DE102011080404A1

DE102011080404A1 - Verfahren zum Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils und Funktionsüberwachungsvorrichtung für ein Druckaufbauventil einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung

Info

Publication number: DE102011080404A1
Application number: DE102011080404A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Hachtel; Ralf Kinder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2013-02-07
Also published as: FR2978718A1; JP6071307B2; CN102910161A; KR20130016114A; US8892327B2; CN102910161B; KR101894103B1; JP2013035542A; US20130035835A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems mit den Schritten: Vergleichen einer Betätigungsstärke (s(t)) einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements des Bremssystems mit einer vorgegebenen Mindestbetätigungsstärke, und sofern die Bremsbetätigungsstärke (s(t)) kleiner oder gleich der Mindestbetätigungsstärke ist, Festlegen des Funktionszustands unter Berücksichtigung eines Druckänderungsverlaufs (ΔpVK) in zumindest einem Teilvolumen der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung, sofern die Bremsbetätigungsstärke (s(t)) größer als die Mindestbetätigungsstärke ist, Festlegen des Funktionszustands unter Berücksichtigung einer einem Druckabbauventil der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung vorgegebenen Betriebsweise. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Funktionsüberwachungsvorrichtung für ein Druckaufbauventil einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems und ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Funktionsüberwachungsvorrichtung für ein Druckaufbauventil einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems, eine hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung für ein Bremssystem und ein Bremssystem für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
In der DE 10 2008 044 002 A1 ist ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Das Bremssystem weist eine hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung auf mit einem mittels einer Pumpe aufladbaren Druckspeicher, welcher über ein Druckaufbauventil mit einem zwischen einem Bremspedal und einem Hauptbremszylinder des Bremssystems angeordneten Verstärkerzylinder hydraulisch verbunden ist. Über ein zumindest teilweises Öffnen des Druckaufbauventils soll ein in dem Verstärkerzylinder vorliegender Druck steigerbar sein. Auf diese Weise soll mindestens ein in dem Hauptbremszylinder angebrachter verstellbarer Kolben mit einer zusätzlichen Kraft zum Steigern eines in dem Hauptbremszylinder vorliegenden Drucks beaufschlagbar sein.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 6, ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems mit einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, eine Funktionsüberwachungsvorrichtung für ein Druckaufbauventil einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 8, eine hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung für ein Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine vorteilhafte Überwachung des mindestens einen Druckaufbauventils der hydraulischen Bremskraftverstärkung, welche auf die Betätigung des Bremsbetätigungselements reagieren kann. Somit ist mittels der vorliegenden Erfindung das Risiko behebbar, dass aufgrund einer auf eine Betätigung des Bremsbetätigungselements zurückführbare Reaktion der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung fälschlicherweise ein nicht vorliegender Fehlerzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils festgelegt wird. Ebenso ist mittels der vorliegenden Erfindung auch während einer Betätigung des Bremsbetätigungselements ein Fehlerzustand, sofern dieser vorliegt, für das Druckaufbauventil festlegbar. Insbesondere ein verlässliches Erkennen einer Grobleckage ist gewährleistet.
Mittels der vorliegenden Erfindung kann bei einem Auftreten einer Funktionsbeeinträchtigung in dem mindestens einen Druckaufbauventil der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung, insbesondere bei einer Grobleckage des mindestens einen Druckaufbauventils, schnell auf diesen Zustand reagiert werden, und die hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung, bzw. das Bremssystem, in einen sicheren Betriebszustand gesteuert werden. Selbst bei einer Grobleckage des Druckaufbauventils der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung ist ein Übergang des Bremssystems in einen betriebssicheren Zustand noch ausführbar. Gleichzeitig ist ein Fahrerbremswunsch noch erfüllbar, während ein vom Fahrer nicht vorgegebenes Bremsen trotz der Grobleckage verhinderbar ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
1 eine Ausführungsform der Funktionsüberwachungsvorrichtung;
2a und 2b ein Flussdiagramm und ein Koordinatensystem zum Darstellen einer Ausführungsform des Verfahrens zum Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils; und
3 ein Koordinatensystem zum Darstellen einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems und des Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems mit einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine Ausführungsform der Funktionsüberwachungsvorrichtung.
Im Weiteren wird das vorteilhafte Zusammenwirken der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 mit einem in 1 schematisch wiedergegeben Bremssystem mit einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die beschriebene Ausbildung des Bremssystems, insbesondere der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4, lediglich beispielhaft zu verstehen ist. Die Einsetzbarkeit der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 ist nicht auf eine derart ausgebildete hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung 4, bzw. auf einen bestimmten Typs eines Bremssystems, limitiert.
Das in 1 schematisch wiedergegebene Bremssystem weist eine Speicherladepumpe 10 mit einem Motor 12 auf, mittels welcher ein Druck in einem Druckspeicher 14 aufbaubar ist. Man kann dies auch so umschreiben, dass der Druckspeicher 14 mittels der Speicherladepumpe 10 beladbar ist. Der Druckspeicher 14 kann insbesondere als Hochdruckspeicher ausgebildet sein. Die unten genauer beschriebene Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 ist jedoch nicht auf eine hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung 4 mit einem bestimmten Typ des Druckspeichers 14 beschränkt. Ebenso ist die Ausbildung der Speicherladepumpe 10 als Drei-Kolben-Pumpe lediglich beispielhaft zu verstehen.
Bei Ausführungsform der 1 ist der Druckspeicher 14 mit einem Aktuatorkreis 16, welcher zumindest einen Hauptbremszylinder 18 des Bremssystems umfasst, hydraulisch so verbunden, dass ein Innendruck in mindestens einer Druckkammer 20 des Hauptbremszylinders 18 mittels des in dem Druckspeicher 14 aufgebauten Druck steigerbar ist. Der Druckspeicher 14 fungiert somit als (hydraulischer) Bremskraftverstärker des Bremssystems. Wie unten genauer beschrieben wird, kann das dargestellte Bremssystem mit der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug eingesetzt werden. Das wiedergegebene Bremssystem ist deshalb als HAS-hev (Hydraulic Actuation System for hybride electrical vehicles) bezeichenbar. Die Einsetzbarkeit der hier beschriebenen Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 ist jedoch nicht auf ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug limitiert.
Der Hauptbremszylinder 18 kann als Tandem-Hauptbremszylinder ausgebildet sein. Das im Weiteren beschriebene Bremssystem mit dem Aktuatorkreis 16 ist jedoch nicht auf einen derartigen Hauptbremszylinder 18 beschränkt.
