EP1536067B1 - Anpassung der von einem Winterdienstfahrzeug auszutragenden Streustoffmenge an sich ändernde Bodentemperaturen - Google Patents

Anpassung der von einem Winterdienstfahrzeug auszutragenden Streustoffmenge an sich ändernde Bodentemperaturen Download PDF

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EP1536067B1
EP1536067B1 EP04027119A EP04027119A EP1536067B1 EP 1536067 B1 EP1536067 B1 EP 1536067B1 EP 04027119 A EP04027119 A EP 04027119A EP 04027119 A EP04027119 A EP 04027119A EP 1536067 B1 EP1536067 B1 EP 1536067B1
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EP
European Patent Office
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temperature
amount
spread
ground
vehicle
Prior art date
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Active
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EP04027119A
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English (en)
French (fr)
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EP1536067A2 (de
EP1536067A3 (de
Inventor
Leonhard Geibel
Rolf Isele
Paul Rosenstihl
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Kuepper Weisser GmbH
Original Assignee
Kuepper Weisser GmbH
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Publication of EP1536067A3 publication Critical patent/EP1536067A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H10/00—Improving gripping of ice-bound or other slippery traffic surfaces, e.g. using gritting or thawing materials ; Roadside storage of gritting or solid thawing materials; Permanently installed devices for applying gritting or thawing materials; Mobile apparatus specially adapted for treating wintry roads by applying liquid, semi-liquid or granular materials
    • E01H10/007—Mobile apparatus specially adapted for preparing or applying liquid or semi-liquid thawing material or spreading granular material on wintry roads

Definitions

  • the present invention relates to a method for adapting the amount of spreading material to be discharged by winter maintenance vehicles to ground temperatures which change during the journey and to a device for carrying out the method.
  • the spreading material is carried out by winter maintenance vehicles by means of a rotating spreading plate, whereby a carpet of scattering is produced on the road.
  • a driver of the winter maintenance vehicle can set in conventional systems via a control unit, the spread of the scattering carpet and its scatter density. These settings are preselected by the driver depending on the external conditions, such as the existing wetness on the road surface and the outside temperature.
  • the resulting amount of litter to be discharged per distance covered is automatically controlled by the control unit taking into account the speed of the winter maintenance vehicle.
  • the amount of litter to be discharged per unit of time is thus composed of the factors vehicle speed, spread and spreading density.
  • a problem of conventional systems is that the spreading density is adjusted solely by the vehicle operator. However, this will vary the settings of the above factors mainly based on external conditions such as rain, snow or drought.
  • the soil temperature is therefore detected in modern scattering systems by means of a temperature sensor and automatically taken into account by the controller by controlling the amount of litter to be discharged depending on the measured soil temperature.
  • the problem arises that it takes too long for temperature jumps, for example when crossing a bridge, until the temperature sensor measures the exact temperature and forwards it to the control unit.
  • the reaction time of the temperature sensor is a limiting factor here. Until the control unit has adjusted the spreading density to the temperature jump, the critical point has already been overrun.
  • the winter service vehicle Due to different reaction times in the overall system and the speed of the winter maintenance vehicle, it may therefore come to a too late spreading of the required amount of litter.
  • the winter service vehicle lays 15 m / s back.
  • the winter maintenance vehicle has already covered 15 m since the temperature jump site passed. The distance between the temperature sensor and the spreading plate is only about half of this distance.
  • WO 97/13926 A1 describes a method and system for the controlled spreading of grit on roads in winter service.
  • the scatter vehicle comprises a satellite-controlled positioning system for this purpose.
  • the position of the vehicle is compared with weather maps and spreaded to the predicted temperatures spread rate.
  • the data of the weather forecast can be supplemented by data from sensors on the vehicle.
  • the object of the present invention is therefore to adapt the amount of litter to be discharged faster to changing ground temperatures.
  • a temperature sensor for measuring the ground temperature while driving, is attached to a vehicle and connected to a control unit which changes the amount of litter to be discharged as a function of a temperature gradient resulting from the temperature measurement. It is not waited until the actual temperature value is displayed by the temperature sensor, but the amount of scattering material is controlled by the temperature gradient, ie, depending on the speed at which the measured value specified by the temperature sensor changes.
  • a steep temperature gradient thus means a sudden and sharp change in the ground temperature. Based on the temperature gradient can already estimate how large the temperature change. This will shorten the reaction time of the system and change the amount of litter to be discharged faster than if you wait for the temperature sensor to indicate the exact temperature.
  • the invention is of particular importance for the timely adaptation of the amount of litter to be discharged to a negative temperature jump.
