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Dokumentenidentifikation DE102004041123B4 03.05.2007
Titel Radhaftungsregelung
Anmelder Ludwig, Dieter, Prof. Dr., 86633 Neuburg, DE;
Spies, Martin, 86558 Hohenwart, DE;
Spies, Johann, 86558 Hohenwart, DE
Erfinder Ludwig, Dieter, Prof. Dr., 86633 Neuburg, DE;
Spies, Martin, 86558 Hohenwart, DE;
Spies, Johann, 86558 Hohenwart, DE
DE-Anmeldedatum 24.08.2004
DE-Aktenzeichen 102004041123
Offenlegungstag 20.04.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse B60K 7/00(2006.01)A, F, I, 20051219, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60K 28/16(2006.01)A, L, I, 20051219, B, H, DE   B60T 8/60(2006.01)A, L, I, 20051219, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Bekannt sind Systeme zur Vortriebsregelung wie Antischlupfregelung (ASR), Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) und diverse Differentialsperren (mechanisch und gleitend wie z. B. Torsen), diese sind jeweils einzeln entwickelt worden.

Sie können bei den Fahrzeugen, sofern sie parallel an Bord sind, auch separat auf- und abgeschaltet werden.

Ebenso verhält es sich mit Bremssystemen wie Antiblockiersystem (ABS), Elektrohydraulische Bremse EHB Bremsassistent und ähnlichen Systemen.

Bekannt ist auch eine gattungsbildende Radhaftungsregelung gemäß DE 37 29 967 C2 bei der die Fortbewegung z. B. im Gelände nur durch Beschleunigungssensoren ermittelt wird.

Die DE 19 960 327 A1 beschreibt eine einzige Regelung für den Antrieb und die Reibbremsen.

Aufgabe der Erfindung ist es, in allen Fahrsituationen entsprechend den Vorgaben des Fahrers eine optimale Fortbewegung, Bremsung und Spurhaltung mit einem System zu erzielen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß werden bei der hier beschriebenen Radhaftungsregelung nach 1 und gemäß Anspruch 1 der Erfindung mindestens ein kombiniertes Antriebs- und Bremssystem A, B, C (102 bis 104 in 1) pro Rad 107 über eine zentrale Steuerung 110 und/oder ein Energiemanagement 111 so angesteuert, dass entweder eine optimale Bremsung oder ein optimaler Vortrieb für das Fahrzeug erfolgt und mit dem gleichen System die Spurhaltung gewährleistet ist.

Dabei werden prozessgesteuerte Eingriffe an den einzelnen anzutreibenden oder abzubremsenden Rädern vorgenommen, in Abhängigkeit von den vom Fahrzeuglenker willentlich ausgeführten Fahraktionen.

Vorzugsweise werden alle Räder eines Fahrzeugs bei beliebig vielen Achsen angetrieben, in 1 mit R2 bis RN bezeichnet.

Üblicherweise kann man bei dem erfindungsgemäßen Konzept auf Differenzialsperren verzichten. Das macht die Fahrzeuge einfacher und leichter, überdies werden die Reibungsverluste im Antriebsstrang vermindert.

Zur Verbesserten Fortbewegung werden Daten über eine Umweltsensorik 113 und ein Navigationssystem 112 in die zentrale Steuerung 110 eingespeist. Die Umweltsensorik nimmt über bekannte Sensoren, wie Abstandsmess-Systeme gegen den Boden oder gegen Hindernisse sowie über Kamera die Witterungssituation wie Regen, Schnee, Eisglätte oder partielle Eisglätte auf und übermittelt diese Daten der Steuerung. In der Steuerung sind Programme gespeichert, die in Versuchen die optimale Reaktion für Fahrzeugbeschleunigung oder Verzögerung sowie die nötigen Lenkmanöver enthalten. Damit wird erreicht, dass jeweils ein optimaler Vertrieb oder ein optimales Abbremsen oder Ausweichen erfolgen kann. Diese Programme werden autoaktiv dadurch verbessert, dass der Erfolg der vorgegebenen Manöver über die Umweltsensorik jeweils überprüft wird und eine Anpassung des Programms über den Vergleich der verschiedenen Manöver erfolgt.