Bevorzugter Weise ist der Druckspeicher 14 mit einer als Verstärkerzylinder fungierenden Vorkammer 22 des Hauptbremszylinders 18 hydraulisch verbunden. Unter der Vorkammer 22 kann ein Innenvolumen des Hauptbremszylinders 18 verstanden werden, wobei eine verstellbare Komponente 24 des Hauptbremszylinders 18 die Vorkammer 22 so von der mindestens einen Druckkammer 20 abgrenzt, dass ein Gesamtvolumen aus der Vorkammer 22 und der mindestens einen Druckkammer 20 auch bei einem Verstellen der verstellbaren Komponente 24 konstant bleibt. Somit bewirkt eine Volumenzunahme der Vorkammer 22 ein Zusammendrücken der mindestens einen Druckkammer 20 und auf diese Weise eine korrespondierende Steigerung des Innendrucks in der mindestens einen Druckkammer 20. Entsprechend kann eine Volumenabnahme der Vorkammer 22 eine Volumenzunahme der mindestens einen Druckkammer 20, und damit eine Reduzierung des Innendrucks in der mindestens einen Druckkammer 20, bewirken.
Die Ausbildbarkeit des mit der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 zusammenwirkenden Aktuatorkreises 16 ist jedoch nicht auf eine Ausbildung des Verstärkerzylinders als Vorkammer 22 des Hauptbremszylinders 18 limitiert. Beispielsweise kann der mit dem Druckspeicher 14 hydraulisch verbundene Verstärkerzylinder auch räumlich getrennt von dem Hauptbremszylinder 18 angeordnet sein. Das Weiterleiten des in dem Verstärkerzylinder aufgebauten Drucks zu dem Hauptbremszylinder kann in diesem Fall über eine Leitung erfolgen. Da verschiedene Ausbildungen des Verstärkerzylinders bekannt sind, wird hier nicht weiter darauf eingegangen.
Bei der hier beschriebenen Ausführungsform sind die Speicherladepumpe 10 und der Druckspeicher 14 über eine Leitung 26 mit der Vorkammer 22 hydraulisch verbunden. (Unter einem hydraulischen Verbundensein zweier Komponenten kann verstanden werden, dass eine Bremsflüssigkeitsverschiebung von der ersten Komponente in die zweite Komponente zumindest bei einem Vorliegen eines möglicherweise dazwischen angeordneten Ventils in einen zumindest teilgeöffneten Zustand gewährleistet ist.) Dabei ist mindestens ein Druckaufbauventil 28 in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckspeicher 14 und der Vorkammer 22 so angeordnet, dass ein Bremsflüssigkeitsvolumen aus dem Druckspeicher 14 durch das mindestens eine in den zumindest teilgeöffneten Zustand gesteuerte Druckaufbauventil 28 in die Vorkammer 22 verschiebbar ist.
In einer nicht dargestellten Weiterbildung können auch mehrere Druckaufbauventile 28 über mindestens einen Verzweigungspunkt mit dem Drucksensor 14 und über mindestens einen weiteren Verzweigungspunkt mit der Vorkammer 22 hydraulisch verbunden sein. Insbesondere bei einer Ausbildung der Speicherladepumpe 10 als Drei-Kolben-Pumpe kann eine Verwendung von drei Druckaufbauventilen 28 vorteilhaft sein. Die im Weiteren beschriebene hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung 4 ist somit nicht auf eine bestimmte Anzahl von Druckaufbauventilen 28 beschränkt.
Eine Ansaugseite der Speicherladepumpe 10 ist (z.B. über mindestens einen in einer Reservoirleitung 36 ausgebildeten Verzweigungspunkt 38) mit einem Bremsflüssigkeitsreservoir 40 verbunden. Das Bremsflüssigkeitsreservoir 40 kann über mindestens eine Durchströmöffnung 41, wie beispielsweise eine Schnüffelbohrung, mit der mindestens einen Druckkammer 20 des Hauptbremszylinders 18 verbunden sein.
Bevorzugter Weise ist die Ansaugseite der Speicherladepumpe 10 auch mit der Vorkammer 22 über mindestens ein Druckabbauventil 42 (Auslassventil) hydraulisch verbunden. In diesem Fall kann nach einem zumindest Teilöffnen des mindestens einen Druckabbauventils 42 ein Bremsflüssigkeitsvolumen aus der Vorkammer 22 durch das mindestens eine geöffnete Druckabbauventil 42 mittels der Speicherladepumpe 10 in den Druckspeicher 14 gepumpt werden. Ebenso kann das Bremsflüssigkeitsvolumen aus der Vorkammer 22 durch das mindestens eine geöffnete Druckabbauventil 42 über die Reservoirleitung 36 in das Bremsflüssigkeitsreservoir 40 verschoben werden. Dies bewirkt eine schnelle Volumenabnahme der Vorkammer 22, und damit eine schnelle Druckreduzierung in der mindestens einen Druckkammer 20 des Hauptbremszylinders 18. In einer Weiterbildung können mehrere Druckabbauventile 42, insbesondere in einer Anzahl gleich der Anzahl der Druckaufbauventile 28, über mindestens einen Verzweigungspunkt mit der Vorkammer 22 und über einen weiteren Verzweigungspunkt mit der Speicherladepumpe 10 und/oder der Reservoirleitung 36 verbunden sein.
Die hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung 4 kann unter Verwendung von mindestens einem Sensor 48 oder 50 gesteuert werden. Beispielsweise kann ein Druckspeichersensor 48 an der Förderseite der Speicherladepumpe 10 und dem Drucksensor 40 angeordnet sein. Ein Staudrucksensor 50, welcher auch als Drucksensor ausgebildet sein kann, ist bevorzugter Weise an die Leitung 26 angeschlossen.
Über ein Öffnen und Schließen der Ventile 28 und 42, vorzugsweise unter Berücksichtigung der bereitgestellten Sensorsignale des mindestens einen Sensors 48 oder 50, kann das Volumen der Vorkammer 22 so eingestellt werden, dass in der mindestens einen Druckkammer 20 ein einer von einem automatischen Geschwindigkeitssteuersystem (ACC) und/oder einer Notbremsautomatik vorgegebenen Soll-Fahrzeugverzögerung entsprechender Innendruck aktiv eingestellt wird. Somit kann die hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung 4 in einem mit einem automatischen Geschwindigkeitssteuersystem und/oder mit einer Notbremsautomatik ausgestatteten Bremssystem eingesetzt werden.
Ebenso kann ein Fahrer bei einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements 52 zum Reduzieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wie insbesondere eines Bremspedals, von der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 unterstütz werden. Beispielsweise kann mittels mindestens eines Bremsbetätigungssensors 54, wie beispielsweise mittels eines Bremskraftsensors und/oder eines Bremswegsensors, eine von dem Fahrer vorgegebene Soll-Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Anschließend kann mittels der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 das Volumen der Vorkammer 22/der Druck in der Vorkammer 22 aktiv so eingestellt werden, dass in mindestens einem mit der mindestens einen Druckkammer 20 über eine Zufuhrleitung 56 hydraulisch verbundenen (hier nur schematisch wiedergegebenen) Bremskreis 58, bzw. in mindestens einem (nicht skizzierten) Radbremszylinder des mindestens einen Bremskreises 58, ein gewünschter Bremsdruck vorliegt. Es wird darauf hingewiesen, dass das hier wiedergegebene Bremssystem nicht auf eine bestimmte Ausbildung des mindestens einen Bremskreises 58 limitiert ist. Auf genauere Ausführungen zu dem mindestens einen Bremskreis 58 wird deshalb verzichtet.
