EP4526164A1

EP4526164A1 - Verfahren zum ermitteln einer dauerbremsleistung, computerprogramm und/oder computerlesbares medium, steuergerät und fahrzeug, insbesondere nutzfahrzeug

Info

Publication number: EP4526164A1
Application number: EP23709610.2A
Authority: EP
Inventors: Uwe Bensch; Winfried Fakler; Johannes HESEDING; Thomas KATTENBERG
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-05-19
Filing date: 2023-03-02
Publication date: 2025-03-26
Also published as: US20250074386A1; CN119032028A; DE102022112608A1; WO2023222277A1; US12612026B2

Abstract

Verfahren (100) zum Ermitteln einer Dauerbremsleistung (P) für ein Fahrzeug (300a), insbesondere Nutzfahrzeug (300b), das Verfahren (100) aufweisend die Schritte: Ermitteln (110) einer Umgebungstemperatur (TS); Ermitteln (120) einer Geschwindigkeit (V), wobei die Geschwindigkeit (V) repräsentativ für die Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs (300a), insbesondere Nutzfahrzeugs (300b), ist; Bestimmen (130) einer Wärmeemission (HE) pro Zeiteinheit (t) einer Reibbremsvorrichtung (200) anhand der Umgebungstemperatur (TS) und der Geschwindigkeit (V); und Bestimmen (140) der Dauerbremsleistung (P) der Reibbremsvorrichtung (200) anhand der Wärmeemission (HE) pro Zeiteinheit (t).

Description

Verfahren zum Ermitteln einer Dauerbremsleistung, Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, Steuergerät und Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Dauerbremsleistung für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, ein Steuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, und ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug.

Für eine fahrzeugübergreifende Verzögerungs- und Bremsregelung sowie eine geeignete Wahl und Ansteuerung einer Verzögerungseinrichtung beziehungsweise Bremseinrichtung ist die Information relevant, welche Bremsleistung die Verzögerungseinrichtung dauerhaft zur Verfügung stellen kann. Die Dauerbremsleistung eines Fahrzeugs ist beispielsweise bei Bergabfahrten von Bedeutung. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen, wie Lastkraftwage, Bussen und/oder Anhänger, mit einem elektronisch geregelten pneumatischen Bremssystem (EBS) und/oder mit einem elektrischen Traktionsantrieb, der zu einer Nutzbremsung eingerichtet ist, ist die Dauerbremsleistung abhängig von verschiedenen Faktoren. Die Verzögerungseinrichtung umfasst bei Nutzfahrzeugen insbesondere eine Reibbremsvorrichtung, eine Dauerbremsvorrichtung (Retarder) und/oder einen zur Nutzbremsung eingerichteten elektrischen Traktionsantrieb (eDrive), im Folgenden auch Nutzbremsvorrichtung genannt.

Für die Dauerbremsvorrichtung und für die Nutzbremsvorrichtung liegen jeweils Information bezüglich der Dauerbremsleistung vor und können von dem Fahrzeug beispielsweise über einen CAN-Bus zur Verfügung gestellt werden. Die Reibbremsvorrichtung stellt keine entsprechende Information zur Verfügung.

Konventionelle Dauerbremsvorrichtungen senden das verfügbare Bremsmoment auf dem CAN-Bus, beispielsweise mittels einer RC- und/oder ERC1 -Nachricht nach SAE J1939. Bei korrekter Auslegung eines Fahrzeug-Kühlsystems und angepasster Wahl eines eingelegten Gangs entspricht das Bremsmoment beziehungsweise die Bremsleistungen der erzeugbaren Dauerbremsleistung der Dauerbremsvorrichtung.

Elektrische Antriebe stellen ebenfalls Informationen bezüglich des dauerhaft verfügbaren Bremsmoments und/oder der dauerhaft verfügbaren Bremsleistung zur Verfügung. Dabei wird der elektrische Antrieb als Nutzbremsvorrichtung eingesetzt. Das Bremsmoment der Nutzbremsvorrichtung ergibt sich im Rekuperationsbetrieb aus einer maximalen Energieaufnahmefähigkeit einer Energiespeichervorrichtung des Fahrzeugs, einer arbeitspunktabhängigen Leistungsfähigkeit, also einem Drehmoment, des elektrischen Antriebs und eines Inverters, von Temperaturen der genannten Komponenten sowie möglicherweise von weiteren Parametern.

Bezüglich der Reibbremsvorrichtung wird mit einem Temperaturmodell gerechnet, das die Temperatur der Bremsscheiben und/oder Bremsbeläge in Abhängigkeit der eingebrachten („verbremsten“) Energie und der abgeschätzten abgegebenen Energie bestimmt. Diese Information wird genutzt, um bei einem Überschreiten bestimmter Temperaturgrenzen Warnmeldungen zu generieren. Beispielsweise offenbart WO 2017/050885 A1 ein Verfahren zum Kontrollieren einer Fahrzeugbremse. Dabei weist eine Bremse ein Bremsenkühlsystem mit einem Schmiermittel auf. Die maximale Bremsleistung der Bremse wird in Abhängigkeit der Wärmedissipationskapazität des Bremsenkühlsystems ermittelt.

