JP2012523343A - 牽引車両およびトレーラの曲がった位置の検出機能を有する、第５輪のスライダのための方法および制御システム - Google Patents

Abstract

牽引車両（２）上に設けられた第５輪（３）用のスライダ（１）を制御するための方法およびシステムが記載される。スライダ（１）は、走行方向に向けられた少なくとも１つのガイドレール（４）を有する下部構造と、第５輪（３）を支持しかつガイドレール（４）に係合する移動可能なスライド（５）と、制御装置（６）とを具備し、該制御装置には、搬送のための電動式の駆動ユニット（７）と、スライド（５）を固定するためのアクチュエータ（８）とが接続されている。牽引車両（２）の運転台（２１）へのトレーラ（９）の衝突の危険性を特に回避操作中に減じる方法または制御システムを提供することが、本発明の課題の基礎になっている。課題は、牽引車両（２）およびトレーラ（９）の曲がった位置を検出するために測定が行なわれ、測定信号が制御装置（６）の中で処理され、従って、電動式の駆動ユニット（７）のおよび／またはアクチュエータ（８）の作動が開始されることによって、特にこのことによって、解決される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、請求項１の前提部分の特徴に記載の、牽引車両上に設けられた第５輪用のスライダを制御するための方法に関する。更に、本発明に係わる方法を実施するために特に適切な、スライダ用の制御システムが保護されている。

このようなスライダは、例えば特許文献１から公知である。電動式の駆動ユニットによって、スライド上にある第５輪を有するスライドは、車両の縦軸において、２つの並行に延びているガイドレール上で移動し、かつ、所定の位置でロックされることができる。著しいカーブのない高速自動車道での速い走行では、第５輪を、出来る限り運転台の近くに、移動させることが意図される。その目的は、運転台とトレーラの前側との間のギャップを、出来る限り小さく保ち、かつ、この領域での乱流を最小限にするためである。この公知の公報に記載のように、スライダの制御装置は、車両用制御装置に接続される。それ故に、走行速度に関する情報を取り出すことができ、従って、通常の操作で、牽引車両とトレーラの間のギャップを調整することができる。しかしながら、このことの結果として、以下の問題が生じる。すなわち、運転台に出来る限りに引き寄せられるトレーラが、窮屈なカーブ走行の際に、運転台の近くを回動しながら過ぎることが、トレーラの四隅が運転台にぶつかることなく、容易にはできない、という問題である。この問題は、パニックブレーキング、すなわち、回避操作なしの急激なフルブレーキングの際にも存するといわれている。このパニックブレーキングは、制御信号に入力するブレーキ信号の評価によって検出され、かつ、ギャップ寸法の拡大のために、スライドの極めて急速な後退を引き起こす。

スライダを有する特許文献２は、他の実施の形態を開示する。スライダにおけるスライドの位置は、位置センサによって検出される。位置センサからの信号は、制御装置に供給される。該制御装置は、運転台とトレーラの前側との間の余りに狭いギャップが存するとき、必要な場合には、スライダの駆動ユニットを始動させ、これによって、スライドを戻す。

しかしながら、実際には、ブレーキ信号および走行速度の検出が、精々のところ、後続の回避操作なしのパニックブレーキングを決定するために、適していることが、明らかになった。この場合、通常は、第５輪が前方へ引っ張られる場合でも、牽引車両とトレーラとの間に残っているギャップで十分である。しばしば、トレーラの任意の或るコーナーの、牽引車両の運転台への衝突をもたらすところの同時的な回避操作は、知られた装置では検出されない。スライドの位置決めは、特に、トレーラの、負荷変化への強い反応の場合でも、しかしまた、トレーラの前側に設けられた集合体の場合でも、正確ではない。それ故に、トレーラが衝突なしに牽引車両の尾部を越えて旋回することができるか否かの、付加的な不確定要因がある。

DE 10 2005 060 124 A1 DE 10 2004 045 662 A1

この理由から、索引車両の運転台にトレーラが衝突する危険性を最小限化する方法または制御システムを提供するという課題が、本発明の基礎になっている。

本発明によれば、上記課題は、牽引車両およびトレーラの曲がった位置を検出するために測定を行ない、測定信号を制御装置の中で制御信号に処理し、従って、電動式の駆動ユニットのおよび／またはアクチュエータの作動を開始する方法によって、解決される。

