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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems bei einer detektierten Leckage, das mit einer elektrisch betätigbaren Druckquelle gebildet ist, die über ein Druckzuführventil mit ersten Bremsregelkreisen und über das Druckzuführventil und zusätzlich über ein Bremskreistrennventil mit zweiten Bremsregelkreisen verbunden ist und die Bremsregelkreise aus einer ersten Kammer eines Druckmittelvorratsbehälters mit unter Druck stehendem Druckmittel versorgt, wobei jeder Bremsregelkreis ein jeweiliges Einlassventil aufweist, über das er mit der Druckquelle verbunden ist, und ein jeweiliges Auslassventil aufweist, über das er mit einer zweiten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters verbunden ist, wobei alle Auslassventile über eine gemeinsame Auslassverbindungsleitung mit der zweiten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters verbunden sind, wobei die Druckquelle über ein Rückschlagventil mit der ersten Kammer verbunden ist, wobei die gemeinsame Auslassverbindungsleitung über eine Druckmittelpumpe und ein erstes Ventil mit den zweiten Bremsregelkreisen verbunden ist, und wobei zwischen dem Verbindungspunkt der Druckmittelpumpe mit dem ersten Ventil und der gemeinsamen Auslassverbindungsleitung ein zweites Ventil angeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Steuervorrichtung für ein Bremssystem mit einem Prozessor zur Ausführung eines solchen Verfahrens.
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Hydraulische Bremssysteme sind anfällig für Leckagen des Druckmittels. Dies kann Verbindungen im Leitungssystem, Ventile oder Aktoren wie den Bremssattel oder Pumpen betreffen. Im schlimmsten Fall kann das gesamte Bremssystem leerlaufen, so dass eine Inbetriebnahme nicht möglich ist. Bei Kraftfahrzeugen gilt dabei die Grundanforderung an Bremssysteme, dass im stromlosen Zustand der Steuereinheit - also im Ruhemodus des Bremssystems - die Räder bzw. Radbremsen mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden sein müssen, so dass das Druckmittel drucklos im System lagert.
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Gerade bei Radleckagen kann es so im schlafenden Zustand sehr schnell zu einem Totalverlust der Bremsflüssigkeit kommen, insbesondere, wenn Ventile verwendet werden, die im stromlosen Zustand geöffnet sind.
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Neuere Bremsanlagen weisen oft keine klassische Zwei- oder Mehrkreisigkeit mehr auf, das heißt, die verschiedenen Radbremsen können nicht mehr dauerhaft in zwei getrennte Druckmittelkreise getrennt werden, sondern weisen nur noch eine elektrische Zweikreisigkeit auf, die nur dann greift, wenn die Elektronik aktiv ist. Dadurch sind diese Systeme gegenüber Radleckagen im schlafenden Zustand besonders anfällig.
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Druckmittelvorratsbehälter können mehrere, teilweise voneinander getrennte Kammern aufweisen. Bei Radleckagen kann dadurch eine Kammer geleert werden, während in der oder den anderen Kammer(n) noch Druckmittel vorrätig ist. Beim normalen Betrieb könnte aber aufgrund der Verbindung der Druckmittelkreise das restliche Druckmittel durch die Leckage verloren gehen und somit die weitere Benutzung der Bremsanlage unmöglich machen.
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Daher wäre es wünschenswert, ein Verfahren und eine Steuervorrichtung bereitzustellen, das oder die es ermöglicht, ein oben beschriebenes Bremssystem zumindest teilweise in einem sicheren Modus zu betreiben, so dass die notwendigsten Bremseingriffe noch möglich sind, jedoch kein weiteres Druckmittel durch Leckagen verloren gehen kann.
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Ein entsprechendes Verfahren sieht daher vor, dass bei einem oben beschriebenen Bremssystem im Falle einer Leckage in den ersten Bremsregelkreisen zum weiteren Betreiben des Bremssystems nur mit den zweiten Bremsregelkreisen die Ventile geöffnet werden, die eine Verbindung zwischen der Druckquelle mit der zweiten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters ermöglichen, und die Druckquelle betätigt wird, so dass durch die entstandene Verbindung Druckmittel aus der Druckquelle in die zweite Kammer des Druckmittelvorratsbehälters gefüllt wird, anschließend wird das Trennventil geschlossen, und die zweiten Bremsregelkreise mittels der Druckmittelpumpe mit Druckmittel aus der zweiten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters betrieben, wenn das Bremssystem in den Ruhezustand versetzt werden soll, wird zuvor durch Betrieb der Druckmittelpumpe Druckmittel aus der zweiten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters in die Druckquelle befördert, anschließend wird das Druckzuführventil geschlossen, so dass das Druckmittel in der Druckquelle gesichert ist.
