DE102020106426A1

DE102020106426A1 - Achsmodulator eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020106426A1
Application number: DE102020106426.8A
Authority: DE
Inventors: Axel Gau
Original assignee: Wabco Europe BVBA
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Achsmodulator (2, 2') eines Kraftfahrzeugs mit einem elektronischen Bremssystem (1, 1 `), zum Regeln des fluidischen Drucks in Bremszylindern (5, 6) an Fahrzeugrädern auf wenigstens einer Seite wenigstens einer bremsenden Achse des Kraftfahrzeugs, wobei der Achsmodulator (2, 2') Belüftungsventile (9, 12), Entlüftungsventile (10, 13), Drucksensoren (11, 14), eine Regelelektronik (17) sowie elektrische und hydraulische oder pneumatische Verbindungsleitungen aufweist, welche in einem gemeinsamen Gehäuse (18) angeordnet sind. Um diesen Achsmodulator (2, 2') unter Berücksichtigung einer funktionellen Redundanz für Fahrzeuge mit oder ohne elektropneumatische oder elektrohydraulische Feststellbremse (27) einsetzen zu können, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuse (18) des Achsmodulators (2, 2') wahlweise mit einem ersten Adapter (19) oder mit einem zweiten Adapter (19') ausgestattet ist, dass der Achsmodulator (2) mit dem ersten Adapter (19) in funktionaler Verbindung mit einem Bremswertgeber (4) in einem Normalbetrieb betreibbar ist, dass der Achsmodulator (2) mit dem ersten Adapter (19) in einem Schadensfall des Achsmodulators (2) in funktionaler Verbindung mit dem Bremswertgeber (4) sowie mit einem Redundanzventil (3) in einem Redundanzbetrieb betreibbar ist, und dass der Achsmodulator (2') mit dem zweiten Adapter (19') in funktionaler Verbindung mit dem Bremswertgeber (4) lediglich im Normalbetrieb betreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Achsmodulator eines Kraftfahrzeugs mit einem elektronischen Bremssystem, zum Regeln des fluidischen Drucks in Bremszylindern an Fahrzeugrädern auf wenigstens einer Seite wenigstens einer bremsenden Achse des Kraftfahrzeugs, wobei der Achsmodulator Belüftungsventile, Entlüftungsventile, Drucksensoren, eine Regelelektronik sowie elektrische und hydraulische oder pneumatische Verbindungsleitungen aufweist, welche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Zur Ansteuerung der einzelnen Bremszylinder an den Rädern von schweren Fahrzeugen, wie Lastkraftwagen, Omnibusse oder Fahrzeugkombinationen, welche mit einem elektronischen beziehungsweise elektronisch geregelten Bremssystem, wie einer elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Bremsanlage, ausgestattet sind, werden Druckregelmodule eingesetzt, die auch als Achsmodulatoren bezeichnet werden. Diese dienen dazu, den fluidischen Druck in den Bremszylindern der Räder auf beiden Seiten einer oder mehrerer Fahrzeugachsen in Abhängigkeit von der Anforderung einer vorgegebenen variablen Sollverzögerung zu regeln. Eine solche Bremsanforderung kann beispielsweise durch eine Betätigung eines Bremswertgebers an einem Bremspedal durch den Fahrer oder durch eine autonome elektronische Steuerung erfolgen. Die Regelung eines in dem elektronischen Bremssystem integrierten Antiblockiersystems nimmt der Achsmodulator dabei selbständig vor, indem beispielsweise bei Blockier- oder Durchdrehneigung wenigstens eines Rades der vorgegebene Sollbremsdruck modifiziert wird. Außerdem ist für den Notfall, also wenn der Achsmodulator aufgrund eines Defektes ausfällt, etwa bei einer elektrischen Störung oder einem defekten Ventil, eine Redundanzfunktion vorgesehen, welche einen ungeregelten und auf beiden Seiten der betreffenden Achse gleichen Hilfsbremsdruck zur Sicherstellung einer mindestens geforderten Hilfsbremswirkung zur Verfügung stellt.
In der Druckschrift Nr. 815_268 der WABCO Standard GmbH mit dem Titel „EBS - Elektronisch geregeltes Bremssystem im Reisebus O 580“ sind der Aufbau und die Wirkungsweise eines Achsmodulators der Baureihe WABCO 480 103 xxx 0 sowie eines Redundanzventils der Baureihe WABCO 480 205 xxx 0 für ein Fahrzeug mit einer elektropneumatischen Bremsanlage beschrieben. Der dortige Achsmodulator einer 1. Generation weist zur Regelung der Bremszylinderdrücke auf beiden Seiten zwei unabhängige pneumatische Druckregelkreise auf, mit jeweils einem elektrisch ansteuerbaren Belüftungs- und Entlüftungsventil und jeweils einem Drucksensor sowie eine Regelelektronik zur Ansteuerung der Ventilanordnung. Die Regelelektronik erfasst die von den Drucksensoren gemessenen Drücke in den Bremszylindern sowie die mittels Drehzahlsensoren gemessenen Radgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder, wertet diese Daten aus und sendet sie an eine zentrale Steuereinheit des elektronischen Bremssystems, welche daraufhin die jeweiligen Sollbremsdrücke ermittelt. Der Bremszylinderdruck ist dabei über die Belüftungs- und Entlüftungsventile für jede Seite der betreffenden Achse separat einstellbar und stetig verstellbar.
Um bei einem Schaden am Achsmodulator dennoch eine Bremsung durchführen zu können ist an einem pneumatischen Anschluss des Achsmodulators ein sogenanntes Redundanzventil anschließbar. Das Redundanzventil ist als eine separate Ventilbaugruppe an einem Gehäuse des Achsmodulators angeordnet. Das Redundanzventil weist ein elektrisch betätigbares 2/2-Wegeventil, ein druckgesteuertes 3/2-Wegeventil und ein Relaisventil auf, welche zur Zurückhaltung des Redundanzdruckes beim fehlerfreien Betrieb des Achsmodulators sowie zur Durchsteuerung eines Redundanzdrucks und zur Regelung eines zeitlichen Ansprechverhaltens im Schadensfall zusammenwirken. Dieser bekannte Achsmodulator weist pro Fahrzeuglängsseite ein Wechselventil auf, welches den jeweils höheren der beiden dort anliegenden Drücke zu dem jeweils zugeordneten Bremszylinder durchleitet.
Bei einer in der Druckschrift Nr. 815 020 015 3 der WABCO Europe BVBA mit dem Titel „EBS in Motorwagen und Bussen - Systembeschreibung“ beschriebenen 3. Generation eines Achsmodulators wurden einzelne Komponenten des Redundanzventils, wie ein Relaisventil, direkt in das Gehäuse des Achsmodulators integriert. Außerdem wurden die beiden Wechselventile darin durch ein getaktetes Magnetventil ersetzt.
Im fehlerfreien Betrieb des Achsmodulators ist das Redundanzventil abgeschaltet, wobei dieses Redundanzventil durch die zentrale Steuereinheit des elektronischen Bremssystems elektrisch in eine Schaltstellung gebracht ist, in welcher kein fluidischer Redundanzbremsdruck am pneumatischen Eingang des Achsmodulators anliegt. Bei einem elektrischen oder mechanischen Schaden am Achsmodulator wird das Redundanzventil nicht abgeschaltet, also in eine Schaltstellung gebracht, in welcher der Redundanzbremsdruck am Eingang des Achsmodulators anliegt. Dadurch werden die rechtsseitigen und linksseitigen Bremszylinder der Radbremsen einer beispielsweise Fahrzeughinterachse mit einem auf beiden Seiten gleichen Hilfsbremsdruck beaufschlagt.
Neuere Nutzfahrzeuge mit einem elektronischen Bremssystem sind zunehmend außerdem mit einer elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Feststellbremse ausgestattet. Solche Feststellbremsen werden üblicherweise mit sogenannten Federspeichern betrieben, also Bremseinrichtungen, welche mittels einer Federkraft die Fahrzeugräder einer oder mehrerer Achsen des Fahrzeugs bremsen. In der Regel sind diese Bremsen im belüfteten Zustand gelöst und im entlüfteten Zustand gebremst. In einem drucklosen Zustand wird das Fahrzeug also gebremst. Zur Aktivierung der Feststellbremse ist in der Fahrerkabine eines Fahrzeugs üblicherweise ein elektrischer Schalter vorhanden, mittels dem ein entsprechendes Signal an eine zentrale elektronische Steuereinheit ausgebbar ist, welche dann ein oder mehrere elektropneumatische oder elektrohydraulische Ventile so schaltet, dass die Federspeicher entweder entlüftet oder belüftet werden.
Eine derartige Feststellbremse ist grundsätzlich in der Lage, bei einem Ausfall des Achsmodulators eine Redundanzfunktion für die Einbremsung des Fahrzeugs zumindest an einer Hinterachse zu übernehmen. Daher sind bereits Achsmodulatoren bekannt, bei denen einzelne Komponenten für den Anschluss und die Nutzung eines Redundanzventils, insbesondere ein Relaisventil, aus der Ventilanordnung des Achsmodulators entfernt worden sind, sodass eine Redundanzfunktion in der bisherigen Form nicht länger möglich sowie nur noch mithilfe der elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Feststellbremse ausführbar ist. Für diese Bauart von Achsmodulatoren ist bereits ein neueres, besonders kompaktes Gehäuse konzipiert worden. Allerdings sind in einigen Märkten die Nutzfahrzeuge aus Kostengründen teilweise nicht mit einer derartigen fluidisch betätigten Feststellbremse ausgestattet und daher weiterhin auf eine herkömmliche Redundanzvorrichtung angewiesen.
Nachteilig daran ist, dass je nach Ausstattung des Fahrzeugs unterschiedliche Achsmodulatoren erforderlich sind. Daher müssen im Stand der Technik beim Hersteller der elektronischen Bremssysteme zum Zwecke der Redundanz unterschiedliche Varianten des Achsmodulators vorgesehen werden, die einerseits mit einem Redundanzventil und andererseits mit einer elektropneumatischen Feststellbremse zusammenwirken können. Diese Varianten weisen unterschiedliche Gehäuse und unterschiedlich angeordnete elektrische beziehungsweise pneumatische Anschlüsse auf. Dies führt zu höheren Planungs-, Lagerungs- und Herstellungskosten.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Achsmodulator vorzustellen, der die beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll der Achsmodulator unter Berücksichtigung einer Redundanz mit möglichst geringem Aufwand sowohl an Fahrzeuge, welche mit einer elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Feststellbremse ausgestattet sind, als auch an Fahrzeuge, welche nicht mit einer solchen Feststellbremse ausgestattet sind, anpassbar und in das jeweilige Fahrzeug einfach sowie kostengünstig einbaubar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Achsmodulator erreicht, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung betrifft demnach einen Achsmodulator eines Kraftfahrzeugs mit einem elektronischen Bremssystem, zum Regeln des fluidischen Drucks in Bremszylindern an Fahrzeugrädern auf wenigstens einer Seite wenigstens einer bremsenden Achse des Kraftfahrzeugs, wobei der Achsmodulator Belüftungsventile, Entlüftungsventile, Drucksensoren, eine Regelelektronik sowie elektrische und hydraulische oder pneumatische Verbindungsleitungen aufweist, welche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass das Gehäuse des Achsmodulators wahlweise mit einem ersten Adapter oder mit einem zweiten Adapter ausgestattet ist, dass der Achsmodulator mit dem ersten Adapter in funktionaler Verbindung mit einem Bremswertgeber in einem Normalbetrieb betreibbar ist, dass der Achsmodulator mit dem ersten Adapter in einem Schadensfall des Achsmodulators in funktionaler Verbindung mit dem Bremswertgeber sowie mit einem Redundanzventil in einem Redundanzbetrieb betreibbar ist, und dass der Achsmodulator mit dem zweiten Adapter in funktionaler Verbindung mit dem Bremswertgeber lediglich im Normalbetrieb betreibbar ist.
Demnach ist nur noch ein Achsmodulator mit einem einheitlichen Gehäuse vorgesehen, der sowohl für Fahrzeuge mit einer elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Feststellbremse als auch für Fahrzeuge, welche nicht mit einer elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Feststellbremse ausgestattet sind, eingesetzt werden kann. Um den Achsmodulator hinsichtlich der Redundanz an die jeweilige Fahrzeugvariante mit beziehungsweise ohne elektropneumatische oder elektrohydraulische Feststellbremse anzupassen, muss lediglich der jeweils zugehörige Adapter am Achsmodulator angeordnet werden. Dieser Adapter weist die jeweils erforderlichen Ventilmittel und/oder Verbindungsteile auf. Es müssen also nicht länger zwei Achsmodulatoren mit unterschiedlichen Gehäusen für die jeweilige Ausstattung des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Es muss lediglich der jeweilige Adapter in das Gehäuse integriert und an die Ventilanordnung angeschlossen werden. Allenfalls ist an dem Gehäuse eine Durchführung zum Anschließen externer Ventilmittel vorzusehen. Dadurch werden eine Kosteneinsparung und eine einfachere Handhabung bei einem elektronischen Bremssystem erreicht.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Adapter ein erstes Wechselventil aufweist, welches einem ersten Druckregelkreis des Achsmodulators mit einem zugehörigen ersten Bremszylinder zugeordnet ist, und dass der erste Adapter ein zweites Wechselventil aufweist, welches einem zweiten Druckregelkreis des Achsmodulators mit einem zugehörigen zweiten Bremszylinder zugeordnet ist, wobei der erste Adapter im Normalbetrieb eine pneumatische oder hydraulische Verbindung zwischen den Bremszylindern und dem jeweiligen Druckregelkreis herstellt, und wobei der erste Adapter im Schadensfall eine pneumatische oder hydraulische Verbindung zwischen den Bremszylindern und dem Redundanzventil herstellt, welches fluidisch mit dem Bremswertgeber verbunden ist.
Demnach weist der erste Adapter in dem Fall, dass das Fahrzeug nicht mit einer elektropneumatischen oder elektrohydraulischen Feststellbremse ausgestattet ist und die Redundanz mittels eines herkömmlichen Redundanzventils hergestellt werden soll, für das rechte und das linke Rad der Fahrzeugachse jeweils ein Wechselventil auf, welches den jeweils höheren der beiden dort anliegenden Drücke elektropneumatisch oder redundant zum zugeordneten Bremszylinder leitet. Die beiden Wechselventile bilden mit ihren jeweiligen Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen vorteilhaft den ersten Adapter.
Im Normalbetrieb ist bei diesem ersten Bremssystem der Redundanzdruck blockiert, so dass die Wechselventile den von dem Achsmodulator auf jeder Seite der Fahrzeugachse separat elektropneumatisch oder elektrohydraulisch geregelten Bremszylinderdruck an die ersten und zweiten Bremszylinder durchleiten. Bei einem Defekt des Achsmodulators leiten die Wechselventile den an dem Bremswertgeber beziehungsweise Fußbremsventil verfügbaren und über das Redundanzventil dem Achsmodulator zugeführten Fluiddruck zu den jeweils zugeordneten Bremszylindern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei der mittels eines Redundanzventils realisierten Redundanzfunktion das Redundanzventil im Sinne einer Ventilbaugruppe als ein separates Bauteil ausgebildet ist, welches vorzugsweise unmittelbar an das Gehäuse des Achsmodulators angeflanscht wird.
Dadurch kann das einheitliche Gehäuse vorteilhaft zusammen mit einem herkömmlichen Redundanzventil verwendet werden.
Gemäß einer dazu alternativen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im Fall der Realisierung einer Redundanz mittels eines Redundanzventils dieses Redundanzventil in das Gehäuse des Achsmodulators integriert ist. Demnach ist es alternativ möglich, die Ventile des Redundanzventils direkt im Gehäuse des Achsmodulators anzuordnen und mit dem Adapter fluidisch zu verbinden.
Weiter ist vorgesehen, dass der zweite Adapter im Normalbetrieb eine pneumatische oder hydraulische Verbindung zwischen den Bremszylindern und dem jeweiligen Druckregelkreis herstellt, und dass bei einem durch eine zentrale Steuereinheit des elektronischen Bremssystems erkannten Ausfall des Achsmodulators eine elektropneumatische oder elektrohydraulische Feststellbremse des Kraftfahrzeugs angesteuert wird, um mittels dieser Feststellbremse an der betreffenden Fahrzeugachse eine Hilfsbremsung auszulösen.
Demnach kann eine elektropneumatische oder elektrohydraulische Feststellbremse zum Parken des Fahrzeugs aber auch vorteilhaft als Zusatz- oder Ersatzbremse in besonderen Situationen, wie etwa bei einem Ausfall eines Achsmodulators an der Hinterachse des Fahrzeugs, verwendet werden. Dabei kann die Feststellbremse in einem Redundanzmodus als Hilfsbremse angesteuert werden, in dem die Federspeicher der Bremszylinder wenigstens teilweise entlüftet werden, um eine Bremswirkung an der Hinterachse zu erreichen.
Die Erfindung betrifft auch ein elektronisches Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, wie Lastkraftwagen, Omnibus oder Fahrzeugkombination, mit einem Achsmodulator zum Regeln des Bremszylinderdrucks auf wenigstens einer Seite wenigstens einer bremsenden Achse des Kraftfahrzeugs, welcher gemäß einem der Vorrichtungsansprüche aufgebaut ist, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen elektronischen Bremssystem mit einem erfindungsgemäßen Achsmodulator.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 einen Ausschnitt eines Schaltbildes eines elektronischen Bremssystems mit einem Achsmodulator gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und
2 einen Ausschnitt eines Schaltbildes eines elektronischen Bremssystems mit einem Achsmodulator gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Zur besseren Abgrenzung der den Bauteilen zugeordneten Bezugsziffern ist allen Bezugsziffern von pneumatischen Leitungen ein Präfix „P“ und allen Bezugsziffern von elektrischen Leitungen ein Präfix „E“ vorangestellt.
Demnach weist eine in 1 gezeigte, als elektronisches Bremssystem 1 ausgebildete elektropneumatische Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs einen Achsmodulator 2 auf, der mit einem Redundanzventil 3 und einem als Fußbremsventil ausgeführten Bremswertgeber 4 verbunden ist und zusammenwirkt.
Der Achsmodulator 2 weist zur Regelung des Bremszylinderdrucks eines einem in Vorwärtsfahrtrichtung gesehen linken Fahrzeugrad zugeordneten ersten, linksseitigen Bremszylinders 5 sowie zur Regelung des Bremszylinderdrucks eines einem rechten Fahrzeugrad zugeordneten zweiten, rechtsseitigen Bremszylinders 6 einer Fahrzeugachse, vorliegend einer Hinterachse, einen linken, ersten pneumatischen Druckregelkreis 7 und einen rechten, zweiten pneumatischen Druckregelkreis 8 auf, welche unabhängig voneinander regelbar sind.
Der erste, linksseitige Druckregelkreis 7 weist ein erstes, linksseitiges Belüftungsventil 9 und ein erstes, linksseitiges Entlüftungsventil 10 sowie einen ersten, linksseitigen Drucksensor 11 auf. Dementsprechend weist der zweite, rechtsseitige Druckregelkreis 8 ein zweites, rechtsseitiges Belüftungsventil 12 und ein zweites, rechtsseitiges Entlüftungsventil 13 sowie einen zweiten, rechtsseitigen Drucksensor 14 auf. Die Belüftungsventile 9, 12 und die Entlüftungsventile 11, 13 sind jeweils als pneumatisch vorgesteuerte, elektromagnetisch stetig drosselbare 2/2-Wegeventile ausgebildet.
Die beiden Belüftungsventile 9, 12 sind über jeweils einen pneumatischen Vorratsdruckanschluss P1.1, P1.2 mit mindestens einem nicht dargestellten Vorratsdruckbehälter einer Vorratsdruckversorgung des Fahrzeugs verbunden. Die beiden Entlüftungsventile 10, 13 sind gemeinsam über einem Entlüftungsanschluss P3.1 mit einem Entlüftungsausgang verbunden.
Außerdem weist jeder Druckregelkreis 7, 8 ein Wechselventil 15, 16 mit jeweils zwei Eingängen und einem Ausgang auf. Das erste, linksseitige Wechselventil 15 ist ausgangsseitig über eine linksseitige pneumatische Verbindung P4 mit dem linken Bremszylinder 5 und eingangsseitig mit dem linken Druckregelkreis 7 beziehungsweise über eine Verbindung P6 mit dem Redundanzventil 3 pneumatisch verbunden beziehungsweise verbindbar.
Das rechtsseitige Wechselventil 16 ist ausgangsseitig über eine rechtsseitige pneumatische Verbindung P5 mit dem rechten Bremszylinder 6 und eingangsseitig mit dem rechten Druckregelkreis 8 beziehungsweise über die Verbindung P6 mit dem Redundanzventil 3 pneumatisch verbunden beziehungsweise verbindbar. Jedes dieser beiden Wechselventile 15, 16 steuert den jeweils höheren der an deren beiden Eingängen anliegenden elektropneumatisch geregelten oder redundante Drücke durch und sperrt den jeweils anderen Eingang ab.
Die elektromagnetisch betätigbaren Belüftungsventile 9, 12 und Entlüftungsventile 10, 13 sind jeweils mit einer Regelelektronik 17 des Achsmodulators 2 elektrisch verbunden und durch diese ansteuerbar. Die beiden Drucksensoren 11, 14 messen den jeweiligen Bremskreisdruck beziehungsweise Bremszylinderdruck und stellen die gemessenen Druckmesswerte der Regelelektronik 17 zur Verfügung.
Alle genannten Ventil- und Sensorkomponenten 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 des Achsmodulators 2 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 18 angeordnet und bilden zusammen eine gemeinsam transprotierbare sowie montierbare Baueinheit. Im Unterschied zu Achsmodulatoren gemäß dem Stand der Technik sind die beiden Wechselventile 15, 16 sowie zu diesen führende beziehungsweise von diesen wegführende pneumatische Leitungen jedoch in einem austauschbaren ersten Adapter 19 ausgebildet beziehungsweise angeordnet. Dieser erste Adapter 19 ist als ein von dem gemeinsamen Gehäuse 18 getrennt handhabbares sowie in das Gehäuse 18 einschiebbares oder ansteckbares Bauteil ausgebildet und in der 1 lediglich durch eine gestrichelte Umrandung angedeutet. Der erste Adapter 19 wirkt einerseits mit den beiden Druckregelkreisen 7, 8 und andererseits mit dem nachfolgend beschriebenen Redundanzventil 3 zusammen. Er ist also das Bindeglied zwischen dem Redundanzventil 3 und den beiden Druckregelkreisen 7, 8 des Achsmodulators 2.
Der Vorteil an dieser Konstruktion ist, dass der erste Adapter 19 gegen einen anderen, weiter unten beschriebenen zweiten Adapter 19' ausgetauscht werden kann, sofern eine erwünschte Redundanzfunktion des Bremssystems 1' nicht mit Hilfe eines Redundanzventils 3 sondern mittels einer elektropneumatischen Feststellbremse 27 erzeugt werden kann. Das gemeinsame Gehäuse 18 kann dabei unverändert oder mit einer nur geringen Anpassung für beide genannten Varianten verwendet werden. Der Achsmodulator 2, 2' kann also je nach verbautem Adapter 19, 19' mit einem einheitlichen Gehäuse 18 in beiden Fahrzeugvarianten mit einer elektropneumatischen Feststellbremse beziehungsweise ohne einer elektropneumatische Feststellbremse verbaut werden.
Wie 1 veranschaulicht, ist der Achsmodulator 2 beziehungsweise der dort dargestellte erste Adapter 19 über die pneumatische Verbindung P6 mit dem Redundanzventil 3 fluidisch verbunden. Das Redundanzventil 3 ist an sich eine baulich zusammengefasste Ventilbaugruppe mit drei Einzelventilen, nämlich ein Druckregelventil, vorliegend Relaisventil 20 genannt, ein druckgesteuertes 3/2-Wegeventil 21 und ein elektromagnetisch betätigbares 2/2-Wegeventil 22, welche in einem gemeinsamen Redundanzdruckkreis angeordnet sind. Das Relaisventil 20 weist einen Vorratsdruckanschluss P1.3 und einen Entlüftungsanschluss P3.2 auf. Das 3/2-Wegeventil 21 ist mit dem Relaisventil 20, mit dem Entlüftungsanschluss P3.2, mit dem 2/2-Wegeventil 22 sowie mit dem nachfolgend beschriebenen, als Fußbremsventil ausgebildeten Bremswertgeber 4 pneumatisch verbunden. Das elektromagnetische 2/2-Wegeventil 22 des Redundanzventils 3 ist mit einer zentralen elektronischen Steuereinheit 25 des elektronischen Bremssystems 1 über zwei elektrische Leitungen E1.1, E1.2 elektrisch verbunden und durch diese betätigbar. Das 2/2-Wegeventil 22 des Redundanzventils 3 ist außerdem mit dem Achsmodulator 2 beziehungsweise mit einem der zwei Druckregelkreise 7, 8, vorliegend mit dem rechten, zweiten Druckregelkreis 8, über eine weitere pneumatische Verbindung P8 verbunden.
Die zentrale Steuereinheit 25 ist über zwei elektrische Leitungen E2.1, E2.2 mit einer Betätigungssensorik 26 und über zwei elektrische Leitungen E3.1, E3.2 mit einer Wegsensorik 28 des Bremswertgebers 4 elektrisch verbunden. Die Betätigungssensorik 26 dient zur Feststellung des Beginns der Betätigung eines Bremspedals 4a, und die Wegsensorik 28 ist zur Messung eines Bremspedalweges ausgebildet. Der Bremswertgeber 4 weist außerdem ein erstes Druckregelventil 23 und zweites Druckregelventil 24 auf, über welche ein Bremskreis an einer Vorderachse und ein Bremskreis an einer weiteren Hinterachse mit einem Bremsdruck beaufschlagt werden können. Diese beiden Druckregelventile 23, 24 weisen jeweils einen Vorratsdruckanschluss P1.4, P1.5 sowie einen gemeinsamen Entlüftungsanschluss P3.3 auf. Der Bremswertgeber 4 ist außerdem über einen separaten Lastanschluss beziehungsweise Leeranschluss P7 mit dem Redundanzventil 3 pneumatisch verbunden.
Die Funktionsweise des in 1 dargestellten Bremssystems 1 ist wie folgt:

Der Bremswertgeber 4 sensiert mit seiner Betätigungssensorik 26 und seiner Wegsensorik 28 den Verzögerungswunsch des Fahrers über eine Betätigung des Bremspedals 4a und erzeugt dabei elektronische Signale und pneumatische Drücke zum Belüften und Entlüften der betreffenden Aktuatoren. Der Bremswertgeber 4 ist elektrisch und pneumatisch jeweils doppelt mit zwei Kreisen aufgebaut. Bei einer Betätigung des Bremspedals 4a wird zunächst innerhalb eines Leerweges des Bremspedals 4a von einem elektrischen Schalter ein Schaltsignal erzeugt, welches über wenigstens eine der Leitungen E3.1, E3.2 an die zentrale elektronische Steuereinheit 25 ausgegeben wird und zur Einleitung sowie Überwachung des Bremsvorgangs dient. Die Betätigung des Schalters des Bremswertgebers 4 erfolgt mechanisch oder magnetisch. Nach dem Durchfahren des erwähnten Leerweges wird der zurückgelegte Betätigungsweg des Bremspedals 4a von einem Wegsensor der Wegsensorik 28 erfasst und als elektrisches Signal, beispielsweise als pulsweitenmoduliertes Signal, ebenfalls an die zentrale elektronische Steuereinheit 25 ausgegeben. Der pneumatische Teil des Bremswertgebers 4 besteht aus einem zweikreisigen Fußbremsventil mit den zwei Druckregelventilen 23, 24.

Nachdem zuvor die Signale des erwähnten Bremsbetätigungsschalters und die ersten Wegsensorsignale an die Steuereinheit 25 übertragen wurden, können die gewünschten pneumatischen Solldrücke in den angeschlossenen Bremskreisen durch die elektronische Steuereinheit 25 ausgegeben werden. Die elektronische Steuereinheit 25 steuert und überwacht dabei das elektronische Bremssystem 1. Es ermittelt die Sollverzögerung des Fahrzeugs aus dem Wegmesswert des Bremswertgebers 4. Die Sollverzögerung und die Radgeschwindigkeiten, welche durch Drehzahlsensoren gemessen werden, bilden gemeinsam ein Eingangssignal für die elektropneumatische Regelung, welches grafisch nicht weiter dargestellt ist, dem Fachmann jedoch an sich bekannt ist. Aus den Eingangssignalen berechnet die zentrale Steuereinheit 25 Solldruckwerte im Vergleich mit gemessenen Istdruckwerten für die verschiedenen vorhandenen Bremskreise an der Vorderachse, an der Hinterachse und gegebenenfalls für ein Anhängersteuerventil.
Der Achsmodulator 2 beziehungsweise dessen Regelelektronik 17 ist über eine elektrische Leitung E4 mit der zentralen elektronischen Steuereinheit 25 elektrisch verbunden, um die ermittelten Solldruckwerte zu empfangen. Mit den ermittelten Solldruckwerten regelt der Achsmodulator 2 den Bremszylinderdruck auf beiden Seiten der Fahrzeugachse, vorliegend der Hinterachse. Dies geschieht mittels der Belüftungsventile 9, 12 und mittels der Entlüftungsventile 10, 13, wobei bei einer erkannten Blockierneigung oder Durchdrehneigung der Fahrzeugräder der vorgegebene Solldruckwert durch die Regelelektronik 17 des Achsmodulators 2 selbständig verändert wird.
Wenn der elektropneumatische Bremskreis der Hinterachse beziehungsweise das elektronische Bremssystem 1 vollständig funktionsfähig ist und der Achsmodulator 2 im regulären Betrieb arbeitet, dann wird ein von dem Redundanzventil 3 erzeugbarer Redundanzdruck nicht zu dem Achsmodulator 2 geleitet. Dies geschieht, indem die zentrale elektronische Steuereinheit 25 das elektromagnetische 2/2-Wegeventil 22 in dessen Sperrstellung bringt, wodurch das druckgesteuerte 3/2-Wegeventil 21 die pneumatische Verbindung P7 von dem Bremswertgeber 4 zu dem Achsmodulator 2 absperrt. In dessen Folge stellt der funktionsfähige Achsmodulator 2 den elektronisch vorgegebenen Solldruckwert regelungstechnisch ein.
Sofern der Achsmodulator 2 einen Defekt aufweist und daher nicht korrekt funktioniert, wird das elektromagnetische 2/2-Wegeventil 22 des Redundanzventils 3 von der zentralen elektronischen Steuereinheit 25 nicht aktiviert. In dessen Folge wird der von dem Druckregelventil 23 des Bremswertgebers 4 erzeugte und durch die pneumatische Verbindung P7 zum Redundanzventil 3 geleitete Redundanzdruck von dem druckgesteuerten 3/2-Wegeventil 21 über die pneumatische Verbindung P6 zu dem Achsmodulator 2 durchgelassen. Am Achsmodulator 2 angekommen wird der Redundanzdruck beidseitig in den ersten Adapter 19 eingeleitet und dort über die beiden Wechselventile 15, 16 im Verhältnis 1:1 an die beiden Bremszylinder 5, 6 verteilt. Dadurch steht bei einem Defekt des Achsmodulators 2 zumindest an den beidseitigen Bremszylindern 5, 6 der Hinterachse ein Hilfsbremsdruck zur Verfügung, welcher eine redundante Hilfsbremsung entsprechend einer gewünschten Verzögerung des Fahrzeugs sicherstellt.
Die 2 zeigt ein elektronisches Bremssystem 1' mit einem Achsmodulator 2' und mit einer elektropneumatischen Feststellbremse 27. Dieser Achsmodulator 2' ist fast baugleich wie der Achsmodulator 2 gemäß 1, jedoch ist dort ein anderer, zweiter Adapter 19' eingesetzt. Die elektropneumatische Feststellbremse 27 ist mit der zentralen Steuereinheit 25 über eine elektrische Leitung E5 elektrisch verbunden und durch diese ansteuerbar. Außerdem ist die elektropneumatischen Feststellbremse 27 über eine pneumatische Leitung P9 mit einem in dem linken Bremszylinder 5 integrierten Federspeicher 5b sowie über eine weitere pneumatische Leitung P10 mit einem in dem rechten Bremszylinder 6 integrierten Federspeicher 6b verbunden.
Im Schadensfall, also wenn der Achsmodulator 2' einen technischen Defekt hat und nicht sachgerecht funktioniert, erkennt die zentrale Steuereinheit 25 diese Situation und leitet einen Redundanzmodus der elektropneumatische Feststellbremse 27 ein. Hierbei werden die in den Bremszylindern 5, 6 integrierten Federspeicher 5b, 6b wenigstens teilentlüftet, wodurch die Feststellbremse 27 an der Hinterachse eine Hilfsbremsung durchführt. Dies wird nachfolgend noch näher beschrieben.
