DE102021214525A1

DE102021214525A1 - Sensoranbringung für Anhänger-ESP

Info

Publication number: DE102021214525A1
Application number: DE102021214525.6A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Maier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG; Erwin Hymer Group SE
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG; Erwin Hymer Group SE
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2023-06-22
Also published as: WO2023111078A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Anhänger (101) mit mindestens einem elektrischen Verbinder (109a) zum Herstellen mindestens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Anhänger (101) und einem Zugfahrzeug (107) und mit mindestens einem kinematischen Sensor. Der kinematische Sensor an oder in dem Verbinder (109a) angebracht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Anhänger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Rechenvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 3, ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 7 und ein Computerprogramm nach dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Aus dem Stand der Technik ist ein sogenanntes Anhänger-ESP bekannt. Dabei erkennt das ESP-System eines Zugfahrzeugs, wenn ein Anhänger an das Zugfahrzeug angehängt ist. Das ESP-System regelt dann Bremseingriffe an dem Zugfahrzeug derart, dass der Anhänger fahrdynamisch stabilisiert wird.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Systeme bekannt, bei denen die Räder eines Anhängers abgebremst werden, um diesen fahrdynamisch zu stabilisieren. Eine Deichsel des Anhängers ist dabei mit kinematischen Sensoren versehen. In Abhängigkeit von Signalen der Sensoren erfolgt bei Bedarf ein stabilisierender Bremseingriff. Gegenüber Bremseingriffen am Zugfahrzeug sind Bremseingriffe, die direkt am Anhänger erfolgen, wirkungsvoller.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die fahrdynamische Stabilität eines Anhängers weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Anhänger nach Anspruch 1, eine Rechenvorrichtung nach Anspruch 3, ein Verfahren nach Anspruch 7 und ein Computerprogramm nach Anspruch 8. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
Ein Anhänger ist ein Fahrzeug mit einer Deichsel. Über die Deichsel ist der Anhänger mit einem Zugfahrzeug koppelbar. Im gekoppelten Zustand wird der Anhänger hinter dem Zugfahrzeug mitgeführt. Dabei folgt der Anhänger einer durch das Zugfahrzeug vorgegebenen Trajektorie.
Der erfindungsgemäße Anhänger ist mit mindestens einem elektrischen Verbinder zum Herstellen mindestens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Anhänger und einem Zugfahrzeug ausgestattet. Ein Verbinder bezeichnet ein Mittel, das mit einem Gegenpart - einem weiteren Verbinder - verbindbar ist. Die Verbindung zwischen dem Verbinder und seinem Gegenpart ist lösbar. Ein elektrischer Verbinder zeichnet sich dadurch aus, dass durch die Verbindung zwischen dem Verbinder und seinem Gegenpart eine elektrische Verbindung zustande kommt. Vorzugsweise sind der Verbinder und sein Gegenpart als Steckverbinder ausgeführt. Ein Steckverbinder lässt sich durch Einstecken mit seinem Gegenpart verbinden.
Der Gegenpart ist vorliegend an dem Zugfahrzeug fixiert. Vorzugsweise ist die Fixierung des Gegenparts an dem Zugfahrzeug starr, das heißt ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung zwischen dem Gegenpart und einer Karosserie oder einem Rahmen des Zugfahrzeugs.
Der Verbinder ist mit dem übrigen Anhänger bzw. mit dessen Aufbau oder Rahmen vorzugsweise ausschließlich mittels eines flexiblen Kabels verbunden. Entsprechende Verbinder sind gemeinhin gebräuchlich, um die Elektrik des Anhängers mit der Elektrik des Zugfahrzeugs zu verbinden. Insbesondere die Leuchten, wie Rückleuchten, Bremslichter, Blinker und Nummernschildbeleuchtung des Anhängers werden auf dem Wege über die Elektrik des Zugfahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt.
