EP4225628A1 - Sensorvorrichtung und verfahren zu einer überwachung eines kopplungszustands eines kopplungselements - Google Patents

Sensorvorrichtung und verfahren zu einer überwachung eines kopplungszustands eines kopplungselements

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Publication number
EP4225628A1
EP4225628A1 EP21793872.9A EP21793872A EP4225628A1 EP 4225628 A1 EP4225628 A1 EP 4225628A1 EP 21793872 A EP21793872 A EP 21793872A EP 4225628 A1 EP4225628 A1 EP 4225628A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
coupling element
trailer
coupling
towing vehicle
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Withdrawn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
EP21793872.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Bönisch
Helmut Schuster
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.)
ETO Magnetic GmbH
Original Assignee
ETO Magnetic GmbH
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 ETO Magnetic GmbH filed Critical ETO Magnetic GmbH
Publication of EP4225628A1 publication Critical patent/EP4225628A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B62D53/0842—King pins
    • 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
    • B60D1/64—Couplings or joints therefor
    • 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 sensor device according to the preamble of claim 1, a towing vehicle according to claim 15, an autonomous tractor according to claim 16, a trailer according to claim 17, a combination according to claim 18 and a method according to the preamble of claim 19 .
  • the object of the invention consists in particular in providing a generic device with advantageous properties with regard to monitoring the coupling status between trailer and towing vehicle.
  • the object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1, 15, 16, 17, 18 and 19, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.
  • the invention is based on a sensor device for monitoring a coupling state of a coupling element, in particular a coupling bolt, preferably a kingpin, of a trailer, in particular a semi-trailer, with a corresponding coupling element of a towing vehicle, in particular a semi-trailer tractor, with at least one sensor which is at least provided for this purpose is to recognize, in particular to detect, a relative position of the coupling elements to one another, preferably a relative position of the coupling element and/or the corresponding coupling element to the sensor, in particular to a detection surface of the sensor.
  • a coupling element in particular a coupling bolt, preferably a kingpin
  • a towing vehicle in particular a semi-trailer tractor
  • at least one sensor which is at least provided for this purpose is to recognize, in particular to detect, a relative position of the coupling elements to one another, preferably a relative position of the coupling element and/or the corresponding coupling element to the sensor, in particular to
  • the senor is in the form of an ultra wideband sensor.
  • a particularly reliable detection of the coupling state can advantageously be achieved.
  • the use of UWB technology which in particular is only insignificantly influenced by metal chips or lubricants, enables reliable detection of the coupling state even in the case of heavily soiled coupling elements.
  • reliable radar detection of the coupling element can be made possible by using the UWB technology even in the case of restricted space conditions (eg distances in the range of a few centimetres).
  • a particularly robust and error-free detection of the coupling state can advantageously be made possible.
  • an advantageous suitability for autonomously driving towing vehicles and/or towing vehicles can be achieved.
  • a particularly simple detection of the coupling state can advantageously be achieved.
  • the complexity of the sensor device for detecting the coupling state can advantageously be reduced.
  • the sensor device is provided to detect a coupled state of the coupling elements, in which the trailer is fastened to the towing vehicle in a loss-proof manner.
  • the sensor device is provided to detect a decoupled state of the coupling elements, in which the trailer is completely separated from the towing vehicle.
  • the sensor device is provided to detect a faulty and/or only partially coupled state of the coupling elements, in which the trailer is attached to the towing vehicle in an uncertain manner, for example not in a loss-proof manner.
  • the coupling element is fixedly mounted on the trailer.
  • the coupling element is designed as a king pin (king pin), preferably as a 2-inch king pin or as a 3.5-inch king pin.
  • the king pin can be at least partially covered with a lubricant to reduce tribological effects, e.g.
  • the coupling elements are provided to engage and/or snap into one another for attachment of the trailer to the towing vehicle.
  • the corresponding coupling element of the towing vehicle is intended to hold the coupling element of the trailer in the coupled state so that it cannot be lost.
  • a towing vehicle is to be understood in particular as a motor-driven towing vehicle which, with the exception of the people and objects in a driver's cab, is itself not intended to transport people or transport goods.
  • the towing vehicle is preferably provided for towing the trailer.
  • the towing vehicle in addition to towing the trailer, is intended to transport people or transport goods.
  • the towing vehicle is designed as a towing vehicle, in particular a semi-trailer tractor.
  • a trailer is to be understood in particular as a vehicle that has a loading area for Carriage of goods or people, but does not have its own drive and which is intended to be towed behind towing vehicles or tractors.
  • “Provided” should be understood to mean, in particular, specially programmed, designed and/or equipped.
  • the fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the sensor device is preferably at least partially integrated into the towing vehicle and/or the trailer.
  • the sensor device, in particular the sensor is designed separately from the towing vehicle and/or the trailer and/or that the sensor device, in particular the sensor, can be detachably attached to the towing vehicle or to the trailer.
  • the sensor device, in particular the sensor can be retrofitted to the towing vehicle or to the trailer and/or that coupling processes of towing vehicle-trailer combinations (trailer combinations) are monitored without an integrated monitoring option for the coupling status between the towing vehicle and the trailer.
  • a “sensor” should preferably be understood to mean a technical component that can detect at least one, preferably several, physical property(s) of its environment.
  • the sensor is intended to detect spatial, preferably moving, objects, in particular the coupling element of the trailer and/or a coupling claw of the corresponding coupling element, and/or to determine information about physical properties of these objects, for example a relative position to the sensor.
  • the sensor has a field of view within which the sensor is able to sense objects.
  • the sensor is preferably also able to sense objects that are moving very slowly or are stationary.
  • An “ultra-wideband sensor” is to be understood in particular as a sensor emitting electromagnetic waves, in particular wave packets, the emitted electromagnetic waves, in particular the emitted wave packets, covering a particularly large bandwidth, preferably a bandwidth of more than 500 MHz.
  • the wave packets emitted by the ultra-wideband sensor include a multiplicity of electromagnetic waves of different frequencies, which preferably have a fixed phase relationship to one another.
  • the ultra-wideband sensor is preferably designed as an ultra-wideband radar sensor.
  • the ultra-broadband sensor detects a reflection signal of the emitted electromagnetic waves, in particular the emitted wave packets, for detecting the objects that are moved and/or arranged in the field of view of the sensor.
  • the ultra-wideband sensor preferably detects a transit time difference in the reflection signal, it being possible in particular to infer a distance from the reflecting object from the transit time difference.
  • the ultra wideband sensor is preferably operated continuously.
  • the ultra-broadband sensor preferably does not emit any pulse signals, so that advantageously no measurement interruption is necessary for receiving pulse responses.
  • a particularly high measuring speed can advantageously be made possible, which in particular allows a high measuring accuracy and/or a measurement of objects at a particularly high speed.
  • the ultra-wideband sensor can be operated in a pulsed manner. Influencing and/or interference with other radio transmission methods, in particular other narrow-band radio transmission methods such as LoRa, 5G or WLAN (in particular 802.11 p), can advantageously also be prevented by using ultra-wideband sensor technology.
  • “Provided” means specifically programmed, designed and/or equipped be understood. The fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the senor be provided to detect, in particular to detect, a position of the coupling element arranged and/or moved in the field of view of the sensor or a position of the corresponding coupling element arranged and/or moved in the field of view of the sensor.
  • the sensor moves with the coupling element or with the corresponding coupling element.
  • the sensor is intended to determine a distance of the coupling element arranged and/or moved in the field of view of the sensor from the sensor or a distance of the corresponding coupling element arranged and/or moved in the field of view of the sensor from the sensor.
  • the senor is provided to detect a position of a clutch claw of the corresponding coupling element, in particular a fifth wheel plate of the corresponding coupling element, which is arranged and/or moved in a particularly broader field of view of the sensor.
  • a particularly advantageous properties can be achieved with regard to monitoring the coupling state between the trailer and the towing vehicle.
  • a particularly reliable detection of the coupling state of the corresponding coupling element can advantageously be achieved.
  • a high level of security can advantageously be achieved.
  • the ultra wideband sensor includes at least one first sensor antenna.
  • the first sensor antenna preferably has the field of view oriented in a first direction.
  • the ultra wideband sensor includes at least a second sensor antenna.
  • the second sensor antenna preferably has the, in particular further, field of view, which is aligned in a second direction.
  • the field of view of the first sensor antenna and the, in particular further, field of view of the second sensor antenna are in particular aligned in different, preferably opposite, directions.
  • the ultra-wideband sensor preferably comprises two sensor antennas oriented in different directions, with one of the sensor antennas monitoring the coupling element or the further coupling element and with another of the sensor antennas monitoring the coupling claw of the corresponding coupling element.
  • the sensor is provided to detect a position of the coupling claw relative to the coupling element, in particular the king pin.
  • the sensor is provided at least to detect at least three operating states of the clutch claw, preferably to differentiate between them.
  • a first operating state is preferably configured as a “clutch claw closed” operating state, in which the clutch claw is in particular in a securing position in which removal of the coupling element from the coupling region is prevented.
  • a second operating state is preferably configured as a “clutch claw open” operating state, in which the clutch claw is in particular in an open position, in which the coupling element can be removed from the coupling region.
  • a third operating state is preferably configured as a “clutch claw in a critical intermediate position” operating state, in which the clutch claw is in a position that is different from the open position and from the secured position.
  • the ultra-wideband sensor is intended to simultaneously determine a coupling height of the trailer relative to the towing vehicle, a position of the coupling element, in particular the kingpin, of the trailer in a coupling area of the corresponding coupling element and a closed state of the coupling claw of the corresponding To detect coupling element. Since at least one separate sensor was previously required for each of these parameters, a number of sensors can now advantageously be reduced as a result.
  • the ultra-wideband sensor is based on M-sequence technology.
  • M-sequence signals are advantageously less noisy, in particular in comparison with (UWB) pulse signals and/or with (UWB) sinusoidal signals.
  • M-sequence signals are advantageously less susceptible to interference, in particular in comparison with (UWB) pulse signals and/or with (UWB) sinusoidal signals.
  • M-sequence signals especially in comparison with (UWB) pulse signals and/or with (UWB) sinusoidal signals, cause little interference with other applications, for example narrow-band radio applications such as LoRa, 5G or WLAN (especially 802.11p).
  • M-sequence signals are only slightly influenced by signals from other radio sources, for example narrow-band radio applications such as LoRa, 5G or WLAN (especially 802.11 p), especially in comparison with (UWB) pulse signals and/or with (UWB) sinusoidal signals and/or disturbed.
  • the M-sequence signals advantageously enable a simultaneous measurement over an entire (UWB) frequency range of the sensors, so that several thousand measurements per second can be made possible.
  • M-sequence is to be understood in particular as a pseudo-random, binary sequence known under the technical terms “maximum length sequence” or a “sequence of maximum length”.
  • the M-sequence represents a pseudo-noise sequence.
  • the M-sequence has a flat frequency spectrum, which preferably resembles white noise.
  • the ultra-wideband sensor is provided to generate a signal based on the M-sequence and/or formed by an M-sequence, in particular a pseudo-noise signal, and send out.
  • the M-sequence signal can be generated by means of feedback shift registers.
  • the sensor module includes at least one circuit for generating the M-sequence, which preferably has an N-stage shift register for generating the M-sequence.
  • the ultra-wideband sensor includes a transmission unit which generates and emits an M-sequence transmission signal.
  • the electromagnetic waves emitted by the ultra-wideband sensor, in particular the wave packets emitted by the ultra-wideband sensor form the M-sequence transmission signal. Determining the phase relationships of the large number of electromagnetic waves of different frequencies emitted by the ultra-broadband sensor, in particular the wave packet, preferably determines whether the transmitted signal emitted is an impulsive signal or whether it forms an M-sequence in the time domain.
  • the ultra-wideband sensor includes a receiving unit, which receives portions of the M-sequence transmission signal reflected by an object.
  • the ultra-wideband sensor includes an evaluation unit which evaluates the received reflected M-sequence transmission signal and uses it to determine at least one distance of the reflecting object.
  • the measurement and the measurement result of the ultra-wideband sensor with the M-sequence technology are advantageously at least essentially unaffected by layers of fat, dirt and/or ice and by rain and/or fog in the area of a measurement path of the ultra-wideband sensor.
  • the ultra-wideband sensor operates in a frequency range between 100 MHz and 6 GHz with a bandwidth of at least 500 MHz, preferably at least 1 GHz, preferably at least 2 GHz, more preferably at least 4 GHz and particularly preferably at least 5.5 GHz, and/or in a frequency range between 6 GHz and 8.5 GHz with a bandwidth of at least 500 MHz, preferably at least 1 GHz, preferably at least 1.5 GHz, more preferably at least 2 GHz and particularly preferably at least 2.5 GHz.
  • This can advantageously one, in particular Mutual interference from other radio sources such as LoRa, 5G or WLAN (especially 802.11 p) can be avoided.
  • a particularly high spatial resolution and/or a particularly low minimum measurement distance can advantageously be achieved, in particular due to the high bandwidth of the frequency range between 6 GHz and 8.5 GHz.
  • no radio licenses are advantageously required for these frequency ranges, particularly if a transmission power is in a range of -41.3 dbm/MHz.
  • the transmission power of the ultra wideband sensor is preferably -41.3 dbm/MHz or below.
  • the frequency band between 100 MHz and 6 GHz and/or the frequency band between 6 GHz and 8.5 GHz is provided at least for a distance measurement, in particular also in the close range of the sensor.
  • the sensor module in particular the sensor or at least two sensors of the sensor module, measures and/or is operated at least partially simultaneously or alternately in both frequency bands (100 MHz to 6 GHz and 6 GHz to 8.5 GHz).
  • the usable field of view of the sensor in particular in addition to a long range, includes a part of a close range of the sensor, safe and/or reliable monitoring of the coupling process can advantageously be made possible, in particular even with relatively high movement speeds of the coupling elements and cramped spaces. In particular, this advantageously enables the towing vehicle to be guided, preferably in an automated manner, during the coupling process.
  • a “usable field of view” is to be understood in particular as that part of the sensor's field of view in which a reliable distance measurement of objects moving in the field of view relative to the sensor is possible.
  • a “reliable distance measurement” is to be understood in particular as a distance measurement with an accuracy of at least 5 cm, preferably at least 3 cm, preferably at least 1.5 cm and particularly preferably at least 0.5 cm.
  • a “near area” is to be understood in particular as an area that is formed from points that are at a distance from the sensor, in particular from the transmitter unit of the sensor and/or from the receiver unit, which is at most 0.15 m, preferably at most 0.1 m, advantageously at most 0.05 m, preferably at most 0.03 m and particularly preferably at most is 0.015 m.
  • the ultra-broadband sensor is advantageously able to measure in an area of the sensor in which conventional lidar and/or radar measuring devices are blind, in particular due to their finitely extended transmission pulse and reception pulse lengths.
  • the usable field of view of the sensor in particular an antenna surface of the sensor, has a minimum surface area of at least 1 cm x 1 cm, preferably at least 2 cm x 2 cm, preferably at least 4 cm x 4 cm, advantageously at least 6 cm x 6 cm and particularly preferably at most 8 cm x 8 cm.
  • a particularly reliable detection of the coupling state can advantageously be achieved, for example by enabling reliable discrimination of small metal chips located in the field of view of the sensor.
  • Reliable detection of the real dimensions of a kingpin can advantageously be achieved, for example, even if this is covered by a smear layer interspersed with metal chips.
  • a sensor module that completely encompasses the sensor is preferably dimensioned in such a way that it can be integrated into a fifth wheel plate, into a kingpin or into a kingpin plate.
  • it is advantageously possible to achieve simple integration into existing coupling components. This advantageously allows integration into a limited available installation space.
  • a high degree of compactness of the sensor device can advantageously be achieved.
  • no redesign of the dimensions of existing saddle plates, kingpins or kingpin plates is required. As a result, a high level of acceptance and rapid dissemination can advantageously be achieved.
  • the sensor module in particular a sensor housing surrounding the sensor, is preferably dimensioned in such a way that its maximum extent in at least two mutually perpendicular spatial directions is less than 15 cm, preferably less than 10 cm and preferably less than 7 cm.
  • a smallest imaginary cuboid, which completely encloses the sensor module, in particular the sensor housing, preferably has at least two mutually perpendicular side edges which are smaller than 15 cm, preferably smaller than 10 cm and preferably smaller than 7 cm.
  • the smallest imaginary cuboid that completely encloses the sensor module, in particular the sensor housing is preferably smaller than 15 cm ⁇ 15 cm ⁇ 15 cm, advantageously smaller
  • the senor be integrated into the towing vehicle, in particular into a fifth wheel plate of the semitrailer tractor.
  • the sensor be integrated into the towing vehicle, in particular into a fifth wheel plate of the semitrailer tractor.
  • a coupling process carried out by a towing vehicle that is at least partially driving autonomously.
  • Reliable and precise monitoring of the coupling element of the trailer by the towing vehicle can advantageously be made possible.
  • Permanent monitoring of the coupling status of the corresponding coupling element assigned to the towing vehicle can advantageously be achieved.
  • the corresponding coupling element preferably the saddle plate, forms a component of the sensor device through the integration of the sensor.
  • the corresponding coupling element assigned to the towing vehicle forms the coupling area, which is preferably provided for receiving the coupling element of the trailer.
  • the sensor is arranged in the vicinity of the coupling area.
  • the senor is at least partially integrated in a part of the fifth wheel plate that delimits the coupling area and/or in the coupling area integrated into the limiting surface of the saddle plate.
  • the sensor is arranged in a partial area of the saddle plate opposite a horizontal opening of the coupling area.
  • the sensor is intended to monitor the coupling area.
  • the field of view of the sensor preferably covers at least a large part of the coupling area.
  • a “large part” should be understood to mean in particular at least 51%, preferably at least 66% and preferably at least 80%.
  • At least part of the sensor in particular at least one sensor antenna of the sensor, be integrated into a surface of the corresponding coupling element of the towing vehicle, which in a proper coupling state between the towing vehicle and the trailer is at least one surface of the coupling element of the trailer, in particular one King pin of the semi-trailer, or at least one surface of a retaining plate to which the coupling element of the trailer is attached, in particular a king pin plate of the semi-trailer, is arranged opposite.
  • a particularly reliable detection of the coupling state can advantageously be achieved.
  • a field of view of the first sensor antenna is aligned in such a way that it enables the coupling area to be monitored.
  • a field of view of the second sensor antenna is aligned in such a way that it enables monitoring of the coupling claw pivoting in and out of the coupling area.
  • the field of view of the second sensor antenna is aligned in particular vertically downwards or vertically upwards.
  • the integration of a sensor part in a surface is to be understood in particular as meaning that the sensor part forms part of the surface, with one or more protective layers and/or protective covers covering the sensor part on the outside preferably being assigned to the sensor part, in particular the sensor surface.
  • the “proper coupling state” is to be understood in particular as meaning a state of a vehicle combination in which the trailer is captively attached to the towing vehicle.
  • the senor is integrated in the trailer, in particular in a kingpin or in a kingpin plate of the semitrailer of a semitrailer.
  • a coupling process relating to the trailer in particular a coupling process carried out by a towing vehicle that is at least partially driving autonomously.
  • Reliable and precise monitoring of the approach of the coupling element to the corresponding coupling element of the towing vehicle, in particular to the coupling area of the fifth wheel plate can advantageously be made possible.
  • Permanent monitoring of the coupling status of the coupling element assigned to the trailer can advantageously be achieved.
  • the coupling element forms a component of the sensor device through the integration of the sensor.
  • the sensor is integrated into a surface of the kingpin or the kingpin plate.
  • the sensor is arranged on a partial area of the surface of the king pin lying outwards in the radial direction (horizontal direction) or in a part of the king pin plate pointing downwards in the vertical direction.
  • the sensor is provided to monitor a positioning of the corresponding coupling element in the coupling area.
  • the senor is integrated into a surface of the coupling element of the trailer, which is arranged opposite at least one surface of the corresponding coupling element of the towing vehicle, in particular a fifth wheel plate of the semitrailer tractor, when the towing vehicle and the trailer are properly coupled.
  • At least one measuring surface of the sensor integrated into the towing vehicle or trailer is embedded in the surface of the respective coupling element in such a way that the measuring surface of the integrated sensor is submerged relative to the surfaces of the towing vehicle or trailer surrounding the integrated sensor.
  • a high degree of operational reliability of the sensor device can advantageously be achieved.
  • damage to the sensor, in particular to the surface of the sensor forming the measuring surface, which, in particular for operational reasons, cannot be formed from metal can be reduced, for example by abrasion.
  • the measurement area is designed as the area of the sensor over which the ultra-wideband measurement signal is emitted.
  • the measuring surface is designed as the surface of the sensor over which the reflected ultra-wideband signal is received again.
  • the first sensor antenna has a first measurement area.
  • the second sensor antenna has a second measurement area, which is designed differently from the first measurement area and/or is oriented differently than the first measurement area.
  • the sensor has at least one third measuring surface, which is assigned, for example, to a third sensor antenna that is oriented in a third direction, for example vertically upwards.
  • the at least one measuring surface is at least 0.5 mm, preferably at least 1 mm, advantageously at least 2 mm, preferably at least 5 mm and preferably at most 20 mm relative to the surface of the towing vehicle surrounding the measuring surface, in particular the saddle plate, or the trailer, in particular of the king pin or the king pin plate, sunk.
  • a sink resulting from the countersinking of the measuring surface can possibly be clogged with lubricant during operation, whereby the functional capability of the UWB sensor remains at least essentially unaffected.
  • the lubricant located in the countersink of the measuring surface can possibly even be used to further increase the protection against abrasion.
  • the senor has a surface in a direction facing the field of view, which is made of a non-conductive material, in particular a non-metallic material, preferably at least for the most part made of a ceramic, a glass and/or a Plastic is formed.
  • a high efficiency of the sensor measurement can advantageously be achieved.
  • the sensor housing of the sensor is preferably made of the non-metallic material, at least in the area of the sensor antenna(s).
  • the sensor device has a control and/or regulating unit, which is intended to evaluate a reflection signal from the ultra-wideband sensor and, depending on the evaluated reflection signal, to generate a coupling confirmation signal, a decoupling confirmation signal or a "coupling process Irunning" signal release the tow vehicle.
  • control of the at least partially autonomously driving towing vehicle can advantageously be made possible.
  • a high level of security can advantageously be achieved in that faulty or incomplete couplings can be easily detected.
  • a “control and/or regulation unit” is to be understood in particular as a unit with at least one electronic control system.
  • Control electronics is to be understood in particular as a unit with a processor unit, in particular a processor, and with a storage unit, in particular a storage medium, and with an operating program stored in the storage unit.
  • the control and/or regulation unit is provided to evaluate a reflection signal of the ultra-broadband sensor and to automatically filter out interference signals, for example interference signals generated by metal chips arranged between the coupling elements.
  • interference signals for example interference signals generated by metal chips arranged between the coupling elements.
  • the open-loop and/or closed-loop control unit searches for structures of a specific, known size in the reflection signal, which approximately corresponds to a size of the object to be detected, for example the king pin.
  • the tax and/or the control unit looks for structures in the reflection signal, the surface of which is approximately the same distance away over a larger area. For example, in a typical detection of a kingpin covered with lubricant containing metal filings, a few percent, e.g
  • control and/or regulation unit is intended to identify the metal chips and to ignore them when determining the position and/or distance.
  • the towing vehicle in particular the towing vehicle, preferably the semitrailer tractor, is proposed with the corresponding coupling element, preferably designed as a saddle plate, and with the sensor device integrated into the corresponding coupling element.
  • the coupling process can advantageously be simplified and/or at least partially automated.
  • an at least partially autonomously driving tractor in particular a semi-trailer tractor
  • a corresponding coupling element preferably designed as a saddle plate
  • the sensor device integrated into the corresponding coupling element, with depending on the evaluation of the reflection signal of the ultra-wideband sensor by the control and/or or control unit, a propulsion of the at least partially autonomously driving tractor, in particular the semi-trailer tractor, is blocked or released.
  • the propulsion of the at least partially autonomously driving tractor is blocked if the ultra-wideband sensor detects an incomplete or faulty coupling between the coupling element and the corresponding coupling element detected.
  • the propulsion of the at least partially autonomously driving tractor is enabled when the ultra-wideband sensor detects a complete and/or proper coupling between the coupling element and the corresponding coupling element.
  • the control and/or regulation unit communicates with an on-board computer of the at least partially autonomous tractor.
  • the control and/or regulation unit is designed in one piece with the on-board computer of the at least partially autonomous tractor.
  • two units are designed “partially in one piece” is to be understood in particular to mean that the units have at least one, in particular at least two, advantageously at least three common elements that are a component, in particular a functionally important component, of both units.
  • a "partially autonomous tractor” is to be understood in particular as a tractor that drives at least part of the time or in at least one driving mode, for example a parking mode or a coupling and/or decoupling mode for coupling and/or decoupling a trailer without the influence of a human driver and can control. It is also conceivable that the towing vehicle is designed as a fully autonomously driving towing vehicle.
  • the trailer in particular the semi-trailer, is proposed with the coupling element, preferably comprising the kingpin and the kingpin plate, and with the sensor device integrated in the coupling element, in particular in the kingpin or in the kingpin plate.
  • the coupling process can advantageously be simplified and/or at least partially automated.
  • a method for monitoring the coupling state of the coupling element, in particular a coupling bolt, preferably the kingpin, of the trailer, in particular the semi-trailer, with the corresponding coupling element of the towing vehicle, in particular the semi-trailer tractor having a detection step in which a position of the coupling element , which is arranged and/or moved in the field of view of the sensor, is detected or in which a position of the corresponding coupling element, which is arranged and/or moved in the field of view of the sensor, is detected, the position of the coupling element or the position of the corresponding coupling element is detected in the detection step of the designed as an ultra wideband sensor sensor.
  • the sensor device according to the invention, the towing vehicle according to the invention, the autonomously driving tractor according to the invention, the trailer according to the invention, the combination according to the invention and the method according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the sensor device according to the invention, the towing vehicle according to the invention, the autonomously driving tractor according to the invention, the trailer according to the invention, the vehicle combination according to the invention and the method according to the invention can have a number of individual elements, components, method steps and units that differ from a number specified herein in order to fulfill a function described herein have number.
  • FIG. 1 shows a combination with a trailer and a towing vehicle
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a coupling element of the trailer
  • FIG. 3a shows a schematic representation of a front side of a corresponding coupling element of the towing vehicle
  • 3b shows a schematic representation of a rear side of the corresponding coupling element of the towing vehicle
  • FIG. 4 shows a schematic, partially sectioned representation of a portion of the coupling elements of the vehicle combination with a sensor device
  • FIG. 5 shows a further schematic perspective view of a section of the corresponding coupling element surrounding a coupling region of the corresponding coupling element
  • FIG. 6 shows a flow chart of a method for monitoring the coupling state
  • FIG 7 shows an alternative coupling element of an alternative trailer with an alternative sensor device.
  • the 1 shows a team 48a with a trailer 12a and a towing vehicle 16a.
  • the team 48a is designed as a semi-trailer truck.
  • the trailer 12a is as trained a semi-trailer.
  • the towing vehicle 16a is designed as a tractor unit.
  • the towing vehicle 16a is designed as a partially autonomously driving towing vehicle. It is also conceivable for the towing vehicle 16a to be in the form of a fully autonomously driving towing vehicle.
  • the semi-autonomous tractor has a control and/or regulating unit 42a.
  • the control and/or regulating unit 42a is provided to control, preferably to block or release, a propulsion of the at least partially autonomous tractor depending on signals output by a sensor device 44a.
  • the trailer 12a has a coupling element 10a (see FIG. 2).
  • the coupling element 10a of the trailer 12a is designed as a king pin 34a.
  • the coupling element 10a of the trailer 12a is attached to the trailer 12a by means of a retaining plate 36a.
  • the holding plate 36a is designed as a king pin plate.
  • the coupling element 10a is provided for establishing a coupled state between the trailer 12a and the towing vehicle 16a.
  • the coupling element 10a forms part of a saddle coupling 54a.
  • the towing vehicle 16a has a corresponding coupling element 14a (cf. FIGS. 3a and 3b).
