EP4688468A1

EP4688468A1 - Ankoppeln eines aufliegers an eine zugmaschine

Info

Publication number: EP4688468A1
Application number: EP24716751.3A
Authority: EP
Inventors: Timo Isermann; Rüdiger Meyer
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2023-04-06
Filing date: 2024-04-02
Publication date: 2026-02-11
Also published as: WO2024208794A1; DE102023108940A1; CN120936500A

Abstract

Ein Verfahren (400) zum Unterstützen eines Ankoppelvorgangs einer Zugmaschine (105) mit einem Auflieger (110) umfasst Schritte des Erfassens (410) eines relativen Rollwinkels (210) zwischen der Zugmaschine (105) und dem Auflieger (110); und des Bereitstellens (420) eines Warnsignals (308), falls ein Betrag des erfassten relativen Rollwinkels (210) einen vorbestimmten Schwellenwert (240) übersteigt.

Description

Ankoppeln eines Aufliegers an eine Zugmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kommerzielles Fahrzeug, umfassend eine Zugmaschine mit einem Auflieger. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Ankoppeln des Aufliegers an die Zugmaschine.

Ein kommerzieller Anhänger für den Straßenverkehr weist an seinem hinteren Ende eine oder mehrere Achsen mit Laufrädern auf und ist an seinem vorderen Ende dazu eingerichtet, auf einer Zugmaschine aufzuliegen und von dieser gezogen zu werden. Ein solcher Anhänger ist auch als Auflieger-Anhänger, Sattelauflieger oder Auflieger bekannt. Die Zugmaschine kann auch Sattelzugmaschine genannt werden. Während eines Ankoppelvorgangs steht der Auflieger zunächst vorne auf Stützbeinen. Die Zugmaschine fährt rückwärts unter den Auflieger und hebt diesen an, sodass die Stützbeine entlastet werden. Die Zugmaschine kann mit dem Auflieger gekoppelt werden und die Stützbeine können eingefahren werden.

Für einen erhöhten Nutzungsgrad der Zugmaschine ist es wünschenswert, einen Ankoppelvorgang zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger zu automatisieren. Dabei können die beiden Fahrzeuge kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Außerdem kann eine elektrische Verbindung, eine Kommunikationsverbindung oder eine Druckluft-Verbindung zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger hergestellt werden.

Ist der Untergrund uneben, so können die Zugmaschine und/oder der Auflieger während des Ankoppelvorgangs seitlich unterschiedlich geneigt sein, sodass das Herstellen einer der Verbindungen zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger gestört sein kann.

WO 2022/077063 A1 betrifft eine Technik zum Laden oder Entladen eines Fahrzeuganhängers mit Laderampen, die am Heck des Fahrzeugs angeschlagen sind. Um ein anderes Fahrzeug auch auf einem abschüssigen Untergrund sicher über die Laderampen fahren zu können, wird vorgeschlagen, Längen der Laderampen sowie einen Nickwinkel und einen Rollwinkel des Fahrzeuganhängers steuerbar zu gestalten. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Durchführung eines Ankoppelvorgangs zwischen einem Auflieger und einer Zugmaschine. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Unterstützen eines Ankoppelvorgangs einer Zugmaschine mit einem Auflieger Schritte des Erfassens eines relativen Rollwinkels zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger; und des Bereitstellens eines Warnsignals, falls ein Betrag des erfassten relativen Rollwinkels einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.

Ein absoluter Rollwinkel eines Fahrzeugs ist üblicherweise definiert als Ausrichtung des Fahrzeugs um seine Längsachse. Dabei wird als Referenz eine Vertikale verwendet, deren Richtung jener der Schwerkraft entspricht. Steht das Fahrzeug aufrecht, so beträgt der absolute Rollwinkel 0°.

Ein relativer Rollwinkel zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger betrifft eine Abweichung von Ausrichtungen der beiden Fahrzeuge um ihre Rollachsen. Anders ausgedrückt kann der relative Rollwinkel angeben, wie stark eines der Fahrzeuge gegenüber dem anderen um seine Längsachse verdreht ist. Der relative Rollwinkel kann auch bestimmt sein, falls sich die Längsachsen der Fahrzeuge nicht in einem Punkt schneiden oder zueinander versetzt sind. Der relative Rollwinkel kann unmittelbar zwischen den Fahrzeugen gemessen werden. Alternativ können absolute Rollwinkel beider Fahrzeuge bestimmt und voneinander subtrahiert werden. Ist beispielsweise die Zugmaschine um +5° und der Auflieger um -5° gegenüber der Vertikalen geneigt, so kann der relative Rollwinkel 10° betragen.

