DE102020214634A1 - Verfahren zum Erkennen einer Ventilleckage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer hydraulischen Bremsanlage (1) mit einem Hauptbremszylinder (3) und einem mit diesem verbundenen Bremspedal. Zur Erkennung von Ventilleckagen an einem geschlossenen hydraulischen Ventil (11, 13) zwischen dem Hauptbremszylinder (3) und einer Druckbereitstellungseinrichtung (5, 26) der hydraulischen Bremsanlage (1) wird,- ein Hauptbremszylinderdruck gemessen- eine Bremspedalstellung gemessen und- ein Zusammenhang zwischen dem Hauptbremszylinderdruck und der Bremspedalstellung mit einem entsprechenden Normverhalten verglichen, wobei bei einer insbesondere positiven Abweichung größer als ein Schwellwert auf eine Ventilleckage geschlossen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer hydraulischen Bremsanlage mit einem Hauptbremszylinder und einem mit diesem verbundenen Bremspedal.
  • Sicherheitskritische Systeme in Kraftfahrzeugen benötigen eine sehr genaue Überwachung ihrer Funktionsfähigkeit, da Fehler schwerwiegende Folgen für die Passagiere des Kraftfahrzeugs haben können. Von besonderer Bedeutung ist hierbei das Bremssystem, welches jederzeit die Verzögerung des Kraftfahrzeugs in den Stillstand gewährleisten muss. Ein wichtiger Aspekt ist dabei die Überwachung der hydraulischen Ventile auf eine mögliche Ventilleckage. Eine Ventilleckage im Bremssystem kann einerseits dazu führen, dass Bremsflüssigkeit austritt und somit in die Umwelt gelangt. Dabei geht dem Bremssystem Bremsflüssigkeit verloren. Solche Ventilleckagen können folglich über eine Füllstandüberwachung eines Bremsflüssigkeitsreservoirs detektiert werden.
  • Bei einer anderen Art von Ventilleckage schließt das Ventil nicht ordnungsgemäß und es besteht in einem geschlossenen Zustand des Ventils weiterhin eine Restverbindung zwischen den beiden zu schaltenden Anschlussseiten. Die Bremsflüssigkeit geht dem Bremssystem dabei zwar nicht verloren, führt jedoch zu einer ungewünschten Druckverteilung innerhalb des Bremssystems. Insbesondere in Betriebszuständen, in denen ein Systemdruck durch eine Druckbeaufschlagungseinrichtung erzeugt wird, während ein Hauptbremszylinderdruck genutzt wird, um einen Fahrerbremswunsch zu erfassen kann dies ebenfalls sicherheitskritische Folgen haben. Ein hoher, durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung erzeugter hydraulischer Druck, wird dabei durch ein hydraulisches Ventil von dem im Allgemeinen wesentlich niedrigeren Hauptbremszylinderdruck getrennt. Weist dieses Ventil eine Leckage auf, so dringt Bremsflüssigkeit in den Hauptbremszylinder ein und führt dort zu einer Druckerhöhung. Da diese Druckerhöhung als Erhöhung des Fahrerbremswunsch interpretiert wird, wird der Druck durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung weiter erhöht. Durch den erhöhten Druck fließt weiteres hydraulisches Volumen durch das leckende Ventil und der Effekt verstärkt sich somit selbst, bis der Hauptbremszylinder und damit das Bremspedal vollständig zurückgedrückt wird. Die Bremsung lässt sich daher vom Fahrer nicht regulieren und es können sicherheitskritische Fahrzustände auftreten.
  • Solche Ventilleckagen können aber bisher nur schwer detektiert werden. Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Überwachung einer Bremsanlage anzugeben, welches Ventilleckagen sicher erkennen kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Erfindungsgemäß wird zum Erkennen einer Ventilleckage an einem geschlossenen hydraulischen Ventil zwischen dem Hauptbremszylinder und einer Druckbereitstellungseinrichtung der hydraulischen Bremsanlage,
    • - ein Hauptbremszylinderdruck gemessen,
    • - eine Bremspedalstellung gemessen und
    • - ein Zusammenhang zwischen dem Hauptbremszylinderdruck und der Bremspedalstellung mit einem entsprechenden Normverhalten verglichen, welches in dem Bremssystem hinterlegt ist. Bei einer insbesondere positiven Abweichung von dem hinterlegten Normverhalten größer als ein Schwellwert wird auf eine Ventilleckage geschlossen. Als positive Abweichung ist dabei eine Abweichung aufzufassen, bei welcher der Hauptbremszylinderdruck gegenüber der Erwartung überhöht ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es daher möglich während des Betriebs zu überprüfen, ob das hydraulische Ventil keine Leckage zwischen seinen beiden Anschlussseiten aufweist. Bei Feststellung einer Ventilleckage kann bedarfsgerecht reagiert werden, indem Maßnahmen zur Schließung der Ventilleckage vorgenommen werden. Somit wird die Bremsfähigkeit des Kraftfahrzeugs sichergestellt. Da die Maßnahmen nur bei einer tatsächlichen Ventilleckage und nicht bereits auf Verdacht durchgeführt werden können, wird eine thermische Überlastung des hydraulischen Ventils verhindert. Die Druckbereitstellungseinrichtung kann insbesondere ein Linearaktuator oder eine hydraulische Pumpe sein. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit im laufenden Betrieb überprüft werden, ob eine Ventilleckage vorliegt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das hydraulische Ventil ein Kreistrennventil zwischen einem ersten Teilkreis und einem zweiten Teilkreis der hydraulischen Bremsanlage oder ein Hauptbremszylinderventil am Ausgang des Hauptbremszylinders. Je nach eingestelltem Betriebsmodus ist eines dieser Ventile zwischen einer Hochdruckseite mit der Druckbeaufschlagungseinrichtung und einer Niederdruckseite mit dem Hauptbremszylinder verbunden und daher entscheidend für die fehlerfreie Funktion des Bremssystems.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird basierend auf der Bremspedalstellung ein erwarteter Hauptbremszylinderdruck bestimmt, wobei auf eine Ventilleckage geschlossen wird, wenn der gemessene Hauptbremszylinderdruck den erwarteten Hauptbremszylinderdruck um mehr als einen ersten Schwellwert überschreitet. Es werden somit Absolutwerte des Hauptbremszylinderdrucks überwacht. Eine solche Überwachung ist besonders einfach zu implementieren. Der Schwellwert kann dabei vorbestimmt sein oder abhängig vom Hauptbremszylinderdruck festgelegt werden. Beispielsweise kann ab einer Abweichung von 20% von einer Ventilleckage ausgegangen werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird basierend auf der Bremspedalstellung eine erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung bestimmt. Die erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung ist die Ableitung des Hauptbremszylinderdrucks nach der Bremspedalstellung. Dabei wird auf eine Ventilleckage geschlossen, wenn eine gemessene Hauptbremszylinderdruckveränderung die erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung um einen zweiten Schwellwert überschreitet. Zur Messung der Hauptbremszylinderdruckveränderung p H Z '
    Figure DE102020214634A1_0001
    können beispielsweise zumindest zwei Wertepaare mit Hauptbremszylinderdruck p und Bremspedalstellung s herangezogen werden. p H Z ' = p 2 p 1 s 2 s 1
    Figure DE102020214634A1_0002
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der erwartete Hauptbremszylinderdruck und/oder die erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung basierend auf einer in dem Bremssystem hinterlegten Kennlinie bestimmt. Der Absolutwert des erwarteten Hauptbremszylinderdrucks kann direkt aus einer solchen Kennlinie abgelesen werden. Die erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung ergibt sich insbesondere aus der Ableitung der Kennlinie p H Z s .
