DE10029900A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bremsung eines Lastkraftwagens mit Anhänger odr Auflieger - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Bremsung eines Nutzfahrzeuges mit Anhänger oder Auflieger, wobei das Zugfahrzeug mindestens zwei Bremskreise und je Bremskreis einen Druckluftvorratsbehälter zur Bremsung des Zugfahrzeuges und einen Steuer-/Befüllungskreis zur Steuerung und Befüllung der Anhänger- oder Aufliegerbremsanlage aufweist, mit einem Mehrkreisschutzventil, das ab einem bestimmten unteren Druck in den Druckvorratbehältern die Bremskreise und den Steuer-/Befüllungskreis für die Anhänger-/Aufliegerbremse schließt, mit einem elektronischen/pneumatischen Bremswertgeber und einer elektronischen Bremssteuerung oder einem Bordrechner, dadurch gekennzeichnet, dass ein steuerbares Mehrkreisschutzventil (13) für die Zeit eines Bremsvorganges, oder bei einer länger andauernden Bremsung einen einstellbaren zeitlichen Anteil des Bremsvorganges, durch Signale von einer elektronischen Bremssteuerung (12) oder von einem Bordrechner (28), auch außerhalb des eingestellten Schließdruckes seine Ventile (38) intakter Bremskreise (17'', 18'') öffnet und den Steuer- und Versorgungskreis (27, 27', 26) der Anhänger- oder Aufliegerbremsanlage (20) mit Druckluft aus mindestens einem der Druckluftvorratsbehälter (15, 16) versorgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Ansprü­ che 1 und 2.

Bemerkungen zur Beschreibung

• - für den Anhänger-/Auflieger wird nur Anhänger genannt,
• - Betriebsbremsanlage (BBA) meint die Anlage, die mit der Reibungsbremse des Zugwa­ gens und dem Bremspedal in Wirkverbindung steht,
• - es wird eine elektrisch/elektronisch geregelte Bremsanlage beschrieben, was natürlich sinngemäß auch für eine pneumatisch geregelte Bremsanlage gilt,
• - elektrisch/elektronisch geregelte Bremssysteme benötigen pneumatische Redundanz­ kreise, die im Text nicht beschrieben und in der Zeichnung nicht eingezeichnet sind,
• - der Anhängersteuer-/Anhängerversorgungskreis wird auch Kr3 genannt.

Bremsanlagen in Lastkraftwagen, die für Anhängerbetrieb vorgesehen sind, weisen zusätz­ lich zu den gesetzlich vorgeschriebenen Druckluftbehältern, das ist je ein Druckluftbehälter je BBA-Bremskreis, noch mindestens einen weiteren Behälter zur Steuerung der Bremsen und Vorratsversorgung der Druckluftvorratsbehälter des Anhängers auf. Dieser weitere Be­ hälter ist nicht vorgeschrieben, aber er hat sich als notwendig herausgestellt, da für den Fall, daß mehrere Bremsvorgänge schnell nacheinander erfolgen, der Anhänger nicht mehr ge­ bremst wird oder mit dem Restdruck in den Behältern im Anhänger die Anhängerbremsen voll beaufschlagt. Der Grund hierfür ist, daß, wenn die Bremsleitung als Druckluftvorratsbe­ hältnis dient, der Druck schnell unter den Schließdruck des Mehrkreisschutzventiles abfällt und dann das Ventil für diesen Kreis im Mehrkreisschutzventil schließt. Unterhalb des Schließdruckes strömt nur wenig Druckluft in einen Brems- oder Steuerkreis, da im Falle einer defekten Leitung nur ein Bruchteil der Druckluft überströmen darf, wie dies bei geöff­ netem Ventil im Mehrkreisschutzventil der Fall ist. Diese geringe Überströmmenge befüllt intakte Brems- und Steuerkreise wieder, bis der Schließdruck überschritten wird. Dadurch öffnet das entsprechende Ventil im Mehrkreisschutzventil und Brems- und Steuerkreise wer­ den schnell befüllt. Der untere Schließdruck beträgt etwa 6,5 bar Überdruck und wird ver­ suchsmäßig ermittelt, so daß die gesetzlichen Vorschriften eingehalten werden. Die Sys­ temdrücke von Druckluftbremsanlagen liegen etwa bei 10 bar Überdruck, um Druckluftbe­ hältervolumen einzusparen.

Bei elektronisch gesteuerten Bremsanlagen ist das Bremspedal ein Bremswertgeber, mit dem, aus dem Signal von Pedalweg oder Pedalwinkel, auf elektrischem oder elektronischem Weg, die Steuerventile der Druckregelmodule angesteuert werden. Die Höhe der Eingangs­ spannung ist dabei das Maß für die Höhe des Bremsmomentes. Der Steuerkreis für die An­ hängerbremsanlage erhält das gleiche Steuersignal.

Die Steuerung kann sowohl elektrisch/elektronisch als auch pneumatisch oder gemischt er­ folgen. Bei elektrisch/elektronisch gesteuerten Bremsanlagen ist mindestens ein pneumati­ scher Redundanzkreis erforderlich, falls die elektrische/elektronische Steuerung ausfällt. In allen Fällen ist deshalb eine Druckluft für den Kr3 vorzusehen.

Die Bremsanlagen unterliegen gesetzlichen Auflagen über die Bremswirkung. Eine der Auf­ lagen ist, daß, ohne daß der Luftkompressor Druckluft nachfördern darf, nach 8 Bremsun­ gen mit der restlichen Druckluft eine Fahrzeugverzögerung von 1,35 m/sec² noch erreichbar sein muß. Bei den Bremsvorgängen muß auch der Kr3 für die Anhängerbremse mit Druck­ luft versorgt werden.

Eine weitere Auflage ist, daß bei Ausfall eines Bremskreises im Zugfahrzeug mit dem noch intakten Bremskreis eine Verzögerung von 2,25 m/sec² erreichbar sein muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, Glieder- und Sattelzüge im Bremsverhalten zu verbessern und dies mit möglichst wenig Druckluftvorratsbehältern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 1 und der Vorrichtung nach Anspruch 2 gelöst.

Dadurch, daß das erfindungsgemäß elektrisch/elektronisch oder pneumatisch ansteuerbare und schaltbare Mehrkreisschutzventil (EMSV) eingesetzt ist, kann bei einem Bremsvorgang, wenn der Vorratsdruck unterhalb des Schließdruckes ist, im EMSV Ventile intakter Brems­ kreise und das Ventil für die Leitung zum Anhängersteuer- und Versorgungskreis Kr3 ge­ öffnet werden, so daß die Steuer- und Versorgungsdruckluft für den Anhänger aus den Druckluftbehältern der BBA des Zugwagens über das EMSV strömen kann. Dadurch kann der Druckluftbehälter für Kr3 entfallen.

Das EMSV erkennt natürlich, wie das herkömmliche Mehrkreisschutzventil, einen defekten Bremskreis, der durch das EMSV geschlossen, also von dem (den) anderen BBA-Kreis(en) funktionell abgetrennt und bei einem Bremsvorgang nicht geöffnet wird.

Damit das EMSV ansteuerbar ist, muß ein Signalpfad zur elektronischen Bremssteuerung (EBS) oder zum Bordrechner (BR) eingerichtet sein. Das EBS oder der BR erkennen einen Bremsvorgang für die Reibungsbremse. Das EMSV hat eine elektronische Steuereinheit, die die Signale aus dem EBS oder dem BR umsetzt zur Steuerung seiner Magnetventile. Anstatt der Magnetventile können natürlich auch pneumatische Stelleinheiten verwendet werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 die Skizze einer Druckluftbremsanlage,

Fig. 2 die Skizze des elektronischen Mehrkreisschutzventils EMSV,

Fig. 3 einen Abfrageplan für die Bremsanlage,

Fig. 4 die Skizze einer Druckluftbremsanlage im Stand der Technik.

Die Fig. 1 zeigt eine Druckluftbremsanlage 10 für das Zugfahrzeug und die Druckluftbrems­ anlage 20 für den Anhänger. Über den Bremswertgeber 11 wird ein Signal des Bremswun­ sches an die elektronische Bremssteuerung EBS 12 oder den Bordrechner BR 28, je nach dem, welche Einrichtung genutzt wird oder vorhanden ist, gegeben. Die EBS 12 bzw. der BR 28, in der Zeichnung die EBS, gibt Signale über die Steuerleitungen 17', 18' für einen Bremsvorgang an die Druckregelmodule 17, 18, die mit der Luft aus den Druckluftvorratsbe­ hältem 15, 16 die Bremskreise 17", 18" des Zugfahrzeuges geregelt beaufschlagen.

Die Signalpfade bei Verwendung eines Bordrechners 28 sind mit Strichpunktlinien eingetra­ gen.

Die Bremsanlage 20 des Anhängers wird vom Zugfahrzeug mit versorgt. Das Druckregel­ modul 22 für den Anhänger erhält über das Verteiler-Regelventil 21 das gleiche Signal für den Bremsvorgang, wie die Druckregelmodule 17, 18 des Zugfahrzeuges. Über die Druck­ luftleitung 27 wird im Verteiler-Regelventil 21 ein Teil der Druckluft für die Befüllung der Druckluftvorratsbehälter 23, 24 über die Druckluftleitung 26 und, wenn ein Bremsvorgang vorliegt, ein Teil als Steuerdruckluft in der Leitung 27' für das Druckregelmodul 22 verwen­ det. Der Bremskreis 27" im Anhänger erhält die Druckluft für die Beaufschlagung der Brem­ sen 25 aus den Druckluftvorratsbehältern 23, 24.

Wird der Bremsvorgang eingeleitet, wenn der Systemdruck, z. B. 10 bar Überdruck, erreicht ist, wird über das Steuersignal das Verteiler-Regelventil 21 so gesteuert, daß in der Druck­ luftleitung 27' das Steuersignal als pneumatisches Signal an das Druckregelmodul 22 wei­ tergegeben wird. Diese Druckluft wird aus der Leitung 27 entnommen, wird aber durch Druckluft aus den Druckluftvorratsbehältern 15, 16 und vom Luftkompressor 29, die über das elektronische Mehrkreisschutzventil EMSV 13 strömt, ergänzt. Das Druckbegrenzungs­ ventil 30 regelt den oberen Systemdruck der Betriebsbremsanlage BBA.

Wenn aber, z. B. durch häufiges Bremsen der Systemdruck unterhalb des Schließdruckes fällt, schließt das EMSV 13, wie das herkömmliche Mehrkreisschutzventil 33 (Fig. 4), seine Ventile und die Luftzufuhr durch den Kompressor 29 in die Druckluftanlagen 10, 20 für Zug­ wagen und Anhänger ist damit gering. Wenn in diesem Fall kein Druckluftvorratsbehälter 31 (Fig. 4) vorhanden wäre, wäre z. B. nach einem weiteren Bremsvorgang der Anhänger nicht mehr gesteuert bremsbar, da der Druckluftvorrat in der Leitung 27 für einen weiteren Bremsvorgang nicht ausreichen würde.

Um den Druckluftvorratsbehälter 31 (Fig. 4) dennoch einsparen zu können, werden erfin­ dungsgemäß, wenn der Druck in den Druckluftvorratsbehältern 15, 16 oder dem Kr3 unter den Sicherungsdruck des EMSV 13 fällt, für einen Bremsvorgang die Ventile 38 (Fig. 2) des EMSV 13 über Magnetschalter 39 geöffnet und es strömt aus den Druckluftvorratsbehäl­ tern 15, 16 Druckluft über den Kanal 14 in den Steuer- und Versorgungskreis 27, 27', 26 für die Druckluftanlage 20 des Anhängers. Wenn aber einer der Druckluftkreise 17", 18", Kr3 eine z. B. defekte Leitung hat, bleibt dieser Druckluftkreis geschlossen.

Die beschriebene Schaltung gilt für einen normalen Bremsvorgang, der z. B. zwei bis drei Sekunden andauert. Bei einem länger andauernden Bremsvorgang wird nur für einen zeitli­ chen Anteil des Bremsvorganges die genannte Schaltung geschaltet, um zu vermeiden, dass durch das Öffnen des EMSV 13 die Druckluftvorratsbehälter 15, 16 z. B. durch einen während des längeren Bremsvorganges plötzlich auftretenden Druckverlust in einem der Bremskreise, völlig entleert werden könnte(n). Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass intakte Bremskreise weiterhin bremsbar sind und ein defekter Bremskreis mit dieser Maß­ nahme nicht mehr mit Druckluft beliefert wird. Der zeitliche Anteil für das Öffnen der Ventile des EMSV 13 ist im Steuergerät des EMSV 13 oder in der EBS 12 oder im Bordrechner 28 eingebbar.

Die Fig. 2 zeigt den Aufbau des elektronischen Mehrkreisschutzventils 13. Durch den Anschluß 34 kommt Druckluft vom Luftkompressor 29. Die Anschlüsse 35, 36 führen zu den Druckluftvorratsbehältem 15, 16 und der Anschluß 37 zum Anhängersteuer- und Anhänger­ versorgungskreis 27, 27', 26. Die Ventile 38 sind auf den Sicherungsdruck, z. B. 6,5 bar Überdruck, eingestellt. Oberhalb des Sicherungsdruckes kann viel Druckluft passieren, un­ terhalb wenig. Die Magnetventile 39, gesteuert über z. B. eine elektronische Steuerein­ heit 13' öffnen bei einem Bremsvorgang und wenn der Sicherungsdruck unterschritten ist, die Ventile 38, so daß Druckluft von den Anschlüssen 35, 36 zurück über den Kanal 14 zum Anschluß 37 strömen kann.

Die Fig. 3 zeigt eine Logikabfrage. Vom elektronischen Bremswertgeber 11 kommt das Sig­ nal "Start" für einen Bremsvorgang mit der BBA. Dieses Signal wird in die EBS oder dem BR eingegeben. EBS oder BR fragen "Vorratsdruck oberhalb des Schließdruckes"?. Bei der Antwort "ja" erfolgt die ganz normale Bremsung. Bei der Antwort "nein" wird weitergefragt. "BBA-Vorratskreis defekt"? Bei der Antwort "ja" wird der defekte Vorratskreis abgeschaltet. Das EMSV öffnet die Ventile von intakten Bremskreisen oder, wenn nur ein Bremskreis in­ takt ist, von diesem und öffnet das Ventil für den Kr3 für die Zeit der Bremsung, damit Druckluft aus dem (den) intakten Bremskreis(en) in den Kr3 strömen kann. Das Zugfahrzeug wird in diesem Fall mit mindestens einem Bremskreis und der Anhänger ohne Bremswir­ kungsverlust gebremst.

Bei der Frage "BBA-Vorratskreis defekt" Antwort "nein" wird weitergefragt: "Kr3 defekt"?, bei der Antwort "ja" wird Kr3 abgeschaltet. Bei der Antwort "nein" verbindet das EMSV die BBA- Vorratskreise mit dem Kr3 für die Dauer der Bremsung und es strömt Druckluft aus den BBA-Kreisen in den Kr3. Dadurch wird der Zugwagen und der Anhänger gebremst.

Bei einer länger andauernden Bremsung werden für einen zeitlich begrenzten Anteil des Bremsvorganges die Ventile der intakten Bremskreise geöffnet. Damit wird verhindert, dass durch eine während des Bremsvorganges auftretende Leckage in einem vorher intakten Bremskreis die Druckluftvorratsbehälter 15, 16 völlig entleerbar sind. In den noch intakten Bremskreis(en) ist die Druckluft für diesen Bremsvorgang "eingesperrt" und die Bremse ist weiterhin wirksam.

Fig. 4 zeigt den Stand der Technik. Der Druckluftvorratsbehälter 31 ist zwar gesetzlich nicht vorgeschrieben, wird aber aus Sicherheitsgründen bei Lkws, die für Anhängerbetrieb vorge­ sehen sind, immer eingebaut. Der Behälter 31 kann durch die Erfindung eingespart werden.

Das Mehrkreisschutzventil 33 trennt einen defekten Bremskreis von den intakten Bremskrei­ sen. Weiterhin ist in der Anhängerversorgungsleitung 27 im Normalfall ein Druckbegren­ zungsventil 32 eingebaut.

Claims (4)

1. Verfahren zur Bremsung eines Nutzfahrzeuges mit Anhänger oder Auflieger, wobei das Zugfahrzeug mindestens zwei Bremskreise und je Bremskreis einen Druckluftvor­ ratsbehälter zur Bremsung des Zugfahrzeuges und einen Steuer-/Befüllungskreis zur Steuerung und Befüllung der Anhänger- oder Aufliegerbremsanlage aufweist, mit ei­ nem Mehrkreisschutzventil, das ab einem bestimmten unteren Druck in den Druckluft­ vorratsbehältern die Bremskreise und den Steuer-/Befüllungskreis für die Anhänger-/Aufliegerbremse schließt, mit einem elektronischen/pneumatischen Bremswertgeber und einer elektronischen Bremssteuerung oder einem Bordrechner, dadurch gekenn­ zeichnet, dass ein steuerbares Mehrkreisschutzventil (13) für die Zeit eines Bremsvor­ ganges, oder bei einer länger andauernden Bremsung einen einstellbaren zeitlichen Anteil des Bremsvorganges, durch Signale von einer elektronischen Bremssteue­ rung (12) oder von einem Bordrechner (28), auch unterhalb des eingestellten Schließ­ druckes seine Ventile (38) intakter Bremskreise (17", 18") öffnet und den Steuer- und Versorgungskreis (27, 27', 26) der Anhänger- oder Aufliegerbremsanlage (20) mit Druckluft aus mindestens einem der Druckluftvorratsbehälter (15, 16) versorgt.

2. Vorrichtung zur Bremsung eines Nutzfahrzeuges mit Anhänger oder Auflieger, wobei das Zugfahrzeug mindestens zwei Bremskreise und je Bremskreis einen Druckluftvor­ ratsbehälter zur Bremsung des Zugfahrzeuges und einen Steuer-/Befüllungskreis zur Steuerung und Befüllung der Anhänger- oder Aufliegerbremsanlage aufweist, mit ei­ nem Mehrkreisschutzventil, das ab einem bestimmten unteren Druck in den Druckluft­ vorratsbehältern die Bremskreise und den Steuer-/Befüllungskreis für die Anhänger-/­ Aufliegerbremse schließt, mit einem elektronischen/pneumatischen Bremswertgeber und einer elektronischen Bremssteuerung oder einem Bordrechner, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Mehrkreisschutzventil ein elektronisch oder pneumatisch steuerba­ res Mehrkreisschutzventil (13) ist, das eine Steuereinheit (13') aufweist, mit der, mittels Signalen aus der elektronischen Bremssteuerung (12) oder dem Bordrechner (28), die Ventile (38) im Mehrkreisschutzventil (13) steuerbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Bremsvorgang das Mehrkreisschutzventil (13) auch unterhalb des Schließdruckes seine Ventile (38) der intakten Bremskreise (17", 18") der Betriebsbremsanlage (10) öffnet, bei einer län­ ger andauernden Bremsung einen einstellbaren zeitlichen Anteil des Bremsvorganges und über einen Verbindungskanal (14) Druckluft aus mindestens einem der Druckluft­ vorratsbehälter (15, 16) in den Steuer- und Versorgungskreis (27, 27', 26) der Anhän­ ger-/Aufliegerbremse leitet.

4. Vorrichtung nach den Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein defekter Bremskreis (17", 18") oder Steuer- und Versorgungskreis (27, 27', 26) vorliegt, das Ventil (38) des entsprechenden Kreises (17", 18", 27, 27', 26) im Mehrkreisschutzven­ til (13) bei einem Bremsvorgang nicht geöffnet wird.