DE102024105496A1

DE102024105496A1 - Controlling a semi-trailer with an electric drive unit

Info

Publication number: DE102024105496A1
Application number: DE102024105496.4A
Authority: DE
Inventors: Tim Meyer; Christoph Schowe
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2024-02-27
Filing date: 2024-02-27
Publication date: 2025-08-28
Also published as: WO2025180812A1

Abstract

Ein Auflieger (110) ist dazu eingerichtet, von einer Zugmaschine (105) gezogen zu werden, und umfasst eine elektrische Antriebsmaschine (205) zur Bereitstellung eines Antriebsmoments. Ein Verfahren (300) zum Steuern einer solchen elektrischen Antriebsmaschine (205) umfasst ein Bestimmen einer am Auflieger (110) wirkenden Zugkraft, einer Fahrgeschwindigkeit des Aufliegers (110) und einer Neigung eines Untergrunds (140) des Aufliegers (110). Auf der Basis der Zugkraft, der Neigung und der Fahrgeschwindigkeit wird bestimmt, dass der Auflieger (110) bergauf angefahren werden soll, und die Antriebsmaschine (205) wird gesteuert, um das Anfahren durch ein Antriebsmoment zu unterstützen.A semitrailer (110) is configured to be towed by a tractor (105) and comprises an electric drive motor (205) for providing a drive torque. A method (300) for controlling such an electric drive motor (205) comprises determining a tractive force acting on the semitrailer (110), a travel speed of the semitrailer (110), and an incline of a ground surface (140) of the semitrailer (110). Based on the tractive force, the incline, and the travel speed, it is determined that the semitrailer (110) is to be started uphill, and the drive motor (205) is controlled to assist the start by providing a drive torque.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung eines Aufliegers, der dazu eingerichtet ist, von einer Zugmaschine gezogen zu werden. Insbesondere betrifft die Erfindung die Steuerung eines Aufliegers mit einer elektrischen Antriebsmaschine.The present invention relates to the control of a semi-trailer designed to be towed by a tractor. In particular, the invention relates to the control of a semi-trailer with an electric drive motor.

Ein Auflieger ist dazu eingerichtet, von einer Zugmaschine gezogen zu werden, sodass die Zugmaschine und der Auflieger zusammen einen Sattelzug bilden. Der Auflieger kann eine elektrische Antriebsmaschine umfassen, die auf Räder an einer Achse des Aufliegers wirkt. Die elektrische Antriebsmaschine kann angesteuert werden, um die Bewegung des Sattelzugs in vorbestimmten Fahrsituationen zu unterstützen.A semi-trailer is designed to be pulled by a tractor unit, so that the tractor unit and semi-trailer together form a semi-trailer combination. The semi-trailer may include an electric drive motor that acts on wheels on an axle of the semi-trailer. The electric drive motor can be controlled to assist the movement of the semi-trailer combination in predetermined driving situations.

Es wurde vorgeschlagen, ein durch die elektrische Antriebsmaschine bereitgestelltes Drehmoment in Abhängigkeit einer Zugkraft zu steuern, die zwischen der Zugmaschine und dem Auflieger wirkt. Ein Königszapfen, der die beiden Fahrzeugteile miteinander verbindet, kann hierzu mit einem Sensor zur Bestimmung der Zugkraft ausgestattet werden.It was proposed to control the torque provided by the electric drive motor as a function of the tractive force acting between the tractor and the trailer. A kingpin connecting the two vehicle parts can be equipped with a sensor to determine the tractive force.

Bisher bekannte Steuerungen einer solchen elektrischen Antriebsmaschine an einem Auflieger arbeiten vor allem bei einer Überlandfahrt der Zugmaschine zu und können beispielsweise bei Bergfahrt unterstützen und bei Talfahrt eine Rekuperation steuern. Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Technik zur verbesserten Unterstützung eines Aufliegers mittels einer elektrischen Antriebsmaschine. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.Previously known controls for such an electric drive motor on a semi-trailer primarily support the tractor during cross-country travel and can, for example, provide support during uphill driving and control recuperation during downhill driving. One object underlying the present invention is to provide a technology for improved support of a semi-trailer using an electric drive motor. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subordinate claims specify preferred embodiments.

Ein Auflieger ist dazu eingerichtet, von einer Zugmaschine gezogen zu werden und umfasst eine elektrische Antriebsmaschine zur Bereitstellung eines Antriebsmoments. Ein Verfahren zum Steuern einer solchen elektrischen Antriebsmaschine umfasst ein Bestimmen einer am Auflieger wirkenden Zugkraft, ein Bestimmen einer Fahrgeschwindigkeit des Aufliegers und ein Bestimmen einer Neigung eines Untergrunds des Aufliegers. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Bestimmen, auf der Basis der Zugkraft, der Neigung und der Fahrgeschwindigkeit, dass der Auflieger bergauf angefahren werden soll, und ein Steuern der Antriebsmaschine, um das Anfahren durch ein Antriebsmoment zu unterstützen.A semi-trailer is designed to be towed by a tractor and includes an electric drive motor for providing drive torque. A method for controlling such an electric drive motor includes determining a tractive force acting on the semi-trailer, determining a travel speed of the semi-trailer, and determining an incline of a ground surface of the semi-trailer. Furthermore, the method includes determining, based on the tractive force, the incline, and the travel speed, that the semi-trailer is to be started uphill, and controlling the drive motor to assist the start with a drive torque.

Erfindungsgemäß kann die Zugmaschine darin unterstützt werden, den Auflieger an der Neigung bergauf, also auf einer Steigung, anzufahren. Ein Losbrechen oder ein Erreichen einer gewissen Geschwindigkeit, ab der der Auflieger sicher gesteuert werden kann, ist so erleichtert. Für die Zugmaschine kann sich der Auflieger so verhalten, als hätte er eine geringere Masse oder als wäre die Steigung geringer als tatsächlich. Die Unterstützung kann automatisch bereitgestellt werden, sodass ein Fahrer der Zugmaschine keine weiteren Maßnahmen ergreifen muss, um das Gespann sicher am Hang anzufahren. Eine unkontrollierte Bewegung des Sattelzugs, der Zugmaschine oder des Aufliegers beim Anfahren können verbessert vermieden werden.According to the invention, the tractor unit can be assisted in starting the trailer on an uphill slope, i.e., on an incline. This makes it easier to break away or reach a certain speed at which the trailer can be safely controlled. For the tractor unit, the trailer can behave as if it had a lower mass or as if the incline were lower than it actually is. The assistance can be provided automatically, so that the tractor unit driver does not need to take any additional measures to start the trailer safely on the slope. Uncontrolled movement of the tractor unit, tractor unit, or trailer when starting off can be better prevented.

Das Anfahren kann bestimmt werden, wenn die bestimmte Fahrgeschwindigkeit im Wesentlichen null beträgt. Die Fahrgeschwindigkeit kann auf der Basis einer Drehzahl eines Rads des Aufliegers bestimmt werden und die Drehzahl kann null oder im Wesentlichen null betragen.Starting can be determined when the determined travel speed is essentially zero. The travel speed can be determined based on the rotational speed of a wheel of the trailer, and the rotational speed can be zero or essentially zero.

