DE10131935A1 - Antriebssystem für einen aus mehreren Einheiten bestehenden Sattelschlepper-Wagenzug - Google Patents
Antriebssystem für einen aus mehreren Einheiten bestehenden Sattelschlepper-WagenzugInfo
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Abstract
Ein verteiltes Antriebssystem ist für einen aus mehreren Einheiten bestehenden Sattelschlepper-Wagenzug vorgesehen. Das verteilte Antriebssystem umfaßt eine Zugmaschine mit einem ersten Antriebssystem für den Antrieb der Zugmaschine. Ein Anhänger ist an der Zugmaschine an einer Gelenkverbindung wie z. B. einer Aufsattel- oder Zugstangenverbindung befestigt. Der Anhänger hat ein zweites Antriebssystem, um hauptsächlich ihn anzutreiben. Ein Lastsensor zum Erfassen einer Last - vorzugsweise der Zuglast - zwischen der Zugmaschine und dem Anhänger ist der Gelenkverbindung zugeordnet. Der Lastsensor erzeugt ein Lastsignal. Ein Eingabegerät erzeugt ein Anforderungssignal zum Betätigen des zweiten Antriebssystems. Zur Koordinierung der einzelnen Sensoren und Eingaben ist eine elektronische Steuervorrichtung mit dem Eingabegerät und dem Lastsensor elektrisch verbunden. Die Steuervorrichtung steuert das zweite Antriebssystem in Abhängigkeit vom Lastsignal und vom Anforderungssignal so, daß der Anhänger in kontrollierter Art und Weise relativ zur Zugmaschine angetrieben wird.
Description
Diese Erfindung betrifft ein verteiltes Antriebssystem für einen aus mehreren
Einheiten bestehenden Sattelschlepper-Wagenzug und insbesondere ein System
zum Steuern und Koordinieren von Vielfach-Antriebssystemen.
Viele herkömmliche Fahrzeuge zum Einsatz auf Autobahnen verwenden eine
Zugmaschine, die einen mit Fracht beladenen Anhänger zieht. Die Zugmaschine
hat typischerweise ein Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor, für
gewöhnlich ein Dieselmotor, sowie ein Getriebe und eine Antriebsachse. Der
Anhänger und seine Fracht werden einfach durch die von dem Antriebssystem der
Zugmaschine erzeugten Antriebskraft gezogen. Die Zugmaschine muß also
genügend Antriebskraft erzeugen können, um sowohl die Zugmaschine als auch
den Anhänger voranzutreiben. Oftmals werden von der Zugmaschine mehrere
Anhänger gezogen, um die Fracht zu erhöhen, die die Zugmaschine an einen
Bestimmungsort zu liefern imstande ist. Im Ergebnis muß die Zugmaschine die
Gesamtlast der Anhänger und deren zugeordnete Fracht ziehen können. Dieselbe
Zugmaschine kann jedoch ein andermal nur einen Anhänger ziehen oder auch gar
keinen, was zu enorm unwirtschaftlichem Betrieb führt, weil das Antriebssystem
der Zugmaschine für die gegebene Aufgabe viel zu sehr überdimensioniert sein
kann.
Es werden Anhänger mit separaten Antriebssystemen verwendet, so daß zur
Erzeugung der Antriebskraft zum Ziehen des Anhängers keine Zugmaschine bzw.
kein anderes Führungsfahrzeug erforderlich ist. Es ist notwendig, die Antriebs
systeme von Zugmaschine und Anhänger zu koordinieren, damit das Fahrzeug
sicher betrieben werden kann. Dies ist besonders wichtig für aus mehreren
Einheiten bestehenden Wagenzügen mit zwei oder mehr Anhängern, und zwar
wegen der zunehmenden Instabilität des Fahrzeuges und der Möglichkeit des
Einknickens, sobald Anhänger dem Wagenzug hinzugefügt werden. Zwischen den
Einheiten wurden Lastsensoren eingesetzt, um bei Erfassen einer Zugkraft das
Antriebssystem der Zugmaschine anzusteuern. Diese Art von Antriebssystem
kann jedoch nicht mehrere Einheiten miteinander koordinieren, und jede Einheit
arbeitet unabhängig von der anderen. Darüber hinaus hinkt die Antwort jedes
Anhängers zeitlich hinterher, da zwischen jeder Einheit eine Zuglast erforderlich
ist, bevor sich die Einheit selbst voranzutreiben beginnt. Im Ergebnis wird sich bei
einem Wagenzug die letzte Einheit erst dann bewegen, wenn jede Einheit vor ihr
sich zu bewegen begonnen hat, eine nach der anderen. Deshalb besteht ein Bedarf
an einem verteilten Antriebssystem, das jede Einheit koordinieren und für eine
verbesserte Steuerung ein besseres Antwortverhalten erzielen kann.
Die vorliegende Erfindung schafft ein verteiltes Antriebssystem für einen aus
mehreren Einheiten bestehenden Sattelschlepper-Wagenzug. Das verteilte
Antriebssystem umfaßt eine Zugmaschine mit einem ersten Antriebssystem für
den Antrieb der Zugmaschine. Ein Anhänger ist an der Zugmaschine an einer
Gelenkverbindung wie z. B. einer Aufsattel- oder Zugstangenverbindung befestigt.
Der Anhänger hat ein zweites Antriebssystem, um hauptsächlich den Anhänger
anzutreiben. Ein Lastsensor zum Erfassen einer Last - vorzugsweise der Zuglast -
zwischen der Zugmaschine und dem Anhänger ist der Gelenkverbindung
zugeordnet. Der Lastsensor erzeugt ein Lastsignal. Ein Eingabegerät erzeugt ein
Anforderungssignal zum Betätigen des zweiten Antriebssystems. Zur
Koordinierung der einzelnen Sensoren und Eingaben ist eine elektronische
Steuervorrichtung mit dem Eingabegerät und dem Lastsensor elektrisch
verbunden. Die Steuervorrichtung steuert das zweite Antriebssystem in
Abhängigkeit vom Lastsignal und vom Anforderungssignal so, daß der Anhänger
in kontrollierter Art und Weise relativ zur Zugmaschine angetrieben wird.
Demzufolge schafft die obige Erfindung also ein verteiltes Antriebssystem,
das jede Einheit koordinieren und für eine verbesserte Steuerung ein besseres
Antwortverhalten erzielen kann.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf
die folgende ausführliche Beschreibung unter gleichzeitiger Betrachtung der
begleitenden Zeichnungen verstanden. In den Zeichnungen ist
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines aus mehreren Einheiten bestehenden
Sattelschlepper-Wagenzugs und des verteilten Antriebssystems der vorliegenden
Erfindung, welches unterhalb des Wagenzugs gezeigt ist;
Fig. 2A eine Draufsicht eines abnehmbaren Sattelaufliegers der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2B eine Seitenansicht des in Fig. 2A gezeigten abnehmbaren
Sattelaufliegers;
Fig. 3 A eine Draufsicht eines hinteren Aufhängungsmoduls der vorliegenden
Erfindung; und
Fig. 3B eine Seitenansicht des in Fig. 3A gezeigten hinteren
Aufhängungsmoduls.
In der oberen Hälfte von Fig. 1 ist ein aus mehreren Einheiten bestehender
Sattelschlepper-Wagenzug 10 gezeigt. Der Wagenzug 10 hat eine Zugmaschine
12 und mehrere Anhänger 14, die miteinander verbunden sind und von der
Zugmaschine 12 gezogen werden. Die Zugmaschine 12 hat ein erstes
Antriebssystem (nicht gezeigt) zum Antreiben der Zugmaschine 12. Die Anhänger
14 werden jeweils von einem Sattelauflieger 16 und einem hinteren
Aufhängungsmodul 18 getragen. Die Anhänger 14 sind an der Zugmaschine 12
und aneinander an einer Gelenkverbindung wie zum Beispiel einem Aufsattel 28
(in Fig. 2B gezeigt) oder einer Zugstange befestigt. Der mit der Zugmaschine 12
verbundene Anhänger 14 ist ohne Sattelauflieger gezeigt, obwohl man einen
verwenden kann, und kann vom hinteren Teil der Zugmaschine getragen sein.
Der Anhänger 14 hat ein zweites Antriebssystem 26, um hauptsächlich den
Anhänger 14 anzutreiben. Das heißt, daß das erste Antriebssystem nicht so viel
Antriebskraft zu erzeugen braucht, um den Anhänger 14 zu ziehen. Das zweite
Antriebssystem 26 kann ein Verbrennungsmotor, ein hydrostatischer Antrieb, ein
Elektromotor oder jede andere Art von Antriebssystem sein. Unter Bezugnahme
auf die untere Hälfte von Fig. 1 werden die Antriebssysteme 26 der Anhänger
von einem Eingabegerät 20 und einer Steuervorrichtung 22 gesteuert. Die
Steuervorrichtung 22 kann Hardware, Software oder eine Kombination hieraus
sein. Die Steuervorrichtung 22 kann ein einzelnes Steuermodul sein; vorzugs
weise ist sie zentral an der Zugmaschine 12 angeordnet. Das Eingabegerät 20,
welches das Gaspedal in der Zugmaschine 12 sein kann, ist durch die
Steuervorrichtung 22 mit jedem der zweiten Antriebssysteme 26 verbunden.
Das Eingabegerät 20 erzeugt ein Anforderungssignal, welches eine
gewünschte Beschleunigungsrate sein kann und von der Steuervorrichtung 22
empfangen wird, die wiederum jedes der zweiten Antriebssysteme 26 so steuert,
daß es mit dem Vortrieb des jeweiligen Anhängers 14 beginnt. Um die Stabilität
des Wagenzuges 10 jedoch noch zu erhöhen, werden an jedem Anhänger 14
Sensoren 24 verwendet, um den von der Steuervorrichtung 22 geschickten Befehl
zu modifizieren. Ein derartiger Sensor kann ein Lastsensor zum Erfassen einer
Last zwischen der Zugmaschine 12 und dem Anhänger 14 (oder zwischen
Anhängern) sein. Die Last, die der Lastsensor 24 vorzugsweise erfaßt, ist die der
Gelenkverbindung zugeordnete Zuglast. Der Lastsensor 24 kann am Aufsattel
oder entlang der Zugstange des Sattelaufliegers 16 bzw. an jedem anderen
geeigneten Ort angeordnet sein. Das Erfassen und Aufrechterhalten einer Zuglast
zwischen den Einheiten verhindert, daß eine Einheit eine andere Einheit überholt
und den Wagenzug 10 einknicken läßt.
Der Lastsensor 24 erzeugt ein Lastsignal. Die elektronische Steuervorrichtung
22 ist zum Koordinieren der verschiedenen Sensoren und Eingaben mit dem
Eingabegerät 20 und dem Lastsensor 24 elektrisch verbunden. Die
Steuervorrichtung 22 steuert die zweiten Antriebssysteme 26 in Abhängigkeit des
Lastsignals vom Lastsensor 24 und des Anforderungssignals vom Eingabegerät 20
so, daß der Anhänger auf kontrollierte Art und Weise relativ zur Zugmaschine
angetrieben wird. Um dies zu erreichen, betätigt die Steuervorrichtung 22 jedes
der zweiten Antriebssysteme 26, beispielsweise durch das Aufgeben einer sich
vermindernden Leistung oder durch das Befehlen einer zusätzlichen Antriebskraft,
um die gewünschte Zuglast und Beschleunigungsrate aufrechtzuerhalten. Die
Steuervorrichtung 22 kann auch befehlen, daß durch ein Bremssystem eine
Bremskraft aufgebracht wird.
Über den Einbau eines Lastsensor hinausgehend kann die vorliegende
Erfindung auch einen Gewichtssensor verwenden. Zum Erfassen des Gewichts
des Anhängers und Erzeugen eines Gewichtssignals kann sich der Gewichtssensor
am Anhänger 14 befinden. Der Gewichtssensor ist mit der Steuervorrichtung 22
elektrisch verbunden, wobei die Steuervorrichtung das zweite Antriebssystem 26
in Abhängigkeit von dem Gewichtssignal steuert. Auf diese Weise kann auf der
Grundlage des Beladungszustandes des Anhängers 14 die Leistungsabgabe des
zweiten Antriebssystems 26 genauer eingestellt werden.
Mit Bezug auf die Fig. 2A und 2B, kann sich das Antriebssystem 26 in
einem entfernbaren Sattelauflieger 16 befinden. Der Sattelauflieger 16 umfaßt
einen Rahmenaufbau mit einem Aufsattel 28 zum Tragen des Anhängers 14 und
eine Zugstange zur Verbindung mit einer anderen Einheit des Wagenzuges. Der
Lastsensor 24 ist dem Rahmenaufbau zugeordnet, um eine Zuglast in dem
Rahmenaufbau zu erfassen. Das Antriebssystem 26 hat eine Antriebseinheit 30
wie z. B. einen Elektromotor, und kann auch ein Getriebe 34, ein Differential 36
sowie eine Antriebsachse 38 zum Antreiben der Antriebsräder 40 umfassen. Die
Steuervorrichtung 22 bzw. ein Teil von ihr, kann sich am Sattelauflieger 16
befinden.
Alternativ kann statt des angetriebenen Sattelaufliegers 16 ein angetriebenes
Aufhängungsmodul 18 verwendet werden. Unter Bezug auf die Fig. 3A und
3B, ist der hintere Teil des Anhängers 14 durch das hintere Aufhängungsmodul 18
getragen. Genauer gesagt, ein Rahmenaufbau trägt den hinteren Teil des
Anhängers 14, und das Antriebssystem 26 ist von dem Rahmenaufbau getragen.
Die Steuervorrichtung 22, bzw. ein Teil von ihr, kann sich am Aufhängungsmodul
18 befinden.
Die Erfindung wurde in veranschaulichender Weise beschrieben, und es ist
klar, daß die verwendete Terminologie eher beschreibender Natur sein soll und
nicht so sehr als einschränkend gesehen wird. Im Hinblick auf die oben genannten
Lehren sind viele Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung
möglich. Somit sollte klar sein, daß innerhalb des Umfangs der beigefügten
Ansprüche die Erfindung auch auf andere Art als im einzelnen beschrieben
ausgeführt werden kann.
Claims (20)
1. Verteiltes Antriebssystem für einen aus mehreren Einheiten bestehenden
Sattelschlepper-Wagenzug, wobei das System umfaßt:
eine Zugmaschine mit einem ersten Antriebssystem für den Antrieb der Zugmaschine;
einen Anhänger, der an der Zugmaschine an einer Gelenkverbindung befestigt ist, wobei der Anhänger ein zweites Antriebssystem hat, um hauptsächlich ihn anzutreiben;
einen Lastsensor zum Erfassen einer Last zwischen der Zugmaschine und dem Anhänger, der der Gelenkverbindung zugeordnet ist und ein Lastsignal erzeugt;
ein Eingabegerät zum Erzeugen eines Anforderungssignals zum Betätigen des zweiten Antriebssystems; und
eine elektronische Steuervorrichtung, die mit dem Eingabegerät und dem Lastsensor elektrisch verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung das zweite Antriebssystem in Abhängigkeit vom Lastsignal und vom Anforderungssignal steuert.
eine Zugmaschine mit einem ersten Antriebssystem für den Antrieb der Zugmaschine;
einen Anhänger, der an der Zugmaschine an einer Gelenkverbindung befestigt ist, wobei der Anhänger ein zweites Antriebssystem hat, um hauptsächlich ihn anzutreiben;
einen Lastsensor zum Erfassen einer Last zwischen der Zugmaschine und dem Anhänger, der der Gelenkverbindung zugeordnet ist und ein Lastsignal erzeugt;
ein Eingabegerät zum Erzeugen eines Anforderungssignals zum Betätigen des zweiten Antriebssystems; und
eine elektronische Steuervorrichtung, die mit dem Eingabegerät und dem Lastsensor elektrisch verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung das zweite Antriebssystem in Abhängigkeit vom Lastsignal und vom Anforderungssignal steuert.
2. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem das zweite Antriebssystem
einen Verbrennungsmotor umfaßt.
3. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem das zweite Antriebssystem
einen hydrostatischen Antrieb umfaßt.
4. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem das zweite Antriebssystem
einen Elektromotor umfaßt.
5. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem der Anhänger darüber hinaus
ein hinteres Aufhängungsmodul umfaßt und das zweite Antriebssystem von dem
hinteren Aufhängungsmodul getragen ist.
6. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem der Anhänger darüber hinaus
einen abnehmbaren Sattelauflieger umfaßt und das zweite Antriebssystem von
dem abnehmbaren Sattelauflieger getragen ist.
7. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem die Gelenkverbindung ein
Aufsattel ist und der Lastsensor an dem Aufsattel angeordnet ist.
8. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem der Anhänger eine Zugstange
umfaßt und der Lastsensor entlang der Zugstange angeordnet ist.
9. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem das Eingabegerät ein Gaspedal
ist.
10. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem die Steuervorrichtung ein
einzelnes Steuermodul ist.
11. Verteiltes System nach Anspruch 10, bei dem sich die Steuervorrichtung
an der Zugmaschine befindet.
12. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem die Steuervorrichtung
elektronische Hardware ist.
13. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem die Steuervorrichtung eine
Software ist.
14. Verteiltes System nach Anspruch 1, darüber hinaus mit einem an dem
Anhänger befindlichen Gewichtssensor, um das Gewicht des Anhängers zu
erfassen und ein Gewichtssignal zu erzeugen, wobei der Gewichtssensor mit der
Steuervorrichtung elektrisch verbunden ist und die Steuervorrichtung das zweite
Antriebssystem in Abhängigkeit von dem Gewichtssignal steuert.
15. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem die Steuervorrichtung das
zweite Antriebssystem in Abhängigkeit von dem Lastsignal ansteuert, indem die
Leistung des zweiten Antriebssystems vermindert wird.
16. Verteiltes System nach Anspruch 1, bei dem die Steuervorrichtung das
zweite Antriebssystem in Abhängigkeit von dem Lastsignal ansteuert, indem eine
Antriebskraft aufgebracht wird.
17. Verteiltes System nach Anspruch 1, das darüber hinaus einen zweiten
Anhänger mit einem dritten Antriebssystem umfaßt, um hauptsächlich den
zweiten Anhänger anzutreiben, wobei der zweite Anhänger am Anhänger an einer
zweiten Gelenkverbindung befestigt ist, mit einem zweiten Lastsensor zum
Erfassen einer zweiten Last zwischen dem Anhänger und dem zweiten Anhänger,
der der zweiten Gelenkverbindung zugeordnet ist und ein zweites Lastsignal
erzeugt, wobei das Anforderungssignal das dritte Antriebssystem betätigt und der
zweite Lastsensor mit der Steuervorrichtung elektrisch verbunden ist, und wobei
die Steuervorrichtung darüber hinaus das dritte Antriebssystem in Abhängigkeit
von dem zweiten Lastsignal und dem Anforderungssignal betätigt.
18. Verteiltes System nach Anspruch 17, das darüber hinaus einen dritten
Anhänger mit einem vierten Antriebssystem umfaßt, um hauptsächlich den dritten
Anhänger anzutreiben, wobei der dritte Anhänger am zweiten Anhänger an einer
dritten Gelenkverbindung befestigt ist, mit einem dritten Lastsensor zum Erfassen
einer dritten Last zwischen dem zweiten Anhänger und dem dritten Anhänger, der
der dritten Gelenkverbindung zugeordnet ist und ein drittes Lastsignal erzeugt,
wobei das Anforderungssignal das vierte Antriebssystem betätigt und der dritte
Lastsensor mit der Steuervorrichtung elektrisch verbunden ist, und wobei die
Steuervorrichtung darüber hinaus das vierte Antriebssystem in Abhängigkeit von
dem dritten Lastsignal und dem Anforderungssignal betätigt.
19. Antriebssystem zur Verwendung mit einer Zugmaschine in einem aus
mehreren Einheiten bestehenden Sattelschlepper-Wagenzug, wobei das Antriebs
system umfaßt:
einen Rahmenaufbau mit einem Aufsattel zum Tragen des Anhängers und einer Zugstange zur Verbindung mit einer anderen Einheit des Wagenzugs;
einen dem Rahmenaufbau zugeordneten Lastsensor zum Erfassen einer Zuglast in dem Rahmenaufbau;
ein Antriebssystem mit einer ein Antriebsrad antreibenden Antriebseinheit; und
eine elektronische Steuervorrichtung, die einen Eingang zum Empfangen von Signalen von einem Eingabegerät und dem Lastsensor hat, wobei die Steuervor richtung das Antriebssystem in Abhängigkeit von den Signalen steuert.
einen Rahmenaufbau mit einem Aufsattel zum Tragen des Anhängers und einer Zugstange zur Verbindung mit einer anderen Einheit des Wagenzugs;
einen dem Rahmenaufbau zugeordneten Lastsensor zum Erfassen einer Zuglast in dem Rahmenaufbau;
ein Antriebssystem mit einer ein Antriebsrad antreibenden Antriebseinheit; und
eine elektronische Steuervorrichtung, die einen Eingang zum Empfangen von Signalen von einem Eingabegerät und dem Lastsensor hat, wobei die Steuervor richtung das Antriebssystem in Abhängigkeit von den Signalen steuert.
20. Antriebssystem zur Verwendung mit einer Zugmaschine in einem aus
mehreren Einheiten bestehenden Sattelschlepper-Wagenzug, wobei das Antriebs
system umfaßt:
einen Rahmenaufbau zum Tragen eines hinteren Teils des Anhängers;
ein Antriebssystem mit einer ein Antriebsrad antreibenden Antriebseinheit; und
eine elektronische Steuervorrichtung, die einen Eingang zum Empfangen von Signalen von einem Eingabegerät und einem Lastsensor hat, wobei die Steuervor richtung das Antriebssystem in Abhängigkeit von den Signalen steuert.
einen Rahmenaufbau zum Tragen eines hinteren Teils des Anhängers;
ein Antriebssystem mit einer ein Antriebsrad antreibenden Antriebseinheit; und
eine elektronische Steuervorrichtung, die einen Eingang zum Empfangen von Signalen von einem Eingabegerät und einem Lastsensor hat, wobei die Steuervor richtung das Antriebssystem in Abhängigkeit von den Signalen steuert.
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