EP4701909A1 - Verfahren zum bestimmen einer bremsleistung für ein fahrzeug, insbesondere nutzfahrzeug, computerprogramm und/oder computerlesbares medium, steuergerät, und fahrzeug - Google Patents

Abstract

Verfahren (100) zum Bestimmen einer Bremsleistung für ein Fahrzeug (200a), insbesondere ein Nutzfahrzeug (200b), wobei das Fahrzeug (200a), insbesondere Nutzfahrzeug (200b), ein pneumatisches Federungssystem (260) mit einem Balg (265), ein elektropneumatisches Bremssystem (290) mit einem Bremszylinder (295) und eine Drucksensorvorrichtung (270) zum Erfassen eines Balgdrucks (pB) des Balgs (265) und eines Bremsdrucks (BP) des Bremszylinders (295) aufweist. Das Verfahren (100) umfasst ein Erfassen (110) des Balgdrucks (pB) und des Bremsdrucks (BP) während einer Bremsung, ein Ermitteln (120) einer Bremsgröße (B) anhand des Balgdrucks (pB) und/oder einer von dem Balgdruck (pB) ableitbaren Balgdruckänderung (PD) und ein Ermitteln (130) einer auf die Bremsung bezogenen Kontroll-Bremsgröße (B65) bei einem Kontroll-Bremsdrucks (P65) anhand der Bremsgröße (B) und des Bremsdrucks (PB).

Description

Verfahren zum Bestimmen einer Bremsleistunq für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, Steuergerät, und Fahrzeug

Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Bremsleistung für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, wobei das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, ein pneumatisches Federungssystem mit einem Balg, ein elektropneumatisches Bremssystem mit einem Bremszylinder und eine Drucksensorvorrichtung zum Erfassen eines Balgdrucks des Balgs und eines Bremsdrucks des Bremszylinders aufweist. Die Offenbarung betrifft auch ein Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, ein Steuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, und ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem pneumatischen Federungssystem mit einem Balg, mit einem elektropneumatischen Bremssystem mit einem Bremszylinder und mit einer Drucksensorvorrichtung zum Erfassen eines Balgdrucks des Balgs und eines Bremsdrucks des Bremszylinders.

Das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, wird im Folgenden als Fahrzeug bezeichnet. Ein derartiges Fahrzeug weist eine Mehrzahl von Rädern auf. Eines oder mehrere der Räder kontaktiert mit jeweils einer Radaufstandsfläche einen Untergrund. Dabei kann eine Bremskraft die an jeder Radaufstandsfläche wirkende Kraft in Fahrzeuglängsrichtung gegen die Fahrgeschwindigkeit bei einem Abbremsen bzw. Verzögern des Fahrzeugs bezeichnen. Die Bremskraft ist im laufenden Betrieb, d. h. während einer Fahrt bzw. während einer Bremsung, nicht exakt ermittelbar, da an den Reifenaufstandsflächen keine Sensoren zur Messung der Bremskraft angeordnet werden können.

Die Bremskraft und/oder eine Abbremsung als eine mit der Bremskraft zusammenhängende Bremsgröße zu überwachen kann erstrebenswert sein, um über Informationen über die Bremsleistung und so einen Zustand bzw. mögliche Defekte einer die Bremskraft erzeugenden Bremse, eines gebremsten Rades, einer gebremsten Achse und/oder einer Komponente davon zu erlangen. Mit anderen Worten kann eine solche sogenannte Onboard-Messung von Interesse sein, um die aktuelle Bremsleistung eines Fahrzeugs beispielsweise zum Durchführen einer automatisierten Fahrfunktion zu überwachen, vorgeschriebenen Wartungsintervallen Rechnung zu tragen und/oder um Wartung und/oder Inspektionen zu planen.

Der Zustand kann beispielsweise im Rahmen von gesetzlich und/oder betrieblich definierten Kontrollen festgestellt werden. Im laufenden Betrieb sind die Bremsleistung, der Zustand und mögliche Defekte jedoch nur schwer feststellbar. Manche Prozesse, beispielsweise eine Veränderung des Bremsbelags, können schleichend erfolgen, was zu einer erschwerten Wahrnehmung durch einen Fahrer des Fahrzeugs führen kann. Ferner kann ein Nachlassen einer Bremswirkung einer Bremse durch eine andere Bremse, insbesondere bei einem mehrgliedrigen Fahrzeug, kompensiert werden.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Bremskraft über Dehnmessstreifen oder Kraftsensoren oder mittelbar über Höhensensoren zu messen.

EP 3 753 794 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung einer Bremsleistung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Anhängers eines Nutzfahrzeugs. Das Verfahren umfasst: Sammeln von Sensordaten von verschiedenen Sensoren, wobei die Sensordaten Bremsereignissen zugeordnet sind; Bestimmen mindestens eines Bremsleistungswerts unter Verwendung der Sensordaten basierend auf mindestens einer der folgenden Analysen: (i) einer statistischen Analyse basierend auf einer multiplen Regression; (ii) einer Bremskraftverlustanalyse basierend auf einem Vergleich von Radgeschwindigkeitswerten verschiedener Räder; (iii) einer Luftfederungsdrucksanalyse basierend auf einem Vergleich einer Änderung eines Luftederungsdrucks während des Bremsens. Das Verfahren umfasst ferner das Erfassen einer Fehlfunktion mindestens einer Bremse mindestens eines Rads basierend auf dem bestimmten mindestens einen Bremsleistungswert. Dabei kann die Federungsdruckanalyse umfassen: Bestimmen des Luftfederungsdrucks an einem oder mehreren Rädern, basierend auf Sensorsignalen von einem oder mehreren Höhensensoren zum Kontrollieren oder Messen eines oder mehrerer Bälge. WO 2016/030699 A1 offenbart ein Verfahren zum Überwachen der Bremsleistung eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst für zumindest einige der Bremsereignisse: Bestimmen einer Bremsanforderung; Bestimmen einer Fahrzeugverzögerung; Definieren eines ersten Datensatzes von Bremsereignissen, wobei jedes Bremsereignis in dem Datensatz eine bestimmte Bremsanforderung und eine bestimmte Fahrzeugverzögerung umfasst; Anwenden eines statistischen Trendanalyseverfahrens auf den Datensatz, um einen Fahrzeugverzögerungs- und Bremsanforderungstrend zu erzeugen; Bereitstellen einer Fahrzeugverzögerungsund Bremsanforderungsreferenz; und Vergleichen mindestens eines Trendwerts mit mindestens einem Referenzwert. Aus diesem Vergleich ist es möglich, zu bestimmen, ob das Bremssystem innerhalb einer akzeptablen Grenze arbeitet. Eine Vorrichtung zum Implementieren des Verfahrens wird ebenfalls offenbart. Dabei können die Bremsereignisse in eine Mehrzahl von Kategorien anhand einer Fahrzeugzuladung kategorisiert werden.

Jedoch führen zusätzliche Sensoren zu einem erhöhten Aufwand, zu einem erhöhten Gewicht und zu erhöhten Kosten.

Es ist weiterhin möglich, die Bremskraft über eine Auswertung der Verzögerung eines mehrgliedrigen Fahrzeugs zu ermitteln. Jedoch kann eine derartige Auswertung fehlerbehaftet sein. Ferner kann eine derartige Auswertung nicht differenzieren, welches Fahrzeug eines mehrgliedrigen Fahrzeugs bzw. einer Kombination von Fahrzeugen für eine im Verhältnis zu einer Bremsanforderung zu große oder zu kleine Verzögerung verantwortlich ist. Dauerbremsen, wie beispielsweise Retarder, Motorbremsen oder auch elektrische Antriebsachsen, die zur Rekuperation der Bremsenergie genutzt werden, können zu einer nennenswerten Verzögerung führen und so das Ergebnis beeinflussen.

Aus dem Stand der Technik ist auch eine direkte Bremskraftmessung bekannt.

Die am Anmeldetag der Offenbarung noch nicht veröffentliche Patentanmeldung DE 10 2022 127 155.2 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung der Bremswirkung eines Fahrzeugs mit Fahrwerk, Rädern, Bremsen und elektronischem Bremssystem. Dabei ist ein Anhängefahrzeug mit Tragbälgen offenbart, wobei an einem Tragbalg ein Drucksensor angeordnet ist, dessen Daten eine Achslast repräsentieren und zum Bremsensteuergerät übermittelt werden. Die Achslast kann für die Berechnung einer Soll-Bremskraft erfasst werden.

Ferner kann eine Kontroll-Bremsgröße beziehungsweise Sollbremsgröße, beispielsweise als Soll-Abbremsung oder Soll-Bremskraft bei einem definierten Steuerdruck der Bremsvorrichtung vorgegeben sein. Mit anderen Worten kann die Bremsgröße unter einer Bedingung eines anliegendes Bremsdrucks durch Normen und/oder gesetzliche Vorschriften vorgegeben sein. Anhand der Kontroll-Bremsgröße soll die Bremsleistung unter einer bestimmten Bedingung, nämlich dem Ansteuern des Bremssystems mit einem Kontroll-Bremsdruck, beurteilt werden können.

Beispielsweise werden die für ein Anhängefahrzeug geforderten Bremskräfte (Referenzwerte) pro Achse zur Erreichung der gesetzlich vorgeschriebenen Mindestabbremsung (Sattelauflieger 45%, Deichselanhänger 50%) mit einem Bremsberechnungsprogramm berechnet und in einem Steuergerät, beispielsweise eines Bremsensteuergerät (EBS-Elektronik) des Anhängefahrzeugs, zusammen mit den zugehörigen Bremsdrücken gespeichert. Beispielsweise weist das Anhängefahrzeug drei Achsen auf. Bei einem ersten Druck von 1 bar soll an einer ersten Achse eine Bremskraft von etwa 4500 N anliegen und an einer zweiten und dritten Achse je eine Bremskraft von etwa 4750 N, wobei bei einem zweiten Druck von 6,6 bar an jeder der Achsen etwa ein Bremsdruck von 40000 N anliegen soll.

Jedoch werden derart hohe Bremsdrücke im laufenden Betrieb selten angelegt, sodass eine Kontrolle der Bremskraft und/oder Abbremsung bei einem derartigen Druck nicht ohne einen zusätzlichen Aufwand möglich ist. Eine Kontrolle der Bremskraft und/oder Abbremsung bei einem derartigen Druck kann jedoch zum Erfüllen normierter und/oder gesetzlicher Anforderungen oder zur Diagnostik des Bremssystems erstrebenswert sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu bereichern und eine verbesserte Bestimmung einer Bremsleitung zu ermöglichen. Insbesondere löst die Erfindung die Aufgabe, einen effektiven und zuverlässigen Vergleich einer aktuellen, gemessenen Bremsgröße zu einer Kontroll-Bremsgröße bereitzustellen zu können.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Bremsleistung für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, bereitgestellt, wobei das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, ein pneumatisches Federungssystem mit einem Balg, ein elektropneumatisches Bremssystem mit einem Bremszylinder und eine Drucksensorvorrichtung zum Erfassen eines Balgdrucks des Balgs und eines Bremsdrucks des Bremszylinders aufweist. Das pneumatische Federungssystem kann dabei mehr als einen Balg und das elektropneumatische Bremssystem mehr als einen Bremszylinder aufweisen, sodass die Drucksensorvorrichtung entsprechend Balgdrücke mehrerer Bälge und Bremsdrücke mehrerer Bremszylinder erfassen kann. Das Verfahren kann dementsprechend für die mehreren Balgdrücke und mehreren Bremsdrücke angewandt werden. Dabei weist das Verfahren auf: Erfassen des Balgdrucks und des Bremsdrucks während einer Bremsung; Ermitteln einer Bremsgröße anhand des Balgdrucks und/oder einer von dem Balgdruck ableitbaren Balgdruckänderung; und Ermitteln einer auf die Bremsung bezogenen Kontroll- Bremsgröße bei einem Kontroll-Bremsdrucks anhand der Bremsgröße und des Bremsdrucks.

Dabei wurde erkannt, dass die Bremsgröße, die auf eines der Räder wirken kann, einen Einfluss auf den Druck innerhalb des Balgs haben kann. Ein Bremsen eines Rades durch das Beaufschlagen des Bremssystems mit dem Bremsdruck führt zu einem an dem Rad wirkenden Bremsmoment und das Bremsmoment führt zu einer Kraft auf den Balg. Der Balg ist dabei dazu eingerichtet, eine Anordnung des Rades relativ zu beispielsweise einem Fahrzeugrahmen des Fahrzeugs zu kontrollieren. Dabei kann sich der Druck innerhalb des Balgs ändern, beispielsweise durch eine der Kraft entgegenwirkenden Druckregelung, durch ein Komprimieren des Balgs oder durch ein Ausdehnen des Balgs. Damit kann ein Bremsen des Fahrzeugs zu einer Änderung des Balgdrucks führen. Der Balgdruck kann sensorisch erfasst werden, um die Balgdruckänderung zu ermitteln.

Es wurde erkannt, dass es zwischen der Balgdruckänderung und der auf den Balg wirkende Kraft einen Zusammenhang gibt und die auf den Balg wirkende Kraft von der Bremsgröße abhängt. Daher kann die Balgdruckänderung herangezogen werden, um die Bremsgröße zu bestimmen.

Die Erfindung hat weiter erkannt, dass anhand der Bremsgröße, die aus dem Balgdruck und/oder dessen Änderung ermittelbar ist, und des Bremsdrucks eine Hochrechnung der Bremsgröße auf die Kontroll-Bremsgröße als Sollbremsgröße bei dem Kontroll-Bremsdruck als beispielsweise gesetzlich vorbestimmtem und/oder normiertem Bremsdruck durchgeführt werden kann. Die Kontroll-Bremsgröße ist dabei ein Maß für die Bremsperformance beziehungsweise Bremsleistung. Damit ist es möglich, die Bremsleistung zu ermitteln, ohne die Bremsvorrichtung mit dem Kontroll-Bremsdruck zu beaufschlagen. Anhand einer Beurteilung der Kontroll- Bremsgröße ist es möglich, zu bestimmen, ob das Fahrzeug beziehungsweise eine Achse oder ein Rad überbremst oder unterbremst ist. Außerdem wird es ermöglicht, dass durch eine einfache und wiederholte Kontrolle Defekte, wie beispielsweise Ausfälle von beispielsweise Bremszylindern oder Bremsfading, Änderungen der Beanspruchung der Radbremse, beispielsweise nach einem Wechsel des Zugahrzeugs, sowie langfristige Änderungen der Performance der Radbremsen, beispielsweise ein Einschlafen der Bremse durch Unterforderung, festgestellt werden können.

Optional ist die Kontroll-Bremsgröße eine Kontroll-Bremskraft oder eine Kontroll- Abbremsung. Damit kann die Kontroll-Bremsgröße eine zum Beurteilen der Bremsleistung besonders relevante Größe sein. Die Kontroll-Bremskraft ist dabei die an einem Rad, einer Achse, einem Achsaggregat und/oder dem Fahrzeug angreifende Bremskraft unter der Annahme des anliegenden Kontroll-Bremsdrucks. Die Kontroll-Abbremsung ist das Verhältnis aus der Kontroll-Bremskraft und der Achslast beziehungsweise der Fahrzeugmasse, optional unter Berücksichtigung einer oder mehrerer weiterer Konstanten.

