DE102012024981A1

DE102012024981A1 - Verfahren zur Bremsregelung einer Fahrzeugkombination und Brems-Steuereinrichtung für ein Zugfahrzeug

Info

Publication number: DE102012024981A1
Application number: DE102012024981.0A
Authority: DE
Inventors: Horst Eckert; Arnd Gaulke
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-26
Also published as: CN104870273B; US9216721B2; US20140180555A1; CN104870273A; KR20150100650A; WO2014094944A1; JP2016504233A; KR102115415B1; JP6378198B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsregelung einer Fahrzeugkombination (1), die ein mit einem elektronisch geregelten Bremssystem ausgestattetes Zugfahrzeug (2) mit mindestens einer Vorderachse (VA) und einer Hinterachse (HA) und ein Anhängefahrzeug (3) mit mindestens einer Anhängerachse (AA1, AA2) aufweist, bei dem – bei einer Bremsbetätigung ein Verzögerungs-Sollwert (Z-Soll) ermittelt und mit einem Verzögerungs-Istwert (Z-Ist) verglichen und hieraus ein aktueller Zuspannenergie-Bezugswert (Kappa) ermittelt wird, – weiterhin Zuspannenergie-Sollwerte (P-Soll_Z, P-Soll_A) für das Zugfahrzeug (2) und das Anhängefahrzeug (3) aus einem aktuellen Zuspannenergie-Bezugswert (Kappa) und Zuspannenergie-Niveaus (BDN_Z, BDN_A) für das Zugfahrzeug (2) und das Anhängefahrzeug (3) ermittelt werden unter Verwendung von gespeicherten Kennlinienfeldern, die die Abhängigkeiten der Zuspannenergie-Niveaus (BDN_Z, BDN_A) für das Zugfahrzeug (2) und das Anhängefahrzeug (3) vom Zuspannenergie-Bezugswert (Kappa), oder vom Achslastverhältnis (ALV) des Zugfahrzeugs (2) wiedergeben, wobei die Kennlinienfelder in Abhängigkeit mindestens eines vorgebbaren Einflussfaktors (E) gewonnen werden. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Beladungszustand des Zugfahrzeugs (2) und/oder des Anhängefahrzeugs (3) und/oder der Fahrzeugkombination (1) ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsregelung einer Fahrzeugkombination, die ein mit einem elektronisch geregelten Bremssystem ausgestattetes Zugfahrzeug und ein Anhängefahrzeug aufweist, sowie eine Steuereinrichtung für ein Zugfahrzeug einer derartigen Fahrzeugkombination.
Die DE 102 61 513 A1 beschreibt ein derartiges Verfahren. Hierbei wird beispielsweise bei einer Bremspedalbetätigung des Fahrers ein Verzögerungs-Sollwert ermittelt und mit einem aktuellen Verzögerungs-Istwert verglichen, und aus dem Vergleich ein Zuspannenergie-Bezugswert Kappa (auch BDN genannt) ermittelt. Weiterhin werden Zuspannenergie-Sollwerte (Bremsdruck-Sollwerte) separat für das Zugfahrzeug und das Anhängefahrzeug ermittelt. Hierzu werden der Verzögerungs-Sollwert, ein vom Zuspannenergie-Bezugswert Kappa abhängiger Wert w als Funktion von Kappa, und Zuspannenergie-Niveaus (Bremsdruckniveaus) separat für das Zugfahrzeug und das Anhängefahrzeug ermittelt. Bei dieser Ermittlung werden abgelegte Kennlinienfelder herangezogen, die die Abhängigkeiten der Bremsdruckniveaus des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs vom Zuspannenergie-Bezugswert Kappa und/oder vom Achslastverhältnis wiedergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Grundlage der zur Verfügung stehenden Größen und Messwerte ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Bremsregelung einer Fahrzeugkombination zu schaffen, die eine genaue Bremsung auch in Abhängigkeit von unterschiedlichen Beladungszuständen der Fahrzeugkombination ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Brems-Steuereinrichtung nach Anspruch 13 gelöst; weiterhin ist eine Fahrzeugkombination mit einer derartigen Steuereinrichtung vorgesehen. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.
Im Rahmen dieser Erfindung werden folgende Begriffe verwendet:
unter einer Achslast einer Achse eines Teilfahrzeugs, d. h. sowohl des Zugfahrzeugs als auch des Anhängefahrzeugs, wird das im Aufstandspunkt der Räder der Achse lastende statische Gewicht der Achse verstanden;
das Achslastverhältnis ist der Quotient aus Achslast der Vorderachse des Zugfahrzeugs geteilt durch Achslast der Hinterachse des Zugfahrzeugs;
das Gewicht eines Teilfahrzeugs ist die Summe seiner Achslasten;
das Gesamtgewicht der Fahrzeugkombination ist die aktuelle Summe der (statischen) Achslasten der Teilfahrzeuge;
das zulässige Gewicht des Zugfahrzeugs, auch Total Gross Vehicle Weight oder Technical Gross Vehicle Weight, TGVW, ist ein fester, im allgemeinen gesetzlich festgelegter Wert, d. h. ein oberer Grenzwert.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, aus den bereits mit dem Verfahren nach der DE 102 61 513 A1 zur Verfügung stehenden Größen Beladungszustände der einzelnen Fahrzeuge, insbesondere auch der einzelnen Achsen der beiden Fahrzeuge einer Fahrzeugkombination, zu ermitteln. Aus den Zuspannenergie-Niveaus (Bremsdruckniveaus) kann zunächst ermittelt werden, ob das Zugfahrzeug und das Anhängefahrzeug jeweils leer oder voll beladen sind. Das Zuspannenergie-Niveau mit der Einheit bar/g gibt an, wie viel Druck jeweils zur Erreichung der Bremswirkungen einzugeben ist, was somit letztlich von dem Gewicht des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs abhängt; das Gewicht des Zugfahrzeugs setzt sich aus der Summe der Achslasten des Zugfahrzeugs, und entsprechend das Gewicht des Anhängefahrzeugs aus der Summe der Achslasten des Anhängefahrzeugs zusammen. Aus den Zuspannenergie-Niveaus können somit, z. B. durch lineare Interpolation Beladungszustände des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs abgeschätzt werden. Durch die weiterhin zur Verfügung stehende Größe des Achslastverhältnisses können somit Schwerpunktlagen der beiden Fahrzeuge und auch der gesamten Fahrzeugkombination ermittelt werden. Somit können Beladungszustände insbesondere auch der einzelnen Achsen ermittelt werden.
Erfindungsgemäß wird somit erkannt, dass aus bereits zur Verfügung stehenden Größen und ggf. weiteren Ermittlungen sogar achslastbezogene Beladungszustände ermittelbar sind. Diese können für eine Fahrdynamikregelung nachfolgend herangezogen werden, um die einzelnen Achsen entsprechend ihrem Beladungszustand anzusteuern bzw. zu regeln.
Erfindungsgemäß können somit mit relativ geringem Mehraufwand eine höhere Stabilität in einem Fahrzeuggespann und eine genauere Einstellung, insbesondere von Fahrdynamikregelungen, erreicht werden.
Somit sind auch bei Fahrzeugkombinationen, in denen das Anhängefahrzeug keine eigene automatische lastabhängige Bremskraftregelung aufweist, hohe Fahrstabilitäten erreichbar.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Hierbei beschreiben gleiche oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Merkmale. Es zeigen:
1 ein Flussdiagramm eines bekannten Verfahrens zur Ermittlung von Zuspannenergie-Niveaus eines Zugfahrzeugs und Anhängefahrzeugs;
2a)–j) Diagramme (Kennlinienfelder) für die Zuspannenergie-Niveaus des Zugfahrzeugs und Anhängefahrzeugs in Abhängigkeit von einem Zuspannenergie-Bezugswert Kappa und einem Achslastverhältnis;
3 eine an sich bekannte Darstellung einer Fahrzeugkombination mit einem Zugfahrzeug und einem Anhängefahrzeug mit zwei Achsen in unterschiedlichen Beladungszuständen unter Angabe relevanter Größen;
4 eine Brems-Steuereinrichtung mit EBS-Steuereinrichtung und FDR-Steuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
5 eine Brems-Steuereinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform mit FDR-Optimierungsstufe für eine Fahrzeugkombination mit Anhängefahrzeug ohne eigene ALB-Funktion;
6 eine Ausbaustufe des Systems nach 5;
7 eine zu 6 alternative Ausbaustufe der Steuereinrichtung nach 5;
8 eine Brems-Steuereinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, die selbsttätig entsprechende Signale aufnimmt und auswertet;
9 verschiedene Fahrzeugkombinationen mit 1, 2 und 3 Achsen des Anhängefahrzeugs in vergleichbar unterschiedlichen Beladungszuständen; und
10 ein Vergleich jeweils einer Fahrzeugkombination mit einem Auflieger mit einer Achse, zwei und drei Achsen bei einem Gesamtgewicht von 28 t.
11 8 aus der DE 102 61 513 A1
1 zeigt ein grundsätzlich bereits aus der DE 102 61 513 A1 bekanntes Verfahren zur Ermittlung von Solldrücken für ein Zugfahrzeug 2 und ein Anhängefahrzeug 3, wobei gemäß 2a, b Kennlinienfelder eingesetzt werden, die die Abhängigkeit des Zuspannenergie-Niveaus (Bremsdruck-Niveaus) BDN_Z des Zugfahrzeugs 2 und des Zuspannenergie-Niveaus (Bremsdruck-Niveaus) BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 von einem Zuspannenergie-Bezugswert Kappa und einem Achslastverhältnis ALV bei Anwendung unterschiedlicher, die Bremsarbeit unterschiedlich auf die Teilfahrzeuge aufteilenden Einflussfaktoren wiedergeben. 2a, b zeigt beispielhafte Kennlinienfelder für einen Einflussfaktor von 100%.
Dementsprechend wird bei dem in 1 gezeigten Verfahren eine Zuspannenergie-Regelung bzw. Bremsdruck-Niveau-Regelung einer Fahrzeugkombination 1 eingesetzt, die als solches z. B. auch in 10 gezeigt ist und ein mit einem Bremssystem mit EBS und FDR ausgestattetes Zugfahrzeug 2 sowie ein Anhängefahrzeug 3 aufweist. Nachfolgend werden das Zugfahrzeug 2 und das Teilfahrzeug 3 verallgemeinert als „Teilfahrzeuge 2, 3” bezeichnet.
In Schritt S1 wird das Verfahren gestartet; nachfolgend wird in einem zweiten Schritt S2 überprüft, ob das Bremspedal betätigt ist bzw. ein Bremswertgeber-Signal ausgegeben wird; falls dies der Fall ist, wird gemäß dem rechten Zweig j in einem Schritt J1 ein Verzögerungs-Sollwert Z-Soll aus dem Bremswertgeber-Signal erzeugt und eingelesen. In einem nachfolgenden Schritt J2 wird ein Zuspannenergie-Bezugswert Kappa ermittelt. Die Fahrzeugverzögerungsregelung ermittelt den Zuspannenergie-Bezugswert Kappa aus einem Vergleich des Fahrzeugs-Sollwerts Z-Soll mit dem Verzögerungs-Istwert Z-Ist. In einem nachfolgenden Schritt J3 ermittelt eine Differenzschlupfregelung DSR (auch DSC genannt) der Brems-Steuereinrichtung 4 ein statisches Druckverhältnis K-stat zwischen der Vorderachs-Zuspannenergie und der Hinterachs-Zuspannenergie als Zuspannenergie-Verhältnis des Zugfahrzeugs 2. Hierzu wird z. B. auf den Algorithmus der EP 0 445 575 B1 verwiesen. Im Schritt J4 wird der Bremsdruck-Sollwert (Zuspannenergie-Sollwert) P-Soll_Z des Zugfahrzeugs 2 ermittelt aus der Beziehung
P-Soll_Z ~ BDN_Z·Z-Soll·(Kappa/Kappa_alt).
In einem nachfolgenden Schritt J5 wird anschließend der Bremsdruck-Sollwert (Zuspannenergie-Sollwert) P-Soll_A des Anhängefahrzeugs 3 ermittelt aus der Beziehung
P-Soll_A ~ BDN_A·Z-Soll·(Kappa/Kappa_alt).
Die Werte von BDN_Z, BDN_A und Kappa sind jeweils in bar/g angegeben, wobei das bar des Zählers für die Einheit des Druckes steht und das g des Nenners für die Erdbeschleunigung (g) von 9,81 m/s², d. h. die Werte bringen jeweils zum Ausdruck, wie viel Bremsdruck zur Erzielung einer Verzögerung (negative Beschleunigung) entsprechend der Erdbeschleunigung von 9,81 m/s² (gleich 1 g) benötigt wird.
Auf den Zweig n der Verzweigung, falls in Schritt S2 keine Betätigung der Bremse ermittelt wird, wird in Schritt N1 zunächst der letzte Bezugswert, ggf. der gefilterte Zuspannenergie-Bezugswert Kappa der Fahrzeugverzögerungsregelung, gespeichert als
Kappa_alt = Kappa.
Nachfolgend wird in einem Schritt N2 ein Radbremsverhältnis RBV als Quotient eines Q-Faktors Q-VA der Vorderachse VA und eines Q-Faktors Q-HA der Hinterachse HA ermittelt. Diese Q-Faktoren sind als solche bereits bekannt und stellen die bezogene Bremskraft am Rad bzw. der Achse als Kraft pro Druck, d. h. in der Einheit KN/bar dar. Die Q-Faktoren Q-VA und Q-HA der Vorderachse VA und Hinterachse HA werden gemäß dem Stand der Technik, z. B. der DE 102 61 513 A1 berechnet.
Im Schritt N3 wird ein Achslastverhältnis ALV als Produkt des Radbremsverhältnisses und des in Schritt J3 ermittelten statischen Druckverhältnisses K-stat ermittelt. Dieses Achslastverhältnis ALV kann auch aus Signalen von Achslastsensoren des Zugfahrzeugs 2 ermittelt werden, wenn derartige Achslastsensoren vorhanden sind. Es ist auch ausreichend, wenn nur an der Hinterachse HA Zugfahrzeug-Achslastsensoren angeordnet sind, da auch aus deren Signalen das Achslastverhältnis ALV ermittelt werden kann, da in der Regel bei einem Zugfahrzeug 2, insbesondere von einer Sattelzugmaschine, die Vorderachslast AL_ZVA und Hinterachslast AL_ZHA in einem festen Verhältnis zueinander stehen.
In den nachfolgenden Schritten N4 und N5 werden die Bremsdruck-Niveaus (Zuspannenergie-Niveaus) BDN_Z und BDN_A des Zugfahrzeugs 2 und des Anhängefahrzeugs 3 aus den ermittelten Daten für das Achslastverhältnis ALV und den Zuspannenergie-Bezugswert Kappa ermittelt anhand der in 2a und 2b gezeigten Kennlinienfelder, die für einen Einflussfaktors von 100% vorgesehen sind.. In den Kennlinienfeldern der 2a und 2b sind in den Parallelogrammen die Steigungen der ALV-abhängigen Geraden zur Ermittlung der Zuspannenergie-Niveaus BDN_Z und BDN_A abhängig vom Wert des Einflussfaktors E; mit sich änderndem Einflussfaktor E ändern sich die Steigungen der ALV-abhängigen Geraden und damit auch die mittels der Kennlinienfelder ermittelten Werte der Zuspannenergie-Niveaus BDN_Z und BDN_A. In einer ungebremsten Phase werden die Bremsdruck-Sollwerte (Zuspannenergie-Sollwerte) P-Soll_Z und P-Soll_A gemäß Schritt N6 auf Null gesetzt. Dann erfolgt der Rücksprung auf den Start, d. h. zurück zu Schritt S1.
Somit sind aus diesem – als solches bekannt – Verfahren nach 1 bereits Bremsdruck-Sollwerte (Zuspannenergie-Sollwerte) P-Soll_Z für das Zugfahrzeug 2 und P-Soll_A für das Anhängefahrzeug 3 ermittelt. Weiterhin wird das Achslastverhältnis ALV ermittelt, wie auch bereits in der DE 102 61 513 A1 beschrieben wird.
Weiterhin ist ein Einflussfaktor E, der auch als CFC-Faktor bezeichnet wird, bekannt; dieser Einflussfaktor E ist aus den grundsätzlich bereits in der DE 102 61 513 A1 beschriebenen 2a bis 2j, die Kennlinienfelder mit unterschiedlichen Einflussfaktoren zeigen, ersichtlich und auch in der DE 102 61 513 A1 mit Bezug zu diesen Kennlinienfeldern beschrieben; der Einflussfaktor E kann zwischen einem Maximalwert von 100%, bei dem das Zuspannenergie-Niveau (Bremsdruck-Niveau) des Zugfahrzeugs BDN_Z nur vom Achslastverhältnis ALV, d. h. die Kennlinien gemäß 2a für die verschiedenen Achslastverhältnisse ALV parallel zu der X-Achse verlaufen und das Bremsdruck-Niveau BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 vom Achslastverhältnis ALV und vom Zuspannenergie-Bezugswert Kappa abhängt, und einem Minimalwert von 0% für E, bei dem die Bremsdruck-Niveaus BDN_Z des Zugfahrzeugs 2 und BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 nur vom Zuspannenergie-Bezugswert (Bremsdruck-Niveau-Bezugswert) Kappa abhängen, wie in 2i, 2j gezeigt.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung werden nunmehr aus dem Bremsdruck-Niveau BDN_Z des Zugfahrzeugs 2 und dem Bremsdruck-Niveau BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 die Beladungszustände der beiden Teilfahrzeuge 2, 3 der Fahrzeugkombination 1 abgelesen:
BDN_Z = 4,7 bar/g → Zugfahrzeug 2 leer,
BDN_Z = 8,5 bar/g → Zugfahrzeug 2 voll beladen,
BDN_A = 1,9 bar/g → Anhängefahrzeug 3 leer,
BDN_A = 8,5 bar/g → Anhängefahrzeug 3 voll beladen.
Zwischen diesen Werten, für BDN_Z, also zwischen 4,7 und 8,5 bar/g und für BDN_A zwischen 1,9 und 8,5 bar/g wird jeweils linear interpoliert.
Aus diesen Beladungszuständen, d. h. dem aktuellen Gewicht M_ZFZ des Zugfahrzeugs 2 und dem aktuellen Gewicht M_AFZ des Anhängefahrzeugs 3, die jeweils der Summe ihrer Achslasten entspricht, können unter Einsatz des Achslastverhältnisses ALV jetzt einige Größen ermittelt werden, wenn die geometrischen Abmessungen der Fahrzeugkombination 1 bekannt sind:
Es können die absoluten Achslasten jeder Achse; d. h. jede Achse des Zugfahrzeugs 2 und des Anhängefahrzeugs 3, ermittelt werden, da z. B. für das Zugfahrzeug 2 das Gewicht als Summe der Achslasten
M_ZFZ = AL_ZVA + AL_ZHA
bekannt ist, weiterhin das Achslastverhältnis
ALV = AL_ZVA:AL_ZHA
bekannt ist, so dass ein Gleichungssystem mit zwei Gleichungen und zwei Unbekannten gebildet ist, das (im Dreisatz) gelöst werden kann. Diese absoluten Achslasten können nachfolgend in fahrdynamischen Regelverfahren herangezogen werden.
Weiterhin kann die Schwerpunktlage jedes Fahrzeugs 2, 3 ermittelt werden, für das Zugfahrzeug 2 z. B. aus dem Hebelgesetz, wonach Hebel von dem (unbekannten) Schwerpunkt zu den Achsen angesetzt werden und das Produkt von Hebellänge und Achslast für beide Achsen gleich ist. Somit ist das Verhältnis der Hebellängen der Kehrwert des Achslastverhältnisses ALV. Bei Achslasten am Zugfahrzeug 2 an Vorderachse und Hinterachse von z. B. AL_ZVA = 6,0 t und AL_ZHA = 4,0 ist das Verhältnis der Hebellängen
h_ZVA/h_ZHA = 4/6,
wobei weiterhin die Summe der Hebellängen h_ZVA + h_ZHA als Achsabstand (Radstand) des Zugfahrzeugs 2 bekannt ist, so dass die Hebellängen h_ZVA und h_ZHA ermittelt werden können.
Somit kann auch die Schwerpunktlage der Fahrzeugkombination 1 ermittelt werden, wenn die Längendimensionierung des Anhängefahrzeugs, also der Abstand der Anhängefahrzeug-Achsen AA-1 und AA-2 von der Zugfahrzeug-Hinterachse ZHA bekannt ist.
4 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Brems-Steuereinrichtung 4, die eine EBS-Steuereinrichtung (elektronisches Brems-System) 5 und eine FDR-Steuereinrichtung (Fahrdynamik-Regelungssystem) 6 aufweist. Hierbei und in den anderen Ausführungsformen können die EBS-Steuereinrichtung 5 und die FDR-Steuereinrichtung 6 als separate Einrichtungen bzw. Steuergeräte ausgebildet sein und miteinander kommunizieren, oder auch rein softwaremäßig in einer Steuereinrichtung ausgebildet sein.
In 4 bis 8 ist hierbei M das Gesamtgewicht der Fahrzeug-Kombination 1, das vorab bekannt ist oder vorzugsweise im Fahrbetrieb ermittelt wird, ALV das Achslastverhältnis und TGVW das zulässige Gewicht des Zugfahrzeugs 2 (Total Gross Vehicle Weight) ist.
Die FDR-Steuereinrichtung 6 berechnet sich aus Eingangsgroßen, wie z. B. des Gesamtgewichtes M, einer Gierrate GR, einem Lenkwinkel LW, einer Längsbeschleunigung ax und einer Querbeschleunigung ay, ergänzend auch weiteren fahrdynamischen Größen, wie z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit v, Druck-Sollwerte P-Soll für die verschiedenen Achsen, d. h. FDR-P-Soll-VA als Druck-Sollwert für die Vorderachse VA des Zugfahrzeugs 2, FDR-P-Soll-HA für die Hinterachse HA des Zugfahrzeugs 2, FDR-P-Soll_A für das Anhängefahrzeug 3, und gibt diese zu der EBS-Steuereinrichtung 5, insbesondere einer Berechnungseinrichtung 7 für Solldrücke der EBS-Steuereinrichtung 5.
Ein derartiges System ist jedoch bei einer Fahrzeugkombination 1, bei der das Anhängefahrzeug 3 keine eigene achslastabhängige Bremskraftregelung (ALB-Funktion) aufweist, nicht optimal. Das von der EBS-Steuereinrichtung 5 ermittelte und von der FDR-Steuereinrichtung 6 herangezogene Gesamtgewicht M stellt einen sehr allgemeinen Wert dar, der nichts über die genauen Beladungszustände der Teilfahrzeuge 2, 3 aussagt. Bei Anhängefahrzeugen 3 ohne eigene ALB-Funktion ist es jedoch sehr hilfreich zu wissen und zu berücksichtigen, wie viele Achsen das Anhängefahrzeug 3 aufweist und wo die Schwerpunkte liegen. Dies ist anhand der Darstellung der 10 verdeutlicht: Gemäß 10 sind drei Fahrzeugkombinationen 1 dargestellt, bei denen das Anhängefahrzeug 3 gemäß der oberen Darstellung eine Anhängerachse AA1, gemäß der mittleren Darstellung zwei Anhängerachsen AA1 und AA2 und gemäß der unteren Darstellung drei Anhängerachsen AA1, AA2 und AA3 aufweist. Das Gesamtgewicht M von 28 t verteilt sich somit sehr unterschiedlich; gemäß der oberen Darstellung ist die Fahrzeugkombination voll beladen, gemäß der mittleren Darstellung halb beladen und gemäß der unteren Darstellung weniger als zur Hälfte beladen.
In 10 ist anzusetzen:
Gesamtgewicht M der Fahrzeugkombination = 28 t
ALV = 0,65; dies wird gemäß obigem Verfahren ermittelt.
Kappa = 8,5 bar/g (der mittlere Wert unten)
BDN_Z = 8,5 bar/g (der linke Wert unten)
BDN_A = 8,5 bar/g (der rechte Wert unten)
5 zeigt eine Brems-Steuereinrichtung 104, bei der von der FDR-Steuereinrichtung 106 keine Druck-Sollwerte mehr berechnet und ermittelt werden, sondern es wird der EBS-Steuereinrichtung 105 ein Fahrzeug-Verzögerungs-Sollwert z_Soll_FDR übergeben. Die EBS-Steuereinrichtung 105 bindet dann die o. g. Größen ein und sorgt damit für eine bessere Anpassung der nun von der EBS-Steuereinrichtung 105 ausgegebenen Solldrücke P-Soll-VA, P-Soll-HA, P-Soll_A an die aktuellen Beladungszustände. Durch die geschlossenen Regelkreise sind in diesen FDR-Systemen die o. g. Größen direkt eingebunden.
6 zeigt eine Weiterentwicklung des Systems von 5, mit einer Brems-Steuereinrichtung 204, EBS-Steuereinrichtung 205 und FDR-Steuereinrichtung 206. Hierbei wird nicht mehr nur ein einziger Verzögerungs-Sollwert (für die Fahrzeugkombination 1) von der FDR-Steuereinrichtung 206 an die EBS-Steuereinrichtung 205 übergeben, sondern es werden nunmehr achsbezogene Verzögerungs-Sollwerte z_Soll_VA_FDR, z_Soll_HA_FDR, z_Soll_A_FDR ermittelt und übergeben.
7 zeigt eine weitere Ausbaustufe, mit einer Brems-Steuereinrichtung 304, EBS-Steuereinrichtung 305 und FDR-Steuereinrichtung 306. Hierbei erfolgt die Übergabe des Verzögerungs-Sollwertes von der FDR-Steuereinrichtung 206 an die EBS-Steuereinrichtung 205 radweise, d. h. für jede Achse und an jeder Achse für das rechte und linke Rad.
8 zeigt eine Brems-Steuereinrichtung 404 mit EBS-Steuereinrichtung 405 und FDR-Steuereinrichtung 406, wobei die FDR-Steuereinrichtung 406 die Eingangsgrößen Kappa, BDN_Z, BDN_A, ALV und E von der EBS-Steuereinrichtung 405 einliest und selbst auswertet, um so selbst an die Beladungszustände angepasste Bremsdruck-Sollwerte P-Soll_Z und P-Soll-A, je nach Ausbildung der einzelnen Fahrzeuge 2, 3 oder der Fahrzeugkombination 1, hierbei jeweils auch achsweise oder radweise, vorgeben zu können.
Nachfolgend nun zwei beispielhafte Berechnungen der Gewichte M_ZFZ, M_AFZ der Teilfahrzeuge 2, 3 einer Fahrzeugkombination 1 und die Ermittlung derer Beladungszustände, wobei diese beispielhafte Berechnung auf die anderen Ausführungsformen zu übertragen ist:
Berechnungsbeispiel 1:
Es sei angenommen, dass eine Beladungssituation der Fahrzeugkombination 1 vorliegt wie in 3d), d. h. entsprechend 5c) der DE 102 61 513 A1 , und dass ein Einflussfaktor E von 100% und ein zulässiges Gewicht TGVW von 18 t, entsprechend wie in 5c der DE 102 61 513 vorliegen. Hierbei wird angenommen, dass ein Achslastverhältnis ALV von 1,5, ein aktueller Zuspannenergie-Bezugswert Kappa von 6,6 bar/g und ein Gesamtgewicht M von 28 t erlernt worden sind, weiterhin sei angenommen, dass die von der EBS-Steuereinrichtung 5, 105, 205, 305, 405 berechneten Zuspannenergie-Niveaus BDN_Z für das Zugfahrzeug 2 mit 4,7 bar/g und das Zuspannenergie-Niveau BDN_A für das Anhängefahrzeug 3 mit 8,5 bar/g ermittelt worden sind.
In 3 sei der Einflussfaktor E auf 100% gesetzt.
Berechnung des Gewichtes M_ZFZ und der Achslasten AL_ZVA, AL_ZHA des Zugfahrzeugs 2:
Da in diesem Berechnungsbeispiel der Einflussfaktor auf 100% gesetzt ist, besteht ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen dem Zuspannenergie-Niveau BDN_Z und dem Achslastverhältnis ALV, entsprechend der Darstellung der 11, d. h. die in der 11 dargestellte Kennlinie BDN_Z = f(ALV) ist unmittelbar für die Berechnung der Achslasten AL_ZVA, AL_ZHA des Zugfahrzeugs 2 maßgeblich.
Es berechnen sich die Achslasten des Zugfahrzeugs somit zu:
Achslast der Vorderachse AL_ZVA = TGVW·BDN_Z/8,5 bar/g·ALV/(ALV + 1)
Achslast der Hinterachse AL_ZHA = TGVW·BDN_Z/8,5 bar/g·1/(ALV + 1)
und damit
AL_ZVA = 6,0 t und AL_ZHA = 4,0 t
Das Gewicht M_ZFZ des Zugfahrzeuges 2 berechnet sich proportional aus dem ermittelten Zuspannenergie-Niveau BDN_Z des Zugfahrzeugs 2, da der Einflussfaktor E gleich 100% ist zu:
TGVW·BDN_Z/8,5 bar/g
und damit
M_ZFZ = 100 t
Berechnungen des Gewichtes M_AFZ und der Achslasten des Anhängefahrzeugs 3:
Das Gewicht M_AFZ des Anhängefahrzeugs 3 berechnet aus der Differenz aus dem ermittelten Gesamtgewicht M und des berechneten Gewichtes M_AFZ des Zugfahrzeugs 2:
M_AFZ = M – M_ZFZ
und damit zu
M_AFZ = 28,0 t – 10,0 t = 18,0 t
Der Beladungszustand des Anhängefahrzeugs 3 wird von der Steuereinrichtung der EBS-Steuereinrichtung (5, 105, 205, 305, 405) aus dem ermittelten Zuspannenergie-Niveau BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 und des gesetzten Einflussfaktors E ermittelt. Da in diesem Berechnungsbeispiel 1 der gesetzte Einflussfaktor E 100% beträgt und sich somit die ermittelten Zuspannenergie-Niveaus BDN_Z, BDN_A (auch Bremsdruck-Niveaus genannt) der Teilfahrzeuge 2, 3 den Gewichten M_AFZ, M_ZFZ der Teilfahrzeuge 2, 3 direkt zuordnen lassen, d. h. es liegt eine annähernde Proportionalität zwischen dem ermittelten Bremsdruck-Niveau jedes Teilfahrzeugs 2, 3 und dessen Gewicht M_ZFZ, M_AFZ vor, und das ermittelte Zuspannenergie-Niveau BDN_A des Anhängefahrzeugs 8,5 bar/g beträgt, wird vom Verfahren ermittelt, dass die Achsen AA1, AA2 des Anhängefahrzeugs 3 ein Achslasten AL_AA1, AL_AA2 aufweisen, die genau dem voll beladenen Zustand des Anhängefahrzeug 3 entsprechen. Berechnet wurde in diesem Berechnungsbeispiel 1 ein Gewicht M_AFZ des Anhängefahrzeugs 3 von 18 t und ein Zuspannenergie-Niveau BDN_A von 8,5 bar/g. In diesem Fall geht das Verfahren weitergehend davon aus, dass ein zweiachsiges Anhängefahrzeug (Sattelauflieger) 3 vorliegt, dessen Achslast AL_AA1, AL_AA2 pro Achse AA1, AA2 jeweils 9,0 t beträgt.
Vorteilhaft wird die Achskonfiguration, d. h. die Anzahl der Achsen des Anhängefahrzeugs 3 über eine Datenschnittstelle (CAN-Bus) eingelesen.
Von vorrangiger Bedeutung bei der Ermittlung der Achslasten AL_AA1, AL_AA2 und/der Achsen AA1, AA2 des Anhängefahrzeugs 3 ist das ermittelte Zuspannenergie-Niveau BDN_A, in diesem Fall ermittelt mit 8,5 bar/g, es wird daher auf den genau vollen Beladungszustand erkannt.
Es ist somit ermittelt:

a) das Anhängefahrzeug 3 ist voll beladen
b) es liegt ein zweiachsiges Anhängefahrzeug 3 vor mit einer Achslast AL_AA1, AL_AA2 (AA1, AA2) von jeweils 9,0 t.

Ergebnis: Bei den Berechnungen von z. B. Solldrücken (FDR_P_Soll_VA, FDR_P_Soll_HA, FDR_P_Soll_AA) für einzelne Fahrzeugachsen oder von z. B. Solldrücken (FDR_P_Soll_VA_Ii, ...) für einzelne Räder der beiden Teilfahrzeuge 2, 3, also Zugfahrzeug 2 und Anhängefahrzeug 3 einer Fahrzeugkombination 1 durch ein FDR-System kann die FDR-Steuereinrichtung nun zugrunde legen, dass die Fahrzeugkombination trotz eines ermittelten relativ geringen Gesamtgewichtes M der Fahrzeugkombination 1 von 28 t an den Achsen AA1, AA2 des Anhängefahrzeugs 3 voll beladen ist, und an den Achsen VA, HA des Zugfahrzeugs 2 verhältnismäßig gering, es ist somit eine an den Beladungszustand der Fahrzeugkombination 1 angepasst sichere Bremsdruckaussteuerung an allen Achsen und Rädern möglich, wodurch kritische Fahrzustände weitgehend vermeidbar sind. In diesem Berechnungsbeispiel 1 wird erkannt, dass die Beladungssituation der Fahrzeugkombination 1 sehr hecklastiger Art ist. Vorteilhaft wird bei der Berechnung der Solldrücke FDR_P_Soll_VA, FDR_P_Soll_HA, FDR_P_Soll_AA der einzelnen Achsen VA, HA, AA1, AA2 und Räder durch die FDR-Steuereinrichtung der Einfluss des ermittelten Zuspannenergie-Niveaus BDN_A höher bewertet als die berechnete Gewicht M_AFZ des Anhängefahrzeugs 3.
Berechnungsbeispiel 2:
Nun sei angenommen, dass die Beladungssituation der Fahrzeugkombination 1 die gleiche ist wie in 5c) der DE 102 61 513 A1 dargestellt, aber abweichend vom Berechnungsbeispiel 1 nun ein Einflussfaktor E von 0% gesetzt ist, d. h. maßgeblich ist in diesem Berechnungsbeispiel 2 die 5i) der DE 102 61 513 A1 .
Es soll gelten, ebenso wie im Berechnungsbeispiel 1:
Gesetztes (wobei der Begriff ”gesetzt” in der Regel für im Fahrzeug ”parametriert” steht) zulässiges Gewicht TGVW = 18 t und gelerntes Achslastverhältnis ALV = 1,5. Der aktuelle Zuspannenergie-Bezugswert Kappa soll ebenso wie in 5c) 6,6 bar/g betragen, das Gesamtgewicht M ebenso mit 28,0 t gelernt sein. Abweichend von 5c) soll nun aber das Zuspannenergie-Niveau BDN_Z des Zugfahrzeugs 2 7,1 bar/g betragen und das Zuspannenergie-Niveau BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 6,1 bar/g, wie in 5i) der DE 102 61 513 A1 dargestellt.
Berechnung der Gewichtes M_ZFZ des Zugfahrzeugs 2:
Da im vorliegenden Berechnungsbeispiel 2 der Einflussfaktor E mit 0% gesetzt ist, gilt der direkte Zusammenhang zwischen dem aktuell ermittelten Zuspannenergie-Niveau BDN_Z, ermittelt sind im Berechnungsbeispiel 7,1 bar/g, und das Achslastverhältnis ALV entsprechend der Funktion
BDN_Z = f(ALV)
der 11 nicht mehr, bekannt ist aber das Achslastverhältnis ALV des Zugfahrzeugs 2 mit 1,5.
Das Verfahren weist für jeden möglichen gesetzten Einflussfaktor E abgespeicherte Kennlinienfelder BDN_Z = f(ALV, Kappa, E) auf, wie z. B. in der in 2a oder in 2a dargestellt, so auch für einen Einflussfaktor E von 100%. Das Kennlinienfeld der 2a) ist das Kennlinienfeld zur Ermittlung von des Zuspannenergie-Niveaus BDN_Z bei einem gesetztem Einflussfaktor E von 100%. Ein gesetzter Einflussfaktor E von 100% bringt zum Ausdruck, dass keine gewollte Verschiebung von zu erbringender Bremsarbeit in summenbremskraftneutraler Weise zwischen den Teilfahrzeugen 2, 3 erfolgen soll, jedes Teilfahrzeug 2, 3 der Fahrzeugkombination 1 soll sich selbst abbremsen. Aus dem Kennlinienfeld der 2a) ergibt sich, dass das BDN_Z des Zugfahrzeugs 2 bei einem ermittelten Achslastverhältnis ALV von 1,5 und einem, gesetzten E von 100% 4,7 bar/g betragen würde. D. h. bei einem gesetzten Einflussfaktor E von 100% wäre ein Zuspannenergie-Niveau BDN_Z von 4,7 bar/g für das Zugfahrzeug 2 erforderlich, um das Gewicht M_ZFZ des Zugfahrzeugs 2 durch die Bremsen des Zugfahrzeugs 2 allein abbremsen zu können.
Nun lässt sich das Gewicht M_ZFZ des Zugfahrzeugs 2 berechnen:
M_ZFZ = TGVW·BDN_Z/8,5 bar/g = 18 t·4,7bar/g/8,5 bar/g = 10,0 t, wobei das in die Berechnung eingehende Zuspannenergie-Niveau BDN_Z das des Einflussfaktors E = 100% ist.
Es ergibt sich: M_ZFZ = 10,0 t
Die Achslasten AL_ZVA, AL_ZHA des Zugfahrzeugs 2 berechnen sich somit zu:
Achslast der Vorderachse AL_ZVA = TGVW·BDN_Z/8,5 bar/g·ALV/(ALV + 1)
Achslast der Hinterachse AL_ZHA = TGVW·BDN_Z/8,5 bar/g·1/(ALV + 1)
und damit
AL_ZVA = 6,0 t und AL_ZHA = 4,0 t
wobei hier ebenso das Zuspannenergie-Niveau BDN_Z bei einem Achslastverhältnis ALV von 1,5 und einem Einflussfaktor E von 100% eingeht.
Berechnung der Gewichtes M_AFZ des Anhängefahrzeugs 2:
Die Gewicht M_AFZ des Anhängefahrzeugs 2 berechnet aus
M_AFZ = M – M_ZFZ = 28 t – 10 t = 18 t
es ergibt sich: M_AFZ = 18,0 t
Berechnung der Achslasten AL_AA!, AL_AA2 und des Beladungszustandes des Anhängefahrzeugs 3:
Berechnung des Beladungszustandes: Obwohl in diesem Berechnungsbeispiel das ermittelte Gewicht M_AFZ des Anhängefahrzeugs 3 mit 18 t und das ermittelte Zuspannenergie-Niveau BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 mit 6,1 bar/g auf den ersten Blick eher auf ein nicht voll beladenes Anhängefahrzeug 3 hindeuten, lässt das Verfahren es eindeutig zu, den tatsächlichen und damit höheren Beladungszustand des Anhängefahrzeugs 3 zu ermitteln. Dazu werden ebenso wie bei der Ermittlung der Achslasten AL_ZHA, AL_ZVA des Zugfahrzeugs 2 abgespeicherte Kennlinienfelder zur Ermittlung von Zuspannenergie-Niveaus BDN_A, BDN_Z der Teilfahrzeuge 2, 3 herangezogen.
Bekannt sind der Wert des Achslastverhältnisses ALV des Zugfahrzeugs 2, der Zuspannenergie-Bezugswert Kappa, der aktuelle Zuspannenergie-Bezugswert BDN_Z t, der in diesem Verfahren einer Bremsdruckregelung zuständig ist für die Fahrzeugkombination 1, bestehend aus Zugfahrzeug 2 und Anhängefahrzeug 3, d. h. maßgeblicher Bezugsfaktor für beide Teilfahrzeug 2, 3 ist.
Aus diesen beiden Größen, dem Achslastverhältnis ALV und dem Zuspannenergie-Bezugswert Kappa, lässt sich nun aus dem abgespeicherten Kennlinienfeld BDN_A = f(Kappa, ALV, E) zur Ermittlung des Zuspannenergie-Niveaus BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 für einen Einflussfaktor E von 100% der aktuelle Beladungszustand des Anhängefahrzeugs 3 ermitteln, siehe 2b). Bei einem Achslastverhältnis ALV von 1,5 und einem Zuspannenergie-Bezugswert Kappa von 6,6 bar/g ermittelt sich ein Zuspannenergie-Niveau des Anhängefahrzeugs 3 als BDN_A von 8,5 bar/g. D. h. es würde ein Zuspannenergie-Niveau BDN_A von 8,5 bar/g benötigt werden, um das Anhängefahrzeug 3 allein durch die eigenen Bremsen abzubremsen, d. h. ohne Verschiebung von zu erbringender Bremsarbeit zwischen den Teilfahrzeugen 2, 3 der Fahrzeugkombination 1, wie es im Fall eines Setzens von E auf 0% gewollt ist. Somit lautet das Ergebnis der Berechnung: Die Anhängerachsen AA1, AA2 sind genau voll beladen, denn ein Zuspannenergie-Niveau BDN_A von 8,5 bar/g entspricht genau dem definierten Wert in bar/g für den genau vollen Beladungszustand.
Berechnung der Achslasten AL_AA1, AL_AA2 des Anhängefahrzeugs 3: Es ist ein Gewicht M_AFZ des Anhängefahrzeugs 2 von 18 t berechnet worden, aus dem Zusammenhang M_AFZ = M – M_ZFZ. Weiterhin ist nun bekannt, dass das Anhängefahrzeug 3 ein Zuspannenergie-Niveau BDN_A von 8,5 bar/g benötigen würde, wenn es sich allein abzubremsen hätte. Aus der Kombination dieser beiden Werte wird nun geschlussfolgert, dass das Anhängefahrzeug 3 ein zweiachsiges Anhängefahrzeug 3 ist, dessen Achsen AA2, AA2 eine Achslast von 9 t aufweisen. Berechnung:
AL_AA1 = AL_AA2 = 1/2 + M_AFZ = 1/2·18 t = 9 t.
Ein FDR-System kann somit nun beispielsweise einen achslastabhängigen Solldruck FDR_P_Soll_AA für eine Anhängefahrzeugachse AA1, AA2, AA3 berechnen, der eine Achslast von 9 t berücksichtigt und/oder den genau voll beladenen Zustand der Anhängefahrzeugachse bzw. des Anhängefahrzeugs.
Im Berechnungsbeispiel, basierend auf die Darstellung der Fahrzeugkombination in 5i) der DE 102 61 513 A1 sind nun sämtliche Achslasten AL_ZVA, AL_ZHA, AL_AA1, AL_AA2 und Gewichte M_ZFZ, M_AFZ der Teilfahrzeuge 2, 3 bestimmt, bestimmt sind insbesondere die Beladungszustände der beiden Teilfahrzeuge 2, 3 der Fahrzeugkombination 1 und der Fahrzeugkombination 1 selbst.
Eine Bestimmung der horizontalen Schwerpunktslagen der Teilfahrzeuge 2, 3 und der Fahrzeugkombination 1 ist nun einfach möglich, zumindest in angenäherter Weise, wobei in der Regel die Achsabstände, zumindest die des Anhängefahrzeugs 3 zu schätzen wären.
Ergebnis: Es sind aufgrund der Kenntnis der Beladungszustände, der Gewichte M_ZFZ, M_AFZ, der Achslasten AL_ZVA, AL_ZHA, AL_AA1, AL_AA2 und der horizontalen Schwerpunktslagen der Teilfahrzeuge 2, 3 und der Fahrzeugkombination 1 angepasste achsbezogene und/oder radbezogene Bremssolldruckbestimmungen auf einzelne Achsen und/oder Räder bezogen, möglich, wodurch eine verbesserte FDR-Regelung ermöglicht wird. Bekannt ist die Hecklastigkeit der Beladungsausführung, es kann in kritischen Fahrsituationen entsprechend schnell und angepasst auf diesen Umstand reagiert werden.
In der 2a) und 2b) ist der Zuspannenergie-Bezugswert Kappa als Wert der Abszisse aufgetragen und in den Fahrzeugdarstellungen, z. B. in denen der 3, jeweils als mittlerer Wert in der untersten Zeile.
In diesem Verfahren beschreibt der Zuspannenergie-Bezugswert Kappa die Verhältnisse der Gewichte M_ZFZ, M_AFZ der Fahrzeugkombination 1 und damit der Beladungszustände der Fahrzeugkombination 1. Ist die Fahrzeugkombination 1 voll beladen beträgt der Zahlenwert des Zuspannenergie-Bezugswertes Kappa 8,5 bar/g. Ein Zuspannenergie-Bezugswert Kappa von 8,5 bar/g für den vollen Fahrzeugzustand gilt für jedes Teilfahrzeug 2, 3, unabhängig davon, wie die Ausführung, Bauart usw. ist; erreicht wird dieses durch eine angepasste Variation von Einstellwerten der EBS-Steuereinrichtung des Zugfahrzeugs 2. Das Kappa des leeren bzw. unbeladenen Fahrzeugzustands richtet sich somit nach dem so genannten Last/Leer-Verhältnis der Fahrzeugkombination 1, d. h. nach dem Gesamtgewicht des leeren bzw. unbeladenen Zustands relativ zu dem Gesamtgewicht des voll beladenen Zustands. Bei den Fahrzeugdarstellungen der 3 entspricht z. B. das Gesamtgewicht von 36 t der voll beladenen Fahrzeugkombination, das sich zusammensetzt aus einem Gewicht von 18 t für das voll beladene Zugfahrzeug und einem Gewicht von 18 t für das voll beladene zweiachsige Anhängefahrzeug, einem Kappa von 8,5 bar/g, wie aus der 3 in der Darstellung der Fahrzeugkombination oben zu entnehmen ist. Die unbeladene Fahrzeugkombination 1, in 3 in der untersten Zeile dargestellt, weist ein Gesamtgewicht von 14 t auf, damit berechnet sich ein Zuspannenergie-Bezugswert Kappa von 3,3 bar/g (8,5 bar/g/36 t·14 t = 3,3 bar/g. Alle Werte dazwischen sind gewichtsabhängig interpolierbar.
In 2b ist das Zuspannenergie-Niveau BDN_A (auch Bremsdruck-Niveau genannt) des Anhängefahrzeugs 3 als Wert der Ordinate des Kennlinienfeldes (auch Diagramm genannt) dargestellt und beschreibt im Kennlinienfeld der 2b), dass für einen gesetzten Einflussfaktor E von 100% gilt, daher direkt den Beladungszustand des Anhängefahrzeugs 3. Ist das Anhängefahrzeug 3 voll beladen, beträgt der Zahlenwert 8,5 bar/g. Im leeren Zustand beträgt dieser Wert 1,9 bar/g, entsprechend des Last/Leer-Verhältnisses der Anhängefahrzeugachsen AA1, AA2 von 18 t zu 4 t. Alle Werte dazwischen sind gewichtsabhängig interpolierbar. Ist der Einflussfaktor E im Kennlinienfeld zur Ermittlung des Zuspannenergie-Niveaus BDN_A kleiner als 100%, beschreibt das Zuspannenergie-Niveau BDN_A indirekt den Beladungszustand des Anhängefahrzeugs 3; E ist dient dazu, zu erbringende Bremsarbeit zwischen den Teilfahrzeugen 2, 3 zu verschieben und führt dadurch indirekt dazu, dass keine direkte gewichtsabhängig Proportionalität mehr vorliegt.
Um aus einem ermittelten BDN_A bei einem gesetztem Einflussfaktor E von kleiner 100% z. B. Achslasten AL_AA1, AL_AA2 des Anhängefahrzeugs 3 berechnen zu können, wird vorteilhaft auf das Kennfeld zur Ermittlung des Zuspannenergie-Niveaus BDN_A zurückgegriffen werden, das für einen gesetzten Einflussfaktor E von 100% gilt, unter Heranziehung des Zuspannenergie-Bezugswertes Kappa und dem Achslastverhältnis ALV des Zugfahrzeugs 2.
In 2a) ist das Zuspannenergie-Niveau BDN_Z als Ordinatenwert des Kennlinienfeldes dargestellt, Abszissenwert ist der Zuspannenergie-Bezugswert Kappa. In diesem Diagramm mit einem Einflussfaktor E von 100% ändert sich das Zuspannenergie-Niveau BDN_Z des Zugfahrzeugs 2 nicht, wenn sich ALV nicht ändert, bei konstantem ALV ändert sich BDN_Z nur, wenn sich Kappa ändert. Dieses Kennlinienfeld folgt der Vorgabe, dass sich jedes Teilfahrzeug 2, 3 selbst abzubremsen hat. Es erfolgt keine Verschiebung von zu erbringender Bremsarbeit zwischen den Teilfahrzeugen 2, 3 einer Fahrzeugkombination 1.
Die unterschiedlichen Werte der Bremsdruck-Niveaus BDN_Z, BDN_A der unbeladenen Fahrzeugzustände der Teilfahrzeuge 2, 3, d. h. 4,7 bar/g des Zugfahrzeugs 2 und 1,9 bar/g des Anhängefahrzeugs 3, zeigen somit unterschiedliche Last/Leerverhältnisse der beiden Teilfahrzeuge 2, 3 zueinander. Ein unbeladener Sattelauflieger als Beispiel eines Anhängefahrzeugs 3 weist an seinen Achsen AA1, AA2 in der Summe weniger Achslast, also eine geringeres Gewicht M_AFZ, auf als eine-Sattelzugmaschine 2 als Beispiel eines Zugfahrzeugs 2, mit aufgesatteltem unbeladenen Sattelauflieger 3.
9 beschreibt sämtliche Beladungszustände von Fahrzeugkombinationen 1, die aus jeweils einer Sattelzugmaschine mit zwei Achsen und vier Rädern als Zugfahrzeug 2 und jeweils einem Anhängefahrzeug 3 gebildet ist, das gemäß den unterschiedlichen Darstellungen eine Anhängerachse AA1, zwei Anhängerachsen AA1 und AA2 oder drei Anhängerachsen AA1, AA2, AA3 aufweist und als Auflieger ausgebildet ist.
Sämtliche Zustände, einschließlich der Extremzustände, werden über die Größen Gesamtgewicht M, Zuspannenergie-Bezugswert Kappa, Einflussfaktor E, Achslastverhältnis ALV, Zuspannenergie-Niveau BDN_Z des Zugfahrzeugs 2 und Zuspannenergie-Niveau BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 erkannt, d. h. eine fahrdynamische Regelung ist nun optimal über die Beladungszustände informiert und kann in kritischen Situationen weit besser und von Anfang an Maßnahmen ergreifen, wie z. B. Bremsdrücke einsteuern, die ein Kippen oder Schleudern der Fahrzeugkombination 1 verhindern.
Gemäß einer weiteren Ausbildung kann berücksichtigt werden, dass es in der Praxis immer Störgrößen gibt, die ein genaues Bestimmen der Werte Gesamtgewicht M, Zuspannenergie-Bezugswert Kappa, Achslastverhältnis ALV, Zuspannenergie-Niveau BDN_Z des Zugfahrzeugs 2 und Zuspannenergie-Niveau BDN_A des Anhängefahrzeugs 3 erschweren. So ist es denkbar, für die fahrdynamischen Zwecke Klassifizierungen vorzunehmen, z. B. eine Klassifizierung in
erste Klasse: voll;
zweite Klasse: halbvoll;
dritte Klasse: leer.
Weiterhin ist es denkbar, zusätzlich/oder eine Klassifizierung vorzunehmen in
vierte Klasse: frontlastige Beladung;
fünfte Klasse: harmonische/mittlere Beladung; sechste Klasse: hecklastige Beladung.
Das Achslastverhältnis ALV ist grundsätzlich für jeden Fahrzeugtyp ermittelbar, d. h. für Sattelzugmaschinen, Busse, LKW, PKW usw..
Das Verfahren kommt ohne Achslastsensoren aus; grundsätzlich sind gar keine Achslastsensoren in der Fahrzeugkombination 1 erforderlich.
Das Anhängefahrzeug 3 bzw. der Sattelauflieger kann ein konventionell-gebremster oder auch ein EBS-gesteuerter bzw. geregelter Sattelauflieger sein.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugkombination
2: Zugfahrzeug
3: Anhängefahrzeug
4, 104, 204, 304, 404: Brems-Steuereinrichtung
5, 105, 205, 305, 405: EBS-Steuereinrichtung
6, 106, 206, 306, 406: FDR-Steuereinrichtung
7: Berechnungseinrichtung
AA1, AA2, AA3: erste, zweite, dritte Anhängerachse des Anhängefahrzeugs 3
ALV: Achslastverhältnis des Zugfahrzeugs 2
AL_ZVA: Achslast der Vorderachse des Zugfahrzeugs 2
AL_ZHA: Achslast der Hinterachse des Zugfahrzeugs 2
AL_AA1: Achslast der ersten Anhängerachse
AL_AA2: Achslast der zweiten Anhängerachse
E: Einflussfaktor (Koppelfaktor)
M: Gesamtgewicht
M_AFZ: Gewicht des Zugfahrzeugs 2
M_ZFZ: Gewicht des Anhängefahrzeugs 3
z_Soll_FDR: Fahrzeug-Verzögerungs-Sollwert
P-Soll-VA, P-Soll-HA, P-Soll-A: Solldrücke
z_Soll_VA_FDR, z_Soll_HA_FDR, z_Soll_A_FDR: achsbezogene Verzögerungs-Sollwerte
P-Soll_Z, P-Soll-A: Bremsdruck-Sollwerte
BDN_A: Zuspannenergie-Niveau
BDN_Z: Zuspannenergie-Niveau

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10261513 A1 [0002, 0006, 0021, 0022, 0028, 0031, 0032, 0032, 0048, 0059, 0059, 0060, 0072]
EP 0445575 B1 [0024]
DE 10261513 [0048]

Claims

Verfahren zur Bremsregelung einer Fahrzeugkombination (1), die ein mit einem elektronisch geregelten Bremssystem ausgestattetes Zugfahrzeug (2) mit mindestens einer Vorderachse (VA) und einer Hinterachse (HA) und ein Anhängefahrzeug (3) mit mindestens einer Anhängerachse (AA1, AA2) aufweist, bei dem – bei einer Bremsbetätigung ein Verzögerungs-Sollwert (Z-Soll) ermittelt und mit einem Verzögerungs-Istwert (Z-Ist) verglichen und hieraus ein aktueller Zuspannenergie-Bezugswert (Kappa) ermittelt wird, – weiterhin Zuspannenergie-Sollwerte (P-Soll_Z, P-Soll_A) für das Zugfahrzeug (2) und das Anhängefahrzeug (3) aus einem aktuellen Zuspannenergie-Bezugswert (Kappa) und Zuspannenergie-Niveaus (BDN_Z, BDN_A) für das Zugfahrzeug (2) und das Anhängefahrzeug (3) ermittelt werden unter Verwendung von gespeicherten Kennlinienfeldern, die die Abhängigkeiten der Zuspannenergie-Niveaus (BDN_Z, BDN_A) für das Zugfahrzeug (2) und das Anhängefahrzeug (3) vom Zuspannenergie-Bezugswert (Kappa) oder vom Achslastverhältnis (ALV) des Zugfahrzeugs (2) wiedergeben, wobei die Kennlinienfelder in Abhängigkeit mindestens eines vorgebbaren Einflussfaktors (E) gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Zuspannenergie-Bezugswert (Kappa), dem Einflussfaktor (E) und dem Achslastverhältnis (ALV) des Zugfahrzeugs (2) ein Beladungszustand ermittelt wird für eines der Fahrzeuge aus der Gruppe: Zugfahrzeug (2), Anhängefahrzeug (3), Fahrzeugkombination (1), wobei das Anhängefahrzeug (3) ohne eigene automatische lastabhängige Bremskraftregelung ausgestattet ist, und wobei die Bremskraftregelung des Anhängefahrzeugs (3) von dem Zugfahrzeug (2) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Beladungszustand ermittelt wird einer oder mehrere der folgenden Werte: eine Schwerpunktlage des Zugfahrzeugs (2), eine Achslast (AL_ZVA, AL_ZHA, AL_AVA, AL_AHA) des Zugfahrzeugs (2), mehrere Achslasten (AL_ZVA, AL_ZHA, AL_AVA, AL_AHA) des Zugfahrzeugs (2), eine Achslast (AL_ZVA, AL_ZHA, AL_AVA, AL_AHA) des Anhängefahrzeugs (3), mehrere Achslasten (AL_ZVA, AL_ZHA, AL_AVA, AL_AHA) des Anhängefahrzeugs (3).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achslasten (AL_ZVA, AL_ZHA) des Zugfahrzeugs (2) aus dem Zuspannenergie-Niveau (BDN_Z) des Zugfahrzeugs (2), dem Achslastverhältnis (ALV) und einem zulässigen Gewicht (TGVW) des Zugfahrzeugs (2) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine oder mehrere der folgenden Werte ermittelt werden: Gewicht (M_ZFZ) des Zugfahrzeugs (2), Gewicht (M_AFZ) des Anhängefahrzeugs (3), Gesamtgewicht (M) der Fahrzeugkombination (1).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Achslasten (AL_AVA, AL_AHA) des Anhängefahrzeugs (3) aus dem Zuspannenergie-Niveau (BDN_A) des Anhängefahrzeugs (3), dem Achslastverhältnis (ALV) und dem Gesamtgewicht (M) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verzögerungs-Sollwert (Z_Soll) für die gesamte Fahrzeugkombination (1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Fahrdynamikregelungs-Steuereinrichtung (6, 106, 206, 306, 406) ein Sollwert einer Fahrzeugverzögerung (z_Soll_FDR) ermittelt und nachfolgend in einer EBS-Steuereinrichtung (5, 105, 205, 305, 405) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Achse (VA, HA) des Zugfahrzeugs (2) und jede Achse (AA1, AA2, AA3) des Anhängefahrzeugs (3) achsbezogene Verzögerungs-Sollwerte (z_Soll_VA FDR, z_Soll_HA_FDR, z_Soll_A_FDR) von einer Fahrdynamikregelungs-Steuereinrichtung (6, 106, 206, 306, 406) ermittelt und an die EBS-Steuereinrichtung (5, 105, 205, 305, 405) ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungs-Sollwerte (z_Soll_VA_FDR, z_Soll_HA_FDR, z_Soll_A_FDR) der Achsen (VA, HA, AA1, AA2, AA3) radweise ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich einer oder mehrere der folgenden Größen einbezogen werden: Lenkwinkel (LW), Gierrate (GR), Querbeschleunigung (ay), Lenkwinkel LW, einer Längsbeschleunigung ax und einer Querbeschleunigung ay) und hieraus Bremsdruck-Sollwerte oder Zuspannenergie-Bezugswerte (Kappa) einzelner Räder ermittelt oder ausgesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Beladungszustände des Zugfahrzeugs (2) und des Anhängefahrzeugs (3) durch lineare Interpolation aus den Zuspannenergie-Niveaus (BDN_Z, BDN_A) abgeschätzt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Schwerpunktlagen absolute Achslasten der einzelnen Achsen ermittelt werden für eines oder mehrere der Gruppe: Zugfahrzeug (2), Anhängefahrzeug (3), Fahrzeugkombination (1).
Brems-Steuereinrichtung (4, 104, 204, 304, 404) für ein Zugfahrzeug (2), zur Bremskraftregelung einer Fahrzeugkombination (1) aus dem Zugfahrzeug (2) und einem Anhängefahrzeug (3), wobei die Brems-Steuereinrichtung (4, 104, 204, 304, 404) eine FDR-Steuereinrichtung (6, 106, 206, 306, 406) zur Verhinderung von Schleuderzuständen und oder zur Schlupfregelung der Räder und eine EBS-Steuereinrichtung (5, 105, 205, 305, 405) zur Ermittlung und Einstellung von Bremsdrücken an Radbremsen der Räder aufweist, wobei die FDR-Steuereinrichtung (6, 106, 206, 306, 406) Fahrdynamik-Solldrücke (FDR_P_Soll_VA, FDR_P_Soll_HA, FDR_P_Soll_A) für das Zugfahrzeug (2) und das Anhängefahrzeug (3) getrennt ermittelt und an die EBS-Steuereinrichtung (5, 105, 205, 305, 405) ausgibt.
Brems-Steuereinrichtung (4, 104, 204, 304, 404) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die FDR-Steuereinrichtung (6, 106, 206, 306, 406) die Fahrdynamikregelungs-Sollbremsdrücke (P-Soll_Z) für die einzelnen Achsen (VA, HA, AA1, AA2, AA3) des Zugfahrzeugs (2) und des Anhängefahrzeugs (3) separat ermittelt und an die EBS-Steuereinrichtung (5, 105, 205, 305, 405) ausgibt.
Fahrzeugkombination (1) aufweisend ein Zugfahrzeug (2) mit mindestens einer Vorderachse (VA), einer Hinterachse (HA) und ein Anhängefahrzeug (3) mit mindestens einer Anhängerachse (AA1, AA2, AA3)), wobei das Zugfahrzeug (2) eine Brems-Steuereinrichtung (4, 104, 204, 304, 404) nach Anspruch 13 oder 14 aufweist.