DE10245618B4

DE10245618B4 - Aktive Hinterachslenkung für einen Fahrzeugkran

Info

Publication number: DE10245618B4
Application number: DE2002145618
Authority: DE
Inventors: Erwin Morath
Original assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: DE10245618A1

Abstract

Aktive Hinterachslenkung für einen Fahrzeugkran mit zwei, vier, sechs oder mehr paarweise gelenkten Hinterachsen, wobei der Lenkeinschlag der Hinterachsen elektronisch ansteuerbar ist und die Auslenkung über hydraulische Lenkzylinder erfolgt, wobei der jeweiligen Hinterachse (10; 12) jeweils zwei hydraulische Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) und ein hydraulischer Zentrierzylinder (30; 34) zugeordnet sind, wobei dem jeweiligen hydraulischen Zentrierzylinder (30; 34) Sperrventile (42; 44) zugeordnet sind, wobei die Sperrventile (42; 44) über ein Wegeventil (40) derart ansteuerbar sind, dass sie im Fehlerfall schließen, so dass die Hinterachsen (10; 12) nicht weiter auslenkbar sind, wobei die hydraulischen Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) und der hydraulische Zentrierzylinder (30; 34) der jeweiligen Hinterachse (10; 12) über jeweils ein Sicherheitsventil (36; 38) ansteuerbar sind, das bei vorgegebenen Fahrsituationen den Zentrierzylinder (30; 34) derart beaufschlagt, dass die zugehörige Hinterachse (10; 12) in die neutrale Stellung zurückführbar ist, während die Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) nicht mehr in eine...

Description

Die Erfindung betrifft eine aktive Hinterachslenkung für einen Fahrzeugkran mit zwei, vier, sechs oder mehr paarweise gelenkten Hinterachsen, wobei der Lenkeinschlag der Hinterachsen elektronisch ansteuerbar ist und die Auslenkung über hydraulische Lenkzylinder erfolgt.

Fahrzeugkrane haben neben den spurführenden Achsen, d.h. den Lenkachsen je nach ihrer Größe mehrere Hinterachsen, beispielsweise zwei, vier, sechs oder sogar mehr paarweise gelenkte Hinterachsen, wobei die Lenkung auch bei bereits bekannten Fahrzeugkranen schon aktiv erfolgen kann. So sind beispielsweise Fahrzeugkrane mit sechs Achsen weit verbreitet, bei denen die ersten beiden Achsen spurführende Achsen sind. Bei bekannten Fahrzeugkranen sind die mittleren beiden Achsen starr gehalten und die letzten beiden Achsen werden zwangsgelenkt. Bei konventionellen Systemen sind die jeweils gelenkten Achsen mechanisch miteinander verbunden, das bedeutet, dass bei einem entsprechenden Hundegang, d.h. einem Lenkeinschlag, bei dem sämtliche gelenkte Räder in die gleiche Richtung stehen, die mittleren nicht lenkbaren Räder hydraulisch hochgezogen werden müssen, so dass sie keinen Kontakt mehr mit der Straße haben. Auf Grund der ü ber Gestänge miteinander verbundenen Achsen müssen die Gestängeverbindungen getrennt werden, damit die gelenkten Hinterachsen mit gleichem Winkel eingeschlagen werden können wie die spurführenden Achsen. Das alles ist aufwendig und nachteilig.

Daher hat man bereits in der Vergangenheit nach Lösungen gesucht, um die aktive Hinterachslenkung nicht mechanisch, sondern elektronisch angesteuert durchzuführen. Die Vorteile des Ersatzes von mechanischen Gestängen durch eine elektronische Ansteuerung liegen auf der Hand, da je nach Bedarf beliebige Lenkwinkel pro Hinterachse realisierbar sind.

So ist eine aktive Hinterachslenkung für Fahrzeuge mit mehreren paarweise gelenkten Hinterachsen bekannt ( DE 197 14 485 A1 , DE 101 03 780 A1 ), wobei der Lenkeinschlag der Hinterachsen elektronisch ansteuerbar ist und die Auslenkung über hydraulische Lenkzylinder erfolgt.

Allerdings sind mit einer elektronischen Ansteuerung der Achslenkung Risiken verbunden. So kann bei einer Fehlfunktion der elektronischen Steuerung und einer Fehlsteuerung der entsprechenden Achse ein unerwünschter Lenkeinschlag erfolgen, der zu einer unkontrollierten Bewegung des Fahrzeuges und somit zu einem Unfall führen kann. Daher sind hier eine Reihe von Sicherheitskriterien einzuhalten.

Vor diesem Hintergrund ist bereits ein dreiachsiger Fahrzeugkran entwickelt worden, der eine elektronisch gelenkte Zwangsführung aufweist. Stellt das System einen Fehler fest, so bleibt die ausgelenkte Hinterachse in dieser ausgelenkten Stellung stehen und wird nicht weiterbewegt. Hieraus ergibt sich für eine nachfolgend gewünschte Geradeausfahrt natürlich das Problem, dass die ausgelenkte Hinterachse nicht ohne weiteres in die neutrale Stellung überführbar ist.

Ebenfalls bekannt ist ein Mehrachsfahrzeug ( DE 39 11 885 C2 ), bei dem die aktive Hinterachslenkung durch eine durch einen hydraulischen Zylinder längenverstellbare Koppelstange bewirkt wird. Im Fehlerfall wird die Koppelstange durch Federn in eine Nullstellung gebracht, so dass die Hinterachsen nun der Lenkbewegung der Vorderachsen starr folgen, was aber in vielen Fahrsituationen unerwünscht ist und zu einer Gefährdung führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen mehrachsigen Fahrzeugkran mit paarweise aktiv lenkbaren Hinterachsen derart weiter zu bilden, dass diese elektronisch ansteuerbar sind, wobei den hohen Sicherheitsanforderungen an ein derartiges Fahrzeug entsprochen werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Nach dieser Merkmalskombination ist eine aktive Hinterachslenkung für einen Fahrzeugkran mit zwei, vier, sechs oder mehr paarweise gelenk ten Hinterachsen gegeben, bei dem der Lenkeinschlag der Hinterachsen elektronisch ansteuerbar ist und die Auslenkung über hydraulische Lenkzylinder erfolgt, wobei der jeweiligen Hinterachse jeweils zwei hydraulische Lenkzylinder und ein hydraulischer Zentrierzylinder zugeordnet sind.

Dem jeweiligen hydraulischen Zentrierzylinder sind Sperrventile zugeordnet und die Sperrventile sind über ein Wegeventil derart ansteuerbar, dass sie im Fehlerfall schließen, sodass die Hinterachsen nicht weiter auslenkbar sind. Damit verbleibt die Lenkung im Fehlerfall allenfalls im ausgelenkten Zustand. Hierdurch wird das Kurvenverhalten somit nicht abrupt geändert, was den Fahrer zu einer Fehllenkung verführen könnte.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind zusätzlich Sicherheitsventile vorgesehen. Sowohl die beiden hydraulischen Lenkzylinder wie auch der hydraulische Zentrierzylinder sind jeweils über ein Sicherheitsventil ansteuerbar, das bei vorgegebenen Fahrsituationen den Zentrierzylinder derart beaufschlagt, dass die zugehörige Hinterachse in die neutrale Stellung zurückführbar ist, während die Lenkzylinder nicht mehr in eine ausgelenkte Position hin beaufschlagt sind.

Somit ist es möglich, dass die Steuerrechner bei beibehaltenem Lenkeinschlag zunächst nur die erfindungsgemäß vorgesehenen Sperrventile schließen, sodass hier das Kurvenverhalten zu dem Zeitpunkt, zu dem der Fehler festgestellt wird, zunächst beibehalten wird. Erst bei Feststellen eines entsprechenden Änderns der Lenkbewegung in die andere Richtung wird das Sicherheitsventil derart betätigt, dass die jeweilige gelenkte Hinterachse in die neutrale Stellung geführt wird und dort auch verbleibt, bis der Fehler behoben ist.

