WO2022183233A1 - System zur lenkung eines an ein zugfahrzeug angehängten anhängers - Google Patents

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WO2022183233A1
WO2022183233A1 PCT/AT2022/060063 AT2022060063W WO2022183233A1 WO 2022183233 A1 WO2022183233 A1 WO 2022183233A1 AT 2022060063 W AT2022060063 W AT 2022060063W WO 2022183233 A1 WO2022183233 A1 WO 2022183233A1
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WO
WIPO (PCT)
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trailer
steering
sensor
control element
towing vehicle
Prior art date
Application number
PCT/AT2022/060063
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Derler
Original Assignee
Ceres 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.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/02—Steering linkage; Stub axles or their mountings for pivoted bogies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D13/00—Steering specially adapted for trailers
    • B62D13/04—Steering specially adapted for trailers for individually-pivoted wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D13/00—Steering specially adapted for trailers
    • B62D13/005—Steering specially adapted for trailers operated from tractor steering system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D59/00—Trailers with driven ground wheels or the like

Definitions

  • the invention relates to a system for steering a trailer attached to a towing vehicle, comprising a first angle sensor to detect a steering angle of a wheel axle of a towing vehicle, a steering actuator to adjust the steering angle of a wheel axle of the trailer, and a control element connected to the first angle sensor and the steering actuator , which is designed such that measurement data of the first angle sensor can be supplied to the control element and the steering actuator can be controlled by the control element.
  • the invention also relates to a method for steering a trailer attached to a towing vehicle, wherein in a first step a control element is supplied with measured data of the steering angle of a wheel axle of a towing vehicle from a first angle sensor and in a second step a steering actuator for adjusting the steering angle of a wheel axle of the trailer is controlled by the control element based on the measurement data obtained from the first angle sensor.
  • the trailers can be steered or unsteered. These teams are used, for example, in agriculture, in trucks or in passenger cars with trailers. Unsteered trailers are controlled via the connection to the towing vehicle, with the trailer wheels often only being able to rotate about the wheel axle, but not actively steerable are.
  • these combinations have the disadvantage that controlling the trailer using the connection between the trailer and the towing vehicle, especially when reversing, requires a lot of practice on the one hand and a lot of space on the other.
  • steered trailers are therefore used in which at least one wheel axle of the trailer can be steered.
  • the angle between the towing vehicle and the trailer is recorded using hydraulic, mechanical or electrical systems or combinations of these systems and the steering axle of the trailer is moved directly or indirectly based on the measured values determined.
  • EP 1847442 discloses a method for guiding a vehicle combination, in which the steering angle of a wheel axle of the towing vehicle and the angle between the vehicles are determined and then the steering angle of a wheel axle of the trailer is controlled accordingly.
  • the document DE 102017114019 describes a forced steering device in which the steered wheels of the trailer are controlled as a function of the angle between the towing vehicle and the trailer.
  • Brake control system in which the towing vehicle has a hydraulic towing vehicle brake system and the trailer has a hydraulic trailer brake system. If that If the towing vehicle brakes, the braking pressure from the towing vehicle is regulated by an electrically controllable trailer control valve on the trailer.
  • AT 391839 discloses a tractor-trailer combination consisting of a tractor and a semi-trailer with a locking device.
  • the torsion between the two vehicles is regulated by a vertical hydraulic steering axis.
  • Document EP 0484668 A1 discloses a semi-trailer comprising a tractor and a trailer.
  • a control system for controlling the rear wheels of the tractor and the wheels of the trailer is provided, which includes angle sensors on the front wheels, the rear wheels, the connection point between trailer and tractor and the trailer wheels. Based on the recorded values, cylinders are actuated by a control unit in order to adjust the alignment of the rear wheels of the tractor and the wheels of the trailer.
  • a speed sensor can also be provided.
  • US 6198992 B1 discloses a control system for tractors which allows automatic, GPS-based control.
  • several sensors are connected to it. For example, turning the steering wheel quickly indicates an emergency and switches off the automatic control.
  • an inclination sensor can be provided, which is designed to indicate an emergency at a specific inclination and consequently the automatic control turn off .
  • Document US 5558350 discloses an angle sensor, for example to detect the angle between a tractor and a trailer, and a system for controlling the axle of a trailer based on the angle between the tractor and the trailer.
  • An electric motor for example, can be used to adjust the wheels of the trailer accordingly.
  • This forced steering of the trailer based on the steering angle of the towing vehicle and/or the angle between the vehicles, allows greater flexibility when driving with the trailer, which in particular reduces the space required when reversing.
  • the space required when reversing a towing vehicle with a trailer should be reduced.
  • a system of the type mentioned is provided, with a steering sensor being provided in order to detect a steering state of the wheel axle of the trailer, with the steering sensor being connected to the control element and the control element being designed in such a way, based on the detected measurement data of the first Angle sensor and the steering sensor to control the steering actuator.
  • a steering sensor is provided for detecting the steering state of the wheel axle that can be controlled by the steering actuator.
  • a trailer is understood as meaning any towable vehicle or working machine which can have one or more axles.
  • the steering state determined by the steering sensor is preferably a steering angle (or toe angle) of an axle, ie the angle between the wheels connected to the axle and the axle or the vehicle. If the wheels of the wheel axle of the trailer can be moved relative to one another, two steering sensors are preferably provided in order to determine the steering angle of both wheels. If the steering angle of the other wheel is known from the steering angle of one wheel or the steering angle of the wheels is always the same due to the design, only one steering sensor is required.
  • the steering state determined by the steering sensor can be, for example, the speed of the trailer wheels relative to one another. This is particularly advantageous for caterpillar vehicles in which steering is not effected by adjusting the wheels, but by different speeds or directions of rotation of the wheels.
  • a second angle sensor is preferably provided in order to detect a horizontal angle between the towing vehicle and a trailer, with the second angle sensor being connected to the control element and the control element being designed in such a way that, in addition to the measurement data from the first angle sensor, measurement data from the second angle sensor is also sent to the Control element can be supplied.
  • the steering actuator is then additionally controlled based on the measurement data from the second angle sensor. This enables a further improvement in the maneuverability of the vehicle combination.
  • a third angle sensor is preferably provided to detect the steering angle of another wheel axle of the trailer, the third angle sensor being connected to the control element.
  • a further steering actuator is preferably provided here, which is connected to the further steering axle in order to steer it. The third angle sensor and the additional steering actuator are connected accordingly to the control element.
  • the wheels of the trailer can be, for example, pneumatic tires on rims or drive wheels for track chains.
  • the trailer itself can have a motor or another drive element or can be designed without a drive.
  • the connection between the control element and the sensors or the actuator can be made by connecting cables or wirelessly, ie for example by radio links. In this case, both the control element and the sensors or the steering actuator have transmission/reception units in order to exchange data.