Aus demselben Grund ist die Bremsgröße optional eine Bremskraft oder eine Abbremsung. Die Bremskraft kann dabei die an einem Rad, einer Achse, einem Achsaggregat und/oder dem Fahrzeug angreifende Bremskraft bei einem Ansteuern der Bremsvorrichtung mit dem Bremsdruck sein. Die Abbremsung kann das Verhältnis aus der Bremskraft und der Achslast beziehungsweise der Fahrzeugmasse sein, optional unter Berücksichtigung einer oder mehrerer weiterer Konstanten.

Optional erfolgt das Ermitteln der Kontroll-Bremsgröße unter Berücksichtigung eines Ansprechdrucks des Bremssystems. Dabei wurde erkannt, dass unterhalb eines Ansprechdrucks typischerweise keine Bremskraft aufgebracht werden kann und somit auch durch das Bremssystem keine Abbremsung induziert werden kann. Der Ansprechdruck kann daher als ein das Bremssystem beziehungsweise eine Radbremse des Bremssystems charakterisierender Grenzwert aufgefasst werden. Der Ansprechdruck ist eine durch das Bremssystem definierte und somit fahrzeugspezifische und/oder fahrzeugtypspezifische Konstante. Durch das Berücksichtigen des Ansprechdrucks kann die Kontroll-Bremsgröße genauer bestimmt werden.

Optional erfolgt das Ermitteln der Kontroll-Bremsgröße unter der Annahme eines linearen Zusammenhangs zwischen der Bremsgröße und dem Bremsdruck. Dabei wurde erkannt, dass die Bremskraft und die Abbremsung als Beispiele für die Bremsgröße jeweils typischerweise linear mit dem Bremsdruck steigen. Der lineare Zusammenhang kann verwendet werden, um effektiv und zuverlässig anhand der Bremsgröße und des Bremsdrucks auf die Kontroll-Bremsgröße bei dem Kontroll- Bremsdruck zu schließen.

Optional umfasst das Ermitteln der Kontroll-Bremsgröße eine lineare Regression. Dabei wurde erkannt, dass es möglich ist, eine statistische Analyse von mehreren Bremsgrößen durchzuführen. Dafür kann eine Menge von Bremsgrößen bei einem jeweiligen Bremsdruck betrachtet werden. Anhand der Menge der Bremsgrößen und der zugehörigen Bremsdrücke kann die lineare Regression durchgeführt werden, um zuverlässig auf die Kontroll-Bremsgröße bei dem Kontroll-Bremsdruck schließen zu können.

Optional werden der Balgdruck und der Bremsdruck während einer Mehrzahl von Bremsungen erfasst, die Bremsgröße wird jeweils für eine der Mehrzahl der Bremsungen ermittelt, und das Verfahren weist auf: Ermitteln einer mittleren Kontroll- Bremsgröße anhand der Kontroll-Bremsgrößen der Mehrzahl von Bremsungen. Damit ist eine effektive Überwachung der Bremsleistung möglich. Beispielsweise kann dafür ein erster Mittelwert über beispielsweise 10 Bremsungen und/oder 1 Stunde oder weniger zum Erkennen von aktuellen Schäden der Bremsvorrichtung, wie eines Defekts eines Bremszylinders und/oder einer Radbremse und/oder eines Fading bei einer Talfahrt, ermittelt werden. Ein zweiter Mittelwert über 100 Bremsungen und/oder über 1 Tag kann zum Erkennen von aktuellen Schäden der Bremsvorrichtung, wie eines Defekts eines Bremszylinders und/oder einer Radbremse, ermittelt werden. Ein dritter Mittelwert kann über 500 Bremsungen und/oder 1 Woche zum Erkennen von Änderungen im laufenden Betrieb, wie einer Änderung des Zugfahrzeugs mit mehr Retardernutzung und/oder mit einem zur Nutzbremsung eingerichteten elektrischen Antrieb (engl. „battery electric vehicle“, BEV), ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein vierter Mittelwert beispielsweise über 10000 Bremsungen und/oder 1/2 Jahr zum Erkennen von langfristigen Änderungen der Bremsperformance, wie eines Einschlafens der Bremsbeläge durch zu wenig Nutzung im Fernverkehr, ermittelt werden. Die Kontroll- Bremsgröße kann somit über eine oder mehrere Anzahlen von Bremsungen und/oder über einen oder mehrere Zeiträume gemittelt werden, um verschiedene Beurteilungen der Bremskraft zu ermöglichen.

Optional wird die mittlere Kontroll-Bremsgröße unter Berücksichtigung von mit steigendem Bremsdruck fallenden Gewichten ermittelt. Dabei wurde erkannt, dass Bremsgrößen bei vergleichsweise hohen Bremsdrücken auch weniger Schwankungen beziehungsweise relativ zu den Bremsdrücken weniger Schwankungen unterliegen. Indem die Bremsgrößen bei höheren Bremsdrücken bei einer Auswertung und/oder Mittelung höher gewichtet werden als Bremsgrößen bei niedrigeren Bremsdrücken kann die Zuverlässigkeit der Kontroll-Bremsgröße verbessert werden.

Optional weist das Verfahren auf: Ausgeben einer Kontrollinformation in Abhängigkeit der einen Grenzwert unterschreitenden Kontroll-Bremsgröße. Dabei kann das Ausgeben eine für einen Fahrer und/oder Nutzer wahrnehmbare Ausgabe umfassen, um diesen bei einer den Grenzwert unterschreitenden Kontroll- Bremsgröße zu warnen, indem beispielsweise eine Warnlampe im Fahrerhaus angesteuert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Kontrollinformation als Ausgabe über eine zur kabellosen Kommunikation eingerichteten Datenverarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs an einen fahrzeugexternen Server gesendet werden und dort weiterverwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Kontrollinformation als Ausgabe in einem Fehlerspeicher gespeichert werden, um bei einem Service beziehungsweise einer Wartung ausgelesen zu werden und die Bremse demgemäß warten zu können. Dabei kann für jede der zuvor genannten Maßnahmen derselbe Grenzwert und/oder es können unterschiedliche Grenzwerte definiert sein.

Optional weist das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, ein Steuergerät zum Steuern des Bremssystems und eine Datenverarbeitungsvorrichtung auf, wobei das Verfahren zum Bestimmen der Kontroll-Bremsgröße aufweist: Übermitteln des Bremsdrucks und der Balgdruckänderung und/oder des Balgdrucks von dem Steuergerät an die Datenverarbeitungsvorrichtung. Dabei kann in der Datenverarbeitungsvorrichtung eine fahrzeugspezifische und/oder fahrzeugtypspezifische Konstante hinterlegt sein und/oder die Datenverarbeitungsvorrichtung kann zur kabellosen Kommunikation eingerichtet sein und eine fahrzeugspezifische und/oder fahrzeugtypspezifische Konstante von einem fahrzeugexternen Server abrufen. Damit kann das Bestimmen der Kontroll- Bremsgröße von der Datenverarbeitungsvorrichtung durchgeführt werden. Alternativ ist es möglich, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung den Bremsdruck und die Balgdruckänderung und/oder den Balgdruck sowie optional fahrzeugspezifische Parameter wie z.B. Länge der Längslenker und Referenzkräfte, an den fahrzeugexternen Server zum Bestimmen der Bremsgröße übermittelt. Jedenfalls kann dabei das Steuergerät ein Bremsensteuergerät beziehungsweise Zentralsteuergerät sein. Damit ist es möglich, das Bestimmen der Kontroll- Bremsgröße ohne großen Aufwand auch für bestehende Fahrzeuge möglich zu machen, also eine Möglichkeit zur Nachrüstung bereitzustellen. Eine derartige Nachrüstung kann im einfachsten Fall ein Update der Datenverarbeitungsvorrichtung sein. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann eine Telematikvorrichtung sein.

Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird ein Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das oben beschriebene Verfahren und/oder die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens durchzuführen, bereitgestellt. Optional umfasst das Computerprogramm und/oder computerlesbare Medium Befehle, die bei der Ausführung des Programms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, ein als optional oder vorteilhaft beschriebenes Merkmal des oben beschriebenen Verfahrens zu realisieren, um einen damit verbundenen technischen Effekt zu erzielen.

Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird ein Steuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, bereitgestellt. Dabei ist das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Optional ist das Steuergerät dazu eingerichtet, ein als optional oder vorteilhaft beschriebenes Merkmal des oben beschriebenen Verfahrens zu realisieren, um einen damit verbundenen technischen Effekt zu erzielen.

Optional ist das Steuergerät zum Bestimmen der Kontroll-Bremsgröße zum Übermitteln des Bremsdrucks und der Balgdruckänderung und/oder des Balgdrucks an eine von dem Steuergerät verschiedene Datenverarbeitungsvorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeug, eingerichtet. Dabei kann die Datenverarbeitungsvorrichtung die Ermittlung der Kontroll-Bremsgröße bewerkstelligen. Damit wird erzielt, dass von dem Steuergerät, beispielsweise einem Bremsensteuergerät beziehungsweise einem Zentralsteuergerät eines Anhängers, nur den Bremsdruck und den Balgdruck oder die Balgdruckänderung betreffende Daten verarbeitet, insbesondere erfasst und übermittelt, werden müssen.

Optional ist die Datenverarbeitungsvorrichtung zur kabellosen Datenübertragung eingerichtet. Damit ist es möglich, dass der Bremsdruck und die Balgdruckänderung und/oder der Balgdruck von der Datenverarbeitungsvorrichtung an einen fahrzeugexternen Server übermittelt werden, wobei die Kontroll-Bremsgröße von dem fahrzeugexternen Server bestimmt werden kann. Damit kann erzielt werden, dass das Steuergerät und die Datenverarbeitungsvorrichtung ressourcenschonend ausgelegt werden können. Ferner wird damit die Möglichkeit zur Nachrüstung eines bestehenden Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, ermöglicht, da zur Bestimmung der Kontroll-Bremsgröße lediglich der Bremsdruck und die Balgdruckänderung und/oder der Balgdruck erfasst beziehungsweise übermittelt werden müssen. Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem pneumatischen Federungssystem mit einem Balg, mit einem elektropneumatischen Bremssystem mit einem Bremszylinder, einer Drucksensorvorrichtung zum Erfassen eines Balgdrucks des Balgs und eines Bremsdrucks des Bremszylinders und mit einem mit der Drucksensorvorrichtung verbundenen oben beschriebenen Steuergerät bereitgestellt.

Optional ist das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, ein Anhänger eines mehrgliedrigen Fahrzeugs. Damit erfolgt die Bestimmung der Bremsgröße im Anhängefahrzeug, insbesondere eines Sattelaufliegers. Das oben beschriebene Verfahren ist aber prinzipiell auch auf Zugfahrzeuge beziehungsweise Fahrzeuge anwendbar, deren Achsen mit Anhängefahrzeugen vergleichbaren Fahrwerkskonstruktionen aufweisen und sich das Bremsmoment über die Luftfederbälge abstützt.

Es gilt im Zusammenhang mit dem Steuergerät und dem Fahrzeug ebenso wie für das im Vorhergehenden beschriebene Verfahren, dass das pneumatische Federungssystem mehr als einen Balg und das elektropneumatische Bremssystem mehr als einen Bremszylinder aufweisen kann und entsprechend Balgdrücke mehrerer Bälge und Bremsdrücke mehrerer Bremszylinder erfasst werden können.

Weitere 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 Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einem Aspekt der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Details eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einem Aspekt der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Anhängers als ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, gemäß einem Aspekt der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einem Aspekt der Erfindung; Fig. 5 eine durch ein Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung berechnete Kontroll-Bremsgröße und eine Charakterisierung des Zusammenhangs zwischen Bremsgröße und Bremsdruck; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Aspekt der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 200a, insbesondere Nutzfahrzeugs 200b, gemäß einem Aspekt der Erfindung.

Das Fahrzeug 200a, insbesondere Nutzfahrzeug 200b, wird im Folgenden als Fahrzeug 200a, 200b bezeichnet. Das Fahrzeug 200a, 200b ist ein Landfahrzeug. Das Fahrzeug 200a, 200b ist ein mehrgliedriges Fahrzeug 201 , auch als eine Fahrzeugkombination bezeichnet, und weist in dem gezeigten Beispiel ein Zugfahrzeug 200d und einen an das Zugfahrzeug 200b gekuppelten Anhänger 200c, auch als ein Anhängefahrzeug bezeichnet, auf. In einer anderen Ausführungsform kann das Fahrzeug 200a, 200b auch mehrere Anhänger 200c aufweisen (nicht gezeigt).

Ein derartiges Fahrzeug 200a, 200b weist eine Mehrzahl von n schematisch indizierten Achsen 205 auf. An jeder der Achsen 205 weist das Fahrzeug 200a, 200b der jeweiligen Achse 205 zugeordnete Räder 206 auf (siehe Fig. 2). Eines oder mehrere der Räder 206 kontaktiert oder kontaktieren mit jeweils einer Radaufstandsfläche einen Untergrund (nicht gezeigt). Dabei kann eine Bremskraft FB (siehe Fig. 2 bis 4) als eine an jeder Radaufstandsfläche wirkende Kraft in Fahrzeuglängsrichtung gegen die Fahrgeschwindigkeit bei einem Abbremsen bzw. Verzögern des Fahrzeugs 200a, 200b wirken. Die Bremskraft FB ist eine Bremsgröße B. Ebenfalls ist eine Abbremsung AB eine Bremsgröße B, die das Verzögern des Fahrzeugs 200a, 200b charakterisiert. Dabei ist die Abbremsung AB beispielsweise definiert als das Verhältnis aus Bremskraft FB und einer Achslast FA.

Details des Fahrzeugs 200a, 200b sind mit Bezug zu Fig. 2 bis 4 beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Details eines Fahrzeugs 200a, insbesondere Nutzfahrzeugs 200b, gemäß einem Aspekt der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 2 eine Achskonstruktion. Eine derartige oder prinzipiell ähnlich wirkende Achskonstruktion ist typisch für Anhängefahrzeuge.

Das Fahrzeug 200a, 200b weist demgemäß einen Fahrzeugrahmen 210 auf. Der Fahrzeugrahmen 210 ist eine Blech- und/oder Rohrkonstruktion, weist eine tragende Funktion auf, und Fahrwerkskomponenten sind mit dem Fahrzeugrahmen 210 verbunden. Insbesondere weist das Fahrzeug 200a, 200b ein pneumatisches Federungssystem 260 auf, das mit dem Rahmen verbundene Komponenten aufweist.

Das pneumatische Federungssystem 260 umfasst insbesondere einen einem Rad 206 und/oder einer Achse 205 zugeordneten Balg 265 beziehungsweise Luftfederbalg. Das Fahrzeug 200a, 200b umfasst eine Vorrichtung, um Druckluft zum Befüllen des Balgs 265 bereitzustellen (siehe Fig. 4). Ein Befüllen des Balgs 265 und/oder Entlüften des Balgs 265 ist durch Ventile 297 (siehe Fig. 4) des Fahrzeugs 200a, 200b möglich.

Das Fahrzeug 200a, 200b umfasst ein die Achse 205 bildendes Achsrohr 207. Das Achsrohr 207 ist seitenweise fest mit einem Achslenker 220 des Fahrzeugs 200a, 200b verbunden. Der Achslenker 220 ist an einer Seite des Achslenkers 220 drehbar durch eine einen Bolzen umfassende Lagerung 230 mit dem Fahrzeugrahmen 210 verbunden. Auf der anderen, der Lagerung 230 abgewandten Seite des Achslenkers 220 ist der Balg 265 angeordnet, mit dessen Hilfe das Fahrzeug 200a, 200b gefedert und gedämpft werden kann und die Achse 205 optional in der Höhe verstellbar ist. Dafür ist der Achslenker 220 mit dem Achsrohr 207 verbunden. Ein Abstand 11 zwischen der Lagerung 230 und der Achse 205 beziehungsweise dem Achsrohr 207 definiert eine Länge eines an der Lagerung 230 abgestützten und an der Achse 205 angreifenden Hebels. Der Abstand 11 zwischen der Lagerung 230 und der Achse 205 kann vermessen werden und ist eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante.

Das Fahrzeug 200a, 200b umfasst eine Drucksensorvorrichtung 270. Die

Drucksensorvorrichtung 270 ist dazu eingerichtet, einen Balgdruck pB zu messen und einen Bremsdruck BP zu messen. Die Drucksensorvorrichtung 270 kann zum Messen von Balgdrücken pB mehrerer Bälge 265 und/oder von Bremsdrücken BP mehrerer Bremszylinder 295 eingerichtet sein (siehe Fig. 4). Der Balgdruck pB ist dabei der Druck, der im Innenraum des Balgs 265 herrscht. Der Bremsdruck BP ist der Druck, mit dem ein Bremssystem 290 des Fahrzeugs 200a, 200b beaufschlagt wird. Der Balg 265 weist eine Wirkfläche Aeff auf, die zusammen mit dem Balgdruck pB eine durch den Balg 265 vermittelte Kraft definieren.

Die Lagerung 230 ist in einer Höhe h angeordnet. Die Höhe h ist definiert als der vertikale Abstand zwischen der Lagerung 230 und dem Untergrund und/oder der Radaufstandsfläche. Die Höhe h kann gemessen werden und/oder ist durch einen Radius des Rades 206 abschätzbar. Die Höhe h ist im Wesentlichen eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante.

Der Achslenker 220 weist eine Länge 10 des Achslenkers 220 auf. Die Länge 10 des Achslenkers 220 ist definiert als der Abstand zwischen der Lagerung 230 und dem Balg 265 entlang des Achslenkers 220. Die Länge 10 des Achslenkers 220 definiert somit eine Länge eines an der Lagerung 230 abgestützten und an dem Balg 265 angreifenden Hebelarms. Die Länge 10 des Achslenkers 220 kann vermessen werden und ist eine fahrzeugspezifisch beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante.

Das Fahrzeug 200a, 200b weist ein nicht in Fig. 2 gezeigtes Bremssystem 290 (siehe Fig. 4) zum Bremsen des Rads 206 auf. Das Bremssystem 290 ist dafür dazu eingerichtet, ein Bremsmoment auf das Rad 206 auszuwirken, um die Drehbewegung des Rads 206 durch eine an der Radaufstandsfläche angreifende Bremskraft FB zu verzögern. Durch die in Fig. 2 gezeigte Konstruktion führt ein an dem Rad 206 angreifendes Bremsmoment und somit die Bremskraft FB zu einer Gegenkraft auf den Balg 265 beziehungsweise zu einer Bremskraft FBB auf den Balg 265. Die Bremskraft FB führt somit zu einer Balgdruckänderung pD im Balg 265. Der Balgdruck pB und somit die Balgdruckänderung pD sowie ein Bremsdruck BP, mit dem das Bremssystem 290 beaufschlagt wird, ist durch den Drucksensor 270 messbar und kann an ein Steuergerät 250 des Fahrzeugs 200a, 200b (siehe Fig. 3 und 4) übermittelt werden. An dem Balg 265 greifen Kräfte FBA, FBS, FBB an, die folgende Komponenten umfassen: eine statische Kraft FBS auf den Balg 265, also eine aus einem statischen Beitrag der Achslast FA resultierende Kraft; eine Bremskraft FBB aus einer Abstützung des Bremsmomentes, und eine Kraft FBA aufgrund einer Achslastverlagerung, also einer dynamischen Achslastverlagerung bei Verzögerung beziehungsweise einen dynamischen Beitrag der Achslast FA.

Die Kräfte FBA, FBS, FBB und der Balgdruck pB stehen in folgendem Verhältnis: FBA+FBS+FBB = pB x 2 x Aeff. Mit anderen Worten ist die Summe der Kraft FBA auf den Balg 265 durch die Achslastverlagerung plus die statische Kraft FBS auf den Balg 265 plus die Bremskraft FBB auf den Balg 265 gleich zweimal dem Produkt aus dem Balgdruck pB und der Wirkfläche Aeff. Dabei resultiert die Zahl zwei aus der Anzahl der Bälge 265 pro Achse 205, ist eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante und kann in anderen Ausführungsbeispielen eine andere ganze Zahl sein.

Nachfolgend wird erläutert, wie die einzelnen Anteile der auf den Balg 265 wirkenden Kräfte FBA, FBS, FBB berechnet werden können.

Die effektive Wirkfläche Aeff des Balgs 265 kann vermessen oder aus Daten einer lastabhängigen Bremskraftberechnung ermittelt werden oder den Datenblättern der Balg- oder Achshersteller entnommen werden und ist eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante. Die entsprechenden Daten der lastabhängigen Bremskraftberechnung sind typischerweise in einem Steuergerät 250, insbesondere einem Bremsensteuergerät eines Anhängefahrzeugs, hinterlegt. Dabei ist in dem Steuergerät 250 typischerweise ein Zusammenhang zwischen einer Masse des Fahrzeugs 200a, 200b und dem Balgdruck pB hinterlegt. Die Wirkfläche Aeff ergibt sich dann als (mb-mu) x g x 11 / (2 x (pb-pu) x I0), wobei mb die Masse des beladenen Fahrzeugs 200a, 200b, mu die Masse des unbeladenen Fahrzeugs 200a, 200b, pb der Balgdruck pB des beladenen Fahrzeugs 200a, 200b, pu der Balgdruck pB des unbeladenen Fahrzeugs 200a, 200b, I0 die Länge des Achslenkers 220, 11 der Abstand zwischen der Lagerung 230 und der Achse 205, und g der Ortsfaktor sind. Die Kraft FBS aus der statischen Achslast auf den Balg 265 ist gleich dem Produkt des statischen Anteils der Achslast FA, statisch und des Abstands 11 zwischen der Lagerung 230 und der Achse 205 geteilt durch die Länge IO des Achslenkers 220: FBS = FA, statisch x 11/10.

Durch Beobachtung und Speicherung des Balgdrucks pB bei Bremsbeginn kann ein geeigneter Referenzdruck pRef für die Balgdruckänderung pD gebildet werden, sodass im Verlauf der Bremsung nur eine Auswertung der Balgdruckänderung pD notwendig ist. Die Balgdruckänderung pD bezeichnet den Anstieg des Balgdrucks pB während der Bremsung verglichen mit dem Balgdruck pB vor der Bremsung. Dabei kann zum Berechnen der Balgdruckänderung pD der maximale Balgdruck pB während der Bremsung herangezogen werden, um mit dem Referenzdruck pRef die Balgdruckänderung pD zu berechnen.

Aus der Bildung von einer Kräfte- beziehungsweise Momentensumme ergibt sich für den Zusammenhang zwischen Bremskraft FB und Abstützkraft FBB auf den Balg 265 folgende Gleichung: FB=FBB x 10/h, also die Bremskraft FB ist gleich der Abstützkraft FBB auf den Balg 265 multipliziert mit der Länge 10 eines Achslenkers 220 geteilt durch die Höhe h der Lagerung 230.

Die Berechnungsvorschrift für die Bremskraft FB unter Vernachlässigung der Achslastverlagerung (siehe Fig. 3) ergibt sich dann zu: FB = pD x 2 x Aeff x 10 / h, also die Bremskraft FB ist gleich zweimal dem Produkt aus der Wirkfläche Aeff und der Länge 10 des Achslenkers 220 geteilt durch die Höhe h der Lagerung 230. Dabei ist der Term 2 x Aeff x 10 / h eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante. Eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante kann beispielsweise im Speicher des Steuergeräts 250 hinterlegt sein.

Speziell bei einem Sattelauflieger, der typischerweise mehrere zu einem Achsaggregat zusammengefasste Achsen 205 aufweist, sind die Bälge 265 dieser Achsen 205 gänzlich oder zumindest seitenweise miteinander verbunden. Somit kann die Bremskraft FB des Fahrzeugs 200a, 200b und/oder des Achsaggregats ermittelt werden. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Anhängers 200c als ein Fahrzeug 200a, insbesondere Nutzfahrzeug 200b, gemäß einem Aspekt der Erfindung. Dabei kann eine Achse 205 oder es können mehrere Achsen 205 und das pneumatische Federungssystem 260 des Anhängers 200c wie mit Bezug zu Fig. 2 beschrieben ausgebildet sein. Fig. 3 wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben.

Damit der Anhänger 200c an das Zugfahrzeug 200d (siehe Fig. 1 ) angekuppelt werden kann, weist der Anhänger 200c gemäß Fig. 3 einen Königszapfen 280 auf, über den Kräfte zwischen dem Anhänger 200c und dem Zugfahrzeug 200d übertragen werden können.

Insbesondere kann bei einer Bremsung des Zugfahrzeugs 200b eine Zapfenbremskraft FBZ, also eine auf den Königszapfen 280 über das Zugfahrzeug 200d auf den Anhänger 200c wirkende Kraft beziehungsweise insbesondere deren horizontale Komponente, übertragen werden. Die Zapfenbremskraft FBZ ergibt sich aus dem Umstand, dass das Zugfahrzeug 200d die Masse des Anhängers 200c, die auf einer Sattelplatte des Zugfahrzeugs 200d aufliegt, abbremst. Der Königszapfen 280 ist in einer Zapfenhöhe hZ als ein vertikaler Abstand zwischen dem Königszapfen 280 und dem Untergrund und/oder der Radaufstandsfläche angeordnet. Die Zapfenhöhe hZ ist eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante.

Der Anhänger 200c weist einen Schwerpunkt 202 auf. Zum Ermitteln des Schwerpunkts 202 kann eine gleichmäßige Beladung des Anhängers 200c angenommen werden. Die Fahrdynamik des Anhänger 200c kann durch eine Fahrzeugverzögerung D bei einem Bremsvorgang charakterisiert werden. Der Schwerpunkt 202 ist in einer Schwerpunkthöhe hM angeordnet, welche geschätzt und/oder aus Daten der Bremsberechnung des Fahrzeugs 200a, 200b entnommen werden kann. Abweichungen von den Annahmen, beispielsweise zwischen der angenommenen und tatsächlichen Schwerpunkthöhe hM führen nur zu unwesentlichen Abweichungen in den folgenden Betrachtungen. Die Schwerpunkthöhe hM ist im Wesentlichen eine fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstante. Werden Einflüsse der Achslastverlagerung S bei der Bremsung berücksichtigt, so kann die Berechnung der Bremsgröße B beziehungsweise der Bremskraft FB und/oder der Abbremsung AB verbessert werden. Dafür werden Annahmen, z.B. für die Schwerpunkthöhe hM und die durch den Königszapfen 280 übertragene Zapfenkraft FBZ, getroffen. Die dynamische Achslastverlagerung S bei der Bremsung führt zu einer Entlastung des hinteren Achsaggregats des Sattelaufliegers und so zu einer Kraft FBA auf den Balg 265 durch die Achslastverlagerung S. Diese Kraft FBA auf den Balg 265 durch die Achslastverlagerung S kann unter Einbeziehung von Verzögerung D und Schwerpunkthöhe hM des Anhängers 200c wie folgt ermittelt werden: FBA = ( - m x D x hM + FBZ x hZ ) x 11 / (n x leff x IO), also Kraft FBA auf den Balg 265 durch die Achslastverlagerung S ist gleich dem Quotienten aus dem Abstand 11 zwischen der Lagerung 230 und der Achse 205 und dem Produkt aus der Anzahl n der Achsen 205, dem effektiven Radstand leff und der Länge I0 des Achslenkers 220 multipliziert mit der Summe aus dem Produkt der Masse m des Fahrzeugs 200, 200b, der Verzögerung D und der Schwerpunkthöhe hM und dem Produkt aus der Zapfenbremskraft FBK und der Zapfenhöhe hZ. Dabei ist der effektive Radstand leff ein Maß für den horizontalen Abstand zwischen dem Königzapfen 280 und den Achsen 205 und definiert eine Länge eines an dem Königszapfen 280 angreifenden und den Achsen 205 abgestützten Hebels. Falls beispielsweise mehrere Achsen 205 gleichermaßen belastet sind, ist der effektive Radstand leff relativ zu dem effektiven Aufstandspunkt definiert. Bei beispielsweise drei gleichermaßen belasteten Achsen 205 ist der effektive Aufstandspunkt an einer zweiten, mittleren Achse 205 angeordnet; bei zwei gleichermaßen belasteten Achsen 205 ist der effektive Aufstandspunkt genau zwischen den zwei Achsen 205 angeordnet.

Die Verzögerung D des Fahrzeugs 200a, 200b kann mithilfe eines Beschleunigungssensors und/oder mithilfe von Raddrehzahlsensoren gemessen werden. Die weiteren geometrischen Daten ergeben sich aus der Bauart des Fahrzeugs 200a, 200b und sind fahrzeugspezifische beziehungsweise fahrzeugtypspezifische Konstanten. Aus obiger Gleichung für die Achslastverlagerung wird deutlich, dass die Einflüsse durch die Achslastverlagerung aufgrund des im Verhältnis zur Schwerpunkthöhe hM und der Zapfenhöhe hZ langen effektiven Radstandes leff des Sattelaufliegers beziehungsweise Anhängers 200c gering sind.

Das Fahrzeug 200a, 200b weist das Steuergerät 250 auf. Das Steuergerät 250 ist beispielsweise ein Zentralsteuergerät beziehungsweise ein Bremsensteuergerät. Das Steuergerät 250 ist mit der Drucksensorvorrichtung 170 (siehe Fig. 2 und 4) verbindbar oder verbunden, um den Balgdruck pB und den Bremsdruck BP zu erfassen.

Das Fahrzeug 200a, 200b weist eine Datenverarbeitungsvorrichtung 255 auf. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 255 ist zur kabellosen Kommunikation mit einem fahrzeugexternen Server (nicht gezeigt) eingerichtet. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 255 ist mit dem Steuergerät 250 kommunikationstechnisch verbunden. Das Steuergerät 250 kann zum Bestimmen 130 der Kontroll-Bremsgröße B65 zum Übermitteln 125 des Bremsdrucks BP und der Balgdruckänderung pD und/oder des Balgdrucks pB an die von dem Steuergerät 250 verschiedene Datenverarbeitungsvorrichtung 255 eingerichtet sein. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 255 kann die Kontroll-Bremsgröße B65 gemäß dem Verfahren 100 nach Fig. 6 bestimmen und/oder die von dem Steuergerät 250 empfangenen Daten an den fahrzeugexternen Server übermitteln, der die Kontroll-Bremsgröße B65 bestimmt. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 255 ist beispielsweise eine Telematikvorrichtung. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 255 ist zum Ausgeben 150 einer Kontrollinformation Kl in Abhängigkeit der einen Grenzwert (siehe Fig. 5) unterschreitenden Kontroll- Bremsgröße B65 eingerichtet. Dafür kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 255 dazu eingerichtet sein, die Kontrollinformation Kl auf einer fahrzeugseitigen Ausgabevorrichtung für einen Fahrer und/oder Nutzer wahrnehmbar auszugeben, in einen Speicher zu schreiben und/oder an den fahrzeugexternen Server zu übertragen.

Fig. 5 zeigt eine durch ein Verfahren 100 gemäß einem Aspekt der Erfindung berechnete Kontroll-Bremsgröße B65 und eine Charakterisierung des Zusammenhangs zwischen Bremsgröße B und Bremsdruck BP. Fig. 5 wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 beschrieben. Dabei zeigt Fig. 5 in Fig. 5 (A) die Ermittlung der Kontroll-Bremsgröße B65 am Beispiel einer Kontroll-Bremskraft FB65 und in Fig. 5 (B) einen Zusammenhang zwischen einer Abbremsung AB und dem Bremsdruck BP.

In Fig. 5 (A) ist dafür die Bremskraft FB gegen den Bremsdruck BP aufgetragen. Die Bremskraft FB kann dabei wie mit Bezug zu Fig. 1 bis 4 beschrieben aus dem Balgdruck pB ermittelt werden. Unterhalb eines Ansprechdrucks PTh ist keine Bremskraft FB ermittelbar. Der Ansprechdruck PTh ist somit ein Grenzwert für den Bremsdruck BP und definiert in der Auftragung einen Ordinatenabschnitt, also eine Verschiebung des Zusammenhangs zwischen Bremskraft FB und Bremsdruck BP zu höheren Bremsdrücken BP.

Zum Ermitteln 130 der Kontroll-Bremsgröße B65 wird ein linearer Zusammenhang L zwischen der Bremskraft FB und dem Bremsdruck BP angenommen.

Der Balgdruck pB und der Bremsdruck BP werden während einer Mehrzahl von Bremsungen erfasst, um für die Mehrzahl der Bremsungen jeweils eine Bremskraft FB65 zu ermitteln. Dabei kann während eines jeden der Bremsvorgänge der jeweils maximal anliegende Bremsdruck BP und der dazugehörige Balgdruck pB erfasst werden, um die Bremsleistung bei maximalen Bremsdruck zu charakterisieren. Die aus den entsprechenden Balgdrücken pD ermittelten Bremskräfte FB sind mit den Bremsdrücken BP als Kreuze in Fig. 5 (A) illustriert. Dabei zeigt die Bremskraft FB einen linearen Zusammenhang mit dem Bremsdruck BP, wobei die Schwankung beziehungsweise Streuung der Bremskraft FB um den linearen Zusammenhang L bei größeren Bremsdrücken BP relativ zum Bremsdruck BP abnimmt.

Das Ermitteln 130 der Kontroll-Bremsgröße B65 umfasst eine lineare Regression. Dafür wird eine den linearen Zusammenhang L definierende Ausgleichgerade durch die durch die Bremskraft FB und den Bremsdruck BP definierten Messwerte gelegt. Damit kann anhand des linearen Zusammenhang L und der Mehrzahl der Bremsungen eine mittlere Kontroll-Bremsgröße mB65 bestimmt werden. Alternativ ist es möglich, unter der Annahme des linearen Zusammenhangs L anhand nur eines durch die Bremskraft FB und den Bremsdruck BP definierten Messwerts die Kontroll- Bremsgröße B65 zu bestimmen. Durch das wiederholte Bestimmen der Kontroll- Bremsgröße B65 für verschiedene Bremsungen kann ebenfalls die mittlere Kontroll- Bremsgröße mB65 ermittelt werden. Die mittlere Kontroll-Bremsgröße mB65 kann unter Berücksichtigung von mit steigendem Bremsdruck PB stärkeren Gewichten ermittelt werden. Zum Wichten können die Bremsgrößen B auch in Druckbereiche eingeteilt werden, also in Bereiche des Bremsdrucks BP, bei dem die jeweilige Bremsgröße B ermittelt wurde. Ein Gewicht w kann sich beispielsweise aus dem Bremsdruck BP als w = BP/P65, also als Verhältnis aus Bremsdruck BP und Kontroll- Bremsdruck P65 berechnen. Damit können die ermittelten Werte für die Bremskraft FB in niedrigen Druckbereichen (Steuerdruck von ca. 1 bar bis 3 bar) hochgerechnet werden auf Werte der Bremskraft FB bei einem Steuerdruck von 6,5 bar zur Beurteilung der Bremsperformance.

Der mit einer gestrichelten Linie gezeigte lineare Zusammenhang zeigt die Bremsleistung, also den Zusammenhang zwischen Bremskraft FB und Bremsdruck PB, mit einer Kontroll-Bremsgröße B65, die einem Soll, beispielsweise gemäß einer gesetzlichen Norm, entspricht. Dabei ist bei einem Kontroll-Bremsdruck P65 von 6,5 bar eine bestimmte Bremskraft FB aufzubringen. In dem gezeigten Beispiel indizieren die Messwerte eine Unterbremsung, also eine geringere Kontroll- Bremskraft FB65 bei dem Kontroll-Bremsdruck P65 als vorgeschrieben.

In Fig. 5 (B) ist die Abbremsung AB gegen den Bremsdruck BP aufgetragen. Der mit einer gestrichelten Linie gezeigte lineare Zusammenhang zeigt die Bremsleistung, also den Zusammenhang zwischen Abbremsung AB und Bremsdruck BP, mit einer Kontroll-Bremsgröße B65, die einem Soll, beispielsweise gemäß einer gesetzlichen Norm, entspricht. Der mit einer punktgestrichelten Linie gezeigte lineare Zusammenhang zeigt die Bremsleistung, im Falle einer Unterbremsung, analog zu Fig. 5 (A). Der in Fig. 5 (B) mit einer durchgezogenen Linie gezeigte lineare Zusammenhang zeigt die Bremsleistung, im Falle einer Überbremsung, also einer höheren Bremsleistung als dem Soll entsprechend.

Die Kontroll-Abbremsung AB65 und die Kontroll-Bremskraft FB65 können ineinander umgerechnet werden: es gilt AB65 = FB65 / (FA x g), also die Kontroll-Abbremsung AB65 ist gleich der Kontroll-Bremskraft FB65 geteilt durch das Produkt aus Achslast FA und Ortsfaktor g. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 100 gemäß einem Aspekt der Erfindung. Das Verfahren 100 ist ein Verfahren 100 zum Bestimmen einer Bremsleistung für ein Fahrzeug 200a, 200b. Ein derartiges Fahrzeug 200a, 200b ist mit Bezug zu Fig. 1 bis 4 beschrieben. Fig. 6 wird unter Bezugnahme auch Fig. 1 bis 5 beschrieben.

Das Verfahren 100 weist auf: Erfassen 110 des Balgdrucks pB und des Bremsdrucks BP während einer Bremsung.

Es erfolgt ein Ermitteln 120 einer Bremsgröße B anhand des Balgdrucks pB und/oder einer von dem Balgdruck pB ableitbaren Balgdruckänderung PD.

Es erfolgt ein Ermitteln 130 einer auf die Bremsung bezogenen Kontroll-Bremsgröße B65 bei einem Kontroll-Bremsdrucks P65 anhand der Bremsgröße B und des Bremsdrucks PB. Dabei ist die Kontroll-Bremsgröße B65 eine Kontroll-Bremskraft FB65 oder eine Kontroll-Abbremsung AB65. Die Bremsgröße B ist dementsprechend eine Bremskraft FB oder eine Abbremsung AB.

Das Ermitteln 130 der Kontroll-Bremsgröße B65 erfolgt unter Berücksichtigung eines Ansprechdrucks PTh des Bremssystems 290.

Das Ermitteln 130 der Kontroll-Bremsgröße B65 erfolgt unter der Annahme eines linearen Zusammenhangs L zwischen der Bremsgröße B und dem Bremsdruck BP.

Optional erfolgt ein Übermitteln 125 des Bremsdrucks BP und der Balgdruckänderung pD und/oder des Balgdrucks pB von dem Steuergerät 250 an die Datenverarbeitungsvorrichtung 255.

Das Ermitteln 130 der Kontroll-Bremsgröße B65 umfasst eine lineare Regression.

Der Balgdruck pB und der Bremsdruck BP werden während einer Mehrzahl von Bremsungen erfasst, die Bremsgröße B wird jeweils für eine der Mehrzahl der Bremsungen ermittelt, und das Verfahren 100 weist auf: Ermitteln 140 einer mittleren Kontroll-Bremsgröße mB65 anhand der Kontroll-Bremsgrößen B65 der Mehrzahl von Bremsungen. Die mittlere Kontroll-Bremsgröße mB65 wird unter Berücksichtigung von mit steigendem Bremsdruck PB fallenden Gewichten ermittelt.

Es erfolgt ein Ausgeben 150 einer Kontrollinformation Kl in Abhängigkeit der einen Grenzwert unterschreitenden Kontroll-Bremsgröße B65.

Bezuqszeichen (Teil der Beschreibung)

100 Verfahren

110 Erfassen

120 Ermitteln einer Bremsgröße

125 Übermitteln

130 Ermitteln einer Kontroll-Bremsgröße

140 Ermitteln einer mittleren Kontroll-Bremsgröße

150 Ausgeben

200a Fahrzeug

200b Nutzfahrzeug

200c Anhänger

200d Zugfahrzeug

201 mehrgliedriges Fahrzeug

202 Schwerpunkt

205 Achse

206 Rad

207 Achsrohr

210 Fahrzeugrahmen

220 Achslenker

230 Lagerung

250 Steuergerät

255 Datenverarbeitungsvorrichtung

260 pneumatisches Federungssystem

265 Balg

270 Drucksensorvorrichtung

280 Königszapfen

290 elektropneumatisches Bremssystem

295 Bremszylinder

AB Abbremsung

AB65 Kontroll-Abbremsung

Aeff Wirkfläche B Bremsgröße

B65 Kontroll-Bremsgröße

BP Bremsdruck

D Fahrzeugverzögerung

FA Achslast

FB Bremskraft

FB65 Kontroll-Bremskraft

FBA Kraft auf Balg, Achslastverlagerung

FBB Bremskraft auf Balg

FBS statische Kraft auf Balg

FBZ Zapfenbremskraft h Höhe einer Lagerung hM Schwerpunkthöhe hZ Zapfenhöhe

Kl Kontrollinformation leff effektiver Radstand

10 Länge eines Achslenkers

11 Abstand zwischen Lagerung und Achse

L linearer Zusammenhang mB65 Kontroll-Bremsgröße n Anzahl von Achsen

P65 Kontroll-Bremsdruck pB Balgdruck pD Balgdruckänderung pRef Referenzdruck pTh Ansprechdruck

S Achslastverlagerung

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren (100) zum Bestimmen einer Bremsleistung für ein Fahrzeug (200a), insbesondere ein Nutzfahrzeug (200b), wobei das Fahrzeug (200a), insbesondere Nutzfahrzeug (200b), ein pneumatisches Federungssystem (260) mit einem Balg (265), ein elektropneumatisches Bremssystem (290) mit einem Bremszylinder (295) und eine Drucksensorvorrichtung (270) zum Erfassen eines Balgdrucks (pB) des Balgs (265) und eines Bremsdrucks (BP) des Bremszylinders (295) aufweist, wobei das Verfahren (100) aufweist:

Erfassen (110) des Balgdrucks (pB) und des Bremsdrucks (BP) während einer Bremsung;

Ermitteln (120) einer Bremsgröße (B) anhand des Balgdrucks (pB) und/oder einer von dem Balgdruck (pB) ableitbaren Balgdruckänderung (PD); und Ermitteln (130) einer auf die Bremsung bezogenen Kontroll-Bremsgröße (B65) bei einem Kontroll-Bremsdruck (P65) anhand der Bremsgröße (B) und des Bremsdrucks (PB).

2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , wobei die Kontroll-Bremsgröße (B65) eine Kontroll-Bremskraft (FB65) oder eine Kontroll-Abbremsung (AB65) ist.

3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bremsgröße (B) eine Bremskraft (FB) oder eine Abbremsung (AB) ist.

4. Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ermitteln (130) der Kontroll-Bremsgröße (B65) unter Berücksichtigung eines Ansprechdrucks (PTh) des Bremssystems (290) erfolgt.

5. Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ermitteln (130) der Kontroll-Bremsgröße (B65) unter der Annahme eines linearen Zusammenhangs (L) zwischen der Bremsgröße (B) und dem Bremsdruck (BP) erfolgt.

6. Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ermitteln (130) der Kontroll-Bremsgröße (B65) eine lineare Regression umfasst.

7. Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Balgdruck (pB) und der Bremsdruck (BP) während einer Mehrzahl von Bremsungen erfasst werden, die Bremsgröße (B) jeweils für eine der Mehrzahl der Bremsungen ermittelt wird, und das Verfahren (100) aufweist:

Ermitteln (140) einer mittleren Kontroll-Bremsgröße (mB65) anhand der Kontroll-Bremsgrößen (B65) der Mehrzahl von Bremsungen.

8. Verfahren (100) nach Anspruch 7, wobei die mittlere Kontroll-Bremsgröße (mB65) unter Berücksichtigung von mit steigendem Bremsdruck (PB) steigenden Gewichten ermittelt wird.

9. Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren (100) aufweist:

Ausgeben (150) einer Kontrollinformation (Kl) in Abhängigkeit der einen Grenzwert unterschreitenden Kontroll-Bremsgröße (B65).

10. Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Fahrzeug (200a), insbesondere Nutzfahrzeug (200b), ein Steuergerät (250) zum Steuern des Bremssystems (290) und eine Datenverarbeitungsvorrichtung (255) aufweist, wobei das Verfahren (100) zum Bestimmen (130) der Bremsgröße (B) aufweist:

Übermitteln (125) des Bremsdrucks (BP) und der Balgdruckänderung (pD) und/oder des Balgdrucks (pB) von dem Steuergerät (250) an die Datenverarbeitungsvorrichtung (255).

11. Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren (100) und/oder die Schritte des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.

12. Steuergerät (250) für ein Fahrzeug (200a), insbesondere Nutzfahrzeug (200b), wobei das Steuergerät (250) dazu eingerichtet ist, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.

13. Steuergerät (250) nach Anspruch 12, wobei das Steuergerät (250) zum Ermitteln (130) der Kontroll-Bremsgröße (B65) zum Übermitteln (135) des Bremsdrucks (PB) und der Balgdruckänderung (pD) und/oder des Balgdrucks (pB) an eine von dem Steuergerät (250) verschiedene Datenverarbeitungsvorrichtung (255) des Fahrzeugs (200a), insbesondere Nutzfahrzeugs (200b), eingerichtet ist.

14. Fahrzeug (200a), insbesondere Nutzfahrzeug (200b), mit einem pneumatischen Federungssystem (260) mit einem Balg (265), mit einem elektropneumatischen Bremssystem (290) mit einem Bremszylinder (295), einer Drucksensorvorrichtung (270) zum Erfassen eines Balgdrucks (pB) des Balgs (265) und eines Bremsdrucks (BP) des Bremszylinders (295) und mit einem mit der Drucksensorvorrichtung (270) verbundenen Steuergerät (250) nach Anspruch 12 oder 13.

15. Fahrzeug (200a), insbesondere Nutzfahrzeug (200b), nach Anspruch 14, wobei das Fahrzeug (200a), insbesondere Nutzfahrzeug (200b), ein Anhänger (200c) eines mehrgliedrigen Fahrzeugs (201 ) ist.