Über das Energiemanagement 111 können auch Hybrid-Antriebssysteme aufgerufen und je nach benötigtem Drehmoment für den Vortrieb in der zentralen Steuerung aufgeschaltet werden.

Das benötigte Drehmoment an jedem einzelnen Rad des Fahrzeugs wird mit Hilfe einer Anordnung wie in 2 dargestellt bestimmt und in 109 in die zentrale Steuerung eingespeist.

2 zeigt einen Halbschnitt durch die für die Erfindung wesentlichen Teile eines Rades:

An der Antriebswelle 208/209 ist wie üblich eine Bremsscheibe 205 angebracht, die von einer Hydraulikbremse oder Luftdruckbremse 204 bedient wird.

Ebenfalls mit der Antriebswelle ist eine Elektromotor-Generator-Läufer 206 verbunden, der sich im Stator 207 des Elektroaggregats bewegt.

Der Drehmomentmesser 210 befindet sich zwischen einem Flansch 202, auf dem die Felge 201 aufgesetzt wird, und der Bremsscheibe 205.

Ein Torsionselement auf der Antriebswelle erlaubt die winkelgetreue Messung der benötigten Relativbewegungen am Rad.

Der Drehmomentmesser liefert insgesamt folgende Daten an den Prozessrechner der Zentralsteuerung 110 (1):

  • – Drehgeschwindigkeit des jeweiligen Rades
  • – Bremsdrehmoment an der Hydraulikbremse oder der Luftdruckbremse 204 1
  • – Drehmoment des elektrischen Motorgenerators oder des parallelen Antriebsstranges 206 1

Daten aus dem an Bord des Fahrzeug-Prozessors der zentralen Steuerung 110 1 aufgeschaltet führen zur Lösung der Aufgabe, dass bei Wende- und Befreiungsmanövern eine kombinierte Antriebs- und Bremsbetätigung gesteuert durch die entsprechenden Programme unter Berücksichtigung der Gesamtzeitkonstante des Systems inklusive Untergrundhaftung und Lenkposition erfolgt.

Durch die jeweilige Kontrolle durch die Umweltsensorik 113 und die Daten aus den Drehmomentsensoren 210 ist man mit dem System in der Lage, bessere Vortriebs- oder Bremswirkungen zu erzielen als mit einem Kettenfahrzeug, weil damit jedes Rad mit derjenigen Drehzahl oder Drehmoment beaufschlagt wird, das abhängig von der Bodenstruktur zu optimaler Wirkung führt. Damit ist durch die längere Standzeit von Bereifungen gegenüber Ketten das erfindungsgemäße System auch für Baufahrzeuge oder Militärfahrzeuge attraktiv.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Regelung der Haftung von Rädern (107) eines Fahrzeuges auf einem Untergrund mit einem das Blockieren der Räder (107) beim Abbremsen des Fahrzeuges verhindernden System und einer das Durchdrehen der Räder (107) beim antrieb des Fahrzeuges verhindernden Traktionshilfe mit einer Reibbremse (204) und mit einer Regelung (110) zum elektrischen Ansteuern der Reibbremse (102-104) und zum Abbremsen und oder Antrieb des Rotors (206), dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Regelung (110) zur Bremsregelung, Schlupfregelung und Spurhaltung eines Fahrzeuges verwendet wird und dass das System durch Signale der Umweltsensorik (113), wie Abstandsmess-System, beeinflusst wird. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung pro Rad das Drehmoment gemessen wird und die Daten zur zentralen Steuerung der Radhaftungsregelung dienen. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass bei Wende- oder Befreiungsmanöver eine kombinierte Antriebs- und Bremsbestätigung gesteuert durch die Gesamtzeitkonstante des Systems unter Berücksichtigung der Untergrundhaftung und der Lenkposition erfolgt. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Umweltsensorik und die Drehmomentmessung eine Vortriebsleistung in beliebigen Gelände erreicht wird. Anordnung nach einen der vorgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment pro Rad sowohl für den Antrieb als auch für das Bremsen gemessen wird. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung Programme für Situationen abgelegt sind, die bei Auftreten dieser durch die Umweltsensorik erkannten Situationen aufgerufen werden. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkung der in der Steuerung abgelegten Programme hinsichtlich ihrer Wirksamkeit überprüft und automatisch verbessert wird.






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