Als Ankoppelvorgang gilt hierin das Bewegen der Zugmaschine auf den Auflieger zu, bevorzugt einschließlich des Ankoppelns, also des kraftschlüssigen Verbindens der beiden Fahrzeuge miteinander. An der Zugmaschine kann eine Sattelkupplung und am Auflieger ein Königszapfen (king pin) angebracht sein und das Ankoppeln kann ein Schließen der Sattelkupplung bei eingelegtem Königszapfen umfassen. Es wurde erkannt, dass weniger ein absoluter Rollwinkel eines der Fahrzeuge gegenüber einem Untergrund als vielmehr der relative Rollwinkel zwischen den Fahrzeugen entscheidend für einen sicheren Ankoppelvorgang sein kann. In der Praxis kann es beispielsweise vorkommen, dass der Auflieger für einen Ankoppelvorgang nicht vertikal steht, etwa weil der Untergrund aufgrund von Regen oder Schnee nach seinem Abstellen ungleichmäßig nachgegeben hat. Gleichermaßen kann die Zugmaschine beim Ankoppelvorgang anders als vertikal orientiert sein, beispielsweise wegen einer Unebenheit oder einer baulichen Gegebenheit auf dem Untergrund. In solchen Fällen kann eine Überwachung des relativen Rollwinkels dazu beitragen, einen Ankoppelvorgang sicher durchzuführen.

Die Warnung kann an ein automatisches Steuersystem für den Ankoppelvorgang oder an eine den Ankoppelvorgang steuernde Person gerichtet sein. Im Rahmen eines automatischen Koppelvorgangs kann aufgrund des Warnsignals ein weiteres Annähern der Fahrzeuge oder ihr Ankoppeln verhindert werden. Gleichermaßen kann ein Anheben von Stützbeinen des Aufliegers verhindert werden. Durch die Warnung kann verhindert werden, dass eines der Fahrzeuge beim Ankoppelvorgang beschädigt wird. Insbesondere kann verhindert werden, dass aufgrund mangelnder Ausrichtung zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger ein Element einer automatischen elektrischen oder pneumatischen Kupplung zwischen den Fahrzeugen beschädigt wird. Der relative Rollwinkel kann während eines Ankoppelvorgangs punktuell, periodisch oder kontinuierlich überwacht werden.

In einer Ausführungsform wird ein kraftschlüssiges Ankoppeln der Zugmaschine an den Auflieger nur freigegeben, wenn der Betrag des erfassten relativen Rollwinkels unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Insbesondere kann eine Verriegelung zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger in der offenen Stellung festgehalten werden. So kann verhindert werden, dass Zugkräfte zwischen den Fahrzeugen übertragen werden, die zu stark gegeneinander um ihre Längsachsen verdreht sind und daher möglicherweise instabil. Ist das Ankoppeln freigegeben, so kann das zugkraftschlüssige Verbinden der Zugmaschine mit dem Auflieger manuell oder automatisch gesteuert werden. Der relative Rollwinkel kann auch automatisch verringert werden. Dies kann in allen Fällen erfolgen oder nur dann, wenn der Betrag des Rollwinkels seinen zugeordneten Schwellenwert übersteigt. Bevorzugt wird der relative Rollwinkel während des Durchführens eines Ankoppelvorgangs laufend durchgeführt. So kann berücksichtigt werden, dass die Zugmaschine beim Annähern an den Auflieger seinen absoluten Rollwinkel ändern kann, etwa beim Fahren über eine Schwelle oder durch eine Senke.

Es ist bevorzugt, dass das Verringern des relativen Rollwinkels ein einseitiges Anheben und/oder ein einseitiges Absenken eines der Fahrzeuge auf einer linken bzw. rechten Seite umfasst. Dadurch kann das betroffene Fahrzeug um seine Längsachse gedreht werden, sodass sein absoluter Rollwinkel verändert wird. Insbesondere kann der absolute Rollwinkel eines der Fahrzeuge an den Rollwinkel des jeweils anderen Fahrzeugs angenähert werden, um den relativen Rollwinkel zu verringern. Es ist auch möglich, beide Fahrzeuge gegensinnig um ihre jeweilige Längsachse zu drehen. Dazu kann beispielsweise die Zugmaschine auf ihrer linken Seite und der Auflieger auf seiner rechten Seite angehoben werden. Bevorzugt wird dabei nicht nur der relative Rollwinkel, sondern die Beträge beider absoluter Rollwinkel minimiert. So können die beiden Fahrzeuge verbessert sowohl aufeinander als auch auf die Vertikale ausgerichtet werden.

