DE10110060A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Drucksensoren in Bremsanlagen eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Drucksensoren in Bremsanlagen eines Kraftfahrzeugs

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Drucksensoren (40, 40') in Bremsanlagen eines Kraftfahrzeugs. Um eine konstengünstige Überwachung der Drucksensoren zu ermöglichen, zeichnet sich das Verfahren durch die folgenden Schritte aus: DOLLAR A a) Erzeugen eines Systemdrucks in mindestens einem von den Radbremsen abgetrennten Bremskreis der Bremsanlage DOLLAR A b) Entspannen des Systemdrucks und Beaufschlagen des Drucksensors mit einer bei der Entspannung entstehenden Druckwelle DOLLAR A c) Auswerten des Drucksignals mit einer Drucksignalauswertefunktion DOLLAR A d) Vergleichen des ausgewerteten Drucksignals mit einem vorgegebenen Schwellenwert und/oder einem vorgegebenen Verlauf des Drucksignals und Erzeugen einer Fehlermeldung, wenn das Drucksignal den Schwellenwert nicht erreicht oder eines Korrekturwerts, wenn das Drucksignal nicht dem vorgegebenen Verlauf entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Drucksensoren in Bremsanlagen eines Kraftfahrzeugs und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge dienen u. a. zur Kontrolle der Fahrstabilität des Fahrzeugs.
Unter dem Begriff Fahrstabilitätsregelung vereinigen sich eine Vielzahl von Prinzipien zur Beeinflussung des Fahrver­ haltens eines Fahrzeugs mittels vorgebbarer Drücke in ein­ zelnen Radbremsen und mittels Eingriff in das Motormanage­ ment des Antriebsmotors. Dabei kann es sich um eine Brems­ schlupfregelung (ABS), welche während eines Bremsvorgangs das Blockieren einzelner Räder verhindern soll, um eine An­ triebsschlupfregelung (ASR), welche das Durchdrehen der an­ getriebenen Räder verhindert, um eine elektronische Brems­ kraftverteilung (EBV), welche das Verhältnis der Bremskräfte zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs regelt, sowie um eine Giermomentenregelung (GMR), welche für stabile Fahr­ zustände beim Durchfahren einer Kurve sorgt, handeln. Eine Giermomentenregelung ist auch unter dem Begriff elektroni­ sches Fahrstabilitätsprogramm (ESP) bekannt. Eine Möglich­ keit, eine Fahrstabilitätsregelung mit einem elektronischen Fahrstabilitätsprogramm zu realisieren, besteht darin, zu­ nächst ein Zusatzgiermoment zu berechnen und dieses in eine Ansteuerung der Bremsvorrichtungen der einzelnen Räder umzu­ setzen. Zum Beispiel kann aus dem Wert für das Zusatzgiermo­ ment mittels einer Verteilungslogik die in den Radbremsen einzustellenden Drücke errechnet werden. Über einen im Bremskreis vorgesehenen Drucksensor werden die Ist- Druckwerte, die der Fahrer während der Fahrstabilitätsrege­ lung in die Bremsleitung einsteuert, erfasst und in das elektronische Fahrstabilitätsprogramm rückgekoppelt. Eine plausible Regelung setzt voraus, dass der Drucksensor den vom Fahrer eingesteuerten Ist-Druckwert korrekt wiedergibt. Dies ist bei elektronischen Fahrstabilitätsprogrammen (ESP) in extremen Fahrsituationen, in denen eine Regelabweichung schon innerhalb einer sehr kurzen Zeit ausgeregelt werden muss, besonders wichtig. Aus diesem Grunde muss bei einem elektronischen Fahrstabilitätsprogramm auch der Drucksensor ständig überwacht werden. Bekannte Bremsanlagen stellen dies über eine Plausibilitätsüberwachung sicher, die die Fahr­ zeugverzögerung über den Bremsdruck betrachten. Dies hat den Nachteil, dass sehr hohe Schwellenwerte für die Fahrzeugver­ zögerung notwendig sind, um zum Beispiel nicht bereits bei einer Verzögerung durch externe Fahrwiderstände, wie sie durch eine Bergauffahrt oder im Tiefschnee erfolgen kann, ei­ ne Fehlermeldung zu generieren. Ein Überschreiten dieser Schwellenwerte wird im Normalfahrbetrieb unter Umständen nicht oder nur sehr schwer erreicht.
Man hat weiterhin bereits eine redundante Überprüfung durch einen zweiten Drucksensor realisiert. Eine derartige Lösung ist jedoch mit hohen Kosten verbunden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Drucksenso­ ren zu schaffen, das/die eine insbesondere für ein elektro­ nisches Fahrstabilitätsprogramm (ESP) für Fahrzeuge kosten­ günstige Funktionsüberprüfung ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß Anspruch 1 mit einem Verfah­ ren der eingangs genannten Art, das sich auszeichnet durch die Schritte
  • a) Erzeugen eines Systemdrucks in mindestens einem von den Radbremsen abgetrennten Bremskreis der Bremsanlage
  • b) Entspannen des Systemdrucks und Beaufschlagen des Druck­ sensors mit einer bei der Entspannung entstehenden Druck­ welle
  • c) Auswerten des Drucksignals mit einer Drucksignalauswerte­ funktion
  • d) Vergleichen des ausgewerteten Drucksignals mit einem vor­ gegebenen Schwellenwert und/oder einem vorgegebenen Ver­ lauf des Drucksignals und Erzeugen einer Fehlermeldung, wenn das Drucksignal den Schwellenwert nicht erreicht oder Erzeugen eines Korrekturwerts, wenn das Drucksignal nicht dem vorgegebenen Verlauf entspricht.
Diese Aufgabe wird ferner gemäß Anspruch 6 mit einer gat­ tungsgemäßen Vorrichtung gelöst, die sich auszeichnet durch erste Steuermittel zum Schalten des Trennventils und des Einlassventils in ihre Schaltstellungen außerhalb einer Fahrstabilitätsregelung, zweite Steuermittel zum Ansteuern der Pumpe und Erzeugen eines Systemdrucks in dem mindestens einen von den Radbremsen abgetrennten Bremskreis, dritte Steuermittel zum Schalten des Trennventils in seine Grund­ stellung und Beaufschlagen des Drucksensors mit einer Druck­ welle, Auswertemittel zum Auswerten des Drucksignals mit ei­ ner Drucksignalauswertefunktion und Vergleichsmittel zum Vergleichen des ausgewerteten Drucksignals mit einem vorge­ gebenen Schwellenwert und/oder einem vorgegebenen Verlauf des Drucksignals und Erzeugen einer Fehlermeldung, wenn das Drucksignal den Schwellenwert nicht erreicht oder Erzeugen eines Korrekturwerts, wenn das Drucksignal nicht dem vorge­ gebenen Verlauf entspricht.
Des weiteren ist es vorteilhaft, dass das Verfahren ein Teil eines elektronischen Fahrstabilitätsprogrammes (ESP) ist. Es ist zweckmäßig, dass das Verfahren außerhalb einer Fahrstabilitätsregelung (ABS, ASR, ESP und dergleichen) ab­ läuft und das elektronische Fahrstabilitätsprogramm (ESP) deaktiviert, wenn die Fehlermeldung (F) erzeugt wird.
Es ist weiterhin zweckmäßig, dass das Verfahren außerhalb einer Fahrstabilitätsregelung (ABS, ASR, ESP und derglei­ chen) abläuft und den Drucksensor bezüglich einer Nullpunk­ tabweichung korrigiert, wenn ein Korrekturwert erzeugt wird.
