DE19707207A1 - Verfahren zur Bestimmung einer eine Bremskraft repräsentierenden Betriebsgröße - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung ei­ ner die Bremskraft an wenigstens einer Achse eines we­ nigstens zwei Achsen aufweisenden Fahrzeuges repräsen­ tierenden Betriebsgröße, insbesondere ein Verfahren zur Bestimmung eines Bremsdruckes, in Abhängigkeit von we­ nigstens einer variablen Eingangsgröße gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 41 42 670 A1 bekannt.

Bei gattungsgemäßen Verfahren ist es üblich, zur Be­ stimmung der Betriebsgröße eine Zuordnungsfunktion vor­ zusehen, die die Betriebsgröße einer Eingangsgröße zu­ ordnet. Als Eingangsgröße verwendet man ein den Brems­ wunsch des Fahrers des Fahrzeuges repräsentierendes Si­ gnal, das den Wert der gewünschten Verzögerung des Fahrzeuges darstellt und als Sollverzögerungssignal be­ zeichnet wird. Ein derartiges Signal kann z. B. von ei­ nem Bremswertgeber, der vom Fahrer durch ein Bremspedal mechanisch betätigt wird, vorzugsweise als ein der Betätigung des Bremspedals entsprechendes elektrisches Signal abgegeben werden. Auf der anderen Seite kann die die Bremskraft repräsentierende Betriebsgröße, die auch als Ausgangsgröße der Zuordnungsfunktion betrachtet werden kann, als ein Bremsdruck ausgebildet sein, mit dem die Bremszylinder einer in üblicher Weise ausgebil­ deten Bremsanlage an einer Achse eines Fahrzeuges be­ aufschlagt werden.

Bei den Achslasten eines Fahrzeuges wird nach einem statischen Anteil, der bei Fahrzeugstillstand vorliegt, sowie einem dynamischen Anteil, der bei einer Beschleu­ nigung oder Verzögerung des Fahrzeuges dem statischen Anteil überlagert ist und zu einer Veränderung der mo­ mentanen Achslast führt, unterschieden. Als momentane Achslast wird daher der beschleunigungs- und verzöge­ rungsabhängige Momentanwert einer Achslast (Summe aus statischem und dynamischem Anteil) bezeichnet.

Eine Zuordnungsfunktion kann mehrere Bereiche aufwei­ sen. Ein Bereich ist häufig mit dem Ziel eines gleich­ mäßigen Bremsenverschleißes zwischen den Achsen des Fahrzeuges festgelegt. Dieser Bereich ist vorzugsweise im Bereich geringer Fahrzeugverzögerungen angeordnet und hat den Vorteil, durch gleichmäßige Abnutzung der Bremsbeläge wirtschaftliche Vorteile, z. B. beim Aus­ tausch der Bremsbeläge, zu bieten. Im Bereich höherer Fahrzeugverzögerungen ist die Zuordnungsfunktion mit der Maßgabe festgelegt, die Bremskräfte wenigstens nä­ herungsweise an die jeweiligen dynamischen Achslastan­ teile der Achsen des Fahrzeuges anzupassen und hier­ durch eine gleiche Kraftschlußausnutzung zwischen allen Achsen bzw. Rädern und der Fahrbahnoberfläche zu bewir­ ken. Hierdurch kann ein stabiler, vom Fahrer be­ herrschbarer Fahrzustand auch bei hohen Verzögerungen des Fahrzeuges beibehalten werden. Zur Erzielung eines guten Fahrkomforts und zur Schonung des Fahrzeuges bei Abbremsungen ist es zudem erwünscht, daß die Zuord­ nungsfunktion keine sprunghaften Änderungen im Sinne von Unstetigkeiten zwischen den Bereichen aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verein­ fachtes Verfahren zur Bestimmung einer die Bremskraft repräsentierenden Betriebsgröße anzugeben, das eine einfache Bestimmung der Zuordnungsfunktion und eine An­ passung an die Gegebenheiten unterschiedlicher Fahr­ zeugtypen mit geringem Aufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 10 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind elektronisch gesteuerte Bremssysteme (EBS) in Fahrzeu­ gen.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß die Zuordnungsfunk­ tion wenigstens in einem ersten und einem zweiten Be­ reich stückweise linear nach Art eines Polygonzuges ausgebildet ist. Hierdurch wird eine sehr einfache Dar­ stellung der Zuordnungsfunktion mit sehr wenigen Para­ metern ermöglicht. Außerdem ist eine Bestimmung der Be­ triebsgröße in Abhängigkeit von der Eingangsgröße der Zuordnungsfunktion mit sehr einfachen Rechenschritten möglich. Bei Verwendung eines in einem elektronischen Steuergerät angeordneten Mikroprozessors zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zudem der Vorteil erreicht, daß durch die Verwendung sehr einfacher Re­ chenschritte eine besonders kurze Ausführungszeit und ein geringer Speicherbedarf für die entsprechende Pro­ grammsequenz in dem Mikroprozessor benötigt werden. Für den Fall, daß die Zuordnungsfunktion noch weitere Be­ reiche aufweist, ist es vorteilhaft, auch diese Berei­ che stückweise linear nach Art eines Polygonzuges aus­ zubilden. Hierdurch ergeben sich ebenfalls die zuvor genannten Vorteile.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Zuordnungsfunktion durch wenigstens drei Wertepaare (Z_i; P_i) festgelegt. Wenn die Zuordnungsfunktion z. B. zwei Bereiche aufweist, dann sind für eine Festlegung der Zuordnungsfunktion nur drei Wertepaare erforder­ lich. Bei Verwendung eines Mikroprozessors zur Ausfüh­ rung des Verfahrens ist hierdurch ein besonders gerin­ ger Speicherbedarf zur Speicherung der Zuordnungsfunk­ tion erforderlich. Als Rechenverfahren zur Bestimmung der Betriebsgröße kann dann eine lineare Interpolation zwischen jeweils zwei der drei Wertepaare erfolgen. Es ist auch vorteilhaft, wenigstens einen Teil des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens als ein Unterprogramm des vom Mikroprozessor auszuführenden Programms auszubilden, dem jeweils zwei Wertepaare als Parameter übergeben werden. Hierdurch ergibt sich ein sehr geringer Aufwand an Programmschritten.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung können die Wertepaare (Z_i; P_i) der Zuordnungs­ funktion fahrzeugspezifisch nach dem Fahrzeugtyp und der Ausstattung des Fahrzeuges, insbesondere der Brems­ anlage, den Fahrzeugabmessungen und der Anzahl der Ach­ sen, festgelegt werden. Durch die Verwendung bekannter oder leicht ermittelbarer Fahrzeugdaten zur Bestimmung der Wertepaare kann auf zeitaufwendige Versuchsreihen und die hierfür notwendigen Meßgeräte verzichtet wer­ den. Statt dessen ist es möglich, einen großen Teil der für die Bestimmung der Wertepaare notwendigen Fahrzeug­ daten direkt aus den Fahrzeugpapieren zu verwenden. Es ist außerdem möglich, die Bestimmung der Wertepaare nach Eingabe der Fahrzeugdaten automatisch z. B. von einem Computerprogramm ausführen zu lassen.

In weiteren vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung werden als Wertepaare der Übergangspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich der Zuordnungsfunktion und/oder der Maximalpunkt der Zuordnungsfunktion und/oder der Minimalpunkt der Zuordnungsfunktion, ins­ besondere der Ansprechdruck der Bremse, verwendet. Hierdurch ist eine besonders einfache Bestimmung der Wertepaare aus bekannten oder sehr leicht ermittelbaren Fahrzeugdaten bzw. aus den sich aus den gesetzlichen Festlegungen für Bremsanlagen gemäß der Richtlinie ECE-13 Serie 09 ergebenden Anforderungen möglich.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren zur Bestimmung der Betriebsgröße für eine Achse als weitere Eingangsgröße die statische Achslast dieser Achse auf. In Abhängigkeit von der sta­ tischen Achslast wird dann wenigstens eines der Werte­ paare (Z_i; P_i) der Zuordnungsfunktion bestimmt. Durch die Verwendung des Achslastsignals und dessen Berück­ sichtigung in der Zuordnungsfunktion in der zuvor be­ schriebenen Weise ist es möglich, unter Heranziehung der Grundgleichung der Mechanik (Kraft = Masse × Beschleunigung) die physikalisch korrekten Absolutwerte der Bremskräfte, gemessen in Newton, an der Fahrzeugachse zur Erzielung eines dem Sollverzöge­ rungssignal entsprechenden Verzögerungswertes auch bei stark unterschiedlicher Beladung einzustellen, ohne daß eine Sensierung der Ist-Verzögerung des Fahrzeuges notwendig ist. Hierdurch ist das Verfahren auch bei Fahrzeugen mit stark variierenden Achslasten, z. B. durch unterschiedliche Beladung bei Nutzfahrzeugen, einsetzbar und erfüllt zugleich die Anforderungen gemäß der Richtlinie ECE-13 Serie 09 über Bremsanlagen bei Nutzfahrzeugen.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung werden die Wertepaare (Z_i; P_i) in Abhängigkeit von der statischen Achslast derart bestimmt, daß die Ordinatenwerte (P_i) linear in Abhängigkeit von der sta­ tischen Achslast veränderbar sind und hierbei auf einen zulässigen Bereich, der von jeweils einem Minimalwert bis zu jeweils einem Maximalwert reicht, begrenzt sind. Hierdurch können die veränderbaren Wertepaare der Zu­ ordnungsfunktion sehr einfach automatisch berechnet werden und trotz automatischer Berechnung keine unzu­ lässigen Werte aufweisen. In vorteilhafter Weise können die Minimalwerte bzw. Maximalwerte ebenfalls aus den Fahrzeugdaten bestimmt werden.

Eine vorteilhafte Einrichtung zur Ausführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens weist ein Steuergerät auf, dem von einem Bremswertgeber ein Sollverzögerungssignal zu­ geführt wird und das über Aktuatoren die Bremskraft an den Fahrzeugachsen einstellt. Das Steuergerät weist ei­ nen nicht flüchtigen Speicher auf, der wenigstens einen Parameterspeicherbereich enthält, in dem fahrzeugspezi­ fische Daten, insbesondere Daten zur Ausführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens, speicherbar sind. Hierdurch kann das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Einrich­ tung zur Ausführung des Verfahrens in einfacher Weise in verschiedenen Fahrzeugen eingesetzt werden. Bei Ver­ wendung der in den Fahrzeugpapieren aufgeführten Fahr­ zeugdaten kann eine Speicherung der fahrzeugspezifi­ schen Daten in dem Parameterspeicherbereich des nicht­ flüchtigen Speichers durch Anschluß eines Diagnosegerä­ tes an das Steuergerät und Eingabe der Daten durch ei­ nen Fachmann z. B. über eine numerische Tastatur erfol­ gen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsge­ mäßen Einrichtung weist das Steuergerät eine Schnitt­ stelle auf, die geeignet zum Anschluß einer Barcode-Le­ seeinrichtung ist. Dies hat den Vorteil, daß die Über­ tragung und Speicherung der fahrzeugspezifischen Daten in dem Parameterspeicherbereich stark vereinfacht wird und Eingabefehler vermieden werden können. Außerdem ist es dann möglich, die fahrzeugspezifischen Daten als Barcode direkt in den Fahrzeugpapieren abzudrucken und im Falle einer Reparatur bzw. eines Austauschs des Steuergerätes eine erneute Speicherung der fahrzeugspe­ zifischen Daten vereinfacht wird.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Barcode ist, daß die fahrzeugspezifischen Daten von dem Hersteller des Fahrzeuges zu einer Reparaturwerkstatt oder anderen Anwendern der Daten in einfacher Weise mit derzeit gän­ gigen Kommunikationsmitteln (Brief, Telefax) übermit­ telt werden können. Aufwendige Einrichtungen zur Daten­ übermittlung wie z. B. Modems können entfallen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wird bei dessen Einsatz in Anhänge­ fahrzeugen als Übergangspunkt ein Wertepaar festgelegt, das in der Nähe der unteren Bandgrenze für Zuordnungs­ funktionen für Bremsanlagen gemäß der Richtlinie ECE-13 Serie 09 angeordnet ist. Durch Anordnung des Minimal­ punktes der Zuordnungsfunktion ebenfalls in der Nähe in der unteren Bandgrenze wird der Vorteil erreicht, daß das Anhängefahrzeug im Bereich geringer Fahrzeugverzö­ gerungen ein Abbremsungsverhalten aufweist, das mit dem Abbremsungsverhalten von Anhängefahrzeugen und Zugfahr­ zeugen ohne ein elektronisch gesteuertes Bremssystem übereinstimmt. Hierdurch sind Anhängefahrzeuge mit elektronisch gesteuertem Bremssystem auch an älteren Zugfahrzeugen, die kein elektronisch gesteuertes Brems­ system aufweisen, einsetzbar, ohne daß unzulässig hohe Kopplungskräfte zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahr­ zeug auftreten.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als Maximalpunkt ein Wertepaar festgelegt, das in der Nähe der oberen Bandgrenze angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß das Anhängefahrzeug bei höheren Fahrzeug­ verzögerungen (Vollbremsungen) besonders gute Verzöge­ rungswerte aufweist und hierdurch auch problemlos mit Zugfahrzeugen neuerer Bauart betrieben werden kann, die ebenfalls hohe Verzögerungswerte erreichen, ohne daß die Gefahr des Einknickens des Lastzuges durch ein Auf­ laufen eines unterbremsten Anhängerfahrzeuges auf das Zugfahrzeug besteht. Im Falle von Zugfahrzeugen mit ge­ ringeren Verzögerungswerten führt diese Weiterbildung der Erfindung zu einer Streckung des gesamten Lastzuges und somit zu einer Beibehaltung eines sicheren Fahrzu­ standes. Ein weiterer Vorteil dieser Weiterbildung be­ steht darin, daß zwischen dem Übergangspunkt und dem Maximalpunkt der Zuordnungsfunktion ein gleichmäßiger, linearer Übergang besteht, durch die bei der beschrie­ benen Streckung des Lastzuges die Kopplungskräfte zwi­ schen Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug gleichmäßig er­ höht werden und nur bei Vollbremsungen den größten Wert erreichen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der die Erfin­ dung betreffenden Komponenten einer Bremsan­ lage eines Fahrzeuges sowie eine Steuerein­ richtung dafür und

Fig. 2 eine grafische Darstellung einer Schar von Zu­ ordnungsfunktionen für die Vorderachse eines Fahrzeuges und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verarbeitung der Eingangssignale der Steuereinrichtung zu dem Ausgangssignal und

Fig. 4 eine Darstellung eines ersten Teils des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens als Flußdiagramm und

Fig. 5 eine Darstellung eines zweiten Teils des er­ findungsgemäßen Verfahrens als Flußdiagramm und

Fig. 6 eine grafische Darstellung einer bevorzugten Zuordnungsfunktion für ein Anhängefahrzeug.

In allen Figuren werden gleiche Bezugszeichen für ein­ ander entsprechende Teile und Signale verwendet.

In der Fig. 1 sind die Verbindungslinien zwischen den äußeren mechanischen, elektrischen oder elektromechani­ schen Komponenten (2, 3, 4, 7, 9) mit Signalnamen (M, P, Z) bezeichnet. Diese Verbindungslinien sind unabhän­ gig von der physikalischen Repräsentation der Signale als logische Signalkanäle zu verstehen. Die Richtung des Signalflusses in den Signalkanälen ist durch Pfeile gekennzeichnet. Die in der Fig. 1 dargestellten Signal­ kanäle sind ausschnittsweise auch in der Fig. 3 mit gleichen Bezeichnungen dargestellt. Die Signale werden vorzugsweise als elektrische Digitalsignale darge­ stellt. Als Signalkanäle werden dann elektrische Lei­ tungen benutzt, die z. B. als serielles Bussystem aus­ gebildet sein können. In diesem Fall können die ver­ schiedenen logischen Signalkanäle gemäß Fig. 1 auch als ein einziges Bussystem, an das die Komponenten (2, 3, 4, 7, 9) angeschlossen sind, physikalisch repräsentiert werden.

In der Fig. 1 ist ein Teil eines elektrisch steuerbaren Bremssystems (EBS) dargestellt, das als mechanische Komponenten die Radbremsen (5, 6) einer Fahrzeugachse aufweist. Zusätzlich ist an dieser Fahrzeugachse eine Sensiereinrichtung (1, 2) zur Sensierung der momentanen Achslast vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel be­ steht die Sensiereinrichtung aus einem Drucksensor (2), der druckmittelseitig mit einem Luftfederbalg (1) ver­ bunden ist und mittels einer Sensierung des Druckes im Luftfederbalg (1) ein die momentane Achslast repräsen­ tierendes Signal (M) an ein Steuergerät (9) abgibt. Das momentane Achslastsignal entspricht zumindest bei ste­ hendem Fahrzeug der statischen Achslast, so daß das Steuergerät (9) den Wert des Signals (M) bei Stillstand des Fahrzeuges speichert und während der Fahrt diesen gespeicherten Wert als statisches Achslastsignal zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet. Mit dem Signal (M) ist daher in allen folgenden Ausfüh­ rungen das statische Achslastsignal gemeint.

Die Sensiereinrichtung (1, 2) kann alternativ auch als ein Kraftsensor, der direkt die Achslast ermittelt, oder als ein Wegsensor, der die Achslast indirekt unter Berücksichtigung der Federungskennlinie der sensierten Fahrzeugachse bestimmt, ausgebildet sein.

Die Radbremsen (5, 6) sind zur Betätigung mit jeweils einem Aktuator (3, 4) ausgestattet. Die Aktuatoren (3, 4) betätigen über mechanische Gestänge die ihnen je­ weils zugeordneten Radbremsen (5, 6). Die Aktuatoren werden mit dem Bremsanforderungssignal (P) beauf­ schlagt. Zur Umsetzung des Bremsanforderungssignals (P) in eine Betätigungskraft bzw. einen Betätigungshub für die Radbremse ist ein Aktuator vorzugsweise mit einer elektronischen Steuereinrichtung zur Verarbeitung des Bremsanforderungssignals (P), einem Druckmittelanschluß und einem hiermit verbundenen Ventil zur Zuführung des Druckmittels zu einem Stellzylinder ausgestattet. Hier­ bei steuert die elektronische Steuereinrichtung des Ak­ tuators das Ventil derart, daß der Bremsdruck an der Radbremse dem Bremsanforderungssignal entspricht. Der Druckmittelanschluß des Aktuators ist mit einer hier nicht dargestellten Druckmittelanlage, die z. B. einen Kompressor und einen Druckluftvorratsbehälter aufweisen kann, verbunden.

Ein weiteres Eingangssignal (Z) für das Steuergerät (9) wird von einem Bremswertgeber (7) erzeugt, der mecha­ nisch mit dem Bremspedal (8) des Fahrzeuges verbunden ist. Bei Betätigung des Bremspedals (8) durch den Fah­ rer gibt der Bremswertgeber (7) ein Signal (Z) ab, das der von dem Fahrer gewünschten Verzögerung des Fahrzeu­ ges entspricht.

Das Steuergerät (9) führt eine Reihe von Steuerungs- und Regelungsaufgaben in dem Fahrzeug aus. Eine dieser Aufgaben besteht darin, in Abhängigkeit von dem Verzö­ gerungswunsch (Z) des Fahrers und der statischen Achs­ last (M) der Fahrzeugachse und gegebenenfalls unter Zu­ hilfenahme weiterer Eingangssignale, wie z. B. der Drehgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder, die Radbremsen über das Ausgangssignal (P) und gegebenenfalls weitere Ausgangssignale für weitere Fahrzeugachsen derart anzu­ steuern, daß das Fahrzeug die gewünschte Verzögerung erreicht und während dieser Abbremsung einen stabilen Fahrzustand beibehält. Bei geringen Verzögerungswerten ermittelt das Steuergerät das Ausgangssignal (P) und die gegebenenfalls weiteren Ausgangssignale mit dem Ziel eines gleichmäßigen Bremsenverschleißes zwischen den Fahrzeugachsen. Hierzu führt das Steuergerät (9) verschiedene sich gegenseitig beeinflussende und einan­ der überlagerte Verfahren durch, wie z. B. Blockier­ schutz (ABS) auf niedrigen Reibwerten, Minimierung des Bremsbelagverschleißes und eine achslastabhängige Bremskraftverteilung zwischen den Achsen des Fahrzeugs. Im Falle von Abbremsungen ohne Blockiertendenz der Fahrzeugräder kann das Ausgangssignal (P) durch eine Zuordnungsfunktion direkt aus den Eingangssignalen (Z, M) bestimmt werden.

