SE529218C2 - System och förfarande för reglering av axellastfördelningsförhållandet på ett fordon med två framaxlar - Google Patents

Description

25 30 529 218 2 Beskrivning av uppfinningen Genom att reglera lastfördelningen mellan axlama hos ett fordon kan den teoretiska hjulbasen ändras. Genom att göra detta är det möjligt att optimera den teoretiska hjulbasen för vilken given lastsituation som helst. Det kan t.ex. vara nödvändigt att ha en liten teoretisk hjulbas och därigenom en liten svångradie under vissa körförhållanden. Minimering av den teoretiska hjulbasen kan dock resultera i lastfördelningsförhållanden mellan axlama som leder till ett överlasttillstånd för en eller flera axlar. Detta kan endast vara godtagbart eller önskvärt under korta tidsperioder. Å andra sidan kan optimering av lastfördelningsförhållandet med avseende på belastningen av axlama resultera i en större svångradie som endast är godtagbar under körförhållanden där skarpa vägkrökar kan undvikas, såsom vid köming pà motorvägar.

Det är också möjligt att förändra den teoretiska hjulbasen för att uppfylla lagkrav, t.ex. olika väglastgränser. Dessa väggränser kan vara temporära begränsningar som hänger samman med säsongsvariationer såsom när marken tinar upp, eller kan vara begränsningar för vissa broar. Genom att ändra den teoretiska hjulbasen kan fordonet uppfylla dessa krav.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är därför att tillhandahålla ett system och förfarande för justering av den teoretiska hjulbasen hos ett fordon med två framaxlar till de aktuella körförhållandena.

Genom att göra det möjligt att hitta den bästa kompromissen mellan svängradien och axellasterna för en given situation kan fordonets styregenskaper förbättras med en minimerad risk för överlastning av en eller flera av axlama.

En variabel teoretisk hjulbas för fordon med två framaxlar kan också förbättra transportens effektivitet med avseende på olika aspekter såsom tid, slitage och bränsleförbrukning. Dessutom kan den också göra det lättare att uppnå lagliga axellaster för ojämna lastfördelningar. Ett annat syfte med föreliggande uppfinning 10 15 20 25 30 529 218 3 kan därför vara att förbättra transporten och transporteffektiviteten hos ett fordon med avseende på tid, slitage och bränsleförbrukning.

Ett tredje syfte med föreliggande uppfinning kan vara att förbättra situationen vid lastning och lossning beroende på en större grad av flexibilitet med avseende på lastfördelning. Möjligheten att justera lastfördelningsförhàllandet efter lastningen minskar eller eliminerar behovet av att undvika ojämn lastfördelning. Det är också möjligt att justera lossningssituation. last-fördelningsförhållandet under en lastnings- eller Ett fjärde syfte med föreliggande uppfinning kan vara att förbättra tippstabiliteten hos fordon med tippvagn och fordon med växelflak.

Föreliggande uppfinning avser ur en första aspekt ett system för reglering av last- fördelningsförhållandet mellan axlama och därigenom den teoretiska hjulbasen hos ett fordon som har två framaxlar som är upphängda i upphängningsenheter varav åtminstone några har fjädrar med justerbar styvhet, varvid nämnda system innefattar lastsensormedel som är anordnade för att detektera en eller flera lastindikeringsparametrar från vilka den individuella lasten på var och en av axlama kan bestämmas, styrmedel som tar emot indata från lastsensormedlen och bestämmer inställningarna för fjädramas styvhet, samt medel för justering av Iastfördelningen genom att ställa in fjädramas styvhet såsom bestämt av styrmedlet. l föreliggande uppfinning används ett antal tekniska termer och dessa termer bör i regel tolkas i en bred bemärkelse. Exempelvis används "fjäder" i en bred bemärkelse och innefattar spiraltjädrar, bladtjädrar, luftbälgar, etc.. "Styvhet" används för att beskriva sambandet mellan de krafter som verkar på en fjäder och den resulterande samman-pressningen eller förlängningen av fjädem. När en fjäder består av en luftbälg kommer fjäderkarakteristiken vanligtvis att stå i direkt samband med lufttrycket i bälgen. 10 15 20 25 30 529 218 4 Den teoretiska hjulbasen hos ett fordon beräknas typiskt från avståndet mellan axlama och Iasterna på varje axel. Den beror därför på ett antal parametrar inklusive totallasten och lastfördelningen. Föreliggande uppfinning hänför sig i huvudsak men är ej begränsad till reglering av den teoretiska hjulbasen genom att variera lastfördelningsförhållandet mellan axlama, dvs. förhållandena mellan lastema på axlama. Avståndet mellan axlama kan förändras och/eller lasten kan omfördelas manuellt på fordonet. Det kommer att vara möjligt att kombinera möjligheterna som tillhandahålls av föreliggande uppfinning med ett eller flera av dessa sätt för att variera den teoretiska hjulbasen. l en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar systemet medel för justering av styvheten hos två eller flera fjädrar per axelupphängning. Styvheten kan företrädesvis justeras individuellt för varje fjäder. Ett system enligt föreliggande uppfinning kan även justera alla tjädrama hos en given axelupphängning samtidigt. Det kan dessutom vara möjligt att justera några av fjädrama individuellt medan andra kommer att justeras samtidigt.

