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DE10215617A1 - Device for stabilizing a trailer has instability sensors which determine the operation of the wheel brakes - Google Patents

Device for stabilizing a trailer has instability sensors which determine the operation of the wheel brakes

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DE10215617A1
DE10215617A1 DE2002115617 DE10215617A DE10215617A1 DE 10215617 A1 DE10215617 A1 DE 10215617A1 DE 2002115617 DE2002115617 DE 2002115617 DE 10215617 A DE10215617 A DE 10215617A DE 10215617 A1 DE10215617 A1 DE 10215617A1
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Germany
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trailer
brake
lateral acceleration
electric motor
wheel
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DE2002115617
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Wilhelm Beer
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Continental Teves AG and Co OHG
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Continental Teves AG and Co OHG
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Abstract

The device for stabilizing a trailer (10) comprises a brake unit operating on the wheel (14,15) brakes through a cable operated by an electric motor. A dynamic vehicle control uses information from sensors (18,19) on the trailer instability and operates the trailer wheel brakes in order to stabilize it.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Anhängers mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung. The invention relates to a device for stabilizing of a trailer with a brake operating device.

Aus der DE 197 42 702 C2 ist eine Einrichtung zum Dämpfen von Schlingerbewegungen für mind. ein von einem Zugfahrzeug gezogenes Anhängersegment bekannt, bei dem die Winkelgeschwindigkeit des Anhängersegmentes um den Momentanpol oder der Knickwinkel um den Momentanpol erfasst und differenziert wird, und zur Regelung der Radbremsen des Anhängers heran gezogen wird. Als Sensoren für die Winkelgeschwindigkeit dienen Beschleunigungsmesser in unterschiedlicher Lage. DE 197 42 702 C2 describes a device for steaming of rolling movements for at least one of a towing vehicle trailer segment known, in which the Angular speed of the trailer segment around the instantaneous pole or the kink angle around the current pole is recorded and differentiated and to regulate the wheel brakes of the trailer is pulled. As sensors for the angular velocity serve accelerometers in different positions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Anhängers zu schaffen, die kostengünstig ist und eine Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit eines Zugfahrzeugs mit angehängtem Anhänger ermöglicht. The invention has for its object a device to stabilize a trailer to create the is inexpensive and an increase in driving speed Towing vehicle with trailer attached.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Anhängers mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung vorgesehen ist, die über mind. ein Bremsseil auf eine Radbremse einwirkt und für die Betätigung des Bremsseils ein Elektromotor vorgesehen ist, der von einer Fahrdynamikregelung derart betätigbar ist, dass in Abhängigkeit von sensorisch erfaßten Instabilitäten des Anhängers der Anhänger über eine Betätigung der Radbremse stabilisiert wird. According to the invention, this object is achieved in that a Device for stabilizing a trailer with a Brake actuation device is provided, which over min. a brake cable acts on a wheel brake and for that Actuation of the brake cable, an electric motor is provided can be actuated by a vehicle dynamics control system such that in Dependence on instabilities of the sensor Trailer of the trailer by operating the wheel brake is stabilized.

Dabei erfolgt über die von Sensoren erfaßten und in einer Fahrdynamikregelung logisch verknüpften und analysierten Messdaten, in die Daten eines Kraftfahrzeugs einbezogen werden können, eine Generierung eines Ansteuersignals für einen Elektromotor, der einen Aktuator verstellt und damit die Radbremse betätigt. Durch die Einbremsung eines Rades des Anhängers oder durch die Einbremsung beider Räder des Anhängers mit unterschiedlichem Bremsdruck werden durch Abbau der Seitenkräfte an dem einen Rad und Erhöhung der Längskräfte die sensorisch erfassten Instabilitäten des Anhängers korrigiert. Der Anhänger weist bevorzugt eine Achse mit zwei Rädern auf. This takes place via those detected by sensors and in one Vehicle dynamics control logically linked and analyzed Measurement data, included in the data of a motor vehicle can be a generation of a control signal for a Electric motor that adjusts an actuator and thus the Wheel brake applied. By braking a wheel of the Trailer or by braking both wheels of the Trailers with different brake pressure are reduced by the Lateral forces on one wheel and increased longitudinal forces the sensed instabilities of the trailer corrected. The trailer preferably has one axis with two Wheels on.

