Titel

Verfahren zur Funktionsprüfung eines Druckerzeugeraggregats einer elektronisch schlupfregelbaren Fremdkraftbremsanlage mit redundanter Bremsdruckerzeugung, insbesondere für ein autonom fahrbares Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsprüfung eines Druckerzeugeraggregats einer elektronisch schlupfregelbaren Fremdkraftbremsanlage mit redundanter Bremsdruckerzeugung, insbesondere für ein autonom fahrbares Kraftfahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Elektronisch schlupfregelbare Fremdkraftbremsanlagen mit nicht-redundanter Bremsdruckerzeugung sind beispielsweise aus der DE 102013 227065 Al hinlänglich bekannt.

Derartige Fremdkraftbremsanlagen unterscheiden sich von Muskelkraftbremsanlagen prinzipiell darin, dass bei einem Bremsvorgang unter Normalbetriebsbedingungen der Bremsdruck nicht durch die Muskelkraft des Fahrers, sondern von einem durch Fremdkraft angetriebenen Druckerzeuger bereitgestellt wird. Dazu weist eine Fremdkraftbremsanlage ein elektronisches Steuergerät auf, das einen Bremswunsch des Fahrers erfasst, daraus mit Hilfe hinterlegter Kennlinien, welche beispielsweise einen Bremsdruck in Abhängigkeit des Betätigungswegs einer Bremswunscherfassungseinrichtung angeben, einen Sollwert für einen einzustellenden Bremsdruck ermittelt und diesen Bremsdruck durch dementsprechende elektrische Ansteuerung des Antriebs eines Druckerzeugers einstellt.

Bei Muskelkraft betätigten Bremsanlagen können mechanische Fehler an den Druckerzeugeraggregaten durch Rückwirkungen an der Betätigungseinheit des Bremssystems, also am Bremspedal oder am Bremshebel, vom Fahrer haptisch wahrgenommen werden. Diese Möglichkeit scheidet bei Fremdkraftbremsanlagen aus, weil dort unter Normalbremsbedingungen Fahrer und Bremskreise hydraulisch voneinander entkoppelt sind.

Auch hochautomatisiert fahrende Kraftfahrzeuge werden mit Fremdkraftbremsanlagen ausgerüstet. In diesem Fall sind aus Sicherheitsgründen jedoch zwei Druckerzeugeraggregate zueinander parallel mit den Bremskreisen gekoppelt, damit bei einer eventuellen Störung an einem der Druckerzeugeraggregate das Fahrzeug weiterhin vom jeweils anderen Druckerzeugeraggregat sicher zum Stillstand abgebremst werden kann.

Oft wird in diesem Zusammenhang auch von einer redundanten Bremsdruckerzeugung gesprochen.

Bei den dabei eingesetzten Druckerzeugeraggregaten handelt es sich üblicherweise um räumlich voneinander getrennte Einheiten mit jeweils voneinander getrennten elektronischen Steuergeräten und Energieversorgungen. Zur leichteren Unterscheidung werden die Druckerzeugeraggregate daher auch als Primär- und als Sekundärdruckerzeugeraggregate bezeichnet.

Bei bekannten Ausgestaltungen können im Normalbremsbetriebszustand der Fremdkraftbremsanlage entweder beide Druckerzeugeraggregate miteinander am Bremsdruckaufbau beteiligt sein oder das Sekundärdruckerzeugeraggregat ist inaktiv und übernimmt den Bremsdruckaufbau erst nachdem am Primärdruckerzeugeraggregat eine Störung festgestellt worden ist. Eine solche Auslegung liegt der nachfolgend erläuterten Erfindung zugrunde.

Die aus der o.g. Druckschrift bekannte Fremdkraftbremsanlage hat ein Primärdruckerzeugeraggregat mit einer elektronisch ansteuerbaren Plungereinheit als erstem Druckerzeuger sowie ein

Sekundärdruckerzeugeraggregat mit mehreren Kolbenpumpen als zweitem Druckerzeuger. Auf diese Bauarten und Kombination von Druckerzeugern ist die nachfolgend erläuterte Erfindung allerdings nicht eingeschränkt.

Da, wie erläutert, Sekundärdruckerzeugeraggregate lediglich im Störungsfall des Primärdruckerzeugeraggregats aktiviert werden, muss deren Funktionstüchtigkeit in regelmäßigen Abständen überprüft werden, um ihre Einsatzbereitschaft bei Bedarf sicherzustellen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 bietet die Möglichkeit einer Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Druckerzeugeraggregats ohne Mitwirkung des Fahrers. Die Überprüfung kann somit automatisiert durchgeführt werden, wobei bspw. vorgegebene Prüfintervalle, vorherrschende Umgebungsbedingungen oder bislang absolvierte Lastkollektive der Fremdkraftbremsanlage als auslösende Ereignisse zur Durchführung einer solchen Überprüfung berücksichtigt werden können. Das Verfahren ist mit den ohnehin vorhandenen druckmittelsteuernden Komponenten des Bremssystems durchführbar und erfordert keine zusätzlichen mechanischen Bauteile. Bei den vorgeschlagenen Verfahren wird wenigstens einer der Druckerzeuger betätigt und die Ventile der Bremsanlage derart angesteuert, dass beide Druckerzeugeraggregate zueinander parallel mit wenigstens einem der Bremskreise, nicht jedoch mit einer Radbremse dieses Bremskreises hydraulisch kontaktiert sind. Anhand vorhandener Sensoren werden die sich einstellenden Drücke und/oder Wege der Betätigungseinrichtung der Bremsanlage gemessen und vom elektronischen Steuergerät ausgewertet bzw. plausibilisiert. Bei auftretenden Fehlern wird ein Warnsignal bzw. eine Aufforderung zur Veranlassung einer Überprüfung der Fremdkraftbremsanlage in einer Fachwerkstatt an den Fahrer abgesetzt. Es kann somit die auch im Störungsfall die Betriebssicherheit der Fremdkraftbremsanlage sichergestellt werden.