Fjädrama kan ha linjära fjäderkarakteristika och medlen för justering av lastfördelningen kan då innefatta medel för att variera fjädramas tjäderkonstanter.

Detta kan typiskt tillämpas på fjädrari fonn av luftbälgar, där fjäderkonstanten kan varieras genom att förändra lufttrycket. Fjädrama kan även ha icke-linjära ljäderkarakteristika, eller karakteristika kan vara linjära i ett område och icke- linjära i ett annat område hos deras användbara användningsområde. Fjädrama kan t.ex. vara spiraltjädrar som har regioner med olika styvheter och fjäderns totalstyvhet kan då varieras t.ex. genom förkomprimering av en eller flera regioner hos fjädern. Fjädrama kan även vara bladtjädrar och för denna typ av fjäder kan styvheten justeras t.ex. genom applicering av ett böjmoment. En annan möjlighet kan vara att justera styvheten hos en bladfjäder genom att justera fjädems effektiva längd, dvs. den del av fjädem som kan ta upp krafter från lasten.

Fjädrarna i ett givet fordon kan alla vara av samma typ och/eller ha samma fjäderkarakteristika, eller de kan vara olika. 10 15 20 25 30 529 218 5 I en utföringsforrn av uppfinningen kan systemet användas för fordon där axlama är upphängda i ett luftfjädringssystem som innefattar fjädrar i form av luftbälgar och lastsensormedlen kan då detektera lufttrycket i luftbälgarna. Justeringama av lufttrycket och därigenom fiädrarnas styvhet kan genomföras med användning av en elektronisk luftfiädringsreglering (ECS).

I en annan utföringsform av uppfinningen kan systemet användas för fordon där tjädrama är spiral- eller bladfjädrar. Justeringama av fiäderstyvheten kan då genomföras med sammantryckningsmedel, såsom mekaniska anordningar som används för att variera fjädramas sammanpressning.

En önskad teoretisk hjulbas erhålls genom att justera lastfördelningen mellan axlarna. För en given lastfördelning kan dock denna erhållas genom ett stort antal kombinationer av fiäderkonstanter. Vissa av dessa kan vara mera fördelaktiga än andra. Det kan t.ex. vara föredraget att hålla fjäderkonstantema hos fiädrama som används för upphängnings-enheter för en given axel så likadana som möjligt, eller det kan vara föredraget att ha olika fiäderkonstanter. Dessa överväganden står i nära samband med fordonets faktiska utformning och det kan därför vara en del av design- eller tillverkningsprocessen att ta sådana överväganden i beaktande vid den mera detaljerade uppställningen av styrsystemet.

Bestämmandet av inställningama för fjädramas styvhet baserar sig företrädesvis på de aktuella körförhållandena och definieras därvid företrädesvis genom val av ett bland ett antal fördefinierade körförhållanden som vart och ett har en tilldelad förutbestämd optimal teoretisk hjulbas. Den teoretiska hjulbasen kan bestämmas så nära det förutbestämda optimala värdet som möjligt medan man säkerställer en så jämn lastfördelning mellan axlarna som möjligt och medan man dessutom säkerställer att en fördefinierad maximalt tillåten last inte överskrids för någon av axlarna. En sådan jämn lastfördelning kallas normalt för en 50/50-|astfördelning.

Den teoretiska hjulbasen kan dock även bestämmas så nära det tilldelade optimala värdet som möjligt medan man säkerställer en fördefinierad lastfördelning mellan axlama och medan man dessutom säkerställer att en 10 15 20 25 30 529 218 6 maximalt tillåten last inte överskrids för någon av axlama. En fördefinlerad lastfördelning annan än 50/50 kan t.ex. vara relevant för fordon med olika storlekar hos axlama och den faktiska optimala lastfördelningen kommer därför att bero av det aktuella fordonet. l stället för eller förutom valet mellan ett antal fördefinierade körförhållanden kan det också vara möjligt för föraren att välja en önskad teoretisk hjulbas direkt, dvs. utan att specificera den indirekt via körförhållandena. Den teoretiska hjulbasen kan behöva väljas bland ett antal fördefinierade värden, eller det kan vara möjligt att välja vilket värde som helst inom det möjliga området. Detta möjliga omrâde kommer då att bero t.ex. på den faktiska layouten hos fordonet. När det är möjligt att välja hjulbasen direkt kan den bästa faktiska lastfördelningen som resulterar i en teoretisk hjulbas så nära den valda som möjligt fortfarande bestämmas av systemet såsom beskrivet ovan.

I en föredragen utföringsforrn av uppfinningen baserar sig beståmmandet av inställningarna för tjädramas styvhet på användningen av en databas som lagrar en lista med av varandra beroende värden för lastfördelningar och teoretiska hjulbaser. Eftersom den teoretiska hjulbasen också är beroende av avstånden mellan axlama mäste denna information också tas med vid bestämmandet.

Avstånden mellan axlarna kan antingen avläsas automatiskt av sensorer som är placerade vid lämpliga positioner på fordonet, eller de kan behöva matas in av systemets operatör, varvid denne operatör typiskt är föraren.

Styrmedlet kan dessutom vara anordnat för att ta emot och behandla indata från ett elektroniskt bromssystem hos fordonet, varvid nämnda indata tillfogar temporära begränsningar för de laster som kan överflyttas mellan axlama beroende på de aktuella dynamiska belastningstillstånden på varje axel.

