DE3330387C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Knickwinkel-Sperrvorrichtung für ein Straßen-
Gelenkfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Verhinderung des Einknickens eines Straßen-Gelenkfahrzeugs, insbesondere
eines Gelenkomnibusses, sind aus der Patentliteratur zahlreiche Vorschläge bekannt.
Aus der DE-OS 28 53 420 ist eine Knickwinkel-Steuervorrichtung für Straßen-
Gelenkfahrzeuge bekannt, bei welcher der Lenkmechanismus des Vorderwagens
über einen Lenker und eine Schubstange bzw. ein dazwischengeschaltetes Viergelenkgetriebe
an einer zwischen dem Vorderwagen und dem Hinterwagen angeordneten
Drehscheibe mit einer kreisringförmigen Schaltnockenbahn angreift und die
beiden die Gelenksperre bildenden Zylinder/Kolben-Einrichtungen zwischen dem
Vorderwagen und dem Hinterwagen von der jeweiligen Stellung der Drehscheibe
gesteuert werden.
Aus der DE-OS 29 35 437 ist eine Knickwinkel-Steuervorrichtung bekannt. Wenn
der dem Lenkwinkel zugeordnete Sollknickwinkel erreicht wird, erfolgt das
Sperren über Hydraulikzylinder, womit ein weiteres Ändern des Knickwinkels
unterbunden wird, bis ein entsprechend anderer Lenkwinkel eingestellt wird. Das
Sperren kann jedoch erst bei Lenkwinkeln größer 5° erfolgen, um bei kleineren
Lenkwinkeln die Pendelschwingungen durch Umpumpen von Hydraulikflüssigkeit
zwischen den Hydraulikzylindern über Drosseln zu dämpfen, womit eine verbesserte
Geradeausfahrt-Stabilität erreicht werden soll.
Aus der DE-OS 24 20 203 ist der Vergleich des dem Lenkwinkel zugeordneten
Sollknickwinkels, der in einen freiprogrammierbaren Speicher eingegeben wurde,
mit dem momentanen Istknickwinkel mit Hilfe eines Mikrocomputers bekannt, der
die Vergleichsrechnung ausführt. Diese Knickwinkel-Sperrvorrichtung gelangte
nach unseren Kenntnissen zu einem weitläufigeren Einsatz.
Bei dieser Vorrichtung werden die kraft- bzw. momentausübenden Bauelemente
zwischen den beiden Fahrzeuggliedern, d. h. dem Vorder- und dem Hinterwagen, von
vier hydraulischen Arbeitszylindern gebildet, deren gemeinsame hydraulische Ventileinheit
über eine elektronische Steuereinrichtung gesteuert wird. Die elektronische
Steuereinrichtung erhält von einem den Lenkwinkel der gelenkten Räder des
Vorderwagens abtastendes Potentiometer, das eine Eingangssignal und von dem den
aktuellen Knickwinkel zwischen dem Vorder- und Hinterwagen wahrnehmenden Potentiometer
das andere Eingangssignal.
Ein elektronischer Microcomputer vergleicht
kontinuierlich den aktuellen Knickwinkelwert mit dem
dem jeweiligen Lenkwinkel zugeordneten und im
Speicher gespeicherten Sollknickwinkelwert und bei
Erreichen des Sollknickwinkels sperrt sein Ausgangssignal
über eine Ventileinheit die beiden Arbeitszylinder
auf der einen Fahrzeugseite, die auf diese Weise eine weitere
Zunahme des Knickwinkels in dieser Richtung verhindern.
Die Betriebssicherheit der Vorrichtung ist im vollen
Maße von der Zuverlässigkeit der potentiometerbestückten
Signalgeber bzw. Meßwertgeber, der Signalübertragungsleitungen
und der elektronischen Einheit abhängig. Der einwandfreie
Zustand der elektronischen Einheit kann durch die Vorrichtung
auf die Weise kontrolliert werden, daß beim Anlassen
des Fahrzeugmotors ein festgelegtes Testprogramm mehrmals
nacheinander durchlaufen wird und bei gleichen Ergebnissen
der Zustand als fehlerfrei angezeigt wird. Überall sind
je zwei potentiometerbestückte Signalgeber eingebaut und zwei
Warnsignallampen für den Fahrer vorgesehen, damit die im
Fahrbetrieb erforderliche sichere Arbeitsweise und Anzeige
durch die Vorrichtung erfüllt werden kann. Der mechanische
Teil und die hydraulischen Zylinder der Vorrichtung sind
so eingebaut, daß bei eingeschlagenen Vorderrädern das Auftreten
eines den Sollknickwinkel in Betrag und Richtung
überschreitenden
Knickwinkels durch Sperren verhindert wird, wobei
einer in entgegengesetzter Richtung erfolgenden Knickwinkeländerung
bis zum Erreichen des Knickwinkels 0° nicht
entgegengewirkt wird und die Knickwinkel-
Änderungsgeschwindigkeit lediglich gedämpft wird, jedoch
die Fahrzeugteile gegen ihr gegenseitiges Verdrehen nicht
gesperrt werden.
Solche nachhaltigen Eigenschaften weist die in der ungarischen
Patentanmeldung Nr. AU-428 (entsprechend US-PS
43 44 640; entsprechend DE-OS 30 31 601) beschriebene
Knickwinkel-Sperrvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebene
Art nicht auf, da diese Knickwinkel-Sperrvorrichtung gegen eine ordnungswidrige
Knickwinkeländerung in beliebiger Richtung einen Widerstand ausübt.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist eine hydromechanische Betätigung mittels Steuerkurven
mit diese abtastenden Fühlern und einer ein Federelement enthaltenden
Differenzbildner-(Vergleichs-)Einheit vorgesehen.
Sowohl bei der oben beschriebenen elektronisch gesteuerten Einrichtung als auch
bei der vorstehend erwähnten hydromechanischen Einrichtung ist dem jeweiligen
Lenkwinkel ein bestimmter Sollknickwinkel zugeordnet, der bei sich kontinuierlich
auf einer Kreisbahn bewegendem Fahrzeug unter Voraussetzung eines schlupffreien
Abrollens der Räder errechnet und in die Steuereinheit der Vorrichtung
einprogrammiert wird.
Sowohl bei der elektronischen als auch bei der hydromechanischen Steuerung
arbeitet das vergleichende Differenzbildnerorgan der Steuereinheit mit großer
Genauigkeit, wobei jedoch bei der Bestimmung des dem jeweiligen Lenkwinkel
zugeordneten Sollknickwinkels Vernachlässigungen vorgenommen werden müssen,
denn ein Straßen-Gelenkfahrzeug bewegt sich fast nie auf einer Kreisbahn mit
konstantem Radius, und zwar bereits wegen des durch die dynamischen Kräfte
beeinflußten seitlichen Kriechens der Gummireifen nicht. Somit kann festgestellt
werden, daß in der Praxis die Steuereinheit der zur Zeit gebräuchlichen
Vorrichtungen überflüssig genau arbeitet, so daß deshalb ein Toleranzbereich
vorgesehen werden muß, bei dessen Überschreitung die Steuereinheit den Befehl
zur Betätigung der kraftausübenden Elemente erteilt. Obwohl zur Erfüllung der
Steuerungsaufgaben auch eine Vorrichtung mit verminderter Genauigkeit ausreicht,
darf dies jedoch nicht auf Kosten der Zuverlässigkeit gehen, da eine fehlerhafte
Arbeitsweise der Gelenksperre für Straßen-Gelenkfahrzeuge bereits zu schweren
Unfällen führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße in beiden Richtungen
wirksame Knickwinkel-Sperrvorrichtung zu schaffen, die den Forderungen
an eine zuverlässige und sichere Arbeitsweise in vollem Ausmaße entspricht und
eine zur Erfüllung der Forderungen ausreichende Genauigkeit und einen möglichst
einfachen Aufbau aufweist, wodurch vor allem die Sicherheit erhöht werden kann.
Dies wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1
beschriebenen Merkmale erreicht. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Der Lenkwinkelbereich für das Straßen-Gelenkfahrzeug wird hierbei in den Empfindlichkeitsanforderungen
an die Steuerung genügende und unterschiedliche Öffnungswinkel
aufweisende Winkelabschnitte unterteilt, denen unter Voraussetzung
einer kontinuierlichen Fortbewegung auf einer Kreisbahn und eines schlupffreien
Abrollens der Räder bestimmte Sollknickwinkelabschnitte zugeordnet werden,
wobei jedem einzelnen Lenkwinkelabschnitt und Sollknickwinkelabschnitt ein von
allen anderen verschiedenes diskretes Signal zugeordnet und diesen Signalen eine
laufende Nummer als Information - natürlich in digitaler Form - zugeordnet ist.
Die laufenden Nummern der einander zugeordneten Lenkwinkel- und Sollknickwinkelabschnitte
sind die gleichen, wobei die laufende Nummer unter anderem auch
auf die Anordnung des jeweiligen Winkelabschnittes im Vergleich zu den übrigen
Winkelabschnitten hinweist. Daher stellt die laufende Nummer jedes Winkelabschnittes
dessen Ordnungszahl dar. Die für die Ordnungszahl der Abschnitte
charakteristischen Ausgangssignale werden von der Winkellagen-Auswerteeinheit
ausgewertet, die ein Ausgangssignal an die kraft- bzw. momentausübenden Bauteile
der Gelenksperre abgibt, sobald die Abweichung zwischen den Ordnungszahlen
eine bestimmte Zahl überschreitet. Da den einzelnen Winkelabschnitten
Ordnungszahlen zugeordnet sind, kann das die Ordnungszahl tragende Signal ein
digitales Signal sein, was mehrere Vorteile für die Signalverarbeitung und die
Ausgestaltung der ganzen Steuer- und Kontrolleinheit mit sich bringt. Vor allem
besteht ein praktischer Vorteil für die Konstruktion darin, daß die Öffnungswinkel
der einzelnen Winkelabschnitte beliebig gewählt werden können, ohne daß die
Zuverlässigkeit des Ausgangssignal zurückgehen bzw. die Kompliziertheit der
Signalempfängereinheit zunehmen würde, wobei im Gegenteil vorteilhafte
Möglichkeiten zur Kontrolle der einwandfreien Arbeitsweise der Winkellagen-Signalgeber
geboten werden. Eine gegenseitige Abweichung der Größe der Öffnungswinkel
der Winkelabschnitte führt nicht zur Komplizierung der Signalverarbeitungsschaltkreise.
Im Ergebnis der Aufteilung der Winkelbereiche in einander zugeordnete
Winkelabschnitte kann in einem einzigen Vergleichsorgan, in dessen
Verlauf von der elektronischen Auswerteeinheit das Ausgangssignal des Knickwinkel-
Signalgebers mit dem Ausgangssignal des Lenkwinkel-Signalgebers verglichen
wird, festgestellt werden, ob die Gelenksperre betätigt werden muß und in welcher
Richtung - in der in Draufsicht auf das Kraftfahrzeug dem Uhrzeigersinn
entsprechenden oder in der entgegengesetzten Richtung - das Einknicken verhindert
werden muß, da das Vorzeichen der Abweichung der Ordnungszahlen voneinander
einen diesbezüglich eindeutigen Befehl bedeutet.
