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Die Erfindung betrifft eine Bypass-Einheit für ein pneumatisches Bremssystem eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung pneumatische Bremssysteme für Fahrzeuge. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren eines pneumatischen Bremssystems an einem Fahrzeug.
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Stand der Technik
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1 zeigt ein herkömmliches pneumatisches Bremssystem (veröffentlicht unter: http://www.biat.uni-flensburg.de/msc/Druckluftbremse/D/Ueberblick/ueberblick_ebs.htm).
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Das herkömmliche pneumatische Bremssystem der 1 ist beispielhaft für ein zweiachsiges Fahrzeug ausgelegt. Das herkömmliche pneumatische Bremssystem umfasst vier Bremszylinder 10a, 10b, 12a und 12b, wobei zwei Bremszylinder 10a und 10b eines ersten Bremskreises des pneumatischen Bremssystems einer Vorderachse eines damit ausgestatteten Fahrzeugs und zwei weitere Bremszylinder 12a und 12b eines zweiten Bremskreises des pneumatischen Bremssystems einer Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet sind. Jedem Bremszylinder 10a, 10b, 12a und 12b ist je ein (optionaler) Sensor 14 zur Verschleißanzeige und je ein Drehzahlsensor 16 zugeordnet. Mittels einer Betätigung eines an einem Bremswertgeber 18 angebundenen Bremsbetätigungselements 20, wie beispielsweise eines Bremspedals 20, kann ein Fahrer des mit dem pneumatischen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs Druckluft aus mindestens einem (schematisch wiedergegebenen) Druckluft-Vorratsbehälter 22 in die Bremszylinder 10a, 10b, 12a und 12b verschieben, und auf diese Weise ein Verlangsamen/Abbremsen seines Fahrzeugs bewirken. Der Bremswertgeber 18 besteht aus einem Betriebsbremsventil 24 mit Wegsensoren 26, welche einem Steuergerät 28 des pneumatischen Bremssystems eine Information bezüglich einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 20 durch den Fahrer übermitteln. Außerdem ist das pneumatische Bremssystem über das Steuergerät 28 auch an eine Fahrzeugbatterievorrichtung 30 angebunden. Mittels des Steuergeräts 28 sind auch ein Proportional-Relaisventil 32 des ersten Bremskreises, ein Redundanzventil 34 des zweiten Bremskreises und ein Hinterachsmodulator 36 des zweiten Bremskreises ansteuerbar. Eventuell kann auch ein (optionales) Anhängersteuerventil 38 mittels des Steuergeräts 28 angesteuert werden. Des Weiteren können den Bremszylindern 10a und 10b des ersten Bremskreises zugeordnete ABS-Ventile 40 mittels des Steuergeräts 28 angesteuert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft eine Bypass-Einheit für ein pneumatisches Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein pneumatisches Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6, ein pneumatisches Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und ein Verfahren zum Montieren eines pneumatischen Bremssystems an einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
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Unter dem erfindungsgemäßen pneumatischen Bremssystem kann auch ein elektro-pneumatisches Bremssystem verstanden werden. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Bypass-Einheit für ein elektro-pneumatisches Bremssystem eines Fahrzeugs ausgelegt sein. Mittels des Verfahrens zum Montieren eines pneumatischen Bremssystems an einem Fahrzeug kann auch ein elektro-pneumatisches Bremssystem an einem Fahrzeug montiert/ausgebildet werden.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft Möglichkeiten zum Abbremsen eines Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs mittels eines pneumatischen Bremssystems, ohne dass dazu ein Einsatz/Arbeitsaufwand eines Fahrers des jeweiligen Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs notwendig wäre. Die vorliegende Erfindung kann somit bei einem Ausführen von hoch- und vollautomatisierten Fahrfunktionen eingesetzt werden. Wie unten genauer erläutert wird, kann die vorliegende Erfindung auch im Falle eines Fehlers/Ausfalls einer Elektronik des pneumatischen Bremssystems noch einen sicheren Stopp des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs einleiten, insbesondere im hoch- bzw. vollautomatisierten Fahrbetrieb. Auf eine Verfügbarkeit einer mechanischen Rückfallebene kann somit mittels der vorliegenden Erfindung verzichtet werden. Die vorliegende Erfindung eignet sich auch zur Erweiterung eines herkömmlichen pneumatischen Bremssystems zur Realisierung eines sicheren Stopps des jeweiligen Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs auch im hoch- bzw. vollautomatisierten Fahrbetrieb mittels kostengünstiger und einfacher Modifikationen. Die vorliegende Erfindung trägt somit zur Schaffung von kostengünstigen pneumatischen Bremssystemen für hoch- und vollautomatisierte Fahrfunktionen bei und steigert gleichzeitig deren Akzeptanz aufgrund einer Verbesserung ihres Sicherheitsstandards.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bypass-Einheit eine eigene elektrische Energieversorgungsvorrichtung auf, mittels welcher die Steuerelektronik der Bypass-Einheit und/oder das mindestens eine Bypass-Ventil bestrombar sind. Die Bypass-Einheit ist in diesem Fall deshalb auch nach einem Ausfall einer Stromversorgung von anderen Komponenten des pneumatischen Bremssystems, insbesondere nach einem Ausfall einer Stromversorgung des Bremswertgebers, eines Zentralsteuergeräts, mindestens eines Vorderachsmodulators, mindestens eines Hinterachsmodulators und/oder eines Anhängersteuermoduls noch in der Lage, eine Zufuhr von Druckluft aus dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter in den mindestens einen Bremszylinder des pneumatischen Bremssystems zu bewirken.
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Vorzugsweise umfasst die Bypass-Einheit mindestens ein Schaltventil als das mindesten eine Bypass-Ventil. Somit kann ein kostengünstiger Ventiltyp für die Bypass-Einheit verwendet werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Bypass-Einheit mindestens ein Proportionalventil, mittels welchem mindestens ein in dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter vorliegender Speicherdruck auf mindestens einen Ausgangsdruck entsprechend einem der Steuerelektronik der Bypass-Einheit vorgegebenen Soll-Druck reduzierbar ist, als das mindesten eine Bypass-Ventil. Zusätzlich kann die Bypass-Einheit mindestens ein Wechselventil umfassen, über welches das mindestens eine Proportionalventil derart an dem mindestens einen zweiten Leitungspfad anbringbar ist, dass, sofern ein mittels des Bremswertgebers gesteuerter Bremswertgeber-Druck größer als der mittels des jeweiligen Proportionalventils eingestellter Ausgangsdruck ist, der Bremswertgeber-Druck an den mindestens einen Bremszylinder weiterleitbar ist, und, andernfalls, der mittels des jeweiligen Proportionalventils eingestellte Ausgangsdruck an den mindestens einen Bremszylinder weiterleitbar ist. Somit ist automatisch gewährleistet, dass, sofern der Bremswertgeber seine gewünschte Funktion fehlerfrei erfüllt und deshalb der Bremwertgeber-Druck größer als der mittels des jeweiligen Proportionalventils eingestellte Ausgangsdruck ist, der Bremswertgeber-Druck an den mindestens einen Bremszylinder weitgeleitet wird. Andernfalls wird eine Funktionsbeeinträchtigung/ein Ausfall des Bremswertgebers, aufgrund welcher/welchem der Bremswertgeber-Druck kleiner als der mittels des jeweiligen Proportionalventils eingestellte Ausgangsdruck ist, durch ein Weiterleiten des mittels des jeweiligen Proportionalventils eingestellten Ausgangsdrucks an dem mindestens einen Bremszylinder überbrückt.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einem pneumatischen Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einer derartigen Bypass-Einheit erfüllt.
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Als vorteilhafte Weiterbildung kann das pneumatische Bremssystem eine erste elektrische Energieversorgungsvorrichtung und eine zweite elektrische Energieversorgungsvorrichtung umfassen, wobei der Bremswertgeber an der ersten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung elektrisch angebunden ist und die mindestens eine Bypass-Einheit an der zweiten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung elektrisch angebunden ist. Eine Funktionsbeeinträchtigung/ein Ausfall der ersten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung, welche eine Einsetzbarkeit des Bremswertgebers aufhebt, kann somit problemlos mittels der zweiten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung und der mindestens einen Bypass-Einheit überwunden/kompensiert werden. Bevorzugter Weise ist zusätzlich zu dem Bremswertgeber noch mindestens eine andere Bremssystemkomponente (wie z. B. ein ECU und/oder ein Radsteller) elektrisch an der ersten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung angebunden.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile werden auch bewirkt durch ein pneumatisches Bremssystem für ein Fahrzeug mit mindestens einem Druckluft-Vorratsbehälter, mindestens einem Bremszylinder, einem Bremswertgeber, welcher über mindestens einen ersten Leitungspfad mit dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter und über mindestens einen zweiten Leitungspfad mit dem mindestens einen Bremszylinder verbunden ist, und mit mindestens einem Bypass-Ventil, wobei mindestens ein Druckluftzufuhrabschnitt auf jeweils einer ersten Seite des mindestens einen Bypass-Ventils an dem mindestens einen ersten Leitungspfad angebunden ist und mindestens ein Druckluftaustrittabschnitt auf jeweils einer zweiten Seite des mindestens einen Bypass-Ventils an dem mindestens einen zweiten Leitungspfad angebunden ist, und wobei das mindestens eine Bypass-Ventil mechanisch so ausgelegt ist und/oder mittels einer Steuerelektronik des mindestens einen Bypass-Ventils so ansteuerbar ist, dass Druckluft aus dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter über das mindestens eine zumindest teilgeöffnete Bypass-Ventil zu dem mindestens einen Bremszylinder transferierbar ist. Es wird darauf hingewiesen, dass das hier beschriebene pneumatische Bremssystem gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen der Bypass-Einheit weiterbildbar ist.
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Des Weiteren schafft auch ein Ausführen eines korrespondierenden Verfahrens zum Montieren eines pneumatischen Bremssystems an einem Fahrzeug die oben schon beschriebenen Vorteile. Auch das Verfahren ist gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen der Bypass-Einheit und des damit ausgestatteten pneumatischen Bremssystems weiterbildbar.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 ein herkömmliches pneumatisches Bremssystem;
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2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Bypass-Einheit;
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3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des pneumatischen Bremssystems; und
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4 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Montieren eines pneumatischen Bremssystems an einem Fahrzeug.
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Ausführungsformen der Erfindung
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Bypass-Einheit.
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Die in 2 schematisch dargestellte Bypass-Einheit 50 ist in einem pneumatischen Bremssystem mit einem Bremswertgeber 52, mindestens einem Druckluft-Vorratsbehälter 54 und mindestens einem (nicht dargestellten) Bremszylinder einsetzbar/eingesetzt. Eine Einsetzbarkeit der Bypass-Einheit 50 ist auf keinen bestimmten Bremssystemtyp eines mit den hier aufgezählten Bremssystemkomponenten ausgestatteten pneumatischen Bremssystems beschränkt. Ebenso ist die Einsetzbarkeit der Bypass-Einheit 50 auch nicht auf einen besonderen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp des mit dem jeweiligen pneumatischen Bremssystem bestückten Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs limitiert.
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Die Bypass-Einheit 50 weist mindestens ein Bypass-Ventil 56a und 56b auf. Die Bypass-Einheit 50 ist parallel zu dem Bremswertgeber 52 derart anordbar/angeordnet (d. h. in dem pneumatischen Bremssystem verbaubar/verbaut), dass mindestens ein Druckluftzufuhrabschnitt 58a und 58b auf jeweils einer ersten Seite des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b an mindestens einen ersten Leitungspfad 60a und 60b, über welchen der Bremswertgeber 52 mit dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter 54 verbunden ist, angebunden ist. Außerdem ist die Bypass-Einheit 50 derart in dem pneumatischen Bremssystem verbaubar/verbaut, dass mindestens ein Druckluftaustrittabschnitt 62a und 62b auf jeweils einer zweiten Seite des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b an mindestens einen zweiten Leitungspfad 64a und 64b, über welchen der Bremswertgeber 52 mit dem mindestens einen Bremszylinder des pneumatischen Bremssystems verbunden ist, angebunden ist. Des Weiteren ist das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b mechanisch so ausgelegt und/oder mittels einer Steuerelektronik 66 der Bypass-Einheit 50 elektrisch so ansteuerbar, dass mittels der parallel zu dem Bremswertgeber 52 angeordneten Bypass-Einheit 50 Druckluft aus dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter 54 (über den mindestens einen Druckluftzufuhrabschnitt 58a und 58b, das mindestens eine zumindest teilgeöffnete Bypass-Ventil 56a und 56b und den mindestens einen Druckluftaustrittabschnitt 62a und 62b) in den mindestens einen Bremszylinder transferierbar ist.
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Eine Funktionsbeeinträchtigung/ein Ausfall des Bremswertgebers 52 kann somit mittels der Bypass-Einheit 50 so überbrückt werden, dass trotz der Funktionsbeeinträchtigung/ des Ausfalls des Bremswertgebers 52 das mit dem pneumatischen Bremssystem bestückte Fahrzeug/Kraftfahrzeug noch automatisch (ohne eine von seinem Fahrer dazu aufzubringende Leistung) verlangsamt oder in einen Stillstand gebracht werden kann. Neben einer Steigerung eines Sicherheitsstandards des pneumatischen Bremssystems steigert die Ausstattung des pneumatischen Bremssystems mit der Bypass-Einheit 50 zusätzlich einen Bremskomfort/Fahrkomfort für den Fahrer bei der Funktionsbeeinträchtigung/dem Ausfall des Bremswertgebers 52. Auch eine Funktionsbeeinträchtigung/ein Ausfall einer (ersten) elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 68 des Bremswertgebers 52, beispielsweise eines (ersten) Fahrzeugbordnetzes, kann deshalb mittels der Bypass-Einheit 50 überbrückt werden, ohne dass der Fahrer über eine an dem Bremswertgeber 52 auszubildende mechanische Rückfallebene in das pneumatische Bremssystem einbremsen muss. Zusätzlich stellt die Ausstattung des pneumatischen Bremssystems mit der Bypass-Einheit 50 sicher, dass auch ein hoch- oder vollautomatisierter Fahrbetrieb trotz der Funktionsbeeinträchtigung/des Ausfalls des Bremswertgebers 52 und/oder seiner (ersten) elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 68 mit einem hohen Sicherheitsstandard ausführbar ist.
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Unter der Bypass-Einheit 50 kann eine Einheit mit einem (eigenen) Gehäuse 70, welches in dem pneumatischen Bremssystem einsetzbar/verbaubar ist, verstanden werden. Beispielsweise können der mindestens eine Druckluftzufuhrabschnitt 56a und 56b und/oder der mindestens eine Druckluftaustrittabschnitt 62a und 62b zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses 70 ausgebildet sein. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Vorteile der Bypass-Einheit 50 kein (eigenes) Gehäuse 70 der Bypass-Einheit 50 erfordern. Allerdings erleichtert das (eigene) Gehäuse 70 der Bypass-Einheit 50 deren (nachträgliche) Montage an dem pneumatischen Bremssystem.
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In der Ausführungsform der 2 ist das pneumatische Bremssystem beispielhaft mit einem ersten Bremskreis und einem zweiten Bremskreis ausgebildet. Z. B. kann jeder Bremskreis des pneumatischen Bremssystems je zwei Bremszylinder haben. Außerdem weist das pneumatische Bremssystem zwei erste Leitungspfade 60a und 60b und zwei zweite Leitungspfade 64a und 64b auf. Eine Ausbildung der Bypass-Einheit 50 mit genau zwei Bypass-Ventilen 56a und 56b, genau zwei Druckluftzufuhrabschnitten 58a und 58b und genau zwei Druckluftaustrittabschnitten 62a und 62b ist in diesem Fall vorteilhaft. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausbildbarkeit der Bypass-Einheit 50 nicht auf eine bestimmte Zahl von Bypass-Ventilen 56a und 56b, Druckluftzufuhrabschnitten 58a und 58b oder Druckluftaustrittabschnitten 62a und 62b beschränkt ist.
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Auch eine Ausstattung des mindestens einen zweiten Leitungspfads 64a und 64b mit je einem Rückschlagventil 72a und 72b zwischen dem Bremswertgeber 52 und einem Mündungspunkt des an dem jeweiligen zweiten Leitungspfad 64a oder 64b angebundenen Druckluftaustrittabschnitt 62a oder 62b ist optional. Vorzugsweise ist das mindestens eine optionale Rückschlagventil 72a und 72b so in dem zugeordneten zweiten Leitungspfad 64a und 64b ausgerichtet, dass ein Drucklufttransfer von der Bypass-Einheit zu dem Bremswertgeber 52 mittels des mindestens einen Rückschlagventils 72a und 72b unterbunden ist.
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In der Ausführungsform der 2 ist die Bypass-Einheit 50 mit der Steuerelektronik 66 ausgestattet, welche zum Ansteuern des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b ausgebildet/programmiert ist. Insbesondere kann die Steuerelektronik 66 dazu ausgebildet/programmiert sein, bei einem hoch- und vollautomatisierten Fahren eine Funktionsbeeinträchtigung/einen Ausfall des Bremswertgebers 52 zu überbrücken, indem durch das Ansteuern des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b über das mindestens eine zeitweise offen gesteuerte Bypass-Ventil 56a und 56b so viel Druckluft aus dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter 54 in den mindestens einen Bremszylinder transferiert wird, dass ein zum Einhalten eines Soll-Geschwindigkeitsverlaufs des hoch- und vollautomatisierten Fahrens korrespondierender Soll-Bremsdruck/Soll-Bremsdruckverlauf in dem mindestens einen Bremszylinder bewirkt wird. Alternativ kann das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b jedoch auch mechanisch so ausgelegt sein, dass es bei einer Funktionsbeeinträchtigung/einem Ausfall des Bremswertgebers 52 und/oder dessen (erster) elektrischer Energieversorgungsvorrichtung 68 (automatisch) zumindest zeitweise geöffnet vorliegt. Auf eine Ausstattung der Bypass-Einheit 50 mit der Steuerelektronik 66 kann somit auch verzichtet werden. Beispielsweise kann (anstelle des mindestens einen in 2 schematisch dargestellten stromlos-geschlossenen Bypass-Ventils 56a und 56b) mindestens ein stromlos-geöffnetes Ventil in der Bypass-Einheit 50 vorliegen, welches mittels der (ersten) elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 68 des Bremswertgebers 52 bestromt wird und somit automatisch bei deren Funktionsbeeinträchtigung/Ausfall in den offenen Zustand überführt wird. Auf diese Weise wird ein schneller Bremsdruckaufbau in den Bremszylindern bei einer Funktionsbeeinträchtigung/einem Ausfall der (ersten) elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 68 des Bremswertgebers 52 ausgelöst, so dass das Fahrzeug/Kraftfahrzeug relativ schnell in den Stillstand gebracht wird.
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Bevorzugter Weise ist/wird die Bypass-Einheit 50 (deren Steuerelektronik 66 und/oder das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b) jedoch nicht mittels der ersten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 68 des Bremswertgebers 52, sondern mittels einer (von der ersten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 68 unabhängigen/getrennten) zweiten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 74, wie beispielsweise einem zweiten Fahrzeugbordnetz, mit Strom versorgbar/versorgt. Eine Funktionsbeeinträchtigung/ein Ausfall der ersten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 68 beeinträchtigt somit eine Funktionsfähigkeit der Bypass-Einheit 50 nicht. In dem Beispiel der 2 ist die Bypass-Einheit 50 dazu an die extern von ihrem Gehäuse 70 vorliegende zweite elektrische Energieversorgungsvorrichtung 74 anbindbar/angebunden. Eine zum Anbinden der zweiten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung 74 geeignete Anschlussbuchse kann an dem Gehäuse 70 der Bypass-Einheit 50 ausgebildet sein. Alternativ kann die Bypass-Einheit 50 auch eine eigene elektrische Energieversorgungsvorrichtung (als zweite elektrische Energieversorgungsvorrichtung 74) aufweisen, mittels welcher die Steuerelektronik 66 der Bypass-Einheit 50 bestrombar ist.
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Die Steuerelektronik 66 der Bypass-Einheit 50 besitzt vorzugsweise eine Kommunikationsschnittstelle mit mindestens einer weiteren Komponente des pneumatischen Bremssystems. Beispielsweise kann die Bypass-Einheit 50 an eine zentrale Bremssystem-Steuerung 76 des pneumatischen Bremssystems elektrisch anbindbar/angebunden sein. Ebenso kann die Steuerelektronik 66 der Bypass-Einheit 50 elektrisch an mindestens eine weitere Steuereinrichtung 78 des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, insbesondere an eine zentrale Fahrzeug-Steuerung des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, anbindbar/angebunden sein. Andere Beispiele für die mindestens eine weiteren Steuereinrichtung 78 sind eine elektronisch geregelte Motorregelung, einer Retarder-Ansteuerung und/oder eine elektronisch geregelte Luftfederung. Die Steuerelektronik 66 kann somit den Betrieb der Bypass-Einheit 50 an die zentrale Bremssystem-Steuerung 76 und/oder die mindestens eine weiteren Steuereinrichtung 78 anpassen. Insbesondere kann die Steuerelektronik 66 von der zentralen Bremssystem-Steuerung 76 und/oder der mindestens einen weiteren Steuereinrichtung 78 erfahren, wann eine Überbrückung des funktionsbeeinträchtigten/ausgefallenen Bremswertgebers 52 mittels der Bypass-Einheit 50 vorteilhaft ist und/oder welcher Soll-Bremsdruck/Soll-Bremsdruckverlauf in dem mindestens einen Bremszylinder (insbesondere zum Einhalten des Soll-Geschwindigkeitsverlauf des hoch- und vollautomatisierten Fahrens) angefordert wird. Sofern die Bypass-Einheit 50 auch zum Ausführen von Fahrerbremswünschen eingesetzt wird, kann die Steuerelektronik 66 von der zentralen Bremssystem-Steuerung 76 und/oder der mindestens einen weiteren Steuereinrichtung 78 erfahren, welcher Soll-Bremsdruck/Soll-Bremsdruckverlauf von dem Fahrer (z. B. mittels einer Betätigung eines an dem Bremswertgeber 52 angebundenen Bremsbetätigungselements/Bremspedals) angefordert wird. Als Alternative oder als Ergänzung kann die Steuerelektronik 66 der Bypass-Einheit 50 auch an mindestens einen (nicht dargestellten) Bremsbetätigungselement-Sensor elektrisch anbindbar/angebunden sein. Zur elektrischen Anbindung der Steuerelektronik 66 an die zentrale Bremssystem-Steuerung 76, die mindestens eine weiteren Steuereinrichtung 78 und/oder den mindestens einen Bremsbetätigungselement-Sensor kann auch ein Fahrzeugbus verwendet werden.
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In der Ausführungsform der 2 ist die Steuerelektronik 66 der Bypass-Einheit 50 zusätzlich dazu ausgelegt, mit mindestens einem Drucksensor 80, wie beispielsweise mit mindestens einem an dem mindestens einen ersten Leitungsabschnitt 60a und 60b angebundenen Drucksensor, mindestens einem an dem mindestens einen zweiten Leitungsabschnitt 64a und 64b angebundenen Drucksensor 80, mindestens einem an dem mindestens einen Druckluftzufuhrabschnitt 58a und 58b angebundenen Drucksensor und/oder mit mindestens einem an dem mindestens einen Druckluftaustrittabschnitt 62a und 62b angebundenen Drucksensor 80, zusammenzuwirken. Damit ist die Steuerelektronik 66 der Bypass-Einheit 50 auch dazu ausgelegt, das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b unter Berücksichtigung mindestens eines in dem mindestens einen ersten Leitungsabschnitt 60a und 60b vorliegenden Drucks, mindestens eines dem mindestens einen zweiten Leitungsabschnitt 64a und 64b vorliegenden Drucks, mindestens eines in dem mindestens einen Druckluftzufuhrabschnitt 58a und 58b vorliegenden Drucks und/oder mindestens eines in dem mindestens einen Druckluftaustrittabschnitt 62a und 62b vorliegenden Drucks anzusteuern. Insbesondere kann die Bypass-Einheit 50 mit dem mindestens einen Drucksensor 80 ausgestattet sein. Alternativ kann jedoch auch mindestens ein Sensorsignal mindestens eines externen Drucksensors 80 mittels der Bypass-Einheit 50/ihrer Steuerelektronik 66 empfangbar sein. Als zusätzliche Weiterbildung kann auch mindestens ein Sensorsignal mindestens eines Drehzahlsensors an mindestens einem Rad mittels der Bypass-Einheit 50/ihrer Steuerelektronik 66 empfangbar und beim Ansteuern des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b mitberücksichtigt werden.
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Als weitere Weiterbildung kann die Bypass-Einheit 50 mindestens ein Proportionalventil als das mindesten eine Bypass-Ventil 56a und 56b umfassen. Mittels des mindestens einen Proportionalventils kann mindestens ein in dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter 54 vorliegender Speicherdruck auf mindestens einen Ausgangsdruck entsprechend mindestens einem der Steuerelektronik der Bypass-Einheit 50 vorgegebenen Soll-Druck reduziert werden. Außerdem kann die Bypass-Einheit 50 zusätzlich mindestens ein (nicht skizziertes) Wechselventil umfassen, über welches das mindestens eine Proportionalventil derart an den mindestens einen zweiten Leitungspfad 64a und 64b anbindbar/angebunden ist, dass, sofern ein mittels des Bremswertgebers 52 gesteuerter Bremswertgeber-Druck größer als der mittels des jeweiligen Proportionalventils eingestellte Ausgangsdruck ist, der Bremswertgeber-Druck an den mindestens einen Bremszylinder weiterleitbar ist, und, andernfalls, der mittels des jeweiligen Proportionalventils eingestellte Ausgangsdruck an den mindestens einen Bremszylinder weiterleitbar ist. Auf die Vorteile einer derartigen Ausbildung der Bypass-Einheit 50 wird unten noch eingegangen.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile der Bypass-Einheit 50 der 2 sind auch bei einem damit ausgestatteten pneumatischen Bremssystem gewährleistet.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des pneumatischen Bremssystems.
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Eine Verwendbarkeit des in 3 schematisch dargestellten pneumatischen Bremssystems ist auf keinen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp beschränkt. Das pneumatische Bremssystem weist zumindest mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter 54, mindestens einen (nicht dargestellten) Bremszylinder und einen Bremswertgeber 52 (als „Betriebsbremsventil”) auf. (Optionaler Weise umfasst das pneumatische Bremssystem der 3 auch eine Drucklufterzeugervorrichtung 82 zum Auffüllen des mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälters 54.) Der Bremswertgeber 52 ist über mindestens einen ersten Leitungspfad 60a und 60b mit dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter 54 verbunden. Über mindestens einen zweiten Leitungspfad 64a und 64b ist der Bremswertgeber 52 mit dem mindestens einen Bremszylinder verbunden. Außerdem hat das pneumatische Bremssystem der 3 noch mindestens ein Bypass-Ventil 56a und 56b, wobei mindestens ein Druckluftzufuhrabschnitt 58a und 58b auf jeweils einer ersten Seite des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b an dem mindestens einen ersten Leitungspfad 60a und 60b angebunden ist und mindestens ein Druckluftaustrittabschnitt 62a und 62b auf jeweils einer zweiten Seite des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b an dem mindestens einen zweiten Leitungspfad 64a und 64b angebunden ist. Zusätzlich ist das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b mechanisch so ausgelegt und/oder mittels einer Steuerelektronik 66 des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b so ansteuerbar, dass Druckluft aus dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter 54 über das mindestens eine zumindest teilgeöffnete Bypass-Ventil 56a und 56b zu dem mindestens einen Bremszylinder transferierbar ist. Das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b realisiert damit (evtl. zusammen mit der optionalen Steuerelektronik 66) ein Backup-System, welches alternativ oder zur Überbrückung des Bremswertgebers 52 (als „Betriebsbremsventil”) verwendbar ist. Dabei bietet das Backup-System eine von dem Bremswertgeber 52 unabhängige Möglichkeit, einen gewünschten/angeforderten Soll-Bremsdruck/Soll-Bremsdruckverlauf, insbesondere auf elektronischem Weg, in dem mindestens einen Bremszylinder zu bewirken. Auch das in 3 schematisch dargestellte pneumatische Bremssystem schafft somit die Vorteile der zuvor erläuterten Bypass-Einheit. Das Backup-Bremssystem kann auch als redundantes System bezeichnet werden. Das Backup-System mit zumindest dem mindestens einen Bypass-Ventil 56a und 56b kann entweder in einer separaten Baugruppe oder in dem als Betriebsbremsventil eingesetzten Bremswertgeber 52 integriert sein.
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Vorzugsweise verfügt das mittels des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b realisierte Backup-System auch über eine unabhängige/eigene Energieversorgung. Dazu kann das pneumatische Bremssystem eine erste elektrische Energieversorgungsvorrichtung und eine zweite elektrische Energieversorgungsvorrichtung umfassen, wobei der Bremswertgeber 52 an der ersten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung elektrisch angebunden ist und das Backup-System an der zweiten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung elektrisch angebunden ist. Auf ein Einzeichnen der zwei voneinander unabhängigen elektrischen Energieversorgungsvorrichtungen in 3 ist jedoch verzichtet.
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Das pneumatische Bremssystem der 3 ist zweikreisig ausgebildet (z. B. mit je zwei Bremszylindern pro Bremskreis) und umfasst vorteilhafterweise genau zwei Bypass-Ventile 56a und 56b, genau zwei Druckluftzufuhrabschnitte 58a und 58b und genau zwei Druckluftaustrittabschnitte 62a und 62b. Sowohl mittels des Bremswertgebers 52 (als „Betriebsbremsventil”) als auch mittels der zwei Bypass-Ventile 56a und 56b (des Backup-Systems) sind ein erster Bremsdruck p1 in einem ersten Bremskreis des pneumatische Bremssystems und ein (evtl. von dem ersten Bremsdruck p1 abweichender) zweiter Bremsdruck p2 in einem zweiten Bremskreis des pneumatische Bremssystems einstellbar. (Dazu werden beide Bremskreise aus zwei verschiedenen Druckluft-Vorratsbehältern 54 mit Druckluft versorgt.) Eine Ausbildbarkeit des pneumatischen Bremssystems ist jedoch nicht auf eine zweikreisige Ausbildung beschränkt.
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Das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b kann (z. B. als stromlos-offenes Ventil) mechanisch so ausgelegt sein, dass es bei einer Funktionsbeeinträchtigung/einem Ausfall des Bremswertgebers 52 und/oder dessen (erster) elektrischer Energieversorgungsvorrichtung (automatisch) zumindest zeitweise geöffnet vorliegt. Auf eine Ausstattung des pneumatischen Bremssystems mit der Steuerelektronik 66 des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b kann somit auch verzichtet werden. In der Ausführungsform der 3 ist das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b jedoch mittels der (eigenen) Steuerelektronik 66 ansteuerbar. Die Steuerelektronik 66 des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b kann an einer zentrale Bremssystem-Steuerung 78 des pneumatischen Bremssystems, mindestens einer weiteren Steuereinrichtung des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, insbesondere an einer zentralen Fahrzeug-Steuerung des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, und/oder an mindestens einem Bremsbetätigungselement-Sensor eines an dem Bremswertgeber 52 angebunden Bremsbetätigungselements elektrisch angebunden sein.
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Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b mindestens ein Proportionalventil 56a und 56b, mittels welchem mindestens ein in dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter 54 vorliegender Speicherdruck auf mindestens einen Ausgangsdruck entsprechend mindestens einem der Steuerelektronik 66 des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b vorgegebenen Soll-Druck reduzierbar ist. Zusätzlich ist das mindestens eine Proportionalventil 56a und 56b über mindestens ein Wechselventil 84a und 84b (ODER-Ventil) derart an dem mindestens einen zweiten Leitungspfad 64a und 64b angebunden, dass, sofern ein mittels des Bremswertgebers 52 gesteuerter Bremswertgeber-Druck größer als der mittels des jeweiligen Proportionalventils 56a und 56b eingestellter Ausgangsdruck ist, der Bremswertgeber-Druck (als Bremsdruck p1 oder p2) an den mindestens einen Bremszylinder weiterleitbar ist, und, andernfalls, der mittels des jeweiligen Proportionalventils 56a und 56b eingestellte Ausgangsdruck (als Bremsdruck p1 oder p2) an den mindestens einen Bremszylinder weiterleitbar ist. (Das mindestens eine Wechselventil 84a und 84b/ODER-Ventil gewährleistet immer ein Weiterleiten des höheren Drucks von zwei Drücken an den mindestens einen Bremszylinder.) Da bei einer vollen Einsetzbarkeit des Bremswertgebers 52 der mindestens eine Bremswertgeber-Druck automatisch höher als der mindestens eine Ausgangsdruck des mindestens einen Bypass-Ventils 56a und 56b ist, wird somit (automatisch) der mindestens eine Bremswertgeber-Druck (als Bremsdruck p1 oder p2) an den mindestens einen Bremszylinder weitergeleitet. Entsprechend ist sichergestellt, dass bei einer Funktionsbeeinträchtigung/einem Ausfall des Bremswertgebers 52, wenn der mittels des jeweiligen Proportionalventils 56a und 56b eingestellte Ausgangsdruck größer als der mindestens eine Bremswertgeber-Druck ist, (automatisch) der mindestens eine Ausgangsdruck (als Bremsdruck p1 oder p2) an den mindestens einen Bremszylinder weitergeleitet wird. In beiden Situationen wird somit immer der „richtige” Druck (als Bremsdruck p1 oder p2) an den mindestens einen Bremszylinder weitergeleitet.
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Der mittels des jeweiligen Proportionalventils 56a und 56b eingestellte Ausgangsdruck kann als Funktion/Kennlinie in Abhängigkeit des Bremswunsches fest programmiert/vorgegeben sein. (Eine Funktion/Kennlinie des jeweiligen Proportionalventils 56a und 56b kann insbesondere einer Funktion/Kennlinie des Bremswertgebers 52 entsprechen.) Der mittels des jeweiligen Proportionalventils 56a und 56b eingestellte Ausgangsdruck kann jedoch auch in Abhängigkeit von einem Radschlupf, einem Differenzschlupf, Achslasten und/oder einer Gesamtmasse variiert werden.
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Die oben beschriebenen pneumatischen Bremssysteme bieten ihren Fahrern die Möglichkeit, über eine Betätigung seines Bremsbetätigungselements/Bremspedals einen Soll-Bremsdruck/Soll-Bremsdruckverlauf für den mindestens einen Bremszylinder vorzugeben. Ebenso kann für ein hoch- bzw. vollautomatisiertes Fahren eines mit einem der oben beschriebenen pneumatischen Bremssystemen bestückten Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs ein elektronisch angeforderter Bremswunsch problemlos erfüllt werden, wobei zum Ausführen des elektronisch angeforderten Bremswunschs wahlweise entweder der Bremswertgebers 52 oder das mindestens eine Bypass-Ventil 56a und 56b eingesetzt werden können.
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Die oben erläuterten pneumatischen Bremssysteme weisen eine „fahrerlose” Rückfallebene auf, da auch im Fehlerfall eine ausreichende Funktionsfähigkeit für den hoch- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb vorliegt. Man kann derartige pneumatische Bremssysteme auch als „Fail-Operational”-Systeme oder „Fail-Degraded”-Systeme umschreiben. Jedes der oben beschriebenen pneumatischen Bremssysteme kann als Weiterbildung mit einem Proportional-Relaisventil, einen Redundanzventil und/oder einem Hinterachsmodulator ausgestattet sein.
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4 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Verfahrens zum Montieren eines pneumatischen Bremssystems an einem Fahrzeug.
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In einem Verfahrensschritt S1 werden mindestens ein Druckluft-Vorratsbehälter des späteren pneumatischen Bremssystems, mindestens ein Bremszylinder des späteren pneumatischen Bremssystems und ein Bremswertgeber des späteren pneumatischen Bremssystems an dem Fahrzeug montiert. Dazu wird der Bremswertgeber über mindestens einen ersten Leitungspfad mit dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter und über mindestens einen zweiten Leitungspfad mit dem mindestens einen Bremszylinder verbunden.
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Außerdem wird in einem Verfahrensschritt S2 mindestens ein Bypass-Ventil derart an dem Fahrzeug montiert, dass mindestens ein Druckluftzufuhrabschnitt auf jeweils einer ersten Seite des mindestens Bypass-Ventils an den mindestens einen ersten Leitungspfad angebunden wird und mindestens ein Druckluftaustrittabschnitt auf jeweils einer zweiten Seite des mindestens Bypass-Ventils an den mindestens einen zweiten Leitungspfad angebunden wird. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass das mindestens eine Bypass-Ventil mechanisch so ausgelegt ist und/oder oder mittels einer an dem Fahrzeug montierten Steuerelektronik des mindestens Bypass-Ventils so ansteuerbar ist, dass Druckluft aus dem mindestens einen Druckluft-Vorratsbehälter über das mindestens eine zumindest teilgeöffnete Bypass-Ventil zu dem mindesten einen Bremszylinder transferierbar ist.
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Auch ein Ausführen der Verfahrensschritte S1 und S2 schafft die oben beschriebenen Vorteile, wobei die Verfahrensschritte S1 und S2 in beliebiger Reihenfolge, gleichzeitig oder zeitlich überschneidend ausführbar sind.
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Optionaler Weise werden in einem weiteren Verfahrensschritt S3 eine erste elektrische Energieversorgungsvorrichtung und eine zweite elektrische Energieversorgungsvorrichtung an dem Fahrzeug montiert, wobei der Bremswertgeber an der ersten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung elektrisch angebunden wird und das mindestens eine Bypass-Ventil und/oder die Steuerelektronik des mindestens einen Bypass-Ventils an der zweiten elektrischen Energieversorgungsvorrichtung elektrisch angebunden werden. In einem weiteren optionalen Verfahrensschritt S4 wird die Steuerelektronik des mindestens einen Bypass-Ventils an eine zentrale Bremssystem-Steuerung des pneumatischen Bremssystems, an mindestens eine weiteren Steuereinrichtung 78 des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, insbesondere an eine zentrale Fahrzeug-Steuerung des Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, und/oder an mindestens einen Bremsbetätigungselement-Sensor eines an dem Bremswertgeber angebunden Bremsbetätigungselements elektrisch angebunden. Zum Ausführen mindestens eines der optionalen Verfahrensschritte S3 und S4 muss keine bestimmte Reihenfolge eingehalten werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.biat.uni-flensburg.de/msc/Druckluftbremse/D/Ueberblick/ueberblick_ebs.htm [0002]
