EP4688469A1

EP4688469A1 - Abkoppeln eines aufliegers von einer zugmaschine

Info

Publication number: EP4688469A1
Application number: EP24716752.1A
Authority: EP
Inventors: Rüdiger Meyer; Timo Isermann
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: DE102023108941A1; CN120897852A; WO2024208795A1

Abstract

Ein Verfahren (400) zum Unterstützen eines Abkoppelvorgangs einer Zugmaschine (105) von einem Auflieger (110), wobei der Auflieger (100) eine linke und ein rechtes Stützbein (340) umfasst, die unabhängig voneinander ausgefahren werden können; umfasst Schritte des Bestimmens (415) einer ersten Last des Aufliegers (110), die auf das linke Stützbein (340) wirkt; des Bestimmens (415) einer zweiten Last desAufliegers (110), die auf das rechte Stützbein (340) wirkt; des individuellen Ausfahrens (425, 430) eines Stützbeins (340), dessen bestimmte Last unter einem zugeordneten vorbestimmten Schwellenwert (240) liegt; und des Freigebens (455) des Öffnens einer Kupplung (335) der Zugmaschine (105) mit dem Auflieger (110), falls eine auf die Zugmaschine (105) wirkende Last des Aufliegers (110) kleiner als ein vorbestimmter weiterer Schwellenwert (240) ist.

Description

Abkoppeln eines Aufliegers von einer Zugmaschine

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

Ein kommerzieller Anhänger für den Straßenverkehr, der an einem hinteren Ende wenigstens eine Achse mit Laufrädern aufweist, 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. Um den Auflieger von der Zugmaschine zu trennen, können im vorderen Bereich des Aufliegers Stützbeine nach unten ausgefahren werden, um seine Gewichtslast zu übernehmen. Anschließend kann eine Zugverbindung zur Zugmaschine getrennt und die Zugmaschine entfernt werden.

Für eine verbesserte Ausnutzung der Zugmaschine ist es wünschenswert, einen Abkoppelvorgang zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger zu automatisieren. Dabei kann es problematisch sein, wenn der Untergrund uneben ist, sodass die Zugmaschine und/oder der Auflieger mit seitlicher Neigung auf dem Untergrund stehen. Das Trennen einer Verbindung zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger kann dadurch gestört sein.

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 zum Abkoppeln eines Aufliegers von 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 Abkoppelvorgangs einer Zugmaschine von einem Auflieger, wobei der Auflieger eine linke und ein rechtes Stützbein umfasst, die unabhängig voneinander ausgefahren werden können; Schritte des Bestimmens einer ersten Last des Aufliegers, die auf das linke Stützbein wirkt; des Bestimmens einer zweiten Last des Aufliegers, die auf das rechte Stützbein wirkt; des individuellen Ausfahrens eines Stützbeins, dessen bestimmte Last unter einem zugeordneten vorbestimmten Schwellenwert liegt; und des Freigebens des Öffnens einer Kupplung der Zugmaschine mit dem Auflieger, falls eine auf die Zugmaschine wirkende Last des Aufliegers kleiner als ein vorbestimmter weiterer Schwellenwert ist.

Ein Abkoppelvorgang kann ein Abkoppeln der Zugmaschine vom Auflieger, also ein Trennen einer zugkraftschlüssigen Verbindung zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger, umfassen. An der Zugmaschine kann eine Sattelkupplung und am Auflieger ein Königszapfen (king pin) angebracht sein und das Abkoppeln kann ein Öffnender Sattelkupplung umfassen, sodass der Königszapfen aus der Sattelkupplung entfernt werden kann. Anschließend kann die Zugmaschine vom Auflieger wegfahren.

Es kann bestimmt werden, welches der Stützbeine die geringere Last abstützt, wobei nur dieses Stützbein ausgefahren werden kann, während das andere Stützbein angehalten ist. Eine Energiequelle für das Ausfahren der Stützbeine kann dadurch weniger stark belastet werden. Bei der Bestimmung der Lasten kann eine vorbestimmte Hysterese, also eine tolerierbare Abweichung zwischen den Lasten berücksichtigt werden, um ein allzu häufiges Umschalten zwischen einer Betätigung des rechten und des linken Stützbeins zu vermeiden. Das Ausfahren der Stützbeine kann schrittweise erfolgen, sodass eine korrekte Stellung des Aufliegers verbessert kontrolliert werden kann.

