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Dokumentenidentifikation DE19505977C1 15.05.1996
Titel Fahrzeug mit pneumatisch gefederter Doppelachse
Anmelder Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 70327 Stuttgart, DE
Erfinder Köster, Rolf, Dipl.-Ing., 70329 Stuttgart, DE;
Fischer, Jörg, Dipl.-Ing., 73728 Esslingen, DE
DE-Anmeldedatum 21.02.1995
DE-Aktenzeichen 19505977
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse B60G 17/04
IPC-Nebenklasse B60G 11/27   B60G 25/00   B60G 5/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit pneumatisch gefederter Doppelachse, deren Federaggregate in Abhängigkeit von der Abweichung einer Achse (Hauptachse) gegenüber einem Sollniveau mittels einer Steuerung belüftet, entlüftet bzw. nach außen abgesperrt werden. Durch besondere Maßnahmen wird erreicht, daß im Falle einer "Treppenstufen-Situation", wenn das Fahrzeug relativ zur Hauptachse ein extrem hohes Niveau und relativ zur anderen Achse der Doppelachse ein sehr niedriges Niveau einnimmt, eine automatische Belüftung der Luftfederaggregate erfolgt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit pneumatisch gefederter Doppelachse, deren Federaggregate in Abhängigkeit von der Abweichung einer Achse (Hauptachse) gegenüber einem Sollniveau mittels einer Steuerung belüftet, entlüftet oder nach außen abgesperrt werden.

Bei Fahrzeugen mit pneumatisch gefederten Doppelachsen wird zur Steuerung der Luftfederaggregate in der Regel lediglich die Lage einer "Hauptachse" der Doppelachse relativ zum Chassis des Fahrzeuges registriert, da bei Straßenfahrt davon ausgegangen werden kann, daß die jeweils andere Achse der Doppelachse im wesentlichen ein gleiches Niveau hat. Eventuelle Niveauunterschiede der beiden Achsen beruhen dabei typischerweise auf dynamischen Federhüben; im zeitlichen Mittel haben beide Achsen praktisch gleiches Niveau.

Außerhalb von Straßen und insbesondere auf Baustellen können jedoch deutlich andere Verhältnisse vorliegen. Beispielsweise kann das Fahrzeug, etwa beim Beladen, auf einer Baustelle so abgestellt sein, daß das Chassis des Fahrzeuges relativ zur Hauptsachse eine große Höhe und relativ zur anderen Achse der Doppelachse eine geringe Höhe einnimmt. Dies kann bildhaft als "Treppenstufen-Situation" bezeichnet werden.

Wenn in diesem Falle lediglich das Niveau der Hauptachse relativ zum Chassis ermittelt wird, ergibt sich regelmäßig ein gegenüber dem normalen Sollniveau der Hauptachse erhöhtes Niveau, mit der Folge, daß die Steuerung der Luftfederaggregate den Bodenabstand des Fahrzeuges zu vermindern sucht, indem die Luftfederaggregate entlüftet werden. Im Extremfall tritt dabei überhaupt keine Absenkung des Fahrzeuges ein, weil bei einer extremen Treppenstufen-Situation die andere Achse der Doppelachse bereits ihre dem Chassis maximal angenäherte Endlage erreicht hat und an dafür vorgesehenen Gummipuffern od. dgl. anliegt. In jedem Falle wird bei dieser Steuerung der Bodendruck der Hauptachse stark vermindert. Da die Hauptachse aber typischerweise als - oftmals einzige - Antriebsachse des Fahrzeuges ausgebildet ist, wird damit gleichzeitig die Traktion der Antriebsräder übermäßig vermindert, mit der Folge, daß das Fahrzeug nicht ohne weiteres anfahren kann.

