SE1450775A1 - Motorfordon med system för styrning av en stödaxel och förfarande för drift av motorfordonet - Google Patents

Abstract

Ett motorfordon (2) har ett system för styrning av hjulen hos åtminstone en odriven hjulförsedd stödaxel (1) hos fordonet följande i dettas ordinarie körriktning efter fordonets framhjulsaxel (3). En kraftanordning är utformad att påverka inriktningen av stödaxelns hjul relativt fordonets längdriktning. Vid uppträdande av fel inom systemet överförs systemet i ett felsäkert läge med inaktiverad kraftanordning, och om då fordonets hastighet är under en tröskelhastighet överförs systemet i ett felsäkert läge med casterstyrning av stödaxelns hjul. Medel (17-20) är utformade att påverka storleken på den andel av fordonets tyngdkraft som anligger på nämnda stödaxels hjul (8), och vid uppträdande av ett nämnt fel hos styrsystemet vid en fordonshastighet under nämnda tröskelhastighet styrs dessa medel att avlasta hjulen hos stödaxeln genom att minska nämnda andel.(Fig 5).

Description

15 20 25 30 trafik i exempelvis trånga gränder. Däremot är det ur stabilitets- och bränsleförbrukningssynpunkt önskvärt att ha stödaxeln ostyrd vid högre fordonshastigheter, varför systemet då ser till att stödaxelns hjul intager ett fast neutralläge inriktade med fordo- nets längdriktning. Av denna anledning styrs stödaxelns hjul i be- roende av styrningen av framhjulsaxelns hjul och under hän- synstagande till fordonets hastighet, så att hjulutslaget hos stöd- axelns hjul i förhållande till hjulutslaget hos framhjulsaxelns hjul normalt minskar med fordonets ökande hastighet till att vara noll vid en tröskelhastighet, vid vilken låsningen till neutralläget sker.

Skulle något fel uppträda hos ett styrsystem av detta slag, t e x att matningen av elektricitet till hela systemet eller delar av det faller bort eller någon komponent hos systemet fallerar, då måste ett sådant system oavsett vad fordonets hastighet är när detta inträffar överföras till ett felsäkert läge, och helst bör då stödax- elns hjul låsas i nämnda neutralläge. Av denna anledning uppvi- sar ett sådant system en inrättning utformad att vid uppträdande av fel inom systemet överföra systemet i ett felsäkert läge med inaktiverad anordning.

Ett system av inledningsvis definierat slag finns beskrivet i den ännu ej offentliga svenska patentansökan nr 1350410-5. Hos det systemet finns två felsäkra lägen, och det är fordonets hastighet som avgör vilket av de felsäkra lägena som systemet överförs till vid fel. Vid uppträdande av fel är det nämligen önskvärt att låsa stödaxelns hjul inriktade med fordonets längdriktning, och när fordonets hastighet vid uppträdande av felet är högre än tröskelhastighet och denna inriktning redan är för handen görs detta, men när hastigheten är lägre och inriktningen kan skilja sig 10 15 20 25 30 från neutralläget låses inte stödaxeln vid uppträdande av ett fel, utan istället tillåts den casterstyras i detta felsäkra läge, vilket ger ett betydligt bättre beteende hos fordonet än vid låsning av stödaxeln i fel läge, d v s med stödaxelns hjul i från 0° skild vinkel relativt fordonets längdriktning.

En nackdel med sådan casterstyrning är dock att stödaxeln ifråga tappar förmågan att ta sidolaster, så att stabilitetsproblem kan uppstå hos fordonet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett motor- fordon av inledningsvis definierat slag, vilket är förbättrat i ät- minstone något hänseende i förhållande till tidigare kända såd- ana fordon.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att förse ett sådant fordon med särdragen hos den kännetecknande delen hos bifo- gade patentkrav 1.

