DE102019217417A1

DE102019217417A1 - Method and a system for controlling / regulating the steering of a trailer

Info

Publication number: DE102019217417A1
Application number: DE102019217417.5A
Authority: DE
Inventors: Bjoern Fassbender; Michael Egert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2021-05-12

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zur Steuerung/Regelung der Lenkung eines Anhängers eines Fahrzeuggespanns, umfassend eine Zugmaschine und einen Anhänger vorgeschlagen, wobei der Anhänger insbesondere nur eine Achse aufweist. Dabei werden mittels mindestens eines Trägheitssensors, der der Zugmaschine zugeordnet ist und/oder mindestens eines Bewegungssensors, der der Zugmaschine zugeordnet ist und/oder mindestens einem Winkelsensor der dem Anhänger zugeordnet ist, Bewegungsdaten des Fahrzeuggespanns erfasst. Alternativ oder zusätzlich werden mittels eines Umfeldsensors Umfeldsensordaten des Fahrzeuggespanns erfasst. Erfindungsgemäß wird die Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers derart ausgeführt, dass die Achse des Anhängers auf dem Fahrpfad einer vorderen Achse der Zugmaschine fährt, wobei die Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers basierend auf Bewegungsdaten des Fahrzeuggespanns errechnet wird und/oder anhand von Umfeldsensordaten des Fahrzeuggespanns ermittelt wird.A system and a method for controlling / regulating the steering of a trailer of a vehicle combination comprising a tractor and a trailer are proposed, the trailer in particular having only one axle. At least one inertia sensor assigned to the tractor and / or at least one motion sensor assigned to the tractor and / or at least one angle sensor assigned to the trailer is used to record movement data of the vehicle combination. Alternatively or additionally, environment sensor data of the vehicle combination are recorded by means of an environment sensor. According to the invention, the control / regulation of the steering of the trailer is carried out in such a way that the axle of the trailer travels on the path of a front axle of the tractor, the control / regulation of the steering of the trailer being calculated based on movement data of the vehicle combination and / or on the basis of environment sensor data of the vehicle combination is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Steuerung/Regelung der Lenkung eines Anhängers eines Fahrzeuggespanns umfassend den Anhänger und eine Zugmaschine.The invention relates to a method and a system for controlling / regulating the steering of a trailer of a vehicle combination comprising the trailer and a tractor.

Die meisten Anhänger für Nutzfahrzeuge haben derzeit keine eigene Lenkung. Durch das starre Hinterherziehen fährt der Anhänger in der Regel einen deutlich kleineren Kurvenradius als das Zugfahrzeug. Um dies zu kompensieren holt der Fahrer des Zugfahrzeuges vor Kurven aus (lenkt in die Gegenrichtung). Ist dies in engen Kurven nicht möglich, kann eine solche Kurve nur durch für den Fahrer schwierige und zeitaufwändige Rangiermanöver gefahren werden. Als eine Verbesserung dazu wird im US 9,096,265 B2 eine Lenkung für Anhänger beschrieben. Diese ist nur an den Winkel zwischen Anhänger und Zugmaschine gekoppelt. Bei variablen Kurvenradien kann so kein idealer Fahrpfad des Anhängers erreicht werden. In Sonderfahrzeugen (z.B. Feuerwehrfahrzeuge mit langen Leiterwagen wird dies zum Teil durch einen zweiten Fahrer/Lenker gelöst, der die Anhängerlenkung unabhängig von der Zugmaschine betätigt.Most trailers for commercial vehicles do not currently have their own steering. As a result of the rigid pulling behind, the trailer usually drives a significantly smaller curve radius than the towing vehicle. To compensate for this, the driver of the towing vehicle pulls out before bends (steers in the opposite direction). If this is not possible in tight bends, such a bend can only be driven by maneuvers that are difficult and time-consuming for the driver. As an improvement on this, the US 9,096,265 B2 a steering for trailers described. This is only linked to the angle between the trailer and the tractor. With variable curve radii, an ideal path of the trailer cannot be achieved. In special vehicles (e.g. fire engines with long ladder trucks, this is partially solved by a second driver / handlebar, who operates the trailer steering independently of the tractor unit.

DE 10 2015 206 689 A1 beschreibt ein Verfahren zur Lenkung eines von einem Zugfahrzeug gezogenen Anhängers mit wenigstens einer lenkbaren Achse und/oder Zugdeichsel. Das Zugfahrzeug und der Anhänger sind mittels einer Zugvorrichtung in einem Anhängerpunkt miteinander verbunden. Dem Anhänger ist wenigstens eine Sensoreinheit räumlich und/oder funktional zugeordnet, welche die Bewegung des Anhängers erfasst. DE 10 2015 206 689 A1 describes a method for steering a trailer pulled by a towing vehicle with at least one steerable axle and / or drawbar. The towing vehicle and the trailer are connected to one another by means of a towing device at a trailer point. At least one sensor unit, which detects the movement of the trailer, is spatially and / or functionally assigned to the trailer.

DE 10 2013 013 584 B4 offenbart eine Nachlaufachse mit Zwangslenkung. Die Nachlaufachse weist mindestens eine Einheit zur Steuerung der Zwangslenkung, mindestens eine Einheit zur Erfassung des Winkels zwischen einem der Nachlaufachse zugeordneten Anhänger und einer Zugmaschine oder eines weiteren Anhängers auf. DE 10 2013 013 584 B4 discloses a self-steering trailing axle. The trailing axle has at least one unit for controlling the forced steering, at least one unit for detecting the angle between a trailer assigned to the trailing axle and a tractor or another trailer.

