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Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für zumindest eine Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Untersuchen einer Funktionsfähigkeit zumindest einer Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems.
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Stand der Technik
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In der
DE 10 2008 003 664 A1 sind ein Bremssystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems beschrieben. Das betreffende Bremssystem kann mindestens einen Drucksensor haben, welcher an eine Untereinheit des Bremssystems angeschlossen ist. Mittels des Drucksensors kann ein Druck in dem betreffenden Abschnitt des Bremssystems gemessen werden. Insbesondere kann bei der Ausführung des Verfahrens zum Betreiben des Bremssystems der gemessene Druckwert mitberücksichtigt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft eine Überwachungsvorrichtung für zumindest eine Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Untersuchen einer Funktionsfähigkeit zumindest einer Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
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Die Erfindung gewährleistet eine Überwachung/Untersuchung zumindest einer Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems, wobei zusätzlich zu einem Vergleich zumindest einer Druckgröße bezüglich eines in dem Bremssystem vorliegenden Drucks mit einem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich zumindest bei Bedarf auch ein Vergleich einer Druckänderungsgröße bezüglich einer zeitlichen Änderung der Druckgröße mit einer vorgegebenen Mindeständerungsgröße ausführbar ist. Dies stellt eine vorteilhafte Erweiterung eines herkömmlichen Auswertens eines gemessenen Ist-Drucks durch Vergleichen mit einem vorgegebenen Soll-Druck dar. Durch das zusätzliche Heranziehen der Druckänderungsgröße, welche beispielsweise einen Quotienten aus einer Druckdifferenz und einer Zeitdifferenz zwischen einem Messen von zwei Druckgrößen zu zwei verschiedenen Zeiten und/oder eine Steigung der Druckgröße umfassen kann, entfällt die Notwendigkeit, die Messzeit der mit dem Vergleichsbereich verglichenen Druckgröße bei der Auswertung speziell zu berücksichtigen. Wie unten genauer ausgeführt wird, kann herkömmlicher Weise insbesondere ein Nichtbeachten der Messzeit einer verglichenen Druckgröße zu einem falschen Auswerteergebnis führen. Diese Fehlerquelle und der zu ihrer Vermeidung herkömmlicher Weise aufzubringende Aufwand sind mittels der vorliegenden Erfindung umgehbar.
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Die vorliegende Erfindung realisiert eine maximale Erkennungsgüte bei der Überwachung/Untersuchung zumindest einer Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems. Durch diese maximale Erkennungsgüte ist gewährleistbar, dass ein in zumindest der Untereinheit vorliegender Fehler und/oder eine Funktionsbeeinträchtigung zumindest der Untereinheit schnell erkennbar ist. Gleichzeitig gewährleistet die vorliegende Erfindung eine maximale Robustheit der Überwachung. Insbesondere ist mittels der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung und des entsprechenden Verfahrens zum Untersuchen zumindest einer Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems das Risiko eines fehlerhaften Ansprechens der Überwachung minimierbar. Diese Minimierung des Risikos ist auch bei ungünstigen Hardware-Toleranzen und unvorteilhaften Betriebszuständen gewährleistet.
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Mittels der vorliegenden Erfindung ist eine Überwachungsfunktion oder eine Untersuchungsfunktion robuster gestaltbar, indem nicht nur eine absolute Abweichung der Druckgröße (Ist-Druckgröße) von dem Vergleichswerte-Bereich (der mindestens einen Soll-Druckgröße) betrachtet wird, sondern, zumindest im Falle einer Abweichung über einer Abweichungsgrenze, auch ein Verhalten zumindest der Untereinheit des hydraulischen Bremssystems zur Bewertung herangezogen wird. Insbesondere kann mittels der vorliegenden Erfindung das Druck-Anpassungsverhalten zumindest der Untereinheit des hydraulischen Bremssystems herangezogen werden, mittels welchem auf einfache Weise das Vorliegen eines Fehlers/einer Funktionsbeeinträchtigung zumindest der Untereinheit des hydraulischen Bremssystems erkennbar ist.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführbarkeit der vorliegenden Erfindung lediglich den Sensor zum Bereitstellen der Druckgröße als Sensoreinrichtung benötigt. Somit entfällt die Notwendigkeit, zusätzlich zu dem mindestens einen Sensor zum Bereitstellen der Druckgröße noch einen weiteren Sensor, beispielsweise zum Messen einer Temperatur, an dem Bremssystem anzuordnen. Gegenüber einer herkömmlichen Überwachung eines Bremssystems anhand von Sensorinformationen und/oder in einem Steuergerät gerechneten/ausgewerteten Modelle bietet die vorliegende Erfindung somit den Vorteil, dass sowohl auf die Sensorinformationen als auch auf die Modellinformationen verzichtet werden kann. Auf diese Weise ist auch eine erhebliche Einsparung an Hardware und Entwicklungskosten an dem überwachten/untersuchten Bremssystem, bzw. an der zumindest einen Untereinheit des Bremssystems, gewährleistet. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung, wie unten genauer ausgeführt wird, auch ohne ein direktes Berücksichtigen der in dem hydraulischen Bremssystem vorliegenden Temperatur eine temperaturbedingte Druckabweichung von einer nicht-temperaturbedingten Druckabweichung unterscheiden. Somit entfällt bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung insbesondere die Notwendigkeit herkömmlicher Weise teure Hardware zum Erkennen temperaturabhängiger Effekte in einem herkömmlichen Bremssystem zu verwenden. Da das Nachbilden temperaturabhängiger Effekte in einem hydraulischen Bremssystem nur mit einem vergleichsweise hohen Aufwand in hinreichender Qualität ausführbar ist, kann mittels der vorliegenden Erfindung somit die aufwändige Elektronik zum herkömmlichen Erkennen temperaturabhängiger Effekte eingespart werden. Darüber hinaus reduziert die vorliegende Erfindung die Komplexität der herkömmlicher Weise auszuführenden Überwachungs- oder Untersuchungsschritte zum Überwachen/Untersuchen eines Bremssystems, was häufig mit einem positiven Einfluss auf die Produktqualität verbunden ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgen anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung;
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2 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer ersten Ausführungsform des Verfahrens; und
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3A und 3B zwei Koordinatensysteme zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung.