Mangels einer Information über die Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung kann die Dauerbremsleistung des Fahrzeugs nicht ermittelt beziehungsweise prognostiziert werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, den Stand der Technik zu bereichern und zu ermöglichen, dass eine Dauerbremsleistung eines Fahrzeugs zuverlässig und effektiv ermittelt werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie den Gegenständen nach den weiteren unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung an. Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Dauerbremsleistung für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, bereitgestellt. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Ermitteln einer Umgebungstemperatur; Ermitteln einer Geschwindigkeit, wobei die Geschwindigkeit repräsentativ für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, ist; Bestimmen einer Wärmeemission pro Zeiteinheit einer Reibbremsvorrichtung anhand der Umgebungstemperatur und der Geschwindigkeit; und Bestimmen der Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung anhand der Wärmeemission pro Zeiteinheit.

Es wird vorgeschlagen, eine zum dauerhaften Bremsen des Fahrzeugs erzeugbare Dauerbremsleistung zu bestimmen, um die Dauerbremsleistung innerhalb des Verzögerungssystems und einem verzögerungssystemexternen Steuergerät zur Verfügung stellen zu können. Dabei wurde erkannt, dass die dauerhaft erzeugbare Bremsleistung, also die Dauerbremsleistung, der Reibbremsvorrichtung der Wärmeabgabe beziehungsweise der Wärmeemission pro Zeiteinheit entspricht, da durch eine Bremsung Energie, insbesondere potentielle Energie, in Wärme umgewandelt wird. Es wurde erkannt, dass die Wärmeemission pro Zeiteinheit abhängig von der Umgebungstemperatur und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, da die Geschwindigkeit und die Umgebungstemperatur ausschlaggebend für den Transport von Wärme in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs sind. Die Wärmeemission entspricht somit der von der Reibbremsvorrichtung abgegebenen Wärme, die gemäß dem Verfahren bestimmt wird. Es handelt sich somit bei der Dauerbremsleistung um die Bremsleistung, die unter Beachtung thermischer Gesichtspunkte der Reibbremsvorrichtung stationär möglich ist.

Insbesondere für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb ist eine die Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung betreffende Information relevant, da damit eine bessere Abschätzbarkeit der Dauerbremsleistung der Kombination von Nutzbremsvorrichtung, Dauerbremsvorrichtung und/oder Reibbremsvorrichtung ermöglicht ist. Insbesondere vor dem Hintergrund einer begrenzten Energieaufnahmekapazität eines durch Nutzbremsung zu ladenden Energiespeichers und somit eingeschränkter Fähigkeit des elektrischen Antriebs zur Rekuperation beziehungsweise zur Nutzbremsung ist die Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung von Bedeutung. Von einem Energie- und/oder Fahrzeugmanagement kann somit im Falle einer notwendigen längerfristigen und/oder dauerhaften Verzögerungsleistung bei vollem Energiespeicher die Information über verfügbare Dauerbremsleistungen der bremsfähigen Bremsvorrichtungen genutzt werden, beispielsweise zur Bergabfahrt und/oder zum Typ ll-A Test gemäß ‘Regelung Nr. 13 der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen (UNECE) — Einheitliche Vorschriften für die Typgenehmigung von Fahrzeugen der Klassen M, N, und O hinsichtlich der Bremsen [2016/194]“ (ECE R 13).

Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen der Wärmeemission unter Berücksichtigung eines physikalischen Modells für Wärmetransport. Das physikalische Modell des Wärmetransports ist ein computergestützt auswertbares Modell und berücksichtigt als Eingabe die durch eine Bremsung in thermische Energie umgewandelte Energie als Wärmeeintrag beziehungsweise Wärmeimission sowie die Umgebungstemperatur und die Geschwindigkeit als Größen zur Wärmeabgabe beziehungsweise Wärmeemission von der Reibbremsvorrichtung in die Umgebung der Reibbremsvorrichtung. Das physikalische Modell für den Wärmetransport umfasst vorzugsweise den Wärmetransport mittels Konvektion, da insbesondere die Konvektion abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen Zusammenhang mit der Zufuhr von die Reibbremsvorrichtung kühlender Luft mit der Umgebungstemperatur aufweist. Vorzugsweise umfasst das physikalische Modell für den Wärmetransport alternativ oder zusätzlich Wärmestrahlung und/oder Wärmeleitung. Dabei können als Eingabe in das physikalische Modell geometrische Daten bezüglich der Reibbremsvorrichtung, eine Wärmekapazität und/oder eine Wärmeleitfähigkeit der Reibbremsvorrichtung und anliegender Fahrzeugkomponenten berücksichtigt werden.

Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Ausgeben der Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung. Das Ausgeben der Dauerbremsleistung kann ein Ausgeben an ein fahrzeugseitiges Steuergerät umfassen, um das Energie-, Antriebs- und/oder Bremsenmanagement des Fahrzeugs zu verbessern. Alternativ oder zusätzlich kann das Ausgeben der Dauerbremsleistung eine durch einen Nutzer des Fahrzeugs wahrnehmbare Ausgabe mittels einer fahrzeugseitigen Ausgabevorrichtung umfassen, um den Nutzer des Fahrzeugs zu informieren.

Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Ermitteln einer Gesamt- Dauerbremsleistung anhand der Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung und einer Dauerbremsleistung einer Dauerbremsvorrichtung und/oder einer Dauerbremsleistung einer Nutzbremsvorrichtung. Damit kann die Gesamt- Dauerbremsleistung unter Berücksichtigung der Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung ermittelt werden. Die Gesamt-Dauerbremsleistung kann sich beispielsweise als eine optional gewichtete Summe der Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung und der Dauerbremsleistung der Dauerbremsvorrichtung und/oder der Nutzbremsvorrichtung ergeben. Dabei kann in eine Gewichtung der Summanden eine Priorisierung einfließen. Beispielsweise kann die Dauerbremsleistung der Nutzbremsvorrichtung höher gewichtet werden, wenn eine Nutzbremsung möglich ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Dauerbremsleistung der Nutzbremsvorrichtung geringer gewichtet werden, wenn eine Nutzbremsung aufgrund eines Ladezustands einer Energiespeichervorrichtung eingeschränkt und/oder nicht möglich ist.

Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen der Wärmeemission pro Zeiteinheit unter Berücksichtigung eines Temperaturschwellwerts. Damit kann ein vorteilhafter Betriebspunkt der Reibbremsvorrichtung hinsichtlich der Temperatur berücksichtigt werden. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Bestimmen der Wärmeemission pro Zeiteinheit unter Berücksichtigung eines Verschleißindikators. Der Verschleißindikator ist eine Größe, die den Zustand der Bremsbeläge und/oder der Bremsscheibe hinsichtlich des Verschleißes und/oder der bisherigen Nutzung der Reibbremsvorrichtung charakterisiert. Damit kann eine übermäßige Beanspruchung der Reibbremsvorrichtung vermieden werden.

Vorzugsweise ist der Temperaturschwellwert eine obere Grenze einer Temperatur der Reibbremsvorrichtung. Beim Dauerbremsen kann die Temperatur auf eine stationäre also dauerhafte Temperatur steigen. Die Temperaturschwelle kann derart gewählt sein, dass bei einer Temperatur oberhalb der Temperaturschwelle ein Fading und/oder ein erhöhter Verschleiß der Reibbremsvorrichtung eintritt. Das Bestimmen der Wärmeemission pro Zeiteinheit kann derart erfolgen, dass sich eine stationäre Temperatur unterhalb der Temperaturschwelle einstellt, um Fading und/oder einen erhöhten Verschleiß zu vermeiden. Der Temperaturschwellwert kann die hochstzulässige Temperatur sein, die stationär einzuhalten ist. Damit hat der Temperaturschwellwert eine direkte Auswirkung auf die Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung.

Vorzugsweise ist der Temperaturschwellwert im Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeug, veränderbar. Der Temperaturschwellwert kann veränderlich sein, um ausgehend von einer Dauerbremsung zusätzlich eine Bremsung mit einer erhöhten Bremsleistung oberhalb der Dauerbremsleistung abrufen zu können. Der Bedarf nach der erhöhten Bremsleistung kann sich beim Betrieb des Fahrzeugs verändern und der Temperaturschwellwert kann entsprechend angepasst werden.

Vorzugsweise ist der Temperaturschwellwert abhängig von der Masse des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeug, und/oder von einem vorbestimmten Szenario. Die stationäre Temperaturgrenze kann derart bestimmt werden, dass bei bekannter Fahrzeugmasse immer noch eine bestimmte Anzahl an Bremsungen, beispielsweise eine oder mehrere Bremsungen aus einer vorbestimmten Geschwindigkeit von beispielsweise 80 km / h bis zum Stillstand des Fahrzeugs mit weitergehender Erhöhung der Temperatur möglich sind, ohne dass eine höhere und/oder kritische Temperatur überschritten wird, um beispielsweise Fading und/oder einen erhöhten Verschleiß zu vermeiden. Die Masse des Fahrzeugs ist proportional je zur kinetischen und potentiellen Energie des Fahrzeugs und somit zur Umwandlung von Energie in Wärme. Daher hat die Masse eine Auswirkung auf die Dauerbremsleistung und den Temperaturschwellwert. Die Masse des Fahrzeugs ist beispielsweise durch Beladung des Fahrzeugs veränderbar, was über den veränderten Temperaturschwellwert berücksichtigt werden kann.

