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Vorrichtung zum Warnen vor Straßen glätte Pie Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Warnen des Fahrers eines Kraftfahrzeuges vor Straßenglätte.
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Bekannte Vorrichtung dieser Art (DT-OS 1 906 330, DT-GM 7 218 872)
stellen die Straßentemperatur bzw. die Temperatur in der Nähe der Straßenoberfläche
und gegebenenfalls die relative Luft feucht igkeit fest, um aus diesen Werten Rückschlüsse
auf eine mögliche GlSttebildung zu ziehen. Der Nachteil dieser Systeme ist, daß
keine Aussage darüber gemacht werden kann, ob die Straße tatsächlich glatt ist.
Es wird lediglich angezeigt, daß die Voraussetzungen für eine Glatteisbildung gegeben
sind.
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Andere bekannte Vorrichtungen dieser Art (DU-OS 1 936 255, DD-OS 2
229 386) verwenden ein am Fahrzeug befestigtes, mit der Straßenoberfläche in Beruhrung
stehendes zusätzliches Organ, welches mit Mitteln versehen ist, die auf ender gen
der Adhäsion dieses Organs
an der Straßenoberfläche ansprechen.
Verwendet wird beispielsweise ein durch einen Haltearm mit der Fahrbahnoberfläche
der Straße in Beruhrung gehaltener Gleitschuh, wobei die durch die Reibung des Gleitschuhs
auf der Oberfläche hervorgerufene Zugkraft gemessen und als Maß für die Adhäsion
zwischen Gleitschuh und Fahrbahnoberfläche verwendet wird. Üblich ist es auch, anstelle
eines solchen Gleitschuhs eine Rolle oder ein Schlepprad zu verwenden, welches unter
der Einwirkung verschiedener Federn auf der Straßenoberfläche abrollt. Entweder
wird die durch die Federn bedingte, infolge des Zustandes der Straßenoberfläche
mehr oder weniger wirksame Abbremsung des Schlepprades oder das mehr oder weniger
starke seitliche Ausschwenken des Schlepprades als Maß für die Adhäsion zwischen
Straße und Schlepprad ausgewertet.
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Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen ist, daß ein zusätzlicher
Gleitschuh bzw. ein zusätzliches Schlepprad erforderlich ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art in der Weise auszugestalten, daß sie eine eindeutige Aussage über
die herrschende Straßenglätte macht, ohne daß dazu ein zusätzlicher Gleitschuh oder
ein zusätzliches Schlepprad erforderlich wird.
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Ausgehend von der Erkenntnis, daß der Schlupf zwischen Rad und Fahrbahn
bei einem angetriebenen Rad des Kraftfahrzeuges stets zumindest etwas größer ist
als bei einem nicht angetriebenen, frei mitlaufenden Rad und daß sich dieser Schlupf
mit zunehmender Straßenglätte beim angetriebenen oder abgebremsten Rad erheblich
stärker vergrößert als beim frei mitlaufenden Rad, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß sowohl mit den angetriebenen als auch mit den nicht angetriebenen
Rädern des Kraftfahrzeuges direkt oder indirekt ein ihre Drehzahl und/oder ihre
Beschleunigung und Verzögerung erfassendes Meßgerät verbunden ist, daß die beiden
Meßgeräte ausgangsseitig im suptrahierenden Sinne miteinander verbunden sind und
daß der sich ergebende Differenzausgangswert, der ein Maß für den unterschiedlichen
Schlupf
zwischen den Rädern und der Straße und somit für die Straßenglätte ist, dem Eingang
einer Anzeige- und/oder Warneinrichtung zugeführt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den wesentlichen Vorteil auf,
daß nur tatsächlich vorhandene Straßenglätte zur Anzeige gelangt. Da die erfaßte
Drehzahl, 3eschleunigungs- oder Verzögerungsdifferenz der Räder bei trockener, griffiger
Straße normalerweise etwa gleich Null ist, spricht die Anzeige- und/oder Warneinrichtung
auf solchen Straßen nicht an, selbst dann nicht, wenn die Temperatur bereits in
der Nähe des Gefrierpunktes liegt. Erst auf glatten Straßen (Eisglätte, Schneeglätte,
Straßennässe, Straßenverschmutsung) wird die Drehzahl und die Beschleunigung der
angetriebenen Fahrzeugräder wegen des steigenden Schlupfes spürbar höher als die
der nicht angetriebenen Fahrzeugräder. Im Schubbetrieb kehren sich diese Verhältnisse
natürlich um. Dann wird die Drehzahl der angetriebenen Fahrzeugräder spürbar niedriger
und ihre Verzögerung spürbar größer als die der nicht angetriebenen Fahrzeugräder.
Die erfaßten Differenzwerte werden auf glatten Straßen also spürbar größer, so daß
die angeschlossenen Anzeige- und/oder Warneinrichtungen je nach ihrem eingestellten
Ansprechwert früher oder später ein entsprechendes Warnsignal abgeben. Erfaßt wird
die Straßenglätte als solche. Eine Beschränkung auf Schnee- oder Eisglätte besteht
nicht.
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Anhand eines einfachen Ausführungsbeispiels werden die Erfindungen
und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Eraftfahrzeug
mit den beiden angetriebenen Rädern 1 und den beiden nicht angetriebenen, frei mitlaufenden
Fahrzeugrädern 2. Mit 3 ist der Fahrzeugmotor und mit 4 das Fahrzeuggetriebe bezeichnet.
Sowohl mit den angetriebenen Fahrzeugrädern 1 als auch mit den nicht angetriebenen
Rädern 2 ist ein Meßgerät 8 bzw. 9 verbunden, mit dem ihre Drehzahl und/oder ihre
Beschleunigung und Verzögerung erfaßt wird. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich
jeweils um einen elektrischen Tachogenerator,
dessen Ausgangsspannung
der Drehzahl proportional ist. Der die Drehzahl der nicht angetriebenen Räder 2
erfassende Tachogenerator 9 ist über eine Tachowelle 5 direkt mit den Rädern 2 verbunden.
Der die Drehzahl der angetriebenen Räder 1 erfassende Tachogenerator 8 ist dagegen
über eine Tachowelle 6 am Fahrzeuggetriebe 4 angekoppelt.
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Vorzugsweise wird dafür der Abzweig für den üblichen Tachometerwellenantrieb
verwendet. Um das Meßwertniveau der beiden Tachogeneratoren 8 und 9 einander anzupassen,
ist zwischen dem Tachogenerator 8 und dem Fahrzeuggetriebe 4 ein Zwischengetriebe
7 eingeschaltet, so daß das Drehzahlniveau der beiden Tachogeneratoren trotz ihres
unterschiedlichen Abgriffs am Fahrzeug übereinstimmt. Selbstverständlich wäre es
auch möglich, statt des Tachogenerators 8 den Tachogenerator 9 über ein Zwischengetriebe
anzutreiben. Die beiden elektrischen Tachogeneratoren 8 und 9 bilden zusammen mit
einer Anzeige- und/oder Warnvorrichtung 10, 10', 11 einen geschlossenen elektrischen
Stromkreis.
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Ihre Ausgänge sind dabei gegensinnig, d. h. im subtrahierenden Sinne
in Reihe geschaltet. An der Anzeigevorrichtung 10 bzw. 10' und der Warnvorrichtung
11 steht somit die Differenz der Ausgangswerte der beiden Tachogeneratoren 8 und
9 an. Diese Differenz entspricht der Drehzahldifferenz zwischen den angetriebenen
Rädern 1 und den nicht angetriebenen Rädern 2. Die elektrische Anzeige- und/oder
Warneinrichtung besteht aus einer Lampenanordnung 10 mit verschiedenofarbigen Leuchtfeldern
10a, 10b und 10c, welche unterschiedlich hohe Ansprechempfindlichkeiten besitzen.
