DE19650546A1 - In einem Fahrzeug vorgesehenes Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes, und insbesondere auf ein in einem Fahrzeug vorgesehenes Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes, so daß eine Reibungskraft zwischen einem Rad des Fahrzeuges und einer Straßenoberfläche, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, wie beispielsweise eine gefrorene oder vereiste Straßenoberfläche, erhöht wird.

Wenn ein Fahrzeug auf einer Straße fährt, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, so wie eine gefrorene oder vereiste Straße, drehen die Räder des Fahrzeuges speziell während einer Bremsung oder einem Anfahrbetrieb leicht durch. Um ein solches Problem zu lösen, wurde in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 4-38204 ein Gerät vorgeschlagen, das rutschhemmende Materialien wie Sand während einem Bremsvorgang oder einem Anfahrvorgang vor ein Fahrzeug streut. Die rutschhemmenden Materialien erhöhen einen Reibungskoeffizienten zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche, woraus die Erzeugung einer relativ großen Bremskraft oder Antriebskraft auf eine Straße mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten resultiert.

In dem in den vorstehend genannten Patentdokument offenbarten herkömmlichen Gerät werden die in einem Fahrzeug bevorrateten rutschhemmenden Materialien verbraucht, wenn sie auf eine Straße gestreut werden. Somit muß der Verbrauch des rutschhemmenden Materials überwacht werden, um eine geeignete Instandhaltung wie ein Wiederauffüllen der rutschhemmenden Materialien durchzuführen, um durchgehend für eine solche Anti-Rutschfunktion zu sorgen. In diesem Zusammenhang hat das vorstehend erwähnte herkömmliche Gerät Probleme im praktischen Gebrauch, indem hohe Kosten für die rutschhemmenden Materialien aufgewendet werden müssen und indem die Prüfpunkte einer Fahrzeugfunktion erhöht werden.

Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues und nützliches Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes zu schaffen, in dem die vorstehend erwähnten Probleme beseitigt sind.

Im speziellen ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes zu schaffen, das für ein sich auf der Straße bewegendes Fahrzeug geeignet ist, wobei das Gerät einen Reibungskoeffizienten zwischen einem Rad und der Straßenoberfläche erhöht, ohne jegliche Verbrauchsmaterialien zu verwenden.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes zu schaffen, das nur dann betrieben wird, wenn festgestellt wird, daß der Straßenoberflächenzustand verändert werden muß.

Um die vorstehend erwähnten Aufgaben zu erzielen, wird ein erfindungsgemäßes Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes für ein Fahrzeug bereitgestellt, das die folgenden Bauteile aufweist:
ein Zylinderelement, das vor einem Rad des Fahrzeuges vorgesehen ist, wobei das Zylinderelement um eine Drehachse drehbar ist, die einer Längsmittelinie des Zylinderelementes entspricht und wobei das Zylinderelement gegen eine Straßenoberfläche gepreßt wird, um einen Straßenoberflächenzustand zu verändern, während es gedreht wird; und
ein Abstützmechanismus zum Abstützen des Zylinderelementes, so daß die Drehachse des Zylinderelementes parallel zur Straßenoberfläche ist und hinsichtlich der Drehachse des Rades geneigt ist.

In der vorliegenden Erfindung ist das Zylinderelement durch den Abstützmechanismus vor dem Rad des Fahrzeuges drehbar abgestützt. Wenn das Zylinderelement gegen die Straßenoberfläche gepreßt wird, während das Fahrzeug fährt, wird das Zylinderelement um die Drehachse gedreht. Da die Drehachse des Zylinderelementes hinsichtlich der Drehachse des Rades geneigt ist, wird das Zylinderelement gedreht, während es auf der Straßenoberfläche gleitet. Das heißt, daß die Drehrichtung des Zylinderelementes eine Komponente senkrecht zur Drehrichtung des Rades enthält. Dies sorgt für eine Zunahme des Reibungskoeffizienten zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche in einer der Bewegungsrichtungen des Rades und einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Rades. Da das erfindungsgemäße Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes keine verbrauchbaren Materialien verwendet, um den Straßenoberflächenzustand zu verändern, ist kein Wiederauffüllvorgang notwendig.

In dem erfindungsgemäßen Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes kann der Abstützmechanismus einen Bewegungsmechanismus zum Bewegen des Zylinderelementes zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position oberhalb der ersten Position hinsichtlich der Fahrzeugkarosserie aufweisen, wobei das Zylinderelement in der ersten Position die Straßenoberfläche berührt, während das Zylinderelement in der zweiten Position von der Straßenoberfläche weg beabstandet ist.

Gemäß dieser Erfindung kann das Zylinderelement nur zur ersten Position bewegt werden, wenn es der Straßenoberflächenzustand notwendig macht, verändert zu werden. Das heißt, daß das Zylinderelement zur zweiten Position bewegt werden kann, wo das Zylinderelement die Straßenoberfläche nicht berührt, wenn es nicht notwendig ist. Dies verlängert die Lebensdauer des Zylinderelementes.

Zusätzlich kann der Bewegungsmechanismus einen Anpreßmechanismus zum Anpressen des Zylinderelementes gegen die Straßenoberfläche mit einer vorbestimmten Anpreßkraft aufweisen. Dies sorgt für einen positiven Kontakt des Zylinderelementes gegen die Straßenoberfläche. Die Anpreßkraft kann durch ein hydraulisches Betätigungsglied vorgesehen sein.

Desweiteren kann der Abstützmechanismus in dem erfindungsgemäßen Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes einen Taumelmechanismus zum Ermöglichen einer Taumelfunktion auf das Zylinderelement umfassen. Die Taumelfunktion des Zylinderelementes kann es dem Zylinderelement gewähren, hinsichtlich der Fahrzeugkarosserie geneigt zu sein. Somit kann das Zylinderelement die Straßenoberfläche über die gesamte Länge des Zylinderelementes berühren, sogar wenn die Straßenoberfläche schräg ist. Der Taumelmechanismus kann eine Hülse aufweisen, die ein elastisches Element hat, wobei die Hülse zur Verbindung von Teilen des Abstützmechanismus verwendet wird.

In dem erfindungsgemäßen Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes kann der Bewegungsmechanismus die folgenden Bauteile umfassen:
eine Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen, ob eine Greifkraft des Rades niedriger als eine vorbestimmte Greifkraft ist; und
eine Regelungsvorrichtung zum Regeln einer Position des Zylinderelementes, so daß das Zylinderelement in die erste Position bewegt wird, wenn festgestellt wird, daß die Greifkraft des Rades niedriger als die vorbestimmte Greifkraft ist.

In dieser Erfindung wird das Zylinderelement zur ersten Position bewegt, wo das Zylinderelement die Straßenoberfläche berührt, wenn die Greifkraft des Rades niedriger als die vorbestimmte Greifkraft ist. Das heißt, wenn die Greifkraft des Rades niedriger als die vorbestimmte Greifkraft ist, wird festgestellt, daß das Rad aufgrund eines verminderten Reibungskoeffizienten durchdreht. In diesem Fall wird das Zylinderelement zur ersten Position bewegt, so daß das Zylinderelement die Straßenoberfläche berührt, um den Reibungskoeffizienten zu erhöhen.

