DE10240294A1

DE10240294A1 - Hilfsvorrichtung zum Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung

Info

Publication number: DE10240294A1
Application number: DE10240294A
Authority: DE
Inventors: Takao Miyamoto
Original assignee: Hino Jidosha KK
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2002-08-31
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2022-09-01
Also published as: JP2003081072A; JP3958542B2; DE10240294B4

Abstract

Hilfsvorrichtung zum Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Erzeugung von Bremsdruck mit einem Bremspedal (4) verbunden ist, in einer Leitung, über die der Bremsdruck auf Bremszylinder übertragen wird, Magnetventile (6, 7, 8, 9, 10) vorgesehen sind sowie der Ausgang von Fahrgeschwindigkeitssensoren und die die Lage des Bremspedals (4) übermittelnden Signale als Eingang für die Magnetventile (6, 7, 8, 9, 10) dienen, die wiederum durch einen von einem Steuerkreis (11) vorgegebenen Steuerstrom gesteuert werden, wobei über den Steuerkreis (11) auch bei Freigabe des Bremspedals (4) bei stillstehendem Fahrzeug die Magnetventile (6, 7, 8, 9, 10) den Bremsdruck durch eine Steuervorrichtung aufrechterhalten, wobei der Steuerkreis (11) an einen Ausgang einer Vorrichtung zum Erfassen von Lageänderungen in einer zwischen Chassis und Wagenachsen angeordneten Federung angekoppelt und eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den Bremsdruck aufhebt, wenn Lageänderungen der Federung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hilfsvorrichtung zum Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wenn ein auf geneigter Straße geparktes Fahrzeug bergauf angefahren wird, muß der Fahrer die Bremse bedienen, um die Bremskraft auf die Räder zu übertragen, dann das Kupplungspedal bedienen und einen Gang zur Anfahrt einlegen und anschließend bei allmählicher Verringerung der Hubhöhe des Kupplungspedals langsam die Bremse zu lösen und dabei gleichzeitig das Gaspedal zu betätigen, um die Motorleistung zu erhöhen. Dieser Ablauf beim Anfahren an einer Steigung stellt die grundlegende Bedienung bei Fahrzeugen mit Kupplungspedal dar. Bei großen Fahrzeugen wie Lastwagen, Bussen oder dergleichen variiert die Bedienung in großem Umfang in Abhängigkeit vom Gewicht der Ladung oder der Zahl der Fahrgäste, so daß es verhältnismäßig leicht zu einem Abwürgen des Motors oder einem Zurückrollen des Fahrzeuges kommen kann. Zur Unterstützung der Bedienung werden Hilfsvorrichtungen für das Anfahren an einer Steigung in großem Umfang eingesetzt, vgl. JP S60-11719 A und JP H04-244462 A.

Die bekannten Vorrichtungen sind so aufgebaut, daß bei Überschreiten eines bestimmten Bremsdruckes durch Betätigung des Bremspedals die Fahrzeuggeschwindigkeit Null (oder fast Null) wird und der vom Bremszylinder ausgeübte Bremsdruck auch dann noch aufrecht erhalten wird, wenn der Fahrer den Fuß vom Bremspedal nimmt. Die Vorrichtungen sind so abgestimmt, daß bei Betätigung des Kupplungspedals in diesem Zustand der gehaltene Bremsdruck mit fortschreitend abnehmendem Hub des Kupplungspedals automatisch aufgehoben wird, nachdem durch Betätigung der Kupplung das Getriebe in einen Anfahrgang geschaltet wurde. Somit braucht der Fahrer sich nicht mehr unnötig um die zeitliche Abstimmung der Bedienung der Kupplung mit dem linken Fuß, sowie den raschen Wechsel des rechten Fußes von der Bremse auf das Gaspedal zu kümmern. Derartige Hilfsvorrichtungen werden in großem Umfang in Kompaktwagen und mittelgroßen Lastwagen eingesetzt.

Allerdings finden sich derartige Vorrichtungen nur selten in großen Fahrzeugen wie Traktoren (Zugmaschinen) und daran angekuppelten und von diesen gezogenen Anhängern (gezogene Wagen). Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß bei den meisten Traktoren Anhängerbremsen vorgesehen sind, die beim Anfahren an einer Steigung zum Einsatz kommen. Bei Anhängerbremsen handelt es sich um Vorrichtungen, bei deren Betätigung durch den Fahrer nur Druckluft auf die Räder des Anhängers übertragen wird. Normalerweise sind die Anhängerbremsen so konstruiert, daß sie vom Fahrersitz über einen Hebel manuell betätigt werden. Wenn der Hebel für diese Anhängerbremsen betätigt wird, spricht nicht die Bremse für die Räder am Traktor an, sondern nur die Bremse für die Räder am Anhänger. Im allgemeinen handelt es sich bei den Rändern am Anhänger um nicht angetriebene Räder.

