DE3833419A1

DE3833419A1 - Brake device

Info

Publication number: DE3833419A1
Application number: DE19883833419
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Wrede
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 1988-10-01
Filing date: 1988-10-01
Publication date: 1990-04-05
Also published as: FR2637231A3; FR2637231B3

Abstract

A brake device is proposed, which has one brake unit each in the tractor vehicle and in the trailer vehicle. One or more brake force transducers (6) are arranged on a coupling flange (4), by means of which the forces occurring between the two vehicles can be detected. <IMAGE>

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Bremseinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Brems einrichtung ist aus DE-OS 34 28 192 bekannt. Bei die ser Bremseinrichtung ist der Kraftwertgeber im Bereich der Verbindungsmittel Zugdeichsel und Anhängerkupplung angeordnet und besteht aus Dehnmeßstreifen. Die Kraft erfassung durch Dehnmeßstreifen ist in verschiedenen Ausführungen bekannt.The invention is based on a braking device the genus of the main claim. Such a brake device is known from DE-OS 34 28 192. At the This braking device is the force generator in the area the connecting means drawbar and trailer coupling arranged and consists of strain gauges. The power Gauging by strain gauges is different Executions known.

Es können piezoresistive Schichtsensoren zum Einsatz kommen, bei denen die Kraftwirkung über die Dehnung eines Trägerkörpers in eine entsprechende Widerstands änderung umwandelbar ist. Es können Sensoren in Form von Dickschicht-Dehnmeßstreifen eingesetzt werden, die auf Druckwirkung bzw. Flächenpressung reagieren und zu zuverlässigen Widerstandsänderungen führen. Piezoresistive layer sensors can be used come where the force effect over the stretch of a carrier body in a corresponding resistance change is convertible. There can be sensors in the form of thick-film strain gauges that are used react to pressure effect or surface pressure and to lead reliable changes in resistance.

Ein Signal, das von einem Kraftwertgeber ausgeht, mißt die aufgrund eines Brems- oder Verzögerungsvor gangs wirkenden Zug- bzw. Druckkräfte und leitet diese einer Regeleinrichtung, einem Mikrocomputer, als Istwertgröße zu. Bei dieser bekannten Bremsein richtung muß auch noch der Istwert eines Bremsdruck aufnehmers sowie eines Verzögerungsmessers der Re geleinrichtung eingegeben werden. Die Regeleinrich tung ist derart angepaßt, daß sie als Funktion der erhaltenen Istwert Steuerbefehle an elektromagne tisch betätigbare Bremsdrucksteuerventile für das Zugfahrzeug und für das Anhängerfahrzeug gibt, so daß bei jeder Bremsung die Zug-/Druckkraft in den Ver bindungsmitteln minimiert wird.A signal emitted by a force transmitter measures the due to a braking or decelerating gangs and tensile forces acting and leads a control device, a microcomputer, as actual value. With this well-known brake direction must also be the actual value of a brake pressure transducer and a decelerator from Re gel device can be entered. The standard equipment tion is adjusted so that it is a function of received actual value control commands to electromagnetic table-operated brake pressure control valves for the Towing vehicle and for the trailer vehicle there, so that with each braking the tensile / compressive force in the ver binders is minimized.

Ein Einbau derartiger Kraftwertgeber erfordert kon struktive Änderungen an Kupplung oder Fahrzeug und muß bei jedem Kupplungs- und Fahrzeughersteller auf dessen Produkte angepaßt werden. Ist ein Teil defekt, so ist ein aufwendiger Austausch erforderlich, der große Kosten verursacht.The installation of such force sensors requires con structural changes to the clutch or vehicle and must be at every clutch and vehicle manufacturer whose products are customized. If a part is broken, so a complex exchange is necessary causes great costs.

Der Kraftwertgeber ist starken Witterungseinflüssen ausgesetzt und kann bei dem rauhen Transportbetrieb leicht beschädigt werden. Zur Regelung wäre auch ein Mikrocomputer denkbar. Im übrigen beeinflussen Seiten kräfte die Signale des Kraftwertgebers.The force generator is strong weather influences exposed and can with the rough transport operation easily damaged. A regulation would also be a Microcomputer conceivable. Otherwise affect pages forces the signals of the power transmitter.

Advantages of the invention

Die Bremseinrichtung mit den kennzeichnenden Merk malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß an einer genormten Schnittstelle ohne konstrukti ve Änderungen an Kupplung und Traverse, tausch- und nachrüstbar, am Zugfahrzeug ein oder mehrere Kraft wertgeber angeordnet sind und dadurch längere Zu leitungen vermieden werden, die Steckverbindungen erforderlich machen und zu weiteren Fehlerquellen führen.The braking device with the characteristic note painting the main claim has the advantage that at a standardized interface without constructi ve changes to coupling and crossbar, exchange and retrofittable, one or more power on the towing vehicle value providers are arranged and therefore longer periods cables are avoided, the plug connections make necessary and other sources of error to lead.

Die Nullung des Deichselkraftsignals ist möglich trotz der vorgespannten Kraftwertgeber und den Vor spannungsverlusten durch Setzen von Schraubver bindungen, zwischen denen die Kraftwertgeber ange ordnet sind. Durch Messung der Kraft, die durch das Spiel am Kupplungsbolzen und der Zugöse bei Wechsel von Zug- zu Schubbetrieb entsteht, läßt sich in ein facher Weise der Nullpunkt ermitteln und anpassen. Das Signal des Kraftwertgebers kann erfaßt und in einfacher Weise umgesetzt werden, so daß Signale gleicher Steigung oder häufiger auftretende gleiche Signale ermittelt werden können.Zeroing the drawbar force signal is possible despite the preloaded force transducers and the pre voltage losses due to screwing bonds between which the force transducers are attached are arranged. By measuring the force generated by the Play on the coupling pin and the towing eye when changing from train to push operation, can be integrated into one easily determine and adjust the zero point. The signal of the force transmitter can be detected and in are easily implemented so that signals same slope or the same occurring more often Signals can be determined.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the Drawing shown and in the figure description explained in more detail. Show it:

Fig. 1 die Anordnung des Kraftwertgebers; Fig. 1 shows the arrangement of the motor encoder;

Fig. 2 ein Vorspannungsdiagramm am Kraftwertgeber; Fig. 2 is a Vorspannungsdiagramm on the motor encoder;

Fig. 3 einen Kraftverlauf während der Fahrt an der Deichsel. Fig. 3 shows a force curve while driving on the drawbar.

Description of the embodiment

Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Anhängerkupplung zwischen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug. In einer Kupplung 1 mit Fangmaul ist ein Kupplungsbolzen 2 angeordnet, der eine Öse der Anhängerdeichsel 3 durch dringt, wobei die Deichsel an ihrem nicht dargestellten Ende mit einem Anhängerfahrzeug verbunden ist. Die Anhängerdeichsel 3 kann über die Deichselöse in Längs richtung des Anhängerfahrzeugs bei Schub des Anhän gerfahrzeugs einen Druck und bei Zug des Anhängerfahr zeugs Zug auf den Kupplungsbolzen und damit das Zug fahrzeug übertragen. An der Kupplung 1 ist ein Kupplungsflansch 4 angeordnet, der mit einem ge normten Lochbild versehen ist, das zu Bohrungen paßt, die an der Hecktraverse 5 eines Zugfahrzeugs ange ordnet sind. Zwischen dem Kupplungsflansch 4 und den Bohrungen der Hecktraverse 5 ist eine Meßplatte 6 mit vier Meßelementen oder vier Meßunterlagscheiben ange ordnet, die mittels vier Befestigungsschrauben 10, die durch Kupplungsflansch 4 und Hecktraverse 5 gehen, verschraubt ist. Durch die Verschraubung wird die Meßplatte 6, die als Kraftwertgeber dient, vorge spannt. Die Vorspannung kann beispielsweise einen Wert von 100 kN haben. Durch diese Vorspannung wird die Meßplatte 6 zusammengedrückt. Bei der Meßplatte 6 kann als Meßprinzip ein Dickschicht-DMS, das direkt auf Druck belastet wird, zur Anwendung kommen. Das Zusammendrücken der Meßplatte 6 führt folglich zu einem Ausgangs- bzw. Nullpunktsignal, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Im Fahrbetrieb bei Zug auf den Kupplungsbolzen werden die in der Meßplatte 6 ange ordneten, oben beschriebenen Meßelemente stärker, bei Schubbetrieb, d.h. bei Druck weniger stark belastet. Somit ist die Deichselkraft in Längsrichtung der An hängerdeichsel erfaßbar. Fig. 1 shows a known trailer coupling between the towing vehicle and the trailer vehicle. In a coupling 1 with a jaw, a coupling bolt 2 is arranged, which penetrates an eye of the trailer drawbar 3 , the drawbar being connected at its end, not shown, to a trailer vehicle. The trailer drawbar 3 can on the drawbar eye in the longitudinal direction of the trailer vehicle with push of the trailer gerfahrzeugs a pressure and train of the trailer vehicle train on the coupling bolt and thus the train vehicle. On the coupling 1 , a coupling flange 4 is arranged, which is provided with a ge standardized hole pattern that fits holes that are arranged on the rear cross member 5 of a towing vehicle. Between the coupling flange 4 and the bores of the rear crossmember 5 , a measuring plate 6 with four measuring elements or four measuring washers is arranged, which is screwed by means of four fastening screws 10 which go through the coupling flange 4 and rear crossmember 5 . By screwing the measuring plate 6 , which serves as a force transducer, pre-tensioned. The preload can have a value of 100 kN, for example. The measuring plate 6 is compressed by this bias. In the measuring plate 6 , a thick-film strain gauge, which is directly loaded under pressure, can be used as the measuring principle. The compression of the measuring plate 6 consequently leads to an output or zero point signal, as shown in FIG. 2. When driving on train on the coupling pin, the measuring elements 6 arranged in the above, measuring elements described above are more heavily loaded during overrun, ie less pressure. Thus, the drawbar force in the longitudinal direction of the trailer drawbar can be detected.

