DE102020200022A1

DE102020200022A1 - Verfahren zum Bestimmen eines Knickwinkels eines Fahrzeuggespanns, Assistenzsystem, Anhänger sowie Fahrzeuggespann

Info

Publication number: DE102020200022A1
Application number: DE102020200022.0A
Authority: DE
Inventors: Bastian Witte
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2021-07-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Knickwinkels (κ) eines Fahrzeuggespanns (1) zwischen einem Zugfahrzeug (2) des Fahrzeuggespanns (1) und einem mittels einer Kupplungseinrichtung (13) an das Zugfahrzeug angekoppeltem Anhänger (3) des Fahrzeuggespanns (1), wobei der Anhänger (3) eine von dem Zugfahrzeug (2) unabhängige Antriebskraft (23) aufweist, und wobei ein erster Teilwinkel (κ₁) des Knickwinkels (κ) bezogen auf einen dem Anhänger (3) zugeordneten Kurvenmittelpunkt (38) zwischen einem Momentanpol (26) einer Achse (18) des Anhängers (3) und der Kupplungseinrichtung (13) bestimmt wird. Die Erfindung sieht vor, dass ein zweiter Teilwinkel (κ₂) des Knickwinkels (κ) bezogen auf einen dem Zugfahrzeug (2) zugeordneten Kurvenmittelpunkt (38) zwischen der Kupplungseinrichtung (13) und einem Momentanpol (26) einer Hinterachse (12) des Zugfahrzeugs (2) bestimmt wird und eine Summe der beiden Teilwinkel (κ₁, κ₂) den Knickwinkel (κ) bildet. Ferner betrifft die Erfindung ein Assistenzsystem (19), einen Anhänger (3) und ein Fahrzeuggespann (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Knickwinkels eines Fahrzeuggespanns, zwischen einem Zugfahrzeug des Fahrzeuggespanns und einem mittels einer Kupplungseinrichtung an das Zugfahrzeug angekoppeltem Anhänger des Fahrzeuggespanns, wobei der Anhänger eine von dem Zugfahrzeug unabhängige Antriebskraft aufweist, und wobei ein erster Teilwinkel des Knickwinkels bezogen auf einen dem Anhänger zugeordneten Kurvenmittelpunkt zwischen einem Momentanpol einer Achse des Anhängers und der Kupplungseinrichtung bestimmt wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein Assistenzsystem für einen Anhänger, der an ein Zugfahrzeug ankoppelbar ist.
Weiter betrifft die Erfindung einen Anhänger sowie ein Fahrzeuggespann.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeuggespannen, bei welchen mittels einer Kupplungseinrichtung ein Zugfahrzeug und wenigstens ein Anhänger aneinander angekoppelt sind, charakterisiert unter anderem ein Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger einen Fahrzustand. Insbesondere aufgrund de dem Anhänger eigenen Antriebskraft, beispielsweise durch ein Abbremsen des Gespanns, insbesondere mittels des Zugfahrzeugs, kann es vorkommen, dass der Anhänger vorwärts gegen das Zugfahrzeug schiebt, sodass der Knickwinkel ungewollt übermäßig groß wird. Dies kann zu kritischen Situationen führen, beispielsweise zu einem Einknicken oder Zusammenklappen des Gespanns an der Kupplungseinrichtung - also zu sogenanntem Jack-Knifing -, wobei das Fahrzeuggespann ähnlich einem Klappmesser zusammenklappt.
Die US 2016 139 599 A1 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen eines Knickwinkels zwischen einer Sattelzugmaschine und einem Sattelauflieger eines Sattelzuges. Hierbei wird der Knickwinkel bestimmt, indem eine Arkustangensfunktion auf einen Bruch angewendet wird, dessen Zähler ein Abstand entlang einer Längsachse zwischen einer hinteren Achsgruppe des Sattelaufliegers und einer hinteren Achsgruppe der Sattelzugmaschine ist. Der Nenner des Bruchs ist ein Kurvenradius der hinteren Achsgruppe des Sattelaufliegers. Dabei wird der Kurvenradius anhand einer Spurweite und anhand einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einer kurvenäußeren Radgruppe und einer kurveninneren Radgruppe des Sattelaufliegers ermittelt. Üblicherweise liegt eine Sattelkupplung, an der der Sattelauflieger an die Sattelzugmaschine angekoppelt ist, besonders nahe an einer Hinterachse der Sattelzugmaschine; oftmals fallen eine Senkrechte durch einen Momentanpol der Hinterachse der Sattelzugmaschine und eine Längsmittelachse eines Kupplungselements (zum Beispiel Königszapfens) sogar zusammen. Daher ist dieses Verfahren bei Fahrzeuggespannen, bei welchen das entsprechenden Kupplungselement und die Hinterachse des Zugfahrzeugs, insbesondere weit, auseinander fallen nur bedingt einsatzfähig.
Die DE 10 2015 108 681 A1 offenbart ein Verfahren zur Stabilisierung einer Zugfahrzeug-Anhänger-Kombination während der Fahrt, bei der ein Zugfahrzeug und wenigstens ein Anhänger über wenigstens ein Drehgelenk miteinander verbunden sind. Hierbei wird ein Soll-Knickwinkel und/oder eine Soll-Knickwinkel-Geschwindigkeit zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger oder zwischen zwei Anhängern ermittelt, die jeweils eine fahrstabile Soll-Bewegung der Zugfahrzeug-Anhänger-Kombination charakterisieren. Ferner wird ein Ist-Knickwinkel und/oder eine Ist-Knickwinkel-Geschwindigkeit zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger oder zwischen mehreren Anhängern ermittelt, die eine tatsächliche Ist-Bewegung der Zugfahrzeug-Anhänger-Kombination charakterisieren. Ferner wird eine Abweichung zwischen dem Soll-Knickwinkel und dem Ist-Knickwinkel bzw. zwischen der Soll-Knickwinkel-Geschwindigkeit und der Ist-Knickwinkel-Geschwindigkeit ermittelt. Falls die ermittelte Abweichung eine Schwellwert überschreitet, wird ein Steuersignal erzeugt zur Ansteuerung wenigstens einer Fahrzeugkomponente zur Steuerung der Bewegung der Zugfahrzeug-Anhänger-Kombination in Richtung auf einen fahrstabilen Bewegungszustand hin. Hierbei wird der Ist-Knickwinkel mittels eines Knickwinkelsensors erfasst. Alternativ hierzu kann der Ist-Knickwinkel mittelbar aus Ausgangssignalen von wenigstens einem Sensor, beispielsweise zwei Gierratensensoren, ermittelt werden. Ein Betreiben eines Knickwinkelsensors ist jedoch besonders aufwändig, sodass diese heutzutage hauptsächlich in einem Versuchsbetrieb eingesetzt werden. Ausgabewerte von Gierratensensoren sind zur Bestimmung des Knickwinkels mathematisch zu integrieren, wobei es bei einem Offset mindestens eines Ausgabewerts dazu kommt, dass dieser jeweilige Offset in die mathematische Integrationsoperation mit eingeht, sodass der Knickwinkel letztendlich fehlerhaft bzw. unzureichend genau ermittelt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Assistenzsystem, einen Anhänger sowie ein Fahrzeuggespann bereitzustellen, mittels welchen eine Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Assistenzsystem, einen Anhänger sowie durch ein Fahrzeuggespann gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Assistenzsystems, des erfindungsgemäßen Anhängers und des erfindungsgemäßen Fahrzeuggespanns anzusehen und umgekehrt.