So kann eine Fahrzeughöchstgeschwindigkeit als diejenige Fahrsituation vorgesehen sein, in der die Hinterachsen in die neutrale Position zurückgeführt werden. Als übliche Fahrzeughöchstgeschwindigkeit, ab der die Hinterachsen in der neutralen Position angeordnet sein sollen, sind 25 bis 30 km/h anzusetzen. Somit kann die aktive Hinterradlenkung zum Manövrieren beim Einsatz des Fahrzeugkrans genutzt werden. Bei der Straßenfahrt ist aber sichergestellt, dass die lenkbaren Hinterachsen in neutraler Stellung stehen.

Besonders vorteilhaft weist die erfindungsgemäße Hinterachslenkung einen Schalter zur Drucküberwachung auf, so dass die Sperrventile und das Sicherheitsventil bei Druckabfall im Hydrauliksystem der Zentrierzylinder und den Lenkzylinder entsprechend beaufschlagen kann. Bei Feststellen eines Druckabfalls durch den Sicherheitsschalter werden die Lenkzylinder nicht mehr mit Druck beaufschlagt und der Zentrierzylinder ist so aufgebaut, dass er die Hinterachslenkung bei Druckabfall in die neutrale Stellung überführt.

Neben dem vorgenannten Druckschalter kann zusätzlich oder alternativ auch ein Durchflussmesser zur Messung des Durchflusses der Hydraulikflüssigkeit vorgesehen sein, um zu überprüfen, dass der entsprechende Druck in den Druckleitungen des Hydrauliksystems ansteht, dass also kein Leck in der Hydraulikflüssigkeitsleitung aufgetreten ist. Während der Druckschalter, der sonst nie in Funktion ist, überwacht, ob der entsprechende Arbeitsdruck ansteht, misst der Durchflussmesser, ob in einem Fall des Stillstandes, in welchem eigentlich keine Hydraulikflüssigkeit fließen dürfte, Hydraulikflüssigkeit gepumpt wird, was natürlich beim sonstigen Stillstand auf ein Leck im Hydraulikflüssigkeitssystem schließen lässt.

Bevorzugt weist der Zentrierzylinder im Zylinder 2 Kolbenteile auf, die einen Anschlag zur Begrenzung der Kolbenbewegung aufweisen.

Vorteilhaft kann das Hydrauliksystem für die Lenkzylinder von einem radabhängigen Pumpsystem speisbar sein, wobei bei Radstillstand der Hydraulikdruck vom Hydrauliksystem der vorderen Lenkachsen bereitgestellt wird. Alternativ hierzu kann das Hydrauliksystem für die Lenkzylinder von den Hydraulikzylindern des Fahrwerks speisbar sein. Hier wird die Energie der Hydraulikzylinder, die ungefähr in ihrer Mittelstellung stehen, genutzt. Diese Ausführungsvariante ist vorteilhaft, da sie in jedem Fall auch im Stillstand funktioniert. Die Masse des gesamten Fahrzeugaufbaus wird hier als Energiereservoir genutzt.

Alternativ zu diesem System kann ein unter Druck befindlicher Hydraulikflüssigkeitsspeicher verwendet werden.

Vorteilhaft weist die elektronische Steuerung zwei redundante Rechner auf. Hierdurch kann ein hoher Sicherheitsstandard für die elektronische Ansteuerung gewährleistet werden. Die beiden Rechner sind derart geschaltet, dass jeder Rechner ein bestimmtes Sicherheitsventil ansteuert, während der jeweils andere Rechner die Arbeitsweise des Sicherheitsventils überwacht. Bei den paarweise vorgesehenen gelenkten Hinterachsen kann also jeweils pro Hinterachspaar ein Rechner die elektronische Steuerung eines ersten Sicherheitsventils übernehmen, während der zweite Rechner die Arbeitsweise überwacht. Das zweite Sicherheitsventil wird dann vom zweiten Rechner gesteuert, während der erste Rechner hier die Arbeitsweise überwacht. Auf Grund dieser verteilten Funktionen für die Steuerung und Überwachung durch die jeweiligen Rechnersysteme wird ein sehr hoher Sicherheitsstandard gewährleistet.

