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Hintergrund der Erfindung
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Nutzfahrzeuge,
so beispielsweise Anhänger für Traktoren, verwenden
oftmals Luftbremsensysteme. Ein typisches Luftbremsensystem ist
fähig, eine Betriebsbremsenfunktion und eine Parkbremsenfunktion
wahrzunehmen. Die Begriffe „Betriebsbremsung„ oder „Normalbremsung„ beziehen
sich hierbei auf das Betätigen der Fahrzeugbremsen durch
Niederdrücken eines Bremspedals zur Bereitstellung von
komprimierter Luft für einen Bremsenbetätiger. Eine
Betriebsbremsung wird eingesetzt, um das Fahrzeug zu verlangsamen
oder das Fahrzeug anzuhalten. Steht das Fahrzeug, so kann der Fahrer
wünschen, die Parkbremsen einzusetzen, um ein Wegrollen
des Fahrzeuges zu verhindern. Typische Fahrzeugluftbremsensysteme
verwenden Federbremsen zur Wahrnahme der Parkbremsenfunktion. Federbremsen
bedienen sich, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, einer
Federkraft zur Ineingriffnahme der Bremsen und zum Stehendhalten
des Fahrzeuges. Verwendet wird ein Luftdruck zur Lösung
des Eingriffes der Bremsen durch Komprimieren der Feder, um dem
Fahrzeug eine Bewegung zu ermöglichen.
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Einige
Fahrzeugluftbremsensysteme beinhalten zudem eine Arbeitsbremsenfunktion
für Nutzfahrzeuge, die häufig anhalten und anfahren,
was beispielsweise bei Müllabfuhrfahrzeugen der Fall ist. Der
Begriff „Arbeitsbremsung„ bezieht sich hierbei auf
die Verwendung einer Betriebsbremsenanordnung zur Wahrnahme einer
temporären Parkbremsenfunktion. Mit anderen Worten, er
betrifft die Verwendung von komprimierter Luft für den
Einsatz der Betriebsbremsen, um das Fahrzeug vom Wegrollen abzuhalten,
während es geparkt ist. Die Verwendung von Betriebsbremsen
bei Anwendungen mit häufigem Anhalten und Anfahren ist
gegenüber der Verwendung von Parkbremsen vorzuziehen, da
Betriebsbremsen haltbarer sind und weniger komprimierte Luft benötigen.
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Typische
Arbeitsbremsensysteme sind jedoch entweder nicht defektsicher oder
verfügen über komplizierte Defektsicherungssysteme.
Ein Defektsicherungsarbeitsbremsensystem kommt bei Parkbremsen zum
Einsatz, wenn ein bestimmter Fahrzeugzustand gegeben ist oder wenn
ein vorab bekannter spezifischer Systemdefekt auftritt, so beispielsweise
ein Verlust von komprimierter Luft. Ein Beispiel für ein
kompliziertes Defektsicherungsarbeitsbremsensystem findet sich in
dem
US-Patent mit der Nummer
5,458,402 .
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Darüber
hinaus sind elektropneumatische Bremsensysteme für Nutzfahrzeuge
entwickelt worden, die jedoch derzeit nicht weithin verwendet werden.
Derzeit verwendete Arbeitsbremsensysteme einschließlich
bekannter Systeme mit komplizierten Pneumatikdefektsicherungssystemen
verfügen über keinerlei Vorkehrungen zur Durchführung
eines Defektsicherungsvorganges für den Fall eines elektrischen
Defektes oder eines Fehlers des Fahrers (beispielsweise für
den Fall, dass der Fahrer die Zündung ausschaltet, während
die Arbeitsbremse in Eingriff ist).
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugluftbremsensysteme.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Fahrzeugluftbremsensystem
mit einer verbesserten Betriebsarbeitsbremsenanordnung. Die Anordnung
verbessert das Arbeitsbremsensystem entweder bei einem pneumatischen
Defekt oder einem elektrischen Defekt. Daher können die
Logik des Systems und das Verfahren der vorliegenden Erfindung sowohl
elektrische wie auch pneumatische Komponenten beinhalten. Die Anordnung
kann eine Betriebsarbeitsbremsenfunktion oder sowohl eine Betriebsarbeitsbremsenfunktion
wie auch eine Parkbremsenfunktion für das Fahrzeug bereitstellen.
Die Anordnung kann eine verbesserte Betriebsarbeitsbremsenanordnung
bereitstellen, die im Inneren eines Gehäuses angeordnet
ist, wodurch die Anzahl der Komponenten und das Plombieren, das zum
Erreichen dieser Funktionalität erforderlich ist, gegenüber
aus dem Stand der Technik bekannten Systemen verringert werden.
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Darüber
hinaus kann die Erfindung eine Steuerung bzw. Regelung sowie eine
Steuer- bzw. Regellogik zum Steuern bzw. Regeln der Anordnung beinhalten.
Die Steuerung bzw. Regelung sowie die Steuer- bzw. Regellogik können
die Arbeitsbremsenfunktionen und die Parkbremsenfunktionen wie auch andere
Fahrzeugfunktionen auf Grundlage von Daten, die von einer Vielzahl
von Eingabequellen empfangen worden sind, steuern bzw. regeln. Damit
kann die Steuerung bzw. Regelung bestimmte Fahrzeugfunktionen als
Funktion der empfangenen Daten oder als Schlussfolgerungen aus den
Daten aktivieren oder deaktivieren.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel bedient sich die Anordnung eines
Pneumatikverriegelungsventils zur Bereitstellung von druckbeaufschlagter
Luft zum Einsetzen der Fahrzeugbetriebsbremsen. Das Pneumatikverriegelungsventil öffnet
bei Empfangen eines Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignals von einem
elektronisch gesteuerten bzw. geregelten Ventil und schließt
bei Empfangen eines Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignals aus einer
anderen Quelle oder mittels einer Federrückholung bei Abwesenheit
eines Zuführdruckes. Eingesetzt wird bei einem weiteren
Ausführungsbeispiel eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit
zum automatischen Ineingriffnehmen und Außereingriffnehmen
der Arbeitsbremsenfunktion auf Grundlage des Empfangens einer Eingabe
zur Anzeige von einem oder mehreren von: dem Status des Fahrzeuges,
dem Status des Fahrers, der Absicht des Fahrers und der Plausibilität
der Absicht des Fahrers.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die
vorbeschriebenen Merkmale von Aspekten der vorliegenden Erfindung
erschließen sich einem Fachmann auf dem die vorliegende
Erfindung betreffenden Gebiet bei Betrachtung der nachfolgenden
Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende
Zeichnung, die sich wie folgt zusammensetzt.
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1 ist
eine schematische Teildarstellung eines aus dem Stand der Technik
stammenden Luftbremsensystems für ein Fahrzeug.
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2 ist
eine schematische Teildarstellung eines exemplarischen Ausführungsbeispieles
eines Luftbremsensystems für ein Fahrzeug entsprechend den
Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine schematische Darstellung eines exemplarischen Ausführungsbeispieles
einer Ventilanordnung des Systems von 2.
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4 ist
eine schematische Darstellung einer Ventilanordnung eines zweiten
exemplarischen Ausführungsbeispieles des Luftbremsensystems
entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine schematische Darstellung einer Ventilanordnung eines dritten
exemplarischen Ausführungsbeispieles des Luftbremsensystems
entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung.
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6 ist
eine schematische Darstellung eines exemplarischen Ausführungsbeispieles
einer Steuerung bzw. Regelung für das System von 2.
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7 ist
ein Flussdiagramm eines exemplarischen Ausführungsbeispieles
einer Steuer- bzw. Regellogik für die Steuerung bzw. Regelung
von 6.
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Detailbeschreibung
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Obwohl
verschiedene Aspekte und Konzepte der Erfindung in den exemplarischen
Ausführungsbeispielen als in Kombination vorhanden beschrieben
und dargestellt sind, können diese verschiedenen Aspekte
und Konzepte auch in vielen alternativen Ausführungsbeispielen
entweder einzeln oder in verschiedenen Kombinationen und Unterkombinationen
hiervon verwirklicht sein. All diese Kombinationen und Unterkombinationen
sollen im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten sein,
außer dies ist explizit anders angegeben. Obwohl hier darüber
hinaus verschiedene alternative Ausführungsbeispiele hinsichtlich
verschiedener Aspekte und Merkmale der Erfindung, so beispielsweise
hinsichtlich alternativer Materialien, Strukturen, Ausgestaltungen,
Verfahren, Vorrichtungen, Software, Hardware, Steuer- bzw. Regellogik
und dergleichen mehr, beschrieben worden sind, sollen derartige
Beschreibungen keine vollständige oder erschöpfende Liste
der verfügbaren alternativen Ausführungsbeispiele
darstellen – seien sie nun gegenwärtig bekannt oder
hier als gängig oder standardmäßig identifiziert oder
später noch zu entwickeln. Einem Fachmann auf dem einschlägigen
Gebiet erschließt sich ohne Weiteres die Verwendung eines
oder mehrerer Aspekte, Konzepte oder Merkmale der Erfindung in zusätzlichen
Ausführungsbeispielen innerhalb des Schutzumfanges der
Erfindung, auch wenn derartige Ausführungsbeispiele hier
nicht explizit offenbart sind. Auch wenn derartige Merkmale, Konzepte
oder Aspekte der Erfindung hier als bevorzugte Anordnung oder bevorzugtes
Verfahren beschrieben sind, soll eine derartige Beschreibung nicht
nahelegen, dass dieses Merkmal erforderlich oder notwendig ist, außer
dies ist explizit so angegeben. Darüber hinaus können
exemplarische oder repräsentative Werte und Bereiche angegeben
sein, um dem Verständnis der vorliegenden Erfindung zu
dienen. Derartige Werte und Bereiche sollen jedoch nicht in einem
beschränkenden Sinne verstanden werden und sollen nur dann
kritische Werte oder Bereiche darstellen, wenn dies explizit so
dargestellt ist.
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Zur
Unterscheidung der Eigenschaften der vorliegenden Erfindung von
einem aus dem Stand der Technik stammenden Luftbremsensystem zeigt 1 eine
schematische Teildarstellung eines aus dem Stand der Technik stammenden
Luftbremsensystems 100. Das aus dem Stand der Technik stammende
Luftbremsensystem 100 beinhaltet ein Primärluftreservoir 112 (üblicherweise
zur Versorgung einer hinteren oder Anhängerbremsenschaltung)
und ein Sekundärluftreservoir 114 (üblicherweise
zur Versorgung einer vorderen oder Traktorbremseneinheit). Die Primär-
und Sekundärluftreservoire 112, 114 stellen
druckbeaufschlagte Luft für den Einsatz eines Satzes von
vorderen Betriebsbremsenanordnungen 116a und hinteren Betriebsbremsenanordnungen 116b sowie
zur Freigabe eines Satzes von Federbremsenanordnungen 118 bereit.
Ein Satz von Luftleitungen 119 stellt für die
druckbeaufschlagte Luft eine Wegverbindung von den Reservoiren 112, 114 zu
den Bremsenanordnungen 116a, 116b und 118 bereit.
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Der
Begriff „Betriebsbremsen„ bezieht sich allgemein
auf eine Bremsenanordnung, die an den Achsen eines Nutzfahrzeuges
angeordnet ist, wobei die Bremsen durch den Einsatz von druckbeaufschlagter
Luft, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, betätigt
werden. Der Begriff „Federbremsen„ bezieht sich
demgegenüber im Allgemeinen auf eine Bremsenanordnung,
die an den Achsen angeordnet ist, wobei hier eine Feder zum Einsetzen
der Fahrzeugparkbremsen verwendet wird. Es wird ein Luftdruck verwendet,
um die Feder in Komprimierung und die Parkbremsen in Freigabe zu
halten, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Das
Luftbremsensystem 100 kann zudem ein Bremsenventil 120 und
ein Parksteuer- bzw. Regelventil 122 beinhalten. Das Bremsenventil 120 beinhaltet
ein Fußpedal 124, das das Ventil öffnet,
wenn das Pedal niedergedrückt wird. im offenen Zustand ermöglicht
das Bremsenventil 120, dass druckbeaufschlagte Luft von
den Reservoiren 112, 114 zu einem Relaisventil 126 zur
Betätigung der Betriebsbremsen strömt, wie aus
dem Stand der Technik bekannt ist. Das Parksteuer- bzw. Regelventil 122,
das manuell geöffnet werden kann, ermöglicht,
dass druckbeaufschlagte Luft von den Reservoiren 112, 114 zu
einem Relaisventil 128 zur Freigabe der Parkbremsen strömt,
wie ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist. Ein typisches
aus dem Stand der Technik stammendes Bremsensystem kann zudem eine Mehrzahl
von zusätzlichen Ventilen und Komponenten beinhalten, wie
aus dem Stand der Technik bekannt ist. So können beispielsweise
häufig Traktorschutzventile, Schnellfreigabeventile, Federbremsenventile
und dergleichen mehr zum Einsatz kommen. Diese Ventile und Komponenten
sind aus dem Stand der Technik bekannt und sind daher bei der Diskussion
und Darstellung des Standes der Technik und der exemplarischen Ausführungsbeispiele
der Erfindung aus Gründen der Einfachheit nicht berücksichtigt.
Das Bremsensystem entsprechend der vorliegenden Erfindung kann diese
und andere Ventile und Komponenten jedoch sehr wohl einsetzen.
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2 stellt
ein exemplarisches Ausführungsbeispiel des Pneumatikbremsensystems 150 entsprechend
der vorliegenden Erfindung dar. Ähnlich zu dem aus dem
Stand der Technik stammenden Pneumatikbremsensystem 100 von 1 kann
das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des Pneumatikbremsensystems
ein Primärluftreservoir 152 und ein Sekundärluftreservoir 154 zur
Bereitstellung von druckbeaufschlagter Luft zum Einsetzen eines
Satzes von vorderen Betriebsbremsenanordnungen 156a und
hinteren Betriebsbremsenanordnungen 156b sowie zur Freigabe
eines Satzes von Federbremsenanordnungen 158 beinhalten.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich Steuerung bzw. Regelung
oder Steuerluft (pilot air) im Allgemeinen auf ein Pneumatiksignal
zum Öffnen oder Schließen eines pneumatisch betätigten
Ventils, während sich Zuführluft oder bereitgestellte
Luft im Allgemeinen auf druckbeaufschlagte Luft bezieht, die durch
Ventile geleitet wird und die zum Einsetzen oder Freigeben einer Endvorrichtung
verwendet wird, so beispielsweise einer Federbremse oder einer Betriebsbremse.
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Das
Luftbremsensystem 150 kann zudem ein Bremsenventil 160 mit
einem Fußpedal 164 beinhalten, das das Ventil öffnet,
wenn das Pedal niedergedrückt wird. Das Bremsenventil 160 ist
mit dem Primärluftreservoir 152 und dem Sekundärluftreservoir 154 über
Luftleitungen 166 beziehungsweise 168 in Wegverbindung.
Im offenen Zustand ermöglicht das Bremsenventil 120,
dass druckbeaufschlagte Luft aus den Reservoirs 152, 154 zu
den Betriebsbremsenanordnungen 156a, 156b über
Luftleitungen 170 und zu den hinteren Betriebsbremsenanordnungen 156b über
Luftleitungen 172 und 174 zum Betätigen der
Betriebsbremsen strömt. Ein Relaisventil 176 (2)
kann zwischen den hinteren Betriebsbremsenanordnungen 156b und
dem Bremsenventil 160 derart eingebaut sein, dass die Luft
aus dem Bremsenventil als Steuer- bzw. Regelluft für das
Relaisventil wirkt, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die
Luftleitungen 172 und 174 stehen mit einem Zweiwegerückschlagventil 178 in
Wegverbindung, das an dem Steuer- bzw. Regelport der Relaisöffnung 176 montiert
ist. Damit tritt Luft aus dem Reservoir unter höherem Luftdruck
aus dem Rückschlagventil aus und wirkt auf die hinteren
Betriebsbremsen 156b.
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Das
Pneumatikbremsensystem 150 von 2 ersetzt
das Parksteuer- bzw. Regelventil 122 des aus dem Stand
der Technik stammenden Systems 100 von 1 durch
eine Ventilanordnung 200, die die Arbeitsbremsensteuerung
bzw. Regelung, die Parkbremsensteuerung bzw. Regelung oder sowohl die
Parkbremsen- wie auch die Betriebsarbeitsbremsensteuerung bzw. Regelung
vornimmt.
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3 ist
eine schematische Darstellung eines exemplarischen Ausführungsbeispieles
einer Ventilanordnung 200 entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Zur Vereinfachung der Erläuterung wird die Ventilanordnung 200 in
zwei Abschnitten beschrieben, nämlich einem Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 202 und
einem Parkbremsenabschnitt 204. Der Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 202 beinhaltet ein
erstes Ventil 206 und ein zweites Ventil 208 im
Inneren eines Gehäuses 209. Das Gehäuse 209 kann ermöglichen,
dass das erste Ventil 206 und das zweite Ventil 208 oder
die Funktionalität des ersten und zweiten Ventils im Inneren
einer einzigen Einheit verwirklicht sind, wodurch die Anzahl der Komponenten und
das Plombieren im Inneren des Pneumatikbremsensystems 150 verringert
werden.
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Das
erste Ventil 206 ist dafür ausgelegt, in Reaktion
auf ein elektronisches Signal zu öffnen und bei Unterbrechung
des elektronischen Signals zu schließen. Das erste Ventil 206 kann
beispielsweise ein elektrisches Steuer- bzw. Regelventil oder ein Magnetventil
sein. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel von 3 ist
das erste Ventil 206 ein zur Bereitstellung im Normalfall
geschlossenes und zur Abgabe im Normalfall offenes Magnetventil
mit drei Wegen und zwei Positionen. Gleichwohl können unter
anderem auch andere elektrisch steuer- bzw. regelbare Ventile oder
pneumatische Ventile verwendet werden, darunter piezoelektrische
Ventile oder mikrogefertigte Ventile (micro machine valve).
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Das
erste Ventil 206 beinhaltet einen Pneumatikeinlass 210,
einen Pneumatikauslass 212 und einen Abgabeport 214.
Die beiden Betriebspositionen oder Modi des elektrischen Steuer-
bzw. Regelventils 206 sind null oder geschlossen und angestellt, betriebsbereit
oder offen. Im angestellten Zustand ermöglicht das erste
Ventil 206, dass Luft durch das Ventil aus dem Einlass 210 zu
dem Auslass 212 strömt. Im geschlossenen Zustand
schließt das erste Ventil 206 den Weg von dem
Einlass 210 zu dem Auslass 212, öffnet
jedoch den Weg von dem Auslass 212 zu dem Abgabeport 214.
Ist daher das erste Ventil 206 geschlossen, so kann beliebige
bereitgestellte Luft unmittelbar stromabwärts von dem ersten Ventil
von dem Abgabeport 214 abgegeben werden.
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Das
zweite Ventil 208 ist dafür ausgelegt, in Reaktion
auf ein erstes Pneumatiksignal zu öffnen und offen zu bleiben,
wenn oder falls das erste Signal unterbrochen wird. Des Weiteren
kann das zweite Ventil 208 dafür ausgelegt sein,
in Reaktion auf das Empfangen eines zweiten Pneumatiksignals zu schließen
und geschlossen zu bleiben, wenn oder falls das zweite Signal unterbrochen
wird. Damit kann das zweite Ventil 208 ein Pneumatikverriegelungsventil
sein. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel von 3 ist
das zweite Ventil 208 ein zur Bereitstellung im Normalfall
geschlossenes und zur Abgabe im Normalfall offenes luftgesteuertes
Verriegelungsventil mit drei Wegen und zwei Positionen sowie mit
einer Eigenschaft der automatischen Rückholung in den geschlossenen
Zustand, so beispielsweise mittels einer Federrückholung.
Andere Typen, Designs oder Modelle von Ventilen können
jedoch ebenfalls Verwendung finden. Die Eigenschaft des zweiten
Ventils 208, automatisch in den geschlossenen Zustand zurückzukehren,
bewegt das Ventil automatisch aus der Bereitstellungsposition in
die geschlossene Position, wenn der Zuführdruck an einem
Einlass 220 auf ein vorbestimmtes Minimum verringert wird.
Diese Eigenschaft schränkt die Möglichkeit, dass
das Fahrzeug zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Luftdruck sinkt,
und dem Zeitpunkt, zu dem die Parkbremsen automatisch zum Einsatz
kommen, wegrollt, stark ein (was eine Pneumatikdefektsicherung darstellt).
Das Minimum kann beispielsweise durch die Auswahl der eingebauten
Feder beeinflusst werden. Ein Beispiel für ein geeignetes
Ventil ist das Ventil PP-5 Push-Pull Type Control Valve von der
Firma Bendix, das dafür ausgelegt ist, mit Luft betrieben zu
werden. Andere Ventilvarianten können für das zweite
Ventil 208 ebenfalls zum Einsatz kommen.
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Das
zweite Ventil 208 beinhaltet einen Einlass 220,
einen Auslass 222, einen ersten Steuer- bzw. Regelsignalport 224,
einen zweiten Steuer- bzw. Regelsignalport 226 und einen
Abgabeport 228. Das zweite Ventil 208 verfügt über
dieselben Betriebspositionen oder Modi wie das erste Ventil 206, obwohl
das Eingabesignal für das zweite Ventil 208 auf
pneumatischem Druck und nicht auf elektrischem Strom basiert. Im
offenen Zustand ermöglicht das zweite Ventil 208,
dass Luft aus dem Ventil von dem Einlass 220 zu dem Auslass 222 strömt.
Im geschlossenen Zustand schließt das zweite Ventil 208 den Weg
von dem Einlass 220 zu dem Auslass 222, öffnet
hingegen den Weg von dem Auslass zu dem Abgabeport 228.
Ist daher das zweite Ventil 208 geschlossen, so kann beliebige
bereitgestellte Luft unmittelbar stromabwärts von dem zweiten
Ventil von dem Abgabeport 228 abgegeben werden.
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Das
erste Ventil 206 steht in schaltungstechnischer Wegverbindung
mit einer Vorrichtung, die in der Lage ist, ein elektronisches Signal
zu senden oder relaistechnisch zu schalten. Die Vorrichtung kann
beispielsweise eine manuelle, pneumatische oder elektrische Schaltereinheit 229 und/oder
eine Steuerung bzw. Regelung oder eine elektronische Verarbeitungseinrichtung 230 (in 2 und 6 gezeigt
und nachstehend noch erläutert) sein. Das Bremsensystem 150 beinhaltet
eine Quelle für druckbeaufschlagte Steuer- bzw. Regelluft
(nicht gezeigt) und eine Quelle für druckbeaufschlagte
Zuführluft (nicht gezeigt). Das Primärluftreservoir 152 und
das Sekundärluftreservoir 154 können
als Quellen für die Steuer- bzw. Regel- und Zuführluft
dienen. Es können jedoch auch separate Quellen vorgesehen
sein. Die Quelle für druckbeaufschlagte Steuer- bzw. Regelluft
und die Quelle für druckbeaufschlagte Zuführluft
können eine einzige Quelle sein, oder es können separate
Quellen für druckbeaufschlagte Luft vorgesehen sein. Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 200 sind
die Quelle von druckbeaufschlagter Signalluft und die Quelle von druckbeaufschlagter
Zuführluft gleich. Insbesondere sind eine Pneumatikleitung 231 von
dem Primärluftreservoir 112 und eine Pneumatikleitung 232 von dem
Sekundärluftreservoir 114 mit einem Doppelrückschlagventil 234 verbunden.
Damit strömt Luft aus dem Reservoir unter einem höheren
Druck durch das Doppelrückschlagventil zur Bereitstellung
der druckbeaufschlagten Steuer- bzw. Regelluft und der Zuführluft
für die Ventilanordnung 200.
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Der
Einlass 210 des ersten Ventils 206 und der Einlass 220 des
zweiten Ventils 208 sind mit der druckbeaufschlagten Luft,
die aus dem Doppelrückschlagventil 234 austritt, über
Pneumatikleitungen 236 in Wegverbindung. Der erste Pneumatiksteuer- bzw.
Regelsignalport 224 des zweiten Ventils 208 steht
mit dem Pneumatikauslass 212 des ersten Ventils 206 über
eine Pneumatikleitung 236 in Wegverbindung. Der Auslass 222 des
zweiten Ventils 208 steht mit den hinteren Betriebsbremsenanordnungen 156b über
eine Pneumatikleitung 240 in Wegverbindung. Wie in 2 gezeigt
ist, kann die Pneumatikleitung 240 mit einem zusätzlichen
Doppelrückschlagventil 241 in Wegverbindung sein,
das mit dem Steuer- bzw. Regelport des Relaisventils 176 für
einen Zugriff auf das Betriebsbremsensystem in Wegverbindung ist.
Damit kann das Pneumatiksignal aus dem zweiten Ventil 208 über
die Pneumatikleitung 240 als Zuführsignal zur
Betätigung einer Endvorrichtung, so beispielsweise der
Betriebsbremsen 156b, oder als Steuer- bzw. Regelsignal
zum Steuern bzw. Regeln einer weiteren Vorrichtung, so beispielsweise des
Relaisventils 176 oder eines Bremsenventilbetätigers,
was zum Einsatz der Betriebsbremsen führt, dienen. Darüber
hinaus steuert bzw. regelt bei dem Ausführungsbeispiel
von 2 das Pneumatiksignal aus dem zweiten Ventil 208 nur
die hinteren Betriebsbremsen 156b. Das Bremsensystem 150 kann
jedoch auch derart ausgestaltet sein, dass das Pneumatiksignal zur
Betätigung der vorderen Betriebsbremsen 156a genutzt
wird.
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Eine
optionale Druckregulier- oder Verringerungsvorrichtung 242,
so beispielsweise ein Druckregler, kann in dem Arbeitsbremsenabschnitt 202 enthalten
sein, um den Betrag des Luftdrucks, der durch das zweite Ventil 208 im
offenen Zustand bereitgestellt wird, vor einem Überschreiten
eines vorbestimmten Betrages begrenzend abzuhalten. Der Volldruck,
der aus der Quelle der druckbeaufschlagten Zuführluft verfügbar
ist, kann bei 100 psi liegen. Die Druckreguliervorrichtung 242 kann
den tatsächlich für die Betriebsbremsenanordnung
bereitgestellten Druck auf beispielsweise 85 psi verringern. Der niedrigere
eingesetzte Druck kann die Belastung an den Betriebsbremsen während
des Einsatzes der Betriebsarbeitsbremsen verringern.
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Der
zweite Steuer- bzw. Regelsignalport 226 des zweiten Ventils 208 steht
mit einer Quelle eines Pneumatiksignals (nachstehend noch beschrieben) in
Wegverbindung. Wenn also das erste Ventil 206 ein Pneumatiksignal
für das zweite Ventil 208 zum Öffnen
des zweiten Ventils bereitstellt, kann ein zweites Pneumatiksignal
aus einer zweiten Quelle zum Schließen des zweiten Ventils 208 eingesetzt
werden. Die Quelle des zweiten Pneumatiksignals kann eine beliebige
Quelle sein, die in der Lage ist, ein Pneumatiksignal zur Betätigung
des zweiten Ventils 208, so beispielsweise eines elektronisch
oder pneumatisch betätigten Ventils, das für die
Bereitstellung eines Pneumatiksignals ausgelegt ist, zu senden.
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Der
Parkbremsenabschnitt 204 der Ventilanordnung 200 beinhaltet
ein drittes Ventil 250, ein viertes Ventil 252 und
ein fünftes Ventil 254 im Inneren eines zweiten
Gehäuses 255. Damit kann wie beim ersten Gehäuse 209 das
zweite Gehäuse 255 ermöglichen, dass
das dritte Ventil 250, das vierte Ventil 252 und
das fünfte Ventil 254 oder die Funktionalitäten
der Ventile im Inneren einer einzigen Einheit verwirklicht sind,
um die Anzahl von Komponenten und das Plombieren im Inneren des
Pneumatikbremsensystems 150 zu verringern. Das erste Gehäuse 209 und
das zweite Gehäuse 255 können ein einziges
gemeinsames Gehäuse sowohl für den Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 202 wie
auch für den Parkbremsenabschnitt 204 bereitstellen.
Das erste Gehäuse 209 und das zweite Gehäuse 255 können
jedoch auch separate Gehäuse sein, die separate Anordnungen
bilden. Die separaten Anordnungen können jedoch auch fest,
so beispielsweise mittels eines oder mehrerer Passstücke,
verbunden sein, sodass das erste und zweite Gehäuse 209, 255 eine
einzige Anordnung bilden.
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Die
dritten und vierten Ventile 250, 252 sind im Wesentlichen ähnlich
zu dem ersten Ventil 206 des Betriebsarbeitsbremsenabschnittes 202,
wobei das fünfte Ventil 254 im Wesentlichen zu
dem zweiten Ventil 208 des Betriebsarbeitsbremsenabschnittes 202 ähnlich
ist. Damit beinhaltet das dritte Ventil 250 einen Pneumatikeinlass 256,
einen Pneumatikauslass 258 und einen Abgabeport 260,
während das vierte Ventil 252 einen Pneumatikeinlass 262,
einen Pneumatikauslass 264 und einen Abgabeport 266 beinhaltet.
Damit beinhaltet das fünfte Ventil 254 einen Einlass 268,
einen Auslass 270, einen ersten Steuer- bzw. Regelsignalport 272,
einen zweiten Steuer- bzw. Regelsignalport 274 und einen
Abgabeport 276. Die Ventile des Parkbremsenabschnittes 204 verfügen über
dieselben beiden Betriebspositionen oder Modi wie die Ventile des
Betriebsarbeitsbremsenabschnittes 202.
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Die
dritten und vierten Ventile 250, 252 stehen in
schaltungstechnischer Verbindung mit einer Vorrichtung, die in der
Lage ist, ein elektronisches Signal zu senden oder relaistechnisch
zu schalten. Die Vorrichtung kann beispielsweise eine manuelle, pneumatische
oder elektrische Schaltereinheit, eine Steuerung bzw. Regelung oder
eine elektronische Verarbeitungseinheit, so beispielsweise die Schaltereinheit 229 und
die Verarbeitungseinheit 230 von 2, beinhalten.
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Der
Pneumatikeinlass 256 des dritten Ventils 250,
der Pneumatikeinlass 262 des vierten Ventils 252 und
der Einlass 268 des fünften Ventils 254 stehen
mit druckbeaufschlagter Luft aus dem Doppelrückschlagventil 234 über
die Pneumatikleitungen 236 in Wegverbindung. Für
die dritten und vierten Ventile 250, 252 stellt
diese Luft Steuer- bzw. Regelluft dar, während diese Luft
für das fünfte Ventil 254 Zuführluft
ist.
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Der
erste Steuer- bzw. Regelsignalport 272 des fünften
Ventils 254 steht mit dem Pneumatikauslass 264 des
vierten Ventils 252 über eine Pneumatikleitung 278 in
Wegverbindung. Der zweite Steuer- bzw. Regelsignalport 274 des
fünften Ventils 254 steht mit dem Pneumatikauslass 258 des
dritten Ventils 250 über eine Pneumatikleitung 280 in
Wegverbindung. Der Auslass 270 des zweiten Ventils 254 steht
mit Federbremsenanordnungen 158 über eine Pneumatikleitung 282 in
Wegverbindung. Ein Relaisventil 283 kann zwischen den Federbremsenanordnungen 158 und
dem fünften Ventil 254 derart eingebaut sein,
dass Luft aus dem Parkbremsenabschnitt 204 als Steuer-
bzw. Regelluft für das Relaisventil 283 wirkt.
Darüber hinaus ist der zweite Steuer- bzw. Regelsignalport 226 des
zweiten Ventils 208 mit dem Auslass 264 des vierten
Ventils 252 über eine Pneumatikleitung 284 in
Wegverbindung.
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Der
Betrieb der Ventilanordnung 200 kann am besten anhand des
Betriebes eines Nutzfahrzeuges, so beispielsweise eines Anhängers
für einen Traktor, beschrieben werden. In einem Anfangszustand
ist das Fahrzeug geparkt, wobei die Parkbremsen eingesetzt sind
und die Betriebsarbeitsbremsen nicht eingesetzt sind. Die ersten,
dritten und vierten Ventile 206, 250, 252,
sind nicht angestellt, und die zweiten und fünften Ventile 208, 254 sind
geschlossen, sodass druckbeaufschlagte Zuführluft weder
für die Federbremsenanordnung 158 noch für
die Betriebsbremsenanordnung 156b bereitgestellt wird.
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Zum
Beenden des Parkens des Fahrzeuges wird das vierte Ventil 252 angestellt,
das druckbeaufschlagte Luft in Form eines ersten Pneumatiksteuer- bzw.
Regelsignals für den ersten Steuer- bzw. Regelsignalport 272 des
fünften Ventils 254 und ein zweites Pneumatiksteuer-
bzw. Regelsignal für den zweiten Steuer- bzw. Regelsignalport 256 des
zweiten Ventils 208 bereitgestellt wird. Im Ergebnis öffnet, wenn
der Zuführluftdruck größer als ein vorbestimmter
Betrag ist, das fünfte Ventil 254, wodurch es
möglich wird, dass druckbeaufschlagte Zuführluft
durch das fünfte Ventil zu der Federbremsenanordnung 22 strömt,
wodurch wiederum die federbetätigten Parkbremsen freigegeben
werden.
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Gleichzeitig
schließt das zweite Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignal,
das von dem zweiten Ventil 208 empfangen worden ist, das
zweite Ventil und öffnet den Abgabeport 226 des
Ventils. Im Ergebnis gelangt beliebige Luft in der Pneumatikleitung 240 an die
Atmosphäre. Es würde hingegen Luft in der Pneumatikleitung 240 vorhanden
sein, wenn die Betriebsarbeitsbremsen eingesetzt würden.
Damit gibt die Wirkung der Freigabe der Parkbremsen die Betriebsarbeitsbremsen
im Einsatzfall automatisch frei. Da das zweite Ventil 208 und
das fünfte Ventil 254 automatisch in ihrer Position
verriegelt werden, können das erste, das dritte und das
vierte Ventil 206, 250, 252 abgestellt
werden, ohne dass dies die Position der beiden Verriegelungsventile 208, 254 beeinflusst. Das
Fahrzeug ist jetzt in einem rollfähigen, nichtgeparkten
Modus. Da die ersten, dritten und vierten Ventile 206, 250, 252 abgestellt
sein können, kann das Fahrzeug gleichwohl rollen, wobei
die Parkbremsen freigegeben sind und ein Verlust von elektrischer Energie
oder einer elektrischen Verbindung den Status der Parkbremsen nicht
beeinflusst.
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Während
das Fahrzeug in dem rollfähigen, nichtgeparkten Modus befindlich
ist, kann der Fahrer wünschen, das Fahrzeug anzuhalten
und die Betriebsarbeitsbremsen einzusetzen. Zu diesem Zweck hält
der Fahrer das Fahrzeug mittels eines Normalbetriebsbremseneinsatzes
an. In dieser Position ist das fünfte Ventil 254 immer
noch in der offenen oder Bereitstellungsposition verriegelt, was
die Parkbremsen in Freigabe hält. Das dritte Ventil 250 und
das vierte Ventil 254 können abgestellt sein,
was die Freigabe von beliebiger Luft in den pneumatischen Leitungen 278 und 280 ermöglicht.
