Beschreibung

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektrische Ausrüstung eines Fahrzeugs mit einer wenigstens teilweise elektrischen Brems- und Lenkeinrichtung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Fahrzeug mit einer elektrischen Ausrüstung gemäß Anspruch 23.

Eine kombinierte und wenigstens teilweise elektrische Brems- und Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs ist aus der gattungsbildenden EP 0 999 1 17 A2 bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass im Fehlerfall einer Lenksystemkomponente, insbesondere eines Lenkstellers, gezielt einzelne Räder zur Aufrechterhaltung der Lenkbarkeit des Fahrzeugs eingebremst werden. Dadurch wird die Fehlertoleranz bei einem Ausfall einer Lenksystemkomponente dadurch verbessert, dass versucht wird, die ausgefallene Lenkwirkung der betreffenden Lenksystemkomponente durch Erzeugung eines Giermoments mittels gezielten Bremsens einzelner Räder wenigstens teilweise zu ersetzen. Um die Ausfallsicherheit zu erhöhen, ist die Stromversorgung der kombinierten Brems- und Lenkeinrichtung in Form einer weiteren Fahrzeugbatterie redundant. Weiterhin verfügen auch Radmodule, in welchen Brems- und Lenkaktuatoren untergebracht sind, über jeweils einen eigenen Energiespeicher. Dabei sind die elektronische Lenk- und Bremssteuerung sowie die Energieversorgung vollständig redundant ausgelegt, d. h. alle elektronischen Systemkomponenten sowie die Energieversorgung sind jeweils mindestens doppelt vorhanden. Dadurch kann bei Ausfall einer elektronischen Systemkomponente bzw. Energieversorgung die jeweils noch intakte Systemkomponente bzw. Energieversorgung die angeforderte Funktion vollständig übernehmen. Ein Nachteil dieser Systemauslegung besteht in der relativ aufwändigen Installation und den hohen Komponenten- und Systemkosten. Dadurch sind derartige Konzepte nur bedingt serientauglich. Außerdem muss dabei sichergestellt werden, dass keine Fehler in den redundanten Systemen gleichzeitig auftreten. Die Lenk- und Bremseingaben für die elektrische Brems- und Lenkeinrichtung werden außerdem durch den Fahrer erzeugt. _n

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Andererseits existieren zum Teil seit geraumer Zeit Fahrerassistenzsysteme wie Antriebsschlupfregelung (ASR), Notbremsassistent (AEBS), Abstandsfolgereglung (ACC) oder Fahrdynamikregelung (ESP), mit deren Hilfe Lenk- und/oder Bremseingriffe automatisch und unabhängig vom Fahrer erfolgen können, um Sicherheitsvorgaben wie z. B. einen gewissen Mindestabstand zu einem voraus fahrenden Fahrzeug, eine gewisse Mindestbremswirkung sowie eine gewisse Mindestfahrstabilität zu gewährleisten.

Für den zukünftigen Fahrzeugverkehr sind außerdem Konzepte geplant, die es ermöglichen, Fahrzeuge im öffentlichen Straßenverkehr auch völlig ohne Fahrereingriff im Sinne eines„Autopiloten" zu bewegen. Dabei sollen mehrere Fahrzeuge automatisch gesteuert mit einem Abstand hintereinander fahren, der geringer als ein eigentlich vorgeschriebener Sicherheitsabstand ist (Platooning). Dies ist nur möglich, wenn durch geeignete Kommunikation zwischen den Fahrzeugen alle gleichzeitig und mit gleicher Verzögerung bremsen können.

Im Rahmen von solchen (teil-)autonomen Fahrzeugkonzepten ist es daher nötig, dass die elektrische Brems- und Lenkeinrichtung Brems- und Lenkanforderungen auf elektronischem Wege erhalten und umsetzen kann und zwar auch dann, wenn ein Fehler innerhalb der elektronischen Steuerungen oder Elektrik vorliegt. Daher wird eine fehlertolerante Steuerung der Brems- und Lenkeinrichtung benötigt, so dass beim Auftreten von Fehlern im Bremssystem die Kernfunktionen Lenken und Bremsen auch ohne Fahrer(eingriff) mindestens über eine gewisse Zeit sichergestellt werden kann bis ein sicherer Systemzustand erreicht ist, beispielsweise zumindest ein Stillstand des Fahrzeugs oder ein geparkter Zustand mit dauerhaft zugespannten Bremsen.

Bei bis zum Zeitpunkt dieser Patentanmeldung in Serie gebauten, elektronischen oder elektronisch bremsdruckgeregelten Bremssystemen (EBS) schaltet deren elektronische Steuereinrichtung beim Auftreten eines Fehlers in dem elektrischen Betriebsbremskreis (z. B. Ausfall der elektrischen Energiequelle oder der elektronischen Steuereinrichtung selbst) ab und auf eine rein pneumatische Backup-Steuerung durch den wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis um, mit der allerdings lediglich der Fahrer das Fahrzeug durch eine Betätigung des Betriebsbremsbe- tätigungsorgans einbremsen kann. Ein solches System ist für ein oben beschriebenes (teil-)autonomes oder automatisiertes Fahren (Autopilot) nicht geeignet, da bei Auftreten eines solchen Fehlers keine automatisiert gesteuerten Lenk- und Bremseingriffe mehr möglich sind.

Die deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2014 1 12 014 desselben Patentanmelders behandelt den Fall, dass eine pneumatische oder elektro- pneumatische Betriebsbremseinrichtung nicht nur durch eine Fahrerbremsanforderung, sondern auch automatisch durch ein Fahrerassistenzsystem wie beispielsweise einen Notbremsassistenten oder eine Abstandsfolgeregelung (ACC) betätigt werden kann. Dabei wird ein(e) gegenüber dem Stand der Technik erweiterte Betriebs- bremsventileinrichtung oder erweitertes Fußbremsmodul mit wenigstens einem pneumatischen Kanal eingesetzt, bei dem ein Steuerkolben nicht nur durch eine erste, durch Betätigung des Fußbremspedals erzeugten Betätigungskraft belastet werden kann, sondern zusätzlich auch durch eine zweite Betätigungskraft, welche abhängig von Fahrbetriebsbedingungen auf elektronischem Wege erzeugt wird. Insbesondere ist die erweiterte Betriebsbremsventileinrichtung mit einer elektronischen Drucksteuer- oder Regeleinrichtung versehen, mit welcher unabhängig vom Fahrer der in dem wenigstens einen pneumatischen Kanal erzeugte Brems- oder Bremssteuerdruck mittels der am Steuerkolben wirkenden zweiten Betätigungskraft erhöht oder reduziert werden kann.

Bei einem aus DE 10 2014 107 399 A1 bekannten Bremssystem ist die elektronische Bremsansteuerung zwei- oder mehrkreisig ausgelegt in dem Sinne, dass jeder Bremskreis nur bestimmte Achsen oder Räder bedient. Bei Ausfall einer der Bremskreise ist somit nur noch ein Teil der möglichen Bremswirkung auf elektronischem Wege erzeugbar. Würde ein Bremskreis beispielsweise während einer starken Bremsung eines oben beschriebenen, automatisch gesteuerten Fahrzeugkolonne (Platooning) auftreten, wäre ein Auffahrunfall unvermeidlich.

Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine eingangs beschriebene wenigstens teilweise elektrische Brems- und Lenkeinrichtung derart weiter zu bilden, dass sie bei einer Ansteuerung ohne Zutun des Fahrers beispielsweise durch ein Fahrerassistenzsystem oder durch eine Autopiloteinrichtung eine möglichst hohe Ausfallsicherheit aufweist sowie eine möglichst hohe Bremswirkung gewährleistet, wobei diese Aufgabe mit möglichst geringem Aufwand gelöst werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von der Patentansprüche 1 und 23 gelöst.

Offenbarung der Erfindung „

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Die Erfindung geht von einer elektrische Ausrüstung eines Fahrzeugs mit einer wenigstens teilweise elektrischen Brems- und Lenkeinrichtung aus, beinhaltend eine elektrische oder elektro-mechanische Lenkeinrichtung mit oder ohne durchgehende mechanische Verbindung zwischen einem Lenkrad und einem Lenkgetriebe sowie mit einer elektronischen Lenksteuereinrichtung und einem elektrischen Lenksteiler, und eine elektropneumatische Betriebsbremseinrichtung, welche eine elektropneu- matische Betriebsbremsventileinrichtung, eine elektronische Bremssteuereinrichtung, elektropneumatische Modulatoren sowie pneumatische Radbremsaktuatoren beinhaltet, wobei die elektronische Bremssteuereinrichtung die elektropneumatischen Modulatoren elektrisch steuert, um pneumatische Bremsdrücke oder Bremssteuerdrücke für die pneumatischen Radbremsaktuatoren radindividuell, achsindividuell oder seitenindividuell zu erzeugen, wobei die elektropneumatische Betriebsbremsventileinrichtung ein Betriebsbremsbetätigungsorgan sowie innerhalb wenigstens eines elektrischen Betriebsbremskreises wenigstens einen elektrischen Kanal mit wenigstens einem vom Betriebsbremsbetätigungsorgan betätigbaren elektrischen Bremswertgeber zum von einer Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans abhängigen Aussteuern von Betätigungssignalen aufweist, sowie wenigstens eine die Betätigungssignale empfangende elektronische Auswerteeinrichtung, welche abhängig von den Betätigungssignalen Bremsanforderungssignale in die elektronische Bremssteuereinrichtung einsteuert, sowie innerhalb wenigstens eines pneumatischen Betriebsbremskreises wenigstens einen pneumatischen Kanal, bei welchem durch Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans aufgrund einer Fahrerbremsanforderung wenigstens ein Steuerkolben der Betriebsbremsventileinrichtung mit einer ersten Betätigungskraft belastet wird und der Steuerkolben wenigstens ein einen Einlasssitz und einen Auslasssitz beinhaltendes Doppelsitzventil der Betriebsbremsventileinrichtung direkt oder indirekt steuert, um pneumatische Bremsdrücke oder Bremssteuerdrücke für die pneumatischen Radbremsaktuatoren zu erzeugen, und wobei die elektronische Auswerteeinrichtung der elektropneumatischen Betriebsbremsventileinrichtung beinhaltende Mittel zum Erzeugen einer zweiten Betätigungskraft unabhängig von einer Fahrerbremsanforderung vorgesehen sind, welche bei Vorliegen einer vom Fahrerwunsch unabhängigen Bremsanforderung in Bezug zur ersten Betätigungskraft gleichsinnig oder gegensinnig auf den wenigstens einen Steuerkolben wirkt. Generell benötigt ein zum autonomen oder automatisierten Fahren geeignetes Fahrzeug zumindest eine elektrisch beeinflussbare Lenkeinrichtung, beispielsweise in Form von Steer-by-Wire ohne durchgehende mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe oder in Form einer Überlagerungslenkung, bei welcher eine durchgehende mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Lenkgetriebe zwar vorhanden, aber eine Überlagerung des mittels dieser mechanischen Verbindung vom Fahrer erzeugten Lenkmoments durch ein von einem elektrischen Lenksteiler erzeugtes Lenkmoment stattfindet (Lenkmomentüberlagerung). Bei elektrischen Überlagerungslenkungen wird bei schweren Nutzfahrzeugen meist noch eine konventionelle, hydraulische Servolenkung nachgeschaltet, die die Vorgaben des Fahrers und der Überlagerungslenkungen verstärken, um so die hohen Lenkkräfte aufbringen zu können. Alternativ kann die Lenkmomentenüberlagerung auch mittels einer elektrischen Verstellung des hydraulischen Drehschieber-Servoventils erfolgen. Die für die Erfindung verwendete elektrische oder elektro-mechanische Lenkeinrichtung ist derart ausgebildet. Weiterhin ist auch eine elektrisch beeinflussbare Bremseinrichtung notwendig. Eine für die Erfindung verwendete elektropneumatische Betriebsbremseinrichtung mit ESP-Funktion, insbesondere ein elektronisches oder elektronisch bremsdruckgeregeltes Bremssystem (EBS) mit ESP-Funktion erfüllt diese Anforderung.

Das Grundprinzip „Lenken durch Bremsen" ist hinlänglich bekannt und wird beispielsweise in der bereits oben erwähnten EP 0 999 1 17 A2 beschrieben. Es wird dabei die Tatsache ausgenutzt, dass ein Fahrzeug auch durch Einbremsen einzelner Räder oder Radgruppen gelenkt werden kann. Somit kann also eine geeignet ausgebildete Betriebsbremseinrichtung als Redundanz für die Lenkeinrichtung zumindest für einen begrenzten Zeitraum dienen.

