DE4130848C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Brems
druckregelung für ein Anhängefahrzeug, welches mit einem
Zugfahrzeug mit elektronisch gesteuerter Druckmittelbrem
se verbunden ist nach der Gattung des Anspruchs 1; dabei
sind unter Anhängefahrzeug sowohl Deichselanhänger als
auch Sattelauflieger zu verstehen.
Bei Fahrzeugkombinationen mit herkömmlichen Druckluft-
Bremsanlagen soll eine gleichmäßige Beteiligung von Zug
wagen und Anhängefahrzeug an der Bremsarbeit durch vorge
schriebene Abbremsungsbänder erreicht werden, d. h. die
Bremswirkung sowohl des Zugwagens als auch die des An
hängefahrzeugs muß, bezogen auf den als Referenz verwen
deten Druck am Anhängeranschluß, innerhalb gewisser Band
grenzen liegen. Diese Grenzen sind mit Rücksicht auf ver
schiedene Einschränkungen konventioneller Bremsanlagen
relativ weit gezogen. In der Praxis führt dies dann zu
teilweise erheblich falschen Bremskraftverteilungen, vor
allem im Bereich der häufig vorkommenden Anpassungsab
bremsungen auf relativ niedrigem Verzögerungsniveau.
Als Folge ergeben sich unter anderem extreme Unterschiede
zwischen Zugwagen und Änhängefahrzeug hinsichtlich des
Bremsbelagverschleißes.
Bei elektro-pneumatischen Bremsanlagen, d. h. elektrisch/elek
tronisch gesteuerten Bremsanlagen mit druckluftbetä
tigten Radbremsen, wird eine Verbesserung der Verhält
nisse durch sog. Koppelkraft-Regelungen angestrebt.
Gegenstand dieser Regelungen ist eine Erkennung von
"falschen" Bremsdruckverteilungen und eine Beeinflus
sung des im Zugwagen befindlichen Anhängersteuerventils
dahingehend, daß die Kräfte zwischen Zugwagen und
Anhängefahrzeug minimiert werden.
Beispielhaft ist in der DE 39 01 270 A1 eine Druckluft
bremseinrichtung für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei der
zur Abstimmung der Bremswirkung zwischen Zugwagen und
Anhänger an einer mechanischen Verbindungseinrichtung
der Fahrzeuge ein Sensor angeordnet ist, der die dort
auftretenden Kräfte mißt und ein Korrekturventil an
steuert, das an die Anhängervorratsleitung angeschlossen
ist. Dabei geschieht diese Ansteuerung über ein Steuerge
rät, in welchem ein Regelalgorithmus installiert ist, mit
dem ein Druckwert aufnehmbar und modifizierbar ist und
von dem Signale abgebbar sind, mit denen ein bestimmter
Druck in der Anhängerbremsleitung einstellbar ist.
Auch die DE 21 64 325 B2 beschreibt eine Vorrichtung
zur Regelung der Bremskraft an den Rädern von Kraftfahr
zeug-Anhängern durch Beeinflussung des Bremsmitteldruckes
für den Anhänger. Dabei wird diese Beeinflussung in Ab
hängigkeit von bestimmten Signalen eines Meßgliedes, wel
ches in der Verbindung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger
zur Messung der dort auftretenden Kraft vorgesehen ist,
vorgenommen.
Die nicht vorveröffentlichte DE 40 35 805 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Bestimmung eines momentan optimalen
Druckes der Bremsen eines mit einem Zugfahrzeug verbun
denen Anhängers, wobei eine Regelung einer zwischen dem
Zugfahrzeug und dem Anhänger bestehenden Koppelkraft auf
ihren Sollwert vermittels Variation des Bremsdruckes des
Anhängers erfolgt. Dabei wird die Druckabstimmung zwi
schen Zugfahrzeug und Anhänger im wesentlichen rech
nerisch vorgenommen. Ein vom Fahrer vorgegebener Wert
wird in Bremsdruck umgerechnet und abgespeichert, um
später wieder aufgerufen zu werden. Im Bereich kleiner
Abbremsungen werden Punkte bestimmt, die zu Tabellen um
gerechnet werden. Ein Vergleich der gemessenen Koppel
kraft mit dem errechneten Wert gibt Aufschluß, welche
Druckänderung augenblicklich erforderlich ist.
Koppelkraftsensoren für rauhen Betrieb, wie sie bekannte
Vorrichtungen bzw. Einrichtungen und entsprechende Brems
verfahren voraussetzen, sind jedoch aufwendig und müssen
beständig überprüft werden.
Die EP 3 70 678 A2 beschreibt ein elektronisch gesteuertes
Bremssystem für ein Zugfahrzeug und Anhänger, bei dem vom
Motorwagen ein elektrisches Signal ausgegeben wird, wel
ches die Anhängerbremsen beeinflußt. Wesentliche Größen
auf deren Basis die Beeinflussung der Bremse geschieht
sind hier der vom Fahrer ausgeübte Bremsbefehl, die Fahr
zeuggeschwindigkeit und die Verzögerung; außerdem wird
noch von einer rechnerischen Nachbildung der Fahrzeug
masse Gebrauch gemacht. Für den Anhänger ist eine vor
auseilende Druckbeaufschlagung auf ein bestimmtes Grund
bremsdruckniveau vorgesehen, das dann gemäß Fahrerwunsch
auf das aktuell spezifische Sollbremsdruckniveau angeho
ben wird. Dadurch wird u. a. einer zu starken Verzögerung
des Bremseinsatzes am Anhänger vorgebeugt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Brems
druckregelung für ein Anhängefahrzeug, welches mit einem
Zugfahrzeug mit elektronisch gesteuerter Druckmittel
bremse verbunden ist, anzugeben, das ohne Sensierung der
Kräfte zwischen Zugwagen und Anhängefahrzeug auskommt.
Es sollen also entsprechende Koppelkraftsensoren verzicht
bar werden, und das Verfahren soll insbesondere in Verbin
dung mit modernen, elektronisch gesteuerten ABS-Fremd
kraft-Bremsanlagen in Zugfahrzeugen universell anwendbar
sein. Außerdem soll das Verfahren das Erfordernis eines
Massenmodells für Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug erüb
rigen.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren
zur Bremsdruckregelung an einem Anhängefahrzeug mit den
kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Demgemäß erübrigt das Verfahren in vorteilhafter Weise
ein die Koppelkraft zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahr
zeug erfassendes Mittel, indem eine Regelung derart vor
genommen wird, daß die mittlere Kraftschlußausnutzung an
den Achsen des Anhängefahrzeugs ebenso groß ausfällt wie
an denen des Zugfahrzeugs. Dieses Ziel wird vermöge einer
Übertragung von Raddrehgeschwindigkeitssignalen vom An
hängefahrzeug zum Zugfahrzeug erreicht, indem so letzt
lich auf gleiche, ggfs. normierte mittlere Drehgeschwin
digkeiten der Räder aller Achsen geregelt wird und der
Bremsdruck für das Anhängefahrzeug im Sinn einer auf das
Zugfahrzeug und das Anhängefahrzeug optimal verteilten
Bremsarbeit nachgeführt bzw. aktualisiert wird.
Ausgehend von einem festen Ausgangswert für die Brems
druckverteilung zwischen Zug- und Anhängefahrzeug wird
jedem aktuellen Regeleingriff eine adaptive Vorausbe
stimmung der "richtigen" Verteilung der Bremskraft, und
insoweit der Relation der Bremsdruckniveaus im Zugfahr
zeug und im Anhängefahrzeug unterlagert. In vorteilhafter
Weise wird dadurch im Bereich üblicher Abbremsungen die
Notwendigkeit aktueller Eingriffe minimiert. Dazu wird
schon vor dem Auftreten großer Raddrehgeschwindigkeits
differenzen zwischen den Achsen des Zug- und des Anhänge
fahrzeugs - in Abhängigkeit von der am Bremspedal vom
Fahrer angeforderten Abbremsungshöhe - die jeweils
zweckmäßige Bremskraftverteilung ermittelt, abgespei
chert und im Zuge nachfolgender Bremsanforderungen
jeweils aktuellen Erfordernissen angepaßt, d. h. kor
rigiert. Die Masse von Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug
braucht weder ermittelt noch verrechnet zu werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind nach den rückbezogenen
Ansprüchen 2 bis 11 gegeben.
Insgesamt erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, vor
handene Raddrehgeschwindigkeitsgeber einer Kombination
aus Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug zu nutzen, um einer
seits einen ausgeglichenen Verschleiß, andererseits eine
Optimalausnutzung der Gesamtbremsleistungskapazität von
Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug zu ermoglichen und da
rüberhinaus auch die Zahl kritischer bzw. hochbelasteter
Signalgeber und ihrer notwendigen Verbindungswege zu
einem elektronischen Steuergerät im Zugfahrzeug zu mini
mieren. Das Verfahren bewirkt insoweit auch eine deut
liche Zuverlässigkeitssteigerung einer entsprechenden
Bremsanlage.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Zeichnung ver
anschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 fahrwerkseitige Bestandteile eines beispiel
haften, zur Durchführung des Verfahrens ge
eigneten elektronischen Druckluft-Brems
systems;
Fig. 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Zum besseren Verständnis des Verfahrens ist seiner Be
schreibung eine kurze Erläuterung einer zur Durchführung
des Verfahrens geeigneten Bremsanlage gemäß Fig. 1 vor
angestellt.
Von einem Luftkompressor 10 werden über einen Druckreg
ler 11, einen Vorratsbehälter 12 und ein Mehrwege-Sicher
heitsventil 13 Untervorratsbehälter 14 und 21 sowie über
Leitungen 28 und 32 zwei impulsgesteuerte Regelventile
29.1 und 29.2 und ein Anhängersteuerventil 31 mit Druck
mittel versorgt; die Untervorratsbehälter 14 und 21 sind
je einem Vorderachs- bzw. Hinterachsbremskreis des Zug
fahrzeugs zugeordnet. Von besagten Untervorratsbehältern
werden über Leitungen 15 bzw. 22 Vorderachs- und Hinter
achsbremsventile 16.1 und 16.2 bzw. 23.1 und 23.2 mit
Vorratsdruck beaufschlagt. Besagte Ventile sind durch
Signalleitungen 20.1 und 20.2 bzw. 27.2 und 27.2 von
einem zentralen elektronischen Bremssteuergerät 1 an
steuerbar. Von den vorgenannten Ventilen erreicht das
Druckmittel Vorderachs- und Hinterachsbremszylinder
17.1 und 17.2 bzw. 23.1 und 23.2 sowie diesen zugeordne
te Bremsdrucksensoren 18.1 und 18.2 bzw. 25.1 und 25.2.,
die ihrerseits, wie auch entsprechende Raddrehgeschwin
digkeitssensoren 19.1 und 19.2 bzw. 26.1 und 26.2, ent
sprechende Signale an besagtes elektronisches Brems
steuergerät 1 abgeben.
