DE10128692B4 - Braking device for road trains - Google Patents

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Abstract

Bremseinrichtung für Lastzüge, umfassend einen an der Zugmaschine (1) des Lastzugs vorgesehenen Querbeschleunigungssensor (12) zum Ermitteln der Ist-Querbeschleunigung der Zugmaschine (1); und eine Steuerschaltung (11), der die Ausgangssignale des Querbeschleunigungssensors (12) zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (11) zum automatischen Anlegen einer Bremskraft an die Bremsen der Räder der Zugmaschine (1) und des Anhängers (2) eingerichtet ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen ersten vorgegebenen Wert v1 überschreitet und der Querbeschleunigungssensor (12) eine Querbeschleunigung ermittelt, die einen ersten vorgegebenen Wert Gy1 für länger als eine erste vorgegebene Zeit t1 überschreitet, selbst wenn der Fahrer die Bremsen nicht betätigt, dass Drehzahlsensoren (15, 16, 17, 18) an den linken und rechten Rädern der Zugmaschine (1) vorgesehen sind, und dass die Steuerschaltung (11) die Bremskraft an die Bremsen der Räder der Zugmaschine (1) und des Anhängers (2) unter der Bedingung anlegt, dass die Differenz in den durch die Drehzahlsensoren (15, 16, 17, 18) ermittelten Drehzahlen von linken und rechten Rädern der Zugmaschine (1) einen vorgegebenen Wert übersteigt oder dass eine aus der Differenz von Drehzahlen der linken und der rechten Räder geschätzte Querbeschleunigung den ersten vorgegebenen Wert Gy1 für eine längere Zeit als die vorgegebene Zeit t1 übersteigt.Braking device for road trains, comprising a transverse acceleration sensor (12) provided on the tractor unit (1) of the tractor unit for determining the actual transverse acceleration of the tractor unit (1); and a control circuit (11) to which the output signals of the lateral acceleration sensor (12) can be fed, characterized in that the control circuit (11) is designed to automatically apply a braking force to the brakes of the wheels of the tractor (1) and the trailer (2) if the vehicle speed exceeds a first predetermined value v1 and the lateral acceleration sensor (12) detects a lateral acceleration which exceeds a first predetermined value Gy1 for longer than a first predetermined time t1, even if the driver does not apply the brakes, the speed sensors (15, 16, 17, 18) are provided on the left and right wheels of the tractor (1), and that the control circuit (11) applies the braking force to the brakes of the wheels of the tractor (1) and the trailer (2) under the condition that that the difference in the speeds of the left and right wheels of the tractor (1) determined by the speed sensors (15, 16, 17, 18) is one exceeds a given value or that a lateral acceleration estimated from the difference between the rotational speeds of the left and right wheels exceeds the first predetermined value Gy1 for a longer time than the predetermined time t1.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a braking device according to the preamble of patent claim 1.

Große Lastkraftwagen und Busse sind mittlerweile mit Systemen ausgerüstet, die die Gierrate oder den Rollwinkel in der Nähe des Fahrzeugsschwerpunkts erfassen und dann, wenn diese Parameter vorgegebene Werte übersteigen, automatisch an einige der Räder eine Bremskraft anlegen, auch wenn der Fahrer die Bremsen nicht betätigt, wodurch eine Lagenregelung ausgeführt wird, um ein Überschlagen des Fahrzeugs zu verhindern. Obwohl es theoretisch möglich ist, einen Lastzug mit einem Überschlagverhinderungssystem dieser Art auszurüsten, ist es nicht praktisch. Das heißt, obwohl es möglich ist, eine Zugmaschine mit Sensoren zur Überwachung der Gierrate, des Rollwinkels und dergleichen auszurüsten, ist es in der Praxis schwierig, sämtliche Anhänger mit Sensoren zur Überwachung der Gierrate oder des Rollwinkels auszurüsten und hierfür Sensoren zu verwenden, die mit der Zugmaschine kompatibel sind, welche zufällig mit einem gegebenen Anhänger zusammengekuppelt wird.Large trucks and buses are now equipped with systems that detect the yaw rate or roll angle near the center of gravity of the vehicle, and then, when these parameters exceed preset values, automatically apply braking force to some of the wheels even if the driver does not apply the brakes. whereby a position control is carried out to prevent a rollover of the vehicle. Although it is theoretically possible to provide a truck with a rollover prevention system of this kind, it is not practical. That is, although it is possible to equip a tractor with sensors for monitoring the yaw rate, roll angle, and the like, in practice it is difficult to equip all the trailers with sensors for monitoring the yaw rate or roll angle and to use sensors for this purpose are compatible with the tractor which is randomly coupled with a given trailer.

Ein Lastzug wird hauptsächlich für den Transport von Frachten verwendet, wobei sein Betriebsplan im allgemeinen das Abkuppeln der Zugmaschine vom Anhänger umfaßt, wenn der Lastzug an einer Frachtentladestation ankommt, damit der Anhänger dort einfach zurückgelassen werden kann, während die Zugmaschine weiterfährt und einen weiteren Anhänger zieht, der bereits an der Entladestation entladen worden ist. Diese Betriebspraxis hat einen effektiveren Arbeitseinsatz des Fahrers und der teueren Zugmaschine zur Folge als wenn eine bestimmte Zugmaschine an einen bestimmten Anhänger angekuppelt bliebe. Wenn es nicht möglich wäre, irgendeinen Anhänger an eine bestimmte Zugmaschine anzukuppeln, und wenn eine bestimmte Zugmaschine auf einen Bereich von Anhängern eingeschränkt wäre, welche an sie angekuppelt werden können, wäre die Betriebsplanung sowohl für die Zugmaschine als auch für einen Anhänger stark eingeschränkt, so daß die Person, die das Frachttransport-Geschäft betreibt, einen großen Nachteil erführe. Da die Normen für Kupplungsvorrichtungen vereinheitlicht worden sind, werden Zugmaschinen derzeit auf der Grundlage betrieben, daß sie je nach Anforderung an Anhänger verschiedener Hersteller einschließlich verhältnismäßig alter Modelle angekuppelt und von diesen abgekuppelt werden können.A lorry is used primarily for the carriage of freights, its operating schedule generally involving uncoupling of the tractor from the trailer when the lorry arrives at a freight unloading station so that the trailer can simply be left there while the tractor continues and tows another trailer which has already been unloaded at the unloading station. This operating practice results in a more effective use of the driver and the expensive tractor than if a particular tractor were coupled to a particular trailer. If it were not possible to couple any trailer to a particular tractor, and if a particular tractor were restricted to a range of trailers that could be coupled to it, the operational planning for both the tractor and trailer would be severely limited that the person operating the freight transport business suffers a great disadvantage. Since the standards for coupling devices have been standardized, tractors are currently operated on the basis that they can be coupled to and disconnected from trailers of different manufacturers, including relatively old models as required.

