DE9301732U1 - Device for monitoring the position of a trailer towed by a towing vehicle - Google Patents
Device for monitoring the position of a trailer towed by a towing vehicleInfo
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Description
Vorrichtung zur überwachung der Position eines von einem Zugfahrzeug gezogenen Anhängers Device for monitoring the position of a trailer towed by a towing vehicle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Position eines von einem Zugfahrzeug gezogenen Anhängers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for monitoring the position of a trailer pulled by a towing vehicle according to the preamble of claim 1.
Das Zurücksetzen eines Gespanns, bestehend aus einem Zugfahrzeug mit einem geschlossenen Aufbau und einem schmalen Anhänger, erweist sich als äußerst schwierig, da sich der Anhänger dem Blickfeld des Fahrers weitgehend entzieht. Der Fahrer kann den Anhänger beim Zurücksetzen erst dann erkennen, wenn der Anhänger schon einen Einschlagwinkel erreicht hat, der ein weiteres Zurücksetzen unmöglich macht. Ähnliche Probleme treten beim Wenden eines Gespanns auf. Für den Fahrer des Zugfahrzeugs ist der Einschlagwinkel des Anhängers nur sehr schwierig abzuschätzen. Ist der EinschlagwinkelReversing a combination consisting of a towing vehicle with a closed body and a narrow trailer is extremely difficult, as the trailer is largely hidden from the driver's field of vision. The driver can only see the trailer when reversing if the trailer has already reached a turning angle that makes further reversing impossible. Similar problems occur when turning a combination. It is very difficult for the driver of the towing vehicle to estimate the turning angle of the trailer. If the turning angle
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zwischen Zugfahrzeug und Anhänger aber zu groß, besteht die Gefahr, daß die Stoßstange des Zugfahrzeugs durch die Deichsel des Anhängers beschädigt wird.However, if the gap between the towing vehicle and the trailer is too large, there is a risk that the bumper of the towing vehicle will be damaged by the drawbar of the trailer.
Um die Position des Anhängers beim Zurücksetzen und Wenden des Gespanns überwachen zu können, ist es bekannt, an dem Heck des Zugfahrzeugs eine Videokamera zu montieren. Der Fahrer kann dann den Anhänger auf einem zugehörigen Monitor beobachten. Die Videoüberwachung erfordert aber einen hohen technischen Aufwand.In order to be able to monitor the position of the trailer when reversing and turning the vehicle, it is common practice to mount a video camera on the rear of the towing vehicle. The driver can then observe the trailer on an associated monitor. However, video surveillance requires a high level of technical effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit verhältnismäßig geringem technischem Aufwand eine Vorrichtung zu schaffen, die dem Fahrer das Zurücksetzen und Wenden eines Gespanns erleichtert.The invention is based on the object of creating a device with relatively little technical effort that makes it easier for the driver to reverse and turn a vehicle combination.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Diskriminatorschaltung auf, die die von dem Meßfühler abgegebene elektrische Größe, vorzugsweise eine elektrische Spannung, bewertet. Liegt die gemessene Größe unterhalb einer ersten Bezugsgröße, die dem maximalen Einschlagwinkel, beispielsweise beim Linksabbiegen, entspricht, so liefert die Diskriminatorschaltung ein erstes Steuersignal. Für den Fall, daß die gemessene Größe oberhalb einer zweiten Bezugsgröße liegt, die einem maximalen Einschlagwinkel, beispielsweise beim Rechtsabbiegen, entspricht, so liefert die Diskriminatorschaltung ein zweites Steuersignal. Liegt die elektrische Größe innerhalb des von den beiden Grenzwerten gebildeten Fensters, so erfolgt die Ausgabe eines dritten Steuersignals. Diese drei Zustände werden dem Fahrer des Zugfahrzeugs auf einer Anzeigeeinheit optischThe device according to the invention has a discriminator circuit that evaluates the electrical quantity, preferably an electrical voltage, emitted by the sensor. If the measured quantity is below a first reference quantity that corresponds to the maximum turning angle, for example when turning left, the discriminator circuit delivers a first control signal. If the measured quantity is above a second reference quantity that corresponds to a maximum turning angle, for example when turning right, the discriminator circuit delivers a second control signal. If the electrical quantity is within the window formed by the two limit values, a third control signal is output. These three states are visually displayed to the driver of the towing vehicle on a display unit.
und/oder akustisch angezeigt, die die drei Steuersignale empfängt. Die Anzeigeeinheit ermöglicht es dem Fahrer, die Position des Anhängers auf einfache Weise zu überwachen. Solange der Einschlagwinkel des Anhängers zwischen den beiden Grenzwerten liegt, kann der Fahrer ohne Bedenken wenden bzw. zurücksetzen. Wenn die beiden Grenzwerte überschritten werden und die Gefahr einer Beschädigung des Zugfahrzeugs durch den Anhänger droht, kann der Fahrer entsprechend gegenlenken. Die Vorrichtung läßt sich mit verhältnismäßig geringem technischem Aufwand herstellen und arbeitet sehr störunanfällig. and/or acoustically displayed, which receives the three control signals. The display unit enables the driver to easily monitor the position of the trailer. As long as the steering angle of the trailer is between the two limit values, the driver can turn or reverse without any concerns. If the two limit values are exceeded and there is a risk of the trailer damaging the towing vehicle, the driver can countersteer accordingly. The device can be manufactured with relatively little technical effort and is very trouble-free.
Der Meßfühler zur Erfassung des Einschlagwinkels ist vorteilhafterweise ein als Spannungsteiler beschaltetes Drehpotentiometer. An dem Schleifkontakt des Potentiometers, das vorzugsweise eine lineare Widerstandskurve hat, liegt als elektrische Größe eine dem Einschlagwinkel proportionale Spannung an.The sensor for detecting the steering angle is advantageously a rotary potentiometer wired as a voltage divider. A voltage proportional to the steering angle is applied as an electrical quantity to the sliding contact of the potentiometer, which preferably has a linear resistance curve.
Die Drehachse des in einem Gehäuse geschützt untergebrachten Meßfühlers ist vorteilhafterweise mit einem teleskopartig verlängerbaren Hebelarm gelenkig verbunden, dessen freies Ende an dem Anhänger, vorzugsweise an der Deichsel des Anhängers, montierbar ist. Das Gehäuse des Drehpotentiometers ist mit geeigneten Befestigungsmitteln an dem Zugfahrzeug, vorzugsweise an dessen Anhängerkupplung, montierbar. Erfolgt nun eine Schwenkbewegung der Deichsel des Anhängers um die durch den Drehpunkt der Anhängerkupplung verlaufende Achse, so wird diese Bewegung auf den Hebelarm und somit auf die Drehachse des Potentiometers übertragen. Da der Hebelarm teleskopisch verlängerbar ist, brauchen die Drehpunkte des Anhängers und des Potentiometers nicht identisch zu sein. Die teleskopartige Verlängerung des Hebelarms gleicht Längenunterschiede aus.The axis of rotation of the sensor, which is protected in a housing, is advantageously connected in an articulated manner to a lever arm that can be extended telescopically, the free end of which can be mounted on the trailer, preferably on the drawbar of the trailer. The housing of the rotary potentiometer can be mounted on the towing vehicle, preferably on its trailer coupling, using suitable fastening means. If the drawbar of the trailer now pivots around the axis that runs through the pivot point of the trailer coupling, this movement is transferred to the lever arm and thus to the axis of rotation of the potentiometer. Since the lever arm can be extended telescopically, the pivot points of the trailer and the potentiometer do not need to be identical. The telescopic extension of the lever arm compensates for differences in length.
Der teleskopartig verlängerbare Hebelarm erweist sich aber auch für den Fall als besonders vorteilhaft, daß die Drehpunkte identisch sind. Die teleskopartige Verlängerung ist auch in der Lage, Längenänderungen auszugleichen, die auf unterschiedliche Beladungszustände oder auf die Beschaffenheit der befahrenen Straße zurückzuführen sind.The telescopically extendable lever arm also proves to be particularly advantageous in the case that the pivot points are identical. The telescopic extension is also able to compensate for changes in length that are due to different loading conditions or the condition of the road being traveled on.