  • the invention provides that the amount of scattering material to be discharged is not merely increased when a negative temperature gradient is measured, but that the more negative the temperature gradient is, the more the amount of scattering material to be discharged is increased.
  • very negative temperature gradients which indicate very low end temperatures
  • This overreaction is for safety. Since such overreactions of the system are usually limited to a short time, they are barely noticeable in the total amount of litter to be applied and are still acceptable as an environmental impact.
  • the amount of scattering material is changed only with a negative temperature jump, but not with a positive temperature jump on the basis of the temperature gradient.
  • the adaptation of the amount of litter to be discharged is preferably delayed somewhat in the case of a positive temperature jump. That is, the spreading density is corrected downwards more slowly than the temperature sensor indicates. This avoids that - for example, when driving over a relatively warm manhole cover - too little scattering material is spread.
  • the winter maintenance vehicle is additionally equipped with a location determination system for determining the current vehicle position.
  • a suitable retrieving or receiving device known and / or stored locations can be retrieved and / or received, at which a temperature jump of the floor temperature is to be expected.
  • the control unit which is connected to the positioning system and the retrieving or receiving device, the amount of scattering material to be discharged is changed upon reaching the location depending on the expected temperature jump.
  • the amount of scattering material at points with an expected negative temperature jump can be increased at the right time even at high driving speeds at which the method according to the invention is not fast enough to react.
  • FIG. 1 shows a winter service vehicle 1 with a mounted in the vehicle cabin control unit 2.
  • the user can select a scattering level, which defines the amount of litter to be discharged.
  • the scattering level is selected by the user depending on the weather conditions and weather forecasts.
  • the winter maintenance vehicle 1 a temperature sensor 3, for example, an infrared camera attached, which measures the ground temperature without contact.
  • This temperature sensor 3 is connected to the control unit 2, so that it changes the determined by the scattering stage amount of dust to be discharged depending on the measured temperature and possibly depending on a temperature gradient resulting from the temperature measurement.
  • a temperature gradient is determined from the measured values supplied by the temperature sensor 3 and taken into account in the adaptation of the amount of scattered material before the temperature sensor 3 indicates the actual prevailing temperature.
  • the system preferably reacts in the event of a negative temperature gradient, as a result of which more than the actually required amount of scattered substance is discharged for a short time.
  • the temperature gradient is equal to or near zero again, i. E. If the temperature sensor displays the changed temperature constantly, the amount of scattering material to be discharged again depends solely on the actually measured temperature and is no longer dependent on the temperature gradient.
  • FIG. 2 shows the timing of the adaptation of a to be discharged from a winter utility vehicle 1 amount of litter in a flowchart.
  • the user manually sets the scatter level.
  • the temperature sensor 3 mounted on the vehicle measures the floor temperature and forwards the measurement results to a control unit 2.
  • the control unit 2 determines a temperature gradient from the temperature measured values supplied by the temperature sensor 3, due to which the amount of litter to be discharged is changed. Normally the spreading width and the vehicle speed remain unchanged, whereby the changed amount of scattering material directly affects the spreading density of the spreading carpet.
  • the temperature gradient can be continuously determined according to a first embodiment and the expected end temperature can be constantly re-estimated. The more negative the determined temperature gradient, the greater the temperature jump is assumed by the system, and accordingly the amount of litter to be discharged is adjusted. At least as long as the temperature gradient becomes steeper, it makes sense that the system overreacts, since the final temperature at this stage can not be accurately estimated. The overreaction prevents that initially too little amount of scattered material is discharged. As soon as the temperature gradient decreases again, the temperature sensor thus clearly approaches its stable state, the final temperature can be estimated much more reliably. From this point on, the amount of litter to be discharged can thus be set reliably in accordance with the estimated temperature.
  • a first and a second threshold value are provided in the control unit 2, which each define a specific gradient of the temperature gradient. If, for example, the first threshold value is exceeded by a large negative temperature jump, ie a steep temperature gradient, then so the system is controlled such that the maximum or at least a defined increased amount of scattering material is discharged. As soon as the slope of the temperature gradient decreases again and reaches the second threshold value, which preferably defines a substantially lower slope than the first threshold value, the amount of litter to be discharged is adapted to the final temperature estimated on the basis of the temperature gradient.
  • the second threshold can also be set to zero. Then the maximum or at least increased amount of scattering material is discharged until the temperature sensor indicates the actual prevailing temperature.
  • the aforementioned first and second embodiments can also be combined by e.g. the continuous estimation of the final temperature and adaptation of the amount of scattering substance to this final temperature is only carried out when a temperature gradient threshold is exceeded.
  • the temperature measurement can be integrated into existing systems, which regulate the scattering density and the scattering width, as an additional module in order additionally to adapt the scattering density of a scattering step as a function of the temperature gradient by the control unit 2. It is also possible that the system automatically selects a different than the operator selected by the scattering level due to the changed soil temperature. As a result, a dosing accuracy is achieved, which makes it possible to prevent the formation of ice on the road with the lowest possible consumption of litter.
  • the user can manually change the spreading density and / or spreading width while driving. For example, in the event of sudden snowfall, he can increase the amount of litter to be discharged by manually selecting a different level.
  • the system can be provided with an emergency button, which causes the output of the maximum spread rate when actuated.
  • a scatter log data can be output on the number of operations, the amount of grit used and in particular the locations where a temperature jump was detected. Based on such statistical surveys, better planning and equipment utilization can be achieved. So spreader can be saved.
  • the winter maintenance vehicle 1 is off FIG. 1 is equipped with a positioning system , such as Global Positioning System (GPS), which in Fig. 1 is indicated by an antenna 5.
  • GPS Global Positioning System
  • the current vehicle position can be determined at any time.
  • those locations are stored in a memory of the control unit 2, where a temperature jump is expected (bridges, woodland, ).
  • the control unit 2 determines via the location determination system when such a location is reached, wherein before reaching the location, the amount of litter to be discharged is adapted in time to the expected temperature jump.
  • further locations can be called up, for example via a central station, at which a temperature jump is also to be expected.
  • the location determination system, the receiving device and the control unit 2 can be integrated or modularly provided in one device.
  • the control unit coupled to the location system is adaptive.
  • the learning ability can be different in different ways.
  • the local temperature profile can be recorded in a test drive and the location data of critical locations with a significant negative temperature jump stored.
  • the temperature is re-measured at the locations determined or predefined from the outset on each crossing and compared with the temperature jump data stored for the respective location.
  • suitable software can be due to the stored temperature jump data and a currently measured temperature jump to estimate an expected for future diversion trips temperature jump.
  • the control unit can then be considered, for example, whether the negative temperature jump occurs in principle (“hard” value) or only occasionally ("soft" value).
  • the location in the system can be noted as a "hard” value.
  • the controller can then adjust the spread rate automatically or semi-automatically to the learned setting.
  • a semi-automatic adjustment makes sense, for example, with "soft" values.
  • the system indicates to the user in good time before reaching the location that it intends to increase the spread rate, and the user may, for example, refuse.
  • the learned data are preferably managed by a central evaluation software in order to make it available to other gritting vehicles from the center.
  • danger points at which an increase in the spreading density appears reasonable, but at which a temperature jump is not to be expected can be supplemented manually.
  • Such locations may be, for example, bus stops or motorway exits.
  • There it also makes sense, in addition to the increased scatter density to increase the spread in the direction of the right lane edge. This can in turn be done fully automatically or semi-automatically by timely notice to the driver.

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen der von Winterdienstfahrzeugen auszutragenden Streustoffmenge an sich während der Fahrt ändernde Bodentemperaturen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Der Streustoff wird von Winterdienstfahrzeugen mittels eines rotierenden Streutellers ausgetragen, wodurch ein Streuteppich auf der Fahrbahn erzeugt wird. Ein Fahrzeugführer des Winterdienstfahrzeugs kann in herkömmlichen Systemen über ein Steuergerät die Streubreite des Streuteppichs und dessen Streudichte einstellen. Diese Einstellungen werden abhängig von den äußeren Bedingungen, wie beispielsweise der vorhandenen Nässe auf der Fahrbahn und der Außentemperatur, durch den Fahrzeugführer vorgewählt. Die daraus resultierende auszutragende Streustoffmenge pro zurückgelegter Strecke wird unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Winterdienstfahrzeugs vom Steuergerät automatisch geregelt. Die pro Zeiteinheit auszutragende Streustoffmenge setzt sich somit aus den Faktoren Fahrzeuggeschwindigkeit, Streubreite und Streudichte zusammen.
  • Ein Problem herkömmlicher Systeme besteht darin, dass die Streudichte allein durch den Fahrzeugführer eingestellt wird. Dieser wird die Einstellungen der oben genannten Faktoren jedoch vorwiegend anhand äußerer Bedingungen wie Regen, Schnee oder Trockenheit variieren.
  • Sich laufend ändernde Bodentemperaturen, insbesondere bei der Überfahrt von Brücken und Durchfahrt von Waldstücken, kann der Fahrzeugführer nicht wahrnehmen. Dadurch kommt es vor, dass bei einer unerwarteten negativen Bodentemperaturänderung zu wenig Streustoff gestreut wird, was zu Glatteis führen kann.