Unter der Voraussetzung eines solchen Betriebsplans für Lastzüge ist es nicht wünschenswert, Anhänger mit großen Systemen auszurüsten, die die Bereitstellung verschiedener Sensoren umfassen, die ein Überschlagen verhindern sollen. In JP H09-323 632 A ist eine Technologie zur Ausführung einer Regelung beschrieben, die ein Überschlagen eines Lastzugs verhindern soll, indem der Anhänger mit einer minimalen Anzahl von Sensoren wie etwa Raddrehzahlsensoren ausgerüstet wird und indem diese Sensoren verwendet werden, um den Zustand des Anhängers zu schätzen und dadurch ein Überschlagen zu verhindern. In Zukunft werden wahrscheinlich Antiblockier-Bremssysteme (ABS) auch in Anhänger eingebaut, so daß wahrscheinlich in den meisten Anhängern Raddrehzahlsensoren, die Steuereingangssignale in das ABS liefern, vorhanden sind. Unter dieser Voraussetzung wäre die in der obengenannten Patentanmeldung offenbarte Technologie ausgezeichnet. Diese Technologie besitzt zwar den Vorteil, daß sie nur kleine Komponenten erfordert, sie umfaßt jedoch die Ausrüstung eines Anhängers mit bestimmten Sensoren und daher mit Verbindungseinrichtungen für elektrische Signale, um Sensorausgangssignale vom Anhänger zur Zugmaschine zu übertragen. Da ferner die Lebensdauer eines Anhängers im allgemeinen länger als jene einer Zugmaschine ist, würde es sehr lange dauern, bis sämtliche Anhänger mit ABS ausgerüstet sind. Darüber hinaus kann wegen Unterschieden zwischen den verschiedenen Fahrzeugherstellern und aufgrund von Modelländerungen kaum angenommen werden, daß das ABS, das in sämtlichen Anhängern eingebaut ist, der gleichen Norm gehorcht. Folglich hat die Übernahme der obengenannten Technologie Beschränkungen für Anhänger zur Folge, die an eine besondere Zugmaschine angekuppelt werden können. Da dies für den praktischen Betrieb solcher Fahrzeuge nachteilig wäre, folgt, daß die in der obengenannten Patentanmeldung beschriebene Technologie von potentiellen Kunden wie etwa von Frachttransportfirmen nicht wirklich in großem Umfang akzeptiert wird.On the premise of such a truck operating plan, it is not desirable to equip trailers with large systems that include the provision of various sensors to prevent overturning. In JP H09-323 632 A There is described a technology for carrying out a control to prevent overturning of a truck by equipping the trailer with a minimum number of sensors such as wheel speed sensors and by using these sensors to estimate the condition of the trailer and thereby overturn prevent. In the future, anti-lock braking systems (ABS) are also likely to be incorporated in trailers, so wheel speed sensors that provide control inputs to the ABS are likely to be present in most trailers. Under this condition, the technology disclosed in the above patent application would be excellent. Although this technology has the advantage of requiring only small components, it does include the equipment of a trailer with certain sensors and, therefore, electrical signal connectors to transmit sensor output signals from the trailer to the tractor. Further, since the life of a trailer is generally longer than that of a tractor, it would take a long time for all the trailers to be fitted with ABS. Moreover, due to differences between the various vehicle manufacturers and due to model changes, it can hardly be assumed that the ABS installed in all trailers obeys the same standard. Consequently, the adoption of the above technology entails restrictions on trailers which can be coupled to a particular tractor. Since this would be detrimental to the practical operation of such vehicles, it follows that the technology described in the aforementioned patent application is not really widely accepted by potential customers, such as freight haulage companies.

In JP H10-1 037 A ist ein System beschrieben, das Sensoren in einem Anhänger unnötig macht. Dieses System erstellt im Computer der Zugmaschine ein virtuelles Modell des Anhängers, überwacht unter Verwendung von in der Zugmaschine vorgesehenen Sensoren diese Sensoren und berechnet anhand des Modells die Bewegung des Anhängers in Echtzeit. Auf dieser Grundlage führt das System eine Regelung aus, um die Fahrzeugbewegung im Modell zu stabilisieren. Dieses vorgeschlagene System ist zwar insofern ausgezeichnet, als im Prinzip keinerlei Vorrichtungen im Anhänger vorgesehen werden müssen, es ist jedoch nicht bekannt, in welchem Ausmaß die Fahrzeugbewegung in dem virtuellen Modell die wirkliche Anhängerbewegung wiedergibt, so daß noch erhebliche Arbeit bleibt, bevor ein solches System in der Praxis eingesetzt werden kann.In JP H10-1 037 A describes a system that eliminates the need for sensors in a trailer. This system creates a virtual model of the trailer in the tractor computer, monitors these sensors using sensors provided in the tractor and uses the model to calculate the trailer's movement in real time. On this basis, the system executes a control to stabilize the vehicle movement in the model. While this proposed system is excellent in that in principle no devices need be provided in the trailer, it is not known to what extent the vehicle movement in the virtual model reflects the true trailer movement, leaving much work to be done before such a system can be used in practice.

