DE102014114812B4

DE102014114812B4 - Device for determining a bending angle and method

Info

Publication number: DE102014114812B4
Application number: DE102014114812.6A
Authority: DE
Inventors: Simon Eggert; Benjamin Knopp; Dieter Zöbel
Original assignee: Universitat Koblenz-Landau
Current assignee: Universitat Koblenz-Landau
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2034-10-14
Also published as: WO2016058595A1; DE102014114812A1

Abstract

Vorrichtung zur Ermittlung eines Knickwinkels (10) zwischen einem Zugfahrzeug (1) und mindestens einem damit gekoppelten Anhänger (6) mit einer Rechnereinrichtung (15), – die Messsignale eines Lenkwinkelsensors (2) des Zugfahrzeugs (1) und Messsignale von mindestens zwei Anhängerradsensoren (14), die gegenüberliegenden Rädern (9) einer Achse (8) zugeordnet sind, empfängt und zur Ermittlung des Knickwinkels (10) auswertet und – die Zeitsignale zur Verarbeitung erfasst, um Zeitspannen zwischen den einzelnen Messsignalen des Anhängerradsensors (14) zu ermitteln.Device for determining a kink angle (10) between a towing vehicle (1) and at least one trailer (6) coupled thereto with a computer device (15), - the measurement signals of a steering angle sensor (2) of the towing vehicle (1) and measurement signals from at least two trailer wheel sensors ( 14), the opposite wheels (9) are assigned to an axle (8), receives and evaluates for determining the bending angle (10) and - detects the time signals for processing in order to determine time intervals between the individual measuring signals of the trailer wheel sensor (14).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und mindestens einem damit gekoppelten Anhänger mit einer Rechnereinrichtung und ein Verfahren dazu. The invention relates to a device for determining a bending angle between a towing vehicle and at least one trailer coupled thereto with a computer device and a method for this purpose.

Bei dem Zugfahrzeug kann es sich um einen Lastkraftwagen, einen Personenkraftwagen, einen Lieferwagen, ein landwirtschaftliches Fahrzeug, wie beispielsweise einen Traktor, oder dergleichen handeln. Von der Erfindung umfasste Anhänger sind beliebig ausgestaltet und mindestens ein Anhänger bildet mit dem Zugfahrzeug einen so genannten Gliederzug. The towing vehicle may be a truck, a passenger car, a delivery truck, an agricultural vehicle such as a tractor, or the like. Trailers included in the invention are designed as desired and at least one trailer forms a so-called articulated train with the towing vehicle.

Radsensoren, auch Raddrehzahlsensoren genannt, haben die Aufgabe, die Drehzahl der Räder von Fahrzeugen zu erfassen und diese Information in Form eines elektrischen Signals an ein Steuergerät des Fahrzeugs zu liefern. Aktuellere Radsensoren erfassen neben der Drehzahl auch die Drehrichtung der Räder. Wheel sensors, also called wheel speed sensors, have the task of detecting the rotational speed of the wheels of vehicles and to provide this information in the form of an electrical signal to a control unit of the vehicle. More recent wheel sensors detect not only the speed but also the direction of rotation of the wheels.

Lenkwinkelsensoren messen den Einschlagwinkel des Lenkrades eines Kraftfahrzeuges oder direkt den Radlenkwinkel der gelenkten Räder, also den Winkel der Räder zur Längsausrichtung des Fahrzeuges. Der den Einschlagwinkel des Lenkrades erfassende Lenkwinkelsensor kann in einer Lenksäule installiert und als Potentiometer, optischer oder magnetischer Sensor ausgebildet sein. Steering angle sensors measure the steering angle of the steering wheel of a motor vehicle or directly the wheel steering angle of the steered wheels, so the angle of the wheels for longitudinal alignment of the vehicle. The steering angle sensor detecting the steering angle of the steering wheel can be installed in a steering column and designed as a potentiometer, optical or magnetic sensor.

Die Informationen von Radsensoren und Lenkwinkelsensoren werden in Fahrerassistenzsystemen von Kraftfahrzeugen, beispielsweise für die Fahrdynamikregelung und Bremsassistenzsysteme, dem so genannten ESP oder ABS, benötigt. The information from wheel sensors and steering angle sensors are needed in driver assistance systems of motor vehicles, for example for vehicle dynamics control and brake assist systems, the so-called ESP or ABS.