Winkelcodescheiben zum Messen von Winkeln sind an sich bereits bekannt (siehe
DE-Fachbuch "Betriebsmeßtechnik", VEB Verlag Technik, S. 708-714, Berlin 1974),
insbesondere der bei der speziellen Ausführungsform der Erfindung verwendete
Gray-Code, wobei dieser hier durch eine die Winkelcodescheibe durchflutende
Lichtquelle und eine Fotozelle auf der anderen Seite der Scheibe abgelesen wird.
Diese Winkelcodescheiben sind in gleich große Winkelinkremente unterteilt. Ebenso
ist die angewendete Paritätsprüfung zum Erkennen von Fehlern bei der Informationsübertragung
an sich bereits bekannt, wobei bei dem speziellen
Ausführungsbeispiel sich am Rand der Winkelcodescheibe der Kontrollcode
befindet, der mit Hilfe einer gesonderten Lichtquelle und Fotozelle abgetastet
wird.
Die erfindungsgemäße Aufteilung des Lenkwinkelbereiches und des Knickwinkelbereiches
in einander zugeordnete Winkelabschnitte in den über Winkelcodescheiben
verfügenden Winkellagen-Signalgeber selbst bedeutet eine in den einzelnen
Winkellagen-Signalgeber in mechanischer Form erfolgende Einprogrammierung des
Zusammenhangs zwischen dem Lenkwinkel und dem diesem zugeordneten Sollknickwinkel,
die auch jeweils gesondert kontrolliert werden können, wobei die Aufteilung
innerhalb des Winkelbereichs mit einer zum Erreichen der mit dem
Ausmaß des Lenkeinschlages sich eventuell verändernden Steuerempfindlichkeit
entsprechenden Feinheit ausgewählt werden kann. Das Vorsehen der einander
zugeordneten Winkelabschnitte mit Ordnungszahlen ermöglicht eine einfache
elektronische Verarbeitung der durch die Winkellagen-
Signalgeber gegebenen Ausgangssignale im gesamten Winkelbereich
bei einer stets gleichbleibend zuverlässigen
Signalverarbeitung. Da die Signalverarbeitung lediglich
aus dem Vergleich der Ordnungszahlen besteht, wird sie
durch elektronische Schaltkreise verhältnismäßig einfachen
Aufbaus verwirklicht, und da das Ausgangssignal ein Vorzeichen
darstellt, eignet es sich zur Steuerung einer in
zwei Richtungen wirksamen Gelenksperre, das
heißt zur Verhinderung sowohl einer unzulässigen Erhöhung
als auch einer unzulässigen Verminderung des Knickwinkels.
Diese Tatsachen bzw. die vorgenannten Eigenschaften der
Vorrichtung sind bei der überwiegenden Mehrzahl der Kraftfahrzeughalter
von Bedeutung, da diese auf die Kontrolle
komplizierter elektronischer Einrichtungen nicht vorbereitet
sind und es deshalb für sie wichtig ist, daß die die
Elektronik enthaltenden Einrichtungen je Einheit mit einfachen
Methoden kontrolliert werden können und somit geringfügige
Fehler auch ohne ein vollständiges Auswechseln
der elektronischen Einheit beseitigt werden können.
Die Eingänge und
Ausgänge der elektronisch Knick- und Lenkwinkel vergleichenden Auswerteeinheit
sind an elektronische Kontrollstromkreise angeschlossen.
Der an die Eingänge angeschlossene Stromkreis kontrolliert,
ob bei den Gray-Code-Signalen ausschließlich die
zulässige Abweichung von einem Bit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
unterschiedlichen Codesignalen vorliegt. Der
an die Ausgänge angeschlossene Stromkreis kontrolliert, ob
das Ausgangssignal von dem negativen Abweichungsvorzeichen
über das den Zustand der gegenseitigen Zuordnung anzeigende
Signal auf das positive Abweichungssignal umschaltet bzw.
dies umgekehrt erfolgt. Bei einem Ausbleiben des den Zustand
der gegenseitigen Zuordnung anzeigenden Signals bewertet
der Kontrollstromkreis die Vorrichtung als fehlerhaft.
Die die den Knickwinkel beeinflussende Kraft bzw. das
Drehmoment um das Fahrzeugkupplungsgelenk ausübende Einheit
der Knickwinkel-Sperrvorrichtung ist von
einem hydraulischen Arbeitszylinder mit zwei Arbeitsräumen
ausgebildet, der außerhalb der Längsachslinie des Straßen-Gelenkfahrzeuges
mit seinem Arbeitszylinder an den Vorderwagen, und
mit seinem Kolben an den Hinterwagen angeschlossen ist.
Die digitale Ausgangssignale abgebenden Winkellagen-Signalgeber
der erfindungsgemäßen Knickwinkel-Sperrvorrichtung
sind gegen äußere elektrische Störsignale
unempfindlich, ihre Arbeitsweise wird durch die Änderungen
der Außentemperatur nicht beeinflußt, die Weiterleitung
des digitalen Signals erfolgt zuverlässiger als die
Analogsignalabnahme und Signalweiterleitung bekannter
Einrichtungen und das Signal kann eindeutiger auf
Fehler kontrolliert werden. Durch die Verwendung digitaler
Signale und die Aufteilung auf Winkelabschnitte erübrigt
sich die Verwendung von Microcomputern. Im Gegensatz
zu dem komplizierten Aufbau von eine dynamische Arbeitsweise
aufweisenden, mikroprozessorbestückten Steuereinrichtungen
der bekannten Vorrichtungen zeigt die erfindungsgemäße
Vorrichtung ein statisches Arbeitssystem, d. h.
nach Auftreten und Schwinden momentaner mechanischer oder
elektrischer Störsignale verändert sich der Zustand des
Systems nicht. Die digitale Signalumformung und Verarbeitung
bietet eine hohe Sicherheit. In den Codescheiben des
Winkel-Signalgebers sind die Winkellagen in störungsfreiem
Code festgehalten, wodurch die Sicherheit gegen Codeänderungen
weiter erhöht wird. Durch die Codierung der Winkellagen
ist nicht nur ausschließlich die unmittelbare
digitale Umwandlung der Winkellagen erreicht, sondern sie
hat zugleich auch eine Rechenfunktion, da sie das Winkellagensignal
unmittelbar nach der gewünschten nichtlinearen
Umwandlungscharakteristik liefert.
Nach einmal vorgenommener Nullpunkteinstellung erfordert
die Vorrichtung keine weitere Instandhaltung und Einregulierung.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Winkellagen-
Signalgebers ist das Codefeld nach dem Gray-Code mit
einem besonderen Kontrollcodefeld ausgebildet, das die
Kontrolle der fehlerfreien Arbeitsweise der den Gray-Code
ablesenden Bauelemente gewährleistet und die Möglichkeit
zur Kontrolle der im Gray-Code zulässigen Änderung im Werte
von 1 Bit bietet.
Die Erfindung wird im einzelnen anhand von Ausführungsbeispielen
mit Hilfe der Zeichnung erläutert. In der
Zeichnung zeigt
Fig. 1 schematisch die Anordnung der Vorrichtung zur Beeinflussung
des Knickwinkels in einem Gelenkomnibus
mit den erforderlichen Bezeichnungen,
Fig. 2 die das den Knickwinkel beeinflussende Moment bzw.
die Kraft ausübende hydraulische Einrichtung und
die Anordnung des Knickwinkel-Signalgebers,
Fig. 3 den Knickwinkel-Signalgeber im Schnitt,
Fig. 4 die Winkelcodescheiben des Lenkwinkel- und des Knickwinkel-
Signalgebers in Draufsicht mit ihren Codefeldern,
Fig. 5 die dem Gray-Code entsprechend codierte Winkelcodescheibe
in Draufsicht,
Fig. 6 das Blockschema des elektronischen Systems,
Fig. 7 eine erste Ausführungsvariante der Winkellagen-
Auswerteeinheit des Systems nach Fig. 5,
Fig. 8 eine zweite Ausführungsvariante der Winkellagen-
Auswerteeinheit des Systems nach Fig. 5 und
Fig. 9 einen die Ausgangssignale der Winkellagen-Auswerteeinheit
kontrollierenden Stromkreis.
Der in Fig. 1 in Draufsicht dargestellte Gelenkomnibus 1
besteht aus zwei Fahrzeugeinheiten, dem Vorderwagen 2 und
dem Hinterwagen 3, die über ein Gelenk 4 miteinander
gekuppelt sind. Die Vorderachse des Vorderwagens 2 ist
eine gelenkte Achse. Der Lenkwinkel
der Vorderräder 6 ist in der Figur mit α bezeichnet.
Der aktuelle Knickwinkel zwischen dem Vorderwagen 2 und dem Hinterwagen
3 ist mit β bezeichnet. Die Hinterachse des Vorderwagens
2 ist keine gelenkte Achse. Die Achse 8 des
Hinterwagens 3 kann eine gelenkte oder nicht gelenkte
Achse sein. An die Vorderachse 5 ist das Lenkgetriebe 9
angeschlossen, auf dem der Lenkwinkel-Signalgeber 10 angeordnet
und mittels der Signalübertragungsleitung 11 an
die elektronische Winkellagen-Auswerteeinheit 13 der Steuereinheit
12 der Knickwinkel-Sperrvorrichtung
angeschlossen ist. Ebenfalls an die Winkellagen-Auswerteeinheit
13 ist über die Signalübertragungsleitung 14 der
Knickwinkel-Signalgeber 15 angeschlossen. Den anderen
Teil der Steuereinheit 12 bildet die die Gelenksperre
betätigende Einheit 16. Den dritten Signalgeber
der Steuereinheit 12 bildet der Knickwinkel-Änderungsrichtungsgeber
18, der über die Signalübertragungsleitung
17 an die Gelenksperren-Betätigungseinheit 16 angeschlossen
ist; an diese Einheit ist über die Leitungen 19
und 20 auch der hydraulische Arbeitszylinder 21 der
Gelenksperre angeschlossen, der die den
Knickwinkel beeinflussende Kraft bzw. das dazu dienende
Moment erzeugt und mit zwei Arbeitsräumen ausgeführt ist
und dessen Zylinder 22 an den Vorderwagen und dessen Kolben
23 an den Hinterwagen seitlich im Abstand vom Gelenk
4 angelenkt sind.
Fig. 1 zeigt den Gelenkbus 1 in Draufsicht und gesehen in
dieser Draufsicht wird als positiv die Knickrichtung betrachtet,
wenn der Hinterwagen gegenüber dem Vorderwagen
um das Gelenk 4 in der dem Uhrzeigersinn entsprechenden
Richtung ausschwenkt. Die dieser entgegengesetzte Knickrichtung
hingegen ist die negative Knickrichtung. Bei einem
in positiver Richtung erfolgenden Einknicken bewegen sich
demgemäß der Zylinder 22 und der Kolben 23 des doppeltwirkenden
hydraulischen Arbeitszylinders 21 im Vergleich
zueinander in Richtung des Zusammendrückens, bei einem in
negativer Richtung erfolgenden Einknicken hingegen in Richtung
des Auseinanderziehens.
In der in Fig. 1 dargestellten Lage ist unter Voraussetzung
der Fortbewegung des Gelenkomnibusses 1 auf einer
Kreisbahn und des schlupffreien Abrollens der Räder dem
Lenkwinkel α ein bestimmter Sollknickwinkel β p zugeordnet.
Der aktuelle Knickwinkel β ist größer als
der dem Winkel α zugeordnete Sollknickwinkel β p ; in der Draufsicht
befindet sich der Knickwinkel β im Vergleich zum
Sollknickwinkel β p in Richtung des Uhrzeigersinnes im Verzug.
