SE537058C2 - System för styrning av en stödaxel hos ett fordon - Google Patents

Description

25 537 058 Iitets- 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 ex 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 är tidigare känt genom EP 1 215 104 B1, vilken beskriver ett system enligt en utförings- form hos vilken ett felsäkert läge uppnås genom frånkoppling av styrningen av stödaxeln oberoende av fordonets hastighet. Hos en annan utföringsform finns en extra säkerhetsstyrningskrets, och vid uppträdande av fel hos den ordinarie kretsen tillser sä- kerhetskretsen antingen en centrering av stödaxelns hjul eller fortsatt styrning av dessa. Det system som beskrivs i denna skrift är förhållandevis komplicerat och därmed kostsamt, och det finns 10 15 20 25 537 058 därför önskemål om att ta fram ett enklare och tillförlitligt system för säker funktion även efter uppträdande av fel.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett sy- stem av inledningsvis definierat slag, vilket är förbättrat i åtmin- stone något hänseende i förhållande till tidigare kända sådana system.

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

Genom att två felsäkra lägen kan uppnås och fordonets hastighet avgör vilket av de felsäkra lägena som systemet överförs till vid fel uppnås ett mycket säkert fordonsbeteende vid felfall hos stödaxelstyrningssystemet. Vid uppträdande av fel är det önsk- värt att låsa stödaxelns hjul inriktade med fordonets längdrikt- ning, och det andra felsäkra läget tillser detta när fordonets has- tighet vid uppträdande av felet är högre än nämnda tröskelhas- tighet och denna inriktning redan är för handen, men när hastig- heten är lägre och inriktningen kan skilja sig från neutralläget lå- ses inte stödaxeln vid uppträdande av ett fel, utan istället tillåts den casterstyras i det första felsäkra läget, 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 grader skild vinkel rela- tivt fordonets längdriktning. Genom seriekopplingen av de två ventilorganen hos den alternativa återföringsledningen för me- 10 15 20 25 30 537 058 dium till mediumreservoaren styrs tryckmediumkretsen för att på enkelt och tillförlitligt sätt uppnå de båda felsäkra lägena.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda andra medel fjäderorgan utformade att konstant fjäderbelastat påverka det andra ventilorganets ventil mot det öppna läget samt hållar- organ utformade att vid fungerande system verka mot nämnda fjäderbelastning och hålla det andra ventilorganets ventil i stängt läge och vid uppträdande av fel upphöra att hålla emot fjäderbe- lastningen för överföring av det andra ventilorganets ventil via fjäderkraft till ett stabilt öppet läge. Härigenom blir det andra ventilorganets funktion för uppnående av det första felsäkra läget vid fel uppträdande vid en hastighet under tröskelhastigheten mycket säker, eftersom ventilen hos detta ventilorgan automa- tiskt kommer att föras till och hållas kvar i det öppna läget av nämnda fjäderorgan så snart hållarorganet upphör att hålla emot detta, varvid hållarorganet enligt en utföringsform är ett elektriskt kraftorgan, såsom en elektromagnetisk ventil, utformat att i strömsatt tillstånd hålla det andra ventilorganets ventil i stängt läge och i strömlöst tillstånd låta fjäderorganet överföra det anda ventilorganets ventil till öppet läge. Därmed kan vid uppträdande av fel hos systemet strömsättningen av det elektriska kraftorga- net tas bort eller faller denna på grund av felet bort, så att detta kraftorgan blir strömlöst, då uppnås automatiskt nämnda öppna läge krävt för uppnående av det första felsäkra läget vid en for- donshastighet underskridande tröskelhastigheten.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda första medel ett elektriskt drivet kraftorgan. Detta kraftorgan kommer följaktligen att överföra ventilen hos det första ventilor- 10 15 20 25 30 537 058 ganet från ett öppet till ett stängt läge vid överskridande av trös- kelhastigheten och i motsatt håll vid underskridande av denna, så att det stabila läget som är önskvärt för rådande fordonshas- tighet alltid kommer att gälla för det första ventilorganet vid fun- gerande system och detta ventilorgan alltid har önskat läge vid uppträdande av ett fel hos systemet, såsom bortfallande av mat- ning av elektricitet till detta och då även till det elektriskt drivna kraftorganet.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar det för- sta och/eller andra ventilorganet en backventil och en därmed parallellkopplad förbiledning för definierande av ett stängt läge respektive ett öppet läge genom inkoppling av backventilen re- spektive förbiledningen i nämnda alternativa återföringsledning, vilket utgör ett enkelt sätt att åstadkomma en tillförlitlig funktion hos inrättningen för överförande av styrenheten i de båda fel- säkra lägena med inaktiverad kraftanordning, d.v.s. utan aktiv styrning av stödaxelns hjul.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar syste- met ett pilotventilorgan i nämnda ordinarie återföringsledning från respektive kolvsida hos kraftcylindern för stängande av denna ledning vid frånvaro av drivning av pumpen genom kraft- anordningen. Genom anordnande av ett sådant pilotventilorgan, d v s lasthållande ventil, i återföringsledningen från respektive kolvsida hos kraftcylindern tillförsäkras att stödaxelns hjul kvar- blir i nämnda fasta neutralläge när inte någon drivning av pum- pen sker genom kraftanordningen även vid uppträdande av så- dana tryckpulser som kan förekomma i tryckmediumledningarna vid avstängd eller stillastående kraftanordning. 10 15 20 25 30 537 058 Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är pumpen utfor- mad att mata medium till nämnda ena kolvsida vid rotation åt ett håll och till den andra kolvsidan vid rotation åt motsatt håll. Detta utgör ett enkelt sätt att åstadkomma styrningen av stödaxeln på vid fungerande system. Därvid blir sådan styrning speciellt enkel i det fall kraftanordningen innefattar en elmotor, vars rotations- riktning kastas om vid önskemål om ändrad sådan riktning hos pumpen.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är pumpen utfor- mad att mata ett medium i form av en hydraulvätska, vilket nor- malt är det mest passande mediet att tillföra en nämnd kraftcy- Iinder hos ett system av detta slag.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är styrenheten utformad att vid fungerande system styra kraftanordningen för styrning av vinkeln mellan inriktning av stödaxelns hjul och nämnda fordonslängdriktning i förhållande till vinkeln mellan in- riktningen av framhjulsaxelns hjul och nämnda längdriktning, så att åtminstone från och med en förutbestämd hastighet hos for- donet detta förhållande kontinuerligt eller stegvis minskas med ökande fordonshastighet till att bli noll vid nämnda tröskelhastig- het.

Enligt en vidareutveckling av denna utföringsform är styrenheten utformad att vid fungerande system styra kraftanordningen att vid en hastighet underskridande nämnda förutbestämda hastighet styra vinkeln mellan inriktningen av stödaxelns hjul och nämnda fordonslängdriktning att ha ett konstant förhållande till vinkeln 10 15 20 25 537 058 mellan inriktningen av framhjulsaxelns hjul och nämnda längd- riktning, t ex 1:1, och nämnda förutbestämda hastighet är 15-30 km/h, 20-30 km/h, eller 25 km/h. Det är fördelaktigt att ha sådan så kallad full styrning av stödaxelns hjul upp till en nämnd förut- bestämd hastighet för att uppnå bästa möjliga manövrerbarhet upp till denna hastighet, men att sedan gradvis minska nämnda förhållande upp till nämnda tröskelhastighet.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är styrenheten utformad att vid fungerande system styra kraftanordningen att upphöra driva pumpen vid överskridande av en nämnd tröskel- hastighet hos fordonet av 30-50 km/h, 35-45 km/h eller 40 km/h och att starta drivning av pumpen igen vid underskridande av nämnda tröskelhastighet. Dessa värden på tröskelhastigheten är fördelaktiga hos de flesta vanliga tunga fordon, såsom lastbilar och bussar.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar syste- met ett organ utformat att avkänna vinkeln mellan inriktningen av stödaxelns hjul och nämnda fordonslängdriktning, och systemet innefattar låsorgan utformade att vid uppträdande av fel vid en hastighet under nämnda tröskelhastighet och därav följd cas- terstyrning av stödaxeln i det första felsäkra läget samt fortfa- rande fungerande nämnt vinkelavkänningsorgan låsa stödaxeln i nämnda neutralläge när vinkelavkänningsorganet anger att nämnda vinkel är noll. Detta innebär att i det fall vinkelavkän- ningsorganet fortfarande fungerar efter uppträdande av ett fel hos systemet och intagande av det första felsäkra läget, då finns ändock möjlighet att uppnå nämnda neutralläge hos stödaxelns 10 15 20 25 30 537 058 hjul, vilket vid fel på systemet är fördelaktigare än den casters- tyrning som förekommer i det första felsäkra läget.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är systemet utfor- mat att styra åtminstone två nämnda stödaxlar, och systemet kan mycket väl vara utformat att styra även tre eller fler stödaxlar.

Uppfinningen avser även ett förfarande för överföring av ett sy- stem för styrning av åtminstone en odriven hjulförsedd stödaxel hos ett fordon följande i dettas ordinarie körriktning efter fordo- nets framhjulsaxel 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 systemet enligt uppfinningen.

Uppfinningen avser även ett datorprogram uppvisande de i pa- tentkrav 16 uppräknade särdragen, en datorprogramprodukt upp- visande de i patentkrav 17 uppräknade särdragen, en elektronisk styrenhet uppvisande de i patentkrav 18 uppräknade särdragen och ett fordon enligt patentkrav 19.

