DE102021206902A1

DE102021206902A1 - Bremssystem für ein Nutzfahrzeug und Verfahren zum Testen einer Funktionsfähigkeit eines Select-High-Ventils des Bremssystems

Info

Publication number: DE102021206902A1
Application number: DE102021206902.9A
Authority: DE
Inventors: Oliver Jundt; Falk Hecker; Max Michalski
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2023-01-05
Also published as: EP4363284A1; CN117597276A; US12441287B2; US20240375633A1; WO2023274693A1

Abstract

Ein Verfahren zum Testen einer Funktionsfähigkeit eines Select-High-Ventils (27) eines Bremssystems (1) weist auf: Vergleichen eines Drucks in einem Hauptversorgungskreis (2) mit einem Druck in einem Betriebsbremskreis (11), und erstes Feststellen, dass der Betriebsbremskreis mit Druck aus dem anderen Versorgungskreis (4) versorgt wird, wenn der Druck in dem Betriebsbremskreis höher als der Druck in dem Hauptversorgungskreis ist (S4); Erhöhen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis über den Druck des anderen Versorgungskreises (S5); Vergleichen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis mit dem Druck in dem Betriebsbremskreis, und zweites Feststellen, dass der Betriebsbremskreis mit Druck aus dem Hauptversorgungskreis versorgt wird, wenn der Druck in dem Betriebsbremskreis zumindest annähernd dem Druck in dem Hauptversorgungskreis entspricht (S7); Drittes Feststellen, dass die Funktionsfähigkeit gegeben ist, wenn beim ersten Feststellen festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis mit Druck aus dem anderen Versorgungskreis versorgt wird, und beim zweiten Feststellen, dass der Betriebsbremskreis mit Druck aus dem Hauptversorgungskreis versorgt wird (S8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Nutzfahrzeug und ein Verfahren zum Testen eines Select-High-Ventils des Bremssystems, insbesondere für autonom fahrende Fahrzeuge.
Aus Sicherheitsgründen werden in heute üblichen elektro-pneumatischen Nutzfahrzeugbremssystemen, zumindest in Europa gesetzeskonform, Druckregelmodule für Bremsen von Vorderachsen und Hinterachsen von unterschiedlichen Vorratsdruckluftkreisen versorgt. Bei einem Ausfall von einem der Vorratsdruckluftkreise können jedoch im Extremfall die durch den ausgefallenen Vorratsdruckluftkreis versorgten Achsen keinerlei Bremsleistung mehr aufbringen, so dass eine Bremswirkung insgesamt nicht ausreichend ist. Als eine Möglichkeit diesem Fehler entgegenzuwirken wird in der Versorgungsleitung zu dem Druckregelmodul ein Select-High-Ventil verwendet. Ein Select-High-Ventil hat beispielsweise zwei Druckeingänge und einen Druckausgang, der zum Druckregelmodul führt, und dient dazu, immer den höheren Eingangsdruck an den Ausgang als Ausgangsdruck durchzuleiten. Es ist dabei so platziert, dass das Druckregelmodul nicht nur von einem zugehörigen Vorratskreis, dem Hauptversorgungskreis, sondern auch von einem Nebenverbraucherkreis, der beispielsweise eine pneumatische Niveauregulierung versorgt, über die jeweiligen Eingänge versorgt werden kann. Das Druckregelmodul wird dann immer von demjenigen von dem zugehörigen Vorratskreis und dem Nebenverbraucherkreis versorgt, in dem der höhere Druck vorliegt.
Für diese Sicherheitsfunktion ist es jedoch erforderlich, dass das Select-High-Ventil zuverlässig funktioniert. Ein menschlicher Fahrer kann eine ordnungsgemäße Funktion des Bremssystems, und somit auch des Select-High-Ventils, beispielsweise durch Erkennen von Undichtigkeiten im Bremssystem visuell bzw. akustisch wahrnehmen, was jedoch bei einem autonom fahrenden Fahrzeug nicht in dieser Form möglich ist. Eine Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils, nämlich ein Einnehmen unterschiedlicher Zustände durch das Ventil, muss daher, insbesondere in autonom fahrenden Fahrzeugen, überwacht werden, was jedoch durch einen Einsatz von zusätzlicher Sensorik aufwendig ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, den oben genannten Nachteil auszuräumen und ein Verfahren sowie ein Bremssystem für ein Nutzfahrzeug zum Testen einer Funktionsfähigkeit eines Select-High-Ventils eines Bremssystems bereitzustellen, das einfach und kostengünstig aufgebaut ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Bremssystem gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Testen einer Funktionsfähigkeit eines Select-High-Ventils eines Bremssystems die aufeinanderfolgenden Schritte auf: Erstes Erfassen eines Drucks in dem Hauptversorgungskreis mittels eines ersten Druckerfassungsmittels und erstes Erfassen eines Drucks in dem Betriebsbremskreis mittels eines zweiten Druckerfassungsmittels; Erstes Vergleichen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis mit dem Druck in dem Betriebsbremskreis, und erstes Feststellen, dass der Betriebsbremskreis mit Druck aus dem anderen Versorgungskreis versorgt wird, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis höher als der erfasste Druck in dem Hauptversorgungskreis ist; Erhöhen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis mittels der Druckquelle über den festgelegten maximalen Druck des anderen Versorgungskreises hinaus; Zweites Erfassen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis mittels des ersten Druckerfassungsmittels und zweites Erfassen des Drucks in dem Betriebsbremskreis mittels des zweiten Druckerfassungsmittels; Zweites Vergleichen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis mit dem Druck in dem Betriebsbremskreis, und zweites Feststellen, dass der Betriebsbremskreis mit Druck aus dem Hauptversorgungskreis versorgt wird, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis zumindest annähernd dem erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis entspricht; Drittes Feststellen, dass die Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils gegeben ist, wenn beim ersten Feststellen festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis mit Druck aus dem anderen Versorgungskreis versorgt wird, und beim zweiten Feststellen festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis mit Druck aus dem Hauptversorgungskreis versorgt wird.