DE 10 2008 033 729 A1 betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Lenkung eines Anhängers, der an ein Zugfahrzeug gelenkig angehängt ist und eine starre und wenigstens eine lenkbare Achse aufweist. Dabei werden eine Winkelgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs und eine Bahngeschwindigkeit des Anhängers ermittelt. Die lenkbare Achse wird derart angesteuert, dass der Kurvenmittelpunkt des Anhängers auf der Verlängerung der starren Achse liegt. DE 10 2008 033 729 A1 relates to a method and a device for steering a trailer which is hinged to a towing vehicle and has a rigid and at least one steerable axle. An angular speed of the towing vehicle and a track speed of the trailer are determined. The steerable axle is controlled in such a way that the center of the curve of the trailer lies on the extension of the rigid axle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein System zur Steuerung/Regelung der Lenkung eines Anhängers eines Fahrzeuggespanns anzugeben, wobei gewährleistet ist, dass der Anhänger möglichst genau auf dem Fahrpfad der Vorderachse der Zugmaschine gehalten wird. Die Erfindung kann vorteilhaft bei Fahrzeuggespannen umfassend eine Zugmaschine und einen Anhänger eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Anhänger nur eine Achse aufweisen. Die Zugmaschine kann bevorzugt zwei Achsen aufweisen.One object of the invention is therefore to specify a method and a system for controlling / regulating the steering of a trailer of a vehicle combination, whereby it is ensured that the trailer is kept as precisely as possible on the path of the front axle of the tractor. The invention can advantageously be used in vehicle combinations comprising a tractor and a trailer. For example, the trailer can have only one axle. The tractor can preferably have two axles.

Es wird ein System zur Steuerung/Regelung der Lenkung eines Anhängers eines Fahrzeuggespanns vorgeschlagen, wobei der Anhänger insbesondere nur eine Achse aufweist. Das System umfasst zumindest

• mindestens einen Trägheitssensor, der der Zugmaschine des Fahrzeuggespanns zugeordnet ist und/oder,
• mindestens einen Bewegungssensor, der der Zugmaschine des Fahrzeuggespanns zugeordnet ist,
• mindestens einen Winkelsensor der dem Anhänger zugeordnet ist,
• eine Auswertelogik und
• eine Querregelung des Anhängers.

A system for controlling / regulating the steering of a trailer of a vehicle combination is proposed, the trailer in particular having only one axle. The system includes at least

• At least one inertia sensor that is assigned to the tractor unit of the vehicle combination and / or,
• at least one motion sensor that is assigned to the tractor unit of the vehicle combination,
• at least one angle sensor that is assigned to the trailer,
• an evaluation logic and
• A lateral control of the trailer.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das System weiterhin

• mindestens einen zweiten Trägheitssensor der dem Anhänger zugeordnet ist und/oder
• mindestens einen zweiten Bewegungssensor, der dem Anhänger zugeordnet ist und/oder
• mindestens einen Umfeldsensor.

In a preferred embodiment of the invention, the system further comprises

• At least one second inertia sensor that is assigned to the trailer and / or
• At least one second motion sensor that is assigned to the trailer and / or
• at least one environment sensor.

Die Trägheitssensoren, die Bewegungssensoren und der oder die Winkelsensoren sind angeordnet und ausgebildet um Bewegungsdaten des Fahrzeuggespanns zu erfassen. Die Trägheitssensoren sind insbesondere ausgebildet einen Beschleunigungsvektor des Anhängers bzw. respektive der Zugmaschine zu messen. Die Bewegungssensoren sind insbesondere ausgebildet eine Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Anhängers bzw. respektive der Zugmaschine zu messen. Der Winkelsensor ist ausgebildet, einen Winkel zwischen dem Anhänger und der Zugmaschine zu bestimmen. Als Winkelsensor kann beispielsweise ein Potentiometer in der Anhängeraufnahme oder mit Umlenkung anhand einer Zahnstange genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ein optischer Sensor an der Zugmaschine, der definierte Muster am Anhänger erkennt, als Winkelsensor verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch mittels eines oder mehrere Magneten am Anhänger ein Hall-Effekt-Sensor an der Zugmaschine den Winkel ermitteln. Besonders bevorzugt wird zur Winkelmessung hierbei redundantes System benutzt.The inertia sensors, the movement sensors and the angle sensor (s) are arranged and designed to detect movement data of the vehicle combination. The inertia sensors are designed in particular to measure an acceleration vector of the trailer or the tractor. The movement sensors are designed in particular to measure the speed and direction of movement of the trailer or the tractor, respectively. The angle sensor is designed to determine an angle between the trailer and the tractor. For example, a potentiometer in the trailer mount or with deflection using a toothed rack can be used as the angle sensor. Alternatively or additionally, for example, an optical sensor on the tractor that detects defined patterns on the trailer can be used as an angle sensor. As an alternative or in addition, a Hall effect sensor on the tractor can also measure the angle by means of one or more magnets on the trailer determine. A redundant system is particularly preferably used for angle measurement.

Erfindungsgemäß wird die Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers derart ausgeführt, dass die Achse des Anhängers auf dem Fahrpfad einer vorderen Achse einer Zugmaschine fährt. Dazu wird durch Auswertelogik eine Ansteuerung der Querregelung des Anhängers basierend auf durch die Trägheitssensoren und/oder die Bewegungssensoren und/oder die Winkelsensoren erfasste Bewegungsdaten der Zugmaschine und des Anhängers errechnet und/oder anhand von Umfeldsensordaten, die z.B. durch eine Kamera erfasst werden, ermittelt. Der Fahrpfad kann hierbei als der Weg definiert werden, den die Vorderräder der Zugmaschine befahren. Die Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers erfolgt derart, dass die Räder der Anhänger-Achse genau dort die Straße befahren/berühren, wo dies vorher die Vorderräder der Zugmaschine getan haben.According to the invention, the control / regulation of the steering of the trailer is carried out in such a way that the axle of the trailer travels on the travel path of a front axle of a tractor. For this purpose, a control of the lateral control of the trailer is calculated by evaluation logic based on movement data of the tractor and the trailer recorded by the inertia sensors and / or the movement sensors and / or the angle sensors and / or determined on the basis of environment sensor data, which are e.g. recorded by a camera. The travel path can be defined as the path that the front wheels of the tractor drive along. The control / regulation of the steering of the trailer takes place in such a way that the wheels of the trailer axle drive on / touch the road exactly where the front wheels of the tractor have previously done.

So kann das System durch geeignete Ansteuerung Lenkung des Anhängers immer sicherstellen, dass die Achse des Anhängers auf dem Fahrpfad der vorderen Achse der Zugmaschine fährt. Somit fährt die Anhängerachse beispielsweise bei einer Kurvenfahrt einen größeren Radius als eine hintere Achse der, üblicherweise zweiachsigen, Zugmaschine. Zudem ist sichergestellt, dass der Anhänger stets auf einer befahrbaren Fläche fährt. Durch eine derartige Steuerung/Regelung wird der Überhang des Anhängers in das Kurveninnere minimiert, was zu einer erhöhten Sicherheit für andere Verkehrsteilnehmer, die sich im Bereich des Kurveninneren aufhalten, führen kann.By appropriately controlling the trailer steering, the system can always ensure that the trailer axle travels on the path of the front axle of the tractor. Thus, when cornering, for example, the trailer axle travels a larger radius than a rear axle of the, usually two-axle, tractor unit. In addition, it is ensured that the trailer is always driving on a drivable area. Such a control / regulation minimizes the overhang of the trailer into the inside of the curve, which can lead to increased safety for other road users who are in the area of the inside of the curve.

Dazu kann zum Beispiel anhand der Trägheitssensoren in der Zugmaschine der befahrene Pfad der Vorderräder der Zugmaschine in einem globalen Koordinatensystem (z.B. relativ zum Startpunkt der Fahrt) ermittelt werden. Dies kann iterativ in kleinen Zeitschritten erfolgen. Anhand des Winkelsensors kann die Position der Anhängerachse in dem globalen Koordinatensystem ermittelt werden und die Lenkung des Anhängers derart manipuliert werden, dass die Anhängerachse auf dem gleichen Fahrpfad rollt oder auf diesen Pfad zurückkehrt.For this purpose, the inertia sensors in the tractor can be used, for example, to determine the path traveled by the front wheels of the tractor in a global coordinate system (e.g. relative to the starting point of the journey). This can be done iteratively in small time steps. Using the angle sensor, the position of the trailer axle can be determined in the global coordinate system and the steering of the trailer can be manipulated in such a way that the trailer axle rolls on the same travel path or returns to this path.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das System einen Umfeldsensor der angeordnet und ausgebildet ist, Objekte seitlich des Fahrzeuggespanns zu erfassen, beispielsweise andere Verkehrsteilnehmer. Wird ein solches Objekt erfasst und besteht eine Kollisionsgefahr mit dem Fahrzeuggespann, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt, so kann die Ansteuerung der Querregelung des Anhängers derart angepasst werden, dass das erfasstes Objekt seitlich des Fahrzeuggespanns umfahren werden kann. Dies wird erreicht, indem die Ansteuerung der Querregelung des Anhängers derart erfolgt, dass von dem Fahrpfad der vorderen Achse der Zugmaschine so abgewichen wird, dass eine Kollision mit dem Objekt zu vermieden wird. Die Erfindung ermöglicht so eine aktive Pfadplanung und -regelung des Anhängers, um einen idealen Fahrpfad auch bei wechselnden Kurvenradien und bewegten Hindernissen zu erreichen.According to a preferred embodiment of the invention, the system comprises an environment sensor which is arranged and designed to detect objects to the side of the vehicle combination, for example other road users. If such an object is detected and there is a risk of collision with the vehicle combination, for example when cornering, the control of the lateral control of the trailer can be adapted in such a way that the detected object can be bypassed to the side of the vehicle combination. This is achieved in that the control of the lateral control of the trailer takes place in such a way that the driving path of the front axle of the tractor is deviated from in such a way that a collision with the object is avoided. The invention thus enables active path planning and regulation of the trailer in order to achieve an ideal driving path even with changing curve radii and moving obstacles.

Vergleichbar zu aus dem Stand der Technik bekannten Sonderfahrzeugen mit zwei Lenkrädern kann mit einem derart ausgebildeten System ein einfaches Führen des Fahrzeuggespanns durch Engstellen ermöglicht werden. Dies ist beispielsweise bei Einsatzfahrzeugen besonders wichtig, kann aber auch kritische Situationen bei normalen Nutzfahrzeugen entschärfen und Fahrtzeiten verkürzen.Comparable to special vehicles with two steering wheels known from the prior art, a system designed in this way enables the vehicle combination to be easily guided through narrow spaces. This is particularly important for emergency vehicles, for example, but it can also defuse critical situations in normal commercial vehicles and shorten travel times.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das System drei Betriebszustände auf. In einem ersten Betriebszustand wird der Anhänger derart gesteuert/geregelt, dass die Achse des Anhängers auf dem Fahrpfad einer vorderen Achse einer Zugmaschine fährt. In einen zweiten Betriebszustand wird der Anhänger derart gesteuert/geregelt, dass von dem Fahrpfad der vorderen Achse der Zugmaschine abgewichen wird, um eine Kollision mit einem Hindernis, beispielsweise einem seitlichen Objekt zu vermeiden. In einem dritten Betriebszustand erfolgt keine aktive Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers.In a further preferred embodiment of the invention, the system has three operating states. In a first operating state, the trailer is controlled / regulated in such a way that the axle of the trailer travels on the path of a front axle of a tractor. In a second operating state, the trailer is controlled / regulated in such a way that it deviates from the travel path of the front axle of the tractor in order to avoid a collision with an obstacle, for example a lateral object. In a third operating state, there is no active control / regulation of the steering of the trailer.

