DE102009032754A1

DE102009032754A1 - Antriebsvorrichtung für einen Anhänger

Info

Publication number: DE102009032754A1
Application number: DE200910032754
Authority: DE
Inventors: Michael Bogner; Ulrich Dr. Grau
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-07-11
Filing date: 2009-07-11
Publication date: 2011-01-13

Abstract

Vorrichtung zur Fahrstabilisierung eines eine Achse mit zwei Rädern aufweisenden Anhängers, umfassend eine Antriebseinheit, einen Stabilitätssensor und eine mit dem Stabilitätssensor und der Antriebseinheit elektrisch verbundene Steuereinheit, wobei durch die Steuereinheit abhängig von Signalen des Stabilitätssensors die Antriebseinheit so ansteuerbar ist, dass durch auf die Räder unterschiedlich ausgeübte Drehmomente auftretenden Fahrinstabilitäten entgegengewirkt wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Anhänger und ein Verfahren zur Fahrstabilisierung eines Anhängers.
Hintergrund der Erfindung
Die DE 2005 015 876 U1 offenbart eine Vorrichtung zum hilfsweisen Antrieb eines Rades eines antriebslosen Fahrzeugs, insbesondere eines an ein Zugfahrzeug anhängbaren Anhängers, mit einer lösbar an das zugeordnete Rad ansetzbaren Antriebseinheit die einen vorzugsweise als Elektromotor ausgebildeten Motor enthält, der mit einer Drehmomentstütze zusammenwirkt, und die mit einem zur Radachse koaxialen, ihren Drehmomentausgang bildenden Antriebsorgan versehen ist und hiermit direkt oder indirekt in drehschlüssigen Eingriff mit einem in axialer Richtung zugänglichen, um die Radachse rotierbaren Radelement bringbar ist. Durch diesen Hilfsantrieb wird ein Rangieren des vom Zugfahrzeug getrennten Anhängers erleichtert, wobei der Hilfsantrieb in ein Rad eingreift und hierdurch die vordem bekannten Reibradantriebe verbessert.
Aus der DE 202 13 534 U1 ist ein Hilfsantrieb für fremdbewegte Fahrzeuge, insbesondere Anhänger, bekannt. Er besteht aus einer an einer fahrzeugfesten Konsole mittels einer Führung beweglich gelagerten und an das Fahrzeugrad zustellbaren Antriebseinheit mit einem Motor und einem Antriebselement wobei, der Hilfsantrieb eine automatische und von der Antriebseinheit betätigte Zustellvorrichtung aufweist.
Die DE 196 14 752 A1 zeigt einen Antrieb für Wohnwagen oder Anhänger. mit einem von einer Batterie oder Netz gespeisten Elektromotor mit Getriebe sowie Ritzel, der auf dem Schwinghebel montiert ist und in der Felge eingeschweißte Hakenwinkel (1). worauf ein Zahnkranz befestigt ist, ein Elektrozylinder schwenkt das Ritzel mit dem Motor formschlüssig in den Zahnkranz ein und wird in dieser Position gehalten, das Rangieren erfolgt mit einer Fernbedienung. Bei Ausschalten mittels Fernbedienung oder bei Stromausfall schwenkt der Motor mit Ritzel automatisch in die Ausgangsstellung zurück, so dass der Freilauf des Laufrades gewährleistet ist.
Die DE 37 36 788 A1 offenbart einen Hilfsantrieb für Fahrzeuge ohne eigenen Antrieb zum Parkieren oder Rangieren über kurze Strecken, insbesondere für einen Anhänger, Verkaufsanhänger oder Wohnwagen. Hierbei ist ein Elektro- oder Verbrennungsmotor mit integriertem Untersetzungsgetriebe mit dem Fahrzeug lösbar verbunden, dessen Antriebsenergie auf ein lenkbares oder auf ein auf einer starren Achse befindliches Laufrad mittels eines Kraftübertragungselements steuerbar übertragen wird. Der Elektro- oder Verbrennungsmotor weist ein kuppelbares Untersetzungsgetriebe auf, wobei die Ausgangswelle als Langsamläufer mit großer Ausgangskraft ausgebildet ist. Die Antriebsenergie wird auf das Laufrad mittels einer starren Welle, einer Kette oder eines Reibrades steuerbar übertragen.
In der DE 10 2004 036 089 A1 wird ein Verfahren zum Dampfen von Gierschwingungen eines Kfz-Anhängers vorgeschlagen. Beim Auftreten von Gierschwingungen werden einzelne oder alle Bremsen des Anhängers betätigt und hierdurch die Gierschwingungen gedämpft. Das Erkennen einer Gierschwingung des Anhängers erfolgt durch eine Überwachung und Auswertung der linken und rechten Raddrehzahlen des Anhängers
Aus der DE 10 215 617 A1 ist eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Anhängers bekannt, mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung, die über mindestens ein Bremsseil auf eine Radbremse einwirkt und für die Betätigung des Bremsseils ein Elektromotor vorgesehen ist, der von einer Fahrdynamikregelung derart betätigbar ist, dass in Abhängigkeit von sensorisch erfassten Instabilitäten des Anhängers, der Anhänger über eine Betätigung der Radbremse stabilisierbar ist.
Aus dem Stand der Technik ist somit einerseits bekannt, Hilfsantriebe für ein Rangieren eines Anhängers, abgekoppelt von einem Zugfahrzeug, einzusetzen. Andererseits ist bekannt, eine Fahrstabilisierung eines Anhängers durch ein selektives Ansteuern der Anhängerbremsen vorzunehmen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Vorrichtung zum Antrieb eines Anhängers, durch die in besonders zuverlässiger und effizienter Weise eine Fahrstabilisierung des Anhängers erreichbar ist. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zur Fahrstabilisierung eines Anhängers.
Zusammenfassung der Erfindung
Die auf die Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Angabe einer Vorrichtung zur Fahrstabilisierung eines eine Achse mit zwei Rädern aufweisenden Anhängers, umfassend eine Antriebseinheit, einen Stabilitätssensor und eine mit dem Stabilitätssensor und der Antriebseinheit elektrisch verbundenen Steuereinheit, wobei durch die Steuereinheit abhängig von Signalen des Stabilitätssensors die Antriebseinheit so ansteuerbar ist, dass durch auf die Räder unterschiedlich ausgeübte Drehmomente auftretenden Fahrinstabilitäten entgegengewirkt wird.
Die Erfindung schlägt somit erstmals den Weg ein, einen Anhänger nicht durch ein selektives Abbremsen zu stabilisieren, sondern im Gegenteil durch selektive Antriebsmomente, ausgeübt durch eine Antriebseinheit. Zunächst erscheint dieser Weg aufgrund der entsprechend zu dimensionierenden Antriebseinheit aufwändig und teuer. Die Erfindung geht aber von der Erkenntnis aus, dass die hierdurch erreichten Vorteile diesen Aufwand rechtfertigen: Zunächst wird eine dynamisch wesentlich zuverlässigere und reaktionsschnellere Stabilisierung erreicht, da nicht nur einseitige Verzögerungen wie bei einem Abbremsen wirken, sondern zueinander entgegen gerichtete Drehmomente, also auch Beschleunigungen ausgeübt werden. Zudem ergibt sich anders als beim Bremsverfahren ein verschleißfreies Stabilisieren. Schließlich ist die Antriebseinheit auch noch für ein Rangieren im entkoppelten Zustand verwendbar.
Die Erfindung ist nicht auf einachsige Anhänger beschränkt.
Vorzugsweise ist jedem Rad eine eigene Antriebseinheit zugeordnet, die jeweils als elektrischer Radnabenmotor ausgebildet sind, wobei durch die Antriebseinheiten ein Drehmoment jeweils direkt auf die Radnabe ihres jeweiligen Rades ausübbar ist.
Bevorzugtermaßen ist ein Elektrodifferential mit den Antriebseinheiten verbunden, welches einen elektrischen Hauptantrieb, einen elektrischen Steuerantrieb und ein Getriebe aufweist, wobei durch den Steuerantrieb ein Getriebe so einstellbar ist, dass eine Verteilung eines durch den Hauptantrieb über das zwischengeschaltete Getriebe erzeugten Drehmomentes auf die Antriebseinheiten einstellbar ist.
Bevorzugt ist über die Antriebseinheit durch eine Umwandlung von Bewegungsenergie in elektrische Energie ein verschleißfreies Abbremsen des Anhängers einstellbar. Vorzugsweise wird die dabei erzeugte elektrische Energie in eine Batterie eingespeist oder, z. B. bei erreichter Ladekapazität der Batterie, über einen elektrischen Widerstand in Wärmeenergie umgewandelt.
Bevorzugtermaßen ist der Stabilitätssensor ein Sensor eines elektronischen Stabilitätsprogramms eines den Anhänger ziehenden Zugfahrzeuges. Unter Umständen kann es ausreichend sein, Schwingungen des Zugfahrzeuges zu messen, welche durch den Anhänger auf dieses übertragen werden, um eine Destabilisierung des Anhängers zu erkennen. Somit kann ein bestehendes ESP System des Zugfahrzeuges genutzt werden.
Vorzugsweise ist eine Fernbedienung für die Antriebseinheit an einer Anhängerdeichsel so vorgesehen, dass der Anhänger ohne Zugfahrzeug mittels der Antriebseinheit rangierbar ist.
Bevorzugt ist der Anhänger mit einem Zugfahrzeug mittels einer Datenbusleitung, z. B. einem CAN-Bus, verbindbar.
Bevorzugtermaßen ist die Antriebseinheit für einen ein Zugfahrzeug entlastenden Zusatzschub ausgebildet. Insbesondere kann somit durch die Antriebseinheit eine Anfahrhilfe, etwa am Berg, bereitgestellt werden.
Erfindungsgemäß wird die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe gelöst durch Angabe eines Verfahrens zum Stabilisieren eines von einem Zugfahrzeug gezogenen Anhängers, der eine Achse mit zwei Rädern aufweist, wobei eine Antriebseinheit, ein Stabilitätssensor und eine mit dem Stabilitätssensor und der Antriebseinheit elektrisch verbundene Steuereinheit vorgesehen sind und wobei durch die Steuereinheit abhängig von Signalen des Stabilitätssensors die Antriebseinheit so angesteuert wird, dass durch auf die Räder unterschiedlich ausgeübte Drehmomente auftretenden Fahrinstabilitäten entgegengewirkt wird.
Die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen den o. g. Vorteilen der Vorrichtung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1: ein Zugfahrzeug mit einem Anhänger und einer Vorrichtung zur Fahrstabilisierung mit einem Elektrodifferential und
2: ein Zugfahrzeug mit einem Anhänger und einer Vorrichtung zur Fahrstabilisierung mit zwei Radnabenmotoren.
1 zeigt ein Zugfahrzeug 23 mit einem Anhänger 1. Der Anhänger 1 weist eine Achse 3 mit zwei Rädern 5 auf. Eine Vorrichtung zur Fahrstabilisierung des Anhängers 1 umfasst ein Elektrodifferential 31, welches wiederum einen eine Antriebseinheit 7 bildenden Hauptantrieb 33, einen Steuerantrieb 35 und ein Getriebe 37 aufweist. Über das Getriebe 37 sind separat die Räder 5 mittels der Antriebseinheit 7 antreibbar. Der Hauptantrieb 9 ist mit einer Steuereinheit 9 elektrisch verbunden. Die Steuereinheit 9 ist mit einem Stabilitätssensor 11 elektrisch verbunden, welcher im Zugfahrzeug 23 angeordnet ist. Diese elektrische Verbindung wird mittels eines CAN-Busses 45 hergestellt, der über eine elektrische Steckverbindung 46 zwischen Zugfahrzeug 23 und Anhänger 1 führt. Mechanisch sind Zugfahrzeug 23 und Anhänger 1 mittels einer Deichsel 21 des Anhängers 1 verbunden.
Im Fahrbetrieb kann es zu einer Destabilisierung des Anhängers 1, insbesondere zu Gierschwingungen, also Schwingungen um die Anhängerhochachse, kommen. Dies wird durch eine Übertragung dieser Schwingungen auf das Zugfahrzeug 23 mittels des Stabilitätssensors 11 erkannt, welcher Teil eines elektronischen Stabilitätsprogramms ist. Über die Datenbusleitung 46 wird das Signal des Stabilitätssensors zur Steuereinheit 9 übermittelt. Diese steuert nun den Steuerantrieb 35 an, welcher wiederum das Getriebe 37 einstellt. Über diese Getriebeeinstellung wird ein Drehmoment des Hauptantriebs selektiv auf die Räder 5 übertragen so dass sich etwa ein verzögerndes Drehmoment D1 für eines der Räder 5, aber ein beschleunigendes Drehmoment D2 für das andere der Räder 5 ergibt. Hierdurch wird sehr schnell und sicher eine Spurstabilisierung des Anhängers 1 hergestellt. Zusätzlich kann die Antriebseinheit 7 auch ein gleichgerichtetes, schiebendes Drehmoment z. B. als Anfahrhilfe erzeugen. Außerdem kann mittels der Antriebseinheit 7 auch Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt werden. Dies ermöglicht ein verschleißfreies Abbremsen des Anhängers 1. Die elektrische Energie kann in eine die Antriebseinheit versorgende Batterie 13 oder in ein Bordnetz eingespeist werden. Sie kann aber auch über einen elektrischen Widerstand 41 in Wärmeenergie umgewandelt werden.
2 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Antriebseinheit 7 durch zwei Radnabenmotoren gebildet ist, die direkt in die Radnaben der Räder 5 eingreifen. Der Stabilitätssensor 11 ist hier in Baueinheit mit der Steuereinheit im Anhänger 1 angeordnet. An der Deichsel 21 ist eine Fernbedienung 43 angeordnet, welche drahtlos mit der Steuereinheit 9 kommuniziert. Mit der Fernbedienung 43 ist es möglich, die Radnabenmotoren 7 zum Rangieren des Anhängers 1 zu benutzen.
Bezugszeichenliste

