DE102009019367A1

DE102009019367A1 - Leckdiagnose für ein Bremsverstärkersystem

Info

Publication number: DE102009019367A1
Application number: DE102009019367A
Authority: DE
Inventors: Zhong Westland Wang; Tony T. Warren Hoang; Lan Troy Wang; Wenbo Novi Wang; Margaret C. Royal Oak Richards; Daryl A. Brighton Wilson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2009-04-29
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: CN101570180B; US8177309B2; DE102009019367B4; CN101570180A; US20090273230A1

Abstract

Ein Leckdiagnosesystem für ein Fahrzeug umfasst ein Berechnungsmodul und ein Diagnoseaktivierungsmodul. Das Berechnungsmodul berechnet eine Abfallrate eines Bremsverstärkerunterdrucks. Das Diagnoseaktivierungsmodul aktiviert selektiv die Abfallratenberechnung auf der Grundlage einer Luftmassenströmung (MAF) in einen Motor und eines Motorunterdrucks.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nummer 61/049,859, die am 02. Mai 2008 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der vorstehenden Anmeldung ist durch Bezugnahme hier aufgenommen.
Die Anmeldung steht in Bezug zu der US-Patentanmeldung mit der Nummer 12/013,676, die am 14. Januar 2008 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der vorstehenden Anmeldung ist durch Bezugnahme hier vollständig aufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeugsysteme und insbesondere Bremssysteme.
HINTERGRUND
Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient der allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
Ein Hybridantriebsstrang umfasst sowohl eine elektrische Maschine als auch einen Verbrennungsmotor. Während eines Betriebs des Motors kann Leistung von der elektrischen Maschine und/oder dem Verbrennungsmotor bereitgestellt werden. Eine Verwendung der elektrischen Maschine kann den Wirkungsgrad eines Fahrzeugs, das über einen derartigen hybriden Antrieb verfügt, erhöhen.
Der Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs ist entweder in einer parallelen Konfiguration oder in einer seriellen Konfiguration ausgestaltet. Bei einem Hybridfahrzeug mit einem parallelen Antriebsstrang arbeitet die elektrische Maschine parallel zu (d. h. in Kombination mit) dem Motor. Die parallele Konfiguration kombiniert die Leistungs- und Reichweitenvorteile des Motors mit dem Wirkungsgrad und der Fähigkeit zur elektrischen Regenerierung der elektrischen Maschine.
Bei einem Hybridfahrzeug mit einem seriellen Antriebsstrang treibt der Motor einen Generator an, um Elektrizität für die elektrische Maschine zu erzeugen, und die elektrische Maschine treibt ein Getriebe an. Die serielle Konfiguration ermöglicht, dass die elektrische Maschine einige der Leistungsaufgaben des Motors übernimmt, wodurch die Verwendung eines kleineren und effizienteren Motors ermöglicht wird.
Einige Fahrzeuge, welche einige Hybridfahrzeuge umfassen, umfassen einen Bremsverstärker, welcher die Bremspedalkraft verringert, die zum Erreichen einer gewünschten Fahrzeugbremskraft benötigt wird. Dieser Unterdruck erschöpft sich, wenn ein Fahrer ein Bremspedal moduliert. Folg lich kann ein ausreichender Unterdruck notwendig sein, um die von dem Bremsverstärker bereitgestellte Bremsunterstützung beizubehalten.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Leckdiagnosesystem für ein Fahrzeug umfasst ein Berechnungsmodul und ein Diagnoseaktivierungsmodul. Das Berechnungsmodul berechnet eine Abfallrate oder Abfallgeschwindigkeit eines Bremsverstärkerunterdrucks. Das Diagnoseaktivierungsmodul aktiviert selektiv die Abfallratenberechnung auf der Grundlage einer Luftmassenströmung (MAF) in einen Motor und eines Motorunterdrucks.
Gemäß weiteren Merkmalen aktiviert das Diagnoseaktivierungsmodul die Abfallratenberechnung, wenn die MAF eine vorbestimmte Zeitspanne lang größer als eine vorbestimmte MAF ist und der Motorunterdruck die vorbestimmte Zeitspanne lang kleiner als ein vorbestimmter Unterdruck ist.
Gemäß weiteren Merkmalen berechnet das Berechnungsmodul die Abfallrate auf der Grundlage einer Änderung bei dem Bremsverstärkerunterdruck über die vorbestimmte Zeitspanne.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Leckdiagnosesystem ferner ein Fehlerbenachrichtigungsmodul. Das Fehlerbenachrichtigungsmodul meldet selektiv das Vorhandensein eines Lecks in einem Bremsverstärkersystem auf der Grundlage der Abfallrate.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Leckdiagnosesystem ferner ein Diagnosedeaktivierungsmodul. Das Diagnosedeaktivierungsmodul verhindert die Meldung, wenn ein Bremsfluiddruck größer als ein vorbestimmter Druck ist und/oder der Motorunterdruck größer als der Bremsverstärkerunterdruck ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen verhindert das Diagnosedeaktivierungsmodul die Meldung, wenn eine Änderung bei dem Bremsfluiddruck größer als eine vorbestimmte Druckänderung ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Leckdiagnosesystem ferner ein Filtermodul. Das Filtermodul wendet ein statistisches Filter auf die Abfallrate an, wobei das Fehlerbenachrichtigungsmodul das Leck auf der Grundlage einer Ausgabe des statistischen Filters meldet.
Gemäß weiteren Merkmalen ist das statistische Filter ein exponentiell gewichtetes Filter mit gleitendem Mittelwert.
Gemäß noch weiteren Merkmalen meldet das Fehlerbenachrichtigungsmodul das Leck, wenn die Ausgabe größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß weiteren Merkmalen ermittelt das Fehlerbenachrichtigungsmodul eine Größe des Lecks auf der Grundlage der Ausgabe und meldet die Größe des Lecks.
Gemäß noch weiteren Merkmalen wird ein Betrieb des Motors auf der Grundlage des Bremsverstärkerunterdrucks aktiviert.
Ein Diagnoseverfahren umfasst, dass eine Abfallrate eines Bremsverstärkerunterdrucks berechnet wird, und dass die Berechnung auf der Grundlage einer Luftmassenströmung (MAF) in einen Motor und eines Motorunterdrucks selektiv aktiviert wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das selektive Aktivieren, das aktiviert wird, wenn die MAF eine vorbestimmte Zeitspanne lang größer als eine vorbestimmte MAF ist und der Motorunterdruck die vorbestimmte Zeitspanne lang kleiner als ein vorbestimmter Unterdruck ist.
Gemäß weiteren Merkmalen wird die Abfallrate auf der Grundlage einer Änderung bei dem Bremsverstärkerunterdruck über die vorbestimmte Zeitspanne berechnet.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Diagnoseverfahren ferner, dass das Vorhandensein eines Lecks in einem Bremsverstärkersystem auf der Grundlage der Abfallrate selektiv gemeldet wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Diagnoseverfahren ferner, dass die Meldung verhindert wird, wenn ein Bremsfluiddruck größer als ein vorbestimmter Druck ist und/oder der Motorunterdruck größer als der Bremsverstärkerunterdruck ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Diagnoseverfahren ferner, dass die Meldung verhindert wird, wenn eine Änderung bei dem Bremsfluiddruck größer als eine vorbestimmte Druckänderung ist.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Diagnoseverfahren ferner, dass ein statistisches Filter auf die Abfallrate angewandt wird und das Leck auf der Grundlage einer Ausgabe des statistischen Filters gemeldet wird.
Gemäß noch weiteren Merkmalen ist das statistische Filter ein exponentiell gewichtetes Filter mit gleitendem Mittelwert.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Melden, dass das Leck gemeldet wird, wenn die Ausgabe größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Gemäß noch weiteren Merkmalen umfasst das Diagnoseverfahren ferner, dass eine Größe des Lecks auf der Grundlage der Ausgabe ermittelt wird und die Größe des Lecks gemeldet wird.
Gemäß weiteren Merkmalen umfasst das Diagnoseverfahren ferner, dass ein Betrieb des Motors auf der Grundlage des Bremsverstärkerunterdrucks aktiviert wird.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht beschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen besser verstanden werden, wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Bremsverstärkermoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist; und
3 ein Flussdiagramm ist, das beispielhafte Schritte darstellt, die von dem Bremsverstärkermodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen keinesfalls beschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck mindestens eine von A, B und C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Begriff Modul eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder weitere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ein Bremsverstärkersystem eines Fahrzeugs umfasst einen Bremsverstärker, der einen Unterdruck (d. h. einen Bremsverstärkerunterdruck) von einem Motor empfängt. Der Bremsverstärker unterstützt einen Fahrer beim Ausführen eines Fahrzeugbremsens. Der Bremsverstärkerunterdruck wird jedoch freigesetzt, wenn ein Fahrer ein Bremspedal betätigt.
Auch ein Leck in dem Bremsverstärkersystem bewirkt, dass der Bremsverstärkerunterdruck freigesetzt wird.
Ein Bremsverstärkermodul gemäß der vorliegenden Anmeldung detektiert Lecks im Bremsverstärkersystem, während der Motor läuft. Insbesondere ermittelt das Bremsverstärkermodul eine Abfallrate des Bremsverstärkerunterdrucks, wenn Zustände mit einer angegebenen Luftmassenströmung (MAF) und einem angegebenen Motorunterdruck vorhanden sind. Das Bremsverstärkermodul ermittelt, ob ein Leck vorhanden ist, auf der Grundlage der Abfallrate des Bremsverstärkerunterdrucks.
Nun auf 1 Bezug nehmend ist ein beispielhaftes Motorsystem 100 gezeigt. Es ist festzustellen, dass die Verfahren und Systeme der vorliegenden Offenbarung zur Detektion von Lecks in Bremsverstärkern bei verschiedenen seriellen und parallelen Hybridfahrzeugen verwendet werden können. Die Verfahren und Systeme der vorliegenden Offenbarung zur Detektion von Lecks in Bremsverstärkern werden nur zu Beispielszwecken im Kontext eines parallelen Hybridfahrzeugs gezeigt und erörtert.