Die hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung 4 gewährleistet somit einen verbesserten Bremskomfort für den Benutzer des Bremssystems. Insbesondere kann bei einer vorteilhaften Funktionsweise der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 ein Vielfaches von einer auf das Bremsbetätigungselement 52 ausgeübten Fahrerbremskraft auf die verstellbare Komponente 24 aufgebracht werden. Der Fahrer muss somit nicht selbst die gesamte zum Aufbauen des gewünschten Bremsdrucks aufzubringende Kraft auf das Bremsbetätigungselement 52 ausüben.
Das dargestellte Bremssystem kann auch zusammen mit einem (nicht skizzierten) Generator zum Abbremsen eines Fahrzeugs verwendet werden. Mittels der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 kann in diesem Fall der in dem mindestens einen Bremskreis 58 vorliegende Bremsdruck unter Berücksichtigung einer Zu- oder Abnahme des Generator-Bremsmoments variiert werden. Beispielsweise kann mittels eines Reduzierens des in die Vorkammer 22 eingefüllten Bremsflüssigkeitsvolumens mittels des mindestens einen geöffneten Druckabbauventils 42 der Bremsdruck in dem mindestens einen Bremskreis 58 entsprechend einer zeitlichen Zunahme des Generator-Bremsmoments reduziert werden. Ebenso kann durch ein Transferieren eines weiteren Bremsflüssigkeitsvolumens aus dem Druckspeicher 14 über das mindestens eine geöffnete Druckaufbauventil 28 in die Vorkammer 22 der Bremsdruck in dem mindestens einen Bremskreis 58 so gesteigert werden, dass eine zeitliche Abnahme des Generator-Bremsmoments kompensiert wird. Mittels der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 ist somit ein vorteilhaftes Verblenden des Generator-Bremsmoments ausführbar.
Um einen zusätzlichen Bedienkomfort für den Benutzer des Bremssystems zu gewährleisten, kann zwischen dem Bremsbetätigungselement 52 und dem Hauptbremszylinder 18 ein Sensierungszylinder 60 ausgebildet sein. Beispielsweise kann (das hier nur schematisch wiedergegebene) Bremsbetätigungselement 52 mit einer verstellbaren Komponente 62 des Sensierungszylinders 60, welche ein Gesamtinnenvolumen des Sensierungszylinders 60 in eine Vorkammer 64 und eine Sensierungskammer 66 unterteilt, verbunden sein. In diesem Fall kann die verstellbare Komponente 24 des Hauptbremszylinders 18 mit einem Bolzen 68 verbunden sein, welcher zumindest teilweise in die Druckkammer 66 des Sensierungszylinders 60 hineinragt. Bevorzugter Weise ist der Druck in der Sensierungskammer 66 über eine Druckeinstelleinrichtung, welche nachfolgend genauer beschrieben wird, variierbar.
Durch eine Verwendung eines derartigen Sensierungszylinders 60 zusammen mit einer Druckeinstelleinrichtung kann eine von dem Innendruck in der mindestens einen Druckkammer 20 des Hauptbremszylinders 18 entkoppelbare Rückstellwirkung auf das Bremsbetätigungselement 52 ausgeübt werden. Der Fahrer spürt in diesem Fall trotz eines Variierens des Bremsdrucks in dem mindestens einen Bremskreis 58 zum Verblenden des Generator-Bremsmoments ein standardgemäßes Bremsgefühl (Pedalgefühl). Gleichzeitig hat der Fahrer die Möglichkeit, über den Sensierungszylinder 60 aktiv in den Hauptbremszylinder 18 hineinzubremsen.
Die Sensierungskammer 66 des Sensierungszylinders 60 kann über eine Leitung 72 mit einem in der Reservoirleitung 36 ausgebildeten Verzweigungspunkt 74 hydraulisch verbunden sein. Bevorzugter Weise ist die hydraulische Verbindung zwischen der Sensierungskammer 66 des Sensierungszylinders 60 und der Leitung 72 als Öffnung ausgebildet, welche bei einer leichten Betätigung des Bremsbetätigungselements 53 geschlossen wird. Demgegenüber kann eine hydraulische Verbindung zwischen der Sensierungskammer 66 des Sensierungszylinders 60 und einer Federkammer 76 so ausgebildet sein, dass sie auch bei einem signifikanten Betätigen des Bremsbetätigungselements 52 nicht geschlossen/abgedichtet wird. Die Federkammer 76 kann über eine weitere Reservoirleitung 78 mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir 40 verbunden sein. Über ein Simulatorventil 80, welches über eine Leitung 82 mit der Federkammer 76 und über eine Leitung 84 mit der Sensierungskammer 66 verbunden ist und als stetig regelbares Ventil ausgebildet sein kann, kann der Druck in der Sensierungskammer 66 auf einen gewünschten Wert aktiv eingestellt werden. Parallel zu dem Simulatorventil 80 kann noch eine Leitung 81 zwischen der Leitung 84 und der Federkammer 76 mit einem Überdruckventil 83 angeordnet sein. Das Überdruckventil 83 ist in diesem Fall vorzugsweise so ausgerichtet, dass eine Bremsflüssigkeitsverschiebung von der Sensierungskammer 66 über die Leitung 81 zu der Federkammer 78 durch das Überdruckventil 83 unterbunden ist.
Ein Trennventil 86 ist über eine Leitung 88 mit einem in der Leitung 84 ausgebildeten Verzweigungspunkt 90 und über eine Leitung 92 mit einem in der Leitung 26 ausgebildeten Verzweigungspunkt 94 verbunden. Das Trennventil 86 bewirkt einen Druckausgleichpfad bei einer Leckage des mindestens einen Druckaufbauventils 28 während eines Vorliegens der Bremskraftverstärkervorrichtung 2 in einem nichtbestromten Modus. Dazu ist das Trennventil 86 vorzugsweise als stromlos offenes Ventil ausgebildet. Außerdem kann zwischen dem Trennventil 86 und der Sensierungskammer 66 und/oder in der Sensierungskammer 66 noch mindestens ein Sensierungskammer-Drucksensor 96 angeordnet sein. Insbesondere eine Anordnung des Sensierungskammer-Drucksensors 96 zwischen dem Trennventil 86 und der Sensierungskammer 66 ist einfach realisierbar und gewährleistet eine vorteilhafte Einsetzbarkeit der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2, wie unten noch genauer ausgeführt wird.