Die DE 10 2008 020 838 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung eines Knickwinkels zwischen einem ersten Fahrzeugglied und einem zweiten Fahrzeugglied eines gegliederten Fahrzeuges. An jedem Fahrzeugglied ist mindestens eine Antenne angeordnet und der Knickwinkel wird mit Hilfe von Funksignalen ermittelt, die von wenigstens einer der Antennen ausgesendet und von wenigstens einer anderen Antenne empfangen werden. The DE 10 2008 020 838 A1 discloses an apparatus and method for determining a kink angle between a first vehicle member and a second vehicle member of an articulated vehicle. At least one antenna is arranged on each vehicle link and the articulation angle is determined by means of radio signals which are transmitted by at least one of the antennas and received by at least one other antenna.

Im Weiteren zeigt die DE 199 64 045 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem mit dem Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger oder Auflieger mittels eines an einem Kupplungsglied des Zugfahrzeugs angebrachten Magnetfeldsensors und eines an einem Kupplungsglied des Anhängers angebrachten Magnetfeldgenerators, wobei eine Auswerteeinheit das Messsignal des Magnetfeldsensors zur Ermittlung des Knickwinkels empfängt. In the following shows the DE 199 64 045 A1 a method and a device for determining a bending angle between a towing vehicle and a trailer or semi-trailer coupled to the towing vehicle by means of a magnetic field sensor attached to a coupling member of the towing vehicle and a magnetic field generator attached to a coupling member of the trailer, wherein an evaluation unit detects the measurement signal of the magnetic field sensor for determining the magnetic field sensor Kink angle receives.

Darüber hinaus offenbart die DE 10 2010 008 324 A1 eine Kombination aus einem Kraftfahrzeug und einem von dem Kraftfahrzeug unabhängigen mobilen elektronischen Gerät mit einem Prozessor und einer Kamera sowie die Verwendung des Gerätes an oder in einem Kraftfahrzeug als Rangierhilfe oder Fahrerassistenzsystem bei Fahrten mit einem Anhänger. Die Kamera ist von dem Kraftfahrzeug aus auf den Anhänger gerichtet und von der Kamera aufgenommene Bilder des Anhängers werden von dem Prozessor ausgewertet, um eine Lagebeziehung zwischen den Kraftfahrzeug und dem Anhänger zu ermitteln. In addition, the reveals DE 10 2010 008 324 A1 a combination of a motor vehicle and a mobile electronic device independent of the motor vehicle with a processor and a camera and the use of the device on or in a motor vehicle as a maneuvering assistance or driver assistance system when driving with a trailer. The camera is aimed at the trailer from the motor vehicle and images of the trailer taken by the camera are evaluated by the processor in order to determine a positional relationship between the motor vehicle and the trailer.

Die bekannten Vorrichtungen sind insofern nachteilig, als nicht auf üblicherweise in einem Zugfahrzeug oder Anhänger verbaute Sensoren oder dergleichen zurückgegriffen wird, um den Knickwinkel zu bestimmen. Ferner sind häufig Modifikationen des Zugfahrzeugs und des Anhängers, insbesondere die Installation relativ kostenintensiver und störanfälliger Bauteile, wie Kameras oder Laserscanner, erforderlich. The known devices are disadvantageous in that they do not rely on sensors or the like usually installed in a towing vehicle or trailer in order to determine the bending angle. Furthermore, modifications of the towing vehicle and the trailer, in particular the installation of relatively expensive and susceptible components, such as cameras or laser scanners, are often required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die das Rangieren eines Gliederzugs unter Verwendung relativ kostengünstiger bzw. leicht nachzurüstender Sensoren erleichtert. The invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, which facilitates the maneuvering of a articulated train using relatively inexpensive or easy to retrofit sensors.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. According to the invention the object is solved by the features of the independent claims.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar. The subclaims represent advantageous embodiments of the invention.

Eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und mindestens einem damit gekoppelten Anhänger umfasst eine Rechnereinrichtung,

– die Messsignale eines Lenkwinkelsensors des Zugfahrzeugs und Messsignale von mindestens zwei Anhängerradsensoren, die gegenüberliegenden Rädern einer Achse zugeordnet sind, empfängt und zur Ermittlung des Knickwinkels auswertet und
– die Zeitsignale zur Verarbeitung erfasst, um Zeitspannen zwischen den einzelnen Messsignalen des Anhängerradsensors zu ermitteln.

A device for determining a bending angle between a towing vehicle and at least one trailer coupled thereto comprises a computer device,

- Receives the measuring signals of a steering angle sensor of the towing vehicle and measuring signals from at least two trailer wheel sensors, the opposite wheels of an axle, and evaluates to determine the bending angle and
- The time signals for processing detected to determine periods between the individual measuring signals of the trailer wheel sensor.