  • Die Vergangenheit hat des weiteren gezeigt, dass ausschließliches Variieren der Streudichte durch den Fahrzeugführer zu erhöhten Kosten für den Winterdienst auf Straßen und Flughäfen und zu einer stärkeren Umweltbelastung führt, da der Fahrzeugführer normalerweise aus Sicherheitsgründen dazu neigt, mehr Streugut als nötig zu verteilen.
  • Zur weiteren Entlastung des Fahrzeugführers wird daher in modernen Streusystemen die Bodentemperatur mittels eines Temperatursensors erfaßt und automatisch von dem Steuergerät berücksichtigt, indem die auszutragende Streustoffmenge abhängig von der gemessenen Bodentemperatur gesteuert wird. Dabei entsteht jedoch das Problem, dass es bei Temperatursprüngen, beispielsweise bei Überfahren einer Brücke, zu lange dauert, bis der Temperatursensor die exakte Temperatur misst und an das Steuergerät weiterleitet. Die Reaktionszeit des Temperatursensors ist hier ein limitierender Faktor. Bis das Steuergerät dann die Streudichte an den Temperatursprung angepasst hat, ist die kritische Stelle schon überfahren.
  • Aufgrund unterschiedlicher Reaktionszeiten im Gesamtsystem und der Geschwindigkeit des Winterdienstfahrzeugs kann es daher zu einem zu späten Ausstreuen der erforderlichen Streustoffmenge kommen. Bei einer Fahrgeschwindigkeit von beispielsweise 54 km/h legt das Winterdienstfahrzeug 15 m/s zurück. In der Praxis bedeutet dies, dass, wenn beispielsweise ein negativer Temperatursprung vom System erkannt wird und alle Reaktionszeitfaktoren im System (Temperatursensor, Steuerungs- und Hydrauliksystem, Fallzeit des Salz, ...) beachtet werden, circa eine Sekunde vergehen würde, bis die geänderte, an die gemessene Temperatur angepasste Streustoffmenge vom Streuteller fällt. Innerhalb dieser Sekunde hat das Winterdienstfahrzeug bereits 15 m seit der Überfahrung der Temperatursprungstelle zurückgelegt. Der Abstand zwischen dem Temperatursensor und dem Streuteller beträgt aber nur etwa die Hälfte dieser Strecke.
  • In US 6,206,299 B1 wird ein System zum Ausbringen von Streugut durch ein Streufahrzeug im Winterdienst beschrieben. Zur Ermittlung der Menge des auszubringenden Streustoffs ist ein Infrarotsensor an dem Fahrzeug angebracht, der die Temperatur der Straße bestimmt. Das Infrarotsignal wird von einem Prozessor verarbeitet, und mittels einer Logik und weiteren Faktoren, wie beispielsweise der Änderung der Temperatur, wird ein wahrscheinlicher Straßenzustand und eine daran angepasste Streumenge berechnet.
  • WO 97/13926 A1 beschreibt ein Verfahren und ein System zum kontrollierten Ausbringen von Streugut auf Straßen im Winterdienst. Das Streufahrzeug umfasst zu diesem Zweck ein satellitengesteuertes Positionierungssystem. Die Position des Fahrzeugs wird mit Wetterkarten abgeglichen und eine an die vorhergesagten Temperaturen angepasste Streumenge ausgebracht. Dabei können die Daten der Wettervorhersage durch Daten von Sensoren am Fahrzeug ergänzt werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die auszutragende Streustoffmenge schneller an sich ändernde Bodentemperaturen anzupassen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
  • Dementsprechend ist ein Temperatursensor, zur Messung der Bodentemperatur während der Fahrt, an einem Fahrzeug befestigt und mit einem Steuergerät verbunden, welches die auszutragende Streustoffmenge abhängig von einem sich aus der Temperaturmessung ergebenden Temperaturgradienten verändert. Dabei wird nicht abgewartet, bis der tatsächliche Temperaturwert vom Temperatursensor angezeigt wird, sondern die Streustoffmenge wird anhand des Temperaturgradienten geregelt, d.h. abhängig von der Geschwindigkeit, mit der sich der vom Temperatursensor angegebene Messwert ändert.
  • Je größer ein Temperatursprung ist, desto steiler ist der Temperaturgradient der vom Temperatursensor angegebenen Temperatur. Ein steiler Temperaturgradient bedeutet somit eine plötzliche und starke Änderung der Bodentemperatur. Anhand des Temperaturgradienten lässt sich bereits abschätzen, wie groß die Temperaturänderung ist. Dadurch lässt sich die Reaktionszeit des Systems verkürzen und die auszutragende Streustoffmenge schneller verändern, als wenn man abwarten würde, bis der Temperatursensor die exakte Temperatur angibt.
