DE202016104073U1 - Trailer stabilization system for reducing rolling motions of vehicle trailers - Google Patents
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Abstract
Anhängerstabilisierungssystem zur Reduzierung von Schlingerbewegungen von Fahrzeuganhängern mit einer Auflaufbremsanlage mit mechanischer Bremskraftübertragungseinrichtung, welche die von der Auflaufbremsanlage erzeugte Bremskraft auf mechanische Weise an Radbremsen (6) des Fahrzeuganhängers überträgt, mit
– einem Schlingerbewegungssensor zur Erzeugung von Schlingerbewegungssignalen im Fall einer Schlingerbewegung des Fahrzeuganhängers,
– einer elektronischen Steuereinrichtung zur Verarbeitung der Schlingerbewegungssignale und Erzeugung von Steuersignalen,
– einem Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremskraftübertragungseinrichtung in Abhängigkeit der Steuersignale,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Anhängerstabilisierungssystem eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung zur Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeuganhängers aufweist, und
dass die elektronische Steuereinrichtung ausgebildet ist, den Aktor (19) und damit die von der mechanischen Bremskraftübertragungseinrichtung auf die Radbremsen (6) übertragene Bremskraft in Abhängigkeit sowohl der Schlingerbewegungssignale als auch der gemessenen Geschwindigkeit zu steuern.Trailer stabilization system for reducing rolling movements of vehicle trailers with an overrun brake system with a mechanical brake force transmission device, which transmits the braking force generated by the overrun brake system to wheel brakes (6) of the vehicle trailer in a mechanical manner
A roll motion sensor for generating roll motion signals in the event of a rolling motion of the vehicle trailer,
An electronic control device for processing the rolling motion signals and generating control signals,
An actuator for actuating the mechanical braking force transmission device as a function of the control signals,
characterized,
that the trailer stabilization system comprises a speed measuring device for measuring the speed of the vehicle trailer, and
in that the electronic control device is designed to control the actuator (19) and thus the braking force transmitted by the mechanical braking force transmission device to the wheel brakes (6) as a function of both the rolling movement signals and the measured speed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Anhängerstabilisierungssystem zur Reduzierung von Schlingerbewegungen von Fahrzeuganhängern mit einer Auflaufbremsanlage mit mechanischer Bremskraftübertragungseinrichtung, welche die von der Auflaufbremsanlage erzeugte Bremskraft auf mechanische Weise an Radbremsen des Fahrzeuganhängers überträgt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a trailer stabilization system for reducing rolling movements of vehicle trailers with a backup brake system with a mechanical brake transmission device which transmits the braking force generated by the backup brake system in a mechanical manner to wheel brakes of the vehicle trailer, according to the preamble of claim 1.
Leichtere Fahrzeuganhänger, die von Personenkraftwagen gezogen werden, werden meist mittels einer Auflaufbremsanlage mit mechanischer Bremskraftübertragungseinrichtung gebremst.Lighter vehicle trailers, which are pulled by passenger cars, are usually slowed down by means of an overrun brake system with a mechanical brake force transmission device.
Entsprechend den Verzögerungen des Zugfahrzeuges läuft der Fahrzeuganhänger auf das Zugfahrzeug auf und schiebt damit eine Zugstange des Fahrzeuganhängers in eine Zugstangenführung ein, wodurch mittels eines Übersetzungshebels dann die entsprechende Zuspannkraft für die Radbremsen erzeugt wird. Bei mechanischen Bremskraftübertragungseinrichtungen wird diese Zuspannkraft vom Übersetzungshebel über Gestänge oder Seilzüge an eine sogenannte Ausgleichswaage weitergeführt, an welcher die Betätigungskraft dann auf die entsprechende Anzahl von Radbremsen verzweigt und insbesondere mittels Bowdenzügen zu den Radbremsen weitergeführt wird. Daneben hat die Ausgleichswaage die Aufgabe, ungleiche Betätigungswege der Radbremsen, die z.B. durch ungleichen Verschleiß oder ungleiche Einstellungen hervorgerufen werden, auszugleichen, so dass alle Radbremsen mit der gleichen Betätigungskraft beaufschlagt werden. According to the delays of the towing vehicle, the vehicle trailer runs on the towing vehicle and thus pushes a pull rod of the vehicle trailer in a Zugstangenführung, which then by means of a transmission lever, the corresponding application force for the wheel brakes is generated. In mechanical brake power transmission, this application force is continued by the transmission lever via linkage or cables to a so-called balance balance on which the operating force is then branched to the appropriate number of wheel brakes and continued in particular by means of Bowden cables to the wheel brakes. In addition, the balance balance has the task of unequal actuation paths of the wheel brakes, e.g. caused by uneven wear or unequal settings, compensate, so that all wheel brakes are subjected to the same operating force.
Mechanische Bremskraftübertragungseinrichtungen dieser Art sind einfach aufgebaut und haben sich als robust und verlässlich erwiesen.Mechanical brake transmission devices of this type are simple and have proven to be robust and reliable.
Leider neigen Fahrzeuganhänger bei ungünstiger Beladung und Fahrweise ab einer bestimmten Geschwindigkeit zum Schlingern, was gefährliche und unfallträchtige Fahrsituationen zur Folge haben kann. Um derartige Schlingerbewegungen zu verringern, sind seit einigen Jahren elektromechanische Stabilisierungssysteme entwickelt worden. Ein Sensor umfasst hierbei die Schlingerbewegungen des Fahrzeuganhängers, welche von einem Steuerungsrechner ausgewertet werden. Bei Überschreiten eines fest eingestellten Grenzwertes wird dabei ein auf die mechanische Bremskraftübertragungseinrichtung einwirkender Aktor, insbesondere Elektromotor, derart betätigt, dass die Radbremsen zugespannt werden, wodurch sich das Gespann streckt, verlangsamt und wieder beruhigt. Unfortunately, vehicle trailers tend to skid at awkward loading and driving at a certain speed, which can result in dangerous and accident-prone driving situations. In order to reduce such rolling movements, electromechanical stabilization systems have been developed for some years. A sensor here comprises the rolling movements of the vehicle trailer, which are evaluated by a control computer. When a fixed limit value is exceeded, an actuator acting on the mechanical brake force transmission device, in particular an electric motor, is actuated in such a way that the wheel brakes are applied, as a result of which the vehicle stretches, slows down and calms down again.
Heutige Stabilisierungssysteme haben das Problem, dass sie meist zu wenig die tatsächlichen Fahrbedingungen berücksichtigen und nicht in der Lage sind, die Gefährlichkeit von erfassten Schlingerbewegungen zu beurteilen. Werden beispielsweise bei langsamer Fahrt in einem Kreisverkehr größere Wankbewegungen des Fahrzeuganhängers erfasst, die vom Stabilisierungssystem als Schlingerbewegungen interpretiert werden und daher zu einer Betätigung der Radbremsen führen, so können diese Bewegungen aufgrund der langsamen Geschwindigkeit tatsächlich unkritisch sein. In diesem Fall kommt es somit zu einer unerwünschten Betätigung der Radbremsen. Dasselbe gilt, wenn das Gespann auf kurvigen Straßen mit langsamer Geschwindigkeit fährt. Dagegen können bei schneller Fahrt, beispielsweise auf Autobahnen, bereits relativ kleine Schlingerbewegungen des Fahrzeuganhängers kritisch werden. Hier wäre es wünschenswert, dass die Radbremsen bereits ab einem relativ niedrigen Schlingerbewegungsschwellwert betätigt werden und deutlich feinfühliger als bei bisherigen Stabilisierungssystemen reagieren. Today's stabilization systems have the problem that they usually take too little account of the actual driving conditions and are not in a position to assess the danger of recorded rolling movements. If, for example, during slow travel in a roundabout, larger rolling movements of the vehicle trailer are detected, which are interpreted by the stabilization system as rolling movements and therefore lead to an actuation of the wheel brakes, these movements may actually be uncritical due to the slow speed. In this case, there is thus an undesirable operation of the wheel brakes. The same is true when the team travels on winding roads at slow speed. In contrast, when driving fast, for example on highways, already relatively small rolling movements of the vehicle trailer can be critical. Here it would be desirable for the wheel brakes to be actuated already from a relatively low rolling movement threshold value and to react much more sensitively than with previous stabilization systems.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Anhängerstabilisierungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das beim Auftreten von Schlingerbewegungen eine verbesserte Anpassung des Bremseneingriffs an unterschiedliche Fahrbedingungen ermöglicht.The invention is therefore an object of the invention to provide a trailer stabilization system of the type mentioned, which allows for the occurrence of rolling movements improved adaptation of the brake intervention to different driving conditions.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Anhängerstabilisierungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a trailer stabilization system with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.
Erfindungsgemäß weist das Anhängerstabilisierungssystem eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung zur Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeuganhängers auf, wobei die elektronische Steuereinrichtung ausgebildet ist, den Aktor und damit die von der mechanischen Bremskraftübertragungseinrichtung auf die Radbremsen übertragene Bremskraft in Abhängigkeit sowohl der Schlingerbewegungssignale als auch der gemessenen Geschwindigkeit zu steuern.According to the invention, the trailer stabilization system has a speed measuring device for measuring the speed of the vehicle trailer, wherein the electronic control device is designed to control the actuator and thus the braking force transmitted to the wheel brakes by the mechanical brake transmission device as a function of both the roll motion signals and the measured speed.
Für das erfindungsgemäße Anhängerstabilisierungssystem ist es somit charakteristisch, dass der Aktor, beispielsweise ein Elektromotor, der auf die mechanische Bremskraftübertragungseinrichtung, beispielsweise auf die Ausgleichswaage oder die von der Ausgleichswaage wegführenden Bowdenzüge, einwirkt, im Fall von Schlingerbewegungen nicht nur in Abhängigkeit der vom Schlingerbewegungssensor gelieferten Schlingerbewegungssignale, sondern zusätzlich auch in Abhängigkeit der gemessenen Geschwindigkeit betätigt wird. Die Zuspannkraft der Radbremsen für den Stabilisierungseingriff wird somit entsprechend der gemessenen Geschwindigkeit gesteuert. Hierdurch können bei geringer Geschwindigkeit größere Schlingerbewegungen toleriert werden, bevor das Stabilisierungssystem die Radbremsen betätigt, während bei höherer Geschwindigkeit die Radbremsen bereits bei geringeren Schlingerbewegungen betätigt werden.It is thus characteristic of the trailer stabilization system according to the invention that the actuator, for example an electric motor, which acts on the mechanical brake force transmission device, for example on the balance balance or the Bowden cables leading away from the balance balance, not only in the case of rolling movements depending on the rolling motion signals supplied by the rolling motion sensor , but also in dependence on the measured speed is actuated. The application force of the wheel brakes for the stabilization engagement is thus controlled according to the measured speed. This allows larger at low speed Rolling movements are tolerated before the stabilization system actuates the wheel brakes, while at higher speeds, the wheel brakes are already operated at lower rolling movements.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Anhängerstabilisierungssystems können die Radbremsen somit im Fall von Schlingerbewegungen auf eine Weise betätigt werden, welche die Gefährlichkeit der Schlingerbewegungen in weit besserem Ausmaße berücksichtigt und nur dann bzw. stets dann eingreift, wenn die Schlingerbewegungen tatsächlich ein gefährliches Maß annehmen.With the help of the trailer stabilization system according to the invention, the wheel brakes can thus be operated in the case of rolling movements in a way that takes into account the danger of rolling movements to a far better extent and only then or always intervenes when the rolling movements actually take a dangerous measure.
Die Berücksichtigung der Geschwindigkeit kann auf einfache Weise dadurch realisiert werden, dass die Werte der vom Schlingerbewegungssensor, beispielsweise einem Querbeschleunigungs- oder Giersensor, erzeugten Schlingerbewegungssignale mit der gemessenen Geschwindigkeit multipliziert wird und dieses Ergebnis dann mit Eingriffsschwellwerten verglichen wird, die in der elektronischen Steuereinrichtung gespeichert sind.The consideration of the speed can be realized in a simple way by multiplying the values of the roll motion signals generated by the roll motion sensor, for example a lateral acceleration or yaw sensor, by the measured velocity and then comparing this result to intervention threshold values stored in the electronic control device ,
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Geschwindigkeitsmesseinrichtung eine am Fahrzeuganhänger angeordnete Radareinrichtung, welche mittels auf den Boden abgestrahlter elektromagnetischer Wellen die Geschwindigkeit des Fahrzeuganhängers bestimmt. According to an advantageous embodiment, the speed measuring device comprises a radar device arranged on the vehicle trailer, which determines the speed of the vehicle trailer by means of electromagnetic waves radiated onto the ground.
Alternativ kann die Geschwindigkeitsmesseinrichtung auch eine am Fahrzeuganhänger angeordnete optische Messeinrichtung umfassen, welche mittels auf den Boden abgestrahlter Lichtstrahlen die Geschwindigkeit des Fahrzeuganhängers bestimmt.Alternatively, the speed measuring device may also comprise an optical measuring device arranged on the vehicle trailer, which determines the speed of the vehicle trailer by means of light beams radiated onto the ground.
Vorteilhafterweise ist die Radareinrichtung oder optische Messeinrichtung in einem Gehäuse einer Zentraleinheit integriert, in dem sich der Aktor, beispielsweise ein Elektromotor, zur Betätigung der mechanischen Bremskraftübertragungseinrichtung befindet. Dies ermöglicht eine platzsparende und geschützte Anordnung der Radeinrichtung oder optischen Messeinrichtung. Ferner sind in diesem Fall für die Radareinrichtung oder optische Messeinrichtung keine getrennten Montageschritte bei der Anbringung am Fahrzeuganhänger erforderlich.Advantageously, the radar device or optical measuring device is integrated in a housing of a central unit in which the actuator, for example an electric motor, is located for actuating the mechanical brake force transmission device. This allows a space-saving and protected arrangement of the wheel or optical measuring device. Further, in this case, the radar device or optical measuring device no separate assembly steps when mounting on the vehicle trailer required.
Vorteilhafterweise ist die Radareinrichtung derart ausgerichtet, dass sie in einem Winkel von 30° bis 60°, insbesondere 45°, zum Boden nach hinten abstrahlt. Hierdurch wird das Sichtfenster der Radareinrichtung zuverlässig vor Beschädigung, beispielsweise durch Steinschläge oder Hindernisse auf der Straße, geschützt.Advantageously, the radar device is oriented such that it radiates at an angle of 30 ° to 60 °, in particular 45 ° to the ground to the rear. As a result, the window of the radar device is reliably protected from damage, for example by stone chips or obstacles on the road.
Wird eine optische Messeinrichtung verwendet, ist diese vorzugsweise derart ausgerichtet, dass sie in einem Winkel von 90° zum Boden, d.h. senkrecht nach unten, abstrahlt.If an optical measuring device is used, it is preferably oriented so that it is at an angle of 90 ° to the ground, i. vertically downwards, radiates.
Alternativ oder zusätzlich kann die Geschwindigkeitsmesseinrichtung auch eine am Fahrzeuganhänger angeordnete Raddrehzahlerfassungseinrichtung umfassen, welche durch Erfassung der Raddrehzahl die Geschwindigkeit des Fahrzeuganhängers bestimmt. Diese Raddrehzahlerfassungseinrichtung kann insbesondere optische oder magnetische Drehzahlgeberelemente umfassen, die an einem sich mit dem Anhängerrad drehenden Teil angeordnet sind, und eine stationär am Fahrzeuganhänger angeordnete Sensoreinrichtung, mit der die Drehzahlgeberelemente abtastbar sind. Beispielsweise können die Drehzahlgeberelemente auf die Radnabe oder Felge eines Anhängerrads aufgeklebt werden. Aus den Zeitabständen zwischen dem Vorbeilaufen eines Drehzahlgeberelementes an der Sensoreinrichtung kann dann die aktuelle Geschwindigkeit bestimmt werden.Alternatively or additionally, the speed measuring device may also comprise a wheel speed detection device arranged on the vehicle trailer, which determines the speed of the vehicle trailer by detecting the wheel speed. This wheel speed detection device may in particular comprise optical or magnetic speed sensor elements which are arranged on a part which rotates with the trailer wheel, and a sensor device which is stationarily arranged on the vehicle trailer and with which the speed sensor elements can be scanned. For example, the speed sensor elements can be glued to the wheel hub or rim of a trailer wheel. From the time intervals between the passage of a speed sensor element to the sensor device then the current speed can be determined.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Drehzahlgeberelemente in Form eines an einer Radnabe des Fahrzeuganhängers angeordneten Polrads ausgebildet. In diesem Fall bestehen die Drehzahlgeberelemente aus vielen kleinen Permanentmagneten, die mit einer Sensoreinrichtung in der Form von Spulen oder Magnetfeldersensoren abgetastet werden können. Ein derartiges Polrad hat den Vorteil, dass es unempfindlich gegen Schmutz und Feuchtigkeit ist.According to an advantageous embodiment, the speed sensor elements are designed in the form of a arranged on a wheel hub of the vehicle trailer pole wheel. In this case, the speed sensor elements consist of many small permanent magnets that can be scanned with a sensor device in the form of coils or magnetic field sensors. Such a rotor has the advantage that it is insensitive to dirt and moisture.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Anhängerstabilisierungssystem zusätzlich zur Geschwindigkeitseinrichtung eine Achslastmesseinrichtung zur Messung der Achslast des Fahrzeuganhängers auf, wobei die elek-tronische Steuereinrichtung ausgebildet ist, den Aktor und damit die von der mechanischen Bremskraftübertragungseinrichtung auf die Radbremsen übertragene Bremskraft in Abhängigkeit der Schlingerbewegungssignale, der gemessenen Achslast und der gemessenen Geschwindigkeit zu steuern. Durch die Berücksichtigung sowohl der Achslast, d.h. des Gewichts des Fahrzeuganhängers, als auch der tatsächlich gefahrenen Geschwindigkeit können die Radbremsen auf besonders genaue Weise entsprechend der Gefahr, welche von den gemessenen Schlingerbewegungen ausgeht, betätigt werden. According to an advantageous embodiment, in addition to the speed device, the trailer stabilization system has an axle load measuring device for measuring the axle load of the vehicle trailer, wherein the electronic control device is designed to control the actuator and thus the braking force transmitted to the wheel brakes by the mechanical brake force transfer device as a function of the rolling movement signals Axle load and the measured speed. By taking into account both the axle load, i. the weight of the vehicle trailer, as well as the actually driven speed, the wheel brakes can be operated in a particularly accurate manner according to the danger, which emanates from the measured rolling movements.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. Show it:
In den
Von den Längsträgern
Die von der Auflaufeinrichtung
Zur Reduzierung von Schlingerbewegungen des Fahrzeuganhängers ist ein Anhängerstabilisierungssystem vorgesehen, das insbesondere in den
Die Zentraleinheit
Das Anhängerstabilisierungssystem umfasst weiterhin einen nicht näher dargestellten Schlingerbewegungssensor, der ebenfalls in der Zentraleinheit
Zur verbesserten Anpassung der vom Anhängerstabilisierungssystem im Fall von Schlingerbewegungen ausgelösten Bremskraft an die jeweiligen Fahrbedingungen weist das Anhängerstabilisierungssystem eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung zur Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeuganhängers auf. Die von der Geschwindigkeitsmesseinrichtung erzeugten Signale werden von der elektronischen Steuereinrichtung zusammen mit den Schlingerbewegungssignalen verarbeitet, um den Aktor
Wie insbesondere aus den
Wie insbesondere aus
Die von der Radareinrichtung
Anstelle einer Radareinrichtung kann als Geschwindigkeitsmesseinrichtung auch eine andere Messeinrichung verwendet werden, insbesondere eine optische Messeinrichtung, welche mittels auf den Boden
Die Geschwindigkeitsmesseinrichtung kann alternativ auch an anderen Stellen des Fahrzeuganhängers angeordnet sein.The speed measuring device may alternatively be arranged at other locations of the vehicle trailer.
Weiterhin ist es auch möglich, dass die Geschwindigkeit nicht direkt mittels Radarstrahlen oder Lichtstrahlen gemessen wird, sondern indirekt über eine Raddrehzahlerfassungseinrichtung, welche durch Erfassung der Raddrehzahl die Geschwindigkeit des Fahrzeuganhängers bestimmt. Eine derartige Raddrehzahlerfassungseinrichtung umfasst insbesondere optische oder magnetische Drehzahlgeberelemente, die an einem sich mit dem Anhängerrad
Zur optimalen Anpassung der vom Anhängerstabilisierungssystem im Fall von Schlingerbewegungen ausgelösten Bremskraft kann das Anhängerstabilisierungssystem zusätzlich eine Achslastmesseinrichtung zur Messung der Achslast des Fahrzeuganhängers aufweisen. Die von der Achslastmesseinrichtung erzeugten Signale werden von der elektronischen Steuereinrichtung zusammen mit den Schlingerbewegungssignalen und den Geschwindigkeitssignalen verarbeitet, um den Aktor
Eine derartige Achslastmesseinrichtung ist in den
Zur Bestimmung der Relativposition des Schwinghebels
Wie insbesondere aus
Am gegenüberliegenden Ende des Dämpferrohrs
Der Stoßdämpfer
Die Spulenwicklung
Bei einem Einachsanhänger und gleichmäßiger Beladung des Anhängers kann es ausreichend sein, lediglich einen Stoßdämpfer
Wie aus
Die in den
Die Achslast kann auch auf andere Weise, beispielsweise mittels Potentiometer, digitalen Messeinrichtungen mit Messleisten oder Drehwinkelgeber, einer Kamera, die auf ein Radaufhängungselement ausgerichtet ist und anhand der Bilddaten die Einfederung misst, eine Bodenabstandsmesseinrichtung, einer mechanischen Spannungserfassungseinrichtung mit Messstreifen, die auf dem Schwinghebel
In all diesen Fällen kann zusätzlich zu den Geschwindigkeitssignalen auch die gemessene Achslast ausgewertet werden, um die Gefährlichkeit von erfassten Schlingerbewegungen zu bewerten und die Radbremsen entsprechend dieser Bewertung zuzuspannen.In all these cases, in addition to the speed signals, the measured axle load can also be evaluated to evaluate the danger of recorded roll movements and to lock the wheel brakes according to this rating.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: FLACH BAUER & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE Representative=s name: FLACH BAUER STAHL PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |