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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mit einem Zugfahrzeug koppelbaren Anhängers sowie einen zum Durchführen eines solchen Verfahrens ausgebildeten Anhänger.
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Anhänger sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Ein solcher Anhänger ist mit einem beispielsweise als Kraftfahrzeug ausgebildeten Zugfahrzeug, insbesondere gelenkig, koppelbar, so dass der Anhänger mittels des Zugfahrzeugs bewegt, insbesondere geschoben und/oder gezogen, werden kann. Hierzu umfasst der Anhänger beispielsweise eine Deichsel, über welche der Anhänger mit einem korrespondieren Koppelelement des Zugfahrzeugs und somit mit dem Zugfahrzeug, insbesondere gelenkig, gekoppelt werden kann.
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Der Anhänger umfasst ferner Räder, über welche der Anhänger bei einer Fahrt auf einer Fahrbahn abrollen kann. Die Räder sind somit Bodenkontaktelemente, über welche der Anhänger bei einer Fahrt entlang einer Fahrbahn an der Fahrbahn abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Darüber hinaus umfasst ein solcher Anhänger üblicherweise eine Bremseinrichtung zum Bremsen der Räder. Die Bremseinrichtung kann dabei beispielsweise als sogenannte Auflaufbremse ausgebildet sein, welche beispielsweise bei einem Bremsvorgang des Zugfahrzeugs automatisch und dabei beispielsweise mechanisch ausgelöst wird, um dadurch bei einem Bremsvorgang des Zugfahrzeugs die Räder des Anhängers und somit den Anhänger insgesamt abzubremsen.
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Außerdem offenbart die
DE 10 2013 204 913 A1 eine Steuereinheit für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Motor/Generator umfasst, der eingerichtet ist, im Motorbetrieb eine rekuperierende Achse des Fahrzeugs anzutreiben und im Generatorbetrieb die rekuperierende Achse des Fahrzeugs zu verzögern.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines mit einem Zugfahrzeug koppelbaren Anhängers sowie einen solchen, mit einem Zugfahrzeug koppelbaren Anhänger bereitzustellen, so dass ein besonders effizienter Betrieb des Zugfahrzeugs realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Anhänger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Anhängers, welcher mit einem Zugfahrzeug, insbesondere gelenkig, koppelbar ist. Infolge der Kopplung beziehungsweise Koppelbarkeit des Anhängers mit dem beispielsweise als Kraftfahrzeug ausgebildeten Zugfahrzeug kann der Anhänger mit Hilfe des Zugfahrzeugs bewegt, insbesondere gezogen und/oder geschoben, werden. Der Anhänger umfasst ferner Räder, über welche der Anhänger bei einer Fahrt auf einer Fahrbahn abrollen kann. Mit anderen Worten sind die Räder Bodenkontaktelemente, über welche der Anhänger bei einer Fahrt entlang einer Fahrbahn an der Fahrbahn abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Darüber hinaus umfasst der Anhänger wenigstens eine Bremseinrichtung zum Bremsen der Räder und somit des Anhängers insgesamt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen ersten Schritt, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Anhängers wenigstens ein Signal empfangen wird, welches einen Rekuperationsbetrieb des als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildeten Zugfahrzeugs charakterisiert. Die elektronische Recheneinrichtung wird auch als Steuergerät bezeichnet und ist dazu ausgebildet, das beispielsweise als elektrisches Signal ausgebildete Signal zu empfangen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter dem Rekuperationsbetrieb des Zugfahrzeugs insbesondere Folgendes zu verstehen: Das Zugfahrzeug umfasst wenigstens eine elektrische Maschine, welche beispielsweise in einem Motorbetrieb als Elektromotor betreibbar ist beziehungsweise betrieben werden kann. In dem Motorbetrieb ist mittels der elektrischen Maschine beispielsweise wenigstens ein Rad des Zugfahrzeugs antreibbar. Mit anderen Worten wird beispielsweise in dem Motorbetrieb der elektrischen Maschine mittels der elektrischen Maschine wenigstens ein Rad des Zugfahrzeugs angetrieben. Ferner ist die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb als Generator betreibbar. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine von dem sich während einer Fahrt des Zugfahrzeugs drehenden Rad des Zugfahrzeugs angetrieben, wodurch kinetische Energie des Zugfahrzeugs mittels des Generators in elektrische Energie umgewandelt wird. Durch dieses Umwandeln von kinetischer Energie in elektrische Energie wird das Zugfahrzeug mittels des Generators abgebremst. Der Rekuperationsbetrieb umfasst somit das durch den Generator bewirkte Umwandeln von kinetischer Energie des Zugfahrzeugs in elektrische Energie sowie das durch dieses Umwandeln bewirkte Abbremsen des Zugfahrzeugs. Der Generator stellt beispielsweise die durch das beschriebene Umwandeln gewonnene elektrische Energie bereit, so dass die bereitgestellte elektrische Energie beispielsweise wenigstens einem elektrischen Verbraucher zugeführt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie in einem beispielsweise als Batterie ausgebildeten Energiespeicher zu speichern.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, bei welchem mittels der elektronischen Recheneinrichtung die Bremseinrichtung in Abhängigkeit von dem empfangenen, den Rekuperationsbetrieb charakterisierenden Signal zumindest vorübergehend deaktiviert wird, so dass zumindest während eines Teils des Rekuperationsbetriebs ein durch die Bremseinrichtung bewirktes Abbremsen der Räder des Anhängers unterbleibt.
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Die Bremseinrichtung des Anhängers ist beispielsweise eine, insbesondere mechanische, Auflaufbremse, welche beispielsweise in einem Zustand, in welchem der Anhänger mit dem Zugfahrzeug gekoppelt ist, durch einen Bremsvorgang beziehungsweise durch eine Abbremsung des Zugfahrzeugs, insbesondere mechanisch, aktiviert wird beziehungsweise aktiviert werden kann. Infolge der Aktivierung der Auflaufbremse werden die Räder des Anhängers und somit der Anhänger insgesamt gebremst. Dadurch kann beispielsweise der durch eine Bremseinrichtung des Zugfahrzeugs bewirkte Bremsvorgang des Zugfahrzeugs durch die Bremseinrichtung des Anhängers unterstützt werden. Da im Rahmen des Rekuperationsbetriebs das Zugfahrzeug abgebremst wird, kann der Rekuperationsbetrieb als ein Bremsvorgang angesehen werden, durch welchen – falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind – die Auflaufbremse automatisch und dabei insbesondere mechanisch aktiviert wird.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun jedoch vorgesehen, die Bremseinrichtung des Anhängers im Rekuperationsbetrieb des Zugfahrzeugs zu deaktivieren und somit beispielsweise ein Aktivieren der Auflaufbremse zu vermeiden. Dadurch wird der Anhänger zumindest während eines Teils des Rekuperationsbetriebs nicht mittels der Bremseinrichtung des Anhängers abgebremst, so dass während des Rekuperationsbetriebs auch kinetische Energie des sich bewegenden Anhängers genutzt und zumindest teilweise mittels des Generators in elektrische Energie umgewandelt werden kann. In der Folge kann ein besonders vorteilhafter und insbesondere besonders effizienter Betrieb des Zugfahrzeugs realisiert werden, da beispielsweise nicht nur ein Teil der kinetischen Energie des Zugfahrzeugs, sondern auch zumindest einen Teil der kinetischen Energie des Anhängers in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Dadurch kann der Generator in dem Rekuperationsbetrieb eine besonders hohe Menge an elektrischer Energie bereitstellen, welche aus kinetischer Energie des Zugfahrzeugs und aus kinetischer Energie des Anhängers gewonnen wird. Die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise wenigstens einem elektrischen Verbraucher zugeführt und/oder in einem Energiespeicher gespeichert werden, so dass beispielsweise eine besonders hohe Reichweite realisiert werden kann, über welche das Zugfahrzeug, insbesondere in einem Anhängerbetrieb, elektrisch angetrieben werden kann. Unter einem solchen Anhängerbetrieb ist zu verstehen, dass das Zugfahrzeug mit dem Anhänger gekoppelt und in mit dem Anhänger gekoppeltem Zustand betrieben beziehungsweise gefahren wird.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Anhänger für ein Zugfahrzeug, wobei der Anhänger zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben eines mit einem Zugfahrzeug koppelbaren Anhängers.