Der erfindungsgemäße Anhänger weist darüber hinaus mindestens einen kinematischen Sensor auf. Dies ist ein Sensor zum Messen mindestens einer kinematischen Größe, wie Ort, Lage oder eine zeitliche Ableitung beliebiger Ordnung davon, etwa Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Ruck.
Erfindungsgemäß ist der kinematische Sensor an oder in dem Verbinder angebracht, d.h. an oder in dem Verbinder fixiert - vorzugsweise starr, d.h. ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung zwischen dem Sensor und dem Verbinder. Durch die Erfindung misst der kinematische Sensor mindestens eine kinematische Größe des Verbinders. Ist der Verbinder mit seinem Gegenpart an dem Zugfahrzeug verbunden, misst der Sensor mindestens eine kinematische Größe des Zugfahrzeugs. Gegenüber kinematischen Sensoren, die an der Deichsel des Anhängers angebracht sind, ist dies von Vorteil, da die Stabilisierung des Anhängers unmittelbar in Reaktion auf Bewegungen des Zugfahrzeugs erfolgen kann.
Von Vorteil ist weiterhin, dass eine oder mehrere Signalleitungen des Sensors in eine ohnehin vorhandene Verkabelung des Verbinders integriert werden können. Ein von einem Aufbau oder einem Rahmen des Anhängers zu dem Verbinder verlaufendes Kabel enthält in dem Fall neben einer oder mehreren elektrischen Leitungen, etwa zur Versorgung der Leuchten des Anhängers mit elektrischer Energie, eine oder mehrere Signalleitungen des kinematischen Sensors.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der kinematische Sensor an oder in einem Gehäuse des Verbinders angebracht. Vorzugsweise ist der kinematische Sensor starr, d.h. ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung zwischen dem kinematischen Sensor und dem Gehäuse, an oder in dem Gehäuse fixiert.
Die Weiterbildung ist im Hinblick auf die oben beschriebene Messung von Bewegungsgrößen des Zugfahrzeugs vorteilhaft. Besonders vorteilhaft ist eine Anbringung des kinematischen Sensors in dem Gehäuse, da der kinematische Sensor so durch das ohnehin vorhandene Gehäuse vor Witterungseinflüssen geschützt wird. Ein separates Gehäuse für den kinematischen Sensor kann dadurch entfallen.
Eine erfindungsgemäße Rechenvorrichtung ist ausgebildet, in Abhängigkeit der Signale des mindestens einen kinematischen Sensors des oben beschriebenen Anhängers mindestens eine Bremse und/oder mindestens einen Antrieb des Anhängers anzusteuern. Dazu weist die Rechenvorrichtung mindestens zwei Schnittstellen - Aktorschnittstelle und Sensorschnittstelle genannt - auf.
Die Aktorschnittstelle dient zum Senden von Signalen an die mindestens eine Bremse und/oder den mindestens einen Antrieb. Über die Signale werden die mindestens eine Bremse und/oder der mindestens eine Antrieb angesteuert. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit der Signale die mindestens eine Bremse geschlossen wird, sodass mindestens ein Rad des Anhängers, auf welches die mindestens eine Bremse wirkt, abgebremst wird, und/oder der mindestens eine Antrieb des Anhängers wird aktiviert, sodass mindestens ein Rad des Anhängers durch den mindestens einen Antrieb angetrieben wird.
Die Sensorschnittstelle dient zum Empfangen von Daten des mindestens einen kinematischen Sensors.
Die Rechenvorrichtung ist ausgebildet, in Abhängigkeit der über die Sensorschnittstelle empfangenen Signale des mindestens einen kinematischen Sensors die mindestens eine Bremse und/oder den mindestens einen Antrieb des Anhängers anzusteuern. Die Ansteuerung der mindestens einen Bremse und/oder des mindestens einen Antriebs erfolgt durch die Ausgabe entsprechender Signale über die Aktorschnittstelle.
Als Antrieb dienen vorzugsweise ein oder mehrere Elektromotoren. Im Generatorbetrieb erzeugen die Elektromotoren eine Bremskraft. Entsprechend lassen sich die Elektromotoren als Bremse verwenden. Alternativ oder zusätzlich lassen sich über die Aktorschnittstelle eine oder mehrere herkömmliche reibschlüssige Bremsen des Anhängers ansteuern.
Bevorzugt ist die Rechenvorrichtung weitergebildet, die mindestens eine Bremse und/oder den mindestens einen Antrieb so anzusteuern, dass eine Kraft, die der Anhänger über seine Deichsel auf das Zugfahrzeug ausübt, vermindert wird. Dies bedeutet, dass eine erste Kraft, die der Anhänger auf das Zugfahrzeug ausüben würde, wenn er passiv, das heißt ohne Ansteuerung durch die Rechenvorrichtung, von dem Zugfahrzeug gezogen würde, größer ist als eine zweite Kraft, die der Anhänger über seine Deichsel stattdessen auf das Zugfahrzeug ausübt, wenn er durch die Rechenvorrichtung angesteuert wird. Vorzugsweise ist die zweite Kraft in jedem Zeitpunkt gleich oder kleiner als die erste Kraft. Während einer Kurvenfahrt ist die zweite Kraft vorzugsweise permanent geringer als die erste Kraft.
Bevorzugt bewirkt die Ansteuerung der mindestens eine Bremse und/oder des mindestens einen Antrieb durch die Rechenvorrichtung, dass die über die Deichsel auf das Zugfahrzeug ausgeübte Kraft minimiert wird. Von verschiedenen möglichen Alternativen der Ansteuerung des Anhängers wählt die Rechenvorrichtung dabei diejenige, welche die geringste auf das Zugfahrzeug ausgeübte Kraft zur Folge hat.
Bevorzugt ist die Rechenvorrichtung weitergebildet, die mindestens eine Bremse und/oder den mindestens einen Antrieb so anzusteuern, dass der Anhänger einer durch das Fahrzeug vorgegebenen Trajektorie folgt. Dies impliziert, dass der Anhänger so angesteuert wird, dass ein Ausbrechen des Anhängers verhindert wird. Unter einem Ausbrechen ist ein Rutschen der Räder mindestens einer Achse des Anhängers seitlich, das heißt quer zur Fahrtrichtung des jeweiligen Rads, zu verstehen.
Bevorzugt wird auch eine Ansteuerung der mindestens einen Bremse und/oder des mindestens einen Antriebs durch die Rechenvorrichtung derart, dass kinematische Schwingungen des Anhängers vermindert wird. Die Ansteuerung erfolgt derart, dass die durch die mindestens eine Bremse und/oder den mindestens einen Antrieb auf das jeweilige Rad des Anhängers aufgebrachten Kräfte der Schwingung entgegenwirken.
Eine kinematische Schwingung ist eine Schwingung einer kinematischen Größe, vorliegend einer kinematischen Größe des Anhängers. Insbesondere kann es sich bei der Schwingung um eine Pendelschwingung, das heißt eine Schwingung des Anhängers um seine Hoch- und/oder Längsachse handeln.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren und bevorzugten Weiterbildungen des Verfahrens handelt es sich um die oben beschriebenen, von der erfindungsgemäßen Rechenvorrichtung oder einer bevorzugten Weiterbildung implementierten Verfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren dient entsprechend zum Steuern des erfindungsgemäßen Anhängers oder einer bevorzugten Weiterbildung. In Abhängigkeit der Signale des mindestens einen kinematischen Sensors werden dabei eine oder mehrere Bremsen und/oder ein oder mehrere Antriebe des Anhängers, wie oben beschrieben, angesteuert.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm ist zum Ausführen auf der erfindungsgemäßen Rechenvorrichtung oder einer bevorzugten Weiterbildung ausgebildet. Bei Ausführung auf der Rechenvorrichtung veranlasst das Computerprogramm die Rechenvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens auszuführen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:

