DE102019209380A1

DE102019209380A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Stabilisieren eines Anhängergespanns sowie Steuergerät

Info

Publication number: DE102019209380A1
Application number: DE102019209380.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-12-31
Also published as: CN114007927A; US20220355789A1; CN114007927B; EP3990336A1; WO2020259878A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Stabilisieren eines Anhängergespanns, bestehend aus Zugfahrzeug und Anhänger, wobei das Zugfahrzeug eine Vorderachs- und eine Hinterachslenkung aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei gebremster Kurvenfahrt, an den Rädern der Hinterachse ein zu den Rädern an der Vorderachse des Zugfahrzeugs gleichsinniger Lenkeinschlag eingestellt wird, um das Anhängergespann zu stabilisieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Stabilisieren eines Anhängergespanns sowie ein Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Ein Anhängergespann besteht aus einem Zugfahrzeug in Form eines herkömmlichen zweiachsigen Kraftfahrzeuges mit einer Zugkupplung, die am Kraftfahrzeug befestigt ist, wobei ein Anhänger mit dessen Kupplung mit der Zugkupplung gekoppelt ist. Am Ende der Zugkupplung ist eine Kugel vorgesehen und die Kupplung des Anhängers umgreift diese Kugel dreh- und schwenkbar. Bei Geradeausfahrt weisen Zugfahrzeug und Anhänger eine gemeinsame Längsachse auf. Bei Kurvenfahrt dreht sich die Kupplung des Anhängers um die Hochachse der Kugel der Zugkupplung des Zugfahrzeuges, so dass die Längsachsen von Zugfahrzeug und Anhänger einen Winkel, auch Knickwinkel genannt, zueinander einnehmen.
Beim Fahren eines Anhängergespanns ist es bekannt, dass das Bremsen in der Kurve problematisch sein kann. Es kann hier bei ungünstigen Beladungs- und Straßenverhältnissen dazu kommen, dass das Heck des Zugfahrzeuges von der zusätzlich zu der Masse des Zugfahrzeuges zu verzögernden Anhängermasse zum Kurvenäußeren geschoben wird. Eine ungünstige Beladung liegt beispielsweise vor, wenn die Ladung vorwiegend in den Seitenbereichen angeordnet ist und nicht etwa gleichmäßig auf der Anhängerfläche verteilt ist. Des Weiteren ist insbesondere eine heck- oder seitenlastige Beladung hierbei von besonderem Nachteil. Besondere Auswirkungen hat dieses bei ungebremsten oder lediglich auflaufgebremsten Anhängern zur Folge. Bei stationärer Kurvenfahrt stellt sich ein Momentengleichgewicht um die Fahrzeug-Hochachse durch den Schwerpunkt ein. Beim Bremsen erhöht sich die Achslast an der Vorderachse, während sie sich an der Hinterachse verringert. Bei Bremskräften deutlich unterhalb der Blockiergrenze nimmt die Seitenkraft an der Hinterachse zunächst ab und an der Vorderachse zu. Bei festgehaltenem Lenkrad neigt das Fahrzeug zum in die Kurve hineindrehen. Der Bahnradius wird geringer und es versucht sich ein neuer Gleichgewichtszustand einzustellen. Dies geschieht durch Erhöhen der Giergeschwindigkeit und des Schwimmwinkels. In Extremfällen findet sich kein neues Gleichgewicht, das Fahrzeug fängt an zu pendeln oder schleudert gar.
Aus der DE 10 2010 033 558 A1 ist ein System zum Bremsen eines Anhängers bekannt, wobei hier mittels einer zusätzlichen elektrischen Maschine, die Teil der Achse des Anhängers ist, eine Bremswirkung auf die Räder der Achse des Anhängers bewirkt wird. Teil der Offenbarung dieser Veröffentlichung sind weitere Offenbarungen aus dem Stand der Technik, wobei mittels zusätzlicher Bremseingriffe an der Achse des Anhängers oder über Antriebssysteme an der Achse des Anhängers die Fahrt beim Bremsen in der Kurve verbessern soll. All den vorgestellten Systemen ist gemein, dass am Anhänger zusätzliche Einrichtungen erforderlich sind. Mit anderen Worten können diese Verfahren bei herkömmlichen Anhängern nicht verwendet werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die gebremste Kurvenfahrt mit einem Anhängergespann zu stabilisieren.