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Assistenzsystems sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Anhängers und des erfindungsgemäßen Fahrzeuggespanns anzusehen und umgekehrt. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Anhängers sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeuggespanns anzusehen und umgekehrt.
Um nun die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein zweiter Teilwinkel des Knickwinkels bezogen auf einen dem Zugfahrzeug zugeordneten Kurvenmittelpunkt zwischen der Kupplungseinrichtung und einem Momentanpol einer Hinterachse des Zugfahrzeugs bestimmt wird und eine Summe der beiden Teilwinkel den Knickwinkel bildet. Hierdurch ist es ermöglicht, das Einknicken bzw. Zusammenklappen (Jack-Knifing) besonders effizient erkennen zu können, insbesondere bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeuggespanns und insbesondere wenn der Anhänger aufgrund seines Antriebsmoments in Vorwärtsfahrtrichtung gegen das Zugfahrzeug schiebt. Des Weiteren kann besonders effizient erkannt werden, ob sich das Jack-Knifing ankündigt. Somit kann die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden.
Bei einem gestreckt auf einer Fahrbahn aufgestellten bzw. fahrenden Fahrzeuggespann fallen eine Längsachse des Zugfahrzeugs und eine Längsachse des Anhängers miteinander zusammen. In diesem Zustand ist der Knickwinkel null, da der Knickwinkel definiert ist als ein Winkel, der zwischen der Längsachse des Zugfahrzeugs und der Längsachse des Anhängers auftritt.
Bei der von dem Zugfahrzeug unabhängigen Antriebskraft kann es sich beispielsweise um eine Trägheitskraft des Anhängers handeln, die entlang der Längsachse des Anhängers auf die Kupplungseinrichtung einwirkt. Dies ist zum Beispiel bei einem Bremsen des Gespanns, beispielsweise indem das Zugfahrzeug abgebremst wird, der Fall.
Die Kupplungseinrichtung ist entlang der Längsachse des Zugfahrzeugs von der Hinterachse des Zugfahrzeugs besonders weit entfernt. Insbesondere liegt die Kupplungseinrichtung bezogen auf eine Vorwärtsfahrtrichtung des Zugfahrzeugs bzw. des Gespanns hinter der Hinterachse des Zugfahrzeugs. Mit anderen Worten sind die Kupplungseinrichtung und der Momentanpol der Hinterachse des Zugfahrzeugs über einen Abstand voneinander entfernt.
In einer Situation, in der der Anhänger mittels seiner Antriebskraft in Vorwärtsfahrtrichtung gegen die Kupplungseinrichtung drückt, wird aufgrund dessen um eine senkrecht zur Längsachse des Zugfahrzeugs verlaufende Hochachse des Zugfahrzeugs ein Drehmoment bzw. Giermoment erzeugt. Insbesondere bei der Kurvenfahrt des Gespanns strebt dann die Hinterachse des Zugfahrzeugs nach kurvenaußen, wobei sich der Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger vergrößert. Läuft dies in unkontrollierbarer Weise ab, ist eine Gefahr des Einknickens bzw. Zusammenklappens des Gespanns besonders hoch. Es besteht insbesondere hierbei die Gefahr, dass der Anhänger und das Zugfahrzeug aufgrund des Einknickens aneinanderstoßen und beschädigt werden. Daher ist es wünschenswert, einen übergroßen bzw. übermäßig wachsenden Knickwinkel, das heißt das Einknicken oder Zusammenklappen bzw. das drohende Einknicken oder Zusammenklappen besonders effizient bestimmen zu können.
Kommt in Zusammenhang mit dem Verfahren ein Anhänger zum Einsatz, dessen von dem Zugfahrzeug unabhängige Antriebskraft mittels einer anhängerseitigen Antriebseinrichtung im Anhänger bereitgestellt wird, kann das dazu führen, dass die Antriebskraft des Anhängers eine Antriebskraftkomponente aufweist, die separat zu der Trägheitskraft ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Anhänger mittels der anhängerseitigen Antriebseinrichtung eigens beschleunigt wird, sodass das Gespann dann besonders kraftstoff- und/oder energieeffizient bzw. emissionsarm betreibbar ist. Das Verfahren ist in diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft, da eine Anschiebegefahr durch den Anhänger höher sein kann, beispielsweise bei einer Fehlfunktion der anhängerseitigen Antriebseinrichtung. Denn selbst wenn aufgrund der Antriebskraftkomponente der anhängerseitigen Antriebseinrichtung der Knickwinkel übermäßig wachsen würde, ist das durch das Verfahren besonders effizient erkennbar bzw. bestimmbar.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Antriebskraft des Anhängers auf Basis des Knickwinkels gesteuert wird. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass die Antriebskraft, die mittels der anhängerseitigen Antriebseinrichtung erzeugt bzw. bereitgestellt wird, abhängig von dem erfassten bzw. bestimmten Knickwinkel gesteuert wird.