Eine geeignete Betriebsbremseinrichtung stellt eine elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung dar, wie sie für die Erfindung verwendet wird und welche in der Lage ist, ohne Zutun des Fahrers rad- oder radgruppenindividuell Bremsdruck in pneumatischen Radbremsaktuatoren einzusteuern. Dabei handelt es sich um elektropneumatische Betriebsbremseinrichtungen, die eine Fahrstabilisierungsfunktion wie ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) oder ABS (Antiblockiersystem) in Kombination mit ASR-Ventilen (Antriebsschlupfregelung) an Vorder- und Hinterachse ausführen können. _Λ

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Um„Lenken" und„Bremsen" automatisiert, d. h. aufgrund einer vom Fahrer abweichenden Autorität (Autopiloteinrichtung) auch bei einem Fehler in der elektrischen Energieversorgung zu gewährleisten, sind bei einem Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Ausstattung wenigstens zwei Energieversorgungskreise notwendig, die so gestaltet sind, dass bei einem Fehler in einem der Kreise noch genügend elektrische Energie vorhanden ist, um die kombinierte Lenk- und Bremseinrichtung weiterhin betreiben zu können. Unter einer Autopiloteinrichtung soll im Folgenden eine Einrichtung verstanden werden, welche wenigstens die Lenk- und Bremseinrichtung des Fahrzeugs ohne Zutun des Fahrers steuert oder regelt, insbesondere in Abhängigkeit von Fahrbetriebsbedingungen. Dasselbe gilt auch für bekannte Fahrerassistenzsysteme, wie z. B. Abstandsfolgeregelung (ACC, Adaptive Cruise Control), durch welche der Abstand bzw. die Relativgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Fahrzeug konstant gehalten wird, Notbremsassistent (AEBS) oder Fahrdynamikregelung (ESP), mit deren Hilfe Lenk- und/oder Bremseingriffe automatisch und unabhängig vom Fahrer erfolgen können, um Sicherheitsvorgaben wie z. B. einen gewissen Mindestabstand zu einem voraus fahrenden Fahrzeug, eine gewisse Mindestbremswirkung sowie eine gewisse Mindestfahrstabilität zu gewährleisten.

Als Redundanz für die ausgefallene elektrische oder elektro-mechanische Lenkeinrichtung dient bei der Erfindung eine elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung, insbesondere mit ESP-Funktion. Hierfür eignen sich verschiedene Varianten von elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtungen.

Gemäß einer ersten Variante der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung wird der Bremsdruck in pneumatischen Radbremsaktuatoren des Fahrzeugs und gegebenenfalls in pneumatischen Radbremsaktuatoren eines Anhängers des Fahrzeugs nur bei einem Fehler im elektrischen Betriebsbremskreis und bei Bremspedalbetätigung durch den Fahrer rein pneumatisch gesteuert bzw. geregelt, ansonsten stets elektrisch. Dies ist bei einem elektronisch bremsdruckgeregelten EBS-System der Fall, welches stets mit einer ESP-Funktion ausgestattet ist.

Gemäß einer zweiten Variante der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung wird der Bremsdruck in pneumatischen Radbremsaktuatoren des Fahrzeugs und gegebenenfalls in pneumatischen Radbremsaktuatoren eines Anhängers des Fahrzeugs im Normalfall oder im unkritischen Betriebsfall durch Bremspedalbetätigung rein pneumatisch gesteuert. Der elektrische Teil der elektro-pneumatischen Brems- einrichtung besteht dann in wenigstens einer zusätzlichen Fahrdynamikregelung, welche nur bei Eintritt kritischer Situationen wie z. B. Bremsblockieren, Schleudern, Gieren, Übersteuern, Untersteuern durch Brems- oder Lenkbremseingriff elektrisch eingreift, z. B. in Form von ESP oder ABS mit ASR-Ventilen an allen Achsen.

Bei einer dritten Variante der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung wird der Bremsdruck in einem Teil der pneumatischen Radbremsaktuatoren des Fahrzeugs und gegebenenfalls des Anhängers des Fahrzeugs gemäß der ersten Variante und der Bremsdruck in einem weiteren Teil der pneumatischen Radbremsaktuatoren des Fahrzeugs und gegebenenfalls des Anhängers des Fahrzeugs nach der dritten Variante gesteuert oder geregelt.

Für den Fall, dass die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung über eine ESP-Funktion verfügt, sind bereits ein Lenkradwinkelsensor, ein Gierratensensor sowie ein Querbeschleunigungssensor vorhanden, mit denen die Auswirkung eines Lenkbremseingriffs gemessen, überwacht oder geregelt werden kann. Der Lenkradwinkelsensor kann außerdem auch zur Sensierung des Fahrer-Lenkwunsches genutzt werden, um dann, wenn der Fahrer selbst steuert, durch Lenkbremsungen eine Redundanz für eine Servolenkung oder den Lenkaktuator einer Steer-By-Wire- Lenkeinrichtung zu bilden. Somit kann im Falle einer Überlagerungslenkung mit nachgeschalteter hydraulischer Servolenkung die Lenkbremsung unterstützend eingesetzt werden, wenn die hydraulische Servolenkung versagt.

Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise eine Sensorik vorhanden, z. B. ein Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels der gelenkten Räder zum Erfassen der Lenkwirkung und/oder ein Lenkmomentsensor in der Lenksäule zur Erfassung des durch den Fahrer erzeugten Lenkmoments.

Um eine hohe Ausfallsicherheit der elektrischen oder elektro-mechanischen Lenkeinrichtung im Hinblick auf deren automatische Ansteuerung ohne Zutun des Fahrers durch die Autopiloteinrichtung oder das Fahrerassistenzsystem zu gewährleisten, kann die elektropneumatische Betriebsbremseinrichtung von einer ersten elektrischen Energiequelle oder einem ersten Energieversorgungskreis mit elektrischer Energie versorgt werden, welche unabhängig von einer zweiten elektrischen Energiequelle oder von einem zweiten Energieversorgungskreis ist, welche die elektrische oder elektro-mechanische Lenkeinrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Dabei werden die automatisiert und ohne Zutun des Fahrers erzeugten Lenkanforderungen der Autopiloteinrichtung bzw. des Fahrerassistenzsystems nicht nur in die Lenkeinrichtung, sondern auch in die elektro-pneumatische Bremseinrichtung eingesteuert, bzw. von der elektro-pneumatischen Bremseinrichtung„mitgelesen".

Wenn dann ein Fehler in dem zweiten elektrischen Energieversorgungskreis oder in der zweiten elektrischen Energiequelle auftritt, welcher oder welche die Lenkeinrichtung versorgt oder wenn ein Fehler in der Lenkeinrichtung selbst auftritt, erkennt dies die die elektronische Bremssteuereinrichtung der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung, z. B. durch Fehlen der Botschaften der Lenkeinrichtung z. B. auf einem Datenbus, an welchen beiden Einrichtungen angeschlossen sind, oder durch eine explizite Fehlernachricht der Lenkeinrichtung. Es ist auch möglich, dass die Lenkeinrichtung von einem anderen Steuergerät überwacht wird und der elektro- pneumatischen Betriebsbremseinrichtung bzw. deren elektronischer Bremssteuereinrichtung dann von diesem Steuergerät der Fehler mitgeteilt wird. In allen diesen Fällen setzt dann die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung die Lenkvorgaben oder die Lenkanforderung der Autopiloteinrichtung bzw. des Fahrerassistenzsystems um.

Es ist auch möglich, dass ein anderes Steuergerät den Ausfall der Lenkeinrichtung oder deren Energieversorgung erkennt, die für die Lenkbremsung nötigen Bremsdrücke berechnet und als rad- oder radgruppenindividuelle Bremsdruckvorgaben an die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung sendet, welche diese dann umsetzt. Dieses andere Steuergerät kann auch Bestandteil der Autopiloteinrichtung sein.

Weiterhin soll bevorzugt sichergestellt werden, dass die von der Autopiloteinrichtung erzeugten Bremsanforderungen auch im Falle eines Fehlers in der elektrischen Energieversorgung oder im elektrischen Betriebsbremskreis der elektro- pneumatische Betriebsbremseinrichtung weiterhin funktionsfähig bleibt.

Hierzu wird vorgeschlagen, die in einer elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung stets vorhandene pneumatische oder elektro-pneumatische Betriebsbremsventi- leinrichtung oder das dort ohnehin vorhandene Fußbremsmodul so zu modifizieren, dass sie oder es zum einen eine Sensierung der Bremspedalstellung ermöglicht und zum anderen den von wenigstens einem pneumatischen Kanal der Betriebs- bremsventileinrichtung ausgesteuerten Bremsdruck unabhängig von einer Bremspedalbetätigung modifizieren kann. _Λ

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Eine solche dann „aktive" pneumatische oder elektro-pneumatische Betriebs- bremsventileinrichtung oder ein solches„aktives" Fußbremsmodul als Synonym ist in oben erwähnten und bisher unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2014 1 12 014.0 des Anmelders offenbart, wobei deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt in die hier vorliegende Patentanmeldung vollständig aufgenommen wird.

Der pneumatische Teil dieses „aktiven" Fußbremsmoduls funktioniert wie ein Betriebsbremsventil einer pneumatischen Betriebsbremseinrichtung und erzeugt auf eine Bremspedalbetätigung hin ein- oder mehrkreisig pneumatische Bremsdrücke oder Bremssteuerdrücke in wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung ein. Zumindest, wenn die elektro- pneumatische Betriebsbremseinrichtung ein elektronisch geregeltes oder bremsdruckgeregeltes Bremssystem (EBS) ist, besitzt das aktive Fußbremsmodul eine Sensorik zur Sensierung der Fahrerbremsanforderung in Form eines elektrischen Bremswertgebers. Diese Sensorik ist Bestandteil des elektrischen Kanals des„aktiven" Fußbremsmoduls oder des elektrischen Betriebsbremskreises der elektro- pneumatischen Betriebsbremseinrichtung und übermittelt ihr im fehlerfreien Betrieb die Betriebsbremsanforderung des Fahrers, welche dieser über das Betriebsbremspedal eingibt.

Damit auch im Falle eines Fehlers im elektrischen Kanal der Betriebsbremsventilein- richtung oder im elektrischen Betriebsbremskreis der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung die Bremsanforderung des Fahrers umgesetzt wird, werden bei einem elektronisch geregelten Bremssystem (EBS) die in den wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis eingesteuerten Bremsdrücke oder Bremssteuerdrücke als Backup verwendet.

Das„aktive" Fußbremsmodul besitzt außerdem den elektrischen Kanal sowie eine elektronische Drucksteuer- oder Druckregeleinrichtung, mit der es in wenigstens einem pneumatischen Betriebsbremskreis Bremsdrücke oder Bremssteuerdrücke modifizieren, insbesondere erhöhen oder ohne Zutun des Fahrers erzeugen kann. Es ist somit unabhängig vom Funktionieren einer elektrischen Bremsdruckregelung der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung (EBS) in der Lage, Bremsanforderungen eines Fahrerassistenzsystems oder einer Autopiloteinrichtung umsetzen. , _Λ

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Es ist aber nicht notwendig, dass die Redundanz des elektrischen Betriebsbrems- kreises der elektro-pneumatischen Bet ebsbremseinrichtung in Form des„aktiven" Fußbremsmoduls Bremsdrücke rad- oder radgruppenindividuell steuert oder regelt. Denn die Wahrscheinlichkeit, dass mehrere Fehler gleichzeitig auftreten, nämlich einerseits ein Fehler in der Lenkeinrichtung und andererseits ein Fehler in der Betriebsbremseinrichtung ist sehr gering. Auch ist es nicht erforderlich, dass nur in Ausnahmefällen benötigte Funktionen wie ABS, ASR oder ESP im Fehlerfall noch ausgeführt werden können. Sonstige, nicht sicherheitsrelevante Funktionen, wie z. B. Belagverschleißregelung oder Ähnliches sind in dieser Situation auch nicht erforderlich.

Um nun die Ausführung der von der Autopiloteinrichtung oder von dem Fahrerassistenzsystem erzeugten Bremsanforderung insgesamt ausfallsicher zu gestalten, wird die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung bevorzugt von dem ersten elektrischen Energieversorgungskreis oder der ersten elektrischen Energiequelle versorgt, das„aktive" Fußbremsmodul hingegen bevorzugt von dem zweiten elektrischen Energieversorgungskreis oder der zweiten elektrischen Energiequelle.

Die Bremsanforderungssignale der Autopiloteinrichtung werden insbesondere nicht nur in die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung, sondern auch in die elektronische Auswerteeinrichtung des„aktiven" Fußbremsmoduls eingesteuert bzw. von der elektronischen Auswerteeinrichtung des„aktiven" Fußbremsmoduls z.B. auf einem Datenbus, an welchen beide Einrichtungen angeschlossen sind,„mitgelesen".

Wenn nun ein Ausfall oder ein Fehler in dem ersten elektrischen Energieversorgungskreis oder in der ersten elektrischen Energiequelle oder auch im elektrischen Betriebsbremskreis der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung auftritt, erkennt dies das aktive FBM, z. B. durch Fehlen der Botschaften der elektro- pneumatischen Betriebsbremseinrichtung auf dem Datenbus oder durch eine explizite Fehlernachricht der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung. Es ist auch möglich, dass die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung von einem anderen Steuergerät überwacht wird und dann dem„aktiven" Fußbremsmodul eine Fehlbotschaft übermittelt. Dieses andere Steuergerät kann auch Teil der Autopiloteinrichtung oder des Fahrerassistenzsystems sein.