Bei einem Verfahren zur Ermittlung eines Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und einem damit gekoppelten Anhänger werden Messdaten eines Lenkwinkelsensors des Zugfahrzeugs und Messdaten von Anhängerradsensoren, die an gegenüberliegenden Rädern einer Achse angeordnet sind, unter Berücksichtigung der Geometrie des aus dem Zugfahrzeug und dem Anhänger gebildeten Gespanns sowie dem zeitlichen Abstand zwischen den einzelnen Messsignalen der Anhängerradsensoren von einer Rechnereinrichtung ausgewertet. In a method for determining a buckling angle between a towing vehicle and a trailer coupled therewith, measured data of a steering angle sensor of the towing vehicle and measurement data of trailer wheel sensors, which are arranged on opposite wheels of an axle, taking into account the geometry of The team formed the towing vehicle and the trailer and the time interval between the individual measurement signals of the trailer wheel sensors evaluated by a computer device.

Sowohl der Lenkwinkelsensor als auch der Anhängerradsensor ist in einem Fahrzeug nach dem Stand der Technik vorhanden, um Messsignale für Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise ein ESP des Zugfahrzeugs oder ein ABS des Anhängers, zur Verfügung zu stellen. Die Erfindung greift auf die vorhandenen Messsignale zu, um ein weiteres Fahrerassistenzsystem bereitzustellen, das einem Fahrer das Rangieren eines Gliederzuges erleichtert, wobei dieses Fahrerassistenzsystem auch in einen Pkw zu installieren ist, wenn der Anhänger mit kostengünstigen Anhängerradsensoren ausgestattet ist. Demnach kann auch einen Fahrer eines aus einem Zugfahrzeug und einem Wohnwagen oder Motorbootanhänger oder dergleichen bestehenden Gliederzug insbesondere das Rückwärtsfahren erleichtert werden. Auch für den Fall, dass der Anhänger standardmäßig nicht mit Radsensoren ausgestattet ist, können diese relativ einfach und kostengünstig nachgerüstet sowie für weitere Assistenzsysteme, beispielsweise zur Stabilisierung der Vorwärtsfahrt des Gespanns, verwendet werden. Bei der Rechnereinrichtung kann es sich um ein zugfahrzeugseitiges oder anhängerseitiges Steuergerät oder einen externen Rechner, beispielsweise einen tragbaren Computer, ein Smartphone, einen Tablet-Computer oder dergleichen, handeln. Selbstverständlich umfasst die Rechnereinrichtung auch Speichermodule, um eine Software und/oder Geometriedaten des Gliederzuges und/oder kritische Knickwinkel zu hinterlegen. Both the steering angle sensor and the trailer wheel sensor are present in a vehicle according to the state of the art in order to provide measurement signals for driver assistance systems, for example an ESP of the towing vehicle or an ABS of the trailer. The invention accesses the existing measurement signals to provide another driver assistance system that facilitates maneuvering of an articulated train for a driver, and this driver assistance system is also to be installed in a passenger car when the trailer is equipped with low-cost trailer wheel sensors. Accordingly, even a driver of an existing from a towing vehicle and a caravan or motorboat trailer or the like articulated train in particular the reverse driving can be facilitated. Even in the event that the trailer is not equipped with wheel sensors by default, they can be relatively easily and inexpensively retrofitted and used for other assistance systems, for example, to stabilize the forward drive of the team. The computer device may be a towing vehicle-side or trailer-side control device or an external computer, for example a portable computer, a smartphone, a tablet computer or the like. Of course, the computer device also includes memory modules to deposit a software and / or geometry data of the articulated train and / or critical bending angle.

Dem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, das zu jedem Zustand eines aus einem Zugfahrzeug und mindestens einem Anhänger gebildeten Gespanns ein eindeutiges Tripel (Lenkwinkel, Knickwinkel, Kreisbahn des Anhängers) existiert. Die Kreisbahn ist durch den Quotienten der Messwertdifferenzen der Anhängerradsensoren eindeutig gegeben. Somit kann durch Hinzunahme des Lenkwinkels der Knickwinkel eindeutig bestimmt werden. The method is based on the knowledge that for each state of a team formed from a towing vehicle and at least one trailer a unique triple (steering angle, bending angle, circular path of the trailer) exists. The circular path is clearly given by the quotient of the measured value differences of the trailer wheel sensors. Thus, by adding the steering angle of the bending angle can be determined uniquely.

