CN201380734Y - 用于自动调节载货车水平度的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种设备(8)，用于载货车在倾斜地面上的改善的自动调平。本实用新型特别涉及横向加速传感器在与高度可被调节的底盘相连的情况下的应用，所述横向加速传感器用于采集静止状态下的或者以降低的速度运行的载货车的倾斜度。

Description

用于自动调节载货车水平度的设备
技术领域
本实用新型涉及一种用于自动调节载货车的水平度的设备，该载货车具有特别带有可围绕纵-或横轴摆动体的车身，所述设备带有用于调平的装置，该装置具有长度可调的弹簧元件和控制单元。
背景技术
位于或前进在斜着的面上的载货车(在其它地方为改善可读性，也被称为“汽车”)特别是在高的体重心的情况下遭受提高的倾覆危险。特别是对于在其车身上装配有如例如自卸槽车或起重机一样的可摆动体的汽车，倾覆的危险提高了。在汽车位于斜着的地面上和汽车车身由于这个原因而侧向地倾斜期间，该体的摆动运动被实施，且该可摆动体朝汽车倾斜方向运动，于是这也导致体重心朝相同方向推移。
当该体被摆动到如此程度，以致集中在体重心的重力矢量不再穿过该汽车的支撑面时，由此引起的力矩引发汽车的倾覆。
为了阻止这样的倾覆的危险，使用用于调平的设备。凭借该设备的帮助，车轮到汽车车身的距离可以要么对于每个车轮单独地改变、对于成对车轮改变，要么对于成对车轴改变。这大多借助电子控制单元执行，根据由汽车驾驶员对倾斜的视觉估计来通过操纵单元手动地操纵电子控制单元。这种用于具有空气悬架的底盘的设备以简称ECAS而对于申请人公知和可在商业上获得。此外，存在具有机械阀门——所谓旋转滑阀的实施方案。
另外，自动补偿设备被公知，该自动补偿设备借助行程传感器采集在汽车某一侧上的弹簧元件的长度改变并导入编入程序的算法得出的补偿运动。这样的方法由DE 10022834A1公知。
对于所述的方法，缺点常见的有，实际的倾斜度未以直接的方式被采集。该载货车的其所倾向的那一侧，可能例如陷在软的地面中，这种软的地面常见于不牢固路面上或在工地上的地形中。这既未被前面所述设备也未被汽车驾驶员可靠地发觉。
实用新型内容
由此得出所述任务(本实用新型基于其)，即说明一种设备，该设备改善在调整由地面引起的或载荷分布引起的汽车倾斜度时的可靠性。
本实用新型通过如前述类型的设备通过如下方式解决该任务，即提供一种用于自动调节载货车的水平度的设备，所述载货车具有车身，所述车身特别带有围绕纵-或横轴可摆动的体，所述设备带有用于调平的装置，所述装置具有纵向可调节的弹簧元件和控制单元，其特征在于，所述设备具有用于采集所述车身与水平面之间角度的传感装置，以及所述传感装置能够与所述控制单元连接，用以依赖于所采集的所述角度触发所述调平。
本实用新型还提供了一种带有车身和用于自动调节水平度的设备的载货车，所述车身特别是具有围绕纵-或横轴可摆动的体，其特征在于，所述设备特别是根据如上所述的方式构成。
本实用新型基于这种理解，即汽车车身相对于水平面的自我调节的倾斜度应以可靠的方式被传感器采集，该传感器采集关于倾斜角的直接信息。当该倾斜角在摆动过程中或者由于多变的路面状况而改变时，由此保证，被采集到的倾斜度与汽车车身实际的倾斜度一致。因此，根据本实用新型的传感器能够不依赖于汽车的位置和汽车驾驶员的注意力地采集当前的倾斜角和导入适当的调平。
本实用新型通过所述传感装置被构成为横向加速传感器被改进。根据本实用新型的横向加速传感器在载货车的静止状态下或在直线的和慢的行驶中，采集汽车车身相对于水平面的倾斜度。
在一个优选实施方式中，该传感装置被构成用于发出信号，该信号与由传感装置采集的、汽车车身与水平面之间的角度相配，且该传感装置通过数据传输装置与控制单元连接。这样也可以产生报警信号。该数据传输装置通常实施为电缆线，但也可以在需要的情况下使用无线传输方式。
在另一个优选实施方式中，控制单元被构成为用于，依赖于所接收的传感装置的信号引起或者促使弹簧元件的长度调节。依赖于弹簧元件的类型，控制单元把要补偿的角度转化为弹簧行程的长度调节。在使用螺旋弹簧时，这可以通过调节在调整轴上的带有螺纹的止动环进行，或者在使用气动式弹簧伸缩囊时，通过提高该伸缩囊内部的空气量进行。