Wieder anders ausgedrückt ist insbesondere vorgesehen, dass die anhängerseitige Antriebseinrichtung anhand des bestimmten Knickwinkels gesteuert wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die mittels der anhängerseitigen Antriebseinrichtung erzeugte Antriebskraft reduziert wird, wenn der erfasste Knickwinkel zu groß ist bzw. zu groß wird. Hierdurch ist eine Jack-Knifing-Neigung des Gespanns weiter vermindert, insbesondere vermieden, wenn der Knickwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zu groß ist oder wird, da die Antriebskraft des Anhängers auf Basis des Knickwinkels gesteuert wird.
Bei weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Knickwinkel periodisch wiederkehrend bestimmt. Das bedeutet, dass der Knickwinkel in zeitlich regelmäßigen Abständen bestimmt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Knickwinkel in zeitlich unregelmäßigen Abständen bestimmt wird. Hierdurch ist eine Verkehrssicherheit des Gespanns noch weiter erhöht, da eine Überwachung eines Fahrzustandes des Fahrzeuggespanns auf Anzeichen, die auf einen instabilen Fahrzustand oder auf ein Entstehen desselben hindeuten, besonders oft stattfindet.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Knickwinkel unter Ausbleiben einer mathematischen Integration bestimmt wird. Denn - wie bereits eingangs erwähnt -besteht die Möglichkeit, dass bei der mathematischen Integrationsoperation ein Fehlerwert, beispielsweise ein Offset zwischen zwei Sensorsignalen, mit aufintegriert wird. Wird hierbei ein nur kurzer Zeitraum betrachtet, zum Beispiel lediglich mehrere Sekunden, kann dies zwar unkritisch sein, doch für längere Zeiträume entsteht ein besonders großer Fehler. Unterbleibt also die mathematische Integration (das heißt eine Integralrechenoperation) bei der Bestimmung des Knickwinkels, ist dieser besonders zuverlässig bzw. fehlerarm über lange Zeiträume hinweg zu bestimmen, die über lediglich mehrere Sekunden hinausgehen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Assistenzsystem für einen Anhänger, der an ein Zugfahrzeug ankoppelbar ist. Das Assistenzsystem weist zumindest eine elektronische Recheneinrichtung auf, die zum Durchführen eines zuvor hierin beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Das bedeutet, dass das Verfahren mittels des Assistenzsystems durchgeführt wird. Die elektronische Recheneinrichtung kann beispielsweise ein Computerprogramm aufweisen, welches dazu ausgebildet ist, das hierin zuvor beschriebene Verfahren zum Bestimmen des Knickwinkels des Fahrzeuggespanns zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger durchzuführen, wenn bzw. indem dieses Computerprogramm auf der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet wird bzw. durch die elektronische Recheneinrichtung verarbeitet wird.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Anhänger für ein Zugfahrzeug mit einem solchen, das heißt hierin vorstehend beschriebenen Assistenzsystem.
In weiterer Ausgestaltung weist dieser Anhänger die anhängerseitige Antriebseinrichtung auf, mittels derer die von dem Zugfahrzeug unabhängige Antriebskraft bereitstellbar ist. Wie bereits weiter oben dargelegt, ist ein Fahrzeuggespann, bei welchem ein derart ausgerüsteter Anhänger zum Einsatz kommt, besonders energie- und/oder kraftstoffeffizient bzw. emissionsarm antreibbar bzw. betreibbar.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeuggespann mit einem Zugfahrzeug und wenigstens einem Anhänger, wie dieser hierin vorstehend beschrieben ist.
In weiterer Ausgestaltung des Fahrzeuggespanns ist das Zugfahrzeug als ein Personenkraftwagen ausgebildet, wobei der Anhänger genau eine Achse aufweist. Demnach kann es sich bei dem Anhänger dieses Fahrzeuggespanns um einen Kleinanhänger, insbesondere mit Zentralachse (beispielsweise einen Wohnanhänger, einen Kleinanhänger etc.) handeln. Oft werden derartige Fahrzeuggespanne von Fahrern gesteuert, die lediglich wenig Erfahrung haben, da sie nur besonders wenige Fahrten absolvieren, beispielsweise Urlaubsfahrten, Fahrten in Zusammenhang mit einem Wohnungsumzug etc. Daher ist es den Fahrern oftmals nicht möglich, Anzeichen eines instabilen Fahrzustands bzw. Anzeichen eines drohenden instabilen Fahrzustandes des Fahrzeuggespanns richtig und/oder rechtzeitig zu deuten. Dementsprechend kann es dazu kommen, dass der betroffene Fahrer falsch und/oder zu spät reagiert, sodass das Risiko eines Verkehrsunfalls besonders hoch ist.
Hier greift in vorteilhafter Weise dann das Assistenzsystem ein, das unterstützt, einen stabilen, das heißt beherrschbaren und vorteilhafterweise vorhersehbaren Fahrzustand des Fahrzeuggespanns zuverlässig herzustellen und/oder wiederherzustellen.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Assistenzsystems, des erfindungsgemäßen Anhängers und des erfindungsgemäßen Fahrzeuggespanns, die jeweils Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Assistenzsystems bzw. des erfindungsgemäßen Anhängers bzw. des erfindungsgemäßen Fahrzeuggespanns hier nicht noch einmal beschrieben.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeuggespanns mit einem Zugfahrzeug und einem Anhänger;
2 eine schematische Draufsicht des Fahrzeuggespanns am Beginn einer Kurvenfahrt; und
3 eine schematische Draufsicht des Fahrzeuggespanns bei weiter andauernder Kurvenfahrt.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Fahrzeuggespann 1 mit einem Zugfahrzeug 2, welches vorliegend als ein Personenkraftwagen ausgebildet ist, und einem an dem Zugfahrzeug 2 angehängten Anhänger 3.
Aus Gründen der einfacheren Beschreibung ist in den jeweiligen Fig. ein dem Zugfahrzeug 2 zugeordnetes Koordinatensystem (x, y, z) und ein dem Anhänger 3 zugeordnetes Koordinatensystem (u, v, w) dargestellt. Ausgehend von einer nicht dargestellten Untergrundebene, auf welcher das Zugfahrzeug 2 bestimmungsgemäß aufgestellt ist, weist die X-Richtung parallel zu der Untergrundebene in eine Vorwärtsfahrtrichtung des Zugfahrzeugs 2, sodass die X-Achse parallel, insbesondere kollinear, zu einer Längsachse 4 des Zugfahrzeugs 2 verläuft. Mit anderen Worten repräsentiert die X-Achse die Längsachse 4 des Zugfahrzeugs 2. Die X-Achse weist also in Bezug zu dem Zugfahrzeug 2 nach vorne.
