Die Erfindung betrifft die Ansteuerung von elektrischen Antrieben in Anhänger fahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung hierzu ein Verfahren zum An steuern eines elektrischen Antriebs eines Anhängerfahrzeugs sowie Vorrich tungen und Fahrzeuge zum Ausführen des Verfahrens. Ein Anhängerfahrzeug wird durch ein Zugfahrzeug, das beispielsweise ein Nutzfahrzeug ist, gezogen. Derartige durch Nutzfahrzeuge gezogene Anhängerfahrzeuge, die im Folgen den auch kurz Anhänger genannt werden, sind insbesondere Sattelauflieger und Deichselanhänger.

Nutzfahrzeuge, die neben einem Verbrennungsmotor als primäre Antriebsquelle zusätzlich einen elektrischen Antrieb zur Unterstützung eines Verbrennungsmo tors aufweisen, sind bekannt. Die elektrischen Antriebe dienen in den Nutzfahr zeugen beispielsweise, um den Verbrennungsmotor in einem energieeffizienten Drehzahlbereich betreiben zu können oder einen zusätzlichen Schub, bei spielsweise beim Anfahren oder Bergauffahren, bereitzustellen. Darüber hinaus kann mit elektrischen Antrieben kinetische und potentielle Energie des Fahr zeugs zurückgewonnen und als elektrische Energie in einem Energiespeicher des elektrischen Antriebs gespeichert werden.

Es ist außerdem bekannt, dass auch Anhänger für Nutzfahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet werden können, um durch den Anhänger eine zusätzliche Antriebskraft für das Zugfahrzeug, beispielsweise bei einer Bergauf fahrt, zur Verfügung zu stellen. In EP 2842814 B1 wird ein Steuergerät des Zugfahrzeugs mit einem weiteren Steuergerät im Anhänger verbunden, sodass diese kommunizieren. Das weitere Steuergerät, das vom Steuergerät Steuerbe fehle empfängt, steuert dann einen elektrischen Antrieb im Anhängerfahrzeug.

Gemäß dem Stand der Technik ist es demnach bekannt, dass ein Zugfahrzeug mit einem Anhängerfahrzeug kommuniziert, um einen Antriebswunsch, bei- spielsweise in Abhängigkeit einer Gas- oder Bremspedalstellung, vom Zugfahr zeug an das Anhängerfahrzeug zu übermitteln. Wie sich das Anhängerfahrzeug aber tatsächlich verhält und welchen Anteil der Antrieb des Anhängerfahrzeugs am Gesamtantrieb eines Gespanns aus Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug darstellt, ist bislang nur durch aufwändige Sensorik messbar. Dies muss jedoch essentiell bekannt sein, insbesondere um ein Schieben des Anhängerfahr zeugs, das zu instabilem Fahrverhalten führen kann, zu vermeiden. Demnach ist aus dem Stand der Technik bekannt, zusätzliche Sensoren am Zugfahrzeug bereitzustellen, um die tatsächliche Reaktion eines Antriebs durch das Anhä ngerfahrzeug zu überwachen und den Antrieb dann beispielsweise durch einen neuen Steuerbefehl des Zugfahrzeugs zu regeln.

Somit kann eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeuganhängers über seinen elektrischen Antrieb nur iterativ erfolgen, bis sich an der zusätzlich am Zugfahrzeug angebrachten Sensorik ein richtiger Messwert eingestellt hat, um instabile Fahrzustände zu vermeiden. Daraus resultiert eine verlangsamte Regelkette bei der Antriebsunterstützung sowie auch bei einer Verzögerung, die als Rekuperation für einen elektrischen Antrieb verwendet werden kann. Folge ist eine geringere Effizienz einerseits, wobei andererseits auch nur einge schränkt oder gar nicht in stabilitätskritischen Situationen, die nicht durch den elektrischen Antrieb verursacht sind und in denen beispielsweise Fahrerassis tenzsysteme eingreifen, durch den elektrischen Antrieb unterstützt werden kann. Insbesondere sind durch die bekannten Systeme somit zusätzliche Bau teile notwendig, womit zusätzliche Kosten einhergehen und ein effizienter Ein satz des elektrischen Antriebs ist nicht gewährleistet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen elektrischen Antrieb eines Anhängerfahrzeugs in gegenüber dem Stand der Technik verbesserter Weise anzusteuern, wobei die Ansteuerung möglichst mit geringem oder ohne zusätzlichen Bauteilaufwand möglich sein soll und gleichzeitig einen effiziente ren zielgerichteten Einsatz des Antriebs ermöglichen soll. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einem der zuvor im Stand der Technik genannten Probleme zu begegnen.

Hierzu betrifft die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 1. Demnach umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs eines Anhängerfahrzeugs mit einem Zugfahrzeug. Das Verfahren dient also zum An steuern eines elektrischen Antriebs.

Ein elektrischer Antrieb umfasst vorzugsweise mindestens einen elektrischen Motor, der im motorischen Betrieb oder im generatorischen Betrieb betreibbar ist. Hierzu ist der Motor vorzugsweise über einen steuerbaren Umrichter mit einem Energiespeicher, nämlich einer Batterie oder einem Akkumulator, ver bunden. Im motorischen Betrieb versorgt der Umrichter den elektrischen Antrieb mit Energie aus dem Energiespeicher, um ein positives Drehmoment zu erzeu gen. Im generatorischen Betrieb wird eine kinetische Energie eines mit dem elektrischen Motor verbundenen Rades in elektrische Energie gewandelt und diese über den Umrichter in den Energiespeicher gespeist und dort gespeichert. Dieser generatorische Betrieb wird auch Rekuperation genannt und dient gleichzeitig zur Abbremsung des Fahrzeugs mit dem elektrischen Antrieb.

Ein Zugfahrzeug umfasst hier insbesondere ein Nutzfahrzeug, wie insbesonde re einen Lastkraftwagen oder eine Zugmaschine. Ein Anhängerfahrzeug, das auch kurz Anhänger genannt wird, umfasst beispielsweise einen Sattelauflieger und einen Deichselanhänger, wie beispielsweise einen Zentralachsanhänger oder einen Gelenkdeichselanhänger.