Die vorgeschlagenen Verfahren beruhen auf keinen die Fahrdynamik des Fahrzeugs repräsentierenden Größen und sind damit prinzipiell auch im Stillsand des Fahrzeugs durchführbar, bspw. wenn der Fahrer gar nicht anwesend ist oder vor bzw. mit einer Inbetriebnahme des Fahrzeugmotors.

Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen oder aus der nachfolgenden Beschreibung.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert.

Die Zeichnung zeigt in Figur 1 den Hydraulikschaltplan einer der Erfindung zugrundeliegenden Fremdkraftbremsanlage. Die Figur zeigt diese Fremdkraftbremsanlage in stromloser, nicht betätigter Grundstellung; in Figur 2 den Hydraulikschaltplan der Fremdkraftbremsanlage nach Figur 1 im Zustand der Funktionsprüfung eines Umschaltventils des Sekundärdruckerzeugeraggregats; in Figur 3 den Hydraulikschaltplan der Fremdkraftbremsanlage nach Figur 1 im Zustand einer ersten Variante zur Prüfung der Funktion eines Antriebs eines Druckerzeugers des Sekundärdruckerzeugeraggregats und in Figur 4 den Hydraulikschaltplan der Fremdkraftbremsanlage nach Figur 1 im Zustand einer zweiten Variante zur Prüfung der Funktion eines Antriebs eines Druckerzeugers des Sekundärdruckerzeugeraggregats.

In den Figuren sind die einander entsprechenden Komponenten der Fremdkraftbremsanlage durchgängig mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese Komponenten nehmen in den Figuren jeweils unterschiedliche Betätigungsstellungen ein.

Beschreibung der Zeichnung

Gemäß dem Hydraulikschaltplan nach Figur 1 besteht die dort dargestellte elektronisch schlupfregelbare Fremdkraftbremsanlage 10 aus einem Primärdruckerzeugeraggregat 12 und eine Sekundärdruckerzeugeraggregat 14. Die beiden Druckerzeugeraggregate 12, 14 bilden räumlich voneinander separierte Baueinheiten mit Hydraulikanschlüssen 16a-d, 17a-d welche trennbar und über insgesamt vier Hydraulikleitungen 18a-d jeweils paarweise miteinander hydraulisch kontaktiert sind.

Das Primärdruckerzeugeraggregat 12 umfasst unter anderem einen Hauptbremszylinder 20 mit zwei Druckkammern 22a, b in einem Bremszylindergehäuse 24. Eine Versorgung der Druckkammern 22a, b mit hydraulischem Druckmittel erfolgt über ein Druckmittelreservoir 26, welches beispielhaft in das Primärdruckerzeugeraggregat 12 integriert ist.

Die Druckkammern 22a, b sind u.a. jeweils durch einen von insgesamt zwei Bremszylinderkolben 28a, b begrenzt. Ein erster Bremszylinderkolben 28a wird als Stangenkolben bezeichnet und ist über eine Betätigungsstange 30 mit einer Betätigungseinrichtung, hier beispielhaft in Gestalt eines Bremspedals 32 ausgeführt, gekoppelt. Der zweite Bremszylinderkolben 28b ist im Unterschied dazu schwimmend im Inneren des Bremszylindergehäuses 24 angeordnet ist und wird dementsprechend Schwimmkolben genannt. Stangenkolben und Schwimmkolben stützen sich über Kolbenfedern 34a, b gegenseitig bzw. an einem geschlossenen Ende des Bremszylindergehäuses 24 ab.

Mit einer Betätigung des Bremspedals 32 durch den Fahrer wirkt eine Axialkraft auf den Stangenkolben ein, welche von der Kolbenfeder 34a zwischen den Bremszylinderkolben 28a, b auf den Schwimmkolben und vom Schwimmkolben über die Kolbenfeder 38b an das Bremszylindergehäuse 24 weitergeleitet wird. Beide Bremszylinderkolben 28a, b bewegen sich bei einer Betätigung des Bremspedals 32 folglich gemeinsam axial in das Bremszylindergehäuse 24 hinein. Aufgrund dieser Kolbenbewegung verkleinert sich das Volumen beider Druckkammern 22a, b und folglich erhöht sich der Druck des darin eingeschlossenen Druckmittelvolumens. Dieser Druck wird von einem ersten Drucksensor 36 gemessen und einem der Primärdruckerzeugereinheit 12 zugeordneten ersten elektronischen Steuergerät 38a zuführt. Der Drucksensor 36 ist exemplarisch an die vom Schwimmkolben begrenzte Druckkammer 22b des Hauptbremszylinders 20 angeschlossen.