Die Y-Richtung weist parallel zur Untergrundebene und senkrecht zur X-Achse in eine Querrichtung des Zugfahrzeugs 2, sodass die Y-Achse parallel, insbesondere kollinear, zu einer Querachse 5 des Zugfahrzeugs 2 verläuft. Mit anderen Worten repräsentiert die Y-Achse die Querachse 5 des Zugfahrzeugs 2. Die Y-Achse weist also in Bezug zu dem Zugfahrzeug 2 bzw. in Bezug zu dessen Vorwärtsfahrtrichtung (X-Richtung) nach rechts.
Die Z-Achse weist in Bezug zu der Untergrundebene senkrecht zur X-Achse und senkrecht zur Y-Achse in eine Hochrichtung des Zugfahrzeugs 2, das heißt nach oben. So ist die Z-Achse parallel, insbesondere kollinear, zu einer Hochachse 6 des Zugfahrzeugs 2. Anders ausgedrückt repräsentiert die Z-Achse die Hochachse 6 des Zugfahrzeugs 2.
Analog hierzu repräsentiert die U-Achse des dem Anhänger 3 zugeordneten Koordinatensystems (u, v, w) eine Längsachse 7 des Anhängers 3, die V-Achse eine Querachse 8 des Anhängers 3 und die W-Achse eine Hochachse 9 des Anhängers 3.
Das Zugfahrzeug 2 weist eine erste, im Beispiel vordere Achse 10 auf, an welcher - bezogen auf die Längsachse 4 - rechtsseitig und linksseitig jeweils ein Rad 11, beispielsweise als Reifen-Felgen-Kombination ausgebildet, auf. Die vordere, das heißt erste Achse 10 ist lenkbar, sodass das Zugfahrzeug 2 und infolgedessen das Fahrzeuggespann 1 eine Kurve einschlagen kann. Entlang der Längsachse 4 entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung bzw. X-Richtung weist das Zugfahrzeug 2 eine zweite, im Beispiel hintere Achse 12 auf, an welcher ebenfalls rechtsseitig und linksseitig der Längsachse 4 jeweils ein Rad 11 montiert ist.
Der Anhänger 3 ist dazu ausgebildet, von dem Zugfahrzeug 2 bzw. mittels des Zugfahrzeugs 2 gezogen zu werden. Hierzu weist das Fahrzeuggespann 1 eine Kupplungseinrichtung 13 auf, die durch ein zugfahrzeugseitiges Kupplungselement 14 und ein anhängerseitiges, mit dem zugfahrzeugseitigen Kupplungselement 14 korrespondierenden anhängerseitiges Kupplungselement 15 gebildet ist. In dem die Kupplungseinrichtung 13 geschlossen ist, das heißt sich die beiden Kupplungselemente 14, 15 miteinander in Eingriff befinden, sind das Zugfahrzeug 2 und der Anhänger 3 aneinander angekoppelt, wodurch das Fahrzeuggespann 1 gebildet ist.
Das zugfahrzeugseitige Kupplungselement 14 ist über einen Abstand 16 entlang der Längsachse 4, entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung des Zugfahrzeugs 2 von der hinteren Achse 12 des Zugfahrzeugs 2 entfernt. Des Weiteren ist das anhängerseitige Kupplungselement 15 entlang der Längsachse 7 und in Vorwärtsfahrtrichtung des Anhängers 3, das heißt in U-Richtung, über einen Abstand 17 von einer Achse 18 des Anhängers 3 entfernt. Ist also das Fahrzeuggespann 1 gebildet, indem die beiden Kupplungselemente 14, 15 miteinander in Eingriff stehen, ist demnach die Kupplungseinrichtung 13 über den Abstand 16 von der hinteren Achse 12 des Zugfahrzeugs 2 entfernt, wobei die Kupplungseinrichtung 13 über den Abstand 17 von der Achse 18 des Anhängers 3 entfernt ist. Der Anhänger 3 weist an der Achse 18 linksseitig und rechtsseitig (bezogen auf die Längsachse 7 des Anhängers 3) jeweils ein weiteres Rad 11 auf.
Das im vorliegenden Beispiel durch das Zugfahrzeug 2 und den Anhänger 3 gebildete Fahrzeuggespann 1 ist lediglich beispielhaft. Denn es ist selbstverständlich, dass das Zugfahrzeug 2 mehr Achsen als die Achsen 10, 12 aufweisen kann. Gleiches gilt für den Anhänger 3, der mehr Achsen als die Achse 18 aufweisen kann. Des Weiteren kann insbesondere vorgesehen sein, dass anstatt des jeweiligen Rads 11 beidseitig an der entsprechenden Achse 10, 12 und/oder 18 eine Radgruppe eingesetzt sein kann. Dies ist insbesondere bei Hinterachsen der Fall, wo eine Radgruppe anstatt als das jeweilige Rad 11 als ein Tandemrad und/oder als ein Zwillingsrad ausgebildet sein kann.
Das Fahrzeuggespann 1 weist ein Assistenzsystem 19 auf. Das bedeutet, das Assistenzsystem 19 kann vollständig in dem Anhänger 3 oder vollständig in dem Zugfahrzeug 2 angeordnet sein. Alternativ kann das Assistenzsystem 19 teilweise in dem Anhänger 3 und teilweise in dem Zugfahrzeug 2 angeordnet sein. Dann könnten wenigstens eine in dem Anhänger 3 angeordnete Komponente 20 des Assistenzsystems 19 und eine in dem Zugfahrzeug 2 angeordnete Komponente 21 des Assistenzsystems 19 miteinander das Assistenzsystem 19 bilden.
Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei der anhängerseitigen Komponente 20 des Assistenzsystems 19 um eine elektronische Recheneinrichtung 22, beispielsweise eine Computereinheit.
