DE102020126627A1

DE102020126627A1 - Bestimmen der verstärkung der anhängerbremse

Info

Publication number: DE102020126627A1
Application number: DE102020126627.8A
Authority: DE
Inventors: Patrick DiGioacchino; Alexander S. Barath; Hasan Alper Hepguvendik; Avesta Goodarzi
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2021-05-12
Also published as: CN112776784A; US20210139008A1; US11225235B2; CN112776784B

Abstract

Die Verstärkung der Anhängerbremse in einer Zugkonfiguration eines Zugfahrzeugs und eines Anhängers wird bestimmt, indem einem Prozessor Informationen über die Drehung der Anhängerräder zur Verfügung gestellt werden. Der Prozessor liefert Anhängerbremssteuersignale mit einer Vielzahl verschiedener Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen. Der Prozessor bestimmt die Anhängerbremsverstärkung auf der Grundlage der Anhängerraddrehungsinformationen, die den mehreren verschiedenen Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen entsprechen.

Description

EINLEITUNG
Viele Fahrzeuge sind so konstruiert, dass sie für das Ziehen oder Anhängen verschiedener Ladungen geeignet sind, darunter, ohne Einschränkung, Ladetrichter, Wohnmobile, Boote und manchmal auch andere Fahrzeuge. Viele Anhänger sind mit elektrisch betätigten Bremssystemen ausgestattet, z.B. elektromechanisch betätigte Systeme oder elektro-über-hydraulische Systeme. Es ist bekannt, dass solche Anhängerbremssysteme die Anhängerbremsen als Reaktion auf ein Anhängerbremssteuersignal betätigen. Das Anhängerbremssteuersignal kann von einem Bremssteuergerät bereitgestellt werden, zum Beispiel von einem Nachrüststeuergerät, das die Verzögerung des Fahrzeugs erfasst und ein darauf bezogenes Anhängerbremssteuersignal liefert. Alternativ dazu ist bekannt, dass Originalausrüstungshersteller (OEM) Anhänger-Bremssteuerfunktionen in das Fahrzeug-Bremssteuergerät integrieren und ein AnhängerBremssteuersignal bereitstellen, das proportional zu dem vom Bediener angeforderten oder vom Fahrzeug-Bremssteuersystem angelegten Bremsmoment sein kann. Fahrzeuge mit integrierten Bremsreglern können eine Bedienerschnittstelle zur manuellen Einstellung der Anhängerbremsverstärkung enthalten. Die Bedienerschnittstelle kann Verstärkungswahltasten zum Erhöhen und Verringern der Anhängerbremsverstärkung und einen Hebel zum Betätigen der Anhängerbremse enthalten. Die manuelle Einstellung der Anhängerbremsverstärkung erfordert eine erhebliche geradlinige Fahrt, sei es kontinuierlich auf langen Straßenabschnitten oder sich wiederholend auf kürzeren Straßenabschnitten. Die manuelle Einstellung der Anhängerbremsverstärkung kann ein hohes Maß an Aufmerksamkeit des Fahrers für den Anhänger und seine Reaktion auf die vom Fahrer veranlasste Anhängerbremsung erfordern und hängt stark von den Fähigkeiten des Fahrers und den verfügbaren Straßen- und Verkehrsbedingungen ab, die für die Bewertung der Anhängerbremsverstärkungseinstellungen erforderlich sind. Die Anhängerbremsverstärkung sollte immer dann zurückgesetzt werden, wenn die Anhängelast variiert wird oder sich die Straßenverhältnisse ändern; die Möglichkeiten zur manuellen Einstellung der Anhängerbremsverstärkung fallen jedoch unter Umständen nicht mit Laständerungen zusammen, die auf die Straßen- und Verkehrsbedingungen zurückzuführen sind, die für die Auswertung der Anhängerbremsverstärkungseinstellungen erforderlich sind.
BESCHREIBUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein Gerät zum Bestimmen einer Anhängerbremsverstärkung in einer Zugkonfiguration eines Zugfahrzeugs und eines Anhängers ein Anhängerbremssystem, das auf ein Anhängerbremsbetätigungssignal anspricht, um Anhängerbremsen zu betätigen. Mindestens ein Anhängerrad enthält einen entsprechenden Rotationssensor, der Informationen über die Drehung des Anhängerrads für das mindestens eine Anhängerrad liefert. Ein Bremssteuergerät ist so eingerichtet, dass es einen automatisierten Prozess zum Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung nach Validierung vorbestimmter Bedingungen implementiert. Der automatisierte Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozess umfasst das Überwachen der Anhängerraddrehungsinformation, das Bereitstellen von Anhängerbremssteuersignalen bei einer Vielzahl von verschiedenen Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen und das Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung auf der Grundlage der Anhängerraddrehungsinformation, die der Vielzahl von verschiedenen Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen entspricht.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale gehören zu den vorgegebenen Bedingungen auch die Schleppkonfiguration, die sich oberhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit auf einer geraden Strecke bewegt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale werden die Anhängerbremssteuersignale iterativ bereitgestellt, um sich auf die größte Anhängerbremsverstärkung-Bewertung, die nicht mit einem Sperrzustand des mindestens einen Anhängerrades verbunden ist, als Anhängerbremsverstärkung zu konvergieren.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die Konvergenz bei der größten Auswertung der Anhängerbremsverstärkung einen binären Suchalgorithmus.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die Konvergenz bei der größten Auswertung der Anhängerbremsverstärkung einen seriellen Suchalgorithmus.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale werden Anhänger-Bremssteuersignale als Reaktion auf eine Bedieneranforderung zur Betätigung der Anhängerbremsen bereitgestellt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die Sperrzustand mindestens einen Vergleich der Radgeschwindigkeit des Anhängers und der Radgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs, einen Vergleich der Radgeschwindigkeit des Anhängers mit einer Schwellenwertgeschwindigkeit oder einen Vergleich der Änderungsrate der Radgeschwindigkeit des Anhängers mit einer Schwellenwertrate.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist der Rotationssensor mit einem Reifendrucküberwachungssensor integriert.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst der Rotationssensor, der Informationen zur Anhängerradrotation liefert, auch die drahtlose Kommunikation von Informationen zur Anhängerradrotation.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält der Rotationssensor ein Bildverarbeitungssystem.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale ist der Bremsenregler ferner so eingerichtet, dass er den automatischen Anhänger-Bremskraftverstärkungs-Bestimmungsprozess beendet, wenn mindestens eine der vorgegebenen Bedingungen ungültig wird.
In einer anderen beispielhaften Verkörperung beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen einer Anhängerbremsverstärkung in einer Zugkonfiguration eines Zugfahrzeugs und eines Anhängers das Bereitstellen von Informationen über die Drehung der Anhängerräder an einen Prozessor. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen von Anhängerbremssteuersignalen mit einer Vielzahl verschiedener Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen durch den Prozessor und das Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung durch den Prozessor auf der Grundlage der Anhängerraddrehungsinformation, die der Vielzahl verschiedener Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen entspricht.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale werden die Anhängerbremssteuersignale iterativ bereitgestellt, um sich auf die größte Anhängerbremsverstärkung-Bewertung, die nicht mit einem Anhängerrad-Sperrzustand verbunden ist, als Anhängerbremsverstärkung zu konvergieren.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale werden die Anhänger-Bremssteuersignale als Reaktion auf eine Bedieneranforderung zur Betätigung der Anhängerbremsen bereitgestellt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die Konvergenz bei der größten Auswertung der Anhängerbremsverstärkung einen binären Suchalgorithmus.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die Konvergenz bei der größten Auswertung der Anhängerbremsverstärkung einen seriellen Suchalgorithmus.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die Sperrzustand mindestens einen Vergleich der Radgeschwindigkeit des Anhängers und der Radgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs, einen Vergleich der Radgeschwindigkeit des Anhängers mit einer Schwellenwertgeschwindigkeit oder einen Vergleich der Änderungsrate der Radgeschwindigkeit des Anhängers mit einer Schwellenwertrate.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale werden die Informationen über die Radumdrehung des Anhängers über drahtlose Kommunikation bereitgestellt.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen einer Anhängerbremsverstärkung in einer Zugkonfiguration eines Zugfahrzeugs und eines Anhängers das Erkennen durch einen Prozessor, dass der Anhänger und das Zugfahrzeug in die Zugkonfiguration gekoppelt sind. Der Prozessor übermittelt einem Zugfahrzeugbetreiber vorbestimmte Bedingungen, die zum automatischen Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung erforderlich sind. Zu den vorgegebenen Bedingungen gehört das Fahren der Schleppkonfiguration auf gerader Strecke oberhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit. Die Drehung des Anhängerrads wird mit einem Reifendruckmonitor erfasst, der so eingerichtet ist, dass er die Drehung des Anhängerrads erfasst und die Informationen zur Drehung des Anhängerrads drahtlos an den Prozessor übermittelt. Der Prozessor empfängt eine Anforderung zur Betätigung der Anhängerbremsen, während die vorgegebenen Bedingungen validiert werden. Der Prozessor liefert iterativ AnhängerbremsSteuersignale mit einer Vielzahl verschiedener Auswerte-Anhängerbremsverstärkungen, um sich der größten Auswerte-Anhängerbremsverstärkung, die nicht mit einem Anhängerrad-Sperrzustand verbunden ist, als Anhängerbremsverstärkung anzunähern.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die Konvergenz bei der größten Auswertung der Anhängerbremsverstärkung einen binären Suchalgorithmus und einen seriellen Suchalgorithmus.
Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Figuren aufgenommen werden.
Figurenliste
Weitere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Figuren bezieht, in denen:

1 zeigt eine beispielhafte Fahrzeug- und Anhängerkonfiguration in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
2 veranschaulicht beispielhaft Aspekte der Bremssteuerung von Zugfahrzeugen und Anhängern in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt eine beispielhafte Benutzerschnittstelle für die manuelle Anhängerbremsbetätigung und Verstärkungseinstellung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
4 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess zur Einstellung der Anhängerbremsverstärkung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
5 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zur automatisierten Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
6 zeigt die Radgeschwindigkeiten von Zugfahrzeugen und Anhängern und die daraus resultierenden Iterationen der Anhängerbremsverstärkung während einer beispielhaften automatisierten Bestimmung der Anhängerbremsverstärkung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
7 veranschaulicht Abbremsdaten, die einer Schleppkonfiguration entsprechen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
8 veranschaulicht Kalibrierungsdaten, die verschiedenen Schleppkonfigurationen und Lasten entsprechen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung;
9 veranschaulicht eine Zugkonfiguration Geschwindigkeitsprofil, Stützlast und Verzögerung nur mit Anhängerbremsen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung; und
10 veranschaulicht eine Zugkonfiguration Geschwindigkeitsprofil, Stützlast und Verzögerung mit Zugfahrzeug- und Anhängerbremsung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch nicht einschränken. Überall in den Figuren weisen entsprechende Bezugsziffern auf ähnliche oder entsprechende Teile und Merkmale hin. Unter Steuermodul, Modul, Steuerung, Regler, Steuereinheit, Prozessor und ähnlichen Begriffen sind hier eine oder mehrere Kombinationen aus einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltung(en) (ASIC), elektronischen Schaltungen, Zentraleinheit(en) (vorzugsweise Mikroprozessoren)) und zugehörigem Speicher und Speicher (Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch programmierbarer Festwertspeicher (EPROM), Festplatte usw.) zu verstehen.) oder Mikrocontroller, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder -Routinen ausführen, kombinatorische Logikschaltung(en), Ein-/Ausgabeschaltungen und -geräte (E/A) und geeignete Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen, Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Analog-zu-Digital- (A/D) und Digital-zu-Analog- (D/A) Schaltungen und andere Komponenten zum Bereitstellen der beschriebenen Funktionalität. Ein Steuermodul kann eine Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen enthalten, darunter Punkt-zu-Punkt- oder diskrete Leitungen und drahtgebundene oder drahtlose Schnittstellen zu Netzwerken, einschließlich Wide Area Networks und Local Area Networks, in Fahrzeugnetzwerken (z.B. Controller Area Network (CAN), Local Interconnect Network (LIN) sowie innerbetriebliche und dienstbezogene Netzwerke. Steuermodulfunktionen, wie sie in dieser Offenbarung dargelegt sind, können in einer verteilten Steuerungsarchitektur unter mehreren vernetzten Steuermodulen ausgeführt werden. Unter Software, Firmware, Programmen, Befehlen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnlichen Begriffen sind alle ausführbaren Steuerungsbefehlssätze einschließlich Kalibrierungen, Datenstrukturen und Nachschlagetabellen zu verstehen. Ein Steuermodul verfügt über einen Satz von Steuerroutinen, die ausgeführt werden, um beschriebene Funktionen bereitzustellen. Die Routinen werden z.B. von einer Zentraleinheit ausgeführt und dienen zum Überwachen der Eingänge von Abtastvorrichtungen und anderen vernetzten Steuermodulen sowie zur Ausführung von Steuer- und Diagnoseroutinen zur Steuerung des Betriebs von Stellgliedern. Die Routinen können in regelmäßigen Abständen während des laufenden Motor- und Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden. Alternativ können Routinen als Reaktion auf das Eintreten eines Ereignisses, auf Softwareaufrufe oder auf Anforderung über Eingaben oder Anforderungen der Benutzeroberfläche ausgeführt werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung werden hier und in den verschiedenen Figuren ein Verfahren und ein System zur Bewertung von Fahrzeug- und Anhängerzugkonfigurationen dargelegt. 1 illustriert eine Zugkonfiguration 100 einschließlich eines Zugfahrzeugs 101, das an einen Anhänger 103 gekoppelt ist. Das Zugfahrzeug 101 kann im Folgenden als Fahrzeug 101 bezeichnet werden und ist mit einer beispielhaften Empfängerkupplung und einer Kugelhalterung 111 einschließlich einer Kugel eingerichtet, und der Anhänger 103 ist mit einer komplementären Kugelpfannenkupplung 115 am Ende einer Zunge 113 eingerichtet. Alternative Kupplungen sind für Ausführungsformen von Zugkonfigurationen vorgesehen, einschließlich, als Beispiel, Schwanenhals- und Sattelkupplungen mit Pritschenbett. Das Fahrzeug 101 kann ein vierrädriges Fahrzeug mit einem Reifen und Rad 105 an jeder Ecke sein. Anhänger 103 ist beispielhaft als ein einachsiger Anhänger mit einem Reifen und Rad 107 an jeder Querseite dargestellt. Der beispielhafte Anhänger umfasst ein Bett 127, das auf einem Anhängerrahmen abgestützt ist, der seinerseits durch eine gefederte oder ungefederte Aufhängung mit den Rädern 107 verbunden ist. Der Anhänger 103 ist beispielhaft und nicht einschränkend, wobei davon ausgegangen wird, dass alternative Anhängerkonfigurationen z.B. mehrere Achsen (Tandemachse, Dreiachse usw.) umfassen, offen oder geschlossen sein können, zum Ziehen und Auskippen von Lasten geeignet sind, Kippbetten haben oder über zentrale Hubmechanismen und einen schmalen Radstand verfügen (z.B. für Pontonboote). Unter einer Achse wird hier ein Paar seitlich gegenüberliegender Räder und Reifen an einem Fahrzeug oder Anhänger verstanden. So hat das Fahrzeug 101 eine Vorderachse mit den beiden Vorderrädern 105 und eine Hinterachse mit den beiden Hinterrädern 105. Der Anhänger 103 hat eine Achse einschließlich der Räder 107. Auch hier kann sich Reifen auf einen einzelnen Reifen oder mehrere Reifen auf einer Seite einer Achse beziehen, z.B. auf einer Doppelachs-Pick-up-Achse oder einem ein- oder mehrachsigen Doppelanhänger.
Der Anhänger 103 ist mit einem Anhängerbremssystem 108 eingerichtet. In einer Ausführung kann das Anhängerbremssystem 108 eine Anhängerbremssteuereinheit 109 enthalten, die ein Anhängerbremsbetätigungssignal 121 vom Zugfahrzeug 101 empfängt und darauf reagiert, um Reibungsbremsen 116 an jedem Anhängerrad zu steuern. Das Anhängerbremsbetätigungssignal 121 kann über die Verkabelung des Anhängerkabelbaums (nicht abgebildet) übertragen werden, einschließlich eines Zugfahrzeug-Anhängerkabelbaums, der an einen Anhängerbrems- und Beleuchtungskabelbaum gekoppelt ist. In einer Ausführung ist das Anhängerbremssystem 108 ein elektro-über-hydraulisches (EOH) System und die Anhängerbremssteuereinheit 109 umfasst eine elektrisch betriebene Hydraulikpumpe und einen Hydraulikbehälter. Das EOH-System liefert kontrollierten Hydraulikdruck an jede Reibungsbremse 116, der im Wesentlichen proportional zum Anhängerbremsbetätigungssignal 121 ist. In einer alternativen Ausführung ist das Anhängerbremssystem 108 ein Luft-über-Hydraulik (AOH)-System und die Anhängerbremssteuereinheit 109 enthält eine elektrisch betriebene Luftpumpe und einen Hydraulikbehälter. Das AOH-System liefert kontrollierten Hydraulikdruck an jede Reibungsbremse 116, der im Wesentlichen proportional zum Anhängerbremsbetätigungssignal 121 ist. In einer anderen alternativen Ausführung ist das Anhängerbremssystem 108 ein elektrisches Bremssystem und die Anhängerbremssteuereinheit 109 kann eine Verstärkung und/oder Verteilung des Anhängerbremsbetätigungssignals 121 an jede Reibungsbremse 116 beinhalten. Alternativ kann ein elektrisches Bremssystem auf die Anhängerbremssteuereinheit 109 verzichten und das Anhängerbremsbetätigungssignal 121 direkt an jede Reibungsbremse 116 liefern. In beiden Fällen liefert das elektrische Bremssystem Strom an jede Reibungsbremse 116, der im wesentlichen proportional zum Anhängerbremsbetätigungssignal 121 ist. Solche Anhängerbremssysteme sind im Allgemeinen denjenigen bekannt, die über gewöhnliche Fachkenntnisse auf diesem Gebiet verfügen.
Der Anhänger 103 kann ferner so eingerichtet werden, dass Radumdrehungsinformationen für jedes Anhängerrad 107 durch Radumdrehungssensoren 123 bereitgestellt werden. In alternativen Ausführungsformen kann der Anhänger 103 mit einer Anzahl von Radumdrehungssensoren 123 eingerichtet werden, die kleiner ist als die Anzahl der Anhängerräder 107. In alternativen Ausführungsformen kann der Anhänger 103 mit einem einzigen Raddrehungssensor 123 eingerichtet werden. In einer Ausführung liefern Rad-Rotationssensoren drahtlos Informationen über die Raddrehung des Anhängers an das Zugfahrzeug. In anderen Ausführungsformen liefern Rad-Rotationssensoren dem Zugfahrzeug über eine Kabelverbindung über die Verkabelung des Anhängerkabelbaums Informationen über die Raddrehung des Anhängers. In einer bevorzugten Ausführung können die Rad-Rotationssensoren 123 in einen Reifendruckmonitor (TPM) integriert werden, der jedem Rad zugeordnet ist. Bekannte TPMs können Beschleunigungssensoren enthalten, die auf die Zentrifugalkraft reagieren, um ein zur Radgeschwindigkeit proportionales Signal zu erzeugen. Alternativ können TPMs einen binären „Rollschalter“ enthalten, um die Rotation anzuzeigen. Es ist bekannt, dass solche Merkmale als Mittel zum Aufwecken der TPMs aus Ruhephasen der Inaktivität des zugehörigen Fahrzeugs eingebaut sind. Diese Merkmale können in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung angepasst werden, um Informationen über die Drehung der Anhängerräder in einer Zugfahrzeug- und Anhängerkonfiguration bereitzustellen. Beispielsweise kann die Auslösegeschwindigkeit eines Rollschalters entsprechend kalibriert werden, um eine relativ niedrige Rotations- oder Straßengeschwindigkeit des zugehörigen Anhängerrads zu erkennen, die im Vergleich zur Rad- oder Straßengeschwindigkeit des Zugfahrzeugs auf einen tatsächlichen oder drohenden Zustand der Blockierung des Anhängerrads hindeuten kann. Bekannte TPMs können an einem Ende eines Reifenventilschaftes auf der Innenseite des Rades eingebaut oder am entgegengesetzten Ende des Ventilschaftes angebracht werden, wo die Ventilschaftkappe konventionell angebracht ist. Bekannte TPMs nutzen vorteilhaft die Funkübertragung von Informationen mit geringer Leistung an das zugehörige Fahrzeug, entweder als Teil eines TPM-Systems des Erstausrüsters (OEM) oder in Nachrüstsystemen für Anhänger oder nicht so ausgerüstete Fahrzeuge. Es ist bekannt, dass OEM-TPM-Systeme Remote Keyless Entry (RKE)-Systemcontroller für den Empfang von TPM-Signalen verwenden. Ein Fachmann kann daher bekannte TPMs für die Übermittlung von Informationen über die Raddrehung des Anhängers leicht an das Zugfahrzeug anpassen, damit es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. In Übereinstimmung mit alternativen Ausführungsformen können Rad-Rotationssensoren 123 konventionelle Tonring-Hardware einschließlich bekannter Hall-Effekt-, variabler Reluktanz- und optischer Abtastvariationen enthalten. In einer weiteren alternativen Ausführungsform können bekannte Sichtsysteme, die mit Anwendungen zum Erkennen der Fahrzeugsituation verbunden sind, einschließlich Anwendungen im Zusammenhang mit dem Anhängerbetrieb, unter Verwendung bekannter Bildverarbeitungstechniken als Anhänger-Rad-Rotationssensor zur Verwendung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung angepasst werden.
Das Zugfahrzeug 101 kann eine Steuerungssystemarchitektur 135 mit mehreren elektronischen Steuereinheiten (ECU) 137 enthalten, die über eine Busstruktur 139 kommunikativ gekoppelt werden können, um Steuerungsfunktionen und die gemeinsame Nutzung von Informationen durchzuführen, einschließlich der Ausführung von Steuerungsroutinen lokal und in verteilter Weise. Die Busstruktur 139 kann ein Controller Area Network (CAN) enthalten, wie es denjenigen bekannt ist, die gewöhnliche Kenntnisse auf diesem Gebiet haben. Ein beispielhaftes Steuergerät kann einen Bremsregler 141 enthalten, der in erster Linie Funktionen im Zusammenhang mit der Überwachung, Steuerung und Diagnose des Bremssystems von Schleppfahrzeugen ausführt. Zusätzlich wird auf 2 verwiesen, das das in das Bremssteuergerät 141 integrierte Anhänger-Bremssteuermodul 202 veranschaulicht. Das Bremssteuergerät 141 empfängt Informationen über die Raddrehung des Zugfahrzeugs von den Radgeschwindigkeitssensoren 171 an jeder Ecke des Zugfahrzeugs. Radumdrehungsinformationen sind u.a. bei Antiblockierreglern und Fahrzeugstabilitätskontrollen nützlich. Alternativ oder zusätzlich können Radumdrehungsinformationen über die Busstruktur 139 verfügbar sein. Informationen über die Raddrehzahl des Zugfahrzeugs sind für das Anhänger-Bremssteuermodul 202 verfügbar. Lenkwinkelinformationen können dem Bremssteuergerät 141 durch den Lenkwinkelsensor 181 zur Verfügung gestellt werden, der so eingerichtet ist, dass er Winkelverschiebungen einer Lenksystemwelle misst, wie sie den Fachleuten auf diesem Gebiet gut bekannt sind. Alternativ oder zusätzlich können Lenkwinkelinformationen über CAN-Bus verfügbar sein. Lenkwinkelinformationen stehen dem Anhänger-Bremssteuermodul 202 zur Verfügung. Die Bremsenbenutzerschnittstelle 151 liefert Informationen an die Bremssteuerung 141, die sich auf die Bremsabsicht des Fahrers beim Betrieb des Bremssystems des Zugfahrzeugs beziehen. Die Bremsenbenutzerschnittstelle 151 kann mehrere Sensoren oder Eingänge enthalten, z.B. Bremspedalstellung und -druck. Die Bremspedalstellung kann durch einen binären Bremspedalschalter und/oder einen Bremspedalwegsensor angezeigt werden. Der Bremspedaldruck kann durch einen Druckwandler angezeigt werden, der den Druck der Hydraulikflüssigkeit in einem Hauptzylinder des Bremssystems misst. Der Bremspedaldruck kann direkt auf ein Abschleppfahrzeug hinweisen, das ein Bremsmoment 213 erzeugen soll, das durch die Reibungsbremsen