Zur Steigerung der Genauigkeit des ermittelten Knickwinkels erfasst die Rechnereinrichtung Zeitsignale zur Verarbeitung, um Zeitspannen zwischen den einzelnen Messsignalen des Anhängerradsensors zu ermitteln. Bei einem bekannten Zeitsignal zwischen zwei Messsignalen des Anhängerradsensors kann die Geschwindigkeit, mit der sich der Gliederzug bewegt, in die Betrachtung des aktuellen Knickwinkels einbezogen werden. Eine Verrechnung der zeitwertigen Differenzen der Messsignale der beiden Inkrementalwertgeber, also der Radsensoren des Anhängers, ermöglicht die Bestimmung einer Kreisbahn, auf der sich der Anhänger transient bewegt. Das Verhältnis der erfassten Zeiten, die äquivalent zu den Drehinkrementen, respektive den Strecken sind, definiert die Kreisbahn des Anhängers in Abhängigkeit von der bekannten Anhängergeometrie eindeutig. Ist ferner der Radlenkwinkel bekannt, also der Lenkwinkel des Zugfahrzeugs, und somit die Kreisbahn des Zugfahrzeuges, dann ergibt sich mit Kenntnis der beiden Kreisbahnen der Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger. To increase the accuracy of the determined bending angle, the computer device detects time signals for processing in order to determine time intervals between the individual measuring signals of the trailer wheel sensor. With a known time signal between two measuring signals of the trailer wheel sensor, the speed with which the articulated train moves can be included in the consideration of the current bending angle. A calculation of the time-valued differences of the measuring signals of the two incremental encoders, that is the wheel sensors of the trailer, allows the determination of a circular path on which the trailer moves transiently. The ratio of the detected times, which are equivalent to the Drehinkrementen, respectively the routes, defines the circular path of the trailer, depending on the known trailer geometry clearly. Furthermore, if the wheel steering angle is known, that is to say the steering angle of the towing vehicle, and thus the circular path of the towing vehicle, the angle of articulation between the towing vehicle and the trailer results with knowledge of the two circular paths.

Um den Knickwinkel bei einem zwei oder mehr Anhänger umfassenden Gespann genau zu ermitteln, ist zweckmäßigerweise der Anhänger an gegenüberliegenden Rädern einer Achse mit Anhängerradsensoren versehen. Diese Anordnung von Anhängerradsensoren ist bei einem nicht lenkbaren starren Anhänger mit einer oder mehr Achsen zu wählen. To accurately determine the kink angle in a two or more trailer combination, the trailer is conveniently provided on opposite wheels of an axle with Anhängerradsensoren. This arrangement of trailer wheel sensors is to be selected in a non-steerable rigid trailer with one or more axles.

Handelt es sich bei dem Anhänger um ein relativ großes bzw. langes Fahrzeug, dann ist zweckmäßigerweise der Anhänger als mehrgliedriger Anhänger ausgebildet und an den gegenüberliegenden Rädern einer Achse eines Gliedes mit Anhängerradsensoren und/oder als Drehschemelanhänger ausgebildet und an den gegenüberliegenden Rädern einer lenkbaren und einer starren Achse mit Anhängerradsensoren versehen. Im Falle mehrgliedriger Anhänger, bspw. so genannter Drehschemelanhänger, ist also die Ausrüstung jeweils einer Achse pro Fahrzeugglied (Starrkörper) mit Anhängerradsensoren erforderlich. If the trailer is a relatively large or long vehicle, then the trailer is suitably designed as a multi-link trailer and formed on the opposite wheels of an axle of a link with Anhängerradsensoren and / or as a turntable trailer and on the opposite wheels of a steerable and a rigid axle provided with trailer wheel sensors. In the case of multi-link trailers, for example so-called fifth wheel trailers, the equipment of one axle per vehicle link (rigid body) with trailer wheel sensors is therefore required.

Vorzugsweise ist die Rechnereinrichtung mit einem Fahrzeugsteuergerät verbunden, an dem die Messsignale des Lenkwinkelsensors anliegen. Das Fahrzeugsteuergerät kann die für die Datenübertragung bzw. die Übertragung der Messwerte erforderliche Schnittstelle zur Verfügung stellen. Die Kopplung kann über einen Fahrzeug-Bus oder einen Netzwerkanschluss, oder über eine so genannte Bluetooth-Schnittstelle, erfolgen. Preferably, the computer device is connected to a vehicle control unit, against which the measurement signals of the steering angle sensor. The vehicle control unit can provide the interface required for the data transmission or the transmission of the measured values. The coupling can be done via a vehicle bus or a network connection, or via a so-called Bluetooth interface.