Eines der Systeme, die sich noch auf der Stufe der Erforschung befinden, versucht, in einer Zugmaschine eine Laservorrichtung zu verwenden, die einen Laserstrahl nach hinten aussendet, um die Bewegung des Anhängers beobachten zu können. Ein praktisches System, das in wirtschaftlicher Massenproduktion hergestellt werden kann und in allen Arten von Umgebungen geeignet und sicher arbeitet, ist jedoch noch nicht erhalten worden.One of the systems still in the exploration stage is trying to use a laser apparatus in a tractor, the sends a laser beam to the back to observe the movement of the trailer. However, a practical system that can be mass produced economically and that is suitable and safe in all types of environments has not yet been obtained.

Es wäre daher sehr wünschenswert, ein System zu schaffen, daß ein Überschlagen eines Anhängers verhindern kann, wobei das Überschlagen ein Phänomen ist, daß aufgrund einer übermäßigen Querbeschleunigung auftritt, die sich aus einer zu hohen Geschwindigkeit des Lastzugs oder aus plötzlichen Lenkbewegungen ergibt. Selbst wenn eine übermäßige Querbeschleunigung kein Überschlagen des Fahrzeugs zur Folge hat, kann sie zum Bruch der Kupplung führen, was einen Aufprall zur Folge haben kann, der wiederum zu einem schweren Unfall führen kann. Ein Unfall dieser Art kann die Sperrung einer Autobahn für lange Zeit zur Folge haben, was für viele Leute, die nicht direkt am Unfall beteiligt sind, ein ernstes Problem darstellen kann. Daher ist es eine äußerst wichtige Aufgabe bei der Lagenregelung von Lastzügen, eine automatische Regelung für die frühzeitige Erfassung von Zuständen, in denen eine Regelung unmöglich wird, beispielsweise von Zuständen, in denen ein Überschlagen vorhergesagt werden kann, auszuführen und an den Anhänger geeignete Bremskräfte anzulegen.It would therefore be highly desirable to provide a system that can prevent overturning of a trailer, which overturning is a phenomenon that occurs due to excessive lateral acceleration resulting from excessive speed of the truck or sudden steering movements. Even if excessive lateral acceleration does not cause the vehicle to roll over, it can result in breakage of the clutch, which can result in an impact which, in turn, can result in a serious accident. An accident of this kind can result in the closure of a motorway for a long time, which can be a serious problem for many people who are not directly involved in the accident. Therefore, an extremely important task in the carriage control of lorries is to carry out an automatic control for the early detection of conditions in which control becomes impossible, for example of conditions in which overturning can be predicted, and to apply suitable braking forces to the trailer ,

Ein Überschlagen kann im allgemeinen in Situationen auftreten, in denen die Geschwindigkeit eines eine schwere Last tragenden Anhängers, der eine Straße mit mäßigem Gefälle abwärts fährt, eine bestimmte Grenze übersteigt oder in denen der Fahrer eine plötzliche Lenkbewegung ausführt, um etwa ein Zusammenstoß zu vermeiden. Vor dem Auftreten des Überschlagens eines fahrenden Lastzugs erfährt nicht nur der Anhänger, sondern auch die Zugmaschine eine große Querbeschleunigung. Ein erfahrener Fahrer erfaßt dies aufgrund seiner Körperwahrnehmung und kann die Fahrzeuglage durch geschicktes Fahren, etwa durch Vermeiden plötzlicher Bewegungen des Lenkrades und durch Ausüben eines intermittierenden Drucks auf das Bremspedal zur Vermeidung einer plötzlichen Verzögerung, wiederherstellen, bevor sie unkontrollierbar wird, so daß das Auftreten eines Unfalls verhindert werden kann.Overturning may generally occur in situations where the speed of a heavy load trailer driving down a moderate grade roadway exceeds a certain limit or where the driver is making a sudden steering movement to avoid, for example, a collision. Before the occurrence of the rollover of a moving road train not only the trailer, but also the tractor undergoes a large lateral acceleration. An experienced driver detects this because of his body perception and can restore the vehicle's attitude by skilful driving, such as by avoiding sudden movements of the steering wheel and exerting an intermittent pressure on the brake pedal to avoid a sudden delay before it becomes uncontrollable, so that the occurrence of a Accident can be prevented.

In der gattungsbildenden DE 198 10 642 A1 wird ein Verfahren zur Stabilisierung von druckluftgebremsten Nutzfahrzeug-Gespannen beschrieben. Die Bremsvorrichtung umfasst ein Steuergerät, dem die Ausgangssignale eines Gierratensensors und eines Querbeschleunigungssensors zugeführt werden.In the generic DE 198 10 642 A1 A method for stabilizing compressed air braked commercial vehicle teams is described. The brake device comprises a control unit, to which the output signals of a yaw rate sensor and a lateral acceleration sensor are supplied.

Auch aus DE 197 51 839 A1 und aus DE 198 30 561 A1 ist jeweils ein Steuergerät bekannt, das jeweils sowohl mit einem Querbeschleunigungssensor als auch mit einem Gierratensensor zusammenwirkt.Also from DE 197 51 839 A1 and from DE 198 30 561 A1 In each case, a control unit is known, which cooperates in each case both with a lateral acceleration sensor and with a yaw rate sensor.

DE 42 30 481 A1 offenbart ein Verfahren zur Kurvenfahrterkennung, bei dem fortlaufend eine vom Unterschied des Reifen-Abrollumfangs abhängige Korrekturgröße ermittelt wird, bei dem unter Berücksichtigung dieser Korrekturgröße die Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Räder erfasst wird und bei dem die Geschwindigkeitsdifferenz zur Kurvenfahrterkennung ausgewertet wird. DE 42 30 481 A1 discloses a method for cornering detection which continuously determines a difference of the tire rolling circumference correction amount, taking into account this correction quantity, the speed difference of the two wheels is detected and in which the speed difference is evaluated for cornering detection.