Ein darüber hinaus vorgesehener Wegsensor 40 misst den Betätigungsweg der Betätigungsstange 30. Das entsprechende Wegsignal wird ebenfalls an das elektronische Steuergerät 38a des Primärdruckerzeugeraggregats 12 weitergeleitet.

Der Betätigungsweg der Betätigungsstange 30 sowie der Druck in den Druckkammern 22a, b des Hauptbremszylinders 20 sind aufgrund des bei einem Bremsvorgang aus der Druckkammern 22a, b des Hauptbremszylinders 20 verdrängten Druckmittelvolumens zueinander proportionale Größen. Sie repräsentieren einen vom Fahrer vorgegebenen Bremswunsch und stellen demnach die Hauptsteuergrößen der Fremdkraftbremsanlage 10 dar. Mit Hilfe von im elektronischen Steuergerät 38a digital hinterlegten Druck/Volumen- Kennlinien der vorhandenen Bremskreise 64a, b der Fremdkraftbremsanlage 10 kann aus dem Betätigungsweg, das verdrängte Volumen an Druckmittel und letztlich ein in den Bremskreisen 64a, b zu erwartender Soll-Bremsdruck bestimmt werden. Ebenso kann umgekehrt aus dem gemessenen Bremsdruck ein Sollwert für einen Betätigungsweg der Betätigungsstange 30 ermittelt werden, so dass sich aufgrund dieses Zusammenhangs vom elektronischen Steuergerät 38a die Signale für Bremsdruck und Weg der Betätigungseinrichtung gegenseitig plausibilisieren lassen.

Um einen Weg der Betätigungsstange 30 bzw. wenigstens eines Bremszylinderkolbens 28a, b überhaupt darzustellen, ist die Fremdkraftbremsanlage 10 mit einem Pedalwegsimulator 42 ausgestattet. Dieser Pedalwegsimulator 42 ist exemplarisch mit der zwischen den Bremszylinderkolben 28a, b des Hauptbremszylinders 20 eingeschlossenen Druckkammer 22a verbunden und puffert daraus verdrängtes Druckmittelvolumen. Der Pedalwegsimulator 42 weist hierfür einen Simulatorkolben 44 auf, der von einer Simulatorfeder 46 beaufschlagt ist.

Letztere stützt sich am Boden eines Simulatorgehäuses 48 ab und beaufschlagt den Simulatorkolben 44 mit einer dem einströmenden Druckmittel entgegenwirkenden Federkraft. Eine hydraulische Verbindung es Pedalwegsimulators 42 mit der zugeordneten Druckkammer 22a des Hauptbremszylinders 20 ist mittels eines Simulatorsteuerventils 50 steuerbar. Bei diesem Simulatorsteuerventil 50 handelt es sich um ein elektronisch ansteuerbares, normal geschlossenes Schaltventil, dessen Zulauf mit der Druckkammer 22a des Hauptbremszylinders 20 und dessen Ablauf mit einer Simulatorkammer des Pedalwegsimulators 42 kontaktiert ist. Von den beiden Druckkammern 22a, b des Hauptbremszylinders 20 führen zwei voneinander getrennte Hydraulikleitungen 18a, b zu einem ersten Paar von Hydraulikanschlüssen 16a, b des Primärdruckerzeugeraggregats 12. Durch diese beiden Hydraulikanschlüsse 16a, b kann Druckmittel vom Druckmittelreservoir 26 über den Hauptbremszylinder 20 in Richtung des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 strömen.

Das Primärdruckerzeugeraggregat 12 ist darüber hinaus mit einem durch Fremdkraft angetriebenen ersten Druckerzeuger ausgestattet. Es handelt sich dabei um eine Plungereinheit 52 mit einem Plungerkolben 54, welcher in einem Plungerzylinder 56 verschiebbar angeordnet ist. Der Antrieb des Plungerkolbens 54 erfolgt über einen elektronisch ansteuerbaren ersten Motor 58 sowie ein diesem Motor 58 nachgeordnetes mechanisches Getriebe 60. Letzteres wandelt eine vom Motor 58 abgegebene Rotationsbewegung in eine Linearbewegung für den Plungerkolbens 54 um. Bei dieser Bewegung des Plugerkolbens 54 in den Plungerzylinder 56 hinein, also einer Bewegung in Vorwärts- oder Druckaufbaurichtung, wird Druckmittel aus einem Plungerarbeitsraum 62 in, beispielsweise zwei, daran angeschlossene Bremskreise 64a, b hinein verdrängt. In Radbremsen 66a-d, welche mit den Bremskreisen 64a, b kontaktiert sind, baut sich daraufhin ein zum Bremswunsch des Fahrers korrelierender Bremsdruck auf. In der Gegenrichtung vergrößert sich das Volumen des Plungerarbeitsraums 62 und Druckmittel strömt, im Falle offener Plungersteuerventile 76a, b, aus den Bremskreisen 64a, b in den Plungerarbeitsraum 62 ein, was zu einem Bremsdruckabbau in den Bremskreisen 64a, b führt. Bei geschlossenen Plungersteuerventilen 76a, b strömt Druckmittel aus dem Druckmittelreservoir 26 in den Plungerarbeitsraum 62 nach.

Einen Bremswunsch ermittelt das elektronische Steuergerät 38a des Primärdruckerzeugeraggregats 12, wie erwähnt, aus dem Betätigungsweg der Betätigungsstange 30. Das elektronische Steuergerät 38a ermittelt dazu aus diesem Wegsignal ein Ansteuersignal für den Motor 58 der Plungereinheit 52.

Diese Plungereinheit 52 wird über eine Versorgungsleitung 68 ebenfalls aus dem Druckmittelreservoir 26 mit Druckmittel versorgt. Die Versorgungsleitung 68 ist unmittelbar zum Druckmittelreservoir 26 geführt und verzweigt sich in einen ersten Leitungszweig 70a, der am äußeren Umkehrpunkt des Plungerkolbens 54 in den Plungerarbeitsraum 62 mündet und in einen zweiten Leitungszweig 70b, welcher im Bereich eines inneren Umkehrpunkts des Plungerkolbens 54 in den Plungerarbeitsraum 62 einmündet.

U.a. zur Überwachung und Regelung der Plungereinheit 52 ist ein Drehwinkelsensor 72 vorhanden, welcher den von der Antriebswelle des Motors 58 zurückgelegten Drehwinkel misst und dieses Signal dem elektronischen Steuergerät 38a zur Auswertung weiterleitet. Der zurückgelegte Drehwinkel ist proportional zum Betätigungsweg des Plungerkolbens 54 und liefert demnach eine zuverlässige Information über das von der Plungereinheit 52 in die Bremskreise 64a, b hineinverdrängte Druckmittelvolumen bzw. über bekannte Druck/Volumen-Kennlinien der Bremskreise 64a, b einen in den Bremskreisen 64a, b zu erwartenden Soll-Bremsdruck. Über einen mit dem Plungerarbeitsraum 62 kontaktierten zweiten Drucksensor 74 ist ein Istwert für den sich in einem der Bremskreise 64a, b einstellenden Bremsdruck messbar.

Die Verbindungen der Plungereinheit 52 mit den Bremskreisen 64a, b sind jeweils steuerbar ausgeführt. Hierfür ist jeder Bremskreis 64a, b mit einem Plungersteuerventil 76a, b bestückt. Diese Plungersteuerventile 76a, b sind vom Steuergerät 38a des Primärdruckerzeugeraggregats 12 elektrisch ansteuerbar und lassen sich aus einer normal geschlossenen Grundstellung in eine Durchlassstellung umschalten.

Darüber hinaus ist in jedem Bremskreis 64a, b jeweils ein sogenanntes Kreistrennventil 78a, b vorhanden, welche stromabwärts der erwähnten Plungersteuerventile 76a, b angeordnet sind. Auch diese Kreistrennventile 78a, b sind vom Steuergerät 38a des Primärdruckerzeugeraggregats 12 elektrisch ansteuerbar. Sie sind als normal durchlässige Ventile ausgeführt, die in eine Sperrsteilung umgeschaltet werden können. Im geschlossenen Zustand unterbrechen die Kreistrennventile 78a, b eine ansonsten bestehende Druckmittelverbindung eines Bremskreises 64a, b mit einem zweiten Paar von Hydraulikanschlüssen 16c, d des Primärdruckerzeugeraggregats 12. Über diese Hydraulikanschlüsse 16c, d ist das Primärdruckerzeugeraggregat 12 mit zugeordneten Hydraulikanschlüssen 17c, d des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 kontaktiert. Stromabwärts der Kreistrennventile 78a, b bzw. der Plungersteuerventile 76a, b sowie stromaufwärts der angeschlossenen Radbremsen 66a-d ist darüber hinaus eine Druckmodulationseinrichtung in den Bremskreisen 64a, b vorhanden. Diese Druckmodulationseinrichtung umfasst pro angeschlossener Radbremse 66a-d jeweils ein Druckaufbauventil 80a-d und ein Druckabbauventil 82a-d. Diese Ventile sind durch das elektronische Steuergerät 38a des Primärdruckerzeugeraggregats 12 getrennt voneinander ansteuerbar und gestatten eine radindividuelle Einstellung eines Bremsdrucks, bspw. um diesen Bremsdruck an die am zugeordneten Rad aktuell vorherrschenden Schlupfverhältnisse anzupassen. Die Druckaufbauventile 80a-d sind dazu normal offen und lassen sich durch elektrische Ansteuerung in eine Sperrsteilung überführen. Ein Übergang vom offenen in den geschlossenen Zustand kann bei den Druckaufbauventilen 80a-d durch angepasste elektrische Ansteuersignale stufenlos erfolgen, was eine sehr feinfühlige Einstellung des Bremsdrucks erlaubt. Die Druckabbauventile 82a-d sind demgegenüber als Schaltventile ausgeführt, welche aus einer normal geschlossenen Grundstellung in eine Durchlassstellung umschaltbar sind, beispielsweise, wenn ein in einer der Radbremsen 66a-d gerade vorherrschender Bremsdruck abgebaut werden soll, um auftretenden Radschlupf zu vermeiden. Die Druckabbauventile 82a-d sind über eine gemeinsame Rücklaufleitung 84 an die Versorgungsleitung 68 der Plungereinheit 52 angeschlossen. Aus den Radbremsen 66a-d abfließendes Druckmittel gelangt damit unmittelbar zurück zum Druckmittelreservoir 26 bzw. zur Plungereinheit 52 des Primärdruckerzeugeraggregats 12.