Die hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung 4, der Aktuatorkreis 16 und das Bremsflüssigkeitsreservoir 40 können über Anschlussverbindungen 98 leicht miteinander verbunden und/oder in einem Fahrzeug montiert werden.
Nachfolgen wird auf die Funktion und den schematischen Aufbau der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 genauer eingegangen:
Die Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 ist dazu ausgelegt, das mindestens eine Druckaufbauventil 28 der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 in seiner Funktionsweise zu überprüfen/überwachen/kontrollieren. Zumindest eine Grobleckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil 28 ist mittels der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 schnell und verlässlich erkennbar, wobei das Risiko eines fälschlichen Annehmens einer nicht aufgetretenen Grobleckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil 28 vernachlässigbar ist.
Die Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 umfasst eine Auswerteeinrichtung 100, welche in einen ersten Betriebsmodus steuerbar ist, in welchem ein Funktionszustand des (mindestens einen) Druckaufbauventils 28 unter Berücksichtigung zumindest einer bereitgestellten ersten Information 102 bezüglich eines Druckänderungsverlaufs in zumindest einem Teilvolumen der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 festlegbar ist. Außerdem ist die Auswerteeinrichtung 100 in einen zweiten Betriebsmodus steuerbar, in welchem der Funktionszustand des (mindestens einen) Druckaufbauventils 28 unter Berücksichtigung zumindest einer bereitgestellten zweiten Information 104 bezüglich einer dem (mindestens einen) Druckabbauventil 42 der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 vorgegebenen Betriebsweise festlegbar ist. Ein Auswertesignal 105 mit dem festgelegten Funktionszustand ist anschließend an eine Warneinrichtung, eine Fahrzeugsteuerung, eine Bremssystemsteuerung, eine Fahrzeuginformation-Speichereinrichtung und/oder eine Werkstatt-Benachrichtigungseinrichtung ausgebbar.
Das Steuern der Auswerteeinrichtung 100 in den ersten Betriebsmodus oder in den zweiten Betriebsmodus kann beispielsweise mittels eines von dem Bremsbetätigungssensor 54 und/oder einer (nicht skizzierten) zentralen Fahrzeugsteuerung bereitgestellten Steuersignals 106 erfolgen. Dies ist realisierbar, indem der Bremsbetätigungssensor 54 oder die zentrale Fahrzeugsteuerung dazu ausgelegt wird, das Steuersignal 106 zum Steuern der Auswerteeinrichtung 100 zumindest aus den zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus auszugeben, sofern eine Betätigungsstärke einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 52 durch den Fahrer kleiner oder gleich einer Mindestbetätigungsstärke, wie beispielsweise Null, ist. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn der Bremsbetätigungssensor 54 oder die zentrale Fahrzeugsteuerung dazu ausgelegt sind, das Steuersignal 106 zum Steuern der Auswerteeinrichtung 100 zumindest aus dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus an die Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 auszugeben, sofern die Bremsbetätigungsstärke größer als die Mindestbetätigungsstärke ist. Durch diese Funktionalität des Bremsbetätigungssensor 54 oder der zentralen Fahrzeugsteuerung kann die Ausbildung der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 vereinfacht werden.
Als Alternative dazu kann die Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 auch eine erste Vergleichseinrichtung 108 umfassen, mittels welcher eine bereitgestellte Bremsbetätigungsstärkegröße 110 bezüglich der Betätigungsstärke der Betätigung des Bremsbetätigungselements 52 mit einer vorgegebenen Mindestbetätigungsstärkegröße vergleichbar ist. Sofern die Bremsbetätigungsstärkegröße 110 kleiner oder gleich der Mindestbetätigungsstärkegröße ist, ist die erste Vergleichseinrichtung 108 vorzugsweise dazu ausgelegt, die Auswerteeinrichtung 100 mittels eines Steuersignals 112 zumindest aus dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus zu steuern. Entsprechend kann die erste Vergleichseinrichtung 108 dazu ausgelegt sein, sofern zumindest die Bremsbetätigungsstärkegröße 110 größer als die Mindestbetätigungsstärkegröße ist, die Auswerteeinrichtung 100 mittels des Steuersignals 112 zumindest aus den ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu steuern.
Die beispielsweise mittels des Bremsbetätigungssensors 54 bereitstellbare Bremsbetätigungsstärkegröße 110 kann eine Bremskraft, einen Bremsdruck oder einen Bremsweg umfassen. Ebenso kann die Bremsbetätigungsstärkegröße 110 mindestens eine mittels einer Auswerterelation in eine Bremskraft, einen Bremsdruck oder in einen Bremsweg umrechenbare Größe umfassen. Die Auslegung der ersten Vergleichseinrichtung 108 ist jedoch nicht auf ein Vergleichen einer bestimmten Bremsbetätigungsstärkegröße 110 beschränkt.
Die in den ersten Betriebsmodus gesteuerte Auswerteeinrichtung 100 ist vorzugsweise dazu ausgelegt, eine als erste Information 102 bereitgestellte Druckänderungsgröße 108 bezüglich einer Änderung eines Drucks in einem über das Druckaufbauventil 28 mit dem Druckspeicher 14 hydraulisch verbunden Volumen, wie beispielsweise in einer Umgebung des Sensors 96, mit einer vorgegeben Grenz-Druckänderungsgröße zu vergleichen. Sofern die Druckänderungsgröße über der Grenz-Druckänderungsgröße liegt, kann ein vorgegebener Fehlerzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils 28 festlegbar sein. Entsprechend kann bei einer Druckänderungsgröße unter oder gleich der Grenz-Druckänderungsgröße ein Normalzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils festgelegt werden.
In einer vorteilhaften Ausbildungsform wird die Druckänderungsgröße als erste Information 102 von einem zwischen dem Trennventil 86 und der Sensierungskammer 66 angeordneten Sensor 96 und/oder einem an oder in dem Sensierungszylinder 60 angeordneten Drucksensor bereitgestellt. Da eine Druckänderung in dem Sensierungszylinder 60 bei einer Nichtbetätigung des Bremsbetätigungselements 52 auf eine Druckänderung, bzw. einen ausgeführten Druckänderungsverlauf, in der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 zurückzuführen ist, kann somit auch ein außerhalb der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung 4 angeordneter Drucksensor zum Bereitstellen der ersten Information 102 genutzt werden. Auch das Bereitstellen der Druckänderungsgröße mittels des zwischen dem Trennventil 86 und der Sensierungskammer 66 angeordneten Sensors 96 ist besonders vorteilhaft, da das Trennventil 86 als stromlos geöffnetes Ventil in der Regel bei einem Nichtbetätigen des Bremsbetätigungselements 52 nicht bestromt wird, und deshalb während eines Betriebs der Auswerteeinrichtung 100 in dem ersten Betriebsmodus in einem geöffneten Zustand vorliegt.