Das Abkoppeln der Zugmaschine kann erst freigegeben werden, wenn ein Betrag einer Abweichung zwischen auf die Stützbeine wirkenden Lasten einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass der Auflieger beim Abkoppeln nicht zu stark um seine Längsachse seitlich geneigt ist. Das Abstellen des Aufliegers kann auch dann sicher erfolgen, wenn ein Untergrund uneben und Längen, welche die Stützbeine jeweils überwinden müssen, ungleich sind.

Die Stützbeine können derart ausgefahren werden, dass das Abkoppeln der Zugmaschine nur freigegeben wird, wenn ein Betrag einer Abweichung zwischen wirksamen Längen der Stützbeine unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Sollte die Abweichung den Schwellenwert übersteigen, so steht der Auflieger gegenüber der Schwerkraft zu schräg. Wenn die Stützen sehr unterschiedlich ausgefahren werden müssen, um gleiche Lasten zu bekommen, ist dies ein Indiz dafür, dass die Zugmaschine schief steht. Es ist daher sinnvoll, den Unterschied im Stützenhub zu prüfen und bei einem hohen Wert das Abkoppeln zu verhindern.

Die Stützbeine können derart ausgefahren werden, dass eine Abweichung eines absoluten Rollwinkels des Aufliegers von der Vertikalen einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.

Ein absoluter Rollwinkel eines Fahrzeugs ist üblicherweise definiert als Ausrichtung des Fahrzeugs um seine Längsachse. Dabei wird als Referenz üblicherweise eine Vertikale verwendet, die der Richtung der Schwerkraft entspricht. Steht das Fahrzeug aufrecht, so beträgt sein absoluter Rollwinkel 0°. Durch Überwachen des absoluten Rollwinkels kann verhindert werden, dass der Auflieger in zu großer Schräglage von der Zugmaschine getrennt wird.

Sollte beispielsweise der Auflieger bezüglich seiner Längsachse ungleich beladen sein, so kann ein absoluter Rollwinkel von 0° nicht erreicht werden, während gleichzeitig Lasten auf die Stützbeine gleich groß sind. Daher kann eine vorbestimmte Abweichung der Stützlasten voneinander toleriert werden, um den absoluten Rollwinkel gering genug zu halten.

Die Stützbeine können derart ausgefahren werden, dass ein Betrag eines relativen Rollwinkels zwischen dem Auflieger und der Zugmaschine einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Eine Abweichung der Rollwinkel der Fahrzeuge kann sich einstellen, falls die Sattelkupplung konstruktionsbedingt eine Abweichung im gekuppelten Zustand erlaubt. 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 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 oder es 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 zwischen den Fahrzeugen +5° - (-5°) = 10° betragen.

Eine auf ein Stützbein wirkende Last kann auf der Basis einer Last bestimmt werden, die auf ein Rad wirkt, das auf derselben Seite wie das Stützbein angebracht ist. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann das Rad entweder von der Zugmaschine oder vom Auflieger umfasst sein. Eine auf ein linkes Stützbein wirkende Last kann von einer auf ein linkes Rad des Aufliegers oder ein linkes Rad der Zugmaschine wirkenden Last abhängig sein. Entsprechend kann eine auf ein rechtes Stützbein des Aufliegers wirkende Last von einer auf ein rechtes Rad des Aufliegers oder ein rechtes Rad der Zugmaschine wirkenden Last sein. Diese Zusammenhänge können jeweils linear sein. Eine auf ein Rad wirkende Last kann beispielsweise mittels eines dedizierten Sensors oder auf der Basis eines Drucks in einem pneumatischen Fahrwerk an dem Rad bestimmt werden. Eine auf ein Stützbein wirkende Last kann unter Berücksichtigung von Hebelverhältnissen bestimmt werden, die zwischen einem Rad der Zugmaschine und dem Stützbein bzw. dem Stützbein und einem Rad des Aufliegers bestehen.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuersystem zur Unterstützung eines Abkoppelvorgangs eines Aufliegers mit einem linken und einem rechten Stützbein von einer Zugmaschine: eine erste Abtasteinrichtung zur Bestimmung von Lasten des Aufliegers, die jeweils auf die Stützbeine wirken; einen linken Aktuator zum Ausfahren des linken Stützbeins; einen rechten Aktuator zum Ausfahren des rechten Stützbeins; eine Steuervorrichtung zur individuellen Steuerung des Ausfahrens eines Stützbeins, dessen zugeordnete Last unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt; und eine zweite Abtasteinrichtung zur Bestimmung einer auf die Zugmaschine wirkenden Last des Aufliegers. Dabei ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, ein Öffnen einer Kupplung der Zugmaschine mit dem Auflieger freizugeben, falls die auf die Zugmaschine wirkende Last des Aufliegers kleiner als ein vorbestimmter weiterer Schwellenwert ist.

