DE3327240C2

DE3327240C2 -

Info

Publication number: DE3327240C2
Application number: DE19833327240
Authority: DE
Inventors: Juergen 2080 Pinneberg De Grassmuck
Original assignee: Ffg Fahrzeugwerkstaetten Falkenried 2000 Hamburg De GmbH
Current assignee: Ffg Fahrzeugwerkstaetten Falkenried 2000 Hamburg De GmbH
Priority date: 1982-08-18
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1988-03-10
Also published as: DE3327240A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Knickstabilität von Straßenfahrzeugen mit mehr als zwei durch je eine Gelenkeinheit verbundenen Fahrzeugteilen.

Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-OS 30 04 409) soll zur Verbesserung der Fahrstabilität eines Gelenkzugs mit einem Dämpfungswiderstand zur Dämpfung von Gelenkwinkeländerungen der Dämpfungswiderstand unabhängig von Gelenkwinkeländerungen veränderlich sein. Hierzu wird der Dämpfungswiderstand bei Überschreiten einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit vergrößert. Der Soll-Gelenkwinkel wird durch eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Schwellwertkurve bestimmt. Wenn der Ist-Gelenkwinkel den Soll-Gelenkwinkel übersteigt, wird das Gelenk gesperrt. Diese Vorrichtung ist jedoch für den Einsatz bei Mehrgelenkfahrzeugen ungeeignet, da sie zu träge reagiert und bei Überschreiten der Knickgrenze des Fahrzeugs bereits so viel Energie aufgenommen hat, daß die hydraulische Einrichtung das Fahrzeug nicht mehr unter Kontrolle halten kann.

Eine weitere Vorrichtung ist durch die DE-OS 24 20 203 bekannt. Bei dieser wird bei Erreichen eines vom Lenkeinschlag vorgegebenen maximalen Gelenkwinkels oder bei einer nicht kontinuierlichen Knickwinkeländerung eine nur in einer Richtung wirkende Gelenksperre betätigt. Diese Vorrichtung hat bereits bei Eingelenkfahrzeugen den Nachteil, daß ein Schleudern aus der Kurvenfahrt heraus bis zur Überschreitung der Nullinie möglich ist und nicht unterbunden werden kann. Um dieses zu verhindern, ist daher vorgesehen worden, in Verbindung mit der Gelenkwinkel-Regeleinrichtung ein Abbremsen des linken oder rechten Antriebsrades zu ermöglichen, um durch ein Moment um die Hochachse ein Strecken des Eingelenkfahrzeugs zu erreichen (vgl. ZS "Lastauto, Omnibus", Nr. 10, 1975, S. 74). Da auch bei dieser Ausführung korrigierende Maßnahmen erst ausgeführt werden, wenn die Knickgrenze für die stationäre Kreisfahrt überschritten ist, hat das Heck des Fahrzeugs aufgrund des Zeitverzugs kinetische Energie aufgenommen, die vernichtet werden muß. Bereits bei Eingelenkfahrzeugen können aus diesem Grund bei höheren Geschwindigkeiten Instabilitäten auftreten, die von der Regeleinrichtung nicht mehr ausgeglichen werden können. Für Mehrgelenkfahrzeuge ist diese Vorrichtung aus den gleichen Gründen ungeeignet wie die oben beschriebene.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Regelung der Knickstabilität bei Mehrgelenkfahrzeugen aufzuzeigen, durch die eine schnelle und präzise Regelung der Knickstabilität möglich ist, so daß auch bei schneller Fahrt ein stabiler Fahrzustand gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben und nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein bekanntes Eingelenk-Straßenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Gelenkeinheit in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 2 ein Zweigelenk-Straßenfahrzeug mit erfindungsgemäßen Gelenkeinheiten in einer schematischen Draufsicht.

Fig. 2a ein Mehrgelenk-Straßenfahrzeug mit erfindungsgemäßen Gelenkeinheiten in einer schematischen Draufsicht,

Fig. 2b den hinteren Teil eines Mehrgelenk-Straßenfahrzeugs mit Darstellung des Lenkwinkels,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Gelenkeinheit in einer schematischen Ansicht,

Fig. 3a ein Diagramm zur Veranschaulichung der Bedingungen zu der Bremsung des kurveninneren Rades der dem Gelenk nachlaufenden Achse,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Ausbildung der hydraulischen Steuereinrichtung der Gelenkeinheit nach Fig. 3 als aktive Steuerung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausbildung einer hydraulischen Steuereinrichtung für eine Gelenkeinheit als passive Steuerung,