Eine Hangsituation bzw. eine Steigung kann bestimmt werden, wenn die Neigung des Untergrunds in Anfahrrichtung einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Die Neigung des Untergrunds kann auf der Basis einer Ausrichtung des Aufliegers gegenüber der Horizontalen bestimmt werden. Dazu kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor vorgesehen sein.A slope or gradient can be determined if the inclination of the ground in the approach direction exceeds a predetermined threshold. The inclination of the ground can be determined based on the trailer's orientation relative to the horizontal. For this purpose, an acceleration sensor can be provided, for example.

Eine vertikale Ausrichtung des Aufliegers gegenüber einem Untergrund, also eine Neigung in Längs- oder Querrichtung, hat in der Regel einen vernachlässigbaren Einfluss für das Anfahren an einer Steigung. Es ist zu beachten, dass das Anfahren vorwärts oder rückwärts erfolgen kann. Eine gewünschte Fahrtrichtung kann auf der Basis der bestimmten Zugkraft oder auf der Basis eines Rückfahr-Signals der Zugmaschine bestimmt werden.A vertical alignment of the trailer relative to the ground, i.e., a longitudinal or transverse inclination, generally has a negligible impact on starting on an incline. It should be noted that starting can occur forward or backward. The desired direction of travel can be determined based on the determined tractive force or based on a reversing signal from the tractor unit.

Die Fahrgeschwindigkeit kann mittels eines Drehzahlsensors eines Rads des Aufliegers bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen kann zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit des Aufliegers auch beispielsweise eine Kamera zur Abtastung eines Untergrunds oder eines Umfelds des Aufliegers, ein Beschleunigungssensor oder ein Empfänger für ein satellitengestütztes Navigationssystem (GNSS) verwendet werden. Andere Arten der Bestimmung der Geschwindigkeit des Aufliegers sind ebenfalls möglich.The driving speed can be determined using a speed sensor on a wheel of the trailer. In alternative embodiments, a camera for scanning the ground or the surroundings of the trailer, an acceleration sensor, or a receiver for a satellite navigation system (GNSS) can also be used to determine the driving speed of the trailer. Other methods of determining the speed of the trailer are also possible.

Bevorzugt wird auf der Basis eines Verlaufs der Zugkraft und eines Verlaufs der Fahrgeschwindigkeit bestimmt, dass ein Antriebsrad der Zugmaschine schlupft. Das Anfahren kann nur unterstützt werden, falls ein Schlupfen bestimmt wurde oder wenn ein bestimmtes Schlupfen einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.Preferably, it is determined that a drive wheel of the tractor is slipping based on a tractive force curve and a driving speed curve. Starting can only be assisted if slippage has been detected or if a specific slip exceeds a predetermined threshold.

In einer Ausführungsform wird bestimmt, dass die Zugkraft ruckartig abfällt. Insbesondere kann die Zugkraft mit einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit abfallen. Das ruckartige Abfallen kann darauf hinweisen, dass ein Antriebsrad der Zugmaschine plötzlich durchdreht, sodass die übertragbare Vortriebskraft plötzlich verringert ist. Es kann bestimmt werden, dass die Kraft unmittelbar vor dem Abfallen nicht über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Der Schwellenwert kann so gewählt sein, dass er nur beim Anfahren auf einem Untergrund mit mittlerem oder hohem Reibwert überschritten werden kann. Das Niveau der Zugkraft vor dem Abfallen kann so auf einen Untergrund mit einem niedrigen Reibwert hinweisen.In one embodiment, it is determined that the tensile force drops abruptly. In particular, the tensile force can decrease with a predetermined minimum speed drop. The sudden drop may indicate that a drive wheel of the tractor is suddenly spinning, resulting in a sudden reduction in the transferable propulsion force. It can be determined that the force immediately before the drop does not exceed a predetermined threshold. The threshold can be selected so that it can only be exceeded when starting on a surface with a medium or high coefficient of friction. The level of tractive force before the drop may thus indicate a surface with a low coefficient of friction.

Das Schlupfen erfolgt üblicherweise intermittierend, wenn die Zugmaschine über eine Schlupfregelung verfügt. In einer weiteren Ausführungsform kann bestimmt werden, dass die Zugkraft mit einer Frequenz oszilliert, die in einem vorbestimmten Frequenzbereich liegt. Der Frequenzbereich kann eine typische oder bekannte Arbeitsfrequenz einer Antriebsschlupfregelung der Zugmaschine umfassen. Der Frequenzbereich kann auch eine Eigenfrequenz der Zugmaschine oder einer seiner Komponenten umfassen, wenn ein Fahrer versucht, einen festgefahrenen Sattelzug aus seiner Position herauszuschaukeln. Der vorbestimmte Fahrzustand kann auf diese Weise verbessert automatisch bestimmt werden, ohne ein zusätzliches Signal von der Zugmaschine zu erfordern. Außerdem kann der Fahrzustand auch bestimmt werden, wenn die Zugmaschine ein entsprechendes Signal nicht bereitstellt.Slipping typically occurs intermittently if the tractor unit has traction control. In a further embodiment, it can be determined that the tractive effort oscillates at a frequency within a predetermined frequency range. The frequency range can include a typical or known operating frequency of a traction control system of the tractor unit. The frequency range can also include a natural frequency of the tractor unit or one of its components when a driver attempts to rock a stuck tractor-trailer out of position. In this way, the predetermined driving state can be determined automatically in an improved manner without requiring an additional signal from the tractor unit. Furthermore, the driving state can also be determined if the tractor unit does not provide a corresponding signal.

Auf der Basis der Fahrgeschwindigkeit und eines VDC-Signals der Zugmaschine kann bestimmt werden, dass ein Antriebsrad der Zugmaschine schlupft. Das VDC-Signal („vehicle dynamics control active“) kann anzeigen, dass eine Hilfsfunktion der Zugmaschine zur dynamischen Stabilisierung aktiv ist, insbesondere dass mit einer Bremse in die Fahrdynamik des Sattelzugs eingewirkt wird. Die Bremse kann von der Zugmaschine oder vom Auflieger umfasst sein. Das VDC-Signal kann von unterschiedlichen Systemen bereitgestellt werden, beispielsweise einem elektronischen Stabilitätsprogramm ESP oder einer Antriebsschlupfregelung ASR. Liegt die Fahrgeschwindigkeit des Aufliegers unter einem vorbestimmten Schwellenwert, der null umfasst, so kann das VDC-Signal einem ARS-Signal entsprechen, das anzeigt, dass eine Antriebsschlupf-Regelung aktiv ist.Based on the driving speed and a VDC signal from the tractor unit, it can be determined that a drive wheel of the tractor unit is slipping. The VDC signal (“vehicle dynamics control active”) can indicate that an auxiliary function of the tractor unit for dynamic stabilization is active, in particular that a brake is being applied to influence the driving dynamics of the semi-trailer combination. The brake can be provided by the tractor unit or the semi-trailer. The VDC signal can be provided by various systems, such as an electronic stability program (ESP) or an anti-skid control (ASR). If the driving speed of the semi-trailer is below a predetermined threshold, which includes zero, the VDC signal can correspond to an ARS signal, which indicates that an anti-skid control system is active.