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.

Nach wieder einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein hierin beschriebenes Steuersystem. Das Fahrzeug kann insbesondere eine Zugmaschine 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 Abkoppelvorgang des Aufliegers mit der Zugmaschine zu unterstützen. Vom Steuersystem umfasste Komponenten können jeweils alternativ seitens der Zugmaschine und/oder seitens des Aufliegers vorgesehen sein.

Eine auf ein Stützbein wirkende Last kann auf der Basis einer Last bestimmt werden, die auf ein Rad des Aufliegers wirkt. Dabei kann insbesondere eine Last bestimmt werden, die auf ein Rad wirkt, das auf derselben Seite wie das Stützbein angebracht ist. In entsprechender Weise kann eine auf beide Stützbeine zusammenwirkende Last auf der Basis einer Gesamtlast, abzüglich einer auf die Räder des Aufliegers wirkende Last bestimmt werden. 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;

Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines 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 Abkoppelns stehen die Fahrzeuge 105, 110 auf einem Untergrund 115, der idealerweise eben und horizontal verläuft, in der Praxis jedoch geneigt, uneben oder unterschiedlich stark belastbar ist. Eine hierin beschriebene Technik betrifft einen Abkoppelvorgang zwischen den Fahrzeugen 105, 110 auch unter solchen erschwerten Bedingungen. Dazu wird der Auflieger 110 derart abgestützt, sodass die Zugmaschine 105 abgekoppelt und vom Auflieger 110 weggefahren werden kann.

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 Abweichung 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 Abkoppeln 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. Trägt die Zugmaschine 105 die Last des Aufliegers 110, so beträgt die relative Höhe 215 null. Zum Abkoppeln kann die Zugmaschine 105 abgesenkt werden, während der Auflieger 110 auf Stützbeinen abgestützt ist. Dabei nimmt die relative Höhe 215 einen Wert ein, der unter einem vorbestimmten Maximalwert liegt. Nach dem Trennen der Sattelkupplung kann die Zugmaschine 105 vom Auflieger 110 weggefahren werden.

Es ist zu beachten, dass die Längsachsen der Fahrzeuge 105, 110 in der Praxis selten genau miteinander fluchten, sondern häufig 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. Vorliegend kann der Wert 225 insbesondere eine Last betreffen. Beim Vergleich 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. Eine Abweichung 245 zwischen einem Wert 225 und einem anderen Wert, beispielsweise einem Schwellenwert 240, kann als numerische Differenz korrespondierender Zahlenwerte der Werte 225 bestimmt werden. Die Abweichung 245 kann in verschiedenen Ausführungsformen absolut oder als Betrag 230 bestimmt werden.

