Artikel ME MOBIL ELEKTRONIK GMBH

Deichselwinkelgeber der nächsten Generation

mehr Flexibilität, geringere Bauhöhe und einbaukompatibel

Unser Ziel bei der Überarbeitung des bisherigen Deichselwinkelgebers war es, Ihnen als Kunden ein noch besseres Produkt anbieten zu können. Wie bisher liefern wir Ihnen unseren neuen Deichselwinkelgeber mit vielfältigem Montagezubehör um die Anbindung des Lenksystems an Ihr Fahrzeug so einfach wie möglich zu gestalten. Um die Robustheit des Sensors weiter zu erhöhen, haben wir den Schutz der Lagerung im rauhen Arbeitseinsatz angepasst.

Die geringere Bauhöhe bietet einige Vorteile, wie beispielsweise mehr Freiraum für eine mögliche Gelenkwelle. Durch einen zusätzlich auf Wunsch bei uns erhältlichen Adapterflansch ist der Winkelgeber vollständig einbaukompatibel zum bestehenden Sensor. Die auf der Deichsel Ihres Fahrzeugs bereits vorhandenen Bohrungen können daher direkt weiterverwendet werden.

Profitieren Sie von den neuen Eigenschaften des Deichselwinkelgebers ohne aufwändige Anpassungen fahrzeugseitig.

Anbindung Scharmüller Lenkkugel K80® EAMS

mit integrierter Sensorik

Anstelle eines Deichselwinkelgebers kann die neue Lenkkugel K80® EAMS (Embedded Angle Measurement System) mit integrierter Sensorik den Knickwinkel erfassen. Dadurch besteht bester Schutz vor äußeren Umwelteinflüssen und mechanischer Beschädigung. Durch den neuen Aufbau werden keine zusätzlichen mechanischen Zwangslenkungskomponenten benötigt. Das bietet den Vorteil, dass der Knickwinkel nicht mehr durch das Zwangslenkungsgestänge eingeschränkt wird. Außerdem ist kein zusätzlicher Kuppelvorgang mehr erforderlich. Sobald die Zugkupplung mit der K80® Lenkkugel verbunden wird, ist das System aufgrund der Plug & Play-Fähigkeit aktiv. Das K80® EAMS-System bietet Ihnen daher auch mehr Freiheitsgrade bei der Deichselkonstruktion.

DynamicTrailerSteering (DTS)

maximale Flexibilität

Mit unserem System DynamicTrailerSteering bieten wir Ihnen eine neuartige, besonders einfach handzuhabende Lösung an. Das System verzichtet gänzlich auf einen Deichselwinkelgeber. Der Knickwinkel wird aus dem fahrdynamischen Zustand des Anhängers durch einen speziellen, von uns entwickelten Algorithmus unter Verwendung einer 6-DOF-IMU und zwei Einzelradgeschwindigkeitssignalen ermittelt.

Der Vorteil dieses Systems ist, dass die üblichen Zwangslenkungskomponenten wie Gestänge und K50-Kugel hierdurch entfallen können. Der Anhänger ist so ohne Einschränkungen sofort an jedem beliebigen Zugfahrzeug ankuppelbar, ohne dass an diesem spezielle Zusatzausstattungen für den Einsatz mit der Zwangslenkung erforderlich wären oder eingehängt werden müssten. Weiter sorgt der Algorithmus dafür, dass der Geradeauslauf an jedem Zugfahrzeug hochgenau erfasst werden kann, ohne dass hierfür eine Kalibrierung erforderlich wäre.

Ein echtes „Easy To Own” System!

Neuer Sicherheits- Lenkcomputer

Hardware und Softwarearchitektur nach neusten Normen und Standards entwickelt

Eine komplett neue Hardware- und Softwarearchitektur nach ISO 25119 ermöglichen ein Performance Level bis zu AgPL e. Damit sind Geschwindigkeiten bis zu 80 km/h mit dem EHLA® Lenksystem möglich. Dank des robusten Gehäuses mit einer Schutzart bis zu IP 6K9K ist der Sicherheits-Lenkcomputer auch für extreme Einsätze geeignet.

Parallel mit der Einführung des neuen Sicherheits-Lenkcomputers für die AgriTrailer wurde auch die Software mit zusätzlichen Neuerungen erweitert. Kundenseitig können die relevanten Fahrzeugabmessungen und Achskoordinaten für eine höhere Flexibilität und optimale Anpassung der Lenkgeometrie an den jeweiligen Fahrzeugtyp parametriert werden. Auch wurde das System in Bezug auf den Notlenkbetrieb beim Fehlerfall von Komponenten toleranter gestaltet, so dass bei einem Bauteilausfall das Fahrzeug weiterhin mit gewissen Einschränkungen noch betrieben werden kann. Darüber hinaus wurde das Kalibrieren des Deichselwinkelgebers für die 0° Position deutlich vereinfacht und automatisiert für mehr Komfort und Reduzierung der Ausfallzeit bei einem erforderlichen Austausch eines Bauteils.

ISOBUS Implementierung

für bestehende und neue Systeme lieferbar

Ein weiteres Highlight ist, dass unsere EHLA® AgriTrailer Lenkysteme nun ISOBUS fähig sind. Die Kommunikation zwischen unserem Lenksystem und dem ISOBUS Terminal im Zugfahrzeug erfolgt über ein ISOBUS Gateway, welches zu unserem Lieferumfang gehört. Hiermit kann die Bedienung der EHLA® Lenkung über das traktorseitige Terminal erfolgen und es wird zur Bedienung keine zusätzliche Hardware in der Traktorkabine benötigt. Außerdem können die verschiedenen Funktionen auch über AUX auf den traktorseitigen oder andere Nachrüst-Joysticks gelegt werden für eine optimale Ergonomie während des Betriebes. Diese zusätzliche Option kann auch bei bereits bestehenden Systemen nachgerüstet werden.

Für den Bereich Schwerlastverkehr sollen an dieser Stelle 2 interessante Lösungen vorgestellt werden:

1.    Lösungen für Semi-Auflieger

Der EuroAxle der Firma Scheuerle ist durch seine einzigartige Achstechnologie bekannt, denn die Einzelradaufhängung wurde völlig neu konzipiert, indem auf verschleißanfällige Teile wie Querlenker und Achsschenkel verzichtet wurde. – Die Niveauregelung funktioniert hydraulisch.

Wie bei allen Tiefbettaufliegern werden die bis zu 5 gelenkten Achsen über das hydraulische Verdrängerprinzip gelenkt, was jedoch systembedingt einige Herausforderungen mit sich bringt. Insbesondere können die gelenkten Achsen nach dem Rangieren nicht zu 100 % in die Spur zurückgeführt werden, was eine manuelle Korrkektur erfordern kann.

MOBIL ELEKTRONIK hat den EuroAxle mit einem EHLA PLUS® Lenksystem ausgestattet, indem die Verdrängerlenkung bei Bedarf vom Fahrer per Knopfdruck überlagert wird.

Die größten Vorteile liegen darin, dass durch entsprechende Lenkprogrammanwahl am Bedienterminal die Achsen im Rangierbetrieb unabhängig vom Winkel zwischen Zugfahrzeug und Auflieger manuell nachgelenkt werden können, wodurch die Manövrierfähigkeit des Fahrzeuges beim Durchfahren von engen Kurven deutlich erhöht wird.

Ein weiterer Vorteil ist das Lenkprogramm Einspur-Funktion . Hiermit können die nachgelenkten Achsen automatisch auf die ursprüngliche Verdrängerlenkkurve synchronisiert werden. Das automatisierte Einspuren der Lenkachsen ist schneller und präziser als das konventionelle manuelle Einspuren durch den Fahrer. 

2.    Andock-Achse mit Power-on-Demand Lenksystem für Zugmaschinen

Eine andere interessante Lösung von MOBIL ELEKTRONIK ist ein EHLA ECO STANDARD Lenksystem für eine separate, gelenkte Andockachse für Schwerlast-Zugmaschinen.

Der kleine norwegische Aufliegerhersteller VANGS hat für seine Kunden im Schwertransportbereich eine solche Andockachse konzipiert, denn insbesondere in den skandinavischen Ländern spielt das GVW (Gross vehicle weight) eine große Rolle für die Transportgenehmigungen – die Spediteure bekommen bessere Konditionen je leichter die Zugmaschine ist. Somit wird die zusätzliche Achse nur verwendet, wenn unbedingt nötig.

Die Sattellast der Zugmaschine kann durch die Zusatzachse um etwa 10 Tonnen erhöht werden und ist innerhalb von 10 Minuten an die Zugmaschine montiert oder demontiert.

Eine Besonderheit stellt hier das EHLA ECO STANDARD dar, denn es verfügt über eine vom Zugfahrzeug unabhängige Hydraulikversorgung in Form eines Elektro-Hydro-Aggregats mit integrierter Proportionalhydraulik. Der Elektromotor, welcher die Hydraulikpumpe antreibt, benötigt nur Energie, wenn tatsächlich gelenkt wird. – Auf langen Überlandfahrten ist der Motor im Stand-by.

Somit wird kein Hydrauliköl vom Zugfahrzeug benötigt, was zu weniger Dieselverbrauch führt und das An- und Abkuppeln der Andockachse nochmals erleichtert.

Das Lenksystem der Andockachse erhält über CAN Bus die relevanten Daten der Zugmaschine wie Vorderachswinkel und Fahrzeug-Geschwindigkeit.

Das EHLA ECO Standard kann auch für andere Fahrzeugtypen mit Nachlaufachsen wie LKW-Auflieger verwendet werden.

Neue Transportkonzepte liegen im Trend

Auch die Anpassung der Verkehrsmittel an das tatsächliche Aufkommen des Personenverkehrs kann zur Vermeidung von Emissionen beitragen, denn außerhalb der Rush-Hours sind die konventionellen Busse kaum besetzt. Dazu kommt noch die Tatsache, dass konventionelle Busse aufgrund ihrer Abmessungen in viele historischen Stadtzentren gar nicht zum Einsatz kommen können.

Anwendungsbeispiel: MOVITAS von Tribus

Das innovative Unternehmen TRIBUS aus Utrecht, Niederlande hat diese Notwendigkeit als Chance für sich erkannt und den Citybus MOVITAS auf der diesjährigen Busworld 2019 präsentiert.

Das Fahrzeug ist in seiner kleinsten Version 8,20 m lang und 2,3 m breit und ist nach Angaben des Herstellers modular aufgebaut, sodass es in 3 Längen und 2 Breiten konfiguriert werden kann. Aufgrund des durchgehend flachen Bodens des Citybusses und optimierte Anordnung der Türen und Sitzgelegenheiten können deutlich mehr stehende Passagiere befördert werden als bei einem Standardbus mit gleichen Abmessungen. Neben der 100 %-Elektrifizierung verfügt der Bus über eine sehr hohe Energie-Effizienz. So wird die Abwärme des Elektroantriebs mittels Wärmetauscher für die Fußbodenheizung genutzt und das Dach des Fahrzeugs mit Fotovoltaik Paneelen ausgestattet.

Hohe Manövrierfähigkeit

Ein weiteres Ziel für TRIBUS war es, das ohnehin schon kompakte Fahrzeug noch manövrierfähiger zu gestalten, was den Einsatz in sehr engen Platzverhältnissen ermöglicht. Das Resultat ist eine aktiv gelenkte Hinterachse, welche so gut wie keinen Überhang des Hecks aufweist.

EHLA OPTIMAL

Für die Hinterachslenkung wurde das System EHLA OPTIMAL des Familienunternehmens MOBIL ELEKTRONIK verwendet. Generell muss jedes Hilfslenksystem so konzipiert sein, dass das Fahrzeug im Falle eines Fehlers oder gar Systemausfalls weiterhin beherrschbar ist und keine Gefährdung darstellt. Bei zweiachsigen Fahrzeugen ist die Sicherheitsbetrachtung von besonderer Bedeutung, da keine Starrachse vorhanden ist, die zusätzliche Seitenführungskräfte aufnehmen könnte. Als Konsequenz daraus ist die Rückfallebene des EHLA OPTIMAL so definiert, dass die Hinterachse des Busses im Fehlerfall zentriert und gesperrt wird, sodass sie sich wie eine Starrachse verhält. Damit geht zwar die Manövrierfähigkeit auf das Niveau eines normalen 2-achsigen Fahrzeugs zurück, aber das Fahrzeug bleibt weiterhin voll beherrschbar.

Wie bei jedem EHLA Hilfslenksystem wird auch bei EHLA OPTIMAL der Lenkwinkel der Hilfslenkachse aktiv geregelt, wobei der Sicherheits-Lenkcomputer (SLC) die zentrale Kernkomponente bildet. Der SLC erfasst alle Informationen, die für die EHLA erforderlich sind und als Eingangssignale (Vorderachslenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkprogramme) oder Fahrzeugdaten (Abmessungen, maximale Achswinkel, Achsabstände) vorliegen. Zusätzliche Kundenanforderungen können hierbei berücksichtigt werden. Auf Basis dieser Informationen regelt der SLC den Lenkwinkel der Hilfslenkachse.

MOBIL ELEKTRONIK stellt aus einem umfangreichen Komponenten-Portfolios Sicherheits-Lenkcomputer, Winkelgeber, Hydraulikeinheiten, Bedienterminals und vieles mehr zur Verfügung.

Bei rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen wird die Hydraulikversorgung in der Regel durch ein elektrisch angetriebenes Hydraulikaggregat generiert, welches nicht nur eine Hydraulikversorgung für das Hilfslenksystem, sondern auch für andere hydraulische Verbraucher des Fahrzeugs zur Verfügung stellt. Für den Ausfall der elektrischen oder hydraulischen Energieversorgung besitzt EHLA OPTIMAL eine unabhängige, redundante Hydraulikversorgung in Form eines Hydraulikspeichers, die mittels eines speziellen Zentrierzylinders die Hilfslenkachse aktiv in die Geradeausstellung lenkt und zentriert hält. Die Hilfslenkachse verhält sich im zentrierten Zustand wie eine Starrachse, sodass ein Weiterfahren unkritisch ist. Das geänderte Fahrverhalten wird dem Fahrer signalisiert.