DE 198 04 077 A1 betrifft eine Bremsanlage mit wenigstens einem fluidisch betätigbaren, einem Rad zugeordneten Bremsaktuator, der über eine Fluidleitung mit einem Hauptbremsaktuator verbunden ist. DE 198 04 077 A1 relates to a brake system with at least one fluidically actuated, a wheel associated brake actuator, which is connected via a fluid line with a master brake actuator.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Bremseinrichtung für Lastzüge zu schaffen, die den Lastzug wirksam steuern kann.The object of the invention is therefore to provide an improved braking device for trucks, which can effectively control the truck.

Diese Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein Querbeschleunigungssensor vorgesehen, um die Bremsregelung auf einer Kombination der hiervon erfaßten Querbeschleunigung und der durch die Schätzmittel geschätzten Querbeschleunigung zu gründen. Obwohl eine genaue Querbeschleunigung unter Verwendung eines Querbeschleunigungssensors erhalten wird, erzeugen solche Sensoren häufig ein kurzzeitig großes Erfassungsausgangssignal aufgrund von Stößen und dergleichen. Ein unnötiger Bremsvorgang kann daher verhindert werden, wenn ein solcher Querbeschleunigungssensor in Kombination mit einem geschätzten Wert verwendet wird.According to the invention, a lateral acceleration sensor is provided in order to establish the brake control on a combination of the transverse acceleration detected thereby and the lateral acceleration estimated by the estimation means. Although accurate lateral acceleration is obtained using a lateral acceleration sensor, such sensors often generate a momentarily large detection output due to shocks and the like. An unnecessary braking operation can therefore be prevented when such a lateral acceleration sensor is used in combination with an estimated value.

Wenn die Bremsmittel des Anhängers automatisch zu einem Bremsvorgang veranlaßt werden, werden auch die Bremsmittel der Hinterräder der Zugmaschine zu einem gleichzeitigen Bremsvorgang veranlaßt. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Hinterräder der Zugmaschine angenähert die Hälfte der Last auf den Anhänger unterstützen. Die Bremskraft der Hinterräder der Zugmaschine muß jedoch nicht gleich der Bremskraft des Anhängers sein.When the braking means of the trailer are automatically caused to brake, the braking means of the rear wheels of the tractor are also caused to a simultaneous braking operation. The reason for this is that the rear wheels of the tractor support approximately half the load on the trailer. However, the braking force of the rear wheels of the tractor need not be equal to the braking force of the trailer.

Bei der Bremseinrichtung kann der Fahrer, nachdem der Anhänger in der obenbeschriebenen Weise automatisch gebremst worden ist, diese Bremsung des Anhängers aufheben. Die Bremseinrichtung kann jedoch so konfiguriert sein, daß dann, wenn ein Zustand, in dem die Fahrgeschwindigkeit niedriger als ein zweiter vorgeschriebener Wert v2 ist, der kleiner oder gleich dem ersten vorgeschriebenen Wert gesetzt ist (v2 ≤ v1), für eine vorgeschriebene Zeit t2 nach dem automatischen Ausüben der Bremskraft ununterbrochen andauert, diese Bremswirkung automatisch beendet wird. Dieser zweite vorgeschriebene Wert v2 ist vorzugsweise in einem sicheren Niedergeschwindigkeitsbereich gesetzt, in dem ein Überschlagen eines Fahrzeugs nicht auftritt. Die zweite vorgeschriebene Zeit t2 kann auf null gesetzt sein. Mit anderen Worten, die Bremseinrichtung kann so konfiguriert sein, daß ein Bremszustand beendet wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit selbst vorübergehend unter den zweiten vorgeschriebenen Wert v2 abfällt.In the braking device, after the trailer has been automatically braked in the above-described manner, the driver can cancel this braking of the trailer. However, the braking means may be configured so that when a state in which the vehicle speed is lower than a second prescribed value v 2 is set equal to or less than the first prescribed value (v 2 ≦ v 1 ), a prescribed one Time t 2 continues uninterruptedly after the automatic application of the braking force, this Braking effect is automatically ended. This second prescribed value v 2 is preferably set in a safe low-speed range in which overturning of a vehicle does not occur. The second prescribed time t 2 may be set to zero. In other words, the brake device may be configured to terminate a brake state when the vehicle speed itself temporarily drops below the second prescribed value v 2 .

Anstatt einer Abhängigkeit der Bremszustand-Beendigungsbedingung von der Fahrgeschwindigkeit kann eine Abhängigkeit von einer kleinen Querbeschleunigung vorliegen. Die Bremseinrichtung kann nämlich so konfiguriert sein, daß dann, wenn ein Zustand, in dem die Querbeschleunigung niedriger als ein zweiter vorgeschriebener Wert Gy2 ist, der kleiner oder gleich dem ersten vorgeschriebenen Wert gesetzt worden ist (Gy2 ≤ Gy1), für eine dritte vorgeschriebene Zeit t3 seit der automatischen Bremsung des Anhängers ununterbrochen fortdauert, diese Bremsung beendet wird. Dieser zweite vorgeschriebene Wert Gy2 ist vorzugsweise in einem sicheren Bereich gesetzt, in dem nicht die Möglichkeit besteht, daß sich das Fahrzeug überschlägt. Obwohl die dritte vorgeschriebene Zeit t3 im Wesentlichen auf null gesetzt sein kann, wird sie vorzugsweise auf eine endliche Zeit gesetzt, so daß die Sicherheit gewährleistet ist.Instead of a dependence of the brake state termination condition on the vehicle speed may be dependent on a small lateral acceleration. Namely, the braking device may be configured such that when a state in which the lateral acceleration is lower than a second prescribed value G y2 that has been set equal to or less than the first prescribed value (G y2 ≦ G y1 ), for one third prescribed time t 3 continuous since the automatic braking of the trailer, this braking is stopped. This second prescribed value G y2 is preferably set in a safe area where there is no possibility of the vehicle overturning. Although the third prescribed time t 3 may be set substantially to zero, it is preferably set to a finite time, so that safety is ensured.