Zur Bestimmung des Ausgangssignals (P) mittels einer Zuordnungsfunktion und gegebenenfalls zur Ausführung weiterer Verfahren (ABS) weist das Steuergerät (9) eine Mikroprozessoreinrichtung (18) auf, die in üblicher Weise aus wenigstens einem Mikroprozessor, einem Pro­ grammspeicher, einem variablen Datenspeicher und Schnittstellenanschlüssen verfügt. Die Verbindung zwi­ schen dem Mikroprozessor und dem Programmspeicher und dem Datenspeicher erfolgt in üblicher Weise und ist in der Fig. 1 nicht im einzelnen dargestellt. Der Mikro­ prozessoreinrichtung (18) werden die Eingangs- bzw. Ausgangssignale (P, M, Z) über Schnittstelleneinrich­ tungen (15, 16, 17) zugeführt. Diese Schnittstellenein­ richtungen können z. B. als Analog-/Digital-Wandler, Digital-/Analog-Wandler oder als serielle Schnittstelle ausgebildet sein. Des weiteren ist die Mikroprozessor­ einrichtung (18) mit einer weiteren Schnittstellenein­ richtung (10) verbunden, über die ihr weitere Eingangs­ signale zugeführt werden können.

Die Schnittstelleneinrichtung (10) dient zum Anschluß einer Barcode-Leseeinrichtung (11, 12, 13), die in üb­ licher Weise als ein der Schnittstelleneinrichtung (10) zugeordnetes Gegenstück (11), einem Anschlußkabel (12) sowie einem Barcode-Lesestift (13) ausgebildet ist. Mittels des Barcode-Lesestiftes (13) können als Barcode (14) dargestellte Daten über die Schnittstelleneinrich­ tung (10) der Mikroprozessoreinrichtung (18) zugeführt werden, die diese dann entweder direkt verarbeitet oder zum Zwecke späterer Verarbeitung in einem mit der Mi­ kroprozessoreinrichtung (18) verbundenen nichtflüchti­ gen Speicher (19) speichert.

Der nichtflüchtige Speicher (19) weist üblicherweise mehrere Speicherbereiche (20, 21, 22, 23) auf. Einer dieser Speicherbereiche (22) ist zur Speicherung von mittels der Barcode-Leseeinrichtung eingelesenen Fahr­ zeugdaten, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt werden, vorgesehen. Dieser im wei­ teren als Parameterspeicherbereich bezeichnete Spei­ cherbereich (22) kann daher von der Mikroprozessorein­ richtung (18) mittels wahlfreiem Zugriff ausgelesen oder beschrieben werden.

In der Fig. 2 ist beispielhaft mittels der durchgezoge­ nen Linien eine Schar von Zuordnungsfunktionen zur Zu­ ordnung des Ausgangssignals (P) zu dem Sollverzöge­ rungssignal (Z) für den Fall einer Vorderachse eines Fahrzeuges dargestellt. Die Schar der Zuordnungsfunk­ tionen weist als Parameter die statische Achslast (M) auf, die zwischen den fahrzeugspezifischen Minimal- bzw. Maximalwerten (M_min, M_max) variieren kann. Diesen Grenzwerten der Achslast (M) sind die Zuordnungsfunk­ tionen (F₁, F₃) zugeordnet. Daher befindet sich die ge­ samte Menge der Zuordnungsfunktionen in dem Bereich, der durch die Funktionen (F₁, F₃) begrenzt wird. Bei­ spielhaft ist noch eine Zuordnungsfunktion für den Fall einer mittleren Beladung des Fahrzeugs durch die Funk­ tion (F₂) dargestellt.

Im vorliegenden Beispiel wird jede Zuordnungsfunktion durch vier Wertepaare (Z_i; P_i) festgelegt. Der Index i weist somit einen Wertebereich von 0 bis 3 auf.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 sind bestimmte Kenn­ werte einer Zuordnungsfunktion, nämlich die Knickpunkte des zum Maximalwert der Achslast (M_max) gehörigen Poly­ gonzuges, mittels gestrichelter Linien markiert. Die Schnittpunkte der gestrichelten Linien mit den Koordi­ natenachsen sind mit Bezeichnungen (Z₀, Z₁, Z₂, Z₃, P_0,max, P_1,max, P_2,max, P_3,max) versehen. Diese Wertepaare (Z_i; P_i,max) werden als spezifische Daten für das jewei­ lige Fahrzeug in dem Parameterspeicherbereich (22) ge­ speichert.

