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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Trennventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Überwachungsvorrichtung für ein Trennventil eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
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Stand der Technik
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In der
DE 10 2011 005 822 A1 sind Bremssysteme und Verfahren zum Betreiben der Bremssysteme beschrieben. Die Bremssysteme umfassen einen entkoppelbaren Bremskreis, welcher über ein Trennventil mit einem Hauptbremszylinder des jeweiligen Bremssystems verbunden ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Überprüfen eines Trennventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Überwachungsvorrichtung für ein Trennventil eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 9, ein ESP-System für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 13, ein Bremsdynamik-Regelsystem für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung ermöglicht ein verlässliches Erkennen einer mechanischen Blockade (mindestens) eines Trennventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs. Mittels der erfindungsgemäßen Gegenstände kann sicher erkannt werden, ob das überprüfte/überwachte Trennventil trotz eines Steuerns in einem zumindest teilgeöffneten Zustand fehlerhaft geschlossen ist.
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Da mittels der vorliegenden Erfindung verlässlich erkennbar ist, ob das überprüfte/überwachte Trennventil mechanisch blockiert ist oder nicht, können unerwünschte Bremskreisausfälle des über das Trennventil mit dem Hauptbremszylinder verbundenen Bremskreises aufgrund einer Blockade des Trennventils verhindert werden. Insbesondere kann durch die erfindungsgemäße Überprüfung des Trennventils sichergestellt werden, dass der Fahrer nach einem Steuern des Trennventils einen zumindest teilgeöffneten Zustand verlässlich in den über das offene Trennventil mit dem Hauptbremszylinder verbundenen Bremskreis einbremsen kann.
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Die vorliegende Erfindung kann zum Überprüfen von stromlos offenen Trennventilen und von stromlos geschlossenen Trennventilen genutzt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung nicht auf einen bestimmten Typ eines überprüfbaren Trennventils limitiert ist.
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Bremssysteme mit mindestens einem Trennventil, über welches mindestens ein Bremskreis mit dem Hauptbremszylinder hydraulisch verbunden ist, werden häufig zum Zusammenwirken mit mindestens einem Generator eingesetzt. Dies dient zur Realisierung eines rekuperativen Bremssystems mit einer Verblendfunktion, wobei durch ein Schließen des mindestens einen Trennventils ein Einbremsen des Fahrers in den mindestens einen über das mindestens eine Trennventil mit dem Hauptbremszylinder verbundenen Bremskreis wahlweise verhinderbar ist. Ein derartiges Bremssystem kann auch als By-Wire-Bremssystem bezeichnet werden. (Der mindestens eine als Generator einsetzbare Elektromotor kann auch als elektrischer Antriebsmotor genutzt werden. Ebenso kann der mindestens eine Elektromotor eine separate elektrische Maschine sein.)
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Die durch das Entkoppeln des mindestens einen Bremskreises mittels des Schließens des mindestens einen Trennventils entfallende Bremswirkung mindestens eines Radbremszylinders kann zum Einsetzen des mindestens einen Generators genutzt werden, ohne dass eine von dem Fahrer vorgegebene Verzögerung des Fahrzeugs überschritten wird. Auf diese Weise ist eine vorteilhaft hohe Rekuperations-Effizienz erreichbar. Sofern der mindestens eine Generator aufgrund einer zu niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer vollständigen Aufladung einer Batterie zum Abbremsen des Fahrzeugs nicht mehr einsetzbar ist, kann in dem mindestens einen entkoppelten Bremskreis aktiv ein Bremsdruck aufgebaut werden. Die von dem Fahrer vorgegebene Verzögerung des Fahrzeugs ist somit selbst in einer derartigen Situation verlässlich anhaltbar. Man spricht dabei auch von einem Verblenden des zeitlich variierenden Generator-Bremsmoments des mindestens einen Generators. Durch das Schließen des mindestens einen Trennventils zum Entkoppeln des Fahrers von dem mindestens einen Bremskreis ist auch gewährleistbar, dass der Fahrer während einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements keinerlei Rückwirkungen des Verblendens spürt.
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Die vorliegende Erfindung eignet sich vorteilhaft zum Überprüfen mindestens eines Trennventils eines rekuperativen Bremssystems. Die Erfindung trägt somit dazu bei, einen Fahrer zur Benutzung eines mit mindestens einem Generator ausgestatteten Bremssystems, und damit zu einer Reduzierung seines Kraftstoffverbrauchs und einer Schadstoffemission während seiner Fahrten, anzuregen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird zwischen dem Betreiben der mindestens einen Pumpe für die Pumpenlaufzeit und dem Messen des mindestens einen Messwerts eine vorgegebene Wartezeit eingehalten. Auf diese Weise können Staudruckeffekte von einem mechanisch blockierten Trennventil unterschieden werden. Somit ist verlässlich gewährleistet, dass das Vorliegen eines mechanisch blockierten Trennventils nur festgelegt wird, sofern dies tatsächlich der Fall ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der mindestens eine Messwert mit mindestens einem vorgegebenen Höchst-Sollwert verglichen, und, sofern der mindestens eine Messwert über dem mindestens einen vorgegebenen Höchst-Sollwert liegt, wird festgelegt, dass das Trennventil mechanisch blockiert ist. Somit kann das Festlegen einer mechanischen Blockade des Trennventils unter Verwendung eines einfach ausführbaren Verfahrensschritts erfolgen. Zum Ausführen des Verfahrensschritts kann deshalb eine kostengünstige und vergleichsweise wenig Bauraum benötigende Elektronik verwendet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die Wartezeit und/oder der mindestens eine Höchst-Sollwert unter Berücksichtigung einer ermittelten oder geschätzten Bremsflüssigkeitstemperatur, einer ermittelten oder geschätzten Umgebungstemperatur und/oder eines ermittelten oder geschätzten Druckverlaufs innerhalb einer einem Überprüfen des Trennventils vorausgehenden Zeitspanne vorgegeben. Somit kann bei der Ausführung des Verfahrens eine Staudrucklogik berücksichtigt werden.
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Vorzugsweise wird eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt oder geschätzt, wobei das Überprüfen des Trennventils nur ausgeführt wird, sofern die aktuelle Geschwindigkeit zumindest in einem Bereich zwischen 1 km/h und 30 km/h liegt. Bevorzugter Weise wird das Überprüfen des Trennventils nur ausgeführt, sofern die aktuelle Geschwindigkeit zumindest in einem Bereich zwischen 5 km/h und 20 km/h liegt. Somit ist verlässlich gewährleistbar, dass ein bei einer mechanischen Blockierung des Trennventils durch dessen Überprüfung bewirkter Druckaufbau nur bei einer geringen Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorliegt.
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Als Alternative oder als Ergänzung dazu können ein Verstellweg eines Bremsbetätigungselements des Fahrzeugs aus seiner Ausgangsstellung und/oder eine Betätigungsstärke einer Betätigung des Bremsbetätigungselements des Fahrzeugs ermittelt oder geschätzt werden, wobei das Überprüfen des Trennventils nur ausgeführt wird, sofern der Verstellweg und/oder die Betätigungsstärke gleich Null sind. Das Überprüfen des Trennventils erfolgt somit nur während einer Nicht-Betätigung des Bremsbetätigungselements durch einen Fahrer. Somit ist verlässlich gewährleistet, dass während des Überprüfens des Trennventils der Hauptbremszylinder über die Schnüffelbohrungen mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir hydraulisch verbunden ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Überprüfen des Trennventils nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, einer vorgegebenen Anzahl von Bremsungen oder einer vorgegebenen Anzahl von Zündungszyklen wiederholt. Eine auf diese Weise gewährleistbare zyklische Überprüfung des Trennventils erlaubt eine schnelle Reaktion auf eine mögliche mechanische Blockierung des Trennventils.
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Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann das Überprüfen des Trennventils auch ausgeführt werden, sofern in dem Bremskreis trotz eines passiven Bremssystems ein Restdruck ermittelt wird. Somit kann schnell auf Anzeichen für eine möglicherweise vorliegende mechanische Blockierung des Trennventils reagiert werden. Durch ein verlässliches Erkennen, dass die mechanische Blockierung tatsächlich vorliegt, ist eine schnelle Behebung gewährleistbar.
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Außerdem kann durch ein Überprüfen des nicht-blockierten Trennventils ein unnötiger Werkstattbesuch aufgrund von lediglich dem ermittelten Restdruck bei einem passiven Bremssystem gespart werden.
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Die oben ausgeführten Vorteile sind auch bei einer derartigen Überwachungsvorrichtung für ein Trennventil eines Bremssystems eines Fahrzeugs gewährleistet.
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Außerdem sind die Vorteile realisierbar durch ein ESP-System für ein Bremssystem eines Fahrzeugs oder ein Bremsdynamik-Regelsystem für ein Bremssystem eines Fahrzeugs mit einer derartigen Überwachungsvorrichtung.
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Auch ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einer entsprechenden Überwachungsvorrichtung erlaubt eine Realisierung der oben ausgeführten Vorteile.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung;
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2a bis 2c Koordinatensysteme zum Erläutern einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Überprüfen eines Trennventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs; und
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3Aa bis 3Bc Koordinatensysteme zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum Überprüfen eines Trennventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung.
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Die in 1 schematisch dargestellte Überwachungsvorrichtung 10 ist zum Überprüfen mindestens eines Trennventils 12 eines Bremssystems eines Fahrzeugs ausgelegt. Mittels der Überwachungsvorrichtung 10 können auch mehrere Trennventile 12 des Bremssystems überprüfbar sein. Die nachfolgende Beschreibung der Funktionsweise der Überwachungsvorrichtung 10 zur Überprüfung lediglich des einen Trennventils 12 ist nur beispielhaft zu interpretieren.
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Die Überwachungsvorrichtung 10 kann als eine kompakte bauliche Einheit ausgebildet sein. Die Überwachungsvorrichtung 10 kann jedoch auch in ein anderes Gerät, wie beispielsweise in ein ESP-System oder in ein Bremsdynamik-Regelsystem, integriert sein.
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Das mindestens eine überprüfbare Trennventil 12 kann als stromlos offenes Ventil oder als stromlos geschlossenes Ventil ausgelegt sein. Die Nutzbarkeit der Überwachungsvorrichtung 10 für ein stromlos offenes Trennventil 12 ist mit dem Vorteil verbunden, dass somit auch ein Ventil überprüfbar ist, welches selbst im Falle eines Zusammenbruchs des Fahrzeugnetzwerks dem Fahrer noch einen Bremsdruckaufbau mittels der Fahrerbremskraft ermöglicht. Die Darstellung des Trennventils 12 als stromlos offenes Ventil in 1 ist jedoch nur beispielhaft zu verstehen. Auch ein stromlos geschlossenes Trennventil 12 kann mittels eines geeigneten Ventilsteuersignals während der mittels der Überwachungsvorrichtung 10 ausgeführten Überprüfung in einen zumindest teilgeöffneten Zustand gesteuert werden. Damit kann die Überwachungsvorrichtung 10 für eine Vielzahl verschiedener Typen von Trennventilen 12 genutzt werden.
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Die Überwachungsvorrichtung 10 weist eine Elektronikeinrichtung 14 auf, welche dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung mindestens eines bereitgestellten Messsignals 16 bezüglich eines in einem ersten Bremskreis 18 des Bremssystems vorliegenden Drucks festzulegen, ob das Trennventil 12 mechanisch blockiert ist. Das mindestens eine Messsignal 16 kann beispielsweise von einem externen Sensor 20, wie insbesondere einem an dem ersten Bremskreis 18 angebundenen Kreisdrucksensor 20, an die Elektronikeinrichtung 14 bereitgestellt werden. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann das mindestens eine Messsignal 16 auch von einem internen Sensor 20, welcher eine Untereinheit der Überwachungsvorrichtung 10 ist, an die Elektronikeinrichtung 14 ausgegeben werden.
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Der erste Bremskreis 18 ist über das Trennventil 12 mit einem Hauptbremszylinder 22 des Bremssystems hydraulisch verbunden. Beispielsweise verläuft zwischen dem Hauptbremszylinder 22 und dem Trennventil 12 eine (erste) Zufuhrleitung 24. Die in 1 dargestellte Anbindung des ersten Bremskreises 18 an dem Hauptbremszylinder 22 über die (erste) Zufuhrleitung 24 ist jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.
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Das mindestens eine Messsignal 16 kann beispielsweise einen Wert des in dem ersten Bremskreis 18 vorliegenden Drucks exakt angeben. Das mindestens eine Messsignal 16 kann jedoch auch andere Größen, welche dem in den ersten Bremskreis 18 vorliegenden Druck entsprechen, umfassen.
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Nach einem Feststellen einer mechanischen Blockade des Trennventils 12 ist die Elektronikeinrichtung 14 dazu ausgelegt, mindestens ein Steuersignal 26a und/oder mindestens ein Fehlermeldesignal 26b auszugeben. Beispielsweise kann mittels mindestens eines von der Elektronikeinrichtung 14 ausgegebenen Steuersignals 26a mindestens eine elektronische Steuerkomponente des Bremssystems so ansteuerbar sein, dass als Reaktion auf das mindestens eine Steuersignal 26a sämtliche Pumpenvorgänge zumindest in dem ersten Bremskreis 18, insbesondere in allen Bremskreisen 18 und 42 des Bremssystems, unterbindbar sind. Auf diese Weise ist verlässlich verhinderbar, dass die mechanische Blockierung des Trennventils 12 zu einem unerwünschten Aufbau von Druck in dem ersten Bremskreis 18 führt. Ebenso kann mittels des mindestens einen Steuersignals 26a mindestens eine Komponente des Bremssystems zum Abbauen des in dem ersten Bremskreis 18 vorliegenden Drucks angesteuert werden. Als Alternative oder als Ergänzung können auch eine Warnlampe, eine Bildanzeige und/oder eine Tonausgabevorrichtung durch das mindestens eine Steuersignal 26a/Fehlermeldesignal 26b dazu aktivierbar sein, den Fahrer mittels eines Lichtsignals, eines angezeigten Bilds und/oder eines Tonsignals über den vorliegenden Defekt an dem Trennventil 12 zu informieren. Des Weiteren kann mittels des mindestens einen Steuersignals 26a/Fehlermeldesignals 26b ein Funksignal an eine Werkstatt ausgesendet werden.
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Die Überwachungsvorrichtung 10 gewährleistet somit ein frühzeitiges und verlässliches Erkennen einer mechanischen Blockierung des Trennventils 12. Somit kann schnell auf eine möglicherweise vorliegende mechanische Blockierung des Trennventils 12 reagiert werden. Auf diese Weise ist gewährleistbar, dass der Fahrer sich, sofern er keine Fehlerbenachrichtigung erhält, auf die bestehende Möglichkeit zum direkten Einbremsen in den ersten Bremskreis 18 über das offene Trennventil 12 verlassen kann. Da Bremssysteme mit einem Trennventil 12 häufig zum Verblenden eines zeitlich variierenden Generator-Bremsmoments eingesetzt werden, regt die Überwachungsvorrichtung 10 einen Fahrer zum Gebrauchen eines energiesparenden und emissionsarmen rekuperativen Bremssystems an.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist mittels der Elektronikeinrichtung 14 ein Pumpensteuersignal 28 an mindestens eine Pumpe 30 des ersten Bremskreises 18/mindestens einen der mindestens einen Pumpe zugeordneten Motor 66 ausgebbar, durch welches die mindestens eine Pumpe 30 für eine vorgegebene Pumpenlaufzeit aktivierbar ist. Die Aktivierung der mindestens einen ersten Pumpe 30 kann jedoch auch über eine externe Pumpensteuervorrichtung erfolgen, welche ein entsprechendes Benachrichtigungssignal zusätzlich an die Überwachungsvorrichtung 10 ausgibt. Des Weiteren kann mittels der Elektronikeinrichtung 14 ein Sensorsteuersignal 32 an den mindestens einen Sensor 20 ausgebbar sein, durch welches der mindestens eine Sensor 20 zum Messen des mindestens einen Messsignals 16 ansteuerbar ist. Die Ansteuerung des mindestens einen Sensors 20 kann jedoch auch mittels einer weiteren externen Steuereinheit erfolgen.
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Außerdem kann die Elektronikeinrichtung 14 zusätzlich dazu ausgelegt sein, das mindestens eine Messsignal mit mindestens einem vorgegebenen Höchst-Sollwert zu vergleichen, und, sofern das mindestens eine Messsignal über dem mindestens einen vorgegebenen Höchst-Sollwert liegt, festzulegen, dass das Trennventil 12 mechanisch blockiert ist. Andernfalls kann die Elektronikeinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, festzulegen, dass keine mechanische Blockierung an dem Trennventil 12 vorliegt. (Auch in diesem Fall kann ein entsprechendes Informationssignal mittels der Elektronikeinrichtung 14 ausgebbar sein.) Es ist somit ausreichend, die Elektronikeinrichtung 14 zum Ausführen einfacher Vergleichsalgorithmen auszulegen. Die Überwachungsvorrichtung 10 ist damit kostengünstig und mit einem geringen Bauraumbedarf herstellbar.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Elektronikeinrichtung 14 zusätzlich dazu ausgelegt, zwischen der Pumpenlaufzeit und dem Ausgeben des mindestens einen Sensorsteuersignals 32 eine vorgegebene Wartezeit einzuhalten. Auf diese Weise ist verhinderbar, dass Staudrücke innerhalb des ersten Bremskreises 18 fälschlicherweise als mechanische Blockierung des Trennventils 12 gedeutet werden.
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Des Weiteren kann die Elektronikeinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, die Wartezeit und/oder den mindestens einen Höchst-Sollwert unter Berücksichtigung einer bereitgestellten oder geschätzten Bremsflüssigkeitstemperatur, einer bereitgestellten oder geschätzten Umgebungstemperatur und/oder eines bereitgestellten oder geschätzten Druckverlaufs innerhalb einer einem Überprüfen des Trennventils 12 vorausgehenden Zeitspanne vorzugeben. Die Bremsflüssigkeitstemperatur, die Umgebungstemperatur und/oder der Druckverlauf können beispielsweise von mindestens einem weiteren (nicht dargestellten) externen und/oder internen Sensor an die Elektronikeinrichtung 14 bereitgestellt werden. Die hier aufgezählten Daten ermöglichen eine Abschätzung einer wahrscheinlichen Höhe von Staudrücken. Es ist somit vorteilhaft, bei der Festlegung der Wartezeit und/oder des mindestens einen Höchst-Sollwerts diese Daten zu berücksichtigen.
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Außerdem kann die Elektronikeinrichtung 14 dazu ausgelegt sein, eine Überprüfung des Trennventils 12 nur auszuführen, sofern eine bereitgestellte oder geschätzte Geschwindigkeit des Fahrzeugs zumindest in einem Bereich zwischen 1 km/h und 30 km/h, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 km/h und 20 km/h liegt. Somit kann ein bei einer mechanischen Blockierung des Trennventils 12 mittels des Betriebs der mindestens einen ersten Pumpe 30 ausgelöster Bremsdruckaufbau in mindestens einem Radbremszylinder 34 des ersten Bremskreises 18 nicht zu einem plötzlichen Abbremsen des mit einer hohen Geschwindigkeit fahrenden Fahrzeugs führen. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann von einem (nicht dargestellten) externen und/oder internen Sensor an die Elektronikeinrichtung 14 bereitgestellt oder von der Elektronikeinrichtung 14 geschätzt werden.
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Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann auch eine Information bezüglich eines stabilen Fahrzeugzustands an die Elektronikeinrichtung 14 bereitstellbar sein. Gegebenenfalls ist die Elektronikeinrichtung 14 dazu ausgelegt, die Überprüfung des Trennventils 12 nur auszuführen, sofern sie die entsprechende Information erhält/empfängt.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn aufgrund der Auslegung der Elektronikeinrichtung 14 die Überprüfung des Trennventils 12 nur ausführbar ist, sofern ein ermittelter Verstellweg eines Bremsbetätigungselements 35 des Fahrzeugs aus seiner Ausgangsstellung und/oder eine Betätigungsstärke einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 35 durch den Fahrer des Fahrzeugs gleich Null sind. Auf diese Weise ist gewährleistbar, dass die Überprüfung des Trennventils 12 nur während einer Nicht-Betätigung des Bremsbetätigungselements 35 ausgeführt wird. Damit ist eine hydraulische Verbindung über die Schnüffelbohrungen zwischen dem Hauptbremszylinder 22 und dem Bremsflüssigkeitsreservoir 40 während der Überprüfung des Trennventils 12 verlässlich gewährleistet. Auch der ermittelte Verstellweg des Bremsbetätigungselements 35 und/oder die Betätigungsstärke der Betätigung des Bremsbetätigungselements 35 durch den Fahrer können mittels eines externen und/oder internen Sensors, wie beispielsweise mittels des unten beschriebenen Bremsbetätigungselement-Sensors 90, an die Elektronikeinrichtung 14 bereitgestellt werden.