Es ist wahrscheinlich, daß in neuen Anhängern ebenfalls ABS vorgesehen ist, da jedoch Anhänger für viele Jahre in Betrieb sind, ist es unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sinnvoll, daß Anhänger, die noch nicht mit ABS ausgerüstet sind, Weiterbetrieben werden können. Für solche Anhänger kann eine Bremseinrichtung der Erfindung so beschaffen sein, daß sie die Bremskraft, die von der Zugmaschine zum Anhänger geschickt wird, intermittierend steuert, oder daß die Bremsung des Anhängers unter Verwendung eines intermittierenden Signals als Steuersignal für die Bremsung intermittierend erfolgt. Solche Konfigurationen können eine Zunahme des seitlichen Schlupfs aufgrund eines Blockierens der Anhängerräder verhindern.It is likely that new trailers also have ABS, but since trailers are in operation for many years, it makes sense from an economic point of view that trailers that are not yet equipped with ABS can continue to operate. For such trailers, a braking device of the invention may be arranged to intermittently control the braking force sent from the tractor to the trailer, or to intermittently brake the trailer using an intermittent signal as the control signal for braking. Such configurations may prevent an increase in lateral slippage due to jamming of the trailer wheels.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of the invention are described in the following description and the dependent claims.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

1 ist eine erläuternde Darstellung eines Lastzugs, in dem eine Bremszustandsregelung implementiert ist. 1 is an explanatory illustration of a truck in which a braking state control is implemented.

2 ist ein Blockschreibplan einer Ausführungsform einer Bremseinrichtung. 2 is a block diagram of an embodiment of a braking device.

3 ist ein Diagramm, das die Verrohrungen und Verdrahtungen, die für die Bremsregelung erforderlich sind, veranschaulicht. 3 is a diagram illustrating the piping and wiring required for brake control.

4 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel der Regelung zeigt. 4 is a flowchart showing an example of the control.

Die 4a bis 4c sind Entscheidungsablaufpläne der Bremsregelung.The 4a to 4c are scheduling schedules of brake control.

5 ist ein Zeitablaufplan zur Erläuterung der intermittierenden Perioden, in denen der Bremsluftdruck an einen Anhänger angelegt wird. 5 Fig. 11 is a timing chart for explaining the intermittent periods in which the brake air pressure is applied to a trailer.

6 ist ein Ablaufplan eines weiteren Regelungsbeispiels. 6 is a flowchart of another regulatory example.

Wie in 1 gezeigt ist, sind eine Zugmaschine 1 und ein Anhänger 2 durch eine Kupplung 3, die sich um eine senkrechte Welle drehen kann, miteinander verbunden. Die Last auf den Anhänger 2 ist durch zwei Hinterachsen des Anhängers 2 und die Hinterachse der Zugmaschine 1 unterstützt. Eine Steuerschaltung 11 und ein Querbeschleunigungssensor 12 für die Ausführung der Bremsregelung sind hinter dem Fahrersitz vorgesehen. Der Querbeschleunigungssensor 12 ist so angeordnet, daß er linke und rechte horizontale Beschleunigungen LR in einer Ebene senkrecht zur Richtung FW, in der das Fahrzeug vorwärts fährt (siehe 3) erfassen kann.As in 1 shown are a tractor 1 and a trailer 2 through a clutch 3 , which can rotate around a vertical shaft, connected together. The burden on the trailer 2 is through two rear axles of the trailer 2 and the rear axle of the tractor 1 supported. A control circuit 11 and a lateral acceleration sensor 12 for the execution of the brake control are provided behind the driver's seat. The lateral acceleration sensor 12 is arranged to have left and right horizontal accelerations LR in a plane perpendicular to the direction FW in which the vehicle is traveling forwards (see FIG 3 ).

Wie in 2 gezeigt ist, wird das Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors 12 von der Steuerschaltung 11 über eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 geholt. An den linken und rechten Rädern der Vorder- und Hinterachsen der Zugmaschine sind Drehzahlsensoren 15–18 vorgesehen, wobei die Ausgangssignale dieser Drehzahlsensoren von der Steuerschaltung 11 über eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung 20 geholt werden. An der Lenksäule ist ein Lenkwinkelsensor 19 vorgesehen, dessen Ausgangssignal über die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 von der Steuerschaltung 11 geholt wird.As in 2 is shown, the output signal of the lateral acceleration sensor 12 from the control circuit 11 via an input / output circuit 13 fetched. On the left and right wheels of the tractor front and rear axles are speed sensors 15 - 18 provided, wherein the output signals of these speed sensors from the control circuit 11 via an input / output circuit 20 be brought. On the steering column is a steering angle sensor 19 provided, whose output signal via the input / output circuit 13 from the control circuit 11 is brought.

Mit dem Ausgangssignal der Steuerschaltung 11 können drei Relaisventile 21–23 gesteuert werden. Die Bremsdrücke an die linken und rechten Vorderräder (FrL und FrR) der Zugmaschine 1 werden vom Relaisventil 21 geliefert. Die Bremsdrücke an die linken und rechten Hinterräder (RrL und RrR) der Zugmaschine 1 werden vom Relaisventil 22 geliefert. Die Bremsdrücke an die Räder an den beiden Hinterachsen (TR) des Anhängers 2 werden vom Relaisventil 23 über die Leitung 25 geliefert. Die Anordnung dieser verschiedenen Komponenten und das Verrohrungsdiagramm sind in 3 gezeigt.With the output signal of the control circuit 11 can have three relay valves 21 - 23 to be controlled. The brake pressures to the left and right front wheels (FrL and FrR) of the tractor 1 be from the relay valve 21 delivered. The brake pressures to the left and right rear wheels (RrL and RrR) of the tractor 1 be from the relay valve 22 delivered. The brake pressures on the wheels on the two rear axles (TR) of the trailer 2 be from the relay valve 23 over the line 25 delivered. The arrangement of these various components and the piping diagram are in 3 shown.

