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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Computerprogramm nach Anspruch 11.
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Aus Vorbenutzungen bekannte Anhänger von Traktoren haben oft keine elektronische Überwachung der Bremsanlage. Kommt es zu Verschleiß oder tritt ein Defekt auf, wird dies nur erkannt, wenn der Bediener entsprechende Erfahrung hat. Häufig wird eine mangelnde Bremswirkung zu spät oder gar nicht erkannt.
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DE 10 2017 119 637 A1 offenbart einen landwirtschaftlichen Zug mit einem Zugfahrzeug, mindestens einem an das Zugfahrzeug gekoppelten Anhänger und einer Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung ist konfiguriert, eine Bremsanlage des Zugfahrzeugs und/oder eine Bremsanlage des Anhängers in Abhängigkeit mindestens eines Zustandsparameters und/oder Betriebsparameters des landwirtschaftlichen Zuges automatisch einzustellen.
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Aus
DE 10 2016 110 836 A1 ist ein Verfahren zum Vorbereiten einer Änderung eines Betriebszustands eines Gespanns bekannt, bei welchem bei einem aktuellen Betriebszustand des Gespanns ein Anhänger des Gespanns an einer Anhängerkupplung eines Zugfahrzeugs des Gespanns angekoppelt ist, und eine Anhängerseitig angeordnete Auflaufbremseinrichtung abhängig von der Bewegung des Zugfahrzeugs und/oder eines Zustands einer Fahrbahn, auf welchem sich das Gespann befindet, in einen eine Bremswirkung auf den Anhänger erzeugenden gespannten Zustand gebracht werden kann. Der Zustand der Auflaufbremseinrichtung wird überwacht und mit einer Sensoreinrichtung des Gespanns erfasst und bei einem Erkennen eines gespannten Zustands der Auflaufbremseinrichtung wird diese Information des gespannten Zustands für das Vorbereiten der Änderung des Betriebszustands des Gespanns berücksichtigt.
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DE 10 2015 013 461 A1 betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Anhängerbremse eines Fahrzeuganhängers. Mittels eines Kraftmesselements wird eine Zug- und Schubkraft erfasst, mittels eines Geschwindigkeitsmessers wird aus einer Änderung einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine zugehörige Beschleunigung berechnet, und mittels einer Auswerteeinheit wird aus den ermittelten Werten zumindest eine Masse eines ungebremsten Fahrzeuganhängers berechnet. Nach einer Modellrechnung wird eine eventuelle Abweichung einer aktuellen Bremskraft zur Bremskraft unter Normalbedingungen geliefert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit der Bremsanlage eines Anhängers zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Computerprogramm nach Anspruch 11. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
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Das Verfahren dient zur Diagnose der Bremsanlage eines Anhängers. Insbesondere lässt sich durch Anwendung des Verfahrens eine mangelhafte Bremswirkung, etwa infolge von Verschleiß oder eines Defekts, feststellen.
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Das Verfahren nutzt ein Beschleunigungssignal eines Zugfahrzeugs, an dem der Anhänger angehängt ist. Ein Signal bezeichnet eine Folge von Werten eines physikalischen Parameters, etwa der an einer Signalleitung anliegenden Spannung, in denen Informationen codiert sind.
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Bei den Informationen handelt es sich vorliegend um Werte einer Beschleunigung des Zugfahrzeugs, vorzugsweise um Beschleunigungen in Fahrzeuglängsrichtung. Die Fahrzeuglängsrichtung stimmt bei Geradeausfahrt mit der Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs überein.
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Das Beschleunigungssignal wird bevorzugt mittels eines Beschleunigungssensors gemessen, der an dem Zugfahrzeug angebracht ist. Insbesondere kann der Beschleunigungssensor an einem Rahmen oder einer Karosserie des Zugfahrzeugs angebracht sein. Das Signal wird bevorzugt zu einem Steuergerät des Zugfahrzeugs übertragen, auf dem das Verfahren ausgeführt wird.
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Ist die Bremswirkung der Bremsanlage des Anhängers unzureichend, läuft der Anhänger bei einer Bremsung auf das Zugfahrzeug auf und versetzt dem Zugfahrzeug einen Stoß. Dieser spiegelt sich in dem Beschleunigungssignal als ein Peak wider. Damit wird Anstieg des in dem Beschleunigungssignal codierten Werts der Beschleunigung des Fahrzeugs, im Folgenden Signalwert genannt, gefolgt von einem Abfall des Signalwerts bezeichnet. Zwischen dem Anstieg und dem Abfall nimmt der Signalwert einen Scheitelwert an.