Falls verfügbar, kann ein ASR-Signal der Zugmaschine ausgewertet werden, um das Schlupfen des Rads der Zugmaschine zu bestimmen. Die ASR kann ein Drehmoment, das auf ein Antriebsrad der Zugmaschine wirkt, gezielt reduzieren, wenn bestimmt wird, dass das Antriebsrad durchdreht. Das ASR-Signal kann als Indikator dafür verwendet werden, dass die Zugmaschine Schwierigkeiten hat, ein gewünschtes Antriebsmoment in Vortrieb umzuwandeln. In diesem Fall kann die elektrische Antriebsmaschine automatisch angesteuert werden, um zusätzlichen Vortrieb seitens des Aufliegers beizusteuern.If available, an ASR signal from the tractor can be evaluated to determine the slippage of the tractor wheel. The ASR can specifically reduce the torque acting on a tractor's drive wheel if it detects that the drive wheel is slipping. The ASR signal can be used as an indicator that the tractor is having difficulty converting a desired drive torque into propulsion. In this case, the electric drive motor can be automatically activated to provide additional propulsion from the trailer.

Das Antriebsmoment kann in Abhängigkeit einer Masse des Aufliegers gesteuert werden. Die Masse kann beispielsweise auf der Basis eines Drucks in einem hydraulischen oder pneumatischen Federelement des Aufliegers bestimmt werden. Die Masse kann auch mittels eines Beobachters oder eines adaptiven Filters bestimmt werden, beispielsweise auf der Basis eines Zusammenhangs zwischen einem Antriebsmoment und einer Beschleunigung in der Ebene.The drive torque can be controlled depending on the trailer's mass. The mass can be determined, for example, based on the pressure in a hydraulic or pneumatic spring element of the trailer. The mass can also be determined using an observer or an adaptive filter, for example, based on a relationship between the drive torque and acceleration on the flat.

Das Antriebsmoment kann in Abhängigkeit eines Grads der Neigung bzw. der befahrenen Steigung gesteuert werden. Das Unterstützen kann erst gesteuert werden, wenn der Grad einen ersten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, beispielsweise ca. 2°. Das Unterstützen kann auch beendet bzw. verweigert werden, wenn der Grad einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, beispielsweise ca. 15 %, was einem Steigungsgrad von etwa 25° entspricht. In diesem Fall kann ein sicheres Anfahren nicht immer gelingen und es kann die Gefahr des seitlichen Ausbrechens oder des Rutschens hangabwärts bestehen. Auf eine beendete bzw. verweigerte Unterstützung kann mittels eines Signals hingewiesen werden, das insbesondere einem Fahrer der Zugmaschine bereitgestellt werden kann.The drive torque can be controlled depending on the degree of incline or gradient being traveled. Assistance can only be controlled when the gradient exceeds a first predetermined threshold, for example, approximately 2°. Assistance can also be terminated or refused when the gradient exceeds a second predetermined threshold, for example, approximately 15%, which corresponds to a gradient of approximately 25°. In this case, safe starting may not always be possible, and there may be a risk of sideways skidding or sliding downhill. Terminated or refused assistance can be indicated by a signal, which can be provided, in particular, to a tractor driver.

Die Unterstützung kann auch beendet werden, wenn eine Bremsanforderung der Zugmaschine erfasst wird. Die Bremsanforderung kann eine Betriebsbremse oder eine Feststellbremse betreffen.Assistance can also be terminated if a braking request from the tractor unit is detected. The braking request can be for a service brake or a parking brake.

Das Anfahren kann beendet werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Dieser Schwellenwert kann in einer Ausführungsform so gewählt sein, dass er in einem Geschwindigkeitsbereich liegt, der in einer vorbestimmten Gangstufe eines Antriebssystems der Zugmaschine erreichbar ist. In einer anderen Ausführungsform kann der Schwellenwert absolut festgelegt sein, beispielsweise auf ca. 3 km/h oder ca. 6 km/h. Es ist zu beachten, dass die Antriebsmaschine von einer anderen Assistenzfunktion auch jenseits des Schwellenwerts aktiviert werden kann.The start-off can be terminated if the driving speed exceeds a predetermined threshold. In one embodiment, this threshold can be selected such that it lies within a speed range achievable in a predetermined gear position of a drive system of the tractor. In another embodiment, the threshold can be set absolutely, for example, at approximately 3 km/h or approximately 6 km/h. It should be noted that the drive motor can also be activated by another assistance function beyond the threshold.

In einer weiteren Ausführungsform wird bestimmt, dass die Zugkraft während des Anfahrens einen vorbestimmten Schwellenwert nicht übersteigt. Sollte die Zugkraft den Schwellenwert übersteigen, bevorzugt, wenn gleichzeitig die Fahrgeschwindigkeit einen zugeordneten Schwellenwert übersteigt, so kann von einem abgeschlossenen Anfahren ausgegangen werden.In a further embodiment, it is determined that the tractive force does not exceed a predetermined threshold during start-up. Should the tractive force exceed the threshold, preferably if the driving speed simultaneously exceeds an associated threshold, so it can be assumed that the start-up is complete.

Das Antriebsmoment kann in Abhängigkeit eines Reibwerts eines mittels der Antriebsmaschine angetriebenen Rads auf dem Untergrund gesteuert werden. Der Reibwert zwischen einem Antriebsrad des Aufliegers und dem Untergrund kann bestimmt werden, indem bestimmt wird, dass das angetriebene Rad schlupft. Dazu kann das Rad gezielt in den Schlupf geführt werden. Zur Bestimmung des Reibwerts kann bestimmt werden, bei welchem Antriebsmoment das Rad der ersten Achse in Schlupf geht. Das Antriebsmoment des Rads kann im Rahmen der Steuerung der elektrischen Antriebsmaschine gut bekannt sein. Insbesondere dann, wenn eine feldorientierte Steuerung implementiert ist, kann das durch die elektrische Antriebsmaschine bereitgestellte Drehmoment als Steuervorgabe gewählt werden.The drive torque can be controlled depending on the friction coefficient of a wheel driven by the drive motor on the ground. The friction coefficient between a drive wheel of the semitrailer and the ground can be determined by determining that the driven wheel is slipping. For this purpose, the wheel can be deliberately guided into slipping. To determine the friction coefficient, it is possible to determine the drive torque at which the wheel of the first axle begins to slip. The drive torque of the wheel can be well known within the context of the control of the electric drive motor. Particularly when field-oriented control is implemented, the torque provided by the electric drive motor can be selected as the control input.