Nun wird mit Bezug auf 4 die Funktionsweise der Steuerschaltung 11 beschrieben. Nachdem der Motor gestartet worden ist, erfaßt die Steuerschaltung 11 zunächst Informationen bezüglich des angekuppelten Anhängers 2. Wenn das Fahrzeug zu fahren beginnt, werden die Ausgangssignale der Drehzahlsensoren der linken und rechten Vorderräder der Zugmaschine 1 sowie das Ausgangssignal des Lenkwinkelsensors geholt, wird der erste vorgeschriebene Wert Gy1 der Querbeschleunigung erhalten und wird dieser Wert im Speicher gespeichert. Falls sowohl das Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors 12 (d. h. der Meßwert der Querbeschleunigung) als auch der Wert der Querbeschleunigung, der anhand der Drehzahldifferenz der linken und rechten Räder geschätzt wird, den ersten vorgeschriebenen Wert Gy1 übersteigen, wird das Relaisventil 23, das einen Bremsdruck an den Anhänger 2 schickt, intermittierend geöffnet und geschlossen. Falls der Anhänger 2 mit ABS ausgerüstet ist, ist es nicht notwendig, den Bremsdruck intermittierend anzulegen. Now, with respect to 4 the operation of the control circuit 11 described. After the engine has been started, the control circuit detects 11 First, information regarding the coupled trailer 2 , When the vehicle begins to drive, the output signals of the speed sensors of the left and right front wheels of the tractor 1 and the output of the steering angle sensor, the first prescribed value G y1 of the lateral acceleration is obtained, and this value is stored in the memory. If both the output signal of the lateral acceleration sensor 12 (ie, the measured value of the lateral acceleration) as well as the value of the lateral acceleration estimated from the speed difference of the left and right wheels exceeds the first prescribed value G y1 becomes the relay valve 23 putting a brake pressure on the trailer 2 sends, intermittently opened and closed. If the trailer 2 equipped with ABS, it is not necessary to apply the brake pressure intermittently.

Der Bremszustand wird durch einen Zeitgeber überwacht, wobei ein neuer Querbeschleunigungswert geholt wird, wenn die vorgeschriebene ununterbrochene Zeit T0 verstrichen ist. Der Bremsvorgang wird so lange fortgesetzt, bis die aktuelle Querbeschleunigung kleiner als ein Grenzwert Gy2 ist (wobei Gy2 < Gy1). Wenn der Meßwert oder der geschätzte Wert der Querbeschleunigung kleiner als der Grenzwert Gy2, wird, wird das Relaisventil 23 geschlossen, wodurch der an den Anhänger angelegte Bremsdruck verringert wird. In dieser Ausführungsform wurden Gy1 auf 0,45 g und Gy2 auf 0,25 g gesetzt (wobei g Erdbeschleunigung ist), diese Werte können jedoch entsprechend den Fahrzeugeigenschaften beliebig gesetzt sein.The braking state is monitored by a timer, wherein a new lateral acceleration value is fetched when the prescribed continuous time T 0 has elapsed. The braking operation is continued until the current lateral acceleration is less than a limit value G y2 (where G y2 <G y1 ). When the measured value or the estimated value of the lateral acceleration becomes smaller than the limit value G y2 , the relay valve becomes 23 closed, which reduces the brake pressure applied to the trailer. In this embodiment, G y1 was set to 0.45 g and G y 2 was set to 0.25 g (g being gravitational acceleration), but these values may be arbitrarily set according to the vehicle characteristics.

Die 4a bis 4c zeigen Steuerabläufe, in denen entschieden wird, ob die Bremsregelung erforderlich ist. In dem in 4a gezeigten Beispiel wird die Querbeschleunigung anhand der Drehzahl der linken und rechten Räder unter Verwendung der folgenden Formel geschätzt: Querbeschleunigung = [(Drehzahl des rechten Rades) – (Drehzahl des linken Rades)/Radspur] × mittlere Drehzahl der linken und rechten Räder. The 4a to 4c show control sequences in which it is decided whether the brake control is required. In the in 4a In the example shown, the lateral acceleration is estimated from the speed of the left and right wheels using the following formula: Lateral acceleration = [(right wheel speed) - (left wheel speed) / wheel track] × average left and right wheels speed.

Ob eine Bremsregelung erforderlich ist oder nicht, wird anhand des gemessenen Wertes und des geschätzten Wertes für die Querbeschleunigung entschieden. In dem in 4b gegebenen Beispiel wird die Tatsache, daß der gemessene Wert den Wert Gy1 übersteigt und daß die Drehwinkeldifferenz zwischen den linken und rechten Rädern (entweder den Vorderrädern oder den Hinterrädern) der Zugmaschine einen vorgeschriebenen Wert übersteigt, als Kriterium für die Bremsregelung verwendet. In dem in 4c gegebenen Beispiel besteht das Kriterium darin, daß der gemessene Wert den Wert Gy1 übersteigt und daß die Drehzahldifferenz zwischen den linken und rechten Rädern der Zugmaschine einen vorgeschriebenen Wert übersteigt. In diesen Beispielen wird der geschätzte Wert mit dem gemessen Wert kombiniert, wenn jedoch kein gemessener Wert verfügbar ist, d. h. wenn kein Querbeschleunigungssensor vorgesehen worden ist, kann die Querbeschleunigung auch aus den Radinformationen allein geschätzt werden.Whether or not a brake control is required is decided on the basis of the measured value and the estimated value for the lateral acceleration. In the in 4b In the example given, the fact that the measured value exceeds the value G y1 and that the rotational angle difference between the left and right wheels (either the front wheels or the rear wheels) of the tractor exceeds a prescribed value is used as a criterion for the brake control. In the in 4c In the example given, the criterion is that the measured value exceeds the value G y1 and that the speed difference between the left and right wheels of the tractor exceeds a prescribed value. In these examples, the estimated value is combined with the measured value, but if no measured value is available, that is, if no lateral acceleration sensor has been provided, the lateral acceleration may also be estimated from the wheel information alone.

