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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Gespanns sowie ein Fahrzeug-Gespann aus einem Zugfahrzeug und einem Auflieger.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen ein Zugfahrzeug an ein Zielobjekt, beispielsweise einen Auflieger, manuell heranfährt, um an diesen anzudocken. Dies erfolgt meist mit großem Aufwand, indem der Fahrer eine Höhe einer Kupplungsplatte (5th-wheel) am Zugfahrzeug, in der ein Königszapfen des Aufliegers aufgenommen und fixiert werden kann, manuell einstellt und das Zugfahrzeug anschließend manuell an den Auflieger annähert. Anschließend wird die Kupplungsplatte manuell überwacht an den Königszapfen angenähert, um diesen in der Kupplungsplatte zu fixieren.
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Zur Erleichterung des Ankoppelvorgangs nach dem manuellen Annähern sind bereits Verfahren aus der
DE 10 2006 057 610 A1 ,
DE 10 2014 110 498 A1 ,
DE 10 2019 104 352 A1 ,
WO2007102777A1 ,
EP 1 740 400 B1 und der
EP 1 874 616 B1 bekannt. Um einen möglichst schnellen und sanften Ankoppelvorgang zu ermöglichen, bei dem Schäden an dem Königszapfen und/oder der Kupplungsplatte vermieden werden, ist in
DE 10 2016 011 323 A1 weiterhin vorgesehen, dass der Kontakt der Kupplungsplatte des Zugfahrzeugs mit der Sattelplatte des Aufliegers, die oberhalb des Königszapfens liegt, durch eine Änderung der Stellgeschwindigkeit bzw. eines Ist-Höhengradienten ermittelt wird, wobei der Ist-Höhengradient die Änderung der Höhe zwischen der wenigstens einen Hinterachse des Zugfahrzeugs und einem Fahrzeugaufbau, an der die Kupplungsplatte befestigt ist, angibt.
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In
EP 2 921 350 B1 ist ferner ein Verfahren beschrieben, das den Fahrer eines Zugfahrzeuges bei einem Annäherungsvorgang an einen anzukoppelnden Anhänger unterstützt und dazu basierend auf Bilddaten einer Kamera eine Soll-Trajektorie ermittelt, entlang derer das Zugfahrzeug für den Ankoppelvorgang zu bewegen ist.
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In
US 20190367107 A1 ist ferner ein Verfahren angegeben, die ergänzend zu einem automatisierten Ankoppelvorgang auch einen automatisierten Annäherungsvorgang des Zugfahrzeuges an einen Auflieger umfassen, wobei dazu der Auflieger durch eine Kamera lokalisiert wird und an-schließend durch automatisierte Ansteuerung des Zugfahrzeuges eine Annäherung des Kingpins an die Kupplungsplatte erfolgt.
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Problematisch bei derartigen automatisierten Annäherungsvorgängen ist, dass eine Stütze bzw. eine Stützwinde, über die der Auflieger im abgekuppelten Zustand auf dem Boden abgestützt wird, normalerweise manuell hoch und runtergefahren wird. Bei einer sukzessiven Durchführung der einzelnen Schritte (Ankuppeln, Stützen automatisiert manuell betätigen und Losfahren) wird der Durchsatz eines auf Automatisierung ausgelegten Prozesses, beispielsweise auf einem Betriebshof, insbesondere durch diese manuelle Betätigung der Stützen begrenzt.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Gespanns anzugeben, mit dem sich der Automatisierungsprozess beispielsweise auf einem Betriebshof optimieren lässt. Aufgabe ist weiterhin, ein Fahrzeug-Gespann bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Fahrzeug-Gespann gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.
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Erfindungsgemäß ist demnach in einem Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Gespanns aus einem Zugfahrzeug und einem Auflieger vorgesehen, dass ein mit mindestens einer Zwischenstufe oder stufenlos verstellbares Beinglied mindestens einer Stützwinde an dem Auflieger automatisiert, beispielsweise elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt, zwischen einer Zwischen-Stellung und einer ausgefahrenen Stellung oder umgedreht verstellt wird, während sich der an das Zugfahrzeug angekoppelte Auflieger bzw. das Fahrzeug-Gespann im Stillstand und in einer Abstell-Position befindet, und/oder
das jeweilige Beinglied der Stützwinde automatisiert zwischen der Zwischen-Stellung und der eingefahrenen Stellung oder umgedreht verstellt wird, während der an das Zugfahrzeug angekoppelte Auflieger während des Ankoppelvorgangs von der Abstell-Position weg oder während des Abkoppelvorgangs in Richtung der Abstell-Position bewegt wird. Der Ankoppelvorgang beinhaltet dabei also das Ankoppeln des Aufliegers an das Zugfahrzeug und das Verstellen der Beinglieder im Stillstand an der Abstellposition und/oder während einer Bewegung des Fahrzeug-Gespanns von der Abstellposition weg, d.h. einen Abholvorgang von der Abstellposition. Vergleichbar dazu beinhaltet der Abkoppelvorgang das Verstellen der Beinglieder während einer Bewegung des Fahrzeug-Gespanns in Richtung der Abstellposition und/oder an der Abstellposition sowie auch das Abkoppeln des Aufliegers vom Zugfahrzeug, d.h. einen Bringvorgang zur Abstellposition.
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Es ist also vorgesehen, dass
- - das jeweilige Beinglied während des Ankoppelvorgangs automatisiert aus der ausgefahrenen Stellung in die Zwischen-Stellung verstellt wird, während sich der vorher an das Zugfahrzeug angekoppelte Auflieger im Stillstand und in der Abstell-Position befindet, und/oder
- - das jeweilige Beinglied während des Abkoppelvorgangs automatisiert aus der Zwischen-Stellung in die ausgefahrene Stellung verstellt wird, während sich der noch an das Zugfahrzeug angekoppelte Auflieger im Stillstand und in der Abstell-Position befindet, und/oder
- - das jeweilige Beinglied während des Ankoppelvorgangs automatisiert aus der Zwischen-Stellung in die eingefahrene Stellung verstellt wird, während der vorher an das Zugfahrzeug angekoppelte Auflieger von der Abstell-Position wegbewegt wird, und/oder
- - das jeweilige Beinglied während des Abkoppelvorgangs automatisiert aus der eingefahrenen Stellung in die Zwischen-Stellung verstellt wird, während der noch an das Zugfahrzeug angekoppelte Auflieger auf die Abstell-Position zu bewegt wird.
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Vorteilhafterweise kann also das Beinglied der Stützwinde, das zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der sich der Auflieger über einen Stützfuß am Beinglied auf einem Untergrund abstützen kann, und einer eingefahrenen Stellung mit mindestens einer Zwischenstufe oder stufenlos verstellt werden kann, anteilig im Stillstand und anteilig während der Fahrt verstellt werden, wobei
- - der Anteil der Bewegung zwischen der ausgefahrenen Stellung und der Zwischen-Stellung (in beiden Richtungen) im Stillstand und in der Abstell-Position, und
- - der Anteil der Bewegung zwischen der Zwischen-Stellung und der eingefahrenen Stellung (in beiden Richtungen) während der Fahrt (von der Abstell-Position weg oder zur Abstell-Position hin) erfolgt. Demnach wird ausgenutzt, dass der Anteil der Bewegung, der den Fahrbetrieb des Fahrzeug-Gespanns nicht beeinträchtigt, auch während der Fahrt durchgeführt werden kann. Die jeweiligen Vorgänge werden also zumindest teilweise parallel bzw. zeitgleich ausgeführt, wodurch insgesamt Zeit gespart werden kann, insbesondere dann, wenn der Ankoppelvorgang und der Abkoppelvorgang vollautomatisiert durchgeführt werden. Es ist aber auch denkbar, dass die erfindungsgemäße automatisierte Bewegung der Beinglieder bei einer manuellen Fahrt bzw. während eines manuellen Ankoppelvorgangs oder Abkoppelvorgangs erfolgt.
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Dabei wird der Auflieger bei einem Ankoppelvorgang an einer Abstellposition automatisiert oder manuell an das Zugfahrzeug angekoppelt, indem sich das Zugfahrzeug derartig automatisiert oder manuell an den Auflieger mit dem jeweiligen Beinglied in der ausgefahrenen Stellung annähert, dass ein Königszapfen an dem Auflieger in ein Kupplungsmaul an einer Kupplungsplatte des Zugfahrzeuges gelangt und der Königszapfen durch eine Verriegelungsvorrichtung schwenkbar in dem Kupplungsmaul an der Kupplungsplatte fixiert werden kann. Anschließend wird eine elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Verbindung zwischen dem Zugfahrzeug und dem angekoppelten Auflieger ausgebildet, beispielsweise manuell oder automatisiert. Bei einem Abkoppelvorgang wird der Auflieger an der Abstellposition mit dem jeweiligen Beinglied in der ausgefahrenen Stellung automatisiert oder manuell von dem Zugfahrzeug abgekoppelt, indem der Königszapfen in dem Kupplungsmaul an der Kupplungsplatte durch die Verriegelungsvorrichtung freigegeben wird und sich das Zugfahrzeug anschließend automatisiert oder manuell von dem Auflieger entfernt, bevor die elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Verbindung zwischen dem Zugfahrzeug und dem angekoppelten Auflieger automatisiert oder manuell getrennt wurde.
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Erfindungsgemäß ist auch ein Fahrzeug-Gespann zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen, wobei das Verfahren von einer Koppel-Steuereinrichtung koordiniert bzw. ausgeführt werden kann.
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Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Zwischen-Stellung erreicht ist, wenn sich das jeweilige Beinglied bei einem prozentualen Zwischenwert zwischen der eingefahrenen Stellung und der ausgefahrenen Stellung befindet, der zwischen 30% und 90% (bezogen auf den ausgefahrenen Zustand) liegt, vorzugsweise bei 60%, so dass das jeweilige Beinglied zu zwischen 70% und 10%, vorzugsweise 40%, eingefahren ist und/oder zu zwischen 30% und 90%, vorzugsweise 60%, ausgefahren ist.
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Bei diesen prozentualen Zwischenwerten ist gewährleistet, dass bei einer Bewegung des Fahrzeug-Gespanns die Stützfüße zumindest einen ebenen Untergrund nicht berühren, wodurch sich gleichzeitig eine Zeitersparnis im Automatisierungsprozess und ein sicherer Fahrbetrieb erreichen lässt.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Zwischen-Stellung erreicht ist, wenn ein vorab festgelegter Zwischen-Verstellwert für das jeweilige Beinglied erreicht ist, wobei der Zwischen-Verstellwert zwischen einem der ausgefahrenen Stellung entsprechenden maximalen Verstellweg und einem der eingefahrenen Stellung entsprechenden minimalen Verstellweg liegt.
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Es kann also auch ein Verstellweg gemessen oder erfasst oder überwacht werden, wobei der Zwischen-Verstellweg dann dem o.g. prozentualen Zwischenwert entspricht. Es ist also möglich, die Ist-Stellung der Beinglieder bei der Verstellung als einen prozentualen Wert zu erfassen oder als einen absoluten Wert (Verstellweg) und basierend auf dem jeweiligen Wert zu ermitteln, ob die festgelegte Zwischenposition erreicht ist.
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Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Zugfahrzeug ferner ein Niveauregelsystem aufweist, wobei sich eine Höhe des Fahrgestells des Zugfahrzeuges gegenüber einer Hinterachse des Zugfahrzeuges durch eine Ansteuerung des Niveauregelsystems zwischen einer Minimalhöhe und einer Maximalhöhe verändern lässt,
wobei die Höhe des Fahrgestells gegenüber der Hinterachse automatisiert in Richtung der Maximalhöhe verändert wird, beispielsweise auf die Maximalhöhe, bevor das jeweilige Beinglied während einer Bewegung des Aufliegers automatisiert zwischen der Zwischen-Stellung und der eingefahrenen Stellung verstellt wird.
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Dabei wurde erkannt, dass die Beinglieder bzw. die Stützfüße am Auflieger im angekuppelten Zustand ergänzend nach oben verstellt werden können, indem das Fahrzeuggestell des Zugfahrzeuges, an dem die Kupplungsplatte sitzt, angehoben wird. Der damit schwenkbar verbundene Auflieger wird dann auch angehoben, so dass zum Erreichen eines bestimmten Abstandes zwischen den Stützfüßen der Stützwinden und dem Untergrund eine noch geringere Verstellung der Beinglieder im Stillstand und an der Abstell-Position des Aufliegers nötig ist. Dadurch kann der Automatisierungsprozess weiter optimiert werden, da ein noch größerer Anteil der Verstellung der Beinglieder während einer Bewegung des Fahrzeug-Gespanns stattfinden kann.
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Vorzugweise ist also vorgesehen, dass der prozentuale Zwischenwert und/oder der Zwischen-Verstellwert in Abhängigkeit der eingestellten Höhe des Fahrgestells gegenüber der Hinterachse angepasst wird. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass die Zwischenposition bereits bei einem prozentualen Zwischenwert von 80% erreicht ist bzw. bei einem dementsprechenden Zwischen-Verstellwert.
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Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass der an das Zugfahrzeug angekoppelte Auflieger während des Ankoppelvorgangs automatisiert von der Abstell-Position weg oder während des Abkoppelvorgangs automatisiert auf die Abstell-Position zu bewegt wird, indem das Zugfahrzeug von einer Bewegungs-Steuereinrichtung automatisiert gesteuert wird, so dass sich das Zugfahrzeug beispielsweise entlang einer Soll-Trajektorie bewegt, wobei die Bewegungs-Steuereinrichtung das Zugfahrzeug mit mindestens einer Einschränkung automatisiert steuert und/oder bewegt, solange sich die Beinglieder zwischen der Zwischen-Stellung und der eingefahrenen Stellung befinden. Die automatisierte Steuerung des Zugfahrzeuges erfolgt also unter Bedingungen, solange die Beinglieder nicht vollständig eingefahren sind, wodurch die Sicherheit weiter erhöht wird.
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Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bewegungs-Steuereinrichtung das Zugfahrzeug mit der Einschränkung automatisiert steuert und/oder bewegt, dass
- - das Zugfahrzeug eine festgelegte Grenz-Geschwindigkeit von beispielsweise 20km/h nicht überschreitet und/oder
- - sich das Zugfahrzeug auf einem Untergrund mit einer Steigung von weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2%, insbesondere weniger als 1% befindet, so dass eine Berührung mit dem Untergrund sicher vermieden werden kann, und/oder
- - sich das Zugfahrzeug auf einem Untergrund mit Objekten, z.B. Bordsteinen, Pollern, Schwellen, Schlaglöchern, etc., unterhalb einer festgelegten Grenz-Objekt-Höhe befindet oder entlang bewegt, um eine Kollision der noch ausgefahrenen Beinglieder oder Stützfüße mit dem jeweiligen Objekt zu vermeiden, solange die eingefahrene Stellung noch nicht erreicht ist.
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Vorzugsweise ist gemäß einer Ausführungsform weiterhin vorgesehen, dass das jeweilige Beinglied automatisiert aus der ausgefahrenen Stellung in die Zwischen-Stellung verstellt wird, während sich der vorher an das Zugfahrzeug angekoppelte Auflieger im Stillstand und in einer ersten Abstell-Position befindet, und/oder der an das Zugfahrzeug angekuppelte Auflieger aus der ersten Abstell-Position in eine zweite Abstell-Position bewegt wird, beispielsweise automatisiert, während sich das jeweilige Beinglied in der Zwischen-Stellung befindet, und das jeweilige Beinglied im Stillstand und in der zweiten Abstell-Position automatisiert aus der Zwischen-Stellung in die ausgefahrene Stellung verstellt wird, um den Auflieger anschließend abzukuppeln. Auf diese Weise kann ein unnötiges vollständiges Einfahren und Ausfahren der Beinglieder vermieden werden, wodurch Aufwand gespart und eine zu schnelle Abnutzung der jeweiligen Komponenten verhindert werden kann.