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Die einzige Fig. zeigt ein Flussdiagramm, anhand dessen im Folgenden ein Verfahren zum Betreiben eines Anhängers beschrieben wird. Der Anhänger ist mit einem als Kraftfahrzeug ausgebildeten Zugfahrzeug, insbesondere gelenkig, koppelbar. Hierzu weist der Anhänger beispielsweise eine Deichsel auf, welche, insbesondere gelenkig, mit einem Koppelelement des Kraftfahrzeugs und somit mit dem Kraftfahrzeug insgesamt koppelbar ist. In einem Zustand, in welchem der Anhänger mit dem Zugfahrzeug gekoppelt ist, bilden das Zugfahrzeug und der Anhänger ein Gespann, wobei der Anhänger mittels des Zugfahrzeugs bewegt, das heißt insbesondere geschoben und/oder gezogen, werden kann. Bildet das Zugfahrzeug mit dem Anhänger das Gespann, so befindet sich das Zugfahrzeug in einem sogenannten Anhängerbetrieb. Mit anderen Worten wird das Zugfahrzeug in einem Anhängerbetrieb betrieben, wenn das Zugfahrzeug mit dem Anhänger gekoppelt ist und dabei betrieben beziehungsweise gefahren wird.
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Der Anhänger umfasst beispielsweise ein Fahrgestell, mit welchem die zuvor genannte Deichsel verbunden sein kann. Ferner umfasst der Anhänger Räder, welche beispielsweise drehbar an dem Fahrgestell gehalten sind. Die Räder sind Bodenkontaktelemente, welche bei einer Fahrt des Anhängers entlang einer Fahrbahn auf der Fahrbahn abrollen. Somit ist der Anhänger bei der Fahrt über die Räder an der Fahrbahn abstützbar beziehungsweise abgestützt. Bei einer solchen Fahrt drehen sich die Räder relativ zu dem Fahrgestell. Der Anhänger umfasst ferner einer beispielsweise als Auflaufbremse ausgebildete Bremseinrichtung, mittels welcher die Räder und somit der Anhänger insgesamt gebremst werden können.
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Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist der Anhänger beispielsweise in einem Normalbetrieb und in einem Effizienzbetrieb betreibbar. In dem Normalbetrieb wird die Bremseinrichtung (Auflaufbremse) durch einen Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs automatisch und dabei insbesondere mechanisch aktiviert, wodurch die Räder und somit der Anhänger insgesamt mittels der Auflaufbremse gebremst werden. Dadurch wird beispielsweise eine den Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs bewirkende Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs beim Abbremsen des Gespanns unterstützt. Dies bedeutet, dass die Auflaufbremse in dem Normalbetrieb durch einen Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs automatisch und insbesondere mechanisch aktiviert werden kann. In dem Effizienzbetrieb jedoch kann die Auflaufbremse nicht durch einen Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs aktiviert werden, so dass in dem Effizienzbetrieb ein Aktivieren der Auflaufbremse, insbesondere ein durch einen Bremsvorgang des Zugfahrzeugs bewirktes, mechanisches Aktivieren der Auflaufbremse, unterbleibt.
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Um den Effizienzbetrieb des Anhängers und in der Folge einen besonders effizienten Betrieb des beispielsweise als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildeten Zugfahrzeugs zu realisieren, umfasst das Verfahren einen ersten Schritt S1, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Anhängers wenigstens ein Signal empfangen wird, welches einen Rekuperationsbetrieb des als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildeten Zugfahrzeugs charakterisiert.
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Unter dem Rekuperationsbetrieb ist folgendes zu verstehen: Das Zugfahrzeug umfasst wenigstens eine elektrische Maschine, welche beispielsweise in einem Motorbetrieb als Elektromotor betreibbar ist. Mittels der elektrischen Maschine ist in dem Motorbetrieb wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs antreibbar, wobei das Rad während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs entlang einer Fahrbahn an der Fahrbahn abrollt. Somit ist beispielsweise das Kraftfahrzeug insgesamt mittels der elektrischen Maschine in dem Motorbetrieb antreibbar. Das Zugfahrzeug umfasst dabei wenigstens einen beispielsweise als Batterie ausgebildeten Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom. Um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine mit in der Batterie gespeichertem elektrischen Strom versorgt.
