Die Erfindung betrifft ein Steuerluftsystem, MRCU, zur Bereitstellung von Druckluft mit einem einstellbaren Luftdruck in einem Luftraum, vorzugsweise zur Steuerung des Bremsmomentes eines hydrodynamischen Retarders. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überprüfung des Funktionszustandes des Steuerluftsystems.

In einem Kraftfahrzeug ist die Druckluftversorgung des Steuerluftsystems für den hyd rodynamischen Retarder in der Regel an das Druckluftsystem des Kraftfahrzeugs, beispielsweise die Druckluftversorgung für das Bremsluftsystem, das in Nutzfahrzeu gen zum Lösen der Bremsen verwendet wird, angeschlossen.

Aus dem StdT sind unterschiedlich aufgebaute Steuerluftsysteme und Verfahren zur Regelung, Überwachung und Funktionskontrolle bekannt. So offenbart die DE 19929 152 A1 beispielsweise ein Steuerluftsystem mit Ventilen zur Steuerung des Brems momentes eines hydrodynamischen Retarders.

DE 102011 106522 B3 beschreibt ein Steuerluftsystem und ein Verfahren zur Steue rung eines hydrodynamischen Retarders mittels eines Steuerluftsystems. Zur Steue- rung des hydrodynamischen Retarders ist ein Luftraum vorgesehen, der über das Steuerluftsystem mit Druckluft befüll- oder entleerbar ist, so dass im Luftraum ein ge wünschter Steuerluftdruck eingestellt ist. Der Steuerluftdruck wird mittels eines Sen sor erfasst, der zwischen einem Einlassventil und einem Auslassventil angeordnet ist. Die Funktionsfähigkeit des Einlassventils und des Auslassventils wird durch vorgege- bene Schaltfolgen allein mittels des durch den Sensor erfassten Steuerluftdruckes festgestellt.

DE 10 2014 201 750 A1 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung eines Versor gungsdruckes in einem pneumatischen oder hydraulischen Drucksystem. Der Ver- sorgungsdruck wird aus einem Druckvorrat zur Verfügung gestellt. Weiterhin wird der Ist-Wert des Versorgungsdruckes erfasst und mit einem Soll-Druckwert verglichen. Ist der erfasste Ist-Wert kleiner als der im Vergleich zugeordnete Soll-Druckwert, wird eine Warnmeldung ausgegeben und/oder das Drucksystem oder ein mit diesem ge steuertes Aggregat außer Betrieb gesetzt. Dabei kann die Erfassung und der Ver gleich des Ist-Wertes des Versorgungsdruckes und Wiederholungen vom Druckver lauf in der Druckquelle abhängig gemacht werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen alternativen Aufbau für ein Steuerluftsystem vorzuschlagen, mit welchem ein erweitertes Verfahren zur Funktionsdiagnose durch führbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steuerluftsystem entsprechend An spruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Merk male der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.

Es wird ein Steuerluftsystem zur Bereitstellung von Druckluft mit einem einstellbaren Luftdruck in einen Luftraum vorgeschlagen, das vorzugsweise zur Steuerung des Bremsmomentes eines hydrodynamischen Retarders, geeignet ist. Der Grundaufbau des Steuerluftsystems umfasst:

- einem Regelanschluss, über den der Luftraum zur Bereitstellung eines Steuerluft druckes mit Druckluft befüllbar ist, - eine Druckluftzuleitung, in welche ein elektrisch betätigbares Einlassventil geschal tet ist, um dem Luftraum Druckluft zuzuführen,

- eine Entlüftungsleitung in welche ein elektrisch betätigbares Entlüftungsventil ge schaltet ist, um Druckluft aus dem Luftraum abzuleiten;

- einen Sensor, zum wenigstens mittelbaren Erfassen oder Berechnen des Druckes zwischen dem Einlassventil und dem Auslassventil; sowie

