WO2022122432A1 - Verfahren zum noteinlegen einer feststellbremse und elektropneumatisches bremssystem - Google Patents

Verfahren zum noteinlegen einer feststellbremse und elektropneumatisches bremssystem Download PDF

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Julian van Thiel
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Zf Cv Systems Global Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 .
  • a service braking system with a service brake and a parking braking system with the parking brake are components of an electropneumatic braking system
  • the parking brake system has spring brake cylinders
  • the service brake system includes a service brake control unit for controlling components of the service brake,
  • At least one brake circuit is provided for the service brake and the parking brake, it also being possible for the brake circuits for the service brake and the parking brake to be separate, and
  • the spring-loaded brake cylinders can be vented when a reservoir pressure drops in at least one brake circuit for the service brake.
  • Modern commercial vehicles have an electropneumatic braking system.
  • valves are used to control the
  • the valves can be provided in so-called axle modulators or outside of them.
  • the parking brakes are also electronically controlled. Actuating a solenoid valve regulates the ventilation or venting of the spring-loaded brake cylinders. For safety reasons, the solenoid valve must always assume a clear switching position, which must be maintained if the power supply fails.
  • the solenoid valve is therefore designed as a bistable solenoid valve.
  • the spring-loaded brake cylinders can be combined with service brake cylinders, so that the spring-loaded brake and service brake act on the same brake pistons. Suitable design measures can be taken to avoid mechanical overloading of the brake pistons due to the addition of braking forces from the service brakes and the spring-loaded brakes. If the service brakes are actuated while the parking brakes are in effect, the spring-loaded brake cylinders are also pressurized to prevent the braking forces from being added together.
  • the spring-loaded brake cylinders are vented if the reservoir pressure in the service brake system drops.
  • Service brake and parking brake can be assigned to different brake circuits. When different brake circuits are assigned, a so-called bleed-back function is used in part to ensure that a reservoir pressure drop in the brake circuit for the service brake also bleeds the brake circuit for the spring-loaded brake. In some countries, the service brake and parking brake do not have to have separate brake circuits. The brake circuit for the parking brake is then also the brake circuit for the service brake, so that if the reservoir pressure drops in the brake circuit, the spring brake cylinders are vented anyway.
  • the parking brake must be able to be engaged by the driver.
  • the driver In the event of a fault, the driver is required to bleed the spring-loaded brake cylinders and thus activate the parking brake by deliberately reducing the reservoir pressure in the brake circuit for the service brake.
  • the driver brakes the vehicle with the service brake, switches off the engine so that the compressed air supply is interrupted, and then actuates the service brake several times.
  • the brake circuit for the service brake is gradually vented.
  • the spring brake cylinders are also vented. The process described requires the attention and timely intervention of the driver.
  • the object of the present invention is to create a method for emergency application of a parking brake, independently of driver intervention.
  • the method according to the invention has the features of claim 1.
  • the service brake control unit brings about, under program control, a reduction in the reservoir pressure in at least one brake circuit for the service brake.
  • the defined conditions are stored in the program of the service brake control unit and can be adapted there to different conditions, for example by installing new software or by updating the same.
  • the spring-loaded brake cylinders are also vented as a result of the reduction in reservoir pressure in the brake circuit for the service brake.
  • the reservoir pressure is reduced to such an extent that the spring-loaded brakes are effective.
  • the procedure does not depend on the attention and intervention of the driver. The driver should only bring the vehicle to a standstill.
  • the service brake control unit brings about a reduction in the reservoir pressure in only one brake circuit for the service brake.
  • the reservoir pressure is maintained in brake circuits on other axles. It is then possible to pressurize the spring brake cylinder again more quickly.
  • the service brake can also continue to be used.
  • the reservoir pressure in a brake circuit is lowered with controllable valves that are particularly well suited for venting the brake circuit.
  • the reservoir pressure is lowered in a brake circuit for a front axle.
  • the service brake control unit brings about a reduction in the reservoir pressure in all brake circuits for the service brake. This ensures that the spring brake cylinders are vented to a particularly high degree.
  • the service brake control unit brings about a reduction in the reservoir pressure in at least one brake circuit for the service brake after at least one of the following conditions occurs: a) the service brake control unit detects a fault in the parking brake system, b) due to defined boundary conditions, c) after actuation of a separate control element, d) after actuation of a brake pedal for the service brake in combination with a detected fault in the parking brake system, e) due to a dedicated signal from an additional electronic control unit.
  • the detection of a fault in the parking brake system can result from a wide variety of events.
  • the defined boundary conditions under which the reservoir pressure in the brake circuit for the service brake is lowered can also be of many kinds.
  • a separate control element can be provided in the vehicle/driver's cab as a separate control element, which must also be actuated, for example after a program-controlled warning signal has been emitted and/or a program-controlled reduction in vehicle speed to a standstill.
  • the detection of the fault in the parking brake system can also be combined with the actuation of a brake pedal for the service brake as the triggering condition for the reduction in the reservoir pressure in the brake circuit for the service brake.
  • the reservoir pressure in the brake circuit for the service brake can also be lowered on the basis of the dedicated signal from an additional electronic control unit.
  • At the control unit It can be an electronic control unit of the braking system or external to the braking system.
  • the service brake control unit detects an error in the parking brake system because at least one of the following events has occurred: aa) the service brake control unit has received an error message
  • the service brake control unit has an expected signal from the parking brake control unit not present, ac) the service brake control unit detects a failure of signals on a connected CAN bus.
  • the parking brake control unit can be configured in such a way that the transmission of an error message to the service brake control unit is possible.
  • the parking brake control unit can be configured in such a way that signals are transmitted directly or indirectly to the service brake control unit cyclically or at predetermined times or as a function of events. Accordingly, the service brake control unit can expect a signal. If this does not happen, the service brake control unit determines that there is a fault in the parking brake system. Signals can also fail if a connected CAN bus no longer transmits any signals. In particular, there is then a so-called CAN timeout.
  • a virtual driver is intended here to be a program-controlled automation that takes over part or all of the control of vehicle functions, corresponding to automation levels 2 to 5.
  • the parking request by the virtual driver is preferably a CAN signal or another electrical signal.
  • the service brake control unit deactivates compressed air delivery into the brake circuits.
  • the aim is to avoid the possibility of a pressure increase in the brake circuit for the service brake.
  • Compressed air can be fed back into the brake circuit by generating compressed air using a compressor or by supplying compressed air from a compressed air reservoir.
  • the supply of compressed air is preferably stopped by shutting down the compressor.
  • a program-controlled valve can also shut off the supply of compressed air from a compressed air supply.
  • the service brake control unit brings about the lowering of the reservoir pressure in at least one of the brake circuits for the service brake by actuating the service brake.
  • the reservoir pressure in the brake circuit is lowered by the particular multiple actuation of the service brake, ie preferably by multiple pressurizing and venting of brake cylinders of the service brake.
  • the service brake control unit causes the reservoir pressure to be reduced in at least one of the brake circuits for the service brake by actuating the service brake if the electronic brake system detects a standstill of the vehicle or a fault in the parking brake system and a brake pedal for the service brake is fully actuated for a defined minimum period of time.
  • the service brake control unit takes into account two secondary conditions. On the one hand, the driver must fully actuate the brake pedal for the service brake for a minimum period of time. The minimum period of time is preferably between three and ten seconds or is greater than five seconds.
  • the electronic brake system must detect a standstill of the vehicle or a fault in the parking brake system. In this way, when the vehicle is stationary, the parking brake can be engaged simply by pressing the brake pedal. If there is a fault in the parking brake system, rapid braking is required anyway.
  • the reservoir pressure in at least one of the brake circuits for the service brake is lowered by venting via a valve in the service brake system. It is then not necessary to actuate the service brake, but it can remain possible.
  • a separate valve or a valve that is provided in any case can be used for venting. The latter saves additional effort. If a separate valve is only used for this purpose, functional collisions can be safely avoided.
  • Valve devices which in turn have a plurality of valves, such as inlet valves and outlet valves, are also considered valves for venting.
  • the reservoir pressure in at least one of the brake circuits for the service brake is lowered by venting via a valve for controlling a blocking prevention.
  • a valve for controlling a blocking prevention It is preferably a so-called ABS solenoid valve, via which the brake pressure in the brake cylinders of the service brake can be reduced.
  • Such valves can also be integrated into a so-called axle modulator.
  • the nominal size is advantageously 8-12 mm, 9-11 mm or 10 mm and refers in particular to vent outlets of the valves. It is preferably the valves already mentioned for controlling the blocking prevention, in particular on a front axle of the vehicle.
  • the ABS valves are intended to ensure rapid pressure reduction if the wheels are about to lock and therefore have a relatively large nominal width. This circumstance is used to advantage for venting the reservoir pressure in the brake circuit of the service brake.
  • At least part of the service brake system is or is still activated for braking, and that the service brake system is then vented via at least one valve in order to reduce the reservoir pressure in at least one of the brake circuits for the service brake, and in doing so At least one other valve holds back a brake pressure in at least one service brake cylinder, so that this brake cylinder is not vented. This means that the vehicle can be held securely even if the spring-loaded brakes are not yet effective.
  • the brake pressure is retained in the service brake cylinder by targeted activation of the aforementioned ABS valve.
  • the brake pressure is preferably held back in all the service brake cylinders of an axle or axle group, while the service brake cylinders of another axle are vented.
  • it is customary and mandatory to divide the brake circuit for the service brake into two or more sub-brake circuits, at least with one sub-brake circuit for the front axle and another sub-brake circuit for the rear axle.
  • a separation according to partial brake circuits is then advantageous, so that the Service brake cylinders of a sub-brake circuit are vented while the service brake cylinders of the other sub-brake circuit remain ventilated.
  • the service brake system is vented via at least one valve on a front axle in order to reduce the reservoir pressure in at least one of the brake circuits for the service brake, and a brake pressure is retained in at least one service brake cylinder on at least one valve of a rear axle , so that this brake cylinder is not vented.
  • This division is advantageous for the braking behavior of the vehicle.
  • the brake pressure is preferably held back in all service brake cylinders of the rear axle.
  • the reservoir pressure in at least one of the brake circuits for the service brake is reduced in a pulsed manner, namely by alternating pressurization and venting of service brake cylinders.
  • the service brake cylinders are pressurized and vented alternately by actuating corresponding inlet valves and outlet valves.
  • the reservoir pressure is reduced continuously in at least one of the brake circuits for the service brake. This embodiment is particularly advantageous since the vehicle standstill is better safeguarded by a permanent braking effect while the reservoir pressure is being reduced.
  • the invention also relates to an electropneumatic brake system with the features of claim 18.
  • the brake system is intended for a vehicle and has a service brake system with a service brake control unit for controlling components of a service brake, a brake circuit for the service brake, a parking brake system with a parking brake and a spring brake cylinder ,
  • the spring-loaded cylinders are vented due to the system when a reservoir pressure drops in at least one of the brake circuits for the service brake.
  • the service brake control unit has software for performing the method according to one of claims 1 to 17, so that the service brake control unit can programmatically lower the reservoir pressure in at least one of the brake circuits for the service brake under defined conditions.
  • compressed air delivery into the brake circuits can be deactivated by the service brake control unit.
  • the service brake control unit can influence the delivery of the compressed air, in particular by switching off a compressor or by shutting it off via a correspondingly controllable valve.
  • the service brake control unit in conjunction with an actuation of the brake pedal for the service brake can be used to vent a brake circuit for the parking brake if the electronic braking system detects that the vehicle is stationary or a fault in the parking brake system is detected and the brake pedal for the service brake is fully actuated for a defined minimum period of time.
  • the brake system can have separate brake circuits or partial brake circuits for the service brake and the parking brake.
  • a common brake circuit for the parking brake and the service brake can also be provided.
  • At least the brake circuit for the service brake can be vented by activating a separate valve with simultaneous activation of the service brake. While braking with the service brake, the brake circuit is vented via the separate valve.
  • the separate valve can be connected to the service brake system.
  • the separate valve is preferably connected to the brake circuit for the service brake.
  • at least one valve in the brake circuit for the service brake can be activated to bleed at least one of a plurality of existing brake circuits. If there are several brake circuits, the spring-actuated brake cylinders can be vented by a known bleed-back function. If there is only one brake circuit, the venting takes place within this brake circuit.
  • the parking brake system can have a relay valve with pilot control unit and check valve for electropneumatic actuation of the parking brake, with an input of the pilot control unit being connected to an input of the relay valve via the check valve. This ensures the desired ventilation.
  • a connection from the inlet of the pilot valve to the check valve can be connected to a connection to a brake circuit for the service brake.
  • the desired venting then takes place in the connection to the brake circuit for the service brake.
  • the service brake system and the parking brake system are electrically independent of one another, so that braking by actuating the service brake system remains possible in the event of an electrical failure of the parking brake system.
  • This configuration is particularly fail-safe.
  • a separate power supply is provided for the service brake system.
  • a separate operating element with a connection to the service brake control unit and specifically for triggering the program-controlled reduction in the reservoir pressure in at least one of the brake circuits for the service brake can be provided.
  • a program-controlled sequence of the desired pressure reduction can be initiated by the operating element.
  • the subject matter of the invention is also a service brake control unit according to claim 26, in particular with software for carrying out the method according to one of claims 1 to 17.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electropneumatic braking system for a vehicle
  • FIG. 2 shows a circuit diagram with electropneumatic components of a parking brake system
  • FIG. 4 shows a structural representation of the electropneumatic braking system
  • FIG. 5 shows a simplified schematic representation of a vehicle with the braking system according to FIG. 1 ,
  • FIG. 7 shows a simplified representation of a brake pressure after actuation of a brake pedal in connection with a vehicle speed
  • FIG. 8 shows a simplified representation of a brake pressure profile for lowering a reservoir pressure in a brake circuit.
  • an electropneumatic brake system 10 for a vehicle FG in particular for a truck, has an electronic brake control unit ECU, which here has the function of a service brake control unit, and an axle modulator AMV via signal lines 11, 12 controls for a front axle AXV and an axle modulator AMH for a rear axle AXH.
  • the brake control unit ECU is also connected to a vehicle data bus 14 via a signal line 13 .
  • Vehicle data bus 14 is preferably a CAN bus or another vehicle-specific data bus, via which electronic devices in vehicle FG can exchange information and instructions.
  • the signal lines 11-13 are preferably CAN connections, with or without a power supply.
  • the brake control unit ECU is connected via electrical lines 15, 16, 17 to a brake pedal BP and two solenoid valves MV.
  • the solenoid valves MV are so-called ABS valves here.
  • the axle modulator AMH for the rear axle AXH is part of a first brake circuit BK1 and receives reservoir pressure RP1 from a storage tank V1 via pneumatic lines 18, 19. Due to the specifications of the brake control unit ECU, a brake pressure is generated in the axle modulator AMH and fed via lines 20, 21 to combination brake cylinders KBZ .
  • a spring-loaded brake cylinder FZ of a parking brake PB and a service brake cylinder BZ of a service brake SB are combined in one unit in a known manner.
  • the lines 20, 21 supply the service brake cylinders BZ in the combination brake cylinders KBZ with brake pressure.
  • the axle modulator AMH is designed here with two channels, so that the brake pressure in the lines 20, 21 can be different.
  • the AMH axle modulator also includes valve arrangements for the anti-lock function.
  • the axle modulator AMV is part of a second brake circuit BK2 and is supplied with supply pressure RP2 from a supply tank V2 via a line 22 .
  • a brake pressure is generated in the AMV axle modulator according to the actuation by the brake control unit ECU, which is fed to service brake cylinders BZ via lines 23, 24, 25, 26 and the solenoid valves MV.
  • the AMV axle modulator is a single-channel system here, so that lines 23, 25 equal brake pressures are controlled.
  • the braking pressures can be differentiated via the solenoid valves MV, in particular to prevent blocking.
  • Wheel speed sensors S are connected to the axle modulators AMH and AMV via lines 27, 28, 29, 30, so that current information about the actual wheel speeds is always available.
  • a brake pedal BP is arranged in a driver's cab, not shown, and is operated by the driver.
  • the brake pedal BP is connected to the storage tank V1 and to the storage tank V2.
  • control pressure is supplied to the axle modulators AMH, AMV via pneumatic control lines 31 , 32 .
  • SBS service brake system
  • Fig. 4 The parts described so far are components of a service brake system SBS, which is a subsystem of the electropneumatic brake system 10, see in particular Fig. 4.
  • a parking brake system PBS This is also referred to as an electronic handbrake.
  • Its main component EPH has an electropneumatic valve arrangement VA with a brake control unit PCU.
  • the brake control unit PCU is connected to an operating device PX for a parking brake PB via an electrical line 33 .
  • the operating device PX is arranged in a driver's cab, which is not shown.
  • the brake control unit PCU is connected to the data bus 14 via a signal line 34 .
  • the signal line 34 is also preferably a CAN connection.
  • the valve arrangement VA is part of a third brake circuit BK3 and is supplied with supply pressure RP3 from a supply tank V3 via a pneumatic line 35 .
  • the task of the brake control unit PCU is to control the ventilation and venting of the spring-loaded brake cylinders FZ in the combination brake cylinders KBZ.
  • the Combination brake cylinder KBZ via pneumatic lines 36, 37 connected to the valve assembly VA.
  • brake pressure from the axle modulator AMH for the rear axle AXH is supplied to the valve arrangement VA via a pneumatic control line 38 as control pressure, see also connection point 39 between the lines 20, 38.
  • the three brake circuits BK1, BK2, BK3 (with the respective storage tanks V1, V2, V3) are preferably connected to one another according to FIG Pressure drop in one of the other brake circuits.
  • a bleed-back function is provided in a known manner from the third brake circuit BK3 to at least one of the other two brake circuits BK1, BK2. This ensures that a sharp pressure drop in the first brake circuit BK1 or second brake circuit BK2 also causes a pressure drop in the third brake circuit BK3, so that the spring brake cylinders FZ are vented.
  • the brake circuits BK1, BK2, BK3 can also be partial brake circuits of a single larger brake circuit. Accordingly, only reservoir pressure is then supplied via a reservoir (not shown).
  • the braking system 10 is provided for a motor vehicle and contains additional components for connecting a trailer braking system. For reasons of clarity, these components are not shown here. The same applies to possible further brake circuits for other consumers or pneumatic devices.
  • valve arrangement VA of the parking brake system PBS is explained in more detail below with reference to FIG.
  • a pneumatic relay valve 40 is supplied with reservoir pressure RP3 from V3 via line 35 and an internal line 41 .
  • the relay valve 40 feeds a internal line 42 with connection 43 to the lines 36, 37, which lead to the spring brake cylinders FZ.
  • a pilot control unit 44 is provided, which is designed here as an electromagnetically controllable 3/2-way valve and has an input 45, output 46 and venting output 47.
  • the relay valve 40 is shown in the venting position or blocking position, in which the outlet 46 and vent outlet 47 are connected to one another.
  • the input 45 and output 46 are connected to one another, so that control pressure can be supplied to a control input 49 of the relay valve 40 via an internal line 48 .
  • a pressure present at the inlet 50 is fed into the internal line 42 via an outlet 51 .
  • the internal line 41 connected to the input 50 is connected to the line 35 via a connection 52 and a line 53 to the input 45 .
  • Downstream of the pilot control unit 44 is a 2/2-way valve, which enables the pressure in the internal line 48 to be modulated and is of secondary importance in connection with the present invention.
  • the 2/2-way valve 54 is in the open position shown in FIG.
  • the relay valve 40 is controlled so that the spring-loaded brake cylinders FZ are pressurized via the lines 36, 37.
  • a shuttle valve 55 (also referred to as an OR valve) is provided between the control input 49 and the internal line 48 . Its output 56 is connected to the control input 49. In addition to the internal line 48, the shuttle valve 55 is fed from an internal line 57 which is connected to the control line 38. Service brake pressure can be supplied to the relay valve 40 as a control pressure via the shuttle valve 55, so that the Spring-loaded brake cylinders FZ are ventilated to approximately the same extent as the service brake cylinders BZ. In this way, mechanical overloading of the combination brake cylinder KBZ and the components that interact with it is avoided.
  • a non-return valve 58 is provided in the internal line 41 between the inlet 50 and the connection 52 and prevents a backflow to the connection 52 . Due to the arrangement of the check valve 58 between the connection 52 and the relay valve 40, a return flow from the relay valve 40 to the input 45 of the pilot control unit 44 is also not possible.
  • the pilot control unit 44 and the 2/2-way valve 54 can be controlled by the brake control unit PCU.
  • the pilot control unit 44 is designed as a bistable switching element.
  • the 2/2-way valve 54 is in its open position without current and changes to its blocked position only after it has been energized.
  • a pressure sensor 59 connected to the brake control unit PCU detects the pressure behind the outlet 51 of the relay valve 40.
  • the relay valve 40 also has a vent outlet 60 which leads via an internal line 61 , connection 62 and internal line 63 to a vent outlet 64 of the valve arrangement VA.
  • the vent outlet 47 is connected to the line 63 via an internal line 65 and the connection 62 .
  • the spring brake cylinders FZ can vent via the relay valve 40.
  • FIG. 3 shows the structure of one of the solenoid valves MV.
  • it is a valve arrangement with two electromagnetic switching valves SV1, SV2. Both switching valves are designed as 2/2-way valves.
  • Switching valve SV2 connects the pneumatic lines 23, 24 or 25, 26 in the open position. The braking pressure can be modulated via the switching valve SV2.
  • Switching valve SV1 is connected to an internal line 65 between switching valve SV2 and line 24 or 26, see also connection 66. Switching valve SV1 is in the closed position when not energized, while switching valve SV2 is in the open position when not energized.
  • the brake pressure in the line 24 or 26 can be vented via the switching valve SV1 and its outlet 67 .
  • This function is required in connection with blocking prevention.
  • the venting via the outlet 67 can be used in connection with the present invention.
  • the two switching valves SV1 and SV2 are controlled by the brake control unit ECU, see electrical lines 16'1, 16'2, 16'3, which are summarized as line 16 in FIG.
  • the brake control unit ECU is regarded as the control unit of the service brake system SBS, while the brake control unit PCU is the control unit of the parking brake system PBS.
  • the brake control unit ECU includes special software for emergency application of the parking brakes PB by indirect venting of the spring brake cylinders FZ.
  • the lowering is program-controlled only by means of the brake control unit ECU of the SBS service brake system. In other words, the brake control unit PCU is bypassed in this case or remains inactive or has failed anyway.
  • the parking brake PB is activated by lowering the reservoir pressure RP3 in the third brake circuit BK3 due to the lowering of the reservoir pressure RP1, RP2 in the first or second brake circuit BK1, BK2 of the service brake system SBS.
  • This is possible by connecting the brake circuit BK3 for the parking brake PB with the brake circuits BK1, BK2 for the service brake SB in conjunction with the so-called bleed-back function or if the brake circuits BK1, BK2, BK3 mentioned are only connected partial brake circuits of a common brake circuit anyway are.
  • the brake circuits BK1, BK2, BK3 are preferably connected via a multi-circuit protection valve MSV, which can also have the bleed-back functionality.
  • the brake control unit ECU lowers the reservoir pressure RP1, RP2 in the brake circuit BK1 or BK2 for the service brake SB under specially provided secondary conditions BE1, BE2, BE3 and in particular in connection with a standstill of the vehicle FG, for example:
  • the brake control unit PCU reports a malfunction via the data bus 14;
  • the brake control unit ECU expects regular status messages PS from the brake control unit PCU but does not receive any within a defined period of time;
  • Another electronic control unit ZEC of the vehicle FG connected to the data bus 14 transmits a dedicated signal ZS to the brake control unit ECU;
  • the vehicle has automation functions in what is known as automation level 2, 3, 4 or 5 and as part of these functions the brake control unit ECU is actuated to engage the parking brakes PB;
  • a virtual driver provided as part of the automation (as part of the control software) sends a corresponding request to the brake control unit ECU via the data bus 14 .
  • the reservoir pressure RP1, RP2 in the brake circuit BK1, BK2 for the service brake SB can be lowered in different ways.
  • the supply of compressed air from a compressed air source, in particular a compressor K is preferably first interrupted. Subsequently or parallel to this, the service brake SB is actuated in order in this way to use up compressed air and to lower the reservoir pressure in the brake circuit BK1, BK2. Typically, the compressed air is consumed when the service brakes SB are released.
  • Service brake cylinders BZ are then vented, for example via the solenoid valves MV, in particular the switching valve SV1, or in the axle modulators AMV, AMH. It is also possible for the brake circuit BK1, BK2 for the service brake SB to be vented in a program-controlled manner without prior actuation of the same, namely also via the switching valve SV1. Venting via this valve SV1 is particularly favorable since the cross sections provided here are relatively large because of the function as an ABS valve.
  • Parallel ventilation and venting in the area of the same service brake cylinder BZ is also possible. If brake pressure is controlled into the solenoid valve MV by the axle modulator AMV via the line 23, so that the service brake cylinder BZ is pressurized via the line 24, the switching valve SV1 can be switched to its open position. A back pressure with a residual braking effect then forms in the line 24, while at the same time venting takes place via the switching valve SV1. As a result, the service brake SB is at least partially active, while the brake pressure in the brake circuit BK2 is reduced and the spring brake cylinders FZ are vented.
  • Control that is separate according to brake circuits BK1, BK2 or according to axes AXV, AXH is also possible.
  • the axle modulator AMH for the rear axle is controlled by the brake control unit ECU to pressurize the service brake cylinder BZ, while the brake circuit BK2 is vented via the solenoid valves MV and their switching valves SV1.
  • the brake circuit BK3 is also depressurized and the spring brake cylinders FZ are vented.
  • the compressor K fills the storage tanks V1, V2, V3 via the multi-circuit protection valve MSV.
  • the latter are not shown in FIG. 5 for the sake of simplicity.
  • suitable software continuously monitors whether at least one of a number of stored secondary conditions BE1, BE2, BE3 has occurred. If so, the brake control unit ECU controls measures to lower the reservoir pressure RP1, RP2 in the brake circuits BK1, BK2.
  • a so-called secondary condition BE1, BE2, BE3 can also contain a group of conditions that must be fulfilled at the same time.
  • the constraint BE1 in Fig. 6 contains the conditions
  • the reservoir pressure RP1, RP2 is lowered by the brake control unit ECU.
  • the brake control unit ECU receives a signal representing the speed from the wheel speed sensors S or via the data bus 14.
  • the brake pressure p can be provided by a pressure sensor (not shown) in the brake circuit BK1 or BK2.
  • the brake control unit ECU recognizes this, deactivates the compressor K and controls, for example, the axle modulators AXH and AXV in pulses, so that the service brake cylinders BZ are pressurized and vented in pulses while the vehicle FG is stationary.
  • the reservoir pressure in the brake circuits BK1, BK2 drops, as does the possible brake pressure p, as can be seen in FIG.
  • the reservoir pressure RP3 in the parking brake circuit BK3 also drops and the spring-loaded brake cylinders FZ are vented.
  • the parking brake PB is effective without being operated by the driver.
  • Secondary condition BE2 in FIG. 6 can relate, for example, to a signal PS from the brake control unit PCU.
  • Either the PS signal here represents an internal error recognized by the PCU brake control unit, which is transmitted to the ECU brake control unit, or it is a cyclical status signal whose absence triggers an action by the ECU brake control unit.
  • Secondary condition BE3 in FIG. 6 can, for example, relate to a signal ZS of the additional control unit ZEC connected to the data bus 14, for example an engine control unit.
  • the reservoir pressure RP1, RP2 in the service brake system SBS can be reduced in different ways.
  • One possibility is to bleed all brake circuits BK1, BK2 as quickly as possible.
  • Another possibility is the venting of only one brake circuit BK2 or BK1, while the other brake circuit BK1 or BK2 is not vented.
  • Another possibility is differentiation within a brake circuit BK1, BK2.
  • a service brake cylinder BZ is kept ventilated, i.e. braked, while the Solenoid valve MV of the other service brake cylinder BZ is vented, i.e. reservoir pressure RP2 is lowered.
  • AMV axle modulator front axle V1 storage tank brake circuit BK1 AMV axle modulator front axle V1 storage tank brake circuit BK1

Landscapes

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Abstract

Verfahren zum Noteinlegen einer Feststellbremse (PB) eines Fahrzeugs (FG), wobei - ein Betriebsbremssystem (SBS) mit Betriebsbremse (SB) und ein Feststellbremssystem (PBS) mit der Feststellbremse (PB) Bestandteile eines elektropneumatischen Bremssystems (10) sind, - das Feststellbremssystem (PBS) Federspeicherbremszylinder aufweist, - das Betriebsbremssystem (SBS) eine Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) zur Ansteuerung von Komponenten (AMV, AMH) der Betriebsbremse (SB) umfasst, - mindestens ein Bremskreis (BK1, BK2, BK3) für die Betriebsbremse (SB) und die Feststellbremse (PB) vorgesehen ist, wobei die Bremskreise (BK1, BK2, BK3) für Betriebsbremse (SB) und Feststellbremse (PB) auch getrennt sein können, und - die Federspeicherbremszylinder entlüftet werden können, wenn ein Vorratsdruck (RP1, RP2) in mindestens einem Bremskreis (BK1, BK2) für die Betriebsbremse (SB) abfällt, und wobei die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) unter definierten Bedingungen programmgesteuert eine Absenkung des Vorratsdrucks (RP1, RP2) in mindestens einem Bremskreis (BK1, BK2) für die Betriebsbremse (SB) bewirkt.

Description

Verfahren zum Noteinlegen einer Feststellbremse und elektropneumatisches
Bremssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Insbesondere geht es um ein Verfahren zum Noteinlegen einer Feststellbremse eines Fahrzeugs, wobei
- ein Betriebsbremssystem mit Betriebsbremse und ein Feststellbremssystem mit der Feststellbremse Bestandteile eines elektropneumatischen Bremssystems sind,
- das Feststellbremssystem Federspeicherbremszylinder aufweist,
- das Betriebsbremssystem eine Betriebsbremsen-Steuereinheit zur Ansteuerung von Komponenten der Betriebsbremse umfasst,
- mindestens ein Bremskreis für die Betriebsbremse und die Feststellbremse vorgesehen ist, wobei die Bremskreise für Betriebsbremse und Feststellbremse auch getrennt sein können, und
- die Federspeicherbremszylinder entlüftet werden können, wenn ein Vorratsdruck in mindestens einem Bremskreis für die Betriebsbremse abfällt.
Moderne Nutzfahrzeuge weisen ein elektropneumatisches Bremssystem auf.
Bestandteil des Bremssystems sind Federspeicherbremsen als Feststellbremsen. Diese werden auch als Parkbremsen bezeichnet. Die Feststellbremsen wirken durch
Federkraft und sind durch Belüftung von Federspeicherbremszylindern lösbar bzw. durch Entlüftung feststellbar.
Innerhalb des Betriebsbremssystems werden Ventile zur Regelung des
Betriebsbremsdrucks elektronisch angesteuert. Die Ventile können in sogenannten Achsmodulatoren oder außerhalb derselben vorgesehen sein. Auch die Feststellbremsen werden elektronisch angesteuert. Durch Betätigung eines Magnetventils wird die Belüftung oder Entlüftung der Federspeicherbremszylinder geregelt. Aus Sicherheitsgründen muss das Magnetventil stets eine eindeutige Schaltposition einnehmen, die bei Ausfall der Spannungsversorgung beibehalten werden muss. Das Magnetventil ist deshalb als bistabiles Magnetventil ausgeführt.
Die Federspeicherbremszylinder können mit Betriebsbremszylindern kombiniert sein, sodass Federspeicherbremse und Betriebsbremse auf dieselben Bremskolben wirken. Zur Vermeidung einer mechanischen Überlastung der Bremskolben durch Addition von Bremskräften aus den Betriebsbremsen und den Federspeicherbremsen können geeignete konstruktive Maßnahmen getroffen sein. Werden die Betriebsbremsen betätigt, während die Feststellbremsen wirksam sind, erfolgt zugleich eine Belüftung der Federspeicherbremszylinder, um so die Addition der Bremskräfte zu vermeiden.
In einigen Märkten ist aus Sicherheitsgründen eine Entlüftung der Federspeicherbremszylinder vorgesehen, sofern der Vorratsdruck im Betriebsbremssystem abfällt. Betriebsbremse und Feststellbremse können unterschiedlichen Bremskreisen zugeordnet sein. Bei einer Zuordnung von unterschiedlichen Bremskreisen wird teilweise über eine sogenannte Bleed-Back- Funktion sichergestellt, dass ein Vorratsdruckabfall im Bremskreis für die Betriebsbremse auch den Bremskreis für die Federspeicherbremse entlüftet. In einigen Ländern müssen Betriebsbremse und Feststellbremse keine getrennten Bremskreise aufweisen. Der Bremskreis für die Feststellbremse ist dann zugleich der Bremskreis für die Betriebsbremse, sodass bei Vorratsdruckabfall im Bremskreis ohnehin die Federspeicherbremszylinder entlüftet werden.
Die Feststellbremse muss durch den Fahrer einlegbar sein. Im Fehlerfall ist der Fahrer gehalten durch bewusst herbeigeführtes Absenken des Vorratsdrucks im Bremskreis für die Betriebsbremse die Federspeicherbremszylinder zu entlüften und so die Feststellbremse zu aktivieren. Hierzu bremst der Fahrer das Fahrzeug mit der Betriebsbremse ab, stellt den Motor ab, sodass die Druckluftförderung unterbrochen ist, und betätigt anschließend mehrfach die Betriebsbremse. Dadurch wird der Bremskreis für die Betriebsbremse nach und nach entlüftet. Als Folge daraus werden auch die Federspeicherbremszylinder entlüftet. Für den geschilderten Ablauf sind die Aufmerksamkeit und das rechtzeitige Eingreifen des Fahrers erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Noteinlegen einer Feststellbremse, unabhängig vom Eingreifen des Fahrers.
Zur Lösung der Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Insbesondere bewirkt die Betriebsbremsen-Steuereinheit unter definierten Bedingungen programmgesteuert eine Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem Bremskreis für die Betriebsbremse. Die definierten Bedingungen sind im Programm der Betriebsbremsen-Steuereinheit hinterlegt und können dort an unterschiedliche Bedingungen angepasst werden, etwa durch Aufspielen einer neuen Software oder durch Updates derselben. Durch die Absenkung des Vorratsdrucks im Bremskreis für die Betriebsbremse werden auch die Federspeicherbremszylinder entlüftet. Die Absenkung des Vorratsdrucks erfolgt soweit, dass die Federspeicherbremsen wirken. Das Verfahren ist auf die Aufmerksamkeit und das Eingreifen des Fahrers nicht angewiesen. Der Fahrer sollte lediglich das Fahrzeug zum Stillstand bringen.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für die Betriebsbremse mehrere Bremskreise vorgesehen sind und die Betriebsbremsen- Steuereinheit eine Absenkung des Vorratsdrucks in nur einem Bremskreis für die Betriebsbremse bewirkt. Vorzugsweise bleibt der Vorratsdruck in Bremskreisen an anderen Achsen erhalten. Ein erneutes Belüften der Federspeicherbremszylinder ist dann schneller möglich. Auch kann die Betriebsbremse weiter genutzt werden. Vorteilhafterweise wird der Vorratsdruck in einem Bremskreis mit für eine Entlüftung des Bremskreises besonders gut geeigneten, regelbaren Ventilen abgesenkt. Insbesondere wird der Vorratsdruck in einem Bremskreis für eine Vorderachse abgesenkt. Möglich ist aber auch die Nutzung eines Bremskreises für eine Hinterachse, insbesondere dann, wenn an der Vorderachse eine größere Bremswirkung erzielbar ist und die Betriebsbremse dort weiter genutzt werden soll.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit eine Absenkung des Vorratsdrucks in allen Bremskreisen für die Betriebsbremse bewirkt. Dadurch wird die Entlüftung der Federspeicherbremszylinder in besonders hohem Maße sichergestellt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit nach Eintritt wenigstens einer der nachfolgenden Bedingungen eine Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem Bremskreis für die Betriebsbremse bewirkt: a) die Betriebsbremsen-Steuereinheit erkennt einen Fehler im Feststellbremssystem, b) aufgrund definierter Randbedingungen, c) nach Betätigung eines gesonderten Bedienelements, d) nach Betätigung eines Bremspedals für die Betriebsbremse in Kombination mit einem erkannten Fehler im Feststellbremssystem, e) aufgrund eines dedizierten Signals einer zusätzlichen elektronischen Steuereinheit.
Die Erkennung eines Fehlers im Feststellbremssystem kann aus unterschiedlichsten Ereignissen resultieren. Auch können die definierten Randbedingungen, unter denen der Vorratsdruck im Bremskreis für die Betriebsbremse abgesenkt wird, vielfältiger Art sein. Als gesondertes Bedienelement kann im Fahrzeug/Fahrerkabine ein gesondertes Bedienelement vorgesehen sein, welches zusätzlich betätigt werden muss, beispielsweise nach Abgabe eines programmgesteuerten Warnsignals und/oder einer programmgesteuerten Verminderung der Fahrzeuggeschwindigkeit bis hin zum Stillstand. Als auslösende Bedingung für die Absenkung des Vorratsdrucks im Bremskreis für die Betriebsbremse kann zur Verbesserung der Sicherheit auch die Erkennung des Fehlers im Feststellbremssystem mit der Betätigung eines Bremspedals für die Betriebsbremse kombiniert werden. Schließlich kann die Absenkung des Vorratsdrucks im Bremskreis für die Betriebsbremse auch aufgrund des dedizierten Signals einer zusätzlichen elektronischen Steuereinheit erfolgen. Bei der Steuereinheit kann es sich um eine elektronische Steuereinheit des Bremssystems oder außerhalb des Bremssystems handeln.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit einen Fehler im Feststellbremssystem erkennt, weil wenigstens eines der nachfolgenden Ereignisse eingetreten ist: aa) der Betriebsbremsen-Steuereinheit liegt eine Fehlermeldung einer
Feststellbremsen-Steuereinheit vor, ab) der Betriebsbremsen-Steuereinheit liegt ein erwartetes Signal der Feststellbremsen- Steuereinheit nicht vor, ac) die Betriebsbremsen-Steuereinheit stellt einen Ausfall von Signalen auf einem angeschlossenen CAN-Bus fest.
Die Feststellbremsen-Steuereinheit kann so konfiguriert sein, dass die Übermittlung einer Fehlermeldung an die Betriebsbremsen-Steuereinheit möglich ist. Die Feststellbremsen-Steuereinheit kann derart konfiguriert sein, dass zyklisch oder zu vorgegebenen Zeitpunkten oder ereignisabhängig Signale mittelbar oder unmittelbar an die Betriebsbremsen-Steuereinheit übermittelt werden. Entsprechend kann die Betriebsbremsen-Steuereinheit ein Signal erwarten. Wenn dieses ausbleibt, stellt die Betriebsbremsen-Steuereinheit einen Fehler im Feststellbremssystem fest. Der Ausfall von Signalen kann auch darin bestehen, dass ein angeschlossener CAN-Bus keine Signale mehr übermittelt. Insbesondere liegt dann ein sogenannter CAN-Timeout vor.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für die Absenkung des Vorratsdrucks im Bremskreis für die Betriebsbremse aufgrund definierter Randbedingungen wenigstens eine der nachfolgenden Randbedingungen erfüllt sein muss; ba) dediziertes Notparksignal eines virtuellen Fahrers, bb) allgemeine Parkanforderung eines virtuellen Fahrers an das Bremssystem, in Kombination mit erkanntem Stillstand des Fahrzeugs, bc) allgemeine Parkanforderung eines virtuellen Fahrers an das Bremssystem, in Kombination mit einem erkannten Fehler im Feststellbremssystem, bd) allgemeine Parkanforderung eines virtuellen Fahrers an das elektronische Bremssystem, in Kombination mit nicht aktiver Druckluftförderung.
Ein virtueller Fahrer soll hier eine programmgesteuerte Automatisierung sein, die einen Teil oder die volle Regelung von Fahrzeugfunktionen übernimmt, entsprechend Automation-Level 2 bis 5. Die Parkanforderung durch den virtuellen Fahrer ist vorzugsweise ein CAN-Signal oder ein anderes elektrisches Signal.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit eine Druckluftförderung in die Bremskreise deaktiviert. Ziel ist die Vermeidung der Möglichkeit einer Druckzunahme im Bremskreis für die Betriebsbremse. Die Nachförderung von Druckluft in den Bremskreis kann durch Drucklufterzeugung mittels eines Kompressors oder durch Druckluftzufuhr aus einem Druckluftvorrat erfolgen. Vorzugsweise wird die Druckluftzufuhr unterbunden durch Stilllegung des Kompressors. Möglich ist aber auch eine mittelbare Abschaltung des Kompressors durch Absperren der Druckluftzufuhr über ein programmgesteuert schaltbares Ventil. Nach Erreichen eines Druckgrenzwerts schaltet sich der Kompressor automatisch ab. Ein programmgesteuertes Ventil kann auch die Zufuhr von Druckluft aus einem Druckluftvorrat absperren.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit durch eine Betätigung der Betriebsbremse die Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse bewirkt. Das heißt, der Vorratsdruck im Bremskreis wird durch die insbesondere mehrfache Betätigung der Betriebsbremse abgesenkt, also vorzugsweise durch mehrfaches Belüften und Entlüften von Bremszylindern der Betriebsbremse.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit durch Betätigung der Betriebsbremse die Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse bewirkt, sofern das elektronische Bremssystem einen Stillstand des Fahrzeugs oder einen Fehler im Feststellbremssystem erkennt und ein Bremspedal für die Betriebsbremse für einen definierten Mindestzeitraum vollständig betätigt wird. Die Betriebsbremsen-Steuereinheit berücksichtigt demnach zwei Nebenbedingungen. Zum einen muss der Fahrer das Bremspedal für die Betriebsbremse für einen Mindestzeitraum vollständig betätigen. Der Mindestzeitraum beträgt vorzugsweise zwischen drei und zehn Sekunden oder ist größer als fünf Sekunden. Als zweite Nebenbedingung muss das elektronische Bremssystem einen Stillstand des Fahrzeugs oder einen Fehler im Feststellbremssystem erkennen. Bei Stillstand des Fahrzeugs kann auf diese Weise die Feststellbremse allein durch Betätigung des Bremspedals eingelegt werden. Bei Fehler im Feststellbremssystem ist ohnehin eine zügige Abbremsung geboten.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Vorratsdruck in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse durch Entlüften über ein Ventil im Betriebsbremssystem abgesenkt wird. Die Betätigung der Betriebsbremse ist dann nicht erforderlich, kann aber möglich bleiben. Für das Entlüften kann ein separates oder ein ohnehin vorgesehenes Ventil verwendet werden. Letzteres spart zusätzlichen Aufwand. Sofern ein separates Ventil nur für diesen Zweck verwendet wird, können Funktionskollisionen sicher vermieden werden. Als Ventile zum Entlüften gelten auch Ventileinrichtungen, die wiederum mehrere Ventile aufweisen, etwa Einlassventile und Auslassventile.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Vorratsdruck in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse durch Entlüften über ein Ventil zum Regeln einer Blockierverhinderung abgesenkt wird. Vorzugsweise handelt es sich um ein sogenanntes ABS-Magnetventil, über das der Bremsdruck in den Bremszylindern der Betriebsbremse abgebaut werden kann. Derartige Ventile können auch in einen sogenannten Achsmodulator integriert sein.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse über Ventile mit überdurchschnittlich großer Nennweite erfolgt, bezogen auf alle im Betriebsbremssystem vorhandenen Ventile. Die Nennweite beträgt vorteilhafterweise 8-12 mm, 9-11 mm oder 10 mm und bezieht sich insbesondere auf Entlüftungsausgänge der Ventile. Vorzugsweise handelt es sich um die bereits genannten Ventile zum Regeln der Blockierverhinderung, insbesondere an einer Vorderachse des Fahrzeugs. Die ABS-Ventile sollen bei einer Blockierneigung der Räder einen schnellen Druckabbau gewährleisten und weisen deshalb eine relativ große Nennweite auf. Dieser Umstand wird vorteilhaft für die Entlüftung des Vorratsdrucks im Bremskreis der Betriebsbremse genutzt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass parallel zur Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse wenigstens ein Teil des Betriebsbremssystems zum Bremsen angesteuert wird, insbesondere ein anderer Bremskreis. Dadurch kann das Fahrzeug bis zum Wirksamwerden der Feststellbremse gesichert oder abgebremst werden. Insbesondere soll eine stets ausreichend hohe Bremswirkung gesichert sein.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil des Betriebsbremssystems zum Bremsen angesteuert wird oder noch angesteuert ist, und dass dann das Betriebsbremssystem zur Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse über mindestens ein Ventil entlüftet wird und dabei an mindestens einem anderen Ventil ein Bremsdruck in wenigstens einem Betriebsbremszylinder zurückgehalten wird, sodass dieser Bremszylinder nicht entlüftet wird. Dadurch kann das Fahrzeug sicher festgehalten werden, auch wenn die Federspeicherbremsen noch nicht wirksam sind.
Vorteilhafterweise wird der Bremsdruck durch gezielte Ansteuerung des erwähnten ABS-Ventils im Betriebsbremszylinder zurückgehalten. Vorzugsweise wird der Bremsdruck in allen Betriebsbremszylindern einer Achse oder Achsgruppe zurückgehalten, während die Betriebsbremszylinder einer anderen Achse entlüftet werden. In vielen Ländern üblich und vorgeschrieben ist eine Aufteilung des Bremskreises für die Betriebsbremse in zwei oder mehr Teilbremskreise, zumindest mit einem Teilbremskreis für die Vorderachse und einem weiteren Teilbremskreis für die Hinterachse. Vorteilhaft ist dann eine Trennung nach Teilbremskreisen, sodass die Betriebsbremszylinder eines Teilbremskreises entlüftet werden, während die Betriebsbremszylinder des anderen Teilbremskreises belüftet bleiben.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Betriebsbremssystem zur Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse über mindestens ein Ventil an einer Vorderachse entlüftet wird und dabei an mindestens einem Ventil einer Hinterachse ein Bremsdruck in wenigstens einem Betriebsbremszylinder zurückgehalten wird, sodass dieser Bremszylinder nicht entlüftet wird. Diese Aufteilung ist für das Bremsverhalten des Fahrzeugs vorteilhaft. Vorzugsweise wird der Bremsdruck in allen Betriebsbremszylindern der Hinterachse zurückgehalten.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse gepulst erfolgt, nämlich durch wechselseitiges Belüften und Entlüften von Betriebsbremszylindern. Insbesondere werden die Betriebsbremszylinder wechselseitig belüftet und entlüftet durch Betätigung entsprechender Einlassventile und Auslassventile.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse kontinuierlich erfolgt. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, da durch eine permanente Bremswirkung während der Absenkung des Vorratsdrucks der Fahrzeugstillstand besser abgesichert ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein elektropneumatisches Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Das Bremssystem ist für ein Fahrzeug vorgesehen und weist ein Betriebsbremssystem mit Betriebsbremsen-Steuereinheit zur Ansteuerung von Komponenten einer Betriebsbremse, einen Bremskreis für die Betriebsbremse, ein Feststellbremssystem mit Feststellbremse und Federspeicherbremszylinder auf, wobei die Federspeicherzylinder systembedingt entlüftet werden, wenn ein Vorratsdruck in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse abfällt. Insbesondere weist die Betriebsbremsen-Steuereinheit eine Software zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf, sodass über die Betriebsbremsen- Steuereinheit unter definierten Bedingungen programmgesteuert eine Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse bewirkbar ist.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass durch die Betriebsbremsen-Steuereinheit eine Druckluftförderung in die Bremskreise deaktivierbar ist. Die Betriebsbremsen-Steuereinheit kann Einfluss nehmen auf die Förderung der Druckluft, insbesondere durch Ausschalten eines Kompressors oder durch Absperren über ein entsprechend ansteuerbares Ventil.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass durch die Betriebsbremsen-Steuereinheit in Verbindung mit einer Betätigung des Bremspedals für die Betriebsbremse eine Entlüftung eines Bremskreises für die Feststellbremse bewirkbar ist, sofern das elektronische Bremssystem einen Stillstand des Fahrzeugs oder einen Fehler im Feststellbremssystem erkennt und das Bremspedal für die Betriebsbremse für einen definierten Mindestzeitraum vollständig betätigt wird. Dabei kann das Bremssystem getrennte Bremskreise bzw. Teilbremskreise für die Betriebsbremse und die Feststellbremse aufweisen. Auch kann ein gemeinsamer Bremskreis für Feststellbremse und Betriebsbremse vorgesehen sein.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann wenigstens der Bremskreis für die Betriebsbremse über eine Ansteuerung eines separaten Ventils bei gleichzeitiger Ansteuerung der Betriebsbremse entlüftbar sein. Während mit der Betriebsbremse gebremst wird, erfolgt über das separate Ventil eine Entlüftung des Bremskreises.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das separate Ventil mit dem Betriebsbremssystem verbunden sein. Vorzugsweise ist das separate Ventil an den Bremskreis für die Betriebsbremse angeschlossen. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann zum Entlüften wenigstens eines von mehreren vorhandenen Bremskreisen mindestens ein Ventil im Bremskreis für die Betriebsbremse ansteuerbar sein. Bei mehreren vorhandenen Bremskreisen kann so eine Entlüftung der Federspeicherbremszylinder durch eine an sich bekannte Bleed- Back-Funktion erfolgen. Sofern nur ein Bremskreis vorhanden ist, findet die Entlüftung innerhalb dieses Bremskreises statt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann das Feststellbremssystem zur elektropneumatischen Betätigung der Feststellbremse ein Relaisventil mit Vorsteuereinheit und Rückschlagventil aufweisen, wobei ein Eingang der Vorsteuereinheit über das Rückschlagventil mit einem Eingang des Relaisventils verbunden ist. Dadurch wird die gewünschte Entlüftung sichergestellt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann eine Verbindung vom Eingang des Vorsteuerventils zum Rückschlagventil mit einem Anschluss an einen Bremskreis für die Betriebsbremse verbunden sein. Die gewünschte Entlüftung erfolgt dann in den Anschluss an den Bremskreis für die Betriebsbremse.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Betriebsbremssystem und Feststellbremssystem elektrisch voneinander unabhängig sind, sodass bei elektrischem Ausfall des Feststellbremssystems eine Bremsung durch Ansteuerung des Betriebsbremssystems möglich bleibt. Diese Konfiguration ist besonders ausfallsicher. Insbesondere ist für das Betriebsbremssystem eine eigene Spannungsversorgung vorgesehen.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann ein gesondertes Bedienelement mit Verbindung zur Betriebsbremsen-Steuereinheit und speziell für das Auslösen der programmgesteuerten Absenkung des Vorratsdrucks in mindestens einem der Bremskreise für die Betriebsbremse vorgesehen sein. Durch das Bedienelement kann ein programmgesteuerter Ablauf der gewünschten Druckabsenkung eingeleitet werden. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Betriebsbremsen-Steuereinheit nach Anspruch 26, insbesondere mit einer Software zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 29, insbesondere mit einem Bremssystem nach einem der Ansprüche 18 bis 27.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektropneumatischen Bremssystems für ein Fahrzeug,
Fig. 2 ein Schaltbild mit elektropneumatischen Bauteilen eines Feststellbremssystems,
Fig. 3 eine Ventilanordnung innerhalb eines Betriebsbremssystems,
Fig. 4 eine strukturelle Darstellung des elektropneumatischen Bremssystems, Fig. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit dem Bremssystem gemäß Fig. 1 ,
Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung einer Logik zur Bedingungsprüfung im Bremssystem,
Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung eines Bremsdrucks nach Betätigung eines Bremspedals in Verbindung mit einer Fahrzeug-Geschwindigkeit,
Fig. 8 eine vereinfachte Darstellung eines Bremsdruckverlaufs zum Absenken eines Vorratsdrucks in einem Bremskreis.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , 4 und 5 weist ein elektropneumatisches Bremssystem 10 für ein Fahrzeug FG, insbesondere für einen Lastkraftwagen, ein elektronisches Bremsensteuergerät ECU auf, welches hier die Funktion einer Betriebsbremsen-Steuereinheit hat und über Signalleitungen 11 , 12 einen Achsmodulator AMV für eine Vorderachse AXV und einen Achsmodulator AMH für eine Hinterachse AXH ansteuert. Über eine Signalleitung 13 ist das Bremsensteuergerät ECU außerdem mit einem Fahrzeug-Datenbus 14 verbunden. Bei dem Fahrzeug-Datenbus 14 handelt es sich vorzugsweise um einen CAN-Bus oder einen anderen, fahrzeugspezifischen Datenbus, über den elektronische Geräte im Fahrzeug FG Informationen und Anweisungen austauschen können. Entsprechend handelt es sich bei den Signalleitungen 11 -13 vorzugsweise um CAN-Verbindungen, mit oder ohne Spannungsversorgung.
Über elektrische Leitungen 15, 16, 17 ist das Bremsensteuergerät ECU verbunden mit einem Bremspedal BP und zwei Magnetventilen MV. Die Magnetventile MV sind hier sogenannte ABS-Ventile.
Der Achsmodulator AMH für die Hinterachse AXH ist Teil eines ersten Bremskreises BK1 und erhält Vorratsdruck RP1 aus einem Vorratstank V1 über pneumatische Leitungen 18, 19. Aufgrund der Vorgaben des Bremsensteuergerätes ECU wird im Achsmodulator AMH ein Bremsdruck erzeugt und über Leitungen 20, 21 Kombibremszylindern KBZ zugeführt. In den Kombibremszylindern KBZ sind in bekannter Weise jeweils ein Federspeicherbremszylinder FZ einer Feststellbremse PB und ein Betriebsbremszylinder BZ einer Betriebsbremse SB in einer Einheit zusammengefasst.
Die Leitungen 20, 21 versorgen die Betriebsbremszylinder BZ in den Kombibremszylindern KBZ mit Bremsdruck. Der Achsmodulator AMH ist hier zweikanalig ausgebildet, sodass der Bremsdruck in den Leitungen 20, 21 unterschiedlich sein kann. Auch beinhaltet der Achsmodulator AMH Ventilanordnungen für die Funktion einer Blockierverhinderung.
Der Achsmodulator AMV ist Bestandteil eines zweiten Bremskreises BK2 und wird aus einem Vorratstank V2 mit Vorratsdruck RP2 über eine Leitung 22 versorgt. Im Achsmodulator AMV wird nach Maßgabe der Ansteuerung durch das Bremsensteuergerät ECU ein Bremsdruck erzeugt, der über Leitungen 23, 24, 25, 26 und die Magnetventile MV Betriebsbremszylindern BZ zugeführt wird. Der Achsmodulator AMV ist hier ein einkanaliges System, sodass in den Leitungen 23, 25 gleiche Bremsdrücke ausgesteuert werden. Eine Differenzierung der Bremsdrücke kann über die Magnetventile MV erfolgen, insbesondere zur Blockierverhinderung.
Raddrehzahlsensoren S sind über Leitungen 27, 28, 29, 30 an die Achsmodulatoren AMH und AMV angeschlossen, sodass stets aktuelle Informationen über die tatsächlichen Raddrehzahlen vorliegen.
In einer nicht gezeigten Fahrerkabine ist ein Bremspedal BP angeordnet und vom Fahrer zu bedienen. Dabei ist das Bremspedal BP an den Vorratstank V1 und an den Vorratstank V2 angeschlossen. Durch Betätigung des Bremspedals BP wird über pneumatische Steuerleitungen 31 , 32 Steuerdruck an die Achsmodulatoren AMH, AMV zugeführt.
Die bisher beschriebenen Teile sind Bestandteile eines Betriebsbremssystems SBS, welches Sub-System des elektropneumatischen Bremssystems 10 ist, siehe insbesondere Fig. 4.
Ein weiteres Sub-System ist ein Feststellbremssystem PBS. Dieses wird auch als elektronische Handbremse bezeichnet. Dessen Hauptbauteil EPH weist eine elektropneumatische Ventilanordnung VA mit Bremsensteuergerät PCU auf. Das Bremsensteuergerät PCU ist über eine elektrische Leitung 33 mit einer Bedienvorrichtung PX für eine Feststellbremse PB verbunden. Die Bedienvorrichtung PX ist ebenso wie das Bremspedal BP in einer nicht gezeigten Fahrerkabine angeordnet.
Das Bremsensteuergerät PCU ist über eine Signalleitung 34 mit dem Datenbus 14 verbunden. Auch die Signalleitung 34 ist vorzugsweise eine CAN-Verbindung. Die Ventilanordnung VA ist Bestandteil eines dritten Bremskreises BK3 und wird über eine pneumatische Leitung 35 mit Vorratsdruck RP3 aus einem Vorratstank V3 versorgt.
Aufgabe des Bremsensteuergeräts PCU ist die Steuerung der Belüftung und Entlüftung der Federspeicherbremszylinder FZ in den Kombibremszylindern KBZ. Hierzu sind die Kombibremszylinder KBZ über pneumatische Leitungen 36, 37 an die Ventilanordnung VA angeschlossen. Zusätzlich wird der Ventilanordnung VA über eine pneumatische Steuerleitung 38 Bremsdruck des Achsmodulators AMH für die Hinterachse AXH als Steuerdruck zugeführt, siehe auch Verbindungspunkt 39 zwischen den Leitungen 20, 38.
Die drei Bremskreise BK1 , BK2, BK3 (mit den jeweiligen Vorratstanks V1 , V2, V3) sind vorzugsweise gemäß Fig. 4 über ein Mehrkreisschutzventil MSV miteinander verbunden, sodass ein Druckabfall des Vorratsdrucks RP1 , RP2, RP3 in einem der Bremskreise nicht automatisch einen starken Druckabfall in einem der anderen Bremskreise verursacht. Allerdings ist eine sogenannte Bleed-Back-Funktion in bekannter Weise vom dritten Bremskreis BK3 zu wenigstens einem der beiden anderen Bremskreise BK1 , BK2 vorgesehen. Dadurch ist sichergestellt, dass ein starker Druckabfall im ersten Bremskreis BK1 oder zweiten Bremskreis BK2 auch einen Druckabfall im dritten Bremskreis BK3 bewirkt, sodass die Federspeicherbremszylinder FZ entlüftet werden.
Alternativ können die Bremskreise BK1 , BK2, BK3 auch Teilbremskreise eines einzigen größeren Bremskreises sein. Entsprechend wird dann nur Vorratsdruck über einen Vorrat zugeführt (nicht gezeigt).
Das Bremssystem 10 ist für einen Motorwagen vorgesehen und enthält weitere Komponenten zum Anschluss eines Anhängerbremssystems. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind diese Komponenten hier nicht eingezeichnet. Gleiches gilt für mögliche weitere Bremskreise für andere Verbraucher bzw. pneumatische Einrichtungen.
Die Ventilanordnung VA des Feststellbremssystems PBS wird nachfolgend anhand der Fig. 2 näher erläutert.
Ein pneumatisches Relaisventil 40 wird über die Leitung 35 und eine interne Leitung 41 mit Vorratsdruck RP3 aus V3 versorgt. Ausgangsseitig speist das Relaisventil 40 eine interne Leitung 42 mit Verbindung 43 zu den Leitungen 36, 37, welche zu den Federspeicherbremszylindern FZ führen.
Zur Ansteuerung des Relaisventils 40 ist eine Vorsteuereinheit 44 vorgesehen, die hier als elektromagnetisch regelbares 3/2-Wegeventil ausgebildet ist und einen Eingang 45, Ausgang 46 und Entlüftungsausgang 47 aufweist. In Fig. 2 ist das Relaisventil 40 in Entlüftungsstellung bzw. Sperrstellung gezeigt, in der Ausgang 46 und Entlüftungsausgang 47 miteinander verbunden sind. In einer nicht gezeigten Durchlassstellung sind Eingang 45 und Ausgang 46 miteinander verbunden, sodass über eine interne Leitung 48 einem Steuereingang 49 des Relaisventils 40 Steuerdruck zugeführt werden kann. Nach Maßgabe des Steuerdrucks wird ein am Eingang 50 anliegender Druck über einen Ausgang 51 in die interne Leitung 42 gespeist. Die mit dem Eingang 50 verbundene interne Leitung 41 ist über eine Verbindung 52 mit der Leitung 35 und einer Leitung 53 zum Eingang 45 verbunden.
Der Vorsteuereinheit 44 nachgeordnet ist hier ein 2/2-Wegeventil, welches eine Modulation des Drucks in der internen Leitung 48 ermöglicht und im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist. Zur Vereinfachung wird davon ausgegangen, dass das 2/2-Wegeventil 54 in der in Fig. 2 gezeigten Durchlassstellung steht.
Sofern die Leitung 35 mit Vorratsdruck RP3 beaufschlagt ist und die Vorsteuereinheit 44 in der nicht gezeigten Durchlassstellung steht, wird das Relaisventil 40 durchgesteuert, sodass über die Leitungen 36, 37 die Federspeicherbremszylinder FZ belüftet werden.
Zwischen dem Steuereingang 49 und der internen Leitung 48 ist ein Wechselventil 55 vorgesehen (wird auch als ODER-Ventil bezeichnet). Dessen Ausgang 56 ist an den Steuereingang 49 angeschlossen. Zusätzlich zur internen Leitung 48 wird das Wechselventil 55 aus einer internen Leitung 57 gespeist, welche an die Steuerleitung 38 angeschlossen ist. Über das Wechselventil 55 kann Betriebsbremsdruck als Steuerdruck dem Relaisventil 40 zugeführt werden, sodass die Federspeicherbremszylinder FZ in ungefähr demselben Maße belüftet werden, wie auch die Betriebsbremszylinder BZ. Auf diese Weise wird eine mechanische Überlastung der Kombibremszylinder KBZ und damit zusammenwirkender Bauteile vermieden.
In der internen Leitung 41 ist zwischen dem Eingang 50 und der Verbindung 52 ein Rückschlagventil 58 vorgesehen, welches eine Rückströmung zur Verbindung 52 verhindert. Aufgrund der Anordnung des Rückschlagventils 58 zwischen der Verbindung 52 und dem Relaisventil 40 ist außerdem eine Rückströmung vom Relaisventil 40 zum Eingang 45 der Vorsteuereinheit 44 nicht möglich.
Die Vorsteuereinheit 44 und das 2/2-Wegeventil 54 sind durch das Bremsensteuergerät PCU ansteuerbar. Dabei ist die Vorsteuereinheit 44 als bistabiles Schaltelement ausgeführt. Demgegenüber befindet sich das 2/2-Wegeventil 54 stromlos in seiner Durchlassstellung und wechselt nur nach Bestromung in seine Sperrstellung.
Schließlich detektiert ein mit dem Bremsensteuergerät PCU verbundener Drucksensor 59 den Druck hinter dem Ausgang 51 des Relaisventils 40.
Das Relaisventil 40 weist noch einen Entlüftungsausgang 60 auf, der über eine interne Leitung 61 , Verbindung 62 und interne Leitung 63 zu einem Entlüftungsausgang 64 der Ventilanordnung VA führt. Außerdem ist der Entlüftungsausgang 47 über eine interne Leitung 65 und die Verbindung 62 mit der Leitung 63 verbunden. In der in Fig. 2 gezeigten Entlüftungsstellung der Vorsteuereinheit 44 können die Federspeicherbremszylinder FZ über das Relaisventil 40 entlüften.
Fig. 3 zeigt den Aufbau eines der Magnetventile MV. Insbesondere handelt es sich um eine Ventilanordnung mit zwei elektromagnetischen Schaltventilen SV1 , SV2. Hier sind beide Schaltventile als 2/2-Wegeventile ausgebildet. Schaltventil SV2 verbindet in Durchlassstellung die pneumatischen Leitungen 23, 24 bzw. 25, 26. Über das Schaltventil SV2 kann eine Modulation des Bremsdrucks durchgeführt werden. Schaltventil SV1 ist mit einer internen Leitung 65 zwischen Schaltventil SV2 und Leitung 24 bzw. 26 verbunden, siehe auch Verbindung 66. Das Schaltventil SV1 ist unbestromt in Sperrstellung, während das Schaltventil SV2 unbestromt in Durchlassstellung steht.
Über das Schaltventil SV1 und dessen Ausgang 67 ist in Durchlassstellung eine Entlüftung des Bremsdrucks in der Leitung 24 bzw. 26 möglich. Diese Funktion wird im Zusammenhang mit einer Blockierverhinderung benötigt. Zugleich kann die Entlüftung über den Ausgang 67 im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden.
Die beiden Schaltventile SV1 und SV2 werden vom Bremsensteuergerät ECU angesteuert, siehe elektrische Leitungen 16'1 , 16'2, 16'3, welche in Fig. 1 als Leitung 16 zusammengefasst sind.
Im vorliegenden Zusammenhang wird das Bremsensteuergerät ECU als Steuergerät des Betriebsbremssystems SBS angesehen, während das Bremsensteuergerät PCU Steuergerät des Feststellbremssystems PBS ist. Im Bremsensteuergerät ECU ist unter anderem eine besondere Software zum Noteinlegen der Feststellbremsen PB durch mittelbares Entlüften der Federspeicherbremszylinder FZ vorgesehen. Die Absenkung erfolgt programmgesteuert nur mittels des Bremsensteuergeräts ECU des Betriebsbremssystems SBS. Das heißt, das Bremsensteuergerät PCU wird in diesem Fall umgangen bzw. bleibt untätig oder ist ohnehin ausgefallen.
Die Feststellbremse PB wird aktiviert durch Absenkung des Vorratsdrucks RP3 im dritten Bremskreis BK3 aufgrund der Absenkung des Vorratsdrucks RP1 , RP2 im ersten oder zweiten Bremskreis BK1 , BK2 des Betriebsbremssystems SBS. Möglich ist dies durch die Verbindung des Bremskreises BK3 für die Feststellbremse PB mit den Bremskreisen BK1 , BK2 für die Betriebsbremse SB in Verbindung mit der sogenannten Bleed-Back-Funktion oder sofern die genannten Bremskreise BK1 , BK2, BK3 ohnehin nur verbundene Teilbremskreise eines gemeinsamen Bremskreises sind. Vorzugsweise sind die Bremskreise BK1 , BK2, BK3 über ein Mehrkreisschutzventil MSV verbunden, welches auch die Bleed-Back-Funktionalität aufweisen kann. Das Bremsensteuergerät ECU führt die Absenkung des Vorratsdrucks RP1 , RP2 im Bremskreis BK1 oder BK2 für die Betriebsbremse SB unter eigens dafür vorgesehenen Nebenbedingungen BE1 , BE2, BE3 und insbesondere in Verbindung mit einem Stillstand des Fahrzeugs FG durch, beispielsweise:
1 . das Bremsensteuergerät PCU meldet eine Fehlfunktion über den Datenbus 14;
2. das Bremsensteuergerät ECU erwartet regelmäßige Statusnachrichten PS des Bremsensteuergeräts PCU und erhält aber keine in einem definierten Zeitraum;
3. eine andere an den Datenbus 14 angeschlossene elektronische Steuereinheit ZEC des Fahrzeugs FG übersendet ein dediziertes Signal ZS an das Bremsensteuergerät ECU;
4. das Fahrzeug weist Automatisierungsfunktionen im sogenannten Automation Level 2, 3, 4 oder 5 auf und im Rahmen dieser Funktionen wird das Bremsensteuergerät ECU zum Einlegen der Feststellbremsen PB angesteuert;
5. ein im Rahmen der Automatisierung vorgesehener virtueller Fahrer (als Teil der Software zur Steuerung) sendet über den Datenbus 14 eine entsprechende Anforderung an das Bremsensteuergerät ECU.
Das Absenken des Vorratsdrucks RP1 , RP2 im Bremskreis BK1 , BK2 für die Betriebsbremse SB kann auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden. Vorzugsweise wird zunächst die Zufuhr von Druckluft aus einer Druckluftquelle, insbesondere einem Kompressor K, unterbrochen. Anschließend oder parallel dazu wird die Betriebsbremse SB betätigt, um auf diese Weise Druckluft zu verbrauchen und den Vorratsdruck im Bremskreis BK1 , BK2 abzusenken. Typischerweise findet der Druckluftverbrauch beim Lösen der Betriebsbremsen SB statt. Die
Betriebsbremszylinder BZ werden dann entlüftet, beispielsweise über die Magnetventile MV, insbesondere das Schaltventil SV1 , oder in den Achsmodulatoren AMV, AMH. Möglich ist auch eine programmgesteuerte Entlüftung des Bremskreises BK1 , BK2 für die Betriebsbremse SB ohne vorherige Betätigung derselben, nämlich ebenfalls über das Schaltventil SV1 . Eine Entlüftung über dieses Ventil SV1 ist besonders günstig, da die hier vorgesehenen Querschnitte wegen der Funktion als ABS-Ventil relativ groß sind.
Möglich ist auch eine parallele Belüftung und Entlüftung im Bereich desselben Betriebsbremszylinders BZ. Wird in das Magnetventil MV vom Achsmodulator AMV über die Leitung 23 Bremsdruck eingesteuert, sodass der Betriebsbremszylinder BZ über die Leitung 24 belüftet wird, kann das Schaltventil SV1 in seine Durchlassstellung geschaltet werden. Es bildet sich dann in der Leitung 24 ein Staudruck mit einer Restbremswirkung, während zugleich eine Entlüftung über das Schaltventil SV1 erfolgt. Dadurch ist die Betriebsbremse SB wenigstens teilaktiv, während der Bremsdruck im Bremskreis BK2 abgesenkt wird und die Federspeicherbremszylinder FZ entlüftet werden.
Möglich ist auch eine nach Bremskreisen BK1 , BK2 oder nach Achsen AXV, AXH getrennte Ansteuerung. Beispielsweise wird der Achsmodulator AMH für die Hinterachse vom Bremsensteuergerät ECU zum Belüften der Betriebsbremszylinder BZ angesteuert, während über die Magnetventile MV und deren Schaltventile SV1 eine Entlüftung des Bremskreises BK2 erfolgt. Diese Entlüftung hat zur Folge, dass auch der Bremskreis BK3 drucklos wird und die Federspeicherbremszylinder FZ entlüftet werden.
Gerade bei getrennten Bremskreisen BK1 , BK2 im Betriebsbremssystem SBS kann eine Überschneidung der Bremswirkungen des Betriebsbremssystems SBS und des Feststellbremssystems PBS erzielt werden. Das Fahrzeug FG wird über einen Bremskreis BK1 des Betriebsbremssystems SBS eingebremst oder gehalten, während die Entlüftung des anderen Bremskreises BK2 eine Entlüftung des Bremskreises BK3 des Feststellbremssystems PBS bewirkt. n der strukturellen Darstellung der Fig. 4 sind die Aufteilung in Bremskreise BK1 , BK2, BK3 und deren Zuordnung zum Betriebsbremssystem SBS und zum Feststellbremssystem PBS erkennbar, ebenso die Verbindung der Bremskreise BK1 , BK2, BK3 über das Mehrkreisschutzventil MSV. Letzteres ist in Fig. 1 nur aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Der Kompressor K füllt über das Mehrkreisschutzventil MSV die Vorratstanks V1 , V2, V3. Letztere sind zur Vereinfachung in Fig. 5 nicht dargestellt.
Anhand der Fig. 6-8 wird ein möglicher Ablauf erläutert:
Im Bremsensteuergerät ECU des Betriebsbremssystems SBS wird durch eine geignete Software fortlaufend überwacht, ob wenigstens eine von mehreren abgespeicherten Nebenbedingungen BE1 , BE2, BE3 eingetreten ist. Falls ja, steuert das Bremsensteuergerät ECU Maßnahmen zur Absenkung des Vorratsdrucks RP1 , RP2 in den Bremskreisen BK1 , BK2. Eine sogenannte Nebenbedingung BE1 , BE2, BE3 kann auch eine Gruppe von Bedingungen enthalten, die zugleich erfüllt sein müssen.
Beispielsweise enthält die Nebenbedingung BE1 in Fig. 6 die Bedingungen
1 . Fahrzeugstillstand, entsprechend Geschwindigkeit v = vO = 0 und
2. Bremspedal nach Fahrzeugstillstand über einen Zeitraum dt voll durchgetreten, entsprechend Bremsdruck p = p1 .
Bei Erfüllung dieser beiden Bedingungen wird der Vorratsdruck RP1 , RP2 durch das Bremsensteuergerät ECU abgesenkt. Ein die Geschwindigkeit repräsentierendes Signal erhält das Bremsensteuergerät ECU von den Raddrehzahlsensoren S oder über den Datenbus 14. Der Bremsdruck p kann durch einen nichtgezeigten Drucksensor im Bremskreis BK1 bzw. BK2 bereitgestellt werden.
In Fig. 7 ist dargestellt, dass der Fahrer aufgrund eines Warnsignals die Betriebsbremse SB zum Zeitpunkt t1 betätigt, dadurch der Bremsdruck p von pO bis p1 ansteigt und parallel dazu die Geschwindigkeit des Fahrzeugs FG von v1 bis vO (Stillstand) absinkt. Trotz des zum Zeitpunkt t2 erreichten Stillstands bremst der Fahrer weiter mit vollem Bremsdruck p1 .
Nach Ablauf der Zeit dt = t3 - 12 sind die genannten Bedingungen erfüllt. Das
Bremsensteuergerät ECU erkennt dies, deaktiviert den Kompressor K und steuert beispielsweise die Achsmodulatoren AXH und AXV pulsweise an, so dass die Betriebsbremszylinder BZ pulsweise belüftet und entlüftet werden, während das Fahrzeug FG steht. Als Folge daraus sinkt der Vorratsdruck in den Bremskreisen BK1 , BK2, ebenso der mögliche Bremsdruck p, wie in Fig. 8 ersichtlich.
Durch die im Mehrkreisschutzventil MSV vorgehene Bleed Back-Funktion sinkt auch der Vorratsdruck RP3 im Feststellbremskreis BK3 und die Federspeicherbremszylinder FZ werden entlüftet. Die Feststellbremse PB ist wirksam, ohne vom Fahrer betätigt zu werden.
Nebenbedingung BE2 in Fig. 6 kann sich beispielsweise auf ein Signal PS des Bremsensteuergeräts PCU beziehen. Entweder repräsentiert hier das Signal PS einen vom Bremsensteuergerät PCU erkannten eigenen Fehler, der an das Bremsensteuergerät ECU übermittelt wird, oder es handelt sich um ein zyklisches Statussignal, dessen Ausbleiben eine Aktion des Bremsensteuergerätes ECU auslöst.
Nebenbedingung BE3 in Fig. 6 kann sich beispielsweise auf ein Signal ZS der mit dem Datenbus 14 verbundenen zusätzlichen Steuereinheit ZEC beziehen, etwa eines Motorsteuergeräts.
Die Absenkung des Vorratsdrucks RP1 , RP2 im Betriebsbremssystem SBS kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Eine Möglichkeit ist die möglichst schnelle Entlüftung aller Bremskreise BK1 , BK2. Eine andere Möglichkeit ist die Entlüftung nur eines Bremskreises BK2 oder BK1 , während der andere Bremskreis BK1 oder BK2 nicht entlüftet wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Differenzierung innerhalb eines Bremskreises BK1 , BK2. Beispielsweise wird im Bremskreis BK2 der Vorderachse AXV ein Betriebsbremszylinder BZ belüftet gehalten, also gebremst, während über das Magnetventil MV des anderen Betriebsbremszylinders BZ entlüftet, also Vorratsdruck RP2 abgesenkt wird.
Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)
10 elektropneumatisches 37 pneumatische Leitung
Bremssystem 38 pneumatische Steuerleitung
11 Signalleitung 39 Verbindung
12 Signalleitung 40 Relaisventil
13 Signalleitung 41 interne Leitung
14 Datenbus 42 interne Leitung
15 elektrische Leitung 43 Verbindung
16 elektrische Leitung 44 Vorsteuereinheit
16'1 elektrische Leitung 45 Eingang
16'2 elektrische Leitung 46 Ausgang
16'3 elektrische Leitung 47 Entlüftungsausgang
17 elektrische Leitung 48 interne Leitung
18 pneumatische Leitung 49 Steuereingang
19 pneumatische Leitung 50 Eingang
20 pneumatische Leitung 51 Ausgang
21 pneumatische Leitung 52 Verbindung
22 pneumatische Leitung 53 interne Leitung
23 pneumatische Leitung 54 2/2-Wegeventil
24 pneumatische Leitung 55 Wechselventil
25 pneumatische Leitung 56 Ausgang
26 pneumatische Leitung 57 interne Leitung
27 elektrische Leitung 58 Rückschlagventil
28 elektrische Leitung 59 Drucksensor
29 elektrische Leitung 60 Entlüftungsausgang
30 elektrische Leitung 61 interne Leitung
31 pneumatische Steuerleitung 62 Verbindung
32 pneumatische Steuerleitung 63 interne Leitung
33 elektrische Leitung 64 Entlüftungsausgang
34 Signalleitung 65 interne Leitung
35 pneumatische Leitung 66 Verbindung
36 pneumatische Leitung 67 Ausgang AMH Achsmodulator Hinterachse VA Ventilanordnung
AMV Achsmodulator Vorderachse V1 Vorratstank Bremskreis BK1
AXH Hinterachse V2 Vorratstank Bremskreis BK2
AXV Vorderachse V3 Vorratstank Bremskreis BK3
BE Bedienelement ZEC zusätzliche Steuereinheit
BE1 1. Bedingung ZS Signal
BE2 2. Bedingung
BE3 3. Bedingung
BK1 Bremskreis
BK2 Bremskreis
BK3 Bremskreis
BP Bremspedal
BZ Betriebsbremszylinder
ECU Bremsensteuergerät
EPH Hauptbauteil
FG Fahrzeug
FZ Federspeicherbremszylinder
K Kompressor
KBZ Kombibremszylinder
MSV Mehrkreisschutzventil
MV Magnetventile
PB Feststellbremse
PBS Feststellbremssystem
PCU Bremsensteuergerät
PS Signal
PX Bedienvorrichtung
RP1 Vorratsdruck Bremskreis BK1
RP2 Vorratsdruck Bremskreis BK2
RP3 Vorratsdruck Bremskreis BK3
S Raddrehzahlsensoren
SB Betriebsbremse
SBS Betriebsbremssystem
SV1 Schaltventil
SV2 Schaltventil

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Noteinlegen einer Feststellbremse (PB) eines Fahrzeugs (FG), wobei
- ein Betriebsbremssystem (SBS) mit Betriebsbremse (SB) und ein Feststellbremssystem (PBS) mit der Feststellbremse (PB) Bestandteile eines elektropneumatischen Bremssystems (10) sind,
- das Feststellbremssystem (PBS) Federspeicherbremszylinder (FZ) aufweist,
- das Betriebsbremssystem (SBS) eine Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) zur Ansteuerung von Komponenten (AMV, AMH) der Betriebsbremse (SB) umfasst,
- mindestens ein Bremskreis (BK1 , BK2, BK3) für die Betriebsbremse (SB) und die Feststellbremse (PB) vorgesehen ist, wobei die Bremskreise (BK1 , BK2, BK3) für Betriebsbremse (SB) und Feststellbremse (PB) auch getrennt sein können, und
- die Federspeicherbremszylinder (FZ) entlüftet werden können, wenn ein Vorratsdruck (RP1 , RP2) in mindestens einem Bremskreis (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) abfällt, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) unter definierten Bedingungen (BE1 , BE2, BE3) programmgesteuert eine Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem Bremskreis (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) bewirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für die Betriebsbremse (SB) mehrere Bremskreise (BK1 , BK2) vorgesehen sind und die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) eine Absenkung des Vorratsdrucks (RP2) in nur einem Bremskreis (BK2) für die Betriebsbremse (SB) bewirkt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) eine Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in allen Bremskreisen (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) bewirkt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) nach Eintritt wenigstens einer der nachfolgenden Bedingungen (BE1 , BE2, BE3) eine Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem Bremskreis (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) bewirkt: a) die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) erkennt einen Fehler (PS) im Feststellbremssystem (PBS), b) aufgrund definierter Randbedingungen (BE1 , BE2, BE3), c) nach Betätigung eines gesonderten Bedienelements (PX), d) nach Betätigung eines Bremspedals (BP) für die Betriebsbremse (SB) in Kombination mit einem erkannten Fehler (PS) im Feststellbremssystem (PBS), e) aufgrund eines dedizierten Signals (ZS) einer zusätzlichen elektronischen Steuereinheit (ZEC).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) einen Fehler (PS) im Feststellbremssystem (PBS) erkennt, weil wenigstens eines der nachfolgenden Ereignisse eingetreten ist: aa) der Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) liegt eine Fehlermeldung (PS) einer Feststellbremsen-Steuereinheit (PCU) vor, ab) der Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) liegt ein erwartetes Signal (PS) der Feststellbremsen-Steuereinheit (PCU) nicht vor, ac) die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) stellt einen Ausfall von Signalen (ZS, PS) auf einem angeschlossenen CAN-Bus fest.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) im Bremskreis (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) aufgrund definierter Randbedingungen (BE1 , BE2, BE3) wenigstens eine der nachfolgenden Randbedingungen (BE1 , BE2, BE3) erfüllt sein muss: ba) dediziertes Notparksignal (ZS) eines virtuellen Fahrers, bb) allgemeine Parkanforderung (ZS) eines virtuellen Fahrers an das Bremssystem (10), in Kombination mit erkanntem Stillstand (vO) des Fahrzeugs (FG), bc) allgemeine Parkanforderung (ZS) eines virtuellen Fahrers an das Bremssystem (10), in Kombination mit einem erkannten Fehler (PS) im Feststellbremssystem (PBS), bd) allgemeine Parkanforderung (ZS) eines virtuellen Fahrers an das elektronische Bremssystem (10), in Kombination mit nicht aktiver Druckluftförderung (K).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) eine Druckluftförderung (K) in die Bremskreise (BK1 , BK2, BK3) deaktiviert.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) durch eine Betätigung der Betriebsbremse (SB) die Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) bewirkt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) durch Betätigung der Betriebsbremse (SB) die Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) bewirkt, sofern das elektronische Bremssystem (10) einen Stillstand (vO) des Fahrzeugs (FG) oder einen Fehler im Feststellbremssystem (PBS) erkennt und ein Bremspedal (BP) für die Betriebsbremse (SB) für einen definierten Mindestzeitraum (dt) vollständig betätigt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsdruck (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) durch Entlüften über ein Ventil (MV) im Betriebsbremssystem (SBS) abgesenkt wird.
11 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsdruck (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) durch Entlüften über ein Ventil (MV) zum Regeln einer Blockierverhinderung abgesenkt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) über Ventile (MV, SV1 ) mit überdurchschnittlich großer Nennweite erfolgt, bezogen auf alle im Betriebsbremssystem (SBS) vorhandenen Ventile.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -12, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) wenigstens ein Teil (AMV, AMH) des Betriebsbremssystems (SBS) zum Bremsen angesteuert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil (AMV, AMH) des Betriebsbremssystems (SBS) zum Bremsen angesteuert wird oder noch angesteuert ist, und dass dann das Betriebsbremssystem (SBS) zur Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) über mindestens ein Ventil (MV) entlüftet wird und dabei an mindestens einem anderen Ventil (MV) ein Bremsdruck (p1 ) in wenigstens einem Betriebsbremszylinder (BZ) zurückgehalten wird, sodass dieser Bremszylinder (BZ) nicht entlüftet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsbremssystem (SBS) zur Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) über mindestens ein Ventil (MV) an einer Vorderachse (AXV) entlüftet wird und dabei an mindestens einem Ventil (MV) einer Hinterachse (AXH) ein Bremsdruck (p1 ) in wenigstens einem Betriebsbremszylinder (BZ) zurückgehalten wird, sodass dieser Bremszylinder (BZ) nicht entlüftet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -15, dadurch gekennzeichnet, dass die Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) gepulst erfolgt, nämlich durch wechselseitiges Belüften (p1 ) und Entlüften (pO) von Betriebsbremszylindern (BZ).
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -16, dadurch gekennzeichnet, dass die Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) kontinuierlich erfolgt.
18. Elektropneumatisches Bremssystem (10) für ein Fahrzeug (FG), mit einem Betriebsbremssystem (SBS) mit Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) zur Ansteuerung von Komponenten (AMV, AMH, MV) einer Betriebsbremse (SB), einem Bremskreis (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB), einem Feststellbremssystem (PBS) mit Feststellbremse (PB) und Federspeicherbremszylindern (FZ), wobei die Federspeicherbremszylinder (FZ) systembedingt entlüftet werden, wenn ein Vorratsdruck (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) abfällt, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) eine Software zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 -15 aufweist, sodass über die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) unter definierten Bedingungen (BE1 , BE2, BE3) programmgesteuert eine Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) bewirkbar ist.
19. Bremssystem (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) eine Druckluftförderung in die Bremskreise (BK1 , BK2, BK3) deaktivierbar ist.
20. Bremssystem (10) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) in Verbindung mit einer Betätigung des Bremspedals (BP) für die Betriebsbremse (SB) eine Entlüftung (pO) eines Bremskreises (BK3) für die Feststellbremse (PB) bewirkbar ist, sofern das elektronische Bremssystem (10) einen Stillstand (vO) des Fahrzeugs (FG) oder einen Fehler (PS) im Feststellbremssystem (PBS) erkennt und das Bremspedal (BP) für die Betriebsbremse (SB) für einen definierten Mindestzeitraum (dt) vollständig betätigt wird.
21 . Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 18-20, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Bremskreis (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) über eine Ansteuerung eines separaten Ventils (SV1 ) bei gleichzeitiger Ansteuerung der Betriebsbremse (SB) entlüftbar ist.
22. Bremssystem (10) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das separate Ventil (SV1 ) mit dem Betriebsbremssystem (SBS) verbunden ist.
23. Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 18-22, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entlüften (pO) wenigstens eines von mehreren vorhandenen Bremskreisen (BK1 , BK2, BK3) mindestens ein Ventil (SV1 ) im Bremskreis (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB) ansteuerbar ist.
24. Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 18-23, dass das Feststellbremssystem (PBS) zur elektropneumatischen Betätigung der Feststellbremse (PB) ein Relaisventil (40) mit Vorsteuereinheit (44) und Rückschlagventil (58) aufweist, wobei ein Eingang (45) der Vorsteuereinheit (44) über das Rückschlagventil (58) mit einem Eingang (50) des Relaisventils (40) verbunden ist.
25. Bremssystem (10) nach Anspruch 24, dass eine Verbindung (52) vom Eingang (45) der Vorsteuereinheit (44) zum Rückschlagventil (58) mit einem Anschluss (35) an einen Bremskreis ( BK3) für die Feststellbremse (PB) verbunden ist.
26. Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 18-25, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsbremssystem (SBS) und Feststellbremssystem (PBS) elektrisch voneinander unabhängig sind, sodass bei elektrischem Ausfall des Feststellbremssystems (PBS) eine Bremsung durch Ansteuerung des Betriebsbremssystems (SBS) möglich bleibt.
27. Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 18-26, gekennzeichnet durch ein gesondertes Bedienelement (BE) mit Verbindung zur Betriebsbremsen- Steuereinheit (ECU) und speziell für das Auslösen der programmgesteuerten Absenkung des Vorratsdrucks (RP1 , RP2) in mindestens einem der Bremskreise (BK1 , BK2) für die Betriebsbremse (SB).
28. Betriebsbremsen-Steuereinheit (ECU) mit einer Software zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 -17.
29. Fahrzeug (FG) mit einem Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 18- 27.
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