曲がった位置は、車両の縦軸に対する牽引車両およびトレーラの角度位置を意味する。しばしば用いられるスライダの場合、スライドは、２つの並行なガイドレール上で、電動式の駆動ユニット、例えば液圧シリンダによって移動され、意図された位置に達した後に、ガイドレールの両端に固定される。この目的のために、通常は、アクチュエータ、例えば空気圧または液圧が加えられるシリンダによって、ブロッキング部材が、ガイドレールの方向に移動され、ブロッキング部材の夫々が、ガイドレールと、形状によって係合される。ガイドレール上でのスライドのこのようなロックを、特に、強いブレーキングまたは衝突の際に、電動式の駆動ユニットは解除する。

形状によるロックの代わりに、電動式の駆動ユニットを十分な寸法にし、かつ、追加の形状適合要素（Formschlusselemente）を省略することが可能である。この実施の形態では、アクチュエータは、シリンダ内部空間にある流体を閉じ込める逆止め弁を意味する。

高速自動車道路を高速で走行中に、トレーラが、スライダによって、牽引車両の運転台の近くへ引き寄せられる。その目的は、運転台とトレーラの前側の間のギャップ幅を出来る限り小さく保つためである。このことによって、乱流従ってまた燃料消費量が最小限にされる。急激な回避操作の場合、スライドの固定が解除され、スライドは、ガイドレール上で押し戻される。本発明に係わる方法によって、トレーラの空間的位置が直接にモニタされる。それ故に、トレーラの領域の、運転台の後側への接近の際に、後方の位置へのスライドの移動が開始される。

制御装置の中で、測定信号から、角度勾配または間隔測定の場合には間隔勾配が発生され、あるいは、該勾配が制御装置に伝達される。角度勾配および間隔勾配という概念は、同義で用いられ、測定値の異なった検出の可能性を強調しているだけである。角度勾配または間隔勾配は、走行中に、ステアリング角、詳しくはセンサによって供給された、単位時間当たりの測定値を考慮に入れる。その目的は、測定値の変化により、直接ギャップ寸法を調整するためである。この手順では、実際の曲げ角度（Knickelwinkel）の数値を定量的に推論することが省略され、更に、ガイドレール上での第５輪の位置が決定される。この工程段階によって予め決定されることは、ドライバによって切られるステアリング角が、通常の車両運転における長く描かれた曲線の走行に基づいているか、あるいは、急激な回避操作に基づいているかである。従って、特に、緊急時の、すなわち迅速な回避操作の場合の、迅速な調整が達成される。

制御装置の中で、更に、車両用ブレーキ装置からのブレーキ信号から、ブレーキ勾配を発生され、あるいは、該ブレーキ勾配を制御装置に伝達することが、特に有利であることが明らかになった。ブレーキ勾配は、強いか弱いブレーキングがドライバによって開始されるか否かを判断するためのパラメータとして用いられる。このためのパラメータとしては、例えば、ブレーキ圧力または単位時間当たりのペダルストロークを用いることができる。車両用ブレーキの、使用されるペダルストロークは、特に、ペダルストロークの最初と最後に設けられている２つのセンサによって検出することができる。急激なパニックブレーキングでは、ドライバは、目前の事故を回避するために、即座にブレーキペダルを踏むだろう。このことから、ペダルの迅速な動きおよび動きに対応する高いブレーキ勾配が生じる。

スライドを、ブレーキ勾配が予備設定可能なブレーキ勾配を上回る際におよび角度勾配が予備設定可能な角度勾配を下回る際に、アクチュエータによって遮断させることができる。このシナリオは、ステアリングの重要な動きなしのフルブレーキングの運転状況に対応する。トレーラが、負荷の変化に対する反応によって、運転台に接近するときでも、衝突は予期されない。この理由から、アクチュエータは遮断位置にとどまる。形状適合の介入の場合に、追加的な安全性が達成される。何故ならば、スライドは、電動式の駆動ユニットによってのみ、保持されてはいないからである。前記パラメータの算入を、関連の安全システムを待機モードに移すために、用いることは好ましい。例えば、電動式の駆動ユニットの液圧ポンプが、起動することができる。その目的は、十分に高い作動圧力を慎重に利用するためである。

