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GEBIET DER ERFINDUNG
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Der Erfindungsgegenstand betrifft ein Anhängerkupplungsdetektionssystem und insbesondere ein Anhängerkupplungsdetektionssystem für ein Auto.
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HINTERGRUND
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Anhängerkupplungen zum Sichern von Anhängern und anderen ankuppelbaren Vorrichtungen, wie z. B. Fahrradträger und Frachtgutträger, sind in der Automobilindustrie wohlbekannt. Das Vorhandensein solcher Vorrichtungen beeinflusst potentiell die Leistung oder den Betrieb eines Autos. Beispielsweise können Eigenschaften wie etwa Bremsen und Beschleunigung durch die Größe oder das Gewicht der Vorrichtung verändert werden. Aktuelle Passagierfahrzeuge weisen viele automatisierte Systeme auf (z. B. Geschwindigkeitsregelung, autonomes Bremsen, etc.), welche bezüglich der voreingestellten oder erwarteten Betriebseigenschaften des Passagierfahrzeugs konfiguriert sind. Diese automatisierten Systeme können die zusätzliche Größe oder das zusätzliche Gewicht eines angekuppelten Anhängers oder einer anderen Vorrichtung eventuell nicht berücksichtigen, was zu einer weniger effizienten Leistung des Passagierfahrzeugs führen kann.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, ein System für ein Passagierfahrzeug bereitzustellen, welches das Vorhandensein eines Anhängers oder einer anderen angekuppelten Vorrichtung detektiert und/oder darauf reagiert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Anhängerkupplungsdetektionssystem für ein Auto bereitgestellt. Das System umfasst eine Kopplungsanordnung, welche dazu eingerichtet ist, das Auto mit einer ankuppelbaren Vorrichtung zu verbinden. Ein Sensor ist mit der Kopplungsanordnung gekoppelt und überwacht einen oder mehrere Parameter, welche in Beziehung zu der Kopplungsanordnung stehen. Ein Controller ist in Kommunikation mit dem Sensor vorgesehen. Der Controller ist in der Lage, in Antwort auf eine durch den Sensor detektierte Information während des Betriebs des Fahrzeugs eine oder mehrere Funktionen des Fahrzeugs zu ändern.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Autos bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Detektieren einer oder mehrerer Parameter mit einem Sensor, welche in Beziehung zu einer Kopplungsanordnung stehen, die dazu eingerichtet ist, das Automobil mit einer ankuppelbaren Vorrichtung zu verbinden. Eine Information, welche den einen oder die mehreren Parameter betrifft, wird von dem Sensor an einen Controller des Autos kommuniziert. Ein Betrieb der einen oder mehreren Funktionen des Autos wird während des Betriebs des Fahrzeugs in Antwort auf die Information mit dem Controller gesteuert.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Erfindungsbeschreibung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen rein beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen, wobei die detaillierte Beschreibung auf folgende Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
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1 schematisch ein Anhängerkupplungsdetektionssystem für ein Passagierfahrzeug veranschaulicht;
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2 schematisch eine Beispielkurve einer Kraft über die Zeit veranschaulicht, welche durch einen Sensor des Systems von 1 gemessen werden kann;
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3 eine Endansicht einer Kopplungsanordnung für das schematische System von 1 veranschaulicht; und
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4 eine Seitenansicht der Anordnung von 3 ist, welche gemäß einer hier offenbarten Ausführungsform an einem Kopplungsmechanismus für eine ankuppelbare Vorrichtung befestigt ist.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dafür vorgesehen, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Es sei darauf hingewiesen, dass in sämtlichen Zeichnungen entsprechende Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale kennzeichnen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung und mit Bezug auf 1 wird ein Anhängerkupplungsdetektionssystem 10 für ein Passagierfahrzeug 12 bereitgestellt. Obwohl sich die Ausführungsformen hier auf ein Passagierfahrzeug beziehen, versteht es sich, dass die beanspruchte Erfindung nicht darauf beschränkt sein soll und dass Ausführungsformen des Systems 10 mit Lkws, Transportern, Geländewagen, Motorrädern und beliebigen anderen Fahrzeugen verwendet werden können. Genauer gesagt umfasst das System 10 eine Kopplungsanordnung 14, welche es ermöglicht, eine ankuppelbare Vorrichtung 15 an das Passagierfahrzeug 12 anzukuppeln, sie durch das Passagierfahrzeug 12 zu ziehen oder zu tragen. Die Kopplungsanordnung 14 kann auch als eine Anhängerkupplungs-, Schleppanhängerkupplungs- oder Schleppstangenanordnung bezeichnet werden. Zum Beispiel kann die ankuppelbare Vorrichtung 15 ein Anhänger (einschließlich aber nicht beschränkt auf solche zum allgemeinen Transport von Objekten und Gegenständen sowie solche für spezifische Zwecke, wie etwa Schleppen oder Transportieren von Booten, Motorrädern, landwirtschaftlicher Ausrüstung, Wohnwagen, etc.), ein Fahrradträger, ein Frachtgutträger, etc. oder jedes andere Objekt, Fahrzeug, jeder andere Behälter oder jedes andere Ausrüstungsstück sein, welches/welcher mittels der Kopplungsanordnung 14 an dem Passagierfahrzeug 12 sicherbar ist. Und zwar umfasst die Anordnung 14 eine oder mehrere erste Kopplungs- oder Verbindungskomponenten 16, welche in Bezug zu einer oder mehreren zweiten Kopplungs- oder Verbindungskomponenten 18 der ankuppelbaren Vorrichtung 15 komplementär ausgebildet sind, um eine mechanische Verbindung zwischen dem Passagierfahrzeug 12 und der ankuppelbaren Vorrichtung 15 herzustellen.