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

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Härnedan beskrivs såsom exempel anförda utföringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: 10 15 20 25 30 Fig 1 Fig 2a-e Fig 3 Fig 4 Fig 5 Fig 6 Fig 7 Fig 8 537 058 är en förenklad vy illustrerande ett system för stödaxel- styrning hos ett fordon av det uppfinningsenliga slaget, är mycket förenklade vyer av en del av möjliga stödaxelhjulsstyrningssystem uppfinningen är applicer- bar på, är ett tryckmediumschema hos ett system enligt en utföringsform av uppfinningen, vilket är i fungerande tillstånd med ett fordon körande med en hastighet un- der en nämnd tröskelhastighet, är en Fig 3 motsvarande vy vid körande av fordonet med en hastighet överstigande nämnda tröskelhastig- het och stödaxelns hjul i ett fast neutralläge, är en Fig 3 motsvarande vy illustrerande mediumflöden i ett första felsäkert läge vid fel hos systemet uppträtt i tillståndet enligt Fig 3, är en Fig 5 motsvarande vy illustrerande ett andra felsäkert läge hos systemet uppnått vid uppträdande av ett fel hos systemet i tillståndet enligt Fig 4, är en Fig 3 motsvarande vy av ett tryckmediumschema hos ett system enligt en andra utföringsform av uppfin- ningen, och är en principskiss över en elektronisk styrenhet för im- plementering av ett förfarande enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 537 058 DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN I Fig 1 illustreras mycket schematiskt ett system för styrning av en odriven hjulförsedd stödaxel 1 hos ett fordon 2 i form av en lastbil med en framhjulsaxel 3 och en i fordonets ordinarie kör- riktning framför stödaxeln anordnad driven bakaxel 4. Det illu- streras schematiskt hur framhjulsaxeln 3 pä 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 (pil L). Det illustreras hur tryck- medium, normalt i form av hydraulvätska, kan matas via led- ningar 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 elektro- niska styrenhet E om inriktningen av framhjulsaxelns hjul 11 re- lativt fordonslängdriktningen L och fordonets hastighet. Denna allmänna uppbyggnad 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 pilen L visar fordonets ordinarie körriktning, D drivaxel, S styrd stödaxel och S0 ostyrd stödaxel. Därvid illustrerar Fig 2a-d konfigurationer hos lastbilar, medan Fig 2e illustrerar en konfiguration hos en buss med en led A. Detta utgör endast en del av en mängd möj- liga konfigurationer på vilka ett system för styrning enligt uppfin- ningen kan vara applicerat. 10 10 15 20 25 30 537 058 I Fig 3 illustreras ett system enligt uppfinningen med en kraftan- ordning i form av en elmotor 12 utformad att driva en hydraul- pump 13 för att denna skall mata hydraulvätska under tryck från en oljebehållare 14 valbart, genom att välja rotationsriktning hos elmotorn, till en av två motsatta sidor 15, 16 av kolven 7 hos kraftcylindern 6 för påverkan av denna att förflytta sig och där- med ändra inriktning hos stödaxelns hjul genom att kolvstången 17 är kopplad till en icke visad styrarm utformad att vrida nämnda hjul (se även Fig 1). Ledningsvägen från reservoaren 14 till kolvsidan 15 är utmärkt med 18, och en ordinarie återförings- ledning från kolvsidan 16 är utmärkt med 19, medan ledningsvä- gen från reservoaren 14 till kolvsidan 16 är utmärkt med 20 och en ordinarie återföringsledning från kolvsidan 15 till reservoaren är utmärkt med 21. I respektive ordinarie återföringsledning 19, 21 är ett pilotventilorgan 22 respektive 23 anordnat att stänga respektive ledning i det fall inte ett tillräckligt högt hydraulväts- ketryck finns i en punkt 24 respektive 25 hos ledningsvägen 18 respektive 20, d.v.s. vid frånvaro av drivning av pumpen 13 via elmotorn 12. På konventionellt vis är även i återföringsledningen ett filter 26 samt därmed parallellkopplad ventil 27 utformad att öppna om filtret satts igen anordnade.

Det uppfinningsenliga systemet för styrning av hjulen hos en nämnd stödaxel uppvisar vidare en inrättning utformad att vid uppträdande av fel inom systemet överföra systemet i ett felsä- kert läge med inaktiverad anordning, d.v.s. stillastående elmotor.

Denna inrättning uppvisar för denna skull en med de båda si- dorna 15, 16 hos kraftcylinderns kolv förbunden alternativ återfö- ringsledning 28 för hydraulvätska till reservoaren 14 och ett i 11 10 15 20 25 537 058 denna återföringsledning anordnat aggregat 29 utformat att hålla denna ledning stängd vid fungerande system. Fjäderbelastade backventiler 30, 31 förbinder den alternativa återföringsledningen med den ordinarie återföringsledningen från respektive kolvsida.

Aggregatet 29 innefattar en seriekoppling av två ventilorgan 32, 33. Ett första ventilorgan 33 är bistabilt och försett med första medel 34, 34' i form av två elektriskt drivna kraftorgan utformade att vid fungerande system bringa en ventil 35 hos detta ventilor- gan att intaga ett av två stabila lägen beroende av fordonets hastighet, ett öppet läge vid en fordonshastighet under en trös- kelhastighet, exempelvis 40 km/h, och ett stängt läge vid en for- donshastighet över denna tröskelhastighet. För denna skull upp- visar ventilorganet 33 en backventil 36 och en därmed parallell- kopplad förbiledning 37 för definierande av nämnda stängda re- spektive öppna läge genom inkoppling av backventilen respektive förbiledningen i den alternativa återföringsledning 28. Således överför kraftorganen 34, 34' automatiskt det första ventilorganet 33 från det ena till det andra av de båda stabila lägena när nämnda tröskelhastighet överskrids respektive underskrids vid fungerande system. Därvid för kraftorganet 34' när det är aktivt (läge enligt Fig 3) över förbiledningen 37 att vara inkopplad i återföringsledningen 28, medan kraftorganet 34 när det aktiveras för in backventilen 36 i ledningen 28 (läge enligt Fig 4). Ett lås- organ 50 är anordnat för att mekaniskt låsa fast det första ventil- organet 33 i respektive bistabila läge (symboliserat med a re- spektive b) för kvarhållning däri vid bortfall av ström till kraftor- ganen 34, 34”. 12 10 15 20 25 30 537 058 Det andra ventilorganet 32 är försett med andra medel i form av ett elektriskt kraftorgan 38 utformat att i strömsatt tillstånd hålla en ventil 39 hos detta ventilorgan i stängt läge och i strömlöst tillstånd låta ett fjäderorgan 40 överföra ventilen 39 till öppet läge. Fjäderorganet 40 är således utformat att konstant fjäder- belastat påverka ventilen mot de öppna läget, medan det elekt- riska kraftorganet 38 är utformat att vid fungerande system verka mot fjäderbelastningen och hålla ventilen i stängt läge. Även detta ventilorgan innefattar en backventil 41 och en därmed pa- rallellkopplad förbiledning 42 för definierande av ett stängt läge respektive ett öppet läge genom inkoppling av backventilen re- spektive förbiledningen i den alternativa återföringsledningen 28.

Funktionen hos det uppfinningsenliga systemet skall nu förklaras under hänvisning till Fig 3 och 4. Styrenheten 10 är utformad att vid fungerande system styra elmotorn 12 för styrning av vinkeln mellan inriktningen av stödaxelns hjul och ifrågavarande fordons längdriktning i förhållande till vinkeln mellan inriktningen av framhjulsaxelns hjul och nämnda längdriktning samt fordonets hastighet, så att från en förutbestämd hastighet, i storleksord- ningen av 25 km/h, hos fordonet detta förhållande kontinuerligt eller stegvis minskas med ökande fordonshastighet till att bli noll vid en tröskelhastighet av cirka 40 km/h. Därvid är styrenheten med fördel utformad att vid fungerande system styra elmotorn 12 att vid en hastighet underskridande den förutbestämda hastig- heten styra vinkeln mellan inriktningen av stödaxelns hjul och fordonslängdriktning att ha ett konstant förhållande till vinkeln mellan inriktning av framhjulsaxelns hjul och nämnda längdrikt- ning, så att vid låga hastigheter hos fordonet stödaxeln har maximal styrbarhet. Styrenheten är således utformad att vid nå- 13 10 15 20 25 30 537 058 ende av nämnda tröskelhastighet styra nämnda förhållande att bli noll, d.v.s. vid en hastighet överstigande tröskelhastigheten hålls elmotorn inaktiverad, och läget enligt Fig 4 med stödaxeln låst i neutralläge uppnås. Där framgår att pilotventilorganen 22, 23 kommer att hålla de ordinarie återföringsledningarna stängda tack vare otillräckligt högt tryck i punkterna 24 respektive 25. Även den alternativa återföringsledningen 28 kommer att vara stängd genom att båda ventilorganen 32, 33 är i stängt läge.

I Fig 5 illustreras vad som händer om vid en hastighet hos fordo- net lägre än nämnda tröskelhastighet, d.v.s. vid läget hos syste- met enligt Fig 3, ett fel, såsom exempelvis ett strömavbrott eller fel hos någon komponent, uppstår hos systemet. I detta fall kommer elmotorn 12 att vara inaktiverad, men den alternativa återföringsledningen 28 kommer att öppna genom att vid denna låga hastighet hos fordonet det första ventilorganet 33 är i det stabila öppna tillståndet och det andra ventilorganet 32 genom inverkan av fjäderorganet 40 vid upphörande av strömmatningen till den elektromagnetiska ventilen 38 övergår till öppet tillstånd.

Detta innebär att stödaxelns hjul kommer att casterstyras, d.v.s. fritt följa med fordonet i dettas styrning genom att kolven 7 tillåts röra sig i kraftcylindern 6 under insugande av hydraulvätska på dess ena sida och utskjutande av hydraulvätska från rummet på dess andra sida. Härigenom uppnås ett första felsäkert läge hos systemet för styrning av stödaxelns hjul. Det illustreras i Fig 5 mycket schematiskt hur systemet även kan innefatta ett organ 43 utformat att avkänna vinkeln mellan inriktningen av stödaxelns hjul och fordonslängdriktningen. Systemet innefattar låsorgan utformat att vid uppträdande av fel vid en hastighet under nämnda tröskelhastighet och därav följd, i Fig 5 visad casterstyr- 14 10 15 20 25 30 537 058 ning av stödaxeln i det första felsäkra läget samt fortfarande fun- gerande vinkelavkänningsorgan 43 låsa stödaxeln i nämnda ne- utralläge när vinkelavkänningsorganet anger att nämnda vinkel är noll. Därvid kan låsorganet utgöras av någon del som överför det första ventilorganet 33 till läget enligt Fig 4 eller helt enkelt nå- gon komponent som styrs att mekaniskt läsa kolvstången 17 eller därmed förbunden del i ett fast läge.