Vorzugsweise weist das Verfahren ferner die Schritte auf: Ermitteln und Ausgeben einer Verzögerung in Abhängigkeit der Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung. Alternativ oder zusätzlich weist das Verfahren ferner die Schritte auf: Ermitteln und Ausgeben eines dauerhaft erzeugbaren Bremsmoments in Abhängigkeit der Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung. Mit anderen Worten kann die mögliche Dauerbremsleistung bei bekannter Fahrgeschwindigkeit in ein thermisch geeignetes und entsprechend dauerhaft mögliches Bremsmoment umgerechnet werden. Die Umrechnung in eine stationär zulässige Verzögerung ist bei bekannter Masse gleichfalls möglich. Das dauerhaft mögliche Bremsmoment und/oder die stationär zulässige Verzögerung können zum Ausgeben an einen Nutzer und/oder ein Steuergerät des Fahrzeugs kommuniziert werden. Das Ausgeben der Verzögerung kann ein Ausgeben an ein fahrzeugseitiges Steuergerät und/oder eine durch einen Nutzer des Fahrzeugs wahrnehmbare Ausgabe der Verzögerung mittels einer fahrzeugseitigen Ausgabevorrichtung umfassen. Das dauerhaft erzeugbare Bremsmoment ist insbesondere für ein Nutzfahrzeug vorteilhaft, da die Kommunikation über einen Feldbus, beispielsweise den CAN-BUS typischerweise drehmomentbasiert ist. Die drehmomentbasierte Kommunikation über den Feldbus betrifft beispielsweise eine Dauerbremse und/oder einen Antrieb, insbesondere einen Verbrennungsmotor wie einen Dieselmotor und/oder den elektrischen Antrieb.

Vorzugsweise weist das Verfahren ferner die Schritte auf: Ermitteln einer Zielgeschwindigkeit anhand der Dauerbremsleistung und eines vorbestimmten Gefälles; und Ausgeben der Zielgeschwindigkeit. Die Zielgeschwindigkeit ist eine stationäre Geschwindigkeit. Die mögliche Dauerbremsleistung kann bei bekanntem Gefälle in die stationäre Geschwindigkeit umgerechnet werden, bei der das Fahrzeug theoretisch unendlich lange bergab ohne Überhitzung der Reibbremsvorrichtung fahren kann. Diese Geschwindigkeit kann einem Nutzer und/oder einem Steuergerät wie einem autonomen Fahrcomputer mitgeteilt werden, womit ein sicherer Betrieb auch bei vollem Energiespeicher aufrechterhalten werden kann. Das Ausgeben der Zielgeschwindigkeit kann ein Ausgeben an ein fahrzeugseitiges Steuergerät und/oder eine durch einen Nutzer des Fahrzeugs wahrnehmbare Ausgabe der Zielgeschwindigkeit mittels einer fahrzeugseitigen Ausgabevorrichtung umfassen.

Vorzugsweise wird die Zielgeschwindigkeit unter Berücksichtigung einer Dauerbremsleistung einer Dauerbremsvorrichtung und/oder einer Dauerbremsleistung einer Nutzbremsvorrichtung ermittelt. Zusätzlich kann ein elektrischer Antrieb beispielsweise durch einen gezielt erhöhten Energieverbrauch („Energievernichtung“), beispielsweise durch Betrieb an einem ungünstige Arbeitspunkt, noch eine Bremsleistung bereitstellen, die ebenfalls in die Bestimmung der Zielgeschwindigkeit einbezogen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Energiemanagement durch Betrieb von Nebenverbrauchern wie einem Kompressor, einem Kühlsystem und/oder einer Klimaanlage ebenfalls Berücksichtigt werden. Damit ist ein umfassendes Ermitteln der Zielgeschwindigkeit möglich.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm und/oder ein computerlesbares Medium bereitgestellt. Das Computerprogramm und/oder das computerlesbare Medium umfassen Befehle, die bei der Ausführung des Programms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß der Erfindung und/oder Schritte davon durchzuführen. Optional umfasst das Computerprogramm und/oder das computerlesbare Medium Befehle, die bei der Ausführung des Programms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, die als vorteilhaft oder optional beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen, um einen damit verbundenen technischen Effekt zu erzielen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, bereitgestellt. Das Steuergerät ist dazu eingerichtet, das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen. Optional ist das Steuergerät dazu eingerichtet, die als vorteilhaft oder optional beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen, um einen damit verbundenen technischen Effekt zu erzielen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem Steuergerät gemäß der Erfindung, bereitgestellt. Optional ist das Steuergerät des Fahrzeugs und/oder das Fahrzeug dazu eingerichtet, die als vorteilhaft oder optional beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen, um einen damit verbundenen technischen Effekt zu erzielen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sowie deren technische Effekte ergeben sich aus den Figuren und der Beschreibung der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsformen. Dabei zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ablaufschemas eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Übersicht eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufschemas eines Verfahrens 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Insbesondere zeigt Figur 1 ein Verfahren 100 zum Ermitteln einer Dauerbremsleistung P für ein Fahrzeug 300a, insbesondere Nutzfahrzeug 300b. Das Fahrzeug 300a, insbesondere Nutzfahrzeug 300b, wird im Folgenden als Fahrzeug 300a, 300b bezeichnet. Das Fahrzeug 300a, 300b ist mit Bezug zu Figur 2 genauer beschrieben.

In Figur 1 beginnt das Verfahren 1 für das Fahrzeug 300a, 300b mit einem Ermitteln 110 einer Umgebungstemperatur TS. Das Ermitteln 110 der Umgebungstemperatur TS kann mittels eines fahrzeugseitigen Temperatursensors erfolgen und/oder eine die Umgebungstemperatur TS betreffende Information kann von einer fahrzeugseitigen Kommunikationsschnittstelle empfangen werden. Die Umgebungstemperatur TS ist eine in einer Umgebung 310 des Fahrzeugs 300a, 300b herrschende Temperatur.

Es erfolgt ein Ermitteln 120 einer Geschwindigkeit V. Die Geschwindigkeit V ist repräsentativ für die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs 300a, 300b. Die Geschwindigkeit V kann von einem fahrzeugseitigen Geschwindigkeitsmesser und/oder durch ein Ortungssystem, beispielsweise GPS, unterstützt ermittelt werden.

Es folgt ein Bestimmen 130 einer Wärmeemission HE pro Zeiteinheit t einer Reibbremsvorrichtung 200 anhand der Umgebungstemperatur TS und der Geschwindigkeit V. Das Bestimmen 130 der Wärmeemission HE pro Zeiteinheit t erfolgt durch ein fahrzeugseitiges Steuergerät 250. Die Zeiteinheit t ist beliebig und kann beispielsweise Sekunden, Minuten, Stunden und/oder ein Bruchteil oder ein Vielfaches davon betragen.

Das Bestimmen 130 der Wärmeemission HE erfolgt unter Berücksichtigung eines physikalischen Modells M für Wärmetransport K. Das physikalische Modell M ist in einem Speicher des Steuergeräts 250 gespeichert und eine Berechnung gemäß dem physikalischen Modell M ist von einer Datenverarbeitungsvorrichtung des Steuergeräts durchführbar.

Eingaben in das physikalische Modell M sind die Umgebungstemperatur TS und die Geschwindigkeit V. Die Geschwindigkeit V gibt Aufschluss über die durch eine Bremsung in Wärme umzuwandelnde kinetische Energie des Fahrzeugs 300a, 300b. Abhängig von der Geschwindigkeit V ist die Wärmeemission durch Konvektion, die durch das Modell M berücksichtigt wird. Durch Konvektion erfolgt der Transport von Wärme durch den Transport von erwärmter Luft von der Reibbremsvorrichtung 200 in die Umgebung 310. Die erwärmte Luft und damit die Wärme kann in Abhängigkeit der Geschwindigkeit V von der Reibbremsvorrichtung 200 in die Umgebung 250 emittiert werden.

Das Bestimmen 130 der Wärmeemission HE pro Zeiteinheit t erfolgt unter Berücksichtigung eines Temperaturschwellwerts TT und eines Verschleißindikators VI. Dabei ist der Temperaturschwellwert TT eine obere Grenze einer Temperatur TB der Reibbremsvorrichtung 200. Der Temperaturschwellwerts TT ist durch einen Arbeitspunkt der Reibbremsvorrichtung 200 definiert. Der Verschleißindikator VI ist durch die Nutzung und/oder bisherige Nutzung der Reibbremsvorrichtung 200 definiert.

Der Temperaturschwellwert TT ist im Betrieb des Fahrzeugs 300a, 300b, veränderbar, um im Betrieb adaptiv nachgeführt werden zu können. Der Temperaturschwellwert TT ist abhängig von der Masse W des Fahrzeugs 300a, 300b, die durch eine Beladung des Fahrzeugs 300a, 300b veränderlich ist. Der Temperaturschwellwert TT ist abhängig von einem vorbestimmten Szenario, das beispielsweise Abhängig von der aktuellen Position des Fahrzeugs 300a, 300b ist. Dabei wird eine mögliche durch eine Bergabfahrt in Wärme umzuwandelnde Energie, einschließlich einer potentiellen Energie, berücksichtigt. Alternativ kann der Temperaturschwellwert TT fest parametriert beziehungsweise konfiguriert sein.

Es folgt ein Bestimmen 140 der Dauerbremsleistung P der Reibbremsvorrichtung 200 anhand der Wärmeemission HE pro Zeiteinheit t. Dabei wird die Wärmeemission HE pro Zeiteinheit t in die Dauerbremsleistung P beziehungsweise ein Bremsmoment umgerechnet. Durch eine Dauerbremsung mit der Reibbremsvorrichtung 200 wird durch die Reibbremsvorrichtung 200 pro Zeiteinheit t eine bestimmte Wärmemenge erzeugt, die für eine stationäre Temperatur TB der Reibbremsvorrichtung 200 gleich der Wärmeemission HE pro Zeiteinheit t ist.

Es erfolgt ein Ausgeben 150 der Dauerbremsleistung P der Reibbremsvorrichtung 200. Das Ausgeben 150 erfolgt zur Information eines Nutzers des Fahrzeugs 300a, 300b und/oder über einen Fahrzeug-Bus, beispielsweise einen CAN-Bus, an ein Energie-, Antriebs-, und/oder Bremsenmanagementsystem des Fahrzeugs 300a, 300b.

Es erfolgt ein Ermitteln 160 einer Gesamt-Dauerbremsleistung PT anhand der Dauerbremsleistung P der Reibbremsvorrichtung 200 und einer Dauerbremsleistung PR einer Dauerbremsvorrichtung 260 und einer Dauerbremsleistung PN einer Nutzbremsvorrichtung 270. Dafür sind die Dauerbremsleistung PR der Dauerbremsvorrichtung 260 und die Dauerbremsleistung PN der Nutzbremsvorrichtung 270 beispielsweise über den Fahrzeugbus abrufbare Informationen.

Es erfolgt ein Ermitteln 170 einer Verzögerung A und eines dauerhaft erzeugbaren Bremsmoments D in Abhängigkeit der Dauerbremsleistung P der Reibbremsvorrichtung 200 und ein Ausgeben 175 der Verzögerung A und des Bremsmoments D. Dafür wird die Dauerbremsleistung P und/oder die Gesamt- Dauerbremsleistung PT unter Berücksichtigung einer Drehzahl eines Rades in das Bremsmoment D umgerechnet. Das Bremsmoment D ist mittels der Masse W in die Verzögerung A umrechenbar. Das Ausgeben 175 erfolgt zur Information eines Nutzers des Fahrzeugs 300a, 300b und/oder über einen Fahrzeug-Bus, beispielsweise einen CAN-Bus, an ein Energie-, Antriebs-, und/oder Bremsenmanagementsystem des Fahrzeugs 300a, 300b.

Es erfolgt ein Ermitteln 180 einer Zielgeschwindigkeit VS anhand der Dauerbremsleistung P und eines vorbestimmten Gefälles 315 und ein Ausgeben 185 der Zielgeschwindigkeit VS. Die Zielgeschwindigkeit VS wird unter Berücksichtigung einer Dauerbremsleistung PR einer Dauerbremsvorrichtung 260 und einer Dauerbremsleistung PN einer Nutzbremsvorrichtung 270 ermittelt. Durch eine Dauerbremsung kann sich eine stationäre Geschwindigkeit einstellen. Die Zielgeschwindigkeit VS ist eine anvisierte stationäre Geschwindigkeit. Das Ausgeben 185 erfolgt zur Information eines Nutzers des Fahrzeugs 300a, 300b und/oder über einen Fahrzeug-Bus, beispielsweise einen CAN-Bus, an ein Energie-, Antriebs-, und/oder Bremsenmanagementsystem des Fahrzeugs 300a, 300b.

Der Fachmann erkennt, dass die Reihenfolge der angegebenen Schritte des Verfahrens 100 nicht auf die in Figur 1 gezeigte Reihenfolge beschränkt ist. Das Ermitteln 110 der Umgebungstemperatur TS und das Ermitteln 120 der Geschwindigkeit V kann in beliebiger Reihenfolge und/oder dauerhaft erfolgen. Das Ermitteln 170 der Verzögerung A und Ausgeben 175 der Verzögerung A ist und das Ermitteln 180 der Zielgeschwindigkeit VS und Ausgeben 185 der Zielgeschwindigkeit VS sind vertauschbar und/oder können simultan erfolgen.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Übersicht eines Fahrzeugs 300a, insbesondere Nutzfahrzeugs 300b, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figur 2 wird unter Bezugnahme auf die Beschreibung von Figur 1 beschrieben.

Das Fahrzeug 300a, 300b ist beispielsweise ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Anhänger und/oder ein mehrgliedriges Fahrzeug. Das Fahrzeug 300a, 300b befindet sich in einer Umgebung 310 des Fahrzeugs 300a, 300b. In der Umgebung 310 herrscht eine Umgebungstemperatur TS. Das Fahrzeug 300a, 300b weist eine Masse W auf. Das Fahrzeug 300a, 300b fährt mit einer Geschwindigkeit V durch die Umgebung 310 des Fahrzeugs 300a, 300b. In der Umgebung 310 des Fahrzeugs 300a, 300b ist eine Strecke mit einem Gefälle 315 befahrbar.