Die Schraubverbindungen setzen sich nach einem be stimmten Zeitraum, daher kann es zu Vorspannungsver lusten 7, wie in Fig. 2 gezeigt, kommen. Diese Vor spannungsverluste 7 führen zu einem beträchtlichen Offset-Fehler und einer Signalveränderung der Deichsel kraft. Die Zeitspanne zwischen zwei Zuständen mit ab gekoppeltem Anhänger kann im Extremfall ein halbes Jahr betragen, was sehr lang ist. Daher wäre ein häufiges "Nullen" des Signals erforderlich. Dieses häufige "Nullen" ist in der Praxis zu vermeiden, daher wird das Signal immer dann mittels einer ent sprechenden Schaltung zu Null gesetzt, wenn im Fahr betrieb das Spiel, das nach DIN bei Zugösen mit 40 mm Durchmesser minimal 1,5 mm beträgt, durchlaufen wird. Im übrigen ist neben dem Spiel zwischen Kupplungs bolzen 2 und einer Zugöse auch Spiel in der ganzen Verbindungsvorrichtung, z.B. durch das Deichsellager etc. vorhanden. Beim Spiel im Kupplungsbolzen ist das Signal 8 über einen bestimmten Zeitraum konstant, wie Fig. 3 zeigt. Eine elektronische Einrichtung, die dieses Signal 8 erfaßt, setzt jeweils den Nullpunkt des Signals in dieser Größe fest, wobei das Signal 8 des Spiels mit einer gewissen Bandbreite erfaßbar ist, um sonstige kleinere Störungen auszuschalten. Gleiche Steigung des Signals vor und nach dem Nulldurchgang kann zu dessen sicherer Identifizierung herangezogen werden.The screw connections settle after a certain period of time, so there can be loss of preload 7 , as shown in FIG. 2. This before voltage losses 7 lead to a considerable offset error and a signal change in the drawbar force. In extreme cases, the time span between two states with a trailer disconnected can be half a year, which is very long. Therefore, frequent "zeroing" of the signal would be required. This frequent "zeroing" is to be avoided in practice, therefore the signal is always reset to zero by means of a corresponding circuit when the play in driving operation, which according to DIN is at least 1.5 mm for towing eyes with a 40 mm diameter is going through. In addition to the game between the coupling pin 2 and a towing eye, there is also play in the entire connecting device, for example through the drawbar bearing etc. When there is play in the coupling pin, the signal 8 is constant over a certain period of time, as shown in FIG. 3. An electronic device which detects this signal 8 sets the zero point of the signal in this size, the signal 8 of the game being detectable with a certain bandwidth in order to eliminate other minor disturbances. The same slope of the signal before and after the zero crossing can be used to reliably identify it.

Die Signale können statistisch ausgewertet und rech nerisch auf Plausibilität untersucht werden, um falsches Nullsetzen auszuschließen.The signals can be statistically evaluated and calculated to be checked for plausibility exclude false zeroing.

