EP3774461A1 - Einrichtung zum steuern und regeln eines elektro-pneumatischen feststellbremskreises, ein elektro-pneumatisches handbrems-system, ein fahrzeug und ein verfahren zum steuern und regeln eines elektro-pneumatischen feststellbremskreises - Google Patents

Einrichtung zum steuern und regeln eines elektro-pneumatischen feststellbremskreises, ein elektro-pneumatisches handbrems-system, ein fahrzeug und ein verfahren zum steuern und regeln eines elektro-pneumatischen feststellbremskreises

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Publication number
EP3774461A1
EP3774461A1 EP19715836.3A EP19715836A EP3774461A1 EP 3774461 A1 EP3774461 A1 EP 3774461A1 EP 19715836 A EP19715836 A EP 19715836A EP 3774461 A1 EP3774461 A1 EP 3774461A1
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EP
European Patent Office
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circuit arrangement
parking brake
electro
ecu
digital
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19715836.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander WENDLANDT
Andreas MALASKE
Axel Peuser
Harmut Schappler
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ZF CV Systems Europe BV
Original Assignee
Wabco GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/88—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means
    • B60T8/885—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means using electrical circuitry
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H23/00—Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02—Details
    • H01H23/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
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    • B60T2270/403—Brake circuit failure
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    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/413—Plausibility monitoring, cross check, redundancy

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling and regulating an electro-pneumatic parking brake circuit and an electro-pneumatic hand brake system (EPH system), a vehicle and a method for controlling and regulating an electro-pneumatic parking brake circuit.
  • EPH system electro-pneumatic hand brake system
  • an electro-pneumatic parking brake circuit for actuating a parking brake.
  • the parking brake is used, for example, as a parking brake or as an emergency brake ge.
  • an electro-pneumatic parking brake circuit includes a supply of compressed air, pneumatic lines and electro-pneumatic Ventili le to supply spring brake cylinder via a spring-loaded connection with compressed air.
  • An electro-pneumatic parking brake circuit is usually controlled by an electronic control unit (ECU), which is connected via electrical lines with the corresponding electro-pneumatic valves of the parking brake circuit.
  • ECU electronice control unit
  • the parking brake of a vehicle is regularly checked by means of a manual control unit, such as a car. B. a button, operated, the z. B. can be integrated into the dashboard of the vehicle or is located in another cab in the driving cab.
  • the manual control unit is connected via connecting lines with the control electronics (ECU) for controlling the parking brake circuit.
  • the control electronics (ECU) receive a control signal from the hand control unit. unit, evaluates the control signal and controls accordingly the electro-pneumatic valves of the parking brake circuit.
  • a parking brake can be engaged even when switched off ignition, the control electronics has a permanent power supply
  • the manual control unit and the control electronics (ECU) for controlling the Parking brake circuit can be far apart.
  • the distance between the manual control unit and the control electronics (ECU) z For example, 7 to 12 meters betra conditions.
  • ECU control electronics
  • a gradlo se proportional actuation possibility of the parking brake by means of a manual control unit is regularly asked how they z.
  • a status light in the dashboard of a vehicle is required to indicate conditions of the parking brake.
  • a test function of the trailer parking brake and a Steckbremsbetusch of the trailer with the manual control unit should be possible.
  • the Handkon control unit In order to increase the safety in the transmission of the control signal from a Handkon control unit to an electronic control unit (ECU), the Handkon control unit usually comprises a dual-circuit transmission device with a first circuit arrangement and a redundant to the first circuit arrangement Danten circuit arrangement.
  • the first circuit arrangement and the redun dante circuit arrangement are typically carried out redundantly when operating the hand control unit and are connected via connecting lines to the control electronics (ECU). Due to the two-circuit schreibssein direction is a transmission of a control signal from the manual control unit to the control electronics (ECU) and thus actuation of the parking brake even in case of failure or failure of one of the two GmbHungsanord calculations of the manual control unit possible.
  • a device for controlling and regulating an electro-pneumatic parking brake circuit with a manual control unit with dual-circuit analog transmission means for transmitting control signals from the manual control unit to a control electronics known for example from EP 1966016 B1.
  • a button for operating an electro-pneumatic handbrake (EPH) testify in road driving with an attached via connecting control electronics (ECU) described.
  • the control electronics are used to evaluate the button as well as to control the EPH. For switching position and / or error detection of the button, the potentials of the connection lines of the button are evaluated by means of the ECU.
  • two parallel, identical, mechanically coupled GE switching groups --Schaltxx 1 and group 2 - provided, which are jointly actuated for alternately inserting and releasing the handbrake (EPH) by means of a first button.
  • the two redundant switching groups so far contain two switches, which are connected with their base to the circuit lines, and with their switching poles in Oxford stood the button with each have a first resistance contact.
  • Manual control units with purely analog two-circuit litissseinrichtun conditions or bidirectional transmission facilities especially those that are based only on a data transmission channel, namely the analogous carry over control signals from a manual control unit to a control electronics, the above-mentioned requirements are not equal.
  • a Handkontrol liser with a reliable two-circuit transmission device for si-safe transmission of control signals to an electronic control is desirable.
  • a hand control unit with a dual-circuit transmission device should also have high availability and flexibility and a bi-directional data transmission with a control electronics ermögli chen.
  • the invention begins, whose task is to address at least one of the above addressed aspects and in particular a Vorrich device and a method by which a reliable transmis supply of control signals from a manual control unit to a control electronics can be realized and by means of which particular at least some of the user-requested further features are implemented.
  • the object is achieved with respect to the device by a device for STEU ners and rules of an electro-pneumatic parking brake circuit according to claim 1.
  • the invention relates to a device for controlling and regulating an electro-pneumatic parking brake circuit, a manual control unit (HCU) for actuating a parking brake by means of the electro-pneumatic parking brake circuit and
  • HCU manual control unit
  • the hand control unit (HCU) comprises a first circuit arrangement and a second circuit arrangement.
  • the first circuit arrangement is the least verbun least via a first connecting line to the control electronics (ECU) and the
  • the second circuit is at least connected via a second Anschlußlei device with the control electronics (ECU).
  • ECU control electronics
  • the first circuit arrangement and the second circuit arrangement are re dundant, preferably simultaneously, operable. According to the invention, provision is made for such a redundant first and second circuit arrangement that
  • the first circuit arrangement is a digital circuit arrangement
  • the at least first connection line is a digital data transmission channel, which is designed to enable digital data transmission between the digital circuit arrangement and the control electronics (ECU).
  • the second circuit arrangement is an analog circuit arrangement
  • the at least second connection line is an analog data transmission channel which is designed to enable analog data transmission from the analogue circuit arrangement to the control electronics (ECU).
  • the invention also leads to an electro-pneumatic handbrake (EPH) system according to claim 12 and to a vehicle according to claim 13.
  • EPH electro-pneumatic handbrake
  • the invention is based on the consideration that a dual-circuit redundant transmission device is basically useful to meet the highbonean requirements.
  • the invention is now based on the finding that the requirements mentioned above can also be met by a dual-circuit transmission device having a first digital circuit arrangement and a second digital circuit arrangement that can be actuated redundantly with respect to the digital circuit arrangement.
  • the redundant digital circuit arrangement and the analog circuit arrangement are, in particular, electrically independent of one another, that is to say the circuit of the digital circuit arrangement and the circuit of the analog circuit arrangement are not electrically connected to one another, however. nevertheless still simultaneously, operable.
  • the digital communication channel and the analog communication channel are also independent of each other and provide independent control signals.
  • the digital scarf processing arrangement and the analog circuitry are but redundantly operated simultaneously, ie the circuit of the digital circuitry and the circuit of the analog circuitry are closed at the same time ge, so that a current can flow.
  • the digital circuitry and the analog circuitry can be used for different functions.
  • the redundant digital and analog circuitry is provided redundantly for the same function.
  • the redundant analog circuitry in such a case of failure of the digital circuitry, the redundant analog circuitry, the function, for example, a determination of the parking brake, take over the failed digital circuitry and corre sponding control signals by means of the analog data transmission channel to an electronic control unit (ECU).
  • ECU electronice control unit
  • the data transmission of certain control signals from the failed digital circuitry to the redundant analog Druckungsanord voltage can be changed.
  • a high availability is guaranteed even with the first error.
  • a transmission of a time-continuous electrical signal takes place via the analog data transmission channel. It is thus in the mathematical sense of a smooth function.
  • the redundant analog data transmission channel can, in the event that a vehicle is not in operation and z. B. is started by turning an ignition key, to turn on (wake-up) of the control electronics (ECU) serve.
  • the control electronics (ECU) will then turn off the received data signals and accordingly control a lock or release of a parking brake.
  • the analog communication channel may be used for the emergency function at the first fault.
  • the digital signal can also be a purely binary signal. In the mathematical sense, the digital signal can be described by a step function. Via the digital data transmission channel, z. B. differently designed display elements are controlled, which are addressed by the control electronics (ECU).
  • ECU control electronics
  • the analog and digital data transmission channels are preferably monitored separately according to different principles.
  • the analog data transmission channel can z. B. be monitored by means of testing the voltage range.
  • the digital data transmission channel can, for. Example by calculating the checksum, or by the fact that the data transfer are added to the counters counter or monitored by checking a timeout during data transmission.
  • the digital data transmission channel is also bidirectional.
  • the return channel of a bidirectional digital communication channel can also be used for diagnostic purposes or for error signaling. Through the digital channel, in particular a stepless request realized who the.
  • the manual control unit has a first button and the digital GmbHungsanord voltage a first switching contact and the analog circuitry has a first redundant switching contact, wherein the first switching contact and the first redundant switching contact can be actuated by the first button ,
  • the first button is provided for the activation or deactivation of at least one parking brake.
  • the button is preferably a single button with the two switching positions "pressed” and “not pressed”.
  • the wake-up function is also carried out via a digital data transmission channel.
  • the wake-up function is used to switch on (wake-up) the control electronics (ECU).
  • the wake-up function is required in particular when starting a vehicle.
  • the control electronics (ECU) evaluates the data received from the hand control unit NEN data signals and controls accordingly inserting or releasing the parking brake.
  • the digital and analogue data transmission channel are used point-to-point between the manual control unit and the control electronics (ECU).
  • the analogue and the digital data transmission channel are therefore preferably electrically independent of each other.
  • the manual control unit also has a second pushbutton and the digital circuit arrangement has a second switch contact and the analog circuit arrangement has a second redundant switch contact.
  • the second switching contact and the second redundant switching contact can be actuated by the second button.
  • the second button is for activating a trailer test function.
  • the trailer test function is preferably designed such that the service brake of the trailer is released with the parking brake engaged during the test. This makes it possible to check whether the parking brake of the towing vehicle covers the entire vehicle combination, i. Towing vehicle with trailer, can hold safely.
  • first push-button and the second push-button each have electrically independent switching contacts. These are preferred, preferably in parallel independent Switching contacts actuated at the same time.
  • first button and the second button designed as a double rocker switch.
  • the analog circuit arrangement is provided for an emergency function at the first error and for a wake-up of Steuerelekt ronik and the digital circuitry for a main signal transmission is provided.
  • the emergency function is preferably designed such that in the event of an error message, e.g. is triggered by a failure of the main digital signal transmission, the data transmission is converted to the analog data transmission.
  • the particular, determined by the first and second buttons, Heidelbergzu was the first and second redundant switch contact critical.
  • the activation of the emergency function is preferably carried out automatically, in particular in case of failure of the digital main signal transmission.
  • the main digital signal transmission typically comprises a data transmission for controlling the status LED, data transmission on the status of the first and second buttons, data transmission for protocol protection (such as message counter, checksum) and the transmission of data in which diagnostic information is coded.
  • protocol protection such as message counter, checksum
  • the digital scarf processing arrangement comprises an interface module which transmits information about a switching state of the first switching contact and / or information about a switching state of the second switching contact via a digital data transmission channel to the control electronics (ECU).
  • ECU control electronics
  • the interface module is z. As a LIN or CAN interface and measures the state of the first switching contact and the second switching contact of the digital scarf processing arrangement via a digital input of the interface module. The information about the switching state of the first switching contact and of the second switching contact of the digital circuit arrangement can then be transmitted via a bidirectional circuit. be transmitted to the electronic control unit (ECU).
  • ECU electronice control unit
  • a manually operated proportional encoder signal can be read. From the interface module can z. B. itatielemen te as a function indicator light or an error indicator light, the z. B. can be integrated into an operating element in the vehicle, are controlled.
  • the first redundant switching contact and / or the second redundant switching contact of the analog circuit arrangement are provided in duplicate.
  • a double design of the respective switching contacts can lead to an increase in functional reliability.
  • the first Heidelberg clock and / or the second switching contact of the digital circuit arrangement are provided dop pelt.
  • a double version of the respective switching contacts can lead to an increase in reliability.
  • the digital data transmission channel is designed as a LIN bus or CAN bus.
  • the digital data transmission channel is designed as a LIN bus
  • three line veins between the digital circuit and the control electronics (ECU) are benö taken.
  • the digital communication channel is formed as a CAN bus, four wires are needed between the digital circuit and the control electronics (ECU).
  • the digital scarf processing arrangement further comprises a proportional sensor which transmits a per-proportional encoder signal to an interface module.
  • the proportional sensor is mechanically coupled to the first button.
  • the proportional encoder is mechanically coupled to the first button.
  • an electro-pneumatic handbrake (EPH) system pointing at least one electro-pneumatic parking brake with we least one spring brake cylinder for releasing and inserting least one parking brake and a device for controlling and regulating the electro-pneumatic parking brake circuit.
  • the device is designed according to at least one of the aforementioned embodiments.
  • the above-mentioned Aufga be solved by a vehicle having an out in accordance with the second aspect forms electro-pneumatic handbrake (EPH) system.
  • EPH electro-pneumatic handbrake
  • the invention relates to a method for controlling and regulating an electro-pneumatic parking brake circuit for actuating a parking brake
  • the first circuit arrangement is a digital circuit arrangement
  • the at least first connection line is a digital undergraduatetragungska channel, by means of which a digital data transmission between the digital circuitry of the hand control unit (HCU) and the control electronics (ECU) is enabled and the redundant second circuit arrangement an analog circuit is
  • the at least second connecting line is an analogue data transmission channel, by means of which an analogue data transmission Transmission of the analog circuitry of the manual control unit to the control electronics (ECU) is made possible.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the outside view of a preferred imple mentation of the device for controlling and regulating an electro-pneumatic parking brake circuit
  • Fig. 2 is a detailed illustration of a preferred embodiment of the dual-circuit transmission device
  • Fig. 3 is a schematic representation of a vehicle with an electro
  • EPH pneumatic handbrake
  • Fig. 1 shows schematically the external view of a device 50 for controlling and regulating a not shown here electro-pneumatic parking brake circuit.
  • the device 50 comprises a manual control unit (HCU) 10, which is connected by means of digital connection lines A1 and analog connection lines A2 to the control electronics (ECU) 20.
  • HCU manual control unit
  • ECU control electronics
  • the embodiment shown can serve, for example, for actuating an electro-pneumatic parking brake.
  • the control electronics (ECU) 20 would be connected to a number of not shown here electro-pneumatic valves of an electro-pneumatic parking brake circuit.
  • the digital connection lines A1 allow bidirectional signal transmission, so that, for example, the status of the parking brake by means of a status display, z.
  • a status display z.
  • a signal lamp could be displayed, which could be integrated into a not shown dashboard of a vehicle.
  • the digital connection lines A1 can be designed, for example, as a CAN bus or as a LIN bus. In the event that the digital connection lines are designed as a LIN bus, three data transmission channels between a manual control unit (HCU) and an electronic control unit (ECU) are required. In the event that the digital connection lines are designed as a CAN bus, four data transmission channels between a manual control unit (HCU) and an electronic control unit (ECU) are required.
  • a first button T1 and a second button T2 are provided. The first button T 1 is provided for inserting and releasing a parking brake, not shown here. The second button T2 is provided for activating a trailer test function. In a representation, not shown, a first button and a second button are integrated into the dashboard of a vehicle.
  • a corresponding control signal is transmitted via the digital connection lines A1 and / or the analog connection lines A2 to the control electronics (ECU) 20 and evaluated by the control electronics (ECU) 20.
  • Fig. 2 shows the internal structure, or the circuit of a preferred Einrich device 50 for controlling and regulating a not shown here electro
  • a manual control unit (HCU) 10 is connected to the control electronics (ECU) 20 by means of digital A1a, A1b, A1c and analogue A2a, A2b.
  • digital A1a, A1b, A1c and analog A2a, A2b lines are connected point-to-point between the manual control unit (HCU) 10 and the control electronics (ECU) 20.
  • the manual control unit HCU comprises the first circuit arrangement S1 and the second circuit arrangement S2.
  • the first circuit arrangement S1 and the second circuit arrangement S2 are redun dant and preferably simultaneously actuated.
  • the first circuit arrangement S1 is a digital circuit arrangement.
  • the digital connection lines A1a, A1b, A1c are digital aspiringtragungska channels that allow a bidirectional digital data transmission between the Handkon control unit HCU and the control electronics ECU.
  • the second circuit arrangement S2 is an analog circuit arrangement.
  • the connection lines A2a, A2b are analogue data transmission channels which have an analogous data transmission channel. transmission from the manual control unit HCU to the control electronics (ECU).
  • the digital circuit arrangement S1 comprises a first switching contact 21, which is connected in series with a resistor R21. Connected in parallel with the first switching contact 21 and the resistor R21 (preferably 10 kOhm), the digital circuit arrangement S1 has a second switching contact 22, which is connected in series with a resistor R22 (preferably 10 kOhm). In a representation not shown here, a first and a second Heidelberg clock are provided in duplicate, which can lead to an increase in reliability. About the digital data transmission channel A1 c, the digital scarf processing arrangement S1 with the input voltage (UD) 65 is connected.
  • UD input voltage
  • the digital circuit arrangement S1 also has an interface module 30. This is connected via a bidirectional digital data transmission channel A1 b to the control electronics (ECU) 20. In the illustration shown, the interface module 30 transmits the information about the switching state of the first switching contact 21 or the information about the switching state of the second switching contact 22 or both via the digital data transmission channel A1 b to the control electronics (ECU) 20.
  • a manually operated proportional encoder signal can also be read, which in the illustration shown is transmitted from the proportional encoder P1 to the interface module.
  • a function control lamp or error control lamp is integrated in an operating element in the vehicle.
  • the second circuit arrangement S2 is an analog circuit arrangement comprising a first redundant switching contact 11 connected in series with a resistor R1 (preferably 10 kOhm). Parallel to the first Switched dundant switching contact 1 1 and the resistor R1 1, the ana loge circuit S2 has a second redundant switch 12 which is connected in series with a resistor R12 (preferably 10 kohms). In a representation not shown here, a first redundant and a second redundant switching contact may also be provided in duplicate.
  • the analog circuit S2 has a capacitor C1, preferably with a capacitance of 100 nF. The capacitor C1 is also used to discharge when closing the switch contacts 1 1 and / or 12 on this and thereby achieve a contact cleaning.
  • the manual control unit (HCU) 10 has a first button n.
  • the first button T1 By means of the first button T1, the first switching contact 21 of the digital Heidelbergungsan Regulation S1 and the first redundant switching contact 11, the analog scarf processing arrangement S2 can be actuated.
  • the first switching contact 21 and the first redundant switching contact 1 1 are actuated together.
  • a first button for the activation or deactivation of a parking brake is provided.
  • the manual control unit (HCU) 10 also has a second button T2.
  • the second button T2 By means of the second button T2, the second switching contact 22 of the digital circuit arrangement S1 and the second redundant switching contact 12, the ana loge circuit S2 can be operated redundantly.
  • the second switching contact 22 and the second redundant switching contact 12 are common, i. at the same time, operable. In a game petssbei not shown here, a second button for activating a trailer test function is seen easily.
  • the analog data transmission channel A2b is connected, inter alia, via a resistor R31 to the battery voltage (UB) 60.
  • the battery voltage (UB) 60 is switched and can be evaluated to detect Ver wiring errors (UT) 66. For example, in the event of short circuits, battery voltage or ground results in voltage levels that deviate from the voltage levels when the switch is open or closed. Such a deviation can be detected by evaluating the battery voltage.
  • the analog data transmission channel A2a is connected to increase the Kurzschlußfes activity in the input circuit of the control electronics (ECU) 20 with an overcurrent protection T31 to the ground potential (URef) 67 out. Furthermore, the analog data transmission channel A2a is used for the wake-up 68 of the control electronics (ECU) 20.
  • an electronic control unit can be turned on by means of a wake-up function.
  • the control electronics could then evaluate received data signals and correspondingly control an engagement or release of a parking brake, not shown here.
  • the electro-pneumatic handbrake (EPH) system 100 includes a device 50 for controlling and regulating an electro-pneumatic parking brake circuit 1.
  • a device and for controlling and regulating an electro-pneumatic parking brake circuit comprises a Manual control unit (HCU), which is connected by means of a dual-circuit transmission device with a control electronics (ECU).
  • HCU Manual control unit
  • ECU control electronics
  • a corresponding device may be formed in an embodiment not shown here, for example, as shown in Fig. 2.
  • the electro-pneumatic hand brake (EPH) system 100 further comprises ei NEN electro-pneumatic parking brake circuit 1 10, with which Victorias least a spring brake cylinder 120 can be aerated or vented. Accordingly, the loading or ventilation state of the at least one Federspei cherbremszylinders 120, a parking brake 130 can be released or inserted.
  • the electro-pneumatic parking brake circuit 1 10 is controlled in the ge Service th representation by means of a device 50.
  • HCU hand control unit
  • control electronics ECU
  • Electro-pneumatic flange brake (EPFI) system 1 Electro-pneumatic parking brake circuit 120 Spring-loaded brake cylinder
  • A1 (a, b, c) digital transmission channels

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  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung ausgebildet zum Steuern und Regeln eines elektro-pneumatischen Feststellbremskreises, die aufweist: - eine Handkontrolleinheit (HCU) zur Betätigung einer Feststellbremse mittels des elektro-pneumatischen Feststellbremskreises, - eine mit der Handkontrolleinheit (HCU) elektrisch verbundene Steuerelektronik (ECU), wobei - die Handkontrolleinheit (HCU) eine erste Schaltungsanordnung und eine zweite Schaltungsanordnung aufweist, wobei - die erste Schaltungsanordnung wenigstens über eine erste Anschlussleitung mit der Steuerelektronik (ECU) verbunden ist, und - die zweite Schaltungsanordnung wenigstens über eine zweite Anschlussleitung mit der Steuerelektronik (ECU) verbunden ist.

Description

Einrichtung zum Steuern und Regeln eines elektro-pneumatischen Feststell bremskreises, ein Elektro-pneumatisches Handbrems-System, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines elektro-pneumatischen Fest stellbremskreises
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern und Regeln eines elektro pneumatischen Feststellbremskreises sowie ein elektro-pneumatisches Hand brems-System (EPH-System), ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines elektro-pneumatischen Feststellbremskreises.
Straßen- oder Schienenfahrzeuge weisen regelmäßig einen elektro
pneumatischen Feststellbremskreis zum Betätigen einer Feststellbremse auf. Die Feststellbremse wird zum Beispiel als Parkbremse oder als Notbremse ge nutzt. Typischerweise umfasst ein elektro-pneumatischer Feststellbremskreis einen Druckluftvorrat, pneumatische Leitungen und elektro-pneumatische Venti le, um Federspeicherbremszylinder über einen Federspeicheranschluss mit Druckluft zu beaufschlagen. Ein elektro-pneumatischer Feststellbremskreis wird in der Regel mittels einer Steuerelektronik (ECU) gesteuert, die über elektrische Leitungen mit den entsprechenden elektro-pneumatischen Ventilen des Fest stellbremskreises verbunden ist.
Regelmäßig wird die Feststellbremse eines Fahrzeugs mittels einer Handkon- trolleinheit, wie z. B. einem Taster, betätigt, der z. B. in das Armaturenbrett des Fahrzeugs integriert sein kann oder sich an einem anderen Ort in der Fahr zeugkabine befindet. Die Handkontrolleinheit ist über Anschlussleitungen mit der Steuerelektronik (ECU) zum Steuern des Feststellbremskreises verbunden. Die Steuerelektronik (ECU) empfängt ein Steuersignal von der Handkontrollein- heit, wertet das Steuersignal aus und steuert entsprechend die elektro pneumatischen Ventile des Feststellbremskreises.
Typischerweise ist vorgesehen, dass eine Feststellbremse auch bei ausge schalteter Zündung eingelegt werden kann, wobei die Steuerelektronik eine dauerhafte Spannungsversorgung besitzt Eine weitere Herausforderung der Implementierung einer durch eine Handkontrolleinheit betätigbaren Feststell bremse liegt darin, dass die Handkontrolleinheit und die Steuerelektronik (ECU) zum Steuern des Feststellbremskreises weit voneinander entfernt sein können. In einem Lastkraftwagen mit Anhänger kann die Entfernung zwischen der Handkontrolleinheit und der Steuerelektronik (ECU) z. B. 7 bis 12 Meter betra gen. Von Seiten der Nutzer einer Feststellbremse ist regelmäßig eine stufenlo se proportionale Betätigungsmöglichkeit der Feststellbremse mittels einer Handkontrolleinheit gefragt, wie sie z. B. in EP 1504975 B1 beschrieben ist. Ebenfalls ist eine Statusleuchte im Armaturenbrett eines Fahrzeugs zum Anzei gen des Zustands der Feststellbremse gefragt. Für den Fall, dass ein Fahrzeug einen Anhänger mit einer Anhängerfeststellbremse aufweist, soll typischerweise eine Prüffunktion der Anhängerfeststellbremse sowie eine Steckbremsbetäti gung des Anhängers mit der Handkontrolleinheit möglich sein.
Um die Sicherheit bei der Übertragung des Steuersignals von einer Handkon trolleinheit an eine Steuerelektronik (ECU) zu erhöhen, umfasst die Handkon trolleinheit in der Regel eine zweikreisige Übertragungseinrichtung mit einer ersten Schaltungsanordnung und einer zur ersten Schaltungsanordnung redun danten Schaltungsanordnung. Die erste Schaltungsanordnung und die redun dante Schaltungsanordnung werden typischerweise beim Betätigen der Hand kontrolleinheit redundant ausgeführt und sind über Anschlussleitungen mit der Steuerelektronik (ECU) verbunden. Durch die zweikreisige Übertragungsein richtung ist eine Übertragung eines Steuersignals von der Handkontrolleinheit an die Steuerelektronik (ECU) und somit eine Betätigung der Feststellbremse auch bei einem Ausfall oder einem Defekt einer der beiden Schaltungsanord nungen der Handkontrolleinheit möglich. So ist eine Einrichtung zum Steuern und Regeln eines elektro-pneumatischen Feststellbremskreises gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer Handkontrolleinheit mit zweikreisigen analogen Übertragungseinrichtungen zum Übertragen von Steuersignalen von der Handkontrolleinheit an eine Steuer elektronik bekannt zum Beispiel aus EP 1966016 B1. Dort wird ein Taster zur Betätigung einer elektro-pneumatischen Handbremse (EPH) in Straßenfahr zeugen, mit einer über Anschlussleitungen angeschlossenen Steuerelektronik (ECU) beschrieben. Die Steuerelektronik dient zur Auswertung des Tasters so wie zur Ansteuerung der EPH. Zur Schaltstellungs- und/oder Fehlererkennung des Tasters werden mittels der ECU die Potentiale der Anschlussleitungen des Tasters ausgewertet. Hierbei sind zwei parallele, identische, mechanisch ge koppelte Schaltgruppen --Schaltgruppe 1 und Schaltgruppe 2 -- vorgesehen, die zum abwechselnden Einlegen und Lösen der Handbremse (EPH) mittels einer ersten Taste gemeinsam betätigbar sind. Die beiden insofern redundanten Schaltgruppen enthalten je zwei Umschalter, welche mit ihrer Basis an die An schlussleitungen angeschlossen sind, und mit ihren Schaltpolen im Ruhezu stand des Tasters mit je einem ersten Widerstand Kontakt haben.
Handkontrolleinheiten mit rein analogen zweikreisigen Übertragungseinrichtun gen oder bidirektionalen Übertragungseinrichtungen, insbesondere solche, die nur auf einem Datenübertragungskanal beruhen, nämlich zum analogen Über tragen von Steuersignalen von einer Handkontrolleinheit an eine Steuerelektro nik, sind der eingangs erwähnten Anforderungen jedoch nicht gewachsen.
Zunächst ist aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen sowie der großen Anzahl von der Nutzerseite gefragten weiteren Merkmalen, eine Handkontrol leinheit mit einer zuverlässigen zweikreisigen Übertragungseinrichtung zum si cheren Übertragen von Steuersignalen an eine Steuerelektronik wünschens wert. Eine Handkontrolleinheit mit einer zweikreisigen Übertragungseinrichtung sollte darüber hinaus jedoch eine hohe Verfügbarkeit und Flexibilität aufweisen und eine bidirektionale Datenübertragung mit einer Steuerelektronik ermögli chen. An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, wenigstens einen der oben adressierten Aspekte zu adressieren und insbesondere eine Vorrich tung und ein Verfahren anzugeben mittels welcher eine zuverlässige Übertra gung von Steuersignalen von einer Handkontrolleinheit an eine Steuerelektronik realisierbar ist und mittels welcher insbesondere wenigstens einige der von Nutzerseite gefragten weiteren Merkmale umgesetzt werden. Insbesondere ist es eine Aufgabe eine Handkontrolleinheit mit einer zuverlässigen zweikreisigen und daher vergleichsweise sicheren Übertragungseinrichtung zum Übertragen von Steuersignalen an eine Steuerelektronik bereitzustellen, die gleichzeitig den hohen Sicherheitsanforderungen gerecht wird und eine Realisierung von we nigstens einer Anzahl von der Nutzerseite gefragten weiteren Merkmalen er möglicht.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch eine Einrichtung zum Steu ern und Regeln eines elektro-pneumatischen Feststellbremskreises gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern und Regeln eines elektro pneumatischen Feststellbremskreises, die eine Handkontrolleinheit (HCU) zur Betätigung einer Feststellbremse mittels des elektro-pneumatischen Feststell bremskreises und
eine mit der Handkontrolleinheit (HCU) elektrisch verbundene Steuerelektronik (ECU) zum Steuern des elektro-pneumatischen Feststellbremskreises aufweist. Die Handkontrolleinheit (HCU) umfasst eine erste Schaltungsanordnung und eine zweite Schaltungsanordnung. Die erste Schaltungsanordnung ist wenigs tens über eine erste Anschlussleitung mit der Steuerelektronik (ECU) verbun den und
die zweite Schaltungsanordnung ist wenigstens über eine zweite Anschlusslei tung mit der Steuerelektronik (ECU) verbunden.
Die erste Schaltungsanordnung und die zweite Schaltungsanordnung sind re dundant, vorzugsweise zeitgleich, betätigbar. Erfindungsgemäß ist für eine solche redundante erste und zweite Schaltungs anordnung vorgesehen, dass
die erste Schaltungsanordnung eine digitale Schaltungsanordnung ist, und die wenigstens erste Anschlussleitung ein digitaler Datenübertragungskanalist, der ausgebildet ist, eine digitale Datenübertragung zwischen der digitalen Schal tungsanordnung und der Steuerelektronik (ECU) zu ermöglichen.
Die zweite Schaltungsanordnung ist eine analoge Schaltungsanordnung, und die wenigstens zweite Anschlussleitung ist ein analoger Datenübertragungska nal, der ausgebildet ist, eine analoge Datenübertragung von der analogen Schaltungsanordnung an die Steuerelektronik (ECU) zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist also für eine solche analoge und digitale Schaltungsan ordnung vorgesehen, dass diese redundant, vorzugsweise zeitgleich, betätigbar sind.
Die Erfindung führt auch auf ein elektro-pneumatisches Handbrems (EPH)- System gemäß dem Anspruch 12 und auf ein Fahrzeug gemäß dem Anspruch 13.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 14 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass eine zweikreisige redundante Übertragungseinrichtung grundsätzlich sinnvoll ist, um die hohen Sicherheitsan forderungen zu erfüllen. Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zu Grunde, dass die eingangs genannten Anforderungen auch durch eine zweikreisige Übertra gungseinrichtung erfüllt werden können mit einer ersten digitalen Schaltungs anordnung und einer zweiten zu der digitalen Schaltungsanordnung redundant betätigbaren analogen Schaltungsanordnung.
Die redundante digitale Schaltungsanordnung und die analoge Schaltungsan ordnung sind insbesondere elektrisch voneinander unabhängig, d.h. der Schalt kreis der digitalen Schaltungsanordnung und der Schaltkreis der analogen Schaltungsanordnung sind nicht elektrisch miteinander verbunden aber vor- zugsweise trotzdem zeitgleich, betätigbar. Insbesondere sind auch der digitale Datenübertragungskanal und der analoge Datenübertragungskanal voneinan der unabhängig und führen unabhängige Steuersignale. Die digitale Schal tungsanordnung und die analoge Schaltungsanordnung werden aber redundant zeitgleich betätigt, d.h. der Schaltkreis der digitalen Schaltungsanordnung und der Schaltkreis der analogen Schaltungsanordnung werden zeitgleich ge schlossen, sodass ein Strom fließen kann. Die digitale Schaltungsanordnung und die analoge Schaltungsanordnung können für unterschiedliche Funktionen verwendet werden. Die redundante digitale und analoge Schaltungsanordnung sind redundant für dieselbe Funktion vorgesehen. Vorteilhafterweise kann so bei einem Ausfall der digitalen Schaltungsanordnung die redundante analoge Schaltungsanordnung die Funktion, z.B. ein Feststellen der Feststellbremse, der ausgefallenen digitalen Schaltungsanordnung übernehmen und entspre chende Steuersignale mittels des analogen Datenübertragungskanals an eine Steuerelektronik (ECU) übertragen. Beispielsweise kann bei einer Fehlermel dung die Datenübertragung bestimmter Steuersignale von der ausgefallenen digitalen Schaltungsanordnung auf die redundante analoge Schaltungsanord nung umgestellt werden. Somit wird eine hohe Verfügbarkeit auch bei erstem Fehler gewährleistet.
Über den analogen Datenübertragungskanal findet hierbei eine Übertragung eines zeitlich kontinuierlichen elektrischen Signals statt. Es handelt sich also im mathematischen Sinne um eine glatte Funktion. Der redundante analoge Da tenübertragungskanal kann für den Fall, dass ein Fahrzeug nicht in Betrieb ist und z. B. durch Drehen eines Zündschlüssels gestartet wird, zum Einschalten (wake-up) der Steuerelektronik (ECU) dienen. Die Steuerelektronik (ECU) wer tet dann die empfangenen Datensignale aus und steuert entsprechend ein Ein legen oder ein Lösen einer Feststellbremse. Während eines Fahrzeugbetriebs, kann der analoge Datenübertragungskanal für die Notfunktion bei erstem Fehler verwendet werden.
Über den digitalen Datenübertragungskanal findet eine Übertragung eines zeit lich diskreten elektrischen Signals statt, wobei dieses einen beliebig großen Dynamikbereich umfassen kann. Das digitale Signal kann aber auch ein rein binäres Signal sein. Im mathematischen Sinne kann das digitale Signal durch eine Treppenfunktion beschrieben werden. Über den digitalen Datenüberta- gungskanal, können z. B. verschieden gestaltete Anzeigeelemente angesteuert werden, die von der Steuerelektronik (ECU) adressiert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent nehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläu terte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vor teile zu realisieren.
Der analoge und der digitale Datenübertagungskanal werden vorzugsweise nach unterschiedlichen Prinzipien getrennt überwacht. Der analoge Datenüber tragungskanal kann z. B. mittels Prüfung des Spannungsbereichs überwacht werden. Der digitale Datenübertragungskanal kann z. B. durch Berechnen der Prüfsumme (engl checksum), oder dadurch, dass der Datenübertragung Bot schaftszähler beigefügt werden oder durch Prüfen einer Zeitüberschreitung bei der Datenübertragung überwacht werden.
Vorzugsweise ist der digitale Datenübertragungskanal auch bidirektional. Der Rückkanal eines bidirektionalen digitalen Datenübertragungskanals kann auch für Diagnosezwecke oder zur Fehlersignalisierung genutzt werden. Durch den digitalen Kanal kann insbesondere eine stufenlose Anforderung realisiert wer den.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Hand- kontrolleinheit einen ersten Taster aufweist und die digitale Schaltungsanord nung einen ersten Schaltkontakt und die analoge Schaltungsanordnung einen ersten redundanten Schaltkontakt aufweist, wobei der erste Schaltkontakt und der erste redundante Schaltkontakt durch den ersten Taster betätigbar sind.
Der erste Taster ist für die Aktivierung oder Deaktivierung wenigstens einer Feststellbremse vorgesehen. Der Taster ist bevorzugt ein Einfachtaster mit den zwei Schaltpositionen„betätigt“ und„nicht betätigt“. In einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die wake-up Funktion auch über einen digitalen Datenübertragungskanal ausgeführt wird. Die wake-up Funktion dient zum Einschalten (wake-up) der Steuerelektronik (ECU). Die wa- ke-up Funktion wird insbesondere beim Starten eines Fahrzeugs benötigt. Die Steuerelektronik (ECU) wertet dann die von der Handkontrolleinheit empfange nen Datensignale aus und steuert entsprechend ein Einlegen oder ein Lösen der Feststellbremse.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung werden der digitale und der ana loge Datenübertragungskanal Punkt-zu-Punkt zwischen der Handkontrolleinheit und der Steuerelektronik (ECU) verwendet. Der analoge und der digitale Da tenübertragungskanal sind also vorzugsweise elektrisch voneinander unabhän gig. Durch die Punkt-zu-Punkt Verbindung wird vorteilhafterweise vermieden, dass die digitale und die analoge Datenübertragung durch Störquellen beein flusst wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Handkontrolleinheit weiterhin einen zweiten Taster aufweist und die digitale Schaltungsanordnung einen zweiten Schaltkontakt und die analoge Schaltungsanordnung einen zweiten redundanten Schaltkontakt aufweist. Der zweite Schaltkontakt und der zweite redundante Schaltkontakt sind durch den zweiten Taster betätigbar. Der zweite Taster ist zum Aktivieren einer Anhänger-Prüffunktion vorgesehen. Die Anhä nger-Prüffunktion ist bevorzugt derart gestaltet, dass die Betriebsbremse des Anhängers bei eingelegter Feststellbremse während der Prüfung gelöst wird. Dadurch kann überprüft werden, ob die Feststellbremse des Zugfahrzeugs die gesamte Fahrzeugkombination, d.h. Zugfahrzeug mit Anhänger, sicher halten kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der ers te Taster und der zweite Taster jeweils elektrisch unabhängige Schaltkontakte aufweisen. Bevorzugt werden diese, bevorzugt parallel geführten unabhängigen Schaltkontakte zeitgleich betätigt. In einer bevorzugten Ausführungsform der erste Taster und der zweite Taster als Doppelwipptaster ausgebildet.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die analoge Schaltungsanordnung für eine Notfunktion bei erstem Fehler und für einen Wake-up der Steuerelekt ronik vorgesehen ist und die digitale Schaltungsanordnung für eine Hauptsig nalübertragung vorgesehen ist. Die Notfunktion ist bevorzugt derart gestaltet, dass bei einer Fehlermeldung, die z.B. durch einen Ausfall der digitalen Haupt signalübertragung ausgelöst wird, die Datenübertragung auf die analoge Da tenübertragung umgestellt wird. Für die analoge Datenübertragung sind dann der jeweilige, durch den ersten und den zweiten Taster bestimmte, Schaltzu stand des ersten und zweiten redundanten Schaltkontakts entscheidend. Die Aktivierung der Notfunktion erfolgt bevorzugt automatisch, insbesondere bei Ausfall der digitalen Hauptsignalübertragung.
Die digitale Hauptsignalübertragung umfasst typischerweise eine Datenübertra gung zur Ansteuerung der Status-LED, eine Datenübertragung über den Status des ersten und zweiten Tasters, eine Datenübertragung zur Protokollabsiche rung (wie z.B. Botschaftszähler, Prüfsumme) sowie die Übertagung von Daten in welchen Diagnoseinformationen kodiert sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die digitale Schal tungsanordnung ein Interface Modul aufweist, welches eine Information über einen Schaltzustand des ersten Schaltkontakts und/oder eine Information über einen Schaltzustand des zweiten Schaltkontakts über einen digitalen Daten übertragungskanal an die Steuerelektronik (ECU) übermittelt.
Das Interface Modul ist z. B. ein LIN oder CAN Interface und misst den Zustand des ersten Schaltkontakts und des zweiten Schaltkontakts der digitalen Schal tungsanordnung über einen digitalen Eingang des Interface Moduls. Die Infor mation über den Schaltzustand des ersten Schaltkontakts und des zweiten Schaltkontakts der digitalen Schaltungsanordnung kann dann über einen bidi- rektionalen digitalen Datenübertragungskanal an die Steuerelektronik (ECU) übermittelt werden.
In dem Interface Modul kann auch ein handbetätigtes proportionales Gebersig nal eingelesen werden. Von dem Interface Modul können z. B. Anzeigeelemen te wie eine Funktionskontrollleuchte oder eine Fehlerkontrollleuchte, die z. B. in ein Bedienelement im Fahrzeug integriert sein können, angesteuert werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste redundante Schaltkontakt und/oder der zweite redundante Schaltkontakt der analogen Schaltungsanordnung doppelt vorgesehen sind Eine doppelte Ausführung der jeweiligen Schaltkontakte kann zu einer Erhöhung der Funktionssicherheit füh ren.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Schaltkon takt und/oder der zweite Schaltkontakt der digitalen Schaltungsanordnung dop pelt vorgesehen sind. Eine doppelte Ausführung der jeweiligen Schaltkontakte kann zu einer Erhöhung der Funktionssicherheit führen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der digitale Datenübertragungs kanal als LIN Bus oder als CAN Bus ausgebildet ist. Für den Fall, dass der digi tale Datenübertragungskanal als LIN Bus ausgeführt ist, werden drei Leitungs adern zwischen der digitalen Schaltung und der Steuerelektronik (ECU) benö tigt. Für den Fall, dass der digitale Datenübertragungskanal als CAN Bus aus gebildet ist, werden vier Leitungsadern zwischen der digitalen Schaltung und der Steuerelektronik (ECU) benötigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die digitale Schal tungsanordnung weiterhin einen Proportionalgeber aufweist, welcher ein pro portionales Gebersignal an ein Interface Modul übermittelt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Proportionalgeber mechanisch mit dem ersten Taster gekoppelt ist. Vorteilhafterweise kann durch die mecha- nische Kopplung des Proportionalgebers mit dem ersten Taster die Bedienung vereinfacht werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Auf gabe durch ein elektro-pneumatisches Handbrems (EPH)-System gelöst, auf weisend wenigstens einen elektro-pneumatischen Feststellbremskreis mit we nigstens einem Federspeicherbremszylinder zum Lösen und Einlegen wenigs tens einer Feststellbremse und eine Einrichtung ausgebildet zum Steuern und Regeln des elektro-pneumatische Feststellbremskreis. Die Einrichtung ist nach wenigstens einer der vorher genannten Ausführungsformen ausgebildet.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufga be durch ein Fahrzeug gelöst, welches ein gemäß dem zweiten Aspekt ausge bildetes elektro-pneumatisches Handbrems (EPH)-System aufweist.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines elektro-pneumatischen Feststellbremskreises zur Betätigung einer Feststellbremse aufweisend
betätigen einer ersten Schaltungsanordnung und einer redundanten zweiten Schaltungsanordnung einer Handkontrolleinheit,
übertragen von Steuersignalen wenigstens über eine erste Anschlusslei tung von der ersten Schaltungsanordnung an eine Steuerelektronik (ECU), und
übertragen von Steuersignalen wenigstens über eine zweite Anschluss leitung von der redundanten zweiten Schaltungsanordnung an die Steue relektronik (ECU),
wobei die erste Schaltungsanordnung eine digitale Schaltungsanordnung ist, und die wenigstens erste Anschlussleitung ein digitaler Datenübertragungska nal ist, mittels dem eine digitale Datenübertragung zwischen der digitalen Schaltungsanordnung der Handkontrolleinheit (HCU) und der Steuerelektronik (ECU) ermöglicht wird und die redundante zweite Schaltungsanordnung eine analoge Schaltungsanordnung ist, und die wenigstens zweite Anschlussleitung ein analoger Datenübertragungskanal ist, mittels dem eine analoge Datenüber- tragung von der analogen Schaltungsanordnung der Handkontrolleinheit an die Steuerelektronik (ECU) ermöglicht wird.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeich nung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der all gemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung kön nen sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Er findung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgen den gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder be schränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungs bereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Ein fachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Außenansicht einer bevorzugte Aus führungsform der Einrichtung zum Steuern und Regeln eines elektro pneumatischen Feststellbremskreises; Fig. 2 eine detaillierte Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der zweikreisigen Übertragungseinrichtung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektro
pneumatischen Handbrems (EPH)-System.
Fig. 1 zeigt schematisch die Außenansicht einer Einrichtung 50 zum Steuern und Regeln eines hier nicht gezeigten elektro-pneumatischen Feststellbrems kreises. Die Einrichtung 50 umfasst eine Handkontrolleinheit (HCU) 10, die mit tels digitalen Anschlussleitungen A1 und analogen Anschlussleitungen A2 mit der Steuerelektronik (ECU) 20 verbunden ist.
Die gezeigte Ausführungsform kann zum Beispiel zum Betätigen einer elektro pneumatischen Feststellbremse dienen. In diesem Fall wäre die Steuerelektro nik (ECU) 20 mit einer Anzahl von hier nicht gezeigten elektro-pneumatischen Ventilen eines elektro-pneumatischen Feststellbremskreises verbunden.
In der gezeigten Darstellung ermöglichen die digitalen Anschlussleitungen A1 eine bidirektionale Signalübertragung, sodass zum Beispiel der Status der Feststellbremse mittels einer Statusanzeige, z. B. einer Signallampe, angezeigt werden könnte, die in ein hier nicht gezeigtes Armaturenbrett eines Fahrzeugs integriert sein könnte.
Die digitalen Anschlussleitungen A1 können zum Beispiel als CAN Bus oder als LIN Bus ausgebildet sein. Für den Fall, dass die digitalen Anschlussleitungen als LIN Bus ausgeführt sind, werden drei Datenübertragungskanäle zwischen einer Handkontrolleinheit (HCU) und einer Steuerelektronik (ECU) benötigt. Für den Fall, dass die digitalen Anschlussleitungen als CAN Bus ausgebildet sind, werden vier Datenübertragungskanäle zwischen einer Handkontrolleinheit (HCU) und einer Steuerelektronik (ECU) benötigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind ein erster Taster T1 und ein zweiter Taster T2 vorgesehen. Der erste Taster T 1 ist zum Einlegen und Lösen einer hier nicht gezeigten Feststellbremse vorgesehen. Der zweite Taster T2 ist zum Aktivieren einer Anhänger-Prüffunktion vorgesehen. In einer nicht gezeigten Darstellung sind ein erster Taster und ein zweiter Taster in das Armaturenbrett eines Fahrzeugs integriert.
Bei Betätigung des Tasters T1 oder des Tasters T2 wird ein entsprechendes Steuersignal über die digitalen Anschlussleitungen A1 und/oder die analogen Anschlussleitungen A2 an die Steuerelektronik (ECU) 20 übertragen und von der Steuerelektronik (ECU) 20 ausgewertet.
Fig. 2 zeigt den inneren Aufbau, bzw. die Schaltung einer bevorzugten Einrich tung 50 zum Steuern und Regeln eines hier nicht gezeigten elektro
pneumatischen Feststellbremskreises. Wie in Fig. 1 , ist eine Handkontrolleinheit (HCU) 10mittels digitaler A1 a, A1 b, A1 c und analoger A2a, A2b Anschlusslei tungen mit der Steuerelektronik (ECU) 20 verbunden. In der gezeigten Darstel lung sind die digitalen A1 a, A1 b, A1 c und analogen A2a, A2b Anschlussleitun gen zwischen der Handkontrolleinheit (HCU) 10 und der Steuerelektronik (ECU) 20 Punkt-zu-Punkt verbunden.
In der gezeigten Darstellung umfasst die Handkontrolleinheit HCU die erste Schaltungsanordnung S1 und die zweite Schaltungsanordnung S2. Die erste Schaltungsanordnung S1 und die zweite Schaltungsanordnung S2 sind redun dant und vorzugsweise zeitgleich betätigbar.
Die erste Schaltungsanordnung S1 ist eine digitale Schaltungsanordnung. Die digitalen Anschlussleitungen A1 a, A1 b, A1 c sind digitale Datenübertragungska näle, die eine bidirektionale digitale Datenübertragung zwischen der Handkon trolleinheit HCU und der Steuerelektronik ECU ermöglichen. Die zweite Schal tungsanordnung S2 ist eine analoge Schaltungsanordnung. Die Anschlusslei tungen A2a, A2b sind analoge Datenübertragungskanäle, die eine analoge Da- tenübertragung von der Handkontrolleinheit HCU an die Steuerelektronik (ECU) ermöglichen.
Die digitale Schaltungsanordnung S1 umfasst einen ersten Schaltkontakt 21 , der in Reihe mit einem Widerstand R21 geschaltet ist. Parallel geschaltet zu dem ersten Schaltkontakt 21 und dem Widerstand R21 (bevorzugt 10 kOhm) weist die digitale Schaltungsanordnung S1 einen zweiten Schaltkontakt 22 auf, der in Reihe mit einem Widerstand R22 (bevorzugt 10 kOhm) geschaltet ist. In einer hier nicht gezeigten Darstellung sind ein erster und ein zweiter Schaltkon takt doppelt vorgesehen, was zu einer Erhöhung der Funktionssicherheit führen kann. Über den digitalen Datenübertragungskanal A1 c ist die digitale Schal tungsanordnung S1 mit der Eingangsspannung (UD) 65 verbunden.
Die digitale Schaltungsanordnung S1 weist weiterhin ein Interface Modul 30 auf. Diese ist über einen bidirektionalen digitalen Datenübertragungskanal A1 b mit der Steuerelektronik (ECU) 20 verbunden. In der gezeigten Darstellung übermit telt das Interface Modul 30 die Information über den Schaltzustand des ersten Schaltkontakts 21 oder die Information über den Schaltzustand des zweiten Schaltkontakts 22 oder beide über den digitalen Datenübertragungskanal A1 b an die Steuerelektronik (ECU) 20.
In dem Interface Modul kann auch ein handbetätigtes proportionales Gebersig nal eingelesen werden, das in der gezeigten Darstellung von dem Proportional geber P1 an das Interface Modul übertragen wird. Dadurch, dass der digitale Datenübertragungskanal A1 b für eine bidirektionale Datenübertragung vorge sehen ist, kann über die Funktionskontrollleuchte 40 der Status einer hier nicht gezeigten Feststellbremse angezeigt werden. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Funktionskontrollleuchte oder auch Fehlerkontroll- leuchte in ein Bedienelement im Fahrzeug integriert.
Die zweite Schaltungsanordnung S2 ist eine analoge Schaltungsanordnung, die einen ersten redundanten Schaltkontakt 11 umfasst, der in Reihe mit einem Wi derstand R1 1 (bevorzugt 10 kOhm) geschaltet ist. Parallel zu dem ersten re- dundanten Schaltkontakt 1 1 und dem Widerstand R1 1 geschaltet weist die ana loge Schaltungsanordnung S2 einen zweiten redundanten Schalter 12 auf, der in Reihe mit einem Widerstand R12 (bevorzugt 10 kOhm) geschaltet ist. In einer hier nicht-gezeigten Darstellung können ein erster redundanter und ein zweiter redundanter Schaltkontakt auch doppelt vorgesehen sein. Wiederum parallel geschaltet zu dem zweiten redundanten Schalter 12 und dem Widerstand R12 weist die analoge Schaltungsanordnung S2 einen Kondensator C1 , bevorzugt mit einer Kapazität von 100 nF, auf. Der Kondensator C1 dient weiterhin dazu, sich beim Schließen der Schaltkontakte 1 1 und/oder 12 über diese zu entladen und hierdurch eine Kontaktreinigung zu erzielen.
Die Handkontrolleinheit (HCU) 10 weist einen ersten Taster n auf. Mittels des ersten Tasters T1 sind der erste Schaltkontakt 21 der digitalen Schaltungsan ordnung S1 und der erste redundante Schaltkontakt 11 die analoge Schal tungsanordnung S2 betätigbar. Insbesondere sind der erste Schaltkontakt 21 und der erste redundante Schaltkontakt 1 1 gemeinsam betätigbar. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein erster Taster für die Aktivierung oder Deaktivierung einer Feststellbremse vorgesehen.
Die Handkontrolleinheit (HCU) 10 weist weiterhin einen zweiten Taster T2 auf. Mittels des zweiten Tasters T2 sind der zweite Schaltkontakt 22 der digitalen Schaltungsanordnung S1 und der zweite redundante Schaltkontakt 12 die ana loge Schaltungsanordnung S2 redundant betätigbar. Insbesondere sind der zweite Schaltkontakt 22 und der zweite redundante Schaltkontakt 12 gemein sam, d.h. zeitgleich, betätigbar. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbei spiel ist ein zweiter Taster zum Aktivieren einer Anhänger-Prüffunktion vorge sehen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel fließt kein Ruhestrom. Erst bei Betäti gung des ersten Tasters T1 oder des zweiten Tasters T2 wird der Betriebsstrom der Steuerelektronik (ECU) 20 eingeschaltet. Vorteilhafterweise kann so die Standzeit einer hier nicht gezeigten Fahrzeugbatterie verlängert werden. Die analoge Schaltungsanordnung S2 dient der Redundanz und ist für eine Not funktion bei erstem Fehler und für einen Wake-up der Steuerelektronik (ECU)
20 vorgesehen. Der analoge Datenübertragungskanal A2b ist unter anderem über einen Widerstand R31 mit der Batteriespannung (UB) 60 verbunden. Die Batteriespannung (UB) 60 wird geschaltet und kann zur Aufdeckung von Ver kabelungsfehlern (UT) 66 ausgewertet werden. Zum Beispiel ergeben sich bei Kurzschlüssen nach der Batteriespannung oder der Masse Spannungspegel, die von den Spannungspegeln bei offenem oder geschlossenem Schalter ab weichen. Ein solches Abweichen kann durch Auswerten der Batteriespannung aufgedeckt werden.
Weiterhin kann es notwendig sein, die Datenübertragungskanälen A2a und A2b wegen eines fehlenden Ruhestroms mittels einer Testschaltung 70 sporadisch zu prüfen. Bei intakten Datenübertragungskanälen A2a und A2b ergibt sich durch die Entladung des Kondensators C1 über die inneren Widerstände der Datenübertragungskanälen A2a und A2b sowie der Testschaltung 70 ein cha rakteristischer abfallender Spannungsverlauf der Eingangsspannung UD, wel cher mittels der Steuerelektronik (ECU) 20 ausgewertet werden kann.
Der analoge Datenübertragungskanal A2a ist zur Erhöhung der Kurzschlussfes tigkeit im Eingangskreis der Steuerelektronik (ECU) 20 mit einem Überstrom schutz T31 zum Massepotential (URef) 67 hin verbunden. Des Weiteren dient der analoge Datenübertragungskanal A2a für den wake-up 68 der Steuerelekt ronik (ECU) 20.
Für den Fall, dass ein hier nicht gezeigtes Fahrzeug nicht in Betrieb ist und z. B. durch Drehen eines Zündschlüssels gestartet wird, kann eine Steuerelektronik (ECU) mittels einer wake-up Funktion eingeschaltet werden. Die Steuerelektro nik (ECU) könnte dann empfangene Datensignale auswerten und entsprechend ein Einlegen oder ein Lösen einer hier nicht gezeigten Feststellbremse steuern.
Fig. 3 zeigt ein Fahrzeug 1000 mit Rädern 140, wobei das Fahrzeug 1000 ein elektro-pneumatisches Flandbrems (EPFI)-System 100 gemäß einer bevorzug- ten Ausführungsform aufweist. Das elektro-pneumatische Handbrems (EPH)- System 100 umfasst eine Einrichtung 50 zum Steuern und Regeln eines elekt- ro-pneumatischen Feststellbremskreises 1 10. In einer hier nicht gezeigten Aus führungsform umfasst eine Einrichtung und zum Steuern und Regeln eines elektro-pneumatischen Feststellbremskreises eine Handkontrolleinheit (HCU), welche mittels einer zweikreisigen Übertragungseinrichtung mit einer Steuer elektronik (ECU) verbunden ist. Eine entsprechende Einrichtung kann in einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel zum Beispiel wie in Fig. 2 gezeigt ausgebildet sein.
Das elektro-pneumatische Handbrems (EPH)-System 100, weist weiterhin ei nen elektro-pneumatischen Feststellbremskreis 1 10 auf, mit welchem wenigs tens ein Federspeicherbremszylinder 120 be- oder entlüftet werden kann. Ent sprechend dem Be- oder Entlüftungszustand des wenigstens einen Federspei cherbremszylinders 120 kann eine Feststellbremse 130 gelöst oder eingelegt werden. Der elektro-pneumatische Feststellbremskreis 1 10 wird in der gezeig ten Darstellung mittels einer Einrichtung 50 gesteuert.
Bezugszeichenliste ( Bestandteil der Beschreibung)
10 Handkontrolleinheit (HCU)
20 Steuerelektronik (ECU)
21 erster Schaltkontakt
22 zweiter Schaltkontakt
1 1 erster redundanter Schaltkontakt
12 zweiter redundanter Schaltkontakt
30 Interface Modul
40 Funktionskontrollleuchte
50 Einrichtung
60 Batteriespannung (UB)
65 Eingangsspannung (UD)
66 Aufdeckung von Verkabelungsfehlern (UT)
67 Massepotential (URef)
68 wake-up Funktion
70 Testschaltung
100 elektro-pneumatisches Flandbrems (EPFI)-System 1 10 elektro-pneumatischer Feststellbremskreis 120 Federspeicherbremszylinder
130 Feststellbremse
140 Räder
1000 Fahrzeug
A1 (a,b,c) digitale Übertragungskanäle
A2(a,b) analoge Übertragungskanäle
C1 Kondensator
P1 Proportionalgeber
R1 1 , R12 Widerstände
R21 , R22 Widerstände
R31 Widerstand
51 digitale Schaltungsanordnung
52 analoge Schaltungsanordnung
T1 erster Taster T2 zweiter Taster
T31 Überstromschutz

Claims

Ansprüche
1. Einrichtung (50) ausgebildet zum Steuern und Regeln eines elektro pneumatischen Feststellbremskreises (1 10), die aufweist:
- eine Handkontrolleinheit (HCU) zur Betätigung einer Feststellbremse (130) mittels des elektro-pneumatischen Feststellbremskreises (1 10),
- eine mit der Handkontrolleinheit (HCU) elektrisch verbundene Steuerelektronik (ECU), wobei
- die Handkontrolleinheit (HCU) eine erste Schaltungsanordnung (S1 ) und eine zweite Schaltungsanordnung (S2) aufweist, wobei
- die erste Schaltungsanordnung (S1 ) wenigstens über eine erste Anschlusslei tung (A1 ) mit der Steuerelektronik (ECU) verbunden ist, und
- die zweite Schaltungsanordnung (S2) wenigstens über eine zweite Anschluss leitung (A2) mit der Steuerelektronik (ECU) verbunden ist, wobei die zweite Schaltungsanordnung eine analoge Schaltungsanordnung ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die erste Schaltungsanordnung (S1 ) eine digitale, vorzugsweise bidirektionale, Schaltungsanordnung ist, und die wenigstens erste Anschlussleitung (A1 ) ein digitaler Datenübertragungskanal ist, der ausgebildet ist eine digitale Daten übertragung zwischen der digitalen Schaltungsanordnung und der Steuerelekt ronik (ECU) zu ermöglichen, und
- die zweite Schaltungsanordnung (S2) die analoge Schaltungsanordnung ist, und die wenigstens zweite Anschlussleitung (A2) ein analoger Datenübertra gungskanal ist, der ausgebildet ist eine analoge Datenübertragung von der ana logen Schaltungsanordnung an die Steuerelektronik (ECU) zu ermöglichen, wobei
- die digitale Schaltungsanordnung (S1 ) und die analoge Schaltungsanordnung (S2) redundant, vorzugsweise zeitgleich, betätigbar sind.
2. Einrichtung (50) nach Anspruch 1 , wobei die Handkontrolleinheit (HCU) einen ersten Taster (T1 ) aufweist und die digitale Schaltungsanordnung (S1 ) einen ersten Schaltkontakt (21 ) und die analoge Schaltungsanordnung (S2) einen ersten redundanten Schaltkontakt (1 1 ) aufweist, wobei der erste Schaltkontakt
(21 ) und der erste redundante Schaltkontakt (1 1 ) durch den ersten Taster (T1 ) betätigbar sind, wobei der erste Taster (T1 ) für die Aktivierung oder Deaktivie rung wenigstens einer Feststellbremse (130) vorgesehen ist.
3. Einrichtung (50) zum Steuern und Regeln nach Anspruch 2, wobei die Hand- kontrolleinheit (HCU) weiterhin einen zweiten Taster (T2) aufweist und die digi tale Schaltungsanordnung (S1 ) einen zweiten Schaltkontakt (22) und die analo ge Schaltungsanordnung (S2) einen zweiten redundanten Schaltkontakt (12) aufweist, wobei der zweite Schaltkontakt (22) und der zweite redundante Schaltkontakt (12) durch den zweiten Taster (T2) betätigbar sind, wobei der zweite Taster (T2) zum Aktivieren einer Anhänger-Prüffunktion vorgesehen ist.
4. Einrichtung (50) zum Steuern und Regeln nach Anspruch 3, wobei der erste Taster (T1 ) und der zweite Taster (T2) jeweils parallel geführte elektrisch unab hängige Schaltkontakte aufweisen, wobei die parallel geführten unabhängigen Schaltkontakte zeitgleich betätigbar sind.
5. Einrichtung (50) zum Steuern und Regeln nach Anspruch 4, wobei der erste Taster (T1 ) und der zweite Taster (T2) als Doppelwipptaster ausgebildet sind.
6. Einrichtung (50) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, wobei die analoge Schaltungsanordnung (S2) für eine Notfunktion bei erstem Fehler und für einen Wake-up der Steuerelektronik (ECU) vorgesehen ist und die digi tale Schaltungsanordnung (S1 ) für eine Flauptsignalübertragung vorgesehen ist.
7. Einrichtung (50) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die digitale Schaltungsanordnung (S1 ) ein Interface Modul (30) aufweist, welches eine Information über einen Schaltzustand des ersten Schaltkontakts (21 ) und/oder eine Information über einen Schaltzustand des zweiten Schaltkontakts
(22) über einen digitalen Datenübertragungskanal an die Steuerelektronik (ECU) übermittelt.
8. Einrichtung (50) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der erste redundante Schaltkontakt (1 1 ) und/oder der zweite redundante Schaltkon takt (12) der analogen Schaltungsanordnung (S2) doppelt vorgesehen sind und /oder der erste Schaltkontakt (21 ) und/oder der zweite Schaltkontakt (22) der digitalen Schaltungsanordnung (S1 ) doppelt vorgesehen sind.
9. Einrichtung (50) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, wobei der digitale Datenübertragungskanal als LIN Bus, insbesondere mit drei Lei tungsadern, oder als CAN Bus, insbesondere mir vier Leitungsadern, ausgebil det ist.
10. Einrichtung (50) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, wobei die digitale Schaltungsanordnung (S1 ) weiterhin einen Proportionalgeber (P1 ) aufweist, welcher ein proportionales Gebersignal an das Interface Modul (30) übermittelt.
1 1 . Einrichtung (50) nach Anspruch 10, wobei der Proportionalgeber (P1 ) me chanisch mit dem ersten Taster (T1 ) gekoppelt ist.
12. Elektro-pneumatisches Handbrems (EPH)-System (100), aufweisend we nigstens einen elektro-pneumatischen Feststellbremskreis (1 10) mit wenigstens einem Federspeicherbremszylinder (120) zum Lösen und Einlegen wenigstens einer Feststellbremse (130) und eine Einrichtung (50) ausgebildet zum Steuern und Regeln des elektro-pneumatische Feststellbremskreis (1 10), wobei die Ein richtung (50) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
13. Fahrzeug (1000) mit einem nach Anspruch 12 ausgebildeten elektro pneumatischen Handbrems (EPH)-System (100).
14. Verfahren zum Steuern und Regeln eines elektro-pneumatischen Feststell bremskreises (1 10) zur Betätigung einer Feststellbremse (130) aufweisend Betätigen einer ersten Schaltungsanordnung (S1 ) und einer zweiten Schaltungsanordnung (S2) einer Handkontrolleinheit (HCU),
Übertragen von Steuersignalen wenigstens über eine erste Anschlusslei tung (A1 ) von der ersten Schaltungsanordnung (S1 ) an eine Steuerelekt ronik (ECU), und
Übertragen von Steuersignalen wenigstens über eine zweite Anschluss leitung (A2) von der redundanten zweiten Schaltungsanordnung (S2) an die Steuerelektronik (ECU),
wobei
- die erste Schaltungsanordnung (S1 ) und die zweite Schaltungsanordnung (S2) redundant, vorzugsweise zeitgleich, betätigt werden, und
- die erste Schaltungsanordnung (S1 ) eine digitale Schaltungsanordnung ist, und die wenigstens erste Anschlussleitung (A1 ) ein digitaler Datenübertra gungskanal ist, mittels dem eine digitale Datenübertragung zwischen der digita len Schaltungsanordnung der Handkontrolleinheit (HCU) und der Steuerelekt ronik (ECU) ermöglicht wird und die redundante zweite Schaltungsanordnung (S2) eine analoge Schaltungsanordnung ist, und die wenigstens zweite An schlussleitung (A2) ein analoger Datenübertragungskanal ist, mittels dem eine analoge Datenübertragung von der analogen Schaltungsanordnung der Hand kontrolleinheit (HCU) an die Steuerelektronik (ECU) ermöglicht wird.
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