DE202019106870U1 - Nutzfahrzeug-Bremssystem - Google Patents

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Abstract

Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) mit
a) einem ersten elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil (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 Bremsdruckventil (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 der Druck in der ersten Redundanzleitung (34) durch ein elektronisch gesteuertes Redundanzventil (25) steuerbar ist, welches den pneumatischen Bremsdruck an dem ersten pneumatischen Bremsaktuator (3a) steuert, wenn sich das erste Umschaltventil (4a) in der zweiten Betriebsstellung befindet.

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 elektronisch gesteuertes Bremsdruckventil, über welches der pneumatische Bremsdruck an einem pneumatischen Bremsaktuator eines Fahrzeugrads vorgegeben werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil um ein Schwenkankerventil.
  • 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 europäische Patentanmeldung EP 19 177 982.6 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. Vorzugsweise ist das Umschaltventil als 2/2-Ventil ausgebildet.
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nutzfahrzeug-Bremssystem 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 Schutzanspruchs gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Schutzansprüchen 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 Bremsdruckventil Einsatz. Vorzugsweise ist dieses erste elektronisch gesteuerte Bremsdruckventil ein Schwenkankerventil. Im Folgenden wird teilweise Bezug genommen auf die Ausgestaltung des ersten elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil als Schwenkankerventil, wobei dann das Entsprechende für eine andere Ausgestaltung des ersten elektronisch gesteuerten Bremsdruckventils gelten soll, sodass keine Einschränkung dieser Offenbarung auf die Ausgestaltung des Bremsdruckventils 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 0,6cm2 oder sogar zumindest 0,8cm2.
    • - 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 das elektronisch gesteuerte Bremsdruckventil, insbesondere das Schwenkankerventil, genutzt, um einen pneumatischen Bremsdruck an einem ersten pneumatischen Bremsaktuator eines ersten Fahrzeugrads vorzugeben. Hierbei kann beispielsweise mittels des elektronisch gesteuerten Bremsdruckventils eine Umsetzung der Bremsanforderung erfolgen. Zusätzlich kann mittels des elektronisch gesteuerten Bremsdruckventils aber auch eine Bremsdruckmodulation erfolgen, um eine ABS-Funktion je nach an dem ersten Fahrzeugrad auftretendem Schlupf zu gewährleisten, oder eine Steuerung des Bremsdruckes für die Gewährleistung der dynamischen Fahrstabilität erfolgen.
  • Erfindungsgemäß findet ein erstes Umschaltventil Einsatz. Das Umschaltventil ist zwischen dem ersten Bremsdruckventil und dem ersten Bremsaktuator angeordnet. Dies kann dadurch erfolgen, dass das Umschaltventil unmittelbar in die Verbindungsleitung zwischen dem elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil und dem Bremsaktuator integriert ist. Ebenfalls möglich ist aber, dass das Umschaltventil in einer Zweigleitung angeordnet ist, die von der Verbindungsleitung zwischen dem elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil 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 Bremsdruckventil, stellt das Umschaltventil in der ersten Betriebsstellung die Verbindung des Bremsaktuators mit dem elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil 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 ersten elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil angeordnet ist, kann dann das Umschaltventil in der zweiten Betriebsstellung diese Verbindungsleitung absperren, womit dann die Vorgabe des Bremsdrucks in dem ersten Bremsaktuator über die Redundanzleitung erfolgt.
  • Erfindungsgemäß ist der Druck in der ersten Redundanzleitung durch ein elektronisch gesteuertes Redundanzventil steuerbar. Befindet sich somit das erste Umschaltventil in der zweiten Betriebsstellung, kann das Redundanzventil den pneumatischen Bremsdruck an dem ersten pneumatischen Bremsaktuator steuern. Hierbei kann das elektronisch gesteuerte Redundanzventil beliebig ausgestaltet sein, beispielsweise als direkt elektronisch gesteuertes Magnetventil oder als elektrisch gesteuertes Vorsteuerventil, welches dann einen Vorsteuerdruck für die Ansteuerung eines anderen Ventils erzeugt. Das Redundanzventil verfügt vorzugsweise über eine Sperrstellung, eine Belüftungsstellung und eine Entlüftungsstellung. Hierbei kann das Redundanzventil als 3/3-Wegeventil ausgebildet sein. Durchaus möglich ist aber auch, dass das Redundanzventil aus einer Kombination eines 2/2-Wegeventils oder Sperrventils mit einem 3/2-Wegeventil besteht. Auch beliebige andere Ausgestaltungen des Redundanzventils sind von der Erfindung umfasst.
  • Während durchaus möglich ist, dass lediglich ein (erster) Bremsaktuator über das (ersten) Umschaltventils und die 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 Bremsdruckventil, vorzugsweise ein Schwenkankerventil, vorhanden. Mittels des zweiten elektronisch gesteuerten Bremsdruckventils 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 zwischen dem zweiten elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil 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. Erfindungsgemäß ist dann der Druck in der zweiten Redundanzleitung durch ein weiteres Redundanzventil oder durch das vorgenannte, dann multifunktional eingesetzte Redundanzventil steuerbar. Dieses Redundanzventil steuert den pneumatischen Bremsdruck an dem zweiten pneumatischen Bremsaktuator, wenn sich das zweite Umschaltventil in der zweiten Betriebsstellung befindet.
  • Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung ist das elektronisch gesteuerte Redundanzventil, über welches der Druck in der ersten und/oder zweiten Redundanzleitung steuerbar ist, als Schwenkankerventil ausgebildet. Der Einsatz eines Schwenkankerventils hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt hinsichtlich der Ermöglichung großer Volumenströme zum Be- und Entlüften des Bremsaktuators und/oder für eine schnellere Druckänderung in dem Bremsaktuator und damit eine gute Steuerbarkeit oder Regelbarkeit der an dem Fahrzeugrad erzeugten Bremskraft.
  • Grundsätzlich möglich ist, dass das Umschaltventil unmittelbar die Redundanzleitung ohne Zwischenschaltung weiterer Ventile mit dem zugeordneten Bremsaktuator verbindet. Nachteilig kann in diesem Fall sein, dass für den Fall, dass das Redundanzventil lediglich einen Bremsdruck aussteuert, der mit einer Bremsanforderung korreliert, der Bremsaktuator, der mit der Redundanzleitung verbunden ist, ohne ABS-Funktion betrieben werden muss. Möglich ist aber auch, dass die ABS-Funktion von dem Redundanzventil bereitgestellt wird. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung ist dem ersten Bremsaktuator ein erstes elektronisch gesteuertes ABS-Ventil vorgeordnet. Dieses kann dann die ABS-Funktion bereitstellen, wenn die Redundanzleitung in der zweiten Betriebsstellung des Umschaltventils genutzt wird, um den Bremsdruck des Bremsaktuators vorzugeben. Hierdurch kann die Bremsperfomance auch im Redundanzfall verbessert werden, selbst wenn das Redundanzventil keine integrierte ABS-Funktion zur Verfügung stellt. Hiermit kann letzten Endes die Betriebssicherheit des mit dem Nutzfahrzeug-Bremssystem ausgestatteten Nutzfahrzeugs erhöht werden.
  • Auch dem zweiten Bremsaktuator kann ein zweites elektronisch gesteuertes ABS-Ventil vorgeordnet sein. Durch diese Ausgestaltung kann sowohl eine Redundanz bei einem Ausfall des ersten Bremspfads mit dem ersten elektronisch gesteuerten Bremsdruckventils als auch eine Redundanz bei einem Ausfall des zweiten Bremspfads, in welchem das zweite Bremsdruckventil angeordnet ist, gewährleistet werden.
  • 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 verbunden 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 Bremsdruckventil 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 Bremsaktuator und dem Umschaltventil angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass das ABS-Ventil sowohl mit dem Druck, der von dem Bremsdruckventil 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 Bremsdruckventil 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.
  • Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist ein Redundanzpfad vorhanden. In diesem Fall kann der Redundanzpfad eine Redundanzpfad-Hauptleitung aufweisen. In der Redundanzpfad-Hauptleitung ist dann das Redundanzventil angeordnet. Die Redundanzpfad-Hauptleitung verzweigt dann in die erste und zweite Redundanzleitung die zu den Redundanzanschlüssen der beiden Umschaltventile führen. Dies hat den Vorteil, dass mit einem einzigen Redundanzventil in der Redundanzpfad-Hauptleitung sowohl der pneumatische Bremsdruck in der ersten Redundanzleitung als auch in der zweiten Redundanzleitung vorgegeben werden kann. Je nach Ausfall des jeweiligen Bremszweiges kann dann das Redundanzventil entweder über die erste Redundanzleitung oder über die zweite Redundanzleitung den Bremsdruck an dem jeweiligen pneumatischen Bremsaktuator eines Fahrzeugrades vorgeben.
  • Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist eine elektronische Steuereinheit vorhanden. Die elektronische Steuereinheit weist Steuerlogik auf, mittels der die beiden Umschaltventile gleichzeitig in die zweite Betriebsstellung umgeschaltet werden können. In diesem Fall erfolgt die Steuerung des pneumatischen Bremsdrucks an den beiden pneumatischen Bremsaktuatoren gemeinsam durch das Redundanzventil. Für den Fall, dass die vorgenannten ABS-Ventile vorhanden sind, kann dennoch an den jeweiligen Bremsaktuatoren eine spezifische ABS-Funktion gewährleistet werden. In dem Fall kann der von dem Redundanzventil ausgesteuerte Bremsdruck dem Bremsdruck entsprechen, der erforderlich ist, um die erforderliche Bremskraft an dem Fahrzeugrad herbeizuführen, an dem die höhere Bremskraft unter Berücksichtigung der Last und der Haftbedingungen herbeigeführt werden kann. Möglichst aber auch, dass ein Bremsdruck ausgesteuert wird, der der niedrigeren maximal übertragbaren Bremskraft der beiden Fahrzeugräder entspricht.
  • 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 des Umschaltventils in die zweite Betriebsstellung vornimmt, wenn ein Fehler erkannt wird.
    • - Hierbei handelt es sich bei dem Fehler insbesondere um einen Fehler in der Druckluftversorgung des elektronisch gesteuerten Bremsdruckventils, 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 elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil 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 elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil zugeordneten Steuereinheit.
    • - Schließlich kann die Umschaltung (alternativ oder kumulativ) erfolgen, wenn erkannt wird, dass das elektronisch gesteuerte Bremsdruckventil selbst fehlerhaft ist, beispielsweise bei einer Verklemmung desselben, die insbesondere auf Grundlage eines veränderten elektrischen Verhaltens des elektrischen Ansteuersignals des Magnetventils des elektronisch gesteuerten Bremsdruckventils 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 elektronisch gesteuerte Bremsdruckventil und eine dem elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil 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.
  • Für einen Vorschlag der Erfindung ist auch das Redundanzventil, über welches der Druck in der ersten Redundanzleitung und/oder der Druck in der zweiten Redundanzleitung steuerbar ist, in der Radbremseinheit angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine verringerte Bauteilvielfalt, eine kompakte Einheit in Form der Radbremseinheit, ein verringerter Montageaufwand und eine Reduzierung der außerhalb der Ventileinheiten angeordneten pneumatischen Verbindungsleitungen und der zugeordneten Anschlüsse.
  • 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 elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil 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 elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil ausgesteuert wird, als auch dann, wenn der Bremsdruck über die Redundanzleitung mit dem Redundanzventil vorgegeben wird. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass in der Radbremseinheit ein Sensor angeordnet ist, mittels dessen ein Versorgungsdruck des elektronisch gesteuerten Bremsdruckventils erfasst werden kann.
  • Die Redundanz des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeug-Bremssystems kann erhöht werden, wenn die beiden elektronisch gesteuerten Bremsdruckventile 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 elektronisch gesteuerten Bremsdruckventile 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 elektronisch gesteuerte Bremsdruckventil steuert, Steuerlogik aufweist, die neben der Steuerung des ersten Bremsdruckventils 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.
  • Im Rahmen der Erfindung kann mindestens ein ABS-Ventil sowohl mit der ersten Steuereinheit als auch mit der zweiten Steuereinheit verbunden sein.
  • Möglich ist, dass das elektronisch gesteuerte Bremsdruckventil in einem Normal-Betriebsmodus eine Bremsanforderung in einen Bremsanforderungsdruck umwandelt. In diesem Fall kann das ABS-Ventil den Bremsanforderungsdruck unter Modulation weitergeben an dem Bremsaktuator, um eine ABS-Funktion bereitzustellen. Alternativ möglich ist, dass das elektronisch gesteuerte Bremsdruckventil in dem Normal-Betriebsmodus eine Bremsanforderung in einen Bremsanforderungsdruck umwandelt, wobei in diesem Fall dann auch eine Modulation des Bremsanforderungsdrucks durch das elektronisch gesteuerte Bremsdruckventil erfolgen kann, um die ABS-Funktion zu gewährleisten.
  • 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. Beispielsweise kann es sich um einen von Hand betätigten Parkbremsschalter, einen Hilfsbremsschalter u. ä. handeln. 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 Schutzansprüchen, 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 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 Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche 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 Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Schutzansprüche des eingetragenen Gebrauchsmusters gilt.
  • Die in den Schutzansprüchen 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 Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
    • 1 bis 3 zeigen schematisch unterschiedliche Ausführungsbeispiele 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, bei Zuordnung zu unterschiedlichen Fahrzeugseiten oder Fahrzeugrädern und/oder durch den Zusatz „-1“ oder „-2“ bei Zuordnung zu unterschiedlichen Achsen voneinander unterschieden sein können. Auf diese Bauelemente wird dann in der Beschreibung und in den Patentansprüchen mit oder ohne Verwendung des zusätzlichen Buchstabens oder des Zusatzes „-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, einem Radträger, 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 mittels eines Umschaltventils 4a (hier ein 3/2-Wege-Magnetventil 5a) alternativ mit einem elektropneumatischen Bremspfad 6a und einem Redundanzpfad 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 Redundanzpfad 7.
  • Der elektropneumatische Bremspfad 6a verfügt über ein Bremsdruckventil 12a, welches durch die elektronische Steuereinheit 9 elektronisch gesteuert ist. Das Bremsdruckventil 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 Bremsdruckventils 12a ist direkt mit dem Umschaltventil 4a verbunden. Im geschlossenen Zustand des Bremsdruckventils 12a (wirksam in 1) schließt das Bremsdruckventil 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 Bremsdruckventils 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 Bremsdruckventil 12a einen Belüftungszustand ein. In dem Belüftungszustand verbindet das Bremsdruckventil 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 Bremsdruckventil 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 Bremsdruckventil 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 Redundanzpfad 7 verfügt über eine Redundanzpfad-Hauptleitung 24, die verzweigt in eine erste Redundanzleitung 34 und eine zweite Redundanzleitung 35. In der zweiten Betriebsstellung verbindet das Umschaltventil 4a den Bremsaktuator 3a mit der ersten Redundanzleitung, während das Umschaltventil 4b in der zweiten Betriebsstellung den Bremsaktuator 3b mit der zweiten Redundanzleitung 35 verbindet. In der Redundanzpfad-Hauptleitung 24 ist ein elektronisch gesteuertes Redundanzventil 25 angeordnet, welches hier als Schwenkankerventil 26 ausgebildet ist und ebenfalls durch die Steuereinheit 9 angesteuert ist.
  • 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 Bremsdruckventile 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). Der Fahrer kann mit dem Fuß oder der Hand eine Fahrer-Bremsanforderung vorgeben, die über die Bremspedaleinheit 21, einen Schalter, einen Hebel, einen Parkbremshebel, einen Hilfsbremshebel u. ä. umgewandelt werden kann in eine elektrische Fahrer-Bremsanforderung, die an die elektronische Steuereinheit 9 übertragen wird. Die elektronische Steuereinheit 9 kann dann abhängig von der elektrischen Fahrer-Bremsanforderung die Bremsdruckventile 12a, 12b ansteuern. Alternativ oder zusätzlich möglich ist, dass eine elektrische Bremsanforderung von einer autonomen Fahrsystem-Steuereinrichtung 22 erzeugt wird und entsprechend umgesetzt wird. In diesem Normal-Betriebsmodus befindet sich das Redundanzventil 25 vorzugsweise in einer Sperrstellung, was insbesondere der Fall ist ohne elektrische Beaufschlagung des Steueranschlusses des Redundanzventils 25 durch die Steuereinheit 9 zwecks Reduzierung des elektrischen Leistungsbedarfs.
    • - Im Fall eines Fehlers in beiden Bremspfaden 6a, 6b, beispielsweise infolge 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 dann der Redundanzpfad 7 die pneumatische Beaufschlagung der Bremsaktuatoren 3a, 3b. Der pneumatische Bremsdruck, der von dem Redundanzventil 25 in der Redundanzpfad-Hauptleitung 24 und damit in den Redundanzleitungen 34, 35 erzeugt wird, gelangt über die Umschaltventile 4a, 4b (ggf. unter Druckmodulation durch die ABS-Ventile 36a, 36b) zu dem pneumatischen Bremsaktuatoren 3a, 3b. In diesem Notfall-Modus werden die beiden Bremsaktuatoren 3a, 3b mit denselben pneumatischen Bremsdrücken beaufschlagt oder diese können angesichts der Wirkung der ABS-Ventile 36a, 36b voneinander abweichen.
    • - Tritt lediglich ein Fehler in einem elektropneumatischen Bremspfad 6a [oder 6b] (insbesondere ein Fehler in einer der Bremsdruckventile 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 Redundanzpfad 7 und hier das Redundanzventil 25 gesteuert werden, während der andere pneumatische Bremsaktuator 3b [oder 3a] weiterhin durch den elektropneumatischen Bremspfad 6b [oder 6a] und hier das Bremsdruckventil 12b [oder 12a] 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 Redundanzpfad 7 gesteuert werden.)
  • Für die erläuterten Betriebsweisen ist der Einsatz des ABS-Ventils 36 optional. Ohne Einsatz eines ABS-Ventils 36 kann auf die Gewährleistung einer ABS-Funktion bei Erzeugung des Bremsdrucks über das Bremsdruckventils 12 und/oder durch das Redundanzventil 25 verzichtet werden.
  • Möglich ist auch, dass in den Normal-Betriebsmodus und/oder in dem Notfall-Betriebsmodus eine ABS-Funktion in das Bremsdruckventil 12 bzw. das Redundanzventil 25 integriert ist. Bei Einsatz des ABS-Ventils 36 kann das Bremsdruckventil 12 und/oder kann das Redundanzventil 25 lediglich die Fahrer-Bremsanforderung umwandeln in einen Bremsanforderungsdruck, der dann durch das ABS-Ventil 36 moduliert wird zur Gewährleistung der ABS-Funktion.
  • Die Bremsanforderung kann nicht lediglich von dem Fahrer vorgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich möglich ist die Vorgabe einer Bremsanforderung und die Umsetzung auf die erläuterte Weise in dem Normal-Betriebsmodus und/oder Notfall-Betriebsmodus durch ein Bremsassistenzsystem, welches in einer Gefahrensituation eine automatische Bremswirkung herbeiführt oder eine vom Fahrer vorgegebene Bremswirkung verändert oder erhöht. Ebenfalls möglich ist, dass die berücksichtigte Bremsanforderung von einer autonomen Fahrsystem-Steuereinrichtung 22 vorgegeben wird.
  • 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform mit lediglich einem Umschaltventil 4a, welches mit dem elektropneumatischen Bremspfad 6a und dem Redundanzpfad 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 den Redundanzpfad 7, so dass die Bremsaktuatoren 3a, 3b sowohl in dem Normal-Betriebsmodus als auch in dem Notfall-Betriebsmodus mit denselben Bremsdrücken beaufschlagt werden (sofern nicht eine Anpassung oder Modulation durch etwaige ABS-Ventile 36 erfolgt).
  • In dem Redundanzfad 7 kann entsprechend einer Bremsanforderung der Bremspedaleinheit 21 oder der autonomen Fahrsystem-Steuereinrichtung 22 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 und 2 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 Bremsdruckventilen 12 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 Bremsdruckventils 12 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.
  • 3 zeigt ein Nutzfahrzeug-Bremssystem 1, bei welchem ein Teilsystem, welches bis auf im Folgenden angeführte Unterschiede grundsätzlich entsprechend dem Nutzfahrzeug-Bremssystem 1 gemäß 1 ausgebildet ist, im Bereich einer Vorderachse für gelenkte Vorderräder eingesetzt ist. Das Nutzfahrzeug-Bremssystem 1 verfügt in diesem Fall über zwei Vorratsbehälter 16a, 16b, wobei der Vorratsbehälter 16a für die Druckluftversorgung der Radbremseinheit 2a zuständig ist und der Vorratsbehälter 16b für die Druckluftversorgung der Radbremseinheit 2b zuständig ist. Eine Übertragung von Betriebssignalen und insbesondere einer Bremsanforderung, beispielsweise der Bremspedaleinheit 21 und/oder der autonomen Fahrsystem-Steuereinrichtung 22, erfolgt hier über Datenbusleitungen 31a, 31b in redundanter Weise. Die Datenbusleitungen 31 a, 31 b sind jeweils sowohl mit der Radbremseinheit 2a als auch mit der Radbremseinheit 2b verbunden. Zusätzlich sind die beiden Datenbusleitungen 31a, 31b auch mit dem Redundanzventil 25 bzw. einer dem Redundanzventil 25 zugeordneten Steuereinheit verbunden, um an die Radbremseinheit 2a, die Radbremseinheit 2b und das Redundanzventil 25 bzw. die zugeordnete Steuereinheit die Bremsanforderung zu übertragen. Darüber hinaus sind hier jedem Fahrzeugrad der gelenkten Räder der Achse zwei redundante Raddrehzahlsensoren 29a, 30a bzw. 29b, 30b zugeordnet. Hierbei kann das Raddrehzahlsignal des Raddrehzahlsensors 30a (oder ein hieraus ermittelter Schlupf) verarbeitet werden von einer Steuereinheit, die Bestandteil der Radbremseinheit 2a ist oder dieser zugeordnet ist, um in der Radbremseinheit 2a das Bremsdruckventil 12a anzusteuern und insbesondere so anzusteuern, dass das Bremsdruckventil 12 eine ABS-Funktion bereitstellt. Alternativ oder zusätzlich kann das Signal verwendet werden, um mittels der Steuereinheit das ABS-Ventil 36a zur Ausführung einer ABS-Funktion anzusteuern. Wird hingegen das Umschaltventil 4a umgeschaltet in die zweite Betriebsstellung, kann das Raddrehzahlsignal des Raddrehzahlsensors 29a (und/oder ein hieraus ermittelter Schlupf) verwendet werden für die Aussteuerung eines Drucks durch das Redundanzventil 25, indem die für die Ansteuerung des Redundanzventils 25 zuständige Steuereinheit das Raddrehzahlsignal oder den Schlupf berücksichtigt. In diesem Fall kann die ABS-Funktion durch das Redundanzventil 25 und/oder ein zusätzliches ABS-Ventil 36 gewährleistet werden. Das Entsprechende gilt auch für das andere Fahrzeugrad, die zugeordnete Radbremseinheit 2b und die Raddrehzahlsensoren 29b, 30b. Wie in 3 ersichtlich ist, dient das Redundanzventil 25 der Erzeugung des pneumatischen Bremsdrucks für beide Fahrzeugseiten im Redundanzfall. Des Weiteren ist in 3 zu erkennen, dass das Redundanzventil 25 auf redundante Weise mit Druckluft versorgt ist, indem dieses sowohl mit dem Vorratsbehälter 16a als auch mit dem Vorratsbehälter 16b verbunden ist.
  • In 3 sind vier Fahrzeugräder an zwei Achsen dargestellt, wobei die entsprechenden Bauelemente an den unterschiedlichen Achsen durch den Zusatz „-1“ für die vordere, gelenkte Achse und „-2“ für die hintere, nicht gelenkte Achse gekennzeichnet sind. Auch die Radbremseinheiten 2a-2 und 2b-2 sind in redundanter Weise über die Vorratsbehälter 16a, 16b mit Druckluft versorgt und in redundanter Weise an die Datenbusleitungen 31a, 31b angeschlossen. In einem Normal-Betriebsmodus erfolgt der Betrieb der Radbremseinheiten 2a-2 und 2b-2 mit Erzeugung der pneumatischen Bremsdrücke für die beiden Fahrzeugseiten in den Bremsaktuatoren 3a-2 und 3b-2 mittels der Bremsdruckventile der beiden Radbremseinheiten 2a-2 und 2b-2. Kommt es hier zu einem Fehler und einer Umschaltung der Umschaltventile der Radbremseinheiten 2a-2 und 2b-2, wird auch hier ein Redundanzpfad 7-2 aktiviert. Für die hintere Achse erfolgt in dem Redundanzfall allerdings nicht die Vorgabe des Bremsdrucks an dem versagenden Bremszweig mittels eines Redundanzventils. Vielmehr wird über den Redundanzpfad 7-2 der Redundanzanschluss bzw. die Redundanzleitung dieses Bremszweiges verbunden mit dem Bremsaktuator der anderen Fahrzeugseite dieser Achse, was in 3 lediglich schematisch dargestellt ist. Dies hat zur Folge, dass im Redundanzfall die beiden Bremsaktuatoren 3a-2 und 3b-2 mit demselben Bremsdruck beaufschlagt werden, der erzeugt wird von dem dann noch funktionsfähigen Bremsdruckventil. Möglich ist, dass der so erzeugte Bremsanforderungsdruck dann durch den Bremsaktuatoren 3a-2 und 3b-2 vorgeordneten ABS-Ventile modifiziert und moduliert wird. Möglich ist aber auch, dass das verbleibende, noch funktionsfähige Bremsdruckmodul einen Bremsdruck erzeugt, der in einem Modus „select high“ angepasst ist an das Fahrzeugrad, an welchem die höhere Bremskraft übertragbar ist oder in einem Modus „select low“ angepasst ist an das Fahrzeugrad, an welchem die kleinere Bremskraft übertragbar ist. Ebenfalls möglich ist, dass das verbleibende Bremsdruckventil eine unter Umständen eingeschränkte ABS-Bremsdruckmodulation durchführt, die an beide Fahrzeugräder oder eines der beiden Fahrzeugräder, insbesondere das Fahrzeugrad mit der höheren übertragbaren Bremskraft oder das Fahrzeugrad mit der kleineren übertragbaren Bremskraft, angepasst ist.
  • Möglich ist auch, dass die Radbremseinheiten 2 in redundanter Weise mit elektrischer Leistung, insbesondere von einer oder mehreren Leistungsquellen, Batterien oder Akkumulatoren, versorgt werden.
  • In 1 und 2 findet eine zentrale Steuereinheit 9 für die Ansteuerung der elektronisch gesteuerten Komponenten des Nutzfahrzeugs-Bremssystems 1 Einsatz. Möglich ist aber auch, dass mehrere verteilte und miteinander vernetzte Steuereinheiten Einsatz finden, wobei vorzugsweise jeweils eine Steuereinheit den Radbremseinheiten 2a, 2b zugeordnet ist oder in diese integriert ist und eine weitere Steuereinheit dem Redundanzventil 25 zugeordnet ist oder mit diesem eine Baueinheit bildet. Die Verbindung der genannten Steuereinheiten kann dann über ein Datenbussystem erfolgen.
  • Über die Datenbusleitungen 31 kann beispielsweise eine Übertragung von Messsignalen wie beispielsweise eines Raddrehsignals oder eines Schlupfsignals eines Fahrzeugrads oder die Übertragung eines Bremsanforderungssignals von einer Bremspedaleinheit 21 oder einer autonomen Fahrsystem-Steuereinrichtung 22 erfolgen. Möglich ist auch, dass die Datenbusleitungen 31 bidirektional genutzt werden. So ist beispielsweise möglich, dass von der Steuereinheit 9 über die Datenbusleitungen 31 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 oder eine andere Steuereinheit übertragen wird.
  • Für die dargestellten Ausführungsbeispiele in den 1 und 2 sind die Bremsaktuatoren 3 und die ABS-Ventile 36 (sofern vorhanden) in die Radbremseinheiten 2 integriert. Möglich ist aber auch, dass die Bremsaktuatoren 3 und die ABS-Ventile 36 (sofern vorhanden) außerhalb der Bremseinheiten 2 angeordnet sind.
  • 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 Redundanzpfad 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 Redundanzpfad 7 beaufschlagt werden. Die Drucksignale der Sensoren 32, 33 werden an die Steuereinheit 9 übertragen und insbesondere verarbeitet und in einem Testverfahren berücksichtigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Nutzfahrzeug-Bremssystem
    2
    Radbremseinheit
    3
    Bremsaktuator
    4
    Umschaltventil
    5
    3/2-Wege-Magnetventil
    6
    elektropneumatischer Bremspfad
    7
    Redundanzpfad
    8
    Steueranschluss
    9
    Steuereinheit
    10
    Umschaltmittel
    11
    Rückstellfeder
    12
    Bremsdruckventil
    13
    Entlüftungsanschluss
    14
    Versorgungsanschluss
    15
    Versorgungsleitung
    16
    Vorratsbehälter
    17
    Steueranschluss
    18
    Steuerleitung
    19
    Anschluss
    20
    Schwenkankerventil
    21
    Bremspedaleinheit
    22
    autonome Fahrsystem-Steuereinrichtung
    23
    Bremspedal-Steuerleitung
    24
    Redundanzpfad-Hauptleitung
    25
    Redundanzventil
    26
    Schwenkankerventil
    28
    Verbindungsleitung
    29
    Raddrehzahlsensor
    30
    Raddrehzahlsensor
    31
    Datenbusleitung
    32
    Sensor
    33
    Sensor
    34
    erste Redundanzleitung
    35
    zweite Redundanzleitung
    36
    ABS-Ventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • GB 1719309 [0002, 0015, 0018]
    • GB 1904957 [0003, 0015, 0018]
    • GB 1806527 [0004, 0015, 0018]
    • GB 1719415 [0005, 0015, 0018]
    • GB 1719344 [0006, 0015, 0018]
    • EP 2567131 B1 [0007, 0015, 0018]
    • EP 1303719 B1 [0008, 0015, 0018]
    • EP 2756215 B1 [0008, 0015, 0018]
    • EP 19177982 [0010]
    • EP 2049373 B1 [0015, 0018]
    • GB 1820137 [0015, 0018]
    • WO 2016/062542 A1 [0016, 0018]
    • EP 3222897 A1 [0016, 0018]

Claims (18)

  1. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) mit a) einem ersten elektronisch gesteuerten Bremsdruckventil (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 Bremsdruckventil (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 der Druck in der ersten Redundanzleitung (34) durch ein elektronisch gesteuertes Redundanzventil (25) steuerbar ist, welches den pneumatischen Bremsdruck an dem ersten pneumatischen Bremsaktuator (3a) steuert, wenn sich das erste Umschaltventil (4a) in der zweiten Betriebsstellung befindet.
  2. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein zweites elektronisch gesteuertes Bremsdruckventil (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 Bremsdruckventil (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 (34, 35) verbindet, c) wobei der Druck in der zweitem Redundanzleitung (35) durch ein oder das elektronisch gesteuertes Redundanzventil (25) steuerbar ist, welches den pneumatischen Bremsdruck an dem zweiten pneumatischen Bremsaktuator (3b) steuert, wenn sich das zweite Umschaltventil (4b) in der zweiten Betriebsstellung befindet.
  3. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronisch gesteuerte Redundanzventil (25), über welches der Druck in der ersten und/oder zweiten Redundanzleitung (34, 35) steuerbar ist, als Schwenkankerventil (26) ausgebildet ist.
  4. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) dem ersten Bremsaktuator (3a) ein erstes elektronisch gesteuertes ABS-Ventil (36a) vorgeordnet ist und/oder b) dem zweiten Bremsaktuator (3b) ein zweites elektronisch gesteuertes ABS-Ventil (36b) vorgeordnet ist.
  5. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 und 4 in Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Redundanzpfad (7) vorhanden ist, der eine Redundanzpfad-Hauptleitung (24) aufweist, in der das Redundanzventil (25) angeordnet ist und die in die erste und zweite Redundanzleitung (34, 35) verzweigt.
  6. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (9) mit Steuerlogik vorhanden ist, über welche beide Umschaltventile (4a, 4b) gleichzeitig in die zweite Betriebsstellung umschaltbar sind, so dass der pneumatische Bremsdruck an beiden pneumatischen Bremsaktuatoren (3a, 3b) gemeinsam durch das Redundanzventil (25) gesteuert wird.
  7. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 6 in Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrzeugrad und das zweite Fahrzeugrad Fahrzeugräder auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten einer gelenkten Achse sind.
  8. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerlogik vorhanden ist, welche eine Umschaltung eines Umschaltventils (4a, 4b) in die zweite Betriebsstellung vornimmt, wenn erkannt wird, dass a) eine Druckluftversorgung eines Bremsdruckventils (12), b) eine Datenübertragung oder eine Übertragung eines Steuersignals zu dem Bremsdruckventil (12), c) eine dem Bremsdruckventil (12) zugeordnete Steuereinheit (9) und/oder d) das Bremsdruckventil (12) selbst fehlerhaft ist.
  9. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (4), das Bremsdruckventil (12) und eine dem Bremsdruckventil (12) zugeordnete elektronische Steuereinheit (9) in einer Radbremseinheit (2) angeordnet sind.
  10. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Redundanzventil (25), über welches der Druck in der ersten Redundanzleitung (34) und/oder der Druck in der zweiten Redundanzleitung (35) steuerbar ist, ebenfalls in der Radbremseinheit (2) angeordnet ist
  11. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Radbremseinheit (2) auch a) ein Sensor (32, 33) für einen von dem Bremsdruckventil (12) ausgesteuerten Druck oder für einen Druck stromabwärts des Umschaltventils (4) und/oder b) ein Sensor für einen Versorgungsdruck des Bremsdruckventils (12) angeordnet sind/ist.
  12. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bremsdruckventile (12a, 12b) aus unterschiedlichen Vorratsbehältern (16a, 16b) mit Druckluft versorgt werden.
  13. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bremsdruckventile (12a, 12b) an unterschiedliche Datenbusleitungen (31a, 31b) angeschlossen sind.
  14. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) die das erste Bremsdruckventil (12a) steuernde erste elektronische Steuereinheit (9a) - Steuerlogik zur Steuerung des ersten Bremsdruckventils (12a) und/oder - Steuerlogik zur Steuerung des zweiten Bremsdruckventils (12b) und/oder - Steuerlogik zur Steuerung des ersten Umschaltventils (4a) und/oder - Steuerlogik zur Steuerung des zweiten Umschaltventils (4b) und/oder - Steuerlogik zur Steuerung des Redundanzventils (25) aufweist aufweist und/oder b) die das zweite Bremsdruckventil (12a) steuernde zweite elektronische Steuereinheit (9b) - Steuerlogik zur Steuerung des ersten Bremsdruckventils (12a) und/oder - Steuerlogik zur Steuerung des zweiten Bremsdruckventils (12b) und/oder - Steuerlogik zur Steuerung des ersten Umschaltventils (4a) und/oder - Steuerlogik zur Steuerung des zweiten Umschaltventils (4b) und/oder - Steuerlogik zur Steuerung des Redundanzventils (25) aufweist.
  15. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach Anspruch 4 oder einem der Ansprüche 5 bis 14 in Rückbeziehung auf Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein Bremsdruckventil (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 Bremsdruckventil (12) in einem Normal-Betriebsmodus eine Bremsanforderung in einen Bremsanforderungsdruck umwandelt und eine Modulation des Bremsanforderungsdruck zur Gewährleistung einer ABS-Funktion vornimmt.
  16. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Bremsdruckventil (12) und/oder von dem Redundanzventil (25) für die Aussteuerung eines Bremsdrucks berücksichtigte Bremsanforderung a) eine von dem Fahrer vorgegebene Bremsanforderung ist und/oder b) eine Bremsanforderung einer autonomen Fahrsystem-Steuereinrichtung (22) ist.
  17. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsdruckventil (12) als Schwenkankerventil (20) ausgebildet ist.
  18. Nutzfahrzeug-Bremssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (4) ein 3/2-Wege-Magnetventil (5) ist.
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