Bei Verwendung derartiger Vorrichtungen betätigt der Fahrer beim Anfahren an einer Steigung, wenn er den Fuß von der Bremse nimmt, um die Kupplung zu bedienen und den Anfahrgang einzulegen, gleichzeitig den Hebel der Anhängerbremse, so daß bei Freigabe des Bremspedals nur die nicht angetriebenen Räder des Anhängers gebremst werden. In diesem Zustand wird dann das Kupplungspedal langsam wieder losgelassen. Dadurch wird die Kupplung vorübergehend schleifen gelassen, so daß der Traktor sich geringfügig den Hang hinaufbewegt (oder aber leicht zurückrollt), wobei sich die Belastungsverteilung auf die Vorder- beziehungsweise Hinterachse ändert. Der hintere Teil der Zugmaschine sinkt dabei ab und der vordere kommt höher zu liegen. Dies kann der Fahrer erkennen und darauf hin das Kupplungspedal in einer bestimmten Höhe halten und bei gleichzeitiger Betätigung des Gaspedals langsam den Hebel für die Anhängerbremse herunterlassen. Hierdurch wird ein reibungsloses Anfahren am Hang ermöglicht.

Auf diese Weise ist es möglich, durch die Hebelbetätigung die nicht angetriebenen Räder des Anhängers mit der Anhängerbremse zu bremsen, die sich somit als sehr praktisch für ein Anfahren an einer Steigung erweist. Allerdings kann es auch zu einer versehentlichen Betätigung während der Fahrt kommen, was zu einer Erhitzung der Anhängerräder und einer Fahrinstabilität führen kann. Daher muß der Hebel für die Betätigung der Anhängerbremse den gültigen Sicherheitsvorschriften entsprechend in der vorgeschriebenen Richtung angeordnet sein. Diese können der oben beschriebenen Bedienung gegebenenfalls entgegenstehen.

Eine der Sicherheitsvorschriften besagt, daß sich der Handhebel für die Anhängerbremse nicht in der Stellung verriegeln lassen darf, in der die Anhängerbremse aktiviert ist. Der Mechanismus ist mit anderen Worten so aufgebaut, daß, wenn der Fahrer den Handhebel für die Anhängerbremse anzieht, die Räder des Anhängers zwar unabhängig gebremst werden, aber der Hebel automatisch wieder in die Ausgangsstellung zurückkehrt, wenn er losgelassen wird, so daß der Bremsdruck auf die Anhängerräder aufgehoben wird. Aus diesem Grund ist es erforderlich, daß der Fahrer beim Anfahren an einer Steigung den Handhebel mit einer Hand festhält. Dadurch werden andere Bedienvorgänge unmöglich gemacht, und das Anfahren am Hang mit angekuppelten Wagen wird erschwert.

Eine Sicherheitsvorschrift der europäischen Union (EU) besagt, daß für eine Anhängerbremse, die nur auf die Räder des Anhängers (nicht angetriebene Räder) wirkt, kein Handhebel vorgesehen sein darf. Dies ist im Sinne einer Verhinderung von Störungen durch fehlerhaften Gebrauch während der Fahrt vernünftig, so daß ähnliche Regelungen wahrscheinlich auch in Japan und in nordamerikanischen Ländern in Kraft sind. Ist jedoch kein Handhebel für die Anhängerbremse mehr vorgesehen, wird das Anfahren an einer Steigung in der oben beschriebenen Weise unmöglich.

Aus dieser Situation läßt sich ableiten, daß die derzeit in mittelgroßen Lastwagen weit verbreiteten Hilfsvorrichtungen für ein Anfahren an einer Steigung bald auch für kombinierte Fahrzeuge zum Einsatz kommen werden. Allerdings gibt es eine Reihe von Problemen, wenn die üblichen Hilfsvorrichtungen, bei denen die Aufhebung des Bremsdruckes durch den Hub des Kupplungspedals gesteuert wird, auf schwergewichtige, miteinander gekuppelte Wagen angewandt werden. Eines dieser Probleme besteht darin, daß das Verhältnis von großer, beziehungsweise maximaler Ladung des angekuppelten Anhängers zu leerem Anhänger (beziehungsweise abgekuppelten Anhänger) außerordentlich groß ist. Bei großer und geringer Belastung variiert die geeignete Stellung des Kupplungspedals deutlich. Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen es durch die Beladung oder Einstellungen durch den Fahrer möglich ist, die Stellung des Kupplungspedals, bei der der Bremsdruck aufgehoben wird, einzustellen. Für diese Vorrichtungen gilt jedoch durchaus nicht immer, daß sie korrekt eingestellt sind. Eine korrekte Funktion der Hilfsvorrichtung ist damit nicht immer gegeben, so daß es zu Nachteilen wie einem starken Verschleiß der Kupplung, einer Fehlfunktion der Hilfsvorrichtung bei angekoppeltem Anhänger und dergleichen Schwierigkeiten kommen kann.