  • Die Erfindung ist aus Sicherheitsgründen von besonderer Bedeutung für die rechtzeitige Anpassung der auszutragenden Streustoffmenge an einen negativen Temperatursprung. Die Erfindung sieht vor, dass die auszutragende Streustoffmenge nicht lediglich erhöht wird, wenn ein negativer Temperaturgradient gemessen wird, sondern dass die auszutragende Streustoffmenge umso stärker erhöht wird, je negativer der Temperaturgradient ist. Hierbei wird bei sehr negativen Temperaturgradienten, welche auf sehr niedrige Endtemperaturen hindeuten, auch in Kauf genommen, dass die Streustoffmenge mehr als die eigentlich benötigte beträgt. Es ist sogar zweckmäßig, einen Sicherheitszuschlag zu berücksichtigen. Diese Überreaktion dient der Sicherheit. Da solche Überreaktionen des Systems normalerweise auf kurze Zeit beschränkt sind, machen sie sich in der insgesamt auszubringenden Streustoffmenge kaum bemerkbar und sind als Umweltbelastung noch vertretbar.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Streustoffmenge nur bei einem negativen Temperatursprung, nicht dagegen bei einem positiven Temperatursprung anhand des Temperaturgradienten verändert. Im Gegenteil wird vorzugsweise die Anpassung der auszutragenden Streustoffmenge bei einem positiven Temperatursprung etwas verzögert. Das heißt, die Streudichte wird langsamer nach unten korrigiert als es der Temperatursensor anzeigt. Dadurch wird vermieden, dass - zum Beispiel beim Überfahren eines relativ warmen Kanaldeckels - zu wenig Streustoff ausgestreut wird.
  • In einer Weiterbildung ist das Winterdienstfahrzeug zusätzlich mit einem Standortbestimmungssystem zur Ermittlung der aktuellen Fahrzeugposition ausgestattet. Über eine geeignete Abruf- bzw. Empfangseinrichtung können bekannte und/oder gespeicherte Standorte abgerufen und/oder empfangen werden, an denen ein Temperatursprung der Bodentemperatur zu erwarten ist. Über das Steuergerät, welches mit dem Standortbestimmungssystem und der Abruf- bzw. Empfangseinrichtung verbunden ist, wird die auszutragende Streustoffmenge bei Erreichen des Standorts abhängig von dem zu erwartenden Temperatursprung verändert. Anhand dieser Weiterbildung lässt sich die Streustoffmenge an Stellen mit einem zu erwartenden negativen Temperatursprung selbst bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren nicht reaktionsschnell genug ist, zum richtigen Zeitpunkt erhöhen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der anhängenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
    • Figur 1 ein Winterdienstfahrzeug mit integriertem Steuergerät und einem am Winterdienstfahrzeug befestigten Temperatursensor, und
    • Figur 2 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Anpassen der auszutragenden Streustoffmenge.
  • Figur 1 zeigt ein Winterdienstfahrzeug 1 mit einem in der Fahrzeugkabine angebrachten Steuergerät 2. Über das Steuergerät 2 kann der Benutzer eine Streustufe auswählen, welche die auszutragende Streustoffmenge definiert. Die Streustufe wählt der Benutzer je nach Witterungsverhältnissen und Wettervorhersagen. Desweiteren ist am Winterdienstfahrzeug 1 ein Temperatursensor 3, z.B. eine Infrarotkamera, befestigt, welcher die Bodentemperatur berührungslos misst. Dieser Temperatursensor 3 ist mit dem Steuergerät 2 verbunden, damit es die durch die Streustufe festgelegte auszutragende Streustoffmenge abhängig von der gemessenen Temperatur und ggf. abhängig von einem sich aus der Temperaturmessung ergebenden Temperaturgradienten verändert.
  • Durch die Berücksichtigung des Temperaturgradienten wird die sich auf die Anpassungsgeschwindigkeit der auszutragenden Streustoffmenge negativ auswirkende Reaktionszeit des Temperatursensors 3 wesentlich verkürzt. Denn das System reagiert nicht nur abhängig von einer vom Temperatursensor 3 gemessenen Endtemperatur der Fahrbahnoberfläche, sondern aus den vom Temperatursensor 3 gelieferten Messwerten wird auch ein Temperaturgradient ermittelt und bei der Anpassung der auszutragenden Streustoffmenge berücksichtigt, noch bevor der Temperatursensor 3 die tatsächlich herrschende Temperatur anzeigt.
