DE102007039793A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Druckluftsystems eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Druckluftsystems eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Druckluftsystems (1) mit mehreren Komponenten (K1 bis K5), insbesondere einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeugs, wobei an mindestens einer Position im Druckluftsystem (1) ein Drucksignal (p(t)) fortlaufend erfasst und ein daraus resultierender Zeitverlauf von erfassten Druckwerten analysiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Druckluftsystems, insbesondere zur Diagnose von Leckagen in einem Druckluftsystem, z. B. in einer Druckluftbremsanlage oder einem Federungssystem mit Niveauregelung eines Fahrzeugs.
  • Druckluftbremsanlagen oder Federungssysteme mit Niveauregelung sind in verschiedenen Ausführungen als Druckluftsysteme bekannt. Dabei kann es sich um offene oder geschlossene Druckluftsysteme handeln. Bei einem offenen Druckluftsystem wird Luft aus der Atmosphäre entnommen, verdichtet und in das Druckluftsystem, z. B. eine Luftfeder, gedrückt. Bei Niveauabsenkung wird die Druckluft wieder in die Atmosphäre ausgeblasen. Bei einem geschlossenen System wird Luft aus einem Druckspeicher des Druckluftsystems entnommen, verdichtet und beispielsweise einer Luftfeder zugeführt. Bei Niveauabsenkung wird die Druckluft wieder in den Speicher abgegeben.
  • Zur Einhaltung von geforderten Federungs- und Dämpfungseigenschaften in derartigen Druckluftsystemen ist es bekannt, die Dichtheit des Druckluftsystems zu überwachen. So ist beispielsweise aus der DE 101 35 361 B4 ein Verfahren zur Dicht heitsprüfung einer pneumatischen Niveauregulierung bekannt, bei welchem bei gesperrten Sperrventilen und Zuschalten einer Druckquelle die Zeit gemessen wird bis ein Solldruck in den Zuleitungen erreicht ist. Ist die Istzeitspanne kleiner als die vorgegebene Sollzeitspanne, gilt das System als dicht. Überschreitet hingegen die ermittelte Istzeitspanne eine vorgegebene Sollzeitspanne, so wird die Niveauregulierung abgeschaltet und eine Systemprüfung veranlasst oder durchgeführt. Liegt diesem Fall eine Leckage zugrunde, so sinkt das Niveau im System. Beim bekannten Verfahren wird dieser Fehler erst festgestellt, wenn die vorgegebene Sollzeitspanne abgelaufen ist und der Solldruck noch nicht erreicht ist. In dieser Zeit sinkt das Niveau weiter ab, statt angehoben zu werden. Um die Zeit zu reduzieren, sind im Stand der Technik alle Ventile geschlossen, so dass sich der von einem Kompressor bzw. einem Speicherbehälter erzeugte Druck aufgrund der beim Einschalten bestehenden Druckdifferenz zwischen Leitungssystem und Druckquelle bei einem dichten System sehr schnell aufbaut. Somit ist die durch die Sollzeitspanne vorgegebene Prüfzeit kurz. Nachteilig beim genannten Verfahren ist, dass für eine Prüfung die Ventile und die Druckquellen mit Hilfe eines Steuergerätes entsprechend angesteuert werden müssen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Druckluftsystems anzugeben, wobei Leckagen schnell und sicher während des Betriebes des Fahrzeugs ermittelt und lokalisiert werden können.
  • Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die im Anspruch 13 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Beim erfindungsgemäßen Überwachungsverfahren, insbesondere zur Diagnose von Leckagen in einem Druckluftsystem wird an mindestens einer Position im Druckluftsystem ein Drucksignal fortlaufend erfasst und ein daraus resultierender Zeitverlauf vom erfassten Druckwert analysiert. Durch die fortlaufende Ermittlung des Drucksignals an einer beliebigen Position im Druckluftsystem und die anschließende Analyse kann die Dichtheit des Druckluftsystems im Betrieb des Fahrzeugs fortlaufend und somit mobil ohne einen zusätzlichen Werkstattaufenthalt geprüft werden. Hierdurch kann die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit sowie Betriebssicherheit des Fahrzeugs erhöht werden. Darüber hinaus sind Folgeschäden durch schnelles Identifizieren einer Leckage sicher vermieden. Ferner ist durch die fortlaufende Analyse eine sehr genaue Diagnose ermöglicht, wodurch Fehlersuchzeiten und die Anzahl von Fehldiagnosen und daraus resultierenden Ausbauten von fehlerfreien Komponenten reduziert sind. Zudem ist die Erfassung des Drucksignals an einer beliebigen Position im Druckluftsystem möglich. D. h. der Drucksensor muss nicht in der Nähe der Leckage angeordnet sein. So ist beispielsweise auch eine Messung nach einem Speicherbehälter möglich, da die durch einen Speicherbehälter bewirkte Signaldämpfung vernachlässigt werden kann. Darüber hinaus kann die Leckage quantifiziert werden, z. B. die Größe der Leckage ermittelt werden. Ferner kann die Leckage lokalisiert werden, indem bei der Analyse des zeitlichen Verlaufs des Drucksignals entfernungsabhängig, d. h. mit veränderter Entfernung von Drucksensor und Leckageort, unterschiedliche Signalmerkmale bestimmt werden.
  • In einer möglichen Ausführungsform wird anhand einer Analyse von periodischen Schwankungen mindestens eines Anteils des Drucksignals eine Leckage im Druckluftsystem identifiziert, lokalisiert und/oder quantifiziert. Dabei werden insbesondere periodisch wiederkehrende Anteile des Drucksignals mit Echtzeitbezug analysiert und verarbeitet. Hierzu wird das erfasste analoge Drucksignal zeitdiskret abgetastet und digital verarbeitet. Dazu wird das analoge Drucksignal entsprechend aufbereitet, z. B. gefiltert und verstärkt. Anschließend wird das analoge Drucksignal in ein digitales Signal umgewandelt und als digitales Signal verarbeitet, wobei als Ergebnis der digitalen Signalverarbeitung ein eine Leckage repräsentierender Parameter, wie Eintreten eines Leckagefalls, Leckageort und/oder Leckagegröße, ermittelt wird. Alternativ können weitere Informationen, z. B. von den Fahrzeugbussen oder aus dem Steuergerät selbst, für die Diagnose oder insbesondere für die Auslösung von Ereignissen, die im Zusammenhang mit der Diagnose stehen, verwertet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird anhand einer Frequenzanalyse der periodischen und/oder transienten Schwankungen des erfassten Drucksignals ein Ist-Amplitudendichtespektrum ermittelt. Dabei wird als Ist-Amplitudendichtespektrum die Amplitudenfunktion des Drucksignals in Abhängigkeit von der Frequenz beispielsweise mittels (diskreter) Fourier-Transformation ermittelt. Alternativ kann eine andere geeignete digitale Signalverarbeitungsfunktion, z. B. Wavelet-Transformation zur Analyse eines Frequenzspektrums, Frequenzauflösung, oder dedizierte Filterung charakteristischer Frequenzen gewählt werden.
  • Zweckmäßigerweise wird anhand einer Spektrumsanalyse des ermittelten Ist-Amplitudendichtespektrums, insbesondere einer Analyse der Charakteristik der Amplitudenfunktion des digitalen Signals, eine Leckage im Druckluftsystem identifiziert, quantifiziert und/oder lokalisiert. D. h. anhand einer Analyse der das Ist-Amplitudendichtespektrum repräsentierenden Signalcharakteristik wird ein vom Normalzustand, d. h. das Druckluftsystem ist dicht, abweichender Zustand identifiziert, anhand dessen eine auftretende Leckage identifizierbar ist. Bevorzugt wird das ermittelte Ist-Amplitudendichtespektrum hierzu mit mindestens einem vorgegebenen Soll-Amplitudenspektrum, das ein dichtes Druckluftsystem repräsentiert, und/oder vorgegebenen Grenzwerten verglichen.
  • Bei Vorliegen einer Abweichung des ermittelten Ist-Amplitudendichtespektrums vom Soll-Amplitudendichtespektrum wird anschließend eine komponentenbezogene Analyse unter Berücksichtigung der funktionalen Wirkungskette der Komponenten des Druckluftsystems zur Identifizierung sowie Bestimmung des Leckageorts und/oder der Leckagegröße durchgeführt. Dabei erfolgt die komponentenbezogene Analyse über eine das Druckluftsystem beschreibende funktionale Wirkungskette der Komponenten. Dabei werden die funktionalen Wirkzusammenhänge der Komponenten, wie z. B. Aktoren, Ventile, Kupplungen und Leitungen, entsprechend deren Verschaltung und Anordnung im Druckluftsystem berücksichtigt.