5 zeigt die Druck/Zeit-Kennlinie des Bremsluftdrucks. Die Zeit ist auf der horizontalen Achse aufgetragen, während der an den Anhänger (über die Leitung 25) gelieferte Bremsdruck auf der vertikalen Achse aufgetragen ist. Tests haben ergeben, daß es günstig ist, sowohl die Zeit T1 (die Zeit in der der Druck unterbrochen ist) als auch die Zeit T2 (die Zeit, in der der Druck angelegt wird) im Bereich von 0,1 bis 1 s zu setzen. In dieser Ausführungsform ist T1 = T2 = 0,5 s, ferner ist der maximale Druck c auf etwa 3 kg/cm2 gesetzt. Diese Werte können jedoch je nach Entwurfsspezifikation beliebig gesetzt sein. 5 shows the pressure / time characteristic of the brake air pressure. The time is plotted on the horizontal axis, while on the trailer (over the line 25 ) supplied brake pressure is plotted on the vertical axis. Tests have shown that it is convenient to have both the time T 1 (the time in which the pressure is interrupted) and the time T 2 (the time in which the pressure is applied) in the range of 0.1 to 1 s to put. In this embodiment, T 1 = T 2 = 0.5 s, furthermore, the maximum pressure c is set to about 3 kg / cm 2 . However, these values can be set arbitrarily depending on the design specification.

Durch Einrichten des Systems in der Weise, daß die obenbeschriebenen Operationen durch eine Software der Steuerschaltung 11 ausgeführt werden können, kann ein Überschlagen aufgrund eines Schleuderns des Anhängers selbst dann wirksam verhindert werden, wenn der angekuppelte Anhänger nicht mit ABS ausgerüstet ist.By setting up the system in such a way that the above-described operations by a software of the control circuit 11 can be carried out, a rollover due to a spinning of the trailer can be effectively prevented even if the trailer is not equipped with ABS ABS.

6 zeigt ein weiteres Beispiel einer Bremsregelung durch die Steuerschaltung 11. Dieses Beispiel enthält eine Verbesserung, die auf wiederholten Tests der mit Bezug auf 4 beschriebenen Bremsregelung basiert und so entworfen ist, daß die Funktionsweise der Bremseinrichtung mit einer realistischen Betriebsart in Übereinstimmung ist. 6 shows another example of a brake control by the control circuit 11 , This example contains an enhancement based on repeated testing with reference to 4 is based brake control and designed so that the operation of the braking device is in accordance with a realistic mode in accordance.

Das heißt, daß die drei folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein müssen, wenn an den Anhänger eine Bremskraft angelegt werden soll:

  • 1) Das Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors (d. h. der gemessene Wert) hat den ersten vorgeschriebenen Wert Gy1 länger als für die erste vorgeschriebene Zeit t1 ununterbrochen überschritten;
  • 2) die aus den Raddrehzahlen berechnete Querbeschleunigung (d. h. der geschätzte Wert) hat den ersten vorgeschriebenen Wert Gy1 länger als für die erste vorgeschriebene Zeit t1 ununterbrochen überschritten; und
  • 3) die Fahrgeschwindigkeit, die von den Radgeschwindigkeiten erhalten wird, ist größer als ein erster vorgeschriebener Wert v1.
This means that the following three conditions must be fulfilled at the same time if a braking force is to be applied to the trailer:
  • 1) The output of the lateral acceleration sensor (ie, the measured value) has continuously exceeded the first prescribed value G y1 for more than the first prescribed time t 1 ;
  • 2) the lateral acceleration calculated from the wheel speeds (ie, the estimated value) has exceeded the first prescribed value G y1 continuously for more than the first prescribed time t 1 ; and
  • 3) The traveling speed obtained from the wheel speeds is greater than a first prescribed value v 1 .

Weiterhin lautet das Kriterium für die Beendigung der auf den Anhänger ausgeübten Bremskraft, daß irgendeine der drei folgenden Bedingungen erfüllt ist:

  • 1) Die Fahrgeschwindigkeit, die von den Radgeschwindigkeiten erhalten wird, ist kleiner als v2 geworden;
  • 2) ein Zustand, in dem das Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors niedriger als der zweite vorgeschriebene Wert Gy2 ist, hat länger als eine dritte vorgeschriebene Zeit t3 ununterbrochen angedauert; und
  • 3) ein Zustand, in dem die aus den Radgeschwindigkeiten berechnete Querbeschleunigung niedriger als der zweite vorgeschriebene Wert Gy2 ist, hat länger als für eine dritte vorgeschriebene Zeit t3 ununterbrochen angedauert.
Further, the criterion for the termination of the braking force applied to the trailer is that any one of the following three conditions is met:
  • 1) The vehicle speed obtained from the wheel speeds has become smaller than v 2 ;
  • 2) a state in which the output of the lateral acceleration sensor is lower than the second prescribed value G y2 has continued uninterruptedly for more than a third prescribed time t 3 ; and
  • 3) a state in which the lateral acceleration calculated from the wheel speeds is lower than the second prescribed value G y2 has continued uninterruptedly for more than a third prescribed time t 3 .

Diese Konfiguration verhindert, daß der Anhänger aufgrund eines Rauschens der einen oder anderen Art häufig in einen Bremszustand eintritt, und ermöglicht, daß der Anhänger zuverlässig gebremst wird, wenn die Möglichkeit eines Überschlagens besteht. Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung kann auch so konfiguriert sein, daß der Bremsvorgang des Anhängers nicht unnötig lang dauert, so daß die Gleichmäßigkeit der vom Fahrer gesteuerten Vorgänge nicht verloren geht.This configuration prevents the trailer from frequently entering a braking state due to noise of one kind or another, and enables the trailer to be reliably braked when there is a possibility of overturning. The braking device according to the invention can also be configured so that the braking of the trailer does not take unnecessarily long, so that the uniformity of the processes controlled by the driver is not lost.