  • Erreicht das Winterdienstfahrzeug 1, wie in Figur 1 dargestellt, beispielsweise eine Brücke 10, und ermittelt das System einen negativen Temperatursprung, so wird aufgrund des negativen Temperaturgradienten, der auf eine tiefere Endtemperatur als die vom Temperatursensor im ersten Augenblick angezeigte hinweist, die auszutragende Streustoffmenge erhöht. Somit wird die Reaktionszeit des gesamten Systems wesentlich verkürzt, da die an die veränderte Bodentemperatur angepasste auszutragende Streustoffmenge früher vom Streuteller 4 fällt, als wenn abgewartet würde, bis der Temperatursensor die geänderte Temperatur exakt angibt.
  • Vorzugsweise reagiert das System bei einem negativen Temperaturgradienten aus Sicherheitsgründen über, wodurch kurzzeitig mehr als die eigentlich notwendige Streustoffmenge ausgetragen wird. Spätestens wenn der Temperaturgradient wieder gleich oder nahe null ist, d.h. wenn der Temperatursensor die geänderte Temperatur konstant anzeigt, regelt sich die auszutragende Streustoffmenge wieder allein abhängig von der tatsächlich gemessenen Temperatur und ist nicht mehr abhängig vom Temperaturgradienten.
  • Figur 2 zeigt den zeitlichen Ablauf der Anpassung einer von einem Winterdienstfahrzeug 1 auszutragenden Streustoffmenge in einem Flussdiagramm. Im ersten Schritt stellt der Benutzer manuell die Streustufe ein. Während der Fahrt misst der an das Fahrzeug montierte Temperatursensor 3 die Bodentemperatur und leitet die Messergebnisse an ein Steuergerät 2 weiter. Das Steuergerät 2 ermittelt aus den vom Temperatursensor 3 gelieferten Temperaturmesswerten einen Temperaturgradienten, aufgrund dessen die auszutragende Streustoffmenge verändert wird. Normalerweise bleiben die Streubreite und die Fahrzeuggeschwindigkeit unverändert, wodurch sich die veränderte Streustoffmenge unmittelbar auf die Streudichte des Streuteppichs auswirkt.
  • Die Berücksichtigung des Temperaturgradienten bei der Anpassung der auszutragenden Streustoffmenge im Falle eines Temperatursprungs kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann der Temperaturgradient gemäß einer ersten Ausführungsform kontinuierlich ermittelt und die zu erwartende Endtemperatur ständig neu geschätzt werden. Je negativer der ermittelte Temperaturgradient ist, desto größer wird der Temperatursprung durch das System vermutet, und dementsprechend wird die auszutragende Streustoffmenge angepaßt. Zumindest solange, wie der Temperaturgradient steiler wird, ist es sinnvoll, daß das System überreagiert, da die Endtemperatur in diesem Stadium noch nicht exakt abschätzbar ist. Durch die Überreaktion wird verhindert, dass zunächst zu wenig Streustoffmenge ausgetragen wird. Sobald der Temperaturgradient wieder abnimmt, sich der Temperatursensor also eindeutig seinem stabilen Zustand nähert, ist die Endtemperatur wesentlich zuverlässiger abschätzbar. Ab diesem Zeitpunkt kann somit die auszutragende Streustoffmenge entsprechend der geschätzten Temperatur zuverlässig eingestellt werden.
  • In einer alternativen, zweiten Ausführungsform sind im Steuergerät 2 ein erster und ein zweiter Schwellenwert vorgesehen, welche jeweils eine bestimmte Steigung des Temperaturgradienten definieren. Wird beispielsweise durch einen großen negativen Temperatursprung, also einen steilen Temperaturgradienten, der erste Schwellenwert überschritten, so wird das System derart angesteuert, dass die maximale oder zumindest eine definiert erhöhte Streustoffmenge ausgetragen wird. Sobald die Steigung des Temperaturgradienten wieder abnimmt und den zweiten Schwellenwert erreicht, welcher vorzugsweise eine wesentlich geringere Steigung als der erste Schwellenwert definiert, wird die auszutragende Streustoffmenge an die auf Basis des Temperaturgradienten geschätzte Endtemperatur angepasst. Der zweite Schwellenwert kann auch auf null gesetzt werden. Dann wird die maximale oder zumindest erhöhte Streustoffmenge solange ausgetragen, bis der Temperatursensor die tatsächlich herrschende Temperatur anzeigt.
  • Die vorgenannten ersten und zweiten Ausführungsformen sind auch kombinierbar, indem z.B. die kontinuierliche Abschätzung der Endtemperatur und Anpassung der Streustoffmenge an diese Endtemperatur erst bei Überschreiten eines Temperaturgradient-Schwellenwerts vorgenommen wird.