Systemet styr företrädesvis automatiskt upphängningssystemet på det beskrivna sättet. Systemet kan dock även indikera för föraren eventuellt behov av att justera upphängningssystemet, varvid nämnda indikering företrädesvis vidarebefordras till 10 15 20 25 30 529 218 7 föraren via ett förargränssnittsmedel som år försett med manöverorgan, företrädesvis manuella manöverorgan, för att verkställa den nödvändiga justeringen. En annan möjlighet är att båda altemativen är möjliga och att föraren kan växla över mellan dem t.ex. genom att trycka pà en tryckknapp och därigenom aktivera den automatiska stymingen. Valet mellan automatisk och manuell styming kan t.ex. bero av de aktuella körförhållandena.

Systemet kan dessutom innefatta en eller flera axellyftar som kan användas för en eller flera av framaxlama och/eller en eller flera av bakaxlama. När en eller flera axlar lyfts upp kan det vara nödvändigt att omfördela lastfördelningen mellan de övriga axlama. Huruvida varje axel är upplyft eller inte kan detekteras automatiskt av lastsensormedlen men informationen kan också behöva matas in av föraren.

Det kan dessutom vara möjligt att låta systemet automatiskt ta med eventuella upplyftningar av en eller flera axlar vid bestämmandet av den optimala teoretiska hjulbasen.

Föreliggande uppfinning avser ur en andra aspekt ett fordon med ett system såsom beskrivet ovan.

Föreliggande uppfinning avser ur en tredje aspekt ett förfarande för reglering av lastfördelningen mellan axlama och därigenom den teoretiska hjulbasen hos ett fordon som har två framaxlar som är upphängda i upphängningsenheter varav åtminstone några har fjädrar med justerbar styvhet. varvid nämnda förfarande innefattar stegen av att detektera en eller flera lastindikeringsparametrar från vilken/vilka den individuella lasten på var och en av axlarna kan bestämmas, att på bas av lastindikeringsparametrama bestämma inställningar för fjädramas styvhet. samt att justera lastfördelningen genom att ställa in fjädramas styvhet.

Lastfördelningen kan justeras genom att justera styvheten hos två eller flera fjädrar per axelupphängning. Styvheten kan justeras individuellt för varje fjäder eller den kan justeras för två eller flera fjädrar samtidigt. Fjädrarna kan ha linjära 10 15 20 25 30 529 218 8 tjäderkarakteristika och lastfördelningen kan då justeras genom att variera tjädrarnas tjäderkonstant. förfarandet används i axlarna är När fordon där ett luftfjädringssystem som innefattar tjädrar i form av luftbälgar kan lufttrycket i upphängda i luftbälgama detekteras av lastsensorrnedlen. Lufttrycket och därigenom tjädramas styvhet justeras, luftfjädringsreglering (ECS). kan då t.ex. med användning av en elektronisk När förfarandet används i fordon där axlama är upphängda med hjälp av spiral- eller bladfiädrar kan fjäderstyvheten justeras t.ex. med hjälp av en mekanisk anordning som används för att variera tjädramas sammanpressning. l en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar förfarandet bestämmande av inställningama för tjädramas styvhet på bas av de aktuella körförhållandena som definieras genom val av ett bland ett antal fördefinierade körförhållanden som vart och ett har en tilldelad förutbestämd optimal teoretisk hjulbas. Den teoretiska hjulbasen kan bestämmas så nära det förutbestämda optimala värdet som möjligt medan man säkerställer en så jämn lastfördelning mellan axlama som möjligt och medan man dessutom säkerställer att en fördefinierad maximalt tillåten last inte överskrids för någon av axlama. Den teoretiska hjulbasen kan altemativt bestämmas så nära det tilldelade optimala värdet som möjligt medan man säkerställer en fördefinierad lastfördelning mellan axlama, varvid nämnda lastfördelning är beroende pá det aktuella fordonet, samt medan man dessutom säkerställer att en maximalt tillåten last inte överskrids för någon av axlama. Detta senare altemativ kan t.ex. användas när axlama inte är utformade för att bära upp samma last.

Förfarandet innefattar S59 på användningen av en databas som lagrar en lista med av varandra beroende värden för lastfördelningar och teoretiska hjulbaser. Förfarandet kan dessutom innefatta stegen av att ta emot och behandla indata från ett elektroniskt företrädesvis att bestämmandet baserar 10 15 20 25 30 52% 218 bromssystem hos fordonet, varvid indata tillfogar begränsningar, företrädesvis temporära begränsningar, för de laster som kan överflyttas mellan axlama beroende på de aktuella dynamiska belastningstillstànden på varje axel. l en utföringsform av uppfinningen sker stymingen av upphängningssystemet på det beskrivna sättet automatiskt. l en annan utföringsfonn innefattar förfarandet att indikera för föraren eventuellt behov av att justera upphängningssystemet, varvid nämnda indikering vidarebefordras till föraren via ett förargränssnittsmedel som är försett med manuella manöverorgan för verkställande av den nödvändiga justeringen.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller stor flexibilitet med avseende på justering av den teoretiska hjulbasen vid lastning och lossning av fordonet beroende på möjligheten av att justera lastfördelningen i efterhand. Denna fördel är ännu större för fordon som lastas och/eller lossas delvis pà flera ställen längs en given färdväg, eftersom föreliggande uppfinning eliminerar eller minimerar behovet av att packa om lasten.