Genom att vid uppträdande av ett nämnt fel hos systemet vid en fordonshastighet under nämnda tröskelhastighet, vilket således innebär ett felsäkert läge med casterstyrning av stödaxelns hjul, hjulen hos stödaxeln avlastas genom att den andel av fordonets tyngdkraft som anligger på dessa hjul minskas kommer ju en större andel av fordonets tyngdkraft överföras på andra axlar, såsom drivaxeln, hos fordonet, vilka har förmåga att ta sidolaster, så att fordonets förmåga att ta sidolaster ökas och det därmed blir mer stabilt. 10 15 20 25 30 Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar fordonet organ utformade att mäta storleken på den del av fordonets tyngdkraft som vilar på hjulen hos en från nämnda stödaxel skild fordons- axel, såsom fordonets drivaxel, vars last har ett maximalt tillåtet gränsvärde, och styrenheten är utformad att vid uppträdande av nämnda fel innebärandes felsäkert läge med casterstyrning styra nämnda medel att minska nämnda andel under iakttagande av nämnda gränsvärde hos nämnda fordonsaxel. Härigenom uppnås att inte någon otillåtet hög eller av annan orsak ofördelaktig last på någon fordonsaxel resulterar av minskandet av den andel av fordonets tyngdkraft som anligger på stödaxelns hjul.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen, vilken utgör en vidareutveckling av föregående utföringsform, är styrenheten ut- formad att styra nämnda medel att påverka storleken hos nämnda andel för att komma så nära nämnda gränsvärde som det är möjligt genom minskande av nämnda andel. Härigenom tillses att fordonets stabilitet ökas så mycket det går genom av- lastning av stödaxelns hjul utan att för den skull en för hög last överförs på någon annan axel hos fordonet. Därvid kan det mycket väl vara så att det går att ta bort all last från nämnda stödaxels hjul utan att nämnda gränsvärde nås, och detta repre- senterar då det tillstånd som är så nära nämnda gränsvärde som det är möjligt även om avståndet till detta kan vara betydande.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är åtminstone nämnda stödaxel upphängd relativt ett chassi hos fordonet via tryckmediumsfjäderorgan, och nämnda medel är utformade att påverka storleken hos nämnda andel genom att förändra me- 10 15 20 25 30 diumtrycket hos nämnda fjäderorgan. Exempelvis kan nämnda andel minskas genom att mediumtrycket minskas hos de tryck- mediumsfjäderorgan via vilka stödaxeln är upphängd eller genom att öka mediumtrycket i tryckmediumsfjäderorgan via vilka andra axlar hos fordonet är upphängda.

Enligt nämnda fjäderorgan gasfjädrar, och nämnda medel är utformat en vidareutveckling av sistnämnda utföringsform är att minska storleken hos nämnda andel genom att släppa ut gas ur nämnda gasfjädrar och därmed minska gastrycket i dessa.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är även en från stödaxeln skild fordonsaxel upphängd relativt ett chassi hos for- donet via tryckmediumsfjäderorgan, och nämnda medel är utfor- mat att minska storleken hos nämnda andel genom att öka me- diumtrycket hos sistnämnda fjäderorgan, såsom beskrivits ovan.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är nämnda medel utformat att påverka storleken hos nämnda andel genom att lyfta upp nämnda stödaxel mot ett chassi hos fordonet i vilket den är upphängd. Detta är möjligt att göra i det fall övriga fordonsaxlar klarar att tillsammans bära den last fordonet uppvisar utan med- verkan av nämnda stödaxel.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är åtminstone nämnda stödaxel hos fordonet upphängd relativt ett chassi hos fordonet via mekaniska fjädrar, och nämnda medel är utformat att minska storleken på nämnda andel genom att trycka ihop nämnda fjädrar. 10 15 20 25 Uppfinningen avser även ett förfarande för styrning av driften av ett motorfordon med ett system för styrning av hjulen hos åt- minstone en odriven hjulförsedd stödaxel hos fordonet följande i dettas ordinarie körriktning efter fordonets framhjulsaxel vid överföring av systemet till ett felsäkert läge vid uppträdande av fel inom systemet enligt bifogade självständiga förfarandepatent- krav. Resultatet av utförande av ett sådant förfarande och förde- larna med detta framgår med all önskvärd tydlighet av beskriv- ningen ovan av motorfordonet enligt uppfinningen.