Man kann dies auch so umschreiben, dass bei einem Vorliegen des mindestens einen Druckaufbauventils 28 in einem undichten Zustand, insbesondere bei einer Grobleckage des mindestens einen Druckaufbauventils 28, das von dem Druckspeicher 14 in den Aktuatorkreis 16 einströmende Volumen nur über den durch das offene Trennventil 86 bewirkten Druckausgleichpfad abfließen kann. Dies bewirkt einen schnellen/steilen Anstieg des Drucks zwischen dem Trennventil 86 und der Sensierungskammer 66 und in der Sensierungskammer 66. Der schnelle/steiler Anstieg des Drucks ist somit ein eindeutiges Kennzeichen für ein undichtes Vorliegen des mindestens einen Druckaufbauventils 28, insbesondere für eine Grobleckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil 28.
Als Alternative oder als Ergänzung zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Auswerteeinrichtung 100 in dem ersten Betriebsmodus zusätzlich dazu ausgelegt sein, eine von dem an dem Druckspeicher 14 angeordneten Druckspeichersensor 48 als erste Information 102 bereitgestellte Druckspeicher-Innendruckänderungsgröße zum Festlegen des Funktionszustands des mindestens einen Druckaufbauventils 28 auszuwerten. Dies ist ebenfalls vorteilhaft, da ein Vorliegen des mindestens einen Druckaufbauventils 28 in einem undichten Zustand, insbesondere dessen Grobleckage, auch einen starken Druckabfall im Druckspeicher 14 bewirken kann.
Vorteilhafterweise ist die in den zweiten Betriebsmodus gesteuerte Auswerteeinrichtung 100 dazu ausgelegt, ein als zweite Information 104 bereitgestelltes Stromstärkesignal, mit welchem das mindestens eine Druckabbauventil 42, über welches eine Abflussseite des mindestens einen Druckaufbauventils 10 mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir 40 verbunden ist, steuerbar ist, mit einem vorgegeben Grenz-Stromstärkesignal zu vergleichen. Sofern das Stromstärkesignal über dem Grenz-Stromstärkesignal liegt, kann ebenfalls der vorgegebene Fehlerzustand als Funktionszustand des mindestens einen Druckaufbauventils 28 festgelegt werden. Entsprechend kann bei einem Stromstärkesignal unter oder gleich dem Grenz-Stromstärkesignal der Normalzustand als Funktionszustand des mindestens einen Druckaufbauventils 28 festgelegt werden.
Die hier beschriebene Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 nutzt damit den Vorteil, dass während einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 52 ein Staudruck an der Abflussseite des mindestens einen Druckaufbauventils 28 zu einem signifikanten Teil über das mindestens eine Druckabbauventil 42 ausgleichbar ist. Das Ausgleichen des Staudrucks kann insbesondere unter Verwendung des Staudrucksensors 50 erfolgen. Beispielsweise kann der Staudrucksensors 50 den abflussseitig des mindestens einen Druckaufbauventils 28 vorliegenden Ist-Druck mit einem Soll-Druck vergleichen, und, sofern der Ist-Druck über dem Soll-Druck liegt, das mindestens eine Druckabbauventil 42 durch ein Bestromen in einen zumindest teilgeöffneten Zustand steuern. Das mittels des Staudrucksensors 50 an das mindestens eine Druckabbauventil 42 bereitstellbare Stromstärkesignal korrespondiert damit zu dem auszugleichenden Staudruck. Wenn ein signifikant hohes Stromstärkesignal zumindest für eine vorgegebene Zeitspanne vorliegt, kann deshalb mit einer großen Verlässlichkeit auf eine Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil 28 geschlossen werden.
Insbesondere bei einer Grobleckage des mindestens einen Druckaufbauventils 28 ist das als zweite Information 104 zusätzlich an die Auswerteeinrichtung 100 bereitgestellte Stromstärkesignal somit vergleichsweise groß. Beispielsweise wird anstelle eines bei einem normalen Betrieb des mindestens einen Druckabbauventils 42 an dieses ausgegeben Stromstärkesignals von 50 mA ein Stromstärkesignal, welches über ein vergleichsweise langes Zeitintervall über 100 mA liegt, an das mindestens eine Druckabbauventil 42 bereitgestellt. Da das Stromstärkesignal, welches auch an das mindestens einen Druckabbauventil 42 ausgebbar ist, auf einfache Weise mit einem Referenzwert vergleichbar ist, kann damit bereits mittels einer einfach ausbildbaren Elektronik der Auswerteeinrichtung 100 die Grobleckage des mindestens einen Druckaufbauventils 28 erkannt werden.
Als Alternative oder als Ergänzung zu einem Vergleichen des Stromstärkesignals als zweite Information 104 kann auch eine Betriebsweise des mindestens einen Druckabbauventils 42 mittels eines weiteren (nicht skizzierten) Sensors dahingehend untersucht werden, ob mittels des mindestens einen Druckabbauventils 42 ein in Länge und/oder Stärke überdurchschnittlicher Staudruckabbau ausgeführt wird. Der weitere Sensor kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, eine Öffnungsdauer und/oder eine Öffnungsweite des mindestens einen Druckabbauventils 42 zu ermitteln und als zumindest Teil der zweiten Information 104 an die Auswerteeinrichtung ausgeben.
Ebenso kann der weitere Sensor dazu ausgelegt sein, eine Durchströmstärke einer durch das mindestens eine Druckabbauventil 42 hindurch fließenden Bremsflüssigkeitsmenge zu ermitteln und als zumindest Teil der zweiten Information 104 an die Auswerteeinrichtung 100 ausgeben. In einer Weiterbildung kann der weitere Sensor auch dazu ausgelegt sein, die Öffnungsdauer, die Öffnungsweite und/oder die Durchströmstärke mit mindestens einen Vergleichswert zu vergleichen und bei einem Überschreiten des mindestens einen Vergleichswerts ein Überschreitungssignal als zumindest Teil der zweiten Information 104 an die Auswerteeinrichtung 100 bereitzustellen.