スライドの遮断位置を、ブレーキ勾配が予備設定可能なブレーキ勾配を上回る際におよび角度勾配が予備設定可能な角度勾配を上回る際に、アクチュエータによって解除することは好ましい。このシナリオでは、フルブレーキングの際に、ドライバの急激なステアリング操作が追加される。何故ならば、必要な場合には、障害物を迂回しなければならないからである。トレーラの前側の、牽引車両の運転台との衝突を避けるためには、スライドを、ガイドレール上で、後方位置にもたらし、このことによって、トレーラの前側と運転台との間のギャップ幅を拡大しなければならない。このことのために必要なのは、スライドの遮断位置を解除することである。

制御装置に、牽引車両の実際の速度を供給し、かつ、事前設定可能な最低速度未満で、スライドを、１つのまたは複数のガイドレール上の後方位置に保つことは好ましい。この工程段階は、低い走行速度でまたは操車運転中にスライドの絶え間ない動きを妨げる。ここでは、空気抵抗は、とにかくほとんど作用しない。更に、停止中にまたは操車運転中に、トレーラの、思いがけない押し戻し、従って、トレーラの後方にある車両における損傷が回避される。

本発明は、同様に、制御装置が、牽引車両およびトレーラの曲げ位置を検出するための測定値を提供する少なくとも１つのセンサに接続されており、かつ、駆動ユニットおよび／またはアクチュエータと協働してなる制御システムにおいて実現される。

第１の好ましい実施の形態では、センサは、ステアリング・システムの領域に設けられており、かつ、索引車両のステアリング角を検出する。牽引車両のステアリング角からは、次に、曲げ位置が間接に推論される。この装置は、特に好ましい。何故ならば、時間的に余りに早く、すなわち、ステアリングの動きと直に、センサからの信号が、システムに用いられるからである。この場合、センサは、特に、ステアリング・ホイールおよび／またはステアリング・ロッドおよび／またはステアリング・ボックスと協働する。

本発明の第２の好ましい実施の形態では、センサが牽引車両とトレーラとの間の相対角度を検出することが、提案されている。この目的のために適切なセンサは、例えば、回転角センサであってもよい。回転角センサは、例えば、第５輪に設けられていてもよい。この場合、ホイールが、トレーラのプレートの下側に支持され、かつ、トレーラの、横方向の移動が検出される。同様に、第５輪に入れられたキングピンの回転運動を感知することも可能である。

第３の実施の形態によれば、センサは、運転台とトレーラの前側との間のギャップ幅を検出するための間隔センサであり、かつ、ギャップ幅の減少によって曲がった位置を検出することができる。直線走行では、牽引車両とトレーラとの車両縦軸同士が一致する。例えば真中に設けられた間隔センサは、最大の間隔を測定するだろう。カーブ走行が開始されるや否や、トレーラの、カーブ内側のコーナーは、牽引車両の縦軸の方向に移動する。それ故に、間隔センサは、運転台と、トレーラの前側との間の減少した間隔を測定する。

前記の実施の形態は、実際の空間的な状態を特に良く表わしている、特に直接の測定値を提供する。更に、間隔センサの前記使用は、通常の運転中でも運転台と牽引車両との間の最小間隔を維持するために、用いられる。

トレーラでは、キングピンからトレーラの前側までの間隔が、非常に長く延びており、必要な場合には、更に、トレーラの前側に追加の集合体が設置されていることが、たまに生じる。これらの場合には、間隔センサは、トレーラが、通常の運転では、高速自動車道での迅速な走行中に、運転台に向かって引っ張られることを阻止する。

制御装置が、単位時間当たりの測定値の変化から、角度勾配、または、前記第３の実施の形態の場合には、間隔勾配を算出することは適切である。

更に、制御装置が、牽引車両のブレーキ装置に接続されており、かつ、該ブレーキ装置から、ブレーキ勾配を得るか、または該ブレーキ勾配を発生させることが、有利であることが明らかになった。

ブレーキ勾配が予備設定可能なブレーキ勾配を上回る際におよび角度勾配が予備設定可能な角度勾配を下回る際に、スライドが、アクチュエータによって遮断されることは利点である。

ブレーキ勾配が予備設定可能なブレーキ勾配を上回る際におよび角度勾配が予備設定可能な角度勾配を上回る際に、スライドの遮断位置が、解除されていることは好ましい。

より良く理解するために、以下、本発明を、６つの図面を参照して詳述する。

従来の技術に係わる、スライダおよび該スライダに連結されたトレーラを有する牽引車両の、その側面図を示す。 図１に示したスライダの底面図を示す。 本発明に係わる制御システムの第１の実施の形態の略側面図を示す。 本発明に係わる制御システムの第２の実施の形態の略側面図を示す。 本発明に係わる制御システムの第３の実施の形態の略側面図を示す。 図５に示した制御システムの略側面図を示す。

図１は、牽引車両２および該牽引車両に機械的に連結されたトレーラ９を有するセミトレーラの略側面図を示す。車両２と９の間の機械的な結合は、第５輪３によってなされる。第５輪は、スライド５上に設けられており、かつ、車両の縦軸において、２つの互いに並行に間隔をあけたガイドレール４上に、移動されることができる。第５輪３の調整は、車両の運転中に、特にこの調整のために設けられておりかつ液圧シリンダの形態をとる機械的な駆動ユニット７によってなされ、まず第１に、運転台２１の後側とトレーラの前側２２との間のギャップ幅Ｗを調整するために用いられる。

スライダ１は、図２で、拡大底面図に示されている。スライド５上には、ガイドレール４に対し直角に、アクチュエータ８と、該アクチュエータの端部に形成されたロッキング片２３ａ，２３ｂとがある。これらのロッキング片は、ガイドレール４の補完的なレセプタクル（図示せず）へ形状によって係合し、従って、スライド５を、ガイドレール４にロックする。電動式の駆動ユニット７によるスライド５の移動の前に、ロッキング片２３ａ，２３ｂは、アクチュエータ８によって戻される。このことによって、機械的なロックが解除される。

本発明の第１の実施の形態は、図３に示されている。ここでは、運転台２１には、ステアリング・システム１３に割り当てられたステアリング・ホイール１５が、センサ１２によってモニタされ、従って、ステアリング角、詳しくはステアリング角１４(図６を参照)の変化が検出される。その代わりに、センサ１２は、ステアリング・ロッド１６またはステアリング・ボックス１７の部分をも検出することができるだろう。センサ１２は、電子制御装置６に接続されており、該電子制御装置は、更に、電動式の駆動ユニット７およびアクチュエータ８に接続されている。制御装置６およびセンサ１２によって、牽引車両２に対するトレーラ９の曲がった位置が、間接的に推論される。

図３には、スライド５従ってまたトレーラの前側２２の後方位置１１ａおよび前方位置１１ｂが認められる。明快さの理由のために、前方位置１１ｂは、点線を有する。前方位置１１ｂには最小のギャップ幅Ｗ_１が対応し、後方位置１１ａには最大のギャップ幅Ｗ_２が対応する。この場合、最小のギャップ幅Ｗ_１は、運転台２１との衝突なしにはトレーラの前側２２の完全な回動が不可能であるような寸法である。

高速で調整される最小のギャップ幅Ｗ_１から始めて、ステアリング角の場合、ステアリング角は、センサ１２によって検出され、かつ、測定値として、制御装置６に提供される。角度勾配が事前設定可能なステアリング勾配を上回るとき、アクチュエータ８は、角度勾配に、すなわち単位時間当たりのステアリング角に応じて、戻され、このことによって、スライド５のロックが解除される。続いて、電動式の駆動ユニット７は、スライドを後方位置１１ａに押し戻す。その目的は、最大のギャップ幅Ｗ_２を作り出すためである。

