DE102017121761B4

DE102017121761B4 - Elektropneumatisches Bremssystem mit Testmodus für den pneumatischen Backup-Bremskreis sowie Fahrzeug mit einem solchen Bremssystem

Info

Publication number: DE102017121761B4
Application number: DE102017121761.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Herges; Martin Vorreiter; Matthias Reichert; Frank Werner
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: DE102017121761A1; WO2019057615A1; CN111108029A; US20200276962A1; CN111108029B; US11299134B2

Abstract

Einen Bremsdruck elektronisch regelndes elektropneumatisches Bremssystem (EBS) eines Fahrzeugs, mit
a) einem von einem Fahrer betätigbaren Betriebsbremsbetätigungsorgan (136) einer Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114), welche einen elektrischen Kanal (144) und wenigstens einen pneumatischen Kanal (124) aufweist, wobei abhängig von der Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans (136) in dem elektrischen Kanal (144) ein einen Soll-Bremsdruck repräsentierendes elektrisches Bremsanforderungssignal und in dem pneumatischen Kanal (124) ein pneumatischer Backupdruck erzeugt wird,
b) einer ersten Steuerelektronik (110), welche abhängig von einem von dem elektrischen Kanal (144) ausgesteuerten Bremsanforderungssignal ein elektrisches Bremssteuersignal aussteuert,
c) wenigstens einem elektropneumatischen Druckregelmodul (100), welches abhängig von dem elektrischen Bremssteuersignal einen Ist-Bremsdruck aussteuert, im Rahmen einer Bremsdruckregelung den Ist-Bremsdruck auf den Soll-Bremsdruck einregelt und diesen in wenigstens einen pneumatischen Bremsaktuator (106) einsteuert, wobei
d) das Druckregelmodul (100) wenigstens eine elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV), wenigstens ein Relaisventil (RLV), wenigstens ein elektromagnetisches Backup-Magnetventil (BV), eine zweite Steuerelektronik (1029 und wenigstens einen Drucksensor (DS) beinhaltet, wobei die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) abhängig von dem elektrischen Bremssteuersignal einen Steuerdruck für einen Steuereingang (126) des Relaisventils (RLV) erzeugt, welches abhängig von dem Steuerdruck einen Ist-Bremsdruck für den wenigstens einen pneumatischen Bremsaktuator (106) erzeugt, welchen der Drucksensor (DS) misst und an die zweite Steuerelektronik (102) des Druckregelmoduls meldet, und wobei
e) die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) und das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) von der zweiten Steuerelektronik (102) elektrisch gesteuert sind, und wobei
f) das elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) mit einem Eingang (134) an den pneumatischen Kanal (124) und mit einem Ausgang (138) an den Steuereingang (126) des Relaisventils (RLV) angeschlossen ist und zwischen einer Durchlassstellung, in welcher der Eingang (134) mit dem Ausgang (138) verbunden ist und einer Sperrstellung, in welcher der Eingang (134) gegenüber dem Ausgang (138) gesperrt ist, schaltbar ist, und wobei
g) die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) den Steuereingang (126) des Relaisventils (RLV) mit einer Drucksenke (140) oder mit einer Druckluftzufuhr (118) verbindet oder von der Drucksenke (140) und von der Druckluftzufuhr (118) absperrt, und wobei
h) ein pneumatischer Backup-Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems wenigstens den pneumatischen Kanal (124) der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114), das Relaisventil (RLV), das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) sowie wenigstens eine den wenigstens einen pneumatischen Kanal (124) mit dem Eingang (134) des wenigstens einen elektromagnetischen Backup-Magnetventils (BV) verbindende pneumatische Leitung (116) umfasst, und wobei
i) ein elektrischer Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems wenigstens den elektrischen Kanal (144) der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114), die erste Steuerelektronik (110), die zweite Steuerelektronik (102), die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV), das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV), das Relaisventil (RLV) und den Drucksensor (DS) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
j) in der ersten Steuerelektronik (110) und/oder in der zweiten Steuerelektronik (102) Testroutinen eines Testmodus implementiert sind, welche ausgebildet sind, dass wenn bei intaktem elektrischem Bremskreis und bei aktiviertem Testmodus die folgenden Testmodus-Bedingungen kumulativ erfüllt sind:
j1) Die Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (136) wird bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug durch den Fahrer derart betätigt, dass eine von einer Notbremsung oder Vollbremsung abweichende Teilbremsung durchgeführt wird, und
j2) eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal (124) erzeugte Backupdruck und einem ersten Druckwert (T1) ist größer als der von dem wenigstens einen Drucksensor (DS) gemessene Ist-Bremsdruck,
k) die Bremsdruckregelung beendet und die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) und das elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) in einen Test-Schaltzustand geschaltet werden, in welchem durch die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) der Steuereingang (126) des Relaisventils (RLV) sowohl von der Druckluftzufuhr (118) als auch von der Drucksenke (140) abgesperrt und das elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) von der Sperrstellung in die Durchlassstellung geschaltet ist, und falls dann
I) der Druckgradient des von dem wenigstens einen Drucksensor (DS) gemessenen Bremsdrucks
11) größer als Null ist, ein einen intakten Backup-Bremskreis repräsentierendes erstes Signal erzeugt wird, oder
12) gleich Null oder kleiner als Null ist, ein einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierendes zweites Signal erzeugt wird, oder
m) eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal erzeugten Backupdruck und einem zweiten Druckwert (T2) größer als der von dem Drucksensor (DS) gemessene Ist-Bremsdruck ist, das einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierende zweite Signal erzeugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein einen Bremsdruck elektronisch regelndes elektropneumatisches Bremssystem (EBS) eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Bremssystem gemäß Anspruch 14.
Wesentlich bei einem Sicherheitskonzept eines einen Bremsdruck elektronisch regelnden elektropneumatischen Bremssystems (EBS) ist, dass die Dichtheit des als dem elektrischen Bremskreis als Sicherheitsebene unterlegten pneumatischen Backup-Bremskreises und insbesondere von dessen pneumatischen Leitungen, insbesondere der von der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung zu dem oder zu den Druckregelmodul(en) und zum Anhängersteuermodul z.B. regelmäßig, beispielsweise einmal je Zündungszyklus zu überprüfen, um sicherzustellen, dass diese Redundanz verfügbar ist.
Derzeit wird ein diesbezüglicher Testmodus nur durchgeführt, wenn der Fahrer im Stand des Fahrzeugs das Bremspedal betätigt. Die geschieht aber oft nicht, wenn entweder eine Hillholder-Funktion oder/und eine Autohold-Funktion aktiv sind, da dann das Fahrzeug automatisch und ohne Bremspedalbetätigung im Stand gehalten wird. Falls eine Hillholder-Funktion oder eine Autohold-Funktion jedoch ständig aktiviert ist, so führt dies in nachteiliger Weise dazu, dass ein Testmodus für den pneumatischen Backup-Bremskreis niemals zur Ausführung kommt.
Es wurden daher Lösungen vorgeschlagen, den Testmodus bereits vor der Aktivierung einer Hillholder- oder Autohold-Funktion durchzuführen. Jedoch verzögert sich dadurch eine Aktivierung der Hillholder- oder Autohold-Funktion, was sich negativ auf die Bedienbarkeit und die Kundenzufriedenheit auswirkt.
DE 199 03 265 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Steuereinrichtung in einem Fahrzeug und DE 35 01 179 A1 eine elektrische Bremsanlage mit einer redundanten pneumatischen Steuerung.
Ein gattungsgemäßes Bremssystem ist beispielsweise aus DE 10 2015 110 386 A1 bekannt. Dort wird anhand eines Kriteriums entschieden, ob der intakte elektrische Bremskreis oder der als Sicherheitsebene unterlegte pneumatische Backup-Bremskreis für eine Bremsdruckregelung herangezogen wird.
Demgegenüber liegt die Aufgabe der Erfindung darin, ein einen Bremsdruck elektronisch regelndes elektropneumatisches Bremssystem (EBS) eines Fahrzeugs der eingangserwähnten Art derart weiterzubilden, dass eine Überprüfung des pneumatischen Bremskreises sichergestellt ist. Weiterhin soll auch ein Fahrzeug mit einem solchen Bremssystem zur Verfügung gestellt werden.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 14 gekennzeichneten Vorrichtungen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem einen Bremsdruck elektronisch regelnden elektropneumatischen Bremssystem (EBS) eines Fahrzeugs, mit

a) einem von einem Fahrer betätigbaren Betriebsbremsbetätigungsorgan einer Betriebsbremsbetätigungseinrichtung, welche einen elektrischen Kanal und wenigstens einen pneumatischen Kanal aufweist, wobei abhängig von der Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans in dem elektrischen Kanal ein einen Soll-Bremsdruck repräsentierendes elektrisches Bremsanforderungssignal und in dem pneumatischen Kanal ein pneumatischer Backupdruck erzeugt wird,
b) einer ersten Steuerelektronik, welche abhängig von einem von dem elektrischen Kanal ausgesteuerten Bremsanforderungssignal ein elektrisches Bremssteuersignal aussteuert,
c) wenigstens einem elektropneumatischen Druckregelmodul, welches abhängig von dem elektrischen Bremssteuersignal einen Ist-Bremsdruck aussteuert, im Rahmen einer Bremsdruckregelung den Ist-Bremsdruck auf den Soll-Bremsdruck einregelt und diesen in wenigstens einen pneumatischen Bremsaktuator einsteuert, wobei
d) das Druckregelmodul wenigstens eine elektromagnetische Steuerventileinrichtung, wenigstens ein Relaisventil, wenigstens ein elektromagnetisches Backup-Magnetventil, eine zweite Steuerelektronik und wenigstens einen Drucksensor beinhaltet, wobei die elektromagnetische Steuerventileinrichtung abhängig von dem elektrischen Bremssteuersignal einen Steuerdruck für einen Steuereingang des Relaisventils erzeugt, welches abhängig von dem Steuerdruck einen Ist-Bremsdruck für den wenigstens einen pneumatischen Bremsaktuator erzeugt, welchen der Drucksensor misst und an die zweite Steuerelektronik des Druckregelmoduls meldet, und wobei
e) die elektromagnetische Steuerventileinrichtung und das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil von der zweiten Steuerelektronik elektrisch gesteuert sind, und wobei
f) das elektromagnetische Backup-Magnetventil mit einem Eingang an den pneumatischen Kanal und mit einem Ausgang an den Steuereingang des Relaisventils angeschlossen ist und zwischen einer Durchlassstellung, in welcher der Eingang mit dem Ausgang verbunden ist und einer Sperrstellung, in welcher der Eingang gegenüber dem Ausgang gesperrt ist, schaltbar ist, und wobei
g) die elektromagnetische Steuerventileinrichtung den Steuereingang des Relaisventils mit einer Drucksenke oder mit einer Druckluftzufuhr verbindet oder von der Drucksenke und von der Druckluftzufuhr absperrt, und wobei
h) ein pneumatischer Backup-Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems wenigstens den pneumatischen Kanal der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung, das Relaisventil, das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil sowie wenigstens eine den wenigstens einen pneumatischen Kanal mit dem Eingang des elektromagnetischen Backup-Magnetventils verbindende pneumatische Leitung umfasst, und wobei
i) ein elektrischer Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems wenigstens den elektrischen Kanal der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung, die erste Steuerelektronik, die zweite Steuerelektronik, die elektromagnetische Steuerventileinrichtung, das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil, das Relaisventil und den Drucksensor umfasst.

Der pneumatische Backup-Bremskreis und der elektrische Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems können sich teilweise überschneiden. Beispielsweise kann das elektromagnetische Backup-Magnetventil aufgrund der Funktionalität, dass es den Backupdruck in seiner unbestromten Durchlassstellung zum Tragen und in seiner bestromten Sperrstellung nicht zum Tragen kommen lässt einerseits dem pneumatischen Backup-Bremskreis und andererseits wegen seiner elektromagnetischen Eigenschaften aber auch dem elektrischen Bremskreis zugeordnet werden. Dasselbe gilt auch für das Relaisventil, welches sowohl von einem elektrisch durch die elektromagnetische Steuerventileinrichtung als auch rein pneumatisch von dem backupdruck gesteuert ist.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass

j) in der ersten Steuerelektronik und/oder in der zweiten Steuerelektronik Testroutinen eines Testmodus implementiert sind, welche ausgebildet sind, dass wenn bei intaktem elektrischem Bremskreis und bei aktiviertem Testmodus die folgenden Testmodus-Bedingungen kumulativ erfüllt sind:
- j1) Die Betriebsbremsbetätigungseinrichtung wird bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug durch den Fahrer derart betätigt, dass eine von einer Notbremsung oder Vollbremsung abweichende Teilbremsung durchgeführt wird, und
- j2) eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal erzeugte Backupdruck und einem ersten Druckwert (T1) ist größer als der von dem wenigstens einen Drucksensor gemessene Ist-Bremsdruck,
k) die Bremsdruckregelung beendet und die elektromagnetische Steuerventileinrichtung und das elektromagnetische Backup-Magnetventil in einen Test-Schaltzustand geschaltet werden, in welchem durch die elektromagnetische Steuerventileinrichtung der Steuereingang des Relaisventils sowohl von der Druckluftzufuhr als auch von der Drucksenke abgesperrt und das elektromagnetische Backup-Magnetventil von der Sperrstellung in die Durchlassstellung geschaltet ist, und falls dann
l) der Druckgradient des von dem wenigstens einen Drucksensor gemessenen Bremsdrucks
- I1) größer als Null ist, ein einen intakten Backup-Bremskreis repräsentierendes erstes Signal erzeugt wird, oder
- I2) gleich Null oder kleiner als Null ist, ein einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierendes zweites Signal erzeugt wird, oder
m) eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal erzeugten Backupdruck und einem zweiten Druckwert (T2) größer als der von dem Drucksensor gemessene Ist-Bremsdruck ist, das einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierende zweite Signal erzeugt wird.

Die Testmodus-Bedingungen sind vorzugsweise ausgebildet, dass die Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans durch den Fahrer wenigstens solange erfolgt, bis das erste Signal oder das zweite Signal erzeugt worden ist. Andernfalls wird der Testmodus beendet.
Eine grundsätzliche Testmodus-Bedingung zum Ausführen der Testroutinen des Testmodus stellt daher dar, dass bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug, d.h. bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als Null das Betriebsbremsbetätigungsorgan, d.h. das Bremspedal der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung vom Fahrer betätigt wird, um einen Backupdruck in dem pneumatischen Backup-Bremskreis und damit auch in den pneumatischen Leitungen zwischen dem pneumatischen Kanal des Betriebsbremsbetätigungsorgans und dem wenigstens einen Druckregelmodul und einem eventuell vorhandenen Anhängersteuermodul zu erzeugen.
Die Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit stammt beispielsweise von Raddrehzahlsensoren des Fahrzeugs, welche beispielsweise einer Bremsschlupfregelung und/oder einer Antriebsschlupfregelung des Bremssystems zugeordnet sind.
Eine weitere grundsätzliche Testmodus-Bedingung stellt das Vorliegen einer Anpassungsbremsung dar, d.h. einer von einer Not- oder Vollbremsung abweichenden Teilbremsung, bei welcher eine Abbremsung oder Bremskraft erreicht wird, welche niedriger ist als die sich aus einer Not- oder Vollbremsung ergebenden maximalen Abbremsung oder Bremskraft. Während einer solchen durch den Fahrer initiierten Anpassungs- oder Teilbremsung kann nach einer gewissen Zeit, in welcher relativ moderat gebremst wird und ein lediglich geringer Radschlupf auf einen hohen Reibwert zwischen den Rädern und der Fahrbahn hindeutet davon ausgegangen werden, dass die Bremsung „unkritisch“ ist.
Gemäß einer weiteren grundsätzlichen Testmodus-Bedingung muss die Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal erzeugten Backupdruck und einem ersten Druckwert T1 größer sein als der von dem wenigstens einen Drucksensor gemessene Ist-Bremsdruck, der dann dem momentan elektrisch ausgesteuerten Bremsdruck entspricht. Dies ist gewöhnlich bei leerem oder gering beladenem Fahrzeug gegeben, weil dann wegen einer bei einem EBS in der Regel vorhandenen lastabhängigen Bremsdruckregelung der in dem elektrischen Bremskreis erzeugte Bremsdruck relativ niedrig ist. Der erste Druckwert T1 ist beispielsweise abhängig von Toleranzen und/oder von alterungsbedingtem Verschleiß des dem pneumatischen Kanal der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung zugeordneten Betriebsbremsventils.
Der der momentanen Pedalstellung des Betriebsbremsbetätigungsorgans entsprechende (Soll-) Backupdruck ist beispielsweise in der Regel in der ersten Steuerelektronik bekannt, z.B. aus einer dort gespeicherten Kennlinie. Alternativ könnte der Backupdruck auch mittels eines zusätzlichen Drucksensors gemessen werden, welcher dann beispielsweise in der pneumatischen Backup-Leitung zwischen dem pneumatischen Kanal der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung und dem Druckregelmodul angeordnet ist.
Eine zusätzliche Testmodus-Bedingung für das Durchführen der Testroutinen des Testmodus kann auch das Vorliegen eines stabilen Fahrzustands herangezogen werden. Zum Feststellen eines stabilen Fahrzustands können Sollwerte oder Sollwertbereiche für den Lenkradwinkel, z. B. eine Geradeausfahrt oder für die Gierrate und/oder für die Querbeschleunigung vorgegeben werden, welche vorliegen müssen und unter welchen ein stabiler Fahrzustand gewährleistet wird.
Vorzugsweise sind die Testroutinen des Testmodus ausgebildet, dass sie falls wenigstens eine der oben aufgeführten Testmodus-Bedingungen nicht erfüllt ist, den Testmodus beenden.
Wenn wenigstens die grundsätzlichen Testmodus-Bedingungen erfüllt sind, dann wird die innerhalb des elektrischen Bremskreises stattfindende Bremsdruckregelung während der durch den Fahrer initiierten laufenden Teilbremsung beendet und das bis dahin in Sperrstellung gehaltene elektromagnetische Backup-Magnetventil in seine Durchgangsstellung geschaltet. Mit anderen Worten wird bei aktivem oder aktiviertem Testmodus während einer laufenden Teilbremsung die mit dem elektrischen Bremskreis und unter Bremsdruckregelung begonnene Teilbremsung fortgeführt, aber eben nicht mehr mit dem elektrischen Bremskreis unter Bremsdruckregelung, sondern ausschließlich mit dem pneumatischen Backup-Bremskreis. Es findet daher im Testmodus während der laufenden Teilbremsung ein vollständiges Umschalten vom elektrischen Bremskreis auf den pneumatischen Backup-Bremskreis statt.
Da die Bremsdruckregelung beendet und die elektromagnetische Steuerventileinrichtung und das elektromagnetische Backup-Magnetventil in einen Test-Schaltzustand geschaltet werden, in welchem durch die elektromagnetische Steuerventileinrichtung der Steuereingang des Relaisventils sowohl von der Druckluftzufuhr als auch von der Drucksenke abgesperrt und das elektromagnetische Backup-Magnetventil von der Sperrstellung in die Durchlassstellung geschaltet ist, steht am Steuereingang und damit in der Steuerkammer des Relaisventils zur Weiterführung der Teilbremsung dann ausschließlich der Backupdruck des pneumatischen Backup-Bremskreises an. Anderseits steht in der Arbeitskammer bzw. am Arbeitsausgang des Relaisventils (noch) der Bremsdruck an, welcher mit Einleitung der Teilbremsung durch den elektrischen Bremskreis erzeugt wurde.
Daher war zeitlich vor dem Einnehmen des Test-Schaltzustands des Backup-Magnetventils und der elektromagnetischen Steuerventileinrichtung noch die Bremsdruckregelung aktiv, weil dann die Teilbremsung noch mit dem elektrischen Bremskreis durchgeführt wird.
Danach findet ein Druckausgleich zwischen der Steuerkammer des Relaisventils des Druckregelmoduls und dem pneumatischen Backup-Bremskreis statt, wobei die Druckreaktion in der Arbeitskammer des Relaisventils, die vom Drucksensor des Druckregelmoduls gemessen wird Rückschlüsse auf den Zustand des pneumatischen Backup-Bremskreises bzw. auf die Höhe des darin geführten Backupdrucks zulässt:

• Wenn der Bremsdruck (signifikant) sinkt, was einem negativen Druckgradienten entspricht, so ist der Backupdruck zu gering, beispielsweise wegen einer Leckage in dem pneumatischen Backup-Bremskreis.
• Wenn der Bremsdruck (signifikant) steigt, was einem positiven Druckgradienten entspricht, so ist der Backupdruck ausreichend, so dass dann von einem intakten pneumatischen Backup-Bremskreis ohne Leckagen auszugehen ist.
• Wenn der Bremsdruck dagegen unverändert ist, so ist von einer Blockade im pneumatischen Backup-Bremskreis auszugehen, insbesondere dann wenn eine Differenz zwischen dem Backupdruck und dem gemessenen Ist-Bremsdruck (deutlich) größer als die Hysterese des Relaisventils des Druckregelmoduls ist.

Wenn ein (großer) negativer Druckgradient im pneumatischen Bremskreis auf eine große Leckage hindeutet, wird das Backup-Magnetventil möglichst schnell wieder in seine Sperrstellung geschaltet, um einen Verlust an Bremskraft noch während der laufenden Teilbremsung zu verhindern.
Ein Erzeugen des zweiten Signals im Laufe der Testroutinen deutet daher auf Leckagen oder Verstopfungen im pneumatischen Bremskreis hin, wobei das zweite Signal dann bevorzugt dem Fahrer mittels einer Anzeigeeinrichtung als Fehlermeldung optisch und/oder akustisch mitgeteilt wird, um den oder die Fehler in einer Werkstatt beheben zu lassen.
Das Überströmen des höheren im elektrischen Bremskreis erzeugten Bremsdrucks im Druckregelmodul zur pneumatischen Backupleitung hat eine geringe Änderung der Bremskraft zur Folge, welche abhängig von Druck, Hysterese, Bremsfaktor usw. ist, und welche zu einer geringen Änderung der Abbremsung führen kann. Diese geringe Änderung kann aber vom Fahrer leicht durch eine geringfügige Nach-Betätigung des Bremspedals während der laufenden Teilbremsung ausgeglichen werden.
Um einen beim Umschalten vom Bremsen mit dem elektrischen Bremskreis unter Bremsdruckregelung auf das Bremsen mit dem pneumatischen Backup-Bremskreis während der Teilbremsung eventuell auftretenden Ruck zu vermeiden, kann das Durchführen oder Aktivieren des Testmodus auch mit einem Schaltvorgang eines manuellen oder automatischen Getriebes synchronisiert werden.
Der Testmodus erfordert keine zusätzlichen Aktionen wie z.B. ein Betätigen des Bremspedals kurz nach einem Einschalten der Zündung oder ein längeres Warten im Fahrzeugstillstand mit betätigtem Bremspedal, welche zu einer negativen Akzeptanz durch den Fahrer führen können.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen liegt demgegenüber darin, dass der Testmodus bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug und während einer ordentlichen, d.h. eigentlich lediglich zum Teilbremsen vorgesehenen Aktion ausgeführt wird, ohne dass die Ausführung des Testmodus durch automatische Haltefunktionen oder ohne Zutun des Fahrers ausgelöste Bremseingriffe beispielsweise durch Fahrerassistenzsysteme beeinflusst wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
Der erste Druckwert T1 und der zweite Druckwert T2 können Werte darstellen, welche abhängig von Toleranzen des wenigstens einen pneumatischen Kanals des Betriebsbremsbetätigungseinrichtung sind. Weiterhin können der erste Druckwert T1 und der zweite Druckwert T2 abhängig von einer Betätigung der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung oder aber auch Konstanten sein. Insbesondere kann der zweite Druckwert T2 größer als der erste Druckwert T1 sein.
Gemäß einer Weiterbildung kann (können) die erste Steuerelektronik und/oder die zweite Steuerelektronik ausgebildet sein, dass der in dem pneumatischen Kanal erzeugte Backupdruck anhand einer vorgegebenen und gespeicherten Backupdruck-Kennlinie ermittelt wird, welche die Abhängigkeit des Backupdrucks von der Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung darstellt.
Weiterhin kann der elektrische Kanal der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung eine Sensoreinrichtung aufweisen, welche die Betätigung des Betätigungsorgans der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung erfasst und das der Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans entsprechende elektrische Bremsanforderungssignal erzeugt.
Bevorzugt kann die elektromagnetische Steuerventileinrichtung wenigstens ein elektromagnetisches Auslassventil und wenigstens ein elektromagnetisches Einlassventil beinhalten, beispielsweise jeweils als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet. Jedoch kann die elektromagnetische Steuerventileinrichtung beliebig ausgebildet sein und beispielsweise auch ein 3/2-Wege-Magnetventil oder ein elektrisches Proportionalventil beinhalten, sofern sie nur den Steuerdruck am Steuereingang des Relaisventils modulieren kann, um einen entsprechenden Bremsdruck am Arbeitsausgang bzw. in der Arbeitskammer des Relaisventils zu erzeugen. Gleichzeitig muss eine Einflussnahme auf den Steuereingang des Relaisventils durch die elektromagnetische Steuerventileinrichtung unterbunden werden können, um im Rahmen des Testmodus von dem elektrischen Bremskreis (vollständig) auf den pneumatischen Backup-Bremskreis umschalten zu können.
Insbesondere kann der Testmodus automatisch, beispielsweise nach einer bestimmten Anzahl von (Teil-)Bremsungen oder auch bei einer bestimmten, z.B. bei der ersten Teilbremsung nach dem Einschalten der Zündung und/oder auch etwa durch eine Betätigung eines (separaten) Testmodus-Betätigungsorgans aktiviert werden.
Bevorzugt sind die Testroutinen des Testmodus ausgebildet, dass sie zeitlich nach Erzeugen des ersten Signals oder des zweiten Signals das elektromagnetische Backup-Magnetventil von der Durchlassstellung in die Sperrstellung zurückschalten, die Bremsdruckregelung wieder aktivieren und den Testmodus beenden.
Wie oben bereits angedeutet, kann das erste Signal und/oder das zweite Signal in einem Speicher speicherbar und/oder auslesbar und/oder an einer Anzeigeeinrichtung anzeigbar sein.
Weiterhin kann die erste Steuerelektronik eine zentrale Steuerelektronik des gesamten Bremssystems sein, welche mit der zweiten (lokalen) Steuerelektronik des wenigstens einen Druckregelmoduls kommuniziert. Die zentrale Steuerelektronik steuert dann abhängig von dem Bremsanforderungssignal jeweils die zweite Steuerelektronik mehrerer Druckregelmodule des Bremssystems über individuell erzeugte Bremssteuersignale an, in welchen weitere, über Sensoren bezogene Informationen enthalten sind wie beispielsweise eine Achslastinformation der betreffenden Achse, an welcher das betreffende Druckregelmodul oder die betreffenden Druckregelmodul(e) angeordnet ist (sind).
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug mit einem hierin beschriebenen Bremssystem.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines einen Bremsdruck elektronisch regelndes elektropneumatischen Bremssystems (EBS) eines Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung eines Druckregelmoduls des Bremssystems (EBS) von 1;
3 eine Kennlinie, in welcher die Abhängigkeit des Backupdrucks eines pneumatischen Backup-Bremskreises des Bremssystems (EBS) gemäß 1 von dem Pedalweg dargestellt ist;
4 einen Ablaufplan einer Testroutine eines Testmodus zum Testen des pneumatischen Backup-Bremskreises des Bremssystems (EBS) von 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 stellt ein einen Bremsdruck elektronisch regelndes elektropneumatisches Bremssystems (EBS) eines Nutzfahrzeugs gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schematisch dar. Das Bremssystem umfasst ein elektropneumatisches Druckregelmodul 100 mit einer zweiten Steuerelektronik 102 und einer elektromagnetischen Steuerventileinrichtung 104 zum Steuern und Regeln eines Bremsdrucks für einen pneumatischen Bremsaktuator 106 des Fahrzeugs.
Die zweite Steuerelektronik 102 ist ausgebildet, um den Bremsdruck nach einem Sollwert einzuregeln, den die zweite Steuerelektronik 102 gemäß diesem Ausführungsbeispiel über einen Bremsen-CAN 108 von einer zentralen ersten Steuerelektronik 110 (EBS_ECU) des Bremssystems (EBS) erhält. Die erste Steuerelektronik 110 ist über eine elektrische Leitung 122 mit einem Sollwertaufnehmer 112 eines elektrischen Kanals 144 eines Fußbremsmoduls 114 des Nutzfahrzeugs verbunden. Auf diese Weise kann eine von dem Fahrer des Fahrzeugs über das Fußbremsmodul 114 angeforderte Bremsanforderung von dem Sollwertaufnehmer 112 erfasst und über die elektrische Leitung 122 als Bremsanforderungssignal in die erste Steuerelektronik 110 und von dort als Bremssteuersignal über den Bremsen-CAN 108 an die zweite Steuerelektronik 102 des Druckregelmoduls 100 weitergeleitet werden. Die zweite Steuerelektronik 102 ist ausgebildet, um einen dem Bremssteuersignal entsprechenden Bremsdruck für den Bremsaktuator 106 auszusteuern, welcher hier beispielsweise in einem pneumatischen Bremszylinder besteht, der eine Radbremse 120 zuspannt oder löst.
Das Fußbremsmodul 114 ist über eine pneumatische Backupleitung 116 mit einem Eingang 134 eines Backup-Magnetventils BV des Druckregelmoduls 100 verbunden. Im Fehlerfall wird von einem Normalbetriebsmodus, in dem der Bremsdruck unter Verwendung der zweiten Steuerelektronik 102 und der elektromagnetischen Steuereinrichtung 104 bereitgestellt wird, in einen Backupbetriebsmodus umgeschaltet, in dem eine pneumatische Sollwertübermittlung direkt von einem pneumatischen Kanal 124 des Fußbremsmoduls 114 zum Druckregelmodul 100 erfolgt.
In 1 ist ferner ein Druckluft-Vorratsbehälter 118 zum Bereitstellen eines Vorratsdrucks gezeigt, aus welchem in dem pneumatischen Kanal 124 des Fußbremsmoduls 114 der Backupdruck für den pneumatischen Bremsaktuator erzeugt wird. Der pneumatische Kanal 124 des Fußbremsmoduls 114 enthält hierzu ein an sich bekanntes pneumatisch-mechanisches Betriebsbremsventil.
Gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das elektropneumatische Druckregelmodul 100 ein Relaisventil RLV auf, welches einen zu einer hier nicht gezeigten Steuerkammer führenden Steuereingang 126, einen mit einer Arbeitskammer verbundenen Arbeitsausgang 128 sowie einen Vorratseingang 130 aufweist, der wiederum über eine Vorratsleitung 132 mit dem Druckluft-Vorratsbehälter 118 verbunden ist.
Andererseits beinhaltet das Druckregelmodul 100 auch das elektromagnetische Backup-Magnetventil BV, dessen Eingang 134 an die pneumatische Backupleitung 116 angeschlossen ist, in welcher der vom pneumatischen Kanal 124 im Betriebsbremsventil geführte Backupdruck ansteht, wenn ein Bremspedal 136 des Fußbremsmoduls 114 betätigt wird. Der pneumatische Kanal 124 ist dann eingangsseitig an die Vorratsleitung 132 und ausgangsseitig an die pneumatische Backupleitung 116 angeschlossen.
Ein Ausgang 138 des Backup-Magnetventils BV ist mit dem Steuereingang 126 des Relaisventils RLV verbunden, an welchen ebenfalls ein Einlass-Magnetventil EV und ein Auslass-Magnetventil AV der elektromagnetischen Steuerventileinrichtung 104 pneumatisch angeschlossen sind.
Die elektromagnetische Steuerventileinrichtung 104 enthält daher hier beispielsweise eine Kombination aus einem Einlass-Magnetventil EV und einem Auslass-Magnetventil AV, jeweils als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet, welche Schaltstellungen aufweisen, in denen der Steuereingang 126 des Relaisventils RLV entweder mit einer Drucksenke SD, der Vorratsleitung 132 verbunden ist oder eine solche Verbindung abgesperrt ist. Die elektromagnetische Steuerventileinrichtung EV, AV sowie das Backup-Magnetventil BV werden elektrisch durch die zweite Steuerelektronik 102 gesteuert.
Weiterhin ist der Arbeitsausgang 128 des Relaisventils RLV einerseits mit einem Drucksensor DS in Verbindung, welcher ein dem dort gemessenen Bremsdruck entsprechendes elektrisches Signal in die zweite Steuerelektronik 102 einsteuert. Andererseits ist der Arbeitsausgang 128 des Relaisventils RLV an Bremsdruckleitungen 142 angeschlossen, von welchen jeweils eine Bremsdruckleitung 142 einen Bremsaktuator 106 be- oder entlüftet. Ein Druckregelmodul 100 kann aber auch lediglich einen einzigen Bremsaktuator 106 be- oder entlüften.
Ob der in der Bremsdruckleitung 142 anstehende Bremsdruck elektrisch geregelt oder pneumatisch gesteuert wird, ist wird durch die Schaltstellung des Backup-Magnetventils BV bestimmt, welches wie in 2 gezeigt, unbestromt in seiner Durchlassstellung seinen Eingang 134 mit seinem Ausgang 138 verbindet und welches bestromt diese Verbindung in einer Sperrstellung sperrt.
Befindet sich daher das Backup-Magnetventil BV in seiner bestromten Sperrstellung, so wird der in der Backupleitung 116 geführte Backupdruck gegenüber dem Steuereingang 126 des Relaisventils RLV abgesperrt. Dann wird der Ist-Bremsdruck in der Arbeitskammer des Relaisventils RLV, welcher durch den Drucksensor DS gemessen wird, auf den Soll-Bremsdruck elektrisch eingeregelt, welcher anhand des in die zweite Steuerelektronik 102 eingesteuerten Bremssteuersignals gebildet wird. Hierzu steuert die zweite Steuerelektronik 102 das Einlass-Magnetventil EV und das Auslass-Magnetventil AV entsprechend an. Das Relaisventil RLV moduliert dann aus dem an seinem Steuereingang 126 anstehenden Steuerdruck in seiner Arbeitskammer und an seinem Arbeitsausgang einen entsprechend mengenverstärkten Bremsdruck.
Insgesamt ist daher ein pneumatischer Backup-Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems vorhanden, welcher wenigstens den pneumatischen Kanal 124 des Fußbremsmoduls 114, das Relaisventil RLV, das Backup-Magnetventil BV sowie die pneumatische Backupleitung 116 umfasst.
Weiterhin ist ein elektrischer Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems vorhanden, welcher den elektrischen Kanal 144 des Fußbremsmoduls 114, die erste Steuerelektronik 110, die zweite Steuerelektronik 102, die elektromagnetische Steuerventileinrichtung EV, AV, das Relaisventil RLV und den Drucksensor DS umfasst.
Im normalen Bremsbetrieb priorisiert wird der elektrische Bremskreis, weil dieser die oben beschriebene Bremsdruckregelung zur Verfügung stellt. Fällt aber der vorrangige elektrische Bremskreis aus, beispielsweise bei einem Stromausfall oder einem Fehler in der ersten Steuerelektronik und/oder in der zweiten Steuerelektronik, so wird das Backup-Magnetventil BV nicht mehr bestromt und schaltet federbelastet von der bestromten Sperrstellung in seine Durchlassstellung um. Dann wird der Steuereingang 126 des Relaisventils RLV direkt mit dem in der Backupleitung 116 geführten Backupdruck beaufschlagt, so dass dann der am Arbeitsausgang 128 des Relaisventils RLV ausgesteuerte Bremsdruck von dem im pneumatischen Backup-Bremskreis geführten Backupdruck abgeleitet wird. Eine Bremsdruckregelung ist dann indes nicht mehr möglich.
Vorzugsweise in der ersten Steuerelektronik sind Testroutinen eines Testmodus implementiert sind. Diese Testroutinen werden ausgeführt, wenn wenigstens die folgenden Testmodus-Bedingungen kumulativ erfüllt sind:

- Das Fußbremsmodul 114 wird bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug durch den Fahrer derart betätigt, dass eine von einer Notbremsung oder Vollbremsung abweichende Teilbremsung durchgeführt wird, und
- eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal 124 erzeugte Backupdruck und einem ersten Druckwert T1 ist größer als der von dem Drucksensor DS gemessene Ist-Bremsdruck.

Sind wenigstens diese Testmodus-Bedingungen erfüllt, so wird die innerhalb des elektrischen Bremskreises vonstatten gehende Bremsdruckregelung beendet und die elektromagnetische Steuerventileinrichtung EV, AV und das elektromagnetische Backup-Magnetventil BV in einen Test-Schaltzustand geschaltet werden, in welchem durch die elektromagnetische Steuerventileinrichtung EV, AV der Steuereingang 126 des Relaisventils RLV sowohl von dem Druckluft-Vorratsbehälter 118 als auch von der Drucksenke 140 abgesperrt und das elektromagnetische Backup-Magnetventil BV von der Sperrstellung in die Durchlassstellung geschaltet ist.
Wenn dann der Druckgradient des von dem Drucksensor DS gemessenen Bremsdrucks größer als Null ist, dann wird ein einen intakten Backup-Bremskreis repräsentierendes erstes Signal erzeugt. Wenn aber der Druckgradient des von dem Drucksensor DS gemessenen Bremsdrucks gleich Null oder kleiner als Null ist, wird ein einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierendes zweites Signal erzeugt.
Falls alternativ eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal 124 erzeugten Backupdruck und einem zweiten Druckwert T2 größer als der von dem Drucksensor DS gemessene Ist-Bremsdruck ist, so wird das einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierende zweite Signal erzeugt.
Die Testmodus-Bedingungen sind vorzugsweise ausgebildet, dass die Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans durch den Fahrer wenigstens solange erfolgt, bis das erste Signal oder das zweite Signal erzeugt worden ist. Andernfalls wird der Testmodus beendet.
Eine grundsätzliche Testmodus-Bedingung zum Ausführen der Testroutinen des Testmodus stellt daher dar, dass bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug, d.h. bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als Null das Bremspedal 136 des Fußbremsmoduls 114 vom Fahrer betätigt wird, um einen Backupdruck in dem pneumatischen Backup-Bremskreis und damit auch in der Backupleitung 116 zwischen dem pneumatischen Kanal 124 und dem Druckregelmodul 100 erzeugen zu können.
Die Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit stammt beispielsweise von Raddrehzahlsensoren des Fahrzeugs, welche beispielsweise einer Bremsschlupfregelung und/oder einer Antriebsschlupfregelung des Bremssystems zugeordnet sind.
Eine weitere grundsätzliche Testmodus-Bedingung stellt das Vorliegen einer Anpassungsbremsung dar, d.h. einer von einer Not- oder Vollbremsung abweichenden Teilbremsung, bei welcher eine Abbremsung oder Bremskraft erreicht wird, welche niedriger ist als die sich aus einer Not- oder Vollbremsung ergebenden maximalen Abbremsung oder Bremskraft. Während einer solchen durch den Fahrer initiierten Anpassungs- oder Teilbremsung kann nach einer gewissen Zeit, in welcher relativ moderat gebremst wird und ein lediglich geringer Radschlupf auf einen hohen Reibwert zwischen den Rädern und der Fahrbahn hindeutet davon ausgegangen werden, dass die Bremsung „unkritisch“ ist.
Gemäß einer weiteren grundsätzlichen Testmodus-Bedingung muss die Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal 124 erzeugten Backupdruck und einem ersten Druckwert T1 größer sein als der von dem wenigstens einen Drucksensor DS gemessene Ist-Bremsdruck, der dann dem momentan elektrisch ausgesteuerten Bremsdruck entspricht. Dies ist gewöhnlich bei leerem oder gering beladenem Fahrzeug gegeben, weil dann wegen einer bei einem EBS in der Regel vorhandenen lastabhängigen Bremsdruckregelung der in dem elektrischen Bremskreis erzeugte Bremsdruck relativ niedrig ist.
3 zeigt eine Kennlinie, in welcher die Abhängigkeit des Backupdrucks des pneumatischen Backup-Bremskreises vom Pedalweg oder vom Pedalwinkel dargestellt ist. Dort ist der erste Druckwert T1 zu erkennen, welcher beispielsweise abhängig von Toleranzen und/oder von alterungsbedingtem Verschleiß des dem pneumatischen Kanal 124 des Fußbremsmoduls 114 zugeordneten Betriebsbremsventils sowie von Toleranzen und Hysterese ist. Die in 3 durchgezogene Linie stellt beispielsweise die Kennlinie für ein noch nicht verschlissenes Betriebsbremsventil und die gestrichelt gezeichneten Linien die Kennlinien für ein einen gewissen Verschleiß aufweisendes Betriebsbremsventil dar.
Der der momentanen Pedalstellung des Bremspedals 136 entsprechende (Soll-)Backupdruck ist beispielsweise in der ersten Steuerelektronik 110 bekannt, z.B. aus der dort gespeicherten Kennlinie gemäß 3.
Eine zusätzliche Testmodus-Bedingung für das Durchführen der Testroutinen des Testmodus kann auch das Vorliegen eines stabilen Fahrzustands herangezogen werden. Zum Feststellen eines stabilen Fahrzustands können Sollwerte oder Sollwertbereiche für den Lenkradwinkel, z. B. eine Geradeausfahrt oder für die Gierrate und/oder für die Querbeschleunigung vorgegeben werden, welche vorliegen müssen und unter welchen ein stabiler Fahrzustand gewährleistet wird. Die entsprechenden Daten werden anhand von Sensoren gewonnen und ebenfalls in die erste Steuerelektronik 102 eingesteuert.
Vorzugsweise sind die Testroutinen des Testmodus ausgebildet, dass sie falls wenigstens eine der oben aufgeführten Testmodus-Bedingungen nicht erfüllt ist, den Testmodus beenden.
Wenn wenigstens die grundsätzlichen Testmodus-Bedingungen erfüllt sind, dann wird die innerhalb des elektrischen Bremskreises stattfindende Bremsdruckregelung während der durch den Fahrer initiierten laufenden Teilbremsung beendet und das bis dahin in Sperrstellung gehaltene elektromagnetische Backup-Magnetventil BV in seine Durchgangsstellung geschaltet. Mit anderen Worten wird bei aktivem oder aktiviertem Testmodus während einer laufenden Teilbremsung die mit dem elektrischen Bremskreis und unter Bremsdruckregelung begonnene Teilbremsung fortgeführt, aber eben nicht mehr mit dem elektrischen Bremskreis unter Bremsdruckregelung, sondern ausschließlich mit dem pneumatischen Backup-Bremskreis. Es findet daher im Testmodus während der laufenden Teilbremsung ein vollständiges Umschalten vom elektrischen Bremskreis auf den pneumatischen Backup-Bremskreis statt.
Im Gegensatz zu der oben beschriebenen fehlerbedingten Umschaltung von dem elektrischen Bremskreis auf den pneumatischen Backup-Bremskreis erfolgt im Rahmen des Testmodus eine solche Umschaltung eben nicht aufgrund eines Fehlers im elektrischen Bremskreis sondern alleine zum Zwecke eines Tests, ob der pneumatische Backup-Bremskreis verfügbar und funktionsfähig ist. Im Testmodus wird daher davon ausgegangen, dass der elektrische Bremskreis keine Fehler aufweist.
Da die Bremsdruckregelung beendet und die elektromagnetische Steuerventileinrichtung EV, AV und das elektromagnetische Backup-Magnetventil BV in einen Test-Schaltzustand geschaltet werden, in welchem wie in 2 gezeigt durch die elektromagnetische Steuerventileinrichtung EV, AV der Steuereingang des Relaisventils sowohl von dem Druckluft-Vorratsbehälter 118 als auch von der Drucksenke 140 abgesperrt und das elektromagnetische Backup-Magnetventil BV von der Sperrstellung in die Durchlassstellung geschaltet ist, steht am Steuereingang 126 und damit in der Steuerkammer des Relaisventils RLV zur Weiterführung der Teilbremsung dann ausschließlich der Backupdruck des pneumatischen Backup-Bremskreises an. Anderseits steht in der Arbeitskammer bzw. am Arbeitsausgang des Relaisventils (noch) der Bremsdruck an, welcher mit Einleitung der Teilbremsung durch den elektrischen Bremskreis erzeugt wurde.
Daher war zeitlich vor dem Einnehmen des Test-Schaltzustands des Backup-Magnetventils BV und der elektromagnetischen Steuerventileinrichtung EV, AV noch die Bremsdruckregelung aktiv, weil dann die Teilbremsung noch mit dem elektrischen Bremskreis durchgeführt wird.
Danach findet ein Druckausgleich zwischen der Steuerkammer des Relaisventils RLV des Druckregelmoduls 100 und dem pneumatischen Backup-Bremskreis statt, wobei die Druckreaktion in der Arbeitskammer des Relaisventils RLV, die vom Drucksensor DS des Druckregelmoduls 100 gemessen wird Rückschlüsse auf den Zustand des pneumatischen Backup-Bremskreises bzw. auf die Höhe des darin geführten Backupdrucks zulässt:

• Wenn der Bremsdruck (signifikant) sinkt, was einem negativen Druckgradienten entspricht, so ist der Backupdruck zu gering, beispielsweise wegen einer Leckage in dem pneumatischen Backup-Bremskreis.
• Wenn der Bremsdruck (signifikant) steigt, was einem positiven Druckgradienten entspricht, so ist der Backupdruck ausreichend, so dass dann von einem intakten pneumatischen Backup-Bremskreis ohne Leckagen auszugehen ist.
• Wenn der Bremsdruck dagegen unverändert ist, so ist von einer Blockade im pneumatischen Backup-Bremskreis auszugehen, insbesondere dann wenn eine Differenz zwischen dem Backupdruck und dem gemessenen Ist-Bremsdruck (deutlich) größer als die Hysterese des Relaisventils RLV des Druckregelmoduls 100 ist.