Um beispielsweise einen Fahrer des Fahrzeuggespanns zu informieren und ihm zu ermöglichen zwischen den Betriebszuständen des Systems zu wechseln, kann in einer weiter bevorzugten Ausführung der Erfindung das System ein Mensch-Maschine-Interface (MMI) umfassen, wobei das Mensch-Maschine-Interface ausgebildet ist, aktuelle Zustandsdaten des Systems auszugeben und wobei mittels des Mensch-Maschine-Interfaces ein Betriebszustand des Systems aktivierbar und/oder deaktivierbar ist.For example, in order to inform a driver of the vehicle combination and enable him to switch between the operating states of the system, in a further preferred embodiment of the invention the system can comprise a man-machine interface (MMI), the man-machine interface being designed to output current status data of the system and wherein an operating status of the system can be activated and / or deactivated by means of the man-machine interface.

Insbesondere wenn eine Hindernisvermeidung vorgesehen ist, kann ein Mensch-Maschine-Interface so ermöglichen, dass der Fahrer das Systemverhalten kennt und kontrollieren kann.In particular, when obstacle avoidance is provided, a man-machine interface can enable the driver to know and control the system behavior.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Anhänger eine von einem Beladungszustand abhängige Außenkontur auf. Beispielsweise kann das Fahrzeuggespann zum Transport von Langholz oder ähnlichem ausgebildet sein. Bei derartigen Gespannen weist der Anhänger in einem beladenen Zustand eine Außenkontur auf, die sich von der Außenkontur in einem unbeladenen Zustand deutlich unterscheidet. Die die Steuerung/Regelung des Anhängers kann in einem solchen Fall abhängig von dem aktuellen Beladungszustand des Anhängers ausgeführt werden. Insbesondere bei der Vermeidung einer Kollision mit einem Hindernis kann so die aktuelle Außenkontur des Anhängers berücksichtigt werden. Die Beladungssituation könnte über das Mensch-Maschine-Interface abgefragt und/oder durch eine entsprechende Sensorik, z.B. Gewichtssensoren oder die Umfeldsensorik, ermittelt werden.In a preferred embodiment of the invention, the trailer has an outer contour that is dependent on a load condition. For example, the vehicle combination can be designed to transport long timber or the like. In such combinations, the trailer has an outer contour in a loaded state which differs significantly from the outer contour in an unloaded state. The control / regulation of the trailer can in such a case depending on the current load status of the Trailer. In particular, when avoiding a collision with an obstacle, the current outer contour of the trailer can be taken into account. The loading situation could be queried via the man-machine interface and / or determined by a corresponding sensor system, for example weight sensors or the environment sensor system.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung/Regelung der Lenkung eines Anhängers eines Fahrzeuggespanns, umfassend eine Zugmaschine und einen Anhänger vorgeschlagen, wobei der Anhänger insbesondere nur eine Achse aufweist. Dabei werden mittels mindestens eines ersten Trägheitssensors, der dem Anhänger zugeordnet ist und/oder mindestens eines zweiten Trägheitssensors, der der Zugmaschine zugeordnet ist und/oder eines ersten Bewegungssensors, der dem Anhänger zugeordnet ist und/oder mindestens eines zweiten Bewegungssensors, der der Zugmaschine zugeordnet ist und/oder mindestens einem Winkelsensor der dem Anhänger zugeordnet ist, Bewegungsdaten des Fahrzeuggespanns erfasst. Alternativ oder zusätzlich werden mittels eines Umfeldsensors Umfeldsensordaten des Fahrzeuggespanns erfasst. Erfindungsgemäß wird die Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers derart ausgeführt, dass die Achse des Anhängers auf dem Fahrpfad einer vorderen Achse der Zugmaschine fährt, wobei die Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers basierend auf Bewegungsdaten des Fahrzeuggespanns errechnet wird und/oder anhand von Umfeldsensordaten des Fahrzeuggespanns ermittelt wird.According to a second aspect of the invention, a method for controlling / regulating the steering of a trailer of a vehicle combination comprising a tractor and a trailer is proposed, the trailer in particular having only one axle. At least one first inertia sensor that is assigned to the trailer and / or at least one second inertia sensor that is assigned to the tractor and / or a first movement sensor that is assigned to the trailer and / or at least one second movement sensor that is assigned to the tractor is used is and / or at least one angle sensor that is assigned to the trailer, recorded movement data of the vehicle combination. Alternatively or additionally, environment sensor data of the vehicle combination are recorded by means of an environment sensor. According to the invention, the control / regulation of the steering of the trailer is carried out in such a way that the axle of the trailer travels on the path of a front axle of the tractor, the control / regulation of the steering of the trailer being calculated based on movement data of the vehicle combination and / or on the basis of environment sensor data of the vehicle combination is determined.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden Objekte seitlich des Fahrzeuggespanns erfasst. Abhängig von der Erfassung eines Objektes seitlich des Fahrzeuggespanns kann die Querregelung des Anhängers derart angepasst werden, dass ein erfasstes Objekt seitlich des Fahrzeuggespanns umfahren wird, indem die Ansteuerung der Querregelung des Anhängers bevorzugt derart erfolgt, dass von dem Fahrpfad der vorderen Achse der Zugmaschine abgewichen wird, um eine Kollision mit dem Objekt zu vermeiden.In a preferred embodiment of the method, objects to the side of the vehicle combination are detected. Depending on the detection of an object to the side of the vehicle combination, the lateral control of the trailer can be adapted in such a way that a detected object to the side of the vehicle combination is bypassed, in that the control of the lateral control of the trailer is preferably carried out in such a way that the driving path of the front axle of the tractor is deviated from to avoid colliding with the object.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwirklicht die Vorteile, die bereits zuvor in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System zur Steuerung/Regelung der Lenkung eines Anhängers eines Fahrzeuggespanns beschrieben wurden.The method according to the invention realizes the advantages which have already been described above in connection with the system according to the invention for controlling / regulating the steering of a trailer of a vehicle combination.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeuggespann vorgeschlagen, umfassend eine, insbesondere zweiachsige, Zugmaschine und einen, insbesondere einachsigen, Anhänger. Das Fahrzeuggespann umfasst ein System zur Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers eines Fahrzeuggespanns gemäß der Erfindung.According to a third aspect of the invention, a vehicle combination is proposed, comprising a, in particular two-axle, tractor and an, in particular single-axle, trailer. The vehicle combination comprises a system for controlling / regulating the steering of the trailer of a vehicle combination according to the invention.

