CN109415038A - 用于操控受驱动的挂车的方法和电机驱动的挂车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操控由电机驱动的挂车的方法，具有以下步骤：将挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的一个间距定义为中间位置；测量挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距与中间位置的偏差并作为间距值输出所述偏差；如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第一间距值，则电操作地对挂车(102、700)进行制动；如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第二间距值，其中第二间距值大于第一间距值，则机械操作地对挂车(102、700)进行制动；如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置增大了第三间距值，则通过电机(104、701)使挂车(102、700)加速。

Description

用于操控受驱动的挂车的方法和电机驱动的挂车
技术领域
本发明涉及一种用于操控利用电机驱动的挂车的方法以及这种电机驱动的挂车。
背景技术
根据现有技术的挂车基于力测量传感器，特别是应变测量片，所述力传感器测量在挂车和牵引车辆之间出现的力。所述力测量传感器已知易于受到外部影响、特别是易于受到环境影响，如温度波动和湿度波动的影响。此外，挂车和牵引车辆之间的连接根据现有技术始终是刚性的并且因此易于受到挂车和牵引车辆之间的轴向以及横向力的影响。特别是在挂车-牵引车辆***中可能出现强烈的振动，甚至会出现谐振。这会导致，力测量传感器生成大量测量数据，这对于控制单元又会导致很高的分析评估工作量。同样困难的是，将对于挂车控制重要的测量数据与通过振动或其他干扰量产生的底噪区分开。这会主要会对驾驶舒适性产生不利影响并提高了能耗。
由US 2012/0037435 A已知一种用于自行车的电机驱动的挂车。这里记载的挂车通过拉杆与自行车连接，其中，拉杆具有测力仪，而挂车具有电机。根据自行车与挂车之间的速度差，当挂车比自行车快时，测力仪测量压缩力，当挂车比自行车行进慢时，测量拉力。电机根据通过测力仪测得的力使挂车加速。
US 8,365,849 B2记载了一种用于牵引挂车的***。挂车包括电机、制动器、拉杆以及设置在拉杆上的力测量传感器。根据由测力仪测得的机械力，经由电机对挂车进行加速或通过制动器制动挂车。
DE 10 2010 051 838 A1记载了一种用于自行车的挂车，所述挂车包括电机，所述电机既可以用作制动器也可以用作马达，以便防止，挂车在推进或在制动自行车时对自行车造成可感知的反作用。为了实现这一点，记载了不同的传感器。例如提出了踏板压力传感器、设置在制动杆中的制动力传感器以及设置在自行车和挂车的连接结构中的力测量传感器。这些传感器的信号传输给电子的逻辑电路，所述逻辑电路又操控电机和/或制动器。通过力测量传感器可以确定，自行车向挂车施加拉力还是压力，根据所测得的信号来操控电机或制动器，以便使挂车跟随自行车。备选于所述力测量，提出了一种预加载的测量***，其中，压力传感器记录缸中的压力变化或者位置传感器测量通过弹簧支承的盘片的位置。这种预加载的测量***在挂车和自行车之间具有刚性较低的耦合结构，但这里也仍存在干扰性的、特别是脉冲式的反馈效果。
DE 10 2006 009 862 A1记载了一种自行车推动挂车，用于推进和制动自行车，作为惯性质量的电池支承在挂车的范围内，从而在制动运动中，电池向前摆动并且在加速运动时电池向后摆动。电池通过控制杆与实际位置传感器以及鲍登线铰接连接。在制动过程中，通过实际位置传感器使电机再生式地运行，同时通过鲍登线激活机械式的制动器。
发明内容
本发明的目的因此在于，将通过牵引车辆对挂车的牵引设计得尽可能简单和可靠，保持能耗较低以及提高驾驶舒适性。
所述目的通过权利要求1和8来实现。有利的实施形式在从属权利要求、说明书和附图中给出。
根据本发明，用于操控利用电机驱动的挂车的方法具有以下步骤：
将挂车与牵引车辆之间的一个间距定义为中间位置，
测量挂车与牵引车辆之间的间距与中间位置的偏差并作为间距值输出所述偏差，
如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置减小了至少第一间距值，则电操作地对挂车进行制动，
如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置减小了至少第二间距值，其中第二间距值大于第一间距值，则机械操作地对挂车进行制动，
如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置增大了第三间距值，则通过电机使挂车加速。
按照根据本发明的方法，将牵引车辆与挂车之间的一个间距定义为中间位置。接着，在行驶运行中连续地或以可确定的时间间隔监控挂车和牵引车辆之间的间距，并且测量在挂车和牵引车辆之间的间距与中间位置之间的偏差并作为间距值输出所述偏差。根据所测得的并且作为间距值输出的偏差，对挂车进行制动或加速。所述制动电动和/或机械式地操作。如果挂车和牵引车辆之间的间距例如由于牵引车辆减慢而减小，则通过电动触发的制动对挂车进行制动，只要挂车和牵引车辆之间的间距减小了至少第一间距值，但减小程度小于第二间距值。第一和第二间距值可以自由选择，但第二间距值大于第一间距值。如果挂车和牵引车辆之间的间距减小到达到或超过第二间距值的程度，则通过机械触发的制动器对挂车进行制动。如果挂车和牵引车辆之间的间距相对于中间位置增大了第三间距值，则电机对挂车进行加速。例如当牵引车辆加速或上坡行驶时，可能出现挂车和牵引车辆之间的间距的增大。挂车和牵引车辆之间的间距是沿牵引车辆的行驶轴线的间距，就是说，是牵引车辆轴线与挂车轴线之间的轴向间距。
通过根据相对于在先定义的中间位置挂车和牵引车辆之间的间距变化对挂车进行电动和/或机械操作的制动和对挂车的加速，挂车响应于牵引车辆的运动。由此，最终将中间位置设置成参照点，基于所述参照点对由挂车和牵引车辆组成的***进行调节。机械式操作的制动器允许即使在电动制动操作失效或功能故障时实现对挂车的可靠制动。但机械操作的制动原则上也可以是液压或气动操作的制动。重要的是，机械/液压/气动操作的制动相对于电动操作的制动的独立性。通过根据本发明的方法可以放弃使用力测量传感器。替代于此，对挂车和牵引车辆之间的间距的测量和调节通过间距测量来进行。
根据一个实施形式，对挂车电操作的制动器可以是再生式制动。再生式制动特别是可以通过电机来实现。所述电机为此可以发电机式地运行。根据一个实施形式，对挂车电操作的制动是平缓的直接制动，而对挂车机械操作的制动是猛烈的直接制动。平缓的和猛烈的直接制动特别是可以通过直接制动器来进行。在当前情况下选用术语“直接制动”或“直接制动器”，用于与通过电机进行的再生式制动相区别并且所述术语不应理解为对制动器结构形式的限制。在低于第一间距值之后，就是说，电动地触发制动，所述制动使得挂车一方面可以通过电机再生式地制动，或者另一方面可以通过直接制动器平缓地直接对挂车进行制动。也可以同时进行再生式制动和平缓的直接制动。再生式制动同样可以是平缓的。如果挂车和牵引车辆之间的减小的间距达到第二间距值，则机械地触发直接制动器。这种制动猛烈地进行，就是说与平缓的直接制动相比，以更剧烈升高的制动力进行制动。也可以在超过第二间距值时附加地继续再生式地制动。
根据一个优选的实施形式，可以通过再生式制动获得的制动能供应给能量存储器。所回收获得的制动能可以供应给电能存储器，例如电池或双电层电容器。电机在这种情况下可以用作发电机。回收获得的制动能也可以供应给机械能存储器，例如供应给飞轮。能量存储器可以设置在挂车中或上。特别是也可以在行驶运行中通过所述电能存储器给电机供能。通过这种再生，可以在不对能量存储器进行外部充电的情况下提高挂车的续航时间。
优选在电操作的制动中，制动力越大，则在超过第一间距值之后挂车和牵引车辆之间的间距减小得就越多。同样优选的是，在机械操作的制动中，制动力越大，则挂车和牵引车辆之间的间距在超过第二间距值之后减小的越多。由此，挂车和牵引车辆之间的间距越小，则作用在挂车上的制动力就越强。此外，优选在超过第三间距值之后挂车和牵引车辆之间的间距增大得越多，则挂车的加速就越强。电操作的制动和/或机械操作的制动和/或挂车的加速可以与挂车和牵引车辆之间的轴向间距与所述中间位置的偏差是成比例的、特别是成线性比例或指数比例的。由此可以确保相对于牵引车辆尽可能快速反应地补充调整挂车的位置。
根据一个实施形式，将自行车设置成牵引车和/或将自行车挂车设置成挂车。
根据另一个实施形式，如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置减小了第四间距值，所述第四间距值小于第一间距值，则结束电操作的制动。根据本发明，如果超过第一间距值，则电操作地对挂车进行制动。如果由于电操作的制动挂车和牵引车辆之间的间距重新接近中间位置，则在达到小于第一间距值的第四间距值时，不再电操作地对挂车制动。因此，在达到中间位置之前，电操作的制动已经结束。优选如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置减小了第五间距值，所述第五间距值小于第二间距值，但大于第四间距值，则可以进一步结束机械操作的制动并开始或继续电操作的制动。第五间距值特别是也可以大于第一间距值。因此，从中间位置出发，一旦挂车和牵引车辆之间的间距达到第一间距值，则进行电操作的制动。如果挂车和牵引车辆之间的间距继续减小，以至于第二间距值被超过，则附加地或唯一地进行机械操作的制动。如果由于机械的和必要时附加的电操作的制动，挂车和牵引车辆之间的间距重新接近中间位置，则在达到小于第二间距值的第五间距值之后，不再进行机械操作的制动。如果间距减小程度小于第五间距值但大于第四间距值，则仅电操作地进行制动。如果挂车和牵引车辆之间的间距继续靠近中间位置，则一旦低于第四间距值，就不再对挂车进行制动。如果挂车和牵引车辆之间的间距沿相反的方向发生偏差，使得挂车和牵引车辆之间的间距至少增大第三间距值，则根据本发明使挂车加速。优选如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置增大了第六间距值，所述第六间距值小于第三间距值，则结束加速。就是说，在挂车和牵引车辆之间的间距增大之后，对挂车进行加速，由此挂车和牵引车辆之间的间距重新接近中间位置。特别是一直对挂车进行加速，直到间距低于第六间距值。由此通过第四和第六间距值限定了无作用区(totbandbereich)，在无作用区中，即使挂车和牵引车辆之间的间距与中间位置出现偏差，也既不进行制动，也不进行加速。就是说，定义了一个无作用区，在这个无作用区中，挂车和牵引车辆之间的间距可以发生波动，而不进行补充调整。第五间距值限定了这样的区域，在这个区域中仅进行电操作的制动。
根据一个优选的实施形式，可以这样定义中间位置，即，挂车在牵引车辆后面行进，而不形成负载。所述挂车因此可以通过有目的地进行电操作或机械操作的制动或加速来补偿其自重以及可能装载在挂车上货物的重量。这种运行模式(跟随模式)用于确保，牵引车辆基本上感觉不到负载。根据另一个实施形式，可以这样定义中间位置，即挂车推动牵引车辆。这里这样来定义中间位置，即，挂车沿轴向方向向牵引车辆施加优选恒定的推力。由此，牵引车辆在这种运行模式(推动模式)中、特别是大斜度的山地行驶时被卸荷。
根据一个实施形式，所述方法还包括测量挂车速度的步骤。通过测量速度，当挂车超过确定的最大速度时，可以电动或机械操作地对挂车进行制动。特别是可以电动操作地通过电机对挂车再生式地进行制动或通过直接制动器对挂车进行平缓或猛烈的制动。优选进行直接制动。由此可以确保，特别是在大坡度山路行驶时，牵引车辆和挂车不会超过确定的最大速度。挂车可以通过直接制动器进行制动并且由此也可以降低牵引车辆的速度。
根据另一个实施形式，所述方法的特征在于，当推动没有受牵引的挂车时，保持挂车的速度。就是说，如果挂车没有与牵引车辆连接，而是例如由操作人员手动地推动时，则可以通过电机驱动所述挂车，使得挂车保持确定的速度，从而推动挂车的人员基本上不必推动任何负载或者仅推动很小的负载。如果挂车在这个行走模式中运行，则可以在挂车上设置手制动器，用于对挂车进行制动。所述手制动器优选操作挂车上的直接制动器。如果操作人员放开挂车，优选可以自动触发手制动器。在超过确定的速度时，挂车优选也可以自动被制动。
本发明还通过一种电机驱动的挂车来实现所述目的，所述挂车具有以下部分：
至少一个车轮，
用于驱动所述至少一个车轮的电机，
用于给所述电机供应能量的至少一个存储单元，
用于将挂车与牵引车辆连接的牵引杆，
牵引杆上的传感器单元，所述传感器单元构造成，测量在牵引车辆和挂车之间出现的与中间位置的间距偏差并且产生对应于所述间距偏差的电的测量信号，
响应于电测量信号的控制单元，所述控制单元构造成，如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第一间距值，基于传感器单元的电测量信号对挂车进行制动，并且如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置增大了第三间距值，则基于传感器单元的电测量信号操控电机，以便使挂车加速，
机械触发器，所述机械触发器构造成，如果挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第二间距值，所述第二间距值大于所述第一间距值，则基于所述间距偏差对挂车进行制动。
根据本发明的电机驱动的挂车适于实施根据本发明的方法。挂车通过牵引杆与牵引车辆连接。设置在牵引杆的传感器单元测量牵引车辆和挂车之间沿轴向方向从中间位置出发可能出现的间距偏差。此外，传感器单元还产生与所述间距偏差相对应的电测量信号，例如电压。所述电测量信号特别是可以与牵引车辆与挂车之间从中间位置出发的间距偏差是成比例的，例如成线性比例或指数比例的。因此，所述测量信号包含关于与牵引车辆与挂车之间的间距偏差的尺寸或大小以及所述偏差沿与牵引车辆与挂车之间的轴线沿轴向轴线的偏差的方向的信息，就是说，特别是关于挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置是减小还是增大的信息。根据挂车与牵引车辆之间的间距是增大或减小，电测量信号可以例如具有相反的符号，特别是当挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置增大时，电测量信号可以是正的，而当挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置减小时，电测量信号可以是负的。此外，通过机械式的触发器根据间距偏差、特别是根据挂车与牵引车辆之间间距的减小对挂车进行制动。附加于电测量信号，就是说还经由机械触发器输出关于间距偏差的信息。通过根据本发明的挂车可以放弃使用力测量传感器。替代于所述力测量传感器，挂车与牵引车辆之间的间距的测量和调节通过间距测量来进行。
为此通过控制单元在超过第一间距值之后电地触发制动，所述制动可以优选一方面再生式地对挂车进行制动，或者另一方面可以平缓地直接对挂车进行制动。也可以同时进行再生式和平缓的直接制动。再生式制动可以同样是平缓的。此外，当挂车与牵引车辆之间的间距减小了至少第二间距值时，通过机械式触发器对挂车进行制动。这里，第二间距值大于第一间距值。如果牵引车辆和挂车之间的减小的间距达到第二间距值，也可以通过机械触发器机械地触发具有直接制动器的制动单元。这可以猛烈地进行，就是说，与平缓的直接制动时相比，利用更强烈升高的制动力进行。如上面已经提及的那样，选用术语“直接制动”和“直接制动器”用以与通过电动机进行的再生式制动相区别，而不应将其理解为对制动器的结构形式的限制。也可以在超过第二间距值时附加地继续进行再生式制动。此外，控制单元构造成，当挂车与牵引车辆之间的间距相对于中间位置增大了第三间距值时，使挂车加速。如上面在对根据本发明的方法的说明中已经提及的那样，由此，挂车可以响应于牵引车辆的运动，其方式是，当挂车与牵引车辆之间间距过于强烈地减小时，对挂车进行再生式或直接的制动，并且当挂车与牵引车辆之间的间距过于强烈地增大时，对挂车进行加速。
根据一个实施形式，响应于电测量信号的控制单元构造成，基于电测量信号再生式地制动挂车和/或平缓地直接制动挂车。根据一个实施形式，也可以将机械触发器构造成，基于电测量信号猛烈地直接制动挂车。这里猛烈的直接制动与平缓的直接制动相比与挂车与牵引车辆之间的间距偏差相关地具有更强的制动力升高率。就是说，平缓的制动表示，与猛烈制动相比，制动力随着间距偏差增大升高斜率较为平坦。根据另一个实施形式，平缓的和猛烈的制动通过具有直接制动器的制动单元来进行，而再生式制动通过电机来进行。通过传感器单元基于电测量信号操控制动单元的直接制动器，以便进行平缓的直接制动。通过机械触发器操机械地控制动单元的直接制动器，以便进行猛烈的制动。制动单元为了控制猛烈的直接制动直接与传感器单元连接。因此，如果控制单元例如由于断电错误地工作或失效，直接制动器也可以用于进行猛烈的直接制动。直接制动器因此特别是反应特别快速的。
如果使用不允许再生式制动的电机，则通过电测量信号经由控制单元仅触发平缓的直接制动。如果电机能够用于再生式运行，则通过电测量信号经由控制单元触发再生式制动或平缓的直接制动或者同出发再生式制动和平缓的直接制动。在当前情况下选用术语“直接制动”和“直接制动器”，用以与通过电机实现的再生式制动的区别而选用并且不应理解为在制动选择上的限制。挂车也可以具有多于一个车轮。此时，这些车轮可以基于电测量信号通过控制单元彼此独立地进行制动。例如，可以设置在一个车轮上电机对该车轮进行再生式制动，而通过直接制动器对第二车轮进行平缓的制动。也可以通过平缓的直接制动向各车轮上施加不同的制动力。在旋转机动时、特别是在高速度以及弯道行驶时，这提高了挂车-牵引车辆***的稳定性。
根据一个优选的实施形式，挂车还包括至少与控制单元和电机连接的电机控制器。此外，所述挂车优选还包括能量存储器，如例如电池、飞轮或双电层电容，用于给电机供应能量。控制单元因此可以向电机控制器发送控制信号，所述电机控制器据此这样操控电机，使得挂车加速或再生式制动。此外，还优选可以设有与能量存储器、电机控制器和控制单元连接的功率控制器。由此，通过功率控制器以及电机控制器控制地，可以从能量存储器向电机供应能量。回收得到的制动能可以相应地通过电机控制器和功率控制器重新送入能量存储器。电机在这种情况下可以用作发电机。能量存储器可以设置在挂车中或上。通过这种再生可以能效特别高地运行挂车并且特别是在使用电池时可以提高续航时间。
根据另一个实施形式，挂车包括耗电器控制器，用于控制耗电器。耗电器控制器特别是可以与可能存在的功率控制器连接。由此可以通过耗电器控制器控制对耗电器，如例如发电机进行供能和/或控制。
根据一个优选的实施形式，挂车还包括至少与电机和控制单元连接的速度传感器。如同样已经针对方法说明的那样，所述速度传感器允许定义最大速度以及在这种情况下略微推动没有受牵引的挂车。
根据一个实施形式，电机驱动的挂车可以是电机驱动的自行车挂车，用于与作为牵引车辆的自行车连接。
根据一个实施形式，挂车的传感器单元包括用于与牵引车辆连接的拉杆和壳体，所述壳体具有用于与挂车连接的机构和设置在壳体中的距离传感器，其特征在于，
距离传感器测量壳体与拉杆之间的间距与中间位置的偏差，以及
如果壳体与拉杆之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第一间距值，则距离传感器产生对应于所述间距偏差的第一电测量信号，
拉杆与机械触发器配合作用，如果壳体与拉杆之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第二间距值，所述第二间距值大于所述第一间距值，则所述机械触发器发生与所述间距偏差相对应的偏移，以及
如果壳体与拉杆之间的间距相对于中间位置增大了第三间距值，则所述距离传感器产生对应于所述间距偏差的第二电测量信号。