Der Anhänger 3 weist eine von dem Zugfahrzeug 2 unabhängige Antriebskraft 23 auf, die beispielsweise mittels einer anhängerseitigen Antriebseinrichtung 24 erzeugt oder bereitgestellt wird. Anders ausgedrückt weist der Anhänger 3 die anhängerseitige Antriebseinrichtung 24 auf. Diese Antriebseinrichtung 24 ist insbesondere von dem Zugfahrzeug 2 separat ausgebildet. Es kann weiter vorgesehen sein, dass die anhängerseitige Antriebseinrichtung 24 unabhängig von dem Zugfahrzeug 2 betreibbar ist. Beispielsweise kann dann der Anhänger 3 alleine, das heißt wenn er von dem Zugfahrzeug 2 abgekoppelt ist, besonders einfach und aufwandsarm rangiert oder anderweitig manövriert werden, da mittels der anhängerseitige Antriebseinrichtung 24 unabhängig von dem Zugfahrzeug 2 die erforderliche Antriebskraft 23 bereitgestellt wird. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die anhängerseitige Antriebseinrichtung 24 Radnabenmotoren aufweist, mittels derer wenigstens ein rechtsseitiges Rad 11 und wenigstens ein linksseitiges Rad 11 des Anhängers 3 separat voneinander antreibbar sind.
Für die folgende Beschreibung wird ein zugfahrzeugseitiger Momentanpol mit dem Bezugszeichen 25 gekennzeichnet, und ein anhängerseitiger Momentanpol erhält das Bezugszeichen 26. Der zugfahrzeugseitige Momentanpol 25 ist durch einen Schnittpunkt definiert, an dem sich in der Draufsicht der 1 die Längsachse 4 und die hintere Achse 12 schneiden. Der anhängerseitige Momentanpol 26 ist durch einen weiteren Schnittpunkt definiert, an welchem sich die Längsachse 7 des Anhängers 3 und die Achse 18 in der Draufsicht der 1 schneiden.
2 zeigt in einer schematischen Draufsicht das Fahrzeuggespann 1 am Beginn einer Kurvenfahrt. Im Gegensatz zu 1, wo das Fahrzeuggespann 1 in einem gestreckten Zustand abgebildet ist, sind in 2 das Zugfahrzeug 2 und der Anhänger 3 zueinander schräg auf der Untergrundebene. Im gestreckten Zustand (siehe 1), beispielsweise bei Geradeausfahrt des Fahrzeuggespanns 1, fallen die Längsachse 4 des Zugfahrzeugs 2 und die Längsachse 7 des Anhängers 3 zusammen. Dahingegen sind die Längsachse 4 des Zugfahrzeugs 2 und die Längsachse 7 des Anhängers 3 bei Kurvenfahrt schräg zueinander angeordnet, wobei sie einen Knickwinkel κ bilden. Bei dem Fahrzeuggespann 1 bildet die Kupplungseinrichtung 13 einen Scheitelpunkt für den Knickwinkel κ, da sich an der Kupplungseinrichtung 13 die Längsachse 4 des Zugfahrzeugs 2 und die Längsachse 7 des Anhängers 3 schneiden. Bei der Geradeausfahrt des Fahrzeuggespanns 1 bzw. wenn das Fahrzeuggespann 1 gestreckt ist, ist der Knickwinkel κ null. Die Kenntnis dieses Knickwinkels κ ist wichtig zur Beurteilung, ob das Fahrzeuggespann 1 noch stabil fährt. Hierbei ist auch eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuggespanns 1 zu berücksichtigen, denn bei einer besonders niedrigen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuggespanns 1 ist ein größerer Knickwinkel κ unkritisch, wohingegen bei besonders hohen Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeuggespanns 1 ein übergroßer Knickwinkel κ zu einem instabilen Fahrzustand des Fahrzeuggespanns 1 führt. Anders ausgedrückt wird der Fahrzustand des Fahrzeuggespanns 1 bei den besonders hohen Fahrgeschwindigkeiten instabiler, je größer der Knickwinkel κ wird.
Der Knickwinkel κ kann zum Beispiel mittels eines Knickwinkelsensors direkt an der Kupplungseinrichtung 13 erfasst, beispielsweise gemessen werden. Eine alternative hierzu besteht darin, eine Differenz aus einer Gierrate des Zugfahrzeugs 2 und einer weiteren Gierrate des Anhängers 3 zeitlich zu integrieren: $K = \int ({\dot{ψ}}_{Zugfahrzeug} - {\dot{ψ}}_{Anhänger}) dt$
Hierzu ist es erforderlich, dass sowohl der Anhänger 3 als auch das Zugfahrzeug 2 jeweils einen Gierratensensor aufweisen, was heutzutage gegeben sein kann, beispielsweise indem sowohl das Zugfahrzeug 2 als auch der Anhänger 3 über ein jeweiliges elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) verfügen. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft herausgestellt, auf eine Anwendung einer mathematischen Integration bzw. Integralrechnung zur Bestimmung des Knickwinkels κ zu verzichten, denn bei einem mathematischen Integrieren über die Zeit von Sensorsignalen der beiden Gierratensensoren würden entsprechende Fehlerwerte mit integriert werden. Weist beispielsweise einer der beiden Gierratensensoren einen Offset auf, wird genau dieser Offset mit aufintegriert. Beträgt dieser Offset beispielsweise 1°s wird nach einer Minute ein Knickwinkel von 60° fehlerhaft ermittelt.