Das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes kann desweiteren einen Beschleunigungssensor aufweisen, der eine Veränderungsrate der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges feststellt und einen Raddrehzahlsensor zur Erfassung einer Drehzahl des Rades. Eine Bestimmung durch die Bestimmungsvorrichtung basiert auf einer Differenz zwischen der Veränderungsrate der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges und einer Veränderungsrate der Drehzahl des Rades. Wenn die Differenz groß ist, wird festgestellt, daß das Rad während einer Beschleunigung oder einem Verlangsamungsbetrieb des Fahrzeuges durchdreht. In diesem Fall wird das Zylinderelement in die erste Position bewegt.

Das erfindungsgemäße Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes kann darüberhinaus einen Temperatursensor aufweisen, der eine Umgebungstemperatur außerhalb des Fahrzeuges erfaßt. Eine Bestimmung durch die Bestimmungsvorrichtung basiert desweiteren auf einer durch den Temperatursensor erfaßten Temperatur. Wenn die Umgebungstemperatur unter 0°C ist, wird festgestellt, daß die Straßenoberfläche in einem gefrorenen oder eisigen Zustand ist. In diesem Fall wird es dem Zylinderelement gewährt, die Straßenoberfläche zu berühren, da eine Möglichkeit besteht, daß die Straßenoberfläche gefroren oder eisig ist.

Zusätzlich kann in dem erfindungsgemäßen Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes das Zylinderelement Vorsprünge umfassen, die an seiner Außenseite vorstehen. Die Vorsprünge bilden Kratzer oder Nuten auf der Straßenoberfläche, um den Reibungskoeffizienten zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche zu erhöhen.

Alternativ kann das Zylinderelement Borsten umfassen, die sich an seiner Außenseite erstrecken. Die Borsten wischen Wasser, das sich auf der Straßenoberfläche angesammelt hat, weg, wenn sich das Fahrzeug im Regen bewegt. Dies verhindert das Auftreten eines Aquaplaning-Phänomens.

Desweiteren kann das Zylinderelement ein wasserabsorbierendes Material umfassen, das um seine Außenseite herum gewickelt ist. Das wasserabsorbierende Material absorbiert Wasser von der Straßenoberfläche. Das Wasser wird von dem wasserabsorbierenden Material aufgrund einer durch die Drehung des Zylinderelementes erzeugten Zentrifugalkraft getrennt.

Zusätzlich ist das Zylinderelement aus einem elastischen Material hergestellt, das deformiert wird, um einer Form der Straßenoberfläche zu folgen, wenn das Zylinderelement gegen die Straßenoberfläche gepreßt wird.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher.

Fig. 1 ist eine Darstellung eines Gesamtsystems eines Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Rades eines Fahrzeuges und eines Teils des Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes, das vor dem Rad positioniert ist, in einer Richtung eines Pfeiles II aus Fig. 1 gesehen.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer in Fig. 1 gezeigten Hülse, die aus einer Richtung betrachtet wird, die durch einen Pfeil III in Fig. 1 angezeigt ist.

Fig. 4 ist eine Draufsicht einer gefrorenen oder vereisten Straßenoberfläche, deren Oberflächenzustand durch das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes, wie in Fig. 1 gezeigt, verändert wurde.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die durch ein in Fig. 1 gezeigtes ECU durchgeführt wird, um ein Zylinderelement nur in Kontakt zu bringen, wenn ein Fahrzeug in einem Beschleunigungs- oder Verlangsamungsbetrieb ist.

Fig. 6 ist eine Darstellung eines Gesamtsystems eines Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht eines Rades eines Fahrzeuges und eines Teils des Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes, das vor dem Rad positioniert ist, aus einer Richtung eines Pfeiles VII aus Fig. 6 gesehen.

Fig. 8 ist eine Darstellung des Zylinderelementes und des Stützarmes, der in Fig. 6 gezeigt ist, gesehen aus einer Richtung VIII aus Fig. 6, wenn das Zylinderelement eine schräge Straßenoberfläche berührt.

Fig. 9 ist eine Darstellung des Zylinderelementes und des Stützarmes, gesehen aus einer Richtung eins Pfeiles IX aus Fig. 6, wenn das Zylinderelement gegen eine auf der Straßenoberfläche ausgebildete Radspur gepreßt wird.

Fig. 10 ist eine Darstellung eines Gesamtsystems des Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die in einem Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.

Nun folgt eine Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 ist eine Darstellung eines Gesamtsystems eines Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Rades eines Fahrzeuges und eines Teils des Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes, das vor dem Rad positioniert ist, gesehen aus einer Richtung eines Pfeiles II aus Fig. 1.

Das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, ist an einem Vorderrad eines frontgetriebenen (FF) Fahrzeuges vorgesehen. Das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes weist ein Zylinderelement oder eine Walze 12 auf, das/die vor einem Vorderrad 10 vorgesehen ist, das ein Antriebsrad des Fahrzeuges ist. Das Zylinderelement 12 hat eine Vielzahl an Vorsprüngen 14, die auf seiner Außenoberfläche angeordnet sind und davon hervorstehen. Das Zylinderelement 12 wird drehbar durch einen Stützarm 16 abgestützt. Der Stützarm 16 hat einen Einsetzabschnitt 16a, der in das Zylinderelement 12 eingesetzt wird und einen Verbindungsabschnitt 16b, der mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden wird.

Der Verbindungsabschnitt 16b ist über eine Hülse 18 mit einem hydraulischen Betätigungsglied 20 verbunden. Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Hülse 18, gesehen aus einer Richtung, die durch einen Pfeil III in Fig. 1 angezeigt ist. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, weist die Hülse 18 einen inneren Zylinder 18a auf, einen äußeren Zylinder 18c und ein elastisches Element 18b, das zwischen dem inneren Zylinder 18a und dem äußeren Zylinder 18c eingelegt ist. Der innere Zylinder 18a und der äußere Zylinder 18c sind aus Metall hergestellt. Somit haben sowohl der innere Zylinder 18a als auch der äußere Zylinder 18c eine hohe Steifigkeit. Andererseits ist das elastische Element 18b aus einem elastischen Material hergestellt, beispielsweise aus Gummi, so daß das elastische Element 18 eine vorbestimmte Elastizität hat. Der äußere Zylinder 18c ist an den Verbindungsabschnitt 16b des Stützarmes 16 angeschweißt. Der Einsatzabschnitt 16a des Stützarmes 16 wird in den inneren Zylinder 18a der Hülse 18 eingesetzt.

Wie durch die doppelpunktiert-gestrichelten Linien in Fig. 3 angedeutet ist, hat das hydraulische Betätigungsglied 20 einen inneren Zylinderabstützabschnitt 20a auf seinem Bodenteil, der mit dem inneren Zylinder 18a der Hülse 18 verbunden ist. Der innere Zylinderabstützabschnitt 20a stützt den inneren Zylinder 18a drehbar ab. Somit ist der Stützarm 16 relativ zum hydraulischen Betätigungsglied 20 drehbar, wobei der innere Zylinder 18a der Hülse 18 eine Drehachse darstellt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind Hülsen 22 und 24 jeweils an dem Ende des Verbindungsabschnittes 16b des Stützarmes und an dem Ende des hydraulischen Betätigungsgliedes 20 vorgesehen. Die Hülsen 22 und 24 haben denselben Aufbau wie die Hülse 18, die vorstehend beschrieben wurde. Die Hülsen 22 und 24 werden durch jeweilige innere Zylinderabstützteile, die an vorbestimmten Positionen der Fahrzeugkarosserie (in der Fig. nicht gezeigt) vorgesehen sind, drehbar abgestützt.

Demgemäß sind der Stützarm 16 und das hydraulische Betätigungsglied 20 hinsichtlich der Fahrzeugkarosserie um die inneren Zylinder der jeweiligen Hülsen 22 und 24 drehbar.

Gemäß der Konstruktion, bei der der Stützarm 16 über die Hülsen 18 und 22 mit dem hydraulischen Betätigungsglied 20 und der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, ist der Stützarm 16 in der Lage, innerhalb eines durch die Elastizität der elastischen Elemente 18b und 22b der Hülsen 18 und 22 gewährten Bereiches zu taumeln.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das hydraulische Betätigungsglied 20 mit einem Verteilventil 26 verbunden. Das Verteilventil 26 ist mit einer Hochdruckquelle verbunden, die einen Zwischenspeicher 28 und eine Pumpe 30 aufweist. Das Verteilventil 26 ist auch mit einer Niederdruckquelle verbunden, die einen Vorratstank 32 aufweist. Das Verteilventil 26 schaltet eine Verbindung des hydraulischen Betätigungsgliedes 20 entweder zu der Hochdruckquelle oder zur Niederdruckquelle, in Reaktion auf ein extern eingegebenes Befehlssignal. Wenn die Hochdruckquelle mit dem hydraulischen Betätigungsglied 20 verbunden wird, steigt der Druck in dem hydraulischen Betätigungsglied 20 an. Andererseits, wenn die Niederdruckquelle mit dem hydraulischen Betätigungsglied 20 verbunden ist, sinkt der Druck in dem hydraulischen Betätigungsglied 20 ab.

Genauergesagt, wenn die Hochdruckquelle mit dem hydraulischen Betätigungsglied 20 verbunden wird, ist ein hoher hydraulischer Druck an dem hydraulischen Betätigungsglied 20 vorgesehen. Dies bewirkt, daß das hydraulische Betätigungsglied 20 ausfährt. Als ein Ergebnis wird eine nach unten gerichtete Druckkraft auf den Stützarm 16 über die Hülse 18 in einer Richtung zur Straßenoberfläche hin übertragen. Wenn eine solche Preßkraft auf den Stützarm 16 ausgeübt wird, dreht sich der Stützarm 16 im Uhrzeigersinn in Fig. 2 um den inneren Zylinder der Hülse 22. Somit berührt das Zylinderelement 12 die Straßenoberfläche. Danach wird das Zylinderelement 12 gegen die Straßenoberfläche gepreßt, in Reaktion auf die Anpreßkraft, die durch das hydraulische Betätigungsglied 20 erzeugt wurde. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Zylinderelement 12 gegen die Straßenoberfläche gepreßt werden, indem der hydraulische Druck in dem hydraulischen Betätigungsglied 20 durch Umschalten des Verteilventils 26 erhöht wird, so daß das hydraulische Betätigungsglied 20 mit der Hochdruckquelle verbunden ist.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Drehachse Cr des Stützarmes 16 parallel zur Straßenoberfläche, wenn das Zylinderelement die Straßenoberfläche berührt. Zusätzlich ist die Drehachse Cr um einen vorbestimmten Winkel Θ in Bezug auf die Drehachse CW des Rades 10 schräg gestellt. Dementsprechend berührt das Zylinderelement 12 die Straßenoberfläche über seine gesamte Länge, wenn das Zylinderelement 12 gegen die Straßenoberfläche gepreßt wird. Zusätzlich kann das Zylinderelement 12 die Straßenoberfläche im wesentlichen sogar über seine gesamte Länge berühren, wenn die Straßenoberfläche schräg ist, da es dem Zylinderelement 12 möglich ist, zusammen mit dem Stützarm 16 zu taumeln, wie vorstehend beschrieben wurde.

Wenn das hydraulische Betätigungsglied 20 durch das Verteilventil 26 mit der Niederdruckquelle verbunden wird, wird der hydraulische Druck in dem hydraulischen Betätigungsglied 20 in den Vorratstank 32 entspannt. Somit wird das hydraulische Betätigungsglied 20 verkürzt und der Stützarm 16 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 2 um die Hülse 22. Als ein Ergebnis wird das Zylinderelement 12 von der Straßenoberfläche getrennt. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann in diesem Ausführungsbeispiel das Zylinderelement 12 von der Straßenoberfläche weggetrennt werden, indem der hydraulische Druck in dem hydraulischen Betätigungsglied 20 vermindert wird, indem das Umschaltventil 26 umgeschaltet wird, so daß das hydraulische Betätigungsglied 20 mit der Niederdruckquelle verbunden wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine elektronische Regelungseinheit (ECU) 34 auf. Die ECU 34 steuert das Verteilventil 26 und die Pumpe 30. Die ECU 34 ist mit einem Umgebungstemperatursensor 36 und einem Beschleunigungssensor 38 verbunden. Die ECU 34 erfaßt eine Umgebungstemperatur, basierend auf der Ausgabe des Umgebungstemperatursensors 36. Zusätzlich erfaßt die ECU 34 eine Beschleunigung G, die in dem Fahrzeug in Längsrichtung des Fahrzeuges erzeugt wird, basierend auf der Ausgabe des Beschleunigungssensors 38. Die Ausgabe des Beschleunigungssensors 38 nimmt einen positiven Wert an, wenn das Fahrzeug nach vorne beschleunigt, und einen negativen Wert, wenn das Fahrzeug langsamer wird.

Die ECU 34 ist auch mit einem Fahrzeughöhensensor 40 und einem Radgeschwindigkeitssensor 42 verbunden. Der Fahrzeughöhensensor 40 gibt ein Signal aus, das einer Relativposition der Fahrzeugkarosserie in Bezug auf das Rad entspricht. Die ECU 34 errechnet eine Fahrzeughöhe H, basierend auf der Signalausgabe des Fahrzeughöhensensors 40. Der Radsensor 42 gibt Pulssignale mit einer Frequenz aus, die der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Rades 10 entsprechen. Die ECU 34 berechnet eine Drehzahl Vw des Rades 10 basierend aufs der Frequenz des Pulssignals.

Zusätzlich sind ein Bremsschalter 44 und ein Beschleunigungssensor 46 mit der ECU 34 verbunden. Der Bremsschalter 44 gibt ein EIN-Signal aus, wenn das Bremspedal 48 herabgedrückt wird. Die ECU 34 bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einem Bremsbetrieb befindet oder nicht, basierend auf einem Zustand des Bremsschalters 44. Der Beschleunigungssensor 46 gibt ein Signal aus, das dem herabgedrückten Betrag eines Gaspedals 50 entspricht. Die ECU 34 bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einem Beschleunigungszustand befindet oder nicht, basierend auf dem Ausgabesignal des Beschleunigungssensors 46.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 folgt nun eine Beschreibung eines Betriebes des Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Fig. 4 ist eine Draufsicht einer gefrorenen oder vereisten Straßenoberfläche, die durch das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes, das in Fig. 1 gezeigt ist, verändert wurde.

Wie vorstehend beschrieben wurde, steht die Drehachse Cr des Zylinderelementes 12 um einen vorbestimmten Winkel Θ in Bezug auf die Drehachse des Rades 10 schräg. Somit werden die Vorsprünge 14 um eine Distanz D * sinΘ (D: Durchmesser des Zylinderelementes 12) in einer Richtung der Breite des Fahrzeuges verschoben, wenn sich die aus dem Zylinderelement 12 hervorstehenden Vorsprünge 14 von der Vorderseite (der linken Seite in Fig. 4) zur hinteren Seite (der rechten Seite in Fig. 4) des Zylinderelementes bewegen.

Dementsprechend bewegen sich die Vorsprünge 14 des Zylinderelementes 12 in der Bewegungsrichtung des Rades 10 und zur gleichen Zeit in die Richtung der Breite des Fahrzeuges in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn sich das Fahrzeug bewegt, wobei das Zylinderelement 12 gegen eine Straßenoberfläche gepreßt wird. Als ein Ergebnis werden eine Vielzahl an Kratzern oder Nuten, die eine schräge Komponente relativ zur Bewegungsrichtung des Rades 10 haben, auf der Straßenoberfläche gebildet.

Wenn das Fahrzeug auf einer gefrorenen oder vereisten Straße bewegt wird, kann die Griffigkeit des Rades 10 in der Bewegungsrichtung des Rades 10 erhöht werden, indem Kratzer oder Nuten, die sich in der Richtung der Breite des Fahrzeuges erstrecken, auf der Straßenoberfläche gebildet werden. In einem solchen Zustand kann eine Griffigkeit des Rades 10 in der Richtung der Breite des Fahrzeuges zusätzlich erhöht werden, indem Kratzer oder Nuten, die sich in der Bewegungsrichtung des Rades 10 erstrecken, gebildet werden. Somit kann eine Greifkraft sowohl in der Richtung von vorne nach hinten, als auch in der Richtung von einer Seite zur anderen Seite des Rades 10 erhöht werden, wenn eine Anzahl an Kratzern oder Nuten auf der Straßenoberfläche gebildet werden, die sich in einer Richtung schräg zur Bewegungsrichtung des Rades 10 erstrecken. Wie vorstehend diskutiert wurde, kann das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Straßenoberflächenzustand verbessern, um die Greifkraft des Rades 10 zu erhöhen, wenn das Fahrzeug auf einer gefrorenen oder vereisten Straße bewegt wird.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm einer Steuerungsroutine, die durch die ECU 34 durchgeführt wird, die in Fig. 1 gezeigt ist, damit das Zylinderelement nur dann mit der Straßenoberfläche in Berührung kommt, wenn sich das Fahrzeug in einem Beschleunigungs- oder Verlangsamungsbetrieb befindet. Die in Fig. 5 gezeigte Steuerungsroutine ist eine Unterbrechungsroutine, die in vorbestimmten Zeitperioden gestartet wird.

Wenn die in Fig. 5 gezeigte Steuerungsroutine gestartet wird, wird im Schritt 100 festgestellt, ob die Umgebungstemperatur THA niedriger als Null Grad Celsius (0°C) ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß das Verhältnis THA < 0°C nicht erfüllt ist, wird festgestellt, daß es keine Möglichkeit gibt, daß die Straßenoberfläche gefroren oder eisig ist. In diesem Fall endet die Routine ohne irgendeinen Prozeß durchzuführen. Andererseits, wenn festgestellt wird, daß das Verhältnis THA < 0°C zutrifft, wird festgestellt, daß die Möglichkeit besteht, daß die Straßenoberfläche gefroren oder vereist ist. In diesem Fall schreitet die Routine zu Schritt 102 fort. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird "0°C" als ein Schwellenwert verwendet, um die Möglichkeit des Frierens der Straßenoberfläche zu bestimmen. Jedoch ist der Schwellenwert nicht auf "0°C" begrenzt und er kann auf eine willkürliche Temperatur festgelegt werden, in Abhängigkeit des Zustandes des Umgebungstemperatursensors 36 oder anderen Faktoren.

In Schritt 102 wird, basierend auf dem Zustand des Bremsenschalters 44, bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einem Bremsbetrieb befindet oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug in einem Bremsbetrieb betrieben wird, schreitet die Routine zu Schritt 104 fort. In Schritt 104 wird bestimmt, ob die Verlangsamung |G| des Fahrzeuges für die Verlangsamung |dVw/dt|, die in der Drehzahl des Rades 10 erzeugt wird, unzureichend ist oder nicht.

Wenn das Rad 10 beim Bremsenbetrieb aufgrund eines geeigneten Reibungskoeffizienten eine Greifkraft hat, wird keine große Differenz zwischen der Verlangsamung |G| des Fahrzeuges und der Verlangsamung |dVw/dt| des Rades 10 erzeugt. In diesem Fall wird festgestellt, daß der Zustand des Schrittes 104 nicht besteht. Somit wird festgestellt, daß es keinen Bedarf einer Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gibt, wenn eine solche Feststellung gemacht wurde, und die Routine endet danach ohne irgendeinen Prozeß auszuführen.

Andererseits, wenn beim Bremsbetrieb aufgrund eines niedrigen Reibungskoeffizienten eine geeignete Greifkraft nicht aufrechterhalten werden kann, wird eine geringe Verlangsamung des Fahrzeuges erzeugt, während in der Drehzahl des Rades 10 eine große Verlangsamung erzeugt wird. In einem solchen Fall wird festgestellt, daß die Bedingung des Schrittes 104 besteht. Somit wird festgestellt, daß die Straßenoberfläche gefroren oder vereist ist und daß eine Veränderung des Straßenoberflächenzustandes benötigt wird. In diesem Fall schreitet die Routine zu Schritt 106, so daß das Zylinderelement 12 bewegt wird, um die Straßenoberfläche zu berühren und die Routine wird beendet.

Das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes ist mit dem Fahrzeughöhensensor 40 versehen, wie vorstehend beschrieben wurde. Die ECU 34 berechnet eine Höhe des Fahrzeuges, basierend auf dem Signalausgang des Fahrzeughöhensensors 40, um einen geeigneten Druck zu berechnen, der für das hydraulische Betätigungsglied 20 vorgesehen ist, um das Zylinderelement 12 mit einer geeigneten Anpreßkraft gegen die Straßenoberfläche zu pressen. In dem vorstehend beschriebenen Schritt 106 wird das Verteilventil 26 so gesteuert, daß der geeignete Druck für das hydraulische Betätigungsglied 20 zur Verfügung gestellt wird.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Verteilventil 26 so gesteuert, daß ein Ausfahren des hydraulischen Betätigungsgliedes 20, basierend auf dem Signalausgang des Fahrzeughöhensensors 40, geregelt wird. Jedoch kann ein Anpreßkraftsensor vorgesehen werden, um eine von dem hydraulischen Betätigungsglied 20 zu Verfügung gestellte Anpreßkraft zu erfassen, so daß der Betrieb des Verteilventils 26 geregelt werden kann, basierend auf der erfaßten Anpreßkraft.