Safety Level

Gerade Bushersteller stellen hohe Sicherheitsanforderungen an die zu verbauenden Elektronikkomponenten, da die Fahrzeuge in Bereichen mit hoher Personenfrequenz und dem damit verbundenen Risiko zum Einsatz kommen und seit Dezember 2018 der ISO 26262 folgen müssen.

Die Konsequenz lässt sich unmittelbar aus der HARA (Hazard and Risk Analysis) ableiten, welche der Fahrzeughersteller in seinem Entwicklungsprozess für die geplanten Systeme und somit auch für das Hilfslenksystem durchzuführen hat. In der Regel liegen bei einem 2-achsigen Bus aufgrund seines Einsatzgebiets, des Gefährdungspotentials und der Beherrschbarkeit Sicherheitsziele mit ASIL C oder sogar ASIL D für die Hilfslenkung vor.

Diese hohen Sicherheitsanforderungen können vom Lieferanten MOBIL ELEKTRONIK durch die neueste Generation von Sicherheits-Lenkcomputer abgebildet werden, da die komplette Software- und Hardware Architektur für Sicherheitsziele bis ASIL D ausgelegt wurde. Ein weiterer, wichtiger Faktor für die Umsetzung dieser hohen Sicherheitsanforderungen ist die erfolgreiche Etablierung eines ISO 26262:2018-konformen Entwicklungsprozess beim Mittelständler MOBIL ELEKTRONIK.

Zusätzlicher Schutz durch Bus Stop Automatic

Neben der reinen Hilfslenkung hat MOBIL ELEKTRONIK noch weitere Features für die Busbranche in die EHLA Hilfslenksysteme integriert. Beim hier geschilderten Movitas sorgt die sogenannte Bus Stop Automatic für weiteren Schutz der wartenden Personen. Wenn ein Bus von der Haltestelle mit eingeschlagener Vorderachse losfährt schwenkt das Fahrzeugheck stets in den Wartebereich der Passagiere hinein, wobei dieser Effekt durch eine Hinterachslenkung noch verstärkt wird und somit eine Gefährdung für die wartenden Passagiere darstellt.

Die Bus Stop Automatik wird durch das Öffnen und Schließen der Türen automatisch aktiviert und führt dazu, dass die Lenkung der Hinterachse des Movitas verzögert aktiviert wird. Als Resultat schwenkt das Fahrzeugheck wenige Zentimeter in den Wartebereich hinein. Die Funktion kann über Parameter an unterschiedliche Bus-Geometrien sehr einfach angepasst werden.

Das mittelständische Familienunternehmen MOBIL ELEKTRONIK ist bekannt für seine Hilfslenksysteme und Steer-by-Wire-Systeme, bei denen das Thema Safety einen sehr hohen Stellenwert hat.Als expandierendes Hightech-Unternehmen im Familienbesitz entwickelt und produziert die Firma seit mehr als 45 Jahren komplexe Steuerungssysteme in sicherheitsgerichteten Anwendungen für namhafte Hersteller von mobilen Maschinen, Nutz-und Spezialfahrzeugen weltweit.

In Abhängigkeit des Einsatzgebiets des zu lenkenden Fahrzeugs sind die jeweiligen Normen zu beachten und einzuhalten. Für Straßenfahrzeuge sind sicherheitsgerichtete elektronische Systeme gemäß der ISO26262 zu entwickeln, eine Selbstverständlichkeit für MOBIL ELEKTRONIK.

Im Off-Highway Bereich hingegen muss die Konformität zur ISO13849 gewährleistet werden.

Auf Basis der Risikobeurteilung des Fahrzeugherstellers ergibt sich dabei gemäß der normkonformen Ableitung für sicherheitsrelevante Steuerungskomponenten ein zu erreichendes Performance Level (PL), das abhängig vom Gefährdungspotenzial beim bestimmungsgemäßen Fahrzeugeinsatz ist. Ein besonders hohes Gefährdungspotenzial stellt beispielsweise der Mischbetrieb von autonom fahrenden Fahrzeugen und Menschen in Logistikzentren und Hafenbetrieben dar. Die abzudeckende Bandbreite des Performance Level erstreckt sich damit bis zur höchsten Gefährdungsstufe (PLe).Da gerade solche Applikationen einen wichtigen Markt für MOBIL ELEKTRONIK darstellen, hat das Unternehmen seine neue Generation von Sicherheits-Lenkcomputern darauf ausgerichtet.

Das Portfolio des Mittelständlers umfasst folgende Anwendungsbereiche: Steuerungen für On-Highway Applikationen mit einer gelenkten Achse: SLC 020 xxx.