Vorteilhaft weist jeder Rechner ein eigenes Bussystem auf.

In der elektronischen Steuerung sind bestimmte Lenkstrategien vorzugsweise ablegbar. So kann hier eine Verschiebung des Lenkzentrums ermöglicht werden. Hiermit können vorbestimmte Lenkradien erzielt werden. Zum einfachen Wegfahren von einer seitlichen Begrenzung können sämtliche gelenkte Räder in die gleiche Richtung gelenkt werden, so dass das Fahrzeug im sogenannten Hundegang bewegt werden kann.

Die Ansteuerung der Hinterachsen erfolgt, um schneller auf den Lenkeinschlag reagieren zu können, zunächst durch eine einfache Steuerung. Nach Beendigung der Steuerung wird die Regelabweichung vom Sollwert festgestellt. Anschließend kann nachgeregelt werden.

In besonders vorteilhafter Weise kann die zugelassene Sollwertabweichung vor der Feststellung eines Fehlerfalles von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängen. So wird in Abhängigkeit der Geschwindigkeit vom jeweiligen Überwachungsrechner, also einem der beiden redundanten Rechner, ein unterschiedlicher Sollwert, der überwacht werden soll, eingestellt. Das bedeutet, dass bei ziemlich langsamen Geschwindigkeiten größere Regelabweichungen zugelassen werden als bei höheren Geschwindigkeiten. Das erlaubt beim Fahrzeugeinsatz im Gelände, wo ja langsamere Geschwindigkeiten vorliegen, einen robusteren Einsatz – also ein Verhindern des Abschaltens, falls Kräfte durch Morast, Steine oder sonstiges auf die entsprechenden Lenksysteme einwirken. Diese Art der Überwachung lässt sich parametrisieren.

Jede Hinterachse kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ein Loadsystem mit Individualdruckwaage zugeordnet sein, das dazu dient, die Lenkgeschwindigkeit der einzelnen Achsen gesteuert aufeinander abzustimmen. Hier können also die Achsen mit jeweils angepasster Geschwindigkeit gelenkt werden. Hintereinander stehende zu lenkende Achsen müssen nämlich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit eingeschlagen werden, um zum gleichen Zeitpunkt den gewünschten Schwenkwinkel zu erreichen. Die Loadsysteme mit Individualdruckwaagen dienen dazu, dass ein vorhandenes Hydraulikflüssigkeitsvolumen derart auf die jeweils zu lenkenden Achsen verteilt wird, dass hier die gewünschte Kinematik eingehalten werden kann. Das bedeutet also nicht nur, dass der Hydraulikflüssigkeitsvolumenstrom hier entsprechend aufgeteilt wird, sondern auch, dass hier eine vorbestimmte vorhandene Menge der Hydraulikflüssigkeit intelligent so aufgeteilt wird, dass sie erstens ausreicht und dass zweitens die Kinematik der Lenkbewegung in gesteuerter Weise gleichzeitig abläuft. Das Ganze läuft unabhängig von der Kraft ab. Das bedeutet, dass die maximal zur Verfügung stehende Volumenstrommenge anteilig aufgeteilt wird, was im Endeffekt bei einer geringeren Volumenstrommenge als sie eigentlich notwendig wäre, dazu führt, dass die Lenkbewegung insgesamt verlangsamt wird. Die Berechnung der Volumenstrommengen und Steuerungen erfolgt in den Rechnern.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann, vorzugsweise bei Fahrzeugen mit mehr als zwei gelenkten Hinterachsen, die letzte Achse freigeschaltet sein. Diese Lenkachse weist also keinen Zentrierzylinder auf, sondern lediglich die üblichen Lenkzylinder. Die freigeschaltete Achse ist eine sogenannte Nachlaufachse, das bedeutet, dass sie sich selber einstellt.

