DE102016207985A1 - Verfahren zur Funktionskontrolle einer Anhängerkupplung - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Anhängerkupplung, wobei die Anhängerkupplung eine Sensorik umfasst, die die Position einer Referenzmarke einer Kupplungsaufnahme zu einem Kupplungsträger erfasst, wobei die Kupplungsaufnahme eine Verriegelungsvorrichtung aufweist, deren Verschlussstück einen Teil der Kupplungsaufnahme bildet, wobei das Verschlussstück für die Sensorik ein Betriebsstellungssignal bereitstellt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionskontrolle einer Anhängerkupplung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
• Aus der älteren DE 10 2014 224 428 ist für einen Pkw eine Anhängerkupplung bekannt, bei der ein Knickwinkel zwischen einem Anhänger und einer Fahrzeuglängsachse bestimmt wird, um eine Rangierunterstützung zu leisten. Ein fahrzeugseitiger Kugelhals verfügt über eine Sensorik, die eine Markierung an einer Kupplung als Bezugsgröße für eine Kombination einzelner Sensorsignale zu einem Gesamtsensorsignalbild verwendet. Das Gesamtsensorsignal repräsentiert die Position des Anhängers zum Fahrzeug. Als Markierung dienen zwei Luftspalte beiderseits eines Verschlussstücks, das eine mechanische Verriegelung mit dem Kugelkopf des Kugelhalses bildet.
• Das Gesamtsensorsignal kann zwar den Knickwinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Anhänger repräsentieren, dient jedoch nicht der Abfrage, ob eine Verriegelung des Verschlussstücks auch wirklich geschlossen ist.
• Die DE 10 2010 053 818 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erkennung eines Anhängers. Dabei geht es vornehmlich um die Erkennungsfunktion, ob ein Anhänger am Fahrzeug angehängt ist. Eine Prüfung hinsichtlich einer mechanischen Verriegelung findet nicht statt. Wenn bei diesem System der Anhänger auf den Kugelhals lediglich aufgesetzt wird und z. B. wegen einer günstigen Beladung eine Vorlast auf den Kugelhals vorliegt, dann könnte der Anhänger bei ansonsten optimalen Bedingungen von dem Fahrzeug bewegt werden. Das gekoppelte elektrische System würde ebenfalls einwandfrei funktionieren. Trotzdem könnte sich der Anhänger von dem Kugelhals lösen, da die Verriegelung nicht geschlossen ist.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mit einfachen Mitteln die Betriebsstellung der Verriegelung zu erfassen.
• Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Verschlussstück für die Sensorik ein Betriebsstellungssignal bereitstellt. Das Betriebsstellungssignal kann ein einfaches 0-1-Signal sein, wobei ein Signal für „Verriegelungsvorrichtung geschlossen“ und ein Signal für „Verriegelungsvorrichtung offen“ steht. Etwaige Zwischenstellungen sind unerheblich, da die Stellung „Verriegelungsvorrichtung geschlossen“ angestrebt wird.
• Bevorzugt besteht das Verschlussstück aus einem elektrisch leitenden Werkstoff. Die Leiteigenschaft des Verschlussstücks sorgt für ein unterscheidbares Sensorsignal. Das Messprinzip wird auch für die Bestimmung eines Knickwinkels zwischen dem Anhänger und dem Fahrzeug verwendet. Folglich müssen keine weiteren Sensormittel installiert werden.
• Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird das vom Verschlussstück beeinflusste Sensorsignal mit einem Schwellwert verglichen, dessen Abweichung für eine definierte Position des Verschlussstücks steht. Durch sehr einfache Versuche hat man festgestellt, dass die exakte Signalstärke unerheblich ist. Man kann die Abweichung sehr grob tolerieren, um die Position des Verschlussstücks zu bestimmen.