  • the corresponding coupling element 14a is designed as a saddle plate 26a.
  • the corresponding coupling element 14a is provided for establishing the coupled state between the trailer 12a and the towing vehicle 16a.
  • the corresponding coupling element 14a forms part of the saddle coupling 54a.
  • the coupling element 10a is intended to interact with the corresponding coupling element 14a to produce the coupled state.
  • the corresponding coupling element 14a forms a coupling area 62a.
  • the coupling region 62a is provided to at least partially accommodate and/or at least partially enclose the coupling element 10a in order to establish a proper coupling state.
  • the coupling portion 62a has a lateral opening 40a on.
  • the coupling element 10a can be introduced laterally into the coupling area 62a and/or removed from the coupling area 62a through the lateral opening 40a of the coupling area 62a.
  • the coupling element 10a and the corresponding coupling element 14a can be moved relative to one another by a horizontal movement, in particular a driving movement, of the towing vehicle 16a or the trailer 12a.
  • the fifth wheel coupling 54a is provided for a connection between the towing vehicle 16a and the trailer 12a.
  • the fifth wheel 54a is intended to carry a substantial portion of a weight of the trailer (semi-trailer) 12a.
  • the fifth wheel coupling 54a is provided to specify a range of motion of the trailer 12a relative to the towing vehicle 16a in the coupled state.
  • the fifth wheel coupling 54a is intended to absorb pushing, pulling and rolling forces of the trailer 12a in the coupled state.
  • the 4 shows a schematic, partially sectioned illustration of a portion of the coupling elements 10a, 14a of the combination 48a.
  • the team 48a has the sensor device 44a.
  • the sensor device 44a is provided for monitoring a coupling state of the coupling element 10a of the trailer 12a with the corresponding coupling element 14a of the towing vehicle 16a.
  • the sensor device 44a has a sensor 18a.
  • the sensor device 44a, in particular the combination 48a, is preferably designed without additional sensors that monitor the coupling state.
  • the sensor 18a is provided at least to recognize and/or to detect a relative position of the coupling elements 10a, 14a to one another.
  • the sensor 18a is designed as an ultra wideband sensor.
  • the ultra-wideband sensor uses M-sequence technology.
  • the ultra-wideband sensor works in a frequency range between 100 MHz and 6 GHz with a bandwidth of at least 500 MHz.
  • the ultra wideband sensor also or alternatively works in a frequency range between 6 GHz and 8.5 GHz with a bandwidth of at least 500 MHz.
  • the sensor 18a is assigned to the towing vehicle 16a of the vehicle combination 48a.
  • the sensor 18a is integrated into the corresponding coupling element 14a of the towing vehicle 16a of the combination 48a.
  • the sensor 18a is integrated into the fifth wheel plate 26a of the towing vehicle 16a.
  • the sensor 18a has sensor antennas 52a.
  • Each sensor antenna 52a of sensor 18a has a field of view 56a (see FIG. 4).
  • the fields of view 56a form detection areas of the sensor antennas 52a of the sensor 18a.
  • the fields of view 56a include partial areas which delimit usable fields of view 20a, 22a, 74a.
  • the usable fields of view 20a, 22a, 74a each form the parts of the fields of view 56a in which reliable detection, in particular distance detection, is possible by the sensor 18a.
  • the usable fields of view 20a, 22a, 74a of the sensor 18a have a surface area of at least 3 cm ⁇ 3 cm.
  • the near area 28a of the sensor 18a is formed by the area of the field of view 56a, which is only a few centimeters away from the sensor antenna 52a.
  • the close-up area 28a of the sensor 18a is designed as the area of the fields of view 56a of the sensor 18a, which is at most 5 cm away from the respective sensor antenna 52a.
  • the usable fields of view 20a, 22a, 74a each include a partial area 58a of the respective close range 28a, which extends from an outer end of the close range 28a to a minimum distance of approximately 0.5 cm from the respective sensor antenna 52a.
  • the sensor 18a is intended to detect a position of the coupling element 10a that is arranged and/or moved in the field of view 20a of the sensor 18a.
  • the sensor 18a is provided to measure a distance 78a of the sensor 18a arranged and/or moved in the field of view 20a To detect coupling element 10a of the sensor 18a.
  • the sensor 18a is provided for detecting a movement speed of the coupling element 10a moved in the field of view 20a of the sensor 18a.
  • a part of the sensor 18a, in particular at least one of the sensor antennas 52a, is integrated into a surface 30a of the corresponding coupling element 14a of the towing vehicle 16a.
  • the part of the surface 30a covered by the sensor antenna 52a thus forms a measurement area 38a.
  • the surface 30a, in which the part of the sensor 18a, in particular the sensor antenna 52a, is integrated is arranged opposite at least one surface 32a of the coupling element 10a of the trailer 12a in a proper coupling state between the towing vehicle 16a and the trailer 12a. As a result, a position of the coupling element 10a in the coupling region 62a of the corresponding coupling element 14a is detected.
  • a further part of the sensor 18a in particular at least one further of the sensor antennas 52a, is integrated into a further surface 60a of the corresponding coupling element 14a of the towing vehicle 16a.
  • the part of the further surface 60a covered by the sensor antenna 52a thus forms a measuring surface 38a.
  • the additional surface 60a, into which the additional part of the sensor 18a, in particular the additional sensor antenna 52a, is integrated, is in the proper coupling state between the towing vehicle 16a and the trailer 12a at least one surface 76a of the retaining plate 36a, on which the coupling element 10a of the Trailer 12a is attached, in particular the king pin plate of the semi-trailer, arranged opposite.
  • a height position of the holding plate 36a in particular a fifth-wheel height of the trailer 12a, is detected during the coupling process and in the coupled state.
  • the corresponding coupling element 14a has a coupling claw 24a (cf. FIGS. 3a to 4).
  • the coupling claw 24a is intended to at least partially encompass the coupling element 10a in the coupled state.
  • the coupling element 10a has an encircling in the circumferential direction groove 82a.
  • the coupling claw 24a is intended to grip the coupling element 10a in the region of the groove 82a.
  • the coupling claw 24a forms a gripping opening 84a, which is dimensioned such that it can grip the coupling element 10a only in the region of the groove 82a. Outside the area of the groove 82a, a diameter of the coupling element 10a is too large for the coupling claw 24a.
  • the coupling claw 24a is intended to secure the coupling element 10a in the coupled state.
  • the clutch claw 24a is movably mounted.
  • the coupling claw 24a In a decoupled state, the coupling claw 24a is in an open position (not shown), which allows the coupling element 10a to be introduced unhindered into the coupling region 62a.
  • the coupling claw 24a In a coupled state, the coupling claw 24a is in a securing position 80a, which prevents the coupling element 10a from being removed from the coupling region 62a (cf., for example, FIG. 3b).
  • the securing position 80a is locked in the coupled state.
  • the corresponding coupling element 14a has a locking mechanism 64a (cf. FIG. 3b).
  • the coupling claw 24a is mounted so that it can move, in particular so that it can move horizontally, preferably so that it can pivot horizontally.
  • the locking mechanism 64a is provided to prevent or release the mobility and/or the pivotability of the coupling claw 24a.
  • the locking mechanism 64a can be actuated manually and/or automatically, for example by means of the control and/or regulating unit 42a.
  • the coupling element 10a is moved in the direction of the coupling area 62a until the coupling element 10a hits the coupling claw 24a, which is then pivoted.
  • the coupling claw 24a rotates via a deflected bolt 68a.
  • the bolt 68a engages in a recess 72a in the coupling claw 24a and is thereby secured in this position.
  • the locking mechanism 64a additionally secures the coupling claw 24a against the loads that occur. In the decoupling process is the Locking mechanism 64a and the bolt 68a are released so that the coupling claw 24a can be rotated out of the position provided for proper coupling and thus the coupling element 10a can be removed from the coupling region 62a.
  • the sensor 18a is intended to identify and/or detect a position and/or a movement of the clutch claw 24a.
  • the sensor 18a includes a sensor antenna 52a, the field of view 22a of which is aligned in such a way that a position and/or a movement of the coupling claw 24a, preferably relative to the coupling element 10a, is detected.
  • An additional further part of the sensor 18a, in particular at least one additional further of the sensor antennas 52a, is integrated into an additional further surface 70a of the corresponding coupling element 14a of the towing vehicle 16a. The part of the additional further surface 70a covered by the sensor antenna 52a thus forms a measuring surface 38a.
  • the additional additional surface 70a in which the additional additional part of the sensor 18a, in particular the additional additional sensor antenna 52a, is integrated, is arranged opposite at least one surface 66a of the movably mounted clutch claw 24a. As a result, a current position of the clutch claw 24a is detected.
  • the sectional view of the corresponding coupling element 14a shown in FIG. 4 shows that the measuring surfaces 38a of the sensor 18a are embedded in the respective surfaces 30a, 60a, 70a of the corresponding coupling element 14a such that the measuring surfaces 38a of the sensor 18a relative to the Measuring surfaces 38a surrounding surfaces 86a are countersunk.
  • the sensing faces 38a are recessed about 1 mm relative to the surrounding surfaces 86a.
  • the measuring surfaces 38a each form surfaces 30a, 60a, 70a of the sensors 18a that face the fields of view 20a, 22a, 74a.
  • the surfaces 30a, 60a, 70a of the sensor 18a facing the fields of view 20a, 22a, 74a are each made of a non-conductive material, in particular a non-metallic material.
  • the fields of view 20a, 22a, 74a Facing surfaces 30a, 60a, 70a of the sensor 18a are each formed from a ceramic, a glass and/or a plastic.
  • the sensor 18a is intended to communicate with the control and/or regulation unit 42a.
  • the control and/or regulating unit 42a is provided to evaluate a reflection signal of the ultra wideband sensor.
  • the open-loop and/or closed-loop control unit 42a is provided to output a coupling confirmation signal, a decoupling confirmation signal or a “coupling process in progress” signal to the towing vehicle 16a as a function of the evaluated reflection signal.
  • the control and/or regulating unit 42a is provided to control the towing vehicle 16a as a function of the signal determined by the sensor 18a.
  • the control and/or regulating unit 42a is provided for the purpose of blocking or releasing a propulsion of the at least partially autonomous tractor, depending on the evaluation of the reflection signal of the ultra-broadband sensor.
  • the control and/or regulating unit 42a is provided to automatically filter out interference signals, which can be generated, for example, by metal chips arranged between the coupling elements 10a, 14a and embedded in lubricating grease, when evaluating the reflection signal of the ultra-wideband sensor.
  • FIG. 5 shows a further schematic perspective view of a section of the corresponding coupling element 14a surrounding the coupling region 62a, in which a possible arrangement of the measuring surfaces 38a is shown.
  • FIG. 6 shows a flow chart of a method for monitoring the coupling state of the coupling element 10a of the trailer 12a with the corresponding coupling element 14a of a towing vehicle 16a.
  • the coupling claw 24a is in the open position and the towing vehicle 16a is moved towards the coupling element 10a of the trailer 12a with the lateral opening 40a oriented in the direction of travel.
  • a Position of the coupling element 10a which is arranged and/or moved in the field of view 20a, 74a of the sensor 18a, is detected.
  • a position of the corresponding coupling element 14b which is arranged and/or moved in the field of view 20b of the sensor 18b, could of course also be detected.
  • the position of the coupling element 10a, 10b or the position of the corresponding coupling element 14a, 14b is detected in the detection step 50a, 50b by the sensor 18a, 18b designed as an ultra wideband sensor.
  • the position of the clutch claw 24a, which is arranged and/or moved in the further field of view 22a of the sensor 18a, of the corresponding coupling element 14a is detected.
  • the signal (wireless or wired) detected by the sensor 18a is transmitted to the control and/or regulating unit 42a for processing.
  • interference signals are automatically filtered out when the sensor signals are evaluated.
  • interference signals originating from metal chips arranged between the coupling elements 10a, 14a are automatically filtered out.
  • the autonomously driving tractor is controlled as a function of the signal determined by sensor 18a.
  • a coupling confirmation signal, a decoupling confirmation signal or a "coupling process I running" signal is output to the towing vehicle 16a.
  • a release for driving is issued for the autonomously driving tractor unit.
  • FIG. 7 Another exemplary embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with reference to components having the same designation, in particular to components with same reference numerals, in principle, reference can also be made to the drawings and/or the description of the other exemplary embodiments, in particular of FIGS.
  • the letter a follows the reference number of the exemplary embodiment in FIGS.
  • the letter a has been replaced by the letter b.
  • FIG. 7 shows an alternative coupling element 10b of an alternative trailer 12b with an alternative sensor device 44b.
  • the sensor device 44b has a sensor 18b designed as an ultra wideband sensor.
  • the sensor 18b is integrated into the trailer 12b.
  • the sensor 18b is integrated into the coupling element 10b.
  • the sensor 18b is integrated into a kingpin 34b of the trailer 12b.
  • the sensor 18b is integrated into a holding plate 36b of the coupling element 10b.
  • the sensor 18b is intended to identify and/or detect a position of a corresponding coupling element 14b that is arranged and/or moved in a field of view 20b of the sensor 18b.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Sensorvorrichtung (44a; 44b) zu einer Überwachung eines Kopplungszustands eines Kopplungselements (10a; 10b), insbesondere eines Kopplungsbolzens, vorzugsweise eines Königszapfens (34a; 34b), eines Anhängers (12a; 12b), insbesondere eines Sattelaufliegers, mit einem korrespondierenden Kopplungselement (14a; 14b) eines Zugfahrzeugs (16a; 16b), insbesondere einer Sattelzugmaschine, mit zumindest einem Sensor (18a; 18b), welcher zumindest dazu vorgesehen ist, eine Relativposition der Kopplungselemente (10a, 14a; 10b, 14b) zueinander zu erkennen. Es wird vorgeschlagen, dass der Sensor (18a; 18b) als ein Ultrabreitband-Sensor ausgebildet ist.

Description

Sensorvorrichtung und Verfahren zu einer Überwachung eines Kopplungszustands eines Kopplungselements
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Zugfahrzeug nach dem Anspruch 15, eine autonom fahrende Zugmaschine nach dem Anspruch 16, einen Anhänger nach dem Anspruch 17, ein Gespann nach dem Anspruch 18 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, dass ein Kopplungsvorgang zwischen einem Sattelauflieger und einer Sattelzugmaschine, genauer zwischen einem Königszapfen und einer Kupplungsplatte, sensorüberwacht wird. Bisher bekannte Überwachungsvorrichtungen (z.B. induktive Sensoren oder Hall-Sensoren) benötigen jedoch zu einer sicheren Erkennung der erfolgreichen Kopplung / Entkopplung mehrere verteilt angeordnete Sensoren, deren Funktion zudem durch eine im Bereich des Königszapfens verteilte, oft mit Metallspänen durchsetzte, große Menge an Schmiermittel beeinträchtigt sein kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Überwachung des Kopplungszustands zwischen Anhänger und Zugfahrzeug bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 , 15, 16, 17, 18 und 19 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Sensorvorrichtung zu einer Überwachung eines Kopplungszustands eines Kopplungselements, insbesondere eines Kopplungsbolzens, vorzugsweise eines Königszapfens, eines Anhängers, insbesondere eines Sattelaufliegers, mit einem korrespondierenden Kopplungselement eines Zugfahrzeugs, insbesondere einer Sattelzugmaschine, mit zumindest einem Sensor, welcher zumindest dazu vorgesehen ist, eine Relativposition der Kopplungselemente zueinander, vorzugsweise eine Relativposition des Kopplungselements und/oder des korrespondierenden Kopplungselements zu dem Sensor, insbesondere zu einer Detektionsfläche des Sensors, zu erkennen, insbesondere zu detektieren.
Es wird vorgeschlagen, dass der Sensor als ein Ultrabreitband-Sensor ausgebildet ist. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Überwachung des Kopplungszustands zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug erreicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders zuverlässige Erkennung des Kopplungszustands erreicht werden. Vorteilhaft kann durch die Verwendung der UWB-Technologie, welche insbesondere nur eine unwesentliche Beeinflussung durch Metallspäne oder Schmiermittel erfährt, eine zuverlässige Erkennung des Kopplungszustands auch bei stark verschmutzten Kopplungselementen ermöglicht werden. Vorteilhaft kann durch die Verwendung der UWB-Technologie auch bei beengten Platzverhältnissen (z.B. Abstände im Bereich weniger Zentimeter) eine zuverlässige Radarerkennung des Kopplungselements ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders robuste und fehlerunanfällige Erkennung des Kopplungszustands ermöglicht werden. Dadurch kann beispielsweise eine vorteilhafte Eignung für autonom fahrende Zugfahrzeuge und/oder Zugmaschinen erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders einfache Erkennung des Kopplungszustands erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Komplexität der Sensorvorrichtung zur Erkennung des Kopplungszustands reduziert werden. Vorteilhaft kann, insbesondere im Vergleich zu existierenden Sensorvorrichtungen, eine benötigte Anzahl von Sensoren reduziert werden, wodurch vorteilhaft Kosten gesenkt werden können.
Insbesondere ist die Sensorvorrichtung dazu vorgesehen, einen gekoppelten Zustand der Kopplungselemente, in welchem der Anhänger verlustsicher an dem Zugfahrzeug befestigt ist, zu detektieren. Insbesondere ist die Sensorvorrichtung dazu vorgesehen, einen entkoppelten Zustand der Kopplungselemente, in welchem der Anhänger von dem Zugfahrzeug vollständig getrennt ist, zu detektieren. Zusätzlich ist die Sensorvorrichtung dazu vorgesehen, einen fehlerhaft und/oder nur teilweise gekoppelten Zustand der Kopplungselemente, in welchem der Anhänger unsicher, beispielsweise nicht verlustsicher, an dem Zugfahrzeug befestigt ist, zu detektieren. Insbesondere ist das Kopplungselement fest an dem Anhänger montiert. Insbesondere ist das Kopplungselement als ein Königszapfen (Königsbolzen), vorzugsweise als ein 2-Zoll-Königszapfen oder als ein 3,5-Zoll-Königszapfen, ausgebildet. Insbesondere kann der Königszapfen zur Verringerung tribologischer Effekte, z.B. durch Wankbewegungen während einer Kurvenfahrt, zumindest teilweise mit einem Schmiermittel bedeckt sein.
Insbesondere sind die Kopplungselemente dazu vorgesehen, zu einer Befestigung des Anhängers an dem Zugfahrzeug ineinander einzugreifen und/oder einzurasten. Insbesondere ist das korrespondierende Kopplungselement des Zugfahrzeugs dazu vorgesehen, das Kopplungselement des Anhängers in dem gekoppelten Zustand verliersicher zu halten. Unter einem Zugfahrzeug soll insbesondere ein motorbetriebenes Zugfahrzeug verstanden werden, das mit Ausnahme der Personen und Gegenstände in einer Fahrerkabine, selbst nicht dazu bestimmt ist, Personen zu befördern oder Güter zu transportieren. Vorzugsweise ist das Zugfahrzeug dazu vorgesehen, den Anhänger zu ziehen. Selbstverständlich ist jedoch auch denkbar, dass das Zugfahrzeug zusätzlich zu einem Ziehen des Anhängers dazu bestimmt ist, Personen zu befördern oder Güter zu transportieren. Insbesondere ist das Zugfahrzeug als eine Zugmaschine, insbesondere eine Sattelzugmaschine, ausgebildet. Unter einem Anhänger soll insbesondere ein Fahrzeug verstanden werden, welches über eine Ladefläche zur Beförderung von Gütern oder Personen, jedoch nicht über einen eigenen Antrieb verfügt und welches dazu vorgesehen ist, hinter Zugfahrzeugen oder Zugmaschinen mitgeführt zu werden. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Die Sensorvorrichtung ist vorzugsweise zumindest teilweise in das Zugfahrzeug und/oder den Anhänger integriert. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Sensorvorrichtung, insbesondere der Sensor, getrennt von dem Zugfahrzeug und/oder dem Anhänger ausgebildet ist und/oder dass die Sensorvorrichtung, insbesondere der Sensor, lösbar an dem Zugfahrzeug oder an dem Anhänger befestigt werden kann. Vorteilhaft ist dadurch denkbar, dass die Sensorvorrichtung, insbesondere der Sensor, an das Zugfahrzeug oder an den Anhänger nachrüstbar ist und/oder dass Koppelvorgänge von Zugfahrzeug- Anhänger-Kombinationen (Gespanne) ohne integrierte Überwachungsmöglichkeit des Kopplungszustands zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger überwacht werden. Unter einem „Sensor“ soll vorzugsweise ein technisches Bauteil verstanden werden, das zumindest eine, vorzugsweise mehrere, physikalische Eigenschaft/en seiner Umgebung detektieren kann. Insbesondere ist der Sensor dazu vorgesehen, räumliche, vorzugsweise bewegte, Objekte, insbesondere das Kopplungselement des Anhängers und/oder eine Kupplungsklaue des korrespondierenden Kopplungselements, zu detektieren und/oder Informationen über physikalische Eigenschaften dieser Objekte, beispielsweise eine Relativposition zu dem Sensor, zu ermitteln. Insbesondere weist der Sensor ein Sichtfeld auf, innerhalb welchem der Sensor in der Lage ist, Objekte zu sensieren. Vorzugsweise ist der Sensor neben der Erkennung von schnell bewegten Objekten auch in der Lage, sehr langsam bewegte oder sich im Stillstand befindliche Objekte zu sensieren. Unter einem „Ultrabreitband-Sensor“ soll insbesondere ein elektromagnetische Wellen, insbesondere Wellenpakete, emittierender Sensor verstanden werden, wobei die emittierten elektromagnetischen Wellen, insbesondere die emittierten Wellenpakete, eine besonders große Bandbreite, vorzugsweise eine Bandbreite von mehr als 500 MHz, abdecken. Insbesondere umfassen die von dem Ultrabreitband-Sensor emittierten Wellenpakete eine Vielzahl von elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Frequenz, welche vorzugsweise eine feste Phasenbeziehung zueinander aufweisen. Vorzugsweise ist der Ultrabreitband-Sensor als ein Ultrabreitband-Radarsensor ausgebildet. Insbesondere detektiert der Ultrabreitbandsensor ein Reflexionssignal der emittierten elektromagnetischen Wellen, insbesondere der emittierten Wellenpakete, zur Erkennung der im Sichtfeld des Sensors bewegten und/oder angeordneten Objekte. Vorzugsweise detektiert der Ultrabreitband-Sensor einen Laufzeitunterschied des Reflexionssignals, wobei insbesondere aus dem Laufzeitunterschied auf eine Entfernung des reflektierenden Objekts geschlossen werden kann. Vorteilhaft kann durch eine Erhöhung einer Bandbreite eines Messsignals eine Erhöhung einer Messauflösung und somit eine Verkleinerung eines Abstands von minimal unterscheidbaren Messentfernungen eines Sensors erreicht werden. Vorzugsweise ist der Ultrabreitband-Sensor kontinuierlich betrieben. Vorzugsweise sendet der Ultrabreitband-Sensor keine Impulssignale aus, so dass vorteilhaft keine Messunterbrechung für ein Empfangen von Impulsantworten notwendig ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Messgeschwindigkeit ermöglicht werden, welche insbesondere eine hohe Messgenauigkeit und/oder eine Messung von Objekten mit besonders hoher Geschwindigkeit erlaubt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Ultrabreitband-Sensor gepulst betrieben ist. Vorteilhaft kann durch eine Verwendung von Ultrabreitband-Sensortechnik zudem eine Beeinflussung und/oder Störung von anderen Funk-Übertragungsverfahren, insbesondere anderen schmalbandigen Funk-Übertragungsverfahren, wie beispielsweise LoRa, 5G oder WLAN (insbesondere 802.11 p), verhindert werden. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Sensor dazu vorgesehen ist, eine Position des in dem Sichtfeld des Sensors angeordneten und/oder bewegten Kopplungselements oder eine Position des in dem Sichtfeld des Sensors angeordneten und/oder bewegten korrespondierenden Kopplungselements zu erkennen, insbesondere zu detektieren. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Überwachung des Kopplungszustands zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug erreicht werden. Insbesondere ist der Sensor in diesem Fall mit dem Kopplungselement oder mit dem korrespondierenden Kopplungselement mitbewegt. Insbesondere ist der Sensor dazu vorgesehen, einen Abstand des in dem Sichtfeld des Sensors angeordneten und/oder bewegten Kopplungselements von dem Sensor oder einen Abstand des in dem Sichtfeld des Sensors angeordneten und/oder bewegten korrespondierenden Kopplungselements zu dem Sensor zu bestimmen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Sensor dazu vorgesehen ist, eine Position einer in einem, insbesondere weiteren, Sichtfeld des Sensors angeordneten und/oder bewegten Kupplungsklaue des korrespondierenden Kopplungselements, insbesondere einer Sattelplatte des korrespondierenden Kopplungselements, zu detektieren. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Überwachung des Kopplungszustands zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug erreicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders zuverlässige Erkennung des Kopplungszustands des korrespondierenden Kopplungselements erreicht werden. Vorteilhaft kann eine hohe Sicherheit erreicht werden. Insbesondere umfasst der Ultrabreitband-Sensor zumindest eine erste Sensorantenne. Die erste Sensorantenne weist vorzugsweise das Sichtfeld auf, welches in eine erste Richtung ausgerichtet ist. Insbesondere umfasst der Ultrabreitband-Sensor zumindest eine zweite Sensorantenne. Die zweite Sensorantenne weist vorzugsweise das, insbesondere weitere, Sichtfeld auf, welches in eine zweite Richtung ausgerichtet ist. Das Sichtfeld der ersten Sensorantenne und das, insbesondere weitere, Sichtfeld der zweiten Sensorantenne sind insbesondere in unterschiedliche, vorzugsweise gegensätzliche, Richtungen ausgerichtet. Vorzugsweise umfasst der Ultrabreitband-Sensor zwei in unterschiedliche Richtungen ausgerichtete Sensorantennen, wobei eine der Sensorantennen das Kopplungselement oder das weitere Kopplungselement überwacht und wobei eine weitere der Sensorantennen die Kupplungsklaue des korrespondierenden Kopplungselements überwacht. Insbesondere ist der Sensor dazu vorgesehen, eine Position der Kupplungsklaue relativ zu dem Kopplungselement, insbesondere dem Königszapfen, zu detektieren. Insbesondere ist der Sensor zumindest dazu vorgesehen, zumindest drei Betriebszustände der Kupplungsklaue zu detektieren, vorzugsweise zu unterscheiden. Hierbei ist vorzugsweise ein erster Betriebszustand als ein „Kupplungsklaue geschlossen“-Betriebszustand ausgebildet, in welchem sich die Kupplungsklaue insbesondere in einer Sicherungsstellung befindet, bei der ein Entfernen des Kopplungselements aus dem Kopplungsbereich verhindert ist. Zudem ist hierbei vorzugsweise ein zweiter Betriebszustand als ein „Kupplungsklaue offen“-Betriebszustand ausgebildet, in welchem sich die Kupplungsklaue insbesondere in einer Offenstellung befindet, bei der ein Entfernen des Kopplungselements aus dem Kopplungsbereich ermöglicht ist. Außerdem ist hierbei vorzugsweise ein dritter Betriebszustand als ein „Kupplungsklaue in einer kritischen Zwischenposition“-Betriebszustand ausgebildet, in welchem sich die Kupplungsklaue insbesondere in einer von der Offenstellung und von der Sicherungsstellung verschiedenen Stellung befindet.
Insbesondere ist der Ultrabreitband-Sensor dazu vorgesehen, zugleich eine Aufsattelhöhe des Anhängers relativ zu dem Zugfahrzeug, eine Position des Kopplungselements, insbesondere des Königszapfens, des Anhängers in einem Kopplungsbereich des korrespondierenden Kopplungselements und einen Verschlusszustand der Kupplungsklaue des korrespondierenden Kopplungselements zu detektieren. Da bisher für jeden dieser Parameter zumindest ein separater Sensor erforderlich war, kann nun dadurch vorteilhaft eine Anzahl von Sensoren reduziert werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Ultrabreitband-Sensor auf einer M- Sequenz-Technologie basiert. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders genaue Bewegungserkennung, insbesondere auch bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten, von in dem Sichtfeld des Sensors bewegten Objekten, vorzugsweise auch bei besonders kleinen Abständen der Objekte von dem Sensor, erreicht werden. Vorteilhaft sind M-Sequenz-Signale, insbesondere im Vergleich mit (UWB-) Impulssignalen und/oder mit (UWB-) Sinussignalen, rauschärmer. Vorteilhaft sind M-Sequenz-Signale, insbesondere im Vergleich mit (UWB-) Impulssignalen und/oder mit (UWB-) Sinussignalen, wenig störanfällig. Vorteilhaft verursachen M-Sequenz-Signale, insbesondere im Vergleich mit (UWB- ) Impulssignalen und/oder mit (UWB-) Sinussignalen, eine geringe Störung von anderen Anwendungen, beispielsweise schmalbandigen Funkanwendungen wie LoRa, 5G oder WLAN (insbesondere 802.11 p). Vorteilhaft werden M-Sequenz- Signale, insbesondere im Vergleich mit (UWB-) Impulssignalen und/oder mit (UWB-) Sinussignalen, nur gering von Signalen anderer Funkquellen, beispielsweise schmalbandigen Funkanwendungen wie LoRa, 5G oder WLAN (insbesondere 802.11 p), beeinflusst und/oder gestört. Vorteilhaft ermöglichen die M-Sequenz-Signale eine zeitgleiche Messung über einen gesamten (UWB-) Frequenzbereich der Sensoren, so dass mehrere tausend Messungen pro Sekunde ermöglicht werden können. Unter einer „M-Sequenz“ soll insbesondere eine unter den Fachbegriffen „Maximum Length Sequence“ oder eine „Folge maximaler Länge“ bekannte pseudozufällige, binäre Folge verstanden werden. Insbesondere stellt die M-Sequenz eine Pseudorauschfolge dar. Insbesondere hat die M-Sequenz ein flaches Frequenzspektrum, welches vorzugsweise einem weißen Rauschen ähnelt. Insbesondere ist der Ultrabreitband-Sensor dazu vorgesehen, ein auf der M-Sequenz basierendes und/oder durch eine M-Sequenz gebildetes Signal, insbesondere Pseudorauschsignal, zu erzeugen und auszusenden. Insbesondere ist das M-Sequenz-Signal mittels rückgekoppelten Schieberegistern erzeugbar. Insbesondere umfasst das Sensormodul zumindest eine Schaltung zum Erzeugen der M-Sequenz, welche vorzugsweise ein N- stufiges Schieberegister zum Erzeugen der M-Sequenz aufweist. Insbesondere umfasst der Ultrabreitband-Sensor eine Sendeeinheit, welche ein M-Sequenz- Sendesignal generiert und abstrahlt. Insbesondere bilden die von dem Ultrabreitband-Sensor emittierten elektromagnetischen Wellen, insbesondere die von dem Ultrabreitband-Sensor emittierten Wellenpakete, das M-Sequenz- Sendesignal aus. Vorzugsweise bestimmt dabei eine Festlegung der Phasenbeziehungen der von dem Ultrabreitband-Sensor emittierten Vielzahl von elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Frequenz, insbesondere des Wellenpakets, ob das emittierte Sendesignal ein impulsives Signal ist oder ob es im Zeitbereich eine M-sequenz ausbildet. Insbesondere umfasst der Ultrabreitband-Sensor eine Empfangseinheit, welche durch ein Objekt reflektierte Anteile des M-Sequenz-Sendesignals empfängt. Insbesondere umfasst der Ultrabreitband-Sensor eine Auswerteeinheit, welche das empfangene reflektierte M-Sequenz-Sendesignal auswertet und daraus zumindest eine Entfernung des reflektierenden Objekts bestimmt. Vorteilhaft ist die Messung und das Messergebnis des Ultrabreitband-Sensors mit der M-Sequenz-Technologie zumindest im Wesentlichen unbeeinflusst von Fett,- Schmutz- und/oder Eisschichten sowie von Regen und/oder Nebel im Bereich eines Messpfads des Ultrabreitband-Sensors.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Ultrabreitband-Sensor in einem Frequenzbereich zwischen 100 MHz und 6 GHz mit einer Bandbreite von zumindest 500 MHz, vorzugsweise zumindest 1 GHz, bevorzugt zumindest 2 GHz, bevorzugter zumindest 4 GHz und besonders bevorzugt von zumindest 5,5 GHz, und/oder in einem Frequenzbereich zwischen 6 GHz und 8,5 GHz mit einer Bandbreite von zumindest 500 MHz, vorzugsweise zumindest 1 GHz, bevorzugt zumindest 1 ,5 GHz, bevorzugter zumindest 2 GHz und besonders bevorzugt von zumindest 2,5 GHz, arbeitet. Dadurch kann vorteilhaft eine, insbesondere wechselseitige, Störung durch weitere Funkquellen wie beispielsweise LoRa, 5G oder WLAN (insbesondere 802.11 p) vermieden werden. Vorteilhaft kann, insbesondere durch die hohe Bandbreite des Frequenzbereichs zwischen 6 GHz und 8,5 GHz, eine besonders hohe räumliche Auflösung und/oder eine besonders niedrige minimale Messentfernung erreicht werden. Zudem sind für diese Frequenzbereiche vorteilhaft keine Funklizenzen erforderlich, insbesondere wenn eine Sendeleistung in einem Bereich von -41.3 dbm/MHz liegt. Vorzugsweise liegt die Sendeleistung des Ultrabreitband-Sensors bei -41.3 dbm/MHz oder darunter. Insbesondere ist das Frequenzband zwischen 100 MHz und 6 GHz und/oder das Frequenzband zwischen 6 GHz und 8,5 GHz zumindest zu einer Abstandsmessung, insbesondere auch in dem Nahbereich des Sensors, vorgesehen. Insbesondere ist denkbar, dass das Sensormodul, insbesondere der Sensor oder zumindest zwei Sensoren des Sensormoduls, zumindest teilweise gleichzeitig oder abwechselnd in beiden Frequenzbändern (100 MHz bis 6 GHz und 6 GHz bis 8,5 GHz) misst und/oder betrieben wird.
Wenn das nutzbare Sichtfeld des Sensors, insbesondere neben einem Fernbereich, einen Teil eines Nahbereichs des Sensors umfasst, kann vorteilhaft eine sichere und/oder zuverlässige Überwachung des Koppelvorgangs, insbesondere auch bei relativ gesehen hohen Bewegungsgeschwindigkeiten der Kopplungselemente und beengten Platzverhältnissen ermöglicht werden. Insbesondere kann dadurch vorteilhaft eine, vorzugsweise automatisierte, Führung des Zugfahrzeugs während dem Koppelvorgang ermöglicht werden. Unter einem „nutzbaren Sichtfeld“ soll insbesondere der Teil des Sichtfelds des Sensors verstanden werden, in welchem eine zuverlässige Abstandsmessung von in dem Sichtfeld bewegten Objekten relativ zu dem Sensor möglich ist. Unter einer „zuverlässigen Abstandsmessung“ soll insbesondere eine Abstandsmessung mit einer Genauigkeit von zumindest 5 cm, vorzugsweise zumindest 3 cm, bevorzugt zumindest 1 ,5 cm und besonders bevorzugt zumindest 0,5 cm verstanden werden. Unter einem „Nahbereich“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, die einen Abstand von dem Sensor, insbesondere von der Sendeeinheit des Sensors und/oder von der Empfangseinheit, aufweisen, welcher höchstens 0,15 m, vorzugsweise höchstens 0,1 m, vorteilhaft höchstens 0,05 m, bevorzugt höchstens 0,03 m und besonders bevorzugt höchstens 0,015 m beträgt. Vorteilhaft ist der Ultrabreitband- Sensor in der Lage, in einem Bereich des Sensors zu messen, in welchem konventionelle Lidar- und/oder Radarmessgeräte, insbesondere aufgrund deren endlich ausgedehnter Sendeimpuls- und Empfangsimpulslängen, blind sind.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das nutzbare Sichtfeld des Sensors, insbesondere eine Antennenfläche des Sensors, eine minimale Flächenerstreckung von wenigstens 1 cm x 1 cm, vorzugsweise von wenigstens 2 cm x 2 cm, bevorzugt von wenigstens 4 cm x 4 cm, vorteilhaft von wenigstens 6 cm x 6 cm und besonders bevorzugt von höchstens 8 cm x 8 cm aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige Erkennung des Kopplungszustands erreicht werden, beispielsweise indem eine zuverlässige Diskrimination von kleinen, sich im Sichtfeld des Sensors befindenden, Metallspänen ermöglicht werden kann. Vorteilhaft kann beispielsweise eine zuverlässige Erkennung der Realmaße eines Königszapfens erreicht werden, auch wenn dieser von einer mit Metallspänen durchsetzten Schmierschicht bedeckt ist.
Des Weiteren ist ein den Sensor vollständig umfassendes Sensormodul vorzugsweise derart dimensioniert, dass es in eine Sattelplatte, in einen Königszapfen oder in eine Königszapfenplatte integrierbar ist. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache Integrierbarkeit in bestehende Kopplungsbauteile erreicht werden. Vorteilhaft ist dadurch eine Integration in einen begrenzten zur Verfügung stehenden Bauraum möglich. Vorteilhaft kann eine hohe Kompaktheit der Sensorvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft ist kein Neudesign der Dimensionen bereits existierender Sattelplatten, Königszapfen oder Königszapfenplatten erforderlich. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Akzeptanz und schnelle Verbreitung erreicht werden. Vorzugsweise ist das Sensormodul, insbesondere ein den Sensor umgebendes Sensorgehäuse, derart dimensioniert, dass seine Maximalerstreckung in zumindest zwei zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen kleiner ist als 15 cm, vorzugsweise kleiner ist als 10 cm und bevorzugt kleiner ist als 7 cm. Vorzugsweise weist ein kleinster gedachter Quader, welcher das Sensormodul, insbesondere das Sensorgehäuse, vollständig umschließt, zumindest zwei zueinander senkrecht stehende Seitenkanten auf, welche kleiner sind als 15 cm, vorzugsweise kleiner sind als 10 cm und bevorzugt kleiner sind als 7 cm. Bevorzugt ist der kleinste gedachte Quader, welcher das Sensormodul, insbesondere das Sensorgehäuse, vollständig umschließt, kleiner als 15 cm x 15 cm x 15 cm, vorteilhaft kleiner
12 cm x 12 cm x 12 cm, bevorzugter kleiner als 10 cm x 10 cm x 10 cm, noch bevorzugter kleiner als 7 cm x 7 cm x 7 cm und besonders bevorzugt kleiner als 5 cm x 5 cm x 5 cm.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Sensor in das Zugfahrzeug, insbesondere in eine Sattelplatte der Sattelzugmaschine, integriert ist. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Überwachung eines von dem Zugfahrzeug vorgenommenen Kopplungsvorgangs, insbesondere eines von einer zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine vorgenommenen Kopplungsvorgangs, erreicht werden. Vorteilhaft kann eine zuverlässige und präzise Überwachung des Kopplungselements des Anhängers durch das Zugfahrzeug ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine dauerhafte Überwachung des Kopplungszustands des dem Zugfahrzeug zugeordneten korrespondierenden Kopplungselements erreicht werden. Insbesondere bildet das korrespondierende Kopplungselement, vorzugsweise die Sattelplatte, durch die Integration des Sensors einen Bestandteil der Sensorvorrichtung aus.
Insbesondere bildet das dem Zugfahrzeug zugeordnete korrespondierende Kopplungselement den Kopplungsbereich aus, welcher vorzugsweise zu einer Aufnahme des Kopplungselements des Anhängers vorgesehen ist. Insbesondere ist der Sensor in einem Nahbereich des Kopplungsbereichs angeordnet.
Insbesondere ist der Sensor zumindest teilweise in einen den Kopplungsbereich begrenzenden Teil der Sattelplatte und/oder in eine den Kopplungsbereich begrenzende Oberfläche der Sattelplatte integriert. Insbesondere ist der Sensor in einem einer horizontalen Öffnung des Kopplungsbereichs gegenüberliegenden Teilbereich der Sattelplatte angeordnet. Insbesondere ist der Sensor dazu vorgesehen, den Kopplungsbereich zu überwachen. Vorzugsweise überdeckt das Sichtfeld des Sensors zumindest einen Großteil des Kopplungsbereichs. Unter einem „Großteil“ soll insbesondere zumindest 51 %, vorzugsweise zumindest 66 % und bevorzugt zumindest 80 % verstanden werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil des Sensors, insbesondere zumindest eine Sensorantenne des Sensors, in eine Oberfläche des korrespondierenden Kopplungselements des Zugfahrzeugs integriert ist, welche in einem ordnungsgemäßen Koppelzustand zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zumindest einer Oberfläche des Kopplungselements des Anhängers, insbesondere eines Königszapfens des Sattelaufliegers, oder zumindest einer Oberfläche einer Halteplatte, an der das Kopplungselement des Anhängers befestigt ist, insbesondere einer Königszapfenplatte des Sattelaufliegers, gegenüberliegend angeordnet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige Erkennung des Kopplungszustands erreicht werden. Beispielsweise ist ein Sichtfeld der ersten Sensorantenne derart ausgerichtet, dass es eine Überwachung des Kopplungsbereichs ermöglicht. Beispielsweise ist ein Sichtfeld der zweiten Sensorantenne derart ausgerichtet, dass es eine Überwachung der in und aus dem Kopplungsbereich hinein- und hinausschwenkenden Kupplungsklaue ermöglicht. Dazu ist das Sichtfeld der zweiten Sensorantenne insbesondere vertikal nach unten oder vertikal nach oben ausgerichtet. Unter einer Integration eines Sensorteils in eine Oberfläche soll insbesondere verstanden werden, dass der Sensorteil einen Teil der Oberfläche ausbildet, wobei vorzugsweise eine oder mehrere den Sensorteil nach außen hin bedeckende Schutzschichten und/oder Schutzabdeckungen dem Sensorteil, insbesondere der Sensoroberfläche, zugerechnet werden. Unter dem „ordnungsgemäßen Koppelzustand“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Zustand eines Gespanns verstanden werden, in welchem der Anhänger verliersicher an dem Zugfahrzeug befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Sensor in dem Anhänger, insbesondere in einem Königszapfen oder in einer Königszapfenplatte des Sattelaufliegers eines Sattelzugs, integriert ist. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Überwachung eines den Anhänger betreffenden Kopplungsvorgangs, insbesondere eines von einer zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine vorgenommenen Kopplungsvorgangs, erreicht werden. Vorteilhaft kann eine zuverlässige und präzise Überwachung einer Annäherung des Kopplungselements an das korrespondierende Kopplungselement des Zugfahrzeugs, insbesondere an den Kopplungsbereich der Sattelplatte, ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine dauerhafte Überwachung des Kopplungszustands des dem Anhänger zugeordneten Kopplungselements erreicht werden. Insbesondere bildet in diesem Fall das Kopplungselement, vorzugsweise der Königszapfen, durch die Integration des Sensors einen Bestandteil der Sensorvorrichtung aus. Insbesondere ist der Sensor in diesem Fall in eine Oberfläche des Königszapfens oder der Königszapfenplatte integriert. Insbesondere ist der Sensor in diesem Fall auf einen in Radialrichtung (Horizontalrichtung) außen liegenden Teilbereich der Oberfläche des Königszapfens oder in einem in Vertikalrichtung nach unten zeigenden Teil der Königszapfenplatte angeordnet. Insbesondere ist der Sensor dazu vorgesehen, eine Positionierung des korrespondierenden Kopplungselements in den Kopplungsbereich zu überwachen. Insbesondere ist der Sensor in eine Oberfläche des Kopplungselements des Anhängers integriert, welche in dem ordnungsgemäßen Koppelzustand zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zumindest einer Oberfläche des korrespondierenden Kopplungselements des Zugfahrzeugs, insbesondere einer Sattelplatte der Sattelzugmaschine, gegenüberliegend angeordnet ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest eine Messfläche des in das Zugfahrzeug oder in den Anhänger integrierten Sensors, vorzugsweise alle Messflächen des Sensors, derart in die Oberfläche des jeweiligen Kopplungselements eingebettet ist, dass die Messfläche des integrierten Sensors relativ zu den integrierten Sensor umgebenden Oberflächen des Zugfahrzeugs oder des Anhängers versenkt ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Betriebssicherheit der Sensorvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Beschädigung des Sensors, insbesondere der die Messfläche ausbildenden Oberfläche des Sensors, welche insbesondere aus operativen Gründen nicht aus einem Metall ausgebildet sein kann, beispielsweise durch einen Abrieb reduziert werden. Insbesondere ist die Messfläche als die Fläche des Sensors ausgebildet, über die das Ultrabreitband-Messsignal ausgesendet wird. Insbesondere ist die Messfläche als die Fläche des Sensors ausgebildet, über die das reflektierte Ultrabreitband-Signal wieder empfangen wird. Insbesondere weist die erste Sensorantenne eine erste Messfläche auf. Insbesondere weist die zweite Sensorantenne eine zweite Messfläche auf, welche von der ersten Messfläche verschieden ausgebildet ist und/oder unterschiedlich ausgerichtet ist als die erste Messfläche. Es ist denkbar, dass der Sensor zumindest eine dritte Messfläche aufweist, welche beispielsweise einer dritten Sensorantenne zugeordnet ist, die in eine dritte Richtung ausgerichtet ist, z.B. vertikal nach oben. Insbesondere ist die zumindest eine Messfläche mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 1 mm, vorteilhaft mindestens 2 mm, bevorzugt mindestens 5 mm und bevorzugt höchstens 20 mm relativ zu der die Messfläche umgebenden Oberfläche des Zugfahrzeugs, insbesondere der Sattelplatte, oder des Anhängers, insbesondere des Königszapfens oder der Königszapfenplatte, versenkt. Eine durch die Versenkung der Messfläche entstehende Senke kann im Betrieb ggf. mit Schmiermittel zugesetzt werden, wodurch jedoch vorteilhaft die Funktionsfähigkeit des UWB-Sensors zumindest im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt. Das in der Versenkung der Messfläche befindliche Schmiermittel kann ggf. sogar zu einer weiteren Erhöhung des Abriebschutzes dienen.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Sensor in einer dem Sichtfeld zugewandten Richtung eine Oberfläche aufweist, welche aus einem nichtleitenden Material, insbesondere aus einem nichtmetallischen Material, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil aus einer Keramik, einem Glas und/oder einem Kunststoff ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Effizienz der Sensormessung erreicht werden. Vorzugsweise ist das Sensorgehäuse des Sensors zumindest im Bereich der Sensorantenne(n) aus dem nichtmetallischen Material ausgebildet.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Sensorvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, ein Reflexionssignal des Ultrabreitband-Sensors auszuwerten und in Abhängigkeit von dem ausgewerteten Reflexionssignal ein Kopplungsbestätigungssignal, ein Entkopplungsbestätigungssignal oder ein „Kopplungsvorgang-Iäuft“-Signal an das Zugfahrzeug auszugeben. Dadurch kann vorteilhaft eine Steuerung des zumindest teilweise autonom fahrenden Zugfahrzeugs ermöglich werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine hohe Sicherheit erreicht werden, indem fehlerhaft oder unvollständige Kopplungen einfach erkannt werden können. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit, insbesondere einem Prozessor, und mit einer Speichereinheit, insbesondere einem Speichermedium, sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, ein Reflexionssignal des Ultrabreitband-Sensors auszuwerten und dabei Störsignale, beispielsweise von zwischen den Kopplungselementen angeordneten Metallspänen erzeugte Störsignale, automatisiert herauszufiltern. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige Erkennung des Kopplungszustands erreicht werden, beispielsweise indem eine zuverlässige Diskrimination von kleinen, sich im Sichtfeld des Sensors befindenden, Metallspänen ermöglicht wird. Insbesondere sucht die Steuer- und/oder Regeleinheit in dem Reflexionssignal nach Strukturen einer bestimmten, bekannten Größe, welche etwa einer Größe des zu detektierenden Objekts, beispielsweise des Königszapfens entspricht. Insbesondere sucht die Steuer- und/oder Regeleinheit dabei in dem Reflexionssignal nach Strukturen, deren Oberfläche über einen größeren Bereich in etwa gleich weit entfernt ist. Beispielsweise würden bei einer typischen Detektion eines Königszapfens, der mit Schmiermittel bedeckt ist, welches Metallspäne beinhaltet, einige Prozent, z.B.
3 % der reflektierten Daten von Metallspänen, welche verteilt angeordnet sind, stammen, und 97 % von einem zusammenhängenden Stück des Königszapfens oder der Königszapfenplatte stammen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit ist dazu vorgesehen, die Metallspäne zu identifizieren und bei der Positions- und/oder Abstandsbestimmung zu ignorieren.
Zusätzlich wird das Zugfahrzeug, insbesondere die Zugmaschine, vorzugsweise die Sattelzugmaschine, mit dem, vorzugsweise als Sattelplatte ausgebildeten, korrespondierenden Kopplungselement und mit der in das korrespondierende Kopplungselement integrierten Sensorvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft der Kopplungsvorgang vereinfacht und/oder zumindest teilweise automatisiert werden.
Zusätzlich wird außerdem eine zumindest teilweise autonom fahrende Zugmaschine, insbesondere Sattelzugmaschine, mit einem, vorzugsweise als Sattelplatte ausgebildeten, korrespondierenden Kopplungselement und mit der in das korrespondierende Kopplungselement integrierten Sensorvorrichtung vorgeschlagen, wobei in Abhängigkeit von der Auswertung des Reflexionssignals des Ultrabreitbandsensors durch die Steuer- und/oder Regeleinheit ein Vortrieb der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine, insbesondere der Sattelzugmaschine, blockiert oder freigegeben wird. Dadurch kann vorteilhaft eine Durchführung eines zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, autonomen Kopplungsvorgangs ermöglicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders hohe Verkehrssicherheit der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine gewährleistet werden. Insbesondere wird der Vortrieb der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine blockiert, wenn der Ultrabreitbandsensor eine unvollständige oder eine fehlerhafte Kopplung zwischen dem Kopplungselement und dem korrespondierenden Kopplungselement detektiert. Insbesondere wird der Vortrieb der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine freigegeben, wenn der Ultrabreitbandsensor eine vollständige und/oder eine ordnungsgemäße Kopplung zwischen dem Kopplungselement und dem korrespondierenden Kopplungselement detektiert. Insbesondere kommuniziert dazu die Steuer- und/oder Regeleinheit mit einem Bordcomputer der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine. Alternativ ist auch denkbar, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit einstückig mit dem Bordcomputer der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine ausgebildet ist. Darunter, dass zwei Einheiten „teilweise einstückig“ ausgebildet sind, soll insbesondere verstanden werden, dass die Einheiten zumindest ein, insbesondere zumindest zwei, vorteilhaft zumindest drei gemeinsame Elemente aufweisen, die Bestandteil, insbesondere funktionell wichtiger Bestandteil, beider Einheiten sind. Unter einer „teilweise autonomen Zugmaschine“ soll insbesondere eine Zugmaschine verstanden werden, welche zumindest zeitabschnittsweise oder in zumindest einem Fahrmodus, beispielsweise einem Einparkmodus oder einem Kopplungs- und/oder Entkopplungsmodus zur Kopplung und/oder Entkopplung eines Anhängers ohne einen Einfluss eines menschlichen Fahrers fahren und steuern kann. Es ist zudem denkbar, dass das Zugfahrzeug als eine vollständig autonom fahrende Zugmaschine ausgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich wird der Anhänger, insbesondere der Sattelauflieger, mit dem, vorzugsweise den Königszapfen und die Königszapfenplatte umfassenden, Kopplungselement und mit der in das Kopplungselement, insbesondere in den Königszapfen oder in die Königszapfenplatte, integrierten Sensorvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft der Kopplungsvorgang vereinfacht und/oder zumindest teilweise automatisiert werden.
Außerdem wird ein Gespann, insbesondere ein Sattelzug, mit dem Zugfahrzeug oder mit der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine und mit dem Anhänger vorgeschlagen, wobei der Anhänger und/oder das Zugfahrzeug die Sensorvorrichtung aufweist. Dadurch kann vorteilhaft der Kopplungsvorgang vereinfacht und/oder zumindest teilweise automatisiert werden. Ferner wird ein Verfahren zu einer Überwachung des Kopplungszustands des Kopplungselements, insbesondere eines Kopplungsbolzens, vorzugsweise des Königszapfens, des Anhängers, insbesondere des Sattelaufliegers, mit dem korrespondierenden Kopplungselement des Zugfahrzeugs, insbesondere der Sattelzugmaschine, vorgeschlagen, aufweisend einen Detektionsschritt, in welchem eine Position des Kopplungselements, welches in dem Sichtfeld des Sensors angeordnet und/oder bewegt wird, detektiert wird oder in welchem eine Position des korrespondierenden Kopplungselements, welches in dem Sichtfeld des Sensors angeordnet und/oder bewegt wird, detektiert wird, wobei die Position des Kopplungselements oder die Position des korrespondierenden Kopplungselements in dem Detektionsschritt von dem als Ultrabreitband-Sensor ausgebildeten Sensor detektiert wird. Dadurch können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Überwachung des Kopplungszustands zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug erreicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders zuverlässige Erkennung des Kopplungszustands erreicht werden. Vorteilhaft kann durch die Verwendung der UWB-Technologie, welche insbesondere nur eine unwesentliche Beeinflussung durch Metallspäne oder Schmiermittel erfährt, eine zuverlässige Erkennung des Kopplungszustands auch bei stark verschmutzten Kopplungselementen ermöglicht werden.
Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, das erfindungsgemäße Zugfahrzeug, die erfindungsgemäße autonom fahrende Zugmaschine, der erfindungsgemäße Anhänger, das erfindungsgemäße Gespann und das erfindungsgemäße Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung, das erfindungsgemäße Zugfahrzeug, die erfindungsgemäße autonom fahrende Zugmaschine, der erfindungsgemäße Anhänger, das erfindungsgemäße Gespann und das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen, Verfahrensschritten und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Gespann mit einem Anhänger und mit einem Zugfahrzeug, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kopplungselements des Anhängers,
Fig. 3a eine schematische Darstellung einer Vorderseite eines korrespondierenden Kopplungselements des Zugfahrzeugs,
Fig. 3b eine schematische Darstellung einer Rückseite des korrespondierenden Kopplungselements des Zugfahrzeugs,
Fig. 4 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Teilbereichs der Kopplungselemente des Gespanns mit einer Sensorvorrichtung,
Fig. 5 eine weitere schematische perspektivische Ansicht eines einen Kopplungsbereich des korrespondierenden Kopplungselements umgebenden Ausschnitts des korrespondierenden Kopplungselements,
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Überwachung des Kopplungszustands und
Fig. 7 ein alternatives Kopplungselement eines alternativen Anhängers mit einer alternativen Sensorvorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Fig. 1 zeigt ein Gespann 48a mit einem Anhänger 12a und einem Zugfahrzeug 16a. Das Gespann 48a ist als ein Sattelzug ausgebildet. Der Anhänger 12a ist als ein Sattelauflieger ausgebildet. Das Zugfahrzeug 16a ist als eine Sattelzugmaschine ausgebildet. Das Zugfahrzeug 16a ist als eine teilweise autonom fahrende Zugmaschine ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass das Zugfahrzeug 16a als eine vollständig autonom fahrende Zugmaschine ausgebildet ist.
Die teilweise autonom fahrende Zugmaschine weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 42a auf. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 42a ist dazu vorgesehen, einen Vortrieb der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine abhängig von durch eine Sensorvorrichtung 44a ausgegebenen Signalen zu steuern, vorzugsweise zu blockieren oder freizugeben.