Systemet kan dessutom utnyttjas genom att använda individuellt styrsystem för varje framaxel och härigenom erhålla en optimerad styrgeometri.

Kortfattad beskrivning av figurema I fortsättningen kommer föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning att beskrivas med hänvisning till de medföljande figurema där: fig. 1 är en schematisk vy av ett fordon som har en framaxel och två bakaxlar med en 50/50-lastfördelning mellan bakaxlama, fig. 2 är en schematisk vy av ett fordon som har två framaxlar med en 50/50- lastfördelning mellan desamma och två bakaxlar med en 50/50~lastfördelning mellan desamma, 10 15 20 25 30 r 529 218 10 fig. 3 är en schematisk vy av ett fordon som har två framaxlar med en 30/70- lastfördelning mellan desamma och två bakaxlar med en 70l30-lastfördelning mellan desamma, fig. 4 är ett diagram som illustrerar en föredragen utföringsform av uppfinningen. petalieradtßskrivning av fiouremg Figur 1 illustrerar ett känt fordon med en teoretisk hjulbas, betecknad TWB.

Fordonet 1 är utrustat med en framaxel 2 och en boggi med två bakaxlar 4, 6. Den teoretiska hjulbasen TWB beräknas beroende av lastfördelningen mellan axlama.

Den allmänna ekvationen för den teoretiska hjulbasen, TWB, för ett sådant fordon är: TWB = |24 + (FÖ * |43)/(F4 + FÖ) där l24 och l46 är avstànden mellan de första och andra axlama 2, 4 respektive de andra och tredje axlama 4, 6. F4 och F6 är lastema på de andra respektive tredje axlama 4, 6. l figur 1 är lastfördelningen 50/50 mellan bakaxlama 4, 6, vilket innebär att den teoretiska hjulbasen är avståndet från framaxeln 2 till halwägs mellan bakaxlama 4, 6. Denna senare punkt kan benämnas den teoretiska bakaxelns centrumlinje.

Genom att förändra lastfördelningsförhàllandet mellan bakaxlarna kan den teoretiska hjulbasen ändras. På ett fordon där axeln längst bak är lyftbar kommer den teoretiska hjulbasen med axeln upplyft att vara avståndet A mellan framaxeln 2 och den andra axeln 4. Denna kortare teoretiska hjulbas medger en mindre svängradie och bättre körbarhet hos fordonet 1.

Figur 2 illustrerar ett fordon 1 som är utrustat med två framaxlar 2, 3 och en boggi med två bakaxlar 4, 6. I detta exempel är lastfördelningsförhàllandet 50/50 mellan 10 15 20 25 30 529 218 11 framaxlama 2, 3 och lastfördelningsförhållandet mellan de två bakaxlama 4, 6 är också 50/50. Den teoretiska hjulbasen betecknas TWB och löper från en punkt vid mitten av framaxlama 2, 3 till en punkt vid mitten av bakaxlama 4, 6.

Den teoretiska hjulbasen TWB beräknas beroende av lastfördelningen mellan axlarna.

Den allmänna ekvationen för den teoretiska hjulbasen, TWB, för ett fordon med två framaxlar och två bakaxlar är: TWB = (F2 * l23)/(F2 + F3) + l34 + (F6 * |46)/(F4 + F6) där l23 är avståndet mellan de första och andra axlarna 2, 3, l34 är avståndet mellan de andra och tredje axlama 3, 4, samt |45 är avståndet mellan de tredje och fiärde axlama 4, 6. F2, F3, F4, och F6 är lastema på den första, andra, tredje respektive fjärde axeln. l figur 3 är lastfördelningen 30/70 mellan de två framaxlama 2, 3 och lastfördelningen mellan de två bakaxlama 4, 6 är 70/30. Detta resulterar i en mindre teoretisk hjulbas TWB och därigenom en mindre möjlig svängradie hos fordonet. Å andra sidan resulterar det också i en större last på två av axlama 3, 4 än för 50/50-fördelningen. Det är därför fördelaktigt att se till att ingen axel överlastas när den teoretiska hjulbasen justeras. Detta lastfördelningsförhållande och således denna teoretiska hjulbas kommer att förbättra fordonets styregenskaper, vilket är fördelaktigt när man kör t.ex. på en byggplats. När man kör på en landsväg är en längre teoretisk hjulbas föredragen för att förbättra stabiliteten hos fordonet eller fordonskombinationen.

Genom att justera lastfördelningsförhållandet mellan de två framaxlarna kan fordonets körparametrar regleras. Detta kan användas för att optimera fordonets dragkraft eller för att optimera fordonets styrbeteende. Om fordonet i fig. 3 har axeln 4 som den drivna axeln kan fordonets dragkraft förbättras genom att 10 15 20 25 30 f 529 218 12 förändra lastfördelningsförhållandet. Detta görs genom att placera en större last på axeln 4. I detta fall kan detta åstadkommas genom att ändra Iastfördelningen så att en större last placeras på axel 2 och last således avlägsnas från axel 3. En kortvarig överlast kan tillåtas på axel 4 eftersom denna står i samband med dragkraft. Det finns lagbestämmelser avseende detta, men i en situation tillåts en specifik överlast när fordonet körs under 30 km/h. l en annan situation används ett tidsintervall. Den specifika överlasten kan även begränsas så att fordonet skadas av en överskridande överlast på en axel.