Vorteilhaft weist der Anhänger mind. eine vorzugsweise zwei als Trommelbremsen ausgebildete Radbremsen auf, die über ein Bremsseil betätigbar sind. Die Trommelbremsen sind über eine verschiebbar geführte Anhängevorrichtung und über den Elektromotor unabhängig voneinander betätigbar. Durch die verschiebbar geführte Anhängevorrichtung wird der Anhänger vor dem Fahrzeug eingebremst. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Trommelbremse zwei Bremsbacken und ein Spreizelement auf. Mittels eines Kraftübertragungselementes, welches mit dem Elektromotor und dem Spreizelement verbunden ist, können die zwei Bremsbacken betätigt und nach Maßgabe der von der Fahrdynamikregelung ausgegebenen Ansteuersignale der Anhänger stabilisiert werden. The trailer advantageously has at least one, preferably two trained as drum brakes wheel brakes on a Brake cable can be actuated. The drum brakes are over one slidably guided hitch and over the Electric motor can be operated independently of one another. Through the the trailer is slidably guided braked the vehicle. After another Embodiment has the drum brake two brake shoes and one Spreading element on. By means of a power transmission element, which is connected to the electric motor and the expansion element , the two brake shoes can be actuated and as required the control signals output by the vehicle dynamics control the trailer can be stabilized.

Eine weitere Einrichtung sieht vor, dass die Bremsbacken der Trommelbremse mittels einer linear verschiebbaren Spindel betätigbar sind. Die Spindel wird direkt von dem Elektromotor angetrieben und verschiebt diese linear beidseitig in Richtung der Bremsbacken. Die Bremsbacken werden über ein Zugelement in ihre Ausgangslage zurück geführt, wenn die Spreizelemente sich in ihrer Ausgangslage befinden bzw. das Bremsseil sich in seiner Ausgangslage befindet. Another device provides that the brake shoes of the Drum brake using a linearly displaceable spindle can be operated. The spindle is straight from that Electric motor driven and moved linearly on both sides in Direction of the brake shoes. The brake shoes are about one Traction element returned to its starting position when the Spreading elements are in their starting position or that Brake cable is in its starting position.

Der Anhänger ist mit mind. einem Querbeschleunigungssensor ausgerüstet, der mit der Fahrdynamikregelung verbunden ist und die relative Querbeschleunigung des Anhängers erfasst. Der Querbeschleunigersensor ist bevorzugt am Ende des Anhängers angeordnet und erfasst die maximale Querbeschleunigung des Anhängers. The trailer has at least one lateral acceleration sensor equipped, which is connected to the vehicle dynamics control and the relative lateral acceleration of the trailer. The transverse accelerator sensor is preferably at the end of the Trailer arranged and recorded the maximum lateral acceleration of the trailer.

Nach einer weiteren Ausbildung sind zwei Querbeschleunigungsensoren, an jedem Ende des Anhängers einer, vorgesehen, die die relativen Querbeschleunigung des Anhängers bezüglich einer Fahrrichtung erfassen. After further training there are two Lateral acceleration sensors, one at each end of the trailer, are provided which relate to the relative lateral acceleration of the trailer a direction of travel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are in the drawings are shown and are described in more detail below.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen einachsigen Anhänger mit zwei Querbeschleunigungssensoren, Fig. 1 is a two-wheel trailer with two lateral acceleration sensors,

Fig. 2 eine verschiebbare Anhängevorrichtung, Fig. 2 is a movable trailer hitch,

Fig. 3 eine Bremsbetätigungseinrichtung mit Bremsseil, Fig. 3 is a brake operating device with a brake cable,