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Es können also aufgrund des sperrbaren Bremskreistrennventils im Bremsbetrieb nur die zweiten Bremsregelkreise mittels der zugeordneten Druckmittelpumpe aus der der zweiten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters betrieben werden. Im Ruhezustand erfolgt eine Sicherung der Bremsflüssigkeit in der Druckquelle und ggf. der ersten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters. Zum Hin- und Zurückpumpen werden dabei in vorteilhafter Weise sowohl die Druckquelle als auch die Druckmittelpumpe verwendet, je nach Pumprichtung.
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In einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens werden im Falle einer Leckage in den ersten Bremsregelkreisen zum weiteren Betreiben des Bremssystems nur mit den zweiten Bremsregelkreisen zum Füllen der zweiten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters mit Druckmittel aus der Druckquelle das Druckzuführventil, das Bremskreistrennventil, das erste Ventil und das zweite Ventil geöffnet und die Druckquelle betätigt, wenn das Bremssystem in den Ruhezustand versetzt werden soll, wird zuvor das zweite Ventil geschlossen und das erste Ventil, das Bremskreistrennventil und das Druckzuführventil werden geöffnet und durch Betrieb der Druckmittelpumpe Druckmittel aus der zweiten Kammer des Druckmittelvorratsbehälters in die Druckquelle befördert.
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Es werden also in vorteilhafter Weise die Ventile geschlossen oder geöffnet, die für eine vorteilhafte offene Verbindung zwischen den beiden Druckmittelbehältern sorgen, so dass das Druckmittel entsprechend in die gewünschte Richtung gepumpt werden kann.
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Eine Steuervorrichtung für ein Bremssystem weist hierzu einen Prozessor auf, der zur Ausführung eines solchen Verfahrens durch Ausführung entsprechender Computerbefehle hergerichtet ist. Die Computerbefehle sind hierzu in einem Speicher der Steuervorrichtung oder auch außerhalb der Steuervorrichtung gespeichert und werden von Prozessor abgerufen und ausgeführt.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher beschrieben werden. Dabei zeigen
- 1 einen schematischen hydraulischen Schaltplan eines Bremssystems zur Verwendung für ein erfindungsgemäßes Verfahren,
- 2 Darstellung einer Hinterradleckage bei einem Bremssystem gemäß 1,
- 3 Beispiel eines Umpumpvorgangs bei einem Bremssystem gemäß 1 und
- 4 Beispiel eines gegenläufigen Umpumpvorgangs bei einem Bremssystem gemäß 1.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Bremssystems 1 für ein Kraftfahrzeug stark schematisiert dargestellt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Bremssystem 1 zur Betätigung von vier hydraulisch betätigbaren Radbremsen 7a, 7b, 7c und 7d ausgebildet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Radbremsen 7a und 7b der Vorderachse und die Radbremsen 7c und 7d der Hinterachse des Kraftfahrzeugs zugeordnet. Die Radbremsen 7a und 7b der Vorderachse sind dabei Teile von zweiten Bremsregelkreisen 6b und die Radbremsen 7c und 7d der Hinterachse sind Teile von ersten Bremsregelkreisen 6a.
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Das Bremssystem 1 weist einen Druckmittelvorratsbehälter 3 mit zwei zumindest teilweise getrennten Kammern auf, wobei der ersten Kammer 3a ein erster Behälteranschluss und der zweiten Kammer 3b ein zweiter Behälteranschluss zugeordnet ist.
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In dem Bremssystem 1 ist eine elektrisch betätigbare Druckquelle 2 sowie radindividuelle Bremsdruckmodulationsventile als Bestandteile der Bremsregelkreise 6a, 6b angeordnet, welche als ein elektrisch betätigbares Einlassventil 8a, 8b, 8c und 8d und ein elektrisch betätigbares Auslassventil 9a, 9b, 9c und 9d je Radbremse 7a bis 7d ausgeführt sind. Die Auslassventile 9a, 9b, 9c, 9d sind über eine gemeinsame Auslassverbindungsleitung 13 mit der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3verbunden.