1 ein Gespann mit Zugfahrzeug und Anhänger.

Der in 1 dargestellte Anhänger 101 weist eine Deichsel 103 auf. Diese ist über eine Anhängerkupplung 105 mit einem Zugfahrzeugs 107 zu einem Gespann verbunden. Das Zugfahrzeug 107 zieht den Anhänger 101, sodass der Anhänger 101 einer durch das Zugfahrzeug 107 vorgegebenen Trajektorie folgt.
Der Anhänger 101 und das Zugfahrzeug 107 weisen jeweils eine Steckverbindung 109a, 109b auf. Die Steckverbindung 109a des Anhängers 101 und die Steckverbindung 109 des Zugfahrzeugs 107 korrespondieren derart miteinander, dass die Steckverbindung 109a des Anhängers 101 in die Steckverbindung 109b des Zugfahrzeugs 107 eingesteckt werden kann. Im eingesteckten Zustand ist die Steckverbindung 109a des Anhängers 101 a in der Steckverbindung 109b des Zugfahrzeugs 107 fixiert, und es besteht eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den beiden Steckverbindungen 109a, 109b.
Die Steckverbindung 109b des Zugfahrzeugs 107 ist starr an der Karosserie des Zugfahrzeugs 107 angebracht. Im eingesteckten Zustand ist somit auch die Steckverbindung 109a des Anhängers starr in der Karosserie des Zugfahrzeugs 107 fixiert.
Zwischen der Steckverbindung 109a des Anhängers 101 und einem Aufbau des Anhängers 101 verläuft ein flexibles Kabel 111. Das Kabel 111 beinhaltet jeweils einen Abschnitt elektrischer Leitungen 113, welche die Leuchten des Anhängers 101 mit elektrischer Energie versorgen. Weiterhin führen Signalleitungen 115 für elektrische Signale durch das Kabel 111.
Die Steckverbindung 109a des Anhängers 101 enthält kinematische Sensoren. Diese sind über die Signalleitungen 115 signalleitend mit einem in dem Anhänger 101 eingebauten Steuergerät 117 verbunden. Das Steuergerät 117 wertet Signale der Sensoren aus und steuert in Abhängigkeit davon Bremsen 119, die auf die Räder des Anhängers 101 wirken, sowie einen gegebenenfalls vorhandenen Antrieb des Anhängers 101 an.
Bezugszeichenliste

101: Anhänger
103: Deichsel
105: Anhängerkupplung
107: Zugfahrzeug
109a: Steckverbindung des Anhängers
109b: Steckverbindung des Zugfahrzeugs
111: Kabel
113: elektrische Leitung
115: Signalleitung
117: Steuergerät
119: Bremse

Claims

Anhänger (101) mit mindestens einem elektrischen Verbinder (109a) zum Herstellen mindestens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Anhänger (101) und einem Zugfahrzeug (107) und mit mindestens einem kinematischen Sensor; dadurch gekennzeichnet, dass der kinematische Sensor an oder in dem Verbinder (109a) angebracht ist.
Anhänger (101) nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der kinematische Sensor an oder in einem Gehäuse des Verbinders (109a) angebracht ist.
Rechenvorrichtung (117) mit einer Aktorschnittstelle zum Senden von Signalen an mindestens eine Bremse (119) und/oder mindestens einen Antrieb eines Anhängers (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch eine Sensorschnittstelle zum Empfangen von Signalen des mindestens einen kinematischen Sensors; wobei die Rechenvorrichtung (117) ausgebildet ist, in Abhängigkeit von über die Sensorschnittstelle empfangener Signale des mindestens einen kinematischen Sensors über die Aktorschnittstelle Signale an die mindestens eine Bremse (119) und/oder den mindestens einen Antrieb zu senden.
Rechenvorrichtung (117) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenvorrichtung (117) ausgebildet ist, die mindestens eine Bremse (119) und/oder den mindestens einen Antrieb so anzusteuern, dass eine Kraft, die der Anhänger (101) über seine Deichsel (103) auf eine Anhängerkupplung (105) des Zugfahrzeugs (107) ausübt, vermindert wird.
Rechenvorrichtung (117) nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenvorrichtung (117) ausgebildet ist, die mindestens eine Bremse (119) und/oder den mindestens einen Antrieb so anzusteuern, dass der Anhänger (101) einer durch das Zugfahrzeug (107) vorgegebenen Trajektorie folgt.
Rechenvorrichtung (117) nach einem der vorhergehenden drei Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenvorrichtung (117) ausgebildet ist, kinematische Schwingungen des Anhängers (101) zu vermindern.
Verfahren zum Steuern eines Anhängers (101) nach einem der Ansprüche 1 oder 2; dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von Signalen des mindestens einen kinematischen Sensors, die mindestens eine Bremse (119) und/oder der mindestens eine Antrieb angesteuert werden.
Computerprogramm zu Ausführung auf einer Rechenvorrichtung (117) nach einem der Ansprüche 3 bis 6; dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm bei Ausführung auf der Rechenvorrichtung (117) diese veranlasst, ein Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch auszuführen.