DE3205846C2 - - Google Patents
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- B60T8/3675—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems integrated in modulator units
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- B60T8/5081—Pressure release using a plurality of valves in parallel
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugbremsanlage,
insbesondere hydraulische Fahrzeugbremsanlage für
Schienenfahrzeuge, mit Radbremszylindern, denen Druckmittel
mit vorbestimmbarem Druck zuführbar ist, und mit einer
elektrischen Steuereinheit, die in Abhängigkeit von Eingangssignalen,
die bestimmten Bremsparametern entsprechen,
Steuerventile so ansteuert, daß ein gewünschter Bremszylinderdruck
erzeugt wird, welcher durch Druckmeßeinrichtungen,
die dem Bremszylinderdruck proportionale
elektrische Signale erzeugen, überwacht wird.
Eine derartige Fahrzeugbremsanlage ist aus der
DE-AS 24 34 677 bekannt. Im Prinzip handelt es sich hierbei
um einen geschlossenen Regelkreis für den Bremszylinderdruck,
bei dem der tatsächliche Bremszylinderdruck mit
einem in der Regel von Fahrzeugführer vorgegebenen Sollwert
verglichen wird und bei dem in Abhängigkeit von diesem
Vergleich der vorhandene Bremszylinderdruck beeinflußt, d. h.
erhöht, abgesenkt oder konstant gehalten wird.
In der Praxis treten jedoch öfters Fehler der einzelnen
Komponenten der Fahrzeugbremsanlage auf, insbesondere bei
den Druckmeßeinrichtungen. Der geschlossene Regelkreis ist
dann nicht mehr funktionsfähig. Es ist daher allgemein
üblich, Einrichtungen vorzusehen, die bestimmte Fehler feststellen
und bestimmte Gegenmaßnahmen auslösen. Bei der
DE-AS 24 34 677 wird bei Druckverlust eine Notbremsung ausgelöst
(vgl. Spalte 3, Zeile 27-29).
Für viele Störungsfälle ist diese "Gegenmaßnahme" jedoch
nicht erforderlich.
Eine ähnliche Fahrzeugbremsanlage ist aus der DE-PS 1 35 601
bekannt. Anstelle einer kontinuierlichen Überwachung des
Bremszylinderdruckes sind dort jedoch lediglich zwei druckempfindliche
Schalter vorgesehen, von denen der eine einen
Mindestdruck und der andere einen Höchstdruck überwacht.
Bei Unter- bzw. Überschreiten der Ansprechdrücke dieser
Schalter wird eine den Systemdruck erzeugende bzw. aufrechterhaltende
elektrische Pumpe ein- bzw. ausgeschaltet.
Für einen "Notbremsbetrieb" sind dort allgemein bekannte
Federspeicherzylinder vorgesehen, deren Federn bei Ausfall
des Systemdruckes für eine sichere Bremsung sorgen und die
auch ausreichend stark sind, eine "Parkbremsung" sicherzustellen.
Auch ist es aus dieser Druckschrift bekannt, die
Belastung des Fahrzeuges, eventuell vorhandene Anhänger,
ein Blockieren der Räder sowie die Wirkung einer elektrodynamischen
Bremse bei der Einstellung des Bremszylinderdruckes
zu berücksichtigen.
Weiterhin ist es allgemein bekannt (vgl. FR-PS 8 37 618,
DE-AS 17 55 615) für eine feinfühlige Druckregelung bzw.
Druckeinstellung mehrerer parallel geschaltete Ventile
unterschiedlichen Öffnungsquerschnittes vorzusehen, mit
denen unterschiedliche Gradienten des Druckanstiegs bzw.
Druckabfalls erhalten werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte
Fahrzeugbremsanlage dahingehend zu verbessern, daß bei
Ausfall von bestimmten Komponenten des Bremsdruckregelkreises
eine den Normalbedingungen möglichst gut angenäherte Bremsung
möglich ist.
Ausgehend von der DE-AS 24 34 677 wird die oben angegebene
Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
- - die Steuereinheit enthält einen Speicher (Tabelle), in welchen während eines ungestörten, über den Bremszylinderdruck geregelten Bremsbetriebes Werte des zeitlichen Verlaufes des Bremszylinderdruckes sowie die zugehörigen Stellungen der Steuerventile eingespeichert werden;
- - es sind Einrichtungen vorhanden, mit denen verschiedene Fehler der Fahrzeugbremsanlage und insbesondere eine Fehlfunktion der Druckmeßeinrichtungen feststellbar sind;
- - es sind Steuereinrichtungen in der Steuereinheit vorhanden, die auf vorbestimmte Fehler ansprechen und die Fahrzeugbremsanlage von geregelter Bremsung auf "adaptiv gesteuerte" Bremsung umschalten,
- - wobei bei "adaptiv gesteuerter" Bremsung die in dem Speicher abgespeicherten Werte abgerufen werden und zur Steuerung der Steuerventile dienen.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt in folgendem:
Solange kein Fehler aufgetreten ist, arbeitet die Fahrzeugbremsanlage als geschlossener Regelkreis mit Regelung des Bremszylinderdruckes. Bei bestimmten Fehlern, bei denen der geschlossene Regelkreis nicht mehr möglich ist, wird auf "adaptive Steuerung" umgeschaltet. Hierbei wird statt des gemessenen Istwertes des Druckes ein "simulierter" Wert des Druckes mit der Druckanforderung verglichen, wobei in Abhängigkeit von diesem Vergleich der Bremszylinderdruck "geregelt" wird (im streng reglungstechnischem Sinne liegt kein geschlossener Regelkreis mehr vor, sondern ein "offener Steuerkreis"). Der "simulierte" Druckwert wird einem Speicher (im folgenden "Tabelle" genannt) entnommen. In diese Tabelle wurden während der noch voll funktionierenden Regelung die gemessenen Druck-Istwerte in Abhängigkeit von der Betätigungszeit der Ventile abgespeichert. Während der "adaptiven Steuerung" werden diese Druckwerte in Abhängigkeit von Zeitkriterien abgerufen. Ergibt beispielsweise eine Druckanforderung, daß der Bremsdruck von 40 bar auf 50 bar angehoben werden soll, so wird der Tabelle entnommen, daß hierfür bestimmte Steuerventile für eine bestimmte Zeitdauer betätigt werden müssen.
Solange kein Fehler aufgetreten ist, arbeitet die Fahrzeugbremsanlage als geschlossener Regelkreis mit Regelung des Bremszylinderdruckes. Bei bestimmten Fehlern, bei denen der geschlossene Regelkreis nicht mehr möglich ist, wird auf "adaptive Steuerung" umgeschaltet. Hierbei wird statt des gemessenen Istwertes des Druckes ein "simulierter" Wert des Druckes mit der Druckanforderung verglichen, wobei in Abhängigkeit von diesem Vergleich der Bremszylinderdruck "geregelt" wird (im streng reglungstechnischem Sinne liegt kein geschlossener Regelkreis mehr vor, sondern ein "offener Steuerkreis"). Der "simulierte" Druckwert wird einem Speicher (im folgenden "Tabelle" genannt) entnommen. In diese Tabelle wurden während der noch voll funktionierenden Regelung die gemessenen Druck-Istwerte in Abhängigkeit von der Betätigungszeit der Ventile abgespeichert. Während der "adaptiven Steuerung" werden diese Druckwerte in Abhängigkeit von Zeitkriterien abgerufen. Ergibt beispielsweise eine Druckanforderung, daß der Bremsdruck von 40 bar auf 50 bar angehoben werden soll, so wird der Tabelle entnommen, daß hierfür bestimmte Steuerventile für eine bestimmte Zeitdauer betätigt werden müssen.
Bei Ausfall der Regelung kennt man in der Regel den zu
diesem Moment existierenden System- bzw. Bremszylinderdruck
nicht. Folglich muß, damit die "adaptive Steuerung" mit
einem dem tatsächlich existierenden Druck möglichst angenäherten
Druck arbeiten kann, vor Beginn der "adaptiven
Steuerung" der Systemdruck auf einen definierten Anfangsdruck
gebracht werden, von dem aus dann mit dem Abfragen
der Tabelle begonnen werden kann. Hierzu sieht die Erfindung
drei verschiedene Varianten vor:
- a) der Systemdruck wird zuvor auf Maximalwert (Notbremsung) gebracht;
- b) der Systemdruck wird zuvor auf Minimaldruck (vollständiges Lösen der Bremsen) gebracht;
- c) der Systemdruck wird zuvor auf einen zwischen diesen Werten liegenden Bezugsdruck gebracht, der durch das Ansprechen eines zusätzlichen Druckschalters definiert ist und von letzterem überwacht bzw. erfaßt wird. Der Druckwert, bei dem der zusätzliche Druckschalter umschaltet (bzw. die Druckwerte, sofern eine Hysterese vorhanden ist), ist in der Tabelle abgespeichert.
Die Fahrzeugbremsanlage nach der Erfindung kann so aufgebaut
sein, daß sie im Falle der adaptiven Steuerung mit
ein und demselben der oben genannten drei Bezugsdrücke
arbeitet. Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung
wird jedoch in Abhängigkeit bestimmter Einflußgrößen im
jeweiligen Einzelfalle einer der drei möglichen Werte des
Bezugsdruckes ausgewählt. Im Einzelnen sind folgende
Möglichkeiten vorgesehen:
Liegt bei Einleitung der "adaptiven Steuerung" eine Bremsdruckanforderung in Richtung starker Erhöhung des Bremsdruckes vor, so wird der Bremsdruck auf den maximalen Wert eingesteuert, wobei dann für die "adaptive Steuerung" der maximale Druck als Bezugsdruck verwendet wird;
liegt dagegen bei Beginn der "adaptiven Steuerung" eine Bremsdruckanforderung in Richtung auf vollständiges Lösen des Bremsdruckes vor, beispielsweise unmittelbar vor einem Anfahren in einem Bahnhof, so wird der Bremsdruck auf seinen minimalen Wert gebracht, wobei dieser minimale Wert dann als Anfangsbezugsdruck verwendet wird;
in allen anderen Fällen wird die Stellung des Druckschalters überprüft, womit festgestellt wird, ob der momentan vorhandene Systemdruck oberhalb oder unterhalb des Bezugsdruckes liegt. Je nach Ergebnis dieser Überprüfung wird durch Betätigung der entsprechenden Steuerventile der Systemdruck solange abgesenkt oder erhöht, bis der Druckschalter umgeschaltet hat. Im Moment des Umschaltens des Druckschalters liegt der Bezugsdruck als Systemdruck vor, so daß die adaptive Steuerung ausgehend von diesem Druck, der in der Tabelle abgespeichert ist, arbeiten kann. Im Moment des Umschaltens des Druckschalters werden die entsprechenden Steuerventile so betätigt, daß der in diesem Moment vorhandene Bezugsdruck für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten wird. Hierdurch kann sich das System stabilisieren. Diese "Stabilisierungszeit" kann für "Bremsenlösen" und "Bremsenanlegen" verschieden lang sein.
Liegt bei Einleitung der "adaptiven Steuerung" eine Bremsdruckanforderung in Richtung starker Erhöhung des Bremsdruckes vor, so wird der Bremsdruck auf den maximalen Wert eingesteuert, wobei dann für die "adaptive Steuerung" der maximale Druck als Bezugsdruck verwendet wird;
liegt dagegen bei Beginn der "adaptiven Steuerung" eine Bremsdruckanforderung in Richtung auf vollständiges Lösen des Bremsdruckes vor, beispielsweise unmittelbar vor einem Anfahren in einem Bahnhof, so wird der Bremsdruck auf seinen minimalen Wert gebracht, wobei dieser minimale Wert dann als Anfangsbezugsdruck verwendet wird;
in allen anderen Fällen wird die Stellung des Druckschalters überprüft, womit festgestellt wird, ob der momentan vorhandene Systemdruck oberhalb oder unterhalb des Bezugsdruckes liegt. Je nach Ergebnis dieser Überprüfung wird durch Betätigung der entsprechenden Steuerventile der Systemdruck solange abgesenkt oder erhöht, bis der Druckschalter umgeschaltet hat. Im Moment des Umschaltens des Druckschalters liegt der Bezugsdruck als Systemdruck vor, so daß die adaptive Steuerung ausgehend von diesem Druck, der in der Tabelle abgespeichert ist, arbeiten kann. Im Moment des Umschaltens des Druckschalters werden die entsprechenden Steuerventile so betätigt, daß der in diesem Moment vorhandene Bezugsdruck für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten wird. Hierdurch kann sich das System stabilisieren. Diese "Stabilisierungszeit" kann für "Bremsenlösen" und "Bremsenanlegen" verschieden lang sein.
Generell ist es vorteilhaft, wenn eine Druckmessung nur dann
vorgenommen wird, wenn kein Fluß des Strömungsmittels vorhanden
ist, da bei einem solchen Fluß große Meßfehler auftreten.
Weiterhin ist darauf zu achten, daß während der Druck-
Stabilisierungsphase die Steuerventile nicht umschalten.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält
jede Steuereinheit zwei Mikroprozessoren, die die
folgenden drei Grundfunktionen ausführen:
- 1. Steuer- bzw. Regelfunktionen
- 2. Überwachungsfunktionen des eigenen Systems,
- 3. Überwachungsfunktionen für andere Systeme.
Zu den Überwachungsfunktionen gehört hierbei auch die Anzeige
von Fehlern und das Auslösen der vorgesehenen Gegenmaßnahmen.
Die erwähnten Steuer- und Regelfunktionen gliedern sich
wie folgt auf:
- 1. normales (geregeltes) Bremsenlösen (Fig. 9A)
- 2. normales (geregeltes) Bremsenanlegen (Fig. 9B)
- 3. Einleitung der "adaptiven Steuerung" (Herstellen des Bezugsdruckes) (Fig. 9C)
- 4. adaptiv gesteuertes Bremsenanlegen (Fig. 9D)
- 5. adaptiv gesteuertes Bremsenlösen (Fig. 9E).
Die Überwachungsfunktionen für das eigene System enthalten
im einzelnen folgende Funktionen:
- 1) Überprüfen des Bremsenlösens (Fig. 11A)
- 2) Überprüfen des Bremsenanlegens (Fig. 11B)
- 3) Überprüfen des Haltens des Bremsen (Fig. 11C)
- 4) Überprüfen der Funktionsfähigkeit des Druckwandlers (Fig. 11D)
- 5) Überprüfen bzw. Justieren des Druckwandlers (Fig. 11E)
- 6) Überprüfen der adaptiven Steuerung (Fig. 11F))
- 7) Überprüfen der Magnetventile (Fig. 11G).
Zusätzlich kann auch das Abschalten des Blockier- und/oder
Schleuderschutzes überwacht werden.
Die Überwachungsfunktionen für andere Systeme (z. B. in Form einer Kreuzprüfung)
beinhalten folgendes:
- a) Überwachen des Stromes der Magnetventilspulen, insbesondere Überwachen, daß die Ventile für Bremsdruckerhöhen und Bremsdrucksenken nicht gleichzeitig geöffnet sind;
- b) Überwachen der Bremsdruckanforderung und der hierauf erfolgten Antwort des anderen Systems während des Bremsenanlegens und Bremsenlösens;
- c) Überwachen, daß nicht beide Systeme gleichzeitig abgeschaltet sind.
Bei der Überwachung des eigenen Systems dient die Überwachung
des Bremsenlösens dazu, festklemmende Bremsbacken,
defekte Druckwandler oder defekte Druckschalter zu ermitteln.
Es wird hierbei überprüft, ob während eines Lösevorganges
der Systemdruck gleichmäßig absinkt und daß der
Druckschalter bei dem voreingestellten Wert umschaltet.
Bei dem Überwachen des Bremsenanlegens werden Lecks des
Drucksystems, defekte Druckwandler oder defekte Druckschalter
festgestellt. Im einzelnen wird hierbei überwacht,
daß der Systemdruck während des Bremsenanlegens wie
erwartet steigt und daß während der Anforderung "Druck
konstanthalten" keine Ventile öffnen.
Zusätzlich kann bei der Überprüfung des Bremsenanlegens
ein möglicherweise vorhandenes Leck durch ein "Isolierungsventil"
eingegrenzt werden, wobei nach Betätigen dieses
Ventils die Überprüfung erneut vorgenommen wird.
Bei einem "Leck" der Ventile, d. h. wenn die Ventile nicht
vollständig schließen, was z. B. durch Verunreinigungen
an den Ventilsitzen erfolgen kann, ist ein "Spülvorgang"
vorgesehen, bei dem Druckmittel mit hohem Druck durch das
dann vollständig geöffnete Ventil fließt und eventuell
vorhandene Verunreinigungen fortspült.
Die oben erwähnte Überprüfung und Justierung des Druckwandlers
bei dem Druck "Null" kann zur Eliminierung einer
Nullpunktdrift bzw. eines Offset-Fehlers vorgenommen werden.
Generell ist noch anzumerken, daß die Steuer- und Regelfunktion
der Mikroprozessoren in an sich bekannter Weise
noch folgendes enthalten kann:
- Eine Lastaufteilung zwischen elektrodynamischer Bremse und Reibungsbremse;
- Berücksichtigung des Einflusses des Zuggewichtes bzw. der Beladung;
- Ruckbegrenzung und Blockier- und/oder Schleuderschutz.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung sind im einzelnen den Unteransprüchen zu
entnehmen.
Generell ist noch darauf hinzuweisen, daß die Erfindung
nicht auf Fahrzeugbremsen beschränkt ist. Sie kann vielmehr
überall dort angewandt werden, wo ein Hydraulik-Druck in
einem Hydraulik-Zylinder mit großer Sicherheit und Genauigkeit
eingesteuert werden soll, wie z. B. bei Arbeitsmaschinen
etc.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit den Figuren ausführlicher
geschildert. Es zeigt
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Fahrzeugbremsanlage
der Erfindung;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung des hydraulischen Teiles
der Fahrzeugbremsanlage;
Fig. 3 und Fig. 3A eine Prinzipdarstellung der Steuerventile des
hydraulischen Teiles der Fahrzeugbremsanlage;
Fig. 4A und 4B den zeitlichen Verlauf des Hydraulikdruckes
in Abhängigkeit von der Stellung der einzelnen
Ventile;
Fig. 5 den zeitlichen Verlauf des Hydraulikdruckes bei
linearer Änderung der Druckanforderung (Auflösungsvermögen);
Fig. 6 schematisch den mechanischen Aufbau der Steuerventile;
Fig. 7 ein Prinzipschaltbild ähnlich Fig. 1;
Fig. 8 ein generelles Flußdiagramm von Steuer- bzw.
Regelungsvorgängen bei der Fahrzeugbremsanlage
nach der Erfindung;
Fig. 9A-E detailliertere Flußdiagramme der einzelnen
Steuer- bzw. Regelungsvorgänge der Fig. 8;
hierzu zeigt
Fig. 9A das normale, d. h. geregelte Bremsenanlegen;
Fig. 9B das normale, d. h. geregelte Bremsenlösen;
Fig. 9C die Vorbereitung der "adaptiven Steuerung (OL)";
Fig. 9D das gesteuerte (OL) Bremsenanlegen;
Fig. 9E das gesteuerte (OL) Bremsenlösen;
Fig. 10 ein generelles Flußdiagramm der Überwachungsvorgänge;
Fig. 11A-G detailliertere Flußdiagramme der einzelnen
Überwachungsvorgänge der Fig. 10; hierbei zeigt
im einzelnen:
Fig. 11A das Überprüfen des Bremsenlösens;
Fig. 11B das Überprüfen des Bremsenanlegens;
Fig. 11C das Überprüfen bei Anforderung eines konstanten
Bremsdrucks;
Fig. 11D das Überprüfen des Druckwandlers;
Fig. 11E das Überprüfen bzw. Justieren des Druckwandlers
bei dem Druck "Null";
Fig. 11F das Überprüfen der adaptiven Steuerung (OL) und
Fig. 11G das Überprüfen von Fehlern der Magnetventile.
Bevor im einzelnen mit der Figurenbeschreibung begonnen
wird, sei eine Liste der im folgenden verwendeten Abkürzungen
angegeben: Hierbei bedeutet:
P = Druck
BRK = Bremse
DBFB = Rückkoppelung dynamische Bremse
WSP = Raddrehzahl bzw. Gleiten des Rades
PTR = Druckwandler bzw. dessen Ausgangssignal
Psw = Druckschalter bzw. dessen Zustand
FB = Reibungsbremse
FBC = Steuerung der Reibungsbremse
FBFB = Rückkopplungssignal der Reibungsbremse (z. B. von PTR)
Sol.Valv = Magnetventil
Man.Cut = manuelles Abschalten
El.Cut = elektrisches Abschalten
BCU = Bremssteuereinheit
PBU = Parkbremseinheit
HPU = Hydraulik-Energie-Versorgung
OL = Steuerung (offener Steuerkreis)
BRK = Bremse
DBFB = Rückkoppelung dynamische Bremse
WSP = Raddrehzahl bzw. Gleiten des Rades
PTR = Druckwandler bzw. dessen Ausgangssignal
Psw = Druckschalter bzw. dessen Zustand
FB = Reibungsbremse
FBC = Steuerung der Reibungsbremse
FBFB = Rückkopplungssignal der Reibungsbremse (z. B. von PTR)
Sol.Valv = Magnetventil
Man.Cut = manuelles Abschalten
El.Cut = elektrisches Abschalten
BCU = Bremssteuereinheit
PBU = Parkbremseinheit
HPU = Hydraulik-Energie-Versorgung
OL = Steuerung (offener Steuerkreis)
Diese Abkürzungen erscheinen im wesentlichen in den
Fig. 1, 2 und 7.
P sys; Ps = Systemdruck (gemessen oder aus der Tabelle)
P sw = Zustand des Druckschalters
P dem = angeforderter Druck
P old = "alter Druck" (bei Änderung der Anforderung)
P new = "neuer Druck" (beim nächsten Schritt während der Steuerphase)
P inshot = eingesteuerter Druck; wenn P s < P inshot erfolgt normaler Betrieb nur mit Ventil V 1
P jerk = Druckanforderung bei Ruckbegrenzung (P jerk = RT + P old)
R = ruckbegrenzte Anlege-/Löse-Geschwindigkeit
t = kleines Zeitinkrement
t d = Verzögerungszeit (aus Tabelle)
Δ t = verstrichene Zeit
tol = Toleranzwert
T s = Empfindlichkeit des Druckwandlers (bar/Volt)
v = Spannung des Druckwandlers
z = gemessener Druck (bar) am Druckwandler
z₁ = Systemrestdruck (bar)
v o = Offset-Spannung (Volt) des Druckwandlers bei Druck "Null"
X A = alter Druckgradient, d. h.
P sw = Zustand des Druckschalters
P dem = angeforderter Druck
P old = "alter Druck" (bei Änderung der Anforderung)
P new = "neuer Druck" (beim nächsten Schritt während der Steuerphase)
P inshot = eingesteuerter Druck; wenn P s < P inshot erfolgt normaler Betrieb nur mit Ventil V 1
P jerk = Druckanforderung bei Ruckbegrenzung (P jerk = RT + P old)
R = ruckbegrenzte Anlege-/Löse-Geschwindigkeit
t = kleines Zeitinkrement
t d = Verzögerungszeit (aus Tabelle)
Δ t = verstrichene Zeit
tol = Toleranzwert
T s = Empfindlichkeit des Druckwandlers (bar/Volt)
v = Spannung des Druckwandlers
z = gemessener Druck (bar) am Druckwandler
z₁ = Systemrestdruck (bar)
v o = Offset-Spannung (Volt) des Druckwandlers bei Druck "Null"
X A = alter Druckgradient, d. h.
Y A = neuer Druckgradient, d. h.
Diese Abkürzungen werden überwiegend in den Fig. 8,
9, 10 und 11 verwendet.
Zusätzlich werden folgende Programmflags verwendet:
OLOOP = Prüfung der Steuerung (Werte: 0, 1; 2) System-Zustands-Indikator
PRESA, PRESR, PRESS, PREST = Zustand des Druckschalters (Werte: 0, 1)
FEHLER = Fehlerindikator
Werte:
0 = Normaler Betrieb
1 = Normaler Betrieb, Blockier- und Schleuder-Schutz ausgefallen
2 = Normaler Betrieb; falls jedoch weiterer Fehler auftritt: Fehler 4
3 = OL Steuerung
4 = Sofern weiteres Fahrzeug nicht isoliert ist: System isolieren.
VALV = Zustand der Ventile (Werte: 0, 1)
JUMP, SKIP = Sprungbefehle (Werte: 0, 1)
SWT = Druckschalter-Fehlerindikator (Werte: 0, 1)
COUNT, FIRST, STRTP, FLUSH = Anzahl der Druckläufe beim Abfragen der Fehlerindikatoren (Werte: 0, 1)
LEAK = System-Fehler-Indikator (Werte: 0, 1)
VFLT = Bremsventilfehler
Werte:
0 = System in Ordnung
1 = Fehler: Bremsanlegeventil
2 = Fehler: Bremslöseventil
3 = möglicher Schlauchbruch
4 = nicht identifizierbarer Fehler
PRESA, PRESR, PRESS, PREST = Zustand des Druckschalters (Werte: 0, 1)
FEHLER = Fehlerindikator
Werte:
0 = Normaler Betrieb
1 = Normaler Betrieb, Blockier- und Schleuder-Schutz ausgefallen
2 = Normaler Betrieb; falls jedoch weiterer Fehler auftritt: Fehler 4
3 = OL Steuerung
4 = Sofern weiteres Fahrzeug nicht isoliert ist: System isolieren.
VALV = Zustand der Ventile (Werte: 0, 1)
JUMP, SKIP = Sprungbefehle (Werte: 0, 1)
SWT = Druckschalter-Fehlerindikator (Werte: 0, 1)
COUNT, FIRST, STRTP, FLUSH = Anzahl der Druckläufe beim Abfragen der Fehlerindikatoren (Werte: 0, 1)
LEAK = System-Fehler-Indikator (Werte: 0, 1)
VFLT = Bremsventilfehler
Werte:
0 = System in Ordnung
1 = Fehler: Bremsanlegeventil
2 = Fehler: Bremslöseventil
3 = möglicher Schlauchbruch
4 = nicht identifizierbarer Fehler
Die Fahrzeugbremsanlage nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung enthält allgemein pro Drehgestell des Fahrzeuges
zwei Bremszylinder und eine Bremssteuereinheit (BCU),
die mit Hydraulikenergie aus einer einzigen Hydraulikenergiequelle
versorgt werden. Der Speisedruck liegt
zwischen 113 bar und 134 bar. Als Fluid ist z. B. das
Hydrauliköl des Typs Brayco 776 RP der Firma Bray Oil
Company geeignet.
Die Hauptkomponenten des Hydraulik-Kreises sind in
den Fig. 2, 3 und 3A gezeigt. Die Bremssteuereinheit
enthält 4 separat ansteuerbare Magnetventile, von denen
die Ventile V 1 und V 2 (Fig. 3A) "Einlaßventile" für
die Erhöhung des Bremsdruckes und die Ventile V 3 und V 4
Auslaßventile für das Lösen der Bremsen sind. Die
Anordnung der Magnetventile ist nach Prinzipien der
Ausfallsicherheit vorgenommen, d. h. die Einlaßventile V 1 und V 2
werden für das Bremsenanlegen entregt (von elektrischer
Energiezufuhr abgetrennt), während sie für ein "Druckhalten"
erregt (mit elektrischer Energie versorgt)
sind. Entsprechend sind die Auslaßventile V 3 und V 4 für das Bremsdruckhalten
entregt, während sie für das Bremsenlösen
erregt sind. Alle Spulen der Magnetventile arbeiten
bei einer Versorgungsspannung von 24-40 Volt Gleichspannung
und erfordern einen Strom, der bei 37 Volt
Gleichspannung nicht größer als 1,5 Amp. ist. Die Durchflußgeschwindigkeit
des Fluids durch die 4 Magnetventile
hängt von dem jeweiligen Einsatzzweck ab, wobei für
eine Schienenfahrzeugbremse bei einem Differenzdruck
von 120 bar beispielsweise folgende Werte zweckmäßig
sind:
Ventil V 1 und V 3 3,8 l/min
Ventil V 2 und V 4 8 l/min.
Ventil V 2 und V 4 8 l/min.
In Fig. 3 und 3A sind die bisher hinsichtlich ihrer Funktion als
Ventile V 1 bis V 4 bezeichneten Ventile auch als Steuerventile 100,
101, 103 und 104 bezeichnet.
Das Bremssteuerventil enthält ein Druckminderventil,
das den maximalen Bremszylinderdruck auf 83 bar begrenzt.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, hat das System (z. B.
die Bremszylinder) von der Bremssteuereinheit aus gesehen
eine nicht-lineare Charakteristik. Zum Bremsenanlegen
werden die Ventile V 1 und V 2 gleichzeitig entregt,
so daß der Bremszylinderdruck nach einer gewissen Zeit
einen beträchtlichen Wert erreicht hat. Dieser Vorgang
(vgl. auch Fig. 4A) wird als "Bremsdruckeinsteuern"
bezeichnet (vgl. den Druck P inshot). Eine genaue Einstellung
des Bremszylinderdruckes wird danach nur noch
durch Betätigung des Ventiles V 1 erreicht.
In ähnlicher Weise wird beim Bremsdruckabsenken eine
genaue Einstellung des Bremszylinderdruckes lediglich
durch Betätigung des Ventiles V 3 erreicht. Das Ventil V 4
dient für einen schnellen Druckabbau während eines
Einsatzes des Blockierschutzteiles des Systems. Das Ventil
V 2 kann zusätzlich dazu verwendet werden, den Bremsdruck
nach einer Blockierschutzauslösung schnell wieder
aufzubauen.
Das Hydrauliksystem besitzt auch ein Brems-Absperrventil.
Es handelt sich hierbei um ein zusätzliches Magnetventil,
dessen Erregung zu einem Druckabbau des Bremszylinderdruckes
und zu einer Trennung des Bremssteuerventils
von den Bremszylindern führt. Bei normalem Betrieb
ist dieses Ventil folglich entregt.
Für jeden Wagen des Fahrzeuges sind ein Druckwandler
sowie zwei Druckschalter vorgesehen. Der Druckwandler
liefert ein dem gemessenen Druck proportionales elektrisches
Ausgangssignal, das beispielsweise bei dem Druck
von 0 bar bei 1 Volt und bei 83 bar bei 11 Volt liegt.
Einer der Druckschalter für den Speisedruck öffnet,
sobald der Druck unter 110 bar fällt und ist somit
normalerweise geöffnet. Der andere Druckschalter überwacht
den Bremszylinderdruck und öffnet, sobald dieser
Druck 22 bar überschreitet; er ist daher normalerweise
geschlossen.
Jedem Wagen des Fahrzeuges ist ein Mikroprozessor zugeordnet,
der die folgenden Signale empfängt und unabhängig
auswertet:
- - Brems- und Drucksignale;
- - Rückkopplungssignale der dynamischen Bremse;
- - Belastungs- und Drehzahlsignale aller 4 Achsen; und
- - Signale des Druckwandlers und der Druckschalter des entsprechenden Wagens.
Jeder Mikroprozessor soll das Bremsanforderungssignal
auswerten und es entsprechend dem Beladungssignal und
dem Rückkopplungssignal der dynamischen Bremse modifizieren
und dann die Reibungsbremse des zugeordneten
Wagens regeln bzw. steuern. Jeder Mikroprozessor enthält
eine eigene Überwachungseinheit, die die Funktionsfähigkeit
seines eigenen Regelungs- bzw. Steuersystems
überwacht sowie die der zugeordneten Komponenten. Zusätzlich
überwacht jeder Mikroprozessor die Steuer- und
Überwachungsfunktionen des Mikroprozessors des anderen
Wagens des Fahrzeuges.
In Fig. 1 sind vier Räder eines Fahrzeuges schematisch
mit den Bezugszeichen 1, 2, 3 bzw. 4 bezeichnet. Jedes
Rad hat eine Reibungsbremse bekannter Bauart, welches
über Radbremszylinder 5, 6, 7, 8 betätigt wird. Eine
hydraulische Energie-Versorgungseinheit 9 (HPU) bekannter
Bauart (d. h. mit Druckmittelquelle, Reservoir etc.)
versorgt Bremssteuereinheiten 10 bzw. 11 (BCU) über
eine Druckleitung 12 mit Druckmittel, wie z. B. unter
Druck stehendem Hydrauliköl. Die beiden Bremssteuereinheiten
10 und 11 sind über eine Rücklaufleitung 13 mit
der Hydraulik-Energie-Versorgungseinheit 9 zurückverbunden.
Über Druckleitungen 14, 15, 16 bzw. 17 sind die
Radbremszylinder 5, 6, 7 bzw. 8 mit den zugeordneten
Bremssteuereinheiten 10 bzw. 11 verbunden. Im einzelnen
ist die Bremssteuereinheit 10 über die Druckleitungen
14 bzw. 15 mit den Radbremszylindern 5 bzw. 6 verbunden,
während die Bremssteuereinheit 11 über die Druckleitungen
16 bzw. 17 mit den Radbremszylindern 7 bzw. 8 verbunden
ist.
Weiterhin ist für die Räder eines Drehgestells eine Park-Brems-
Einheit 20 (PBU) vorgesehen, die über die Druckleitungen
18 bzw. 19 die Radbremszylinder 5 bzw. 6 mit Druck
beaufschlagt. Die Parkbremseinheit 20 kann manuell oder
elektrisch betätigt werden.
Den beiden Bremssteuereinheiten 10 bzw. 11 ist jeweils
eine Steuereinheit zugeordnet, wobei die beiden Steuereinheiten
auch miteinander verkoppelt sind. In Fig. 1 sind
diese Steuereinheiten funktionsmäßig aufgeteilt in jeweils
eine Steuereinheit 21 bzw. 23 und eine Überwachungseinheit
22 bzw. 24. In der Praxis sind jeweils eine
Steuereinheit und ihre zugeordnete Überwachungseinheit
zu einem Mikroprozessor zusammengefaßt. Die Einheiten 21
und 22 sind hierbei der Bremssteuereinheit 10 zugeordnet,
während die Einheiten 23 und 24 der Bremssteuereinheit
11 zugeordnet sind.
Die Steuereinheit 21 hat hierbei folgende Eingänge:
Über eine Leitung 26, die an eine Zugleitung 25 angeschlossen ist, werden Druck-Signale (P-Signal und Bremsanforderungssignale (BRK) zugeführt. Über Leitungen 28 und 29 werden dem Fahrzeuggewicht bzw. der Fahrzeugbeladung proportionale Signale aus einem geeigneten Wandler, wie z. B. einem Luftbalg-Druckmesser zugeführt. Über eine Leitung 32 wird ein Rückkopplungssignal (DBFB) der dynamischen Fahrzeugbremse zugeführt.
Über eine Leitung 26, die an eine Zugleitung 25 angeschlossen ist, werden Druck-Signale (P-Signal und Bremsanforderungssignale (BRK) zugeführt. Über Leitungen 28 und 29 werden dem Fahrzeuggewicht bzw. der Fahrzeugbeladung proportionale Signale aus einem geeigneten Wandler, wie z. B. einem Luftbalg-Druckmesser zugeführt. Über eine Leitung 32 wird ein Rückkopplungssignal (DBFB) der dynamischen Fahrzeugbremse zugeführt.
Über Leitungen 36 bzw. 37 werden von einem (nicht dargestellten)
Raddrehzahlgeber Signale (WSP) zugeführt,
die der momentanen Raddrehzahl der Räder 1 bzw. 2 entsprechen.
Weiterhin wird über eine Leitung 40 von der Bremssteuereinheit
10 ein Rückkopplungssignal (FBFB) der Reibungsbremse
zugeführt, welches insbesondere das Ausgangssignal
eines (nicht dargestellten) Druckwandlers ist.
Schließlich werden über weitere Leitungen 34, 42, 44,
auf die weiter unten eingegangen wird, der Steuereinheit
21 Signale von ihrer zugeordneten Überwachungseinheit
22 zugeführt.
Die Ausgänge der Steuereinheit 21 führen folgende Signale:
Über Leitungen 48 werden den einzelnen Steuerventilen der Bremssteuereinheit 10 Steuersignale zugeführt, die für eine Betätigung (Öffnen oder Schließen) der Ventile sorgen. Über eine Leitung 50 wird bei bestimmten Betriebszuständen die dynamische Bremse abgeschaltet.
Über Leitungen 48 werden den einzelnen Steuerventilen der Bremssteuereinheit 10 Steuersignale zugeführt, die für eine Betätigung (Öffnen oder Schließen) der Ventile sorgen. Über eine Leitung 50 wird bei bestimmten Betriebszuständen die dynamische Bremse abgeschaltet.
Weiterhin wird über eine Leitung 46 ein Steuersignal
für die Reibungsbremse an die Überwachungseinheit 22
übermittelt. Über die schon erwähnten Leitungen 42
und 44 werden zwischen der Steuereinheit 21 und der Überwachungseinheit
22 Signale der Raddrehzahl bzw. Gleit-
und Schleuderschutzsignale (WSP) und Signale des Druckwandlers
(PTR) ausgetauscht. Das generelle Ausgangssignal
der Überwachungseinheit 22, das letztlich das Endergebnis
der Überwachungsfunktion darstellt, wird über
die Leitung 34 an die Steuereinheit 21 übertragen.
Die Überwachungseinheit 22 hat folgende zusätzliche
Eingänge:
Über eine Leitung 52 wird von der Bremssteuereinheit 10 ein Signal (P sw) übermittelt, das die Stellung des (nicht dargestellten) Druckschalters definiert. Über die Leitungen 54 bzw. 55 wird die Überwachungseinheit 22 mitgeteilt, ob die Bremse manuell oder elektrisch abgetrennt bzw. isoliert wurde. Weiterhin sind Eingänge der Überwachungseinheit 22 auch mit den schon erwähnten Leitungen 40 und 48 verbunden. Schließlich erhält die Überwachungseinheit 22 über Leitungen 59 bzw. 60 Signale der anderen Steuereinheit 23 bzw. der anderen Bremssteuereinheit 11. Im einzelnen handelt es sich hierbei um die Magnetventilbetätigungssignale der anderen Bremssteuereinheit sowie um Signale des Druckwandlers (und des Druckschalters) der anderen Bremssteuereinheit 11.
Über eine Leitung 52 wird von der Bremssteuereinheit 10 ein Signal (P sw) übermittelt, das die Stellung des (nicht dargestellten) Druckschalters definiert. Über die Leitungen 54 bzw. 55 wird die Überwachungseinheit 22 mitgeteilt, ob die Bremse manuell oder elektrisch abgetrennt bzw. isoliert wurde. Weiterhin sind Eingänge der Überwachungseinheit 22 auch mit den schon erwähnten Leitungen 40 und 48 verbunden. Schließlich erhält die Überwachungseinheit 22 über Leitungen 59 bzw. 60 Signale der anderen Steuereinheit 23 bzw. der anderen Bremssteuereinheit 11. Im einzelnen handelt es sich hierbei um die Magnetventilbetätigungssignale der anderen Bremssteuereinheit sowie um Signale des Druckwandlers (und des Druckschalters) der anderen Bremssteuereinheit 11.
Die Überwachungseinheiten 22 und 24 sind auch noch
über eine weitere Leitung 61 miteinander verbunden, über
welche Signale für eine wechselseitige Überprüfung übermittelt
werden. Schließlich gibt die Überwachungseinheit
22 über eine Leitung 58 ein Signal für ein elektrisches
Abschalten der Bremssteuereinheit 10 ab, sowie über
eine Leitung 62 ein Informationssignal an ein Steuerpult
bzw. an die Zugleitung 25.
Wie oben erwähnt, sind die Steuereinheiten 21 bzw.
23 und die Überwachungseinheiten 22 bzw. 24 gleich
aufgebaut und empfangen daher auch über vergleichbare
Leitungen vergleichbare Signale. Eine detaillierte Beschreibung
der Steuereinheit 23 sowie der Überwachungseinheit
24 erübrigt sich daher. Kurz zusammengefaßt entsprechen
sich folgende Leitungen paarweise:
26-27; 28-30; 29-31; 32-33; 34-35; 36-38;
37-39; 40-41; 42-43; 44-45; 46-47; 48-49;
50-51, 52-53; 54-56; 55-57; 58-59; 59′-65;
60-64; 62-63.
Kurz zusammengefaßt führen die Steuereinheiten 21 bzw.
23 folgende Funktionen aus bzw. enthalten folgende
Baugruppen:
In einem Decoder werden ankommende Signale decodiert
und in ein geeignetes Format gebracht.
In einer ersten Untergruppe wird das Zuggewicht bzw.
die Beladung berücksichtigt, d. h. die letztlich erzeugte
Bremskraft wird in Abhängigkeit von dem Zuggewicht
bzw. der Beladung modifiziert.
In einer zweiten Baugruppe wird die Bremskraft so modifiziert,
daß der Ruck, d. h. die zeitliche Änderung
der Verzögerung des Fahrzeuges begrenzt ist.
In einer dritten Untergruppe wird die Verzögerung korrigiert.
In einer vierten Untergruppe wird eine Eigenprüfung des
Systems vorgenommen und ein Totalausfall des Systems
angezeigt.
In einer fünften Untergruppe wird die Wirkung der
dynamischen Bremse berücksichtigt, wobei nach vorher
festgelegten Kriterien eine Lastaufteilung zwischen
dynamischer Bremse und Reibungsbremse vorgenommen
wird.
Eine sechste Untergruppe sorgt für eine Gleit- und/oder
Schleuderschutzfunktion, die in bekannter Weise so auf
das Bremssystem einwirkt, daß ein Gleiten oder Schleudern
der Fahrzeugräder verhindert wird.
Schließlich ist eine Druckwandler-Logik vorgesehen,
auf die weiter unten detaillierter eingegangen wird.
Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Dort
ist schematisch der Hydraulikteil der Fahrzeugbremsanlage
der Erfindung gezeigt. Gleiche Bezugszeichen (1 bis 20)
wie in Fig. 1 bezeichnen in gleiche Teile. Der Übersichtlichkeit
halber sind sämtliche elektrischen Leitungen
fortgelassen. Die Hydraulik-Energie-Versorgungseinheit
9 enthält ein Reservoir 71 mit einem Sensor 72,
der den Hydraulik-Pegel mißt. Zwei Pumpen 73 bzw. 74,
von denen eine beispielsweise mit 375 Volt Gleichspannung
und die andere mit Drehstrom angetrieben wird,
liefern über eine gemeinsame Leitung, in die ein Absperrventil
75 sowie ein Filter 76 eingeschaltet ist,
unter Druck stehendes Hydraulik-Fluid zu einem Akkumulator
77. An die Druckleitung zu dem Akkumulator
ist zur Überwachung der Pumpen noch ein Druckschalter
78 sowie ein Drucksensor 82 angeschlossen. Von dort
führt die Druckleitung über eine hydraulische Sicherung
79 zu der Druckleitung 12. Über ein Absperrventil 83 kann
die Druckleitung 12 direkt mit der Rücklaufleitung 13
verbunden werden.
Die jeweiligen Ausgänge der Pumpen 73 und 74 sind noch
über Prüfventile 80 mit der genannten Druckleitung verbunden.
Schließlich ist vor das genannte Absperrventil
75 noch ein Rücklaufventil 81 in die Druckleitung eingeschaltet,
dessen Auslaßseite über eine kurze Rücklaufleitung
zurück in das Reservoir 71 führt.
Die Druckleitung 12 führt zu den beiden identisch aufgebauten
Bremssteuereinheiten 10 bzw. 11. Am Eingang der
Bremssteuereinheit 11 ist ein Prüfventil 87 vorgesehen,
dessen Ausgang zu einem manuell betätigbaren Absperrventil
89 führt. Mittels dieses Ventils 89 kann die Druckleitung
12 innerhalb der Bremssteuereinheit 11 direkt mit der Rücklaufleitung
13 verbunden werden. Von diesem Ventil 89
führt die Druckleitung zu einem Akkumulator 88, wobei zuvor
in einer Stichleitung ein Druckschalter 90 vorgesehen
ist, der den Speisedruck überwacht. Über ein Filter
99 wird dann der Druck einem Steuerventil 84 zugeführt.
Dieses Steuerventil wird im Zusammenhang mit den
Fig. 3, 3A und 6 detaillierter beschrieben. An diesem
Steuerventil ist der oben bereits mehrfach erwähnte
Druckwandler 85 angebracht. Über ein Absperrventil 86
wird dann das Hydraulik-Druckmittel den Leitungen 16 bzw.
17 zugeführt. Ein weiterer Ausgang des Absperrventils 86
sowie entsprechende Anschlüsse der Steuerventile 84 sind
mit der Rücklaufleitung 13 verbunden.
Schließlich ist in dem gemeinsamen Abschnitt der Druckleitungen
16 und 17 innerhalb der Bremssteuereinheit 11
noch ein Druckschalter 91 vorgesehen, der den Druck der
Bremszylinder überwacht.
Die - wie oben erwähnt - die Bremssteuereinheiten 10
und 11 identisch aufgebaut sind, erübrigt sich eine
detailliertere Beschreibung der letzteren.
Die Druckleitung 12 und die Rücklaufleitung 13 sind
auch mit der Parkbremseinheit 20 verbunden. Im einzelnen
ist die Druckleitung 12 über ein Prüfventil 98 mit
einem Akkumulator 97 verbunden, von dem aus das Hydraulik-Druckmittel
über ein Druckreduzierventil 95 Parkbremsventilen
94 zuführbar ist. Diese Parkbremsventile
94 sind auch an die Rücklaufleitung 13 angeschlossen.
Der Ausgang der Parkbremsventile 94 ist über einen
Durchflußbegrenzer 93 mit einem Verzweigungsstück verbunden,
wobei in dessen Ausgangsleitungen Hydraulik-
Sicherungen 92 eingebaut sind. Der Ausgang dieser Hydraulik-Sicherungen
92 ist mit den Parkbremsleitungen 18
bzw. 19 verbunden. Zwischen die Parkbremsventile 94
und den Durchflußbegrenzer 93 ist noch ein Druckschalter
96 eingebaut.
Dem Fachmann ist klar, daß alle Meßeinrichtungen wie
z. B. Druckschalter bzw. Druckwandler und alle elektrisch
betätigbaren Ventile mit elektrischen Leitungen verbunden
sind, die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben
wurden. Beispielsweise ist die Leitung 41 (Fig. 1)
an den Druckwandler 85 (Fig. 2) angeschlossen. In ähnlicher
Weise führen die Leitungen 49 (Fig. 1) zu den
Steuerventilen 84 usw.
Fig. 3 zeigt schematisch die Schaltung der Steuerventile
84. Gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnen
gleiche Teile. Die Druckleitung 12 führt über ein federbelastetes
Druckbegrenzungsventil 108, welches bei Überschreiten
eines vorbestimmten Druckes die Druckleitung
12 mit der Rücklaufleitung 13 verbindet, zu Eingängen
elektro-magnetisch betätigbarer Steuerventile 100 und
101, die die Funktion von Einlaßventilen haben. Diese
beiden Ventile sind Umschaltventile, die in ihrem Ruhestand,
d. h. bei Abschaltung der elektrischen Erregung
durch die Kraft von Federn 104 bzw. 105 in ihrer Öffnungsstellung
gehalten werden. Die Durchlässe dieser Ventile
weisen verschiedene Öffnungsquerschnitte auf, was durch
eine Düse 109 bei dem Ventil 101 angedeutet ist.
Werden die Ventile 100 und 101 elektromagnetisch betätigt,
so schalten sie in eine Absperrstellung um.
Im Ruhezustand der Ventile 100 und 101 fließt das Hydraulik-Druckmittel
somit über die Leitung 12, das Druckbegrenzungsventil
108 und die Ventile 100 und 101 zu
einer Leitung 106, die an beide Ausgänge der Ventile
100 und 101 angeschlossen ist und die mit den Druckleitungen
16 und 17 und den Radbremszylindern 7 bzw. 8 verbunden
ist. In die Leitung 106 ist der Druckwandler 85
eingeschaltet.
Zusätzlich ist in diese Leitung über eine Stichleitung
eine "Elastizität" 107 eingeschaltet, die detaillierter
im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert wird. Die Funktion
dieser Elastizität liegt darin, daß gewisse Druckschwankungen,
bedingt durch Elastizitäten von Leitungen etc.
ausgeglichen werden können.
Die Leitung 106 ist zusätzlich mit Eingängen von zwei
weiteren elektromagnetisch betätigbaren Steuerventilen
102 und 103 verbunden, die die Funktion von Auslaßventilen
haben. Diese Ventile sind durch die Kraft von
Federn 110 bzw. 110′ in ihre Schließstellung gedrückt.
In ihrer Öffnungsstellung weisen diese Ventile ebenfalls
unterschiedliche Öffnungsquerschnitte auf, wie durch
eine Düse 111 bei dem Steuerventil 103 angedeutet. Zusätzlich
ist zwischen den Ausgang des Steuerventils 102 und die Rücklaufleitung
13 noch ein Rückschlagventil 112 geschaltet.
In der in Fig. 3 dargestellten Ruhestellung der Ventile
100-103 fließt das Hydraulik-Druckmittel über die
Ventile 100 und 101 direkt zu den Bremszylindern 7 bzw.
8. Durch die Parallelschaltung der beiden Ventile 100
und 101 kann sich hierdurch der Druck auch verhältnismäßig
schnell, d. h. mit steilem Gradienten aufbauen. Wird
eines der beiden Ventile 100 bzw. 101 erregt, während
alle anderen Ventile in ihrer Ruhestellung verbleiben,
so erfolgt durch den geringeren Öffnungsquerschnitt
ein langsamerer Druckaufbau. Durch Auswahl des Ventils
100 oder 101 kann die Druckanstiegsgeschwindigkeit
verändert werden, da die beiden Ventile unterschiedliche
Öffnungsquerschnitte haben.
Sind die Einlaßventile 100 und 101 erregt, während
die Auslaßventile 102 und 103 in ihrer Ruhestellung
sind, so ist die Druckleitung 106 gegenüber der Druckleitung
112 und der Rücklaufleitung 13 vollständig abgesperrt,
so daß der zuvor vorhandene Druck gehalten
wird. Werden darauf beide Auslaßventile 102 und 103
bzw. eines von ihnen erregt, so öffnet das entsprechende
Ventil, so daß das Druckmittel von der Leitung 106
zu der Rücklaufleitung 13 fließen kann.
Entsprechend dem durch die Erregung der Ventile bereitgestellten
Öffnungsquerschnitt erfolgt eine schnelle
oder langsame Druckabsenkung.
Das Rückschlagventil 112 verhindert, daß bei einem Druckgradienten
von der Rücklaufleitung 13 zu der Leitung
106, was beispielsweise bei Betätigung des Druckbegrenzungsventils
auftreten kann, Druckmittel in der Druckabsenkungsphase
zu den Bremszylindern fließen kann.
Fig. 3A zeigt eine ähnliche Schaltung der Bremssteuerventile.
Gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 3 bezeichnen
gleiche Teile. Gegenüber der Fig. 3 sind noch ein manuelles
und ein elektrisches Absperrventil 160 und 168 dargestellt
sowie der Druckschalter 162 und 167 und verschiedene
Rückschlagventile und ein Filter. Im einzelnen gelangt
das Fluid über die Speiseleitung 12, in die ein
Rückschlagventil eingeschaltet ist, gleichzeitig zu einem
Akkumulator 161, einem Druckschalter 162 und einer Parallelschaltung
aus einem Filter 163, einem Filterindikator
164 und einem Rückschlagventil 165. Der Druckschalter
162 ist der oben erwähnte Druckschalter für die Überwachung
des Speisedruckes.
Von dem Filter 163 gelangt das Fluid über ein Druckbegrenzungsventil
108, das dem Ventil 108 der Fig. 3 entspricht, zu den
Steuerventilen 100 und 101, die auch als Ventile
V 1 und V 2 benannt sind.
Die gemeinsame Ausgangsleitung dieser Steuerventile führt über das elektrische Absperrventil
168 zu den Leitungen 16 und 17, wobei bei betätigtem
Absperrventil 168 die gemeinsame Ausgangsleitung der
Steuerventile 100 und 101 mit der Rücklaufleitung 13 verbunden
ist.
Am Ausgang des elektrischen Absperrventils 168 ist der
Druckschalter 167 an die Leitung 16 angeschlossen, wobei
dieser Druckschalter 167 den Druck der Bremszylinder überwacht.
Zusätzlich sind die Leitungen 16 und 17 über ein
Rückschlagventil 166 mit der Ausgangsseite des manuellen
Absperrventils 160 verbunden.
Die übrigen Funktionen der in Fig. 3A dargestellten Bremssteuerventile
entsprechen denen der Fig. 3, so daß eine
weitere Beschreibung nicht erforderlich ist.
Fig. 4A zeigt den zeitlichen Verlauf des Bremszylinderdruckes
in Abhängigkeit von der Betätigung der einzelnen
Magnetventile während einer Druckaufbauphase; Fig. 4B
zeigt Entsprechendes für eine Druckabbauphase. Die Linie
P dem zeigt den zeitlichen Verlauf des angeforderten
Druckes, während die Linien +tol und -tol Toleranzwerte
des angeforderten Druckes bezeichnen. Der Druckverlauf
soll sich innerhalb des durch die beiden "Toleranzlinien"
bezeichneten Bereiches aufhalten. Liegt eine Anforderung
für eine Erhöhung des Bremsdruckes vor, so sind die Ventile
V 1 und V 2 entregt, d. h. geöffnet, so daß Druckmittel
durch sie hindurchfließt. Der Druck baut sich entsprechend
der nicht linearen Kennlinie auf, bis er von unten kommend
die Linie -tol erreicht. Zu diesem Zeitpunkt werden
die Ventile V 1 und V 2 erregt und somit geschlossen. Aufgrund
von Ansprechverzögerungen und Systemträgheiten
bleiben die Ventile nach der Erregung noch eine kurze
Zeitdauer bis zum Zeitpunkt t₁ geöffnet, so daß der Druck
noch weiter ansteigen kann. Hierbei kann es - wie dargestellt
- sogar vorkommen, daß der Druck geringfügig über
die Linie "+tol" überschwingt. Sodann wird der Druck
konstant gehalten, da alle Ventile geschlossen sind.
Wie eingangs erwähnt, werden beide Ventile V 1 und V 2
nur in der ersten Druckeinsteuerungsphase betätigt, während
darauffolgend nur noch das Ventil V 1 betätigt wird, während
das Ventil V 2 geschlossen bleibt.
Kurz bevor die untere Toleranzlinie -tol den konstant
gehaltenen Druck schneidet, wird das Ventil V 1 entregt,
worauf zum Zeitpunkt t₂, nach entsprechender Ansprechverzögerung,
das Ventil V 1 öffnet und einen weiteren Druckanstieg
ermöglicht.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß eine Druckmessung
mit dem Druckwandler zum Zeitpunkt t₂ durchgeführt wird,
da zu diesem Zeitpunkt sichergestellt ist, daß eventuelle
Druckschwankungen abgeklungen sind und der Druck sich
stabilisiert hat. Der zum Zeitpunkt t₂ erhaltene Druck
wird dann rückwirkend dem Zeitpunkt t₁ zugeordnet.
Die weitere Druckerhöhung geschieht - wie aus Fig. 4A
zu erkennen - stufenförmig durch abwechselndes Öffnen
und Schließen des Ventils V 1, bis der gewünschte Druckwert
erreicht ist.
In ähnlicher Weise erfolgt ein Druckabbau über die Ventile
V 3 und V 4, d. h. die Steuerventile 103 und 104, wie im einzelnen in Fig. 4B zu erkennen. Bei
normalem Druckabbau wird nur das Ventil V 3 abwechselnd
geöffnet und geschlossen, während das Ventil V 4 stets
geschlossen ist. Erst unterhalb eines vorgegebenen Druckwertes,
der beispielsweise bei 2% liegt, wird auch das
Ventil V 4 geöffnet, da aufgrund der dann vorhandenen,
sehr geringen Druckdifferenz ein vollständiger Druckabbau
nur über ein Ventil zu lange dauern würde.
Wie eingangs erwähnt, können für eine sehr rasche Bremsdruckabsenkung
bei drohender Blockiergefahr der Räder
beide Auslaßventile V 3 und V 4 gleichzeitig geöffnet werden,
auch wenn der Druck noch auf höheren Werten ist.
Fig. 5 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Druckaufbaues
bzw. Druckabbaues, aus dem zu erkennen ist, daß der Druck
in Stufen von <5% bzw. 4 bar auf- bzw. abgebaut wird.
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht der Steuerventile
84 von Fig. 2 bzw. Fig. 3 und 3A.
Gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 2, 3 und 3A bezeichnen
auch hier gleiche Teile. Das Steuerventil 84
besitzt ein Gehäuse 115, in welches die Steuerventile 100
und 101 für den Einlaß sowie die Steuerventile 102 und 103 für den Auslaß eingebaut
sind. Zusätzlich sind das Druckbegrenzungsventil 108,
die "Elastizität" 107 sowie ein weiteres Sicherheitsventil
113 in das Gehäuse 115 eingebaut. Das Druckmittel strömt
über die Leitung 12 in das normalerweise geöffnete Druckbegrenzungsventil
108 und von dort über eine Druckleitung 116
zu den beiden Steuerventilen 100 und 101. Die Einlaßquerschnitte
dieser Ventile sind exakt durch Düsen 109 bzw.
109′ definiert. In der hier gezeigten Ausführungsform
sind die Ventile als Kugelventile mit Kugeln 117 bzw.
118 ausgebildet, die einen zugeordneten Ventilsitz
schließen oder freigeben. Sind die Steuerventile 100
bzw. 101 nicht betätigt, d. h. sind ihre Magnetspulen
137 bzw. 138 elektrisch nicht erregt, so sind die jeweiligen
Anker 141 bzw. 142 der Ventile in der dargestellten
oberen Stellung (aufgrund der Kraft von nicht dargestellten
Federn), wobei mit den Ankern 141 bzw. 142 fest verbundene
Betätigungsstangen 145 bzw. 146 die Kugeln
117 bzw. 118 freigeben. Das Druckmittel kann somit von
der Leitung 116 durch die Kugelventile hindurch zu Leitungen
106, 119 und 120, die quer durch die Steuerventile
100 bzw. 101 hindurch miteinander verbunden sind, fließen.
Von der Leitung 106 gelangt das Druckmittel zu den Leitungen
16 bzw. 17 und damit zu den Bremszylindern. Die
genannte Querverbindung zwischen den Leitungen 106, 119
und 120 ist unabhängig von der Stellung der Steuerventile 100 und
101 stets sichergestellt, so daß auch in diesen Leitungen
stets der gleiche Druck herrscht. Die Leitung 120 ist
über eine Abzweigung mit einer Leitung 151 verbunden,
an welche die Steuerventile 102 und 103 angeschlossen
sind. Weiterhin führt die Leitung 151 aus dem Gehäuse
115 hinaus, wobei der Druckwandler 85 dort angeschlossen
ist.
Die Steuerventile 102 bzw. 103 sind ebenfalls als Kugelventile
121 bzw. 122 ausgebildet, wobei sie durch Federkraft
bei elektrisch nicht erregten Magnetspulen 139
bzw. 140 geschlossen sind. An ihrem Einlaß (von der Leitung
151) besitzen die Steuerventile 102 bzw. 103 ebenfalls
exakt definierte Querschnitte, die durch Düsen
111 bzw. 111′ gebildet sind. Die Anker 143 bzw. 144 der
Steuerventile 102 bzw. 103 sind in der dargestellten
Ruhestellung in ihrer oberen Position, so daß die mit
den Ankern 143 bzw. 144 fest verbundenen Betätigungsstangen
147 bzw. 148 die Kugelventile 121 bzw. 122 freigeben,
so daß sie die dargestellte geschlossene Stellung einnehmen
können. Die Auslaßseite der Steuerventile 102 bzw. 103
ist mit einer gemeinsamen Leitung 124 verbunden, welche
mit der Rücklaufleitung 13 verbunden ist. Von der Rücklaufleitung
13 führt eine Stichleitung 125 zu dem Druckbegrenzungsventil
108, welches weiter unten erläutert wird.
Weiterhin führt die Rücklaufleitung 13 zu einem Auslaß des Sicherheitsventils
113. Der Einlaß dieses Sicherheitsventils
113 ist mit der Leitung 151 verbunden. Das Sicherheitsventil
113 besitzt einen durch Federkraft 123 vorgespannten
Kolben, der bei Überschreiten eines vorbestimmten
Druckes den Einlaß, d. h. die Leitung 151, mit dem Auslaß,
d. h. der Rücklaufleitung 13 verbindet, so daß das Druckmittel
aus der Leitung 151 und den hiermit verbundenen Leitungen
zur Rücklaufleitung 13 gelangen kann.
Die sogenannte "Elastizität" 107 ist mit ihrem Einlaß
an die Leitung 120 angeschlossen. Eine Kolbenfläche 126,
die durch einen O-Ring 127 abgedichtet ist, wird von
dem Druck in der Leitung 120 beaufschlagt und verschiebt
einen durch eine Feder 128 vorgespannten Kolben (in der
Fig. 6 nach rechts). Druckschwankungen des Systems können
daher im gewissen Umfange durch Verschiebung der Kolbenfläche
126 und dementsprechender Veränderung des vor
dieser Kolbenfläche 126 liegenden Volumens aufgefangen
werden. Die Leitung 120 ist weiterhin über eine Leitung
129 mit dem Druckbegrenzungsventil 108 verbunden. Im
einzelnen ist dieses Druckbegrenzungsventil wie folgt
aufgebaut:
Die Leitung 129 beaufschlagt einen Kolben 130 mit Druckmittel.
Der Kolben 130 ist durch eine Feder 131 vorgespannt
und besitzt weiterhin eine Bohrung 132, durch
die das Druckmittel aus der Leitung 129 einströmen kann.
Von dort gelangt das Druckmittel über den Innendurchmesser
eines O-Rings 133 zu einem Ventilstößel 134, der in der
dargestellten Stellung den Auslaß des Druckbegrenzungsventils
zur Stichleitung 125 gegenüber der Leitung 129 absperrt.
Dieser Ventilstößel 134 ist entsprechend abgedichtet geführt
auch mit einem Ventil 135 verbunden, welches die Druckleitung
12 von der Druckleitung 116 trennen kann. Überschreitet
nun der Druck in der Leitung 129 einen durch
die Feder 131 und die resultierenden druckbeaufschlagten
Flächen vorgegebenen Druck, so wird der Ventilstößel
134 nach links verschoben. Hierdurch werden die Leitungen
129 und 125 miteinander verbunden, so daß der Druck aus
der Leitung 129 letztlich zur Rücklaufleitung 13 abfließen
kann. Gleichzeitig wird durch die Verschiebung
des Ventilstößels 134 das Ventil 135 geschlossen, so
daß aus der Druckleitung 12 kein weiteres Druckmittel
mehr nachgespeist werden kann. Während dieses Vorganges
entspannt sich die "Elastizität" 107, so daß von ihr
kein weiterer Druckaufbau bewirkt werden kann.
In der in Fig. 6 dargestellten Stellung strömt das Druckmittel
von der Druckleitung 12 über das Druckbegrenzungsventil
108 durch die geöffneten Steuerventile 100 bzw.
101 zu der Leitung 106 bzw. den Druckleitungen 16 und 17 und
somit zu den Bremszylindern. Werden die Magnetspulen 137 und
138 von einem elektrischen Strom durchflossen, d. h. werden
sie erregt, so werden die Anker 141 und 142 nach unten
gedrückt, wodurch die Betätigungsstangen 145 und 146
die Kugeln 117 bzw. 118 in die Ventilschließstellung bringen. Da die Steuerventile
102 bzw. 103 in dieser Stellung noch geschlossen
sind, wird der Druck in dem gesamten System konstant
gehalten. Werden nun zusätzlich noch die Steuerventile
102 und 103 erregt, d. h. werden die Magnetspulen 139 und 140
von einem elektrischen Strom durchflossen, so werden
die Anker 143 und 144 nach unten gedrückt, wodurch die
Stangen 147 und 148 die Kugelventile 121 und 122 öffnen,
so daß Druckmittel aus der Leitung 151 zu der Leitung
124 und somit zur Rücklaufleitung 13 fließen kann. Für
die weitere Funktion des in Fig. 6 dargestellten Steuerventils
sei auf die oben im Zusammenhang mit Fig. 3 angegebene
Beschreibung verwiesen.
Abschließend sei noch erwähnt, daß die ohne Bezugszeichen
versehenen elektrischen Anschlußleitungen zu den Magnetspulen
137, 138, 139 und 140 den Leitungen 48 bzw. 49
der Fig. 1 entsprechen.
Fig. 7 zeigt ein ähnliches Prinzipschaltbild der Fahrzeugbremsanlage
wie die Fig. 1. Im Gegensatz zu Fig. 1 wurde
jedoch die Steuereinheit 21 in zwei verschiedene Funktionsblöcke
21′ und 21′′ aufgeteilt, wobei weiterhin nur ein
System für die Räder beispielsweise einer Achse vollständig
dargestellt ist, während das zweite System nur angedeutet
ist.
Der Funktionsblock 21′ hat die Aufgabe, die Bremskraftverteilung
zwischen dynamischer Bremse und Reibungsbremse
vorzunehmen und auch die Last bzw. das Zuggewicht zu
berücksichtigen. Hierzu erhält der Funktionsblock 21′ folgende
externe Signale, wobei die Bezugszeichen der diese Signale
führenden Leitungen mit Fig. 1 übereinstimmen:
Auf den Leitungen 26 wird das P-Signal und das BRK-Signal
zugeführt. Über die Leitungen 28 und 29 wird ein der
Beladung bzw. dem Zuggewicht proportionales Signal zugeführt.
Über die Leitungen 36 und 37 werden der Raddrehzahl
der überwachten Räder proportionale Signale zugeführt.
Schließlich wird über die Leitung 32 ein Rückmeldungssignal
über den Zustand der dynamischen Bremse (DBFB-Signal)
zugeführt. Bei diesen genannten Signalen handelt es sich,
bezogen auf die Darstellung der Fig. 7, um externe Signale,
die von Meßfühlern, externen Steuergeräten oder ähnlichem
stammen. Zusätzlich erhält der Funktionsblock 21′ folgende
"interne" Signale, die aus Baugruppen des in Fig. 7 gezeigten
Systems stammen:
Auf der Leitung 40 werden Rückkopplungssignale (FBFB)
der Reibungsbremse zugeführt. Diese Signale geben Auskunft
über den Einsatz der Reibungsbremse und können beispielsweise
von dem Druckwandler stammen. Selbstverständlich
sind auch andere Möglichkeiten denkbar, mit denen das
Maß der von der Reibungsbremse aufgebrachten Bremskraft
festgestellt werden kann.
Der Funktionsblock 21′ verarbeitet die oben genannten Eingangssignale
zu folgenden Ausgangssignalen:
Auf der Leitung 50 wird ein Steuersignal (DB) für die dynamische Bremse abgegeben. Auf der Leitung 46 wird an den Funktionsblock 21′′ sowie an die Überwachungseinheit 22 ein Steuersignal (FBC) für die Reibungsbremse abgegeben. Schließlich werden über die Leitungen 36 und 37 noch die der Raddrehzahl proportionalen Signale an den Funktionsblock 21′′ weitergegeben.
Auf der Leitung 50 wird ein Steuersignal (DB) für die dynamische Bremse abgegeben. Auf der Leitung 46 wird an den Funktionsblock 21′′ sowie an die Überwachungseinheit 22 ein Steuersignal (FBC) für die Reibungsbremse abgegeben. Schließlich werden über die Leitungen 36 und 37 noch die der Raddrehzahl proportionalen Signale an den Funktionsblock 21′′ weitergegeben.
Zusätzlich findet über die Leitungen 42 und 44 zwischen
dem Funktionsblock 21′′ und der Überwachungseinheit 22 ein Signalaustausch
für die Signale von Raddrehzahl bzw. Radgleiten (WSP) und des Druckwandlers (PTR) statt. Über die Leitung
40′ empfängt der Funktionsblock 21′′ das oben erwähnte Rückkoppelungssignal
(FBFB), welches gleichzeitig auch an die Überwachungseinheiten
22 und 24 übermittelt wird.
An den Ausgängen des Funktionsblockes 21′′, d. h. den Leitungen 48,
erscheinen dann die Steuersignale für die Steuermagnetventile,
welche dem Hydraulik-System 10, 20, 9 und
spezieller der Bremssteuereinheit 10 (Fig. 1) zugeführt
werden. Die übrigen in Fig. 7 dargestellten Leitungen
und Signale entsprechen vollständig der Darstellung der
Fig. 1, so daß eine detailliertere Erläuterung hier nicht
mehr erforderlich ist.
Die nachfolgend beschriebenen Flußdiagramme der Fig.
8 bis 11 zeigen den Funktionsablauf bzw. die technischen
Wirkungen der Steuer bzw. Überwachungseinheiten 21 und 22 bzw. 23 und 24 der
Fig. 1 und der entsprechenden Einheiten der Fig. 7. Anhand
dieser Flußdiagramme ist eine hardwaremäßige Realisierung
dieser Baugruppen ohne weiteres möglich. Vorzugsweise
bietet sich für die Realisierung die Verwendung von Mikroprozessoren
an.
Bei den nachfolgenden Flußdiagrammen und der zugeordneten
Beschreibung ist vorausgesetzt, daß die Brems- und Druck-
Signale von den Mikroprozessoren bereits interpretiert
und modifiziert wurden, und zwar mit dem Rückkopplungssignal
der dynamischen Bremse sowie dem Signal für das
Fahrzeuggewicht, so daß dort das Bremsdruckanforderungssignal
P dem ansteht.
Allgemein sind folgende Funktionen vorgesehen:
- I. Steuerfunktionen
- 1. Normales (geregeltes) Bremsenanlegen (Fig. 9A)
- 2. Normales (geregeltes) Bremsenlösen (Fig. 9B)
- 3. Prüfung zur Einleitung der Steuerung (Fig. 9C)
- 4. Gesteuertes Bremsenanlegen (Fig. 9D)
- 5. Gesteuertes Bremsenlösen (Fig. 9E).
- II. Überwachungsfunktionen
- 1. Überwachen des Bremsenlösens (Fig. 11A)
- 2. Überwachen des Bremsenanlegens (Fig. 11B)
- 3. Überprüfen der Bremsdruckhaltephase (Fig. 11C)
- 4. Überprüfen des Druckwandlers (Fig. 11D)
- 5. Überprüfen des Wandlers bei dem Druck "Null" (Fig. 11E)
- 6. Überprüfen der Steuerfunktion (Fig. 11F)
- 7. Fehlerüberprüfung des Bremssteuerventils (Fig. 11G)
- 8. Überprüfung der elektrischen Ströme des Bremssteuerventils
- 9. Überprüfen der Blockier- und/oder Schleuderschutzfunktion.
- III. Kreuz-Überprüfungsfunktionen
- 1. Überprüfen der Magnetventilströme (Steuerbefehle für gleichzeitiges Bremsenanlegen und Bremsenlösen dürfen nicht auftreten; mit Ausnahme des "Spülvorganges")
- 2. Überprüfen des Zusammenhanges zwischen Druck- Anforderung und -Antwort während des Bremsenanlegens und -lösens
- 3. Überprüfen, daß die Bremsen beider Drehgestelle des Fahrzeuges nicht gleichzeitig abgetrennt sind.
Die einzelnen Flußdiagramme sind teilweise der besseren
Übersichtlichkeit halber auf mehreren Blättern gezeichnet,
die hinter der Figurennummer mit fortlaufenden arabischen
Ziffern durchnumeriert sind; um die vollständige Figur
zu erhalten, müssen diese einzelnen Blätter an den entsprechenden
Anschlußpunkten miteinander verbunden werden.
Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen
gleiche Funktionen bzw. Arbeitsschritte.
Die Fig. 8 (Fig. 8/1 und 8/2) zeigt ein generelles Flußdiagramm
der Steuer- bzw. Regelvorgänge der Fahrzeugbremsanlage
nach der Erfindung. Generell werden fünf verschiedene
Steuer- bzw. Regelfunktionen ausgeführt, und zwar das
normale, d. h. geregelte Bremsenlösen (Block 810), das
normale, d. h. geregelte Bremsenanlegen (Block 809), das
Einleiten der adaptiven Steuerung (Block 812), was insbesondere
das Herstellen eines definierten Bezugsdruckes
beinhaltet, sowie das gesteuerte Bremsenlösen (Block 814)
und das gesteuerte Bremsenanlegen (Block 815). Schließlich
kann das Außerbetriebsetzen der Bremsanlage (Block 817)
noch als weitere Funktion aufgefaßt werden. Die einzelnen
Funktionen werden in Abhängigkeit verschiedener Fehler
ausgewählt. Im einzelnen sind fünf "Fehlerstufen" festgelegt,
bei denen ein "Fehlerindikator" der Überwachungseinheit 22 die Werte von
0 bis 4 annehmen kann.
Der Steuer- bzw. Regelvorgang beginnt bei dem Block 801.
In dem Block 802 wird festgestellt, ob eine Druckanforderung
von dem Block 803 (vgl. Signale der Leitung 26
der Fig. 1) vorliegt und ob von der Überwachungseinheit
22 ein Fehler festgestellt wurde. Die Überwachungseinheit
22 unterscheidet hierbei fünf verschiedene Zustände:
Der Zustand bzw. Fehler "0" zeigt an, daß normaler, ungestörter
Betrieb vorliegt.
Der Fehler "1" zeigt an, daß die Gleit- und Schleuderschutzfunktion
gestört ist, ansonsten jedoch kein weiterer
Fehler vorhanden ist, der die Fahrzeugbremsanlage beeinträchtigt.
Dieser Fehler wird an den Block 804 (Gleit-
und Schleuderschutz; vgl. Funktionsblock 21′′ der Fig. 7) gemeldet.
Der Fehler "2", auf den weiter unten noch näher eingegangen
wird, zeigt an, daß ebenfalls ein normaler Bremsbetrieb
noch möglich ist; tritt jedoch noch ein zusätzlicher
Fehler auf, so soll das System auf den Fehler "4"
umschalten.
Der Fehler "3" zeigt an, daß das System soweit gestört
ist, daß ein normaler Bremsvorgang mit geschlossener
Regelschleife nicht mehr durchführbar ist. Das System
schaltet dann auf die "adaptive Steuerung" um.
Der Fehler "4" zeigt an, daß auch ein adaptiv gesteuerter
Bremsbetrieb nicht mehr möglich ist und das System isoliert
werden muß. In einem Block 805 werden diese einzelnen
Fehler dem Fahrzeugführer oder einer sonstigen
Fernsteuerstelle angezeigt. Von den Blöcken 803 und 805
geht das System über den Block 802 zu einem Prüfblock
806, wo festgestellt wird, ob die erwähnten Fehlernummern
2 sind. Ist dies gegeben, so wird in dem Block 807
der Systemdruck gemessen (vgl. Druckwandler 85). In einem
weiteren Prüfblock 808 wird dann festgestellt, ob die
Druckanforderung P dem größer oder gleich dem Systemdruck
P sys ist. Ist der angeforderte Druck kleiner als der
Systemdruck, so wird in dem Block 809 der Bremsdruck
erhöht, d. h. die Bremsen werden angelegt. Weitere Einzelheiten
werden im Zusammenhang mit Fig. 9A erläutert.
Ist dagegen der angeforderte Druck kleiner als der Systemdruck,
so wird in dem Block 810 der Systemdruck verringert,
d. h. die Bremsen werden gelöst. Nähere Einzelheiten werden
im Zusammenhang mit Fig. 9B erläutert.
Ergibt die Prüfung im Block 806 dagegen, daß die Fehlernummer
größer als 2 ist, so wird in dem Block 811 geprüft,
ob der Fehler "3" vorliegt. In diesem Falle soll - wie
erwähnt - auf "adaptive Steuerung" umgeschaltet werden.
In diesem Falle wird in dem Block 812 eine Eigenprüfung
der "adaptiven Steuerung" vorgenommen und es wird der
erwähnte Bezugsdruck hergestellt. Ergibt diese Eigenprüfung
ein positives Ergebnis, so wird in dem Block 813 erneut
geprüft, ob der angeforderte Druck größer oder gleich
dem Systemdruck (Bezugsdruck) ist oder nicht. Je nach
Ergebnis dieser Überprüfung geht das System zu den Blöcken
814 oder 815, wo mit "adaptiver Steuerung" die Bremsen
gelöst oder angelegt werden. Die einzelnen Vorgänge werden
im Zusammenhang mit der Fig. 9E bzw. 9D beschrieben.
Ergibt dagegen die Eigenprüfung des Blockes 812, daß
die adaptive Steuerung nicht in Ordnung ist, so wird
über den Block 816 eine erneute Fehlersuche eingeleitet.
Ergibt die Fehlerprüfung in dem Block 811, daß der Fehler
Nummer "3" nicht vorliegt, so bedeutet dies, daß der
Fehler Nummer "4" vorliegt und somit das System nicht
mehr funktionsfähig ist. In dem Block 817 wird dann die
Energieversorgung abgeschaltet und das Bremssystem isoliert,
indem z. B. das elektrische Absperrventil 168 der Fig.
3A umgeschaltet wird. Das System bzw. Drehgestell ist dann nur noch
über eine Handsteuerung bzw. eine Notbremseinrichtung
bremsbar.
Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß der jeweilige
Fehler aus der Überwachungseinheit 22 über die Leitung
61 an andere Überwachungseinheiten mitgeteilt wird, sowie
über die Leitung 62 auch je nach Fallgestaltung bzw.
verwendetem System an ein Fahrzeugsteuerpult, die Zugleitung
oder eine Ortsanzeige.
Fig. 9A (Fig. 9A/1 und 9A/2) zeigt die Funktionen des
Blockes 809 der Fig. 8, d. h. die beim normalen, geregelten
Bremsen durchgeführten Schritte beim Anlegen der Bremsen
bzw. beim Bremsdruckerhöhen.
In den folgenden Figuren werden mit "Ventil 1" und "Ventil
2" die Steuerventile 100 und 101 für den Einlaß (Fig. 3 und 6) bezeichnet,
während mit "Ventil 3" und "Ventil 4" die Steuerventile
102 bzw. 103 für den Auslaß bezeichnet werden.
Allgemein ist für das Bremsenanlegen, d. h. das Erhöhen
des Bremsdruckes noch auf die Funktion einer Ruckbegrenzung
hinzuweisen. Mit anderen Worten soll durch diese Funktion
eine übermäßige zeitliche Änderung der Verzögerung, die
allgemein als "Ruck" bezeichnet wird, vermieden werden,
um den Fahrkomfort zu erhöhen und die mechanische Beanspruchung
des Fahrzeugverbundes und der Bremsanlage zu
reduzieren.
Bei einer Not- oder Schnellbremsung ist die Ruckbegrenzung
abgeschaltet.
Bei einem nicht-ruckbegrenzten Bremsenanlegen sind die
Steuerventile 100 (V 1) und 101 (V 2) gemeinsam geöffnet, wie im Zusammenhang
mit dem anfänglichen Druckeinsteuern der
Fig. 4 erläutert. Eine Regelung des Bremsdruckes erfolgt
durch Rückkopplung des gemessenen Druckwertes. Das Drucksignal
des Druckwandlers 85 (Fig. 3), das dem Ist-Wert des Regelkreises
entspricht, wird ständig mit dem angeforderten Druck
P dem, der dem Soll-Wert entspricht, verglichen, wobei
zusätzlich Toleranzwerte (vgl. Fig. 4) beachtet werden.
Bei einem ruckbegrenzten Betrieb werden dagegen - wie
im Zusammenhang mit Fig. 4A erläutert - die Einlaßventile
V 1 und V 2 lediglich bei der ersten Druckeinsteuerung
betätigt, wobei diese Druckeinsteuerung primär für eine
vorgegebene Zeitdauer erfolgt und nicht von dem Druck-
Rückkopplungssignal abhängt. Die anfängliche Druckeinsteuerzeit
sowie obere und untere Grenzwerte sind in
einem Festwertspeicher gespeichert. Der Druck wird erst
dann gemessen, nachdem die Einlaßventile geschlossen
und sich das System stabilisiert hat (vgl. Zeitpunkt
t₂ der Fig. 4A). Die Einsteuerzeit wird adaptiv aufdatiert
und in einem Speicher (Nachschlagetabelle) gespeichert.
Diese Nachschlagetabelle hat beispielsweise Plätze für
drei Datensätze, die kontinuierlich aufdatiert werden.
Für die nächste Operation wird dann jeweils der Mittelwert
dieser Werte verwendet. Die oberen und unteren Grenzen
können beispielsweise bei 0,3 und 0,5 sec liegen.
Eine ruckbegrenzte Druckanforderung (Druck: P jerk) wird
wie folgt ermittelt:
P jerk = R · t + P old
wobei
R ein Ruckfaktor ist, der die zulässige Druckänderung in bar/sec angibt (z. B. 56 bar/s),
t die verstrichene Zeit seit der Änderung der Druckanforderung P dem, und
P old der Systemdruck zum Zeitpunkt der Änderung von P dem.
R ein Ruckfaktor ist, der die zulässige Druckänderung in bar/sec angibt (z. B. 56 bar/s),
t die verstrichene Zeit seit der Änderung der Druckanforderung P dem, und
P old der Systemdruck zum Zeitpunkt der Änderung von P dem.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Ermittlung der
ruckbegrenzten Druckanforderung P jerk in den nachfolgenden
Flußdiagrammen nicht angeführt ist. Sie erfolgt in einer
Untergruppe der Mikroprozessoren.
Eine besonders wichtige Funktion der Erfindung ist in
der "Nachschlagetabelle" des Speichers 915 realisiert, in welche während
eines normalen, d. h. mit geschlossenem Regelkreis arbeitenden
Betrieb verschiedene Werte eingeschrieben werden.
Im einzelnen sind in dieser Nachschlagetabelle Speicherplätze
für drei Datensätze für alle Druckbereiche mit
ca. 30 Druckwerten vorgesehen. Der Druck wird dann gemessen,
wenn das System stabilisiert ist. Der gemessene Druckwert
wird dann auf den Zeitpunkt der Änderung der Ventilzustände
bezogen, wobei die Werte des Druckes und der
Zeit eingeschrieben und kontinuierlich aufdatiert werden,
so daß sie bei einer späteren "adaptiven Steuerung" abgelesen
werden können.
Bei einem ruckbegrenzten Bremsenanlegen wird der Bremszylinderdruck
mit P jerk zuzüglich eines Toleranzwertes
verglichen, wenn die Einlaß-Steuerventile geöffnet sind, d. h.
wenn der Druck ansteigt. Entsprechend wird der gemessene
Druck mit P jerk abzüglich des Toleranzwertes verglichen,
wenn die Ventile geschlossen sind, d. h. wenn der Druck
konstant ist. Die Toleranzwerte sind hierbei - wie weiter
unten beschrieben wird - vorgegeben.
Bei der Festlegung der Toleranzwerte ist auf eine ausreichende
"Hysterese" zu achten, wodurch ein Ventilflattern
vermieden wird.
Weiterhin wird in der Nachschlagetabelle erfaßt, wenn
der Druckwandler 85 seinen Zustand ändert.
Wie für das Bremsenanlegen kann auch für das Bremsenlösen
eine Ruckbegrenzung vorgesehen sein. Diese wird normalerweise
nur bei einer Blockierschutzauslösung abgeschaltet.
Ist die Ruckbegrenzung abgeschaltet, so arbeiten beide dem Auslaß dienende
Steuerventile 103 (V 3) und 102 (V 4) zusammen. Eine Druckregelung
erfolgt wiederum über eine Rückkopplung des gemessenen
Druckwertes. Das Signal des Druckwandlers wird ebenfalls
mit dem angeforderten Druck P dem innerhalb bestimmter
Toleranzgrenzen verglichen.
Bei einem ruckbegrenzten Bremsenlösen arbeitet nur das
Steuerventil V 3. Die ruckbegrenzte Druckanforderung wird
auch hier gemäß der oben angegebenen Bedeutung ermittelt.
Bei geöffneten Steuerventilen erfolgt ein Vergleich des
gemessenen Druckes mit dem Wert P jerk abzüglich des Toleranzwertes,
während bei geschlossenen Steuerventilen der
Druckvergleich gegenüber P jerk zuzüglich des Toleranzwertes
erfolgt.
Aufgrund von Toleranzen des Bremszylinderdruckes, die
weiter unten noch erläutert werden, muß eine Prüfung
der Druckanforderung P dem gegenüber dem Wert "Null"
vorgenommen werden, um zu vermeiden, daß der Bremszylinderdruck
auf dem Wert P dem zuzüglich der Toleranz gehalten
wird. Hierbei wird im einzelnen geprüft, ob P dem < 2%
ist und ob der Systemdruck < 5% ist. Hierzu werden die
Steuerventile 103 (V 3) und 102 (V 4) geöffnet, so daß der Druck auf
seinen Minimalwert fallen kann, z. B. auf einen Restdruck
von 0,5 bar.
In gleicher Weise wie beim Druckaufbau wird auch beim
Druckabbau die Nachschlagetabelle eingesetzt. Entsprechend
sind hier Speicherplätze für drei separate Datensätze
für alle Druckbereiche mit etwa 30 Druckwerten vorgesehen.
Zu dem Moment, zu dem die Auslaß-Steuerventile ihren
Zustand ändern, wird der Druck gemessen und in der
Tabelle - wie oben beschrieben - gespeichert.
Im folgenden wird detaillierter auf Fig. 9 Bezug genommen.
In dem Block 901 werden die Ventile 3 und 4 entregt,
womit sichergestellt ist, daß die Auslaßwerte geschlossen
sind. In dem Block 902 wird geprüft, ob eine Anforderung
für eine Ruckbegrenzung vorliegt. Ist dies nicht
gegeben, so wird in dem Block 903 geprüft, ob der Systemdruck
größer oder gleich dem angeforderten Druck abzüglich
einer Toleranz (tol) ist. Ist dies nicht gegeben, so
muß der Druck erhöht werden, wozu in dem Block 904 die
Ventile 1 und 2 entregt werden, bis die Bedingung des
Blockes 903 erfüllt ist. Das System geht dann über den
Block 905 in seine Ausgangsstellung (eventuell Block
809) zurück. Ergibt dagegen die Prüfung des Blocks 903,
daß der Systemdruck größer ist als der angeforderte Druck
abzüglich der Toleranz, so werden in dem Block 906 die
Ventile 1 und 2 erregt, wodurch eine weitere Druckerhöhung
unterbunden wird und der Druck konstant gehalten wird.
Das System geht dann über den Block 907 in seine Ausgangsstellung
zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 902, daß eine Anforderung
für eine Ruckbegrenzung vorliegt, so wird in dem Block
908 geprüft, ob der Systemdruck größer als ein "Einsteuerdruck"
(P inshot) ist. Ist diese Bedingung nicht erfüllt,
so wird in dem Block 910 geprüft, ob ein Taktgeber, der
zeitsynchrone Impulse liefert, läuft. Läuft dieser Taktgeber
nicht, so wird er in dem Block 911 gestartet. Darauf
werden die Ventile 1 und 2 in dem Block 912 entregt und
das System geht zu dem Block 913. Wird in dem Block 910
dagegen festgestellt, daß der Taktgeber bereits läuft,
so geht das System unmittelbar zu dem Block 913. Von
dort geht das System zu einem Block 914, in welchem aus
dem Speicher bzw. der Tabelle 915 eine Verzögerungszeit
t d abgelesen wird. In dem Block 916 wird geprüft, ob
die (seit dem Starten des Taktgebers) verstrichene Zeit t
länger als die aus der Tabelle 915 gelesene Verzögerungszeit
t d ist. Ist dies nicht der Fall, so geht das System
über den Block 917 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ist dieses Zeitkriterium dagegen erfüllt, so werden in
dem Block 919 die zu den einzelnen Zeittakten bzw. Zeitpunkten
t vorhandenen Systemdrücke p s in die Tabelle
eingeschrieben bzw. in ihr abgespeichert. Darauf
wird in dem Block 920 der Taktgeber zurückgesetzt, d. h.
in seine Nullstellung gebracht, worauf das System über
den Block 921 in seine Ausgangsstellung zurückgeht.
Ergibt die Prüfung des Blockes 908, daß der Druck P s
größer als der Druck P inshot ist, so wird in dem Block
922 das Ventil 2 erregt, womit für einen langsameren
Druckanstieg gesorgt wird. Darauf wird in dem Block 923
geprüft, ob der Systemdruck größer ist als der angeforderte
Druck abzüglich eines Toleranzwertes. Ist diese Bedingung
erfüllt, so wird zusätzlich in dem Block 924 auch
noch das Ventil 1 erregt, so daß die Einlaßventile abgesperrt
sind. In dem Block 925 werden die entsprechenden
Werte wieder in die Tabelle des Speichers 915 eingeschrieben und das
System kehrt über den Block 926 in seine Ausgangsstellung
zurück.
Führt die Prüfung des Blocks 923 zu einem negativen Ergebnis,
so wird in dem Block 927 geprüft, ob das Ventil
1 erregt ist. Ist dies gegeben, so wird in dem Block
928 geprüft, ob der Systemdruck größer oder gleich einem
ruckbegrenzten angeforderten Druck abzüglich einer Toleranz
tol₃ ist. Ist dies der Fall, so geht das System über
den Block 929 in seine Ausgangsstellung zurück. Ist dies
dagegen nicht der Fall, so werden über den Block 930
wiederum die entsprechenden Werte in die Tabelle des Speichers 915
eingeschrieben. Anschließend wird in dem Block 931 das
Ventil 1 entregt und das System geht über den Block 932
in seine Ausgangsstellung zurück.
Wird in dem Block 927 festgestellt, daß das Ventil 1
nicht erregt ist, so wird in dem Block 933 geprüft, ob
der Systemdruck größer oder gleich der ruckbegrenzten
Druckanforderung, gegebenenfalls abzüglich des Ruck-
Toleranzwertes tol₃ ist. Wird die Prüfung ohne den Toleranzwert
durchgeführt, so wird hierdurch die Ventilansprechzeit
berücksichtigt. Führt diese Prüfung des Blocks 933
zu einem negativen Ergebnis, so geht das System über den
Block 926 in seine Ausgangsstellung zurück. Führt die
Prüfung des Blocks 933 dagegen zu einem positiven Ergebnis,
so wird in dem Block 934 das Ventil 1 erregt und
in dem Block 935 werden die entsprechenden Werte wiederum
in die Tabelle des Speichers 915 eingeschrieben. Weiterhin wird in
diesem Falle in dem Block 936 geprüft, ob der Druckschalter
(90 in Fig. 2 bzw. 167 in Fig. 3A) seinen Zustand
geändert hat. Ist dies der Fall, so wird der entsprechende
Druck P sw, bei dem der Druckschalter seinen Zustand geändert
hat, in dem Block 937 ebenfalls in die Tabelle des Speichers
915 eingeschrieben. Von dort geht das System über den
Block 938 wiederum in seine Ausgangsstellung zurück.
Hat der Druckschalter dagegen seinen Zustand nicht geändert,
so geht das System von dem Block 936 direkt über
den Block 939 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ergänzend sei noch angemerkt, daß verschiedene Toleranzwerte
verwendet werden können, wobei ein Toleranzwert
tol₁ für einen Druckmitteldurchfluß durch zwei Ventile
gilt, während ein Toleranzwert tol₂ für einen Durchfluß
durch nur ein Steuerventil gilt. Schließlich ist der
erwähnte Toleranzwert tol₃ ein Toleranzwert für den Ruck.
Zu der Tabelle des Speichers 915 ist noch anzumerken, daß diese in
verschiedene Bereiche aufgeteilt sein kann und beispielsweise
drei Druckbereiche mit beispielsweise 20 Druckpegeln
enthalten kann. Auch kann die Tabelle nach zeitlichen
Abstufungen entsprechend den einzelnen Taktimpulsen des
Taktgebers geschrieben werden. Die einzelnen Wertepaare
des Druckes und der Zeit werden jeweils in den einzelnen
Tabellen-Schreibblöcken aufdatiert und, wie im Zusammenhang
mit der "adaptiven Steuerung" erläutert wird,
von dort abgerufen.
Fig. 9B (Fig. 9B1 und 9B2) zeigt den Vorgang des normalen,
geregelten Bremsenlösens (vgl. Block 810 der Fig. 8).
Im Block 940 werden die Ventile 1 und 2 erregt, wodurch
der Druckeinlaß geschlossen wird und eine weitere Druckerhöhung
unterbunden wird. In dem Block 941 wird wiederum
geprüft, ob eine Ruckbegrenzung angefordert ist. Ist
dies nicht der Fall, so wird in dem Block 942 geprüft,
ob der angeforderte Druck kleiner als 2% ist. Ist dies
der Fall, so werden in dem Block 943 die Ventile 3 und
4 erregt, d. h. die Auslaßventile werden geöffnet. Über
den Block 944 geht das System von dort in seine Ausgangsstellung
zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 942 dagegen, daß die Druckanforderung
größer als 2% ist, so wird in dem Block
945 geprüft, ob der Systemdruck kleiner als der angeforderte
Druck zuzüglich eines Toleranzwertes ist. Ist dies
der Fall, so werden in dem Block 946 die Ventile 3 und
4 entregt, wodurch die Auslaßventile wieder geschlossen
werden. Anschließend geht das System über den Block 947
in seine Ausgangsstellung zurück.
Führt die Prüfung des Blocks 945 dagegen zu dem Ergebnis,
daß der Systemdruck größer ist als der angeforderte Druck
zuzüglich des Toleranzwertes, so werden in dem Block
948 die Ventile 3 und 4 erregt, wodurch die Auslaßventile
geöffnet werden. Das System geht dann über den Block
949 in seine Ausgangsstellung zurück.
Führt die Prüfung des Blocks 941 zu dem Ergebnis, daß
eine Ruckbegrenzung angefordert ist, so wird in dem Block
950 geprüft, ob die Druckanforderung größer als 2% ist.
Ist dies nicht der Fall, so geht das System über den
Block 951 zu dem Block 952, wo das Ventil 4 entregt wird.
Darauf wird in dem Block 953 geprüft, ob der Systemdruck
kleiner als der angeforderte Druck zuzüglich des Toleranzwertes
ist. Ist dies der Fall, so wird in dem Block 954
zusätzlich das Ventil 3 entregt und über den Block 955
werden wiederum die Werte des Druckes und der verstrichenen
Zeit in die Tabelle des Speichers 915 eingeschrieben. Darauf geht das
System über den Block 956 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 953 dagegen, daß der Systemdruck
größer als der angeforderte Druck zusätzlich des
Toleranzwertes ist, so wird in dem Block 957 geprüft,
ob das Ventil 3 erregt ist. Ist dies nicht der Fall,
so wird in dem Block 958 geprüft, ob der Systemdruck
größer oder gleich der ruckbegrenzten Druckanforderung
P jerk zuzüglich des Toleranzwertes tol₃ ist (hinsichtlich
des Toleranzwertes gilt die gleiche Anmerkung wie zu
Block 933 von Fig. 9A).
Führt die Prüfung des Blocks 958 zu einem positiven Ergebnis,
so werden über den Block 959 wiederum die entsprechenden
Werte in die Tabelle 915 eingeschrieben,
worauf dann in dem Block 960 das Ventil 3 erregt wird
und das System über den Block 961 in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt. Führt die Prüfung des Blocks 958 dagegen
zu einem negativen Ergebnis, so geht das System
über den Block 962 in seine Ausgangsstellung zurück.
Wird bei der Prüfung des Blocks 957 dagegen festgestellt,
daß das Ventil 3 bereits erregt ist, so wird in dem Block
963 geprüft, ob der Systemdruck kleiner als der ruckbegrenzte
Druck zusätzlich des Toleranzwertes ist. Führt
diese Prüfung zu einem negativen Ergebnis, so geht das
System über den Block 964 in seine Ausgangsstellung zurück.
Führt diese Prüfung dagegen zu einem positiven Ergebnis,
so wird in dem Block 965 das Ventil 3 entregt und über
den Block 966 werden die entsprechenden Werte in die
Tabelle des Speichers 915 eingeschrieben. Darauf wird in dem Block
966 a geprüft, ob der Druckschalter seinen Zustand geändert
hat. Ist dies der Fall, so wird in dem Block 966 b
der Druckwert P sw, bei dem der Druckschalter geschaltet
hat, in die Tabelle eingeschrieben. Ebenfalls wird der
Zeitpunkt der Druckänderung eingeschrieben. Darauf geht
das System über den Block 967 in seine Ausgangsstellung
zurück. Hat der Druckschalter dagegen seinen Zustand
nicht geändert, so geht das System direkt über den Block
967 in seine Ausgangsstellung zurück.
Führte die Prüfung des Blocks 950 zu einem positiven
Ergebnis, d. h. zu dem Ergebnis, daß die Druckanforderung
kleiner als 2% ist, so wird in dem Block 968 geprüft,
ob der Systemdruck kleiner als 5% ist. Führt diese Prüfung
zu einem negativen Ergebnis, so geht das System zu dem
Block 951 über und von dort zu den oben beschriebenen
Schritten. Führt die Prüfung des Blocks 968 dagegen zu
einem positiven Ergebnis, so werden in dem Block 969
die Ventile 3 und 4 erregt, wobei die entsprechenden
Druckwerte über den Schritt 970 wiederum in die Tabelle des
Speichers 915 eingeschrieben werden und das System anschließend
über den Block 971 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt;
der Restbremsdruck wird - wie in Fig. 4B gezeigt - somit
mit vollem Öffnungsquerschnitt beider Steuerventile 103 (V 3)
und 102 (V 4) abgebaut.
Sind die geschilderten Schritte der Fig. 9A und 9B, d. h.
das normale geregelte Bremsenanlegen und Bremsenlösen
einmal durchgeführt worden, so sind in der Tabelle des Speichers 915
entsprechende Wertpaare des Systemdrucks und der Zeit
eingespeichert, so daß aus der Tabelle dann abgelesen
werden kann, für welche Zeitdauer welche Ventile betätigt
bzw. nicht betätigt werden müssen, um von einem bestimmten
Druck zu einem anderen bestimmten Druck zu kommen.
Weiterhin ist auch eingespeichert, bei welchem Druck
der Druckschalter seinen Zustand wechselt. Diese abgespeicherten
Werte werden später für die "adaptive Steuerung"
benötigt.
Eine der störempfindlichsten Komponenten des Systems
ist der Druckwandler 85 bzw. 91, der ein dem Ist-Wert des Bremszylinderdruckes proportionales elektrisches Signal abgibt.
Dementsprechend wird mit der vorliegenden Erfindung sichergestellt,
daß das System auch dann noch richtig arbeitet,
wenn der Druckwandler defekt ist.
Der Druckwandler wird durch die weiter unten im Zusammenhang
mit Fig. 11D beschriebene Überwachungsfunktion überprüft.
Wird festgestellt, daß der Druckwandler defekt ist, so
muß ein System-Bezugsdruck hergestellt werden, da ja
das Signal des Druckwandlers nicht mehr verwendet werden
kann. Mit der nachfolgend beschriebenen Steuerfunktion
für die Einleitung der "adaptiven Steuerung" wird dieser
System-Bezugsdruck hergestellt, so daß die "adaptive
Steuerung" dann von diesem bekannten Druck ausgehen kann.
Allgemein wird hierbei geprüft, ob der angeforderte Druck
größer oder kleiner als 30% ist. Je nach Ergebnis dieser
Überprüfung wird der Bremszylinderdruck solange verringert,
oder vergrößert, bis der Druckschalter seinen Zustand
ändert. Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist der Druckschalter so eingestellt, daß er
bei einem Druck von 22 bar umschaltet. Von diesem bekannten
Druck ausgehend kann dann das System über die "adaptive
Steuerung" auf den gewünschten größeren oder kleineren
Druck gebracht werden, je nach Bremsanforderung. Da der
Druck, bei dem der Druckschalter ums 80201 00070 552 001000280000000200012000285918009000040 0002003205846 00004 80082chaltet, lediglich
ein Annäherungswert ist, falls die Druckanforderung kleiner
als 30% ist, so können alle Ventile erregt werden, so
daß der Druck auf den Wert "Null" fallen kann, worauf
das System dann von dem Druck "Null" ausgehend betrieben
werden kann.
Fig. 9C zeigt detaillierter den beschriebenen Vorgang
der Herstellung des Bezugsdruckes. Wenn der Fehler 3
aufgetreten ist, so geht das System gemäß Fig. 8 zu dem
Block 812. Dieser Block ist der Ausgangspunkt des Schlußdiagrammes
der Fig. 9C.
Ausgehend von dem Beginn (Block 812 Fig. 9C/2) und der
Druckanforderung des Blocks 803 und der über den Block
802 erreichten Fehlerprüfung für den Fehler Nr. 3 des
Blocks 811 geht das System im Falle des Vorliegens des
Fehlers 3 zu dem Block 968, in welchem mittels des Programm-
Flags "FIRST" festgestellt wird, ob es sich um den ersten
Durchlauf oder einen weiteren Durchlauf handelt. Handelt
es sich um den ersten Durchlauf, so wird in dem Block
969 ein entsprechender Zähler oder das Programm-Flag
"FIRST" auf den Wert 1 gesetzt. In dem darauffolgenden
Block 970 werden das oben definierte Programm-Flag "OLOOP"
auf den Wert "1" und ein Zähler auf den Wert "0" gesetzt.
Von dort geht das System über den Block 971 zu dem Block
972, wo geprüft wird, ob dieses Programm-Flag "OLOOP"
auf dem Wert 0 ist.
Ergibt die Prüfung des Blocks 968, daß das Programm-Flag
"FIRST" größer 0 ist, so geht das System ebenfalls zu
dem Block 971.
Führt die Prüfung des Blocks 972 dazu, daß das Programm-
Flag "OLOOP" auf dem Wert 0 ist, so wird in dem Block
973 geprüft, ob die Druckanforderung größer als 30%
ist. Ist dies der Fall, so wird in dem Block 974 geprüft,
ob ein Programm-Flag "ZÄHLER" bzw. "COUNT", das dem
Programm-Flag "FIRST" entspricht, größer als 0 ist. Ist
dies nicht der Fall, so wird in dem Block 975 geprüft,
in welcher Stellung der Druckschalter ist. Zeigt diese
Prüfung an, daß der Druck größer als ein vorbestimmter
Wert, beispielsweise 22 bar ist, so wird ein Programm-
Flag "PRESS" auf 1 gesetzt (Block 976) und anschließend
in dem Block 977 das Programm-Flag "COUNT" auf 1 gesetzt.
Führt die Prüfung des Blocks 975 dagegen zu dem Ergebnis,
daß der Druck unterhalb des vorbestimmten Wertes ist,
so wird das Programm-Flag "PRESS" in dem Block 978 auf
den Wert 0 gesetzt, worauf das System ebenfalls zu dem
Block 977 gelangt. Von dort gelangt das System über den
Block 979 zu dem Prüfblock 980.
Führt die Prüfung des Blocks 974 dazu, daß das Programm-
Flag "COUNT" größer als 0 ist, so geht das System direkt
über den Block 979 zu dem Block 980. In diesem Block
980 wird geprüft, ob das Programm-Flag "PRESS" den Wert
1 hat. Ist dies nicht der Fall, so wird erneut in dem
Block 981 die Stellung des Druckschalters überprüft.
Zeigt dieser Vergleich an, daß der Druck kleiner als
der vorgegebene Wert ist, so geht das System zu dem Block
982, der eine Druckerhöhung einleitet, indem alle vier
Ventile 1, 2, 3 und 4 entregt werden. Hierdurch ändert
sich über den Block 983 der Systemdruck, wobei das Programm-
Flag "OLOOP" den Wert 0 hat. Das System geht dann über
den Block 984 in seine Ausgangsstellung (gegebenenfalls
den Block 812) zurück. Die zu dem Block 981 führende
Schleife wird dann solange durchlaufen, bis der Block
981 durch Umschalten des Druckschalters feststellt, daß
der Druck größer oder gleich dem Bezugsdruck P sw von
z. B. 22 bar ist. Im einzelnen wird, wenn die Prüfung
des Blocks 981 zu einem positiven Ergebnis führt, in
dem Block 986 der Systemdruck gleich dem Bezugsdruck
(z. B. 22 bar) gesetzt, wobei gleichzeitig das Programm-
Flag "OLOOP" auf 1 gesetzt wird. Ergibt die Prüfung
des Blocks 980, daß das Programm-Flag "PRESS" bereits
auf 1 ist, so wird in dem Block 985 ebenfalls die Stellung
des Druckschalters überprüft. Zeigt diese Stellung an,
daß der Druckschalter noch unter dem vorgegebenen Wert
ist, so geht das System gleich zu dem Block 986, wo die
soeben beschriebenen Schritte durchgeführt werden. Von
dort geht das System zu dem Block 987, in welchem dafür
gesorgt wird, daß der Druck gehalten wird, was dadurch
geschieht, daß die Ventile 1 und 2 erregt und die Ventile
3 und 4 entregt werden. Von dort geht das System über
den Block 988 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 985 dagegen, daß der Druckschalter
in einer Stellung ist, die einen Druck oberhalb
des Bezugswertes anzeigt, so geht das System zu dem Block
989, wo ein Druckreduzieren dadurch eingeleitet wird,
daß die Ventile 1, 2, 3 und 4 erregt werden. Das Programm-
Flag "OLOOP" wird dann bei noch unbekanntem Druck über
den Block 990 auf "0" gesetzt, worauf das System über
den Block 991 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Ergibt die Prüfung des Blocks 973, daß die Druckanforderung
kleiner als 30% ist, so wird über den Block 992
die Bremsenlösezeit beendet. Darauf wird in dem Block
993 geprüft, ob der Taktgeber läuft, worauf im negativen
Falle über den Block 994 dieser gestartet wird. Bei laufendem
Taktgeber geht das System dann über den Block 995
zu dem Block 996, in welchem alle Ventile 1, 2, 3 und
4 erregt werden, so daß der Druck reduziert wird. Anschließend
wird in dem Block 997 geprüft, ob seit dem
Starten des Taktgebers bereits eine vorgegebene Zeit
von beispielsweise 10 sec verstrichen ist. Ist dies der
Fall, so wird in dem Block 998 der Taktgeber zurückgesetzt,
der Systemdruck gleich einem Bezugsdruck PR (Minimalwert
von z. B. 0,5 bar) gesetzt und das Programm-Flag
"OLOOP" auf den Wert 2 gesetzt. Danach kehrt das System
über den Block 999 in seine Ausgangsstellung zurück.
Wird in dem Block 997 dagegen festgestellt, daß die vorgegebene
Zeitdauer von beispielsweise 10 sec noch nicht
abgelaufen ist, so wird über den Block 1000 der Systemdruck
ebenfalls gleich einem Bezugswert gesetzt, wobei das
Programm-Flag "OLOOP" jedoch auf den Wert 1 gesetzt wird.
Über den Block 1001 kehrt das System dann ebenfalls in
seine Ausgangsstellung zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 972, daß das Programm-Flag
"OLOOP" nicht den Wert 0 hat, d. h. die Werte 2 oder 3,
so wird in dem Block 1002 geprüft, ob es den Wert 1 hat.
Ist dies der Fall, so wird in dem Block 1003 geprüft,
ob die Druckanforderung größer als 2% ist. Ist dies
der Fall, so wird in dem Block 1004 geprüft, ob die
Druckanforderung größer oder gleich dem Systemdruck ist.
Ist dies der Fall, so wird über den Block 1005 der Prüfvorgang
der Fig. 9C in seine ursprüngliche Ausgangsstellung
zurückgesetzt, wobei die Vorbereitung für die
"adaptive Steuerung" abgeschlossen ist und das System
zum Block 1006 geht, welcher das Bremsenanlegen bei "adaptiver
Steuerung" befiehlt (vgl. Block 815 der Fig. 8),
wobei das Programm-Flag "OLOOP" den Wert 1 hat.
Führt die Prüfung des Blocks 1004 dazu, daß die Druckanforderung
kleiner als der Systemdruck ist, so wird über
den Block 1007 das System in gleicher Weise wie im Block
1005 zurückgesetzt, wobei über den Block 1008 jedoch
ein "Bremsenlösen" mit adaptiver Steuerung befohlen wird,
wobei auch hier das Programm-Flag "OLOOP" den Wert 1
hat.
Ergibt die Prüfung des Blocks 1002, daß das Programm-Flag
"OLOOP" nicht den Wert 1 hat, so wird in dem Block 1009
ebenfalls (vgl. Block 1003) geprüft, ob die Druckanforderung
größer als 2% ist. Ist dies der Fall, so wird
in dem Block 1010 geprüft, ob die Druckanforderung größer
oder gleich dem Systemdruck ist. Ist dies der Fall, so
geht das System über den Block 1011 zum "Bremsenanlegen"
mit adaptiver Steuerung über, wobei das Programm-Flag
"OLOOP" dann den Wert 2 hat. Führen die Prüfungen der
Blöcke 1009 oder 1010 zu negativem Ergebnis, so wird
über den Block 1012 ein Bremsenlösen mit adaptiver Steuerung
befohlen, wobei das Programm-Flag "OLOOP" auch hier den
Wert 2 hat.
Führt schließlich die Prüfung des Blocks 1003 zu einem
negativen Ergebnis, d. h. daß die Druckanforderung kleiner
als 2% ist, so geht das System von dort zu dem beschriebenen
Block 992 über.
Zusammenfassend wird mit der dritten Steuerfunktion der
Fig. 9C das System auf eine "adaptive Steuerung" dadurch
vorbereitet, daß ein bestimmter Systemdruck errichtet
wird, von dem aus dann über die in der Tabelle gespeicherten
Werte der Bremsdruck "adaptiv" gesteuert werden kann.
Die Ausgänge der Fig. 9C sind die Blöcke 1006, 1008,
1011 und 1012, welche entsprechende Steuerbefehle darstellen,
die nachfolgend im Zusammenhang mit der "adaptiven
Steuerung" detaillierter beschrieben werden.
Bei der "adaptiven Steuerung" wird generell ein "Regelungsvorgang"
durchgeführt, bei der die Ist-Wert-Größe der Regelung
jedoch nicht der gemessene Druck ist, sondern ein
aus der "Tabelle" entnommener Druckwert, der in Abhängigkeit
der Betätigungszeit der Ventile von dort entnommen
wird. Um eine möglichst gute Annäherung an die
oben beschriebenen "echten" Regelungsvorgänge zu erhalten,
wird bei der "adaptiven Steuerung" nur mit ruckbegrenzten
Druckänderungen gearbeitet.
Auch bei der "adaptiven Steuerung" ist eine Blockierschutzauslösung
möglich, bei der beide Auslaß-Steuerventile 103 (V 3) und 102
(V 4) erregt und damit geöffnet werden. Hierbei ist jedoch
zu berücksichtigen, daß dann der Bezugsdruck verlorengeht,
da die während der normalen Regelung aufdatierte "Tabelle"
derartige Zustände naturgemäß nicht enthält. Es muß daher
nach einer Blockierschutzauslösung wieder ein Bezugsdruck
hergestellt werden, was dadurch geschieht, daß der Druck
solange hochgefahren wird, bis der Druckschalter seinen
Zustand ändert. Danach kann von diesem Bezugsdruck ausgehend
wieder weiter mit "adaptiver Steuerung" gearbeitet
werden.
Im folgenden sollen die einzelnen Vorgänge der "adaptiven
Steuerung" im Zusammenhang mit den Fig. 9D und 9E beschrieben
werden.
Fig. 9D (Fig. 9D/1 und 9D/2) zeigt die Vorgänge des
Bremsenanlegens bei "adaptiver Steuerung" (vgl. Block
815 der Fig. 8 bzw. Blöcke 1006 und 1011 der Fig. 9C).
Auf den Befehl des Blocks 815 geht das System zu dem
Block 1013, durch welchen die Ventile 3 und 4 entregt
werden. Hierdurch wird die Rücklaufleitung 13 geschlossen
und somit sichergestellt, daß der Druck aufgebaut werden
kann. Anschließend wird in dem Block 1014 geprüft, ob
die Druckanforderung größer als der Druck P inshot ist.
Ist dies nicht der Fall, so werden über den Block 1015
die Ventile 1 und 2 entregt, so daß der Bremsdruck schnell
aufgebaut werden kann. Anschließend wird in dem Block
1016 geprüft, ob die zeitliche Verzögerung größer oder
gleich dem Wert t d ist. Der Wert t d wird aus der
Tabelle des Speichers 915 entnommen. Ist diese Bedingung erfüllt, so
werden die Ventile 1 und 2 in dem Block 1017 wieder erregt,
womit die Einlaßventile geschlossen werden und
der Druck konstant gehalten wird. In dem Block 1018 wird
als Systemdruck ein neuer Druckwert P new festgesetzt,
worauf das System über den Block 1019 in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt.
Führt die Prüfung des Blocks 1016 dagegen zu negativem
Ergebnis, so wird in dem Block 1020 als Systemdruck der
bisherige Wert beibehalten, worauf das System über den
Block 1021 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Führt die Prüfung des Blocks 1014 dazu, daß die Druckanforderung
größer ist als der Druck P inshot, so wird über
den Block 1022 nur das Ventil 2 entregt, worauf dann
über den Block 1023 aus der Tabelle des Speichers 915 in Abhängigkeit
von Zeitinkrementwerten Δ t der jeweils neue Druckwert
P new gelesen wird. Entsprechend der Öffnungszeit des
Ventils 2 (1022) ändert sich dieser Druckwert fortlaufend.
In dem Block 1024 wird dann geprüft, ob der (aus der
Tabelle 915 gelesene fiktive) Systemdruck größer ist
als die Druckanforderung P dem zuzüglich eines Toleranzwertes.
Ist dies der Fall, so geht das System über den Block
1025 in seine Ausgangsstellung zurück. Ist dies nicht
der Fall, so wird in dem Block 1026 geprüft, ob der fiktive
Systemdruck größer ist als der angeforderte Druck
P dem abzüglich des Toleranzwertes. Ist dies der Fall,
so werden über den Block 1027 die Ventile 1 und 2 erregt,
d. h. die Einlaßventile werden geschlossen, worauf das
System über den Block 1028 zu dem Block 1029 geht, in
welchem der sich zwischenzeitlich eingestellte Druck
als neuer Druck P new festgesetzt wird. Dann geht das
System über den Block 1030 in seine Ausgangsstellung
zurück.
Führt die Prüfung des Blocks 1026 dagegen zu einem negativen
Ergebnis, so wird über den Block 1031 das Ventil
1 entregt, so daß nunmehr beide Einlaßventile geöffnet
sind. Darauffolgend wird in dem Block 1032 geprüft, ob
die Zeitverzögerung größer oder gleich einem Zeitinkrement
Δ t ist. Ist dies der Fall, so wird dann in dem Block
1033 das Ventil 1 erregt und das System geht zu dem Block
1028. Führt die Prüfung des Blocks 1032 zu einem negativen
Ergebnis, so wird in dem Block 1034 der bisherige Druck
als Systemdruck festgesetzt, worauf das System über den
Block 1035 in seine Ausgangsstellung zurückgeht.
Fig. 9E zeigt das Bremsenlösen bei "adaptiver Steuerung"
(vgl. Block 814 der Fig. 8). Nach Erhalt des entsprechenden
Befehles werden in dem Block 1036 die Ventile 1 und
2 erregt, wodurch die Einlaßventile geschlossen werden.
Eine weitere Druckerhöhung ist somit unterbunden. In
dem Block 1037 wird dann geprüft, ob die Druckanforderung
kleiner als 2% ist. Ist dies der Fall, so wird in dem
Block 1038 geprüft, ob der Systemdruck größer als 5%
ist. Ist dies ebenfalls der Fall, so werden in dem Block
1039 die Ventile 3 und 4 erregt, wodurch die Auslaßventile
geöffnet werden. Hierbei werden dann über den Block 1040
die entsprechenden Druckwerte des sich einstellenden
(fiktiven) Systemdruckes aus der Tabelle des Speichers 915 gelesen,
worauf das System über den Block 1041 in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt. Führen die Prüfungen der Blöcke
1037 und 1038 zu einem negativen Ergebnis, so geht das
System über den Block 1042 zu dem Block 1043, wo ein
Entregen des Ventiles 4 veranlaßt wird. Während das Ventil
4 entregt ist, wird über den Block 1044 aus der Tabelle des Speichers
915 der entsprechende neue Systemdruck P new entsprechend
den verstrichenen Zeitinkrementen Δ t gelesen. In dem
Block 1045 wird dann geprüft, ob der sich jeweils eingestellt
habende Systemdruck Ps kleiner als der angeforderte
Druck P dem abzüglich eines Toleranzwertes ist. Ist
dies der Fall, so geht das System über den Block 1046
in seine Ausgangsstellung zurück. Ist dies dagegen nicht
der Fall, so wird in dem Block 1047 geprüft, ob der
Systemdruck Ps kleiner als der angeforderte Druck P dem
zuzüglich des Toleranzwertes ist. Ist dies der Fall,
so wird das Ventil 3 über den Block 1048 entregt,
worauf das System zu dem Block 1049 gelangt.
Führt die Prüfung des Blocks 1047 dagegen zu einem negativen
Ergebnis, so wird das Ventil 3 über den Block 1050 erregt,
worauf dann in dem Block 1051 geprüft wird, ob die Verzögerung
größer oder gleich dem Zeitinkrement Δ t ist.
Ist dies inzwischen der Fall geworden, so wird das Ventil
3 über den Block 1052 wieder entregt, worauf das System
zu dem Block 1049 gelangt. Ist die Verzögerung dagegen
kleiner als das Zeitinkrement Δ t, so gelangt das System
von dem Block 1051 zu dem Block 1053, wo als Systemdruck
der bisherige Druck festgesetzt wird. Darauf geht das
System über den Block 1054 in seine Ausgangsstellung
zurück.
Von dem Block 1049 geht das System zu dem Block 1055,
wo der sich inzwischen eingestellt habende neue Druck
P new als Systemdruck festgesetzt wird, worauf das System
über den Block 1056 ebenfalls in seine Ausgangsstellung
zurückgeht.
Abschließend zu den Fig. 9A bis 9E sei noch angemerkt,
daß das jeweilige Zurückkehren des Systems in seine Ausgangsstellung
nicht unbedingt jeweils zu dem Block 801
der Fig. 8 führen muß; vielmehr können auch entsprechend
kürzere "Schleifen" vorgesehen sein, wobei natürlich
sichergestellt sein muß, daß das System bei Erreichen
des angeforderten Druckwertes in seinen echten Ruhezustand
zurückkehrt.
In Fig. 10 (Fig. 10/1, 10/2 und 10/3) ist ein generelles
Flußdiagramm der Überwachungsvorgänge zur Feststellung
der oben behandelten, verschiedenen Fehlerarten gezeigt.
Die einzelnen Prüf- bzw. Überwachungsvorgänge werden
normalerweise zeitlich nacheinander durchgeführt; es
ist jedoch auch möglich, gewisse Überwachungsvorgänge,
die sich wechselseitig nicht stören, zeitlich simultan
ablaufen zu lassen.
Ausgehend von dem Start der Überwachungsfunktionen (Block
22), wird in dem Block 300 die Überprüfung des Gleit-
bzw. Schleuderschutzes eingeleitet. Generell wird hierbei
geprüft, ob die Blockier- oder Schleuderschutzfunktion
länger als eine vorgegebene Zeitdauer wirksam geschaltet
war. Ist nämlich die Blockier- und/oder Schleuderschutzfunktion
länger als eine vorbestimmte Zeitdauer wirksam,
so ist dies ein Anzeichen für eine Fehlfunktion.
Im einzelnen wird in dem Block 301 geprüft, ob die
Blockier- und/oder Schleuderschutzfunktion eingeschaltet
ist. Ist dies nicht der Fall, so kann ein Fehler nicht
festgestellt werden und in dem Block 805 (vgl. auch Fig.
8) wird der Fehler: "0" angezeigt.
Ist die Blockier- und/oder Schleuderschutzfunktion dagegen
eingeschaltet, so wird in dem Block 302 geprüft, ob
sie vor Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer abgeschaltet
wurde. Ist dies der Fall, so liegt ebenfalls kein Fehler
vor und über den Block 805 wird der Fehler "0" angezeigt.
Führt die Prüfung des Blocks 302 dagegen zu dem Ergebnis,
daß trotz Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer die Blockier-
und/oder Schleuderschutzfunktion nicht abgeschaltet
hat, so wird über den Block 303 auf "normales Bremsen"
umgeschaltet und die Blockier- und/oder Schleuderschutzfunktion
wird über den Block 304 gesperrt, worauf in
dem Block 805 der Fehler "1" angezeigt wird.
Eine weitere Prüfung wird beim Bremsenlösen durchgeführt
(Block 305; vgl. auch Fig. 11A). Hierbei wird allgemein in
dem Block 306 geprüft, ob der Druckwandler fehlerhaft
ist. Ist dies der Fall, so wird über den Block 805 der
Fehler "3" angezeigt. Ist dagegen der Druckwandler in
Ordnung, so wird in dem Block 307 geprüft, ob der Druckschalter
in Ordnung ist. Liegt ein Fehler des Druckschalters
vor, so wird über den Block 805 der Fehler "2"
angezeigt. Liegt dagegen auch kein Fehler des Druckschalters
vor, so wird in dem Block 308 geprüft, ob die Bremsen
festhängen. Ist auch dies nicht der Fall, so wird
über den Block 805 wiederum der Fehler "0" angezeigt.
Hängen dagegen die Bremsen, so wird über den Block
309 das Absperrventil erregt und der Fehler "4" in dem
Block 805 angezeigt.
Eine weitere Überwachungsfunktion wird über den Block
310 (Fig. 10/2, vgl. auch Fig. 11B und C) während des Bremsenanlegens
durchgeführt. Allgemein wird hier in dem Block 311 geprüft,
ob das System richtig reagiert bzw. antwortet.
In diesem Falle wird wieder in dem Block 805 der Fehler
"0" angezeigt. Andernfalls geht das System zu dem Block
312. Parallel hierzu wird in dem Block 313 geprüft,
ob bei konstanter Druckanforderung irgendwelche der
Steuerventile offen sind. Ist dies nicht der Fall, so
wird wiederum in dem Block 805 der Fehler "0" angezeigt.
Sind dagegen trotz Anforderung eines konstanten Druckes
eines oder mehrere der Steuerventile geöffnet, so geht
das System ebenfalls zu dem Block 312. Dort wird wiederum
in dem Block 313 geprüft, ob der Druckwandler fehlerhaft
ist. Falls ja, wird der Fehler "3" in dem Block 805
angezeigt. Ist der Druckwandler dagegen in Ordnung,
so wird in dem Block 314 geprüft, ob die elektrischen
Ströme zu den Magnetventilen die richtigen Werte haben.
Ist dies nicht der Fall, so geht das System zu dem Block
315, wo das Absperrventil erregt und über den Block
805 der Fehler "4" gemeldet wird. Sind die elektrischen
Ströme zu den Magnetventilen dagegen auf ihren jeweils
richtigen Werten, so wird über den Block 316 eine Spülroutine
durchgeführt. Danach wird über den Block 317
geprüft, ob das System jetzt, d. h. nach der Spülroutine
in Ordnung ist. Ist dies der Fall, so wird der Fehler
"2" in dem Block 805 angezeigt. Ist das System trotz
der Spülroutine noch nicht in Ordnung, so wird dagegen
über den Block 318 wiederum das Absperrventil erregt
und in dem Block 805 der Fehler "4" angezeigt, d. h.
daß das überwachte Bremssystem isoliert ist.
Eine weitere, auch selbständig durchführbare Überwachungsfunktion
ist die Überprüfung der elektrischen Ströme
der Magnetventile in dem Block 316 (vgl. auch Block
314 nach Fig. 10/3). Allgemein wird in dem Block 317 überprüft, ob
alles in Ordnung ist, worauf gegebenenfalls wiederum
der Fehler "0" festgestellt und angezeigt wird. Ist
dagegen nicht alles in Ordnung, so wird in dem Block
318 wiederum das Absperrventil erregt und der Fehler
"4" angezeigt.
Eine weitere, ebenfalls selbständig durchführbare Prüfung nach Fig. 10/3
ist die Funktionsprüfung des Druckwandlers in dem Block
319 (vgl. auch Fig. 11D). Hierbei wird in dem Block
320 überprüft, ob die Ausgangswerte des Druckwandlers
innerhalb vorgegebener Grenzen liegen. Ist dies nicht
der Fall, so ist der Druckwandler defekt und der Fehler
"3" wird angezeigt. Liegen dagegen die Ausgangswerte
innerhalb der vorgegebenen Grenzen, so wird über den
Block 321 eine Überprüfung von Nullpunktfehlern des
Druckwandlers eingeleitet (vgl. Fig. 11E). Generell
wird hierbei in dem Block 322 geprüft, ob alles in Ordnung
ist. Ist dies nicht der Fall, so wird wiederum
der Fehler "3" angezeigt. Ist dagegen alles in Ordnung,
so wird der Nullpunktwert des Druckwandlers in dem Block
323 entsprechend festgesetzt und über den Block 805
wird wiederum der Fehler "0" angezeigt.
Eine weitere Überprüfung ist die des Blocks 325, wo
unter der Voraussetzung, daß der Fehler "3" aufgetreten
ist, eine Eigenprüfung der adaptiven Steuerung vorgenommen
wird (vgl. Fig. 11F).
Allgemein wird hierbei in dem Block 326 überprüft, ob
das System in Ordnung ist, worauf gegebenenfalls der
Fehler "3" gemeldet wird. Ist das System dagegen nicht
in Ordnung, so wird der Fehler "4" angezeigt.
In Fig. 11 sind die einzelnen Überwachungsfunktionen
der Fig. 10 detaillierter dargestellt. Diese Überwachungsfunktionen
werden während bestimmter Regelungs- oder
Steuervorgänge durchgeführt. So wird generell während
des Bremsenlösens die Überwachungsfunktion der Fig.
11A durchgeführt, wobei ein Vorgang des Bremsenlösens
dadurch erkannt wird, daß eines der Steuerventile 103 (V 3)
oder 102 (V 4) bzw. beide Auslaßventile erregt sind. Das Grundprinzip
dieser Überprüfung ist wie folgt: Während Perioden,
bei denen entweder das Steuerventil 103 oder das
Steuerventil 102 erregt ist und die Druckanforderung
größer als 5% ist, sollte der Druck fallen. Bei der
ersten Überwachungsroutine wird daher diese Druckverringerung
überwacht, wobei der erwartete Umschaltdruck
des Druckschalters mit dem tatsächlichen Umschaltdruck
des Druckschalters verglichen wird und, sofern gefordert,
der neue Druckgradient zu diesem Zeitpunkt mit
dem alten Druckgradienten verglichen wird. Hierdurch
ist es möglich, einen fehlerhaften Druckwandler, einen
fehlerhaften Druckschalter oder ein fehlerhaftes Bremssteuerventil
festzustellen. Sofern ein fehlerhaftes
Bremssteuerventil festgestellt wurde und das System
des anderen Drehgestells des Fahrzeuges nicht durch Betätigung
des Absperrventiles "isoliert ist", so wird das Absperrventil
des betreffenden überprüften Systems erregt,
um dieses System zu "isolieren". Unbedingt zu beachten
ist jedoch, daß auf keinen Fall die Absperrventile beider
Systeme erregt sein dürfen, da andernfalls keinerlei
Bremsfunktion mehr möglich wäre.
Fig. 11A (Fig. 11A/1, 11A/2 und 11A/3) zeigt die Überprüfung
beim Bremsenlösen des Blocks 305 der Fig. 10.
Zuerst wird in dem Block 330 geprüft, ob das Ventil
3 erregt ist. Ist dies nicht der Fall, so wird in dem
Block 331 geprüft, ob das Ventil 4 erregt ist. Ist auch
dies nicht der Fall, so wird in dem Block 332 der Taktgeber
zurückgesetzt und das System kehrt über den Block
333 in seine Ausgangsstellung zurück. Ist jedoch eines
der Ventile 3 oder 4 erregt, so geht das System über
den Block 334 zu dem Block 335, wo geprüft wird, ob
die Druckanforderung (P dem) größer als 5% ist. Ist
dies nicht der Fall, so wird über den Block 336 der
Taktgeber wiederum zurückgesetzt und das System kehrt
über den Block 337 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ist dagegen der angeforderte Druck größer als 5%, so
wird in dem Block 338 geprüft, ob der Taktgeber läuft.
Ist dies nicht der Fall, so wird über den Block 339
der Taktgeber gestartet, wobei als Zeitvariable t ein
Wert t₁ festgesetzt wird, und als Systemdruck der dazugehörige
Druck P₁. Weiterhin wird dort das Programm-Flag
"PRESS" auf 1 gesetzt, sofern der Systemdruck größer
als ein vorbestimmter Wert (z. B. 22 bar) zuzüglich eines
Toleranzwertes ist. Mit anderen Worten, wird die Stellung
des Druckschalters überprüft. Ist dagegen der Systemdruck
unterhalb dem genannten Wert, d. h. ist der Druckschalter
in seiner anderen Stellung, so wird das Programm-Flag
"PRESS" auf den Wert 0 gesetzt. Das System geht dann
zu dem Block 340, wohin man auch direkt von dem Block
338 gelangen kann, falls der Taktgeber bereits gestartet
ist. Von dem Block 340 gelangt man zu dem Block 341,
wo geprüft wird, ob inzwischen eine Zeit verstrichen
ist, die größer als t₁ zuzüglich eines vorgegebenen Zeitintervalles
von beispielsweise 0,1 sec ist. Ist dies
nicht der Fall, so geht das System über den Block 342
in seine Ausgangsstellung zurück. Ist dies dagegen der
Fall, so wird für diesen neuen Zeitpunkt der entsprechende
Druck P₂ als Systemdruck P s festgesetzt (Block 343).
Darauf wird in dem Block 344 geprüft, ob der Druck P₂
kleiner als der Druck P₁ abzüglich eines Toleranzwertes
ist. Ist dies der Fall, so ist in dem vergangenen Zeitintervall
der Druck entsprechend abgefallen und in dem
Block 345 werden die einzelnen Parameter wie in der Figur
angegeben, festgesetzt. Darauf wird in dem Block 346 (Fig. 11A/3) geprüft,
ob der neu festgesetzte Druck P₁ größer ist als
ein vorgegebener Druck (von beispielsweise 22 bar) abzüglich
eines Toleranzwertes. Es wird also geprüft, ob der
neue Druck P₁ größer ist als der Umschaltdruck des Druckschalters.
Ist dies der Fall, so kehrt das System über
den Block 347 wieder in seine Ausgangsstellung zurück.
Liegt dagegen der Druck P₁ unter dem genannten Wert,
so wird in dem Block 348 geprüft, ob der Druckschalter
dagegen noch einen Druck anzeigt, der über seinem Schaltpunkt
liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird über den
Block 349 der Fehler "0" angezeigt, worauf in dem Block
350 der Taktgeber zurückgesetzt wird und das System
über den Block 351 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Ergibt die Prüfung des Druckschalters in dem Block 348
jedoch, daß dieser noch einen Druck oberhalb seines Umschaltwertes
anzeigt, so wird in dem Block 352 der eingangs
definierte Wert X auf den alten Druckgradienten gesetzt.
Entsprechend wird in dem Block 353 der eingangs definierte
Wert Y auf den neuen Druckgradienten gesetzt. Anschließend
wird in dem Block 354 geprüft, ob der Wert X größer ist
als der Wert Y zuzüglich eines Toleranzwertes. Ist dies
der Fall, so fährt das System über den Block 355 fort,
stellt über den Block 356 einen defekten Druckwandler
fest und zeigt in dem Block 357 den Fehler "3" an. Darauf
wird über den Block 358 der Taktgeber zurückgesetzt und
das System kehrt über den Block 359 in seine Ausgangsstellung
zurück. Wird dagegen bei dem Block 354 festgestellt,
daß der Wert X kleiner oder gleich dem Wert Y zuzüglich
des Toleranzwertes ist, so wird in dem Block 360 geprüft,
ob der Wert Y größer ist als der Wert X zuzüglich eines
Toleranzwertes. Ist dies der Fall, so geht das System
zu dem erwähnten Block 355 über und zeigt einen defekten
Wandler an. Ist die Bedingung des Blocks 360 dagegen
nicht erfüllt, so wird über den Block 361 ein defekter
Druckschalter festgestellt, worauf in dem Block 362 das
Programm-Flag "SWT" auf den Wert "1" gesetzt wird. Über
den Block 363 wird dann noch der Fehler "2" angezeigt,
worauf das System von dort zu dem bereits erwähnten
Block 350 geht.
Ergibt die Druckprüfung des Blocks 344, daß der Druck
P₂ nicht kleiner als der Druck P₁ abzüglich des Toleranzwertes
ist, so wird in dem Block 364 geprüft, ob das
Programm-Flag "SWT" auf dem Wert 1 ist. Ist dies nicht
der Fall, so wird in dem Block 365 (Fig. 11A/2) geprüft, ob der angeforderte
Druck P dem kleiner ist als der vorgegebene Umschaltwert
für den Druckschalter abzüglich eines Toleranzwertes.
Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so kehrt das
System über den Block 366 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ist dies dagegen der Fall, so wird in dem Block 367 geprüft,
ob das Programm-Flag "PRESS" auf dem Wert 1 ist.
Ist dies nicht der Fall, so wird über den Block 368 geprüft,
ob der Druckschalter in seiner dem höheren Druck entsprechenden
Stellung ist. Ist dies nicht der Fall, so kehrt
das System über den Block 369 in seine Ausgangsstellung
zurück. Ist dies dagegen der Fall, so geht das System
zu dem Block 371 über.
Ergibt die Prüfung des Blocks 367, daß das Programm-Flag
"PRESS" auf dem Wert "1" ist, so wird über den Block
370 wiederum geprüft, in welcher Stellung der Druckschalter
ist. Zeigt diese Prüfung an, daß der Druckschalter einen
Druck unterhalb seines Umschaltdruckes anzeigt, so wird
über den Block 372 ein defekter Druckwandler festgestellt,
worauf in dem Block 373 der Fehler "3" angezeigt wird
und anschließend über den Block 374 der Taktgeber zurückgesetzt
wird. Darauf kehrt das System über den Block 375
in seine Ausgangsstellung zurück. Von dem erwähnten Block
370 aus wird über den Block 371 in Block 376 festgestellt, daß die
Bremsen nicht gelöst sind. Zu dem Block 376 kommt man
auch über den Block 364, sofern dort die Prüfung ergibt,
daß das Programm-Flag "SWT" auf dem Wert 1 ist. Nach
dem Block 376 wird über den Block 377 der Fehler "4"
angezeigt, worauf der Taktgeber in dem Block 378 zurückgesetzt
wird und das System über den Block 379 in seine
Ausgangsstellung zurückkehrt.
In ähnlicher Weise wie beim Bremsenlösen wird auch beim
Bremsenanlegen eine Überprüfung durchgeführt. Hierbei
wird zugrundegelegt, daß während der Perioden, bei denen
eines oder beide Steuerventile 100 (V 1) bzw. 101 (V 2) entregt sind
und gleichzeitig die Druckanforderung kleiner als 95%
ist, der Druck ansteigen sollte. Bei der entsprechenden
Überwachungsroutine wird daher dieses Druckansteigen
überwacht, wobei der erwartete Druck, bei dem der Druckschalter
umschaltet, mit dem tatsächlichen Umschaltdruck
des Umschalters verglichen wird. Sofern erforderlich,
werden auch hier in gleicher Weise wie bei dem Bremsenlösen
die Druckgradienten verglichen. Wird bei dieser Überprüfung
ein fehlerhaftes Bremssteuerventil festgestellt, so geht
die Überprüfung auf die Überprüfungsfunktion 7 (Fig.
11G) über.
Fig. 11B zeigt nun detaillierter die zweite Überprüfungsfunktion
beim Bremsenanlegen (vgl. Block 310 der Fig. 10).
In dem Block 570 wird geprüft, ob das Steuerventil 100 (V 1) erregt
ist. Ist dies der Fall, so wird in dem Block 571 geprüft,
ob auch das Steuerventil 101 (V 2) erregt ist. Ist auch dies der Fall,
so wird über den Block 572 der Taktgeber zurückgesetzt
und das System kehrt über den Block 573 in seine Ausgangsstellung
zurück. Sind beide Steuerventile 100 (V 1) und 101 (V 2) nicht erregt,
so geht das System über den Block 574 zu dem Block 575,
wo geprüft wird, ob die Druckanforderung größer als 95%
ist. Ist dies der Fall, so wird über den Block 576 der
Taktgeber zurückgesetzt und das System kehrt über den
Block 577 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ergibt die Überprüfung des Blocks 575 jedoch, daß der
angeforderte Druck kleiner als 95% ist, so beginnt die
eigentliche Prüfung. Hierbei wird zuerst in dem Block
578 überprüft, ob der Taktgeber läuft. Sofern dies nicht
der Fall ist, wird dieser über den Block 579 gestartet,
wobei die Zeitvariable t auf t₁ gesetzt und der Systemdruck
p s auf den Wert p₁ gesetzt wird. Sofern der Systemdruck
P s größer ist als der vorbestimmte Wert (von beispielsweise
22 bar) zuzüglich des Toleranzwertes "tol" ist,
wird das Programm-Flag "PRESA" auf den Wert 1 gesetzt.
Sofern der Systemdruck P s kleiner gleich dem vorgegebenen
Wert zuzüglich des Toleranzwertes ist, wird das Programm-
Flag "PRESA" auf den Wert 0 gesetzt. Darauf geht das
System über den Block 580 zu dem Prüfblock 581 über,
wohin es bei laufendem Taktgeber auch direkt von dem
Block 578 aus gelangen kann. In dem Block 581 wird geprüft,
ob die verstrichene Zeit größer als der Wert t₁ zuzüglich
eines vorgegebenen Zeitinkrementes von beispielsweise
0,1 sec ist. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das System
über den Block 582 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ist dies dagegen der Fall, so wird der Systemdruck als
Wert P₂ festgesetzt. Darauf wird in dem Block 584 geprüft,
ob der Druck P₂ größer als der oben erwähnte Druck P₁
zuzüglich eines Toleranzwertes ist. Ist dies der Fall,
so wird in dem Block 589 der Druck P₁ auf den Wert P₂
gesetzt und die Zeitvariable auf den Wert t₁. Darauf
wird in dem Block 590 geprüft, ob der Druck P₁ größer
als der vorgegebene Wert für das Umschalten des Druckschalters
zuzüglich eines Toleranzwertes ist. Ist dies nicht
der Fall, so kehrt das System über den Block 591 wieder
in seine Ausgangsstellung zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 590 dagegen, daß der Druck
P₁ größer als der Umschaltdruck für den Druckschalter
zuzüglich des Toleranzwertes ist, so wird in dem Block
592 überprüft, ob der Druckschalter in der entsprechenden
Stellung ist. Ist dies der Fall, so wird über den Block
593 der Fehler "0" angezeigt, worauf in dem Block 594
der Taktgeber zurückgesetzt wird und das System über
den Block 595 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Ergibt die Prüfung des Blocks 592 dagegen, daß der Druckschalter
nicht in der richtigen Schaltlage ist, so wird
in dem Block 596 ein Wert X A auf den alten Druckgradienten
gesetzt und in dem Block 597 ein Wert Y A auf den
neuen Druckgradienten. Darauf wird in dem Block 598 geprüft,
ob der Wert X A größer als der Wert Y A + ein
Toleranzwert ist. Ist dies nicht der Fall, so wird in
dem Block 599 geprüft, ob der Wert Y A größer als der
Wert X A + ein Toleranzwert ist. Ist dies ebenfalls nicht
der Fall, so liegt ein defekter Druckschalter vor, was
in dem Block 600 festgestellt wird, worauf in dem Block
601 das Programm-Flag "SWT" auf den Wert 1 gesetzt wird,
worauf in dem Block 602 der Fehler "2" angezeigt wird
und das System über die Blöcke 594 und 595 in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt.
Führen die Prüfungen der Blöcke 598 bzw. 599 zu einem
positiven Ergebnis, so gelangt das System über den Block
603 zu dem Block 604, wo ein defekter Druckwandler festgestellt
wird, was in dem Block 605 als Fehler "3" festgesetzt
wird, worauf das System über den Block 606 den
Taktgeber zurücksetzt und über den Block 607 in seine
Ausgangsstellung zurückkehrt.
Ergibt die Prüfung des Blockes 584 dagegen, daß der Druck
P₂ nicht größer als P₁ + tol ist, so wird in dem Block
585 geprüft, ob das Programm-Flag "SWT" auf dem Wert
1 ist. Ist dies der Fall, so wird in dem Block 586 der
Fehler "4" angezeigt, was letztlich bedeutet, daß sowohl
der Druckgeber als auch der Druckschalter defekt sind.
Darauf wird über den Block 587 der Taktgeber zurückgesetzt
und über den Block 588 kehrt das System in seine
Ausgangsstellung zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 585 dagegen, daß das Programm-
Flag "SWT" nicht auf dem Wert 1 ist, so geht das System
zu dem Block 608 über, wo geprüft wird, ob die Druckanforderung
P dem größer als der Umschaltdruck des Druckschalters
zuzüglich eines Toleranzwertes ist. Ist dies nicht der
Fall, so kehrt das System über den Block 609 in seine
Ausgangsstellung zurück; ist dies dagegen der Fall, so
wird in dem Block 610 geprüft, ob das Programm-Flag "PRESA"
(vgl. Block 579) auf dem Wert 0 ist. Ist dies nicht der
Fall, so wird in dem Block 611 geprüft, ob der Druckschalter
in der entsprechenden Stellung ist, die einen Druck
oberhalb seines Umschaltdruckes anzeigt. Ist dies der
Fall, so kehrt das System über den Block 612 in seine
Ausgangsstellung zurück. Ist dies dagegen nicht der Fall,
so geht das System zu dem Block 618 über.
Wird in dem Block 610 festgestellt, daß das Programm-Flag
"PRESA" auf dem Wert 0 ist, so wird über den Block 613
in gleicher Weise wie in dem Block 611 die Stellung des
Druckschalters überprüft. Zeigt diese Überprüfung an,
daß der Druckschalter in einer Stellung ist, die einen
Druck anzeigt, der über seinem Umschaltdruck ist, so
liegt ein defekter Druckwandler vor, was über den Block
614 dazu führt, daß in dem Block 615 der Fehler "3" angezeigt
wird, worauf das System über den Block 616 den
Taktgeber zurücksetzt und über den Block 617 in seine
Ausgangsstellung zurückkehrt. Führen die Überprüfungen
der Blöcke 611 oder 613 dagegen jeweils zu einem negativen
Ergebnis, so geht das System über den Block 618 zu dem
Block 619 über, wo letztlich festgestellt wird, daß die
Bremsen nicht angelegt sind. Darauf geht das System über
den Block 620 zu der Überwachungsfunktion Nr. 7 (Fig.
11G) über.
Fig. 11C zeigt die Überwachungsfunktion Nr. 3, die während
einer "Bremsdruckhaltephase" durchgeführt wird.
Hier wird in dem Block 422 geprüft, ob der angeforderte
Druck P dem größer als 5% ist. Ist dies nicht der Fall,
d. h. ist der angeforderte Bremsdruck sehr gering, d. h.
im praktischen Ausführungsbeispiel unter 5%, so wird
die Prüfroutine abgebrochen und das System wird über
den Block 424 zurückgesetzt und gelangt über den Block
425 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ist dagegen der angeforderte Druck größer, so wird in
dem Block 423 überprüft, ob eine Änderung des angeforderten
Druckes vorliegt. Ist dies der Fall, d. h. ist der alte
angeforderte Druck nicht gleich dem neuen angeforderten
Druck, so kehrt das System über die Blöcke 424 und 425
ebenfalls in seine Ausgangsstellung zurück.
Liegt dagegen keine Änderung der Druckanforderung vor,
so wird über den Block 426 geprüft, ob der Taktgeber
läuft, worauf gegebenenfalls in dem Block 427 der Taktgeber
gestartet wird. In dem Block 429 wird geprüft,
ob das Programm-Flag "HOLDX" auf dem Wert 1 ist. Ist
dies nicht der Fall, so wird in dem Block 430 geprüft,
ob seit Beginn des Starts des Taktgebers eine vorgegebene
Zeitdauer von beispielsweise 2 sec verstrichen ist. Ist
dies nicht der Fall, so kehrt das System über den Block
431 in seine Ausgangsstellung zurück. Ist dies dagegen
der Fall, so wird das Programm-Flag "HOLDX" auf den Wert
1 gesetzt. Nachdem das Programm-Flag "HOLDX" auf dem
Wert 1 ist, geht das System über den Block 433 zu dem
Prüfblock 434 über, wo geprüft wird, ob das Steuerventil 101
(V 2) innerhalb eines Zeitraums von 3 sec für 0,1 sec geöffnet
war. Ist dies der Fall, so geht das System über den Block
436 zu der Überwachungsfunktion Nr. 7 (Fig. 11G) über.
Führt die Prüfung des Blocks 434 zu einem negativen Ergebnis,
so wird in ähnlicher Weise für das Steuerventil 100
(V 1) geprüft, ob es innerhalb eines Zeitraumes von 3 sec
für 0,2 sec geöffnet war. Ist dies der Fall, so geht
das System ebenfalls über den Block 436 zu der Überwachungsfunktion
über. Ist dies dagegen nicht der Fall, so wird
der Fehler "0" festgestellt und das System wird über
den Block 438 zurückgesetzt und gelangt über den Block
439 in seine Ausgangsstellung zurück.
Zusammenfassend wird bei der Überwachungsfunktion Nr.
3 überprüft, ob das Hydraulik-System dicht ist. Dies
wird dadurch ermittelt, daß während Perioden konstanter
Druckanforderung die Steuerventile 100 (V 1) und 101 (V 2) nicht geöffnet
werden sollten. Mit dieser Überwachungsfunktion wird
also die Öffnungszeit der Steuerventile 100 (V 1) und 101 (V 2) nach einer
anfänglichen Stabilisierungsperiode überwacht und, sofern
diese Öffnungszeiten größer als vorgegebene Werte sind,
wird festgestellt, daß das System ein Leck aufweist.
Die nähere Eingrenzung dieses Lecks wird im Zusammenhang
mit der Überwachungsfunktion Nr. 7 durchgeführt.
Im Zusammenhang mit Fig. 11D wird die Überwachungsfunktion
Nr. 4 erläutert, in der eine Funktionsprüfung des Druckwandlers
durchgeführt wird. Generell wird die Ausgangsspannung
des Druckwandlers überwacht, die bei funktionsfähigem
Druckwandler stets zwischen zwei vorgegebenen Grenzwerten
liegen sollte, beispielsweise zwischen 2 und 12 Volt.
Ist dies nicht der Fall, kann man annehmen, daß der Wandler
fehlerhaft ist, worauf der Fehlerindikator auf den
Wert "3" gesetzt wird und die "adaptive Steuerung" eingeleitet
wird.
Fig. 11D zeigt also detaillierter diese Funktionsprüfung
des Druckwandlers (vgl. Block 319 der Fig. 10). Ausgehend
von dem Block 319 wird in dem Block 442 überprüft, ob
die Ausgangsspannung des Druckwandlers innerhalb vorgegebener
Grenzen, beispielsweise zwischen 12 und 2 Volt
liegt. Ist dies der Fall, so wird der Fehler "0" in dem
Block 443 festgestellt, worauf auf Regelung umgeschaltet
wird und in den Blöcken 444 und 444′ die entsprechenden Werte
wie oben mehrfach beschrieben zurückgesetzt werden. Führt
die Prüfung des Blocks 442 zu dem Ergebnis, daß die Ausgangsspannung
des Druckwandlers außerhalb des vorgegebenen
Intervalles liegt, so wird in dem Block 445 geprüft,
ob der Taktgeber läuft. Ist dies nicht der Fall, so wird
er über den Block 446 gestartet. Wird ein laufender Taktgeber
festgestellt oder wurde dieser durch den Block
446 gestartet, so geht das System über den Block 447
zu dem Block 448, in welchem geprüft wird, ob mehr als
eine Sekunde verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall,
so geht das System über den Block 449 zu der Startstellung
zurück. Ist dies dagegen erfüllt, so wird in dem
Block 450 der Fehler "3" festgestellt, worauf das System
auf adaptive Steuerung umschaltet und über den Block 451 und 451′
die entsprechenden Werte zurücksetzt.
Fig. 11E zeigt die Überwachungsfunktion Nr. 5, d. h. die
Nullpunktsprüfung des Druckwandlers. Mit dieser Überprüfungsroutine
wird das Ausgangssignal des Druckwandlers
korrigiert, um druckunabhängige Fehler, wie z. B. eine
Temperatur oder Zeitdrift zu kompensieren. Diese Routine
wird lediglich bei nicht ruckbegrenztem Bremsenlösen
verwendet, wie es beispielsweise unmittelbar nach einem
Halt in einem Bahnhof auftritt. Bei dieser Überwachungsfunktion
wird die Bremszylinderdruck-Reduzierung im Zusammenhang
mit dem Zeitablauf hierfür überwacht und die
Änderung des Zustandes des Druckschalters. Weiterhin
ist ein Sperrschaltkreis vorgesehen, der ein fehlerhaftes
Zurücksetzen verhindert, was ansonsten nach längeren
Stillstandsperioden auftreten könnte.
Im einzelnen zeigt Fig. 11E diese Prüfung der adaptiven
Steuerung (vgl. Block 324 der Fig. 10).
Zuerst wird ausgehend von Block 321 in dem Block 500 geprüft, ob die Steuerventile 100, 101, 102 und 103, d. h. die Ventile
1, 2, 3 und 4 erregt sind. Ist dies nicht der Fall, so
wird das System über die Blöcke 501 und 502 zurückgesetzt
und in seinen Ausgangszustand gebracht. Ist dies dagegen
der Fall, so wird in dem Block 503 geprüft, ob das Programm-Flag
"STRTP" auf dem Wert 0 ist. Ist dies nicht
der Fall, so wird in dem Block 504 geprüft, in welcher
Stellung der Druckschalter ist. Ist dieser in einer Stellung,
die einen Druck oberhalb seines Umschaltdruckes
anzeigt, so wird das Programm-Flag "PREST" auf den Wert
"1" (Block 505) gesetzt, worauf das System über dem Block
506 zu dem Punkt B (Block 507) gelangt.
Führt die Prüfung des Blocks 504 dagegen dazu, daß der
Druckschalter in einer Stellung unterhalb seines Umschaltdruckes
ist, so wird in dem Block 508 geprüft, ob das
Programm-Flag "PREST" auf dem Wert 1 ist. Ist dies nicht
der Fall, so kehrt das System über den Block 509 in seine
Ausgangsstellung zurück. Ist dies dagegen der Fall, so
geht das System über den Block 507 zu dem Prüfblock 510.
Der erwähnte Punkt B des Blocks 506 führt ebenfalls zu
dem Block 507 sowie auch das positive Prüfergebnis des
Blocks 503. Von dem Block 507 gelangt man - wie erwähnt -
zu dem Block 510, wo überprüft wird, ob ein Programm-Flag
"JUMP" auf dem Wert 1 ist. Ist dies der Fall, so geht
das System über den Block 511 zu dem Punkt A (Block 534)
über. Ist dies dagegen nicht der Fall, so wird in dem
Block 512 geprüft, ob ein erster Taktgeber läuft. Ist
dies nicht der Fall, so wird dieser Taktgeber in dem
Block 513 gestartet und ein Druckwert P₁ wird auf den
Systemdruck P s gesetzt, während die Zeitvariable auf
den Wert t₁ gesetzt wird. Bei laufendem Taktgeber geht
das System über den Block 514 dann zu dem Prüfblock 515
über, wo geprüft wird, ob seit dem Start des Taktgebers eine Zeitdauer t₁ plus
eine vorbestimmte Zeitdauer von beispielsweise 0,1 sec
verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall, so geht das
System über den Block 516 in seine Ausgangsstellung zurück.
Sobald diese vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist, geht
das System dann von dem Block 515 zu dem Block 517 über,
wo ein Druckwert P₂ als Systemdruck P s festgelegt wird.
Darauf wird in dem Block 518 geprüft, ob der Druck P₂
kleiner als der Druck P₁ abzüglich eines Toleranzwertes
ist. Ist dies nicht der Fall, so wird das System in dem
Block 519 zurückgesetzt und geht über den Block 520 in
seine Ausgangsstellung zurück. Führt die Prüfung des
Blocks 518 dagegen zu einem positiven Ergebnis, so wird
in dem Block 521 überprüft, ob der Druck P₂ kleiner als
der Umschaltdruck des Druckschalters abzüglich eines
Toleranzwertes ist. Ist dies nicht der Fall, so wird
in dem Block 522 festgesetzt: P₁ = P₂ und p₁ = t. Darauf
geht das System über den Block 523 in seine Ausgangsstellung
zurück.
Führt die Prüfung des Blocks 521 dagegen zu einem positiven
Ergebnis, so wird in dem Block 524 die Stellung des Druckschalters
überprüft. Zeigt diese Überprüfung an, daß
der Druckschalter in einer Stellung unterhalb des Umschaltdruckes
ist, so wird in dem Block 525 geprüft, ob der
Druck P₂ kleiner als 5% ist. Ist dies der Fall, so wird
in dem Block 526 geprüft, ob ein Taktgeber Nr. 2 läuft,
welcher erforderlichenfalls über den Block 527 gestartet
wird. Gleichzeitig wird in dem Block 527 der Taktgeber
Nr. 1 gestoppt und das Programm-Flag "JUMP" auf den Wert
1 gesetzt. Bei laufendem Taktgeber Nr. 2 geht das System
dann über den Block 528 zu dem Punkt A (Block 534).
Wird dagegen in dem Block 525 festgestellt, daß der Druck
P₂ nicht kleiner als 5% ist, so wird in dem Block 532
festgesetzt: P₁ = P₂ und p₁ = t. Darauf geht das System
über den Block 533 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 524, daß der Druckschalter
in einer Stellung ist, die einen Druck oberhalb des Umschaltdruckes
anzeigt, so bedeutet dies, daß der Druckschalter
defekt ist, was über den Block 529 festgestellt
wird, wo das entsprechende Programm-Flag "SWT" auf den
Wert 1 gesetzt wird. Darauf wird das System über den
Block 530 zurückgesetzt und geht über den Block 531 in
seine Ausgangsstellung zurück.
Von dem erwähnten Punkt
A (Block 534) aus wird in dem Block 535 geprüft, ob das
Programm-Flag "STRTP" auf dem Wert 0 ist. Ist dies nicht
der Fall, so wird in dem Block 536 der Taktgeber Nr.
3 gestartet und das Programm-Flag "STRTP" auf den Wert
1 gesetzt. In dem Block 537 werden darauf die Taktgeber
Nr. 1 und Nr. 2 zurückgesetzt und die Programm-Flags
"PREST" und "JUMP" auf den Wert 0 gesetzt. Darauf geht
das System über den Block 540 in seine Ausgangsstellung
zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 535 dagegen, daß das Programm-
Flag "STRTP" nicht auf dem Wert 0 ist, so wird in dem
Block 538 geprüft, ob das System für länger als 1 Stunde
nicht betätigt worden ist. Ist dies der Fall, so werden
in dem Block 539 die Taktgeber Nr. 1 und Nr. 2 zurückgesetzt
und die Programm-Flags "PREST", "JUMP" und "STRTP"
auf den Wert 0 gesetzt, sowie das System über Block 540
zurückgesetzt.
Führt die Prüfung des Blocks 538 dagegen zu einem negativen
Ergebnis, so wird in dem Block 541 der Taktgeber Nr. 3
erneut gestartet, worauf dann in dem Block 542 geprüft
wird, ob die Zeitdauer t₁ seit dem Starten des Taktgebers
Nr. 1 größer als 20 sec ist. Ist dies nicht der Fall,
so geht das System über den Block 543 in seine Ausgangsstellung
zurück.
Ergibt die Prüfung des Blocks 542 dagegen, daß seit dem
Start des Taktgebers Nr. 1 mehr als 20 sec verstrichen
sind, so wird in dem Block 544 folgendes berechnet:
Z = (V-V o) Ts
wobei Z der vom Druckwandler gemessene Druck ist, V die
Ausgangsspannung des Druckwandlers, V o die "Offset"-
Spannung des Druckwandlers bei dem Druckwert "0" und
T s die Empfindlichkeit bzw. der Verstärkungsfaktor des
Druckwandlers in bar/Volt.
In den Blöcken 545, 547, 548 und 549 wird dann aufeinanderfolgend
geprüft, ob Z kleiner als 0,8 Z₁, größer als
1,2 Z₁, größer als 1,5 bzw. kleiner als 0,5 ist. Ist
dies jeweils der Fall, so geht das System über den Block
546 zu dem Block 550 über, wo festgestellt wird, daß
der Druckwandler möglicherweise defekt ist. Darauf wird
das System über den Block 551 zurückgesetzt und kehrt
über den Block 552 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ergeben die Prüfungen der Blöcke 545, 547 und 549
dagegen jeweils ein negatives Ergebnis, so wird in dem
Block 553 die Offset-Spannung V o des Druckwandlers
wie folgt ermittelt:
V o = V-Z₁/T s,
worauf das System über den Block 554 zurückgesetzt wird
und für die weitere Messung mit dem Druckwandler stets
verwendet wird:
Z = (V-V o) Ts
(vgl. Block 555), wobei das System dann über den Block
556 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Durch Verwendung
des obigen Ausdruckes wird somit der "Offset"-Fehler
des Druckwandlers kompensiert.
Die Überwachungsfunktion Nr. 6, die detaillierter im
Zusammenhang mit Fig. 11F beschrieben wird, überprüft
die "adaptive Steuerung". Diese Überwachungsfunktion
arbeitet daher nur dann, wenn das System mit "adaptiver
Steuerung" arbeitet. Allgemein wird bei dieser Überwachungsfunktion
überprüft, daß der Zustand des Druckschalters
für den Bremszylinderdruck in Übereinstimmung mit dem
erwarteten Zustand ist, der aus der "Tabelle" entnommen
wird. Ist dies nicht der Fall, so wird die Einleitungsroutine
für die adaptive Steuerung (Steuerfunktion Nr. 3
der Fig. 9C) durch Rücksetzen des Programm-Flags "OLOOP"
auf den Wert 0 entsprechend beeinflußt.
Fig. 11F zeigt im einzelnen die Überprüfung der adaptiven
Steuerung (vgl. Block 324 der Fig. 10).
Zuerst wird in dem Block 452 geprüft, ob der Fehler "3"
vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das System
über den Block 453 in seine Ausgangsstellung zurück.
Ist dies dagegen der Fall, so wird in dem Block 454 geprüft,
ob der angeforderte Druck P dem größer als der
vorbestimmte Umschaltdruck des Druckschalters zuzüglich
eines Toleranzwertes ist. Ist dies der Fall, so wird
festgestellt, ob der Druckschalter in der Stellung ist,
die einen Druck anzeigt, der über seinem Umschaltwert
liegt (Block 455). Ist dies der Fall, so kehrt das System
über den Block 556 wiederum in seine Ausgangsstellung
zurück. Ist dies dagegen nicht der Fall, so geht das
System zu dem Block 457 über.
Wird bei der Prüfung des Blocks 454 festgestellt, daß
der angeforderte Druck kleiner oder gleich dem erwähnten
Wert liegt, so wird in dem Block 458 geprüft, ob der
angeforderte Druck auch kleiner als der Umschaltdruck
des Druckschalters abzüglich des Toleranzwertes ist.
Ist dies nicht gegeben, so wird der Fehler "3" in dem
Block 459 festgestellt, worauf das System in seine Ausgangslage
zurückgeht (Block 460). Führt dagegen die Prüfung
des Blocks 458 zu einem positiven Ergebnis, so wird in
dem Block 461 wiederum die Stellung des Druckschalters
überprüft. Steht der Druckschalter in der Stellung, die
einen Druck unterhalb seines Umschaltwertes anzeigt,
so geht das System über den Block 462 in seine Ausgangsstellung
zurück. Steht der Druckschalter dagegen in seiner
anderen Stellung, so geht das System zu dem erwähnten
Block 457 weiter. Darauf wird in dem Block 463 geprüft,
ob das Programm-Flag "OLOOP" auf dem Wert 2 steht. Ist
dies der Fall, so wird in dem Block 464 geprüft, ob ein
erster Taktgeber läuft, worauf dieser erforderlichenfalls
über den Block 465 gestartet wird und dann bei laufendem
Taktgeber das System über den Block 466 zu dem Block
467 gelangt, wo geprüft wird, ob eine vorgegebene Zeitdauer
von beispielsweise 2 sec verstrichen ist. Ist dies der
Fall, so wird das Programm-Flag "OLOOP" in dem Block
468 auf den Wert 1 gesetzt, worauf dann in dem Block
469 der Taktgeber 1 zurückgesetzt wird und das System
über den Block 470 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Ist die Zeitbedingung des Blocks 467 dagegen nicht erfüllt,
so werden ein zweiter und ein dritter Taktgeber
in dem Block 471 zurückgesetzt, worauf dann das System
ebenfalls zu dem Block 470 gelangt.
Wird bei dem Block 463 dagegen festgestellt, daß das
Programm-Flag "OLOOP" nicht auf dem Wert 2 ist, so wird
in dem Block 472 geprüft, ob es auf dem Wert 1 ist. Ist
dies der Fall, so wird über den Block 473 geprüft, ob
der angeforderte Druck P dem größer als 2% ist. Ist dies
der Fall, so werden alle Taktgeber über den Block 474
zurückgesetzt und das System kehrt über den Block 475
in seine Ausgangsstellung zurück. Ist die Bedingung des
Blocks 473 dagegen nicht erfüllt, so wird in dem Block
476 geprüft, ob der zweite Taktgeber läuft, bejahendenfalls die Prüfung dann über den Block
478 zu dem Block 479 gelangt, wo geprüft wird, ob inzwischen
eine Zeit von mehr als 12 sec verstrichen ist.
Ist dies der Fall, so werden über den Block 480 alle Taktgeber
zurückgesetzt und es wird in dem Block 481 der Fehler
"4" festgestellt. Ist die Zeitbedingung des Blocks 479
dagegen noch nicht erfüllt, so werden der erste und der
dritte Taktgeber in dem Block 482 zurückgesetzt, worauf
das System dann über den Block 483 in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt. Auch von dem Block 481 gelangt das System
zu dem Block 483.
Wird bei der Prüfung des Blocks 472 festgestellt, daß
das Programm-Flag "OLOOP" auch nicht auf dem Wert 1 ist,
so wird in dem Block 484 geprüft, ob der angeforderte
Druck P dem größer als 30% ist. Ist dies der Fall, so
wird in dem Block 485 geprüft, ob ein Taktgeber Nr. 4
läuft. Ist dies nicht der Fall, so wird er gegebenenfalls
über den Block 486 gestartet. Sobald der Taktgeber Nr. 4
läuft, geht das System über den Block 487 zu dem Block
487′ über, wo geprüft wird, ob der Druckschalter seinen
Zustand geändert hat. Ist dies der Fall, so werden in
dem Block 487′′ alle Taktgeber zurückgesetzt und das System
kehrt in seine Ausgangsstellung zurück. Hat dagegen der
Druckschalter seinen Zustand nicht geändert, so wird
überprüft, ob seit dem Starten des Taktgebers Nr. 4 mehr
als 2 sec verstrichen sind (Block 496). Ist dies der
Fall, so werden wiederum alle Taktgeber zurückgesetzt,
worauf in dem Block 498 der Fehler 4 angezeigt wird und
das System dann in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Führt die Prüfung des Blocks 496 dagegen zu einem negativen
Ergebnis, so werden in dem Block 499 die Taktgeber Nr. 1,
2 und 3 zurückgesetzt, worauf das System in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt.
Ist die Bedingung des Blocks 484 dagegen nicht erfüllt,
d. h. ist der angeforderte Druck kleiner gleich 30%, so
wird in dem Block 487 geprüft, ob der Taktgeber Nr. 3
läuft. Gegebenenfalls wird dieser über den Block 488
gestartet, wobei dann bei laufendem Taktgeber Nr. 3 das
System über den Block 489 zu dem Block 490 gelangt, wo
geprüft wird, ob seit dem Starten des Taktgebers Nr. 3
mehr als 12 sec verstrichen sind. Ist dies der Fall,
so wird in dem Block 491 der Fehler "4" festgestellt,
worauf in dem Block 492 alle Taktgeber zurückgesetzt
werden und das System über den Block 493 in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt.
Ist diese Zeitdauer dagegen noch nicht abgelaufen, so
werden nur die Taktgeber 1 und 2 zurückgesetzt (Block
494), worauf das System über den Block 495 in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt.
Bei der Überwachungsfunktion Nr. 7 der Fig. 11G werden
Fehler des Bremssteuerventils überprüft. Diese Überwachungsfunktion
kann durch die Überwachungsfunktion Nr. 2 (Bremsen
anlegen) und die Überwachungsfunktion Nr. 3 (Überwachen
bei konstantem Bremsdruck) aufgerufen werden. Unter der
Voraussetzung, daß das System des anderen Drehgestells nicht
durch entsprechende Betätigung des Absperrventils abgeschaltet
ist und die elektrischen Ströme des Bremssteuerventils
in Ordnung sind, wird für diese Überwachungsfunktion
das Absperrventil erregt und der Druck stromabwärts
des Bremssteuerventils durch Betätigung der Magnetspulen
des Bremssteuerventils erhöht, konstant gehalten bzw.
abgesenkt. Auf diese Weise ist es möglich, Fehler stromabwärts
oder stromaufwärts des Absperrventils für den
entsprechenden Wagen des Fahrzeuges festzustellen. Falls
ein solcher Fehler stromabwärts des Bremssteuerventils
liegt, so bleibt das Absperrventil geschlossen und das
System "isoliert", da möglicherweise ein Schlauch gebrochen
ist und eine fortgesetzte Betätigung dieses Systems
aufgrund Ausströmens von Druckmittel auch das System
des anderen Drehgestells des Fahrzeuges beeinträchtigen könnte.
Sofern der Fehler stromaufwärts liegt, wird angenommen,
daß dieser innerhalb des Bremssteuerventiles liegt, worauf
ein Versuch unternommen wird, diesen Fehler mittels eines
"Spülvorganges" zu beseitigen, wobei die Ventile V 1 und
V 3 bzw. die Ventile V 2 und V 4 aufeinanderfolgend betätigt
werden, wodurch Druckmittel durch die Ventilsitze hindurch
"gespült" wird. Der Vorgang des Druckerhöhens, Druck-
Haltens und Druck-Absenkens wird dann wiederholt und
das System wird in seinen normalen betriebsbereiten Zustand
gesetzt, falls der Fehler beseitigt wurde. Falls
der Fehler weiter bestehen bleibt, so wird das fehlerhafte
System über das Absperrventil isoliert gehalten und die
Ventile des Bremssteuerventils werden erregt.
Fig. 11G (Fig. 11G/1 und 11G/2) zeigt detaillierter die
einzelnen Vorgänge der Überwachungsfunktion Nr. 7 für
die Überprüfung des Bremssteuerventils. Zuerst wird in
dem Prüfblock 201 geprüft, ob Ventile des anderen Drehgestells
des Fahrzeuges erregt sind. Ist dies der Fall, so geht
das System über den Block 202 in seine Ausgangsstellung
zurück, da dann eine Prüfung nicht vorgenommen werden
darf. Ist dies dagegen nicht der Fall, so wird in dem
Block 203 geprüft, ob die Ströme zu den Magneten der Steuerventile
des Bremssteuerventils richtig fließen. Ist dies nicht
der Fall, so geht das System über den Block 205 zu dem
Block 206, wo das Absperrventil erregt wird. Über den
Block 207 wird dann der Fehler 4 angezeigt, worauf das
System über den Block 208 zurückgesetzt und über den
Block 209 in seine Ausgangsstellung gebracht wird.
Sind die Magnetventilströme dagegen korrekt, so geht
das System von dem Block 203 zu dem Block 204 über, wo
überprüft wird, ob das Programm-Flag "LEAK" auf dem Wert
0 ist. Ist dies nicht der Fall, d. h. liegt ein Leck vor,
so geht das System zu dem erwähnten Block 205 über.
Ist dagegen das Programm-Flag "LEAK" gleich 0, so wird
für die Überprüfung des Bremssteuerventils in dem Block
210 das Absperrventil erregt, worauf in dem Block 211
überprüft wird, ob der Taktgeber läuft. Erforderlichenfalls
wird dieser über den Block 212 gestartet. Sobald der
Taktgeber läuft, geht das System über den Block 213 zu
dem Block 214 über, wo geprüft wird, ob das Programm-Flag
"SKEP" auf dem Wert 1 ist. Ist dies nicht der Fall, so
wird in dem Block 215 geprüft, ob seit dem Start des
Taktgebers eine vorbestimmte Zeit von beispielsweise
50 msec verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall, so
kehrt das System über den Block 216 in seine Ausgangsstellung
zurück. Ist dagegen diese Zeit verstrichen, so werden
in dem Block 217 die Ventile 1 und 2 entregt, während
die Ventile 3 und 4 erregt werden, d. h. die Steuerventile
100 und 101 werden geöffnet, während die Steuerventile 102 und 103 geschlossen
werden. Sodann wird in dem Block 218 überprüft, ob
mehr als 0,1 sec verstrichen sind. Ist dies nicht der
Fall, so kehrt das System über den Block 219 wieder in
seine Ausgangsstellung zurück. Ist dies dagegen der Fall,
so werden die Ventile 1, 2, 3 und 4 erregt, so daß der
über die Blöcke 217 und 218 aufgebaute Druck nun gehalten
wird. Sodann wird in dem Block 221 geprüft, ob eine Zeitdauer
von 0,2 sec verstrichen ist, d. h. ob der aufgebaute
Druck genügend Zeit hatte, sich zu stabilisieren. Ist
dies nicht der Fall, so kehrt das System über den Block
222 wiederum in seine Ausgangsstellung zurück. Ist dies
dagegen der Fall, d. h. hatte der Druck genügend Zeit,
sich zu stabilisieren, so wird in dem Block 223 ein Druckwert
P₁ auf den Systemdruck gesetzt. Darauf wird in den
Blöcken 224 und 227 geprüft, ob der Druck P₁ größer als
5% bzw. kleiner als 95% ist. Ist der Druck nicht größer
als 5%, so wird über den Block 225 ein Programm-Flag
"VFLT" auf den Wert 1 gesetzt, worauf das System über
den Block 226 zu dem Block 226′ bzw. B geht. In ähnlicher Weise
wird über den Block 228 das Programm-Flag "VFLT" auf
den Wert 2 gesetzt, falls der Druck P₁ größer als 95%
ist. Darauf geht das System über den Block 226 ebenfalls
zu dem Block 226′ über.
Ergeben die Prüfungen der Blöcke 224 bzw. 227, daß der
Druck innerhalb des Bereiches von 5 bis 95% liegt, so
wird in dem Block 229 das Programm-Flag "SKIP" auf den
Wert 1 gesetzt. Sobald dieses Programm-Flag auf dem Wert
1 ist (vgl. auch Block 214), so geht das System über
den Block 230 zu dem Block 231 über und von dort zu dem
Block 232 bzw. A (Fig. 11G/2). Dort wird dann in dem Block 233
geprüft, ob mehr als 1,1 sec seit dem Start des Taktgebers
verstrichen sind. Ist dies nicht der Fall, so geht das
System über den Block 234 in seine Ausgangsstellung zurück.
Sobald diese Zeitdauer verstrichen ist, wird über
den Block 235 ein Druckwert P₂ auf den Systemdruck P s
gesetzt. Darauf wird in dem Block 236 geprüft, ob der
oben genannte Druckwert P₁ größer als der Druckwert
P₂ zuzüglich eines Toleranzwertes ist. Ist dies der Fall,
so wird das Programm-Flag "VFLT" in dem Block 237 auf
den Wert 1 gesetzt, worauf das System über den Block
238 weiterläuft. Führt die Prüfung des Blocks 236
zu einem negativen Ergebnis, so wird in dem Block 239
geprüft, ob der Wert P₂ größer als der Wert P₁ zuzüglich
des Toleranzwertes ist. Ist dies der Fall, so wird das
Programm-Flag "VFLT" auf den Wert 2 gesetzt (Block 240),
worauf das System ebenfalls zu dem Block 238 gelangt.
Führt auch die Prüfung des Blocks 239 zu einem negativen
Ergebnis, so wird in dem Block 241 geprüft, ob ein Programm-
Flag "FLSH" auf dem Wert 1 ist. Ist dies der Fall, so
wird in dem Block 247 das Absperrventil entregt und über
den Block 248 wird das System zurückgesetzt, worauf es
dann über den Block 249 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Ist dagegen das Programm-Flag "FLSH" nicht auf dem Wert
1, so wird in dem Block 242 ein möglicher Schlauchbruch
festgestellt. Darauf wird das Programm-Flag "VFLT" in
dem Block 243 auf den Wert 3 gesetzt und das Programm-
Flag "LEAK" wird auf den Wert 1 gesetzt (Block 244).
Darauf kehrt das System über die Blöcke 245 und 246 in
seine Ausgangsstellung zurück.
Führte das System dagegen über den Block 226 zu dem Block
226′ (B) bzw. direkt zu dem Block 238, so wird von dort
ausgehend in dem Block 250 überprüft, ob das Programm-
Flag "FLSH" für eine Spülroutine auf dem Wert 1 ist.
Ist dies der Fall, so wird in dem Block 251 das Absperrventil
erregt und gleichzeitig werden alle 4 Ventile
1, 2, 3 und 4 erregt. Darauf wird in dem Block 252 das
Programm-Flag "VFLT" auf den Wert 4 gesetzt und das
System kehrt über den Block 253 in seine Ausgangsstellung
zurück. Es ist somit abgetrennt und außer Betrieb
gesetzt.
Ist dagegen das Programm-Flag "FLSH" nicht auf dem Wert
1, so wird über den Block 254 eine Spülroutine eingeleitet.
Hierzu werden in einem Vorgang die Ventile 1 und 3
für 3 sec entregt, während die Ventile 4 und 2 für 3 sec
erregt werden. Anschließend werden die Ventile 2 und
4 für 3 sec entregt und gleichzeitig werden die Ventile
1 und 3 ebenfalls für 3 sec erregt. Hierdurch werden
alle Ventile "durchgespült". Nach diesem Spülvorgang
werden in dem Block 255 alle vier Ventile erregt, d. h.
der Druck wird wieder konstant gehalten. In dem Block
256 wird darauf eine Verzögerungszeit von 0,2 sec abgewartet,
d. h. ist diese Verzögerungszeit noch nicht verstrichen,
so geht das System über den Block 257 in seine
Ausgangsstellung zurück, während es nach Ablauf dieser
Verzögerungszeit über den Block 258 das Programm-Flag
"SLSH" auf dem Wert 1, das Programm-Flag "SKIP" auf den
Wert 0 und das Programm-Flag "VFLT" ebenfalls auf den
Wert 0 setzt. Darauf wird in dem Block 259 der Taktgeber
zurückgesetzt, worauf das System über den Block 260 in
seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Mit diesen Programm-
Flags wird dann die Überprüfung des Bremssteuerventils
wiederholt, worauf dann bei dem zweiten Durchgang entweder
festgestellt wird, daß das System nunmehr in Ordnung
ist oder weiterhin fehlerhaft, was zu dem Fehler
4 führt.
Die oben im Zusammenhang mit Fig. 10 erwähnte Überprüfung
der elektrischen Ströme des Bremssteuerventils überprüft
ständig, daß - mit Ausnahme der Spülroutine - die Einlaß-
und Auslaßventile nicht gleichzeitig geöffnet sind. Es
wird als überprüft, ob die Ventile V 3 oder V 4 nicht
erregt sind, wenn die Einlaßventile V 1 oder V 2 entregt
sind. Tritt dieser Fall auf, so wird das Absperrventil
betätigt, vorausgesetzt, daß das System des anderen
Drehgestells des Fahrzeuges nicht über dessen Absperrventil bereits
isoliert ist.
Bei der ebenfalls im Zusammenhang mit Fig. 10 erwähnten
Überwachungsfunktion für die Blockier- und/oder Schleuderschutzeinrichtung
wird überprüft, ob der Druck für mehr
als 5 sec unter 40% seines Sollwertes fällt. Ist dies
dagegen der Fall, so wird der Fehler 1 angezeigt und
die Blockier- und/oder Schleuderschutzvorrichtung wird
gesperrt, während die Fahrzeugbremsanlage in ihren normalen
Betrieb zurückgesetzt wird.
Wie bereits eingangs erwähnt, können noch weitere Überprüfungen
vorgesehen sein, wie z. B. die Kreuzprüfung des
jeweils anderen Systems als auch eine Überwachung der
Hydraulikpumpe(n). Wie im Zusammenhang mit Fig. 3A gezeigt,
wird der Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe über einen
eigenen Druckschalter überwacht. Sind mehrere Hydraulikpumpen
vorgesehen, so wird einer dieser Pumpen der Vorrang
gegeben und geprüft, ob deren Ausgangsdruck unterhalb
eines vorgegebenen, durch den zugeordneten Druckschalter
festgelegten Wert liegt. Ist dies der Fall, so wird die
andere Pumpe aktiviert.
Abschließend sei noch einmal darauf hingewiesen, daß
das beschriebene System nicht nur bei Fahrzeugbremsanlagen
anwendbar ist, sondern überall dort, wo mit hoher Ausfallsicherheit
und großer Genauigkeit in einem Zylinder
ein bestimmter Druck eingesteuert werden soll. Dieser
Druck muß nicht durch eine Flüssigkeit hervorgerufen
werden, sondern kann auch durch ein Gas, wie z. B. Luft
erzeugt werden.
Für den Fachmann ist es ohne weiteres möglich, die im
Zusammenhang mit den einzelnen Flußdiagrammen beschriebenen
Funktionen bzw. Wirkungen mit elektronischen Bauelementen
zu realisieren. Auch ein geeignet programmierter Mikroprozessor
kann hierfür verwendet werden.
Claims (16)
1. Fahrzeugbremsanlage, insbesondere hydraulische Fahrzeugbremsanlage
für Schienenfahrzeuge, mit Radbremszylindern,
denen Druckmittel mit vorbestimmbarem
Druck zuführbar ist, und mit einer elektrischen Steuereinheit,
die in Abhängigkeit von Eingangssignalen,
die bestimmten Bremsparametern entsprechen, Steuerventile
so ansteuert, daß ein gewünschter Bremszylinderdruck
erzeugt wird, welcher durch Druckmeßeinrichtungen,
die dem Bremszylinderdruck proportionale
elektrische Signale erzeugen, überwacht wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinheit (10, 11) einen Speicher (915) enthält, in welchen während eines ungestörten, über den Bremszylinderdruck geregelten Bremsbetriebes Werte (P s, t) des zeitlichen Verlaufes des Bremszylinderdruckes sowie die zugehörigen Stellungen der Steuerventile (V 1, V 2, V 3, V 4) eingespeichert werden,
daß Einrichtungen (22, 24) vorgesehen sind, mit denen verschiedene Fehler der Fahrzeugbremsanlage und insbesondere eine Fehlfunktion der Druckmeßeinrichtungen (85) feststellbar sind,
daß Steuereinrichtungen in der Steuereinheit (10, 11) vorgesehen sind, die auf vorbestimmte Fehler ansprechen und die Fahrzeugbremsanlage von geregelter Bremsung auf "adaptiv gesteuerte" Bremsung umschalten,
wobei bei "adaptiv gesteuerter" Bremsung die in dem Speicher (915) abgespeicherten Werte abgerufen werden und zur Steuerung der Steuerventile (V 1, V 2, V 3, V 4) dienen.
daß die Steuereinheit (10, 11) einen Speicher (915) enthält, in welchen während eines ungestörten, über den Bremszylinderdruck geregelten Bremsbetriebes Werte (P s, t) des zeitlichen Verlaufes des Bremszylinderdruckes sowie die zugehörigen Stellungen der Steuerventile (V 1, V 2, V 3, V 4) eingespeichert werden,
daß Einrichtungen (22, 24) vorgesehen sind, mit denen verschiedene Fehler der Fahrzeugbremsanlage und insbesondere eine Fehlfunktion der Druckmeßeinrichtungen (85) feststellbar sind,
daß Steuereinrichtungen in der Steuereinheit (10, 11) vorgesehen sind, die auf vorbestimmte Fehler ansprechen und die Fahrzeugbremsanlage von geregelter Bremsung auf "adaptiv gesteuerte" Bremsung umschalten,
wobei bei "adaptiv gesteuerter" Bremsung die in dem Speicher (915) abgespeicherten Werte abgerufen werden und zur Steuerung der Steuerventile (V 1, V 2, V 3, V 4) dienen.
2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinheit (10, 11) zu Beginn der "adaptiven
Steuerung" die Steuerventile (V 1, V 2, V 3, V 4) so betätigt,
daß ein vorbestimmter Bremszylinderdruck (P min;
Psw; Pmax) vorhanden ist, von welchem ausgehend die
entsprechenden Werte aus dem Speicher (915) abgerufen
werden.
3. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein auf den Bremszylinderdruck ansprechender Druckschalter
(167) vorgesehen ist, der bei einem vorbestimmten
Bezugsdruck (P sw) seine Schaltstellung ändert, wobei
dieser Druck während eines ungestörten Bremsbetriebes
in dem Speicher (915) abgespeichert wurde.
4. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vorbestimmte Bremszylinderdruck für den Beginn
der "adaptiven Steuerung" der minimale (P min) oder
der maximale (P max) Druck der Bremsanlage ist.
5. Fahrzeugbremsanlage nach den Ansprüchen 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
je nach für die Bremsung angefordertem Druck (P dem)
der Umschaltdruck (P sw) des Druckschalters (167) oder
der minimale Druck (P min) als vorbestimmter Druck für
den Beginn der "adaptiven Steuerung" verwendet wird.
6. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangssignale des als Druckmeßeinrichtung verwendeten Druckwandlers (85) nur dann
ausgewertet werden, wenn nach dem Schließen aller Steuerventile
(V 1, V 2, V 3, V 4) eine vorbestimmte Zeitdauer
verstrichen ist.
7. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Überwachungseinrichtungen (22, 24) während einer
normalen, geregelten Bremsdruckänderung (Bremsdruckerhöhen
oder -absenken) überwachen, ob der Druckwandler
(85) einen sich ändernden Bremszylinderdruck anzeigt,
und ob der Druckschalter (167) zu dem vorbestimmten
Druck (P sw) seinen Schaltzustand ändert.
8. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Überwachung nur dann durchgeführt wird, wenn bei
Bremsdruckabsenkung der Bremszylinderdruck über einem
vorbestimmten Wert (5%) bzw. bei Bremsdruckerhöhung
unter einem vorbestimmten Wert (95%) liegt.
9. Fahrzeugbremsanlage nach den Ansprüchen 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Änderungsgeschwindigkeit des Bremszylinderdruckes
(Druckgradient) in Abhängigkeit von der Stellung der
Steuerventile (V 1, V 2, V 3, V 4) überwacht wird.
10. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Bremsdruckanforderung für konstanten Bremsdruck
überwacht wird, ob die Steuerventile (V 1, V 2,
V 3, V 4) und insbesondere die Einlaßventile (V 1, V 2)
betätigt werden.
11. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
ständig überwacht wird, ob die Ausgangssignale des
Druckwandlers (85) innerhalb vorgegebener Grenzwerte
(2-12 Volt) liegen.
12. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgangssignal (V) des Druckwandlers (85) gemäß
der Beziehung
Z = (V-V o) T skorrigiert wird, wobei
Z der korrigierte Druckwert,
V o das Ausgangssignal des Druckwandlers bei dem Druck "Null" und
T s die Empfindlichkeit des Druckwandlers (in bar/Volt) ist.
Z der korrigierte Druckwert,
V o das Ausgangssignal des Druckwandlers bei dem Druck "Null" und
T s die Empfindlichkeit des Druckwandlers (in bar/Volt) ist.
13. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei "adaptiver Steuerung" überwacht wird, ob der
Druckschalter (167) in Übereinstimmung mit dem aus dem
Speicher (915) entnommenen Druckwert umschaltet und
daß bei Nichtübereinstimmung erneut der vorbestimmte
Bezugswert für den Beginn der adaptiven Steuerung
eingesteuert wird.
14. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen das Bremssteuerventil (84; V 1, V 2, V 3, V 4)
und die Bremszylinder ein elektrisch betätigbares
Absperrventil (168) eingeschaltet ist, welches bei
Vorliegen bestimmter Fehler (Fehler 4) das zugeordnete
Bremssteuerventil unwirksam schaltet.
15. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Absperrventil (168) nur dann wirksam geschaltet
wird, wenn das entsprechende Absperrventil eines
zweiten Bremskreises nicht wirksam geschaltet ist.
16. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei vorbestimmten Fehlern ein Spülvorgang für die
Steuerventile (V 1, V 2, V 3, V 4) eingeleitet wird, bei
dem paarweise ein Einlaß- und ein Auslaßventil geöffnet
werden, so daß Druckmittel durch diese für eine
vorbestimmte Zeitdauer strömt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KNORR-BREMSE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B60T 17/22 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |