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Die Erfindung betrifft eine elektrisch steuerbare Bremsanlage für ein Fahrzeug-Gespann aus einem Zugfahrzeug und mindestens einem Anhänger, ein Fahrzeug-Gespann mit der Bremsanlage sowie ein Verfahren zum Steuern der Bremsanlage.
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Herkömmliche Fahrzeug-Gespanne weisen sowohl im Zugfahrzeug als auch im Anhänger ein Bremssystem auf, wobei Bremsanforderungen aus dem Zugfahrzeug pneumatisch und/oder elektrisch über ein Anhänger-Steuerventil und/oder eine Anhänger-Schnittstelle an das Anhänger-Bremssystem übertragen werden können, um auch den Anhänger entsprechend der Bremsvorgabe einbremsen zu können. Über das Anhänger-Steuerventil kann hierbei ein Anhänger-Steuerdruck, der vom Zugfahrzeug-Bremssystem in Abhängigkeit der Bremsanforderung erzeugt und ausgegeben wird, pneumatisch an das Anhänger-Bremssystem übertragen werden. Über die Anhänger-Schnittstelle können in bestimmten Fahrzeug-Gespannen weiterhin Bremsanforderungssignale auf elektronischem Wege vom Zugfahrzeug auf den Anhänger übertragen werden, wobei dies herkömmlicherweise über einen CAN-Datenbus auf standardisiertem Wege erfolgt.
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In elektro-pneumatisch gesteuerten Bremssystemen eines Fahrzeug-Gespanns wird die elektrische Ebene im Normalbetrieb zum rein elektrisch gesteuerten Abbremsen des Zugfahrzeuges sowie auch des Anhängers verwendet, wobei die elektrischen Steuersignale über die Anhänger-Schnittstelle auf den Anhänger übertragen werden können. Liegt ein elektrischer Defekt vor, wird in einem solchen Redundanzfall auf die pneumatische Ansteuerung sowohl im Zugfahrzeug als auch im Anhänger gewechselt, wobei die pneumatischen Steuersignale dann über ein Anhänger-Steuerventil auf den Anhänger übertragen werden.
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In bestimmten Ausführungen weisen Fahrzeug-Gespanne allerdings keine elektronische Ansteuerung des Anhängers über die Anhänger-Schnittstelle auf, so dass eine Übermittlung der Bremsanforderung oder einer davon abhängigen Größe über den CAN-Datenbus nicht zur Verfügung steht. Demnach kann das Anhänger-Bremssystem lediglich pneumatisch über den im Zugfahrzeug-Bremssystem erzeugten Anhänger-Steuerdruck angesteuert werden.
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Dies hat den Nachteil, dass die Bremsanforderung erst verzögert im Anhänger-Bremssystem ankommt, da aufgrund der Leitungslänge der pneumatischen Leitungen und eines Ansprech- und Druckanstiegsverhaltens bei Vorliegen eines bestimmten Anhänger-Steuerdruckes gewisse Schwellzeiten vorliegen. Damit ergibt sich eine gewisse Verzögerungszeit zwischen dem Eingang einer Bremsanforderung und einer pneumatisch gesteuerten Umsetzung über die Anhänger-Radbremsen. Dadurch wird der Anhänger erst nach dieser Verzögerungszeit vollständig gemäß der gewünschten Bremsanforderung abgebremst, wodurch sich die Bremswege des Fahrzeug-Gespanns verlängern. Da das Zugfahrzeug-Bremssystem im Normalbetrieb weiter elektrisch angesteuert wird, bremst das Zugfahrzeug zeitlich früher ein als der Anhänger, was zu einem zusätzlichen ungewollten Aufschieben des Anhängers auf das Zugfahrzeug führt.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, eine elektrisch steuerbare Bremsanlage, ein Fahrzeug-Gespann sowie ein Verfahren zum Steuern der Bremsanlage anzugeben, mit denen ein Fahrzeug-Gespann in sicherer und einfacher Weise mit kurzen Bremswegen abgebremst werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bremsanlage nach Anspruch 1 sowie ein Fahrzeug-Gespann und ein Verfahren nach den weiteren unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass in einer elektrisch steuerbaren Bremsanlage für ein Fahrzeug-Gespann aus einem Zugfahrzeug und einem Anhänger, mit einem Zugfahrzeug-Bremssystem zum Abbremsen des Zugfahrzeuges und einem Anhänger-Bremssystem zum Abbremsen des Anhängers, eine Zugfahrzeug-Steuereinrichtung des Zugfahrzeug-Bremssystems mit einem Zugfahrzeug-V2V-Modul und eine Anhänger-Steuereinrichtung des Anhänger-Bremssystems mit einem Anhänger-V2V-Modul jeweils verbunden sind, wobei zwischen dem Zugfahrzeug-V2V-Modul und dem Anhänger-V2V-Modul eine drahtlose V2V-Kommunikation ausgebildet ist zum drahtlosen Übermitteln eines V2V-Signals, wobei das V2V-Signal in dem Zugfahrzeug-V2V-Modul in Abhängigkeit der Bremsanforderung gebildet werden kann und wobei im Anhänger-Bremssystem in Abhängigkeit des drahtlos an das Anhänger-V2V-Modul übermittelten V2V-Signals Anhänger-Radbremsen angesteuert werden können, um eine im Zugfahrzeug vorgegebene Bremsanforderung auch zumindest teilweise über das Anhänger-Bremssystem zu bewirken.
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Unter V2V-Kommunikation wird dabei im Rahmen der Erfindung eine drahtlose Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Verbindung (Vehicle-to-Vehicle, V2V) verstanden, über die V2V-Signale zwischen verschiedenen Fahrzeugen drahtlos gemäß einem bestimmten Protokoll (Automotive WiFi 802.11p, 5G-Kommunikation, WLAN, Bluetooth, GRPS, IEEE 302.x, etc.) übermittelt werden können. Der Anhänger des Fahrzeug-Gespanns wird somit als weiteres Fahrzeug behandelt, mit dem vom Zugfahrzeug ausgehend über die V2V-Kommunikation kommuniziert werden kann.
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Eine derartige V2V-Kommunikation ist bereits im Rahmen von Kolonnenfahrten (Platooning, Konvoi) bekannt und wird insbesondere dazu verwendet, Fahrzeuge, die in geringen Abständen hintereinanderfahren, aufeinander abzustimmen. Aufgrund einer daraus resultierenden Verringerung von Reaktionszeiten können normale Sicherheitsabstände unterschritten werden, was zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauches über die gesamte Kolonne führt.
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Diese V2V-Kommunikationsmöglichkeit, die in neueren Zugfahrzeugen bereits vorhanden ist, um zwischen unterschiedlichen Fahrzeug-Gespannen Informationen auszutauschen, wird somit erfindungsgemäß dazu verwendet, innerhalb eines Fahrzeug-Gespanns Bremsanforderungen auszutauschen, indem im Anhänger ebenfalls ein Anhänger-V2V-Modul installiert wird, um zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger eine V2V-Verbindung herzustellen. Dadurch können Bremsanforderungen vorteilhafterweise schnell und zuverlässig vom Zugfahrzeug auf den eigenen Anhänger übertragen werden, so dass dieser zur Abbremsung des Fahrzeug-Gespanns beitragen kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Bremsanforderung in einem Fahrzeug-Gespann lediglich auf pneumatischem Wege von dem Zugfahrzeug auf den Anhänger übertragen werden kann und beispielsweise keine drahtgebundene CAN-Verbindung zur Verfügung steht. In dem Fall können Verzögerungszeiten bei der pneumatischen Übertragung der Bremsanforderung auf den Anhänger, die aufgrund von Schwellzeiten bzw. eines bestimmten Ansprech- und Druckanstiegsverhaltens auftreten, vermieden werden. Der Anhänger kann also mit einer geringen zeitlichen Verzögerung abgebremst werden, wodurch sich der Bremsweg verringert und ein Aufschieben auf das Zugfahrzeug vermieden werden kann.
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Als Bremsanforderung wird hierbei vorzugsweise eine über ein Bremsventil manuell vorgegebene Bremsanforderung verstanden, die beispielsweise in Form eines Soll-Druckes bzw. einer Soll-Verzögerung in der Zugfahrzeug-Steuereinrichtung vorliegen kann und sowohl im Zugfahrzeug über das Zugfahrzeug-Bremssystem als auch im Anhänger über das Anhänger-Bremssystem umgesetzt wird, indem in Abhängigkeit davon Bremsdrücke erzeugt und an die jeweiligen Radbremsen pneumatisch ausgesteuert werden. Die Bremsanforderung kann dazu in Abhängigkeit von Messsignalen eines Wegsensors und/oder eines Kraftsensors und/oder eines Drucksensors im Bremsventil erzeugt werden, die jeweils eine Betätigung des Bremsventils aufnehmen und aus deren Messsignalen die Bremsanforderung als Soll-Druck bzw. Soll-Verzögerung generiert werden kann. Die Bremsanforderung kann aber grundsätzlich auch in beliebiger Weise automatisiert (AEBS, Bremsventilaktuator, etc.) vorgegeben und in Form eines Soll-Druckes bzw. einer Soll-Verzögerung in der Zugfahrzeug-Steuereinrichtung vorliegen, die die automatisierte Bremsanforderung entsprechend auf das Anhänger-Bremssystem überträgt.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass einer Vorderachse und/oder einer Hinterachse des Zugfahrzeuges jeweils ein Druckmodulator des Zugfahrzeug-Bremssystems zugeordnet sind, wobei der jeweilige Druckmodulator einen Vorderachs-Bremsdruck und/oder einen Hinterachs-Bremsdruck an die jeweiligen Zugfahrzeug-Radbremsen aussteuern kann. Demnach handelt es sich vorzugsweise um ein pneumatisches Bremssystem, das Bremsdrücke pneumatisch an die Radbremsen aussteuert und um die Möglichkeit einer elektrischen Übertragung der Bremsanforderung auf den Anhänger erweitert ist. Somit ist lediglich dafür zu sorgen, dass die Bremsanforderung im Zugfahrzeug elektrisch vorliegt, was beispielsweise über eine Sensorik im Bremsventil erfolgen kann, und über die Zugfahrzeug-Steuereinrichtung an das Zugfahrzeug-V2V-Modul übermittelt wird.
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Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Druckmodulatoren elektrisch ansteuerbar sind, wobei die Zugfahrzeug-Steuereinrichtung des Zugfahrzeug-Bremssystems ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Bremsanforderung elektrische Steuersignale zu erzeugen und an den jeweiligen Druckmodulator auszugeben, wobei der jeweilige Druckmodulator in Abhängigkeit der elektrischen Steuersignale einen Vorderachs-Bremsdruck und/oder einen Hinterachs-Bremsdruck an die jeweiligen Zugfahrzeug-Radbremsen aussteuern kann. Somit kann ein elektropneumatisches Bremssystem im Zugfahrzeug verwendet werden, dessen Funktion durch die drahtlose Übertragung der Bremsanforderung vom Zugfahrzeug in den Anhänger erweitert werden kann. Vorteilhafterweise liegt in einem solchen Bremssystem bereits eine Bremsanforderung in elektrischer Form vor, so dass lediglich für eine elektrische Anbindung an ein Zugfahrzeug-V2V-Modul zu sorgen ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass die Druckmodulatoren auch pneumatisch ansteuerbar sind, wobei ein die Bremsanforderung aufnehmendes Bremsventil ausgebildet ist, einen von der Bremsanforderung abhängigen Vorderachs-Steuerdruck und/oder Hinterachs-Steuerdruck an den jeweiligen Druckmodulator pneumatisch auszusteuern, wobei der jeweilige Druckmodulator in Abhängigkeit des jeweiligen pneumatischen Steuerdruckes einen Vorderachs-Bremsdruck und/oder einen Hinterachs-Bremsdruck an die jeweiligen Zugfahrzeug-Radbremsen aussteuern kann, wobei das Bremsventil dann auch ausgebildet ist, die Bremsanforderung elektrisch an die Zugfahrzeug-Steuereinrichtung des Zugfahrzeug-Bremssystems zu übermitteln. Somit kann vorteilhafterweise eine rein pneumatische oder in Kombination mit der elektrischen Ansteuerung auch eine redundant pneumatische Ansteuerung der Druckmodulatoren vorgesehen sein, denen die elektrische Übertragung der Bremsanforderung auf den Anhänger im Rahmen einer Funktionserweiterung überlagert ist.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass das Zugfahrzeug-Bremssystem in Abhängigkeit der Bremsanforderung einen Anhänger-Steuerdruck an das Anhänger-Bremssystem vorgeben kann und das Anhänger-Bremssystem in Abhängigkeit des vorgegebenen Anhänger-Steuerdruckes Anhänger-Radbremsen ansteuern kann, wobei der Anhänger-Steuerdruck in Abhängigkeit des Vorderachs-Bremsdruckes und/oder des Hinterachs-Bremsdruckes erzeugt und an das Anhänger-Bremssystem vorgeben werden kann. Im Falle einer pneumatischen Ansteuerung der Druckmodulatoren im Zugfahrzeug kann als Anhänger-Steuerdruck direkt der Vorderachs-Steuerdruck und/oder der Hinterachs-Steuerdruck verwendet werden, die vom Bremsventil ausgesteuert werden. Damit wird vorteilhafterweise eine redundante Ansteuermöglichkeit des Anhänger-Bremssystems in Abhängigkeit der Bremsanforderung ausgehend vom Zugfahrzeug-Bremssystem ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Anhänger-Bremssystem einen Anhänger-Druckmodulator aufweist, wobei der Anhänger-Druckmodulator einen Anhänger-Bremsdruck an die jeweiligen Anhänger-Radbremsen aussteuern kann, wobei der Anhänger-Druckmodulator elektrisch ansteuerbar ist, wobei die Anhänger-Steuereinrichtung des Anhänger-Bremssystems ausgebildet ist, in Abhängigkeit der über das V2V-Signal übermittelten Bremsanforderung elektrische Anhänger-Steuersignale zu erzeugen und an den Anhänger-Druckmodulator auszugeben, wobei der Anhänger-Druckmodulator in Abhängigkeit der elektrischen Anhänger-Steuersignale einen Anhänger-Bremsdruck an die jeweiligen Anhänger-Radbremsen aussteuern kann. Demnach kann eine einfache pneumatische Umsetzung der über die V2V-Kommunikation übertragenen Bremsanforderung im Anhänger erreicht werden.
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Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass der Anhänger-Druckmodulator auch pneumatisch ansteuerbar ist, wobei der Anhänger-Druckmodulator in Abhängigkeit des pneumatischen Anhänger-Steuerdruckes einen Anhänger-Bremsdruck an die jeweiligen Anhänger-Radbremsen aussteuern kann. Somit kann der Anhänger-Bremsdruck in einer pneumatischen Rückfallebene auch in Abhängigkeit des Anhänger-Steuerdruckes ausgesteuert werden, so dass auch bei einem elektrischen Defekt und/oder einer ausbleibenden Übertragung über die V2V-Kommunikation eine Abbremsung über den Anhänger bewirkt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Fahrzeug-Gespann mit der soeben beschriebenen elektrisch steuerbaren Bremsanlage vorgesehen, wobei das Zugfahrzeug-Bremssystem in einem Zugfahrzeug des Fahrzeug-Gespanns und das Anhänger-Bremssystem in einem Anhänger des Fahrzeug-Gespanns angeordnet sind und das Zugfahrzeug-Bremssystem mit dem Anhänger-Bremssystem über eine drahtlose V2V-Kommunikation derartig verbunden ist, dass zwischen dem Zugfahrzeug-Bremssystem und dem Anhänger-Bremssystem drahtlos V2V-Signale ausgetauscht werden können, wobei das V2V-Signal in Abhängigkeit einer Bremsanforderung gebildet ist und wobei im Anhänger-Bremssystem in Abhängigkeit des drahtlos übermittelten V2V-Signals Anhänger-Radbremsen angesteuert werden können.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern der elektrisch steuerbaren Bremsanlage sind mindestens die folgenden Schritte vorgesehen:
- - Erzeugen eines V2V-Signals in dem Zugfahrzeug-V2V-Modul in Abhängigkeit einer im Zugfahrzeug-Bremssystem vorliegenden Bremsanforderung und drahtloses Übermitteln des V2V-Signals an das Anhänger-V2V-Modul über die drahtlose V2V-Kommunikation;
- - Ansteuern der Anhänger-Radbremsen im Anhänger-Bremssystem in Abhängigkeit des drahtlos übermittelten V2V-Signals.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Zugfahrzeug-Steuereinrichtung des Zugfahrzeug-Bremssystems ein Zugfahrzeug-Bremsanforderungssignal in Abhängigkeit der Bremsanforderung erzeugt und an das Zugfahrzeug-V2V-Modul ausgibt, wobei das Zugfahrzeug-V2V-Modul aus dem Zugfahrzeug-Bremsanforderungssignal das V2V-Signal bildet und das V2V-Signal drahtlos an das Anhänger-V2V-Modul überträgt, wobei das Anhänger-V2V-Modul aus dem V2V-Signal ein Anhänger-Bremsanforderungssignal bildet und an die Anhänger-Steuereinrichtung ausgibt, und die Anhänger-Steuereinrichtung das Anhänger-Bremssystem anhand des Anhänger-Bremsanforderungssignal elektrisch ansteuert zur Erzeugung und Aussteuerung des Anhänger-Bremsdruckes an die Anhänger-Radbremsen in Abhängigkeit der Bremsanforderung. Damit wird in wenigen Schritten eine entsprechende Signalübertragung gewährleistet.
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Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Anhänger-V2V-Modul in einem Kopplungsvorgang zunächst identifiziert wird, wobei dazu zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger über einen von der V2V-Kommunikation abweichenden Signalweg Identifikations-Signale übertragen werden und die Identifikations-Signale über die V2V-Kommunikation verifiziert werden. Somit kann in einfacher Weise erkannt werden, welches V2V-Modul tatsächlich zum eigenen Anhänger gehört, so dass Fehlansteuerungen von anderen Anhänger-Bremssystemen vermieden werden können.
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Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass zum Identifizieren eines Anhänger-V2V-Moduls während des Kopplungsvorganges über eine elektrische Signalleitung als abweichender Signalweg eine, vorzugsweise modulierte, Bremslicht- und/oder Blinklichtanforderung als Identifikations-Signal vom Zugfahrzeug auf den Anhänger übertragen wird und das Anhänger-V2V-Modul als zum eigenen Anhänger zugehörig abgespeichert wird, wenn das Vorhandensein der, vorzugsweise modulierten, Bremslicht- und/oder Blinklichtanforderung im Anhänger über dieses Anhänger-V2V-Modul und die V2V-Kommunikation zurück an das Zugfahrzeug gemeldet wird. Demnach kann zur Identifikation ein elektrisches Signal auf den Anhänger übertragen werden, das dort erkannt und über die V2V-Kommunikation verifiziert werden kann, indem das Vorhandensein im Anhänger an das Zugfahrzeug zurück gemeldet wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Anhänger-V2V-Modul im eigenen Anhänger angeordnet ist. Folgende Bremsanforderungen können dann an dieses Anhänger-V2V-Modul übertragen werden.
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Bevorzugt kann auch vorgesehen sein, dass zum Identifizieren eines Anhänger-V2V-Moduls während des Kopplungsvorganges über eine pneumatische Signalleitung als abweichender Signalweg ein, vorzugsweise modulierter, Anhänger-Steuerdruck als (pneumatisches) Identifikations-Signal vom Zugfahrzeug auf den Anhänger übertragen wird und das Anhänger-V2V-Modul als zum eigenen Anhänger zugehörig abgespeichert wird, wenn das Vorhandensein des, vorzugsweise modulierten, Anhänger-Steuerdruckes im Anhänger über dieses Anhänger-V2V-Modul und die V2V-Kommunikation zurück an das Zugfahrzeug gemeldet wird. Demnach kann zur Identifikation ein pneumatisches Signal auf den Anhänger übertragen werden, das dort erkannt und über die V2V-Kommunikation verifiziert werden kann, indem das Vorhandensein im Anhänger an das Zugfahrzeug zurück gemeldet wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Anhänger-V2V-Modul im eigenen Anhänger angeordnet ist. Folgende Bremsanforderungen können dann an dieses Anhänger-V2V-Modul übertragen werden.
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Es können auch weitere Identifikations-Signale in Frage kommen, die über einen von der V2V-Kommunikation abweichenden Signalweg - auch drahtlos - aus dem Zugfahrzeug auf den Anhänger übertragen werden können und über die V2V-Kommunikation verifiziert werden.
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Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass zum Identifizieren eines Anhänger-V2V-Moduls während des Kopplungsvorganges über eine gewisse Kopplungszeit von vorzugsweise zwischen 5 und 15 Minuten das Vorhandensein von Anhänger-V2V-Modulen in einem Sende- und Empfangsbereich des Zugfahrzeug-V2V-Moduls überwacht wird und ein Anhänger-V2V-Modul als zum eigenen Anhänger zugehörig abgespeichert wird, wenn festgestellt wird, dass sich dieses Anhänger-V2V-Modul während der Kopplungszeit dauerhaft im Sende- und Empfangsbereich des Zugfahrzeug-V2V-Moduls befindet. Dadurch kann in einfacher Weise und mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits ohne ein Identifikations-Signal sichergestellt werden, dass das Anhänger-V2V-Modul im eigenen Anhänger angeordnet ist. Folgende Bremsanforderungen können dann an dieses Anhänger-V2V-Modul übertragen werden. Um jedoch Fehleinschätzungen zu vermeiden, die beispielsweise dadurch auftreten, dass sich ein anderes Fahrzeug dauerhaft neben dem eigenen Fahrzeug im Sende- und Empfangsbereich befindet, kann diese Identifikationsmöglichkeit mit den anderen Identifikationsmöglichkeiten unter Verwendung des Identifikations-Signals kombiniert werden, um Ergebnisse zu plausibilisieren. Alternativ kann auch nur eine oder können auch beide Identifikationsmöglichkeiten unter Verwendung des Identifikations-Signals angewandt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Fahrzeug-Gespann mit Bremssystemen in einem Zugfahrzeug und einem Anhänger;
- 2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeug-Gespanns 1 aus einem Zugfahrzeug Z und einem Anhänger A, wobei das Fahrzeug-Gespann 1 auch mehr als einen Anhänger A aufweisen kann. Das Zugfahrzeug Z und jeder Anhänger A weisen jeweils ein elektronisch steuerbares Bremssystem 2Z, 2A auf, über das Zugfahrzeug-Radbremsen 3Z im Zugfahrzeug Z bzw. Anhänger-Radbremsen 3A im Anhänger A pneumatisch betätigt werden können, um das gesamte Fahrzeug-Gespann 1 abzubremsen. Die elektronisch steuerbaren Bremssysteme 2Z, 2A sind in 1 stark vereinfacht dargestellt. Die beiden Bremssysteme 2Z, 2A wirken über das gesamte Fahrzeug-Gespann 1 miteinander zusammen und bilden eine erfindungsgemäße Bremsanlage 20 aus.
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Dabei ist vorgesehen, dass eine Bremsanforderung BA von einer Zugfahrzeug-Steuereinrichtung 4Z elektrisch aufgenommen und verarbeitet wird, um in Abhängigkeit davon elektrische Steuersignale SV, SH zu erzeugen und diese an elektropneumatische Druckmodulatoren 5V, 5H einer Vorderachse V bzw. einer Hinterachse H des Zugfahrzeuges Z auszugeben. In dieser elektrisch gesteuerten Ebene wird von den elektropneumatischen Druckmodulatoren 5V, 5H in Abhängigkeit der Bremsanforderung BA ein bestimmter Vorderachs-Bremsdruck pBV bzw. Hinterachs-Bremsdruck pBH an die jeweiligen Zugfahrzeug-Radbremsen 3Z pneumatisch ausgesteuert, indem beispielsweise eine Einlassventil-Auslassventil-Kombination im jeweiligen Druckmodulator 5V, 5H in Abhängigkeit der Steuersignale SV, SH angesteuert wird.
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Die Bremsanforderung BA kann hierbei manuell durch einen Fahrer über ein zweikanaliges Bremsventil 8 vorgegeben werden oder aber automatisiert durch ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem. Dazu weist das Bremsventil 8 einen elektrischen Ausgang auf, über den ein die manuelle Bremsanforderung BA charakterisierendes elektrisches Signal an die Zugfahrzeug-Steuereinrichtung 4Z zur Weiterverarbeitung ausgegeben werden kann. Das Bremsventil 8 kann dazu beispielsweise Sensoren (nicht dargestellt) aufweisen, die einen Betätigungsweg und/oder eine Betätigungskraft und/oder einen Steuerdruck pSV, pSH messen, die jeweils die Bremsanforderung BA charakterisieren. In Abhängigkeit der sensierten Bremsanforderung BA werden dann die elektrischen Signale ausgeben.
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Im Falle einer manuellen Bremsanforderung BA über das Bremsventil 8 kann eine pneumatische Rückfallebene ausgebildet werden, bei der die Druckmodulatoren 5V, 5H - bei einem elektrischen Defekt - nicht elektrisch über die Steuersignale SV, SH angesteuert werden, sondern vom Bremsventil 8 pneumatisch über einen der Bremsanforderung BA entsprechenden Vorderachs-Steuerdruck pSV bzw. Hinterachs-Steuerdruck pSH. Dieser wird von den Druckmodulatoren 5V, 5H entsprechend luftmengenverstärkt und als Bremsdruck pBV, pBH an die jeweiligen Zugfahrzeug-Radbremsen 3Z ausgegeben.
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Um auch eine Abbremsung des Anhängers A über dessen Anhänger-Bremssystem 2A zu ermöglichen, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Vorderachs-Steuerdruck pSV über eine Abzweigung 9 als Anhänger-Steuerdruck pST an ein Anhänger-Steuerventil 6 übertragen wird. Der Anhänger-Steuerdruck pST wird über das Anhänger-Steuerventil 6 an einen Anhänger-Druckmodulator 7 des Anhänger-Bremssystems 2A geführt, wobei der Anhänger-Druckmodulator 7 einen entsprechenden Anhänger-Bremsdruck pBT an die einzelnen Anhänger-Radbremsen 3A luftmengenverstärkt aussteuert. Sowohl im Zugfahrzeug Z als auch im Anhänger A können die ausgesteuerten Bremsdrücke pBV, pBH, pBT im Rahmen einer ABS-Regelung modifiziert, d.h. gehalten oder reduziert werden, um ein Blockieren der Räder zu verhindern.
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Gemäß dieser Ausführungsform ist zur Übermittlung der Bremsanforderung BA von dem Zugfahrzeug Z auf den Anhänger A keine elektrische Verbindung zwischen dem Zugfahrzeug Z und dem Anhänger A über eine herkömmliche Anhänger-Schnittstelle vorgesehen. Demnach kann das Anhänger-Bremssystem 2A zunächst lediglich pneumatisch über das Anhänger-Steuerventil 6 in Abhängigkeit des Anhänger-Steuerdruckes pST angesteuert werden. Da aufgrund eines bestimmten Ansprech- und Druckanstiegsverhaltens bei Vorliegen eines bestimmten Anhänger-Steuerdruckes pST gewisse Schwellzeiten vorliegen, ergibt sich eine gewisse Verzögerungszeit zwischen dem Eingang einer Bremsanforderung BA und einer pneumatisch gesteuerten Umsetzung durch die Anhänger-Radbremsen 3A. Um dies zu vermeiden, ist neben der pneumatischen Ansteuerung des Anhänger-Bremssystems 2A ergänzend eine elektrische Ansteuerung über eine V2V-Kommunikation 10 vorgesehen. Diese ermöglicht es, zwischen dem Zugfahrzeug Z und dem Anhänger A sowie ggf. mit weiteren Anhängern drahtlos V2V-Signale SV2V zu übertragen. Die V2V-Signale SV2V werden dabei insbesondere in Abhängigkeit der aktuell vorliegenden Bremsanforderung BA gebildet, beispielsweise in Abhängigkeit von Sollwerten für einen Druck oder eine Verzögerung, die z.B. aus den elektrischen Signalen vom Bremsventil 8 gebildet werden.
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Um eine derartige Ansteuerung des Anhänger-Bremssystems 2A zu ermöglichen, ist sowohl im Zugfahrzeug Z als auch im Anhänger A ein V2V-Modul 11 Z, 11 A vorgesehen, die mit den jeweiligen Steuereinrichtungen 4A, 4Z des jeweiligen Bremssystems 2A, 2Z verbunden sind und BremsAnforderungssignale SZB, SAB austauschen können. Im Zugfahrzeug Z kann demnach von der Zugfahrzeug-Steuereinrichtung 4Z ein der Bremsanforderung BA entsprechendes Zugfahrzeug-Bremsanforderungssignal SZB erzeugt und an das Zugfahrzeug-V2V-Modul 11 Z übertragen werden. Dieses überträgt daraufhin die Bremsanforderung BA oder eine davon abhängige Größe entsprechend moduliert über das V2V-Signal SV2V drahtlos an das Anhänger-V2V-Modul 11 A. Dieses demoduliert das V2V-Signal SV2V und gibt ein Anhänger-Bremsanforderungssignal SAB an die Anhänger-Steuereinrichtung 4A aus, die wiederum über ein elektrisches Anhänger-Steuersignal ST den Anhänger-Druckmodulator 7 ansteuert. Der Anhänger-Druckmodulator 7 generiert daraufhin aus einem Druckmittelvorrat den entsprechenden Anhänger-Bremsdruck pBT und steuert diesen an die Anhänger-Radbremsen 3A aus.
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Dadurch kann eine wesentlich schnellere Übertragung der Bremsanforderung BA oder einer davon abhängigen Größe vom Zugfahrzeug Z auf den Anhänger A erreicht werden, da sich bei einer elektrischen Übertragung über das V2V-Signal SV2V gegenüber der pneumatischen Übertragung über den Anhänger-Steuerdruck pST geringere Verzögerungszeiten ergeben.
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In neueren Zugfahrzeugen Z können dabei bereits Zugfahrzeug-V2V-Module 11Z vorhanden sein, die beispielsweise im Rahmen einer Kolonnenfahrt (Platooning, Konvoi, etc.) genutzt werden, um das Fahrverhalten von aufeinanderfolgenden Fahrzeugen aufeinander abzustimmen. Demnach ist lediglich eine Schnittstelle zur Zugfahrzeug-Steuereinrichtung 4Z zu schaffen, um die Bremsanforderung BA über das Zugfahrzeug-Bremsanforderungssignal SZB übertragen zu können, und ein Anhänger-V2V-Modul 11 A nachzurüsten, das mit der Anhänger-Steuereinrichtung 4A verbunden ist. Weiterhin ist der Anhänger-Druckmodulator 7 vergleichbar zum Hinterachs-Druckmodulator 5H im Zugfahrzeug Z elektrisch ansteuerbar auszuführen, so dass eine pneumatische Ansteuerung des Anhänger-Bremssystems 2A lediglich im Redundanzfall, d.h. wenn eine elektrische Ansteuerung nicht möglich ist, durchgeführt wird.
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Sollen weitere Anhänger des Fahrzeug-Gespanns 1 mit einer derartigen elektrischen Bremssteuerung erweitert werden, sind entsprechend weitere V2V-Module 11A zu installieren.
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Um z.B. zu Beginn einer Fahrt eine Kopplung zwischen den einzelnen V2V-Modulen 11Z, 11A zu ermöglichen und dabei zu vermeiden, dass eine Verbindung zu einem V2V-Modul eines benachbarten Fahrzeuges 11Z, 11 A hergestellt wird, ist in einem Kopplungsvorgang K vorgesehen, über eine gewisse Kopplungszeit tK von beispielsweise zwischen 5 und 15 Minuten das Vorhandensein von V2V-Modulen in einem Sende- und Empfangsbereich C des Zugfahrzeug-V2V-Moduls 11Z zu überwachen. Wird dabei festgestellt, dass sich ein bestimmtes V2V-Modul während der Kopplungszeit tK dauerhaft im Sende- und Empfangsbereich C des Zugfahrzeug-V2V-Moduls 11 Z befindet, so kann mit großer Wahrscheinlichkeit darauf geschlossen werden, dass es sich um ein V2V-Modul im eigenen Anhänger A (Anhänger-V2V-Modul 11 A) handelt, da sich dieser über diesen Zeitraum hinter dem Zugfahrzeug Z befindet.
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Dabei können allerdings auch Fehleinschätzungen dadurch auftreten, dass sich das Fahrzeug-Gespann 1 in einem Platoon befindet und/oder sich längere Zeit benachbart zu einem anderen Fahrzeug mit V2V-Schnittstelle bewegt und dadurch eine dauerhafte drahtlose Verbindung über das Zugfahrzeug-V2V-Modul 11Z zu einem vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeug hergestellt ist. Um dies zu vermeiden können auch Nebenbedingungen festgelegt werden, beispielsweise, dass ein Kopplungsvorgang K lediglich im Stillstand des Fahrzeug-Gespanns 1 stattfindet. Aber auch dann kann es auf einem Parkplatz oder bei einem Stau während des Stillstandes zu einer drahtlosen V2V-Verbindung zu umliegenden Fahrzeugen kommen.
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Um diese Fehleinschätzungen zu vermeiden, kann gemäß einer ergänzenden oder alternativen Ausführung vorgesehen sein, dass zwischen dem Zugfahrzeug Z und dem Anhänger A über die V2V-Kommunikation 10 und über einen davon abweichenden Signalweg 12 Identifikations-Signale I ausgetauscht werden, die gegeneinander verifiziert werden. Beispielsweise kann über eine elektrische Signalleitung 12a als abweichender Signalweg 12 während des Kopplungsvorganges K eine entsprechend modulierte Bremslicht- und/oder Blinklichtanforderung LA als Identifikations-Signal I vom Zugfahrzeug Z auf den Anhänger A übertragen werden. Im Anhänger A wird die modulierte Bremslicht- und/oder Blinklichtanforderung LA als Identifikations-Signal von einer Lichtsteuerung 13 aufgenommen. Gleichzeitig wird die Bremslicht- und/oder Blinklichtanforderung LA über die V2V-Kommunikation 10 verifiziert, indem das Vorhandensein der Bremslicht- und/oder Blinklichtanforderung LA im Anhänger A von der Lichtsteuerung 13 über das Anhänger-V2V-Modul 11 A zurück an das Zugfahrzeug Z gemeldet wird. Dieses Anhänger-V2V-Modul 11 A kann dann als zum Anhänger A zugehörig abgespeichert werden, wenn die übermittelte modulierte Bremslicht- und/oder Blinklichtanforderung LA auch im Anhänger A vorliegt und von diesem Anhänger-V2V-Modul 11 A zurückgemeldet wurde.
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Weiterhin kann zumindest beim Kopplungsvorgang K eine überwachte pneumatische Ansteuerung des Anhänger-Bremssystems 2A über den Anhänger-Steuerdruck pST, d.h. über eine pneumatische Signalleitung 12b als abweichender Signalweg 12, erfolgen, wobei der Anhänger-Steuerdruck pST entsprechend moduliert werden kann. Demnach liegt ein pneumatisches Identifikations-Signal I vor. Im Rahmen einer Überwachung wird z.B. durch die Anhänger-Steuereinrichtung 4A der modulierte Anhänger-Steuerdruck pST ermittelt, z.B. über einen Drucksensor im Anhänger-Druckmodulator 7, und dieser über das V2V-Signal SV2V vom Anhänger-V2V-Modul 11A an das Zugfahrzeug Z gemeldet. Stimmt der gemeldete Anhänger-Steuerdruck pST mit dem vorher pneumatisch ausgesteuerten Anhänger-Steuerdruck pST überein, kann der Koppelvorgang K abgeschlossen werden, wobei das jeweils übermittelnde Anhänger-V2V-Modul 11A als zum eigenen Anhänger A gehörig abgespeichert und in folgenden Bremsvorgängen als Schnittstelle zum Anhänger-Bremssystem 2A genutzt werden kann. Die pneumatische Ansteuerung dient dann lediglich der Redundanz.
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Gemäß 2 kann das erfindungsgemäße Verfahren demnach wie folgt ausgeführt werden. Zunächst findet in einem anfänglichen Schritt St0 eine Initialisierung statt, beispielsweise mit dem Starten des Zugfahrzeuges Z. In einem ersten Schritt St1 wird der oben beschriebene Kopplungsvorgang K gestartet, um das mindestens eine eigene Anhänger-V2V-Modul 11A zu identifizieren, wobei dazu über die Kopplungszeit tK eine Überwachung der Umgebung stattfinden kann und/oder über den abweichenden Signalweg 12 Identifikations-Signale I an den Anhänger A übermittelt und über die V2V-Kommunikation 10 verifiziert werden können. In einem zweiten Schritt St2 wird bei Vorliegen einer Bremsanforderung BA ein entsprechendes V2V-Signal SV2V gebildet und über das Zugfahrzeug-V2V-Modul 11 Z drahtlos an das eigens identifizierte Anhänger-V2V-Modul 11A im Anhänger A übermittelt. In einem dritten Schritt St3 findet eine Umsetzung der Bremsanforderung BA anhand des elektrisch übermittelten V2V-Signals SV2V statt, indem vom Anhänger-Druckmodulator 7 elektro-pneumatisch ein entsprechende Anhänger-Bremsdruck pBT erzeugt und an die Anhänger-Radbremsen 3A ausgesteuert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug-Gespann
- 2A
- Anhänger-Bremssystem
- 2Z
- Zugfahrzeug-Bremssystem
- 3A
- Anhänger-Radbremsen
- 3Z
- Zugfahrzeug-Radbremsen
- 4A
- Anhänger-Steuereinrichtung
- 4Z
- Zugfahrzeug-Steuereinrichtung
- 5V
- Vorderachs-Druckmodulator
- 5H
- Hinterachs-Druckmodulator
- 6
- Anhänger-Steuerventil
- 7
- Anhänger-Druckmodulator
- 8
- Bremsventil
- 9
- Abzweigung
- 10
- V2V-Kommunikation
- 11Z
- Zugfahrzeug-V2V-Modul
- 11 A
- Anhänger-V2V-Modul
- 12
- Signalweg
- 12a
- elektrische Signalleitung
- 12b
- pneumatische Signalleitung
- 13
- Lichtsteuerung
- 20
- Bremsanlage
- A
- Anhänger
- BA
- Bremsanforderung
- C
- Sende- und Empfangsbereich
- I
- Identifikations-Signale
- K
- Kopplungsvorgang
- LA
- Blinklicht-/Bremslichtanforderung
- pBH
- Hinterachs-Bremsdruck
- pBT
- Anhänger-Bremsdruck
- pBV
- Vorderachs-Bremsdruck
- pSH
- Hinterachs-Steuerdruck
- pST
- Anhänger-Steuerdruck
- pSV
- Vorderachs-Steuerdruck
- SAB
- Anhänger-Bremsanforderungssignal
- SH
- Hinterachs-Steuersignal
- ST
- Anhänger-Steuersignal
- SV
- Vorderachs-Steuersignal
- SV2V
- V2V-Signale
- SZB
- Zugfahrzeug-Bremsanforderungssignal
- tK
- Kopplungszeit
- Z
- Zugfahrzeug
- St0, St1, St2, St3
- Schritte des Verfahrens