Figur 3 zeigt ein Steuersystem 300 zur Unterstützung eines automatischen Abkoppelvorgangs einer Zugmaschine 105 von einem Auflieger 110. Das 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 genügen, eine solche Komponente jeweils nur einseitig vorzusehen, also nur seitens der Zugmaschine 105 oder seitens des Aufliegers 110. Es ist außerdem zu beachten, dass manche mit Bezug auf die vorliegende Erfindung ähnlich wirkende Komponenten seitens der Zugmaschine 105 und des Aufliegers 110 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 auszugeben. In einer Ausführungsform kann das Warnsignal über eine Schnittstelle an ein Steuergerät oder Steuersystem ausgegeben werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Warnsignal 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 Radaroder 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 entweder nur links oder nur rechts anzuheben oder abzulassen. Rein exemplarisch ist der erste Aktuator 320 als Luftbalg eines pneumatischen Fahrwerks dargestellt. Der Luftbalg 320 stützt ein Rad 322 der Zugmaschine 105 elastisch ab und kann eine Höhe des Zugfahrzeugs 105 über einem Untergrund, auf dem das Rad 322 steht, steuern. 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 und einer auf der rechten Seite 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 umfasst einen Aktuator 342, um es beispielsweise pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch ein- oder auszufahren. Dabei kann eine wirksame Länge 344 des Stützbeins 340 in vertikaler Richtung verändert werden. Steht das Stützbein 340 auf einem Untergrund auf, so kann in manchen Ausführungsformen durch Betätigen des Aktuators 342 ein Abstand zwischen einem Chassis des Aufliegers 110 und dem Untergrund gesteuert 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. Das Verfahren 400 kann mittels einer oder mehreren miteinander verbundenen Steuereinrichtungen 405 eines Fahrzeugsystems 100 ausgeführt werden und ist dazu eingerichtet, einen Abkoppelvorgang einer Zugmaschine 110 von einem Auflieger 115 zu unterstützen. In einem Schritt 405 kann eine Anforderung für ein automatisches Abkoppeln einer Zugmaschine 105 von einem Auflieger 110 bestimmt werden. Die Anforderung kann beispielsweise durch eine Person oder ein Steuersystem an Bord eines der Fahrzeuge 105, 110 bereitgestellt sein. Zu diesem Zeitpunkt sind die Zugmaschine 105 und der Auflieger 110 bevorzugt zugkraftschlüssig miteinander verbunden, und ein vorderes Ende des Aufliegers 110 liegt auf einer Koppelvorrichtung, insbesondere einer Sattelplatte 335, auf einem hinteren Ende der Zugmaschine 105 auf. Die Fahrzeuge 105, 110 stehen unbeweglich auf dem Untergrund 115. Alternativ kann in diesem Schritt ein manuell durchgeführter Abkoppelvorgang bestimmt bzw. begonnen werden.

In einem Schritt 410 können Stützbeine 340 des Aufliegers 110 ausgefahren werden. Ziel des Ausfahrens ist es, eine Last des Aufliegers 110 an seinem vorderen Ende gegenüber dem Untergrund 115 abzustützen, sodass die Zugmaschine 105 entlastet werden kann. Das Ausfahren erfolgt bevorzugt, indem Aktuatoren 342 der Stützbeine 340 entsprechend angesteuert werden.

In einem Schritt 415 können wirksame Lasten des Aufliegers 110 auf einer rechten und einer linken Seite bestimmt werden. Eine erste bestimmte Last wirkt auf das linke Stützbein 340, eine zweite Last auf das rechte Stützbein 340. Die erste und die zweite Last können jeweils mittels eines zugeordneten Lastsensors 345 am betreffenden Stützbein 340 bestimmt werden. Alternativ kann die erste oder zweite Last auf der Basis einer Gesamtlast des Aufliegers 110 abzüglich von Lasten bestimmt werden, die auf Räder des Aufliegers 110 wirken. Diese Bestimmung kann summarisch für beide Seiten oder für die rechte und linke Seite getrennt durchgeführt werden. Auf die Räder wirkende Lasten können beispielsweise über pneumatische Drücke einer Luftfederung bestimmt werden, mit welcher ein Chassis des Aufliegers 110 gegenüber den Rädern abgestützt ist.

In einer Ausführungsform werden die Stützbeine 340 zunächst gleichzeitig so weit ausgefahren, dass sie jeweils Kontakt zum Untergrund 115 erlangen. Es kann bestimmt werden, dass ein Stützbein 340 den Untergrund 115 erreicht hat, wenn eine auf das Stützbein 340 wirkende Last einen zugeordneten ersten Schwellenwert 240 übersteigt. Üblicherweise sind beiden Stützbeinen 340 gleiche erste Schwellenwerte 240 zugeordnet. Sollte der Untergrund 115 uneben sein, so können die Stützbeine 340 unterschiedlich große vertikale Höhen überbrücken müssen, bevor die jeweils übermittelte Last den ersten Schwellenwert 240 erreicht. Dementsprechend kann das Ausfahren des linken Stützbeins 340 und das Ausfahren des rechten Stützbeins 340 ungleich lang dauern.

