SE516996C2 - Anordning och förfarande för bestämning av maximalt tillåten hastighet hos ett fordon - Google Patents

Description

v» 10 15 20 25 30 35 n . - . .n 516 996 n a; non 2 I en ramstyrd dumper är motorenhetens ram sammankopplad med lastenhetens ram via en speciell styrled, som tillåter förhållande d.v.s. motorenheten och lastenheten att vridas i till varandra kring en tänkt längsgående axel, en axel med utsträckning längs fordonets Denna styrled medger också en vertikal lagring för På så vis tillåts motorenheten och lastenheten att röra sig huvudsakligen oberoende av varandra. Detta minskar de påfrestningar som längsriktning. styrning av fordonet. verkar på fordonet i synnerhet vid körning i svår terräng.

En ramstyrd dumper är normalt utrustad med en dieselmotor samt en automatisk växellåda med exempelvis sex växlar framåt och två växlar bakåt. För bromsning av fordonet utnyttjas ett färdbromssystem som lämpligen är av hydraulisk typ och som är uppdelat på tvâ kretsar, en krets för motorenheten och en krets för lastenheten.

Färdbromssystemet innefattar i huvudsak konventionella skivbromsar som är inrättade för bromsning av respektive hjul. retarder, d.v.s. en hydraulisk bromsanordning som på känt sätt verkar på en turbinaxel i växellådan för bromsning I växellådan finns dessutom normalt en integrerad av fordonet.

Vid bromsning av dumpern utnyttjar föraren en bromspedal som är så utformad att den vid nedtryckning först ger nedtryckning ger Skälet till termiska retarderverkan samt vid ytterligare retarder- och färdbromsverkan tillsammans. att retardern först aktiveras är den höga belastningen som påverkar färdbromsen vid bromsning.

Genom att på så vis utnyttja retardern i första hand fås ett minskat slitage på färdbromssystemet och en förhöjd bromskomfort för föraren.

För bromsning av dumpern är den lämpligen också utrustad 1-nn; 10 15 20 25 30 35 516 996 on »nu 3 med en separat retarderpedal, som vid nedtryckning ger bromsverkan enbart med hjälp av retardern.

Vidare innefattar dumpern normalt en ytterligare bromsfunktion i form av en motorbroms, vilket är en vid förekommande bromsfunktion. En dieselmotorer vanligt motorbroms är styrbar via ett särskilt reglage och innefattar ett spjäll som vid aktivering hindrar utflödet av avgaser från motorn under dess utblàsningstakt. Detta skapar ett mottryck i avgassystemet som ger en bromsande effekt.

Vid arbeten med en föreligger ett generellt krav på att fordonet skall kunna köras med en så hög hastighet som möjligt. Valet av hastighet måste dock göras under beaktande av förväntade kostnader som ramstyrd dumper kan uppstå till följd av service och eventuella reparationer på grund av alltför hög hastighet. För att begränsa hastigheten kan föraren bromsa med färdbromsen.

Ett problem som föreligger är dock att de ordinarie skivbromsarna i färdbromssystemet inte är konstruerade för att utnyttjas kontinuerligt under långa stunder.

Detta gäller i synnerhet vid bromsning i utförsbacke och med tung last. I sådana fall kan bromsarna överbelastas, vilket i sin tur kan resultera i xninskad. bromsförmåga eller kraftigt ökat bromsslitage.

För att skona färdbromssystemet skall därför i första hand retardern eller motorbromsen aktiveras av föraren.

Ett problem som föreligger är dock att föraren inte alltid uppmärksammar anvisningar om vilken bromstyp som är den korrekta vid olika situationer, utan använder färdbromssystemet alltför flitigt. Det alltid en risk att föraren inte är instruktioner och anvisningar avseende bromsning utan kör finns således uppmärksam på fordonet alltför fort och använder färdbromsen alltför »ußnn 10 15 20 25 30 35 . . n. n, . v n nu » - - . n '-0 v u _. f -v v. o: ø- u . o: ' __ u n. u. u: nu u u -nø-l: _ I. n. n.. vu 0- I-v ' . . _, , . ... I -. . - u . - u v -ø -I n. n.. mycket.