Bei dem Verfahren zum Betreiben des Knickwinkels κ wird daher auf Integralrechenoperationen verzichtet. Stattdessen ist es bei dem Verfahren vorgesehen, die jeweilige Gierrate sowohl des Zugfahrzeugs 2 als auch des Anhängers 3 anhand von Raddrehzahlsignalen zu ermitteln bzw. zu errechnen. Ein Erfassen dieser Raddrehzahlsignale erfolgt durch heute übliche Raddrehzahlsensoren 27, die in der Darstellung des Fahrzeuggespanns 1 in 2 angedeutet sind. Die Raddrehzahlsensoren 27 können beispielsweise Teil eines ESP und/oder eines Antiblockiersystems (ABS) sein. Alternativ oder zusätzlich können die Raddrehzahlsensoren 27 Teil des Assistenzsystems 19 sein. Ebenso ist es denkbar, das entsprechende Raddrehzahlsignal des jeweiligen Rads 11 anhand wenigstens eines Betriebsparameters eines mit dem entsprechenden Rad 11 verbundenen Antriebsmotors zu bestimmen. Hier kann beispielsweise eine Drehzahl einer Abtriebswelle des entsprechenden Antriebsmotors als Basis zur Ermittlung des entsprechenden Raddrehzahlsignal des jeweiligen Rads 11 dienen. Ist der Antriebsmotor als ein elektrischer Antriebsmotor ausgebildet (zum Beispiel als Radnabenmotor), kann das entsprechende Raddrehzahlsignal durch eine Kommutierung des mit dem entsprechenden Rad 11 verbundenen elektrischen Antriebsmotors erfasst bzw. bestimmt werden. Dies ist beispielsweise bei dem Anhänger 3 des Fahrzeuggespanns 1 denkbar, da dessen anhängerseitige Antriebseinrichtung 24 als den Rädern 11 des Anhängers 3 nahe ausgebildeter Antriebsmotor vorgesehen ist. Beispielsweise kann der elektrische Antriebsmotor des Anhängers 3 ein Bestandteil der Achse 18 des Anhängers 3 sein. Wie bereits weiter oben beschrieben, kann die anhängerseitige Antriebseinrichtung 24 jeweils den Rädern 11 des Anhängers 3 zugeordnete Radnabenmotoren umfassen und/oder aus diesen gebildet sein. Dann kann das entsprechende Raddrehzahlsignal des jeweiligen Rads 11 durch eine Kommutierung des jeweiligen mit dem entsprechenden Rad 11 verbundenen elektrischen Antriebsmotors bzw. Radnabenmotors erfasst werden.
Bei dem Zugfahrzeug 2 werden bevorzugt Raddrehzahlsignale von den Rädern 11, die an einer nicht gelenkten Achse, insbesondere an einer Hinterachse, vorliegend an der zweiten Achse 12, des Zugfahrzeugs 2 angeordnet sind, verwendet.
Bei dem jeweiligen Raddrehzahlsignal kann es sich beispielsweise um eine Abrollgeschwindigkeit des jeweiligen Rads 11 handeln. Bei einer Kurvenfahrt dreht sich ein kurveninneres der Räder 11 langsamer als ein kurvenäußeres an derselben Achse 10, 12 oder 18 angeordnetes der Räder 11. Zur Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindigkeit wird dann ein arithmetischer Mittelwert zwischen den Abrollgeschwindigkeiten des kurveninneren und des kurvenäußeren Rades 11 an einer gemeinsamen Achse berechnet. Es kommt hier für das Zugfahrzeug 2 folgende Gleichung zum Einsatz: $V_{Zugfahrzeug} = \frac{V_{Rad ZFz, kurvenaußen} + V_{Rad ZFz, kurveninnen}}{2}$
Entsprechend kommt für die Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit des Anhängers 3 folgende Formel zum Einsatz: $V_{Anhänger} = \frac{V_{Rad Anh, kurvenaußen} + V_{Rad Anh, kurveninnen}}{2}$
In einem nächsten Schritt wird eine Krümmung 28 des Zugfahrzeugs 2 und eine weitere Krümmung 29 des Anhängers 3 berechnet. Allgemein ist eine Krümmung einer Kurve ein mathematischer Kehrwert eines Radius einer Kurve, die mittels des Zugfahrzeugs 2 und/oder mittels des Anhängers 3 bzw. mittels des Fahrzeuggespanns 1 befahren wird. Die jeweilige Krümmung bzw. der jeweilige Kurvenradius wird aus einer jeweiligen Giergeschwindigkeit (auch genannt Gierrate) ermittelt. Allgemein ist eine Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit eine Rotatonsgeschwindigkeit bzw. Drehgeschwindigkeit um eine Hochachse des entsprechenden Fahrzeugs 2, 3. Demnach ist die Gierrate des Zugfahrzeugs 2 die Drehgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs 2 um dessen Hochachse bzw. Z-Achse. Entsprechend ist die Gierrate des Anhängers 3 die Drehgeschwindigkeit des Anhängers 3 um dessen Hinterachse, das heißt um die W-Achse. Wie bereits weiter oben beschrieben, kann die jeweilige Gierrate mittels der jeweiligen Gierratensensoren ermittelt bzw. bestimmt werden. Vorteilhaft hierbei ist, dass sinnvolle Ergebnisse erzeugt werden, selbst wenn die entsprechenden Räder 11 besonders großem Schlupf unterliegen. Ohne die jeweiligen Gierratensensoren wird eine Differenz der Abrollgeschwindigkeiten des kurveninneren und des kurvenäußeren Rades 11 gebildet und durch eine Spurweite des entsprechenden Fahrzeugs 2, 3 dividiert. Das Zugfahrzeug 2 weist die Spurweite 30 auf, und der Anhänger 3 weist die Spurweite 31 auf. Um nun die jeweilige Krümmung 28, 29 (die in den Berechnungsformeln das Zeichen p trägt) wird die Krümmung 28 des Zugfahrzeugs 2 mittels $ϱ_{_{Zugfahrzeug}} = \frac{2 * (V_{Rad ZFz, kurvenaußen} - V_{Rad ZFz, kurveninnen})}{S_{Z u g f a h r z e u g} * (V_{Rad ZFz, kurvenaußen} + V_{Rad ZFz, kurveninnen})} = \frac{{\dot{ψ}}_{_{Zugfahrzeug}}}{V_{_{Zugfahrzeug}}}$
ermittelt, und die Krümmung 29 des Anhängers 3 mittels $ϱ_{_{Anhänger}} = \frac{2 * (V_{Rad Anh, kurvenaußen} - V_{Rad Anh, kurveninnen})}{S_{Anhänger} * (V_{Rad Anh, kurvenaußen} + V_{Rad Anh, kurveninnen})} = \frac{{\dot{ψ}}_{Anhänger}}{V_{Anhänger}}$
Beim Beginn der Kurvenfahrt -wie in 2 dargestellt - lässt sich also die Krümmung 28 bzw. der entsprechende Kurvenradius der Kurve ermitteln, die mittels des Zugfahrzeugs 2 befahren wird und die einen Kurvenmittelpunkt 32 aufweist. Anhand eines die Abrollgeschwindigkeit des kurveninneren Rades 11 repräsentierenden Vektors 33 und anhand eines die Abrollgeschwindigkeit des kurvenäußeren Rades 11 repräsentierenden Vektors 34 ist zu erkennen, dass das kurvenäußere Rad 11 eine höhere Abrollgeschwindigkeit als das kurveninnere Rad 11 aufweist. Bei dem Beginn der Kurvenfahrt, das heißt wenn ein Fahrer des Zugfahrzeugs 2 gerade erst einen Lenkbefehl, beispielsweise durch Drehen eines Lenkrads des Zugfahrzeugs 2, gegeben hat, sind ein eine Abrollgeschwindigkeit des kurveninneren Rads 11 des Anhängers 3 repräsentierender Vektor 35 und ein eine Abrollgeschwindigkeit des kurvenäußeren Rads 11 des Anhängers 3 repräsentierender Vektor 36 gleich lang. Das bedeutet, dass sich das kurveninnere Rad 11 des Anhängers 3 und das kurvenäußere Rad 11 des Anhängers 3 gleich schnell drehen, da der Anhänger 3 noch nicht eingelenkt ist.
In diesem Zustand tritt der Knickwinkel κ des Fahrzeuggespanns 1 zwischen dem Radius bzw. der Krümmung 28 und einer in Richtung zu der Kurvenmitte hin gedachten Verlängerung 37 der Achse 18 des Anhängers 3 auf. Zur Ermittlung des Knickwinkels κ wird ein erster Teilwinkel κ₁ bezogen auf einen dem Anhänger 3 zugeordneten Kurvenmittelpunkt 38 zwischen dem Momentanpol 26 der Achse 18 des Anhängers 3 und der Kupplungseinrichtung 13 bestimmt. Bei dem in 2 dargestellten Beginn der Kurvenfahrt des Fahrzeuggespanns 1 ergibt sich der erste Teilwinkel κ₁ - obwohl der Anhänger 3 selbst nicht einer Kurvenfahrt unterworfen ist - zwischen einer Verbindungslinie 39, die von der Kupplungseinrichtung 13 zu dem Kurvenmittelpunkt 32 des Zugfahrzeugs 2 verläuft, und der gedachten Verlängerung 37, die gerade durch den Kurvenmittelpunkt 32 des Zugfahrzeugs 2 verläuft. Ein zweiter Teilwinkel κ₂ des Knickwinkels κ wird bezogen auf den dem Zugfahrzeug 2 zugeordneten Kurvenmittelpunkt 32 zwischen der Kupplungseinrichtung 13 und dem Momentanpol 25 der hinteren Achse 12 des Zugfahrzeugs 2 bestimmt. Hierzu wird eine Arkustangensfunktion eingesetzt, deren Argument eine Produkt ist, dessen erster Multiplikator die Krümmung 28 des die Kurve befahrenden Zugfahrzeugs 2 ist und dessen zweiter Multiplikator der Abstand 16 (I₁₆) ist. In einer mathematischen Formel ausgedrückt bedeutet dies: $K_{Zugfahrzeug} = arctan (I_{16} \cdot ϱ_{Zugfahrzeug})$
Der gesamte Knickwinkel κ des Fahrzeuggespanns 1 wird hiernach durch das Bilden einer Summe aus den beiden Teilwinkeln κ₁ , κ₂ gebildet: $K = K_{1} + K_{2}$
Zwar unterliegt der Anhänger 3 hinsichtlich der Abrollgeschwindigkeiten der Räder 11 (siehe Vektoren 35, 36) noch nicht der durch das Zugfahrzeug 2 eingeleiteten Kurvenfahrt. Dennoch liegt bereits an dem Anhänger 3 eine Gierbeschleunigung an, sodass in diesem Zustand - am Beginn der Kurvenfahrt - der Teilwinkel κ₁ bestimmt werden kann. Hierzu kann beispielsweise der weiter oben bereits erwähnte Gierratensensor des Anhängers 3 zum Einsatz kommen.
3 zeigt in einer schematischen Draufsicht das Fahrzeuggespann 1 bei weiterer bzw. andauernder Kurvenfahrt. Das bedeutet, dass das Fahrzeuggespann 1, wie es in 3 dargestellt ist, weiter entlang der Kurve bewegt wird oder wurde, die das Zugfahrzeug 2 zum Beginn der Kurvenfahrt (siehe 2) eingeschlagen hat. Es ist zu erkennen, dass die Abrollgeschwindigkeit des kurvenäußeren Rads 11 des Anhängers 3 (siehe Vektor 36) größer ist als die Abrollgeschwindigkeit des kurveninneren Rads 11 des Anhängers 3 (siehe Vektor 35). Das bedeutet, dass der Anhänger 3 gemäß der durch das Zugfahrzeug 2 befahrenen Kurve nun ebenfalls entlang der Kurve bewegt wird, beispielsweise mittels des Zugfahrzeugs 2 gezogen wird. Hierbei fallen der Kurvenmittelpunkt 32 des Zugfahrzeugs 2 und der Kurvenmittelpunkt 38 des Anhängers 3 auseinander, sodass nunmehr der zwischen der Längsachse 4 und der Längsachse 7 gebildete Knickwinkel κ auch zwischen dem Kurvenradius 29 des Anhängers 3 und dem Kurvenradius 28 des Zugfahrzeugs 2 auftritt. Gemäß den weiter oben angegebenen Formeln wird, sobald der Anhänger 3 mit in die Kurvenfahrt eingeschlagen hat, die Krümmung 29 berechnet. Demnach ist zumindest in diesem Zustand der Teilwinkel κ₁ anhand der Arkustangensfunktion bestimmbar, deren Argument ein Produkt ist, dessen erster Multiplikator die Krümmung 29 ist und dessen zweiter Multiplikator der Abstand 17 (I₁₇) ist. In mathematischer Schreibweise ausgedrückt: $K_{Anhänger} = arctan (I_{17} \cdot ϱ_{Anhänger})$
Der Knickwinkel κ wird dann ebenfalls gemäß der oben genannten Summenvorschrift aus dem Teilwinkel κ₁ und dem Teilwinkel κ₂ gebildet.
Dieses Verfahren wird mittels des Assistenzsystems 19 ausgeführt. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Antriebskraft 23 des Anhängers 3 auf Basis des Knickwinkels κ gesteuert wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass mittels des Assistenzsystems 19 die Antriebskraft 23 des Anhängers 3 reguliert wird, beispielsweise indem das Assistenzsystem 19 die anhängerseitige Antriebseinrichtung 24 regelt und/oder steuert. So kann beispielsweise unterbunden werden, dass der Anhänger 3 aufgrund der durch die anhängerseitige Antriebseinrichtung 24 erzeugten Antriebskraft 23 in Vorwärtsfahrtrichtung das Zugfahrzeug 2 anschiebt, je nachdem, wie groß der Knickwinkel κ gerade ist.
Das Verfahren ist insbesondere dazu vorgesehen, periodisch wiederkehrend den Knickwinkel κ des Fahrzeuggespanns 1 zu bestimmen. Idealerweise wird der Knickwinkel κ während eines Fahrbetriebs des Fahrzeuggespanns 1 sooft zeitlich wiederkehrend bestimmt, dass das Assistenzsystem 19, sofern es aktiv in einen Fahrzustand des Fahrzeuggespanns 1 eingreifen kann, einen drohenden instabilen Fahrzustand verhindern und/oder einen instabilen Fahrzustand berichtigen kann.
Insgesamt zeigt die Erfindung, wie mittels des Verfahrens zum Bestimmen des Knickwinkels κ, mittels des Assistenzsystems 19, mittels des Anhängers 3 sowie mittels des Fahrzeuggespanns 1 eine Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden. Denn das Verfahren ist sehr robust bzw. verwendet besonders robuste und/oder übliche Sensorik und verzichtet auf mathematische Integrationen, die in der Realität sehr problematisch sind.
Die an den Rädern 11 eingesetzten Raddrehzahlsensoren 27 sind vorzugsweise mit einer Drehrichtungserkennung ausgerüstet, denn in den hierin vorgestellten Gleichungen sind die Vorzeichen zu beachten. Beispielsweise bei einem Sattelzug - hierfür ein Abbiegen um einen 90°-Straßenknick - drehen an einem Sattelauflieger des Sattelzugs die kurveninneren Räder einer Hinterachse des Sattelaufliegers rückwärts, während die kurvenäußeren Räder der Hinterachse des Sattelaufliegers vorwärts drehen. Denn ein Momentanpol des Sattelaufliegers liegt in Draufsicht genau auf der Längsachse des Sattelaufliegers, das heißt in der Mitte zwischen den kurveninneren und den kurvenäußeren Rädern der Hinterachse des Sattelaufliegers.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeuggespann
2: Zugfahrzeug
3: Anhänger
4: Längsachse
5: Querachse
6: Hochachse
7: Längsachse
8: Querachse
9: Hochachse
10: Achse
11: Rad
12: Achse
13: Kupplungseinrichtung
14: Kupplungselement
15: Kupplungselement
16: Abstand
17: Abstand
18: Achse
19: Assistenzsystem
20: Komponente
21: Komponente
22: Recheneinrichtung
23: Antriebskraft
24: Antriebseinrichtung
25: Momentanpol
26: Momentanpol
27: Raddrehzahlsensor
28: Krümmung
29: Krümmung
30: Spurweite
31: Spurweite
32: Kurvenmittelpunkt
33: Vektor
34: Vektor
35: Vektor
36: Vektor
37: Verlängerung
38: Kurvenmittelpunkt
39: Verbindungslinie
κ: Knickwinkel
κ1: Teilwinkel
κ2: Teilwinkel

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

US 2016139599 A1 [0005]
DE 102015108681 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Knickwinkels (κ) eines Fahrzeuggespanns (1) zwischen einem Zugfahrzeug (2) des Fahrzeuggespanns (1) und einem mittels einer Kupplungseinrichtung (13) an das Zugfahrzeug (2) angekoppeltem Anhänger (3) des Fahrzeuggespanns (1), wobei der Anhänger (3) eine von dem Zugfahrzeug (2) unabhängige Antriebskraft (23) aufweist, und wobei ein erster Teilwinkel (κ₁) des Knickwinkels (κ) bezogen auf einen dem Anhänger (3) zugeordneten Kurvenmittelpunkt (38) zwischen einem Momentanpol (26) einer Achse (18) des Anhängers (3) und der Kupplungseinrichtung (13) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Teilwinkel (κ₂) des Knickwinkels (κ) bezogen auf einen dem Zugfahrzeug (2) zugeordneten Kurvenmittelpunkt (32) zwischen der Kupplungseinrichtung (13) und einem Momentanpol (25) einer Hinterachse (12) des Zugfahrzeugs (2) bestimmt wird und eine Summe der beiden Teilwinkel (κ₁, κ₂) den Knickwinkel (κ) bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Zugfahrzeug (2) unabhängige Antriebskraft (23) des Anhängers (3) mittels einer anhängerseitigen Antriebseinrichtung (24) im Anhänger (3) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraft (23) des Anhängers (3) auf Basis des Knickwinkels (κ) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knickwinkel (κ) periodisch wiederkehrend bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Knickwinkel (κ) unter Ausbleiben einer mathematischen Integration bestimmt wird.
Assistenzsystem (19) für einen Anhänger (3), der an ein Zugfahrzeug (2) ankoppelbar ist, mit zumindest einer elektronischen Recheneinrichtung (22), die zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.
Anhänger (3) für ein Zugfahrzeug (2) mit einem nach Anspruch 6 ausgebildeten Assistenzsystem (19).
Anhänger (3) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine anhängerseitige Antriebseinrichtung (24), mittels derer eine von dem Zugfahrzeug (2) unabhängige Antriebskraft (23) bereitstellbar ist.
Fahrzeuggespann (1) mit einem Zugfahrzeug (2) und wenigstens einem nach Anspruch 7 oder 8 ausgebildeten Anhänger (3).
Fahrzeuggespann (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugfahrzeug (2) als ein Personenkraftwagen ausgebildet ist, und der Anhänger (3) genau eine Achse (18) aufweist.