In einer Ausführungsform sind am Auflieger ein linkes und ein rechtes Stützbein angebracht, die unabhängig voneinander ein- oder ausgefahren werden können. Dabei umfasst das Verringern des relativen Rollwinkels ein Ein- oder Ausfahren eines der Stützbeine.

In einer Ausführungsform kann zur Steuerung des Rollwinkels des Aufliegers nur eines seiner Stützbeine ein- oder ausgefahren werden, während das andere stillsteht. In einer anderen Ausführungsform können die Stützbeine auch gleichzeitig gegensinnig ein- bzw. ausgefahren werden. In beiden Ausführungsformen kann der Auflieger aufgerichtet bzw. sein absoluter Rollwinkel an einen absoluten Rollwinkel der Zugmaschine angeglichen werden. Das Verringern des Betrags des relativen Rollwinkels kann auch ein Neigen einer Koppelvorrichtung der Zugmaschine um die Längsachse der Zugmaschine umfassen. An der Zugmaschine kann eine Sattelplatte angebracht sein, auf der im gekoppelten Zustand das vordere Ende des Aufliegers ruht. An der Sattelplatte kann eine Kupplung zur zugkraftschlüssigen Verbindung der Zugmaschine mit dem Auflieger angeordnet sein, sodass von einer Sattelkupplungsplatte gesprochen werden kann. Die Koppelvorrichtung kann beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch in ihrer Ausrichtung um die Längsachse der Zugmaschine gesteuert werden. Der Rollwinkel der Zugmaschine kann sich hierbei auf die Sattelplatte beziehen und der relative Rollwinkel kann einen Unterschied zwischen dem Rollwinkel der Sattelplatte und dem Rollwinkel des Aufliegers angeben.

Eine Abweichung zwischen Nickwinkeln des Aufliegers und der Zugmaschine wird üblicherweise durch ein Gelenk in der Sattelkupplung ausgeglichen, um auch die während der Fahrt auftretenden Abweichungen, etwa beim Fahren durch eine Senke, auszugleichen. Problematisch sind dagegen die durch Abweichung der Nickwinkel entstandenen oder generell vorhandenen Höhenunterschiede beim Ankoppeln zwischen Sattelkupplungsplatte und Auflieger, welche zu einem Luftspalt zwischen Koppelvorrichtung der Zugmaschine und des Trailers führen kann und somit den Ankoppelvorgang fehlschlagen lässt oder sogar zu Schäden an der Koppelvorrichtung führen kann. Hierzu kann optional zusätzlich eine relative Höhe zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger bestimmt werden, wobei ein Warnsignal ausgegeben werden kann, falls die bestimmte relative Höhe außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Aufgrund des Warnsignals kann ein automatischer Ankoppelvorgang unterbrochen oder abgebrochen werden, wie hierin bezüglich eines übermäßigen Rollwinkels beschrieben ist.

Die erfasste relative Höhe kann weiter bevorzugt automatisch in den vorbestimmten Bereich gesteuert werden. Ein Fahrzeug kann hierzu nur hinten oder nur vorn oder sowohl vorne als auch hinten angehoben oder abgesenkt werden. Bevorzugt wird wenigstens eines der Fahrzeuge an einem dem anderen Fahrzeug zugewandten Ende angehoben oder abgesenkt. Vorteilhaft können zum Ausgleich der relativen Höhe dieselben Aktuatoren verwendet werden, die auch zum Minimieren des relativen Rollwinkels eingesetzt werden können. Ein Ankoppeln der Zugmaschine mit dem Auflieger kann erst freigegeben werden, wenn auch die relative Höhe einen vorbestimmten Betrag unterschritten hat.

Das Anpassen des relativen Rollwinkels und das Anpassen der relativen Höhe können in einer weiter bevorzugten Ausführungsform auch gleichzeitig durchgeführt werden. Soll beispielsweise der Auflieger entlang seiner Längsachse entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, so kann das rechte Stützbein ausgefahren und/oder das linke eingefahren werden. Soll der Auflieger vorn angehoben werden, so können beide Stützbeine ausgefahren werden. Beide Manöver können miteinander kombiniert werden, indem das rechte Stützbein ausgefahren wird und das linke entweder stillsteht oder ebenfalls ausgefahren wird.

Die relative Höhe ist bevorzugt auf die Koppelvorrichtung bezogen und betrifft eine gegenseitige Höhenabweichung der Fahrzeuge. Die relative Höhe kann null betragen, wenn die Oberkante der Koppelvorrichtung genau auf Höhe der Unterkante des Aufliegers liegt. Der Bereich kann sich von dieser Höhe nach oben und/oder nach unten erstrecken.

Ein Ankoppelvorgang kann sicher durchgeführt werden, wenn die Oberkante der Koppelvorrichtung um ein vorbestimmtes Maß niedriger als die Unterkante des Aufliegers liegt, sodass das Zugmaschine unter den Auflieger fahren kann. Ein Ankoppelvorgang kann aber auch durchgeführt werden, wenn die Oberkante der Koppelvorrichtung um einige Millimeter höher als die Unterkante des Aufliegers ist, bevor die Zugmaschine an den Auflieger fährt, sodass der Auflieger durch das Rückwärtsfahren leicht angehoben werden kann. In beiden Fällen ist jedoch ein vorbestimmter Abstand zur relativen Höhe null nicht zu überschreiten.

Die Erfindung kann mittels eines Steuersystems umgesetzt werden. Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuersystem zur Unterstützung eines Ankoppelvorgangs zwischen einem Auflieger und einer Zugmaschine eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung eines relativen Rollwinkels zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger; und eine Steuervorrichtung zur Bereitstellung eines Warnsignals, falls der Betrag des relativen Rollwinkels einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Die Steuervorrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung elektronisch ausgeführt sein und einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.

In einer Ausführungsform umfasst das Steuersystem einen Aktuator zur Steuerung eines Rollwinkels der Zugmaschine und/oder des Aufliegers. Außerdem kann ein Aktuator zur Steuerung einer Höhe der Zugmaschine und/oder des Aufliegers vorgesehen sein. Die Aktuatoren können auch miteinander integriert sein.

Nach wieder einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein hierin beschriebenes Steuersystem. Das Fahrzeug kann insbesondere eine Zugmaschine und/oder einen Auflieger umfassen.

Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Fahrzeugsystem mit einer Zugmaschine und einem Auflieger. Dabei umfasst das Fahrzeugsystem, das auch Sattelzug genannt werden kann, ein hierin beschriebenes Steuersystem. Das Steuersystem kann dazu eingerichtet sein, einen automatischen Ankoppelvorgang des Aufliegers mit der Zugmaschine zu unterstützen. Vom Steuersystem umfasste Komponenten können jeweils alternativ seitens der Zugmaschine und/oder seitens des Aufliegers vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

Figur 1 ein Fahrzeugsystem mit einer Zugmaschine und einem Auflieger;

Figur 2 eine beispielhafte relative Stellung einer Zugmaschine gegenüber einem Auflieger;

Figur 3 ein Steuersystem; und

Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrens; darstellt.

Figur 1 zeigt ein Fahrzeugsystem 100, das eine Zugmaschine 105 und einen Auflieger 110 umfasst. Die Zugmaschine 105 kann vom Auflieger 110 getrennt werden, um beispielsweise mit einem anderen Auflieger 110 verbunden zu werden. Eine vertikale unterbrochene Linie deutet an, an welcher Stelle die Fahrzeuge 105, 110 voneinander getrennt werden können. Ein Verbinden der Fahrzeuge 105, 110 wird als Ankoppeln oder Koppeln, ein Trennen als Abkoppeln bezeichnet.

Während des Ankoppelns stehen die Fahrzeuge 105, 110 auf einem Untergrund 115, der idealerweise eben und horizontal verläuft, in der Praxis jedoch gelegentlich geneigt, uneben oder unterschiedlich stark belastbar ist. Eine hierin beschriebene Technik betrifft einen Ankoppelvorgang zwischen den Fahrzeugen 105, 110, auch unter solchen erschwerten Bedingungen. Dabei wird die Zugmaschine 105 an den Auflieger 110 angenähert, bis die Fahrzeuge 105, 110 aneinandergekoppelt werden können.

Figur 2 zeigt eine beispielhafte relative Stellung einer Zugmaschine 105 gegenüber einem Auflieger 110. Die dargestellte Ansicht entspricht einem Längsschnitt durch das Fahrzeugsystem 100 von Figur 1 entlang einer Ebene, welche die unterbrochene Linie enthält. Die Fahrzeuge 105, 110 sind hier jeweils als Quadrate symbolisiert. Jedes Quadrat ist sowohl längs als auch quer mittels einer unterbrochenen Linie halbiert, wobei durch einen Schnittpunkt der unterbrochenen Linien jeweils eine Längsachse 202 des zugeordneten Fahrzeugs 105, 110 verläuft.

Es ist zu erkennen, dass die die Fahrzeuge 105, 110 repräsentierenden Quadrate jeweils um einen absoluten Rollwinkel 205 gegenüber einer Vertikalen verdreht sind. Resultierend sind die Fahrzeuge 105, 110 um einen relativen Rollwinkel 210 gegeneinander verdreht. Die absoluten Rollwinkel 205 sind einander entgegengesetzt, wobei der relative Rollwinkel 210 als Differenz der absoluten Rollwinkel 205 bestimmt werden kann. Ist die relative Verdrehung stark genug, sodass ein Betrag des relativen Rollwinkels 210 einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, so können beim Ankoppeln der Zugmaschine 105 an den Auflieger 110 große Kräfte auftreten, die eine Stabilität der Fahrzeuge 105, 110 gefährden können.

Ebenfalls in Figur 2 dargestellt ist eine relative Höhe 215 zwischen der Zugmaschine 105 und dem Auflieger 110. Die relative Höhe 215 ist hier dargestellt als vertikaler Abstand der Längsachsen 202 der Fahrzeuge 105 und 110. Um die Zugmaschine 105 an den Auflieger 110 zu fahren, kann dafür gesorgt werden, dass die relative Höhe 215 in einem vorbestimmten Bereich liegt, in welchem üblicherweise eine relative Höhe 215 von null liegt. Die Ansicht erfolgt in Fahrtrichtung der Fahrzeuge 105, 110, sodass eine linke Seite 203 links und eine rechte Seite 204 rechts liegt.

Es ist zu beachten, dass die Längsachsen 202 der Fahrzeuge 105, 110 in der Praxis selten genau miteinander fluchten, sondern einen Winkel miteinander einschließen oder horizontal um ein gewisses Maß gegeneinander versetzt sind. Die Bestimmung des relativen Rollwinkels 210 bzw. der relativen Höhe 215 im Bereich einer Koppelvorrichtung zwischen der Zugmaschine 105 und dem Auflieger 110 kann trotzdem in einer hierin beschriebenen Art durchgeführt werden. Kleinere Störgrößen oder Inkonsistenzen bei der Bestimmung des relativen Rollwinkels oder der relativen Höhe können dabei vernachlässigt werden.

Bezüglich Werten und deren Vergleich ist im rechten Bereich von Figur 2 eine Darstellung angegeben. Auf einer vorbestimmten Skala 220 ist ein Wert 225 bestimmt. . Ein Wert 225, der oberhalb der mit null bezeichneten Linie liegt, ist positiv, ein darunter liegender Wert 225 negativ. Ein Betrag 230 eines positiven Werts 225 entspricht dem unveränderten Wert 225; der eines negativen Werts 225 seinem mit (-1) multiplizierten Wert 225.

Ein Wert 225 kann mit einem Bereich 235 verglichen werden. Dabei kann bestimmt werden, ob der Wert 225 innerhalb oder außerhalb des Bereichs 235 liegt. Grenzen des Bereichs 235 können zum Bereich 235 zählen oder davon ausgeschlossen sein. Ein Wert 225 kann auch mit einem Schwellenwert 240 verglichen werden. Dabei kann bestimmt werden, ob der Wert 225 unterhalb, auf oder über dem Schwellenwert 240 liegt. Figur 3 zeigt ein beispielhaftes Steuersystem 300 zur Unterstützung eines automatischen Ankoppelvorgangs einer Zugmaschine 105 an einen Auflieger 110. Das dargestellte Steuersystem 300 ist beispielhaft weitgehend symmetrisch aufgebaut, indem manche Komponenten sowohl seitens der Zugmaschine 105 als auch seitens des Aufliegers 110 vorgesehen sind. Es kann jedoch auch genügen, eine solche Komponente jeweils nur einseitig vorzusehen, also nur seitens der Zugmaschine 105 oder nur seitens des Aufliegers 110. Es ist außerdem zu beachten, dass manche Komponenten, die seitens der Zugmaschine 105 und des Aufliegers 110 dieselbe Funktion bezüglich der hierin vorgeschlagenen Technik erbringen, unterschiedlich realisiert sein können, wie im Folgenden noch genauer beschrieben ist.

In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Steuersystem 300 seitens der Zugmaschine 105 eine Steuervorrichtung 305, einen ersten Sensor 310, einen zweiten Sensor 315 sowie einen ersten Aktuator 320 und einen zweiten Aktuator 325. In manchen Ausführungsformen ist nur ein Sensor 310, 315 oder nur ein Aktuator 320, 325 vorgesehen. Weiter bevorzugt ist eine Schnittstelle 330 zur Kommunikation mit einer Komponente seitens des Aufliegers 110 vorgesehen. Die Schnittstelle 330 kann drahtgebunden oder drahtlos realisiert sein.

Die Steuervorrichtung 305 kann ein übliches Steuergerät mit einer Verarbeitungseinrichtung umfassen. Optional ist die Steuervorrichtung 305 dazu eingerichtet, noch andere als hierin beschriebene Aufgaben auszuführen. Es ist außerdem bevorzugt, dass die Steuervorrichtung 305 mit einer weiteren Komponente an Bord der Zugmaschine 105 verbunden ist, insbesondere um eine Interaktion mit der anderen Komponente oder einer Person zu erlauben. Weiter bevorzugt ist die Steuervorrichtung 305 dazu eingerichtet, ein Warnsignal 308 auszugeben. In einer Ausführungsform kann das Warnsignal 308 über eine Schnittstelle an ein Steuergerät oder Steuersystem ausgegeben werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Warnsignal 308 an eine Person im Bereich des Fahrzeugsystems 100 ausgegeben werden, insbesondere an einen Fahrer der Zugmaschine 105.

Der erste Sensor 310 ist bevorzugt fest an der Zugmaschine 105 angebracht und dazu eingerichtet, den Auflieger 110 abzutasten. Die Abtastung erfolgt weiter bevorzugt berührungslos, beispielsweise mittels eines Ultraschallsensors, eines Radar- oder eines LiDAR-Sensors. Optional ist am Auflieger 110 ein Signalgeber, eine Markierung oder ein Reflexelement angebracht, um eine Abtastung durch den ersten Sensor 310 zu erleichtern. Eine Markierung kann beispielsweise aus einem retroreflektierenden Material bestehen. Der erste Sensor 310 kann eine relative Ausrichtung des Aufliegers 110 bezüglich der Zugmaschine 105 bestimmen. Bevorzugt ist der erste Sensor 310 im Bereich einer Koppelvorrichtung zwischen der Zugmaschine 105 und dem Auflieger 110 vorgesehen.

Der zweite Sensor 315 kann einen Beschleunigungssensor, eine Inertialplattform oder einen ähnlichen Sensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, einen absoluten Rollwinkel der Zugmaschine 105 bezüglich eines Schwerefelds der Erde zu bestimmen. Optional kann der zweite Sensor 315 um mehrere Achsen sensitiv sein und somit auch einen Nickwinkel oder einen Gierwinkel der Zugmaschine 105 bestimmen.

Der erste Aktuator 320 ist dazu eingerichtet, eine Höhe eines hinteren Endes der Zugmaschine 105 zu steuern. Bevorzugt sind zwei erste Aktuatoren 320 vorgesehen, die unabhängig voneinander betätigt werden können, um das hintere Ende der Zugmaschine 105 links und rechts jeweils unabhängig von der anderen Seite anzuheben oder abzulassen. Rein exemplarisch ist der erste Aktuator 320 als Luftbalg eines pneumatischen Fahrzeugs dargestellt. Andere Realisierungen sind ebenfalls möglich.

Der zweite Aktuator 325 ist dazu eingerichtet, eine Höhe und/oder einen Rollwinkel eines Koppelelements für den Auflieger 110 an der Zugmaschine 105 zu beeinflussen. Das Koppelelement umfasst beispielhaft eine Sattelplatte 335, die bevorzugt als Sattelkupplungsplatte ausgeführt ist. Der zweite Aktuator 325 umfasst beispielhaft zwei pneumatische oder hydraulische Aktuatoren, von denen einer auf der linken Seite 203 und einer auf der rechten Seite 204 der Zugmaschine 105 vorgesehen ist. Andere Ausführungsformen sind auch hier möglich.

Seitens des Aufliegers 110 sind in der gezeigten Ausführungsform, korrespondierend zur Zugmaschine 105, eine Steuervorrichtung 305, ein erster Sensor 310, ein zweiter Sensor 315 und ein erster Aktuator 320 vorgesehen. Funktionen dieser Komponenten sind mit Bezug auf die Komponenten an der Zugmaschine 105 beschrieben und können seitens des Aufliegers 110 entsprechend angewandt werden. Am Auflieger 110 können zwei Stützbeine 340 vorgesehen sein, von denen eines in Fahrtrichtung vorne links und das andere in Fahrtrichtung vorne rechts angebracht ist. Die Stützbeine 340 sind dazu eingerichtet, eine Last in einem vorderen Bereich des Aufliegers 110 gegenüber dem Untergrund 115 abzustützen, wenn der Auflieger 110 vorne nicht auf der Sattelplatte 335 der Zugmaschine 105 ruht. Ein Stützbein 340 kann beispielsweise pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch ein- oder ausgefahren werden. Es ist besonders bevorzugt, dass das linke Stützbein 340 und das rechte Stützbein 340 jeweils unabhängig voneinander ein- und ausgefahren werden können. Noch weiter bevorzugt ist an jedem der Stützbeine 340 ein zugeordneter Lastsensor 345 vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, eine auf das Stützbein 340 wirkende Last des Aufliegers 110 zu bestimmen.

Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zur Unterstützung eines Ankoppelvorgangs zwischen einer Zugmaschine 105 und einem Auflieger 110. In einem Schritt 405 kann eine Anforderung für ein automatischen Ankoppeln bestimmt werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Zugmaschine 105 und der Auflieger 110 nicht miteinander verbunden und befinden sich in einer Rangierentfernung, die beispielsweise einige Dezimeter bis einige Meter betragen kann. In einer anderen Ausführungsform kann in diesem Schritt ein manuell gesteuerter Ankoppelvorgang begonnen werden.

In einem Schritt 410 kann ein relativer Rollwinkel 210 und/oder eine relative Höhe 215 zwischen der Zugmaschine 105 und dem Auflieger 110 bestimmt werden. In einem Schritt 415 kann erfasst werden, ob die relative Höhe 215 innerhalb eines Einstellbereichs liegt, der durch Aktuatoren 320, 325, 340 überwunden werden kann.

Übersteigt die relative Höhe 215 den Einstellbereich, so kann in einem Schritt 420 eine Warnung bereitgestellt werden. Die Warnung kann an eine den Ankoppelvorgang durchführenden Person oder an ein steuerndes System bereitgestellt werden. Bedingungen für einen automatischen automatische Ankoppelvorgang können daraufhin verbessert werden, beispielsweise indem der Untergrund 115 aufgefüllt oder unterlegt wird. Im Rahmen eines automatischen Ankoppelvorgangs können im Schritt 420 Betätigungen von Aktuatoren 320, 325, 340 gestoppt werden. Das Verfahren 400 kann in einem Schritt 425 erfolglos enden, in welchem die Zugmaschine 105 und der Auflieger 110 frei und nicht miteinander gekoppelt sind.

Wird im Schritt 415 bestimmt, dass die relative Höhe innerhalb des Einstellbereichs liegt, so kann in einem Schritt 430 bestimmt werden, ob der bestimmte relative Rollwinkel 210 geringer als eine vorbestimmte Toleranz ist. Ist dies nicht der Fall, so kann in einem Schritt 435 bestimmt werden, ob ein Steuersystem 300 für den relativen Rollwinkel 210 verfügbar ist. Sollte kein Steuersystem 300 verfügbar sein, so kann das Verfahren 400 über den Schritt 420 im Schritt 425 enden.

Andernfalls kann in einem Schritt 440 bestimmt werden, ob der relative Rollwinkel 210 kleiner als ein vorbestimmter Einstellbereich des Steuersystems 300 ist. Auch hier gilt, dass das Verfahren 400 über den Schritt 420 im Schritt 425 erfolglos enden kann, falls der relative Rollwinkel 210 den vorbestimmten Einstellbereich übersteigt. Andernfalls kann in einem Schritt 445 der relative Rollwinkel 210 eingestellt werden, indem wenigstens einer der Aktuatoren 320, 325, 340 derart betätigt wird, dass der relative Rollwinkel 210 verringert wird.

In einem Schritt 450 kann bestimmt werden, ob die relative Höhenabweichung 215 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. In diesem Fall kann die relative Höhenabweichung 215 minimiert werden. Dieser Schritt kann auch unmittelbar aus dem Schritt 430 angelaufen werden, falls dort bestimmt wurde, dass der relative Rollwinkel kleiner als die vorbestimmte Toleranz ist. Im Schritt 450 kann wenigstens einer der Aktuatoren 320, 325, 340 derart angesteuert werden, dass die Höhenabweichung in den vorbestimmten Bereich gesteuert bzw. an einen vorbestimmten Wert 225 innerhalb des Bereichs angenähert wird.

In einem Schritt 455 kann bestimmt werden, ob die relative Höhenabweichung 215 und/oder der relative Rollwinkel 210 zufriedenstellend an jeweilige Vorgaben angenähert sind. Ist dies nicht der Fall, so kann das Verfahren 400 zum Schritt 410 verzweigen und von dort weiter durchlaufen.

Andernfalls kann das Verfahren 400 in einem Schritt 460 enden, in welchem die Zugmaschine 105 und der Auflieger 110 miteinander gekoppelt werden können. Dazu kann eine Koppelvorrichtung freigegeben werden. In einer Ausführungsform kann die Koppelvorrichtung 335 automatisch geschlossen werden, um die Zugmaschine 105 zugkraftschlüssig mit dem Auflieger 110 zu verbinden.

Anschließend kann die Zugmaschine 105 angehoben werden, sodass Stützbeine 340 des Aufliegers entlastet und eingefahren werden können. Damit kann das Fahrzeugsystem 100 fahrbereit sein.

Bezugszeichen (als Teil der Beschreibung):

100 Fahrzeugsystem

105 Zugmaschine

110 Auflieger

115 Untergrund

202 Längsachse

203 linke Seite

204 rechte Seite

205 absoluter Rollwinkel

210 relativer Rollwinkel

215 relative Höhe

220 Skala

225 Wert

230 Betrag

235 Bereich

240 Schwellenwert

300 Steuersystem

305 Steuervorrichtung

308 Warnsignal

310 erster Sensor

315 zweiter Sensor

320 erster Aktuator

325 zweiter Aktuator

330 Schnittstelle

335 Sattelplatte

340 Stützbein

345 Lastsensor

400 Verfahren

405 Anforderung für automatisches Koppeln relativen Rollwinkel und relative Höhe bestimmen relative Höhe < Einstellbereich?

Stopp

Zugmaschine und Auflieger frei relativer Rollwinkel < Toleranz?

Steuersystem für relativen Rollwinkel verfügbar? relativer Rollwinkel < Einstellbereich? relativen Rollwinkel einstellen

Höhenabweichung einstellen fertig?

Kupplung freigeben oder herstellen

Claims

Patentansprüche:

1 . Verfahren (400) zum Unterstützen eines Ankoppelvorgangs einer Zugmaschine (105) mit einem Auflieger (110), wobei das Verfahren (400) folgende Schritte umfasst:

- Erfassen (410) eines relativen Rollwinkels (210) zwischen der Zugmaschine (105) und dem Auflieger (110); und

- Bereitstellen (420) eines Warnsignals (308), falls ein Betrag (230) des erfassten relativen Rollwinkels (210) einen vorbestimmten Schwellenwert (240) übersteigt.

2. Verfahren (400) nach Anspruch 1 , wobei eine kraftschlüssige Kupplung (335) der Zugmaschine (105) mit dem Auflieger (110) nur freigegeben wird, wenn der Betrag des relativen Rollwinkels (210) unter dem vorbestimmten Schwellenwert (240) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der relative Rollwinkel (210) automatisch verringert (445) wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verringern (445) des relativen Rollwinkels (210) ein einseitiges Anheben und/oder ein einseitiges Absenken eines der Fahrzeuge (105, 110) auf einer linken (203) oder rechten Seite (204) umfasst.

5. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 4, wobei am Auflieger (110) ein linkes und ein rechtes Stützbein (340) angebracht sind, die unabhängig voneinander ein- oder ausgefahren werden können; wobei das Verringern (445) des relativen Rollwinkels (210) ein Ein- oder Ausfahren eines der Stützbeine (340) umfasst.

6. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei eine Koppelvorrichtung (335) der Zugmaschine (105) um die Längsachse (202) der Zugmaschine (105) geneigt wird.

7. Verfahren (400) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine relative Höhe (215) zwischen der Zugmaschine (105) und dem Auflieger (110) bestimmt (410) wird; wobei ein Warnsignal (308) bereitgestellt wird, falls die relative Höhe (215) außerhalb eines vorbestimmten Bereichs (235) liegt.

8. Verfahren (400) nach Anspruch 7, wobei wenigstens eines der Fahrzeuge (105, 110) an einem dem anderen Fahrzeug (105, 110) zugewandten Ende angehoben oder abgesenkt wird, um die relative Höhe (215) in den vorbestimmten Bereich (235) zu steuern (450).

9. Verfahren (400) nach Anspruch 8, wobei die relative Höhe (215) einem vorbestimmten Wert (225) innerhalb des Bereichs (235) angenähert wird.

10. Steuersystem (300) zur Unterstützung eines Ankoppelvorgangs zwischen einem Auflieger (110) und einer Zugmaschine (105), wobei das Steuersystem (300) folgendes umfasst:

- eine Abtasteinrichtung (310) zur Bestimmung eines relativen Rollwinkels (210) zwischen der Zugmaschine (105) und dem Auflieger (110); und

- eine Steuervorrichtung (305) zur Bereitstellung eines Warnsignals (308), falls ein Betrag (230) des relativen Rollwinkels (210) einen vorbestimmten Schwellenwert (240) übersteigt.

11. Fahrzeug (105, 110), umfassend ein Steuersystem (300) nach Anspruch 10.

12. Fahrzeugsystem (105, 110), umfassend eine Zugmaschine (105) und einen Auflieger (110) sowie ein Steuersystem (300) nach Anspruch 10.