CN102387957B - 带牵引车辆和半挂车的弯折状态检测的用于鞍座连接器移动装置的方法和控制系统 - Google Patents

带牵引车辆和半挂车的弯折状态检测的用于鞍座连接器移动装置的方法和控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制布置在牵引车辆(2)上的鞍座连接器(3)的移动装置(1)的方法和系统，其中，该移动装置(1)包括带至少一个朝着行驶方向定向的导轨(4)的底部结构、承载鞍座连接器(3)和咬合在导轨(4)上的能移动的滑块(5)以及控制器(6)，用于移动滑块(5)的马达驱动单元(7)和用于相对导轨(4)固定滑块(5)的执行机构(8)连接在该控制器上。本发明所要解决的技术问题是，提供一种方法或控制系统，这种方法或控制系统能将半挂车(9)碰撞到牵引车辆(2)的驾驶室(21)的风险最小化，尤其在躲避操作期间。该技术问题由此解决，即，实施用于检测牵引车辆(2)和半挂车(9)弯折状态的测量，测量的信号在控制器(6)中被处理成控制信号并且因而启动马达驱动单元(7)和/或执行机构(8)的运行。

Description

带牵引车辆和半挂车的弯折状态检测的用于鞍座连接器移动装置的方法和控制系统
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分特征所述、用于控制设置在牵引车辆上的鞍座连接器的移动装置的方法。此外，本发明还涉及一种特别适用于实施按本发明的方法的移动装置控制系统。
背景技术
这种移动装置例如由DE102005060124A1公开。借助马达驱动单元，滑块可以和位于滑块上的鞍座连接器一起在车辆的纵轴中在两个平行延伸的导轨上移动，并且卡锁在预定的位置中。在无明显弯道的快速高速路行驶中，鞍座连接器应当尽可能靠近驾驶室移动，以便使在驾驶室和半挂车正面之间的间隙保持得尽量小，且最小化在该区域中的涡流。按照公开文本，移动装置的控制器连接在车辆控制器上，因此关于行驶速度的信息可以被报告并且因而在正常运行时可以调整在牵引车辆和半挂车之间的间隙。但由此带来的问题是，尽可能靠近驾驶室的半挂车在狭窄的弯道行驶时，无法在半挂车的角不撞到驾驶室的情况下毫无问题地回转经过驾驶室。该问题在紧急制动时，也就是说在没有躲避操作的突然完全制动的情况下，也应当存在这个问题，紧急制动通过输入控制器的制动信号的评估得到识别，并且为增大间隙大小而触发滑块的极为快速的后退运动。
DE102004045662A1公开了另一种现有技术的移动装置，由位置传感器检测该移动装置的滑块位置。位置传感器的信号被提供给控制装置，当驾驶室和半挂车正面之间的间隙过小时，该控制装置在必要时也使移动装置的驱动单元运转，并且由此使滑块往回运动。
但在实践中业已表明，制动信号和行驶速度的探测最多适用于确定没有接下来的躲避操作的紧急制动。在此，在优选的鞍座连接器中，在牵引车辆和半挂车之间保留的间隙通常就已足够。经常导致半挂车的一个角止挡在牵引车辆驾驶室上的时间同步的躲避操作则无法用公知的装置检测。特别在半挂车的负荷变化反应强烈时，即使在配件布置在半挂车前侧的情况下，滑块的位置确定不是那么精确，从而存在一个额外的不安全因素，即，半挂车是否可以无碰撞地摆过牵引车辆的尾部。
发明内容
出于这个原因，本发明所要解决的技术问题是，提供一种方法以及控制系统，这种方法以及控制系统能将半挂车碰撞到牵引车辆的驾驶室的风险最小化。
按照本发明，该技术问题通过一种方法解决，在该方法中，实施检测牵引车辆和半挂车弯折状态的测量，这个测量的信号在控制器中被处理成控制信号并且因而启动马达驱动单元和/或执行机构的运行。
弯折状态指的是牵引车辆和半挂车相对车辆纵轴的成角的状态。在经常使用的移动装置中，滑块借助马达驱动单元、例如液压缸，在两个平行的导轨上移动，并且在到达预定的位置后，从两侧固定在导轨上。为此，闭锁件大多利用执行机构、例如用能气动或液压加载的气缸朝着导轨方向运动，并且分别形状配合地与导轨啮合。特别在强烈制动或碰撞时，滑块在导轨上的卡锁会减轻马达驱动单元的负荷。
取代形状配合式卡锁的是，也可以使马达驱动单元以足够的尺寸大小设计并且取消附加的形状配合元件。在这种实施形式中，执行机构是一种截止阀，用该截止阀可以将位于气缸内室中的流体锁住。
在快速的高速路行驶时，半挂车通过移动装置被拖近牵引车辆的驾驶室，以便将驾驶室和半挂车正面之间的间隙保持得尽量小。由此最小化涡流以及因而最小化燃料的消耗。在突然的躲避操作时，取消滑块的固定并且滑块在导轨上被压回。借助按本发明的方法可以直接监控半挂车的空间位置，从而在接近半挂车区域时将滑块移动到后部位置。
优选在控制器中从测量的信号中产生角度梯度，或在间距测量的情况下产生间距梯度，或者将该角度梯度或间距梯度传输给控制器。角度梯度和间距梯度的概念被同义地使用，并且仅强调不同的测量值探测的可能方案。角度梯度或间距梯度在行驶期间考虑转向回转或由传感器提供的每时间单位的测量值的变化，以便由此直接调整间隙大小。在这种做法中，取消了定量地推断出当前弯折角的大小以及由此确定鞍座连接器在导轨上的位置。借助这种方法步骤可以预先确定，由于常规行驶中长长的弯道行驶而由驾驶员操作的转向回转或突然的躲避操作是否是有依据的。因此在紧急情况下，也就是说，在快速躲避操作的情况下，实现特别是快速调整。
业已表明特别有利的是，在控制器中额外从车辆制动装置的制动信号中生成制动梯度或将该制动梯度传输给控制器。制动梯度用作是否由驾驶员导入强烈或轻微的制动的特性参数。在此例如可以用制动压力或每时间单位的踏板行程作为参数。提供的车辆制动器的踏板行程可以尤其由两个传感器检测，这两个传感器布置在踏板行程的起始端和末端上。在突然紧急制动时，驾驶员快速踩上制动踏板，以避免即将面临的事故。由此产生快速的踏板运动和相应高的制动梯度。
然后在超出可预定的制动梯度和低于可预定的角度梯度时，可以用执行机构截止滑块。这个场景对应没有明显转向运动的完全制动的行驶情形。即使半挂车由于负荷变化反应而靠近驾驶室，也不会发生碰撞。出于这个原因，执行机构停留在截止状态中，其中，在形状配合啮合的情况下获得额外的安全性，因为滑块不是仅被马达驱动单元保持。优选可以这样将前述参数包含在内，即，将相关的安全系统置于准备模式。因此例如马达驱动单元的液压泵高速运转，以便预先有所准备地提供足够高的运行压力。
有利的是，在超过可预定的制动梯度和超过可预定的角度梯度时，由执行机构取消滑块的截止状态。在这种情形下，在全制动时会出现驾驶员突然的转向操作，因为也许必然会撞到障碍物。为了避免半挂车正面与牵引车辆的驾驶室的碰撞，导轨上的滑块必须进入后部位置并且由此扩大半挂车正面和驾驶室之间的间隙宽度。为此需要取消滑块的截止状态。
相宜地，也向控制器提供牵引车辆的实际速度，并且在低于可预定的最小速度时将滑块保持该导轨或多个导轨上后部位置中。这种方法步骤防止了在较小车速或在调节运行时滑块的连续运动。在此，空气阻力几乎不起任何作用。此外，在停止运行或调节运行时，避免了半挂车无意间往回移动，以及由此避免了对位于半挂车后方的车辆、建筑物或其它物体的损伤。
本发明同样在一种控制系统上被实现，其中，控制器与至少一个传感器连接，并且与驱动单元和/或执行机构共同作用，该至少一个传感器提供用于探测牵引车辆和半挂车弯折状态的测量值。
按照第一种有利的实施形式，传感器布置在转向系统的区域中并且探测牵引车辆的转向角。由牵引车辆的转向角可以间接推断出弯折状态。这种布置特别优选，因为在时间上很早地，也就是说，直接伴随着转向运动向系统提供传感器的信号。在此，传感器尤其可与转向盘和/或转向直拉杆和/或转向传动机构共同作用。
在本发明的第二种优选的实施形式中规定，传感器探测牵引车辆和半挂车之间的相对角。适用于此的传感器例如可以是转动角传感器。转动角传感器应当例如布置在鞍座连接器之上或之中。在此，可以将一个工作轮支撑在半挂车板的底面上并且识别到半挂车的侧向移动。同样还可以探测移入鞍座连接器中的鞍座主销的转动运动。
按照第三种实施形式，传感器可以是检测驾驶室和半挂车正面之间的间隙宽度的间距传感器，并且通过间隙宽度的变小识别弯折状态。在笔直行驶时，牵引车辆的车辆纵轴和半挂车的车辆纵轴重合。例如居中布置的间距传感器会测量最大间距。一旦开始弯道行驶，半挂车的弯道内侧的角朝着牵引车辆的纵轴方向移动，从而使间距传感器测量驾驶室和半挂车正面之间变小的间距。
前述实施形式提供一个特别直接的测量值，该测量值很好地反应了实际的空间情况。此外，传感器的所述应用还用于，即使在正常运行时也能保持驾驶室和牵引车辆之间的最小间距。
在半挂车中，还可以单独出现的是，从鞍座主销到半挂车正面的间距设计得极长，并且此外也许在半挂车正面上安装附加的配件。在这些情况下，间距传感器防止半挂车在正常行驶时在快速高速路行驶时被牵引至抵靠着驾驶室。
