EP4565463A1

EP4565463A1 - Elektromechanisches bremssystem mit pneumatischer ansteuerung des anhängers

Info

Publication number: EP4565463A1
Application number: EP22761197.7A
Authority: EP
Inventors: Julian van Thiel
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2025-06-11
Also published as: US20260042434A1; WO2024027924A1; CN119585163A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Anhängerventilanordnung (1) für ein elektromechanisches Bremssystem (202), umfassend ein Anhängersteuerventil (10) mit einem Vorratsanschluss (11), einem Anhängerversorgungsanschluss (12) zum Bereitstellen von Vorratsdruck (pV) für einen Anhänger, einem Anhängerbremsdruckanschluss (14) zum Bereitstellen eines Anhängerbremsdrucks (pBA) für den Anhänger, einer elektromagnetischen Vorsteuereinheit (110), die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von an dem Anhängersteuerventil (10) empfangenen Anhängerschaltsignalen (S1, S2, S3) den Anhängerbremsdruck (pBA) an dem Anhängerbremsdruckanschluss (12) auszusteuern, und mit einem pneumatischen Redundanzanschluss (16) zum Empfangen eines Redundanzdrucks (pR), wobei das Anhängersteuerventil (10) den Anhängerbremsdruck (pBA) redundant in Abhängigkeit von dem Redundanzdruck (pR) aussteuert. Ferner ist eine Redundanzventileinheit (20) mit einem Redundanzausgang (22) zum Bereitstellen des Redundanzdrucks (pR) vorgesehen, wobei die Redundanzventileinheit (20) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von empfangenen Redundanzschaltsignalen (SR1, SR2) den Redundanzdruck (pR) an dem Redundanzausgang (22) bereitzustellen.

Description

Elektromechanisches Bremssystem mit pneumatischer Ansteuerunq des Anhängers

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Anhängerventilanordnung für ein Bremssystem, insbesondere ein elektromechanisches Bremssystem, welches ein Anhängersteuerventil pneumatischer Bauart umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein elektromechanisches Bremssystem für ein Nutzfahrzeug mit einer pneumatischen Anhängerventilanordnung, ein Nutzfahrzeug und ein Verfahren.

Bremssysteme, wie sie heutzutage für Nutzfahrzeuge eingesetzt werden, sind in der Regel pneumatische Bremssysteme, die mit Druckluft arbeiten. Dies gilt sowohl für Zugfahrzeuge als auch für Anhänger, wobei im Zugfahrzeug ein oder mehrere Druckluftkreise vorgesehen sind und das Bremssystem des Zugfahrzeugs Ventile aufweist, um Druckluft gezielt pneumatisch betätigbaren Bremsaktuatoren an den Rädern zur Verfügung zu stellen, um so eine Verzögerung des Zugfahrzeugs herbeizuführen. Auch Anhänger für derartige Nutzfahrzeuge umfassen ein pneumatisches Bremssystem, werden aber von einer Luftaufbereitungseinheit aus dem Zugfahrzeug heraus versorgt. Zu diesem Zweck verfügen sowohl das Zugfahrzeug als auch der Anhänger über zwei pneumatische Anschlüsse, nämlich einen Kupplungskopf „Vorrat“ und einen Kupplungskopf „Bremse“. Über den Kupplungskopf „Vorrat“ wird Vorratsdruck von dem Zugfahrzeug an das Anhängerfahrzeug bereitgestellt und in dem Anhänger dann zum Auffüllen eines dafür vorgesehenen Anhängervorrats verwendet. Über den Kupplungskopf „Bremse“ wird hingegen ein Steuerdruck übergeben, der die Höhe des Bremsdrucks für den Anhänger angibt.

Mit zunehmender Elektrifizierung im Automobilbereich wird auch das Bremssystem von Zugfahrzeugen weiter elektrifiziert. Aus diesem Grund wurden in den letzten Jahren vermehrt elektromechanische Bremssysteme entwickelt und eingesetzt, die im Zugfahrzeug nicht mehr mit Druckluft arbeiten, sondern elektri- sehe Bremsaktuatoren ansteuern und bei denen die Verzögerung des Zugfahrzeugs durch elektromechanische Aktuatoren realisiert wird.

Dennoch besteht Bedarf, auch weiterhin Anhänger, die ein herkömmliches pneumatisches Bremssystem haben, mit elektrifizierten Zugfahrzeugen zu ziehen und das pneumatische Bremssystem des Anhängers anzusteuern.

Aus EP 3 822 133 A1 ist ein Anhängersteuerventil für diesen Zweck bekannt. Das Anhängersteuerventil umfasst wenigstens zwei elektrische Anschlüsse, die dazu ausgebildet sind, zwei unabhängige, aber redundante elektrische Steuersignale zu empfangen, welche das Signal für einen voreingestellten Bremssteuerdruck aufweisen, wenigstens ein Ventil, das dazu ausgebildet ist, einen konstanten Luftdruck einer Luftdruckquelle auf den voreingestellten Bremssteuerdruck einzustellen, einen Bremsvorratsdruckanschluss, welcher ein pneumatischer Auslass ist und dazu ausgebildet ist, den voreingestellten Bremsvorratsdruck dem pneumatischen Anhängerbremssystem bereitzustellen, einen Bremssteuerdruckanschluss, welcher ein zweiter pneumatischer Auslass ist und dazu ausgebildet ist, den voreingestellten Bremssteuerdruck dem pneumatischen Bremssystem des Anhängers bereitzustellen, wobei die Druckluftquelle innerhalb des Anhängersteuerventils angeordnet ist.

Weiterhin ist aus EP 3 822 134 B1 ein Anhängersteuermodul bekannt, welches für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Anhänger, der ein pneumatisches Bremssystem umfasst, das dazu ausgelegt ist, dem pneumatischen Bremssystem des Anhängers einen voreingestellten Bremssteuerausgangsdruck bereitzustellen, vorgesehen ist. Das Anhängersteuermodul umfasst nach dieser Offenbarung mindestens zwei elektrische Anschlüsse, die ausgelegt sind, zwei unabhängige, aber redundante elektrische Steuereingangssignale zu empfangen, das Signal für einen voreingestellten Bremssteuerausgangsdruck umfassen, mindestens einen Luftdruckquelleneingang, der ausgelegt ist, Druckluft von einer Druckluftquelle zu empfangen, mindestens ein Ventil, das ausgelegt ist, den konstanten Luftdruck von der Luftdruckquelle auf den voreingestellten Bremsausgangsdruck einzuregeln, mindestens einen Bremsversorgungs- druckanschluss, der ausgelegt ist, dem pneumatischen Bremssystem des Anhängers den Bremsversorgungsausgangsdruck bereitzustellen, und mindestens einen Bremssteuerdruckanschluss, der ausgelegt ist, dem pneumatischen Bremssystem des Anhängers den voreingestellten Bremssteuerausgangsdruck bereitzustellen. Das hierin offenbarte Anhängersteuermodul zeichnet sich dadurch aus, dass es mindestens zwei Steuermagnetspulengruppen umfasst, von denen jede mindestens ein Lastventil und mindestens ein Auslassventil umfasst, und einen Teil des Steuerkanals bildet.

Auch wenn beide Lösungen funktionieren, sind weitere Verbesserungen notwendig, insbesondere in Bezug auf Bauraum sowie eine Reduktion der einzelnen Bauteile.