I Fig 6 illustreras vad som händer om vid körande av fordonet med en hastighet över nämnda tröskelhastighet, d.v.s. då syste- met fungerar som illustrerat i Fig 4, ett fel hos systemet uppträ- der. I detta fall kommer det andra ventilorganet 32 att övergå till öppet läge, men det första ventilorganet 33 kommer att vara i det stabila stängda läget och därmed tillförsäkra att den alternativa återföringsledningen 28 hålls stängd, så att vid fortsatt körning av fordonet stödaxeln kommer att hållas låst i neutralläget i ett andra felsäkert läge hos systemet oberoende av vad fordonets hastighet därefter kommer att vara.

I Fig 7 illustreras ett system enligt en andra utföringsform av uppfinningen med en kraftanordning i form av en motor 52, vilken är tänkt att endast kunna driva en hydraulpump 53 att mata hyd- raulvätska under tryck från en oljebehållare 54 i en riktning.

Istället finns I hydraulvätskans väg till kraftcylindern 6 två alter- nativa vägar 55, 56, och i var och en av dessa är ett första bista- bilt ventilorgan 57, 58 seriekopplat med ett andra ventilorgan 59, 60. De första ventilorganen 57, 58 är försedda med ett gemen- samt första medel 61 i form av ett elektriskt drivet kraftorgan ut- format att vid fungerande system bringa en ventil hos detta ven- tilorgan att intaga ett av två stabila lägen beroende av fordonets 15 10 15 20 25 30 537 058 hastighet, ett öppet läge vid en fordonshastighet under nämnda tröskelhastighet och ett stängt läge vid en fordonshastighet över denna tröskelhastighet. För denna skull uppvisar ventilorganen 57, 58 en backventil 65, 66 och en därmed parallellkopplad för- biledning 67, 68 för definierande av nämnda stängda respektive öppna läge genom inkoppling av backventilen respektive förbi- ledningen i respektive flödesväg.

Det andra ventilorganet 59, 60 är försett med andra medel i form av ett elektriskt kraftorgan 69, 70 utformat att i strömsatt tillstånd ha förmåga att hålla en ventil 71, 72 hos detta ventilorgan i stängt läge alternativt i öppet läge och strömlöst tillstånd låta ett fjäderorgan 73, 74 överföra ventilen till öppet läge på det sätt som är visat i Fig 7. Fjäderorganet 73, 74 är således utformat att konstant fjäderbelastat påverka ventilen mot det öppna läget vi- sat i Fig 7 och förklarat längre ned.

Funktionen hos det i Fig 7 visade systemet skall nu förklaras.

Styrenheten 10 är utformad att vid fungerande system styra mo- torn 52 för styrning av vinkeln mellan inriktningen av stödhjulens hjul och ifrågavarande fordons längdriktning i förhållande till vin- keln mellan inriktningen av framhjulsaxelns hjul och nämnda längdriktning samt fordonets hastighet, så att från en förutbe- stämd hastighet hos fordonet detta förhållande kontinuerligt eller stegvis minskas med ökande fordonshastighet till att bli noll vid en tröskelhastighet. Vid sådan styrning är styrenheten 10 utfor- mad att vid en hastighet lägre än nämnda tröskelhastighet styra de elektriska kraftorganen 69, 70 hos de första ventilorganen att bestämma riktningen på flödet till kraftcylindern, d v s vilken av vägarna 55 och 56 som skall väljas. Styrs det första ventilorganet 16 10 15 20 25 30 537 058 59 att öppna mot verkan av fjäderorganet 73, då kommer hyd- raulvätskan att välja vägen 55 till kraftcylindern. Hydraulvätska kommer då att flöda åter till oljebehållaren via det första ventilor- ganet 58 och det andra ventilorganet 60, som styrs att tillåta fjä- derorganet 74 att hålla återföringsledningen 75 förbunden med det första ventilorganet 58. lnträffar nu ett fel kommer fjäderor- ganet 73 att föra det andra ventilorganet 59 till det i Fig 7 visade läget, så att ledningen 76 från och med detta blir förbunden med det första ventilorganet 57. Detta innebär ett första felsäkert läge hos systemet i form av ovan beskriven casterstyrning. Ökas hastigheten hos fordonet över nämnda tröskelhastighet kommer det elektriska kraftorganet 61 att styra de första ventil- organen 57, 58 att koppla in backventilerna 65, 66 och därmed stänga för låsande av stödaxeln i nämnda neutralläge. lnträffar nu ett fel hos systemet, såsom ett strömavbrott, kommer de för- sta ventilorganen att tillse att systemet överförs till ett andra fel- säkert läge i vilket stödaxeln förblir låst i nämnda neutralläge även om hastigheten skulle senare sjunka under nämnda tröskel- hastighet.