  • Vorteilhafterweise wird das erfasste Drucksignal bei Eintreten eines vorgegebenen Zustandes, insbesondere zeit- und/oder ereignisgesteuert, im Druckluftsystem analysiert. Mit anderen Worten: Die signalverarbeitende Analyse des Druckverlaufs wird in Abhängigkeit vom Eintreten eines vorgebbaren Zustandes, insbesondere eines definierten Schaltereignisses, wie z. B. Lösen einer Feststellbremse, Starten des Fahrzeugs, Zuschalten einer Druckquelle, und/oder in Abhängigkeit von ei ner Zeit durchgeführt. Die Druckquelle kann z. B. ein Kompressor oder ein Speicherbehälter sein.
  • Zweckmäßigerweise wird das Drucksignal an mindestens einer Position mit einem vorgebbaren weitgehend unveränderlichen Resonanzort im Druckluftsystem ermittelt, wobei der Resonanzort bei Vorliegen einer Leckage und/oder einer Zustandsänderung infolge eines Schaltereignisses veränderlich ist. Der veränderliche Resonanzraum zeichnet sich dabei durch ein akustisches Filter mit gegebener Schwingkreisgüte aus, die zu einer veränderlichen, schmalbandigen Anhebung (quinte bis oktav) in Abhängigkeit von der Frequenz führt, wenn eine Leckage im Bereich des Resonanzortes auftritt. Diese periodische Änderung des Drucksignals wird mittels der Frequenzanalyse erfasst. Mit anderen Worten: Die Lokalisierung und/oder Quantifizierung der Leckage erfolgt durch Analyse der Signalcharakteristik, wobei der Leckageort derart konkret bestimmt werden kann, dass die betreffende Komponente (Bauteil oder Einheit) identifizierbar ist, in welcher eine Leckage auftritt. Anhand der Frequenzanalyse ist beispielsweise nach dem "Prinzip der Blockflöte" durch Identifizierung unterschiedlicher Tonhöhen identifizierbar, ob die Leckage in einer Zuleitung oder einem Bremszylinder bzw. in einer Zuleitung oder einem Federbalg auftritt.
  • Als geeignete Positionen zur Erfassung des Drucksignals ist beispielsweise eine Position an einem der Aktoren des Druckluftsystems und/oder in einer elektronischen Einheit des Druckluftsystems, insbesondere im Steuergerät, ermittelt worden. Auch kann das Drucksignal frei im Druckluftsystem an einer beliebigen Position erfasst werden.
  • Bei Vorhandensein von mehreren Luftdrucksystemen kann darüber hinaus je Luftdrucksystem mindestens ein zugehöriges Drucksignal erfasst werden. Auch können je Luftdrucksystem mehrere Drucksignale erfasst werden. Hierdurch wird die Genauigkeit des Diagnoseverfahrens erhöht.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Drucksignal einer internen oder mobilen Diagnoseeinrichtung zugeführt wird. Dies ermöglicht eine einfache on-board-Diagnose, aber gleichzeitig auch einen externen Zugriff, z. B. einer mobilen Diagnoseeinrichtung in einer Werkstatt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung des Druckluftsystems ist an mindestens einer Position im Druckluftsystem ein Drucksensor angeordnet, der ein Drucksignal fortlaufend erfasst und einer Diagnoseeinrichtung zuführt, die einen daraus resultierenden Zeitverlauf der erfassten Druckwerte analysiert. Im Detail wird mittels eines in der Diagnoseeinrichtung implementierten Algorithmus eine Analyse von periodischen Schwankungen mindestens eines Anteils des Drucksignals ausgeführt. Als Ergebnis der Analyse wird eine Leckage im Druckluftsystem identifiziert, lokalisiert und/oder quantifiziert. Dabei umfasst die Diagnoseeinrichtung eine Signalaufbereitungs- und digitale Verarbeitungseinheit sowie eine Auswerteeinheit. Bevorzugt ist die Diagnoseeinrichtung in einem Steuergerät des Fahrzeugs, z. B. einem Bremssteuergerät, integriert. Darüber hinaus kann die Diagnoseeinrichtung mit einer Ausgabeeinheit, z. B. einem Bildschirm oder Drucker, und/oder einem Speicher verbunden sein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch eine Anwendung einer Vorrichtung zur Diagnose von Leckagen in einer Druckluftbremsanlage mit einem Druckluftsystem mit einem in einer elektronischen Komponente integrierten Drucksensor und einer in der elektronischen Komponente integrierten Diagnoseeinrichtung,
  • 2 schematisch die Anwendung gemäß 1 mit einer alternativen Anordnung des Drucksensors im Druckluftsystem,
  • 3 schematisch die Anwendung gemäß 1 mit einem weiteren Beispiel für eine alternativen Anordnung des Drucksensors an einem Aktor, und
  • 4 ein Beispiel für eine Anzeige einer Frequenzanalyse eines Amplitudendichtespektrums eines mittels einer der Drucksensoren erfassten Drucksignals.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt schematisch ein Druckluftsystem 1 mit mehreren zugehörigen Komponenten K1 bis K5. Bei dem hier dargestellten Druckluftsystem 1 handelt es sich beispielsweise um eine Druckluftbremsanlage eines Nutzfahrzeugs. Alternativ kann es sich beispielsweise um ein Federungssystem für den Fahrzeugaufbau handeln– oder um einen stationären Aufbau handeln.
  • Das dargestellte Druckluftsystem 1 umfasst als Komponente K1 einen Aktor 2, z. B. ein Bremsventil, ein Schutzventil, ein Abblasventil, ein Rückschlagventil, ein Absperrventil. Der Aktor 2 ist über eine weitere Komponente K2 – einem Leitungssystem 3 – elektrisch und hydraulisch zumindest mit einer weiteren Komponente K3 – einer Speichereinheit 4 – und einer weiteren Komponente K4 – einem Schutzventil 5 – verbunden. Das Leitungssystem 3 ist im Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellt. Das Leitungssystem 3 umfasst dabei sowohl elektrische Steuer- und/oder Messleitungen sowie Druckluftleitung zur Druckluftverteilung, wobei der Aufbau und die Struktur des Leitungssystems 3 durch den jeweiligen Fahrzeugtyp und den zugehörigen Typ der Druckluftbremsanlage bestimmt sind. So kann es sich beispielsweise bei der Druckluftbremsanlage um eine Zwei- oder Mehrkreis- und/oder Zwei- oder Mehrleitungs-Bremsanlage für Anhängerfahrzeuge handeln. Das Leitungssystem 3 umfasst dabei sowohl zweifache Druckluftleitungen zur Druckluftverteilung als auch zweifache elektrische Leitungen zur Ansteuerung und Erfassung von Zuständen der Komponenten K1 bis K5. Die Speichereinheit 4 ist beispielsweise ein Luftbehälter. Das Schutzventil 5 ist beispielsweise ein Mehrkreisschutzventil, insbesondere ein Vierkreisschutzventil.
  • Zur Steuerung der Druckluft und somit der Bremskraft in der Druckluftbremsanlage umfasst das Druckluftsystem 1 als Komponente K5 ein Steuergerät 6, dem über Leitungen des Leitungssystems 3 Zustandssignale und/oder Messwerte der Komponenten K1 bis K4 zugeführt werden und in welches in herkömmlicher, nicht näher dargestellter Art und Weise ein Druckregler implementiert ist.
  • Im Normalbetrieb des Fahrzeugs wird zur Erzielung einer hinreichenden Bremskraft Druckluft eingesetzt, die in einem nicht näher dargestellten Zylinder in mechanischen Druck zur Betätigung der Radbremsen umgesetzt wird. Zur Einhaltung einer hinreichenden Bremskraft und zur Betriebssicherheit des Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs ist es erforderlich, das Druckluftsystem 1 auf eine mögliche Leckage zu überwachen.