就是说，如果壳体与拉杆之间的间距减小到达到或超过第一间距值的程度，则距离传感器产生相应的第一电测量信号。此外，如果壳体与拉杆之间的间距增大，距离传感器产生第二电测量信号。各电测量信号对应于相应的轴向间距偏差，就是说，携带关于间距偏差的尺寸的信息。第一和第二电测量信号特别是可以通过不同的符号(正负号)来区别。各电测量信号例如可以是电压。如果传感器单元与牵引车辆和挂车连接，则可以基于第一电测量信号电动地对挂车进行制动，以及基于第二电测量信号使挂车加速。电动制动可以再生式地通过挂车的电机进行或通过直接制动器平缓地进行。此外，如果壳体与拉杆之间的间距相对于中间位置减小了至少第二间距值，所述第二间距值大于第一间距值，则壳体与拉杆之间的轴向的间距偏差还会导致机械触发器的偏移。就是说，在达到或超过第二间距值之后，替代于或附加于产生第一电测量信号，使得机械触发器偏移。如果传感器单元与牵引车辆和挂车连接，则通过机械触发器的偏移可以机械地操作挂车的直接制动器。机械操作地制动可以特别是触发猛烈的直接制动。与平缓的直接制动相比，猛烈的直接制动与壳体与拉杆之间以及由此挂车和牵引车辆之间的轴向间距偏差相关地具有更强烈的制动力升高。根据第一、第二电测量信号以及机械触发器的偏移，挂车可以这样对牵引车辆的运动做出响应，即，当壳体与拉杆之间的间距并且由此挂车和牵引车辆之间的间距过于强烈地变小，则对挂车进行制动，如果挂车和牵引车辆之间的间距过于强烈地增大，则使挂车加速。通过传感器单元中的电致动器，通过距离传感器产生的电测量信号可以触发平缓的直接制动。根据本发明的电机驱动的挂车的控制单元也可以是根据本发明的传感器单元的一部分。通过根据本发明的传感器单元可以省去力测量传感器。替代所述力测量传感器，可以通过间距测量来实现对挂车和牵引车辆之间的间距进行测量和调节。特别是挂车与牵引车辆之间的连接结构可以通过连杆相对于壳体的运动自由度而较为灵活地设计。挂车-牵引车辆***因此很少受到挂车和牵引车之间的横向力的影响。
根据一个优选的实施形式，传感器单元的距离传感器具有角度传感器，所述角度传感器具有能旋转地支承的传感器杆，所述传感器杆通过拉杆相对于壳体的轴向运动偏移离开中间位置。就是说，由此可以将拉杆的轴向运动转换为传感器杆的旋转运动。根据壳体与拉杆之间的轴向间距从中间位置出发是增大还是减小，传感器杆特别是可以通过拉杆的轴向运动沿相反的方向转动。根据通过这种旋转实现的传感器杆的角度位置，产生与轴向间距偏差相对应的第一电测量信号或第二电测量信号。在另一个实施形式中，拉杆可以包括带有销轴的延长部，所述延长部在距离传感器的传感器杆的槽中被引导。这允许实现拉杆的轴向运动冲击特别小地转换成传感器杆的旋转运动。带有销轴的用于在传感器杆的槽中引导的延长部也可以设置在拉杆的顶杆上，所述顶杆可以设置在拉杆位于壳体中的端部上。根据另一个实施形式，根据另一个实施形式，传感器单元可以具有电致动器，所述致动器出发平缓的直接制动。由此，基于由角度传感器发出的第一电测量信号，可以操控所述电致动器，所述电致动器又通过机械的拉力杆根据拉杆和壳体之间的间距偏差触发平缓的直接制动。
此外，根据一个优选实施形式，传感器单元的触发器具有能旋转地支承的触发摇臂，所述触发摇臂通过拉杆相对于壳体的轴向运动能偏转离开初始位置。由此，如果壳体与拉杆之间的轴向间距的偏差超过第二偏差值，则可以旋转地支承的触发摇臂偏转离开其初始位置。如果传感器单元与牵引车辆和挂车连接，则与触发摇臂的偏转相对应地对挂车进行制动。特别是由此可以对挂车进行猛烈的直接制动。根据另一个实施形式，触发器可以具有复位弹簧，当壳体与拉杆之间的轴向间距的偏差不再超过第二偏差值时，所述复位弹簧将触发摇臂导回初始位置中。
根据一个优选的实施形式，触发器还包括缓冲单元，所述缓冲单元反作用于复位弹簧，并且当拉杆不使触发摇臂偏转时，有缓冲地将触发摇臂导回初始位置中。由此确保了，如果拉杆不再使触发杆偏转，则通过机械触发器的偏移引起的制动缓慢地重新减弱。就是说，制动由此缓慢地并以缓冲的方式结束。
根据一个实施形式，传感器单元可以构造成用于测量自行车挂车、特别是根据本发明的电机驱动的自行车挂车与作为牵引车辆的自行车之间的间距。
根据一个实施形式，所述传感器单元具有壳体、从壳体中延伸出来的用于与牵引杆连接的拉杆和确定壳体和拉杆之间的相对位置的距离传感器，所述拉杆能相对于壳体移动地支承，所述拉杆在没有机械复位力的情况保持能在正常范围内移动，所述正常范围覆盖所述第一和第三间距值。就是说，正常范围定义为正常的运行范围，在这个运行范围内，仅由于电测量信号、就是说仅通过对挂车的制动或加速实现向拉杆或其壳体上作用复位力。在这个正常范围内，没有发生机械衰减，除了不可避免的摩擦损失。拉杆这里几乎无阻力地(除了所述摩擦损失以外)滑动穿过壳体。这样的纯电子调节是非常精确的。特别是不会产生干扰性的耦合效应，如振动，因为拉杆通过运动的支承体完全自由地支承在壳体中。特别是可以防止出现预加载***的不利作用，所述***会导致传感器单元的脉冲式表现。保持这种正常的运行范围是重要的，因为在挂车的日常运行中会出现大量的外部干扰量，如例如不平坦的街道、要由挂车运送的变化的负载、变化的风况和使用者不同的驾驶习惯。为了实现这种精确的调节，重要的是，识别电机的准确位置。为此电机可以具有旋转编码器，所述旋转编码器能够以高精度确定电机当前的位置并将该位置发送给控制装置。也可以给挂车的车轮设置独立的车轮悬挂，以便衰减由地面引起的振动或震动。
所述正常范围可以通过其他间距值来限定，例如所述正常范围可以在一个方向上通过第二间距值限定。所述正常范围特别是可以在空间上通过两个末端止挡来限定。所述末端止挡可以例如通过两个弹簧形成，其中第一弹簧缓冲拉杆沿第一方向的运动，而第二弹簧缓冲拉杆沿第二方向的运动。就是说，拉杆通过这些弹簧受到机械复位力，但仅在正常范围之外、就是说在大加速度或减速度的情况下受到机械复位力。在正常范围内，拉杆不与弹簧接触。
根据另一个实施形式，传感器单元还包括多个与拉杆连接的滚轮和构成壳体的一部分的、容纳所述滚轮的导向元件，所述拉杆通过所述滚轮能相对于导向元件移动地支承。这种支承结构具有非常小的摩擦损失。导向元件可以设置在拉杆相对置的侧面上并且容纳设置在拉杆两侧的滚轮。特别是可以在两侧分别设置三个滚轮。如果挂车的重心从自行车出发观察位于挂车的车轮前面，则通过多个滚轮可以补偿由于挂车向前倾斜而出现的力或转矩。
根据另一个实施形式，机械触发器具有缓冲单元和与拉杆连接的带动件，所述缓冲单元具有缓冲杆，所述机械触发器制动所述挂车，其方式是，通过拉杆的运动，带动件将缓冲杆推动到缓冲单元中。在制动运动中，拉杆向壳体中运动并且通过带动件带动缓冲单元的缓冲杆。这个解决方案在结构上特别简单，此外，机械制动器可以通过所述缓冲单元逐渐地释放并且由此允许制动力缓慢地降低。
附图说明
下面参考多个附图来详细说明本发明。这里：
图1示出触发电操作和机械操作的制动类型的方案图；
图2示出根据本发明的电机操作的挂车连同作为牵引车辆的自行车；