Die Aufgabe löst die Erfindung in einem ersten Aspekt durch eine pneumatische Anhängerventilanordnung für ein Bremssystem, insbesondere ein elektromechanisches Bremssystem, umfassend ein Anhängersteuerventil mit einem Vorratsanschluss zum Empfangen von Vorratsdruck, einem Anhängerversorgungsanschluss zum Bereitstellen von Vorratsdruck für einen Anhänger, einem Anhängerbremsdruckanschluss zum Bereitstellen eines Anhängerbremsdrucks für den Anhänger, einer elektromagnetischen Vorsteuereinheit, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von an dem Anhängersteuerventil empfangenen Anhängerschaltsignalen den Anhängerbremsdruck an dem Anhängerbremsdruckanschluss auszusteuern, und mit einem pneumatischen Redundanzanschluss zum Empfangen eines Redundanzdrucks, wobei das Anhängersteuerventil dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von den Anhängerschaltsignalen den Anhängerbremsdruck redundant in Abhängigkeit von dem Redundanzdruck am Anhängerbremsdruckanschluss auszusteuern. Weiterhin umfasst die pneumatische Anhängerventilanordnung eine Redundanzventileinheit mit einem Vorratsanschluss zum Empfangen von Vorratsdruck und einem Redundanzausgang zum Bereitstellen des Redundanzdrucks, wobei die Redundanzventileinheit dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von an der Redundanzventileinheit empfangenen Redundanzschaltsignalen den Redundanzdruck an dem Redundanzausgang bereitzustellen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch in einem elektromechanischen Bremssystem für ein elektromechanisch gebremstes Nutzfahrzeug ein herkömmliches Anhängersteuerventil vorgesehen sein kann, wenn die entsprechende Peripherie auch für den Redundanzfall bereitgestellt ist. Erfindungsgemäß ist dazu die Redundanzventileinheit vorgesehen, die in einem Redundanzfall, nämlich dann, wenn Anhängerschaltsignale nicht oder nicht richtig bereitgestellt werden können, den Redundanzdruck liefert und diesen an dem Anhängersteuerventil bereitstellt. Sowohl das Anhängersteuerventil als auch die Redundanzventileinheit werden mit Vorratsdruck versorgt und weisen dazu einen Vorratsanschluss auf. Der entsprechende Vorratsbehälter oder Kompressor kann mit beiden Vorratsanschlüssen, dem Vorratsanschluss des Anhängersteuerventils und dem Vorratsanschluss der Redundanzventileinheit, verbunden sein. Insofern können diese beiden Einheiten denselben Vorratsdruck empfangen. Es kann auch vorgesehen sein, dass dem Anhängersteuerventil und der Redundanzventileinheit jeweils ein eigener Druckluftvorrat, eigener Kompressor oder eigene Luftaufbereitungseinheit zugeordnet sind. Die Redundanzventileinheit ist dediziert nur für das Anhängersteuerventil vorgesehen und der Redundanzausgang der Redundanzventileinheit ist ausschließlich mit dem Anhängersteuerventil, genauer gesagt, dem pneumatischen Redundanzanschluss des Anhängersteuerventils, verbunden. Im Normalbetrieb kann das Anhängersteuerventil die entsprechenden Anhängerschaltsignale von einer übergeordneten Steuereinheit, wie beispielsweise einer zentralen Steuereinheit des elektromechanischen Bremssystems, empfangen, oder auch unmittelbar von einem elektrischen Bremswertgeber, wie etwa einem elektrischen Bremspedal. Die übergeordnete Steuereinheit, wie beispielsweise die zentrale Steuereinheit, kann aber auch mit einer Einheit für autonomes Fahren verbunden sein und von dieser Bremsanforderungssignale, Trajektorienplanungen und dergleichen empfangen. In Abhängigkeit hiervon kann dann die übergeordnete Steuereinheit, wie beispielsweise die zentrale Steuereinheit, die Anhängerschaltsignale an dem Anhängersteuerventil bereitstellen. Die Redundanzventileinheit kann die Redundanzschaltsignale ebenfalls von einer übergeordneten Steuereinheit, wie beispielsweise der zentralen Steuereinheit, oder einer weiteren redundanten Steuereinheit empfangen. Auch kann die Redundanzventileinheit die Redundanzschaltsignale von einem elektrischen Bremswertgeber wie beispielsweise einem elektrischen Bremspedal empfangen. In einer Variante sind die Redundanzschaltsignale identisch oder analog oder werden in Abhängigkeit von den Anhängerschaltsignalen erzeugt und bereitgestellt.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Redundanzanschluss des Anhängersteuerventils mit der Vorsteuereinheit des Anhängersteuerventils verbunden. Das Anhängersteuerventil umfasst zudem vorzugsweise eine Hauptventileinheit und die Vorsteuereinheit stellt einen ersten Steuerdruck an der Hauptventileinheit bereit, die den ersten Steuerdruck dann volumenverstärkt und als Anhängerbremsdruck an dem Anhängerbremsdruckanschluss aussteuert. Indem der Redundanzanschluss mit der Vorsteuereinheit verbunden ist, reicht es aus, dass der Redundanzdruck ein kleinvolumiger Steuerdruck ist, der dann von der Hauptventileinheit des Anhängersteuerventils volumenverstärkt werden kann. Es ist nicht erforderlich, dass der Redundanzdruck an sich bereits ein großvolumiger Arbeitsdruck ist, der dann unmittelbar zum Belüften von pneumatischen Bremsaktuatoren verwendet werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Anhängersteuerventil ein Redundanzsperrventil auf, zum Sperren des Redundanzanschlusses. Das Redundanzsperrventil sperrt vorzugsweise den Redundanzanschluss in einer bestromten Stellung und gibt den Redundanzanschluss stromlos frei. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Redundanzdruck durch Bestromen des Redundanzsperrventils nicht bereitgestellt werden kann, um ein ungewolltes Aussteuern des Redundanzdrucks zu verhindern. Für den Fall, dass das Anhängersteuerventil stromlos ist, wird dann vorzugsweise das Redundanzsperrventil geöffnet, sodass der Redundanzdruck ausgesteuert werden kann. In einer bevorzugten Weiterbildung werden die Anhängerschaltsignale und die Redundanzschaltsignale von zwei unabhängigen und sich funktional wenigstens teilweise ersetzenden elektrischen Steuereinheiten bereitgestellt. Beispielsweise werden die Anhängerschaltsignale von einer primären zentralen Steuereinheit bereitgestellt und die Redundanzschaltsignale werden von einer sekundä- ren zentralen Steuereinheit bereitgestellt, die die primäre zentrale Steuereinheit funktional wenigstens teilweise ersetzt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die primäre und die sekundäre zentrale Steuereinheit jeweils sowohl die Anhängerschaltsignale als auch die Redundanzschaltsignale bereitstellen, um eine weitere Redundanzebene zu ermöglichen.

In einer Variante weist die Redundanzventileinheit ein Redundanzventileinheitgehäuse auf und ist als eigenständiges Modul in dem Bremssystem verbaubar. Hierdurch lassen sich die beiden Einheiten separat voneinander in dem Bremssystem anordnen, wodurch der Fußabdruck der Geräte verringert werden kann. Zudem ist es möglich, die Redundanzventileinheit als Nachrüstteil in Verbindung mit einem herkömmlich ausgebildeten Anhängersteuerventil zu verwenden und einzusetzen. Es kann vorgesehen sein, dass die Redundanzventileinheit mit ihrem Redundanzventileinheitgehäuse unmittelbar an das Anhängersteuerventil angeflanscht wird, um diese insgesamt modular darzustellen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Redundanzventileinheit in ein weiteres funktionales Modul des Bremssystems integriert ist. In dieser Variante ist es nicht erforderlich, dass die Redundanzventileinheit ein eigenes Redundanzventileinheitgehäuse aufweist; vielmehr ist bevorzugt, dass die Redundanzventileinheit, das heißt, die funktionalen Elemente davon, in ein weiteres funktionales Modul integriert sind. Das weitere funktionale Modul ist vorzugsweise ausgewählt aus: primäre Bremssteuereinheit, sekundäre Bremssteuereinheit, Luftaufbereitungseinheit. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Redundanzventileinheit in eine Parkbremsventileinheit oder das Anhängersteuerventil integriert ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Redundanzventileinheit in eine Lenkung, ein Getriebe, ein Bremspedal, oder weitere Einheiten wie beispielsweise eine Batteriesteuereinheit, integriert ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Redundanzventileinheit eine elektromagnetische Redundanzvorsteuereinheit und eine Redundanzhauptventileinheit auf, wobei der Redundanzvorsteuereinheit in Abhängig- keit von den Redundanzschaltsignalen einen Redundanzsteuerdruck an der Redundanzhauptventileinheit aussteuert, und die Redundanzhauptventileinheit in Abhängigkeit von dem Redundanzsteuerdruck einen Redundanzdruck aussteuert. Die Redundanzhauptventileinheit volumenverstärkt vorzugsweise den Redundanzsteuerdruck und steuert diesen dann aus. Hierdurch kann der Luftverbrauch reduziert werden, was insbesondere in dem erfindungsgemäßen Einsatz im Rahmen des elektromechanischen Bremssystems bevorzugt ist, da elektromechanische Bremssysteme in der Regel über kleinere Druckluftvorratsbehälter bzw. kleinere Luftaufbereitungseinheiten verfügen, da diese nur für den Fall vorgesehen sind, dass mit dem Zugfahrzeug ein nicht elektrifizierter Anhänger gezogen werden soll. Auch durch diese Variante kann also der Fußabdruck der einzelnen Module verringert werden, wodurch der Bauraum insgesamt verringert werden kann.

Weiterhin ist bevorzugt, dass die Redundanzvorsteuereinheit ein Einlassventil und ein Auslassventil aufweist, wobei das Einlassventil mit dem Vorratsanschluss verbunden ist, Vorratsdruck empfängt und durch ein erstes Redundanzschaltsignal schaltbar ist zum Aussteuern des Redundanzsteuerdrucks an der Redundanzhauptventileinheit und wobei das Auslassventil mit einer Entlüftung verbunden ist und durch ein zweites Redundanzsignal schaltbar ist zum Entlüften des Redundanzsteuerdrucks. Das Einlassventil und das Auslassventil sind vorzugsweise jeweils als monostabile 2/2-Wegeventile ausgebildet. Es kann aber stattdessen auch ein 3/2-Wegeventil eingesetzt werden, welches dann als kombiniertes Einlass-Auslassventil fungiert. Vorzugsweise ist das Einlassventil unbestromt geschlossen und das Auslassventil unbestromt offen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass im unbestromten Zustand kein Bremsdruck ausgesteuert wird. Die Redundanzhauptventileinheit umfasst vorzugsweise ein Redundanz-Relaisventil mit einem pneumatischen Steueranschluss, an dem der Redundanzsteuerdruck ausgesteuert wird. Das Redundanz-Relaisventil volumenverstärkt den Redundanzsteuerdruck und stellt den volumenverstärkten Redundanzsteuerdruck an dem Redundanzausgang bereit. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Redundanzventileinheit eine bistabile Funktion, sodass ein ausgesteuerter Redundanzdruck auch bei Wegfall der Redundanzschaltsignale ausgesteuert bleiben kann. In einer Variante umfasst die bistabile Funktion ein elektromagnetisches Bistabilventil. Ein elektromagnetisches Bistabilventil kann beispielsweise zwei magnetische Rastlagen umfassen, die durch zwei Endmagneten definiert werden. Ein derartiges elektromagnetisches Bistabilventil verbleibt stets in einer der beiden Endlagen, auch bei Wegfall der Bestromung.

In einer weiteren Variante kann die bistabile Funktion auch eine pneumatische Selbsthaltung umfassen. Eine Bistabilität kann auch rein pneumatisch durch entsprechende Verschaltung von Ventilen erreicht werden, wie grundsätzlich bekannt. Auch bei Wegfall des entsprechenden Steuerdrucks zum Schalten des Ventils kann dann die Ventilstellung beibehalten werden, insbesondere durch eine pneumatische Selbsthaltung.

In einem zweiten Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein elektromechanisches Bremssystem für ein Nutzfahrzeug mit einer primären Bremssteuereinheit und einer sekundären Bremssteuereinheit, einer ersten Energiequelle, die die primäre Bremssteuereinheit mit elektrischer Energie versorgt, und einer zweiten Energiequelle, die die sekundäre Bremssteuereinheit mit elektrischer Energie versorgt. Das elektromechanische Bremssystem weist ferner wenigstens erste und zweite elektromechanische Vorderachsbremsaktuatoren und wenigstens erste und zweite elektromechanische Hinterachsbremsaktuatoren auf, die von der primären Bremssteuereinheit und der sekundären Bremssteuereinheit ansteuerbar sind zum Umsetzen einer Bremsanforderung. Ferner weist das elektromechanische Bremssystem eine pneumatische Anhängerventilanordnung auf, die vorzugsweise nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen einer pneumatischen Anhängerventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gebildet ist. Das Anhängersteuerventil der Anhängerventilanordnung ist mit der primären Bremssteuereinheit verbunden und empfängt von dieser Anhängerschaltsignale. Die Redundanzventileinheit der Anhängerventilanordnung ist mit der sekundären Bremssteuereinheit verbunden und empfängt von dieser Redundanzschaltsignale.

Es soll verstanden werden, dass die pneumatische Anhängerventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und das elektromechanische Bremssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen.

In einer Variante umfasst die Redundanzventileinheit ein Redundanzventileinheitgehäuse und ist als eigenständiges Modul in dem Bremssystem verbaut. Alternativ dazu ist die Redundanzventileinheit in die sekundäre Bremssteuereinheit integriert. Weiter alternativ dazu weist das elektromechanische Bremssystem eine Luftaufbereitungseinheit auf, wobei die Redundanzventileinheit in die Luftaufbereitungseinheit integriert ist.

Die primäre Bremssteuereinheit und die sekundäre Bremssteuereinheit sind vorzugsweise derart ausgelegt, dass sie sich funktional wenigstens teilweise ersetzen können. Insbesondere dient die sekundäre Bremssteuereinheit als Backup-Steuereinheit, die für den Fall, dass die primäre Bremssteuereinheit nicht oder nicht richtig funktioniert, die Steuerung des elektromechanischen Bremssystems übernimmt. Es kann auch vorgesehen sein, dass diese gemeinsam die Steuerung übernehmen, beispielsweise dass funktionsfähige Funktionen der primären Bremssteuereinheit weiterhin ausgeführt wären, während nicht mehr funktionsfähige Funktionen der primären Bremssteuereinheit durch die sekundäre ersetzt werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn sich das Anhängersteuerventil nicht oder nicht mehr richtig elektrisch ansteuern lässt. Für diesen Fall ist es bevorzugt, dass die sekundäre Bremssteuereinheit die Redundanzventileinheit ansteuert, um den Anhängerbremsdruck redundant, aber rein pneumatisch auszusteuern. In einem dritten Aspekt löst die Erfindung die eingangs genannte Aufgabe durch ein Nutzfahrzeug mit einer Vorderachse und wenigstens einer Hinterachse und einem elektromechanischen Bremssystem nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen eines elektromechanischen Bremssystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Es soll verstanden werden, dass das Nutzfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und das elektromechanische Bremssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung gleiche oder ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird vollumfänglich auf die obige Beschreibung zum ersten und zweiten Aspekt der Erfindung verwiesen.

In einem dritten Aspekt löst die Erfindung die eingangs genannte Aufgabe durch ein Verfahren zum redundanten Bremsen eines Anhängers eines Zugfahrzeug- Anhänger-Gespanns, wobei das Zugfahrzeug ein elektromechanisches Bremssystem aufweist, welches vorzugsweise nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen eines elektromechanischen Bremssystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist und der Anhänger ein pneumatisches Bremssystem aufweist. Bei dem Verfahren werden in einem Betriebsfall einem Anhängersteuerventil von einer primäre Bremssteuereinheit Anhängerschaltsignale bereitgestellt und das Anhängersteuerventil steuert in Abhängigkeit von den Anhängerschaltsignalen einen Anhängerbremsdruck an einem Anhängerbremsdruckanschluss aus. In einem Fehlerfall, in welchem das Bereitstellen der Anhängerschaltsignale teilweise oder vollständig verhindert ist, steuert eine Redundanzventileinheit an einem Redundanzanschluss des Anhängersteuerventils einen pneumatischen Redundanzdruck aus und das Anhängersteuerventil steuert den Anhängerbremsdruck redundant in Abhängigkeit von dem Redundanzdruck am Anhängerbremsdruckanschluss aus.