Ein weiter Nachteil besteht darin, daß bei angekuppelten Wagen, ähnlich wie bei kleinen und mittelgroßen Fahrzeugen, die Installation eines Systems zum Erfassen der Hubhöhe des Kupplungspedals zur Steuerung der Aufhebung des Bremsdruckes herkömmlicher Konstruktion die Belastung der Kupplung erhöht. Dementsprechend ist es erforderlich, die Größe der Kupplung bei großen Lastwagen zu erhöhen. Dadurch werden nicht nur die Größe der Hilfsvorrichtung und das Fahrzeuggewicht erhöht, sondern auch der Fahrzeugpreis.

Aus der JP H11-170995 A ist eine Hilfsvorrichtung für das Anfahren an einer Steigung bekannt, bei der der Luftdruck der pneumatischen Federung als Steuerungseingang dient. Hierbei wird durch den Luftdruck der pneumatischen Federung die Größe der Ladung erfaßt.

Bei der aus der JP H10-129434 A bekannten Hilfsvorrichtung für das Anfahren an einer Steigung wird die Änderung des Punkts zur Aufhebung des Bremsdruckes in Abhängigkeit von der Steigung und der Motorbelastung gesteuert. Eine Aufhebung des Bremsdruckes in Abhängigkeit von der zeitlichen Änderungen der Federung wird nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Hilfsvorrichtung für das Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die das Anfahren vereinfacht.

Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird eine Hilfsvorrichtung geschaffen, die als Kontrollvorrichtung für in Automobilen, insbesondere in kombinierten Fahrzeugen, bei denen Traktoren (Zugmaschinen) und Anhänger (gezogene Wagen) aneinander gekuppelt fahren, installierte Bremsen einsetzbar ist und dafür sorgt, daß der Bremsdruck automatisch aufrecht erhalten wird, wenn der Fahrer bei stehendem Fahrzeug den Fuß vom Bremspedal nimmt, so daß beim Anfahren der Bremsdruck zur rechten Zeit automatisch aufgehoben und somit das Anfahren an einer Steigung vereinfacht wird. Der Freigabepunkt für den Bremsdruck wird nicht durch den Kupplungsweg gesteuert, sondern durch einen einfachen Mechanismus in Abhängigkeit des Zustands der Federung optimal eingestellt. Die Hilfsvorrichtung ist für große Fahrzeuge geeignet, insbesondere mit Anhängern, und bei großen Unterschieden zwischen der maximalen und minimalen Belastung. Ein ruckfreies Anfahren wird auch dann gewährleistet, wenn ein gegebenenfalls vorhandener Anhänger nicht über eine von Hand betätigbare Anhängerbremse verfügt. Es ist nicht erforderlich ist, daß der Fahrer je nach Belastung den Freigabepunkt für den Bremsdruck einstellt.

Der Freigabepunkt für den Bremsdruck verschiebt sich je nach Verschleiß der Kupplung automatisch. Zudem ist es weder erforderlich, die Größe der Ladung, die Straßenverhältnisse am Halteort und dergleichen Umweltbedingungen zu berücksichtigen, noch komplexe Berechnungen mit multiplen Parameter durchzuführen. Es wird somit ein außerordentlich einfacher Mechanismus zur optimalen Einstellung des Freigabepunktes für den Bremsdruck geschaffen. Auch eine Vergrößerung der Kupplung in der Zugmaschine ist nicht erforderlich. An mit Lagesteuerungsvorrichtungen ausgestatteten Zugmaschinen muß keine neue Hardware installiert werden.

Bei großen Fahrzeugen, insbesondere Zugmaschinen für Anhänger, variiert der Zeitpunkt, an dem die Kupplung bei gehaltenem Bremsdruck, beziehungsweise im Stand einfaßt, je nach der Belastung der Vorderbeziehungsweise Hinterachse. Dies führt zu Veränderungen der Federung der Vorder- beziehungsweise Hinterachse und damit zu Änderung der Fahrzeughöhe im Bereich dieser Achsen. Bei Anhänger ziehenden Traktoren ist diese Wirkung besonders auffällig. Es kann auf der Straße oft beobachtet werden, daß die Fahrzeughöhe im Bereich der Vorderachse deutlich zunimmt, wenn eine Zugmaschine mit schwer beladenem Anhänger anfährt. Die Erfindung nutzt diesen Effekt. Dabei wird der Zustand der zwischen Chassis und Achse angeordneten Federung überwacht, so daß durch Änderung der Einstellwerte für die Federung (einschließlich deren Richtung) unmittelbar vor Aufhebung des Bremsdruckes die Kupplung beginnt vorübergehend zu schleifen, wodurch dann die Aufhebung des Bremsdruckes ausgelöst wird. Dadurch wird eine umfassende, optimale zeitliche Abstimmung der Freigabe des Bremsdruckes erhalten, ohne daß der Verschleiß der Kupplung, die Größe der Ladung und die Steigung erfaßt und analysiert und einer Berechnung zugrundegelegt werden müßten.

Der Fahrzeugmotor ist fest mit dem Chassis verbunden. Die mechanische Ausgangsleistung des Motors wird auf eine mit diesem fest verbundene Kupplung, ein Getriebe sowie einen Propeller übertragen. Die Spitze der Propellerachse ist an ein Differentialgetriebe gekoppelt, das üblicherweise an einer Antriebsachse angebracht ist. Bei Zugmaschinen ist die Antriebsachse gewöhnlich die Hinterachse. Die Antriebsachse ist durch eine Federung am Chassis befestigt. Wenn die Antriebsachse sich nicht drehen kann, z. B. weil die Hinterachse abgebremst ist, wird die Motorleistung auf die Propellerachse übertragen, so daß die entstehenden Kräfte in dem durch Motor, Propellerachse, Differentialgetriebe, Antriebsachse, Federung, Chassis und wieder Motor gebildeten Kreis zur Wirkung kommt. Das einzige Element in diesem Kreis, bei dem eine Formänderung auftritt, ist die Federung. Die Stellung der Federung ändert sich somit, wenn Motorleistung an der Propellerachse anliegt.

Bei üblichen Fahrzeugen erzeugt der Motor eine Kraft, die die Hinterachse über die Propellerachse herunterdrückt. Gleichzeitig tritt eine Kraft auf, die das am Motor befestigte Chassis vorn anhebt. Auf diese Weise tritt eine Änderung der Belastungsverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse auf, durch die entsprechende Positionsänderungen der Vorder- und Hinterachsen auftreten. Die Richtung dieser Stellungsänderung ist abhängig von der Beziehung zwischen dem Motor und den Fahrzeugachsen, der Motordrehrichtung sowie der Stellung des Untersetzungsgetriebes. Bei der Standardkonstruktion der derzeit vorherrschenden Fahrzeugtypen führen diese Stellungsänderungen zu einer Ausdehnung der Federung der Vorderachse und einer Stauchung der Federung der Hinterachse. Das Eigengewicht des Motors wird also durch die Federung der Vorderachse gestützt, während die Hinterachse als Antriebsachse fungiert, die Drehrichtung des Motors bei Vorwärtsfahrt nach rechts gerichtet und das Reduktionsgetriebe rechts vom Differentialgetriebe angeordnet ist. Wenn sich die Hinterachse nicht drehen kann, obwohl die Einwirkung der Motorleistung auf die Hinterachse deren Drehung hervorzurufen versucht, resultiert dies in einem Anheben des vorderen Teils des Chassis, während dessen hinterer Teil absinkt.

Wenn sich die Räder nicht drehen können, zum Beispiel wenn die Bremse angezogen ist, oder aber die Anhängerbremse angezogen ist, treten die genannten Veränderungen in der Federung in dem beschriebenen zeitlichen Verlauf auf, wenn versucht wird, anzufahren. Dies entspricht dem Zeitpunkt, an dem das Drehmoment des Motors auf die Hinterachse übertragen wird. Das heißt, das Untersetzungsgetriebe ist in einen Anfahrgang geschaltet und der Fahrer ist dabei, die Kupplung zu betätigen, wobei die Stellungsänderungen der Federung in dem Moment auftreten, in dem die Kupplung zu schleifen beginnt. Auch wenn durch Verschleiß der Kupplung Veränderungen in der Stellung des Kupplungspedals auftreten, entstehen die gleichen Veränderungen in der Federung mit einem entsprechend veränderten zeitlichen Verlauf. Ferner folgen die zeitlichen Änderungen der Federung der Ladung selbst dann, wenn die Belastung der Antriebsachse mit der Größe der Ladung variiert. Bei angekuppelten Wagen wird ein großer Teil der Belastung der Hinterachse der Zugmaschine über die Kupplung vom Anhänger her übertragen. Daher kann über die Erfassung der Änderungen des Zustands der Hinterachsenfederung der Zugmaschine bei gekuppelten Wagen den Änderungen in der Belastung gut entsprochen werden.