Eine Nullung des Signals ist auch möglich, wenn kein Anhänger an das Zugfahrzeug angekoppelt ist.The signal can also be zeroed if none Trailer is coupled to the towing vehicle.

Diese Anordnung bietet auch die Möglichkeit des Er kennens, ob ein Anhänger angekuppelt ist oder nicht. Falls kein Anhänger angekuppelt ist, kann das Sensor signal, das vom Deichselkraftsensor kommt, zu Null ge setzt werden. Zur Erkennung, ob ein Anhänger ange kuppelt ist oder nicht, können folgende Bedingungen angewandt werden:This arrangement also offers the possibility of the Er know whether a trailer is coupled or not. If no trailer is coupled, the sensor can signal coming from the drawbar force sensor is zero be set. To detect whether a trailer is attached is coupled or not, the following conditions be applied:

Erste Bedingung ist, daß das Signal vom ABS-Dreh zahlfühler meldet, daß sich das Fahrzeug mit einer Mindestgeschwindigkeit bewegt und zweite Bedingung ist, daß sich das Signal des Deichselkraftsensors, innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, zwischen einem oberen und unteren eng beieinander liegenden Grenz wert bewegt, folglich näherungsweise konstant bleibt.The first condition is that the signal from the ABS rotation Number sensor reports that the vehicle is with a Minimum speed moves and second condition is that the signal from the drawbar force sensor within a certain period of time, between one upper and lower closely related limits value moves, consequently remains approximately constant.

Falls das Signal des Sensors, der die Deichselkraft erfaßt, zwischen einem Zeitpunkt t _o, zu dem das Fahr zeug nach der Information des ABS-Sensors steht, und einem Zeitpunkt t ₁, zu dem das Zugfahrzeug fährt (erste Bedingung) die zweite Bedingung erfüllt, ist kein Anhänger angekoppelt.If the signal of the sensor, which detects the drawbar force, between a time t _o at which the vehicle is standing according to the information from the ABS sensor and a time t ₁ at which the towing vehicle is traveling (first condition) fulfills the second condition , no trailer is coupled.

Vergleichbares gilt für zwei Zeitpunkte t ₁ und t _2, zu denen das Fahrzeug mit unterschiedlichen Geschwin digkeiten fährt.The same applies to two times t ₁ and t _2, at which the vehicle runs at different speeds.

Bei dieser Anordnung können die bereits vorhandenen Signale zur Anhängererkennung verwendet werden, wobei keine zusätzlichen Einrichtungen notwendig sind.With this arrangement, the existing ones Signals for trailer detection are used, whereby no additional facilities are necessary.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the features shown in the drawing can both individually as well as in any combination with each other be essential to the invention.

Claims

1. Braking device, each with a braking system on a towing vehicle and a trailer vehicle, a force transducer which detects tensile and compressive forces on a drawbar and a coupling and the electrical properties of which are pressure-dependent and a control device for influencing the braking system, characterized in that one or more Force transducers ( 6 ) between a coupling flange ( 1 ) of the coupling and a crossbar ( 5 ) are arranged on the towing vehicle and a device for zeroing the drawbar signal is provided.

2. Braking device according to claim 1, characterized in that the force transducer ( 6 ) are four measuring washers.

3. Braking device according to claim 1, characterized in that the force transducer ( 6 ) an inte grated measuring plate with four or more measuring elements and four for these measuring elements are through holes.

4. Braking device according to claim 2 or 3, characterized in that the force transducer ( 6 ) between the coupling flange and crossbar are biased.

5. Braking device according to claim 4, characterized in that a device for determining the zero point of the drawbar force signal detects the drawbar force at the time of the game when changing from pull to push operation in the towing eye and the coupling bolt ( 2 ) and this signal to zero puts.

6. Braking device according to claim 5, characterized in that a device for determining the zero point of the drawbar force signal detects several signals with the same values over a certain period of time ( 8 ) and sets to zero.

7. Braking device according to claim 6, characterized in that a device for determining the zero point uses the fact of the same slope of the signal before and after a signal with the same values ( 8 ) for reliable detection of the zero point.

8. Braking device according to claim 7, characterized records that drawbar force signals over longer Periods recorded and statistically evaluated who and the zero point is obtained from these signals can be.

9. Braking device according to claim 8, characterized records that a device for detecting a coupled trailer the signals of ABS rotation number sensor and the drawbar force signal via one determined period and processed to a hitched trailer in an ad report or to when the trailer is not coupled to set the drawbar force signal to zero.