1: Anhänger
2
3: Achse
4
5: Rad
6
7: Antriebseinheit
8
9: Steuereinheit
10
11: Stabilitätssensor
21: Anhängerdeichsel
22
23: Zugfahrzeug
31: Elektrodifferential
32
33: Hauptantrieb
34
35: Steuerantrieb
36
37: Getriebe
41: Widerstand
42
43: Fernbedienung
44
45: Datenbusleitung
D1, D2: Drehmoment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 2005015876 U1 [0002]
- DE 20213534 U1 [0003]
- DE 19614752 A1 [0004]
- DE 3736788 A1 [0005]
- DE 102004036089 A1 [0006]
- DE 10215617 A1 [0007]

Claims

Vorrichtung zur Fahrstabilisierung eines eine Achse (3) mit zwei Rädern aufweisenden Anhängers (1), umfassend eine Antriebseinheit (7) (7), einen Stabilitätssensor (11) und eine mit dem Stabilitätssensor (11) und der Antriebseinheit (7) (7) elektrisch verbundenen Steuereinheit (9), wobei durch die Steuereinheit (9) abhängig von Signalen des Stabilitätssensors (11) die Antriebseinheit (7) so ansteuerbar ist, dass durch auf die Räder unterschiedlich ausgeübte Drehmomente auftretenden Fahrinstabilitäten entgegengewirkt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jedem Rad (5) eine eigene Antriebseinheit (7) zugeordnet ist die jeweils als elektrischer Radnabenmotor ausgebildet sind, wobei durch die Antriebseinheiten (7) ein Drehmoment jeweils direkt auf die Radnabe ihres jeweiligen Rades (5) ausübbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Elektrodifferential (31) mit den Antriebseinheit (7)en (7) verbunden ist, welches einen die Antriebseinheit (7) (7) bildenden elektrischen Hauptantrieb (33), einen elektrischen Steuerantrieb (35) und ein Getriebe (37) aufweist, wobei durch den Steuerantrieb (35) ein Getriebe (37) so einstellbar ist, dass eine Verteilung eines durch den Hauptantrieb (33) über das zwischengeschaltete Getriebe (37) erzeugten Drehmomentes auf die Räder einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der über die Antriebseinheit (7) (7) durch eine Umwandlung von Bewegungsenergie in elektrische Energie ein verschleißfreies Abbremsen des Anhängers (1) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die erzeugte elektrische Energie in eine Batterie eingespeist wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erzeugte elektrische Energie über einen elektrischen Widerstand (41) in Wärmeenergie umwandelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem der Stabilitätssensor (11) ein Sensor eines elektronischen Stabilitätsprogrammes eines den Anhänger (1) ziehenden Zugfahrzeuges (23) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Fernbedienung (43) für die Antriebseinheit (7) (7) an einer Anhängerdeichsel (21) (21) so vorgesehen ist, dass der Anhänger (1) ohne Zugfahrzeug (23) mittels der Antriebseinheit (7) (7) rangierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Anhänger (1) mit einem Zugfahrzeug (23) mittels einer Datenbusleitung (45) verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Antriebseinheit (7) (7) für einen ein Zugfahrzeug (23) entlastenden Zusatzschub ausgebildet ist.
Verfahren zum Stabilisieren eines von einem Zugfahrzeug (23) gezogenen Anhängers (1), der eine Achse (3) mit zwei Rädern aufweist, wobei eine Antriebseinheit (7) (7), ein Stabilitätssensor (11) und eine mit dem Stabilitätssensor (11) und der Antriebseinheit (7) (7) elektrisch verbundene Steuereinheit (9) vorgesehen sind und wobei durch die Steuereinheit (9) abhängig von Signalen des Stabilitätssensors (11) die Antriebseinheit (7) (7) so angesteuert wird, dass durch auf die Räder unterschiedlich ausgeübte Drehmomente auftretenden Fahrinstabilitäten entgegengewirkt wird.