Das Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 ist pro Bremskreis 64a, b mit jeweils einem Druckerzeuger, gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel also mit insgesamt zwei Druckerzeugern, bestückt. Bei diesen Druckerzeugern handelt es sich vorzugsweise um Kolbenpumpen 86a, b, die gemeinsam von einem zweiten Motor 88 und einem davon angetriebenen Exzenter (nicht gezeigt) betätigt werden können. Der zweite Motor 88 ist dazu von einem dem Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 zugeordneten zweiten elektronischen Steuergerät 38b elektrisch ansteuerbar.

Wie oben erläutert, weisen die Druckerzeugeraggregate 12,14 jeweils insgesamt vier Hydraulikanschlüsse 16a-d; 17a-d auf, welche durch vier Hydraulikleitungen 18a-d jeweils paarweise miteinander hydraulisch kontaktiert sind. Zwei dieser Hydraulikanschlüsse 17a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 sind jeweils mit der Saugseite einer der Kolbenpumpen 86a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 gekoppelt. Diese Hydraulikanschlüsse 17a, b sind mit denjenigen zwei Hydraulikanschlüssen 16a, b des Primärdruckerzeugeraggregats 12 kontaktiert, welche hydraulisch an die Druckkammern 22a, b des Hauptbremszylinders 20 angeschlossen sind. Die so dargestellten Druckmittelverbindungen sind durch sogenannte Hochdruckschaltventile 90a, b im Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 steuerbar. Diese Hochdruckschaltventile 90a, b sind derart ausgebildet, dass sie sich durch elektrische Ansteuerung aus einer normalen Sperrsteilung in eine Durchlassstellung umschalten lassen, wobei diese Umschaltung aufgrund der Ventilkonstruktion selbst dann möglich ist, wenn an den Hochdruckschaltventilen 90a, b eines großes Druckgefälle anliegt.

Ein zweites Paar von Hydraulikanschlüssen 17c, d des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 ist jeweils der Druckseite dieser Kolbenpumpen 86a, b zugeordnet. Dieses zweite Paar an Hydraulikanschlüssen 17c, d ist mit einem zweiten Paar an Hydraulikanschlüssen 16c, d des Primärdruckerzeugeraggregats 12 kontaktiert und stellt zwischen den Kolbenpumpen 86a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 und den Bremskreisen 64a, b des Primärdruckerzeugeraggregats 12 bzw. den daran angeschlossenen Radbremsen 66a-d eine Druckmittelverbindung her. Diese Druckmittelverbindung ist von den elektronisch ansteuerbar ausgebildeten Kreistrennventilen 78a, b im Primärdruckerzeugeraggregat 12 steuerbar.

Das Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 weist schließlich noch sogenannte Umschaltventile 92a, b auf. Diese Umschaltventile 92a, b sind ebenfalls durch das elektronische zweite Steuergerät 38b der Sekundärdruckerzeugereinheit 14 ansteuerbar, sind in der Grundstellung durchlässig und lassen sich stufenlos in eine Sperrsteilung überführen. Die Umschaltventile 92a, b wirken somit als Drosseleinrichtungen, mit denen ein Strömungsquerschnitt in einem die Kolbenpumpen 86a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 umgehenden Bypass 94a, b variabel einstellbar ist. Sie ermöglichen durch entsprechende elektrische Ansteuerung die Einstellung unterschiedlicher Bremsdrücke durch das Sekundärdruckerzeugeraggregat 14. In ihrer Durchlassstellung ermöglichen die Umschaltventile 92a, b zudem eine weitgehend ungedrosselte Verbindung des Hauptbremszylinders 20 mit den Radbremsen 66a-d und gestatten somit einen Bremsdruckaufbau in diesen Radbremsen 66a-d durch Muskelkraft des Fahrers. In Fachkreisen wird dies als hydromechanische Rückfallebene bezeichnet. Diese ermöglicht einen Bremsdruckaufbau in den Radbremsen 66a-d durch den Fahrer auch dann, wenn keines der Druckerzeugungsaggregate 12, 14 mehr zur Verfügung steht, beispielsweise bei einem Totalausfall der Spannungsversorgungen der Steuergeräte 38a, b.

Schließlich weist das Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 noch einen dritten Drucksensor 96 auf, welcher den Bremsdruck in der Druckmittelverbindung des Hauptbremszylinders 20 des Primärdruckerzeugeraggregats 12 mit der Saugseite einer Kolbenpumpe 86a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 misst.

Figur 1 zeigt die erläuterte Fremdkraftbremsanlage 10 in der ihrer Grund- bw. Ruhestellung. In dieser Stellung befinden sich die Bremskreise 64a, b in drucklosem Zustand, Plungereinheit 52 und Kolbenpumpen 86a, b werden nicht betätigt, die oben genannten Ventile sind nicht elektrisch angesteuert und nehmen dementsprechend ihre konstruktiv vorgegebenen Ausgangsstellungen ein.

