DE102014219151A1

DE102014219151A1 - Verfahren zur Betätigung einer Anhängerkupplung und Anhängerkupplung

Info

Publication number: DE102014219151A1
Application number: DE102014219151.3A
Authority: DE
Inventors: Julian Stratmann; Michael Klank; Florian Bäumer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2016-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anhängerkupplung sowie ein Verfahren zur automatisierten Betätigung einer elektromotorisch antreibbaren Anhängerkupplung mittels eines Bedientasters, wobei die Anhängerkupplung aus einer Ruheposition in eine Betriebsposition ausschwenkbar und aus der Betriebsposition in die Ruheposition einschwenkbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass zur Einleitung des Ausschwenkens der Bedientaster gedrückt und bis zum Erreichen einer Endposition gedrückt gehalten oder nur einmal angetippt wird, dass als erster Verfahrensschritt entriegelt, als zweiter Verfahrensschritt ausgeschwenkt und als dritter Verfahrensschritt verriegelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anhängerkupplung und ein Verfahren zur automatischen Betätigung einer elektromotorisch antreibbaren Anhängerkupplung mittels eines Bedientasters, wobei die Anhängerkupplung aus einer Ruheposition in eine Betriebsposition ausschwenkbar und aus der Betriebsposition in die Ruheposition einschwenkbar ist.
Durch die DE 10 2009 012 709 A1 wurde ein Verfahren zum Ein- oder Ausklappen einer elektrisch betriebenen Anhängerkupplung bekannt, wobei die Anhängerkupplung durch eine Betätigungseinrichtung automatisch ein- oder ausgeklappt werden kann. Dabei ist eine so genannte Überschusskraftbegrenzungsschwelle vorgesehen, welche bei Auftreten von Schwergängigkeiten durch dauerhaftes Drücken der Betätigungseinrichtung zur Überwindung der Schwergängigkeit beliebig angehoben werden kann. Damit kann der Einklapp- und Ausklappvorgang auch bei Auftreten von Störungen durch manuelles Eingreifen zu Ende geführt werden, sodass die Anhängerkupplung ihre vorgewählte Endposition erreicht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art weiter zu verbessern und eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, d. h. eine entsprechende Anhängerkupplung vorzusehen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei dem gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Bedientaster zur Einleitung des Ausschwenkens der Anhängerkupplung entweder gedrückt und bis zum Erreichen der Endposition gehalten oder nur einmal zur Einleitung des Ausschwenkens angetippt wird. Danach folgt als erster Verfahrensschritt das Entriegeln der Anhängerkupplung, als zweiter Verfahrensschritt das Ausschwenken der Anhängerkupplung aus der Ruheposition in die Betriebsposition und als dritter Verfahrensschritt die Verriegelung der Anhängerkupplung in der Betriebsposition. Die beiden Alternativen betreffen somit einen manuellen und einen automatischen Lauf.
In umgekehrter Reihenfolge erfolgt der Vorgang des Einschwenkens der Anhängerkupplung aus der verriegelten Betriebsposition in die verriegelte Ruheposition. Der Vorgang wird analog zum Ausschwenken ebenfalls manuell oder automatisch durch ständiges Drücken des Bedientasters oder einmaliges Antippen ausgelöst und durchgeführt, wobei in einem vierten Verfahrensschritt das Entriegeln, in einem fünften Verfahrensschritt das Einschwenken und in einem sechsten Verfahrensschritt das Verriegeln der Anhängerkupplung erfolgt. Für alle Verfahrensschritte gilt, dass der nächste Verfahrensschritt erst nach Abschluss des vorhergehenden Verfahrensschrittes eingeleitet wird: Beispielsweise kann das Ausschwenken erst dann erfolgen, wenn die Entriegelung vollständig abgeschlossen ist – Gleiches gilt für das Einschwenken.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Entriegeln und Verriegeln durch einen ersten Motor (Motor 1) und das Ein- und Ausschwenken durch einen zweiten Motor (Motor 2). Beim Ein- und Ausschwenken wird also der zweite Motor, auch Schwenkmotor genannt, erst dann aktiviert, wenn der Entriegelungsvorgang durch den ersten Motor abgeschlossen ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden bei der Durchführung der einzelnen Verfahrensschritte die Motorströme des ersten und des zweiten Motors überwacht, um eine Überlastung zu vermeiden. Bei Überschreiten eines Grenzwertes für den Motorstrom wird der betreffende Verfahrensschritt unterbrochen, sodass keine Beschädigung auftreten kann. Unter Beschädigung ist neben Schäden für die Anhängerkupplung oder das Fahrzeug bzw. dessen Umgebung ebenfalls Personenschutz zu verstehen, so dass im Schwenkbereich der Anhängerkupplung befindliche Personen nicht verletzt werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird bei einer Unterbrechung eine Fehlermeldung signalisiert, beispielsweise auf einem für die Bedienperson sichtbaren Display. Gleichzeitig wird die Anhängerkupplung in eine sichere Position verstellt, vorzugsweise in die verriegelte Ruheposition oder in einen sicheren Zustand versetzt.
Für den alternativen Fall, dass der Bedientaster ständig gedrückt wird, erfolgt nach einer bevorzugten Ausführungsform während der Durchführung sämtlicher Verfahrensschritte eine ständige Kontrolle, ob der Bedientaster gedrückt ist – bei losgelassenem Bedientaster wird der betreffende Verfahrensschritt unterbrochen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die jeweils erreichte Endposition kontrolliert, z. B. durch einen Endschalter. Hat die Anhängerkupplung beim Ein- oder Ausschwenken ihre Endposition erreicht, wird dies signalisiert, und der Verriegelungsmotor (Motor 1) kann zur Verriegelung der Anhängerkupplung in der Betriebs- oder der Ruheposition aktiviert werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Zeitspanne zum Erreichen der Endposition kontrolliert und signalisiert, wenn eine vorgegebene Zeitspanne überschritten ist. Dieser Fall kann beispielsweise bei einem Antriebsdefekt auftreten.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt bei einer Fehlermeldung während des Ausschwenkens, z. B. bei einem Klemmen des Kupplungshakens eine Umkehr der Schwenkrichtung. Der begonnene Ausschwenkvorgang wird dann gestoppt, und die Anhängerkupplung wird in ihre verriegelte Ruheposition zurückgeführt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zur Durchführung des Verfahrens eine Anhängerkupplung vorgesehen, welche einen Verriegelungsmechanismus, einen ersten Motor zum Entriegeln und Verriegeln, einen zweiten Motor zum Einschwenken und Ausschwenken, mindestens eine Einrichtung zur Messung der Motorströme des ersten und des zweiten Motors, Sensoren zur Erfassung der Endpositionen sowie einen Bedienschalter umfasst.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Flussdiagramms erläutert, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
1a den ersten Verfahrensschritt (das Entriegeln),
1b den zweiten Verfahrensschritt (das Ausschwenken) und
1c den dritten Verfahrensschritt (das Verriegeln)
2 eine Anhängerkupplung in Betriebsposition
3 eine Anhängerkupplung in Ruheposition
4 eine Anhängerkupplung in einer Zwischenposition
Eine in den 2, 3 oder 4 dargestellte Anhängerkupplung weist einen ein- und ausschwenkbaren Kupplungshaken auf, welcher durch einen nicht dargestellten elektrischen Schwenkmotor (Motor 2) antreibbar und verstellbar ist. Die Anhängerkupplung umfasst ferner einen nicht dargestellten Verriegelungsmechanismus, welcher den Kupplungshaken in der jeweiligen Endposition, d. h. einer Ruheposition (3) oder einer Betriebsposition (2) verriegelt. Für die Durchführung der Ver- und Entriegelung ist ein weiterer Elektromotor (Motor 1) vorgesehen. Ferner weist die Anhängerkupplung einen Bedientaster, Einrichtungen zur Messung der Motorströme, Signaleinrichtungen zur Fehlermeldung sowie Sensoren zur Erfassung der Endpositionen, z. B. Endschalter auf (nicht dargestellt). Die Begriffe Anhängerkupplung und Kupplungshaken werden im Anmeldetext teilweise als Synonyme benutzt.
