 Moved back and forth several times in small amplitude. Due to the relative movement of the tractor 3 and trailers 5 becomes the tractor 3 shaken free. Is the tractor 3 freed, coordinated steering and acceleration maneuvers by the driver can prevent the trailer from getting stuck again 5 be moved to the continuous driving position ( 4c ).

Um die Traktionsunterstützungsfunktion insbesondere bei Schnee und Eis zusätzlich zu unterstützen, sind nahe der angetriebenen Räder 25 jeweils ein Streumittelbehälter 27 angeordnet. Mit Auslösen der Traktionsunterstützungsfunktion werden durch die Fahrzeugsteuereinheit 15 die Streumittelbehälter 27 geöffnet und das Streumittel freigesetzt. Wird als Streumittel Salz verwendet, werden Eis und Schnee geschmolzen und der Reibwert erhöht. Ist ein feuchter Boden stark getrocknet wird als Streumittel ein stark hydrophiles Granulat verwendet und damit die Kohäsion verstärkt, so dass ein Durchdrehen der Räder 25 verhindert wird. Somit kann sich auch in diesem Fall das Fahrzeug 1 eigenständig befreien, da das Streumittel die Traktionsbedingungen positiv beeinflusst.In order to additionally support the traction support function, especially in snow and ice, are close to the driven wheels 25th one grit container each 27 arranged. With the triggering of the traction support function are controlled by the vehicle control unit 15th the grit containers 27 opened and the grit released. If salt is used as a grit, ice and snow are melted and the coefficient of friction is increased. If a damp soil is very dry, a highly hydrophilic granulate is used as a grit, thus increasing the cohesion, so that the wheels spin 25th is prevented. Thus, in this case too, the vehicle can 1 free yourself, as the grit has a positive effect on the traction conditions.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102004010561 A1 [0003]

Claims

Vehicle, in particular commercial vehicle, with a traction support function for propelling wheels in the event of loss of traction, comprising a liftable lift axle (9), characterized in that the liftable lift axle (9) is also designed to be movable in a plane parallel to a vehicle frame in addition to the vertical movement.

Vehicle after Claim 1 , characterized in that the liftable lifting axle (9) can be moved in the plane laterally and / or longitudinally to the vehicle frame.

Vehicle after Claim 1 or 2 , characterized in that a vehicle control unit (15) for controlling the movement of the lifting axle (9) in vertical and / or longitudinal and / or lateral movement is connected to a lifting axle actuator (13).

Vehicle after Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the vehicle control unit (15) is designed to control the vertical and the lateral or longitudinal movement of the lift axle (9) one after the other.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor system (17) for determining a distance between the light axis (9) and the roadway (19) is connected to the vehicle control unit (15) for automatic triggering of the traction support function on the lifting axle (9).

Vehicle according to at least one of the preceding claims, characterized in that a tractor (3) and a trailer (5) are designed to be movable with respect to one another, the relative movement being adjustable through targeted steering and / or acceleration maneuvers.

Vehicle according to at least one of the preceding claims, characterized in that a grit container (27) is positioned near the driven wheels (25), which is coupled to the vehicle control unit (15) for opening the grit container (27) when a loss of traction is detected.