Dieser Winkellage ist das positive Ausgangssignal der Winkellagen-
Auswerteeinheit 13 zugeordnet. Eilt hingegen der
Knickwinkel β im Vergleich zum Sollknickwinkel β p gesehen in
Richtung des Uhrzeigersinnes vor, so ist dieser Winkellage
das negative Ausgangssignal der Winkellagen-Auswerteeinheit
13 zugeordnet.
Das Vorzeichen der Knickwinkel-Änderungseinrichtung und das
ein Vorzeichen darstellende Ausgangssignal der Winkellagen-
Auswerteeinheit 13 bilden das Eingangssignal der die
Gelenksperre betätigenden Einheit 16 und dem Steuersignal
mit zwei entgegengesetzten Vorzeichen ist die gesperrte
Stellung der Gelenksperre zugeordnet.
Der Geradeausfahrt-Stellung des Gelenkomnibusses 1, vorzugsweise
auch für jede andere Stellung, ist ein Steuerungsspiel
von Δβ zugeordnet.
Fig. 2 zeigt den doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder
gemeinsam mit der die Gelenksperre betätigenden
Einheit 16. Der erste Arbeitsraum 25 des hydraulischen
Arbeitszylinders 21 ist über die Leitung 19 an den ersten
Anschluß 29 des Dreistellungs-Vierwegeventils 26 angeschlossen
und an dessen zweiten Anschluß 30 ist der zweite
Arbeitsraum 24 des Arbeitszylinders 21 über die Leitung
20 angeschlossen. Der dritte Anschluß 32 und der vierte
Anschluß 31 des Vierwegeventils 26 sind über die hydraulische
Schleife 33 miteinander verbunden, in der ein die
Strömung von dem dritten Anschluß 32 in Richtung zum vierten
Anschluß 31 sperrendes, in die Leitung 35 eingebautes
Rückschlagventil 36 vorgesehen ist, zu dem parallel das
Druckbegrenzerventil 34 eingebaut ist. An die hydraulische
Schleife 33 ist der Hydraulikbehälter 37 angeschlossen.
Der Schieber 27 des Dreistellungs-Vierwegeventils 26 ist
mittels der Elektromagneten 28 betätigbar, die an die
Winkellagen-Auswerteeinheit 13 angeschlossen sind. In der
mittleren Ruhestellung des Schiebers 27 des Dreistellungs-
Vierwegeventils 26 sind mindestens der erste Anschluß 29,
der zweite Anschluß 30 und der vierte Anschluß 31 gegeneinander
offen. In der negativen Steuerstellung des Schiebers
27 sind der erste Anschluß 29 und der vierte Anschluß
31 einerseits, sowie der zweite Anschluß 30 und der dritte
Anschluß 32 andererseits gegeneinander offen. In der positiven
Steuerstellung des Schiebers 27 sind der erste
Anschluß 29 und der Dritte Anschluß 32 sowie der zweite
Anschluß 30 und der vierte Anschluß 31 gegeneinander offen.
Bei dieser Ausführungsform bilden der doppeltwirkende
hydraulische Arbeitszylinder 21 und die die Gelenksperre
betätigende Einheit 16 zugleich auch die Knickwinkel-Änderungsrichtungsgeber
18. Durch die geöffnete Stellung
des Rückschlagventils 36 ist in der positiven Steuerstellung
des Vierwegeventils 26 ein Ausgang mit positivem
Vorzeichen, und in der negativen Steuerstellung des Vierwegeventils
26 ein Ausgang mit negativen Vorzeichen gebildet.
Durch die geschlossene Stellung des Rückschlagventils 36
hingegen ist in der positiven Stellung des Vierwegeventils
26 ein Ausgang mit negativem Vorzeichen, und in der negativen
Stellung des Vierwegeventils 26 ein Ausgang mit positivem
Vorzeichen gebildet.
Fig. 2 zeigt auch den Einbau des Knickwinkel-Signalgebers
15. An der Konsole 38 des Hinterwagens 3 ist der das
feststehende Bauteil des Knickwinkel-Signalgebers 15 bildende
Rahmen 39 befestigt, in dem an der drehbar gelagerten Welle
40 die Winkelcodescheibe 41 befestigt ist, die das bewegliche
Bauteil bildet, das über den Hebelarm 42 und die Schubstange
43 an den Vorderwagen 2 angelenkt ist. Den Schnitt
der Knickwinkel-Signalgeber 15 zeigt Fig. 3. Das bewegliche
und das feststehende Bauteil des Lenkwinkel-Signalgebers
10 haben jedoch die gleiche Ausbildung wie die des Knickwinkel-
Signalgebers. Im Rahmen 39 ist die an der Welle 40 befestigte
Codescheibe 41 verdrehbar gelagert.
Im Rahmen 39 sind in einer Reihe, die radial zur Drehachse
40 der Codescheibe 41 verläuft, auf die eine Seitenfläche
44 der Codescheibe 41 ausgerichtete Lichtquelle 46 befestigt,
denen auf die andere Seitenfläche 45 ausgerichtete
Fotozellen 47 gegenüberstehen, die ebenfalls am Rahmen 39
festgelegt sind und die sich auf die Winkellage beziehenden
Codesignale ablesen. Außerdem ist an dem Rahmen 39 in der
gleichen radialen Reihe wie die Lichtquellen 46 eine zusätzliche,
auf die eine Seitenfläche 34 der Codescheibe 41
ausgerichtete Lichtquelle 48 zum Ablesen des Kontrollcodefeldes
befestigt und dieser gegenüberstehend ist die auf
die andere Seitenfläche 45 ausgerichtete zugehörige Fotozelle
49 befestigt. Der Knickwinkel-Signalgeber 15 ist von
einem geschlossenen Gehäuse 50 umgeben.
Die Codescheibe 41 des Knickwinkel-Signalgebers 15 sowie
die sich um den Bolzen 62 drehende Codescheibe 63 des
Lenkwinkel-Signalgebers 10 sind der Zuordnung entsprechend
skizziert in Fig. 4 in Draufsicht dargestellt. Im Codefeld
51 der Codescheibe 41 sind entlang sechs konzentrischer
Kreisbögen die Öffnungsreihen 52-57 vorgesehen, die in dem
hasardfreien Gray-Code ausgebildet sind.
Durch die Kombination der Öffnungsreihen 52-57 ist der gesamte
Knickwinkelbereich in n = 64 Winkelabschnitte 60 aufgeteilt.
In ähnlicher Weise sind im Codefeld 65 der Codescheibe
63 entlang sechs konzentrischer Kreisbögen die
Öffnungsreihen 66-71 angeordnet, die ebenfalls in dem hasardfreien
Gray-Code ausgebildet sind. Durch die Kombination
der Öffnungsreihen 66-71 wird der gesamte
Lenkwinkelbereich in n = 64 Winkelabschnitte 61 aufgeteilt.
Demgemäß sind dem Lenkwinkelabschnitt 61
unter Voraussetzung einer entlang eines Kreisbogens mit
konstantem Radius erfolgenden Bewegung des Straßen-Gelenkfahrzeuges 1
und eines schlupffreien Abrollens seiner Räder der Knickwinkelabschnitt
60, sowie einem jeden einzelnen Winkelabschnitt
eine für dessen Ordnungszahl in der Folge der
Winkelabschnitte charakteristische Codekombination zugeordnet.
Eine Ausnahme bilden die die Winkel α 0 und α n enthaltenden
Winkelabschnitte 64, denen als Randabschnitten jeweils
die Auslösung der Gelenksperre zugeordnet ist. Der
Lenkwinkelabschnitt 61 ist mit i bezeichnet, der ihm
zugeordnete Knickwinkelabschnitt 60 hingegen mit j. Die
laufende Numerierung d. i. die Ordnungszahlen, beginnen
mit i=0, j=0, im vorliegenden Beispiel ist i=j. Der Winkelabschnitt
61 wird durch den Lenkwinkelwert α=a i
sowie durch den Winkelwert α i+1 begrenzt. Der Knickwinkelabschnitt
60 wird durch den dem Winkel a i zugeordneten
Winkel β=β j sowie durch den dem Winkel β i+1 zugeordneten
Winkel β=β j+1 begrenzt.
Auf der Codescheibe 41 ist das als Lochreihe 58 ausgebildete
Kontrollcodefeld 59 angeordnet, auf der Codescheibe
63 das als Lochreihe 72 ausgebildete Kontrollcodefeld 73
vorgesehen.
Fig. 5 zeigt die Codescheibe 63 bzw. die Ausbildung ihres
Codefeldes 65. Entlang der Öffnungsreihen 66-71 sind die
Öffnungen mit durch den Gray-Code bestimmten Bodenlängen
ausgebildet. In der Öffnungsreihe 72 des Kontrollcodefeldes
73 ist in jedem eine ungerade Ordnungszahl aufweisenden
Winkelabschnitt 61 ein einziger Signalabschnitt 75 auf
die Weise ausgebildet, daß keines der beiden Enden des
Signalabschnittes 75, der jeweils als Steg zwischen zwei in
den beiden benachbarten Winkelabschnitten ausgebildeten Signalöffnungen
74 ausgebildet ist, die Grenze α i bzw. α i+1
des jeweiligen benachbarten Winkelabschnittes erreicht. Im
Falle der Abtastung eines Winkelabschnittes mit ungerader
Ordnungszahl liegt als Folge der Eigenart des Gray-Codes
stets eine eine ungerade Ordnungszahl aufweisende durchleuchtete
Öffnungsreihe (66-71) im Codefeld 65. Der Signalabschnitt
75 des Kontrollcodefeldes 73 ist nicht durchscheinend.
Bei einem so ausgebildeten Codefeld 65 und Kontrollcodefeld
73 erscheint auch bei vollständigem Betriebsausfall
des Lenkwinkel-Signalgebers 10 ein Fehlersignal, da die Steuereinheit
12 in diesem Falle ein vom Signalabschnitt 75 ausgehendes
Signal empfängt, wobei gleichzeitig von keiner
Öffnungsreihe (66-71) des Codefeldes 65 ein Signal eintrifft,
d. h. die Parität paarig ist, was durch die Steuereinheit
12 als fehlerhaft ausgewertet wird. Die Enden des
Signalabschnittes 75 erreichen deshalb die Grenzen α i bzw.
α i+1 der beiden benachbarten, eine gerade Ordnungszahlen
aufweisenden Winkelabschnitte nicht, da so nach Überschreiten
der Winkelgrenze, das heißt mit dem sicheren Eintreten
der Codeänderung, die Codekontrolle erfolgt.
Der Lenkwinkel-Signalgeber 10 ist so ausgebildet, daß der
Anpassungsstromkreis 93 (Fig. 6) und die Linientreibereinheit
94 deren Teile bilden, wobei der erste Ausgang 95
der Treibereinheit 94 der Informationsausgang, und der
zweite Ausgang 96 der Kontrollsignalausgang sind. Der
erste Ausgang 95 der Treibereinheit 94 ist über die Informationsübertragungsleitung
97 mit dem ersten Eingang 99
der Linienempfängereinheit 101 verbunden und der zweite
Ausgang 96 ist über die Informationsübertragungsleitung 98
mit dem zweiten Eingang 100 der Linienempfängereinheit 101
verbunden. Die Linienempfängereinheit 101 gibt die über
ihren ersten Eingang 99 im Gray-Code empfangenen Signale
nach Anpassung über ihren ersten Ausgang 102 zur weiteren
Verarbeitung weiter und gibt über ihren zweiten Ausgang
103 die Kontrollcodesignale weiter. Der erste Ausgang 102
ist über die Informationsübertragungsleitung 104 an den
ersten Eingang 107 der Steuereinheit 12 angeschlossen und
der zweite Ausgang 103 ist über die Informationsübertragungsleitung
105 an den fünften Eingang 106 der Steuereinheit
12 angeschlossen. Der Lenkwinkel-Signalgeber 10 ist
in einem geschlossenen Gehäuse 92 angeordnet, an dem
der erste Ausgangsanschluß 95 und der zweite Ausgangsanschluß
96 ausgebildet sind.
Der Knickwinkel-Signalgeber 15 ist so ausgebildet, daß der
Anpassungsstromkreis 76 und die Linientreibereinheit 77
ihre Teile bilden, wobei der erste Ausgang 79 der Treibereinheit
77 der Informationssignalausgang, und der zweite
Ausgang 78 der Kontrollsignalausgang sind. Der erste Ausgang
79 ist über die Informationsübertragungsleitung 81
mit dem ersten Eingang 83 der Linienempfängereinheit 84
verbunden und der zweite Ausgang 78 ist über die Informationsübertragungsleitung
80 mit dem zweiten Eingang 82 der
Linienempfängereinheit 84 verbunden. Die Linienempfängereinheit
84 gibt die über den ersten Eingang 83 im Gray-
Code empfangenen Signale nach Anpassung über ihren ersten
Ausgang 86 zur Weiterverarbeitung weiter und gibt auf
ähnliche Weise über ihren zweiten Ausgang 85 die Kontrollcodesignale
weiter. Der erste Ausgang 86 ist über die Informationsübertragungsleitung
88 an den zweiten Eingang
90 der Steuereinheit 12 angeschlossen und der zweite Ausgang
85 ist über die Informationsübertragungsleitung 87
an den vierten Eingang 89 der Steuereinheit 12 angeschlossen.
Der Knickwinkel-Signalgeber 15 ist in einem geschlossenen
Gehäuse 50 angeordnet, an dem ein erster Ausgangsanschluß
79 und ein zweiter Ausgangsanschluß 78 ausgebildet
sind. Der dritte Eingang 128 der Steuereinheit 12 ist der
die für die Einknickrichtung charakteristischen Signale
empfangende Eingang, der als ein Rohrleitungsanschluß ausgebildet
ist, da der Knickwinkel-Änderungsrichtungsfühler der doppeltwirkende
hydraulische Arbeitszylinder 22 selbst ist und
die an dessen Arbeitsraum 28 angeschlossene Rohrleitung
20 bzw. die an dessen Arbeitsraum 25 angeschlossene Rohrleitung
19 mit dem dritten Eingang 128 verbunden sind. Die
Steuereinheit 12 enthält einen Festprogrammspeicher 108,
dessen vier Dateneingänge mit dem zweiten Eingang 90, dem
ersten Eingang 107, dem vierten Eingang 89 bzw. fünften
Eingang 106 der Steuereinheit 12 identisch sind. An den
Ausgang des Festprogrammspeichers 108 sind die Eingänge
weiterer Bauelemente der Steuereinheit 12 angeschlossen.
Der Festprogrammspeicher 108 bildet die Winkellagen-Auswerteeinheit.
An ihrem ersten Ausgang 109 erscheint ein Ausgangssignal,
wenn die Abweichung der Winkel b und β p voneinander
ein negatives Vorzeichen aufweist, ihr zweiter
Ausgang 110 ist dem Zustand der Übereinstimmung dieser
Winkel zugeordnet und ihr dritter Ausgang 111 ist einer
Abweichung der Winkel mit positivem Vorzeichen zugeordnet.
Der zwischen der Winkellagen-Auswerteeinheit 13 und der
Gelenksperren-Betätigungseinheit 16 befindliche Teil der
Steuereinheit 12 (Fig. 6) ist als Kontrolleinheit 91 mit
dem ersten Fehlersignalanschluß 130 und dem zweiten Fehlersignalanschluß
129 ausgebildet.
An den ersten Ausgang 109 ist der Eingang 113 des Leistungsverstärkers
115 angeschlossen und an den dritten
Ausgang 111 ist der Eingang 114 des Leistungsverstärkers
116 angeschlossen. Die Ausgänge 117 bzw. 118 der Leistungsverstärker
115, 116 sind an den ersten Eingang 126 bzw.
an den zweiten Eingang 127 der Gelenksperren-Betätigungseinheit
16 angeschlossen. Der dritte Eingang der Gelenksperren-
Betätigungseinheit 16 ist mit dem dritten Eingang
128 der Steuereinheit 12 identisch.
Zur Kontrolle der Arbeitsweise der Leistungsverstärker 115
und 116 ist eine Kontrollschaltkreiseinheit 122 vorgesehen.
Es sind an den ersten Eingang 119 des Kontrollschaltkreises
122 der erste Ausgang 109, an den zweiten Eingang 120 der
zweite Ausgang 110, an seinen dritten Eingang 121 der
dritte Ausgang 111, an seinen vierten Eingang 124 der Ausgang
118 und an seinen fünften Eingang 123 der Ausgang 117
angeschlossen. Der Kontrollschaltkreis 122 weist einen
Fehlersignalausgang 125 auf. Der Kontrollschaltkreis 122
kontrolliert zwei verschiedene Signalkombinationen. Einerseits
wird kontrolliert, daß das an dem ersten Eingang 119
erscheinende Signal nur bei fehlerfreier Arbeitsweise in
dem Falle auf das an dem dritten Eingang 121 erscheinende
Signal umschalten kann, wenn inzwischen auch an dem zweiten
Eingang 120 ein Signal erschienen ist. Andernfalls erscheint
an dem Ausgang 175 ein Fehlersignal. Andererseits kontrolliert
der Kontrollstromkreis 122, ob das dem am ersten
Ausgang 109 vorliegenden Signal zugeordnete Signal an dem
Ausgang 117 erscheint bzw. ob das dem am dritten Ausgang
111 vorhandenen Signal zugeordnete Signal an dem Ausgang
118 erscheint. Andernfalls erscheint an dem Ausgang 125 ein
Fehlersignal.
Neben dem Kontrollstromkreis 122 wird die Bildung und
Verarbeitung der Winkelsignale auch durch den Festprogrammspeicher
108 selbst aufgrund des darin befindlichen
Programms kontrolliert und einem festgestellten Fehler ist
ein Fehlersignal an dem vierten Fehlersignalausgang 112
zugeordnet. Es sind der vierte Ausgang 112 über die erste
Fehlersignalleitung 130 der Steuereinheit 12 an den ersten
Eingang 132 des Schaltstromkreises 133 und der Ausgang 125
über die zweite Fehlersignalleitung 129 der Steuereinheit
12 an den zweiten Eingang 131 des Schaltstromkreises 133
angeschlossen. An den ersten Ausgang 135 des Schaltstromkreises
133 ist das Warnsignalgerät 136 angeschlossen und
an seinen zweiten Ausgang 134 ist der Hauptschalter 137
angeschlossen.
Einem am ersten Eingang 132 oder am zweiten Eingang 131
des Schaltstromkreises 133 oder an beiden Eingängen erscheinenden
Fehlersignal ist sowohl an dem ersten Ausgang
135 als auch an dem zweiten Ausgang 134 ein Betätigungssignal
für das Warnsignalgerät 136 und den Hauptschalter
137 zugeordnet, der in die elektrische Stromversorgung der
Einrichtung eingebaut ist und im Falle eines an dem zweiten
Ausgang 134 erscheinenden Betätigungssignals die
Stromversorgung unterbricht.
Fig. 7 zeigt das Blockschema einer weiteren Variante der
Winkellagen-Auswerteeinheit 13. Den zweiten Eingang 90 der
Winkellagenauswerteinheit 13 bildet der Codeumsetzereingang
144. Der Codeumsetzer 144 wandelt den Gray-Code in
einen Binärcode um und sein Ausgang 143 ist an den ersten
Eingang 142 der Vergleichsstromeinheit 141 angeschlossen.
Den ersten Eingang 107 der Winkellagen-Auswerteeinheit 13
bildet der Eingang des Codeumsetzers 138. Der Codeumsetzer
138 wandelt den Gray-Code in einen Binärcode um und sein
Ausgang 138 ist an den zweiten Eingang 140 der Vergleichsstromkreiseinheit
141 angeschlossen. Die drei Ausgänge der
Vergleichsstromkreiseinheit 141 sind mit dem ersten Ausgang
109, dem zweiten Ausgang 110 und dem dritten Ausgang 111 der
Winkellagen-Auswerteeinheit 13 identisch. An den den kleinsten
Stellenwert aufweisenden, die Parität des Gray-Codes
kennzeichnenden Bit-Übergabeanschluß des Ausganges 143
der Codeumsetzereinheit 144 ist der erste Eingang 146 der
invertierenden ODER-Torschaltung 148 angeschlossen, deren
zweiter Eingang mit dem vierten Eingang 89 der Winkellagen-
Auswerteeinheit identisch ist.
An den den kleinsten Stellenwert aufweisenden, die Parität
des Gray-Codes kennzeichnenden Bit-Übergabeanschluß des
Ausganges 139 der Codeumsetzereinheit 138 ist der erste
Eingang der invertierenden ODER-Torschaltung 147 angeschlossen,
deren zweiter Eingang mit dem fünften Eingang
106 der Winkellagen-Auswerteeinheit 13 identisch ist. An den
Ausgang 149 der invertierenden ODER-Torschaltung 147 ist
der erste Eingang 151 der ODER-Torschaltung 152 angeschlossen
und an den Ausgang 150 der invertierenden ODER-Torschaltung
158 ist der zweite Eingang 153 der ODER-Torschaltung
152 angeschlossen. Der Ausgang der ODER-Torschaltung
152 ist mit dem Fehlersignalausgang der Winkellagen-
Auswerteeinheit 13 identisch.
Fig. 8 zeigt das Blockschema einer weiteren Variante der
Winkellagen-Auswerteeinheit 13. Den zweiten Eingang 90 der
Winkellagen-Auswerteeinheit 13 bildet der Eingang des Codeumsetzers
144, dessen Ausgang 143 an den ersten Eingang
142 der Vergleichsstromkreiseinheit 141 angeschlossen ist.
Den ersten Eingang 107 der Winkellagen-Auswerteeinheit 13
bildet der Eingang des Codeumsetzers 138, dessen Ausgang
139 an den zweiten Eingang 140 der Vergleichsstromkreiseinheit
141 angeschlossen ist.
Die drei Ausgänge des Vergleichsstromkreises 141 sind
mit dem ersten Ausgang 109, dem zweiten Ausgang 110 und
dem dritten Ausgang 111 der Winkellagen-Auswerteeinheit identisch.
An den ersten Eingang 107 ist der die Gray-Code-
Signale empfangene Dateneingang 154 der durchgeschalteten
Paritätsprüfschaltung 155 angeschlossen. Der Toreingang
der durchgeschalteten Paritätsprüfschaltung 155 ist mit
dem fünften Eingang 106 der Winkellagen-Auswerteeinheit identisch.