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Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das jeweilige Beinglied bei einem Abkoppelvorgang automatisiert aus der eingefahrenen Stellung in die Zwischen-Stellung verstellt wird, sobald ein Freigabe-Signal vorliegt, wobei das Freigabe-Signal erzeugt und ausgegeben wird, sobald der Auflieger in ein festgelegtes Umfeld um die Abstell-Position gelangt und/oder eine manuelle Fahrereingabe vorliegt, beispielsweise über ein entsprechendes Bedienelement. Vorteilhafterweise kann also ein Umfeld definiert werden, innerhalb dessen eine Verstellung der Beinglieder möglicherweise unter einer einschränkenden Bewegung des Fahrzeuges bereits eingeleitet werden kann, um dann bei Erreichen der Abstell-Position die Beinglieder bereits in die Zwischen-Stellung verstellt zu haben. Bei einer manuellen Annäherung kann das Ausfahren der Beinglieder in die Zwischenstellung durch eine entsprechende Fahrereingabe erfolgen.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Beinglied aus der eingefahrenen Stellung derartig automatisiert verstellt wird, dass das jeweilige Beinglied bei einem Abkoppelvorgang die Zwischen-Stellung erreicht, bevor, sobald oder nachdem der Auflieger die Abstell-Position erreicht hat und sich im Stillstand befindet. Da es sich um einen Automatisierungsprozess handelt, sind die Bewegungen des Fahrzeug-Gespanns beispielsweise anhand der Soll-Trajektorie bereits bekannt. Es kann also abgeschätzt werden, wann in etwa sich der Auflieger an der Abstell-Position befindet und demnach auch, zu welchem Zeitpunkt die Beinglieder vorher aus der eingefahrenen Stellung in die Zwischen-Stellung verstellt werden. Sollte die Zwischen-Stellung bereits vor der Abstell-Position oder dem Stillstand erreicht sein, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Beinglied bis zum Erreichen der Abstell-Position in der Zwischen-Stellung gehalten wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein zweiteiliges Fahrzeug aus einem Zugfahrzeug und einem Auflieger;
- 1a eine Detailansicht einer Sattelkupplung des Zugfahrzeuges gemäß 1;
- 2a, 2b Flussdiagramme zum erfindungsgemäßen Verfahren;
- 3, 4, 5 das zweiteilige Fahrzeug gemäß 1 während des Ankoppelvorgangs;
- 6 eine schematische Ansicht einer Verbindung zwischen dem Auflieger und dem Zugfahrzeug.
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In 1 ist schematisch ein zweiteiliges Fahrzeug-Gespann 1, insbesondere ein Nutzfahrzeug, dargestellt, das aus einem Zugfahrzeug 1a und einem an einer Abstellposition PA abgestellten Auflieger 1b besteht. Das Zugfahrzeug 1a weist ein Fahrgestell 2 oder Fahrzeugrahmen auf, an dem sich die Fahrerkabine 3 sowie eine Kupplungsvorrichtung bzw. Sattelkupplung mit einer Kupplungsplatte 5 (hitch plate, 5th wheel) zum Ankoppeln des Aufliegers 1b an das Zugahrzeug 1a befinden. An dem Auflieger 1b ist ein Königszapfen 6 bzw. Kupplungszapfen unterhalb einer Sattelplatte 7 befestigt, wobei der Königszapfen 6 in einem Kupplungsmaul 8 (s. 1a) in der Kupplungsplatte 5 des Zugfahrzeuges 1a aufgenommen und darin über eine Verriegelungsvorrichtung 4 bzw. ein Schloss, beispielsweise einen Riegel oder eine Klemme, verriegelt bzw. fixiert werden kann, um den Auflieger 1b schwenkbar an das Zugfahrzeug 1a anzukoppeln. Die Verriegelungsvorrichtung 4 kann dabei automatisiert über eine Verriegelungs-Steuereinrichtung 4a betätigt werden, um für ein automatisiertes Verriegeln/Fixieren des Königszapfens im Kupplungsmaul 8 während eines Ankoppelvorgangs AV bzw. auch ein automatisiertes Lösen bzw. Freigeben des Königszapfens 6 während eines Abkoppelvorgangs BV zu sorgen.
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Das Zugfahrzeug 1a weist ferner ein Niveauregelsystem 10, z.B. ein ECAS („Electronically Controlled Air Suspension“, Elektronisch geregelte Luftfederung) auf, über das das Fahrgestell 2 gegenüber einer oder mehrerer Hinterachsen 11 des Zugfahrzeuges 1a aktiv angehoben oder abgesenkt werden kann. Da die Kupplungsvorrichtung mit der Kupplungsplatte 5 mit dem Fahrgestell 2 fest verbunden ist, wird über das Niveauregelsystem 10 gleichzeitig auch eine Höhe der Kupplungsplatte 5 gegenüber der Hinterachse(n) 11 und daher auch gegenüber einem Untergrund U eingestellt.
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Das Niveauregelsystem 10 wird von einer Niveauregel-Steuereinrichtung 12 gesteuert. Diese kann bei Vorliegen eines Niveauregel-Signals SN das Fahrgestell 2 entsprechend gegenüber der oder den Hinterachsen 11 aktiv anheben oder absenken, beispielsweise durch ein aktives Belüften oder Entlüften von Federbälgen (nicht dargestellt) des Niveauregelsystems 10. Das Niveauregel-Signal SN kann beispielsweise einen Soll-Höhenwert HSoll beinhalten, über das der Niveauregel-Steuereinrichtung 12 eine gewünschte Höhe H zwischen dem Fahrgestell 2 und der oder den Hinterachsen 11 vorgegeben werden kann.
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Weiterhin weist das Niveauregelsystem 10 einen Höhensensor 13 auf, der ausgebildet ist, die aktuell vorliegende Höhe H zwischen dem Fahrgestell 2 und der oder den Hinterachsen 11 zu messen. Das Niveauregelsystem 10 kann einen entsprechenden Ist-Höhenwert Hist, der die aktuell gemessene Höhe H charakterisiert, über ein Höhen-Signal SH ausgeben. Aus diesem Ist-Höhenwert Hlst kann grundsätzlich aus einfachen geometrischen Betrachtungen auch die Höhe zwischen der Kupplungsplatte 5 und der oder den Hinterachse(n) 11 bzw. dem Untergrund U abgeleitet werden.
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Im Zugfahrzeug 1a ist weiterhin eine Koppel-Steuereinrichtung 14 vorgesehen, über die ein Ankoppelvorgang AV und ein Abkoppelvorgang BV gesteuert werden können. Die Koppel-Steuereinrichtung 14 ist dabei ausgebildet, das Höhen-Signal SH mit dem Ist-Höhenwert Hist einzulesen und ein Niveauregel-Signal SN mit einem entsprechenden Soll-Höhenwert HSoll an die Niveauregel-Steuereinrichtung 12 auszugeben, um ein Absenken oder Anheben des Zugfahrzeuges 1a aktiv anzufordern.
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Die Koppel-Steuereinrichtung 14 kann dazu in der Niveauregel-Steuereinrichtung 12 integriert sein oder aber als externe Einheit, z.B. zum Nachrüsten oder Erweitern eines bestehenden Niveauregelsystems 10, vorgesehen sein. Als externe Einheit kann die Koppel-Steuereinrichtung 14 beispielsweise über einen Datenbus 15, beispielsweise einen CAN-Bus 15a, mit der Niveauregel-Steuereinrichtung 12 kommunizieren, um die Signale SN, SH auszutauschen.
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Der Auflieger 1b des Fahrzeug-Gespanns 1 weist weiterhin beidseitig Stützwinden 16 auf, die dazu dienen, den Auflieger 1b auf dem Untergrund U abzustützen, wenn dieser nicht an das Zugfahrzeug 1a angekoppelt ist. Eine Stützwinde 16 weist dabei ein mit dem Auflieger 1b fest verbundenes Gehäuse 16a auf, in dem ein Beinglied 16b mit einem Stützfuß 16c verschiebbar geführt ist. Ein Stützwinden-Aktuator 16d, beispielsweise ein Elektromotor oder eine Pneumatik oder eine Hydraulik, wirkt derartig auf das Beinglied 16b ein, dass sich dieses relativ zu dem Gehäuse 16a bewegt und den Stützfuß 16c dadurch anhebt oder absenkt.
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Über eine Stützwinden-Steuereinrichtung 16e kann der Stützwinden-Aktuator 16d in Abhängigkeit eines automatisiert vorgegebenen Stützwinden-Signals S16 angesteuert werden. Das Stützwinden-Signal S16 kann drahtgebunden, beispielsweise über den Datenbus 15, insbesondere den CAN-Bus 15a, oder drahtlos, beispielsweise über eine WLAN-Verbindung 9, von der Koppel-Steuereinrichtung 14 zur Stützwinden-Steuereinrichtung 16e übertragen werden. Auf diese Weise kann das Beinglied 16b automatisiert zwischen einer ausgefahrenen Stellung S1, in der sich die Stützfüße 16c beispielsweise im abgekoppelten Zustand auf dem Untergrund U abstützen, und einer eingefahrenen Stellung S2 für den angekoppelten Zustand bzw. für den Fahrbetrieb mit mindestens einer Zwischenstufe oder stufenlos verstellt werden. Die Stützwinden-Steuereinrichtung 16e ist dabei in der Lage, während einer Ansteuerung des Stützwinden-Aktuators 16d eine aktuelle Ist-Stellung Slst des Beingliedes 16b zu ermitteln und auszugeben (über die drahtgebundene (15, 15a) oder drahtlose (9) Verbindung), beispielsweise als prozentualer Wert zwischen 100% (ausgefahrene Stellung S1) und 0% (eingefahrene Stellung S2) oder als absoluter Wert zwischen einem maximalen Verstellweg Vmax (ausgefahrene Stellung S1) und einem minimalen Verstellweg Vmin (eingefahrene Stellung S2). Die Ist-Stellung Slst kann beispielsweise durch eine sensorische Messung oder aber aus einer Verstellzeit und einer Verstellgeschwindigkeit des Beingliedes 16b abgeschätzt werden.
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Weiterhin weist das Zugfahrzeug 1a eine Bewegungs-Steuereinheit 50 auf (s. 3), die in der Lage ist, ein Antriebssystem 51, ein Bremssystem 52 sowie ein Lenksystem 53 des Zugfahrzeuge 1a automatisiert anzusteuern, um das Zugfahrzeug 1a in einer longitudinalen Richtung X zu bewegen. Dadurch kann das Zugfahrzeug 1a vollautomatisiert entlang einer festgelegten Soll-Trajektorie TSoll bewegt werden, um sich in einem Annäherungsvorgang NV an den anzukoppelnden Auflieger 1b anzunähern oder das Zugfahrzeug 1a mit dem angekoppelten Auflieger 1b (nach einem Ankoppelvorgang AV) oder aber nur das Zugahrzeug 1a (nach einem Abkoppelvorgang BV) von der Abstellposition PA wegzubewegen.
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Das Niveauregelsystem 10 bzw. die Niveauregel-Steuereinrichtung 12, die Koppel-Steuereinrichtung 14, die Verriegelungs-Steuereinrichtung 4a, die Stützwinden-Steuereinrichtung 16e und die Bewegungs-Steuereinheit 50 sind dabei in beliebiger Weise signalleitend miteinander verbunden, beispielsweise über den Datenbus 15, insbesondere den CAN-Bus 15a, des Zugfahrzeuges 1a, und bilden eine Koppel-Anordnung 100 aus, die z.B. von der Koppel-Steuereinrichtung 14 zentral koordiniert wird. Mit dieser Koppel-Anordnung 100 wird wie nachfolgend anhand von 2a und 2b beschrieben ein vollautomatisierter Ankoppelvorgang AV oder ein vollautomatisierter Abkoppelvorgang BV zwischen dem Zugfahrzeug 1a und dem Auflieger 1b mit den folgenden Schritten ermöglicht:
- Für einen Ankoppelvorgang AV wird in einem anfänglichen Ankoppel-Schritt STA0 ein Auflieger 1 b in der Umgebung U an einer Abstellposition PA identifiziert und lokalisiert, und basierend darauf eine Soll-Trajektorie TSoll ermittelt. In einem ersten Ankoppel-Schritt STA1 wird das Zugfahrzeug 1a automatisiert durch eine entsprechende Ansteuerung der Bewegungs-Steuereinheit 50 entlang der Soll-Trajektorie TSoll in Richtung der Abstellposition PA bewegt, um sich in einem automatisierten Annäherungsvorgang NV an den anzukoppelnden Auflieger 1 b anzunähern.
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In einem zweiten Ankoppel-Schritt STA2, der parallel zum automatisierten Annäherungsvorgang NV im ersten Ankoppel-Schritt STA1 durchgeführt wird, wird fortlaufend ein longitudinaler Abstand B (s. 3) zwischen einem Kupplungsplatten-Bezugspunkt P5 (s. 1a), der beispielsweise mitten im Kupplungsmaul 8 der Kupplungsplatte 5 liegt, und einem Königszapfen-Bezugspunkt P6 (s. 1), der beispielsweise unmittelbar auf dem Königszapfen 6 liegt, ermittelt. Der longitudinale Abstand B gibt dabei an, wie nahe sich der Königszapfen 6 beim automatisierten Annäherungsvorgang NV in der lateralen Richtung X an die Kupplungsplatte 5 bereits angenähert hat.
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Wird in einem dritten Ankoppel-Schritt STA3 festgestellt, dass der longitudinale Abstand B einen ersten longitudinalen Sicherheitsabstand B1 von beispielsweise 4m unterschritten hat und gleichzeitig oberhalb eines zweiten Sicherheitsabstandes B2 von beispielsweise 1.2m liegt, wird in einem vierten Ankoppel-Schritt STA4 eine Ansteuerung des Niveauregelsystems 10 eingeleitet, beispielsweise begleitet durch ein Hinweissignal. Im Rahmen dessen findet eine automatisierte Anpassung der Höhe H des Zugfahrzeuges 1a beispielsweise wie folgt statt:
- Zunächst ist sicherzustellen, dass die Höhe H zwischen dem Fahrgestell 2 des Zugfahrzeuges 1a und der oder den Hinterachsen 11 derartig eingestellt ist, dass das Zugfahrzeug 1a rückwärts weiter an den anzukoppelnden Auflieger 1b heranfahren kann. Dazu gibt die Koppel-Steuereinrichtung 14 der Niveauregel-Steuereinrichtung 12 über das Niveauregel-Signal SN als Soll-Höhenwert HSoll einen ersten Höhenwert H1, beispielsweise eine Minimalhöhe HMin, vor. Dieser erste Höhenwert H1 wird derartig festgelegt, dass das Zugfahrzeug 1a nach der Einstellung des ersten Höhenwertes H1 an den anzukoppelnden Auflieger 1b herangefahren werden kann, ohne dass sich die Kupplungsplatte 5 und die Sattelplatte 7 berühren können. Vorzugsweise soll auch der Königszapfen 6 höher liegen als die Kupplungsplatte 5, um eine Berührung beim Annähern zu vermeiden. Dieser Zustand ist in 1 dargestellt. Das Zugfahrzeug 1a kann während der Einstellung des ersten Höhenwertes H1, beispielsweise der Minimalhöhe HMin, kurzzeitig angehalten werden oder aber sich währenddessen weiter an den anzukoppelnden Auflieger 1b annähern.
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Nachfolgend wird das Zugfahrzeug 1a über die Bewegungs-Steuereinheit 50 derartig automatisiert an den abgestellten Auflieger 1 b herangefahren, dass sich die Kupplungsplatte 5 und die Sattelplatte 7 zumindest teilweise in lateraler Richtung X überdecken, wobei die Kupplungsplatte 5 unterhalb der Sattelplatte 7 liegt, ohne diese zu berühren. Dies kann beispielsweise sichergestellt werden, indem geprüft wird, ob der longitudinale Abstand B den longitudinalen zweiten Sicherheitsabstand B2 unterschreitet. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass der Königszapfen 6 nicht in lateraler Überdeckung mit der Kupplungsplatte 5 gelangt, in etwa durch Überwachen, dass nach Unterschreiten des zweiten longitudinalen Sicherheitsabstandes B2 der longitudinale Abstand B einen Wert von 0.7m nicht unterschreitet, wobei jegliche Abstandsangaben (B1, B2, 0.7m) ggf. konstruktionsbedingt anzupassen sind. Ist dies der Fall (B<B2), wird das Zugfahrzeug 1a über die Bewegungs-Steuereinheit 50 in den Stillstand gebracht bzw. angehalten.
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Nachfolgend wird durch die Vorgabe eines zweiten Höhenwertes H2, beispielsweise einer Maximalhöhe HMax, als Soll-Höhenwert HSoll an die Niveauregel-Steuereinrichtung 12 über das Niveauregel-Signal SN ein Anheben des Fahrgestells 2 angefordert. Dadurch nähert sich die Kupplungsplatte 5 an die in Überdeckung gebrachte Sattelplatte 7 an, wie in 4 dargestellt. Durch eine Auswertung des Höhen-Signals SH bzw. der darin enthaltenen Ist-Höhenwerte Hist wird nachfolgend ein Ankoppelkriterium AK geprüft, das angibt, ob die Sattelplatte 7 die Kupplungsplatte 5 berührt. Dies kann beispielsweise durch eine Auswertung einer aktuellen Geschwindigkeit des Anhebens des Fahrgestells 2 bzw. aus einem Ist-Höhengradienten dHI und einem Vergleich mit einem zu erwartenden Verlauf des Ist-Höhengradienten (Referenz-Höhengradient) erfolgen. Daraus folgt beispielsweise, ob die Sattelplatte 7 bei dem aktuellen Ist-Höhenwert Hist auf die Kupplungsplatte 5 einwirkt. Die Höhenveränderung des Fahrgestells 2 bzw. der ermittelte Ist-Höhengradient dH) gibt nämlich unmittelbar an, wie schnell die Kupplungsplatte 5 angehoben wird, da diese fest mit dem Fahrgestell 2 verbunden ist. Eine Berührung zwischen der Kupplungsplatte 5 und der Sattelplatte 7 hat daher auch unmittelbare Auswirkungen auf die Bewegung des Fahrgestells 2 und damit auf den Ist-Höhengradienten dHI:
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Liegt die Sattelplatte 7 nicht an der Kupplungsplatte 5 an, so ist zu erwarten, dass der Ist-Höhengradient dHI einem Referenz-Höhengradienten entspricht, da keine zusätzliche Belastung auf das Fahrgestell 2 einwirkt und dieses ungehindert nach oben gefahren wird. Weicht der einem bestimmten Ist-Höhenwert Hist zugeordnete Ist-Höhengradient dHI allerdings von dem diesem Ist-Höhenwert Hist ebenfalls zugeordneten Referenz-Höhengradienten ab, so wirkt eine zusätzliche Belastung auf das Fahrgestell 2, vornehmlich über die Kupplungsplatte 5 durch das Gewicht des Aufliegers 1b.
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Das Ankoppelkriterium AK ist daher für den jeweiligen Auflieger 1b erfüllt, wenn durch einen Vergleich des Ist-Höhengradienten dHI mit einem zu erwartenden Verlauf des Ist-Höhengradienten (Referenz-Höhengradient) davon ausgegangen werden kann, dass der Auflieger 1 b, im Speziellen die Sattelplatte 7, auf das Zugfahrzeug 1a, im Speziellen die Kupplungsplatte 5, einwirkt. Grundsätzlich kann das Ankoppelkriterium AK im Rahmen des Ankoppelvorgangs AV aber auf andere Weise geprüft werden.
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Ist das Ankoppelkriterium AK erfüllt, kann über das Niveauregel-Signal SN ausgegeben werden, dass der aktuelle Ist-Höhenwert Hist als Soll-Höhenwert HSoll verwendet wird, woraufhin das Anheben des Fahrgestells 2 über das Niveauregelsystem 10 gestoppt wird. Ist das Ankoppelkriterium AK nicht erfüllt, wird das Anheben des Fahrgestells 2 fortgeführt.
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Ist das Ankoppelkriterium AK erfüllt und ein weiteres Anheben des Fahrgestells 2 gestoppt, so kann das Zugfahrzeug 1a in einem nachfolgenden fünften Ankoppel-Schritt STA5 über die Bewegungs-Steuereinheit 50 weiter an den anzukoppelnden Auflieger 1b herangefahren werden (s. 5), wobei dazu über das Niveauregel-Signal SN ergänzend ein Absenken des Zugfahrzeuges 1a angefordert werden kann, um das Aufnehmen des Königszapfens 6 in dem Kupplungsmaul 8 zu erleichtern.
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Grundsätzlich könnte das Zugfahrzeug 2a bei einer exakten Ausrichtung auch bereits derartig an den anzukoppelnden Auflieger 1b angenähert werden, dass der Königszapfen 6 oberhalb des Kupplungsmaules 8 liegt. Bei einer Verstellung der Höhe H über das Niveauregelsystem 10 in dem vierten Ankoppel-Schritt STA4 würde der Königszapfen 6 dann idealerweise in den Kupplungsmaul 8 gelangen und eine Berührung der Sattelplatte 7 mit der Kupplungsplatte 5 wie beschrieben durch Überwachen des Ist-Höhengradienten dHlst ermittelt werden können. Der fünfte Ankoppel-Schritt STA5 könnte in dem Fall entfallen.
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In einem sechsten Ankoppel-Schritt STA6 kann dann die Verriegelungsvorrichtung 4 durch automatisierte Ansteuerung über die Verriegelungs-Steuereinheit 4a betätigt werden, um den Königszapfen 6 in dem Kupplungsmaul 8 zu fixieren. Dazu kann auf Sensoren in der Verriegelungsvorrichtung 4 zurückgegriffen werden, die ermitteln können, ob der Königszapfen 6 in der korrekten Position in dem Kupplungsmaul 8 liegt, wodurch sichergestellt werden kann, dass eine Betätigung der Verriegelungsvorrichtung 4 zum korrekten Zeitpunkt erfolgt.
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In diesem ankoppelten Zustand wird in einem siebenten Ankoppel-Schritt STA7 eine Auflieger-Parkbremse 18 am angekoppelten Auflieger 1b und/oder eine Zugfahrzeug-Parkbremse 19 am Zugfahrzeug 1a automatisiert eingelegt, um das Zugfahrzeug 1a samt angekoppelten Auflieger 1b sicher im Stillstand zu halten. Die Parkbremsen 18, 19 sind in den Figuren stark schematisiert dargestellt.
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Anschließend wird in einem achten Ankoppel-Schritt STA8 eine elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Verbindung 20 zwischen dem Zugfahrzeug 1a und dem angekoppelten Auflieger 1b ausgebildet. Dazu können beispielsweise Zugfahrzeug-Leitungen 23 am Zugfahrzeug 1a im Bereich der Kupplungsplatte 5 bzw. der Sattelplatte 7 über eine Stecker-Buchse-Verbindung 24 automatisiert mit Auflieger-Leitungen 25 am angekoppelten Auflieger 1b verbunden werden (s. 6). Dies kann dadurch erfolgen, dass die Stecker-Buchse-Verbindung 24 durch Zusammenstecken automatisch dann ausgebildet ist, wenn der Königszapfen 6 im Kupplungsmaul 8 verriegelt ist oder aber durch einen Roboterarm (nicht dargestellt), der die Stecker-Buchse-Verbindung 24 durch Zusammenstecken ausbildet. Anschließend kann bei ausgebildeter Verbindung 20 geprüft werden, ob die elektronischen Auflieger-Systeme 26 (z.B. das Bremssystem im Auflieger 1b) funktionsfähig sind.
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In einem neunten Ankoppel-Schritt STA9 werden nachfolgend die Stützwinden 16 (Landing Leg) bzw. der Stützwinden-Aktuator 16c des angekoppelten Aufliegers 1b betätigt, um die Beinglieder 16b in die eingefahrene Stellung S2 zu bringen. Dazu wird die Stützwinden-Steuereinheit 16e von der Koppel-Steuereinrichtung 14 über ein entsprechendes Stützwinden-Signal S16 automatisch angesteuert. Daraufhin werden die Beinglieder 16b der jeweiligen Stützwinde 16 aus der ausgefahrenen Stellung S1 in die eingefahrene Stellung S2 verstellt, wobei dies über einen gewissen Zeitraum von zwischen 30s und 60s (je nach Art des Stützwinden-Aktuators 16d) erfolgt.
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Um den Automatisierungsprozess auf dem Betriebshof zu beschleunigen, wird in einem zehnten Ankoppel-Schritt STA10 das Zugfahrzeug 1a mit dem angekoppelten Auflieger 1b über die Bewegungs-Steuereinheit 50 bereits dann automatisiert in Bewegung versetzt, wenn festgestellt wird, dass die Beinglieder 16b während des Einfahrens eine festgelegte Zwischen-Stellung SZ erreicht haben. Die Zwischen-Stellung SZ kann beispielsweise erreicht sein, wenn aus der aktuellen Ist-Stellung Slst der Beinglieder 16b folgt, dass sich die Beinglieder 16b auf einem prozentualen Zwischenwert WZ von beispielsweise 60% befinden bzw. bereits zu 40% eingefahren wurden und noch zu 60% eingefahren werden können. Wird als Ist-Stellung Slst von der Stützwinden-Steuereinheit 16e direkt ein prozentualer Wert ermittelt und ausgegeben, kann das Erreichen des prozentualen Zwischenwertes WZ direkt abgelesen werden. Wird als Ist-Stellung Slst von der Stützwinden-Steuereinheit 16e ein absoluter Wert ermittelt, kann ein der Zwischenstellung SZ entsprechender Zwischen-Verstellwert VZ festgelegt sein, dessen Erreichen dann entsprechend überwacht wird.
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Die Zwischenstellung SZ bzw. der prozentuale Zwischenwert WZ bzw. der (absolute) Zwischen-Verstellwert VZ sind dabei derartig festgelegt, dass in der jeweils zugeordneten Stellung der Beinglieder 16b eine Berührung der Stützwinden 16 bzw. der Stützfüße 14c mit einem ebenen Untergrund U ausgeschlossen werden kann. Je nach Konstruktion des Aufliegers 1 b oder Beschaffenheit des Untergrundes U können daher andere Zwischenstellungen SZ festgelegt werden. Dadurch kann das Zugfahrzeug 1a den angekoppelten Auflieger 1b bereits dann von der Abstellposition PA entfernen bzw. wegbewegen, wenn sich die Beinglieder 16b noch nicht in der eingefahrenen Stellung S1 befinden, wodurch im Automatisierungsprozess Zeit gespart werden kann.
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Um den Automatisierungsprozess weiter zu optimieren, kann ergänzend zu einem Einfahren der Beinglieder 16b in die Zwischenstellung SZ in dem zehnten Ankoppel-Schritt STA10 vorgesehen sein, dass die Koppel-Steuereinrichtung 14 über das Niveauregel-Signal SN ein Anheben des Fahrgestells 2 anfordert, beispielsweise indem als Soll-Höhenwert HSoll ein dritter Höhenwert H3, vorzugsweise eine Maximalhöhe HMax, vorgegeben wird. Dadurch werden im bereits angekoppelten Zustand der Auflieger 1b selbst und damit auch die Stützwinden 16 angehoben, die sich folglich noch weiter vom Untergrund U entfernen. Dadurch kann im Gegenzug die Zwischen-Stellung SZ angepasst werden, beispielsweise derartig, dass die Zwischen-Stellung SZ bereits dann erreicht ist, wenn sich die Beinglieder 16b bei einem prozentualen Zwischenwert WZ von beispielsweise 80% befinden bzw. bereits zu 20% eingefahren wurden und noch zu 80% eingefahren werden können. Die Zwischen-Stellung SZ ist dadurch bereits früher erreicht, so dass weitere Zeit im Automatisierungsprozess gespart werden kann.
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Um einen sicheren Fahrbetrieb auch dann zu gewährleisten, wenn die jeweilige Zwischenstellung SZ zwar erreicht ist, die eingefahrene Stellung S2 der Beinglieder 16b aber noch nicht erreicht ist, findet eine Ansteuerung der Bewegungs-Steuereinheit 50 unter festgelegten Einschränkungen E statt. Als Einschränkungen E werden beispielsweise eine Grenz-Geschwindigkeit vG vorgegeben, die nicht überschritten werden darf, und/oder das Vorhandensein eines ebenen Untergrundes U, so dass eine Berührung der noch nicht vollständig eingefahrenen Stützfüße 16c mit einem geneigten Untergrund U ausgeschlossen werden kann. Ein ebener Untergrund U kann beispielsweise dann angenommen werden, wenn eine Steigung dS von weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2%, insbesondere weniger als 1% vorliegt, was über entsprechende Sensoren im Zugfahrzeug 1a ermittelt werden kann. Weiterhin kann als Einschränkung E auch festgelegt werden, dass sich das Zugfahrzeug 1a auf einem Untergrund U mit Objekten O, beispielsweise Bordsteinen, Pollern, Schwellen, Schlaglöchern, etc., im Fahrweg befindet bzw. entlang bewegt, die kleiner sind als eine festgelegte Grenz-Objekt-Höhe OH. Dadurch können Berührungen mit derartigen Objekten ausgeschlossen werden, wobei derartige Objekte O beispielsweise über eine Kamera oder durch eine prädizierte Bewegung des Fahrzeug-Gespanns 1 in Kenntnis der Umgebung anhand von Kartendaten erkannt oder ermittelt werden können.
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Liegt kein ebener Untergrund U (Steigung dS > 5%, vorzugsweise >2%, insbesondere > 1%) vor oder wurden Objekte O auf dem Untergrund U im Fahrweg erkannt oder ermittelt, die größer bzw. höher als die festgelegte Grenz-Objekt-Höhe OH sind, wird eine Ansteuerung der Bewegungs-Steuereinheit 50 und damit eine Bewegung des Fahrzeug-Gespanns 1 unterbunden.
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Befinden sich die Beinglieder 16b der Stützwinden 16 irgendwann vollständig in der eingefahrenen Stellung S2, erfolgt die Ansteuerung der Bewegungs-Steuereinheit 50 dann wieder normal und ohne die Berücksichtigung der Einschränkungen E. Das Fahrgestell 2 kann dann über das Niveauregelsystem 10 auch wieder in seine ursprüngliche Höhe H verstellt werden. Der Ankoppelvorgang AV ist dann endgültig abgeschlossen und das Fahrzeug-Gespann 1 bewegt sich auf der festgelegten Soll-Trajektorie TSoll weiter automatisiert zu einer bestimmten Zielposition PZ auf dem Betriebshof.
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Für einen Abkoppelvorgang BV bewegt sich das Fahrzeug-Gespann 1 aus Zugfahrzeug 1a und dem angekoppelten Auflieger 1b gesteuert von der Bewegungs-Steuereinheit 50 zunächst automatisiert entlang einer vorgegebenen Soll-Trajektorie TSoll zu der Abstellposition PA auf dem Betriebshof, an der der Auflieger 1b abgekoppelt werden soll. Wird in einem ersten Abkoppel-Schritt STB1 festgestellt, dass ein Freigabe-Signal SF vorliegt, wobei das Freigabe-Signal SF erzeugt und ausgegeben wird, sobald das Fahrzeug-Gespann 1 in ein festgelegtes Umfeld F um die Abstellposition PA eingetreten ist, werden nachfolgend noch während der automatisierten Bewegung des Fahrzeug-Gespanns 1 die Stützwinden 16 (Landing Leg) an dem angekoppelten Auflieger 1b betätigt, um die Beinglieder 16b in die ausgefahrene Stellung S1 zu bringen. Dazu wird die Stützwinden-Steuereinheit 16e von der Koppel-Steuereinrichtung 14 über das Stützwinden-Signal S16 angesteuert. Daraufhin werden die Beinglieder 16b der jeweiligen Stützwinde 16 aus der eingefahrenen Stellung S2 in Richtung der ausgefahrenen Stellung S1 verstellt, wobei dies über einen gewissen Zeitraum vom zwischen 30s und 60s erfolgt. Nähert sich das Fahrzeug-Gespann 1 im Rahmen des Abkoppelvorgangs BV manuell an die Abstellposition PA an, so kann das Freigabe-Signal SF auch durch eine manuelle Fahrereingabe erzeugt und ausgegeben werden, beispielsweise bei Betätigung eines Bedienelementes 17 in der Fahrerkabine 3.
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Das Ausfahren der Beinglieder 16b erfolgt bereits vor dem Erreichen der Abstellposition PA und während der automatisierten Bewegung des Fahrzeug-Gespanns 1, um den Automatisierungsprozess auf dem Betriebshof zu beschleunigen und nicht erst dann mit dem Ausfahren der Beinglieder 16b zu beginnen, wenn die Abstellposition PA erreicht ist. Um dabei eine Berührung der Stützfüße 16c mit dem Untergrund U zu vermeiden, bevor sich der Auflieger 1b in der Abstellposition PA befindet, werden die Beinglieder 16b vor dem Erreichen der Abstellposition PA lediglich bis zu einer festgelegten Zwischen-Stellung SZ ausgefahren. Um dies zu erreichen, kann das Umfeld F und dementsprechend der Zeitpunkt, zu dem die Stützwinden 16 an dem angekoppelten Auflieger 1b betätigt werden, um die Beinglieder 16b in die ausgefahrene Stellung S1 zu bringen, in Kenntnis der Verstellgeschwindigkeit der Beinglieder 16b derartig gewählt werden, dass die Zwischen-Stellung SZ genau dann erreicht wird, wenn der Auflieger 1b die Abstellposition PA erreicht hat und sich im Stillstand befindet. Dies kann in Kenntnis der Soll-Trajektorie TSoll entsprechend abgeschätzt werden. Das Ausfahren der Beinglieder 16b über die Zwischen-Stellung SZ hinaus wird dann an der Abstellposition PA unmittelbar fortgesetzt, wenn sich das Fahrzeug-Gespann 1 nicht mehr bewegt.
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Alternativ kann die Koppel-Steuereinrichtung 14 die Stützwinden-Steuereinheit 16e auch in zwei Schritten ansteuern, wobei die Beinglieder 16b in einem ersten Schritt bei Eintritt in das festgelegte Umfeld F über das Stützwinden-Signal S16 zunächst nur bis in die Zwischen-Stellung SZ verstellt werden. Erst nach dem Erreichen der Abstellposition PA und damit im Stillstand des Fahrzeug-Gespanns 1 werden die Beinglieder 16b in einem zweiten Schritt über das Stützwinden-Signal S16 (aus der Zwischen-Position SZ) endgültig in die ausgefahrene Stellung S1 gebracht.
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Die Zwischen-Stellung SZ kann bei dem Abkoppelvorgang BV beispielsweise dann erreicht sein, wenn aus der aktuellen Ist-Stellung Slst der Beinglieder 16b folgt, dass sich die Beinglieder 16b auf dem prozentualen Zwischenwert WZ von beispielsweise 60% befinden bzw. bereits zu 60% ausgefahren sind und noch zu 40% ausgefahren werden können. Wird als Ist-Stellung Slst von der Stützwinden-Steuereinheit 16e direkt ein prozentualer Wert ermittelt und ausgegeben, kann das Erreichen des prozentualen Zwischenwertes WZ direkt abgelesen werden. Wird als Ist-Stellung Slst von der Stützwinden-Steuereinheit 16e ein absoluter Wert ermittelt, kann ein der Zwischenstellung SZ entsprechender Zwischen-Verstellwert VZ festgelegt sein, der dann entsprechend überwacht wird.
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Um den Automatisierungsprozess weiter zu optimieren, kann ergänzend zu einem Ausfahren der Beinglieder 16b in die Zwischenstellung SZ in dem ersten Abkoppel-Schritt STB1 vorgesehen sein, dass die Koppel-Steuereinrichtung 14 über das Niveauregel-Signal SN ein Anheben des Fahrgestells 2 anfordert, beispielsweise indem als Soll-Höhenwert HSoll der dritte Höhenwert H3, vorzugsweise eine Maximalhöhe HMax, vorgegeben wird. Dadurch werden im noch angekoppelten Zustand der Auflieger 1b selbst und damit auch die Stützwinden 16 angehoben, die sich folglich noch weiter vom Untergrund U entfernen. Dadurch kann im Gegenzug die Zwischen-Stellung SZ angepasst werden, beispielsweise derartig, dass die Zwischen-Stellung SZ erst dann erreicht ist, wenn sich die Beinglieder 16b bei einem prozentualen Zwischenwert WZ von beispielsweise 80% befinden bzw. bereits zu 80% ausgefahren sind und nur noch zu 20% ausgefahren werden können. Nachfolgend sind die Beinglieder 16b in der Abstellposition PA also nur noch um 20% auszufahren, was den Automatisierungsprozess beschleunigt.
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Die automatisierte Bewegung des Fahrzeug-Gespanns 1 durch Ansteuerung der Bewegungs-Steuereinheit 50 findet nach der Betätigung der Stützwinden 16 bzw. nach dem Ausfahren der Beinglieder 16b in die Zwischen-Stellung SZ auch bei dem Abkoppelvorgang BV unter festgelegten Einschränkungen E statt. Als Einschränkungen E werden beispielsweise eine Grenz-Geschwindigkeit vG vorgegeben, die nicht überschritten werden darf, und/oder das Vorhandensein eines ebenen Untergrundes U, so dass eine Berührung der noch nicht vollständig ausgefahrenen Stützfüße 16c mit einem geneigten Untergrund U ausgeschlossen werden kann. Ein ebener Untergrund U kann beispielsweise dann angenommen werden, wenn eine Steigung dS von weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2%, insbesondere weniger als 1% vorliegt, was über entsprechende Sensoren im Zugfahrzeug 1a ermittelt werden kann. Weiterhin kann als Einschränkung E auch festgelegt werden, dass sich das Zugfahrzeug 1a auf einem Untergrund U mit Objekten O, beispielsweise Bordsteinen, Pollern, Schwellen, Schlaglöchern, etc., im Fahrweg befindet bzw. entlang bewegt, die kleiner sind als eine festgelegte Grenz-Objekt-Höhe OH. Dadurch können Berührungen mit derartigen Objekten ausgeschlossen werden, wobei derartige Objekte O beispielsweise über eine Kamera oder durch eine prädizierte Bewegung des Fahrzeug-Gespanns 1 in Kenntnis der Umgebung anhand von Kartendaten erkannt oder ermittelt werden können.
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Liegt kein ebener Untergrund U (Steigung dS > 5%, vorzugsweise >2%, insbesondere > 1%) vor oder wurden Objekte O auf dem Untergrund U im Fahrweg erkannt oder ermittelt, die größer bzw. höher als die festgelegte Grenz-Objekt-Höhe OH sind, wird eine Ansteuerung der Bewegungs-Steuereinheit 50 und damit eine Bewegung des Fahrzeug-Gespanns 1 unterbunden.
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Ist die Abstellposition PA erreicht und sind die Beinglieder 16b in einem zweiten Abkoppel-Schritt STB2 in die ausgefahrene Stellung S1 gebracht bzw. berühren die Stützfüße 16c den Untergrund U, kann der Auflieger 1b vom Zugfahrzeug 1a abgekoppelt werden. Dazu wird in einem dritten Abkoppel-Schritt STB3 die Auflieger-Parkbremse 18 am noch angekoppelten Auflieger 1b und/oder die Zugfahrzeug-Parkbremse 19 am Zugfahrzeug 1a automatisiert eingelegt, um beide im Stillstand zu halten, und in einem vierten Abkoppel-Schritt STB4 die elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Verbindung 20 zwischen dem Zugfahrzeug 1a und dem angekoppelten Auflieger 1 b getrennt. In einem fünften Abkoppel-Schritt STB5 wird die Verriegelungsvorrichtung 4 durch automatisierte Ansteuerung über die Verriegelungs-Steuereinheit 4a betätigt, um den Königszapfen 6 in dem Kupplungsmaul 8 freizugeben.
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In einem sechsten Abkoppel-Schritt STB6 wird der Niveauregel-Steuereinrichtung 12 von der Koppel-Steuereinrichtung 14 über das Niveauregel-Signal SN als Soll-Höhenwert HSoll der erste Höhenwert H1, beispielsweise die Minimalhöhe HMin, vorgegeben. Dadurch wird die Kupplungsplatte 5 am Zugfahrzeug 1a von der Sattelplatte 7 am Auflieger 1b entfernt, vorzugsweise bis der Königszapfen 6 höher liegt als die Kupplungsplatte 5. Dadurch kann das Zugfahrzeug 1a in einem nachfolgenden siebenten Abkoppel-Schritt STB7 nach Erreichen des ersten Höhenwertes H1, vorzugsweise der Minimalhöhe HMin, durch eine automatisierte Ansteuerung der Bewegungs-Steuereinrichtung 50 vom Auflieger 1b wegbewegt werden, ohne dass der Königszapfen 6 die Kupplungsplatte 5 berührt. Das Zugfahrzeug 1a kann dann ohne angekoppelten Auflieger 1b automatisiert entlang einer entsprechenden Soll-Trajektorie TSoll zu einer Zielposition PZ auf dem Betriebshof bewegt werden.
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Soll zwischen einem Ankoppelvorgang AV an einer ersten Abstellposition PA1 und einem Abkoppelvorgang BV an einer zweiten Abstellposition PA2 nur eine geringe Strecke zurückgelegt werden, kann auch vorgesehen sein, dass sich das Fahrzeug-Gespann 1 automatisiert von der ersten Abstellposition PA1 in die zweite Abstellposition PA2 bewegt, ohne dass die Beinglieder 16b der Stützwinden 16 vollständig in die zweite Stellung S2 eingefahren werden. Die Beinglieder 16b können dann in der Zwischen-Stellung SZ gehalten werden und die Bewegungs-Steuereinrichtung 50 währenddessen unter Berücksichtigung der Einschränkungen E entsprechend angesteuert werden, um das Fahrzeug-Gespann 1 automatisiert von der ersten Abstellposition PA1 zur zweiten Abstellposition PA2 zu bewegen. Dadurch können Automatisierungsprozesses innerhalb des Betriebshofs beschleunigt und der Verschleiß minimiert werden, da die Stützwinden 16 weniger oft betätigt bzw. die Beinglieder 16b nicht über den gesamten Verstellweg verstellt werden.
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Bezugszeichen (Teil der Beschreibung):
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- 1
- Fahrzeug-Gespann
- 1a
- Zugfahrzeug
- 1b
- Auflieger
- 2
- Fahrgestell
- 3
- Fahrerkabine
- 4
- Verriegelungsvorrichtung
- 4a
- Verriegelungs-Steuereinheit
- 5
- Kupplungsplatte
- 6
- Königszapfen
- 7
- Sattelplatte
- 8
- Kupplungsmaul
- 9
- WLAN-Verbindung
- 10
- Niveauregelsystem
- 11
- Hinterachse des Zugfahrzeuges 1a
- 12
- Niveauregel-Steuereinrichtung
- 13
- Höhensensor
- 14
- Koppel-Steuereinrichtung
- 15
- Datenbus
- 15a
- CAN-Bus
- 16
- Stützwinde
- 16a
- Gehäuse
- 16b
- Beinglied
- 16c
- Stützfuß
- 16d
- Stützwinden-Aktuator
- 16e
- Stützwinden-Steuereinrichtung
- 17
- Bedienelement
- 18
- Auflieger-Parkbremse
- 19
- Zugfahrzeug-Parkbremse
- 20
- Verbindung zwischen Zugfahrzeug 1a und Auflieger 1b
- 23
- Zugfahrzeug-Leitungen
- 24
- Stecker-Buchse-Verbindung
- 25
- Auflieger-Leitungen
- 50
- Bewegungs-Steuereinheit
- 51
- Antriebssystem
- 52
- Bremssystem
- 53
- Lenksystem
- 100
- Koppel-Anordnung
- AK
- Ankoppelkriterium
- AV
- Ankoppelvorgang
- B
- longitudinaler Abstand zwischen P5 und P6
- B1
- erster longitudinaler Sicherheitsabstand
- B2
- zweiter longitudinaler Sicherheitsabstand
- BV
- Abkoppelvorgang
- dHI
- Ist-Höhengradient
- E
- Einschränkung
- dS
- Steigung
- F
- Umfeld
- H
- Höhe zwischen dem Fahrgestell 2 und der Hinterachse 11
- H1
- erster Höhenwert
- H2
- zweiter Höhenwert
- H3
- dritter Höhenwert
- Hlst
- Ist-Höhenwert
- HMax
- Maximalhöhe
- HMin
- Minimalhöhe
- HSoll
- Soll-Höhenwert
- NV
- Annäherungsvorgang
- O
- Objekt
- OH
- Grenz-Objekt-Höhe
- P5
- Sattelplatten-Bezugspunkt
- P6
- Königszapfen-Bezugspunkt
- PA
- Abstellposition
- PA1
- erste Abstellposition
- PA2
- zweite Abstellposition
- PZ
- Zielposition
- S1
- ausgefahrene Stellung
- S2
- eingefahrene Stellung
- Slst
- Ist-Stellung
- SF
- Freigabe-Signal
- SH
- Höhen-Signal
- SN
- Niveauregel-Signal
- SZ
- Zwischen-Stellung
- TSoll
- Soll-Trajektorie
- U
- Untergrund
- vG
- Grenz-Geschwindigkeit
- VMax
- maximaler Verstellweg
- VMin
- minimaler Verstellweg
- VZ
- Zwischen-Verstellweg
- WZ
- prozentualer Zwischenwert
- X
- longitudinale Richtung
- STA1-STA10
- Ankoppel-Schritte des Ankoppelvorgangs AV
- STB1-STB7
- Abkoppel-Schritte des Abkoppelvorgangs BV
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006057610 A1 [0003]
- DE 102014110498 A1 [0003]
- DE 102019104352 A1 [0003]
- WO 2007102777 A1 [0003]
- EP 1740400 B1 [0003]
- EP 1874616 B1 [0003]
- DE 102016011323 A1 [0003]
- EP 2921350 B1 [0004]
- US 20190367107 A1 [0005]