Die Erfindung eignet sich für den Einsatz bei miteinander gekuppelten Fahrzeugen, insbesondere für Anhänger ziehende Traktoren, wobei sich der Mechanismus der Dämpfungssteuerung ausschließlich auf den Anhänger auswirkt, also auf die nicht angetriebenen Räder beschränkt ist. Entsprechend der vorangegangenen Beschreibung sinkt das Chassis bei schleifender Kupplung im Bereich der Hinterachse ab, während es im Bereich der Vorderachse aufsteigt und dieses Verhalten kann auf geeignete Weise erfaßt werden. Wenn die Bremse für Achsen des Anhängers angezogen und die Bremse für die Achsen der Zugmaschine gelöst ist, in diesem Zustand die Kupplung der Zugmaschine für das Anfahren an der Steigung schleifen gelassen wird, sich die Antriebsräder der Zugmaschine, das heißt die Räder deren Hinterachse leicht zu drehen beginnen und sich die Zugmaschine geringfügig bergauf zu bewegen beginnt (oder aber zurückrollt), kommt es zu einer Verschiebung der Belastungsverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse, die sich bei einer Zugmaschine mit ihrem kurzem Radabstand besonders deutlich zeigt.

Bei Einsatz in miteinander gekuppelten Fahrzeugen ist es möglich, die Steuerung der den Bremsdruck steuernden Vorrichtung sowohl auf die Achsen des Anhängers als auch auf die Achsen der Zugmaschine einwirken zu lassen.

Die Vorrichtung kann so ausgestaltet werden, daß bei starker Steigung oder wenn die Gefahr besteht, daß mit dem Bremsdruck für den Anhänger allein das Fahrzeug bergab rollt, oder aber bei leerem Anhänger und einer rutschigen Straßenoberfläche unter den Rädern des Anhängers oder ähnlichen Situationen, durch Wahl einer geeigneten Bedienung die Bremswirkung gleichzeitig auf die Achsen von Zugmaschine und Anhänger übertragen werden kann.

Ferner kann die Vorrichtung so ausgestaltet werden, daß bei mit pneumatischer Federung ausgestatteten Fahrzeugen Änderungen der pneumatischen Federung durch Änderungen des Luftdruckes erfaßt werden. Bei diesem Aufbau ist es zweckmäßiger, zu erfassen, ob die Änderungen des Luftdrucks Δp der pneumatischen Federung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, anstatt zu erfassen, ob der Luftdruck p der pneumatischen Federung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.

Sowohl bei Fahrzeugen mit pneumatischer Federung als auch bei Fahrzeugen mit Blattfederung können durch Erfassen der Entfernungen zwischen Achsen und Chassis, das heißt Änderungen der Wagenhöhe h, die Änderungen im Federungszustand erfaßt werden. In diesem Fall ist es vernünftiger, nicht Änderungen der Wagenhöhe h zu erfassen, sondern statt dessen festzustellen, ob die Wagenhöhe Δh einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat. Bei mit pneumatischer Federung ausgestatteten Fahrzeugen sind zur Steuerung der pneumatischen Federung bereits Sensoren zum Nachweis des Luftdruckes p der pneumatischen Federung, beziehungsweise zur Messung der Wagenhöhe h vorgesehen, so daß die vorliegende Erfindung den Vorteil hat, daß keine neue Hardware hinzugefügt werden braucht.

Hinsichtlich der Schwellenwerte für die oben genannten Änderungen im pneumatischen Druck Δp beziehungsweise der Wagenhöhe Δh ändert sich das Vorzeichen der zu erfassenden Änderungen (Richtung der Änderung) abhängig davon, ob die Federung der Vorder- oder aber der Hinterachse betrachtet wird. Das Vorzeichen und die Größe des Schwellenwertes müssen abhängig von den Eigenschaften des Fahrzeugs eingestellt werden. Bei einer pneumatischen Federung kann für die Änderung des Luftdruckwertes das oben genannte Δph ein automatisches Regelsystem auch zum Erfassen von Werten, die kleiner sind als der das Ansprechen der Vorrichtung auslösende Schwellenwert, eingestellt werden. Auf diese Weise kommt es zu einer Konkurrenz zwischen dem Eingangswert der Hilfsvorrichtung und der automatischen Regelung, die versucht, den pneumatischen Druck auf einem konstanten Wert zu halten, so daß unerwünschte Erscheinungen bei Aufhebung des gehaltenen Bremsdruckes vermieden werden können.

Der Schwellenwert Δp für die Änderungen des zur Aufhebung des Bremsdruckes führenden Luftdrucks für eine Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung sollte höher eingestellt werden, als eventuell durch die Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug angehalten wurde, hervorgerufenen Änderungen im Luftdruck sind. Wenn zum Beispiel auf einer geneigten Straßenüberführung angefahren werden soll, können durch auf den anderen Spuren fahrende Fahrzeuge Änderungen im Federungszustand hervorgerufen werden, so daß der Schwellenwert für die zur Aufhebung des Bremsdruckes führenden Änderungen im Luftdruck so eingestellt werden sollte, daß eine Unterscheidung von derartigen Vibrationen möglich ist. Untersuchungen des Erfinders haben gezeigt, daß eine solche Unterscheidung möglich ist. Im Rahmen dieser Untersuchungen sind miteinander gekuppelte Fahrzeuge auf einer Straßenüberführung mit ausgeprägten Vibrationen angehalten und entsprechende Versuche zur Bestimmung der oben genannten numerischen Werte durchgeführt worden. Es wurde bestätigt, daß es möglich ist, auch bei einer Beeinflussung durch Vibrationen von der Straßenoberfläche aus den Änderungen des Luftdruckes der pneumatischen Federung die zeitliche Abstimmung für das Eingreifen der Kupplung abzuleiten.

Wenn der Steuerkreis die Ausgänge von Kupplungssensor, Getriebeschalter und Drehgeschwindigkeitssensor einliest, die Fahrgeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Wertes und der Kupplungsweg in einem vorgegebenen Bereich für eine schleifende Kupplung liegen, ein Anfahrgang eingelegt ist und die Motordrehzahl oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, wird aus diesen Informationen abgeleitet, daß an einer Steigung angefahren wird. Die Vorrichtung ist zweckmäßigerweise so aufgebaut, daß der Mechanismus zur Aufhebung des Bremsdruckes nicht ansprechen kann, wenn nicht an einer Steigung angefahren wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß ein gehaltener Bremsdruck versehentlich aufgehoben wird.