Wenn ein (großer) negativer Druckgradient im pneumatischen Bremskreis auf eine große Leckage hindeutet, wird das Backup-Magnetventil BV möglichst schnell wieder in seine Sperrstellung geschaltet, um einen Verlust an Bremskraft noch während der laufenden Teilbremsung zu verhindern.
Ein Erzeugen des zweiten Signals im Laufe der Testroutinen deutet daher auf Leckagen oder Verstopfungen im pneumatischen Bremskreis hin, wobei das zweite Signal dann bevorzugt dem Fahrer mittels einer Anzeigeeinrichtung 146 als Fehlermeldung optisch und/oder akustisch mitgeteilt wird, um den oder die Fehler in einer Werkstatt beheben zu lassen.
Das Überströmen des höheren im elektrischen Bremskreis erzeugten Bremsdrucks im Druckregelmodul 100 zur pneumatischen Backupleitung 116 hat eine geringe Änderung der Bremskraft zur Folge, welche abhängig von Druck, Hysterese, Bremsfaktor usw. ist, und welche zu einer geringen Änderung der Abbremsung führen kann. Diese geringe Änderung kann aber vom Fahrer leicht durch eine geringfügige Nach-Betätigung des Bremspedals 136 während der laufenden Teilbremsung ausgeglichen werden.
Um einen beim Umschalten vom Bremsen mit dem elektrischen Bremskreis unter Bremsdruckregelung auf das Bremsen mit dem pneumatischen Backup-Bremskreis während der Teilbremsung eventuell auftretenden Ruck zu vermeiden, kann das Durchführen oder Aktivieren des Testmodus auch mit einem Schaltvorgang eines manuellen oder automatischen Getriebes synchronisiert werde
In 4 ist der Ablauf der Testroutine des Testmodus gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
Im Schritt 200 (Start) wird der Testmodus beispielsweise nach einer bestimmten Anzahl von (Teil-)Bremsungen oder auch bei einer bestimmten, z.B. bei der ersten Teilbremsung nach dem Einschalten der Zündung und/oder auch etwa durch eine Betätigung eines (separaten) Testmodus-Betätigungsorgans aktiviert.
Im Schritt 202 wird dann abgefragt, ob der Testmodus bereits beispielsweise innerhalb eines bestimmten vergangenen Zeitraums oder nach dem Einschalten der Zündung bereits durchlaufen wurde. Ist dies der Fall, so wird der Testmodus beendet (Ende).
Andernfalls wird anhand von Testmodus-Bedingungen im Schritt 204 geprüft, ob das Bremspedal 136 bei in Fahrt befindlichem Nutzfahrzeug durch den Fahrer derart betätigt wurde, dass eine von einer Notbremsung oder Vollbremsung abweichende Teilbremsung durchgeführt wird, und weiterhin ob eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal erzeugte Backupdruck und dem ersten Druckwert T1 größer ist als der von dem Drucksensor DS gemessene Ist-Bremsdruck. Ist dies nicht der Fall, so wird der Testmodus beendet (Ende). Andernfalls können in Schritt 206 optional noch weitere Testmodus-Bedingungen geprüft, beispielsweise, ob ein stabiler Fahrzustand vorliegt. Zum Feststellen eines stabilen Fahrzustands können Sollwerte oder Sollwertbereiche für den Lenkradwinkel, z. B. eine Geradeausfahrt oder für die Gierrate und/oder für die Querbeschleunigung vorgegeben werden, welche vorliegen müssen und unter welchen ein stabiler Fahrzustand gewährleistet wird. Sind diese weiteren Testmodus-Bedingungen nicht erfüllt, so wird der Testmodus beendet (Ende).
Sind hingegen alle Testmodus-Bedingungen erfüllt, so wird in einem nachfolgenden Schritt 208 die zu Beginn der Teilbremsung noch ausgeführte Bremsdruckregelung in dem elektrischen Bremskreis dadurch beendet, dass die elektromagnetische Steuerventileinrichtung 104 hier in Form des Einlass-Magnetventils EV und des Auslass-Magnetventils AV den Steuereingang 126 des Relaisventils RLV sowohl von dem Druckluft-Vorratsbehälter 118 als auch von der Drucksenke 140 abtrennt und dann das Backup-Magnetventil BV von der bisherigen Sperrstellung in Durchlassstellung schaltet, wie in 2 gezeigt ist.
In einem nachfolgenden Schritt 210 wird geprüft, ob der vom Drucksensor DS gemessene Bremsdruck steigt, was einem positiven Druckgradienten entspricht. Ist dies der Fall, so wird der Backupdruck als ausreichend bewertet, so dass dann von einem intakten pneumatischen Backup-Bremskreis ohne Leckagen auszugehen ist. Dann wird in einem Schritt 212 das erste Signal erzeugt, welches einen intakten pneumatischen Backup-Bremskreis repräsentiert.
Ist dies jedoch nicht der Fall, so wird auf einen Schritt 214 verzweigt, in welchem abgefragt wird, ob der vom Drucksensor DS gemessene Bremsdruck (signifikant) sinkt, was einem negativen Druckgradienten entspricht. Ist dies der Fall, so ist davon auszugehen, dass der Backupdruck zu gering ist, beispielsweise wegen einer Leckage in dem pneumatischen Backup-Bremskreis. Dann wird in einem Schritt 216 das zweite Signal erzeugt, welches einen defekten pneumatischen Backup-Bremskreis repräsentiert.
Ist dies jedoch nicht der Fall, so wird auf einen Schritt 218 verzweigt, in welchem abgefragt wird, ob eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal 124 erzeugten Backupdruck und dem zweiten Druckwert T2 größer als der von dem Drucksensor DS gemessene Ist-Bremsdruck ist. Der zweite Druckwert T2 ist beispielsweise ebenfalls abhängig von dem Verschleißzustand des Betriebsbremsventils im pneumatischen Kanal 124 sowie von Toleranzen und Hysterese. Ist dies der Fall, so wird in einem nachfolgenden Schritt 220 das einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierende zweite Signal erzeugt.
Nach dem fallweisen Erzeugen des ersten Signals oder des zweiten Signals wird in einem Schritt 222 das Backup-Magnetventil BV von der Durchlassstellung in seine Sperrstellung zurück geschaltet und die Bremsdruckregelung innerhalb des elektrischen Kreises fortgesetzt.
Alle Schritte 200 bis 222 der Testroutine des Testmodus werden vorzugsweise alle innerhalb einer einzigen Teilbremsung oder Anpassungsbremsung durchlaufen.
Bezugszeichenliste

100: elektro-pneumatisches Druckregelmodul
102: zweite Steuerelektronik
104: elektromagnetische Steuereinrichtung
106: Bremsaktuator
108: Bremsen-CAN
110: erste Steuerelektronik
112: Sollwertaufnehmer
114: Fußbremsmodul
116: pneumatische Backupleitung
118: Druckluft-Vorratsbehälter
120: Radbremse
122: elektr. Leitung
124: pneumatischer Kanal
126: Steuereingang
128: Arbeitsausgang
130: Vorratseingang
132: Vorratsleitung
134: Eingang
136: Bremspedal
138: Ausgang
140: Drucksenke
142: Bremsdruckleitung
144: elektr. Kanal
146: Anzeigeeinrichtung

Claims

Einen Bremsdruck elektronisch regelndes elektropneumatisches Bremssystem (EBS) eines Fahrzeugs, mit a) einem von einem Fahrer betätigbaren Betriebsbremsbetätigungsorgan (136) einer Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114), welche einen elektrischen Kanal (144) und wenigstens einen pneumatischen Kanal (124) aufweist, wobei abhängig von der Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans (136) in dem elektrischen Kanal (144) ein einen Soll-Bremsdruck repräsentierendes elektrisches Bremsanforderungssignal und in dem pneumatischen Kanal (124) ein pneumatischer Backupdruck erzeugt wird, b) einer ersten Steuerelektronik (110), welche abhängig von einem von dem elektrischen Kanal (144) ausgesteuerten Bremsanforderungssignal ein elektrisches Bremssteuersignal aussteuert, c) wenigstens einem elektropneumatischen Druckregelmodul (100), welches abhängig von dem elektrischen Bremssteuersignal einen Ist-Bremsdruck aussteuert, im Rahmen einer Bremsdruckregelung den Ist-Bremsdruck auf den Soll-Bremsdruck einregelt und diesen in wenigstens einen pneumatischen Bremsaktuator (106) einsteuert, wobei d) das Druckregelmodul (100) wenigstens eine elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV), wenigstens ein Relaisventil (RLV), wenigstens ein elektromagnetisches Backup-Magnetventil (BV), eine zweite Steuerelektronik (1029 und wenigstens einen Drucksensor (DS) beinhaltet, wobei die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) abhängig von dem elektrischen Bremssteuersignal einen Steuerdruck für einen Steuereingang (126) des Relaisventils (RLV) erzeugt, welches abhängig von dem Steuerdruck einen Ist-Bremsdruck für den wenigstens einen pneumatischen Bremsaktuator (106) erzeugt, welchen der Drucksensor (DS) misst und an die zweite Steuerelektronik (102) des Druckregelmoduls meldet, und wobei e) die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) und das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) von der zweiten Steuerelektronik (102) elektrisch gesteuert sind, und wobei f) das elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) mit einem Eingang (134) an den pneumatischen Kanal (124) und mit einem Ausgang (138) an den Steuereingang (126) des Relaisventils (RLV) angeschlossen ist und zwischen einer Durchlassstellung, in welcher der Eingang (134) mit dem Ausgang (138) verbunden ist und einer Sperrstellung, in welcher der Eingang (134) gegenüber dem Ausgang (138) gesperrt ist, schaltbar ist, und wobei g) die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) den Steuereingang (126) des Relaisventils (RLV) mit einer Drucksenke (140) oder mit einer Druckluftzufuhr (118) verbindet oder von der Drucksenke (140) und von der Druckluftzufuhr (118) absperrt, und wobei h) ein pneumatischer Backup-Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems wenigstens den pneumatischen Kanal (124) der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114), das Relaisventil (RLV), das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) sowie wenigstens eine den wenigstens einen pneumatischen Kanal (124) mit dem Eingang (134) des wenigstens einen elektromagnetischen Backup-Magnetventils (BV) verbindende pneumatische Leitung (116) umfasst, und wobei i) ein elektrischer Bremskreis des elektropneumatischen Bremssystems wenigstens den elektrischen Kanal (144) der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114), die erste Steuerelektronik (110), die zweite Steuerelektronik (102), die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV), das wenigstens eine elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV), das Relaisventil (RLV) und den Drucksensor (DS) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass j) in der ersten Steuerelektronik (110) und/oder in der zweiten Steuerelektronik (102) Testroutinen eines Testmodus implementiert sind, welche ausgebildet sind, dass wenn bei intaktem elektrischem Bremskreis und bei aktiviertem Testmodus die folgenden Testmodus-Bedingungen kumulativ erfüllt sind: j1) Die Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (136) wird bei in Fahrt befindlichem Fahrzeug durch den Fahrer derart betätigt, dass eine von einer Notbremsung oder Vollbremsung abweichende Teilbremsung durchgeführt wird, und j2) eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal (124) erzeugte Backupdruck und einem ersten Druckwert (T1) ist größer als der von dem wenigstens einen Drucksensor (DS) gemessene Ist-Bremsdruck, k) die Bremsdruckregelung beendet und die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) und das elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) in einen Test-Schaltzustand geschaltet werden, in welchem durch die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) der Steuereingang (126) des Relaisventils (RLV) sowohl von der Druckluftzufuhr (118) als auch von der Drucksenke (140) abgesperrt und das elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) von der Sperrstellung in die Durchlassstellung geschaltet ist, und falls dann I) der Druckgradient des von dem wenigstens einen Drucksensor (DS) gemessenen Bremsdrucks 11) größer als Null ist, ein einen intakten Backup-Bremskreis repräsentierendes erstes Signal erzeugt wird, oder 12) gleich Null oder kleiner als Null ist, ein einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierendes zweites Signal erzeugt wird, oder m) eine Differenz zwischen dem in dem pneumatischen Kanal erzeugten Backupdruck und einem zweiten Druckwert (T2) größer als der von dem Drucksensor (DS) gemessene Ist-Bremsdruck ist, das einen defekten Backup-Bremskreis repräsentierende zweite Signal erzeugt wird.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckwert (T1) und der zweite Druckwert (T2) Werte darstellen, welche abhängig von Toleranzen, Hysterese und Verschleiß sind.
Bremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckwert (T1) und der zweite Druckwert (T2) abhängig von einer Betätigung der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (136) sind.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckwert (T2) größer als erste Druckwert (T1) ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerelektronik (110) und/oder die zweite Steuerelektronik (102) ausgebildet ist (sind), dass der in dem pneumatischen Kanal (124) erzeugte Backupdruck anhand einer vorgegebenen und gespeicherten Backupdruck-Kennlinie ermittelt wird, welche die Abhängigkeit des Backupdrucks von der Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans (136) der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114) darstellt.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kanal (144) der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114) eine Sensoreinrichtung (112) aufweist, welche die Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans (136) der Betriebsbremsbetätigungseinrichtung (114) erfasst und das der Betätigung des Betriebsbremsbetätigungsorgans (136) entsprechende elektrische Bremsanforderungssignal erzeugt.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Steuerventileinrichtung (EV, AV) wenigstens ein elektromagnetisches Auslassventil (AV) und wenigstens ein elektromagnetisches Einlassventil (EV) jeweils als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet beinhaltet.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Testmodus automatisch und/oder durch eine Betätigung eines Testmodus-Betätigungsorgans aktivierbar ist.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich vor dem Einnehmen des Test-Schaltzustands die Bremsdruckregelung aktiv ist.
Bremssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Testroutinen ausgebildet sind, dass sie zeitlich nach Erzeugen des ersten Signals oder des zweiten Signals das elektromagnetische Backup-Magnetventil (BV) von der Durchlassstellung in die Sperrstellung zurückschalten, die Bremsdruckregelung wieder aktivieren und den Testmodus beenden.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testroutinen des Testmodus ausgebildet sind, dass sie falls wenigstens eine der Testmodus-Bedingungen nicht erfüllt ist, den Testmodus beenden.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal und/oder das zweite Signal in einem Speicher speicherbar und/oder auslesbar und/oder an einer Anzeigeeinrichtung (146) anzeigbar ist/sind.
Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerelektronik (110) eine zentrale Steuerelektronik des Bremssystems ist, welche mit der zweiten Steuerelektronik (102) des Druckregelmoduls (100) kommuniziert.
Fahrzeug mit einem Bremssystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Nutzfahrzeug ist.