- eine Steuereinrichtung, welche eingerichtet ist, den Steuerluftdruck im Luftraum zu steuern oder zu regeln.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in der Druckluftzuleitung in Strömungs- richtung der Druckluft dem Einlassventil eine Schaltvorrichtung vorgeschaltet ist, die im nicht betätigten Zustand die Druckluftzuleitung zu einem Druckluftanschluss unter bricht. Unter einer Schaltvorrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung ge- meint, mittels der das Steuersystem mit einer Druckluftversorgung verbindbar ist oder die Druckluftversorgung unterbrechbar ist, wobei über die Schaltvorrichtung keine Entlüftung des Luftraums erfolgen kann. Durch die Schaltvorrichtung wird ermöglicht, dass auch die Funktion des Einlassventils über einen Diagnosezyklus geprüft werden kann.

Zur Vergrößerung des Durchlassquerschnitts können auch zwei oder mehr separat ansteuerbare Einlassventile parallel geschaltet werden. In einem Diagnosezyklus kann die Funktion der Einlassventile so einzeln getestet werden.

In einer bevorzugten Ausführung kann die Schaltvorrichtung ein elektrisch betätigba res Pilotventil und ein pneumatisch betätigbares Vorsteuerventil umfasst, wobei das Vorsteuerventil über eine an den Druckluftanschluss angeschlossene Steuerleitung, in der das Pilotventil geschaltet ist, schaltbar ist.

Weiterhin können das Einlassventil, das Auslassventil und das Vorsteuerventil als 2/2-Wegeventil und das Pilotventil als 3/2-Wegeventil ausgeführt sein.

Ergänzend kann in einer erweiterten Ausführung zwischen dem Vorsteuerventil und dem Einlassventil ein Nebenauslass vorgesehen sei, wobei weiterhin an dem Neben anschluss eine Nebenleitung angeschlossen sein kann, in welche ein Nebenventil geschaltet ist. Dieses Nebenventil ist vorzugsweise ein elektrisch ansteuerbares 2/2 Wegeventil, welches ebenfalls mittels der Steuereinrichtung schaltbar ist. Das Ne benventil kann ein beliebiges externes Ventil sein. Durch die Koppelung mit dem Steuerluftsystem kann die Funktion des Nebenventils vorteilhaft mit überprüft werden bzw. mit in den Diagnosezyklus eingebunden sein.

Des Weiteren wird ein Verfahren zur Steuerung eines Steuerluftsystems, zur Bereit stellung von Druckluft mit einem einstellbaren Luftdruck in einem Luftraum, vorzugs- weise zur Steuerung des Bremsmomentes eines hydrodynamischen Retarders, vor geschlagen. Das Steuerluftsystem hat zumindest den oben beschriebenen Grundauf- bau (entsprechend Anspruch 1), wobei das Verfahren zur Überprüfung des Funkti onszustandes von Einlassventil und Auslassventil folgende Schritte umfasst: gleichzeitiges schalten der Schaltvorrichtung in der Druckluftzuleitung, von einer Schließstellung in eine Offenstellung, und schalten des Auslassventils in eine Schließstellung, wobei zur Überprüfung des Funktionszustands der Ventile

- in einem ersten Schritt das Einlassventil für ein festgelegtes Zeitintervall in die Offenstellung geschaltet wird, so dass der Luftraum über die Druckluftzuleitung und den Regelanschluss mit Druckluft befüllt wird, wobei auf einen Fehler des Einlassventils geschlossen wird, wenn der vom Sensor wenigstens mittelbar er fasste oder berechnet Druck, einen festlegbaren Mindestdruck, innerhalb eines festlegbaren Zeitinterwalls, nicht erreicht;

- in einem zweiten Schritt die Schaltvorrichtung in die Schließstellung geschaltet wird, wobei auf einen Fehlerzustand des Einlassventils und/oder der Schaltvor richtung geschlossen wird, wenn der vom Sensor wenigstens mittelbar erfasste oder berechnet Druck, innerhalb eines festlegbaren Zeitinterwalls, auf einen fest legbaren Druck sinkt, und

- in einem dritten Schritt das Auslassventil in die Offenstellung geschaltet wird, wobei auf einen Fehlerzustand des Auslassventils geschlossen wird, wenn der vom Sensor wenigstens mittelbar erfasste oder berechnete Druck, nicht inner halb eines festlegbaren Zeitinterwalls, auf den Umgebungsdruck sinkt.

In einer erweiterten Ausführung kann zwischen dem Vorsteuerventil und dem Ein lassventil ein Nebenauslass vorgesehen sein, wobei am Nebenanschluss eine Ne benleitung angeschlossen ist, in welche ein Nebenventil geschaltet ist, wobei zur Überprüfung des Funktionszustands des Nebenventils, in einem Zwischenschritt zwi schen dem zweiten und dritten Schritt, bei geschlossener Schaltvorrichtung, das Ein lassventil in die Offenstellung geschaltet wird, wobei auf einen Fehlerzustand des Nebenventils geschlossen werden kann, wenn der vom Sensor wenigstens mittelbar erfasste oder berechnete Druck, innerhalb eines festlegbaren Zeitinterwalls, unter einen festlegbaren Mindestdruck sinkt. Zur weiteren Überprüfung des Funktionszustands des Nebenventils, in einem Zwi schenschritt zwischen dem zweiten und dritten Schritt, bei geschlossener Schaltvor richtung, kann das Einlassventil und das Nebenventil in die Offenstellung geschaltet werden, wobei auf einen Fehlerzustand des Nebenventils geschlossen wird, wenn der vom Sensor wenigstens mittelbar erfasste oder berechnet Druck, innerhalb eines festlegbaren Zeitinterwalls, nicht unter einen festlegbaren Mindestdruck sinkt.

Vorzugsweise wird das Nebenventil über die Steuereinrichtung des Steuerluftsys tems geschaltet, so dass der gesamte Diagnosezyklus über die Steuervorrichtung erfolgen kann.

Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die genannten Merkma le können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Ein zelnen:

Fig.1 Steuerluftsystem mit Nebenventil Fig.2 ein möglicher vorteilhafter Diagnosezyklus

Figur 1 zeigt ein Steuerluftsystem 1 mit Nebenventil 13. Das Steuerluftsystem 1 oder auch MRCU (Mechatronic Retarder Control Modul) genannt, wird für die Steuerung oder Regelung des hydrodynamischen Retarders in einem Kraftfahrzeug benötigt. Der Retarder ist hier nicht komplett dargestellt, da für die Beschreibung der Erfindung die Darstellung des Luftraums 11 ausreicht. Der Luftraum ist ein Raum im Öltank des Retarders. Durch die Befüllung des Luftraums 11 , der an dem Regelauslass A1 an geschlossen ist, wird das im Tank befindliche Öl in den Arbeitsraum des Retarders gedrückt, so dass der Retarder von Nicht-Bremsbetrieb in den Bremsbetrieb schaltet. Zur Beendigung des Bremsvorgangs wird der Luftraum 11 über die MRCU entlüftet, so dass das Öl aus dem Arbeitsraum zurück in den Tank gepumpt wird. Das Steuerluftsystem 1 wird über eine nur angedeutete Steuerung 12 oder CPU ge steuert oder geregelt, wobei die elektrisch schaltbaren Ventile 3, 5a, 5b, 6, 13 und der Sensor 8 an dieser angeschlossen bzw. durch diese geschaltet werden. Weiterhin ist ein Nebenauslass A2 vorgesehen, an den ein externes Nebenventil 13 angeschlos- sen ist, dass ebenfalls über die Steuerung der MRCU ansteuerbar ist.

Die MRCU 1 ist wie hier dargestellt an einem Druckluftsystem 2 angeschlossen. Dies kann beispielsweise die Druckluftversorgung des Betriebsbremssystems sein. Der Anschluss erfolgt über die Schaltvorrichtung, bestehend aus dem elektrisch betätig- baren Pilotventil 3 und dem pneumatisch betätigbaren Vorsteuerventil 4. Das Vor steuerventil 4 wird über eine an den Druckluftanschluss 2 angeschlossene Steuerlei tung 9, in der das Pilotventil 3 geschaltet ist, geschaltet. Die Druckluftleitung 7b, an die die beiden Einlassventile 5a, b und das Nebenventil angeschlossen sind, wird nur mit Druckluft befüllt, wenn das Pilotventil 3 geschaltet bzw. angesteuert wird, so dass das Vorsteuerventil mittels der Druckluft betätigt wird und in die Offenstellung schal tet. Im nicht betätigten Zustand wird die Druckluftzuleitung 7a, b zum Druckluftan schluss 2 unterbrochen.

In der dargestellten Ausführung sind zwei parallel geschaltete Einlassventile 5a, b vorgesehen, die separat ansteuerbar sind. So kann der Strömungswiderstand zumin dest in zwei Stufen geregelt werden. Bei geöffneten Einlassventilen 5a, b und ge schlossenem, betätigtem Auslassventil 5 wird der Luftraum 11 befüllt. Entsprechend dem gewünschten Bremsmoment des Retarders erfolgt die Befüllung bis zu einem gewünschten Druck, der mittels des Sensors 8 gemessen wird.

Um in den Nicht-Bremsbetrieb zu schalten, werden die Ventile 5a, b und 6 in die Grundstellung geschaltet, so dass über das Auslassventil 6 der Luftraum 11 entlüftet wird. Zum Sicherstellen der pneumatischen Funktionen innerhalb des MRCU, muss bei jedem Start des Fahrzeugs eine Diagnose durchgeführt werden. Diese wird bei Ein schalten der Fahrzeugzündung mit dem Ziel durchgeführt, das beim Durchlaufen des Diagnosezyklus pneumatische Fehlfunktionen an den einzelnen Ventilen der MRCU erkannt werden.

Die MRCU ist weiterhin dafür ausgelegt, dass auch die korrekte Funktion des am Ne benauslass A2 angeschlossenen Nebenventils 13 geprüft werden kann. Das Erken nen der Funktion des (externen) Nebenventils 13 ist zur Sicherstellung einer weiteren Funktion am Gesamtprodukt Retarder äußerst vorteilhaft.

Bei dem nachfolgend beschriebenen Diagnosezyklus, wie in Figur 2 dargestellt, wer den alle pneumatischen Funktionen der Schaltventile innerhalb des MRCU und des externen Nebenventils 13 überprüft. Einzelne Schritte des Diagnosezyklus können weggelassen werden wenn es beispielsweise nur ein Einlassventil 5a, b gibt oder wenn kein externes Nebenventil vorhanden wäre.

Das Verfahren zur Überprüfung des Funktionszustandes der Ventile umfasst folgende Schritte:

Gestartet wird der Diagnosezyklus dadurch, dass die Schaltvorrichtung, also das Pi lotventil 3 angesteuert wird, so dass das Vorsteuerventil 4 in der Druckluftzuleitung 7a, b, von einer Schließstellung in eine Offenstellung bewegt wird. Gleichzeitig wird das Auslassventil 6 in eine Schließstellung geschaltet, so dass die Entlüftungsleitung 10a, b verschlossen wird.

In einem ersten Schritt werden die beiden Einlassventile 5a, b nacheinander getestet, indem jedes für sich, für ein festgelegtes Zeitintervall in die Offenstellung geschaltet werden, so dass der Luftraum 11 über die Druckluftzuleitung 7a, b und den Regelan schluss A1 in zwei Stufen, z.B. erst auf 1 bar und dann auf 2 bar, mit Druckluft befüllt wird. Der gemessene Druck am Sensor 8 steigt damit in zwei Stufen an, wobei nach jedem Druckanstieg auf einen Fehler des jeweils getesteten Einlassventils 5a, b ge schlossen werden kann, wenn der vom Sensor 8 wenigstens mittelbar erfasste oder berechnet Druck einen festlegbaren Mindestdruck (1 bar bzw. 2 bar), innerhalb eines festlegbaren Zeitinterwalls, nicht erreicht. ln einem zweiten Schritt wird die Schaltvorrichtung 3, 4 in die Schließstellung ge schaltet, wobei auf einen Fehlerzustand eines der geschlossenen Einlassventile 5a, b oder der Schaltvorrichtung 3, 4 geschlossen wird, wenn der vom Sensor 8 wenigstens mittelbar erfasste oder berechnet Druck, innerhalb eines festlegbaren Zeitinterwalls, auf einen festlegbaren Druck sinkt. Erfolgt kein Druckabfall ist das System dicht.

In einem Zwischenschritt kann das am Nebenanschluss A2 angeschlossene Neben ventil 13 überprüft werden. Wie dargestellt wird dazu bei geschlossener Schaltvorrich tung 3, 4, das Einlassventil 5b in die Offenstellung geschaltet, wobei auf einen Feh lerzustand des Nebenventils 13 geschlossen wird, wenn der vom Sensor 8 wenigs tens mittelbar erfasste oder berechnet Druck, innerhalb eines festlegbaren Zeitinter walls, unter einen festlegbaren Mindestdruck sinkt. Erfolgt kein Druckabfall ist das System bis zum Nebenventil 13 dicht.

Zur weiteren Überprüfung der Funktion des Nebenventils 13, wird das Nebenventil 13 bei geschlossener Schaltvorrichtung (3, 4) und geöffnetem Einlassventil 5b in die Of fenstellung geschaltet, wobei auf einen Fehler des Nebenventils 13 geschlossen wird, wenn der vom Sensor 8 wenigstens mittelbar erfasste oder berechnet Druck, inner halb eines festlegbaren Zeitinterwalls, nicht unter einen festlegbaren Mindestdruck sinkt. Durch das Öffnen des Nebenventils wird der Druck am Sensor 8 durch das Ab fließen der Druckluft in das Nebensystem reduziert, bis ein Druckausgleich erfolgt ist. Fällt der Druck am Sensor 8 nicht unter einen festgelegten Druck ist das Nebensys tem dicht.

In einem dritten Schritt wird das Auslassventil 6 in die Offenstellung geschaltet wer den, wobei auf einen Fehlerzustand des Auslassventils 6 geschlossen wird, wenn der vom Sensor (8) wenigstens mittelbar erfasste oder berechnet Druck nicht innerhalb eines festlegbaren Zeitinterwalls auf den Umgebungsdruck sinkt.

Falls erwünscht ist es ebenfalls möglich, den Ausgang A2 über die temporäre Öff nung der Einlassventile 5a und/oder 5b und das stromlos geöffnete Entlüftungsventil 6 zu entlüften bzw. drucklos zu schalten. Im Fehlerfall ist es weiterhin denkbar, dass das Entlüftungsventil 6 den Ausgang A1 über die temporäre Öffnung des Nebenventils 13 bei geschlossener Schaltvorrichtung 3, 4 zu entlüften bzw. drucklos zu schalten

Bezugszeichenliste

1 Steuerluftsystem

2 Druckluftanschluss 3 Pilotventil

4 Vorsteuerventil

5a, b Einlassventil 6 Entlüftungsventil

7a, b Druckluftzuleitung 8 Drucksensor

9 Steuerleitung

10a, b, c Entlüftungsleitung

11 Luftraum

12 Steuereinrichtung 13 Nebenventil

14 Nebenleitung A1 Regelauslass A2 Nebenauslass R Entlüftung