Anschließend können die Stützbeine 340 weiter ausgefahren werden, um die Zugmaschine 105 zu entlasten. Dazu kann in einem Schritt 420 bestimmt werden, ob die auf das linke Stützbein 340 wirkende Last größer als die auf das rechte Stützbein 340 wirkende Last ist. In diesem Fall kann in einem Schritt 425 das rechte Stützbein 340 weiter ausgefahren werden, während das linke Stützbein 340 angehalten ist. Andernfalls kann in einem Schritt 430 das linke Stützbein 340 ausgefahren werden, während das rechte Stützbein 340 angehalten ist. Anders ausgedrückt kann dasjenige der Stützbeine 340 weiter ausgefahren werden, das aktuell die geringere Last trägt.

Ist der Auflieger 110 in Querrichtung gleichmäßig beladen und wirken gleiche Lasten auf das linke und das rechte Stützbein 340, so sollte der absolute Rollwinkel 210 des Aufliegers 110 bezüglich der Schwerkraft im Wesentlichen null betragen. Der absolute Rollwinkel 210 kann jedoch beispielsweise dann von null abweichen, wenn eines der Stützbeine 340 nicht weiter ausgefahren werden kann, bevor die Stützbeine 340 eine ausreichende Last übernommen haben.

Während des Ausfahrens der Stützbeine 340 kann daher der absolute Rollwinkel 210 des Aufliegers 110 mittels eines oder mehrerer der Sensoren 310, 315 bestimmt werden. Sollte ein Betrag des absoluten Rollwinkels 210 gegenüber der Vertikalen bzw. der Schwerkraft einen zugeordneten Schwellenwert 240 übersteigen, so kann ein Warnsignal ausgegeben werden. Das Verfahren 400 kann in diesem Fall auch in einem Schritt 450 abgebrochen werden, wie unten genauer beschrieben ist. Alternativ kann versucht werden, den absoluten Rollwinkel 210 zu minimieren, indem die Stützbeine 340 passend betätigt werden. Eine vorbestimmte Ungleichheit zwischen auf die Stützbeine 340 wirkenden Lasten kann dabei in Kauf genommen werden kann. Ist die Ungleichheit zwischen den Stützlasten oder die Abweichung des Rollwinkels des Aufliegers 110 von der Vertikalen zu groß, so kann das Verfahren 400 im Schritt 450 abgebrochen werden.

Stehen die Zugmaschine 105 und der Auflieger 110 parallel zu einem Gefälle, so kann der Auflieger 110 im Wesentlichen vertikal stehen, wenn Stützlasten auf die Stützbeine 340 gleich sind. Die Zugmaschine 105 kann jedoch gegenüber dem Untergrund 115 ausgerichtet sein, sodass sich ein relativer Rollwinkel 210 zwischen der Zugmaschine 105 und dem Auflieger 110 einstellen kann.

Während des Ausfahrens der Stützbeine 340 kann daher der relative Rollwinkel 210 zwischen der Zugmaschine 105 und dem Auflieger 110 überwacht werden. Sollte ein Betrag des relativen Rollwinkels 210 einen zugeordneten, vorbestimmten Schwellenwert 240 übersteigen, so kann Warnsignal ausgegeben werden. Ist ein Aktuator 325 an der Zugmaschine 105 verfügbar, so kann dieser angesteuert werden, um die Zugmaschine seitlich zu schwenken und den relativen Rollwinkel 210 zu minimieren. Die Zugmaschine 105 kann auch seitlich links oder rechts angehoben werden, um den relativen Rollwinkel 210 zu verringern. Die Stützbeine 340 können ebenfalls betätigt werden, um den relativen Rollwinkel 210 zu verringern. Bei einer der Ausgleichsmaßnahmen kann eine vorbestimmte Ungleichheit zwischen auf die Stützbeine 340 wirkenden Lasten in Kauf genommen werden. Ist der relative Rollwinkel 210 oder die Ungleichheit zu groß, so kann das Verfahren 400 im Schritt 450 abgebrochen werden.

In einer Ausführungsform kann das Ausfahren der Stützbeine 340 beendet werden, wenn Lasten, die durch die Stützbeine 340 abgestützt werden, jeweils zugeordnete zweite Schwellenwerte 240 übersteigen. Die zweiten Schwellenwerte 240 sind bevorzugt gleich gewählt. In dieser Ausführungsform können die Stützbeine 340 auch gleichzeitig ausgefahren werden, während ihre jeweiligen Lasten zwischen dem zugeordneten ersten und dem zugeordneten zweiten Schwellenwert 240 liegen. Das Ausfahren eines Stützbeins 340 kann beendet werden, wenn dessen abgestützte Last den zugeordneten zweiten Schwellenwert 240 übersteigt.

In einer anderen Ausführungsform kann das Ausfahren der Stützbeine 340 in einem Schritt 435 in Abhängigkeit einer auf die Zugmaschine 105 wirkenden Last beendet werden. Zur Bestimmung der Last kann ein entsprechender Sensor an der Sattelplatte 435 der Zugmaschine verwendet werden sein. Alternativ kann die auf die Zugmaschine 105 wirkende Last auf der Basis eines pneumatischen Drucks in einer Luftfederung von Rädern, insbesondere Hinterrädern, der Zugmaschine 105 bestimmt werden. Von einer auf diese Weise bestimmten Last kann eine Last der Zugmaschine 105 abgezogen werden, um die Last des Aufliegers zu bestimmen. Optional können Hebelverhältnisse zwischen Hinterrädern des Zugmaschine 105, Stützbeinen 340 und Hinterrädern des Aufliegers 110 berücksichtigt werden, um die auf die Stützbeine 340 wirkende Last des Aufliegers 110 auf der Basis einer Rad- oder Achslast zu bestimmen.

Unterschreitet die auf die Zugmaschine 105 wirkende Last des Aufliegers 110 einen zugeordneten dritten Schwellenwert 240, so können in einem Schritt 440 die Stützbeine 340 angehalten werden. Eine Verriegelung zwischen der Zugmaschine 105 und dem Auflieger 110 kann freigegeben werden, sodass sie gelöst werden kann. Die Zugmaschine 105 kann manuell oder automatisch vom Auflieger 110 abgekoppelt werden. Ist der dritte Schwellenwert 240 größer als null, so kann die Zugmaschine 105 abgesenkt werden, um möglichst vollständig von einer Stützlast des Aufliegers 110 frei zu kommen. Anschließend kann die Zugmaschine 105 nach vorn vom Auflieger 110 weggefahren werden.

Wurde im Schritt 435 bestimmt, dass noch eine Last des Aufliegers 110 auf der Zugmaschine 105 ruht, die den dritten Schwellenwert 240 übersteigt, so kann in einem Schritt 445 geprüft werden, ob ein maximaler Verstellbereich des Steuersystems 400 erreicht ist. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn eines der Stützbeine 340 nicht mehr weiter ausgefahren werden kann. Ist dies nicht der Fall, so kann das Verfahren 400 im Schritt 415 fortfahren.

Andernfalls kann das Ausfahren der Stützbeine 340 in einem Schritt 450 beendet werden. In diesem Fall kann das Verfahren 400 in einem Schritt 455 erfolglos enden. Die Zugmaschine 105 und der Auflieger 110 sind dabei weiter miteinander gekoppelt. 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, insbesondere einer Last

230 Betrag

235 Bereich

240 Schwellenwert

245 Abweichung

300 Steuersystem

305 Steuervorrichtung

310 erster Sensor

315 zweiter Sensor

320 erster Aktuator

325 zweiter Aktuator

330 Schnittstelle

335 Sattelplatte

340 Stützbein

342 Aktuator eines Stützbeins

344 Länge

345 Lastsensor zweites Verfahren

Anforderung für automatisches Abkoppeln

Stützbeine ausfahren

Last auf Stützbeinen / Rädern des Anhängers bestimmen

Last links > Last rechts?

Stützbein rechts ausfahren

Stützbein links ausfahren

Last auf Zugmaschine?

Zugmaschine und Anhänger freigeben maximaler Verstellbereich erreicht?

Stopp

Kupplung freigeben oder öffnen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren (400) zum Unterstützen eines Abkoppelvorgangs einer Zugmaschine (105) von einem Auflieger (110), wobei der Auflieger (110) eine linke und ein rechtes Stützbein (340) umfasst, die unabhängig voneinander ausgefahren werden können; wobei das Verfahren (400) folgende Schritte umfasst:

- Bestimmen (415) einer ersten Last des Aufliegers (110), die auf das linke Stützbein (340) wirkt;

- Bestimmen (415) einer zweiten Last des Aufliegers (110), die auf das rechte Stützbein (340) wirkt;

- individuelles Ausfahren (425, 430) eines Stützbeins (340), dessen bestimmte Last (225) unter einem zugeordneten vorbestimmten Schwellenwert (240) liegt; und

- Freigeben (455) des Öffnens einer Kupplung (335) der Zugmaschine (105) mit dem Auflieger (110), falls eine auf die Zugmaschine (105) wirkende Last (225) des Aufliegers (110) kleiner als ein vorbestimmter weiterer Schwellenwert (240) ist.

2. Verfahren (400) nach Anspruch 1 , wobei bestimmt wird, welches der Stützbeine (340) die geringere Last (225) abstützt, und dieses Stützbein (340) ausgefahren wird, während das andere Stützbein (340) angehalten ist.

3. Verfahren (400) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Abkoppeln der Zugmaschine (105) nur freigegeben (455) wird, wenn ein Betrag (230) einer Abweichung (245) zwischen auf die Stützbeine (340) wirkenden Lasten (225) einen vorbestimmten Schwellenwert (240) unterschreitet (435).

4. Verfahren (400) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abkoppeln der Zugmaschine (105) nur freigegeben (455) wird, wenn ein Betrag (230) einer Abweichung (245) zwischen wirksamen Längen (344) der Stützbeine (340) unter einem vorbestimmten Schwellenwert (240) liegt.

5. Verfahren (400) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stützbeine (340) derart ausgefahren werden, dass eine Abweichung (245) eines absoluten Rollwinkels (215) des Aufliegers (110) von der Vertikalen einen vorbestimmten Schwellenwert (240) unterschreitet.

6. Verfahren (400) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stützbeine (340) derart ausgefahren werden, dass ein Betrag (230) eines relativen Rollwinkels (210) zwischen dem Auflieger (110) und der Zugmaschine (105) einen vorbestimmten Schwellenwert (240) unterschreitet.

7. Verfahren (400) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine auf ein Stützbein (340) wirkende Last (225) auf der Basis einer Last (225) bestimmt (415) wird, die auf ein Rad (322) wirkt, das auf derselben Seite wie das Stützbein (340) angebracht ist.

8. Verfahren (400) nach Anspruch 7, wobei das Rad (322) von der Zugmaschine (105) umfasst ist.

9. Verfahren (400) nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Rad (322) von vom Auflieger (110) umfasst ist.

10. Steuersystem (300) zur Unterstützung eines Abkoppelvorgangs eines Aufliegers (110) mit einem linken und einem rechten Stützbein (340) von einer Zugmaschine (105), wobei das Steuersystem (300) folgendes umfasst:

- eine erste Abtasteinrichtung (345) zur Bestimmung von Lasten des Aufliegers (110), die jeweils auf die Stützbeine (340) wirken;

- einen linken Aktuator (342) zum Ausfahren des linken Stützbeins (340);

- einen rechten Aktuator (342) zum Ausfahren des rechten Stützbeins (340);

- eine Steuervorrichtung (305) zur individuellen Steuerung des Ausfahrens eines Stützbeins (340), dessen zugeordnete Last unter einem vorbestimmten Schwellenwert (240) liegt; und

- eine zweite Abtasteinrichtung (320, 335) zur Bestimmung einer auf die Zugmaschine (105) wirkenden Last des Aufliegers (110);

- wobei die Steuervorrichtung (305) dazu eingerichtet ist, ein Öffnen einer Kupplung (335) der Zugmaschine (105) mit dem Auflieger (110) freizugeben, falls die auf die Zugmaschine (105) wirkende Last des Aufliegers (110) kleiner als ein vorbestimmter weiterer Schwellenwert (240) ist.

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.