Wenn festgestellt wird, daß an einer Steigung angefahren wird, muß dies nicht unbedingt heißen, daß Änderungen im Federungszustand erfaßt werden. Aus diesem Grunde kann eine Vorrichtung zum Erfassen der Steigung vorgesehen sein. Außer wenn die Steigung innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, wird die Vorrichtung zur Aufhebung des Bremsdruckes außer Kraft gesetzt, um so die Sicherheit zu verbessern. Wenn das Fahrzeug nicht mit einem Neigungssensor ausgestattet ist, ist es zur Erkennung der Steigung am Halteort auch möglich, die Vorrichtung so zu konstruieren, daß diese Information aus der Lastverteilung auf die Vorder- und Hinterachse berechnet wird. Zu diesem Zweck sind Techniken bekannt, mit denen durch Überwachung des Federungszustandes der Vorder- und Hinterachse sowie Änderungen im Federungszustand die Steigung der Straße, auf der das Fahrzeug angehalten wurde, abzuleiten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines mit der Erfindung ausgestatteten Fahrzeuges.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines mit der Erfindung ausgestatteten Fahrzeuges.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht eines mit der Erfindung ausgestatteten Fahrzeuges, wobei die Lage der einzelnen Elemente gezeigt ist.
Fig. 4a, b zeigen ein Flußdiagramm der wesentlichen Teile des Steuerkreises für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 1 dargestellte Zugmaschine 1 ist mit einem Anhänger 2 über eine Kupplung 3 verbunden und zieht diesen. Die Hinterräder der Zugmaschine 1 sind Antriebsräder, während die Räder des Anhängers 2 nicht angetrieben werden.
Gemäß Fig. 2 ist ein der Erzeugung des Bremsdruckes dienender Bremsverstärker 5 mit einem Bremspedal 4 verbunden. In einer für die Übertragung des erzeugten Bremsdruckes auf Bremszylinder vorgesehenen Leitung sind Magnetventile 6, 7, 8, 9 und 10 zur Erhaltung beziehungsweise Aufhebung des Bremsdruckes vorgesehen. Bei den Magnetventilen 6, 7, 8, 9 und 10 handelt es sich um Dreiwegventile. Hier ist das den Bremsdruck auf die Anhängerräder übertragende Magnetventil 6 besonders wichtig. Die Magnetventile 7, 8, 9 und 10 öffnen und schließen die Versorgung mit Bremsdruck jeweils für die linken und rechten Räder an der Hinterachse, beziehungsweise die linken und rechten Räder an der Vorderachse. Diese Magnetventile werden durch einen Steuerkreis 11 sowie eine Ein- /Ausgabeschnittstelle 14 gesteuert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel liest die Zugmaschine die Ausgabewerte der Sensoren für Raddrehungen 31, 32, 33 und 34 über eine Ein-/Ausgabeschnittstelle 13 und verwendet ein elektronisches Bremssystem (EBS) der Zugmaschine 1, wobei der Steuerkreis 11 aus einer Kombination zweier miteinander verbundener Hardwareteile (CPU und EBS) aufgebaut ist. Bei der Massenproduktion dieser Vorrichtung ist es möglich, den Steuerkreis 11 aus einem einzigen Hardwareteil aufzubauen.
Der Steuerkreis 11 wird über eine Ein-/Ausgabeschnittstelle 12 mit den Ausgabewerten eines Sensors 21 für die Fahrgeschwindigkeit, eines Sensors 23 zur Anzeige des Bremsdruckes bei Betätigung des Bremspedals 4, einen Getriebeschalter 24 zur Anzeige des eingelegten Gangs, einem Sensor zum Nachweis der Motordrehgeschwindigkeit sowie einem an der Hinterachse der Zugmaschine 1 zum Nachweis des Luftdrucks der pneumatischen Federung angebrachten Drucksensor 26 gespeist. Bei der gezeigten Vorrichtung wird als Steuerkreis 11 der Steuerkreis der Positionssteuerungsvorrichtung bereits bekannter Zugmaschinen verwendet, so daß die bereits vorhandene Ein- /Ausgabeschnittstelle 12, sowie die einzelnen Sensoren beziehungsweise Schalter 21 beziehungsweise 26 als Hardware verwendet werden. Es gibt somit keine neu zu installierende Hardware und der Steuerkreis 11 wird entsprechend der hinzugefügten erforderlichen Software konfiguriert.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die in Abb. 2 dargestellte Anordnung der wesentlichen Teile.
Für das nächste Ausführungsbeispiel wird der Betrieb im Zusammenhang mit der Fahrbedienung erläutert. Die Vorrichtung ist hier so aufgebaut, daß bei Anforderung einer Unterstützung der Anfahrt durch die Hilfsvorrichtung zum Anfahren an einer Steigung durch den Fahrer nach Stillstand des Fahrzeuges das Bremspedal stark, beispielsweise mit mehr als 6 kg/cm², betätigt wird. Auf diese Weise wird die Hilfsvorrichtung aktiviert und durch Betätigung des Handhebels für die Anhängerbremse der maximale Luftdruck, z. B. 3 kg/cm², auf die an den Rädern des Anhängers 2 angebrachten vier Bremszylinder übertragen. Wenn der Fahrer den Fuß von der Bremse nimmt, wird der Bremsdruck für die Zugmaschine 1 aufgehoben, so daß nur noch die Bremsen für den Anhänger 2 ansprechen.
Anschließend betätigt der Fahrer dann das Kupplungspedal und den Schalthebel, um einen Anfahrgang einzulegen. Als Beispiel für einen Anfahrgang können zum Beispiel der erste und zweite Vorwärtsgang, sowie der Rückwärtsgang dienen. Wenn dann langsam das Kupplungspedal losgelassen wird und die Kupplung zu schleifen beginnt, wird das Drehmoment des Motors auf die Hinterachse der Zugmaschine 1 übertragen, so das es wie oben beschrieben zu einer Änderung in der Belastungsverteilung auf die Achsen der Zugmaschine 1 kommt, wobei sich die Federung der Vorderachse ausdehnt und die pneumatische Federung der Hinterachse zusammengedrückt wird. Wenn die vom Drucksensor 26 nachgewiesene Änderung im Luftdruck der pneumatischen Federung den Schwellenwert, z. B. Δp = 0,25 kg/cm², überschreitet, wird der bislang aufrecht gehaltene Bremsdruck für den Anhänger 2 automatisch aufgehoben. Zu diesem Zeitpunkt kann der Fahrer durch vorsichtige Betätigung des Gaspedals mit dem rechten Fuß das Fahrzeug an der Steigung in die gewünschte Richtung anfahren lassen.
Bei diesem Bedienungsablauf kann vor der automatischen Aufhebung des gehaltenen Bremsdruckes durch erneutes energisches Betätigen des Bremspedals 4, z. B. mit mehr als 3 kg/cm², die Anfahrprozedur unterbrochen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Bremsdruck aufgehoben.
Fig. 4a, b zeigen den Betrieb des Steuerkreises 11. Der Bereitschaftszustand für eine Anforderung zum Einsatz der Hilfsvorrichtung für die Anfahrt am Hang durch den Fahrer ist mit "1", und für den Fall, daß der Fahrer den Einsatz nicht anfordert, mit "0" gekennzeichnet. Für die Fahrzeuggeschwindigkeit V gilt der Mittelwert für die linken und rechten Räder. Es wird davon ausgegangen, daß das Fahrzeug hält, wenn der Mittelwert für die linken und rechten Räder weniger als 1,6 km/Std. beträgt und das ABS (Antiblockiersystem) für mehr als 1 Sekunde kontinuierlich (100 Mal in 10 Millisekundenintervallen) nicht anspricht. Bei abnehmendem Druck a auf das Bremspedal (3 kg/cm²) wird mit dem Erfassen des Druckes der pneumatischen Federung begonnen.
Während in der sich an die Fig. 4a anschließenden Fig. 4b der Druck der pneumatischen Federung kontinuierlich aufrecht erhalten wird, wird nach Bestätigung, daß der Fahrer das Bremspedal 4 nicht erneut betätigt und die Änderungen im Druck der pneumatischen Federung einen vorgegebenen Wert, z. B. Δp = c-c₀ bei Überschreitung von 0,25 kg/cm², nicht überschritten hat, der Bremsdruck aufgehoben. Daraufhin wird die oben genannte Kennzeichnung des Bereitschaftszustandes wieder auf 0 zurückgestellt und wieder auf die ursprüngliche Betriebsart geschaltet.
Bei zahlreichen Experimente mit in großen Zugmaschinen (Tankwagen) installierten Vorrichtungen sind die einzelnen Parameter entsprechend der Eigenschaften der betreffenden Fahrzeuge eingestellt und die Funktionsfähigkeit der Erfindung nachgewiesen worden.

Claims

1. Hilfsvorrichtung zum Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Erzeugung von Bremsdruck mit einem Bremspedal (4) verbunden ist, in einer Leitung, über die der Bremsdruck auf Bremszylinder übertragen wird, Magnetventile (6, 7, 8, 9, 10) vorgesehen sind, sowie der Ausgang von Fahrgeschwindigkeitssensoren und die die Lage des Bremspedals (4) übermittelnden Signale als Eingang für die Magnetventile (6, 7, 8, 9, 10) dienen, die wiederum durch einen von einem Steuerkreis (11) vorgegebenen Steuerstrom gesteuert werden, wobei über den Steuerkreis (11) auch bei Freigabe des Bremspedals (4) bei stillstehendem Fahrzeug die Magnetventile (6, 7, 8, 9, 10) den Bremsdruck durch eine Steuervorrichtung aufrecht erhalten, wobei der Steuerkreis (11) an einen Ausgang einer Vorrichtung zum Erfassen von Lageänderungen in einer zwischen Chassis und Wagenachsen angeordneten Federung angekoppelt und eine Vorrichtung vorgesehen ist, die den Bremsdruck aufhebt, wenn Lageänderungen der Federung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten.

2. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer Zugmaschine (1) für Anhänger (2) angeordnet ist.

3. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Rädern des Anhängers (2) eine Vorrichtung zum unabhängigen Halten, beziehungsweise Aufheben des Bremsdruckes angebracht ist.

4. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Rädern des Anhängers (2) sowie Rädern der Zugmaschine (1) eine Vorrichtung zum unabhängigen Halten beziehungsweise Aufheben des Bremsdruckes angebracht ist.

5. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Nachweis von Lageänderungen der Federung einen Luftdrucksensor für die pneumatische Federung enthält.

6. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Nachweis von Lageänderungen der Federung einen an der Hinterachse der Zugmaschine angebrachten Luftdrucksensor für die pneumatische Federung enthält.

7. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Nachweis von Lageänderungen der Federung eine Vorrichtung zum Nachweis von Änderungen der Wagenhöhe enthält.

8. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die außer wenn als Eingabeinformationen für den Steuerkreis (11) die Ausgabewerte eines Kupplungssensors, eines Getriebeschalters und eines Drehzahlsensors eingelesen werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, die Hubhöhe des Kupplungspedals bis die Kupplung zu Schleifen beginnt innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, ein Anfahrgang in das Getriebe eingelegt ist und darüber hinaus die Motordrehzahl oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, das Ansprechen der Vorrichtung eine Aufhebung des Bremsdruckes verhindert.

9. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die eine Aufhebung des Bremsdruckes verhindert, außer wenn der Steuerkreis (11) mit einer Vorrichtung zum Nachweis der Neigung der Straße an der Haltestelle des Fahrzeuges eine Neigung innerhalb eines vorgegebenen Bereiches erfaßt.

10. Hilfsvorrichtung Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, bei der die vorgenannte Vorrichtung zum Nachweis der Neigung der Straße an der Haltestelle des Fahrzeuges eine Vorrichtung zur Berechnung der Lastverteilung auf Vorder- und Hinterachse enthält.