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Sobald
das Fahrzeug steht, kann der Fahrer zu dem Zweck, das Fahrzeug stehend
zu halten, die Arbeitsbetriebsbremsen durch Anstellen des ersten Ventils 206 aktivieren.
Im Ergebnis ermöglicht das erste Ventil 206, dass
druckbeaufschlagte Luft durch das erste Ventil zu dem ersten Pneumatiksteuer- bzw.
Regelsignalport 224 des zweiten Ventils 208 über
die Pneumatikleitung 238 strömt. Das erste Pneumatiksteuer-
bzw. Regelsignal zu dem zweiten Ventil 208 öffnet
das Ventil, wodurch ermöglicht wird, dass druckbeaufschlagte
Luft durch das zweite Ventil zu der Betriebsbremsenanordnung 156b über
die Luftleitung 240 strömt, wodurch die Bremsen
bei einem Betriebsarbeitsbremseneinsatz eingesetzt werden.
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Da
das zweite Ventil 208 in der offenen Position verriegelt
ist, kann der Fahrer das erste Ventil 206 abstellen, ohne
dass dies Auswirkungen auf den Einsatz der Betriebsarbeitsbremsen
hätte. Würde ein elektrischer Defekt dann stattfinden,
wenn die Betriebsarbeitsbremsen eingesetzt sind, so würden
die Betriebsarbeitsbremsen ungeachtet des elektrischen Defektes
im Einsatz bleiben. Das zweite Ventil 208 ändert
seine Position als Ergebnis einer Unterbrechung des elektronischen
Signals zu dem ersten Ventil 206 nicht.
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Eine
beliebige der Luftleitungen, so beispielsweise die Luftleitung 240,
kann gegebenenfalls redundant ausgebildet sein (das heißt,
es sind zwei oder mehr Leitungen vorhanden). Darüber hinaus können
das zweite Ventil 208 und das fünfte Ventil 254 optional
mit einem Statussensor ausgestattet sein. Für den Fall
eines Defektes der Luftleitung 240 kann das Fahrzeug daher
autonom oder manuell durch Anstellen des dritten Ventils 250 geparkt
werden.
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Für
einen Übergang von einem Modus, in dem die Betriebsarbeitsbremsen
eingesetzt sind, zu dem rollfähigen, nichtgeparkten Modus
folgt der Fahrer denselben Schritten, die er zum Beenden des Parkens
des Fahrzeuges, wie vorstehend beschrieben worden ist, ausgeführt
hat. Insbesondere stellt der Fahrer das vierte Ventil 252 derart
an, als wünschte er, die Parkbremsen zu entfernen. Auch dann,
wenn die Parkbremsen nicht eingesetzt sind, gibt der Vorgang des
Anstellens des vierten Ventils 252 sowohl die Parkbremsen
(wenn diese eingesetzt sind) wie auch die Betriebsarbeitsbremsen
(wenn diese eingesetzt sind) frei.
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Steht
das Fahrzeug, so kann der Fahrer wünschen, die Parkbremsen
einzusetzen, um das Fahrzeug stehend zu halten, was im Gegensatz
zum Einsetzen der Betriebsarbeitsbremsen steht. Zu diesem Zweck öffnet
der Fahrer das dritte Ventil 250 oder stellt dieses an.
Das Öffnen des dritten Ventils 250 ermöglicht,
dass druckbeaufschlagte Luft durch das dritte Ventil zu dem zweiten
Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignalport 274 des fünften
Ventils 254 über die Pneumatikleitung 280 strömt.
Das zweite Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignal schließt das
fünfte Ventil 254, was das Pneumatikzuführsignal
von dem fünften Ventil zu der Federbremsenanordnung 158 unterbricht,
wodurch die Federbremsen eingesetzt werden. Darüber hinaus öffnet
das Schließen des fünften Ventils 254 den
Abgabeport 276, sodass druckbeaufschlagte Luft in der Pneumatikleitung 282 an
die Atmosphäre abgegeben wird.
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4 zeigt
ein zweites exemplarisches Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 300 entsprechend
der vorliegenden Erfindung. Die Ventilanordnung 300 von 4 ist
im Wesentlichen dahingehend ähnlich zu der Ventilanordnung 200 von 3, dass
sie einen Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 302 im Inneren
eines ersten Gehäuses 303 und einen Parkbremsenabschnitt 304 im
Inneren eines zweiten Gehäuses 305 beinhaltet.
Die Ventilanordnung 300 beinhaltet zudem ein erstes Ventil 306,
ein zweites Ventil 308, ein drittes Ventil 310,
ein viertes Ventil 312 und ein fünftes Ventil 314,
die mit einer Quelle von druckbeaufschlagter Steuer- bzw. Regelluft
und einer Quelle von druckbeaufschlagter Zuführluft, wie
vorstehend im Zusammenhang mit der Ventilanordnung 200 von 3 beschrieben
worden ist, in Wegverbindung stehen. Eine Druckverringerungsvorrichtung 315 kann
in der Ventilanordnung 400 enthalten sein, um den für
die Betriebsbremsen 156b bereitgestellten Druck zu verringern.
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Die
Ventilanordnung 300 von 4 modifiziert
jedoch die Quelle eines zweiten Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignals
für das zweite Ventil 308 (das heißt
das Pneumatiksignal zum Schließen des zweiten Ventils).
Bei der Ventilanordnung 200 von 3 stellt
das vierte Ventil 252 das zweite Pneumatiksteuer- bzw.
Regelsignal für das zweite Ventil 208 bereit. Damit
schließt das Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignal, das das
fünfte Ventil 254 öffnet, auch das zweite Ventil 208.
Bei der Ventilanordnung 300 von 4 ist das
Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignal zum Schließen des zweiten
Ventils 308 das Pneumatikzuführsignal von dem
fünften Ventil 314. Wenn daher das fünfte
Ventil 314 offen ist, sendet es ein Pneumatiksignal an
die Federbremsenanordnung zur Freigabe der Federbremsen, während
gleichzeitig ein Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignal an das zweite
Ventil 308 zum Schließen des Ventils gesendet
wird, wodurch die Betriebsarbeitsbremsen, wenn sie eingesetzt sind,
freigegeben werden.
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5 zeigt
ein drittes exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung 400 entsprechend
der vorliegenden Erfindung. Die Ventilanordnung 400 von 5 beinhaltet
einen Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 402 im Inneren eines
Gehäuses 403, der im Allgemeinen ähnlich
zu dem Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 202 des Ausführungsbeispieles
von 3 ist. Insbesondere beinhaltet der Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 402 ein
erstes Ventil 404, das dafür ausgelegt ist, in
Reaktion auf ein elektronisches Signal zu öffnen und dann,
wenn das elektronische Signal unterbrochen wird, zu schließen.
Im offenen Zustand stellt das erste Ventil 404 ein Pneumatiksignal über
eine Luftleitung 406 bereit.
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Der
Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 402 beinhaltet zudem ein
zweites Ventil 408, das dafür ausgelegt ist, in
Reaktion auf das erste Pneumatiksignal zu öffnen und offen
zu bleiben, wenn oder falls das erste Signal unterbrochen wird.
Darüber hinaus ist das zweite Ventil 408 dafür
ausgelegt, bei Empfangen eines zweiten Pneumatiksignals zu schließen und
geschlossen zu bleiben, wenn oder falls das zweite Signal unterbrochen
wird. Im geschlossenen Zustand stellt das zweite Ventil 408 ein
Pneumatikzuführsignal für eine Betriebsarbeitsbremsenanordnung 156 über
eine Luftleitung 410 bereit. Eine Druckreguliervorrichtung 411 kann
in der Ventilanordnung 400 enthalten sein, um den Druck
zu verringern, der bereitgestellt wird.
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Die
Ventilanordnung 400 von 5 zeigt
jedoch, wie der Betriebsarbeitsbremsenabschnitt 402 ein
rein pneumatisches Parksteuer- bzw. Regelventil 412, so
beispielsweise das Parksteuer- bzw. Regelventil 122 des
aus dem Stand der Technik stammenden Systems von 1,
integrieren kann. Das Parksteuer- bzw. Regelventil 412 kann
ein manuell bedienbares Push-Pull-Ein-Aus-Ventil mit einem integralen
Doppelrückschlagventil sein, wobei jedoch auch andere Varianten
möglich sind. Ein Beispiel für ein geeignetes
Steuer- bzw. Regelventil ist das Ventil PP-DC Park Control Valve
von der Firma Bendix Commercial Vehicle Systems, LLC.
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Das
Parksteuer- bzw. Regelventil 412 steht mit dem Primärluftreservoir 112 und
dem Sekundärluftreservoir 114 (siehe 2)
durch Luftleitungen 414 beziehungsweise 416 in
Wegverbindung. Ist das Parksteuer- bzw. Regelventil offen, so stellt
das Ventil druckbeaufschlagte Luft entweder aus dem Primärreservoir 112 oder
aus dem Sekundärreservoir 114 in Abhängigkeit
davon, wo der höhere Druck herrscht, bereit.
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Im
offenen Zustand stellt das Parksteuer- bzw. Regelventil 412 ein
Pneumatikzuführsignal für die Federbremsenanordnungen 158 über
eine Luftleitung 418 zur Freigabe der Parkbremsen bereit. Das
Parksteuer- bzw. Regelventil 412 kann zudem mit dem zweiten
Ventil 408 über die Luftleitung 420 zur
Zuführung eines Pneumatikzuführsignals zum Schließen
des zweiten Ventils 408 ähnlich zu der Anordnung
von 4 in Wegverbindung sein.
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Wie
in 6 gezeigt ist, kann die Steuerung bzw. Regelung 230,
wie vorstehend erläutert worden ist, in der Lage sein,
ein elektronisches Signal für die Ventilanordnung 200 zum
Aktivieren und/oder Deaktivieren der Arbeitsbremsenfunktion und/oder
der Parkbremsenfunktionen zu senden oder relaistechnisch zu schalten.
Die Steuerung bzw. Regelung 230 kann beispielsweise eine
elektronische Fahrzeugsteuer- bzw. Regeleinheit (electronic control
unit ECU) sein, so beispielsweise eine Antiblockierbremsen-ECU in
Wegverbindung mit einer Spannungsquelle 428 zum Bereitstellen
von Energie für die Steuerung bzw. Regelung. Die Steuerung
bzw. Regelung 230 kann in Form einer großen Vielzahl
von Steuer- bzw. Regelvorrichtungen ausgebildet sein, so beispielsweise
als ventileigene Steuerung bzw. Regelung.
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Bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 eine oder mehrere Eingaben 429 zum
Empfangen von Eingabedaten oder Signalen zur Angabe des Status oder
Zustandes des Fahrers und/oder Bedieners von einer oder mehreren
Eingabequellen 430 beinhalten. Die eine oder die mehreren
Eingabequellen 430 können eine große
Vielzahl von Eingabevorrichtungen beinhalten. Vorgesehen sein können
beispielsweise ein erster manueller Schalter 432 zum Senden
eines Signals an die Steuerung bzw. Regelung 230, um die Parkbremsen
an dem Traktor und dem Anhänger zu aktivieren und zu deaktivieren,
und ein zweiter manueller Schalter 434 zum Senden eines
Signals an die Steuerung bzw. Regelung, um die Arbeitsbremsen zu aktivieren
und/oder zu deaktivieren. Darüber hinaus können
ein oder mehrere Sensoren und/oder Schalter 436 vorgesehen
sein, die in der Lage sind, Signale an die Steuerung 230 zu
senden, beispielsweise einen Betriebszustand oder Status des Fahrzeuges, den
Status, die Absicht oder die Aufforderung des Fahrers/Bedieners,
fahrzeugdiagnostische Informationen oder beliebige andere relevante
Informationen anzeigen.
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Auf
Grundlage der Eingabesignale kann die Steuerung bzw. Regelung 230 eine
oder mehrere Ausgaben 437 zum automatischen Bereitstellen
von Steuer- oder Regelsignalen für die Ventilanordnung 200 und/oder
eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen 438 beinhalten.
Die eine oder die mehreren Ausgabevorrichtungen 438 können
beispielsweise unter anderem Vorrichtungen beinhalten, die in der
Lage sind, eine Motordrosselklappe, ein Fahrzeuggetriebe, einen
Geschwindigkeitsregler und Statusmelder (Anzeigelichter, Anzeigen,
akustische Vorrichtungen und dergleichen mehr) zu betreiben oder
zu steuern bzw. zu regeln.
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Die
Steuerung bzw. Regelung 230 kann eine Steuer- bzw. Regellogik
beinhalten, die in dem Speicher 440 abgelegt sein kann,
sowie einen Prozessor zum Anwenden der Logik 442. Der Speicher 440 kann
integral mit der Steuerung bzw. Regelung 230 ausgebildet
sein. Die Steuerung bzw. Regelung 230 kann die Steuer-
bzw. Regellogik zur Analyse der Information aus den Eingabevorrichtungen 430 zur
Bestimmung eines geeigneten Handlungsablaufes implementieren, zu
dem das Eingreifen in den Betrieb des Fahrzeuges zur automatischen
Aktivierung, Deaktivierung oder Steuerung bzw. Regelung eines Fahrzeugsystems
oder einer Fahrzeugvorrichtung zählen können.
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7 zeigt
ein Flussdiagramm eines exemplarischen Ausführungsbeispieles
der Logik der Steuerung bzw. Regelung 230. Die Logik kann
die Schritte des Erschließens des Status des Fahrzeuges,
siehe 450, des Erschließens des Status des Fahrers
oder Bedieners, siehe 452, des Aktivierens der geeigneten
Fahrzeugfunktionen, siehe 454, des Erschließens
der Absicht des Fahrers/Bedieners, siehe 456, des Prüfens
der Plausibilität der Absicht des Fahrers/Bedieners, siehe 458,
des Aktivierens der fahrerseitig beabsichtigten Funktion, siehe 460, des
Aktivierens einer Defektsicherungsfunktion, siehe 462,
und des Meldens des Status, siehe 464, beinhalten. Die
Logik kann derart ausgestaltet sein, dass sie kontinuierlich die
Schritte wiederholt, solange die Steuerung bzw. Regelung beziehungsweise das
Fahrzeug mit Energie versorgt werden.
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Beim
Schritt des Erschließens des Status des Fahrzeuges, siehe 450,
kann die Steuerung bzw. Regelung 230 Daten von der einen
oder den mehreren Eingabequellen 430 empfangen, und es
kann auf Grundlage der empfangenen Daten die Steuerung bzw. Regelung
bestimmen, ob das Fahrzeug in dem Status „sicher„ (safe)
oder „nicht sicher„ (unsafe) ist. Die Daten aus
der einen oder den mehreren Eingabequellen 430 können
unter anderem die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehgeschwindigkeit,
den Eingriff des Getriebes, die Fahrzeugspannung und den Zuführdruck
des Luftbremsensystems (Luftdruck des Parkbremsensystems und Luftdruck
des Betriebsbremsensystems) beinhalten. Einem Fachmann auf dem einschlägigen
Gebiet erschließt sich, dass die Steuerung bzw. Regelung 230 eine
große Vielzahl von Daten einsetzen kann, die auf eine Vielzahl
von Arten ausgestaltet bzw. konfiguriert sind. So kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 beispielsweise eine Anzeige der Fahrzeuggeschwindigkeit
direkt von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor empfangen oder die
Fahrzeuggeschwindigkeit aus Daten erschließen bzw. bestimmen,
die die Motordrehgeschwindigkeit und die Drosselklappenposition
anzeigen.
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Der
Status „sicher„ (safe) und der Status „nicht
sicher„ (unsafe) können von einer Vielzahl von Faktoren
abhängen, so beispielsweise von Anwendervorlieben, der
Fahrzeugausgestaltung, den Fahrzeugoptionen und dem spezifischen,
gerade in Verwendung befindlichen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Diese Faktoren können vorab bestimmt
und in einem Speicher 440 gespeichert oder aus den empfangenen
Eingabedaten erschlossen werden.
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Der
Fahrzeugstatus „sicher„ (safe) kann beispielsweise
eine Bestimmung dahingehend beinhalten, dass ein oder mehrere Fahrzeugsysteme
diagnostisch intakt sind (so beispielsweise, dass der Luftdruck
und die elektrische Unversehrtheit des Luftbremsensystems ausreichend
sind), dass das Fahrzeug sehr langsam angehalten oder bewegt wird
und dass hilfstechnische und/oder Power-Take-Off-Funktionen ausgeschaltet
sind oder geeignet in Bereitschaft verbleiben. Der Fahrzeugstatus „nicht
sicher„ (unsafe) kann unter anderem beinhalten, dass ein oder
mehrere Systeme oder Komponenten als fehlerhaft diagnostiziert werden,
dass das Fahrzeug in Bewegung ist und dass hilfstechnische und/oder
Power-Take-Off-Funktionen (Müllpresse, Fahrgastkabinentüren
und dergleichen mehr) nicht deaktiviert oder geeignet in Bereitschaft
sind. Einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet erschließt
sich, dass die Kombination der Eingabedaten zur Anzeige des Status „sicher„ (safe)
oder „nicht sicher„ (unsafe) nach Wunsch des Anwenders
vorbestimmt und in dem Speicher derart abgelegt werden kann, dass
die Steuerung bzw. Regelung 230 bei der Durchführung der
Statusbestimmung darauf verweisen bzw. zugreifen kann.
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Ist
der Fahrzeugstatus als „nicht sicher„ (unsafe)
bestimmt, so kann die Steuerung bzw. Regelung 230 eine
Defektsicherungsfunktion 462 aktivieren. Defektsicherungsfunktionen
können eine beliebige Handlung beinhalten, die von der
Steuerung bzw. Regelung 230 unternommen wird, um den Fahrzeugstatus
von einem als nicht sicher oder nicht geeignet bestimmten Status
in einen Status zu überführen, der von der Steuerung
bzw. Regelung als sicherer oder geeigneter bestimmt wird. Die Steuerung bzw.
Regelung 230 kann beispielsweise die Bewegung eines nicht
sicheren, stationären Fahrzeuges verhindern, sie kann automatisch
ein Fahrzeug, das bei Abwesenheit des Fahrers wegrollt, bremsen,
sie kann das Fahrzeug in einen Limp-to-Roadside-Modus versetzen,
indem zeitlich festgelegte Zeitspannen von Niedergeschwindigkeitsmanövern
zur Bewegung des Fahrzeuges von einer nicht sicheren oder nicht
erwünschten Stelle weg ermöglicht werden, sie
kann ein Schleifen der Bremsen verhindern, das gegebenenfalls eine
Feuergefahr mit sich bringt, sie kann den nicht sicheren Zustand
melden, wenn sich das Fahrzeug bewegt, und sie kann im Stillstand ein
oder mehrere Funktionen deaktivieren. Weitere Defektsicherungsfunktionen
sind möglich und können durch die Steuerung bzw.
Regelung 230 implementiert werden.
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Die
Defektsicherungsfunktionen können auf eine Vielzahl von
Arten wahrgenommen werden. Einige mögliche Handlungen seitens
der Steuerung bzw. Regelung 230 zur Aktivierung einer Defektsicherungsfunktion
beinhalten unter anderem das automatische Einsetzen der Parkbremsen,
das Verhindern einer manuellen Freigabe der Parkbremsen, das automatische
Einsetzen der Arbeitsbremse, das automatische Freigeben der Arbeitsbremse,
das Verhindern eines Eingriffes eines nichtneutralen Übertragungsgetriebes,
das Deaktivieren eines Fahrzeuganlassermotors, das Deaktivieren
einer Fahrzeugdrosselklappe, das Betätigen einer Geschwindigkeitsreguliervorrichtung
und das Deaktivieren einer Hilfsfunktion oder einer Power-Take-Off-Funktion.
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Bestimmt
die Steuerung bzw. Regelung 230, dass das Fahrzeug in dem
Status „sicher„ (safe) ist, so kann die Steuerung
bzw. Regelung den Schritt des Erschließens des Fahrerstatus 452 ausführen.
Einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet erschließt
sich, dass die in 7 dargestellten logischen Schritte
auch in einer anderen als der dargestellten Abfolge ausgeführt
werden können. Die Schritte sind lediglich aus Gründen
der Einfachheit in der in 7 angegebenen
Reihenfolge dargestellt.
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Die
Steuerung bzw. Regelung 230 kann Daten von einer oder mehreren
Eingabequellen 430 empfangen. Auf Grundlage der empfangenen
Daten kann die Steuerung bzw. Regelung 230 bestimmen, ob
der Fahrer „qualifiziert„ (qualified) oder „nicht
qualifiziert„ (unqualified) ist. Das Erschließen
des Fahrerstatus kann ein Identifizieren dahingehend beinhalten,
ob der Bediener anwesend und zur Bedienung des Fahrzeuges befugt
ist. Die von dem einen oder den mehreren Eingabequellen 430 empfangenen Daten
können unter anderem den Status des Fahrzeuges, den Status
des Zündschlüssels, den Status der Fahrerbegurtung,
den Status verschiedener Schalter, den Steuer- bzw. Regelstatus
verschiedener Fahrzeugsysteme und die zeitlichen Abläufe
für jeden der erwähnten Status beinhalten.
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Der
Fahrerstatus „qualifiziert„ kann beispielsweise
unter anderem beinhalten, dass der Fahrer in dem Fahrzeug anwesend
ist, was durch einen Sitzschalter oder einen Fahrerbegurtungsschalter
angezeigt werden kann, dass der Fahrer das Fahrzeug auch tatsächlich
steuert bzw. die Kontrolle hierüber ausübt (durch
eine erfasste Fahrersteuer- bzw. Regeleingabe), dass der Fahrer
das Fahrzeug erfolgreich aktiviert (der Zündschlüssel
ist umgedreht) und dass der Fahrer eine Identifikationsverifizierung
besteht (beispielweise dadurch, dass ein geeigneter Identifikationsausweis
hingehalten oder ein geeigneter Code eingegeben wird). Andere Kriterien
können ebenfalls zur Definition des Status „qualifiziert„ (qualified)
eingesetzt werden. So kann beispielsweise die Identifikationsverifizierung
den Qualifizierungsgrad eines einzelnen Bedieners beinhalten (beispielsweise
einen Fahrer in Ausbildung, einen vollständig ausgebildeten
Fahrer, Betriebspersonal). Der Status „nicht qualifiziert„ kann
daher als Defekt definiert werden, um ein oder mehrere Kriterien
für den Status „qualifiziert„ zu erfüllen.
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Bestimmt
die Steuerung bzw. Regelung 230, dass der Fahrerstatus „nicht
qualifiziert„ (unqualified) ist, so kann die Steuerung
bzw. Regelung eine Defektsicherungsfunktion 462 aktivieren.
Bestimmt die Steuerung bzw. Regelung 230, dass der Fahrerstatus „qualifiziert„ ist,
so kann die Steuerung bzw. Regelung den Schritt des Aktivierens
von geeigneten Funktionen 454 ausführen. Auf Grundlage
des Fahrzeugstatus und des Fahrerstatus aus der Erschließung
in Schritt 450 beziehungsweise 452 kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 nur diejenigen Funktionen aktivieren,
die als „geeignet„ (appropriate) bestimmt worden
sind, und diejenigen Funktionen deaktivieren, die als „nicht
geeignet„ (inappropriate) bestimmt worden sind. Die Steuerung
bzw. Regelung 230 kann beliebige von ihr steuerbare bzw.
regelbare Fahrzeugfunktionen aktivieren oder deaktivieren. Beispiele
von Funktionen, die die Steuerung bzw. Regelung 230 steuern
bzw. regeln kann, beinhalten unter anderem die Parkbremsenfunktion,
die Arbeitsbremsenfunktion, die Änderung des Übertragungsgetriebes
und die Geschwindigkeitsregulierung.
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Mit
Blick beispielsweise auf den Fahrzeugstatus „sicher„ (safe)
und den Fahrerstatus „qualifiziert„ (qualified)
kann die Steuerung bzw. Regelung 230 die Arbeitsbremsenanordnung
aktivieren. Wie vorstehend erläutert worden ist, kann der
Fahrzeugstatus „sicher„ (safe) eine Verifizierung
dahingehend beinhalten, dass das Fahrzeug angehalten worden ist
oder dass es sich nur langsam bewegt und dass der Zuführdruck
des Luftbremsensystems angemessen ist. Der Gesamtzustand des Fahrzeuges
kann zur Wahrnahme einer Arbeitsbremsenfunktion geeignet sein. Darüber
hinaus können die Funktionen, die als geeignet angesehen
werden, vom Qualifikationsgrad des Bedieners abhängen.
So können beispielsweise Betriebspersonal, Abschleppwagenfahrer
und Fahrschüler jeweils unterschiedliche für sie
aktivierte Funktionen haben, sodass die Steuerung bzw. Regelung 230 verschiedene
Betriebsfähigkeiten in Abhängigkeit vom Grad der
Qualifizierung des Bedieners bereitstellen kann. Wie durch die gestrichelte
Linie in 7 gezeigt ist, können
nicht angemessene (inappropriate) Funktionen über den Schritt
des Aktivierens einer Defektsicherungsfunktion 462, wie
vorstehend beschrieben worden ist, deaktiviert werden.
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Für
diese „angemessenen„ Funktionen kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 den Schritt des Erschließens
der Absicht des Fahrers 456 ausführen. Die Steuerung
bzw. Regelung 230 kann von der einen oder den mehreren
Eingabequellen 430 Daten empfangen, die eine Handlung des
Fahrers anzeigen. So kann ein Türschalter beispielsweise
anzeigen, dass der Fahrer die Tür geöffnet oder
geschlossen hat, und es kann ein Fahrerbegurtungsschalter anzeigen,
dass der Fahrer den Sitzgurt angelegt oder abgelegt hat. Auf Grundlage
von Daten zur Anzeige der Handlung des Fahrers kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 die Absicht des Fahrers erschließen. Beispiele
für die Absicht des Fahrers beinhalten unter anderem die
Absicht, das Fahrzeug zu verlassen, die Absicht, das Fahrzeug zu
bewegen, die Absicht, das Fahrzeug zu parken, und die Absicht, die
Arbeitsbremsen des Fahrzeuges zu bedienen. Um die Absicht des Fahrers
zu erschließen, kann die Steuerung bzw. Regelung 230 beispielsweise
Daten zur Angabe, ob die Tür geöffnet oder geschlossen
ist, ob der Zündschlüssel eingeschaltet oder ausgeschaltet
ist, ob der Motor angelassen oder angehalten ist, ob der Parkbremsenschalter
betätigt ist und ob ein bestimmtes Übertragungsgetriebe
ausgewählt ist, einsetzen.
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Die
Steuerung bzw. Regelung 230 kann erschließen,
dass die Absicht eines Fahrers „nicht sicher„ (unsafe)
ist. So können beispielsweise Kombinationen von Absichten
des Fahrers, die als „nicht sicher„ (unsafe) gelten,
unter anderem beinhalten, dass der Fahrer das Parken eines sich
bewegenden Fahrzeuges beabsichtigt, dass der Fahrrad die Betätigung
der Arbeitsbremse eines Fahrzeuges beabsichtigt, während
die Parkbremsen eingesetzt sind, oder dass der Fahrer das Verlassen
eines sich bewegenden Fahrzeuges beabsichtigt. Bestimmt die Steuerung
bzw. Regelung 230, dass die Absicht des Fahrers „nicht
sicher„ ist, so kann die Steuerung bzw. Regelung eine Defektsicherungsfunktion 452 aktivieren.
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Bestimmt
die Steuerung bzw. Regelung 230, dass die Absicht des Fahrers
sicher ist, so kann die Steuerung bzw. Regelung den Schritt des
Prüfens der Plausibilität/Sicherheit der Absicht
des Fahrers ausführen, siehe 458. Die Steuerung
bzw. Regelung 230 kann einen Abgleich der erschlossenen
Absicht des Fahrers als plausible Aufforderung zum Erkennen von
fehlerhaften Sensorablesungen, die nicht erfasst werden können,
durchführen. Darüber hinaus kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 eine Sicherheitsprüfung ausführen,
die unter anderem das Prüfen des Defektes von Schaltern
oder Sensoren, das Prüfen eines Defektes einer elektrischen
Steuer- bzw. Regeleinheit, das Prüfen einer niedrigeren
Systemspannung oder eines niedrigen Luftdruckes und das Prüfen
eines Defektes einer Kommunikationsverbindung beinhaltet.
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Darüber
hinaus kann während des Schrittes des Prüfens
der Plausibilität der Absicht des Fahrers die Steuerung
bzw. Regelung 230 fahrerseitige Versuche prüfen,
das System zu manipulieren oder auszutricksen, so beispielsweise
bei einem Fahrer, der einen Türschalter mit Klebeband befestigt,
um vorzugaukeln, dass die Tür geschlossen ist, obwohl die
Tür tatsächlich offen ist. So kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 beispielsweise erschließen,
dass ein qualifizierter Fahrer beabsichtigt, das Fahrzeug zu bewegen,
indem ein Vorwärtsgang ausgewählt und die Drosselklappe
geöffnet wird. Die Absicht des Fahrers kann mit dem Status
der Parkbremsen und der Arbeitbremse abgeglichen werden. Sind die Parkbremse
oder die Arbeitsbremse aktiviert, so kann die Steuerung bzw. Regelung 230 bestimmen, dass
die Absicht des Fahrers nicht plausibel ist (So sollte oder kann
das Fahrzeug beispielsweise nicht bedient werden, wenn die Parkbremse
oder die Arbeitsbremse aktiviert ist). Als Ergebnis kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 die Drosselklappe deaktivieren, bis der
Fahrer die Parkbremse oder die Arbeitsbremse freigibt. Bestimmt
die Steuerung bzw. Regelung 230, dass die Absicht des Fahrers
nicht plausibel ist, so kann die Steuerung bzw. Regelung eine Defektsicherungsfunktion 462 aktivieren,
wie vorstehend beschrieben worden ist. Alternativ kann die Steuerung
bzw. Regelung 230 automatisch die Parkbremse oder die Arbeitsbremse
freigeben, wenn Eingabedaten anzeigen, dass zusätzliche
Bedingungen erfüllt sind, so beispielsweise, dass der Sitz
besetzt ist, dass die Tür geschlossen ist, dass die Begurtung
angelegt ist, dass der Drosselklappengrad hoch ist (was beispielsweise
den Zustand eines Notfalls anzeigt).
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Bestimmt
die Steuerung bzw. Regelung 230, dass die Absicht des Fahrers
plausibel ist, so kann die Steuerung bzw. Regelung fahrerseitig
beabsichtigte Funktionen 460 aktivieren. Die fahrerseitig
beabsichtigten Funktionen können beliebige Funktionen sein,
die der Fahrer/Bediener zu dem Zweck anfordern kann, dass das Fahrzeug
sie ausführt, und zwar mit Wissen oder A-Priori-Kenntnis
seitens der Steuerung bzw. Regelung 230 hiervon. Die fahrerseitig
beabsichtigten Funktionen, die die Steuerung bzw. Regelung 230 gegebenenfalls
aktiviert (so beispielsweise um dem Fahrer zu ermöglichen,
eine manuelle Aufforderung zu tätigen), können
unter anderem das Einsetzen/Freigeben der Parkbremse, das Einsetzen/Freigeben
der Arbeitsbremse, das Aktivieren eines nichtneutralen Übertragungsgetriebes,
das Betätigen der Fahrzeugdrosselklappe, das Betätigen einer
Hilfsfunktion oder einer Power-Take-Off-Funktion und das Ankurbeln
bzw. Starten des Anlassermotors beinhalten.
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Die
Steuerung bzw. Regelung 230 kann zudem ein Ausgabesignal
senden, um den Status des Fahrzeuges während eines von
der Steuerung bzw. Regelung durchgeführten Schrittes zu
melden. Daher können Ausgabevorrichtungen, die in der Lage sind,
den Fahrzeugstatus zu melden, in Wegverbindung mit der Steuerung
bzw. Regelung 230 vorgesehen werden. Statusmelder können
unter anderem LCD-Textnachrichten, Anzeigelichter und akustische Vorrichtungen
beinhalten. So können beispielsweise Betriebsstatusanzeigen,
so beispielsweise ein Parkbremsenanzeigelicht oder ein Arbeitsbremsenanzeigelicht,
vorgesehen sein. Die Steuerung bzw. Regelung 230 kann die
Betriebsstatusanzeigen bei jedem erfolgreichen Statusübergang
ein und ausstellen (wenn beispielsweise die Parkbremse freigegeben worden
ist), weshalb die Bedeutung der Anzeigen für den Fahrer/Bediener
selbsterklärend sein kann. Akustische Anzeigen, so beispielsweise
ein angenehmes Tonzeichen, können optische Anzeigen zudem
begleiten oder auch für sich alleine Verwendung finden,
um dem Fahrer zu vermitteln, dass ein Vorgang erfolgreich durchgeführt
worden ist.
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Darüber
hinaus können Fehleranzeigen, so beispielsweise ein Parkbremsendefektlicht,
ein Arbeitsbremsendefektlicht und/oder ein Limp-to-Roadside-Anzeigelicht,
vorgesehen sein. Die Fehleranzeigen können während
jedes Einschaltens des Zündschlüssels des Fahrzeuges
getestet werden, können jedoch normalerweise ausgeschaltet
sein, solange nicht die Steuerung bzw. Regelung 230 einen
Fehler entdeckt oder in den Limp-to-Roadside-Modus eintritt. Akustische
Anzeigen (so beispielsweise ein disharmonisches Summen) können
die optischen Fehleranzeigen begleiten oder allein für
sich Verwendung finden, um sicherzustellen, dass ein bestimmtes
Risiko erfasst worden ist.
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Die
Erfindung ist unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben worden. Änderungen und Abwandlungen erschließen
sich beim verständnisvollen Lesen der vorliegenden Druckschrift.
Es ist beabsichtigt, dass all diese Änderungen und Abwandlungen
insofern mitumfasst sind, als sie in den Schutzbereich der beigefügten
Ansprüche und der Äquivalente hiervon fallen.
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Zusammenfassung
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Vorgeschlagen
wird ein Fahrzeugluftbremsensystem mit einer verbesserten Betriebsarbeitsbremsenanordnung.
Die Anordnung kann eine Betriebsarbeitsbremsenfunktion oder sowohl
eine Betriebsarbeitbremsenfunktion wie auch eine Parkbremsenfunktion
für das Fahrzeug bereitstellen. Die Anordnung kann eine
verbesserte Betriebsarbeitsbremsenanordnung bereitstellen, die im
Inneren eines Gehäuses bereitgestellt ist, wodurch die
Anzahl der Komponenten und das erforderliche Plombieren zum Erreichen
dieser Funktionalität gegenüber aus dem Stand
der Technik bekannten Systemen verringert werden. Die Anordnung
kann ein Pneumatikverriegelungsventil verwenden, um druckbeaufschlagte Luft
zum Einsetzen der Fahrzeugbetriebsbremsen bereitzustellen. Das Pneumatikverriegelungsventil öffnet
bei Empfangen eines Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignals von einem
elektronisch gesteuerten bzw. geregelten Ventil und schließt
bei Empfangen eines Pneumatiksteuer- bzw. Regelsignals aus einer anderen
Quelle. Darüber hinaus können eine Steuerung bzw.
Regelung und eine Steuer- bzw. Regellogik zum Steuern bzw. Regeln
der Anordnung bereitgestellt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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