DE3212930A1

DE3212930A1 - Mehrkreis-bremsanlage ii

Info

Publication number: DE3212930A1
Application number: DE19823212930
Authority: DE
Inventors: Werner 7014 Kornwestheim Stumpe
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-04-07
Filing date: 1982-04-07
Publication date: 1983-10-13
Also published as: SE453278B; SE8301881L; SE8301881D0

Description

Mehrkreis-Bremsanlage
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Mehrkreis-Bremsanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Bremsanlage ist bekannt (DE-Patentanmeldung W 10 827).
Bei einer solchen bekannten Bremsanlage ist ein nur einkreisig ansteuerbares Relaisventil verwendet, das die Bremsluft zu den Bremszylindern einsteuert. Bei Ausfall oder Defekt des Steuerkreises sprechen dann aber die Bremszylinder nicht mehr an.
Bei zwei- oder mehrkreisiger Ansteuerung besteht das Problem, daß beide Bremskreise in ihrer Wirkung ständig kontrollierbar sein sollen. Das ist verhältnismäßig einfach bei Aufteilung eines Bremskreises auf die Vorderachse und eines auf die Hinterachse. Aber bei Diagonal-Aufteilung oder bei einer sogenannten "übergreifenden" Steuerung, bei der jeder Steuerkreis Relaisventile für die Vorderachse und für die Hinterachse ansteuert, ist eine Überwachung schon schwieriger. Wenn ein Steuerkreis der führende Kreis ist, kann der andere Kreis infolge ständiger Hintanstellung im Notfall eventuell nicht voll einsatzfähig sein.
Vorteile der Erfindung Die Mehrkreis-Bremsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber die Vorteile, daß auf jeden Fall die Steuerkreise immer im Einsatz sind, so daß auch ein nachfolgender Kreis im Notfall, d.h. bei Ausfall eines führenden Kreises voll einsatzfähig ist.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung ist bei Bremsanlagen gegeben, bei denen ein führender Bremskreis elektrisch gesteuert ist und ein nachfolgender Kreis ein Pneumatikkreis ist. Mit der elektrischen Ansteuerung wird ein schnelles Ansprechen der Bremse erreicht)und der pneumatische Kreis ist ein Hilfskreis, der gemäß der Erfindung aber immer einsatzbereit gehalten wird.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild einer zweikreisig angesteuerten Bremsanlage, Figur 2 einen Geräteschaltplan, Figur 3 ein Drucksteuerventil und Figuren und 5 Abwandlungen der Bauart des Drucksteuerventils nach der Figur 3.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles Das in der Figur 1 dargestellte Blockschaltbild hat ein pedalbetätigtes Bremsbetätigungsglied 1 dessen Betätigung sowohl auf einen elektrischen Signalgeber 2 als auch auf einen pneumatischen Signalgeber 3 einwirkt. Hinter dem elektrischen Signalgeber 2 liegt ein Regler 4, der zum Verknüpfen weiterer Signale, beispielsweise einem lastabhängigen Signal oder einem Signal einer Blockierschutzeinrichtung mit dem Signal des Signalgebers 2 bestimmt ist. An den Regler 4 ist ein Druckumsetzer 5 angeschlossen, der das elektrische Regler-Signal in ein Druckluft-Signal umwandelt. Hinter dem Druckumsetzer 5 liegt ein Summenpunkt 6, der auch über eine Druckluftleitung L an den pneumatischen Signalgeber 3 angeschlossen ist. Druckumsetzer 5 und Summenpunkt 6 bilden eine Meßstelle 5/6.
Hinter dem Summenpunkt 6 liegt ein Bremswirkungspunkt 7 an dem die Bremse zur Wirkung kommt. Von hier ist eine Rückkopplung zum Regler 4 eingerichtet. Zwischen den beiden Signalgebern 2 und 3 liegen noch ein Drucksensor 8 und ein Zeitglied 9, deren Bedeutung später erläutert wird.
Wirkungsweise Bei Bremsbetätigung werden der elektrische und der pneumatische Signalgeber 2 und 3 angesteuert. Das unverzüglich zum Regler 4 weitergeleitete, elektrische Signal wird dort mit lastabhängigen und/oder blockierschutzabhängigen Regelgrößen verknüpft. Dann gibt der Regler 4 einen entsprechenden Regelbefehl zum Druckumsetzer 5 weiter. Am Summenpunkt 6 trifft nun zuerst ein im Druckumsetzer 5 erzeugtes, pneumatisches Signal ein und gelangt zum Bremswirkungspunkt 7. Später, mit entsprechender Verzögerung trifft am Summenpunkt 6 dann auch ein vom pneumatischen Signalgeber stammendes, pneumatisches Signal ein. Die Bremswirkung würde sich nun entsprechend erhöhen. Hier setzt nun die Erfindung ein, indem die Rückmeldung der Bremswirkung zum Regler 4 diesen veranlaßt, den elektrisch eingeregelten Druck in seiner Wirkung zurückzunehmen, damit Soll- und Istwert der Bremswirkung wieder übereinstimmen.