Die vorteilhafte Ausführung der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 in ihrem zweiten Betriebsmodus berücksichtigt somit, dass während eines Betätigens des Bremsbetätigungselements 52 (welches in der Regel ein Bestromen und damit ein Schließen des Trennventils 86 auslöst) ein signifikanter Druckaufbau in der mindestens einen Sensierungskammer 66 auch unabhängig von einer Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil 28 erfolgen kann. Somit ist aufgrund der vorteilhaften Auslegung der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 mit der in den zweiten Betriebsmodus steuerbaren Auswerteeinrichtung 100 gewährleistet, dass ein Druckaufbau in der Sensierungskammer 66 bei einer Betätigung des Bremsbetätigungselements 52 nicht fälschlicherweise als auftretende Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil 28 gedeutet wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Auswerteeinrichtung 100 für ein vorgegebenes Zeitintervall auch in einem deaktivierten Modus steuerbar sein. Vorzugsweise ist das Steuern der Auswerteeinrichtung 100 in den deaktivierten Modus mittels eines von dem Bremsbetätigungssensor 54 oder der zentralen Fahrzeugsteuerung bereitgestellten zweiten Steuersignals 114 ausführbar. Vorzugsweise geben der Bremsbetätigungssensor 54 oder die zentrale Fahrzeugsteuerung das zweite Steuersignal 114 zum Steuern der Auswerteeinrichtung 100 in den deaktivierten Modus aus, nachdem eine Betätigungsgeschwindigkeit und/oder eine Betätigungsbeschleunigung der Betätigung des Bremsbetätigungselements 52 über einer vorgegeben Mindest-Betätigungsgeschwindigkeit und/oder einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsbeschleunigung ermittelt wird. Durch die vorteilhafte Auslegung des Bremsbetätigungssensors 54 oder der zentralen Fahrzeugsteuerung zum Steuern der Auswerteeinrichtung 100 in den deaktivierten Zustand bei einer vergleichsweise hohen Bremsbetätigungsgeschwindigkeit und/oder Bremsbetätigungsbeschleunigung kann verlässlich ausgeschlossen werden, dass eine (sehr) starke Bremsung, wie beispielsweise einer Panikbremsung, fälschlicherweise als Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil 28 gedeutet wird.
Da eine (sehr) starke Bremsung, wie beispielsweise einer Panikbremsung, leicht anhand der vergleichsweise großen Werte der Bremsbetätigungsgeschwindigkeit und/oder der Bremsbetätigungsbeschleunigung erkennbar ist, ist somit eine derartige Situation anhand der hier vorgeschlagenen Analyse verlässlich erkennbar. Durch das Steuern der Auswerteeinrichtung 100 in den deaktivierten Modus für ein vorgegebenes Zeitintervall kann die als Erkennungslogik genutzte Auswerteeinrichtung 100 kurzzeitig deaktiviert werden.
Als Alternative zu der oben beschriebenen vorteilhaften Auslegung des Bremsbetätigungssensors 54 oder der zentralen Fahrzeugsteuerung kann die Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 auch eine (nicht skizzierte) zweite Vergleichseinrichtung umfassen, mittels welcher eine bereitgestellte Betätigungsgeschwindigkeitsgröße und/oder eine bereitgestellte Betätigungsbeschleunigungsgröße bezüglich der Betätigungsgeschwindigkeit und/oder der Betätigungsbeschleunigung der Betätigung des Bremsbetätigungselements 52 mit einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsgeschwindigkeitsgröße und/oder mit einer vorgegeben Mindest-Betätigungsbeschleunigungsgröße vergleichbar ist. Sofern die Betätigungsgeschwindigkeitsgröße über der vorgegebenen Mindest-Betätigungsgeschwindigkeitsgröße liegt und/oder die Betätigungsbeschleunigungsgröße über der vorgegeben Mindest-Betätigungsbeschleunigungsgröße liegt, ist die zweite Vergleichseinrichtung vorzugsweise dazu ausgelegt, die Auswerteeinrichtung 100 für ein vorgegebenes Zeitintervall in den deaktivierten Modus zu steuern. Auch mittels einer Ausstattung der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 mit der hier beschriebenen zweiten Vergleichseinrichtung kann ein fälschliches Deuten einer (sehr) starken Bremsung, wie beispielsweise einer Panikbremsung, als Leckage an den mindestens einen Druckaufbauventil 28 verhindert werden.
Bei einer (massiven) Leckage in dem mindesten einen Druckaufbauventil 28, beispielsweise aufgrund eines Ventilbruchs, entweicht die in dem Druckspeicher 14 befindliche Bremsflüssigkeit in den Aktuatorkreis 16. Aufgrund des hier beschriebenen Systemdesigns ist jedoch ein Auslösen eines unkontrollierten statischen Druckaufbaus aufgrund der Leckage verlässlich verhindert. Zusätzlich ist mittels der in den oberen Absätzen beschriebenen Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 die Funktionsbeeinträchtigung des mindesten einen Druckaufbauventils 28 schnell und frühzeitig erkennbar, so dass selbst bei hohen Volumenflüssen, welche bei einer massiven Ventilleckage des mindesten einen Druckaufbauventils 28 manchmal auftreten können, auch ein kurzzeitiges Auftreten eines durch die Volumenflüsse erzeugten Bremsdrucks in dem Aktuatorkreis 16, welcher häufig als dynamischer Staudruck bezeichnet wird, schnell verhinderbar ist. Somit kann mittels der Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 sogar bei hohen Volumenflüssen eine vom Fahrer ungewollte kurzzeitige Verzögerung unterbunden werden.
In einer Weiterbildung kann die Funktionsüberwachungsvorrichtung 2 auch dazu ausgelegt werden, die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte zum frühzeitigen Entgegenwirken gegen einen dynamischen Staudruck auszuführen.
2a und 2b zeigen ein Flussdiagramm und ein Koordinatensystem zum Darstellen einer Ausführungsform des Verfahrens zum Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils.
Das nachfolgen beschriebene Verfahren kann beispielsweise mittels der oben erläuterten Funktionsüberwachungsvorrichtung ausgeführt werden. Die Ausführbarkeit des Verfahrens ist jedoch nicht auf die Benutzung einer derartigen Funktionsüberwachungsvorrichtung limitiert. Ebenso ist die Ausführbarkeit des Verfahrens auch nicht auf die oben beschriebene Auslegung der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung und/oder des Bremssystems beschränkt.
In einem Verfahrensschritt S1 wird eine Betätigungsstärke einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements des Bremssystems mit einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsstärke verglichen. Bevorzugter Weise ist die Mindest-Betätigungsstärke ein Bremsweg, ein Bremsdruck oder eine Bremskraft gleich Null. Die Ausführbarkeit des Verfahrensschritts S1 ist jedoch nicht auf eine derartige Mindest-Betätigungsstärke limitiert.
Sofern die Bremsbetätigungsstärke kleiner oder gleich der Mindest-Betätigungsstärke ist, beispielsweise weil der Fahrer das Bremsbetätigungselement nicht betätigt, wird der Verfahrensschritt S2 ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S2 wird der Funktionszustand des Druckaufbauventils unter Berücksichtigung eines Druckänderungsverlaufs in zumindest einem Teilvolumen der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung festgelegt. Das Festlegen des Funktionszustands unter Berücksichtigung des Druckänderungsverlaufs in der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung kann beispielsweise die Verfahrensschritte S21 bis S23 umfassen. In diesem Fall wird in einem Verfahrensschritt S21 eine Druckänderungsgröße bezüglich einer Änderung eines Drucks in einem über das Druckaufbauventil mit einem Druckspeicher der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung hydraulisch verbunden Volumen ermittelt. Darunter kann beispielsweise verstanden werden, dass die Druckänderungsgröße zwischen dem oben beschriebenen Trennventil und der Sensierungskammer und/oder innerhalb der Sensierungskammer ermittelt wird. Die Ausführbarkeit des Verfahrensschritts S21 ist jedoch nicht auf die hier beispielhaft aufgeführten Volumina limitiert. Als Druckänderungsgröße kann mittels eines Drucksensors eine Druckänderung in dem jeweiligen Volumen bestimmt werden. Anstelle einer Druckdifferenz kann jedoch auch eine in eine Druckdifferenz umrechenbare Größe als Druckänderungsgröße in dem Verfahrensschritt S21 ermittelt werden. Ebenso kann auch eine Druckänderungsgröße bezüglich einer Änderung des Drucks in dem Druckspeicher in dem Verfahrensschritt S21 gemessen werden.
In einem Verfahrensschritt S22 wird die ermittelte Druckänderungsgröße mit einer vorgegebenen Grenz-Druckänderungsgröße verglichen. Sofern die Druckänderungsgröße über der Grenz-Druckänderungsgröße liegt, wird in einem Verfahrensschritt S23 ein vorgegebener Fehlerzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils festgelegt. Als vorgegebener Fehlerzustand kann beispielsweise ein Grobleckage-Zustand festgelegt werden. Sofern die Druckänderungsgröße unter der Grenz-Druckänderungsgröße liegt, kann in einer (nicht dargestellten) Weiterbildung auch ein Normalzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils festgelegt werden.
2b zeigt ein Koordinatensystem zum Erläutern eines Ausführungsbeispiels des Verfahrensschritt S2. In dem Koordinatensystem der 2b ist die Abszisse eine Zeitachse t. Der Graph s(t) gibt den Bremsbetätigungsweg (Pedalweg) zur Zeit t als Beispiel für die Bremsbetätigungsstärke wieder. Der Graph bsoll(t) ist das (hydraulische) Soll-Bremsmoment der mindestens einen Radbremszange des Bremssystems zur Zeit t, welches über den Bremsbetätigungsweg s(t) durch den Fahrer vorgebbar ist. Mit dem Graphen V(t) ist der durch das Druckaufbauventil zur t durchfließende Bremsflüssigkeitsstrom wiedergegeben. Die Graphen pDS(t) und pVK(t) geben die zur Zeit t in dem Druckspeicher und in der Vorkammer vorliegenden Drücke wieder. Mit den Graphen ΔpDS(t) und ΔpVK(t) sind die zeitlichen Änderungen dieser Drücke angegeben. Die Zählerkurve über die Funktion ΔpVK, bzw. die Fläche unter der Funktion ΔpVK(t), ist mit der Funktion z(t) ebenfalls in das Koordinatensystem der 2b eingetragen.
Während der Ausführung des Verfahrensschritts S2 betätigt der Fahrer das Bremsbetätigungselement nicht. Der Bremsbetätigungsweg s(t) ist somit konstant gleich Null. Entsprechend ist auch das Soll-Bremsmoment psoll(t) während der Ausführung des Verfahrensschritts S2 gleich Null. Bis zu der Zeit t0 ist die volle Funktionsfähigkeit des Druckaufbauventils gewährleistet. Da das Bremsbetätigungselement nicht betätigt wird, liegt das Druckaufbauventil somit während der Ausführung des Verfahrensschritts S2 bis zu der Zeit t0 in seinem geschlossen Zustand vor. Das zu den Zeiten t kleiner t0 durch das Druckaufbauventil geleitete Volumen V(t) ist deshalb gleich Null.
Vor dem Zeitpunkt t0 liegt das mindestens eine Druckaufbauventil in einem Zustand vor, in welchem dessen Funktionsfähigkeit verlässlich gewährleistet ist. Der Druck in der Vorkammer pVK(t) ist somit (aufgrund der Nichtbetätigung des Bremsbetätigungselements) vergleichsweise niedrig, während der Druck in dem aufgeladenen Druckspeicher pDS(t) relativ hoch ist. Die Druckänderungen ΔpVK(t) und ΔpDS(t) sind während des Verfahrensschritts S2 bis zu der Zeit t0 gleich Null.
Zu dem Zeitpunkt t0 tritt eine Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil auf. Somit fließt ab dem Zeitpunkt t0 ein durch das Druckaufbauventil zur t durchfließende Bremsflüssigkeitsstrom V(t) ungleich Null durch das mindestens eine Druckaufbauventil, obwohl noch immer ein Bremsbetätigungsweg s(t) gleich Null vorliegt.
Wie anhand der Funktion ΔpVK(t) zu erkennen ist, ist die Druckänderung in der Vorkammer ab dem Zeitpunkt t0 ungleich Null. Außerdem nimmt die Druckänderung in der Vorkammer ab dem Zeitpunkt t0 mit einer vergleichsweise großen Steigung zu und erreicht ein deutliches Maximum. Dieser Vorgang ist mittels des Verfahrensschritts S2, insbesondere mittels des Verfahrensschritts S22 verlässlich erkennbar. Somit kann bereits vor einem Steigern des in der Vorkammer vorliegenden Drucks pVK(t) auf einen vergleichsweise hohen Wert die Leckage in dem mindestens einen Druckaufbauventil verlässlich erkannt werden. Vor allem kann die Leckage in dem mindestens einen Druckaufbauventil lange vor einem Abfall des Drucks in dem Druckspeicher pDS(t) unter einen Minimalwert verlässlich erkannt werden.
Die signifikante Zunahme der Druckänderung in der Vorkammer ΔpVK(t) ist ein eindeutiges Kennzeichen einer Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil. Wenn dieses Verhalten über eine gewisse Zeit andauert, bzw. wenn die Funktion z(t) einen Schwellwert übersteigt, kann eindeutig auf eine Leckage an dem Druckaufbauventil geschlossen werden.
Somit besteht die Möglichkeit, frühzeitig auf die erkannte Leckage zu reagieren. Insbesondere kann auf diese Art und Weise verhindert werden, dass die Zunahme des Drucks in der Vorkammer pVK(t) zu einem unerwünschten Abbremsen des Fahrzeugs führt.
Wenn zumindest die Bremsbetätigungsstärke größer als die Mindest-Betätigungsstärke ist, wird anstelle des Verfahrensschritts S2 ein Verfahrensschritt S3 ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S3 wird der Funktionszustand des Druckaufbauventils unter Berücksichtigung einer Betriebsweise, die einem Druckabbauventil der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung, über welches eine Abflussseite des Druckaufbauventils mit dem Bremsflüssigkeitsreservoir verbunden ist, vorgegeben wird, festgelegt. Bevorzugter Weise umfasst der Verfahrensschritt S3 dazu die Verfahrensschritte S31 und S32. In einem Verfahrensschritt S31 wird ein Stromstärkesignal, welches an das mindestens eine Druckabbauventil bereitgestellt wird, mit einem vorgegeben Grenz-Stromstärkesignal verglichen. Sofern das Stromstärkesignal über dem Grenz-Stromstärkesignal liegt, kann in einem anschließenden Verfahrensschritt S32 der vorgegebene Fehlerzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils festgelegt werden. Auch in diesem Fall kann als vorgegebener Fehlerzustand ein Grobleckage-Zustand festgelegt werden. Ebenso kann, sofern das Stromstärkesignal unter dem Grenz-Stromstärkesignal liegt, der Normalzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils festgelegt werden.