FigurenlisteFigure list

1 shows schematically the structure of a system for controlling / regulating the steering of a trailer of a vehicle combination according to a possible embodiment of the invention.
2 shows a plan view of a vehicle combination, which has a system for controlling / regulating the steering of a trailer of the vehicle combination according to a possible embodiment of the invention, in a cornering situation.
3rd shows a plan view of a vehicle combination which has a system for controlling / regulating the steering of a trailer of the vehicle combination according to a possible embodiment of the invention, in a cornering situation, with a cyclist in the inside of the curve to the side of the vehicle combination.
4th shows a plan view of a vehicle combination which has a system for controlling / regulating the steering of a trailer of the vehicle combination according to a possible embodiment of the invention, the trailer being designed as a log transporter and having a variable outer contour. 4 a) shows the trailer unloaded, 4 b) shows the trailer loaded.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.Embodiments of the invention are described in detail with reference to the accompanying figures.

Bevorzugte Ausführungen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the exemplary embodiments of the invention, the same elements are denoted by the same reference numerals, and a repeated description of these elements may be dispensed with. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System 1 zur Steuerung/Regelung der Lenkung eines Anhängers eines Fahrzeuggespanns. Das System 1 weist eine erste Bewegungssensorik 20 auf, umfassend einen ersten Trägheitssensor 22 der dem Anhänger zugeordnet ist sowie einen ersten Bewegungssensor 24, der dem Anhänger zugeordnet ist. Das System 1 weist außerdem eine zweite Bewegungssensorik 30 auf, umfassend einen zweiten Trägheitssensor 32 der der Zugmaschine zugeordnet ist sowie einen zweiten Bewegungssensor 34, der der Zugmaschine zugeordnet ist. Das System 1 umfasst außerdem einen Winkelsensor 40, der dem Anhänger zugeordnet ist, und ausgebildet ist, einen Winkel zwischen dem Anhänger und der Zugmaschine zu bestimmen. Weiterhin weist das System 1 einen Umfeldsensor 10 auf, der beispielsweise als eine Kamera ausgebildet ist. Ferner umfasst das System 1 eine Auswertelogik 50, eine Querregelung 70 des Anhängers, sowie ein Mensch-Maschine-Interface (MMI) 60. 1 shows schematically the structure of an exemplary embodiment for a system according to the invention 1 for controlling / regulating the steering of a trailer of a vehicle combination. The system 1 has a first motion sensor system 20th comprising a first inertial sensor 22nd which is assigned to the trailer and a first motion sensor 24 associated with the trailer. The system 1 also has a second motion sensor system 30th comprising a second inertial sensor 32 which is assigned to the tractor and a second motion sensor 34 assigned to the tractor. The system 1 also includes an angle sensor 40 that the Trailer is assigned, and is designed to determine an angle between the trailer and the tractor. Furthermore, the system 1 an environment sensor 10 on, which is designed, for example, as a camera. The system also includes 1 an evaluation logic 50 , a cross regulation 70 of the trailer, as well as a man-machine interface (MMI) 60 .

Die Auswertelogik 50 empfängt die erfassten Messdaten der Bewegungssensorik 20 und 30, sowie des Winkelsensors 40 und des Umfeldsensors 10 und berechnet basierend auf den erfassten Messdaten, eine Ansteuerung der Querregelung 70 des Anhängers und übermittelt die Parameter für diese Ansteuerung an die Querregelung 70. Weiterhin können Informationen betreffend den Bewegungszustand des Fahrzeuggespanns von der Auswertelogik 50 aus den erfassten Messdaten bestimmt und an das Mensch-Maschine-Interface (MMI) 60 übertragen werden. Über das Mensch-Maschine-Interface (MMI) 60 können diese Informationen beispielsweise für einen Fahrer des Fahrzeuggespanns ausgegeben werden. Das Mensch-Maschine-Interface (MMI) 60 kann außerdem Eingaben des Fahrers entgegennehmen, beispielsweise um einen bestimmten Betriebszustand des Systems 1 zu aktivieren oder zu deaktivieren. Die Auswertelogik 50 kann die Ansteuerung der Querregelung 70 des Anhängers entsprechend der über das Mensch-Maschine-Interface (MMI) 60 erfassten Eingabe ausführen.The evaluation logic 50 receives the recorded measurement data from the motion sensors 20th and 30th , as well as the angle sensor 40 and the environment sensor 10 and calculates an activation of the lateral control based on the recorded measurement data 70 of the trailer and transmits the parameters for this control to the lateral control 70 . Furthermore, information relating to the state of movement of the vehicle combination can be obtained from the evaluation logic 50 determined from the recorded measurement data and sent to the human-machine interface (MMI) 60 be transmitted. Via the human-machine interface (MMI) 60 this information can be output for a driver of the vehicle combination, for example. The human-machine interface (MMI) 60 can also receive inputs from the driver, for example about a certain operating state of the system 1 to activate or deactivate. The evaluation logic 50 can control the lateral control 70 of the trailer according to the man-machine interface (MMI) 60 Execute recorded input.