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Die Überwachungsvorrichtung 10 kann dazu ausgelegt sein, das Überprüfen des Trennventils 12 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, einer vorgegebenen Anzahl von Bremsungen oder einer vorgegebenen Anzahl von Zündungszyklen zu wiederholen. Durch eine zyklische Überprüfung des Trennventils 12 ist eine ausreichende Testabdeckung erzielbar.
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Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann das Überprüfen des Trennventils 12 von der Überwachungsvorrichtung 10 auch angesteuert werden, sofern in dem ersten Bremskreis 18 trotz eines passiven Bremssystems ein Restdruck ermittelt wird. Damit kann durch eine situationsabhängige Auslösung der Überprüfung des Trennventils 12 einem (unerwünschten) Restdruck in dem ersten Bremskreis 18 trotz eines passiven Bremssystems als einem relativ verlässlichen Hinweis auf ein blockiertes Trennventil 12 nachgegangen werden. Durch das zusätzliche Ausführen der Überprüfung des Trennventils mittels der Überwachungsvorrichtung 10 kann auch verlässlich zwischen einem Offset des mindestens einen Sensors 20 und einer mechanischen Blockierung des Trennventils 12 unterschieden werden.
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Somit sind verschiedene Auslösebedingungen für das Überprüfen des Trennventils 12 möglich. Diese Auslösebedingungen sind auch kombinierbar.
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Die im Weiteren beschriebene Ausbildung des mit der Überwachungsvorrichtung 10 zusammenwirkenden Bremssystems ist nur beispielhaft zu verstehen:
Beispielsweise weist der erste Bremskreis 18 ein Druckablassventil 36 auf, welches ausgangsseitig über eine Saugleitung 38 an ein Bremsflüssigkeitsreservoir 40 angebunden ist. Das Druckablassventil 20 kann ein stetig stellbares/stetig steuerbares Ventil sein. Unter dem Bremsflüssigkeitsreservoir 40 kann ein Volumen verstanden werden, in welchem der Atmosphärendruck vorliegt und/oder welches über mindestens eine Austauschbohrung, wie beispielsweise eine Schnüffelbohrung, mit dem Hauptbremszylinder 22 verbunden ist.
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Der erste Bremskreis 18 kann zwei Radbremszylinder 34 aufweisen. Optionaler Weise kann das Bremssystem noch einen zweiten Bremskreis 42 mit zwei weiteren Radbremszylindern 44 haben. Z.B. können die zwei Radbremszylinder 34 des ersten Bremskreises 18 einer gemeinsamen Achse, insbesondere der Hinterachse des Fahrzeugs, zugeordnet sein. In diesem Fall sind die beiden Radbremszylinder 44 des zweiten Bremskreises 42 der Vorderachse des Fahrzeugs zugeordnet. Das in 1 dargestellte Bremssystem ist jedoch nicht auf eine derartige Zuordnung der Radbremszylinder 34 und 44 limitiert.
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Bei dem Bremssystem der 1 ist jedem Radbremszylinder 34 und 44 ein Radeinlassventil 46 zugeordnet, welches über je eine Leitung 48 mit diesem verbunden ist. Parallel zu jedem Radeinlassventil 46 verläuft eine Bypassleitung 50 mit einem Rückschlagventil 52. Über eine Aufgabelung der jeweiligen Leitung 48 ist auch je ein Radauslassventil 54 jedem Radbremszylinder 34 und 44 zugeordnet.
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Bei einer Ausbildung der Bremskreise 18 und 42 für die Anbindung von je zwei Radbremszylindern 34 oder 44 können die beiden Radeinlassventile 46 eines Bremskreises 34 oder 42 über jeweils eine sich aufzweigende Leitung 56 an das Trennventil 12 oder an ein Umschaltventil 58 des zweiten Bremskreises 42 angebunden sein. Die beiden Radauslassventile 54 eines Bremskreises 18 oder 42 können ebenfalls über eine sich aufzweigende Leitung 60 an eine Saugseite der ersten Pumpe 30 des ersten Bremskreises 18 oder einer zweiten Pumpe 62 des zweiten Bremskreises 42 angebunden sein. Die beiden Pumpen 30 und 62 können an einer gemeinsamen Welle 64 eines Motors 66 angeordnet sein. Von den Förderseiten der Pumpen 30 und 62 kann je eine Leitung 68 verlaufen, welche in die zugeordnete Leitung 56 mündet.
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Außerdem kann die Förderseite der ersten Pumpe 30 des ersten Bremskreises 18 über eine weitere Leitung 70 eingangsseitig mit dem Druckablassventil 36 verbunden sein. Über eine parallel zu dem Druckablassventil 36 verlaufende weitere Leitung 72 kann die Ansaugseite der ersten Pumpe 30 des ersten Bremskreises 18 zusätzlich mit der Ansaugleitung 38 verbunden sein.
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Des Weiteren kann der zweite Bremskreis 42 ein Hochdruckschaltventil 74 aufweisen, welches zusammen mit dem Umschaltventil 58 über eine (zweite) Zufuhrleitung 76 an dem Hauptbremszylinder 22 angebunden ist. Ausgangsseitig von dem Hochdruckschaltventil 74 kann eine weitere Leitung 78 verlaufen, welche in die Leitung 60 mündet. Des Weiteren kann der zweite Bremskreis 42 noch eine Speicherkammer 80 haben, welche zwischen den beiden Radauslassventilen 54 des zweiten Bremskreises 42 und einem Mündungspunkt der Leitung 78 an der Leitung 60 angebunden ist. Optionaler Weise kann zwischen dem Mündungspunkt der Leitung 78/der zweiten Pumpe 62 und der Speicherkammer 80 noch ein Überdruckventil 82 eingesetzt sein.
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Jeder der beiden Bremskreise 18 und 42 kann mit einem Kreisdrucksensor 20 ausgestattet sein. Optionaler Weise kann der zweite Bremskreis 42 noch einen Vordrucksensor 84 haben. Die Ausbildbarkeit des hydraulischen Bremssystems ist jedoch nicht auf die Ausstattung mit den in 1 dargestellten Sensoren 20 und 84 limitiert.
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Das Bremssystem der 1 weist auch einen Bremskraftverstärker 86 auf, welcher zwischen einem als Bremspedal ausgebildeten Bremsbetätigungselement 35 und dem Hauptbremszylinder 22 angeordnet ist. Außerdem hat das Bremssystem noch einen Bremsbetätigungselement-Sensor 90, mittels welchem ein Verstellweg des Bremsbetätigungselements 35 aus seiner Ausgangsstellung und/oder eine Betätigungsstärke einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 35 ermittelbar/messbar ist. Der Bremsbetätigungselement-Sensor 90 kann beispielsweise ein Fahrerbremskraftsensor, ein Fahrerbremsdrucksensor und/oder ein Bremsbetätigungswegsensor, wie insbesondere ein Stangenwegsensor, sein. Die Ausbildbarkeit des Bremsbetätigungselement-Sensors 90 ist jedoch nicht auf die hier aufgezählten Sensortypen limitiert. Ebenso ist die Ausstattung des hydraulischen Bremssystems mit dem Bremskraftverstärker 86 und/oder dem Bremsbetätigungselement-Sensor 90 optional. Außerdem ist die Nutzungsmöglichkeit der Überwachungsvorrichtung 10 nicht auf eine direkte Anbindung des Bremsbetätigungselements 35 an dem Hauptbremszylinder 22 limitiert.
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Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die Einsetzbarkeit der Überwachungsvorrichtung 10 nicht auf das in 1 dargestellte Bremssystem limitiert ist. Die Überwachungsvorrichtung 10 kann außerdem dazu ausgelegt sein, zumindest einige Verfahrensschritte der nachfolgend beschriebenen Verfahren auszuführen.
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Die oben ausgeführten Vorteile sind auch bei einem Bremssystem für ein Fahrzeug mit der Überwachungsvorrichtung 10 gewährleistet.
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2a bis 2c zeigen Koordinatensysteme zum Erläutern einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zum Überprüfen eines Trennventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
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Das im Weiteren beschriebene Verfahren kann beispielsweise mittels der oben beschriebenen Überwachungsvorrichtung ausgeführt werden. Die Ausführbarkeit der Verfahren ist jedoch nicht auf die Verwendung der Überwachungsvorrichtung limitiert.
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Die Abszissen der Koordinatensysteme der 2a bis 2c sind die Zeitachse t. Die Ordinate des Koordinatensystems der 2a gibt einen Messwert M an. Mittels der Ordinate des Koordinatensystems der 2b ist ein normiertes Pumpensteuersignal Ip zum Ansteuern mindestens einer Pumpe des Bremskreises, welcher über das zu überprüfende Trennventil mit einem Hauptbremszylinder hydraulisch verbunden ist, wiedergegeben. Ein in dem Bremskreis vorliegender Druck p ist mittels der Ordinate des Koordinatensystems der 2c dargestellt.
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Mittels des im Weiteren beschriebenen Verfahrens können auch mehrere Trennventile des Bremssystems überprüft werden, welche als stromlos offene Ventile und/oder als stromlos geschlossene Ventile ausgelegt sein können. Auch stromlos geschlossene Trennventile können mittels mindestens eines geeigneten Ventilsteuersignals während der Ausführung des Verfahrens in einen zumindest teilgeöffneten Zustand, insbesondere in den vollständig geschlossenen Zustand, gesteuert werden. Die nachfolgende Beschreibung des Verfahrens zum Überprüfen lediglich des einen Trennventils ist nur beispielhaft zu interpretieren.
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In einem Verfahrensschritt des Verfahrens wird die mindestens eine Pumpe des Bremskreises des Bremssystems, welcher über das (zu überprüfende) Trennventil mit dem Hauptbremszylinder des Bremssystems hydraulisch verbunden ist, für eine vorgegebene Pumpenlaufzeit tp betrieben. Dazu wird der mindestens einen Pumpe zwischen den Zeiten t0 und t1 (d.h. für die Pumpenlaufzeit tp) ein Pumpensteuersignal Ip ungleich Null zugeführt. Auf diese Weise kann beispielsweise die mindestens eine Pumpe dazu angesteuert werden, Bremsflüssigkeit aus einem Bremsflüssigkeitsreservoir in den Bremskreis zu pumpen. Die Anbindung der mindestens einen Pumpe an das Bremsflüssigkeitsreservoir ist jedoch keine Voraussetzung für die Ausführbarkeit des Verfahrens. Z.B. kann die Pumpe auch dazu angesteuert werden, Bremsflüssigkeit aus einem kreisinternen Speichervolumen, z.B. einer Speicherkammer, in den Bremskreis zu pumpen.
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Nach der Zeit t1 wird mindestens ein Messwert M bezüglich des in dem Bremskreis vorliegenden Drucks p gemessen. (Zwischen den Zeiten t0 und dem Messzeitpunkt liegt das Trennventil in einen zumindest teilgeöffneten Zustand, vorzugsweise in dem vollständig geöffneten Zustand, vor. Sofern das Vorliegen des Trennventils in dem zumindest teilgeöffneten Zustand nicht automatisch gewährleistet ist, kann dies durch ein Steuern des Trennventils in den zumindest teilgeöffneten Zustand mittels eines geeigneten Steuersignals sichergestellt werden.)
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Der mindestens eine Messwert M ist beispielsweise der Kreisdruck p. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausführbarkeit des Verfahrens nicht auf einen derartigen Messwert M beschränkt ist.
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Anschließend wird unter Berücksichtigung des mindestens einen Messwerts M festgelegt, ob das Trennventil mechanisch blockiert ist. Beispielsweise wird dazu der mindestens eine Messwert M mit mindestens einem vorgegebenen Höchst-Sollwert M0 verglichen. Sofern der mindestens eine Messwert M größer als der mindestens eine vorgegebene Höchst-Sollwert M0 ist, wird festgelegt, dass das Trennventil mechanisch blockiert ist. Andernfalls kann eine mechanische Blockierung des Trennventils ausgeschlossen werden.
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Bei der Ausführungsform der 2a bis 2c ist anhand des dargestellten Drucks p/Messwerts M erkennbar, dass trotz des Betreibens der mindestens einen Pumpe (mit zumindest einer niedrigen Drehzahl) aufgrund eines verlässlichen Vorliegens des Trennventils in einem zumindest teilgeöffneten Zustand eine Steigerung des Drucks/Kreisdrucks p (nahezu) unterbunden ist. Der nach der Zeit t1 gemessene Messwert M liegt mit dem Wert M1 deutlich unter dem Höchst-Sollwert M0. Somit kann verlässlich festgelegt werden, dass das von der Pumpe geförderte Volumen durch das zumindest teiloffene Trennventil und den Hauptbremszylinder wieder in das Bremsflüssigkeitsreservoir abfließen kann. Somit kann eine mechanische Blockierung des Trennventils verlässlich ausgeschlossen werden.
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3Aa bis 3Bc zeigen Koordinatensysteme zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum Überprüfen eines Trennventils eines Bremssystems eines Fahrzeugs. Die Abszissen der Koordinatensysteme der 3Aa bis 3Bc sind die Zeitachse t. Die Ordinaten der Koordinatensysteme der 3Aa und 3Ba geben den Messwert M an. Mittels der Ordinaten der Koordinatensysteme der 3Ab und 3Bb ist ein normiertes Pumpensteuersignal Ip zum Ansteuern der mindestens einen Pumpe des Bremskreises mit dem zu überprüfende Trennventil wiedergegeben. Ein in dem Bremskreis jeweils vorliegender Druck p ist mittels der Ordinaten der Koordinatensysteme der 3Ac und 3Bc dargestellt.
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Als Ergänzung zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird bei dem hier erläuterten Verfahren zwischen dem Betreiben der mindestens einen Pumpe für die Pumpenlaufzeit tp und dem Messen des mindestens einen Messwerts M zu/ab dem Zeitpunkt t2 eine vorgegebene Wartezeit tw eingehalten. Das Verfahren berücksichtigt somit, dass trotz eines offenen Trennventils Staudrücke während einer Verschiebung von Volumen mittels der mindestens einen Pumpe entstehen können. Diese Staudrücke sind als eine kurzzeitige Erhöhung des Drucks/Kreisdrucks p messbar.
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Durch das Einhalten der Wartezeit tw vor dem Messen des mindestens einen Messwerts M kann jedoch verlässlich zwischen einem Staudruckeffekt und einem mechanisch blockierten Trennventil unterschieden werden. Bei dem Beispiel der 3Aa bis 3Ac liegt ein Staudruckeffekt vor, welcher nach der Wartezeit tw jedoch verschwunden ist. Der ab dem Zeitpunkt t2 ermittelte Messwert M liegt somit erneut bei dem Wert M1.
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Demgegenüber ist bei dem Beispiel der 3Ba bis 3Bc der Druck/Kreisdruck p selbst nach der Wartezeit tw noch auf einem erhöhten Niveau. Dies ist erkennbar, indem der Wert M2 für den mindestens einen Messwert M gemessen wird, welcher über dem vorgegebenen Höchst-Sollwert M0 liegt. Damit ist folgerbar, dass ein Abfließen der mittels der mindestens einen Pumpe geförderten Bremsflüssigkeit über das Trennventil in den Hauptbremszylinder aufgrund einer Blockierung des Trennventils verhindert ist. Bei dem Beispiel der 3Ba bis 3Bc kann somit ein Staudruckeffekt verlässlich ausgeschlossen werden. Durch das Abwarten der Wartezeit tw kann damit die Robustheit des Monitorings deutlich erhöht werden.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens kann die Wartezeit tw unter Berücksichtigung einer ermittelten oder geschätzten Bremsflüssigkeitstemperatur, einer ermittelten oder geschätzten Umgebungstemperatur und/oder eines ermittelten oder geschätzten Druckverlaufs innerhalb einer einem Überprüfen des Trennventils vorausgehenden Zeitspanne vorgegeben werden. Somit kann verlässlich berücksichtigt werden, dass die Viskosität von Bremsflüssigkeiten bei tiefen Temperaturen erhöht ist und deshalb in einer derartigen Situation mit höheren Staudrücken zu rechnen ist. Ebenso kann durch die Berücksichtigung des Druckverlaufs während der vorausgehenden Zeitspanne eine genauere/verlässlichere Fehlererkennung realisiert werden.
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Entsprechend kann in einer Weiterbildung der oben beschriebenen Verfahren auch der mindestens eine Höchst-Sollwert M0 unter Berücksichtigung der ermittelten oder geschätzten Bremsflüssigkeitstemperatur, der ermittelten oder geschätzten Umgebungstemperatur und/oder des ermittelten oder geschätzten Druckverlaufs innerhalb der einem Überprüfen des Trennventils vorausgehenden Zeitspanne vorgegeben werden. Somit ist verlässlich verhinderbar, dass tiefe Temperaturen oder Druckverläufe während der vorausgehenden Zeitspanne zu einer falschen Fehlererkennung führen.
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Außerdem können die oben ausgeführten Verfahren durch einen Verfahrensschritt erweitert werden, in welchem eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt oder geschätzt wird. Vorzugsweise wird das Überprüfen des Trennventils in diesem Fall nur dann ausgeführt, sofern die aktuelle Geschwindigkeit zumindest in einem Bereich zwischen 1 km/h und 30 km/h, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 km/h und 20 km/h liegt. Dies ist vorteilhaft, da bei einer mechanischen Blockierung des Trennventils der Betrieb der Pumpe für die Pumpenlaufzeit tp einen Druckaufbau bewirken kann. Somit kann ein unerwünschter Bremsdruckaufbau auch in mindestens einem Radbremszylinder des mit dem Trennventil ausgestatteten Bremskreises auftreten, wodurch das Fahrzeug unerwünschter Weise abgebremst wird. Bei einer vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs empfindet der Fahrer jedoch das leichte Abbremsen kaum als nachteilig. Durch das Vermeiden einer Überprüfung des Trennventils im Fahrzeugstillstand können potentiell kritische Situationen durch einen Pumpenlauf während des Ausführens von Reparaturen am Fahrzeug ausgeschlossen werden. Außerdem kann die Überprüfung des Trennventils auf einen stabilen Fahrzeugzustand beschränkt werden.
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Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann das Verfahren auch einen Verfahrensschritt aufweisen, in welchem ein Verstellweg eines Bremsbetätigungselements des Fahrzeugs aus seiner Ausgangsstellung und/oder eine Betätigungsstärke einer Betätigung des Bremsbetätigungselements durch einen Fahrer des Fahrzeugs ermittelt oder geschätzt werden. Bevorzugter Weise wird dann das Überprüfen des Trennventils nur ausgeführt, sofern der Verstellweg und/oder die Betätigungsstärke gleich Null sind. Damit ist gewährleistbar, dass das Bremsbetätigungselement (z.B. ein Bremspedal) während der Überprüfung des Trennventils nicht betätigt wird. Somit kann davon ausgegangen werden, dass der Hauptbremszylinder über die Schnüffelbohrungen mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir hydraulisch verbunden ist. Des Weiteren ist die mindestens eine Pumpe des mit dem Trennventil ausgestatteten Bremskreises in diesem Fall nicht aktiviert.
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Die oben erläuterten Verfahren können nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, einer vorgegebenen Anzahl von Bremsungen oder einer vorgegebenen Anzahl von Zündungszyklen wiederholt werden. Ebenso kann das Überprüfen des Trennventils entsprechend eines der oben ausgeführten Verfahren ausgeführt werden, sofern in dem Bremskreis trotz eines passiven Bremssystems ein Restdruck ermittelt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011005822 A1 [0002]
