DE3902809A1 - Fahrzeug mit einer angetriebenen lenkachse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer angetriebenen Lenkachse und einer Differentialsperre nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Bei derartigen Fahrzeugen dient das Differential dazu, daß die Räder bei Kurvenfahrt unterschiedliche Drehzahlen annehmen können, ohne auf dem Untergrund zu rutschen und die Fahrstabilität des Fahrzeugs zu beeinträchtigen. Um bei ungleichmäßigen Haftbedingungen an den einzelnen Rädern die Traktion zu verbessern, werden Differentialsperren vorgesehen, die vom Fahrer oder in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs automatisch zu- bzw. abgeschaltet werden und den Drehzahlausgleich zwischen den Abtriebswellen bzw. Rädern über das Differential teilweise oder ganz verhindern.

Als Betriebsparameter für die Zuschaltung der Differentialsperre ist es bekannt (WO 86/01 467), die Drehzahldifferenz an den Abtriebswellen des Differentials zu bilden, indem die Drehzahlen an den Abtriebswellen zwischen dem Differential und den Rädern ermittelt werden und die Differenz gebildet wird. Die Differenzdrehzahl ist bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs ein Maß für den Schlupf an den Rädern, der infolge ungleichmäßiger Haftbedingungen entsteht. Bei Kurvenfahrt tritt jedoch ohne Schlupf an den Rädern eine Differenzialdrehzahl auf, die vom Kurvenradius abhängt. Um die Manövrierbarkeit des Fahrzeugs durch die Differentialsperre nicht zu behindern, ist es ebenfalls aus der gleichen Druckschrift bekannt, einen Signalerzeuger für den Lenkwinkel vorzusehen, der bei Kurvenfahrt dafür sorgt, daß die Differentialsperre geöffnet wird. Ein Geberteil des Signaler­ zeugers befindet sich dabei an einer Abtriebswelle in der Nähe des Wellengelenks und verändert in Abhängigkeit vom Lenkwinkel seine Lage relativ zum Achsgehäuse. Dadurch werden, zusammen mit einem am Achsgehäuse befestigten Nehmerteil, lenkwinkelabhängige Signale erzeugt.

Bei dem Stand der Technik werden für die drehzahl- und lenkwinkelabhängigen Signale mindestens drei Sensoren benötigt. Ferner arbeitet der lenkwinkelabhängige Sensor mit einem Berührungskontakt, der insbesondere bei landwirtschaftlich genutzten Fahrzeugen und Baufahrzeugen einem hohen Verschleiß unterworfen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der Sensoren und damit den Bauaufwand für die Betätigung der Differentialsperre zu verringern und gleichzeitig den Verschleiß und die Betriebssicherheit der Sensoren zu verbessern. Sie wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Nehmer- und Geberteil des Signalerzeugers berührungslos zusammenwirken und sowohl drehzahlabhängige als auch lageabhängige Signale erzeugen.

Zweckmäßig werden hierfür elektrisch oder magnetisch durch Induktion wirkende Signalerzeuger verwendet, bei denen vom rotierenden Geberteil durch Induktion angenähert Rechteckimpulse mit einem Hoch- und Niedriganteil erzeugt werden. Bei gleichbleibender Drehzahl der Abtriebswelle soll unabhängig von der Lage des Geberteils zum Nehmerteil die Frequenz konstant bleiben, während in Abhängigkeit von der relativen Lage zueinander das Verhältnis von Hochanteil zu Niedriganteil sich ändert. Für die Drehzahlerfassung ist es möglich, den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgende ansteigende oder abfallende Impulsflanken pro Zeiteinheit zu messen. Der Lenkwinkel kann aus dem Verhältnis von Hochanteil zu Niedriganteil ermittelt werden. Grundsätzlich ist es möglich, jedem Lenkwinkel ein bestimmtes Verhältnis von Hochanteil zu Niedriganteil zuzuordnen, wobei sich das Verhältnis kontinuierlich über den Verschiebebereich des Geberteils ändert. In manchen Anwendungsfällen kann es genügen, daß ein oder mehrere Winkel in die Regelung für die Differentialsperre einfließen, so daß eine entsprechende diskontinuierliche Änderung des Verhältnisses von Hochanteil zu Niedriganteil vorgesehen werden kann.

Das Geberteil wird erfindungsgemäß entsprechend als verzahnter Ring ausgeführt, dessen Zahnbreite sich in axialer Richtung kontinuierlich oder diskontinuierlich ändert.

Anstelle elektrisch oder magnetisch wirkender induktiver Signalerzeuger kann es auch zweckmäßig sein, optisch wirkende Signalerzeuger zu verwenden, bei denen die Lichtstrahlen des Nehmerteils an entsprechend ausgebildeten Reflektionsflächen des Geberteils zum Nehmerteil wieder reflektiert und entsprechend ausgewertet werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt:

Fig. 1 zeigt einen Signalerzeuger mit einer kontinuierlichen Veränderung des Verhältnisses von Hochanteil zu Niedriganteil der Rechteckimpulse;

Fig. 2 zeigt eine diskontinuierliche Veränderung;

Fig. 3 zeigt ein Diagramm von Rechteckimpulsen für verschiedene Lagen des Geberteils nach Fig. 1.

Ein erfindungsgemäßer Signalerzeuger besteht aus einem Geberteil 1, das fest mit einem Antriebswellenteil 2 verbunden ist, und einem Nehmerteil 3, das berührungsfrei mit dem Geberteil 1 zusammenwirkt und in einem Achsgehäuse 4 angeordnet ist.

Während der Lenkbewegung des Fahrzeugs bewegt sich das Antriebswellenteil 2 in axialer Richtung entsprechend dem Pfeil 5 hin und her, wobei das Fahrzeug geradeaus fährt, wenn das Geberteil mit der Position α ₀ über dem Zentrum 6 des Nehmerteils steht, und der maximale Lenkeinschlag erreicht wird, wenn das Nehmerteil 3 mit der Position α _M über dem Zentrum des Nehmerteils steht. Das Nehmerteil 3 kann elektrisch, magnetisch oder optisch wirken. Entsprechend weist das Geberteil 1 am Umfang elektrisch, magnetisch oder optisch wirksame Bereiche 7 auf, die mit Bereichen 8 bedeutend geringerer Wirksamkeit abwechseln, und die im Nehmerteil 3 den Hochanteil 9 von Rechteckimpulsen erzeugt. Hochanteil 9 und Niedriganteil 10 bilden zusammen einen Rechteckimpuls. Dabei wird zweckmäßigerweise entweder die Sequenz der ansteigenden Flanken 11 oder der abfallenden Flanken 12 für die Drehzahlmessung ausgewertet, während das Verhältnis von Hochanteil 9 zu Niedriganteil 10 ein Maß für den jeweiligen Lenkwinkel darstellt.

Während die wirksamen Flächen 7 nach Fig. 1 von der Position α ₀ zu Position α _M kontinuierlich schmaler werden und entsprechend die Breite der weniger wirksamen Flächen 8 sich kontinuierlich vergrößert, bleiben die wirksamen Flächen 7 bei der Ausführung nach Fig. 2 über einen größeren Bereich konstant und verändern ihre Breite sprunghaft ab einem bestimmten Lenkwinkel.

Bezugszeichen

 1 Geberteil
 2 Abtriebswellenteil
 3 Nehmerteil
 4 Achsgehäuse
 5 Pfeil
 6 Zentrum des Nehmerteils
 7 wirksame Bereiche
 8 Bereich geringerer Wirksamkeit
 9 Hochanteil
10 Niedriganteil
11 ansteigende Flanke
12 abfallende Flanke

Claims (3)

1. Fahrzeug mit einer angetriebenen Lenkachse und einer Differentialsperre, die in Abhängigkeit von Drehzahldifferenzen an Abtriebswellen und vom Lenkwinkel betätigt wird, wobei ein Signalerzeuger für den Lenkwinkel ein mit einer Abtriebswelle rotierendes Geberteil, das während der Lenkbewegung in Abhängigkeit vom Lenkwinkel seine Lage relativ zum Achsgehäuse verändert, und ein am Achsgehäuse befestigtes Nehmerteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Nehmer- (3) und Geberteil (1) berührungslos zusammenwirken und sowohl drehzahlabhängige als auch lageabhängige Signale erzeugen.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch, magnetisch oder optisch wirkende Signalerzeuger verwendet werden, die angenähert Rechteckimpulse mit einem Hoch- (9) und Niedriganteil (10) erzeugen, deren Frequenz über den Verschiebebereich des Geberteils (1) konstant ist und deren Verhältnis von Hochanteil (9) zu Niedriganteil (10) sich über den Verschiebebereich des Geberteils (1) ändert.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Geberteil (1) ein verzahnter Ring ist, dessen Zahnbreite sich in axialer Richtung kontinuierlich oder diskontinuierlich ändert.