När fordonet lastas kan lastfördelningsförhållandet användas för att optimera fordonets styregenskaper. Beroende på lastens position på fordonet kan fordonet vara antingen överstyrt eller understyrt. Detta beteende kan ändra sig beroende på lastens När ett fullastat fordon lastfördelningsförhàllandet användas för att justera styrbeteendet så att styrbeteendet inte ändrar sig för fordonet, oberoende av lastens position. Detta gäller också när fordonet bogserar en trailer. Stabiliteten för ett sådant fordon förbättras med en längre teoretisk hjulbas. position. lossas delvis kan Lastfördelningsförhållandet kan även användas för att förbättra fordonets bromsbeteende. Genom att justera lastfördelningsförhållandet för de två framaxlarna är det möjligt att anpassa lasten på varje axel för att överföra en lika stor bromsmomentmängd till varje axel. Med ett fixerat lastfördelningsförhållande kommer största delen av lasten att falla på framaxeln vid inbromsning, i synnerhet vid inbromsning i en nedförsbacke med ett fullastat fordon. Detta kan även användas för att fördela bromsmomentet på bakaxlarna på ett likformigt eller föredraget sätt.

Figur 4 illustrerar schematiskt en utföringsform av ett system för axellastreglering enligt uppfinningen. Systemet för axellastreglering är företrädesvis integrerat med ett hjulupphängningssystem med styrmedel 12, såsom en upphängningsstyrprocessor. I en föredragen utföringsform är hjulupphängningssystemet ett Iuftfjädringssystem som innefattar 10 15 20 25 30 i 529 218 13 upphängningsenheter 14 i form av luftbälgar, åtminstone på de två bakaxlama 4, 6, men företrädesvis på alla axlar. Det bör observeras att uppfinningen inte är begränsad till användningen av sådana luftbälgar som upphängningsenheter 14, utan att andra typer av upphängningsenheter såsom spiraltjädrar, bladtjädrar eller (ei Lastsensormedel 16 är anordnade vid var och en av axlama 2, 3, 4, 6 för att hydrauliska oljedämpade cylindrar visade) också kan användas. detektera en eller flera lastindikerings-parametrar. Varje axel har företrädesvis två eller flera lastsensonnedel 16, men det är också möjligt att ha bara ett lastsensormedel per axel. l en föredragen utföringsfonn som innefattar luftbälgar är lastsensonnedlen anordnade för att detektera lufttrycket i luftbälgama.

Lastsensormedlen 16 tillhandahåller dessa parametrar åt upphängnings- styrprocessom 12, vilken översätter parametrama till faktiska axellastvärden för de individuella axlarna 2, 3, 4, 6. Upphångningsenhetema 14 försörjs med tryckluft från en ombordvarande tryckluftskälla (ej visad) via tillförselledningar 18 för tryckluft. Lastsensorrnedlen 16 är anslutna till styrprocessom 12 med hjälp av sensorsignalledningar 20. Dessutom är styrsignalledningar 22 anordnade från styrprocessom 12 till varje upphängningsenhet 14.

När fordonet är utrustat med en spiral- eller bladfiäderupphängning kommer lastsensonnedlen 16 att detektera lasten på axlama beroende av typen av sensor som används. Det är t.ex. möjligt att använda en sensor som omvandlar höjdinforrnationen för axeln till ett lastvärde.

Styrprocessom 12 kan vara anordnad för att jämföra de faktiska axellastvärdena med ett fördefinierat maximalt tillåtet axellastvärde för varje axel. Styrprocessom 12 styr därefter - eller indikerar för en förare behovet av att styra - hjulupphängningssystemet för att åstadkomma en individuell justering av upphängningsegenskapema för varje axel 2, 3, 4, 6. Detta görs på ett sådant sätt att överskridande axellast på en överiastad axel överflyttas till en eller flera av de återstående axlarna för att därigenom justera den teoretiska hjulbasen hos fordonet. Termen överskridande axellast avser här den axellast som överskrider en maximalt tillåten axellast. Systemet för axellastreglering möjliggör således en 10 15 20 25 30 ~529 218 14 justering av den teoretiska hjulbasen hos fordonet utan risk för överlastning av en axel. l en föredragen utföringsform av uppfinningen är styrprocessom 12 anordnad för att fortlöpande jämföra de faktiska axellastvärdena med nämnda fördefinierade maximalt tillåtna axellastvärde för varje axel, samt för att automatiskt styra hjulupphängnings-systemet på det beskrivna sättet.

I en altemativ utföringsforrn av uppfinningen är styrprocessorn 12 likaså anordnad för att fortlöpande jämföra nämnda faktiska axellastvärden med det fördefinierade maximalt tillåtna axellastvärdet för varje axel. l denna utföringsforrn indikerar dock systemet för axellastreglering behovet av att styra hjulupphängningssystemet på det beskrivna sättet för en förare. Denna indikering kan lämpligen vidarebefordras till föraren via ett förar-gränssnittsmedel 26 såsom visat i figur 5. l en utföringsform är förargränssnittsmedlet 26 företrädesvis försett med manuella manöverorgan 28, t.ex. i form av tryckknappar, för att välja ett driftläge beskrivet av ett körförhållande som skall väljas bland ett antal fördefinierade körförhållanden. Dessa kan t.ex. vara följande: "liten svängradie nödvändig”. "småstad". "storstad", "landsväg" och "motorväg". De möjliga körförhållandena nämns i ordningsföljd för minskning av nödvändig svängradie. Varje körförhållande har en tilldelad optimal teoretisk hjulbas som även beror av andra parametrar, såsom avståndet mellan axlama 2, 3, 4, 6. Faktiska värden för dessa parametrar måste därför antingen avläsas automatiskt av systemet med hjälp av lämpliga sensorer, eller de kan behöva matas in i systemet av föraren. Förar- gränssnittsmedlet 26 innefattar företrädesvis också en visuell visningsenhet 30 för att förse föraren med information.