  • the solution according to the invention also improves the general controllability of the trailer, for example by ensuring that the trailer stays on track, crab steering, i.e. offset driving of the trailer relative to the towing vehicle, or better extension of Curves can be realized without any problems.
  • the described invention also allows for easier entry into a predetermined lane, for example after a turning maneuver.
  • the lane is specified, for example, by a georeferencing system, an optical system, an acoustic system (e.g. radar sensors) or by the operating personnel of the towing vehicle. Furthermore, it is possible to switch off the system when it is not required, for example when driving on a road.
  • a speed sensor is preferably provided, which is connected to the control element in order to detect the speed of the towing vehicle and to feed it to the control element. This makes it possible to record the speed and, if necessary, the direction (forward or backward) of the movement of the towing vehicle in order to use this in the control element to optimize the activation of the trailer wheel axle.
  • the speed sensor can e.g.
  • the speed sensor may be or comprise a sensor for detecting the rotational movement of a shaft or wheel.
  • a gyro sensor can be provided together with georeferencing or a radar sensor.
  • Each wheel preferably has a sensor that determines the speed of the respective wheel.
  • the towing vehicle and the trailer can be connected to each other as desired, e.g. via a jaw coupling, a towing eye, a ball head coupling, a piton fix, a hitch hook, a lower link attachment, a gooseneck, a king pin and/or a 3-point attachment with a joint for towed vehicles.
  • a jaw coupling e.g. via a jaw coupling, a towing eye, a ball head coupling, a piton fix, a hitch hook, a lower link attachment, a gooseneck, a king pin and/or a 3-point attachment with a joint for towed vehicles.
  • the second angle sensor comprises a first gyro sensor assigned to the towing vehicle and a second gyro sensor assigned to the trailer.
  • This enables the orientation of the towing vehicle and the trailer to be detected independently of the connection between the vehicles.
  • the horizontal angle between the vehicles can be determined from the combination of the data obtained by the two gyro sensors.
  • the second angle sensor can comprise a sensor at the connecting joint between the towing vehicle and the trailer, as a result of which the angle between the vehicles can be detected directly.
  • acoustic sensors and/or optical sensors e.g. LIDAR sensors
  • LIDAR sensors can be used to detect the angle and/or georeferencing.
  • a Inclination sensor for detecting the inclination of the towing vehicle and / or the trailer. This makes it possible to detect inclined positions and to countersteer accordingly, so that in particular slopes can be negotiated and slipping can be avoided by a desired position of the trailer wheels on the slope.
  • a first inclination sensor assigned to the towing vehicle and a second inclination sensor assigned to the trailer are preferably provided. This makes it possible to determine not only the inclination of the respective vehicle, but also the relative inclination between the towing vehicle and the trailer and, if necessary, to control the steering actuator accordingly.
  • the inclination sensor can be designed as a gyro sensor, for example.
  • the steering actuator is designed, for example, to adjust the wheels relative to the trailer or to adjust the rotational speed of the wheels and can, for example, comprise a hydraulic cylinder which is preferably operatively connected to the hydraulic system of the towing vehicle in order to be pressurized by the hydraulic system.
  • the steering actuator can also include an electric motor and/or a gear with a threaded spindle or consist of other combinations of electrical/hydraulic/mechanical systems.
  • the electric motor is preferably connected to a (direct) power supply system of the towing vehicle in order to be supplied with energy by it.
  • the steering actuator can be controlled manually, for example via an operating element which is arranged in the towing vehicle and which is connected to the control element and/or the steering actuator. This enables the wheel axle or the wheels of the trailer to be adjusted a user, e.g. if the system does not work properly due to contamination or failures.
  • the wheels of the wheel axle of the trailer can preferably be steered via an Ackermann steering (individual wheel steering), a turntable steering, a steering brake (tank steering), the drive of the wheels, an articulated steering, a steering drawbar or a combination of these options.
  • Ackermann steering individual wheel steering
  • turntable steering a turntable steering
  • steering brake tandem steering
  • the drive of the wheels an articulated steering
  • steering drawbar a steering drawbar or a combination of these options.
  • a combination of steering axle and steering drawbar is preferred.
  • the steering actuator is designed to change the steering angle of the wheel axle or the rotational speed of the wheels.
  • a mechanical locking system is preferably provided which is designed to fix the wheels of the trailer in a central position. This allows the trailer to be operated as an unsteered trailer, so that it can be used safely even if the system fails.
  • a drive element is preferably provided which is designed to drive an axle or the wheels of the trailer.
  • the drive element can, for example, be supplied with energy from the towing vehicle by means of mechanical, hydraulic or electrical power transmission or by a separate drive element on the trailer (for example a conventional combustion engine or electric motor). By driving the trailer axle, the grip on the ground can be improved.
  • a mass sensor is preferably provided to the To record the mass of the trailer and transmit it to the control unit.
  • the driving behavior of the trailer changes with the mass, which can change quickly due to loading, for example, so that the trailer mass is recorded as an input variable for the control element for optimal tracking.
  • one or more optical sensors e.g.
  • Control element are connected. This enables e.g. the detection of obstacles or a hay swath for the hay harvest.
  • sensors e.g. speed sensors (e.g. for detecting the speed of a wheel or a motor), displacement sensors (e.g. for detecting the distance between towing vehicle and trailer), pressure sensors, position sensors (e.g. for detecting the position of the trailer) , Optical sensors (e.g. cameras, e.g. for detecting the environment), sensors for detecting the speed of shafts, the position of machine parts, the position from georeferencing and / or many other types of sensors or signal generators can be provided, which are preferably used with the Control element are connected so that this measurement data can be supplied to automate the control of the steering system and to increase the versatility.
  • speed sensors e.g. for detecting the speed of a wheel or a motor
  • displacement sensors e.g. for detecting the distance between towing vehicle and trailer
  • pressure sensors e.g. for detecting the distance between towing vehicle and trailer
  • position sensors e.g. for detecting the position of the trailer
  • Optical sensors e.g. cameras,
  • the arrangement of these sensors makes it possible to simplify the control for a user, in particular the driver of the towing vehicle, and to optimize the journey of the towing vehicle and the trailer, in that an optimal target state of the wheels (e.g. a target steering angle ) is determined, with is compared to the actual state and then the wheels are controlled accordingly by the control element.
  • an optimal target state of the wheels e.g. a target steering angle
  • At least one power storage device is preferably provided, which is connected to the system components, in particular the control element and the sensors, in order to supply them with energy.
  • connection between the sensors and the control element can be wired, for example via a bus system, or also via radio.
  • the data transmission to or from the control element can, in particular, take place in a clocked or continuous manner.
  • a display device can be provided, preferably in the towing vehicle, which is connected to the control element and/or at least one sensor, the display device being designed, for example, to display the measured values recorded by the sensors and/or the operating state of the steering actuator.
  • an operating element is preferably provided in order to control the system or to switch it on and off.