車両用ブレーキ装置１０からの追加信号が用いられるとき、追加のシステム安全性が得られる。この場合、制御装置６は、ブレーキ信号があるときにのみ、スライド５の固定を保ち、更に、電動式の駆動ユニット７およびアクチュエータ８を待機モードに移す。

曲がった位置の代替の検出は、図４に示した制御システムでなされる。この場合、センサ１２としては、第５輪の輪郭に挿入された回転角センサ１９が用いられる。その目的は、牽引車両２に対するトレーラ９の旋回を検出するためである。回転角センサ１９は、制御装置６に直接に接続されている。制御装置は、同様に、供給された信号から、相対角度１８（図６を参照）に対応する、牽引車両２に対するトレーラ９の曲がった位置を、直接に推論する。

図５および図６は、本発明の他の代替の実施の形態を示す。この実施の形態では、センサ１２は、運転台２１の後壁に設けられた間隔センサ２０から形成されている。只１つの間隔センサ２０が用いられるとき、間隔センサは、図６で特に良く見えるように、牽引車両２の車両縦軸の領域の真ん中に設けられているほうがよい。

図６は、カーブ走行の終わりを示す。前車軸２４の車輪２５ａ，２５ｂが、直線走行に対して、ステアリング角１４で向けられている。トレーラの前側２２の、カーブ内側のコーナーは、牽引車両２の車両縦軸の領域にあり、従って、間隔センサ２０に直接向かい合っている。この位置では、間隔センサ２０は、最も狭いギャップ幅Ｗを測定する。続いての直線走行およびトレーラ９の逆旋回の際に、角度センサ２０は、最大のギャップ幅Ｗを示す。反対方向へのカーブ走行の際には、間隔センサ２０によって検出されたギャップ幅Ｗは、同様に減少する。

制御装置６は、従って、間隔センサ２０の測定値から、間接的に、トレーラ９および牽引車両２との相対角度１８に対応する曲がった位置を決定する。

１ スライダ
２ 牽引車両
３ 第５輪
４ ガイドレール
５ スライド
６ 制御装置
７ 電動式の駆動ユニット
８ アクチュエータ
９ トレーラ
１０ 車両用ブレーキ装置、ブレーキ装置
１１ａ スライドの後方位置
１１ｂ スライドの前方位置
１２ センサ
１３ ステアリング・システム
１４ ステアリング角
１５ ステアリング・ホイール
１６ ステアリング・ロッド
１７ ステアリング・ボックス
１８ 相対角度
１９ 回転角センサ
２０ 間隔センサ
２１ 運転台
２２ トレーラの前側
２３ａ ロッキング部材、アクチュエータ
２３ｂ ロッキング部材、アクチュエータ
２４ 前車軸
２５ａ 車輪
２５ｂ 車輪
Ｗ 牽引車両と牽引車両との間のギャップ幅
Ｗ_１ 最小のギャップ幅
Ｗ_２ 最大のギャップ幅

Claims (17)

1. 牽引車両（２）上に設けられた第５輪（３）用のスライダ（１）を制御するための方法であって、該スライダ（１）は、走行方向に向けられた少なくとも１つのガイドレール（４）を有する下部構造と、前記第５輪（３）を支持しかつ前記ガイドレール（４）に係合する移動可能なスライド（５）と、制御装置（６）とを具備し、該制御装置には、前記スライド（５）を動かすための電動式の駆動ユニット（７）と、前記ガイドレール（４）に対し前記スライド（５）を固定するためのアクチュエータ（８）とが接続されている方法において、
   前記牽引車両（２）およびトレーラ（９）の曲がった位置を検出するために測定を行ない、測定信号を前記制御装置（６）の中で制御信号に処理し、従って、前記電動式の駆動ユニット（７）のおよび／または前記アクチュエータ（８）の作動を開始することを特徴とする方法。
2. 前記制御装置（６）の中で、前記測定信号から、角度勾配または間隔勾配を発生させ、あるいは、該勾配を前記制御装置（６）に伝達することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記制御装置（６）の中で、車両用ブレーキ装置（１０）からのブレーキ信号から、ブレーキ勾配を発生させ、あるいは、前記車両用ブレーキからのブレーキ勾配を処理することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記スライド（５）を、前記ブレーキ勾配が予備設定可能なブレーキ勾配を上回る際におよび前記角度勾配が予備設定可能な角度勾配を下回る際に、前記アクチュエータ（８）によって遮断させることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記スライド（５）の遮断位置を、前記ブレーキ勾配が予備設定可能なブレーキ勾配を上回る際におよび前記角度勾配が前記予備設定可能な角度勾配を上回る際に、前記アクチュエータ（８）によって解除することを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
6. 前記スライド(５)を、前記遮断位置の解除後に、前記駆動ユニット（７）から後方位置（１１ａ）へ移動させることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記制御装置（６）に、前記牽引車両（２）の実際の速度を供給し、かつ、予備設定可能な最小速度内で、前記スライド（５）を、前記１つのまたは複数のガイドレール（４）上で、後方位置（１１ａ）に保持することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 牽引車両（２）上に設けられた第５輪（３）用のスライダ（１）を有する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法を実施するための制御システムであって、該スライダ（１）は、走行方向に向けられた少なくとも１つのガイドレール（４）を有する下部構造と、前記第５輪（３）を支持しかつ前記ガイドレール（４）に係合する移動可能なスライド（５）と、制御装置（６）とを具備し、該制御装置には、前記スライド（５）を動かすための電動式の駆動ユニット（７）と、前記ガイドレール（４）に対し前記スライド（５）を固定するためのアクチュエータ（８）と、が接続されていてなる制御システムにおいて、
   前記制御装置（６）は、前記牽引車両（２）およびトレーラ（９）の曲がった位置を検出するために測定値を供給する少なくとも１つのセンサ（１２）に接続されており、かつ、前記駆動ユニット（７）および／または前記アクチュエータ（８）と協働することを特徴とする制御システム。
9. 前記センサ（１２）は、前記ステアリング・システム（１３）の領域に設けられており、かつ、前記索引車両（２）のステアリング角(１４)を検出することを特徴とする請求項８に記載の制御システム。
10. 前記センサ（１２）は、前記ステアリング・ホイール（１５）および／または前記ステアリング・ロッド（１６）および／または前記ステアリング・ボックス（１７）と協働することを特徴とする請求項８または９に記載の制御システム。
11. 前記センサ（１２）は、前記牽引車両（２）と前記トレーラ（９）との間の相対角度（１８）を検出することを特徴とする請求項８に記載の制御システム。
12. 前記前記センサ（１２）は、回転角度センサ（１９）であることを特徴とする請求項１１に記載の制御システム。
13. 前記センサ(１２)は、前記運転台（２０）と前記トレーラの前側（２２）との間のギャップ幅（Ｗ）を検出するための間隔センサ（２０）であり、かつ、前記ギャップ幅（Ｗ）の減少によって、曲がった位置を検出することを特徴とする請求項８に記載の制御システム。
14. 前記制御装置（６）は、単位時間当たりの測定値の変化から、角度勾配または間隔勾配を算出することを特徴とする請求項８ないし１３のいずれか１項に記載の制御システム。
15. 前記制御装置（６）は、前記牽引車両（２）の前記ブレーキ装置（１０）に接続されており、かつ、該ブレーキ装置（１０）から、ブレーキ勾配を得るか、または該ブレーキ勾配を発生させることを特徴とする請求項８ないし１４のいずれか１項に記載の制御システム。
16. 前記スライド（５）が、前記ブレーキ勾配が予備設定可能なブレーキ勾配を上回る際におよび前記角度勾配が予備設定可能な角度勾配を下回る際に、前記アクチュエータ（８）によって遮断されていることを特徴とする請求項１５に記載の制御システム。
17. 前記スライド(５)の遮断位置は、前記ブレーキ勾配が予備設定可能なブレーキ勾配を上回る際におよび前記角度勾配が予備設定可能な角度勾配を上回る際に、解除されていることを特徴とする請求項１５または１６に記載の制御システム。

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