1a zeigt den Ablauf des ersten Verfahrensschrittes des Entriegelns vor dem zweiten Verfahrensschritt des Ausschwenkens. Der Start erfolgt durch Drücken des Bedientasters, wodurch der Motor 1 zur Entriegelung aktiviert wird, d. h. die Verriegelung für den Kupplungshaken wird gelöst. Während der Entriegelung wird der Strom des Motors 1 gemessen und mit einem Grenzwert Imax verglichen. Für den Fall, dass der Motorstrom unzulässig hoch ist, erfolgt eine Fehlermeldung, die Entriegelung wird abgebrochen, und das System wird in einen sicheren Zustand überführt, beispielsweise in einen verriegelten Zustand. Erfolgt keine Störung bei der Entriegelung, d. h. der Motorstrom bleibt unter dem Grenzwert Imax, wird die Entriegelung abgeschlossen, die Endposition wird über einen Endschalter erfasst und gemeldet. Ferner wird die Zeit zur Erreichung der Endposition abgefragt und mit einem zulässigen Wert tmax verglichen.
1b zeigt den Ablauf des zweiten Verfahrensschrittes des Ausschwenkens, wobei zunächst abgefragt wird, ob der Bedientaster noch gedrückt ist. Wenn ja, wird der Schwenkmotor (Motor 2) aktiviert, wobei die Höhe des Motorstroms überwacht wird. Falls Imax z.B. in einer Zwischenposition gemäß 4 überschritten ist, wird der Ausschwenkvorgang gestoppt und – optional – eine Drehrichtungsumkehr eingeleitet, sodass der Kupplungshaken in seine Ausgangsposition, hier die verriegelte Ruheposition (3), zurückgeführt wird. Alternativ wird der Schwenkvorgang unterbrochen bzw. abgebrochen und der Kupplungshaken bleibt z.B. in der Zwischenposition gemäß 4 stehen. Treten keine Störung und kein erhöhter Motorstrom auf, erreicht der Kupplungshaken seine Endposition, d. h. die Betriebsposition (2), was über einen Endschalter erfasst und als Endposition signalisiert wird. Gleichzeitig wird die Zeitspanne für den Ausschwenkvorgang abgefragt und mit einer zulässigen Zeit tmax verglichen. Ist die zulässige Zeitspanne überschritten, wird eine Fehlermeldung des Schwenkvorganges signalisiert. Der Kupplungshaken wird dann in einen sicheren Zustand, z. B. eine verriegelte Position überführt.
1c zeigt den Ablauf des dritten Verfahrensschrittes, d. h. das Verriegeln nach dem Ausschwenken des Kupplungshakens. Zunächst wird wiederum geprüft, ob der Bedientaster noch gedrückt ist. Bei noch gedrücktem Bedientaster wird der Motor 1 zur Verriegelung aktiviert und der Verriegelungsmechanismus in Gang gesetzt. Dabei wird die Höhe des Motorstroms wiederum überprüft und mit dem Grenzwert Imax verglichen. Bei überhöhtem Motorstrom wird eine Fehlermeldung signalisiert, und der Kupplungshaken wird in einen sicheren Zustand überführt. Tritt keine Störung beim Verriegeln auf, und bleibt der Motorstrom unter dem zulässigen Wert, so erreicht der Kupplungshaken seine verriegelte Endposition, was durch einen Endschalter signalisiert wird. Gleichzeitig wird die Zeitspanne für die Verriegelung abgefragt; falls der vorgegebene Wert überschritten ist, wird eine Fehlermeldung signalisiert. Sofern der Motorstrom nach Abschluss der Verriegelung unter seinem zulässigen Wert bleibt, ist der Ausschwenkvorgang beendet, d. h. der Kupplungshaken hat seine verriegelte Betriebsposition erreicht.
Die Verfahrensschritte vier bis sechs, d. h. das Entriegeln der Betriebsposition, das Einschwenken des Kupplungshakens aus der Betriebs- in die Ruheposition und das anschließende Verriegeln in der Ruheposition erfolgen in umgekehrter analoger Reihenfolge, wie oben beschrieben.
2 zeigt die Anhängerkupplung in der Betriebsposition in verriegeltem Zustand. In dieser Position ragt der Kupplungshaken mit der endseitig befestigten Kugel von einem Zugfahrzeug ab. In dieser Position kann ein Anhänger mit Kupplungskugelaufnahme auf der Kugel befestigt werden.
3 zeigt die Anhängerkupplung in der Ruheposition in verriegeltem Zustand. In dieser Position ist der Kupplungshaken platzsparend an die rückwärtige Seite des Zugfahrzeuges verschwenkt, vorzugsweise in einen nicht einsehbaren und geschützten Bereich, z.B. hinter einen Stoßfänger.
In 4 ist die Anhängerkupplung in einer Zwischenposition dargestellt. Diese oder beliebige weitere Zwischenpositionen verlaufen im Schwenkbereich der Anhängerkupplung von der Betriebs- in die Ruheposition und umgekehrt. Im Schwenkbereich kann es zu unvorhersehbaren Kollisionen mit Gegenständen aus dem näheren Umfeld oder auch mit Personen etc. kommen, die mit dem oben beschriebenen Verfahren sicher berücksichtigt werden.
Bezugszeichen

Imax

maximale Stromstärke von Motorstrom

tmax

Maximale Zeitspanne

Motor 1

Motor zum Ver- und Entriegeln

Motor 2

Schwenkmotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009012709 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur automatisierten Betätigung einer elektromotorisch antreibbaren Anhängerkupplung mittels eines Bedientasters, wobei die Anhängerkupplung aus einer Ruheposition in eine Betriebsposition ausschwenkbar und aus der Betriebsposition in die Ruheposition einschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einleitung des Ausschwenkens der Bedientaster gedrückt und bis zum Erreichen einer Endposition gedrückt gehalten oder nur einmal angetippt wird, dass als erster Verfahrensschritt entriegelt, als zweiter Verfahrensschritt ausgeschwenkt und als dritter Verfahrensschritt verriegelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einleitung des Einschwenkens der Bedientaster gedrückt und bis zum Erreichen einer Endposition gedrückt gehalten wird, dass in einem vierten Verfahrensschritt entriegelt, in einem fünften Verfahrensschritt eingeschwenkt und in einem sechsten Verfahrensschritt verriegelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelung und die Verriegelung mittels eines ersten Motors (Motor 1) und das Ein- und Ausschwenken mittels eines zweiten Motors (Motor 2) erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Durchführung der Verfahrensschritte die Motorströme überwacht und mit einem Grenzwert verglichen werden und dass bei Überschreiten des Grenzwertes der betreffende Verfahrensschritt unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unterbrechung eine Fehlermeldung signalisiert und die Anhängerkupplung in eine sichere Position verstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Durchführung der einzelnen Verfahrenschritte ständig kontrolliert wird, ob der Bedientaster gedrückt ist, und dass die Durchführung bei nicht gedrücktem Taster unterbrochen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Endposition kontrolliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne zum Erreichen einer Endposition mit einem Grenzwert verglichen und dass bei Überschreiten des Grenzwertes eine Fehlermeldung signalisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Fehlermeldung während des Ausschwenkens eine Umkehr der Schwenkrichtung erfolgt.
Anhängerkupplung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend einen Verriegelungsmechanismus, einen ersten Motor (Motor 1) zum Entriegeln und Verriegeln, einen zweiten Motor (Motor 2) zum Einschwenken und Ausschwenken, mindestens eine Einrichtung zur Messung der Motorströme des ersten und des zweiten Motors, Sensoren zur Erfassung der Endpositionen sowie einen Bedientaster.