DE102007046462A1 - Brake system and electronic air treatment unit for air brake systems with integrated timer and temperature sensor - Google Patents

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Giovanni Dipl.-Ing. Crapanzano (FH)
Jörg Dipl.-Ing. Fischer
Siegfried Dipl.-Ing. Häfner (FH)
Christian Dipl.-Ing. Herz (FH)
Michael Dr. Ing. Kokes
Ina Dipl.-Ing. Rastetter (BA)
Karl-Heinz Dipl.-Ing. Unser
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem und eine elektronische Luftbereitungseinheit für Druckluftbremssysteme, insbesondere in Nutzfahrzeugen. Diese Systeme werden in der Fachsprache als E-APU (Electronic Air Processing Unit) bezeichnet. Sie bestehen üblicherweise aus Lufttrockner, Mehrkreisschutzventil und Steuergerät. Die Erfindung erweitert diese Luftbereitungseinheiten um einen Timer, einen Temperatursensor und um eine Diagnosefunktion. Ebenfalls offenbart wird ein mit der neuen Luftbereitungseinheit ausgestattetes Bremssystem.The invention relates to a brake system and an electronic air preparation unit for compressed-air brake systems, in particular in commercial vehicles. These systems are referred to in the jargon as E-APU (Electronic Air Processing Unit). They usually consist of air dryer, multi-circuit protection valve and control unit. The invention extends these air handling units by a timer, a temperature sensor and a diagnostic function. Also disclosed is a brake system equipped with the new air preparation unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem und eine elektronische Luftbereitungseinheit für Druckluftbremssysteme, insbesondere in Nutzfahrzeugen. Diese Systeme werden in der Fachsprache als E-APU (Electronic Air Processing Unit) bezeichnet. Sie bestehen üblicherweise aus Lufttrockner, Mehrkreisschutzventil und Steuergerät. Die Erfindung erweitert diese Luftbereitungseinheiten um einen Timer, einen Temperatursensor und um eine Diagnosefunktion. Ebenfalls offenbart wird ein mit der neuen Luftbereitungseinheit ausgestattetes Bremssystem.The The invention relates to a brake system and an electronic air preparation unit for compressed air brake systems, especially in commercial vehicles. These Systems are known in technical terms as E-APU (Electronic Air Processing Unit). They usually consist of air dryers, Multi-circuit protection valve and control unit. The invention expanded these air conditioning units to a timer, a temperature sensor and a diagnostic function. Also disclosed is a with the new air conditioning unit equipped braking system.

Druckluftbremssysteme für Nutzfahrzeuge sind seit längerem ausgereifter Stand der Technik. Weiter unten wird im Zusammenhang mit 1 ein typisches Druckluftbremssystem eines Nutzfahrzeugs kurz beschrieben.Compressed air braking systems for commercial vehicles have long been state of the art. Below is related to 1 a typical compressed air brake system of a commercial vehicle briefly described.

Neuentwicklungen aus der neueren Vergangenheit haben zu den elektronischen Luftaufbereitungseinheiten, den sogenannten E-APU geführt, die z. B. von WABCO und von Knorr Bremssysteme auf dem Markt angeboten werden. Kennzeichen dieser elektronischen Luftaufbereitungseinheit sind die Integration eines Steuergerätes in die Luftbereitungseinheit, bestehend aus Lufttrockner und Mehrkreisschutzventil. Ein Beispiel einer solchen elektronischen Luftbereitungseinheit ist z. B. der Produktbroschüre E-APU der Firma WABCO zu entnehmen. Die Broschüre kann im Internet unter www.wabco-auto.com bezogen werden. Copyright Vermerk auf der Broschüre 11/2005. Die elektronische Steuereinheit hat eine CAN Bus Schnittstelle und kann damit mit weiteren Steuergeräten im Bordnetz eines Nutzfahrzeugs vernetzt werden. Dies ermöglicht eine gezielte Reaktion der Luftbereitungseinheit auf die vom CAN-Bus erhaltenen Nachrichten oder Steuerbefehle. Die E-APU steuert die Ventile im Mehrkreisschutzventil und reagiert auf Fahrzeuggeschwindigkeit, Bremsenstatus, Motorstatus. In Abhängigkeit der genannten Zustandsgrößen wird der Systemdruck dynamisch an die Fahrbedingungen angepasst. Insbesondere wird je nach Fahrbedingung der Abschaltdruck des Kompressors herabgesetzt. Weiterhin wird die Kartusche des Lufttrockners nur bei Bedarf regeneriert. Eine Entwässerung findet bei jedem Motor-Aus statt. Diagnosesysteme können über die CAN-Bus Schnittstelle Zugriff auf die in der Steuereinheit der E-APU abgelegten Daten nehmen.New developments from the recent past have led to the electronic air treatment units, the so-called E-APU, the z. Offered by WABCO and Knorr brake systems on the market. Characteristics of this electronic air treatment unit are the integration of a control unit in the air preparation unit, consisting of air dryer and multi-circuit protection valve. An example of such an electronic air preparation unit is z. B. the product brochure E-APU the company WABCO refer. The booklet can be found on the internet at www.wabco-auto.com be obtained. Copyright note on the brochure 11/2005. The electronic control unit has a CAN bus interface and can thus be networked with other control units in the electrical system of a commercial vehicle. This allows a targeted reaction of the air preparation unit to the messages or commands received from the CAN bus. The E-APU controls the valves in the multi-circuit protection valve and responds to vehicle speed, brake status, engine status. Depending on the state variables mentioned, the system pressure is dynamically adapted to the driving conditions. In particular, depending on the driving condition, the cut-off pressure of the compressor is reduced. Furthermore, the cartridge of the air dryer is regenerated only when needed. Drainage takes place with every engine off. Diagnostic systems can access the data stored in the control unit of the E-APU via the CAN bus interface.

Eine andere elektronische Luftbereitungseinheit, bestehend aus Lufttrockner, Mehrkreisschutzventil und elektronischer Steuereinheit, ist in der DE 10 2005 026 344 A1 von der Firma Knorr-Bremse GmbH offenbart. Kerngedanke dieser Technologie scheint die Aufteilung der elektronischen Steuereinheiten auf getrennte Einheiten der Bremsanlage zu sein. So werden die elektronischen Steuereinheiten sowohl auf die Luftbereitungseinheit als auch auf die Luftfederungsmodule verteilt. Zumindest die Steuereinheit der Luftbereitungseinheit ist über CAN-Bus Schnittstellen und über ISO Schnittstellen an das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs angeschlossen. Dies ermöglicht über die CAN-Bus Schnittstelle Diagnosezugriffe auf die Luftbereitungseinheit von anderen Steuergeräten oder von angeschlossenen Diagnosetestern aus. Im Unterschied zu der Luftbereitungseinheit von WABCO offenbart die Patentanmeldung von Knorr für die Luftbereitungseinheit einen Timer, mit dem das Steuergerät, wenn keine regelmäßige Rücksetzung des Timers erfolgt, gegebenenfalls ausgeschaltet und von der Spannungsversorgung getrennt werden kann.Another electronic air handling unit consisting of air dryer, multi-circuit protection valve and electronic control unit is in the DE 10 2005 026 344 A1 disclosed by the company Knorr-Bremse GmbH. The core idea of this technology seems to be the division of the electronic control units into separate units of the brake system. Thus, the electronic control units are distributed to both the air preparation unit and the air suspension modules. At least the control unit of the air preparation unit is connected via CAN bus interfaces and via ISO interfaces to the communication on-board network of the vehicle. This enables diagnostic access to the air preparation unit via the CAN bus interface from other ECUs or from connected diagnostic testers. Unlike the WABCO air handling unit, Knorr's patent application for the air handling unit reveals a timer that allows the control unit to be switched off and disconnected from the power supply if there is no periodic reset of the timer.

Die Systeme von WABCO und Knorr-Bremse bieten gegenüber herkömmlichen Luftbereitungseinheiten, den Vorteil einer intelligenten Kompressorsteuerung und Lufttrocknung, enthalten jedoch keine eigene Diagnosefunktionalität, keinen Selbstweckmechanismus und keine Temperaturerfassung.The Systems from WABCO and Knorr-Bremse offer more than conventional ones Air handling units, the advantage of intelligent compressor control and air drying, but do not contain their own diagnostic functionality, no self-wake mechanism and no temperature detection.

Die vorgenannten Luftbereitungseinheiten und die damit ausgestatteten Bremsanlagen führen Diagnoseapplikationen nur über weitere Steuergeräte oder Diagnosetester durch, die über die CAN Bus Schnittstellen mit der Steuereinheit der Luftbereitungseinheit hierfür kommunizieren müssen. Solche Diagnosefunktionalitäten sind während des Betriebs des Fahrzeugs oder wenn das Fahrzeug sich ohnehin im Service befindet, weitgehend unkritisch.The aforementioned air conditioning units and the so equipped Brake systems only carry out diagnostic applications further ECUs or diagnostic tester through, the over the CAN bus interfaces with the control unit of the air preparation unit need to communicate for this. Such diagnostic functionalities are during the operation of the vehicle or when the vehicle is in service anyway, largely uncritical.