Zusätzlich wird in dem Parameterspeicherbereich (22) noch die höchste zulässige Achslast (M_max) gespeichert. Mittels dieser Daten kann bei Verwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens einerseits die in der Fig. 2 dargestellte Schar von Zuordnungsfunktionen berechnet werden und andererseits unter Verwendung der für die momentane statische Achslast gültigen Zuordnungsfunk­ tion das für die Abbremsung notwendige Ausgangssignal (P) bestimmt werden.

In der Fig. 3 ist nach Art eines Blockschaltbildes die Verarbeitung der Eingangssignale (M, Z) und der Daten im Parameterspeicherbereich (22) in den beiden Verfah­ rensblöcken (24, 25) dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur übersichtlicheren Darstellung in zwei Verfahrensblöcke (24, 25) aufgeteilt worden. Es werden jedoch beide Verfahrensblöcke (24, 25) sowie die Verar­ beitung der Daten aus dem Parameterspeicherbereich (22) von der Mikroprozessoreinrichtung (18) ausgeführt.

In dem Verfahrensblock (24) wird in Abhängigkeit von der statischen Achslast (M) sowie den Daten (M_max, P_i,max) aus dem Parameterspeicherbereich (22) aus der gesamten Schar von Zuordnungsfunktionen die jeweils gültige Zuordnungsfunktion bestimmt. Hierfür werden nur die Ordinatenwerte (P_i) der Knickpunkte der Zuordnungsfunk­ tion in Abhängigkeit der Achslast variiert. Die Abszis­ senwerte (Z_i) bleiben konstant. Die in dem Verfahrens­ block (24) bestimmten Ordinatenwerte (P_i) werden dem Verfahrensblock (25) zur weiteren Verarbeitung zuge­ führt.

In dem Verfahrensblock (25) wird in Abhängigkeit von dem Eingangssignal (Z) der jeweils als Ausgangssignal auszugebende Wert (P) auf der durch die Wertepaare (Z_i; P_i) festgelegten Zuordnungsfunktion bestimmt und als Ausgangssignal ausgegeben.

Der Verfahrensblock (24) ist in der Fig. 4 als Flußdia­ gramm dargestellt. Der Verfahrensblock (24) beginnt mit dem Block (26). In den darauf folgenden Zuweisungs­ blöcken (27, 28, 29, 30) werden den im vorliegenden Beispiel verwendeten vier Ordinatenwerten (P₀, P₁, P₂, P₃) Zahlenwerte zugewiesen, die mittels der mathema­ tischen Formeln gemäß Fig. 4 aus den Daten des Para­ meterspeicherbereichs (22) und der statischen Achslast (M) bestimmt werden. Hierbei erhalten die Ordinaten­ werte (P₀, P₁) von der Achslast (M) unabhängige Werte (P_0,max, P_1,max). Die Ordinatenwerte (P₂, P₃) sind von der Achslast (M) abhängig und werden linear mit der Achs­ last verändert. Der Verfahrensblock (24) endet mit dem Block (31).

In dem in der Fig. 5 dargestellten Verfahrensblock (25) wird nach dem Beginn mit dem Block (32) in einem Zuwei­ sungsblock (33) ein Indexzähler (i) auf den Anfangswert 1 gesetzt. Hiernach wird in einer durch den Verzwei­ gungsblock (35) und den Zuweisungsblock (34) gebildeten Programmschleife der Wert des Indexzählers (i) solange erhöht, bis der für den jeweiligen Wert des Sollver­ zögerungssignals (Z) gültige Abschnitt der Zuordnungs­ funktion, der durch das Intervall (Z_i-1; Z_i) festgelegt ist, bestimmt worden ist. In diesem Fall ist die Bedingung Z_i-1 < Z < Z_i erfüllt und der Programmablauf wird mit dem Zuweisungsblock (36) fortgesetzt. In dem Zuweisungsblock (36) wird dann mittels der in der Fig. 5 dargestellten mathematischen Formel, die eine Geradengleichung in Zwei-Punkte-Form, aufgelöst nach P, darstellt, das Ausgangssignal (P) berechnet. Der Ver­ fahrensblock (25) endet mit dem Block (37).

In der Fig. 6 ist eine bevorzugte Zuordnungsfunktion für Anhängefahrzeuge vorgesehen. In der Darstellung ge­ mäß Fig. 6 ist keine Schar von Zuordnungsfunktionen dargestellt, sondern eine für eine bestimmte Achslast bzw. eine bestimmte Fahrzeugbeladung geeignete Zuord­ nungsfunktion (F₅). Die Zuordnungsfunktion (F₅) liegt innerhalb eines Bandes, das durch die Funktionen (F₄, F₆) begrenzt wird. Diese Bandgrenzen (F₄, F₆) sind durch die Richtlinie ECE-13 Serie 09 für Nutzfahrzeuge vorge­ schrieben.

Da in Anhängefahrzeugen üblicherweise kein Bremspedal (8) und somit auch kein Bremswertgeber (7) vorhanden ist, wird das für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendige Sollverzögerungssignal (Z) dort mittels eines im Anhängefahrzeug installierten Drucksensors aus dem sogenannten Kupplungskopfdruck ge­ wonnen. Als Kupplungskopf wird eine Einrichtung am Zug­ fahrzeug verstanden, an die eine anhängerseitige Ver­ sorgungsleitung für die Druckmittelversorgung der Bremseinrichtung des Anhängefahrzeuges angeschlossen wird.

Die Funktion (F₄) entspricht näherungsweise einer Zu­ ordnungsfunktion, die für ein Anhängefahrzeug konven­ tioneller Auslegung, d. h. ohne ein elektronisch ge­ steuertes Bremssystem, typisch ist. Die Funktion (F₆) stellt dagegen eine typische Zuordnungsfunktion für Zugfahrzeuge neuerer Bauart dar, die mit einem elektro­ nisch gesteuerten Bremssystem ausgestattet sind.

Es ist grundsätzlich erforderlich, die bei Abbremsungen eines Lastzuges entstehenden Kopplungskräfte zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug auf zulässige Werte zu begrenzen. Bei Auftreten von sehr großen Schubkräften, z. B. durch höhere Verzögerungswerte des Zugfahrzeuges gegenüber dem Anhängefahrzeug, besteht die Gefahr des Einknickens des Lastzuges, was zu schwer beherrschbaren Fahrzuständen führt. Im Falle sehr großer Zugkräfte, z. B. durch geringere Verzögerungswerte des Zugfahrzeu­ ges gegenüber dem Anhängefahrzeug, ist es möglich, das die Kupplung zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug überlastet und beschädigt wird. Bei einer Anpassung der Kopplungskräfte zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahr­ zeug derart, daß nur zulässige Werte der Kopplungs­ kräfte auftreten können, wird auch von einer Kompatibilität zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug gesprochen.

Bei einer Auslegung der Zuordnungsfunktion gemäß der Funktion (F₅) wird im Bereich geringer Fahrzeugverzöge­ rungen (Z < Z₂) auch bei Anhängefahrzeugen, die mit ei­ nem elektronisch gesteuerten Bremssystem ausgestattet sind, ein Abbremsungsverhalten erreicht, das annähernd dem Abbremsungsverhalten eines Anhängefahrzeuges mit konventioneller Bremsanlage entspricht. Bei derartigen Fahrzeugverzögerungen sind somit beide Arten von Anhän­ gefahrzeugen kompatibel zu Zugfahrzeugen mit konventio­ neller Bremsanlage.

Bei Verwendung beider Arten von Anhängefahrzeugen an Zugfahrzeugen mit elektronisch gesteuertem Bremssystem wird durch ein in die elektronische Steuerung des Zug­ fahrzeuges integriertes Verfahren zur Minimierung der Kopplungskräfte zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahr­ zeug eine Kompatibilität hergestellt.

Im Bereich höherer Fahrzeugverzögerungen (Z < Z₂) ist die Zuordnungsfunktion (F₅) als Übergangsfunktion von der unteren Bandgrenze (F₄) zu der oberen Bandgrenze (F₆) ausgebildet. Hierdurch steht z. B. bei Notbremsun­ gen die höchstmögliche Bremskraft des Anhängefahrzeuges zur Verfügung.

Bei einer stetigen Erhöhung des Sollverzögerungssignals (Z) ändert sich die Bremskraft gleichmäßig, so daß bei Verwendung eines mit einer derartigen Zuordnungsfunk­ tion (F₅) ausgestatteten Anhängefahrzeuges an einem mit einer konventionellen Bremsanlage ausgestatteten Zug­ fahrzeug eine gleichmäßige Erhöhung der Kopplungskräfte erreicht wird und sprunghafte Änderungen vermieden wer­ den. In diesem Fall wird das Anhängefahrzeug gegenüber dem Zugfahrzeug stärker gebremst, so daß der gesamte Lastzug gestreckt wird.

Hierdurch kann bei Notbremsungen das Zugfahrzeug vom Fahrer besser beherrscht werden. Die bei einer derarti­ gen Notbremsung kurzfristig auftretenden erhöhten Kopp­ lungskräfte werden unter den dann gegebenen Umständen als tragbar angesehen, da sie nur kurzfristig auftre­ ten. Bei Verwendung des Anhängefahrzeuges an einem mit einem elektronisch gesteuerten Bremssystem ausgestatte­ ten Zugfahrzeug wird durch die oben beschriebene Rege­ lung der Kopplungskräfte ebenfalls für eine gleichmä­ ßige Abbremsung von Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug ge­ sorgt.

Claims (15)

1. Verfahren zur Bestimmung einer die Bremskraft an wenigstens einer Achse eines wenigstens zwei Achsen aufweisenden Fahrzeuges repräsentierenden Betriebs­ größe (P), insbesondere Verfahren zur Bestimmung eines Bremsdruckes, in Abhängigkeit von wenigstens einer variablen Eingangsgröße mit folgenden Merkma­ len:

• a) als Eingangsgröße wird ein den Bremswunsch des Fahrers repräsentierendes Sollverzögerungs­ signal (Z) verwendet, das den Wert der ge­ wünschten Verzögerung des Fahrzeuges darstellt,
• b) zur Zuordnung der Betriebsgröße (P) zu der Ein­ gangsgröße (Z) ist eine Zuordnungsfunktion (F₂) vorgesehen, die als Ausgangsgröße die Betriebs­ größe (P) ausgibt,
• c) die Zuordnungsfunktion (F₂) weist einen ersten Bereich auf, in dem die Betriebsgröße (P) mit dem Ziel eines gleichmäßigen Bremsenverschlei­ ßes zwischen den Achsen des Fahrzeuges bestimmt wird,
• d) die Zuordnungsfunktion (F₂) weist zusätzlich zu dem ersten Bereich wenigstens einen zweiten Be­ reich auf, in dem die Betriebsgröße (P) mit dem Ziel einer wenigstens näherungsweisen Anpassung der Bremskraft an den jeweiligen dynamischen Achslastanteil zur Erreichung einer möglichst guten Kraftschlußausnutzung bestimmt wird, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
• e) die Zuordnungsfunktion (F₂) ist wenigstens in dem ersten und dem zweiten Bereich stückweise linear nach Art eines Polygonzuges ausgebildet.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuordnungsfunktion (F₂) im gesam­ ten Wertebereich stückweise linear nach Art eines Polygonzuges ausgebildet ist.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zuordnungsfunktion (F₂) durch wenigstens drei Wertepaare (Z_i; P_i) festgelegt wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wertepaare (Z_i; P_i) der Zuord­ nungsfunktion (F₂) fahrzeugspezifisch nach dem Fahrzeugtyp und der Ausstattung des Fahrzeuges, insbesondere der Bremsanlage, den Fahrzeugabmessun­ gen und der Anzahl der Achsen, festlegbar sind.

5. Verfahren nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Wertepaar (Z₂; P₂) den Über­ gangspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Be­ reich der Zuordnungsfunktion (F₂) angibt.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Patentansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wertepaar (Z₃; P₃) den Maximalpunkt der Zuordnungsfunktion (F₂) angibt.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wertepaar (Z₁; P₁) den Minimalpunkt der Zuordnungsfunktion (F₂), insbesondere den Ansprechpunkt der Bremse, angibt.

8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Als weitere Eingangsgröße des Verfahrens zur Bestimmung der Betriebsgröße (P) für eine Achse ist die statische Achslast (M) dieser Achse vorgesehen,
• b) die Wertepaare (Z_i; P_i) der Zuordnungsfunktion (F₂) werden in Abhängigkeit der statischen Achs­ last (M) bestimmt.

9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ordinatenwerte (P_i) der Zuord­ nungsfunktion (F₂) linear in Abhängigkeit der sta­ tischen Achslast (M) ausgehend von jeweils einem Minimalwert (P_i,min) bis zu jeweils einem Maximalwert (P_i,max) veränderbar sind.

10. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach we­ nigstens einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Es ist ein Steuergerät (9) vorgesehen, dem von einem Bremswertgeber (7) ein Sollverzögerungs­ signal (Z), das den Bremswunsch des Fahrers re­ präsentiert, zugeführt wird und das über Aktua­ toren (3, 4) die Bremskraft an den Fahrzeugach­ sen einstellt,
• b) das Steuergerät (9) weist einen nichtflüchtigen Speicher (19) auf,
• c) der nichtflüchtige Speicher (19) weist wenig­ stens einen Parameterspeicherbereich (22) auf, in dem fahrzeugspezifische Daten, insbesondere Daten zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, speicherbar sind.

11. Einrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuergerät (9) über eine Schnittstelleneinrichtung (10) verfügt, die geeig­ net zum Anschluß einer Barcode-Leseeinrichtung (11, 12, 13) ist.

12. Einrichtung nach Patentanspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelleneinrichtung (10) ein Schnittstellenprotokoll aufweist, das ge­ eignet zur Übertragung der fahrzeugspezifischen Da­ ten in den Parameterspeicherbereich (22) des nicht­ flüchtigen Speichers (19) ist.

13. Verfahren zur Bestimmung einer die Bremskraft an wenigstens einer Achse eines Anhängefahrzeuges re­ präsentierenden Betriebsgröße (P) nach wenigstens einem der Patentansprüche 5 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Übergangspunkt ein Wertepaar (Z₂; P₂) festgelegt wird, das in der Nähe der unteren Bandgrenze (F₄) für Zuordnungsfunktionen für Brems­ anlagen gemäß der Richtlinie ECE-13 Serie 09 ange­ ordnet ist.

14. Verfahren nach wenigstens einem der Patentansprüche 5 bis 9 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Minimalpunkt ein Wertepaar (Z₁; P₁) festgelegt wird, das in der Nähe der unteren Bandgrenze (F₄) für Zu­ ordnungsfunktionen für Bremsanlagen gemäß der Richtlinie ECE-13 Serie 09 angeordnet ist.

15. Verfahren nach wenigstens einem der Patentansprüche 5 bis 9 oder 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Maximalpunkt ein Wertepaar (Z₃; P₃) festge­ legt wird, das in der Nähe der oberen Bandgrenze (F₆) für Zuordnungsfunktionen für Bremsanlagen ge­ mäß der Richtlinie ECE-13 Serie 09 angeordnet ist.