Nach Maßgabe des von diesen Signalen und einer Sollver
zögerungsanforderung vom Betriebsbremsgeber 2 - letzterer
durch das Bremspedal 5 betätigt und hier beispielhaft zwei
über Leitungen 6 und 7 mit dem Steuergerät 1 verbundene
Gebersektionen 3 und 4 umfassend - gespeisten Bremspro
gramms im Steuergerät 1 wird der einzelnen Rädern zuge
messene Radbremsdruck dosiert, und zwar vorzugsweise so,
daß ein Blockieren der Räder des Zugfahrzeugs verhindert
wird (ABS-Funktion) und eine möglichst gleichmäßige
Kraftschlußausnutzung an den Achsen entsprechend dem
aktuellen Beladungszustand erreicht wird.
In entsprechender Weise sind die schon oben erwähnten
Regelventile 29.1 und 29.2 für ein Anhängefahrzeug über
Leitungen 30.1 und 30.2 vom Steuergerät 1 ansteuerbar.
Die Ausgänge dieser beiden Ventile sind an ein Anhänger
steuerventil 31 geführt. Das Anhängersteuerventil 31 be
aufschlagt einen Brems- und Vorratskupplungskopf 35 bzw.
36 mit Druckmittel, wobei der Druck am Bremskupplungskopf
35 von einem mit dem Steuergerät 1 verbundenen Druck
sensor 33 erfaßt wird.
Rechts der Linie 34 sind beispielhaft Teile der Brems
anlage des Anhängefahrzeugs dargestellt. Brems- und Vor
ratskupplungsstücke 37 bzw. 38 stehen mit einem Anhänger
bremsventil 39 in Verbindung, das seinerseits unter Zwi
schenschaltung von ABS-Impulsregelventilen 40.1 und 40.2
auf die Bremszylinder 41.1 und 41.2 an wenigstens einer
Achse des Anhängefahrzeugs wirkt. Über eine Leitung 44
steuert ein Anhänger-ABS-Steuergerät 43 besagte ABS-Im
pulsregelventile 40.1 und 40.2 elektrisch an.
Wenigstens zwei zugeordnete Raddrehgeschwindigkeits
sensoren 42.1 und 42.2 übertragen entsprechende Drehge
schwindigkeitssignale hier beispielsweise an ein ABS-
Steuergerät 43, womit der ABS-Bremsregelkreis für das
Anhängefahrzeug geschlossen ist. Das Anhänger-ABS-Steuer
gerät 43 steht beispielsweise mit einem Schnittstel
lengerät 45, insbesondere mit einem CAN-Controller 45,
in Verbindung, welcher (ggfs. bereits speziell aufberei
tete) Raddrehgeschwindigkeitssignale an einem anhänger
seitigen Schnittstellenteil 46 bereitstellt. Über ein
Zugfahrzeugseitiges Schnittstellenteil 47 und eine Sig
nalleitung 48 können besagte Raddrehgeschwindigkeits
signale des Anhängefahrzeugs an das zentrale elektroni
sche Bremssteuergerät 1 des Zugfahrzeugs übermittelt
werden. Druckmittelspeicher des Anhängefahrzeugs sind
hier der Einfachheit halber weggelassen.
Zwar ist für die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine derartige Wirkstruktur einer Druckmit
telbremsanlage im Anhängefahrzeug besonders vorteilhaft,
weil sie im Hinblick auf die Mittelung, Durchmesserbe
reinigung, Filterung etc. von Raddrehgeschwindigkeiten
schon eine gewisse Datenvorverarbeitung im Anhängefahr
zeug erlaubt, was zu einer einfachen Ausbildung der
Schnittstelle 46, 47 führt. Sie ist aber nicht grund
sätzliche Voraussetzung zur Durchführung des Verfahrens,
da dieses prinzipiell nur Raddrehgeschwindigkeitsenso
ren an gebremsten Rädern des Lastzuges und eine Mög
lichkeit wie auch immer zur Übermittlung entsprechender
Signale an ein elektronisches Bremssteuergerät im Brems
anforderungen und den Versorgungsdruck bereitstellenden
Zugfahrzeug voraussetzt. Das Anhängefahrzeug muß also
nicht zwingend über eine eigene elektrische Stromver
sorgung oder gar ein elektrisches Bordnetz und elek
trisch zu versorgende Erfassungs- und Signalverarbei
tungsmittel verfügen. Allerdings ist das Verfahren
besonders vorteilhaft in einem elektronischen Steuer
gerät 1 mit ABS-Funktion für das Zugfahrzeug durch
führbar; die impulsgesteuerten Regelventile 29.1 und
29.2 für das Anhängefahrzeug wirken dabei im Sinne
der Steuerung und Versorgung einer weiteren, zu
bremsenden "Achse".
Im Rahmen der Erfindung wäre es also auch denkbar, die
Raddrehgeschwindigkeiten des Anhängefahrzeugs z. B. induk
tiv oder optisch zu erfassen und/oder an das Zugfahrzeug
zu übertragen und bis zu dem zentralen elektronischen
Bremssteuergerät 1 - entsprechend der Anzahl gebremster
und drehzahlerfaßter Räder des Anhängefahrzeugs - alle
erforderlichen Signalwege und Erfassungskanäle für die
auszuwertenden, individuellen Raddrehzahlen des Anhänge
fahrzeugs vorzusehen. Analoges gilt selbstverständlich
auch für die Raddrehzahlen der Zugwagenachsen.
Auf entsprechenden Bremsanlagen ist das nunmehr anhand
des Flußdiagrammes gemäß Fig. 2 beschriebene Bremsver
fahren durchführbar.