Das Bremssystem 1' benötigt demnach kein dem Achsmodulator 2' zugeordnetes Redundanzventil, um bei einem Defekt zumindest eine Hilfsbremsung durchführen zu können. Daher ist der erste Adapter 19 gemäß 1 gegen einen zweiten, noch einfacher aufgebauten zweiten Adapter 19' ausgetauscht. Wie in 2 erkennbar ist, weist dieser zweite Adapter 19' lediglich zwei Verbindungleitungen für die Herstellung einer pneumatischen Verbindung zwischen dem linken Bremszylinder 5 und dem linken Druckregelkreis 7 beziehungsweise zwischen dem rechten Bremszylinder 6 und dem rechten Druckregelkreis 8 auf. Das Gehäuse 18 des Achsmodulators 2' ist für die jeweilige Nutzung des ersten Adapters 19 beziehungsweise des zweiten Adapters 19' unverändert geblieben.
Die beiden Bremszylinder 5, 6 sind vorliegend als sogenannte kombinierte Federspeicher-Membranzylinder ausgebildet. Ein solcher Bremszylinder 5, 6 weist einen Membranzylinder 5a, 6a und einen Federspeicher 5b, 6b auf. Die Betriebsbremse wird durch Belüften beziehungsweise Entlüften des Membranzylinders 5a, 6a betätigt. Dies erfolgt im vorliegenden Beispiel gemäß 1 und 2 mittels des Achsmodulators 2, 2'. Im ersten Beispiel gemäß 1 wird im Schadensfall mittels des zweiten Druckregelventils 23 des Bremswertgebers 4 und des Redundanzventils 3 eine Hilfsbremsung durch Belüften der Membranzylinder 5a, 6a der Betriebsbremse erreicht.
Im zweiten Beispiel gemäß 2 werden im Schadensfall durch eine Betätigung eines nicht dargestellten Handbremsventils der elektropneumatischen Feststellbremse 27 die jeweiligen Federspeicher 5b, 6b der beiden Bremszylinder 5, 6 angemessen schnell entlüftet. Hat der Druckabfall den Ansprechbereich des Federspeichers erreicht, überwindet die Kraft der Feder der jeweiligen Federspeicher 5b, 6b den Restdruck im Federraum, sodass diese Kraft über einen Kolben auf eine Druckstange jeweiligen Bremszylinder 5, 6 übertragen wird. Die somit vom jeweiligen Federspeicher 5b, 6b erzeugte Kraft wird von der Membran im Membranzylinder aufgenommen und auf die zugeordnete Radbremse übertragen. Umgekehrt erfolgt das Lösen der Federspeicher-Bremswirkung durch Belüften des jeweiligen Federspeichers 5b, 6b.
Bezugszeichenliste

1: Elektronisches Bremssystem (1. Ausführungsform)
1': Elektronisches Bremssystem (2. Ausführungsform)
2: Achsmodulator (Erste Ausführungsform)
2': Achsmodulator (Zweite Ausführungsform)
3: Redundanzventil
4: Bremswertgeber; Fußbremsventil
4a: Bremspedal
5: Erster, linksseitiger Bremszylinder einer Hinterachse
5a: Membranzylinder des ersten Bremszylinders
5b: Federspeicher des ersten Bremszylinders
6: Zweiter, rechtsseitiger Bremszylinder einer Hinterachse
6a: Membranzylinder des zweiten Bremszylinders
6b: Federspeicher des zweiten Bremszylinders
7: Erster, linksseitiger Druckregelkreis des Achsmodulators
8: Zweiter, rechtsseitiger Druckregelkreis des Achsmodulators
9: Erstes, linksseitiges Belüftungsventil
10: Erstes, linksseitiges Entlüftungsventil
11: Erster, linksseitiger Drucksensor
12: Zweites, rechtsseitiges Belüftungsventil
13: Zweites, rechtsseitiges Entlüftungsventil
14: Zweiter, rechtsseitiger Drucksensor
15: Erstes, linksseitiges Wechselventil
16: Zweites, rechtsseitiges Wechselventil
17: Regelelektronik des Achsmodulators
18: Gehäuse des Achsmodulators
19: Adapter des Achsmodulators (1. Ausführungsform)
19': Adapter des Achsmodulators (2. Ausführungsform)
20: Druckregelventil, Relaisventil des Redundanzventils
21: 3/2-Wegeventil des Redundanzventils, druckbetätigt
22: 2/2-Wegeventil des Redundanzventils, elektrisch betätigt
23: Erstes Druckregelventil des Bremswertgebers
24: Zweites Druckregelventil des Bremswertgebers
25: Zentrale elektronische Steuereinheit
26: Betätigungssensorik am Bremswertgeber
27: Elektropneumatische Feststellbremse
28: Wegsensorik am Bremswertgeber
E1.1: Erste elektrische Leitung zwischen 2/2-Wegeventil 22 und Steuereinheit
E1.2: Zweite elektrische Leitung zwischen 2/2-Wegeventil 22 und Steuereinheit
E2.1: Erste elektrische Leitung zwischen Wegsensorik 28 und Steuereinheit
E2.2: Zweite elektrische Leitung zwischen Wegsensorik 28 und Steuereinheit
E3.1: Erste Leitung zwischen Betätigungssensorik 26 und Steuereinheit 25
E3.2: Zweite Leitung zwischen Betätigungssensorik 26 und Steuereinheit 25
E4: Elektrische Leitung zwischen Regelelektronik 17 und Steuereinheit 25
E5: Elektrische Leitung zwischen Feststellbremse 27 und Steuereinheit 25
P1.1: Vorratsdruckanschluss des linken, ersten Druckregelkreises
P1.2: Vorratsdruckanschluss des rechten, zweiten Druckregelkreises
P1.3: Vorratsdruckanschluss am Redundanzventil
P1.4: Vorratsdruckanschluss am ersten Bremskreis des Bremswertgebers
P1.5: Vorratsdruckanschluss am zweiten Bremskreis des Bremswertgebers
P3.1: Entlüftungsanschluss des Achsmodulators
P3.2: Entlüftungsanschluss des Redundanzventils
P3.3: Entlüftungsanschluss des Bremswertgebers
P4: Pneumatische Verbindung zwischen erstem Wechselventil 15 und erstem Bremszylinder 5
P5: Pneumatische Verbindung zwischen zweitem Wechselventil 16 und zweitem Bremszylinder 6
P6: Erste pneumatische Verbindung zwischen Redundanzventil 2 und Achsmodulator 2
P7: Pneumatische Verbindung zwischen Redundanzventil 3 und Bremswertgeber 4
P8: Zweite pneumatische Verbindung zwischen Redundanzventil 3 und Achsmodulator 2
P9: Pneumatische Verbindung von der Feststellbremse 27 zum linken Bremszylinder 5
P10: Pneumatische Verbindung von der Feststellbremse 27 zum rechten Bremszylinder 6

Claims

Achsmodulator (2, 2') eines Kraftfahrzeugs mit einem elektronischen Bremssystem (1, 1'), zum Regeln des fluidischen Drucks in Bremszylindern (5, 6) an Fahrzeugrädern auf wenigstens einer Seite wenigstens einer bremsenden Achse des Kraftfahrzeugs, wobei der Achsmodulator (2, 2') Belüftungsventile (9, 12), Entlüftungsventile (10, 13), Drucksensoren (11, 14), eine Regelelektronik (17) sowie elektrische und hydraulische oder pneumatische Verbindungsleitungen aufweist, welche in einem gemeinsamen Gehäuse (18) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) des Achsmodulators (2, 2') wahlweise mit einem ersten Adapter (19) oder mit einem zweiten Adapter (19') ausgestattet ist, dass der Achsmodulator (2) mit dem ersten Adapter (19) in funktionaler Verbindung mit einem Bremswertgeber (4) in einem Normalbetrieb betreibbar ist, dass der Achsmodulator (2) mit dem ersten Adapter (19) in einem Schadensfall des Achsmodulators (2) in funktionaler Verbindung mit dem Bremswertgeber (4) sowie mit einem Redundanzventil (3) in einem Redundanzbetrieb betreibbar ist, und dass der Achsmodulator (2') mit dem zweiten Adapter (19') in funktionaler Verbindung mit dem Bremswertgeber (4) lediglich im Normalbetrieb betreibbar ist.
Achsmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Adapter (19) ein erstes Wechselventil (15) aufweist, welches einem ersten Druckregelkreis (7) des Achsmodulators (2) mit einem zugehörigen ersten Bremszylinder (5) zugeordnet ist, und dass der erste Adapter (19) ein zweites Wechselventil (16) aufweist, welches einem zweiten Druckregelkreis (8) des Achsmodulators (2) mit einem zugehörigen zweiten Bremszylinder (6) zugeordnet ist, wobei der erste Adapter (19) im Normalbetrieb eine pneumatische oder hydraulische Verbindung zwischen den Bremszylindern (5, 6) und dem jeweiligen Druckregelkreis (7, 8) herstellt, und wobei der erste Adapter (19) im Schadensfall eine pneumatische oder hydraulische Verbindung zwischen den Bremszylindern (5, 6) und dem Redundanzventil (3) herstellt, welches fluidisch mit dem Bremswertgeber (4) verbunden ist.
Achsmodulator (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in demselben angeordneten ersten Adapter (19) das Redundanzventil (3) als ein separates Bauteil ausgebildet ist, welches an das Gehäuse (18) des Achsmodulators (2) angeflanscht ist.
Achsmodulator (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in demselben angeordneten ersten Adapter (19) das Redundanzventil (3) in das Gehäuse (18) des Achsmodulators (2) integriert ist.
Achsmodulator (2') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des zweiten Adapters (19') eine pneumatische oder hydraulische Verbindung zwischen den Bremszylindern (5, 6) und dem jeweils zugeordneten Druckregelkreis (7, 8) erzeugt ist, um einen Normalbetrieb des Bremssystems (1') zu gewährleisten, und dass eine zentrale Steuereinheit (25) im elektronischen Bremssystems (1') vorhanden ist, mittels welcher bei einer festgestellten fehlenden Funktionsfähigkeit des Achsmodulators (2') eine elektropneumatische oder elektrohydraulische Feststellbremse (27) an den Bremszylindern (5, 6) des Kraftfahrzeugs ansteuerbar ist, um mittels dieser Feststellbremse (27) an der betreffenden Fahrzeugachse eine Hilfsbremsung auszulösen.
Elektronisches Bremssystem (1, 1') eines Kraftfahrzeugs, wie Lastkraftwagen, Kraftomnibus oder Fahrzeugkombination, mit einem Achsmodulator (2, 2') zum Regeln des Bremszylinderdrucks in den Bremszylindern (5, 6) auf wenigstens einer Seite wenigstens einer bremsenden Achse des Kraftfahrzeugs, welches gemäß einem der Vorrichtungsansprüche aufgebaut ist.
Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Bremssystem (1, 1') mit einem Achsmodulator (2, 2') zum Regeln des Bremszylinderdrucks in den Bremszylindern (5, 6) auf wenigstens einer Seite wenigstens einer bremsenden Achse des Kraftfahrzeugs, welches gemäß einem der Vorrichtungsansprüche aufgebaut ist.