Wenn der Prozeß des Schrittes 106 während einer Verlangsamung durchgeführt wird, werden eine Anzahl an Kratzern oder Nuten vor dem Rad 10 auf der Straßenoberfläche ausgebildet, wie in Fig. 4 gezeigt ist, und eine erhöhte Greifkraft wird für das Rad 10 geschaffen. Somit kann das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dem sich auf einer gefrorenen oder vereisten Straße bewegenden Fahrzeug eine hohe Bremsfähigkeit verschaffen.

Wenn in Schritt 102 festgestellt wird, daß sich das Fahrzeug nicht in einem Bremsbetrieb befindet, schreitet die Routine zu Schritt 108 fort. In Schritt 108 wird bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einem Beschleunigungsbetrieb, basierend auf dem Signal des Beschleunigungssensors 46, befindet oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Beschleunigungsbetrieb befindet, schreitet die Routine zu Schritt 110 fort. In Schritt 110 wird bestimmt, ob die Beschleunigung |G| des Fahrzeuges für die Beschleunigung |dVw/dt|, die in der Drehzahl des Rades 10 erzeugt wird, ausreichend ist oder nicht.

Wenn das Rad 10 aufgrund eines geeigneten Reibungskoeffizienten eine Greifkraft beim Beschleunigungsbetrieb hat, wird keine große Differenz zwischen der Beschleunigung |G| des Fahrzeuges und der Beschleunigung |dVw/dt| des Rades 10 erzeugt. In diesem Fall wird festgestellt, daß der Zustand des Schrittes 110 nicht besteht. Somit, wenn eine solche Feststellung getroffen wird, wird bestimmt, daß es keinen Bedarf an einer Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gibt, und die Routine endet ohne danach irgendeinen Prozeß auszuführen.

Andererseits, wenn beim Beschleunigungsbetrieb aufgrund eines niedrigen Reibungskoeffizienten eine geeignete Greifkraft nicht aufrechterhalten werden kann, wird eine viel kleinere Beschleunigung des Fahrzeuges erzeugt, während eine große Beschleunigung in der Drehzahl des Rades 10 erzeugt wird. In einem solchen Fall wird festgestellt, daß die Bedingung des Schrittes 110 besteht. Somit wird bestimmt, daß die Straßenoberfläche gefroren oder vereist ist und daß eine Straßenoberflächenveränderung notwendig ist. In diesem Fall schreitet die Routine zu Schritt 106 fort, so daß sich das Zylinderelement 12 bewegt, um die Straßenoberfläche zu berühren und die Routine wird beendet.

Wenn der Prozeß des Schrittes 106 während einer Beschleunigung durchgeführt wird, werden eine Anzahl an Kratzern oder Nuten vor dem Rad 10 auf der Straßenoberfläche ausgebildet, wie in Fig. 4 gezeigt ist, und somit wird eine erhöhte Greifkraft für das Rad 10 geschaffen. Somit kann das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dem sich auf einer gefrorenen oder vereisten Straße bewegenden Fahrzeug eine hohe Beschleunigungsfähigkeit verschaffen.

Zusätzlich, wenn in Schritt 108 festgestellt wird, daß sich das Fahrzeug nicht in einem Beschleunigungsbetrieb befindet, wird bestimmt, daß sich das Fahrzeug mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit bewegt. In diesem Fall wird der Prozeß des Schrittes 106 nicht durchgeführt, um einen unnötigen Betrieb des Zylinderelementes 12, das gegen die Straßenoberfläche gepreßt wird, zu vermeiden. Somit verbessert das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Straßenoberflächenzustand, indem der Reibungskoeffizient des Rades 10 nur dann durch Anpressen des Zylinderelementes 12 gegen die Straßenoberfläche erhöht wird, wenn die Straßenoberfläche gefroren oder vereist ist und sich das Fahrzeug in einem Beschleunigungs- oder Verlangsamungsbetrieb befindet.

In dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel ist die ECU 34 unabhängig vorgesehen, um den Betrieb des Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes zu regeln. Jedoch kann die Funktion des ECU 34 durch eine elektronische Regeleinheit für ein Antiblockierbremssystem (ABS) durchgeführt werden. Dies kann die Herstellungskosten des Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel reduzieren.

Nun wird eine Beschreibung eines Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 gegeben. Fig. 6 ist eine Darstellung eines Gesamtsystems eines Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 ist eine Seitenansicht des Rades eines Fahrzeuges und eines Teiles des Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes, das vor dem Rad positioniert ist, gesehen aus einer Richtung eines Pfeiles VII aus Fig. 1. In den Fig. 6 und 7 werden diejenigen Teile, die dieselben Teile sind, wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Teile, mit denselben Bezugsziffern versehen und deren Beschreibung wird weggelassen.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Stützarm 52 anstelle des Stützarmes 16 des ersten Ausführungsbeispieles versehen. Der Stützarm 52 stützt das Zylinderelement 12 an gegenüberliegenden Enden. Der Stützarm 52 weist einen Einsatzabschnitt 52a, Armabschnitte 52b und 52c und einen Verbindungsabschnitt 52d auf. Der Einsatzabschnitt wird in das Zylinderelement 12 als eine Achse eingesetzt, um die das Zylinderelement 12 gedreht wird. Die Armabschnitte 52b und 52c werden symmetrisch ausgebildet, um die gegenüberliegenden Enden des Einsatzabschnittes 52a zu halten. Der Verbindungsabschnitt 52d verbindet die Armabschnitte 52b und 52c mit dem hydraulischen Betätigungsglied 20 und der Fahrzeugkarosserie.

Zusätzlich ist der Stützarm 52 so konstruiert, daß die Drehachse Cr des Zylinderelementes 12 parallel zur Fahrzeugkarosserie und um einen vorbestimmten Winkel Θ in Bezug auf die Drehachse des Rades 10 geneigt ist, wenn das Zylinderelement 12 die Straßenoberfläche berührt.

Gemäß der Struktur des Stützarmes 52 wird eine durch das hydraulische Betätigungsglied 20 erzeugte Anpreßkraft über den Verbindungsabschnitt 52d fast gleichwertig auf die Armabschnitte 52b und 52c übertragen. Das heißt, daß das Zylinderelement 12 des vorliegenden Ausführungsbeispieles gegen die Straßenoberfläche gepreßt wird, indem es an seinen gegenüberliegenden Enden mit Anpreßkräften versorgt wird. Somit wird die gesamte Länge des Zylinderelementes 12 gemäß dem Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes des vorliegenden Ausführungsbeispieles gleichwertig angepreßt, im Vergleich zu jenem des ersten Ausführungsbeispieles, das den freitragenden Auslegerstützarm hat. Daraus folgt eine gleiche Behandlung des Straßenoberflächenzustandes über die gesamte Breite einer Fläche, wo sich das Rad 10 bewegt.

Fig. 8 ist eine Darstellung des Zylinderelementes 12 und des Stützarmes 52, gesehen aus einer Richtung eines Pfeiles VIII aus Fig. 6, wenn das Zylinderelement 12 eine schräge Straßenoberfläche berührt. Ähnlich zu dem Stützelement 16 des ersten Ausführungsbeispieles ist der Stützarm 52 über die Hülse 18 mit dem hydraulischen Betätigungsglied 20 und über die Hülse 22 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Somit kann das Zylinderelement 12 durch eine elastische Deformation der Hülsen 18 und 22 innerhalb eines zulässigen Bereiches taumeln. Somit kann die gesamte Länge des Zylinderelementes 12 gemäß dem Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes des vorliegenden Ausführungsbeispieles gleichwertig gegen die Straßenoberfläche gepreßt werden, wenn die Straßenoberfläche schräg ist.

Fig. 9 ist eine Darstellung des Zylinderelementes und des Stützarmes 52, gesehen aus einer Richtung eines Pfeiles IX aus Fig. 6, wenn das Zylinderelement 12 gegen eine auf der Straßenoberfläche ausgebildete Radspur gepreßt wird. In diesem Ausführungsbeispiel hat das Zylinderelement 12 eine Elastizität, die annähernd gleich zu der Elastizität des Rades 10 ist. Dementsprechend, wenn eine Radspur auf der Straßenoberfläche ausgebildet ist, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, kann das Zylinderelement 12 deformiert werden, um der Oberfläche der Radspur zu folgen. Somit wird das Zylinderelement 12 über die gesamte Länge gegen die Straßenoberfläche gepreßt, sogar wenn eine Radspur auf der Straßenoberfläche ausgebildet ist. Daraus resultiert eine Verbesserung des Straßenoberflächenzustandes, so daß das Rad 10 eine erhöhte Greifkraft erhalten kann, wenn eine Straße, die mit einer Radspur ausgebildet ist, in einem gefrorenen oder vereisten Zustand ist.

Nun wird eine Beschreibung eines Gerätes zur Veränderung eines Straßenoberflächenzustandes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. Fig. 10 ist eine Darstellung eines Gesamtsystems eines Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 10 sind Teile, die dieselben Teile wie diejenigen sind, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, mit denselben Bezugszeichen versehen und Beschreibungen davon werden weggelassen.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Stützarmmechanismus 60 versehen. Der Stützarmmechanismus 60 stützt das Zylinderelement 12 an den gegenüberliegenden Enden ab. Der Stützarmmechanismus 60 weist einen Einsatzabschnitt 62 auf, der in das Zylinderelement 12 eingesetzt wird. Der Einsatzabschnitt 62 weist eine schräggestellte Welle 62a und parallele Abschnitte 62b und 62c auf. Die geneigte Welle entspricht der Drehachse des Zylinderelementes 12. Die parallelen Abschnitte 62b und 62c sind über jeweilige Enden der geneigten Welle 62a verbunden. Die geneigte Welle 62a ist so konstruiert, daß das Zylinderelement 12 parallel zur Fahrzeugkarosserie positioniert ist und um einen vorbestimmten Winkel Θ in Bezug auf die Drehachse CW des Rades 10 geneigt ist. Zusätzlich sind die parallelen Abschnitte 62b und 62c parallel zur Drehachse CW des Rades 10 positioniert.

Der parallele Abschnitt 62b ist über eine Hülse 64 mit einem Schwingarm 66 verbunden, so daß der parallele Abschnitt 62b in Bezug auf den Schwingarm 66 innerhalb eines zulässigen Bereiches durch die Elastizität der Hülse 64 taumeln kann. Der Schwingarm 66 ist über eine Hülse 68 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Die Hülse 68 hat dieselbe Konstruktion wie die Hülse 22, die in Fig. 1 gezeigt ist, und wird in derselben Art und Weise wie die Hülse 22 an der Fahrzeugkarosserie montiert. Dementsprechend ist der Schwingarm 66 in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie als ein innerer Zylinder der Hülse 68, die die Mittelachse ist, drehbar.

In ähnlicher Art und Weise ist der parallele Abschnitt 62c über eine Hülse 70 mit einem Schwingarm 72 verbunden, so daß der parallele Abschnitt 62c in Bezug auf den Schwingarm 72 innerhalb eines zulässigen Bereiches durch die Elastizität der Hülse 70 taumeln kann. Der Schwingarm 72 ist über eine Hülse 74 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Die Hülse 74 hat dieselbe Konstruktion wie die Hülse 22, die in Fig. 1 gezeigt ist, und ist in derselben Art und Weise wie die Hülse 22 an der Fahrzeugkarosserie montiert. Dementsprechend ist der Schwingarm 72 in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie als ein innerer Zylinder der Hülse 74 unter Bildung der Mittelachse schwenkbar.

Die Schwingarme 66 und 72 haben dieselbe Länge und ein Träger 80 ist zwischen jeweiligen Kugelgelenken 76 und 78 vorgesehen. Der Träger 80 kann in Bezug auf die Schwingarme 66 und 72 durch die Kugelgelenke 76 und 78 innerhalb eines zulässigen Bereiches taumeln. Das hydraulische Betätigungsglied 20 wird mit der Mitte des Trägers 80 verbunden. Das hydraulische Betätigungsglied 20 ist in Bezug auf den Träger 80 in der Richtung von vorne nach hinten des Fahrzeuges schwenkbar.

Die Hülse 68, die mit dem Schwingarm 66 verbunden ist, und die Hülse 74, die mit dem Schwingarm 72 verbunden ist, werden in einem horizontalen Verhältnis zueinander an der Fahrzeugkarosserie montiert. Wenn das hydraulische Betätigungsglied 20 den Träger 80 preßt, befinden sich die parallelen Abschnitte 62b und 62c des Einsatzabschnittes 62 in einem horizontalen Verhältnis in Bezug zueinander. Somit berührt das Zylinderelement 12 die Straßenoberfläche parallel, wenn das hydraulische Betätigungsglied 20 eine vorbestimmte ausgefahrene Länge erreicht.

Wie vorstehend beschrieben wurde, wenn die Straßenoberfläche nicht in einer Richtung der Breite des Fahrzeuges schräg ist, berührt das Zylinderelement 12 die Straßenoberfläche über seine gesamte Länge, ohne daß die Hülsen 64 und 70 elastisch deformiert werden. Andererseits, wenn die Straßenoberfläche in einer Richtung der Breite des Fahrzeuges schräg ist, kann das Zylinderelement 12 durch die elastische Deformation der Hülsen 64 und 70 innerhalb eines zulässigen Bereiches geneigt werden. Als ein Ergebnis berührt das Zylinderelement 12 die Straßenoberfläche über seine gesamte Länge, sogar wenn die Straßenoberfläche geneigt ist.