Das Fahrzeug 300a, 300b weist eine Verzögerungseinrichtung 280 beziehungsweise ein Bremssystem mit einer Reibbremsvorrichtung 200, einer Dauerbremsvorrichtung 260 und einer Nutzbremsvorrichtung 270 auf. Zur Steuerung der Reibbremsvorrichtung 200, der Dauerbremsvorrichtung 260 und der Nutzbremsvorrichtung 270 und zum Erfassen von Daten weist das Fahrzeug 300a, 300b ein mit jeweils der Reibbremsvorrichtung 200, der Dauerbremsvorrichtung 260 und der Nutzbremsvorrichtung 270 verbundenes Steuergerät 250 auf.

Die Reibbremsvorrichtung 200 weist eine Temperatur TB der Reibbremsvorrichtung 200 auf. Durch ein Betätigen der Reibbremsvorrichtung 200 wird durch den Abbau von Geschwindigkeit V und/oder ein Vermindern eines Anwachsens der Geschwindigkeit V kinetische Energie in thermische Energie also Wärme umgewandelt. Die Temperatur TB der Reibbremsvorrichtung 200 ergibt sich aus der Umwandlung von kinetischer Energie in Wärme und einer Wärmeemission HE pro Zeiteinheit t. Die Reibbremsvorrichtung 200 stellt eine Dauerbremsleistung P der Reibbremsvorrichtung 200 bereit, die von dem Steuergerät 250 ermittelbar ist. Die Reibbremsvorrichtung 200 übermittelt einen den Verschleiß der Reibbremsvorrichtung 200 betreffenden Verschleißindikator VI an das Steuergerät 250 oder das Steuergerät 250 ermittelt den Verschleißindikator VI der Reibbremsvorrichtung 200.

Die Dauerbremsvorrichtung 260 stellt eine Dauerbremsleistung PR der Dauerbremsvorrichtung 260 bereit und ist zum Übermitteln der Dauerbremsleistung PR der Dauerbremsvorrichtung 260 an das Steuergerät 250 beispielsweise über einen CAN-Bus mit dem Steuergerät 250 verbunden.

Die Nutzbremsvorrichtung 270 stellt eine Dauerbremsleistung PN der Nutzbremsvorrichtung 270 bereit und ist zum Übermitteln der Dauerbremsleistung PN der Nutzbremsvorrichtung 270 an das Steuergerät 250 beispielsweise über den CAN-Bus mit dem Steuergerät 250 verbunden.

Das Steuergerät 250 ist dazu eingerichtet, die Wärmeemission HE pro Zeiteinheit t unter Berücksichtigung eines physikalischen Modells M für Wärmetransport K zu bestimmen beziehungsweise zu berechnen. Das physikalische Modell M ist beispielsweise ein heuristisches Modell M, das insbesondere den Wärmetransport K durch Konvektion berücksichtigt. Dafür sind Eingaben in das Modell M die Masse W, die Geschwindigkeit V, die Umgebungstemperatur TS und die Temperaturschwelle TT, wie mit Bezug zu Figur 1 beschrieben. Das Modell M ermittelt, wieviel die Reibbremsvorrichtung 200 betreffende Wärme pro Zeiteinheit t emittiert werden kann, also die Wärmeemission HE der Reibbremsvorrichtung 200 pro Zeiteinheit t. Anhand der Eingaben und des Modell M ermittelt das Steuergerät 250 die Dauerbremsleistung P der Reibbremsvorrichtung 200, die Gesamt- Dauerbremsleistung PT der Verzögerungseinrichtung 280, die Zielgeschwindigkeit VS und die Verzögerung A, wie mit Bezug zu Figur 1 beschrieben. Die Dauerbremsleistung P bei einer stationären Temperatur TB der Reibbremsvorrichtung 200 entspricht der Wärmeemission HE der Reibbremsvorrichtung 200 pro Zeiteinheit t.

Bezuqszeichen (Teil der Beschreibung)

100 Verfahren

110 Ermitteln einer Umgebungstemperatur

120 Ermitteln einer Geschwindigkeit

130 Bestimmen einer Wärmeemission pro Zeiteinheit

140 Bestimmen der Dauerbremsleistung

150 Ausgeben der Dauerbremsleistung

160 Ermitteln einer Gesamt-Dauerbremsleistung

170 Ermitteln einer Verzögerung

175 Ausgeben der Verzögerung

180 Ermitteln einer Zielgeschwindigkeit

185 Ausgeben einer Zielgeschwindigkeit

200 Reibbremsvorrichtung

250 Steuergerät

260 Dauerbremsvorrichtung

270 Nutzbremsvorrichtung

280 Verzögerungseinrichtung

300a Fahrzeug

300b Nutzfahrzeug

310 Umgebung

315 Gefälle

A Verzögerung

D dauerhaft erzeugbares Bremsmoment

HE Wärmeemission

K Wärmetransport

M Modell t Zeiteinheit

TB Temperatur der Reibbremsvorrichtung

TS Umgebungstemperatur

TT Te m pe ratu rsch we I Iwe rt P Dauerbremsleistung der Reibbremsvorrichtung

PR Dauerbremsleistung der Dauerbremsvorrichtung

PN Dauerbremsleistung der Nutzbremsvorrichtung

PT Gesamt-Dauerbremsleistung

V Geschwindigkeit

VI Verschleißindikator

VS Zielgeschwindigkeit

W Masse

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren (100) zum Ermitteln einer Dauerbremsleistung (P) für ein Fahrzeug (300a), insbesondere Nutzfahrzeug (300b), das Verfahren (100) aufweisend die Schritte:

- Ermitteln (110) einer Umgebungstemperatur (TS);

- Ermitteln (120) einer Geschwindigkeit (V), wobei die Geschwindigkeit (V) repräsentativ für die Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs (300a), insbesondere Nutzfahrzeugs (300b), ist;

- Bestimmen (130) einer Wärmeemission (HE) pro Zeiteinheit (t) einer Reibbremsvorrichtung (200) anhand der Umgebungstemperatur (TS) und der Geschwindigkeit (V); und

- Bestimmen (140) der Dauerbremsleistung (P) der Reibbremsvorrichtung (200) anhand der Wärmeemission (HE) pro Zeiteinheit (t).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei

- das Bestimmen (130) der Wärmeemission (HE) unter Berücksichtigung eines physikalischen Modells (M) für Wärmetransport (K) erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, das Verfahren (100) ferner aufweisend den Schritt:

- Ausgeben (150) der Dauerbremsleistung (P) der Reibbremsvorrichtung (200).

4. Verfahren nach Anspruch 3, das Verfahren (100) ferner aufweisend den Schritt:

- Ermitteln (160) einer Gesamt-Dauerbremsleistung (PT) anhand der Dauerbremsleistung (P) der Reibbremsvorrichtung (200) und einer Dauerbremsleistung (PR) einer Dauerbremsvorrichtung (260) und/oder einer Dauerbremsleistung (PN) einer Nutzbremsvorrichtung (270).

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei

- das Bestimmen (130) der Wärmeemission (HE) pro Zeiteinheit (t) unter Berücksichtigung eines Temperaturschwellwerts (TT) und/oder eines Verschleißindikators (VI) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei - das Bestimmen (130) der Wärmeemission (HE) pro Zeiteinheit (t) unter Berücksichtigung eines Temperaturschwellwerts (TT) erfolgt, und der Temperaturschwellwert (TT) eine obere Grenze einer Temperatur (TB) der Reibbremsvorrichtung (200) ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei

- das Bestimmen (130) der Wärmeemission (HE) pro Zeiteinheit (t) unter Berücksichtigung eines Temperaturschwellwerts (TT) erfolgt, und der Temperaturschwellwert (TT) im Betrieb des Fahrzeugs (300a), insbesondere Nutzfahrzeugs (300b), veränderbar ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis7, wobei

- das Bestimmen (130) der Wärmeemission (HE) pro Zeiteinheit (t) unter Berücksichtigung eines Temperaturschwellwerts (TT) erfolgt, und der Temperaturschwellwert (TT) abhängig von der Masse (W) des Fahrzeugs (300a), insbesondere Nutzfahrzeugs (300b), und/oder von einem vorbestimmten Szenario ist.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, das Verfahren (100) ferner aufweisend den Schritt:

- Ermitteln (170) und Ausgeben (175) einer Verzögerung (A) in Abhängigkeit der Dauerbremsleistung (P) der Reibbremsvorrichtung (200); und/oder

- Ermitteln (170) und Ausgeben (175) eines dauerhaft erzeugbaren Bremsmoments (D) in Abhängigkeit der Dauerbremsleistung (P) der Reibbremsvorrichtung (200).

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, das Verfahren (100) ferner aufweisend die Schritte:

- Ermitteln (180) einer Zielgeschwindigkeit (VS) anhand der Dauerbremsleistung (P) und eines vorbestimmten Gefälles (315);

- Ausgeben (185) der Zielgeschwindigkeit (VS).

11 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei - die Zielgeschwindigkeit (VS) unter Berücksichtigung einer Dauerbremsleistung (PR) einer Dauerbremsvorrichtung (260) und/oder einer Dauerbremsleistung (PN) einer Nutzb re ms Vorrichtung (270) ermittelt wird.

12. Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren (100) und/oder die Schritte des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.

13. Steuergerät (250) für ein Fahrzeug (300a), insbesondere Nutzfahrzeug (300b), wobei das Steuergerät (250) dazu eingerichtet ist, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.

14. Fahrzeug (300a), insbesondere Nutzfahrzeug (300b), umfassend das Steuergerät (250) nach Anspruch 13.

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91 ) ISA/EP - die Zielgeschwindigkeit (VS) unter Berücksichtigung einer Dauerbremsleistung (PR) einer Dauerbremsvorrichtung (260) und/oder einer Dauerbremsleistung (PN) einer Nutzbremsvorrichtung (270) ermittelt wird.

12. Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren (100) und/oder die Schritte des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen