DE102010033558A1 - Method for operating of stabilization system for trailer pulled by motor car, involves performing selective braking intervention by short circuit of armature winding of synchronous machine during unstable driving movement - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung eines durch ein Kraftfahrzeug gezogenen Fahrzeuganhängers nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 5.The present invention relates to a method and a device for stabilizing a vehicle trailer towed by a motor vehicle according to the features of
Beim Betrieb von Kraftfahrzeugen mit Anhänger kann durch Seitenwind, schlechte Fahrbahn- bzw. Straßenverhältnisse, überhöhte Geschwindigkeit, fehlerhafte Beladung, technische Mängel oder ähnliche Beeinflussungen ein Schlingern oder Aufschaukeln des Anhängers erzeugt werden. Kommt es bei einem Fahrzeuggespann zum Schlingern oder Pendeln, so regt der Anhänger über die Anhängerkupplung auch das Zugfahrzeug zum Schlingern an, so dass das gesamte Fahrzeuggespann eine schlingernde Bewegung ausführt. Das Schlingern ist dabei als periodische Querbeschleunigung und/oder periodische Gierbeschleunigung des Anhängers oder des gesamten Fahrzeuggespanns zu verstehen. Im ungünstigsten Fall destabilisiert sich das Fahrverhalten und der Fahrer verliert die Kontrolle über sein Fahrzeug.In the operation of motor vehicles with trailer can be produced by crosswind, poor road or road conditions, excessive speed, faulty loading, technical defects or similar influences a rolling or rocking of the trailer. If it comes to a vehicle combination for rolling or commuting, so the trailer on the trailer hitch also the towing vehicle to roll, so that the entire vehicle combination performs a lurching movement. The rolling is to be understood as a periodic lateral acceleration and / or periodic yaw acceleration of the trailer or the entire vehicle combination. In the worst case, the driving behavior destabilizes and the driver loses control of his vehicle.
Ein weiterer kritischer Betriebspunkt im Anhängerbetrieb ist das Bremsen in der Kurve. Hier kann es bei ungünstigen Beladungs- und Straßenverhältnissen dazu kommen, dass das Heck des Zugfahrzeuges von der zu verzögernden Anhängermasse zum Kurvenäußeren geschoben wird. Dies kann besonders bei ungebremsten oder nur auflaufgebremsten Anhängern der Fall sein.Another critical operating point in trailer operation is braking in the curve. In unfavorable loading and road conditions, it may happen that the rear of the towing vehicle is pushed by the trailer mass to be delayed to the outside of the curve. This can be the case, in particular, with unbraked or only run-on trailers.
Die Patentanmeldung
Die Patentanmeldung
Das Patent
In der Patentanmeldung
Die
Eine Anhänger-Taumelsteuerung mit Anhänger-Bremseingriff wird in der
In der Patentschrift
Eine in der Patentschrift
Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem es ermöglicht wird, die Fahrstabilität eines Anhängers und somit des gesamten Fahrzeuggespanns sicherzustellen, um stets ein stabiles Fahrverhalten beizubehalten. Die Lösung der Aufgabe soll dabei durch einen geringen zusätzlichen Aufwand an Sensorik und Steuerung auskommen.Accordingly, it is an object of the invention to provide a method with which it is possible to ensure the driving stability of a trailer and thus of the entire vehicle combination in order to always maintain a stable driving behavior. The solution of the task is to get by a small additional effort on sensors and control.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Stabilisierungssystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. In dem Verfahren wird zum Kompensieren der Schlingerbewegung des Anhängers oder des gesamten Fahrzeuggespanns ein definiertes Bremsmanöver am Anhänger eingeleitet. Es handelt sich dabei nicht um eine vollständige Blockierung der Räder des Anhängers. Vielmehr wird ein definiertes Bremsmoment auf die Räder des Anhängers gebracht. Der Anhänger wird somit gegenüber dem Zugfahrzeug verzögert, so dass eine Kraft am Anhänger der Bewegung des Zugfahrzeugs entgegenwirkt. Dieses Bremsmanöver und die daraus resultierende Kraft soll das Fahrzeuggespann strecken und somit das Schlingern des Anhängers unterbinden.The object is achieved by a method according to the features of
Bei einer radunabhängigen Anwendung kann das Stabilisierungssystem zusätzlich auch im beschriebenen Fall des Bremsens in der Kurve gespannstabilisierend eingreifen. Dabei kann über die Räder des Anhängers ein kurveneindrehendes Moment (Bremsen des kurveninneren und ggf. auch Antreiben des kurvenäußeren Rades) aufgebracht werden. Unter zusätzlicher Ausnutzung des Traktionspotentials der Anhängerräder kann damit die Stabilisierung des Zugfahrzeuges bzw. des Gesamtgespanns auch hier deutlich unterstützt werden.In a wheel-independent application, the stabilization system can also intervene in the described case of braking in the curve stabilizing the stabilizer. It can be applied via the wheels of the trailer a Kurvenvenindrehendes moment (braking the inside of the curve and possibly also driving the outside wheel). With additional utilization of the traction potential of the trailer wheels so that the stabilization of the towing vehicle or the total combination can also be clearly supported here.
Das Verfahren eignet sich für Fahrzeuganhänger, bei denen eine elektrische Maschine vorgesehen ist, um zum Beispiel eine Anfahrunterstützung darzustellen. Erfindungsgemäß wird ein System und ein Verfahren bereitgestellt, um im Fall einer detektierten Schlinger- oder Pendelbewegung ein Bremsmanöver am Anhänger eines Gespanns einzuleiten. Das dafür erforderliche Bremsmoment wird durch einen aktiven Kurzschluss in der Ankerwicklung erzeugt. Dieser erfolgt vorzugsweise über einen Leistungsschalter zum Kurzschluss der Ankerwicklungen.The method is suitable for vehicle trailers, in which an electric machine is provided, for example, to represent a starting assistance. According to the invention, a system and a method is provided to initiate a braking maneuver on the trailer of a team in the event of a detected rolling or pendulum motion. The required braking torque is generated by an active short circuit in the armature winding. This is preferably done via a circuit breaker for shorting the armature windings.
Der aktive Kurzschluss erzeugt dabei das für die Beseitigung der Fahrinstabilität notwendige Bremsmoment, um den Zug zu strecken, wobei gleichzeitig erfindungsgemäß vorteilhaft die Batterieversorgung abgetrennt wird. Dies erweist sich als positiver Effekt, da für den Fall, dass sich das Gespann durch den Bremseingriff nicht stabilisieren lässt, bereits eine Precrash-Maßnahme zur Sicherung des Gespanns vor durch den Crash erzeugten unkontrollierten Spannungsüberschlägen aus der Hochvoltbatterie in das Gespann erfolgt.The active short circuit generates the necessary for the elimination of driving instability braking torque to stretch the train, at the same time advantageous according to the invention the battery supply is disconnected. This proves to be a positive effect, since in the event that the team can not be stabilized by the braking intervention, there is already a pre-crash measure to secure the team before caused by the crash uncontrolled voltage flashovers from the high-voltage battery in the team.
Das Detektieren eines „knickenden” Zuges in einer gebremsten Kurvenfahrt kann z. B. durch einen Beobachter erfolgen, welcher die berechnete Bahnkurve des Zugfahrzeuges in Verhältnis zum ermittelten Zugwinkel an der Anhängevorrichtung und der Geometrie des Anhängers setzt.The detection of a "kinking" train in a braked cornering can, for. B. by an observer, who sets the calculated trajectory of the towing vehicle in relation to the determined draw angle on the hitch and the geometry of the trailer.
Eine weiterführende Ausgestaltung der Bremsanlage beinhaltet eine Steuerung des Kurzschlussstromes einerseits über einen variablen Widerstand oder andererseits über eine Pulsweitenmodulation der Kurzschlussdauer. Dadurch lässt sich das Bremsmoment steuern. Unter Verwendung mehrerer Synchronmaschinen lässt sich ein Bremsmoment variabel an den mehreren Rädern des Anhängers entsprechend der Schlinger- oder Pendelbewegung erzeugen.A further embodiment of the brake system includes a control of the short-circuit current on the one hand via a variable resistor or on the other hand via a pulse width modulation of the short-circuit duration. This allows the braking torque to be controlled. By using a plurality of synchronous machines, a braking torque can be variably generated at the plurality of wheels of the trailer in accordance with the lurching or pendulum motion.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sowohl die Schlinger- oder Pendelbewegung als auch kritische Fahrzustände beim Bremsen in der Kurve durch einen Eingriff kompensiert werden können, indem entsprechend der instabilen Bewegung ein oder mehrere Räder gebremst oder auch angetrieben werden können. Dafür wirkt die Synchronmaschine als Antriebsmotor für das entsprechende Rad.An advantage of the invention is that both the rolling or pendulum movement and critical driving conditions when braking in the curve can be compensated by an intervention by one or more wheels can be braked or driven according to the unstable movement. For the synchronous machine acts as a drive motor for the corresponding wheel.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist in der verschleißfreien Bremsung zu sehen. Dadurch kann der Verschleiß der Bremsen zur Fahrstabilisierung eines Fahrzeuganhängers gegenüber herkömmlichen Reibbremsen, die für die im Stand der Technik bekannten Stabilisierungsmaßnahmen verwendet werden, auf null reduziert werden. Das System zur Fahrstabilisierung eines Anhängers kann somit als verschleißfrei und wartungsfrei angesehen werden.Another advantage of the solution according to the invention can be seen in the wear-free braking. Thereby, the wear of the brakes for driving stabilization of a vehicle trailer over conventional friction brakes, which are used for the stabilization measures known in the art, can be reduced to zero. The system for driving stabilization of a trailer can thus be considered as wear-free and maintenance-free.
Von einer regenerativen Bremsung, wie im Stand der Technik bekannt, wird abgesehen, um in jeder Situation eine Bremsung über die Synchronmaschine zu ermöglichen. Dadurch ist die Gefahr der Überladung einer Batterie, welche bereits voll geladen ist, gebannt.Regenerative braking, as known in the art, is not provided to enable braking in any situation via the synchronous machine. As a result, the risk of overcharging a battery, which is already fully charged, banned.
Weiterhin ist durch die Möglichkeit, einen aktiven Kurzschluss in der Synchronmaschine zu erzeugen, ein weiterer Sicherheitsmechanismus für den Fahrzeuganhänger vorhanden. Zum Beispiel kann im Falle einer Trennung des Fahrzeuganhängers vom Zugfahrzeug ein elektrischer Kurzschluss in der Ankerwicklung hergestellt und der Anhänger automatisch gebremst werden. Furthermore, by the possibility to generate an active short circuit in the synchronous machine, another safety mechanism for the vehicle trailer is available. For example, in the case of a separation of the vehicle trailer from the tractor an electrical short circuit in the armature winding made and the trailer will be braked automatically.
Ausführungsbeispielembodiment
Beispielhaft wird hier eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigen:By way of example, an embodiment of the device according to the invention is shown here. In the accompanying figures show:
In der schematischen Darstellung des Fahrzeuganhängers,
Im Falle einer durch die Sensoren
Die in
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