  • Hierzu sieht die Erfindung vor, dass für eine permanente Überwachung des Drucks im Druckluftsystem 1 an einer geeigneten Position ein Drucksensor 7 integriert ist. Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist der Drucksensor 7 im Steuergerät 6 integriert und über eine Zuleitung 8 mit dem Schutzventil 5 verbunden. Alternativ kann es sich auch um eine mechatronische Verbundkomponente bestehend aus 4-Kreisschutzventil mit Druckreglern, Ventilen, Sensoren und einem elektronischen Steuergerät handeln.
  • Zur Diagnose einer möglichen Leckage im Druckluftsystem 1 wird mittels des Drucksensors 7 fortlaufend ein Drucksignal p(t) erfasst, das einer im Steuergerät 7 implementierten Diagnoseeinrichtung 9 zugeführt wird. Die Diagnoseeinrichtung 9 umfasst eine Signalaufbereitungs- und Verarbeitungseinheit 10 sowie eine Auswerteeinheit 11. Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit 11 mit einer Ausgabeeinheit 12 und/oder einem Speicher 13 verbunden sein.
  • Im Betrieb des Fahrzeugs und der Diagnoseeinrichtung 9 wird das Drucksignal p(t) mittels der Signalaufbereitungs- und Verarbeitungseinheit 10 gefiltert, gegebenenfalls verstärkt und digital verarbeitet. Dazu umfasst die Signalaufbereitungs- und Verarbeitungseinheit 10 beispielsweise Schutzschaltungen, wie passive Widerstands- und Widerstands-Kondensator-Beschaltungen und/oder aktive spannungsfeste Halbleiter-Bauelemente, anhand der das Drucksignal p(t) zum einen auf einen vorgegebenen Betriebspegel begrenzt werden kann und zum anderen weitgehend von überlagerten Störsignalen befreit werden kann. Anschließend wird das analoge Drucksignal p(t) zeitdiskret abgetastet und somit digitalisiert.
  • Bei der Signalverarbeitung wird in einem nächsten Schritt der Zeitverlauf der erfassten Druckwerte des Drucksignals p(t) analysiert. Anhand der Analyse des Zeitverlaufs des Drucksignals p(t) wird in der Auswerteeinheit 11 beispielsweise durch Vergleich mit Soll-Zeitverläufen eine mögliche Leckage identifiziert. Darüber hinaus kann die Leckage quantifiziert werden, z. B. die Größe der Leckage ermittelt werden. Ferner kann die Leckage lokalisiert werden, indem bei der Analyse des zeitlichen Verlaufs des Drucksignals entfernungsabhängig, d. h. in Abhängig von der Entfernung des Lecks zur Position des Drucksensors 7, und/oder leckabhängig, d. h. in Abhängigkeit von der Größe des Lecks, unterschiedliche, insbesondere das Leck bzw. die Position charakterisierende Signalmerkmale bestimmt werden. Hierzu werden periodische Schwankungen eines Anteils des Drucksignals p(t) analysiert. Im Detail werden die periodischen und/oder transienten Schwankungen des erfassten Drucksignals p(t) anhand einer Frequenzanalyse beispielsweise mittels einer Fourier-Transformation verarbeitet und ein die Schwankungen repräsentierendes Ist-Amplitudendichtespektrum AIst ermittelt. Alternativ kann eine andere geeignete digitale Signalverarbeitungsfunktion, z. B. Wavelet-Transformation zur Analyse eines Frequenzspektrums, eine Frequenzauflösung oder dedizierte Filterung charakteristischer Frequenzen gewählt werden.
  • Zur Bestimmung der Leckage, d. h. Eintreten, Ort und/oder Größe, wird die Signalcharakteristik des Ist-Amplitudendichtespektrums AIst mittels der Auswerteeinheit 11 ausgewertet. Da bei wird das ermittelte Ist-Amplitudendichtespektrum AIst mit mindestens einem vorgegebenen Soll-Amplitudenspektrum ASoll, das beispielsweise ein dichtes Druckluftsystem 1 repräsentiert, verglichen. Auch können mehrere, komponentenbezogene, positionsbezogene, leckbezogene und/oder fehlerbezogene Soll-Amplitudenspektren ASoll vorgegeben sein.
  • Bei Vorliegen einer Abweichung des ermittelten Ist-Amplitudendichtespektrums AIst von einem der Soll-Amplitudendichtespektren ASoll wird beispielsweise eine komponentenbezogene Analyse unter Berücksichtigung der funktionalen Wirkungskette der Komponenten K1 bis K4 des Druckluftsystems 1 durchgeführt. Dabei weist das Ist-Amplitudendichtespektrum AIst im fehlerfreien Zustand des Druckluftsystems 1 eine konstante Amplitudendichte im angeregten Frequenzbereich auf. Durch ein Leck in einer der Komponenten K1 bis K4, z. B. in einer Zuleitung oder in einer der Aktoren, ändert sich die Amplitude in Abhängigkeit von der Entfernung des Lecks von der Position des Drucksensors 7 oder in Abhängigkeit von der Leckgröße. Das daraus resultierende Ist-Amplitudendichtespektrum AIst weist demzufolge entfernungsabhängig und/oder leckabhängig charakteristische Signalmerkmale auf. Diese identifizierten charakteristischen Signalmerkmale und/oder das ermittelte Ist-Amplitudendichtespektrum AIst können in einem weiteren Schritt auf der Ausgabeeinheit 12, z. B. einem Bildschirm einer mobilen Diagnoseeinrichtung 9, ausgegeben und/oder in der Speichereinheit 13 hinterlegt werden. Darüber hinaus sind in dem Speicher 13 die Soll-Amplitudendichtespektren ASoll und/oder vorgegebene Grenzwerte sowie vorgebbare Parameter zur Frequenzanalyse des zu erfassenden Drucksignals p(t) hinterlegt, die von der Auswerteeinheit 11 und/oder der Signalaufbereitungs- und Verarbeitungseinheit 10 aufrufbar sind.
  • Je nach Vorgabe kann die Analyse fortlaufend ausgeführt oder zeit- und/oder ereignisgesteuert aktiviert oder deaktiviert werden. So wird beispielsweise bei Eintreten eines vorgegebenen Zustandes, insbesondere eines definierten Schaltereignisses, wie z. B. Lösen einer Feststellbremse, Starten des Fahrzeugs, Zuschalten der Speichereinheit 4, z. B. eines Luftbehälters (auch Druckquelle genannt), die Erfassung des Drucksignals p(t) und die anschließende digitale Signalverarbeitung aktiviert. Auch kann die Signalanalyse beispielsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer deaktiviert und nach Ablauf einer weiteren vorgegebenen Zeitdauer wieder aktiviert werden.
  • 2 zeigt eine alternative oder zusätzliche Position für den Drucksensor 7. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Drucksensor 7 frei im Druckluftsystem 1 an einer geeigneten Position, z. B. an einer Druckluftleitung, angeordnet.
  • 3 zeigt eine weitere Möglichkeit für eine geeignete Position des Drucksensors 7 an einem der Aktoren 2 des Druckluftsystems 1.
  • Umfasst die Druckluftbremsanlage mehrere Luftdrucksysteme 1, so kann darüber hinaus je Luftdrucksystem 1 mindestens ein zugehöriges Drucksignal p(t) erfasst werden. Auch können je Luftdrucksystem 1 mehrere Drucksignale p(t) erfasst werden, wodurch sich die Genauigkeit des Diagnoseverfahrens erhöht.
  • In einer weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsform kann das Drucksignal p(t) einer externen, mobilen Diagnoseeinrichtung zugeführt werden, wodurch in einfacher Art und Weise eine Diagnose in einer Werkstatt oder in einem Servicefall ermöglicht ist.
  • 4 zeigt ein Beispiel für eine Anzeige einer Frequenzanalyse mit einem ermittelten Ist-Amplitudendichtespektrums AIst und einem zugehörigen Soll-Amplitudendichtespektrum ASoll und eine Bewertung der Spektren, wobei durch das gegenüber dem Soll-Amplitudendichtespektrum ASoll verschobene Ist-Amplitudendichtespektrum AIst eine Leckage identifiziert worden ist.
  • 1
    Druckluftsystem
    2
    Aktor
    3
    Leitungssystem
    4
    Speichereinheit
    5
    Schutzventil
    6
    Steuergerät
    7
    Drucksensor
    8
    Zuleitung
    9
    Diagnoseeinrichtung
    10
    Signalaufbereitungs- und Verarbeitungseinheit
    11
    Auswerteeinheit
    12
    Ausgabeeinheit
    13
    Speicher
    AIst
    Ist-Amplitudendichtespektrum
    ASoll
    Soll-Amplitudendichtespektrum
    p(t)
    Drucksignal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10135361 B4 [0003]

Claims (23)

  1. Verfahren zur Überwachung eines Druckluftsystems (1) mit mehreren Komponenten (K1 bis K5), insbesondere einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Position im Druckluftsystem (1) ein Drucksignal (p(t)) fortlaufend erfasst und ein daraus resultierender Zeitverlauf von erfassten Druckwerten analysiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand einer Analyse von periodischen und/oder transienten Schwankungen mindestens eines Anteils des Drucksignals (p(t)) eine Leckage im Druckluftsystem (1) identifiziert, lokalisiert und/oder quantifiziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erfasste Drucksignal (p(t)) zeitdiskret abgetastet und digital verarbeitet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erfasste Drucksignal (p(t)) bei Eintreten eines vorgegebenen Zustandes im Druckluftsystem (1) analysiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand einer Frequenzanalyse der periodischen und/oder transienten Schwankungen des erfassten Drucksignals (p(t)) ein Ist-Amplitudendichtespektrum (AIst) ermittelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand einer Spektrumsanalyse des ermittelten Ist-Amplitudendichtespektrums (AIst), insbesondere einer Analyse der Amplitudenfunktion des digitalen Signals in Abhängigkeit von der Frequenz eine Leckage im Druckluftsystem (1) identifiziert, quantifiziert und/oder lokalisiert wird.
  7. Verfahren nach 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Ist-Amplitudendichtespektrum (AIst) mit mindestens einem vorgegebenen Soll-Amplitudendichtespektrum (ASoll), das ein dichtes Druckluftsystem (1) repräsentiert, und/oder vorgegebenen Grenzwerten verglichen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer Abweichung des ermittelten Ist-Amplitudendichtespektrums (AIst) vom Soll-Amplitudendichtespektrum (ASoll) eine komponentenbezogene Analyse unter Berücksichtigung der funktionalen Wirkungskette der Komponenten (K1 bis K5) des Druckluftsystems (1) durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal (p(t)) an mindestens einer Position mit einem vorgebbaren unveränderlichen Resonanzort im Druckluftsystem (1) ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal (p(t)) an einem der Aktoren (2) des Druckluftsystems (1) ermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal (p(t)) in einer elektronischen Einheit ermittelt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein von mehreren Luftdrucksystemen (1) je Luftdrucksystem (1) mindestens ein zugehöriges Drucksignal (p(t)) erfasst wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksignal (p(t)) einer internen oder mobilen Diagnoseeinrichtung (9) zugeführt wird.
  14. Vorrichtung zur Überwachung eines Druckluftsystems (1) mit mehreren Komponenten (K1 bis K5), insbesondere einer Druckluftbremsanlage oder einem Federungssystem mit Niveauregelung eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Position im Druckluftsystem (1) ein Drucksensor (7) angeordnet ist, der ein Drucksignal (p(t)) fortlaufend erfasst und einer Diagnoseeinrichtung (9) zuführt, die den Zeitverlauf der erfassten Druckwerte analysiert.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung (9) anhand einer Analyse von periodischen und/oder transienten Schwankungen mindestens eines Anteils des Drucksignals (p(t)) eine Leckage im Druckluftsystem identifiziert, lokalisiert und/oder quantifiziert.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung (9) bei Eintreten eines vorgegebenen Zustandes im Druckluftsystem (1) das erfasste Drucksignal (p(t)) analysiert.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung (9) eine Signalaufbereitungs- und Verarbeitungseinheit (10) sowie eine Auswerteeinheit (11) umfasst.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung (9) eine Ausgabeeinheit (12) und/oder einen Speicher (13) umfasst.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (7) an einer einem vorgebbaren unveränderlichen Resonanzort entsprechenden Position im Druckluftsystem (1) angeordnet ist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (7) an einem der Aktoren (4) des Druckluftsystems (1) angeordnet ist.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (7) in einer elektronischen Einheit integriert ist.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein von mehreren Luftdrucksystemen (1) je Luftdrucksystem (1) mindestens ein zugehöriger Drucksensor (7) vorgesehen ist.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (7) mit einer internen oder mobilen Diagnoseeinrichtung (9) koppelbar ist.
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