Det ovanstående problemet är särskilt allvarligt vid körning i utförsbacke och med tung last. Vid sådana situationer är det möjligt att hastigheten blir för hög, varvid det finns en risk att retardern och avgasbromsen inte ger tillräcklig bromskraft, att den tillgängliga kylförmàgan hos retardern och nmtorbromsen inte blir tillräcklig för dessa bromsfunktioner. I så alternativt fall måste även färdbromsen användas för att minska maskinens hastighet. Detta medför en risk för slitage och skador* på färdbromssystemet, enligt vad som förklarats OVaIl .

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Ett huvudsakligt uppfinningen är att ändamål med den föreliggande tillhandahålla en förbättrad anordning för styrning av hastigheten. hos en ramstyrd dumper i. synnerhet vid. färd i. utförsbacke, vid 'vilken ovannämnda problem löses. Detta ändamål uppnås medelst en anordning, vars kännetecknande särdrag framgår av efterföljande patentkrav 1. Ändamålet uppnås också medelst ett förfarande, vars kännetecknande särdrag framgår av efterföljande patentkrav 8.

Uppfinningen baseras på att nämnda anordning innefattar aktuell förhållande till ett horisontalplan, samt medel för bestämning av ett värde en givare för detektering av lutning som föreligger hos fordonet i avseende fordonets maximalt tillåtna hastighet i beroende av åtminstone värdet hos nämnda lutning.

Genom uppfinningen uppnås en fördel i det att den medger ett optimalt utnyttjande av fordonets bromsfunktioner, vilket gör att fordonet kan köras på en långsiktigt högsta möjliga hastighet medan samtidigt färdbroms- ...nn 10 15 20 25 30 35 . n o u nu 516 996 en on- 5 systemet i mycket hög utsträckning kan skonas.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en automatisk begränsning av den maximala hastigheten hos ett detta fordonets bromsfunktioner inrättade att kunna aktiveras fordon. För ändamål är automatiskt med hjälp av en styrenhet, så att en fastställd maximal hastighet kan underskridas under det att bromsfunktioner utnyttjas optimalt.

Enligt en föredragen utföringsform kan också information avseende aktuella last samt den aktuella bromsförmàgan. hos de olika bromsfunktionerna utnyttjas och ligga till grund för bestämningen av nämnda maximala fordonets värde avseende fordonets hastighet.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen skall i det följande närmare förklaras med hänvisning till ett föredraget utföringsexempel och de bifogade ritningarna, i vilka: figur 1 är en förenklad sidovy som. visar en ramstyrd dumper vid körning i en utförsbacke, och figur 2 är ett blockschema sonl i förenklad. fornl visar uppfinningens uppbyggnad och funktion.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER: I figur 1 visas en förenklad sidovy av en ramstyrd dumper 1 vid vilken den föreliggande uppfinningen är avsedd att utnyttjas. Uppfinningen. är dock inte begränsad till att användas vid denna typ av fordon, utan kan i princip utnyttjas vid alla typer av fordon där det är önskvärt med en styrning eller begränsning av fordonets hastighet vid körning i en utförsbacke med fordonet, d.v.s. innefattande en bestämning av en nmximalt tillåten hastighet vid ett 10 15 20 25 30 35 516 996 .. nu sådant körfall.

I figur 1 visas således en situation vid vilken den ramstyrda dumpern 1 körs längs en utförsbacke 2.

Utförsbacken 2 har en viss lutning Q i förhållande till ett horisontalplan. 3. Dumpern ]. antas köras i. utförsbacken 2 med en viss hastighet v.

Den ramstyrda dumpern 1 är en fordonstyp som är i sig förut känd. I det följande beskrivs inte det kompletta fordonet i detalj fordonet som är nödvändiga för förståelsen av uppfinningen. utan endast de komponenter och funktioner hos På i sig känt sätt innefattar dumpern l en motorenhet 4 med en främre hjulaxel 5. Dumpern l innefattar också en lastenhet 6 med två hjulaxlar, nämligen en främre boggiaxel 7 och en bakre boggiaxel 8. Samtliga dessa hjulaxlar 5, 7, 8 kan bromsas med ett (ej visat) färdbromssystem som lämpligen är anordnat i form av två bromskretsar, en första bromskrets för motorenheten 4 och en andra bromskrets för lastenheten 6. På i sig känt sätt färdbromssystemet skivbromsar som verkar på respektive hjul hos dumpern 1. Vidare antas dumpern l vara lastad med en innefattar viss last 9 på lastenheten 6.

Förutom det ovannämnda färdbromssystemet är dumpern 1 också utrustad med ytterligare bromsfunktioner som inte framgår av figur l men som innefattar en retarder, vilken på känt sätt är integrerad i dumperns 1 växellåda som finns anordnad i anslutning till fordonets motor, på motorenheten 4. En ytterligare bromsfunktion i_ fonn av en nwtorbroms finns företrädesvis också inrättad på dumpern 1. På känt sätt innefattar motorbromsen ett via ett reglage styrbart spjäll som utnyttjas för att hindra utflödet av avgaser från motorn under dess utblåsningstakt. Detta skapar ett vilket kan utnyttjas för mottryck i avgassystemet, 10 15 20 25 30 35 516 996 7 bromsning av fordonet. Såväl retardern sonl motorbromsen kan aktiveras av föraren, med hjälp av lämpliga reglage.

Enligt vad som. kommer att beskrivas i detalj nedan kan också vid behov aktiveras retardern och motorbromsen automatiskt med hjälp av en särskild styrenhet.

På grund av det inledningsvis nämnda problemet avseende en risk för alltför hög termisk belastning på färdbroms- systemet är det en grundläggande princip bakom uppfinningen att ett värde på en nmximalt tillåten hastighet vw* hos dumpern l beräknas under körning i utförsbacken 2.

Företrädesvis beräknas detta värde vid periodiskt återkommande tillfällen med ett visst förutbestämt intervall. För detta ändamål innefattar dumpern 1, enligt vad som visas i blockschemaform i figur 2, en datorbaserad styrenhet 10 som är inrättad att i beroende av lutningen Q hos den aktuella utförsbacken 2 bestämma ett värde på denna maximalt tillåtna hastigheten vflu. Detta värde vw* kan då sägas motsvara. en hastighet som dumpern l kan tillåtas risk för bestående skador på framföras med utan att färdbromssystemet föreligger.

För bestämning av nämnda maximala hastighet vfl innefattar styrenheten 10 en tabell som är lagrad i ett (ej visat) datorminne och som definierar ett samband mellan lutningen Q och den nmximala hastigheten vfiß som kan tillåtas för respektive värde på lutningen Q.

För bestämning av ett värde på den aktuella lutningen Q finns en lutningsgivare ll anordnad i dumpern och ansluten till styrenheten 10. Lutningsgivare är i sig förut kända och beskrivs därför inte i detalj här. Lutningsgivaren ll enligt uppfinningen levererar en signal till styrenheten 10 som svarar mot ett värde på den aktuella lutningen Q hos dumpern 1. (sett i. dess längsriktning) i. förhållande till l0 15 20 25 30 35 q n n . oo 516 996 8 horisontalaxeln 3. Exempelvis kan dumpern 1 förväntas köras i utförsbackar med en lutning som kan uppgå till 25°. Ur informationen som fås med hjälp av lutningsgivaren 11 kan sedan styrenheten 10, genom att utnyttja ovannämnda tabell, bestämma ett värde på den. maximalt tillåtna hastigheten vwß. Detta värde kan indikeras för dumperns 1 förare, t.ex. via en. displayenhet 12 eller liknande, sonx då lämpligen finns anordnad i. nära anslutning till förarens plats i dumpern 1.

Med utgångspunkt från nämnda information kan föraren under körning i tillse att den hastigheten vfim aldrig överskrids. För detta ändamål kan utförsbacken 2 maximala föraren aktivera dumperns 1 olika bromsfunktioner. Härvid gäller att användning av färdbromssystemet så långt som möjligt måste begränsas. Istället är då önskemålet att föraren främst skall använda retarder och nmtorbroms för att bromsa dumpern 1 och anpassa dess hastighet v så att den aldrig överstiger det indikerade maximala värdet vflu.

Informationen avseende maximalt tillåten hastighet kan också överföras till föraren via exempelvis en ljudsignal, vilken lämpligen fungerar som ett larm som ljuder då dumpern 1 börjar närma sig en hastighet som motsvarar den maximalt tillåtna. För detta ändamål är styrenheten 10 inrättad att närheten av) ett lämpligt gränsvärde avseende den maximala hastigheten, vilket i sin tur beror av aktuell lutning aktivera denna larmsignal vid (eller i enligt vad som förklarats ovan.

För att skapa underlag för en mer noggrann bestämning av dumperns l maximala hastighet vflu kan ett värde som svarar mot vikten hos den ovannämnda lasten 9 som finns lastad på dumpern 1 bestämmas av styrenheten 10. För detta ändamål är styrenheten 10 företrädesvis ansluten till en ytterligare givare 13 för denna viktmätning. Sådana givare är i sig 1.11: lO 15 20 25 30 35 516 996 n; n. 9 förut kända och kan lämpligen utgöras av en eller flera töjningsgivare som genom lämplig placering på lastenhetens 6 flak kan utnyttjas för att tillhandahålla ett mått som motsvarar lastens 9 vikt. Som ett alternativ till denna typ' av givare kan en lämplig givare i anslutning till fordonets fjädringssystem (visas ej) utnyttjas, varvid ett mått på i fjädrar ned under körning kan vilken grad fordonet utnyttjas för att uppskatta lastens 9 vikt.

Värdet avseende lastens 9 vikt levereras till styrenheten 10. I beroende av detta mått samt det ovannämnda måttet avseende utförsbackens lutning Q kan den maximalt tillåtna hastigheten vflm hos dumpern 1 bestämmas genom att utnyttja en tabell som finns lagrad i styrenheten 10 och som anger ett samband mellan lutningen, lastens vikt och den tillåtna hastigheten.

I vissa fall är det inte tillräckligt med att enbart indikera den maximala hastigheten med nämnda indikator 12 (och/eller ett larm i form av en ljudsignal). Risken finns då att föraren inte följer den angivna information om maximal hastighet. I sådana fall kan uppfinningen istället utnyttjas för en aktiv, automatisk styrning av' en eller flera ytterligare bromsfunktioner i dumperns 1 bromssystem.

För detta ändamål styrenheten 10 ansluten till och inrättad för automatisk aktivering av en retarder av ovannämnt slag, indikeras schematiskt med vilken i figur 2 hänvisningsbeteckningen 14. Dessutom är styrenheten 10 inrättad för automatisk styrning på motsvarande sätt av den ovannämnda nmtorbromsen, vilket indikeras schematiskt med hänvisningsbeteckningen 15. För att möjliggöra denna styrning är såväl retardern som motorbromsen inrättade så att de kan aktiveras utan att föraren måste trycka på en pedal eller liknande.

Således medger uppfinningen en aktiv styrning av retarder- |»|»z 10 15 20 25 30 35 n o o ~ :o 516 99 6 n. n» 10 och/eller motorbromsfunktionen i beroende av ett av styrenheten 10 beräknat värde på den maximalt tillåtna hastigheten vwu. Eftersom det är viktigt att inte i onödan utnyttja färdbromsen är uppfinningen inrättad så att en tidig aktivering av exempelvis retardern sker när dumpern 1 börjar närma sig den maximalt tillåtna hastigheten vfl.

För att skapa underlag för en mer noggrann bestämning av den maximalt tillåtna hastigheten vfin kan uppfinningen vara så inrättad att information avseende det tillgängliga bromsmomentet hos retardern 14 respektive motorbromsen 15 finns tillgängligt i styrenheten 10. Denna information kan då vägas in i tillåtna hastigheten vn”. Vad beträffar exempelvis retardern 14 gäller att denna tillhandahåller varierar beroende på aktuell växel och aktuella hastighet hos dumpern 1. Bromsmomentet kan räknas fram med hjälp av styrenheten 10, varigenom ett värde på dess tillgängliga bromsmoment kan 'vägas in 'vid. bestämning av den. maximalt tillåtna tillhandahålla ett bromsmoment som beror av aktuell växel och aktuell hastighet. Det tillgängliga bromsmomentet hos retardern 14 och motorbromsen 15 kan också sägas bero av den tillgängliga kylkapaciteten i. fordonet, vilken i. sin tur beror av den omgivande yttertemperaturen. Även en sådan beräkningen av den maximalt ett bromsmoment som hastigheten vfiu. Även nwtorbromsen 15 kan faktor kan tas med i bestämningen av den maximalt tillåtna hastigheten vfin. Slutligen gäller att dumperns 1 färdbroms är utformad med ett på förhand känt (och konstant) maximalt bromsmoment.

Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsexempel, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis är inte uppfinningen begränsad till ramstyrda dumprar, utan kan utnyttjas vid olika typer av fordon vid vilka det finns ett behov av styrning eller begränsning av hastigheten vid färd -»|>| 10 516 996 _Iï;*'-"~ ll i utförsbacke och vilka i synnerhet innefattar en motorbroms och/eller en retarder.

Vidare kan olika typer av givare användas för mätning av utförsbackens lutning och lastens vikt.

Slutligen gäller att andra faktorer än de ovan angivna kan utnyttjas för bestämning av ett värde vmm avseende Exempelvis kan aktuella dumperns 1. maximalt tillåtna. hastighet. faktorer som beskriver exempelvis de vägförhàllandena beaktas.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 516 996 '“ o a o a | ~ o o se 12 PATENTKRAV:

1. Anordning för bestämning av maximalt tillåten hastighet (vmm) hos ett fordon (1) under färd i utförsbacke (2), varvid fordonet (1) innefattar ett färd- bromssystem samt åtminstone en ytterligare bromsfunktion (14, 15), anordningen innefattar en givare (11) k ä I1 n e t: e c k I1 a d d ä if a v , att för detektering av aktuell lutning (Q) förhållande till ett horisontalplan (3), samt medel (10) fordonets (1) (vw) som. föreligger hos fordonet (1) i för bestämning av ett värde avseende långsiktigt maximalt tillåtna hastighet i beroende av åtminstone värdet hos nämnda lutning (Q) samt med till aktuell åtminstone en ytterligare bromsfunktion (14, 15). hänsyn tagen bromsförmåga hos nämnda

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d att nämnda medel (10) indikatoranordning (12) d ä r a V , är anslutet till en för indikering för fordonets (1) avseende den maximalt tillåtna förare av värdet (vmm) hastigheten.

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, , k ä n n e - t e c k n a d inrättat för automatisk aktivering av nämnda åtminstone d ä r a XI , att nämnda medel (10) är en ytterligare bromsfunktion (14, 15) i beroende av nämnda maximala värde (vw).

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att nämnda åtminstone en ytterligare bromsfunktion innefattar en i fordonet (1) 1 nanci: 10 15 20 25 30 35 516 996 ' " 13 anordnad retarder (14).

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknaddärav,attnämnda åtminstone en ytterligare bromsfunktion innefattar en i fordonet (1) anordnad motorbroms (15).

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, varvid fordonet (1) vid körning är inrättad att uppbära en last (9), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att den innefattar en givare för detektering av ett mått som vikt, (vw) vilket mått utnyttjas vid fordonets (1) motsvarar lastens (9) bestämning av värdet avseende maximala hastighet.

7. Förfarande för bestämning av maximalt tillåten hastighet fordon (1) färd i utförsbacke (2), varvid fordonet (1) innefattar ett färd- (vfl) hos ett under bromssystem samt åtminstone en ytterligare bromsfunktion (14, 15), k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att det innefattar: detektering av aktuell lutning (Q) hos fordonet (1) (3), bestämning av som. föreligger i förhållande till ett horisontalplan aktuell åtminstone en ytterligare bromsfunktion (14, 15), samt bromsförmåga hos nämnda bestämning av ett värde (vmm) avseende fordonets (1) långsiktigt maximalt tillåtna hastighet i beroende av åtminstone värdet hos nämnda lutning (Q) samt med hänsyn till den aktuella åtminstone en ytterligare bromsfunktion (14, 15). tagen bromsförmågan hos nämnda

8. Förfarande enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k - n a t d ä 1: a v , att det innefattar indikering av nämnda maximala värde (vmu) för fordonets (1) förare. 10 15 516 996 nu -uo 14

9. Förfarande enligt patentkrav 7 eller 8, k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v , att förfarandet innefattar en automatisk aktivering av nämnda åtminstone en ytterligare bromsfunktion (14, 15) i värde (vma). beroende av nämnda maximala

10. Förfarande enligt något av patentkrav 7-9, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att det innefattar: en givare för detektering av ett mått som motsvarar fordonets (l) aktuella last (9), samt bestämning av 'värdet (vmn) avseende fordonets (l) maximala hastighet i beroende av måttet som. motsvarar fordonets (1) last (9).