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Das Anhängerkupplungsdetektionssystem 10 umfasst ferner einen Sensor 20, welcher mit der Kopplungsanordnung 14 gekoppelt ist, um einen oder mehrere Parameter abzutasten und/oder zu überwachen, welche mit der Kopplungsanordnung 14 in Beziehung stehen (somit in Beziehung mit der Verbindung, welche zwischen dem Passagierfahrzeug 12 und der ankuppelbaren Vorrichtung 15 gebildet ist). Gemäß einer Ausführungsform detektiert der Sensor 20 das Vorhandensein und/oder die Abwesenheit der Kopplungskomponente 16, der zweiten Kopplungskomponente 18 oder jeder zwischenliegenden Komponenten, welche dazwischen gekoppelt sind. In diesem Beispiel kann der Sensor 20 in Form von Magneten und Magnetfelddetektoren, RFID-Anhängern und -Empfängern, Licht- oder Lasersensoren, die durch die detektierten Komponenten blockiert werden, ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform detektiert und überwacht der Sensor 20 die Kräfte, welche zwischen dem Passagierfahrzeug 12 und der ankuppelbaren Vorrichtung 15 übertragen werden, wie etwa über die erste Kopplungskomponente 16 und die zweite Kopplungskomponente 18. Um die Kraft zu messen, kann der Sensor 20 piezoelektrische Materialien verwenden, die Verschiebung einer Komponente messen und diese Verschiebung unter Benutzung einer vorbestimmten Konvertierung in eine entsprechende Kraft konvertieren oder jede andere geeignete Technologie verwenden, wie z. B. Dehnmessstreifen oder Wägezellen.
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Die durch den Sensor 20 gesammelte Information wird an einen Controller 22 des Passagierfahrzeugs 12 kommuniziert, welcher eine oder mehrere Operationen des Passagierfahrzeugs 12 steuert. Auf diesem Wege kann der Controller 22 einen Betrieb des Passagierfahrzeugs 12 und/oder verschiedene Systeme des Passagierfahrzeugs 12 steuern, konfigurieren, modifizieren oder beeinflussen (kollektiv ”steuern”), wie unten diskutiert wird. Wenn z. B. das Vorhandensein oder die Abwesenheit von ersten und zweiten Kopplungskomponenten 16, 18 (oder anderen) detektiert wird, kann der Controller 22 dazu ausgelegt sein, zu bestimmen, dass die ankuppelbare Vorrichtung 15 vorhanden ist (oder nicht) und den Betrieb des Fahrzeugs entsprechend anzupassen. In ähnlicher Weise kann der Controller 22 dafür ausgelegt sein, Schritte in Antwort auf die durch den Sensor 20 gemessenen Kräfte durchzuführen, wobei z. B. größere Kräfte das Vorhandensein von Anhängern oder größerer oder schwererer Ausrüstung anzeigen.
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Der Controller 22 kann z. B. ein Computer oder ein computergestütztes Gerät sein und jede relevante Hardware und/oder Software zum Steuern, Überwachen und/oder Kommunizieren mit verschiedenen Systemen innerhalb des Passagierfahrzeugs 12 umfassen. Zum Beispiel kann der Controller 22 einen Speicher, Festplatten oder andere Speichermedien, Prozessoren oder Logikeinheiten, drahtgebundene oder drahtlose Sender oder Empfänger umfassen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform befindet sich der Controller 22 in Kommunikation mit einem Antriebssystem 24 (einschließlich eines Motors), einem Getriebesystem 26 (einschließlich aber nicht beschränkt auf Gänge, Schaltmechanismen, Kupplungen, etc.) und einem Bremssystem 28 (einschließlich Bremsen), um eine Steuerung dieser Systeme mit dem Controller 22 zu ermöglichen. Das heißt z. B., dass die zusätzliche Masse, das zusätzliche Gewicht oder die zusätzliche Größe von Anhängern oder anderer Vorrichtungen den Betrieb des Passagierfahrzeugs 12 beeinflussen können, z. B. Beschleunigung, Bremsen, etc. Auf diese Weise kann der Controller 22, wenn durch den Controller 22 über das von dem Sensor 20 empfangene Signal festgestellt wird, dass ein Anhänger oder eine andere Vorrichtung von dem Passagierfahrzeug 12 gezogen wird, Steuerungsfunktionen oder -operationen des Passagierfahrzeugs 12 entsprechend ausführen oder deren Ausführung verursachen.
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Beispiele von Operationen des Passagierfahrzeugs 12, welche durch den Controller 22 gesteuert werden können, umfassen autonome Bremsfunktionen, wie etwa durch Steuern des Bremssystems 28, eine Geschwindigkeitsregelung (durch Steuern des Antriebssystems 24), ein automatisches Wechseln von Gängen, wie z. B. durch Steuern des Getriebesystems 26. Vorteilhafterweise wird dies den Controller 22 befähigen, das Gewicht und/oder andere Eigenschaften der ankuppelbaren Vorrichtung 15 zu berücksichtigen, wenn er einen Betrieb der Systeme des Passagierfahrzeugs 12 steuert. Wenn der Controller 22 feststellt, dass die ankuppelbare Vorrichtung 15 nicht länger vorhanden ist oder die Leistung des Passagierfahrzeugs 12 nicht beeinflusst, kann der Controller 22 vorbestimmte Betriebseigenschaften für das Passagierfahrzeug 12 wiederherstellen. Fachleute werden erkennen, dass andere Systeme und Operationen die Leistung des Passagierfahrzeugs 12 möglicherweise beeinflussen können und in Antwort auf die durch den Sensor 20 gesammelte oder detektierte Information durch den Controller 22 gesteuert werden können.
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2 veranschaulicht schematisch eine Beispielkurve der Kräfte, welche zwischen dem Passagierfahrzeug 12 und der ankuppelbaren Vorrichtung 15 über die Zeit übertragen und durch den Sensor 20 gemessen werden. Der Controller 22 kann dazu eingerichtet sein, diese Daten, wie z. B. in Echtzeit, auszuwerten, um den Betrieb des Passagierfahrzeugs 12 wie oben diskutiert zu steuern. Faktoren, welche von dem Controller 22 berücksichtigt werden, umfassen die Dauer der gemessenen Kräfte, den Betrag der gemessenen Kräfte, die Richtung der gemessenen Kräfte (z. B. Vorwärts-/Rückwärts-, Vertikal- oder seitliche Richtungen), die Frequenz der gemessenen Kräfte, das Auftreten und die Richtung der Kräfte während eines Bremsens oder Beschleunigens. Der Controller 22 kann dafür ausgelegt sein, eine entsprechende Maßnahme, einen Schritt oder eine Sequenz von Schritten in Antwort auf den einen oder die mehreren durch den Sensor 20 gemessenen Parameter, welche einen oder mehrere vorbestimmte Schwellenwerte durchschreiten, auszuführen. Zum Beispiel kann der Controller 22 dazu ausgelegt sein, große Kräfte (z. B. größer als ein vorbestimmter Kraftschwellenwert), Kräfte, welche über eine relativ lange Dauer (z. B. länger als ein vorbestimmter Zeitschwellenwert) ausgeübt werden, Kräfte, welche während einer Beschleunigung weg von dem Passagierfahrzeug 12 und während eines Bremsens hin zu dem Passagierfahrzeug 12 gerichtet sind, zu interpretieren. Jeder dieser Parameter korrespondiert mit dem Vorhandensein eines Anhängers oder einer anderen Vorrichtung oder zeigt das Vorhandensein dieser an. Der Controller 22 kann auch dafür eingerichtet sein, in Antwort auf Kräfte, welche in verschiedene Schwellenwertbereiche fallen, unterschiedlich zu reagieren. Das heißt z. B., dass eine erste Maßnahme (wie etwa ein Begrenzen autonomer Bremsfunktionalität) durch den Controller getroffen werden kann, wenn eine Kraft innerhalb eines ersten Bereichs liegt, und dass eine zweite Maßnahme (wie etwa ein vollständiges Ausschalten autonomer Bremsfunktionalität) durch den Controller 22 getroffen werden kann, wenn die Kraft innerhalb eines zweiten Bereichs liegt. Wenn etwas relativ Leichtes detektiert wird, das den Betrieb des Passagierfahrzeugs 12 nicht substantiell beeinflusst (wie z. B. ein Frachtgutträger oder ein Fahrradträger), kann der Controller 22 eventuell gar keine Maßnahme treffen, um ein Auftreten eines voreingestellten Betriebs der Systeme 24, 26, 28 des Passagierfahrzeugs 12 zu ermöglichen.