Hiermit sind Anwendungen bis zum Automotive Safety Integrity Level D darstellbar. Sie findet ihren Platz in der Regel in LKW und Bussen und steuert dort die sicherheitskritische Hilfslenkung einer Hinterachse. Die beiden CAN Schnittstellen ermöglichen die Kommunikation mit dem Fahrzeug und den anderen Komponenten des Lenksystems. Zu erwähnen ist außerdem die Möglichkeit, das System in den Unified Diagnostic Service (UDS) über diese Schnittstellen einfach einzubinden. Die Steuerung SLC 021 xxx ist für eine und zwei gelenkte Achsen ausgelegt und kann für sicherheitskritische Anwendungen sowohl im On-Highway Bereich, als auch bei Agrarfahrzeugen und Mobilkranen sowie im Off-Highway Bereich mit höchsten Sicherheitsanforderungen bis PL e eingesetzt werden.

Die hohe IP Schutzklasse (IP 6K 9K) lässt den Einsatz auch unter extremen Umweltbedingungen zu, wie sie bei Agrarfahrzeugen und Baumaschinen zu finden sind. In der Zwischenzeit hat sich noch eine weitere neue Steuerung dazu gesellt (SLC 022 xxx).

Sie ist für sehr komplexe Anwendungen im Off-Highway Bereich vorgesehen, was schon ihre Ausstattung verrät: An Bord sind 5 galvanisch getrennte CAN Schnittstellen und weit über 100 frei programmierbare digitale Ein-/Ausgänge. Weitere Highlights sind die beiden Aufsteckplätze die nach Kundenwunsch angepasste Erweiterungsplatinen für die Anbindung nahezu beliebiger externer Geräte ermöglichen.

Wichtige Anwendungsgebiete für die neue Steuerung SLC 022 xxx sieht MOBIL ELEKTRONIK vor allem in den Bereichen der AGV’s (automated guided vehicles), bei denen eine klare Tendenz zu erkennen ist, diese auch im bereits erwähnten Mischbetrieb einzusetzen. Dies bedeutet, dass der Arbeitsbereich nicht komplett abgeriegelt wird, sondern Mensch und Maschine gleichzeitig im Arbeitsbereich unterwegs sein können. Für die Personensicherheit sorgen mehrere am Fahrzeug montierte Scanner oder Kameras, über die die Fahrzeugsteuerung Brems- oder auch Ausweichmanöver einleitet. Eine solche Umfelderkennung ist somit Kernelement der Fahrzeugsicherheit, weshalb MOBIL ELEKTRONIK das Einlesen derartiger Sensordaten als integralen Bestandteil der neuen Steuerungsgeneration vorgesehen hat. Außerdem ist anzumerken, dass MOBIL ELEKTRONIK sich nicht nur auf das Lenken der Fahrzeuge konzentriert, sondern auch sicherheitsrelevante Arbeitsfunktionen unter Einhaltung der anzuwendenden Normen abbilden kann. Außerdem ist anzumerken, dass sich MOBIL ELEKTRONIK nicht nur auf die Lenkfunktion der Fahrzeuge konzentriert, sondern ebenfalls auf die normkonforme Umsetzung sicherheitsrelevanter Arbeitsfunktionen spezialisiert ist.

Steuerungen von MOBIL ELEKTRONIK sind High-Tech-Produkte, die den höchsten Sicherheitsanforderungen genügen und auch deshalb vom ersten Konzeptentwurf bis hin zur Fertigung vollständig am Stammfirmensitz in Langenbrettach entwickelt und produziert werden.

Für die fahrzeugspezifische Adaption der Systeme und Programmierung der Steuerungen steht bei MOBIL ELEKTRONIK eine erfahrene Entwicklungsmannschaft zur Verfügung, um nahezu jeden Kundenwunsch zeitnah umsetzen zu können.

Das über viele Jahre aufgebaute Knowhow im Bereich der normgerechten Entwicklung von Sicherheitsanwendungen, ermöglicht es MOBIL ELEKTRONIK auf Basis der neuen Steuerungsgeneration höchste Sicherheitslevel für alle Branchenanwendungen zu erreichen.

Aber auch vor anderen Fahrzeugtypen wie Feuerwehrfahrzeuge macht diese Forderung nicht halt.

Darauf hat sich der namhafte Fahrzeugbauer Rosenbauer International AG aus Leonding in Österreich eingestellt und präsentierte nach 3 Jahren harter Entwicklungsarbeit im Herbst 2020 den Revolutionary Technology, kurz „RT“, der Öffentlichkeit.

Revolutionär

Laut eigenen Angaben hat Rosenbauer mit dem RT keine Weiterentwicklung eines bestehenden Fahrzeugkonzeptes auf den Markt gebracht, sondern hat das Feuerwehrfahrzeug völlig neu erdacht und umgesetzt, wobei Antriebstechnik, Fahrzeugarchitektur, Bedienbarkeit und Konnektivität im Mittelpunkt stehen.

Zwei Elektromotore erzeugen eine Gesamtleistung von bis zu 360 kW (490 PS) und ermöglichen somit eine enorme Beschleunigung. Die schwere Traktionsbatterie findet ihren Platz zwischen den Achsen in einem Niederflur-Chassis, wodurch der Schwerpunkt nach unten wandert und für stabiles Kurvenverhalten sorgt.

Eine weitere Besonderheit des RT ist das luftgefederte Fahrwerk mit wählbaren Fahr-Niveaus, dadurch kann die Bodenfreiheit dem Untergrund zwischen 250 mm bis zu 470 mm einstellen.

Am Einsatzort kann es auf 175 mm abgesenkt werden, um das Ein- und Aussteigen sowie das Arbeiten am Fahrzeug zu erleichtern.

Extreme Wendigkeit

Zu all den oben erwähnten Features reiht sich noch eine zuschaltbare Allradlenkung, um den ohnehin schon geringen Wendekreis bei einem Radstand von 3.800 mm von 15,00 m auf 12,50 m zu reduzieren.

Neben einem kleinen Wendekreis bietet die Allradlenkung die Möglichkeit der Diagonalfahrt, was für das Rangieren des Fahrzeugs oder das Ausparken aus einer beengten Lücke von hoher Bedeutung ist.

EHLA OPTIMAL sorgt für die Allradlenkung

Für die Hinterachslenkung wurde das etablierte System EHLA OPTIMAL des Familienunternehmens MOBIL ELEKTRONIK verwendet.

EHLA OPTIMAL erfüllt wie alle EHLA Lenksysteme von MOBIL ELEKTRONIK die ECE-79 R und ist somit im regulären Straßenmodus stets aktiv. – In Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Lenkwinkel sukzessive reduziert und ab einer vorgegebenen Geschwindigkeitsschwelle wird die Hinterachse hydraulisch gesperrt und fungiert wie eine starre Hinterachse.

Im Falle des RT von Rosenbauer dient die Hinterachslenkung als reine Rangierlenkung und wird im Einsatzbetrieb bei Bedarf zugeschaltet.

Generell muss jedes Hilfslenksystem so konzipiert sein, dass das Fahrzeug im Falle eines Fehlers oder gar Systemausfalls weiterhin beherrschbar ist und keine Gefährdung darstellt.

Bei zweiachsigen Fahrzeugen ist die Sicherheitsbetrachtung von besonderer Bedeutung, da keine Starrachse vorhanden ist, die zusätzliche Seitenführungskräfte aufnehmen könnte.

Als Konsequenz daraus ist die Rückfallebene des EHLA OPTIMAL so definiert, dass die Hinterachse des Fahrzeugs im Fehlerfall zentriert und gesperrt wird, sodass sie sich wie eine Starrachse verhält. Damit geht zwar die Manövrierfähigkeit auf das Niveau eines normalen 2-achsigen Fahrzeugs zurück, aber das Fahrzeug bleibt weiterhin voll beherrschbar.

Wie bei jedem EHLA Hilfslenksystem wird auch bei EHLA OPTIMAL der Lenkwinkel der Hilfslenkachse aktiv geregelt, wobei der Sicherheits-Lenkcomputer (SLC) die zentrale Kernkomponente bildet. Der SLC erfasst alle Informationen, die für die EHLA erforderlich sind und als Eingangssignale (Vorderachslenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkprogramme) oder Fahrzeugdaten (Abmessungen, maximale Achswinkel, Achsabstände) vorliegen. Zusätzliche Kundenanforderungen können hierbei berücksichtigt werden. Auf Basis dieser Informationen regelt der SLC den Lenkwinkel der Hilfslenkachse.

Bei rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen wird die Hydraulikversorgung in der Regel durch ein elektrisch angetriebenes Hydraulikaggregat generiert, welches nicht nur eine Hydraulikversorgung für das Hilfslenksystem, sondern auch für andere hydraulische Verbraucher des Fahrzeugs zur Verfügung stellt.

Für den Ausfall der elektrischen oder hydraulischen Energieversorgung besitzt EHLA OPTIMAL eine unabhängige, redundante Hydraulikversorgung in Form eines Hydraulikspeichers, die mittels eines speziellen Zentrierzylinders die Hilfslenkachse aktiv in die Geradeausstellung lenkt und zentriert hält.

Die Hilfslenkachse verhält sich im zentrierten Zustand wie eine Starrachse, sodass ein Weiterfahren unkritisch ist. Das geänderte Fahrverhalten wird dem Fahrer signalisiert.

Straßenfahrzeuge erfordern hohe Safety Level

Auch Hersteller von Kommunalfahrzeugen wie Feuerwehrfahrzeuge stellen hohe Sicherheitsanforderungen an die zu verbauenden Elektronikkomponenten, da die Fahrzeuge in Bereichen mit hoher Personenfrequenz und dem damit verbundenen Risiko zum Einsatz kommen und seit Dezember 2018 der ISO 26262 folgen müssen.

Beim RT von Rosenbauer ergab die Gefahr- und Risiko-Analyse einen geforderten Sicherheitslevel von ASIL C für das Lenksystem von MOBIL ELEKTRONIK, welches durch die neueste Generation des Sicherheits-Lenkcomputers und durch einen ISO 26262-konformen Entwicklungsprozess bei MOBIL ELEKTRONIK abgebildet werden kann.

Der erfolgreiche Projektabschluss für das EHLA OPTIMAL ist neben auch einer sehr engen Kooperation beider Unternehmen MOBIL ELEKTRONIK und Rosenbauer zu verdanken, denn ein ISO 26262-Projekt stellt weiterhin jeden Mittelständler vor große Herausforderungen.

Scharmüller ist Weltmarktführer für Verbindungen in der Landmaschinentechnik zwischen Zugfahrzeug sowie Anhänger und Mobil Elektronik ist Weltmarktführer für elektrohydraulische Hilfslenkungen, die inzwischen eine hohe Verbreitung in den Agrar-Trailern finden. Somit ist es naheliegend, dass die beiden Unternehmen gemeinsame Ideen für diese Branche hervorbringen.

 Bei mittelständisch geprägten Unternehmen werden Ideen oder Innovationen oft durch Kundenanforderungen ausgelöst – so auch in diesem Fall, der die Anbindung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger betrifft. 

Für eine elektrohydraulische Hilfslenkung einer oder mehrerer Achsen des Trailers ist es wichtig, den Winkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger zu erfassen, um die Lenkgeometrie gemäß Ackermann darstellen zu können. Nur so können die Hauptvorteile wie reduzierter Reifenverschleiß und hohe Manövrierfähigkeit voll ausgenutzt werden.

Aktuell wird hierfür ein sehr robuster Deichsel-Winkelgeber der Firma Mobil Elektronik eingesetzt.

In dem robusten Edelstahlgehäuse ist ein redundanter Dreh-Winkelgeber verbaut. Um den Knickwinkel messen zu können, muss der Hebel des Winkelgebers über ein Gestänge mit der K50 Zwangslenkungskugel des Traktors verbunden werden.

Diese mechanische Kopplung hat den Vorteil, dass der Knickwinkel zwischen Zugfahrzeug und Anhänger in allen Fahrsituationen, sogar im Stillstand, gemessen werden kann.

Dadurch können die Lenkachsen des geparkten Hängers, direkt nach dem Ankuppeln an den Traktor, durch das Lenksystem von Mobil Elektronik synchronisiert werden und die Lenkgeometrie gemäß Ackermann für das Gespann steht schon vor dem Losfahren zur Verfügung.

Diese Verbindung ist natürlich sehr robust und hält den widrigen Bedingungen auf dem Feld stand, ist aber vielen Anwendern beim An- und Abkuppeln zu aufwändig, wenn unterschiedliche Zugfahrzeuge zum Einsatz kommen.

Die Aufgabenstellung lag darin, eine einfachere Anbindung zwischen Zugfahrzeug und Trailer mit einem von ME Mobil Elektronik ausgestatteten Lenksystem zu realisieren.

Das hört sich zunächst recht trivial an, ist aber gar nicht so einfach umzusetzen:

Denn um das EHLA TRAILER Lenksystem weiterhin gemäß EC 79-R auf öffentlichen Straßen betreiben zu können muss der Knickwinkel der beiden Fahrzeuge in Form eines elektrischen Signals redundant ermittelt werden. Die Lösung, die sich Firma Scharmüller einfallen und patentieren lassen hat ist eine Kugelkopfanbindung mit integrierter Sensorik. Für dieses Konzept ist traktorseitig eine Sensorkugel erforderlich, die in Scharmüller-Kupplungssystemen sehr einfach getauscht und in anderen Systemen nachgerüstet werden kann. Die anhängerseitige Zugkugelkupplung ist mit einem Sensorelement ausgestattet. Beim Drehen der Zugöse auf der Zugkugel ändert sich das Magnetfeld. Durch den sogenannten Hall-Effekt wird daraus ein Signal erzeugt, welches über CAN an den Sicherheits-Lenkcomputer des Lenksystems von Mobil Elektronik geliefert wird. „Diese Lösung ist fantastisch und erfüllt die Forderungen der Landwirte und Lohnbetriebe zur einfachen An- und Abkopplung unterschiedlicher Fahrzeuge, sogar bei kleinsten Geschwindigkeiten“, so Thomas Beckert, Vertriebsingenieur von Mobil Elektronik.

 Aktuell werden Feldtests der neuen Scharmüller Kugelkopfkupplung in Verbindung mit dem EHLA Lenksystem von ME MOBIL ELEKTRONIK durchgeführt. Danach soll die Serienfreigabe erfolgen.

Eine weitere Neuerung, die den Kunden in Kürze für die Agrartrailer zur Verfügung stehen wird, ist die Bedienung des Lenksystems über ISOBUS.

Erntemaschinen und Ladewagen sind über die Jahre größer geworden. Die landwirtschaftlichen Betriebe, auf denen sie operieren, sind nicht immer mitgewachsen. Die Folge: Das Rangieren beim Be- und Entladen ist anspruchsvoller geworden. Und es hinterlässt deutlich mehr Reifenabrieb.

Kostspieligen Abrieb, Agrarreifen sind schließlich nicht gerade günstig. Übermäßiger Verschleiß schlägt unmittelbar auf die Betriebskosten durch.

Ein Weg aus diesem Dilemma sind elektronisch-hydraulische Hilfslenksysteme. Sie machen die damit ausgestatteten Fahrzeuge zum einen wendiger, zum anderen lassen sich einige dieser Systeme so parametrieren, dass sich weitere Vorteile für den Anwender ergeben. „Etwa durch einen präzisen Nachlauf des Anhängers im Vorgewende“, erläutert Thomas Beckert zuständig für Vertrieb

und Projektierung bei der Firma ME Mobil Elektronik. Das Unternehmen hat sich auf die Entwicklung und den Bau elektronischhydraulischer Hilfslenksysteme (EHLA) spezialisiert und ist mit seinen Systemen in zahlreichen Anwendungssegmenten weltweit unterwegs.

Optimiertes Manövrieren

Eines der Segmente, in dem sich das Unternehmen positioniert hat, sind landwirtschaftliche Fahrzeuge. „Gerade hier, wo es auf Wendigkeit und auf Schnelligkeit zugleich ankommt, macht der Einsatz unserer Systeme Sinn“, so Thomas Beckert. Ein zentrales Essential der elektronisch-

hydraulischen Lenksysteme ist die Möglichkeit, sie nach Kundenwunsch zu parametrieren. „So können wir beispielsweise das Lenksystem einer gezogenen Pflanzenschutzspritze so programmieren, dass die Spritze in einem genau vorgegebenen Radius der ziehenden Einheit folgt“,

erklärt der Elektronikexperte. So könnten zum einen Überfahrverluste im Bestand minimiert, zum anderen Überdeckungen oder Lücken in der Ausbringung vermieden werden.

Großes Interesse an den elektro-hydraulischen Lenksystemen besteht auch bei den Herstellern von Ladewagen und Güllefässern. Um die gewachsenen Nutzlasten stemmen zu können, steigt die Zahl

der 3- und 4-achsigen Fahrzeuge seit Jahren kontinuierlich an. „Gerade hier ist das Thema Reifenverschleiß ein sehr relevantes Thema“, so Thomas Beckert. Mechanische Zwangslenkungen seien mit ihren darstellbaren Einschlagwinkeln nur bedingt in der Lage, das Problem zu entschärfen.

Zudem brächten diese Verdrängersysteme häufig sehr hohe Krafteinwirkungen auf die Lenkachsgeometrie und seien ein Gewichtsfaktor, der die möglichen Nutzlasten spürbar verringert.

Dynamik und Sicherheit

Mit einem elektronisch-hydraulischen Lenksystem seien außerdem mit Blick auf fahrsicherheitstechnische Vorgaben viel größere Lenkeinschlagwinkel realisierbar. Die Lenksysteme

von ME Mobil Elektronik werden in ihrer Dynamik kundenspezifisch ausgelegt. Bei geringen

Geschwindigkeiten ist eine maximale Manövrierfähigkeit gefragt und somit sind große Lenkwinkel

möglich. Bei höheren Geschwindigkeiten wird der Lenkeinschlag reduziert, um einen optimalen Geradeauslauf zu gewährleisten. Diese Werte sind über Parameter einstellbar.

Die elektronisch-hydraulischen Hilfslenksysteme von ME Mobil Elektronik setzen sich aus verschiedenen Komponenten zusammen. Herzstück ist die Steuereinheit. Hier werden die von verschiedenen Sensoren gelieferten Werte elektronisch verarbeitet und als Steuerbefehl an die Hydraulik weitergeleitet. Die wiederum setzt die Steuerbefehle über die Hydraulikzylinder an

den Achsen in die gewünschte Lenkarbeit um.

Ein weiteres gerade im Agrarbereich hochinteressantes Feature: Wenn alle Achsen eines Anhängers lenkbar sind, können hilfreiche Lenkprogramme wie Diagonalfahrt genutzt werden, die zur Bodenschonung beitragen.

Und auch beim An- und Abkuppeln des Anhängers an den Traktor soll das EHLA System Vorteile bringen. Es hat laut ME Mobil Elektronik keinen Einfluss in welchem Winkel die Achsen beim Abkuppeln stehen – beim Anhängen des Zugfahrzeugs ist durch den Sicherheits-Winkelgeber an der Zugdeichsel schon vor dem Losfahren die korrekte Ackermann-Geometrie wiedergegeben.