An den zweiten Eingang 90 ist der die Gray-Code-Signale
empfangende Dateneingang 157 der durchgeschalteten
Paritätsprüfschaltung 158 angeschlossen. Der Toreingang
der durchgeschalteten Paritätsprüfschaltung 158 ist mit
dem vierten Eingang 89 der Winkellagen-Auswerteeinheit
identisch. An den Ausgang 159 und 156 der durchgeschalteten
Paritätsprüfschaltungen 158 und 155 ist die ODER-
Torschaltung 152 mit ihrem ersten Eingang 151 bzw. ihrem
zweiten Eingang 153 angeschlossen. Der Ausgang der ODER-
Torschaltung 152 ist mit dem vierten Fehlersignalausgang
112 der Winkellagen-Auswerteeinheit 13 identisch.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des die Ausgangssignale
der Winkellagen-Auswerteeinheit 13 unmittelbar
oder hinter den Leistungsverstärkern 115 und 116 kontrollierenden
Stromkreises. An die drei Ausgänge der Winkellagen-
Auswerteeinheit 13, d. h. an den ersten Ausgang 109, den
zweiten Ausgang 110 und den dritten Ausgang 111, sind je
ein Lichtsignalelement 160, 161 bzw. 162 angeschlossen.
Hierbei ist an den ersten Ausgang 109 mit seinem Eingang
163 ein Pegelanpassungsstromkreis 164 angeschlossen, dessen
Ausgang 165 mit dem Einschreibeingang 166 des bistabilen
Schaltkreises 167 verbunden ist, wobei dessen Löscheingang
168 an den zweiten Eingang 110 angeschlossen ist.
In ähnlicher Weise ist an den dritten Ausgang 111 mit
seinem Eingang 174 der Pegelanpassungsschaltkreis 173 angeschlossen,
dessen Ausgang 172 mit dem Einschreibeeingang
171 des bistabilen Schaltkreises 170 verbunden ist, dessen
Löscheingang 169 an dem zweiten Ausgang 110 angeschlossen
ist. Der Ausgang 175 des bistabilen Schaltkreises 167 ist
an den ersten Eingang 177 der ODER-Torschaltung 178 angeschlossen
und der Ausgang 176 des bistabilen Schaltkreises
170 ist an den zweiten Eingang 179 der ODER-Torschaltung 178
angeschlossen. Der Ausgang der ODER-Torschaltung 178 ist
mit dem Fehlersignal-Ausgang 125 identisch.
Die Knickwinkel-Sperrvorrichtung arbeitet
auf folgende Weise. Die gegenüber den die Öffnungsreihen
66-71 im Codefeld 65 der Winkelcodescheibe 63 des Lenkwinkel-
Signalgebers 10 durchleuchtenden Lichtquellen 46 angeordneten
sechs Fotozellenelemente 47 geben ein der Öffnungskombination
entsprechendes Codesignal ab, das über den
Anpassungsstromkreis 93 von der Linientreibereinheit 94
übernommen wird.
Die gegenüber der die Öffnungsreihe 72 im Kontrollcodefeld
73 der Codescheibe 63 durchleuchtenden Lichtquelle 48 angeordnete
Fotozelle 49 gibt ein Kontrollsignal ab, das
über den Anpassungsstromkreis 93 von der Linientreibereinheit
94 übernommen wird. Zu der in der unmittelbaren Nähe
der im hinteren Teil des rückwärtigen Teiles des Vorderwagens
2 angeordneten Steuereinheit befindlichen Linienempfängereinheit
101 werden die im Gray-Code erscheinenden,
für die Ordnungszahl des durchleuchteten Winkelabschnittes
charakteristischen Signale vom Lenkgetriebe 9 über den
Lenkwinkel-Signalgeber 10 und die Informationsübertragungsleitung
97, und die Kontrollcodesignale über die Informationsübertragungsleitung
98 weitergeleitet. Über die
kurzen Informationsübertragungsleitungen 104 zw. 105 werden
aus der Linienempfängereinheit 101 die dem Gray-Code
entsprechenden Signale an den ersten Eingang 107, und das
Kontrollsignal an den fünften Eingang 106 der Steuereinheit
12 weitergeleitet.
Dem vorstehenden ähnlich liefern die sechs gegenüber den die
Öffnungsreihen 52-57 im Codefeld 51 der Codescheibe 41 des
Knickwinkel-Signalgebers 15 durchleuchtenden Lichtquellen
46 angeordneten sechs Fotozellen 47 ein der Öffnungskombination
entsprechendes Codesignal, das über den Anpassungsstromkreis
76 von der Linientreibereinheit 77 übernommen
wird. Die gegenüber der die Öffnungsreihe des Kontrollcodefeldes
59 der Codescheibe 41 durchleuchtenden Lichtquelle
48 angeordnete Fotozelle 49 gibt ein Kontrollsignal
ab, das über den Anpassungsstromkreis 76 von der
Linientreibereinheit 77 übernommen wird. Von dem Knickwinkel-
Signalgeber 15 zu der Steuereinheit 12 bzw. der in deren
unmittelbarer Nähe befindlichen Linienempfängereinheit 84
werden die im Gray-Code erscheinenden, für die Ordnungszahl
des durchleuchteten Winkelabschnittes charakteristischen
Signale über die Informationsübertragungsleitung
81, und die Kontrollcodesignale über die Informationsübertragungsleitung
80 weitergeleitet. Die Linienempfängereinheit
84 leitet über die kurzen Informationsübertragungsleitungen
88 bzw. 87 die dem Gray-Code entsprechenden
Signale auf den zweiten Eingang 90 der Steuereinheit 12,
und die Kontrollsignale auf den vierten Eingang 89.
Der erste Eingang 107, der zweite Eingang 90, der vierte
Eingang 89 und der fünfte Eingang 106 sind Adreßleitungen
des Festprogrammspeichers 108, der die Winkellagen-Auswerteeinheit
bildet. Der Festprogrammspeicher 108 wandelt nach
dem darin befindlichen Festprogramm die über die erste
Eingangs-Adreßleitung 90 und die erste Eingangsadreßleitung
107 im Gray-Code eintreffenden Signale in den binären
Code um und kontrolliert die Codesignale.
Hat der Vergleich das Ergebnis, daß zwischen den Ordnungszahlen
des am Lenkwinkel-Signalgeber abgetasteten Winkelabschnittes
und des am Knickwinkel-Signalgeber abgetasteten Winkelabschnittes
keine Abweichung besteht, so erscheint ein
Ausgangssignal auf dem zweiten Ausgang 110. Die Betätigungseinheit
16 der Gelenksperre tritt nicht
in Aktion.
Ergibt das Ergebnis des Vergleichers, daß die Ordnungszahl
des am Knickwinkel-Signalgeber abgetasteten Winkelabschnittes,
von dem der aktuelle Knickwinkel β j dargestellt ist, aufgrund
des am zweiten Eingang 90 eingetroffenen Signals
kleiner ist als die von dem Wert des an dem ersten Eingang
107 eingetroffenen Signals repräsentierte Ordnungszahl
des am Lenkwinkel-Signalgeber abgetasteten Winkelabschnittes,
der zu dem aktuellen Lenkwinkel α i gehört,
so erscheint ein Signal an dem ersten Ausgang 109 und bildet
ein negatives Abweichungsvorzeichen.
Liefert der Vergleich das Ergebnis, daß der Wert des für
die Ordnungszahl des am Knickwinkel-Signalgeber abgetasteten
Winkelabschnittes, der zu dem aktuellen Knickwinkel β j
gehört, charakteristischen, an dem zweiten Eingang 90 eingetroffenen
Signals größer als der Wert für die Ordnungszahl
des am Lenkwinkel-Signalgeber abgetasteten Winkelabschnittes,
der zu dem aktuellen Lenkwinkel α i gehört,
charakteristischen, an dem ersten Eingang 107 eingetroffenen
Signals ist, so erscheint an dem dritten Ausgang 111
ein Signal, das ein positives Abweichungsvorzeichen bildet.
Eine derartige Situation ist in Fig. 1 dargestellt.
In diesem Fall wird das an dem dritten Ausgang 111 erscheinende
Signal von dem Eingang 114 des Leistungsverstärkers
116 und von dem dritten Eingang 121 des Kontrollstromkreises
122 übernommen. Das an dem Ausgang 118 des
Leistungsverstärkers 116 erscheinende Signal wird von dem
fünften Eingang 124 des Kontrollstromkreises 122 sowie
von dem zweiten Eingang 127 der Gelenksperren-Betätigungseinheit
16 übernommen. Das von dem Kontrollstromkreis 122
an dessen fünften Eingang 124 übernommene Großstrom-Betätigungssignal
erscheint auf dem Ausgang des elektronischen
Strom- und Spannungsüberwachungsstromkreises in einer
Form, die für den Vergleich mit dem an dem dritten Eingang
121 übernommenen Kleinstrom-Steuersignal im elektronischen
Vergleichsstromkreis geeignet ist. Liegt an dem
dritten Eingang 121 und an dem vierten Eingang 124 gleichzeitig
ein Signal vor, so gibt der Kontrollstromkreis 122
kein Fehlersignal über seinen Ausgang 125 ab. Liegt auf
beiden Eingängen gleichzeitig kein übereinstimmendes Signal
vor, so erscheint an dem Ausgang 125 ein Fehlersignal,
das über den Schaltstromkreis 133 des Meldegerät 136 betätigt
und den Hauptschalter 137 des Stromkreises löst.
Bei einer fehlerfreien Arbeitsweise übernimmt die Gelenksperren-
Betätigungseinheit 16 mit ihrem zweiten Eingang
127 vom Ausgang 118 das zur Betätigung dienende
Großstrom-Stellsignal und verursacht über den Elektromagneten
28, daß der Schieber 27 des Dreistellungs-Vierwegeventils
26 in die positive Stellung verstellt wird. Die
in dieser Stellung des Schiebers 27 ausgelöste Gelenksperrichtung
wird durch das Vorzeichen des über den dritten
Eingang in der Steuereinheit 12 eintreffenden Signals
bestimmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der
dritte Eingang 128 durch den ersten Anschluß 29 und den
zweiten Anschluß 30 des Vierwegeventils 26 gemeinsam gebildet.
Bei der Annahme, daß sich der Hinterwagen 3 in
Draufsicht gesehen entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn,
d. h. in negativer Richtung, um das Fahrzeugkupplungsgelenk
4 dreht, strömt die Hydraulikflüssigkeit des doppeltwirkenden
hydraulischen Arbeitszylinder 21 aus dessen
Arbeitsraum durch die Leitung 19 zum ersten Anschluß 29,
und von diesem - da sich der Schieber 27 in der positiven
Steuerstellung befindet - zum dritten Anschluß 32, so
daß der Flüssigkeitsstrom in dieser Richtung das Rückschlagventil
36 schließt und daher die Vorrichtung gegen
ein weiteres Einknicken in negativer Richtung sperrt.
Hierbei erfolgt durch die Vorrichtung jedoch keine
Sperrung gegen ein Einknicken in positiver Richtung, da
bei Bewegung des Hinterwagens in der positiven
Knickrichtung die Hydraulikflüssigkeit aus dem ersten
Arbeitsraum 24 über die Leitung 20 zum zweiten Anschluß 30
und von dort zum vierten Anschluß 31 und durch die hydraulische
Schleife 33 strömt und daher der Flüssigkeitsstrom
in dieser Richtung das Rückschlagventil 36 öffnet.
Gegen das Einknicken in positiver Richtung übt die Vorrichtung
solange keine Sperrwirkung aus, bis der
aktuelle Knickwinkel β in denjenigen Winkelabschnitt
β j fällt, der dem den aktuellen Lenkwinkel a
enthaltenden Winkelabschnitt α i zugeordnet ist und die
gleiche Ordnungszahl wie dieser aufweist. Hierbei verschwindet
das Signal an dem dritten Ausgang 111 und entsprechend
an dem Eingang 114, dem Ausgang 118 und auch
an dem zweiten Eingang 127 und der Schieber 27 geht in
die Mittelstellung zurück. Gleichzeitig erscheint ein
Ausgangssignal auf dem zweiten Ausgang 110 bzw. dem zweiten
Ausgang 120. Setzt sich der Einknickvorgang durch
weiteres in positiver Richtung erfolgendes Einknicken
des Hinterwagens 3 fort, dann tritt der aktuelle
Einknickwinkel β aus dem dem Winkelabschnitt α i zugeordneten,
die gleiche Ordnungszahl wie dieser aufweisenden
Winkelabschnitt β j aus und tritt in den Winkelabschnitt
β j-1 ein; infolge der Abweichung zwischen den Ordnungszahlen
erscheint auf dem ersten Ausgang 109 ein Signal
als negatives Abweichungsvorzeichen, das von dem Leistungsverstärker
115 an dessen Eingang 113 sowie von dem Kontrollstromkreis
122 an dessen ersten Eingang 119 übernommen
wird. Das an dem Ausgang 117 des Leistungsverstärkers
115 erscheinende Signal wird an den vierten Eingang 123
des Kontrollstromkreises 122 sowie an den Eingang 126 der
Gelenksperren-Betätigungseinheit 16 gegeben. Stellt der
Kontrollstromkreis 122 keinen Fehler fest, so verursacht
das in der Gelenksperren-Betätigungseinheit 16 an dem
ersten Eingang 126 übernommene Stellsignal über den Elektromagneten
28 die Verstellung des Schiebers 27 des
Dreistellungs-Vierwegeventils 26 in die negative Stellung.
In dieser Stellung des Schiebers 27 sind der erste Anschluß
29 und der vierte Anschluß 31 sowie der zweite Anschluß
30 und der dritte Anschluß 32 gegeneinander offen.
Bei einem in positiver Richtung erfolgenden Einknicken
strömt die Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 24
des hydraulischen Arbeitszylinders 21 über die Leitung 20
zum zweiten Anschluß 30 des Vierwegeventils 26 und von
dort zum dritten Anschluß 32 und schließt das in der hydraulischen
Schleife 33 befindliche Rückschlagventil 36 in
dieser Strömungsrichtung. Gegen ein entgegengesetztes,
in negativer Richtung erfolgendes Einknicken übt die Vorrichtung
keine Sperrwirkung aus, da in diesem
Fall die Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 25 über
die Leitung 19 zum ersten Anschluß 29, von dort zum vierten
Anschluß 31 und dann durch die hydraulische Schleife
33 strömt und in dieser Strömungsrichtung das Rückschlagventil
36 selbst öffnet.
Die Ausführungsformen gemäß den Fig. 7 bis 9 weichen nur hinsichtlich
des Aufbaus und der Kontrolle der Arbeitsweise
der Winkellagen-Auswerteeinheit 13 sowie der Kontrolle der
Eingangscodesignale von der Ausführungsform aus Fig. 6
ab und deshalb werden im weiteren nur die elektronische
Auswertung und Kontrolle beschrieben.
Bei der gemäß Fig. 7 verwirklichten Ausführungsform der
Winkellagen-Auswerteeinheit 13 trifft am ersten Eingang
107 im Gray-Code das Signal ein, das die Ordnungszahl des
abgetasteten Lenkwinkelabschnittes α i kennzeichnet.
Der Codeumsetzer 138 wandelt die am ersten Eingang
107 übernommenen Signale aus dem Gray-Code in einen Binärcode
um und an seinem Ausgang 139 erscheint das die Ordnungszahl
kennzeichnende Signal in einem Binärcode. In
ähnlicher Weise trifft an dem zweiten Eingang 90 das Signal
im Gray-Code ein, das die Ordnungszahl des abgetasteten
Knickwinkelabschnittes β j kennzeichnet. Der Codeumsetzer
144 wandelt die an dem zweiten Eingang 90 übernommenen
Signale aus dem Gray-Code in einen Binärcode um und an
seinem Ausgang 143 erscheint das der Ordnungszahl entsprechende
Signal in einem Binärcode. Dieses Signal wird
auf den ersten Eingang 142, und das an dem Ausgang 139
befindliche Signal auf den zweiten Eingang 140 der vergleichenden
Stromkreiseinheit 141 gegeben, die die beiden
Ordnungszahlen vergleicht. Bei Übereinstimmung der
Ordnungszahlen erscheint das Signal an dem zweiten Ausgang
110; auf ihrem ersten Ausgang 109 erscheint das als
negativ angesehene Signal, wenn die dem über den zweiten
Eingang 140 eingetroffenen binären Signal entsprechende
Ordnungszahl größer ist als die dem über den ersten Eingang
142 eingetroffenen binären Signal entsprechende Ordnungszahl;
auf dem dritten Ausgang 111 erscheint das als
positiv betrachtete Signal, wenn die dem über den zweiten
Eingang 140 eingetroffenen binären Signal entsprechende
Ordnungszahl kleiner ist als die dem über den ersten Eingang
142 eingetroffenen binären Signal entsprechende Ordnungszahl.
Das den kleinsten Stellenwert aufweisende Bit
des auf dem Ausgang 139 des Codeumsetzers 138 erscheinenden
binären Signals charakterisiert die Parität des in
einen binären Code umgewandelten Gray-Codes. Dieses Bit
wird auf den ersten Eingang 145 der invertierenden ODER-
Torschaltung 147 gegeben, deren zweiter Eingang mit dem
fünften Eingang 106 identisch ist, über den das Kontrollsignal
von dem Lenkwinkel-Signalgeber 10 eintrifft. Ist der Bit-
Wert der beiden Eingangssignale 0, so erscheint auf dem
Ausgang 149 der invertierenden ODER-Torschaltung 147 ein
Fehlersignal, das auf den zweiten Eingang 151 der ODER-Torschaltung
152 übergeben wird, die an ihrem Ausgang, der
identisch mit dem vierten Ausgang 112 ist, ein Fehlersignal
abgibt. Auf ähnliche Weise charakterisiert das den
kleinsten Stellenwert aufweisende Bit des an dem Ausgang
143 des Codeumsetzers 144 erscheinenden binären Signals
die Parität des in einen binären Code umwandelten Gray-
Codes. Dieses Bit wird über den Eingang 146 der invertierenden
ODER-Torschaltung 148 übergeben, deren anderer
Eingang mit dem vierten Eingang 89 identisch ist, über
den das Kontrollsignal von dem Knickwinkel-Signalgeber
15 eintrifft. Beträgt der Bit-Wert beider Eingangssignale
0, so erscheint auf dem Ausgang 115 der invertierenden
ODER-Torschaltung 148 ein Fehlersignal, das über den
zweiten Eingang 153 der ODER-Torschaltung 152 übergeben
wird, die dann ein Fehlersignal über den vierten Ausgang
112 abgibt.
Bei der Ausführungsform der Winkellagen-Auswerteeinheit 13
gemäß Fig. 8 trifft an dem ersten Eingang 107 im Gray-
Code das Signal ein, das die Ordnungszahl des Lenkwinkelabschnittes
α i kennzeichnet. Der Codeumsetzer 138 wandelt
die an dem ersten Eingang 107 übernommenen Signale aus
dem Gray-Code in einen binären Code um und an seinem Ausgang
139 erscheint das der Ordnungszahl entsprechende Signal
in einem binären Code. Auf ähnliche Weise trifft im
Gray-Code an dem zweiten Eingang 90 das Signal ein, das
die Ordnungszahl des abgetasteten Knickwinkelabschnittes
kennzeichnet. Der Codeumsetzer 144 wandelt die am zweiten
Eingang 90 übernommenen Signale vom Gray-Code in den Binärcode
um und an seinem Ausgang 143 erscheint das der
Ordnungszahl entsprechende Signal in binärem Code. Von
der Vergleichsstromkreiseinheit 141 werden dieses Signal
über deren ersten Eingang 142, und das an dem Ausgang 139
befindliche Signal über ihren zweiten Eingang 140 übernommen,
so daß sie dann die beiden Ordnungszahlen miteinander
vergleicht. Bei Übereinstimmung der Ordnungszahlen
erscheint das Signal auf ihrem zweiten Ausgang 110; auf
ihrem ersten Ausgang 109 erscheint das als negativ betrachtete
Signal, wenn die dem am zweiten Eingang 140
eingetroffenen binären Signal entsprechende Ordnungszahl
größer als die dem am ersten Eingang 142 eingetroffenen
binären Signal entsprechende Ordnungszahl ist; auf dem
dritten Ausgang 113 erscheint das als positiv betrachtete
Signal, wenn die dem am zweiten Eingang 140 eingetroffenen
binären Signal entsprechende Ordnungszahl kleiner ist
als die dem am ersten Eingang 142 eingetroffenen binären
Signal entsprechende Ordnungszahl. Gleichzeitig kommt es
auch zur Codekontrolle. Vom ersten Eingang 107 werden die
im Gray-Code verschlüsselten Signale von dem Dateneingang
154 des durchgeschalteten Paritäts-Prüfstromkreises 155
übernommen, an dessen Toreingang - der mit dem fünften
Eingang 106 identisch ist - das Kontrollsignal als Torsignal
erscheint. Das Torsignal hat den Wert 0, das zum
Signalabschnitt 75 gehört; bei diesem Torsignal kontrolliert
der Paritäts-Prüfstromkreis 155 die Parität des
Gray-Codes und gibt an seinem Ausgang 156 ein Fehlersignal
ab, wenn beim Gray-Code eine paarige Parität festgestellt
wurde. Vom Ausgang 156 übernimmt die ODER-Torschaltung 152
das Fehlersignal mit ihrem zweiten Eingang 153 und gibt auf
dem vierten Ausgang 112 ein Fehlersignal ab. Der Bit-Wert
des zur Signalöffnung 75 der Codescheibe 41 gehörenden Signals
ist 1, wenn dieser Wert an dem fünften Eingang 106
erscheint, so ist in dem Paritätsprüfstromkreis 155 die
Prüfung verhindert.
Ähnlich wie vom zweiten Eingang 90 werden die im Gray-Code
verschlüsselten Signale von dem Dateneingang 157 des
durchgeschalteten Paritätsprüfstromkreises 158 übernommen,
an dessen Toreingang - der mit dem vierten Eingang 89
identisch ist - das Kontrollsignal als Torsignal erscheint.
Das Torsignal hat den Wert 0, das zum Signalabschnitt 75
gehört; bei diesem Torsignal kontrolliert der durchgeschaltete
Paritätsprüfstromkreis 158 die Parität des Gray-Codes
und gibt an seinem Ausgang 159 ein Fehlersignal ab, wenn
die Parität des Gray-Codes als paarig (gerade) festgestellt
wurde. Vom Ausgang 159 übernimmt die ODER-Torschaltung 152
das Fehlersignal über ihren ersten Eingang 151 und gibt auf
dem vierten Ausgang 112 ein Fehlersignal ab.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 9 sichert eine Kontrolle
der Winkellagen-Auswerteeinheit 13, die dem Fahrer eine unmittelbare
Information über den momentanen Funktionszustand
liefert. Darüber hinaus erfolgt auch unmittelbar über
die Leitungen der den Schieber 27 betätigenden Elektromagneten
28 die Kontrolle des elektronischen/elektrischen
Teiles der Steuereinheit 12.
Die an dem ersten Ausgang 109, dem zweiten Ausgang 110
und dem dritten Ausgang 111 erscheinenden Signale schalten
der Reihe nach die Lichtsignale 160, 161, 162 ein, andererseits
steuern sie über die Pegelanpassungsstromkreise
163 bzw. 164 die Einschreibe-Eingänge 166 bzw. 171 der bistabilen
Schaltkreise 167 bzw. 170 in der Weise, daß bei
einem negativen Abweichungsvorzeichen der Ausgang 175 des
einen bzw. der Ausgang 176 des anderen bistabilen Schaltkreises
an einen hohen logischen Pegel geschaltet wird.
Diese Kontrolle beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer
einwandfreien Arbeitsweise der Vorrichtung zur Beeinflussung
des Knickwinkels zwischen dem Übergang vom positiven
Abweichungsvorzeichen zum negativen Abweichungsvorzeichen
stets der die Gleichheit der Ordnungszahlen anzeigende
Zustand zustandekommen muß, d. h. daß gleichzeitig
an den Einschreibeeingängen 166 bzw. 171 der bistabilen
Schaltkreise 167 und 170 nie ein Steuersignal auftreten
kann, und auf den Löscheingängen 168 und 169 in der Zeitspanne
zwischen der Änderung der Steuersignale der Einschreibeeingänge
166 und 171 stets das das Dreistellungs-
Vierwegeventil 26 in die Grundstellung verstellende Signal
zustandekommen muß. Gelangen bei einem Fehler des elektronischen
Teiles die Ausgänge 175 und 176 der bistabilen
Schaltkreise 167 und 160 gleichzeitig auf einen hohen logischen
Pegel, so tritt unter Einwirkung des über den Eingang
177 und 179 der UND-Torschaltung 178 eintreffenden
Signals auf dem Ausgang 125 ein Fehlersignal auf.
In der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Knickwinkelsperrung
bzw. der Winkellagen-Auswerteeinrichtung kann
der Gray-Code anstelle des Einsatzes von Lichtdurchlaßöffnungen,
Lichtquellen und Fotozellen auch mittels anderer
zum Festhalten und Ablesen von diskreten Codesignalen
geeigneter Bauelemente gesichert werden, z. B. mit Magnetscheiben,
auf dem Hall-Effekt beruhenden Meßwertgebern,
und dergleichen.
Im Vorstehenden wurde die Arbeitsweise der Winkellagen-Auswerteeinheit
mit der Beschreibung der Arbeitsweise der
Vorrichtung zur Sperrung des Knickwinkels zusammen
in der in Fig. 1 dargestellten Lage des Straßen-Gelenkfahrzeuges 1 detailliert
beschrieben. Im Nachstehenden wird die Arbeitsweise
der den Knickwinkel beeinflussenden kraftausübenden
Bauelemente und der Gelenksperren-Betätigungseinheit 16
anhand von Fig. 2 in allen möglichen Zuständen detailliert
beschrieben.
In der negativen Steuerstellung des Schiebers 27 des
Dreistellungs-Vierwegeventils 26 kommt zwischen dem ersten
Anschluß 29 und dem vierten Anschluß 31 sowie zwischen
dem zweiten Anschluß 30 und dem dritten Anschluß 32 eine
hydraulische Verbindung zustande. In dieser Stellung wird
durch die Vorrichtung ein Widerstand gegen den in positiver
Richtung erfolgenden Einknickvorgang ausgeübt bzw.
eine Sperrung bewirkt, da bei einem in positiver Richtung
erfolgenden Einknicken der doppeltwirkende hydraulische
Arbeitszylinder 21 zusammengeschoben wird, d. h. die
Hydraulikflüssigkeit aus dem zweiten Arbeitsraum 24 des
Arbeitszylinders 22 über die Leitung 20 und den zweiten
Anschluß 30 zu dem mit diesem verbundenen dritten Anschluß
32 strömt, wodurch dann das Rückschlagventil 36
unter dem Druck der in dieser Richtung erfolgenden Strömung
- als positives Ausgangssignal der Knickwinkel-Änderungsrichtung
- in die Sperrstellung gelangt. Zwecks Begrenzung
der Größe des dem Einknicken entgegenwirkenden
Gegenmomentes kann die Flüssigkeit unter Umgehung des
Rückschlagventils 36 durch das Druckbegrenzerventil 34
und den vierten Anschluß 31, den damit verbundenen ersten
Anschluß 29 und die Leitung 19 in den ersten Arbeitsraum
25 strömen. Der Kolben 23 muß den im zweiten Arbeitsraum
24 sich in dem durch das Druckbegrenzerventil 34 bestimmten
Ausmaß aufbauenden Druck überwinden.
Bei einer in negativer Richtung erfolgenden Knickwinkel-
Änderung wird der doppeltwirkende hydraulische Arbeitszylinder
21 auseinanderzogen, d. h. die Hydraulikflüssigkeit
gelangt aus dem ersten Arbeitsraum 25 des Arbeitszylinders
21 durch die Leitung 19, den ersten Anschluß 29,
den damit verbundenen vierten Anschluß 31 und hiernach
durch das Rückschlagventil 36, das unter einer in dieser
Richtung erfolgenden Strömung als negatives Ausgangssignal
der Knickwinkel-Änderungsrichtung öffnet, zum dritten Anschluß
32, dem damit verbundenen zweiten Anschluß 30 und
strömt dann durch die Leitung 20 in den zweiten Arbeitsraum
24. Die in dieser Richtung erfolgende Strömung erfordert
keine bedeutende Druckdifferenz, d. h. die Einrichtung
übt hierbei keinen wesentlichen Widerstand gegen den
Knickvorgang aus.
In der positiv verschobenen Stellung des Schiebers 27 des
Dreistellungs-Vierwegeventils 26 kommt zwischen dem ersten
Anschluß 29 und dem dritten Anschluß 32 sowie zwischen
dem zweiten Anschluß 30 und dem vierten Anschluß 31 eine
hydraulische Verbindung zustande. In dieser Stellung wird
durch die Vorrichtung gegen den in negativer Richtung erfolgenden
Einknickvorgang ein Widerstand ausgeübt bzw.
eine Sperrung bewirkt, da bei dem in negativer Richtung
erfolgenden Einknicken der doppeltwirkende hydraulische
Arbeitszylinder 21 auseinanderzogen wird, d. h. die
Hydraulikflüssigkeit strömt aus dem ersten Arbeitsraum 25
des Arbeitszylinders 21 durch die Leitung 19 und den ersten
Anschluß 29 zu dem damit verbundenen dritten Anschluß
32 und daraufhin gelangt das Rückschlagventil 36 aufgrund
der in dieser Richtung erfolgenden Strömung - als negatives
Ausgangssignal der Knickwinkel-Änderungsrichtung - in die
geschlossene Stellung. Zwecks Begrenzung der Größe des
Gegenmomentes kann die Flüssigkeit unter Umgehung des
Rückschlagventils 36 durch das Druckbegrenzerventil 34,
den vierten Anschluß 31, den damit verbundenen zweiten
Anschluß 30 und durch die Leitung 20 in den zweiten Arbeitsraum
24 gelangen. Der Kolben 23 muß den sich im ersten
Arbeitsraum 25 in dem durch das Druckbegrenzerventil
34 bestimmten Ausmaß aufbauenden Druck überwinden.
Bei einer in positiver Richtung erfolgenden Knickwinkel-
Änderung wird der doppeltwirkende hydraulische Arbeitszylinder
21 zusammengeschoben, d. h. die Hydraulikflüssigkeit
strömt aus dem zweiten Arbeitsraum 24 des Arbeitszylinders
21 durch die Leitung 20 und den zweiten Anschluß
30 zu dem damit verbundenen vierten Anschluß 31 und dann
durch das Rückschlagventil 36, das unter der in dieser
Richtung erfolgenden Strömung zur Knickwinkel-Änderung
öffnet, und gelangt zu dem mit diesem verbundenen ersten
Anschluß 29 und strömt dann durch die Leitung 19 in den
ersten Arbeitsraum 25. Eine in dieser Richtung erfolgende
Strömung erfordert keine wesentliche Druckdifferenz, d. h.
die Vorrichtung übt hierbei gegen den Knickvorgang keinen
wesentlichen Widerstand aus.
Der Winkellagen-Signalgeber und die Winkellagen-Auswerteeinrichtung kann in anderen
Folgesystemen verwendet werden, wo die Größe der Ausgangssignale
von der ausgewerteten Abweichung unabhängig
ist. So können der Lenkwinkel-Signalgeber als erster
Winkel-Signalgeber, und der Knickwinkel-Signalgeber als
zweiter Winkel-Signalgeber betrachtet werden.
Claims (8)
1. Knickwinkel-Sperrvorrichtung für ein Straßen-Gelenkfahrzeug, dessen Vorderwagen
und Hinterwagen über ein Gelenk miteinander gekuppelt sind, mit
einer gesteuert betätigbaren Gelenksperre, die an den Vorderwagen und den
Hinterwagen angeschlossen ist, einem den Lenkwinkel der gelenkten Vorderräder
des Vorderwagens abtastenden Lenkwinkel-Signalgeber, einem den
aktuellen Knickwinkel zwischen der Längsachse des Vorderwagens und der
Längsachse des Hinterwagens abtastenden Knickwinkel-Signalgeber und einer
an die Signalgeber angeschlossenen, die Abweichung jedes aktuellen
Knickwinkels von einem dem jeweiligen Lenkwinkel zugeordneten
Sollknickwinkel auswertenden Winkellagen-Auswerteeinheit, von welcher die
Gelenksperre gesteuert wird, wobei die Gelenksperre zusätzlich von einem
die Änderungsrichtung des aktuellen Knickwinkels abtastenden Knickwinkel-
Änderungsrichtungsgeber gesteuert wird und bei Definition des von der Winkellagen-
Auswerteeinheit an die Gelenksperre abgegebenen Steuersignals als
positiv, falls in Fahrtrichtung und in Draufsicht auf das Fahrzeug gesehen der
jeweilige aktuelle Knickwinkel im Uhrzeigersinn vor dem Sollknickwinkel
liegt, und als negativ, falls der jeweilige aktuelle Knickwinkel hinter dem
Sollknickwinkel liegt, und bei Definition des von dem Knickwinkel-Änderungsrichtungsgeber
an die Gelenksperre abgegebenen Steuersignals bei einer
Knickwinkeländerung im Uhrzeigersinn als positiv, und entgegen dem Uhrzeigersinn
als negativ, die Gelenksperre beim Auftreten von zwei Steuersignalen
mit entgegengesetztem Vorzeichen einschaltbar, und von zwei Steuersignalen
mit gleichem Vorzeichen lösbar ist, um damit nur Knickwinkeländerungen in
Richtung auf den Sollknickwinkel zuzulassen, dadurch gekennzeichnet, daß
der Lenkwinkel-Signalgeber (10) und der Knickwinkel-Signalgeber (15) jeweils
eine Winkelcodescheibe (41, 63) und eine diese abtastende Abtastvorrichtung
(46) aufweisen, welche mit den Lenkwinkeländerungen bzw. Knickwinkeländerungen
gegeneinander verdrehbar sind, wobei jeweils die Winkelcodescheibe
(41, 63) aufeinander folgende Winkelabschnitte (60, 61) aufweisen, die für
diskrete Ausgangssignale kodiert sind, von welchen ausgehend von einer Abtaststellung,
die der äußersten linken Lenkeinschlagsstellung der Vorderräder
(6) bzw. der äußersten linken Einknickstellung des Hinterwagens (3) entspricht,
bis zu der der äußersten rechten Lenkeinschlagsstellung bzw. Einknickstellung
entsprechenden Abtaststellung fortlaufende Ordnungszahlen repräsentiert
werden, wobei ferner auf der Knickwinkelcodescheibe (41) den Winkelabschnitten
(61) der Lenkwinkelcodescheibe (63) jeweils ein Winkelabschnitt (60)
gleicher Ordnungszahl zugeordnet ist und die Grenzen der Winkelabschnitte gleicher
Ordnungszahl die einander zugeordneten Lenk- und Sollknickwinkel darstellen,
daß von der Winkellagen-Auswerteeinheit (13) das positive Steuersignal abgegeben
wird, wenn die Ordnungszahl des jeweils abgetasteten Lenkwinkelabschnitts
kleiner als die Ordnungszahl des jeweils abgetasteten Knickwinkelabschnitts
ist und der Unterschied zwischen beiden Ordnungszahlen einen bestimmten
Zahlenwert überschreitet, und das negative Steuersignal abgegeben wird,
wenn die Ordnungszahl des jeweils abgetasteten Lenkwinkelabschnitts größer als
die Ordnungszahl des jeweils abgetasteten Knickwinkelabschnittes ist und der
Unterschied zwischen beiden Ordnungszahlen einen bestimmten Zahlenwert
überschreitet, und daß die Breite der aufeinanderfolgenden Winkelabschnitte
ausgehend von dem Lenkwinkel bzw. dem Einknickwinkel der Geradeausfahrt-
Stellung in beiden Winkeländerungsrichtungen zunimmt und dann in der
Nähe des jeweils maximalen Winkelausschlages abnimmt.
2. Knickwinkel-Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
dem die kleinste Ordnungszahl aufweisenden Knickwinkel-Winkelabschnitt, vorzugsweise
auch einigen auf diesen folgenden Knickwinkel-Winkelabschnitten, in
der Winkellagen-Auswerteeinheit (13) stets ein negatives Abweichungsvorzeichen
und in ähnlicher Weise dem die größte Ordnungszahl aufweisenden Knickwinkel-
Winkelabschnitt, vorzugsweise auch einigen diesem vorausgehenden
Knickwinkel-Winkelabschnitten in der Winkellagen-Auswerteeinheit (13) stets ein
positives Abweichungsvorzeichen zugeordnet ist.
3. Knickwinkel-Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Winkelcodescheiben (41, 63) mit nach dem Gray-Code ausgebildeten Lichtdurchlaßöffnungsreihen
(66-71 bzw. 52-57) versehene Codefelder (65, 51) aufweisen,
an deren linken Seite (44) Lichtquellen (46), und diesen gegenüber auf
der anderen Seite (45) Fotozellen (47) angeordnet sind, die über informationsübertragende
Elemente (97, 104 bzw. 81, 88) an Eingänge (107, 90) der das
Codesignal des abgetasteten Lenkwinkelabschnittes (a i ) mit dem Codesignal des
abgetasteten Knickwinkel-Winkelabschnittes (β i ) vergleichende Winkellagen-Auswerteeinheit
(13) angeschlossen sind, die einen das negative Steuersignal abgebenden
Ausgang (109), einen den Zuordnungszustand abgebenden Ausgang (120)
und einen das positive Steuersignal abgebenden Ausgang (111) aufweist.
4. Knickwinkel-Sperrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die mit Gray-Codefeldern (65, 51) versehenen Winkelcodescheiben (41, 63) des
Knickwinkel- und des Lenkwinkel-Signalgebers (10, 15) jeweils ein Kontrollcodefelder
(73, 59) aufweisen und den Winkelabschnitten (61, 60) mit ungeraden
Ordnungszahlen Lichtdurchlaßöffnungsabschnitte (74) zugeordnet sind,
deren Bogen in beide benachbarte Winkelabschnitte (61) hineinreicht und
zwischen denen jeweils ein Signalabschnitt (75) ausgebildet ist, daß dem Kontrollcodefeld
(73, 59) auf der einen Seite (44) der Winkelcodescheibe (63) eine
Lichtquelle (48), und dieser gegenüber auf der anderen Seite (45) eine Fotozelle
(49) zugeordnet ist, die über informationsübertragende Bauelemente (98, 105
bzw. 80, 87) an Kontrolleingänge (106, 89) der Winkellagen-Auswerteeinheit (13)
angeschlossen sind, die einen Fehlersignalausgang (112) aufweist, an dem ausschließlich
demjenigen Zustand ein Fehlersignal zugeordnet ist, bei dem die Parität
des dem jeweiligen Winkelabschnitt (61, 60) der Winkelcodescheibe zugeordneten
Informationssignals bei dem dem Signalabschnitt (75) zugeordneten
Eingangssignal nicht ungerade ist.
5. Knickwinkel-Sperrvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Eingang (107) der Winkellagen-Auswerteeinheit (13) den
Eingang eines den aus dem Lenkwinkel-Signalgeber (10) abgerufenen Gray-Code
in einen Binärcode umwandelnden Codeumsetzers (138) bildet, an dessen Ausgang
(139) eine Vergleichsstromkreiseinheit (141) mit ihrem ersten Eingang
(140) angeschlossen ist, die mit ihrem zweiten Eingang (142) an den Ausgang
(143) eines den aus dem Knickwinkel-Signalgeber (15) abgerufenen Gray-Code in
einen Binärcode umwandelnde Codeumsetzers (144) angeschlossen ist, dessen
Eingang von dem zweiten Eingang (90) der Winkellagen-Auswerteeinheit (13)
gebildet wird, wobei die Ausgänge der Vergleichsstromkreiseinheit (141) von
den Ausgängen (109, 110, 111) der Winkellagen-Auswerteeinheit (13) gebildet
werden und die Ausgänge (139 bzw. 143) der beiden Codeumsetzer (138, 144) an
den das die Gray-Code-Parität charakterisierende Bit übernehmenden einen Eingang
(145 bzw. 148) invertierender ODER-Torschaltungen (147 bzw. 148) angeschlossen
sind, deren anderer Eingang die Kontrolleingänge (106, 89) der Winkellagen-
Auswerteeinheit (13) bilden und deren Ausgänge (149, 150) an die
Eingänge (151, 153) einer zweiten ODER-Torschaltung (152) angeschlossen sind,
deren Ausgang den Fehlersignalausgang (112) der Winkellagen-Auswerteeinheit
(13) bildet.
6. Knickwinkel-Sperrvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Eingang (107) der Winkellagen-Auswerteeinheit (13) den
Eingang eines den Gray-Code in einen Binärcode umwandelnden Codeumsetzers
(138) bildet, an dessen Ausgang (139) eine Vergleichsstromkreiseinheit (141) mit
ihrem ersten Eingang (140) angeschlossen ist, an deren zweiten Eingang (142)
der Ausgang (143) eines den aus dem Knickwinkel-Signalgeber (15) abgerufenen
Gray-Code in einen Binärcode umwandelnden Codeumsetzers (144) angeschlossen
ist, dessen Eingang von dem zweiten Eingang (90) der Winkellagen-Auswerteeinheit
(13) gebildet wird, daß die Augänge (109, 110, 111) der Vergleichsstromkreiseinheit
(141) die Ausgänge der Winkellagen-Auswerteeinheit
(13) ausbilden, an deren Eingänge (107, 90) außerdem die Parität des Gray-Code
kontrollierende durchgeschaltete Paritätsprüfschaltkreise (155, 158) angeschlossen
sind, deren Toreingänge die Kontrolleingänge (106, 89) der Winkellagen-
Auswerteeinheit (13) sind und auf deren Fehlersignalausgängen (156, 159) ein
Ausgangssignal ausschließlich dem zum Signalabschnitt (75) der Codescheiben
(41, 63) gehörenden Signal zugeordnet ist, wobei die Fehlersignalausgänge
(156, 159) über eine ODER-Torschaltung (152) an den Fehlersignalausgang (112) der
Winkellagen-Auswerteeinheit angeschlossen sind.
7. Knickwinkel-Sperrvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Winkellagen-Auswerteeinheit (13) von einem Festprogrammspeicher
(108) ausgebildet ist, der den ersten Eingang (107) und den zweiten
Eingang (90) ausbildende Adreßleitungen aufweist und dessen Datenausgang die
Ausgänge (109, 110, 111) der Winkellagen-Auswerteeinheit (13), und zwei weitere
Adreßleitungen die Kontrolleingänge (106, 89) und ein weiterer Datenausgang
den Fehlersignalausgang (125) bilden.
8. Knickwinkel-Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelenksperre einen an dem Vorderwagen (2) und an dem
Hinterwagen (3) abgestützten, doppelt wirkenden hydraulischen Arbeitszylinder
(21) aufweist, dessen Steuerrichtung (16) ein elektromagnetisch betätigtes, über
seine Elektromagneten (28) an Leistungsverstärker (77, 78) angeschlossenes hydraulisches
Dreistellungs-Vierwegeventil (26) aufweist, an dessen ersten Anschluß
(29) der eine Arbeitsraum (25) des Arbeitszylinders (21) und an dessen
zweiten Anschluß (30) der zweite Arbeitsraum (24) des Arbeitszylinders (21) angeschlossen
sind, daß der dritte (32) und der vierte (31) Anschluß des Dreistellungs-
vierwegeventils (26) über eine hydraulische Schleife (33) miteinander verbunden
sind, in der ein die Strömung von dem dritten Anschluß (32) in Richtung
zu dem vierten Anschluß (31) sperrendes Rückschlagventil (36) angeordnet ist,
daß in der die Ruhestellung des Schiebers (27) des Dreistellungs-Vierwegeventils
(26) bildenden mittleren Stellung des Schiebers (27) mindestens der erste
Anschluß (29), der zweite Anschluß (30) und der vierte Anschluß (31)
gegeneinander geöffnet sind, in der negativen Steuerstellung des Schiebers der
erste Anschluß (29) und der vierte Anschluß (31) sowie der zweite Anschluß (30)
und der dritte Anschluß (32) miteinander verbunden sind und in der positiven
Steuerstellung des Schiebers (27) und der erste Anschluß (29) und der vierte
Anschluß (37) sowie der zweite Anschluß (30) und der vierte Anschluß (31)
gegeneinander geöffnet sind, daß die Steuereinrichtung (16) zugleich auch den
Knickwinkel-Änderungsrichtungsgeber bildet, indem die geöffnete Stellung des
Rückschlagventils (36) bei positiver Stellung des Dreistellungs-Vierwegeventils
(26) einen Ausgang mit positivem Vorzeichen, und bei negativer Stellung des
Dreistellungs-Vierwegventils (26) einen Ausgang mit negativem Vorzeichen
bildet und die geschlossene Stellung des Rückschlagventils (36) bei positiver
Stellung des Dreistellungs-Vierwegventils (26) einen Ausgang mit negativem
Vorzeichen und bei der negativen Stellung des Dreistellungs-Vierwegeventils
(26) einen Ausgang mit positivem Vorzeichen bildet.
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