    Figure DE102020214634A1_0003
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zumindest zwei verschiedene Kennlinien für verschiedene Ventilzustände der hydraulischen Bremsanlage vorgehalten und es wird jeweils die passende Kennlinie für die Bestimmung des erwarteten Hauptbremszylinderdrucks und/oder der erwarteten Hauptbremszylinderdruckveränderung herangezogen. Dies ermöglicht besonders genaue Vorhersagen, wodurch die Schwellwerte besonders klein gewählt werden können. Entsprechend wird eine mögliche Ventilleckage schneller erkannt, sodass frühzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Überwachung aktiviert, sobald der Hauptbremszylinderdruck einen Mindestdruck überschreitet. Damit werden mögliche Fehler durch einen niedrigen Druckgradienten nahe einer Pedallöseposition vermieden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Überwachung aktiviert, wenn das Bremspedal gelöst oder gehalten wird. Bei zunehmender Bremspedalstellung ist die Überwachung entsprechend deaktiviert. Abweichungen bei der durch den Fahrer angezeigten Reduktion der angeforderten Bremskraft sind besonders kritisch. Die Beschränkung der Überwachung auf derartige Situationen kann somit die Wahrscheinlichkeit für Fehleingriffe reduzieren, deckt aber weiterhin alle sicherheitskritischen Situationen ab.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Überwachung einen Fehlerzähler auf, der bei Erkennung einer Ventilleckage inkrementiert wird, wobei ein Fehlersignal erst ausgegeben wird, sobald der Fehlerzähler einen Grenzwert übersteigt. Vereinzelte Abweichungen von einem Normverhalten können beispielsweise auch durch statistische Schwankungen hervorgerufen werden. Um nicht fälschlicherweise einen Ventilleckagefehler auszugeben kann der Fehlerzähler genutzt werden, sodass erst bei länger anhaltenden Abweichungen beispielsweise entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei einer erkannten Ventilleckage in dem Kreistrennventil das Hauptbremszylinderventil geschlossen. Somit wird verhindert, dass weiter Bremsflüssigkeit in den Hauptbremszylinder fließt und somit der Hauptbremszylinderdruck weiter ansteigt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach Schließen des Hauptbremszylinderventils eine Schließroutine für das Kreistrennventil durchgeführt. Das Kreistrennventil hat verschiedene Anforderungen wann und wie es geschaltet werden kann, die in einer Schließroutine umgesetzt sind. Dazu gehört beispielsweise, dass kein Volumenfluss über das Ventil in Richtung der Vorderachse fließen darf, wenn der Schaltstrom an die Spule des Ventils gegeben wird. Bei Bedarf kann hierzu der Linearaktuator abgebremst werden. Im weiteren Betrieb muss ein geschaltetes Kreistrennventil mit höheren Halteströmen betrieben werden, die in Abhängig des Differenzdrucks über das Ventil stehen. Aus hydraulischer Sicht soll dabei der Haltestrom so hoch wie möglich sein, um das Ventil geschlossen zu halten. Aus thermischer Sicht soll der Haltestrom hingegen so niedrig wie möglich sein, um einen durch Überhitzung ausgelösten Defekt zu verhindern. Wenn der Systemdruck größer als ein Maximaldruck, beispielsweise 160 bar ist, kann dieser durch den Linearaktuator abgebaut werden, bevor das Kreistrennventil geschlossen wird. Dies ist vorteilhaft, um nachfolgend das Öffnen eines Isolationsventils vor dem Hauptbremszylinder zu ermöglichen. Nach Schließen des Kreistrennventils und Öffnen des Isolationsventils kann noch das Simulationsventil geschlossen werden und die Pedalkennlinie in der Software des Bremssystems auf den Half-by-wire Betrieb umgestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach erfolgreichem Durchführen der Schließroutine für das Kreistrennventil das Hauptbremszylinderventil wieder geöffnet. Wurde die Ventilleckage durch Ausführen der Schließroutine behoben, so kann nun die Bremsanlage wieder im Half-by-wire Betrieb genutzt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Öffnen von zumindest einem weiteren hydraulischen Ventil zwischen dem Hauptbremszylinder und einem Bereich der Bremsanlage, welcher einen höheren hydraulischen Druck aufweist als der Hauptbremszylinder, ein entstehender Druckpuls bei der Erkennung der Ventilleckage beachtet. So können kurzzeitige Überhöhungen des Hauptbremszylinderdrucks auf den durch eine solche Öffnung ausgelösten Druckpuls zurückgeführt werden und die Überhöhungen werden somit nicht einer Ventilleckage zugeordnet. Fälschliche Annahmen von auftretenden Ventilleckage können damit vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Steuereinheit für eine hydraulische Bremsanlage, die dazu eingerichtet ist, eines der vorstehenden Verfahren durchzuführen.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
  • In 1 ist eine Bremsanlage 1 dargestellt, welche in einem normalen Betriebsmodus nach dem Brake-by-wire Verfahren arbeitet und mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. In einem Reservoir oder Bremsflüssigkeitsbehälter 2 wird Bremsflüssigkeit vorgehalten, welche durch einen Hauptbremszylinder 3 oder einen Linearaktuator 5 zu einzelnen Radbremsen 6, 7, 8, 9 gefördert werden kann. In einem normalen Betriebsmodus ist der Hauptbremszylinder 3 durch ein Isolationsventil (MCV) 11 oder Hauptbremszylinderventil von den einzelnen Radbremsen 6, 7, 8, 9 getrennt und dient lediglich zur Fahrerbremswunscherfassung. Stattdessen ist ein Simulatorventil 10 geöffnet, über welches eine Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 3 und einem Simulator 4 hergestellt wird. Wird ein Bremspedal, welches mit dem Hauptbremszylinder 3 verbunden ist, betätigt, so wird Bremsflüssigkeit von dem Hauptbremszylinder 3 in den Simulator 4 verschoben, um ein passendes Pedalgefühl zu simulieren. Der vom Fahrer über den Hauptbremszylinder 3 erzeugte Hauptbremszylinderdruck, wird durch eine Druckmesseinrichtung 17 gemessen. Außerdem wird die Bremspedalstellung mittels einer geeigneten Messeinrichtung erfasst. Basierend auf dem gemessenen Hauptbremszylinderdruck und/oder der Bremspedalstellung wird ein Linearaktuator 5 angesteuert, welcher über ein geöffnetes Versorgungsventil (PFV) 12 mit den einzelnen Radbremsen 6, 7, 8, 9 verbunden ist. Der Bremskreis der hydraulischen Bremsanlage 1 ist durch ein Kreistrennventil (CSV) 13 in zwei Teilkreise aufgeteilt. Einem ersten Teilkreis sind die Radbremsen 8, 9 der Hinterachse zugeordnet und einem zweiten Teilkreis sind die Radbremsen 6, 7 der Vorderachse zugeordnet. Das Kreistrennventil 13 trennt außerdem den zweiten Teilkreis vom Linearaktuator 5. Die Radbremsen 6, 7, 8, 9 weisen je ein Einlassventil 14 und ein Auslassventil 15 auf. In einem normalen Betriebsmodus ist das Kreistrennventil 13 geöffnet, sodass der durch den Linearaktuator 5 bereitgestellte hydraulische Druck an alle vier Radbremsen 6, 7, 8, 9 geleitet wird.
  • In einer Rückfallebene wird die Bremsanlage auf einen Half-by-wire Betrieb umgestellt. Dazu wird das Kreistrennventil (CSV) 13 geschlossen und das Isolationsventil (MCV) 11 geöffnet. Der Hauptbremszylinder 3 ist dadurch direkt mit den Radbremsen 6, 7, der Vorderachse verbunden. Der Linearaktuator 5 ist von den Radbremsen 6, 7 der Vorderachse getrennt und nur noch mit dem Radbremsen 8, 9 der Hinterachse verbunden. Die Ansteuerung des Linearaktuators 5 erfolgt dabei weiterhin basierend auf dem Hauptbremszylinderdruck 32 und der Bremspedalstellung 30. In diesem Betriebsmodus liegt an den Radbremsen 8, 9, der Hinterachse ein wesentlich höherer hydraulischer Druck an als an den Radbremsen 6, 7 der Vorderachse, da der Linearaktuator 5 im Allgemeinen einen höheren Druck erzeugen kann, als ein Fahrer ohne Bremskraftverstärker.
  • Es besteht nun die Möglichkeit, dass das Kreistrennventil (CSV) 13 eine interne Leckage aufweist. Das heißt, die beiden Anschlussseiten des Kreistrennventils (CSV) 13 sind im geschlossenen Zustand nicht vollständig voneinander getrennt. Dies kann verschiedene Ursachen haben. Einerseits könnte das Kreistrennventil (CSV) 13 von der zugehörigen Software falsch angesteuert worden sein. Auch besteht die Möglichkeit, dass eine zu niedrige Versorgungsspannung im Bordnetz des Kraftfahrzeugs vorliegt und somit ein zu geringer Stromfluss durch das Kreistrennventil (CSV) 13 fließt. Außerdem kann es hydraulische Gründe geben, wie beispielsweise Metallspäne im Inneren des Ventils, welche das vollständige Schließen des Kreistrennventils (CSV) 13 verhindern. Da kostengünstige Ventile keinen hohen thermischen Belastungen standhalten können, ist es nicht möglich beispielsweise bei jeder Bremspedalbetätigung das Kreistrennventil 13 neu zu schließen, um dieses gegebenenfalls wieder abzudichten.
  • Eine solche Leckage im Kreistrennventil (CSV) 13 führt nun dazu, dass der Linearaktuator 5 hydraulisches Volumen in den Teilkreis der Vorderachse fördert, was schwerwiegende Folgereaktionen nach sich zieht. Als direkte Folge des zusätzlichen hydraulischen Volumens wird das Bremspedal zurückgedrückt. Versucht der Fahrer dieser Bewegung gegenzusteuern, erhöht sich der Hauptbremszylinderdruck 32 und damit der erfasste Fahrerbremswunsch, da ein steigender Druck im Hauptbremszylinder 3 als Fahrerbremswunscherhöhung interpretiert wird. Aufgrund dessen erhöht der Linearaktuator 5 weiter den Druck. In der Praxis kann der Fahrer nicht gegen den Linearaktuator 5 bestehen. Erst wenn das Bremspedal durch den Linearaktuator 5 komplett zurückgedrückt wurde und das Schnüffelloch des Hauptbremszylinders 3 geöffnet wurde, entweicht der Druck im Hauptbremszylinder 3. Bei der nächsten Bremspedalbetätigung beginnt der Zyklus wieder von vorne. Das sicherheitskritische Resultat ist eine durch den Fahrer nicht kontrollierbare oder dosierbare Bremsung.
  • Das Auftreten einer solchen Leckage ist beispielhaft in dem Diagramm der 2 als zeitlicher Verlauf dargestellt. Dieses zeigt Daten der Bremspedalstellung 30, des Systemdrucks 31, wie er durch den Systemdrucksensor 16 gemessen werden kann, und des Hauptbremszylinderdrucks 32, wie er durch den Hauptbremszylinderdrucksensor 17 gemessen werden kann. Zu dem durch die vertikale Linie markierten Zeitpunkt tritt eine Leckage in dem Kreistrennventil 13 auf.
  • Bis zu diesem Zeitpunkt verhält sich die Bremsanlage fehlerfrei. Zu Beginn wird das Bremspedal betätigt und folglich steigt die Bremspedalstellung 30 und mit dieser der Hauptbremszylinderdruck 32 stetig an. Mit einem geringen Zeitverzug steigt auch der Systemdruck 31 auf einen definierten Wert, welcher im Wesentlichen gehalten wird.
  • Bei Auftreten der Leckage steigt der Hauptbremszylinderdruck 32 sprunghaft an, da Bremsflüssigkeit aus dem Bereich hohen Drucks zwischen Linearaktuator 5 und Radbremsen 6, 7, 8, 9 in den Hauptbremszylinder 3 fließt. Dies führt gleichermaßen zu einer geringfügigen Druckminimierung des Systemdrucks 31. Durch den überhöhten Hauptbremszylinderdruck 32 wird eine hohe Kraft auf das Bremspedal ausgeübt, welcher der Fahrer im Allgemeinen nichts entgegensetzen kann. Entsprechend wird das Bremspedal zurückgedrückt, was sich in der Verringerung der Bremspedalposition 30 zeigt. Da außerdem der Hauptbremszylinderdruck 32 zur Bestimmung eines Fahrerbremswunschs herangezogen wird, geht die Steuerung der Bremsanlage von einer Erhöhung der angeforderten Bremskraft aus und steuert folglich den Linearaktuator 5 an, den Systemdruck 31 weiter zu erhöhen. Durch den weiter erhöhten Systemdruck fließt wiederum mehr Bremsflüssigkeit durch das leckende Kreistrennventil 13 in den Hauptbremszylinder 3 und verstärkt somit die Reaktion. Diese sich selbst verstärkende Systemreaktion führt dazu, dass letztendlich das Bremspedal vollständig zurückgedrückt wird, bis die Schnüffellöcher einen Druckausgleich ermöglichen.
  • In 3 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsanlage dargestellt, die mit einer erweiterten Redundanz ausgestattet ist. Die Bremsanlage der 3 umfasst im Wesentlichen eine Bremsanlage nach 1, wobei vor die Radbremsen der Vorderachse noch eine zusätzliche Bremseneinheit mit je einer hydraulischen Pumpe 26 geschaltet ist. In einem Normalbetrieb sind deren Umschaltventile 25 geöffnet, und Pumpentrennventil 24 geschlossen, sodass der Linearaktuator 5 über das Kreistrennventil 13 die Radbremsen 6, 7, der Vorderachse versorgt. Auch in dieser Bremsanlage wird in einer Rückfallebene das Kreistrennventil 13 geschlossen, sodass der Linearaktuator 5 lediglich die Radbremsen 8, 9 der Hinterachse versorgt. Im Gegensatz zur Bremsanlage der 1 weist die Bremsanlage der 3 in der Rückfallebene auch an der Vorderachse eine Bremskraftverstärkung auf. Das Isolationsventil 11 bleibt entsprechend geschlossen und die hydraulischen Pumpen 26 werden basierend auf einem gemessenen Hauptbremszylinderdruck 32 angesteuert. Das geschlossene Isolationsventil 11 trennt somit den Hauptbremszylinder 3 von der hydraulischen Pumpe 26 und von dem von dieser an den Radbremsen 6, 7 aufgebauten hydraulischen Druck. Weist nun das Isolationsventil 11 eine Ventilleckage auf, fördert die hydraulische Pumpe 26 Bremsflüssigkeit in den Hauptbremszylinder 3 wodurch der Hauptbremszylinderdruck 32 erhöht wird. Es tritt somit ebenfalls das bezüglich 1 und einer Ventilleckage in dem Kreistrennventil 13 beschriebene problematische Verhalten auf, da auch in diesem Fall der erhöhte Druck als Fahrerbremswunscherhöhung interpretiert wird, woraufhin die Bremsanlage die Leistung der hydraulischen Pumpe 2 erhöht.
  • Um die vorstehend beschriebenen Ventilleckagen detektieren zu können ist nun in der Bremsanlage eine in 4 dargestellte Kennlinie 33 hinterlegt, die einen zu erwartenden Zusammenhang zwischen der Bremspedalstellung s und dem Hauptbremszylinderdruck pHZ angibt. In einer besonders einfachen Auswertung wird aus dieser Kennlinie 33 für die aktuell gemessene Bremspedalstellung ein erwarteter Hauptbremszylinderdruck 34 bestimmt. Basierend auf diesem wird ein um einen ersten Schellwert größerer Grenzwert 35 festgelegt. Überschreitet ein gemessener Hauptbremszylinderdruck 36 den Grenzwert 35 so wird von einer Ventilleckage ausgegangen.
  • Eine alternative Variante, um den Zusammenhang zwischen dem Hauptbremszylinderdruck 32 und der Bremspedalstellung 30 mit einem entsprechenden Normverhalten zu vergleichen, ist in 5 dargestellt. Hierbei werden nicht die Absolutwerte des Hauptbremszylinderdrucks 32 und der Bremspedalstellung 30 betrachtet, sondern deren Veränderung. Dabei wird aus der Kennlinie 33 für die aktuelle Bremspedalstellung die Steigung als erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung 37 ausgelesen. Die Steigung kann beispielsweise mittels Ableitung der Kennlinie 33 nach der Bremspedalstellung s bestimmt werden. Mittels eines zweiten Schwellwerts wird eine Grenzsteigung 38 festgelegt. Aus zumindest zwei aufeinanderfolgenden Messdatenpaaren von Bremspedalstellung und Hauptbremszylinderdruck kann die aktuelle Hauptbremszylinderdruckveränderung 39 bei Bremspedalstellungsveränderung bestimmt werden. Liegt diese oberhalb der Grenzsteigung 38, so wird von einer Ventilleckage ausgegangen. Dieses Verfahren ermöglicht es, unabhängig von einem möglichen Druckoffset die Ventilleckage zu detektieren.
  • Die beiden aufgezeigten Varianten können dabei auch kombiniert eingesetzt werden. Sobald der Absolutwert oder die Änderung des Hauptbremszylinderdrucks wesentlich zu hoch festgestellt wird, kann von einer Ventilleckage ausgegangen werden.
  • In einem ersten Schritt kann bei einer Ventilleckage in dem Kreistrennventil 13 das Isolationsventil 11 geschlossen werden, um zu verhindern, dass weiter Bremsflüssigkeit in den Hauptbremszylinder 3 gelangt und dort den Druck erhöht. Nun kann das Kreistrennventil geöffnet und erneut geschlossen werden, um wenn möglich die Ventilleckage zu beseitigen. Dazu wird eine zum Schließen des Kreistrennventils 13 vorgesehene Routine durchgeführt. Wurde das Kreistrennventil 13 erfolgreich geschlossen, so kann das Isolationsventil 11 wieder geöffnet werden. Die Bremsanlage steht dadurch wieder fehlerfrei im Half-by-wire Modus zur Verfügung.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Überwachung einer hydraulischen Bremsanlage (1) mit einem Hauptbremszylinder (3) und einem mit diesem verbundenen Bremspedal, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen einer Ventilleckage an einem geschlossenen hydraulischen Ventil (11, 13) zwischen dem Hauptbremszylinder (3) und einer Druckbereitstellungseinrichtung (5, 26) der hydraulischen Bremsanlage (1), - ein Hauptbremszylinderdruck gemessen wird - eine Bremspedalstellung gemessen wird - ein Zusammenhang zwischen dem Hauptbremszylinderdruck und der Bremspedalstellung mit einem entsprechenden Normverhalten verglichen wird, wobei bei einer insbesondere positiven Abweichung größer als ein Schwellwert auf eine Ventilleckage geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Ventil ein Kreistrennventil (13) zwischen einem ersten Teilkreis und einem zweiten Teilkreis der hydraulischen Bremsanlage (1) oder ein Hauptbremszylinderventil (11) am Ausgang des Hauptbremszylinders (3) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Bremspedalstellung ein erwarteter Hauptbremszylinderdruck (34) bestimmt wird, wobei auf eine Ventilleckage geschlossen wird, wenn der gemessene Hauptbremszylinderdruck (36) den erwarteten Hauptbremszylinderdruck (34) zumindest um einen ersten Schwellwert überschreitet.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Bremspedalstellung eine erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung (37) bestimmt wird, wobei auf eine Ventilleckage geschlossen wird, wenn eine gemessene Hauptbremszylinderdruckveränderung (39) die erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung (37)zumindest um einen zweiten Schwellwert überschreitet.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erwartete Hauptbremszylinderdruck (34) und/oder die erwartete Hauptbremszylinderdruckveränderung (37) basierend auf einer in dem Bremssystem hinterlegten Kennlinie (33) bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei verschiedene Kennlinien (33) für verschiedene Ventilzustände der hydraulischen Bremsanlage (1) vorgesehen sind und jeweils die passende Kennlinie (33) für die Bestimmung des erwarteten Hauptbremszylinderdrucks (34) und/oder der erwarteten Hauptbremszylinderdruckveränderung (37) herangezogen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung aktiviert wird, sobald der Hauptbremszylinderdruck einen Mindestdruck überschreitet
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung aktiviert ist, wenn das Bremspedal in Löserichtung bewegt oder gehalten wird und sonst deaktiviert ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung einen Fehlerzähler aufweist, der bei Erkennung einer Ventilleckage inkrementiert wird, wobei ein Fehlersignal erst ausgegeben wird, sobald der Fehlerzähler einen Grenzwert übersteigt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer erkannten Ventilleckage das Hauptbremszylinderventil (11) geschlossen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schließen des Hauptbremszylinderventils (11) eine Schließroutine für das Kreistrennventil (13) durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgreichem Durchführen der Schließroutine für das Kreistrennventil (13) das Hauptbremszylinderventil (11) wieder geöffnet wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Öffnen von zumindest einem weiteren hydraulischen Ventil (10) zwischen dem Hauptbremszylinder (3) und einem Bereich der Bremsanlage, welcher einen höheren hydraulischen Druck aufweist als der Hauptbremszylinder (3), ein entstehender Druckpuls bei der Erkennung der Ventilleckage beachtet wird.
  14. Steuereinheit für eine hydraulische Bremsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass diese dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.
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