Zur Erfassung des Lenkwinkeleinschlages sind Lenkwinkelsensoren vorgesehen, die es auch bei bekannten Lenksystemen bereits gab. Häufig sind derartige Sensoren nach dem Stand der Technik am jeweiligen Achsschenkelbolzen integriert worden, wobei hier eine störanfällige Welle zur Übertragung der Drehbewegung vorgesehen war. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung wird nun ein Sensorsystem vorgeschlagen, das berührungslos über entsprechende Magneten arbeitet. Ein sich beim Einbau dieser Sensoren ergebendes Problem, das in der Nullpunkteinstellung für die Geradeausstellung besteht, wird wie folgt gelöst. Der Einbau des Meßsystems erfolgt in der Geradeausstellung. Nach entsprechendem Einbau wird über einen vorhandenen Schalter am Messsensor durch Betätigung des Schalters in einen entsprechend vorgesehenen Speicher eingegeben, dass sich die Lenkung hier in Neutralstellung befindet. Es wird also im Sensor selbst der Wert für die Neutralstellung abgelegt – nicht im Rechner. Das hat den Vorteil, dass bei einem Rechneraustausch die Informationen erhalten bleiben, die sonst verloren gingen und neu ermittelt werden müssten. Zum anderen ist aber auch der Einbau des Meßsystem wesentlich leichter, da man hier nicht mehr unbedingt in der Neutralstellung einbauen muss, sondern gewisse Abweichungen zulassen kann. Durch die Betätigung des entsprechenden Schalters wird unabhängig von der Einbausituation die Nullstellung nach exakter Geradeausstellung der gesteuerten Hinterachse eingestellt und normiert. Bei vorbekannten Lösungen wurden teilweise auch Winkelgeber benutzt, die von außen angesetzt wurden und über ein Gestänge die Änderung des Winkels messen. Derartige Systeme von außen sind natürlich in unerwünschter Weise manipulierbar, was beim erfindungsgemäß vorgestellten System, das vollständig gekapselt ist, nicht möglich ist.

Die Geber des Sensorsystem sind vorzugsweise zweikanalig ausgelegt, d. h. das entsprechende Signal wird an beide Rechner ausgegeben.

Als alternatives Meßsystem für den Lenkwinkel kann auch ein magnetoresistives Meßsystem zur Verschiebung des Lenkzylinders vorgesehen sein. Auch hier ist ein zweikanaliger Geber vorgesehen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung kann beim Einbau des Gebers für den Lenkausschlag der Vorderachse wie folgt vorgegangen werden. Hier kann ein Lenkausschlag in die rechte und linke Richtung bis zum Anschlag vorgenommen werden und schließlich das Rad in die Mittelstellung, d. h. die Geradeausstellung gedreht werden. Nun wird gegebenenfalls vom Rechner noch ein kleiner Winkelausschlag festgestellt, der aber im Grunde nur auf einen Computerfehler zurückführbar ist. Durch eine entsprechende Software kann nun der Geberfehler ausgeglichen werden, indem hier bei einer bestimmten Auslenkung der Nullpunkt am Geber eingegeben wird und dieser Fehler dann beim Rechner ausgeglichen wird. Per Programm wird also der systemimmanente Fehler, nachdem er einmal justiert ist, entsprechend immer wieder ausgeglichen.

Alternativ kann zur Nullpunkteinstellung, d. h. zur Einstellung der Geradeausfahrt, an der Vorderachse auch ein zweiter Sensor vorgesehen sein, der die tatsächliche Nullstellung feststellt und die Rechnersteuerung veranlasst, hier dann den Nullwert einzustellen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
1 und 2: einen schematischen Hydraulikschaltplan für einen Fahrzeugkran mit einem aktiv gelenkten Hinterachspaar,
3a und b: eine schematische Darstellung von Hydraulikflüssigkeitsdruckspeichern und
4: eine schematische Schnittzeichnung eines Achsschenkelbolzens mit eingebauten Winkelmeßsystem.
Die 1 und 2 zeigen jeweils Teile eines Hydraulikschaltplans für ein aktiv gelenktes Hinterachspaar eines hier nicht näher dargestellten dreiachsigen Fahrzeugkrans. Der dreiachsige Fahrzeugkran weist eine mechanisch zwangsgelenkte Vorderachse als Führungsachse auf. Nach den gesetzlichen Bestimmungen müssen die Führungsachsen immer mechanisch zwangsgeführt sein. Der Fahrzeugkran gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist zwei aktiv gelenkte Hinterachsen 10 und 12 auf. Der in 1 teilweise dargestellte Hydraulikplan setzt sich an den entsprechenden Punkten A, B, C, D, E, F, G in dem Hydraulikplan gemäß 2 fort. Der Vollständigkeit halber sei darauf verwiesen, dass der Hydraulikplan gemäß der 1 und 2 nicht den vollständigen Hydraulikplan des dreiachsigen Fahrzeugkrans darstellt. So sind hier diejenigen Bereiche, die für die Vorderachslenkung notwendig sind beispielsweise weggelassen, da sie mit den wesentlichen Merkmalen der hier zu beschreibenden erfindungsgemäßen Ausgestaltung nichts zu tun haben.
Die aktiv gelenkten Hinterachsen 10 und 12 weisen jeweils hydraulisch antreibbare Zentrierzylinder 14, 16 bzw. 18, 20 auf. Die Hydraulikzylinder 14 und 16 wirken auf Achslenker 22, 24 der Hinterachse 10, während die hydraulischen Lenkzylinder 18 und 20 auf Achslenker 26, 28 der Achse 12 wirken. Die Hinterachse 10 ist darüber hinaus mit einem Zentrierzylinder 30 verbunden, wobei dieser Zentrierzylinder 30 mit einem Achslenker 32 gelenkig verbunden ist. Die Achse 12 ist mit einem Zentrierzylinder 34 verbunden, wobei dieser gelenkig am Achslenker 28 angreift. Den Zentrierzylindern 30 bzw. 34 sind Sperrventile 42 bzw. 44 zugeordnet, die über ein Wegeventil 40 ansteuerbar sind.
Die Zentrierzylinder 30 bzw. 34 sind über Sicherheitsventile 36 bzw. 38 beaufschlagbar. Die Sicherheitsventile führen bei Erreichen eines Sicherheitskriteriums dazu, dass die Zentrierzylinder 30 bzw. 34 derart beaufschlagt werden, dass die Achsen 10 bzw. 12 von der aktiv ausgelenkten Stellung in die neutrale Stellung zurück überführt werden. Gleichzeitig werden die hydraulischen Lenkzylinder 14 und 16 bzw. 18 und 20 drucklos geschaltet, so dass die Zentrierzylinder 30 bzw. 34 nicht gegen den Druck der hydraulischen Lenkzylinder 14, 16 bzw. 18, 20 arbeiten müssen.
Sicherheitskriterium für die Ansteuerung und Aktivierung der Zentrierzylinder 30 bzw. 34 kann einerseits das Überschreiten einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit, beispielsweise einer Geschwindigkeit von 25 km/h oder 30 km/h sein. Andererseits ist ein entsprechendes Sicherheitskriterium gegeben, wenn über jeweils in den Sicherheitsventilen 36 und 38 eingebaute Druckschalter 46 festgestellt wird, dass der Speisedruck unter einen bestimmten Mindestdruck abfällt. Bei einem derartigen Druckabfall werden die Sicherheitsventile ebenfalls aktiviert, so dass die Zentrierzylinder die gelenkten Achsen 10 und 12 in eine neutrale Stellung bewegen.
In 2 ist mit 48 ein Durchflussmesser bezeichnet, der dazu dient, einen eventuell auftretenden Hydraulikflüssigkeitsvolumenstrom festzustellen. Falls ein entsprechender Hydraulikflüssigkeitsvolumenstrom beim Stillstand des Fahrzeugkranes festgestellt wird, deutet dies auf einen Leckagefall hin.
Schließlich ist mit 58 ein Loadsystem mit Individualdruckwaage in 1 bezeichnet. Dieses dient dazu, vorhandene Hydraulikflüssigkeit derart auf die jeweils zu lenkenden Achsen zu verteilen, dass hier die gewünschte Kinematik beim Lenkvorgang eingehalten wird.
Nicht dargestellt sind in den 1 und 2 die Rechner, die zur Steuerung bzw. Regelung der Fahrzeuglenkung dienen. Beide Rechner haben jeweils diverse Bus – Systeme, d. h. es ist neben einem CAN – Bus ein weiterer Bus vorhanden, wobei beide Bus – Systeme miteinander kommunizieren. Wenn einer der beiden Rechner einen Fehler feststellt bzw. einen Fehler aufweist, werden sowohl die Sperrventile 42, 44 wie auch die Sicherheitsventile 36, 38 automatisch in einen sicheren Zustand überführt, also stromlos gestellt. Damit ist sichergestellt, dass bei Ausfall eines der Rechner nichts weiter passieren kann.
Anhand der 4 wird die Einbausituation eines Lenkwinkelsensors zur Messung des Lenkeinschlags der Hinterräder beschrieben. Im Bereich eines Achsschenkelbolzen 60 sind Magnete 62 zentrisch eingebaut, die berührungslos einem Geber 64 gegenüber liegen. Der Geber 64 ist zweikanalig ausgelegt und die entsprechenden Signale werden über eine Leitung 66 an die hier nicht näher dargestellten Rechner weitergegeben. An Geber 64 ist außen ein Druckknopf 68 angeordnet, über den bei Einstellung der Geradeausstellung, also des Nullpunktes an einen hier nicht näher dargestellten Speicher innerhalb des Gebers 64 eingegeben werden kann, dass die Nullpunktstellung eingestellt ist.
Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Lenkwinkel am Achsschenkelbolzen abgenommen. Es kann hier allerdings der Lenkwinkel auch an jedem anderen Hebel der Lenkung, beispielsweise den Umlenkhebeln, abgenommen werden.

Claims

Aktive Hinterachslenkung für einen Fahrzeugkran mit zwei, vier, sechs oder mehr paarweise gelenkten Hinterachsen, wobei der Lenkeinschlag der Hinterachsen elektronisch ansteuerbar ist und die Auslenkung über hydraulische Lenkzylinder erfolgt, wobei der jeweiligen Hinterachse (10; 12) jeweils zwei hydraulische Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) und ein hydraulischer Zentrierzylinder (30; 34) zugeordnet sind, wobei dem jeweiligen hydraulischen Zentrierzylinder (30; 34) Sperrventile (42; 44) zugeordnet sind, wobei die Sperrventile (42; 44) über ein Wegeventil (40) derart ansteuerbar sind, dass sie im Fehlerfall schließen, so dass die Hinterachsen (10; 12) nicht weiter auslenkbar sind, wobei die hydraulischen Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) und der hydraulische Zentrierzylinder (30; 34) der jeweiligen Hinterachse (10; 12) über jeweils ein Sicherheitsventil (36; 38) ansteuerbar sind, das bei vorgegebenen Fahrsituationen den Zentrierzylinder (30; 34) derart beaufschlagt, dass die zugehörige Hinterachse (10; 12) in die neutrale Stellung zurückführbar ist, während die Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) nicht mehr in eine ausgelenkte Position hin be aufschlagt sind und wobei während einer Kurvenfahrt das Sicherheitsventil (36; 38) zur Zurückführung der zugehörigen Hinterachse (10; 12) in die neutrale Stellung erst dann über ein Steuersignal aktivierbar ist, wenn eine Änderung der Lenkbewegung in die der bisherigen Lenkbewegung entgegengesetzte Richtung festgestellt wird.
Aktive Hinterachslenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeughöchstgeschwindigkeit als diejenige Fahrsituation vorgesehen ist, in der die Hinterachsen (10; 12) in die neutrale Position zurückgeführt werden.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsventil (36; 38) einen Schalter (46) und/oder einen Durchflussmesser (48) zur Drucküberwachung aufweist, so dass die Sperrventile (42; 44) bzw. die Sicherheitsventile (36; 38) bei Druckabfall im Hydrauliksystem den Zentrierzylinder (30; 34) und die Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) entsprechend beaufschlagen können.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierzylinder (30; 34) im Zylinder zwei Kolbenteile und einen Anschlag zur Begrenzung der Kolbenbewegung aufweist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung über zwei redundante Rechner erfolgt, wobei jeweils ein Rechner ein bestimmtes Bauteil, beispielsweise ein Sicherheitsventil (36; 38) ansteuert, während der jeweils andere Rechner die Arbeitsweise des Sicherheitsventils (36; 38) überwacht.
Aktive Hinterachslenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rechner ein eigenes Bussystem aufweist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die elektronische Steuerung eine Verschiebung des Lenkzentrums ermöglicht ist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung der Achsen durch das Steuersystem zunächst steuerbar ist und anschließend nach Feststellen einer Regelabweichung auf den Sollwert nachregelbar ist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zugelassene Sollwertabweichung vor der Feststellung eines Fehlerfalles von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem für die Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) von einem radabhängigen Pumpsystem speisbar ist und dass bei Radstillstand der Hydraulikdruck vom Hydrauliksystem der vorderen Lenkachsen bereitgestellt wird.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem für die Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) von den Hydraulikzylindern (50; 52) des Fahrwerkes (54) speisbar ist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem für die Lenkzylinder (14, 16; 18, 20) von einem unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeitsspeicher (56) speisbar ist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hinterachse (10; 12) ein Loadsystem mit Individualdruckwaage (58) zugeordnet ist, das dazu dient, die Lenkgeschwindigkeit der einzelnen Achsen gesteuert aufeinander abzustimmen.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei Fahrzeugen mit mehr als zwei paarweise gelenkten Hinterachsen (10; 12) die letzte Hinterachse als freigeschaltete Nachlaufachse ohne hydraulischen Zentrierzylinder (30; 34) ausgeführt ist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feststellung des Lenkeinschlages vorzugsweise an den jeweiligen Achsschenkelbolzen (60) der Hinterachse (10; 12) Lenkwinkelsensoren vorgesehen sind, die über einen Geber (64) und zugeordnete Magneten (62) berührungslos arbeiten.
Aktive Hinterachslenkung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Sensor ein Speicher vorhanden ist, in dem die manuell durch einen am Sensor vorgesehenen Schalter (68) eingegebene Nullposition ablegbar ist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feststellung des Lenkeinschlages ein magnetoresistives Meßsystem zur Messung der Verschiebung des Lenkzylinders (14, 16; 18, 20) vorgesehen ist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullpunkteinstellung zur Geradeausfahrt an der Vorderachse dadurch einstellbar ist, dass ein Lenkausschlag in die rechte und linke Richtung bis zum Anschlag vorgenommen wird und dass die Räder anschließend in Geradeausstellung gedreht werden, wobei ein vom Rechner noch festgestellter Winkelausschlag als Korrekturwert am Messwertgeber eingegeben wird, so dass der systemimmanente Fehler im Rechner ausgleichbar ist.
Aktive Hinterachslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullpunkteinstellung zur Geradeausfahrt an der Vor derachse dadurch einstellbar ist, dass ein zweiter Sensor zur Erfassung des Nullpunktes vorhanden ist.