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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkanordnung für die Vorderachse
eines von einem Zugfahrzeug bewegten Anhängerfahrzeugs, die schwenkfest mit dem
einen Ende einer Deichsel verbunden und frei einstellbar ist um einen Führungspunkt,
in welchem das andere Ende der Deichsel mit dem Zugfahrzeug gekuppelt ist.
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Nach der älteren Patentanmeldung P 33 33 209.6 ist die zwischen der
Achse und der Deichsel bestehende Winkeleinstellung mittels einer Zusatzlenkeinrichtung
veränderbar.
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Die Veränderung des Zusatzlenkwinkels geschieht dabei selbsttätig
in Abhängigkeit von der Abweichung der Deichselrichtung von der Längsrichtung des
Zugfahrzeugs. Die Steuerung findet in solcher Weise statt, daß der Deichselwinkel
innerhalb eines engen Winkelbereichs um die Längsrichtung des Zugfahrzeugs gehalten
wird, was sich auf das Kurvenverhalten und die
Lenkgeometrie so
auswirkt, als sei die Deichsel starr mit dem Zugfahrzeug verbunden. Daraus ergeben
sich verschiedene Vorteile, insbesondere die Möglichkeit, einen geringeren Kuppelabstand
zwischen der Front des Anhängerfahrzeugs und der Rückfläche des Zugfahrzeugs einzuhalten.
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Die Erfindung erzielt eine Weiterbildung dieses Gedankens dadurch,
daß die Zusatzlenkeinrichtung abhängig von dem Lenkwinkel des Zugfahrzeugs veränderbar
ist.
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Unter dem Lenkwinkel des Zugfahrzeugs ist der Winkel der gelenkten
Räder des Zugfahrzeugs zu verstehen.Wenn das Zugfahrzeug über mehrere gelenkte Achsen
verfügt, kann einer dieser Winkel der Steuerung des Zusatzlenkwinkels zugrunde gelegt
werden; Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß die Deichsel dann ihre gleichgerichtete
Stellung zum Zugfahrzeug beibehält, wenn in jedem Augenblick der Zusatzlenkwinkel
so eingestellt ist, daß die Achslinien der zusatzgelenkten Räder durch den Lenkmittelpunkt
des Zugfahrzeugs gehen. Wenn man die für die Lenkgeometrie maßgebenden Verhältnisse,
nämlich Achsstand, Uberhang, Deichsellänge etc. kennt, ist es daher möglich, diejenigen
Zusatzlenkwinkelbeträge zu bestimmen, die jedem Lenkwinkel des Zugfahrzeugs durch
die Steuereinrichtung zugeordnet werden müssen, damit die Deichsel ihre mit der
Längsrichtung des Zugfahrzeugs übereinstimmende Stellung beibehält.
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Mittels eines geeigneten Rechners und Servogeräten für die Eifl5Jellung
des Zusatzlenkwinkels läßt sich dieses Ziel weitgehend erreichen, auch wenn gewisse
Abweichungen von der theoretischen Genauigkeit nicht vermeidbar sind. Das ist aber
auch nicht erforderlich, weil gewisse Toleranzen in der Winkeleinstellung der Deichsel
zur Längsrichtung des Zugfahrzeugs zugelassen werden können. Es ist bei normalem
Fahrtablauf auch nicht damit zu rechnen, daß sich Zusatzlenkfehler über längere
Zeiträume zu einem unzulässig großen Fehler summieren könnten, weil im normalen
Fahrtablauf ständig Geradeausfahrtzustände eintreten, in denen die für die Bestimmung
des Zusatzwinkels maßgebenden Steuereinrichtungen auf den der Geradeausfahrt entsprechenden
Null zustand zurückgeführt werden können.
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Der Sicherheit halber kann es sich jedoch empfehlen, die gewünschte
Einhaltung der Deichselrichtung durch eine gesonderte Winkelfühleinrichtung festzustellen
und korrigierend auf die Zusatzlenkeinrichtung einwirken zu lassen, wenn die Deichselrichtung
von der Richtung des Zugfahrzeugs um einen vorbestimmten Grenzbetrag in der einen
oder anderen Richtung abweicht. Der vom Lenkwinkel abhängigen Zusatzlenkwinkeleinstellung
wird dann einfach ein entsprechender Korrekturbetrag überlagert, der - unabhängig
von der jeweiligen geometrischen Einstellung der Fahrzeugkomponenten zueinander
-die Rückführung der Deichsel in etwa Zugfahrzeugrichtung gewährleistet.
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Die erfindungsgemäße Einstellung des Zusatzlenkwinkels abhängig vom
Lenkwinkel des Zugfahrzeugs kann zusätzlich zu
sämtlichen in der
älteren Anmeldung P 33 33 209.6 vorgesehenen Maßnahmen angewendet werden. Die Anorndung
nach jener Anmeldung kann auch teilweise durch die erfindungsgemäße ersetzt werden.
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Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, den Lenkwinkel des Zugfahrzeugs
an den Lenkorganen desselben abzunehmen. Eine andere Ermittlung des Lenkwinkels
oder eines diesem entsprechenden Wertes schließt die Erfindung jedoch nicht aus.
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so könnte beispielsweise durch einen die Straßenoberfläche abtastenden
optischen Sensor, der die Richtung der Straßenrelativbewegung zum Fahrzeug mit dessen
Längsrichtung vergleicht, ein den Lenkwinkel repräsentierendes Signal c.-zeugt werden.
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Es ist in der Praxis nicht erforderlich, den jeweiligen Zusatzlenkwinkel
in größtmöglicher Annäherung an den theoretischen Sollwert zu berechnen. Vielmehr
sind vereinfachende Annahmen möglich. Beispielsweise kann man in einem einfachsten
Ausführungfall die Zusatzlenkwinkel stets etwa proportional dem Lenkwinkel des Zugfahrzeugs
einstellen, wodurch in den meisten Fahrzuständen etwa die gewünschte Übereinstimmung
der Deichselrichtung mit der Längsrichtung des Zugfahrzeugs eingehalten werden kann.
Unter ungewöhnlichen Fahrzuständen sorgt die Kontrolle des Deichselwinkels-gegenüber
der Richtung des Zugfahrzeugs dafür, daß notfalls eine Korrektur des Zusatzlenkwinkels
erfolgen kann.
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Unterschiedliche Maße des Zugfahrzeugs (Radstand, Abstand zwischen
der Anhängerkupplung und der Hinterachse des Zugfahrzeugs) können die theoretische
Solleinstellung des Zusatzlenkwinkels beeinflussen. In vielen Fällen wird es nicht
notwenig sein, diese Unterschiede im Rechner zu
berücksichtigen,
weil jedenfalls die Tendenz in der Zusatzlenkung, die Deichselrichtung in Zugfahrzeugrichtung
zu halten, beibehalten bleibt und lediglich die in Kauf zu nehmenden Abweichungstoleranzen
größer oder kleiner sein können. Jedoch ist es möglich, den unterschiedlichen Geometrien
durch unterschiedliche Einstellbarkeit des Rechners Rechnung zu tragen. Beispielsweise
können bei einem Zugfahrzeug mit Liftachse, bei dem die Länge des überhang und der
Radstand davon abhängen, ob die zweite Achse angehoben ist oder nicht, Mittel zur
automatischen Feststellung dieses Zustands vorgesehen sein, die auf die Steuereinrichtung
der Zusatzlenkung so einwirken, daß in jedem Fall die zutreffende Lenkgeometrie
im Rechner dem Steuerungsvorgang zugrunde gelegt wird.
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Um den Steuerungsaufwand zu senken, kann vorgesehen sein, daß die
Zusatzlenkung auf die Fälle beträchtlichen Lenkeinschlag beschränkt wird. Solange
der Lenkeinschlag gering ist, ist nicht mit einem Fahrzustand zu rechnen, in welchem
die Ecken der Fahrzeugaufbauten einander berühren könnten. Es kann deshalb eine
stärkere Abweichung der Deichselrichtung von der Längsrichtung des Zugfahrzeugs
in Kauf genommen werden. Wenn hingegen größere Lenkeinschläge auftreten, ist ein
solcher Berührungsfall eher wahrscheinlich, so daß genauer darauf geachtet werden
muß, daß die Deichsel die Übereinstimmung mit der Längsrichtung des Zugfahrzeugs
behält. Auf Grund dieser überlegungen kann die Steuereinrichtung erfindungsgemäß
so ausgestaltet sein, daß unterhalb eines bestimmten Lenkwinkelwerts überhaupt keine
Zusatzlenkung stattfindet, beispielsweise innerhalb eines Winkelbereichs von - 5
bis 120. Erst wenn dieser Grenzwert überschritten wird, folgt eine Zusatzlenkung.
Diese Zusatzlenkung kann dann beispielsweise in ihrem Betrag in einem Ausführungsfall
proportional dem Lenkwinkel sein. Statt dessen kann unter dem Gesichtspunkt, daß
das
Ausmaß der Zusatzlenkung stets so klein bleiben soll, wie dies mit Rücksicht auf
die Vermeidung der Fahrzeugberührung statthaft ist, so ausgestaltet sein, daß bei
kleineren Lenkwinkeln (gegebenenfalls oberhalb des genannten Grenzwerts) nur relativ
kleinere Zusatzlenkwinkel vorgegeben werden, die lediglich eine Annäherung der Deichselrichtung
an die Längsrichtung des Zugfahrzeugs bringen, ohne eine vollständige .Kompensierung
zu erreichen, während erst bei großen Lenkwinkeln die zugehörigen.Zusatzlenkwinkelbeträge
so groß gewählt sind, daß eine Rückführung der Deichselrichtung etwa in Längsrichtung
des Zugfahrzeugs erreicht wird. Dies führt zu einer progressiven Abhängigkeit des
Zusatzlenkwinkels vom Lenkwinkel des Zugfahrzeugs.
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Im übrigen gelten für die erfindungsgemäße Zusatzlenkung dieselben
ergänzenden Überlegungen wie im Falle der Anmeldung P 33 33 209.6, insbesondere
die Erwägungen hinsichtlich der Abschaltung der Zusatzlenkung bei höheren Geschwindigkeiten
oder beim Auftreten von Fehlern sowie die manuelle Zusatzlenkung.