图3示意性示出根据本发明的方法，特别是示出跟随模式和推动模式；
图4同样示出根据本发明的方法，特别是示出行走模式；
图5示出根据本发明的传感器单元的分解视图；
图6.1至6.4示出图5的传感器单元不同的偏转；
图7示出图的传感器单元的另一个图示；
图8示意性示出对应于图5的传感器单元的不同偏转的滞后曲线；
图9示出根据另一个实施形式的本发明传感器单元的分解视图；
图10.1至10.4示出图9的传感器单元的不同的偏转；
图11示意性示出对应于图9的传感器单元的不同偏转的滞后曲线；以及
图12示出根据本发明的挂车的第二实施形式。
具体实施方式
如果没有另行说明，下面相同的附图标记表示相同的部分。
图1示出不同制动类型的方案图。电操作的制动可以通过电机触发再生式的制动，或者通过直接制动器触发平缓的直接制动。这两种制动类型也可以并行地触发并相互补充。相反，机械操作的制动仅操控直接制动器，并且因此触发猛烈的直接制动。这种连接结构是纯机械的(或液压的)。
图2示出根据本发明的电机驱动的挂车102，所述挂车通过牵引杆108和连接件109与自行车101连接。挂车102具有两个车轮110，其中仅示出一个车轮。在当前实施例中，各车轮通过一根轴相互连接。但原则上，各车轮也可以不是相互连接的。挂车102还包括电机104，所述电机设置在一个所述车轮110上。但也可以在另一个车轮上设置另一个电机。也可以在所述轴上设置电机。挂车103由电机104驱动，所述电机由电池105获得能量。此外，挂车102还具有控制单元106，所述控制单元操控电机104以及设置在一个所述车轮110上的制动器107。但也可以在两个车轮110上或在轮轴上设置制动器并操控该制动器。与牵引杆108连接的传感器单元103设置在挂车102上或内部。传感器单元103测量自行车101和挂车102之间的间距沿轴向方向A从预先确定的中间位置出发的可能的偏差。沿轴向方向是指，沿着自行车和挂车之间的假想的连线。传感器单元103向控制单元106发送基于间距偏差的测量信号。根据由传感器单元103输出的测量信号，控制单元103可以操控电机104或制动器107并由此相对于自行车使挂车加速或制动。
图3结合根据本发明的电机驱动的挂车的部件示意性示出根据本发明的方法。传感器单元103、300例如可以如图2所示设置在挂车103中或上。所有其他所示的部件优选设置在挂车上或中。但控制单元106也可以是传感器单元103、300的一部分。控制单元106通过连接结构E与传感器单元103、300和制动单元107电连接。控制单元106接收来自传感器单元103、300的电测量信号、处理所述测量信号并将所述测量信号传输给电机控制器120。信号走势通过箭头实线或箭头虚线示出。通过电机控制器120最终操控电机104。此外，控制单元106与功率控制器122连接。通过功率控制器可以经由电机控制器从电池105向电机104引导电能，并且由此驱动电机104。原则上替代或附加于电池也可以设置其他能量存储器。此外，还有耗电器控制器123与功率控制器122连接。通过耗电器控制器例如可以运行一个或多个自行车灯。制动单元107通过电连接结构E与控制单元106连接并通过机械连接结构M与传感器单元103、300连接。此外，设有与电极104连接的旋转传感器124。所述旋转传感器124例如可以集成在电极124中。
传感器单元103、300构造成，测量在自行车和挂车之间沿轴向方向出现的间距变化并且产生与间距变化相对应的电测量信号。所述间距变化根据挂车和自行车之间事先定义为中间位置的轴向间距来测量。如果自行车制动，则自行车与挂车之间的间距变小并且出现沿轴向方向的间距变化。如果挂车与自行车之间的间距相对于中间位置减小了至少第一间距值，则传感器单元103、300产生与所述间距变化相对应的第一电测量信号。将第一测量信号发送给控制单元106，所述控制单元据此通过电机控制器120使电机104作为发电机运行并且对挂车进行再生式制动。信号走势通过箭头虚线标注。这里，通过电机104发电机式地回收得到的制动能经由功率控制器122回输到电池105中。控制单元106也可以基于第一电测量信号经由电连接结构E操控制动单元107并由此电操控直接制动器，以便进行平缓的直接制动。
但如果自行车101和挂车102之间的间距相对于中间位置减小至少第二间距值，第二间距值大于第一间距值，则传感器单元103、300的机械触发器发生偏转。基于所述偏转，通过机械连接结构M操控制动单元107并且触发制动单元107的直接制动器。由此特别是进行猛烈的直接制动。但所述机械连接结构M也可以是液压连接结构，从而液压地触发制动单元的直接制动。机械的信息传输在图3中通过箭头点划线示出。也可以通过制动单元107向电机104发送信号，例如以便在控制单元106发生故障时停止电机104。附加于第二测量信号也可以通过控制单元106和电机控制120向电机104传送触发再生式制动的第一电测量信号。由此可以同时再生式地和直接地进行制动。
如果自行车加速，从而挂车和自行车之间的间距相对于中间位置增大，则传感器单元103、300产生相应的第二电测量信号。第二电测量信号传送给控制单元106，所述控制单元通过电机控制器120使得电机104加速。信号走势通过箭头实线标注。由传感器单元产生的第二电测量信号的数值取决于，所确定的挂车和自行车之间的间距与中间位置有多大偏差。基于第二电测量信号，通过控制单元106操控电机控制器120并且由此这样操控电机104，使得挂车102加速，直至挂车和自行车之间的间距重新到达中间位置。
根据中间位置的定义，挂车可以在跟随模式中或在推动模式中运行。在跟随模式中，中间位置并且由此还挂车和自行车之间的间距这样定义，挂车跟随自行车行进，而没有形成可感觉的负载。在推动模式中，中间位置定义成，挂车在中间位置中始终向自行车施加推力。
此外，在图3中示出速度传感器121。速度传感器121测量挂车的速度并且例如与挂车的电机104和/或与车轮110和/或与轴111配合作用。测得的速度由速度传感器121发送给控制单元106。根据由速度传感器测得的速度，可以激活跟随模式和/或推动模式。例如在特别是在下坡行驶时可能出现的高速度下，关闭推动模式，并且在上坡行驶时激活推动模式。为了确定是上坡行驶还是下坡行驶，备选或附加地可以设置没有示出的斜度传感器。
旋转编码器124可以以高精度确定电机104的当前位置并且由此通过精确地控制电机104改进根据本发明进行的调节。特别是可以更好地控制由静止状态开始的运动。精确地控制电机104主要在控制单元下面说明的设计方案中是特别重要的。
图4与图3的区别在于，根据本发明的挂车现在在行进模式中运行。如果传感器单元103与牵引杆108一起从自行车上松开则例如可以激活行进模式。挂车102此时可以由操作人员从后面通过扶手面113推动。在行走模式中，控制单元106没有从传感器单元103获得测量信号或者忽视其由传感器单元103获得的信号。替代于此，控制单元106接收速度传感器121的测量信号并这样操控电机104，使得保持挂车已经达到的速度。由此，使得操作人员可以容易地推动挂车，特别是在斜度较大时。通过手制动器114可以通过操作人员对挂车进行制动(见图2)。可以设置另外的没有示出的传感器，一旦操作人员远离挂车，这些传感器就触发对挂车的制动。
图5示出根据本发明的传感器单元103的第一实施形式的分解视图。传感器单元包括壳体201，所述壳体具有可取下的侧面202和壳体201中的用于拉杆203的开口，所述拉杆用于与自行车连接。所示传感器单元可以直接设置在挂车102上或设置在牵引杆108上。此外，平行于拉杆203设置有平衡杆204，所述平衡杆强化挂车与自行车之间垂直于纵向方向的连接。由此，如果挂车的重心从自行车出发观察位于挂车的车轮的前面，特别是可以补偿由于挂车向前倾斜出现的力和力矩。拉杆203和平衡杆204通过共同的连接件205以及通过支架206和207与壳体201连接。拉杆203以及平衡杆204都能够沿轴向方向沿着自行车和挂车之间的连线运动。拉杆203在其位于壳体201中的端部上具有顶杆208和螺旋弹簧209以及用于在单侧固定螺旋弹簧209的弹簧座210。顶杆208具有带有销柱的延长部230，所述销柱嵌入传感器杆213的槽231中。传感器杆213和角度传感器211是距离传感器200的一部分，所述距离传感器通过安装板212与壳体201连接。角度传感器211以未示出的方式与挂车的控制单元106连接。
在附图标记214处示出触发器，所述触发器包括触发摇臂215、止挡216、复位弹簧218以及缓冲单元220。触发器214通过连接元件219与挂车的制动单元107连接。
首先将自行车101和挂车102之间的一个确定的间距定义为中间位置。在图6.1中示出处于中间位置中的传感器单元。如果现在在行驶运行中自行车加速，则自行车与挂车之间的间距增大，并且拉杆203与平衡杆204一起从壳体201中被拉出一段距离。拉杆203的运动可以通过顶杆208的弹簧230使传感器杆213向左转动，如图6.2中示出的那样。由此，拉杆203的平移运动转换成传感器杆213的旋转运动并由此转换成角度传感器211的旋转运动。角度传感器211将对应于偏转的(第二)电测量信号传送给挂车的控制单元106。基于所述测量信号，控制单元106通过电机控制器120相应地操控电机104，以便使挂车加速。挂车基本上一直加速到传感器杆重新到达中间位置。
如果自行车101制动，则自行车101和挂车102之间的间距减小。拉杆203和平衡杆204被进一步压入壳体并且拉杆203通过顶杆208和弹簧230向右推动传感器杆213。这在图6.3中以及在图7中示出。角度传感器211产生与偏转相对应的(第一)电测量信号，所述测量信号被传送给控制单元106并经由电机104对挂车进行再生式制动或经由制动单元107对挂车进行平缓的直接制动。传感器单元也可以具有电致动器240，所述致动器触发平缓的直接制动(图7)。由此，基于由角度传感器211发出的第一电测量信号，可以操控所述电致动器240，所述致动器又经由机械的拉力杆241根据拉杆和壳体之间的间距偏差触发平缓的直接制动。在所示实施例中，拉力杆241通过触发摇臂215引导。
如果自行车与挂车之间、由此也是壳体和拉杆的间距继续减小，则拉杆203的顶杆208操作触发器214的触发器摇臂215，如图6.4所示。通过触发器摇臂215的偏转触发挂车的制动单元107的直接制动器，使得进行猛烈的直接制动。
在图8中示出利用根据本发明的传感器单元进行的制动过程。图线在横轴上示出制动力，而在纵轴上示出角度传感器的位置。字母a-d表示角度传感器不同的偏转。在字母a)处，角度传感器处于中间位置。角度传感器没有偏转并且因此也没有出现制动力。如果现在自行车和挂车之间并且由此拉杆和壳体之间的间距减小，则角度传感器向右偏转，如在字母b)处示出的那样。在这个区域之内，角度传感器输出第一电测量信号，由此出发再生式制动和/或平缓的直接制动。挂车和自行车之间的间距降低越多，则再生式和/或平缓的直接制动的程度就越大，如在字母c)处示出的那样，触发摇臂***作。一旦触发摇臂***作并且由此触发器发生偏移，则触发猛烈的直接制动。在当前实施例中，在这种情况下，不再进行再生式制动。挂车和自行车之间的间距降低越多，则现在猛烈的直接制动变得越强。
由于这个制动过程，自行车与挂车之间的间距重新接近中间位置。拉杆和其顶杆因此远离触发摇臂，所述触发摇臂此后重新摆动回到其初始位置。但由于触发器的缓冲单元，这较为缓慢地进行。因此，猛烈的直接制动过程的衰减是受到缓冲的，这在滞后曲线中表现为制动力随传感器位置的偏移减小而缓慢地降低(受缓冲的直接制动)。如果自行车与挂车之间的间距继续接近中间位置，则此外还重新进行再生式制动。这在字母d)处示出。一旦触发摇臂重新到达其初始位置，则通过控制单元仅进行再生式制动和/或平缓的直接制动。一旦重新到达中间位置，则制动过程结束。
图9示出根据备选实施形式的传感器单元300。该传感器单元300包括面板301、背板302以及侧面元件303、304。此外还可能存在壳***置处的上部和下部盖板件。面板301具有用于拉杆305的开口，所述拉杆用于与自行车连接。拉杆305可以与牵引杆108连接或者构成牵引杆的一部分。传感器单元305可以直接安装在挂车102或牵引杆108上。此外，拉杆305经由第一锚定段306和第二锚定段307固定地与C形的支承体308连接。在支承体308的两侧分别设有三个滚轮309、310。通过滚轮309、310支承所述支承体308并由此将与支承体308连接的拉杆305支承在侧面元件303、304上。如果挂车的重心从自行车出发观察位于挂车的车轮的前面，则通过所述多个滚轮309、310可以补偿由于挂车向前倾斜出现的力和力矩。侧面元件303、304也与挂车连接。
在侧面元件304上安装线性电位器的传感器条311，而与所述传感器条311相对置地设置与支承体308连接的传感器元件312。传感器条当然也可以设置在侧面元件303中。传感器条也可以与支承体连接并且传感器元件可以设置在侧面元件上。弹簧313、314包围拉杆305并通过支架固定在面板301或背板302上。弹簧314此外还具有弹簧缓冲器321。此外，机械的触发器330设定为用于机械制动器，所述触发器至少包括拉绳315、缓冲单元316和带动件319。拉绳315以一个端部仅由绳外套316支承在面板301上并以其另一个端部经由连接段317与缓冲单元318的缓冲杆320连接。缓冲单元318固定在背板302上，带动件固定在支承体308上。
拉杆305可以沿轴向方向A沿着自行车与挂车之间的连线运动。在自行车与挂车之间发生相对运动时，拉杆305沿其纵轴线在方向V或W上运动，其方式是，拉杆与支承体308一起借助滚轮309、310沿侧面元件303、304滑动。就是说，自行车与挂车之间的相对运动对应于拉杆305和传感器壳体、特别是侧面元件303、304之间的相对运动。在制动过程中，自行车与挂车之间的间距减小，这导致拉杆305沿用V标注的方向向壳体内运动。在加速时，自行车与挂车之间的间距增大，由此，拉杆305沿用W标注的方向从壳体中运动出来。在拉杆305的这种运动中，与支承体308连接的传感器元件312沿传感器条311运动。根据传感器条311和传感器元件312之间的相对位置(并且由此根据自行车与挂车之间的间距)，产生电测量信号。该测量信号被发送给控制单元106，所述控制单元按上面描述的方式进行调节。
在正常运行范围内，就是说，在适度地加速和减速时，拉杆305机械上基本上无缓冲地沿其纵轴线运动。“无缓冲地”这里是指，没有设置附加的机械缓冲机构，就是说，拉杆205在没有机械复位力的情况下保持能在正常范围中移动。拉杆在支承体上在壳体内部自由滑动。对拉杆305或容纳拉杆305的壳体的运动的调节仅基于通过壳体和拉杆之间的相对运动产生的电测量信号进行。弹簧313、314仅用于在偏转过于强烈时对拉杆305的运动进行缓冲。在正常运行范围中，拉杆305不与弹簧313、314接触。这种纯电子的调节非常精确。特别是不会出现干扰性的耦合效应，如振动，因为拉杆通过能运动的支承体完全自由地支承在壳体中。为了实现这种精确的调节，重要的是，识别电机104的准确位置。所述旋转编码器134就用于这个目的。旋转编码器可以以高精度确定电机104的当前位置，并且由此通过精确地控制电机104改善根据本发明的调节。
在图10中示出图9中的传感器单元的不同的位置。首先，将自行车101和挂车102之间的一个确定的间距定义为中间位置。在图10.1中示出处于中间位置中的传感器单元。
在图10.2中可以看到加速过程。如果自行车加速，自行车与挂车之间的间距增大并且拉杆305沿方向W被从壳体中拉出。挂车与自行车之间的间距由此至少增大预先确定的第三间距值。支承体308与拉杆305一起运动，其方式是，滚轮309、310沿侧面元件303、304滑动。滚轮309、310在图10中容纳在侧面元件303、304中并且因此不可见。通过支承体308，线性电位器的传感器元件312沿传感器条311运动。传感器条311在图10中容纳在侧面元件304中并且因此不可见。线性电位器将对应于偏转的电信号传送给挂车102的控制单元106。控制单元106基于所述测量信号经由电机控制器120相应地操控电机104，以便使挂车102加速。挂车基本上一直加速到线性电位器指示重新到达中间位置。在图10中的图示中，自行车强烈加速，使得第一锚定段306与弹簧313发生接触。弹簧313、以及弹簧314位于正常范围之外并且允许实现附加的机械缓冲，以便在强烈的加速/制动过程中降低冲击。
如果自行车101制动，则自行车101与挂车102之间的间距减小。拉杆305被进一步压入壳体中并使得支承体308以及由此还有传感器元件311沿方向V运动。这在图10.3中示出。因此，自行车和挂车之间的间距减小了预先确定的第一间距值。线性电位器产生对应于与中间位置的偏差的电测量信号，所述测量信号传送给控制单元106。这通过电机104导致对挂车102的再生式制动或通过制动单元107导致对挂车102平缓的直接制动。
如果自行车与挂车之间并且由此壳体与拉杆305之间的间距继续减小，锚定段307与弹簧314发生接触并且由此受到机械缓冲。在强烈的制动过程中，拉杆305克服弹簧314的弹簧力。此时，与支承体308连接的带动件319与连接段317发生接触并且此时将缓冲杆420推入缓冲元件318中。这在图10.4中示出。由此，进行机械制动，就是说这样触发挂车的制动单元107的直接制动，使得发生猛烈的直接制动。
在图11中作为滞后曲线示出利用图9的传感器单元实现的制动过程。这个图线在横坐标上示出制动力，而在纵坐标上示出线性电位器的位置。字母a-d表示线性电位器不同的位置。在字母a)处，线性电位器出于中间位置。因此，制动力为零。如果现在自行车与挂车之间并且由此拉杆与壳体之间的间距减小，则传感器元件312沿传感器条311移动。线性电位器因此测量间距偏差，由此产生升高的制动力，如在字母b)处示出的那样。在这个范围内，线性电位器输出第一电测量信号，由此，触发再生式制动和/或平缓的直接制动。挂车与自行车之间的间距降低得越多，则再生式和/或平缓的直接制动就越强。如果挂车与自行车之间的间距进一步降低，则在字母c)处示出，操作机械的制动器。如上所述，此时通过带动件319将缓冲杆320推动到缓冲元件318中并且触发猛烈的直接制动。在当前示例中，此时不再进行再生式制动。挂车与自行车之间的间距降低得越多，则猛烈的直接制动就越强。
由于这个制动过程，自行车与挂车之间的间距重新接近中间位置。拉杆重新从壳体中运动出来。此时，带动件319从连接段317上脱离，因为缓冲杆320仅缓慢地从缓冲元件318中运动出来。由于缓冲元件318，机械制动仅是逐渐释放的，就是说，猛烈的直接制动过程的衰减是有缓冲地进行的，这在滞后曲线上通过制动力随传感器位置的偏转的减小而缓慢地降低来表现的。如果自行车与挂车之间的间距继续接近中间位置，则附加地还重新进行再生式制动。这在字母d)处示出。一旦缓冲元件318重新到达其初始位置，则仅通过控制单元进行再生式制动和/或平缓的直接制动。一旦重新到达中间位置，制动过程结束。
在图12中示出根据另一个实施形式的挂车700。挂车包括双横拉杆车轮悬挂702,作为双重缓冲的行驶机构。根据本发明的传感器单元704在正面安装在挂车700上。通过电池703给驱动挂车700的电机701供应能量。电机701以及电池703通过铰接轴705支承。每个车轮707都通过独立的悬架706支承。这个挂车允许实现改进的路面附着性并减小传感器单元704的性能的影响产生不利作用的干扰效应。所述挂车适用于根据本发明的方法。
附图标记列表
101 自行车
102 挂车
103 传感器单元
104 电机
105 电池
106 控制单元
107 制动单元
108 牵引杆
109 连接件
110 车轮
111 挂车的轴
113 扶手面
114 手制动器
120 电机控制器
121 速度传感器
122 功率控制器
123 耗电器控制器
124 旋转编码器
201 壳体
202 侧面
203 拉杆
204 平衡杆
205 连接段
206、207 支架
208 顶杆
209 螺旋弹簧
210 弹簧座
211 角度传感器
212 安装板
213 传感器杆
214 机械触发器
215 触发摇臂
216 止挡
218 复位弹簧
219 连接元件
220 缓冲单元
230 延长部
231 槽
240 致动器
241 拉力杆
300 传感器单元
301 面板
302 背板
303、304 侧面元件
305 拉杆
306 第一锚定段
307 第二锚定段
308 支承体
309、310 滚轮
311 传感器条
312 传感器元件
313、314 弹簧
315 拉索
316 索套
317 连接段
318 缓冲单元
319 带动件
320 缓冲杆
321 弹簧缓冲器
330 机械触发器
700 挂车
701 电机
702 双横拉杆车轮悬挂
703 电池
704 传感器单元
705 铰接轴
706 悬架
707 车轮

Claims (15)

1.用于操控由电机驱动的挂车的方法，具有以下步骤：
将挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的一个间距定义为中间位置，
测量挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距与中间位置的偏差并作为间距值输出所述偏差，
如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第一间距值，则电操作地对挂车(102、700)进行制动，
如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第二间距值，其中第二间距值大于第一间距值，则机械操作地对挂车(102、700)进行制动，
如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置增大了第三间距值，则通过电机(104、701)使挂车(102、700)加速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电操作地制动挂车(102、700)触发再生式制动和/或平缓的直接制动，而机械操作地制动挂车(102、700)触发猛烈的直接制动，其中，与平缓的直接制动相比，猛烈的直接制动具有更大的、与挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距偏差相关的制动力升高。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，再生式制动通过电机(104、701)实现和/或平缓的和猛烈的制动通过直接制动器(107)实现。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置减小了第四间距值，所述第四间距值小于第一间距值，则结束电操作的制动。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置减小了第五间距值，所述第五间距值小于第二间距值，但大于第四间距值，则结束机械操作的制动并且开始或继续电操作的制动。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置增大了第六间距值，所述第六间距值小于第三间距值，则结束加速。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，这样定义中间位置，即，挂车(102、700)不形成负载地跟随牵引车(101)或者挂车(102、700)推动牵引车(101)。
8.电机驱动的挂车，具有
至少一个车轮(110、707)，
用于驱动所述至少一个车轮(110、707)的电机(104、701)，
用于给所述电机(104、701)供应能量的至少一个存储单元(105、703)，
用于将挂车(102、700)与牵引车辆(101)连接的牵引杆(108)，
牵引杆(108)上的传感器单元(103、300)，所述传感器单元构造成，测量在牵引车辆(101)和挂车(102、700)之间出现的与中间位置的间距偏差并且产生对应于所述间距偏差的电测量信号，
响应于电测量信号的控制单元(106)，所述控制单元构造成，如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第一间距值，则基于传感器单元(103、300)的电测量信号对挂车(102、700)进行制动，并且如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置增大了第三间距值，则基于传感器单元(103、300)的电测量信号操控电机(104、701)，以便使挂车(102、700)加速，
机械触发器(214、330)，所述机械触发器构造成，如果挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距相对于中间位置减小了至少一个第二间距值，所述第二间距值大于所述第一间距值，则基于所述间距偏差对挂车(102、700)进行制动。
9.根据权利要求8所述的挂车，其特征在于，响应于电测量信号的控制单元(106)构造成，基于电测量信号再生式地制动挂车(102、700)和/或平缓地直接制动挂车(102、700)，并且机械触发器(214、300)构造成，基于间距偏差猛烈地直接制动挂车(102、700)，其中，与平缓的直接制动相比，猛烈的直接制动具有更大的、与挂车(102、700)与牵引车辆(101)之间的间距偏差相关的制动力升高。
10.根据权利要求9所述的挂车，其特征在于，再生式制动通过电机(104、701)实现和/或平缓的和猛烈的直接制动通过具有直接制动器的制动单元(107)实现。
11.根据权利要求8至10之一所述的挂车，其特征在于，设有电池(105、703)作为用于给电机(104、701)供应能量的存储单元。
12.根据权利要求8至11之一所述的挂车，其特征在于，具有至少与电机(105、701)以及与控制单元(106)连接的速度传感器(121)。
13.根据权利要求8至12之一所述的挂车，其特征在于，传感器单元(300)包括以下部件：壳体；从壳体中延伸出来的拉杆(305)，用于与牵引杆(108)连接，所述拉杆(305)相对于壳体能移动地支承；以及确定壳体与拉杆(305)之间的相对位置的距离传感器(311、312)，所述拉杆(305)无机械复位力地保持能在一个正常范围内移动，所述正常范围覆盖所述第一和第三间距值。
14.根据权利要求13所述的挂车，其特征在于，传感器单元(300)还包括多个与拉杆(305)连接的滚轮(309、310)和构成壳体的一部分的、容纳所述滚轮的导向元件(303、304)，所述拉杆(305)通过所述滚轮(309、310)能相对于导向元件(303、304)移动地支承。
15.根据权利要求13或14所述的挂车，其特征在于，所述机械触发器具有缓冲单元(318)和与拉杆(305)连接的带动件(319)，所述缓冲单元具有缓冲杆(320)，通过拉杆(305)的运动，带动件(319)将缓冲杆(320)推动到缓冲单元(318)中，由此所述机械触发器制动所述挂车(102)。
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