In einem solchen Falle müßte dann der Fahrer durch manuellen Eingriff in die Steuerung der Luftfederaggregate eine zusätzliche Belüftung der Luftfederaggregate bewirken, um die Traktion der Antriebsachse wieder zu erhöhen. Statt dessen ist es auch grundsätzlich möglich, die Niveaus beider Achsen einer Doppelachse zu ermitteln und mittels zusätzlicher Steuerventile zu bewirken, daß die Luftfederaggregate belüftet werden, wenn mindestens eine Achse der Doppelachse eine extrem an das Chassis angenäherte Lage hat.

Die Notwendigkeit eines manuellen Eingriffes in die Steuerung der Luftfederaggregate ist grundsätzlich unerwünscht und für den Fahrer zumindest unbequem. Die Erfassung der Niveaus beider Achsen einer Doppelachse sowie die Anordnung zusätzlicher Steuerventile für eine automatische Belüftung der Luftfederaggregate bei extremer Annäherung einer Achse an das Chassis verursacht einen unerwünscht hohen konstruktiven Aufwand.

Die DE 35 22 851 C3 zeigt lediglich eine pneumatische Federung für ein Kraftfahrzeug, wobei der Bodenabstand durch manuelle Betätigung eines Steuerorganes erhöht werden kann. Sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird der Bodenabstand automatisch auf den normalen Wert vermindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, zur Beherrschung einer Treppenstufen-Situation eine zweckmäßige und preisgünstige Lösung aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerung der Luftfederaggregate das Sollniveau - d. h. den Abstand zwischen Hauptachse und Chassis - auf einen vorgegebenen Sollwert erhöht, wenn bei einer Druckminderung in den Federaggregaten das Istniveau der Hauptachse im wesentlichen unverändert bleibt, d. h. insbesondere unverhältnismäßig wenig absinkt.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß diese Erhöhung des Sollniveaus nur dann erfolgen kann, wenn das Fahrzeug steht oder mit allenfalls ganz geringer Geschwindigkeit fährt bzw. anfährt.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Erkennung einer Treppenstufen-Situation, bei der das Chassis relativ zur Hauptachse ein sehr hohes Niveau einnimmt, die Tatsache auszunutzen, daß bei der normalerweise aufgrund des hohen Niveaus des Chassis erfolgenden Entlüftung der Luftfederaggregate praktisch keine Niveauminderung eintreten kann und andererseits die ausbleibende Niveauminderung zusammen mit einer Druckminderung in den Luftfederaggregaten einen eindeutigen Hinweis auf die Treppenstufen-Situation darstellt. Damit kann dieses Kriterium zu einer zweckmäßigen Steuerung der Luftfederaggregate herangezogen werden.

Dabei ist vorteilhaft, daß keinerlei grundsätzliche Abänderungen der Steuerung vorgenommen werden müssen. Vielmehr braucht ein der Steuerung zugeordneter Rechner lediglich in der Lage zu sein, das angegebene Kriterium "zu erkennen".

Hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung wird auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispieles verwiesen, welches anhand der Zeichnung beschrieben wird.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht eines Fahrzeuges mit Doppelachse in einer Treppenstufen-Situation und

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der Luftfederaggregate in einer solchen Treppenstufen-Situation.

Das in Fig. 1 dargestellte Lastfahrzeug besitzt in grundsätzlich bekannter Weise eine beliebig gefederte Vorderachse 1 sowie eine pneumatisch gefederte hintere Doppelachse 2 mit einer angetriebenen Hauptachse 2&min; und einer nicht angetriebenen Achse 2&min;&min;. Dieses Fahrzeug möge sich nun gemäß der Darstellung der Fig. 1 in einer Treppenstufen-Situation befinden, derart, daß aufgrund extremer Unebenheiten des Untergrundes 3 das Chassis des Fahrzeuges relativ zur Hauptachse 2&min; ein sehr hohes und relativ zur nicht angetriebenen Achse 2&min;&min; ein extrem niedriges Niveau einnimmt, beispielsweise derart, daß die Achse 2&min;&min; bereits an chassisseitigen Gummipuffern od. dgl. anschlägt.