Konkret bedeutet das, dass sich das Simulatorsteuersteuerventil 50 in der Sperrsteilung befindet und damit die Druckmittelverbindung zwischen der Druckkammer 22a des Hauptbremszylinders 20 und dem Pedalwegsimulator 42 unterbricht. Die Kreistrennventile 78a, b sind demgegenüber offen und stellen einen hydraulische Verbindung zwischen den Bremskreisen 64a, b und dem Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 her. Die Plungereinheit 52 ist über die sperrenden Plungersteuerventile 76a, b von den Bremskreisen 64a, b abgekoppelt. Die Druckaufbauventile 80a-d befinden sich in der Durchlassstellung und koppeln die Radbremsen 66a-d mit den Bremskreisen 64a, b, während die Druckabbauventile 82a-d die Verbindung dieser Radbremsen 66a-d mit der Rücklaufleitung 84 absperren. Auf Seiten des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 sind die Hochdruckschaltventile 90a, b geschlossen und die Umschaltventile 92a, b geöffnet. Damit sind die Kolbenpumpen 86a, b mit ihrer Saugseite vom Hauptbremszylinder 20 abgetrennt. Die Saugseite der Kolbenpumpen 86a, b ist mit der Druckseite über den vom Umschaltventil 92a, b gesteuerten Bypass 94a, b verbunden.

Unter Normalbremsbedingungen arbeitet die Fremdkraftbremsanlage wie folgt:

Mit dem Bestehen eines Bremswunsches betätigt ein Fahrer das Bremspedal 32 und erteilt damit dem Bremszylinderkolben 28a (Stangenkolben) eine Axialkraft. Diese Axialkraft wird über die Kolbenfeder 34a auf den Bremszylinderkolben 28b (Schwimmkolben) übertragen und über die Kolbenfeder 28b am Bremszylindergehäuse 24 abgestützt. Der Bremszylinderkolben 28a bewegt sich entgegen der Kraft der Kolbenfeder 34a in das Bremszylindergehäuse 24 hinein und verdrängt dabei Druckmittel aus der Druckkammer 22a zwischen den beiden Bremszylinderkolben 28a, b in den Pedalwegsimulator 42. Die Verbindung des Hauptbremszylinders 20 mit dem Pedalwegsimulator 42 ist geöffnet, indem das Simulatorsteuerventil 50 vom elektronischen Steuergerät 38a angesteuert und folglich in seine Durchlassstellung verbracht wird.

Der sich folglich einstellende Weg des Stangenkolbens bzw. der Betätigungsstange 30 wird vom Wegsensor 40 erfasst und an das elektronische Steuergerät 38a des Primärdruckerzeugeraggregats 12 als Steuergröße weitergeleitet. Das Steuergerät 38a erkennt den Bremswunsch und verarbeitet das eingegangene Wegsignal weiter zu einem Ansteuersignal an den ersten Motor 58 der Plungereinheit 52. Dieser Motor 58 treibt den Plungerkolben 54 des Druckerzeugers dementsprechend an, welcher daraufhin ein zum Bremswunsch korrelierendes Volumen an Druckmittel aus dem Plungerarbeitsraum 62 über die nunmehr in Durchlassstellung geschalteten Plungersteuerventile 76a, b in die Bremskreise 64a, b hinein verdrängt. Damit steigt der Druck in den Bremskreisen 64a, b an und beaufschlagt über die offenen Druckaufbauventile 80a-d die angeschlossenen Radbremsen 66a-d. Das Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 wird demgemäß bei normalen Bremsvorgängen nicht benötigt und wird erst aktiv, wenn eine Störung am Primärdruckerzeugeraggregat 12 festgestellt worden ist.

Da solche Fehlfunktionen jedoch äußerst selten auftreten, muss von Zeit zu Zeit die Funktionstüchtigkeit des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 bzw. seiner Komponenten überprüft werden, damit ein Bremsdruckaufbau im Störungsfall des Primärdruckerzeugeraggregats 12 abgesichert ist. Dementsprechende Verfahren bilden die Grundlage dieser Erfindung.

Mit dem nachfolgend beschriebenen und anhand von Figur 2 beschriebenen Verfahren wird zunächst die Funktionstüchtigkeit der Umschaltventile 92a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 überprüft.

Wie in der Figur 2 veranschaulicht, wird dazu die Plungereinheit 52 des Primärdruckerzeugeraggregats 12 durch Ansteuerung des zugeordneten ersten Motors 58 in Druckaufbaurichtung betätigt und die Plungersteuerventile 76a, b werden durch elektrische Ansteuerung und in ihre Durchlassstellung verbracht.

Die Plungereinheit 52 ist somit mit den Bremskreisen 64a, b verbunden. Durch elektronische Ansteuerung der Druckaufbauventile 80a-d werden diese Ventile geschlossen und koppeln die Radbremsen 66a-d von den Bremskreisen 64a, b ab. Die Kreistrennventile 78a, b verbleiben offen und stellen damit einem hydraulische Verbindung des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 mit den Bremskreisen 64a, b her. Primärdruckerzeugeraggregat 12 und Sekundärdruckerzeugeraggregat sind somit parallel zueinander an die Bremskreise 64a, b angeschlossen.

Innerhalb des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 werden die Umschaltventile 92a, b vom zweiten elektronischen Steuergerät 38b angesteuert. Das Ansteuersignal ist dabei derart gewählt, dass die Umschaltventile 92a, b nur teilweise schließen und als Drosseleinrichtungen wirken. Aus vorausgegangenen Untersuchungen bzw. Messungen am Bremskreis 64a, b ist es bekannt, welcher Differenzdruck beim vorgegebenen Ansteuersignal bzw. bei der eingestellten Drosselstellung an den Umschaltventilen 92a, b abfällt. Dieser Differenzdruck wird nun durch elektrische Ansteuerung des Antriebs der Plungereinheit 52 eingestellt. Zur Regelung des Ansteuersignals an den ersten Motor 58 wird dazu der vom zweiten Drucksensor 74 gemessene Istwert des Bremsdrucks herangezogen.

Nachdem der Differenzdruck eingestellt worden ist wird nunmehr anhand des Verlaufs des Signals des Drehwinkelsensors 72 im Primärdruckerzeugeraggregat 12 beurteilt, ob die Umschaltventile 92a, b den eingestellten Druck halten können. Bewegt sich beispielsweise der Plungerkolben 54 in Druckaufbaurichtung mit einer Geschwindigkeit, die eine vorgegebene Grenzgeschwindigkeit überschreitet, so zeigt dieses Verhalten an, dass die an den Umschaltventilen 92a, b auftretende Leckage unzulässig hoch ist. In der Konsequenz wird auf eine an den Umschaltventilen 92a, b vorliegende Störung erkannt und ein entsprechendes Warnsignal an den Fahrer abgesetzt.

Auf eine ähnliche Art und Weise lässt sich die Funktionstüchtigkeit des zweiten Motors 88 des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 validieren. Ein erstes Verfahren hierfür wird nachfolgend anhand von Figur 3 erläutert.

Bei diesem Prüfverfahren werden im Primärdruckerzeugeraggregat 12 die Ventile vom zugeordneten elektronischen Steuergerät 38a folgendermaßen angesteuert: Kreistrennventile 78a, b verbleiben in der Grund- bzw. Durchlassstellung, die Plungersteuerventile 76a, b werden angesteuert und nehmen die Durchlassstellung ein. Die Druckaufbauventile 80a-d werden ebenfalls elektrisch angesteuert, nehmen dadurch jedoch die Sperrsteilung ein.

Das dem Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 zugeordnete zweite elektronische Steuergerät 38b steuert die Umschaltventile 92a, b an und verbringt diese in die Sperrsteilung. Desweitern verbringt das elektronische Steuergerät 38b die Hochdruckschaltventile 90a, b in die Durchlassstellung.

Im Ergebnis sind auch bei diesem Verfahren die Kolbenpumpen 86a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 und die Plungereinheit 52 des Primärdruckerzeugeraggregats 12 parallel an die beiden Bremskreise 64a, b angeschlossen sowie die Radbremsen 66a-d von diesen Bremskreisen 64a, b abgekoppelt. Durch eine Ansteuerung des ersten Motors 58 der Plungereinheit 52 wird nun ein Bremsdruck in den Bremskreisen 64a, b aufgebaut, welcher sich über die offenen Kreistrennventile 78a, b in das Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 und dort bis auf die Druckseite der Kolbenpumpen 86a, b ausbreitet.

Nun wird der die Kolbenpumpen 86a, b antreibende zweite Motor 88 des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 ebenfalls angesteuert, welcher somit gegen den Druck des Primärdruckerzeugeraggregats 12 anlaufen muss.

Läuft der zweite Motor 88 gegen diesen Druck an, wird auf einen ordnungsgemäßen Motorzustand geschlossen und kein Warnsignal abgesetzt.

Eine Erkennung des Motoranlaufs erfolgt in diesem Zusammenhang durch eine Analyse des Ansteuersignals des Motors 88 im elektronischen Steuergerät 38b.

Als Ansteuersignal wird ein pulsweitenmoduliertes Signal verwendet. Die Pulsweite, also der Abstand zwischen dem Beginn zweier Spannungsspitzen, bestimmt die Motordrehzahl, darüber die Fördermenge des Druckerzeugers, die Fördermenge integriert über die Zeit ergibt das gesamte geförderte Druckmittelvolumen und letztlich den sich potenziell in den Bremskreisen 64a, b einstellenden Bremsdruck. In den Austastlücken, also im Bereich zwischen dem Ende einer Spannungsspitze und dem Beginn einer nachfolgenden Spannungsspitze, wirkt der die Kolbenpumpen 86a, b beaufschlagende Bremsdruck der Drehbewegung des Motors 88 entgegen und bremst diese Drehbewegung ab. Dabei induziert der Motor 88 ein Spannungssignal, das elektronisch erfasst und im elektronischen Steuergerät 38b ausgewertet werden kann, beispielsweise durch einen eigens dafür vorgesehenen ASIC. Durch einen Vergleich der induzierten Spannung mit einem bekannten und bei einem entsprechenden Bremsmoment zu erwartenden Spannungssignal werden fehlerbehaftete Motoren 88 festgestellt und der Fahrer ggf. gewarnt.

In einem alternativen Verfahren nach Figur 4 kann eine Validierung des zweiten Motors 88 des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 über den der Plungereinheit 52 des Primärdruckerzeugeraggregats 12 zugeordneten zweiten Drucksensor 74 erfolgen.

Zunächst verbleiben auch dazu im Primärdruckerzeugeraggregat 12 die Kreistrennventile 78a, b in ihrer Grund- bzw. Durchlassstellung und die Druckaufbauventile 80a-d werden durch elektronische Ansteuerung geschlossen. Mit einer Ansteuerung der Plungereinheit 52 des Primärdruckerzeugeraggregats 12 wird in den Bremskreisen 64a, b ein frei wählbarer Bremsdruck geregelt, wobei zur Bremsdruckregelung das Signal des der Plungereinheit 52 zugeordneten zweiten Drucksensors 74 als Regelgröße herangezogen wird.

Nun werden darüber hinaus im Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 die Hochdruckschaltventile 90a, b in Durchlassstellung geschalten sowie die Kolbenpumpen 86a, b betätigt. Ferner werden die Umschaltventile 92a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 vom elektronischen Steuergerät 38b angesteuert. Deren Ansteuersignal verbringt die Umschaltventile 92a, b in eine Drosselstellung, bei welcher die an den Umschaltventilen 92a, b abfallende Druckdifferenz höher ist, als der von der Plungereinheit 52 erzeugte Bremsdruck.

Der bestehende Druckunterschied bewirkt eine Verschiebung des Plungerkolbens 54 der Plungereinheit 52 des Primärdruckerzeugeraggregats 12 in Druckabbaurichtung. Mit dem, dem Motor 58 der Plungereinrichtung 52 zugeordneten Drehwinkelsensor 72 ist diese Rückwärtsbewegung des Plungerkolbens 54 quantitativ erfassbar. Aus dem Drehwinkelsignal wird der vom Plungerkolben 54 zurückgelegten Weg und über die bekannten geometrischen Abmessungen des Plungerkolbens 54 ein Istwert für das vom Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 in Richtung des Primärdruckerzeugeraggregats 12 gefördertes Druckmittelvolumen ermittelt. Dieser Istwert wird mit einem Sollwert für geförderte Druckmittelvolumen verglichen. Dieser Sollwert ist aus dem vom Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 eingestellten Differenzdruck, den bekannten geometrischen Daten der Kolbenpumpen 86a, b und dem elektrischen Ansteuersignal an den die Kolbenpumpen 86a, b antreibenden zweiten Motor 88 errechenbar.

Übersteigt eine Differenz zwischen dem Ist- und Sollwert einen festlegbaren Grenzwert, wird auf einen störungsbehafteten Antrieb der Kolbenpumpen 86a, b im Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 geschlossen und ein Warnsignal abgesetzt.

Ein fehlerhaft geschlossenes Hochdruckschaltventil 90a, b im Sekundärdruckerzeugeraggregat 14 läßt sich daran erkennen, dass die Kolbenpumpe 86a, b im Bremskreis 64a, b des fehlerhaften Hochdruckschaltventils 90a, b keinen Bremsdruck aufzubauen vermag.

Durch wechselweises Umschalten der Plungersteuerventile 76a, b von der Durchlassstellung in die Sperrsteilung und elektronische Auswertung des Signals des Drehwinkelsensors 72 ist derjenige Bremskreis 64a, b feststellbar, in dem sich ein fehlerhaft geschlossenes Hochdruckschaltventil 90a, b befindet.

Eine Störung liegt vor, wenn durch den Bremskreis 64a, b mit dem geöffneten Plungersteuerventil 76a, b kein hydraulisches Druckmittel von den Kolbenpumpen 86a, b des Sekundärdruckerzeugeraggregats 14 zur Plungereinheit 52 des Primärdruckerzeugeraggregats 12 gefördert wird. Letzteres äußert sich in einem ausbleibenden Betätigungsweg des Plungerkolbens 54 der Plungereinheit 52 in Druckabbaurichtung und ist durch elektronische Auswertung des Signalverlaufs des Drehwinkelsensors 72 detektierbar.

Im Falle der Feststellung eines der oben erläuterten Fehler wird ein Warnsignal an den Fahrer abgesetzt. Dies kann den Fahrer beispielsweise dazu auffordern, die Fremdkraftbremsanlage 10 seines Fahrzeugs in einer Fachwerkstatt überprüfen und ggf. instand setzen zu lassen. Die Einsatzbereitschaft eines Sekundärdruckerzeugeraggregats 14, insbesondere in autonom fahrenden Kraftfahrzeugen, kann somit über die Lebensdauer der Fremdkraftbremsanlage zuverlässig geprüft und gewährleistet werden. Situationen in denen keines der Druckerzeugeraggregate 12, 14 der erläuterten Fremdkraftbremsanlage 10 imstande ist einen Bremsdruck aufzubauen, lassen sich somit zuverlässig vermeiden.

Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen an den beschriebenen Verfahren oder Einrichtungen vorstellbar, ohne vom Grundgedanken der zugrundeliegenden Erfindung abzuweichen.