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Eine Ausführungsform der Kopplungsanordnung 14 ist in 3–4 veranschaulicht und mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichnet. Das heißt, die Anordnung 30 liefert ein Beispiel, welches zum Verbinden des Passagierfahrzeugs 12 (1) mit der Vorrichtung 15 (1) benutzt werden kann. Die Anordnung 30 ist in der veranschaulichten Ausführungsform eine Anhängerkupplungsanordnung eines Empfängertyps, welche eine Kopplungskomponente besitzt und welche in der Form eines Empfängers 32 veranschaulicht ist, der mittels eines Trägers 35 an einem Rahmen eines Passagierfahrzeugs oder einem Karosserieteil 34 sicherbar ist. Auf diese Weise bildet der Empfänger 32 eine Ausführungsform zum zumindest teilweise Definieren der einen oder mehreren ersten Kopplungskomponenten 16, welche in 1 allgemein gezeigt sind. Der Träger 35 kann abnehmbar mit dem Rahmenteil 34 verbunden sein, wie beispielsweise mittels Bolzen oder anderen Verbindungselementen. Es versteht sich, dass auch andere Arten von Anhängerkupplungssystemen, wie z. B. feste Deichselanhängerkupplungssysteme, benutzt werden können. Die Anordnung 30 ist lediglich für beispielhafte Zwecke vorgesehen und die beanspruchte Erfindung soll nicht darauf beschränkt sein.
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Empfängerartige Anhängerkupplungssysteme sind dafür ausgelegt, mit einer Anzahl von Zubehören und Vorrichtungen abnehmbar verbunden werden zu können, wie z. B. mit Fahrradträgern, Frachtgutträgern, Zugkugeln, und der Empfänger 32 besitzt entsprechend eine Öffnung 36, welche dazu eingerichtet ist, eine korrespondierende Befestigung oder Plattform 38 zu empfangen. Ein Stift 40 ist umfasst, um die Befestigung 38 abnehmbar an dem Empfänger 32 zu sichern. In der veranschaulichten Ausführungsform von 4 ist die Befestigung 38 für eine Zug- oder Anhängerkupplungskugel 42 ausgelegt, welche mit einer entsprechenden Kopplungskomponente (der zweiten Kopplungskomponente 18) der Vorrichtung (der ankuppelbaren Vorrichtung 15) kuppelbar ist, die mittels der Anordnung 30 mit einem Fahrzeug (dem Passagierfahrzeug 12) zu verbinden ist. Auf diese Weise kann die Befestigung 38 oder die Zugkugel 42 auch dahingehend aufgefasst werden, dass sie eine Ausführungsform der schematisch veranschaulichten ersten Kopplungskomponenten 16 von 1 repräsentieren. Die Zugkugel 42 ist innerhalb einer Fassung 44 einer Zunge 46 einkuppelbar. Die Zunge 46 repräsentiert somit eine Beispielausführungsform der zweiten Kopplungskomponente 18 der ankuppelbaren Vorrichtung 15, was auch schematisch in 1 veranschaulicht ist. Es versteht sich, dass die ersten und zweiten Kopplungskomponenten 16, 18 Formen annehmen können, welche anders sind als die veranschaulichten Beispiele des Empfängers 32, der Befestigung 38, der Zugkugel 42 und/oder der Zunge 46, wie z. B. Haken, Lünettenringe, Spangen und Drehbolzenanordnungen.
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In den 3 und 4 ist ein Sensor 20a mit dem Stift 40 dargestellt und ein Sensor 20b ist mit einer Welle 48 dargestellt, welche sich von der Zugkugel 42 erstreckt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Welle 48 ein Bauteil, welches die Zugkugel 42 an der Befestigung 38 sichert und/oder ermöglicht, dass die Zugkugel 42 lösbar an der Befestigung 38 gesichert ist. Die Sensoren 20a und 20b werden als zwei Ausführungsformen des Sensors 20 bereitgestellt und es versteht sich, dass die gesamte Beschreibung des Sensors 20 allgemein auf die Sensoren 20a und 20b zutrifft. Das heißt, wie oben in Bezug auf den Sensor 20 erwähnt, dass die Sensoren 20a und 20b dazu eingerichtet sein können, einen oder mehrere Parameter zu überwachen, welche in Beziehung zu der Kopplungsanordnung stehen, die zwischen dem Passagierfahrzeug 12 und der Vorrichtung 15 verbindet (die Anordnungen 14, 30). Zum Beispiel kann der Sensor 20a das Vorhandensein des Stifts 40 oder der Befestigung 38 in dem Empfänger 32 detektieren und ein Signal an den Controller 22 übertragen. Der Sensor 20a kann auch Kräfte messen, welche über den Stift 40 zwischen einem Fahrzeug 12 und einer ankuppelbaren Vorrichtung 15 übertragen werden, und ein Signal an den Controller 22 übertragen. Der Sensor 20b kann in ähnlicher Weise dazu ausgelegt sein, dem Controller 22 ein Detektieren des Vorhandenseins der Welle 48 in der Befestigung 40 zu erlauben, oder Kräfte, welche über die Zugkugel 42 und die Welle 48 an die Befestigung 38 oder den Empfänger 32 übertragen werden, zu überwachen.
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Es versteht sich, dass mehrere Sensoren 20 umfasst sein können und dass der Sensor oder die Sensoren 20 in jeder Komponente einer Kopplung zwischen einem Fahrzeug und einer ankuppelbaren Vorrichtung umfasst sein können. Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor 20 in einer Hülse enthalten, welche den Stift 40 oder die Welle 48 umgibt oder trägt. Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor 20 in Bolzen oder anderen Verbindungselementen enthalten, welche den Trägerkörper 35 an dem Rahmenteil 34, den Empfänger 32 an dem Trägerkörper 35 oder die Zugkugel 42 an der Befestigung 38 lösbar sichern. Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor 20 mit einem elektrischen Panel 50 der Anordnung 30 eingefügt und eine Information hinsichtlich der Vorrichtung 15 wird elektrisch an das Passagierfahrzeug 12 kommuniziert. Es versteht sich, dass der Sensor 20 in jeder Kopplungskomponente, jedem Konnektor, jedem Verbindungselement oder jeder Befestigungsvorrichtung angeordnet sein kann, welche/welcher/welches geeignet positioniert ist, um einen oder mehrere Parameter, welche in Beziehung zu der Kopplung zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger oder einer anderen Vorrichtung steht/stehen, zu detektieren, wie etwa das Vorhandensein/die Abwesenheit von einer oder mehreren Kopplungskomponenten, von Kräften, welche zwischen dem Anhänger und der Vorrichtung ausgeübt werden (direkt oder indirekt gemessen über eine Verbindung zu den anderen Komponenten zum Beispiel). Auf diese Weise kann der Controller 22 in Antwort auf die detektierten Parameter die Leistung des Fahrzeugs 12 steuern, um das Fahrzeug zu mehr Effizienz zu befähigen oder um eine gewünschte Vorrichtung zu ziehen, anzukuppeln oder zu tragen.
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Es versteht sich, dass, obwohl die hierin enthaltenen Ausführungsformen den Controller 22 als eine diskrete Komponente beschreiben, dies beispielhaften Zwecken dient und die beanspruchte Erfindung nicht darauf beschränkt sein soll. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Funktionalität des Controllers 22 zwischen mehreren Prozessoren oder Controllern verteilt werden. Zum Beispiel kann die Funktionalität des Controllers 22 verteilt sein und von den Systemen 24, 26, 28 ausgeführt werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Funktionalität des Controllers 22 in das Motorsteuerungsmodul (ECM) integriert sein. Gemäß noch anderen Ausführungsformen ist der Controller 22 in den Sensor 30 integriert.
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Obgleich die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente durch deren Äquivalente ausgetauscht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen vorgenommen werden, um einen bestimmten Zustand oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Umfang abzuweichen. Es ist somit beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, welche in den Umfang der Anmeldung fallen.