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Die Druckquelle 2 ist druckseitig über ein Druckzuführventil 5 mit einer Bremsversorgungsleitung 14 verbunden, an welche die Einlassventile 8c und 8d der ersten Bremsregelkreise 6a angeschlossen sind. So können die Radbremsen 7c und 7d direkt mittels der Druckquelle 2 betätigt werden.
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Die Druckquelle 2 ist außerdem über das Druckzuführventil 5 und ein Bremskreistrennventil 4 mit den Einlassventilen 8a und 8b der zweiten Bremsregelkreise 6b verbunden. So können die Radbremsen 7a und 7b der Vorderachse ebenfalls direkt mittels der Druckquelle 2 betätigt werden. Es ist allerdings auch möglich, die zweiten Bremsregelkreise 6b von der Druckquelle 2 mittels des Bremskreistrennventils 4 zu trennen, falls beispielsweise eine Leckage detektiert wurde.
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Mittels des Druckzuführventils 5 kann die Druckquelle 2 von den Bremsregelkreisen 6a, 6b abgetrennt werden, um beispielsweise Druckmittel in der Druckquelle 2 einzusperren, so dass es bei einer Leckage beispielsweise einer Radbremse nicht verloren gehen kann.
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Es ist mindestens eine elektronische Steuervorrichtung 20 vorgesehen, die in 1 stark schematisiert dargestellt ist. Jede elektronische Steuervorrichtung weist elektrische und/oder elektronische Elemente (z.B. Mikrocontroller, Leistungsteile, Ventiltreiber, sonstigen elektronische Bauteile, etc.) zur Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des Bremssystems 1 und ggf. der zugeordneten Sensoren auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die Verbindungsleitungen zu solchen Aktoren und Sensoren weggelassen.
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Die elektronische Steuervorrichtung 20 steuert die Druckquelle 2 an. Beispielsgemäß wird die Druckquelle 2 über die elektronische Steuervorrichtung 20 mit Energie (von einer nicht gezeigten elektrischen Energiequelle) versorgt.
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Die elektrisch steuerbare Druckquelle 2 ist beispielsweise als eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (bzw. ein einkreisiger elektrohydraulischer Aktor (Linearaktor)) ausgebildet, deren Kolben von einem Elektromotor unter Zwischenschaltung eines Rotations-Translationsgetriebes betätigbar ist, insbesondere vor- und zurückgefahren werden kann, um einen Druck in einem Druckraum auf- und abzubauen. Der Kolben begrenzt den Druckraum der Druckquelle 2. Zur Ansteuerung des Elektromotors ist ein die Rotorlage des Elektromotors erfassender, lediglich schematisch angedeuteter Rotorlagensensor vorgesehen.
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Der Druckraum ist, unabhängig vom Betätigungszustand des Kolbens, über eine (Nachsaug-)Leitung mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 bzw. dessen erster Kammer 3a verbunden. In der Leitung ist ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälters 3 schließendes Rückschlagventil angeordnet. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 2 kann außerdem ein (nicht dargestelltes) Schnüffelloch aufweisen. Durch das Zurückfahren des Kolbens kann Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 2 in den Druckraum gesaugt werden.
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Das Bremssystem 1 weist außerdem eine Druckmittelpumpe 10 auf, die eingangsseitig über die Auslassverbindungsleitung 13 mit der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 verbunden ist. Ausgangsseitig ist sie über eine erste Druckleitung 15, ein erstes Ventil 11 und eine zweite Druckleitung 16 mit den Einlassventilen 8a, 8b der zweiten Bremsregelkreise 6b verbunden.
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Die Druckmittelpumpe 10 kann damit die zweiten Bremsregelkreise 6b mit Druckmittel versorgen und diese betätigen. Die Druckmittelpumpe 10 kann ebenfalls von der Steuervorrichtung 20 mit Energie versorgt und gesteuert, insbesondere ein- und ausgeschaltet, werden.
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Da das Bremskreistrennventil 4 ebenfalls über die zweite Druckleitung 16 mit den zweiten Bremsregelkreisen 6b verbunden ist, kann die Druckmittelpumpe 10 über dieses Bremskreistrennventil 4 auch die ersten Bremsregelkreise 6a mit Druckmittel versorgen.
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Die elektrisch steuerbare Druckmittelpumpe 10 ist im Ausführungsbeispiel der 1 als eine Zwei-Kolben-Pumpe ausgeführt, deren zwei Druckseiten und deren zwei Saugseiten jeweils zusammengeschaltet sind.
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Der Druckmittelpumpe 10 ist ein zweites Ventil 12 parallelgeschaltet. Die Druckmittelpumpe 10 weist sowohl auf ihrer Druckseite als auch auf ihrer Saugseite Rückschlagventile auf, so dass Druckmittel nur in Richtung von der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 zu den Bremsregelkreisen 6a, 6b befördert werden kann. Mittels des zweiten Ventils 12 kann die Druckmittelpumpe 10 in die Gegenrichtung überbrückt werden.
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In der 2 ist am Beispiel des Bremssystems 1 der 1 eine Leckage an der Radbremse 7d eines der ersten Bremsregelkreise 6a der Hinterachse dargestellt. Gleiche Teile weisen die gleichen Bezugszeichen auf. Wenn das Bremssystem 1 im Ruhezustand ist, sind die Ventile geöffnet, die eine Verbindung der Radbremsen 7a bis 7d zu der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 ermöglichen, um einen drucklosen Zustand herzustellen. Insbesondere sind das erste Ventil 11, das zweite Ventil 12, das Bremskreistrennventil 4 und die Einlassventile 8a - 8d der Bremsregelkreise 6a, 6b geöffnet. Hierdurch kann jedoch die zweite Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 aufgrund des leckenden Hinterachse leerlaufen. Dies ist durch eine dicke Verbindungslinie von der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 über die offenen Ventile 12, 11, 4, 8d zur leckenden Hinterradbremse 7d schematisch dargestellt.
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Um das Bremssystem 1 trotzdem zumindest in einem Notfallbetrieb weiterbetreiben zu können, wird gemäß der Erfindung zunächst im Beispiel der leckenden Hinterachse alles noch im Bremssystem 1 verfügbare Druckmittel in die zweite Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 gepumpt. Das verfügbare Druckmittel befindet sich dabei zunächst in der Druckquelle 2 und der daran angeschlossenen ersten Kammer 3a des Druckmittelvorratsbehälters 3. Der Pumpvorgang kann wiederholt durchgeführt werden, da die Druckquelle 2 ggf. Druckmittel aus der ersten Kammer 3a des Druckmittelvorratsbehälters 3 nachsaugen muss, um es anschließend in die zweite Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 zu pumpen. Anschließend wird das Bremskreistrennventil und die Einlassventile 8c, 8d der ersten Bremsregelkreise 6a de Hinterachse geschlossen. Dieser Umpumpvorgang ist in der 3 mit einer dicken Linie zwischen der Druckquelle 2 und der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 dargestellt.
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In diesem Zustand des Bremssystems 1 können nun mittels der Druckmittelpumpe 10 die zweiten Bremsregelkreise 6b aus dem Druckmittel in der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 betätigt werden, während die ersten Bremsregelkreise 6a aufgrund der Leckage stillgelegt sind.
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Wenn das Bremssystem 1 in den Ruhezustand versetzt wird, muss jedoch das Druckmittel in der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 wieder gesichert werden, da es ansonsten, aufgrund der im Ruhezustand geöffneten Ventile durch das Leck in der Hinterachse ablaufen würde.
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Dies erfolgt gemäß 4, indem es mit Hilfe der Druckmittelpumpe 10 aus der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 zurück in die Druckquelle 2 gepumpt wird, um dort durch Schließen des Druckzuführventils 5 gesichert zu werden. Die Druckmittelpumpe 10 saugt hierzu über die Auslassverbindungsleitung 13 das Druckmittel aus der zweiten Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 und pumpt es über die erste Druckleitung 15, das erste Ventil 11, das Bremskreistrennventil4 und das Druckzuführventil 5 in den Druckraum der Druckquelle 2.
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In einem darauffolgenden Betriebszustand des Bremssystems 1 kann dann das derart gesicherte Druckmittel wieder, wie zu 3 beschrieben wurde, in die zweite Kammer 3b des Druckmittelvorratsbehälters 3 gepumpt werden.
