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Die Erfindung betrifft den Bereich der Nutzfahrzeuge und hierbei insbesondere Anhängerfahrzeuge oder kurz Anhänger, die insbesondere als Nutzfahrzeuge ausgebildet sind. Außerdem betrifft die Erfindung Zugfahrzeuge, die ebenfalls als Nutzfahrzeuge ausgebildet sind. Ein als Nutzfahrzeug ausgebildetes Anhängerfahrzeug wird durch ein Zugfahrzeug gezogen. Solche hier bezeichneten Anhängerfahrzeuge sind insbesondere Sattelauflieger und Deichselanhänger.
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Gemäß dem Stand der Technik sind Nutzfahrzeuge, die als Zugfahrzeuge ausgebildet sind, vornehmlich mit einem Primärantrieb, der meist ein Verbrennungsmotor ist, ausgestattet, um das Zugfahrzeug anzutreiben und ggf. ein Anhängerfahrzeug zu ziehen. Die genannten Nutzfahrzeuge werden gemäß dem Stand der Technik immer häufiger mit einem zusätzlichen Antrieb, der beispielsweise ein elektrischer Antrieb ist, ausgestattet. Demnach kann ein elektrischer Antrieb zusätzlich zum Verbrennungsmotor im Zugfahrzeug vorgesehen sein, so dass das Zugfahrzeug als Hybridfahrzeug ausgebildet ist. Es ist außerdem auch bekannt, dass ein elektrischer Antrieb im Anhängerfahrzeug angeordnet ist, um ein Hybridgespann aus einem Zugfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Anhängerfahrzeug mit einem elektrischen Antrieb zu bilden.
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Unabhängig davon, ob ein elektrischer Antrieb im Zugfahrzeug, im Anhängerfahrzeug oder in beiden Fahrzeugen eines Gespanns angeordnet ist, dient der elektrische Antrieb vornehmlich zur Unterstützung des Primärantriebs, nämlich beispielsweise, um einen Verbrennungsmotor des Zugfahrzeugs durch Bereitstellen eines zusätzlichen Schubs, beispielsweise beim Anfahren oder beim Bergauffahren, zu unterstützen. Außerdem kann mit dem elektrischen Antrieb kinetische und potenzielle Energie des Gespanns, beispielsweise beim Bremsen, zurückgewonnen und als elektrische Energie in einem oder mehreren Energiespeichern gespeichert werden. Diese Energie kann bei Bedarf wieder für den Vortrieb zur Verfügung gestellt werden. So dient ein elektrischer Antrieb auch zur Unterstützung oder vollständigen Umsetzung einer geforderten negativen Beschleunigung, nämlich zum Bremsen. In besonders vorteilhafter Weise werden so Reibbremsen des Zugfahrzeugs und des Anhängerfahrzeugs geschont.
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Hierbei sind verschiedene Strategien bekannt, um den elektrischen Antrieb, insbesondere, wenn dieser im Anhängerfahrzeug bereitgestellt ist, anzusteuern. So beschreibt beispielsweise das Dokument
EP 2 394 890 B1 , dass Steuersignale zur Bereitstellung eines positiven oder negativen Drehmoments des elektrischen Antriebs im Anhängerfahrzeug durch Messen einer Koppelkraft zwischen dem Anhängerfahrzeug und dem Zugfahrzeug gewonnen werden. In
US 9,694,712 B2 ist ferner beschrieben, Steuersignale zur Bereitstellung eines positiven oder negativen Drehmoments des elektrischen Antriebs basierend auf Sensoren des Anhängerfahrzeugs, die beispielsweise eine Beschleunigung oder eine Neigung anzeigen, zu bestimmen.
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Bei den bekannten Strategien wird der elektrische Antrieb somit im Wesentlichen durch die Fahrdynamik des Fahrzeugs oder des Gespanns, in dem der elektrische Antrieb angeordnet ist, gesteuert. Insbesondere ist so zwar eine Unterstützung des Primärantriebs möglich, aber eine Effizienz der Unterstützung wird im Wesentlichen außer Acht gelassen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Problemen des Standes der Technik zu begegnen. Insbesondere soll die Effizienz bei der Unterstützung eines Primärantriebs durch einen elektrischen Antrieb erhöht werden. Jedenfalls soll eine Alternative zum aus dem Stand der Technik Bekannten gefunden werden.
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Hierzu betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 1.