I denna utföringsform av uppfinningen är vid fungerande system under styrning alltid ett av de båda andra ventilorganen 59, 60 i ett läge som förhindrar tryckmedium att flöda tillbaka genom den därtill anslutna återföringsledningen 76, 75 från kraftcylindern till behållaren 54, och denna ledning är då att tolka som den just fö- rekommande alternativa återföringsledningen. Dock kommer i det första felsäkra läget denna alternativa återföringsledning att öppnas för casterstyrning. Om vi tänker oss att hydraulvätska matas i vägen 55 till kraftcylindern 6 vid fungerande system, då 17 10 15 20 25 30 537 058 kommer hydraulvätskan att via återföringsledningen 75 matas tillbaka till behållaren 54. lnträffar nu ett fel kommer systemet att övergå till det första felsäkra läget och öppna för återföring av hydraulvätska till behållaren 54 via den alternativa återförings- ledningen 76. Vid styrning åt motsatt håll före uppträdande av felet kommer istället ledningen 76 att vara den ordinarie återfö- ringsledningen och vid felet den alternativa återföringsledningen 75 kopplas in.

Datorprogramkod för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen är lämpligen inkluderad i ett datorprogram som är inläsningsbart 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 exempelvis 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 8 illustrerar mycket schematiskt en elektronisk styrenhet 44 innefattande ett exekveringsmedel 45, såsom en central proces- sorenhet (CPU), för exekvering av datorprogramvara. Exekve- ringsmedlet 45 kommunicerar med ett minne 46, exempelvis av typen RAM, via en databuss 47. Styrenheten 44 innefattar även datalagringsmedium 48, exempelvis i form av ett Flashminne el- ler ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM. 18 10 15 20 537 058 Exekveringsmedlet 45 kommunicerar med datalagringsmediet 48 via databussen 47. Ett datorprogram innefattande datorprogram- kod för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen är lagrat på datalagringsmediet 48.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till mo- difikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på områ- det utan att denne för den skull avviker från uppfinningens ram sådan denna definieras i bifogade patentkrav.

Exempelvis vore det möjligt att driva pumpen med annan kraftan- ordning än en elmotor, såsom genom någon annan typ av motor.

Annat flödesriktande medel än val av pumpens rotationsriktning vore också möjligt, såsom ett lämpligt utformat ventilblock.

För de olika backventilerna har i figurerna, förutom för de för- sedda med hänvisningsbeteckningarna 65 och 66 i Fig 7 symbo- len för sätesventil använts. Detta skall dock på intet sätt tolkas som begränsande för uppfinningen, utan denna symbol är här att förstå som att kunna stå för vilken typ av ventil som helst som fungerar enligt samma grundprincip. 19

Claims (19)

1. 0 15 20 25 30 537 058 Patentkrav System för styrning av hjulen (8) hos åtminstone en odriven hjulförsedd stödaxel (1) hos ett fordon (2) följande i dettas ordinarie körriktning efter fordonets framhjulsaxel (3), innefattande o en kraftcylinder (6) som är mekaniskt förbunden med stödaxeln för att via läget hos dess kolv (7) styra inrikt- ningen av stödaxelns hjul relativt fordonets längdriktning (L), o en pump (13, 53) utformad att mata ett medium under tryck från en mediumreservoar (14, 54) valbart till en av två motsatta sidor (15, 16) av nämnda kolv hos kraftcylin- dern för påverkan av denna att förflytta sig och därmed ändra nämnda inriktning hos stödaxelns hjul (8) och från den andra av dessa sidor åter till mediumreservoaren (14, 54) i en ordinarie återföringsledning (19, 21, 76, 75), o en kraftanordning (12, 52) utformad att driva pumpen, o en styrenhet (10) utformad att styra kraftanordningen för styrning av nämnda inriktning hos stödaxelns hjul (8) på grundval av information om inriktningen av framhjulsaxelns hjul (11) relativt nämnda fordonslängdriktning och fordo- nets 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 utformad att vid uppträdande av fel inom sy- stemet överföra systemet i ett felsäkert läge med inaktive- rad kraftanordning (12, 52), 20 10 15 20 25 30 537 058 kännetecknat därav, att nämnda inrättning innefattar en med nämnda båda sidor (15, 16) hos kraftcylinderns kolv (7) förbunden alternativ återföringsledning (28, 75, 76) för me- dium till mediumreservoaren (14) och ett i denna återfö- ringsledning anordnat aggregat (29) utformat att hålla denna ledning stängd vid fungerande system, och att aggregatet innefattar en seriekoppling av två ventilorgan (32, 33 re- spektive 57, 59 och 58, 60) i form av ett första bistabilt ven- tilorgan (33, 57, 58) försett med första medel (34, 61) utfor- made att vid fungerande system bringa en ventil (35) hos det första ventilorganet att intaga ett av två stabila lägen bero- ende av fordonets hastighet, ett öppet läge vid en fordons- hastighet under nämnda tröskelhastighet och ett stängt läge vid en fordonshastighet över nämnda tröskelhastighet, och ett andra ventilorgan (32, 59, 60) försett med andra medel (38, 40, 69, 70) utformade att överföra en ventil (39, 71, 72) hos det andra ventilorganet från stängt till öppet läge vid uppträdande av ett nämnt fel inom systemet, så att aggregatet (29) är utformat att i fallet av en fordonshastighet under nämnda tröskelhastighet vid uppträdande av ett nämnt fel leda medium i den alternativa återföringsledningen (28, 75, 76) för casterstyrning av stödaxelns (1) hjul i ett första felsäkert läge, och vid en fordonshastighet överstigande nämnda tröskelhastighet vid uppträdande av ett nämnt fel hålla stödaxelns (1) hjul låsta i nämnda neutralläge i ett andra felsäkert läge.

2. System enligt krav 1, kännetecknat därav, att nämnda andra medel innefattar fjäderorgan (40, 73, 74) utformade att kon- stant fjäderbelastat påverka det andra ventilorganets ventil 21 10 15 20 25 30 537 058 (39, 71, 72) mot det öppna läget samt hållarorgan (38, 69, 70) utformade att vid fungerande system verka mot nämnda fjäderbelastning och hålla det andra ventilorganets ventil i stängt läge och vid uppträdande av fel upphöra att hålla emot fjäderbelastningen för överföring av det andra ventilor- ganets ventil via fjäderkraft till ett stabilt öppet läge.

3. System enligt krav 2, kännetecknat därav, att nämnda hållarorgan är ett elektriskt kraftorgan, såsom en elektro- magnetisk ventil (38, 69, 70), utformat att i strömsatt tillstånd hålla det andra ventilorganets ventil (39, 71, 72) i stängt läge och i strömlöst tillstånd låta fjäderorganet (40, 73, 74) över- föra det andra ventilorganets ventil till öppet läge.

4. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att nämnda första medel innefattar ett elektriskt drivet kraftorgan (34, 61).

5. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att det första och/eller andra ventilorganet innefattar en backventil (36, 41) och en därmed parallellkopplad förbi- ledning (37, 42) för definierande av ett stängt läge respek- tive ett öppet läge genom inkoppling av backventilen respek- tive förbiledningen i nämnda alternativa återföringsledning (28).

6. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att det innefattar ett pilotventilorgan (22, 23) i nämnda ordinarie återföringsledning (19, 21) från respektive kolvsida (15, 16) hos kraftcylindern (6) för stängande av denna led- 22 10 15 20 25 30 10. 11. 537 058 ning vid frånvaro av drivning av pumpen (13) genom kraftan- ordningen (12).

7. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att pumpen (13) är utformad att mata medium till nämnda ena kolvsida vid rotation åt ett håll och till den andra kolvsidan vid rotation åt motsatt håll.

8. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att kraftanordningen innefattar en elmotor (12).

9. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att pumpen (13) är utformad att mata ett medium i form av en hydraulvätska.

10. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att styrenheten (10) är utformad att vid fungerande system styra kraftanordningen (12, 52) för styrning av vin- keln mellan inriktning av stödaxelns hjul (8) och nämnda for- donslängdriktning (L) i förhållande till vinkeln mellan inrikt- ningen av framhjulsaxelns hjul (11) och nämnda långdrikt- ning, så att åtminstone från och med en förutbestämd has- tighet hos fordonet detta förhållande kontinuerligt eller steg- vis minskas med ökande fordonshastighet till att bli noll vid nämnda tröskelhastighet.

11. System enligt krav 10, kännetecknat därav, att styrenheten (10) är utformad att vid fungerande system styra kraftanord- ningen (12, 52) att vid en hastighet underskridande nämnda förutbestämda hastighet styra vinkeln mellan inriktningen av 23 10 15 20 25 12. 13. 14. 537 058 stödaxelns hjul (8) och nämnda fordonslängdriktning (L) att ha ett konstant förhållande till vinkeln mellan inriktningen av framhjulsaxelns hjul (11) och nämnda längdriktning, t ex 1:1, och att nämnda förutbestämda hastighet är 15-30 km/h, 20- 30 km/h, eller 25 km/h.

12. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att styrenheten (10) är utformad att vid fungerande system styra kraftanordningen (12, 52) att upphöra driva pumpen (13) vid överskridande av en nämnd tröskelhastighet hos fordonet av 30-50 km/h, 35-45 km/h eller 40 km/h och att starta drivning av pumpen igen vid underskridande av nämnda tröskelhastighet.

13. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att det innefattar ett organ (43) utformat att avkänna vinkeln mellan inriktningen av stödaxelns hjul (8) och nämnda fordonslängdriktning (L), och att systemet innefattar låsorgan utformade att vid uppträdande av fel vid en hastig- het under nämnda tröskelhastighet och därav följd casters- tyrning av stödaxelns hjul i det första felsäkra läget samt fortfarande fungerande nämnt vinkelavkänningsorgan låsa stödaxelns (1) hjul i nämnda neutralläge när vinkel- avkänningsorganet (43) anger att nämnda vinkel är noll.

14. System enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att det är utformat att styra åtminstone två nämnda stödaxlar. 24 10 15 20 25 30 537 058 15.