Gemäß dem Verfahren wird ein aktueller Schlupf mindestens eines angetriebe nen Rades des das Anhängerfahrzeug ziehenden Zugfahrzeugs bestimmt. Ein aktueller Schlupf des Zugfahrzeugs umfasst hier vorzugsweise einen Antriebs schlupf und einen Bremsschlupf, die das Verhältnis der Drehzahl eines ange triebenen Rades des Zugfahrzeugs zu einem nichtangetriebenen und daher formschlüssig mitlaufenden Rades des Zugfahrzeugs oder zu einer Referenz geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreiben. Ein Schlupfwert, also ein Wert des Schlupfs, ist demnach, wenn es sich um einen Antriebsschlupf handelt, größer als Null und im Fall, dass es sich um einen Bremsschlupf handelt, klei ner als Null.

Das Verfahren umfasst das Bestimmen des aktuellen Schlupfs, wobei ein Be stimmen des Schlupfs beispielsweise durch Bestimmen vorhandener Zu standswerte des Zugfahrzeugs und durch Ableiten des Schlupfs aus diesen Zustandswerten gewonnen werden kann oder auch ein indirektes oder direktes Messen des Schlupfs möglich ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform umfasst das Bestimmen des Schlupfs, indem Signale von Raddrehzahlsensoren mindestens eines angetriebenen und eines nichtangetriebenen Rades aufgenommen werden, um so durch Vergleich der Raddrehzahlen einen Schlupf zu bestimmen. Gemäß einer weitere Ausfüh rungsform wird die Raddrehzahl nur des angetriebenen Rades mit einer aktuel len Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die auch als Referenzgeschwindigkeit be zeichnet werden kann, verglichen. Weiter wird gemäß dem Verfahren ein erwar teter Schlupf für das Rad des Zugfahrzeugs, dessen aktueller Schlupf zuvor bestimmt wurde, bestimmt. Der erwartete Schlupf bezeichnet hier gegenüber dem aktuellen Schlupf insbesondere einen Schlupf des Rades, der üblicher weise beim vorherrschenden Betriebszustand und/oder Fahrzustand des Fahr zeugs am angetriebenen Rad erwartet wird. Ein Wert des erwarteten Schlupfs ist also vorzugsweise kein unmittelbar gemessener, sondern ein aus vorhande nen realen Messwerten berechneter oder geschätzter Wert, wobei so umfasst ist, dass mindestens ein aktueller Messwert oder Wert, der den aktuellen Be triebszustand oder Fahrzustand anzeigt, bei der Bestimmung des erwarteten Schlupfs berücksichtigt wird. Die Messwerte, aus denen der erwartete Schlupf berechnet oder in deren Abhängigkeit der erwartete Schlupf geschätzt wird, umfassen vorzugsweise ermittelte oder geschätzte Reibwerte und/oder Reifen zustandsinformationen, wie Reifendruck und/oder Alter der Reifen und/oder Reifengröße und/oder Beschaffenheit der Reifen. Alternativ oder zusätzlich kann zur Bestimmung des erwarteten Schlupfs auch ein Schlupf eines Antriebs rades im Zugfahrzeug gemessen werden, wenn sich dieses an einer bestimm- ten Position befindet. Das nachfolgende Anhängerfahrzeug erreicht kurze Zeit später die bestimmte Position, wobei dann davon ausgegangen werden kann, dass ein Antriebsrad des Anhängerfahrzeugs an der bestimmten Position den selben Schlupf aufweist. Gleiches gilt für an der bestimmten Position gemesse ne Schlupfunterschiede der Antriebsräder des Zugfahrzeugs, die, wenn das Anhängerfahrzeug die bestimmte Position erreicht, ebenso bei den Antriebsrä dern des Anhängerfahrzeugs angenommen werden können. Der erwartete Schlupf wird so vorzugsweise aus dem gemessenen Schlupf des Zugfahrzeugs abgeleitet. Vorzugsweise bezieht sich der erwartete Schlupf auf den Schlupf, der bei einem Zugfahrzeug erwartet wird, wenn dieses ohne Anhängerfahrzeug betrieben wird.

Weiter wird eine Beschleunigungsanforderung in Abhängigkeit des aktuellen Schlupfs und des erwarteten Schlupfs bestimmt und daraufhin der elektrische Antrieb des Anhängerfahrzeugs in Abhängigkeit der Beschleunigungsanforde rung angesteuert, insbesondere, um ein positives Drehmoment oder ein negati ves Drehmoment mit dem elektrischen Antrieb, nämlich insbesondere dem elektrischen Motor der den elektrischen Motoren, zu erzeugen.