Das Fahrzeug besitzt eine - nicht dargestellte - automatische Niveausteuerung, welche die Luftfederaggregate 4 je nach Niveau des Fahrzeuges bzw. des Chassis relativ zur Hauptachse 2&min; belüftet, entlüftet oder nach außen absperrt. Dazu wird mittels eines nicht dargestellten Weggebers das Niveau H des Chassis relativ zur Hauptachse 2&min; ermittelt.

In der dargestellten Treppenstufen-Situation liegt der Istwert Hist des Niveaus H deutlich oberhalb eines für normale Straßenfahrt bemessenen Sollwertes Hsoll, normal. Ohne besondere Maßnahmen hätte dies zur Folge, daß die Steuerung die Luftfederaggregate 4 entlüftet, wodurch der Bodendruck und damit die Traktion der Hauptachse 2 stark vermindert würden. Dies kann zur Folge haben, daß ein in solcher Treppenstufen-Situation abgestelltes Fahrzeug nicht anzufahren vermag.

Erfindungsgemäß werden deshalb die Luftfederaggregate 4 in einer solchen Situation in besonderer Weise automatisch gesteuert. Die Fig. 2 zeigt dazu eine besonders bevorzugte Möglichkeit.

Nach dem Starten des Fahrzeuges wird zunächst die Fahrgeschwindigkeit c des Fahrzeuges abgefragt, etwa dadurch, daß ein Geschwindigkeitsgeber (Tachometer) ein die Geschwindigkeit wiedergebendes Signal an einen zugehörigen Eingang eines nicht dargestellten Rechners zur Überwachung der Steuerung der Luftfederaggregate 4 liefert. Falls die Fahrgeschwindigkeit nicht den Wert Null oder einen sehr geringfügigen Wert aufweist (d. h. wenn das Fahrzeug zumindest eine gewisse Fahrgeschwindigkeit hat), erfolgt keine besondere Steuerung der Luftfederaggregate 4, vielmehr können diese wie bei normaler Straßenfahrt gesteuert werden.

Wenn das Fahrzeug steht bzw. die Fahrgeschwindigkeit den Wert Null oder einen allenfalls ganz geringfügigen Wert aufweist, wird nachfolgend abgefragt, ob der Istwert Hist des Niveaus H der Hauptsachse 2&min; oberhalb eines für normale Straßenfahrt bemessenen Sollwertes Hsoll, normal liegt. Falls dies nicht der Fall ist, erfolgen keine besonderen Maßnahmen, vielmehr können die Luftfederaggregate 4 wie bei normaler Straßenfahrt gesteuert und gegebenenfalls belüftet werden.

Wenn jedoch Hist größer als Hsoll, normal ist, werden die Luftfederaggregate 4 zunächst entlüftet.

Dabei wird überprüft, ob sich der Istwert Hist vermindert.

Sollte dies der Fall sein, werden die vorangehend beschriebenen Abfragen und Steuerungsmaßnahmen wiederholt.

Sollte sich jedoch der Istwert Hist trotz Entlüftung der Federaggregate 4 nicht vermindern, kann noch zusätzlich abgefragt werden, ob sich der pneumatische Druck p in den Luftfederaggregaten 4 verkleinert. Sollte dies nicht der Fall sein, werden die vorbeschriebenen Abfragen und Maßnahmen wiederholt. Sollte sich der Druck p dagegen vermindern, wird der Steuerung ein neuer Sollwert Hsoll, Treppe vorgegeben, welcher durch Summenbildung zwischen dem Istwert Hist und einer vorgebbaren Konstante K gebildet wird. Dies ist gleichbedeutend damit, daß die Luftfederaggregate 4 zur Erreichung des neuen Sollwertes Hsoll, Treppe belüftet werden.

Danach wird abgefragt, ob das Fahrzeug fährt oder nicht, d. h. ob die Fahrgeschwindigkeit c einen Wert hat, der größer als Null bzw. größer als ein vorgebbarer geringer Schwellwert der Fahrgeschwindigkeit ist.

Sollte die Fahrgeschwindigkeit c nicht größer als Null bzw. der geringe Schwellwert sein, werden die vorgenannten Abfragen und Steuerungsmaßnahmen wiederholt. Andernfalls wird zunächst der Sollwert Hsoll auf den Wert des normalen Sollwertes Hsoll, normal gesetzt, bevor die vorgenannten Abfragen und Steuerungsmaßnahmen wiederholt werden.

Anstelle der Abfrage der Fahrgeschwindigkeit kann auch abgefragt werden, ob der Istwert Hist geringer ist als der normale Sollwert Hsoll, normal. Gegebenenfalls kann auch abgefragt werden, ob der Istwert Hist kleiner als der um die Konstante K verminderte Sollwert Hsoll, Treppe ist. Falls dies der Fall ist, wird Hsoll auf den Wert Wert Hsoll, normal eingestellt, bevor die beschriebenen Abfragen und Steuerungsmaßnahmen wiederholt werden.

Damit wird automatisch in einer Treppenstufen-Situation ein hinreichender Bodendruck der Hauptachse 2&min; gewährleistet.

Sollte eine der zuletzt angegebenen Abfragen das Ergebnis "nein" liefern, wird das Istniveau Hist entsprechend dem Sollwert Hsoll, Treppe ausgeregelt, da noch eine Treppenstufensituation vorliegt.

Für die dargestellte besondere Steuerung der Luftfederaggregate 4 ist keinerlei nennenswerter Aufwand notwendig, weil Signalgeber für die Fahrgeschwindigkeit (Tachometer) sowie Signalgeber für den pneumatischen Druck p in den Luftfederaggregaten 4 ohnehin regelmäßig zur Verfügung stehen und der Istwert Hist des Fahrzeugniveaus im Bereich der Hauptachse 2&min; ebenfalls ständig ermittelt wird. Für die Erfindung ist es lediglich notwendig, daß die Steuerung diese Signale, etwa in der dargestellten Weise, verarbeiten und dabei veränderte Sollwerte Hsoll, Treppe vor zugeben vermag.

Abweichend von den oben beschriebenen Maßnahmen kann alternativ auch vorgesehen sein, den pneumatischen Druck in den Federaggregaten 4 nach Erkennung einer Treppenstufen-Situation zunehmend zu erhöhen, bis die Räder der Hauptachse 2&min; eine hinreichende Traktion aufweisen. Hierfür können die Signale einer gegebenenfalls vorhandenen Anti-Schlupf-Regelung (ASR) der Antriebsräder der Hauptachse 2&min; ausgenutzt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Fahrzeug mit pneumatisch gefederter Doppelachse, deren Federaggregate in Abhängigkeit von der Abweichung einer Achse (Hauptachse) gegenüber einem Sollniveau mittels einer Steuerung belüftet, entlüftet oder nach außen abgesperrt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung das Sollniveau (Hsoll) auf einen vorgegebenen Sollwert (Hsoll, Treppe) erhöht, wenn bei einer Druckminderung in den Federaggregaten (4) das Istniveau (Hist) der Hauptachse (2&min;) im wesentlichen unverändert bleibt.
  2. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der höhere vorgegebene Sollwert (Hsoll, Treppe) für das Sollniveau (Hsoll) bei fahrendem Fahrzeug wieder auf normales Sollniveau (Hsoll, normal) oder auf ein früher vorgegebenes Sollniveau vermindert wird.
  3. 3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der höhere vorgegebene Sollwert (Hsoll, Treppe) vermindert wird, wenn das Istniveau (Hist) geringer als ein früher vorgegebenes Sollniveau oder normales Sollniveau (Hsoll, normal) ist.
  4. 4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das normale Sollniveau (Hsoll, normal) vorgegeben wird, sobald die Fahrgeschwindigkeit (c) des Fahrzeuges oberhalb eines vorgegebenen Wertes sehr geringer Größe liegt.






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