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Demnach wird ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug insbesondere ein Anhängerfahrzeug ist. Das Anhängerfahrzeug ist in diesem Fall insbesondere als Nutzfahrzeug ausgebildet.
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Gemäß dem Verfahren wird zunächst ein durch einen Primärantrieb insbesondere angeforderter oder erkannter Betriebspunkt erfasst. Der Primärantrieb kann insbesondere ein Verbrennungsmotor sein. Weiter kann der Primärantrieb insbesondere ein Antrieb zum Antreiben des Fahrzeugs mit dem elektrischen Antrieb selbst oder eines Zugfahrzeugs, das das als Anhängerfahrzeug ausgebildete Fahrzeug zieht, sein.
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Ferner wird ein Vorschubdrehmoment mit dem elektrischen Antrieb erzeugt, wenn der erfasste Betriebspunkt einem von mehreren vordefinierten Aktivierungsbetriebspunkten entspricht. Insbesondere wird kein Vorschubdrehmoment mit dem elektrischen Antrieb erzeugt oder ein Vorschubdrehmoment mit dem elektrischen Antrieb abgeschaltet, wenn der erfasste Betriebspunkt einem von mehreren vordefinierten Deaktivierungsbetriebspunkten entspricht.
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Im Fall, dass das Vorschubdrehmoment mit dem elektrischen Antrieb erzeugt wird, wird außerdem eine Leistung des Primärantriebs abgesenkt oder reduziert. Insbesondere kann das Erzeugen des Vorschubdrehmoments mit einem Anhängerbremssteuergerät (TEBS) erfolgen, wenn der elektrische Antrieb Bestandteil eines Anhängerfahrzeugs ist. Das Absenken der Leistung des Primärantriebs kann insbesondere durch ein Fahrzeugbremssteuergerät erfolgen, das im Folgenden auch als Bremssteuergerät (EBS) bezeichnet wird, für den Fall, dass der Primärantrieb Bestandteil eines das Anhängerfahrzeug ziehenden Zugfahrzeugs ist. Das EBS kann die Absenkung insbesondere durch ein Signal erzeugen, das an ein Motorsteuergerät übertragen wird.
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Demnach können Aktivierungsbetriebspunkte so festgelegt werden, dass sie den Betriebspunkten des primären Antriebs entsprechen, bei denen eine effiziente Unterstützung durch den elektrischen Antrieb ermöglicht wird. Gezielt kann der elektrische Antrieb so nur dann zur Unterstützung des Primärantriebs verwendet werden, wenn eine effiziente Unterstützung möglich ist. Die Definition der Aktivierungsbetriebspunkte dient so zur gezielten Ansteuerung des elektrischen Antriebs unter Berücksichtigung der Effizienz der Unterstützung.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform ist den Betriebspunkten des Primärantriebs jeweils eine zugeführte Energie des Primärantriebs zugeordnet. Die zugeordnete Energie entspricht der Energie, die in dem jeweiligen Betriebspunkt dem Primärantrieb für den Betrieb zugeführt wird. Ferner ist ein Energieschwellenwert vordefiniert oder festgelegt. Betriebspunkte werden als Aktivierungsbetriebspunkte erkannt oder vordefiniert, wenn ihre zugeordnete Energie oberhalb des Energieschwellenwerts liegt. Betriebspunkte, denen eine zugeordnete Energie unterhalb des Energieschwellenwerts zugeordnet ist, werden als Deaktivierungsbetriebspunkte erkannt oder vordefiniert. Insbesondere ist es möglich, dass der Betriebspunkt, der auf dem Energieschwellenwert liegt, ebenfalls als Deaktivierungsbetriebspunkt vordefiniert wird.