  • Die Temperaturmessung kann in bestehende Systeme, welche die Streudichte und die Streubreite regeln, als zusätzliches Modul integriert werden, um die Streudichte einer Streustufe zusätzlich abhängig von dem Temperaturgradienten durch das Steuergerät 2 anzupassen. Dabei ist es auch möglich, dass das System automatisch aufgrund der veränderten Bodentemperatur eine andere als die vom Bediener vorgewählte Streustufe auswählt. Dadurch wird eine Dosiergenauigkeit erreicht, die es ermöglicht, Glatteisbildung auf der Fahrbahn bei geringstmöglichem Streustoffverbrauch zu verhindern.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird bei negativem Temperaturgradienten die auszutragende Streustoffmenge vorzugsweise umso stärker verändert, je negativer der ermittelte Temperaturgradient ist. Dagegen wird bei positivem Temperaturgradienten die Anpassung der auszutragenden Streustoffmenge verringert. Das Verzögern der Streustoffmengenanpassung erfolgt bei einem positiven Temperaturgradienten wiederum aus Sicherheitsgründen, um zu verhindern, daß das System gegebenenfalls zu wenig Streustoff ausstreut. Überfährt ein Winterdienstfahrzeug 1 beispielsweise einen größeren Gullydeckel, welcher im Winter eine höhere Oberflächentemperatur als die Fahrbahn besitzt, wird kurzzeitig ein positiver Temperatursprung ermittelt. Würde das System wie bei einem negativen Temperaturgradienten sofort reagieren, würde bei Überfahren des Gullydeckels, zumindest kurzzeitig, die gesamte Straßenbreite mit zu wenig Streustoff bestreut.
  • Grundsätzlich bleibt es aber weiterhin möglich, dass der Benutzer die Streudichte und/oder Streubreite manuell während der Fahrt ändert. Beispielsweise kann er bei plötzlich einsetzendem Schneefall die auszutragende Streustoffmenge erhöhen, indem er manuell eine andere Steustufe wählt. Des weiteren kann das System mit einer Notstreutaste vorgesehen sein, welche bei Betätigung die Ausgabe der maximalen Streumenge veranlasst.
  • In einem Streuprotokoll können Daten über die Anzahl der Einsätze, das verbrauchte Streugut und insbesondere die Standorte ausgegeben werden, an denen ein Temperatursprung festgestellt wurde. Anhand solcher statistischer Erhebungen sind eine bessere Planung und Geräteauslastung erreichbar. So kann Streugut eingespart werden.
  • In einer Weiterbildung ist das Winterdienstfahrzeug 1 aus Figur 1 mit einem Standortbestimmungssystem, beispielsweise Global Positioning System (GPS), ausgestattet, welches in Fig. 1 durch eine Antenne 5 angedeutet ist. Anhand dieses Systems kann jederzeit die aktuelle Fahrzeugposition ermittelt werden. Vorzugsweise sind in einem Speicher des Steuergeräts 2 diejenigen Standorte gespeichert, an denen ein Temperatursprung zu erwarten ist (Brücken, Waldstücke, ...). Das Steuergerät 2 stellt dann über das Standortbestimmungssystem fest, wann ein solcher Standort erreicht wird, wobei vor Erreichen des Standorts die auszutragende Streustoffmenge an den zu erwartenden Temperatursprung rechtzeitig angepasst wird. Wird das Fahrzeug zusätzlich mit einer Empfangseinrichtung ausgestattet, können beispielsweise über eine Zentrale weitere Standorte abgerufen werden, an denen ebenfalls ein Temperatursprung zu erwarten ist. Das Standortbestimmungssystem, die Empfangseinrichtung und das Steuergerät 2 können dabei in einem Gerät integriert oder modular vorgesehen sein.
  • In einer Ausgestaltung ist das mit dem Standortbestimmungssystem gekoppelte Steuergerät lernfähig. Die Lernfähigkeit kann in unterschiedlicher Hinsicht ausgeprägt sein. Im einfachsten Fall kann in einer Probefahrt das örtliche Temperaturprofil erfasst und die Standortdaten von kritischen Orten mit signifikantem negativen Temperatursprung gespeichert werden. In einer besonderen Variante wird die Temperatur an den so ermittelten oder von vornherein vorgegebenen Standorten bei jeder Überfahrt neu gemessen und mit den zum jeweiligen Standort gespeicherten Temperatursprung-Daten verglichen. Mittels geeigneter Software lässt sich aufgrund der gespeicherten Temperatursprung-Daten und eines aktuell gemessenen Temperatursprungs ein für bei zukünftigen Streufahrten zu erwartender Temperatursprung abschätzen. Im Steuergerät kann dann z.B. auch berücksichtigt werden, ob der negative Temperatursprung grundsätzlich auftritt ("harter" Wert) oder nur gelegentlich ("weicher" Wert). Wird ein betreffender Standort z.B. in mehr als 30 % als Gefahrenpunkt eingestuft, weil ein kritischer Temperatursprung gemessen wurde, so kann der Standort im System als "harter" Wert vermerkt sein. Das Steuergerät kann die Streumenge dann automatisch oder halbautomatisch an die erlernte Einstellung anpassen. Eine halbautomatische Anpassung ist z.B. bei "weichen" Werten sinnvoll. In diesem Fall zeigt das System dem Benutzer rechtzeitig vor Erreichen des betreffenden Ortes an, dass es die Erhöhung der Streumenge beabsichtigt, und der Benutzer kann dies z.B. ablehnen.
  • Die erlernten Daten werden dabei vorzugsweise von einer zentralen Auswertesoftware verwaltet, um sie auch anderen Streufahrzeugen von der Zentrale zur Verfügung stellen zu können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung können Gefahrenstellen, an denen eine Erhöhung der Streudichte sinnvoll erscheint, an denen ein Temperatursprung aber nicht zu erwarten ist, manuell ergänzt werden. Solche Standorte können beispielsweise Bushaltestellen oder Autobahnausfahrten sein. Dort ist es des weiteren sinnvoll, zusätzlich zur erhöhten Streudichte die Streubreite in Richtung zum rechten Fahrbahnrand zu erhöhen. Dies kann wiederum vollautomatisch oder halbautomatisch durch rechtzeitigen Hinweis an den Fahrzeugführer erfolgen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Anpassen einer von einem Winterdienstfahrzeug (1) auszutragenden Streustoffmenge an sich während der Fahrt ändernde Bodentemperaturen, wobei die Bodentemperatur mittels eines am Fahrzeug befestigten Temperatursensors (3) gemessen und die auszutragende Streustoffmenge unter Berücksichtigung von einem aus der Temperaturmessung ermittelten Temperaturgradienten verändert wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die auszutragende Streustoffmenge umso stärker erhöht wird, je negativer der Temperaturgradient ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auszutragende Streustoffmenge bei einem positiven Temperaturgradienten verzögert an die geänderte Bodentemperatur angepaßt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:
    - Ermitteln der aktuellen Fahrzeugposition über ein Standortbestimmungssystem,
    - Empfangen bekannter und/oder Abrufen gespeicherter Standorte, an denen ein Temperatursprung der Bodentemperatur zu erwarten ist und
    - Verändern der auszutragenden Streustoffmenge bei Erreichen des Standorts abhängig von dem zu erwartenden Temperatursprung.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Standorten zu erwartende Temperatursprung bei oder nach Überfahrt des betreffenden Standorts aufgrund eines bei der Überfahrt gemessenen Temperatursprungs aktualisiert wird.
  5. Vorrichtung zur Anpassung einer von einem Winterdienstfahrzeug (1) auszutragenden Streustoffmenge an sich während der Fahrt ändernde Bodentemperaturen, umfassend einen am Fahrzeug zu befestigenden Temperatursensor (3) zur Messung der Bodentemperatur und ein Steuergerät (2), welches mit dem Temperatursensor (3) verbunden ist und eingerichtet ist, die auszutragende Streustoffmenge unter Berücksichtigung von einem aus der Temperaturmessung ermittelten Temperaturgradienten zu verändern,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) eingerichtet ist, die auszutragende Streustoffmenge umso stärker zu erhöhen, je negativer der Temperaturgradient ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch, gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) eingerichtet ist, die auszutragende Streustoffmenge bei einem positiven Temperaturgradienten verzögert an die geänderte Bodentemperatur anzupassen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, weiter gekennzeichnet durch:
    - ein Standortbestimmungssystem zur Ermittlung der aktuellen Fahrzeugposition und
    - eine Einrichtung zum Empfangen bekannter und/oder Abrufen gespeicherter Standorte, an denen ein Temperatursprung der Bodentemperatur zu erwarten ist,
    wobei das Steuergerät (2) mit dem Standortbestimmungssystem und der Einrichtung verbunden und eingerichtet ist, die Streustoffmenge bei Erreichen des Standorts abhängig von dem zu erwartenden Temperatursprung zu verändern.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in der Weise lernfähig ist, dass der an den Standorten zu erwartende Temperatursprung bei oder nach Überfahrt des betreffenden Standorts aufgrund eines bei der Überfahrt gemessenen Temperatursprungs aktualisiert wird.
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