Man möchte jedoch zukünftig Diagnoseapplikationen für das Bremssystem auch am stillstehenden Fahrzeug z. B. während einer Ruhepause oder über Nacht oder im Rahmen eines Flottenmanagementsystems während längerer Stillstandzeiten des einzelnen Flottenfahrzeugs durchführen. Hierzu sollen dann in definierten Zeitabständen während des Fahrzeugstillstands die Druckwerte der einzelnen Pneumatikkreise erfasst und ausgewertet werden. Bei den vorgenannten Bremsanlagen müssen hierzu das Kommunikationsbordnetz und mehrere beteiligte Steuergeräte geweckt werden. Insbesondere muss der CAN-Bus und der CAN-Bus Controller geweckt werden. Dies ist im Fahrzeugstillstand risikobehaftet, da im Fall eines Systemfehlers z. B. in einem angeschlossenen Steuergerät es dazu kommen kann, dass der CAN-Bus sich im Zeitfenster zwischen den einzelnen Messungen und Abfragen nicht mehr schlafen legt. Damit werden die Energiespeicher des stillstehenden Fahrzeugs erschöpft.you However, in the future, I would like diagnostic applications for the braking system even at the stationary vehicle z. B. during a break or overnight or as part of a fleet management system for a longer period Downtime of the individual fleet vehicle perform. For this purpose, then at defined intervals during the Vehicle standstill the pressure values of the individual pneumatic circuits recorded and evaluated. In the aforementioned brake systems This requires the communication board network and several involved Control units are awakened. In particular, the CAN bus must and wake up the CAN bus controller. This is in the vehicle standstill risky because in the case of a system error z. B. in a connected Control unit it may happen that the CAN bus itself in the time window between the individual measurements and queries anymore sleeps. This will be the energy storage of the stationary Vehicle exhausted.

Erfindungsgemäße Aufgabe ist es daher, eine elektronische Luftbereitungseinheit und ein damit ausgestattetes Bremssystem anzugeben, mit dem Messungen und Abfragen auch am stillstehenden Fahrzeug durchgeführt werden können, ohne dass hierfür der CAN Bus geweckt werden muss.invention Task is therefore an electronic air preparation unit and specify a brake system equipped with it, with the measurements and queries also performed on the stationary vehicle can not be woken up by the CAN bus must become.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer elektronischen Luftbereitungseinheit und mit einem Bremssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der folgenden Beschreibung offenbart.The Task is solved with an electronic air preparation unit and with a braking system with the characteristics of independent Claims. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims and in the following description disclosed.

Die Lösung gelingt hauptsächlich mit einer elektronischen Luftbereitungseinheit, die eine eigene und Bus unabhängige Diagnosefunktionalität hat. Hierzu wird die Steuereinheit um eine Software Schnittstelle ergänzt, die ein Flashen der Steuereinheit ermöglicht, damit in die Steuereinheit ein Diagnoseprogramm implementiert werden kann. Außerdem wird die Luftbereitungseinheit um einen Temperaturfühler ergänzt und ein Timer im Steuergerät wird dazu ausgebildet und eingesetzt den Mikroprozessor in der Steuereinheit in definierten Zeitintervallen zu aktivieren, um einen Messdurchlauf zu starten.The Solution succeeds mainly with an electronic Air preparation unit, which has its own and bus independent Has diagnostic functionality. This is the control unit added to a software interface, which is a flashing the control unit allows it to be in the control unit a diagnostic program can be implemented. In addition, will the air preparation unit is supplemented by a temperature sensor and a timer in the controller is designed and used the microprocessor in the control unit in defined Activate time intervals to start a measurement run.

Die damit hauptsächlich erzielbaren Vorteile liegen darin, dass Messdurchläufe am Bremssystem mit sehr geringem Energieeinsatz durchgeführt werden können. Es muss lediglich eine Steuereinheit geweckt werden. Ein Bus System muss für die Durchführungen der Messungen nicht geweckt werden. Alle notwendigen Funktionalitäten werden in einer Einheit des Bremssystems, nämlich der elektronischen Luftbereitungseinheit, vereinigt. Die Luftbereitungseinheit aus Lufttrockner, Mehrkreisschutzventil und Steuereinheit bietet über das Mehrkreisschutzventil Zugriff auf alle angeschlossenen Bremskreise und ermöglicht daher Druckmessungen in allen Bremskreisen. Durch die Ergänzungen der Luftbereitungseinheit mit einem Temperatursensor, der die Umgebungstemperatur misst, können die gemessenen Drücke auch temperaturkompensiert umgerechnet werden. Das Implementieren einer Weckfunktionalität in der Steuereinheit der elektronischen Luftbereitungseinheit und das Implementieren eines Diagnoseprogramms ermöglicht die autonome Durchführung der Messungen und Berechnungen am und für das Bremssystem, ohne das hierfür weitere Steuergeräte oder Bus-Systeme geweckt werden müssen.The the main advantages that can be achieved are that measuring runs on the brake system with very low energy input can be performed. It just has to a control unit will be awakened. A bus system needs for the execution of the measurements will not be aroused. All necessary functionalities are in one unit of the Braking system, namely the electronic air preparation unit, united. The air preparation unit consisting of air dryer, multi-circuit protection valve and Control unit provides access via the multi-circuit protection valve on all connected brake circuits and therefore allows Pressure measurements in all brake circuits. By the additions the air preparation unit with a temperature sensor, the ambient temperature measures, the measured pressures can also be temperature compensated be converted. Implementing a wake-up functionality in the control unit of the electronic air handling unit and Implementing a diagnostic program allows the autonomous execution of measurements and calculations on and for the brake system, without the need for more Control units or bus systems need to be awakened.

Vorteilhafter Weise werden die mit den jeweils durchgeführten Messdurchläufen aufgenommenen Daten für jeden Messdurchlauf getrennt abgespeichert. Das ermöglicht die aus den einzelnen Messdurchläufen gewonnen Daten miteinander zu vergleichen und onboard zumindest erste Diagnosedurchläufe vorzunehmen. Es können zum Beispiel die Druckabnahmen in den einzelnen Bremskreisen, vorzugsweise temperaturkompensiert, ermittelt und berechnet werden und daraus für jeden Bremskreis eine Leckage Rate berechnet werden.Favorable The way in which each carried out measuring runs recorded data for each measurement run separately stored. This makes it possible from the individual measurement runs gained data to compare with each other and onboard at least to carry out the first diagnostic runs. It can For example, the pressure decreases in the individual brake circuits, preferably temperature compensated, determined and calculated and from it For each brake circuit a leakage rate can be calculated.

Übersteigt in einem Bremskreis der Druckverlust oder die daraus und Druckvorratsvolumen des betreffenden Bremskreises berechnete Leckagerate einen kritischen Wert, kann von der Diagnosefunktion der Luftbereitungseinheit auf eine Undichtigkeit erkannt werden und entsprechend gewarnt werden.exceeds in a brake circuit the pressure loss or the resulting and pressure reserve volume of brake circuit calculated leakage rate a critical Value, can from the diagnostic function of the aeration unit on a leak can be detected and warned accordingly.

Sollte eine relevante Undichtigkeit festgestellt werden, können von der Steuereinheit der Luftbereitungseinheit weitergehende Maßnahmen durchgeführt werden. Insbesondere können dann über vorhandene Bus Schnittstellen, insbesondere über CAN Schnittstellen, das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs geweckt werden und im Bordnetz entsprechende Warnungen kommuniziert werden und in anderen Steuergeräten abgelegt werden, die der Fahrer dann beim nächsten Starten des Fahrzeugs angezeigt bekommt. Ist das Fahrzeug über eine Luftschnittstelle an ein Flottenmanagementsystem angeschlossen, können die Warnhinweise über die Luftschnittstelle auch über das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs hinaus, an ein Telematiksystem, z. B. an ein Flottenmanagement System, kommuniziert werden und dort die Warnhinweise remote zur Anzeige gebracht werden.Should a relevant leak can be detected from the control unit of the air preparation unit further measures be performed. In particular, then over existing bus interfaces, in particular via CAN interfaces, the communication onboard network of the vehicle are awakened and in the electrical system appropriate warnings are communicated and in other control devices The driver will then be dropped on the next start the vehicle gets displayed. Is the vehicle over an air interface connected to a fleet management system, Can the warnings over the air interface even beyond the vehicle's on-board communications network, to a telematics system, z. B. to a fleet management system, are communicated and there the warnings are displayed remotely.

Natürlich bleiben über die Kommunikationsschnittstelle der Steuereinheit die bereits bekannten Diagnosezugriffe anderer Steuergeräte oder externer Diagnosetester auch bei der hier offenbarten Erfindung weiterhin erhalten.Naturally stay over the communication interface of the control unit the already known diagnostic accesses of other ECUs or external diagnostic tester also in the invention disclosed herein continue to receive.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert.in the The invention will become more apparent with reference to the drawings explained.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 ein Druckluftbremssystem ohne elektronische Luftbereitungseinheit, wie es zum Prioritätstag der hier offenbarten Erfindung weit verbreitet im Einsatz ist. 1 an air brake system without electronic air handling unit, as it is widely used on the priority date of the invention disclosed herein.

2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen elektronischen Luftbereitungseinheit, 2 a block diagram of an electronic air preparation unit according to the invention,

3 schematisch ein Bremssystem mit der erfindungsgemäßen Luftbereitungseinheit und deren Anschluss an das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs, 3 1 schematically a brake system with the air preparation unit according to the invention and its connection to the communication on-board network of the vehicle,

4 schematisch die Einbindung von Luftbereitungseinheit und Bremssystem in ein Telematiksystem. 4 schematically the integration of air preparation unit and brake system in a telematics system.

Die Druckluftanlage eines Nutzfahrzeugs ist mit unterschiedlichen Aufgabenbereichen und Funktionen sehr komplex. Eine schematische Darstellung einer solchen an sich bekannten Anlage ist in 1 dargestellt. Üblicherweise wird mit einem Kompressor 1 über einem Druckregler 2 und einen Lufttrockner 3 ein Mehrkreisschutzventil 4 mit Druckluft beschickt. Mit dem Mehrkreisschutzventil wird die vom Kompressor geförderte Luft auf die verschiedenen Druckluftkreise verteilt. In 1 sind drei Druckluftkreise dargestellt. In der Regel sind heute in einem Nutzfahrzeug 4 Druckluftkreise vorhanden. Für die weiter unten noch zu behandelnde Erfindung ist die Anzahl der Druckluftkreise von untergeordneter Bedeutung. Jeder Druckluftkreis kann über einen eigenen Druckbehälter 5, 6, 7 verfügen, muss aber nicht. Es können auch aus einem Druckluftbehälter mehrere Druckluftkreise bevorratet werden. Mit den verschiednen Druckluftkreisen werden insbesondere die verschiedenen Bremskreise des Nutzfahrzeuges bedient. Üblicherweise sind in einem Nutzfahrzeug eine Feststellbremse 8, eine Betriebsbremse 9 und ein Automatischer Bremskraftregler 10 vorhanden. Die Betriebsbremse teilt sich in mindestens zwei getrennte Bremskreise, – Vorderradbremsen 11 und Hinterradbremsen 12 –, auf. Die Feststellbremse ist als getrennter Bremskreis ausgebildet. Der Bremskraftregler stellt in Abhängigkeit vom Beladungszustand die Bremskraft ein. Nicht dargestellt in 1 sind Druckluftkreise für pneumatische Nebenaggregate und für die Luftfederung des Nutzfahrzeugs. Solche getrennten Druckluftkreise sind in Nutzfahrzeugen üblich, so dass in der Regel mindestens vier getrennte Druckluftkreise in einem Nutzfahrzeug verbaut sind.The compressed air system of a commercial vehicle is very complex with different tasks and functions. A schematic representation of such a known system is in 1 shown. Usually with a compressor 1 over a pressure regulator 2 and an air dryer 3 a multi-circuit protection valve 4 charged with compressed air. With the multi-circuit protection valve is the from Compressor conveyed air distributed to the various compressed air circuits. In 1 three compressed air circuits are shown. In general, today are in a commercial vehicle 4 Compressed air circuits available. For the invention to be discussed below, the number of compressed air circuits is of minor importance. Each compressed air circuit can have its own pressure tank 5 . 6 . 7 but not necessarily. It can also be stored in a compressed air tank several compressed air circuits. In particular, the various brake circuits of the commercial vehicle are operated with the various compressed air circuits. Usually, in a commercial vehicle, a parking brake 8th , a service brake 9 and an automatic brake controller 10 available. The service brake is divided into at least two separate brake circuits, - front brakes 11 and rear brakes 12 -, on. The parking brake is designed as a separate brake circuit. The brake force controller adjusts the braking force as a function of the load state. Not shown in 1 are compressed air circuits for pneumatic ancillaries and for the air suspension of the commercial vehicle. Such separate compressed air circuits are common in commercial vehicles, so that usually at least four separate compressed air circuits are installed in a commercial vehicle.

Der Druckluftkreis für den Bremskreis, in dem sich auch die Feststellbremse befindet, ist aus Sicherheitsgründen mit dem Druckluftkreis der Feststellbremse gekoppelt, um bei Druckverlust eine Lösen der Feststellbremse zu verhindern. Die Kopplung hängt hier natürlich von den konstruktiven und funktionalen Zusammenhängen des Druckluftsystems ab. Weitere nicht dargestellte Bremskreise können für Anhänger oder Auflieger vorgesehen sein.Of the Compressed air circuit for the brake circuit, in which also the Parking brake is located, for safety reasons with coupled to the compressed air circuit of the parking brake to pressure loss to prevent a release of the parking brake. The coupling hangs here, of course, of the constructive and functional contexts of the compressed air system. Other brake circuits, not shown can be provided for trailers or semi-trailers be.

Wie eingangs im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erörtert gibt es von WABCO und von Knorr Bremse integrierte Luftbereitungseinheiten, die den Lufttrockner, das Mehrkreisschutzventil und eine Steuereinheit zu einem Systembaustein zusammenfassen. Von einem derartigen Stand der Technik geht die hier offenbarte Erfindung aus.As initially discussed in the context of the prior art are WABCO and Knorr Bremse integrated air handling units, the air dryer, the multi-circuit protection valve and a control unit to form a system module. From such a state The art is based on the invention disclosed herein.

2 zeigt schematisch die erfindungsgemäßen Neuerungen. Als Systembaustein werden Lufttrockner 3, Mehrkreisschutzventil 4 und elektronische Steuereinheit ECU zusammengefasst. Die elektronische Steuereinheit enthält zumindest einen Mikrocontroller μC und einen Timer. Der Mikrocontroller kann über eine Flashschnittstelle mit Anwendungsprogrammen geflasht werden. Außerdem verfügt die elektronische Steuereinheit über eine Kommunikationsschnittstelle, vorzugsweise eine CAN-Bus Schnittstelle zum Anschluss der Einheit an das Kommunikationsbordnetz eines Kraftfahrzeugs. Außerdem verfügt die ganze Systemeinheit über einen elektrischen oder elektronischen Temperaturfühler 20, mit dem die Umgebungstemperatur erfasst und gemessen werden kann. Die Steuereinheit ist auf oder im Gehäuse des Lufttrockners oder des Mehrkreisschutzventils bzw. im gemeinsamen Gehäuse beider Druckluftkomponenten angeordnet. Über direkte Steuerleitungen können mit einem Anwendungsprogramm im Mikroprozessor von der Steuereinheit aus die Betätigungselemente in Lufttrockner und Mehrkreisschutzventil angesteuert und betätigt werden. Außerdem können über direkte Messleitungen die Messwerte der in dem Lufttrockner und insbesondere in dem Mehrkreisschutzventil angeordneten Drucksensoren ausgelesen werden und von Anwendungsprogrammen im Mikroprozessor verarbeitet werden. 2 schematically shows the innovations of the invention. The system components are air dryers 3 , Multi-circuit protection valve 4 and electronic control unit ECU. The electronic control unit contains at least one microcontroller μC and a timer. The microcontroller can be flashed with application programs via a flash interface. In addition, the electronic control unit has a communication interface, preferably a CAN bus interface for connecting the unit to the communication on-board network of a motor vehicle. In addition, the whole system unit has an electrical or electronic temperature sensor 20 with which the ambient temperature can be detected and measured. The control unit is arranged on or in the housing of the air dryer or the multi-circuit protection valve or in the common housing of both compressed air components. About direct control lines can be controlled and operated with an application program in the microprocessor from the control unit from the actuators in air dryer and multi-circuit protection valve. In addition, the measured values of the pressure sensors arranged in the air dryer and in particular in the multi-circuit protection valve can be read out via direct measuring lines and processed by application programs in the microprocessor.

Kennzeichnend für die Erfindung ist nun die Bus unabhängige Verschaltung des Temperaturfühlers 20 mit der Steuereinheit ECU und das funktionelle Zusammenwirken von Timer und Mikroprozessor μC. Der Temperaturfühler kann hierbei als analoger Temperaturfühler mit Vorverstärker und Nachverstärker ausgeführt sein. In diesem Fall wird sein Signal an einen Analogeingang des Mikroprozessors gelegt. Der Temperaturfühler kann auch als digitaler Temperaturfühler ausgeführt sein. In diesem Fall wird der Temperaturwert bereits im Temperaturfühler in ein digitales Messwertsignal konvertiert und an einen digitalen Eingang des Mikroprozessors gelegt. Der Temperaturfühler kann im oder am Mehrkreisschutzventil oder im oder am Lufttrockner oder im oder an der Steuereinheit angeordnet sein. Insbesondere kann der Temperaturfühler auf der Platine der Steuereinheit integriert sein. Die direkte Anbindung des Temperaturfühlers an den Mikroprozessor ermöglicht es, zusammen mit der Messwerterfassung für die Systemdrücke mit der Luftbereitungseinheit eine Überwachung des Bremssystems durchzuführen, ohne dass hierfür auf weitere Steuereinheit zurückgegriffen werden müsste oder hierfür auf das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs zugegriffen werden müsste.Characteristic of the invention is now the bus independent interconnection of the temperature sensor 20 with the control unit ECU and the functional interaction of timer and microprocessor μC. The temperature sensor can be designed here as an analogue temperature sensor with preamplifier and post-amplifier. In this case, its signal is applied to an analog input of the microprocessor. The temperature sensor can also be designed as a digital temperature sensor. In this case, the temperature value is already converted in the temperature sensor into a digital measured value signal and applied to a digital input of the microprocessor. The temperature sensor may be arranged in or on the multi-circuit protection valve or in or on the air dryer or in or on the control unit. In particular, the temperature sensor can be integrated on the board of the control unit. The direct connection of the temperature sensor to the microprocessor makes it possible to perform monitoring of the brake system together with the measured value recording for the system pressures with the air preparation unit without having to resort to further control unit or for this would have to be accessed on the communication vehicle electrical system.

Damit die Anwendungsprogramme, die für die Steuerung von Lufttrockner und Mehrkreisschutzventil einerseits und für die Drucküberwachung des Bremssystems andererseits notwendig sind, auch in dem Mikroprozessors oder einem hier nicht näher dargestellten Speicherbaustein abgelegt werden können, verfügt die Steuereinheit über eine Schnittstelle 21, mit der der Mikroprozessor bzw. die Programmspeicher geflasht werden können. Ein erfindungsgemäß eingesetztes Anwendungsprogramm, das geflasht wird, ist eine Diagnosefunktion. Bei der Diagnosefunktion „Leckage-Erkennung im Druckluftsystem" werden in definierten Zeitabständen während des Fahrzeugstillstandes die Druckwerte der einzelnen Pneumatikkreise erfasst und ausgewertet. Zusammen mit den Messwerten der Temperaturerfassung können die Druckwerte temperaturkompensiert berechnet werden. Dadurch werden die aufgenommenen Messreihen der Druckwerte von der Umgebungstemperatur unabhängig und es kann eine Leckagerate bestimmt werden.So that the application programs which are necessary for the control of the air dryer and the multi-circuit protection valve on the one hand and for the pressure monitoring of the brake system on the other hand, can also be stored in the microprocessor or a memory module not shown here, the control unit has an interface 21 with which the microprocessor or the program memories can be flashed. An application program used according to the invention which is flashed is a diagnostic function. During the vehicle standstill, the pressure values of the individual pneumatic circuits are recorded and evaluated at defined intervals in the diagnostic function "Leakage detection in the compressed air system." The pressure values can be calculated in a temperature-compensated manner together with the measured values of the temperature measurement The measured series of pressure values are independent of the ambient temperature and a leakage rate can be determined.

In die Steuereinheit integriert ist ein Timer. Erfindungsgemäße Aufgabe des Timers ist es, den Mikroprozessor der Steuereinheit in den vorgegebenen Zeitabständen während des Fahrzeugstillstandes zu wecken und die Diagnosefunktion zu aktivieren. Nach erfolgtem Messdurchlauf und nach erfolgter Messwertauswertung schaltet der Timer den Mikroprozessor wieder aus. Wecken und Ausschalten erfolgt hierbei mit den an sich für Mikroprozessoren bekannten Methoden und ist deshalb hier nicht extra erörtert. Aus dem gleichen Grund ist die Spannungsversorgung der Steuereinheit und der Messwertaufnehmer hier nicht extra dargestellt, obgleich diese natürlich vorhanden ist.In the control unit is integrated a timer. invention The task of the timer is to control the microprocessor of the control unit at the specified intervals during the Vehicle standstill to awaken and activate the diagnostic function. After the measurement has been carried out and after the measured value has been evaluated the timer switches the microprocessor off again. Wake up and shut down takes place here with the known per se for microprocessors Methods and is therefore not discussed separately here. Out the same reason is the power supply of the control unit and the sensor is not shown here, although this is naturally present.

Zu Bestimmung einer Leckagerate werden die über die Zeit aufgenommenen Messreihen der temperaturkompensierten Systemdrücke hinsichtlich abfallenden Drucks ausgewertet. Bei bekannten Druckspeichervolumen kann bei stillstehendem Fahrzeug aus dem Druckabfall über der Zeit die Leckagerate der einzelnen Bremskreise bestimmt und berechnet werden.To Determination of a leakage rate will be recorded over time Measurement series of the temperature-compensated system pressures with respect to falling Evaluated. In known accumulator volume can at stationary vehicle from the pressure drop over time the leakage rate of the individual brake circuits is determined and calculated become.

Zur Einbindung der erfindungsgemäßen Luftbereitungseinheit in das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs verfügt die Steuereinheit auch über eine Kommunikationsschnittstelle, vorzugsweise über eine CAN-Bus Schnittstelle.to Integration of the air preparation unit according to the invention in the communication board network of the vehicle has the Control unit also via a communication interface, preferably via a CAN bus interface.

Die Einbindung der erfindungsgemäßen Luftbereitungseinheit in das Bremssystem eines Nutzfahrzeugs und in das Kommunikationsbordnetz ist schematisch mit 3 verdeutlicht. Mit der Luftbereitungseinheit 3, 4, ECU werden die Bremszylinder 12 der Hinterachsen und die Bremszylinder 11 der Vorderachse des Nutzfahrzeugs bei Betätigung des Bremse mit Druck beaufschlagt. Die Steuereinheit ECU der erfindungsgemäßen Luftbereitungseinheit ist über ihre CAN-Bus Schnittstelle an den CAN-Bus des Fahrzeugs angeschlossen und kann somit gegebenenfalls mit weiteren Steuereinheiten im Kommunikationsbordnetz Nachrichten austauschen. Als weitere Steuereinheit ist exemplarisch für weitere Einheiten das Signal- und Applikations-Modul SAM dargestellt.The integration of the air preparation unit according to the invention in the brake system of a commercial vehicle and in the communication on-board network is schematically with 3 clarified. With the air preparation unit 3 . 4 , ECU become the brake cylinders 12 the rear axles and the brake cylinders 11 the front axle of the commercial vehicle with pressure applied to the brake. The control unit ECU of the air preparation unit according to the invention is connected via its CAN bus interface to the CAN bus of the vehicle and thus can optionally exchange messages with other control units in the communication on-board network. As a further control unit, the signal and application module SAM is shown by way of example for further units.

Die Einbindung der erfindungsgemäßen Luftbereitungseinheit in das Kommunikationsbordnetz eines Fahrzeugs ermöglicht auch weitere Funktionalitäten. Eine davon ist in 4 dargestellt. Insbesondere in Nutzfahrzeugen sind häufig Telematikplatformen 41 in das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs integriert. Diese Telematikplatformen ermöglichen über eine Luftschnittstelle 40 einen remote Zugriff auf das Bordnetz des Fahrzeugs von einem stationären EDV System 42 aus. Hierdurch können Telediagnoseapplikationen auf das Bordnetz und auch auf die Luftbereitungseinheit Kommunikationszugriff nehmen. Dies ist besonders dann interessant, wenn das Fahrzeug, in dem die erfindungsgemäße Luftbereitungseinheit verbaut ist, zu einer Fahrzeugflotte gehört, die von einem Flottenmanagementsystem verwaltet und gesteuert wird. Hier kann das Flottenmanagementsystem die Systemdaten des Bremssystems abfragen oder, falls die Diagnosefunktion in der Luftbereitungseinheit während eines Fahrzeugstillstandes eine nicht tolerierbare Leckagerate festgestellt hat, kann die Diagnosefunktion an das Flottenmanagementsystem eine entsprechenden Fehlermeldung und Warnung übermitteln.The integration of the air preparation unit according to the invention into the communication on-board network of a vehicle also enables further functionalities. One of them is in 4 shown. Especially in commercial vehicles are often Telematikplatformen 41 integrated into the vehicle communication network. These telematics platforms enable via an air interface 40 a remote access to the on-board network of the vehicle from a stationary computer system 42 out. This allows telediagnostic applications to access the on-board network and also the air preparation unit communication access. This is particularly interesting when the vehicle in which the air preparation unit according to the invention is installed belongs to a vehicle fleet which is managed and controlled by a fleet management system. Here, the fleet management system can query the system data of the brake system or, if the diagnostic function in the air preparation unit during a vehicle standstill has detected an intolerable leakage rate, the diagnostic function can transmit a corresponding error message and warning to the fleet management system.

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Claims (8)

Luftbereitungseinheit für eine Druckluftanlage eines Kraftfahrzeugs bestehend aus Lufttrockner (3), Mehrkreisschutzventil (4) und Steuereinheit (ECU), wobei die Steuereinheit zumindest einen Mikroprozessor (μC) und einen Timer enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbereitungseinheit einen Temperatursensor enthält, der mit seiner Signalleitung an den Mikroprozessor der Steuereinheit angeschlossen ist, und das der Timer ausgebildet ist, um die Steuereinheit in bestimmten Zeitabständen, während des Fahrzeugstillstands zu aktivieren.Air preparation unit for a compressed air system of a motor vehicle consisting of air dryer ( 3 ), Multi-circuit protection valve ( 4 ) and control unit (ECU), wherein the control unit comprises at least one microprocessor (μC) and a timer, characterized in that the air preparation unit includes a temperature sensor, which is connected with its signal line to the microprocessor of the control unit, and the timer is formed, to activate the control unit at certain intervals during vehicle standstill. Luftbereitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit ein Anwendungsprogramm zur Leckage Erkennung implementiert ist.Air preparation unit according to claim 1, characterized that in the control unit, an application program for leakage detection is implemented. Luftbereitungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle zum Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs vorhanden ist.Air preparation unit according to claim 1 or 2, characterized characterized in that an interface to the communication board network of the vehicle is present. Luftbereitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle zum Flashen vorhanden ist.Air preparation unit according to one of the claims 1 to 3, characterized in that an interface for flashing is available. Luftbereitungseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Anwendungsprogramm zur Leckageerkennung im Falle einer Leckage Warnungen gegeben werden.Air preparation unit according to one of the claims 2 to 4, characterized in that with the application program for leak detection in case of leakage warnings are given. Luftbereitungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnungen über das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs remote an ein Telematiksystem oder Flottenmanagementsystem gegeben werden.Air preparation unit according to claim 5, characterized that the warnings about the onboard communication network of Vehicle remotely to a telematics system or fleet management system are given. Druckluftbremssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Luftbereitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Compressed air brake system for a motor vehicle with an air preparation unit according to one of claims 1 until 5. Druckluftbremssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbereitungseinheit an das Kommunikationsbordnetz des Fahrzeugs angeschlossen ist und das Kommunikationsbordnetz eine Telematikplatform (41) enthält.Compressed air brake system according to claim 7, characterized in that the air preparation unit is connected to the communication on-board network of the vehicle and the communication on-board network is a telematics platform ( 41 ) contains.
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