• Es ist vorgesehen, dass die Referenzmarke von einem Freiraum als Teil der Anhängerkupplung gebildet wird, der auch ein Referenzwert für den Schwellwert bildet. Wenn das Verschlussstück nicht verriegelt ist, dann liegt im Bereich des Verschlussstücks ein Luftspalt vor. Die durch die Spulen erzeugten Magnetfelder bewirken an der Anhängerkupplung Wirbelfelder. Wenn die Magnetfelder durch Metallkomponenten, wie der Kupplungsaufnahme, gedämpft werden, dann tritt eine messbare Induktivitätsänderung auf. Anderseits werden die Magnetfelder der Spulen bei einem Luftspalt nicht beeinflusst, d. h. nicht gedämpft. Dieser Unterschied ist messbar. Folglich sind keine weiteren konstruktiven Mittel am Verschlussstück notwendig.
• Die Anhängerkupplung kann einen Schlingerdämpfer aufweisen, der eine Verspannung des Kupplungsträgers zur Kupplungsaufnahme erzeugt, wobei diese Verspannung für einen definierten Spalt zwischen dem Kupplungsträger und der Kupplungsaufnahme sorgt, wobei der Spalt von der Sensorik erfasst und im Hinblick auf die Spaltgeometrie ausgewertet wird. Über die Sensierung des Spalts kann der Verschleiß des Schlingerdämpfers oder auch das Vorhandensein eines Schlingerdämpfers erfasst werden.
• Es gibt auch Anwendungen für eine Anhängerkupplung, bei der keine Relativbewegung zwischen der Kupplungsaufnahme und dem Kupplungsträger stattfinden soll, wie beispielsweise bei einem Fahrradträger. Bei einem Fahrradträger kann durch Überlastung eine Kippbewegung um eine Querachse des Fahrzeugs stattfinden und ein Knickwinkel wie bei einem Anhänger auftreten. Diese Bewegungen sind bei einem Anhänger notwendig, um z. B. einem Straßenprofil zu folgen. Bei einem Fahrradträger sind diese Winkelbewegungen jedoch unerwünscht. Folglich kann die Position des Verschlussstücks auch einen Knickwinkel zwischen dem Kupplungsträger und der Kupplungsaufnahme beschreiben, wobei der Knickwinkel mit einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs mit dem Kupplungsträger abgeglichen wird. Der Abgleich mit dem Lenkwinkel dient zur Prüfung, ob eine stationäre Kupplungsaufnahme montiert ist oder nicht und ob eine Relativbewegung stattfindet. Damit kann auch ein sich schleichend lösender Fahrradträger festgestellt werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
• 1 eine schematische Seitenansicht einer Anhängerkupplung,
• 2a eine schematische Schnittansicht der Anhängerkupplung entlang der aus 1 ersichtlichen Schnittlinie A-A mit Verschlussstück,
• 2b eine schematische Schnittansicht einer Anhängerkupplung entlang der aus 1 ersichtlichen Schnittlinie A-A mit Verschlussstück und Reibbelägen,
• 3a eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Kugel sowie eines Teils einer Zugstange,
• 3b eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Zugstange bzw. Kugelzapfens,
• 4 eine schematische Schnittansicht der Anhängerkupplung entlang der aus 1 ersichtlichen Schnittlinie A-A mit zweiteiligem Foliensensor,
• 5 einen Foliensensor mit mehrlagiger Planarspule,
• 5a vergrößerten Ausschnitt eines Foliensensors mit mehrlagiger Planarspule gem. 5 in Draufsicht,
• 6 ein Ablaufdiagramm mit verschiedenen Verfahrensschritten,
• 7 u. 8 Sensordiagramme,
• 9 Ablaufdiagramm mit Erkennung der Verriegelungsposition des Verschlussstücks.
• Aus den 1 bis 4 sind unterschiedliche Darstellungen und Teildarstellungen einer Anhängerkupplung 1 ersichtlich, wobei eine Kupplungsaufnahme 2 auf einen kugelförmigen Kupplungsträger 3 einer gekrümmten Zugstange 4 aufgesetzt ist. Der nach oben weisende Kupplungsträger 3 ist an einem freien Ende der Zugstange 4 vorgesehen und insbesondere mehrteilig mit dieser ausgebildet. Ferner ist die Zugstange 4 starr mit einem hinteren Querträger 5 eines Zugfahrzeugs verbunden, und die Kupplungsaufnahme 2 ist fest mit einem vorderen Ende einer Deichsel 6 eines Anhängerfahrzeugs verbunden. Damit die Kupplungsaufnahme 2 nicht unbeabsichtigt von dem Kupplungsträger 3 abgehoben werden kann, umfasst die Kupplungsaufnahme ein Verschlussstück 7, welches durch Betätigen eines Hebels 8 mit dem Kupplungsträger 3 zur Anlage gebracht werden kann. Das Verschlussstück 7 sichert die Kupplungsaufnahme 2 formschlüssig an dem Kupplungsträger 3 und ist zusätzlich gegen diese mittels einer schematisch angedeuteten Feder 9 gespannt. Die Kupplungsaufnahme 2 und das Verschlussstück 7 bilden zusammen eine den Kupplungsträger 3 umschließende Kugelpfanne 10 (siehe 2), welche auf dem Kupplungsträger 3 drehbar gelagert ist.
• In den Kupplungsträger 3 ist eine um eine Drehachse 11 umlaufende Ringnut 12 eingebracht (s. 3 bzw. 3a), die in einer senkrecht zur Drehachse 11 ausgerichteten Ebene 13 verläuft, in welcher vorzugsweise der Mittelpunkt 14 des Kupplungsträgers 3 liegt. Die auch als Hochachse bezeichnete Drehachse 11 verläuft insbesondere parallel zu einer Hochachse des Zugfahrzeugs. Bevorzugt schneidet die Drehachse 11 auch eine Mittellängsachse 20 des Zugfahrzeugs. In der Ringnut 12 ist rings der Drehachse 11 ein Ringkörper 27 angeordnet. Dieser beinhaltet einen oder mehrere konzentrisch um die Drehachse 11 angeordnete(n) Foliensensor(en), wobei in 4 zwei Foliensensoren, auf den jeweils zwei hintereinander liegende Spulen aufgebracht sind, dargestellt sind.
• 2a zeigt eine Darstellung analog zu 4. In der 2a sind Winkel λ_d1 und λ_d2 abgetragen, wobei sich die Winkel aus den Begrenzungen der Seitenränder begrenzt durch das Verschlussstück 7 und die Kupplungsaufnahme 2 ergeben. Es ist ersichtlich, dass λ_d1 und λ_d2 einen etwa gleichen Betrag, insbesondere genau gleichen Betrag aufweisen. Des Weiteren sind Winkel λ_ges1 und λ_ges2 abgetragen, die sich ebenfalls aufgrund der Seitenrandbegrenzung ergeben. λ_ges1 ergibt sich durch die Seitenränder an der Kupplungsaufnahme begrenzt durch den Kupplungsträger bzw. den Kontakt zwischen diesen Teilen. λ_ges2 ergibt sich durch die Seitenränder des Verschlussstücks 7. Es ist ersichtlich, dass λ_ges1 vom Betrag her wesentlich größer ist, als λ_ges2. Bei der vorliegend gezeigten Kupplungsaufnahme ergibt sich λ_ges1 zu ca. 120° und λ_ges2 zu ca. 90°. Werden durch die Foliensensoren Freiräume detektiert und wird von der Auswerteeinheit registriert, dass der Winkel λ_ges zwischen den Extremen λ_ges1 und λ_ges2, d. h. zwischen 90° und 120° liegt, so wertet die Auswerteeinheit die Freiräume als repräsentativ für die Knickwinkelerfassung. Die Auswerteeinheit verschafft sich quasi ein Bild von der Kupplungsaufnahme 2 und den an der Kupplungsaufnahme 2 vorliegenden Freiräumen 18, 19.
• 2b zeigt eine Kupplungsaufnahme 2, die ebenfalls ein Verschlussstück 7 aufweist. Die Kupplungsaufnahme 2 ist in diesem Fall als Anti-Schlinger-Kupplung ausgelegt und weist daher quer ab der Längsachse 21 des Anhängerfahrzeugs jeweils einen Reibbelag 30 und einen Reibbelag 31 auf. Die Reibbeläge 30, 31 sind gegenüberliegend angeordnet, wobei diese mit ihrer Längsachse auf der durch den Mittelpunkt 14 verlaufenden Querachse 21a liegen. Die in Richtung des Kupplungsträgers verlaufenden Ausnehmungen der Reibbeläge sind kugelig ausgeführt, so dass der Reibbelag einen maximalen Kontakt mit dem Kugelträger hat, wenn er an dieser anliegt. Dargestellt ist an den Reibbelägen jeweils ein Freiraum 28, 29, der somit auch von dem Sensor bzw. Foliensensor detektiert werden kann. Denkbar ist auch, dass die Freiräume 28, 29 erst dann entstehen, wenn die Reibbeläge soweit abgenutzt sind, dass die jeweils dahinter liegende Bohrung 32 frei wird. Eine übermäßige Abnutzung der Reibbeläge 30, 31 kann so durch den Sensor 15 detektiert werden, wenn die Reibbeläge aus einem Material bestehen, der metallische Partikel enthält. Die Auswerteeinrichtung 22 erkennt die gegenüberliegenden Freiräume, zwischen denen ein Winkel von etwa 180° vorliegt. Die in der 2b gezeigten bzw. abgetragenen Winkel an den Seitenrändern der Freiräume 28, 29 (λ_ges3, λ_ges4) liegen nahe 180°. Es verhält sich hier ähnlich wie bei den zuvor genannten Winkeln λ_ges1 und λ_ges2, wobei λ_ges3 etwas größer als 180° und λ_ges4 etwas geringer als 180° betragen muss, damit diese Winkel von der Auswerteeinrichtung als Freiräume erkannt werden, die zu einer Anti-Schlinger-Kupplung bzw. zu deren Reibbeläge gehören.
• 3a zeigt eine teilgeschnittene Seitenansicht des einstückig mit der Zugstange 4 verbundenen Kupplungsträgers mit einem Foliensensor 15, der in einem Ringkörper 27 bzw. Kapselmittel 25 eingebettet ist und in der Ringnut 12 an dem Kupplungsträger 3 anliegt. Der Foliensensor wird durch einen Kunststoffträger 15 ausgebildet. Die sich radial von der Drehachse 11 weg erstreckende Messrichtung jedes Foliensensors 15 schließt mit der Mittellängsachse 20 einen definierten Abstand L ein, der für jeden Foliensensor 15 unterschiedlich ist (vergl. 4).
• Die 3b zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kugelzapfens, ähnlich der Darstellung in 3a. Im Gegensatz zu dem einstückig mit der Zugstange 4 verbundenen Kupplungsträger 3 gemäß 3a ist es in 3b dergestalt, dass der Kupplungsträger 3 geteilt ist, in einen oberen Deckel 3a und ein Kugelunterteil 3b. Der Darstellung ist zu entnehmen, dass dem Kugelzapfen 4a eine Versorgungsbohrung bzw. Quernut 4a beigebracht ist, wobei diese durch den ganzen Kugelzapfen verläuft und diese so mit einer Kabelverbindung oder Auswerteelektronik bestückt werden kann. An der Oberseite ist ein Außengewinde 3c zu verzeichnen, welches bei Verschraubung des Kugeldeckels 3a mit dem Kugelzapfen 4 zu einer formschlüssigen Verbindung führt. Es ist offensichtlich, dass nach der Verschraubung des Kugeldeckels 3a auf den Kugelzapfen eine Ringnut 12 verbleibt, wie diese auch aus 3a ersichtlich ist. Die Ringnut kann, wie in 3a bereits beschrieben, mit einem Ringkörper 27 bzw. Kapselmittel 25 samt Foliensensor bestückt werden. An der von der Kugel abgewandten Seite weist der Kugelzapfen ein Gewinde 4b auf, welches zum Anschrauben des Kugelzapfens in eine Kugelstange geeignet ist. In bevorzugter Weise wird der Kugelzapfen mit den notwendigen Kabeln und der Auswerteelektronik bestückt sowie mit dem Sensor versehen, so dass sich hinsichtlich der Sensorik und der notwendigen elektrischen Verbindungen ein vormontierter Kugelzapfen ergibt, der einfach zu montieren ist, um diesen dann als vorgefertigtes Bauteil mit der Kugelstange zu verbinden.