Dann kann das„aktive" Fußbremsmodul anstatt der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung die Bremsvorgaben der Autopiloteinrichtung oder des Fahrerassistenzsystems umsetzen. , ,

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Weil ein solches Fußbremsmodul oder eine solche Betriebsbremsventileinrichtung einen variablen Druck zwischen einem minimalen Druck und einem maximalen Druck aussteuern kann, welcher dem Vorratsdruck im Druckluftvorrat entspricht, ist auch gewährleistet, dass die Bremswirkung im Fehlerfall kaum geringer ausfällt als im Normalfall. Denn im Normalfall kann auch nur ein Bremsdruck angefordert werden, welcher maximal dem Vorratsdruck entspricht. Zusätzlich können über geeignete konstruktive Maßnahmen die Bremsdrücke in den üblichen zwei Bremskreisen definierte Unterschiede aufweisen, um z.B. eine vorgegebene Blockierreihenfolge der Achsen sicherzustellen. Sinnvollerweise sieht man einen Rückhalt für die Hinterachsbremsdrücke vor, um ein Blockieren der Hinterräder vor den Vorderrädern zu verhindern.

Die elektrische Ausrüstung umfasst daher bevorzugt eine Autopiloteinrichtung oder ein Fahrerassistenzsystem, welche oder welches ohne Zutun des Fahrers Lenk- und/oder Bremsanforderungssignale in die Lenkeinrichtung und/oder in die Betriebsbremseinrichtung einsteuert, wobei die Lenk- und/oder Bremsanforderungssignale insbesondere in Abhängigkeit von Fahrbetriebsbedingungen erzeugt werden. Unter solchen Fahrbetriebsbedingungen sind alle erdenklichen Bedingungen und Umstände zu verstehen, welche bei einem Fahrbetrieb eines Fahrzeugs auftreten wie beispielsweise das Gier-, Roll- und/oder Nickverhalten, das Brems- oder Beschleunigungsverhalten wie auch der Abstand und/oder die Relativgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, aber auch das Verhalten im Stand oder eingeparkten Zustand.

Dabei werden bevorzugt die ohne Zutun des Fahrers erzeugten Lenk- und/oder Bremsanforderungssignale der Autopiloteinrichtung oder des Fahrerassistenzsystems in die Lenkeinrichtung und in die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung und/oder in die elektropneumatische Betriebsbremsventileinrichtung eingesteuert.

Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass Steuergeräte der Autopiloteinrichtung, des Fahrerassistenzsystems, der Lenkeinrichtung, der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung und/oder der elektropneumatische Betriebsbremsventileinrichtung an einem gemeinsamen Datenbus angeschlossen sind.

Insbesondere ist gemäß einer ersten Ausführungsform die elektronische Bremssteuereinrichtung der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung oder eine von , _n

-12- dieser abweichende Elektronik ausgebildet, dass sie einen Ausfall oder Fehler in dem zweiten elektrischen Energieversorgungskreis, in der zweiten elektrischen Energiequelle oder in der Lenkeinrichtung erkennt, wobei dann die elektronische Bremssteuereinrichtung oder die Elektronik die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung ansteuert, damit diese die von der Autopiloteinrichtung oder dem Fahrerassistenzsystem ausgesteuerten Lenkanforderungssignale in Form von radindividuellen oder seitenindividuellen Bremseingriffen an den Radbremsaktuatoren umsetzt.

Diese erste Ausführungsform hat allerdings den Nachteil, dass die elektro- pneumatische Betriebsbremseinrichtung sowohl bei Ausfall des ersten elektrischen Versorgungskreises bzw. der ersten elektrischen Energiequelle wie auch des zweiten elektrischen Versorgungskreises bzw. der zweiten elektrischen Energiequelle keine Informationen mehr über die Lenk- und Bremsanforderungssignale des Fahrers mehr erhält und damit diese nur noch über deren wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis umsetzen kann. Ist es für einen Lenkbremseingriff notwendig, dass die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung konstruktionsbedingt den wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis abschaltet, könnte sie der Betriebsbremsanforderung des Fahrers nicht mehr folgen.

Um diesen Nachteil zu kompensieren, ist gemäß einer zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass wenigstens ein von der ersten elektrischen Energiequelle oder von dem ersten Energieversorgungskreis mit elektrischer Energie versorgter und vom Betriebsbremsbetätigungsorgan betätigbarer, elektrischer Signalgeber vorgesehen ist, welcher bei einer Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans ein elektrisches Betätigungssignal in die elektronische Bremssteuereinrichtung oder eine von dieser abweichende Elektronik einsteuert. Dabei kann der elektrische Signalgeber in die elektropneumatische Betriebsbremsventileinrichtung integriert sein und insbesondere durch einen elektrischen Schalter gebildet werden.

Gemäß einer dritten Ausführungsform kann wenigstens ein von der ersten elektrischen Energiequelle oder von dem ersten Energieversorgungskreis mit elektrischer Energie versorgter und vom pneumatischen Bremsdruck oder Bremssteuerdruck in dem wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremssteuerkreis betätigbarer, elektrischer Signalgeber vorgesehen sein, welcher bei einer Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans ein elektrisches Betätigungssignal in die elektronische ,„

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Bremssteuereinrichtung oder eine von dieser abweichende Elektronik einsteuert. Dabei kann der elektrische Signalgeber in die elektropneumatische Betriebsbremsventi- leinrichtung integriert sein und insbesondere durch einen elektrischen Drucksensor gebildet werden.

Bei der zweiten und dritten Ausführungsform ist die elektronische Bremssteuerein- richtung oder die Elektronik insbesondere ausgebildet, dass sie einen Ausfall oder Fehler in dem zweiten elektrischen Energieversorgungskreis, in der zweiten elektrischen Energiequelle oder in der Lenkeinrichtung erkennt und bei Erkennen eines solchen Fehlers und bei Vorliegen des Betätigungssignals die von der Autopiloteinrichtung oder dem Fahrerassistenzsystem ausgesteuerten Lenkanforderungssignale ignoriert und nicht umsetzt.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Lenkeinrichtung eine insbesondere hydraulische Servounterstützung auf.

Es wird daher eine bevorzugt gegenüber dem elektrischen Bremswertgeber zusätzliche Sensorik vorgesehen, welche in Bezug auf die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung vom gleichen ersten elektrischen Versorgungskreis mit elektrischer Energie versorgt wird und erkennt, dass der Fahrer bremsen will. In diesem Fall wird auch bei erkanntem Fehler in der Lenkeinrichtung kein Lenkbremseingriff ausgeführt, da der Fahrer offensichtlich an seinem Platz ist und die Kontrolle übernehmen kann. Die Bremsung erfolgt dann nur mit dem wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung. Die zweite Ausführungsform ist allerdings nicht geeignet, um eine Redundanz einer Servounterstützung der Lenkeinrichtung darzustellen.

Gemäß einer vierten Ausführungsform ist die elektropneumatische Betriebs- bremsventileinrichtung zusätzlich von der ersten elektrischen Energiequelle oder von dem ersten Energieversorgungskreis mit elektrischer Energie versorgt ist.

Bei der dritten und vierten Ausführungsform erhält der elektrische Betriebsbremskreis der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung auch bei Ausfall des ersten elektrischen Versorgungskreises oder der ersten elektrischen Energiequelle die Fahrerbremsanforderung und kann diese umsetzen. Dadurch können die Bremsdrücke in den Radbremsaktuatoren zur Lenkbremsung entsprechend modifiziert werden und somit sowohl die Fahrerbremsanforderung als auch die Lenkanforderung gleich- ,„

-14- zeitig umgesetzt werden. Diese Ausführungsformen sind daher auch geeignet, eine Redundanz einer Servounterstützung der Lenkeinrichtung darzustellen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die elektronische Auswerteeinrichtung der Betriebsbremsventileinrichtung oder eine von dieser abweichende Elektronik ausgebildet, dass sie einen Ausfall oder einen Fehler in dem ersten elektrischen Energieversorgungskreis, in der ersten elektrischen Energiequelle oder im elektrischen Betriebsbremskreis der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung erkennt, wobei dann die elektronische Auswerteeinrichtung oder die Elektronik die Betriebsbremsventileinrichtung ansteuert, damit diese die von der Autopiloteinrichtung oder vom Fahrerassistenzsystem ausgesteuerten Bremsanforderungssignale in Form von Bremseingriffen an den Radbremsaktuatoren umsetzt.

Wie oben bereits ausgeführt, wird bei der Erfindung der wenigstens eine Steuerkolben der Betriebsbremsventileinrichtung außer durch die erste Betätigungskraft bei Vorliegen einer vom Fahrerwunsch unabhängigen Bremsanforderung zusätzlich durch eine zweite Betätigungskraft oder anstatt der ersten Betätigungskraft durch eine zweite Betätigungskraft belastet, welche in Bezug zur ersten Betätigungskraft parallel und gleichsinnig oder gegensinnig auf den wenigstens einen Steuerkolben wirkt und unabhängig von einer Fahrerbremsanforderung auf der Basis von durch die elektronische Steuereinrichtung der Betriebsbremsventileinrichtung ausgesteuerten elektrischen Signalen erzeugt wird.

Mit anderen Worten wirken auf den Steuerkolben der Betriebsbremsventileinrichtung die erste, von einer Fahrerbremsanforderung abhängige Betätigungskraft und/oder bei Vorliegen einer vom Fahrerwunsch unabhängigen Bremsanforderung die zweite Betätigungskraft in paralleler Weise, wobei die zweite Betätigungskraft auf der Basis von durch die elektronische Steuereinrichtung der Betriebsbremsventileinrichtung ausgesteuerten elektrischen Signalen erzeugt wird. Folglich vermögen entweder beide Betätigungskräfte (erste und zweite Betätigungskraft) zusammen oder auch jede Betätigungskraft einzeln für sich ohne Vorhandensein der jeweils anderen Betätigungskraft den Steuerkolben und damit auch das Doppelsitzventil des Betriebsbremsventils zu betätigen. Dabei können die beiden Betätigungskräfte gleichsinnig, d. h. in gleicher Richtung auf den Steuerkolben wirken als auch gegensinnig, d. h. in entgegengesetzter Richtung. ,

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Die erste, abhängig von einer Fahrerbremsanforderung erzeugte Betätigungskraft wirkt auf den wenigstens einen Steuerkolben stets in der gleichen Richtung, nämlich bedingt durch die Betätigungsrichtung des Bremsbetätigungsorgans in Richtung Öffnen des Auslasssitzes des Doppelsitzventils zum Belüften des wenigstens einen Betriebsbremskreises, so dass die Begriffe„gleichsinnig" bzw.„gegensinnig" in Bezug zur Wirkungsrichtung der ersten Betätigungskraft klar definiert sind. Dabei ist klar, dass im Falle einer mangels Fahrerbremsanforderung nicht vorhandenen ersten Betätigungskraft deren Wirkrichtung auf den wenigstens einen Steuerkolben lediglich gedacht ist, um eine Referenz für die hierzu dann parallele Wirkrichtung der zweiten Betätigungskraft angeben zu können.

Damit ergeben sich neue Steuerungsmöglichkeiten der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung, indem nun der wenigstens eine pneumatische Betriebsbremskreis neben einer Betätigung durch den Fahrer nun auch elektrisch oder elektronisch und damit ohne Zutun des Fahrers bei Vorliegen einer Bremsanforderung automatisiert betätigt werden kann. Die Steuerung oder Regelung des wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreises der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung durch die elektronische Steuereinrichtung der Betriebsbremsventi- leinrichtung kann dann durch beliebige elektrische Steuersignale eines beliebigen Fahrzeugsystems bzw. einer beliebigen„Autorität" erfolgen, welche eine Bremsanforderung erzeugen kann.

Die dadurch erzielbaren Vorteile liegen grundsätzlich darin, dass innerhalb des eigentlich pneumatischen Kanals einer elektropneumatischen Betriebsbremsventilein- richtung oder eines Fußbremsmoduls Bremsdrücke bzw. Bremssteuerdrücke für pneumatische Betriebsbremskreise unabhängig von einer Fahrerbremsanforderung automatisch erzeugt werden können.

Damit können insbesondere bereits in der Betriebsbremsventileinrichtung, d. h. an zentraler Stelle und für alle an die Betriebsbremsventileinrichtung angeschlossenen pneumatischen Betriebsbremskreise entsprechende Bremsdrücke ohne Zutun bzw. Einflussnahme des Fahrers insbesondere dann erzeugt werden, wenn ein Fehler oder ein Ausfall des elektrischen Bremskreises der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung, insbesondere in dessen elektrischer Energieversorgung, in dessen elektronischer Bremssteuereinrichtung oder in dessen elektropneumatischen Modulatoren festgestellt wurde. Dadurch steht auch bei einem Fehler oder Ausfall des ^ elektrischen Betriebsbremskreises ein weiterer elektrischer Betriebsbremskreis zur Verfügung, der dann von der elektronischen Steuereinrichtung der Betriebs- bremsventileinrichtung gesteuert wird.

Damit wird die Voraussetzung geschaffen, dass durch geringfügige Änderungen einer elektropneumatischen Betriebsbremsventileinrichtung des Stands der Technik deren Funktionalität vorteilhaft im Sinne einer automatischen, ohne Zutun des Fahrers bewirkten Bremsensteuerung erweitert wird, indem deren elektronische Steuereinrichtung um Steuer- oder Regelalgorithmen ergänzt wird, durch welche dann die zweite Betätigungskraft mit Hilfe eines vorzugsweise zusätzlich vorzusehenden elektrischen, elektrohydraulischen oder elektropneumatischen Aktuators erzeugbar ist, der von der elektronischen Steuereinrichtung des Fußbremsmoduls angesteuert wird.

Eine mit einer solchen Betriebsbremsventileinrichtung versehene Betriebsbremseinrichtung reagiert dann bei einer automatischen (Fremd-)Betätigung wie bei einer Fahrerbremsanforderung, beispielsweise im Hinblick auf die Bremskraftverteilung oder die Steuerung der Anhängerbremsen. Die Betriebsbremsventileinrichtung ist dann insbesondere für ein oben beschriebenes (teil-)autonomes Fahren des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrzeugkolonne geeignet, da bei Auftreten eines Fehlers in dem elektrischen Betriebsbremskreis eine automatisiert gesteuerte Bremsung noch über den wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis möglich ist.

Weiterhin wird damit die vom Gesetzgeber bei Fahrzeugbremsen geforderte Fehlertoleranz erfüllt. Da darüber hinaus ein zusätzlicher wenigstens teilweise elektrischer Betriebsbremskreis geschaffen wird, dessen elektrischer Anteil sich bis zu dem Aktu- ator erstreckt, der die zweite Betätigungskraft erzeugt, liegen in Bezug zu dem wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis unterschiedlich aufgebaute Bremskreise vor, wobei dann die Gefahr reduziert wird, dass dann beide Bremskreise von einem identischen oder gleichartigen Fehler außer Betrieb gesetzt werden. Mithin ist mit dem zusätzlichen (teil-)elektrischen Betriebsbremskreis möglich, die maximale zur Verfügung stehende Bremsleistung auszusteuern, da sich der wenigstens eine pneumatische Betriebsbremskreis des vollen Vorratsdrucks aus einem Druckluftvorrat bedienen kann. Nicht zuletzt können bestehende elektropneumati- sche Betriebsbremseinrichtungen einfach durch Austausch der Betriebsbremsventileinrichtung mit der Erfindung ausgestattet werden, ohne dass eine Änderung der ,

-17- elektrischen Verkabelung oder pneumatischen Verrohrung am Fahrzeug vorgenommen werden muss.

Wesentlich ist auch, dass der Fahrer die durch die zweite Betätigungskraft bewirkte Bremsanforderung jederzeit durch eine Betätigung des Bremsbetätigungsorgans der Betriebsbremsventileinrichtung übersteuern kann, weil dann parallel zu der zweiten Betätigungskraft die auf der Fahrerbremsanforderung basierende erste Betätigungskraft auf den wenigstens einen Steuerkolben aufgebracht wird, welche unter Umständen größer als die zweite Betätigungskraft und auch dieser entgegen gerichtet ist.

Denn in manchen Fällen kann es wünschenswert oder notwendig sein, dass der durch die erste Betätigungskraft auf den Steuerkolben repräsentierte Fahrerbremswunsch durch Erzeugen einer entsprechend großen und entgegen wirkenden zweiten Betätigungskraft übersteuert wird, beispielsweise dann, wenn der Fahrer bei einer oben beschriebenen Kolonnenfahrt mit jeweils geringem Abstand zu dem vorausfahrenden und nachfolgenden Fahrzeug plötzlich eine Vollbremsung einleiten möchte, wodurch die Gefahr eines Auffahrunfalls entstehen würde.

Besonders bevorzugt wird eine solche zweite Betätigungskraft auch erzeugt, wenn ein Fehler oder ein Ausfall des elektrischen Betriebsbremskreises der elektropneu- matischen Betriebsbremseinrichtung festgestellt worden ist und wenn eine Bremsanforderung vorliegt. Von einem solchen Fehler oder Ausfall kann insbesondere die elektronische Bremssteuereinrichtung, wenigstens ein elektropneumatischer Achsmodulator oder auch der elektrische Kanal des elektropneumatischen Betriebsbremsventils betroffen sein. Denkbar ist aber auch ein Ausfall der elektrischen Energieversorgung des elektrischen Betriebsbremskreises.

Es versteht sich, dass im Falle mehrerer pneumatischer Kanäle der Betriebsbremsventileinrichtung auch mehr als nur ein einziger Steuerkolben durch die zweite Betätigungskraft belastet werden kann bzw. auch nur ein einziger Steuerkolben, welcher dann die zweite Betätigungskraft auf einen weiteren Betätigungskolben überträgt.

Bevorzugt beinhalten die Mittel zur Erzeugung der zweiten Betätigungskraft wenigstens einen elektrischen, elektrohydraulischen oder elektropneumatischen Aktuator. Denkbar sind dabei dann Ausführungsformen, bei denen die zweite Betätigungskraft mit Hilfe eines elektropneumatischen, elektrohydraulischen oder elektromechani- ,„

-18- schen Aktuators wie z. B. Magnetventil, Elektromotor usw. erzeugt werden, welcher dann direkt oder indirekt auf den wenigstens einen Steuerkolben der Betriebs- bremsventileinrichtung wirkt.

Gemäß einer Weiterbildung beinhalten die Mittel zur Erzeugung der zweiten Betätigungskraft wenigstens eine elektro-pneumatische Magnetventileinrichtung, welche abhängig von den elektrischen Signalen zur Bildung der zweiten Betätigungskraft wenigstens einen pneumatischen Steuerdruck aussteuert, von welchem die zweite Betätigungskraft abhängig ist. Auf ein Signal der elektronischen Steuereinrichtung der Betriebsbremsventileinrichtung hin wird daher ein Steuerdruck ausgesteuert, der auf den wenigstens einen Steuerkolben direkt oder indirekt wirkt. Dieser Steuerdruck erzeugt dann an dem wenigstens einen Steuerkolben die zweite Betätigungskraft. Besonders bevorzugt wird die zweite Betätigungskraft daher elektro-pneumatisch unter bestmöglicher Nutzung der bereits vorhandenen Verhältnisse an der Betriebsbremsventileinrichtung erzeugt.

Insbesondere wird dabei der von der wenigstens einen Magnetventileinrichtung ausgesteuerte Steuerdruck mittels einer Sensorik gemessen und durch Abgleich mit einem Sollwert in der elektronischen Steuereinrichtung geregelt, wobei die Sensorik, die Magnetventileinrichtung zusammen mit der elektronischen Steuereinrichtung einen Steuerdruckregler zur Regelung des pneumatischen Steuerdrucks bilden.

Ganz allgemein ist daher vorzugsweise vorgesehen, dass die auf den wenigstens einen Steuerkolben wirkende zweite Betätigungskraft, ein von der zweiten Betätigungskraft herrührender Betätigungsweg des wenigstens einen Steuerkolbens der Betriebsbremsventileinrichtung und/oder eine die zweite Betätigungskraft erzeugende Größe, z. B. der oben erwähnte pneumatische Steuerdruck als Ist-Größe gemessen und mit einer Soll-Größe im Sinne einer Regelung abgeglichen wird. Mit Hilfe der hier optionalen Regelung der zweiten Betätigungskraft oder einer der mit ihr in Zusammenhang stehenden obigen Größen kann die Genauigkeit der Bremsdruckeinstellung erhöht werden.

Zur Realisierung einer solchen Regelungsfunktion können Sensormittel vorgesehen werden, durch welche die auf den wenigstens einen Steuerkolben wirkende zweite Betätigungskraft, ein von der zweiten Betätigungskraft herrührender Betätigungsweg des wenigstens einen Steuerkolbens und/oder eine die zweite Betätigungskraft erzeugende Größe als Ist-Größe gemessen wird, sowie Regelungs- und Stellmittel, , _Λ

-19- durch welche die Ist-Größe mit einer Soll-Größe im Sinne einer Regelung abgeglichen wird.

Insbesondere ist der pneumatische Steuerdruck in wenigstens eine Steuerkammer der elektropneumatischen Betriebsbremsventileinrichtung einsteuerbar, welche von dem wenigstens einen Steuerkolben begrenzt ist, wobei die Steuerkammer derart angeordnet ist, dass sie bei Belüftung eine in Bezug zur ersten Betätigungskraft gleichsinnige oder gegensinnige zweite Betätigungskraft an dem wenigstens einen Steuerkolben bewirkt.

Für eine möglichst einfache Realisierung einer solchen Funktionalität kann weiterhin eine erste Steuerkammer in Bezug zu dem wenigstens einen Steuerkolben derart angeordnet sein, dass durch Belüftung der ersten Steuerkammer eine zweite, in Bezug auf die erste Betätigungskraft gleichsinnige Betätigungskraft auf den wenigstens einen Steuerkolben erzeugt wird. Zusätzlich wird aber eine zweite Steuerkammer derart angeordnet, dass durch Belüftung der zweiten Steuerkammer eine zweite, in Bezug auf die erste Betätigungskraft gegensinnige Betätigungskraft auf den wenigstens einen Steuerkolben erzeugt wird.

Dabei kann bevorzugt vorgesehen werden, dass die erste Steuerkammer mittels einer ersten Magnetventileinrichtung oder mittels eines ersten Steuerdruckreglers und die zweite Steuerkammer, unabhängig davon, mittels einer zweiten Magnetventileinrichtung oder mittels eines zweiten Steuerdruckreglers be- oder entlüftbar ist.

Nicht zuletzt kann der wenigstens eine Steuerkolben ein Doppelkolben mit zwei durch eine Kolbenstange verbundenen Kolben sein, von denen ein erster Kolben die erste Steuerkammer und von denen ein zweiter Kolben die zweite Steuerkammer begrenzt, wobei die erste Steuerkammer und die zweite Steuerkammer an voneinander weg weisenden Flächen einer Innenwandung der Betriebsbremsventileinrichtung grenzen, welche von der Kolbenstange dichtend durchragt wird.

In einem Fahrzeug mit automatischen Fahrfunktionen, die ohne Zutun des Fahrers sowohl die Längs- als auch die Querführung des Fahrzeugs übernehmen, müssen die oben erwähnten Redundanzen sowohl für die Bremsfunktion als auch für die Lenkfunktion abgebildet werden. Nach dem vorgestellten Konzept wird die Funktionalität des Lenkstellers im Fehlerfall durch die Bremsensteuerung übernommen. Diese muß daher an einem anderen elektrischen Versorgungskreis hängen, als die Lenkung. Bei Ausfall der Bremssteuerung (oder des entsprechenden Stromkreises) muß _

-20- das aktive Fußbremsmodul die Bremsfunktion übernehmen und die elektrisch gesteuerte Lenkung muß weiterhin funktionieren. Aus diesem Grund hängen das aktive sowohl die Lenkungssteuerung als auch das aktive Fußbremsmodul an einem anderen Stromkreis, als die Bremssteuerung.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die elektronische Auswerteeinrichtung in die elektronische Lenksteuereinrichtung, oder die elektronische Lenksteuereinrichtung in die elektronische Auswerteeinrichtung integriert ist. Insbesondere ist eine integrierte elektronische Steuereinrichtung aus der elektronischen Lenksteuereinrichtung der Lenkeinrichtung und der elektronische Auswerteeinrichtung der elektropneumati- schen Betriebsbremsventileinrichtung vorgesehen. Dabei ist bevorzugt die elektronische Auswerteeinrichtung der Betriebsbremsventileinrichtung in die elektronische Lenksteuereinrichtung der Lenkeinrichtung integriert. Alternativ kann auch die elektronische Lenksteuereinrichtung der Lenkeinrichtung in die elektronische Auswerteeinrichtung der Betriebsbremsventileinrichtung integriert sein. Dabei sind insbesondere die Software die Lenksteuerfunktionen betreffend und die Software die Be- triebsbremsventilfunktionen betreffend in der gemeinsamen integrierten elektronischen Steuereinrichtung implementiert. Die integrierte elektronische Steuereinrichtung kann dabei eine eigene Baueinheit darstellen und damit ein eigenes Gehäuse aufweisen.

Wenn die elektronische Auswerteeinrichtung in die elektronische Lenksteuereinrichtung integriert wird, so hat dies den Vorteil, dass die Verkabelung zu einem elektronischen Steuergerät entfällt. Insbesondere müssen dann von der elektronischen Lenksteuereinrichtung zur Steuerung der Betriebsbremsventileinrichtung nur die Magnetventileinrichtung angesteuert und die Signale eines Drucksensor sowie eines Wegsensor eingelesen werden. Der hierzu notwendige Verkabelungsaufwand ist gering und die zu steuernden Ströme bewegen sich im Bereich von wenigen Ampere.

Ähnliche Vorteile ergeben sich, wenn die elektronische Lenksteuereinrichtung in die elektronische Auswerteeinrichtung integriert wird. Beiden Varianten ist gemein, dass die erforderlichen Kabellängen durch die räumlich nahe Anordnung von Lenkeinrichtung und Betriebsbremsventileinrichtung relativ gering sind.

Wenn die elektronische Auswerteeinrichtung in die elektronische Lenksteuereinrichtung integriert wird, erhält die elektronische Lenksteuereinrichtung z.B. einen zusätzlichen Stecker mit z.B. 10 Pins zum Einlesen der Signale der Sensoren der Betriebs- _

-21 - bremsventileinrichtung für Pedalweg und Druck und zur Ansteuerung der Magnetventileinrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Fahrzeug mit einer solchen elektrischen Ausrüstung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.

Zeichnung

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig.1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Betriebs- bremsventileinrichtung einer elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Stellung„Fahren";

Fig.2 einen schematischen Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform einer elektrischen Ausrüstung eines Fahrzeugs, welche eine elektropneumatische Betriebsbremseinrichtung mit einer Be- triebsbremsventileinrichtung nach Fig.1 sowie eine Autopiloteinrichtung und eine Lenkeinrichtung beinhaltet; Fig.3 eine vereinfachte schematische Darstellung der elektrischen

Ausrüstung von Fig.2;

Fig.4 die Lenkeinrichtung in einer Situation, in welcher der Fahrer lenkt;

Fig.5 die Lenkeinrichtung in einer Situation, in welcher der Fahrer lenkt;

Fig.6 die Lenkeinrichtung in einer Situation, in welcher die Autopiloteinrichtung lenkt;

Fig.7 die Lenkeinrichtung in einer Situation, in welcher der Fahrer und die Autopiloteinrichtung lenken;

Fig. 8a bis 8c Ausführungsformen einer Magnetventileinrichtung zur Steuerung der Bet ebsbremsventileinrichtung;

Fig.9 eine integrierte elektronische Steuereinrichtung aus einer elektronischen Lenksteuereinrichtung einer Lenkeinrichtung und einer elektronischen Auswerteeinrichtung einer elektropneumatischen Betriebsbremsventileinrichtung der elektrischen Ausrüstung von Fig.2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig.1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Betriebsbremsventileinrichtung 1 einer elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung einer elektrischen Ausrüstung eines Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Stellung „Fahren". Unter elektrischer Ausrüstung soll dabei jegliche Fahrzeugausrüstung verstanden werden, welche elektrische Teile oder Komponenten aufweist.

Die Betriebsbremsventileinrichtung 1 hat aus zeichnerischen Vereinfachungsgründen lediglich einen pneumatischen Betriebsbremskreis bzw. einen pneumatischen Kanal 132 bzw. 134, weist aber in der Realität bevorzugt zwei pneumatische Betriebsbremskreise bzw. zwei pneumatische Kanäle 132, 134 auf (siehe 2). Zusätzlich zu den peumatischen Betriebsbremskreisen bzw. den pneumatischen Kanälen 132, 134 ist ein elektrischer Betriebsbremskreis bzw. ein elektrischer Kanal 130 mit einem hier beispielsweise berührungslosen Wegaufnehmer oder Bremswertgeber 67 zur Messung des Betätigungswegs eines Betriebsbremsbetätigungsorgans 10 vorhanden sein. Bei einer solchen elektro-pneumatischen Betriebsbremsventileinrichtung 1 spricht man auch von einem sog. Fußbremsmodul.

Die Betriebsbremsventileinrichtung 1 wird bevorzugt in der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124 gemäß 2 eingesetzt, welche ein elektronisches Bremssystem (EBS) mit Bremsdruckregelung darstellt, um einerseits in zwei nachrangigen pneumatischen (Backup-)Betriebsbremskreisen jeweils einen pneumatischen Backup-Bremssteuerdruck und andererseits in einem vorrangigem elektrischen Betriebsbremskreis ein von einer Bremsanforderung abhängiges elektrisches Signal in ein elektronisches Betriebsbremssteuergerät EBS-ECU und von dort, evtl. angepasst oder korrigiert, in nachgeordnete elektropneumatische Druckregelmodule 1 14, 1 16 einzusteuern, welche abhängig von diesen elektrischen, Soll-Bremsdrücke repräsentierenden Signalen einen entsprechenden Ist-Bremsdruck an Radbremszylinder 1 18, 120 der jeweils zugeordneten Achse (Vorderachse, Hinterachse) aussteuern.

Solche elektropneumatischen Druckregelmodule 1 14, 1 16 sind hinlänglich bekannt und beinhalten neben einem Backup-Magnetventil, welches den zugeordneten Backup-Bremssteuerdruck bei intaktem elektro-pneumatischem Bremskreis zurückhält, eine Einlass-Auslass-Magnetventilkombination, welche ausgangsseitig mit einem Relaisventil verbunden ist. Zusätzlich sind in einem solchen Druckregelmodul 1 14, 1 16 ein lokales elektronisches Steuergerät sowie ein Drucksensor zur Messung des vom Relaisventil ausgesteuerten Ist-Bremsdrucks integriert. Der vom Drucksensor gemessene Ist-Bremsdruck wird dann mit einem durch das vom elektrischen Kanal der Betriebsbremsventileinrichtung in das Druckregelmodul 1 14, 1 16 eingesteuerte Signal repräsentierten Soll-Bremsdruck im Sinne einer Druckregelung abgeglichen.

Damit ist die Betriebsbremsventileinrichtung 1 vorgesehen, um zum einen den elektrischen Betriebsbremskreis als auch wenigstens einen pneumatischen Betriebsbremskreis (Backup-Bremskreis) eines solchen elektronischen Bremssystems (EBS) zu steuern.

Die Betriebsbremsventileinrichtung 1 hat ein Gehäuse 2, in dem ein Stößelkolben 4 mit einem durch eine Deckelöffnung eines Gehäusedeckels ragenden Stößelaufnahme 6 axial beweglich aufgenommen ist. In die Stößelaufnahme 6 ragt ein Stößel 8 von oben her hinein, welcher mit einem Betriebsbremsbetätigungsorgan 10 in Form einer Fußbremsplatte verbunden ist. Wenn daher der Fahrer die Fußbremsplatte 10 _{n t}

-24- betätigt, drückt der Stößel 8 in die Stößelaufnahme 6 und der Stößelkolben 4 wird durch die Betätigungskraft in 1 nach unten bewegt.

Der Stößelkolben 4 überträgt die Betätigungskraft auf einen im Gehäuse 2 ebenfalls axial beweglich gelagerten Steuerkolben 12 vorzugsweise über eine Stößelkolben- Druckfeder 14. Der Steuerkolben 12 ist gegenüber der Innenwandung 66 mittels einer Steuerkolben-Druckfeder 46 abgestützt.

Weiterhin steht der Steuerkolben 12 über eine Stößelkolbenstange 5 mit dem Stößelkolben 4 in mechanischer Wirkverbindung, wobei die Stößelkolbenstange 5 mit dem Stößelkolben 4 verbunden ist und in einem als becherförmige Hülse ausgebildeten oberen Steuerkolbenstange 7 des Steuerkolbens 12 axial anschlagen kann, wenn die Stößelkolbenstange 5 den Boden der hülsenförmigen oberen Steuerkolbenstange 7 erreicht hat, wenn z. B. der Stößelkolben 4 auf den Steuerkolben 12 infolge einer Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans zubewegt wird. Andererseits kann die Stößelkolbenstange 5 in der oberen Steuerkolbenstange 7 gleiten, wenn der Stößelkolben 4 vom Steuerkolben 12 wegbewegt wird.

Auf der anderen Seite des Steuerkolbens 12 ist an einer unteren Steuerkolbenstange 16 ein Auslasssitz 32 eines Doppelsitzventils 34 ausgebildet, welcher gegen einen im Gehäuse 2 axial beweglich gelagerten, becherförmigen und hohlen Ventilkörper 36 des Doppelsitzventils 34 dichtet oder von diesem abgehoben, einen Strömungsquerschnitt zwischen einer Arbeitskammer 38 und einer kopfseitigen Durchgangsöffnung im Ventilkörper 36 freigibt, welche zu einem Entlüftungsanschluss 40 führt. Diese Situation ist in Fig.1 dargestellt.

Die Arbeitskammer 38 steht mit einem Anschluss 42 für einen pneumatischen Betriebsbremskreis in Verbindung, an welchen eine zu einem elektropneumatischen Druckregelmodul 1 14, 166 einer Achse (Vorderachse, Hinterachse) führende Druckleitung 44 oder 45 angeschlossen ist (Fig.2). In einem solchen Druckregelmodul 1 14, 1 16 ist ein Backup-Magnetventil integriert, welches den in der Druckleitung 44, 45 geführten Druck bei intaktem elektrischem Betriebsbremskreis gegenüber an das Druckregelmodul 1 14, 1 16 angeschlossene Radbremszylinder 1 18 bzw. 120 absperrt und bei defektem elektrischem Betriebsbremskreis durchleitet. Hierfür ist es beispielsweise als 2/2-Wegemagnetventil mit stromlos federbelasteter Öffnungsstellung und bestromter Sperrstellung ausgebildet. ^

Eine Steuerkammer 22 ist zwischen dem Stößelkolben 4 und der zu diesem weisenden Fläche des Steuerkolbens 12 ausgebildet. Dabei mündet ein Anschluss 48 am Gehäuse 2 in die erste Steuerkammer 22.

An den Anschluss 48 ist ein Ausgangsanschluss 50 einer Magnetventileinrichtung 52 angeschlossen ist, welche an ihrem Eingangsanschluss 54 mit einer an einen Druckluftvorrat angeschlossenen Vorratsdruckleitung 56 in Verbindung steht. Weiterhin ist an der Betriebsbremsventileinrichtung 1 ein Vorratsanschluss 58 vorhanden, an welchen ebenfalls die Vorratsdruckleitung 56 angeschlossen ist und welche mit einer Vorratskammer 60 in Verbindung steht.

Der Ventilkörper 36 ist mittels einer am Boden des Gehäuses 2 und am Inneren des Ventil körpers 36 abgestützten Ventil körper-Druckfeder 62 gegen einen Einlasssitz 64 des Doppelsitzventils 34 gedrängt, welcher an einem radial inneren Rand einer zentralen Durchgangsbohrung einer weiteren Innenwandung 66 des Gehäuses 2 ausgebildet ist. Im gegen die Wirkung der Ventil körper-Druckfeder 62 von dem Einlasssitz 64 abgehobenen Zustand des Ventilkörpers 36 wird ein Strömungsquerschnitt zwischen dem Vorratsanschluss 58 bzw. der Vorratskammer 60 und der Arbeitskammer 38 freigegeben, welcher eine Strömung von unter Vorratsdruck stehender Druckluft in den Anschluss 42 für den Betriebsbremskreis, d.h. in die Bremsdruckleitung ermöglicht, um die Radbremszylinder der betreffenden Achse bzw. des betreffenden Bremskreises zu belüften.

Wie bereits oben erwähnt, ist in Fig .1 die Stellung„Fahren" der Betriebsbremsventileinrichtung 1 gezeigt, in welcher der Auslasssitz 32 vom Ventilkörper 36 abgehoben und der Anschluss 42 für den Betriebsbremskreis und damit auch dessen Radbremszylinder mit dem Entlüftungsanschluss 40 verbunden sind. Dadurch sind die aktiven pneumatischen Radbremszylinder dieses Bremskreises entlüftet und damit gelöst.

Die Magnetventileinrichtung 52, von welcher einige Ausführungsformen in 8a bis 8b gezeigt sind, ermöglicht eine Be- oder Entlüftung der ersten Steuerkammer 22 und wird von einer elektronischen Auswerteeinrichtung oder Steuereinrichtung FBM-ECU gesteuert, welche später noch näher beschrieben wird.

In dem Gehäuse 2 sind weiterhin zwei redundante, vorzugsweise axial hintereinander angeordnete und bevorzugt berührungslos wirkende Wegsensoren 67 im axialen Bereich des Stößelkolbens 4 als Bremswertgeber angeordnet, um dessen Betäti- _

-26- gungsweg bzw. den Betätigungsgrad zu messen, welcher proportional zum Betätigungsweg bzw. Betätigungsgrad des Betriebsbremsbetätigungsorgans 10 ist. Die Signale dieser Wegsensoren 67 werden beispielsweise in dem elektrischen Kanal der Betriebsbremsventileinrichtung 1 verwendet und in die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU eingesteuert, welches diese Signale aufbereitet und dadurch z. B. datenbusfähig macht und über eine Schnittstelle 13 in eine Datenkommunikationsleitung 122, z. B. einen Datenbus einsteuert, an den das elektronische Betriebsbremssteuergerät EBS-ECU angeschlossen ist. Insofern stellt elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 (auch) eine elektronische Auswerteeinrichtung für die Signale der Wegsensoren 67 dar.

Die erste Magnetventileinrichtung 52 und die zugeordnete Verkabelung bzw. pneumatische Verrohrung oder pneumatischen Leitungen bilden zusammen mit den im Gehäuse 2 angeordneten Bauteilen der Betriebsbremsventileinrichtung 1 vorzugsweise eine Baueinheit, wobei die erste Magnetventileinrichtung 52 und die zugeordnete Verkabelung bzw. pneumatische Verrohrung oder pneumatischen Leitungen auch in einem eigenen Gehäuse untergebracht sein können, welches dann beispielsweise an das Gehäuse 2 angeflanscht ist. Die räumliche Anordnung der elektronischen Steuereinrichtung FBM-ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 wird später noch näher beschrieben.

Wenn nun der Fahrer das Betriebsbremsbetätigungsorgan 10 der Betriebsbremsventileinrichtung 1 betätigt, was einer Fahrerbremsanforderung entspricht, so wird der Stößelkolben 4 nach unten verschoben, wobei der Stößelkolben 5 gegen den Boden der becherförmigen Hülse 7 gedrängt und der Steuerkolben 12 ebenfalls nach unten verschoben wird, bis der Auslasssitz 32 gegen den Ventilkörper 36 dichtet und damit die Verbindung zwischen dem Anschluss 42 für den Betriebsbremskreis und dem Entlüftungsanschluss 40 verschließt, so dass keine weitere Entlüftung der zugeordneten Radbremszylinder 1 18, 120 mehr erfolgen kann.

Bei weiter gehender Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans 10 auf die Fahrerbremsanforderung hin wird dann der Ventilkörper 36 mit an ihm anliegenden Auslasssitz 32 unter Abheben vom Einlasssitz 64 nach unten gedrängt. Dadurch gelangt Druckluft unter Vorratsdruck von der Vorratskammer 60 in die Arbeitskammer 38 und von dort in den Anschluss 42 für den Betriebsbremskreis bzw. in die zugeordneten Radbremszylinder, um diese zu belüften und damit zuzuspannen. Dabei ^ handelt es sich um eine reine Fahrerbremsung, bei welcher aufgrund der auf das Betriebsbremsbetätigungsorgan 10 vom Fahrer fahrerbremsanforderungsabhängig ausgeübten Betätigungskraft über die Stößelkolben-Druckfeder 14 eine erste Betätigungskraft auf den Steuerkolben 12 ausgeübt wird, welche diesen letztlich in seine Belüftungsstellung stellt.

Bei einer solchen rein durch eine Fahrerbremsanforderung initiierten Bremsung ist die erste Magnetventileinrichtung 52 mittels der elektronischen Steuereinrichtung FBM-ECU in Entlüftungsstellung gesteuert, in welcher die erste Steuerkammer 22 mit der Atmosphäre in Verbindung steht, zur Vermeidung von Druckeffekten, die infolge der Expansion der ersten Steuerkammer 22 entstehen.

Je nach Modulation des in die Steuerkammer 22 eingesteuerten pneumatischen Steuerdrucks durch die Magnetventileinrichtung 52 ist es dann möglich, eine definierte zweite Betätigungskraft am zweiten Steuerkolben 12 einzustellen, was wiederum in einer entsprechenden Bremskraft resultiert, so dass die Einstellung einer beliebigen Bremskraft zwischen dem Wert Null und einer aus dem Vorratsdruck in der Vorratsdruckleitung 56 bzw. 57 resultierenden maximalen Bremskraft möglich ist. Im vorliegenden Fall wirkt die zweite Betätigungskraft beispielsweise richtungsgleich und parallel in Bezug auf die erste Betätigungskraft. Es ist aber auch eine gegenläufige Wirkrichtung der zweiten Betätigungskraft denkbar.

Wenn bei der Ausführungsform von 1 ohne vorliegende Fahrerbremsanforderung die erste Magnetventileinrichtung 52 mittels der elektronischen Steuereinrichtung FBM- ECU in Belüftungsstellung gestellt wird, wird die erste Steuerkammer 22 mit einem pneumatischen Steuerdruck beaufschlagt, welcher wiederum eine hier nach unten gerichtete zweite Betätigungskraft am Steuerkolben 12 erzeugt, welcher dann wie bei der oben beschriebenen Fahrerbetätigung welche diesen letztlich in seine Belüftungsstellung stellt.

Weiterhin wirkt dann der in der ersten Steuerkammer 22 herrschende Steuerdruck auch auf den Stößelkolben 4 und damit auf das Betriebsbremsbetätigungsorgan 10 zurück, was der Fahrer an seinem Fuß spüren kann, wenn er das Betriebsbremsbetätigungsorgan 10 berührt (Pedalrückwirkung). Damit kann der Fahrer eine Einleitung einer automatischen Bremsung am Fuß spüren.

Neben einer durch den Fahrer initiierten Betriebsbremsung und einer ohne Zutun des Fahrers aufgrund von automatisiert erzeugten Betriebsbremsanforderungssignalen initiierten Betriebsbremsung ist weiterhin auch eine kombinierte Betriebsbremsung denkbar, bei welcher mit der Betriebsbremsventileinrichtung 1 sowohl auf eine Fahrerbremsanforderung als auch auf eine automatisch generierte Bremsanforderung hin gebremst wird. Dann wirken auf den Steuerkolben 12 einerseits die erste Betätigungskraft aus der Fahrerbetriebsbremsanforderung wie auch die zweite Betätigungskraft aus der automatisch generierten Bremsanforderung hier beispielsweise gleichsinnig und parallel, wodurch sich die Beträge der beiden Betätigungskräfte am Steuerkolben 12 beispielsweise addieren.

Der von der ersten Magnetventileinrichtung 52 ausgesteuerte Steuerdruck für die erste Steuerkammer 22 kann einer Druckregelung unterworfen sein. In diesem Fall wird der Ist-Steuerdruck am Ausgangsanschluss 50 mit einem Drucksensor gemessen und von der elektronischen Steuereinrichtung FBM-ECU gegenüber einem vorgegebenen Soll-Steuerdruck durch eine entsprechende Ansteuerung der ersten Magnetventileinrichtung 52 abgeglichen. Die Magnetventileinrichtung 52 bildet dann zusammen mit dem Drucksensor und der elektronischen Steuereinrichtung ECU einen Druckregler für den Steuerdruck in der Steuerkammer 22.

In Fig.8a bis Fig.8c sind nun Beispiele für Magnetventileinrichtungen 52a, 52b, 52c bzw. Steuerdruckregler 52a, 52b, 52c dargestellt, wie sie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen den pneumatischen Steuerdruck für die Steuerkammer 22 steuern bzw. regeln. Vereinfachend sind dabei lediglich die in 1 verwendeten Bezugszeichen angetragen.

Diesen Beispielen ist gemeinsam, dass sie von der elektronischen Steuereinrichtung ECU gesteuert werden, einen Eingangsanschluss 54a, 54b, 54c aufweisen, welcher über die Vorratsdruckleitung 56 mit dem Druckluftvorrat verbunden ist, sowie einen Ausgangsanschluss 50a, 50b, 50c, welcher jeweils mit der ersten Steuerkammer 22 oder mit der zweiten Steuerkammer 24 in Verbindung steht oder in Verbindung gebracht wird. Weiterhin weisen alle Ausführungen eine Entlüftung 100a, 100b, 100c auf sowie einen Drucksensor 102a, 102b, 102c zum Messen des Ist-Steuerdrucks am Ausgangsanschluss 50a, 50b, 50c, so dass in Verbindung mit entsprechenden Algorithmen in der elektronischen Steuereinrichtung ECU, welche das am Ausgangsanschluss 50a, 50b, 50c anstehende Ist-Steuerdrucksignal gemeldet wird, eine Druckregelung des ausgesteuerten Steuerdrucks möglich ist bzw. auch durchgeführt wird. _

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Bei der Ausführung von Fig.8a sorgt ein Proportionalventil 104a für einen entsprechend dem elektrischen Steuersignal (proportional) ausgesteuerten Steuerdruck am Ausgangsanschluss 50a, wobei ebenfalls eine Be- und Entlüftung möglich ist. Bei der Ausführung von Fig.8b ist eine Einlass-/Auslassventilkombination aus zwei 2/2- Wege-Magnetventilen 106b, 108b vorgesehen, wobei das mit dem Eingangsan- schluss 54b direkt verbundene Einlassventil 106b unbestromt geschlossen und bestromt geöffnet und das Auslassventil 108b unbestromt geöffnet und bestromt geschlossen ist. Nach Fig.8c wird als Magnetventileinrichtung 52c ein 3/2-Wege- Magnetventil 1 10c als Be- und Entlüftungsventil mit einer Belüftungsstellung und einer Entlüftungsstellung in Kombination mit einem 2/2 -Wege-Magnetventil 1 12c als Halteventil verwendet, welches in seiner Sperrstellung den Druck am Ausgangsanschluss 50c hält.

Eine solche Magnetventileinrichtung 52a, 52b, 52c kann in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen in Kombination mit dem Drucksensor 102 als Steuerdruckregler verwendet werden, der die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU einschließt, um den am Ausgang 50a, 50b, 50c anstehenden Steuerdruck zu regeln.

Fig.2 zeigt einen schematischen Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform einer elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124 eines zur Ankopplung eines Anhängers geeigneten Zugfahrzeugs mit einer oben beschriebenen Betriebs- bremsventileinrichtung 1 . Lediglich exemplarisch wird dort die Betriebsbremsventi- leinrichtung 1 gemäß Fig.1 verwendet, wobei dort beispielsweise ein elektrischer Betriebsbremskreis und zwei pneumatische Betriebsbremskreise vorhanden sind.

Die elektropneumatische Betriebsbremseinrichtung 124 bzw. deren elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU wird von einer ersten elektrischen Energiequelle 126 mit elektrischer Energie versorgt, die Bestandteil des elektrischen Betriebsbremskreises ist und unabhängig von einer zweiten elektrischen Energiequelle 128 ist, welche beispielsweise die Betriebsbremsventileinrichtung 1 und insbesondere deren elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU mit elektrischer Energie versorgt.

Bei der Betriebsbremsventileinrichtung 1 ist der elektrische Kanal 130 für den elektrischen Betriebsbremskreis, der pneumatische Vorderachskanal 132 für den pneumatischen Vorderachsbetriebsbremskreis sowie der pneumatische Hinterachskanal 134 für den pneumatischen Hinterachsbetriebsbremskreis erkennbar. Erkennbar sind auch die Druckleitungen 44, 45, welche den im Vorderachskanal 132 bzw. im Hinter- _

-30- achskanal 134 herrschenden Druck dem zugeordneten Druckregelmodul 1 14 bzw. 1 16 zuführen, wo dieser Druck durch das integrierte Backup-Magnetventil zunächst gegenüber den Radbremszylindern 1 18, 120 abgesperrt wird. Das der Hinterachse zugeordnete Druckregelmodul 1 16 ist beispielsweise ein 2-Kanal-Druckregelmodul, an der Vorderachse ist demgegenüber ein 1 -Kanal-Druckregelmodul 1 14 verbaut, welches über Bremsdruckleitungen, in die ABS-Drucksteuerventile 138 integriert sind, mit den Radbremszylindern 1 18 an der Vorderachse in Verbindung steht. Die ABS-Drucksteuerventile werden im Falle von unzulässigem Bremsschlupf von der elektronischen Bremssteuereinrichtung EBS-ECU in bekannter Weise angesteuert, um den Bremsschlupf an den Rädern der Vorderachse an einen zulässigen Bremsschlupf anzupassen. Die Bremsschlupfregelung an den Rädern der Hinterachse erfolgt mittels des dortigen 2-Kanal-Druckregelmoduls 1 16, welches über Bremsdruckleitungen 137 mit den zugeordneten Radbremszylindern verbunden ist. Zur Radschlupfmessung sind Raddrehzahlsensoren 24 an jedem Rad angeordnet. In die elektronischen Bremssteuereinrichtung EBS-ECU sind Regelroutinen einer ESP- (Elektronisches Stabilitätssystem), ASR-(Antriebsschlupfregelung) und ABS- (Antiblockiersystem, Bremsschlupfregelung)Regelung implementiert.

Vorzugsweise sind für die beiden Betriebsbremskreise (Vorderachse, Hinterachse) jeweils ein eigener Druckluftvorrat 140, 142 vorgesehen, welche jeweils über eine Vorratsdruckleitung 144, 146 einerseits an den jeweiligen pneumatischen Kanal 132, 134 des Betriebsbremsventils und andererseits an die Druckregelmodule 1 14, 1 16 angeschlossen sind. Die Druckregelmodule 1 14, 1 16 beinhalten eine Ein- lass/Auslassventilkombination sowie ein von dieser pneumatisch angesteuertes Relaisventil, wobei jeweils abhängig von einer Ansteuerung durch die elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU aus dem Vorratsdruck jeweils ein Bremsdruck moduliert und in die Bremsdruckleitungen 136, eingesteuert wird. Weiterhin ist in den Druckregelmoduln 1 14, 1 16 für jeden Kanal bzw. in einem Anhängersteuermodul TCM jeweils ein Drucksensor integriert, der den jeweils herrschenden Ist-Bremsdruck in den Bremsdruckleitungen 136, 137 bzw. am Kupplungskopf„Bremse" misst und in lokale elektronische Steuereinrichtungen rückkoppelt, die jeweils in den Druckregelmodulen 1 14, 1 16 bzw. in dem Anhängersteuermodul TCM integriert sind, um eine Bremsdruckregelung durch Vergleich mit einem Soll-Bremsdruck in bekannter Weise durchführen zu können. „ ,

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Über beispielsweise die dem pneumatischen Vorderachsbremskreis zugeordnete Druckleitung 44 wird das hinlänglich bekanntes Anhängersteuermodul TCM redundant druckluftgesteuert, welches priorisiert ebenfalls von der elektronischen Bremssteuereinrichtung EBS-ECU elektrisch gesteuert wird. Das Anhängersteuermodul TCM wird außerdem von einem der Druckluftvorräte 140 oder 142 mittels der Druckluftvorratsleitung 144 oder 146 druckluftversorgt, was aber in Fig.2 nicht gezeigt ist. Ausgangsseitig steht das Anhängersteuermodul TCM mit einem Kupplungskopf „Bremse" 148 und einem Kupplungskopf „Vorrat" 150 in Verbindung, um die Anhängerbremsen in bekannter weise zu steuern.

Es versteht sich, dass die Druckregelmodule 1 14, 1 16, das Anhängersteuermodul TCM sowie die ABS-Drucksteuerventile 138 jeweils mittels einer elektrischen Steuerleitung 152 mit der elektronischen Bremssteuereinrichtung EBS-ECU verbunden sind.

Zu erkennen sind außerdem die vorzugsweise in die z. B. nach Fig.1 ausgebildete Betriebsbremsventileinrichtung 1 z.B. integrierte elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU sowie die erste Magnetventileinrichtung 52b, die beispielsweise nach Fig.8b eine Einlass-/Auslassventilkombination 106b, 108b sowie einen Drucksensor 102b enthält. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Komponenten beispielsweise in einem eigenen Gehäuse untergebracht, welches an das Gehäuse der Betriebsbremsventileinrichtung 1 angeflanscht ist. Weiterhin sind auch die redundant vorhandenen Bremswertgeber 67 sichtbar. Die elektronische Steuereinrichtung FBM- ECU beinhaltet beispielsweise zwei redundante, sich gegenseitig überwachende Mikroprozessoren 154a, 154b. In gleicher weise verfügt auch die elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU über zwei redundante Mikroprozessoren 156a, 156b. Die Raddrehzahlsensoren 24 an den Rädern melden außerdem die jeweilige Raddrehzahl an die lokalen Steuergeräte in den Druckregelmoduln 1 14, 1 16, die sie dann an das elektronische Bremssteuergerät EBS-ECU weiterschleifen.

Die elektrische Ausrüstung umfasst weiterhin eine elektromechanische Lenkreinrichtung 26 mit beispielsweise durchgehender mechanischer Verbindung zwischen einem Lenkrad 28 und einem Lenkgetriebe 30 (Fig.4). Ein elektronisches Lenksteuergerät 29 der Lenkeinrichtung 26 kommuniziert mit einem Fahrzeugdatenbus 122, an welchen auch das elektronische Bremssteuergerät EBS-ECU, die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU sowie eine Autopiloteinrichtung 70 angeschlossen sind. Die Autopiloteinrichtung 70 ist ausgebildet, dass sie unter anderem die Lenkeinrichtung 26, die elektropneumatische Betriebsbremseinrichtung 124 sowie die Betriebs- bremsventileinrichtung 1 bzw. deren Steuergeräte ohne Zutun des Fahrers ansteuert und stellt damit auch ein Fahrerassistenzsystem dar. Damit wird eine zumindest teilweise automatisierte Steuerung der Bremsen und der Lenkung des Fahrzeugs realisiert, bevorzugt in Abhängigkeit von Fahrbetnebsbedingen wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Abstands und/oder der Relativgeschwindigkeit in Bezug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, der Fahrzeugstabilität insbesondere auch zusammen mit dem Anhänger usw.. Hierzu empfängt die Autopiloteinrichtung 70 über hier nicht gezeigte Sensoren Fahrbetriebsbedingungen betreffende Daten.

Die Lenkeinrichtung 26 bzw. insbesondere deren elektronisches Lenksteuergerät 29 wird über die zweite Energiequelle 128 mit elektrischer Energie versorgt und die Autopiloteinrichtung 70 beispielsweise ebenfalls. Das Anhängersteuermodul TCM, welches vom elektronischen Bremssteuergerät EBS-ECU elektrisch gesteuert ist, steht einerseits mit einem Kupplungskopf„Bremse" 148 und andererseits mit einem Kupplungskopf „Vorrat 150 in Verbindung, wobei an diese Kupplungsköpfe entsprechende, zu dem Anhänger führende Brems- und Vorratsleitungen lösbar angeschlossen sind.

Die elektromechanische Lenkeinrichtung 26 ist im Einzelnen in Fig.4 dargestellt. Das vom Fahrer über das Lenkrad 28 aufgebrachte Lenkradmoment 76 wird über eine Lenkspindel 68 in einen elektrischen Lenkaktuator 72 eingeleitet, welcher beispielsweise durch einen Elektromotor gebildet wird. An der Lenkspindel 68 ist außerdem ein Lenkradmomentsensor 74 angebracht, welcher das jeweils vom Fahrer über das Lenkrad 28 aufgebrachte Lenkradmoment 76 erfasst und als Lenkradmomentsignal in das elektronische Lenksteuergerät 29 einsteuert, welches an den Datenbus 122 angeschlossen ist (Fig.2).

Das elektronische Lenksteuergerät 29 kann grundsätzlich den Lenkaktuator 72 abhängig vom am Lenkrad 28 erfassten Lenkradmoment 76 ansteuern, um ein gegenüber dem vom Fahrer aufgebrachten Lenkradmoment 76 ein zusätzliches Überlagerungsmoment an der Lenksäule 68 zu erzeugen. Deshalb stellt die Lenkeinrichtung 26 hier beispielsweise eine sog. Überlagerungslenkung mit Lenkmomentüberlagerung dar. Anstatt des Lenkradmoments 76 kann auch der jeweilige Lenkradwinkel α durch einen Lenkradwinkelsensor erfasst werden, so dass dann eine Überlagerungslenkung mit Lenkradwinkelüberlagerung vorläge.

Jedoch kann der Lenkaktuator 72 auch ohne Zutun des Fahrers, d. h. ohne Betätigung des Lenkrads 28 ein Lenkmoment 82 an der Lenkspindel 68 erzeugen (Fig.5). Bei dem in Fig.4 vorliegenden Fall steuert der Lenkaktuator 72 kein Lenkmoment 82 in die Lenkspindel 68 ein, so dass die Lenkkräfte allein von dem vom Fahrer erzeugten Lenkradmoment 76 abgeleitet werden. In Fig.4 ist die Situation gezeigt, in welcher die Lenkanforderung ausschließlich vom Fahrer ausgeht, welcher das Lenkrad 28 entsprechend betätigt.

Das Lenkgetriebe 30 beinhaltet hier bevorzugt eine hydraulische Servo- Unterstützung und verstärkt das Lenkradmoment 76. Das Lenkgetriebe 30 steuert dann über ein Lenkgestänge 78 Achsschenkel 80a, 80b des linken und rechten Vorderrads der gelenkten Vorderachse VA an, um dort jeweils einen Lenkwinkel bi und b2 für rechts und links einzustellen. Die Hinterachse HA ist hier vorzugsweise unge- lenkt.

Fig.5 zeigt die Situation, in welcher das an der Lenkspindel 68 wirkende Lenkmoment 82 ausschließlich vom Lenkaktuator 72 aufgrund dessen Ansteuerung durch das elektronische Lenksteuergerät erzeugt wird. Diese Ansteuerung erfolgt beispielsweise durch eine von der Autopiloteinrichtung 70 ausgesteuerte Lenkanforderung, welche mittels des Datenbusses 122 übermittelt wird.

Fig.6 zeigt eine sog. Lenkbremsung, bei welcher durch gezieltes Einbremsen hier beispielsweise des jeweils linken Rads an der Vorderachse VA und an der Hinterachse HA ein Giermoment M _B rems,Gier erzeugt wird, welches das Fahrzeug veranlasst, hier beispielsweise einer Linkskurvenbahn zu folgen. Maßgebend für das Giermoment Mßrems.Gier ist der Lenkrollradius RLenkroii am linken Vorderrad, welcher in Kombination mit der dort wirkenden Bremskraft DF _Br ems,vA ein Bremsmoment DFßrems.vA- RLenkroii erzeugt, weiterhin die halbe Achslänge a, welche in Kombination mit der Bremskraft DF _B rems,HA ein Bremsmoment DF _B rems,HA-a erzeugt. Die Lenkbremsanforderung wird hier von der Autopiloteinrichtung 70 initiiert und über den Datenbus 122 an das elektronischen Bremssteuergerät EBS-ECU übermittelt, welches daraufhin die Einbremsung der beiden Räder veranlasst.

In Fig.7 ist die Situation dargestellt, bei welcher ein vom Fahrer über das Lenkrad 28 auf die Lenkspindel 68 aufgebrachtes Lenkradmoment 76 einem vom Lenkaktuator „„

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72 aufgebrachten Lenkmoment 82 überlagert wird. Weiterhin ist auch Giermoment M _ß rems.Gier aufgrund einer Lenkbremsung wirksam. Daher ist hier der fall gezeigt, bei welchem die in Fig.4 bis Fig.6 gezeigten Möglichkeiten einer Lenkung des Fahrzeugs einander überlagert sind.

Fig.3 zeigt nun schematisch verschiedene Ausführungsformen einer Stromversorgung der elektrischen und elektronischen Komponenten der elektrischen Ausrüstung des Fahrzeugs.

Gemäß einer ersten Ausführungsform werden die Lenkeinrichtung 26 bzw. dessen elektronisches Lenksteuergerät 29 sowie die Betriebsbremsventileinrichtung 1 bzw. deren elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU von der zweiten elektrischen Energiequelle 128 und die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung 124 bzw. deren Bremssteuergerät EBS-ECU von der ersten elektrischen Energiequelle 126 stromversorgt. Die entsprechenden Energieversorgungsleitungen 84, 86 sind in Fig.3 in durchgezogenen Linien mit dreieckflächenförmigen Pfeilen gekennzeichnet. Optional wird hier der Bremswertgeber 67 der Betriebsbremsventileinrichtung 1 ebenfalls von der zweiten elektrischen Energiequelle 128 stromversorgt, wie durch die gestrichelt gezeichnete Energieversorgungsleitung 92 angedeutet wird.

Dabei ist die elektronische Bremssteuereinrichtung 1 der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124 bzw. deren elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU ausgebildet, dass sie einen Ausfall oder Fehler in einem die zweite elektrischen Energiequelle 128 beinhaltenden zweiten elektrischen Energieversorgungskreis oder in der Lenkeinrichtung 26 erkennt, wobei dann die elektronische Bremssteuereinrichtung 1 bzw. deren elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU die elektro- pneumatische Betriebsbremseinrichtung 124 ansteuert, damit diese von der Autopiloteinrichtung 70 eventuell ausgesteuerte Lenkanforderungssignale in Form von radindividuellen oder seitenindividuellen Bremseingriffen an den Radbremsaktuatoren umsetzt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens ein beispielsweise von der ersten elektrischen Energiequelle 126 oder von dem ersten Energieversorgungskreis mit elektrischer Energie über eine in gestrichelter Linie dargestellte Energieversorgungsleitung 94 versorgter und vom Betriebsbremsbetäti- gungsorgan 10 betätigbarer, elektrischer Signalgeber 88 vorgesehen ist, welcher bei einer Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans 10 über eine in Fig3 in gestri- „

-35- chelter Linie gezeichnete Signalleitung 90 ein elektrisches Betätigungssignal in die elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU einsteuert. Dabei kann der elektrische Signalgeber 88 in die elektropneumatische Betriebsbremsventileinrichtung 1 integriert sein und insbesondere durch einen elektrischen Schalter gebildet werden.

Gemäß einer dritten Ausführungsform kann wenigstens ein von der ersten elektrischen Energiequelle 126 oder von dem ersten Energieversorgungskreis mit elektrischer Energie versorgter und vom pneumatischen Bremsdruck oder Bremssteuerdruck in einem oder beiden pneumatischen Betriebsbremssteuerkreis(en) betätigbarer elektrischer Signalgeber 88 vorgesehen sein, welcher bei einer Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans 10 ein elektrisches Betätigungssignal in die elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU einsteuert. Dabei kann der elektrische Signalgeber 88 wiederum in die elektropneumatische Betriebsbremsventileinrichtung 1 integriert sein und insbesondere durch einen elektrischen Drucksensor gebildet werden. Dieser vom Signalgeber 88 gemessene Bremsdruck oder Bremssteuerdruck steht jeweils in den Druckleitungen 44, 45 der beiden pneumatischen Betriebsbremskreise an (Fig.2). Bei der dritten Ausführungsform wird der Bremswertgeber 67 der Betriebsbremsventileinrichtung 1 über eine in gestrichelter Linie gezeichnete Energieversorgungsleitung 96 beispielsweise von der ersten elektrischen Energiequelle 126 stromversorgt.

