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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines Linearaktuators eines Bremssystems sowie eine zugehörige Steuerungsvorrichtung und ein zugehöriges Bremssystem.
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Bremssysteme werden typischerweise in Kraftfahrzeugen verwendet, um diese gezielt zu verzögern. Dabei werden häufig Linearaktuatoren eingesetzt, beispielsweise um einen ausgeübten Bremsdruck zu verstärken oder um diesen fahrerunabhängig zu erzeugen. Linearaktuatoren arbeiten typischerweise hydrostatisch, d.h. sie stellen einen Druck bereit, welcher in jeweiligen Radbremsen wirkt, wobei ein aus dem Linearaktuator herausgeschobenes Volumen an Bremsfluid unmittelbar in die Radbremsen gelangt. Da Linearaktuatoren typischerweise diskontinuierlich arbeiten, ist es erforderlich, sie regelmäßig aufzuladen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Laden eines Linearaktuators eines Bremssystems bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, eine zugehörige Steuerungsvorrichtung sowie ein zugehöriges Bremssystem bereitzustellen. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, eine Steuerungsvorrichtung und ein Bremssystem gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines Linearaktuators eines Bremssystems, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- - Schließen eines Kreistrennventils, welches einen ersten Bremskreis mit einem zweiten Bremskreis verbindet, und dann
- - Laden des Linearaktuators.
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Das Verfahren ermöglicht es, eventuelle Leckagen in Ventilen bezüglich ihrer Wirkung auf das Bremssystem einzukreisen, da das Kreistrennventil geschlossen bleibt und somit ein Teil des Bremssystems, welcher bezüglich des Kreistrennventils fluidisch gegenüberliegend zum Linearaktuator angeordnet ist, nicht von einer etwaigen Leckage betroffen ist.
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Ein Kreistrennventil ist insbesondere ein Ventil, welches mindestens zwei Bremskreise eines Bremssystems schaltbar fluidisch voneinander trennt. Beispielsweise kann ein Bremskreis einer Vorderachse und ein anderer Bremskreis einer Hinterachse zugeordnet sein. Ebenso kann jeder Bremskreis diagonal gegenüberliegenden Rädern zugeordnet sein.
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Das Kreistrennventil kann insbesondere während des Ladens geschlossen bleiben. Dies stellt sicher, dass die bereits erwähnte Abtrennung für den gesamten Ladevorgang erhalten bleibt.
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Eine Versorgung mit Fluid kann insbesondere während des Ladens dadurch erfolgen, dass der Linearaktuator eine Verbindung zu einem Bremsflüssigkeitsbehälter oder einem anderen Vorratsgefäß hat. Typischerweise soll ein Abbau des Drucks in einem Bremskreis durch das Laden vorteilhaft verhindert werden.
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Das Verfahren kann insbesondere ansprechend auf ein Erkennen einer Undichtigkeit in einem Zuschaltventil ausgeführt werden. Das Zuschaltventil kann insbesondere den Linearaktuator mit einem Bremskreis verbinden. Das Zuschaltventil dient dabei insbesondere typischerweise zum Abtrennen des Linearaktuators vom restlichen fluidischen Teil des Bremssystems, beispielsweise für den Fall, dass der Linearaktuator geladen wird. Ist das Zuschaltventil undicht, kann nicht mehr sichergestellt werden, dass ein Laden des Linearaktuators nicht zu einem Druckabfall in Teilen des Bremssystems führt. Deshalb ist in einem solchen Fall die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft.