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Mittels der in 1 schematisch dargestellten Überwachungsvorrichtung kann zumindest eine Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems überwacht werden. Unter der Überwachung der zumindest einen Untereinheit kann beispielsweise ein Untersuchen oder ein Prüfen der zumindest einen Untereinheit verstanden werden. Die zumindest eine überwachbare Untereinheit des hydraulischen Bremssystems kann z.B. ein Steller/eine Stelleinrichtung, wie beispielsweise eine Pumpe, ein Plunger, ein stetig stellbares/regelbares/steuerbares Ventil und/oder eine Speicherkammer, insbesondere ein Hochdruckspeicher mit Ventil, sein. Mittels der Überwachungsvorrichtung kann insbesondere ermittelt werden, ob der Steller oder die Stelleinrichtung zumindest eine Mindestleistung einer von einer Steuerung vorgegebenen Soll-Leistung erbringt. Die Einsetzbarkeit der Überwachungsvorrichtung ist jedoch nicht auf die hier genannten Beispiele beschränkt. Beispielsweise kann mittels der Überwachungsvorrichtung auch ermittelt werden, ob das hydraulische Bremssystem ein Leck aufweist.
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Die im Weiteren beschriebene Überwachungsvorrichtung kann insbesondere in einem Hybrid- oder einem Elektrofahrzeug eingesetzt werden. In einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug kommen zunehmend Bremsanlagen zum Einsatz, welche zumindest teilweise als Brake-by-Wire-System ausgebildet sind. Derartige Bremsanlagen können beispielsweise mindestens einen Bremskreis aufweisen, welcher mittels eines Schließens eines Ventils von dem Hauptbremszylinder „hydraulisch entkoppelbar/abtrennbar“ ist. Ebenso kann eine derartige Bremsanlage derart ausgebildet sein, dass der Fahrer lediglich in einen Pedalwegsimulator einbremst, während der Druck in dem mindestens einen Bremskreis bremskraftgesteuert eingestellt wird. In einer derartigen Bremsanlage kann somit zumindest eine teilweise Entkopplung des Fahrers von dem mindestens einen Bremskreis vorliegenden. Insbesondere bei einer derartigen Entkopplung ist es vorteilhaft, wenn in einer Steuerung der Bremsanlage mindestens eine Überwachungsfunktion integriert ist, um beispielsweise einen Aufbau eines von dem Fahrer oder einer automatischen Fahrzeugsteuerung angeforderten Bremsdrucks zu überwachen. Somit kann die im Weiteren beschriebene Überwachungsvorrichtung insbesondere dazu benutzt werden, bei einer Bremsanlage eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs eine Fehlfunktion zumindest einer Untereinheit der Bremsanlage zu erkennen. Optionalerweise kann die Überwachungsvorrichtung in diesem Fall nach einem Erkennen der Fehlfunktion auch dazu eingesetzt werden, die Bremsanlage in einen sicheren Betriebsmodus, welcher auch als sicherer degradierter Zustand der Bremsanlage bezeichenbar ist, zu steuern. Die Einsetzbarkeit der im Weiteren beschriebenen Überwachungsvorrichtung ist jedoch nicht auf ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug beschränkt.
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Die in 1 schematisch dargestellte Überwachungsvorrichtung umfasst zumindest eine Auswerteeinrichtung 10, welche dazu ausgelegt ist, zumindest eine von einem Sensor bereitgestellte Druckgröße eines in dem hydraulischen Bremssystems vorliegenden Drucks mit einem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich mit mindestens einem Vergleichswert zu vergleichen. Beispielsweise kann die Überwachungsvorrichtung eine Empfangseinrichtung 12 aufweisen, an welche der (nicht dargestellte) Sensor ein Sensorsignal 14 mit der von ihm ermittelten Druckgröße bereitstellt. Die Empfangseinrichtung 12 kann anschließend ein Druckgröße-Signal 16 mit der von dem Sensor bereitgestellten Druckgröße an die Auswerteeinrichtung 10 weiterleiten. In diesem Fall kann die Überwachungsvorrichtung auch beabstandet von dem Sensor zum Ermitteln der Druckgröße angeordnet werden. Dies erleichtert das Anbringen des Sensors zum Ermitteln der zumindest einen Druckgröße nahe an zumindest der einen zu untersuchenden Untereinheit des hydraulischen Bremssystems, was ein verlässliches Untersuchen der Untereinheit erleichtert. Als Alternative dazu kann der Sensor jedoch auch als Teil der Überwachungsvorrichtung in deren Gehäuse angeordnet sein.
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Die zumindest eine Druckgröße kann beispielsweise ein Druckwert sein. Somit ist zum Ermitteln der Druckgröße insbesondere ein Drucksensor einsetzbar. Der Sensor kann jedoch auch dazu ausgelegt sein, anstelle eines Druckwerts, insbesondere in Pascal oder Bar, auch eine Größe als Druckgröße bereitzustellen, welche über eine Auswerterelation in einem Druckwert umwandelbar ist.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Einsetzbarkeit des Sensors nicht nur auf das Bereitstellen der Druckgröße an die Auswerteeinrichtung 10 beschränkt ist. Stattdessen kann der Sensor auch dazu genutzt werden, Informationen bezüglich eines in dem hydraulischen Bremssystem vorliegenden Drucks, bzw. bezüglich eines in zumindest einem Teil des hydraulischen Bremssystems vorliegenden Drucks, auch an mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente bereitzustellen.
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Die Auswerteeinrichtung 10 ist zusätzlich dazu ausgelegt, eine von einer Rechnereinrichtung 18 bereitgestellte Druckänderungsgröße bezüglich einer zeitlichen Änderung der Druckgröße mit einer vorgegebenen Mindeständerungsgröße zu vergleichen. Ebenso ist die Auswerteeinrichtung 10 dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung des Vergleichs der Druckgröße mit dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich sowie des Vergleichs der Druckänderungsgröße mit der vorgegebenen Mindeständerungsgröße ein Ausgabesignal 20 mit einer Information bezüglich einer Funktionsfähigkeit zumindest der untersuchten Untereinheit des hydraulischen Bremssystems auszugeben. Die von der Auswerteeinrichtung 10 zum Vergleichen herangezogenen Vergleichswerte des Vergleichswerte-Bereichs und der Mindeständerungsgröße können beispielsweise auf einer Speichereinheit 22 hinterlegt und mittels eines Vergleichswerte-Signals 24 an die Auswerteeinrichtung 10 bereitgestellt werden.
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Die Rechnereinrichtung 18 ist vorzugsweise dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung von zumindest zwei der von dem Sensor bereitgestellten Druckgrößen die Druckänderungsgröße festzulegen. Die Druckänderungsgröße kann beispielsweise ein Quotient aus einer Differenz von zwei von dem Sensor bereitgestellten Druckgrößen und dem zeitlichen Abstand zwischen dem Ermitteln der beiden bereitgestellten Druckgrößen sein. Ebenso kann die Rechnereinrichtung 18 dazu ausgelegt sein, mit einer festvorgegebenen Frequenz die von dem Sensor bereitgestellten Druckgrößen abzulesen und dabei die Differenz zwischen den nachfolgend abgelesenen Druckgrößen als Druckänderungsgröße festzulegen. Man kann deshalb die Druckänderungsgröße bei einer vorteilhaften Auslegung der Funktion der Rechnereinrichtung 18 auch als einen Druckgrößen-Gradienten, einen Druckgradienten, eine Drucksteigerung und/oder eine Druckgrößen-Steigerung bezeichnen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Überwachungsvorrichtung die Rechnereinrichtung 18. In diesem Fall ist es nicht notwendig, die Rechnereinrichtung 18 als von der Auswerteeinrichtung 10 getrennte räumliche Einheit auszubilden. Beispielsweise können die Auswerteeinrichtung 10 und die Rechnereinrichtung 18 auch in einer Elektronik 26 der Überwachungsvorrichtung gemeinsam/integriert sein. Das Druckänderungsgröße-Signal 28 kann jedoch von der Rechnereinrichtung 18 auch dann an die Auswerteeinrichtung 10 bereitgestellt werden, wenn die Rechnereinrichtung 18 extern von der Überwachungsvorrichtung angeordnet/ausgebildet ist.
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Bevorzugter Weise ist die Auswerteeinrichtung 10 dazu ausgelegt, sofern die Druckgröße in dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich liegt und/oder sofern die Druckänderungsgröße über der vorgegebenen Mindeständerungsgröße liegt, das Ausgabesignal 20 mit einer Information, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsfähigen Zustand vorliegt, als die Information bezüglich der Funktionsfähigkeit auszugeben. Entsprechend kann die Auswerteeinrichtung 10 auch dazu ausgelegt sein, sofern die Druckgröße von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich abweicht und die Druckänderungsgröße unter der vorgegebenen Mindeständerungsgröße liegt, das Ausgabesignal 20 mit einer Information, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsbeeinträchtigtem Zustand vorliegt, als die Information bezüglich der Funktionsfähigkeit auszugeben. Auf die Vorteile eines Festlegens der mittels des Ausgabesignals 20 ausgegebenen Information auf diese Weise wird bei der Beschreibung der nachfolgenden Figuren noch genauer eingegangen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Auswerteeinrichtung 10 zusätzlich dazu ausgelegt sein, zumindest sofern die Druckgröße von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich abweicht und die Druckänderungsgröße über der vorgegebenen Mindeständerungsgröße liegt, die Druckgröße mit einer vorgegebenen Mindestgröße zu vergleichen. Die Mindestgröße kann beispielsweise auf der Speichereinheit 22 abgespeichert sein und über das Vergleichswerte-Signal 24 an die Auswerteeinrichtung 10 bereitgestellt werden.
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Als Alternative oder als Ergänzung zu der in dem oberen Absatz beschriebene Auslegung kann die Auswerteeinrichtung 10 zusätzlich dazu ausgelegt sein, zumindest sofern die Druckgröße von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich abweicht und die Druckänderungsgröße über der vorgegebenen Mindeständerungsgröße liegt, eine von einer (nicht skizzierten) Steuereinrichtung zumindest der untersuchten Untereinheit des hydraulischen Bremssystems bereitgestellte Ansteuergröße mit einem vorgegebenen Ansteuerschwellwert zu vergleichen. Ein Datensignal 30 mit der Ansteuergröße kann beispielsweise von einer weiteren Empfangseinrichtung 32 der Überwachungsvorrichtung empfangen werden. Anschließend kann ein Ansteuergrößen-Signal 34 mit der Ansteuergröße von der weiteren Empfangseinrichtung 32 an die Auswerteeinrichtung 10 bereitgestellt werden. Der Ansteuerschwellwert kann ebenfalls auf der Speichereinheit 22 abgespeichert und mittels des Vergleichswerte-Signals 24 an die Auswerteeinrichtung 10 bereitgestellt werden.
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Bei der in den beiden vorausgehenden Absätzen beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung der Auswerteeinrichtung 10 ist es vorteilhaft, wenn diese zusätzlich dazu ausgelegt ist, sofern die Druckgröße unter der vorgegebenen Mindestgröße und/oder die Ansteuergröße unter dem vorgegebenen Ansteuerschwellwert liegt, das Ausgabesignal 20 mit der Information, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsbeeinträchtigten Zustand vorliegt, auszugeben. Entsprechend kann die Auswerteeinrichtung 10 auch dazu ausgelegt sein, sofern die Druckgröße über der vorgegebenen Mindestgröße liegt und die Ansteuergröße über dem vorgegebenen Ansteuerschwellwert liegt, das Ausgabesignal 20 mit der Information, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsfähigen Zustand vorliegt, auszugeben. Auf die Vorteile der hier beschriebenen Weiterbildung der Überwachungsvorrichtung wird bei der Beschreibung der nachfolgenden Figuren genauer eingegangen.
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Das Ausgabesignal 20 kann beispielsweise an eine Warnvorrichtung für eine Bildanzeige und/oder eine Tonausgabe zum Warnen eines Fahrers eines mit der Überwachungsvorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs über die Funktionsbeeinträchtigung zumindest der Untereinheit des hydraulischen Bremssystems bereitgestellt werden. Optionalerweise kann mittels einer Sendeeinrichtung nach einem Empfangen des Ausgabesignals 20 auch eine Information bezüglich der Funktionsbeeinträchtigung von zumindest der Untereinheit des hydraulischen Bremssystems an eine Werkstatt ausgesendet werden. Die mittels des Ausgabesignals 20 übertragene Information kann auch auf einer internen Datenspeichereinheit des Fahrzeugs hinterlegt werden. Dies kann eine spätere Reparatur des Bremssystems erleichtern. Bevorzugter Weise kann das Ausgabesignal 20 auch an eine (nicht dargestellte) Steuervorrichtung des Bremssystems bereitgestellt werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Steuervorrichtung dazu ausgelegt ist bei der Ansteuerung des hydraulischen Bremssystems die über das Ausgabesignal 20 weitergeleitete Information bezüglich der Funktionsfähigkeit zumindest der Untereinheit des hydraulischen Bremssystems zu berücksichtigen. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung nach einem Empfangen des Ausgabesignals 20 mit einer Information bezüglich eines in dem Bremssystem vorliegenden Lecks mindestens ein Ventil in einen geschlossenen Zustand schalten.
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Vorteilhafterweise ist die Steuervorrichtung dazu ausgelegt, bei dem Steuern des hydraulischen Bremssystems unter Berücksichtigung der mittels des Ausgabesignals 20 weitergeleiteten Information auch nach dem Auftreten einer Funktionsbeeinträchtigung zumindest der Untereinheit das Bremssystem so zu steuern, dass der Fahrer das mit der Überwachungsvorrichtung ausgestattete Fahrzeug noch sicher zum Stillstand bringen kann. Da die dabei von der Steuervorrichtung ausgeführten Verfahrensschritte nicht Gegenstand der erfindungsgemäßen Technologie sind, wird auf diese hier nicht genauer eingegangen.
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Die Überwachungsvorrichtung kann insbesondere als Teil der Steuervorrichtung zum Steuern des hydraulischen Bremssystems ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Überwachungsvorrichtung auch Bestandteil einer zentralen Fahrzeugsteuerung sein.
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Die Auswerteeinrichtung 10 kann zusätzlich dazu ausgelegt sein, die in den weiteren Figuren schematisch wiedergegebenen Auswertefunktionen auszuführen. Bezüglich weiterer mittels der Auswerteeinrichtung 10 ausführbarer Auswertefunktionen wird deshalb auf die Beschreibung der nachfolgenden Figur verwiesen.
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2 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen einer ersten Ausführungsform des Verfahrens.
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Das anhand der 2 schematisch wiedergegebene Verfahren ist zum Untersuchen/Prüfen/Überwachen einer Funktionsfähigkeit zumindest einer Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems ausführbar. Beispiele für eine mittels des Verfahrens überwachbare Untereinheit des hydraulischen Bremssystems sind oben schon beschrieben.
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In einem Verfahrensschritt S1 wird zumindest eine Druckgröße p eines in dem hydraulischen Bremssystem vorliegenden Drucks ermittelt. Bezüglich der Beispiele für die ermittelte Druckgröße p wird auf die oberen Ausführungsformen verwiesen. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S2 wird die ermittelte Druckgröße p mit einem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] mit mindestens einem Vergleichswert P0 verglichen. Beispielsweise kann dabei untersucht werden, ob die ermittelte Druckgröße p in dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] liegt.
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Bei dem in 2 schematisch wiedergegebenen Verfahren wird die Funktionsfähigkeit zumindest der untersuchten Untereinheit des hydraulischen Bremssystems mindestens unter Berücksichtigung des Vergleichs der Druckgröße p mit dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] festgelegt. Dies ist beispielsweise realisierbar, indem nach einem Feststellen, dass die ermittelte Druckgröße p in dem Vergleichswert [p0] liegt, der Verfahrensschritt S3 ausgeführt wird. In dem Verfahrensschritt S3 kann in diesem Fall festgelegt werden, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsfähigen Zustand vorliegt.
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Bevorzugter Weise werden die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritt S4 und S5 nur ausgeführt, sofern die ermittelte Druckgröße p von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] abweicht, d. h. sofern die ermittelte Druckgröße p nicht in dem Vergleichswerte-Bereich [p0] liegt. Selbstverständlich können die Verfahrensschritte S4 und S5 jedoch auch unabhängig von dem Ergebnis des Verfahrensschritts S2 ausgeführt werden.
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In einem Verfahrensschritt S4 wird eine Druckänderungsgröße Δp bezüglich einer zeitlichen Änderung der Druckgröße p ermittelt. Beispiele für die Druckänderungsgröße Δp, welche in dem Verfahrensschritt S4 ermittelt wird, sind oben schon aufgezählt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt S5 wird die ermittelte Druckänderungsgröße Δp mit einer vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 verglichen. Die vorgegebene Mindeständerungsgröße kann beispielsweise eine gewünschte Mindeststeigerung der Druckgröße p und/oder ein für einen vorteilhaften Betrieb des hydraulischen Bremssystems vorauszusetzender Mindestgradient der Druckgröße p sein. Zumindest sofern die ermittelte Druckgröße p von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] abweicht, erfolgt das Festlegen der Funktionsfähigkeit zumindest der untersuchten Untereinheit somit auch unter Berücksichtigung des Vergleichs der Druckänderungsgröße Δp mit der vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0.
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Wird in dem Verfahrensschritt S5 festgestellt, dass die Druckänderungsgröße Δp über der vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 liegt, so kann trotz eines Abweichens der ermittelten Druckgröße p von dem Vergleichswerte-Bereich [p0] in einem Verfahrensschritt S6 festgelegt werden, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsfähigen Zustand vorliegt. (Der Verfahrensschritt S6 kann somit dem Verfahrensschritt S3 entsprechen.) Anstelle des Verfahrensschritt S6 können jedoch auch andere, unten genauer beschriebene Verfahrensschritte ausgeführt werden.
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Sofern die ermittelte Druckgröße p von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] abweicht und die Druckänderungsgröße Δp unter der vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 liegt, kann außerdem in einem Verfahrensschritt S7 festgelegt werden, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsbeeinträchtigtem Zustand vorliegt.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens kann zumindest sofern die Druckgröße p von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] abweicht und die Druckänderungsgröße Δp über der vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 liegt, auch ein Verfahrensschritt S8 (anstelle des Verfahrensschritts S6) ausgeführt werden. In dem Verfahrensschritt S8 wird die Druckgröße p mit einer vorgegebenen Mindestgröße pmin verglichen. Die Mindestgröße pmin kann eine Druckgröße p sein, unter welcher ein vorteilhafter Betrieb zumindest der untersuchten Untereinheit des Bremssystems nicht mehr mit einer ausreichend hohen Wahrscheinlichkeit zu erwarten ist. Beispielsweise kann die Mindestgröße pmin einer Druckgröße p entsprechen, welche bei Vorliegen eines Lecks, eines Funktionsausfalls einer Pumpe, eines Funktionsausfalls eines Ventils, einer Nichtfunktionalität eines Plungers und/oder einer Fehlfunktion einer Speicherkammer (in der Regel/oft) vorliegt.
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Als Alternative oder als Ergänzung zu dem Verfahrensschritt S8 kann auch ein Verfahrensschritt S9 ausgeführt werden. Man kann dies auch so umschreiben, dass der Verfahrensschritt S9 ausgeführt wird, zumindest sofern die Druckgröße p von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] abweicht und die Druckänderungsgröße Δp über der vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 liegt. In dem Verfahrensschritt S9 wird eine Ansteuergröße A eines an die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems bereitgestellten Steuersignals mit einem vorgegebenen Ansteuerschwellwert A0 verglichen. Die Ansteuergröße A kann beispielsweise eine von einer Steuerung an eine Untereinheit des Bremssystems ausgegebene Stellgröße, wie insbesondere eine Soll-Pumpzahl oder eine Soll-Drehzahl einer Förderpumpe sein. Der Ansteuerschwellwert A0 ist in diesem Fall vorzugsweise eine Stellgrenze der mittels der Steuerung angesteuerten Untereinheit, z.B. die Stellgrenze der Förderpumpe mit einer hohen Drehzahl. In dem Verfahrensschritt S9 kann beispielsweise ermittelt werden, ob eine als Steller eingesetzte Förderpumpe mit einer hohen Drehzahl nahe an der Stellgrenze arbeitet. Wird danach/ebenso festgestellt, dass die Druckänderungsgröße Δp über der vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 liegt, z.B. weil der Gradient der Druckgröße p einen gewissen als Mindeständerungsgröße Δp0 vorgegebenen Schwellwert überschreitet, so kann daraus geschlossen werden, dass trotz eines momentanen Abweichens der Druckgröße p von dem vorgegebenen Vergleichswerte-Bereich [p0] diese Abweichung innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeit überwunden wird und deshalb nicht als Fehler zu berücksichtigen ist.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Verfahrensschritte S8 und S9 auch unabhängig von den Ergebnissen der Verfahrensschritte S2 und S4 ausgeführt werden können. Beispielsweise können die Verfahrensschritte S8 und S9 auch anstelle mindestens eines der Verfahrensschritte S3 und S7 ausgeführt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird, sofern die Druckgröße p unter der vorgegebenen Mindestgröße pmin liegt, ein Verfahrensschritt S10 ausgeführt, in welchem festgelegt wird, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des Bremssystems in einem funktionsbeeinträchtigtem Zustand vorliegt. Entsprechend kann, wenn in dem Verfahrensschritt S9 festgestellt wird, dass die Ansteuergröße A unter dem vorgegebenen Ansteuerschwellwert A0 in einem Verfahrensschritt S11 festgelegt werden, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsbeeinträchtigtem Zustand vorliegt.
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Sofern die beiden Verfahrensschritte S8 und S9 gemeinsam ausgeführt werden, und dabei festgestellt wird, dass die Druckgröße p über der vorgegebenen Mindestgröße pmin und die Ansteuergröße A über dem vorgegebenen Ansteuerschwellwert A0 liegt, kann ein Verfahrensschritt S12 ausgeführt werden, in welchem festgelegt wird, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsfähigem Zustand vorliegt. Andernfalls kann auch ein Verfahrensschritt S13 ausgeführt werden, in welchem festgelegt wird, dass zumindest die untersuchte Untereinheit des hydraulischen Bremssystems in einem funktionsbeeinträchtigtem Zustand vorliegt.
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Entsprechend kann auch, wenn lediglich einer der beiden Verfahrensschritte S8 und S9 ausgeführt wird, bei einer Druckgröße p über der vorgegebenen Mindestgröße pmin oder bei einer Ansteuergröße A über dem vorgegebenen Ansteuerschwellwert A0 auf eine Systemdegration und/oder eine Fahrerwarnung verzichtet werden. Ist jedoch ein gewisser Minimaldruck pmin im System nicht eingestellt oder arbeitet der Steller nicht nahe an der Stellgrenze A0, so kann rückgeschlossen werden, dass ein (ernster) Fehler, wie beispielsweise ein Leck, in dem Bremssystem vorliegt.
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Das hier beschriebene Verfahren bietet eine vorteilhafte (indirekte) Berücksichtigung von Faktoren, wie beispielsweise der in dem Bremssystem vorliegenden Temperatur und/oder der Viskosität der Bremsflüssigkeit, welche die Fließgeschwindigkeit der Bremsflüssigkeit und damit die Reaktionsschnelle des Bremssystems beeinflussen, ohne dass diese Faktoren dazu ermittelt werden müssen. Insbesondere mittels des Vergleichens der Druckänderungsgröße Δp mit der vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 können die Faktoren bei der Überwachung indirekt berücksichtigt werden, ohne dass sie dazu zuvor ermittelt werden müssen. Somit erfordert das Ausführen des Verfahrens auch keine Ausstattung des Bremssystems mit einem Sensor zum Ermitteln derartiger Faktoren.
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Insbesondere bei tiefen Temperaturen ist bei einem hydraulischen Bremssystem eine erhebliche Verlängerung von Druckaufbau- und Druckabbauzeiten zu berücksichtigen, welche durch die stark zunehmende Viskosität der Bremsflüssigkeit bedingt sind. Deshalb besteht herkömmlicher Weise das Risiko, dass aufgrund der tiefen Temperatur ein verlangsamt ausgeführter Druckaufbau falsch als Fehlerzustand zumindest einer Untereinheit des hydraulischen Bremssystems bewertet wird. Dieses Risiko führt herkömmlicher Weise oft dazu, dass aufgrund des fälschlich als Fehlerzustand gedeuteten verlangsamt ausgeführten Druckaufbau ein falsches/unnötiges Fehlersignal ausgegeben und/oder das System aufgrund eines nur scheinbar auftretenden Fehlers degradiert wird.
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Um dieses Risiko zu minimieren wird nach dem Stand der Technik deshalb häufig vor einer Überwachung eines hydraulischen Bremssystems unter Berücksichtigung von mindestens einer Umgebungsbedingung, wie beispielsweise der Temperatur, eine Wartezeit festgelegt. Bei der nachfolgenden Überwachung wird nach einer Vorgabe eines neuen Soll-Drucks erst die festgelegte Wartezeit abgewartet, bevor ermittelt wird, ob ein ermittelter Ist-Druck sich innerhalb der festgelegten Wartezeit entsprechend dem neuen Soll-Druck, bzw. innerhalb eines definierten Fehlerbandes um den neuen Soll-Druck, einstellt. Nach einem Erkennen einer vergleichsweise tiefen Temperatur kann beispielsweise eine deutlich längere Wartezeit bis zum Soll-Ist-Druckwertvergleich abgewartet werden.
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Man kann diese Vorgehensweise auch so umschreiben, dass vor dem Soll-Ist-Druckwertvergleich mittels mindestens eines Sensors und/oder einer Modellfunktion der umgebungsbedingte/umweltbedingte Zustand des Bremssystems erfasst wird und anschließend die Überwachungsfunktion entsprechend/situationsbedingt angepasst wird. Diese herkömmliche Vorgehensweise hat den Nachteil, dass für die Bereitstellung der für die Überwachung/Untersuchung zusätzlich zu der Druckgröße p zu berücksichtigenden Informationen außer einem Drucksensor noch weitere Sensoren und/oder Modelle benötigt werden. Dies steigert herkömmlicher Weise den Aufwand an Hardware, Rechnerressourcen und/oder Entwicklungsleistungen für das Überwachen/Untersuchen zumindest einer Untereinheit des hydraulischen Bremssystems deutlich. Dieser gesteigerte Aufwand ist mit einer Steigerung der Kosten und/oder Bauraumbedarfs der herkömmlichen Überwachung verbunden.
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Demgegenüber bietet das oben beschriebene Verfahren (mittels der Verfahrensschritte S4 und S5) eine Berücksichtigung der Druckänderungsgröße Δp, wie beispielsweise des Gradienten/der Steigung der Druckgröße p. Mittels dieser Verfahrensschritte S4 und S5 ist somit zumindest erkennbar, ob das hydraulische Bremssystem den Druck in die gewünschte Richtung verändert. Optionalerweise kann das Berücksichtigen der Druckänderungsgröße Δp gerade dann erfolgen, wenn erkannt wird, dass die Ansteuergröße A über dem vorgegebenen Ansteuerschwellwert A0 liegt. Beispielsweise ist mittels dieser Vorgehensweise erkennbar, dass das hydraulische Bremssystem sich an der Stellgrenze befindet und der Bremsdruck in die gewünschte Richtung läuft. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann das Nichtwerten einer Abweichung der Druckgröße p von dem Vergleichswerte-Bereich [p0] auch davon abhängig gemacht werden, ob ein gewisser Minimaldruck pmin im System zumindest noch vorliegt. Das vorteilhafte indirekte Berücksichtigen des mindestens einen die Reaktionsschnelle des Bremssystems beeinflussenden Umweltfaktors ist jedoch bereits gewährleistet, wenn lediglich die Verfahrensschritte S1 bis S5 ausgeführt werden.
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Mittels der Verfahrensschritte S4 und S5 entfällt auch die herkömmlicher Weise einzuhaltende Notwendigkeit, die Wartezeit vor einem Soll-Ist-Wertevergleich abzuwarten. Deshalb ist es mittels des vorliegenden Verfahrens auch möglich, schnell eine Degration des hydraulischen Bremssystems zu erkennen und entsprechend frühzeitig darauf zu reagieren. Außerdem sind die bei der Ausführung des Verfahrens auszuführenden Schritte vergleichsweise leichte Rechenschritte, insbesondere häufig nur Vergleiche. Somit erfordert das Ausführen des Verfahrens keine aufwändige Elektronik zum Bewältigen komplizierter Rechenschritte, wie insbesondere Modellrechnungen. Das hier beschriebene Verfahren ermöglicht somit eine Reduzierung der Kosten und des Bauraumbedarfs der für eine Untersuchung der Funktionsfähigkeit zumindest einer Untereinheit eines hydraulischen Bremssystems bereitzustellenden Komponenten.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführbarkeit des hier beschriebenen Verfahrens nicht auf die schematisch wiedergegebene Gewichtung der Ergebnisse der einzelnen Vergleichsschritte beschränkt ist. Beispielsweise kann der Verfahrensschritt S12 auch dann ausgeführt werden, wenn zumindest die Druckgröße p über der vorgegebenen Mindestgröße pmin oder die Ansteuergröße A über dem vorgegebenen Ansteuerschwellwert A0 liegt. Ebenso können die Resultate der Verfahrensschritte S5, S8 und/oder S9 auch gleichgewichtig miteinander ausgewertet werden. Beispielsweise kann es in diesem Falle ausreichend sein, dass zumindest einer der in den Verfahrensschritten S5, S8 und/oder S9 verglichenen Werte über dem Vergleichswert liegt, um den Verfahrensschritt S12 auszuführen. Ebenso können die Verfahrensschritte S4 und S5 auch trotz einer in dem Vergleichswerte-Bereich [p0] liegenden Druckgröße p ausgeführt werden. In diesem Fall kann beispielsweise trotz der in dem Vergleichswerte-Bereich [p0] liegenden Druckgröße p bei einer Druckänderungsgröße Δp unter der vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 der Verfahrensschritt S7 ausgeführt werden. Weitere Beispiele für eine unterschiedliche Gewichtung der Vergleichsergebnisse sind ebenfalls möglich.
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Das in 2 wiedergegebene Verfahren bietet eine verlässliche (maximale) Erkennungsgüte der damit ausgeführten Überwachung, wobei Fehler vergleichsweise schnell erkannt werden. Insbesondere ist es bei der Ausführung des Verfahrens nicht notwendig, eine von bestimmten Faktoren, welche die Reaktionsschnelligkeit des Bremssystems beeinträchtigen können, abhängige Zeit abzuwarten, bis mit einem Vergleich der ermittelten Druckgröße p begonnen werden kann. Außerdem bietet das Verfahren eine maximale Robustheit der Überwachung, da kein fehlerhaftes Ansprechen der Überwachung selbst bei ungünstigen Hardware-Toleranzen und Betriebszuständen, wie beispielsweise bei einer Tieftemperatur oder einer Hochtemperatur, zu befürchten ist.
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Aus der mittels des Verfahrens der 2 ausführbaren Analyse kann zusätzlich abgeleitet werden, welche Fehler das hydraulische Bremssystem aufweist. Eine derartige Fehleranalyse ist mittels der vorgebbaren Grenzen ausführbar. Abhängig von dem zugrundeliegenden Systemdesign und einer bevorzugten Überwachung kann somit in einigen Fällen ein erheblicher Gewinn an Robustheit der Überwachung erzielt werden, ohne dass die Erkennungsgüte der relevanten Fehlerzustände beeinträchtigt wird.
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3A und 3B zeigen zwei Koordinatensysteme zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens.
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Bei den Koordinatensystemen der 3A und 3B sind die Abszissen die Zeitachse t. Die Ordinaten der Koordinatensysteme der 3A und 3B geben Druckwerte und Stelleranforderungswerte wieder.
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Die Koordinatensysteme der 3A und 3B geben eine Situation wieder, in welcher ein Steller eines mittels des Verfahrens betriebenen hydraulischen Bremssystems, wie beispielsweise eine Förderpumpe, zu einem Zeitpunkt t0 bei einer sehr tiefen Temperatur aktiviert wird. Dazu wird zu dem Zeitpunkt t0 ein Steuersignal mit einer Stelleranforderung S ungleich 0 als Ansteuergröße von einer Steuervorrichtung des hydraulischen Bremssystems an den Steller ausgegebenen. Mittels des nachfolgend beschriebenen Verfahrens soll untersucht/überprüft werden, ob der angesteuerte Steller seine Funktion verlässlich ausführt und/oder in einem funktionsfähigen Zustand vorliegt.
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Aufgrund der sehr tiefen Temperatur zeigt das Bremssystem in beiden 3A und 3B eine deutlich verlangsamte Reaktionsfähigkeit auf die Stelleranforderung. 3A gibt die Reaktion eines funktionsfähigen Stellers wieder, der (trotz der Verlangsamung aufgrund der vergleichsweise tiefen Temperatur) den Steuerbefehl verlässlich ausführt. Somit weicht zu einem Zeitpunkt t1 ein ermittelter Druckwert p zwar noch deutlich von einem als Vergleichswerte-Bereich vorgegebenen Toleranzwerte-Bereich [p0] unter einem vorgegebenen Soll-Wert p0 ab, jedoch können mittels des vorteilhaften Verfahrens weitere Vergleichsgrößen herangezogen werden, anhand welchen sich die Funktionsfähigkeit des Stellers feststellen lässt. Beispielsweise ist für die Druckgröße p ein Gradient/eine Steigung als Druckänderungsgröße Δp ermittelbar, welche deutlich über einer vorgegebenen Mindeständerungsgröße Δp0 liegt. Ebenso ist erkennbar, dass der Druckwert p zum Zeitpunkt t1 über einer vorgegebenen Mindestgröße pmin liegt. Des
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Weiteren ist feststellbar, dass zum Zeitpunkt t1 die Stelleranforderung S über einem vorgegebenen Ansteuerschwellwert S0 liegt.
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Aufgrund der Druckänderungsgröße Δp über der Mindeständerungsgröße Δp0, der Druckgröße p über der Mindestgröße pmin und der Stelleranforderung S von dem Ansteuerschwellwert S0 kann somit trotz eines Abweichens der Druckgröße p von dem Vergleichswerte-Bereich [p0] zum Zeitpunkt t1 geschlossen werden, dass dieses Abweichen lediglich auf eine aufgrund der tiefen Temperatur vorliegende Verzögerung zurückzuführen ist, und somit nicht von einem Vorliegen eines Fehlers oder einer Funktionsbeeinträchtigung in dem Bremssystem ausgegangen werden muss. Tatsächlich erreicht die Druckgröße p zum Zeitpunkt t2 den Toleranzwerte-Bereich [p0]. Somit ist mittels des Verfahrens feststellbar, dass das seine volle Funktionsfähigkeit aufweisende Bremssystem lediglich verzögert reagiert. Es wird darauf hingewiesen, dass mittels der in 3A wiedergegebene Untersuchung und der daraus resultierenden Deutung der zeitlichen Abweichung als temperaturbedingt auch ohne einen Temperatursensor erkennbar ist, dass in dem Bremssystem eine tiefe Temperatur herrscht.
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3B gibt eine Situation wieder, in welcher in dem hydraulischen Bremssystem ein überwachungsrelevanter Fehler vorliegt. Ein derartiger Fehler kann beispielsweise eine Leckage/ein Leck sein. In einer derartigen Situation weicht der Druckwert p zum Zeitpunkt t1 signifikant von dem Soll-Wert p0 und dem Toleranzwerte-Bereich [p0] ab. Außerdem liegt die Druckänderungsgröße Δp deutlich unter der Mindeständerungsgröße Δp0. Die Stelleranforderung S ist zwar größer als der Anforderungsschwellwert S0, dennoch kann nicht damit gerechnet werden, dass der Vergleichswerte-Bereich [p0] zu einem späteren Zeitpunkt nach t1 von der Druckgröße p erreicht ist.
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Das Verfahren ist deshalb dazu ausgelegt, die Bedingungen der Minimalschwelle und des minimalen Gradienten als verletzt zu erkennen. Somit kann der Fahrer über die Abweichung von dem Normalverhalten des hydraulischen Bremssystems informiert werden. Außerdem kann das hydraulische Bremssystem in einen Fehlermodus gesteuert werden, was auch als Degradierung des hydraulischen Bremssystems bezeichenbar ist.
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Mittels des anhand der 3A und 3B wiedergegebenen Verfahrens ist somit eine verlässliche Überwachung zumindest einer Untereinheit eines Bremssystems ausführbar. Die Auslegung und/oder Gewichtung der zu beachtenden Größen und Grenzwerte kann bei der jeweiligen Ausführung des Verfahrens individuell festgelegt werden. Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die in den 3A und 3B schematisch wiedergegebene Auswahl, Auslegung und/oder Gewichtung als nichtbeschränkend anzusehen ist. Stattdessen können die Auswahl, Auslegung und/oder Gewichtung individuell an einen bestimmten Fahrzeugtyp, Bremssystemtyp und/oder an eine bevorzugte Fehleranalyse des hydraulischen Bremssystems angepasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008003664 A1 [0002]