Uppfinningen avser även ett datorprogram uppvisande de i pa- tentkrav 12 uppräknade särdragen, en datorprogramprodukt upp- visande de i patentkrav 13 uppräknade särdragen och en elektronisk styrenhet uppvisande de i patentkrav 14 uppräknade särdragen.

Andra fördelaktiga särdrag samt fördelar med uppfinningen fram- går av den nedan följande beskrivningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs en såsom exempel anförd utföringsform av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig 1 är en förenklad vy illustrerande ett system för stödax- elstyrning hos ett fordon av det uppfinningsenliga sla- get, 10 15 20 25 30 Fig 2a-e är en mycket förenklade vyer av en del av möjliga stödaxelhjulsstyrningssystem uppfinningen är appli- cerbar pä, Fig 3 är en mycket förenklad sidovy illustrerande ett motor- fordon enligt en utföringsform av uppfinningen, Fig 4 illustrerar mycket schematiskt de sidolaster det i Fig 3 visade fordonets axlar kan ta upp vid klanderfri drift hos nämnda system, Fig 5 är en Fig 3 motsvarande vy av fordonet med nämnda system i felsäkert läge vid en hastighet underskri- dande nämnda tröskelhastighet, och Fig 6 är en principskiss över en elektronisk styrenhet för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN I Fig 1 illustreras mycket schematiskt ett system för styrning av en odriven hjulförsedd stödaxel 1 hos ett motorfordon 2 i form av en lastbil med en framhjulsaxel 3 och en i fordonets ordinarie körriktning framför stödaxeln anordnad driven bakaxel 4. Det illu- streras schematiskt hur framhjulsaxeln 3 på konventionellt sätt kan styras genom förbindelse med fordonets ratt 5. En kraftcylin- der 6 är mekaniskt förbunden med stödaxeln 1 för att via läget hos en kolv 7 hos denna styra inriktningen av stödaxelns hjul 8 relativt fordonets längdriktning (->L). Det illustreras hur tryckme- 10 15 20 25 dium, normalt i form av hydraulvätska, kan matas via ledningar 9 till och från kraftcylindern för att styra inriktningen av stödaxelns hjul. Denna matning styrs av en schematiskt antydd styrenhet 10 på grundval av information från fordonets elektroniska styrenhet E om inriktningen av framhjulsaxelns hjul 11 relativt fordons- längdriktningen L och fordonets hastighet. Denna allmänna upp- byggnad är typisk för system för styrning av en stödaxel hos ett fordon.

I Fig 2a-e illustreras en del av de fordonskonfigurationer som ett styrsystem av detta slag kan vara applicerat på, varvid ->L visar fordonets ordinarie körriktning, D drivaxel, S styrd stödaxel och S0 ostyrd stödaxel. Därvid illustrerar Fig 2a-d konfigurationen hos lastbilar, medan Fig 2e illustrerar en konfiguration hos en buss med en led A. Detta utgör endast en del av en mängd möjliga konfigurationer hos motorfordon som föreliggande uppfinning kan vara applicerad på.

Det illustreras i Fig 1 hur systemet kan uppvisa en kraftanordning i form av en elmotor 12 utformad att driva en hydraulpump 13 för att denna ska mata hydraulvätska under tryck från en oljebehål- lare 14 valbart till en av två motsatta sidor av kolven 7 hos kraft- cylindern 6 för påverkan av denna att förflytta sig och därmed ändra inriktning hos stödaxelns hjul. Styrenheten 10 erhåller in- formation om fordonets hastighet från fordonets elektroniska styrenhet E eller på annat lämpligt sätt och styr stödaxelns 1 hjul 8 att intaga ett fast neutralläge inriktade med nämnda längdrikt- ning L vid överskridande av en tröskelhastighet hos fordonet. 10 15 20 25 30 En inrättning 15 utformad att vid uppträdande av fel inom syste- met överföra systemet i ett felsäkert läge med inaktiverad kraft- anordning 12 är schematiskt antydd i Fig 1. Styrenheten 10 är utformad att i fallet av en fordonshastighet under nämnda trös- kelhastighet vid uppträdande av ett nämnt fel styra inrättningen 15 att överföra systemet i ett felsäkert läge med casterstyrning av stödaxelns hjul.

I Fig 3 och 4 illustreras ett motorfordon i form av en lastbil 2 enligt föreliggande uppfinning i ett tillstånd dä nämnda system Det framhjulsaxeln 3, drivaxeln 4 samt stödaxeln 1 är upphängda i fungerar klanderfritt. illustreras mycket schematiskt hur fordonets chassi 16 via gasfjädrar 17-19. Ett tryckluftsystem 20 är schematiskt antytt, och styrenheten 10 är utformad att styra detta system 20 för att förändra gastrycket i gasfjädrarna 17-19.

Tryckluftsystemet är uppbyggt av kompressor-trycktankar-ventiler 10 styr gasfjädrarna. De sidokrafter som ett fordon enligt Fig 3 kan uppta samt sensorer som via styrenheten lufttrycket i är beroende av den normalkraft som resulterar av respektive tyngdkraftsandel 21-23 som vilar på respektive axel hos fordonet.

Dessa möjliga sidokrafter eller sidolaster hos fordonet enligt Fig 3 finns visade genom pilarna 24-26 i Fig 4. Uppträder emellertid ett nämnt fel och fordonets hastighet är under nämnda tröskel- värde och därmed systemet överförs i ett felsäkert läge med casterstyrning av stödaxelns hjul 8, då kan stödaxeln 1 inte längre ta upp några sidolaster, så att pilen 26 helt försvinner.

Styrenheten 10 är utformad att i ett sådant fall styra systemet 20 att minska den andel av fordonets tyngdkraft som anligger på stödaxelns hjul 8 så att dessa hjul avlastas, åtminstone delvis. I Fig 5 visas hur gastrycket i gasfjädern 19 ändrats så mycket att 10 15 20 25 30 10 stödaxelns hjul helt lyfts upp från underlaget, så att tyngdkraften hos fordonet då kommer att helt uppbäras av de båda axlarna 3 och 4. Detta kan göras i det fall inte fordonet är så tungt lastat att då någon av dessa axlar får en högre last än den för axeln maximalt tillåtna. Av denna anledning uppvisar fordonet organ 27, 28 utformade att mäta storleken på den del av fordonets tyngdkraft som vilar på hjulen hos respektive axel. Dessa organ sänder information vidare till styrenheten 10 som använder denna information vid styrande av systemet 20 för uppnående av på fordonets axlar lämpligt fördelad last.

Datorprogramkod för implementering av ett förfarande enligt upp- finningen är lämpligen inkluderad i ett datorprogram som är in- läsningsbart till internminnet hos en dator, såsom internminnet hos en elektronisk styrenhet hos ett nämnt system hos ett fordon.

Ett sådant datorprogram är lämpligen tillhandahållet via en da- torprogramprodukt innefattande ett av en elektronisk styrenhet läsbart datalagringsmedium, vilket datalagringsmedium har da- torprogrammet lagrat därpå. Nämnda datalagringsmedium är ex- empelvis ett optiskt datalagringsmedium i form av en CD-ROM- skiva, en DVD-skiva etc, ett magnetiskt datalagringsmedium i form av en hårddisk, en diskett, ett kassettband etc, eller ett Flashminne eller ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM.

Fig 6 illustrerar mycket schematiskt en elektronisk styrenhet 10 innefattande ett exekveringsmedel 29, såsom en central proces- sorenhet (CPU), för exekvering av datorprogramvara. Exekve- ringsmedlet 29 kommunicerar med ett minne 30, exempelvis av typen RAM, via en databuss 31. Styrenheten 10 innefattar även 10 15 20 25 30 11 datalagringsmedium 32, exempelvis i form av ett Flashminne el- ler ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM. Ex- ekveringsmedlet 29 kommunicerar med datalagringsmediet 32 via databussen 31. Ett datorprogram innefattande datorprogramkod för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen är lagrat på datalagringsmediet 32.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till den ovan beskrivna utföringsformen, utan en mängd möjligheter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på området utan att denne för den skull avviker från uppfinningens ram sådan denna definieras i bifogade patentkrav.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 12 Patentkrav Motorfordon med ett system för styrning av hjulen (8) hos åt- minstone en odriven hjulförsedd stödaxel (1) hos fordonet (2) följande i dettas ordinarie körriktning efter fordonets framhjulsaxel (3), varvid systemet innefattar: o en kraftanordning (12) utformad att påverka inriktningen av stödaxelns hjul relativt fordonets längdriktning, o en styrenhet (10) utformad att styra kraftanordningen (12) för styrning av nämnda inriktning hos stödaxelns hjul (8) på grundval av information om inriktningen av framhjuls- axelns hjul (11) relativt nämnda fordonslängdriktning (L) och fordonets hastighet och för styrning av stödaxelns hjul att intaga ett fast neutralläge inriktade med nämnda längdriktning vid överskridande av en tröskelhastighet hos fordonet, och o en inrättning (15) utformad att vid uppträdande av fel inom systemet överföra systemet i ett felsäkert läge med inaktiverad kraftanordning (12), varvid styrenheten (10) är utformad att i fallet av en fordons- hastighet under nämnda tröskelhastighet vid uppträdande av ett nämnt fel styra inrättningen att överföra systemet i ett felsäkert läge med casterstyrning av stödaxelns hjul (8), kännetecknat därav, att fordonet innefattar medel (17-20) utformade att påverka storleken på den andel av fordonets tyngdkraft som anligger på nämnda stödaxels (1) hjul (8), och att styrenheten (10) är utformad att vid uppträdande av ett nämnt fel hos styrsystemet vid en fordonshastighet under nämnda tröskelhastighet styra nämnda medel att avlasta hju- 10 15 20 25 13 len (8) hos nämnda stödaxel (1) genom att minska nämnda andeL Motorfordon enligt krav 1, kännetecknat därav, att det inne- fattar organ (27, 28) utformat att mäta storleken på den del av fordonets tyngdkraft som vilar på hjulen hos en från nämnda stödaxel skild fordonsaxel (3, 4), såsom fordonets drivaxel (4), vars last har ett maximalt tillåtet gränsvärde, och att styrenheten (10) är utformad att vid uppträdande av nämnda fel innebärandes felsäkert läge med casterstyrning styra nämnda medel (17-20) att minska nämnda andel under iakttagande av nämnda gränsvärde hos nämnda fordonsaxel. Motorfordon enligt krav 2, kännetecknat därav, att styr- enheten (10) är utformad att styra nämnda medel (17-20) att påverka storleken hos nämnda andel för att komma så nära nämnda gränsvärde som det är möjligt genom minskande av nämnda andel. Motorfordon enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att åtminstone nämnda stödaxel (1) är upphängd rela- tivt ett chassi (16) hos fordonet via tryckmediumsfjäderorgan (17-19), och att nämnda medel (17-20) är utformade att på- verka storleken hos nämnda andel genom att förändra me- diumtrycket hos nämnda fjäderorgan. Motorfordon enligt krav 4, kännetecknat därav, att nämnda fjäderorgan (17-19) är gasfjädrar, och att nämnda medel (17- 20) är utformade att minska storleken hos nämnda andel ge- 10 15 20 25 30 14 nom att släppa ut gas