Um eine Einbremsung während der Überwachung der Drucksenso­ ren in die Bremsanlage zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, dass bei einer zweikreisigen Bremsanlage der Systemdruck nur in einem der Bremskreise erzeugt wird.
Der zu überwachende Drucksensor kann zwischen dem Trennven­ til und dem Hauptbremszylinder in der Bremsleitung oder im Bereich der Saugleitung zwischen dem Umschaltventil und dem Trennventil angeordnet sein.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 einen Bremskreis einer zweikreisigen Bremsanlage
Fig. 2 ein Diagramm über den Verlauf der Druckwelle in dem abgetrennten Bremskreis
Die in der Fig. 1 dargestellte zweikreisige Bremsanlage für Kraftfahrzeuge besteht aus einem Bremszylinder 1 mit einem Bremskraftverstärker 2, der durch ein Bremspedal 3 betätigt wird. An dem Bremszylinder 1 ist ein Vorratsbehälter 4 ange­ ordnet, der ein Druckmittelvolumen enthält und in der Brems­ lösestellung an die Arbeitskammer des Bremszylinders ange­ schlossen ist. Der dargestellte eine Bremskreis weist eine an eine Arbeitskammer des Bremszylinders 1 angeschlossene Bremsleitung 5 mit einem Trennventil 6 auf, das in seiner Ruhestellung einen offenen Durchgang für die Bremsleitung 5 bildet. Das Trennventil 6 wird üblicherweise elektromagne­ tisch betätigt. Es sind aber auch Variationen denkbar, bei der eine hydraulische Betätigung erfolgt.
Die Bremsleitung 5 verzweigt sich in zwei Bremsleitungen 8, 9, die jeweils zu einer Radbremse 10, 11 führen. Die Brems­ leitungen 8, 9 enthalten jeweils ein elektromagnetisch betä­ tigbares Einlassventil 12, 19, das in seiner Ruhestellung offen ist und durch Erregung des Betätigungsmagneten in eine Sperrstellung geschaltet werden kann. Jedem Einlassventil 12, 19 ist ein Rückschlagventil 13 parallel geschaltet, das in Richtung des Bremszylinders 1 öffnet. Parallel zu diesen Radbremskreisen 26, 27 ist ein sogenannter Rückförderkreis angeschlossen, der aus Rücklaufleitungen 15, 32, 33 mit ei­ ner Rückförderpumpe 16 besteht. Die Radbremsen 10, 11 schließen über jeweils ein Auslassventil 14, 17 über Rück­ laufleitungen 32, 33 an die Rücklaufleitung 15 an und damit an die Saugseite der Rückförderpumpe 16, deren Druckseite mit der Bremsdruckleitung 8 in einem Einmündungspunkt E zwi­ schen dem Trennventil 6 und den Einlassventilen 12, 19 ver­ bunden ist.
Die Rückförderpumpe 16 ist als Hubkolbenpumpe mit nicht nä­ her dargestelltem Druckventil und einem Saugventil ausgebil­ det. An der Saugseite der Rückförderpumpe 16 befindet sich ein Niederdruckspeicher 20, bestehend aus einem Gehäuse 21 mit einer Feder 22 und einem Kolben 23.
In der Verbindung zwischen dem Niederdruckspeicher 20 und der Rückförderpumpe ist ein vorgespanntes, zu der Rückför­ derpumpe öffnendes Rückschlagventil 34 eingesetzt.
Die Saugseite der Rückförderpumpe 16 ist weiterhin über eine Saugleitung 30 mit einem Niederdruckdämpfer 18 und einem Um­ schaltventil 31 mit dem Bremszylinder 1 verbunden. Außerdem weist der Bremskraftübertragungskreis ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) 26 mit Auswertemitteln 29 und Ver­ gleichsmitteln 41 zum Auswerten und Vergleichen eines Druck­ signales, welches von einem Drucksensor 40 erzeugt wird. Der Drucksensor 40 ist in der Bremsleitung 5 zwischen dem Bremszylinder 1 oder Umschaltventil 31 und dem Trennventil 6 angeordnet. Über den Drucksensor 40 wird eine Einbremsung des Fahrers während einer Giermomentenregelung festgestellt und der eingesteuerte Bremsdruck ermittelt. Der vom Fahrer eingesteuerte Bremsdruck beeinflusst die ESP-Regelung. Der Fahrer bremst, wenn der Druck im Bremszylinder 1 größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Der Drucksensor 40 wird in der Bremsanlage auf seine Funkti­ onsfähigkeit hin überwacht. Zu diesem Zweck wird über erste Steuermittel 42 das Trennventil 6 und die Einlassventile 12, 19 von der ESP-Regelung 28 in ihre geschlossene Schaltstel­ lung geschaltet. Die Ansteuerung des Trennventils 6 und der Einlassventile 12, 19 kann nach Massgabe von Fahrsituationen bzw. Fahrzuständen und/oder Zeitintervallen erfolgen. Nach einem Ausführungsbeispiel ermittelt die ESP-Regelung 28 oder eine separate Auswerteeinheit z. B. über die Auswertung der Raddrehzahlsignale 50, 51, ob die Fahrzeugverzögerung noch unterhalb des Schwellenwertes der bekannten Plausibili­ tätsüberwachung liegt und der Drucksensor 40 keinen Bremsdruck in der Bremsleitung 5 erfasst. Liegt dieser Zu­ stand vor, kann ein Plausibilitätsfehler der bekannten Plau­ sibilitätsüberwachung auftreten, wenn externe Fahrwiderstän­ de das Fahrzeug in dem Maße verzögern, dass der Schwellen­ wert für die Fahrzeugverzögerung überschritten wird. Die Re­ gelung geht bei der bekannten Plausibilitätsüberwachung dann von einem Fehler des Drucksensors 40 aus.
Hier greift das Verfahren zur Überwachung von Drucksensoren ein. Unterhalb des Schwellenwertes der bekannten Plausibili­ tätsüberwachung erfolgt in der ESP-Regelung 28 eine Überprü­ fung des Drucksensors, wenn ein Verdacht auf einen Plausibi­ litätsfehler vorliegt bzw. wenn ein Plausibilitätsfehler er­ wartet wird. Hierzu wird mittels der zweiten Steuermittel 43 die Pumpe 16 angesteuert, die Bremsfluid aus dem Nieder­ druckspeicher 20 oder - bei geöffnetem Umschaltventil 31 aus dem Bremszylinder 1 in die Bremsleitung 8, 9 fördert und hier einen Systemdruck vorzugsweise unterhalb des in einer Bypassleitung zu dem Trennventil 6 angeordneten Druckbegren­ zungsventils 25 aufbaut. Ist der Systemdruck eingestellt, wird das Umschaltventil 31 geschlossen. Über dritte Steuer­ mittel 44 wird das Trennventil 6 in seine Grundstellung ge­ schaltet. Durch den sich in Richtung Bremszylinder 1 ent­ spannenden Systemdruck, wird eine Druckwelle erzeugt, mit der der Drucksensor 40 beaufschlagt wird. Die Druckwelle wird von dem Drucksensor 40 in dem Auswertemittel 29 mit ei­ ner Drucksignalauswertefunktion ausgewertet, die die Ampli­ tude, Frequenz oder den Verlauf bzw. das Muster berücksich­ tigt. In dem Vergleichsmittel 41 wird das ausgewertete Drucksignal 54 mit einem vorgegebenen Schwellenwert 51 und/oder einem Verlauf bzw. Muster des Drucksignals vergli­ chen und - wenn das Drucksignal 54 den Schwellenwert 51 nicht erreicht eine Fehlermeldung erzeugt, mittels der die Giermomentenregelung deaktiviert wird. Erreicht der Wert des Drucksignals 54 den Schwellenwert, wird auf einen funktio­ nierenden Drucksensor 40 geschlossen und die bekannte Plau­ sibilitätsüberwachung unterbrochen bzw. das in der bekannten Plausibilitätsüberwachung beim Überschreiten des Schwellen­ wertes der Verzögerung erzeugte Fehlersignal unterdrückt.
Hat der Fahrer bei defektem Drucksensor 40 eingebremst und es erfolgt, wie vorstehend beschrieben, eine Überprüfung des Drucksensors 40, kann der Fahrer über das in der Bypasslei­ tung angeordnete Rückschlagventil 13 bis zum Schliessen der Einlassventile 12, 19 Bremsdruck in die Radbremsen 10, 11 aufbauen. Nach dem kurzeitigen Schliessen der Einlassventile 12, 19, kann der Fahrer über den zweiten Bremskreis den Bremsdruck erhöhen. Dabei bleibt der in den in Fig. 1 dar­ gestellten Bremskreis eingesteuerte Bremsdruck beim Schlie­ ssen der Einlassventile 12, 19 erhalten und verzögert das Fahrzeug entsprechend. Bei der Überprüfung wird nach dem Aufbau des Systemdrucks, das Trennventil 6 geöffnet. Ein Sensorsignal 53, 54 kann aufgrund eines Defekts des Druck­ sensors 40 nicht ermittelt werden. Die Giermomentenregelung wird deaktiviert. Bei nicht eindeutigem Ergebnis wird die Überprüfung des Drucksensors wiederholt.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Drucksignal 53 durch Öffnen des Umschaltventils 31 in Verbindung mit der Ansteuerung der Pumpe 16 erzeugt. Der Drucksensor 40 erfasst dabei die Saugpulsationen der Pumpe 16. Durch die Ausprägung der Druckschwingung 53 wird in der Auswerteeinheit 29 deren Verlauf ausgewertet und - wie vorstehend beschrieben - ein Fehlersignal erzeugt, wenn der Verlauf nicht einem vorgege­ benen Verlauf entspricht.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann über die Aus­ wertung und den Vergleich des Verlaufs der Drucksignale 53 und 54 ein Korrekturwert (Offsetwert)ermittelt werden, wenn das Drucksignal 53, 54, z. B. aufgrund von Temperaturverände­ rungen des Drucksensors, nicht dem vorgegebenen Verlauf ent­ spricht. Hierbei kann der Korrekturwert 55 zur Nullpunktbe­ stimmung des Drucksensors 40 herangezogen werden, wenn der Startwert N2 des Drucksignals 53.1, 54.1 um eine Druckdiffe­ renz zu dem Nullpunktwert N1 verschoben ist. Das Muster bzw. der Verlauf des Drucksignals 53.1 und 54.1 entspricht dabei dem Verlauf bzw. dem Muster des Drucksignals 53, 54. Über den Korrekturwert 55 kann eine eventuelle Nullpunktabwei­ chung des Drucksensors ermittelt werden. Der Verlauf bzw. das Muster der Drucksignale 53.1, 54.1 bzw. 53, 54 unter­ scheidet sich hierbei wesentlich von einer Einbremsung durch den Fahrer. Bei einer Einbremsung bildet sich ein Drucksi­ gnal 56 aus, das weder die Drucksignalkomponente 53 auf­ weist, noch den maximalen Druckwert der Druckwelle.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt die Überprü­ fung des Drucksensors 40 in vorgegebenen Zeitintervallen nach Massgabe von Fahrsituationen und/oder Fahrzuständen. Als Bedingung ist hier vorgegeben, dass zu dem Zeitpunkt der Überprüfung keine Fahrstabilitätsregelung aktiv ist und der Fahrer nicht einbremst. Dass der Fahrer nicht einbremst wird über die Auswertung der Fahrzeugverzögerung ermittelt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Überwachung von Drucksensoren in Bremsanla­ gen eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch die Schrit­ te
  • a) Erzeugen eines Systemdrucks in mindestens einem von den Radbremsen abgetrennten Bremskreis der Bremsanlage
  • b) Entspannen des Systemdrucks und Beaufschlagen des Drucksensors mit einer bei der Entspannung entstehenden Druckwelle