Wiederum soll verstanden werden, dass das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung, die pneumatische Anhängerventilanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das elektromechanische Bremssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie das Nutzfahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird auch für die bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Redundanzventileinheit von einer sekundären Bremssteuereinheit Redundanzschaltsignale empfängt und in Abhängigkeit von Redundanzschaltsignalen Redundanzdruck aussteuert.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wenn dies zur Erläuterung dienlich ist, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Bremssystems in einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Bremssystems in einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Bremssystems in einem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer pneumatischen Anhängerventilanordnung in einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer pneumatischen Anhängerventilanordnung in einem zweiten Ausführungsbeispiel; und in

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer pneumatischen Anhängerventilanordnung in einem dritten Ausführungsbeispiel.

Ein elektromechanisches Bremssystem 202 ist für ein Nutzfahrzeug 200 vorgesehen, welches hier als zweiachsiges Nutzfahrzeug 200 ausgebildet ist und eine Vorderachse VA sowie eine Hinterachse HA aufweist. Es soll verstanden werden, dass derartige Nutzfahrzeuge 200 auch eine zweite Hinterachse aufweisen können sowie insgesamt als mehrachsige Fahrzeuge ausgebildet sein können. Das elektromechanische Bremssystem 202 weist eine primäre Betriebsebene 204 und eine sekundäre Redundanzebene 206 auf, die für den Fall, dass die Betriebsebene 204 nicht oder nicht richtig funktionsfähig ist, die Verzögerung des Nutzfahrzeugs 200 übernehmen kann. Die primäre Betriebsebene 204 wird von einer ersten Energiequelle 210 gespeist und umfasst eine primäre Bremssteuereinheit 50. Die primäre Bremssteuereinheit 50 ist über ei- nen primären Fahrzeugbus 212 mit weiteren Einheiten des Nutzfahrzeugs 200 verbunden, wie beispielsweise einer Einheit für autonomes Fahren 222, um von dieser Trajektorien, Bremsanforderungen oder Manöver zu empfangen und umzusetzen. Das elektromechanische Bremssystem 202 umfasst daneben einen Bremswertgeber 208, der beispielsweise als elektrisches Bremspedal ausgebildet sein kann. Der Bremswertgeber 208 ist in im Grunde bekannter Weise mit der primären Bremssteuereinheit 50 verbunden. Die primäre Bremssteuereinheit 50 ist ferner mit ersten und zweiten elektromechanischen Vorderachsbremsaktuatoren 230a, 230b sowie ersten und zweiten elektromechanischen Hinterachsbremsaktuatoren 232a, 232b verbunden und stellt an denen Stellsignale SB1 , SB2 bereit. In der sekundären Redundanzebene 206 umfasst das elektromechanische Bremssystem 202 eine sekundäre Bremssteuereinheit 60, die die primäre Bremssteuereinheit 50 wenigstens teilweise funktional ersetzen kann. Die sekundäre Bremssteuereinheit 60 übernimmt die Steuerung des elektromechanischen Bremssystems 202 für den Fall, dass die primäre Bremssteuereinheit 60 nicht oder nicht richtig funktioniert. Die sekundäre Bremssteuereinheit 60 ist ebenfalls mit dem Bremswertgeber 208 verbunden und empfängt über einen sekundären Fahrzeugbus 214 Signale von weiteren Einheiten, wie insbesondere der Einheit für autonomes Fahren 222. Auch die sekundäre Bremssteuereinheit 60 ist mit den ersten und zweiten elektromechanischen Vorderachsbremsaktuatoren 230a, 230b sowie den ersten und zweiten elektromechanischen Hinterachsbremsaktuatoren 232a, 232b verbunden und kann im Redundanzfall an diesen redundante Stellsignale SB3, SB4 bereitstellen. Die ersten und zweiten elektromechanischen Vorderachsbremsaktuatoren 230a, 230b und die ersten und zweiten elektromechanischen Hinterachsbremsaktuatoren 232a, 232b sind zu diesem Zweck sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Energiequelle 210, 220 verbunden.

Das elektromechanische Bremssystem 202 ist dazu ausgelegt, einen Anhänger (nicht gezeigt) anzusteuern. Zu diesem Zweck umfasst das elektromechanische Bremssystem 202 eine pneumatische Anhängerventilanordnung 1 , die es ermöglicht, auch herkömmliche Anhänger mit einem rein pneumatisch ausgelegten Anhängerbremssystem anzusteuern. Die pneumatische Anhängerventilan- Ordnung 1 umfasst ein Anhängersteuerventil 10, welches im Grunde in bekannter Art und Weise ausgebildet sein kann. Das Anhängersteuerventil 10 hat einen Anhängerversorgungsanschluss 12 („roter Kupplungskopf“ oder „Kupplungskopf Vorrat“), über den ein Vorratsdruck pV an den Anhänger übergeben werden kann. Daneben hat das Anhängersteuerventil 10 einen Anhängerbremsdruckanschluss 14 („gelber Kupplungskopf“ oder „Kupplungskopf Bremse“), über den ein Anhängerbremsdruck pBA an den Anhänger übergeben werden kann. Der Anhängerbremsdruck pBA ist ein Steuerdruck, der die Höhe des im Anhänger ausgesteuerten Bremsdrucks an Anhängerbremsaktuatoren angibt.

Das Anhängersteuerventil 10 hat auch einen Vorratsanschluss 11 , über den das Anhängersteuerventil 10 Vorratsdruck pV von einem dafür vorgesehenen Druckluftvorrat 2 empfängt. Das Anhängersteuerventil 10 hat verschiedene elektromagnetische Ventile, wie nachfolgend noch mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben werden wird. Zum Schalten dieser elektromagnetischen Ventile ist das Anhängersteuerventil 10 über eine elektrische Leitung 9 mit der primären Bremssteuereinheit 50 verbunden und empfängt von dieser Anhängerschaltsignale S1 , S2, S3. Das Anhängersteuerventil 10 verfügt in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 ) nicht über eine eigene Intelligenz, vielmehr werden die elektromagnetischen Ventile (vgl. nachfolgende Fig. 6) direkt von der primären Bremssteuereinheit 50 geschaltet. In anderen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass das Anhängersteuerventil 10 über eine eigene Intelligenz verfügt und insofern von der primären Bremssteuereinheit 50 oder über den primären oder sekundären Fahrzeugbus 212, 214 Bremsanforderungen, Trajektorien oder sonstige Anforderungen übergeben werden, die dann selbstständig von dem Anhängersteuerventil 10 umgesetzt werden, um auf diese Weise den Anhängerbremsdruck pBA auszusteuern.

Eine elektrische Verbindung zwischen der sekundären Bremssteuereinheit 60 und dem Anhängersteuerventil 10 ist nicht unmittelbar vorgesehen, könnte aber analog zur elektrischen Leitung 9 vorgesehen sein, für den Fall, dass in einem Redundanzbetrieb die sekundäre Bremssteuereinheit 60 das Anhängersteuer- ventil 10 ebenfalls direkt ansteuern und schalten soll. Für den Redundanzbetrieb ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 ) konkret eine pneumatische Aussteuerung des Anhängerbremsdrucks pBA vorgesehen. Zu diesem Zweck verfügt die pneumatische Anhängerventilanordnung 1 über eine Redundanzventileinheit 20. Die Redundanzventileinheit 20 weist ebenfalls elektromagnetische Ventile auf, wie nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 noch genauer erläutert werden wird. Die Redundanzventileinheit 20 ist mit der sekundären Bremssteuereinheit 60 verbunden und empfängt von dieser Redundanzschaltsignale SR1 , SR2. In anderen Ausführungsformen können die Redundanzschaltsignale SR1 , SR2 auch von der primären Bremssteuereinheit 50 oder einer anderen übergeordneten Steuereinheit bereitgestellt werden. Auch kann vorgesehen sein, dass die Redundanzventileinheit 20 über eine eigene Intelligenz verfügt und insofern auch an den primären und/oder sekundären Fahrzeugbus 212, 214 angeschlossen sein kann. Die Redundanzventileinheit 20 weist einen Vorratsanschluss 21 auf, der hier ebenfalls mit dem Druckluftvorrat 2 verbunden ist. In anderen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass ein separater gesondert vorgesehener Druckluftvorrat für die Redundanzventileinheit 20 vorgesehen ist, oder diese unmittelbar mit einem Kompressor verbunden ist. Die Redundanzventileinheit 20 verfügt über einen Redundanzausgang 22 zum Bereitstellen eines Redundanzdrucks pR, der in Abhängigkeit von den empfangenen Redundanzschaltsignalen SR1 , SR2 ausgesteuert wird. Der Redundanzausgang 22 ist ausschließlich mit einem Redundanzanschluss 16 des Anhängersteuerventils 10 verbunden, das den Redundanzdruck pR von der Redundanzventileinheit 20 empfängt. Das Anhängersteuerventil 10 ist dazu ausgebildet, den Redundanzdruck pR zu empfangen und umzusetzen, um basierend hierauf den Anhängerbremsdruck pBA auszusteuern.

In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 ) umfasst die Redundanzventileinheit 20 ein eigenes Redundanzventileinheitgehäuse 23 und ist als separates Modul in dem elektromechanischen Bremssystem 202 vorgesehen. Hierdurch lässt sich insbesondere ein bestehendes und bereits verfügbares Anhängersteuerventil 10, wie es aus bekannten pneumatischen Bremssystemen ver- fügbar ist, in dem elektromechanischen Bremssystem 202 umsetzen und über die Redundanzventileinheit 20 ansteuern.

Fig. 2 zeigt das elektromechanische Bremssystem 202 in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Gleiche und ähnliche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 ) versehen, sodass vollumfänglich Bezug auf die obige Beschreibung zum ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 ) genommen wird. Im Folgenden werden insbesondere die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel hervorgehoben, während auf Gemeinsamkeiten nicht im Detail eingegangen wird.

Der wesentliche Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 ) und dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) liegt darin, dass die Redundanzventileinheit 20 in die sekundäre Bremssteuereinheit 60 integriert ist. Die Redundanzventileinheit 20 benötigt daher kein eigenes Redundanzventileinheitgehäuse 23, sondern ist Teil der sekundären Bremssteuereinheit 60.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des elektromechanischen Bremssystems 202 und wiederum sind gleiche und ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen wie in den ersten beiden Ausführungsbeispielen versehen. Insofern werden wiederum im Wesentlichen Unterschiede hervorgehoben, während auf Gemeinsamkeiten nicht weiter eingegangen wird.

Der wesentliche Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen (Fig. 1 , Fig. 2) liegt darin, dass das elektromechanische Bremssystem 202 im dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) eine elektronische Luftaufbereitungseinheit 70 aufweist. Die elektronische Luftaufbereitungseinheit 70 ist mit der zweiten Energiequelle 220 verbunden, kann aber auch alternativ oder zusätzlich mit der ersten Energiequelle 210 verbunden sein. Ferner ist sie mit dem sekundären Fahrzeugbus 214 verbunden, kann aber auch zusätzlich oder alternativ mit dem primären Fahrzeugbus 212 verbunden sein. Die elektronische Luftaufbereitungseinheit 70 ist zudem mit dem Druckluftvorrat 2 verbunden und versorgt diesen mit Druckluft, um Vorratsdruck pV bereitzustellen. In die Luftaufberei- tungseinheit 70 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Redundanzventileinheit 20 integriert. Es soll aber verstanden werden, dass auch bei elektromechanischen Bremssystemen 202 mit Luftaufbereitungseinheit 70 die Redundanzventileinheit 20 wie im ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 , Fig. 2) gezeigt ausgebildet sein kann. Die Integration der Redundanzventileinheit 20 in die Luftaufbereitungseinheit 70 kann zu einem verringerten Fußabdruck des elektromechanischen Bremssystems 202 führen und zum Entfall von elektrischen und/oder pneumatischen Leitungen.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen nun drei verschiedene Ausführungsbeispiele der pneumatischen Anhängerventilanordnung 1 , wobei der interne Schaltplan dargestellt ist.

Mit Bezug auf Fig. 4 auf der linken Seite ist zunächst das Anhängersteuerventil 10 gezeigt, welches hier als Anhängersteuermodul 4 ausgebildet ist mit einem Anhängersteuermodulgehäuse 6. Das Anhängersteuerventil 10 umfasst einen elektrischen Anschluss 8, über den das Anhängersteuerventil 10 mit der primären Bremssteuereinheit 50 verbunden ist und von dieser die ersten, zweiten und dritten Anhängerschaltsignale S1 , S2, S3 empfängt. Neben den bereits beschriebenen Anschlüssen, nämlich dem Vorratsanschluss 11 zum Empfangen von Vorratsdruck pV, der mit dem Druckluftvorrat 2 verbunden ist, dem Anhängerversorgungsanschluss 12, dem Anhängerbremsdruckanschluss 14 und dem Redundanzanschluss 16 umfasst das Anhängersteuerventil 10 auch eine Entlüftung 3, die in üblicher Weise in die Umgebung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Schalldämpfers, entlüftet.

Im Inneren weist das Anhängersteuerventil 10 in im Grunde bekannter Weise eine Vorsteuereinheit 110 und eine Hauptventileinheit 112 auf. Die Vorsteuereinheit 110 stellt einen ersten Steuerdruck pS1 an der Hauptventileinheit 112 bereit, die basierend auf dem Empfang des ersten Steuerdrucks pS1 den Anhängerbremsdruck pBA aussteuert. Zu diesem Zweck umfasst die Vorsteuereinheit 110 ein Einlassventil 113 und ein Auslassventil 114, die hier jeweils als 2/2-Wegeventile ausgebildet sind. Das Einlassventil 113 und das Auslassventil 114 können auch als ein einziges 3/2- Wegeventil zusammengefasst werden, das dann als Einlass-Auslass-Ventil bezeichnet werden kann. Das Einlassventil 113 hat einen ersten Einlassventilanschluss 113.1 , der mit dem Vorratsanschluss 11 verbunden ist und Vorratsdruck empfängt. Ein zweiter Einlassventilanschluss 113.2 ist mit einer Steuerdruckleitung 115 verbunden, in die der erste Steuerdruck pS1 ausgesteuert wird. Das Einlassventil 113 ist monostabil ausgebildet und stromlos in der ersten geschlossenen in Fig. 4 gezeigten Schaltstellung. Durch Bereitstellen des ersten Schaltsignals S1 kann das Einlassventil 113 in die zweite in Fig. 4 nicht gezeigte Schaltstellung verbracht werden, in der der erste und der zweite Einlassventilanschluss 113.1 , 113.2 in Verbindung stehen. In der zweiten, bestrom- ten Schaltstellung wird der erste Steuerdruck pS1 ausgesteuert. Zum Entlüften des ersten Steuerdrucks pS1 bzw. der Steuerdruckleitung 115 dient das Auslassventil 114. Das Auslassventil 114 ist ebenfalls als 2/2-Wegeventil ausgebildet und hat einen ersten Auslassventilanschluss 114.1 , der mit der Steuerdruckleitung 115 verbunden ist, sowie einen zweiten Auslassventilanschluss 114.2, der mit der Entlüftung 3 verbunden bzw. verbindbar ist, in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel über ein Redundanzsperrventil 30, das nachfolgend beschrieben werden wird. Das Auslassventil 114 ist monostabil und stromlos in der in Fig. 4 gezeigten ersten offenen Schaltstellung und kann durch Bereitstellen des zweiten Schaltsignals S2 in die in Fig. 4 nicht gezeigte geschlossene Schaltstellung verbracht werden.

Die Hauptventileinheit 112 umfasst ein Relaisventil 116, mit einem Relaisventil- Vorratsanschluss 116.1 , der mit dem Vorratsanschluss 11 verbunden bzw. verbindbar ist, einem Relaisventil-Arbeitsanschluss 116.2, der mit dem Anhängerbremsdruckanschluss 14 verbunden ist und den Anhängerbremsdruck pBA aussteuert, einem Relaisventil-Entlüftungsanschluss 116.3, der mit einer oder der Entlüftung 3 verbunden ist, sowie einem Relaisventil-

Steueranschluss 116.4, der mit der Steuerdruckleitung 15 verbunden ist und den ersten Steuerdruck pS1 empfängt. Das Relaisventil 116 dient dazu, den ersten Steuerdruck pS1 zu empfangen und volumenzuverstärken und in dem volumenverstärkten Druck als Anhängerbremsdruck pBA an dem Anhängerbremsdruckanschluss 14 auszusteuern.

Dem Relaisventil 116 vorgeschaltet ist ein Abrisssicherheitsventil 117, das dafür sorgt, dass das Relaisventil 116 nicht mehr mit Vorratsdruck pV versorgt wird, wenn der Anhänger von dem Zugfahrzeug getrennt wird.

Zum Erfassen des ausgesteuerten Anhängerbremsdrucks pBA umfasst das Anhängersteuerventil 10 auch einen Drucksensor 118, der ein Drucksignal SD an der primären Bremssteuereinheit 50 bereitstellen kann.

Wie bereits oben erwähnt, umfasst das Anhängersteuerventil 10 auch ein Redundanzsperrventil 30, das dazu dient, den Redundanzanschluss 16 des Anhängersteuerventils 10 zu sperren oder freizugeben. An dem Redundanzanschluss 16 wird der Redundanzdruck pR von der Redundanzventileinheit 20 empfangen. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Redundanzdruck pR über den Entlüftungspfad des Anhängersteuerventils 10 eingesteuert und kann über das Redundanzsperrventil 30 und das geöffnete Auslassventil 114 in die Steuerdruckleitung 115 ausgesteuert und so an dem Relaisventil-Steueranschluss 116.4 bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann das Relaisventil 116 dann basierend auf dem Redundanzdruck pR den Anhängerbremsdruck pBA aussteuern. In anderen Varianten kann auch vorgesehen sein, dass der Redundanzdruck pR direkt als Volumendruck bereitgestellt wird und ohne Volumenverstärkung durch das Relaisventil 116 an dem Anhängerbremsdruckanschluss 14 aussteuerbar ist.

Das Redundanzsperrventil 30 ist hier als elektromagnetisches 3/2-Wegeventil ausgebildet und hat einen ersten Redundanzsperrventilanschluss 30.1 , der mit der Entlüftung 3 verbunden ist, einen zweiten Redundanzsperrventilanschluss 30.2, der mit dem Auslassventil 114, genauer gesagt dem zweiten Auslassventilanschluss 114.2 verbunden ist, sowie einen dritten Redundanzsperrventilanschluss 30.3, der mit dem Redundanzanschluss 16 verbunden ist. Das Redundanzsperrventil 30 ist monostabil ausgebildet und verbindet in einer ersten stromlosen Schaltstellung den dritten Redundanzsperrventilanschluss 30.3 mit dem zweiten Redundanzsperrventilanschluss 30.2, sodass stromlos der Redundanzdruck pR durchsteuerbar ist. Bestromt schaltet das Redundanzsperrventil 30 in die zweite in Fig. 4 nicht gezeigte Schaltstellung und verbindet den ersten Redundanzsperrventilanschluss 30.1 mit dem zweiten Redundanzsperrventilanschluss 30.2, sodass das Auslassventil 114 in der Folge mit der Entlüftung 3 verbunden ist. Im Normalbetrieb des Nutzfahrzeugs 200 sollte das dritte Schaltsignal S3 bereitgestellt werden, um ein Aussperren des Redundanzdrucks pR zu bewirken und ein Entlüften des ersten Steuerdrucks pS1 über die Entlüftung 3 zu ermöglichen. Im Fehlerfall, wenn die ersten, zweiten und dritten Schaltsignale S1 , S2, S3 nicht mehr bereitgestellt werden können, sind das Einlassventil 113, das Auslassventil 114 und das Redundanzsperrventil 30 jeweils in den in Fig. 4 gezeigten Schaltstellungen, sodass der Redundanzdruck pR durch das Redundanzsperrventil 30, das Auslassventil 114 an dem Relaisventil 116 bereitgestellt werden kann.

Die Redundanzventileinheit 20 ist hier schematisch dargestellt und es soll verstanden werden, dass diese wie in Fig. 1 dargestellt als eigenständige Einheit mit Redundanzventileinheitgehäuse 23 ausgebildet sein kann, wobei ebenso wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt in andere Einheit integriert sein kann. Insofern sind die Fig. 4 bis 6 nur schematisch zu verstehen. Auch ist es denkbar, dass die Redundanzventileinheit 20 mit dem Anhängersteuerventil 10 integriert ausgebildet ist.

Die Redundanzventileinheit 20 umfasst in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Redundanzvorsteuereinheit 150 und eine Redundanzhauptventileinheit 160. In anderen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass eine Trennung zwischen der Redundanzvorsteuereinheit und der Redundanzhauptventileinheit nicht vorgesehen ist, sondern nur direkt geschalteten Ventile vorgesehen sind. Die Redundanzvorsteuereinheit 150 und Redundanzhauptventileinheit 160 sind ähnlich zu der Vorsteuereinheit 110 und der Hauptventileinheit 112 des Anhängersteuerventils 10 ausgebildet. Die Redundanz- Vorsteuereinheit 150 weist ein Einlassventil 152 und ein Auslassventil 154 auf. Das Einlassventil 152 ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet und weist einen ersten Einlassventilanschluss 152.1 auf, der mit dem Vorratsanschluss 21 der Redundanzventileinheit 20 verbunden ist und Vorratsdruck pV empfängt. Ein zweiter Einlassventilanschluss 152.2 ist mit einer Redundanzsteuerdruckleitung 156 verbunden und steuert den Redundanzsteuerdruck pSR in diese aus. Das Einlassventil 152 ist monostabil ausgebildet und stromlos in der in Fig. 4 gezeigten ersten Schaltstellung, in der der erste und der zweite Einlassventilanschluss 152.1 , 152.2 getrennt sind. Das Auslassventil 154 ist ebenfalls als 2/2- Wegeventil ausgebildet und weist einen ersten Auslassventilanschluss 154.1 und einen zweiten Auslassventilanschluss 154.2 auf, wobei der erste Auslassventilanschluss 154.1 mit der Redundanzsteuerdruckleitung 156 verbunden ist und der zweite Auslassventilanschluss 154.2 mit einer oder der Entlüftung 3 verbunden ist.

Die Redundanzventileinheit 20 weist einen elektrischen Redundanzventileinheitanschluss 24 auf, über den die Redundanzventileinheit 20 mit der sekundären Bremssteuereinheit 60 verbunden ist und von dieser die ersten und zweiten Redundanzschaltsignale SR1 , SR2 empfängt. Das Einlassventil 152 lässt sich durch das erste Redundanzschaltsignal SR1 schalten und das Auslassventil 154 lässt sich durch das zweite Redundanzschaltsignal SR2 schalten.

Die Redundanzhauptventileinheit 160 umfasst ein Redundanz-Relaisventil 162 mit einem Redundanz-Relaisventilversorgungsanschluss 162.1 , der mit dem Vorratsanschluss 21 verbunden ist, einem Redundanz- Relaisventilarbeitsanschluss 162.2, der mit dem Redundanzausgang 22 verbunden ist und an diesem den Redundanzdruck pR bereitstellt, einem Redun- danz-Relaisventilentlüftungsanschluss 162.3 sowie einem Redundanz- Relaisventilsteueranschluss 162.4, der mit der Redundanzsteuerdruckleitung 156 verbunden ist und den Redundanzsteuerdruck pSR empfängt. Das Redundanz-Relaisventil 162 volumenverstärkt den Redundanzsteuerdruck pSR und steuert diesen dann als Redundanzdruck pR an dem Redundanzausgang 22 aus. Zum Erfassen des ausgesteuerten Redundanzdrucks pR umfasst die Re- dundanzventileinheit 20 auch einen Redundanzdrucksensor 164, der ein Redundanzdrucksignal SRD an der sekundären Bremssteuereinheit 60 bereitstellen kann.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der pneumatischen Anhängerventilanordnung 1 und gleiche und ähnliche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 dargestellt. Im Folgenden werden insbesondere die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 hervorgehoben, während auf Gemeinsamkeiten im Wesentlichen nicht eingegangen wird.