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Die elektrische Maschine ist alternativ oder zusätzlich in einem Generatorbetrieb als Generator betreibbar. In dem Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine von dem zuvor genannten Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise von mehreren Rädern des Kraftfahrzeugs und somit von kinetischer Energie des sich bewegenden Kraftfahrzeugs angetrieben, so dass die elektrische Maschine als Generator betrieben wird. Mittels des Generators wird zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt, welche von dem Generator bereitgestellt wird. Die bereitgestellte elektrische Energie kann beispielweise einem elektrischen Verbraucher zugeführt und/oder in der Batterie gespeichert werden. Durch das Umwandeln von kinetischer Energie in elektrische Energie wird das Kraftfahrzeug abgebremst. Der Rekuperationsbetrieb umfasst dabei das Umwandeln von kinetischer Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie sowie das dadurch bewirkte Abbremsen des Kraftfahrzeugs. Somit kann der Rekuperationsbetrieb als ein Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs angesehen werden.
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Anhand des Signals erkennt die elektronische Recheneinrichtung des Anhängers, dass sich das Kraftfahrzeug im Rekuperationsbetrieb befindet beziehungsweise dass ein solcher Rekuperationsbetrieb des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
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Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät bezeichnet wird, die Auflaufbremse in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal zumindest vorübergehend deaktiviert, so dass zumindest während eines Teils des Rekuperationsbetriebs ein durch die Bremseinrichtung (Auflaufbremse) des Anhängers bewirktes Abbremsen der Räder des Anhängers unterbleibt. Durch das Deaktivieren der Auflaufbremse wird der zuvor beschriebene Effizienzbetrieb des Anhängers eingestellt, wobei der Anhänger zumindest während eines Teils des Rekuperationsbetriebs in dem Effizienzbetrieb betrieben wird.
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Da somit zumindest während eines Teils des Rekuperationsbetriebs der Anhänger nicht durch dessen Auflaufbremse abgebremst wird, obwohl der Rekuperationsbetrieb ein Bremsvorgang ist, durch welchen im Normalbetrieb des Anhängers die Auflaufbremse automatisch und dabei insbesondere mechanisch aktiviert wird, können mittels des Generators sowohl kinetische Energie des sich bewegenden Kraftfahrzeugs als auch kinetische Energie des sich bewegenden und mit dem Kraftfahrzeug gekoppelten Anhängers genutzt und in elektrische Energie umgewandelt werden. Dadurch kann der Generator in dem Rekuperationsbetrieb eine besonders hohe Menge beziehungsweise einen besonders hohen Betrag an elektrischer Energie bereitstellen, wobei diese elektrische Energie wenigstens einem elektrischen Verbraucher zugeführt und/oder in der Batterie gespeichert werden kann. Dadurch kann beispielsweise eine besonders hohe Reichweite realisiert werden, über welche die elektrische Maschine im Motorbetrieb betrieben und somit das Zugfahrzeug mittels des Elektromotors, insbesondere rein elektrisch, angetrieben werden kann.
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Wird das Zugfahrzeug beispielsweise in einem Zustand betrieben, in welchem das Zugfahrzeug nicht mit einem Anhänger gekoppelt ist, so wird das Zugfahrzeug beziehungsweise das Kraftfahrzeug in einem Solobetrieb betrieben. Im Vergleich zu dem Solobetrieb und somit im Vergleich zu dem Zugfahrzeug alleine weist das Gespann in dem Anhängerbetrieb einen erhöhten Roll- und Luftwiderstand auf, welcher die Reichweite, über welche das Zugfahrzeug beziehungsweise das Gespann mittels des Elektromotors antreibbar ist, gegenüber dem Solobetrieb drastisch verringern kann, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind. Eine solche drastische Verringerung der Reichweite kann nun durch das Verfahren vermieden werden, da der Anhänger in die Rekuperation des Zugfahrzeugs eingebunden wird. Hierzu bekommt die Auflaufbremse des Anhängers Informationen über den Rekuperationsbetrieb und somit beispielsweise über eine Rekuperationsanforderung des beispielsweise elektrisch hybridisch betriebenen Zugfahrzeugs. Da die Auflaufbremse in dem Effizienzbetrieb deaktiviert ist, kann und wird die Auflaufbremse durch eine durch den Rekuperationsbetrieb bewirkte Verzögerung des Zugfahrzeugs nicht aktiviert, so dass auch kinetische Energie des Anhängers in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Dadurch kann ein besonders hoher Rekuperationsgrad dargestellt werden.
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Zur Realisierung des Verfahrens umfasst die Auflaufbremse des Anhängers beispielsweise eine Freigabesteuerung, mittels welcher in dem Effizienzbetrieb eine Aktivierung der Auflaufbremse und somit eine durch die Auflaufbremse bewirkte Verzögerung des Anhängers unterbunden werden.
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Das beispielsweise als elektrisches Signal ausgebildete und den Rekuperationsbetrieb charakterisierenden Signal wird beispielsweise von dem Kraftfahrzeug, insbesondere von einer elektrischen Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs, bereitgestellt. Das Signal stellt eine Information dar, ob beispielsweise eine Bremsung eingeleitet wird, die einen möglichst kurzen Bremsweg erreichen soll, oder ob mit Hilfe des Rekuperationsbetriebs das Zugfahrzeug verzögert werden soll beziehungsweise verzögert wird. Charakterisiert beispielsweise das Signal einen solchen Bremsvorgang, in dessen Rahmen ein möglichst kurzer Bremsweg erreicht werden soll, so unterbleibt beispielsweise das Umschalten von dem Normalbetrieb in den Effizienzbetrieb, so dass der Anhänger im Normalbetrieb betrieben wird. Wird das Kraftfahrzeug beziehungsweise Zugfahrzeug jedoch im Rekuperationsbetrieb betrieben, so wird die Auflaufbremse deaktiviert, so dass der Anhänger, insbesondere dessen Masse, in den Rekuperationsbetrieb und somit in eine Rekuperationsleistung einbezogen wird.
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Die Information über den Rekuperationsbetrieb kann beispielsweise in erster Näherung über ein Bremslichtsignal erfolgen. Das Bremslichtsignal wird somit als das zuvor genannte Signal verwendet, wobei mittels des Bremslichtsignals beispielsweise heckseitige Bremslichter des Zugfahrzeugs angesteuert werden. Das Bremslichtsignal wird dabei beispielsweise auch an die elektronische Recheneinrichtung des Anhängers übertragen und von der elektronischen Recheneinrichtung des Anhängers empfangen, so dass die elektronische Recheneinrichtung des Anhängers anhand des Bremslichtsignals erkennen kann, ob ein Rekuperationsbetrieb vorliegt oder nicht.
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Ferner ist es denkbar, das Signal über andere Wege an die elektronische Recheneinrichtung zu ermitteln, um eine besonders hohe Genauigkeit zu erreichen. Beispielsweise kann das Signal über eine drahtlose Schnittstelle und somit drahtlos an die elektrische Recheneinrichtung des Anhängers übermittelt und von der elektronischen Recheneinrichtung des Anhängers empfangen werden. Bei einer solchen drahtlosen Schnittstelle handelt es sich beispielsweise um Zigbee, Bluetooth, WLAN usw. Insbesondere wird das Signal beispielsweise mittels Funktechnik drahtlos an die elektronische Recheneinrichtung des Anhängers übermittelt und von dieser empfangen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, auf eine Schlussbeleuchtung des Zugfahrzeugs Lichtsignale aufzumodulieren, um dadurch das an die elektronische Recheneinrichtung des Anhängers zu übertragende und von der Recheneinrichtung zu empfangende Signal zu realisieren. Alternativ oder zusätzlich ist der Einsatz einer kabelgebundenen Schnittstelle denkbar, so dass das Signal beispielsweise mittels wenigstens eines Kabels an die elektronische Recheneinrichtung des Anhängers übermittelt und von dieser empfangen wird. Dabei wird beispielsweise das den Rekuperationsbetrieb charakterisierende Signal auf ein weiteres Signal, welches beispielsweise über die Leitung übertragen wird, aufmoduliert.
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Bezugszeichenliste
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- S1
- erster Schritt
- S2
- zweiter Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013204913 A1 [0004]