DE3502100C2 - Druckmittelbremsanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Druckmittelbremsanlage für Kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelbremsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.
Druckmittelbremsanlagen der eingangs erwähnten Gattung haben den Zweck, Kraftfahrzeuge ein- oder mehrkreisig sicher zu bremsen, wobei in zunehmendem Maße elektrisch ansteuerbare Bremsgeräte zum Aufbau solcher Bremsanlagen zur Anwendung kommen.
Zur Erhöhung der Sicherheit sind dabei Auflagen zu erfüllen, wo­ nach je nach Fahrzeugtyp u. a. auch hinsichtlich der Energieversorgung Einrichtungen vorzusehen sind, welche bei Ausfall der Energiequelle eine Notver­ sorgung der Bremsanlage oder bei mehrkreisigen Bremsanlagen eine weitgehende Un­ vermischbarkeit der Kreise gewährleisten. Hierfür sind druckmittelseitige Hilfs- oder Zweitquellen bekannt, welche beispielsweise durch Druckmittelspeicher gebildet sind, während für die elektrische Versorgung lediglich die u. a. zum Starten des Fahrzeugs vorgesehene Batterieeinheit als Energiequelle zur Verfügung steht.
Aus der DE 31 49 110 A1 ist eine elektrisch ansteuerbare Zweikreis-Druckmittelbrems­ anlage mit einer Bremselektronik bekannt, welche zweikreisig mit einer Spannungsver­ sorgungseinrichtung verbunden ist. Die Spannungsversorgungseinrichtung ist durch zwei Batterieeinheiten gebildet, welche parallel von einem Generator geladen werden. Dabei ist nachteilig, daß die Batterieeinheiten insbesondere bei Alterung störanfällig werden, was zu häufigem Ausfall des einen oder anderen Bremskreises führt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch ansteuerbare Zwei­ kreis-Druckmittelbremsanlage mit zweikreisiger Spannungsversorgung zu schaffen, welche bei Ausfall der einen oder anderen Spannungsquelle die Funktion der zweikreisigen Druckmittelbremsanlage über die verbleibende Spannungsquelle hilfsweise gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen aufgezeigt.
Die Vorteile der Erfindung bestehen u. a. darin, daß mit der vorgeschlagenen Anord­ nung des zweiten elektrischen Energiespeichers eine unvermischbare Zweikreisigkeit der Bremsanlage bis einschließlich zur elektrischen Energieversorgung ermöglicht wird.
Die den Energiespeichern zugeordnete Spannungsüberwachungseinrichtung ermöglicht die sofortige Erfassung von die Funktion der Bremsanlage gefährdenden Unter- oder Überspannungen und damit praktisch aller an den Energiespeichern möglichen Stör­ fälle.
Die der Spannungsüberwachungseinrichtung zugeordnete Umschalteinrichtung gewährleistet im Störfalle eines Energiespeichers eine sofortige Umschaltung auf den anderen Energiespeicher, welcher eine zweikreisige Notversorgung der Bremsanlage für genügend viele Bremsbetätigungen ermöglicht.
Die der Spannungsüberwachungseinrichtung zugeordnete Ladeschalteinrichtung gewährleistet eine geeignete Verbindung des zweiten Energiespeichers mit dem Lade­ kreis bei infolge Entladung reduzierter Spannung und eine rechtzeitige Abschaltung dieses Energiespeichers bei infolge ausreichender Aufladung entsprechend angestiegener Ladespannung.
Die Anordnung einer gegenüber der ersten Batterie­ einheit kapazitätsmäßig kleineren Batterieeinheit zur Bildung des zweiten Energiespeichers bietet sich an, weil hiermit normalerweise nur ein Bremskreis oder im Notfall lediglich die Bremsanlage ausreichend elektrisch versorgt werden soll, wobei sich zusätzlich neben wirtschaftlichen Vorteilen auch Ladevorteile ergeben.
Die Anordnung der kapazitätsmäßig kleineren, zweiten Batterieeinheit zur gleichzeitigen bzw. Parallelladung mit der ersten Batterieeinheit erbringt gegenüber einer möglichen Nacheinanderladung der beiden Batterieeinheiten neben Schaltaufwandvorteilen auch Ladevorteile, weil die zweite Batterieeinheit im Bedarfsfall sofort Ladung erhält, was besonders im winterlichen Kurzstrecken­ verkehr beachtlich ist.
Durch die vorgeschlagene Abschaltung der Ladung der zweiten Batterieeinheit kurz vor dem Erreichen der für die erste Batterieeinheit vorgesehenen Ladeab­ schaltspannung wird erreicht, daß die kapazitäts­ mäßig kleinere, zweite Batterieeinheit eine aus­ reichende Ladung und die in der Kapazität größere, erste Batterieeinheit am Ende der Ladung eine Einzelladung erfährt, so daß ein "Verhungern" einer der beiden Batterieeinheiten vermieden wird.
Durch die Anordnung je einer Spannungsüberwachungs­ einrichtung und Umschalteinrichtung für den ersten und zweiten Energiespeicher werden neben einer überschaubaren Zweikreisigkeit Servicevorteile erreicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen auf eine elektrische Versorgung bezogenen Ausschnitt einer schematisch dar­ gestellten Druckmittelbremsanlage, wobei ein zweiter Energiespeicher zur Notversorgung der Bremsanlage angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt einen auf die elektrische Versorgung bezogenen Ausschnitt einer schematisch dar­ gestellten Druckmittelbremsanlage, wobei der zweite Energiespeicher zur Versorgung eines zweiten Bremskreises und der erste und zweite Energiespeicher zur Notversorgung der Brems­ anlage umschaltbar sind.
Der in Fig. 1 dargestellte Ausschnitt einer Druck­ mittelbremsanlage zeigt eine elektrische Versorgungs­ anordnung mit einem ersten Energiespeicher 1 auf, welcher aus einer ersten, mehrzelligen Batterieein­ heit 1a gebildet ist.
Die erste Batterieeinheit 1a ist gewöhnlich die Fahr­ zeugstarterbatterie und in üblicher Weise über einen Ladekreis 2 mit einem Generator 3 verbunden.
Der erste Energiespeicher 1 ist über eine Leitung 4 mit einer Spannungsüberwachungseinrichtung 5 verbunden, welche einen Ausgang 6 zur elektrischen Versorgung der Druckmittelbremsanlage und einen weiteren Ausgang 7 aufweist, über welchen gegebenenfalls ein zweiter Kreis der Bremsanlage versorgbar ist.
Der Spannungsüberwachungseinrichtung 5 ist eine Um­ schalteinrichtung 8 zugeordnet, über welche die Aus­ gänge 6 und 7 bei Störung des ersten Energiespeichers 1 über eine Leitung 9 mit einem zweiten Energiespeicher 10 verbindbar sind.
Der zweite Energiespeicher 10 ist durch eine zweite Batterieeinheit 10a gebildet, welche ihrerseits durch die Anordnung einer in der Zellenanzahl der ersten Batterieeinheit 1a entsprechende weitere Batterie­ einheit oder durch eine in der Zellenanzahl ent­ sprechende Aufteilung der ersten Batterieeinheit 1a gebildet ist.
Der Spannungsüberwachungseinrichtung 5 ist eine Lade­ schalteinrichtung 11 zugeordnet, über welche der zweite Energiespeicher 10 über die Leitung 9 und die Leitung 4 zur Parallelladung zu der ersten Batterieeinheit 1a mit dem Ladekreis 2 verbindbar ist.
Der Spannungsüberwachungseinrichtung 5 ist ein Signal­ gerät 12 zugeordnet, über welches die Versorgung der Ausgänge 6 und 7 mit dem zweiten Energiespeicher 10 optisch und/oder akustisch anzeigbar ist.
Die Wirkungsweise der soweit beschriebenen Druckmittel­ bremsanlage nach Fig. 1 ist wie folgt:
Bei Normalbetrieb wird die an den Ausgängen 6 und 7 angeschlossene Druckmittelbremsanlage über die Spannungsüberwachungseinrichtung 5 und die Leitung 4 von dem ersten Energiespeicher 1 versorgt. Dabei wird die Versorgungsspannung von der Spannungsüberwachungs­ einrichtung überwacht und die den ersten Energie­ speicher 1 bildende erste Batterieeinheit 1a bei Be­ darf in bekannter Weise automatisch über den Lade­ kreis 2 bis zu einer knapp vor Erreichen des Gasungs­ punktes liegenden, vorbestimmten Ladeabschaltspannung von dem Generator 3 geladen.
Eine durch Störung des ersten Energiespeichers 1 kritisch abfallende oder ansteigende Versorgungs­ spannung wird von der Spannungsüberwachungsein­ richtung 5 erfaßt und von dem Signalgerät 12 optisch und/oder akustisch gemeldet, wobei zugleich die der Spannungsüberwachungseinrichtung 5 zugeordnete Um­ schalteinrichtung 8 anspricht und die Ausgänge 6 und 7 über die Spannungsüberwachungseinrichtung 5 und die Leitung 9 auf Notbetrieb mit dem zweiten Energie­ speicher 10 umschaltet.
Sobald die Störungsursache beseitigt ist und an dem ersten Energiespeicher 1 wieder normale Betriebs­ spannung anliegt, wird diese von der Spannungsüber­ wachungseinrichtung 5 erfaßt und die Umschaltein­ richtung 8 schaltet auf Normalbetrieb mit dem Energie­ speicher 1 zurück. Dabei wird das Signalgerät 12 ge­ wöhnlich abgeschaltet.
Eine infolge Entladung der zweiten Batterieeinheit 10a abfallende Spannung des zweiten Energiespeichers 10 wird von der Spannungsüberwachungseinheit 5 erfaßt, wobei die mit der Spannungsüberwachungseinheit 5 zusammenwirkende Ladeschalteinrichtung 11 anspricht und die zweite Batterieeinheit 10a über die Leitungen 9 und 4 zur Parallelladung zur ersten Batterieein­ heit 1a mit den Ladekreis 2 verbindet.
Eine infolge Ladung der ersten und zweiten Batterie­ einheit 1a und 10a bis kurz unterhalb der Ladeab­ schaltspannung angestiegene Ladespannung wird von der Spannungsüberwachungseinrichtung 5 erfaßt, wobei die Ladeschalteinrichtung anspricht und die zweite Batterie­ einheit 10a von dem Ladekreis 2 abschaltet, so daß die erste Batterieeinheit 1a bis zum Erreichen der Ladeab­ schaltspannung eine Einzelladung erhält.
Zur Beschleunigung des Ladevorgangs ist es vorteilhaft, wenn der zweite Energiespeicher 10 durch eine gegenüber der ersten Batterieeinheit 1a kapazitätsmäßig kleinere, zweite Batterieeinheit 10a gebildet wird.
Bei Bremsanlagen mit Zentralelektronik ist es vorteil­ haft, wenn die Spannungsüberwachungseinrichtung 5 hin­ sichtlich der Erfassung der für die erwähnten Um­ schaltungen vorgesehenen Ansprechwerte rechnerge­ steuert mit der Zentralelektronik zusammenwirkend angeordnet ist.
Bei Inbetriebnahme der Bremsanlage ist eine über die Spannungsüberwachungseinrichtung 5 und die Umschalt­ einrichtung 8 gesteuerte Umschaltung von dem zweiten Energiespeicher 10 auf den ersten Energiespeicher 1 vorgesehen, wobei die zweite Batterieeinheit 10a und die erste Batterieeinheit 1a oder aber wenigstens die zweite Batterieeinheit 10a vor Fahrtbeginn unter Last prüfbar sind.
Der in Fig. 2 dargestellte Ausschnitt einer Druck­ mittelbremsanlage zeigt abweichend von Fig. 1 eine elektrische Stromversorgungsanordnung auf, in welcher der erste Energiespeicher 1 über die Leitung 4 und eine Spannungsüberwachungseinrichtung 5a mit dem Ausgang 6 und der zweite Energiespeicher 10 über die Leitung 9 und eine Spannungsüberwachungsein­ richtung 5b mit dem Ausgang 7 verbunden sind. Dabei sind ein beispielsweise an dem Ausgang 6 ange­ schlossener erster Bremskreis und ein beispielsweise an dem Ausgang 7 angeschlossener zweiter Bremskreis einer zweikreisigen Druckmittelbremsanlage von dem ersten und zweiten Energiespeicher 1 und 10 bei Normalbetrieb getrennt versorgt.
Der Spannungsüberwachungseinrichtung 5a ist eine Um­ schalteinrichtung 8a zugeordnet, über welche der Aus­ gang 6 bei infolge einer Störung des ersten Energie­ speichers 1 kritisch absinkender oder ansteigender Versorgungsspannung über eine Verbindung 13 und die Leitung 9 zum Notbetrieb mit dem zweiten Energie­ speicher 10 verbindbar ist.
Der Spannungsüberwachungseinrichtung 5b ist eine Umschalteinrichtung 8b zugeordnet, über welche der Ausgang 7 bei infolge einer Störung des zweiten Energiespeichers 10 kritisch absinkender oder an­ steigender Versorgungsspannung über eine Verbindung 14 und die Leitung 4 zum Notbetrieb mit dem ersten Energiespeicher 1 verbindbar ist.
Den beiden Spannungsüberwachungseinrichtungen 5a und 5b ist wenigstens ein Signalgerät 12 zugeordnet, über welches eine Umschaltung auf Notbetrieb optisch und/oder akustisch anzeigbar ist.
Der Spannungsüberwachungseinrichtung 5b ist eine Lade­ schalteinrichtung 11a zugeordnet, über welche die zweite Batterieeinheit 10a in zu Fig. 1 genannter Weise zur Parallelladung zur Batterieeinheit 1a mit dem Ladekreis 2 verbindbar ist.
Der Spannungsüberwachungseinrichtung 5a ist eine Ver­ bindung 15 mit der Ladeschalteinrichtung 11a zuge­ ordnet, über welche die zweite Batterieeinheit 10a bei Ausfall der anderen Spannungsüberwachungsein­ richtung 5b in zuvor genannter Weise mit dem Lade­ kreis 2 verbindbar ist.
Bei Inbetriebnahme der Bremsanlage werden die erste und zweite Batterieeinheit 1a und 10a unter Last geprüft, wobei ein Ausfall des ersten und/oder zweiten Energiespeichers 1 und/oder 10 über das Signalgerät 12 optisch und/oder akustisch angezeigt wird.
Im übrigen gelten die Hinweise zu Fig. 1 über Ladung, Batteriekapazität und Zuordnung zur Zentralelektronik sinngemäß auch für Fig. 2.

Claims (7)

1. Druckmittelbremsanlage für Kraftfahrzeuge mit
  • a) Bremsgeräten, welche elektrisch ansteuerbar sind,
  • b) einem zur elektrischen Versorgung der Bremsgeräte angeordneten Energiespeicher (1), welcher aus einer mehrzelligen Batterieeinheit (1a) gebildet ist;
  • c) einem mit einem Generator (3) verbundenen Ladekreis (2), über welchen die Batterieeinheit (1a) aufladbar ist;
  • d) einem zweiten Energiespeicher (10), welcher durch Anordnung einer zweiten Batterieeinheit (10a) oder Aufteilung der ersten Batterieeinheit (1a) gebildet ist, wobei die zweite Batterieeinheit (10a) eine mit der Zellenanzahl der ersten Batterieeinheit (1a) übereinstimmende Zellenanzahl aufweist;
dadurch gekennzeichnet, daß
  • e) dem ersten und zweiten Energiespeicher (1 und 10) wenigstens eine Spannungsüberwachungseinrichtung (5 oder 5a und 5b) zugeordnet ist, über welche Störungen des ersten und/oder zweiten Energiespeichers (1 und/oder 10) erfaßbar sind,
  • f) die Spannungsüberwachungseinrichtung (5 oder 5a und 5b) einen mit der Druckmittelbremsanlage verbundenen Ausgang (6) und einen weiteren, mit einem zweiten Bremskreis der Druckmittelbremsanlage verbindbaren Ausgang (7) aufweist, wobei im Normalbetrieb entweder beide Ausgänge (6 und 7) mit dem ersten Energiespeicher (1) oder der eine Ausgang (6) mit dem ersten Energiespeicher (1) und der andere Ausgang (7) mit dem zweiten Energiespeicher (10) über die Spannungsüber­ wachungseinrichtung (5 oder 5a und 5b) verbunden sind;
  • g) der Spannungsüberwachungsrichtung (5 oder 5a und 5b) eine Um­ schalteinrichtung (8 oder 8a und 8b) zugeordnet ist, über welche die beiden Ausgange (6 und 7) bei Störung des ersten oder zweiten Energie­ speichers (1 oder 10) für Notbetrieb mit dem anderen Energiespeicher (1 oder 10) umschaltbar sind;
  • h) der Spannungsüberwachungseinrichtung (5 oder 5a und 5b) eine Ladeschalteinrichtung (11 oder 11 a) zugeordnet ist, über welche die zweite Batterieeinheit (10a) bei infolge Entladung reduzierter Spannung mit dem Ladekreis (2) verbindbar und bei infolge Aufladung ange­ stiegener Ladespannung von dem Ladekreis (2) abschaltbar ist.
2. Druckmittelbremsanlage nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Batterie­ einheit (10a) eine gegenüber der ersten Batterie­ einheit (1a) kleinere Batteriekapazität aufweist.
3. Druckmittelbremsanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Batterieein­ heit (10a) bei Verbindung mit dem Ladekreis (2) parallel zur ersten Batterieeinheit (1a) aufladbar angeordnet ist.
4. Druckmittelbremsanlage nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Batterie­ einheit (10a) über die Spannungsüberwachungsein­ richtung (5, 5a, 5b) und die Ladeschalteinrichtung (11, 11a) bei einer knapp unterhalb der Ladeabschalt­ spannung der ersten Batterieeinheit (1a) liegenden Ladespannung von dem Ladekreis (2) abschaltbar ist.
5. Druckmittelbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs­ überwachungseinrichtung (5 oder 5a und 5b) wenigstens ein Signalgerät (12) zugeordnet ist, über welches Störungen des ersten und/oder zweiten Energie­ speichers (1 und/oder 10) optisch und/oder akustisch anzeigbar sind.
6. Druckmittelbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) bei Normalbetrieb der eine Ausgang (6) über eine Spannungsüber­ wachungseinrichtung (5a) mit dem ersten Energiespeicher (1) und der andere Ausgang (7) über eine Spannungsüberwachungseinrichtung (5b) mit dem zweiten Energiespeicher (10) verbunden sind;
  • b) der einen Spannungsüberwachungseinrichtung (5a) eine Umschalteinrichtung (8a) und eine Ver­ bindung (13, 9) mit dem zweiten Energiespeicher (10) sowie der anderen Spannungsüberwachungs­ einrichtung (5b) eine Umschalteinrichtung (8b) und eine Verbindung (14, 4) mit dem ersten Energiespeicher (1) zugeordnet sind, über welche die beiden Ausgänge (6 und 7) bei Störung des ersten oder zweiten Energie­ speichers (1 oder 10) mit dem anderen Energie­ speicher (1 oder 10) verbindbar sind;
  • c) der mit dem zweiten Energiespeicher (10) ver­ bundenen Spannungsüberwachungseinrichtung (5b) eine Ladeschalteinrichtung (11a) zugeordnet ist, über welche die zweite Batterieeinheit (10a) mit dem Ladekreis (2) verbindbar ist;
  • d) der mit dem ersten Energiespeicher (1) ver­ bundenen Spannungsüberwachungseinrichtung (5a) eine Verbindung (15) mit der Ladeschaltein­ richtung (11a) zugeordnet ist, über welche die zweite Batterieeinheit (10a) bei Ausfall der anderen Spannungsüberwachungseinrichtung (5b) mit dem Ladekreis (2) verbind­ bar ist.
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