  • c) Auswerten des Drucksignals mit einer Drucksignalauswer­ tefunktion
  • d) Vergleichen des ausgewerteten Drucksignals mit einem vorgegebenen Schwellenwert und/oder einem vorgegebene n Verlauf des Drucksignals und Erzeugen einer Fehlermel­ dung, wenn das Drucksignal den Schwellenwert nicht er­ reicht oder eines Korrekturwerts, wenn das Drucksignal nicht dem vorgegebenen Verlauf entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Teil eines elektronischen Fahrstabili­ tätsprogrammes (ESP) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ausserhalb einer Fahrstabilitätsrege­ lung (ABS, ASR, ESP u. dgl.) abläuft und das elektronische Fahrstabilitätsprogramm (ESP) deaktiviert, wenn die Feh­ lermeldung (F) erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ausserhalb einer Fahrstabilitätsrege­ lung (ABS, ASR, ESP u. dgl.) abläuft und den Drucksensor bezüglich einer Nullpunktabweichung korrigiert, wenn ein Korrekturwert erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass bei einer zweikreisigen Bremsanlage der Systemdruck nur in einem der Bremskreise erzeugt wird.
6. Vorrichtung zur Überwachung von Drucksensoren in Bremsan­ lagen eines Kraftfahrzeugs, mit einem Hauptbremszylinder (1) mindestens einer Radbremse (10, 11), die über eine Bremsleitung (5, 8, 9) mit dem Hauptbremszylinder (1) verbunden ist und mit einer Hydraulikpumpe (16), die der­ art in die Bremsleitung eingefügt ist, dass die Saugseite der Pumpe über ein Umschaltventil (31) an den Haupt­ bremszylinder (1) und die Druckseite der Pumpe an die Bremsleitung (5, 8, 9) anschliessen, wobei in der Brems­ leitung ein Einlassventil (12) eingesetzt ist, das in seiner Grundstellung offen ist und in seiner Schaltstel­ lung die Bremsleitung (8, 9) sperrt und einem zwischen dem Einlassventil (12) und dem Hauptbremszylinder (1) an­ geordneten Trennventil (6), das in seiner Grundstellung offen ist und in seiner Schaltstellung die Bremsleitung sperrt und von einer Bypassleitung mit einem Rückschlag­ ventil(13) überbrückt wird, das zum Hauptbremszylinder (1) hin öffnet sowie einem Drucksensor (40), gekennzeich­ net durch
Erste Steuermittel zum Schalten des Trennventils und des Einlassventils in ihre Schaltstellungen ausserhalb einer Fahrstabilitätsregelung
Zweite Steuermittel zum Ansteuern der Pumpe und Erzeugen eines Systemdrucks in dem mindestens einen von den Rad­ bremsen abgetrennten Bremskreis
Dritte Steuermittel zum Schalten des Trennventils in seine Grundstellung und Beaufschlagen des Drucksensors mit einer Druckwelle
Auswertemittel zum Auswerten des Drucksignals mit einer Drucksignalauswertefunktion, und
Vergleichsmittel zum Vergleichen des ausgewerteten Druck­ signals mit einem vorgegebenen Schwellenwert und/oder ei­ nem vorgegebenen Verlauf des Drucksignals und Erzeugen ei­ ner Fehlermeldung, wenn das Drucksignal den Schwellenwert nicht erreicht oder eines Korrekturwerts, wenn das Druck­ signal nicht dem vorgegebenen Verlauf entspricht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (40) in dem Abschnitt (5) der Bremsleitung zwischen dem Trennventil (6) und dem Hauptbremszylinder (1) angeordnet ist.
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