2 zeigt ein Fahrzeuggespann 100 während einer Kurvenfahrt. Das Fahrzeuggespann 100 umfasst eine Zugmaschine 110 und einen Anhänger 120. Die Zugmaschine weist zwei Achsen auf, eine Vorderachse 112 und eine Hinterachse 114. Der Anhänger weist eine einzige Achse 122 auf. Das Fahrzeuggespann 100 weist ein erfindungsgemäß ausgebildetes System zur Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers 120 auf (nicht dargestellt). Das System zur Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers 120 kann beispielsweise entsprechend 1 ausgestaltet sein. 2 shows a vehicle combination 100 while cornering. The vehicle combination 100 includes a tractor 110 and a trailer 120 . The tractor has two axles, one front axle 112 and a rear axle 114 . The trailer has a single axis 122 on. The vehicle combination 100 has a system designed according to the invention for controlling / regulating the steering of the trailer 120 on (not shown). The system for controlling / regulating the steering of the trailer 120 can for example accordingly 1 be designed.

Bei der Kurvenfahrt beschreibt die Vorderachse 112 der Zugmaschine 110 einen Pfad 90, der durch die Linien 91 und 92 in der Breite begrenzt wird. Die Linien 91 und 92 beschreiben hierbei näherungsweise den Weg, den die Vorderreifen der Zugmaschine 110 während der Kurvenfahrt befahren. Bei einem konstanten Lenkwinkel beschreiben die Linien 91 und 92 näherungsweise Kreisbögen. Die Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers 120 des Fahrzeuggespanns 100 erfolgt nun derart, dass mittels mindestens eines ersten Trägheitssensors, der dem Anhänger 120 zugeordnet ist und/oder mindestens eines zweiten Trägheitssensors, der der Zugmaschine 110 zugeordnet ist und/oder eines ersten Bewegungssensors, der dem Anhänger 120 zugeordnet ist und/oder mindestens eines zweiten Bewegungssensors, der der Zugmaschine 110 zugeordnet ist und/oder mindestens eines Winkelsensors der dem Anhänger 120 zugeordnet ist, Bewegungsdaten des Fahrzeuggespanns 100 erfasst werden, und/oder mittels eines Umfeldsensors Umfeldsensordaten des Fahrzeuggespanns 100 erfasst werden, wobei die Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers derart ausgeführt wird, dass die Achse 122 des Anhängers 120 auf dem Fahrpfad 90 der vorderen Achse 112 der Zugmaschine 110 fährt. Eine entsprechende Steuerung/Regelung der Lenkung des Anhängers wird dazu basierend auf den erfassten Bewegungsdaten des Fahrzeuggespanns und/oder der erfassten Umfeldsensordaten des Fahrzeuggespanns ermittelt.When cornering describes the front axle 112 the tractor 110 a path 90 walking through the lines 91 and 92 is limited in width. The lines 91 and 92 describe approximately the path taken by the front tires of the tractor 110 drive on while cornering. The lines describe at a constant steering angle 91 and 92 approximately circular arcs. The control / regulation of the steering of the trailer 120 of the vehicle combination 100 now takes place in such a way that by means of at least one first inertia sensor, the trailer 120 is assigned and / or at least one second inertia sensor that of the tractor 110 is assigned and / or a first motion sensor, the trailer 120 is assigned and / or at least one second motion sensor that of the tractor 110 is assigned and / or at least one angle sensor of the trailer 120 is assigned, movement data of the vehicle combination 100 are detected, and / or environment sensor data of the vehicle combination by means of an environment sensor 100 are detected, the control / regulation of the steering of the trailer is carried out in such a way that the axle 122 of the trailer 120 on the driving path 90 the front axle 112 the tractor 110 moves. For this purpose, a corresponding control / regulation of the steering of the trailer is determined based on the recorded movement data of the vehicle combination and / or the recorded environment sensor data of the vehicle combination.

So kann das System durch geeignete Ansteuerung der Lenkung des Anhängers 120 jederzeit sicherstellen, dass die Achse 122 des Anhängers 120 auf dem Fahrpfad 90 der vorderen Achse 112 der Zugmaschine 110 fährt. Somit fährt die Anhängerachse 122 einen größeren Radius als die hintere Achse 114 der Zugmaschine 110 wodurch außerdem sichergestellt ist, dass sich die Hinterachse 122 des Anhängers stets auf einer befahrbaren Fläche bewegt. Weiterhin wird der Überhang 80 des Anhängers 110 in das Kurveninnere minimiert.So the system can through appropriate control of the steering of the trailer 120 at all times make sure the axis 122 of the trailer 120 on the driving path 90 the front axle 112 the tractor 110 moves. The trailer axle thus travels 122 a larger radius than the rear axle 114 the tractor 110 which also ensures that the rear axle 122 of the trailer is always moved on a drivable surface. The overhang continues 80 of the trailer 110 minimized to the inside of the curve.

In 3 zeigt wiederum das Fahrzeuggespann 100 während einer Kurvenfahrt. Im Unterschied zur in 2 dargestellten Situation befindet sich hier ein weiterer Verkehrsteilnehmer, ein Fahrradfahrer 150 auf der Kurveninnenseite des Fahrzeuggespanns 100. Das Fahrzeuggespann 100 weist einen Umfeldsensor 10, beispielsweise eine Kamera, auf, durch den der Fahrradfahrer 150 als Objekt erfasst wird. die Ansteuerung der Querregelung des Anhängers 120 wird nun derart angepasst, dass der Fahrradfahrer 150 seitlich des Fahrzeuggespanns 100 sicher umfahren werden kann. Dazu erfolgt die Ansteuerung der Querregelung des Anhängers derart, dass die Achse 122 von dem Fahrpfad 90 der vorderen Achse 112 der Zugmaschine 12 abweicht, und so eine Kollision mit dem Fahrradfahrer 150 vermieden wird.In 3rd again shows the vehicle combination 100 while cornering. In contrast to the in 2 The situation shown here is another road user, a cyclist 150 on the inside of the curve of the vehicle combination 100 . The vehicle combination 100 has an environment sensor 10 , for example a camera, through which the cyclist 150 is detected as an object. the control of the lateral control of the trailer 120 is now adjusted so that the cyclist 150 to the side of the vehicle combination 100 can be safely avoided. For this purpose, the lateral control of the trailer is controlled in such a way that the axle 122 from the driving path 90 the front axle 112 the tractor 12th deviates, and so a collision with the cyclist 150 is avoided.

Insbesondere in Ausführungen der Erfindung, die eine Hindernisvermeidung gemäß 3 vorsehen, kann vorteilhaft ein Mensch-Maschine-Interface vorgesehen sein, dass es einem Fahrer der Zugmaschine 110 erlaubt, das Systemverhalten zu kontrollieren. Hierbei kann auch eine Umschaltung zwischen verschiedenen Betriebszuständen (z.B. Lenkung deaktiviert, Grundfunktion und Hindernisvermeidung) durch den Fahrer umgesetzt sein.In particular in embodiments of the invention that avoid obstacles in accordance with 3rd provide, a man-machine interface can advantageously be provided that it is a driver of the tractor 110 allows to control the system behavior. The driver can also switch between different operating states (eg steering deactivated, basic function and obstacle avoidance).

In den 4 a) und 4 b) ist jeweils eine Situation dargestellt, in der ein Fahrzeuggespann 100' eine Kurvenfahrt absolviert, wobei ein Fahrradfahrer 150 seitlich neben dem Fahrzeuggespann 100 auf der Kurveninnenseite fährt. Das Fahrzeuggespann 100' umfasst ein Zugfahrzeug 110 und einen Anhänger 130. Bei dem Anhänger 130 handelt es sich in diesem Beispiel um einen Anhänger zum Transport von Baumstämmen. Der Anhänger 130 weist demzufolge eine von seinem aktuellen Beladungszustand abhängige Außenkontur 135 auf. Die Steuerung/Regelung des Anhängers 130 und insbesondere die Hindernisvermeidung kann nun abhängig von dem aktuellen Beladungszustand und damit abhängig von der aktuellen Außenkontur 135 ausgeführt werden. Der aktuelle Beladungszustand kann beispielsweise über das Mensch-Maschine-Interface (MMI) abgefragt werden und/oder durch eine entsprechende Sensorik, z.B. Gewichtssensoren oder eine Umfeldsensorik, ermittelt werden.In the 4 a) and 4 b) a situation is shown in which a vehicle combination 100 ' completed a cornering, being a cyclist 150 laterally next to the vehicle combination 100 drives on the inside of the curve. The vehicle combination 100 ' includes a towing vehicle 110 and a trailer 130 . With the trailer 130 In this example, it is a trailer for transporting tree trunks. The trailer 130 consequently has an outer contour that depends on its current load condition 135 on. The control / regulation of the trailer 130 and in particular the avoidance of obstacles can now be dependent on the current load condition and thus dependent on the current outer contour 135 are executed. The current load status can be queried, for example, via the man-machine interface (MMI) and / or determined by a corresponding sensor system, for example weight sensors or an environment sensor system.

In 4 a) ist eine Situation dargestellt, in der der Anhänger 130 unbeladen ist. Die Lenkung des Anhängers 130 kann aufgrund seiner schmaleren Breite in der Mitte des Anhängers 130 (sogenannte Doppel-T Form) in diesem Beispiel derart angesteuert werden, dass sich ein ähnlicher oder im Wesentlichen gleicher Kurvenradius wie der der Vorderachse 112 der Zugmaschine 110 ergibt. Durch die in der Mitte verschmälerte Außenkontur 135 ist trotzdem gewährleistet, dass es zu keiner Gefährdung des Fahrradfahrers 150 kommt.In 4 a) is shown a situation in which the trailer 130 is unloaded. The steering of the trailer 130 can due to its narrower width in the middle of the trailer 130 (so-called double-T shape) in this example can be controlled in such a way that a similar or essentially the same curve radius as that of the front axle 112 the tractor 110 results. Due to the outer contour narrowed in the middle 135 it is nevertheless guaranteed that there is no risk to the cyclist 150 comes.

In 4 b) ist eine Situation dargestellt, in der der Anhänger 130 mit Langhölzern bzw. Baumstämmen beladen ist, wodurch sich eine veränderte Außenkontur 135' des Anhängers 130 ergibt. Im beladenen Zustand erfolgt nun die Ansteuerung der Lenkung des Anhängers 130 derart, dass die Achse 122 des Anhängers 130 einen signifikant größeren Radius fährt als die Vorderachse 112 der Zugmaschine 110. So kann eine Kollision bzw. eine Gefährdung des Fahrradfahrers 150 effektiv vermieden werden.In 4 b) is shown a situation in which the trailer 130 is loaded with long timbers or tree trunks, resulting in a changed outer contour 135 ' of the trailer 130 results. In the loaded state, the steering of the trailer is now activated 130 such that the axis 122 of the trailer 130 drives a significantly larger radius than the front axle 112 the tractor 110 . This can result in a collision or a risk to the cyclist 150 effectively avoided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 9096265 B2 [0002]
DE 102015206689 A1 [0003]
DE 102013013584 B4 [0004]
DE 102008033729 A1 [0005]

Claims

System (1) for controlling / regulating the steering of a trailer (120, 130) of a vehicle combination (100), the trailer (120, 130) in particular having only one axle (122), comprising at least one inertia sensor (32) of the Tractor (110) of the vehicle combination (100) is assigned, • at least one motion sensor (34) which is assigned to the tractor (110) of the vehicle combination (100), • at least one angle sensor (40) assigned to the trailer (120, 130) is, • an evaluation logic (50) and • a lateral control (70) of the trailer, characterized in that the control / regulation of the steering of the trailer can be carried out in such a way that the axle (122) of the trailer (120, 130) is on the path a front axle (112) of the tractor (110) of the vehicle combination (100) drives, the lateral control (70) of the trailer (120, 130) being controlled by the evaluation logic (50) based on the inertia sensor (32) and / or the movement sensors (34) and / or the or d The angle sensors (40) recorded movement data of the tractor (110) and the trailer (120, 130) is calculated.

System (1) according to Claim 1 , characterized in that the system (1) further comprises: • at least one second inertia sensor (22) associated with the trailer (120, 130) and / or • at least one second movement sensor (24) associated with the trailer (120, 130) ) is assigned and / or • at least one environment sensor (10), the control of the lateral control (70) of the trailer (120, 130) by the evaluation logic (50) based on by the inertia sensors (22, 32) and / or the movement sensors (24, 34) and / or the angle sensors (40) recorded movement data of the tractor (110) and the trailer (120, 130) is calculated and / or is determined on the basis of data recorded by the environment sensor (10).

System (1) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the system (1) comprises an environment sensor (10) which is arranged and designed to detect objects (150) to the side of the vehicle combination (100), the control of the lateral control (70) of the trailer being adaptable in this way, that a detected object (150) can be bypassed to the side of the vehicle combination by activating the lateral control (70) of the trailer in such a way that the driving path (90) of the front axle (112) of the tractor (110) deviates by one Avoid collision with the object (150).

System (1) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the system (1) has three operating states, a first operating state in which the trailer (120, 130) is controlled / regulated in such a way that the axle (122) of the trailer (120, 130) is on the path ( 90) drives a front axle (112) of a tractor (110), a second operating state in which the trailer is controlled / regulated in such a way that it is possible to deviate from the path (90) of the front axle (112) of the tractor (110) , in order to avoid a collision with an obstacle (150) and a third operating state in which there is no control / regulation of the steering of the trailer (120, 130).

System (1) according to Claim 4 , characterized in that the system (1) comprises a man-machine interface (60), the man-machine interface (60) being designed to output current status data of the system (1) and wherein the man-machine interface Interfaces an operating state of the system (1) can be activated and / or deactivated.

System (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the trailer (130) has an outer contour (135) dependent on a load condition and that the control / regulation of the steering of the trailer (130) can be carried out as a function of the current load condition.

Method for controlling / regulating the steering of a trailer (120, 130) of a vehicle combination (100) comprising a tractor (110) and a trailer (120, 130), the trailer (120, 130) in particular having only one axle (122) , whereby by means of at least one second inertia sensor (22) which is assigned to the trailer (120, 130) and / or at least one inertia sensor (32) which is assigned to the tractor (110) and / or a second movement sensor (24) which is assigned to the Trailer (120, 130) is assigned and / or at least one movement sensor (34) which is assigned to the tractor (110) and / or at least one angle sensor (40) which is assigned to the trailer (120, 130), movement data of the vehicle combination ( 100) can be detected, and / or where an environment sensor (10) is used to record environment sensor data of the vehicle combination (100), characterized in that the control / regulation of the steering of the trailer (120, 130) is carried out in such a way that the axle (122 ) of the trailer (120, 130) travels on the travel path (90) of a front axle (112) of the tractor (110), the control / regulation of the steering of the trailer (120, 130) based on the detected movement data of the vehicle combination (100 ) is calculated and / or based on recorded Environment sensor data of the vehicle combination (100) is determined.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that objects (150) to the side of the vehicle combination (100) are detected and, depending on the detection of an object (150) to the side of the vehicle combination (100), the lateral control of the trailer (120, 130) is adapted such that a detected object (150) is bypassed to the side of the vehicle combination by controlling the lateral control of the trailer in such a way that it deviates from the path (90) of the front axle (112) of the tractor (110) in order to cause a collision with the object (150) avoid.

Procedure according to Claim 8 , characterized in that three operating states are provided, a first operating state in which the trailer (120, 130) is controlled / regulated in such a way that the axle (122) of the trailer on the travel path (90) of a front axle (112) of the Tractor (110) drives, a second operating state in which the trailer (120, 130) is controlled / regulated in such a way that it is possible to deviate from the travel path (90) of the front axle (112) of the tractor (110) to avoid a collision with the obstacle (150) and to avoid a third operating state in which there is no control / regulation of the steering of the trailer (120, 130).

Procedure according to Claim 9 , characterized in that current status data are output by means of a man-machine interface (60) and an operating state is activated and / or deactivated by means of the man-machine interface (60).

Method according to one of the Claims 7 to 10 , characterized in that the trailer (130) has an outer contour (135, 135 ') dependent on a load condition and that the control / regulation of the trailer (130) is carried out as a function of the current load condition.

Vehicle combination (100) comprising a tractor (110) and a trailer (120, 130), which in particular has only one axle (122), comprising a system (1) for controlling / regulating the steering of the trailer (120, 130) of the Vehicle combination (100) according to one of the Claims 1 to 6th .