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Ein Primärantrieb, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor, benötigt in unterschiedlichen Betriebspunkten unterschiedliche Mengen an zugeführter Energie, um den Betriebspunkt zu halten. Dies ist beispielsweise von einer Drehzahl des Primärantriebs und einem Drehmoment, das vom Primärantrieb aufgewendet werden muss, abhängig. Somit lässt sich durch die zugeführte Energie in einem Betriebspunkt auch die Belastung des Primärantriebs durch die zugeführte Energie ableiten. Das Festlegen eines Energieschwellenwerts dient somit dazu, eine Belastungsschwelle des Primärantriebs festzulegen, bei deren Überschreiten der elektrische Antrieb hinzugeschaltet wird, um den Primärantrieb zu entlasten. Es wird somit eindeutig eine Grenze festgelegt, ab derer ein elektrischer Antrieb vorteilhafterweise zur Unterstützung des Primärantriebs zur Vermeidung von Betriebspunkten mit einem schlechteren Wirkungsgrad dient.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Energieschwellenwert als die Energie festgelegt, die in einem Betriebspunkt im Bereich eines Übergangs von einem Teillastbetrieb in einen Volllastbetrieb des Primärantriebs zugeführt wird. Der Betriebspunkt kann insbesondere bei einer Leistung liegen, die größer als 70 % der Maximalleistung des Primärantriebs ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Primärantrieb ein Verbrennungsmotor ist. Antriebe, wie Verbrennungsmotoren, weisen üblicherweise im Teillastbetrieb einen besseren Wirkungsgrad als im Volllastbetrieb auf. Somit wird durch Festlegen des Energieschwellenwerts in einem Bereich eines Übergangs vom Teillast- in den Volllastbetrieb eine Unterstützung des Primärantriebs durch den elektrischen Antrieb ab diesem Übergang gewährleistet. Die Dauer, in der ein Primärantrieb im Volllastbetrieb mit einem vergleichsweise schlechteren Wirkungsgrad betrieben werden muss, wird dadurch reduziert oder es wird ein Volllastbetrieb sogar weitestgehend vermieden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Leistung des Primärantriebs um einen Absenkungswert abgesenkt. Der Absenkungswert ist beispielweise ein Wert, der abhängig vom erfassten Betriebspunkt ist. Demnach ist es beispielsweise möglich, wenn ein Betriebspunkt als Aktivierungsbetriebspunkt mit einer zugeordneten Energie kurz oberhalb des Energieschwellenwerts erkannt wird, hier nur eine vergleichsweise geringe Absenkung der Leistung des Primärantriebs vorzunehmen. Demgegenüber wird für einen Betriebspunkt, dem ein Aktivierungsbetriebspunkt mit einer Energie zugeordnet ist, die vergleichsweise weiter oberhalb des Energieschwellenwerts liegt, eine vergleichsweise stärkere Absenkung der Leistung des Primärantriebs vorgenommen. So ist es beispielsweise möglich, die Leistung des Primärantriebs immer so abzusenken, dass der Primärantrieb im Wesentlichen immer im Bereich seines Teillastbetriebs betrieben wird. Alternativ entspricht der Absenkungswert einem vordefinierten Anteil der Leistung des Primärantriebs, die dem erfassten Betriebspunkt entspricht.
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Gemäß einer Ausführungsform liegt der Anteil im Bereich zwischen 20 % und 35 % oder insbesondere zwischen 25 % und 30 % der dem erfassten Betriebspunkt entsprechenden Leistung.
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Durch Festlegen eines vordefinierten Anteils wird der Absenkungswert einfacher bestimmbar und kann unmittelbar aus dem Betriebspunkt selbst zum Zeitpunkt der geforderten Absenkung bestimmt werden. Eine Festlegung und Abspeicherung einer Vielzahl von Absenkungswerten für jeden der Betriebspunkte ist so nicht nötig.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt und der Betriebspunkt nur dann als Aktivierungsbetriebspunkt erkannt, wenn die ermittelte Geschwindigkeit oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellenwerts liegt. Der Geschwindigkeitsschwellenwert liegt insbesondere oberhalb von 20 km/h, insbesondere oberhalb von 25 km/h oder oberhalb von 30 km/h. Ein elektrischer Antrieb arbeitet üblicherweise erst ab einer konstruktionsbedingten Mindestgeschwindigkeit oder Drehzahl energieeffizient. Dies wird hier ausgenutzt, so dass eine Unterstützung des Primärantriebs erst dann erfolgt, wenn auch ein effizienter Betrieb des elektrischen Antriebs gewährleistet ist. Eine Systemeffizienz aus Primärantrieb und elektrischem Antrieb wird somit weiter erhöht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Fahrzeug ein Anhängerfahrzeug mit dem elektrischen Antrieb, das durch ein Zugfahrzeug mit dem Primärantrieb gezogen wird. Das Vorschubdrehmoment, das mit dem elektrischen Antrieb erzeugt wird, weist einen Vorschubdrehmomentwert auf. Der Vorschubdrehmomentwert wird hierbei derart gewählt, dass dieser geringer ist als eine Drehmomentreduzierung, die einem Absenken der Leistung um den Absenkungswert entspricht. Demnach wird also die Leistung des Primärantriebs um den Absenkungswert beim Erkennen eines Betriebspunkts, der ein Aktivierungsbetriebspunkt ist, ausgeführt und mit dem elektrischen Antrieb ein Vorschubdrehmoment erzeugt, das die Absenkung der Leistung des Primärantriebs nicht vollständig kompensiert. Somit wird ein Aufschieben des Anhängerfahrzeugs auf das Zugfahrzeug vermieden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Vorschubdrehmoment derart erzeugt, dass es einen Vorschubdrehmomentwert aufweist, der im Bereich von 1 % bis 5 % geringer ist als die Drehmomentreduzierung, die dem Absenkungswert entspricht. Alternativ entspricht der Vorschubdrehmomentwert einem Wert im Bereich von 20 % bis 30 %, insbesondere in einem Bereich von 23 % bis 27 %, beispielsweise 25 %, des Anteils der entsprechenden Leistung oder des Drehmoments des Primärantriebs nach der Absenkung. Insbesondere sind so feste Vorschubdrehmomentwerte für den elektrischen Antrieb festlegbar und auch hier müssen keine Vorschubdrehmomentwerte für jeden Betriebspunkt hinterlegt werden. Ein Speicher muss demnach nicht vorgehalten werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird im Fall eines erfassten Betriebspunkts, der einer angeforderten Maximalleistung des Primärantriebs entspricht, auch ein maximales Vorschubdrehmoment des elektrischen Antriebs bereitgestellt. Somit wird unabhängig von einer Effizienzbetrachtung in dem Fall, dass ein Fahrer einen maximalen Vorschub über den Primärantrieb fordert, zusätzlich der maximale Vorschub des elektrischen Antriebs bereitgestellt. Insbesondere in Gefahrensituationen, in denen beispielsweise eine hohe Beschleunigung des Fahrzeugs zur Vermeidung einer Gefahr angefordert wird, wird diese Beschleunigung gemeinsam durch beide Antriebe ohne Berücksichtigung der Effizienz erzeugt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Fahrzeug ein Anhängerfahrzeug mit dem elektrischen Antrieb, das durch ein Zugfahrzeug mit dem Primärantrieb gezogen wird. Außerdem ist eine Sensorik im Zugfahrzeug und/oder im Anhängerfahrzeug angeordnet, wobei mit der Sensorik ein Sensorsignal erzeugbar ist, das ein Aufschieben des Anhängerfahrzeugs auf das Zugfahrzeug anzeigt. Das Sensorsignal wird überwacht. Im Fall eines erkannten Aufschiebens wird das Vorschubdrehmoment des elektrischen Antriebs reduziert.
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Somit wird zusätzlich ein Aufschieben des Anhängerfahrzeugs auch durch eine Sensorik überwacht. Es wird zwar das Vorschubdrehmoment insbesondere so erzeugt, dass ein Aufschieben gar nicht erst entsteht. Eine Überwachung durch die Sensorik ist dennoch vorteilhaft, falls durch eine spezielle Fahrsituation trotz der Steuerung und Regelung des Primärantriebs und des elektrischen Antriebs ein Aufschieben erfolgt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Energieschwellenwert, der Absenkungswert, der Geschwindigkeitswert und der Vorschubdrehmomentwert für jeden Betriebspunkt vordefiniert oder werden für jeden Betriebspunkt aus hinterlegten Kennlinien in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebspunkt ermittelt. Durch Vordefinieren der Werte als feste Werte oder als anteilige Werte einer anderen Größe, beispielsweise als Angabe in Prozent, müssen die Werte nicht für jeden Betriebspunkt hinterlegt werden, so dass ein Speicher für die Vielzahl der Werte eingespart werden kann. Werden die Werte für jeden Betriebspunkt aus hinterlegten Leistungskennlinien jedes Mal ermittelt, ist für die Leistungskennlinien oder die Werte ein vergleichsweise größerer Speicherbedarf nötig, wobei jedoch die Effizienz erhöht werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Ladung eines Energiespeichers des elektrischen Antriebs ermittelt und das Erzeugen eines Vorschubdrehmoments mit dem elektrischen Antrieb, insbesondere ein Absenken der Leistung des Primärantriebs, erfolgt nur dann, wenn die Ladung des Energiespeichers oberhalb von einem vordefinierten Ladungsschwellenwert liegt. Somit wird sichergestellt, dass immer ausreichend Energie im Energiespeicher bereitgehalten wird, um weitere Verbraucher, wie beispielsweise ein Kühlaggregat, mit Energie zu versorgen oder in Notfallsituationen Energie für den elektrischen Antrieb bereitzuhalten, wenn beispielsweise ein Vorschubmoment zum Vermeiden einer Gefahr benötigt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Umtauschrate für jeden Betriebspunkt des Primärantriebs bestimmt. Die Umtauschrate gibt an, wie viel Energie im jeweiligen Betriebspunkt durch Absenkung der Leistung des Primärantriebs und Erzeugen eines elektrischen Vorschubmoments eingespart werden kann. Ferner wird ein Umtauschratenschwellenwert festgelegt. Der Betriebspunkt wird dann als Aktivierungsbetriebspunkt erkannt, wenn die bestimmte Umtauschrate für den erfassten Betriebspunkt oberhalb des Umtauschratenschwellenwerts liegt. Der Betriebspunkt wird als Deaktivierungsbetriebspunkt erkannt, wenn die Umtauschrate für den Betriebspunkt unterhalb von dem Umtauschratenschwellenwert liegt.
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So ist eine alternative weitere Festlegung der Betriebspunkte als Aktivierungsbetriebspunkte oder als Deaktivierungsbetriebspunkte möglich.
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Außerdem umfasst die Erfindung ein System mit einem Bremssteuergerät (EBS) und einem Anhängerbremssteuergerät (TEBS). Das System ist eingerichtet, das Verfahren gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen auszuführen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Gespann mit einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahrzeug. Das Zugfahrzeug umfasst das Bremssteuergerät und das Anhängerfahrzeug das Anhängerbremssteuergerät. Das Gespann ist eingerichtet, eine Ausführungsform des zuvor genannten Verfahrens auszuführen.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich anhand der in den Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiele. Hierbei zeigen:
- 1 ein Gespann gemäß einem Ausführungsbeispiel und
- 2 die Schritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein Gespann 10 mit zwei Fahrzeugen 11, nämlich einem Zugfahrzeug 12, das ein Nutzfahrzeug ist, und über eine Deichsel 14 mit einem Anhängerfahrzeug 16 verbunden ist. Das Anhängerfahrzeug 16 ist ebenfalls ein Nutzfahrzeug und durch das Zugfahrzeug 12 ziehbar. Das Zugfahrzeug 12 sowie das Anhängerfahrzeug 16 umfassen jeweils mehrere Achsen 18, die jeweils zwei Räder 20 aufweisen. Jedes der Räder 20 ist mit einer Reibbremse 22 ausgestattet, um im Fall eines Bremswunsches, nämlich einer angeforderten negativen Beschleunigung, die Räder 20 zu bremsen. Mindestens eine der Achsen 18 des Zugfahrzeugs 12 ist durch einen Primärantrieb 19, der insbesondere ein Verbrennungsmotor 21 ist, angetrieben. Zum Antreiben des Zugfahrzeugs 12 wird durch Variation einer Gaspedalstellung 23 eines Gaspedals 24 und durch Variation einer Bremspedalstellung 25 eines Bremspedals 26 durch einen Bediener des Zugfahrzeugs 12 ein Wunsch einer Geschwindigkeitserhöhung bzw. ein Bremswunsch signalisiert. Das Gaspedal 24 ist zur Übermittlung der Gaspedalstellung 23 mit einem Fahrzeugsteuergerät 28 verbunden. Das Bremspedal 26 ist zur Übermittlung der Bremspedalstellung 25 mit einem Fahrzeugbremssteuergerät 32, das auch kurz Bremssteuergerät 32 genannt wird, verbunden. Das Fahrzeugsteuergerät 28 übermittelt Steuersignale 29 zum Ansteuern des Primärantriebs 19 über eine Verbindung an den Primärantrieb 19. Ferner wird vom Fahrzeugsteuergerät 28 auch die Gaspedalstellung 23 weiter über eine Verbindung 34 an das Fahrzeugbremssteuergerät 32 übertragen. Das Fahrzeugbremssteuergerät 32 gibt die Gaspedalstellung 23 in einer Botschaft, insbesondere Botschaft EBS11, auf einem nach ISO 11992 standardisierten Bus 30 aus. Außerdem ist das Bremssteuergerät 32 eingerichtet, auch dem Fahrzeugsteuergerät 28 Vorgaben zum Ansteuern des Primärantriebs 19 zu übertragen. Ein Beispiel ist eine Anforderung, die Leistung in dem Fall abzusenken, wenn ein unstabiler Fahrzustand durch ein nicht dargestelltes Assistenzsystem des Bremssteuergeräts 32 erkannt wird. Auch gemäß der Erfindung kann die Leistung des Primärantriebs 19 vom Bremssteuergerät 32 reduziert werden, wenn ein Vorschubdrehmoment von einem elektrischen Antrieb 52 erzeugt wird.
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Außerdem sind mit dem Fahrzeugbremssteuergerät 32 die Reibbremsen 22 des Zugfahrzeugs 12 verbunden, so dass im Fall eines durch das Bremspedal 26 ausgelösten Bremswunsches der Bremswunsch in Bremssignale für die Reibbremsen 22 des Zugfahrzeugs 12 umsetzbar ist.
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Außerdem erzeugt das Fahrzeugbremssteuergerät 32 des Zugfahrzeugs 12 im Falle eines Bremswunsches einerseits ein negatives Beschleunigungsanforderungssignal für das Anhängerfahrzeug 16, das über den Bus 30 an das Anhängerbremssteuergerät 42 übertragen wird, und andererseits einen Bremssteuerdruck 36, der über eine Bremssteuerleitung 38 ebenfalls als negatives Beschleunigungsanforderungssignal an das Anhängerfahrzeug 16 übermittelt wird. Die Übertragung des negativen Beschleunigungsanforderungssignals über die Bremssteuerleitung 38 ist als redundanter Übertragungspfad zu sehen. Im Normalzustand wird demnach ein Sollwert des Beschleunigungsanforderungssignals über den Bus 30 zur Ansteuerung der Reibbremsen 22 des Anhängerfahrzeugs 16 durch das Anhängerbremssteuergerät 42 verwendet. Bei Ausfall des Bussignals wird das Beschleunigungsanforderungssignal über die Bremssteuerleitung 38 empfangen. Die Bremssteuerleitung 38 ist hierzu mit einem ersten Eingang 40 eines Anhängerbremssteuergeräts 42 verbunden. Ein Sensor 44 des Anhängerbremssteuergeräts 42 wandelt den Bremssteuerdruck 36, der über die Bremssteuerleitung 38 übertragen wird, in ein elektrisches Signal 47 und übermittelt dies an eine Steuerung 48 des Anhängerbremssteuergeräts 42. In Abhängigkeit von diesem Signal 47 sind Reibbremsen 22 der hier dargestellten zwei Achsen 18 des Anhängerfahrzeugs 16 ansteuerbar. Somit werden in Abhängigkeit von dem Bremssteuerdruck 36, der über die Bremssteuerleitung 38 dem Anhängerbremssteuergerät 42 als Beschleunigungsanforderungssignal zugeführt wird, Signale, nämlich Bremsansteuersignale 50, ausgegeben, um die Reibbremsen 22 anzusteuern.
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Zusätzlich verfügt das Anhängerfahrzeug 16 über einen elektrischen Antrieb 52, der einen Akkumulator 54, der wiederaufladbar ist, umfasst. Neben dem Akkumulator 54 umfasst der elektrische Antrieb zwei Umrichter 56, die mit der Energie des Akkumulators 54 elektrische Motoren 58 mit Energie versorgen, um ein positives Drehmoment zu erzeugen. Der Akkumulator 54, die Umrichter 56 und die elektrischen Motoren 58 entsprechen Komponenten 59 des elektrischen Antriebs 52. Gemäß einem alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur ein elektrischer Motor 58 zum Antrieb beider Räder 20 der Achse 18 vorgesehen, der seine Antriebskraft über ein Differentialgetriebe an die Räder 20 aufteilt. Im Falle, dass also nur ein elektrischer Motor 58 vorgesehen ist, umfasst der elektrische Antrieb 52 auch nur einen Umrichter 56.