Zu Beginn einer Fahrt wird im Schritt 50 für die Brems
druckrelation,
PHIA = pZugfahrzeug/pAnhängefahrzeug,
ein fest gespeicherter Festwert PHIA0 geladen, der als
Mittelwert beispielsweise für eine ganze Fahrzeugpalette
einmalig im voraus ermittelt wurde und bei jeder Initia
lisierung zunächst gültig ist. Unter pZugfahrzeug ist
dabei vorzugsweise ein gewichteter Mittelwert der Brems
drücke an Vorder- und Hinterache(n) des Zugfahrzeugs im
Sinne eines Bezugsbremsdrucks des Zugfahrzeugs zu ver
stehen. Nach einmal erfolgter Initialisierung des Brems
programms wird dieser Ausgangswert PHIA0 im Laufe des
sich daran anschließenden Bremsbetriebes während der lau
fenden Fahrt gemäß dem folgenden Verfahrensschema opti
miert bzw. aktualisiert.
Während der gesamten Fahrt wird in einem Schritt 52 in
programmzyklischem Takt jeweils nach 10....50 ms - und
insoweit praktisch kontinuierlich - die auf die mittlere
Drehgeschwindigkeit VVA bremsbarer, aber nicht angetrie
bener Zugwagen-(Vorder)Räder bezogene, d. h. relative
Differenz dsA zwischen der mittleren Raddrehgeschwindig
keit VVA der nicht angetriebenen Räder des Zugwagens,
insbesondere also dessen Vorderräder, und der mittleren
Drehgeschwindigkeit VAnh bremsbarer Räder des Anhänge
fahrzeugs berechnet:
dsA = (VVA-VAnh)/VVA.
Solange Abbremsungen ohne Wirksamkeit eines ABS gesche
hen, steht dabei der mittlere Wert VVA mit ausreichender
Genauigkeit für die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit;
aus ihr wird auch weiter unten durch Differentiation bzw.
Differenzbildung über eine feste Zeitspanne die jewei
lige Fahrzeugverzögerung Zist berechnet.
Im Schritt 53 wird geprüft, ob eine ungebremste Fahrt
vorliegt, d. h. ob der vom Fahrer über das Bremspedal 5
vorgegebene Abbremsungswunsch Zsoll ungleich oder gleich
Null ist.
In letzterem Falle spiegelt dsA nur unterschiedliche
Reifendurchmesser wider; im Schritt 54 wird deshalb zur
Signalglättung aus solchen "ungebremsten" relativen
Drehgeschwindigkeitsdifferenzen dsA ein gleitender
Mittelwert über einen gewissen Schleppzeitraum, in praxi
etwa 0,1... 1,0 Sekunden, gebildet und kontinuierlich
fortgeschrieben. Auch eine über längere Zeitabschnitte
bis z. B. 30 Minuten durchgeführte Mittelwertbildung ist
geeignet. Der auf diese Weise gewonnene Mittelwert solch
"ungebremster dsA" wird bei fehlender Bremsbetätigung,
d. h. bei Zsoll gleich Null, über den Pfad 55 fortlaufend
aktualisiert, bei Bremsbetätigung hingegen für die Dauer
der Bremsung als Offset-Wert dsU festgehalten.
Weicht hingegen im Schritt 53 Zsoll von Null ab, liegt der
Bremsfall vor und es wird zunächst im Schritt 56 mittels
des Koeffizienten PHIA der Bremsmitteldruck für das An
hängefahrzeug ermittelt und eingestellt:
pAnh = PHIA-1*pZug.
Im Rahmen dieses Schrittes kann auch noch routinemäßig
überprüft werden, ob der sich daraus für das Anhängefahr
zeug ergebende Bremsdruck pAnh innerhalb jener eingangs
erwähnten, vorgeschriebenen Abbremsungsbänder liegt, wid
rigenfalls pAnh auf den betreffenden Bandgrenzwert
begrenzt werden kann.
Anschließend wird im Schritt 57 geprüft, ob die laufende
Bremsung im ABS-aktiven Bereich abläuft oder nicht. Ist
ersteres der Fall, findet kein Eingriff in Druckvertei
lung PHIA zwischen Zug- und Anhängefahrzeug statt und
es erfolgt ein Rücksprung zum Schleifenanfang.
Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 58 durch Diffe
rentiation bzw. Differenzbildung über eine feste Zeit
spanne aus der Drehgeschwindigkeit VVA der nicht ange
triebenen (Vorder-)Räder des Zugfahrzeugs die jeweilige
Fahrzeugverzögerung Zist berechnet.
Im nachfolgenden Schritt 59 werden die Größen pAnh, Zist
und dsA dahingehend untersucht, ob sie eine Bedingung
für das Vorliegen einer stationären Phase erfüllen.
Im Schritt 60 wird geprüft, ob eine solche stationäre
Phase gefunden wurde. Ist dies nicht der Fall, findet
kein Eingriff in Druckverteilung PHIA zwischen Zug- und
Anhängefahrzeug statt und es erfolgt ein Rücksprung zum
Schleifenanfang.
Ist dies jedoch der Fall, wird im Schritt 61 eine augen
blickliche Veränderung der Größe dsA, d. h. das Auftreten
einer Differenz dds infolge der Bremskräfte als Maß für
eine falsche Bremskraftverteilung gewertet:
Ein positiver Wert von dds, d. h. eine größere relative Drehgeschwindigkeit der nicht angetriebenen (Vorder-) Räder des Zugfahrzeugs bedeutet insoweit, daß die Räder des Anhängers im Mittel mit höherem Bremsschlupf laufen, insoweit also zu stark gebremst werden.
Ein positiver Wert von dds, d. h. eine größere relative Drehgeschwindigkeit der nicht angetriebenen (Vorder-) Räder des Zugfahrzeugs bedeutet insoweit, daß die Räder des Anhängers im Mittel mit höherem Bremsschlupf laufen, insoweit also zu stark gebremst werden.
In einem solchen Falle ist also die Bremsdruckverteilung
pHIA in Richtung eines erhöhten Bremsanteils des Zug
wagens zu korrigieren.
Bevor jedoch eine solche Korrektur ausgeführt wird,
erfolgt im Schritt 62 noch eine Abfrage, ob der Betrag
von dds größer ist als ein vorgegebener Schwellwert
EPSILON. Ist dies nicht der Fall, unterbieibt eine
Anpassung der Bremsdruckverteilung PHIA und es erfolgt
ein Rücksprung zum Schleifenanfang. Die Größe von EPSILON
ist dabei entsprechend den zu erwartenden Streuungen der
Geschwindigkeitsdifferenzen gewählt, also z. B.
EPSILON = 0,03...0,15% der Fahrgeschwindigkeit.
Ist der Betrag von dds größer EPSILON, kann im näch
sten Schritt 63 eine Abfrage stattfinden dahingehend, ob
seit der letzten Anpassung von PHIA eine fixe Mindestwar
tezeit tW abgelaufen ist, beispielsweise tW = 0,2...0,5
Sekunden. Ist letzteres nicht der Fall. erfolgt keine
Anpassung von PHIA und stattdessen ein Rücksprung zum
Schleifenanfang.
Ist dies jedoch der Fall, wird im Schritt 64 eine ak
tuelle Korrekturgröße dPHIA der Bremsdruckverteilung
pHIA berechnet, und zwar als
dPHIA = c * dds, mit beispielsweise c = 0,1.
Dabei wird außerdem abgeprüft, ob der so erhaltene Wert
kleiner oder höchstens gleich dem Produkt aus der zuvor
wirksamen Bremsdruckverteilung PHIA und einem Grenzkoef
fizienten fz mit z. B. fz = 0,05...0,1 ist. Ist dies nicht
der Fall, wird die Korrekturgröße dPHIA auf den durch
das Produkt (fz * PHIA) vorgegebenen Maximalwert be
grenzt; PHIA soll sich also pro Korrektur nur um z. B.
5...10% ändern.
Schließlich kann im Schritt 65 noch abgefragt werden, ob
die laufende Bremsung im Bereich normaler oder niedriger
Abbremsungen stattfindet, d. h., ob die laufende Bremsver
zögerung Zist kleiner ist als ein vorgegebener Schwell
wert Znormal von beispielsweise 0,25 g.
Im letzteren Falle der "schwachen" Bremsung wird im
Schritt 66 aus der korrigierten Bremsdruckverteilung
PHIA ein Mittelwert "langfristig" gebildet und für
weitere Bremsungen der laufenden Fahrt als Ausgangswert
PHIA0 verwendet. "Langfristig" bedeutet hierbei zunächst
eine Mittelwertbildung über die (beispielsweise drei)
letzten PHIA-Werte einer Bremsung oder - zum Ausgleich
streuender Störeinflüsse - eine gleitende Mittelwertbil
dung über die letzten z. B. 30 Minuten oder über die
letzten z. B. 20 bis 30 Bremsungen einer Fahrt.
Ist das Abbremsungsniveau Zist größer als hier beispiels
weise 0,25 g, wird die langfristige Mittelwertbildung un
terdrückt und es wird stattdessen im Schritt 67 die Kor
rektur der Bremsdruckverteilung PHIA unmittelbar nur für
die laufende Bremsung vorgenommen; über den Pfad 68 wird
dann der Schleifenanfang wieder erreicht.
Vorteilhafterweise kann bei der Mittelwertbildung für
PHIA noch eine Klassierung der PHIA0-Werte nach der je
weiligen Abbremsungshöhe Zist erfolgen, also z. B. in
drei Klassen, etwa (kleiner 0,1 g), (0,1...0,18 g),
(0,18 g...0,25 g), mit g = 9,81 m/s2. Entsprechend erfolgt
dann die Abspeicherung in Klassen, welche entsprechenden
Bandbreiten der Bremsanforderung (Zsoll) zugeordnet
werden.
Bei dem der Abfrage der aktuellen Bremsanforderung Zsoll
in Schritt 53 vorausgehenden Vorgabeschritt 51 können
dann solche in Abhängigkeit von Zist klassierten Werte
PHIA analog dem Schritt 50 gemäß dem am Bremspedal
5 aktuell eingegebenen Abbremsungswunsch Zsoll ausge
wählt werden. Auf diese Weise wird eine besonders
feinstufige Anpassung erreicht.
Fehlanpassungen infolge von Systemtotzeiten oder von
Signalstreuungen werden verfahrensgemäß dadurch wir
kungsvoll unterdrückt, daß die Anpassung der Brems
druckverteilung zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahr
zeug nur in zuvor als stationär erkannten Bremsphasen
geschieht. In Verbindung damit wird die Größe von
dPHIA nach oben so begrenzt und die Wartezeit tW
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anpassungen von
PHIA so gewählt, daß es nicht zu Abbremsungsstößen
und/oder zu Regelschwingungen und insoweit nicht
zu für den Fahrer störenden Bremsabläufen kommt.
Es ist offensichtlich, daß das Verfahren bei Aus
rüstung des Anhängefahrzeugs mit einem elektronisch
wirkenden ABS-System 40.1, 40.2, 41.1., 41.2, 42.1,
42.2, 43, gemäß Fig. 1 eine besonders einfache und
robuste Signalschnittstelle 46, 47 erlaubt, indem
dann verfahrensgemäße Mittelwertbildungen und Drehzahl
normierungen bzw. -bereinigungen bereits im Anhänge
fahrzeug erfolgen können und es dadurch möglich wird,
den Signalpfad 48 auf im wesentlichen eine Signalader
in Richtung Zugfahrzeug zu reduzieren.
Dadurch wird nicht nur die Störsicherheit und Verfügbar
keit der Zugfahrzeugseitigen Installation erhöht. Weil in
einem solchen Falle im Anhängefahrzeug ohnehin Raddreh
geschwindigkeitssensoren vorhanden sind, wird aufgrund
des Wegfalles eines Koppelkraftsensors und entsprechen
der Installationsmittel auch eine Einsparung von Kosten
gegenüber ABS-Zugfahrzeug-Bremsanlagen mit Steuer- und
Versorgungsfunktion für Anhängefahrzeuge erzielt, vor
allem dann, wenn - wie in Fig. 1 beispielhaft veran
schaulicht - auf eine redundante pneumatische An
steuerung des Anhängersteuerventils 31 verzichtet
wird.
Weiter verstärkt werden die letztgenannten Vorteile,
wenn die Rückübertragung eines für die Raddrehgeschwin
digkeiten mehrerer Räder des Anhängefahrzeugs spezifi
schen Signals über ein besonderes Schnittstellengerät in
der Art eines Kommunikations-Controllers, etwa eines
CAN-Controllers, im Anhängefahrzeug erfolgt, da über ein
solches Gerät auch Betriebszustandsinformationen und
Diagnosedaten von den einzelnen Elementen einer ent
sprechenden ABS-Druckmittelbremsanlage im Anhängefahr
zeug an das Zugfahrzeug übermittelt werden können. Eine
solche Übermittlung kann auf sehr robuste Weise über
denselben Signalpfad zum zentralen elektronischen
Steuergerät 1 im Zugfahrzeug erfolgen. Dies hat zur
Folge, daß eine ungestörte Empfangsmöglichkeit von
Diagnosedaten im Zugfahrzeug zugleich die Fehlerfreiheit
des Signalweges für Raddrehgeschwindigkeitssignale vom
Anhängefahrzeug bedeutet und somit auf eine besondere
Überwachung eines besonderen Signalpfades für ein Dreh
geschwindigkeitssignal vom Anhängefahrzeug verzichtet
werden kann.
Claims (11)
1. Verfahren zur Bremsdruckregelung für ein Anhängefahr
zeug, welches mit einem Zugfahrzeug mit von einem elek
tronischen Steuergerät gesteuerter Druckmittelbremsanlage
verbunden ist und vom Zugfahrzeug mit Druckmittel ver
sorgt wird, wobei zur Verteilung der Bremsarbeit auf Zug
fahrzeug und Anhängefahrzeug eine adaptive Beeinflussung
des an das Anhängefahrzeug abgegebenen Bremsdruckes er
folgt,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a. von nicht angetriebenen Rädern des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs werden Raddrehgeschwindigkeitssignale gewonnen;
b. wenigstens ein für wenigstens die Raddrehgeschwin digkeiten einer Achse des Anhängefahrzeugs repräsentatives Signal wird an das Zugfahrzeug übertragen;
c. das wenigstens eine für wenigstens die Raddrehge schwindigkeiten einer Achse des Anhängefahrzeugs reprä sentative Signal wird zusammen mit Raddrehgeschwindig keitssignalen vom Zugfahrzeug dort in besagtem Steuer gerät zyklisch verarbeitet wie folgt:
d. Vom Beginn einer Fahrt an wird in ungebremstem Zustand ein gleitender Mittelwert (dsU) der relati ven Differenz (dsA) zwischen mittleren Raddrehge schwindigkeiten nichtangetriebener Räder des Zug fahrzeugs und des Anhängefahrzeugs kontinuierlich gebildet und fortgeschrieben;
e. im Falle einer Bremsung wird der Bremsdruck für das Anhängefahrzeug (pAnh) - ausgehend von einem zug fahrzeugtypisch festen Startwert (PHIA0) für die Bremsdruckrelation zwischen Zugfahrzeug und Anhänge fahrzeug - als Produkt aus einem Bezugsbremsdruck des Zugfahrzeugs (pZug) und dem Druckrelationskoeffizien ten (PHIA) berechnet und entsprechend bereitgestellt;
f. nach Beginn der Bremsung wird aus der Dreh geschwindigkeit (vVA) nicht angetriebener Zugfahr zeugräder die tatsächliche Abbremsung (Zist) be rechnet;
g. während der laufenden Bremsung wird durch Ana lyse des Anhängerbremsdruckes (pAnh), der relativen Differenz (dsA) zwischen mittleren Raddrehgeschwin digkeiten nichtangetriebener Räder des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs sowie der tatsächlichen Abbremsung (Zist) geprüft (59), ob eine stationäre Bremsphase vorliegt;
h. es wird geprüft (61, 62), ob die Differenz (dds) zwischen der momentanen relativen Differenz (dsA) zwischen mittleren Raddrehgeschwindigkeiten nichtangetriebener Räder des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs und dem ungebremst fortgeschriebe nen gleitenden Mittelwert davon (dsU) betragsmäßig größer ist als ein Schwellwert EPSILON;
i. bei Vorliegen einer stationären Bremsphase (60) und Überschreitung von EPSILON (62) wird ausgehend von dem Startwert (PHIA0) für die Bremsdruckrelation eine Änderung (dPHIA) der Bremsdruckrelation zwischen Zug fahrzeug und Anhängefahrzeug berechnet, die propor tional zu besagter aktuellen Differenz (dds) zwischen der momentanen relativen Differenz (dsA) zwischen mittleren Raddrehgeschwindigkeiten nichtangetriebe ner Räder des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs und dem ungebremst fortgeschriebenen gleitenden Mit telwert davon (dsU) ist;
k. die Änderung (dPHIA) wird zum bisherigen Wert (PHIA0, PHIA) addiert;
l. das so adaptierte Ergebnis (PHIA) wird als neuer Vorsteuerungswert für die Bremsdruckrelation zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug abge speichert.
a. von nicht angetriebenen Rädern des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs werden Raddrehgeschwindigkeitssignale gewonnen;
b. wenigstens ein für wenigstens die Raddrehgeschwin digkeiten einer Achse des Anhängefahrzeugs repräsentatives Signal wird an das Zugfahrzeug übertragen;
c. das wenigstens eine für wenigstens die Raddrehge schwindigkeiten einer Achse des Anhängefahrzeugs reprä sentative Signal wird zusammen mit Raddrehgeschwindig keitssignalen vom Zugfahrzeug dort in besagtem Steuer gerät zyklisch verarbeitet wie folgt:
d. Vom Beginn einer Fahrt an wird in ungebremstem Zustand ein gleitender Mittelwert (dsU) der relati ven Differenz (dsA) zwischen mittleren Raddrehge schwindigkeiten nichtangetriebener Räder des Zug fahrzeugs und des Anhängefahrzeugs kontinuierlich gebildet und fortgeschrieben;
e. im Falle einer Bremsung wird der Bremsdruck für das Anhängefahrzeug (pAnh) - ausgehend von einem zug fahrzeugtypisch festen Startwert (PHIA0) für die Bremsdruckrelation zwischen Zugfahrzeug und Anhänge fahrzeug - als Produkt aus einem Bezugsbremsdruck des Zugfahrzeugs (pZug) und dem Druckrelationskoeffizien ten (PHIA) berechnet und entsprechend bereitgestellt;
f. nach Beginn der Bremsung wird aus der Dreh geschwindigkeit (vVA) nicht angetriebener Zugfahr zeugräder die tatsächliche Abbremsung (Zist) be rechnet;
g. während der laufenden Bremsung wird durch Ana lyse des Anhängerbremsdruckes (pAnh), der relativen Differenz (dsA) zwischen mittleren Raddrehgeschwin digkeiten nichtangetriebener Räder des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs sowie der tatsächlichen Abbremsung (Zist) geprüft (59), ob eine stationäre Bremsphase vorliegt;
h. es wird geprüft (61, 62), ob die Differenz (dds) zwischen der momentanen relativen Differenz (dsA) zwischen mittleren Raddrehgeschwindigkeiten nichtangetriebener Räder des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs und dem ungebremst fortgeschriebe nen gleitenden Mittelwert davon (dsU) betragsmäßig größer ist als ein Schwellwert EPSILON;
i. bei Vorliegen einer stationären Bremsphase (60) und Überschreitung von EPSILON (62) wird ausgehend von dem Startwert (PHIA0) für die Bremsdruckrelation eine Änderung (dPHIA) der Bremsdruckrelation zwischen Zug fahrzeug und Anhängefahrzeug berechnet, die propor tional zu besagter aktuellen Differenz (dds) zwischen der momentanen relativen Differenz (dsA) zwischen mittleren Raddrehgeschwindigkeiten nichtangetriebe ner Räder des Zugfahrzeugs und des Anhängefahrzeugs und dem ungebremst fortgeschriebenen gleitenden Mit telwert davon (dsU) ist;
k. die Änderung (dPHIA) wird zum bisherigen Wert (PHIA0, PHIA) addiert;
l. das so adaptierte Ergebnis (PHIA) wird als neuer Vorsteuerungswert für die Bremsdruckrelation zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug abge speichert.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß besagter Bezugsbremsdruck (pZug) des Zugfahrzeugs ein gewichteter zwischenachsiger Mittelwert ist.
- daß besagter Bezugsbremsdruck (pZug) des Zugfahrzeugs ein gewichteter zwischenachsiger Mittelwert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Verfahrensschritte d. bis 1. im Rahmen einer erweiterten ABS-Funktion eines elektronischen ABS-Steuergeätes für das Zugfahrzeug abgewickelt werden und vor dem Schritt g. folgender zusätzliche Schritt vorge sehen ist:
m. es wird geprüft, ob die ABS-Funktion aktiv ist mit der Maßgabe, daß der Schritt (g) und die nach folgenden Schritte nur ausgeführt werden, wenn die ABS-Funktion inaktiv ist.
- daß die Verfahrensschritte d. bis 1. im Rahmen einer erweiterten ABS-Funktion eines elektronischen ABS-Steuergeätes für das Zugfahrzeug abgewickelt werden und vor dem Schritt g. folgender zusätzliche Schritt vorge sehen ist:
m. es wird geprüft, ob die ABS-Funktion aktiv ist mit der Maßgabe, daß der Schritt (g) und die nach folgenden Schritte nur ausgeführt werden, wenn die ABS-Funktion inaktiv ist.
4. Verfahren nach Aspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß vor dem Schritt i. folgender zusätzliche Schritt vorgesehen ist:
n. es wird geprüft, ob seit der letzten Adaption des Bremsdruckrelationskoeffizienten (PHIA) eine War tezeit (tW) abgelaufen ist, mit der Maßgabe, daß der Schritt (i) und die nachfolgenden Schritte nur aus geführt werden, wenn die Wartezeit (tW) abgelaufen ist.
- daß vor dem Schritt i. folgender zusätzliche Schritt vorgesehen ist:
n. es wird geprüft, ob seit der letzten Adaption des Bremsdruckrelationskoeffizienten (PHIA) eine War tezeit (tW) abgelaufen ist, mit der Maßgabe, daß der Schritt (i) und die nachfolgenden Schritte nur aus geführt werden, wenn die Wartezeit (tW) abgelaufen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß vor dem Schritt l. folgender zusätzliche Schritt vorgesehen sind:
o. es wird geprüft, ob die tatsächliche Abbremsung (Zist) kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert (Znormal) mit der Maßgabe, daß bei Unterschreiten besagten Grenzwertes (Znormal als Adaptionswert jeweils ein längerfristiger Mittelwert (PHIA) aus mehreren aufeinanderfolgenden Ergebnissen des Schrittes k. gebildet wird.
- daß vor dem Schritt l. folgender zusätzliche Schritt vorgesehen sind:
o. es wird geprüft, ob die tatsächliche Abbremsung (Zist) kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwert (Znormal) mit der Maßgabe, daß bei Unterschreiten besagten Grenzwertes (Znormal als Adaptionswert jeweils ein längerfristiger Mittelwert (PHIA) aus mehreren aufeinanderfolgenden Ergebnissen des Schrittes k. gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß im Schritt i. die Änderung (dPHIA) jedenfalls auf einen Wert begrenzt wird, der dem Produkt aus der bisherigen Bremsdruckrelation (pHIA) und einem Grenz koeffizienten (fZ) entspricht.
- daß im Schritt i. die Änderung (dPHIA) jedenfalls auf einen Wert begrenzt wird, der dem Produkt aus der bisherigen Bremsdruckrelation (pHIA) und einem Grenz koeffizienten (fZ) entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß vor dem Schritt i. folgender zusätzliche Schritt vorgesehen ist:
p. die Ergebnisse für den Bremsdruckrelationskoef fizienten (PHIA) werden in Abhängigkeit von der je weils erreichten Abbremsung (Zist) vor der Spei cherung in verschiedene Bereiche klassiert und nach Beginn einer Bremsung in Abhängigkeit von der Höhe der laufenden Bremsanforderung (Zsoll) jeweils ent sprechend ausgewählt und als aktuelle Ausgangswerte für die Adaption der Bremsdruckrelation verwendet.
- daß vor dem Schritt i. folgender zusätzliche Schritt vorgesehen ist:
p. die Ergebnisse für den Bremsdruckrelationskoef fizienten (PHIA) werden in Abhängigkeit von der je weils erreichten Abbremsung (Zist) vor der Spei cherung in verschiedene Bereiche klassiert und nach Beginn einer Bremsung in Abhängigkeit von der Höhe der laufenden Bremsanforderung (Zsoll) jeweils ent sprechend ausgewählt und als aktuelle Ausgangswerte für die Adaption der Bremsdruckrelation verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß im Verlaufe des Schrittes e. ein Vergleich des sich für das Anhängefahrzeug ergebenden Bremsdruckes (pAnh) erfolgt und dann, wenn das rechnerische Ergebnis außerhalb einer gewissen fest vorgegebenen Bandbreite liegt, der betreffende Bandgrenzwert als Maßvorgabe für den aktuellen Bremsdruck (pAnh) für das Anhängefahrzeug verwendet wird.
- daß im Verlaufe des Schrittes e. ein Vergleich des sich für das Anhängefahrzeug ergebenden Bremsdruckes (pAnh) erfolgt und dann, wenn das rechnerische Ergebnis außerhalb einer gewissen fest vorgegebenen Bandbreite liegt, der betreffende Bandgrenzwert als Maßvorgabe für den aktuellen Bremsdruck (pAnh) für das Anhängefahrzeug verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- daß es in Verbindung mit einem ABS-Bremssystem im Anhängefahrzeug durchgeführt wird.
- daß es in Verbindung mit einem ABS-Bremssystem im Anhängefahrzeug durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
- daß das ABS-Bremssystem im Anhängefahrzeug elek tronisch wirkt und daß zur Durchführung des Verfahrens mehrere Raddrehgeschwindigkeitssignale vom Anhängefahr zeug in einem entsprechenden ABS-Steuergerät (43) im An hänger aufbereitet werden und daß die Übertragung des wenigstens einen für wenigstens die Raddrehgeschwindig keiten einer Achse des Anhängefahrzeugs repräsentativen Signals an das Zugfahrzeug über ein besonderes Schnitt stellengerät (45) erfolgt.
- daß das ABS-Bremssystem im Anhängefahrzeug elek tronisch wirkt und daß zur Durchführung des Verfahrens mehrere Raddrehgeschwindigkeitssignale vom Anhängefahr zeug in einem entsprechenden ABS-Steuergerät (43) im An hänger aufbereitet werden und daß die Übertragung des wenigstens einen für wenigstens die Raddrehgeschwindig keiten einer Achse des Anhängefahrzeugs repräsentativen Signals an das Zugfahrzeug über ein besonderes Schnitt stellengerät (45) erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
- daß das Schnittstellengerät (45) einen CAN-Control ler umfaßt und die Übertragung des wenigstens einen für wenigstens die Raddrehgeschwindigkeiten einer Achse des Anhängefahrzeugs repräsentativen Signals an das Zugfahr zeug über denselben CAN-Signalpfad erfolgt, über den der CAN-Controller auch Diagnosedaten über den Zustand der Elemente der Bremsanlage im Anhängefahrzeug an das Zug fahrzeug zu übertragen erlaubt.
- daß das Schnittstellengerät (45) einen CAN-Control ler umfaßt und die Übertragung des wenigstens einen für wenigstens die Raddrehgeschwindigkeiten einer Achse des Anhängefahrzeugs repräsentativen Signals an das Zugfahr zeug über denselben CAN-Signalpfad erfolgt, über den der CAN-Controller auch Diagnosedaten über den Zustand der Elemente der Bremsanlage im Anhängefahrzeug an das Zug fahrzeug zu übertragen erlaubt.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4130848A DE4130848C1 (de) | 1991-09-17 | 1991-09-17 |
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DE4130848C1 true DE4130848C1 (de) | 1993-03-18 |
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ID=6440771
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DE4130848A Expired - Lifetime DE4130848C1 (de) | 1991-09-17 | 1991-09-17 |
Country Status (3)
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