Zusätzlich wird gemäß dem vorstehend beschriebenen Stützarmmechanismus 60 die Anpreßkraft, die von dem hydraulischen Betätigungsglied 20 an den Träger 80 übertragen wird, im wesentlichen gleichwertig an die gegenüberliegenden Enden des Zylinderelementes 12 übertragen. In ähnlicher Art und Weise zu dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen besseren Kontakt mit der Straßenoberfläche über die gesamte Länge des Zylinders.

Nun wird eine Beschreibung eines Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 11 gegeben. Das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist ein bürstenförmiges Zylinderelement anstelle des Zylinderelementes 12 auf, das eine Vielzahl an Vorsprüngen 14 gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat. Die ECU 34 des vorliegenden Ausführungsbeispieles führt die Steuerungsroutine durch, die in Fig. 11 gezeigt ist. Die in Fig. 11 gezeigte Steuerungsroutine ist eine Routine, um ein Aquaplaning zu vermeiden. Diese Steuerungsroutine ist eine Unterbrechungsroutine, die in jeder vorbestimmten Zeitperiode gestartet wird.

Wenn die in Fig. 11 gezeigte Steuerungsroutine gestartet wird, wird in Schritt 200 festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V einen vorbestimmten Schwellenwert Vth überschreitet oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V den Schwellenwert Vth nicht überschreitet, wird bestimmt, daß ein Aquaplaning nicht auftritt, da die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. In diesem Fall endet die Routine ohne Durchführen irgendeines Prozesses. Andererseits, wenn festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V den Schwellenwert Vth überschreitet, wird bestimmt, daß eine Möglichkeit besteht, daß ein Aquaplaning auftreten wird und die Routine schreitet zur Schritt 202 fort.

In Schritt 202 wird festgestellt, ob die Umgebungstemperatur THA größer als Null Grad Celsius (0°C) ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, daß die Umgebungstemperatur THA nicht gleich oder größer als 0°C ist, ist es günstig, einen Prozeß durchzuführen, um ein Rutschen der Räder aufgrund von Schnee oder Eis auf der Straße zu vermeiden. Somit, wenn die Bedingung THA 0°C nicht besteht, endet die Routine ohne dem Durchführen irgendwelcher Prozesse. Andererseits, wenn festgestellt wird, daß die Bedingung THA 0°C besteht, schreitet die Routine zu Schritt 204 fort.

In Schritt 204 wird festgestellt, ob ein Wischerschalter angeschaltet ist oder nicht. Aquaplaning tritt auf, wenn ein Wasserfilm zwischen einem Rad und einer Straßenoberfläche entsteht. Dieses Phänomen tritt allgemein dann auf, wenn es stark regnet. Somit wird in der vorliegenden Routine festgestellt, daß keine Möglichkeit des Aquaplanings besteht, wenn der Wischerschalter abgeschaltet ist. Danach wird kein Prozeß durchgeführt und die Routine wird beendet. Andererseits, wenn festgestellt wird, daß der Wischerschalter angeschaltet ist, schreitet die Routine zu Schritt 206 fort.

In Schritt 206 wird festgestellt, ob die Verlangsamung |G| des Fahrzeuges für die Verlangsamung |dVw/dt|, die in der Drehzahl des Rades 10 erzeugt wird, unzureichend ist oder nicht. Wenn das Rad 10 eine geeignete oder ausreichende Greifkraft während des Bremsbetriebes hat, wird keine große Differenz zwischen der Verlangsamung |G| des Fahrzeuges und der Verlangsamung |dVw/dt| des Rades 10 erzeugt. Dementsprechend ist die Verlangsamung IG des Fahrzeuges für die Verlangsamung |dVw/dt|, die in der Drehzahl des Rades 10 erzeugt wird, unzureichend, und es wird festgestellt, daß das Rad 10 keine geeignete Greifkraft hat. Wenn die Bedingungen der Schritte 200 bis 204 bestehen und wenn festgestellt wird, daß das Rad 10 keine geeignete Greifkraft hat, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel festgestellt, daß Aquaplaning auftritt.

Wenn die Bedingung des Schrittes 206 besteht, schreitet somit die Routine zu Schritt 208 fort, um das bürstenförmige Zylinderelement 12 mit der Straßenoberfläche in Kontakt zu bringen und die Routine wird beendet. In Schritt 208 wird das bürstenförmige Zylinderelement 12 in der gleichen Art und Weise wie jene des Schrittes 106, die in Fig. 5 gezeigt ist, basierend auf dem Ausgabesignal des Fahrzeughöhensensors 40 zur Straßenoberfläche bewegt.

Andererseits, wenn in Schritt 206 festgestellt wird, daß sich das Fahrzeug nicht in einem Verlangsamungsbetrieb befindet oder die Verlangsamung des Fahrzeuges für die Verlangsamung der Radgeschwindigkeit nicht ausreichend ist, wird bestimmt, daß eine geeignete Greifkraft für das Rad 10 aufrechterhalten wird. Somit wird festgestellt, daß kein Bedarf besteht, den Straßenoberflächenzustand zu verändern und die Routine endet, ohne den Prozeß des Schrittes 208 auszuführen.

Wenn das bürstenförmige Zylinderelement 12 gegen die Straße gepreßt wird, wird das in einem Bereich vor dem Rad 10 befindliche Wasser durch das bürstenförmige Zylinderelement 12 weggewischt. Der Wischbetrieb des bürstenförmigen Zylinderelementes 12 ist so, daß die Enden der Bürste die Kratzer oder Nuten zeichnen, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind. Das heißt, daß das bürstenförmige Zylinderelement 12 das Wasser in einer Richtung schräg zur Bewegungsrichtung des Rades 10 wegwischt.

Um das Wasser von der Fläche vor dem Rad 10 wegzuwischen, ist es vorzuziehen, daß die Spur der Enden der Bürste eine Komponente in der Richtung der Breite des Fahrzeuges hat. Diesbezüglich sieht das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Komponente in der Breitenrichtung des Fahrzeuges vor. Somit kann das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß der vorliegenden Erfindung Wasser effizient aus einem Bereich wegwischen, wo sich das Rad 10 bewegt, so daß ein Aquaplaning verhindert wird.

Nun wird eine Beschreibung eines Gerätes zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem fünften erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles gegeben. Das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch Austauschen des Zylinderelementes 12, das in Fig. 1, 6 oder 10 gezeigt ist, durch ein Zylinderelement erreicht, das ein wasserabsorbierendes Material darum gewickelt hat, und daß die Steuerungsroutinen, die in den Fig. 5 und 11 gezeigt sind, durch die ECU 34 durchgeführt werden.

In dem Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das wasserabsorbierende Material haltbar, so daß das wasserabsorbierende Material nicht zerstört wird, wenn das Material gegen die Straßenoberfläche gepreßt wird. Wenn sich das Fahrzeug, das mit dem Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes versehen ist, im Regen bewegt, bestehen die Bedingungen der Schritte 200 bis 206 aus Fig. 11 und somit wird das Zylinderelement, daß das wasserabsorbierende Material hat, vor das Rad 10 gegen die Straßenoberfläche gepreßt. Als ein Ergebnis wird Wasser vor dem Rad 10 durch das wasserabsorbierende Material absorbiert, wobei das Auftreten von Aquaplaning verhindert wird. Das durch das wasserabsorbierende Material absorbierte Wasser wird durch die von der Drehung des Zylinderelementes erzeugte Zentrifugalkraft von dem Material getrennt. Somit kann das wasserabsorbierende Material die Wasserabsorptionsfunktion aufrechterhalten.

Wenn sich das Fahrzeug, das mit dem Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel versehen ist, auf einer gefrorenen oder vereisten Straße bewegt und wenn der Prozeß des Schrittes 102 und 104 aus Fig. 5 oder der Prozeß des Schrittes 108 und 110 aus Fig. 5 besteht, wird das Zylinderelement gegen die Straßenoberfläche gepreßt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das von dem wasserabsorbierenden Material absorbierte Wasser in einem solchen Zustand, wo die Straße gefroren ist, ebenso gefroren. Das auf der Oberfläche des wasserabsorbierenden Materials gefrorene Wasser kann Vorsprünge produzieren, die von dem wasserabsorbierenden Material hervorstehen. Diese Vorsprünge können ähnlich wie die Vorsprünge 14, die auf dem Zylinderelement 12 vorgesehen sind, das in Fig. 1 gezeigt ist, funktionieren. Somit ist das Zylinderelement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Lage, Kratzer oder Nuten, wie sie in Fig. 4 gezeigt sind, wenn die Straße gefroren oder vereist ist, zu bilden.

Das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß der vorliegenden Erfindung kann den Straßenoberflächenzustand verbessern, um ein Auftreten von Aquaplaning auf einer nassen Straßenoberfläche zu verhindern, und ebenso um eine Greifkraft des Rades 10 auf einer gefrorenen oder vereisten Straßenoberfläche zu erhöhen. Somit ist das Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nützlich, um die Bewegung eines Fahrzeuges innerhalb eines großen Bereiches an Bedingungen zu stabilisieren.

Obwohl das Zylinderelement in den vorstehend beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsbeispielen vor dem Antriebsrad 10 vorgesehen ist, kann das Zylinderelement auch vor einem freilaufenden Rad vorgesehen werden.

Ein Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes erhöht einen Reibungskoeffizienten zwischen einem Rad 10 eines Fahrzeuges und einer Straßenoberfläche ohne jegliche sich verbrauchende Materialien. Vor dem Rad 10 des Fahrzeuges ist ein Zylinderelement 12 vorgesehen. Das Zylinderelement 12 ist um eine Drehachse Cr drehbar, die einer Längsmittelinie des Zylinderelementes 12 entspricht. Das Zylinderelement 12 wird gegen eine Straßenoberfläche gepreßt, während es gedreht wird, um eine Veränderung eines Straßenoberflächenzustandes während dem Drehen zu bewirken. Ein Abstützmechanismus 16-24; 18-22, 52; 60 stützt das Zylinderelement 12 so ab, daß die Drehachse Cr des Zylinderelementes 12 parallel zur Straßenoberfläche und geneigt in Bezug auf die Drehachse CW des Rades 10 ist. Vorsprünge 14, Bürsten oder wasserabsorbierendes Material können auf einer Außenoberfläche des Zylinderelementes 12 vorgesehen werden.

Claims (13)

1. Gerät zur Veränderung eines Straßenoberflächenzustandes für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch die folgenden Bauteile:
ein vor einem Rad (10) des Fahrzeuges vorgesehenes Zylinderelement (12), wobei das Zylinderelement (12) um eine Drehachse (Cr) drehbar ist, die einer Längsmittellinie des Zylinderelementes (12) entspricht, und wobei das Zylinderelement (12) gegen eine Straßenoberfläche gepreßt wird, um einen Straßenoberflächenzustand zu verändern, während es gedreht wird; und
einen Abstützmechanismus (16-24; 18-22, 52; 60), der das Zylinderelement so abstützt, daß die Drehachse (Cr) des Zylinderelementes (12) parallel zur Straßenoberfläche und in Bezug auf die Drehachse (CW) des Rades (10) geneigt ist.

2. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützmechanismus einen Bewegungsmechanismus (20, 26-32) zum Bewegen des Zylinderelementes (12) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position oberhalb der ersten Position in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie aufweist, wobei das Zylinderelement (12) die Straßenoberfläche in der ersten Position berührt, und wobei das Zylinderelement in der zweiten Position von der Straßenoberfläche weg beabstandet ist.

3. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsmechanismus einen Preßmechanismus (20, 26-32) zum Pressen des Zylinderelementes (12) gegen die Straßenoberfläche mit einer vorbestimmten Anpreßkraft aufweist.

4. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßmechanismus (20, 26-32) ein hydraulisches Betätigungsglied (20) aufweist.

5. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützmechanismus einen Taumelmechanismus (18, 22, 24) zum Gewähren eines Taumelbetriebes des Zylinderelementes (12) umfaßt.

6. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Taumelmechanismus eine Hülse (18, 22, 24, 20, 64, 68, 70, 72) aufweist, die ein elastisches Element hat, wobei die Hülse Teile des Abstützmechanismus (16-24; 18-22, 52; 60) verbindet.

7. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsmechanismus folgende Bauteile enthält:
eine Bestimmungsvorrichtung (34) zum Bestimmen, ob eine Greifkraft des Rades niedriger als eine vorbestimmte Greifkraft ist; und
eine Regelungsvorrichtung (34) zur Regelung einer Position des Zylinderelementes (12), so daß das Zylinderelement (12) in eine erste Position bewegt wird, wenn festgestellt wird, daß die Greifkraft des Rades niedriger als die vorbestimmte Greifkraft ist.

8. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß Anspruch 7, desweiteren aufweisend einen Beschleunigungssensor (38) zur Erfassung einer Veränderungsrate der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges, und einen Raddrehzahlsensor (42) zur Erfassung einer Drehzahl des Rades, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bestimmung der Bestimmungsvorrichtung auf einer Differenz zwischen der Veränderungsrate der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges und einer Veränderungsrate der Drehzahl des Rades (10) basiert.

9. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß Anspruch 8, desweiteren aufweisend einen Temperatursensor (36) zum Erfassen einer Umgebungstemperatur außerhalb des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bestimmung der Bestimmungsvorrichtung desweiteren auf einer Temperatur, die von dem Temperatursensor (36) erfaßt wurde, basiert.

10. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderelement (12) Vorsprünge (14) aufweist, die von einer Außenfläche des Zylinderelementes vorstehen.

11. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderelement (12) Bürsten umfaßt, die sich von einer Außenseite des Zylinderelementes aus erstrecken.

12. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderelement (12) wasserabsorbierendes Material umfaßt, das um eine Außenseite des Zylinderelementes gewickelt ist.

13. Gerät zur Veränderung des Straßenoberflächenzustandes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderelement (12) ein elastisches Material ist, das deformiert wird, um einer Form der Straßenoberfläche zu folgen, wenn das Zylinderelement (12) gegen die Straßenoberfläche gepreßt wird.