ur nämnda gasfjädrar och därmed minska gastrycket i dessa. Motorfordon enligt krav 4 eller 5, kännetecknat därav, att även en frän stödaxeln (1) skild fordonsaxel (3, 4) är upp- hängd relativt ett chassi hos fordonet via tryckmediumsfjä- derorgan (17, 18), och att nämnda medel (20) är utformade att minska storleken hos nämnda andel genom att öka me- diumtrycket hos sistnämnda fjäderorgan (17, 18). Motorfordon enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att nämnda medel (20) är utformade att påverka stor- leken hos nämnda andel genom att lyfta upp nämnda stöd- axel mot ett chassi hos fordonet i vilket den är upphängd. Motorfordon enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att åtminstone nämnda stödaxel (1) hos fordonet är upphängd relativt ett chassi (16) hos fordonet via mekaniska fjädrar, och att nämnda medel är utformade att minska stor- leken på nämnda andel genom att trycka ihop nämnda fjäd- får. Förfarande för styrning av driften av ett motorfordon med ett system för styrning av hjulen (8) hos åtminstone en odriven hjulförsedd stödaxel (1) hos fordonet följande i dettas ordi- narie körriktning efter fordonets framhjulsaxel (3) vid överfö- ring av systemet till ett felsäkert läge vid uppträdande av fel inom systemet, varvid systemet innefattar: o en kraftanordning (12) utformad att påverka inriktningen av stödaxelns hjul relativt fordonets längdriktning, 10 15 20 25 30 10. 15 o en styrenhet (10) utformad att styra kraftanordningen (12) för styrning av nämnda inriktning hos stödaxelns (1) hjul (8) på grundval av information om inriktningen av fram- hjulsaxelns (3) hjul (11) relativt nämnda fordonslängdrikt- ning (L) och fordonets hastighet och för styrning av stöd- axelns hjul att intaga ett fast neutralläge inriktade med nämnda längdriktning vid överskridande av en tröskelhas- tighet hos fordonet, och o en inrättning (15) utformad att vid uppträdande av fel inom systemet överföra systemet i ett felsäkert läge med inaktiverad kraftanordning, varvid vid uppträdande av ett fel hos systemet bestäms for- donets hastighet och vid en fordonshastighet under nämnda tröskelhastighet styrs inrättningen (15) att överföra systemet i ett felsäkert läge med casterstyrning av stödaxelns (1) hjul (8). kännetecknat därav, att vid nämnda överföring av systemet till casterstyrning av stödaxelns hjul avlastas hjulen (8) hos nämnda stödaxel (1) genom att minska storleken på den an- del av fordonets tyngdkraft som anligger på nämnda stödax- els hjul. Förfarande enligt krav 9, kännetecknat därav, att det inne- fattar mätning av storleken på den del av fordonets tyngd- kraft som vilar på hjulen hos en från nämnda stödaxel (1) skild fordonsaxel (3, 4), såsom fordonets drivaxel, vars last har ett maximalt tillåtet gränsvärde, och vid uppträdande av nämnda fel innebärandes felsäkert läge med casterstyrning minskas nämnda andel under iakttagande av nämnda gräns- värde hos nämnda fordonsaxel (3, 4). 10 15 20 11. 12. 13. 14. 16 Förfarande enligt krav 10, kännetecknat därav, att nämnda andel minskas i syfte att komma så nära nämnda gränsvärde som det är möjligt hos storleken på den del av fordonets tyngdkraft som vilar på nämnda fordonsaxel. Datorprogram som är laddningsbart direkt till internminnet hos en dator, vilket datorprogram innefattar datorprogramkod för bringande av datorn att styra stegen enligt något av kra- ven 9-11 när nämnda datorprogram körs på datorn. Datorprogramprodukt innefattande ett varaktigt datalag- ringsmedium som är läsbart av en dator, varvid datorpro- gramkoden hos ett datorprogram enligt krav 12 är lagrat på datalagringsmediet. Elektronisk styrenhet (10) hos ett motorfordon innefattande ett exekveringsmedel (29), ett till exekveringsmedlet anslutet minne (30) och ett till exekveringsmedlet (29) anslutet data- lagringsmedium (32), varvid datorprogramkoden hos ett da- torprogram enligt krav 12 är lagrat på nämnda datalagrings- medium (32).