Zur Anzeige der genauen Position des Anhängers, d.h. der Größe des Einschlagwinkels, ist vorteilhafterweise ein Meßinstrument vorgesehen, das die Höhe der an den Schleifkontakt des Drehpotentiometers anliegenden Spannung mißt. Bei einem Drehpotentiometer mit linearer Widerstandskurve ist der Ausschlag des Instruments direkt proportional zum Einschlagwinkel des Anhängers.To indicate the exact position of the trailer, i.e. the size of the steering angle, it is advantageous to provide a measuring instrument that measures the level of the voltage applied to the sliding contact of the rotary potentiometer. In a rotary potentiometer with a linear resistance curve, the deflection of the instrument is directly proportional to the steering angle of the trailer.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In the following, an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger bestehenden Gespanns in der Draufsicht,Fig. 1 is a schematic representation of the combination consisting of a towing vehicle and a trailer in plan view,
Fig. 2 den an der Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs montierten Meßfühler mit Hebelarm,Fig. 2 the sensor with lever arm mounted on the trailer coupling of the towing vehicle,
Fig. 3 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung undFig. 3 is a schematic diagram of the device according to the invention and
Fig. 4 einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 4 shows a circuit diagram of the device according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des aus einem Zugfahrzeug 1 und einem einachsigen Anhänger 3 bestehenden Gespanns. Der Einschlagwinkel zwischen der Querachse 5 des Zugfahrzeugs 1 und der Längsachse 7 des Anhängers 3 ist in Fig. 1 mit &agr; bezeichnet. Mit 3 und 31 sind die Grenzwinkel bezeichnet, bei denen der Anhänger 3 an dem Zugfahrzeug 1 anschlagen kann. Diese Position ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet. Liegt der Einschlagwinkel &agr; zwischen den beiden Grenzwinkeln 3 und 31 , ist eine Kollision nicht zu befürchten.Fig. 1 shows a schematic representation of the combination consisting of a towing vehicle 1 and a single-axle trailer 3. The turning angle between the transverse axis 5 of the towing vehicle 1 and the longitudinal axis 7 of the trailer 3 is designated α in Fig. 1. 3 and 3 1 designate the limit angles at which the trailer 3 can strike the towing vehicle 1. This position is indicated in dashed lines in Fig. 1. If the turning angle α is between the two limit angles 3 and 3 1 , there is no risk of a collision.
Der Einschlagwinkel &agr; des Anhängers 1 wird von einem Drehpotentiometer 9 erfaßt. Das Drehpotentiometer 9 ist in einem Gehäuse 11 feuchtigkeitsdicht gekapselt, das mit zwei Schellen 13 an der Anhängerkupplung 15 des Zugfahrzeugs befestigt ist (Fig. 2). Diese Art der Befestigung erfordert keinen Eingriff in das Fahrzeug und verringert damit den Aufwand beim Einbau. Auch die Demontage kann mit wenigen Handgriffen erfolgen, für den Fall, daß das Gerät eine Zeitlang nicht oder an einem anderen Fahrzeug benötigt wird.The steering angle α of the trailer 1 is detected by a rotary potentiometer 9. The rotary potentiometer 9 is encapsulated in a moisture-tight housing 11, which is attached to the trailer coupling 15 of the towing vehicle with two clamps 13 (Fig. 2). This type of attachment does not require any intervention in the vehicle and thus reduces the effort required for installation. Dismantling can also be carried out in a few simple steps in the event that the device is not needed for a while or is needed on another vehicle.
Die Drehachse 17 des Potentiometers 9 ist aus dem Gehäusedeckel 19 herausgeführt und liegt vorteilhafterweise auf der durch den Kugelkopf 21 der Anhängerkupplung verlaufenden Achse, so daß die Drehpunkte des Potentiometers und des Anhängers identisch sind. Die Achse 17 des Potentiometers ist mit einem teleskopartig verlängerbaren Hebelarm 2 3 gelenkig verbunden. Die Gelenkverbindung 25 des Hebelarms soll vertikale Schwingungen des Gespanns von der Potentiometerachse 17 fernhalten. An dem Kupplungsteil 27 des Anhängers 3 ist ein Winkelstück 29 angebracht, das eine Befestigungsvorrichtung 31 für das freie Ende des Hebelarms 23 trägt. Die Befestigungsvorrichtung 31 weist eine KugelpfanneThe axis of rotation 17 of the potentiometer 9 is led out of the housing cover 19 and is advantageously located on the axis running through the ball head 21 of the trailer coupling, so that the pivot points of the potentiometer and the trailer are identical. The axis 17 of the potentiometer is connected in an articulated manner to a telescopically extendable lever arm 23. The articulated connection 25 of the lever arm is intended to keep vertical vibrations of the trailer away from the potentiometer axis 17. An angle piece 29 is attached to the coupling part 27 of the trailer 3, which carries a fastening device 31 for the free end of the lever arm 23. The fastening device 31 has a ball socket
33 auf, in die der an dem freien Ende des Hebelarms 23 vorgesehene Kugelkopf 35 eingesetzt ist. Durch eine in Fig. 2 nicht dargestellte den Kugelkopf seitlich umfassende Pfanne wird der Kugelkopf am Herausfallen gehindert. Die seitliche Pfanne kann durch einen konischen Stift an den Kugelkopf gepreßt bzw. zum Lösen der Verbindung zurückgezogen werden. Der Stift ist durch eine Feder gesichert. Diese Befestigungsvorrichtung, die auch bei Segelflugzeugen zum Anschluß der Ruder Verwendung findet, erlaubt ein schnelles Befestigen bzw. Lösen des Hebelarms 2 3 beim Ankuppeln bzw. Abkuppeln des Anhängers 3.33, into which the ball head 35 provided at the free end of the lever arm 23 is inserted. The ball head is prevented from falling out by a socket (not shown in Fig. 2) that surrounds the ball head on the side. The side socket can be pressed onto the ball head by a conical pin or pulled back to release the connection. The pin is secured by a spring. This fastening device, which is also used in gliders to connect the rudders, allows the lever arm 2 3 to be quickly attached or released when coupling or uncoupling the trailer 3.
Das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Die beiden äußeren Anschlußklemmen des als Spannungsteiler beschalteten Drehpotentiometers 9 liegen zwischen der positiven Versorgungsspannung und der Fahrzeugmasse. An dem Schleifkontakt des Potentiometers 9 läßt sich bei einer Bordspannung von 12 V in Abhängigkeit von der Drehstellung bzw. dem Einschlagwinkel eine Spannung zwischen 0 und 12 V abgreifen. Die Auswertung des Meßfühlersignals erfolgt mit einem Fensterdiskriminator 37. Der an die Versorgungsspannung angeschlossene Fensterdiskriminator 37 weist drei Eingänge 39,41,43 und drei Ausgänge 39',41',43' auf. Der Eingang 41 ist mit dem Schleifkontakt des Drehpotentiometers 9 verbunden. Die anderen beiden Eingänge 39,43 sind mit den Schleifkontakten von zwei weiteren Drehwiderständen P1 und P2 verbunden, mit denen sich eine obere und eine untere Grenzspannung, die dem linken und rechten Grenz-Einschlagwinkel 3 , &bgr; ' entsprechen, einstellen lassen. Der Winkeldiskriminator 37 prüft nun, ob die an dem Potentiometer 9 anliegende Spannung oberhalb, innerhalb oder unterhalb des Fensters liegt, das von der oberen und der unteren Grenzspannung begrenzt wird. An den AusgängenThe basic circuit diagram of the device according to the invention is shown in Fig. 3. The two outer connection terminals of the rotary potentiometer 9, which is connected as a voltage divider, are located between the positive supply voltage and the vehicle ground. At an on-board voltage of 12 V, a voltage between 0 and 12 V can be tapped at the sliding contact of the potentiometer 9, depending on the rotational position or the steering angle. The sensor signal is evaluated using a window discriminator 37. The window discriminator 37, which is connected to the supply voltage, has three inputs 39, 41, 43 and three outputs 39', 41', 43'. The input 41 is connected to the sliding contact of the rotary potentiometer 9. The other two inputs 39,43 are connected to the sliding contacts of two further rotary resistors P 1 and P 2 , with which an upper and a lower limit voltage can be set, which correspond to the left and right limit turning angle 3, β '. The angle discriminator 37 now checks whether the voltage applied to the potentiometer 9 is above, within or below the window, which is limited by the upper and lower limit voltage. At the outputs
39',41',43' des Diskriminators 37 liegen den drei Zuständen entsprechende Steuersignale zur Ansteuerung einer aus drei Leuchtdioden bestehenden optischen Anzeigeeinheit 45.39',41',43' of the discriminator 37 contain control signals corresponding to the three states for controlling an optical display unit consisting of three light-emitting diodes 45.
Fig. 4 zeigt einen detaillierten Schaltplan der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Als Fenster-Diskriminator 37 wird die integrierte Schaltung TCA 9 65 verwendet. Diese Schaltung vergleicht die an dem Drehwiderstand P., abgegriffene Spannung mit den durch die beiden in Serie geschalteten Drehwiderständen P- und P_ eingestellten Schwellspannungen, die das Fenster begrenzen. Je nach dem Ergebnis des Vergleichs gibt die integrierte Schaltung an, ob die Spannung innerhalb des Fensters oder außerhalb des Fensters liegt, im letzteren Fall auch, ob sie ober- oder unterhalb des Fensterbereichs liegt. Diese drei Zustände werden durch die aus den drei Leuchtdioden 47,49,51 bestehende Anzeigeeinheit 45 und durch einen Summer 5 3 angezeigt. So wird der Ausgang 39' des Diskriminators 37 aktiv, wenn die untere Schwellspannung unterschritten wird. Ausgang 41' wird aktiv, wenn der Wert über der oberen Schwellspannung liegt. Befindet sich die Eingangsspannung am Eingang 41 des Diskriminators innerhalb des Fensters, dann wird Ausgang 43' aktiv, liegt sie außerhalb, so wird Ausgang 55 und somit der Summer 53 aktiv. Die grüne Leuchtdiode 51 leuchtet also auf, wenn sich der Anhänger innerhalb des durch die Winkel ß und 3' begrenzten Fensters befindet. Die beiden roten Leuchtdioden 47,49 leuchten auf, wenn der Anhänger dieses Fenster links oder rechts verläßt.Fig. 4 shows a detailed circuit diagram of the device according to the invention. The integrated circuit TCA 9 65 is used as the window discriminator 37. This circuit compares the voltage tapped at the rotary resistor P., with the threshold voltages set by the two rotary resistors P- and P_ connected in series, which limit the window. Depending on the result of the comparison, the integrated circuit indicates whether the voltage is within the window or outside the window, in the latter case also whether it is above or below the window range. These three states are displayed by the display unit 45 consisting of the three LEDs 47, 49, 51 and by a buzzer 5 3. The output 39' of the discriminator 37 is active when the lower threshold voltage is undershot. Output 41' is active when the value is above the upper threshold voltage. If the input voltage at input 41 of the discriminator is within the window, then output 43' is activated; if it is outside, then output 55 and thus buzzer 53 are activated. The green LED 51 lights up when the trailer is within the window defined by angles ß and 3'. The two red LEDs 47, 49 light up when the trailer leaves this window to the left or right.
Zwischen dem Eingang 41 des Diskriminators 37 und Massepotential liegt ein Drehspulinstrument 57. Bei einer linearen Widerstandskurve des Drehpotentiometers 9 ist der Ausschlag des Instruments direkt proportional zumA moving coil instrument 57 is connected between the input 41 of the discriminator 37 and ground potential. With a linear resistance curve of the rotary potentiometer 9, the deflection of the instrument is directly proportional to the
Einschlagwinkel des Anhängers. Dadurch wird ein direkter Schluß von der Anzeige auf die momentane Position des Anhängers möglich. Das zwischen dem Schleifkontakt des Potentiometers 9 und Massepotential geschaltete Trimmpotentiometer P-. dient dazu, die Schaltung so zu eichen, daß bei Geradeausfahrt des Gespanns der Zeiger des Drehspulinstruments 57 genau in Mittelstellung steht. P„ und P_ ermöglichen eine individuelle Einstellung der Schwellspannungen bzw. der Grenz-Einschlagwinkel ß, 3', bei denen eine Warnung erfolgen soll.Steering angle of the trailer. This makes it possible to draw a direct conclusion from the display about the current position of the trailer. The trim potentiometer P-. connected between the sliding contact of the potentiometer 9 and ground potential serves to calibrate the circuit so that when the trailer is travelling straight ahead the pointer of the moving coil instrument 57 is exactly in the middle position. P” and P_ enable individual setting of the threshold voltages or the limit steering angle ß, 3' at which a warning should be issued.
Claims (4)
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Country Status (1)
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1993
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