15. Förfarande för överföring av ett system för styrning av hjulen (8) hos åtminstone en odriven hjulförsedd stödaxel (1) hos ett fordon (2) följande i dettas ordinarie körriktning efter fordonets framhjulsaxei (3) till ett felsäkert läge vid uppträdande av fel inom systemet, varvid systemet innefattar: o en kraftcylinder (6) som är mekaniskt förbunden med stödaxeln för att via läget hos dess kolv (7) styra inrikt- ningen av stödaxelns hjul relativt fordonets längdriktning, o en pump (13, 53) utformad att mata medium under tryck från en mediumreservoar (14, 54) valbart till en av två motsatta sidor (15, 16) av nämnda kolv hos kraftcylindern för påverkan av denna att förflytta sig och därmed ändra nämnda inriktning hos stödaxelns hjul och från den andra av dessa sidor åter till mediumreservoaren(14, 54) i en or- dinarie återföringsledning (19, 21, 76, 75), o en kraftanordning (12, 52) utformad att driva pumpen, o en styrenhet (10) utformad att styra kraftanordningen för styrning av nämnda inriktning hos stödaxelns hjul (8) på grundval av information om inriktningen av framhjulsaxelns hjul (11) relativt nämnda fordonslängdriktning (L) och for- donets 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 utformad att vid uppträdande av fel inom sy- stemet överföra systemet i ett felsäkert läge med inaktive- rad kraftanordning (12, 52), varvid nämnda inrättning innefattar en med nämnda båda sidor (15, 16) hos kraftcylinderns kolv förbunden alternativ återföringsledning 25 10 15 20 25 16. 537 058 (28, 75, 76) för medium till mediumreservoaren och ett i denna àterföringsledning anordnat aggregat (29) utformat att hålla denna ledning stängd vid fungerande system, kännetecknat därav, att vid uppträdande av ett fel hos sy- stemet bestäms fordonets hastighet och vid en fordonshas- tighet under nämnda tröskelhastighet vid uppträdande av felet öppnas nämnda alternativa àterföringsledning (28, 75, 76) för tillåtande av medium att föras tillbaka i denna till me- diumreservoaren (14, 54) för casterstyrning av stödaxelns (1) hjul i ett första felsäkert läge, och vid en fordonshastighet som överstiger nämnda tröskelhastighet vid uppträdande av nämnda fel låses stödaxelns hjul i nämnda neutralläge i ett andra felsäkert läge.

16. Datorprogram som är laddningsbart direkt in i internminnet hos en dator, vilket datorprogram innefattar datorprogramkod för bringande av datorn, för ett system för styrning av hjulen (8) hos åtminstone en odriven hjulförsedd stödaxel (1) hos ett fordon följande i dettas ordinarie körriktning efter fordonets framhjulsaxel (3), varvid systemet innefattar: ø en kraftcylinder (6) som är mekaniskt förbunden med stödaxeln för att via läget hos dess kolv (7) styra inrikt- ningen av stödaxelns hjul (8) relativt fordonets längdrikt- ning (L), ø en pump (13, 53) utformad att mata medium under tryck från en mediumreservoar (14, 54) valbart till en av två motsatta sidor (15, 16) av nämnda kolv hos kraftcylindern för påverkan av denna att förflytta sig och därmed ändra nämnda inriktning hos stödaxelns hjul och från den andra 26 10 15 20 25 30 537 058 av dessa sidor åter i en ordinarie återföringsledning (19, 21,76,75)och en kraftanordning (12, 52) utformad att driva pumpen: att styra anordningen (12, 52) för styrning av nämnda inriktning hos stödaxelns hjul pà grundval av information om inriktningen av framhjulsaxelns hjul relativt nämnda fordonslängdriktning och fordonets hastighet och stödax- elns hjul (8) att intaga ett fast neutralläge inriktade med nämnda längdriktning vid överskridande av en tröskelhas- tighet hos fordonet, att vid uppträdande av fel inom systemet överföra detta till ett felsäkert läge med inaktiverad anordning, varvid sy- stemet innefattar en med nämnda båda sidor hos kraftcy- linderns kolv förbunden alternativ återföringsledning (28, 75, 76) för medium till mediumreservoaren (14, 54) och en i denna återföringsledning anordnat aggregat (29) utformat att hålla denna ledning stängd vid fungerande system, och att vid uppträdande av ett fel hos systemet vid information om att fordonets hastighet är under nämnda tröskelhastig- het styra öppnande av nämnda alternativa återföringsled- ning (28, 75, 76) för tillåtande av medium att föras tillbaka i denna till mediumreservoaren (14, 54) för casterstyrning av stödaxelns (1) hjul i ett första felsäkert läge och vid uppträdande av ett fel hos systemet vid information om att fordonets hastighet överstiger nämnda tröskelhastighet styra stödaxelns hjul att låsas i nämnda neutralläge i ett andra felsäkert läge.

17. Datorprogramprodukt innefattande ett datalagringsmedium som är läsbart av en dator, varvid datorprogramkoden hos 27 10

18.

19. 537 058 ett datorprogram enligt krav 16 är lagrat på datalagringsme- diet. Elektronisk styrenhet hos ett fordon innefattande ett exekve- ringsmedel (45), ett till exekveringsmedlet anslutet minne (46) och ett till exekveringsmedlet anslutet datalagringsme- dium (48), varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 16 är lagrad på nämnda datalagringsmedium. Hjulburet fordon, speciellt motorfordon och i synnerhet en lastbil eller en buss, kännetecknat därav, att det innefattar ett system enligt något av kraven 1-14. 28