Zur Kontrolle, daß am Summenpunkt 6 ein pneumatisches Steuersignal wirksam ist, wird der Druck vom Sensor 8 gemessen, und das Zeitglied 9 stellt fest, ob der pneumatische Bremswert dem elektrischen Bremswert in der Zeitspanne dt gefolgt ist und ob er zumindest den elektrischen Bremswert bis auf einen der eventuellen Druckdifferenz J p analogen Wert erreicht hat. Eine Meldung bzw.
Warnung erfolgt, wenn der pneumatische Kreis oder auch der elektrische Kreis nicht wie vorgesehen arbeitet.
Der Geräteschaltplan nach der Figur 2 zeigt die Verknüpfung der Geräte: Wegen der nicht gänzlich identischen Übereinstimmung mit der Darstellung nach der Figur 1 (Wirkungslinien sind in Figur 1 laufzeitfrei) sind die entsprechenden Geräte zwar mit den gleichen Bezugszahlen, aber mit einem Index-Strich versehen. Die Teile 1', 2', 3' bilden einen Bremswertgeber, in dem Regler 4' ist das Zeitglied 9' integriert, ferner sind Sensoren 8', 8" vorgesehen und der Bremswirkungspunkt 7' wird durch zwei Bremszylinder gebildet. Die Bremswirkung kann durch die Sensoren 8" oder durch weitere Sensoren 7" (Bremskraft, Verzögerung) an den Regler 4 gegeben werden. Ein Druckluft-Vorratsbehälter trägt die Bezugszahl 10. Ein Drucksteuerventil 11 wird von dem Druckumsetzer 5' elektropneumatisch und vom Signalgeber 3' rein pneumatisch angesteuert. Der Summenpunkt o' liegt im Drucksteuerventil 11.
m die Arbeitsweise diese Blockschaltbildes zu erläutern, ist in der Figur 3 ein solches Drucksteuerventil 11 im einzelnen dargestellt. Es hat zwei Magnetventile 12 und 13, von denen das eine (12) als 3/2- und das andere (13) als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist. Das Drucksteuerventil 11 ist ein Relaisventil und hat als solches ein Doppelsitzventil 14, das eine Verbindung der Bremszylinder 7' mit einem Außenluftanschluß 15 oder mit dem Vorratsbehälter 10 überwacht. Als Schaltglied dienen zwei hintereinander angeordnete Schaltkolben 16 und 17, zwischen denen eine Steuerkammer 18 liegt, in die ein Kanal 19 für den vom pneumatischen Signalgeber 3' ausgesteuerten Druck mündet. Die beiden Schaltkolben 16 und 17 bilden zusammen mit den Elektromagnetventilen 12 und 13 eine Kompensationseinrichtung (12/13/16/17).
Von einem Vorratsluft-Eingang 10 ist ein Kanal 21 abgezweigt, der über die beiden Magnetventile 12 und 13 zu einer Steuerkammer 22 über dem oberen (16) der beiden Schaltkolben 16 und 17 führt. Eine an die Leitung zum Bremszylinder 7' angeschlossene Druckwechselkammer trägt die Bezugszahl 23. Diese und die beiden Steuerkammern 18 und 22 werden von den Sensoren 8', 8" überwacht. Die Schaltkolben 16 und 27 sind druckmäßig ausgewogen.
Bei der Arbeit der Bremsanlage werden die beiden Magnetventile 12 und 13 von einer nicht dargestellten Elektronik überwacht. Strom- und drucklos nehmen sie die in Figur 3 gezeichnete Stellung ein.
Wird das Bremsbetätigungsglied 1 zum Betätigen der Bremse bewegt, so schaltet das 3/2-Wege-Magnetventil 12 um. Vom Vorratsbehälter 10 strömt Vorratsluft in die Steuerkammer 22. Der Schaltkolben 16 schaltet über den Schaltkolben 17 das Doppelsitzventil 14, und der vorher mit dem Außenluftanschluß 15 verbundene Bremszylinder 7' erhält nun Druckluft aus dem Vorratsbehälter 10.
Ist eine vorgegebene Bremswirkung erreicht, wird das der Elektronik gemeldet, und das Magnetventil 13 schaltet um.
Dann sperrt es den Luftdurchgang aus der Leitung 21 zur Steuerkammer 22. Je nach Schaltungslogik in der Elektronik kann nun das Magnetventil 12 wieder stromlos werden. Das Doppelsitzventil 14 geht in Abschlußstellung, in der Aussenluftanschluß 15 als auch der Vorratsanschluß 20 gesperrt sind.
Gelangt nun etwas verspätet der über den Signalgeber 3' eingesteuerte Druck zum Drucksteuerventil 11 (Steuerkammer 18), so wird sein Eintreffen und sein Vorhandensein durch den entsprechenden Sensor 8' überwacht. Der in der Steuerkammer -18 wirksam werdende Drcuk vom Signalgeber 3' wirkt auf die Schaltkolben 17 und 16 ein. Der Schaltkolben 17 wird im Bremssinn, der Schaltkolben 16 im Bremslösesinn belastet und dadurch die Gesamtbelastung des Schaltkolbens 17 nur unwesentlich verändert. Die Bremswirkung bleibt in gleicher Höhe bestehen.
Es sind zur Summen- bzw. Gegenkraftbildung auch andere Konstruktionsprinzipien denkbar, z.3. Waagebalken, schiefe Ebenen und hydraulische Lösungen.
Auf die beschriebene Weise wird einerseits eine schnelle Bremsung erreicht, andererseits werden beide Bremskreise für die Bremswirkung eingesetzt. Darüber hinaus wird die Wirkung beider Bremskreise ständig kontrolliert.
Durch die Druckmessung in der Steuerkammer 22 mit Hilfe eines Sensors 8' wird die Kontrolle im Hinblick auf die Feststellung vervollständigt, daß die Bremswirkung und der Druckanstieg in der Steuerkammer 18 im zeitlichen Zusammenhang stehen. Hierfür ist das Zeitglied 9 bzw. 9 vorgesehen. Sollte die Elektrik ausfallen, erfolgt bei allen Ventilen eine pneumatische Durchsteuerung.
Die Figur 4 zeigt ein Drucksteuerventil 25, das ähnlich aufgebaut ist wie das nach der Figur 3. Entsprechende Teile tragen die gleichen Bezugszahlen.
Das Drucksteuerventil 25 hat einen mit zwei Schaltkolben 26 und 27 gekuppelten dritten Schaltkolben 28, der aber nur dem Bremszylinderdruck unterliegt. Eine an seinem Rücken liegende Kammer 29 ist ständig an Außenluft angeschlossen.
Desweiteren ist ein Ventilkolben 30 vorgesehen, der einen Schließkörper 31 trägt, der einen Kanaldurchgang zu den Bremszylindern abschließen kann. Der Ventilkolben 30 begrenzt als bewegliche Wand eine Schaltkammer 32, die über ein 3/2-Wege-Magnetventil 13' entweder mit Außenluft oder mit dem Vorratsbehälter 10 verbindbar ist. Ein zusätzliches 3/2-Wege-Magnetventil 33 überwacht die Vorrats-und Außenluftverbindung einer Kammer 34.
Wirkungsweise Beim Betätigen des Bremswertgebers 1 wird zuerst das Magnetventil 12' umgeschaltet. Die Steuerkammer 22 wird unter Druck gesetzt, und der Schaltkolben 26 stößt das Doppeisitzventil 14 auf. Luft aus dem Vorratsbehälter 10 strömt zum Bremszylinder 7'. Ist die Soll-Bremswirkung erreicht, schaltet das Magnetventil 13' um, und der Ventilkolben 30 unterbricht die Verbindung zum Bremszylinder 7'.
Der verspätet in die Steuerkammer 18 einströmende Druck vom pneumatischen Bremswertgeber 3 bzw. 3' wirkt der anfänglichen Belastung des Schaltkolbens 26 entgegen. Zur Signalgabe an das die Schaltung der Magnetventile überwachende, elektronische Steuergerät sind die beiden Steuerkammern 22 und 18 von den Druck-Sensoren 8' überwacht.
Damit nun auch ein Bremsdruckabbau schnell elektrisch eingeregelt werden kann, wird das Magnetventil 12' stromlos und schaltet zurück, und es wird nun das Magnetventil 33' umgeschaltet. Daraufhin gelangt Vorratsdruck in eine Kammer 34 unter den Schaltkolben 27. Das Doppelsitzventil 14 schaltet zurück. Durch Takten des Ventilkolbens 30 ist nun eine niedrigere Bremswirkung exakt einstellbar. Auf diese Weise kommen sowohl der elektrisch eingesteuerte als auch der pneumatisch eingesteuerte Druck zur Wirkung und beim Anstehen entsprechender Blokkierschutzsignale findet über das Magnetventil 33 und die Kammer 34 eine angepaßte Druckreduzierung statt.
38 Das Drucksteuerventil/nach der Figur 5 ist weitgehend geradeso aufgebaut wie das nach der Figur 4, nur daß hier noch ein zusätzlicher Ventilkolben 35 mit einem Schließkörper 36, ein zusätzliches Magnetventil 37 und eine zusätzliche Kanalverbindung für einen weiteren Bremszylinder bzw. einer Gruppe von Bremszylindern 7' vorgesehen ist. Auf diese Weise ist dann eine sogenannte "zweikanalige" Steuerung möglich, indem die beiden Ventilkolben 30 und 35 für die beiden Bremszylinder bzw. -gruppen 7' unterschiedliche Taktarbeit leisten.

Claims

Ansprüche Mehrkreis-Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit von einem Mehrkreis-Bremswertgeber eingeleiteter Bremsbetätigung und mit vom Bremswertgeber zumindest mittelbar angesteuerten Bremszylindern gekennzeichnet durch die Verwendung eines den Bremszylindern (7, 7') vorgeschalteten Drucksteuerventils (11, 24, 38), das eine Steuerkammer (18) aufweist, die ständig an einen Druckluft-Kreis des Bremswertgebers (1, 3; 3') angeschlossen ist und die außerdem eine Verbindung mit einem Drucksensor (8') aufweist, dessen Signale in einer elektronischen Schalteinrichtung auswertbar sind.
2. Mehrkreis-3remsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkammer (18) zwischen zwei Schaltkolben (16, 17, 26, 27) angeordnet ist.
3. Mehrkreis-Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2 mit einem elektrisch und einem pneumatisch gesteuerten Bremskreis, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltkolben-Steuerkammer (22) dem von einem elektrischen Bremswertgeber (2, 2' ) und die andere Schaltkolben-Steuerkammer (18) dem von einem 3rckluft-Bremswertgeber (3, 3') ausgesteuerten Druck unterliegen und daß auch die vom elektrischen Bremswertgeber (2, 2') versorgte Steuerkammer (22) eine Verbindung mit einem Drucksensor (8') hat.
4. Mehrkreis-Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltkolben (16, 17; 26, 27) so hintereinander angeordnet sind, daß der von einem Druckluft-Bremswertgeber (3, 3') eingesteuerte Druck dem von einem elektrischen Bremswertgeber (2, 2') eingesteuerten Druck entgegengerichtet ist und selbst im Bremssinn wirksam ist.
5. Mehrkreis-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Drucksteuerventil (25, 38) ein Ventilkolben (30, 35) vorgesehen ist, der ein Schließglied (31, 36) aufweist, mit dem ein den Bremszylinder-Druck führender Kanal-Durchgang überwachbar ist und der in Schließrichtung des Schließgliedes dem vom Magnetventil (13', 37) eingesteuerten Druck und in Öffnungsrichtung des Schließgliedes dem Bremszylinderdruck unterliegt.
6. Mehrkreis-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Magnetventil (33) verwendet ist, mit dem ein Gegendruck in eine an den Schaltkolben (26, 27) vorgesehene, zusätzliche Kammer (34) zum Zurückschalten des Drucksteuerventils (25, 38) einsteuerbar ist (Figuren 4 und 5).
7. Mehrkreis-Bremsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erstellung einer Zweikanal-Steuerung ein zweiter Ventilkolben (35) verwendet ist (Figur 5).
8. Mehrkreis-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltkolben (16, 17) ohne Zwischenwand unmittelbar hintereinander angeordnet sind (Figur 3).
9. Mehrkreis-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Schaltkolben (27, 28) eine Gehäusezwischenwand angeordnet ist (Figuren 4, 5).
10. Mehrkreis-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit den beiden Schaltkolben (26, 27) ein dritter Kolben (28) gekuppelt ist, der nur von dem Bremszylinder-Druck druckbeaufschlagt ist.