DE4227886A1 - Inclinometer for vehicle with body - contains inertial system or fibre optical gyroscope - Google Patents

Inclinometer for vehicle with body - contains inertial system or fibre optical gyroscope

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DE4227886A1
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vehicle
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angle
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Manfred Dr Ing Boehm
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Alcatel SEL AG
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    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/08Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces characterised by use of gyroscopes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60PVEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/04Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading with a tipping movement of load-transporting element
    • B60P1/045Levelling or stabilising systems for tippers

Abstract

The inclinometer measures the rate of rotation of the body (A) of the vehicle in the direction of the inclination angle. The inclination angle (alpha) is measured in an inertial system, e.g. by a fibre optical gyroscope with a fibre loop which works on the Sagnac effect. The central axis of the fibre loop lies parallel to the longitudinal axis of the motor vehicle. A warning signal is generated when a critical value of the inclination angle is exceeded. USE/ADVANTAGE - For measuring inclination of vehicle body wrt. horizontal. Technically reliable and sensitive inclinometer arranged to reduce tilting moment.

Description

Die Erfindung betrifft einen Neigungsgeber gemäß Anspruch 1. The invention relates to an inclination sensor according to Claim. 1

Solche Neigungsgeber können in Fahrzeugen eingesetzt werden, um den Neigungswinkel des Aufbaus quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges zu ermitteln, z. Such tilt sensor can be used in vehicles in order to determine the angle of inclination of the structure transversely to the longitudinal direction of the vehicle, for example. B. um dem Fahrer eine Warnung abzugeben oder um gegebenenfalls vorhandene, die Neigung des Aufbaus ausgleichende Neigungskompensatoren anzusteuern. B. to the driver to make a warning or to optionally present to control the inclination of the structure balancing Neigungskompensatoren.

Eine Neigung des Aufbaus kann z. Body pitch z can. B. beim Durchfahren einer Kurve entstehen, da die Fahrzeuge der Fliehkraft unterliegen, die horizontal nach außen wirkt und die proportional der Fahrzeugmasse, dem Kehrwert des Kurvenradius und dem Quadrat der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Example when driving through a curve, arise because the vehicles are subject to the centrifugal force acting horizontally outward and which is proportional to the vehicle mass, the inverse of the curve radius and the square of the vehicle speed. Am Fahrzeug greift außerdem die der Fahrzeugmasse proportionale, vertikal wirkende Schwerkraft an. The vehicle also the mass of the vehicle acts on proportional, vertically acting force of gravity. Aus Fliehkraft und Schwerkraft, die sich vektoriell addieren, bildet sich eine Summenkraft, die am Fahrzeugschwerpunkt angreift. Of centrifugal force and gravity, which add vectorially to form a sum force acting on the vehicle center of gravity. Da dieser Schwerpunkt immer oberhalb der Fahrbahn liegt, bewirkt sie ein Kippmoment. Because of this focus is always above the road, it causes a tilting moment.

Dieses Kippmoment wird im allgemeinen durch die Konstruktion des Fahrzeugfahrwerkes kompensiert, sofern die Fahrzeuggeschwindigkeit dem jeweiligen Kurvenradius angepaßt ist, und die Ladung eines Fahrzeuges nicht zu einer unzulässigen Erhöhung des Fahrzeugschwerpunktes führt. This tilting moment is generally compensated for by the design of the vehicle chassis, provided that the vehicle speed is adapted to the respective radius of curvature, and does not cause the charge of a vehicle to an unacceptable increase of the vehicle center of gravity.

Die bei einer Kurvenfahrt auftretende Fliehkraft führt jedoch bei gefederten Fahrzeugen immer dann zu einer Neigung des Aufbaus eines Fahrzeuges gegenüber dessen Fahrwerk, wenn die Fahrbahn nicht überhöht ausgebaut ist oder die Fahrzeugeigenschaften nicht einer vorhandenen Überhöhung angepaßt sind. However, the occurring centrifugal force during cornering always leads sprung vehicles to an inclination of the structure of a vehicle relative to the chassis, when the road is not expanded or inflated, the properties of the vehicle do not match an existing cant.

Wegen der Neigung des Fahrzeugaufbaus in Kurven infolge der Fliehkraft kann es auch bei noch sicherem Fahrverhalten des Fahrzeugs zu Nebenwirkungen kommen, die unangenehm sind oder sogar zu Schäden führen. Because of the tendency of the vehicle body curves due to the centrifugal force can cause side effects that are unpleasant or even cause damage at even safe handling of the vehicle. Dazu gehören der Fahrgastkomfort bei Bussen und das Verrutschen nicht ausreichend gesicherter Ladung bei Lastkraftwagen. These include passenger comfort in buses and slipping insufficiently secured loads on trucks.

Gefährlich ist allerdings das Kurvenverhalten von Tanklastern, weil bei Tanks ohne Schotten die bewegliche Tankflüssigkeit nach "außen" strömt, eine parabelförmige Oberfläche bildet und so den Schwerpunkt ebenfalls nach außen verlagert. but is dangerous cornering ability of tankers because the portable tank liquid flows in tanks without a bulkhead to the "outside", forms a parabolic surface and thus shifts the focus also to the outside. Dadurch wird die Gefahr des Kippens schwer vorhersehbar erhöht. This reduces the risk of tipping is difficult to predict increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen technisch zuverlässigen und empfindlichen Neigungsgeber, sowie eine geeignete Anordnung eines solchen Neigungsgebers zur Reduzierung des Kippmoments anzugeben. The invention has for its object to provide a technically reliable and sensitive inclination sensor and a suitable arrangement of such an inclination sensor in order to reduce the overturning moment.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie die der Ansprüche 5, 7 und 10 gelöst. The object is solved by the features of claim 1 and the claims 5, 7 and 10. FIG.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Advantageous embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben. Several embodiments of the invention are described with reference to FIGS. 1 and 2. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges mit einem Kippwarngerät schematisch in der Rückansicht abgebildet, und Fig. 1 shows schematically shown a first embodiment of a vehicle with a Kippwarngerät in the rear view, and

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuges mit einem Neigungskompensator, ebenfalls in der Rückansicht abgebildet. Fig. 2 shows a second embodiment of a vehicle with a tilt compensator, also shown in the rear view.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Neigungsgebers N und dessen Anordnung in einem Fahrzeug F abgebildet. In Fig. 1 a first embodiment of a tilt sensor arrangement is N and its ready in a vehicle F. Die Fig. 1 zeigt die Rückansicht eines Lastkraftwagens F mit einem schematisch abgebildeten Fahrwerk FW und einem Aufbau A. Der Neigungsgeber N weist als Sensor vorteilhafterweise einen die Drehrate messenden Faserkreisel auf. Fig. 1 shows the rear view of a truck F with a schematically illustrated chassis and a superstructure FW A. The inclination sensor has N as a sensor advantageously has a rate of rotation measured fiber gyroscope.

Ein solcher Faserkreisel und sein Funktionsprinzip sind an und für sich gesehen schon z. Such a fiber-optic gyroscope and its operating principle are seen in and of itself already such. B. aus der Zeitschrift Mikrowellen Magazin, Heft 5/80, Seiten 417 bis 423 bekannt. For example, from the journal Microwave Magazine, Volume 5/80, pages 417-423 known. Solche Faserkreisel weisen im wesentlichen eine zylindrisch gewickelte aus einer optischen Faser bestehende Spule auf, in der zwei Lichtbündel der gleichen Wellenlänge, der gleichen Polarisation und unter bekannter Phasenlage in entgegengesetzter Richtung in der Faser geführt werden. Such fiber gyro have a cylindrically wound from an optical fiber coil consisting essentially of, in which two light beams of the same wavelength, the same polarization and are guided by a known phase angle in the opposite direction in the fiber. Dreht sich nun die Spule um ihre Zylinderachse, tritt der sogenannte Sagnac-Effekt auf, der eine Phasenverschiebung der beiden Lichtbündel zueinander bewirkt. Now, the coil rotates about its cylinder axis, the so-called Sagnac effect occurs, which causes a phase shift of the two light beams to each other. Die Phasenverschiebung ist dabei proportional zur Drehrate. The phase shift is proportional to the rotation rate. Diese Phasenverschiebung wird in einer an und für sich bekannten elektrischen und optischen Einrichtung ausgewertet. This phase shift is evaluated in an in itself known electrical and optical means. Aus diesem Ergebnis wird der Drehwinkel, den die Spule bei der Drehung erfahren hat, errechnet. From this result, the angle of rotation, the coil has experienced in the rotation is calculated. Die Messung erfolgt dabei auf ein raumfestes Bezugssystem bezogen. The measurement is carried out based on a space-fixed reference system.

Der Faserkreisel eignet sich durch seine mechanische Robustheit und seine kleinen Ausmaße sowie sein geringes Gewicht in vorteilhafter Weise als Drehratensensor. The fiber optic gyro is due to its mechanical robustness and its small size and low weight in an advantageous manner as yaw-rate sensor. Ein weiterer Vorteil in der Verwendung eines Faserkreisels liegt in seiner hohen Empfindlichkeit, die eine sehr geringe und auch zeitlich kurze Drehrate meßbar macht. Another advantage of using a fiber-optic gyroscope is its high sensitivity, which makes a very small and temporally short rotation rate measured.

Der Faserkreisel ist dabei derart optimiert, daß er für die Messung einer Drehrate dα/dt = 1 bis 10°/h eine maximale Genauigkeit zeigt. The fiber optic gyro is optimized such that it d.alpha / dt for measuring a rotation rate = 1 to 10 ° / h shows a maximum accuracy.

Eine solche Drehrate entspricht etwa einer Auslenkungsrate des Aufbauschwerpunktes S um 0,1 mm/s. Such a rotation rate corresponds to a deflection rate of the structure of gravity S of 0.1 mm / s. Da die Kippgefahr bei Auslenkungen des Schwerpunktes oberhalb von etwa 0,1 m beginnt, entspricht der Faserkreisel einer Genauigkeitsklasse von 0,1%. Since the risk of tipping with deflections of the center of gravity begins above approximately 0.1 m, the fiber optic gyroscope to an accuracy class of 0.1%, respectively.

Diese Genauigkeit ist notwendig zu möglichst frühzeitigen Erkennung einer Kippgefahr, da neben der Messung des Winkels α die Bewertung von dessen Änderung dα/dt eine entscheidende Rolle spielt. This accuracy is necessary for the earliest possible detection of a risk of tipping over, as in addition to the measurement of the angle α the evaluation of its change d.alpha / dt plays a crucial role. Denn die Kippgefahr ist dann groß, wenn bereits große Winkel α mit großen Drehraten dα/dt zusammentreffen, jedoch klein, wenn bei großem α die Drehrate dα/dt gegen Null geht. Because the risk of tipping is large when already large angles with large angular rate d.alpha α / dt meet, however small, if at large α the rotation rate d.alpha / dt approaches zero. Aus den fahrdynamischen Eigenschaften eines bestimmten Fahrzeugs ergeben sich die zulässigen und nicht zulässigen Verläufe von α und dα/dt die im Auswerterechner zu berücksichtigen sind. From the driving dynamics of a particular vehicle, the acceptable and unacceptable waveforms of α and d.alpha / dt to be considered in the evaluation result.

Der Faserkreisel ist unterhalb des Aufbaus A so angebracht, daß seine Drehachse parallel zur Fahrzeugachse ausgerichtet ist. The fiber optic gyro is mounted below the assembly A so that its rotational axis is aligned parallel to the vehicle axis. Dabei ist der Ort der Befestigung nicht wesentlich, denn eine Neigung des Aufbaus A führt auch zu einer Neigung der gesamten Ladefläche, wenn diese ausreichend steif ist. Here, the location of the fastening is not essential for body pitch A also leads to an inclination of the entire cargo area when it is sufficiently rigid.

Die Auswerteeinrichtung des Neigungsgebers muß dabei nicht in unmittelbarer Nähe des Faserkreisels angebracht sein, sondern sie kann sich z. The evaluation of the tilt sensor must not be mounted in the immediate vicinity of fiber optic gyro, but it may be for. B. auch im Motorraum oder in der Fahrerzelle befinden. B. are in the engine compartment or in the driver's cell.

In einem ersten Anwendungsbeispiel werden die den Neigungswinkel α oder die Drehrate dα/dt enthaltenden Ausgangsdaten des Neigungsgebers N einem Kipp-Warngerät zugeführt, das ein Kippsignal abgibt, sobald der Neigungswinkel α des Aufbaus A gegenüber der Horizontalen quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges F einen vorgegebenen Schwellwert α K oder dα K /dt übersteigt. In a first application example, the tilt angle α or the rotation rate d.alpha / dt containing the output data of the tilt sensor N a tilt warning device supplied, which outputs a sweep signal when the inclination angle α of the structure A to the horizontal transversely to the longitudinal direction of the vehicle F a predetermined threshold value α exceeds K or d.alpha K / dt. Das Kippsignal kann sowohl ein Warnsignal als auch ein Signal sein, das einen Eingriff in die Funktionsweise des Fahrzeuges, z. The tilt signal can be a warning signal and a signal which is an interference in the operation of the vehicle, for example. B. Bremsen oder Gas, bewirkt. B. brakes or gas caused. Das Kippsignal kann auch aus einer Mischung beider Signalarten bestehen. The tilt signal may also consist of a mixture of both types of signals. Es ist beispielsweise vorgesehen, das. Kippsignal für unterschiedliche Werte des Neigungswinkels α oder der Drehrate dα/dt in mehrere Stufen aufzuteilen. It is provided, for example, divide the. Flip signal α or the rotation rate d.alpha / dt for different values ​​of the inclination angle in a plurality of stages. So wird z. So z. B. beim Erreichen eines ersten Schwellwertes α 1 oder dα 1 eine optische Anzeige im Fahrerhaus aktiviert, bei Erreichen eines höheren Schwellwertes α 2 oder dα 2 /dt wird eine akustische Warnung abgegeben, bei Erreichen eines noch höheren dritten Schwellwertes α 3 oder dα 3 /dt erfolgt ein mechanisches Rütteln, z. B. upon reaching a first threshold value α 1 or d.alpha 1 activates a visual display in the cab, when reaching a higher threshold value α 2 or d.alpha 2 / dt is emitted, an acoustic warning, when reaching an even higher third threshold value α 3 or d.alpha 3 / dt is carried out, a mechanical vibration, z. B. des Fahrersitzes oder des Lenkrades. As the driver's seat or steering wheel. Bei Erreichen eines vierten Schwellwertes α 4 oder dα 4 /dt erfolgt der Eingriff in die Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges. On reaching a fourth threshold value α 4 or d.alpha 4 / dt of the procedure is performed in the operability of the vehicle. Die genannten einzelnen Maßnahmen können natürlich auch in anderer Reihenfolge und/oder einer anderen Zusammensetzung erfolgen. The individual measures can of course also take place in a different order and / or a different composition. Ein solches Kipp-Warngerät hat den Vorteil, daß es nachträglich eingebaut werden kann. Such a tilt warning device has the advantage that it can be retrofitted.

Die Ausgangswerte des Neigungsgebers N werden zum Erzeugen des Kippsignals auf eine Rechnereinheit geführt, in der die Schwellwerte für die einzelnen Warnstufen und/oder Funktionsstufen gespeichert sind. The output values ​​of the tilt sensor N are performed for generating the tilt signal to a computer unit, in which the threshold values ​​for the individual alert levels and / or function stages are stored. Durch Vergleich momentaner Werte α des Neigungswinkels oder dα/dt der Drehrate mit entsprechenden Schwellwerten ermittelt der Rechner das jeweils vorgesehene Kippsignal, das dann über die Rechnereinheit an die jeweilige Warn-Funktionseinheit geleitet wird und dort durch eine entsprechende Einheit ein Warnsignal oder Funktionssignal erzeugt. By comparison of instantaneous values ​​α the angle of inclination or d.alpha / the rate of rotation with corresponding threshold values ​​dt the computer determines the respectively provided toggle signal, which is then passed via the computer unit to the respective warning function unit and generated there by an appropriate unit a warning signal or function signal.

Nahezu jedes Fahrzeug hat einen gefederten Aufbau. Nearly every vehicle has a sprung structure. Die Forderung ist ua durch die Länge der Federwege charakterisiert. The demand is, among other things characterized by the length of the suspension travel. Außerdem sind die Federwege durch Anschläge begrenzt. In addition, the spring travel is limited by stops. Hieraus ergeben sich die Randwerte für die Ermittlung der kritischen Werte, bei denen eine Kippgefahr vorliegt. This results in the boundary values ​​for determining the critical values ​​at which a danger of tipping exists. Ein Grenzwert des Neigungswinkels α ist gegeben, wenn der Fahrzeugaufbau A auf der Kurvenaußenseite sich so weit neigt, daß der untere Federungsanschlag erreicht wird und gleichzeitig auf der Kurveninnenseite die Federung voll entlastet ist. A limit of the inclination angle α is given, when the vehicle body tilts A so far to the outside of the curve, that the lower spring stop is reached and at the same time the suspension is fully balanced on the curve inner side.

Vor Erreichen des Grenzwertes des Kippwinkels können in der oben aufgezeigten Weise weitere Schwellwerte definiert werden, die das Herannahen der Kippgefahr signalisieren. Before reaching the limit of the tilt angle more threshold values ​​can be defined in the manner indicated above, signaling the approach of the danger of tipping. Dabei kann auch die Art der Ladung, z. In this case, the type of charge, for. B. wegen der Rutschgefahr, berücksichtigt werden. For example, be due to the danger of slipping into consideration.

Wird z. If, for. B. als Fahrzeug F ein Nutzfahrzeug herangezogen und dieses ungleichmäßig beladen, dann kann eine Neigung des Nutzfahrzeuges F schon im Stillstand auftreten. B. used as the vehicle F a commercial vehicle and unevenly loaded this, then an inclination of the vehicle F can occur even in a standstill. Diese Neigung kann über den Neigungsgeber N automatisch ermittelt, und über den Rechner für die weitere Betrachtung herausgemittelt werden. This inclination can be determined automatically by the inclination sensor N, and are averaged out over the computer for future viewing. Hierzu ist es sinnvoll, den Rechner mit Informationen darüber zu versorgen, ob sich das Fahrzeug in Bewegung befindet oder ob es steht. To this end, it is useful to provide the computer with information on whether the vehicle is in motion or whether it stands. Weiter kann durch einen zweiten, am Fahrwerk FW befestigten Neigungsgeber ermittelt werden, ob die statische Schräglage tatsächlich durch ein ungleichmäßiges Beladen oder auf einen geneigten Untergrund, auf dem sich das Fahrzeug befindet, zurückzuführen ist. Next, can be determined by a second, fixed to the chassis FW tilt sensor if the static angle is actually caused by an uneven loading or on an inclined surface on which the vehicle is located. Diese Information ist dem Rechner ebenfalls zuzuführen. This information is also fed to the computer.

In einem zweiten Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Neigungsgebers werden die Ausgangsdaten des Neigungsgebers N einem Neigungskompensator NK zugeführt, der die Lage des Schwerpunktes S des Aufbaus A, abhängig von der Größe des Neigungswinkels α, in seiner Lage verändert. In a second application example of an inclination sensor according to the invention, the output data of the tilt sensor N are supplied to a tilt compensator NK, α, the center of gravity S of the structure A, depending on the size of the inclination angle is changed in its position. Um eine solche Änderung zu bewirken, können die Aufbauten z. To effect such a change, the structures such can. B. um eine Achse parallel zur Längsachse, wie in Fig. 2 abgebildet, gelagert sein. Be parallel to the longitudinal axis, as shown in Fig. 2 is supported about an axis, for example. Bei dieser Ausführung wird der Neigungswinkel α des Aufbaus bezüglich der Horizontalen stets vom Neigungsgeber ermittelt und das Ausgangssignal auf eine Vorrichtung V gegeben, die in der Lage ist, den Aufbau A in die Horizontale zurückzudrehen. In this embodiment, the inclination angle α of the structure relative to the horizontal is always determined by the tilt sensor and, if the output signal V to an apparatus which is capable of the structure A to turn back into the horizontal. Eine Abweichung wird vom Neigungsgeber erfaßt und durch den Neigungskompensator NK ausgeglichen. A deviation is detected by the inclination sensor and compensated by the tilt compensator NK. Die Drehung des Aufbaus A kann hydraulisch über einen Stempel, wie in Fig. 2 angedeutet, oder elektrisch über einen Linearantrieb erfolgen. The rotation of the assembly A can hydraulically indicated by a stamp as shown in FIG. 2, or effected electrically via a linear drive.

Eine Änderung des Schwerpunktes A kann auch durch die Verschiebung des Aufbaus, Teilen davon oder mit dem Aufbau verbundener Teile erreicht werden. A change in the focal point A can be also achieved by the displacement of the structure, parts thereof or to the structure of connected parts. Die Verschiebung verläuft dabei quer zur Längsrichtung des Fahrzeuges und zwar um einen von der Art des Aufbaus und/oder der Ladung abhängigen Betrag. The displacement in this case runs transversely to the longitudinal direction of the vehicle namely by an amount dependent on the type of structure and / or the amount of charge. Sie ist umso größer, je größer der Neigungswinkel des Aufbaus ist, und wirkt der die Neigung verursachenden Kraft entgegen. It is the greater, the greater is the angle of inclination of the structure and functions of the inclination-causing force counter.

Maßnahmen, die einen Neigungswinkel α durch Verändern der Lage des Aufbaus, Teilen davon oder mit diesen befestigten Teilen kompensiert, eignen sich besonders für die Nachrüstung von Fahrzeugen. Measures which compensated for an inclination angle α by changing the position of the assembly, parts thereof, or with these attached parts are particularly suitable for the retrofitting of vehicles.

Die Elemente zur Kompensation des Neigungswinkels α können auch Bestandteile des Fahrwerks FW sein. The elements for the compensation of the tilt angle α can also be components of the landing gear FW. So können speziell Federung und Lenkung, und zwar besonders dann, wenn getrennt regelbare hydropneumatische Federelemente zur Kompensation des Neigungswinkels herangezogen werden. Thus, specifically suspension and steering, namely especially when separately adjustable hydropneumatic spring elements are used to compensate for the tilt angle. In diesen Fällen können Fahrwerk und Aufbau als Einheit betrachtet werden. In these cases, chassis and body can be considered as a unit.

Der Lenkradeinschlag ist ebenfalls eine nützliche Information zur Unterscheidung von Neigungen infolge von Kurvenfahrt und solchen infolge einer zwar geraden, aber quer zur Fahrtrichtung geneigten Straße, z. The steering wheel is also useful information for distinguishing tendencies due to cornering and those due to a true straight, but transverse to the direction inclined road such. B. infolge von Hanglage. As a result of the hillside. Bei geraden Fahrten kann dann trotz Neigung auf die Neigungskompensation gegebenenfalls verzichtet werden, obwohl sie auch dann von Vorteil ist. In straight runs, can then optionally be dispensed, despite the tendency to tilt compensation although it is also advantageous.

In einem einfachen Ausführungsbeispiel einer Neigungskompensation wird der Aufbau A um die Längsachse drehbar so gelagert, daß auch die Längskräfte von den Lagern aufgenommen werden. In a simple embodiment of a tilt compensation, the structure A is mounted rotatably about the longitudinal axis such that the longitudinal forces are absorbed by the bearings. Dabei werden z. Here z. B. zur Stützung des Aufbaus A je ein oder mehrere Hydraulikstempel so verteilt, daß die von diesen auf zunehmenden Kräfte der maximalen Zuladung für den Aufbau ihrer Leistungsfähigkeit angepaßt sind. As to support the structure of A depending on one or more hydraulic rams so distributed that are adapted from those on increasing strength the maximum load for the structure of their capabilities. Je mehr Stempel verwendet werden, desto kleiner können diese sein und desto schneller sind sie verstellbar. The more dies are used, the smaller they can be and the quicker they are adjustable. Die Stempel jeder Seite sind über eine Druckringleitung miteinander verbunden. The stamps each side are interconnected via a pressure ring line. Jede der beiden Druckringleitungen führt zu einer Druckpumpe, die im Wechseltakt arbeitet. Each of the two pressure ring lines leads to a pressure pump that operates in an alternating cycle. Dies bedeutet, daß sie die insgesamt konstante Menge an Hydraulikflüssigkeit umpumpt, je nachdem, welche Seite des Aufbaus gehoben werden soll. This means that it recirculates the total constant amount of hydraulic fluid, depending on which side of the structure to be lifted.

Das Steuersignal für die Pumpe wird von der Rechnereinheit geliefert, die eine Anzahl von Eingangsdaten enthält. The control signal for the pump is supplied from the computer unit which includes a number of input data. Dazu gehören vor allem der Drehwinkel und der Lenkradeinschlag. These mainly include the rotation angle and the steering wheel. Weitere Daten können von Sensoren wie Druckmesser, Lotgeber und Temperaturmesser geliefert werden. More information can be supplied by sensors such as pressure gauges, depth transducer and temperature gauge.

Der Druckmesser liefert den Differenzdruck zwischen rechter und linker Seite des Aufbaus. The pressure gauge provides the differential pressure between the right and left side of the structure. Er ist bei Geradeausfahrt Null und steigt mit wachsender Fliehkraft. He is with straight-ahead zero and increases with increasing centrifugal forces.

Ferner kann der Lotmesser auf einfache Weise die Funktion des zweiten Faserkreisels übernehmen und diesen ersetzen. Furthermore, the Lotmesser can take over the function of the second fiber optic gyro easily and replace it. Über den Lotmesser wird auch die Bezugsrichtung (Horizontale) gemessen, gegenüber der der vom Faserkreisel ermittelte Neigungswinkel gemessen wird. About the Lotmesser the reference direction (horizontal) is measured, opposite the inclination angle determined by the fiber optic gyro is measured. Die Bezugsrichtung wird dabei automatisch, z. The reference direction is automatically, eg. B. durch betätigen der Zündung vor Fahrtantritt ermittelt. As determined by pressing the ignition before departure. Bei ihrer Ermittlung kann auch eine statische Schräglage des Aufbaus A mitberücksichtigt werden. In the calculations, a static angle of the assembly A can be taken into account.

Die Temperatur ist nützlich zur Berechnung des fliehkraftbedingten Druckes, der durch den temperaturbedingten Druckanteil (Ausdehnungskoeffizienten der Hydraulikflüssigkeit) verfälscht wird. The temperature is useful to calculate the centrifugal force-induced pressure, by the temperature-related pressure portion (coefficient of expansion of the hydraulic fluid) is distorted.

Bei dem auch in Fig. 2 abgebildeten Ausführungsbeispiel liegt der Drehpunkt D für den Aufbau A unterhalb seines Schwerpunktes S. Die Anhebung des Aufbaus erfolgt dann auf der Kurvenaußenseite. In the illustrated also in Fig. 2 embodiment of the fulcrum D of the structure A below its center of gravity S. The raising of the structure is then carried on the outside of the curve. Legt man jedoch den Drehpunkt D für den Aufbau A über den Schwerpunkt S des beladenen Aufbaus, dann wird man den Regelablauf umkehren. however, one places the pivot point D of the structure A about the center of gravity S of the loaded structure, then will reverse the control process. Der Aufbau A wird dann auf der Kurveninnenseite angehoben. The structure of A is then raised to the inside of the curve. Der Schwerpunkt S wandert dann ebenfalls zur Kurveninnenseite und die Räder werden dort mehr belastet. The focus then S also moves to the inside of the curve and the wheels are more loaded there.

Nachteilig bei dieser Methode ist jedoch die Verstärkung der Neigung nach außen. A disadvantage of this method is the reinforcement of the slope to the outside. Sie kommt daher nur für volle Flüssigkeits- oder Schüttgutbehälter in Frage. Therefore, it comes only for full liquid or bulk containers in question.

Bei der Verwendung von automatischen Stempeln kann der Energieverbrauch des Neigungskompensators minimiert werden, indem der von einem Druckspeicher aufgebaute Hochdruck zur Neigungskompensation bei Wegfall des Bedarfs über eine Pumpe wiederum in den Hochdruckspeicher gepumpt wird und diesen Hochdruckspeicher dabei nachlädt. When using automatic stamping the power consumption of the tilt compensator can be minimized by the built-up of a pressure accumulator the high pressure is again pumped to the tilt compensation for lack of need of a pump in the high pressure accumulator and reloads these high-pressure reservoir there.

Die Erfindung wird vorteilhafterweise bei steuerbaren größeren Fahrzeugen z. The invention is advantageously used in larger vehicles such controllable. B. in Lastkraftfahrzeugen, eingesetzt. B. lorries, used. Sie bietet beim Transport von Gefahrengut, z. It provides the transport of dangerous goods such. B. durch Tanklastfahrzeuge, aufgrund der erreichbaren hohen Meßgenauigkeit des Neigungswinkelgebers eine verbesserte Sicherheitsstufe. As by tank lorries, due to the achievable high accuracy of measurement of the inclination angle sensor an improved security level.

Als Aufbau des Fahrzeuges kann z. As a body of the vehicle such can. B. ein Schüttgutbehälter, ein Tank für eine Flüssigkeit, eine Halterung für einen Container oder auch der Sattel eines Sattelschleppers, oder die Zapfenseite des Auflegers des Sattelschleppers angesehen werden. For example, a bulk container, a tank for a liquid, a holder for a container or the saddle of a semi-trailer, or the pin side of the trailer of the truck tractor are considered. Bei Bussen stellt der Fahrgastraum den Aufbau dar und es kann der Neigungswinkel der Sitze oder Sitzgruppen aus Komfortgründen kompensiert werden. For buses, the passenger compartment is the construction and the angle of inclination of the seats or seat groups are compensated for comfort reasons.

Claims (10)

  1. 1. Neigungsgeber (N) für ein Fahrzeug (F) mit einem Aufbau (A) zur Ermittlung des Neigungswinkels (α) des Aufbaus (A) gegenüber der Horizontalen (H) quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges (F) über die Messung der Drehrate (dα/dt), mit der sich der Aufbau in Richtung des Neigungswinkels (α) dreht. 1. Inclination sensor (N) for a vehicle (F) having a structure (A) for determining the angle of inclination (α) of the body (A) to the horizontal (H) transversely to the direction of travel of the vehicle (F) by measuring the rate of rotation ( d.alpha / dt) with which the structure in the direction of the inclination angle (α) rotates.
  2. 2. Neigungsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) in einem Inertialsystem ermittelt wird. 2. Inclination sensor according to claim 1, characterized in that the inclination angle (α) is determined in an inertial system.
  3. 3. Neigungsgeber nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) über einen optischen Faserkreisel mit einer Faserspule, der unter Ausnützung des Sagnac-Effekts wirkt, ermittelt wird. 3. Inclination sensor according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the inclination angle (α) via an optical fiber gyro having a fiber coil, which acts by utilizing the Sagnac effect is detected.
  4. 4. Neigungsgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse der Faserspule des Faserkreisels parallel zur Fahrzeuglängsachse liegt. 4. Inclination sensor according to claim 3, characterized in that the central axis of the fiber coil of the fiber optic gyro is parallel to the vehicle longitudinal axis.
  5. 5. Kippwarngerät mit einem Neigungsbereich nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Überschreitung eines kritischen Wertes des Neigungswinkels (α) oder der Drehrate (dα/dt) ein Warnsignal erzeugt wird. 5. Kippwarngerät a warning signal is generated with a range of inclination of any one of claims 1 to 4, characterized in that after exceeding the critical value of the inclination angle (α) or the rate of rotation (d.alpha / dt).
  6. 6. Kippwarngerät mit einem Neigungsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen verschiedener kritischer Werte abhängig vom Neigungswinkel (α) oder der Drehrate (dα/dt) unterschiedliche Warnsignale abgegeben werden. 6. Kippwarngerät with a tilt sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the presence of different critical values ​​depend on the angle of inclination (α) or the rate of rotation (d.alpha / dt) differing warning signals are emitted.
  7. 7. Neigungskompensator mit einem Neigungsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vorrichtung zur Bewegung des Schwerpunktes (S) des Aufbaus (A) quer zur Fahrzeuglängsrichtung abhängig vom Neigungswinkel (α) aufweist, durch die der Neigungswinkel (α) auf ein Minimum regelbar ist. having 7 tilt compensator with a tilt sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a device for moving the center of gravity (S) of the superstructure (A) transversely to the vehicle longitudinal direction depending on the angle of inclination (α) through which (the angle of inclination α ) can be regulated to a minimum.
  8. 8. Fahrzeug mit einem Neigungskompensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau (A) des Fahrzeuges (F) in Längsrichtung des Fahrzeuges (F) drehbar gelagert ist und durch die Vorrichtung zur Bewegung der Neigungswinkel (α) regelbar ist. 8. The vehicle with a tilt compensator according to claim 7, characterized in that the structure (A) of the vehicle (F) in the longitudinal direction of the vehicle (F) is mounted rotatably and for moving the inclination angle by the apparatus (α) is adjustable.
  9. 9. Fahrzeug mit einem Neigungskompensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau (A), Teile davon oder mit dem Aufbau verbundene Teile quer zur Längsachse durch die Vorrichtung zur Bewegung verschiebbar sind. 9. The vehicle with a tilt compensator according to claim 7, characterized in that the structure (A), parts thereof, or connected to the body sections are transverse to the longitudinal axis through the device to move slidably.
  10. 10. Vorrichtung zur Verhinderung des Kippens eines Fahrzeuges mit einem Neigungsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Überschreiten eines kritischen Wertes des Neigungswinkels (α) oder der Drehrate (dα/dt) eine Geschwindigkeitsverringerung des Fahrzeuges bewirkt wird. 10. A device for preventing the rollover of a vehicle with a tilt sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that after exceeding a critical value of the inclination angle (α) or the rate of rotation (d.alpha / dt) is a speed reduction of the vehicle is effected.
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