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Die elektrischen Motoren 58 können auch im Generatorbetrieb oder generatorischen Betrieb betrieben werden, sodass elektrische Energie über die Umrichter 56 zurück in den Akkumulator 54 gespeist wird. Insbesondere ist es möglich, dass dieser generatorische Betrieb vom Fahrzeugbremssteuergerät 32 des Zugfahrzeugs 12 über das Anhängerbremssteuergerät 42 angefordert wird, wenn ein Bremswunsch des Fahrers erfolgt. Demnach kann vorgesehen sein, dass der Einsatz der Reibbremsen 22, wie oben beschrieben, erst dann erfolgt, wenn eine angeforderte Bremsung durch den elektrischen Antrieb 52 nicht ausreicht, um den Bremswunsch umzusetzen. Zum Ansteuern des elektrischen Antriebs 52, nämlich der Umrichter 56, ist der elektrische Antrieb 52 mit dem Anhängerbremssteuergerät 42 über einen weiteren Bus 60 verbunden.
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Ein Ansteuern der Umrichter 56 gibt einerseits vor, ob die elektrischen Motoren 58 im Generatorbetrieb oder im Motorbetrieb betrieben werden sollen und welches Drehmoment hierbei aufgewendet werden soll. Im Falle des Betriebes der elektrischen Motoren 58 im Motorbetrieb wird von einem positiven Drehmoment oder einem Vorschubdrehmoment gesprochen, während das Drehmoment im generatorischen Betrieb der elektrischen Motoren 58 als negatives Drehmoment bezeichnet wird. Zum Ansteuern des elektrischen Antriebs 52, nämlich insbesondere der Umrichter 56, wird hierzu von dem Anhängerbremssteuergerät 42 über den Bus 60 ein Ansteuersignal 62 an den elektrischen Antrieb 52 gesendet. Außerdem sendet der elektrische Antrieb 52 einen Ladezustand 64 an das Anhängerbremssteuergerät 42, um dem Anhängerbremssteuergerät 42 beispielsweise oder unter anderem mitteilen zu können, welche aktuell verfügbare Ladungsmenge oder Menge elektrischer Ladung, beispielsweise als Absolutwert, etwa in Amperestunden, oder als Relativwert, etwa ohne Einheit, der Kapazität des Akkumulators 54 verfügbar ist.
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Das Anhängerbremssteuergerät 42 ist außerdem eingerichtet, in Abhängigkeit von dem Ladezustand 64 und der empfangenen Gaspedalstellung 23 das Ansteuersignal 62 für den elektrischen Antrieb 52 zu erzeugen und über eine Schnittstelle 66 des Busses 30 auszugeben, mit der auch der Ladezustand 64 empfangen wird.
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Das Anhängerbremssteuergerät 42 ist entsprechend mit dem Bus 30 über einen weiteren Eingang 68 verbunden, um auch die Gaspedalstellung 23 zu empfangen. Wie oben ausgeführt, entspricht der Bus 30 einem CAN-Bus und der Eingang 68 einer Schnittstelle für den CAN-Bus. Demnach ist zusätzlich möglich, neben dem Empfang der Gaspedalstellung 23 mit dem Anhängerbremssteuergerät 42 auch das Ansteuersignal 62 an das Fahrzeugbremssteuergerät 32 des Zugfahrzeugs 12 zu übertragen. Dies erfolgt beispielsweise als relativer Wert 61 oder als absoluter Wert 63 eines Ansteuerdrehmomentwerts des Ansteuersignals 62. Weiter wird über den Bus 30 die aktuelle Geschwindigkeit 69 übertragen.
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2 zeigt die Schritte eines Verfahrens 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem Schritt 102 wird ein Betriebspunkt überwacht und ein im Schritt 105 erfasster Betriebspunkt 104 in einem Schritt 106 mit einem Energieschwellenwert 108 verglichen. Daraufhin wird der Betriebspunkt 104 entweder als Deaktivierungsbetriebspunkt 110 oder als Aktivierungsbetriebspunkt 112 in Abhängigkeit davon erkannt, ob ihm eine Energie zugeordnet ist, die oberhalb oder unterhalb des Energieschwellenwerts 108 liegt. Entspricht der Betriebspunkt 104 einem Deaktivierungsbetriebspunkt 110, so wird im Schritt 114 ein elektrischer Antrieb 52 deaktiviert oder bleibt deaktiviert. Ist der Betriebspunkt 104 als Aktivierungsbetriebspunkt 112 erkannt worden, so wird im Schritt 116 ein Vorschubdrehmoment mit dem elektrischen Antrieb 52 erzeugt. Zudem wird im Schritt 118 die Leistung des Primärantriebs abgesenkt. Hierzu wird dem Schritt 116 auch ein Sensorsignal 140 zugeführt, das in Abhängigkeit davon erzeugt wird, ob in einem Schritt 142 durch Überwachung ein Aufschieben eines Anhängerfahrzeugs 16 auf das Zugfahrzeug 12, erkannt wird.
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Das Absenken der Leistung im Schritt 118 erfolgt in Abhängigkeit von einem Absenkungswert 120, der in einem Schritt 122 bestimmt wird. Hierzu wird im Schritt 124 eine Leistung des Primärantriebs im erfassten Betriebspunkt bestimmt und ein Anteil 126 dieser Leistung zur Berechnung des Absenkungswerts 120 bestimmt.
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Zudem wird parallel im Schritt 128 eine Geschwindigkeit 130 gemessen und diese Geschwindigkeit mit einem Geschwindigkeitsschwellenwert 132 verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs wird dem Schritt 106 zugeführt, wobei der Betriebspunkt 104 weiter gegenüber dem oben Beschriebenen nur dann als Aktivierungsbetriebspunkt 112 erkannt wird, wenn die Geschwindigkeit 130 oberhalb von dem Geschwindigkeitsschwellenwert 132 liegt.
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Auch dem Schritt 116 wird ebenfalls der Absenkungswert 120 als daraus im Schritt 134 bestimmtes Vorschubdrehmoment 136 zugeführt. Hierzu wird im Schritt 134 in Abhängigkeit von dem Absenkungswert 120 das Vorschubdrehmoment 136 so erzeugt, dass dieses vergleichsweise geringer ist als ein entsprechendes Drehmoment, das der Absenkung der Leistung des Primärantriebs 19 entspricht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gespann
- 11
- Fahrzeuge
- 12
- Zugfahrzeug
- 14
- Deichsel
- 16
- Anhängerfahrzeug
- 18
- Achsen
- 19
- Primärantrieb
- 20
- Räder
- 21
- Verbrennungsmotor
- 22
- Reibbremse
- 23
- Gaspedalstellung
- 24
- Gaspedal
- 25
- Bremspedalstellung
- 26
- Bremspedal
- 28
- Fahrzeugsteuergerät
- 29
- Steuersignale
- 30
- Bus
- 32
- Fahrzeugbremssteuergerät
- 34
- Verbindung
- 36
- Bremssteuerdruck
- 38
- Bremssteuerleitung
- 40
- erster Eingang
- 42
- Anhängerbremssteuergerät
- 44
- Sensor
- 47
- elektrisches Signal
- 48
- Steuerung
- 50
- Bremsansteuersignale
- 52
- elektrischer Antrieb
- 54
- Akkumulator
- 56
- Umrichter
- 58
- elektrische Motoren
- 59
- Komponenten
- 60
- weiterer Bus
- 61
- relativer Wert
- 62
- Ansteuersignal
- 63
- absoluter Wert
- 64
- Ladezustand
- 66
- Schnittstelle
- 68
- weiterer Eingang
- 69
- aktuelle Geschwindigkeit
- 100
- Verfahren
- 102
- Überwachen Betriebspunkt
- 104
- Betriebspunkt
- 105
- Erfassen Betriebspunkt
- 106
- Vergleich Betriebspunkt mit Energieschwellenwert
- 108
- Energieschwellenwert
- 110
- Deaktivierungsbetriebspunkt
- 112
- Aktivierungsbetriebspunkt
- 114
- Deaktivieren elektrischer Antrieb
- 116
- Erzeugen Vorschubdrehmoment
- 118
- Absenken Leistung Primärantrieb
- 120
- Absenkungswert
- 122
- Bestimmen Absenkungswert
- 124
- Prüfen Betriebspunkt
- 126
- Anteil
- 128
- Vergleich Geschwindigkeit
- 130
- Geschwindigkeit
- 132
- Geschwindigkeitsschwellenwert
- 134
- Auswahl Vorschubdrehmoment
- 136
- Vorschubdrehmoment
- 140
- Sensorsignal
- 142
- Überwachen Aufschieben Anhängerfahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2394890 B1 [0004]
- US 9694712 B2 [0004]