Die Lösung der Aufgabe gelingt durch ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Stabilisieren eines Anhängergespanns. Des Weiteren wird ein Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens vorgestellt. Ausgehend von den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche wird die Aufgabe in Verbindung mit den jeweiligen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Stabilisieren eines Anhängergespanns angegeben. Das Anhängergespann besteht aus einem Zugfahrzeug, also dem Kraftfahrzeug mit Zugkupplung, welche am Heck des Zugfahrzeugs angeordnet ist. Das Anhängergespann weist des Weiteren einen Anhänger auf, welcher über eine an dem vorderen Ende des Anhängers angeordnete Kupplung mit der Zugkupplung des Zugfahrzeugs gelenkig verbunden ist. Zugkupplung und Anhängerkupplung haben einen gemeinsamen Drehpunkt, der in der Hochachse der Kugel der Zugkupplung liegt.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bei gebremster Kurvenfahrt an den Rädern der Hinterachse ein zu den Rädern der Vorderachse des Zugfahrzeugs gleichsinniger Lenkeinschlag eingestellt wird, um das Anhängergespann zu stabilisieren. Wird das Zugfahrzeug verzögert, so stellt sich eine Bremswirkung ein. Diese kann durch die Betätigung der Bremse an dem Zugfahrzeug durch den Fahrer ausgelöst werden. Ebenfalls sind andere Verzögerungen denkbar, wie z. B. beim Lupfen des Gaspedals oder durch Rekuperation bei einem elektrischem Antrieb. Es ist offensichtlich, dass die Masse des Anhängers dabei ebenfalls verzögert wird. Bei einer Kurvenfahrt besteht zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger ein Knickwinkel oder auch Gespannwinkel genannt. Die Trägheit des Anhängers wirkt also über den gemeinsamen Drehpunkt auf das Zugfahrzeug. Die Trägheit des Anhängers wirkt dabei als Kraft auf die Zugkupplung und bewirkt ein Moment um die Hochachse des Zugfahrzeuges. Dieses Moment bewirkt oder verstärkt das Giermoment des Zugfahrzeugs. Hierdurch kommt es zu einer Destabilisierung der Kurvenfahrt des Anhängergespanns. Dieses kann zu Taumeln bzw. Pendeln oder im schlimmsten Fall zum Schleudern mit Ausbrechen des Anhängergespanns führen. Insbesondere wenn der Anhänger ungebremst ist, d.h. wenn dieser nicht über eine Auflaufbremse oder eine aktive Bremseinrichtung verfügt, kann dieses zu einem unkontrollierbaren Fahrzustand des Anhängergespanns führen. Ein ungeübter Fahrer ist mit dieser Situation leicht überfordert. Dieses wirkt sich insbesondere bei schlechten Straßenverhältnissen aus, wie beispielsweise regennasser Fahrbahn oder einer Fahrbahn, die vereist ist, oder auch wenn die Reibwerte an den Fahrzeugrädern unterschiedlich sind. Letzteres kann z. B. der Fall sein, wenn das Fahrzeug bzw. der Anhänger mit den linken Rädern noch auf der Straße fährt, mit den rechten Rädern allerdings auf einer unbefestigten Fahrbahn, wie beispielsweise dem Seitenstreifen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Aufgabe dadurch gelöst wird, dass bei einem Anhängergespann, welches bei Kurvenfahrt gebremst wird, das Zugfahrzeug an der Hinterachse einen zur Vorderachse gleichsinnigen Lenkeinschlag oder zumindest keinen gegensinnigen Lenkeinschlag durchführt. Der gleichsinnige Lenkeinschlag wird somit insbesondere ebenfalls in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich durchgeführt, in welchem die Hinterachslenkung üblicherweise einen gegensinnigen Lenkeinschlag durchführen würde. Bei niedrigen Geschwindigkeiten, welche beispielsweise unterhalb von 50 km/h liegen, wird nämlich deshalb gegensinnig gelenkt, um das Fahrzeug zu agilisieren (Fahrzeug wird wendiger). Anders als wenn beispielsweise bei einem links herum gefahrenen Wendemanöver nur die Vorderachslenkung maximal betätigt werden kann, kann ein minimiertes Wendemanöver mit Hinterachslenkung durchgeführt werden, wenn die Hinterräder maximal gegensinnig gelenkt werden. Mit anderen Worten wird dadurch der Wenderadius des Fahrzeugs minimiert.