Dank der Berücksichtigung einerseits eines aktuellen Schlupfs, also eines tat sächlichen Schlupfs, und zusätzlich eines erwarteten Schlupfs, also eines be rechneten theoretischen Schlupfs, eines angetriebenen Rades des Zugfahr zeugs zur Bestimmung eines Beschleunigungswunsches in Form einer Be schleunigungsanforderung durch einen, insbesondere zusätzlichen, Antrieb des Anhängerfahrzeugs, wird der Tatsache Sorge getragen, dass im Falle, dass eine Abweichung zwischen dem aktuellen Schlupf und dem erwarteten Schlupf auftritt, diese Differenz insbesondere auf das Vorhandensein oder Angekup peltsein eines Anhängerfahrzeugs zurückzuführen ist, das durch seine Masse im Beschleunigungsfall den aktuellen Schlupf gegenüber einem erwarteten Schlupf erhöht und im Verzögerungsfall, also beim Bremsen, den aktuellen Schlupf gegenüber einem erwarteten Schlupf verringert. Diese Aussage ist vor dem Flintergrund getroffen, dass der Bremsschlupf mit einem negativen Wert gegenüber einem Antriebsschlupf mit einem positiven Vorzeichen definiert ist. Die Differenz zwischen aktuellem Schlupf und erwartetem Schlupf des Zugfahr zeugs führt somit dazu, dass eine Beschleunigungsanforderung für den elektri schen Antrieb des Anhängerfahrzeugs in der Art erzeugt werden kann, dass abhängig von der tatsächlichen Masse des Anhängerfahrzeugs ein zusätzliches Antriebs- oder Bremsmoment mit dem elektrischen Antrieb so erzeugt werden kann, dass die zusätzliche Masse des Anhängerfahrzeugs im Wesentlichen keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Beschleunigungs- oder Brems eigenschaften des Zugfahrzeugs hat. Insbesondere wird also ein Ziehen oder Aufschieben des Anhängerfahrzeugs vermindert oder reduziert ohne dass zu sätzliche Sensoren beispielsweise im Bereich der Deichsel oder Kupplung zwi schen Zugfahrzeug und Anhängerfahrzeug angeordnet werden müssen, um das Verhalten des Anhängerfahrzeugs zu überwachen. Eine Sensorik zum Be stimmen des aktuellen Schlupfs ist demgegenüber ohnehin in aktuellen Fahr zeugen vorhanden, sodass auf die vorhandene Sensorik zurückgegriffen wer den kann und auf eine zusätzliche Sensorik und somit zusätzliche Bauteile ver zichtet werden kann. Das Verfahren kann dabei in einer Steuerung des Zug fahrzeugs, insbesondere einem Bremssteuergerät, ausgeführt werden, das in der Regel bereits aktuelle Schlupfwerte verfügbar hat.

Gemäß einer ersten Ausführungsform wird der erwartete Schlupf in Abhängig keit der Masse des Zugfahrzeugs und zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit der Masse des Anhängerfahrzeugs bestimmt. Vorzugsweise wird hierzu die Masse des Zugfahrzeugs und zusätzlich oder alternativ die Masse des An hängerfahrzeugs bestimmt. Die Masse des Zugfahrzeugs ist beispielsweise aus einem Druck vorhandener Luftfedern ableitbar, also bestimmbar oder messbar. Die Masse des Anhängerfahrzeugs ist durch einen Druck vorhandener Luftfe dern des Anhängerfahrzeugs ableitbar, also bestimmbar oder messbar. Vor zugsweise ist die Masse des Anhängerfahrzeugs beispielsweise im Anhänger fahrzeug für ein Steuergerät, insbesondere ein Anhängerbremssteuergerät, des Anhängerfahrzeugs bekannt und kann so in Form eines Signals oder Datensig nals an ein Steuergerät, insbesondere das Bremssteuergerät, des Zugfahr zeugs, das das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, übertragen werden. Da der erwartete Schlupf sich vorzugsweise allein auf die Massen des Zugfahr zeugs bezieht, also als erwarteter Schlupf so definiert ist, dass dieser dem Schlupf entspricht, der dann erwartet wird, wenn das Zugfahrzeug ohne Anhä ngerfahrzeug betrieben wird, kann dieser noch genauer in Abhängigkeit von der aktuellen Beladungssituation des Zugfahrzeugs und des Anhängerfahrzeugs bestimmt werden. So kann bei entweder bekannter oder gemessener Masse des Zugfahrzeugs zusätzlich oder alternativ auch die Masse des Anhängerfahr zeugs berücksichtigt werden, um den erwarteten Wert zu verbessern. Insbe sondere kann so auch direkt aus dem aktuellen Schlupf und der Massenvertei lung der Anteil des aktuellen Schlupfs, der auf die Masse des Zugfahrzeugs zurückzuführen ist, als erwarteter Schlupf bestimmt werden. Die Differenz zwi schen aktuellem Schlupf und erwartetem Schlupf kann so beispielsweise als Beschleunigungsanforderung verwendet werden.

Weiter ist es auch möglich, die Beschleunigungsanforderung auch unter Be rücksichtigung des aktuellen Schlupfs und des auf das Anhängerfahrzeug zu rückzuführenden Anteils des aktuellen Schlupfs zur Bestimmung der Beschleu nigungsanforderung direkt zu bestimmen. Auch so wird weiterhin indirekt der erwartete Schlupf für das Zugfahrzeug bestimmt, da der Anteil des auf das An hängerfahrzeug zurückzuführenden Schlupfs der Differenz zwischen aktuellem Schlupf und erwartetem Schlupf entspricht, der erwartete Schlupf also indirekt mitbestimmt wird. Demnach ist die Bestimmung der Beschleunigungsanforde rung auch hier abhängig vom aktuellen Schlupf und dem erwarteten Schlupf, auch wenn zur Bestimmung der Beschleunigungsanforderung unmittelbar die Differenz zwischen aktuellem Schlupf und erwartetem Schlupf verwendet wird.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform wird der erwartete Schlupf zusätzlich in Abhängigkeit eines Schlupfs mindestens eines angetriebenen Rades des An hängerfahrzeugs bestimmt. Der Schlupf des Anhängerfahrzeugs bezieht sich demnach vorzugweise auf ein durch den elektrischen Antrieb des Anhänger fahrzeugs angetriebenes Rad des Anhängerfahrzeugs. Der Schlupf ist relativ zu einem nichtangetriebenen Rad des Anhängerfahrzeugs oder des Zugfahrzeugs oder zu einer Referenzgeschwindigkeit definiert.

Durch die Berücksichtigung auch des Schlupfs des Anhängerfahrzeugs, der vorzugsweise von einem Steuergerät, insbesondere einem Anhängerbrems steuergerät, des Anhängerfahrzeugs bestimmt und an das Steuergerät, insbe sondere ein Bremssteuergerät, des Zugfahrzeugs übertragen wird, kann der Betrieb auch auf besondere, von normalen Fahrsituationen abweichende, Fahr situationen übertragen werden, in denen beispielsweise eine glatte Fahrbahn vorliegt und ein Traktionsverlust vorliegt. Demnach würde beispielsweise ohne Berücksichtigung des aktuellen Schlupfs des Anhängerfahrzeugs bei einer glat ten Fahrbahn ein sehr hoher aktueller Schlupf gemessen werden, wenn der erwartete Schlupf lediglich auf eine nicht glatte Fahrbahn bezogen ist. Dies würde zu einer sehr hohen Differenz zwischen aktuellem Schlupf des Zugfahr zeugs und erwartetem Schlupf führen und so eine hohe Beschleunigung vom elektrischen Antrieb anfordern. Dadurch, dass jedoch in dem Fall einer glatten Fahrbahn auch ein vergleichsweise hoher aktueller Schlupf des Anhängerfahr zeugs detektiert wird, kann auf einen glatten Untergrund geschlossen werden und somit auch in gleichem Maß der erwartete Schlupf an diese glatte Fahr bahn bezüglich der Erwartung angepasst werden. Die Differenz zwischen aktu ellem Schlupf und erwartetem Schlupf kann somit im Wesentlichen konstant zu einer Situation, bei der keine glatte Fahrbahn vorliegt, gehalten werden und er möglicht somit ein geeignetes Ansteuern des elektrischen Antriebs ohne die Gefahr eines Ziehens oder Schiebens des Anhängerfahrzeugs.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der erwartete Schlupf für das Zug fahrzeug in Abhängigkeit eines von einem Antrieb des Zugfahrzeugs erzeugten Antriebsdrehmoments bestimmt. Das Zugfahrzeug weist demnach einen An trieb, beispielsweise einen Verbrennungsmotor oder ebenfalls einen elektri schen Antrieb auf, der ein aktuelles Antriebsdrehmoment erzeugt, das zur Be stimmung des aktuellen Schlupfs verwendet wird. Demnach ist beispielsweise eine Situation mit einer hohen Beschleunigung durch Änderung eines Antriebs drehmoments, das beispielsweise zu einem erhöhten Schlupf führen kann, von einer Situation unterscheidbar, in der beispielsweise das Antriebsdrehmoment im Wesentlichen konstant ist und dennoch ein hoher Schlupf auftritt, also der aktuelle Schlupf auf besondere Fahrbahneigenschaften oder eine Bergauffahrt zurückzuführen ist. Der erwartete Schlupf ist somit genauer bestimmbar.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform umfasst die Beschleunigungsanforde rung einen Maximalwert oder einen Minimalwert für ein mit dem elektrischen Antrieb zu erzeugendes Drehmoment. Demnach wird also vorzugsweise im Fal le einer Beschleunigungsanforderung mit einem positiven Wert von einem Ma ximalwert für ein zu erzeugendes Antriebsdrehmoment des elektrischen An triebs ausgegangen und, wenn die Beschleunigungsanforderung einen negati ven Wert aufweist, von einem negativen Minimalwert für das zu erzeugende Antriebsdrehmoment des elektrischen Antriebs. Das heißt, dass beispielsweise bei der Geschwindigkeitserhöhung oder beim Anfahren des Zugfahrzeugs eine Beschleunigungsanforderung mit einem Maximalwert, also einem positiven Wert, an den elektrischen Antrieb übertragen wird. Dieser Maximalwert ist durch das Bestimmen der Beschleunigungsanforderung in Abhängigkeit des aktuellen Schlupfs sowie des erwarteten Schlupfs so festgelegt, dass, wenn ein Antriebs drehmoment mit dem elektrischen Antrieb erzeugt wird, das diesem Maximal wert entspricht, das Anhängerfahrzeug das Zugfahrzeug nicht oder gerade noch nicht schiebt. Analog ist im Bremsfall oder Verzögerungsfall die Beschleu nigungsanforderung mit einem negativen Minimalwert versehen, der den elektrischen Antrieb veranlasst, ein negatives Antriebsdrehmoment, also ein Bremsmoment, zu erzeugen, das nicht kleiner als der Wert des Beschleuni gungsanforderungssignals ist. Demnach wird also ein derartiges Bremsdreh moment mit dem elektrischen Antrieb erzeugt, das im Wesentlichen verhindert, dass das Anhängerfahrzeug das Zugfahrzeug zieht oder mitbremst. Die Fahr stabilität des Zugfahrzeugs, insbesondere bei Kurvenfahrten, kann somit wei terhin gewährleistet werden.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform erzeugt der elektrische Antrieb des Anhängerfahrzeugs ein Antriebsdrehmoment in Abhängigkeit eines Ansteuer signals. Das Ansteuersignal wird weiter in Abhängigkeit der Beschleunigungs- anforderung und eines Ladezustands mindestens eines Energiespeichers des elektrischen Antriebs erzeugt.

Hierbei wird berücksichtigt, dass im Falle eines beispielsweise nur noch gering geladenen Energiespeichers und einer Beschleunigungsanforderung mit einem positiven Wert ein vergleichsweise geringeres Antriebsdrehmoment mit dem Ansteuersignal erzeugt wird als bei einem vergleichsweise höher oder vollstän dig geladenen Energiespeicher. Eine bestimmte Restenergie im Energiespei cher kann somit für Notsituationen, in denen der elektrische Antrieb benötigt wird, zurückgehalten werden. Gleichermaßen wird im Falle, dass die Beschleu nigungsanforderung einen negativen Wert umfasst, beispielsweise bei einem vergleichsweise geringen Ladezustand des Energiespeichers, ein hohes nega tives Antriebsdrehmoment, also ein Bremsmoment, durch das Ansteuersignal mit dem elektrischen Antrieb eingesteuert bzw. eingeregelt, das zu einem mög lichst schnellen bzw. hohen Laden des Energiespeichers beiträgt.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform wird das Ansteuersignal in Abhängig keit mindestens einer aktuellen Drehzahl mindestens eines elektrischen Motors des elektrischen Antriebs erzeugt. Hierbei wird der Wirkungsgrad des Motors, der abhängig von der aktuellen Drehzahl ist, berücksichtigt und beispielsweise nur dann, wenn ein akzeptabler Wirkungsgrad vorliegt, auch der elektrische Antrieb als Antriebsunterstützung für das Zugfahrzeug eingesetzt.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist im elektrischen Antrieb ein Motor- drehzahl-Drehmomentkennfeld festgelegt, das vorzugsweise in Abhängigkeit einer Ladung des Energiespeichers des elektrischen Antriebs verschiebbar ist. Das Ansteuersignal wird weiter derart erzeugt, dass der elektrische Antrieb ein Antriebsdrehmoment mit einem Wert erzeugt, der bei gegebener Drehzahl in nerhalb des Kennfelds liegt. Eine Drehzahl wird demnach gemessen oder an hand der aktuellen Betriebsparameter bestimmt und anhand des Kennfeldes ein Drehmoment bestimmt, das im Kennfeld liegt und gleichzeitig vorzugsweise nicht einen durch das Beschleunigungssignal vorgegebenen Maximalwert über schreitet. Somit kann sichergestellt werden, dass mit dem elektrischen Antrieb immer ein Antriebsdrehmoment erzeugt wird, das bezüglich eines akzeptablen Wirkungs grads des elektrischen Antriebs erzeugt wird. Entsprechend ist das Motordreh- zahl-Drehmomentkennfeld vorzugsweise so festgelegt oder vorbestimmt, dass dieses Antriebsdrehmomente bei Motordrehzahlen umfasst, die oberhalb eines vordefinierten Wirkungsgrads liegen.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform sendet der elektrische Antrieb ein Zu standssignal an das Zugfahrzeug, das zumindest umfasst, welches aktuelle Antriebsdrehmoment der elektrische Antrieb aktuell erzeugt. Das Zustandssig nal umfasst demnach beispielsweise das oder ein aus dem Ansteuersignal ab geleitetes Signal.

Somit kann der Antrieb des Zugfahrzeugs bei einem Beschleunigungswunsch oder einem Bremswunsch des Fahrers in Abhängigkeit des Anteils des An triebsdrehmoments, das durch den elektrischen Antrieb aktuell erzeugt wird, ein Antriebsdrehmoment mit dem Zugfahrzeug, das hiervon abhängig ist, erzeugen.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform umfasst das Zustandssignal einen Schlupf des Fahrzeuganhängers, nämlich insbesondere eines angetriebenen Rades des Fahrzeuganhängers. Wie bereits oben ausgeführt, dient eine Infor mation über den Schlupf des Fahrzeuganhängers zum Bestimmen des erwarte ten Schlupfs des Zugfahrzeugs einerseits, andererseits aber auch, um instabile Fahrzustände des Fahrzeuganhängers zu detektieren und darauf reagieren zu können.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform wird das Verfahren mit einem Brems steuergerät des Zugfahrzeugs und zusätzlich oder alternativ mit einem Brems steuergerät des Anhängerfahrzeugs, nämlich einem Anhängerbremssteuerge rät, ausgeführt. Die Bremssteuergeräte des Zugfahrzeugs und des Anhänger fahrzeugs sind insbesondere bereits nach dem Stand der Technik eingerichtet, den aktuellen Schlupf einzelner Räder zu detektieren und dienen so zur beson- ders einfachen Umsetzung des Verfahrens. Vorzugsweise sind die Bremssteu ergeräte des Zugfahrzeugs und des Anhängerfahrzeugs über einen CAN-BUS 11992-2, der über eine elektrische Leitung realisiert ist, miteinander verbunden. Die Nachricht EBS 11 kann hierbei, da sie bislang standardisiert nicht verwen det wird, zur Kommunikation, insbesondere zur Übertragung der Beschleuni gungsanforderung verwendet werden.

Weiter umfasst die Erfindung ein Steuergerät, insbesondere eines Zugfahr zeugs oder eines Anhängerfahrzeugs, zum Ausführen des Verfahrens nach einer der vorgenannten Ausführungsformen. Das Steuergerät ist vorzugsweise ein Bremssteuergerät des Zugfahrzeugs oder ein Bremssteuergerät des An hängerfahrzeugs, das auch Anhängerbremssteuergerät genannt wird. Das Steuergerät ist hierbei im Falle eines Steuergeräts des Zugfahrzeugs eingerich tet, den aktuellen Schlupf mindestens eines angetriebenen Rades eines das Anhängerfahrzeug ziehenden Zugfahrzeugs sowie eines zu erwarteten Schlupfs für das Rad des Zugfahrzeugs zu bestimmen. Weiter wird mit dem Bremssteuergerät des Zugfahrzeugs in Abhängigkeit des aktuellen Schlupfs und des erwarteten Schlupfs eine Beschleunigungsanforderung erzeugt und die Beschleunigungsanforderung zum Ansteuern des elektrischen Antriebs an ein Anhängerbremssteuergerät ausgesendet. Vorzugsweise ist das Bremssteuer gerät des Zugfahrzeugs auch eingerichtet, eine vom Anhängerbremssteuerge rät bestimmte Masse des Anhängerfahrzeugs zu bestimmen, um diese bei der Bestimmung des erwarteten Schlupfs zu berücksichtigen. Weiter ist das Brems steuergerät des Zugfahrzeugs eingerichtet, den aktuellen Schlupf mindestens eines angetriebenen Rades des Anhängerfahrzeugs von einem Anhänger bremssteuergerät zu empfangen, nachdem dieses vom Anhängerbremssteuer gerät bestimmt wurde.

Demnach ist das Steuergerät im Falle eines als Anhängerbremssteuergerät ausgebildeten Steuergeräts eingerichtet, eine Beschleunigungsanforderung vom Zugfahrzeug zu empfangen und hierdurch einen elektrischen Antrieb des Anhängerfahrzeugs anzusteuern. Insbesondere weist ein derartiges Anhänger bremssteuergerät einen Speicher für ein Motordrehzahl-Drehmomentkennfeld auf, um ein Ansteuersignal für den elektrischen Antrieb zu erzeugen, der ab hängig von der Beschleunigungsanforderung und dem Motordrehzahl- Drehmomentkennfeld ist. Außerdem ist das Anhängerbremssteuergerät vor zugsweise eingerichtet, ein Zustandssignal an ein Bremssteuergerät des Zug fahrzeugs zu senden. Das Zustandssignal umfasst ein aktuelles Drehmoment des elektrischen Antriebs, eine Masse des Anhängerfahrzeugs, mindestens einen Schlupf mindestens eines Rades des Anhängerfahrzeugs und/oder die Masse des Anhängerfahrzeugs.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Zugfahrzeug mit einem Bremssteuergerät, insbesondere dem zuvor genannten Steuergerät, zum Ausführen des Verfah rens nach einer der vorgenannten Ausführungsformen. Weiter betrifft die Erfin dung ein Anhängerfahrzeug mit einem Anhängerbremssteuergerät, insbesonde re mit dem zuvor genannten Anhängerbremssteuergerät, zum Ausführen des Verfahrens nach einer der vorgenannten Ausführungsformen. Zuletzt umfasst die Erfindung ein Gespann aus dem Zugfahrzeug und dem Anhängerfahrzeug.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich anhand der in den Figuren näher er läuterten Ausführungsbeispiele. Hierbei zeigen

Fig. 1 ein Gespann aus einem Zugfahrzeug und einem Anhängerfahr zeug,

Fig. 2 die Schritte eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens,

Fig. 3 ein Motordrehzahl-Drehmomentkennfeld und

Fig. 4 eine Abhängigkeit der Kennfeldverschiebung eines Ladezustands eines Energiespeichers.

Fig. 1 zeigt ein Gespann 10. Das Gespann 10 umfasst ein Zugfahrzeug 12, das beispielsweise ein Nutzfahrzeug ist. Das Zugfahrzeug 12 ist über eine Deichsel 14 mit einem Anhängerfahrzeug 16 des Gespanns 10 verbunden. Das Anhä- ngerfahrzeug 16 ist somit durch das Zugfahrzeug 12 ziehbar. Das Zugfahrzeug 12 sowie das Anhängerfahrzeug 16 umfassen jeweils mehrere Achsen 18, die jeweils zwei Räder 20a, 20b aufweisen. Die Räder 20a sind angetriebene Rä der und gehören so zu einer Antriebsachse 18 und die Räder 20b sind antriebs lose Räder und gehören zu einer nichtangetriebenen Achse 18. Antriebslose Räder 20b bezeichnen hier nichtangetriebene Räder. Jedes der Räder 20a, 20b ist mit einer Reibbremse 22 ausgestattet, um im Falle eines Bremswunsches die Räder 20a, 20b zu bremsen. Mindestens eine der Achsen 18 des Zugfahr zeugs 12 ist durch einen Verbrennungsmotor oder einen elektrischen Antrieb angetrieben, wobei ein Verbrennungsmotor oder ein elektrischer Antrieb des Zugfahrzeugs 12 zur besseren Übersicht in Fig. 1 nicht dargestellt ist.

Zum Antreiben des Zugfahrzeugs 12 wird durch Variation einer Gaspedalstel lung 23 eines Gaspedals 24 und durch Variation einer Bremspedalstellung 25 eines Bremspedals 26 durch einen Bediener des Zugfahrzeugs 12 ein Wunsch einer Geschwindigkeitserhöhung 27 bzw. ein Bremswunsch 29 signalisiert. Der Wunsch einer Geschwindigkeitserhöhung 27 oder ein Bremswunsch 29 wird gemäß einem hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel von ei ner Steuerung erzeugt, die einen autonomen Betrieb oder einen Fahrerassis tenzbetrieb steuert.

Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Signalisierung das Gaspedal 24 mit einem Fahrzeugsteuergerät 28 und das Bremspedal 26 mit einem Bremssteuergerät 32 verbunden. Das Fahrzeugsteuergerät 28 übermittelt Steuersignale zum Ansteuern des nicht dargestellten Antriebs auf einen mit dem Fahrzeugsteuergerät 28 verbundenen, nicht dargestellten Bus. Das Fahr zeugsteuergerät 28 übermittelt aus dem Wunsch einer Geschwindigkeitserhö hung 27 eine angeforderte positive Beschleunigung 31 und übergibt diese über eine Verbindung 34 auch an das Bremssteuergerät 32. Das Bremssteuergerät 32 überwacht einen aktuellen Schlupf mindestens eines angetriebenen Rades 20a. Flierzu sind Raddrehzahlsensoren 21 an den Rädern 20a, 20b vorgese hen. Wird eine Differenzdrehzahl zwischen einem angetriebenen Rad 20a und einem nichtangetriebenen Rad 20b detektiert, so wird der Schlupf im Brems- Steuergerät 32 detektiert. Diese Detektion eines Schlupfs wird als Situation des Zugfahrzeugs 12 im Bremssteuergerät 32 gedeutet, in der eine Unterstützung durch einen zusätzlichen elektrischen Antrieb des Anhängerfahrzeugs 16 vor teilhaft wäre. Zur Bestimmung des Maßes einer Unterstützung wird im Brems steuergerät 32 neben dem aktuellen Schlupf ein erwarteter Schlupf bestimmt, eine Beschleunigungsanforderung 46 in Abhängigkeit des aktuellen Schlupfs und des erwarteten Schlupfs erzeugt und auf einem CAN-ISO 11992-2 Bus 30 ausgesendet. Der Bus 30 ist mit einem Anhängerbremssteuergerät 48 des An hängerfahrzeugs 16 verbunden, an das die Beschleunigungsanforderung 46 übertragen wird.

Mit dem Anhängerbremssteuergerät 48, das die Beschleunigungsanforderung 46 über den Bus 30 empfängt, ist weiter ein elektrischer Antrieb 52 über einen weiteren Bus 50 verbunden. Der elektrische Antrieb 52 umfasst einen Energie speicher 54, der wiederaufladbar ist und auch als Akkumulator bezeichnet wer den kann. Neben dem Energiespeicher 54 umfasst der elektrische Antrieb 52 zwei Umrichter 56, die mit der Energie des Energiespeichers 54 elektrische Mo toren 58 versorgen, um ein positives Drehmoment zu erzeugen. Der Energie speicher 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 vorge sehen, der auch nur einen Umrichter 56 aufweist und über ein Differential zwei oder mehrere Räder 20a antreibt.

Die elektrischen Motoren 58 in Fig. 1 können auch im Generatorbetrieb oder generatorisch betrieben werden, sodass elektrische Energie 55 über die Um richter 56 zurück in den Energiespeicher 54 gespeist wird. Der Umrichter 56 des elektrischen Antriebs 52 ist mit dem Anhängerbremssteuergerät 48 über den weiteren Bus 50 verbunden, um ein Ansteuersignal 60 vom Anhänger bremssteuergerät 48 zu empfangen, das im Anhängerbremssteuergerät 48 in Abhängigkeit der Beschleunigungsanforderung 46 erzeugt wird. Ein Ansteuern der Umrichter 56, das in Abhängigkeit des Ansteuersignals 60 erfolgt, gibt einerseits vor, ob die elektrischen Motoren 58 im Generatorbetrieb oder Motorbetrieb betrieben werden sollen und welches Drehmoment hierbei aufgewendet werden soll. Im Falle des Betriebs der elektrischen Motoren 58 im motorischen Betrieb oder im Motorbetrieb wird von einem positiven Drehmo ment gesprochen, während das Drehmoment, also ein Wert des Drehmoments im generatorischen Betrieb der elektrischen Motoren 58, als negatives Dreh moment bezeichnet wird oder festgelegt ist.

Zum Ansteuern des elektrischen Antriebs 52, nämlich insbesondere der Um richter 56, wird demnach von dem Anhängerbremssteuergerät 48 über den wei teren Bus 50 das Ansteuersignal 60 an den elektrischen Antrieb 52 gesendet und dem Ansteuersignal 60 im vorliegenden Fall zwei Drehmomentwerte ent nommen, mit denen radindividuelle Antriebsdrehmomente erzeugt werden. Vor zugsweise sendet der elektrische Antrieb 52 auch ein Statussignal 64 an das Anhängerbremssteuergerät 48, um dem Anhängerbremssteuergerät 48 bei spielsweise oder unter anderem mitteilen zu können, welches aktuell verfügba re positive Drehmoment oder welche aktuell verfügbare positive Drehmomen tänderung durch den elektrischen Antrieb 52 zum aktuellen Zeitpunkt bereitge stellt werden kann. Die aktuell verfügbaren Drehmomente oder Drehmomen tänderungen sind beispielsweise abhängig vom aktuellen Betriebszustand des elektrischen Antriebs 52. Außerdem oder alternativ umfasst das Statussignal 64 das aktuelle Drehmoment, das von dem oder den elektrischen Motoren 58 zur zeit erzeugt wird.

Das Anhängerbremssteuergerät 48 ist außerdem sowie auch das Bremssteuer gerät 32 des Zugfahrzeugs 12 mit Drehzahlsensoren 21 verbunden, um einen Schlupf mindestens eines angetriebenen Rades 20a des Anhängerfahrzeugs 16 zu überwachen oder zu bestimmen. Weiter sendet das Anhängerbremssteu ergerät 48 ein Zustandssignal 62 an das Bremssteuergerät 32 des Zugfahr zeugs 12, in dem einerseits das oder zumindest einige der Informationen, die im Statussignal 64 enthalten sind, enthalten ist. Außerdem umfasst das Zu standssignal 62 vorzugsweise auch den Schlupf des mindestens einen ange- triebenen Rades 20a des Anhängerfahrzeugs 16. Dies kann ebenfalls im Bremssteuergerät 32 des Zugfahrzeugs 12 zum Erzeugen der Beschleuni gungsanforderung 46 berücksichtigt werden. Im Zustandssignal 62 wird außer dem oder alternativ eine im Bremssteuergerät 48 bestimmte Masse des An hängerfahrzeugs 16 an das Bremssteuergerät 32 des Zugfahrzeugs übertra gen.

Fig. 2 zeigt die Schritte eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens. Zunächst wird in einem Schritt 90 ein aktueller Schlupf 92 mindestens eines angetriebe nen Rades 20a eines Anhängerfahrzeugs 16 bestimmt. Vorzugsweise zeitgleich wird in einem Schritt 94 ein erwarteter Schlupf 96 bestimmt. Der erwartete Schlupf 96 im Schritt 94 wird in Abhängigkeit einer dem Schritt 94 zugeführten Masse 98 des Zugfahrzeugs 12, die in einem vorhergehenden Schritt 100 be stimmt oder vordefiniert wurde, sowie in Abhängigkeit einer Masse 102 des An hängerfahrzeugs 12, die in einem vorhergehenden Schritt 104 bestimmt wurde, bestimmt. Dem Schritt 94 wird neben den Massen 98, 102 ebenfalls zur Be stimmung des erwarteten Schlupfs 96 ein gemessener oder detektierter Schlupf 106 des Anhängerfahrzeugs 16, der in einem Schritt 108 bestimmt wurde, zu geführt. Weiterhin wird bei der Bestimmung des erwarteten Schlupfs 96 im Schritt 94 auch ein aktuelles Antriebsdrehmoment 110 des Antriebs 52 des Zugfahrzeugs 12 mitberücksichtigt. Alternativ oder zusätzlich ist gemäß diesem oder einem weiteren Ausführungsbeispiel der erwartete Schlupf 96 abhängig von einem tatsächlich ermittelten und/oder einem geschätzten und/oder einem angenommenen Reibwert und/oder Reifeninformationen und/oder Reifenzu standsinformationen.

Der aktuelle Schlupf 92 sowie der erwartete Schlupf 96 werden nach der Be stimmung einem Schritt 112 zugeführt, in dem eine Beschleunigungsanforde rung 46 erzeugt und als Signal ausgegeben wird. Diese Beschleunigungsanfor derung 46 wird dann in einem Schritt 116 an ein Anhängerbremssteuergerät 48 übertragen und mit dem Anhängerbremssteuergerät 48 im Schritt 118 ein An steuersignal 60 zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs 52 in Abhängigkeit der Beschleunigungsanforderung 46 erzeugt. Hierbei wird das Beschleuni- gungssignal, wenn es einen positiven Wert aufweist, als Maximalwert 114 oder, wenn es einen negativen Wert aufweist, als Minimalwert 120 interpretiert. In Abhängigkeit des Ansteuersignals 60 wird dann in einem Schritt 122 ein An triebsdrehmoment 124 mit einem elektrischen Antrieb 52 erzeugt. Zum Bestim men des Ansteuersignals 60 im Schritt 118 wird dem Schritt 118 ein Motordreh- zahl-Drehmomentkennfeld 126 zugeführt, das für den elektrischen Antrieb 52 vordefiniert und in dem Anhängerbremssteuergerät 48 hinterlegt ist. Das Motor- drehzahl-Drehmomentkennfeld 126 wird in einem Schritt 128 in Abhängigkeit eines Ladezustands 130 eines Energiespeichers 54 des elektrischen Antriebs 52 an den Ladezustand 130 angepasst.

Weiterhin wird das Ansteuersignal 60 im Schritt 118 in Abhängigkeit einer Drehzahl 132 mindestens eines Motors 58 des elektrischen Antriebs 52 be stimmt. Diese Drehzahl 132 sowie auch das aktuell erzeugte Antriebsdrehmo ment 124 werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei der Erzeugung des erwarteten Schlupfs 96 des Zugfahrzeugs 12 berücksichtigt. Beispielsweise werden das aktuell erzeugte Antriebsdrehmoment 124 und die Drehzahl 132 in einem Statussignal 64 hierzu vom Anhängerbremssteuergerät 48 zum Brems steuergerät 32 des Zugfahrzeugs 12 übertragen.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für ein Motordrehzahl-Drehmomentkennfeld 140, das vorzugsweise mehrere Betriebsbereiche 142 bis 146 aufweist. Die Felder um fassen jeweils einen Wertebereich von Kombinationen aus Drehzahl 132 des elektrischen Antriebs 52, die auf der waagerechten Achse aufgetragen ist, und Drehmomenten 124, die auf der senkrechten Achse angegeben sind.

Ein aktueller Betriebsbereich 142 entspricht dem Bereich, in dem der elektri sche Antrieb 52 durch das Ansteuersignal 60 vorzugsweise zurzeit betrieben wird, während dieser aktuelle Betriebsbereich 142 innerhalb eines optimalen Betriebsbereichs 144 in Abhängigkeit der aktuellen Drehzahl 132 verschoben werden kann. Der optimale Betriebsbereich 144 kann wiederum in Abhängigkeit des Ladezustands 130 in einem zulässigen Betriebsbereich 146 variieren. Das Kennfeld 140 beschreibt somit Wertebereiche, in denen Kombinationen von Motordrehzahl 132 und Motordrehmoment 124 des elektrischen Motors 58 ein stellbar sind und sich gegenüber dem übrigen Bereich abgrenzen, in dem der elektrische Motor 58 nicht betrieben werden soll oder darf.

Fig. 4 zeigt eine Abhängigkeit des Kennfelds 140 vom Ladezustand 130 des Energiespeichers 54, wobei auf der waagerechten Achse der Ladezustand 130 zwischen 0 und 100 % aufgetragen ist und auf der senkrechten Achse eine An hebung oder Absenkung des optimalen Betriebsbereichs 144 gegenüber einem Nullwert des optimalen Betriebsbereichs 144 angezeigt ist. Eine Anhebung oder Absenkung des optimalen Betriebsbereichs kann entweder intervallweise, was mit der Kurve 148 dargestellt ist, oder dynamisch, was mit der Kurve 150 dar gestellt ist, erfolgen.

Im vorliegenden Beispiel befindet sich demnach zwischen etwa 30 und 80 % des Ladezustands 130 der optimale Betriebsbereich 144 im Wesentlichen zent ral im zulässigen Betriebsbereich 146, wenn von einer intervallweisen Anpas sung ausgegangen wird. Außerhalb dieser Grenzen verschiebt sich der optima le Betriebsbereich 144 entweder nach oben oder nach unten. Ein Betreiben des elektrischen Antriebs 52 mit einem geeigneten Wirkungsgrad ist so möglich.

Bezugszeichenliste als Teil der Beschreibung

10 Gespann

12 Zugfahrzeug

14 Deichsel

16 Anhängerfahrzeug

18 Achsen

20a angetriebene Räder

20b nichtangetriebene Räder

21 Raddrehzahlsensoren

22 Reibbremse

23 Gaspedalstellung

24 Gaspedal

25 Bremspedalstellung

26 Bremspedal

27 Wunsch einer Geschwindigkeitserhöhung

28 Fahrzeugsteuergerät

29 Bremswunsch

30 CAN-Bus

31 angeforderte positive Beschleunigung

32 Bremssteuergerät 34 Verbindung

46 Beschleunigungsanforderung 48 Anhängerbremssteuergerät 50 weitere Bus 52 elektrischer Antrieb

54 Energiespeicher

55 Energie

56 Umrichter

58 elektrische Motoren

59 Komponenten des elektrischen Antriebs

60 Ansteuersignal 62 Zustandssignal Statussignal Schritt des Verfahrens aktueller Schlupf Schritt des Verfahrens erwarteter Schlupf zugeführte Masse des Zugfahrzeugs Schritt des Verfahrens Masse des Anhängerfahrzeugs Schritt des Verfahrens gemessener Schlupf Schritt des Verfahrens Antriebsdrehmoment Schritt des Verfahrens Maximalwer -118 Schritte des Verfahrens Minimalwert Schritt des Verfahrens Antriebsdrehmoment Motordrehzahl-Drehmomentkennfeld Schritt des Verfahrens Ladezustand Drehzahl Motordrehzahl-Drehmomentkennfeld aktueller Betriebsbereich optimaler Betriebsbereich zulässiger Betriebsbereich Kurve Kurve