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Erfindungsgemäß wird geprüft, ob in dem Beschleunigungssignal ein von dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug verursachter Peak enthalten ist. Dieser kann bestimmten Bedingungen unterliegen, die bevorzugt geprüft werden, um einen von dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug verursachten Peak von sonstigen in dem Beschleunigungssignal möglicherweise enthaltenen Peaks zu unterscheiden. Ist ein von dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug verursachter Peak in dem Beschleunigungssignal enthalten, und erfüllt das Beschleunigungssignal gegebenenfalls weitere, weiterbildungsgemäß zu prüfende Bedingungen, so ist davon auszugehen, dass die Bremswirkung des Anhängers unzureichend ist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird der Scheitelwert des Peaks ermittelt. Dessen Höhe ist ein Maß für die Stärke des beim Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug einwirkenden Stoßes. Je höher der Scheitelwert und je stärker entsprechend der auf das Zugfahrzeug einwirkende Stoß ist, desto schwächer ist die Bremswirkung des Anhängers.
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In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung wird entsprechend geprüft, ob der Scheitelwert einen ersten Schwellenwert überschreitet. Eine Überschreitung des ersten Schwellenwerts deutet auf eine unzureichende Bremswirkung des Anhängers hin.
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Auch eine Anstiegszeit des Beschleunigungssignals in dem Peak kann in die Prüfung einbezogen werden. Mit Anstiegszeit wird eine Zeit vom Beginn des Anstiegs des Signalwerts bis zum Erreichen des Scheitelwerts bezeichnet. Bevorzugt wird geprüft, ob die Anstiegszeit einen zweiten Schwellenwert überschreitet.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird ein auf das Zugfahrzeug einwirkender Ruck ermittelt. Die Ermittlung des Rucks erfolgt vorzugsweise während des Anstiegs des Signalwerts in dem Peak. Mit Ruck wird die zeitliche Ableitung des Signalwerts bezeichnet. Der Ruck ist ein weiteres Maß für die Intensität, mit welcher der Anhänger auf das Zugfahrzeug aufläuft. Je größer der Ruck, desto stärker die Intensität.
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In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung wird entsprechend geprüft, ob der Ruck einen dritten Schwellenwert überschreitet.
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Eine Verzögerung ist eine Beschleunigung mit umgekehrtem Vorzeichen. Die Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Auflaufen des Anhängers spiegelt entsprechend die Bremswirkung des Zugfahrzeugs ohne Beeinflussung durch den Anhänger wider.
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Ist die Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Auflaufen des Anhängers bekannt, lassen sich durch Vergleich mit der Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem Auflaufen des Anhängers Schlüsse über die Bremswirkung des Anhängers ziehen. In einer bevorzugten Weiterbildung wird daher die Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Auflaufen des Anhängers ermittelt. Da das Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug mit dem oben beschriebenen Peak einhergeht, lässt sich die Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug ermitteln, indem eine Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Peak ermittelt wird.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird der Scheitelwert des Peaks wie oben beschrieben ermittelt und dieser mit der Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug verglichen. Die Differenz oder der Quotient beider Werte ist ein Maß für die Intensität, mit welcher der Anhänger auf das Zugfahrzeug aufläuft. Bevorzugt wird daher geprüft, ob die Differenz oder der Quotient des Scheitelwerts und der Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug einen vierten Schwellwert überschreitet.
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Nach dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug stützt sich dieser mit seiner Deichsel in der Anhängerkupplung des Zugfahrzeugs ab. Ist die Bremswirkung des Anhängers unzureichend, wird er nun über das zugfahrzeug abgebremst. Dies geht einher mit einer verminderten Verzögerung des Zugfahrzeugs. In einer bevorzugten Weiterbildung wird entsprechend eine Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem Auflaufen des Anhängers ermittelt.
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Das Auflaufen des Anhängers wiederum geht mit dem eingangs beschriebenen Peak einher. Daher lässt sich die Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug ermitteln, indem eine Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem Peak ermittelt wird. Insbesondere kann die Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem in dem Peak enthaltenen Abfall des Signalwerts ermittelt werden.
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Die ermittelte Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug wird in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung in Relation zu einem fünften Schwellenwert gesetzt. Im Einzelnen wird geprüft, ob die Verzögerung den fünften Schwellenwert überschreitet. Der fünfte Schwellenwert wird so gewählt, dass eine Überschreitung durch die Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug auf eine ausreichende Bremswirkung und damit eine intakte Bremsanlage des Anhängers schließen lässt.
