EP1673274A1 - Semitrailer train comprising a signal transmitter - Google Patents

Semitrailer train comprising a signal transmitter

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Publication number
EP1673274A1
EP1673274A1 EP04765771A EP04765771A EP1673274A1 EP 1673274 A1 EP1673274 A1 EP 1673274A1 EP 04765771 A EP04765771 A EP 04765771A EP 04765771 A EP04765771 A EP 04765771A EP 1673274 A1 EP1673274 A1 EP 1673274A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
trailer
towing vehicle
semitrailer
power supply
control data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04765771A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ottmar Gehring
Harro Heilmann
Andreas Schwarzhaupt
Gernot Spiegelberg
Armin Sulzmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1673274A1 publication Critical patent/EP1673274A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60D—VEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/58—Auxiliary devices
    • B60D1/62—Auxiliary devices involving supply lines, electric circuits, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D53/00—Tractor-trailer combinations; Road trains
    • B62D53/04—Tractor-trailer combinations; Road trains comprising a vehicle carrying an essential part of the other vehicle's load by having supporting means for the front or rear part of the other vehicle
    • B62D53/08—Fifth wheel traction couplings

Definitions

  • the invention relates to a tractor-trailer with a towing vehicle, a trailer and a fifth wheel coupling, which has a coupling part assigned to the towing vehicle and a trailer for the mechanical connection between the towing vehicle and the trailer, a control device for controlling components of the trailer being provided on the towing vehicle and the trailer has data lines for the transmission of the control data and power supply lines for the components and the coupling part assigned to the towing vehicle has a fifth wheel plate and the coupling part assigned to the trailer is designed as a matching coupling pin.
  • the invention further relates to a towing vehicle suitable for use in the articulated lorry with a wireless signal transmitter or the trailer suitable for this.
  • components are increasingly operated electronically via control devices in the towing vehicle.
  • Such components can be braking systems for the trailer, electrically operated air pressure systems and all electrical actuators in the trailer.
  • sensors for monitoring or diagnosing the trailer or the products transported therein can also be controlled via a control device in the towing vehicle.
  • Such components are controlled in conventional articulated vehicles by control signals which a wired line is transferred from the towing vehicle to the trailer.
  • DE 197 03 144 C2 discloses a towing vehicle with a semi-trailer which is equipped with a reversing aid controlled by the towing vehicle. If the truck resets, a switch on the reversing light is closed, which simultaneously supplies an indicator in the towing vehicle with voltage. The signals from the reversing aid coming from the semitrailer are then evaluated via a control unit and transmitted for display in the towing vehicle. The data is forwarded serially for display via a two-wire supply line. The towing vehicle is connected to the trailer via plug connections. The signal of the reversing aid is applied to the electrical supply line of the reversing light, i.e. H. modulated onto the supply voltages there using a special modulation method.
  • a frequency shift keying (FSK) method for modulation is proposed.
  • the supply voltage of the reversing light acts as a carrier signal, onto which the different control data are modulated.
  • the signals are output by the sensors of the reversing control unit of the towing vehicle on the supply line to the right turn signal, which is connected to the indicator light on the trailer.
  • the signal of the reversing aid can be transmitted to the existing supply line and the connector on the coupling between the towing vehicle and the trailer and can be shown there in the display.
  • EP 0 425 766 B1 discloses an electrical brake control for motor vehicles with a mechanical trailer or fifth wheel coupling with a standard plug-in device for the transmission of the electrical signals to the trailer.
  • a socket is provided, which must be electrically connected when the trailer is connected to the towing vehicle.
  • the necessary control signal for the trailer's braking system is then transmitted via the coupling interface.
  • a vehicle diagnostic system is provided in the trailer, which is capable of diagnosing at least the brake pressure regulator, but possibly also the electronic regulator with the connected peripheral devices. For this diagnostic purpose, data exchange between the diagnostic system of the towing vehicle and the brake pressure regulator in the trailer is required.
  • a bidirectional data transmission via the plug connector is provided between the towing vehicle and the semi-trailer, the messages being transmitted in the form of data blocks, similarly to data buses.
  • a voltage generator is provided in the towing vehicle for generating a periodically fluctuating energy signal
  • a first transmitter is arranged in the area of the fifth wheel of the towing vehicle in order to transmit the energy signal to a second transmitter in the area of the coupling pin of the trailer, the total signal transmitted by inductive coupling for Power supply of a component is present on the power supply line of the trailer.
  • control signals can also be modulated onto the carrier voltage.
  • the voltage generator in the towing vehicle can either generate a real AC voltage with an alternating voltage sign, as is guaranteed, for example, by a sine function, or the periodically fluctuating energy signal is generated by superimposing AC voltage and DC current, so that the voltage between zero potential and a positive potential fluctuates.
  • the transformer then couples a pure AC voltage into the transformer on the trailer and, depending on the component to be supplied in the trailer, this is then rectified or, for example, lamps can also be controlled by AC voltage.
  • the particularly advantageous energy transmission from the towing vehicle to the semi-trailer means that there is no need for a separate generator in the semi-trailer and there is also no need for a connector between the towing vehicle and the semi-trailer, since the energy is transmitted inductively between the towing vehicle and the semi-trailer.
  • the voltage generator in the towing vehicle generates, for example, a sinusoidal carrier signal, which may be superimposed with a DC voltage to generate a periodically fluctuating DC voltage signal.
  • a rectifier can then optionally be provided in the trailer, which rectifies the power supply voltage transmitted by the transformer in converts current so that the component of the trailer can be supplied with DC voltage.
  • a signal modulator is additionally provided in the towing vehicle, which modulates the control data onto the energy signal functioning as a carrier signal and transmits it to the first transmitter in the area of the fifth wheel of the towing vehicle.
  • the carrier signal with the modulated control data is transmitted to a second transmitter in the region of the coupling pin of the trailer, a demodulator being provided in the trailer in order to separate the control data of the overall signal transmitted by inductive coupling from an energy-carrying power supply voltage which is used to supply power to a component on the Power supply line of the trailer is present.
  • control data of the control device of the towing vehicle are modulated onto the carrier signal and transmitted wirelessly to the trailer.
  • the demodulator then separates the control data into the control data and the energy-carrying power supply voltage on the side of the trailer, so that on the one hand the component is supplied with current from the overall signal and on the other hand the control data for the components are generated.
  • This can be done without a wired transmission from the towing vehicle to the trailer by inductive coupling between the two transmitters.
  • a plug-in connector which transmits the signals between the towing vehicle and the trailer in a wired manner.
  • the transmitter in the saddle plate of the towing vehicle is a toroidal coil, the linear or curved longitudinal axis of which is essentially parallel is arranged to the saddle plate.
  • the transmitter in the region of the coupling pin of the trailer can also be an annular coil, the straight or curved axis of which is arranged essentially parallel to the plane of the fifth wheel plate when the semitrailer is coupled.
  • the ring coil of the second transformer is also arranged parallel to the ring coil of the first transformer, so that an optimal inductive coupling can take place.
  • the transmitter can be bent in a U-shape and attached below or above the saddle plate, optionally in a groove. The second transmitter is then preferably fastened in a groove on the coupling pin of the trailer, so that the transmitters are arranged close to one another in the coupled state of the semitrailer.
  • the antenna can be designed as an antenna, which are arranged in the area of the saddle plate or on the trailer and are designed to transmit the energy signal, which also functions as a carrier signal, to the trailer.
  • the received and demodulated control data is converted by a control unit into the signals required in the trailer with regard to signal level and data format, so that, for example, a CAN data bus can transmit the control data to components such as brakes, indicators, reversing lights and similar components.
  • the scope of protection of the present invention also relates to the towing vehicle of the tractor-trailer alone, insofar as the towing vehicle is suitable for a tractor-trailer according to the invention.
  • the towing vehicle has a fifth wheel coupling with a fifth wheel plate for the mechanical connection between the towing vehicle and the trailer, a control device for controlling components of the trailer being provided on the towing vehicle.
  • a data line is provided for transmitting the control data to the trailer and a power supply line is provided for transmitting the power supply to the components of the trailer.
  • a voltage generator for generating a periodically fluctuating carrier signal is provided in the towing vehicle and a first transmitter is arranged in the area of the fifth wheel of the towing vehicle in order to transmit the carrier signal in the area of a coupling pin of a trailer in order to generate an energy-carrying signal from the signal transmitted by inductive coupling Generate power supply voltage for a component in the trailer.
  • the towing vehicle is characterized by the features that are required for the tractor-trailer according to the invention.