Der gegensinnige Lenkeinschlag führt jedoch zu einer Erhöhung des Giermoments des Fahrzeugs. Dieses wiederum würde bei der gebremsten Kurvenfahrt, insbesondere mit einem ungebremsten oder auflaufgebremsten Anhänger, zu einer weiteren Destabilisierung der Fahrt des Anhängergespanns führen. Bei einem gleichsinnigen Lenkeinschlag an der Hinterachse, wird jedoch das Giermoment des Fahrzeuges reduziert und somit das Anhängergespann stabilisiert. Dieses liegt darin begründet, dass bei gleichsinniger Lenkbewegung an der Hinterachse und an der Vorderachse der Momentanpol des Zugfahrzeugs jeweils hinter der Hinterachse liegt. Dieses hat zur positiven Folge, dass eine stabilisierende Wirkung erzeugt wird bzw. erhalten bleibt.
Das Verfahren kann dabei derart ausgebildet sein, dass bei Ankopplung des handelsüblichen ungebremsten Anhängers der Steuerung der Hinterachslenkung, welche vorzugsweise als steer-by-wire-Lenkung ausgeführt ist, dieser Anhängerbetrieb signalisiert wird. Es kann so unabhängig von der momentanen Geschwindigkeit, also auch bei langsamer Fahrt eine gleichsinnige Lenkung an der Hinterachse eingerichtet werden. Um bei extrem langsamer Fahrt dennoch einen maximal minimierten Wenderadius zu erzielen, ist es alternativ möglich, dass der Fahrer des Zugfahrzeuges beispielsweise im Cockpit zwischen den Betriebsarten minimaler Wenderadius und gebremster Kurvenfahrt wählen kann.
Die Hinterachslenkung des Zugfahrzeuges wird bevorzugt als steer-by-wire-Lenkung ausgeführt. Mit anderen Worten besteht zwischen der Lenkhandhabe, also dem Lenkrad des Fahrzeuges, welches die Vorderachslenkung mittels des Fahrers betätigt, keine mechanische Verbindung. Die Hinterachslenkung bewirkt eine Veränderung der Radlenkwinkel an der Hinterachse. Diese Veränderung wird in Abhängigkeit von den an der Vorderachse eingestellten Radlenkwinkeln sowie weiteren Parametern, wie beispielsweise der Fahrzeugbeschleunigung, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der vorhandenen Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs sowie weiteren Parametern eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Giermoment des Zugfahrzeugs während des Gespannbetriebs zumindest in Intervallen überwacht, um bei Erkennen einer Instabilität des Anhängergespanns zumindest einen zur Vorderachse gleichsinnigen Lenkeinschlag an der Hinterachse vorzunehmen. Fahrzeuge sind heute in der Regel mit einem sogenannten ESP ausgestattet. Es handelt sich hierbei um ein sogenanntes elektronisches Stabilitätsprogramm, welches unter anderem die Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs um dessen Hochachse mittels einer geeigneten Sensorik erfasst. Es lassen sich somit Giergeschwindigkeit bzw. Giermoment am Zugfahrzeug ermitteln. Erhöht sich diese Giergeschwindigkeit bzw. das Giermoment bei gebremster Kurvenfahrt so ist es offensichtlich, dass eine Destabilisierung der Kurvenfahrt des Anhängergespanns bevorsteht bzw. bereits stattfindet. Es kann in dem Fall von einem geeigneten Steuergerät der benötigte Radlenkwinkel an der Hinterachse im Sinne eines gleichsinnigen Lenkeinschlages eingestellt werden.
Bevorzugt wird die gebremste Kurvenfahrt durch Auswertung von im Fahrzeug vorhandenen Beschleunigungssensoren und/oder durch Mittel zum Erkennen eines Bremsvorgangs zumindest eines Rades des Zugfahrzeuges und/oder des Anhängers ermittelt. Geeignete Beschleunigungssensoren sind beispielsweise in Steuergeräten wie dem ESP-Steuergerät vorhanden. Ebenfalls können derartige Sensoren im Fahrwerk des Fahrzeugs verbaut sein. Die genannten Mittel zum Erkennen eines Bremsvorganges können z. B. Sensoren an der Pedalerie sein, so dass der Wille oder das tatsächliche Bremsen durch den Fahrzeugführer sensiert werden kann. Des Weiteren können Sensoren an den Bremsaktuatoren vorhanden sein. In einem geeigneten Steuergerät kann die Charakteristik des Zugfahrzeuges beim Bremsen gespeichert sein. Im Anhängerbetrieb wird durch Kopplung mit dem Anhänger dem Steuergerät angezeigt, dass der Gespannbetrieb vorliegt. Die Trägheit eines Anhängers bewirkt eine Änderung der gebremsten Kurvenfahrt. Wie vorgenannt ist dieses auch abhängig vom Beladungszustand des Anhängers. Es ist offensichtlich, dass im Anhängerbetrieb, d. h. bei angekoppeltem Anhänger vom Normalzustand des Zugfahrzeugs differierende Beschleunigungen vorhanden sind und sensiert werden können.
Auf die Minimierung des Wenderadius bei langsamer Fahrt, insbesondere sehr langsamer Fahrt für ein Wendemanöver, wurde bereits Bezug genommen. Zur Ausführung des Verfahrens, d. h. zur Stabilisierung des Anhängergespanns soll jedoch hinten nicht gegensinnig gelenkt werden. Um selbst bei gleichsinnigem Lenkeinschlag an der Hinterachse eine Verringerung des Wenderadius zu erreichen, wird bei der gebremsten Kurvenfahrt in Abhängigkeit der momentanen Geschwindigkeit zur Verringerung des Wenderadius der Radlenkwinkel an der Vorderachse vergrößert, insbesondere maximal vergrößert. Es liegt somit immer noch ein gleichsinniger Lenkeinschlag an Vorder- und Hinterachse vor. Damit dieses unabhängig vom Betätigen des Lenkrades durch den Fahrzeugführer ermöglicht wird, kann beispielsweise an der Vorderachse eine sogenannte Überlagerungslenkung eingesetzt werden. Bei einer Überlagerungslenkung ist an dem Lenkgetriebe ein zusätzlicher Aktuator angeordnet. Dieser zusätzliche Aktuator kann den vom Fahrer über die Lenkhandhabe eingestellten Radlenkwinkel verändern. In diesem Fall wird in vorteilhafter Weise der Radlenkwinkel an der Vorderachse durch die Überlagerungslenkung erhöht, so dass der Wenderadius maximal verringert wird. In Abhängigkeit von dem Lenkeinschlag an der Hinterachse zur Stabilisierung des Anhängergespanns kann auch der Lenkeinschlag an der Hinterachse so verändert werden, dass zwar immer noch ein gleichsinniger Lenkeinschlag an Vorder- und Hinterachse besteht, jedoch der Wenderadius weiter minimiert wird. Die stabilisierende Wirkung bleibt somit vorhanden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Verfahren auch mit einem bergab fahrenden Anhängergespann angewendet werden. Dieses ist also ebenfalls bei ungebremster Kurvenfahrt möglich. Dieses liegt darin begründet, dass bei einer Kurvenfahrt bergab aufgrund der schiefen Ebene eine Schiebewirkung des Anhängers aufgrund der Schwerkraft erzeugt wird. Dieses kommt der Wirkung gleich, wenn auf ebener Fahrbahn eine gebremste Kurvenfahrt vorliegt und der Anhänger ungebremst oder nur auflaufgebremst in Richtung Zugfahrzeug schiebt. Die Vorteile der stabilisierenden Wirkung des Verfahrens können also ebenfalls an einer bergab-Kurvenfahrt des Anhängergespanns genutzt werden.
In einer besonderen Ausführungsform wird bei Erkennen eines Parkiervorgangs das Verfahren bis zum Beenden des Parkierens unterbrochen wird, so dass gegensinnige Lenkwinkel an Vorder- und Hinterachse zulässig sind. Beim Parkiervorgang ist eine maximale Agilität günstig. Unter Ausnutzung der maximal möglichen Lenkwinkel an der Vorder- und Hinterachse und des minimalen bzw. kleinstmöglichen Wendekreises durch gegensinniges Lenken kann das Einparken eines Fahrzeuges effizienter erfolgen.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Steuergerät für ein Zugfahrzeug zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Es kann dabei ein Steuergerät separat und ausschließlich zur Stabilisierung des Gespannbetriebs in einem Kraftfahrzeug vorhanden sein. Alternativ kann das Verfahren auch auf einem im Fahrzeug vorhandenen Steuergerät, vorzugsweise auf einem ESP-Steuergerät ausgeführt werden. Des Weiteren können ein vorhandenes ESP-Steuergerät und ein separates Steuergerät sich Teilfunktionen teilen bzw. sich zur Ausführung des Verfahrens ergänzen.
Das vorgenannte Steuergerät oder die vorgenannten Steuergeräte können mit Sensoren verbunden sein, so dass in Abhängigkeit der vom Steuergerät ausgelesenen Sensor-Parameter eine gebremste Kurvenfahrt und/oder ungebremste oder gebremste Bergab-Fahrt erkennbar ist. Die Sensoren sind dabei vorzugsweise mittels eines Fahrzeug-Bus-Systems mit dem Steuergerät verbunden. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein CAN-Bus-System. Die Sensoren sind vorzugsweise an den Rädern des Zugfahrzeugs zur Auswertung der Radlenkwinkel und/oder im Zugfahrzeug zur Auswertung dessen Geschwindigkeit und/oder zur Auswertung des Giermoments des Zugfahrzeugs und/oder zur Auswertung des Bremsvorgangs am Zugfahrzeug und/oder des Anhängers ausgebildet. Zur Auswertung des Verhaltens des Anhängers können am Zugfahrzeug Sensoren vorhanden sein, die die Pendelbewegung des Anhängers erkennen. Dieses kann z.B. mittels optischer Sensoren am Heck des Zugfahrzeugs ermöglicht werden. Des Weiteren kann die Bewegung der Kupplung gegenüber der Kupplungskugel sensiert werden, insbesondere mittels einer berührungslos, vorzugsweise induktiv arbeitenden Sensierung.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Stabilisierung eines Anhängergespanns. Diese Vorrichtung ist bevorzugt Teil des Zugfahrzeuges und bei einem Anhängergespann bestehend aus Zugfahrzeug und einem Anhänger einsetzbar, wobei zumindest das Zugfahrzeug an seiner Vorder- und Hinterachse lenkbar ist und zumindest ein Steuergerät, wie vorgenannt, aufweist. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass bei ungebremster Kurvenfahrt und/oder Bergab-Fahrt an den Rädern des Zugfahrzeugs an der Hinterachse und zu den Rädern an der Vorderachse gleichsinniger Lenkeinschlag einstellbar ist, um das Anhängergespann zu stabilisieren. Der stabilisierende Lenkeinschlag an der Hinterachse wird dabei in Abhängigkeit der von dem Steuergerät ausgewerteten Parameter wie vorgenannt vorgenommen.
Wie eingangs zum Verfahren geschildert soll die Erfindung insbesondere ermöglichen, dass herkömmliche ungebremste oder nur auflaufgebremste Anhänger verwendet werden können. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass auch Anhänger mit aktiven Bremsvorrichtungen oder Lenkungen an den Rädern mit diesem Verfahren betrieben werden können. Auch aktiv gebremste bzw. gelenkte Anhänger können unsachgemäß beladen werden, so dass es schnell zu einer Destabilisierung bei gebremster Kurvenfahrt kommen kann. Auch ist denkbar, dass die aktiven Aktuatoren an dem Anhänger, z. B. aufgrund eines elektrischen Defekts ausfallen, so dass sich der eigentlich aktiv betreibbare Anhänger im Fehlerfall wie ein herkömmlicher ungebremster Anhänger verhält.
Bevorzugt ist der stabilisierende gleichsinnige Lenkeinschlag an der Hinterachse in Abhängigkeit der von dem Steuergerät ausgewerteten Parameter einstellbar, so dass der stabilisierende Lenkeinschlag den tatsächlich vorliegenden Fahrzustand des Gespanns berücksichtig.
Bevorzugt ist die Lenkung sowohl an der Vorderachse als auch an der Hinterachse als steer-by-wire-Lenkung ausgeführt. Muss, wie bereits vorgenannt, an der Vorderachse ein größerer Lenkwinkel eingestellt werden, als von dem Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt ist, kann ein entsprechendes Steuergerät an der Vorderachse einen höheren benötigten Lenkeinschlag einstellen. An der Vorderachse kann somit auf eine Überlagerungslenkung verzichtet werden, was Kostenvorteile mit sich bringt. Mit einer solchen Vorrichtung kann die Stabilisierung eines Anhängergespanns vorteilhaft ausgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein Anhängergespann

Die einzige Figur zeigt schematisch in Draufsicht ein Zugfahrzeug 1 sowie einen Anhänger 20. Das Zugfahrzeug 1 weist eine Vorderachse mit den Rädern 2 und 3 auf. Des Weiteren ist eine Hinterachse mit den Rädern 4 und 5 gezeigt. Am Heck des Fahrzeugs ist eine Zugkupplung 8 befestigt. Am Ende der Zugkupplung 8 ist eine Kupplungskugel 9 angeordnet.
Der Anhänger 20 weist eine Anhängerachse mit Rädern 26 und 27 auf. An der Vorderseite des Anhängers ist eine Anhängerkupplung 28 angeordnet. Der Anhänger 20 ist mit dem Zugfahrzeug 1 gekoppelt, indem die Kupplung 28 auf der Kupplungskugel 9 der Zugkupplung 8 in üblicher Weise drehbar festgelegt ist. Der abgetragene Winkel α zeigt den Gespannwinkel, auch Knickwinkel genannt.
Das Anhängergespann 30 befindet sich in einer gebremsten Kurvenfahrt. Zur Kurvenfahrt ist an den Vorderrädern 2 und 3 ein Radlenkwinkel δ_v nach links eingestellt. An den Hinterrädern 4 und 5 ist ein Radlenkwinkel δ_h gleichsinnig nach links eingestellt. Am Zugfahrzeug wird mittels einer Kraft F_Brems verzögert und es wird damit eine gebremste Kurvenfahrt eingeleitet bzw. ausgeführt. Aufgrund der Verzögerung des Zugfahrzeugs 1 durch den Bremsvorgang schiebt der Anhänger 20 in Richtung des Hecks des Zugfahrzeuges, wobei die mit F_Träg bezeichnete Kraft auf den gemeinsamen Drehpunkt an der Kupplungskugel wirkt. Es wird dadurch das Giermoment des Zugfahrzeugs M_Gier um dessen Hochachse erhöht. Durch den am Zugfahrzeug gezeigten gleichsinnigen Lenkeinschlag an der Hinterachse wird das Anhängergespann 30 stabilisiert. Es kommt somit nicht zum Ausbrechen des Zugfahrzeugs oder des Anhängers, sondern die beabsichtigte Trajektorie der Linkskurve kann beibehalten werden.
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf Personenkraftwagen, sondern ist ebenfalls für Anhängergespanne im Nutzkraftfahrzeugbereich geeignet. Ebenfalls können Anhänger mit mehreren Achsen eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Zugfahrzeug
2, 3: Räder Vorderachse
4, 5: Räder Hinterachse
8: Zugkupplung
20: Anhänger
26, 27: Räder Anhängerachse
28: Anhängerkupplung
30: Anhängergespann
M_Gier: Giermoment Zugfahrzeug
F_Brems: Bremskraft Zugfahrzeug
F_Träg: Trägheitskraft Anhänger
α: Gespannwinkel, Knickwinkel
δ_v: Radlenkwinkel Vorderachse
δ_h: Radlenkwinkel Hinterachse

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 102010033558 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Stabilisieren eines Anhängergespanns 30, bestehend aus Zugfahrzeug 1 und Anhänger 20, wobei das Zugfahrzeug 1 eine Vorderachs- und eine Hinterachslenkung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei gebremster Kurvenfahrt, an den Rädern 4, 5 der Hinterachse ein zu den Rädern 2, 3 der Vorderachse des Zugfahrzeugs 1 gleichsinniger Lenkeinschlag eingestellt wird, um das Anhängergespann 30 zu stabilisieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Giermoment M_Gier des Zugfahrzeugs 1 während des Gespannbetriebs zumindest in Intervallen überwacht wird, um bei Instabilität des Anhängergespanns 30 zumindest einen gleichsinnigen Lenkeinschlag an der Hinterachse vorzunehmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gebremste Kurvenfahrt durch Auswertung von im Zugfahrzeug 1 vorhandener Beschleunigungssensoren und/oder durch Mittel zum Erkennen eines Bremsvorgangs zumindest eines Rades des Zugfahrzeuges 1 und/oder des Anhängers 20 ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der gebremsten Kurvenfahrt in Abhängigkeit der momentanen Geschwindigkeit zur Verringerung des Wenderadius der Radlenkwinkel α an der Vorderachse vergrößert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren mit einem bergab fahrenden Anhängergespann 30 auch bei ungebremster Kurvenfahrt anwendbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Erkennen eines Parkiervorgangs das Verfahren bis zum Beenden des Parkierens unterbrochen wird, so dass gegensinnig Lenkwinkel an Vorder- und Hinterachse zulässig sind, um für Parkiervorgang eine maximale Agilität vorzusehen.
Steuergerät für ein Zugfahrzeug 1 zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren auf diesem separaten Steuergerät zur Stabilisierung und/oder das Verfahren zumindest teilweise auf einem im Fahrzeug vorhandenen Steuergerät, vorzugsweise ESP-Steuergerät, ausführbar ist.
Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest mit Sensoren verbunden ist, vorzugsweise mittels eines Fahrzeug-Bussystems, zur Auswertung • des Radlenkwinkels der Räder des Zugfahrzeugs 1, und/oder • der Geschwindigkeit des Zugfahrzeugs 1, und/oder • des Verhaltens des Anhängers, und/oder • des Giermoments des Zugfahrzeugs 1, und/oder • des Bremsvorgangs an Zugfahrzeug 1 und/oder Anhänger 20, so dass in Abhängigkeit der Sensor-Parameter eine gebremste Kurvenfahrt und/oder ungebremste oder gebremste Bergab-Fahrt erkennbar ist.
Vorrichtung zur Stabilisierung eines Anhängergespanns 30, wobei zumindest das Zugfahrzeug 1 an seiner Vorder- und Hinterachse lenkbar ist und zumindest ein Steuergerät nach Anspruch 6 oder 7 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei ungebremster Kurvenfahrt und/oder Bergab-Fahrt an den Rädern 4, 5 des Zugfahrzeugs 1 an der Hinterachse ein zu den Rädern 2, 3 an der Vorderachse gleichsinniger Lenkeinschlag einstellbar ist, um das Anhängergespann 30 zu stabilisieren.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der stabilisierende Lenkeinschlag an der Hinterachse in Abhängigkeit der von dem Steuergerät ausgewerteten Parameter einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung an der Vorder- und/oder an der Hinterachse als steer-by-wire-Lenkung ausgeführt ist.