  • the display device and the operating element are particularly preferably designed as a unit and/or integrated into the existing operating concept of the towing vehicle.
  • the individual elements of the system are preferably protected against contact, the ingress of foreign bodies or liquids and against impact.
  • a vehicle combination comprising a system according to the invention, a towing vehicle and a trailer.
  • the components of the system are preferably attached to the towing vehicle or the trailer or arranged in the towing vehicle or the trailer. If the towing vehicle already has a built-in data processing system, this processing system can also be used to collect the input signals and determine the control signal.
  • the trailer has a power storage device which is connected to the steering sensor.
  • the power storage device can be connected to other sensors that may be present. This makes it possible for the steering sensor and possibly other sensors to be able to record measured values even without the trailer being connected to the towing vehicle.
  • the trailer does not have its own electricity storage device, but is supplied with energy, for example, via the towing vehicle.
  • the trailer can also have a brake.
  • the trailer can be connected or is connected to the trailer hitch of the towing vehicle via the steering drawbar.
  • the combination of a steering drawbar with the steerable wheel axle of the trailer makes it possible in particular that the static friction on the steered wheels is increased when the trailer is reversing.
  • the wheel bearing of the steered wheels of the wheel axle is at a better angle to the desired direction of travel and the wheel axle therefore rotates in the wheel bearing. If the angle between the direction of travel taken by the towing vehicle and the actual direction of travel deviates too greatly, the axial forces on the bearing are too great and the static friction increases small and the wheel no longer rotates in the wheel bearing, but is pushed in the direction of the axle.
  • the position of the trailer can be corrected so that the difference between static friction and axial forces can be reduced.
  • a further improvement can be achieved if the wheels of the wheel axle of the trailer can be actively driven, because in this case the forces in the wheel bearing can also be shifted.
  • the trailer has a drive element which is designed to drive the wheels of the wheel axle of the trailer.
  • control element is arranged in the towing vehicle and a further control element is arranged in the trailer.
  • a further control element is arranged in the trailer.
  • the control element takes over the tasks of the control element.
  • the steering sensors and the steering actuator are connected to the additional control element, with the additional control element being designed to Sensor to control the steering actuator.
  • the control element and the further control element are also connected to one another in order to be able to exchange data in the connected state.
  • control element preferably configured in the towing vehicle, which is connected to all components of the system in order to receive data from them or to control them.
  • the system is designed to bring the wheels of the trailer into a predetermined neutral position (middle position) when the trailer is uncoupled from the towing vehicle.
  • a presence sensor for example an inductive sensor or an infrared sensor, is provided, which detects the presence or absence of the trailer or the towing vehicle.
  • the separation of the power supply between the towing vehicle and the trailer can be detected by the presence sensor.
  • the presence sensor is preferably provided in the trailer and with another one
  • the control element connected.
  • a corresponding control signal is sent to the control element or to the further control element.
  • the (additional) control element receives this signal and, based on the measurement data recorded by the steering sensor, controls the steering actuator in order to bring the wheels of the trailer into the specified neutral position.
  • the trailer can continue to be operated as an unsteered trailer immediately after it has been uncoupled.
  • the Energy for moving the wheels into the neutral position can be provided, for example, by an energy storage device, in particular a power storage device, a hydraulic storage device or a tensioned spring, which is arranged in the trailer.
  • the trailer has a locking system which is designed to bring the wheels of the trailer into a neutral position even without a previous connection to a towing vehicle (emergency running property).
  • a method of the type mentioned is also provided, wherein the control element is additionally supplied from a steering sensor with measurement data of a steering state of the wheel axle of the trailer in the first step.
  • FIG. 1 shows a plan view of a vehicle combination according to the invention, which is equipped with a system according to the invention.
  • the towing vehicle 1 shows a vehicle combination comprising a towing vehicle 1 and a trailer 2 .
  • the towing vehicle 1 has a steerable first wheel axle 3 and a second wheel axle 4 .
  • the trailer 2 comprises a single trailer wheel axle 5.
  • the towing vehicle 1 and the trailer 2 are connected to one another via a coupling 6.
  • the towing vehicle 1 includes a schematically illustrated first angle sensor 7, which is designed to the steering angle 8 of the wheel axle 3 of the towing vehicle 1, so the Position of the wheels 9 of the wheel axle 3 relative to the towing vehicle 1 and the wheel axle 3 to detect.
  • the coupling 6 has a second angle sensor 10 which is designed to detect the angle 11 between the towing vehicle 1 and the trailer 2 .
  • the trailer 2 includes a steering sensor 12, which is designed to detect a steering condition, e.g.
  • a steering actuator 15 is provided on the wheel axle 5, which is designed to turn the wheels 14 relative to the trailer 2 or the wheel axle 5, so that the steering angle 13 and thus the lane of the trailer 2
  • the measurement data recorded by the angle sensors 7, 10 and the steering sensor 12 are fed to a control element (not shown), which calculates an optimal position of the wheels 14 on the basis of the data received.
  • the steering actuator 15 is then activated and the wheels 14 are adjusted accordingly.
  • sensors for example mass, inclination and/or speed sensors, can also be provided, which are also connected to the control element and supply measurement data to it, which are used to calculate the desired position of the wheels 14 .

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Abstract

Erfindungsgemäß ist ein System zur Lenkung eines an ein Zugfahrzeug (1) angehängten Anhängers (2), umfassend einen ersten Winkelsensor (7), um einen Lenkwinkel einer Radachse (3) eines Zugfahrzeuges (1) zu erfassen, einen Lenkaktuator (15) zur Einstellung des Lenkwinkels einer Radachse (5) des Anhängers (2) sowie ein mit dem ersten Winkelsensor (7) und dem Lenkaktuator (15) verbundenes Steuerungselement, das derart ausgebildet ist, dass Messdaten des ersten Winkelsensors (7) dem Steuerungselement zugeführt werden können und der Lenkaktuator (15) durch das Steuerungselement angesteuert werden kann, vorgesehen, wobei ein Lenksensor (12) vorgesehen ist, um den Lenkwinkel der Radachse (5) des Anhängers (2) zu erfassen, wobei der Lenksensor (12) mit dem Steuerungselement verbunden ist und das Steuerungselement derart ausgebildet ist, um basierend auf den erfassten Messdaten des ersten Winkelsensors (7) und des Lenksensors (12) den Lenkaktuator (15) anzusteuern.

Description

System zur Lenkung eines an ein Zugfahrzeug angehängten Anhängers
Die Erfindung betrifft ein System zur Lenkung eines an ein Zugfahrzeug angehängten Anhängers, umfassend einen ersten Winkelsensor, um einen Lenkwinkel einer Radachse eines Zugfahrzeuges zu erfassen, einen Lenkaktuator zur Einstellung des Lenkwinkels einer Radachse des Anhängers sowie ein mit dem ersten Winkelsensor und dem Lenkaktuator verbundenes Steuerungselement, das derart ausgebildet ist, dass Messdaten des ersten Winkelsensors dem Steuerungselement zugeführt werden können und der Lenkaktuator durch das Steuerungselement angesteuert werden kann.
Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Lenkung eines an ein Zugfahrzeug angehängten Anhängers, wobei in einem ersten Schritt einem Steuerungselement von einem ersten Winkelsensor Messdaten des Lenkwinkels einer Radachse eines Zugfahrzeuges zugeführt werden und in einem zweiten Schritt ein Lenkaktuator zur Einstellung des Lenkwinkels einer Radachse des Anhängers durch das Steuerungselement basierend auf den vom ersten Winkelsensor erhaltenen Messdaten angesteuert wird.
Bei Fahrzeuggespannen, die einen Anhänger sowie ein den Anhänger ziehendes Zugfahrzeug umfassen, können die Anhänger gelenkt oder ungelenkt sein. Diese Gespanne finden bspw. in der Landwirtschaft, bei Lastwägen oder auch bei Personenkraftwägen mit Anhängern Verwendung. Ungelenkte Anhänger werden über die Verbindung mit dem Zugfahrzeug gesteuert, wobei die Anhängerräder oftmals lediglich um die Radachse drehbar, aber nicht aktiv lenkbar ausgebildet sind. Diese Gespanne haben allerdings den Nachteil, dass die Steuerung des Anhängers mithilfe der Verbindung zwischen dem Anhänger und dem Zugfahrzeug, insbesondere beim Rückwärtsfahren, einerseits viel Übung und andererseits viel Platz benötigt.
Um die Manövrierfähigkeit eines mit einem Zugfahrzeug verbundenen Anhängers zu verbessern sowie den Verschleiß zu verringern, werden daher gelenkte Anhänger eingesetzt, bei denen zumindest eine Radachse des Anhängers gelenkt werden kann. Zur Steuerung der gelenkten Achse des Anhängers wird insbesondere der Winkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger mithilfe von hydraulischen, mechanischen oder auch elektrischen Systemen bzw. Kombinationen dieser Systeme erfasst und basierend auf den ermittelten Messwerten direkt oder indirekt die Lenkachse des Anhängers entsprechend bewegt.
Aus der EP 1847442 ist bspw. ein Verfahren zur Führung eines Fahrzeuggespanns bekannt, bei welchem der Lenkwinkel einer Radachse des Zugfahrzeuges sowie der Winkel zwischen den Fahrzeugen ermittelt und anschließend der Lenkwinkel einer Radachse des Anhängers entsprechend gesteuert wird.
Das Dokument DE 102017114019 beschreibt eine Zwangslenkungseinrichtung, bei welcher die gelenkten Räder des Anhängers in Abhängigkeit des Winkels zwischen Zugfahrzeug und Anhänger gesteuert werden.
Das Dokument EP 3533673 beschreibt ein
Bremssteuerungssystem, bei welchem das Zugfahrzeug eine hydraulische Zugfahrzeugbremsanlage und der Anhänger eine hydraulische Anhängerbremsanlage aufweist. Wenn das Zugfahrzeug bremst, wird der Bremsdruck vom Zugfahrzeug durch ein elektrisch steuerbares Anhängersteuerventil am Anhänger geregelt.
Aus der AT 391839 ist ein Sattelzug, bestehend aus einer Zugmaschine und einem Sattelanhänger mit einer Sperrvorrichtung bekannt. Durch eine vertikale hydraulische Lenkachse wird die Verdrehung zwischen den beiden Fahrzeugen geregelt.
Das Dokument EP 0484668 Al offenbart einen Sattelaufleger, umfassend eine Zugmaschine und einen Anhänger. Es ist ein Steuerungssystem zur Steuerung der Hinterräder der Zugmaschine sowie der Räder des Anhängers vorgesehen, welches Winkelsensoren an den Vorderrädern, den Hinterrädern, dem Verbindungspunkt zwischen Anhänger und Zugmaschine sowie den Anhängerrädern umfasst. Basierend auf den erfassten Werten werden Zylinder von einer Steuerungseinheit angesteuert, um die Ausrichtung der Hinterräder der Zugmaschine sowie der Räder des Anhängers anzupassen. Weiters kann ein Geschwindigkeitssensor vorgesehen sein.
Das Dokument US 6198992 Bl offenbart ein Steuerungssystem für Traktoren, welches eine automatische, GPS-basierte Steuerung erlaubt. Um ein Überschreiben des Steuerungssystems in Notsituationen zu erlauben, sind mehrere Sensoren mit diesem verbunden. Beispielsweise wird durch ein schnelles Drehen des Lenkrades ein Notfall angezeigt und die automatische Steuerung abgeschaltet. Weiters kann ein Neigungssensor vorgesehen sein, der ausgebildet ist, um bei einer bestimmten Neigung einen Notfall anzuzeigen und folglich die automatische Steuerung abzuschalten .
Das Dokument US 5558350 offenbart einen Winkelsensor, um bspw. den Winkel zwischen einer Zugmaschine und einem Anhänger zu erfassen, sowie ein System zum Steuern der Achse eines Anhängers basierend auf dem Winkel zwischen der Zugmaschine und dem Anhänger. Um die Räder des Anhängers entsprechend einzustellen, kann bspw. ein Elektromotor genutzt werden.
Diese Zwangslenkungen des Anhängers basierend auf dem Lenkwinkel des Zugfahrzeuges und/oder dem Winkel zwischen den Fahrzeugen ermöglichen eine höhere Flexibilität beim Fahren mit den Anhängern, wodurch insbesondere der nötige Platzbedarf beim Reversieren reduziert wird.
Allerdings hat sich herausgestellt, dass auch mit derartigen bekannten Systemen der Platzbedarf eines Zugfahrzeug-Anhänger-Gespanns , insbesondere beim Reversieren, relativ hoch ist.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein System bereitzustellen, welches eine höhere Wendigkeit eines Fahrzeuggespanns bereitstellt. Insbesondere soll der Platzbedarf beim Reversieren eines Zugfahrzeuges mit Anhänger reduziert werden.
Erfindungsgemäß ist ein System der eingangs genannten Art bereitgestellt, wobei ein Lenksensor vorgesehen ist, um einen Lenkzustand der Radachse des Anhängers zu erfassen, wobei der Lenksensor mit dem Steuerungselement verbunden ist und das Steuerungselement derart ausgebildet ist, um basierend auf den erfassten Messdaten des ersten Winkelsensors und des Lenksensors den Lenkaktuator anzusteuern. Neben dem Winkelsensor zur Erfassung des Lenkwinkels der Radachse des Zugfahrzeuges ist hierbei ein Lenksensor zur Erfassung des Lenkzustandes der durch den Lenkaktuator steuerbaren Radachse vorgesehen. Dies ermöglicht es insbesondere, vor einer Bewegung des Fahrzeuggespanns die Ausgangsstellung der Anhängerräder zu ermitteln und basierend darauf die Lenkung der Anhängerräder zu optimieren, sowie laufend die gewünschte Stellung bzw. Bewegung der Räder zu überwachen, den Ist- Zustand mit dem Soll-Zustand zu vergleichen und ggf. die Stellung bzw. Bewegung der Räder zu korrigieren. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sich die Räder des Anhängers jederzeit in der richtigen Stellung befinden bzw. sich mit der richtigen Geschwindigkeit drehen.
Unter einem Anhänger wird im Rahmen der Erfindung jedes ziehbare Fahrzeug oder Arbeitsmaschine verstanden, welches eine oder mehr Achsen aufweisen kann. Der durch den Lenksensor ermittelte Lenkzustand ist bevorzugt ein Lenkwinkel (bzw. Spurwinkel) einer Achse, also der Winkel zwischen den mit der Achse verbundenen Rädern und der Achse bzw. dem Fahrzeug. Falls die Räder der Radachse des Anhängers relativ zueinander bewegbar sind, sind bevorzugt zwei Lenksensoren vorgesehen, um den Lenkwinkel beider Räder zu bestimmen. Falls aus dem Lenkwinkel eines Rades der Lenkwinkel des anderen Rades bekannt ist bzw. der Lenkwinkel der Räder konstruktionsbedingt immer gleich ist, ist lediglich ein Lenksensor nötig.
Alternativ bzw. zusätzlich kann der durch den Lenksensor ermittelte Lenkzustand bspw. die Geschwindigkeit der Anhängerräder relativ zueinander sein. Dies ist insbesondere bei Gleiskettenfahrzeugen vorteilhaft, bei denen eine Lenkung nicht über ein Verstellen der Räder, sondern über unterschiedliche Geschwindigkeiten bzw. Drehrichtungen der Räder erfolgt.
Bevorzugt ist ein zweiter Winkelsensor vorgesehen, um einen Horizontalwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und einem Anhänger zu erfassen, wobei der zweite Winkelsensor mit dem Steuerungselement verbunden ist und das Steuerungselement derart ausgebildet ist, dass, neben den Messdaten des ersten Winkelsensors, auch Messdaten des zweiten Winkelsensors dem Steuerungselement zugeführt werden können. Der Lenkaktuator wird anschließend zusätzlich basierend auf den Messdaten des zweiten Winkelsensors angesteuert. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Wendigkeit des Fahrzeuggespanns.
Um einen Anhänger steuern zu können, der zwei Lenkachsen aufweist, ist bevorzugt ein dritter Winkelsensor vorgesehen, um den Lenkwinkel einer weiteren Radachse des Anhängers zu erfassen, wobei der dritte Winkelsensor mit dem Steuerungselement verbunden ist. Weiters ist hierbei bevorzugt ein weiterer Lenkaktuator vorgesehen, der mit der weiteren Lenkachse verbunden ist, um diese zu lenken. Der dritte Winkelsensor sowie der weitere Lenkaktuator sind hierbei entsprechend mit dem Steuerungselement verbunden.
Die Räder des Anhängers können bspw. Luftreifen auf Felgen oder auch Antriebsräder für Gleisketten sein. Weiters kann der Anhänger selbst einen Motor oder ein anderes Antriebselement aufweisen oder antriebslos ausgebildet sein. Die Verbindung zwischen dem Steuerungselement und den Sensoren bzw. dem Aktuator kann durch Verbindungskabel oder kabellos, also bspw. durch Funkverbindungen, erfolgen. Hierbei weisen sowohl das Steuerungselement als auch die Sensoren bzw. der Lenkaktuator Sende-/Empfangseinheiten auf, um Daten auszutauschen.
Neben einer höheren Wendigkeit des Anhängers bzw. des Fahrzeuggespanns wird durch die erfindungsgemäße Lösung auch die allgemeine Steuerbarkeit des Anhängers verbessert, indem bspw. ein spurtreues Fahren des Anhängers, ein Hundegang, also ein versetztes Fahren des Anhängers relativ zum Zugfahrzeug, oder ein besseres Ausfahren von Kurven problemlos realisierbar sind. Die beschriebene Erfindung erlaubt auch ein einfacheres Einfahren in eine vorgegebene Fahrspur, bspw. nach einem Wendemanöver. Die Fahrspur wird beispielsweise durch ein Georeferenzierungssystem, ein optisches System, ein akustisches System (bspw. Radarsensoren) oder durch das Bedienpersonal des Zugfahrzeugs vorgegeben. Weiters ist es möglich, das System abzuschalten, wenn es nicht benötigt wird, bspw. beim Fahren auf einer Straße.
Bevorzugt ist ein Geschwindigkeitssensor vorgesehen, der mit dem Steuerungselement verbunden ist, um die Geschwindigkeit des Zugfahrzeuges zu erfassen und dem Steuerungselement zuzuführen. Dies ermöglicht es, die Geschwindigkeit und ggf. die Richtung (Vorwärts oder Rückwärts) der Bewegung des Zugfahrzeuges zu erfassen, um diese im Steuerungselement zur Optimierung der Ansteuerung der Radachse des Anhängers zu nutzen. Der Geschwindigkeitssensor kann bspw. der
Geschwindigkeitssensor des Zugfahrzeuges sein. Bspw. kann der Geschwindigkeitssensor ein Sensor zur Erfassung der Drehbewegung einer Welle bzw. eines Rads sein bzw. einen solchen umfassen. Alternativ bzw. zusätzlich kann ein Gyrosensor zusammen mit einer Georeferenzierung oder ein Radarsensor vorgesehen sein. Bevorzugt weist jedes Rad einen Sensor auf, der die Geschwindigkeit des jeweiligen Rades ermittelt.
Das Zugfahrzeug und der Anhänger können beliebig miteinander verbunden werden, bspw. über eine Maulkupplung, eine Zugöse, eine Kugelkopfkupplung, einen Piton-Fix, einen Hitchhaken, eine Unterlenkeranhängung, einen Schwanenhals, einen Königszapfen und/oder einen 3-Punktanbau mit einem Gelenk für gezogene Fahrzeuge.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Winkelsensor einen dem Zugfahrzeug zugeordneten ersten Gyrosensor sowie einen dem Anhänger zugeordneten zweiten Gyrosensor umfasst. Dies ermöglicht die von der Verbindung zwischen den Fahrzeugen unabhängige Erfassung der Orientierung des Zugfahrzeuges sowie des Anhängers. Aus der Kombination der durch die beiden Gyrosensoren erhaltenen Daten kann der Horizontalwinkel zwischen den Fahrzeugen ermittelt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Winkelsensor einen Sensor am Verbindungsgelenk zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger umfassen, wodurch der Winkel zwischen den Fahrzeugen direkt erfasst werden kann. Weiters können, alternativ oder zusätzlich, akustische Sensoren und/oder optische Sensoren (bspw. LIDAR-Sensoren) zur Erfassung des Winkels und/oder Georeferenzierungen genutzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass ein Neigungssensor zur Erfassung der Neigung des Zugfahrzeuges und/oder des Anhängers vorgesehen ist. Hierdurch wird es möglich, Schräglagen zu erfassen und entsprechend gegenzulenken, sodass insbesondere Hanglagen durchfahren werden können und durch eine gewünschte Stellung der Anhängerräder zum Hang hin ein Abrutschen vermieden werden kann. Bevorzugt sind ein erster, dem Zugfahrzeug zugeordneter, Neigungssensor und ein zweiter, dem Anhänger zugeordneter, Neigungssensor vorgesehen. Dies ermöglicht es, nicht nur die Neigung des jeweiligen Fahrzeuges, sondern auch die relative Neigung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zu ermitteln und den Lenkaktuator ggf. entsprechend anzusteuern. Der Neigungssensor kann bspw. als Gyrosensor ausgebildet sein.
Der Lenkaktuator ist bspw. ausgebildet, um die Räder relativ zum Anhänger zu verstellen oder die Drehgeschwindigkeit der Räder einzustellen und kann bspw. einen Hydraulikzylinder umfassen, der bevorzugt mit dem Hydrauliksystem des Zugfahrzeuges wirkverbunden ist, um von dem Hydrauliksystem mit Druck beaufschlagt zu werden. Alternativ bzw. zusätzlich kann der Lenkaktuator auch einen Elektromotor und/oder ein Getriebe mit einer Gewindespindel umfassen oder aus anderen Kombinationen aus elektrischen/hydraulischen/mechanischen Systemen bestehen. Der Elektromotor ist hierbei bevorzugt mit einem (Gleich)Stromnetz des Zugfahrzeuges verbunden, um von diesem mit Energie versorgt zu werden. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Lenkaktuator manuell ansteuerbar ist, bspw. über ein im Zugfahrzeug angeordnetes Bedienelement, welches mit dem Steuerungselement und/oder dem Lenkaktuator verbunden ist. Dies ermöglicht eine Einstellung der Radachse bzw. der Räder des Anhängers durch einen Benutzer, bspw. wenn das System aufgrund von Verschmutzungen oder Ausfällen nicht richtig funktioniert.
Bevorzugt sind die Räder der Radachse des Anhängers über eine Achsschenkellenkung (Einzelradlenkung), eine Drehschemellenkung, eine Lenkbremse (Panzerlenkung), den Antrieb der Räder, eine Knicklenkung, eine Lenkdeichsel oder durch eine Kombination dieser Möglichkeiten lenkbar. Insbesondere ist eine Kombination aus Lenkachse und Lenkdeichsel bevorzugt. Der Lenkaktuator ist entsprechend ausgebildet, um den Lenkwinkel der Radachse bzw. die Drehgeschwindigkeit der Räder zu verändern.
Um einen ausreichenden Betrieb des Anhängers zu gewährleisten, wenn das System ausfallen sollte oder nicht benötigt wird, ist bevorzugt ein mechanisches Arretierungssystem vorgesehen, welches ausgebildet ist, um die Räder des Anhängers in einer Mittelstellung zu fixieren. Dies ermöglicht den Betrieb des Anhängers als ungelenkten Anhänger, sodass dieser trotz Ausfall des Systems sicher genutzt werden kann.
Bevorzugt ist ein Antriebselement vorgesehen, welches ausgebildet ist, um eine Achse bzw. die Räder des Anhängers anzutreiben. Das Antriebselement kann bspw. vom Zugfahrzeug mittels mechanischer, hydraulischer oder elektrischer Kraftübertragung oder durch ein eigenes Antriebselement am Anhänger (bspw. einen konventionellen Verbrennungs- oder Elektromotor) mit Energie versorgt werden. Durch das Antreiben der Anhängerachse kann der Halt auf dem Untergrund verbessert werden.
Weiters ist bevorzugt ein Massesensor vorgesehen, um die Masse des Anhängers zu erfassen und an die Steuerungseinheit zu übermitteln. Das Fahrverhalten des Anhängers ändert sich mit der Masse, welche sich bspw. durch Beladung schnell ändern kann, sodass für eine optimale Spurführung die Anhängermasse als Eingangsgröße für das Steuerungselement erfasst wird.
Um bspw. Informationen über die Umgebung zu erhalten, sind bevorzugt ein oder mehrere optische Sensoren, bspw.
Kameras, vorgesehen, die bevorzugt mit dem
Steuerungselement verbunden sind. Dies ermöglicht z.B. die Erkennung von Hindernissen oder einer Heuschwade für die Heuernte .
Zusätzlich können bevorzugt weitere Sensoren, bspw. Drehzahlsensoren (bspw. zur Erfassung der Drehzahl eines Rades oder eines Motors), Wegsensoren (bspw. zur Erfassung des Abstandes zwischen Zugfahrzeug und Anhänger), Drucksensoren, Positionssensoren (bspw. zur Erfassung der Position des Anhängers), optische Sensoren (z.B. Kameras, bspw. zur Erfassung der Umgebung), Sensoren zur Erfassung der Drehzahl von Wellen, der Position von Maschinenteilen, der Position aus der Georeferenzierung und/oder viele weitere Arten von Sensoren oder Signalgebern vorgesehen sein, die bevorzugt mit dem Steuerungselement verbunden sind, sodass diesem Messdaten zugeführt werden können, um die Steuerung des Lenksystems zu automatisieren und die Einsatzvielfalt zu erhöhen. Durch die Anordnung dieser Sensoren wird es möglich, die Steuerung für einen Benutzer, insbesondere den Lenker des Zugfahrzeuges, zu vereinfachen und die Fahrt des Zugfahrzeuges und des Anhängers zu optimieren, indem ein jeweils optimaler Soll-Zustand der Räder (bspw. ein Soll-Einschlagwinkel) ermittelt wird, mit dem Ist-Zustand verglichen wird und anschließend die Räder entsprechend durch das Steuerungselement angesteuert werden.
Bevorzugt ist weiters zumindest ein Stromspeicher vorgesehen, der mit den Systembestandteilen, insbesondere dem Steuerungselement sowie den Sensoren, verbunden ist, um diese mit Energie zu versorgen.
Die Verbindung zwischen den Sensoren und dem Steuerungselement kann kabelgebunden, bspw. über ein Bussystem oder auch über Funk verwirklicht sein. Die Datenübertragung zum bzw. vom Steuerungselement kann insbesondere getaktet oder kontinuierlich erfolgen. Weiters kann eine Anzeigevorrichtung, bevorzugt im Zugfahrzeug, vorgesehen sein, die mit dem Steuerungselement und/oder zumindest einem Sensor verbunden ist, wobei die Anzeigevorrichtung bspw. ausgebildet ist, um die durch die Sensoren erfassten Messwerte und/oder den Betriebszustand des Lenkaktuators anzuzeigen. Bevorzugt ist weiters ein Bedienelement vorgesehen, um das System zu steuern bzw. ein- und auszuschalten. Besonders bevorzugt sind die Anzeigevorrichtung und das Bedienelement als eine Einheit ausgebildet, und/oder in das bestehende Bedienkonzept des Zugfahrzeugs integriert.
Die einzelnen Elemente des Systems sind bevorzugt entsprechend gegen Berührung, das Eindringen von Fremdkörpern oder Flüssigkeiten sowie gegen Stoß gesichert.
Erfindungsgemäß ist weiters ein Fahrzeuggespann, umfassend ein erfindungsgemäßes System, ein Zugfahrzeug sowie einen Anhänger, vorgesehen. Die Bestandteile des Systems sind hierbei bevorzugt an dem Zugfahrzeug bzw. dem Anhänger befestigt bzw. in dem Zugfahrzeug bzw. dem Anhänger angeordnet. Sollte das Zugfahrzeug bereits über ein eingebautes Datenverarbeitungssystem verfügen, kann auch dieses Verarbeitungssystem für das Sammeln der Eingangssignale und die Ermittlung des Steuersignals verwendet werden.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Anhänger einen Stromspeicher aufweist, der mit dem Lenksensor verbunden ist. Zusätzlich kann der Stromspeicher mit ggf. vorhanden weiteren Sensoren verbunden sein. Dies ermöglicht es, dass der Lenksensor sowie ggf. weitere Sensoren auch ohne eine Verbindung des Anhängers mit dem Zugfahrzeug Messwerte erfassen kann. Alternativ weist der Anhänger keinen eigenen Stromspeicher auf, sondern wird bspw. über das Zugfahrzeug mit Energie versorgt. Weiters kann der Anhänger eine Bremse aufweisen .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Anhänger eine Lenkdeichsel aufweist. Der Anhänger ist hierbei über die Lenkdeichsel mit der Anhängerkupplung des Zugfahrzeuges verbindbar bzw. verbunden. Die Kombination einer Lenkdeichsel mit der lenkbaren Radachse des Anhängers ermöglicht es insbesondere, dass beim Anhänger während der Rückwärtsfahrt die Haftreibung an den gelenkten Rädern erhöht ist. Das Radlager der gelenkten Räder der Radachse befindet sich in einem besseren Winkel zur gewünschten Fahrtrichtung und die Radachse dreht sich somit im Radlager. Bei einer zu großen Abweichung des Winkels zwischen der durch das Zugfahrzeug eingeschlagenen Fahrtrichtung und der tatsächlichen Fahrtrichtung sind die Axialkräfte auf das Lager zu groß und die Haftreibung zu klein und das Rad dreht sich nicht mehr im Radlager, sondern wird in Richtung der Achse unerwünscht geschoben. Mit der Lenkdeichsel kann die Stellung des Anhängers so korrigiert werden, dass die Differenz zwischen Haftreibung und Axialkräfte verringert werden kann. Eine weitere Verbesserung kann erzielt werden, wenn die Räder der Radachse des Anhängers aktiv angetrieben werden können, weil hierbei die Kräfte im Radlager auch verschoben werden können. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass der Anhänger ein Antriebselement aufweist, welches ausgebildet ist, um die Räder der Radachse des Anhängers anzutreiben. Ein weiterer Vorteil der Kombination aus Lenkdeichsel und gelenkter Radachse ist das Erleichtern des Einfahrens in eine gewünschte Arbeitsspur und das Ermöglichen eines spurversetzten Fahrens zwischen Zugfahrzeug und Anhänger. Weitere Vorteile ergeben sich bei der Fahrt am Querhang.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Steuerungselement im Zugfahrzeug angeordnet ist und ein weiteres Steuerungselement im Anhänger angeordnet ist. Dies ermöglicht ein Betreiben der im Anhänger befindlichen Vorrichtungen, insbesondere der Lenksensoren und des Lenkaktuators, auch ohne das Zugfahrzeug, insbesondere wenn das Zugfahrzeug und der Anhänger nicht miteinander verbunden sind. Weiters kann das System auch weiter betrieben werden, wenn das Steuerungselement ausfällt. In diesem Fall übernimmt das weitere Steuerungselement die Aufgaben des Steuerungselements. Hierbei sind insbesondere die Lenksensoren und der Lenkaktuator mit dem weiteren Steuerungselement verbunden, wobei das weitere Steuerungselement ausgebildet ist, um basierend auf den erfassten Messdaten des ersten Winkelsensors, des zweiten Winkelsensors, des Lenksensors und/oder eines anderen Sensors den Lenkaktuator anzusteuern. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Steuerungselement und das weitere Steuerungselement ebenfalls miteinander verbunden sind, um im verbundenen Zustand Daten austauschen zu können.
Alternativ ist lediglich ein, bevorzugt im Zugfahrzeug ausgebildetes, Steuerungselement vorgesehen, welches mit allen Komponenten des Systems verbunden ist, um von diesen Daten zu empfangen bzw. diese anzusteuern.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das System ausgebildet ist, um die Räder des Anhängers beim Entkoppeln des Anhängers vom Zugfahrzeug in eine vorgegebene Neutralposition (Mittelstellung) zu bringen. Hierbei ist bspw. ein Anwesenheitssensor, bspw. ein induktiver Sensor oder ein Infrarotsensor, vorgesehen, der die Anwesenheit bzw. Abwesenheit des Anhängers bzw. des Zugfahrzeuges erfasst. Weiters kann durch den Anwesenheitssensor die Trennung der Stromversorgung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger erfasst werden. Bevorzugt ist der Anwesenheitssensor im Anhänger vorgesehen und mit einem weiteren
Steuerungselement verbunden. Sobald, nach der Kopplung und damit der Erfassung der Anwesenheit des Anhängers, die Abwesenheit bzw. die Entkopplung des Anhängers vom Zugfahrzeug durch den Anwesenheitssensor erkannt wird, wird ein entsprechendes Steuerungssignal an das Steuerungselement bzw. an das weitere Steuerungselement gesendet. Das (weitere) Steuerungselement empfängt dieses Signal und steuert, basierend auf den erfassten Messdaten des Lenksensors, den Lenkaktuator an, um die Räder des Anhängers in die vorgegebene Neutralposition zu bringen. Dies bewirkt, dass der Anhänger nach dem Abkoppeln sofort als ungelenkter Anhänger weiter betrieben werden kann. Die Energie zur Bewegung der Räder in die Neutralposition kann bspw. durch einen Energiespeicher, insbesondere einen Stromspeicher, einen Hydraulikspeicher oder eine gespannte Feder, bereitgestellt werden, der im Anhänger angeordnet ist. Dies ermöglicht die Bewegung der Räder auch ohne eine Verbindung mit dem Zugfahrzeug. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Anhänger ein Arretierungssystem aufweist, welches ausgebildet ist, um die Räder des Anhängers auch ohne vorhergehende Verbindung zu einem Zugfahrzeug in eine Neutralposition zu bringen (Notlaufeigenschaft).
Erfindungsgemäß ist weiters ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, wobei dem Steuerungselement im ersten Schritt zusätzlich von einem Lenksensor Messdaten eines Lenkzustandes der Radachse des Anhängers zugeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fahrzeuggespann, welches mit einem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist.
In Fig. 1 ist ein Fahrzeuggespann, umfassend ein Zugfahrzeug 1 sowie einen Anhänger 2 dargestellt. Das Zugfahrzeug 1 weist eine lenkbare erste Radachse 3 sowie eine zweite Radachse 4 auf. Der Anhänger 2 umfasst eine einzige Anhängerradachse 5. Das Zugfahrzeug 1 und der Anhänger 2 sind über eine Kupplung 6 miteinander verbunden. Das Zugfahrzeug 1 umfasst einen schematisch dargestellten ersten Winkelsensor 7, der ausgebildet ist, um den Lenkwinkel 8 der Radachse 3 des Zugfahrzeuges 1, also die Position der Räder 9 der Radachse 3 relativ zum Zugfahrzeug 1 bzw. zur Radachse 3, zu erfassen. Die Kupplung 6 weist einen zweiten Winkelsensor 10 auf, der ausgebildet ist, um den Winkel 11 zwischen dem Zugfahrzeug 1 und dem Anhänger 2 zu erfassen. Der Anhänger 2 umfasst einen Lenksensor 12, der ausgebildet ist, um einen Lenkzustand, bspw. den Lenkwinkel 13 der Radachse 5 des Anhängers 2, also die Position der Räder 14 der Radachse 5 relativ zum Anhänger 2 bzw. zur Radachse 5, zu erfassen. Weiters ist an der Radachse 5 ein Lenkaktuator 15 vorgesehen, der ausgebildet ist, um die Räder 14 relativ zum Anhänger 2 bzw. der Radachse 5 zu verdrehen, sodass der Lenkwinkel 13 und damit die Fahrspur des Anhängers 2 verändert wird.
Im Fährbetrieb werden die von den Winkelsensoren 7,10 sowie dem Lenksensor 12 erfassten Messdaten einem nicht dargestellten Steuerungselement zugeführt, welches auf Basis der erhaltenen Daten eine optimale Position der Räder 14 errechnet. Anschließend wird der Lenkaktuator 15 angesteuert und die Räder 14 werden entsprechend verstellt. Weiters können noch viele weitere Sensoren, bspw. Masse-, Neigungs- und/oder Geschwindigkeitssensoren vorgesehen sein, die ebenfalls mit dem Steuerungselement verbunden sind und diesem Messdaten zuführen, die zur Berechnung der gewünschten Position der Räder 14 genutzt werden.

Claims

Patentansprüche :
1. System zur Lenkung eines an ein Zugfahrzeug (1) angehängten Anhängers (2), umfassend einen ersten Winkelsensor (7), um einen Lenkwinkel einer Radachse (3) eines Zugfahrzeuges (1) zu erfassen, einen Lenkaktuator (15) zur Einstellung des Lenkwinkels einer Radachse (5) des
Anhängers (2) sowie ein mit dem ersten Winkelsensor (7) und dem Lenkaktuator (15) verbundenes Steuerungselement, das derart ausgebildet ist, dass Messdaten des ersten Winkelsensors (7) dem Steuerungselement zugeführt werden können und der Lenkaktuator (15) durch das Steuerungselement angesteuert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenksensor (12) vorgesehen ist, um einen Lenkzustand der Radachse (5) des Anhängers (2) zu erfassen, wobei der Lenksensor (12) mit dem Steuerungselement verbunden ist und das Steuerungselement derart ausgebildet ist, um basierend auf den erfassten Messdaten des ersten Winkelsensors (7) und des Lenksensors (12) den Lenkaktuator (15) anzusteuern.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geschwindigkeitssensor vorgesehen ist, der mit dem Steuerungselement verbunden ist, um die Geschwindigkeit des Zugfahrzeuges (1) zu erfassen und dem Steuerungselement zuzuführen .
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungssensor zur Erfassung der Neigung des Zugfahrzeuges (1) und/oder des Anhängers (2) vorgesehen ist.
4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebselement vorgesehen ist, welches ausgebildet ist, um eine Radachse (3) des Anhängers (2) anzutreiben.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Massesensor vorgesehen ist, um die Masse des Anhängers (2) zu erfassen und an die Steuerungseinheit zu übermitteln.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehzahlsensor, ein Wegsensor, ein Drucksensor, ein Positionssensor, optische Sensoren, Sensoren zur Erfassung der Drehzahl von Wellen, Sensoren zur Erfassung der Position von Maschinenteilen, und/oder Sensoren zur Erfassung der Position aus der
Georeferenzierung vorgesehen sind.
7. Fahrzeuggespann, umfassend ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ein Zugfahrzeug (1) sowie einen Anhänger
(2).
8. Fahrzeuggespann nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anhänger (2) einen Stromspeicher aufweist, der mit dem Lenksensor (12) sowie ggf. weiteren Sensoren verbunden ist.
9. Fahrzeuggespann nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anhänger (2) eine Lenkdeichsel aufweist .
10. Fahrzeuggespann nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anhänger (2) ein Antriebselement aufweist, welches ausgebildet ist, um die Räder der Radachse (5) des Anhängers (2) anzutreiben.
11. Fahrzeuggespann nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungselement im Zugfahrzeug (1) angeordnet ist und ein weiteres Steuerungselement im Anhänger (2) angeordnet ist.
12. Fahrzeuggespann nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das System ausgebildet ist, um die Räder des Anhängers (2) beim Entkoppeln des Anhängers (2) vom Zugfahrzeug (1) in eine vorgegebene Neutralposition zu bringen.
13. Verfahren zur Lenkung eines an ein Zugfahrzeug (1) angehängten Anhängers (2), wobei in einem ersten Schritt einem Steuerungselement von einem ersten Winkelsensor (7) Messdaten des Lenkwinkels einer Radachse (3) eines Zugfahrzeuges (1) zugeführt werden und in einem zweiten Schritt ein Lenkaktuator (15) zur Einstellung des Lenkwinkels einer Radachse (5) des Anhängers (2) durch das Steuerungselement basierend auf den vom ersten Winkelsensor (7) erhaltenen Messdaten angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuerungselement im ersten Schritt zusätzlich von einem Lenksensor (12) Messdaten eines Lenkzustandes der Radachse (5) des Anhängers (2) zugeführt werden.
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