Anhand des Aufleuchtens der einzelnen Leuchtfelder kann der Fahrzeugführer leicht
erkennen, in welchem Zustand sich die Straße befindet, weil die einzelnen Leuchtfelder
bei unterschiedlich hohen Differenzwerten, d. h. bei unterschiedlich glatten Straßen,
aufleuchten. Im Ausführungsbeispiel ist dem Leuchtfeld lÖc, welches bei gefährlicher
Glätte aufleuchtet, eine akustische Warneinrichtung 11 parallel geschaltet, so daß
neben dem optischen noch ein akustisches Warnsignal abgegeben wird. Angedeutet ist
im übrigen, daß anstelle einer Anzeigevorrichtung mit verschiedenen Leuchtfeldern
auch ein übliches Anzeigegerät 10' mit einer entsprechenden Skaleneinteilung verwendet
werden kann.
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Zwischen den angetriebenen und nicht angetriebenen Fahrzeugrädern
treten auch bei trockener, griffiger Straße geringe Drehzahldifferenzen auf, unter
anderem weil der statische Halbmesser dieser Räder verschieden groß ist. Dies tritt
vor allem wegen der verschiedenen Luftdrücke und der verschiedenen Achslasten auf.
Um diese geringe Drehzahldifferenz auszugleichen, ist im Ausführungebeispiel ein
Potentiometer 12 vorgesehen.
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Die von den Meßgeräten 8 und 9 erfaßte Differenzdrehzahl ist nicht
nur abhängig von der Straßenglätte, sondern im gewissen Umfange auch von den an
den Antriebsrädern angreifenden Drehmomenten. Ein höheres Drehmoment bewirkt in
der Regel eine höhere Differenzdrehzahl, weil das angetriebene Rad in diesem Falle
leichter zum Durchdrehen neigt.
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Das Drehmoment ist bekanntlich in den unteren Gängen größer als in
den oberen Gängen. Andererseits findet der Fahrbetrieb zu über 90 ffi in den oberen
beiden Gängen (4-Gang-Getriebe) statt. Es kann daher von Vorteil sein, die erfindungsgemäße
Glätte-Warn- und Anzeigevorrichtung nur einzuschalten, wenn die oberen Gänge eingelegt
sind.
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Zu diesem Zweck ist im Ausführungsbeispiel ein mechanisch mit den
Schalthebel, dem Schaltgetriebe o. ä. verbundener elektrischer Eontaktschalter 14
vorgesehen. Dieserist zur Anzeigevorrichtung 10, 10' und zur Warneinrichtung 11
elektrisch in Reihe geschaltet und verbindet diese erst dann mit den Meßgeräten
8 und 9, wenn einer der höheren Gänge des Getriebes eingeschaltet ist. Im Ausführungsbeispiel
bedeutet dies, daß der Schalter 14 beim Einlegen der höheren Gänge geschlossen wird.
Die mechanische Kopplung dieses Schalters mit dem Schalthebel oder dem Schaltgetriebe
ist nicht weitEr dargestellt.
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Es liegt auf der Hand, daß sich die Drehzahlen der gelenkten und der
nicht gelenkten Räder bei besonders starken Lenkeinschlägen voneinander unterscheiden,
daß also Drehzahldifferenzen auftreten. Dies könnte unter Umständen zu einer Fehlanzeige
der Warnvorrichtung führen.
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In der Regel sind die tatsächlich auftretenden Kurvenradien jedoch
so groß, daß die dadurch bedingten Differenzdrehzahlen für die Anzeige
unerheblich
sind. Im Ausführungsbeispiel ist eine Möglichkeit vorgesehen, um die Anzeige- und
Warnvorrichtung in extrem engen Kurven unwirksam zu machen. Zu diesem Zweck ist
ein mechanisch mit dem Lenksystem, d. h. mit dem Lenkrad, dem Lenkgetriebe oder
dem Lenkgestänge verbundener elektrischer Kontaktschalter 13 vorgesehen, der ebenfalls
elektrisch zur Anzeige- und/oder Warneinrichtung 10, 10', 11 in Reihe geschaltet
ist und diese von den Meßgeräten, d. h. den Tachogeneratoren 8 und 9 trennt, wenn
die lenkbaren Räder des Kraftfahrzeuges stark eingeschwenkt sind. Das bedeutet,
daß der normalerweise geschlossene Kontaktschalter 13 geöffnet wird. Die mechanische
Kopplung dieses Schalters mit dem Lenksystem ist wiederum nicht näher dargestellt.
Die in der Figur dargestellten Kontaktschalter 13 und 14 können natürlich auch jeweils
Teil eines elektrischen Relais sein, welches über ein mit dem Schaltgetriebe o.
ä. bzw. mit dem Lenksystem mechanisch gekoppelten Kontaktschalter erregt wird. In
Reihe zur Anzeige- und/oder Warnvorrichtung 10, 10' und 11 ist darüber hinaus noch
ein Widerstand 15 geschaltet, mit dessen Hilfe die Ansprechempfindlichkeit der Anzeige-und/oder
Warnvorrichtung in Abhängigkeit von den eingelegten Gängen umgeschaltet werden kann.
Dies geschieht mit Hilfe eines parallel zu diesem Widerstand liegenden Schalter
16, der beispielsweise beim Einlegen des 4. Ganges geschlossen wird und so den Widerstand
15 kurzschließt. Die Umschaltung der Ansprechempfindlichkeit der Anzeige- und/ oder
Warneinrichtung kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, um zu berücksichtigen, daß
die Drehmomente in den einzelnen Gängen unterschiedlich hoch sind. Zur Wahrnehmung
kürzerer Glättebildungen (Straßenbrücken, schattige Stellen) kann es sinnvoll sein,
die Waruvorrichtung 11 und das Leuchtfeld 10 c der Anzeigevorrichtung 10 über ein
Zeitrelais anzusteuern, um die Anzeige und die Warnung für eine etwas längere Zeit
aufrechtzuerhalten.
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Im Ausfuhrungsbeispiel werden zur Erfassung der Drehzahlen der angetriebenen
und der nicht angetriebenen Fahrzeugräder elektrische Tachogeneratoren verwendet.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die Verwendung solcher Tachogeneratoren beschränkt.
Geeignet sind alle Meßgeräte, die einen der Drehzahl proportionalen Ausgangswert
liefern.
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So ist es beispielsweise möglich, als Meßgeräte elektrische Impulsgeneratoren
zu verwenden, deren Ausgangsfrequenz der Drehzahl proportional ist. Die Weiterverarbeitung
der durch diese Impulsgeneratoren gelieferten Ausgangswerte könnte entweder digital
oder -nach einer entsprechenden Umformung- analog erfolgen. Im letzteren Fall mußte
die Ausgangs spannung der Impulsgeneratoren -gegebenenfalls nach ihrer Gleichrichtung-
einem elektrischen-Glättungskreis zugeführt werden, so daß eine Gleichspannung entstünde,
deren Mittelwert der Ausgangsfrequenz des Impulsgenerators und damit der Drehzahl
entspräche.
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Es leuchtet ein, daß statt der Drehzahl der Räder auch deren Beschleunigung
bzw. Verzögerung (Schubbetrieb) erfaßt und ausgewertet werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den wesentlichen Vorteil auf-,
daß sie nur wirklich vorhandene Straßenglätte zur Anzeige bringt. Der Aufwand für
ihre Realisierung ist relativ gering. Dieser an sich schon geringe Aufwand wird
weiter verringert, wenn diese Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird,
in welchem ein sogenanntes Antiblockiersystem verwendet wird. In solchen Fällen
kann die Vorrichtung erfindungsgemäß mit diesem Antiblockiersystem kombiniert werden,
und zwar in der Weise, daß eine gemeinsame Erfassung des Drehzahldifferenzwertes
oder aber des 3eschleunigungs- und Verzögerungsdifferenzwertes vorgenommen wird.
Dieser Differenzwert wird sowohl der Anzeige- und/oder Warneinrichtung als auch
dem Antiblockiersystem zugeführt.