Der Anhänger 12a weist ein Kopplungselement 10a auf (vgl. Fig. 2). Das Kopplungselement 10a des Anhängers 12a ist als ein Königszapfen 34a ausgebildet. Das Kopplungselement 10a des Anhängers 12a ist mittels einer Halteplatte 36a an dem Anhänger 12a befestigt. Die Halteplatte 36a ist als eine Königszapfenplatte ausgebildet. Das Kopplungselement 10a ist zu einer Herstellung eines gekoppelten Zustands zwischen dem Anhänger 12a und dem Zugfahrzeug 16a vorgesehen. Das Kopplungselement 10a bildet einen Teil einer Sattelkupplung 54a aus. Das Zugfahrzeug 16a weist ein korrespondierendes Kopplungselement 14a auf (vgl. Figuren 3a und 3b). Das korrespondierende Kopplungselement 14a ist als eine Sattelplatte 26a ausgebildet. Das korrespondierende Kopplungselement 14a ist zu einer Herstellung des gekoppelten Zustands zwischen dem Anhänger 12a und dem Zugfahrzeug 16a vorgesehen. Das korrespondierende Kopplungselement 14a bildet einen Teil der Sattelkupplung 54a aus. Das Kopplungselement 10a ist dazu vorgesehen, mit dem korrespondierenden Kopplungselement 14a zur Herstellung des gekoppelten Zustands wechselzuwirken. Das korrespondierende Kopplungselement 14a bildet einen Kopplungsbereich 62a aus. Der Kopplungsbereich 62a ist dazu vorgesehen, zu einer Herstellung eines ordnungsgemäßen Kopplungszustands das Kopplungselement 10a zumindest teilweise aufzunehmen und/oder zumindest teilweise zu umschließen. Der Kopplungsbereich 62a weist eine seitliche Öffnung 40a auf. Durch die seitliche Öffnung 40a des Kopplungsbereichs 62a ist das Kopplungselement 10a seitlich in den Kopplungsbereich 62a einbringbar und/oder aus dem Kopplungsbereich 62a entfernbar. Durch eine Horizontalbewegung, insbesondere eine Fahrbewegung, des Zugfahrzeugs 16a oder des Anhängers 12a sind das Kopplungselement 10a und das korrespondierende Kopplungselement 14a relativ zueinander bewegbar.
Die Sattelkupplung 54a ist zu einer Verbindung zwischen Zugfahrzeug 16a und Anhänger 12a vorgesehen. Die Sattelkupplung 54a ist dazu vorgesehen, einen wesentlichen Teil eines Gewichts des Anhängers (Aufliegers) 12a aufzunehmen. Die Sattelkupplung 54a ist dazu vorgesehen, im gekoppelten Zustand einen Bewegungsspielraum des Anhängers 12a relativ zu dem Zugfahrzeug 16a vorzugeben. Die Sattelkupplung 54a ist dazu vorgesehen, im gekoppelten Zustand Schub-, Zieh- und Wankkräfte des Anhängers 12a aufzunehmen.
Die Fig. 4 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Teilbereichs der Kopplungselemente 10a, 14a des Gespanns 48a. Das Gespann 48a weist die Sensorvorrichtung 44a auf. Die Sensorvorrichtung 44a ist zur Überwachung eines Kopplungszustands des Kopplungselements 10a des Anhängers 12a mit dem korrespondierenden Kopplungselement 14a des Zugfahrzeugs 16a vorgesehen. Die Sensorvorrichtung 44a weist einen Sensor 18a auf. Die Sensorvorrichtung 44a, insbesondere das Gespann 48a, ist vorzugsweise frei von weiteren, den Kopplungszustand überwachenden Sensoren ausgebildet. Der Sensor 18a ist zumindest dazu vorgesehen, eine Relativposition der Kopplungselemente 10a, 14a zueinander zu erkennen und/oder zu detektieren. Der Sensor 18a ist als ein Ultrabreitband-Sensor ausgebildet. Der Ultrabreitband-Sensor wendet eine M-Sequenz-Technologie an. Der Ultrabreitband-Sensor arbeitet in einem Frequenzbereich zwischen 100 MHz und 6 GHz mit einer Bandbreite von zumindest 500 MHz. Der Ultrabreitband-Sensor arbeitet zudem oder alternativ in einem Frequenzbereich zwischen 6 GHz und 8,5 GHz mit einer Bandbreite von zumindest 500 MHz. In dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 18a dem Zugfahrzeug 16a des Gespanns 48a zugeordnet. In dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 18a in das korrespondierende Kopplungselement 14a des Zugfahrzeugs 16a des Gespanns 48a integriert. Der Sensor 18a ist in diesem Fall in die Sattelplatte 26a des Zugfahrzeugs 16a integriert. Der Sensor 18a weist Sensorantennen 52a auf. Jede Sensorantenne 52a des Sensors 18a besitzt ein Sichtfeld 56a (vgl. Fig. 4). Die Sichtfelder 56a bilden Detektionsbereiche der Sensorantennen 52a des Sensors 18a aus. Die Sichtfelder 56a umfassen Teilbereiche, welche nutzbare Sichtfelder 20a, 22a, 74a begrenzen. Die nutzbaren Sichtfelder 20a, 22a, 74a bilden jeweils die Teile der Sichtfelder 56a aus, in welchen eine zuverlässige Detektion, insbesondere Abstandsdetektion, durch den Sensor 18a möglich ist. Die nutzbaren Sichtfelder 20a, 22a, 74a des Sensors 18a weisen eine Flächenerstreckung von wenigstens 3 cm x 3 cm auf. Die nutzbaren Sichtfelder 20a, 22a, 74a des als Ultrabreitband-Sensor ausgebildeten Sensors 18a umfassen einen Teil des Nahbereichs 28a des Sensors 18a. Der Nahbereich 28a des Sensors 18a ist durch den Bereich des Sichtfelds 56a gebildet, welcher lediglich wenige Zentimeter von der Sensorantenne 52a entfernt ist. Im beispielhaft beschriebenen Fall ist der Nahbereich 28a des Sensors 18a als der Bereich der Sichtfelder 56a des Sensors 18a ausgebildet, welcher höchstens 5 cm von der jeweiligen Sensorantenne 52a entfernt ist. Im beispielhaft beschriebenen Fall umfassen die nutzbaren Sichtfelder 20a, 22a, 74a jeweils einen Teilbereich 58a des jeweiligen Nahbereichs 28a, welcher sich von einem äußeren Ende des Nahbereichs 28a bis zu einem minimalen Abstand von etwa 0,5 cm von der jeweiligen Sensorantenne 52a erstreckt.
In dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Fall ist der Sensor 18a dazu vorgesehen, eine Position des in dem Sichtfeld 20a des Sensors 18a angeordneten und/oder bewegten Kopplungselements 10a zu detektieren. Der Sensor 18a ist in diesem Fall dazu vorgesehen, einen Abstand 78a des in dem Sichtfeld 20a des Sensors 18a angeordneten und/oder bewegten Kopplungselements 10a von dem Sensor 18a zu detektieren. Außerdem ist der Sensor 18a dazu vorgesehen, eine Bewegungsgeschwindigkeit des in dem Sichtfeld 20a des Sensors 18a bewegten Kopplungselements 10a zu detektieren. Ein Teil des Sensors 18a, insbesondere zumindest eine der Sensorantennen 52a, ist in eine Oberfläche 30a des korrespondierenden Kopplungselements 14a des Zugfahrzeugs 16a integriert. Der von der Sensorantenne 52a abgedeckte Teil der Oberfläche 30a bildet somit eine Messfläche 38a aus. Die Oberfläche 30a, in die der Teil des Sensors 18a, insbesondere die Sensorantenne 52a, integriert ist, ist in einem ordnungsgemäßen Kopplungszustand zwischen dem Zugfahrzeug 16a und dem Anhänger 12a zumindest einer Oberfläche 32a des Kopplungselements 10a des Anhängers 12a gegenüberliegend angeordnet. Dadurch wird eine Position des Kopplungselements 10a in dem Kopplungsbereich 62a des korrespondierenden Kopplungselements 14a detektiert.
Ein weiterer Teil des Sensors 18a, insbesondere zumindest eine weitere der Sensorantennen 52a, ist in eine weitere Oberfläche 60a des korrespondierenden Kopplungselements 14a des Zugfahrzeugs 16a integriert. Der von der Sensorantenne 52a abgedeckte Teil der weiteren Oberfläche 60a bildet somit eine Messfläche 38a aus. Die weitere Oberfläche 60a, in die der weitere Teil des Sensors 18a, insbesondere die weitere Sensorantenne 52a, integriert ist, ist in dem ordnungsgemäßen Kopplungszustand zwischen dem Zugfahrzeug 16a und dem Anhänger 12a zumindest einer Oberfläche 76a der Halteplatte 36a, an der das Kopplungselement 10a des Anhängers 12a befestigt ist, insbesondere der Königszapfenplatte des Sattelaufliegers, gegenüberliegend angeordnet. Dadurch wird eine Höhenposition der Halteplatte 36a, insbesondere eine Aufsattelhöhe des Anhängers 12a während des Kopplungsvorgangs und in dem gekoppelten Zustand detektiert.
Das korrespondierende Kopplungselement 14a weist eine Kupplungsklaue 24a auf (vgl. Figuren 3a bis 4). Die Kupplungsklaue 24a ist dazu vorgesehen, das Kopplungselement 10a in dem gekoppelten Zustand zumindest teilweise zu umgreifen. Das Kopplungselement 10a weist eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut 82a auf. Die Kupplungsklaue 24a ist dazu vorgesehen, das Kopplungselement 10a im Bereich der Nut 82a zu greifen. Die Kupplungsklaue 24a bildet eine Greiföffnung 84a aus, welche derart dimensioniert ist, dass sie das Kopplungselement 10a nur im Bereich der Nut 82a umgreifen kann. Außerhalb des Bereichs der Nut 82a ist ein Durchmesser des Kopplungselements 10a zu groß für die Kupplungsklaue 24a. Die Kupplungsklaue 24a ist dazu vorgesehen, das Kopplungselement 10a in dem gekoppelten Zustand zu sichern. Die Kupplungsklaue 24a ist beweglich gelagert. In einem entkoppelten Zustand befindet sich die Kupplungsklaue 24a in einer Offenstellung (nicht gezeigt), welche ein ungehindertes Einbringen des Kopplungselements 10a in den Kopplungsbereich 62a erlaubt. In einem gekoppelten Zustand befindet sich die Kupplungsklaue 24a in einer Sicherungsstellung 80a, welche ein Entfernen des Kopplungselements 10a aus dem Kopplungsbereich 62a verhindert (vgl. z.B. Fig. 3b). Die Sicherungsstellung 80a ist in dem gekoppelten Zustand verriegelt. Das korrespondierende Kopplungselement 14a weist einen Verriegelungsmechanismus 64a auf (vgl. Fig. 3b). Die Kupplungsklaue 24a ist beweglich, insbesondere horizontalbeweglich, vorzugsweise horizontal verschwenkbar, gelagert. Der Verriegelungsmechanismus 64a ist dazu vorgesehen, die Bewegbarkeit und/oder die Verschwenkbarkeit der Kupplungsklaue 24a zu verhindern oder freizugeben. Der Verriegelungsmechanismus 64a ist manuell und/oder automatisiert, beispielsweise mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 42a, betätigbar. Bei dem Kopplungsvorgang wird das Kopplungselement 10a in Richtung des Kopplungsbereichs 62a bewegt, bis das Kopplungselement 10a auf die Kupplungsklaue 24a stößt, welche daraufhin verschwenkt wird. Bei dem Verschwenken dreht die Kupplungsklaue 24a über einen ausgelenkten Bolzen 68a. Sobald die Kupplungsklaue 24a eine für die ordnungsgemäße Kopplung vorgesehene Position erreicht hat, greift der Bolzen 68a in eine Ausnehmung 72a der Kupplungsklaue 24a ein und wird dadurch in dieser Position gesichert. Der Verriegelungsmechanismus 64a sichert die Kupplungsklaue 24a zusätzlich gegen die auftretenden Belastungen. Bei dem Entkopplungsvorgang wird der Verriegelungsmechanismus 64a und der Bolzen 68a gelöst, so dass die Kupplungsklaue 24a aus der für die ordnungsgemäße Kopplung vorgesehenen Position herausgedreht werden kann und somit das Kopplungselement 10a aus dem Kopplungsbereich 62a entfernt werden kann.
Der Sensor 18a ist dazu vorgesehen, eine Position und/oder eine Bewegung der Kupplungsklaue 24a zu erkennen und/oder zu detektieren. Der Sensor 18a umfasst eine Sensorantenne 52a, deren Sichtfeld 22a derart ausgerichtet ist, dass eine Position und/oder eine Bewegung der Kupplungsklaue 24a, vorzugsweise relativ zu dem Kopplungselement 10a, detektiert wird. Ein zusätzlicher weiterer Teil des Sensors 18a, insbesondere zumindest eine zusätzliche weitere der Sensorantennen 52a, ist in eine zusätzliche weitere Oberfläche 70a des korrespondierenden Kopplungselements 14a des Zugfahrzeugs 16a integriert. Der von der Sensorantenne 52a abgedeckte Teil der zusätzlichen weiteren Oberfläche 70a bildet somit eine Messfläche 38a aus. Die zusätzliche weitere Oberfläche 70a, in die der zusätzliche weitere Teil des Sensors 18a, insbesondere die zusätzliche weitere Sensorantenne 52a, integriert ist, ist zumindest einer Oberfläche 66a der beweglich gelagerten Kupplungsklaue 24a gegenüberliegend angeordnet. Dadurch wird eine momentane Stellung der Kupplungsklaue 24a detektiert.
In der in der Fig. 4 gezeigten Schnittansicht des korrespondierenden Kopplungselements 14a wird gezeigt, dass die Messflächen 38a des Sensors 18a derart in die jeweiligen Oberflächen 30a, 60a, 70a des korrespondierenden Kopplungselements 14a eingebettet sind, dass die Messflächen 38a des Sensors 18a relativ zu die Messflächen 38a umgebenden Oberflächen 86a versenkt sind. Die Messflächen 38a sind etwa 1 mm relativ zu den umgebenden Oberflächen 86a versenkt. Die Messflächen 38a bilden jeweils den Sichtfeldern 20a, 22a, 74a zugewandte Oberflächen 30a, 60a, 70a der Sensoren 18a aus. Die den Sichtfeldern 20a, 22a, 74a zugewandten Oberflächen 30a, 60a, 70a des Sensors 18a sind jeweils aus einem nichtleitenden Material, insbesondere aus einem nichtmetallischen Material, ausgebildet. Den Sichtfeldern 20a, 22a, 74a zugewandte Oberflächen 30a, 60a, 70a des Sensors 18a sind jeweils aus einer Keramik, einem Glas und/oder einem Kunststoff ausgebildet.
Der Sensor 18a ist dazu vorgesehen, mit der Steuer- und/oder Regeleinheit 42a zu kommunizieren. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 42a ist dazu vorgesehen, ein Reflexionssignal des Ultrabreitband-Sensors auszuwerten. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 42a ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von dem ausgewerteten Reflexionssignal ein Kopplungsbestätigungssignal, ein Entkopplungsbestätigungssignal oder ein „Kopplungsvorgang-Iäuft“-Signal an das Zugfahrzeug 16a auszugeben. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 42a ist dazu vorgesehen, das Zugfahrzeug 16a in Abhängigkeit von dem durch den Sensor 18a ermittelten Signal zu steuern. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 42a ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der Auswertung des Reflexionssignals des Ultrabreitbandsensors einen Vortrieb der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine zu blockieren oder freizugeben. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 42a ist dazu vorgesehen, bei der Auswertung des Reflexionssignals des Ultrabreitband-Sensors Störsignale, welche beispielsweise von zwischen den Kopplungselementen 10a, 14a angeordneten und in Schmierfett eingebetteten Metallspänen erzeugt werden können, automatisiert herauszufiltern.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere schematische perspektivische Ansicht eines den Kopplungsbereich 62a umgebenden Ausschnitts des korrespondierenden Kopplungselements 14a, in dem eine mögliche Anordnung der Messflächen 38a dargestellt ist.
Die Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Überwachung des Kopplungszustands des Kopplungselements 10a des Anhängers 12a mit dem korrespondierenden Kopplungselement 14a eines Zugfahrzeugs 16a. In zumindest einem Verfahrensschritt 88a befindet sich die Kupplungsklaue 24a in der Offenstellung und das Zugfahrzeug 16a wird mit der in Fahrtrichtung ausgerichteten seitlichen Öffnung 40a auf das Kopplungselement 10a des Anhängers 12a zubewegt. In zumindest einem Detektionsschritt 50a wird eine Position des Kopplungselements 10a, welches in dem Sichtfeld 20a, 74a des Sensors 18a angeordnet und/oder bewegt wird, detektiert. In einem alternativen Detektionsschritt 50b könnte jedoch selbstverständlich auch eine Position des korrespondierenden Kopplungselements 14b, welches in dem Sichtfeld 20b des Sensors 18b angeordnet und/oder bewegt wird, detektiert werden. Die Position des Kopplungselements 10a, 10b oder die Position des korrespondierenden Kopplungselements 14a, 14b wird dabei in dem Detektionsschritt 50a, 50b von dem als Ultrabreitband-Sensor ausgebildeten Sensor 18a ,18b detektiert. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 90a wird die Position der in dem weiteren Sichtfeld 22a des Sensors 18a angeordneten und/oder bewegten Kupplungsklaue 24a des korrespondierenden Kopplungselements 14a detektiert. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 92a wird das von dem Sensor 18a detektierte Signal (drahtlos oder drahtgebunden) zur Verarbeitung an die Steuer- und/oder Regeleinheit 42a übermittelt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 94a werden Störsignale bei der Auswertung der Sensorsignale automatisch herausgefiltert. In dem Verfahrensschritt 94a werden u.a. Störsignale, die von zwischen den Kopplungselementen 10a, 14a angeordneten Metallspänen stammen, automatisiert herausgefiltert. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 96a wird die autonom fahrende Zugmaschine in Abhängigkeit von dem durch den Sensor 18a ermittelten Signal gesteuert. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 98a wird in Abhängigkeit von der Auswertung der Steuer- und/oder Regeleinheit 42a ein Kopplungsbestätigungssignal, ein Entkopplungsbestätigungssignal oder ein „Kopplungsvorgang-Iäuft“-Signal an das Zugfahrzeug 16a ausgegeben. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 100a wird bei einem Empfang des Kopplungsbestätigungssignals eine Fahrtfreigabe für die autonom fahrende Zugmaschine erteilt.
In der Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 6, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 6 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
Die Fig. 7 zeigt ein alternatives Kopplungselement 10b eines alternativen Anhängers 12b mit einer alternativen Sensorvorrichtung 44b. Die Sensorvorrichtung 44b weist einen als Ultrabreitband-Sensor ausgebildeten Sensor 18b auf. Der Sensor 18b ist in den Anhänger 12b integriert. Der Sensor 18b ist in das Kopplungselement 10b integriert. Der Sensor 18b ist in einen Königszapfen 34b des Anhängers 12b integriert. Der Sensor 18b ist in eine Halteplatte 36b des Kopplungselements 10b integriert. Der Sensor 18b ist dazu vorgesehen, eine Position eines in einem Sichtfeld 20b des Sensors 18b angeordneten und/oder bewegten korrespondierenden Kopplungselements 14b zu erkennen und/oder zu detektieren.
Bezugszeichen
10 Kopplungselement
12 Anhänger
14 Korrespondierendes Kopplungselement
16 Zugfahrzeug
18 Sensor
20 Nutzbares Sichtfeld
22 Nutzbares Sichtfeld
24 Kupplungsklaue
26 Sattelplatte
28 Nahbereich
30 Oberfläche
32 Oberfläche
34 Königszapfen
36 Halteplatte
38 Messfläche
40 Öffnung
42 Steuer- und/oder Regeleinheit
44 Sensorvorrichtung
48 Gespann
50 Detektionsschritt
52 Sensorantenne
54 Sattelkupplung
56 Sichtfeld
58 Teilbereich
60 Oberfläche
62 Kopplungsbereich
64 Verriegelungsmechanismus
66 Oberfläche
68 Bolzen Oberfläche
Ausnehmung
Nutzbares Sichtfeld
Oberfläche
Abstand
Sicherungsstellung
Nut
Greiföffnung
Oberfläche
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt

Claims
Ansprüche Sensorvorrichtung (44a; 44b) zu einer Überwachung eines Kopplungszustands eines Kopplungselements (10a; 10b), insbesondere eines Kopplungsbolzens, vorzugsweise eines Königszapfens (34a; 34b), eines Anhängers (12a; 12b), insbesondere eines Sattelaufliegers, mit einem korrespondierenden Kopplungselement (14a; 14b) eines Zugfahrzeugs (16a; 16b), insbesondere einer Sattelzugmaschine, mit zumindest einem Sensor (18a; 18b), welcher zumindest dazu vorgesehen ist, eine Relativposition der Kopplungselemente (10a, 14a; 10b, 14b) zueinander zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (18a; 18b) als ein Ultrabreitband-Sensor ausgebildet ist. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (18a; 18b) dazu vorgesehen ist, eine Position des in einem Sichtfeld (20a) des Sensors (18a) angeordneten und/oder bewegten Kopplungselements (10a) oder eine Position des in dem Sichtfeld (20b) des Sensors (18b) angeordneten und/oder bewegten korrespondierenden Kopplungselements (14b) zu erkennen.
3. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (18a; 18b) dazu vorgesehen ist, eine Position einer in einem, insbesondere weiteren, Sichtfeld (22a; 22b) des Sensors (18a; 18b) angeordneten und/oder bewegten Kupplungsklaue (24a; 24b) des korrespondierenden Kopplungselements (14a; 14b), insbesondere einer Sattelplatte (26a; 26b) des korrespondierenden Kopplungselements (14a; 14b), zu detektieren.
4. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultrabreitband-Sensor auf einer M- Sequenz-Technologie basiert.
5. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultrabreitband-Sensor in einem Frequenzbereich zwischen 100 MHz und 6 GHz mit einer Bandbreite von zumindest 500 MHz und/oder in einem Frequenzbereich zwischen 6 GHz und 8,5 GHz mit einer Bandbreite von zumindest 500 MHz arbeitet.
6. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nutzbare Sichtfeld (20a, 22a, 74a; 20b; 22b; 74b) des Sensors (18a; 18b) zumindest einen Teil eines Nahbereichs (28a; 28b) des Sensors (18a; 18b) umfasst.
7. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nutzbare Sichtfeld (20a, 22a, 74a; 20b; 22b; 74b) des Sensors (18a; 18b) eine Flächenerstreckung von wenigstens 1 cm x 1 cm, vorzugsweise von wenigstens 2 cm x 2 cm und bevorzugt von wenigstens 4 cm x 4 cm aufweist.
8. Sensorvorrichtung (44a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (18a) in das Zugfahrzeug (16a), insbesondere in eine Sattelplatte (26a) der Sattelzugmaschine, integriert ist.
9. Sensorvorrichtung (44a) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Sensors (18a) in eine Oberfläche (30a) des korrespondierenden Kopplungselements (14a) des Zugfahrzeugs (16a) integriert ist, welche in einem ordnungsgemäßen Kopplungszustand zwischen dem Zugfahrzeug (16a) und dem Anhänger (12a) zumindest einer Oberfläche (32a) des Kopplungselements (10a) des Anhängers (12a), insbesondere eines Königszapfens (34a) des Sattelaufliegers, oder zumindest einer Oberfläche (76a) einer Halteplatte (36a), an der das Kopplungselement (10a) des Anhängers (12a) befestigt ist, insbesondere einer Königszapfenplatte des Sattelaufliegers, gegenüberliegend angeordnet ist.
10. Sensorvorrichtung (44b) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (18b) in dem Anhänger (12b), insbesondere in einem Königszapfen (34b) oder in einer Königszapfenplatte des Sattelaufliegers eines Sattelzugs, integriert ist.
11 . Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Messfläche (38a; 38b) des in das Zugfahrzeug (16a; 16b) oder in den Anhänger (12a; 12b) integrierten Sensors (18a; 18b) derart in die Oberfläche (30a, 60a, 70a; 32b) des jeweiligen Kopplungselements (10b; 14a) eingebettet ist, dass die Messfläche (38a; 38b) des integrierten Sensors (18a; 18b) relativ zu den integrierten Sensor (18a; 18b) umgebenden Oberflächen (86a; 86b) versenkt ist.
12. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (18a; 18b) in einer dem Sichtfeld (20a, 22a, 74a; 20b, 22b; 74b) zugewandten Richtung eine Oberfläche (30a, 60a, 70a; 32b) aufweist, welche aus einem nichtleitenden Material, insbesondere aus einem nichtmetallischen Material, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil aus einer Keramik, einem Glas und/oder einem Kunststoff ausgebildet ist.
13. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit (42a; 42b), welche dazu vorgesehen ist, ein Reflexionssignal des Ultrabreitband- Sensors auszuwerten und in Abhängigkeit von dem ausgewerteten Reflexionssignal ein Kopplungsbestätigungssignal, ein Entkopplungsbestätigungssignal oder ein „Kopplungsvorgang-Iäuft“-Signal an das Zugfahrzeug (16a; 16b) auszugeben.
14. Sensorvorrichtung (44a; 44b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit (42a; 42b), welche dazu vorgesehen ist, ein Reflexionssignal des Ultrabreitband- Sensors auszuwerten und dabei Störsignale, beispielsweise von zwischen den Kopplungselementen (10a, 14a; 10b, 14b) angeordneten Metallspänen erzeugte Störsignale, automatisiert herauszufiltern.
15. Zugfahrzeug (16a), insbesondere Zugmaschine, vorzugsweise Sattelzugmaschine, mit einem, vorzugsweise als Sattelplatte (26a) ausgebildeten, korrespondierende Kopplungselement (14a) und mit einer in das korrespondierenden Kopplungselement (14a) integrierten Sensorvorrichtung (44a) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 11 bis Zumindest teilweise autonom fahrende Zugmaschine, insbesondere Sattelzugmaschine, mit einem, vorzugsweise als Sattelplatte (26a) ausgebildeten, korrespondierenden Kopplungselement (14a) und mit einer in das korrespondierende Kopplungselement (14a) integrierten Sensorvorrichtung (44a) zumindest nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Auswertung des Reflexionssignals des Ultrabreitbandsensors durch die Steuer- und/oder Regeleinheit (42a) ein Vortrieb der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine, insbesondere der Sattelzugmaschine, blockiert oder freigegeben wird. Anhänger (12b), insbesondere Sattelauflieger, mit einem, vorzugsweise einen Königszapfen (34b) und eine Königszapfenplatte umfassenden, Kopplungselement (10b) und mit einer in das Kopplungselement (10b), insbesondere in den Königszapfen (34b) oder in die Königszapfenplatte, integrierten Sensorvorrichtung (44b) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 10 bis 14. Gespann (48a; 48b), insbesondere Sattelzug, mit dem Zugfahrzeug (16a) nach Anspruch 15 oder mit der zumindest teilweise autonom fahrenden Zugmaschine nach Anspruch 16 und/oder mit dem Anhänger (12b) nach Anspruch 17.
Verfahren zu einer Überwachung eines Kopplungszustands eines Kopplungselements (10a; 10b), insbesondere eines Kopplungsbolzens, vorzugsweise eines Königszapfens (34a; 34b), eines Anhängers (12a; 12b), insbesondere eines Sattelaufliegers, mit einem korrespondierenden Kopplungselement (14a; 14b) eines Zugfahrzeugs (16a; 16b), insbesondere einer Sattelzugmaschine, mit einem Detektionsschritt (50a; 50b), in welchem eine Position des Kopplungselements (10a; 10b), welches in einem Sichtfeld (20a, 22a, 74a; 20b, 22b, 74b) eines Sensors (18a; 18b) angeordnet und/oder bewegt wird, detektiert wird oder in welchem eine Position des korrespondierenden Kopplungselements (14a;
14b), welches in dem Sichtfeld (20a, 22a, 74a; 20b, 22b, 74b) des Sensors (18a; 18b) angeordnet und/oder bewegt wird, detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Kopplungselements (10a; 10b) oder die Position des korrespondierenden Kopplungselements (14a; 14b) in dem Detektionsschritt (50a; 50b) von einem als
Ultrabreitband-Sensor ausgebildeten Sensor (18a; 18b) detektiert wird.
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