Bei der zweiten und dritten Ausführungsform ist die elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU insbesondere ausgebildet, dass sie einen Ausfall oder Fehler in dem die zweiten elektrische Energiequelle 128 beinhaltenden zweiten elektrischen Energieversorgungskreis oder in der Lenkeinrichtung 26 erkennt und bei Erkennen eines solchen Fehlers und bei Vorliegen eines vom Signalgeber 88 erzeugten Betätigungssignals von der Autopiloteinrichtung 70 eventuell ausgesteuerte Lenkanforde- rungssignale ignoriert und nicht umsetzt.

Es wird daher ein bevorzugt gegenüber dem elektrischen Bremswertgeber 67 zusätzlicher Signalgeber 88 vorgesehen, welcher in Bezug auf die elektro-pneumatische Betriebsbremseinrichtung 124 vom gleichen ersten elektrischen Versorgungskreis 126 mit elektrischer Energie versorgt wird und erkennt, dass der Fahrer bremsen will. In diesem Fall wird auch bei erkanntem Fehler in der Lenkeinrichtung 26 kein Lenk- bremseingriff ausgeführt, da der Fahrer offensichtlich an seinem Platz ist und die _

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Kontrolle übernehmen kann. Die Bremsung erfolgt dann nur mit den pneumatischen Betriebsbremskreisen der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124.

Gemäß einer vierten Ausführungsform ist die elektropneumatische Betriebs- bremsventileinrichtung 124 bzw. deren Bremssteuergerät EBS-ECU zusätzlich von dem ersten, die erste elektrische Energiequelle 126 beinhaltenden Energieversorgungskreis mit elektrischer Energie versorgt. Dabei wird der Bremswertgeber 67 der Betriebsbremsventileinrichtung 1 über die Energieversorgungsleitung 92 von der zweiten elektrischen Energiequelle 128 stromversorgt.

Bei der dritten und vierten Ausführungsform erhält der elektrische Betriebsbremskreis der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124 auch bei Ausfall des ersten elektrischen Versorgungskreises oder der ersten elektrischen Energiequelle 126 die Fahrerbremsanforderung und kann diese umsetzen. Dadurch können die Bremsdrücke in den Radbremsaktuatoren 1 18, 120 zur Lenkbremsung entsprechend modifiziert werden und somit sowohl eine Fahrerbremsanforderung als auch eine Lenkanforderung gleichzeitig umgesetzt werden. Diese Ausführungsformen sind daher auch geeignet, eine Redundanz der Servounterstützung im Lenkgetriebe 30 der Lenkeinrichtung 26 darzustellen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die elektronische Steuereinrichtung FBM- ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 ausgebildet, dass sie einen Ausfall oder einen Fehler in dem die erste elektrische Energiequelle 126 beinhaltenden ersten elektrischen Energieversorgungskreis oder im elektrischen Betriebsbremskreis der elektro-pneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124 erkennt, wobei dann die Steuereinrichtung FBM-ECU die Betriebsbremsventileinrichtung 1 ansteuert, damit diese eventuell von der Autopiloteinrichtung 70 ausgesteuerten Bremsanforderungssignale in Form von Bremseingriffen an den Radbremsaktuatoren 1 18, 120 umsetzt.

Weiterhin ist die Funktionsweise der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124 wie folgt: Bei intaktem vorrangigem elektrischem Betriebsbremskreis der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124 wird bei einer Fahrerbremsanforderung durch Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans 10 ein elektrisches Bremsanforderungssignal mittels der Bremswertgeber 67 in der Betriebsbremsventileinrichtung 1 erzeugt und in die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 eingesteuert, wo diese Signale aufbereitet und über den Datenbus 122 in die elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU eingeleitet werden. Dort werden die Signale durch höhere Funktionen wie z. B. lastabhängige Bremskraftregelung (ALB), Differenzschlupfregelung etc. korrigiert und dann von dort jeweils ein einen Soll-Bremsdruck repräsentierendes Signal an die Druckregelmodule 1 14, 166 bzw. TCM eingesteuert, wo durch eine entsprechende Betätigung der jeweils dort vorhandenen Einlass-/Auslassventilkombinationen aus dem Vorratsdruck ein entsprechender Bremsdruck moduliert und in die Radbremszylinder 1 18, 120 geleitet wird, um diese entsprechend zuzuspannen. Mittels der in den Moduln 1 14, 1 16, TCM integrierten Drucksensoren wird der Ist-Bremsdruck gemessen und durch Vergleich mit dem Soll-Bremsdruck, der als diesen repräsentierendes Signal in den lokalen Steuergeräten vorliegt, im Sinne einer Bremsdruckregelung angepasst. Die genannten Vorgänge laufen daher in dem vorrangigen elektrischen Betriebsbremskreis ab.

Parallel hierzu wird durch die Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans 10 in den beiden pneumatischen Kanälen 132, 134 und dann auch in den dort angeschlossenen Druckleitungen 44, 45 in oben bereits beschriebener Weise ein Bremsdruck erzeugt, welcher aber noch durch die bestromt in Sperrstellung geschalteten Backup-Magnetventile in den Moduln 1 14, 1 16, TCM zurückgehalten werden.

Wenn nun ein Fehler oder Defekt in dem vorrangigen elektrischen Betriebsbremskreis auftritt, sei es dass die erste Energiequelle 126, die elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU oder eines der lokalen Steuergeräte in den Moduln 1 14, 1 16, TCM ausfällt, so schalten die in diesen Moduln integrierten Backup-Magnetventile nun unbestromt in ihre Durchlassstellung, wodurch die in den Druckleitungen 44, 45 anstehenden Bremsdrücke durch die Moduln 1 14, 1 16, TCM hindurch an die Radbremszylinder 1 18, 120 bzw. an den Kupplungskopf„Bremse" geleitet werden, um im Zugfahrzeug bzw. im Anhänger die Radbremsen zuzuspannen. Damit können die Bremsen bei einem Defekt im elektrischen Betriebsbremskreis bisher allerdings nur durch den Fahrer und dann nur rein pneumatisch betätigt werden.

Darüber hinaus ist die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU der elektropneuma- tischen Betriebsbremsventileinrichtung 1 ausgebildet, dass wenn ein Fehler oder ein Ausfall des vorrangigen elektrischen Betriebsbremskreises der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung festgestellt worden ist und wenn eine Bremsanforderung vorliegt, sie die erste Magnetventileinrichtung 52b ansteuert, um wie oben beschrieben, eine zweite Betätigungskraft am Steuerkolben 12 zu erzeugen, welche auch ohne Fahrerbremsanforderung in der Lage ist, den Ventilkörper 36 vom Einlasssitz 64 abzuheben, um die zu den Moduln 1 14, 1 16, TCM führenden Druckleitungen 44, 45 mit einem entsprechend der zweiten Betätigungskraft gebildeten Bremsdruck zu belüften. Da die dortigen Backup-Magnetventile unbestromt in ihre Durchlassstellungen geschaltet sind, gelangt dieser Bremsdruck dann in die Radbremszylinder 1 18, 120 bzw. in den Kupplungskopf„Bremse" 148.

Ein Ausfall oder ein Fehler des elektrischen Betriebsbremskreises wird insbesondere im Rahmen einer Selbstüberwachung durch die elektronische Bremssteuereinrichtung EBS-ECU der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124 selbst oder im Rahmen einer Fremdüberwachung durch die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU der elektropneumatischen Betriebsbremsventileinrichtung 1 festgestellt. Denkbar ist aber auch eine Fremdüberwachung durch eine elektronische Steuereinrichtung eines beliebigen dritten Systems. Die Kommunikation erfolgt dabei bevorzugt über den Datenbus 122. Da die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 von der von der ersten Energiequelle 126 unabhängigen zweiten Energiequelle 128 stromversorgt wird, wird diese Funktionalität auch nicht durch einen Ausfall der ersten Energiequelle 126 verhindert.

Die zweite elektrische Energiequelle kann beispielsweise durch eine separate Batterie, (Doppelschicht-)Kondensatoren, einen weiteren Energiespeicher oder auch ein eigenes Stromerzeugungsgerät (z.B. druckluftbetriebener Generator) dargestellt werden. Die zweite Energiequelle wird bevorzugt auf Ladekapazität und Funktionsfähigkeit überwacht (SOC, SOH, regelmäßiges Laden/Entladen). Die kann beispielsweise mittels der elektronischen Bremssteuereinrichtung EBS-ECU der elektropneumatischen Betriebsbremseinrichtung 124, die elektronische Steuereinrichtung FBM- ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 oder mittels eines sonstigen Systems wie z.B. die Batterieüberwachung einer Hybridantriebssteuerung des Fahrzeugs erfolgen.

Die Bremsanforderung kann dabei von einem beliebigen System des Fahrzeugs stammen, hier insbesondere von der Autopiloteinrichtung 70 oder beispielsweise auch von einer Fahrzeugfolgeregelung (ACC, Adaptive Cruise Control), durch welche der Abstand bzw. die Relativgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Fahrzeug konstant gehalten wird. Dann kann die Funktionalität eines solchen ACC-Systems auch dann aufrechterhalten werden, wenn der elektrische Betriebsbremskreis der Betriebsbremsvorrichtung 124 ausgefallen ist. _

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Die automatisch generierte Bremsanforderung bzw. das automatisch generierte Bremsanforderungssignal wird dann als elektrisches Signal über die Schnittstelle 13 in die Steuereinrichtung FBM-ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 eingesteuert, um die zweite Betätigungskraft am Steuerkolben 12 zu erzeugen. Da diese Schnittstelle 13 bevorzugt an den Datenbus 122 angeschlossen ist, über welche nicht nur die Kommunikation mit der elektronischen Steuereinrichtung EBS-ECU der Betriebsbremseinrichtung 124 sondern auch mit elektronischen Steuereinrichtungen einer Anzahl von weiteren elektronischen Fahrzeugsystemen erfolgt, welche insbesondere wenigstens ein Fahrerassistenzsystem wie ACC beinhalten, kann das Bremsanforderungssignal von einem beliebigen System des Zugfahrzeugs automatisch generiert werden.

Fig.9 zeigt nun eine integrierte elektronische Steuereinrichtung 31 aus dem elektronischen Lenksteuergerät 29 der Lenkeinrichtung 26 und der elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU der elektropneumatischen Betriebsbremsventileinrichtung 1 von Fig.1. Dabei ist bevorzugt die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 in das elektronische Lenksteuergerät 29 der Lenkeinrichtung 26 integriert. Alternativ kann auch das elektronische Lenksteuergerät 29 der Lenkeinrichtung 26 in die elektronische Steuereinrichtung FBM-ECU der Betriebsbremsventileinrichtung 1 integriert sein. Dabei sind insbesondere die Software die Lenksteuerfunktionen betreffend und die Software die Betriebsbremsventilfunktionen betreffend in der gemeinsamen integrierten elektronischen Steuereinrichtung 31 implementiert. Die integrierte elektronische Steuereinrichtung 31 stellt bevorzugt eine eigene Baueinheit dar und weist beispielsweise ein eigenes Gehäuse auf und ist an den Datenbus 122 angeschlossen.

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Bezugszeichenliste

1 Betriebsbremsventileinrichtung

2 Gehäuse

4 Stößelkolben

5 Stößelkolbenstange

6 Stößelaufnahme

7 obere Steuerkolbenstange

8 Stößel

10 Betriebsbremsbetatigungsorgan

12 Steuerkolben

13 elektrischer Anschluss

14 Stößelkolben-Druckfeder

16 untere Steuerkolbenstange

22 Steuerkammer

24 Raddrehzahlsensor

26 Lenkeinrichtung

28 Lenkrad

29 Lenksteuergerät

30 Lenkgetriebe

31 integrierte elektronische Steuereinrichtung

32 Auslasssitz

34 Doppelsitzventil

36 Ventilkörper

38 Arbeitskammer

40 Entlüftungsanschluss

42 Anschluss Betriebsbremskreis

44 Bremsdruckleitung Bremsdruckleitung

Steuerkolben-Druckfeder Anschluss

Ausgangsanschluss erste Magnetventileinrichtung Eingangsanschluss

Vorratsdruckleitung

Vorratsdruckleitung

Vorratsanschluss

Vorratskammer

Ventil körper-Druckfeder Einlasssitz

Innenwandung

Wegsensor

Lenkspindel

Autopiloteinrichtung

Lenkaktuator

Lenkradwinkelsensor Lenkradmoment

Lenkgestänge

a/b Achsschenkel

Lenkmoment

Energieversorgungsleitung Energieversorgungsleitung Signalgeber

Signalleitung

Energieversorgungsleitung _{t n}

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94 Energieversorgungsleitung

96 Energieversorgungsleitung

104 Proportionalventil

106 2/2 -Wege-Magnetventil

108 2/2 -Wege-Magnetventil

1 10 3/2 -Wege-Magnetventil

1 12 2/2 -Wege-Magnetventil

1 14 Druckregelmodul

1 16 Druckregelmodul

1 18 Radbremszylinder

120 Radbremszylinder

122 Datenbus

124 Betriebsbremseinrichtung

126 erste Energiequelle

128 zweite Energiequelle

130 elektrischer Kanal

132 pneumatischer Vorderachskanal

134 pneumatischer Hinterachskanal

FBM-ECU elektronische Steuereinrichtung der Bethebsbremsventileinrichtung EBS-ECU elektronische Steuereinrichtung der Betriebsbremseinrichtung