DE102004001917A1 - Druckmittel-Verbrauchseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) zur Entnahme von Druckmittel aus wenigstens einem Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10), wobei der Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10) zusätzlich zur Versorgung weiterer druckmittelverbrauchender Einrichtungen (11, 12, 13) vorgesehen ist. Es wird eine Druckmittel-Verbrauchseinrichtung angegeben, durch deren Einsatz eine Druckmittelanlage in einem Fahrzeug weniger aufwendig und teuer gestaltet werden kann. Hierfür empfängt die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) einen ermittelten Zustandswert des Druckmittel-Vorratsbehälters (8, 9, 10) und entnimmt nur dann Druckmittel aus dem Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10), wenn der Zustandswert wenigstens einen vorbestimmten Mindestwert erreicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Druckmittel-Verbrauchseinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1.
  • Derartige Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen sind in der Fahrzeug-Technik beispielsweise in Form von Betriebsbremsanlagen, Anhängerbremsanlagen, Feststellbremsanlagen oder Luftfederungsanlagen bekannt. Solche Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen entnehmen das benötigte Druckmittel aus einem oder häufig auch aus mehreren Druckmittel-Vorratsbehältern. Zur Auffüllung der Druckmittel-Vorratsbehälter mit dem Druckmittel ist in der Regel eine Druckmittel-Versorgungseinrichtung vorgesehen. Die Druckmittel-Versorgungseinrichtung weist z. B. bei Verwendung von Druckluft als Druckmittel in bekannter Weise einen Kompressor, einen Lufttrockner, einen Druckregler sowie zur Trennung einzelner Druckluftkreise ein Mehrkreisschutzventil auf. Eine derartige Druckluft-Versorgungseinrichtung kann auch, wie z. B. aus der DE 100 04 091 C2 bekannt, mit einer elektronischen Steuerung versehen sein. Die elektronische Steuerung übernimmt dann die Funktionen des Druckreglers und des Mehrkreisschutzventils konventioneller Bauart in Verbindung mit geeigneten Sensoren und Aktuatoren, d.h. die elektronische Steuerung enthält dann eine Mehrkreisschutz-Funktion.
  • Bei Verwendung der zuvor erwähnten Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen in einem Fahrzeug ist zu beachten, daß solche Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen, deren Verfügbarkeit nicht oder nur geringfügig mit sicherheitskritischen Auswirkungen auf den Betrieb des Fahrzeuges verbunden ist, aus Sicherheitsgründen nicht, etwa infolge großen Druckmittel-Verbrauchs, die Funktion solcher Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen beeinträchtigen sollten, deren Verfügbarkeit mit besonders sicherheitskritischen Auswirkungen auf den Betrieb des Fahrzeuges verbunden ist. Als Beispiele seien für eine Druckmittel-Verbrauchseinrichtung mit besonders sicherheitskritischen Auswirkungen bei eingeschränkter Verfügbarkeit die Bremsanlage eines Fahrzeuges genannt, und für eine Druckmittel-Verbrauchseinrichtung mit geringfügig sicherheitskritischen Auswirkungen eine Luftfederungsanlage.
  • Im Falle von Fahrzeugen mit Druckluft-Bremsanlage ist diesem Zusammenhang insbesondere die Richtlinie 98/12/EG zu beachten. Insbesondere um den Absatz 2.2.1.16 des Anhangs I der zuvor genannten Richtlinie zu erfüllen, ist es bekannt, für bestimmte Gruppen von Druckluft-Verbrauchseinrichtungen jeweils einen eigenen Druckluft-Vorratsbehälter vorzusehen. So wird üblicherweise z. B. für die Bremsanlage ein Druckluft-Vorratsbehälter für den Vorderachs-Bremskreis und ein gesonderter Druckluft-Vorratsbehälter für den Hinterachs-Bremskreis eingesetzt. Zusätzlich wird für andere Druckluft-Verbraucher, wie etwa die erwähnte Luftfederungsanlage, jeweils ein separater Druckluft-Vorratsbehälter vorgesehen. Hierdurch soll sichergestellt wer den, daß die in der Richtlinie 98/12/EG erwähnten Nebenverbraucher, d. h. solche Verbraucher, die nicht zur Betriebsbremsanlage des Fahrzeugs gehören, wie die Luftfederungsanlage, nicht in unerwünschter Weise durch ihren Betrieb den Druckluft-Vorrat in den Druckluft-Vorratsbehältern der Betriebsbremsanlage derart stark reduzieren, daß eine ausreichende Bremsbarkeit des Fahrzeuges in Frage gestellt ist. Die bekannte Vorgehensweise, gesonderte Druckluft-Vorratsbehälter für eine Vielzahl von Druckluftkreisen vorzusehen, ist mit hohen Kosten und einem hohen Aufwand bei der Installation der Druckluftanlage in einem Fahrzeug verbunden.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckmittel-Verbrauchseinrichtung anzugeben, durch deren Einsatz eine Druckmittelanlage weniger aufwendig und teuer gestaltet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch Einsatz der erfindungsgemäßen Druckmittel-Verbrauchseinrichtung als ein Nebenverbraucher im zuvor erläuterten Sinne auf einen gesonderten Druckmittel-Vorratsbehälter für diesen Nebenverbraucher verzichtet werden kann. Die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung kann dann einfach über eine Mehrkreisschutz-Funktion, welche zur Entkopplung der einzelnen Druckmittelkreise nach Art eines Mehrkreisschutzventils konventioneller Bauart dient, an andere Druckmittel-Vorratsbehälter zur Versorgung mit Druckmittel angeschlossen werden, die beispielsweise zur Erfüllung der Richtlinie 98/12/EG ohnehin vorhanden sein müssen, z. B. die Druckmittel-Vorratsbehälter der Betriebsbremsanlage. Hierdurch können die Kosten für den entfallenden Druckmittel-Vorratsbehälter sowie für entsprechende, für dessen Anschluß erforderliche Druckmittelleitungen eingespart werden. Außerdem können Kosten und Zeit bei der Installation der Druckmittelanlage eingespart werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß dabei die Bestimmungen der Richtlinie 98/12/EG erfüllt werden. Hierbei sorgt die erfindungsgemäße Druckmittel-Verbrauchseinrichtung selbständig für die Einhaltung der Bestimmungen, ohne daß beim Entwurf der Druckmittelanlage des Fahrzeuges weitere Maßnahmen dieser Bestimmungen berücksichtigt werden müssen. Ein weiterer Vorteil ist, daß eventuell vorhandene Überströmventile zu solchen Nebenverbrauchern entfallen können.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann als Zustandswert eine Reihe von physikalischen Größen verwendet werden, wie der Druck im Druckmittel-Vorratsbehälter oder die darin befindliche Luftmenge oder die darin befindliche Luftmasse oder die darin gespeicherte Energie. Dies hat den Vorteil, daß eine eventuell bereits für andere Zwecke mittels Sensor ermittelte physikalische Größe von der erfindungsgemäßen Druckmittel-Verbrauchseinrichtung verwendet werden kann. Die Verwendung des Drucks als Zustandswert hat den Vorteil, daß zur Sensierung ein Drucksensor verwendet werden kann, was relativ preisgünstig ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Nennung weiterer Vorteile sowie unter Verwendung einer Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt
  • 1 eine Druckmittelanlage mit darin angeordneten erfindungsgemäßen Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen.
    •
  • In der 1 sind Druckmittelleitungen mit durchgezogenen Linien und elektrische Leitungen mit gestrichelten Linien dargestellt. Es sei nachfolgend angenommen, daß die Druckmittelanlage gemäß 1 in einem Fahrzeug zum Einsatz kommt.
  • Eine Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) weist Druckmittelabgabeanschlüsse (2, 3, 4) auf, die über Druckmittelleitungen mit Druckmittel-Vorratsbehältern (8, 9, 10) verbunden sind. Mit den Druckmittel-Vorratsbehältern (8, 9, 10) sind druckmittelverbrauchende Einrichtungen (11, 12, 13) über Druckmittelleitungen verbunden. Bei den druckmittelverbrauchenden Einrichtungen (11, 12, 13) handelt es sich beispielsweise um den Betriebsbremskreis (11) der Vorderachse, den Betriebsbremskreis (12) der Hinterachse sowie einen Bremskreis (13) für einen Anhänger.
  • Die Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) weist eine Mehrkreisschutz-Funktion auf, die zur Entkopplung der zuvor erwähnten Druckmittelkreise dient und die Funktion eines bekannten Mehrkreisschutzventils erfüllt.
  • Eine derartige Mehrkreisschutz-Funktion sowie eine konkrete Ausgestaltung mit Pneumatik-Ventilen ist z. B. aus der DE 196 22 095 A1 bekannt.
  • Die Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) weist weitere Druckmittelabgabeanschlüsse (20, 21) auf, an die eine erste erfindungsgemäße Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14) und eine zweite erfindungsgemäße Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (15) jeweils über Druckmittelleitungen angeschlossen sind. Die erste Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14) ist über die Mehrkreisschutz-Funktion mit dem Druckmittel-Vorratsbehälter (9) verbindbar, die zweite Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (15) ist über die Mehrkreisschutz-Funktion mit dem Druckmittel-Vorratsbehälter (8) verbindbar. Die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14) oder (15) kann z.B. als eine Niveauregelungsanlage für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) sowie ggf. die druckmittelverbrauchenden Einrichtungen (11, 12, 13) jeweils mit einer elektronischen Steuerung sowie mit einem Anschluß für einen Datenbus versehen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Datenbus-Anschlüsse über einen Datenbus (16), z. B. einem CAN-Bus (CAN = Controller Area Network), miteinander verbunden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) jeweils mit einer elektronischen Steuerung sowie mit ei nem Anschluß (18, 19) für den Datenbus versehen. Über den Datenbus (16) können die Einrichtungen (1, 11, 12, 13, 14, 15) Daten miteinander austauschen.
  • Die Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) ist über elektrische Leitungen mit Drucksensoren (5, 6, 7) verbunden, die jeweils pneumatisch mit den Druckmittel-Vorratsbehältern (8, 9, 10) verbunden sind und den jeweiligen Druck in den Druckmittel-Vorratsbehältern (8, 9, 10) sensieren und als Drucksignal an die Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) abgeben. Die Drucksensoren (5, 6, 7) können auch in die Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) integriert sein. Die Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) überträgt die Drucksignale der Drucksensoren (5, 6, 7) über den Datenbus (16).
  • Es ist auch vorteilhaft, die Drucksensoren (5, 6, 7) über die elektrischen Leitungen mit einer anderen Einrichtung in dem Fahrzeug zu verbinden, etwa einer Instrumententafel-Elektronik. In druckluftgebremsten Kraftfahrzeugen ist es üblich, in der Instrumententafel Anzeigeinstrumente zur Anzeige des in den Druckmittel-Vorratsbehältern (8, 9, 10) vorhandenen Drucks vorzusehen, über die der Führer des Kraftfahrzeuges über die aktuellen Druckwerte informiert wird. Hierfür ist die Instrumententafel bzw. die Instrumententafel-Elektronik, die zur Steuerung von Anzeigefunktionen der Instrumententafel dient, mit den Drucksensoren verbunden ist. Vorteilhaft ist die Instrumententafel-Elektronik derart beschaffen, daß sie ebenfalls an den Datenbus (16) angeschlossen ist und die Drucksignale der Drucksensoren (5, 6, 7) über den Datenbus (16) an die Druck mittel-Versorgungseinrichtung (1) und ggf. weitere Empfänger überträgt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) zum Empfang der Drucksignale von dem Datenbus (16) geeignet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sendet die Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) bzw. die Instrumententafel-Elektronik die von den Drucksensoren (5, 6, 7) ermittelten Druckwerte als Drucksignale der jeweiligen Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10) auf dem Datenbus (16) aus. Die Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) empfangen diese Drucksignale und werten sie aus. Den Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) sind jeweils vorbestimmte Mindestdruckwerte einprogrammiert, mit denen sie die jeweils empfangenen Drucksignale vergleichen. Hierfür sind in der elektronischen Steuerung der Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) Mikroprozessoren vorgesehen, die ein gespeichertes Programm abarbeiten. Im Rahmen der Abarbeitung des Programms wird der erwähnte Vergleich zwischen dem vorbestimmten Mindestdruckwert und dem empfangenen Drucksignal durchgeführt.
  • Sofern hierbei festgestellt wird, daß der durch das Drucksignal angegebene Druckwert den vorbestimmten Mindestdruckwert nicht erreicht und somit unterschreitet, bewirkt die elektronische Steuerung der Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15), daß die Druckluft-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) kein Druckmittel aus dem jeweiligen Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9) entnimmt. Erst bei Erreichen oder Überschreiten des vorbestimmten Mindestdruckwerts erlaubt die elektronische Steuerung bei Bedarf die Entnahme von Druckmittel. Die übrigen, auch ohne Druckmittelentnahme durchführbaren Funktionen der Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) werden auch bei unterschrittenem Mindestdruckwert durchgeführt.
  • Die druckmittelverbrauchende Einrichtung (11) ist des weiteren über eine elektrische Leitung mit einem Geschwindigkeitssensor (17) verbunden. Aus dem Signal des Geschwindigkeitssensors ist die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmbar. Die druckmittelverbrauchende Einrichtung (11) empfängt das Signal des Geschwindigkeitssensors (17) und gibt ein diesem Geschwindigkeitswert entsprechendes Geschwindigkeitssignal auf dem Datenbus (16) aus. Die Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) empfangen das Geschwindigkeitssignal von dem Datenbus (16) und werten dieses aus. Sofern hierbei eine Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorbestimmten Mindestgeschwindigkeitswertes, der z. B. in der Nähe des Fahrzeugstillstands liegt, festgestellt wird, entnehmen die Druckmittel-Verbrauchseinrichtungen (14, 15) bei Bedarf auch dann Druckmittel aus den Druckmittel-Vorratsbehältern (8, 9), wenn der vorbestimmte Mindestdruckwert unterschritten ist.

Claims (8)

  1. Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) zur Entnahme von Druckmittel aus wenigstens einem Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10), wobei der Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10) zusätzlich zur Versorgung weiterer druckmittelverbrauchender Einrichtungen (11, 12, 13) vorgesehen ist, und wobei die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) einen ermittelten Zustandswert des Druckmittel-Vorratsbehälters (8, 9, 10) empfängt und nur dann Druckmittel aus dem Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10) entnimmt, wenn der Zustandswert wenigstens einen vorbestimmten Mindestwert erreicht.
  2. Druckmittel-Verbrauchseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustandswert den Druck im Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10) oder die darin befindliche Luftmenge oder die darin befindliche Luftmasse oder die darin gespeicherte Energie angibt.
  3. Druckmittel-Verbrauchseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) nur dann Druckmittel aus dem Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10) entnimmt, wenn der Zustandswert in einem vorgegebenen Bereich liegt.
  4. Druckmittel-Verbrauchseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren druckmittelverbrauchenden Einrichtungen (11, 12, 13) wenig stens eine Bremsanlage eines Fahrzeuges, insbesondere eine Betriebsbremsanlage, enthalten.
  5. Druckmittel-Verbrauchseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) einen Anschluß (18, 19) für einen Datenbus (16) aufweist und zum Empfang eines den Zustandswert angebenden Signals von dem Datenbus (16) geeignet ist.
  6. Druckmittel-Verbrauchseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) zum Empfang eines den Zustandswert angebenden Signals geeignet ist, welches von einer zur Auffüllung des Druckmittel-Vorratsbehälters (8, 9, 10) dienenden Druckmittel-Versorgungseinrichtung (1) bzw. einer Instrumententafel-Elektronik ausgesendet wird.
  7. Druckmittel-Verbrauchseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) für den Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen ist, für den Empfang eines die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigenden Geschwindigkeitssignals geeignet ist und bei unterhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitswerts liegendem Geschwindigkeitssignal Druckmittel bei Bedarf auch dann aus dem Druckmittel-Vorratsbehälter (8, 9, 10) entnimmt, wenn der Zustandswert nicht den vorbestimmten Mindestwert erreicht.
  8. Druckmittel-Verbrauchseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Verbrauchseinrichtung (14, 15) eine Niveauregelungsanlage für ein Kraftfahrzeug ist.
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