des Abschleppfahrzeugs auf die Räder des Abschleppfahrzeugs ausgeübt werden soll. Alternativ oder zusätzlich kann das beabsichtigte Bremsmoment 213 eine berechnete Größe sein, die nützlich ist, um die Bremsmomentbeiträge von Reibungsbremsen, elektrischer Rückgewinnung und Motorbremsung in anderen Stabilitätskontrollen des Antriebsstrangs und des Zugfahrzeugs zuzuordnen, zum Beispiel. Daher kann die Bremssteuerung 141 den Bremsabfall des Fahrers von der Bremsenbenutzerschnittstelle 151 in einem Bremsabfallmodul 211 verarbeiten und interpretieren, um das beabsichtigte Bremsmoment 213 des Zugfahrzeugs zu bestimmen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung liefert das Anhängerbremssteuermodul 202 das Anhängerbremsbetätigungssignal 121 an das Anhängerbremssteuergerät 109 am Anhänger 103. Die Steuerungssystemarchitektur 135 enthält ferner vorzugsweise die drahtlose Kommunikation 161 zum Empfang von Informationen über die Drehung der Anhängerräder von den Anhängerrad-Rotationssensoren 123. Die drahtlose Kommunikation 161 kann innerhalb des Bremssteuergeräts 141 oder extern dazu implementiert werden, zum Beispiel als Teil eines RKE-System-Steuergeräts, wobei TPM-Informationen, einschließlich Informationen über die Anhängerradrotation, empfangen und anderen Steuergeräten, einschließlich des Bremssteuergeräts 141, über die Busstruktur 139 zur Verfügung gestellt werden können. Die Bremssteuerung 141 enthält eine variable Anhängerbremsverstärkung 215, die auf das für das Zugfahrzeug vorgesehene Bremsmoment 213 angewendet wird. Die Anhängerbremsverstärkung 215 kann in Übereinstimmung mit einer Anhängerbremsverstärkungseinstellung 217 festgelegt werden, die dem Bremsregler 141 nach Auswahl durch den Zugfahrzeugbetreiber zur Verfügung gestellt wird. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung kann der Betreiber des Zugfahrzeugs die Anhängerbremsverstärkung 215 nach einem vom Regler implementierten automatisierten Prozess zum Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung festlegen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung können während des automatisierten Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozesses verschiedene Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen (Auswertungs-Verstärkungen) die Anhängerbremsverstärkung wie hierin näher beschrieben festlegen. Darüber hinaus wird während des automatisierten Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozesses ein im wesentlichen maximales Anhängerbremsmoment 219 am Summierungsknoten 221 bereitgestellt, wenn eine Anhängerbremsung gewünscht wird. Wenn während des automatisierten Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozesses keine Anhängerbremsung erwünscht ist, wird ein Null-Anhängerbremsmoment 219 am Summierungsknoten 221 bereitgestellt. Während des automatisierten Bremskraftverstärkungs-Bestimmungsprozesses des Anhängers ist das beabsichtigte Anhängerbremsmoment 213 null und das beabsichtigte Anhängerbremsmoment 223 entspricht dem im wesentlichen maximalen Anhängerbremsmoment 219. Das beabsichtigte Anhängerbremsmoment 223 wird der Anhängerbremsverstärkung 215 ausgesetzt und gibt das Anhängerbremsbetätigungssignal 121 an das Anhängerbremssystem 108 aus, nachdem die Verstärkungseinstellung durch die vorgesehene Anhängerbremsverstärkungseinstellung 217 vorgenommen wurde.
Unter Bezugnahme auf 3 zeigt eine Innenansicht eines beispielhaften Zugfahrzeugs 101 die Sichtanzeige 301 und die manuelle Anhängerbrems- und Verstärkungseinstellung 303. Die Anzeige 301 kann im Allgemeinen zentral innerhalb des Armaturenbretts 305 als Teil einer Zugfahrzeug-Mittelstapelanordnung angeordnet werden. Die Anzeige 301 kann nützlich sein, um während des automatisierten Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozesses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung eine Schnittstelle mit dem Zugfahrzeugführer herzustellen. Die Anzeige 301 kann dem Zugfahrzeugführer schriftliche und grafische Anweisungen übermitteln und eine bequeme Schnittstelle zur Auswahl von Optionen in Übereinstimmung mit bekannten Touchscreen-Ausführungen bieten. In alternativen Ausführungsformen kann die Anzeige 301 als Teil eines Fahrerinformationszentrums innerhalb des Kombiinstruments hinter dem Lenkrad 321 relativ zur Position des Fahrers angeordnet sein. Die Schnittstelle für die Optionsauswahl kann bekanntlich alternativ über Drucktasten, Knöpfe, Wählscheiben und dergleichen erfolgen. Die Bedienelemente für die manuelle Einstellung der Anhängerbremse und der Verstärkung 303 sind möglicherweise den mit der Einstellung der Anhängerbremsverstärkung vertrauten Zugfahrzeugführern bekannt. Die Bedienelemente für die Anhängerbremse 303 können sich innerhalb des Armaturenbrettes 305 befinden. Die Bedienelemente 303 können einen Druckknopf 307D zum Verringern der Anhängerbremsverstärkungseinstellung und einen Druckknopf 307U zum Erhöhen der Anhängerbremsverstärkungseinstellung enthalten. Die Steuerung 303 kann auch Anhängerbremsklötze einschließlich feststehender und gleitender Bremsklötze, 309A und 309B, für die manuelle Betätigung der Anhängerbremsen enthalten. Die gleitenden Bremsklötze sind in einer Anhängerbremslösestellung 311 vorgespannt und werden zur Betätigung der Anhängerbremsen zu den stationären Bremsklötzen 309 hin zusammengedrückt.
4 veranschaulicht einen beispielhaften Prozessablauf für die Einstellung der Anhängerbremsverstärkung einschließlich eines automatisierten Prozesses zum Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Der Prozess 400 kann in erster Linie von der Bremssteuerung 141 durch Ausführung von Computerprogrammcode implementiert werden. Bestimmte Schritte können jedoch Aktionen seitens des Zugfahrzeugbetreibers erfordern, die durch verschiedene Benutzerschnittstellen interpretiert werden können, einschließlich z.B. Schnittstellen mit dem Touchscreen-Display 301, mit den Anhängerbremssteuerungen 303 oder mit Sprache-zu-Text- und Text-zu-Sprach-Schnittstellen (d.h. Dialogmanager). Darüber hinaus können die computerimplementierten Aspekte des Prozesses 400 in einem oder mehreren anderen Steuergeräten in verteilter Form ausgeführt werden, wie zuvor bekannt gegeben. Der Prozess 400 kann initiiert werden (401), wenn das Bremssteuergerät 141 erkennt, dass das Zugfahrzeug-Anhängergeschirr mit der Anhängerbremse und dem Beleuchtungsgeschirr gekoppelt ist. Wenn der Anhänger angeschlossen ist, kann der Bediener gefragt werden, ob er mit der Ausführung der automatischen Anhänger-Bremsverstärkungsbestimmung fortfahren soll (403). Entscheidet sich der Betreiber des Zugfahrzeugs gegen die Ausführung des automatisierten Bestimmens der Anhängerbremsverstärkung, dann ist die Verarbeitung von 400 Enden durchzuführen (423). Entscheidet sich der Betreiber des Zugfahrzeugs stattdessen für die Durchführung der automatischen Ermittlung der Anhängerbremsverstärkung, können dem Betreiber des Zugfahrzeugs Anweisungen erteilt werden (405), einschließlich der Erfüllung der Eingangsbedingungen für die automatische Ermittlung der Anhängerbremsverstärkung. Diese Bedingungen können das Fahren der Schleppkonfiguration auf einer geraden Strecke mit einer empfohlenen Geschwindigkeit von beispielsweise zwischen etwa 32 und 42 Stundenkilometern (km/h) umfassen. Zu diesen Bedingungen kann auch gehören, dass das Bremspedal nicht betätigt wird. Die Grenzen können erweitert werden, wobei gute Ergebnisse im Allgemeinen bei einer unteren Geschwindigkeitsgrenze von im Wesentlichen 30 km/h und einer oberen Geschwindigkeitsgrenze von im Wesentlichen 50 km/h erzielt werden können. Das Fahren auf einem geraden Straßenabschnitt kann durch Auswertung der Lenkwinkelinformationen bestimmt werden. Das Niedertreten des Bremspedals kann durch die Bremsenbenutzerschnittstelle 151 angezeigt werden. Der Betrieb innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs kann durch Auswertung von Informationen über die Radumdrehung des Zugfahrzeugs bestimmt werden. Bis diese Eingabebedingungen validiert sind (407), wartet der Prozess 400 (425). Wenn die Zulassungsbedingungen validiert sind (407), kann der Betreiber des Zugfahrzeugs angewiesen werden, die Betätigung der Anhängerbremsen (409) anzufordern, z.B. unter Verwendung der Anhängerbremssteuerungen 303. In einer alternativen Ausführungsform kann der Bediener über eine alternative Schnittstelle, z.B. über eine Touchscreen-Bildschirmauswahl oder einen Dialogmanager, eine automatische Anhängerbremsanforderung aufrufen. In einer alternativen Ausführung kann die Erfüllung der Eingabebedingungen für das automatische Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung ohne weiteres Zutun des Zugfahrzeugbetreibers eine automatische Anhänger-Bremsanforderung hervorrufen. Bis die Anhänger-Bremsanforderung aufgerufen wird (410), wartet der Prozess 400 (412). Wenn alle Eingabebedingungen für das automatische Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung validiert (407) und die Anhängerbremsanforderung aufgerufen wird (410), wird das automatische Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung ausgeführt (411) (5). Der nächste Prozess 400 bestimmt, ob die automatische Ermittlung der Anhängerbremsverstärkung vor der Ermittlung der Anhängerbremsverstärkung erfolgreich abgeschlossen oder beendet wurde (413). Wenn das automatische Bestimmen der Bremsverstärkung des Anhängers nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, wird der Prozess 400 beendet (423). Wenn die automatische Ermittlung der Anhängerbremsverstärkung erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Betreiber des Zugfahrzeugs über den Erfolg benachrichtigt und eine vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung angezeigt werden, die von der automatischen Ermittlung der Anhängerbremsverstärkung zurückgegeben wurde (415). Der Betreiber des Zugfahrzeugs kann dann aufgefordert werden, die vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung als Einstellung der Anhängerbremsverstärkung zu akzeptieren oder abzulehnen (417). Das Ablehnen der vorgeschlagenen Anhängerbremsverstärkung als Einstellung der Anhängerbremsverstärkung führt dazu, dass der Prozess 400 endet (423). Wird die vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung als Einstellung der Anhängerbremsverstärkung akzeptiert, wird die Anhängerbremsverstärkung 215 im Bremsregler 141 auf die vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung eingestellt (419). Nachdem die Anhängerbremsverstärkung 215 im Bremsregler 141 eingestellt wurde, wird der Vorgang 400 beendet (423).
5 veranschaulicht einen beispielhaften Prozessablauf zur automatisierten Ermittlung der Anhängerbremsverstärkung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Der Prozess 500 kann vom Bremssteuergerät 141 durch Ausführung von Computerprogrammcode implementiert werden. Zusätzlich kann der Prozess 500 innerhalb eines oder mehrerer anderer Steuergeräte in verteilter Weise ausgeführt werden, wie zuvor bekannt gegeben. In einer Ausführungsform implementiert der Prozess 500 einen binären Suchalgorithmus, wie hier im Detail dargelegt. Der Prozess 500 kann initiiert werden (501), wie es z.B. durch den Prozess für die Einstellung der Bremsverstärkung des Anhängers (400) aufgerufen wird (4). Die Variablen werden initialisiert (503), einschließlich der Einstellung hoher (H) und niedriger (L) Anhängerbremsverstärkungsgrenzen auf die Beispielwerte 10 bzw. 0. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Anhängerbremsverstärkung 215 im Bremsregler 141 zwischen 0 und 10 variieren. Eine alternative Skalierung kann für abwechselnd hohe und niedrige Grenzwerte in Übereinstimmung mit verschiedenen Implementierungen verwendet werden. Die Anhängerbremsen sind so eingestellt, dass sie bei Null Anhängerbremsmoment 219 im Anhängerbremssteuermodul 202 lösen. Eine mittlere Anhängerbremsverstärkung (M) wird auf den Mittelpunkt zwischen der aktuellen hohen und niedrigen Anhängerbremsverstärkungsgrenze (H+L)/2 eingestellt (505). Außerdem können die Informationen, die bei dem Bestimmen der Bedingungen für die Fortsetzung des Prozesses 500 verwendet werden, aktualisiert werden, einschließlich Informationen zum Lenkwinkel, zur Raddrehung des Zugfahrzeugs, zur Bremspedalstellung und zur Anforderung der Anhängerbremse (505). Die Ausstiegsbedingungen werden überprüft (507), um festzustellen, ob ein Verlassen des Prozesses 500 angemessen ist. Das Verlassen des Prozesses 500, bevor er abgeschlossen ist und eine vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung bestimmt hat, kann auftreten, wenn bestimmte Bedingungen nicht validiert werden. Zu den Bedingungen für die Fortsetzung von Prozess 500 kann beispielsweise das Fahren der Schleppkonfiguration auf einem geraden Streckenabschnitt mit der empfohlenen Geschwindigkeit gehören. Zu diesen Bedingungen kann auch gehören, dass das Bremspedal nicht betätigt wird und dass eine ununterbrochene Anhängerbremsanforderung erfolgt. Wenn eine dieser Bedingungen nicht bestätigt wird, bricht Prozess 500 vorzeitig ab (519) und kehrt zum Prozess für die Einstellung der Anhängerbremsverstärkung (400) zurück ( ), was keinen erfolgreichen Abschluss anzeigt und keine Rückgabe der vorgeschlagenen Anhängerbremsverstärkung bedeutet. Das Beenden von Prozess 500 kann nach einer vorbestimmten Anzahl von Iterationen oder in Übereinstimmung mit einigen anderen Kriterien erfolgen, die einen erfolgreichen Abschlussanzeigen. Das Verlassen des Prozesses 500 nach erfolgreichem Abschluss wird beendet (519) und zum Prozess für die Einstellung der Anhängerbremsverstärkung (400) (4) zurückkehren, was einen erfolgreichen Abschluss und die Rückgabe einer vorgeschlagenen Anhängerbremsverstärkung anzeigt. Wenn die Austrittsbedingungen überprüft werden (507) und der Prozess 500 für den fortgesetzten Betrieb angemessen ist, wird die Auswerteverstärkung (G) auf die mittlere Anhängerbremsverstärkung (M) eingestellt und das Anhängerbremsbetätigungssignal 121 wird in Übereinstimmung mit dem im Wesentlichen maximalen Anhängerbremsmoment 219 und der Auswerteverstärkung (G) (509) innerhalb des Anhängerbremssteuermoduls 202 festgelegt. Die Informationen über die Drehung der Anhängerräder werden ausgewertet (511) und es wird festgestellt, ob ein Anhängerrad-Sperrzustand vorliegt, wobei die Bremsung durch das Anhängerbremsbetätigungssignal 121 entsprechend dem Auswertegewinn (G) (513) befohlen wird. Unter Rad-Sperrzustand versteht man im allgemeinen die Raddrehzahl Null oder Radumdrehungsinformationen, die auf eine beginnende Blockierung hinweisen. In einer Ausführungsform wird ein Vergleich der Radgeschwindigkeit des Anhängers mit der Radgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs durchgeführt, um die Differenz zu bestimmen. Eine Differenz, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, z.B. 95% der Zugfahrzeuggeschwindigkeit, kann auf einen Sperrzustand hinweisen. In einer alternativen Ausführungsform kann die Änderungsrate der Anhängerradgeschwindigkeit bestimmt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen werden, z.B. kann eine Verzögerung von mehr als etwa 50 kmh/s auf einen Sperrzustand hinweisen. In einer anderen Ausführungsform kann eine Anhängerradgeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Schwellenwert auf einen Sperrzustand hindeuten. Eine solche Schwellwertgeschwindigkeit kann mit der Mindestgeschwindigkeitsbedingung des Zugfahrzeugs für die Durchführung des automatisierten Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozesses 500 in Beziehung stehen. In einer weiteren Verkörperung kann eine Raddrehungsinformation, die von einem TPM-Sensor mit einem binären Rollschalter empfangen wird, eine kalibrierte Radgeschwindigkeit liefern, bei der