Das Motorsystem 100 umfasst einen Motor 102, der ein Getriebe 104 antreibt. Das Getriebe 104 kann ein Automatik- oder ein Schaltgetriebe sein, welches von dem Motor 102 durch eine entsprechende Drehmomentübertragungseinrichtung 106, etwa einen Drehmomentwandler oder eine Kupplung, angetrieben wird. Der Motor 102 umfasst einen oder mehrere Zylinder, wie etwa einen Zylinder 108. Beispielsweise kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 und/oder 16 Zylinder aufweisen.
Durch ein Drosselklappenventil 110 strömt Luft in den Motor 102 in einen Ansaugkrümmer 112 und wird in dem Zylinder 108 zusammen mit Kraftstoff verbrannt. Der Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffeinspritzventil 114 bereitgestellt. Ein elektronischer Drosselklappencontroller (ETC) 115 steuert das Öffnen des Drosselklappenventils 110, wodurch die Luftströmung in den Ansaugkrümmer 112 gesteuert wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 114 kann Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 112 an einer zentralen Stelle oder an mehreren Stellen, wie etwa in der Nähe eines Einlassventils (nicht gezeigt), das dem Zylinder 108 zugeordnet ist, einspritzen. Alternativ kann das Kraftstoffeinspritzventil 114 Kraftstoff direkt in den Zylinder 108 einspritzen. Bei verschiedenen Implementierungen ist für jeden Zylinder ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen. Die Verbrennung kann zum Beispiel durch eine Zündkerze 116 eingeleitet werden. Aus der Verbrennung resultierendes Abgas wird in ein Abgassystem 118 ausgestoßen.
Das Motorsystem 100 umfasst ferner eine elektrische Maschine 120 und eine Batterie 122. Die elektrische Maschine 120 arbeitet in einem Motormodus oder einem Generatormodus. Wenn die elektrische Maschine 120 in dem Motormodus arbeitet, wird sie von der Batterie 122 mit Leistung versorgt. Wenn sich die elektrische Maschine 120 in dem Motormodus befindet, stellt sie positives Drehmoment bereit, das den Motor 102 unterstützt und/oder das Getriebe 104 antreibt.
Wenn die elektrische Maschine 120 in dem Generatormodus arbeitet, erzeugt sie elektrische Energie zum Aufladen der Batterie 122. Die elektrische Maschine 120 kann von dem Motor 102 und/oder dem Getriebe 104 angetrieben werden. Es ist festzustellen, dass die Batterie 122 zusätzlich zu der elektrischen Maschine 120 weiteres Fahrzeugzubehör mit Leistung versorgen kann.
Ein Fahrzeugbediener betätigt ein Bremspedal 124, um ein Bremsen des Fahrzeugs zu regeln. Insbesondere stellt ein Bremssystem 126 ein Bremsen des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Kraft ein (d. h. wendet Brem sen an), die auf das Bremspedal 124 aufgebracht wird. Auf diese Weise unterstützt das Bremssystem 126 den Fahrzeugbediener beim Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das Bremssystem 126 empfängt Unterstützung von einem Bremsverstärkersystem 128.
Der Betrieb des Motors 102 bewirkt, dass sich ein Unterdruck (d. h. ein relativ zu dem Umgebungsluftdruck niedriger Druck) in dem Ansaugkrümmer 112 bildet. Das Bremsverstärkersystem 128 umfasst einen Bremsverstärker 130, der den Unterdruck von dem Ansaugkrümmer 112 durch ein Einweg-Rückschlagventil 132 empfängt. Der Bremsverstärker 130 verwendet diesen Unterdruck zum Bereitstellen von zusätzlicher Kraft, um das Bremssystem 126 beim Ausführen des Fahrzeugbremsens zu unterstützen.
Dem Bremsverstärker 130 wird Unterdruck über eine Leitung 134 geliefert, die sich von dem Ansaugkrümmer 112 weg erstreckt. Die Leitung 134 umfasst das Rückschlagventil 132, das so ausgestaltet ist, dass es eine Strömung nur von dem Bremsverstärker 130 an den Ansaugkrümmer 112 zulässt. Wenn der Unterdruck in dem Bremsverstärker 130 (d. h. der Bremsverstärkerunterdruck) geringer als der Unterdruck in dem Ansaugkrümmer 112 (d. h. der Motorunterdruck) ist, öffnet sich das Rückschlagventil 132, was bewirkt, dass der Bremsverstärkerunterdruck ansteigt. Wenn der Motorunterdruck geringer als der Bremsverstärkerunterdruck ist, bleibt das Rückschlagventil 132 in einer geschlossenen Stellung, wodurch der Bremsverstärkerunterdruck beibehalten wird. Der Bremsverstärkerunterdruck erschöpft sich, wenn (nicht gezeigte) Bremsen des Bremssystems 126 angewendet werden.
Ein Motorsteuerungsmodul (ECM) 140 steuert die Verbrennung in dem Motor 102 und/oder den Betrieb der elektrischen Maschine 120. Mit Be zug auf die Verbrennung steuert das ECM 140 die Luftströmung in den Motor 102, die eingespritzte Kraftstoffmenge und den Zeitpunkt des Zündfunkens. Nur als Beispiel kann das ECM 140 die Luft und den Kraftstoff so steuern, dass ein gewünschtes Luft-/Kraftstoffgemisch zur Verbrennung geschaffen wird.
Bezüglich der elektrischen Maschine 120 kann das ECM 140 eine Aktivierung und Deaktivierung steuern. Nur als Beispiel kann das ECM 140 ein Deaktivieren eines oder mehrerer Zylinder des Motors 102 mit einer Aktivierung der elektrischen Maschine 120 koordinieren. Ein derartiges Deaktivieren des Motors 102 kann durchgeführt werden, um den Kraftstoffwirkungsgrad zu erhöhen. Das ECM 140 kann den Motor 102 später aktivieren, wenn der Bremsverstärkerunterdruck unter einen vorbestimmten Unterdruck fällt. Der Motor 102 kann dann betrieben werden, bis der Bremsverstärkerunterdruck wieder auf ein angemessenes Niveau hergestellt ist.
Ein Leck in dem Bremsverstärkersystem 128 bewirkt, dass der Bremsverstärkerunterdruck abnimmt. Da das ECM 140 ein Aktivieren des Motors 102 auslösen kann, wenn der Bremsverstärkerunterdruck niedrig wird, kann ein Leck bewirken, dass das ECM 140 den Motor 102 aktiviert, wenn der Motor 102 normalerweise deaktiviert bleiben würde. Ein Bremsverstärkerleck kann somit eine verringerte Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder erhöhte Emissionen bewirken.
Das ECM 140 umfasst ein Bremsverstärkermodul 142, welches das Vorhandensein eines Lecks in dem Bremsverstärkersystem 128 detektiert, welches die Größe eines detektierten Lecks ermittelt und welches anzeigt, ob ein Leck detektiert wurde. Das Bremsverstärkermodul 142 kann auch eine Anzeige leuchten lassen, wie etwa ein ”Motor prüfen”-Licht, und/oder Daten zum internen Gebrauch speichern. Der Fahrzeugbediener kann dann geeignete Maßnahmen ergreifen, um ein detektiertes Leck zu reparieren.
Das Bremsverstärkermodul 142 dient zur Detektion von Bremsverstärkerlecks, wenn der Motor 102 läuft und verschiedene Motorbetriebsbedingungen erfüllt sind. Die Erfüllung der Betriebsbedingungen kann auf einer Luftmassenströmungsrate (MAF) und dem Motorunterdruck basieren. Nur als Beispiel können die Betriebsbedingungen erfüllt sein, wenn der Motorunterdruck kleiner als ein vorbestimmter Unterdruck ist und die MAF größer als eine vorbestimmte MAF ist.
Die MAF wird von einem MAF-Sensor 148 erfasst. Der Motorunterdruck kann auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Unterdruck in dem Ansaugkrümmer 112 und einem barometischen Luftdruck (Umgebungsluftdruck) erfasst werden. Ein Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 150 erfasst den Unterdruck in dem Ansaugkrümmer 112 und ein barometrischer Drucksensor 152 erfasst den barometrischen Luftdruck.
Das Bremsverstärkermodul 142 kann es auch selektiv unterlassen, Bremsverstärkerlecks zu detektieren. Zum Beispiel kann das Bremsverstärkermodul 142 das Detektieren von Bremsverstärkerlecks unterlassen, wenn die Bremsen angewendet werden, da der Bremsverstärkerunterdruck beim Bremsen abnehmen sollte. Das Bremsverstärkermodul 142 kann das Detektieren von Lecks auch zu anderen Zeitpunkten unterlassen, wenn erwartet wird, dass sich der Bremsverstärkerunterdruck ändert, etwa wenn das Rückschlagventil 132 geöffnet ist.
Bei verschiedenen Implementierungen kann das Bremssystem 126 ein Fluid (z. B. ein Bremsfluid) verwenden, um das Anwenden der Bremsen zu regeln. Bei einer derartigen Implementierung kann das Anwenden der Bremsen durch einen Anstieg beim Druck des Bremsfluids (d. h. dem Bremsfluiddruck) angezeigt werden. Ein Bremsfluiddrucksensor 154 erfasst den Bremsfluiddruck und liefert den Bremsfluiddruck an das Bremsverstärkermodul 142.
Das Bremsverstärkermodul 142 detektiert Lecks in dem Bremsverstärkersystem 128 auf der Grundlage des Bremsverstärkerunterdrucks, während der Motor 102 in Betrieb ist. Insbesondere detektiert das Bremsverstärkermodul 142 Lecks in dem Bremsverstärkersystem 128 auf der Grundlage einer Abnahme des Bremsverstärkerunterdrucks über eine Zeitspanne (d. h. einer Abfallrate oder Abfallgeschwindigkeit). Der Bremsverstärkerunterdruck wird von einem Bremsverstärkerunterdrucksensor 156 erfasst und an das Bremsverstärkermodul 142 geliefert.
Mit Bezug nun auf 2 ist ein Datenflussdiagramm dargestellt, das eine beispielhafte Ausführungsform des Bremsverstärkermoduls 142 zeigt. Verschiedene Ausführungsformen des Bremsverstärkermoduls 142 gemäß der vorliegenden Offenbarung können eine beliebige Anzahl von Untermodulen umfassen, die in dem Bremsverstärkermodul 142 eingebettet sind. Es ist festzustellen, dass die gezeigten Untermodule kombiniert und/oder weiter aufgeteilt sein können, um ein Leck in dem Bremsverstärkersystem 128 auf ähnliche Weise zu detektieren. Eingänge an das Bremsverstärkermodul 142 können von verschiedenen Sensoren des Motorsystems 100 bereitgestellt, von anderen Modulen des Motorsystems 100 empfangen und/oder von anderen Untermodulen in dem ECM 140 ermittelt werden. Die Eingänge können gefiltert werden (z. B. ein Tiefpassfilter), bevor sie an das Bremsverstärkermodul 142 geliefert werden.
Das Bremsverstärkermodul 142 umfasst ein Diagnoseaktivierungsmodul 202, ein Berechnungsmodul 204, ein Filtermodul 206, ein Fehlerbenach richtigungsmodul 208 und ein Diagnosedeaktivierungsmodul 210. Das Diagnoseaktivierungsmodul 202 überwacht Motor- und Bremssystemparameter, um zu ermitteln, ob angegebene Betriebsparameter erfüllt sind. Die überwachten Motorparameter können beispielsweise den Motorunterdruck und die MAF umfassen. Ein überwachter Bremssystemparameter kann den Bremsfluiddruck umfassen, der anzeigt, ob die Bremsen gerade angewendet werden.
Das Diagnoseaktivierungsmodul 202 setzt ein Aktivierungsflag 212 auf WAHR, wenn die Motor- und Bremssystemparameter erfüllt sind. Andernfalls bleibt das Aktivierungsflag 212 auf FALSCH eingestellt. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Aktivierungsflag 212 ein Signal, eine Registerstelle, eine vorbestimmte Speicherstelle oder eine beliebige weitere geeignete Anzeige sein.
Nur als Beispiel setzt das Diagnoseaktivierungsmodul 202 das Aktivierungsflag 212 auf WAHR, wenn die MAF größer als eine vorbestimmte MAF ist, der Motorunterdruck kleiner als ein vorbestimmter Unterdruck ist und die Bremsen gerade nicht angewendet werden. Nur als Beispiel kann die vorbestimmte MAF 15,0 g/s betragen und der vorbestimmte Unterdruck kann 40,0 kPa betragen.
Das Bremsverstärkerunterdrucksignal wird an das Berechnungsmodul 204 geliefert. Das Berechnungsmodul 204 wertet den Bremsverstärkerunterdruck aus, wenn das Aktivierungsflag 212 WAHR ist. Insbesondere überwacht das Berechnungsmodul 204 den Bremsverstärkerunterdruck eine vorbestimmte Zeitspanne lang.
Während der Zeitspanne kann das Berechnungsmodul 204 den Bremsverstärkerunterdruck zu verschiedenen Zeitpunkten aufzeichnen. Nur als Beispiel kann das Berechnungsmodul 204 den Bremsverstärkerunterdruck mit einer vorbestimmten Rate, wie etwa einmal alle 100,0 ms, aufzeichnen. Das Berechnungsmodul 204 ermittelt auch eine Änderung bei dem Bremsverstärkerunterdruck (d. h. ein ΔBBV). Nur als Beispiel kann die Änderung beim Bremsverstärkerunterdruck auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Bremsverstärkerunterdruck, der zu dem Zeitpunkt erfasst wurde, als die Zeitspanne begann, und dem Bremsverstärkerunterdruck ermittelt werden, der zu dem Zeitpunkt erfasst wurde, als die Zeitspanne endete.
Das Berechnungsmodul 204 berechnet eine Bremsverstärkerunterdruckabfallrate 214 auf der Grundlage der Änderung beim Bremsverstärkerunterdruck über die Zeitspanne. Nur als Beispiel kann die Bremsverstärkerunterdruckabfallrate 214 unter Verwendung der Gleichung:
ermittelt werden, wobei ΔBBV die Änderung beim Bremsverstärkerunterdruck ist und t die Zeitspanne ist. Nur als Beispiel kann t etwa gleich 1,0 s oder 2,0 s eingestellt sein. Das Filtermodul 206 wendet ein statistisches Filter auf die Bremsverstärkerunterdruckabfallrate 214 und/oder die aufgezeichneten Bremsverstärkerunterdrücke an und ermittelt auf der Grundlage des Filterns einen statistischen Wert 216. Das Filtermodul 206 kann beispielsweise ein exponentiell gewichtetes Filter mit gleitendem Mittelwert (EWMA) anwenden. Nur als Beispiel kann der Filterkoeffizient des EWMA-Filters etwa 0,02 oder 0,03 betragen.
Das Fehlerbenachrichtigungsmodul 208 wertet den statistischen Wert 216 aus, um zu ermitteln, ob ein Leck vorhanden ist. Ein detektiertes Leck kann in dem Bremsverstärker 130, der Leitung 134 und/oder dem Rückschlagventil 132 vorhanden sein. Wenn der statistische Wert 216 ein Leck anzeigt, erzeugt das Fehlerbenachrichtigungsmodul 208 eine Fehleranzeige, die anzeigt, dass ein Leck vorhanden ist. Die Fehleranzeige kann auch erzeugt werden, um Informationen anzuzeigen, die das Leck beschreiben und/oder anzeigen, dass der Test fehlgeschlagen ist.
Nur als Beispiel kann kein Leck vorhanden sein, wenn der statistische Wert 216 nahe bei Null liegt oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Ein Leck kann vorhanden sein, wenn der statistische Wert 216 größer als der vorbestimmte Wert ist. Nur als Beispiel kann der vorbestimmte Wert etwa 0,08 oder 0,09 sein. Die Größe eines detektierten Lecks steigt an, wenn der statistische Wert 216 ansteigt.
Das Diagnosedeaktivierungsmodul 210 deaktiviert selektiv die Leckdetektion, wenn angegebene Bedingungen erfüllt sind. Nur als Beispiel deaktiviert das Diagnosedeaktivierungsmodul 210 die Leckdetektion, wenn der Bremsfluiddruck ansteigt oder wenn eine Änderung beim Bremsfluiddruck auftritt. Das Deaktivieren der Leckdetektion unter solchen Bedingungen kann auf die erwartete Bremsverstärkerunterdruckabnahme zurückzuführen sein, die auftritt, wenn die Bremsen angewendet werden. Das Diagnosedeaktivierungsmodul 210 deaktiviert die Leckdetektion auch, wenn der Motorunterdruck größer als der Bremsverstärkerunterdruck ist. Das Deaktivieren der Leckdetektion unter diesen Bedingungen kann auf die Änderung beim Bremsverstärkerunterdruck zurückzuführen sein, die erwartet wird, wenn das Rückschlagventil 132 geöffnet ist.
Um die Leckdetektion zu deaktivieren, kann das Diagnosedeaktivierungsmodul 210 beispielsweise das Aktivierungsflag 212 auf FALSCH setzen. Das Diagnosedeaktivierungsmodul 210 kann auch die Bremsverstärker unterdruckabfallrate 214 und/oder den statistischen Wert 216 zurücksetzen. Die Bremsverstärkerunterdruckabfallrate 214 und der statistische Wert 216 können auf einen vorbestimmten Rücksetzwert, wie etwa 0,0, zurückgesetzt werden.
Mit Bezug nun auf 3 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das beispielhafte Schritte zeigt, die von dem Bremsverstärkermodul 142 ausgeführt werden. Obwohl die folgenden Schritte hauptsächlich mit Bezug auf die Ausführungsformen von 1 und 2 beschrieben sind, können sie abgewandelt werden, um auf andere Ausführungsformen zuzutreffen. Es ist festzustellen, dass die Ausführungsreihenfolge der in 3 gezeigten Schritte variieren kann, ohne den Geist der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Die Schritte von 3 können periodisch ausgeführt werden oder so geplant sein, dass sie auf der Grundlage des Auftretens angegebener Ereignisse hin ablaufen.
Die Steuerung beginnt mit Schritt 302, bei dem die Steuerung den Zeitgeber und Werte zurücksetzt. Nur als Beispiel können die Werte beliebige aufgezeichnete Bremsverstärkerunterdrücke, die Bremsverstärkerunterdruckabfallrate 214 und/oder den statistischen Wert 216 umfassen. Der Zeitgeber und/oder die Werte können auf einen vorbestimmten Rücksetzwert zurückgesetzt werden, wie etwa 0,0.
Die Steuerung fährt mit Schritt 304 fort, bei dem die Steuerung ermittelt, ob der Motorunterdruck kleiner als ein vorbestimmter Unterdruck ist. Wenn dem so ist, fährt die Steuerung mit Schritt 306 fort; andernfalls kehrt die Steuerung zu Schritt 302 zurück. Nur als Beispiel kann der vorbestimmte Unterdruck etwa 40,0 kPa betragen. Der Motorunterdruck kann auf der Grundlage des MAP, der von dem MAP-Sensor 150 erfasst wird, und des barometrischen Drucks, der von dem barometischen Drucksensor 152 erfasst wird, ermittelt werden.
Bei Schritt 306 ermittelt die Steuerung, ob die MAF größer als eine vorbestimmte MAF ist. Wenn dem so ist, fährt die Steuerung mit Schritt 308 fort; andernfalls kehrt die Steuerung zu Schritt 302 zurück. Auf diese Weise fährt die Steuerung fort und die Bremsverstärkerunterdruckleckdetektion wird aktiviert, wenn der Motorunterdruck kleiner als der vorbestimmte Unterdruck ist und die MAF größer als die vorbestimmte MAF ist. Nur als Beispiel kann die vorbestimmte MAF etwa 15,0 g/s betragen.
Bei Schritt 308 startet die Steuerung den Zeitgeber. Der Zeitgeber zeichnet die Zeitspanne auf, die seit der Aktivierung der Leckdetektion vergangen ist (d. h., wenn die Motorbetriebsbedingungen erfüllt sind). Die Steuerung zeichnet den Bremsverstärkerunterdruck bei Schritt 310 auf. Bei Schritt 312 ermittelt die Steuerung, ob ein Deaktivierungsereignis aufgetreten ist. Wenn dem so ist, kehrt die Steuerung zu Schritt 302 zurück; andernfalls fährt die Steuerung mit Schritt 314 fort. Nur als Beispiel können die Deaktivierungsereignisse umfassen, dass der Bremsfluiddruck größer als ein Schwellenwert ist, dass eine Änderung beim Bremsfluiddruck auftritt oder dass der Motorunterdruck größer als der Bremsverstärkerunterdruck ist.
Bei Schritt 314 ermittelt die Steuerung, ob der Zeitgeber größer als eine vorbestimmte Zeitspanne ist. Wenn dem so ist, fährt die Steuerung mit Schritt 316 fort; andernfalls kehrt die Steuerung zu Schritt 310 zurück. Nur als Beispiel kann die vorbestimmte Zeitspanne etwa 1,0 s oder 2,0 s betragen. Auf diese Weise führt die Steuerung die Schritte 310–316 aus, bis ein Deaktivierungsereignis auftritt oder der Zeitgeber die vorbestimmte Zeitspanne erreicht. Bei Schritt 316 ermittelt die Steuerung die Bremsverstärkerunterdruckabfallrate auf der Grundlage des ΔBBV und der vorbe stimmten Zeitspanne. Nur als Beispiel kann das ΔBBV auf dem ersten und dem letzten aufgezeichneten Bremsverstärkerunterdruck basieren.
Bei Schritt 318 wendet die Steuerung das Filter auf die Bremsverstärkerunterdruckabfallrate und/oder die aufgezeichneten Bremsverstärkerunterdrücke an. Das Anwenden des Filters erzeugt ein robustes Diagnoseergebnis und der statistische Wert wird auf der Grundlage der Werte erzeugt. Die Steuerung geht zu Schritt 320 weiter, bei dem die Steuerung ermittelt, ob der statistische Wert kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn dem so ist, fährt die Steuerung mit Schritt 322 fort; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 324 weiter. Nur als Beispiel kann der vorbestimmte Wert etwa 0,09 oder 0,08 betragen.
Wenn das Bremsverstärkersystem kein Leck aufweist oder das Leck minimal ist, ist der statistische Wert in etwa gleich 0,0. Bei Schritt 322 zeigt die Steuerung an, dass kein Leck vorhanden ist und der Test bestanden wurde. Die Steuerung endet dann. Wenn der statistische Wert größer als der vorbestimmte Wert ist, zeigt die Steuerung bei Schritt 324 an, dass ein Leck vorhanden ist und der Test nicht bestanden wurde. Die Steuerung zeigt über die Fehleranzeige an, ob ein Leck vorhanden ist.
Nach dem Schritt 324 fährt die Steuerung mit Schritt 326 fort, bei dem die Steuerung die Größe des detektierten Lecks ermittelt. Die Steuerung kann die Größe des Lecks auf der Grundlage des statistischen Werts und/oder der Bremsverstärkerunterdruckabfallrate ermitteln. Nur als Beispiel nimmt der statistische Wert mit der Leckgröße zu und hängt von dieser ab. Die Steuerung kann die Größe des Lecks auch auf der Grundlage von bekannten Parametern des Bremsverstärkersystems 128 ermitteln, wie etwa Komponentenabmessungen, Komponentenausgestaltung, Konfi guration, normalen Motorbetriebsdrücken und/oder beliebiger weiterer geeigneter Parameter.
Leckgrößen können zwischen unteren und oberen Leckschwellenwerten, die je nach Anwendung und System variieren können, detektiert, überwacht, bewertet und gemeldet werden. Nur als Beispiel können Leckgrößen zwischen etwa 0,033 cm (0,013'') und 0,165 cm (0,065'') variieren. Ein Leck von weniger als etwa 0,033 cm (0,013'') kann als ein gutes oder normal arbeitendes System aufgefasst werden (d. h. ohne Leck). Ein Leck, das größer als etwa 0,165 cm (0,065'') ist, kann von dem ECM 140 gemeldet werden und/oder kann von einem anderen Überwachungssystem detektiert und gemeldet werden.
Es ist festzustellen, dass zusätzliche Schritte ausgeführt werden können, um andere Systeme und/oder Anwender über das Leck zu informieren, nachdem die Fehleranzeige erzeugt wurde, um anzuzeigen, dass ein Leck vorhanden ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen wird ein Diagnosecode gesetzt, der von einem Wartungswerkzeug abgerufen werden kann oder über ein Telematiksystem an einen entfernten Ort übertragen werden kann. Bei verschiedenen weiteren Ausführungsformen wird auf der Grundlage des Meldungsstatus eine Anzeigelampe beleuchtet und/oder es wird ein akustisches Warnsignal auf der Grundlage des Meldungsstatus erzeugt.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stellen ein Bremsverstärkersystem, das emissionskonform ist, und in Bremsverstärkerleckdetektionssystem bereit, das Lecks in dem Bremsverstärkersystem detektiert, während der Motor läuft. Der Start- oder Anfangsbremsverstärkerunterdruck hat minimale oder keine Auswirkung auf die Detektion von Lecks, da die Motorbetriebsbedingungen wahrscheinlich erfüllt nicht sind, wenn der Motor gestartet wird. Die genaue Detektion trägt dazu bei, eine gute Kraftstoffwirtschaftlichkeit sicherzustellen.
Es ist festzustellen, dass alle vorstehend erörterten Vergleiche in Abhängigkeit von den gewählten Werten für den Vergleich in verschiedenen Formen implementiert sein können. Zum Beispiel kann ein Vergleich ”größer als” bei verschiedenen Ausführungsformen als ”größer oder gleich” implementiert sein. Auf ähnliche Weise kann ein Vergleich ”kleiner als” bei verschiedenen Ausführungsformen als ”kleiner oder gleich” implementiert sein.
Fachleute können nun aus der vorstehenden Beschreibung entnehmen, dass die breiten Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert werden können. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele umfasst, soll daher der wahre Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da sich dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche weitere Modifikationen offenbaren werden.

Claims

Leckdiagnosesystem für ein Fahrzeug, umfassend: ein Berechnungsmodul, das eine Abfallrate eines Bremsverstärkerunterdrucks berechnet; und ein Diagnoseaktivierungsmodul, das die Abfallratenberechnung auf der Grundlage einer Luftmassenströmung (MAF) in einen Motor und eines Motorunterdrucks selektiv aktiviert.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 1, wobei das Diagnoseaktivierungsmodul die Abfallratenberechnung aktiviert, wenn die MAF eine vorbestimmte Zeitspanne lang größer als eine vorbestimmte MAF ist und der Motorunterdruck die vorbestimmte Zeitspanne lang kleiner als ein vorbestimmter Unterdruck ist.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 2, wobei das Berechnungsmodul die Abfallrate auf der Grundlage einer Änderung beim Bremsverstärkerunterdruck über die vorbestimmte Zeitspanne berechnet.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 1, das ferner ein Fehlerbenachrichtigungsmodul umfasst, welches das Vorhandensein eines Lecks in einem Bremsverstärkersystem auf der Grundlage der Abfallrate selektiv meldet.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 4, das ferner ein Diagnosedeaktivierungsmodul umfasst, welches die Meldung verhindert, wenn ein Bremsfluiddruck größer als ein vorbestimmter Druck ist und/oder der Motorunterdruck größer als der Bremsverstärkerunterdruck ist.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 5, wobei das Diagnosedeaktivierungsmodul die Meldung verhindert, wenn eine Änderung beim Bremsfluiddruck größer als eine vorbestimmte Druckänderung ist.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 4, das ferner ein Filtermodul umfasst, das ein statistisches Filter auf die Abfallrate anwendet, wobei das Fehlerbenachrichtigungsmodul das Leck auf der Grundlage einer Ausgabe des statistischen Filters meldet.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 7, wobei das statistische Filter ein exponentiell gewichtetes Filter mit gleitendem Mittelwert ist.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 7, wobei das Fehlerbenachrichtigungsmodul das Leck meldet, wenn die Ausgabe größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 9, wobei das Fehlerbenachrichtigungsmodul eine Größe des Lecks auf der Grundlage der Ausgabe ermittelt und die Größe des Lecks meldet.
Leckdiagnosesystem nach Anspruch 1, wobei ein Betrieb des Motors auf der Grundlage des Bremsverstärkerunterdrucks aktiviert wird.
Diagnoseverfahren, das umfasst, dass: eine Abfallrate eines Bremsverstärkerunterdrucks berechnet wird; und die Berechnung auf der Grundlage einer Luftmassenströmung (MAF) in einen Motor und eines Motorunterdrucks selektiv aktiviert wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 12, wobei das selektive Aktivieren umfasst, dass aktiviert wird, wenn die MAF eine vorbestimmte Zeitspanne lang größer als eine vorbestimmte MAF ist und der Motorunterdruck die vorbestimmte Zeitspanne lang kleiner als ein vorbestimmter Unterdruck ist.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 13, wobei die Abfallrate auf der Grundlage einer Änderung bei dem Bremsverstärkerunterdruck über die vorbestimmte Zeitspanne berechnet wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass das Vorhandensein eines Lecks in einem Bremsverstärkersystem auf der Grundlage der Abfallrate selektiv gemeldet wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst, dass das Melden verhindert wird, wenn ein Bremsfluiddruck größer als ein vorbestimmter Druck ist und/oder der Motorunterdruck größer als der Bremsverstärkerunterdruck ist.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 16, das ferner umfasst, dass das Melden verhindert wird, wenn eine Änderung beim Bremsfluiddruck größer als eine vorbestimmte Druckänderung ist.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst, dass: ein statistisches Filter auf die Abfallrate angewendet wird; und das Leck auf der Grundlage einer Ausgabe des statistischen Filters gemeldet wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 18, wobei das statistische Filter ein exponentiell gewichtetes Filter mit gleitendem Mittelwert ist.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 18, wobei das Melden umfasst, dass das Leck gemeldet wird, wenn die Ausgabe größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 20, das ferner umfasst, dass: eine Größe des Lecks auf der Grundlage der Ausgabe ermittelt wird; und die Größe des Lecks gemeldet wird.
Diagnoseverfahren nach Anspruch 12, das ferner umfasst, dass ein Betrieb des Motors auf der Grundlage des Bremsverstärkerunterdrucks aktiviert wird.