  • This includes the transmitter in the area of the saddle plate, which is designed as an antenna or toroidal coil, the straight or curved longitudinal axis of which is arranged essentially parallel to the plane of the saddle plate.
  • the signal modulator is provided, which modulates the control data onto the carrier signal. The total signal with the modulated control data is then transmitted to the trailer by means of an inductive coupling via a transmitter of the towing vehicle.
  • the trailer is characterized in that a transformer is provided in order to generate an energy-carrying power supply voltage from the overall signal transmitted by inductive coupling from a towing vehicle, which voltage voltage is present on the power supply line of the trailer to supply power to a component.
  • the component is in particular a sensor or actuator that is used to operate the trailer is required.
  • a demodulator is provided in the trailer in order to separate the control data of a towing vehicle for a component in the trailer in the overall signal transmitted by inductive coupling.
  • a battery that is charged by the energy-carrying power supply voltage is preferably fed by the power supply signal obtained in the trailer.
  • the invention further develops conventional semitrailer trucks in that the energy for components of the trailer is made available via inductive coupling, so that no additional energy supply has to be present in the trailer. Furthermore, a control signal for controlling the components of the trailer can be modulated and the control signal is used for controlling the components after demodulation.
  • the control data are, for example, switch-on and switch-off signals for a component, but physical signals from a sensor in the towing vehicle are also transmitted in coded form to the component in the trailer.
  • the modulation can be, for example, frequency modulation or pulse code modulation, which is transmitted to the preferably sinusoidal carrier signal, possibly with a DC voltage superimposition.
  • FIG. 1 shows a semitrailer with a fifth wheel and the wireless signal transmission device arranged thereon and
  • Fig. 2 is a view of the fifth wheel with a first transmitter and the coupling pin attached to the trailer with a second transmitter according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a semitrailer 1 with a vehicle 2 and a trailer 3 coupled to it.
  • a fifth wheel 4 is provided between the tractor 2 and the trailer 3 in order to mechanically connect the tractor 2 and the trailer 3.
  • the fifth wheel coupling 4 consists of a fifth wheel plate 5, which is attached to the towing vehicle 2, and a coupling pin 6, which is attached to the trailer 3.
  • a wireless communication and energy transmission device is provided, which consists of a first transmitter 7 and a second transmitter 8.
  • a control device 10 is provided in the towing vehicle 2 for controlling components 9 arranged inside the trailer 3, for example an actuator such as a compressor for the brake system of the trailer 3 or a sensor which detects the temperature in the trailer.
  • the control device 10 is coupled to other control devices via a data bus, for example a CAN data bus or a Flex-Ray data bus.
  • the data bus 11 is additionally provided in order to transmit control data or control messages from the control unit 10 to a control device 12 coupled to the first transmitter 7.
  • the transmitter 7 is fed via the control device 12 with an energy or carrier signal from a battery 13, so that the energy or. Carrier signal can be transmitted to the first transmitter 7 to the second transmitter 8 in the region of the coupling pin 6.
  • a power supply line 14 is mounted in the towing vehicle 2.
  • a further control device 15 which is arranged within the trailer 3, is connected to the second transmitter 8.
  • the component 9 is supplied with energy via the power supply line 16, while the control data are connected to the component 9 via a data bus 17 or a corresponding control line.
  • control data for controlling, for example, the brake system or the brake lamps are provided and transmitted to the component 9 in the region of the trailer 3.
  • the energy-carrying component i.e. H. transmit the battery signal from the battery 13 to the component 9 via the transmitters 7, 8.
  • the transmitter 7 receives a periodically fluctuating energy signal via the control device and the associated battery 13, the two transmitters 7, 8 interacting like a transformer, so that only an alternating voltage is applied to the transmitter 8 by inductive coupling.
  • the periodically fluctuating energy signal can be an alternating signal, for example a sinusoidal alternating voltage signal.
  • the periodically fluctuating energy signal can also be a DC voltage signal that arises from the fact that an alternating signal is superimposed by a DC voltage signal, so that the sinusoidal signal only fluctuates between the zero potential and the potential of the battery 13.
  • the AC voltage signal can then be rectified, for example in the control device 15, for example to control other control devices 18 within the trailer with direct voltage.
  • Component 9 is, for example, an AC-operated compressor for the brake pressure booster in the trailer.
  • the energy signal is simultaneously a carrier signal and a voltage is modulated onto this periodically fluctuating carrier signal, which has the information of the control data of the control device 10.
  • a modulator is additionally provided in the control unit 12 in order to modulate the control data of the data bus 11 in a suitable form, for example by frequency modulation or pulse modulation, onto the carrier signal.
  • a demodulator is then provided within the control unit 15, which separates the total inductive signal received by the transmitter 8 again into the control data on the data line 17 and the energy supply current on the voltage supply line 16 by demodulation.
  • FIG. 2 shows the fifth wheel coupling 4 in greater detail, wherein it can be seen that the first transmitter 7 is arranged in a groove 19 on the upper side of the fifth wheel plate 5 and is cast, for example, by means of a plastic.
  • the groove is open at the top and U-shaped to receive a U-shaped ring coil or an antenna.
  • the second transformer 8 can also be provided, as shown at 21, as an annular coil arranged on a mounting plate below the semi-trailer 3, which is then arranged directly above the saddle plate, possibly in a groove below the semi-trailer 3.
  • Another alternative is to arrange the first transmitter 7 on the underside of the fifth wheel plate and to arrange it within the free installation space in the fifth wheel plate 5 in such a way that, when the fifth wheel coupling 4 is coupled, the first transformer is arranged next to the second transmitter 8 on the coupling pin 6 of the trailer 3 is.
  • the saddle plate 5 can then be arranged above the first ring coil 7 and can be provided as a shielding housing, so that the inductive coupling is reflected by the shielding effect within the housing and the inductive coupling takes place exclusively with the second transformer 8. Since the saddle plate 5 is then arranged around the ring coil 7, the electromagnetic waves are then shielded and only received by the second transmitter 8.
  • a towing vehicle suitable for wireless communication or a suitable trailer is also protected.
  • An advantage of the present invention is that connectors can be omitted both for data transmission and for energy transmission, since the signals are transmitted to the semitrailer of the semitrailer 1 by inductive coupling.

Abstract

The invention relates to a semitrailer train (1) comprising a towing vehicle (2), a semitrailer (3), and a fifthwheel (4) that is provided with a coupling element associated with the towing vehicle (2) and a coupling element (5) associated with the semitrailer (3), for mechanically connecting the towing vehicle (2) and the semitrailer (3). The towing vehicle (2) is provided with a control device (10) for controlling components (9) of the semitrailer (3), and the semitrailer (3) comprises data lines (17) for transmitting the control data, and power supply lines (16) for the power supply of the components (9). The coupling element associated with the towing vehicle (2) is embodied as a fifthwheel pick-up plate (5) and the coupling element associated with the semitrailer (3) is embodied as a kingpin (6) adapted thereto. According to the invention, the towing vehicle (2) is provided with an alternating voltage generator for producing a carrier signal, a signal modulator modulates the control data on the carrier signal, and a transmitter (7) is arranged in the fifthwheel pick-up plate (5) of the towing vehicle (2), for transmitting the carrier signal with the modulated control data to a transmitter (7, 8) in the region of the kingpin (6) of the semitrailer (3). A demodulator in the semitrailer (3) splits the total signal transmitted by inductive coupling into an energy-carrying power supply voltage and control data, the power supply voltage being provided for the power supply of a component (9) in the semitrailer (3).

Description

Sattelzug mit Signalübertrager Tractor unit with signal transmitter
Die Erfindung betrifft einen Sattelzug mit einem Zugfahrzeug, einem Auflieger und einer Sattelkupplung, die ein dem Zugfahrzeug und ein dem Auflieger zugeordnetes Kupplungsteil zur mechanischen Verbindung zwischen Zugfahrzeug und Auflieger aufweist, wobei am Zugfahrzeug eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Komponenten des Aufliegers vorgesehen ist und der Auflieger zur Übertragung der Steuerdaten Datenleitungen und zur Stromversorgung der Komponenten Stromversorgungsleitungen aufweist und das dem Zugfahrzeug zugeordnete Kupplungsteil eine Sattelplatte und das dem Auflieger zugeordnete Kupplungsteil als dazu passender Kupplungszapfen ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein zum Einsatz bei dem Sattelzug mit drahtlosem Signalübertrager geeignetes Zugfahrzeug bzw. den dafür geeigneten Auflieger.The invention relates to a tractor-trailer with a towing vehicle, a trailer and a fifth wheel coupling, which has a coupling part assigned to the towing vehicle and a trailer for the mechanical connection between the towing vehicle and the trailer, a control device for controlling components of the trailer being provided on the towing vehicle and the trailer has data lines for the transmission of the control data and power supply lines for the components and the coupling part assigned to the towing vehicle has a fifth wheel plate and the coupling part assigned to the trailer is designed as a matching coupling pin. The invention further relates to a towing vehicle suitable for use in the articulated lorry with a wireless signal transmitter or the trailer suitable for this.
Bei schweren Lastkraftwagen mit Aufliegern, so genannten Sattelzügen, werden zunehmend Komponenten elektronisch über Steuereinrichtungen im Zugfahrzeug betätigt. Derartige Komponenten können Bremssysteme für den Auflieger, elektrisch betriebene Luftdruck-Systeme und sämtliche elektrische Aktoren im Auflieger sein. Ferner können auch Sensoren zur Überwachung bzw. Diagnose des Aufliegers oder der darin transportierten Produkte über eine Steuereinrichtung im Zugfahrzeug angesteuert werden. Derartige Komponenten werden bei herkömmlichen Sattelzügen durch Steuersignale angesteuert, die über eine drahtgebundene Leitung vom Zugfahrzeug zum Auflieger ü- bertragen werden.In heavy trucks with semitrailers, so-called semi-trailers, components are increasingly operated electronically via control devices in the towing vehicle. Such components can be braking systems for the trailer, electrically operated air pressure systems and all electrical actuators in the trailer. Furthermore, sensors for monitoring or diagnosing the trailer or the products transported therein can also be controlled via a control device in the towing vehicle. Such components are controlled in conventional articulated vehicles by control signals which a wired line is transferred from the towing vehicle to the trailer.
Aus der DE 197 03 144 C2 ist ein Zugfahrzeug mit Sattelauflieger bekannt, der mit einer vom Zugfahrzeug gesteuerten Rückfahrhilfe ausgestattet ist. Setzt der Lastkraftwagen zurück, so wird ein Schalter der Rückfahrleuchte geschlossen, über den gleichzeitig eine Anzeige im Zugfahrzeug mit Spannung versorgt wird. Über ein Steuergerät werden dann die vom Auflieger kommenden Signale der Rückfahrhilfe ausgewertet und zur Anzeige im Zugfahrzeug übermittelt. Die Daten werden dabei über eine Zweidrahtversorgungsleitung seriell zur Anzeige weitergeleitet. Die Ankopplung des Zugfahrzeugs an den Auflieger erfolgt über Steckverbindungen. Das Signal der Rückfahrhilfe wird auf die elektrische Versorgungsleitung der Rückfahrleuchte, d. h. auf die dort vorliegenden Versorgungsspannungen über ein spezielles Modulationsverfahren aufmoduliert. Dazu wird ein Frequency-Shift-Keying (FSK) -Verfahren zur Modulation vorgeschlagen. Auf diese Weise fungiert die Versorgungsspannung der Rückfahrleuchte quasi als Trägersignal, auf das die unterschiedlichen Steuerdaten aufmoduliert sind. Die Signale werden von den Sensoren des Rückfahrsteuergeräts des Zugfahrzeugs auf die Versorgungsleitung zum rechten Blinker ausgegeben, die mit der Blinkleuchte des Aufliegers verbunden ist. Auf diese Weise kann auf die schon vorhandene Versorgungsleitung und den Steckverbinder an der Kupplung zwischen Zugfahrzeug und Auflieger das Signal der Rückfahrhilfe in das Zugfahrzeug übertragen werden und dort in der Anzeige dargestellt werden.DE 197 03 144 C2 discloses a towing vehicle with a semi-trailer which is equipped with a reversing aid controlled by the towing vehicle. If the truck resets, a switch on the reversing light is closed, which simultaneously supplies an indicator in the towing vehicle with voltage. The signals from the reversing aid coming from the semitrailer are then evaluated via a control unit and transmitted for display in the towing vehicle. The data is forwarded serially for display via a two-wire supply line. The towing vehicle is connected to the trailer via plug connections. The signal of the reversing aid is applied to the electrical supply line of the reversing light, i.e. H. modulated onto the supply voltages there using a special modulation method. For this purpose, a frequency shift keying (FSK) method for modulation is proposed. In this way, the supply voltage of the reversing light acts as a carrier signal, onto which the different control data are modulated. The signals are output by the sensors of the reversing control unit of the towing vehicle on the supply line to the right turn signal, which is connected to the indicator light on the trailer. In this way, the signal of the reversing aid can be transmitted to the existing supply line and the connector on the coupling between the towing vehicle and the trailer and can be shown there in the display.
Die EP 0 425 766 Bl offenbart eine elektrische Bremssteuerung für Kraftfahrzüge mit einer mechanischen Anhänger- bzw. Sattelkupplung mit einer Norm-Steckvorrichtung für die Übertragung der elektrischen Signale zum Auflieger. An der Kupp- lungsschnittstelle zwischen dem Zugfahrzeug und dem Auflieger ist ein Stecker einerseits und andererseits eine Steckdose vorgesehen, die jeweils beim Ankoppeln des Aufliegers am Zugfahrzeug elektrisch leitend verbunden werden müssen. Über die Kupplungsschnittstelle wird dann das erforderliche Steuersignal für die Bremsanlage des Aufliegers übertragen. Des weiteren ist im Auflieger ein Fahrzeugdiagnosesystem vorgesehen, welches zumindest den Bremsdruckregler, gegebenenfalls aber zusätzlich auch den elektronischen Regler mit den angeschlossenen Peripheriegeräten zu diagnostizieren vermag. Zu diesem Diagnosezweck ist ein Datenaustausch zwischen dem Diagnosesystem des Zugfahrzeugs und dem Bremsdruckregler im Auflieger erforderlich. Zwischen Zugfahrzeug und Auflieger ist eine bidirektionale Datenübertragung über den Steckverbinder vorgesehen, wobei die Nachrichten in Form von Datenblöcken ähnlich wie bei Datenbussen übertragen werden.EP 0 425 766 B1 discloses an electrical brake control for motor vehicles with a mechanical trailer or fifth wheel coupling with a standard plug-in device for the transmission of the electrical signals to the trailer. At the dome The interface between the towing vehicle and the trailer is a plug on the one hand and on the other hand a socket is provided, which must be electrically connected when the trailer is connected to the towing vehicle. The necessary control signal for the trailer's braking system is then transmitted via the coupling interface. Furthermore, a vehicle diagnostic system is provided in the trailer, which is capable of diagnosing at least the brake pressure regulator, but possibly also the electronic regulator with the connected peripheral devices. For this diagnostic purpose, data exchange between the diagnostic system of the towing vehicle and the brake pressure regulator in the trailer is required. A bidirectional data transmission via the plug connector is provided between the towing vehicle and the semi-trailer, the messages being transmitted in the form of data blocks, similarly to data buses.
In der Praxis führen die Steckverbinder zwischen Zugfahrzeug und Auflieger oft zu Systemfehlern im Sattelzug. Einerseits kann es zu Problemen bei der Kontaktierung innerhalb des Steckverbinders kommen, da dieser meist in sehr verschmutzter Umgebung im Bereich der Sattelkupplung des Sattelzugs im Einsatz ist. Andererseits muss der Steckverbinder bei vielen Fahrzeugen von Hand gekuppelt werden, so dass es auch hierbei zu Fehlern kommen kann. Soweit es beim Zusammenkoppeln des Sattelzugs zu einer automatischen Kopplung der mechanischen Steckverbinder kommt, besteht das Problem, dass diese Steckverbinder gleichzeitig mit der mechanischen Kopplung des Aufliegers ebenfalls gekuppelt werden müssen, wobei es zu Zerstörungen bei den Kontakten oder beim Steckverbinder kommen kann. Die DE 100 33 345 AI offenbart eine drahtlose elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Funktionseinrichtungen eines Anhängers und der Steuereinrichtung einer Zugmaschine.In practice, the connectors between the towing vehicle and the trailer often lead to system errors in the tractor-trailer. On the one hand, there can be problems with the contacting within the connector, since this is usually used in a very dirty environment in the area of the fifth wheel of the tractor-trailer. On the other hand, the connector on many vehicles has to be manually coupled so that errors can also occur here. As far as there is an automatic coupling of the mechanical connectors when coupling the semitrailer, there is the problem that these connectors must also be coupled at the same time as the mechanical coupling of the trailer, which can lead to destruction of the contacts or the connector. DE 100 33 345 AI discloses a wireless electrical connection between the electrical functional devices of a trailer and the control device of a tractor.
Die DE 195 32 043 C2 beschreibt eine induktive Signal- und Energieübertragung zwischen der feststehenden Lenksäule und dem Lenkrad eines Fahrzeugs.DE 195 32 043 C2 describes an inductive signal and energy transmission between the fixed steering column and the steering wheel of a vehicle.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Sattelzug mit Sattelkupplung und einer Signalübertragung vom Zugfahrzeug in den Auflieger derart weiterzubilden, dass eine mechanische Kopplung des elektrischen Steckverbinders der elektrischen Leitungen entfallen kann.It is an object of the present invention to develop a semitrailer tractor with a fifth wheel coupling and a signal transmission from the towing vehicle into the semitrailer such that a mechanical coupling of the electrical connector of the electrical lines can be omitted.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist im Zugfahrzeug ein Spannungsgenerator zur Erzeugung eines periodisch schwankenden Energiesignals vorgesehen, ein erster Übertrager ist im Bereich der Sattelplatte des Zugfahrzeugs angeordnet, um das Energiesignal zu einem zweiten Übertrager im Bereich des Kupplungszapfens des Aufliegers zu übertragen, wobei das durch induktive Kopplung übertragene Gesamtsignal zur Stromversorgung einer Komponente auf der Stromversorgungsleitung des Aufliegers anliegt. Ggf. können auch Steuersignale auf die Trägerspannung aufmoduliert werden.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Thereafter, a voltage generator is provided in the towing vehicle for generating a periodically fluctuating energy signal, a first transmitter is arranged in the area of the fifth wheel of the towing vehicle in order to transmit the energy signal to a second transmitter in the area of the coupling pin of the trailer, the total signal transmitted by inductive coupling for Power supply of a component is present on the power supply line of the trailer. Possibly. control signals can also be modulated onto the carrier voltage.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass über die beiden am Sattelzug angeordneten Übertrager mittels induktiver Kopplung Energie zur Stromversorgung einer Komponente im Auflieger drahtlos übertragbar ist. Dadurch lässt sich durch induktive Kopplung, in der Art wie diese bei einem Transformator erfolgt, im Zugfahrzeug der Versorgungsstrom für die Komponente im Auflieger produzieren und zum Auflieger drahtlos übertragen. In Folge dessen braucht im Auflieger kein eigener Generator vorgesehen sein, um einzelne Steuergeräte mit Gleich- ström oder Lampen bzw. Kompressoren für Bremsanlagen mit Wechselstrom zu betreiben. Da die induktiven Kopplung zwischen den beiden Übertragern drahtlos erfolgt, muss der Spannungsgenerator im Zugfahrzeug eine periodisch schwankende Spannung erzeugen, da lediglich Wechselspannungen über die induktive Kopplung zum Übertrager des Aufliegers einkoppelbar ist. Der Spannungsgenerator im Zugfahrzeug kann dazu entweder eine echte Wechselspannung mit alternierendem Spannungsvorzeichen erzeugen, wie dies beispielsweise durch eine Sinusfunktion gewährleistet ist, oder das periodisch schwankende Energiesignal wird durch Überlagerung von Wechselspannung und Gleichstrom erzeugt, so dass die Spannung zwischen Null- Potenzial und einem positiven Potenzial schwankt. Der Übertrager koppelt dann eine reine Wechselspannung in den Übertrager am Auflieger ein und je nach der zu versorgenden Komponente im Auflieger wird diese dann gleichgerichtet oder beispielsweise Lampen können auch durch Wechselspannung angesteuert werden.According to the invention, it has been recognized that energy for the power supply of a component in the trailer can be transmitted wirelessly via the two transmitters arranged on the semitrailer by means of inductive coupling. As a result, the supply current for the component in the semitrailer can be produced in the towing vehicle and transmitted wirelessly to the semitrailer by inductive coupling, in the same way as with a transformer. As a result, no separate generator needs to be provided in the semitrailer in order to to operate electricity or lamps or compressors for braking systems with alternating current. Since the inductive coupling between the two transmitters takes place wirelessly, the voltage generator in the towing vehicle must generate a periodically fluctuating voltage, since only AC voltages can be coupled in via the inductive coupling to the transmitter of the trailer. The voltage generator in the towing vehicle can either generate a real AC voltage with an alternating voltage sign, as is guaranteed, for example, by a sine function, or the periodically fluctuating energy signal is generated by superimposing AC voltage and DC current, so that the voltage between zero potential and a positive potential fluctuates. The transformer then couples a pure AC voltage into the transformer on the trailer and, depending on the component to be supplied in the trailer, this is then rectified or, for example, lamps can also be controlled by AC voltage.
Durch die besonders vorteilhafte Energieübertragung von dem Zugfahrzeug zum Auflieger kann ein eigener Generator im Auflieger entfallen und es kann zusätzlich auch ein Steckverbinder zwischen Zugfahrzeug und Auflieger entfallen, da die E- nergie induktiv zwischen Zugfahrzeug und Auflieger übertragen wird.The particularly advantageous energy transmission from the towing vehicle to the semi-trailer means that there is no need for a separate generator in the semi-trailer and there is also no need for a connector between the towing vehicle and the semi-trailer, since the energy is transmitted inductively between the towing vehicle and the semi-trailer.
Zur Übertragung der Versorgungsspannung vom Zugfahrzeug auf den Auflieger ist erforderlich, dass der Spannungsgenerator im Zugfahrzeug beispielsweise ein sinusförmiges Trägersignal erzeugt, welches gegebenenfalls zur Erzeugung eines periodisch schwankenden Gleichspannungssignals mit einer Gleichspannung überlagert sein kann. Im Auflieger kann dann gegebenenfalls ein Gleichrichter vorgesehen sein, der die durch den Übertrager übertragenden Stromversorgungsspannung in Gleich- ström umwandelt, so dass die Komponente des Aufliegers mit Gleichspannung versorgbar ist.To transmit the supply voltage from the towing vehicle to the semi-trailer, it is necessary that the voltage generator in the towing vehicle generates, for example, a sinusoidal carrier signal, which may be superimposed with a DC voltage to generate a periodically fluctuating DC voltage signal. A rectifier can then optionally be provided in the trailer, which rectifies the power supply voltage transmitted by the transformer in converts current so that the component of the trailer can be supplied with DC voltage.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 2 gelöst. Danach ist im Zugfahrzeug zusätzlich noch ein Signalmodulator vorgesehen, der die Steuerdaten auf das als Trägersignal fungierende Energiesignal aufmoduliert und zum ersten Übertrager im Bereich der Sattelplatte des Zugfahrzeugs überträgt. Das Trägersignal mit den aufmodulierten Steuerdaten wird zu einem zweiten Übertrager im Bereich des Kupplungszapfens des Aufliegers übertragen, wobei ein Demodulator im Aufliegers vorgesehen ist, um die Steuerdaten des durch induktive Kopplung übertragenen Gesamtsignals von einer energietragenden Stromversorgungsspannung zu trennen, die zur Stromversorgung einer Komponente auf der Stromversorgungsleitung des Auflieger anliegt. Hierbei werden zusätzlich zur Übertragung des Energiesignals in der Art einer Powerline-Kommunikation die Steuerdaten der Steuereinrichtung des Zugfahrzeugs auf das Trägersignal aufmoduliert und drahtlos zum Auflieger übertragen. Der Demodulator trennt dann die Steuerdaten wieder in die Steuerdaten und die energietragende Stromversorgungsspannung auf der Seite des Aufliegers, so dass aus dem Gesamtsignal einerseits die Komponente Strom versorgt und andererseits die Steuerdaten für die Komponenten erzeugt werden. Dies kann ohne eine drahtgebundene Übertragung vom Zugfahrzeug bis zum Auflieger durch induktive Kopplung zwischen den beiden Übertragern erfolgen. Vorteilhafterweise ist kein Steckverbinder mehr notwendig, der drahtgebunden die Signale zwischen Zugfahrzeug und Auflieger übermittelt.According to the invention, the object is also achieved by the features of independent claim 2. Thereafter, a signal modulator is additionally provided in the towing vehicle, which modulates the control data onto the energy signal functioning as a carrier signal and transmits it to the first transmitter in the area of the fifth wheel of the towing vehicle. The carrier signal with the modulated control data is transmitted to a second transmitter in the region of the coupling pin of the trailer, a demodulator being provided in the trailer in order to separate the control data of the overall signal transmitted by inductive coupling from an energy-carrying power supply voltage which is used to supply power to a component on the Power supply line of the trailer is present. In addition to the transmission of the energy signal in the manner of a powerline communication, the control data of the control device of the towing vehicle are modulated onto the carrier signal and transmitted wirelessly to the trailer. The demodulator then separates the control data into the control data and the energy-carrying power supply voltage on the side of the trailer, so that on the one hand the component is supplied with current from the overall signal and on the other hand the control data for the components are generated. This can be done without a wired transmission from the towing vehicle to the trailer by inductive coupling between the two transmitters. Advantageously, there is no longer any need for a plug-in connector which transmits the signals between the towing vehicle and the trailer in a wired manner.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Übertrager in der Sattelplatte des Zugfahrzeugs eine Ringspule, deren geradlinige oder gebogene Längsachse im Wesentlichen parallel zu der Sattelplatte angeordnet ist. Auch der Übertrager im Bereich des Kupplungszapfens des Aufliegers kann eine Ringspule sein, deren geradlinige oder gebogene Achse im Wesentlichen parallel zur Ebene der Sattelplatte angeordnet ist, wenn der Sattelzug gekoppelt ist. Dadurch ist die Ringspule des zweiten Übertragers auch parallel zur Ringspule des ersten Übertragers angeordnet, so dass eine optimale induktive Kopplung erfolgen kann. Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann der Übertrager U-förmig gebogen sein und unterhalb oder oberhalb der Sattelplatte, gegebenenfalls in einer Nut, befestigt sein. Der zweite Übertrager ist dann bevorzugt in einer Nut am Kupplungszapfen des Aufliegers befestigt, so dass die Übertrager in gekoppeltem Zustand des Sattelzugs nahe beieinander angeordnet sind.In a further development of the invention, the transmitter in the saddle plate of the towing vehicle is a toroidal coil, the linear or curved longitudinal axis of which is essentially parallel is arranged to the saddle plate. The transmitter in the region of the coupling pin of the trailer can also be an annular coil, the straight or curved axis of which is arranged essentially parallel to the plane of the fifth wheel plate when the semitrailer is coupled. As a result, the ring coil of the second transformer is also arranged parallel to the ring coil of the first transformer, so that an optimal inductive coupling can take place. In one embodiment of the invention, the transmitter can be bent in a U-shape and attached below or above the saddle plate, optionally in a groove. The second transmitter is then preferably fastened in a groove on the coupling pin of the trailer, so that the transmitters are arranged close to one another in the coupled state of the semitrailer.