Die Unterschiede liegen hier in der Gestaltung der Redundanzventileinheit 20, genauer gesagt, in der Gestaltung der Redundanzvorsteuereinheit 150; die Redundanzhauptventileinheit 160 ist identisch zur Redundanzventileinheit 160 gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet.

Im Unterschied zu dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Redundanzvorsteuereinheit 150 in dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bistabil ausgebildet. Zu diesem Zweck weist die Redundanzvorsteuereinheit 150 ein elektromagnetisches Bistabilventil 170 auf. Das elektromagnetische Bistabilventil 170 ist als 3/2-Wegeventil ausgebildet und hat zwei stabile Rastpositionen. Es hat einen ersten Bistabilventilanschluss 170.1 , der mit der Entlüftung 3 verbunden ist, einen zweiten Bistabilventilanschluss 170.2, der mit der Redundanzhauptventileinheit 160 verbunden oder verbindbar ist, und einen dritten Bistabilventilanschluss 170.3, der mit dem Vorratsanschluss 21 verbunden ist und Vorratsdruck pV empfängt. Das Bistabilventil 170 lässt sich basierend auf dem zweiten Redundanzschaltsignal SR2 schalten und hat einen ersten Magneten 170a und einen zweiten Magneten 170b, um die zwei stabilen Rastpositionen bereitzustellen. In der ersten, in Fig. 5 nicht gezeigten Schaltstellung ist der erste Bistabilventilanschluss 170.1 mit dem zweiten Bistabilventilanschluss 170.2 verbunden, sodass die Redundanzsteuerdruckleitung 156 entlüftet werden kann. In der zweiten in Fig. 5 gezeigten Schaltstellung ist der dritte Bistabilventilanschluss 170.3 mit dem zweiten Bistabilventilanschluss 170.2 verbunden, sodass die Redundanzsteuerdruckleitung 156 belüftet werden kann. Zwischen das Bistabilventil 170 und die Redundanzhauptventileinheit 160 ist hier noch ein Halteventil 172 eingesetzt, welches als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. In der Durchlassstellung, in die es monostabil vorgespannt ist und die in Fig. 5 gezeigt ist, kann der Redundanzsteuerdruck pSR sowohl ausgesteuert als auch entlüftet werden. In der zweiten in Fig. 5 nicht gezeigten Schaltstellung des Halteventils 172 kann ein an der Redundanzhauptventileinheit 160 ausgesteuerter Druck eingesperrt werden.

Eine solche Bistabilität ist insbesondere dann bevorzugt, wenn der Anhänger dauerhaft gebremst werden soll, beispielsweise, wenn der Fahrzeugzug in einem Fehlerfall sicher abgestellt werden soll.

Fig. 6 zeigt nun eine dritte Variante der pneumatischen Anhängerventilanordnung 1 , die wiederum eine Bistabilität in der Redundanzventileinheit 20 aufweist. Wiederum sind gleiche und ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in der vorherigen Beschreibung versehen, sodass vollumfänglich auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. Im Folgenden werden insbesondere die Unterschiede zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der pneumatischen Anhängerventilanordnung 1 , wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, hervorgehoben. Das dritte Ausführungsbeispiel der pneumatischen Anhängerventilanordnung 1 basiert auf dem ersten Ausführungsbeispiel der pneumatischen Anhängerventilanordnung 1 , umfasst aber eine Selbsthaltung, hier eine pneumatische Selbsthaltung 180. Die pneumatische Selbsthaltung 180 ist so ausgebildet, dass sie eine Rückführleitung 182 mit einer Drossel 183 umfasst, die den Redundanz-Relaisventilarbeitsanschluss 162.2 mit dem Redundanz- Relaisventilsteueranschluss 162.4 verbindet. Das heißt, der am Redundanz- Relaisventilarbeitsanschluss 162.2 ausgesteuerte Redundanzdruck pR wird gedrosselt zurückgeführt und an dem Redundanz- Relaisventilsteueranschluss 162.4 bereitgestellt, wodurch eine pneumatische Selbsthaltung erreicht wird. Selbst wenn das Auslassventil 154 in die in Fig. 6 nicht gezeigte Entlüftungsstellung gebracht wird, in der der erste mit dem zweiten Auslassventilanschluss 154.1 , 154.2 verbunden ist, kann die Selbsthaltung aufgrund der Drossel aufrechterhalten bleiben. Aus diesem Grund kann auch das Einlassventil 152 eine andere monostabile Stellung als das Einlassventil 152 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) einnehmen. Ein dauerhaftes Nachführen von Vorratsdruck über das Einlassventil ist zum Aufrechterhalten des Redundanzdrucks pR nicht erforderlich.

Bezuqszeichen (Teil der Beschreibung)

1 pneumatische Anhängerventilanordnung

2 Druckluftvorrat

3 Entlüftung

4 Anhängersteuermodul

6 Anhängersteuermodulgehäuse

8 elektrischer Abschluss

9 elektrische Leitung

10 Anhängersteuerventil

1 1 Vorratsanschluss des Anhängersteuerventils

12 Anhängerversorgungsanschluss

14 Anhängerbremsdruckanschluss

16 Redundanzanschluss

20 Redundanzventileinheit

21 Vorratsanschluss der Redundanzventileinheit

22 Redundanzausgang

23 Redundanzventileinheitgehäuse

24 elektrischer Redundanzventileinheitanschluss

30 Redundanzsperrventil

30.1 erster Redundanzsperrventilanschluss

30.2 zweiter Redundanzsperrventilanschluss

30.3 dritter Redundanzsperrventilanschluss

50 primäre Bremssteuereinheit

60 sekundäre Bremssteuereinheit

70 Luftaufbereitungseinheit

1 10 Vorsteuereinheit Hauptventileinheit Einlassventil erster Einlassventilanschluss zweiter Einlassventilanschluss Auslassventil erster Auslassventilanschluss zweiter Auslassventilanschluss Steuerdruckleitung Relaisventil Relaisventil-Versorgungsanschluss Relaisventil-Arbeitsanschluss Relaisventil-Entlüftungsanschluss Relaisventil-Steueranschluss Abrisssicherheitsventil Drucksensor Redundanzvorsteuereinheit Einlassventil erster Einlassventilanschluss zweiter Einlassventilanschluss Auslassventil erster Auslassventilanschluss zweiter Auslassventilanschluss Redundanzsteuerdruckleitung Redundanzhauptventileinheit Redundanz-Relaisventil Redundanz-Relaisventilversorgungsanschluss Redundanz-Relaisventilarbeitsanschluss Redundanz-Relaisventilentlüftungsanschluss Redundanz-Relaisventilsteueranschluss Redundanzdrucksensor elektromagnetisches Bistabilventil Halteventil pneumatische Selbsthaltung 182 Rückführleitung

183 Drossel

200 Nutzfahrzeug

202 Bremssystem

204 primäre Betriebsebene

206 sekundäre Redundanzebene

208 Bremswertgeber

210 erste Energiequelle

212 primärer Fahrzeugbus

214 sekundärer Fahrzeugbus

220 zweite Energiequelle

222 Einheit für autonomes Fahren

230a, 230b erste und zweite elektromechanische Vorderachsbremsaktuatoren

232a, 232b erste und zweite elektromechanische Hinterachsbremsaktuatoren pBA Anhängerbremsdrucks pR Redundanzdruck pS1 erster Steuerdruck pSR Redundanzsteuerdruck pV Vorratsdruck

51 erstes Anhängerschaltsignal

52 zweites Anhängerschaltsignal

53 drittes Anhängerschaltsignal

SB1 -SB4 erste bis vierte Stellsignale

SD Drucksignal

SR1 erstes Redundanzschaltsignal

SR2 zweites Redundanzschaltsignal

SRD Redundanzdrucksignal

VA Vorderachse

HA Hinterachse

Claims

Patentansprüche

1 . Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) für ein Bremssystem (202), insbesondere ein elektromechanisches Bremssystem, umfassend ein Anhängersteuerventil (10) mit einem Vorratsanschluss (11 ) zum Empfangen von Vorratsdruck (pV), einem Anhängerversorgungsanschluss (12) zum Bereitstellen von Vorratsdruck (pV) für einen Anhänger, einem Anhängerbremsdruckanschluss (14) zum Bereitstellen eines Anhängerbremsdrucks (pBA) für den Anhänger, einer elektromagnetischen Vorsteuereinheit (110), die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von an dem Anhängersteuerventil (10) empfangenen Anhängerschaltsignalen (S1 , S2, S3) den Anhängerbremsdruck (pBA) an dem Anhängerbremsdruckanschluss (12) auszusteuern, und mit einem pneumatischen Redundanzanschluss (16) zum Empfangen eines Redundanzdrucks (pR), wobei das Anhängersteuerventil (10) dazu ausgebildet ist, in Abwesenheit der Anhängerschaltsignale (S1 , S2, S3) den Anhängerbremsdruck (pBA) redundant in Abhängigkeit von dem Redundanzdruck (pR) am Anhängerbremsdruckanschluss (14) auszusteuern; und umfassend eine Redundanzventileinheit (20) mit einem Vorratsanschluss (21 ) zum Empfangen von Vorratsdruck (pV) und einem Redundanzausgang (22) zum Bereitstellen des Redundanzdrucks (pR), wobei die Redundanzventileinheit (20) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von an der Redundanzventileinheit (20) empfangenen Redundanzschaltsignalen (SR1 , SR2) den Redundanzdruck (pR) an dem Redundanzausgang (22) bereitzustellen.

2. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Redundanzanschluss (16) mit der Vorsteuereinheit (110) verbunden ist.

3. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anhängersteuerventil (10) ein Redundanzsperrventil (30) aufweist, zum Sperren des Redundanzanschlusses (16).

4. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anhängerschaltsignale (S1 , S2, S3) und die Redun- danzschaltsignale (SR1 , SR2) von zwei unabhängigen und sich funktional wenigstens teilweise ersetzenden elektronischen Steuereinheiten (50, 60) bereitgestellt werden.

5. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Redundanzventileinheit (20) ein Redundanzventileinheitgehäuse (23) aufweist und als eigenständiges Modul in dem Bremssystem (202) verbaubar ist.

6. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die Redundanzventileinheit (20) in ein weiteres funktionales Modul des Bremssystems (202) integriert ist.

7. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach Anspruch 6, wobei das funktionale Modul ausgewählt ist aus: primäre Bremssteuereinheit (50), sekundäre Bremssteuereinheit (60), Luftaufbereitungseinheit (70).

8. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Redundanzventileinheit (20) eine elektromagnetische Redundanzvorsteuereinheit (150) und eine Redundanzhauptventileinheit (160) aufweist, wobei die Redundanzvorsteuereinheit (150) in Abhängigkeit von den Redundanzschaltsignalen (SR1 , SR2) einen Redundanzsteuerdruck (pSR) an der Redundanzhauptventileinheit (160) aussteuert, und die Redundanzhauptventileinheit (160) in Abhängigkeit von dem Redundanzsteuerdruck (pSR) den Redundanzdruck (pR) aussteuert.

9. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach Anspruch 8, wobei die Redundanzvorsteuereinheit (150) ein Einlassventil (152) und ein Auslassventil (154) aufweist, wobei das Einlassventil (152) mit dem Vorratsanschluss (21 ) verbunden ist, Vorratsdruck (pV) empfängt und durch ein erstes Redundanzschaltsignal (SR1 ) schaltbar ist zum Aussteuern des Redundanzsteuerdrucks (pSR) an der Redundanzhauptventileinheit (160), und wobei das Auslassventil (154) mit einer Entlüftung (3) verbunden ist und durch ein zweites Redundanzsignal (SR2) schaltbar ist zum Entlüften den Redundanzsteuerdrucks (pSR).

10. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Redundanzventileinheit (20) eine bistabile Funktion umfasst, sodass ein ausgesteuerter Redundanzdruck (pR) auch bei Wegfall der Redundanzschaltsignale (SR1 , SR2) ausgesteuert bleiben kann.

11 . Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach Anspruch 10, wobei die bistabile Funktion ein elektromagnetisches Bistabilventil (170) umfasst.

12. Pneumatische Anhängerventilanordnung (1 ) nach Anspruch 10, wobei die bistabile Funktion eine pneumatische Selbsthaltung (180) umfasst.

13. Elektromechanisches Bremssystem (202) für ein Nutzfahrzeug, mit einer primären Bremssteuereinheit (50) und einer sekundären Bremssteuereinheit (60), einer ersten Energiequelle (210), die die primäre Bremssteuereinheit (50) mit elektrischer Energie versorgt und einer zweiten Energiequelle (220), die die sekundäre Bremssteuereinheit (60) mit elektrischer Energie versorgt; wenigstens ersten und zweiten elektromechanischen Vorderachsbremsaktuatoren (230a, 230b) und wenigstens ersten und zweiten elektromechanischen Hinterachsbremsaktuatoren (232a, 232b), die von der primären Bremssteuereinheit (50) und der sekundären Bremssteuereinheit (60) ansteuerbar sind zum Umsetzen einer Bremsanforderung; und einer pneumatischen Anhängerventilanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Anhängersteuerventil (10) mit der primären Bremssteuereinheit (50) verbunden ist und von dieser Anhängerschaltsignale (S1 , S2, S3) empfängt, und die Redundanzventileinheit (20) mit der sekundären Bremssteuereinheit (60) verbunden ist und von dieser Redundanzschaltsignalen (SR1 , SR2) empfängt.

14. Elektromechanisches Bremssystem (202) nach Anspruch 13, wobei die Redundanzventileinheit (20) ein Redundanzventileinheitgehäuse aufweist und als eigenständiges Modul in dem Bremssystem (202) verbaut ist.

15. Elektromechanisches Bremssystem (202) nach Anspruch 13, wobei die Redundanzventileinheit (20) in die sekundäre Bremssteuereinheit (60) integriert ist.

16. Elektromechanisches Bremssystem (202) nach Anspruch 13, aufweisend eine Luftaufbereitungseinheit (70), wobei die Redundanzventileinheit (20) in die Luftaufbereitungseinheit (70) integriert ist.

17. Nutzfahrzeug (200) mit einer Vorderachse (VA) und wenigstens einer Hinterachse (HA), und einem elektromechanischen Bremssystem (202) nach einem der Ansprüche 13 bis 16.

18. Verfahren zum redundanten Bremsen eines Anhängers eines Zugfahrzeug-Anhänger-Gespanns, wobei das Zugfahrzeug ein elektromechanisches Bremssystem (202), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 13 bis 16, und der Anhänger ein pneumatisches Bremssystem aufweist, wobei in einem Betriebsfall einem Anhängersteuerventil (10) von einer primären Bremssteuereinheit (60) Anhängerschaltsignale (S1 , S2, S3) bereitgestellt werden und das Anhängersteuerventil (10) in Abhängigkeit von den Anhängerschaltsignalen (S1 , S2, S3) einen Anhängerbremsdruck (pBA) an einem Anhängerbremsdruckanschluss (14) aussteuert, und in einem Fehlerfall, in welchem das Bereitstellen der Anhängerschaltsignale (S1 , S2, S3) teilweise oder vollständig verhindert ist, eine Redundanzventileinheit (20) an einem Redundanzanschluss (16) des Anhängersteuerventils (10) einen pneumatischen Redundanzdruck (pR) aussteuert und das Anhängersteuerventil (10) den Anhängerbremsdruck (pBA) redundant in Abhängigkeit von dem Redundanzdruck (pR) am Anhängerbremsdruckanschluss (14) aussteuert.

19. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Redundanzventileinheit (20) von einer sekundären Bremssteuereinheit (60) Redundanzschaltsignale (SR1 , SR2) empfängt und in Abhängigkeit von den Redundanzschaltsignalen (SR1 , SR2) den Redundanzdruck (pR) aussteuert.