在本实用新型的一个有利的实施方式中，该弹簧元件由空气弹簧伸缩囊构成。除了这样的悬架***的良好的悬架舒适性之外，该空气弹簧伸缩囊很好地适用于，通过调高空气量或从自身排气来快速调节弹簧行程的长度，以及由此快速调节汽车水平度的长度，并在适当大的调节范围x0≤x≤xmax上调节所述长度。
在本实用新型的另一个实施方式中，该弹簧元件在最小长度与最大长度xmax之间具有无分级的调节范围。弹簧元件以这种方式来适用于，凭借存在于最小长度x0与最大长度xmax之间的调节长度来补偿倾斜角α，该倾斜角不超过极限角α极限。
在另一个根据本实用新型的实施方式中，传感装置另外在汽车行驶时与电子制动***(EBS)和/或稳定性***(RSS)共同工作。为了减少例如由于动力的底盘负载的倾覆风险，在前述***中使用例如横向加速传感器来确定危险的行驶状态。使用与RSS-(侧翻稳定性支持)或EBS-(电子制动***)***连接安装的横向加速传感器是特别有利的，因为可以节省附加的组件和成本。
在本实用新型的一个有利的实施方式中，控制单元被构成为，如果存在如下状况，在该状况下尽管用尽弹簧元件的长度调节，仍由传感装置传送信号，该信号与汽车车身与水平面之间的角度α相配，该角度α超过极限值α极限时，发出报警信号。这样的报警信号一方面可以为光信号、声信号或者为多种信号类型的组合。另一个可能的安全方面是摆动过程的紧急停止，由此可以避免倾覆。
如另一个实施方式，用于调平的装置被构成为电控空气悬架***(ECAS)-2-点调控装置。这带来如下优点，已经被安装的***的部件可以以简单的方式被用来实施根据本实用新型的功能，而无需装配附加的组件。
在本实用新型的另一个方面，所述可摆动体特别为侧倾自卸槽车或后倾自卸槽车或起重机或武器的一部分。
另外，本实用新型通过开头所述类型的方法解决所述任务，其特征在于通过传感装置采集车身与水平面之间角度的步骤和通过控制单元依赖于所采集的角度触发调平。
在根据本实用新型的方法的另一方面，传感装置在采集车身与水平面之间的角度之后发出与所采集的角度相配的信号，并借助数据传输装置将该信号传递给控制单元。
在根据本实用新型的方法的一种优选实施方式中，控制单元由所接收的传感装置的信号引起弹簧元件的长度调节。
如根据本实用新型方法的另一个实施方式，如果尽管用尽弹簧元件的所有的调节行程x＝xmax仍由传感装置传送信号，该信号与车身与水平面之间的角度α相配，该角度α超过极限值α极限，则控制单元发出报警信号。
在一个本实用新型的方法的有利改进方案中，在摆动过程开始之前，特别是在侧倾倾卸过程或后倾倾卸过程之前，控制单元引起最大程度地缩短弹簧元件来使车身的体重心降低。当所有弹簧元件调节到弹簧元件的最短长度x0时，在垂直方向上体重心到汽车的轴的距离表现出最小值，并且所述角度(其如果未实施摆动过程和未实施调平，将会导致汽车倾覆)被最大化。
在根据本实用新型的方法的另一个实施方式中，调平在汽车低于极限速度v极限行驶时进行。因为汽车为改善倾覆稳定性，在摆动过程开始之前被下降到弹簧元件的最小的调节长度，行驶运行在这种状况下仅受限地可能。出于这个原因在一个本实用新型的实施方式中，首先设计对速度进行限制，汽车可以以该速度在下降的状态下行驶。
在根据本实用新型的方法的另一个实施方式中，调平在载货车低于极限速度行驶期间进行。对于一些用途，特别是对于军用车辆和农业机械，在行驶时实施调平是必需的。在这种情况下，汽车可以以最高的容许速度前进的该最高的容许速度也低于极限速度，但该极限速度不一定与在以下降的汽车车身行驶时的所述极限速度占据相同数值。另外可以看出，对于调平的运行，未使汽车车身下降。而是控制单元在此情况下用于如下任务，使与侧倾斜相反的侧下降，和如果可能的话，抬升位于倾斜侧的汽车车身的那侧。
在一个根据本实用新型的方法的改进方案中，只要极限速度被超过时，控制单元便引起调节弹簧元件到正常长度，该正常长度适合于载货车的行驶运行。这种措施在汽车车身事先下降到最小高度的情况下被使用。
以有利的方式在具有如下车身和用于自动调节水平度的设备的载货车中示出根据本实用新型的设备和根据本实用新型的方法，该车身特别具有围绕纵-或横轴可摆动的体。
在本实用新型的另一方面，载货车被构成为侧倾倾卸货车或后倾倾卸货车或挂车、农业机械或者军用汽车。汽车的体重心由于围绕垂直的轴的摆动运动明显更容易导致离开倾覆稳定状态，因为汽车在横向方向上的支撑面达不到和汽车的纵轴方向上的一样大。鉴于这种情况，根据本实用新型的设备和根据本实用新型的方法原则上完全可能与使用于带有后倾自卸槽车的货车一样使用于起重机或带有侧倾自卸槽车的货车。对于军用-和农用汽车，特别是拖拉机，这类似地适用。拖拉机由于提高的地面自由度和高的弹簧行程恰恰显示出对于调平的大的工作范围。
附图说明
下面参照附图借助示例性的实施方式对本实用新型详细说明。在此示出：
图1到图4根据本实用新型构造的载货车的后视图，
图5根据本实用新型的设备的实施方式的示意图，和
图6根据本实用新型的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
在图1中简化地示出带有根据本实用新型的设备8的载货车1。所示出的汽车具有汽车车身2，在该汽车车身2上安装可摆动体3。汽车车身2与底盘4连接，该底盘4在图中包含轴5、弹簧元件6和车轮7。在图1中汽车的位置对应于在具有倾斜角α的斜着的地面上的行驶或停车，该弹簧元件6具有适合于行驶运行的长度。鉴于根据本实用新型的方法，这种位置被认为是用于导入所述方法的出发点。
在图2中示出与图1相同的汽车。在图中弹簧元件6下降到最小长度x0。汽车1的体重心以这种方式尽可能靠近地向汽车1的轴5的方向移动并最大可能地接近支撑面的中部。该支撑面在汽车1的轴5之间延伸和包括车轮7与地面的接触面。只要在汽车体重心集中的重力矢量穿过支撑面，则汽车的位置是倾覆稳定的。可以看出，由于摆动过程，体重心在某一时刻不再穿过支撑面，这可以引发汽车的倾覆。
为了减小倾覆的危险，使用根据本实用新型利用根据本实用新型的方法的设备8，来把汽车车身2置于水平位置。这种补偿通过弹簧元件6的有目标的调节来实现。在图3中示出来自图1和2的具有已补偿的汽车车身的汽车。在负载侧的弹簧元件被一直延长，直到已发生补偿或者达到最大调节长度xmax。
在图4中示出来自图1到3的在某一位置的汽车1，在该位置中摆动过程，例如后倾自卸槽车车身3的摆动过程已被导入。因为汽车1的车身2位于水平位置，虽然体重心向后汽车轴5的方向运动，但是该体重心不向横向方向运动。仅当重力矢量仅在汽车1的纵轴方向上运动时，重力矢量才基本更晚地离开汽车1的支撑面。借助图4可以说明，在弹簧元件6的调节范围被用尽而完全的补偿还未出现的情况下，体重心在摆动过程期间向横向方向移动，由此产生倾覆危险。如果在达到弹簧元件6的最大调节长度xmax之后留存的倾斜度超过倾斜角α极限时，存在汽车1倾覆的危险。也设置措施，该措施适合在这样的情况下阻止触发摆动过程。
一种根据本实用新型的设备8的实施方式在图5中被示意地示出。在这里控制单元9被示出，该控制单元9通过数据传输导线13与电磁阀10、行程传感器14和横向加速传感器15连接。当装配位置或其它条件要求数据传输无线进行时，该数据传输也可以毫无问题地无线进行。控制单元9、电磁阀10、弹簧元件6(在所选图中构成为空气弹簧伸缩囊)、和行程传感器14在所示出的实施方式中相互合作作为电控空气悬架***。横向加速传感器15补充这种配置，以使设备8实现根据本实用新型的功能。控制单元9处理从传感器14、15到达的信号。在本实用新型的意图中，由横向加速传感器15传输的信号解释为角度信息并借助控制单元9转化为弹簧元件6的要调节的长度x。从压力容器12到弹簧元件6的空气传输被电磁阀10控制，该电磁阀10在其一侧被控制单元9控制。压缩空气借助压力导管11被传输。在图5中电磁阀10被这样构造，即执行前轴和后轴的水平度调节，但是与弹簧元件6的布置和连接当然也可以这样进行，即汽车1的右边或左边或者每个车轮7被分别操纵。
可以看出，横向加速传感器的信号的采集与评估不必强制地由控制单元9执行。取而代之，单独的电子设备，例如电子制动***也可以接管信号采集和信号处理并传输相应的信号到控制单元9。
图6示出用来解释根据本实用新型的方法的流程图。控制单元9的编程以简化形式被示出。在出现开始步骤16之后，在步骤17中通过控制单元9指令弹簧元件6到达最小长度x0。当达到该状态时，控制单元9在下一个步骤18中检测，汽车1的速度v是否超过临界的速度v极限。如果不是这种情况，在下一个步骤19中，控制单元9启动由传感装置15进行的倾斜角α的采集。但是当速度v超过被编入程序的极限值v极限时，弹簧元件6在步骤25中被促使以到达行驶水平，和在步骤26中终止该程序。
当角度α的采集在步骤19中被开始时，控制单元9在步骤20中检测，是否有倾斜角α被传感装置特别是横向加速传感器15传送。如果是这种情况，程序再次跳至步骤17并重新开始检测临界速度v极限(步骤18)和在需要时采集倾斜角α(步骤19)。但是当所传送的角度α不等于零时，在下一个步骤21中检查，弹簧元件6是否已经达到其最大调节数值xmax或者是否还存在长度调节的可能性。如果弹簧元件6的当前的长度x小于xmax时，在步骤22中执行弹簧元件6的相应的调节。
如果弹簧元件6的长度x已经达到其数值xmax——大约由于在汽车1运行期间重复的再校正或者根据地面的过于强烈的倾斜度α——由控制单元9在下一个步骤23中检查，留存的角度α是否超过临界倾斜角α极限。如果是这种情况，在下一个步骤24中发出报警信号，这是用信号通知倾覆危险的存在。如果留存的角度α未超过极限值α极限时，程序设计再次跳至步骤17。
当在所进行的摆动过程之后，汽车1的速度v超过极限值v极限时，该程序被终止。如前所述，该弹簧元件6置于行驶准备就绪水平(步骤25)。
本程序设计的可能的扩展涉及如下可能性，即一方面可以手动地介入行驶水平的调整和确定随后被控制单元9再调整倾斜角α。另一方面可以考虑，仅当到水平位置的或至少在临界倾斜度α极限以下的补偿实现之后，然后才释放摆动过程。此外可能考虑，当由地面影响的倾斜度超过还可以找平的范围时，或者当临界倾斜角α极限在摆动过程期间被超过时，导入自动中止该摆动过程。

Claims (12)

1.用于自动调节载货车(1)的水平度的设备(8)，所述载货车(1)具有车身(2)，所述车身特别带有围绕纵-或横轴可摆动的体(3)，所述设备(8)带有用于调平的装置(8′)，所述装置(8′)具有纵向可调节的弹簧元件(6)和控制单元(9)，其特征在于，所述设备(8)具有用于采集所述车身(2)与水平面之间角度的传感装置(15)，以及所述传感装置(15)能够与所述控制单元(9)连接，用以依赖于所采集的所述角度触发所述调平。
2.根据权利要求1所述的设备(8)，其特征在于，所述传感装置(15)被构成为横向加速传感器。
3.根据权利要求1所述的设备(8)，其特征在于，所述传感装置(15)被构成用于发出信号，所述信号与由所述传感装置(15)采集的所述车身(2)与所述水平面之间的所述角度相配，且所述传感装置(15)通过数据传输装置(13)与所述控制单元(9)连接。
4.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述控制单元(9)被构成为，依赖于所接收的所述传感装置(15)的所述信号引起所述弹簧元件(6)的长度调节。
5.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述弹簧元件(6)由空气弹簧伸缩囊构成。
6.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述弹簧元件(6)在最低长度和最高长度之间具有无分级的调节范围。
7.根据权利要求6所述的设备(8)，其特征在于，所述传感装置(15)在所述载货车(1)的行驶期间还与电子制动***(EBS)和/或稳定性***(RSS)合作。
8.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述控制单元(9)被构成为，如果存在如下状态就发出报警信号，在所述状态下尽管用尽所述弹簧元件(6)的长度调节，仍由所述传感装置(15)传送信号，所述信号与所述车身(2)与所述水平面之间的角度相配，所述角度超过极限值。
9.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，用于所述调平的所述装置(8′)被构成为电控空气悬架***-2-点调控装置。
10.根据权利要求1或2所述的设备(8)，其特征在于，所述可摆动的体(3)特别是由侧倾自卸槽车或后倾自卸槽车构成。
11.带有车身(2)和用于自动调节水平度的设备(8)的载货车(1)，所述车身(2)特别是具有围绕纵-或横轴可摆动的体(3)，其特征在于，所述设备(8)特别是根据所述权利要求1到10之一所述地构成。
12.根据权利要求11所述的载货车(1)，其特征在于，所述载货车(1)被构成为侧倾倾卸货车或后倾倾卸货车、农业机械或者军用汽车。
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