Alternativ zur Ausführung der Übertrager in Form einer Ringspule können bei Übertrager als Antenne ausgeführt sein, die im Bereich der Sattelplatte bzw. am Auflieger angeordnet sind und so ausgeführt sind, um das Energiesignal, das auch als Trägersignal fungiert, zum Auflieger zu übertragen. Auf der Aufliegerseite werden die empfangenen und demodulierten Steuerdaten durch ein Steuergerät in die im Auflieger benötigten Signale bezüglich Signalpegel und Datenformat umgesetzt, so dass beispielsweise ein CAN-Datenbus die Steuerdaten an Komponenten, wie Bremsen, Blinker, Rückfahrlicht und ähnliche Komponenten übertragen kann.As an alternative to the design of the transformer in the form of a ring coil, the antenna can be designed as an antenna, which are arranged in the area of the saddle plate or on the trailer and are designed to transmit the energy signal, which also functions as a carrier signal, to the trailer. On the trailer side, the received and demodulated control data is converted by a control unit into the signals required in the trailer with regard to signal level and data format, so that, for example, a CAN data bus can transmit the control data to components such as brakes, indicators, reversing lights and similar components.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung bezieht sich auch auf das Zugfahrzeug des Sattelzugs allein, so weit das Zugfahrzeug für einen erfindungsgemäßen Sattelzug geeignet ist. Das Zugfahrzeug weist eine Sattelkupplung mit Sattelplatte zur mechanischen Verbindung zwischen Zugfahrzeug und Auflieger auf, wobei am Zugfahrzeug eine Steuereinrichtung zur Steuerung von Komponenten des Aufliegers vorgesehen ist. Zur Übertragung der Steuerdaten zum Auflieger sind eine Datenleitung und zur Übertragung der Stromversorgung der Komponenten des Aufliegers ist eine Stromversorgungsleitung vorgesehen. Im Zugfahrzeug ist ein Spannungsgenerator zur Erzeugung eines periodisch schwankenden Trägersignals vorgesehen und es ist ein erster Übertrager im Bereich der Sattelplatte des Zugfahrzeugs angeordnet, um das Trägersignal im Bereich eines Kupplungszapfens eines Auflieger zu übertragen, um im Auflieger aus dem durch induktive Kopplung übertragenen Signals eine energietragende Stromversorgungsspannung für eine Komponente im Auflieger zu erzeugen.The scope of protection of the present invention also relates to the towing vehicle of the tractor-trailer alone, insofar as the towing vehicle is suitable for a tractor-trailer according to the invention. The towing vehicle has a fifth wheel coupling with a fifth wheel plate for the mechanical connection between the towing vehicle and the trailer, a control device for controlling components of the trailer being provided on the towing vehicle. A data line is provided for transmitting the control data to the trailer and a power supply line is provided for transmitting the power supply to the components of the trailer. A voltage generator for generating a periodically fluctuating carrier signal is provided in the towing vehicle and a first transmitter is arranged in the area of the fifth wheel of the towing vehicle in order to transmit the carrier signal in the area of a coupling pin of a trailer in order to generate an energy-carrying signal from the signal transmitted by inductive coupling Generate power supply voltage for a component in the trailer.
Das Zugfahrzeug ist gekennzeichnet durch die Merkmale, die für den erfindungsgemäßen Sattelzug erforderlich sind. Dazu gehört der Übertrager im Bereich der Sattelplatte, der als Antenne oder Ringspule ausgeführt ist, wobei deren geradlinige oder gebogene Längsachse im Wesentlichen parallel zur Ebene der Sattelplatte angeordnet ist. Ferner ist der Signalmodulator vorgesehen, der die Steuerdaten auf das Trägersignal aufmoduliert. Das Gesamtsignal mit den aufmodulierten Steuerdaten wird dann über einen Übertrager des Zugfahrzeugs mittels induktiver Kopplung zum Auflieger übermittelt.The towing vehicle is characterized by the features that are required for the tractor-trailer according to the invention. This includes the transmitter in the area of the saddle plate, which is designed as an antenna or toroidal coil, the straight or curved longitudinal axis of which is arranged essentially parallel to the plane of the saddle plate. Furthermore, the signal modulator is provided, which modulates the control data onto the carrier signal. The total signal with the modulated control data is then transmitted to the trailer by means of an inductive coupling via a transmitter of the towing vehicle.
Neben dem Zugfahrzeug ist auch ein Auflieger in Alleinstellung geschützt, der für den Einsatz beim erfindungsgemäßen Sattelzug mit drahtloser Energieübertragung, gegebenenfalls mit aufmodulierter Datenkommunikation, eingesetzt wird. Der Auflieger ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass ein Übertrager vorgesehen ist, um aus dem durch induktive Kopplung von einem Zugfahrzeug übertragenen Gesamtsignal eine energietragende Stromversorgungsspannung zu erzeugen, die zur Stromversorgung einer Komponente auf der Stromversorgungsleitung des Aufliegers anliegt. Die Komponente ist dabei insbesondere ein Sensor oder Aktor, der zum Betrieb des Aufliegers erforderlich ist. Im Auflieger ist ein Demodulator vorgesehen, um die Steuerdaten eines Zugfahrzeugs für eine Komponente im Auflieger in dem durch induktive Kopplung übertragenden Gesamtsignal zu trennen. Bevorzugt wird durch das im Auflieger gewonnene Stromversorgungssignal eine Batterie gespeist, die durch die energietragende Stromversorgungsspannung aufgeladen wird.In addition to the towing vehicle, a trailer on its own is also protected, which is used for use in the semitrailer tractor according to the invention with wireless energy transmission, possibly with modulated data communication. According to the invention, the trailer is characterized in that a transformer is provided in order to generate an energy-carrying power supply voltage from the overall signal transmitted by inductive coupling from a towing vehicle, which voltage voltage is present on the power supply line of the trailer to supply power to a component. The component is in particular a sensor or actuator that is used to operate the trailer is required. A demodulator is provided in the trailer in order to separate the control data of a towing vehicle for a component in the trailer in the overall signal transmitted by inductive coupling. A battery that is charged by the energy-carrying power supply voltage is preferably fed by the power supply signal obtained in the trailer.
Die Erfindung bildet herkömmliche Sattelzüge insofern weiter, dass über induktive Kopplung die Energie für Komponenten des Aufliegers zur Verfügung gestellt wird, so dass keine zusätzliche Energieversorgung im Auflieger vorhanden sein muss. Weiterhin lässt sich ein Steuersignal zur Steuerung der Komponenten des Aufliegers aufmodulieren und das Steuersignal wird nach der Demodulation zur Ansteuerung der Komponenten verwendet. Die Steuerdaten sind beispielsweise Ein- und Ausschaltsignale für eine Komponente, es werden aber auch physikalische Signale eines Sensors im Zugfahrzeug in codierter Form zur Komponente im Auflieger übertragen. Die Modulation kann beispielsweise eine Frequenzmodulation oder eine Pulscodemodulation sein, die auf das bevorzugt sinusförmige Trägersignal, gegebenenfalls mit Gleichspannungsüberlagerung, übertragen wird.The invention further develops conventional semitrailer trucks in that the energy for components of the trailer is made available via inductive coupling, so that no additional energy supply has to be present in the trailer. Furthermore, a control signal for controlling the components of the trailer can be modulated and the control signal is used for controlling the components after demodulation. The control data are, for example, switch-on and switch-off signals for a component, but physical signals from a sensor in the towing vehicle are also transmitted in coded form to the component in the trailer. The modulation can be, for example, frequency modulation or pulse code modulation, which is transmitted to the preferably sinusoidal carrier signal, possibly with a DC voltage superimposition.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die untergeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung einer Ausführungsform zu verweisen. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sattelzuges dargestellt. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung, Fig. 1 einen Sattelzug mit einer Sattelkupplung und der daran angeordneten drahtlosen Signalübertragungseinrichtung undThere are now various possibilities for advantageously designing and developing the teaching of the present invention. For this purpose, reference is made to the subordinate claims on the one hand and to the following explanation of an embodiment on the other. In the drawing, an embodiment of the tractor unit according to the invention is shown. Each shows in a schematic representation Fig. 1 shows a semitrailer with a fifth wheel and the wireless signal transmission device arranged thereon and
Fig. 2 eine Ansicht der Sattelplatte mit einem ersten Übertrager und des am Auflieger befestigten KupplungsZapfens mit einem zweiten Übertrager gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 2 is a view of the fifth wheel with a first transmitter and the coupling pin attached to the trailer with a second transmitter according to the present invention.
Figur 1 zeigt einen Sattelzug 1 mit einem Fahrzeug 2 und einem daran angekoppelten Auflieger 3. Zwischen dem Zugfahrzeug 2 und dem Auflieger 3 ist eine Sattelkupplung 4 vorgesehen, um Zugfahrzeug 2 und Auflieger 3 mechanisch zu verbinden. Die Sattelkupplung 4 besteht aus einer Sattelplatte 5, die am Zugfahrzeug 2 befestigt ist, und aus einem Kupplungszapfen 6, welcher am Auflieger 3 befestigt ist. Im Bereich der Sattelkupplung ist eine drahtlose Kommunikations- und Energieübertragungseinrichtung vorgesehen, die aus einem ersten Übertrager 7 und einem zweiten Übertrager 8 besteht.FIG. 1 shows a semitrailer 1 with a vehicle 2 and a trailer 3 coupled to it. A fifth wheel 4 is provided between the tractor 2 and the trailer 3 in order to mechanically connect the tractor 2 and the trailer 3. The fifth wheel coupling 4 consists of a fifth wheel plate 5, which is attached to the towing vehicle 2, and a coupling pin 6, which is attached to the trailer 3. In the area of the fifth wheel coupling, a wireless communication and energy transmission device is provided, which consists of a first transmitter 7 and a second transmitter 8.
Zur Ansteuerung von innerhalb des Aufliegers 3 angeordneten Komponenten 9, beispielsweise ein Aktor wie ein Kompressor für das Bremsensystem des Aufliegers 3 oder ein Sensor der die Temperatur im Auflieger detektiert ist im Zugfahrzeug 2 eine Steuereinrichtung 10 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 10 ist mit anderen Steuereinrichtungen über einen Datenbus, beispielsweise einen CAN-Datenbus oder einen Flex-Ray- Datenbus, gekoppelt. Der Datenbus 11 ist zusätzlich vorgesehen, um Steuerdaten bzw. Steuernachrichten von der Steuereinheit 10 zu einer mit dem ersten Übertrager 7 gekoppelten Steuereinrichtung 12 zu übertragen. Der Übertrager 7 wird ü- ber die Steuereinrichtung 12 mit einem Energie- bzw. Trägersignal aus einer Batterie 13 gespeist, so dass das Energiebzw. Trägersignal am ersten Übertrager 7 zum zweiten Übertrager 8 im Bereich des Kupplungszapfens 6 übertragen werden kann. Zwischen der Batterie 13 und der Steuereinrichtung 12 bzw. dem Übertrager 7 ist eine Stromversorgungsleitung 14 im Zugfahrzeug 2 montiert.A control device 10 is provided in the towing vehicle 2 for controlling components 9 arranged inside the trailer 3, for example an actuator such as a compressor for the brake system of the trailer 3 or a sensor which detects the temperature in the trailer. The control device 10 is coupled to other control devices via a data bus, for example a CAN data bus or a Flex-Ray data bus. The data bus 11 is additionally provided in order to transmit control data or control messages from the control unit 10 to a control device 12 coupled to the first transmitter 7. The transmitter 7 is fed via the control device 12 with an energy or carrier signal from a battery 13, so that the energy or. Carrier signal can be transmitted to the first transmitter 7 to the second transmitter 8 in the region of the coupling pin 6. Between the battery 13 and the control device 12 or the transformer 7, a power supply line 14 is mounted in the towing vehicle 2.
Mit dem zweiten Übertrager 8 ist eine weitere Steuereinrichtung 15 verbunden, die innerhalb des Aufliegers 3 angeordnet ist. Über die Stromversorgungsleitung 16 wird die Komponente 9 mit Energie versorgt, während die Steuerdaten über einen Datenbus 17 oder eine entsprechende Ansteuerleitung mit der Komponente 9 verbunden sind.A further control device 15, which is arranged within the trailer 3, is connected to the second transmitter 8. The component 9 is supplied with energy via the power supply line 16, while the control data are connected to the component 9 via a data bus 17 or a corresponding control line.
In der Steuereinrichtung 10 des Zugfahrzeugs 2 werden Steuerdaten zur Steuerung beispielsweise der Bremsanlage oder der Bremslampen bereit gestellt und zur Komponente 9 im Bereich des Aufliegers 3 übertragen. Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird lediglich die energietragende Komponente, d. h. das Batteriesignal aus der Batterie 13 über die Übertrager 7, 8 zur Komponente 9 übertragen. Dadurch kann im Auflieger die Bereitstellung einer Stromversorgungsspannung über einen separaten Akkumulator im Idealfall entfallen. Der Übertrager 7 erhält über die Steuereinrichtung und die zugeordnete Batterie 13 ein periodisch schwankendes Energiesignal, wobei die beiden Übertrager 7, 8 wie ein Transformator zusammenwirken, so dass durch induktive Kopplung am Übertrager 8 lediglich eine Wechselspannung anliegt.In the control device 10 of the towing vehicle 2, control data for controlling, for example, the brake system or the brake lamps are provided and transmitted to the component 9 in the region of the trailer 3. In the first embodiment of the present invention, only the energy-carrying component, i.e. H. transmit the battery signal from the battery 13 to the component 9 via the transmitters 7, 8. In this way, the provision of a power supply voltage via a separate accumulator can ideally be dispensed with. The transmitter 7 receives a periodically fluctuating energy signal via the control device and the associated battery 13, the two transmitters 7, 8 interacting like a transformer, so that only an alternating voltage is applied to the transmitter 8 by inductive coupling.
Das periodisch schwankende Energiesignal kann im einfachsten Fall ein wechselgerichtetes Signal, beispielsweise ein sinusförmiges Wechselspannungssignal sein. Alternativ dazu kann das periodisch schwankende Energiesignal auch ein Gleichspannungssignal sein, dass dadurch entsteht, dass ein wechselgerichtetes Signal durch ein Gleichspannungssignal überlagert wird, so dass das sinusförmige Signal lediglich zwischen dem Nullpotenzial und dem Potenzial der Batterie 13 schwankt. Auf der Seite des Aufliegers 3 kommt durch die induktive Kopplung am Übertrager 8 lediglich ein Wechselspannungssignal an. Das Wechselspannungssignal kann dann beispielsweise bei der Steuereinrichtung 15 gleichgerichtet werden, um beispielsweise andere Steuergeräte 18 innerhalb des Aufliegers mit Gleichspannung anzusteuern. Die Komponente 9 ist beispielsweise ein durch Wechselstrom betriebener Kompressor für den Bremsdruckverstärker im Auflieger.In the simplest case, the periodically fluctuating energy signal can be an alternating signal, for example a sinusoidal alternating voltage signal. As an alternative to this, the periodically fluctuating energy signal can also be a DC voltage signal that arises from the fact that an alternating signal is superimposed by a DC voltage signal, so that the sinusoidal signal only fluctuates between the zero potential and the potential of the battery 13. On the side of the trailer 3, only an alternating voltage signal arrives at the transmitter 8 due to the inductive coupling. The AC voltage signal can then be rectified, for example in the control device 15, for example to control other control devices 18 within the trailer with direct voltage. Component 9 is, for example, an AC-operated compressor for the brake pressure booster in the trailer.
Bei einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Energiesignal gleichzeitig ein Trägersignal und auf dieses periodisch schwankende Trägersignal wird eine Spannung aufmoduliert, die die Information der Steuerdaten der Steuereinrichtung 10 aufweist. Dazu ist im Steuergerät 12 zusätzlich ein Modulator vorgesehen, um die Steuerdaten des Datenbusses 11 in geeigneter Form, beispielsweise durch Frequenzmodulation oder Pulsmodulation, auf das Trägersignal aufzumo- dulieren. Im Auflieger 3 ist dann innerhalb des Steuergeräts 15 ein Demodulator vorgesehen, der das durch den Übertrager 8 empfangene induktive Gesamtsignal wieder in die Steuerdaten auf der Datenleitung 17 und den Energieversorgungsstrom auf der Spannungsversorgungsleitung 16 durch Demodulation trennt.In an alternative embodiment of the present invention, the energy signal is simultaneously a carrier signal and a voltage is modulated onto this periodically fluctuating carrier signal, which has the information of the control data of the control device 10. For this purpose, a modulator is additionally provided in the control unit 12 in order to modulate the control data of the data bus 11 in a suitable form, for example by frequency modulation or pulse modulation, onto the carrier signal. In the trailer 3, a demodulator is then provided within the control unit 15, which separates the total inductive signal received by the transmitter 8 again into the control data on the data line 17 and the energy supply current on the voltage supply line 16 by demodulation.
In Figur 2 ist die Sattelkupplung 4 detaillierter dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass der erste Übertrager 7 in einer Nut 19 an der Oberseite der Sattelplatte 5 angeordnet und beispielsweise mittels eines Kunststoffs vergossen ist. Die Nut ist nach oben offen und U-förmig ausgebildet, um eine U-förmig gebogene Ringspule oder eine Antenne aufzunehmen. Am Kupplungszapfen 6 des Aufliegers 3 ist ebenfalls eine Nut, beispielsweise eine Ringnut angeordnet, in der der zweite Übertrager 8 in Form einer weiteren Ringspule oder einer Antenne vorgesehen ist. Wenn der Kupplungszapfen 6 in der gekoppelten Position in der entsprechenden Aufnahme 20 der Sattelplatte 5 festgelegt ist, befindet sich die Ringspule 8 in unmittelbarer Nähe der U-förmigen Ringspule 7 innerhalb der Sattelplatte 5. Als erste Alternative kann der zweite Übertrager 8 auch wie bei 21 dargestellt als an einer Montageplatte unterhalb des Anliegers 3 angeordnete Ringspule vorgesehen sein, die dann direkt oberhalb der Sattelplatte, gegebenenfalls in einer Nut unterhalb des Aufliegers 3 angeordnet ist. Eine weitere Alternative besteht darin, den ersten Übertrager 7 an der Unterseite der Sattelplatte anzuordnen und innerhalb des freien Einbauraums in der Sattelplatte 5 so anzuordnen, dass der erste Übertrager in gekoppelten Zustand der Sattelkupplung 4 neben dem zweiten Übertrager 8 am Kupplungszapfen 6 des Aufliegers 3 angeordnet ist. Bei dieser Alternative kann dann die Sattelplatte 5 oberhalb der ersten Ringspule 7 angeordnet sein und quasi als schirmendes Gehäuse vorgesehen sein, so dass die induktive Kopplung durch die abschirmende Wirkung innerhalb des Gehäuses reflektiert wird und die induktive Kopplung ausschließlich mit dem zweiten Übertrager 8 erfolgt. Da die Sattelplatte 5 dann um die Ringspule 7 herum angeordnet ist, werden dann die elektromagnetischen Wellen abgeschirmt und lediglich beim zweiten Übertrager 8 empfangen.FIG. 2 shows the fifth wheel coupling 4 in greater detail, wherein it can be seen that the first transmitter 7 is arranged in a groove 19 on the upper side of the fifth wheel plate 5 and is cast, for example, by means of a plastic. The groove is open at the top and U-shaped to receive a U-shaped ring coil or an antenna. On the coupling pin 6 of the trailer 3 there is also a groove, for example an annular groove, in which the second transformer 8 is provided in the form of a further ring coil or an antenna. If the coupling pin 6 is fixed in the coupled position in the corresponding receptacle 20 of the saddle plate 5, the ring coil 8 is located in the immediate vicinity of the U-shaped ring coil 7 within the saddle plate 5. As a first alternative, the second transformer 8 can also be provided, as shown at 21, as an annular coil arranged on a mounting plate below the semi-trailer 3, which is then arranged directly above the saddle plate, possibly in a groove below the semi-trailer 3. Another alternative is to arrange the first transmitter 7 on the underside of the fifth wheel plate and to arrange it within the free installation space in the fifth wheel plate 5 in such a way that, when the fifth wheel coupling 4 is coupled, the first transformer is arranged next to the second transmitter 8 on the coupling pin 6 of the trailer 3 is. In this alternative, the saddle plate 5 can then be arranged above the first ring coil 7 and can be provided as a shielding housing, so that the inductive coupling is reflected by the shielding effect within the housing and the inductive coupling takes place exclusively with the second transformer 8. Since the saddle plate 5 is then arranged around the ring coil 7, the electromagnetic waves are then shielded and only received by the second transmitter 8.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein für die drahtlose Kommunikation geeignetes Zugfahrzeug bzw. ein dafür geeigneter Auflieger unter Schutz gestellt. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sowohl zur Datenübertragung als auch zur Energieübertragung Steckverbinder entfallen können, da die Signale durch induktive Kopplung zum Auflieger des Sattelzugs 1 übertragen werden. According to the present invention, a towing vehicle suitable for wireless communication or a suitable trailer is also protected. An advantage of the present invention is that connectors can be omitted both for data transmission and for energy transmission, since the signals are transmitted to the semitrailer of the semitrailer 1 by inductive coupling.

Claims

Patentansprüche claims
1. Sattelzug mit einem Zugfahrzeug (2), einem Auflieger (3) und einer Sattelkupplung (4), die ein dem Zugfahrzeug (2) und ein dem Auflieger (3) zugeordnetes Kupplungsteil (5) zur mechanischen Verbindung zwischen Zugfahrzeug (2) und Auflieger (3) aufweist, wobei im Zugfahrzeug (2) eine Steuereinrichtung (10) zur Steuerung von Komponenten (9) des Aufliegers (3) vorgesehen ist und wobei der Auflieger (3) zur Übertragung der Steuerdaten Datenleitungen (17) und zur Stromversorgung der Komponenten (9) Stromversorgungsleitungen (16) aufweist, wobei das dem Zugfahrzeug (2) zugeordnete Kupplungsteil eine Sattelplatte (5) und das dem Auflieger (3) zugeordnete Kupplungsteil als dazu passender Kupplungszapfen (6) ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im Zugfahrzeug (2) ein Spannungsgenerator zur Erzeugung eines periodisch schwankenden Trägersignals vorgesehen ist, dass ein Signalmodulator (12) die Steuerdaten auf das Trägersignal aufmoduliert und dass ein Übertrager (7) in der Sattelplatte (5) des Zugfahrzeugs (2) angeordnet ist, um das Trägersignal mit aufmodulierten Steuerdaten zu einem Übertrager (8) im Bereich des Kupplungszapfen (6) des Aufliegers (3) zu übertragen, wobei ein Demodulator (15) im Auflieger (3) das durch induktive Kopplung übertragene Gesamtsignal in ein Trägersignal und die Steuerdaten trennt und die Steuerdaten zur Ansteuerung einer Komponente (9) im Auflieger (3) vorgesehen sind. 1. semitrailer with a towing vehicle (2), a semitrailer (3) and a fifth wheel (4), which is a towing vehicle (2) and a semitrailer (3) assigned coupling part (5) for mechanical connection between towing vehicle (2) and Trailer (3), a control device (10) for controlling components (9) of the trailer (3) being provided in the towing vehicle (2) and the trailer (3) for transmitting the control data, data lines (17) and for supplying power to the Components (9) has power supply lines (16), the coupling part assigned to the towing vehicle (2) being a saddle plate (5) and the coupling part assigned to the trailer (3) being designed as a matching coupling pin (6), characterized in that in the towing vehicle (2 ) a voltage generator for generating a periodically fluctuating carrier signal is provided, that a signal modulator (12) modulates the control data onto the carrier signal and that a transmitter (7) in the saddle tte (5) of the towing vehicle (2) is arranged to transmit the carrier signal with modulated control data to a transmitter (8) in the area of the coupling pin (6) of the trailer (3), a demodulator (15) in the trailer (3) separates the total signal transmitted by inductive coupling into a carrier signal and the control data and the control data are provided for controlling a component (9) in the trailer (3).
2. Sattelzug mit einem Zugfahrzeug (2), einem Auflieger (3) und einer Sattelkupplung (4), die ein dem Zugfahrzeug (2) und ein dem Auflieger (3) zugeordnetes Kupplungsteil (5) zur me¬ chanischen Verbindung zwischen Zugfahrzeug (2) und Auflieger (3) aufweist, wobei im Zugfahrzeug (2) eine Steuereinrichtung (10) zur Steuerung von Komponenten (9) des Aufliegers (3) vorgesehen ist und wobei der Auflieger (3) zur Übertragung der Steuerdaten Datenleitungen (17) und zur Stromversorgung der Komponenten (9) Stromversorgungsleitungen (16) aufweist, wobei das dem Zugfahrzeug (2) zugeordnete Kupplungsteil eine Sattelplatte (5) und das dem Auflieger (3) zugeordnete Kupplungsteil als dazu passender Kupplungs zapfen (6) ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im Zugfahrzeug (2) ein Spannungsgenerator zur Erzeugung eines periodisch schwankenden Trägersignals vorgesehen ist, dass ein Übertrager (7) in der Sattelplatte (5) des Zugfahrzeugs (2) angeordnet ist, um das Trägersignal zu einem Übertrager2. Tractor with a towing vehicle (2), a trailer (3) and a fifth wheel (4) comprising a towing vehicle (2) and the trailer (3) associated with the coupling part (5) chanical to me ¬ connection between the towing vehicle (2 ) and semi-trailer (3), a control device (10) for controlling components (9) of the semi-trailer (3) being provided in the towing vehicle (2) and the semi-trailer (3) for transmitting the control data and data lines (17) Power supply to the components (9) has power supply lines (16), the coupling part assigned to the towing vehicle (2) being a saddle plate (5) and the coupling part assigned to the trailer (3) being designed as a matching coupling pin (6), characterized in that in Towing vehicle (2) a voltage generator for generating a periodically fluctuating carrier signal is provided, that a transmitter (7) is arranged in the saddle plate (5) of the towing vehicle (2) in order to transmit the carrier signal carrier
(8) im Bereich des Kupplungszapfen (6) des Aufliegers (3) zu übertragen, wobei das durch induktive Kopplung übertragene Trägersignal als Stromversorgungsspannung für eine Komponente(8) in the area of the coupling pin (6) of the trailer (3) to be transmitted, the carrier signal transmitted by inductive coupling being used as the power supply voltage for a component
(9) im Auflieger (3) vorgesehen ist.(9) is provided in the trailer (3).
3. Sattelzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflieger (3) einen Gleichrichter aufweist, der die übertragene Trägerspannung in Gleichstrom umwandelt, so dass die Komponenten (9) des Aufliegers (3) mit Gleichspannung versorgbar sind.3. Tractor unit according to claim 1 or 2, characterized in that the trailer (3) has a rectifier which converts the transmitted carrier voltage into direct current, so that the components (9) of the trailer (3) can be supplied with direct voltage.
4. Sattelzug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertrager (7) in der Sattelplatte (5) des Zugfahrzeugs (2) eine Ringspule ist, deren geradlinige oder gebogene Längsachse im Wesentlichen parallel zur Ebene der Sattelplatte (5) angeordnet ist. 4. Tractor unit according to claim 1 or 2, characterized in that the transmitter (7) in the saddle plate (5) of the towing vehicle (2) is a toroidal coil, the straight or curved longitudinal axis of which is arranged essentially parallel to the plane of the saddle plate (5) ,
5. Sattelzug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertrager (8) im Bereich oder innerhalb des Kupplungszapfens (6) des Aufliegers (3) eine weitere Ringspule ist, deren geradlinige oder gebogene Längsachse im Wesentlichen parallel zur Ebene der Sattelplatte (5) angeordnet ist, wenn der Sattelzug (1) gekoppelt ist.5. semitrailer according to claim 1 to 4, characterized in that the transmitter (8) in the area or within the coupling pin (6) of the trailer (3) is a further toroidal coil, the straight or curved longitudinal axis substantially parallel to the plane of the saddle plate ( 5) is arranged when the semitrailer (1) is coupled.
6. Zugfahrzeug mit einer Sattelkupplung (4) , die eine Sattelplatte (5) zur mechanischen Verbindung zwischen Zugfahrzeug (2) und Auflieger (3) aufweist, wobei im Zugfahrzeug (2) eine Steuereinrichtung (10) zur Steuerung von Komponenten (9) des Aufliegers (3) vorgesehen ist und wobei zur Übertragung der Steuerdaten zum Auflieger (3) Datenleitungen (11) und zur Stromversorgung der Komponenten (9) des Aufliegers (3) Stromversorgungsleitungen (14) vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im Zugfahrzeug (2) ein Wechselspannungsgenerator zur Erzeugung eines Trägersignals vorgesehen ist, dass ein Signalmodulator die Steuerdaten auf das Trägersignal aufmoduliert und dass ein Übertrager (7) in der Sattelplatte (5) des Zugfahrzeugs angeordnet ist, um das Trägersignal mit den aufmodulierten Steuerdaten zu einem Übertrager (8) im Bereich eines Kupplungszapfen (6) eines Aufliegers (3) zu übertragen, um im Auflieger (3) aus dem durch induktive Kopplung übertragenen Signal ein Trägersignal und Steuerdaten für eine Komponente (9) im Auflieger (3) zu erzeugen.6. towing vehicle with a fifth wheel (4), which has a fifth wheel (5) for mechanical connection between the towing vehicle (2) and the trailer (3), in the towing vehicle (2) a control device (10) for controlling components (9) of the Trailer (3) is provided and wherein for the transmission of the control data to the trailer (3) data lines (11) and for the power supply of the components (9) of the trailer (3) power supply lines (14) are provided, characterized in that in the towing vehicle (2) AC voltage generator for generating a carrier signal is provided that a signal modulator modulates the control data onto the carrier signal and that a transmitter (7) is arranged in the fifth wheel (5) of the towing vehicle to transmit the carrier signal with the modulated control data to a transmitter (8) in the area a coupling pin (6) of a trailer (3) to transfer in the trailer (3) from the Si transmitted by inductive coupling gnal to generate a carrier signal and control data for a component (9) in the trailer (3).
7. Auflieger für einen Sattelzug (1) mit einem Kupplungszapfen (6), der zur Kopplung mit einem Kupplungsteil eines Zugfahrzeugs (2) geeignet ist, wobei Komponenten des Aufliegers (3) durch eine Steuereinrichtung (10) des Zugfahrzeugs (2) ansteuerbar sind und der Auflieger (3) zur Übertragung der Steuerdaten Datenleitungen (17) und zur Stromversorgung der Komponenten (9) Stromversorgungsleitungen (16) aufweist, da- durch gekennzeichnet, dass im Auflieger (3) ein Demodulator (15) vorgesehen ist, der das durch induktive Kopplung vom Zugfahrzeug (2) übertragene Gesamtsignal in eine energietragende Stromversorgungsspannung und die Steuerdaten trennt, wobei die Stromversorgungsspannung zur Stromversorgung einer Komponente (9) im Auflieger (3) vorgesehen ist. 7. Trailer for a semitrailer (1) with a coupling pin (6), which is suitable for coupling to a coupling part of a towing vehicle (2), components of the trailer (3) being controllable by a control device (10) of the towing vehicle (2) and the semitrailer (3) has data lines (17) for transmitting the control data and power supply lines (16) for the power supply of the components (9), so that characterized in that a demodulator (15) is provided in the trailer (3), which separates the total signal transmitted by inductive coupling from the towing vehicle (2) into an energy-carrying power supply voltage and the control data, the power supply voltage for supplying power to a component (9) in the trailer (3) is provided.
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