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Zum Erkennen einer Undichtigkeit kann insbesondere in einem Teil eines Bremskreises, der bezüglich des Zuschaltventils gegenüberliegend zum Linearaktuator liegt, Druck aufgebaut werden und das Zuschaltventil dann geschlossen werden. Dabei kann erkannt werden, ob das Zuschaltventil dicht ist oder nicht. Insbesondere kann eine Undichtigkeit erkannt werden, wenn in dem Teil des Bremskreises, in welchem Druck aufgebaut wurde, während geschlossenem Zuschaltventil ein Druckverlust mindestens so groß ist wie ein Schwellenwert. Dies deutet auf eine Undichtigkeit hin. Ebenso kann eine Undichtigkeit erkannt werden, wenn während geschlossenem Zuschaltventil ein Kolben des Linearaktuators durch Druck aus dem Teil des Bremssystems, in welchem Druck aufgebaut wurde, bewegt wird. Eine solche Bewegung kann beispielsweise mittels eines Kolbenlagesensors erfasst werden. Dies deutet darauf hin, dass das Zuschaltventil trotz Schließung nicht dicht ist und deshalb der Kolben durch den anliegenden Druck bewegt wird.
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Das Zuschaltventil kann insbesondere den Linearaktuator mit dem zweiten Bremskreis verbinden. Der zweite Bremskreis kann insbesondere einer Hinterachse zugeordnet sein. Derartige Ausführungen haben sich für typische Anwendungen als vorteilhaft erwiesen. Auch andere Ausführungen sind hier jedoch möglich.
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Das Laden kann insbesondere durch Zurückziehen eines Kolbens des Linearaktuators erfolgen. Dadurch wird typischerweise Unterdruck in dem Linearaktuator erzeugt, welcher dadurch ausgeglichen wird, dass Fluid nachströmt. Dies erfolgt bevorzugt aus einem verbundenen Reservoir wie beispielsweise einem Bremsflüssigkeitsbehälter.
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Während des Ladens können insbesondere Einlassventile der Bremskreise geschlossen werden. Unter Einlassventilen sind insbesondere Ventile zu verstehen, welche den Rest eines Bremskreises unmittelbar mit Radbremsen verbinden. Einlassventile steuern somit typischerweise den Druck, welcher aus einem unter Druck stehenden Teil des Bremskreises dosiert zu Radbremsen geleitet wird, um eine Bremswirkung zu erzeugen. Insbesondere kann jedes Einlassventil einen jeweiligen Radanschluss mit dem restlichen Teil des jeweiligen Bremskreises verbinden.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Laden bereits erfolgen, wenn ein Kolben des Linearaktuators eine vorgegebene Position erreicht hat, welche zwischen einer vollständig geladenen und vollständig entleerten Position liegt. Typischerweise fährt ein Linearaktuator beim Laden auf die vollständig geladene Position. Wird dann Druck benötigt, fährt er in Richtung der vollständig entleerten Position. Durch ein früheres Laden wird zwar die Anzahl der Ladezyklen erhöht, es kann jedoch dafür gesorgt werden, dass für den Fall eines Lecks, insbesondere in einem Zuschaltventil, ein wirkender Druck den Kolben nicht so weit zurückschieben kann und somit ein Einfluss der Leckage durch eine Volumendissipation in dem Linearaktuator verringert wird.
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Das Kreistrennventil kann insbesondere so verschaltet sein, dass es gegenüber einem in Richtung des Linearaktuators weisenden Volumenstrom eine bessere Schließwirkung hat als gegenüber einem von dem Linearaktuator weg gerichteten Volumenstrom. Dadurch kann die Wirkung im Sinne des hierin beschriebenen Verfahrens verbessert werden, da beim Laden des Linearaktuators eine höhere Sperrwirkung erzielt wird. Die Asymmetrie in der Sperrwirkung ist typischerweise durch die Art der verwendeten Ventile bedingt, wird also nicht absichtlich für einen bestimmten fluidischen Zweck innerhalb des Bremssystems herbeigeführt.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, ein hierin beschriebenes Verfahren auszuführen. Bezüglich des Verfahrens kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, wobei das Bremssystem einen Linearaktuator, ein Kreistrennventil und eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung aufweist. Bezüglich der Steuerungsvorrichtung und insbesondere bezüglich des darin implementierten Verfahrens kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
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Mit anderen Worten ist es beispielsweise üblich, dass im Fall von erkannten Leckagen eines Zuschaltventils Volumen verbrauchende Funktionen wie ABS und EBD abgeschaltet werden und ein Fahrer über eine Warnlampe gewarnt wird. Es kann auch eine unschöne ABS-Regelung in Kauf genommen werden, wobei auch bei einer Leckage die Verletzung von Sicherheitszielen verhindert werden kann. Es ist vorteilhaft, wenn die Robustheit gegenüber eventuellen Undichtigkeiten zunimmt. Hierzu kann beispielsweise für den Fall einer erkannten Leckage bei Bedarf ein Nachladen des Linearaktuators, auch als Refill Cycle (RFC) bezeichnet, mit geschlossenem Kreistrennventil ausgeführt werden. Je nach Leckagegröße kann der Linearaktuator auch Volumen beispielsweise aus einer Hinterachse absaugen. Da während des Nachladens die Einlassventile typischerweise geschlossen sind, würde an der Hinterachse nur Volumen über Check Valves durch den Linearaktuator gesaugt werden können. Es kann dabei grundsätzlich zu einem signifikanten Druckabfall auf beiden Achsen kommen. Durch Schließen eines Kreistrennventils kann insbesondere ein Druck beispielsweise an der Vorderachse bzw. an einer Achse erhalten bleiben. Die Entbremsung der anderen Achse ist zeitlich begrenzt und überschaubar. Die Verzögerungsfähigkeit der nicht betroffenen Achse hat typischerweise keine Einbußen.
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Insbesondere bei einer sehr starken Leckage des Zuschaltventils ist es grundsätzlich auch denkbar, dass eine hydraulische Rückfallebene beeinflusst wird, falls ein Kolben des Linearaktuators zu weit vorne abgestellt wird. Dieser Kolben könnte nämlich bei manuell ausgeübtem Druck zurückgeschoben werden, was den auf die Radbremsen wirkenden Druck verringern würde. Um dem entgegenzuwirken, kann das Nachladen früher ausgeführt werden, damit der Kolben des Linearaktuators nicht so weit nach vorne fahren muss. Die Nachladezyklen wären dann kürzer, aber häufiger. Wegen des geringeren Rückfahrwegs wären die Druckeinbrüche an der beeinflussten Achse auch geringer.
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Der Druckeinbruch an einer Achse wie beispielsweise der Hinterachse kann insbesondere von der Leckagegröße des Zuschaltventils abhängen und auch von dem Verhältnis dieser Leckage zu den Check Valves der Einlassventile der Hinterachse. Aufgrund der Blendengröße des Refill Check Valves im Verhältnis zu den Check Valves der Einlassventile bei typischen Ausführungen wird bei einem Laden des Linearaktuators der größte Volumenteil aus dem Reservoir gesaugt werden. Hinzu kommt, dass bei einer Teilleckage des Zuschaltventils noch weniger aus den Rädern gesaugt wird.
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Typischerweise schließt ein Kreistrennventil schlechter bei anliegendem Volumenfluss Richtung Vorderachse. Die Verwendung des Kreistrennventils bei einem Ladevorgang passt aber aus Anforderungssicht. Beim Laden saugt der Linearaktuator und führt zu einem Delta-Volumenfluss über das Kreistrennventil in Richtung Hinterachse.
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Beim angepassten Laden mit anliegender Leckage des Zuschaltventils kann das hydraulische Druckmodell die Raddrücke der Hinterachse immer nachrechnen (Vordruck Psys-Sensor, voriger Raddruck, Blendenfaktor des Check Valves und PV-Verhalten des Rads). Somit ist die Raddruckregelung während und nach dem Laden nicht negativ beeinflusst. Typischerweise kann bei der hierin beschriebenen Ausführung auf eine Bewarnung verzichtet werden.
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Es sei erwähnt, dass grundsätzlich das hierin beschriebene Verfahren auf Bremssysteme anwendbar ist, welche eine hydraulische Rückfallebene haben, jedoch auch auf solche, welche keine hydraulische Rückfallebene haben. Eine hydraulische Rückfallebene ist typischerweise eine Betriebsart, welche auch im totalen Stromausfall funktioniert und dafür sorgt, dass ein Fahrer manuell Druck aufbauen kann, welcher unmittelbar in Bremsen verwendet wird. Wird ein solcher Stromausfall durch andere vorgesehene Mechanismen zuverlässig verhindert, kann auf diese hydraulische Rückfallebene verzichtet werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigt:
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1 zeigt rein schematisch ein Bremssystem 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Bremssystem 10 weist einen Hauptbremszylinder 20 mit einem darin befindlichen Kolben 22 auf, welcher über ein Bremspedal 24 manuell betätigbar ist. Das Bremssystem 10 weist einen Simulator 30 auf, welcher über ein Simulatorventil SV mit dem Hauptbremszylinder 20 verbunden ist. Ein daran anliegender Druck kann mittels eines Drucksensors U/p gemessen werden. Eine Lage des Kolbens 22 kann mittels eines Lagensensors U/s gemessen werden.
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Über ein Trennventil TV sind der Hauptbremszylinder 20 und der Simulator 30 mit einem ersten Bremskreis BK1 verbunden. Dieser wirkt über ein erstes Einlassventil E1 und ein zweites Einlassventil E2 auf eine erste Radbremse B1 und eine zweite Radbremse B2. Diese sind typischerweise einer Vorderachse zugeordnet. Über ein Kreistrennventil KTV ist auch ein zweiter Bremskreis BK2 angeschlossen, welcher über ein drittes Einlassventil E3 und ein viertes Einlassventil E4 auf eine dritte Radbremse B3 und eine vierte Radbremse B4 wirkt. Diese sind typischerweise einer Hinterachse zugeordnet. An den Radbremsen B1, B2, B3, B4 sind jeweilige Auslassventile A1, A2, A3, A4 zum gezielten Ablassen von Druck verschaltet. Die Radbremsen B1, B2, B3, B4 sind an jeweiligen Radanschlüssen des Bremssystems 10 angeschlossen, welche nicht separat bezeichnet sind.
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Das Bremssystem 10 weist ferner einen Linearaktuator 40 auf, in welchem sich ein Kolben 42 befindet, welcher von einem Motor M betätigbar ist. Der Motor M ist ein Elektromotor und wird über einen Drehwinkelsensor U/δ überwacht. Der Linearaktuator 40 ist über ein Zuschaltventil ZV mit dem zweiten Bremskreis BK2 verbunden. Bei geschlossenem Kreistrennventil KTV kann somit der Linearaktuator 40 bei geöffnetem Zuschaltventil ZV den zweiten Bremskreis BK2 mit Druck versorgen. Bei geöffnetem Kreistrennventil KTV kann er auch den ersten Bremskreis BK1 mit Druck versorgen.
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In einem Normalbremsbetrieb ist das Kreistrennventil KTV geöffnet, das Trennventil TV ist geschlossen und das Simulatorventil SV geöffnet. Ein Fahrer spürt somit eine Kraft, welche vom Simulator 30 erzeugt wird, und ein Druck in den Bremskreisen BK1, BK2 wird ausschließlich vom Linearaktuator 40 erzeugt. Sollte ein Stromausfall eintreten, schalten sich alle Ventile so, dass das Zuschaltventil ZV und das Simulatorventil SV geschlossen sind sowie das Trennventil TV und die Einlassventile E1, E2, E3, E4 geöffnet sind. Ein vom Fahrer mittels des Bremspedals 24 erzeugter Druck wird somit unmittelbar an die Radbremsen B1, B2, B3, B4 geleitet.
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Das Bremssystem 10 weist ferner einen Bremsflüssigkeitsbehälter 50 auf, mit welchem die Auslassventile A1, A2, A3, A4 fluidisch verbunden sind. Von den Bremsen B1, B2, B3, B4 abgeleitetes Fluid wird somit zu dem Bremsflüssigkeitsbehälter 50 geleitet. Der Linearaktuator 40 ist über ein Rückschlagventil R und eine Ansaugleitung AL ebenfalls mit dem Bremsflüssigkeitsbehälter 50 verbunden und kann somit von dem Bremsflüssigkeitsbehälter 50 Bremsflüssigkeit ansaugen.
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Zur Steuerung weist das Bremssystem 10 eine rein schematisch dargestellte Steuerungsvorrichtung 60 auf, welche alle gezeigten elektrisch steuerbaren Komponenten steuern kann. Sie ist dazu konfiguriert, ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel auszuführen.
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Der Druck im zweiten Bremskreis BK2 kann ebenfalls mittels eines Drucksensors U/p überwacht werden. Um die Dichtigkeit des Zuschaltventils ZV zu prüfen, kann beispielsweise mittels des Linearaktuators 40 ein Druck erzeugt werden, während das Kreistrennventil KTV und die dritten und vierten Einlassventile E3, E4 geschlossen sind. Anschließend wird das Zuschaltventil ZV geschlossen und es wird überprüft, ob der Druck im zweiten Bremskreis BK2 abfällt. Fällt der Druck im zweiten Bremskreis BK2 schneller ab als dies bei ordnungsgemäßer Ventilfunktion zu erwarten wäre, wird von einer Undichtigkeit des Zuschaltventils ZV ausgegangen. In diesem Fall kann vorteilhaft das Kreistrennventil KTV jedes Mal geschlossen werden, bevor sich der Linearaktuator 40 nachlädt. Ein solches Nachladen erfolgt üblicherweise bei geschlossenem Zuschaltventil ZV, wobei dieses auch bei erkannter Undichtigkeit geschlossen werden kann. Es kann jedoch in diesem Fall nicht mehr davon ausgegangen werden, dass es vollständig dicht schließt. Ein aufgrund der Undichtigkeit des Zuschaltventils ZV eventuell erfolgender, unerwünschter Druckabbau im zweiten Bremskreis BK2 bleibt aufgrund des Schließens des Kreistrennventils KTV auf diesen zweiten Bremskreis BK2 lokalisiert und beeinflusst nicht den ersten Bremskreis BK1. Die Wirkung einer solchen Undichtigkeit kann dadurch deutlich verringert werden.
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Insbesondere bei erkannter besonders hoher Undichtigkeit kann ein Laden des Linearaktuators 40 bereits dann erfolgen, wenn der Kolben 42 nur einen gewissen Teil seines maximal möglichen Verfahrwegs nach rechts (in der Darstellung von 1) gefahren ist. Dadurch wird für den Fall einer hydraulischen Rückfallebene verhindert, dass ein zu großer Weg des Kolbens 42 bereitsteht, welcher einen Druckaufbau durch eine fahrerseitige Betätigung des Bremspedals 24 kompensiert. Bei undichtem Zuschaltventil ZV würde ein vom Fahrer erzeugter Druck auf den Kolben 42 wirken und diesen somit nach links schieben. Je weniger Verfahrweg dabei zur Verfügung steht, desto geringer ist der negative Einfluss des Kolbens 42 in Verbindung mit der Undichtigkeit des Zuschaltventils ZV auf den Druckaufbau. Die Sicherheit kann dadurch weiter erhöht werden.
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Erwähnte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, soweit dies technisch sinnvoll ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden, dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind.
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Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.
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Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bremssystem
- 20
- Hauptbremszylinder
- 22
- Kolben
- 24
- Bremspedal
- 30
- Simulator
- 40
- Linearaktuator
- 42
- Kolben
- 50
- Bremsflüssigkeitsbehälter
- 60
- Steuerungsvorrichtung
- SV
- Simulatorventil
- TV
- Trennventil
- ZV
- Zuschaltventil
- KTV
- Kreistrennventil
- R
- Rückschlagventil
- AL
- Ansaugleitung
- BK1
- erster Bremskreis
- BK2
- zweiter Bremskreis
- B
- Radbremsen
- E
- Einlassventile
- A
- Auslassventile
