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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuggespann mit einem Zugfahrzeug und einem Fahrzeuganhänger, wobei eine Kopplungseinrichtung zum Koppeln des Zugfahrzeugs mit dem Fahrzeuganhänger vorgesehen ist, und wobei die Kopplungseinrichtung zumindest eine erste Kopplungsteileinrichtung und eine mit der ersten Kopplungsteileinrichtung zum Koppeln zusammenwirkende zweite Kopplungsteileinrichtung aufweist.
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Fahrzeuggespanne der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Als Beispiel sei hier ein Sattelzug angeführt, welcher das Fahrzeuggespann bildet und aus einer Sattelzugmaschine, entsprechen dem Zugfahrzeug, und einem Sattelauflieger, entsprechend dem Fahrzeuganhänger, besteht. Der Sattelzug wird auch als Sattelkraftfahrzeug bezeichnet. Das Zugfahrzeug kann jedoch auch ein beliebiges anderes Fahrzeug sein, beispielsweise ein Pkw oder ein Lkw mit einer Anhängerkupplung. Der Fahrzeuganhänger kann in diesem Fall beispielsweise ein Starrdeichselanhänger, ein Anhänger mit gelenkter Vorderachse oder ein Sattelanhänger sein. Prinzipiell kann der Fahrzeuganhänger ein- oder mehrachsig ausgeführt sein. Zum Durchführen eines Fahrbetriebs des Fahrzeuggespanns wird der Fahrzeuganhänger mit dem Zugfahrzeug gekoppelt. Auf diese Weise kann der Fahrzeuganhänger, welcher üblicherweise keinen eigenen Antrieb aufweist, durch das Zugfahrzeug in Bewegung gesetzt werden. Über die Kopplungseinrichtung ist also eine Zug- oder Druckkraft übertragbar, welche auf eine Bewegung des Fahrzeuganhängers gerichtet ist. Zum Koppeln des Fahrzeuganhängers mit dem Zugfahrzeug ist die Kopplungseinrichtung vorgesehen. Diese besteht zumindest aus der ersten Kopplungsteileinrichtung und der zweiten Kopplungsteileinrichtung. Dabei wirken die erste Kopplungsteileinrichtung und die zweite Kopplungsteileinrichtung zum Koppeln von Fahrzeuganhänger und Zugfahrzeug zusammen. Die erste Kopplungsteileinrichtung ist üblicherweise dem Zugfahrzeug und die zweite Kopplungsteileinrichtung dem Fahrzeuganhänger zugeordnet. Die erste Kopplungsteileinrichtung kann beispielsweise die Anhängerkupplung eines Pkw oder eines Lkw sein. Die zweite Kopplungsteileinrichtung ist beispielsweise ein mit der Anhängerkopplung zusammenwirkendes Element einer Deichsel des Fahrzeuganhängers.
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Üblicherweise lässt die Kopplungseinrichtung eine Bewegung um zumindest einen Freiheitsgrad zu. Das bedeutet, dass über die Kopplungseinrichtung keine starre Kopplung des Zugfahrzeugs mit dem Fahrzeuganhänger vorliegt. Dies erschwert jedoch den Fahrbetrieb des Fahrzeuggespanns, insbesondere ein Rückwärtsfahren. Aus diesem Grund wurden Fahrerassistenzeinrichtungen zur Durchführung eines Fahrerassistenzverfahrens vorgeschlagen. Derartige Fahrerassistenzeinrichtungen unterstützen den Fahrer des Fahrzeuggespanns beziehungsweise des Zugfahrzeugs beispielsweise, indem sie ihm einen Lenkwinkel anzeigen, mit welchem das Fahrzeuggespann und insbesondere der Fahrzeuganhänger eine vorgegebene beziehungsweise gewünschte Fahrspur einhält. Stellt der Fahrer diesen Lenkwinkel ein, so folgt das Fahrzeuggespann der vorgegebenen Fahrspur. Dabei kann es jedoch vorkommen, dass, insbesondere bei einer ungünstigen Ausgangsposition beziehungsweise Ausgangsstellung des Fahrzeuggespanns, zahlreiche Rangiermanöver beziehungsweise mehrfaches Vorwärtsfahren und Rückwärtsfahren zur Erreichung einer gewünschten Zielposition beziehungsweise zum Einhalten der vorgegebenen Fahrspur, welche zu der Zielposition führt, notwendig sind. Das bedeutet, dass um den Fahrzeuganhänger auf einer bestimmten Trajektorie zu führen, das Zugfahrzeug zum Teil sehr stark ausscheren muss, um die Fahrtrichtung des Fahrzeuganhängers zu korrigieren. Damit ist das Rückwärtsfahren, insbesondere an Engstellen, beispielsweise an einer Laderampe, an welcher weitere Fahrzeuge stehen, nicht oder nur erschwert möglich.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber weist das Fahrzeuggespann mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen den Vorteil auf, dass die vorgegebene Fahrspur besser eingehalten wird und eine vorgegebene Zielposition effizienter erreichbar ist. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem die erste Kopplungsteileinrichtung und/oder die zweite Kopplungsteileinrichtung zum Lenken des Fahrzeuganhängers verlagerbar sind. Das bedeutet, dass die erste Kopplungsteileinrichtung bezüglich des Zugfahrzeugs beziehungsweise die zweite Kopplungsteileinrichtung bezüglich des Fahrzeuganhängers beweglich angeordnet sind. Es ist demnach keine starre Verbindung zwischen der jeweiligen Kopplungsteileinrichtung und dem Zugfahrzeug beziehungsweise dem Fahrzeuganhänger vorgesehen. Die Verlagerung der Kopplungsteileinrichtung kann beispielsweise von einem Fahrer des Fahrzeuggespanns beziehungsweise des Zugfahrzeugs vorgegeben werden.
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Durch das Verlagern der Kopplungsteileinrichtung oder beiden Kopplungsteileinrichtungen wird der Fahrzeuganhänger bezüglich des Zugfahrzeugs versetzt, so dass eine Lenkwirkung auf den Fahrzeuganhänger bewirkt wird. Auf diese Weise kann während des Fahrbetriebs des Fahrzeuggespanns und insbesondere während eines Rückwärtsfahrens der Fahrzeuganhänger gelenkt werden, ohne dass das Zugfahrzeug eine entsprechende Lenkbewegung ausführen muss. Insbesondere wird durch die Verlagerung der Kopplungsteileinrichtung beziehungsweise der Kopplungsteileinrichtungen der Kraftangriffspunkt der Kraft, mit welcher das Zugfahrzeug den Fahrzeuganhänger beaufschlagt, an dem Fahrzeuganhänger verschoben. Die Verlagerung wird dabei vorzugsweise in lateraler Richtung durchgeführt. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Kopplungsteileinrichtung beziehungsweise die Kopplungsteileinrichtungen in Längsrichtung verlagerbar sind. Auf diese Weise kann der Kraftangriffspunkt oder vielmehr der Vektor der an dem Fahrzeuganhänger angreifenden Kraft derart verändert werden, dass der Fahrzeuganhänger die vorbestimmte Fahrspur einhält.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verlagerung in lateraler Richtung vorgesehen ist. Die laterale Richtung liegt dabei parallel zu beziehungsweise in der Fahrebene, entsprechend einem Untergrund des Fahrzeuggespanns, vor. Gleichzeitig steht sie üblicherweise senkrecht zu der Längsrichtung, also der Fahrtrichtung des Fahrzeuggespanns beziehungsweise des Zugfahrzeugs bei Geradeausfahrt. Durch die Verlagerung in lateraler Richtung kann auf besonders effiziente Weise der Kraftangriffspunkt an dem Fahrzeuganhänger verlagert werden, wodurch beispielsweise ein Lenkmoment auf den Fahrzeuganhänger aufgebracht wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Kopplungsteileinrichtung eine Sattelkupplung ist. In diesem Fall ist das Zugfahrzeug eine Sattelzugmaschine. Eine solche weist üblicherweise die Sattelkupplung auf. Die Sattelkupplung ist häufig als Platte mit eingebautem Schließmechanismus aufgebaut. Auf der Platte liegt die zweite Kopplungsteileinrichtung beziehungsweise der Fahrzeuganhänger zumindest bereichsweise auf. Mittels des Schließmechanismusses wird die Kopplung zwischen dem Fahrzeuganhänger und dem Zugfahrzeug beziehungsweise den beiden Kopplungsteileinrichtungen fixiert, so dass kein unbeabsichtigtes Lösen der Kopplungsteileinrichtungen voneinander möglich ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Kopplungsteileinrichtung ein Königszapfen ist. Der Fahrzeuganhänger ist demnach ein Sattelauflieger, welcher dem Zugfahrzeug oder vielmehr der Sattelzugmaschine zugeordnet ist. Durch die Ausbildung der zweiten Kopplungsteileinrichtung als Königszapfen können während eines Fahrbetriebs des Fahrzeuggespanns seitliche Neigungen des Fahrzeuganhängers und Neigungen in Längsrichtung relativ zu dem Zugfahrzeug ausgeglichen werden. Der Königszapfen greift beispielsweise in die erste Kopplungsteileinrichtung, welche dann als Sattelkupplung ausgebildet ist, ein. Dabei wirkt ein Bereich des Königszapfens mit dem Schließmechanismus zusammen, so dass eine feste und dauerhafte Verbindung zwischen den Kopplungsteileinrichtungen gegeben ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung und/oder der zweiten Kopplungsteileinrichtung von einem Fahrer des Fahrzeuggespanns manuell einstellbar ist. Zu diesem Zweck ist beispielsweise eine Versteileinrichtung beziehungsweise Verlagerungseinrichtung vorgesehen, welche der ersten Kopplungsteileinrichtung und/oder der zweiten Kopplungsteileinrichtung zugeordnet ist und mit diesen wirkverbunden ist. Der Fahrer des Fahrzeuggespanns kann nun durch eine Betätigung der Verlagerungseinrichtung die Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung beziehungsweise der zweiten Kopplungsteileinrichtung bewirken. Beispielsweise befindet sich in einem Cockpit des Zugfahrzeugs ein Eingabeelement, welchem der Fahrer die gewünschte Verlagerung der Kopplungsteileinrichtung übermittelt, worauf diese mittels der Verlagerungseinrichtung an der ersten Kopplungsteileinrichtung beziehungsweise der zweiten Kopplungsteileinrichtung eingestellt wird.
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Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung und der zweiten Kopplungsteileinrichtung unabhängig voneinander einstellbar sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich eine Gesamtverlagerung zwischen Zugfahrzeug und Fahrzeuganhänger beziehungsweise zwischen den Kopplungsteileinrichtungen vorgegeben wird, worauf automatisch die jeweilige Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung und der zweiten Kopplungsteileinrichtung bestimmt und eingestellt wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung und/oder der zweiten Kopplungsteileinrichtung in Abhängigkeit von mindestens einem Fahrzustandsparameter des Zugfahrzeugs und/oder des Fahrzeuganhängers bestimmt ist. Die Bestimmung der Verlagerung ist demnach nicht manuell durch den Fahrer vorgesehen, sondern wird automatisch, beispielsweise von einer Fahrerassistenzeinrichtung, aus dem mindestens einen Fahrzustandsparameter bestimmt. Dabei kann der Fahrzustandsparameter das Zugfahrzeug oder den Fahrzeuganhänger oder beide betreffen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass bei einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeuggespanns die Kopplungsteileinrichtung in ihre Ausgangsposition, bevorzugt eine Mittelstellung, verlagert werden, um eine höchstmögliche Fahrsicherheit zu gewährleisten. In der Mittelstellung wird bei Geradeausfahrt des Zugfahrzeugs kein Lenkmoment des Fahrzeuganhängers bewirkt. Bei einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeuggespanns kann es dagegen vorgesehen sein, die Verlagerung derart zu wählen, dass der Fahrzeuganhänger eine vorgegebene Fahrspur einhält.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Fahrzustandsparameter ein Lenkwinkel, eine Fahrgeschwindigkeit oder ein Antriebsmoment ist. Bei der Bestimmung der Verlagerung kann es vorgesehen sein, lediglich einen der Fahrzustandsparameter oder alternativ mehrere Fahrzustandsparameter gleichzeitig heranzuziehen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung und/oder der zweiten Kopplungsteileinrichtung derart erfolgt, dass der Fahrzeuganhänger eine vorgegebene Fahrspur einhält. Zu diesem Zweck wird beispielsweise der vorstehend beschriebene Fahrzustandsparameter ausgewertet, insbesondere der Lenkwinkel des Zugfahrzeugs. Die Fahrspur kann beispielsweise durch den Fahrer des Fahrzeuggespanns oder durch die Fahrerassistenzeinrichtung vorgegeben sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens einem Rad des Fahrzeuganhängers ein Radsensor zugeordnet ist, mittels welchem die Rotationsgeschwindigkeit des Rads bestimmbar ist. Diese Rotationsgeschwindigkeit kann, insbesondere ergänzend zu dem vorstehend beschriebenen Fahrzustandsparameter, herangezogen werden, um festzustellen, ob sich der Fahrzeuganhänger auf der vorgegebenen Fahrspur befindet. Vorteilhafterweise ist zumindest zwei Rädern der Radachse ein solcher Radsensor zugeordnet. Auf diese Weise kann eine Differenzgeschwindigkeit der Räder bestimmt werden. Anhand dieser Differenzgeschwindigkeit kann anschließend festgestellt werden, ob sich der Fahrzeuganhänger auf der vorgegebenen Fahrspur befindet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung und/oder der zweiten Kopplungsteileinrichtung entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit, insbesondere mehrerer Räder, bestimmt ist. Beispielsweise kann die Rotationsgeschwindigkeit des Rads ausgewertet werden und in eine Fahrgeschwindigkeit des Rads transformiert werden. Wird diese Fahrgeschwindigkeit nun mit der Fahrgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs verglichen, so kann aus diesem Vergleich darauf geschlossen werden, ob der Fahrzeuganhänger die vorgegebene Fahrspur einhält. Ist dies nicht der Fall, kann die Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung beziehungsweise der zweiten Kopplungsteileinrichtung entsprechend veranlasst werden, um den Fahrzeuganhänger auf der vorgegebenen Fahrspur zu halten beziehungsweise zu dieser zurückzuführen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rotationsgeschwindigkeit mehrerer Räder bestimmt wird. Wie bereits vorstehend erläutert, kann in diesem Fall die Differenzgeschwindigkeit der Räder bestimmt werden, aus welcher auf das Vorliegen einer Kurvenfahrt geschlossen werden kann. Anhand dieser Information kann anschließend die Verlagerung der Kopplungsteileinrichtung bestimmt werden, welche notwendig ist, um den Fahrzeuganhänger auf der vorgegebenen Fahrspur zu halten.
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Die Erfindung betrifft selbstredend auch lediglich einzelne Teile des Fahrzeuggespanns. Sie ist demnach auch auf ein Zugfahrzeug gerichtet, welches die erste Kopplungsteileinrichtung aufweist, wobei die erste Kopplungsteileinrichtung zum Lenken des Fahrzeuganhängers verlagerbar sein soll. Entsprechend ist die Erfindung auch auf einen Fahrzeuganhänger mit der zweiten Kopplungsteileinrichtung gerichtet, wobei diese zum Lenken des Fahrzeuganhängers verlagerbar ist.
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Mit dem vorstehend beschriebenen Fahrzeuggespann bietet sich die Möglichkeit, den Fahrzeuganhänger bei einem Rückwärtsfahren des Fahrzeuggespanns in eine vorgegebene Richtung zu lenken beziehungsweise auf der vorgegebenen Fahrspur zu halten. Auf diese Weise wird der Fahrbetrieb für den Fahrer des Fahrzeuggespanns beziehungsweise des Zugfahrzeugs wesentlich vereinfacht. Zudem können aufwändige Korrekturlenkbewegungen des Zugfahrzeugs und/oder mehrfache Vorwärts- und Rückwärtsfahrmanöver vermieden werden. Rangiermanöver des Fahrzeuggespanns, bei welchen es auf die genaue Erreichung der Zielposition ankommt, sind somit effizienter, schneller und präziser durchzuführen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, ohne dass dabei eine Beschränkung der Erfindung erfolgt.
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Es zeigen:
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1 einen Bereich eines Zugfahrzeugs mit einer ersten Kopplungsteileinrichtung, wobei die erste Kopplungsteileinrichtung als Sattelkupplung ausgebildet ist, und
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2 einen Bereich eines Fahrzeuganhängers mit einer zweiten Kopplungsteileinrichtung, wobei diese als Königszapfen vorgesehen ist.
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Die 1 zeigt einen Bereich eines Fahrzeuggespanns 1, wobei ein Teil eines Zugfahrzeugs 2 dargestellt ist. Das Zugfahrzeug ist mittels einer Kopplungseinrichtung 3, welche hier ausschnittsweise dargestellt ist, mit einem Fahrzeuganhänger 4 (hier nicht zu erkennen) verbindbar beziehungsweise koppelbar. Die Kopplungseinrichtung 3 setzt sich aus einer ersten Kopplungsteileinrichtung 5, welche dem Zugfahrzeug 2 zugeordnet und in 1 zu erkennen ist, und einer zweiten Kopplungsteileinrichtung 6, welche dem Fahrzeuganhänger 4 zugeordnet und hier nicht dargestellt ist, zusammen. Die Kopplungsteileinrichtungen 5 und 6 wirken zum Koppeln des Fahrzeuganhängers 4 mit dem Zugfahrzeug 2 zusammen. Dabei liegt zumindest ein Bereich des Fahrzeuganhängers 4 auf einer Auflagefläche 7 der ersten Kopplungsteileinrichtung 5 auf. Neben der Auflagefläche 7 weist die erste Kopplungsteileinrichtung 5 einen Schließmechanismus 8 auf, in welchen die zweite Kopplungsteileinrichtung 6 des Fahrzeuganhängers 4 zum Koppeln zumindest bereichsweise eingreift. Mittels des Schließmechanismusses 8 wird eine sichere und dauerhafte Kopplung des Fahrzeuganhängers 4 mit dem Zugfahrzeug 2 erreicht wird, ohne dass ein unbeabsichtigtes Lösen der beiden voneinander möglich ist. Die erste Kopplungsteileinrichtung 5 ist als Sattelkupplung ausgebildet. Die zweite Kopplungsteileinrichtung 6 liegt dagegen als Königszapfen vor.
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Die Kopplungseinrichtung 3 beziehungsweise die Kopplungsteileinrichtungen 5 und 6 bewirken jedoch keine starre Kopplung des Fahrzeuganhängers 4 mit dem Zugfahrzeug 2. Vielmehr ist weiterhin eine Bewegung der beiden zueinander um zumindest einen Freiheitsgrad möglich. Dies gilt insbesondere für eine Drehung um eine vertikale Achse. Um eine bessere Lenkbarkeit des Fahrzeuggespanns 1, insbesondere bei einer Rückwärtsfahrt, zu erreichen, ist die erste Kopplungsteileinrichtung 5 und/oder die zweite Kopplungsteileinrichtung 6 der Kopplungseinrichtung 3 zum Lenken des Fahrzeuganhängers 4 verlagerbar. Auf diese Weise wird eine Verschiebung des Kraftangriffspunkts erreicht, in welchem das Zugfahrzeug 2 mittels der Kopplungseinrichtung 3 eine auf eine Bewegung des Fahrzeuganhängers 4 gerichtete Kraft an diesem bewirkt. Die Verlagerung ist vorzugsweise in Richtung des Files 9, also in lateraler Richtung des Fahrzeuggespanns 1, vorgesehen.
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Die 2 zeigt einen anderen Bereich des Fahrzeuggespanns 1, wobei ein Bereich des Fahrzeuganhängers 4 und dessen zweite Kopplungsteileinrichtung 6 dargestellt sind. Die zweite Kopplungsteileinrichtung 6 beziehungsweise der Fahrzeuganhänger 4 weisen eine Gegenauflagefläche 10 auf, welche bei einem Koppeln des Fahrzeuganhängers 4 mit dem Zugfahrzeug 2 mit der Auflagefläche 7 der ersten Kopplungsteileinrichtung 5 in Berührkontakt tritt beziehungsweise auf dieser aufliegt. Gleichzeitig greift die als Königszapfen ausgebildete zweite Kopplungsteileinrichtung 6 in den Schließmechanismus 8 der ersten Kopplungsteileinrichtung 5 ein. Die in der 2 dargestellte zweite Kopplungsteileinrichtung 6 ist in Richtung des Pfeils 11, also ebenfalls in lateraler Richtung des Fahrzeuggespanns 1, verlagerbar.
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Durch eine Verlagerung der ersten Kopplungsteileinrichtung 5 und/oder der zweiten Kopplungsteileinrichtung 6 kann insbesondere bei einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeuggespanns 1 der Fahrzeuganhänger 4 gelenkt werden, ohne dass eine Lenkbewegung des Zugfahrzeugs 2 durchgeführt werden muss. Auf diese Weise wird ein Rangieren des Fahrzeuggespanns 1 insbesondere an Engstellen deutlich vereinfacht.
