CN103476650A - 用于监控真空传感器的信号值的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监控车辆的真空系统中的真空传感器的信号值的方法，其中：-在真空系统中设有真空发生器和制动助力器；-根据真空发生器和制动助力器的运行状态计算出上错误阈值（-p_vac_fehlerschranke）；和-当真空传感器的信号值超过错误阈值的当前值时，识别出错误。

Description

用于监控真空传感器的信号值的方法
技术领域
本发明涉及一种用于持续地监控真空传感器的信号值的方法。真空传感器设置在车辆的真空系统中。这种真空系统例如可以用于供给制动助力器。在真空系统中的真空借助于一个（或多个）真空发生器产生。
背景技术
根据现有技术的制动系统应用真空制动助力器，也就是说它使用真空作为辅助能量。一般而言，在内燃机中在进气管中产生的真空或者与内燃机联接的机械的真空泵用作真空发生器。特别在具有电驱动装置的车辆中（电动车辆或混合动力车辆），也使用了电动真空泵。
经常地，在现代车辆设计（小型化）中当真空供给或者真空制动助力器发生故障时不再达到所需要的最小制动效果，因此在这种情况下必须激活通过ESC系统（电子稳定控制系统）实现的液压制动力辅助功能。这种根据现有技术的制动力辅助功能为此应用了真空传感器的信号。
为了确保液压辅助功能的可用性或者在不可用时产生驾驶员报警，需要监控真空传感器信号。对此已知的方法是：
a）应用冗余的真空传感器，
b）处理例如来自于发动机控制器的另一个真空信号。
发明内容
本发明的目的是，提出一种开头所述类型的方法，该方法仅需要尽可能低的结构方面的投入，特别是不使用冗余的真空测量。
该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。
根据本发明，监控真空发生器和制动助力器的运行状态。为此大多情况下不会产生额外的结构方面的投入，这是因为其对于ESC系统（电子稳定控制系统）而言总归必须被监控。
根据真空发生器和制动助力器的探测到的运行状态计算出上错误阈值（-p_vac_fehlerschranke），该上错误阈值以信号表示出真空值，该真空值在给定的运行条件下和在考虑到其在给定的运行情况中在结构方面的性质的情况下不能被真空系统超过。然而如果真空传感器的信号以信号表示出与错误阈值的当前值相比更高的真空值，则要么必然存在测量错误，要么实际上必然存在有错误的真空传感器。因此在这种情况下识别出错误。
在此将相对于周围环境空气压力的相对压力称作真空。在真空系统中的真空（在系统运行时）低于周围环境空气压力。
真空发生器优选地是内燃机的进气通道和/或真空泵。
根据本发明的方法利用了以下事实：在现代的车辆结构中存在这样的运行状态，其中关断了真空发生器。例如在具有发动机停止-启动功能的车辆中和在具有电动真空泵的车辆中是这样的情况。
该方法基于：根据真空系统（真空发生器和制动助力器）的简化的物理模型计算出上错误阈值。
根据本发明的另一个设计方案优选的是，当真空传感器信号的真空值超过上错误阈值的当前的、计算出的值时，则例如通过对报警灯的控制，发出驾驶员报警信号。
根据本发明的另一个设计方案，在真空发生器激活和制动助力器未被操纵的情况下，从初值出发计算出错误阈值-p_vac_fehlerschranke的以一被确定的梯度（方法参数p_grad_evac）升高的值，其中所述初值：
·在系统启动时是高的负值，
·除此之外是错误阈值的分别上一次计算出的值。
根据本发明的另一个设计方案，方法参数p_grad_evac根据分别被激活的真空发生器的类型而采用了不同的值（在激活的内燃机/激活的真空泵或这两者叠加时抽真空的不同的梯度）。
根据本发明的另一个有利的设计方案，将错误阈值的升高限制于可预设的最大值，其中根据所使用的真空发生器的最大可达到的真空、例如在海拔高度上900mbar而选择该限制值。
优选地根据本发明的另一个设计方案，最大值根据分别被激活的真空源的类型而采用了不同的值（在借助于内燃机/真空泵抽真空时或者这两者叠加时不同的真空水平）。
根据一个有利的设计方案，在真空源未激活和制动助力器未被操纵的情况下，优选地将错误阈值的计算出的值保持恒定不变。
根据本发明的一个有利的设计方案，在真空源未激活和制动助力器被操纵的情况下，还可以将错误阈值降低一可预设的差值。
根据本发明的另一个有利的设计方案，优选地根据基于制动器操纵而发生的液压制动压力来计算可预设的差值的值。
根据本发明的另一个有利的设计方案，可预设的差值的计算可以根据液压制动压力在考虑到制动系统的体积容量特性的情况下进行。
优选地可以将液压制动压力的在制动器操纵期间达到的最大值用于计算可预设的差值。
此外优选地可以将制动器操纵期间液压制动压力的累积值用于计算可预设的差值。
优选地借助于在ESC系统中的压力传感器来检测液压制动压力p_tmc。
另选地根据本发明的另一个有利的设计方案，也可以将在真空制动助力器中的膜片的行程用于计算可预设的差值。
本发明的另一个有利的设计方案设计为，将在制动助力器中的膜片的行程的在制动器操纵期间所达到的最大值用于计算可预设的差值。
此外也可以将在制动器操纵期间在制动助力器中的膜片的行程的累积值用于计算可预设的差值。
有利地借助于在制动助力器中的膜片位移传感器或借助于在制动踏板上的变位传感器（距离或角度）或借助于在制动主缸之中或之上的位移传感器来检测真空制动助力器中的膜片的行程。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明的一个实施例。图中示出：
图1示出根据本发明确定的错误阈值的示例性的时间曲线，
图2示出根据液压制动压力确定差值（delta_p_vac）的象征视图，和
图3示出相应于图2的视图，并且额外考虑到制动系统的体积容量特性。
具体实施方式
图1示范性地示出错误阈值的值的时间曲线，该错误阈值可按照根据本发明的方法确定。
在根据图1的时间图中在下面表明了，在哪个时间段内对车辆的（并且进而也就是说其制动踏板的制动助力器）进行操纵。
制动助力器自身又通过真空系统由真空源（这两者未示出）供给，该真空源在时间图中的激活的时间段在垂直的中部记录。在图中未示出的真空源例如可以是内燃机的进气通道或者单独的泵。
根据本发明，根据真空发生器和制动助力器的运行状态计算出上错误阈值（-p_vac_fehlerschranke）。其在根据图1的时间图中被作为最上方的曲线记录。
当真空传感器的真空信号值超过错误阈值的当前值时，也就是说当测得的真空高于由错误阈值以信号表示出的理论上可达到的真空时，则识别出错误。这表明，设置在车辆中的真空传感器以信号表示出真空系统中的真空值，该真空值是不可信的，这是因为该真空值在给出的结构条件和运行状态下是不能达到的。
错误阈值的值的时间曲线在图1中以7个阶段示出，在下面详细说明这些阶段。
在真空发生器激活和制动助力器未被操纵的情况下（阶段1），可以从初值出发计算出错误阈值-p_vac_fehlerschranke的以一确定的梯度（方法参数p_grad_evac）升高的值，其中该初值在系统启动时是高的负值（见图1中的阶段1）。
如果该值（阶段2开始时）达到可预设的最大值（方法参数p_vac_max），则错误阈值的值不会继续升高，如也在图1中的阶段2的其它曲线中可识别地那样，其中错误阈值的值的曲线随着达到最大值而不再继续升高。
最大值可以有利地根据所使用的真空源的最大可达到的真空来预设，例如海拔高度上900mbar。
在阶段2的其它曲线中，真空发生器是未激活的。
在随后的阶段3期间，制动助力器被操纵，并且错误阈值的值的曲线在阶段3中下降。有利地，在该阶段中错误阈值的值以一可预设的差值（delta_p_vac）持续减小。
在阶段4中既不激活制动助力器又不激活真空发生器。错误阈值的值因此被保持恒定不变。
在随后的阶段5中，原则上存在和阶段3中一样的运行情况；制动助力器被操纵并且真空发生器是未激活的。因此错误阈值在阶段5中同样也采用一下降的曲线。
在一个没有进一步的事件的短的阶段之后（与阶段4相似）跟随的是阶段6，其中制动助力器是未激活的，然而真空发生器被操纵。在该阶段中错误阈值的值又升高，有利地重新以可预设的梯度升高。
在随后的阶段7的下面仅表示出的开始处，错误阈值的值被保持恒定不变，这是因为既不激活制动助力器又不激活真空发生器。
根据图1能明显看出，借助于根据本发明的方法确定的错误阈值的时间曲线表现出在车辆的真空系统中可能的真空的一种最大值。如果由真空传感器以信号表示与错误阈值所给定的相比更高的真空，则识别出错误，这是因为这个以信号表示的真空是不可信的。
优选地，根据基于制动器操纵而发生的液压制动压力p_tmc来计算差值delta_p_vac（见图2）。为此例如在制动助力器中使用了制动系统的模型、特别是容量特性和其变化的模型。
在图3中详细表明这一情况。有利地根据液压制动压力p_tmc和在考虑到制动系统的体积容量特性、制动主缸的大小和在考虑到制动系统的气动特性的情况下进行对差值delta_p_vac的计算。

Claims (20)

1.一种用于监控车辆中的真空系统的真空传感器的信号值的方法，其中：
-在真空系统中设有真空发生器和制动助力器，
-根据所述真空发生器和所述制动助力器的运行状态计算出上错误阈值（-p_vac_fehlerschranke），和其中
-当所述真空传感器的信号值超过错误阈值的当前值时，识别出错误。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空发生器是内燃机的进气通道和/或真空泵。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述真空传感器的信号值超过计算出的上错误阈值（-p_vac_fehlerschranke）的值时，优选地借助于报警灯，发出驾驶员报警信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在真空源激活和制动助力器未被操纵的情况下，从初值出发计算出错误阈值（p_vac_fehlerschranke）的以一可预设的梯度（p_grad_evac）升高的值，其中所述初值：
-在系统启动时是高的负值，
-除此之外是错误阈值的分别上一次计算出的值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述梯度（p_grad_evac）根据被激活的真空发生器的数量、结构型式和运行能力而具有一可变化的值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，将错误阈值的值限制于可预设的最大值（p_vac_max），其中根据所使用的真空发生器的最大可达到的真空而选择该限制值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，错误阈值的最大值（p_vac_max）根据被激活的真空发生器的数量、结构型式和运行能力而具有一可变化的值。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在真空发生器未激活和制动助力器未被操纵的情况下，将错误阈值的值保持恒定不变。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在真空发生器未激活和制动助力器未被操纵的情况下，将错误阈值的值降低一可预设的差值（delta_p_vac）。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据基于制动器操纵而发生的液压制动压力（p_tmc）来计算所述差值（delta_p_vac）。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述差值（delta_p_vac）的计算根据液压制动压力（p_tmc）在考虑到制动系统的体积容量特性的情况下进行。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，将液压制动压力（p_tmc）的在制动器操纵期间达到的最大值用于计算所述差值（delta_p_vac）。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，将制动器操纵期间液压制动压力（p_tmc）的累积值用于计算所述值（delta_p_vac）。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，借助于在ESC（电子稳定控制）系统中的压力传感器来检测液压制动压力（p_tmc）。
15.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，将在真空制动助力器中的膜片的行程用于计算所述差值（delta_p_vac）。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将在制动助力器中的膜片的行程的在制动器操纵期间所达到的最大值用于计算所述差值（delta_p_vac）。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将在制动器操纵期间在制动助力器中的膜片的行程的在制动器操纵期间所达到的累积值用于计算所述差值（delta_p_vac）。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，借助于在制动助力器中的膜片位移传感器来检测真空制动助力器中的膜片的行程。
19.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，借助于在制动踏板上的变位传感器（距离或角度）来检测在真空制动助力器中的膜片的行程。
20.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，借助于在制动主缸之中或之上的位移传感器来检测在真空制动助力器中的膜片的行程。
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