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Alternativ oder zusätzlich wird die Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug mit der Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug verglichen. Dadurch lässt sich erkennen, wie stark die Verzögerung des Zugfahrzeugs durch das Auflaufen des Anhängers vermindert wird. Je stärker die Verzögerung vermindert wird, desto geringer ist die Bremswirkung des Anhängers.
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Als Maß für die Verminderung der Verzögerung lässt sich etwa eine Differenz oder ein Quotient der Verzögerung des Zugfahrzeugs vor dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug und der Verzögerung des Zugfahrzeugs nach dem Auflaufen des Anhängers auf das Zugfahrzeug heranziehen. Bevorzugt wird daher geprüft, ob diese Differenz oder dieser Quotient einen sechsten Schwellenwert überschreitet.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm implementiert das erfindungsgemäße Verfahren oder eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens. Das Computerprogramm umfasst also Anweisungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung und ist damit zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Computerprogramm einen Computer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung veranlasst, wenn das Computerprogramm von dem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann auf einem Speichermedium gespeichert oder in einem oder mehreren übertragungsfähigen oder übertragenen Signalen codiert sein. Insbesondere kann das Computerprogramm als ein Computerprogrammprodukt vorliegen, das heißt als eine handelbare Einheit bzw. Einheit, die dem Zweck dient, den Besitz an dem Computerprogramm zu übertragen.
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Das erfindungsgemäße Computerprogramm kann in einem Computer enthalten sein. Ein solcher Computer ist ausgebildet bzw. eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine bevorzugte Weiterbildung auszuführen. Bei dem Computer handelt es sich bevorzugt um ein Steuergerät, das heißt einen Computer zum Steuern oder Regeln von ein oder mehreren Mitteln eines Fahrzeugs, beispielsweise ein Motor- oder Getriebesteuergerät. Insbesondere kann es sich um ein Steuergerät des oben beschriebenen Zugfahrzeugs handeln. Der Computer ist bevorzugt signalleitend mit einem Beschleunigungssensor verbunden. Von dem Beschleunigungssensor wird das oben beschriebene Beschleunigungssignal zu dem Computer übertragen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:
- 1 ein Beschleunigungssignal.
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Das in 1 dargestellte Beschleunigungssignal 101 zeigt die Beschleunigung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung mit einem Anhänger, dessen Bremswirkung unzureichend ist. Wenn das Fahrzeug den Anhänger zieht, wird die Anhängerkupplung auf Zug belastet. Bremst nun das Fahrzeug ab, erfolgt in der Anhängerkupplung eine Richtungsumkehr der Belastung. Die Anhängerkupplung wird dann auf Schub belastet wird.
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In einer kurzen Zeitspanne von Beginn der Bremsung bis zum Einsetzen des Schubs übt der Anhänger keine Kraft auf das Fahrzeug aus. Die volle Bremskraft des Fahrzeugs verzögert währenddessen ausschließlich das Fahrzeug. Dies ist in einem ersten Abschnitt 103 des Beschleunigungssignals 101 erkennbar.
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Fährt der Anhänger aufgrund mangelnder Bremswirkung auf das Fahrzeug auf, versetzt er diesem einen Stoß. In dem Beschleunigungssignal 101 ist ein entsprechender Peak 105 erkennbar. Dieser erstreckt sich über einen zweiten Abschnitt 107 des Beschleunigungssignals 101, in dem die Beschleunigung ansteigt und einen dritten Abschnitt 109 des Beschleunigungssignals 101, in dem die Beschleunigung auf einen negativen Endwert abfällt. Zwischen dem zweiten Abschnitt 107 und dem dritten Abschnitt 109 nimmt das Beschleunigungssignal 101 einen Scheitelwert 111 an.
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In einem vierten Abschnitt 113 des Beschleunigungssignals 101 ist der Anhänger auf das Fahrzeug aufgelaufen. sodass das Fahrzeug und der Anhänger mit gleicher Verzögerung abgebremst werden. Die Beschleunigung nimmt dabei den obengenannten Endwert an.
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Diese Verzögerung im vierten Abschnitt 113 ist kleiner als die maximale Verzögerung im ersten Abschnitt 103 des Beschleunigungssignals 101. Daraus ist zu schließen, dass das Fahrzeug von dem Anhänger geschoben wird. Je größer der Unterschied zwischen den beiden Verzögerungen, desto schwächer ist die Bremswirkung des Anhängers.