Durch dieses Verfahren können die beiden unterschiedlichen Stellungen des Select-High-Ventils erkannt werden und die Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils kann festgestellt werden, ohne dass es erforderlich ist, in dem anderen Versorgungskreis ein Druckerfassungsmittel vorzusehen.
Bei dem erfassten Druck handelt es sich um den Druck eines Mediums, bei Nutzfahrzeugbremssystemen üblicherweise Druckluft, in dem Hauptversorgungskreis und dem anderen Versorgungskreis, der üblicherweise ein Nebenverbraucherkreis ist.
Bei der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils wird grundsätzlich überprüft, ob das Select-High-Ventil unterschiedliche Schaltzustände, nämlich einen ersten Zustand, in dem es den Betriebsbremskreis mit dem anderen Versorgungskreis verbindet, und einen zweiten Zustand, in dem es den Betriebsbremskreis mit dem Hauptversorgungskreis verbindet, einnehmen kann.
Diese beiden Zustände werden wie folgend beschrieben festgestellt: In einer Situation, in der bei einem ersten Erfassen der in dem Betriebsbremskreis erfasste Druck höher ist als der in dem Hauptversorgungskreis erfasste Druck, kann bestimmt werden, dass das Select-High-Ventil so geschaltet ist, dass es den Betriebsbremskreis und den anderen Versorgungskreis verbindet, also den ersten Zustand eingenommen hat, da der Druck in dem Hauptversorgungskreis offensichtlich zu gering ist, als dass der erfasste Druck in dem Hauptversorgungskreis erzielt werden kann, da offensichtlich der Druck in dem anderen Versorgungskreis höher ist.
Beim Feststellen des ersten Zustandes soll geprüft werden, ob der Betriebsbremskreis von dem anderen Versorgungskreis versorgt wird. Wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis nicht größer als der erfasste Druck in dem Hauptversorgungskreis ist, kann dies nicht sicher festgestellt werden und das Vergleichen wird wiederholt. Vor einem weiteren Vergleichen kann optional der Druck in dem Hauptversorgungskreis durch Betätigen der Bremse verringert werden.
Nachfolgend auf die Feststellung des ersten Zustands, in dem eindeutig erkannt werden konnte, dass das Select-High-Ventil so geschaltet ist, dass es den Betriebsbremskreis und den anderen Versorgungskreis verbindet, wird der Druck in den Versorgungskreisen durch die Druckquelle erhöht. Der Druck in dem Hauptversorgungskreis wird dabei auf üblicherweise 12,5 bar erhöht und der Druck in dem anderen Versorgungskreis ist üblicherweise auf 8,5 bar limitiert.
Anschließend wird wiederum der Druck in dem Betriebsbremskreis mit dem Druck in dem Hauptversorgungskreis verglichen und wenn sich die beiden Drücke zumindest annähernd entsprechen, kann bestimmt werden, dass das Select-High-Ventil nun so geschaltet ist, dass es den Betriebsbremskreis und den Hauptversorgungskreis, in dem nun ein Druck vorliegt, der höher als der Druck in dem anderen Versorgungskreis ist, verbindet, also den zweiten Zustand einnimmt. In diesem Zusammenhang bedeutet „zumindest annähernd“, dass die erfassten Drücke entweder gleich sind oder geringfügig abweichen können, was durch Toleranzen der Druckerfassungsmittel oder aufgrund von konstruktiven Bedingungen von dazwischengeschalteten Bremsleitungen oder Komponenten auftreten kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden das erste Vergleichen und die darauffolgenden Schritte nur dann ausgeführt, wenn der in dem Hauptversorgungskreis erfasste Druck einen vorab festgelegten Schwellwert des Drucks in dem Hauptversorgungskreis nicht überschreitet, wodurch ermöglicht wird, dass das Verfahren nur dann weiter ausgeführt wird, wenn ein erfolgversprechendes Ergebnis erwartet werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens endet das Verfahren vor dem Erhöhen des Drucks, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis gleich dem erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis ist.
Durch dieses Merkmal endet das Verfahren, da nicht erkannt werden kann, welchen Zustand das Select-High-Ventil einnimmt, da einerseits der Betriebsbremskreis durch den Hauptversorgungskreis versorgt werden könnte, da die beiden erfassten Drücke gleich sind, andererseits aber auch durch den anderen Versorgungskreis, dessen Druck nicht erfasst wird. Da kein eindeutiges Ergebnis erzielt wird, kann ein Fehler, in einer alternativen Ausführungsform erst nach einem mehrmaligen Auftreten, abgespeichert werden, der bei einer nächsten Überprüfung wieder gelöscht werden kann falls das Ergebnis in dieser Situation eindeutig ist. Alternativ muss der Fehler manuell untersucht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens, wobei das Nutzfahrzeug ein autonom fahrendes Fahrzeug ist, wird das Verfahren vor einem Start einer autonomen Fahrt durchgeführt, wodurch sichergestellt ist, dass beim Losfahren des autonomen Fahrzeugs bekannt ist, ob das Select-High-Ventil nicht funktionsfähig ist.
Hier dient das Verfahren also als Sicherheitsüberprüfung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Start der autonomen Fahrt nur freigegeben, wenn eine fehlende Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils nicht festgestellt wird, wobei die Sicherheit dadurch erhöht werden kann, dass verhindert wird, dass die autonome Fahrt begonnen wird, wenn das Select-High-Ventil nicht funktionsfähig ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Verfahren nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne vorzugsweise periodisch durchgeführt, wodurch die Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventil zyklisch überwacht wird. Diese Überprüfung kann alternativ oder zusätzlich zu der Feststellung der Funktionsfähigkeit des Select-high-Ventils vor dem Start der autonomen Fahrt durchgeführt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Bremssystem für ein Nutzfahrzeug einen Betriebsbremskreis mit einem ersten Druckerfassungsmittel, das dazu ausgebildet ist, einen Druck in dem Betriebsbremskreis zu erfassen, einen Hauptversorgungskreis mit einem zweiten Druckerfassungsmittel, das dazu ausgebildet ist, einen Druck in dem Hauptversorgungskreis zu erfassen, einen weiteren, anderen Versorgungskreis, eine Druckquelle für den Hauptversorgungskreis und den anderen Versorgungskreis, und ein Select-High-Ventil, das an Eingängen jeweils mit dem Hauptversorgungskreis und dem anderen Versorgungskreis verbunden ist und an einem Ausgang mit dem Betriebsbremskreis verbunden ist, auf, wobei das Select-High-Ventil dazu ausgebildet ist, eine Verbindung zwischen dem Betriebsbremskreis einerseits und einem von dem Hauptversorgungskreis und dem anderen Versorgungskreis andererseits herzustellen. Das Bremssystem weist ferner eine Auswerteeinheit auf, die dazu ausgebildet ist, eines der obigen Verfahren auszuführen.
Mit einem solchen Bremssystem ist es möglich, die Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils festzustellen, ohne dass es erforderlich ist, in dem anderen Versorgungskreis ein Druckerfassungsmittel vorzusehen, so dass die Funktionsfähigkeit mit der üblicherweise vorgesehenen Sensorik festgestellt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Bremssystems weist es ein elektronisches Betriebsbremssteuergerät, das dazu ausgebildet ist, Komponenten des Bremssystems anzusteuern, auf, und die Auswerteeinheit ist in das Betriebsbremssteuergerät integriert.
Dadurch ist es nicht erforderlich, eine separate Auswerteeinheit, die entsprechend angeschlossen und befestigt werden muss, vorzusehen, sodass ein Aufwand dafür insgesamt reduziert werden kann.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bremssystems weist das Bremssystem als das erste Druckerfassungsmittel stromabwärts von dem Select-High-Ventil einen Drucksensor auf, der dazu ausgebildet ist, den Druck in dem Betriebsbremskreis stromabwärts von dem Select-High-Ventil zu erfassen.
Der Drucksensor, der als Druckerfassungsmittel stromabwärts von dem Select-High-Ventil vorgesehen ist, ermöglicht eine einfache und genaue Erfassung des Drucks in dem Betriebsbremskreis.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Bremssystem in dem Betriebsbremskreis ein Druckregelmodul mit einer Druckregeleinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, einen vorbestimmten Bremsdruck für Bremszylinder in dem Betriebsbremskreis zu regeln, wobei der Drucksensor stromabwärts von einer Druckregeleinrichtung des Druckregelmoduls vorgesehen ist.
In dieser Ausgestaltung ist es möglich, einen Drucksensor, der ohnehin für die Funktion des Druckregelmoduls erforderlich ist, zu verwenden, sodass ein Vorsehen eines zusätzlichen Drucksensors mit einem entsprechenden Aufwand für einen Einbau und Anschluss nicht erforderlich ist, sodass der Gesamtaufwand verringert wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bremssystems weist das Druckregelmodul den Drucksensor auf.
Durch diese Integration sind eine separate Befestigung und ein separater Anschluss des Drucksensors nicht erforderlich, wodurch sich der Aufwand für dessen Bereitstellung weiter verringert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Bremssystem in dem Betriebsbremskreis stromabwärts von dem Druckregelmodul ein Drucksteuerventil auf, das dazu ausgebildet ist, einen Druck in dem Betriebsbremskreis zwischen dem Drucksteuerventil und dem Bremszylinder zu steuern, und das dazu ausgebildet ist, bei einer entsprechenden Ansteuerung den Betriebsbremskreis abzusperren.
Das Vorsehen dieses Drucksteuerventils ermöglicht es, die Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils auch beim Fahren zu überprüfen. Es besteht nämlich die Möglichkeit, das Drucksteuerventil zu schließen, wodurch der stromaufwärts von dem Drucksteuerventil in dem Betriebsbremskreis vorliegende Druck nicht zu dem Bremszylinder weitergeleitet wird, sodass während der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils kein Bremsen erfolgt. Ferner ermöglicht dieses Drucksteuerventil einen geringeren Druckluftverbrauch bei der Überprüfung, da nicht der vollständige Betriebsbremskreis bei der Überprüfung des Select-High-Ventils gefüllt werden muss.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bremssystems ist der andere Versorgungskreis mit einem Rückschlagventil versehen, das dazu ausgebildet ist, eine Strömung in dem anderen Versorgungskreis in Richtung zu der Druckquelle abzusperren.
Durch das Rückschlagventil wird ein Druckverlust in dem anderen Versorgungskreis während eines Stillstands des Fahrzeugs verringert, sodass zu erwarten ist, dass der Druck in dem anderen Versorgungskreis zeitweise höher als in dem Hauptversorgungskreis ist und das erste Erfassen des Druckunterschieds ein eindeutiges Ergebnis ergibt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Bremssystem einen weiteren Hauptversorgungskreis auf, und der Hauptversorgungskreis und der weitere Hauptversorgungskreis weisen ein Überströmventil auf, wobei das Überströmventil dazu ausgebildet ist, einen Druck in dem Hauptversorgungskreis und dem weiteren Hauptversorgungskreis zumindest zeitweise auszugleichen.
Der weitere Hauptversorgungskreis ermöglicht die Versorgung und Ansteuerung von anderen Bremsen als von denen, die durch den Hauptversorgungskreis versorgt und angesteuert werden. Dies erhöht die Sicherheit bei einem Ausfall von einem der Hauptversorgungskreise. Bei einer größeren Leckage in einem von dem Hauptversorgungskreis und dem weiteren Hauptversorgungskreis wird das Überströmventil geschlossen, um eine Funktionsfähigkeit des anderen Kreises aufrecht zu erhalten, so dass der Druck in dieser Situation zeitweise nicht ausgeglichen wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bremssystems weist der andere Versorgungskreis ein Speicherelement mit einem zusätzlichen Luftvolumen auf, wodurch verhindert wird, dass ein Druck in dem anderen Versorgungskreis bei einem Luftverbrauch durch Befüllen des Betriebsbremskreises zu stark abfällt, sodass das erste Erfassen des Druckunterschieds ein eindeutigeres Ergebnis ergibt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Bremssystems ist das Select-High-Ventil dazu ausgebildet, bei einem gleichen Druck in dem Hauptversorgungskreis und dem anderen Versorgungskreis eine Verbindung zwischen dem Betriebsbremskreis und dem Hauptversorgungskreis herzustellen.
Diese Eigenschaft ermöglicht die Versorgung des Betriebsbremskreises durch den eigentlich dafür vorgesehenen Hauptversorgungskreis, sodass der andere Versorgungskreis, der nur aus Sicherheitsgründen vorgesehen ist, nicht zur Druckluftversorgung herangezogen wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Insbesondere zeigt:

1 prinzipiell ein erfindungsgemäßes Bremssystem; und
2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt prinzipiell ein Bremssystem 1 für ein Nutzfahrzeug. Das Bremssystem 1 weist als Vorratsdruckluftkreise einen Hauptversorgungskreis 2, einen weiteren Hauptversorgungskreis 3 und einen weiteren, anderen Versorgungskreis 4, der zeitweise einen niedrigeren Druck und zeitweise einen höheren Druck als der Hauptversorgungskreis 2 aufweist, auf. Der Hauptversorgungskreis 2, der weitere Hauptversorgungskreis 3 und der andere Versorgungskreis 4 sind über eine Luftaufbereitungseinheit mit einem Überströmventil 5 mit einem Kompressor als Druckquelle 6 für den Hauptversorgungskreis 2, den weiteren Hauptversorgungskreis 3 und den anderen Versorgungskreis 4 verbunden. Durch das Überströmventil 5 kann sich ein Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 und dem weiteren Hauptversorgungskreis 3 zumindest zeitweise ausgleichen. In dem Fall einer größeren Leckage in einem von dem Hauptversorgungskreis 2 und dem weiteren Hauptversorgungskreis 3 wird das Überströmventil 5 geschlossen, sodass der Druck in dem anderen von dem Hauptversorgungskreis 2 und dem weiteren Hauptversorgungskreis 3 erhalten bleibt, um eine Bremswirkung sicherzustellen. In alternativen Ausführungsformen ist das Überströmventil 5 nicht vorgesehen und/oder die Druckquelle 6 ist nicht als Kompressor, sondern beispielsweise als Druckspeicher mit großem Volumen vorgesehen. Außerdem ist in alternativen Ausführungsformen eine andere Anzahl von Hauptversorgungskreisen oder anderen Versorgungskreisen vorgesehen. Ferner sind ein erster Druckspeicher 7 in dem Hauptversorgungskreis 2, ein zweiter Druckspeicher 8 in dem weiteren Hauptversorgungskreis 3 und ein dritter Druckspeicher 9 in dem anderen Versorgungskreis 4 vorgesehen, um jeweils als ein Speicherelement mit einem zusätzlichen Luftvolumen ein Druckluftvolumen für einen momentan größeren Luftbedarf zu puffern. In alternativen Ausführungsformen sind keine Druckspeicher oder Druckspeicher in einer anderen Anzahl vorgesehen.
Ferner weist das Bremssystem zum Versorgen und Ansteuern von Bremsen 18, 19, 23, 24 einen Betriebsbremskreis 11 als einen sogenannten „Kreis 1“ für Bremsen 18, 19 einer Vorderachse und einen weiteren Betriebsbremskreis 12 als einen sogenannten „Kreis 2“ für Bremsen 23, 24 einer Hinterachse auf. In dem Betriebsbremskreis 11 sind als Komponenten des Bremssystems 1 ein Druckregelmodul 13 und zwei Drucksteuerventile 14, 15 stromabwärts von dem Druckregelmodul 13 zwischen dem Druckregelmodul 13 und jeweils einem Bremszylinder 16, 17 für die Bremsen 18, 19 an der Vorderachse vorgesehen.
In dem weiteren Betriebsbremskreis 12 ist als eine Komponente des Bremssystems 1 ein weiteres Druckregelmodul 20 stromaufwärts von Bremszylindern 21, 22 für die Bremsen 23, 24 an der Hinterachse vorgesehen.
Die Druckregelmodule 13, 20 regeln einen vorbestimmten Bremsdruck für die Bremszylinder 16, 17 in dem Betriebsbremskreis 11 und für die Bremszylinder 21, 22 in dem weiteren Betriebsbremskreis 12. Die Drucksteuerventile 14, 15 dienen dazu, beispielsweise als ABS-Ventile, einen Druck in dem Betriebsbremskreis 11 jeweils zwischen den Drucksteuerventilen 14, 15 und den Bremszylindern 16, 17 zu steuern, und, bei einer entsprechenden Ansteuerung, den Betriebsbremskreis 11 gegebenenfalls abzusperren, zu entlüften oder „auf Aufbau“ durchzusteuern.
In alternativen Ausführungsformen ist es möglich, dass nicht sämtliche dieser Komponenten vorgesehen sind, oder dass das Bremssystem 1 weitere Komponenten aufweist.
Weiterhin weist das Bremssystem 1 ein Betriebsbremssteuergerät 25 auf, das mit den Druckregelmodulen 13, 20 sowie den Drucksteuerventilen 14, 15 über einen CAN-Bus und mit dem Fußbremsmodul 10 über einen Daten-Bus verbunden ist, um diese Komponenten anzusteuern, bzw. von diesen angesteuert zu werden. In alternativen Ausführungsformen können diese Verbindungen auch über ein anderes Datenbussystem oder konventionell verdrahtet durchgeführt werden.
Außerdem weist das Bremssystem 1 ein Select-High-Ventil 27 auf, das an seinen Eingängen jeweils mit dem Hauptversorgungskreis 2 und dem anderen Versorgungskreis 4 und an seinem Ausgang mit dem Betriebsbremskreis 11 verbunden ist. Das Select-High-Ventil 27 ist dazu ausgebildet, eine Verbindung zwischen einerseits dem Betriebsbremskreis 11 und andererseits einem von dem Hauptversorgungskreis 2 und dem anderen Versorgungskreis 4 herzustellen. Das Select-High-Ventil 27 stellt bei einem gleichen Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 und dem anderen Versorgungskreis 4 eine Verbindung zwischen dem Betriebsbremskreis 11 und dem Hauptversorgungskreis 2 her. In alternativen Ausführungsformen stellt das Select-High-Ventil 27 bei einem gleichen Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 und dem anderen Versorgungskreis 4 eine Verbindung zwischen dem Betriebsbremskreis 11 und dem anderen Versorgungskreis 4 her, oder eine bestimmte Verbindung wird nicht vorzugsweise, sondern zufällig hergestellt.
Der Hauptversorgungskreis 2 und der weitere Hauptversorgungskreis 3 sind pneumatisch mit einem Fußbremsmodul 10 verbunden. Das Fußbremsmodul 10 wird von einem menschlichen Fahrer über ein Fußpedal betätigt, um eine Bremskraft vorzugeben. Ferner ist das Fußbremsmodul 10 über den Daten-Bus mit dem Betriebsbremssteuergerät 25 verbunden, um diesem die gewünschte Bremskraft zu übermitteln, wobei durch das Betriebsbremssteuergerät 25 die Druckregelmodule 13, 20 dann für den vorbestimmten Bremsdruck entsprechend angesteuert werden. Die Druckregelmodule 13, 20 sind ferner pneumatisch mit dem Fußbremsmodul 10 verbunden. Bei einem autonom fahrenden Fahrzeug wird die Bremskraft zusätzlich über eine Datenleitung in Form eines sogenannten Verzögerungsrequest angefordert
In dem Betriebsbremskreis 11 ist ein Drucksensor als ein erstes Druckerfassungsmittel 26 vorgesehen. Der Drucksensor ist in dem Druckregelmodul 13 integriert, sodass das Druckregelmodul 13 den Drucksensor aufweist. Der Drucksensor ist stromabwärts von einer Druckregeleinrichtung des Druckregelmoduls 13 vorgesehen. In alternativen Ausführungsformen kann das erste Druckerfassungsmittel 26 auch an einer anderen Stelle stromabwärts von dem Select-High-Ventil 27 vorgesehen sein, sodass ein Druck in dem Betriebsbremskreis 11 stromabwärts von dem Select-High-Ventil erfasst wird.
In dem Hauptversorgungskreis 2 ist ein zweites Druckerfassungsmittel 28 zum Erfassen eines Druckes in dem Hauptversorgungskreis 2 vorgesehen, das mit dem Betriebsbremssteuergerät 25 verbunden ist. Optional ist das zweite Druckerfassungsmittel 28 in eine Luftaufbereitungseinrichtung integriert, die über den CAN-Bus mit dem Betriebsbremssteuergerät 25 verbunden ist.
Der andere Versorgungskreis 4 weist ein Rückschlagventil 29 auf, das dazu ausgebildet ist, eine Strömung der Druckluft in dem anderen Versorgungskreis 4 in Richtung zu der Druckquelle 6 abzusperren. In alternativen Ausführungsformen ist kein solches Rückschlagventil vorgesehen.
Schließlich weist das Bremssystem 1 eine Auswerteeinheit 30 auf. Die Auswerteeinheit 30 vergleicht den durch das zweite Druckerfassungsmittel 28 erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 und den in dem Betriebsbremskreis 11 durch das erste Druckerfassungsmittel 26 erfassten Druck. Ferner stellt die Auswerteeinheit 30 eine Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils 27 fest, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis 11 höher als der erfasste Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 ist, und somit festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis 11 mittels des Select-High-Ventils 27 mit dem anderen Versorgungskreis 4 verbunden ist und, nach einer Erhöhung des Drucks in dem Hauptversorgungskreis 2, in Europa üblicherweise auf 12,5 bar, über einen festgelegten maximalen Druck des anderen Versorgungskreises 4, in Europa üblicherweise 8,5 bar, hinaus, durch die Druckquelle 6 mittels eines erfassten Drucks in dem Betriebsbremskreis 11, der dem erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 zumindest annähernd entspricht, festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis 11 mit dem Hauptversorgungskreis 2 verbunden ist. In diesem Zusammenhang bedeutet „zumindest annähernd“, dass die erfassten Drücke entweder gleich sind oder geringfügig abweichen können, was durch Toleranzen der Druckerfassungsmittel oder aufgrund von konstruktiven Bedingungen von dazwischengeschalteten Bremsleitungen und Komponenten auftreten kann.
Die Auswerteeinheit 30 ist in das Betriebsbremssteuergerät 25 integriert. In alternativen Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit 30 auch in ein anderes Steuergerät integriert sein oder eigenständig vorgesehen sein.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Betrieb führt das Bremssystem 1 das Verfahren zum Testen einer Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils 27 aus. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

In einem ersten Schritt S1 wird ein erstes Erfassen eines Drucks in dem Hauptversorgungskreis 2 mittels des zweiten Druckerfassungsmittels 28 und ein erstes Erfassen eines Drucks in dem Betriebsbremskreis 11 mittels des ersten Druckerfassungsmittels 26 durchgeführt.

In einem zweiten Schritt S2 wird bestimmt, ob der erfasste Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 einen vorab festgelegten Schwellwert, beispielsweise 4 bar, nicht überschreitet. Wenn der erfasste Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 den vorab festgelegten Schwellwert überschreitet, wird zu dem Schritt S1 zurückgekehrt und die folgenden Schritte werden nicht durchgeführt. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird kein Schwellwert berücksichtigt, sondern die folgenden Schritte immer ausgeführt.
Wenn der Schwellwert jedoch nicht überschritten wird, wird in einem dritten Schritt S3 bestimmt, ob der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis 11 gleich dem erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 ist. Wenn bestimmt wird, dass der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis 11 gleich dem erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 ist, wird zum Schritt S1 zurückgekehrt und die folgenden Schritte werden nicht durchgeführt. Optional wird vor der Rückkehr zu dem Schritt S1 der Betriebsbremskreis 11 aktiv durch Betätigen der Bremse entleert bzw. drucklos gemacht oder der Druck darin reduziert. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens werden die nachfolgenden Schritte dennoch ausgeführt.
In einem vierten Schritt S4 wird der Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 mit dem Druck in dem Betriebsbremskreis 11 verglichen und es erfolgt eine erste Feststellung, dass der Betriebsbremskreis 11 mit Druck aus dem anderen Versorgungskreis 4 versorgt wird, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis 11 höher als der erfasste Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 ist.
In einem fünften Schritt S5 wird der Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 über den festgelegten maximalen Druck des anderen Versorgungskreises 4, in Europa üblicherweise 8,5 bar, hinaus mittels der Druckquelle 6 erhöht.
Nachfolgend wird in einem sechsten Schritt S6 ein zweites Erfassen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis 2 mittels des zweiten Druckerfassungsmittels 28 und ein zweites Erfassen des Drucks in dem Betriebsbremskreis 11 mittels des ersten Druckerfassungsmittels 26 durchgeführt.
Anschließend wird in einem siebten Schritt S7 ein zweites Vergleichen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis 2 mit dem Druck in dem Betriebsbremskreis 11 und ein zweites Feststellen, dass der Betriebsbremskreis 11 mit Druck aus dem Hauptversorgungskreis 2 versorgt wird, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis 11 zumindest annähernd dem erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis 2 entspricht, durchgeführt.
Schließlich wird in einem achten Schritt S8 festgestellt, dass die Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils 27 gegeben ist, wenn beim ersten Feststellen festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis 11 mit Druck aus dem anderen Versorgungskreis 4 versorgt wird, und beim zweiten Feststellen festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis 11 mit Druck aus dem Hauptversorgungskreis 2 versorgt wird.
Das Nutzfahrzeug ist ein autonom fahrendes Fahrzeug und das Verfahren zum Testen der Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils 27 des Bremssystems 1 wird vor einem Start einer autonomen Fahrt durchgeführt. In einer alternativen Ausführungsform wird das Verfahren zum Testen der Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils 27 alternativ oder zusätzlich nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne, beispielsweise alle zwei Wochen, periodisch durchgeführt.
Wenn das Verfahren zum Testen der Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils 27 vor dem Start durchgeführt wird, wird in Schritt S9 optional der Start der autonomen Fahrt nur freigegeben, wenn eine fehlende Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils 27 nicht festgestellt wird.
Die angegebenen Drücke sind beispielhaft angegeben, um darzulegen, welche Druckunterschiede günstig sind, um ein zuverlässiges Testergebnis zu erlangen. Für die angegebenen Drücke wird bei allen Abfragen eine Toleranz von ca. 0,5 bar berücksichtigt.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Bremssystem
2: Hauptversorgungskreis
3: weitere Hauptversorgungskreis
4: anderer Versorgungskreis
5: Überströmventil
6: Druckquelle
7: erster Druckspeicher
8: zweiter Druckspeicher
9: dritter Druckspeicher
10: Fußbremsmodul
11: Betriebsbremskreis
12: weiterer Betriebsbremskreis
13: Druckregelmodul
14, 15: Drucksteuerventil
16, 17: Bremszylinder
18, 19: Bremse Vorderachse
20: weiteres Druckregelmodul
21, 22: Bremszylinder
23, 24: Bremse Hinterachse
25: Betriebsbremssteuergerät
26: erstes Druckerfassungsmittel
27: Select-High-Ventil
28: zweites Druckerfassungsmittel
29: Rückschlagventil
30: Auswerteeinheit

Claims

Verfahren zum Testen einer Funktionsfähigkeit eines Select-High-Ventils (27) eines Bremssystems (1), mit den folgenden Schritten: Erstes Erfassen eines Drucks in einem Hauptversorgungskreis (2) mittels eines ersten Druckerfassungsmittels (26) und erstes Erfassen eines Drucks in einem Betriebsbremskreis (11) mittels eines zweiten Druckerfassungsmittels (28) (S1); Erstes Vergleichen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis (2) mit dem Druck in dem Betriebsbremskreis (11), und erstes Feststellen, dass der Betriebsbremskreis (11) mit Druck aus dem anderen Versorgungskreis (4) versorgt wird, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis (11) höher als der erfasste Druck in dem Hauptversorgungskreis (2) ist (S4); Erhöhen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis (2) mittels einer Druckquelle (6) über den festgelegten maximalen Druck des anderen Versorgungskreises (4) hinaus (S5); Zweites Erfassen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis (2) mittels des ersten Druckerfassungsmittels (26) und zweites Erfassen des Drucks in dem Betriebsbremskreis (11) mittels des zweiten Druckerfassungsmittels (28) (S6); Zweites Vergleichen des Drucks in dem Hauptversorgungskreis (2) mit dem Druck in dem Betriebsbremskreis (11), und zweites Feststellen, dass der Betriebsbremskreis (11) mit Druck aus dem Hauptversorgungskreis (2) versorgt wird, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis (11) zumindest annähernd dem erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis (2) entspricht (S7); Drittes Feststellen, dass die Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils (27) gegeben ist, wenn beim ersten Feststellen festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis (11) mit Druck aus dem anderen Versorgungskreis (4) versorgt wird, und beim zweiten Feststellen festgestellt wird, dass der Betriebsbremskreis (11) mit Druck aus dem Hauptversorgungskreis (2) versorgt wird (S8).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das erste Vergleichen und die folgenden Schritte nur dann durchgeführt werden, wenn der in dem Hauptversorgungskreis (2) erfasste Druck einen vorab festgelegten Schwellwert des Drucks in dem Hauptversorgungskreis (2) nicht überschreitet (S2).
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren vor dem Erhöhen des Drucks (S5) endet, wenn der erfasste Druck in dem Betriebsbremskreis (11) gleich dem erfassten Druck in dem Hauptversorgungskreis (2) ist (S3).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Nutzfahrzeug ein autonom fahrendes Fahrzeug ist, und das Verfahren beim Start einer autonomen Fahrt durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die autonome Fahrt nur freigegeben wird, wenn eine fehlende Funktionsfähigkeit des Select-High-Ventils (27) nicht festgestellt wird (S9).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Verfahren nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne, insbesondere periodisch, durchgeführt wird.
Bremssystem (1) für ein Nutzfahrzeug, aufweisend: einen Betriebsbremskreis (11) mit einem ersten Druckerfassungsmittel (26), das dazu ausgebildet ist, einen Druck in dem Betriebsbremskreis (11) zu erfassen, einen Hauptversorgungskreis (2) mit einem zweiten Druckerfassungsmittel (28), das dazu ausgebildet ist, einen Druck in dem Hauptversorgungskreis (2) zu erfassen, einen weiteren, anderen Versorgungskreis (4), eine Druckquelle (6) für den Hauptversorgungskreis (2) und/oder den anderen Versorgungskreis (4), und ein Select-High-Ventil (27) mit mindestens zwei Eingängen und mindestens einem Ausgang, das an den Eingängen jeweils mit dem Hauptversorgungskreis (2) und dem anderen Versorgungskreis (4) und an dem Ausgang mit dem Betriebsbremskreis (11) verbunden ist, wobei das Select-High-Ventil (27) dazu ausgebildet ist, eine Verbindung zwischen dem Betriebsbremskreis (11) einerseits und einem von dem Hauptversorgungskreis (2) und dem anderen Versorgungskreis (4) andererseits herzustellen, eine Auswerteeinheit (30), die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.
Bremssystem (1) gemäß Anspruch 7, wobei das Bremssystem (1) ein elektronisches Betriebsbremssteuergerät (25) aufweist, das dazu ausgebildet ist, Komponenten des Bremssystems (1) anzusteuern, und die Auswerteeinheit (30) in das Betriebsbremssteuergerät (25) integriert ist.
Bremssystem (1) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das erste Druckerfassungsmittel (26) stromabwärts von dem Select-High-Ventil (27) einen Drucksensor aufweist, der dazu ausgebildet ist, den Druck in dem Betriebsbremskreis (11) stromabwärts von dem Select-High-Ventil (27) zu erfassen.
Bremssystem (1) gemäß Anspruch 9, wobei das Bremssystem (1) ein Druckregelmodul (13) mit einer Druckregeleinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen vorbestimmten Bremsdruck für Bremszylinder (16, 17) in dem Betriebsbremskreis (11) zu regeln, und der Drucksensor stromabwärts von der Druckregeleinrichtung vorgesehen ist.
Bremssystem (1) gemäß Anspruch 10, wobei das Druckregelmodul (13) den Drucksensor aufweist.
Bremssystem (1) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das Bremssystem (1) in dem Betriebsbremskreis (11) stromabwärts von dem Druckregelmodul (13) ein Drucksteuerventil (14, 15) aufweist, das dazu ausgebildet ist, einen Druck in dem Betriebsbremskreis (11) zwischen dem Drucksteuerventil (14, 15) und dem Bremszylinder (16, 17) zu steuern, und das dazu ausgebildet ist, bei einer entsprechenden Ansteuerung, den Betriebsbremskreis (11) abzusperren.
Bremssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der andere Versorgungskreis (4) mit einem Rückschlagventil (29) versehen ist, das dazu ausgebildet ist, eine Strömung in dem anderen Versorgungskreis (4) in Richtung zu der Druckquelle (6) abzusperren.
Bremssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei das Bremssystem (1) einen weiteren Hauptversorgungskreis (3) aufweist, und der Hauptversorgungskreis (2) und der weitere Hauptversorgungskreis (3) ein Überströmventil (5) aufweisen, wobei das Überströmventil (5) dazu ausgebildet ist, einen Druck in dem Hauptversorgungskreis (2) und dem weiteren Hauptversorgungskreis (3) zumindest zeitweise auszugleichen.
Bremssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei der andere Versorgungskreis (4) ein Speicherelement mit einem zusätzlichen Luftvolumen aufweist.
Bremssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 15, wobei das Select-High-Ventil (27) dazu ausgebildet ist, bei einem gleichen Druck in dem Hauptversorgungskreis (2) und dem anderen Versorgungskreis (4) eine Verbindung zwischen dem Betriebsbremskreis (11) und dem Hauptversorgungskreis (2) herzustellen.