相宜地，控制器从每时间单位的测量值的变化中计算角度梯度或在前述第三种实施形式的情况下计算间距梯度。
此外，业已证明有利的是，控制器与牵引车辆的制动系统连接，并且从制动系统得到制动梯度或产生制动梯度。
在超过可预定的制动梯度和低于可预定的角度梯度时滑块有利地被执行机构截止。
在超过可预定的制动梯度和超过可预定的角度梯度时有利地取消滑块的截止状态。
附图说明
为了更好地理解，接下来借助六幅附图详细阐释本发明。附图中：
图1是带按现有技术的移动装置和连接的半挂车的牵引车辆的侧视图；
图2是图1所示移动装置的仰视图；
图3是按本发明的控制系统的第一种实施形式的示意性侧视图；
图4是按本发明的控制系统的第二种实施形式的示意性侧视图；
图5是按本发明的控制系统的第三种实施形式的示意性侧视图；以及
图6是图5所示控制系统的示意性侧视图。
具体实施方式
图1用示意性侧视图示出了带牵引车辆2的鞍式牵引车辆和机械连接在该牵引车辆上的半挂车9。在车辆2、9之间的机械连接通过鞍座连接器3实现，该鞍座连接器布置在滑块5上并且在车辆纵轴中可以在两个彼此平行相间隔的导轨4上移动。鞍座连接器3的移动在行驶期间通过专门为之设置的、形式为液压缸的机械驱动单元7实现，并且主要用于调整在驾驶室21的背面和半挂车正面22之间的间隙宽度W。
在图2的放大仰视图中可以看到移动装置1。端侧构造有闭锁件23a、23b的执行机构8垂直于导轨4地位于滑块5上，这些闭锁件形状配合地啮合在导轨4的互补的承接部位(未示出)中并且由此将滑块5锁定在导轨4上。在滑块5利用马达驱动单元7移动之前，闭锁件23a、23b通过执行机构8往回移动，由此取消机械卡锁。
图3中示出了本发明的第一种实施形式。在此，在驾驶室21中，通过传感器12监控配属于转向系统13的转向盘15，并且由此识别到转向回转或转向角14的变化(参看图6)。作为备选，传感器12也可以检测转向直拉杆16或转向传动机构17的一些部件。传感器12连接在电子控制器6上，电子控制器6还与马达驱动单元7和执行机构8连接。借助控制器6和传感器12间接地推断出半挂车9相对牵引车辆2的弯折状态。
在图3中可以看到滑块5以及半挂车正面22的后部位置11a和前部位置11b，其中，为清楚起见，前部位置11b用点画线示出。最小间隙宽度W1对应前部位置11b，最大间隙宽度W2对应后部位置11a。在此，最小间隙宽度W1的大小设定为使半挂车正面22无法不与驾驶室21碰撞地完全回转。
以高速时调整的最小间隙宽度W1为出发点，在转向回转情况下，由传感器12识别到该转向回转，并作为测量值供控制器6使用。根据角度梯度，也就是说，根据每时间单位的转向回转，在超出可预定的转向梯度时，执行机构8往回移动，并且由此取消滑块5的卡锁。紧接着马达驱动单元7将滑块压回到后部位置11a，以便建立最大间隙宽度W2。
当额外考虑到车辆制动装置10的信号时，获得额外的系统安全。在此，控制器6在仅存在制动信号时才允许滑块5的固定并且附加地将马达驱动装置7和执行机构8置于准备模式。
按照图4，在控制系统中进行对弯折位置的另一种检测。在此，使用安置在鞍座连接器轮廓中的转动角传感器19作为传感器12，以便检测半挂车9相对牵引车辆2的摆动。转动角传感器19直接连接在控制器6上，控制器又根据相对角18(参看图6)从提供的信号中间接地推断出半挂车9相对牵引车辆2的弯折状态。
图5和6示出了本发明的另一种备选的实施形式，在该实施形式中，传感器12由布置在驾驶室21的后壁上的间距传感器20构成。如由图6清楚可知，若使用唯一一个间距传感器20，那么该间距传感器就应当被居中布置在牵引车辆2的车辆纵轴区域内。
图6示出了弯道行驶的结束，其中，前轴24的车轮25a、25b相对笔直向前行驶以转向角14转弯。半挂车正面22的弯道内侧的角落位于牵引车辆2的车辆纵轴区域内，因而直接与间距传感器20相对。在这个位置中，间距传感器20测量可能的最小间隙宽度W。在紧接着的笔直向前行驶以及半挂车9向回摆动时，间距传感器20显示可能的最大间隙宽度W。朝相反方向弯道行驶时，以相同方式接收由间距传感器20检测到的间隙宽度W。
控制器6因此从间距传感器20的测量值间接地确定根据半挂车9和牵引车辆2的相对角18的弯折状态。
附图标记列表：
