DE10042215C5

DE10042215C5 - Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage mit redundanter Ansteuerung wenigstens eines Bremszylinders

Info

Publication number: DE10042215C5
Application number: DE2000142215
Authority: DE
Inventors: Werner Stumpe
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2020-08-29
Also published as: DE10042215C1

Abstract

Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage (1) mit redundanter Ansteuerung wenigstens eines Bremszylinders (6) beinhaltend folgende Merkmale
a) Mittels eines Bremswertgebers (8) ist ein erstes Steuersignal (S₁) und ein zweites Steuersignal (S₂) aussteuerbar;
b) bei einer ersten Steuerventileinrichtung (21) ist in Abhängigkeit des ersten Steuersignals (S₁) ein dem Bremszylinder (6) zugeordneter Druckmittelausgang (62) mit einem mit einer ersten Druckmittelquelle (12) verbundenen Druckmitteleingang (60) oder mit einem zur Druckentlastung vorgesehenen Anschluß (66) verbindbar,
c) bei einer zweiten Steuerventileinrichtung (33) ist in Abhängigkeit des zweiten Steuersignals (S₂) ein Druckmittelausgang (70) mit einem mit einer zweiten Druckmittelquelle (24) verbundenen Druckmitteleingang (72) oder mit einem zur Druckentlastung vorgesehenen Anschluß (74) verbindbar,
dadurch gekennzeichnet, daß
d) die erste Steuerventileinrichtung (21) von einer vorrangigen elektropneumatischen Druckregeleinrichtung (2) und die zweite Steuerventileinrichtung (33) von einer nachrangigen elektro-pneumatischen Druckregeleinrichtung (4) als unterlegte Sicherheitsebene beinhaltet ist, und daß
e) der zur Druckentlastung vorgesehene Anschluß (66) der ersten...

Description

Die Erfindung geht aus von einer druckmittelbetätigten Fahrzeugbremsanlage mit redundanter Ansteuerung wenigstens eines Bremszylinders nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Fahrzeugbremsanlage ist aus der DE 195 04 393 C1 bekannt. Die bekannte Bremsanlage ist für ein Nutzfahrzeug vorgesehen und hat einen pneumatisch und/oder elektrisch betätigbaren Hinterachs-Brmskreis für die beiden Räder der Hinterachse und einen pneumatisch und/oder elektrisch betätigbaren Vorderachs-Bremskreis für die der Vorderachse. Bei Ausfall des einen Bremskreises soll der andere Bremskreis das Nutzfahrzeug noch ausreichend verzögern.
Dem Hinterachs-Bremskreis sind zwei als Federspeicher-Bremszylinder (Kombibremszylinder) ausgebildete Bremszylinder zugeordnet, die über eine Steuerventileinrichtung des Hinterachs-Bremskreises in Abhängigkeit von einem dem Hinterachs-Bremskreis zugeordneten Steuersignal eines Mehrkreis-Bremswertgebers mit einem Druckluftbehälter für den Hinterachs-Bremskreis verbindbar sind.
Der Vorderachs-Bremskreis hat einen Bremszylinder für das rechte Vorderrad und einen Bremszylinder für das linke Vorderrad, welche über eine Steuerventileinrichtung des Vorderachs-Bremskreises in Abhängigkeit von einem dem Vorderachs-Bremskreis zugeordneten Steuersignal des Mehrkreis-Bremswertgebers mit einem Druckluftbehälter für den Vorderachs-Bremskreis verbindbar sind. Die Steuerventileinrichtung des Vorderachs-Bremskreises weist einen mit dem Druckluftbehälter für den Vorderachs-Bremskreis verbundenen Druckeingang und einen mit einem Steuerausgang eines Betriebsbremsventils verbundenen Steuereingang auf, durch welchen ein vom Betriebsbremsventil abgeleiteter Vorderachs-Steuerdruck eingesteuert wird. Im weiteren hat die Steuerventileinrichtung des Vorderachs-Bremskreises einen mit den Bremszylindern der Vorderachse verbundenen Druckausgang.
