DE102020131621A1 - Nutzfahrzeug-Bremssystem - Google Patents

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Kristoffer Nilsson
Pontus Fyhr
Fredrik Lundberg
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HALDEX AB, SE
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Haldex Brake Products AB
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) mit einem ersten elektronisch gesteuerten Ventil (12a), über welches der pneumatische Bremsdruck an einem ersten pneumatischen Bremsaktuator (3a) eines ersten Fahrzeugrades vorgebbar ist, und einem ersten Umschaltventil (4a). Das Umschaltventil (4a) ist zwischen dem ersten Ventil (12a) und dem ersten Bremsaktuator (3a) angeordnet ist. Das Umschaltventil (4a) weist eine erste Betriebsstellung auf, in der das erste Umschaltventil (4a) eine Verbindung des ersten Bremsaktuators (3a) mit einer ersten Redundanzleitung (34) absperrt, und eine zweite Betriebsstellung auf, in der das erste Umschaltventil (4a) den ersten Bremsaktuator (3a) mit der ersten Redundanzleitung (34) verbindet. Erfindungsgemäß ist dem ersten Bremsaktuator (3a) ein erstes elektronisch gesteuertes ABS-Ventil (36a) vorgeordnet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug-Bremssystem, welches beispielsweise für ein Zugfahrzeug oder einen Anhänger oder einen Fahrzeugzug bestehend aus einem Zugfahrzeug und mindestens einem Anhänger eingesetzt werden kann. Das Nutzfahrzeug-Bremssystem verfügt über ein Schwenkankerventil, über welches der pneumatische Bremsdruck an einem pneumatischen Bremsaktuator eines Fahrzeugrads vorgegeben werden kann.
  • STAND DER TECHNIK
  • GB 1 719 309.5 offenbart ein Schwenkankerventil, bei dem der Schwenkanker keinen Betätigungsstößel aufweist, der mit einem Ventilkörper des Einlassventils oder Auslassventils in Wechselwirkung tritt. Stattdessen weist hier der Schwenkanker eine balkenförmige Konfiguration aus. In einem geschlossenen Betriebszustand tritt die Oberfläche des balkenartigen Schwenkankers unter Abdichtung in Kontakt mit einem Ventilsitz des Gehäuses. Möglich ist, dass eine automatische Ausrichtung des Ventilsitzes erfolgt, um eine gute Abdichtung zwischen dem Schwenkanker und dem Ventilsitz zu gewährleisten. Das Schwenkankerventil kann mono-stabil sein, so dass dieses ohne elektrische Beaufschlagung einen vorbestimmten Schaltzustand einnimmt. Dieser vorbestimmte Schaltzustand wird auch als „fail safe mode“ oder als „Rückfall-Modus“ bezeichnet. Die Patentanmeldung schlägt die Verwendung zusätzlicher Spulen anstelle von Permanentmagneten vor zur Sicherung eines eingenommenen Betriebszustands des Schwenkankerventils. Das Schwenkankerventil kann einen Sensor aufweisen, insbesondere einen Hall-Sensor, um die elektrische Beaufschlagung der Spule zu steuern oder zu regeln. Elektrische Leistung kann von einer oder mehreren Batterien oder einem oder mehreren elektrischen Generatoren des Fahrzeugs oder Anhängers bereitgestellt werden. Bei Verwendung von Permanentmagneten zur Sicherung einer eingenommenen Schaltstellung des Schwenkankerventils kann ein Permanentmagnet, der eine erste Schaltstellung sichert, schwächer sein als ein zweiter Permanentmagnet, der für die Sicherung einer andern Schaltstellung verantwortlich ist. Der schwächere Permanentmagnet kann durch einen Elektromagneten unterstützt sein. Zur Gewährleistung des Rückfall-Modus kann der flexible Schwenkanker eine vorbestimmte Krümmung in Richtung des Schaltzustands, der den Rückfall-Modus darstellt, aufweisen. Der flexible Schwenkanker kann einen laminierten Abschnitt mit mehreren Schichten aufweisen, wobei eine der Schichten vorgespannt sein kann zur Bereitstellung der vorbestimmten Biegung oder Krümmung.
  • Die Patentanmeldung mit der Anmeldungs-Nr. GB 1 904 957.6 schlägt vor, den Betriebszustand eines Schwenkankerventils zu überwachen durch Einsatz einer Überwachungseinrichtung auf Basis eines Signals von Dehnungsmessstreifen oder auf ein Feld reagierenden Transistoren oder dem Ausmaß einer Veränderung eines Stroms durch einen Elektromagneten, der das Schwenkankerventil mit einem Biegemoment beaufschlagt, zu überwachen. Die Überwachungseinrichtung ermittelt, wenn der Schwenkanker verklemmt ist. Für die Überwachung kann der Elektromagnet mit einer Test-Beaufschlagung mit einem vorbestimmten Profil des Stromverlaufs beaufschlagt werden. Die Überwachung kann basieren auf einem Vergleich des tatsächlichen Stromverlaufs durch den Elektromagneten mit einem erwarteten Stromverlauf durch den Elektromagneten. Es ist auch möglich, eine erwartete Veränderung in dem Ausgangssignal des Dehnungsmessstreifens zu analysieren oder ein Ausgangssignal eines auf das aktuelle Feld reagierenden Transistors mit einem erwarteten Ausgangssignal zu vergleichen. Auch vorgeschlagen wird eine Analyse einer Störung der Pulsbreite des Modulations-Musters des auf ein Feld reagierenden Transistors.
  • Eine weitere konstruktive Ausgestaltung eines Schwenkankerventils mit drei Anschlüssen, wobei in einer ersten Ventilstellung der erste Anschluss offen ist, in einer zweiten Ventilstellung der zweite Anschluss offen ist und in einer dritten Ventilstellung der erste Anschluss und der zweite Anschluss geschlossen ist, ist in der Patentanmeldung GB 1 806 527.6 offenbart.
  • Die Patentanmeldung GB 1 719 415.0 offenbart ein Fahrzeugbremssystem mit radseitigen Radbremseinheiten, wobei eine Bremsmoment-Steuereinheit mit einer zentralen Steuereinheit kommuniziert zur Steuerung eines zugeordneten Bremsaktuators zur Applikation eines Bremsmoments. Die radseitigen Radbremseinheiten können Diagnoseeinheiten aufweisen. Weiterhin kann ein Sensor wie beispielsweise ein Lenkwinkelsensor und/oder ein Gierwinkelsensor vorhanden sein. Die radseitigen Radbremseinheiten können zumindest ein Schwenkankerventil aufweisen, welches von einem relaisbasierten Modulator gesteuert sein kann. Weiterhin können die radseitigen Radbremseinheiten einen Radgeschwindigkeitssensor aufweisen, dessen Ausgangssignal für eine Schlupfsteuerung des zugeordneten Rads verwendet werden kann. Des Weiteren offenbart die Patentanmeldung ein Anhängersteuermodul mit einem Notbremsleitung-Beschränkungsventil, mittels dessen eine Steuerung des Flusses von druckbeaufschlagten Fluid von einem Vorratsbehälter zu einer Versorgungsleitung im Fall eines Druckabfalls in der Betriebsbremsleitung möglich ist. Das Anhängesteuermodul kann mit einem CAN-Bus kommunizieren. Auch hier wird die Verwendung von Schwenkankerventilen vorgeschlagen.
  • Auch die Patentanmeldung GB 1 719 344.2 offenbart mögliche Gestaltungen eines Fahrzeugbremssystems und eines Anhängersteuermoduls mit einem Schwenkankerventil.
  • EP 2 567 131 B1 offenbart eine mögliche Gestaltung eines Schwenkankerventils, hier insbesondere die Gestaltung der Spule und eines magnetischen Kerns der Spule für eine Bereitstellung eines Biegemoments, welches auf den flexiblen Schwenkanker wirkt und für eine Ermöglichung einer Erstreckung von unterschiedlichen Abschnitten des Schwenkers in den magnetischen Kern. Hier bildet ein flexibles Material einen Abschnitt des Schwenkankers. Ein magnetisches Flusselement erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Permanentmagneten und die Spule.
  • Weitere mögliche Gestaltungen von Schwenkankerventilen können den Druckschriften EP 1 303 719 B1 und EP 2 756 215 B1 entnommen werden.
  • Auch bei Einsatz von Schwenkankerventilen kann die redundante Ausgestaltung des Fahrzeugbremssystems gewünscht sein, was insbesondere der Fall ist, wenn das Schwenkankerventil und der mit diesem Schwenkankerventil gebildete elektropneumatische Bremszweig eine Bremsanforderung umsetzt, die von einem elektrischen Bremspedalsignal abhängig ist oder von einem autonomen Fahrsystem in einer der möglichen unterschiedlichen Entwicklungsstufen erzeugt sein kann.
  • Die nicht vorveröffentlichte internationale Patentanmeldung PCT/EP2019/076097 schlägt vor, dass in einer pneumatischen Fahrzeugbremsanlage zwei pneumatische Bremszweige vorhanden sind, die jeweils einem Fahrzeugrad zugeordnet sind und zuständig sind für die Steuerung des Bremsdrucks, mit dem der dem jeweiligen Fahrzeugrad zugeordnete Bremsaktuator beaufschlagt werden soll. In den pneumatischen Bremszweigen sind jeweils Schwenkankerventile angeordnet. Die beiden pneumatischen Bremszweige sind über eine Verbindungsleitung mit einem Umschalt- oder Notfallventil miteinander verbunden. In einer geschlossenen Position trennt das Umschaltventil die beiden Bremszweige und die zugeordneten Bremsaktuatoren voneinander. Hingegen werden in der geöffneten Stellung des Umschaltventils die beiden Bremsaktuatoren über das Umschaltventil miteinander verbunden. Kommt es zu einem Ausfall eines Bremszweigs, kann zunächst die Steuerung des Drucks des Bremsaktuators in diesem Bremszweig über das Schwenkankerventil dieses Bremszweigs deaktiviert werden. Durch Umschaltung des Umschaltventils in die geöffnete Stellung wird dann der Bremsaktuator des defekten Bremszweigs mit dem Bremsaktuator des funktionsfähigen Bremszweigs verbunden. Es ist dann möglich, dass eine Steuerung der Bremsaktuatoren beider Bremszweige über das Schwenkankerventil des noch funktionsfähigen Bremszweigs gesteuert wird. Möglich ist, dass die beiden Bremszweige einer Achse des Fahrzeugs oder Anhängers zugeordnet sind, wobei in diesem Fall der erste Bremszweig für die Bremsung eines Fahrzeugrads auf der rechten Fahrzeugseite dieser Achse zuständig ist und der zweite Bremszweig für die Bremsung des linken Fahrzeugrads dieser Achse zuständig ist. Ebenfalls möglich ist aber, dass die Bremszweige Fahrzeugrädern unterschiedlicher Achsen des Fahrzeugs oder Anhängers zugeordnet sind. Vorzugsweise ist das Umschaltventil als 2/2-Ventil ausgebildet. Sind die Bremszweige unterschiedlichen Fahrzeugseiten zugeordnet, kann gezielt das Umschaltventil in die Sperrstellung gesteuert werden, wenn ein Fahrzeugsteuersystem den Bedarf der Erzeugung eines Giermoments erkennt. Alternativ oder zusätzlich möglich ist eine entsprechende Umschaltung des Umschaltventils, wenn erkannt wird, dass an den Fahrzeugrädern unterschiedliche Reibungsbedingungen vorliegen. Die Patentanmeldung PCT/EP2019/076097 offenbart sowohl Ausführungsformen, bei welchen der normale Betriebszustand die Trennung der beiden Bremszweige über das Umschaltventil ist, während im Notfallbetrieb oder für eine veränderte Funktion das Umschaltventil in die Öffnungsstellung gesteuert wird, als auch Ausführungsformen, bei welchen die Verbindung der beiden Bremszweige über das Umschaltventil der normale Betriebszustand ist, während für besondere Funktionen oder einen Notfallbetrieb eine Trennung der beiden Bremszweige erfolgt. Des Weiteren offenbart die Patentanmeldung PCT/EP2019/076097 auch Kriterien und Verfahrensabläufe für die Entscheidung, wann eine Umschaltung erfolgen soll, und für eine Durchführung der Umschaltung und für die jeweilige Art der Steuerung der Bremsdrücke. PCT/EP2019/076097 offenbart auch verzweigte Bremsanlagen mit mehreren Bremszweigen und Umschaltventilen für die Ansteuerung der Bremsaktuatoren von Fahrzeugrädern mehrerer Achsen oder von Fahrzeugrädern mehrerer Achsen auf einer Fahrzeugseite.
  • Die nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen EP 19 199 898.8 offenbart mindestens einen Bremszweig für die Erzeugung eines Bremsdrucks an einem Bremsaktuator eines Fahrzeugrads. In einem Normalbetrieb erfolgt die elektropneumatische Erzeugung des Bremsdrucks über ein Schwenkankerventil, dessen ausgesteuerter Druck über ein Umschaltventil dem Bremsaktuator zugeführt wird. Kommt es zu einem Versagen der Druckbeaufschlagung über das Schwenkankerventil kann das Umschaltventil zur Gewährleistung eines Redundanzbetriebs umgeschaltet werden. In dem umgeschalteten Zustand verbindet das Umschaltventil den Bremsaktuator mit einem mechanisch-pneumatischen Bremspfad, in welchem der Bremsdruck durch mechanisches Einwirken des Fahrers über ein Bremspedal unmittelbar vorgegeben wird oder durch mechanisches Einwirken des Fahrers auf das Bremspedal ein pneumatischer Vorsteuerdruck erzeugt wird, der dann einem Relaisventil zugeführt wird, welches den über das Umschaltventil dem Bremsaktuator zugeführten Bremsdruck erzeugt. Somit dient das Umschaltventil der Umschaltung zwischen einem elektropneumatischen Betrieb des Bremszweigs und einem mechanisch-pneumatischen Betrieb desselben. Mittels eines weiteren Umschaltventils können dann auch zwei Bremszweige für Bremsaktuatoren unterschiedlicher Fahrzeugräder, beispielsweise den Fahrzeugrädern auf unterschiedlichen Seiten einer Achse, miteinander verbunden sein, womit für den Fall, dass in einem Bremszweig sowohl ein elektropneumatischer Betrieb als auch ein mechanisch-pneumatischer Betrieb nicht mehr möglich sein sollte, der Bremsaktuator dieses defekten Bremszweigs auch von dem anderen Bremszweig mitgesteuert werden kann, was dann elektropneumatisch oder mechanisch-pneumatisch erfolgen kann. EP 19 199 898.8 schlägt auch die Durchführung eines Testverfahrens vor, mit dem die Funktionsfähigkeit eines elektropneumatischen Bremszweigs oder des redundanten mechanisch-pneumatischen Bremszweigs überprüft werden kann. Das Testverfahren kann bei Start der Brennkraftmaschine oder im Stillstand des Fahrzeugs automatisch durchgeführt werden. Möglich ist, dass in dem Testverfahren ein elektrisches Bremssteuersignal erzeugt wird und der auf dieser Grundlage erzeugte Bremsdruck analysiert wird. Möglich ist, dass das Testverfahren darin besteht, dass bei Beaufschlagung des Bremsaktuators mit einem Bremsdruck das Testverfahren eine Reduktion des Bremsdrucks aussteuert, wobei die Reduktion beispielsweise so geringfügig sein kann, dass ein ruhendes Fahrzeug noch nicht in Bewegung gesetzt werden kann, da der Haltebremsdruck nicht unterschritten wird. Im Testverfahren wird dann der infolge dieser Ansteuerung ausgesteuerte Bremsdruck analysiert. Möglich ist auch, dass in dem Testverfahren gezielt das erstgenannte Umschaltventil umgeschaltet wird und temporär die elektropneumatische Erzeugung des Bremsdrucks umgesteuert wird auf die mechanisch-pneumatische Erzeugung des Bremsdrucks.
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nutzfahrzeug-Bremssystem, insbesondere gemäß den nicht vorveröffentlichten Patentanmeldungen PCT/EP2019/076097 und EP 19 199 898.8 , hinsichtlich der Möglichkeiten einer redundanten Bereitstellung eines pneumatischen Bremsdrucks für einen Bremsaktuator eines Fahrzeugrads zu verbessern.
  • LÖSUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug-Bremssystem, in welchem ein erster Bremspfad Einsatz findet. Die in diesem ersten Bremspfad eingesetzten Bauelemente werden im Folgenden als „erste“ Bauelemente bezeichnet. Möglich ist, dass auch ein entsprechender oder ähnlicher zweiter Bremspfad vorhanden ist, womit dann auch „zweite“ Bauelemente des zweiten Bremspfads vorhanden sind. Möglich ist aber durchaus, dass lediglich ein erster Bremspfad vorhanden ist, so dass trotz der Verwendung von „erste“ für die Bauelemente in den Patentansprüchen keine entsprechenden „zweiten“ Bauelemente vorhanden sein müssen.
  • In dem Nutzfahrzeug-Bremssystem findet ein erstes elektronisch gesteuertes Ventil Einsatz. Bei dem elektronisch gesteuerten Ventil kann es sich um ein elektronisch gesteuertes Ventil beliebiger Bauart und mit einer beliebigen Zahl von Ventilstellungen und Anschlüssen handeln. Vorzugsweise verfügt das elektronisch gesteuerte Ventil über einen Versorgungsanschluss, einen Entlüftungsanschluss und einen Anschluss, der zu einem zugeordneten Bremsaktuator führt, und das elektronisch gesteuerte Ventil verfügt über eine Sperrstellung, eine Belüftungsstellung und eine Entlüftungsstellung. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung ist das erste elektronisch gesteuerte Ventil ein erstes elektronisch gesteuertes Schwenkankerventil. In der folgenden Erläuterung der Erfindung wird bevorzugt auf die Ausgestaltung des Ventils als Schwenkankerventil Bezug genommen, wobei aber keine diesbezügliche zwingende Einschränkung der Erfindung auf die Ausgestaltung des Ventils als Schwenkankerventil erfolgen soll.
  • Unter einem „Schwenkankerventil“ im Sinne der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Ventil verstanden, welches eine, beliebige mehrere oder sämtliche der folgenden Spezifikationen und Bedingungen erfüllt:
    • - Das Schwenkankerventil weist einen Schwenkanker auf, der den Ventilkörper bildet oder mit diesem gekoppelt ist, wobei sich der Ventilkörper relativ zu einem Ventilsitz zwischen einer geschlossenen und zumindest einer offenen Position bewegt. Der Schwenkanker kann mittels einer elektromagnetischen Betätigung in unterschiedliche Schwenkpositionen verschwenkt werden, die mit den unterschiedlichen Ventilstellungen (zumindest zwei Ventilstellungen) korrelieren. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass mittels der elektromagnetischen Beaufschlagung der Schwenkanker und/oder der Ventilkörper in zumindest einer der unterschiedlichen Ventilstellungen gehalten werden kann. Möglich ist auch, dass infolge der elektromagnetischen Beaufschlagung der Schwenkanker mit einem Biegemoment beaufschlagt wird. Der Schwenkanker oder eine Halteeinrichtung für denselben kann ein flexibles Element oder einen flexiblen Abschnitt aufweisen, der nachgiebig hinsichtlich einer Biegung mit dem Biegemoment, welches von dem Elektromagneten erzeugt worden ist, ist. Eine veränderte Schwenkposition oder Betriebsstellung des Schwenkankerventils entspricht einer veränderten Biegung des Schwenkankers oder der Halteeinrichtung, die durch die Betätigung mittels des Elektromagneten herbeigeführt worden ist. Hinsichtlich möglicher beispielhafter Ausführungsformen eines Schwenkankerventils dieses Typs mit einem flexiblen Biegeelement wird beispielsweise Bezug genommen auf die Druckschriften EP 2 756 215 B1 , EP 2 049 373 B1 , EP 2 567 131 B1 und EP 1 303 719 B1 und die Patentanmeldungen mit den Anmeldungs-Nummern GB 1 719 309.5 , GB 1 904 957.6 , GB 1 820 137.6 , GB 1 806 527.6 , GB 1 719 415.0 und GB 1 719 344.2 . Die Offenbarung dieser Patentanmeldungen wird zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht, insbesondere hinsichtlich
      • - der Gestaltungsmöglichkeiten des Schwenkankerventils und/oder
      • - der Bereitstellung einer unterschiedlichen Zahl von stabilen und/oder instabilen Ventilstellungen und/oder
      • - der Gestaltung des flexiblen Elements, welches mit dem Biegemoment ausgelenkt wird, und/oder
      • - der Integration des flexiblen Elements in den Schwenkanker oder dessen Verbindung mit diesem und/oder
      • - der Verwendung und der Anordnung sowie Gestaltung von Permanentmagneten zur Gewährleistung mindestens einer stabilen Ventilstellung und/oder
      • - der Gestaltung zumindest eines Elektromagneten zur Erzeugung des Biegemoments zum Verschwenken des Schwenkankers und/oder
      • - der Steuerung (wo von im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine Regelung umfasst ist) des Schwenkankerventils.
  • Allerdings ist auch möglich, dass das Schwenkankerventil einen Schwenkanker aufweist, dessen Verschwenkung nicht in einer Durchbiegung infolge eines Biegemoments besteht. Vielmehr ist bei einem derartigen Schwenkankerventil der Schwenkanker mittels eines Lagers oder Gelenks gelagert und um dieses verschwenkbar. Der Schwenkanker kann dann mittels der Elektromagneten in unterschiedliche Betriebsstellungen verschwenkt werden und/oder in diesen gehalten werden. Die unterschiedlichen Betriebsstellungen entsprechen dann unterschiedlichen Ventilstellungen des Schwenkankerventils. Hinsichtlich Ausführungsformen dieses Typs wird beispielhaft verwiesen auf die Veröffentlichungen WO 2016/062542 A1 und EP 3 222 897 A1 , wobei hier der Schwenkanker dieses Typs auch als „Kippanker“ bezeichnet ist. Die Offenbarung dieser Veröffentlichungen wird ebenfalls durch die vorliegende Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung gemacht, insbesondere hinsichtlich der Gestaltung des Schwenkankerventils, der Möglichkeiten zur Bereitstellung unterschiedlicher Ventilstellungen und/oder zu der Steuerung und der elektromagnetischen Betätigung des Schwenkankerventils.
    • - Ein Schwenkankerventil kann auch als schnellwirkendes Bremsventil oder „fast acting brake valve“ (abgekürzt „FABV“) bezeichnet werden. Ein FABV ermöglicht eine schnelle Bremsbetätigung mit einer schnellen Veränderung der Betriebsstellungen und des Bremsdrucks. Möglich ist beispielsweise eine Veränderung einer Betriebsstellung innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 25 ms, weniger als 20 ms, weniger als 10 ms, weniger als 7 ms, weniger als 5 ms, weniger als 3 ms, weniger als 2 ms, oder sogar weniger als 1 ms.
    • - Durch Einsatz eines Schwenkankerventils in einer Öffnungsposition kann eine große Flussrate und/oder ein großer Ventilquerschnitt oder Übertrittsquerschnitt bereitgesellt werden. Vorzugsweise entspricht ein Übertrittsquerschnitt oder Ventilquerschnitt des Schwenkankerventils in einer offenen Betriebsstellung desselben zumindest dem inneren Querschnitt einer Versorgungsleitung, die mit dem Versorgungsanschluss des Schwenkankerventils verbunden ist. Vorzugsweise beträgt der Übertrittsquerschnitt oder Ventilquerschnitt des Schwenkankerventils in der geöffneten Stellung zumindest 0,2 cm2, wenn die Versorgungsleitung einen inneren Durchmesser von 5 mm hat.
  • Vorzugsweise beträgt in der offenen Ventilstellung der Übertrittsquerschnitt oder Ventilquerschnitt zumindest 0,3 cm2, zumindest 0,4 cm2, zumindest 0,5 cm2, zumindest 0,6 cm2 oder sogar zumindest 0,8 cm2.
    • - Infolge der Verschwenkung des Schwenkankers wird der Ventilkörper, der den Ventilsitz schließt, verschwenkt zwischen der geschlossenen Betriebsstellung und der geöffneten Betriebsstellung. Somit entspricht der Übertrittsquerschnitt in der offenen Betriebsstellung dem äußeren Umfang eines Zylinders, der in zwei nicht-parallelen Ebenen geschnitten ist, wobei diese Ebenen einen Winkel bilden, der dem Schwenkwinkel des Schwenkankers für die Verschwenkung zwischen der offenen Betriebsstellung und der geschlossenen Betriebsstellung entspricht. Vorzugsweise beträgt der Schwenkwinkel (und damit der Winkel zwischen den vorgenannten Ebenen) im Bereich von 1° bis 5° oder 2° bis 4°.
    • - Die (gemittelte) Bewegung des Ventilkörpers, der von dem Schwenkanker ausgebildet wird oder mit diesem gekoppelt ist, zwischen einer Ventilstellung und der benachbarten Ventilstellung liegt beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 5 mm, insbesondere 1,0 bis 4 mm.
    • - Für die Steuerung (wovon auch eine Regelung umfasst ist) eines Schwenkankerventils der hier vorliegenden Art ergibt sich unter Umständen lediglich eine kleine zeitliche Verzögerung der Bewegung der Ventilelemente infolge der Massenträgheit, insbesondere eine Verzögerung oder eine Art Totzeit, die kleiner ist als 4 ms, kleiner ist als 2 ms oder sogar kleiner ist als 1 ms.
    • - Es ist möglich, dass das Schwenkankerventil mehr als eine stabile Betriebstellung aufweist. Das Schwenkankerventil kann beispielsweise bi-stabil oder multi-stabil sein. Dies kann beispielsweise ermöglicht werden dadurch, dass zwei oder mehr Betriebsstellungen des Schwenkankers oder einer mit dem Schwenkanker verbundenen Komponente durch einen Permanentmagneten gesichert wird (vgl. die Druckschriften EP 2 756 215 B1 , EP 2 049 373 B1 , EP 2 567 131 B1 und EP 1 303 719 B1 sowie die Patentanmeldungen mit den Anmelde-Nummern GB 1 719 309.5 , GB 1 904 957.6 , GB 1 820 137.6 , GB 1 806 527.6 , GB 1 719 415.0 und GB 1 719 344.2 ). Es ist allerdings auch möglich, dass bi-stabile Betriebsstellungen vorhanden sind durch Einsatz eines mechanischen Federelements, welches beispielsweise den Schwenkanker oder ein mit dem Schwenkanker gekoppeltes Ventilelement aus einer instabilen mittleren Gleichgewichtsposition in beide Richtungen in Richtung stabiler Betriebsstellungen beaufschlagt, wie dies beispielsweise in den Veröffentlichungen WO 2016/062542 A1 oder EP 3 222 897 A1 der Fall ist. Des Weiteren ist es möglich, dass eine stabile Stellung durch eine Biegesteifigkeit des flexiblen Elements oder Schwenkankers bereitgestellt wird.
    • - Das Schwenkankerventil kann ein elektronisch gesteuertes pneumatisches Ventil sein, ohne dass dieses über eine pneumatische Ansteuerung oder Vorsteuerung verfügt. Das elektronisch gesteuerte pneumatische Ventil kann eine einzige stabile Betriebsstellung, zwei oder mehr stabile Betriebsstellungen aufweisen, wenn dieses nicht elektrisch beaufschlagt ist.
  • Für das Schwenkankerventil kann die pneumatische Bandbreite für eine Ansteuerung desselben vorrangig abhängig von der mechatronischen Gestaltung, der Größe des Aktuators und dem zu steuernden Volumen oder Fluss.
    • - Das Schwenkankerventil kann als 2/2-Wegeventil, 3/2-Wegeventil, 3/3-Wegeventil oder mit einer beliebigen anderen Anzahl von Anschlüssen und/oder Schaltzuständen ausgebildet sein. Möglich ist auch, dass ein Schwenkankerventil in unterschiedliche Betriebsstellungen mit unterschiedlicher Biegung des Schwenkankers oder eines Abschnitts oder eines Halteelements verschwenkt werden kann, wobei ein Wechsel einer Betriebsstellung dann auch möglich ist auf Grundlage der Energie, die in der Biegung des Schenkankers oder eines zugeordneten Abschnitts oder Halteelements gespeichert ist, so dass die Veränderung der Ventilstellung durch Beseitigung der Biegung (zumindest teilweise) erfolgt.
  • Im Rahmen der Erfindung wird ein derartiges Schwenkankerventil genutzt, um einen pneumatischen Bremsdruck an einem ersten pneumatischen Bremsaktuator eines ersten Fahrzeugrads vorzugeben. Hierbei kann beispielsweise mittels des Schwenkankerventils eine Umsetzung der Bremsanforderung erfolgen. Zusätzlich kann mittels des Schwenkankerventils aber auch eine Bremsdruckmodulation erfolgen, um eine ABS-Funktion je nach an dem ersten Fahrzeugrad auftretendem Schlupf zu gewährleisten.
  • Erfindungsgemäß findet ein erstes Umschaltventil Einsatz. Das Umschaltventil ist zwischen dem ersten Schwenkankerventil und dem ersten Bremsaktuator angeordnet. Dies kann dadurch erfolgen, dass das Umschaltventil unmittelbar in die Verbindungsleitung zwischen dem Schwenkankerventil und dem Bremsaktuator integriert ist. Ebenfalls möglich ist aber, dass das Umschaltventil in einer Zweigleitung angeordnet ist, die von der Verbindungsleitung zwischen dem Schwenkankerventil und dem Bremsaktuator abzweigt.
  • Das erfindungsgemäß eingesetzte Umschaltventil weist eine erste Betriebsstellung auf. In der ersten Betriebsstellung sperrt das erste Umschaltventil eine Verbindung des ersten Bremsaktuators mit einer ersten Redundanzleitung ab. Somit kann der Bremsdruck in dem ersten Bremsaktuator in der ersten Betriebsstellung des Umschaltventils nicht über die Redundanzleitung vorgegeben oder beeinflusst werden. Befindet sich das Umschaltventil in der Verbindungsleitung zwischen dem ersten Bremsaktuator und dem ersten Schwenkankerventil, stellt das Umschaltventil in der ersten Betriebsstellung die Verbindung des Bremsaktuators mit dem Schwenkankerventil bereit.
  • Darüber hinaus weist das erste Umschaltventil eine zweite Betriebsstellung auf. In der zweiten Betriebsstellung verbindet das erste Umschaltventil den ersten Bremsaktuator mit der ersten Redundanzleitung, so dass es möglich ist, den Bremsdruck in dem ersten Bremsaktuator durch die erste Redundanzleitung vorzugeben oder zu beeinflussen. Für den Fall, dass das erste Umschaltventil in der Verbindungsleitung zwischen dem ersten Bremsaktuator und dem erste Schwenkankerventil angeordnet ist, kann dann das Umschaltventil in der zweiten Betriebsstellung die Verbindungsleitung absperren, womit dann die Vorgabe des Bremsdrucks in dem ersten Bremsaktuator über die Redundanzleitung erfolgt.
  • Während eine derartige Ausgestaltung des Nutzfahrzeug-Bremssystems grundsätzlich den Ausführungsformen entspricht, wie diese in den nicht vorveröffentlichten Patentanmeldungen EP 19 199 898.8 und PCT/EP2019/076097 beschrieben sind, schlägt die Erfindung vor, dem Bremsaktuator ein erstes elektronisch gesteuertes ABS-Ventil vorzuordnen. Gemäß den nicht vorveröffentlichten Patentanmeldungen PCT/EP2019/076097 und EP 19 199 898.8 hat das Umschaltventil unmittelbar die Redundanzleitung mit dem zugeordneten Bremsaktuator verbunden, so dass hier keine ABS-Funktion für den über die Redundanzleitung bereitgestellten Bremsdruck zur Verfügung gestanden hat. Erfindungsgemäß ist hingegen auch eine ABS-Funktion möglich, wenn die Redundanzleitung in der zweiten Betriebsstellung des Umschaltventils genutzt wird, um den Bremsdruck des Bremsaktuators vorzugeben. Hierdurch kann die Bremsperformance auch im Redundanzfall verbessert werden, womit letzten Endes die Betriebssicherheit des mit dem Nutzfahrzeug-Bremssystem ausgestatteten Nutzfahrzeugs erhöht werden kann.
  • Für den Ort, an welchem das ABS-Ventil dem Bremsaktuator vorgeordnet ist, gibt es im Rahmen der Erfindung unterschiedliche Möglichkeiten:
    • Für einen Vorschlag ist das ABS-Ventil stromaufwärts des Umschaltventils angeordnet, wobei das ABS-Ventil vorzugsweise dem Anschluss des Umschaltventils vorgeordnet ist, der mit der Redundanzleitung bzw. einem Redundanzpfad zugeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass das ABS-Ventil nicht beaufschlagt wird, wenn eine Steuerung des pneumatischen Bremsdrucks an dem ersten pneumatischen Bremsaktuator über das erste Ventil erfolgt, womit auch etwaige Drosselwirkungen des ABS-Ventils entfallen. Vielmehr wird das ABS-Ventil lediglich dann wirksam, wenn das Umschaltventil die zweite Betriebsstellung einnimmt und der pneumatische Bremsdruck in dem ersten pneumatischen Bremsaktuator über die erste Redundanzleitung beeinflusst wird.
  • Möglich ist aber auch, dass das erste elektronisch gesteuerte ABS-Ventil zwischen dem ersten Bremsaktuator und dem ersten Umschaltventil angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass das ABS-Ventil sowohl mit dem Druck, der von dem ersten Ventil ausgesteuert wird, als auch mit dem Druck in der ersten Redundanzleitung beaufschlagt werden kann. Möglich ist in diesem Fall, dass das ABS-Ventil lediglich eine ABS-Funktion durchführt, wenn sich das Umschaltventil in der zweiten Betriebsstellung befindet, während das ABS-Ventil in der ersten Betriebsstellung den von dem ersten Ventil ausgesteuerten Bremsdruck lediglich durchleitet. Möglich ist aber auch, dass das ABS-Ventil sowohl in der ersten Betriebsstellung als auch in der zweiten Betriebsstellung eine ABS-Funktion gewährleistet oder anderweitig den pneumatischen Bremsdruck modifiziert.
  • Während durchaus möglich ist, dass lediglich ein (erster) Bremsaktuator mittels des Umschaltventils und der weiteren genannten Maßnahmen redundant angesteuert wird, erfolgt vorzugsweise eine entsprechende redundante Ansteuerung eines zweiten Bremsaktuators eines zweiten Fahrzeugrads. In diesem Fall ist in dem erfindungsgemäßen Nutzfahrzeug-Bremssystem ein zweites elektronisch gesteuertes Ventil, insbesondere Schwenkankerventil, vorhanden. Mittels des zweiten elektronisch gesteuerten Ventils ist der pneumatische Bremsdruck des zweiten pneumatischen Bremsaktuators des zweiten Fahrzeugrads vorgebbar. In diesem Fall ist ein zweites Umschaltventil vorhanden. Das zweite Umschaltventil ist dann dem zweiten Bremsaktuator vorgeordnet und insbesondere zwischen dem zweiten Ventil und dem zweiten Bremsaktuator, nämlich in einer Verbindungsleitung oder einer Zweigleitung, angeordnet. Das zweite Umschaltventil weist eine erste Betriebsstellung auf, in der das zweite Umschaltventil eine zweite Redundanzleitung absperrt. In einer zweiten Betriebsstellung verbindet das zweite Umschaltventil den zweiten Bremsaktuator mit der zweiten Redundanzleitung. Dem zweiten Bremsaktuator ist für diesen Vorschlag ein zweites elektronisch gesteuertes ABS-Ventil vorgeordnet. Durch diese Ausgestaltung kann sowohl eine Redundanz bei einem Ausfall des ersten Bremspfads mit dem ersten elektronisch gesteuerten Ventil als auch eine Redundanz bei einem Ausfall des zweiten Bremspfads, in welchem das zweite Ventil angeordnet ist, gewährleistet werden.
  • Auch hinsichtlich des zweiten elektronisch gesteuerten Ventils wird im Folgenden bevorzugt auf die Ausgestaltung des zweiten elektronisch gesteuerten Ventils als elektronisch gesteuertes Schwenkankerventil Bezug genommen, ohne dass zwingend eine Einschränkung hierauf erfolgen soll.
  • Für die Ausgestaltung und Druckbeaufschlagung der mindestens einen Redundanzleitung gibt es im Rahmen der Erfindung unterschiedliche Möglichkeiten:
    • Für einen ersten Vorschlag ist die erste Redundanzleitung mit dem zweiten Bremsaktuator des zweiten Fahrzeugrads verbunden. Ist somit in dem ersten Bremspfad mit dem ersten Schwenkankerventil ein Defekt vorhanden, verbindet das Umschaltventil in der zweiten Betriebsstellung den zugeordneten ersten Bremsaktuator über die erste Redundanzleitung mit dem zweiten Bremsaktuator. Ist der zweite Bremspfad mit dem zweiten Schwenkankerventil noch in Takt, kann der zweite Bremsaktuator noch über den zweiten Bremspfad ordnungsgemäß (oder mit einer reduzierten Funktionalität) angesteuert werden, wobei dann über die Redundanzleitung auch der erste Bremsaktuator mit dem Bremsdruck des zweiten Bremspfads angesteuert werden kann. In diesem Fall ist über das ABS-Ventil, welches dem ersten Bremsaktuator vorgeordnet ist, sogar noch die Ausführung einer ABS-Funktion möglich. Entsprechend ist möglich, dass die zweite Redundanzleitung mit dem ersten Bremsaktuator des ersten Fahrzeugrads verbunden ist.
  • Für einen zweiten Vorschlag der Erfindung ist die erste Redundanzleitung mit einem mechanisch-pneumatischen Bremspfad verbunden. Kommt es somit zu einem Ausfall des ersten Bremspfads, insbesondere des ersten Schwenkankerventils, kann mittels der Umschaltung des ersten Umschaltventils in die zweite Betriebsstellung der erste Bremsaktuator mit dem mechanisch-pneumatischen Bremspfad verbunden werden, in dem auf mechanisch-pneumatischem Weg der Bremsdruck vom Fahrer über das Bremspedal vorgegeben werden kann. Auch für diesen mechanisch-pneumatischen Bremspfad kann erfindungsgemäß mittels des ersten ABS-Ventils, welches dem ersten Bremsaktuator vorgeordnet ist, eine ABS-Funktion gewährleistet werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine besondere Steuerlogik, die in dem erfindungsgemäßen Nutzfahrzeug-Bremssystem Einsatz finden kann. Hierbei wird die Steuerlogik von einer beliebigen Steuereinheit, insbesondere einer zentralen Steuereinheit oder einer Steuereinheit eines Schwenkankerventils und/oder des Umschaltventils, ausgeführt, wobei die Steuerlogik insbesondere ausgeführt wird von einer Steuereinheit einer radseitigen Radbremseinheit, die das Schwenkankerventil beinhaltet.
  • Für einen Vorschlag der Erfindung schaltet die Steuerlogik in einen Normal-Betriebsmodus das erste Umschaltventil in den ersten Betriebsmodus. Somit kann in dem ersten Bremspfad der Bremsdruck an dem ersten Bremsaktuator mittels des ersten Schwenkankerventils bereitgestellt werden. Möglich ist, dass dann das Schwenkankerventil lediglich die Bremsanforderung umsetzt, während in dem Normal-Betriebsmodus dann die ABS-Funktion durch das erste ABS-Ventil bereitgestellt wird. Möglich ist aber auch, dass das erste Schwenkankerventil neben der Umsetzung der Bremsanforderung auch für die Gewährleistung der ABS-Funktion zuständig ist, so dass in diesem Normal-Betriebsmodus das ABS-Ventil inaktiv ist und den von dem Schwenkankerventil ausgesteuerten Bremsdruck an den ersten Bremsaktuator durchleitet. Hingegen schaltet die Steuerlogik in einem Notfall-Betriebsmodus das erste Umschaltventil in den zweiten Betriebsmodus, so dass dann die Verbindung der ersten Redundanzleitung mit dem ersten Bremsaktuator geschaffen wird. In diesem Fall steuert die Steuerlogik das erste ABS-Ventil an, um eine Druckmodulation des Bremsdrucks der über die erste Redundanzleitung bereitgestellt wird, vorzunehmen, wodurch an dem ersten Bremsaktuator trotz der Bereitstellung des Bremsdrucks über die Redundanzleitung eine ABS-Funktion gewährleistet werden kann. Dies gilt sowohl dann, wenn über die erste Redundanzleitung der elektromechanische Bremsdruck durch den Fahrer mittels des Bremspedals vorgegeben wird als auch für den Fall, dass die Redundanzleitung an den zweiten Bremsaktuator angeschlossen ist. Im letztgenannten Fall ermöglicht das erste ABS-Ventil trotz der Bereitstellung des Bremsdrucks über den zweiten Bremspfad eine individuelle ABS-Regelung für das erste Fahrzeugrad, die zusätzlich zu der ABS-Regelung an dem zweiten Fahrzeugrad über das zweite ABS-Ventil erfolgen kann. Möglich ist sogar, dass in dem Normal-Betriebsmodus das zweite Schwenkankerventil sowohl die Bremsanforderung umsetzt als auch die ABS-Funktion für das zweite Fahrzeugrad ausführt, während in dem Notfall-Betriebsmodus das zweite Schwenkankerventil lediglich die Bremsanforderung umsetzt, während dann über die beiden ABS-Ventile an den ersten und zweiten Bremsaktuatoren eine individuelle ABS-Funktion für das erste Fahrzeugrad und das zweite Fahrzeugrad bereitgestellt werden kann.
  • Möglich ist, dass das Entsprechende für das zweite Umschaltventil und den zweiten Bremspfad gilt.
  • Möglich ist auch, dass Steuerlogik vorhanden ist, die in einem Normal-Betriebsmodus die ABS-Funktion des ersten ABS-Ventils deaktiviert, wobei in diesem Fall eine ABS-Funktion von dem ersten Schwenkankerventil ausgeführt wird. Unter Umständen kann das Schwenkankerventil diese ABS-Funktion mit einer schnelleren Be- und/oder Entlüftung gewährleisten als dies mittels des ABS-Ventils möglich ist. Das Entsprechende kann für das zweite ABS-Ventil und das zweite Schwenkankerventil gelten.
  • Für ein erfindungsgemäßes Nutzfahrzeug-Bremssystem ist dem ersten Schwenkankerventil eine erste Steuereinheit zugeordnet. Diese erste Steuereinheit kann über die zuvor erläuterte Steuerlogik verfügen. Die erste Steuereinheit steuert in dem Normal-Betriebsmodus das erste Schwenkankerventil, während diese in dem Notfall-Betriebsmodus das zweite ABS-Ventil zur Gewährleistung der ABS-Funktion steuert. Das Entsprechende kann auch für das zweite Schwenkankerventil gelten.
  • Möglich ist, dass mindestens eines der ABS-Ventile sowohl mit der ersten Steuereinheit als auch mit der zweiten Steuereinheit verbunden ist, so dass das ABS-Ventil auch dann noch betreibbar ist, wenn eine der Steuereinheiten ausfällt. Möglich ist auch, dass durch die Verbindung des ABS-Ventils mit beiden Steuereinheiten eine Steuereinheit das ABS-Ventil ansteuert, wenn der der Steuereinheit zugeordnete Bremspfad funktionsfähig ist, während die andere Steuereinheit dann die Ansteuerung des ABS-Ventils übernehmen kann, wenn der erstgenannte Bremspfad nicht funktionsfähig ist und in diesem eine Umschaltung des Umschaltventils zur Nutzung der Redundanzleitung erfolgt.
  • Im Rahmen der Erfindung können die genannten Bremspfade und der erste Bremsaktuator und der zweite Bremsaktuator beliebigen Fahrzeugrädern des Zugfahrzeugs, Anhängers oder Fahrzeugzugs zugeordnet sein. Für einen Vorschlag der Erfindung sind das erste Fahrzeugrad und das zweite Fahrzeugrad Fahrzeugräder auf unterschiedlichen Seiten einer gelenkten Achse. Für gelenkte Achsen ist unter Umständen eine redundante Bremsansteuerung zur Gewährleistung der Fahrstabilität und der Lenkung von besonderer Bedeutung.
  • Die Erfindung schlägt auch vor, dass in dem Nutzfahrzeug-Bremssystem Steuerlogik vorhanden ist, die eine Umschaltung von dem Normal-Betriebsmodus zu dem Notfall-Betriebsmodus vornimmt, wenn ein Fehler erkannt wird.
    • - Hierbei handelt es sich bei dem Fehler insbesondere um einen Fehler in der Druckluftversorgung eines Schwenkankerventils, die beispielsweise anhand eines Sensors in einem Druckluftbehälter oder einer Druckluftversorgung erkannt werden kann oder auf Grundlage einer Erkennung eines Ausfalls eines Kompressors erkannt werden kann.
    • - Ebenfalls möglich ist, dass die Umschaltung erfolgt bei Erkennung, dass eine Datenübertragung oder eine Übertragung eines Steuersignals zu dem Schwenkankerventil fehlerhaft ist, beispielsweise anhand einer Plausibilität der übertragenen Daten oder des Steuersignals oder durch den Vergleich von redundant übertragenen Daten oder Steuersignalen.
    • - Ebenfalls möglich ist, dass die Umschaltung erfolgt bei Erkennung eines Fehlers (oder sogar des Versagens) einer dem Schwenkankerventil zugeordneten Steuereinheit.
    • - Schließlich kann die Umschaltung (alternativ oder kumulativ) erfolgen, wenn erkannt wird, dass das Schwenkankerventil selbst fehlerhaft ist, beispielsweise bei einer Verklemmung desselben, die insbesondere auf Grundlage eines veränderten elektrischen Verhaltens des elektrischen Ansteuersignals des Magnetventils des Schwenkankerventils erkannt werden kann.
  • Die Erfindung umfasst durchaus Ausgestaltungen, bei welchen die genannten Bauelemente separat ausgebildet sind, teilweise oder sämtlich als Module ausgebildet sind, die zu einer Einheit kombiniert werden können, oder in eine gemeinsame singuläre Baueinheit integriert sein können. Für einen Vorschlag der Erfindung sind das Umschaltventil, das Schwenkankerventil und eine dem Schwenkankerventil zugeordnete elektronische Baueinheit in einer radnahen Radbremseinheit angeordnet. Sofern im Rahmen der vorliegenden Erfindung von einer „radnahen Radbremseinheit“ oder „Radbremseinheit“ gesprochen wird, ist diese vorzugsweise weniger als 1 m oder sogar weniger als 50 cm von dem Bremsaktuator des Fahrzeugrads oder dem Fahrzeugrad entfernt. Hierbei kann die Radbremseinheit an dem Chassis gehalten sein, so dass diese über flexible Verbindungsleitungen oder Relativbewegungen ermöglichende Leitungsteile mit dem Bremsaktuator verbunden ist. Vorzugsweise ist aber die Radbremseinheit an einem Radträger montiert, so dass diese mit dem Fahrzeugrad einfedern kann und/oder Lenkbewegungen mit dem Fahrzeugrad ausführen kann.
  • Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist in der Radbremseinheit auch ein Sensor angeordnet. Bei diesem Sensor kann es sich um einen Sensor für einen von dem Schwenkankerventil ausgesteuerten Druck handeln. Möglich ist auch, dass der Sensor einen Druck stromabwärts des Umschaltventils erfasst, was den Vorteil haben kann, dass mittels des Sensors der Bremsdruck sowohl dann erfasst werden kann, wenn dieser von dem Schwenkankerventil ausgesteuert wird, als auch dann, wenn der Bremsdruck über die Redundanzleitung vorgegeben wird. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass in der Radbremseinheit ein Sensor angeordnet ist, mittels dessen ein Versorgungsdruck des Schwenkankerventils erfasst werden kann.
  • Die Redundanz des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeug-Bremssystems kann erhöht werden, wenn die beiden Schwenkankerventile und die damit gebildeten Bremspfade jeweils mit unterschiedlichen Vorratsbehältern mit Druckluft versorgt werden. Für den Fall, dass der Vorratsbehälter eines Bremspfads nicht über hinreichenden Druck verfügt, beispielsweise infolge einer Leckage desselben, kann das Umschaltventil dieses Bremspfads in die zweite Betriebsstellung umgeschaltet werden, womit dann noch die Erzeugung eines Bremsdrucks über den anderen Bremspfad und den dem anderen Bremspfad zugeordneten Vorratsbehälter möglich ist.
  • Es ist auch möglich, dass die beiden Schwenkankerventile (oder die beiden Bremspfade) an unterschiedliche Datenbusse, Datenbusteile oder Datenbusstränge angeschlossen sind, wobei die unterschiedlichen Datenbusse, Datenbusteile oder Datenbusstränge dann Daten von derselben oder unterschiedlichen Steuereinheiten übertragen können. Es erfolgt somit eine redundante Datenübertragung. Vorzugsweise sind den unterschiedlichen Datenbussen oder Datenbusteilen oder Datenbussträngen aber unterschiedlichen Steuereinheiten zugeordnet.
  • Möglich ist im Rahmen der Erfindung, dass die erste elektronische Steuereinheit, die das erste Schwenkankerventil steuert, Steuerlogik aufweist, die neben der Steuerung des ersten Schwenkankerventils auch Steuerlogik zur Steuerung des ersten Umschaltventils aufweist. Zusätzlich kann die erste elektronische Steuereinheit auch Steuerlogik aufweisen, mittels welcher diese das zweite ABS-Ventil steuern kann, so dass diese Steuereinheit in einem Redundanzfall in dem zweiten Bremspfad die Steuerung des zweiten ABS-Ventils vornehmen kann. (Das Entsprechende kann für eine zweite elektronische Steuereinheit des zweiten Schwenkankerventils gelten.
  • Zusätzlich möglich ist, dass die erste Steuereinheit (und in einigen Fällen entsprechend auch die zweite Steuereinheit) Steuerlogik zur Steuerung des ersten ABS-Ventils aufweist, so dass die Steuereinheit zur Steuerung beider ABS-Ventile in der Lage ist.
  • Für die Aussteuerung eines Bremsdrucks durch das verbleibende Schwenkankerventil in einem Notfall-Betriebsmodus des anderen Bremspfads gibt es im Rahmen der Erfindung vielfältige Möglichkeiten. Für einen erfindungsgemäßen Vorschlag ermittelt eine Steuerlogik, an welchem Fahrzeugrad eine größere Bremskraft übertragen werden kann. In diesem Fall kann dann mittels der Steuerlogik in dem Notfall-Betriebsmodus mittels des verbleibenden Schwenkankerventils ein pneumatischer Bremsdruck erzeugt werden, der an das Fahrzeugrad angepasst ist, an welchem die größere Bremskraft übertragen werden kann. Der ausgesteuerte Bremsdruck kann dann lediglich die Bremsanforderung umsetzen bei Begrenzung des Bremsdrucks entsprechend der maximal an dem Fahrzeugrad mit der größeren Bremskraft übertragenen Bremskraft, während dann ergänzend an den einzelnen Fahrzeugrädern die ABS-Funktion individuell durch die ABS-Ventile bereitgestellt werden kann. Möglich ist aber auch, dass das verbleibende Schwenkankerventil eine ABS-Funktion ausführt, die an das Fahrzeugrad angepasst ist, an welchem die größere Bremskraft übertragen wird. Der derartige von dem Schwenkankerventil ausgesteuerte Bremsdruck ist dann für das andere Fahrzeugrad unter Umständen zu hoch. Eine Reduzierung des Bremsdrucks an diesem anderen Fahrzeugrad kann dann aber über das vorgeordnete ABS-Ventil erfolgen.
  • Die Erfindung schlägt auch vor, dass die Steuerlogik nach der Ermittlung, an welchem Fahrzeugrad eine kleinere Bremskraft übertragen werden kann, im Notfall-Betriebsmodus mittels des verbleibenden Schwenkankerventils einen pneumatischen Bremsdruck erzeugt, der an das Fahrzeugrad angepasst ist, an welchem die kleinere Bremskraft übertragen werden kann. Dies wird auch als „select low“ bezeichnet, da hier die Bremskraft an das Fahrzeugrad mit der kleineren Reibung oder der kleineren übertragbaren Bremskraft angepasst wird.
  • Im Rahmen der Erfindung kann mindestens ein ABS-Ventil sowohl mit der ersten Steuereinheit als auch mit der zweiten Steuereinheit verbunden sein.
  • Wie zuvor erläutert, kann das Schwenkankerventil in einem Normal-Betriebsmodus eine Bremsanforderung in einen Bremsanforderungsdruck umwandeln. In diesem Fall kann das ABS-Ventil den Bremsanforderungsdruck unter Modulation zur Bereitstellung einer ABS-Funktion weitergeben an den Bremsaktuator. Alternativ möglich ist, dass das Schwenkankerventil in dem Normal-Betriebsmodus sowohl die Bremsanforderung umsetzt als auch die ABS-Funktion unter Modulation des Bremsdrucks ausführt, womit dann das ABS-Ventil in diesem Normal-Betriebsmodus den von dem Schwenkankerventil ausgesteuerten Bremsdruck lediglich an dem Bremsaktuator ohne Modifikation desselben weiterleitet.
  • Eine Bremsanforderung, die von dem Schwenkankerventil (bzw. einer Steuereinheit und Steuerlogik desselben) für die Aussteuerung eines Bremsdrucks berücksichtigt wird, kann beispielsweise eine von dem Fahrer vorgegebene Bremsanforderung sein. In diesem Fall kann beispielsweise die Bremsanforderung durch die Betätigung des Bremspedals vorgegeben werden, die dann über einen elektrischen Bremspedalsensor, der auch redundant ausgebildet sein kann, erfasst wird. Ebenfalls möglich ist, dass der Fahrer die Bremsanforderung über einen manuell betätigten Hebel, Schalter u. ä. vorgibt. Ebenfalls möglich ist im Rahmen der Erfindung, dass die Bremsanforderung eine Bremsanforderung eines teil- oder vollautonomen Fahrsystems ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.
  • Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts- nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des prioritätsbegründenden Gebrauchsmusters gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des eingetragenen Gebrauchsmusters gilt.
  • Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
  • Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
    • 1 bis 12 zeigen in unterschiedlichen Detaillierungsgraden unterschiedliche Ausgestaltungen eines Nutzfahrzeug-Bremssystems.
  • FIGURENBESCHREIBUNG
  • In der vorliegenden Anmeldung sind teilweise Bauelemente, die sich hinsichtlich der Gestaltung und/oder Funktion entsprechen oder ähneln, mit denselben Bezugsnummern gekennzeichnet, wobei diese dann durch einen zusätzlichen Buchstaben a, b, ... und oder eine Ziffer „-1“ oder „-2“ voneinander unterschieden sein können. Auf diese Bauelemente wird dann in der Beschreibung und in den Patentansprüchen mit oder ohne Verwendung des zusätzlichen Buchstabens und/oder der Ziffer „-1“ oder „-2“ Bezug genommen, wobei in diesem Fall ein einzelnes Bauelement oder mehrere oder sämtliche mit der Bezugsnummer gekennzeichneten Bauelemente gemeint sind.
  • 1 zeigt ein Nutzfahrzeug-Bremssystem 1. Das Nutzfahrzeug-Bremssystem 1 weist eine erste radseitige Radbremseinheit 2a und eine zweite radseitige Radbremseinheit 2b auf. In den Figuren sind die Radbremseinheiten 2 lediglich schematisch mittels gestrichelter Kästen dargestellt. Die Radbremseinheiten 2 sind eng benachbart dem Fahrzeugrad angeordnet und am Ende der jeweiligen Achse angeordnet und mit der Achse, dem Fahrzeugrad oder dem Chassis des Fahrzeugs oder einer anderen Abstützung montiert.
  • Im Folgenden werden die Bauelemente und deren Wechselwirkung sowie Funktion auf Grundlage der ersten Radbremseinheit 2a erläutert, wobei dasselbe für die zweite Radbremseinheit 2b gilt.
  • Die Radbremseinheit 2a weist einen pneumatischen Bremsaktuator 3a auf. Der pneumatische Bremsaktuator 3a kann über einen Betriebsbremszylinder, einen Federspeicherbremszylinder oder eine Kombination eines Betriebsbremszylinders mit einem Feststellbremszylinder aufweisen. Eine Bremskammer des pneumatischen Bremsaktuators 3a kann alternativ verbunden werden mittels eines Umschaltventils 4a (hier ein 3/2-Wege-Magnetventil 5a mit einem elektropneumatischen Bremspfad 6a und einem mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 verbunden werden. Wenn ein Steueranschluss 8a des Umschaltventils 4 elektrisch von einer elektronischen Steuereinheit 9 angesteuert und beaufschlagt wird, wird das Umschaltventil 4a umgeschaltet in die erste Betriebsstellung (nicht wirksam in 1). In der ersten Betriebsstellung verbindet das Umschaltventil 4a den elektropneumatischen Bremspfad 6a mit dem Bremsaktuator 3a. Entfällt hingegen die Ansteuerung des Steueranschlusses 8a des Umschaltventils 4a, nimmt das Umschaltventil 4a infolge der Beaufschlagung durch ein Umschaltmittel 10a (hier eine Rückstellfeder 11a) die zweite Betriebsstellung ein (wirksam in 1). In der zweiten Betriebsstellung verbindet das Umschaltventil 4a den pneumatischen Bremsaktuator 3a mit dem mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7.
  • Der elektropneumatischer Bremspfad 6a verfügt über ein Steuerventil 12a, welches durch die elektronische Steuereinheit 9 elektronisch gesteuert ist. Das Steuerventil 12a weist einen Entlüftungsanschluss 13a, der mit der Atmosphäre verbunden ist, einen Versorgungsanschluss 14a, der durch eine Versorgungsleitung 15a mit einem Vorratsbehälter 16 verbunden ist und einen elektrischen Steueranschluss 17, der über eine Steuerleitung 18a mit der elektronischen Steuereinheit 9 verbunden ist, auf. Ein pneumatischer Anschluss 19a des Steuerventils 12a ist direkt mit dem Umschaltventil 4a verbunden. Im geschlossenen Zustand des Steuerventils 12a (wirksam in 1) schließt das Steuerventil 12a die Verbindung des Umschaltventils 4a über den Abschluss 19a mit dem Entlüftungsanschluss 13a und dem Versorgungsanschluss 14a. Somit ist in dem geschlossen Zustand des Umschaltventils 4a die Kammer des pneumatischen Bremsaktuators 3a geschlossen und der Bremsdruck in dieser Kammer wird aufrechterhalten. Der geschlossene Zustand des Steuerventils 12a wird insbesondere eingenommen ohne energetische Beaufschlagung des Steueranschlusses 17 durch die elektronische Steuereinheit 9. Für ein erstes Steuersignal der elektronischen Steuereinheit 9, welches den Steueranschluss 12 beaufschlagt, nimmt das Steuerventil 12a einen Belüftungszustand ein. In dem Belüftungszustand verbindet das Steuerventil 12a das Umschaltventil 4a über den Anschluss 19 mit dem Versorgungsanschluss 14a und somit über die Versorgungsleitung 15a mit dem Vorratsbehälter 16. Hingegen wird das Steuerventil 12a für ein zweites Steuersignal der elektronischen Steuereinheit 9, welches den Steueranschluss 17a beaufschlagt, umgeschaltet in eine Entlüftungsstellung. In der Entlüftungsstellung ist das Umschaltventil 4a über den Anschluss 19a mit dem Entlüftungsanschluss 13a verbunden. Die Wirkung des zweiten Steuersignals ist entgegengesetzt zur Wirkung des ersten Steuersignals. Somit kann die elektronische Steuereinheit 9 in dem ersten Schaltzustand des Umschaltventils 4 den Bremsaktuator 3 belüften oder entlüften oder die Verbindung zu der Kammer des Bremsaktuators 3a absperren in Abhängigkeit von den Steuersignalen, die von der elektronischen Steuereinheit 9 erzeugt werden und den elektronischen Steueranschluss 17a beaufschlagen.
  • Vorzugsweise ist das Steuerventil 12a als Schwenkankerventil 20a ausgebildet. Das Schwenkankerventil 20a kann einen Anker aufweisen, der durch ein flexibles Element abgestützt oder gehalten ist. Für die Gestaltung und die Ansteuerung des Schwenkankerventils 20a wird verwiesen auf die Ausführungsformen, welche in den oben angeführten Druckschriften und Patentanmeldungen beschrieben und dargestellt sind.
  • Der mechanisch-pneumatische Bremspfad 7 weist eine Bremspedaleinheit 21 auf. Die Bremspedaleinheit 21 verfügt über ein Fußbremspedal 22, welches von dem Fahrer betätigt werden kann zur Erzeugung einer Fahrer-Bremsanforderung. Die Bremspedaleinheit 21 erzeugt unmittelbar einen Bremspedal-Steuerdruck in einer Bremspedal-Steuerleitung 23. Die Bremspedal-Steuerleitung 23 ist mit einem Steueranschluss 24 eines Relaisventils 25 verbunden. Das Relaisventil 25 ist mit dem Vorratsbehälter 16 verbunden und verfügt über einen Entlüftungsanschluss. Abhängig von dem Bremspedal-Steuerdruck, der den Steueranschluss 24 beaufschlagt, erzeugt das Relaisventil 25 einen pneumatischen Bremsdruck in einer pneumatischen Bremsleitung 26. Die pneumatische Bremsleitung 26 verzweigt in zwei pneumatische Bremsleitungszweige 27a, 27b, die eine erste Redundanzleitung 34 und eine zweite Redundanzleitung 35 bilden. In dem zweiten Schaltzustand (wirksam in 1) verbindet das Umschaltventil 4a die erste Redundanzleitung 34 mit dem pneumatischen Bremsaktuator 3a, so dass die Fahrer-Bremsanforderung, die über die Bremspedaleinheit 21 vorgegeben wird, den Bremsdruck in dem pneumatischen Bremsaktuator 3a über das Relaisventil 25 steuert.
  • Das Entsprechende gilt für die zweite radseitige Radbremseinheit 2b.
  • Das Nutzfahrzeug-Bremssystem 1 gemäß 1 kann wie folgt betrieben werden:
    • - In dem Normal-Betriebsmodus (kein Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung, keine Beeinträchtigung der Funktion in den elektropneumatischen Bremspfaden 6a, 6b) werden die Steueranschlüsse 8a, 8b der Umschaltventile 4a, 4b elektrisch beaufschlagt, so dass die Umschaltventile 4a, 4b die ersten Betriebsstellungen einnehmen. Somit kann durch Steuerung der Steuerventile 12a, 12b durch die elektronische Steuereinheit 9 eine Entlüftung oder Belüftung der pneumatischen Bremsaktuatoren 3a, 3b unabhängig voneinander oder ein Halten des Bremsdrucks entsprechend dem jeweiligen Bedarf erfolgen (insbesondere für die Erzeugung der erforderlichen Bremskraft, eine Schlupfregelung, eine Verbesserung der dynamischen Fahrstabilität, die Erzeugung einer Parkbremskraft, die Auslösung einer Notbremsung, das Ermöglichen eines autonomen Fahrens unter Steuerung durch ein autonomes Steuersystem unter Einschluss der elektronischen Steuereinheit 9 oder unabhängig von dieser). Durch Herunterdrücken des Fußbremspedals 22 der Bremspedaleinheit 21 kann die Fahrer-Bremsanforderung umgewandelt werden in eine elektrische Fahrer-Bremsanforderung, die an die elektronische Steuereinheit 9 übertragen wird. Die elektronische Steuereinheit 9 kann dann abhängig von der Fahrer-Bremsanforderung die Steuerventile 12a, 12b ansteuern.
    • - Im Fall eines Fehlers, beispielsweise eines Versagens der Leistungsversorgung der Steueranschlüsse 8a, 8b der Umschaltventile 4a, 4b kommt es zu einer Rückstellung der Umschaltventile 4a, 4b in die zweite Betriebsstellung infolge der Rückstellfedern 11a, 11b. Somit steuert der mechanisch-pneumatische Bremspfad 7die pneumatische Beaufschlagung der Bremsaktuatoren 3a, 3b. Der pneumatische Bremsdruck, der in der pneumatischen Bremsleitung 26 von dem Relaisventil 25 in Abhängigkeit von dem Herunterdrücken des Fahrerbremspedals 22 erzeugt wird, wird über die beiden Redundanzleitungen 34, 35 zu den Umschaltventilen 4a, 4b übertragen, die wiederum den pneumatischen Bremsdruck an die pneumatischen Bremsaktuatoren 3a, 3b übertragen. In diesem Notfall-Modus werden beide Bremsaktuatoren 3a, 3b mit denselben pneumatischen Bremsdrücken beaufschlagt, während in dem Normal-Betriebsmodus, wie dieser unter dem letzten Spiegelstrich erläutert worden ist, eine unabhängige Steuerung der elektropneumatischen Bremsdrücke in den Bremsaktuatoren 3a, 3b mittels der Steuerventile 12a, 12b möglich ist.
    • - Tritt lediglich ein Fehler in einem elektropneumatischen Bremspfad 6a [oder 6b] (insbesondere ein Fehler in einer der Steuerventile 12a [oder 12b]) auf, der beispielsweise mittels eines Testverfahrens detektiert werden kann, so ist es möglich, diesen elektropneumatischen Bremspfad 6a [oder 6b] durch Umschalten des zugeordneten Umschaltventils 4a [4b] in die zweite Betriebsstellung infolge einer Beseitigung des Steuersignals an dem zugeordneten Steueranschluss 8a [oder 8b] zu deaktivieren. In diesem Fall kann der pneumatische Bremsaktuator 3a [oder 3b], der dem versagenden elektropneumatischen Bremspfad 6a [oder 6b] zugeordnet ist, durch den mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 gesteuert werden, während der andere pneumatische Bremsaktuator 3b [oder 3a] weiterhin durch den elektropneumatischen Bremspfad 6b [oder 6a] gesteuert werden kann. Es ist allerdings ebenfalls möglich, dass auch in dem Fall des Versagens lediglich eines elektropneumatischen Bremspfads 6a, 6b beide Umschaltventile 4a, 4b umgeschaltet werden in die zweite Betriebsstellung, so dass beide pneumatischen Bremsaktuatoren 3a, 3b gemeinsam über den mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 gesteuert werden.
  • 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform mit lediglich einem Umschaltventil 4a, welches zu dem elektropneumatischen Bremspfad 6a und dem mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 verbunden ist. Hier verbindet eine Verbindungsleitung 28 den pneumatischen Bremsaktuator 3a mit dem pneumatischen Bremsaktuator 3b. Die beiden pneumatischen Bremsaktuatoren 3a, 3b (hier einer Achse des Fahrzeugs) werden gemeinsam gesteuert über das Umschaltventil 4a, den elektropneumatischen Bremspfad 6a und mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7, so dass die Bremsaktuatoren 3a, 3b sowohl in dem Normal-Betriebsmodus als auch in dem Notfall-Betriebsmodus mit denselben Bremsdrücken beaufschlagt werden.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 entspricht grundsätzlich dem Ausführungsbeispiel gemäß 1. Allerdings sind hier die Bremsaktuatoren 3a, 3b miteinander über eine Verbindungsleitung 28 verbunden. In der Verbindungsleitung ist eine Ventileinrichtung 29 angeordnet. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Ventileinrichtung 29 ein 2/2-Wege-Magnetventil 30, welches durch die elektronische Steuereinheit 9 oder eine andere elektronische Steuereinheit gesteuert sein kann.
  • Der Nutzfahrzeug-Bremssystem 1 gemäß 3 ermöglicht die folgenden Betriebsweisen:
    • - Bei Schalten der Ventileinrichtung 29 in ihre geschlossene Position mittels einer elektrischen Ansteuerung der Ventileinrichtung 29 ist ein Normal-Betriebsmodus, wie dieser im Zusammenhang mit 1 beschrieben worden ist, möglich.
    • - Im Fall des Versagens eines der elektropneumatischen Bremspfade 6a [oder 6b] wird das zugeordnete Steuerventil 12a [oder 12b] umgeschaltet in die geschlossene Betriebsstellung oder dieses nimmt automatisch die geschlossene Betriebsstellung ein. Beide Umschaltventile 4a, 4b werden in die erste Betriebsstellung überführt und die Ventileinrichtung 29 wird in die offene Betriebsstellung geschaltet. Es ist dann möglich, den anderen elektropneumatischen Bremspfad 6b [oder 6a] zu nutzen, um einen elektropneumatischen Bremsdruck zu erzeugen, der über das zugeordnete Umschaltventil 4b [oder 4a] an den zugeordneten Bremsaktuator 3b [oder 3a] übertragen wird und (über die Verbindungsleitung 28 und die Ventileinrichtung 29 in ihrer geöffneten Betriebsstellung) an den Bremsaktuator 3a [3b] übertragen wird. Somit ist es weiterhin möglich, die beiden Bremsaktuatoren 3a, 3b mit einem elektronisch gesteuerten Bremsdruck zu beaufschlagen, der auch für eine ABS-Funktion moduliert sein kann oder in welchem andere Funktionalitäten berücksichtigt sein können. Allerdings sind in diesem Fall beide Bremsaktuatoren 3a, 3b mit demselben elektropneumatischen Bremsdruck beaufschlagt.
    • - Für den Fall eines elektrischen Leistungseinbruchs kehren die Umschaltventile 4a, 4b in die zweiten Betriebsstellungen zurück und die Ventileinrichtung 29 nimmt die geöffnete Betriebsstellung ein, so dass beide Bremsaktuatoren 3a, 3b über den mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 beaufschlagt werden.
  • In 3 sind die Bauelemente als separate Bauelemente dargestellt. Allerdings können einige oder sämtliche der Bauelemente in einer radnahen Radbremseinheit 2a, 2b angeordnet sein, wie dies gestrichelt in 1 dargestellt ist.
  • Hinsichtlich der Verwendung einer Verbindungsleitung 28 und einer Ventileinrichtung 29 wird Bezug genommen auf die nicht vorveröffentlichte europäische Patentanmeldung mit der Anmeldungs-Nr.: EP 19 177 982.6 .
  • In dem erfindungsgemäßen Nutzfahrzeug-Bremssystem 1 können Sensoren 32, 33 zur Messung Drucks in den pneumatischen Bremsaktuatoren 3a, 3b, in dem elektropneumatischen Bremspfad 6 und/oder in dem mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 verwendet werden. Vorzugsweise ist ein Sensor 32, 33 in der Leitung zwischen dem Umschaltventil 4a, 4b und dem zugeordneten Bremsaktuator 3a, 3b angeordnet. Abhängig von der Betriebsstellung des Umschaltventils 4a, 4b kann der Sensor 32, 33 mit dem Druck in dem elektropneumatischen Bremspfad 6a, 6b oder dem mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 beaufschlagt werden. Die Drucksignale der Sensoren 32, 33 werden an die Steuereinheit 9 übertragen und insbesondere verarbeitet und in einem Testverfahren berücksichtigt.
  • In einer anderen Variante kann in dem Redundanz-Bremspfad 31 der Bremsdruck nicht mechanisch-pneumatisch erzeugt sein, sondern (alternativ oder kumulativ) elektropneumatisch. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann dann in dem Redundanz-Bremspfad 31 entsprechend einer Bremsanforderung der Bremsdruck, der dem Umschaltventil 4 über die Redundanzleitungen 34, 35 zugeführt wird, erzeugt werden durch ein elektronisch gesteuertes Magnetventil oder elektronisch vorgesteuertes Ventil. In diesem Fall kann das elektronische Steuersignal für das Magnetventil oder Vorsteuerventil erzeugt werden durch eine Steuereinheit in Abhängigkeit der Bremsanforderung, die von einem Sensor, der das Herunterdrücken des Bremspedals erfasst, gemessen wird, oder in Abhängigkeit der Bremsanforderung von einem autonomen Fahrsystem erzeugt werden.
  • In den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 3 sind den Bremsaktuatoren 2 jeweils ABS-Ventile 36 vorgeordnet. Die ABS-Ventile 36 ermöglichen eine Modulation des den Bremsaktuatoren 3 zugeführten Bremsdrucks zur Gewährleistung einer ABS-Funktion. Erfolgt in den Schwenkankerventilen 20 lediglich eine Umsetzung der Bremsanforderung ohne Modulation des Bremsdrucks, kann in diesem Fall das ABS-Ventil 36 aktiviert sein und die ABS-Funktion gewährleisten. Möglich ist auch, dass bei ordnungsgemäßer Funktion des elektropneumatischen Bremspfads 6 die ABS-Funktion mittels des Schwenkankerventils 20 gewährleistet wird, so dass in diesem Fall das ABS-Ventil 36 lediglich den von dem Schwenkankerventil 20 ausgesteuerten Druck an den Bremsaktuator 3 weitergibt. Möglich ist, dass bei Nutzung des Bremsdrucks in den Redundanzleitungen 34, 35 in der zweiten Betriebsstellung des Umschaltventils 4 eine Modulation zur Bereitstellung einer ABS-Funktion durch mindestens ein ABS-Ventil 36 erfolgt. Die Ansteuerung der ABS-Ventile 36 kann über die Steuereinheit 9 oder eine beliebige anderweitige Steuereinheit erfolgen, sofern der Steuereinheit ein Signal hinsichtlich eines etwaigen Schlupfs an einem Fahrzeugrad zur Verfügung gestellt wird, insbesondere das Messsignal eines Raddrehzahlsensors.
  • Für das in den 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel weisen die Radbremseinheiten 2 jeweils ein Umschaltventil 4 in Ausgestaltung als 3/2-Wege-Magnetventil 5, ein Steuerventil 12 in Ausgestaltung als Schwenkankerventil 20 und eine elektronische Steuereinheit 9 sowie einen Sensor 32 bzw. 33 auf. Die Radbremseinheiten 2 werden jeweils von einem zugeordneten Vorratsbehälter 16 mit Druckluft versorgt.
  • Des Weiteren werden die Radbremseinheiten 2, hier insbesondere die Steuereinheiten 9, jeweils über gesonderte elektrische Versorgungsleitungen 37 mit elektrischer Leistung versorgt. Hierbei können die elektrischen Versorgungsleitungen 37 an eine gemeinsame elektrische Leistungsquelle, eine Batterie oder einen Akkumulator angeschlossen sein. Vorzugsweise werden die elektrischen Versorgungsleitungen 37 aber von unabhängigen, redundanten Leistungsquellen, Batterien oder Akkumulatoren gespeist.
  • Die Radbremseinheiten 2, hier insbesondere die Steuereinheiten 9, sind über Datenbusleitungen 38 mit einem Datenbussystem und insbesondere derselben elektronischen Steuereinheit oder separaten redundanten elektronischen Steuereinheiten verbunden. Die Datenbusleitung 38 kann beispielsweise für eine Übertragung von Messsignalen wie beispielsweise ein Raddrehzahlsignal oder ein Schlupfsignal eines Fahrzeugrads oder für die Übertragung eines Bremsanforderungssignals, welches beispielsweise von dem Fahrer über ein Bremspedal mit einem elektrischen Bremssignalgeber oder einem manuell betätigten Bremsanforderungsgeber und/oder von einem autonomen Fahrsystem erzeugt sein kann, dienen. Möglich ist aber auch, dass die Datenbusleitung 38 bidirektional genutzt wird. So ist beispielsweise möglich, dass von der Steuereinheit 9 über die Datenbusleitung 38 eine Betriebsgröße der Radbremseinheit 2 wie ein Druck des Sensors 32, 33 oder das Ergebnis einer Auswertung, ob die Radbremseinheit 2 ordnungsgemäß funktioniert, an das Datenbussystem und eine Steuereinheit übertragen wird.
  • Abweichend zu den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 3 sind hier die an die Umschaltventile 4 angeschlossenen Redundanzleitungen 34, 35 nicht mit dem mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 verbunden. Vielmehr ist die Redundanzleitung 34 über das ABS-Ventil 36b mit dem Bremsaktuator 3b verbunden, während die Redundanzleitung 35 über das ABS-Ventil 36a mit dem Bremsaktuator 3a verbunden ist.
  • Möglich ist, dass, wie in 4 und 5 dargestellt, den Fahrzeugrädern jeweils redundante Raddrehzahlsensoren 39, 40 zugeordnet sind. Hierbei kann das Signal eines Raddrehzahlsensors 39a eines Fahrzeugrads der Steuereinheit 9a der Radbremseinheit 2a zugeführt werden, während das Signal des anderen Raddrehzahlsensors 40a desselben Fahrzeugrads der Steuereinheit 9b der anderen Radbremseinheit 2b zugeführt ist (das Entsprechende gilt für die Raddrehzahlsensoren 39b, 40b des anderen Fahrzeugrads).
  • Für einen Normal-Betriebsmodus, welcher in 4 dargestellt ist, kann die Steuerung der beiden Fahrzeugräder über die elektropneumatischen Bremspfade 6a, 6b unabhängig voneinander erfolgen. In diesem Fall erfolgt die Umsetzung der Bremsanforderung mittels der Schwenkankerventile 20a, 20b. Eine Druckmodulation kann in diesem Fall erfolgen durch die ABS-Ventile 36a, 36b. Durchaus möglich ist aber auch, dass die Schwenkankerventile 20a, 20b sowohl die Bremsanforderung umsetzen als auch die individuelle Bremsdruckregelung und ABS-Funktion für das zugeordnete Fahrzeugrad gewährleisten.
  • 5 zeigt einen Notfall-Betriebsmodus, bei welchem der elektropneumatische Bremspfad 6b nicht mehr funktionsfähig ist. Mit den Kreuzen in 5 ist beispielhaft dargestellt, welche Fehlerursachen für den Ausfall des elektropneumatischen Bremspfads 6b verantwortlich sein können. Hierbei kann es sich um einen Einbruch der Druckluftversorgung der Radbremseinheit 2b aus dem Vorratsbehälter 16b, einen Einbruch der elektrischen Leistungsversorgung über die elektrische Versorgungsleitung 37b oder eine nicht ordnungsgemäße Datenübertragung über die Datenbusleitung 38 handeln. In diesen Fällen kann das Versagen sowohl auf einer nicht ordnungsgemäßen Versorgungsleitung, elektrischen Versorgungsleitung 37 oder Datenbusleitung 38 beruhen. Möglich ist aber auch, dass das Versagen auf einer mangelnder Druckluftversorgung des Vorratsbehälters 16b eine Leckage des Vorratsbehälters 16b, einem Versagen des Datenbussystems oder einer Steuereinheit des Datenbussystems oder einer fehlenden Aufladung einer elektrischen Leistungsquelle oder einem nicht ausreichenden Ladezustand der elektrischen Leistungsquelle beruhen. Eine andere mögliche Fehlerursache für das Versagen des elektropneumatischen Bremspfads 6b kann ein Versagen des Schwenkankerventils 20b sein, welches beispielsweise auf einer Undichtigkeit eines Ventilsitzes, einem Leitungsbruch oder einer Überhitzung einer Windung der Spule des Schwenkankerventils oder einem Verklemmen eines Ventilkörpers oder des Schwenkankers oder einer Verstopfung eines Leitungsquerschnitts oder eines Ventilquerschnitts beruhen kann.
  • Für den Fall der Erkennung eines derartigen Versagens wird in dem Notfall-Betriebsmodus das Umschaltventil 4b umgeschaltet in die zweite Betriebsstellung (vgl. 5). In diesem Fall wird der in dem elektropneumatischen Bremspfad 6a ausgesteuerte Bremsdruck nicht lediglich über das ABS-Ventil 36a dem Bremsaktuator 3a zugeführt. Vielmehr gelangt der von dem Schwenkankerventil 20a ausgesteuerte Bremsdruck auch über das Umschaltventil 4b und über das ABS-Ventil 36b zu dem Bremsaktuator 3b.
  • In dem Notfall-Betriebsmodus gibt es unterschiedliche mögliche Steuerungsphilosophien für den elektropneumatischen Bremspfad 6a.
    • - Möglich ist, dass der elektropneumatische Bremspfad 6a unverändert gegenüber dem Betrieb ohne Versagen des elektropneumatischen Bremspfads 6b bleibt. In diesem Fall kann an beiden Bremsaktuatoren 3a, 3b derselbe Bremsdruck verwendet werden oder es erfolgt über die ABS-Ventile 36a, 36b jeweils eine Modifikation der Bremsdrücke, die in einer Reduzierung oder auch Druckmodulation zur Durchführung der ABS-Funktion bestehen können.
    • - Möglich ist, dass in einem Betriebsmodus „select low“ zunächst ermittelt wird, an welchem Fahrzeugrad die niedrigere Bremskraft übertragen werden kann, beispielsweise weil die Radlast an diesem Fahrzeugrad kleiner ist und/oder sich dieses Fahrzeugrad auf einem stärker rutschendem Untergrund (beispielsweise auf Schnee oder Eis) bewegt. In dem elektropneumatischen Bremspfad 6a wird dann der Bremsdruck so angepasst, dass die niedrigere Bremskraft an beiden Fahrzeugrädern, insbesondere unter ergänzender ABS-Funktion durch die ABS-Ventile 36, erzeugt wird. Während hier somit an dem Fahrzeugrad mit der höheren erzielbaren Bremskraft potentielle Bremskraft nicht genutzt wird, zeichnet sich eine derartige Steuerungsmöglichkeit durch eine hohe dynamische Fahrstabilität aus und ein Ausbrechen des Fahrzeugs kann unter Umständen vermieden werden.
    • - Möglich ist auch ein Betrieb des elektropneumatischen Bremspfads 6a in einem Betriebsmodus „select high“ erfolgt, in welchem der in dem elektropneumatischen Bremspfad 6a ausgesteuerte Bremsdruck zur Erzielung der Bremskraft angepasst wird, die der größeren maximalen Bremskraft der beiden Fahrzeugräder entspricht. In diesem Fall kann gezielt in Kauf genommen werden, dass an dem anderen Fahrzeugrad ein Schlupf auftritt oder es kann eine Druckreduktion an dem anderen Fahrzeugrad durch das zugeordnete ABS-Ventil 36b erfolgen.
  • Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 9a des elektropneumatischen Bremspfads 6a und der Radbremseinheit 2a dafür zuständig, sowohl das Schwenkankerventil 20a als auch das Umschaltventil 4a anzusteuern. Ergänzend kann die Steuereinheit 9a auch für die Ansteuerung des ABS-Ventils 36a zuständig sein, was im Normal-Betriebsmodus und/oder im Notfall-Betriebsmodus der Fall sein kann. Schließlich ist auch möglich, dass die Steuereinheit 9a mit dem Eintritt des erläuterten Notfall-Betriebsmodus auch das ABS-Ventil 36b ansteuert, wobei eine der zuvor erläuterten Steuerungsstrategien zum Einsatz kommen kann. Um auch eine ABS-Funktion mittels des ABS-Ventils 36b gewährleisten zu können, ist die Steuereinheit auch mit einem Raddrehzahlsensor 39b, 40b des anderen Fahrzeugrads verbunden.
  • Möglich ist, dass die beiden Bremsaktuatoren 3a, 3b Fahrzeugrädern auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten einer Achse zugeordnet sind. Es kann sich aber auch um beliebige andere Fahrzeugräder, beispielsweise derselben Fahrzeugseite und unterschiedlicher Achsen oder auch an unterschiedlichen Achsen und Fahrzeugseiten handeln.
  • 6 zeigt Fahrzeugräder an zwei Achsen eines 4x2-Nutzfahrzeugs. Hier finden die elektropneumatischen Bremspfade 6a, 6b gemäß 4 und 5 Einsatz an den gelenkten Fahrzeugrädern beispielsweise einer Vorderachse. Somit kann eine redundante Beaufschlagung der Bremsaktuatoren 3a, 3b dieser Fahrzeugräder erfolgen. Entsprechend ist durch weitere, den Fahrzeugrädern einer anderen Achse zugeordnete Radbremseinheiten 2c, 2d ebenfalls gewährleistet, dass die Fahrzeugräder dieser anderen Achse redundant mit einer Bremskraft beaufschlagt werden können. In einem Normal-Betriebsmodus können die ABS-Ventile 36 für eine Gewährleistung einer individuellen ABS-Funktion an den zugeordneten Fahrzeugrädern genutzt werden. Ist ein ABS-Ventil 36b lediglich mit einer anderen Radbremseinheit 2a verbunden, erfolgt vorzugsweise ein Betrieb in der Betriebsweise „select low“ wie zuvor beschrieben, wenn ein Fehler in dem elektropneumatischen Bremspfad 6b auftritt. Sind die beiden ABS-Ventile 36a, 36b hingegen jeweils mit beiden Radbremseinheiten 2a, 2b verbunden, kann eine volle individuelle Bremskraftregelung einschl. einer ABS-Funktion für beide Fahrzeugräder auch im Fall eines Versagens gewährleistet werden. Hier verfügen die Räder der Vorderachse jeweils über zwei Raddrehzahlsensoren 39, 40, womit im Versagensfall die redundante Schlupfregelung und Gewährleistung der ABS-Funktion möglich ist.
  • 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform, welche ebenfalls ein 4x2-Nutzfahrzeug betreffen kann. Hier ist die Radbremseinheit 2a für die Steuerung des Bremsdrucks an den beiden Fahrzeugrädern einer gelenkten Achse zuständig, wobei dann eine spezifische ABS-Funktion für beide Fahrzeugräder mittels der ABS-Ventile 36a-1 und 36a-2 möglich ist. Entsprechend ist eine Radbremseinheit 2b für die Steuerung des Bremsdrucks an den Fahrzeugrädern der anderen Achse zuständig, wobei hier die ABS-Funktion spezifisch für die Fahrzeugräder mittels der ABS-Ventile 36b-1 und 36b-2 möglich ist. In diesem Fall verbinden somit die Redundanzleitungen 34, 35 die beiden Radbremseinheiten 2a, 2b, die den unterschiedlichen Achsen zugeordnet sind. Erfolgt hier beispielsweise gemäß 8 ein Versagen des elektropneumatischen Bremspfads 6a oder der Radbremseinheit 2a, kann durch die Umschaltung des Umschaltventils 4a bewirkt werden, dass der von der Radbremseinheit 2b ausgesteuerte Bremsdruck nicht nur den Fahrzeugrädern der nicht gelenkten Achse zugeführt wird, sondern dieser über die Redundanzleitung 34 auch über die ABS-Ventile 36a-1 und 36a-2, ggf. unter individueller Druckmodulation durch die ABS-Ventile 36a-1, 36a-2, den Fahrzeugrädern der gelenkten Achse zugeführt werden kann. Das Entsprechende kann in umgekehrter Richtung gelten, wenn ein Ausfall des elektropneumatischen Bremspfads 6b oder der Radbremseinheit 2b auftritt und erkannt wird.
  • Als weitere Besonderheit ist in 7 und 8 jede Radbremseinheit 2a, 2b in redundanter Weise verbunden mit den beiden Datenbusleitungen 38a, 38b. In diesem Fall kann auch die Datenbusleitung 38b an eine Bremspedaleinheit 21 angeschlossen sein, in welcher ein Sensor die Betätigung des Bremspedals erfasst und eine Steuereinheit die so erfasste Fahrer-Bremsanforderung aufbereitet zwecks Übersendung derselben mittels der Datenbusleitung 38b.
  • Möglich ist auch, dass gemäß 9 die Datenbusleitung 38a angeschlossen ist an ein autonomes Fahrsystem 41, welches eine automatische Bremsanforderung erzeugt. In einem normalen Fahrbetrieb kann dann über die Datenleitung 38a und das autonome Fahrsystem 41 die Vorgabe der Bremsanforderung erfolgen. Hingegen kann beispielsweise bei einem Versagen des autonomen Fahrsystems 41 eine Nutzung der Fahrer-Bremsanforderung erfolgen, die von der Bremspedaleinheit 21 über die Datenbusleitung 38b an beide Radbremseinheiten 2a, 2b übertragen wird. Möglich ist auch, dass von dem autonomen Fahrsystem 41 ein Signal der Bremspedaleinheit 21 für die Ermittlung einer geeigneten Bremsanforderung berücksichtigt wird.
  • Für das Ausführungsbeispiel 10 und 11 sind die Redundanzleitungen 34, 35 nicht mit den Bremsaktuatoren 3 des anderen Fahrzeugrads bzw. der anderen Fahrzeugräder verbunden. Vielmehr sind hier die Redundanzleitungen 34, 35 (grundsätzlich entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 3) über eine Bremsleitung 26 mit einem Relaisventil 25 verbunden, dessen ausgesteuerter Bremsdruck durch die Betätigung des Bremspedals einer Bremspedaleinheit 21 gesteuert wird. So kann in einem Notfall-Betriebsmodus ein mechanisch-pneumatischer Bremspfad 7 genutzt werden. Möglich ist, dass hier die Datenbusleitungen mit einem elektrischen Bremssignalgeber der Bremspedaleinheit zur Übermittlung einer Fahrer-Bremsanforderung verbunden sind, während auch möglich ist, dass eine Datenbusleitung 38b mit einem autonomen Fahrsystem 41 verbunden ist zwecks Übermittlung einer autonomen Bremsanforderung. Schließlich ist auch möglich, dass anstelle des Relaisventils 25 ein beliebiges elektronisch gesteuertes Ventil zur Vorgabe eines redundanten Bremsdrucks Einsatz findet, wobei dieses dann entsprechend dem Bremssignal eines autonomen Fahrsystems, eines elektrischen Bremssignals, welches mittels der Bremspedaleinheit erzeugt worden ist u. ä. angesteuert werden kann.
  • Das in 12 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht bis auf die im Folgenden genannten Unterschiede dem Ausführungsbeispiel gemäß 1. Hier sind nicht jeweils den pneumatischen Bremsaktuatoren 3a, 3b ABS-Ventile 36a, 36b vorgeordnet. Vielmehr findet hier in dem mechanisch-pneumatischen Bremspfad 7 ein gemeinsames ABS-Ventil 36 Einsatz, welches dann in der zweiten Betriebsstellung des Umschaltventils 4a die ABS-Funktion des Bremsaktuators 3a gewährleisten kann, während dasselbe ABS-Ventil 36 in der zweiten Betriebsstellung des Umschaltventils 4b für die Bereitstellung der ABS-Funktion an dem Bremsaktuator 3b zuständig sein kann. Sind beide Umschaltventile 4a, 4b in die zweite Betriebsstellung umgeschaltet, kann die ABS-Funktion des ABS-Ventils 36 deaktiviert sein oder eine ABS-Funktion kann so abgestimmt sein, dass diese für beide Bremsaktuatoren 3a, 3b vorteilhaft ist, wobei beispielsweise die zuvor erläuterten Steuerstrategien für die Ansteuerung des ABS-Ventils 36, insbesondere mit einem Betrieb „Select High“ oder „Select Low“, zur Anwendung kommen können.
  • Für das Ausführungsbeispiel gemäß 12 ist vorzugsweise das ABS-Ventil 36 mit der Steuereinheit 9 oder mit Steuereinheiten 9a, 9b der Radbremseinheiten 2a, 2b verbunden. Im letztgenannten Fall kann für den Fall, dass eine Radbremseinheit 2b fehlerhaft ist, das Umschaltventil 4b infolge der Rückstellfeder 11b in die zweite Betriebsstellung gesteuert werden und die Steuereinheit 9a der Radbremseinheit 2a kann das ABS-Ventil 36 so ansteuern, dass eine Bremsdruckmodulation des von dem Relaisventil 25 ausgesteuerten Drucks erfolgt zur Bereitstellung einer geeigneten ABS-Funktion für den Bremsaktuator 3b. Um dies zu ermöglichen, sind vorzugsweise die Signale der Raddrehzahlsensoren der beiden den Bremsaktuatoren 3a, 3b zugeordneten Fahrzeugräder sowohl zur Bereitstellung der Raddrehzahlsignale mit den beiden Steuereinheiten 9a, 9b verbunden. Vorzugsweise ist auch das ABS-Ventil 36 in eine der Radbremseinheiten 2a integriert.
  • In 1 und 2 sind die ABS-Ventile 36 und die Bremsaktuatoren 3 Bestandteile der Radbremseinheiten 2. Diese können aber auch extern von den Radbremseinheiten angeordnet sein.
  • In den Nutzfahrzeug-Bremssystemen 1 gemäß den Figuren und auch für andere Ausführungsformen können dieselben Radbremseinheiten 2 eingesetzt werden, so dass die Radbremseinheiten 2 in unterschiedlichen Fahrzeugen, Bremskreisen und zur Gewährleistung unterschiedlicher Funktionen einsetzbar sein. Auch können hier dieselben Schnittstellen zu dem Fahrzeug vorgesehen und genutzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Nutzfahrzeug-Bremssystem
    2
    Radbremseinheit
    3
    Bremsaktuator
    4
    Umschaltventil
    5
    3/2-Wege-Magnetventil
    6
    elektropneumatischer Bremspfad
    7
    mechanisch-pneumatischer Bremspfad
    8
    Steueranschluss
    9
    Steuereinheit
    10
    Umschaltmittel
    11
    Rückstellfeder
    12
    Steuerventil
    13
    Entlüftungsanschluss
    14
    Versorgungsanschluss
    15
    Versorgungsleitung
    16
    Vorratsbehälter
    17
    Steueranschluss
    18
    Steuerleitung
    19
    Anschluss
    20
    Schwenkankerventil
    21
    Bremspedaleinheit
    22
    Fußbremspedal
    23
    Bremspedal-Steuerleitung
    24
    Steueranschluss
    25
    Relaisventil
    26
    Bremsleitung
    27
    Bremsleitungszweig
    28
    Verbindungsleitung
    29
    Ventileinrichtung
    30
    2/2-Wege-Magnetventil
    31
    Redundanz-Bremspfad
    32
    Sensor
    33
    Sensor
    34
    erste Redundanzleitung
    35
    zweite Redundanzleitung
    36
    ABS-Ventil
    37
    elektrische Versorgungsleitung
    38
    Datenbusleitung
    39
    Raddrehzahlsensor
    40
    Raddrehzahlsensor
    41
    autonomes Fahrsystem
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • EP 3222897 A1 [0017, 0018]
    • EP 19177982 [0069]

Claims (27)

  1. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) mit a) einem ersten elektronisch gesteuerten Ventil (12a), über welches der pneumatische Bremsdruck an einem ersten pneumatischen Bremsaktuator (3a) eines ersten Fahrzeugrades vorgebbar ist, und b) einem ersten Umschaltventil (4a), welches ba) zwischen dem ersten Ventil (12a) und dem ersten Bremsaktuator (3a) angeordnet ist, bb) eine erste Betriebsstellung aufweist, in der das erste Umschaltventil (4a) eine Verbindung des ersten Bremsaktuators (3a) mit einer ersten Redundanzleitung (34) absperrt, und bc) eine zweite Betriebsstellung aufweist, in der das erste Umschaltventil (4a) den ersten Bremsaktuator (3a) mit der ersten Redundanzleitung (34) verbindet, c) wobei dem ersten Bremsaktuator (3a) ein erstes elektronisch gesteuertes ABS-Ventil (36a) vorgeordnet ist.
  2. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektronisch gesteuerte ABS-Ventil (36a) stromaufwärts des Umschaltventils (4a) angeordnet ist, so dass dieses nur wirksam ist, wenn sich das erste Umschaltventil (4a) in der zweiten Betriebsstellung befindet.
  3. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektronisch gesteuerte ABS-Ventil (36a) zwischen dem ersten Bremsaktuator (3a) und dem ersten Umschaltventil (4a) angeordnet ist.
  4. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (12a) ein erstes Schwenkankerventil (20a) ist.
  5. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein zweites elektronisch gesteuertes Ventil (12b) vorhanden ist, über welches der pneumatische Bremsdruck an einem zweiten pneumatischen Bremsaktuator (2b) eines zweiten Fahrzeugrades vorgebbar ist b) ein zweites Umschaltventil (4b) vorhanden ist, welches ba) zwischen dem zweiten Ventil (12b) und dem zweiten Bremsaktuator (3b) angeordnet ist, bb) eine erste Betriebsstellung aufweist, in der das zweite Umschaltventil (4b) eine zweite Redundanzleitung (35) absperrt, und bc) eine zweite Betriebsstellung aufweist, in der das zweite Umschaltventil (4b) den zweiten Bremsaktuator (3b) mit der zweiten Redundanzleitung (35) verbindet, c) wobei zwischen dem zweiten Umschaltventil (4b) und dem zweiten Bremsaktuator (3b) ein zweites elektronisch gesteuertes ABS-Ventil (36b) angeordnet ist.
  6. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektronisch gesteuerte ABS-Ventil (36b) stromaufwärts des zweiten Umschaltventils (4b) angeordnet ist, so dass dieses nur wirksam ist, wenn sich das Umschaltventil (4b) in der zweiten Betriebsstellung befindet.
  7. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektronisch gesteuerte ABS-Ventil (36b) zwischen dem zweiten Bremsaktuator (3b) und dem zweiten Umschaltventil (4b) angeordnet ist.
  8. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (12b) ein Schwenkankerventil (20b) ist.
  9. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) die erste Redundanzleitung (34) mit dem oder einem zweiten Bremsaktuator (3b) des oder eines zweiten Fahrzeugrades verbunden ist und/oder b) die zweite Redundanzleitung (35) mit dem ersten Bremsaktuator (3a) des ersten Fahrzeugrades verbunden ist.
  10. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Redundanzleitung (34) und/oder die zweite Redundanzleitung (35) mit einem mechanisch-pneumatischen Bremspfad (7) verbunden sind/ist.
  11. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerlogik vorhanden ist, die a) in einem Normal-Betriebsmodus das erste Umschaltventil (4a) in die erste Betriebsstellung schaltet und in einem Notfall-Betriebsmodus das erste Umschaltventil (4a) in die zweiten Betriebsstellung schaltet und in dem Notfall-Betriebsmodus das erste ABS-Ventil (36a) steuert zur Herbeiführung einer Druckmodulation des von der ersten Redundanzleitung (34) bereitgestellten Bremsdrucks für die Ausführung einer ABS-Funktion an dem ersten Fahrzeugrad und/oder b) in dem oder einem Normal-Betriebsmodus das zweite Umschaltventil (4b) in die erste Betriebsstellung schaltet und in einem Notfall-Betriebsmodus das zweite Umschaltventil (4b) in die zweite Betriebsstellung schaltet und in dem Notfall-Betriebsmodus das zweite ABS-Ventil (36b) steuert zur Herbeiführung einer Druckmodulation des von der zweiten Redundanzleitung (35) bereitgestellten Bremsdrucks für die Ausführung einer ABS-Funktion an dem zweiten Fahrzeugrad.
  12. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerlogik vorhanden ist, die a) in dem oder einem Normal-Betriebsmodus die ABS-Funktion des ersten ABS-Ventils (36a) deaktiviert und eine ABS-Funktion von dem ersten Ventil (12a) ausgeführt wird und/oder b) in dem oder einem Normal-Betriebsmodus die ABS-Funktion des zweiten ABS-Ventils (36b) deaktiviert und eine ABS-Funktion von dem zweiten Ventil (12b) ausgeführt wird.
  13. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) dem ersten Ventil (12a) eine erste Steuereinheit (9a) zugeordnet ist, welche in dem oder einem Normal-Betriebsmodus das erste Ventil (12a) steuert und in dem oder einem Notfall-Betriebsmodus das zweite ABS-Ventil (36b) steuert und/oder b) dem zweiten Ventil (12b) eine zweite Steuereinheit (9b) zugeordnet ist, welche in dem oder einem Normal-Betriebsmodus das zweite Ventil (12b) steuert und in dem oder einem Notfall-Betriebsmodus das erste ABS-Ventil (36a) steuert.
  14. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein ABS-Ventil (36) sowohl mit der ersten Steuereinheit (9a) als auch mit der zweiten Steuereinheit (9b) verbunden ist.
  15. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrzeugrad und das zweite Fahrzeugrad Fahrzeugräder auf unterschiedlichen Seiten einer gelenkten Achse sind.
  16. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerlogik vorhanden ist, welche eine Umschaltung von dem oder einem Normal-Betriebsmodus zu dem oder einem Notfall-Betriebsmodus vornimmt, wenn erkannt wird, dass a) eine Druckluftversorgung eines Ventils (12), b) eine Datenübertragung oder eine Übertragung eines Steuersignals zu dem Ventil (12), c) eine dem Ventil (12) zugeordnete Steuereinheit (9) und/oder d) das Ventil (12) selbst fehlerhaft ist.
  17. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (4), das Ventil (12) und eine dem Ventil (12) zugeordnete elektronische Steuereinheit (9) in einer Radbremseinheit (2) angeordnet sind.
  18. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Radbremseinheit (2) auch a) ein Sensor (33, 34) für einen von dem Ventil (12) ausgesteuerten Druck oder für einen Druck stromabwärts des Umschaltventils (4) und/oder b) ein Sensor für einen Versorgungsdruck des Ventils (12) angeordnet sind/ist.
  19. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ventile (12a, 12b) aus unterschiedlichen Vorratsbehältern (16a, 16b) mit Druckluft versorgt werden.
  20. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ventile (12a, 12b) an unterschiedliche Datenbusleitungen (38a, 38b) oder Datenbusteile oder Datenbusstränge angeschlossen sind.
  21. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) die das erste Ventil (12a) steuernde erste elektronische Steuereinheit (9a) Steuerlogik zur Steuerung des ersten Ventils (12a), Steuerlogik zur Steuerung des ersten Umschaltventils (4a) und Steuerlogik zur Steuerung des zweiten ABS-Ventils (36b) aufweist und/oder b) die das zweite Ventil (12b) steuernde zweite elektronische Steuereinheit (9b) Steuerlogik zur Steuerung des zweiten Ventils (12b), Steuerlogik zur Steuerung des zweiten Umschaltventils (4b) und Steuerlogik zur Steuerung des ersten ABS-Ventils (36a) aufweist.
  22. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuereinheit (9a) auch Steuerlogik zur Steuerung des ersten ABS-Ventils (36a) aufweist und/oder die zweite Steuereinheit (9b) auch Steuerlogik zur Steuerung des zweiten ABS-Ventils (36b) aufweist.
  23. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerlogik vorhanden ist, die a) ermittelt, an welchem Fahrzeugrad eine größere Bremskraft übertragen werden kann und b) im Notfall-Betriebsmodus mittels des verbleibenden Ventils (12) einen pneumatischen Bremsdruck erzeugt, der an das Fahrzeugrad angepasst ist, an welchem die größere Bremskraft übertragen werden kann.
  24. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerlogik vorhanden ist, die a) ermittelt, an welchem Fahrzeugrad eine kleinere Bremskraft übertragen werden kann und b) im Notfall-Betriebsmodus mittels des verbleibenden Ventils (12) einen pneumatischen Bremsdruck erzeugt, der an das Fahrzeugrad angepasst ist, an welchem die kleinere Bremskraft übertragen werden kann.
  25. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ABS-Ventil (36) sowohl mit der ersten Steuereinheit (9a) als auch mit der zweiten Steuereinheit (9b) verbunden ist.
  26. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein Ventil (12) in einem Normal-Betriebsmodus eine Bremsanforderung in einen Bremsanforderungsdruck umwandelt und das ABS-Ventil (36) den Bremsanforderungsdruck unter Modulation weitergibt an den Bremsaktuator (3) oder b) ein Ventil (20) in einem Normal-Betriebsmodus eine Bremsanforderung in einen Bremsanforderungsdruck umwandelt und eine Modulation des Bremsanforderungsdruck zur Gewährleistung einer ABS-Funktion vornimmt.
  27. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Ventil (20) für die Aussteuerung eines Bremsdrucks berücksichtigte Bremsanforderung a) eine von dem Fahrer vorgegebene Bremsanforderung ist und/oder b) eine Bremsanforderung eines autonomen Fahrsystems (41) ist.
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