Upphängningsstyrprocessorn 12 tar emot indata från lastsensorrnedlen 16 och bestämmer på bas av dessa de faktiska lastema på varje axel 2, 3, 4, 6.

Styrsystemet innefattar företrädesvis en databas som lagrar en lista med av varandra beroende värden för lastfördelningar och teoretiska hjulbaser. Ett antal 10 15 20 25 30 529 218 15 sådana lastfördelningar kommer typiskt att resultera i samma teoretiska hjulbas och som utgångspunkt väljs den som ligger närmast en fördefinierad optimal lastfördelning. Denna optimala lastfördelning kommer för många fordon att vara en jämn fördelning av lasten på axlama 2, 3, 4, 6. Den kan dock vara vilken fördefinierad lastfördelning som helst som t.ex. kommer att bero av den aktuella tillåtna lasten på axlarna, vilka axlar kan skilja sig åt i storlek.

De optimala lastfördelningama som motsvarar den optimala teoretiska hjulbasen för det valda körförhållandet används tillsammans med de uppmätta faktiska axellastema för att kontrollera om denna optimala teoretiska hjulbas är godtagbar, dvs. om den maximalt tillåtna axellasten inte överskrids för någon av axlama. Om detta är fallet bestämmer upphängningsstyrprocessom 12 de nödvändiga justeringama av tjäderstyvhetema som resulterar i denna lastfördelning och tjäderstyvhetema justeras i enlighet med detta med hjälp av justeringsmedlen. När upphängningssystemet är luftbaserat kommer denna justering att innefatta att förändra lufttrycket i en eller flera av luftbälgama med hjälp av tillförselledningama 18 för tryckluft.

Om de först valda lastfördelningama tillsammans med de aktuella lastema resulterar i överlastning av en eller flera av axlarna prövas ett nytt - dvs. icke- optimalt - värde för den teoretiska hjulbasen i enlighet med ett fördefinierat kriterium. Ett sådant kriterium kunde t.ex. vara att förändra det optimala värdet med en given procentandel, såsom med 1 eller 5 procent, beroende på det aktuella fordonet. För det nya värdet för den teoretiska hjulbasen kontrolleras om en godtagbar lastfördelning kan erhållas. Mera exakt information om hur man skall genomföra denna iterativa process för att hitta den bästa kompromissen mellan den teoretiska hjulbasen och axellasterna är företrädesvis en integrerad del av styrsystemet. Efter ett antal iterationer förser systemet föraren med information om resultatet och han måste, t.ex. genom att trycka på en godkänn- eller avslå-knapp, bekräfta huruvida resultatet är godtagbart. Situationer kan uppstå där han kan behöva avslå den tillgängliga möjliga justeringen, t.ex. om han vet att den resulterande svängförmågan hos fordonet inte är godtagbar för den aktuella 10 15 20 25 30 i529 218 16 situationen. Han kan då antingen behöva omfördela lasten eller välja en annan körväg.

I en annan utföringsform är förargränssnittsmedlet 26 försett med manuella manöver-organ 28, t.ex. i form av tryckknappar, för att välja en specifik teoretisk hjulbas. Detta kan vara fördelaktigt t.ex. när man närmar sig en bro med en hjulbasbegränsning. Pà detta sätt är det möjligt för föraren att uppfylla hjulbaskravet genom att justera den teoretiska hjulbasen hos fordonet. Denna nya hjulbasinställning behöver inte ge den bästa körbar-heten för fordonet, men kan användas när det krävs. När bron har passerats kan föraren på ett enkelt sätt återgå till den tidigare hjulbasinställningen.

I en annan utföringsforrn av uppfinningen (ej visad) kan det vara möjligt för föraren att välja mellan ett antal fördefinierade lastfördelningar. l detta fall kan de manuella manöverorganen t.ex. innefatta tryckknappar för följande lastfördelningar mellan de två framaxlama och/eller mellan de två bakaxlama: "60/40", "80/20", "RESET 50/50", "40/60" och "80/20". Förargränssnittsmedlet kan även vara försett med en visuell visningsenhet som kan visa vamingsmeddelanden såsom "CAUTIONI AXLE OVERLOAD". Föraren kan då använda de manuella manöverorganen för att välja en lämplig justeringsinställning för att avlasta den överlastade axeln.

Ett liknande förargränssnittsmedel (ej visat) kan användas också i det fall där den individuella justeringen görs automatiskt av systemet för axellastreglering enligt uppfinningen. l ett sådant fall kan förargränssnittsmedlet visa den aktuella justerings-inställningen för föraren. Förargränssnittsmedlet integrerat l en övergripande visningsenhet för upphängningsstyming hos fordonet. kan även vara Upphängningsstyrprocessorn 12 kan dessutom vara anordnad för att ta emot och behandla indata från ett elektroniskt bromssystem (EBS) hos fordonet. Det elektroniska broms-systemet visas inte i diagrammet i figur 4, även om en EBS- signalledning 32 som leder till styrprocessom 12 indikeras schematiskt i figuren. lndata från det elektroniska broms-systemet kan tillfoga temporära begränsningar 10 15 20 25 30 529 218 17 för de laster som kan överflyttas mellan axlar beroende på aktuella dynamiska belastningstillstànd på varje axel. l en utföringsform av uppfinningen är det möjligt att detektera lasten pà varje hjul.

Dessa åtgärder kan antingen användas för att först bestämma en last på varje axel och därefter fortsätta såsom beskrivet ovan. Lastvärdena för varje hjul kan dock även användas för att ta hänsyn till lastfördelningen längs en eller flera av axlarna varigenom det kan vara möjligt att optimera fordonets styregenskaper ännu mera.

När systemet beskrivet ovan används för fordon med tippvagn och fordon med växelflak kan det vara möjligt att förbättra fordonets tippstabilitet genom att lägga till möjligheten att välja en lämplig lastfördelning mellan bakaxlama. Detta kan vara ett ytterligare karakteristisk del hos systemet eller det kan vara ett av de "körförhållanden" som föraren kan välja mellan. Vid bestämmandet av den optimala lastfördelningen kommer man då att behöva ta hänsyn till fordonets faktiska utformning och variationen i stabilitet beroende på positionen för lastens tyngdpunkt. Lastfördelningen kan vara inställd på ett konstant värde under tippning eller den kan varieras stegvis eller kontinuerligt. För ett fordon med växelflak är det föredraget att ha en lång teoretisk hjulbas vid lastning och lossning. l detta fall vore det föredraget att ha hela lasten på den första axeln 2 och axeln 6 längst bak. Beroende på begränsningar för den tillåtna axellasten kan systemet överflytta last till de âfi axellastbegränsningama inom gränsema och samtidigt optimera ti||räck|ig andra axlama så ligger lastningsförhållandena. l en annan utföringsform är fordonet utrustat med två framaxlar och tre bakaxlar (ej visad). I detta exempel kan lastfördelningsförhâllandet mellan bakaxlama justeras med användning av alla tre axlar. Samtidigt med justeringen av lastfördelningsförhàllandet mellan framaxlama kan den teoretiska hjulbasen justeras i» stor utsträckning.

Claims (29)

10 15 20 25 30 i 529 218 18 PATENTKRAV

1. System för reglering av lastfördelningen mellan axlama (2, 3, 4, 6) och därigenom den teoretiska hjulbasen hos ett fordon. (1) som har två framaxlar som är upphängda i upphängningsenheter (14) varav åtminstone några har fjädrar med justerbar styvhet, nämnda system innefattande - lastsensormedel (16) som är anordnade för att detektera en eller flera last- indikeringsparametrar från vilka den individuella lasten på var och en av axlama (2, 3, 4, 6) kan bestämmas, - styrmedel (12) som tar emot indata från lastsensonnedlen (16) och bestämmer inställningar för fiädramas styvhet och - medel för justering av lastfördelningen genom att ställa in fjädramas styvhet såsom bestämt av styrmedlen (12).

2. System enligt patentkrav 1, varvid systemet innefattar medel för justering av styvheten hos tvâ eller flera fjädrar per axelupphängning.

3. System enligt patentkrav 1 eller 2, varvid styvheten kan justeras individuellt för varje fjäder.

4. System enligt något av föregående patentkrav, varvid fjädrama har linjära fiäder-karakteristika, samt varvid medlet/medlen för justering av lastfördelningen innefattar medel för att variera fjädramas fjäderkonstant.

5. System enligt något av föregående patentkrav, varvid axlama (2, 3, 4, 6) är upphängda i ett luftfiädringssystem (14) som innefattar fjädrar i form av luftbälgar, samt varvid last-sensorrnedlen (16) detekterar Iufttrycket i luftbälgama.

6. System enligt patentkrav 5, varvid justeringama av lufttryck och därigenom fiädramas styvhet genomförs med luftfiädringsreglering (ECS). användning av en elektronisk 10 15 20 25 30 ~529 218 19

7. System enligt något av patentkraven 1-4, där fjädrama är spiral- eller» bladfjädrar och varvid justeringama av tjäderstyvheterna genomförs med hjälp av en mekanisk anordning som används för att variera tjädramas sammanpressning.

8. System enligt något av föregående patentkrav, varvid bestämmandet av instäliningama för tjädramas styvhet baserar sig på de aktuella körförhållandena som definieras genom val av ett bland ett antal fördefinierade körförhållanden som vart och ett har en tilldelad förutbestämd optimal teoretisk hjulbas.

9. System enligt patentkrav 8, varvid den teoretiska hjulbasen bestäms så nära det förutbestämda optimala värdet som möjligt medan en så jämn lastfördelning som möjligt mellan axlama (2, 3, 4, 6) säkerställs, samt medan det dessutom säkerställs att en fördefinierad maximalt tillåten last inte överskrids för någon av axlama.

10. System enligt patentkrav 8, varvid den teoretiska hjulbasen bestäms så nära det tilldelade optimala värdet som möjligt medan en fördefinierad lastfördelning mellan axlama (2, 3, 4, 6) säkerställs, samt medan det dessutom säkerställs att en maximalt tillåten last inte överskrids för någon av axlama.

11. System enligt något av föregående patentkrav, varvid bestämmandet baserar sig på användningen av en databas som lagrar en lista med av varandra beroende värden för lastfördelningar och teoretiska hjulbaser.

12. System enligt något av föregående patentkrav, varvid styrmedlen (12) dessutom är anordnade för att ta emot och bearbeta indata från ett elektroniskt bromssystem (32) hos fordonet, varvid nämnda indata tillför temporära begränsningar för de laster som kan överflyttas mellan axlarna (2, 3, 4, 6) beroende på de aktuella dynamiska belastnings-tillstånden på varje axel. i

13. System enligt något av patentkraven 1-12, varvid systemet indikerar för föraren eventuellt behov av att justera upphängningssystemet, varvid nämnda 10 15 20 25 30 i 529 218 20 indikering vidarebefordras tili föraren via ett förargränssnittsmedel (26) som är försett med manöverorgan (28), företrädesvis manuella manöverorgan. för verkställande av den nödvändiga justeringen.

14. System enligt något av föregående patentkrav som dessutom innefattar en eller flera axellyftar.

15. System enligt patentkrav 14, varvid den åtminstone ena av axellyftama används för en eller flera av framaxlama (2, 3) och/eller en eller flera av bakaxlama (4, 6).

16. Fordon (1) med ett system enligt något av föregående patentkrav.

17. Förfarande för reglering av lastfördelningen mellan axlama (2, 3, 4, 6) och därigenom den teoretiska hjulbasen hos ett fordon (1) som har två framaxlar som är upphängda i upphängningsenheter (14) varav åtminstone nâgra har fjädrar med justerbar styvhet, nämnda förfarande innefattande stegen av: I - att detektera en eller flera lastindikeringsparametrar från vilka den individuella lasten på var och en av axlama kan bestämmas, - att på bas av lastindikeringsparametrama bestämma inställningar för fjädramas styvhet, - att justera lastfördelningen genom att ställa in fjädramas styvhet.

18. Förfarande enligt patentkrav 17, vari lastfördelningen justeras genom att justera styvheten hos två eller flera fjädrar per axelupphängning.

19. Förfarande enligt patentkrav 1,8, vari lastfördelningen justeras genom att justera styvheten individuellt för varje fjäder.

20. Förfarande enligt något av patentkraven 17-19, vari fjädrama har linjära fjäderkarakteristika, samt vari lastfördelningen justeras genom att variera fjädramas fjäderkonstant. 10 15 20 25 30 529 218 21

21. Förfarande enligt något av patentkraven 17-20, vari axlama (2, 3, 4, 6) är upphängda i ett luftfjädringssystem som innefattar fjädrar i form av luftbälgar, samt vari lufttrycket i luftbälgama detekteras av lastsensorrnedlen (16).

22. Förfarande enligt patentkrav 21, vari lufttrycket och därigenom tjädramas styvhet justeras med användning av en elektronisk luftfjädringsreglering (ECS).

23. Förfarande enligt något av patentkraven 17-20, vari fiädrama är spiral- eller bladfiädrar, samt vari tjäderstyvhetema justeras med hjälp av en mekanisk anordning som används för att variera tjädramas sammanpressning.

24. Förfarande enligt något av patentkraven 17-23, vari bestämmandet av inställningama för fjädramas styvhet baseras på de aktuella körförhàllandena som definieras genom val av ett bland ett antal fördefinierade körförhållanden som vart och ett har en tilldelad förutbestämd optimal teoretisk hjulbas.

25. Förfarande enligt patentkrav 24, vari den teoretiska hjulbasen bestäms så nära det förutbestämda optimala värdet som möjligt medan en så jämn lastfördelning mellan axlama (2, 3, 4, 6) som möjligt säkerställs och medan det dessutom säkerställs att en fördefinierad maximalt tillåten last inte överskrids för någon av axlarna.

26. Förfarande enligt patentkrav 24, vari den teoretiska hjulbasen bestäms så nära det tilldelade optimala värdet som möjligt medan en fördefinierad lastfördelning mellan axlama (2, 3, 4, 6) säkerställs, varvid nämnda lastfördelning är beroende av det aktuella fordonet, samt medan det dessutom säkerställs att en maximalt tillåten last inte överskrids för någon av axlama.

27. Förfarande enligt något av patentkraven 17-26, vari bestämmandet baserar sig på användningen av en databas som lagrar en lista med av varandra beroende värden för lastfördelningar och teoretiska hjulbaser. 10 rs29 21s 22

28. Förfarande en|igt något av patentkraven 17-27, dessutom innefattande stegen av att ta emot och bearbeta indata från ett elektroniskt bromssystem (32) hos fordonet (1), varvid nämnda indata tillfogar begränsningar, företrädesvis temporära begränsningar, för de laster som kan överflyttas mellan axlama (2, 3, 4, 6) beroende på de aktuella dynamiska belastningstillstånden på varje axel.

29. Förfarande enligt något av patentkraven 17-28, innefattande att för föraren indikera eventuellt behov av att justera upphängningssystemet, varvid nämnda indikering vidarebefordras till föraren via ett förargränssnittsmedel (26) som är försett med manuella manöverorgan (28) för verkställande av den nödvändiga* justeringen.