Fig. 4 eine Bremsbetätigungseinrichtung mit Spreizelement, Fig. 4 is a brake operating device with a spreader element,

Fig. 5 eine Bremsbetätigungseinrichtung mit innerhalb der Bremsbacken angeordnetem Spreizelement, Fig. 5 is a brake operating device with disposed within the brake shoes expanding element,

Fig. 6 schematisch eine Regelstrategie zur Stabilisierung eines Anhängers Fig. 6 schematically illustrates a control strategy for stabilizing a trailer

Fig. 1 zeigt einen schematisch dargestellten Anhänger 10 mit einer Anhängevorrichtung 11, nämlich einer Deichsel oder Zugstange über eine beispielsweise als Kugelkopfverbindung ausgebildete Kupplung 13. Der Anhänger weist eine Achse 12 mit zwei Rädern 14, 15 auf. An jeder Seite 16, 17 des Anhängers ist jeweils ein Querbeschleunigungssensor 18 bzw. 19 am jeweiligen Ende der Seite und diagonal gegenüberliegend angeordnet. Die Sensoren sind über nicht näher dargestellte elektrische Verbindungsmittel mit einem an sich bekannten Fahrdynamikregler, z. B. einem ESP-Regler, verbunden. Alternativ kann der Fahrdynamikregler auch dem Anhänger 10 zugeordnet sein. Fig. 1 shows a schematically illustrated trailer 10 with a hitch 11 , namely a drawbar or tie rod via a coupling 13 designed for example as a ball head connection. The trailer has an axle 12 with two wheels 14 , 15 . On each side 16, 17 of the trailer, a lateral acceleration sensor 18 or 19 is arranged at the respective end of the side and diagonally opposite. The sensors are connected via a not shown electrical connection means with a driving dynamics controller known per se, for. B. an ESP controller connected. Alternatively, the driving dynamics controller can also be assigned to the trailer 10 .

Die Anhängevorrichtung 11 ist in einem am Anhänger 10 befestigten Gehäuse 20 axial verschiebbar geführt, wobei sie in Fig. 2 in einer neutralen mittleren Stellung in dem Gehäuse 20 gehalten wird. Die Anhängevorrichtung 11 weist eine Fremdbetätigungseinheit 22 auf, die über eine elektrische Ansteuerung die in Fig. 3 dargestellten Trommelbremsen 40 betätigt. Die Trommelbremsen werden einerseits von dieser Fremdbetätigungseinheit 22, z. B. einem Elektromotor, über eine, eine Linearbewegung ausführende Spindel und andererseits durch eine axiale Verschiebung der Zugstange 21 in dem Gehäuse 20 betätigt. Die Zugstange 21 der Anhängevorrichtung und die Spindel sind mit einem Hebel 23 verbunden, der um die Achse 25 geschwenkt wird, wenn die Zugstange 21 axial in dem Gehäuse 20 verschoben wird oder die Spindel ausgefahren wird. Am anderen Ende des Hebels 23 ist ein Bremsseil 26 befestigt, mittels dem die den Rädern 15, 16 zugeordneten Fig. 3 zeigt schematisch die dem Anhänger 10 zugeordneten Trommelbremsen 40. Die Trommelbremsen bestehen aus den Bremsbacken 41, 42, die über Hebelelemente 70, 43, 44 an einer Seite beabstandet zueinander angeordnet sind. Das Hebelelement 44 ist als Druckübertrager ausgebildet. Wird der mit dem Seilzug 26 verbundene Hebel 70 bei der Betätigung des Seilzugs 26 um den Druckübertrager geschwenkt, werden die Bremsbacken 41, 42 radial nach außen auf die nicht näher dargestellte Bremstrommel gepresst wird. Die Federn 45 und 46 dienen der Rückführung in die Ausgangslage der Bremsbacken 41, 42. The towing device 11 is guided axially displaceably in a housing 20 fastened to the trailer 10 , wherein it is held in the housing 20 in a neutral middle position in FIG. 2. The towing device 11 has an external actuation unit 22 which actuates the drum brakes 40 shown in FIG. 3 via an electrical control. The drum brakes are on the one hand by this external actuation unit 22 , for. B. an electric motor, actuated by a linear motion executing spindle and on the other hand by an axial displacement of the pull rod 21 in the housing 20 . The drawbar 21 of the towing device and the spindle are connected to a lever 23 which is pivoted about the axis 25 when the drawbar 21 is axially displaced in the housing 20 or the spindle is extended. At the other end of the lever 23 , a brake cable 26 is fastened, by means of which FIG. 3 assigned to the wheels 15 , 16 schematically shows the drum brakes 40 assigned to the trailer 10 . The drum brakes consist of the brake shoes 41 , 42 , which are arranged on one side at a distance from one another via lever elements 70 , 43 , 44 . The lever element 44 is designed as a pressure transmitter. If the cable 26 connected to the lever 70 pivoted upon actuation of the cable 26 to the pressure transducer, the brake shoes 41, 42 is pressed radially outwardly to the non-illustrated brake drum are. The springs 45 and 46 serve to return the brake shoes 41 , 42 to the starting position.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft auch möglich, die Bremsbacken 41, 42 mit einem Elektromotor 47, der über ein Hebelelement 48 das Bremsseil 26 entsprechend der Pfeilrichtung 49 betätigt, zu betätigen. According to a further exemplary embodiment, it is also advantageously possible to actuate the brake shoes 41 , 42 with an electric motor 47 , which actuates the brake cable 26 in accordance with the arrow direction 49 via a lever element 48 .

Fig. 5 zeigt ein Spreizelement 50, das innerhalb der Bremsbacken 41, 42 angeordnet werden kann und über die Spreizung die Bremsbacken gegen die nicht näher dargestellte Bremstrommel presst. Das Spreizelement 50 ist als Elektromotor mit linear verschiebbarer Spindel ausgebildet. FIG. 5 shows an expansion element 50 which can be arranged within the brake shoes 41 , 42 and presses the brake shoes against the brake drum (not shown in more detail) via the expansion. The expansion element 50 is designed as an electric motor with a linearly displaceable spindle.

Gemäß Fig. 5 können die Bremsbacken 41, 42 über eine von einem Elektromotor 60 betätigbare Hebelanordnung gespreizt werden. Die Hebelanordnung 61 weist dabei mind. ein Exzenterelement 80 auf, mittels dem Elemente 62, 63 linear verschoben werden können. Diese Elemente 62, 63 spreizen die Bremsbacken 41, 42. Referring to FIG. 5, the brake shoes 41, 42 are spread over an actuatable by an electric motor 60 lever arrangement can. The lever arrangement 61 has at least one eccentric element 80 by means of which elements 62 , 63 can be moved linearly. These elements 62 , 63 spread the brake shoes 41 , 42 .

Fig. 6 zeigt die unterschiedlichen Regelstrategien zur Fahrstabilisierung des Anhängers. Diese sehen gemäss 6a in Phase I eine Erfassung der Querbeschleunigung mit mindestens einem backen 41, 42. Fig. 6 shows the different control strategies for driving stabilization of the trailer. According to FIG. 6a, they see in phase I a detection of the lateral acceleration with at least one jaw 41, 42.

Fig. 6 zeigt die unterschiedlichen Regelstrategien zur Fahrstabilisierung des Anhängers. Diese sehen gemäß 6a in Phase I eine Erfassung der Querbeschleunigung mit mindestens einem Querbeschleunigungssensor 18 oder 19 vor. In Phase II werden die beiden Trommelbremsen der Räder 15 und 16 des Anhängers 10 betätigt und durch Aufbau von Längskräften die Instabilitäten des Anhängers korrigiert. Phase III zeigt das stabilisierte Fahrzeug. Fig. 6 shows the different control strategies for driving stabilization of the trailer. According to FIG. 6a in phase I, these provide for a detection of the lateral acceleration with at least one lateral acceleration sensor 18 or 19 . In phase II, the two drum brakes of the wheels 15 and 16 of the trailer 10 are actuated and the instabilities of the trailer are corrected by building up longitudinal forces. Phase III shows the stabilized vehicle.

In Fig. 6b werden im Unterschied zur Phase II der Fig. 6a die Trommelbremsen alternierend angesteuert. Dabei werden nach Maßgabe des Querbeschleunigungssignals des Querbeschleunigungssensors 19 die Bremsen des Rades 16 und nach Maßgabe des Querbeschleunigungssignals des Querbeschleunigungssensors 15 nacheinander angesteuert. In Fig. 6b of Figure 6a, the drum brakes are driven alternately in contrast to phase II.. The brakes of the wheel 16 are controlled in accordance with the lateral acceleration signal of the lateral acceleration sensor 19 and in succession according to the lateral acceleration signal of the lateral acceleration sensor 15 .

Fig. 6c zeigt in Phase II eine Einbremsung nur eines Rades 15 oder 16. Dabei kann die Instabilität mittels des dem Rad zugeordneten Sensors 18 oder 19 oder mittels der beiden Querbeschleunigungssensoren erfolgen. Fig. 6c shows in a Phase II only braking of a wheel 15 or 16. The instability can take place by means of the sensor 18 or 19 assigned to the wheel or by means of the two transverse acceleration sensors.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Stabilisieren eines Anhängers, mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung, die über mindestens ein Bremsseil auf eine Radbremse einwirkt und für die Betätigung des Bremsseils ein Elektromotor vorgesehen ist, der von einer Fahrdynamikregelung derart betätigbar ist, dass in Abhängigkeit von sensorisch erfaßten Instabilitäten des Anhängers, der Anhänger über eine Betätigung der Radbremse stabilisierbar ist. 1. Device for stabilizing a trailer, with a Brake actuation device that has at least one Brake cable acts on a wheel brake and for that Actuation of the brake cable, an electric motor is provided can be actuated by a vehicle dynamics control in such a way that depending on sensed instabilities of the Trailer, the trailer via an operation of the wheel brake is stabilizable. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Anhänger zwei als Trommelbremsen ausgebildete Radbremsen vorgesehen sind, die über eine verschiebbar geführte Anhängevorrichtung und über den Elektromotor unabhängig voneinander betätigbar sind. 2. Device according to claim 1, characterized in that on the trailer two trained as drum brakes Wheel brakes are provided that are slidable over a guided hitch and via the electric motor are independently operable. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse mit zwei Bremsbacken und einem Spreizelement ausgebildet ist und mittels eines Kraftübertragungselementes mit dem Elektromotor verbunden ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized characterized that the drum brake with two brake shoes and one Spreading element is formed and by means of a Power transmission element is connected to the electric motor. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse mit zwei Bremsbacken und einem Spreizelement ausgebildet ist, wobei das Spreizelement eine von dem Elektromotor linear verschiebbare Spindel ist. 4. Device according to claim 1 or 2, characterized characterized that the drum brake with two brake shoes and one Spreading element is formed, the spreading element is a spindle linearly displaceable by the electric motor. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anhänger mindestens einen Querbeschleunigungssensor aufweist, der mit der Fahrdynamikregelung verbunden ist und die relative Querbeschleunigung des Anhängers erfasst. 5. Device according to one of claims 1 to 5, characterized characterized that the trailer at least one Has lateral acceleration sensor with the Driving dynamics control is connected and the relative lateral acceleration of the Trailer recorded. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Querbeschleunigungssensoren an den Enden des Anhängers angeordnet sind, die die relativen Querbeschleunigungen des Anhängers bezüglich einer Fahrrichtung erfassen. 6. Device according to one of claims 1 to 6, characterized characterized that two lateral acceleration sensors on the Ends of the trailer are arranged which are the relative Lateral acceleration of the trailer with respect to a Record the direction of travel.
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