In Ausgestaltung ist die Rechnereinrichtung mittels einer Drahtlosschnittstelle mit dem Fahrzeugsteuergerät und einer Sendeeinrichtung des Anhängerradsensors oder einem mit dem Anhängerradsensor gekoppelten Anhängersteuergerät verbunden. Demnach ist keine separate Verdrahtung zum Anschluss der Rechnereinrichtung erforderlich und das Fahrerassistenzsystem zur Ermittlung des Knickwinkels zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger ist relativ einfach nachrüstbar Selbstverständlich kann bei einem Festeinbau, also einer serienmäßigen Ausstattung auch eine drahtgebundene Schnittstelle oder eine sonstige Integration vorgesehen sein ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. In an embodiment, the computer device is connected by means of a wireless interface with the vehicle control unit and a transmitting device of the trailer wheel sensor or a trailer control unit coupled to the trailer wheel sensor. Accordingly, no separate wiring for connecting the computer device is required and the driver assistance system for determining the bending angle between the towing vehicle and the trailer is relatively easy to retrofit course in a fixed installation, ie a standard equipment and a wired interface or other integration can be provided without the frame to leave the invention.

Nach einer Weiterbildung ist die Rechnereinrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt, die entweder in einer Armaturentafel des Zugfahrzeugs installiert oder Bestandteil eines mobilen Gerätes ist. Auf der Anzeigeeinrichtung lässt sich das Fahrzeuggespann mit dem zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger ermittelten Knickwinkel grafisch darstellen, so dass ein Fahrer des Zugfahrzeugs bei einer Lenkbewegung unmittelbar das Fahrverhalten des Anhängers in Relation zu dem Zugfahrzeug wahrnehmen kann. Die Anzeigeeinrichtung kann Bestandteil eines Bordcomputers oder dergleichen oder, insbesondere bei einem Nachrüstsatz, in ein Smartphone, ein mobiles Navigationsgerät, einen Tablet-Computer oder dergleichen integriert sein. According to a development, the computer device is coupled to a display device which is either in a dashboard of the Tractor installed or is part of a mobile device. On the display device, the vehicle combination can be displayed graphically with the determined between the towing vehicle and the trailer bending angle, so that a driver of the towing vehicle during a steering movement directly perceive the handling of the trailer in relation to the towing vehicle. The display device may be part of an on-board computer or the like or, in particular in a retrofit kit, integrated into a smartphone, a mobile navigation device, a tablet computer or the like.

Zweckmäßigerweise erzeugt die Rechnereinrichtung ein optisches oder akustisches Alarmsignal bei Erreichen eines definierten Knickwinkels. Mittels des Alarmsignals wird der Fahrer auf einen kritischen Zustand, der beispielsweise zu einer Beschädigung des Zugfahrzeuges und/oder des Anhängers führen kann, aufmerksam gemacht und kann sein Handeln entsprechend anpassen. Expediently, the computer device generates an optical or acoustic alarm signal when a defined bending angle is reached. By means of the alarm signal, the driver is made aware of a critical condition, which can lead to damage to the towing vehicle and / or the trailer, for example, and can adapt his actions accordingly.

In weiterer Ausgestaltung ist die Rechnereinrichtung mit einer Kamera zur Aufnahme einer Rückfahrsicht des Fahrzeuges gekoppelt, wobei auf Basis der Messsignale des Lenkwinkelsensors und des ermittelten Knickwinkels Trajektorien des Zugfahrzeugs und des Anhängers in die Darstellung der Rückfahrsicht einblendbar sind. Die zum Heck des Zugfahrzeugs ausgerichtete Kamera nimmt Bilder der Rückfahrsicht auf und stellt diese Bilder auf der in dem Zugfahrzeug installierten Anzeigeeinrichtung oder der Anzeigeeinrichtung des mobilen Gerätes in bekannter Weise dar. Zur optischen Unterstützung des Fahrers werden Darstellungen der berechneten Trajektorien in das dargestellte Bild eingeblendet. Demnach erzeugt die Recheneinheit eine schematische Darstellung des aktuellen Gespannzustandes, insbesondere des Knickwinkels, der auch als Einknickwinkel bezeichnet wird, auf einer optischen Anzeigeeinheit. Der aktuelle Gespannzustand entspricht der Lage des Zugfahrzeugs mit dem mindestens einen Anhänger in einer schematischen Draufsicht. In a further refinement, the computer device is coupled to a camera for recording a rear view view of the vehicle, wherein trajectories of the towing vehicle and of the trailer can be inserted into the representation of the rear view view on the basis of the measurement signals of the steering angle sensor and the determined bending angle. The camera oriented toward the rear of the towing vehicle takes pictures of the rear view and displays these images on the display device installed in the towing vehicle or the display device of the mobile device in a known manner. Representations of the calculated trajectories are superimposed on the displayed image for optical support of the driver. Accordingly, the arithmetic unit generates a schematic representation of the current Gespannzustandes, in particular the bending angle, which is also referred to as Einwinkickwinkel on an optical display unit. The current Gespannzustand corresponds to the position of the towing vehicle with the at least one trailer in a schematic plan view.

Eine Trajektorie bezeichnet insbesondere eine Bahnkurve entlang der sich ein Körper, also das Zugfahrzeug bzw. der Anhänger, bewegt. Insbesondere kann eine Trajektorie des Zugfahrzeugs ein Weg bzw. eine Bahnkurve eines vorbestimmten Punktes des Zugfahrzeugs und/oder des Anhängers sein. In particular, a trajectory designates a trajectory along which a body, that is to say the traction vehicle or the trailer, moves. In particular, a trajectory of the towing vehicle may be a path or a trajectory of a predetermined point of the towing vehicle and / or the trailer.

Nach einer Weiterbildung kommuniziert die Rechnereinrichtung mit einem Lenk-Assistenzsystem des Zugfahrzeugs zum selbsttätigen Lenken. Beispielsweise ist derart ein Rangieren des Gespanns zur Aufnahme einer Wechselbrücke oder zum Anfahren an eine Laderampe möglich, wobei die Lenkung des Zugfahrzeugs durch das Lenk-Assistenzsystem aktiv beeinflusst wird. According to a development, the computer device communicates with a steering assistance system of the towing vehicle for automatic steering. For example, such a maneuvering of the team for receiving a swap body or for approaching a loading dock is possible, wherein the steering of the towing vehicle is actively influenced by the steering assistance system.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations. The scope of the invention is defined only by the claims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt: It shows:

1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Zugfahrzeugs und eines damit gekoppelten Anhängers mit einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Knickwinkels und 1 a schematic representation of a side view of a towing vehicle and a trailer coupled thereto with a device for determining a bending angle and

2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf das Zugfahrzeug und den damit gekoppelten Anhänger. 2 a schematic representation of a plan view of the towing vehicle and the trailer coupled thereto.

Ein Zugfahrzeug 1 umfasst einen Lenkwinkelsensor 2, der mit einem Fahrzeugsteuergerät 3 gekoppelt ist. Im Weiteren wird das Zugfahrzeug 1 mittels weiterer Fahrzeugsensoren vermessen, um Messdaten für unterschiedliche Fahrerassistenzsysteme zu erhalten, wie beispielsweise ein ABS, ein ESP oder eine Einparkhilfe. An seiner Rückseite weist das Zugfahrzeug 1 eine Anhängerkupplung 4 auf, die mit einer Deichsel 5 eines Anhängers 6 zu koppeln ist, um einen Gliederzug 7 zu bilden. Der Anhänger 6 weist an seinen auf einer Achse 8 gegenüberliegenden Rädern 9 Radsensoren 14 auf. Zur Ermittlung eines zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 6 vorliegenden Knickwinkels 10, der sich an der Anhängerkupplung 4 zwischen den Längsachsen des Zugfahrzeugs 1 und des Anhängers 6 in einer zu einem Boden 11 des Zugfahrzeugs 1 im Wesentlichen parallelen Ebene erstreckt, werden eine Kreisbahn 12, auf der sich das Zugfahrzeug 1 bewegt, und eine Kreisbahn 13 auf der sich der Anhänger 6 bewegt verglichen, wobei die eine Kreisbahn 12 anhand der Messsignale des Lenkwinkelsensors 2 und die andere Kreisbahn 13 anhand der Messsignale der Radsensoren 14 ermittelt wird. A towing vehicle 1 includes a steering angle sensor 2 that with a vehicle control unit 3 is coupled. In addition, the towing vehicle 1 measured by other vehicle sensors to obtain measurement data for different driver assistance systems, such as an ABS, an ESP or a parking aid. At its back the towing vehicle points 1 a trailer hitch 4 on that with a drawbar 5 a trailer 6 to pair is to make a link 7 to build. The trailer 6 points to his on an axis 8th opposite wheels 9 wheel sensors 14 on. To determine a between the towing vehicle 1 and the trailer 6 present bending angle 10 that attaches itself to the trailer hitch 4 between the longitudinal axes of the towing vehicle 1 and the trailer 6 in one to one floor 11 of the towing vehicle 1 extending substantially parallel plane, become a circular path 12 on which the towing vehicle 1 moves, and a circular path 13 on which the trailer 6 compared, the one circular path 12 based on the measuring signals of the steering angle sensor 2 and the other circular path 13 based on the measuring signals of the wheel sensors 14 is determined.

Die Bestimmung der Kreisbahn 13 des Anhängers 6 erfolgt durch den Vergleich der mit den Radsensoren 14 ermittelten Radumdrehungen, wobei die Radsensoren 14 nach einer definierten Strecke, die das zugeordnete Rad 9 abrollt, ein Signal abgeben. Das kurveninnere Rad 9 legt in gleicher Zeit eine kürzere Strecke als das kurvenäußere Rad 9 zurück, dreht sich also mit einer geringeren Geschwindigkeit. Das Verhältnis der Strecken, die die beiden Räder 9 in der gleichen Zeit zurücklegen, bestimmt eindeutig den Radius der Kreisbahn 13 auf der sich der Anhänger 6 bewegt. The determination of the circular path 13 of the trailer 6 done by comparing the with the wheel sensors 14 determined wheel revolutions, the wheel sensors 14 after a defined distance, the assigned wheel 9 Rolls off, give a signal. The inside wheel 9 lays in the same time a shorter distance than the outside wheel 9 back, so it turns at a slower speed. The ratio of the routes that the two wheels 9 traversing in the same time, clearly determines the radius of the circular path 13 on which the trailer 6 emotional.

Verändert sich der mit dem Lenkwinkelsensor 2 überwachte Lenkwinkel des Zugfahrzeugs, ändern sich auch der Knickwinkel 10 und die Kreisbahn 13 des Anhängers 6, die, wie erläutert aus den mit den Radsensoren 14 gemessenen Umdrehungen der Räder 9 des Anhängers 6 zu berechnen ist. Sind die Raddrehgeschwindigkeiten der Räder 9 des Anhängers 6 bekannt und die durch die Informationen des Lenkwinkelsensors 2 gegebene Kreisbahn 12 des Zugfahrzeugs 1, kann der Knickwinkel 10 berechnet werden. Changes with the steering angle sensor 2 monitored steering angle of the towing vehicle, also change the bending angle 10 and the circular path 13 of the trailer 6 which, as explained from the with the wheel sensors 14 measured revolutions of the wheels 9 of the trailer 6 is to be calculated. Are the wheel speeds of the wheels 9 of the trailer 6 known and by the information of the steering angle sensor 2 given circular path 12 of the towing vehicle 1 , the bending angle can be 10 be calculated.

Aus Messwerten der kreisbahninneren und kreisbahnäußeren Radsensoren 9 werden Quotienten gebildet, die gemeinsam mit zugeordneten Lenkwinkeln zur Auswertung mit einem Computerprogramm hinterlegt werden. Durch Interpolation kann zu einer mit den Radsensoren 9 ermittelten Laufzeit bei dem bekannten Quotienten der Radsensoren 9 sowie der Information des anliegenden Lenkwinkels der zugehörige Knickwinkel 10 bestimmt werden. From measured values of the inner and outer track wheel sensors 9 quotients are formed, which are stored together with associated steering angles for evaluation with a computer program. Through interpolation can become one with the wheel sensors 9 determined running time at the known quotient of the wheel sensors 9 and the information of the adjacent steering angle of the associated bending angle 10 be determined.

Bewegt sich beispielsweise das Zugfahrzeug 1 mit einer exemplarisch angenommenen Geometrie mit einem Lenkwinkel von 40° und beträgt das Verhältnis der beiden Radsensoren 14 des Anhängers 6 0,2, dann beträgt der zugehörige Knickwinkel ca. 55°. For example, if the towing vehicle is moving 1 with an exemplary assumed geometry with a steering angle of 40 ° and is the ratio of the two wheel sensors 14 of the trailer 6 0.2, then the associated bending angle is about 55 °.

Zur Auswertung und grafischen Darstellung ist eine Rechnereinrichtung 15 in Form eines Smartphone mit dem Fahrzeugsteuergerät 3, an dem die Messsignale des Lenkwinkelsensors 2 ausgewertet werden sowie mit den Anhängerradsensoren 9 entweder unmittelbar oder über ein nicht dargestelltes Anhängersteuergerät, verbunden. In einer der Rechnereinrichtung 15 zugeordneten Speichereinrichtung 16 sind die einmal zu ermittelnden Messwerte bzw. die errechneten Verhältnisse der Werte der Anhängerradsensoren 9 hinterlegt. Eine Anzeigeeinrichtung 17 der Rechnereinrichtung 15 dient zur grafischen Darstellung des Zugfahrzeugs 1 mit dem Anhänger 6 in einer Ist-Lage, so dass der Fahrer optisch erfassen kann, wie sich der Anhänger 6 bei einer Lenkbewegung des Zugfahrzeugs 1 relativ zu dem Zugfahrzeug 1 in seiner Lage verändert. For evaluation and graphical representation is a computer device 15 in the form of a smartphone with the vehicle control unit 3 at which the measuring signals of the steering angle sensor 2 be evaluated as well as with the trailer wheel sensors 9 either directly or via an unillustrated trailer control unit, connected. In one of the computer device 15 associated memory device 16 are the measured values to be determined once or the calculated ratios of the values of the trailer wheel sensors 9 deposited. A display device 17 the computer device 15 serves for the graphical representation of the towing vehicle 1 with the trailer 6 in an actual position so that the driver can visually grasp how the trailer is 6 in a steering movement of the towing vehicle 1 relative to the towing vehicle 1 changed in his position.

Selbstverständlich ist es möglich, dass die Rechenreinrichtung 15 inhärenter Bestandteil eines Steuergerätes des Zugfahrzeuges 1 oder des Anhängers 6 und die Anzeigeeinrichtung 17 fest in dem Zugfahrzeug 1 beispielsweise in einer Armaturentafel installiert ist.Of course, it is possible that the computing device 15 inherent part of a control unit of the towing vehicle 1 or the trailer 6 and the display device 17 firmly in the towing vehicle 1 For example, installed in a dashboard.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Zugfahrzeug towing vehicle
2 2: Lenkwinkelsensor Steering angle sensor
3 3: Fahrzeugsteuergerät Vehicle control unit
4 4: Anhängerkupplung trailer hitch
5 5: Deichsel shaft
6 6: Anhänger pendant
7 7: Gliederzug articulated
8 8th: Achse axis
9 9: Rad wheel
10 10: Knickwinkel bending angle
11 11: Boden ground
12 12: Kreisbahn orbit
13 13: Kreisbahn orbit
14 14: Anhängerradsensor Anhängerradsensor
15 15: Rechnereinrichtung Computer device
16 16: Speichereinrichtung memory device
17 17: Anzeigeeinrichtung display

Claims

Device for determining a bending angle ( 10 ) between a towing vehicle ( 1 ) and at least one trailer ( 6 ) with a computer device ( 15 ), - the measuring signals of a steering angle sensor ( 2 ) of the towing vehicle ( 1 ) and measuring signals from at least two trailer wheel sensors ( 14 ), the opposite wheels ( 9 ) of an axis ( 8th ) are received, and for determining the bending angle ( 10 ) and - detects the time signals for processing in order to determine time intervals between the individual measuring signals of the trailer wheel sensor ( 14 ) to investigate.

Device according to claim 1, characterized in that each trailer ( 6 ) on opposite wheels ( 9 ) of an axis ( 8th ) with trailer wheel sensors ( 14 ) is provided.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the trailer ( 6 ) formed as a multi-link trailer and on the opposite wheels ( 9 ) of an axis ( 8th ) of a link with trailer wheel sensors ( 14 ) and / or is designed as a turntable trailer and on the opposite wheels ( 9 ) of a steerable and a rigid axle ( 8th ) with trailer wheel sensors ( 14 ) is provided.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the computer device ( 15 ) with a vehicle control unit ( 3 ), at which the measuring signals of the steering angle sensor ( 2 ) issue.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the computer device ( 15 ) by means of a wireless interface with the vehicle control unit ( 3 ) and transmission devices of the trailer wheel sensors ( 14 ) or one with the trailer wheel sensors ( 14 ) coupled trailer control unit is connected.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the computer device ( 15 ) with a display device ( 17 ) coupled which is either in a dashboard of the towing vehicle ( 1 ) or a mobile device is installed.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the computer device ( 15 ) an optical or acoustic alarm signal when a defined bending angle is reached ( 10 ) generated.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the arithmetic unit ( 15 ) is a schematic representation of the current Gespannzustandes, in particular the bending angle ( 10 ), on an optical display unit ( 17 ) generated.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the computer device ( 15 ) is coupled to a camera for receiving a rear view of the vehicle, based on the measurement signals of the steering angle sensor ( 2 ) and the determined bending angle ( 10 ) Trajectories of towing vehicle ( 1 ) and the trailer ( 6 ) can be faded into the representation of the rear view.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the computer device ( 15 ) with a steering assistance system of the towing vehicle ( 1 ) communicates with the automatic steering.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the computer device ( 15 ) and the display device ( 17 ) Are components of a mobile computer.

Method for determining a bending angle ( 10 ) between a towing vehicle ( 1 ) and at least one trailer ( 6 ), wherein measured data of a steering angle sensor ( 2 ) of the towing vehicle ( 1 ) and measurement data of trailer wheel sensors ( 14 ) on opposite wheels ( 9 ) of an axis ( 8th ), taking into account the geometry of the tractor ( 1 ) and the trailer ( 6 ) and the time interval between the individual measuring signals of the trailer wheel sensors ( 14 ) from a computer device ( 15 ) be evaluated.