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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren für einen Anhänger, der von einem Fahrzeug gezogen werden kann. Die Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein System, ein Verfahren und einen Anhänger.
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HINTERGRUND
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Es ist üblich, dass ein Fahrzeug mit Antriebsmitteln, wie z.B. einem Verbrennungsmotor, der seine Räder mit Antriebskraft versorgt, auch die Räder eines Anhängers mit Antriebskraft versorgt. Dies kann z.B. im Zusammenhang mit einem Auto geschehen, das einen Wohnwagen oder eine Pferdebox zieht.
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Anhänger können mit einem mechanischen Überlaufsensor (over-run sensor) ausgestattet sein, der mechanisch gekoppelte Reibungsbremsen des Anhängers als Reaktion auf das Abbremsen oder eine Abnahme der Beschleunigung des Fahrzeugs betätigt. Dies hilft dem Fahrzeug, die Geschwindigkeit des Anhängers entsprechend zu reduzieren. Ein solcher mechanischer Überlaufsensor funktioniert nur, wenn sich Fahrzeug und Anhänger in Vorwärtsrichtung bewegen. Das bedeutet, dass ein Fahrzeug, das rückwärts fährt, insbesondere bergab, oder auf einer Steigung ruht, keine Bremsunterstützung durch einen Anhänger mit mechanischem Überlaufsensor erhält.
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Da die Art der Bremsung mechanisch ist, wie sie vom Anhänger im Vergleich zum Zugfahrzeug des Sensors bestimmt wird, wird der Anhänger eine destabilisierende Kraft auf das zu bremsende Fahrzeug ausüben. Dies kann auch zu einem Pendeln des Anhängers hinter dem Fahrzeug führen.
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Außerdem kann ein gebremster Anhänger mit dem Zugfahrzeug durch ein abreißbares Kabel verbunden werden. Dieser ist so konzipiert, dass die Anhängerbremsen bei einem Lösen des Anhängers vom Fahrzeug betätigt werden. Beim Anschließen des Abreißkabels kann es jedoch vorkommen, dass man unter einen Stoßfänger des Fahrzeugs greift, was für den Benutzer unangenehm sein kann.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere mit dem Stand der Technik verbundene Nachteile zu beheben.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zur Verwendung in einem von einem Fahrzeug ziehbaren Anhänger vorgesehen. Der Anhänger umfasst eine Achse mit zwei Rädern und mindestens einem daran gekoppelten Elektromotor. Der Anhänger und das Fahrzeug verfügen über komplementäre Kupplungsteile (Kupplungskomponenten) zum Ankuppeln des Anhängers an das Fahrzeug an einer Kupplung des Anhängers. Das System umfasst Empfangsmittel (Empfangseinrichtung), die so konfiguriert sind, dass sie ein Kupplungssignal empfangen, das den Zustand der Kupplung zwischen den Kupplungskomponenten anzeigt. Das System umfasst Verarbeitungsmittel, die so konfiguriert sind, dass sie anhand des Kupplungssignals der Kupplung bestimmen, ob die Kupplungskomponenten abgekoppelt sind. Das System umfasst Steuermittel, die so konfiguriert sind, dass der mindestens eine Elektromotor als Reaktion auf die Feststellung, dass die Kupplungskomponenten abgekoppelt sind, eine Kraft auf die Räder ausübt, an die er gekoppelt ist.
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Die vorliegende Erfindung ist insofern vorteilhaft, als dass eine oder mehrere Ausbrechbedingungen durch das System erkannt werden, das dann den einen oder mehrere Elektromotoren verwendet, um den Anhänger gemäß den Vorschriften zum Stillstand zu bringen und gleichzeitig sicherzustellen, dass der Anhänger stabil bleibt und einer gewünschten Trajektorie folgt. Mit diesem System ist es nicht mehr notwendig, dass der Benutzer ein abreißbares Kabel an Fahrzeug und Anhänger befestigt. Es ist vorteilhaft, dass die auf die Räder des Anhängers aufzubringende Kraft in Abhängigkeit von bestimmten Bedingungen, wie z.B. den Besonderheiten des Geländes, über das Fahrzeug und Anhänger fahren, den Wetterbedingungen usw., unterschiedlich sein kann. Das System kann Eingaben in Bezug auf die Geschwindigkeit der Anhängerräder empfangen und so die auf die Anhängerräder ausgeübte Kraft korrigieren, um ein Rutschen der Anhängerräder während des Stillstands des Anhängers zu verhindern.
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Die Verarbeitungseinrichtung (Verarbeitungsmittel) kann einen elektronischen Prozessor umfassen, und die Empfangseinrichtung kann ein elektrischer Eingang des elektronischen Prozessors sein, wobei der elektrische Eingang für den Empfang des Kupplungssignals der Kupplung bestimmt ist. Das System kann eine elektronische Speichervorrichtung umfassen, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Befehle gespeichert sind, wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass er auf die Speichervorrichtung zugreift und die darin gespeicherten Befehle ausführt, so dass er in der Lage ist, auf der Grundlage des Kupplungssignals der Kupplung zu bestimmen, ob die Kupplungskomponenten abgekoppelt sind.
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Die Kupplungsteile können als abgekoppelt bestimmt werden, wenn das Kupplungssignal der Kupplung nicht empfangen wird.
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Das Signal der Anhängekupplung (Kupplungssignal) kann ein Signal des Fahrzeug enthalten.
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Das Signal vom Fahrzeug kann ein Signal von einem Fahrzeugbeleuchtungs-Subsystem enthalten.
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Das Signal der Anhängekupplung kann ein drahtloses Signal sein.
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Das Kupplungssignal kann Gier-Sensor-Ausgangsdaten enthalten, die ein Gierniveau des Anhängers von mindestens einem bordeigenen Anhänger-Gier-Sensor anzeigen, und die Verarbeitungseinrichtung kann so konfiguriert werden, dass die Kupplungskomponenten entkoppelt werden, wenn das Gierniveau des Anhängers einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
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Das Kupplungssignal kann Ausgangsdaten von Positionssensoren enthalten, die die relative Position von Anhänger und Fahrzeug von mindestens einem bordeigenen Positionssensor des Fahrzeugs und/oder Anhängers anzeigen.
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Der mindestens eine Positionssensor kann mindestens einen Radar- und einen Sichtsensor umfassen.
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Der mindestens eine Positionssensor kann mindestens einen Beschleunigungsmesser am Anhänger und mindestens einen Beschleunigungsmesser am Fahrzeug umfassen, und die Verarbeitungsmittel können so konfiguriert werden, dass sie bestimmen, dass die Kupplungskomponenten entkoppelt sind, wenn ein Vergleich der Ausgangsdaten des Positionssensors von den Beschleunigungsmessern des Anhängers und des Fahrzeugs eine zeitliche Abweichung oder Konvergenz der relativen Positionsdaten von Anhänger und Fahrzeug anzeigt.
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Die Empfangseinrichtung kann so konfiguriert werden, dass sie die Ausgangsdaten eines Kupplungssensors empfängt, der so konfiguriert ist, dass er eine vom Fahrzeug auf den Anhänger ausgeübte Kupplungskraft misst, wobei die Ausgangsdaten des Kupplungssensors den Zustand der Kupplung zwischen den Kupplungskomponenten anzeigen, und die Verarbeitungseinrichtung kann so konfiguriert werden, dass sie auf der Grundlage der Ausgangsdaten des Kupplungssensors bestimmt, ob die Kupplungskomponenten abgekuppelt sind.
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Die Steuereinrichtung kann so konfiguriert werden, dass der mindestens eine Elektromotor einen Bremsimpuls auf die Räder, an die er gekoppelt ist, ausübt, und die Verarbeitungseinrichtung kann so konfiguriert werden, dass sie bestimmt, dass die Kupplungskomponenten abgekoppelt werden, wenn der ausgeübte Bremsimpuls nicht mindestens einen vorgegebenen Änderungsgrad der empfangenen Ausgangsdaten des Kupplungssensors verursacht.
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Der Bremsimpuls kann angewendet werden, wenn das Verarbeitungsmittel auf der Grundlage des empfangenen Kupplungssignals der Kupplung feststellt, dass die Kupplungskomponenten entkoppelt sind.
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Die Erkennung der Losbrechbedingung(en) über das Kupplungssignal wird vorteilhaft über den Bremsimpuls abgeglichen, um eine korrekte Bestimmung eines unbehinderten Anhängers zu gewährleisten.
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Die durch den mindestens einen Elektromotor auf die Räder ausgeübte Kraft kann so groß sein, dass die Geschwindigkeit des Anhängers reduziert wird.
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Die Geschwindigkeit des Anhängers kann bis zu einer Geschwindigkeit von Null reduziert werden.
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Der Anhänger kann so gesteuert werden, dass er innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne und/oder innerhalb einer vorgegebenen Entfernung zur Fahrt des Anhängers im Wesentlichen die Geschwindigkeit Null erreicht.
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Die Empfangseinrichtung kann so konfiguriert werden, dass sie Geschwindigkeitsdaten des Anhängers empfängt, die die Geschwindigkeit des Anhängers anzeigen, die Verarbeitungseinrichtung kann so konfiguriert werden, dass sie auf der Grundlage der Geschwindigkeitsdaten des Anhängers eine maximale Zeitdauer und/oder eine maximale Fahrstrecke bestimmt, und die Geschwindigkeit des Anhängers kann innerhalb der bestimmten maximalen Zeitdauer und/oder der bestimmten maximalen Fahrstrecke auf im Wesentlichen Nullgeschwindigkeit reduziert werden.
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Jede der jeweiligen Kräfte kann eine Bremskraft sein.
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Die durch den mindestens einen Elektromotor auf die Räder ausgeübte Kraft kann so groß sein, dass der Anhänger einer vorgegebenen Fahrbahn folgt.
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Die vorgegebene Bewegungsbahn kann eine im Wesentlichen lineare Bahn sein.
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Die Empfangseinrichtung kann so konfiguriert werden, dass sie Trajektorie-Daten des Anhängers empfängt, die eine aktuelle Trajektorie des Anhängers anzeigen, die Verarbeitungseinrichtung kann so konfiguriert werden, dass sie auf der Grundlage der empfangenen Trajektorie-Daten des Anhängers eine abgekoppelte Trajektorie des Anhängers bestimmt, und die Steuereinrichtung kann so konfiguriert werden, dass sie die Anwendung der Kraft auf die Räder durch den mindestens einen Elektromotor bewirkt, so dass der Anhänger der abgekoppelten Trajektorie des Anhängers folgt.
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Die Trajektorie des abgekoppelten Anhängers kann im Wesentlichen einer aktuellen Trajektorie des Anhängers entsprechen.
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Die empfangenen Anhängertrajektorie-Daten können spurabhängige Ausgangsdaten enthalten, die auf Fahrbahnmarkierungen in der Nähe des Fahrzeugs hinweisen, und die ermittelte abgekoppelte Anhängertrajektorie kann im Wesentlichen einer Trajektorie innerhalb der Fahrbahnmarkierungen entsprechen.
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Die empfangenen Trajektorie-Daten des Anhängers können Straßenbegrenzungs-Ausgabedaten enthalten, die auf einen Straßenrand in der Nähe des Fahrzeugs hinweisen, und die ermittelte Trajektorie des abgekoppelten Anhängers kann im Wesentlichen einer Trajektorie entsprechen, bei der sich der Anhänger zum Straßenrand hin bewegt.
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Die Trajektorie des Anhängers kann von mindestens einem Bordsensor des Anhängers und/oder des Fahrzeugs empfangen werden.
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Der mindestens eine Bordsensor kann mindestens einen Lasersensor, einen Infrarotsensor oder einen Sichtsensor umfassen.
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Das System kann aus mindestens einem Elektromotor bestehen.
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Das System kann Energiespeichermittel umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie mindestens einen Elektromotor mit elektrischer Energie versorgen.
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Das System kann aus einem ersten Elektromotor bestehen, der mit einem ersten der Räder gekoppelt ist, und einem zweiten Elektromotor, der mit einem zweiten der Räder gekoppelt ist.
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Der mindestens eine Elektromotor kann so konfiguriert werden, dass er als Generator fungiert, um die Energiespeichermittel aufzuladen, wenn die auf die Räder ausgeübte Kraft eine Bremskraft ist.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Methode zur Verwendung in einem von einem Fahrzeug ziehbaren Anhänger vorgesehen. Der Anhänger besteht aus einer Achse mit zwei Rädern und mindestens einem daran gekoppelten Elektromotor. Der Anhänger und das Fahrzeug verfügen über komplementäre Kupplungsteile zum Ankuppeln des Anhängers an das Fahrzeug an einer Kupplung des Anhängers. Das Verfahren umfasst den Empfang eines Kupplungssignals, das einen Zustand der Kupplung zwischen den Kupplungskomponenten anzeigt. Die Methode umfasst die Bestimmung, ob die Kupplungskomponenten entkoppelt sind, basierend auf dem Kupplungssignal der Kupplung. Das Verfahren besteht darin, den mindestens einen Elektromotor dazu zu bringen, eine Kraft auf die Räder, an die er gekoppelt ist, auszuüben, als Reaktion auf die Feststellung, dass die Kupplungskomponenten abgekoppelt sind.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Anhänger vorgesehen, der von einem Fahrzeug gezogen werden kann. Der Anhänger besteht aus einer Achse mit zwei Rädern und mindestens einem daran gekoppelten Elektromotor, und der Anhänger umfasst ein System wie oben beschrieben.
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Der Anhänger kann aus einem ersten Elektromotor bestehen, der an ein erstes der Räder gekoppelt ist, und einem zweiten Elektromotor, der an ein zweites der Räder gekoppelt ist.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein nichtflüchtiger, computerlesbarer Datenträger bereitgestellt, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, den einen oder die mehreren Prozessoren veranlassen, die oben beschriebene Methode auszuführen.
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Im Rahmen dieser Anmeldung ist ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen aufgeführt sind, und insbesondere deren einzelne Merkmale unabhängig oder in beliebiger Kombination genommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale jeder Ausführungsform können auf beliebige Weise und/oder in beliebiger Kombination miteinander kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind inkompatibel. Der Antragsteller behält sich das Recht vor, jeden ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder einen neuen Anspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, einen ursprünglich eingereichten Anspruch so zu ändern, dass er von einem anderen Anspruch abhängt und/oder ein Merkmal eines anderen Anspruchs enthält, obwohl dieser ursprünglich nicht auf diese Weise beansprucht wurde.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur noch beispielhaft anhand der zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen:
- 1 ist eine schematische Draufsicht eines von einem Fahrzeug gezogenen Anhängers, wobei der Anhänger ein System entsprechend einer Verkörperung eines Aspekts der Erfindung aufweist und die Ein- und Ausgänge des Systems zeigt; und,
- 2 zeigt die Schritte, die das System der 1 in einer Methode entsprechend einer Verkörperung eines Aspekts der Erfindung durchführt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung sieht ein System für einen Anhänger vor, der von einem Fahrzeug über eine Kupplung gezogen werden kann. Der Anhänger und das Fahrzeug verfügen über komplementäre Kupplungsteile zum Ankuppeln des Anhängers an das Fahrzeug an der Kupplung. Der Anhänger umfasst eine Achse mit zwei Rädern, wobei an jedem Rad ein Elektromotor befestigt ist. Das System ist so angeordnet, dass es ein Kupplungssignal empfängt, das einen Zustand der Kupplung zwischen den Kupplungskomponenten anzeigt, und so angeordnet, dass es auf der Grundlage des Kupplungssignals bestimmt, ob die Kupplungskomponenten entkoppelt sind. Das System ist so angeordnet, dass jeder der Elektromotoren eine Kraft auf das Rad ausübt, an dem er befestigt ist, als Reaktion auf die Feststellung, dass die Kupplungskomponenten abgekoppelt sind, um den Anhänger stabil und kontrolliert zum Stillstand zu bringen, falls sich der Anhänger vom Zugfahrzeug löst.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Anhängers 10, der von einem Fahrzeug 12 gezogen wird. Der Anhänger 10 ist mit dem Fahrzeug 12 mit Hilfe einer Anhängerkupplung 14 verbunden. Die Anhängekupplung 14 hat die Form einer mechanischen Kupplung. Insbesondere wird eine Fahrzeugkupplung, Bauteil 16, an eine Anhängerkupplung, Bauteil 18, gekuppelt oder befestigt, damit das Fahrzeug 12 den Anhänger 10 ziehen kann. So kann z.B. die Fahrzeuganhängevorrichtung 16 in Form einer Deichsel am Fahrgestell des Fahrzeugs 12 befestigt sein. Die Deichsel kann die Form einer Kugel, eines Bolzens, eines Hakens oder eines Zapfens haben. Das Bauteil 18 der Anhängekupplung kann ein empfängerartiges Bauteil oder ein festes deichselartiges Bauteil sein, das an der Deichsel eingehängt werden kann, um die Kupplungsteile 16, 18 zu kuppeln. Die Kupplungsteile 16, 18 sind so beschaffen, dass eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Anhänger 10 und dem Fahrzeug 12 möglich ist.
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Die Kupplung 14 umfasst einen Kupplungs- oder Kupplungssensor 15, der so konfiguriert ist, dass er eine vom Fahrzeug 12 auf den Anhänger 10 ausgeübte Kupplungskraft misst. Insbesondere ist der Kupplungssensor 15 so angeordnet, dass er sowohl das Über- als auch das Unterfahren des Anhängers 10 am Zugfahrzeug 12 misst. Eine Überschreitung tritt auf, wenn der Anhänger 10 eine Kraft in Vorwärtsrichtung auf das Fahrzeug 12 ausübt, z.B. wenn der Fahrer des Fahrzeugs 12 die Fahrzeugbremse betätigt, wenn der Anhänger 10 und das Fahrzeug 12 in Vorwärtsrichtung fahren. Unterfahren tritt auf, wenn der Anhänger 10 eine Kraft in Rückwärtsrichtung auf das Fahrzeug 12 ausübt, z.B. wenn der Fahrer des Fahrzeugs 12 die Fahrzeugbremse betätigt, wenn der Anhänger 10 und das Fahrzeug 12 rückwärts fahren.
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In der beschriebenen Ausführungsform ist das Fahrzeug 12 ein Auto mit einer Vielzahl von fahrzeugseitigen Steuerungssubsystemen und Sensoren. Das Fahrzeug 12 umfasst beispielsweise ein Fahrzeugbeleuchtungs-Subsystem 20 zur Steuerung der externen Fahrzeugleuchten wie Scheinwerfer, Brems- und Blinkleuchten. Das Beleuchtungs-Subsystem 20 empfängt Eingaben des Fahrzeugführers über Steuerknöpfe und Aktuatoren in der Fahrzeugkabine und steuert die Außenleuchten so, dass sie nach Bedarf funktionieren. Das Teilsystem 20 für die Fahrzeugbeleuchtung ist auch mit den Außenleuchten 22 des Anhängers 10 verbunden und steuert diese. Insbesondere ist das Teilsystem 20 für die Fahrzeugbeleuchtung durch die Verkabelung der Anschlüsse 23 mit den Außenleuchten 22 des Anhängers verbunden. Das Teilsystem 20 für die Fahrzeugbeleuchtung ist so angeordnet, dass die entsprechenden Leuchten am Fahrzeug 12 und am Anhänger 10 gleichzeitig betrieben werden können. Wenn der Fahrer zum Beispiel ein Bremspedal des Fahrzeugs 12 betätigt, steuert das Teilsystem 20 für die Fahrzeugbeleuchtung die externen Bremsleuchten sowohl am Fahrzeug 12 als auch am Anhänger 10, um sie zu betätigen.
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Das Fahrzeug 12 verfügt über einen Beschleunigungsmesser 24. Der Beschleunigungsmesser 24 kann Teil eines Subsystems des Fahrzeugs 12 sein, z.B. eines Subsystems für die Fahrzeugnavigation, eines Subsystems für die Geschwindigkeitsregelung oder eines Subsystems für die elektronische Stabilitätsregelung des Fahrzeugs. Der Beschleunigungsmesser 24 kann Änderungen in der Bewegung des Fahrzeugs 12 messen, z.B. die Messung von Kurvenkräften oder Lärm, Vibration und Härte (NVH).
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Das Fahrzeug umfasst auch verschiedene Arten von Sensoren, die so angeordnet sind, dass sie Bereiche und Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs erfassen 12. Das Fahrzeug 12 umfasst insbesondere Radarsensoren in Form von Lasersensoren 26 und Infrarotsensoren 28 sowie einen oder mehrere Sichtsensoren in Form von Kameras 30. Die Radar- und Sichtsensoren 26, 28, 30 können Teil eines Teilsystems des Fahrzeugs 12 sein. Die Radar- und Sichtsensoren 26, 28, 30 können beispielsweise Teil eines Teilsystems zur Fahrspurerkennung sein, bei dem die Sensoren 26, 28, 30 so angeordnet sind, dass sie Fahrbahnmarkierungen auf einer Straßenoberfläche oder einer Straßenbegrenzung, wie z.B. einem Bürgersteig oder einem Seitenstreifen, erkennen. Ein solches Teilsystem ist so ausgelegt, dass es den Fahrer warnt (z.B. durch akustische oder visuelle Warnsignale) oder korrigierende Maßnahmen ergreift, wenn das Fahrzeug 12 eine bestimmte Spur verlässt, ohne seine Absicht anzuzeigen.
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In der beschriebenen Ausführung hat der Anhänger 10 zwei Räder 40, 42, eines auf jeder Seite des Anhängers 10, die durch eine Achse 44 verbunden sind. An jedem der Räder des Anhängers 40, 42 ist ein Elektromotor/Generator oder eine elektrische Maschine 46, 48 befestigt. Die elektrischen Maschinen 36, 38 sind mit der Achse 44 verbunden; sie können jedoch in verschiedenen Ausführungsformen, z.B. über Radnaben- oder Rahmenverbindungen des Anhängers 10, unterschiedlich an den Anhänger 10 angeschlossen werden. Die elektrischen Maschinen 46, 48 sind an eine Hochleistungsbatterie mit niedriger Kapazität 50 des Anhängers 10 angeschlossen und werden von dieser gespeist. Die elektrischen Maschinen 46, 48 können verwendet werden, um die Räder 40, 42 des Anhängers 10 mit regenerativem Brems- oder Antriebsmoment zu beaufschlagen. In der beschriebenen Ausführungsform sind die elektrischen Maschinen so konfiguriert, dass sie während der normalen Fahrt des Anhängers 10 und des Fahrzeugs 12 im Freilauf laufen. Der Akku 50 ist ein Lithium-Titanat-Akkumulator: Dieser Akkutyp ist wegen seiner schnellen Ladezeit im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Akkumulatoren vorteilhaft.
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Jedes der Anhängerräder 40, 42 hat auch einen Raddrehzahlsensor 52, 54, der die Drehzahl des jeweiligen Rades 40, 42 misst. Der Anhänger 10 enthält auch einen Gier-Sensor 56 in Form eines Beschleunigungssensors, der so konfiguriert ist, dass er das Gieren, d.h. die Winkelgeschwindigkeit um eine vertikale Achse, des Anhängers 10 erfasst. Wie der Fahrzeugbeschleunigungsmesser 24 kann der Anhänger-Beschleunigungsmesser 56 Änderungen der Bewegung des Anhängers 10 messen, zum Beispiel die Messung von Kurvenfahrtkräften oder NVH-Kräften.
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Wie das Fahrzeug 12 enthält auch der Anhänger 10 einen oder mehrere Lasersensoren 58, Infrarotsensoren 60 und Sichtsensoren 62 zur Erfassung von Bereichen und Objekten in der Umgebung des Anhängers 10.
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Der Trailer 10 enthält ein elektronisches Steuergerät oder System (ECU) 70, das zur Steuerung des Betriebs der elektrischen Maschinen 46, 48 konfiguriert ist. Die ECU 70 besteht insbesondere aus einem Empfänger bzw. Empfangsmittel 72, einem Prozessor bzw. Verarbeitungsmittel 74 und einem Controller bzw. Steuermittel 76.
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Der Empfänger 72 ist so konfiguriert, dass er elektronische Signale von Komponenten und Subsystemen sowohl des Anhängers 10 als auch des Fahrzeugs 12 empfängt. Insbesondere empfängt der Empfänger 52 Signale, die einen Zustand der Kopplung der komplementären Anhängekupplungskomponenten 16, 18 an der Anhängekupplung 14 anzeigen, d.h. Anhängekupplungssignale, wie weiter unten beschrieben wird. Der Prozessor 74 ist so konfiguriert, dass er anhand der empfangenen Kupplungssignale bestimmt, ob die Kupplungskomponenten 16, 18 angekoppelt oder abgekoppelt sind. Das Steuergerät 76 ist so konfiguriert, dass es Steuersignale 78, 80 an die jeweiligen elektrischen Maschinen 46, 48 sendet, um jede der elektrischen Maschinen 46, 48 dazu zu veranlassen, eine Kraft auf das Anhängerrad 40, 42, an dem es befestigt ist, auszuüben, als Reaktion auf eine Feststellung des Prozessors 54, dass die Kupplungskomponenten 16, 18 abgekoppelt wurden. Auf diese Weise können mit den elektrischen Maschinen 46, 48 die Räder 40, 42 des Anhängers 40, 42 regenerativ gebremst werden, um den Anhänger 10 kontrolliert zum Stillstand zu bringen, wenn sich der Anhänger 10 während einer Fahrt vom Zugfahrzeug 12 löst.
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2 zeigt ein Flussdiagramm, das die Schritte einer Methode 100, die der Prozessor 54 durchführt, umreißt. Im Schritt 102 empfängt das System 70 das Kupplungssignal von verschiedenen Sensoren und Subsystemen des Anhängers 10 und des Fahrzeugs 12, wobei das Kupplungssignal einen Zustand der Kupplung zwischen den Kupplungsteilen 16, 18 anzeigt. Zum Beispiel enthält das Signal der Anhängekupplung ein Signal 82 vom Anschluss der externen Anhängerbeleuchtung. Insbesondere überwacht das System 50 den Zustand der Kabelverbindungen 23 zwischen dem Teilsystem Fahrzeugbeleuchtung 20 und den Außenleuchten 22 des Anhängers. Für den Fall, dass die Außenleuchten 22 des Anhängers vom Teilsystem 20 der Außenbeleuchtung des Fahrzeugs getrennt werden, sind die Außenleuchten 22 des Anhängers so angeordnet, dass sie das System 70 über das Signal 82 benachrichtigen. Alternativ oder zusätzlich dazu ist das Teilsystem 20 für die Außenbeleuchtung des Fahrzeugs so angeordnet, dass das System 70 über das Signal 83, das ein drahtloses Signal sein kann, über die Abschaltung informiert wird.
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Das Kupplungssignal kann auch in Abhängigkeit von einem drahtlosen Funkfrequenzsignal, das zwischen dem Fahrzeug 12 und dem Anhänger 10 gesendet wird, an das System 50 gesendet werden. Insbesondere hat das Fahrzeug 12 einen drahtlosen Sender 84 und der Anhänger 10 einen drahtlosen Empfänger 85. Im Einzelnen ist der Sender 84 so angeordnet, dass er drahtlose Signale 86 an den Empfänger 85 sendet: Wenn der Sender 84 die Kommunikation mit dem Empfänger 85 verliert, wird ein Signal 87 an das System 70 gesendet, um das System 70 über den Kommunikationsverlust zu informieren, was darauf hindeutet, dass sich der Anhänger 12 vom Fahrzeug 10 abgekoppelt hat. Es ist nicht notwendig, dass die Kommunikation zwischen Sender 84 und Empfänger 85 verloren geht, damit das Kupplungssignal 87 gesendet werden kann: zum Beispiel kann eine festgestellte Zunahme der Entfernung zwischen Sender 84 und Empfänger 85 dazu führen, dass das Kupplungssignal 87 gesendet wird.
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Das Kupplungssignal kann auch in Form der Ausgangssignale 88, 89 des Fahrzeug-Gier-Sensors 24 und des Anhänger-Gier-Sensors 56 erfolgen. Eine festgestellte zeitliche Abweichung oder Konvergenz in den jeweiligen Gierniveaus von Anhänger 10 und Fahrzeug 12 kann ein Hinweis darauf sein, dass der Anhänger 10 an der Kupplung 14 vom Fahrzeug 12 abgekuppelt wurde. Alternativ kann das Signal 89 der Anhängekupplung nur vom Anhänger 10 empfangen werden: das Niveau des festgestellten Gierens im Anhänger 10, das über einen Gier-Schwellenwert ansteigt, kann ein Hinweis auf eine Anhängerabkupplung, d.h. einen unbehinderten Anhänger, sein. Die Signale 88, 89 der Anhänger- und Fahrzeugbeschleunigungsmesser 24, 56 können Daten enthalten, die sich auf die jeweiligen Positionen des Anhängers 10 und des Fahrzeugs 12 beziehen und nicht auf die Gierhöhe. Die Signale 88, 89 können beispielsweise Positionsdaten bezüglich der Kurven- und/oder NVH-Kräfte enthalten, wobei eine zeitliche Abweichung oder Konvergenz der Differenz zwischen den jeweiligen Positionsdaten des Anhängers 10 und des Fahrzeugs auf einen unbehinderten Anhänger hinweist.
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Das Kupplungssignal kann auch in Form von Radarsensor-Ausgangssignalen 90, 91 von den Radarsensoren 26, 28 des Fahrzeugs 12 und/oder den Radarsensoren 58, 60 des Anhängers 10 erfolgen. Die Radarsensoren 26, 28, 58, 60 können zur Erkennung der Nähe des Anhängers 10 zum Fahrzeug 12 verwendet werden: eine Vergrößerung des Abstands zwischen Anhänger 10 und Fahrzeug 12 über einen Abstandsgrenzwert hinaus kann auf eine Abkopplung des Anhängers hinweisen. In ähnlicher Weise kann das Kupplungssignal in Form von Sichtsensor-Ausgangssignalen 92, 93 vorliegen, wobei die Fahrzeug- und/oder Anhängerkameras 30, 62 verwendet werden, um dem System 70 Daten zu liefern, die auf die Anhängerabkupplung hinweisen.
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Um zu 2 zurückzukehren, bestimmt der Prozessor 74 in Schritt 104 anhand der empfangenen Kupplungssignale 82, 83, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, ob Anhänger 10 vom Fahrzeug 12 abgekoppelt zu sein scheint. Beachten Sie, dass der Prozessor 74 diese Bestimmung möglicherweise auf der Grundlage eines oder mehrerer dieser Anhängekupplungssignale vornimmt.
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Wenn anhand des Signals der Anhängekupplung festgestellt wird, dass der Anhänger 10 abgekuppelt werden kann, versucht das System 70 dann, diese Feststellung zu verifizieren. Im Einzelnen steuert die Systemsteuerung 76 in Schritt 106 die elektrischen Maschinen 46, 48, um einen Impuls der regenerativen Bremsung auf die Räder 40, 42, an die sie gekoppelt sind, auszuüben. Bei Schritt 108 empfängt und überwacht das System 70 die Ausgangsdaten 94 des Kopplungssensors vom Kopplungssensor 15. Diese wird dann vom Prozessor 74 in Schritt 110 verwendet, um zu bestätigen, ob der Anhänger 10 tatsächlich vom Fahrzeug 12 abgekoppelt wurde. Wenn der Anhänger 10 noch an das Fahrzeug 12 angehängt ist, dann führt der angelegte Bremsimpuls dazu, dass der Anhänger 10 eine Schleppkraft auf das Fahrzeug 12 ausübt. Diese Schleppkraft wird wiederum vom Kopplungssensor 15 erfasst und ist in den Ausgangsdaten des Kopplungssensors 94 vorhanden. Im Gegensatz dazu registriert der angelegte Bremsimpuls keine Kraft auf den Kupplungssensor 15, wenn der Anhänger 10 nicht an das Fahrzeug 12 angehängt ist. Das heißt, wenn die Schleppkraft nicht in den Ausgangsdaten des Kupplungssensors 94 enthalten ist, geht das System 70 davon aus, dass der Anhänger 10 tatsächlich vom Fahrzeug 12 abgekuppelt worden ist.
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Wenn in Schritt 110 bestätigt wird, dass sich der Anhänger 10 vom Fahrzeug 12 abgekoppelt hat, muss der Anhänger 10 kontrolliert zur Ruhe gebracht werden. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen. Zum Beispiel kann der unbehinderte Anhänger 10 auf der Grundlage seiner Trajektorie vor dem Abkuppeln gesteuert werden. Die vorhergehende Trajektorie kann auf der Grundlage der Ausgangsdaten 94 des Kopplungssensors vor der Entkopplung bestimmt werden. So kann beispielsweise die am Kupplungssensor 15 gemessene Kraft darauf hinweisen, dass das Fahrzeug 12 und der Anhänger 10 vor dem Abkuppeln einer gekrümmten Bahn gefolgt sind. Daten von den Radar- und/oder Sichtsensoren 26, 28, 30, 58, 60, 62 von einem oder beiden des Anhängers 10 und des Fahrzeugs 12 können auch zur Bestimmung der Anhängertrajektorie vor dem Abkoppeln verwendet werden. Der Prozessor kann dann eine zukünftige Trajektorie für den Anhänger 10 bestimmen, wobei der Anhänger 10 so gesteuert wird, dass er auf der vorhergehenden Trajektorie weiterfährt, während er zur Ruhe gebracht wird.
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Eine weitere Option besteht darin, dass die zukünftige Trajektorie des Anhängers 10 eine im Wesentlichen gerade Linie ist. Das heißt, der Anhänger 10 wird so gesteuert, dass er auf einer geraden oder linearen Bahn zur Ruhe gebracht wird.
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Das System 70 kann auch die Fahrspur-Sensorsubsysteme des Anhängers 10 oder des Fahrzeugs 12 nutzen, um eine zukünftige Trajektorie für den Anhänger 10 beim Abkoppeln zu bestimmen. Insbesondere können die Radar- und/oder Sichtsensoren 26, 28, 30, 58, 60, 62 verwendet werden, um den Anhänger 10 so zu steuern, dass er aufgrund von Fahrbahnmarkierungen in der Spur bleibt oder sich an den Straßenrand bewegt, während er zum Stillstand gebracht wird.
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Das System 70 kann die gewünschte Trajektorie auf die Geschwindigkeit des Anhängers 10 beziehen. Zum Beispiel liefern die Raddrehzahlsensoren 52, 54 des Anhängers Raddrehzahldaten in Form der Signale 95, 96 an das System 70. Insbesondere kann der Anhänger 10 über einen längeren Zeitraum für eine relativ hohe Geschwindigkeit im Vergleich zu einer relativ niedrigen Geschwindigkeit zum Stillstand gebracht werden. Die von den Elektromotoren 46, 48 ausgeübte Bremskraft kann bei einer relativ hohen Geschwindigkeit größer sein als bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit.
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In Schritt 114 veranlasst der Regler 76 die Elektromotoren 46, 48, entsprechende Kräfte auf die Räder 40, 42 des Anhängers auszuüben, um den Anhänger 10 kontrolliert zum Stillstand zu bringen, während er der gewünschten oder vorgegebenen Bahn aus Schritt 112 folgt. Insbesondere die Elektromotoren 46, 48 üben regenerative Bremskräfte auf die Räder 40, 42 des Anhängers aus; damit der Anhänger 10 der gewünschten Trajektorie folgt, können die Elektromotoren 46, 48 jedoch auch eine Antriebskraft auf eines oder mehrere der Räder 40, 42 an verschiedenen Punkten ausüben. Der Anhänger 10 kann innerhalb einer bestimmten Zeitspanne und/oder innerhalb einer bestimmten Entfernung zur Fahrt des Anhängers 10 auf eine Geschwindigkeit von im Wesentlichen Null gebracht werden. Die Zeitspanne oder Entfernung der Reise kann im Voraus festgelegt werden oder auf der aktuellen Trajektorie und/oder Geschwindigkeit des Anhängers basieren. Auf der Grundlage der aktuellen Anhängergeschwindigkeit kann der Prozessor 74 eine maximal zulässige Entfernung, die der Anhänger 10 vor dem Stillstand zurücklegen darf, oder eine maximal zulässige Zeitspanne, innerhalb derer der Anhänger 10 zum Stillstand gebracht werden sollte, bestimmen, und die Elektromotoren 46, 48 bremsen die Räder des Anhängers 40, 42 entsprechend der maximalen Entfernung oder Zeitspanne.
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Beachten Sie, dass die vorliegende Ausführung, bei der die Elektromotoren 46, 48 zur Bereitstellung von Bremsmoment für die Räder 40, 42 des Anhängers verwendet werden, um den Anhänger 10 zum Stillstand zu bringen, falls er vom Zugfahrzeug 12 abgekuppelt wird, in Verbindung mit dem Betrieb der Elektromotoren 46, 48 verwendet werden kann, um der Kombination aus Anhänger 10 und Fahrzeug 12 Bremsunterstützung und erhöhte Stabilität zu verleihen und/oder den Rädern 40, 42 des Anhängers Antriebsmoment zu verleihen, um dem Fahrzeug 12 eine Anfahrhilfe zu geben. Durch die Verwendung der Elektromotoren 46, 48 zur Bereitstellung des Antriebsmoments wird die gespeicherte Ladung der Batterie 50 verbraucht, während die Verwendung der Elektromotoren 46, 48 zur regenerativen Bremsung der Räder des Anhängers 40, 42 die gespeicherte Ladung der Batterie 50 wieder auffüllt.
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An den obigen Beispielen können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den begleitenden Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.
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In der beschriebenen Ausführung werden die elektrischen Maschinen 46, 48 von der Batterie 50 gespeist; andere Energiespeicher, wie ein oder mehrere Kondensatoren, Superkondensatoren oder Ultrakondensatoren, können jedoch in Kombination mit oder anstelle der Batterie verwendet werden.
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In der beschriebenen Ausführung ist das Teilsystem 20 für die Fahrzeugbeleuchtung mit den Anhängerbeleuchtungen über Drahtverbindungen verbunden; in anderen Ausführungen kann das Teilsystem für die Fahrzeugbeleuchtung jedoch drahtlos mit den Anhängerbeleuchtungen verbunden sein. Insbesondere kann das Teilsystem für die Fahrzeugbeleuchtung Eingänge erhalten, die sich auf den Betrieb oder den Status der Außenleuchten des Fahrzeugs beziehen. Außerdem kann das Teilsystem für die Fahrzeugbeleuchtung einen Sender, z.B. einen Hochfrequenzsender, und der Anhänger einen Empfänger, z.B. einen Hochfrequenzempfänger, enthalten, und der Sender des Teilsystems für die Fahrzeugbeleuchtung ist so angeordnet, dass er den Status der Außenleuchten des Fahrzeugs an den Empfänger des Anhängers überträgt. Die Außenbeleuchtung des Anhängers wird so gesteuert, dass sie in Abhängigkeit vom empfangenen Funksignal funktioniert. Ein Verlust der drahtlosen Kommunikation zwischen dem Fahrzeugsender und dem Anhängerempfänger kann als Hinweis darauf verwendet werden, dass der Anhänger vom Fahrzeug abgekoppelt wurde, ähnlich wie der Sender 84 und der Empfänger 85 in der beschriebenen Ausführung.
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In der beschriebenen Ausführungsform ist an jedes der beiden Räder (40, 42) der Achse (44) jeweils ein Elektromotor (46,48) gekoppelt. Das heißt, ein erster der Elektromotoren (46) liefert eine Antriebs- oder Bremskraft für ein erstes der Anhängerräder (40), und ein zweiter der Elektromotoren (48) liefert eine Antriebs- oder Bremskraft für ein zweites der Anhängerräder (42). In verschiedenen Ausführungsformen kann ein einziger Elektromotor jedoch eine Antriebs- oder Bremskraft für beide Räder der Achse bereitstellen. Der Anhänger kann beispielsweise mit einem Getriebe versehen sein, damit der Elektromotor beide Räder der Achse mit Strom versorgt. Beachten Sie, dass der Anhänger der beschriebenen Ausführung zwar eine einzige Achse hat, aber in verschiedenen Ausführungen mit einer beliebigen Anzahl von Achsen und daran gekoppelten Elektromotoren versehen sein kann.