Wie oben beschrieben worden ist, besitzt die Bremseinrichtung einen einfachen Aufbau und kann dennoch auf tatsächliche Bedingungen geeignet antworten. Alle Vorrichtungen, die zur Bremseinrichtung gehören, sind in der Zugmaschine vorgesehen, während im Anhänger keinerlei Vorrichtungen erforderlich sind. Die Bremseinrichtung kann dann, wenn eine Lagenwiederherstellungsregelung noch möglich ist, die Lagen eines Lastzugs, die die Möglichkeit eines Überschlages in sich bergen, erfassen und unabhängig von der Steuerung des Fahrers eine automatische Bremsregelung ausführen, um Unfälle zu verhindern. Die Bremseinrichtung kann unabhängig davon, ob im Anhänger ABS vorgesehen ist oder nicht, implementiert werden. Sie beschränkt den Anhängertyp, der an eine Zugmaschine angekuppelt werden kann, nicht, so daß sie die Planung des Betriebs der Lastkraftwagen nicht nachteilig beeinflußt. Die Bremseinrichtung hat den Vorteil, daß sie von Kunden, die im Frachttransport tätig sind, ohne weiteres angenommen werden kann.As described above, the brake device has a simple structure and yet can respond to actual conditions properly. All devices that belong to the braking device are provided in the tractor, while in the trailer no devices are required. The brake device, when a position recovery control is still possible, can detect the positions of a lorry which may involve the possibility of a rollover and perform automatic brake control independently of the driver's control to prevent accidents. The braking device can be implemented regardless of whether the trailer is provided with ABS or not. It does not limit the type of trailer that can be coupled to a tractor, so it does not adversely affect the planning of the operation of the trucks. The braking device has the advantage that it can be readily accepted by customers involved in freight transport.

Claims (4)

Bremseinrichtung für Lastzüge, umfassend einen an der Zugmaschine (1) des Lastzugs vorgesehenen Querbeschleunigungssensor (12) zum Ermitteln der Ist-Querbeschleunigung der Zugmaschine (1); und eine Steuerschaltung (11), der die Ausgangssignale des Querbeschleunigungssensors (12) zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (11) zum automatischen Anlegen einer Bremskraft an die Bremsen der Räder der Zugmaschine (1) und des Anhängers (2) eingerichtet ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen ersten vorgegebenen Wert v1 überschreitet und der Querbeschleunigungssensor (12) eine Querbeschleunigung ermittelt, die einen ersten vorgegebenen Wert Gy1 für länger als eine erste vorgegebene Zeit t1 überschreitet, selbst wenn der Fahrer die Bremsen nicht betätigt, dass Drehzahlsensoren (15, 16, 17, 18) an den linken und rechten Rädern der Zugmaschine (1) vorgesehen sind, und dass die Steuerschaltung (11) die Bremskraft an die Bremsen der Räder der Zugmaschine (1) und des Anhängers (2) unter der Bedingung anlegt, dass die Differenz in den durch die Drehzahlsensoren (15, 16, 17, 18) ermittelten Drehzahlen von linken und rechten Rädern der Zugmaschine (1) einen vorgegebenen Wert übersteigt oder dass eine aus der Differenz von Drehzahlen der linken und der rechten Räder geschätzte Querbeschleunigung den ersten vorgegebenen Wert Gy1 für eine längere Zeit als die vorgegebene Zeit t1 übersteigt.Braking device for trucks, comprising one on the tractor ( 1 ) of the road train provided lateral acceleration sensor ( 12 ) for determining the actual lateral acceleration of the tractor ( 1 ); and a control circuit ( 11 ), the output signals of the lateral acceleration sensor ( 12 ), characterized in that the control circuit ( 11 ) for automatically applying a braking force to the brakes of the wheels of the tractor ( 1 ) and the trailer ( 2 ) is set when the vehicle speed exceeds a first predetermined value v 1 and the lateral acceleration sensor ( 12 ) determines a lateral acceleration that exceeds a first predetermined value G y1 for more than a first predetermined time t 1 , even if the driver does not actuate the brakes, that rotational speed sensors ( 15 . 16 . 17 . 18 ) on the left and right wheels of the tractor ( 1 ) are provided, and that the control circuit ( 11 ) the braking force to the brakes of the wheels of the tractor ( 1 ) and the trailer ( 2 ) on the condition that the difference in the speed sensors ( 15 . 16 . 17 . 18 ) exceeds a predetermined value of left and right wheels of the tractor (1) or that an estimated from the difference of speeds of the left and the right wheels lateral acceleration exceeds the first predetermined value G y1 for a longer time than the predetermined time t 1 , Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (11) so ausgestaltet ist, dass der Bremsvorgang automatisch beendbar ist, wenn ein Zustand, in dem die Fahrgeschwindigkeit niedriger als ein zweiter vorgeschriebener Wert v2 ist, der gleich oder kleiner dem ersten vorgeschriebenen Wert v1 gesetzt worden ist (v2 ≤ v1), für eine zweite vorgeschriebene Zeit t2 nach dem automatischen Anlegen der Bremskraft ununterbrochen andauert.Braking device according to claim 1, characterized in that the control circuit ( 11 ) is configured such that the braking operation is automatically terminated when a state in which the vehicle speed is lower than a second prescribed value v 2 has been set equal to or less than the first prescribed value v 1 (v 2 ≦ v 1 ) , Continuously for a second prescribed time t 2 after the automatic application of the braking force. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (11) so ausgestaltet ist, dass der Bremsvorgang beendbar ist, wenn ein Zustand, in dem die Querbeschleunigung kleiner als ein zweiter vorgeschriebener Wert Gy2 ist, der gleich oder kleiner als der erste vorgeschriebene Wert Gv1 gesetzt worden ist (Gy2 ≤ Gy1), für eine dritte vorgeschriebene Zeit t3 nach dem automatischen Anlegen der Bremskraft ununterbrochen andauert.Braking device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the control circuit ( 11 ) is configured so that the braking operation is terminated when a state in which the lateral acceleration is smaller than a second prescribed value G y2 set equal to or smaller than the first prescribed value G v1 (G y2 ≦ G y1 ) , Continues for a third prescribed time t 3 after the automatic application of the braking force uninterrupted. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Mittel, die die Bremsen des Anhängers (2) zum intermittierenden Bremsen veranlassen, wenn der Anhänger (2) ein Fahrzeug ist, das nicht mit einem Antiblockier-Bremssystem ausgerüstet ist.Braking device according to one of claims 1 to 3, characterized by means which control the brakes of the trailer ( 2 ) cause intermittent braking when the trailer ( 2 ) is a vehicle that is not equipped with an anti-lock braking system.
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