• In einer z.B. in 4 gezeigten, auf die Drehachse 11 bezogenen Umfangsrichtung 24 ist das Verschlussstück 7 durch Seitenränder 16 und 17 begrenzt, die jeweils nach außen abgerundet sind. Dadurch ergeben sich im Bereich der Seitenränder 16 und 17 Freiräume 18 und 19, die mittels der Sensoren 15 erfasst werden können. Da die Position bzw. Lage Ψ_i der Sensoren 15 bekannt sind, ist durch Ermitteln derjenigen Sensoren, welche die Freiräume erfassen, auch die Lage der Freiräume und deren Abstände L zu den Sensoren 15 und somit der Verdrehwinkel β bzw. der Knickwinkel α bekannt. Die Lage jedes Freiraums wird dabei insbesondere in Form eines Verdrehwinkels ß angegeben. Wird ein und derselbe Freiraum von mehreren, beispielsweise von zwei benachbarten der Sensoren 15 bzw. hintereinander liegenden und nebeneinander liegenden mehrlagigen Spulen 26 erfasst, ist zur Ermittlung des Verdrehwinkels ß bzw. Knickwinkels α auch eine mathematische Approximation möglich.
• Für die Bestimmung der Lage der Freiräume werden die Foliensensoren 15 mit den mehrlagigen Planarspulen 26 elektrisch mit einer Auswerteeinrichtung 22 verbunden, die beispielsweise an der Zugstange 4 angeordnet sind und per Kabel oder drahtlos mit der weiteren Fahrzeugelektronik verbunden sein kann. Die Auswerteeinrichtung erfasst den Abstand des jeweiligen Foliensensors 15 bzw. der mehrlagigen Planarspulen 26 zur Kupplungsaufnahme. Durch Auswerten aller Abstände ergeben sich die Lagen der Freiräume 18 und 19 und hieraus in Relation zur Anordnung der Planarspulen der Knickwinkel α, der zwischen der Längsachse 20 des Zugfahrzeugs und der Längsachse 21 des Anhängerfahrzeugs eingeschlossen wird. Es ist auch denkbar, andere Freiräume zu erfassen und hierüber den Knickwinkel zu bestimmen. Beispielsweise bieten sich hierfür die Freiräume, die bei der Anti-Schlinger-Kupplung durch die zusätzlichen Reibbeläge auftreten, an.
• Die gestrichelte Linie 23 kennzeichnet eine Referenzlage, von der aus der Knickwinkel α bestimmt wird. Insbesondere fällt die Linie 23 mit der Längsachse 20 zusammen und kennzeichnet somit den nicht ausgelenkten Zustand des Anhängerfahrzeugs, d. h. α = 0°. Der Winkel α repräsentiert auch die Position und/oder den Verdrehwinkel des Verschlussstücks 7. Insbesondere ergibt sich der Winkel α aus dem arithmetischen Mittel derjenigen Verdrehwinkel, die für die Freiräume 18 und 19 ermittelt worden sind. Ist ein für den Freiraum 18 erfasster Verdrehwinkel β1 und ein für den Freiraum 19 erfasster Verdrehwinkel β2, so ergibt sich der Winkel α beispielsweise zu: α = (β1 + β2)/2.
• Die 5 und 5a zeigen schematisch einen nicht eingebauten Foliensensor mit mehrlagig ausgebildeten Planarspulen. 5 zeigt schematisch, wie ein, insbesondere aus MID-fähigem und strukturierten, aus Kunststoffmaterial bestehender, Foliensensor 15 mit mehreren radial hintereinander liegenden und mehrlagigen nebeneinander liegenden Planarspulen 26 konzentrisch um einen Ringkörper 27 angeordnet sein kann. Der Ringkörper 27 ist in dieser Ansicht zweigeteilt dargestellt. Jede Ringhälfte stellt einen Foliensensor 15 mit jeweils vier solcher Planarspulen 26 dar. Die Ringkörper 27 umgeben dann die Kupplungsträger 3 gemäß den 3a und/oder 3b in der Ringnut 12 und werden nach außen durch ein Kapselmittel 25 gesichert bzw. geschützt.
• In 5a ist eine Draufsicht auf den gekennzeichneten Teilbereich der 5 dargestellt. Die Planarspule 26 ist aus mehreren, hier konkret zwei, radial hintereinander liegenden Spulenlagen 26d, 26e gebildet. Die Spulenlagen 26d, 26e befinden sich direkt hintereinander, wobei der durch den vom Zentrum des Ringkörpers 27 radial auswärts weisende Pfeil r jeweils durch den Mittelpunkt der jeweils hintereinander liegenden Spulen reicht und die radial hintereinander liegende Anordnung der Spulen verdeutlicht. Die Spulen sind mit gleicher Wirkrichtung elektrisch in Reihe geschaltet, wodurch sich eine Erhöhung der Induktivität der resultierenden mehrlagigen Planarspule als Summe der Einzelinduktivitäten zuzüglich der Koppelinduktivitäten zwischen den einzelnen Spulen ergibt.
• 6 zeigt einen Ablauf der Verfahrensschritte gemäß der Erfindung. In einem ersten Schritt KU wird das Kugelumfeld abgetastet. Der in dem Kupplungsträger 3 verwendete Sensor 15 ist in der Lage, wie zuvor bereits beschrieben, Freiräume zu detektieren. Ist keine Kupplungsaufnahme 2 auf dem Kupplungsträger 3 gelagert, so ergibt sich ein umlaufender Freiraum, der von der Auswerteeinrichtung detektiert wird. In diesem Fall kann die Auswerteeinrichtung signalisieren, dass auf dem Kupplungsträger 3 keine Kupplungsaufnahme 2 vorhanden ist. Bei Vorhandensein einer Kupplungsaufnahme 2 auf dem Kupplungsträger 3 werden in einem nächsten Schritt DF etwaig vorhandene Freiräume zwischen dem Kupplungsträger 3 und der Kupplungsaufnahme 2 detektiert. Hierbei spielt hinsichtlich der Freiräume das Verschlussstück 7 eine maßgebliche Rolle. In einem nächsten Schritt, bezeichnet mit ALF, wird die Lage der etwaig festgestellten Freiräume 18, 19, 28, 29 ausgewertet. Dabei werden die Freiräume bzw. die Seitenränder 16, 17 erfasst und so die bereits zu den 2a und 2b besprochenen Winkel λ_ges1, λ_ges2, λ_ges3, λ_ges4 bzw. λ_d1 und λ_d2 bestimmt. Nach Vorliegen dieser Daten erfolgt in einem nächsten Schritt FNF durch die Auswerteeinheit das Festlegen der nutzbaren Freiräume dahingehend, dass eine Knickwinkelbestimmung, wie zuvor bereits beschrieben, ermöglicht wird. Dieses erfolgt schlussendlich in einem weiteren Schritt EK, in dem der Knickwinkel anhand der Freiräume 18, 19, 28, 29 bestimmt wird.
• Im Zusammenhang mit der 2a wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Auswerteeinheit quasi ein Bild von der Kupplungsaufnahme 2 und den Freiräumen 18, 19 erstellen kann. Die 7 und 8 zeigen jeweils ein derartiges Bild. Auf der Abszisse ist eine Abwicklung der Kupplungsaufnahme 2 über einen Winkel von 360° aufgetragen. Wenn man an jedem Einzelsensor 15 ein Signal abgreift und die ermittelten Werte interpoliert, dann erhält man ein Bild gemäß den 7 und 8.
• Die 7 zeigt das Sensorsignalbild der Kupplungsaufnahme 2 mit einem verriegelten Verschlussstück 7, das aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht. Die Position des Verschlussstücks 7 ist sehr leicht an dem Minimum zwischen den beiden Maximalwerten zu erkennen. Dort, wo ein Freiraum 18, 19 vorliegt, ist Luft innerhalb eines Messraums, so dass dort keine Leitfähigkeit besteht. Dieser Zustand wird von der Sensorik mit einem Maximalwert registriert und in 7 sind zwei solche Maximalwerte dargestellt. Beispielhaft ist bei einem Signalwert von 0,6 ein Schwellwert SW eingetragen. Eine Signalstärke unterhalb von 0,6 wird als „leitend“ bewertet, so dass im Umkehrschluss auch ein leitfähiger Werkstoff vorhanden sein muss (kein Freiraum). Unter dieser Voraussetzung muss bei einem Wert von ca. 0,2 zwischen den beiden Maximalwerten ein leitendes Bauteil an dem Kupplungsträger 3 anliegen oder in einem geringen Abstand vorliegen. Dieses Bauteil wird von dem Verschlussstück 7 gebildet. Folglich befindet sich das Verschlussstück in der verriegelten Position.
• Der Schwellwert SW wird im Hinblick auf die Freiräume 18, 19 bzw. den dadurch vorliegenden Luftspalt definiert. Folglich bildet die Signalstärke im Bereich der Freiräume 18, 19 einen Referenzwert für den Schwellwert SW. In der Zusammenschau der beiden 7 und 8 wird deutlich, dass das Verschlussstück 7 für die Sensorik 26 ein Betriebsstellungssignal SB bereitstellt. Man kann direkt ablesen, ob das Verschlussstück die Verriegelungsposition eingenommen hat oder nicht.
• In der 8 ist neben dem offenen Verschlussstück 7 auch noch ein verschlossener Schlingerdämpfer mit nicht leitendem Reibbelag 30 erkennbar. Außerhalb der beiden Maximalwerte ist deshalb jeweils ein weiterer Peak bzw. Maximalwert erkennbar. Bei einem intakten Schlingerdämpfer wird die Kupplungsaufnahme 2 zum Kupplungsträger 3 radial verspannt. Dadurch stellt sich ein in Grenzen definierter Spaltquerschnitt 33 ein, der auch bei Beschleunigungs- oder Bremsmanövern in Grenzen erhalten bleibt. Dieser Spaltquerschnitt 33 (s. 2a) ist von der Sensorik 15 erfassbar. Wenn der Schlingerdämpfer verschlissen oder nicht angeschlossen ist, dann verändert sich der Spaltquerschnitt 33 hochdynamisch und die zusätzlichen Peaks nehmen ab. Über einen einfachen Vergleich des Spaltquerschnitts 33 und/oder dieser Peaks mit einem Signal SQ in einer Zeitperiode kann eine Änderung festgestellt werden. Überschreitet die Änderung des Spaltquerschnitts und/oder dieser Peaks ein definiertes Maß, dann ist von einem verschlossenen oder nicht angeschlossenen Schlingerdämpfer auszugehen.
• Bei einem Anhänger in der Bauform eines Lastträgers, wie z. B. einem Fahrradträger, soll die Kupplungsaufnahme 2 während der Nutzung keine Knickwinkeländerung vollführen. Eine Knickwinkeländerung wäre gleichzusetzen mit einer zumindest gelockerten Verbindung zwischen der Kupplungsaufnahme 2 und dem Kupplungsträger 3. Deshalb wird der Knickwinkel α erfasst, abgespeichert und mit einem Lenkwinkel des Fahrzeugs verglichen. Der Lenkwinkel kann z.B. an der Lenksäule abgegriffen werden. Wenn z. B. nach dem Fahrzeugstart ein Lenkwinkel auftritt, jedoch der Knickwinkel z. B. konstant = 0 ist, dann geht das System von einem Lastträger an dem Kupplungsträger aus. Sollte sich dieser Zustand ändern und ein Knickwinkel α auftreten, dann ist von einer zumindest nur unzureichend gesicherten Anhängerkupplung auszugehen. Der Knickwinkel α muss nicht zwangsläufig der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse 20 und der Längsachse des Anhängers sein. Man kann auch einen sich ändernden Knickwinkel zwischen der Längsachse 20 des Fahrzeugs und der Hochachse 11 durch den Kupplungsträger 3 ermitteln. Diese Knickwinkeländerung tritt z. B. bei einem langsamen Absenken des Lastträgers auf.
• Die 9 basiert auf der Ausführung nach der 6. Zusätzlich ist zwischen den Verfahrensschritten „ALF“ und „FNF“ ein Verfahrensschritt „BER“ eingefügt, in dem ermittelt wird, an welcher Stelle der vorgegebene Schwellwert überschritten wird. Liegt z. B. in dem Bereich zwischen den Freiräumen 18, 19 eine Schwellwertüberschreitung entsprechend der 8 vor, dann kann im Fahrzeug ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden.
• Wird der Schwellwert SW unterschritten, dann ist von einem korrekt geschlossenen Verschlussstück 7 auszugehen. In einem weiteren Verfahrensschritt „SD“ wird der Betriebszustand des Schlingerdämpfers erfasst. Über die Auswertung der Sensorsignale im Hinblick auf eine Änderung des Luftspaltquerschnitts 33 führt zu einer Aussage über den Zustand des Schlingerdämpfers. Wird z. B. an einer definierten Position der Schwellwert permanent unterschritten, dann ist von einem intakten und/oder angeschlossenen Schlingerdämpfer auszugehen.
• Bezugszeichenliste

1

Anhängerkupplung

2

Kupplungsaufnahme

3

Kupplungsträger, -umfeld

3a

Kugeldeckel

3b

Kugelunterteil

3c

Gewinde

4

Zugstange, Kugelzapfen

4a

Versorgungsbohrung, Quernut

4b

Gewinde Kugelzapfen

5

hinterer Querträger des Zugfahrzeugs

6

Deichsel des Anhängerfahrzeugs

7

Verschlussstück

8

Hebel

9

Feder

10

Kugelpfanne

11

Drehachse, Hochachse der Kupplungsträger

12

Ringnut

13

Ebene

14

Mittelpunkt der Kupplungsträger

15

Sensor, Foliensensor, (MID-fähiger) Kunststoffträger

16

Seitenrand des Verschlussstücks

17

Seitenrand des Verschlussstücks

18

Freiraum

19

Freiraum

20

Längsachse des Zugfahrzeugs

21

Längsachse des Anhängerfahrzeugs

21a

Querachse

22

Auswerteeinrichtung

23

Linie

24

Umfangsrichtung

25

Kapselmittel

26

Spulen, mehrlagige Planarspule

26d, e

Spulenlage

27

Ringkörper

28

Freiraum

29

Freiraum

30

Reibbelag

31

Reibbelag

32

Bohrungen

α

Knickwinkel / Position des Verschlussstücks

β

Messwinkel, Verdrehwinkel

L

Abstand

r

radiale auswärts weisende Richtung

fi

Signal

Ψi

Winkel bzw. Lage der Spulen um die Hochachse

λd1

Winkel zwischen Freiräumen

λd2

Winkel zwischen Freiräumen

λges1, λges2

Winkel zwischen Freiräumen

λges3, λges4

Winkel zwischen Freiräumen

33

Spaltquerschnitt

SW

Schwellwert

SQ

Signal für Spaltquerschnitt

SB

Betriebsstellungssignal

• 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 102014224428 [0002]
• DE 102010053818 A1 [0004]

Claims (6)

1. Verfahren zum Betrieb einer Anhängerkupplung (1), wobei die Anhängerkupplung (1) eine Sensorik (15) umfasst, die die Position einer Referenzmarke (18, 19) einer Kupplungsaufnahme (2) zu einem Kupplungsträger (3) erfasst, wobei die Kupplungsaufnahme (2) eine Verriegelungsvorrichtung (7, 8, 9) aufweist, deren Verschlussstück (7) einen Teil der Kupplungsaufnahme (2) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (7) für die Sensorik (15) ein Betriebsstellungssignal (SB) bereitstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (7) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Verschlussstück (7) beeinflusste Sensorsignal mit einem Schwellwert (SW) verglichen wird, dessen Abweichung eine definierte Position des Verschlussstücks (7) repräsentiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarke von einem Freiraum (18, 19) gebildet wird, der auch einen Referenzwert für den Schwellwert (SW) bildet.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhängerkupplung (1) einen Schlingerdämpfer (30, 31) aufweist, der eine Verspannung des Kupplungsträgers (3) zur Kupplungsaufnahme (2) erzeugt, wobei diese Verspannung für einen definierten Spaltquerschnitt (33) zwischen dem Kupplungsträger (3) und der Kupplungsaufnahme (2) sorgt, wobei der Spaltquerschnitt (33) von der Sensorik (15) erfasst und im Hinblick auf die Spaltgeometrie ausgewertet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Verschlussstücks (7) einen Knickwinkel (α) zwischen dem Kupplungsträger (3) und der Kupplungsaufnahme (2) beschreibt, wobei der Knickwinkel (α) mit einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs mit dem Kupplungsträger (3) abgeglichen wird.

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