Fig. 6 ein Flußdiagramm der elektronischen Recheneinrichtung der Gelenkeinheit nach Fig. 3 für eine aktive instationäre Gelenkwinkelsteuerung für Mehrgelenk-Straßenfahrzeuge,

Fig. 7 ein Flußdiagramm des Unterprogramms der elektronischen Recheneinrichtung für einen stationären und instationären Fahrzustand,

Fig. 8 ein Flußdiagramm des Unterprogramms der elektronischen Recheneinrichtung für eine aktive Steuerung bei instabilem oder stabilem Fahrzustand,

Fig. 9 ein Flußdiagramm des Unterprogramms der elektronischen Recheneinrichtung für eine passive Steuerung bei instabilem oder stabilem Fahrzustand,

Fig. 10 ein Beispiel für das in einen nichtflüchtigen Speicher des Mikroprozessors einzulesende Kennfeld der Gelenkwinkeländerungen,

Fig. 11 eine beispielhafte Darstellung für das in einen nichtflüchtigen Speicher des Mikroprozessors einzulesende Kennfeld des Lenkwinkels α₂ als Funktion des Lenkwinkels α₁ und des Gelenkwinkels β₁.

In den Fig. 1, 2 und 2a ist ein Eingelenk-Straßenfahrzeug 1, ein Zweigelenk-Straßenfahrzeug 2 und ein Mehrgelenkstraßenfahrzeug 2 a in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Sie weisen einen vorderen Fahrzeugteil 3 auf, an dem ein Nachläufer 4 bzw. zwei Nachläufer 4, 5 bzw. mehrere Nachläufer 4, 5, 5 . . . angeordnet sind. Die Verbindung des vorderen Fahrzeugteils 3 mit den Nachläufern 4, 5 erfolgt durch Drehgelenke 14, 15. Seitlich der Drehgelenke 14, 15 sind faltenbalgartige Verbindungswände 6 angeordnet, die die einzelnen Fahrzeugteile miteinander verbinden und sich bei Gelenkbewegungen des Eingelenk-Straßenfahrzeuges 1, des Zweigelenk-Straßenfahrzeugs 2 bzw. des Mehrgelenk-Straßenfahrzeugs 2 a verformen. Die Nachläufer 4, 5 weisen jeweils eine Achse 8, 9 mit festen Fahrzeugrädern 13 auf. Der vordere Fahrzeugteil weist feste Fahrzeugräder 13 an einer hinteren Achse 10 und lenkbare Fahrzeugräder 12 an der Vorderachse 11 auf. Bei einer Kurvenfahrt besteht zwischen den lenkbaren Fahrzeugrädern 12 der Vorderachse 11 und der Hinterachse 10 der Lenkwinkel α₁. Die Lenkwinkel α₂, α₃ . . . α _n werden zwischen der Längsachse des in Fahrtrichtung nachlaufenden Fahrzeugteiles und der Zugrichtung am Gelenkpunkt bestimmt. Sie können durch Sensoren gemessen werden. Es ist möglich, die Lenkwinkel α _i+1 als Funktion der Variablen α₁, β₁; . . . α _n-1, β _n-1; der konstanten Fahrzeugabmessungen und der vorbestimmten Fahrstrecke Δ s zu bestimmen. Diese Daten für einen Fahrzeugtyp pro Gelenkeinheit können zur Bestimmung der Lenkwinkel α _i+1 einmal berechnet in einem Kennfeld zusammengefaßt und in einen nichtflüchtigen Speicher eingegeben werden. Durch diese Lösung können die Sensoren zur Messung der Lenkwinkel α _i+1 . . . α _n eingespart werden. Zur Messung des Lenkwinkels α₁ kann ein Hebelgetriebe vorgesehen werden, das von den Übertragungselementen zwischen Lenkstockhebel und Rädern betätigt wird. Das Hebelgetriebe ist zweckmäßigerweise ins Schnelle übersetzt. Eine Unsymmetrie der Kinematik der Übertragungselemente zwischen dem Anlenkpunkt des Hebelgetriebes und den gelenkten Rädern wird ausgeglichen.

Während der Fahrt können Zustände auftreten, die zum Flattern des Vergleichsreglers führen. Diese Zustände werden dadurch hervorgerufen, daß zwei Spannung der beiden Potentiometer um den gleichen Mittelwert schwingen. Ursächlich hierfür ist, daß der Fahrer das Lenkrad niemals absolut ruhig halten kann, der Gelenkwinkel aufgrund unebener Fahrbahn nicht absolut konstant bleibt und außerdem Erschütterungen des Fahrzeuges mechanische Schwingungen zwischen den Potentiometern und dem Angriffspunkt des Hebelgetriebes erzeugen. Durch eine Übersetzung ins Schnelle werden bei gleichem Betätigungsweg der Lenkung größere Winkeländerungen und damit größere Spannungsänderungen der Potentiometer erreicht. Dieses setzt die Empfindlichkeit gegenüber den Flattererscheinungen herab.

Bei einer Kurvenfahrt tritt an jedem Drehgelenk 14, 15 ein Gelenkwinkel β₁, β₂ bzw. β _n auf. Der Gelenkwinkel β₁ ist der Winkel, der bei einer Kurvenfahrt des Eingelenk-Straßenfahrzeugs 1, des Zweigelenk-Straßenfahrzeugs 2 bzw. des Mehrgelenk-Straßenfahrzeugs 2 a zwischen der Längsachse 16 des vorderen Fahrzeugteils und den Längsachsen 17 des Nachläufers ausgebildet wird. Der Gelenkwinkel β₂ bzw. β _n ist der Winkel, der bei der Kurvenfahrt des Zweigelenk-Straßenfahrzeugs bzw. des Mehrgelenk-Straßenfahrzeugs 2 a zwischen den Längsachsen 17, 17 der Nachläufer gebildet wird. Die Gelenkwinkel können mittels Sensoren gemessen werden, die durch Hebelgetriebe betätigbar sind. Die Hebelgetriebe übersetzen ins Schnelle oder aber weisen ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 auf. Jedes der Drehgelenke 14, 15 ist mit einer Gelenkeinheit 20, 21 versehen. Aufgrund der weiter unten beschriebenen konstruktiven Merkmale eignet sich die Gelenkeinheit 20 insbesondere für ein Drehgelenk 14 eines Eingelenk-Straßenfahrzeugs 1, während die Gelenkeinheit 21 vorzugsweise bei Drehgelenken 15 von Zweigelenk-Straßenfahrzeugen 2 bzw. von Mehrgelenk-Straßenfahrzeugen 2 a Anwendung findet.

Die erfindungsgemäße Regelung der Knickstabilität ist auch bei Mehrgelenk-Straßenfahrzeugen möglich, von denen eins schematisch in Fig. 2a dargestellt ist. Fig. 2b zeigt den hinteren Teil eines Mehrgelenk-Straßenfahrzeugs 2 a mit einer Darstellung des Lenkwinkels α₂, α₃ . . . α _n. Die Zugrichtung ist am Gelenkpunkt des hinteren Teils des Mehrgelenk-Straßenfahrzeugs dargestellt. Sie ergibt sich aus der Verbindungslinie der Gelenkpunkte vor und nach der Fahrstrecke Δ s. Da der Gelenkpunkt über die Hinterachse des "vorlaufenden" Fahrzeuges hinausragt, schwenkt der Gelenkpunkt entgegen der Kurvenrichtung aus.

In Fig. 3 ist eine Gelenkeinheit 20, 21 schematisch dargestellt. Sie besteht aus hydraulisch doppelt wirkenden Zylindern 36, 37, die mittig am Querträger vor dem Gelenk 35 angeordnet sind. Der Abstand der Anlenkpunkte 24, 25 der Zylinder 36, 37 am Querträger ist gering gehalten, da sich die Kraftkomponenten in Längsrichtung des Fahrzeugs subtrahieren. Die Kolbenstangen greifen an den Querträger des Drehkranzes an. Die Zylinder 36, 37 sind mit einer hydraulischen Steuereinrichtung 26, 27 verbunden, deren Schaltglieder mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 31 in Abhängigkeit von Fahrzeugtyp und Fahrzustand betätigbar sind. Die elektronische Recheneinrichtung 31 weist einen Mikroprozessor 33 auf, der mit einem nichtflüchtigen Speicher 32 verbunden ist. Ferner ist der Mikroprozessor 33 mit einer Stell- und Prüfeinrichtung 34 verbunden. Mittels dieser kann der Mikroprozessor 33 gegebenenfalls programmiert werden. Es ist auch möglich, über die Stell- und Prüfeinrichtung 34 die Gelenkeinheit 20, 21 zu Wartungszwecken einer Diagnose zu unterziehen. Darüber hinaus kann der Speicher 32 über die Stell- und Prüfeinrichtung 34 mit Daten belegt werden. Während die hydraulische Steuereinrichtung 26 der Gelenkeinheit 20 mit einer Druckerhöhungspumpe 28 und einem Fluidsammler 29 verbunden ist, entfallen diese Elemente bei der hydraulischen Steuereinrichtung 27 der Gelenkeinheit 21.

In Fig. 3a ist über einer Fahrstrecke die Abhängigkeit des Gelenkwinkels vom Lenkwinkel aufgetragen. Da die Kraftrichtung des bremsenden Rades ein Moment erzeugt, das den Gelenkwinkel verkleinern will, wird die Bremsung nur dann wirksam, wenn dieses den stabilen Fahrzustand wiederherzustellen ermöglicht. Zusätzlich zu den vorbestimmten hydraulischen Funktionen werden die Radbremsen der kurveninneren Räder dann betätigt, wenn bei einem Gelenkwinkel "nach rechts" das Gelenk zu weit nach rechts oder bei einem Gelenkwinkel "nach links" das Gelenk zu weit nach links knickt. Dieses erfolgt insbesondere bei einem Knicken eines Gelenkes 35 über einen vorbestimmten Gelenkwinkel β _i hinaus, wobei zusätzlich zu den Sperrventilen 38, 39 oder den Entspannungsventilen 46, 47 die Radbremsen der kurveninneren Räder an der dem jeweiligen Gelenk 35 nachlaufende Achse betätigt werden. Hierdurch ist eine funktionale Verbindung mit an sich bekannten Antiblockiersystemen möglich.

Wie in Fig. 4 dargestellt, besteht die hydraulische Steuereinrichtung 26 aus einem Steuerblock, in dem Dämpfungsventile 40, 42, Sperrventile 38, 39, Entspannungsventile 46, 47 und Druckbegrenzungsventile 52, 53 angeordnet sind. Die Dämpfungsventile 40, 42, Sperrventile 38, 39 und Entspannungsventile 46, 47 sind als Magenventile ausgebildet und weisen zu Betätigung von dem Mikroprozssor 33 ansteuerbare Stellglieder 45, 44, 48 auf. Zur Druckversorgung ist eine Druckerhöhungspumpe 28 vorgesehen, die in einer Druckleitung 75 ausgebildet ist, welche ein Rückschlagventil 66 aufweist und mit dem Fluidsammler 29 verbunden ist. An dem anderen Endabschnitt der Druckleitung 75 ist ein Druckspeicher 30 angeordnet, der für einen Druck von z. B. 220 bar ausgebildet sein kann. An diese Druckleitung 75 schließt sich eine weitere Druckleitung 54 an, die in das Gehäuse 76 der hydraulischen Steuereinrichtung 26 eingeführt ist und in Leitungsabschnitte 56 übergeht. An diesen Leitungsabschnitten ist in Beipaßleitungen jeweils ein Dämpfungsventil 40, 42 angeordnet, das jeweils als Zwei/Zweiwegventil ausgebildet ist. In den Leitungsabschnitten 56 sind jeweils parallel zu den Dämpfungsventilen 40, 42 Drosseln 41, 43 angeordnet.

An dem Endabschnitt des einen Leitungsabschnitts 56 ist eine Verzweigung 57 ausgebildet, an der zwei Anschlußleitungen 60, 61 parallel zueinander angeschlossen sind. In jeder der Anschlußleitungen 60, 61 befindet sich ein Rückschlagventil 58, 59 sowie ein Sperrventil 38, 39. Die Sperrventile 38, 39 sind ebenfalls als Zwei/Zweiwegeventile ausgebildet. Am Ausgang der Sperrventile 38, 39 ist an die Anschlußleitung 60, 61 eine Beipaßleitung 62, 63 mit einem Rückschlagventil 64, 65 angeschlossen, die vor den Dämpfungsventilen 40, 42 mit dem einen Leitungsabschnitt 56 verbunden sind. Die Anschlußleitung 60, 61 ist mit einer Druckleitung 67, 68 verbunden, in der ein Entspannungsventil 46, 47 eingebaut ist. Zwischen den Entspannungsventilen 46, 47 und den hydraulischen Zylindern 36, 37 ist an die Druckleitungen 67, 68 eine Abzweigleitung 50, 51 mit einem Druckbegrenzungsventil 52, 53 angeschlossen. Diese Abzweigleitungen 50, 51 sind zu einem Kreis geschlossen und über eine Rücklaufleitung 79 mit dem Fluidsammler 29 verbunden. Ebenso ist jedes Entspannungsventil 46, 47 mit einem Ausgang über eine Verbindungsleitung 77, 78 an die Abzweigleitung 50, 51 angeschlossen. Die Druckleitung 67 ist mit der Druckkammer 71 der Kolbenoberseite des Zylinders 36 und über eine Verzweigungsleitung 70 mit der Druckkammer 74 der Kolbenunterseite des Kolbens des Zylinders 37 verbunden. Die andere Druckleitung 68 ist an die Druckkammer 72 der Kolbenoberseite des Zylinders 37 und über die Verzweigungsleitung 69 an die Druckkammer 73 der Kolbenunterseite des Zylinders 36 angeschlossen. Durch diese Schaltung ist sichergestellt, daß sich beim Einknicken des Gelenks die hydraulischen Ströme addieren.

Wie in Fig. 5 dargestellt, weist die hydraulische Steuereinrichtung 27 keine Entspannungsventile 46, 47 mit Verbindungsleitung 77, 78 auf. Darüber hinaus entfällt der Fluidsammler 29 und die Druckerhöhungspumpe 28. Der Druckspeicher 30 a kann für wesentliche niedrigere Drücke wie z. B. 11,5 bar ausgelegt sein. Da die hydraulische Steuereinrichtung wegen Fortfall eine hydraulischen Druckerzeugungseinrichtung nur eine passive Steuerung durchführen kann, können auch die hydraulischen Verbindungen zu den Zylindern 36, 37 sowie die Druckbegrenzungsventile 52, 53 angepaßt werden. Demgegenüber ist mit der hydraulischen Steuereinrichtung 26 eine aktive Gelenksteuerung möglich. Bei Ansteuerung der Entspannungsventile 46, 47 wird der Vorspanndruck der hydraulischen Zylinder 36, 37 einseitig entspannt. Der anstehende Vorspanndruck der anderen Kolbenseite übt die aktive Drehmomentenwirkung auf das Gelenk 35 aus. Durch den Einsatz der gespeicherten Energie kann somit ein stabiler Fahrzustand noch wirksamer bekämpft werden. Bei Ansteuerung der Sperrventile 38, 39 wird die Bewegung des Gelenkes 35 jeweils in eine Richtung gesperrt. Bei Ansteuerung der Dämpfungsventile 40, 42 werden durch die Verdrängung des Volumens von einer Kolbenseite auf die andere die Drosseln 41, 43 wirksam. Die Durchfluß-Querschnitte der Drosseln 41, 43 sind so gewählt, daß die Vernichtung der Energie den Geschwindigkeitsbereichen von z. B. 9 bis 70 km/h und 70 km/h bis Höchstgeschwindigkeit entspricht. Bei Dämpfung für den Geschwindigkeitsbereich von 70 km/h bis Höchstgeschwindigkeit bleibt die Dämpfung I (für den Geschwindigkeitsbereich von 9 bis 70 km/h) eingeschaltet.

Die Entspannungsventile 46, 47 werden nur bei instabilem Fahrzustand (Schleudern) wirksam. Da dieser Zustand sehr selten auftritt, wird die Einschaltdauer der Druckerhöhungspumpe und damit der Energieverbrauch sehr gering. Der Druckspeicher 30, der als Blasenspeicher ausgebildet sein kann, ist zweckmäßigerweise so zu dimensionieren, daß mindestens eine Gelenkbewegung von 45° ausgeführt werden kann, ohne daß die Druckerhöhungspumpe 28 nachspeisen muß.

Während die aktive Gelenksteuerung mit einer hydraulischen Steuereinrichtung 26 bei Zweigelenk-Straßenfahrzeugen 2 und Mehrgelenk-Straßenfahrzeugen 2 a aus Sicherheitsgründen zwingend erforderlich ist, kann bei Eingelenk-Straßenfahrzeugen 1 sowohl eine aktive Gelenksteuerung mit einer hydraulischen Steuereinrichtung 26 wie auch eine passive Gelenksteuerung mit einer hydraulischen Steuereinrichtung 27 durchgeführt werden. In allen Fällen empfiehlt es sich aber zwecks Reduzierung des Steueraufwandes durch die elektronische Recheneinrichtung 31 den Mikroprozessor 33 in einer Frequenz zu takten, die einem Vielfachen des Wegimpulses entspricht.

Die erforderlichen Aktionen für eine instationäre Gelenksteuerung bei den einzlnen Fahrzuständen sind in der nachfolgend Tabelle aufgeführt.

Der zur Steuerung der hydraulischen Steuereinrichtung 26, 27 jeweils erforderliche Programmablauf in der elektronischen Recheneinrichtung 31 ist in den Flußidagrammen der Fig. 6 bis 9 näher dargestellt. Zweckmäßigerweise ist das Gesamtprogramm in ein Hauptprogramm sowie verschiedene Unterprogramme für instationären/stationären und instabilen/stabilen Fahrzustand unterteilt. Das Hauptprogramm ist sowohl für die Steuerung von einer wie auch von zwei bzw. mehreren Gelenkeinheiten 21 einsetzbar, wobei lediglich ein Wiederholungsteil des Hauptprogramms bei der Steuerung nur eines Gelenkes entfällt. Wie das Flußdiagramm in Fig. 6 zeigt, wird bei einer aktiven instationären Gelenkwinkelsteuerung zunächst von den vorgegebenen Wegimpulsen der Geschwindigkeitszustand des Fahrzeugs ermittelt. Das Programm für einen Gelenkbus mit n-Gelenken bearbeitet im ersten Teil:

- die Gelenkwinkel b₁, β₂ . . . β _n,
- die Dämpfungsventile (I) 40₁, 40₂, . . ., 40 _n,
- die Dämpfungsventile (II) 42₁, 42₂, . . ., 42 _n,
- die Entspannungsventile 46₁, 46₂, . . ., 46 _n,
- die Entspannungsventile 47₁, 47₂, . . ., 47 _n,
- die Sperrventile 38₁, 38₂, . . ., 38 _n,
- und die Sperrventile 39₁, 39₂, . . ., 39 _n.

Den Programmen werden je Gelenkeinheit die in Fig. 6 gestrichelt dargestellten Programmsektionen zugefügt. In einem weiteren Programmteil nach Fig. 7 wird dann ausgehend von dem Lenkwinkel α _i bei Kurvenfahrt der zugehörigen Gelenkwinkel β _i ermittelt. Ausgehend von diesem Gelenkwinkel b _i werden die Abweichungen des vorliegenden Gelenkwinkels vom Sollwert ermittelt, die Sperrventile 38, 39 angesteuert und gegebenenfalls die Bremsung des kurveninneren Rades der nachlaufenden Achse betätigt, um der instabilen Gelenkbewegung entgegen zuwirken.

Die aktive Steuerung bei einem instabilen/stabilen Fahrzustand wird über das in Fig. 8 als Flußdiagramm dargestellte Unterprogramm gesteuert. Ausgehend von dem Gelenkwinkel β _i und den Sollwerten β _iI_grenz und b _iII_grenz wird zwischen stabilem (innerhalb der Toleranzgrenzen) und instabilen Fahrzustand (außerhalb der Toleranzgrenzen) jeweils nach Knickrichtung des Gelenks unterschieden. Über den Mikroprozessor 33 werden die Entspannungsventile 46, 47 der hydraulischen Steuereinrichtung 26 und gegebenenfalls die kurveninneren Räder der den Gelenken "nachlaufenden" Achsen betätigt, um der instabilen Gelenkbewegung entgegen zu wirken. Bei der Ausführungsform "passive Steuerung" werden die Sperrventile 38, 39 der hydraulischen Steuervorrichtung 27 angesteuert und gegebenenfalls die kurveninneren Räder der den Gelenken "nachlaufenden" Achsen betätigt, um der instabilen Gelenkbewegung entgegen zu wirken.

Bei einer passiven Steuerung einer Gelenkeinheit 20, beim instabilen/stabilen Fahrzustand, kommt das in Fig. 9 als Flußdiagramm dargestellte Unterprogramm zur Anwendung. Hierbei wird ebenfalls über die elektronische Recheineinrichtung eine Überschreitung der Toleranzgrenzen ermittelt. Das Unterprogramm ermittelt vergleichbar mit dem Ablauf nach Fig. 8 die drei Zustände instabiler Fahrzustand/knickt zu weit links, stabiler Fahrzustand und instabiler Fahrzustand/knickt zu weit rechts. Entsprechend der jeweiligen Situation werden dann durch Steuerimpulse des Mikroprozessors 33 die Sperrventile 38, 39 und gegebenfalls die Bremsung der kurveninneren Räder der jeweils "nachlaufenden" Achse betätigt, um der instabilen Gelenkbewegung entgegen zu wirken.

In Fig. 10 ist ein mögliches Kennfeld der Gelenkwinkeländerung für eine Rechtskurve dargestellt, das in dem nichtflüchtigen Speicher 32 der elektronischen Recheneinrichtung 31 gespeichert sein kann. Dieses Kennfeld muß für den jeweiligen Fahrzeugtyp, in dem die Gelenkeinheit 20, 21 eingebaut werden soll, individuell bestimmt werden. Pro Gelenkeinheit ist ein Kennfeld erforderlich. Die Verwendung eines Kennfeldes für mehrere Gelenkeinheiten ist dann möglich, wenn die Abmessungen der Fahrzeugteile identisch sind.

In Fig. 11 ist ein mögliches Kennfeld des Lenkwinkels a₂ für ein Zweigelenk-Straßenfahrzeug 2 für eine Rechtskurve dargestellt, das in dem nichtflüchtigen Speicher 32 der elektronischen Recheneinrichtung 31 gespeichert sein kann. Dieses Kennfeld ersetzt einen Sensor zur Messung des Lenkwinkels α₂. Es ist besonders vorteilhaft dann einsetzbar, wenn der Mikroprozessor die Berechnung des Lenkwinkels während der von der Fahrgeschwindigkeit und der Wegstrecke Δ s vorgegebenen Zykluszeit zusätzlich erledigen kann. Dieses Kennfeld muß für den jeweiligen Fahrzeugtyp, in den die Gelenkeinheit 20, 21 eingebaut werden soll, individuell bestimmt werden. Pro Gelenkeinheit ist ein Kennfeld erforderlich. Die Verwendung eines Kennfeldes für mehrere Gelenkeinheiten ist dann möglich, wenn die Abmessung der Fahrzeugteile identisch sind.

Die Gelenkeinheit 20, 21 ermöglicht es, durch die Modulbauweise der einzelnen Elemente eine Anpassung der verschiedensten Anwendungsbereiche vorzunehmen. Darüber hinaus lassen sich leicht Systemverbesserungen durch Anpassung von Einzelelementen durchführen, wobei die verbleibenden Elemente weiterhin Anwendung finden können. Durch diese Konzeption ist die Gelenkeinheit 20, 21 für die Anwendung bei den verschiedensten Ein- und Mehrgelenk-Straßenfahrzeugen geeignet.