1移动装置
2牵引车辆
3鞍座连接器
4导轨
5滑块
6控制器
7马达驱动单元
8执行机构
9半挂车
10车辆制动装置，制动系统
11a后部位置滑块
11b前部位置滑块
12传感器
13转向系统
14转向角
15转向盘
16转向直拉杆
17转向传动机构
18相对角
19转动角传感器
20间距传感器
21驾驶室
22半挂车正面
23a、b闭锁件执行机构
24前轴
25a、b车轮
W牵引车辆/挂车间距宽度
W1最小间隙宽度
W2最大间隙宽度

Claims (9)

1.一种控制系统，带有用于布置在牵引车辆(2)上的鞍座连接器(3)的移动装置(1)，其中，所述移动装置(1)包括带至少一个朝着行驶方向定向的导轨(4)的底部结构、承载所述鞍座连接器(3)和咬合在所述导轨(4)上的能够移动的滑块(5)以及控制器(6)，用于移动所述滑块(5)的马达驱动单元(7)和用于相对所述导轨(4)固定所述滑块(5)的执行机构(8)连接在所述控制器上，其中，所述控制器(6)与至少一个提供检测所述牵引车辆(2)和半挂车(9)的弯折状态的测量值的传感器(12)连接，并且与所述驱动单元(7)和/或所述执行机构(8)共同作用，
其中，所述传感器(12)布置在转向系统(13)的区域内并且检测所述牵引车辆(2)的转向角(14)，所述传感器(12)与转向盘(15)和/或转向直拉杆(16)和/或转向传动机构(17)共同作用。
2.一种控制系统，带有用于布置在牵引车辆(2)上的鞍座连接器(3)的移动装置(1)，其中，所述移动装置(1)包括带至少一个朝着行驶方向定向的导轨(4)的底部结构、承载所述鞍座连接器(3)和咬合在所述导轨(4)上的能够移动的滑块(5)以及控制器(6)，用于移动所述滑块(5)的马达驱动单元(7)和用于相对所述导轨(4)固定所述滑块(5)的执行机构(8)连接在所述控制器上，其中，所述控制器(6)与至少一个提供检测所述牵引车辆(2)和半挂车(9)的弯折状态的测量值的传感器(12)连接，并且与所述驱动单元(7)和/或所述执行机构(8)共同作用，其中，所述传感器(12)检测在所述牵引车辆(2)和半挂车(9)之间的相对角(18)，所述传感器(12)是布置在所述鞍座连接器(3)之上或之中的转动角传感器(19)。
3.根据权利要求2的控制系统，其特征在于，所述转动角传感器(19)包括工作轮，所述工作轮支撑在所述半挂车车板的底面上并且识别所述半挂车(9)的侧向移动。
4.根据权利要求2的控制系统，其特征在于，所述转动角传感器探测移入所述鞍座连接器中的鞍座主销的转动运动。
5.一种控制系统，带有用于布置在牵引车辆(2)上的鞍座连接器(3)的移动装置(1)，其中，所述移动装置(1)包括带至少一个朝着行驶方向定向的导轨(4)的底部结构、承载所述鞍座连接器(3)和咬合在所述导轨(4)上的能够移动的滑块(5)以及控制器(6)，用于移动所述滑块(5)的马达驱动单元(7)和用于相对所述导轨(4)固定所述滑块(5)的执行机构(8)连接在所述控制器上，其中，所述控制器(6)与至少一个提供检测所述牵引车辆(2)和半挂车(9)的弯折状态的测量值的传感器(12)连接，并且与所述驱动单元(7)和/或所述执行机构(8)共同作用，其中，所述传感器(12)是用于检测驾驶室(21)和半挂车正面(22)之间的间隙宽度(W)的间距传感器(20)，并且通过所述间隙宽度(W)的变小识别弯折状态。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制器(6)从每时间单位的测量值的变化中计算出角度梯度或间距梯度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制器(6)与所述牵引车辆(2)的制动系统(10)连接，并且从所述制动系统(10)得到制动梯度或产生制动梯度。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，在超过能够预定的制动梯度和低于能够预定的角度梯度时，所述滑块(5)被所述执行机构(8)截止。
9.根据权利要求7或8所述的控制系统，其特征在于，在超过能够预定的制动梯度和超过能够预定的角度梯度时，取消所述滑块(5)的截止状态。
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