Das Rad kann schlupfsicher angetrieben werden, insbesondere nach Art einer eigenen Antriebsschlupfregelung (ASR). Auf der Basis des Reibwerts kann die Unterstützung gesteuert werden. Die Unterstützung erfolgt bevorzugt derart, dass der Schlupf an dem Rad einen vorbestimmten Schwellenwert nicht übersteigt. Dieser Schwellenwert kann auf einem niedrigen Wert von beispielsweise ca. 15 %, insbesondere ca. 10 % oder ca. 5 % liegen, sodass das Rad möglichst in Haftreibung mit dem Untergrund gehalten ist. Üblicherweise kann davon ausgegangen werden, dass ein geringer Reibwert an einem Rad des Aufliegers mit einem geringen Reibwert an einem Rad der Zugmaschine einhergeht.The wheel can be driven in a slip-resistant manner, particularly in the manner of a dedicated traction control (ASR) system. The assistance can be controlled based on the friction coefficient. Assistance is preferably provided in such a way that the slip at the wheel does not exceed a predetermined threshold. This threshold can be set at a low value, for example, approximately 15%, particularly approximately 10% or approximately 5%, so that the wheel is held in static friction with the ground as much as possible. It can usually be assumed that a low friction coefficient on a trailer wheel is associated with a low friction coefficient on a tractor wheel.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für einen Auflieger, der dazu eingerichtet ist, von einer Zugmaschine gezogen zu werden, vorgeschlagen. Dabei umfasst der Auflieger eine elektrische Antriebsmaschine zur Bereitstellung eines Antriebsmoments. Die Steuervorrichtung umfasst einen ersten Sensor zur Bestimmung einer am Auflieger wirkenden Zugkraft, einen zweiten Sensor zur Bestimmung einer Fahrgeschwindigkeit des Aufliegers und einen dritten Sensor zur Bestimmung einer Neigung eines Untergrunds des Aufliegers. Die Steuervorrichtung ist dazu eingerichtet, auf der Basis der bestimmten Zugkraft, der bestimmten Fahrgeschwindigkeit und der bestimmten Neigung zu bestimmen, dass der Auflieger bergauf angefahren werden soll, und die Antriebsmaschine anzusteuern, ein Antriebsmoment an dem Rad bereitzustellen.According to a further aspect of the present invention, a control device for a semi-trailer designed to be towed by a tractor is proposed. The semi-trailer comprises an electric drive motor for providing a drive torque. The control device comprises a first sensor for determining a tractive force acting on the semi-trailer, a second sensor for determining a driving speed of the semi-trailer, and a third sensor for determining an incline of a ground surface of the semi-trailer. The control device is designed to determine, on the basis of the determined tractive force, the determined driving speed, and the determined incline, that the semi-trailer is to be driven uphill and to control the drive motor to provide a driving torque to the wheel.

Die Steuervorrichtung kann eine elektronische Verarbeitungseinrichtung umfassen, die insbesondere als programmierbarer Mikrocomputer oder Mikrocontroller ausgeführt sein kann. Die Steuervorrichtung, insbesondere die Verarbeitungseinrichtung, kann insbesondere dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren teilweise oder vollständig auszuführen. Das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Steuervorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.The control device may comprise an electronic processing device, which may in particular be embodied as a programmable microcomputer or microcontroller. The control device, in particular the processing device, may in particular be configured to partially or completely execute a method described herein. The method may be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product may be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method may be transferred to the control device, or vice versa.

Nach wieder einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Auflieger, der dazu eingerichtet ist, von einer Zugmaschine gezogen zu werden, eine elektrische Antriebsmaschine zur Bereitstellung eines Antriebsmoments und eine Steuervorrichtung wie oben beschrieben. Ein solcher Auflieger kann auch Sattelauflieger, Semitrailer oder Trailer genannt werden. Der Auflieger kann mittels eines Königszapfens mit einer Sattelplatte der Zugmaschine verbunden werden. Ein Teil des Gewichts des Aufliegers lastet dann auf der Zugmaschine. Der Auflieger kann mehrachsig sein und kann insbesondere zwei oder drei Achsen aufweisen. Ein weiterhin vorgeschlagener Sattelzug umfasst einen hierin beschriebenen Auflieger und eine Zugmaschine.According to yet another aspect of the invention, a semitrailer configured to be towed by a tractor comprises an electric drive motor for providing drive torque and a control device as described above. Such a semitrailer can also be called a semitrailer, semitrailer, or trailer. The semitrailer can be connected to a fifth wheel plate of the tractor by means of a kingpin. Part of the weight of the semitrailer then rests on the tractor. The semitrailer can be multi-axle and can, in particular, have two or three axles. A further proposed semitrailer combination comprises a semitrailer described herein and a tractor.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen

1 einen Sattelzug,
2 eine Steuervorrichtung für einen Auflieger und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens

darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which

1 a semi-trailer truck,
2 a control device for a semi-trailer and
3 a flow chart of a procedure

represents.

1 zeigt einen Sattelzug 100, der eine Zugmaschine 105 und einen Auflieger 110 umfasst. Der Sattelzug 100 bzw. seine Komponenten 105, 110 sind insbesondere kommerzielle Fahrzeuge. Die Zugmaschine 105 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine gelenkte Achse 115 und eine Antriebsachse 120. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich. Üblicherweise lastet ein Teil des Gewichts des Aufliegers 110 auf der Zugmaschine 105 im Bereich einer Antriebsachse 120. 1 shows a semitrailer truck 100 comprising a tractor unit 105 and a trailer 110. The semitrailer truck 100 and its components 105, 110 are, in particular, commercial vehicles. In the illustrated embodiment, the tractor unit 105 comprises a steered axle 115 and a drive axle 120. Other configurations are also possible. Typically, part of the weight of the trailer 110 rests on the tractor unit 105 in the area of a drive axle 120.

Der Auflieger 110 kann zum Transport beliebiger Lasten eingerichtet sein. Er umfasst wenigstens eine erste Achse 125, die elektrisch angetrieben werden kann. In der dargestellten Ausführungsform sind zusätzlich eine zweite Achse 130 und eine dritte Achse 135 vorgesehen. Die Anordnung der Achsen 125 bis 135 kann in anderen Ausführungsformen anders als dargestellt bzw. beschrieben erfolgen. Üblicherweise sind die Achsen 125 bis 135 an einem Ende des Aufliegers 110 angeordnet, das von demjenigen Ende, das auf der Zugmaschine 105 lastet, entfernt ist.The trailer 110 can be configured to transport any load. It comprises at least a first axle 125, which can be electrically driven. In the illustrated embodiment, a second axle 130 and a third axle 135 are additionally provided. The arrangement of the axles 125 to 135 can be different from that shown or described in other embodiments. Typically, the axles 125 to 135 are arranged at an end of the trailer 110 that is remote from the end bearing the load on the tractor unit 105.

Räder, die jeweils an den Achsen 125 bis 135 angebracht sind, stehen oder rollen auf einem Untergrund 140. Eine Beschaffenheit des Untergrunds 140, beispielsweise bezüglich einer Griffigkeit seiner Oberfläche, einer Ebenheit oder eines Gefälles, können einen Einfluss auf die Kontrolle, mit der der Sattelzug 100 gesteuert werden kann, haben. Insbesondere beim Anfahren des Sattelzugs 100 können ungünstige Bedingungen vorliegen, die es erschweren, den Sattelzug 100 zu kontrollieren.Wheels, each attached to axles 125 to 135, rest or roll on a surface 140. The nature of the surface 140, for example, regarding its grip, evenness, or gradient, can influence the control with which the semitrailer 100 can be steered. In particular, when starting the semitrailer 100, unfavorable conditions may exist that make it difficult to control the semitrailer 100.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung 200 für einen Auflieger 110. In einem unteren Bereich sind der Untergrund 140 sowie Räder der Achsen 125 bis 135 des Aufliegers 110 dargestellt. Eine Fahrtrichtung verläuft in 2 vorzugsweise nach links. 2 shows a schematic representation of a control device 200 for a semi-trailer 110. In a lower area, the ground 140 and wheels of the axles 125 to 135 of the semi-trailer 110 are shown. A direction of travel runs in 2 preferably to the left.

Der Auflieger 110 umfasst eine elektrische Antriebsmaschine 205, die auf ein Rad an der ersten Achse 125 wirkt. Zum Betrieb der Antriebsmaschine 205 kann eine elektrische Energiequelle 210 vorgesehen sein. Die Energiequelle 210 ist üblicherweise vom Auflieger 110 umfasst und kann beispielsweise einen elektrochemischen Energiespeicher, einen Generator oder eine Brennstoffzelle umfassen. Eine Umsetzung elektrischer Energie von der Energiequelle 210 zur Antriebsmaschine 205 umfasst üblicherweise einen Stromrichter, der in 2 nicht dargestellt ist.The trailer 110 comprises an electric drive motor 205, which acts on a wheel on the first axle 125. An electrical energy source 210 may be provided to operate the drive motor 205. The energy source 210 is typically included in the trailer 110 and may, for example, comprise an electrochemical energy storage device, a generator, or a fuel cell. Conversion of electrical energy from the energy source 210 to the drive motor 205 typically comprises a power converter, which is 2 is not shown.

Die Antriebsmaschine 205 kann in einer Ausführungsform eine Vortriebskraft von ca. 10 bis 15 kN bewirken, falls das Rad an der ersten Achse 125 guten Kontakt zum Untergrund 140 hat. Es ist möglich, dass die Antriebsmaschine 205 ausschließlich zum Betrieb bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten vorgesehen ist, beispielsweise beim Anfahren oder Rangieren. Es ist möglich, dass über einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise ca. 10 km/h, die Antriebsmaschine 205 abgeschaltet wird. In einer anderen Ausführungsform kann die Antriebsmaschine 205 mittels unterschiedlicher Assistenzfunktionen angesteuert werden, von denen eine auch einen Antrieb bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit erlauben kann.In one embodiment, the drive motor 205 can produce a propulsive force of approximately 10 to 15 kN if the wheel on the first axle 125 has good contact with the ground 140. It is possible for the drive motor 205 to be intended exclusively for operation at low driving speeds, for example, when starting or maneuvering. It is possible for the drive motor 205 to be switched off above a predetermined driving speed, for example, approximately 10 km/h. In another embodiment, the drive motor 205 can be controlled by means of various assistance functions, one of which can also allow propulsion at a higher driving speed.

Eine Verarbeitungseinrichtung 215 ist dazu eingerichtet, eine Fahrsituation zu bestimmen, in welcher der Auflieger 110 an einem Hang angefahren werden soll und dazu, die Antriebsmaschine 205 anzusteuern, um das Anfahren zu unterstützen. Die Antriebsmaschine 205 kann gesteuert werden, indem einem Stromrichter entsprechende Steuerparameter gegeben werden, insbesondere ein bereitzustellendes Drehmoment und/oder eine einzunehmende Drehzahl.A processing device 215 is configured to determine a driving situation in which the semi-trailer 110 is to be started on a slope and to control the drive motor 205 to assist the start. The drive motor 205 can be controlled by providing a power converter with appropriate control parameters, in particular a torque to be provided and/or a speed to be reached.

Zur Bestimmung der Fahrsituation kann die Verarbeitungseinrichtung 215 mit einer Anzahl Sensoren verbunden sein. Es ist zu beachten, dass nicht alle in 2 dargestellten Sensoren bzw. Informationsquellen in allen Ausführungsformen der Erfindung realisiert sein müssen.To determine the driving situation, the processing device 215 can be connected to a number of sensors. It should be noted that not all 2 The sensors or information sources shown must be implemented in all embodiments of the invention.

Ein erster Sensor 220 ist dazu eingerichtet, eine Zugkraft zu bestimmen, die auf den Auflieger 110 wirkt. Die Zugkraft kann insbesondere mittels der Zugmaschine 105 aufgebracht werden. Der erste Sensor 220 kann insbesondere im Bereich eines Königszapfens angebracht sein, der Zugkräfte zwischen den Fahrzeugen 105, 110 übermittelt. In einer Ausführungsform werden Dehnungsmessstreifen dazu verwendet, eine mikroskopische Auslenkung des Königszapfens unter Zuglast zu bestimmen. Ein Signal des Dehnungsmessstreifens kann passend verstärkt und weiterverarbeitet werden, um auf Basis eines bekannten Biegeverhaltens des Königszapfens unter dem Einfluss von Zugkraft eine aktuelle Zugkraft zu bestimmen.A first sensor 220 is configured to determine a tensile force acting on the trailer 110. The tensile force can be applied, in particular, by the tractor unit 105. The first sensor 220 can be mounted, in particular, in the region of a kingpin that transmits tensile forces between the vehicles 105, 110. In one embodiment, strain gauges are used to determine a microscopic deflection of the kingpin under tensile load. A signal from the strain gauge can be appropriately amplified and further processed to determine a current tensile force based on a known bending behavior of the kingpin under the influence of tensile force.

Ein zweiter Sensor 225 ist dazu eingerichtet, eine Fahrgeschwindigkeit des Aufliegers 110 zu bestimmen. Der zweite Sensor 225 kann einen Drehzahlsensor umfassen, der an einem Rad einer Achse 125-135 des Aufliegers 110 angebracht ist, das Kontakt zum Untergrund 140 hat. Alternativ kann auch ein anderer zweiter Sensor 225 eingesetzt werden, der einen anderen Effekt ausnützt, um die Bewegung des Aufliegers 110 zu bestimmen. Es können auch mehrere zweite Sensoren 225 an verschiedenen Achsen des Aufliegers 110 vorgesehen sein. In einer Ausführungsform ist der zweite Sensor 225 an einem nicht angetriebenen Rad vorgesehen.A second sensor 225 is configured to determine a travel speed of the trailer 110. The second sensor 225 may comprise a speed sensor mounted on a wheel of an axle 125-135 of the trailer 110 that is in contact with the ground 140. Alternatively, a different second sensor 225 may be used that utilizes a different effect to determine the movement of the trailer 110. Multiple second sensors 225 may also be provided on different axles of the trailer 110. In one embodiment, the second sensor 225 is provided on a non-driven wheel.

Ein dritter Sensor 230 ist dazu eingerichtet, eine Neigung des Untergrunds 140 zu bestimmen. Dazu kann ein Beschleunigungssensor verwendet werden, der die Richtung der Erdbeschleunigung bezüglich des Aufliegers 110 bestimmt. Bezüglich einer bekannten Richtung, wenn der Auflieger 110 auf ebenem Untergrund 140 steht, kann die Neigung des Untergrunds 140 bezüglich des Aufliegers 110 bestimmt werden. Die Neigung kann in Betrag und Richtung bezüglich einer Längsachse des Aufliegers 110 bestimmt werden. Der dritte Sensor 230 kann auch beispielsweise eine Art Pendel oder einen Kreisel umfassen. Auf der Basis der bestimmten Neigung kann eine Steigung bestimmt werden, die in Richtung der bestimmten Zugkraft bzw. in Fahrtrichtung des Aufliegers 110 wirkt.A third sensor 230 is configured to determine an inclination of the ground 140. For this purpose, an acceleration sensor can be used, which determines the direction of the acceleration due to gravity with respect to the trailer 110. With respect to a known direction, when the trailer 110 is standing on level ground 140, the inclination of the ground 140 with respect to the trailer 110 can be determined. The inclination can be determined in magnitude and direction with respect to a longitudinal axis of the trailer 110. The third sensor 230 can also comprise, for example, a type of pendulum or a gyroscope. Based on the determined inclination, an incline can be determined that acts in the direction of the determined tractive force or in the direction of travel of the trailer 110.

Allgemein ist hierin von einer Steigung die Rede, wenn der Untergrund 140 in der Richtung, in die der Auflieger 140 mittels der Zugkraft gezogen wird, ansteigt. Dabei kann die Steigung auch nur teilweise in Richtung der Zugkraft verlaufen und insbesondere mit dieser einen spitzen Winkel einschließen, sodass eine resultierende Steigung einen geringeren Betrag als eine vorliegende Neigung des Untergrunds 140 haben kann. Dies kann etwa der Fall sein, wenn das Gespann 105, 110 an einem Hang schräg bergauf anfährt.In general, a gradient is defined here as the ground 140 rising in the direction in which the trailer 140 is pulled by the tractive force. The gradient may also extend only partially in the direction of the tractive force and, in particular, form an acute angle with it, so that a resulting gradient is less than an existing inclination of the The surface can be 140. This can be the case, for example, if the vehicle combination 105, 110 starts uphill diagonally.

Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass der Auflieger 110 unabhängig von seiner Beladung stets dieselbe Ausrichtung gegenüber dem Untergrund einnimmt. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann die Ausrichtung in Längsrichtung beispielsweise aufgrund von entlang einer Längsachse des Aufliegers 110 versetzten Abstandsmessungen zum Untergrund 140 bestimmt werden. Ein solcher Abstand kann beispielsweise mittels Ultraschall, einer Kamera oder eines Lasergeräts bestimmt werden. Ein Abstand kann auch auf der Basis eines Federwegs bestimmt werden, der an einer Achse 125-135 herrscht. In der Darstellung von 2 ist wenigstens eine der Achsen 125-135 mittels eines pneumatischen Federelements 235 gegenüber einem Fahrgestell gelagert. Hier kann ein dritter Sensor 230 vorgesehen sein, um auf den vertikalen Abstand des Fahrgestells vom Untergrund 140 zu schließen. In general, it is assumed that the trailer 110 always maintains the same orientation relative to the ground, regardless of its load. If this is not the case, the longitudinal orientation can be determined, for example, based on distance measurements to the ground 140 offset along a longitudinal axis of the trailer 110. Such a distance can be determined, for example, using ultrasound, a camera, or a laser device. A distance can also be determined based on a spring deflection prevailing at an axle 125-135. In the illustration of 2 At least one of the axles 125-135 is mounted relative to a chassis by means of a pneumatic spring element 235. A third sensor 230 can be provided here to determine the vertical distance of the chassis from the ground 140.

Eine der Achsen 125-135 kann pneumatisch angehoben werden, sodass ein daran angebrachtes Rad den Kontakt zum Untergrund verliert. Dies kann genutzt werden, um bei geringer Belastung einen Rollwiderstand zu verringern oder ein Manövrieren auf engem Raum zu unterstützen. Eine Achse 125-135 kann auch angehoben werden, um eine Anpresskraft des Aufliegers 110 auf die Achse, auf die die Antriebsmaschine 205 wirkt, zu erhöhen. Das Anheben kann gesteuert werden, um einem Schlupfen des Rads an der ersten Achse 125 entgegenzuwirken, etwa wenn ein geringer Reibwert zwischen dem Rad und dem Untergrund 140 herrscht.One of the axles 125-135 can be pneumatically raised so that a wheel attached to it loses contact with the ground. This can be used to reduce rolling resistance under light loads or to assist maneuvering in tight spaces. An axle 125-135 can also be raised to increase the contact force of the trailer 110 on the axle on which the drive motor 205 acts. The lifting can be controlled to counteract wheel slippage on the first axle 125, for example, when there is a low coefficient of friction between the wheel and the ground 140.

Es ist ferner eine Schnittstelle 240 vorgesehen, über die Signale zwischen der Zugmaschine 105 und dem Auflieger 110 ausgetauscht werden können. Die Schnittstelle 240 kann eines oder mehrere analoge oder digitale Signale übermitteln. Beispielhafte Signale betreffen eine Fahrgeschwindigkeit, eine Bremsanforderung, ein Rückfahrsignal oder eine Drehmomentanforderung an eine Antriebsmaschine der Zugmaschine. Die Übermittlung erfolgt üblicherweise elektrisch, kann aber auch drahtlos erfolgen.Furthermore, an interface 240 is provided, via which signals can be exchanged between the tractor unit 105 and the trailer 110. The interface 240 can transmit one or more analog or digital signals. Examples of signals include a driving speed, a braking request, a reversing signal, or a torque request to a drive motor of the tractor unit. Transmission is typically electrical, but can also be wireless.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Steuerung eines Aufliegers 110. Es ist zu beachten, dass die beschriebenen Schritte nicht notwendigerweise in der angegebenen oder dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden müssen und dass in manchen Ausführungsformen nicht alle der dargestellten Schritte realisiert sind. 3 shows a flowchart of an exemplary method 300 for controlling a trailer 110. It should be noted that the described steps do not necessarily have to be performed in the specified or illustrated order and that in some embodiments not all of the illustrated steps are implemented.

In einem Schritt 305 können Signale bestimmt werden, die von der Zugmaschine 105 bereitgestellt werden und die auf einen Fahrzustand des Gespanns 105, 110 hinweisen. So kann in einem Schritt 310 bestimmt werden, ob eine Vorwärtsfahrt oder eine Rückwärtsfahrt vorgesehen ist. Bei der Rückwärtsfahrt wird üblicherweise ein Signal gesetzt, um eine Rückfahrleuchte des Aufliegers 110 zu aktivieren.In a step 305, signals provided by the tractor unit 105 can be determined that indicate a driving state of the vehicle combination 105, 110. Thus, in a step 310, it can be determined whether forward travel or reverse travel is intended. During reverse travel, a signal is typically set to activate a reversing light on the trailer 110.

In einem Schritt 315 kann bestimmt werden, ob ein Fahrstabilitätssignal der Zugmaschine 105 vorliegt. Dieses Signal kann auch VDC-Signal bzw. VDC-active-Signal genannt werden und zeigt an, dass eine Radbremse der Zugmaschine aktiviert wird, um in eine Fahrdynamik des Sattelzugs einzuwirken. Eine Drehmoment- oder Drehzahlanforderung an eine Antriebsmaschine der Zugmaschine 105 kann gleichzeitig verringert sein. Die Zugmaschine 105 kann über verschiedene Fahrassistenten verfügen, die jeweils einen solchen Eingriff bewirken können, beispielsweise ein Antiblockiersystem ABS und ein elektronisches Stabilitätsprogramm ESP. Das ermittelte Signal kann einen direkten Schluss darauf erlauben, welches Stabilitätsprogramm aktiv ist. Alternativ kann auf der Basis von weiteren Beobachtungen auf das gerade aktive Programm bzw. eine vorliegende Fahrsituation geschlossen werden. Insbesondere kann bestimmt werden, dass das Fahrstabilitätssignal bei einer Fahrgeschwindigkeit nahe null - insbesondere beim Anfahren oder Fahren bergauf - auf ein schlupfendes Rad der Zugmaschine 105 hinweist. Das Rad kann insbesondere schlupfen, weil ein Reibwert zum Untergrund 140 zu gering, eine befahrene Steigung zu steil oder die Masse des Aufliegers 110 zu groß ist.In a step 315, it can be determined whether a driving stability signal from the tractor unit 105 is present. This signal can also be called a VDC signal or VDC active signal and indicates that a wheel brake of the tractor unit is activated to influence the driving dynamics of the semi-trailer combination. A torque or speed requirement for a drive motor of the tractor unit 105 can be reduced at the same time. The tractor unit 105 can have various driving assistants, each of which can trigger such an intervention, for example, an anti-lock braking system (ABS) and an electronic stability program (ESP). The determined signal can allow a direct conclusion as to which stability program is active. Alternatively, the currently active program or the current driving situation can be deduced based on further observations. In particular, it can be determined that the driving stability signal indicates a slipping wheel of the tractor unit 105 at a driving speed close to zero—particularly when starting off or driving uphill. The wheel can slip in particular because the coefficient of friction with the ground 140 is too low, the gradient being travelled is too steep or the mass of the trailer 110 is too great.

In einem Schritt 320 kann eine Freigabe der hierin vorgeschlagenen Bergauf-Anfahrhilfe erfasst werden. Die Freigabe kann manuell durch einen Fahrer der Zugmaschine 105 gesteuert werden. Liegt die Freigabe vor, so kann die Unterstützung eines Anfahrvorgangs bergauf mittels der Antriebsmaschine 210 automatisch gesteuert werden. Liegt die Freigabe nicht vor, so kann eine Unterstützung verhindert oder eine erfolgende Unterstützung abgebrochen werden. Optional kann das Signal auch eine explizite Anforderung zur Unterstützung betreffen. Der Fahrer kann so einen Wunsch zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs ausdrücken. In Reaktion auf diesen Wunsch kann die Unterstützung mit verringerten Bedingungen oder mit vergrößerter Wirkung gesteuert werden. Beispielsweise kann die Unterstützung auch bei einer geringeren Steigung als vorgesehen oder sogar in der Ebene gesteuert werden. Ein maximal bereitgestelltes Antriebsmoment oder eine maximale Fahrgeschwindigkeit, bis zu der die Unterstützung erfolgt, kann erhöht sein.In a step 320, the release of the hill start assist proposed herein can be detected. The release can be controlled manually by a driver of the tractor unit 105. If the release is present, the assistance for an uphill start can be automatically controlled by the drive motor 210. If the release is not present, assistance can be prevented or an ongoing assistance can be aborted. Optionally, the signal can also relate to an explicit request for assistance. The driver can thus express a desire to assist a start. In response to this desire, the assistance can be controlled with reduced conditions or with increased effect. For example, the assistance can also be controlled on a lower gradient than intended or even on level ground. A maximum drive torque provided or a maximum driving speed up to which assistance is provided can be increased.

In einem Schritt 325 kann ein Bremssignal erfasst werden, das eine Betriebsbremse oder eine Feststellbremse des Aufliegers 110 betreffen kann. Wird dieses Signal erfasst, kann die Unterstützung mittels der Antriebsmaschine 215 rasch abgeschaltet werden. Ein Bremssystem kann unabhängig davon aktiv werden, um ein Rad an einer der Achsen 125-135 abzubremsen.In a step 325, a braking signal may be detected, which may relate to a service brake or a parking brake of the trailer 110. If this signal is detected, the assistance provided by the prime mover 215 may be quickly deactivated. A braking system may be activated independently to brake a wheel on one of the axles 125-135.

Weiterhin können Bedingungen an Bord des Aufliegers 110 geprüft werden. In einem Schritt 340 kann eine Neigung des Untergrunds 140, insbesondere als Steigung in Fahrtrichtung bzw. in die gezogene Richtung, bestimmt werden. Optional wird ein Steigungsgrad in Fahrtrichtung bestimmt.Furthermore, conditions on board the trailer 110 can be checked. In a step 340, an incline of the ground 140, in particular as an incline in the direction of travel or in the towed direction, can be determined. Optionally, a gradient in the direction of travel is determined.

In einem Schritt 345 kann eine Masse des Aufliegers 110 bestimmt werden. Die Masse kann auf der Basis einer Achslast bestimmt werden, die beispielsweise auf der Basis eines pneumatischen Drucks in einem pneumatischen Federelement 235 bestimmt werden kann. Ferner kann eine Aufliegelast des Aufliegers 110 auf der Zugmaschine 105 bestimmt werden. Die Masse kann auch während einer bereits erfolgten Fahrt bestimmt worden sein, insbesondere aufgrund einer erfassten Zugkraft und einer dabei erzielten Beschleunigung, oder aufgrund einer erfassten Verzögerungskraft und einer dabei erzielten Verzögerung. Dabei kann ein herrschendes Gefälle oder eine Steigung berücksichtigt werden, die mittels des dritten Sensors 230 erfasst werden kann.In a step 345, a mass of the semi-trailer 110 can be determined. The mass can be determined based on an axle load, which can be determined, for example, based on a pneumatic pressure in a pneumatic spring element 235. Furthermore, a bearing load of the semi-trailer 110 on the tractor 105 can be determined. The mass can also have been determined during a previous journey, in particular based on a detected tractive force and an acceleration achieved during this journey, or based on a detected deceleration force and a deceleration achieved during this journey. A prevailing gradient or incline, which can be detected by the third sensor 230, can be taken into account.

Eine Zugkraft auf den Auflieger 110 kann in einem Schritt 350 bestimmt werden. Wie beschrieben, kann hierfür ein bordeigener Sensor verwendet werden. Eine Zugkraft kann auch mittels der Schnittstelle 240 von der Zugmaschine 105 empfangen werden. Optional kann die Zugkraft mehrfach bestimmt und die Messwerte können miteinander verglichen bzw. gegeneinander abgeglichen werden.A tractive force on the trailer 110 can be determined in a step 350. As described, an on-board sensor can be used for this purpose. A tractive force can also be received from the tractor 105 via the interface 240. Optionally, the tractive force can be determined multiple times, and the measured values can be compared or compared against each other.

In einem Schritt 355 kann eine Fahrgeschwindigkeit des Aufliegers 110 bestimmt werden. Die Fahrgeschwindigkeit betrifft eine Bewegung über dem Untergrund 140, wobei es insbesondere möglich ist, dass nur eine Komponente in Richtung der bestimmten Zugkraft berücksichtigt wird.In a step 355, a travel speed of the semi-trailer 110 can be determined. The travel speed relates to a movement over the ground 140, whereby it is particularly possible that only a component in the direction of the determined tractive force is taken into account.

In einem Schritt 360 kann ein Reibwert zwischen einem Rad des Aufliegers 110 und dem Untergrund 140 bestimmt werden. Der Reibwert kann beispielsweise aufgrund eines Antriebsmoments und eines Schlupfverhaltens eines mittels der Antriebsmaschine 205 angetriebenen Rads bestimmt werden. Alternativ kann auch ein über die Schnittstelle 240 bereitgestellter Reibwert verwendet werden.In a step 360, a coefficient of friction between a wheel of the trailer 110 and the ground 140 can be determined. The coefficient of friction can be determined, for example, based on a drive torque and a slip behavior of a wheel driven by the drive motor 205. Alternatively, a coefficient of friction provided via the interface 240 can also be used.

In einem Schritt 380 kann auf der Basis gesammelter Informationen bestimmt werden, dass eine Fahrsituation vorliegt, die einem Anfahren am Hang, insbesondere an einer Steigung, entspricht. Dies kann der Fall sein, wenn eine Fahrgeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet und gleichzeitig eine Steigung in Richtung der Zugkraft bzw. der Fahrtrichtung des Aufliegers 110 einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Außerdem kann bestimmt werden, dass die Zugkraft einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.In a step 380, based on collected information, it can be determined that a driving situation exists that corresponds to starting on a slope, in particular on an incline. This can be the case if a driving speed falls below a predetermined threshold and, at the same time, an incline in the direction of the tractive force or the direction of travel of the semi-trailer 110 exceeds a predetermined threshold. Furthermore, it can be determined that the tractive force exceeds a predetermined threshold.

In Antwort auf die bestimmte Fahrsituation kann in einem Schritt 385 die elektrische Maschine 210 dazu angesteuert werden, den Anfahrvorgang zu unterstützen, indem sie ein Rad des Aufliegers 110 antreibt, um einen Vortrieb zu erzeugen. Ein Betrag des Antriebsmoments bzw. der Antriebskraft kann in Abhängigkeit herrschender Bedingungen bestimmt werden. Beispielsweise kann das Antriebsmoment von einer Masse des Aufliegers oder dem Grad der bestimmten Steigung abhängig sein. Ferner kann ein bestimmter Reibwert zum Untergrund 140 berücksichtigt werden.In response to the specific driving situation, in a step 385, the electric motor 210 can be controlled to assist the starting process by driving a wheel of the trailer 110 to generate propulsion. The amount of the drive torque or drive force can be determined depending on prevailing conditions. For example, the drive torque can depend on the mass of the trailer or the degree of the specific gradient. Furthermore, a specific coefficient of friction with the ground 140 can be taken into account.

Bezugszeichen (als Teil der Beschreibung)Reference symbols (as part of the description)

100100: Sattelzugsemi-trailer truck
105105: Zugmaschinetractor
110110: Aufliegersemi-trailer
115115: gelenkte Achsesteered axle
120120: Antriebsachsedrive axle
125125: erste Achsefirst axis
130130: zweite Achsesecond axis
135135: dritte Achsethird axis
140140: UntergrundUnderground
200200: SteuervorrichtungControl device
205205: elektrische Antriebsmaschineelectric drive machine
210210: EnergiequelleEnergy source
215215: Schnittstelleinterface
220220: erster Sensorfirst sensor
225225: zweiter Sensorsecond sensor
230230: dritter Sensorthird sensor
235235: pneumatisches Federelementpneumatic spring element
240240: Schnittstelleinterface
300300: VerfahrenProceedings
305305: Signale der Zugmaschine bestimmenDetermine tractor signals
310310: RückwärtsfahrtReverse driving
315315: VDC-SignalVDC signal
320320: FreigabeRelease
325325: Bremsungbraking
340340: Neigung bestimmenDetermine inclination
345345: Masse bestimmenDetermine mass
350350: Zugkraft bestimmenDetermine tensile force
355355: Fahrgeschwindigkeit bestimmenDetermine driving speed
360360: Reibwert bestimmenDetermine friction coefficient
380380: Anfahren am Hang bestimmenDetermine starting on a slope
385385: elektrische Antriebsmaschine ansteuerncontrol electric drive motor

Claims

A method (300) for controlling an electric drive motor (205) on a semi-trailer (110), wherein the semi-trailer (110) is configured to be pulled by a tractor (105); wherein the method (300) comprises the following steps: - determining (350) a tractive force acting on the semi-trailer (110); - determining (355) a travel speed of the semi-trailer (110); - determining (340) an incline of a ground surface (140) of the semi-trailer (110); - determining (380), based on the tractive force, the incline, and the travel speed, that the semi-trailer (110) is to be started uphill; and - controlling (385) the drive motor (205) to assist the start by means of a drive torque.

Procedure (300) according to Claim 1 , whereby a predetermined course of the tractive force is determined, which indicates a start.

Procedure (300) according to Claim 1 or 2 , wherein it is determined on the basis of a profile of the tractive force and a profile of the driving speed that a drive wheel of the tractor (105) is slipping.

Method (300) according to one of the preceding claims, wherein it is determined on the basis of the driving speed and a VDC signal of the tractor (105) that a drive wheel of the tractor (105) is slipping.

Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the drive torque is controlled as a function of a mass of the semi-trailer (110).

Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the drive torque is controlled as a function of a degree of inclination.

Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the assistance is terminated when a braking request of the tractor (105) is detected.

Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the starting is terminated when the driving speed exceeds a predetermined threshold value.

Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the drive torque is controlled as a function of a coefficient of friction of a wheel driven by the drive motor (205) on the ground (140).

A control device (200) for a semi-trailer (110) configured to be towed by a tractor (105); wherein the semi-trailer (110) comprises an electric drive motor (205) for providing a drive torque; wherein the control device (200) comprises: - a first sensor (220) for determining a tractive force acting on the semi-trailer (110); - a second sensor (225) for determining a travel speed of the semi-trailer (110); - a third sensor (230) for determining an inclination of a ground surface (140) of the semi-trailer (110); wherein the control device (200) is configured to: - determine, based on the determined tractive force, the determined travel speed, and the inclination, that the semi-trailer (110) is to be driven uphill; and - control the drive motor (205) to provide a drive torque to the wheel.

A semitrailer (110) adapted to be pulled by a tractor (105), comprising an electric drive motor (205) for providing a drive torque; and a control device according to Claim 10 .

Semitrailer (100) comprising a semitrailer (110) according to Claim 11 and a tractor (105).