Claims

1. Vorrichtung zur Regelung der Knickstabilität von Straßenfahrzeugen mit mehr als zwei durch je eine Gelenkeinheit verbundenen Fahrzeugteilen, mit im in Fahrtrichtung hintersten Fahrzeugteil angeordnetem Fahrzeugantrieb, die sich in einem stationären, instationären, stabilen oder instabilen Fahrzustand befinden können, bei dem die Lenkwinkel α _i des jeweils vorderen Fahrzeugteils durch Sensoren gemessen und für die bei einem stabilen Fahrzustand möglichen Lenkwinkel α _i der jeweils zugehörige Gelenkwinkel β _i mittels eines Rechners bestimmt wird, wobei der Lenkwinkel α _i dem Einschlagwinkel der lenkbaren Vorderräder des insgesamt ersten Fahrzeugteils entspricht und die Lenkwinkel α₂, α₃ . . . α _n zwischen der Längsachse des in Fahrtrichtung nachlaufenden Fahrzeugteils und der Zugrichtung am Gelenkpunkt als Funktion der Variablen a₁, β₁; α₂, β₂, . . . α _n-1, der konstanten Fahrzeugabmessungen und er vorbestimmten Fahrzeugstrecke Δ s bestimmt werden, wobei die Variablen α₁, β₁; α₂, β₂; . . . α _n-1, b _n-1 die konstanten Fahrzeugabmessungen und die vorbestimmte Fahrstrecke Δ s zur Bestimmung der Lenkwinkel α₂, α₃ . . . α _n miteinander in einem Kennfeld für einen Fahrzeugtyp zusammengefaßt und als Daten in einem Speicher wie Halbleiterspeicher od. dgl. abrufbar gespeichert sind, und daß dann im Fahrbetrieb in sich wiederholender Weise nach jeweils einer vorbestimmten Fahrstrecke Δ s geprüft wird, ob der bei Beginn der Fahrstrecke Δ s in Abhängigkeit vom jeweiligen Lenkwinkel α _i vorbestimmte Gelenkwinkel dem tatsächlichen am Ende der Fahrstrecke Δ s vorliegenden Gelenkwinkel β _i entspricht, und dann bei einer Abweichung des jeweiligen Istwertes des Gelenkwinkels β _i vom Sollwert des Gelenkwinkels β _i die vorbestimmten hydraulischen Funktionen zum Nachsteuern ausgeführt werden, bis unter Berücksichtigung der zulässigen Toleranzen der Istwert des Gelenkwinkels β _i dem Sollwert des Gelenkwinkels b _i entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den vorbestimmten hydraulischen Funktionen die Radbremsen der kurveninneren Räder dann betätigt werden, wenn bei einem Gelenkwinkel "nach rechts" das Gelenk zu weit nach rechts oder bei einem Gelenkwinkel "nach links" das Gelenk zu weit nach links knickt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittels hydraulischer Stellmittel betätigbares Gelenk und eine mittels einer elektronischen Steuereinrichtung ansteuerbare hydraulische Steuereinrichtung mit im hydraulischen Kreislauf angeordneten Kolbenzylindereinheiten, die mit Sperrventilen und mindestens einem Dämpfungsventil verbunden sind, vorgesehen sind, wobei die elektronische Steuereinrichtung (31) einen mittels eines Frequenzgenerators in einer einem Vielfachen eines Wegimpulses Δ s entsprechenden Frequenz taktbaren Mikroprozessor (33) oder eine Mikroprozessorvorschaltung aufweist, die mit einem nichtflüchtigen Speicher (32) zur Speicherung des Kennfeldes Δβ _i = f (β _i, α _i) in Wirkverbindung steht, wobei b _i der Gelenkwinkel, α _i der Lenkwinkel und αβ _i die Änderung des Gelenkwinkels b _i nach einer Fahrstrecke Δ s bei einem bestimmten Lenkwinkel α _i zu Beginn der Fahrstrecke ist, und mit einer hydraulischen Steuereinrichtung (26) verbunden ist, bei der zwischen jedem Sperrventil (38, 39) und dem zugehörigen in an sich bekannter Weise hydraulisch doppelwirkend ausgebildeten Zylinder (36, 37) ein Entspannungsventil (46, 47) angeordnet ist, wobei jedes Sperrventil (38, 39) bzw. Entspannungsventil (46, 47) über eine Druckleitung (67, 68) mit Verzweigungsleitung (69, 70) wechselseitig mit der der Kolbenoberseite und Kolbenunterseite zugeordneten Druckkammer (71, 72; 73, 74) der hydraulischen Zylinder (36, 37) verbunden ist und bei stationärem und instationärem Fahrzustand die Stellglieder (45) der Dämpfungsventile (40, 42) in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit von dem Mikroprozessor (33) oder der Mikroprozessorschaltung ansteuerbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem die Drossel (41, 43) enthaltenden Leitungsabschnitt (56) drosselausgangsseitig eine Verzweigung (57) mit jeweils einem Rückschlagventil (58, 59) ausgebildet ist, an dem ausgangsseitig das Sperrventil (38, 39) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Rückschlagventil (58, 59) abgewandten Anschlußleitung (60, 61) des Sperrventils (38, 39) eine Beipaßleitung (62, 63) mit Rückschlagventil (64, 65) angeschlossen und mit der Druckleitung (54) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei stabilem Fahrzustand die Sperrventile (38, 39) auf Durchgang geschaltet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem instationären Fahrzustand mittels des Mikroprozessors (33) oder der Mikroprozessorschaltung bei einer Gelenkbewegung nach links das Sperrventil (39) gesperrt und das Sperrventil (38) auf Durchgang geschaltet und bei einer Gelenkbewegung nach rechts das Sperrventil (38) gesperrt und das Sperrventil (39) auf Durchgang geschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem stabilen Fahrzustand die Entspannungsventile (46, 47) mittels des Mikroprozessors (33) oder der Mikroprozessorschaltung auf neutralen Durchgang geschaltet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem instabilen Fahrzustand mittels des Mikroprozessors (3) oder der Mikroprozessorschaltung bei einer Überschreitung des zulässigen Gelenkwinkels nach links das Entspannungsventil (46) auf Durchgang zum druckentlasteten Fluidsammler (29) und das Entspannungsventil (47) auf Durchgang zum Sperrventil (39) und bei einer Überschreitung des zulässigen Gelenkwinkels nach rechts das Entspannungsventil (46) auf Durchgang zum Sperrventil (39) und das Entspannungsventil (47) auf Durchgang zum druckentlasteten Fluidsammler (29) geschaltet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem instabilen Fahrzustand mittels des Mikroprozessors (33) oder der Mikroprozessorschaltung bei einer Überschreitung des zulässigen Gelenkwinkels nach links das Sperrventil (38) auf Durchgang zur Druckleitung (54) und das Sperrventil (39) in Sperrstellung und bei einer Überschreitung des zulässigen Gelenkwinkels nach rechts das Sperrventil (39) auf Durchgang zur Druckleitung (54) und das Sperrventil (38) in Sperrstellung geschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Lenkwinkels α _i ein Sensor am Fahrzeug angeordnet ist, der mittels eines ins Schnelle übersetzenden Hebelgetriebes betätigbar ist, das mit den Übertragungselementen zwischen Lenkstockhebel und Rädern verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkwinkel β₁, β₂ . . . β _n mittels Sensoren meßbar sind, die durch Hebelgetriebe betätigbar sind, die ins Schnelle übersetzen oder Übersetzungsverhältnisse von 1 : 1 aufweisen.