ein binäres Signal, das eine Anhängerradgeschwindigkeit unterhalb einer vorbestimmten Schwellwertgeschwindigkeit anzeigt, und einen Sperrzustand anzeigen kann. Wenn ein Rad-Sperrzustand vorliegt, kann die Auswerteverstärkung (G) für die gegenwärtige Anhängelast und die Straßenbedingungen zu groß sein, und der Grenzwert für die hohe Anhängerbremsverstärkung (H) wird auf die Auswerteverstärkung (G) (H=G) gesetzt (515). Wenn kein Rad-Sperrzustand vorliegt, kann die Auswerteverstärkung (G) für die gegenwärtige Anhängelast und die Straßenverhältnisse zu niedrig sein, und der Grenzwert für die niedrige Anhängerbremsverstärkung (L) wird auf die Auswerteverstärkung (G) (L=G) (517) eingestellt. Prozess 500 kehrt zurück, um die mittlere Anhängerbremsverstärkung (M) auf den Mittelpunkt zwischen der aktuellen hohen und niedrigen Anhängerbremsverstärkungsgrenze (H+L)/2 zu setzen und um die Informationen zu aktualisieren, die bei dem Bestimmen der Bedingungen für die Fortsetzung von Prozess 500 verwendet wurden, einschließlich Informationen zum Lenkwinkel, zur Raddrehung des Zugfahrzeugs, zur Bremspedalstellung und zur Anforderung der Anhängerbremse (505). Jede dieser Iterationen kann zu einem Bereich potenzieller Anhängerbremsverstärkungen führen, der die Hälfte des vorherigen Iterationsbereichs ausmacht. Und der Auswertungsgewinn (G) wird auf den Mittelpunkt zwischen dem iterativ aktualisierten Bereich eingestellt. Daher nähert sich der automatische Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozess 500 schnell einer Lösung für eine vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung an, wobei die vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung die größte Auswertungsverstärkung sein kann, die nicht mit einer Sperrzustand verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die Anhängerbremsverstärkung zwischen einem Wert von 0 und 10 variieren kann, wird Prozess 500 normalerweise nach vier Iterationen verlassen, um die vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung zurückzugeben. Alternative Ausführungsformen, die mehr oder weniger Iterationen in Übereinstimmung mit den gewünschten Granularität-Zielen durchlaufen, werden im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen. In einer anderen Ausführungsform, die einen seriellen Suchalgorithmus enthält, kann eine anfängliche Anhängerbremsverstärkung-Bewertung die niedrigste Anhängerbremsverstärkung sein, und die Auswertungsverstärkung kann um einen vorbestimmten Schritt erhöht werden, bis eine Blockierungsbedingung erkannt wird, wobei nach der vorgeschlagenen Anhängerbremsverstärkung die größte Anhängerbremsverstärkung-Bewertung, die nicht mit der Blockierungsbedingung verbunden ist, vorliegen kann. In einer anderen Ausführungsform, die einen seriellen Suchalgorithmus enthält, kann eine Anfangs-Anhängerbremsverstärkung-Bewertung die Anhängerbremsverstärkung mit der oberen Grenze sein, und die Auswertungsverstärkung kann um einen vorbestimmten Schritt verringert werden, bis eine Sperrzustand nicht erkannt wird, wobei nach der vorgeschlagenen Anhängerbremsverstärkung die größte Anhängerbremsverstärkung-Bewertung, die nicht der Sperrzustand zugeordnet ist, sein kann. Ein Fachmann wird erkennen, dass alternative Suchalgorithmen verwendet werden können, um sich der vorgeschlagenen Anhängerbremsverstärkung im Rahmen der vorliegenden Offenbarung anzunähern.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführung des oben beschriebenen automatisierten Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozesses in Bezug auf den Prozess 500 von 5. Ein Zugfahrzeug und ein Anhänger wurden zusammen bis zu einer Geschwindigkeit von im wesentlichen 58 Stundenkilometern gefahren und während des automatisierten Bremskraftverstärkungs-Bestimmungsprozesses des Anhängers über etwa 45 Stundenkilometer gehalten. Das Diagramm 601 stellt die Radgeschwindigkeit entlang der vertikalen Achse 609 und die Zeit entlang der horizontalen Achse 605 dar. Die durchgezogene Linie 613 des Diagramms 601 veranschaulicht die Radgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs und die gestrichelte Linie 615 die Radgeschwindigkeit des Anhängers. Die Grafik 603 zeigt die Auswerteverstärkung (G) als Tastverhältnis von 0 bis 1 entlang der vertikalen Achse 611 entsprechend der Auswerteverstärkung (G), skaliert von 0 bis 10. Die Zeit wird über die horizontale Achse 607 aufgetragen und ist mit der Zeit entlang der horizontalen Achse 605 von Diagramm 601 synchronisiert. Bei etwa 55 Sekunden werden die Anhängerbremsen mit einem im Wesentlichen maximalen Anhängerbremsmoment 219 betätigt, und der automatisierte Prozess zum Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung wird ausgeführt. Der Auswertungsgewinn der ersten Iteration von 5 bewirkt einen Sperrzustand, wie durch den schnellen Geschwindigkeitsabfall der Anhängerräder und die große Geschwindigkeitsdifferenz zur Radgeschwindigkeit 617 des Zugfahrzeugs gezeigt wird. Wenn die zweite Iteration ausgeführt wird, löst der automatische Prozess zum Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung die Anhängerbremsen, indem ein Null-Anhängerbremsmoment 219 bereitgestellt wird, und es wird davon ausgegangen, dass sich die Geschwindigkeit der Anhängerräder erholt, da bei gelösten Anhängerbremsen kein Sperrzustand vorliegt. Mit der eingestellten hohen (H) und niedrigen (L) Anhängerbremsverstärkungsgrenze von jetzt 5 bzw. 0 und einer Bewertungsverstärkung (G) von 2,5 werden die Anhängerbremsen betätigt. Diese zweite Iteration mit einem Auswertungsgewinn von 2,5 bewirkt ebenfalls einen Sperrzustand, wie der schnelle Geschwindigkeitsabfall der Anhängerräder und die große Geschwindigkeitsdifferenz zur Radgeschwindigkeit 619 des Zugfahrzeugs zeigen. Wenn die dritte Iteration ausgeführt wird, löst der automatisierte Prozess zum Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung die Anhängerbremsen, indem ein Null-Anhängerbremsmoment von 219 bereitgestellt wird, und es wird davon ausgegangen, dass sich die Geschwindigkeit der Anhängerräder wieder erholt, da bei gelösten Anhängerbremsen kein Sperrzustand vorliegt. Mit der eingestellten hohen (H) und niedrigen (L) Anhängerbremsverstärkungsgrenze von jetzt 2,5 bzw. 0 und einer Bewertungsverstärkung (G) von 1,25 werden die Anhängerbremsen betätigt. Diese dritte Iteration der Auswerteverstärkung von 1,25 führt nicht zu einem Sperrzustand, wie durch die ungestörte Geschwindigkeit der Anhängerräder und eine im wesentlichen null Geschwindigkeitsdifferenz zur Radgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs gezeigt wird. Wenn die vierte und letzte Iteration ausgeführt wird, löst der automatisierte Prozess zum Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung die Anhängerbremsen, indem ein Null-Anhängerbremsmoment 219 bereitgestellt wird. Mit der eingestellten hohen (H) und niedrigen (L) Anhängerbremsverstärkungsgrenze von jetzt 2,5 bzw. 1,25 und einer Bewertungsverstärkung (G) von 1,875 werden die Anhängerbremsen betätigt. Diese vierte Iteration der Auswerteverstärkung von 1,875 führt nicht zu einem Sperrzustand, wie durch die ungestörte Geschwindigkeit der Anhängerräder und eine im wesentlichen null betragende Geschwindigkeitsdifferenz zur Radgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs gezeigt wird, und die entsprechende Auswerteverstärkung (G) von 1,875 kann als die vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung zurückgegeben werden. Hätte die Auswerteverstärkung (G) von 1,875 bei dieser letzten Iteration einen Sperrzustand verursacht, kann die vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung die vorherige Auswerteverstärkung (G) von 1,25 sein, oder der Mittelwert zwischen ihr und der letzten Iteration Anhängerbremsverstärkung (G) von 1,875 kann als vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung zurückgegeben werden.
Während des laufenden Betriebs einer Zugkonfiguration können sich die Straßenverhältnisse und die Anhängerbeladung ändern. Die Fahrbahnzusammensetzung kann sich je nach verbessertem Stadt- und Straßensystem und nicht ausgebesserten Landstraßen ändern. Das Belagsmaterial kann in Alter, Qualität und Zusammensetzung variieren, wie z.B. Schwarzdecke und Beton. Auch die Wetterbedingungen, einschließlich Temperatur und Feuchtigkeit, können während der Fahrzyklen des Anhängers variieren. Die Beladung von Anhängern kann während des Be- und Entladens der Ladung variieren. Auch die Anhängelasten können beim Be- und Entladen von Flüssigkeiten, wie Frisch- und Abwasserfüllstände, variieren. All diese wechselnden Bedingungen können sich auf die optimale Einstellung der Anhängerbremsverstärkung auswirken. Daher kann es wünschenswert sein, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, mit dem wesentliche Änderungen in solchen Bedingungen der Zugkonfiguration erkannt werden können, die von einer Neueinstellung der Anhängerbremsverstärkung profitieren können.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung und unter weiterer Bezugnahme auf 7 werden Verzögerungsdaten, die einer beispielhaften Schleppkonfiguration entsprechen, dargestellt.
Die Schleppkonfiguration umfasst ein bekanntes Subjekt-Schleppfahrzeug. Die horizontale Achse 703 stellt den Bremsbetätigungsdruck in Kilopascal (kPa) und die vertikale Achse 701 die Verzögerung der Schleppkonfiguration in (g) dar. Die beispielhafte Schleppkonfiguration verfügt über eine etablierte Anhängerbremsverstärkung, und während des laufenden Betriebs wird eine Vielzahl von Datenpunkten über verschiedene Bremsbetätigungsdrücke hinweg erfasst. Diese Datenpunkte stellen die Verzögerungen der Schleppkonfiguration entsprechend den Bremsbetätigungsdrücken dar. Die Kurve (705) wird an diese Datenpunkte angepasst und die Steigung (a) (709) wird bestimmt. Die Steigung (709) wird in einem mittleren Bereich von Bremsbetätigungsdrücken bestimmt, in dem die Kurve (705) im wesentlichen linear ist. Die Kurve (705) kann zum Beispiel einer an die Daten angepassten Kurve erster Ordnung entsprechen. Ein Punkt (713) auf der Kurve, der eine maximal verfügbare Verzögerung bei der gegenwärtigen Last- und Verstärkungseinstellung der Schleppkonfiguration darstellt, wird beispielsweise an einem äußeren Ende des linearsten Teils der Kurve (705) bestimmt. Wenn die Last geändert wird und die zulässige Verstärkung gleich bleibt, dann ändert sich durch die Steigung der Kurve (705) auch die angezeigte maximal verfügbare Verzögerung (713). Dies kann z.B. durch den Schnittpunkt eines Polynoms dritter Ordnung (707), das die Änderungsrate der Verzögerungsdaten oder der Kurve erster Ordnung (705) mit einem vorgegebenen Schwellenwert (711) darstellt, wie dargestellt, festgestellt werden. Bei dem Bestimmen einer maximal verfügbaren Verzögerung mit der gegenwärtigen Schleppkonfiguration können alternative Techniken verwendet werden.
8 stellt Daten dar, die verschiedenen Zugkonfigurationen entsprechen, einschließlich des bekannten Subjektes Zugfahrzeug, und eine Vielzahl von leichten bis schweren Anhängelasten repräsentieren. Ähnlich wie die gesammelten Daten, die in 7 dargestellt sind, werden die maximalen Verzögerungsdaten bestimmt, um die Vielfalt der Datenpunkte, wie in 8 grafisch dargestellt, zu ermitteln. Die horizontale Achse 803 repräsentiert die Abbremsneigungen im Bogenmaß (rad x 10-4) der Vielzahl solcher Zugkonfigurationen, und die vertikale Achse 801 stellt die Abbremsung in (g) dar. Somit stellt jeder der Punkte in der Grafik eine maximale Verzögerung einer bestimmten Schleppkonfiguration, einschließlich des betreffenden Schleppfahrzeugs, entlang einer entsprechenden Verzögerungsrampe dar. Die Kurve (805) ist eine an die gesammelten Daten linear angepasste Kurve. Die in 8 dargestellten Daten, insbesondere die Kurve (805), können in einen Datensatz oder eine Nachschlagetabelle eingerichtet werden, die in der Bremssteuerung 141 gespeichert sind. Nach der Einstellung der Anhängerbremsverstärkung und während laufender Fahrzyklen der Schleppkonfiguration werden die Datenpunkte von 7 gesammelt und die Steigung (a) (709) und der maximale Verzögerungspunkt (713) bestimmt. Die Steigung kann dann als unabhängige Variable beim Nachschlagen einer kalibrierten maximal möglichen Verzögerung aus der in der Bremssteuerung 141 gespeicherten Nachschlagetabelle verwendet werden. Wenn eine Differenz zwischen der kalibrierten maximal möglichen Verzögerung und der maximal verfügbaren Verzögerung (713), die der aktuellen Last- und Verstärkungseinstellung der Zugkonfiguration entspricht, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, kann der Fahrzeugführer aufgefordert werden, eine Neueinstellung der Anhängerbremsverstärkung in Betracht zu ziehen, entweder manuell oder durch den automatisierten Prozess zum Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
In Übereinstimmung mit anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung verwendet der Prozess der Einstellung der Anhängerbremsverstärkung nur die Betätigung der Anhängerbremsen unter Ausschluss der Zugfahrzeugbremsen. Es wird anerkannt und geschätzt, dass die Einstellung der Anhängerbremsverstärkung auf diese Weise zu einer begrenzten Verlagerung der Last auf die Anhängerzunge und schließlich auf das Zugfahrzeug führt. 9 zeigt Daten, die während eines Fahrzyklus einer Anhängerkonfiguration mit ausschließlicher Anhängerbremsbetätigung gesammelt wurden, wie sie bei der Einstellung der Anhängerbremsverstärkung auftreten würden. Der Fahrzyklus von 9 repräsentiert eine Lastverschiebung von etwa 3 Prozent und eine Verzögerung von etwa <0,2 g. In der oberen Grafik von 9, die die Geschwindigkeit 901 der Zugkonfiguration entlang der vertikalen Achse (km/h) über die Zeit 907 entlang der horizontalen Achse (sec) zeigt, wird die Zugkonfiguration aus dem Stillstand (910) auf die Geschwindigkeit (912) gebracht und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von im Wesentlichen 50 km/h bei etwa 7 Sekunden. Anschließend werden die Anhängerbremsen betätigt, und die Zugkonfiguration wird allmählich abgebremst (914). Im mittleren Diagramm von 9, das die Kraft auf die Anhängerkupplung 903 entlang der vertikalen Achse (N) über die Zeit 907 entlang der horizontalen Achse (sec) zeigt, sind eine anfängliche Zungenbelastung in Ruhe (920) und eine Zungenbelastung (922) während der Verzögerung dargestellt. Im unteren Diagramm von 9, das die Längsbeschleunigung 905 der Zugkonfiguration entlang der vertikalen Achse (m/s²) über die Zeit 907 entlang der horizontalen Achse (sec) zeigt, wird eine Verzögerung von weniger als 0,2g während der allmählichen Abbremsung (930) beobachtet.
In ähnlicher Weise wird anerkannt und geschätzt, dass während des Fahrens in der tatsächlichen Zugkonfiguration wesentlich mehr Last auf die Anhängerzunge und schließlich auf das Zugfahrzeug verlagert wird als während des Vorgangs der Einstellung der Anhängerbremsverstärkung, bei der nur die Anhängerbremsen betätigt werden. 10 zeigt Daten, die während der Betätigung der Fahrzeug- und Anhängerbremsen gesammelt werden, wie es im normalen Straßenbetrieb der Zugkonfiguration der Fall wäre. 10 Fahrzyklus zeigt während einer aggressiveren Abbremsung eine Lastverschiebung von etwa 12 Prozent bei einer Verzögerung zwischen etwa 0,2 g und 0,4 g. Im oberen Diagramm von 10, das die Geschwindigkeit 1001 der Schleppkonfiguration entlang der vertikalen Achse (km/h) über die Zeit 1007 entlang der horizontalen Achse (sec) zeigt, wird die Schleppkonfiguration aus dem Stillstand (1010) auf die Geschwindigkeit (1012) gebracht und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von im Wesentlichen 50 km/h bei etwa 9 Sekunden. Anschließend werden die Bremsen des Zugfahrzeugs und des Anhängers betätigt, und die Zugkonfiguration wird abgebremst (1014). Im mittleren Diagramm von 9, das die Kraft auf die Anhängerkupplung 1003 entlang der vertikalen Achse (N) über die Zeit 1007 entlang der horizontalen Achse (sec) darstellt, sind eine anfängliche Zungenlast 1020 in Ruhe und eine Zungenlast 1022 während der Verzögerung dargestellt. Im unteren Diagramm von 9, das die Längsbeschleunigung 1005 der Zugkonfiguration entlang der vertikalen Achse (m/s²) über die Zeit 1007 entlang der horizontalen Achse (sec) zeigt, wird eine Verzögerung von weniger als 0,2g während der aggressiveren Verzögerung (1030) beobachtet.
Derjenige, der über gewöhnliche Fachkenntnisse verfügt, kann daher erkennen, dass die Einstellung der Anhängerverstärkung, die durch den automatisierten Prozess der Anhängerbremsverstärkung festgelegt wird, um einen Korrekturfaktor verschoben werden kann, so dass die vorgeschlagene Anhängerbremsverstärkung etwas niedriger ist, um die bekannten Lastverschiebungen zu berücksichtigen, die bei stärkeren Verzögerungen der Zugkonfiguration auftreten können, die bei gleichzeitiger Bremsung von Zugfahrzeug und Anhänger auftreten können. Derjenige, der über gewöhnliche Fachkenntnisse verfügt, wird erkennen, dass die Abmessungen und Spezifikationen des Anhängers diesen Korrekturfaktor beeinflussen können, und es kann wünschenswert sein, solche Überlegungen mit einem beliebigen Korrekturfaktor zu berücksichtigen. Daher kann ein solcher Korrekturfaktor durch einen konstanten Wert angenähert werden, aber der Wert kann sich in Übereinstimmung mit den Besonderheiten des Anhängers ändern. Alternativ kann die Einstellung der Anhängerbremsverstärkung um einen Faktor, z.B. 10%, skaliert werden.
Wenn eine Beziehung zwischen ersten und zweiten Elementen in der obigen Offenbarung nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben wird, kann diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der keine anderen dazwischenliegenden Elemente zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind, aber auch eine indirekte Beziehung, bei der ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente (entweder räumlich oder funktionell) zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind.
Oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens können in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern. Ferner können, obwohl jede der Ausführungsformen oben als mit bestimmten Merkmalen versehen beschrieben ist, ein oder mehrere dieser Merkmale, die im Hinblick auf eine beliebige Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in einer beliebigen der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder mit Merkmalen einer beliebigen der anderen Ausführungsformen kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht ausdrücklich beschrieben ist. Mit anderen Worten, die beschriebenen Ausführungsformen schließen sich nicht gegenseitig aus, und Permutationen einer oder mehrerer Ausführungsformen miteinander bleiben im Rahmen dieser Offenbarung.
Während die obige Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird es von den Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von ihrem Anwendungsbereich abzuweichen. Darüber hinaus können viele Änderungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Anwendungsbereich abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die einzelnen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen einschließt, die in ihren Anwendungsbereich fallen.

Claims

Eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Anhängerbremsverstärkung in einer Zugkonfiguration, die ein Zugfahrzeug und einen Anhänger umfasst, umfassend: ein Anhängerbremssystem, das auf ein Anhängerbremsbetätigungssignal reagiert, um die Anhängerbremsen zu betätigen; mindestens ein Anhängerrad mit einem entsprechenden Rotationssensor, der Informationen über die Drehung des Anhängerrades für das mindestens eine Anhängerrad liefert; und eine Bremssteuerung, die so eingerichtet ist, dass sie einen automatisierten Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozess nach Validierung vorbestimmter Bedingungen implementiert, wobei der automatisierte Anhängerbremsverstärkungs-Bestimmungsprozess umfasst: Überwachen der Informationen über die Drehung der Anhängerräder; Bereitstellen von Anhängerbremssteuersignalen mit einer Vielzahl von verschiedenen Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen-Auswertungen; und Bestimmen der Anhängerbremsverstärkung auf der Grundlage von Informationen über die Drehung des Anhängerrads, die der Vielzahl der verschiedenen Anhängerbremsverstärkung-Bewertung entsprechen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anhänger-Bremssteuersignale iterativ so bereitgestellt werden, dass sie sich iterativ der größten Anhängerbremsverstärkung-Bewertung annähern, die nicht mit einem Sperrzustand des mindestens einen Anhängerrades als Anhänger-Bremsverstärkung verbunden ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sperrzustand mindestens einen Vergleich der Anhängerradgeschwindigkeit und der Radgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs, einen Vergleich der Anhängerradgeschwindigkeit mit einer Schwellenwertgeschwindigkeit oder einen Vergleich einer Änderungsrate der Anhängerradgeschwindigkeit mit einer Schwellenwertrate umfasst.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rotationssensor mit einem Reifendrucküberwachungssensor integriert ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rotationssensor, der Informationen über die Drehung des Anhängerrades liefert, eine drahtlose Kommunikation von Informationen über die Drehung des Anhängerrades umfasst.
Ein Verfahren zum Bestimmen einer Anhängerbremsverstärkung in einer Zugkonfiguration, die ein Zugfahrzeug und einen Anhänger umfasst, umfassend: Bereitstellen, an einen Prozessor, von Informationen über die Drehung des Anhängerrads; Bereitstellen, durch den Prozessor, von Anhängerbremssteuersignalen bei einer Vielzahl von verschiedenen Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen; und Bestimmen, durch den Prozessor, der Anhänger-Bremsverstärkung auf der Grundlage der Anhänger-Radumdrehungsinformation, die der Vielzahl der verschiedenen Anhängerbremsverstärkung-B ewertungen entspricht.
Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Anhängerbremssteuersignale iterativ so bereitgestellt werden, dass sie sich der größten Anhängerbremsverstärkung-Bewertung, die nicht mit einem Anhängerrad-Sperrzustand verbunden ist, als Anhängerbremsverstärkung annähern.
Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Sperrzustand mindestens einen Vergleich der Anhängerradgeschwindigkeit und der Radgeschwindigkeit des Zugfahrzeugs, einen Vergleich der Anhängerradgeschwindigkeit mit einer Schwellenwertgeschwindigkeit oder einen Vergleich einer Änderungsrate der Anhängerradgeschwindigkeit mit einer Schwellenwertrate umfasst.
Ein Verfahren zum Bestimmen einer Anhängerbremsverstärkung in einer Zugkonfiguration, die ein Zugfahrzeug und einen Anhänger umfasst, umfassend: Erkennen, durch einen Prozessor, dass Anhänger und Zugfahrzeug in der Zugkonfiguration gekoppelt sind; Übermitteln, durch den Prozessor, von vorbestimmte Bedingungen an einen Schleppfahrzeugbetreiber, die erforderlich sind, um die Anhängerbremsverstärkung automatisch zu bestimmen, wobei die vorbestimmten Bedingungen das Fahren der Schleppkonfiguration auf einer geraden Bahn oberhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit umfassen; Erfassen der Anhängerraddrehung mit einem Reifendruckmonitor, der so eingerichtet ist, dass er die Anhängerraddrehung erfasst und Informationen über die Anhängerraddrehung drahtlos an den Prozessor übermittelt; Empfangen, durch den Prozessor, einer Anfrage auf Betätigung der Anhängerbremsen, während die vorgegebenen Bedingungen validiert werden; und iteratives Bereitstellen von Anhängerbremssteuersignalen durch den Prozessor bei einer Vielzahl verschiedener Anhängerbremsverstärkung-Bewertungen, um sich der größten Anhängerbremsverstärkung-Bewertung, die nicht mit einem Anhängerrad-Sperrzustand verbunden ist, als Anhängerbremsverstärkung anzunähern.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Annäherung an die größte Anhängerbremsverstärkung-Bewertung entweder einen binären oder einen seriellen Suchalgorithmus umfasst.