用于检测车辆与挂车设备之间的摆转角度的设备和方法与流程

本发明涉及一种用于检测车辆与联接到车辆上的挂车设备之间的摆转角度的摆转角度检测设备。本发明还涉及一种用于获知这样的摆转角度的方法以及用于这样的摆转角度检测设备的发送器、接收器和评估装置。

背景技术：

这种设备由DE 101 22 562 C1公知。在此，摆转角度借助两个超声波收发器来获知。

由EP 1 238 577 A1公知了一种用于接驳到工作车辆上的器械的设备。该设备具有传感器装置，通过传感器装置能够获知器械侧的接驳元件相对车辆侧的接驳元件的相对定位。在此，传感器装置尤其指的是磁传感器、超声波传感器、激光传感器、雷达传感器和/或GPS传感器。

由DE 10 2006 040 879 A1公知了一种驾驶员辅助系统。在此，可以将RFID元件设置在挂车耦联器上，以及将另外的RFID元件设置在挂车上。由此能够目的明确地使挂车耦联器运转。

技术实现要素：

本发明的任务是，能够实现对车辆与联接到车辆上的挂车设备之间的摆转角度进行更好的检测。

该任务通过独立权利要求的特征来解决。它们的优选的实施方式能够从各自的从属权利要求中得出。因此，提出了一种用于检测车辆与联接到车辆上的挂车设备之间的摆转角度的摆转角度检测设备。该摆转角度检测设备至少提供了被实施成用于产生电磁场的发送器以及被实施成用于识别电磁场的场强的接收器。在此，发送器和接收器以如下方式相互间布置在车辆和挂车设备上，即，摆转角度的变化引起由接收器识别的场强的与之有关的变化。此外还设置有评估装置用来根据由接收器识别的场强获知摆转角度。

由此，可以以简单和有效的方式获知摆转角度。尤其地，如下这样地布置接收器和发送器，即，在摆转角度变化时，发送器的场强在接收器的检测区域内例如平方地或线性地变化。这尤其可以通过使发送器或接收器与摆转角度有关地被屏蔽来实现，并且/或者可以通过在接收器与发送器之间的与摆转角度有关的间距变化来实现。在评估装置中对摆转角度的获知尤其根据三角学的计算、根据所存储的特征曲线或根据所存储的试验系列结果来实现。因此，根据场强来对摆转角度的获知可以通过分析实现或凭经验实现。摆转角度检测设备尤其被实施成用于得出车辆的车辆纵向轴线与联接到该车辆上的挂车设备的挂车纵向轴线之间的摆转角度。发送器和接收器尤其可以分别都布置在这些纵向轴线中的一个纵向轴线上，或者替选地，接收器和发送器中的一个可以布置在一个纵向轴线上，而接收器和发送器中的另一个布置在另外的纵向轴线的旁边。因此，接收器和发送器中的一个布置在车辆上，而发送器和接收器中的另一个布置在挂车设备上。

摆转角度检测设备尤其可以包括具有摆转轴线的耦联器，以便能够使挂车设备相对于车辆摆转某一摆转角度。因此，耦联器例如可以指的是半挂式耦联器或全挂式耦联器(Rockingerkupplung)或球头耦联器。尤其是当车辆纵向轴线和挂车纵向轴线相互间平行时，摆转角度为零。尤其是在车辆和挂车设备的直线行驶时可以是这种情况。因此，摆转角度可以指的是车辆或者说车辆纵向轴线与挂车设备或者说挂车纵向轴线之间的弯道摆转角度，例如该弯道摆转角度在弯道行驶时会出现。然而摆转角度也可以指的是车辆或者说车辆纵向轴线与挂车设备或者说挂车纵向轴线之间的倾斜角度，例如该倾斜角度在越野行驶或上坡或下坡行驶时会出现。

挂车设备尤其指的是刚性牵引杆挂车、转向牵引杆挂车或半挂车。然而，用于联接挂车设备的耦联器也可以作为尤其是用于农业或林业器械(例如耕具轨或三点悬挂)的器械接口。因此，挂车设备也可以指的是工作器械，尤其是农业或林业工作器械。因此，挂车设备例如可以是犁或切割器或石头收集器或推铲等。车辆尤其指的是牵引机，例如乘用车、载重车辆、拖拉机等等。然而，车辆本身也可以被实施成被拖挂到牵引机上。因此，车辆也可以例如指的是板式拖车(Dolly)。

优选地，摆转角度检测设备具有至少两个发送器。在此，第一发送器布置在车辆的或挂车设备的第一侧的竖棱边的区域中，例如布置在驾驶员侧上。并且第二发送器于是布置在车辆的或挂车设备的与第一侧相对置的第二侧的竖棱边的区域中，例如布置在副驾驶员侧上。由此改进了对摆转角度的检测。在此可以设置的是，接收器于是布置在车辆纵向轴线或挂车纵向轴线上，尤其布置在未设置有发送器的那个车辆或挂车设备上。在此也可以进一步改进对摆转角度的检测。

同样可以设置有至少两个接收器，其中，第一接收器布置在车辆的或挂车设备的第一侧的竖棱边的区域中，例如布置在驾驶员侧上。并且其中，第二接收器布置在车辆的或挂车设备的与第一侧相对置的侧的竖棱边的区域中，例如布置在副驾驶员侧上。于是优选地可以设置的是，发送器布置在车辆纵向轴线或挂车纵向轴线上，尤其布置在未设置有接收器的那个车辆或挂车设备上。基于这些措施也能够改进对摆转角度的检测。

替选地可以设置的是，发送器布置在车辆纵向轴线和挂车纵向轴线中的一个上，而接收器布置在车辆纵向轴线和挂车纵向轴线中的另一个上。由此也可以促成对摆转角度的特别好的检测。

优选地，一个或多个上述的发送器指的是蓝牙发送器、RFID发送器、WLAN发送器或NFC发送器，也就是指的是在IT行业中所销售的常见的发送器。在这方面，RFID意思是射频识别(Radio-Frequency Identification)，WLAN意思是无线局域网络(Wireless Local Area Network)，并且NFC意思是近场通信(Near Field Communication)。优选地，发送器指的是BLE发送器(BLE＝Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙)，如BLE-Tag(BLE标签)。当然替选地也可以使用其他合适的、能发射电磁场的发送器。接收器尤其被实施成能够检测分别由一个发送器或多个发送器以特定方式发射的电磁场，或者被实施成能够检测电磁场的场强。上述的发送器类型已被证明是特别适用于本申请。

显而易见地，本发明还涉及一种发送器、一种接收器以及一种评估装置，它们特别针对在此所阐述的摆转角度检测设备实施或者说被实施成在其中来使用。

用于获知车辆与联接到车辆上的挂车设备之间的摆转角度的方法规定，通过发送器产生电磁场，电磁场的场强通过接收器识别，其中，发送器和接收器如下这样地相互间布置在车辆和挂车设备上，即，摆转角度的变化导致被接收器识别的场强的与之相关的变化。因此，从所识别的场强获知了摆转角度。

通过在此所介绍的机构以无线方式获知车辆与挂车设备之间的摆转角度。因此在发送器与接收器之间不需要额外的布线。

附图说明

下面结合本发明的有利的实施例的附图详细阐述本发明，从中能够得出本发明的另外的有利的特征。其中分别以示意图地：

图1示出半挂式牵引器的俯视图；

图2示出具有联接的铰链式牵引杆挂车的牵引机的俯视图；

图3示出具有其上联接有工作器械的拖拉机。

在附图中，相同或至少功能上相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了用于检测车辆1与联接到车辆1上的挂车设备2之间的摆转角度α的摆转角度检测设备。详细地，车辆1指的是载重车辆，并且挂车设备2指的是半挂式挂车。摆转角度α处于在车辆1的车辆纵向轴线L1与挂车设备2的挂车纵向轴线L2之间。为了将挂车设备2联接到车辆1上而设置有耦联器3，在所示的示例中是半挂式耦联器。耦联器3具有垂直于附图平面的摆转轴线，以便使车辆1和挂车设备2相对彼此枢转摆转角度α。摆转角度α在车辆1和挂车设备2直线行驶时为零。在弯道行驶时，摆转角度α依赖于所行驶的弯道半径地提高。

摆转角度检测设备至少具有接收器4，其方位固定地布置在车辆1上，以及具有第一和第二发送器5、5‘，它们方位固定地布置在挂车设备2上。其中每个发送器5、5‘都被实施成用于射出电磁场F。接收器4被实施成用于尤其是在接收器4的天线处识别在其检测区域内部的各个电磁场F的场强。

发送器5和接收器4以如下方式相互间布置在车辆1和挂车设备2上，即，摆转角度α的变化引起电磁场F的能由接收器4识别出的与之相关的场强的变化。详细地，电场F的场强随着与各个发送器5的间距的增加而减少。接收器4与各个发送器5越远，在接收器4的区域内场强就越小。因此在所示的示例中，发送器5如下这样地布置在挂车设备2上，即，发送器的位置相对于车辆1上的接收器4的位置依赖于摆转角度α地发生变化。由此，在车辆1和挂车设备2发生在图1中所示的枢转时(向左转弯)，接收器4至发送器5‘的间距A1减少。相反，接收器4与发送器5之间的距离A2增大。在车辆1和挂车设备2直线行驶时，间距A1和A2相同。因此，被接收器4接收的场F的场强也是相同的。而在图1中所示的位置中，发送器5‘发出的、被接收器4识别的场F的场强要比发送器5发出的场F的场强要强。在摆转角度α增大时，电磁场的被接收器4接收的场强与之相应地发生变化。

被接收器4识别的场强传送给评估装置6。该评估装置从中获知摆转角度α。这例如可以通过三角学公式、通过特征曲线或试验系列结果来实现。因此，对摆转角度α的获知优选通过分析实现或凭经验实现。

在图1中所示的示例中，接收器4布置在车辆纵向轴线L1的区域内。而发送器5、5‘布置在挂车纵向轴线L2之外，详细地分别布置在挂车设备的一侧的竖棱边的区域中。接收器4尤其被布置在驾驶室壁的背侧上，而发送器5、5‘布置在挂车设备2的前侧上的相应的竖棱边的区域中。可以设置的是，取消其中一个发送器5、5‘。也可以设置的是，将接收器4布置在挂车设备2上，例如布置在当前在其上存在有发送器5、5‘的竖棱边中的一个竖棱边的区域中或布置在挂车纵向轴线L2的区域中。并且可以设置的是，将发送器5、5‘布置在车辆1上，尤其是布置在车辆纵向轴线L1的区域中或布置在车辆1的驾驶室的竖棱边的区域中，也可行的是，设置有两个接收器4，它们代替图1中的发送器5、5‘地布置，其中，于是可以设置有代替在图1中的发送器4地布置的发送器。在图1中，示例性地通过方框描绘出针对接收器和/或发送器的另外的位置。然而，其它位置也是可行的。此外也可行的是，通过如下方式引起场F的场强的与摆转角度有关的变化，即，使接收器4与摆转角度有关地相对于电磁场F被遮蔽。由此同样与摆转角度有关地改变被该接收器识别的场强。

图2示出了车辆1的俯视图，在车辆上联接有铰链式牵引杆挂车作为挂车设备2。在此，摆转角度检测设备被设置成用于获知摆转角度α1、α2、α3。α1指的是车辆1的车辆纵向轴线L1与挂车设备2的转盘的纵向轴线LD之间的摆转角度。摆转角度α2指的是转盘纵向轴线LD与挂车设备2的挂车纵向轴线L2之间的摆转角度。并且摆转角度α3指的是车辆纵向轴线L1与挂车纵向轴线L2之间的摆转角度。为此，车辆1和/或转盘7和/或挂车设备2类似于图1的实施方案地配备有至少一个接收器4以及至少一个发送器5、5‘。根据图1，分别被一个或多个接收器4识别的场强被转送给评估装置6，其根据各个场强获知摆转角度α1、α2、α3。

图3示出了本发明的配置方案，在其中，获知车辆的车辆纵向轴线L1与实施为工作器械的挂车设备2、2‘的工作器械纵向轴线L3、L4之间的摆转角度α4、α5。车辆1可以尤其指的是农业或林业车辆，例如拖拉机或集木机。车辆1具有两个耦联器3、3‘，分别被用以将挂车设备2、2‘联接到车辆1上。根据图3的耦联器3、3‘例如分别指的是耕具轨或三点悬挂。显而易见地可以设置的是，其它类型的挂车设备也能够借助耦联器3、3‘联接到车辆1上，例如刚性牵引杆挂车、铰链式牵引杆挂车。借助前耦联器3‘联接的挂车设备2‘在图3中示例性地实施为推铲。借助后耦联器3联接的挂车设备2在图3中示例性地实施为犁。很明显，其它类型的挂车设备2、2‘也可以这样地联接到车辆1上。

推铲2‘和犁2分别具有工作器械纵向轴线L3、L4。挂车设备2、2‘的主要部分以能相对于车辆1摆转的方式实施，以便使它们匹配各自的工作条件。因此，各个摆转角度α4、α5依赖于各个挂车设备2、2‘的摆转位置地发生变化。

为了获知摆转角度α4、α5，根据图3设置有摆转角度检测设备。该摆转角度检测设备可以类似于图1或图2地实施。示例性地，在推铲2‘上，在推铲2‘的侧向端部的区域内分别设置有发送器5、5‘，它们都射出电磁场F。在前耦联器3‘的区域内的各个场F的场强能够借助在那里布置在车辆纵向轴线L1上的接收器4识别。因此，视摆转角度α4而定地，被接收器4接收的场强发生改变。所识别的场强被转送给评估装置6，由此在其内部获知摆转角度α4。

为了获知摆转角度α5，示例性地仅设置有一个发送器5。该发送器也发射电磁场F。发送器5布置在犁2的工作器械纵向轴线L4上。在耦联器3的区域中，相对车辆纵向轴线L1有间隔地设置有两个接收器4、4‘。视摆转角度α5而定地，分别被接收器4、4‘获知的由发送器5射出的电磁场F的场强发生改变。接收器4、4‘将分别识别的场强发送给评估装置6，由此最终在那里获知摆转角度α5。在图3中也可以彼此间相应地交换接收器4、4‘和发送器5、5‘的位置。尤其地，在挂车设备2、2‘上也可以替代发送器5而设置接收器4，其中，于是在车辆1上，尤其是在耦联器3、3‘的区域中代替接收器4、4‘地分别设置有发送器5、5‘。同样也可以采用其他适合于发送器5、5‘和接收器4、4‘的位置。

如图1至图3中示出地，发送器和接收器中的一个方位固定地布置在车辆上，其中，发送器和接收器中的另一个于是方位固定地布置在挂车设备上。为了提高摆转角度获知的准确性可以在车辆1或挂车设备2、2‘的合适的部位上设置任意多的另外的发送器5、5‘或接收器4、4‘。发送器5、5‘尤其指的是蓝牙发送器、RFID发送器、WLAN发送器或NFC发送器。优选地，发送器5、5‘指的是BLE发送器(BLE＝Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙)，尤其是BLE-Tag。

优选地，发送器5、5‘以各自的电磁场F发射独特的标识。因此，能够根据每个电磁场F辨认射出各自的场的发送器5、5‘。于是除了场强外，接收器4、4‘还识别所属的独特的标识。因此能够获知的是，其中每个发送器5、5‘的电磁场F在接收器4的方位位置处具有怎样的场强。于是，基于对独特的场强的认知例如可以通过本身已公知的三角学计算等获知摆转角度α。

尤其是为了供能，将发送器5、5‘和/或接收器4、4‘接驳到车辆1或挂车设备2的各自的车载电网上。替选地，它们可以分别能用电池来运行或者可以具有发电机用来自己产生运行所需的电能(Energy Harvesting，能量收集)。

应注意，借助所介绍的摆转角度检测设备不仅能够获知相应的车辆1与挂车设备2、2‘之间的摆转角度，而且必要时也能够获知车辆1与挂车设备2、2‘之间的空间上的位置。这尤其可以被利用成用于将车辆1巧妙操纵靠近各自的挂车设备2、2‘，以便能够将该挂车设备联接到车辆1上。摆转角度也可以是车辆1与挂车设备2、2‘之间或者各自的纵向轴线L1、L2、L3、L4、Ld之间的倾斜角度。由此在图3中例如能够获知的是，犁2或推铲2‘处于上升的静止位置中还是处于下降的工作位置中。

附图标记列表

1 车辆

2、2‘ 挂车设备、工作器械

3、3‘ 耦联器

4、4‘ 接收器

5、5‘ 发送器

6 评估装置

7 转盘

A1、A2 间距

F 电磁场

L1 车辆纵向轴线

L2 挂车纵向轴线

L3、L4 工作器械纵向轴线

Ld 转盘纵向轴线

α、α1、α2、α3、α4、α5 摆转角度