Bedingt durch die dynamische Achslastverlagerung bei einem Bremsvorgang muß der größte Anteil der Bremskraft von den Vorderrädern aufgebracht werden. Bei Nutzfahrzeugen mit hoher Vorderachslast und zumindest zeitweise niedriger Hinterachslast, wie z. B. bei Sattelzugmaschinen, trifft dies in besonderem Maße zu, da wegen ihres kurzen Radstandes und ihrer großen Schwerpunkthöhe im Fall einer Bremsung eine hohe dynamische Achslastverlagerung auftritt. Bei Ausfall des Vorderachs-Bremskreises ist daher nicht mehr sichergestellt, daß die nun allein durch die Hinterräder gelieferte Bremskraft ausreicht, um die vom Gesetzgeber vorgeschriebene Verzögerung aufzubringen. Ein solcher Ausfall des Vorderachs-Bremskreises wird z. B. durch den Riß einer Druckluftleitung oder durch Undichtigkeiten im Vorderachs-Bremskreis hervorgerufen, so daß mit der Zeit der Druck im Druckluftbehälter des Vorderachs-Bremskreises sinkt.
Um diesem Problem zu begegnen, ist bei der bekannten Fahrzeugbremsanlage zwischen dem Druckausgang der Steuerventileinrichtung des Vorderachs-Bremskreises und dem Bremszylinder für das linke Vorderrad eine zusätzliche Steuerventileinrichtung in Form eines Relaisventils vorgesehen, dessen Relaiskolben von einem vom Mehrkreis-Bremswertgeber abgeleiteten Hinterachs-Steuerdruck derart drucksteuerbar ist, daß der Bremszylinder des linken Vorderrades mit einem vom Druckluftbehälter des Vorderachs-Bremskreises unabhängigen Druckluftbehälter verbindbar ist. Das bekannte Relaisventil hat ein als kombiniertes Einlaß- und Auslaßventil ausgebildetes Doppelsitz ventil.
Bei intaktem Vorderachs-Bremskreis ist beim Bremsen eine Wirkfläche des Relaiskolbens durch den Vorderachs-Bremsdruck beaufschlagt, während die andere Wirkfläche durch den Hinterachs-Steuerdruck beaufschlagt ist. Hierdurch werden am Relaiskolben gegeneinander gerichtete Kräfte erzeugt, wobei die Größe der Wirkflächen des Relaiskolbens so gewählt ist, daß das Auslaßventil beim Bremsen geöffnet gehalten wird und somit der von der Steuerventileinrichtung des Vorderachs-Bremskreises erzeugte Vorderachs-Bremsdruck durch das geöffnete Auslaßventil zum Bremszylinder des linken Vorderrades durchgesteuert werden kann.
Bei Ausfall des Vorderachs-Bremskreises sinkt der Druck in dem dem Vorderachs-Bremskreis zugeordneten Druckluftbehälter und auch der Vorderachs-Bremsdruck auf die eine Wirkfläche des Relaiskolbens. Hierdurch schaltet der Relaiskolben das Doppelsitzventil in eine Notbrems-Funktionstellung, weil er durch den an der anderen Wirkfläche noch voll anstehenden Hinterachs-Steuerdruck in eine das Auslaßventil schließende und das Einlaßventil öffnende Position gedrängt ist. Durch das geöffnete Einlaßventil kann nun die Druckluft des vom Druckluftbehälter des Vorderachs-Bremskreises unabhängigen Druckluftbehälters zum Bremszylinder des linken Vorderrades geschaltet werden, um dort als Ersatz für den ausgefallenen Vorderachs-Bremsdruck zu dienen.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch, daß bei intaktem Vorderachs-Bremskreis während eines Bremsvorgangs die Druckluft durch die Steuerventileinrichtung des Vorderachs-Bremskreises und auch noch durch die zusätzliche Steuerventileinrichtung hindurch geleitet werden muß, was aufgrund der damit verbundenen zahlreichen Strömungsumlenkungen höhere Strömungsverluste bedingt. Zum, andern verlängert sich dadurch der Strömungsweg zwischen dem Druckluftbehälter des Vorderachs-Bremskreises und dem Bremszylinder, was sich negativ auf das Ansprechverhalten der Bremsanlage auswirkt.
In der Praxis ist der Ausfall eines Bremskreises ein eher seltenes Ereignis, vielmehr bildet die intakte Funktion den Regelfall. Bedingt durch die Verschaltung der beiden Steuerventileinrichtungen hat die erfindungsgemäße druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage den Vorteil, daß für den überwiegend vorkommenden Fall eines intakten Bremskreises die Druckluft lediglich die erste Steuerventileinrichtung durchströmen muß, um zum Bremszylinder zu gelangen. Folglich werden Strömungsverluste reduziert und das Ansprechverhalten der Bremsanlage wird verbessert, was insbesondere im Hinblick auf Fahrzeugbremsanlagen mit einer Bremsdruckregelung von Vorteil ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen druckmittelbetätigten Fahrzeugbremsanlage möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schaltplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Fahrzeugbremsanlage gemäß der Erfindung mit zwei miteinander verschalteten Druckregeleinrichtungen;
2 eine stark schematische Darstellung von Relaisventilen der beiden Druckregeleinrichtungen von 1.
Die in 1 insgesamt mit 1 bezeichnete druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine elektronisch geregelte Betriebsbremsanlage für Nutzfahrzeuge mit einer vorrangigen elektropneumatischen Druckregeleinrichtung 2 und mit ei ner demgegenüber nachrangigen elektro-pneumatischen Druckregeleinrichtung 4 als unterlegte Sicherheitsebene. Beide Druckregeleinrichtungen 2, 4 sind zur Ansteuerung eines Bremszylinders 6 vorgesehen, alternativ können jedoch auch mehrere Bremszylinder versorgt werden. Darüber hinaus könnte die Fahrzeugbremsanlage 1 anstatt als Betriebsbremsanlage auch als Feststellbremsanlage ausgebildet sein.
Die vorrangige Druckregeleinrichtung 2 umfaßt einen Kanal 7 eines zweikanaligen elektrischen Bremswertgebers 8, eine Regelelektronik 10, einen Druckluftvorrat 12, ein Einlaßventil 14, ein Auslaßventil 16, einen Drucksensor 18 sowie ein Relaisventil 20. Das Einlaßventil 14, das Auslaßventil 16 und das Relaisventil 20 bilden zusammen eine Steuerventileinrichtung 21 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2.
Ebenso ist die nachrangige Druckregeleinrichtung 4 mit einem Kanal 23 des elektrischen Bremswertgebers 8, einer Regelelektronik 22, einem eigenen Druckluftvorrat 24, einem Einlaßventil 26, einem Auslaßventil 28, einem Drucksensor 30 sowie mit einem Relaisventil 32 ausgestattet, so daß vorzugsweise sämtliche Bauteile und Baugruppen der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 in der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 redundant vorhanden sind. Das Einlaßventil 26, das Auslaßventil 28 und das Relaisventil 32 bilden zusammen eine Steuerventileinrichtung 33 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4.
Den beiden Druckregeleinrichtungen 2, 4 werden von zwei voneinander unabhängigen Spannungsquellen 34, 36 stromversorgt, wobei die eine Spannungsquelle 34 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 und die andere Spannungsquelle 36 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 zugeordnet ist. Wie bereits erwähnt, hat der elektrische Bremswertgeber 8 zwei Kanäle 7, 23, so daß gemäß der Betätigung der Bremse zwei proportionale elektrische Bremsdruckanforderungssignale S₁ und S₂ erzeugt werden, welche im Hinblick auf den im Bremszylinder 6 zu erzeugenden Bremsdruck Sollwerte bilden.
Die Kommunikation zwischen den Kanälen 7, 23 des elektrischen Bremswertgebers 8 und den Regelelektroniken 10, 22 der beiden Druckregeleinrichtungen 2, 4 erfolgt durch Steuersignalleitungen. Die Einlaß- und Auslaßventile 14, 16, 26, 28 beider Druckregeleinrichtungen 2, 4 sind vorzugsweise als elektromagnetbetätigte 2/2-Wegeventile ausgebildet, wobei die Einlaßventile stromlos gesperrt und die Auslaßventile stromlos durchgängig sind und wobei die Einlaßventile 14, 26 an ihren Eingängen 38, 40 mit dem jeweiligen Druckluftvorrat 12, 24 und an ihren Ausgängen 42, 44 mit je einem Steueranschluß 46, 48 des jeweiligen Relaisventils 20, 32 in Verbindung stehen. Ein Eingang 50 des Auslaßventils 16 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 ist mit dem Steueranschluß 46 des Relaisventils 20 dieser Druckregeleinrichtung 2, ein Ausgang 52 dieses Auslaßventils 16 und ein Ausgang 54 des Auslaßventils 28 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 ist mit einer Druckentlastung 56 verbunden, welche beispielsweise durch einen Schalldämpfer gebildet wird. Ein Eingang 58 des Auslaßventils 28 der nachrangigert Druckregeleinrichtung 4 ist mit dem Steueranschluß 48 des dieser Druckregeleinrichtung 4 zugeordneten Relaisventils 32 verbunden.
Ein Druckmitteleingang 60 des Relaisventils 20 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 steht mit dem dieser Druckregeleinrichtung 2 zugeordneten Druckluftvorrat 12 in Verbindung, ein Druckmittelausgang 62 dieses Relaisventils 20 ist über eine Druckluftleitung 64 an den Bremszylinder 6 angeschlossen, wobei der in ihr herrschende, vom Relaisventil 20 ausgesteuerte Bremsdruck mit Hilfe des Drucksensors 18 meßbar ist. Ein zur Druckentlastung vorgesehener Anschluß 66 des Relaisventils 20 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 steht über eine weitere Druckluftleitung 68 mit einem Druckmittelausgang 70 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 in Verbindung. An diese Druckluftleitung 68 ist außerdem der der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 zugeordnete Drucksensor 30 angeschlossen. Ein Druckmitteleingang 72 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 steht mit dem dieser Druckregeleinrichtung 4 zugeordneten Druckluftvorrat 24 in Verbindung, ein zur Druckentlastung vorgesehener Anschluß 74 dieses Relaisventils 32 ist an die Druckentlastung 56 angeschlossen. Die beschriebene Zuordnung der Druckmitteleingänge 60, 72, Druckmittelausgänge 62, 70 und Steueranschlüsse 46, 48 der beiden Relaisventile 20, 32 wird insbesondere durch das schematische Schaubild gemäß 2 verdeutlicht.
Die Einlaßventile 14, 26 und die Auslaßventile 16, 28 der beiden Druckregeleinrichtungen 2, 4 werden jeweils durch elektrische Steuersignale der entsprechenden Regelelektronik 10, 22 angesteuert. Jede Druckregeleinrichtung 2, 4 erfaßt den von den Relaisventilen 20, 32 an den Druckmittelausgängen 62, 70 ausgesteuerten Druck mittels des ihr zugeordneten Drucksensors 18, 30, welcher ein entsprechendes Signal erzeugt. Dieses Signal wird in der zugeordneten Regelelektronik 10, 22 mit dem jeweils zugeordneten Sollwert S₁, S₂ verglichen. Zur Datenübertragung ist beispielsweise jeweils ein eigener CAN-BUS vorgesehen. Über die beiden Drucksensoren 18, 30 hinaus können an die beiden Druckregeleinrichtungen 2, 4 außerdem externe Sensoren angeschlossen sein, wie beispielsweise Drehzahlfühler oder Bremsbelagverschleißsensoren. Auf diese Weise sind auch an der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 sämtliche Sensorsignale verfügbar.
Die für die vorrangige Druckregeleinrichtung 2 und die nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 vom Bremswertgeber 8 redundant erzeugten Bremsdruckanforderungssignale S₁, S₂ und die Steuersignale für die beiden Einlaßventile 14, 26 und die beiden Auslaßventile 16, 28 werden jeweils miteinander verglichen, wobei die beiden Regelelektroniken 10, 22 hierzu über einen entsprechend abgesicherten Pfad kommunizieren, so daß die jeweilige Verfügbarkeit der beiden Druckregeleinrichtungen 2, 4 aus entsprechenden Rückmeldesignalen feststellbar ist.
Der Signalvergleich und die Prüfung auf Verfügbarkeit kann innerhalb der Druckregelkombination 2, 4 zwischen den Elektroniken 12, 22 erfolgen oder über entsprechende Rückmeldesignale auf den Leitungen S1 und S2 in den Elektroniken des Bremswertgebers 8.
Vor diesem Hintergrund hat die Fahrzeugbremsanlage 1 mit redundanter Ansteuerung des Bremszylinders 6 folgende Funktion:
Bei intakter vorrangiger Druckregeleinrichtung 2 erfolgt beim Betätigen der Betriebsbremse die Druckeinregelung in den Bremszylinder 6 aus dem Drckluftvorrat 12 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2. Im einzelnen erhält die Regelelektronik 10 vom zugeordneten Kanal 7 des Bremswertgebers 8 das elektrische, einen Sollwert bildende Bremsdruckanforderungssignal S₁, welches die Regelelektronik 10 wie folgt moduliert: Das Einlaßventil 14 wird ausgehend von der in 1 dargestellten Sperrstellung zum Druckaufbau am Steueranschluß 46 des Relaisventils 20 eine bestimmte Zeit lang in seine Durchgangsstellung geschaltet, während das Auslaßventil 16 in seiner Spenstellung geschaltet wird. Dieser Steuerdruck wirkt auf einen aus Maßstabsgründen nicht dargestellten Steuerkolben des Relaisventils 20, dessen Sitzventil Druckluft aus dem Druckluftvorrat 12 zum Druckmittelausgang 62 strömen läßt. Infolgedessen baut sich auf der anderen Seite des Steuerkol bens des Relaisventils 20 ein Gegendruck auf, welcher sich mit dem Steuerdruck auswiegt. Der Aufbau und die Funktion eines solchen Relaisventils 20 sind hinlänglich bekannt, deshalb sollen hierzu keine weiteren Ausführungen erfolgen. Abhängig von der Öffnungszeit des Einlaßventils 14 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 wird der Druckmitteleingang 60 des Relaisventils 20 zum Druckmittelausgang 62 durchgeschaltet, wodurch eine bestimmte Menge an Druckluft vom Druckluftvorrat 12 in den Bremszylinder 6 strömen kann (Druckaufbau). Beim Bremsen bei intakter vorrangiger Druckregeleinrichtung 2 durchströmt die zum Bremsen benötigte Druckluft daher lediglich das Relaisventil 20.
Darüber hinaus wird durch den Bremswertgeber 8 gleichzeitig mit dem Bremsdruckanforderungssignal S₁ das Bremsdruckanforderungssignal S₂ für die Regelelektronik 22 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 erzeugt, woraufhin analoge Schaltvorgänge des Einlaßventils 26 veranlaßt werden wie bei der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2. Infolgedessen steht am Steueranschluß 48 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 ebenfalls ein vom Druckluftvorrat 24 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 abgeleiteter Steuerdruck an, aufgrund dessen der Druckmitteleingang 72 des Relaisventils 32 zu dessen Druckmittelausgang 70 durchgeschaltet wird, welcher mit dem zur Druckentlastung des Relaisventils 20 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 vorgesehenen Anschluß 66 in Verbindung steht. Da die Verbindung zum Bremszylinder 6 jedoch durch die Schaltstellung des Relaisventils 20 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 unterbrochen ist, kann die Druckluft aus dem Druckluftvorrat 24 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 nicht bis zum Bremszylinder 6 durchgeschaltet werden und ist für den Fall einer intakten vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 daher wirkungslos.
Der Drucksensor 18 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 mißt den im Bremszylinder 6 vorhandenen Brems-Istdruck und übermittelt der Regelelektronik 10 ein entsprechendes elektrisches Signal. Abhängig vom Ergebnis des anschließenden Vergleichs zwischen dem dem Brems-Istdruck entsprechenden Signal und dem einen Sollwert bildenden Bremsdruckanforderungssignal St wird dann eine entsprechende Ansteuerung des Einlaßventils 14 und/oder des Auslaßventils 16 durch die Regelelektronik 10 veranlaßt, um den Brems-Istdruck an den Sollwert anzupassen. Wenn die Betriebsbremse weiterhin betätigt bleibt (Druckhalten im Bremszylinder 6) wird das Einlaßventil 14 von der Regelelektronik 10 in Spenstellung geschaltet.
Für Druckabbau im Bremszylinder 6 bei Beendigung des Bremsvorgangs bleibt das Einlaßventil 14 in Sperrstellung, während das Auslaßventil 16 von der Regelelektronik 10 in seine Durchlaßstellung geschaltet wird. Diese Situation ist in 1 dargestellt. Dann steht der Steueranschluß 46 des Relaisventils 20 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 mit der Druckentlastung 56 in Verbindung und der in der Steuerkammer des Relaisventils 20 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 vorhandene Überdruck wird abgebaut. Infolgedessen wird der Druckmittelausgang 62 des Relaisventils 20 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 auf dessen zur Druckentlastung vorgesehenen Anschluß 66 geschaltet, welcher mit dem Druckmittelausgang 70 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 in Verbindung steht. Da bei Beendigung des Bremsvorgangs wegen der Redundanz der Bremsdrukkanforderungssignale S₁ und S₂ die Regelelektronik 22 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 deren Einlaßventil 26 in Spenstellung und deren Auslaßventil 28 in Durchlaßstellung schaltet, wie in 1 gezeigt ist, steht am Steueranschluß 48 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 kein Drucksignal an, so daß der Druckmittelausgang 70 dieses Relaisventils 32 zur Druckentlastung 56 durchgeschaltet ist. Auf diese Weise kann der im Bremszylinder 6 vorhandene Bremsdruck durch das Relaisventil 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 hindurch abgebaut werden.
Wenn in der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 ein Defekt auftritt, beispielsweise durch Druckverlust im Druckluftvorrat 12, durch einen Defekt in der Steuerleitung oder in der Spannungsquelle 34, dann übernimmt die nachrangige Druckregeleinrichtung 4 die Druckregelfunktion. Beim Betätigen der Betriebsbremse erfolgt die Druckeinregelung in den Bremszylinder 6 dann aus dem Druckluftvorrat 24 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4. In einem solchen Fall ist defektbedingt am Steueranschluß 46 des Relaisventils 20 der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 kein Steuerdruck vorhanden, so daß der mit dem Bremszylinder 6 in Verbindung stehende Druckmittelausgang 62 mit dem zur Druckentlastung vorgesehenen Anschluß 66 verbunden ist. Auf der anderen Seite werden das Auslaßventil 28 und das Einlaßventil 26 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 durch Steuersignale deren Regelelektronik 22 derart geschaltet ist, daß am Steueranschluß 48 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 Steuerdruck ansteht, aufgrund dessen dieses Relaisventil 32 seinen mit dem Druckluftvorrat 24 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 verbundenen Druckmitteleingang 72 mit seinem Druckmittelausgang 70 in Verbindung bringt. Folglich wird Druckluft des Druckluftvorrats 24 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 bis zum Bremszylinder 6 durchgeschaltet. Mit Hilfe des am Druckmittelausgang 70 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 angeordneten Drucksensors 30 kann dann eine Druckregelung durch die Regelelektronik 22 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 erfolgen.
Die Funktion der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 kann beispielsweise durch zyklisch wiederkehrende Übernahme der Druckregelfunktion anstelle der vorrangigen Druckregeleinrichtung 2 überprüft werden. Wenn in solchen Phasen auf die Regelung durch die vorrangige Druckregeleinrichtung 2 verzichtet wird, kann mit den Rückmeldesignalen der beiden Drucksensoren 18, 30 deren Signalabweichung überwacht werden.
Bei Beendigung des Bremsvorgangs werden für Drckabbau im Bremszylinder 6 das Auslaßventil 28 und das Einlaßventil 26 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 durch Steuersignale deren Regelelektronik 22 derart geschaltet, daß am Steueranschluß 48 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 weniger Steuerdruck ansteht. Dann wird der Druckmittelausgang 70 des Relaisventils 32 der nachrangigen Druckregeleinrichtung 4 mit der Druckentlastung 56 verbunden, so daß der im Bremszylinder 6 befindliche Bremsdruck durch das weiterhin zwischen seinem Druckmittelausgang 62 und dem zur Druckentlastung vorgesehenen Anschluß 66 in Durchlaßstellung befindliche Relaisventil 32 der vörrangigen Druckregeleinrichtung 2 und durch die Druckluftleitung 68 hindurch abgebaut werden kann.

1: Fahrzeugbremsanlage
2: Druckregeleinrichtung vorrangig
4: Druckregeleinrichtung nachrangig
6: Bremszylinder
7: Kanal
8: Bremswertgeber
10: Regelelektronik
12: Druckluftvorrat
14: Einlaßventil
16: Auslaßventil
18: Drucksensor
20: Relaisventil
21: Steuerventileinrichtung
22: Regelelektronik
23: Kanal
24: Druckluftvorrat
26: Einlaßventil
28: Auslaßventil
30: Drucksenor
32: Relaisventil
33: Steuerventileinrichtung
34: Spannungsquelle
36: Spannungsquelle
38: Eingang EV
40: Eingang EV
42: Ausgang EV
44: Ausgang EV
46: Steueranschluß
48: Steueranschluß
50: Eingang AV
52: Ausgang AV
54: Ausgang AV
56: Druckentlastung
58: Eingang AV
60: Druckmitteleingang
62: Druckmittelausgang
64: Druckluftleitung
66: ruckentlastungsanschluß
68: Druckluftleitung
70: Druckmittelausgang
72: Druckmitteleingang
74: Druckentlastungsanschluß

Claims

Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage (1) mit redundanter Ansteuerung wenigstens eines Bremszylinders (6) beinhaltend folgende Merkmale a) Mittels eines Bremswertgebers (8) ist ein erstes Steuersignal (S₁) und ein zweites Steuersignal (S₂) aussteuerbar; b) bei einer ersten Steuerventileinrichtung (21) ist in Abhängigkeit des ersten Steuersignals (S₁) ein dem Bremszylinder (6) zugeordneter Druckmittelausgang (62) mit einem mit einer ersten Druckmittelquelle (12) verbundenen Druckmitteleingang (60) oder mit einem zur Druckentlastung vorgesehenen Anschluß (66) verbindbar, c) bei einer zweiten Steuerventileinrichtung (33) ist in Abhängigkeit des zweiten Steuersignals (S₂) ein Druckmittelausgang (70) mit einem mit einer zweiten Druckmittelquelle (24) verbundenen Druckmitteleingang (72) oder mit einem zur Druckentlastung vorgesehenen Anschluß (74) verbindbar, dadurch gekennzeichnet, daß d) die erste Steuerventileinrichtung (21) von einer vorrangigen elektropneumatischen Druckregeleinrichtung (2) und die zweite Steuerventileinrichtung (33) von einer nachrangigen elektro-pneumatischen Druckregeleinrichtung (4) als unterlegte Sicherheitsebene beinhaltet ist, und daß e) der zur Druckentlastung vorgesehene Anschluß (66) der ersten Steuerventileinrichtung (21) mit dem Druckmittelausgang (70) der zweiten Steuerventileinrichtung (33) und der zur Druckentlastung vorgesehene An schluß (74) der zweiten Steuerventileinrichtung (33) mit der Umgebung (56) in Verbindung steht.
Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elektronisch geregelte Betriebsbremsanlage für Nutzfahrzeuge ist.
Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorrangige Druckregeleinrichtung (2) und die nachrangige Druckregeleinrichtung (4) je eine Spannungsquelle (34, 36), je einen Kanal (7, 23) des Bremswertgebers (8), je eine Regelelektronik (10, 22), je einen Druckluftvorrat (12, 24), je einen Drucksensor (18, 30) und je eine Steuerventileinrichtung (21, 33) umfassen, welche je ein Einlaßventil (14, 26), je ein Auslaßventil (16, 28) sowie je ein Relaisventil (20, 32) beinhalten.
Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß ihrer Betätigung zwei elektrische Bremsdruckanforderungssignale (S₁, S₂) durch den Bremswertgeber (8) erzeugbar sind, von welchen je eines einer Regelelektronik (10, 22) einer Druckregeleinrichtung (2, 4) zugeordnet ist und im Hinblick auf den im Bremszylinder (6) zu erzeugenden Bremsdruck je einen Sollwert bildet.
Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaß- und Auslaßventile (14, 16, 26, 28) der Druckregeleinrichtungen (2, 4) jeweils als elektromagnetbetätigte 2/2-Wegeventile ausgebildet sind, wobei die Einlaßventile (14, 26) stromlos gesperrt und die Auslaßventile (16, 28) stromlos durchgängig sind, welche durch gemäß der Bremsdruckanforderungssignale (S₁, S₂) in der zugeordne ten Regel-elektronik (10, 22) erzeugte, elektrische Steuersignale angesteuert sind.
Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß a) je ein Eingang (38, 40) eines Einlaßventils (14, 26) mit dem zugeordneten Druckluftvorrat (12, 24) und je ein Ausgang (42, 44) mit je einem Steueranschluß (46, 48) des zugeordneten Relaisventils (20, 32) verbunden ist, b) ein Eingang (50) des Auslaßventils (16) der vorrangigen Druckregeleinrichtung (2) mit dem Steueranschluß (46) des Relaisventils (20) dieser Druckregeleinrichtung (2), ein Ausgang (52) dieses Auslaßventils (16) und ein Ausgang (54) des Auslaßventils (28) der nachrangigen Druckregeleinrichtung (4) mit einer Druckentlastung (56) verbunden ist, c) ein Eingang (58) des Auslaßventils (28) der nachrangigen Druckregeleinrichtung (4) mit einem Steueranschluß (48) des dieser Druckregeleinrichtung (4) zugeordneten Relaisventils (32) verbunden ist. d) der Druckmitteleingang (60) des Relaisventils (20) der vorrangigen Druckregeleinrichtung (2) mit dem dieser Druckregeleinrichtung (2) zugeordneten Druckluftvorrat (12) in Verbindung steht, e) der Druckmittelausgang (62) des Relaisventils (20) der vorrangigen Druckregeleinrichtung (2) über eine Druckluftleitung (64) an den Bremszylinder (6) angeschlossen ist, wobei der in ihr herrschende Bremsdruck durch den zugeordneten Drucksensor (18) meßbar ist, f) der zur Druckentlastung vorgesehene Anschluß (66) des Relaisventils (20) der vorrangigen Druckregeleinrichtung (2) über eine weitere Druckluftleitung (68) mit dem Druckmittelausgang (70) des Relaisventils (32) der nachrangigen Druckregeleinrichtung (4) in Verbindung steht, wobei an diese Druckluftleitung (68) der der nachrangigen Druckregeleinrichtung (4) zugeordnete Drucksensor (30) angeschlossen ist, g) der Druckmitteleingang (72) des Relaisventils (32) der nachrangigen Druckregeleinrichtung (4) mit dem dieser Druckregeleinrichtung (4) zugeordneten Druckluftvorrat (24) verbunden ist, h) der zur Druckentlastung vorgesehene Anschluß (74) des Relaisventils (32) der nachrangigen Druckregeleinrichtung (4) mit der Druckentlastung (56) verbunden ist.
Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch jede Druckregeleinrichtung (2, 4) der von den Relaisventilen (20, 32) an den Druckmittelausgängen (62, 70) ausgesteuerte Druck mittels des ihr zugeordneten Drucksensors (18, 30) erfaßbar ist, wobei durch einen mittels der zugeordneten Regelelektronik (10, 22) durchgeführten Soll-Ist-Wert-Vergleichs eine entsprechende elektrische Ansteuerung des jeweiligen Einlaßventils (14, 26) und/oder des jeweiligen Auslaßventils (16, 28) durch die zugeordnete Regelelektronik (10, 22) veranlaßbar ist, um den Brems-Istdruck an den Brems-Solldruck anzupassen.
Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kommunikation der beiden Regelelektroniken (10, 22) über einen abgesicherten Pfad die jeweilige Verfügbarkeit der beiden Druckregeleinrichtungen (2, 4) aufgrund eines Vergleichs der beiden Bremsdruckanforderungssignale (S₁, S₂) und der Steuersignale für die beiden Einlaßventile (14, 26) und die beiden Auslaßventile (16, 28) festellbar ist.
Druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie derart ausgebildet ist, daß die Funktion der nachrangigen Druckregeleinrichtung (4) durch zyklisch wiederkehrende Übernahme der Druckregelfunktion anstelle der vorrangigen Druckregeleinrichtung (2) überprüfbar ist.