EP4719849A1

EP4719849A1 - Redundante bremsanlage und anhängefahrzeug

Info

Publication number: EP4719849A1
Application number: EP24727660.3A
Authority: EP
Inventors: Axel Stender; Jan-Christoph VON DER BEEKE; Norbert Witte
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2023-06-02
Filing date: 2024-05-14
Publication date: 2026-04-08
Also published as: WO2024245743A1; DE102023114602A1; CN121219176A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine redundante Bremsanlage (10) mit elektropneumatischer Ansteuerung von Betriebsbremsen (14-17) für ein Anhängefahrzeug, mit einem ersten Bremskreis (V1, EBS) und einem ersten elektropneumatischen Bremssystem (EBS, M1), welches eine erste elektronische Steuerung (EBS) und einen ersten Bremsmodulator (M1) aufweist und Signale von Raddrehzahlsensoren (27, 29) verarbeitet. Weiterhin weist die Bremsanlage (10) einen zweiten Bremskreis (V2, VCU) und ein zweites elektropneumatisches Bremssystem (VCU, M2; VCU, M2a, M2b) auf, welcher eine zweite elektronische Steuerung (VCU) und wenigstens einen zweiten Bremsmodulator (M2; M2a, M2b) aufweist und Signale von Raddrehzahlsensoren (26, 28) verarbeitet. Bei Ausfall des ersten elektropneumatischen Bremssystems (EBS, M1) steuert das zweite elektropneumatische Bremssystem (VCU, M2; VCU, M2a, M2b) die Betriebsbremsen (14-17) mit Bremsdruck an.

Description

Redundante Bremsanlaqe und Anhänqefahrzeuq

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine redundante Bremsanlage mit elektropneumatischer Ansteuerung von Betriebsbremsen sowie ein Anhängefahrzeug.

Moderne Anhängefahrzeuge mit elektropneumatischem Bremssystem und vorzugsweise mehreren Achsen weisen eine elektronische Steuerung und einen Bremsmodulator auf. Die elektronische Steuerung erhält über eine Anhänger- Schnittstelle ein elektronisches Bremssignal von einem Zugfahrzeug und steuert Magnetventile im Bremsmodulator zur Ausgabe von Bremsdruck an. Mit dem Bremsdruck werden die Betriebsbremsen im Anhängefahrzeug beaufschlagt. Elektronische Steuerung und Bremsmodulator führen außerdem eine Antiblockierregelung und weitere spezielle Bremsregelungen zur Erhaltung der Fahrstabilität aus. Hierzu werden Signale von Raddrehzahlsensoren und gegebenenfalls von weiteren Sensoren verarbeitet.

Zum autonomen Fahren, insbesondere auf Level 4 auf Autobahnen, müssen Anhängefahrzeuge und Zugfahrzeuge bestimmte Sicherheitsanforderungen erfüllen. Bei Ausfall des elektronischen Bremssystems im Anhängefahrzeug sind die Antiblockierregelung und weitere Funktionen ohne zusätzliche Maßnahmen nicht mehr verfügbar. Das Zugfahrzeug darf mit dem Anhängefahrzeug nicht mehr weiterfahren und muss am Straßenrand bis zu einer Reparatur warten. Erforderlich ist eine insgesamt redundante Bremsanlage im Anhängefahrzeug, so dass bei Ausfall des elektronischen Bremssystems die Betriebsbremsen weiterhin betätigbar sind und die Antiblockierregelung durchführbar ist, um eine Fahrstabilität zu gewährleisten. In der WO 2020/225168 A1 ist eine Bremsanlage für ein Anhängefahrzeug offenbart. Zwei Bremskreise sind an eine Modulatoreinrichtung mit elektronischer Steuerung angeschlossen. Eine weitere elektronische Steuerung steuert Ventileinrichtungen zur Regelung von Bremsdruck an.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer redundanten Bremsanlage.

Eine erfindungsgemäße redundante Bremsanlage mit elektropneumatischer Ansteuerung von Betriebsbremsen für ein Anhängefahrzeug weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf, nämlich einen ersten Bremskreis und ein erstes elektropneumatisches Bremssystem, welches eine erste elektronische Steuerung und einen ersten Bremsmodulator aufweist und Signale von Raddrehzahlsensoren verarbeitet, einen zweiten Bremskreis und ein zweites elektropneumatisches Bremssystem, welches eine zweite elektronische Steuerung und wenigstens einen zweiten Bremsmodulator aufweist und Signale von Raddrehzahlsensoren verarbeitet, wobei bei Ausfall des ersten elektropneumatischen Bremssystems das zweite elektropneumatische Bremssystem die Betriebsbremsen mit Bremsdruck ansteuert.

Erster Bremskreis und zweiter Bremskreis weisen vorzugsweise jeweils einen eigenen Druckluftvorrat auf. Vorteilhafterweise ist nur das erste elektropneumatische Bremssystem an eine pneumatische Steuerleitung mit entsprechendem Kupplungskopf (gelb) zur Verbindung mit dem Zugfahrzeug angeschlossen. Das zweite elektropneumatische Bremssystem ist zwar Bestandteil des zweiten Bremskreises. Ein vom Zugfahrzeug zur Verfügung gestellter Steuerdruck wird jedoch vorzugsweise nicht verwertet.

Optional und erfindungsgemäß kann wenigstens eines der folgenden Merkmale vorgesehen sein: a) das erste elektropneumatische Bremssystem ist an eine erste Schnittstelle angeschlossen, über die ein elektronisches Bremssignal und eine Versorgungsspannung von einem Zugfahrzeug übertragen werden, b) das zweite elektropneumatische Bremssystem ist an eine zweite Schnittstelle angeschlossen, über die das elektronische Bremssignal und eine Versorgungsspannung vom Zugfahrzeug übertragen werden.

Durch den Anschluss der beiden Bremssysteme an zwei verschiedene Schnittstellen kann die Redundanz der Bremsanlage weiter verbessert werden.

Optional und erfindungsgemäß kann wenigstens eines der folgenden Merkmale vorgesehen sein: a) die erste Schnittstelle ist eine Steckverbindung nach ISO 7638, insbesondere in der Version aus dem Jahr 2018, b) die zweite Schnittstelle ist eine 1000Base-T-Schnittstelle, insbesondere nach ISO 23870.

Die Schnittstelle nach ISO 7638 beinhaltet unter anderem eine Spannungsversorgung und eine Datenübertragung über einen CAN-Bus. Die genannte Schnittstelle nach der neuen ISO 23870 beinhaltet unter anderem eine Hochgeschwindigkeits- Datenübertragung, auch über CAN-Bus, und eine Spannungsversorgung.

Vorzugsweise ist die erste elektronische Steuerung mit der Schnittstelle nach ISO 7638 verbunden und die zweite elektronische Steuerung mit der Schnittstelle nach ISO 23870.

Optional und erfindungsgemäß ist die erste elektronische Steuerung mit der zweiten elektronischen Steuerung über eine Signalleitung verbunden. Die zweite elektronische Steuerung geht in Abhängigkeit von Signalen auf der Signalleitung von einem Ausfall des ersten elektropneumatischen Bremssystems aus. In diesem Fall übernimmt die zweite elektronische Steuerung die Ansteuerung der Betriebsbremsen mit Bremsdruck. Die von der ersten elektronischen Steuerung zur zweiten elektronischen Steuerung übertragenen Signale können unterschiedlich sein. Beispielsweise kann die erste elektronische Steuerung selbst einen Fehler feststellen und ein entsprechendes Fehlersignal übersenden. Zusätzlich oder alternativ sendet die erste elektronische Steuerung ständig und/oder zyklisch ein definiertes Signal zur Anzeige des eigenen Betriebszustandes. Bei Ausbleiben des Signals innerhalb definierter Zeitspanne geht die zweite elektronische Steuerung von einem Ausfall des ersten elektropneumatischen Bremssystems aus. Optional und erfindungsgemäß ist die erste elektronische Steuerung mit der zweiten elektronischen Steuerung über eine elektrische Leitung verbunden, nämlich zur bidirektionalen Übertragung einer Versorgungsspannung. Dies erhöht die Redundanz im Hinblick auf die Bereitstellung der Versorgungsspannung über die erste und zweite Schnittstelle.

Optional und erfindungsgemäß steuert der erste Bremsmodulator über Bremsdruckanschlüsse wenigstens zweikanalig den Bremsdruck aus. Dadurch können die linke und rechte Fahrzeugseite getrennt voneinander angesteuert werden.

Optional und erfindungsgemäß weist der wenigstens eine zweite Bremsmodulator einen Bremsdrucksensor auf, welcher an die zweite elektronische Steuerung angeschlossen ist. Auf diese Weise ist eine hohe Integration bei gleichzeitiger vollständiger Regelung oder Ansteuerung der Betriebsbremsen möglich. Der Bremsdrucksensor kann ein Druckwandler (p/U) sein.

Optional und erfinderisch weist das zweite elektropneumatische Bremssystem zwei zweite Bremsmodulatoren auf, nämlich für jede Fahrzeugseite einen. Dies ermöglicht eine separate Regelung jeder Fahrzeugseite.

Optional und erfinderisch sind die zweiten Bremsmodulatoren mit Bremsdruckanschluss, Entlüftungsanschluss, Vorratsdruckanschluss und Steuerdruckanschluss ausgebildet. Insbesondere derartige Relaisventile sind kostengünstige Standardbauteile für Fahrzeugbremsen.

Optional und erfinderisch weist die Bremsanlage folgende Merkmale auf: die Entlüftungsanschlüsse der zweiten Bremsmodulatoren sind mit Bremsdruckanschlüssen des ersten Bremsmodulators verbunden, die Vorratsdruckanschlüsse und Steuerdruckanschlüsse der zweiten Bremsmodulatoren sind an einen Vorratsdruck des zweiten Bremskreises angeschlossen, die Bremsdruckanschlüsse der zweiten Bremsmodulatoren sind mit den Betriebsbremsen verbunden, die zweiten Bremsmodulatoren werden von der zweiten elektronischen Steuerung elektrisch angesteuert. Dadurch entlüftet der zweite Bremsmodulator über den ersten Bremsmodulator. Dies ist möglich, da der erste Bremsmodulator bei Spannungsausfall seinen Bremsdruckanschluss entlüftet. Der zweite Bremsmodulator erhält an seinem Steuerdruckanschluss den Vorratsdruck des zweiten Bremskreises. Durch entsprechend getaktete Ventilbetätigung im zweiten Bremsmodulator wird aus dem Vorratsdruck ein Steuerdruck, welcher den Vorratsdruck am Vorratsdruckanschluss zum Bremsdruck am Bremsdruckanschluss reduziert. Die elektronische Ansteuerung erfolgt direkt von der zweiten elektronischen Steuerung aus.

Optional und erfinderisch weist die Bremsanlage folgende Merkmale auf: die Vorratsdruckanschlüsse und Steuerdruckanschlüsse der zweiten Bremsmodulatoren sind an einen Vorratsdruck des zweiten Bremskreises angeschlossen, die Bremsdruckanschlüsse der zweiten Bremsmodulatoren sind über Doppelrückschlagventile mit Bremsdruckanschlüssen des ersten Bremsmodulators verbunden, die Doppelrückschlagventile sind mit den Betriebsbremsen verbunden, die zweiten Bremsmodulatoren werden von der zweiten elektronischen Steuerung elektrisch angesteuert.

Die Doppelrückschlagventile werden auch als Oder-Ventile bezeichnet. Die Doppelrückschlagventile sind so geschaltet, dass der jeweils höhere Bremsdruck vom ersten und zweiten Bremsmodulator an die jeweilige Betriebsbremse weitergegeben wird.

Optional und erfindungsgemäß weist die Bremsanlage folgende Merkmale auf: die Vorratsdruckanschlüsse und Steuerdruckanschlüsse der zweiten Bremsmodulatoren sind an einen Vorratsdruck des zweiten Bremskreises angeschlossen, die Bremsdruckanschlüsse der zweiten Bremsmodulatoren und die Bremsdruckanschlüsse des ersten Bremsmodulators sind an gemeinsame Magnetventile angeschlossen, wobei die Magnetventile wahlweise den Bremsdruck des ersten Bremsmodulators oder der zweiten Bremsmodulatoren zu den Betriebsbremsen durchlassen, die Magnetventile sind mit den Betriebsbremsen verbunden, die Magnetventile und die zweiten Bremsmodulatoren werden von der zweiten elektronischen Steuerung elektrisch angesteuert.

Die Ansteuerung kann insbesondere derart sein, dass die Magnetventile im Normalfall stromlos sind und die Betriebsbremsen den Bremsdruck vom ersten Bremsmodulator erhalten. Bei Ausfall des ersten elektropneumatischen Bremssystems, im Fehlerfall, steuert dann die zweite elektronische Steuerung die Magnetventile an, so dass anschließend der Bremsdruck aus den zweiten Bremsmodulatoren an die Betriebsbremsen ausgesteuert werden kann.

Optional und erfindungsgemäß weist das zweite elektropneumatische Bremssystem einen gemeinsamen zweiten Bremsmodulator für beide Fahrzeugseiten auf. Dies vereinfacht den konstruktiven Aufwand. Die Betriebsbremsen werden dann nur einkanalig vom zweiten elektropneumatischen Bremssystem angesteuert.

Optional und erfindungsgemäß ist der zweite Bremsmodulator mit Bremsdruckanschluss, Entlüftungsanschluss, Vorratsdruckanschluss und Steuerdruckanschluss ausgebildet. Insbesondere beinhaltet der zweite Bremsmodulator ein Relaisventil.

Optional und erfindungsgemäß weist die Bremsanlage folgende Merkmale auf:

Vorratsdruckanschluss und Steuerdruckanschluss des zweiten Bremsmodulators sind an einen Vorratsdruck des zweiten Bremskreises angeschlossen, der Bremsdruckanschluss des zweiten Bremsmodulators ist über parallele Doppelrückschlagventile mit Bremsdruckanschlüssen des ersten Bremsmodulators verbunden, die Doppelrückschlagventile sind mit den Betriebsbremsen verbunden, der zweite Bremsmodulator wird von der zweiten elektronischen Steuerung elektrisch angesteuert.

Die Doppelrückschlagventile werden auch als Oder- Ventile bezeichnet. Der jeweils höhere Bremsdruck des ersten und zweiten Bremsmodulators wird an die Betriebsbremsen ausgegeben.

Optional und erfindungsgemäß weist die Bremsanlage folgende Merkmale auf: Vorratsdruckanschluss und Steuerdruckanschluss des zweiten Bremsmodulators sind an einen Vorratsdruck des zweiten Bremskreises angeschlossen, der Bremsdruckanschluss des zweiten Bremsmodulators ist über parallele Magnetventile und die Bremsdruckanschlüsse des ersten Bremsmodulators an gemeinsame Magnetventile angeschlossen, wobei die Magnetventile wahlweise den Bremsdruck des ersten Bremsmodulators oder des zweiten Bremsmodulators zu den Betriebsbremsen durchlassen, die Magnetventile sind mit den Betriebsbremsen verbunden, die Magnetventile und der zweite Bremsmodulator werden von der zweiten elektronischen Steuerung elektrisch angesteuert.

Sind die Magnetventile stromlos, sind die Bremsdruckanschlüsse des ersten Bremsmodulators mit den Betriebsbremsen verbunden, sonst der Bremsdruckanschluss des zweiten Bremsmodulators.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Anhängefahrzeug mit einer Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1-16.

Weitere Merkmale der Erfindung sind der weiteren Beschreibung und den Patentansprüchen zu entnehmen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes elektropneumatisches Schaltbild einer Bremsanlage in einem Anhängefahrzeug als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein Schaltbild einer Bremsanlage als zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 3 ein Schaltbild einer Bremsanlage als drittes Ausführungsbeispiel, Fig. 4 ein Schaltbild einer Bremsanlage als viertes Ausführungsbeispiel, Fig. 5 ein Schaltbild einer Bremsanlage als fünftes Ausführungsbeispiel.

Eine Bremsanlage 10 gemäß Fig. 1 ist vorgesehen für ein Anhängefahrzeug 11 mit zwei oder mehr Achsen 12, 13. Die Bremsanlage 10 beinhaltet einen ersten Bremskreis mit einem Vorrat V1 , einen zweiten Bremskreis mit einem Vorrat V2 und einen dritten Bremskreis mit einem Vorrat VS für eine nicht gezeigte Luftfederung. Der erste Bremskreis beinhaltet ein erstes elektropneumatisches Bremssystem mit einer ersten elektronischen Steuerung EBS und einem ersten Bremsmodulator M1 zur Übergabe von Bremsdruck an Betriebsbremsen 14, 15 auf einer rechten Fahrzeugseite und Betriebsbremsen 16, 17 auf einer linken Fahrzeugseite. Über den ersten Bremsmodulator M1 werden außerdem Federspeicherbremsen 18-21 mit Federspeicherdruck gespeist.

Der zweite Bremskreis beinhaltet neben dem Vorrat V2 ein zweites elektropneumatisches Bremssystem mit zweiter elektronischer Steuerung VCU und zwei zweiten Bremsmodulatoren M2a für die rechte Fahrzeugseite und M2b für die linke Fahrzeugseite. Auch die zweiten Bremsmodulatoren M2a, M2b können die Betriebsbremsen 14-17 mit Bremsdruck versorgen.

Rädern 22, 23, 24, 25 der Achsen 12, 13 ist jeweils ein Raddrehzahlsensor 26, 27, 28, 29 zugeordnet. Dabei sind die Raddrehzahlsensoren 26, 28 der vorderen Räder 22, 24 mit der zweiten elektronischen Steuerung VCU verbunden und die Raddrehzahlsensoren 27, 29 der hinteren Räder 23, 25 mit der ersten elektronischen Steuerung EBS, siehe elektrische Leitungen L1 , L2, L3, L4.

Die erste elektronische Steuerung EBS ist apparativ mit dem ersten Bremsmodulator M1 zu einer Modulatoreinrichtung zusammengefasst. Es handelt sich bei der Modulatoreinrichtung um ein übliches elektropneumatisches Bauteil. Individuell angepasst kann insbesondere eine Steuerungssoftware in der ersten elektronischen Steuerung EBS sein.

Die zweite elektronische Steuerung VCU ist eine Fahrzeugsteuerung, die hier zusätzlich nach Bedarf eine Bremsensteuerung ausführt und deren Software entsprechend angepasst ist. Die zweite elektronische Steuerung VCU ist mit einer Anhängerschnittstelle SG verbunden, welche hier insbesondere als Gigabit-Ethernet-Schnittstelle ausgebildet sein kann, insbesondere als 1000Base-T-Schnittstelle. Über diese Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle werden Daten vom Zugfahrzeug zum Anhängefahrzeug übertragen, auch über einen CAN-Bus, ebenso eine Versorgungsspannung. Die zweite elektronische Steuerung VCU weist verschiedene Eingänge und Ausgänge für Spannung, Daten und Signale auf, benannt auch als elektrische Anschlüsse. In den Fig. 1 , 2 und 5 handelt es sich um:

Am oberen Rand der VCU von links nach rechts:

Drucksignal Vorrat zweiter Bremskreis,

Signal Raddrehzahlsensor,

Drucksignal Federspeicherdruck,

Spannung bidirektional,

CAN-Bus.

Am linken Rand von oben nach unten:

Versorgungsspannung,

Versorgungsspannung, 1000Base-T1 - 1 , 1000Base-T1 - 2,

Am unteren Rand von links nach rechts:

Drucksignal Vorratsdruck Kupplungskopf,

Signal Raddrehzahlsensor,

Steuerung elektrische Parkbremse,

Steuerung elektrischer Bremsdruck.

In den Fig. 3 und 4 ist am unteren Rand der VCU, links von den anderen vier Anschlüssen, zusätzlich ein Anschluss für die Steuerung von Magnetventilen 40a, 40b vorgesehen, deren Funktion unten im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 erläutert wird.

Eine weitere Anhängerschnittstelle SH ist gemäß ISO 7368 ausgebildet und überträgt unter anderem Daten über einen CAN-Bus und eine Versorgungsspannung zur ersten elektronischen Steuerung EBS, siehe elektrische Leitung L5.

Im fehlerfreien Normalbetrieb werden die Vorräte V1, V2 über einen roten Kupplungskopf 30 und eine Ventileinrichtung 31 befüllt. Letztere verhindert u.a. eine Rückströmung aus den Vorräten V1, V2 zum Kupplungskopf 30, etwa bei Abriss einer pneumatischen Vorratsleitung zwischen Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug 11. Ein gelber Kupplungskopf 32 ist für die Übertragung von Steuerdruck mit dem ersten elektropneumatischen Bremssystem (EBS mit M1) verbunden.

Eine Bremsanforderung gelangt über die Anhängerschnittstelle SH zur ersten elektronischen Steuerung EBS. Daraufhin gibt der erste Bremsmodulator M1 zweikanalig, über Bremsdruckanschlüsse 33a, 33b, einen Bremsdruck an einen Bremsdruckanschluss 34a des zweiten Bremsmoduls M2a und an den Bremsdruckanschluss 34b des zweiten Bremsmoduls M2b aus. Die beiden Bremsmodule M2a und M2b sind im fehlerfreien Normalfall so geschaltet, dass der Bremsdruck von den Bremsdruckanschlüssen 34a, 34b als Eingänge durchgegeben wird über Bremsdruckanschlüsse 35a, 35b als Ausgänge an die Betriebsbremsen 14- 17.

Im Fehlerfall, bei Ausfall der ersten elektronischen Steuerung EBS, übernimmt die zweite elektronische Steuerung VCU die Steuerung der Betriebsbremsen 14-17. Das Zugfahrzeug sendet die Bremsanforderung stets auch über die Schnittstelle SG. Die zweite elektronische Steuerung steuert die zweiten Bremsmodulatoren M2a, M2b entsprechend der Bremsanforderung an, siehe Leitung L6, so dass ein an Steuerdruckanschlüssen 36a, 36b anliegender Vorratsdruck aus dem Vorrat V2 in einen Steuerdruck umgewandelt wird. Die Bremsmodulatoren M2a, M2b beinhalten nicht näher gezeigte Relaisventile. In diesen moduliert der Steuerdruck einen an Vorratsdruckanschlüssen 37a, 37b anliegenden Vorratsdruck aus dem Vorrat V2 zu Bremsdrücken. Letztere werden über die Bremsdruckanschlüsse 35a, 35b an die Betriebsbremsen 14-17 abgegeben.

Zum besseren Verständnis sind die pneumatischen Anschlüsse des zweiten Bremsmodulators M2a mit den für pneumatische Ventile üblichen Ziffern versehen:

1 Vorratsdruck

2 Arbeitsdruck (hier zweifach)

3 Entlüftung

4 Steuereingang Die beiden Bremsdruckanschlüsse 35a sind die Anschlüsse für den Arbeitsdruck 2. Der Bremsdruckanschluss 34a ist in diesem Fall Anschluss für die Entlüftung 3. Steuereingang 4 und Vorratsdruck 1 sind als Steuerdruckanschluss 36a und Vorratsdruckanschluss 37a an den Vorrat V2 des zweiten Bremskreises angeschlossen. Die Anschlüsse des zweiten Bremsmodulators M2b liegen spiegelbildlich zu den Anschlüssen des zweiten Bremsmodulators M2a.

Die zweiten Bremsmodulatoren M2a, M2b beinhalten Druckwandler DBa, DBb zur Sensierung des jeweils ausgegebenen Bremsdrucks und sind so ausgebildet, dass die üblichen und gesetzlich vorgeschriebenen Bremsvorgänge möglich sind, einschließlich Antiblockier-Regelung und Regelungen zum Erhalt der Fahrzeugstabilität. Hierzu ist die zweite elektronische Steuerung VCU mit einer entsprechenden Software ausgestattet.

Ein weiterer Druckwandler D1 erfasst den am roten Kupplungskopf 30 anliegenden pneumatischen Vorratsdruck und stellt einen entsprechenden Druckwert der zweiten elektronischen Steuerung VCU zur Verfügung. Ein weiterer Druckwandler D2 erfasst den vom Vorrat V2 zur Verfügung gestellten Vorratsdruck und stellt einen entsprechenden Druckwert der zweiten elektronischen Steuerung VCU zur Verfügung. Schließlich erfasst ein weiterer Druckwandler DF einen Federspeicherdruck in der Federspeicherbremse 18 und stellt einen entsprechenden Druckwert der zweiten elektronischen Steuerung VCU zur Verfügung. Die beiden elektronischen Steuerungen EBS und VCU sind über Datenleitungen miteinander verbunden und tauschen die jeweils vorliegenden Daten aus. Auch können über diese Leitungen Anweisungen, Statusinformationen und weitere Daten ausgetauscht werden.

Der erste Bremsmodulator M1 ist in üblicherweise an eine elektronische Parkbremse EPB angeschlossen, welche von der zweiten elektronischen Steuerung VCU elektronisch ansteuerbar ist. Der elektronischen Parkbremse EPB vorgeordnet ist ein Parklöseventil PLV, welches manuell betätigbar ist, zum Beispiel zum Lösen der Federspeicherbremsen 18-21, solange Vorrat V1 oder Vorrat V2 noch einen ausreichenden Druck liefern können. Die Umschaltung im Fehlerfall, von der ersten elektronischen Steuerung EBS auf die zweite elektronische Steuerung VCU, kann beispielsweise anhand von Statusinformationen erfolgen. Die elektronische Steuerung EBS sendet zyklisch über eine Leitung L7 eine definierte Statusinformation an die zweite elektronische Steuerung VCU. Bei Ausbleiben der Statusinformation oder beim Übersenden eines Fehlerstatus erkennt die zweite elektronische Steuerung VCU einen Fehler auf Seiten der ersten elektronischen Steuerung EBS und übernimmt die Steuerung der Betriebsbremsen 14- 17, wie zuvor dargestellt. Zugleich kann vorsorglich von der zweiten elektronischen Steuerung VCU an die erste elektronische Steuerung EBS eine Anweisung zum Abschalten der ersten elektronischen Steuerung EBS übersandt werden oder eine Anweisung für einen Übergang in einen Untätigkeitsmodus. Im ersten Bremsmodulator M1 vorhandene Magnetventile sollen durch die erste elektronische Steuerung EBS nicht mehr angesteuert oder bestromt werden. Dadurch sind die Bremsdruckanschlüsse 33a, 33b mit einer Entlüftung 38 am ersten Bremsmodulator M1 verbunden.

Zur Erzielung einer Redundanz der Spannungsversorgung sind die elektronischen Steuerungen VCU und EBS über eine spannungführende Leitung L8 miteinander verbunden.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Bremsdruckanschlüsse 33a, 33b nicht an die zweiten Bremsmodulatoren M2a, M2b angeschlossen, sondern führen jeweils zu einem Doppelrückschlagventil 39a, 39b. Ebenso sind die Bremsdruckanschlüsse 35a, 35b mit den Doppelrückschlagventilen 39a, 39b verbunden. Die Bremsdruckanschlüsse 34a, 34b sind hier als Entlüftungen vorgesehen.

Im Normalbetrieb gelangt der Bremsdruck vom ersten Bremsmodulator M1 über die Doppelrückschlagventile 39a, 39b zu den Betriebsbremsen 14-17. Die Bremsdruckanschlüsse 35a, 35b sind dann drucklos.

Im Fehlerfall sind die Bremsdruckanschlüsse 33a, 33b drucklos und Bremsdruck gelangt von den zweiten Bremsmodulatoren M2a, M2b über die Doppelrückschlagventile 39a, 39b zu den Betriebsbremsen 14-17. Die Doppelrückschlagventile 39a, 39b werden auch als Oder-Ventile bezeichnet und geben den jeweils höheren Druck der beiden Eingänge an den Ausgang weiter. Im dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind anstelle der im zweiten Ausführungsbeispiel gezeigten Doppelrückschlagventile 39a, 39b die Magnetventile 40a, 40b vorgesehen. Diese sind insbesondere im Normalfall stromlos und lassen den Bremsdruck von den Bremsdruckanschlüssen 33a, 33b zu den Betriebsbremsen 14-17 durch. Im Fehlerfall werden die Magnetventile 40a, 40b von der zweiten elektronischen Steuerung VCU angesteuert und gehen in einen Schaltzustand, in dem der Bremsdruck an den Bremsdruckanschlüssen 35a, 35b an die Betriebsbremsen 14-17 übergebbar ist. Die Schaltlogik der Magnetventile 40a, 40b kann auch umgekehrt vorgesehen sein, nämlich stromlos im Fehlerfall und bestromt im Normalfall.

Im vierten Ausführungsbeispiel ist nur ein zweiter Bremsmodulator M2 vorgesehen, dessen Bremsdruckanschluss 35 zu den Magnetventilen 40a, 40b analog zum dritten Ausführungsbespiel führt. Drittes und viertes Ausführungsbeispiel unterscheiden sich demnach nur in der Anzahl der Kanäle beim Bremsen mittels der zweiten elektronischen Steuerung VCU.

Im fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist ebenfalls nur der einzige zweite Bremsmodulator M2 vorgesehen. Dessen Bremsdruckanschluss 35 ist mit den Doppelrückschlagventilen 39a, 39b verbunden, analog zum zweiten Ausführungsbeispiel. Das zweite und das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheiden sich demnach ebenfalls nur in der Anzahl der Kanäle beim Bremsen mittels der zweiten elektronischen Steuerung VCU.

Der erste Bremsmodulator M1 weist eine Notbremsfunktion und einen Überlastschutz auf. Der Überlastschutz verhindert eine Addition der Bremskräfte durch Betätigung der Betriebsbremsen 14-17 bei zugleich federbelasteten Federspeicherbremsen 18-21.

Die zweiten Bremsmodulatoren M2, M2a, M2b sind als Relaisventile ausgeführt mit folgenden Eigenschaften:

Der Vorratsdruckanschluss 1 , 37 weist eine große Nennweite auf, so dass nicht gezeigte Bremszylinder der Betriebsbremsen 14-17 schnell belüftet werden können. Der Steuerdruckanschluss 4, 36 ist ebenfalls an den Vorratsdruck aus Vorrat V2 angeschlossen. Intern erzeugen getaktete Magnetventile aus dem Druck am Steuerdruckanschluss 4, 36 einen Steuerdruck.

Die Entlüftung der Betriebsbremsen 14-17 erfolgt im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 stets über die Entlüftungsanschlüsse 34, 34a, 34b, die Bremsdruckanschlüsse 33a, 33b und die Entlüftung 38, im Normalfall mit aktivem Modulator M1 und im Fehlerfall mit aktivem Modulator M2, M2a, M2b. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 5 erfolgt die Entlüftung im Normalfall über die Doppelrückschlagventile 39a, 39b und die Entlüftungen 38, 34, 34a, 34b, je nach Druckverhältnissen in den Doppelrückschlagventilen 39a, 39b, ebenso im Fehlerfall. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 und 4 erfolgt die Entlüftung im Normalfall über die Magnetventile 40a, 40b und die Entlüftung 38, im Fehlerfall über die Magnetventile 40a, 40b und die Entlüftungsanschlüsse 3, 34, 34a, 34b.

Bremsanlage Anhängefahrzeug Achse

Achse

Betriebsbremse Betriebsbremse Betriebsbremse Betriebsbremse Federspeicherbremse Federspeicherbremse Federspeicherbremse Federspeicherbremse Rad Rad Rad Rad

Raddrehzahlsensor Raddrehzahlsensor Raddrehzahlsensor Raddrehzahlsensor roter Kupplungskopf Ventileinrichtung gelber Kupplungskopf a Bremsdruckanschluss b Bremsdruckanschluss Entlüftungsanschluss a Entlüftungsanschluss b Entlüftungsanschluss

Bremsdruckanschluss a Bremsdruckanschluss b Bremsdruckanschluss 36 Steuerdruckanschluss

36a Steuerdruckanschluss

36b Steuerdruckanschluss

37 Vorratsdruckanschluss

37a Vorratsdruckanschluss

37b Vorratsdruckanschluss

38 Entlüftung

39a Doppelrückschlagventil

39b Doppelrückschlagventil

40a Magnetventil

40b Magnetventil

D1 Druckwandler (Drucksensor)

D2 Druckwandler (Drucksensor)

DB Druckwandler (Drucksensor)

DBa Druckwandler (Drucksensor)

DBb Druckwandler (Drucksensor)

DF Druckwandler (Drucksensor)

EBS erste elektronische Steuerung

EPB elektronische Parkbremse

L1 elektrische Leitung

L2 elektrische Leitung

L3 elektrische Leitung

L4 elektrische Leitung

L5 elektrische Leitung

L6 elektrische Leitung

L7 elektrische Leitung

L8 elektrische Leitung

M1 erster Bremsmodulator

M2 zweiter Bremsmodulator

M2a zweiter Bremsmodulator

M2b zweiter Bremsmodulator

PLV Parklöseventil

SH erste Schnittstelle

SG zweite Schnittstelle V1 Vorrat erster Bremskreis

V2 Vorrat zweiter Bremskreis

VS Vorrat Luftfederung

VCU zweite elektronische Steuerung

Claims

Patentansprüche

1. Redundante Bremsanlage (10) mit elektropneumatischer Ansteuerung von Betriebsbremsen (14-17) für ein Anhängefahrzeug (11), mit

- einem ersten Bremskreis (V1, EBS) und einem ersten elektropneumatischen Bremssystem (EBS, M1), welches eine erste elektronische Steuerung (EBS) und einen ersten Bremsmodulator (M1) aufweist und Signale von Raddrehzahlsensoren (27, 29) verarbeitet,

- einem zweiten Bremskreis (V2, VCU) und einem zweiten elektropneumatischen Bremssystem (VCU, M2; VCU, M2a, M2b), welches eine zweite elektronische Steuerung (VCU) und wenigstens einen zweiten Bremsmodulator (M2; M2a, M2b) aufweist und Signale von Raddrehzahlsensoren (26, 28) verarbeitet,

- wobei bei Ausfall des ersten elektropneumatischen Bremssystems (EBS, M1) das zweite elektropneumatische Bremssystem (VCU, M2; VCU, M2a, M2b) die Betriebsbremsen (14-17) mit Bremsdruck ansteuert.

2. Bremsanlage (10) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: a) das erste elektropneumatische Bremssystem (EBS, M1) ist an eine erste Schnittstelle (SH) angeschlossen, über die ein elektronisches Bremssignal und eine Versorgungsspannung übertragen werden, b) das zweite elektropneumatische Bremssystem (VCU, M2; VCU, M2a, M2b) ist an eine zweite Schnittstelle (SG) angeschlossen, über die das elektronische Bremssignal und eine Versorgungsspannung übertragen werden.

3. Bremsanlage (10) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale: a) die erste Schnittstelle (SH) ist eine Steckverbindung nach ISO 7638, b) die zweite Schnittstelle (SG) ist eine 1000Base-T-Schnittstelle.

4. Bremsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektronische Steuerung (EBS) mit der zweiten elektronischen Steuerung (VCU) über eine Signalleitung (L7) verbunden ist und dass die zweite elektronische Steuerung (VCU) in Abhängigkeit von Signalen auf der Signalleitung (L7) von einem Ausfall des ersten elektropneumatischen Bremssystems (EBS, M1) ausgeht

5. Bremsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektronische Steuerung (EBS) mit der zweiten elektronischen Steuerung (VCU) über eine elektrische Leitung (L8) verbunden ist, nämlich zur bidirektionalen Übertragung einer Versorgungsspannung.

6. Bremsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bremsmodulator (M1) über Bremsdruckanschlüsse (33a, 33b) wenigstens zweikanalig Bremsdruck aussteuert.

7. Bremsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine zweite Bremsmodulator (M2; M2a, M2b) einen Bremsdrucksensor (DB; DBa, DBb) aufweist, welcher an die zweite elektronische Steuerung (VCU) angeschlossen ist.

8. Bremsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektropneumatische Bremssystem (VCU, M2a, M2b) zwei zweite Bremsmodulatoren (M2a, M2b) aufweist, nämlich für jede Fahrzeugseite einen.

9. Bremsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bremsmodulatoren (M2a, M2b) mit Bremsdruckanschluss (2; 35a, 35b), Entlüftungsanschluss (3; 34a, 34b), Vorratsdruckanschluss (1 ; 37a, 37b) und Steuerdruckanschluss (4; 36a, 36b) ausgebildet sind.

10. Bremsanlage (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Entlüftungsanschlüsse (3; 34a, 34b) der zweiten Bremsmodulatoren (M2;

M2a, M2b) mit Bremsdruckanschlüssen (33a, 33b) des ersten Bremsmodulators (M1) verbunden sind, - die Vorratsdruckanschlüsse (1 ; 37a, 37b) und Steuerdruckanschlüsse (4, 36a, 36b) der zweiten Bremsmodulatoren (M2; M2a, M2b) an einen Vorratsdruck (V2) des zweiten Bremskreises (V2, VCU) angeschlossen sind,

- die Bremsdruckanschlüsse (2; 35a, 35b) der zweiten Bremsmodulatoren (M2;

M2a, M2b) mit den Betriebsbremsen (14-17) verbunden sind,

- die zweiten Bremsmodulatoren (M2; M2a, M2b) von der zweiten elektronischen Steuerung (VCU) elektrisch angesteuert werden.

11. Bremsanlage (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Vorratsdruckanschlüsse (1 ; 37a, 37b) und Steuerdruckanschlüsse (4, 36a, 36b) der zweiten Bremsmodulatoren (M2; M2a, M2b) an einen Vorratsdruck (V2) des zweiten Bremskreises (V2, VCU) angeschlossen sind,

- die Bremsdruckanschlüsse (2; 35a, 35b) der zweiten Bremsmodulatoren (M2;

M2a, M2b) über Doppelrückschlagventile (39a, 39b) mit Bremsdruckanschlüssen (33a, 33b) des ersten Bremsmodulators (M1) verbunden sind,

- die Doppelrückschlagventile (39a, 39b) mit den Betriebsbremsen (14-17) verbunden sind,

12. Bremsanlage (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Bremsdruckanschlüsse (2; 35a, 35b) der zweiten Bremsmodulatoren (M2;

M2a, M2b) und die Bremsdruckanschlüsse (33a, 33b) des ersten Bremsmodulators (M1) an gemeinsame Magnetventile (40a, 40b) angeschlossen sind, wobei die Magnetventile (40a, 40b) wahlweise den Bremsdruck des ersten Bremsmodulators (M1) oder der zweiten Bremsmodulatoren (M2; M2a, M2b) zu den Betriebsbremsen (14-17) durchlassen,

- die Magnetventile (40a, 40b) mit den Betriebsbremsen (14-17) verbunden sind,

- die Magnetventile (40a, 40b) und die zweiten Bremsmodulatoren (M2; M2a, M2b) von der zweiten elektronischen Steuerung (VCU) elektrisch angesteuert werden.

13. Bremsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elektropneumatische Bremssystem (VCU, M2) einen gemeinsamen zweiten Bremsmodulator (M2) für beide Fahrzeugseiten aufweist.

14. Bremsanlage (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bremsmodulator (M2) mit Bremsdruckanschluss (2; 35), Entlüftungsanschluss (3; 34), Vorratsdruckanschluss (1 ; 37), Steuerdruckanschluss (4; 36) ausgebildet ist.

15. Bremsanlage (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass

- Vorratsdruckanschluss (1; 37) und Steuerdruckanschluss (4; 36) des zweiten Bremsmodulators (M2) an einen Vorratsdruck (V2) des zweiten Bremskreises (V2, VCU) angeschlossen sind,

- der Bremsdruckanschluss (2; 35) des zweiten Bremsmodulators (M2) über parallele Doppelrückschlagventile (39a, 39b) mit Bremsdruckanschlüssen (33a, 33b) des ersten Bremsmodulators (M1) verbunden ist,

- der zweite Bremsmodulator (M2) von der zweiten elektronischen Steuerung (VCU) elektrisch angesteuert wird.

16. Bremsanlage (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass

- Vorratsdruckanschluss (1 ; 37) und Steuerdruckanschluss (4; 36) des zweiten Bremsmodulators (M2) an einen Vorratsdruck (V2) des zweiten Bremskreises (V2, VCU) angeschlossen sind,

- der Bremsdruckanschluss (2; 35) des zweiten Bremsmodulators (M2) und die Bremsdruckanschlüsse (33a, 33b) des ersten Bremsmodulators (M1) an gemeinsame Magnetventile (40a, 40b) angeschlossen sind, wobei die Magnetventile (40a, 40b) wahlweise den Bremsdruck des ersten Bremsmodulators (M1) oder des zweiten Bremsmodulators (M2) zu den Betriebsbremsen (14-17) durchlassen,

- die Magnetventile (40a, 40b) mit den Betriebsbremsen (14-17) verbunden sind,

- die Magnetventile (40a, 40b) und der zweite Bremsmodulator (M2) von der zweiten elektronischen Steuerung (VCU) elektrisch angesteuert werden.

17. Anhängefahrzeug (11) mit einer Bremsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1-16.