Das Ausführen der Verfahrensschritte S31 und S32 ist mit dem Vorteil verbunden, dass ein an das Druckabbauventil bereitgestelltes Stromstärkesignal zum Steuern des Druckabbauventils zusätzlich zum Ermitteln einer Funktionsfähigkeit des mindestens einen Druckaufbauventils nutzbar ist. Auf diese Weise ist insbesondere ein Sensor zum Messen eines Bremsflüssigkeits-Stromflusses durch das mindestens eine Druckabbauventil einsparbar. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Verfahrensschritte S31 und S32 lediglich Ausführungsbeispiele für den Verfahrensschritt S3 darstellen. Anstelle eines Ausführens der Verfahrensschritte S31 und S32 kann deshalb ebenso der Stromfluss durch das mindestens eine Druckabbauventil direkt gemessen und anschließend ausgewertet werden.
Das in den oberen Absätzen beschriebene Verfahren kann auf die unterschiedlichen Funktionsweisen der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung bei einer Betätigung des Bremsbetätigungselements und bei einer Nichtbetätigung des Bremsbetätigungselements reagieren. Man kann dies auch so umschreiben, dass das Verfahren eine Leckage an dem Einlassventil unabhängig davon erkennen kann, ob der Druckregler aktiv oder passiv ist. Da mittels der Verfahrensschritte S2 und S3 unterschiedliche Erkennungsverfahren für beide Betriebszustände realisiert sind, ist ein fälschliches Deuten einer Druckzunahme in der Verstärkerkammer als Leckage des mindestens einen Einlassventils auch während einer Betätigung des Bremsbetätigungselements ausgeschlossen.
Obwohl das Verhalten eines hydraulischen Bremssystems in der Regel stark temperaturabhängig ist, erlaubt die Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens eine robuste Parametrierung, welche unabhängig von der Temperatur ist. Während herkömmliche Verfahren aufgrund der starken Temperaturabhängigkeit der Viskosität der Bremsflüssigkeit zum Ermitteln einer Funktionsfähigkeit einer Bremssystemkomponente in der Regel einen Temperatursensor benötigen, kann bei der Ausführung dieses Verfahrens auf ein Temperatursignal verzichtet werden. Zur Ausführung des Verfahrens werden somit keine weiteren Signale/Sensoren benötigt. Stattdessen können zum Ausführen des Verfahrens in der Regel bereits an einem Bremssystem vorhandene Drucksensoren, wie beispielsweise ein Drucksensor im Druckspeicher und/oder im Aktuatorkreis, genutzt werden.
In einer Weiterbildung kann das Verfahren auch einen weiteren Verfahrensschritt umfassen, in welchem eine Betätigungsgeschwindigkeit und/oder eine Betätigungsbeschleunigung der Betätigung des Bremsbetätigungselements mit einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsgeschwindigkeit und/oder mit einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsbeschleunigung verglichen werden. Sofern die Betätigungsgeschwindigkeit über der vorgegebenen Mindest-Betätigungsgeschwindigkeit liegt und/oder die Betätigungsbeschleunigung über der vorgegebenen Mindest-Betätigungsbeschleunigung liegt, kann auch noch ein zusätzlicher Verfahrensschritt ausgeführt werden, in welchem das Festlegen des Funktionszustands des Druckaufbauventils für ein vorgegebenes Zeitintervall ausgesetzt wird. Auf diese Weise ist verhinderbar, dass bei einer (sehr) starken Bremsung mit einer vergleichsweise hohen Betätigungsgeschwindigkeit und/oder Betätigungsbeschleunigung, wie insbesondere bei einer Panikbremsung, ein plötzlicher Druckaufbau als Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil gedeutet wird. Das hier beschriebene Verfahren bietet somit auch eine gute Robustheit gegenüber einer fälschlichen Fehlererkennung an dem mindestens einen Druckaufbauventil.
3 zeigt ein Koordinatensystem zum Darstellen einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung eines Bremssystems und des Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems mit einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung.
In dem Koordinatensystem der 3 ist die Abszisse eine Zeitachse t. Der Graph pDS(t) entspricht dem oben schon beschriebenen Druck in dem Druckspeicher zur Zeit t. Mittels des Graphen St(t) ist der Status einer Druckregelung zur Zeit t wiedergegeben. Der Graph I(t) entspricht einer Stromstärke eines Stroms, welcher zur Zeit t durch eine Warnlampe fließt. Der Betriebsmodus eines Hydraulikaggregats des Bremssystems zur Zeit t (hydraulic boost compensation) ist mittels des Graphen B(t) wiedergegeben.
Bei der Ausführung des in der 3 schematisch wiedergegebenen Verfahrens wird das oben schon beschriebene Verfahren zum Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils ausgeführt. Zu dem Zeitpunkt t0 tritt tatsächlich eine Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil auf. (Der zuvor vollgefüllte Druckspeicher wird somit ab dem Zeitpunkt t0 langsam entleert.) Diese Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil kann bereits relativ schnell zu einem Zeitpunkt t1 erkannt werden (t1→t0). Aufgrund des frühzeitigen Erkennens der Leckage an dem mindestens einen Druckaufbauventil kann auch schnell auf diesen Fehlerzustand reagiert werden.
Beispielsweise kann ab dem Zeitpunkt t1 mit einer sofortigen oder einer schrittweisen Degradierung der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung begonnen werden. Vorzugsweise wird die hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung mittels einer schrittweisen Degradierung aus einem Vollfunktionsmodus St1 (Full System) in einen Standby-Modus St3/degradierten Zustand gesteuert. Die schrittweise Degradierung verhindert, dass im Standby-Modus St3/degradierten Zustand noch Volumen aus dem Druckspeicher in den Aktuatorkreis abfließt. Dazu kann die hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung zu dem Zeitpunkt t1 aus dem Vollfunktionsmodus St1 in einen Druckspeicher-Entleer-Modus St2 (Decrease Accu) gesteuert werden, in welchem die in dem Druckspeicher noch vorhandene Bremsflüssigkeit über eine gezielte Aktivierung des mindestens einen Druckabbauventils abgelassen wird.
Vorzugsweise wird erst zu einem Zeitpunkt t2, ab welchem der Druckspeicher komplett entleert ist, die hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung endgültig degradiert und aus dem Druckspeicher-Entleer-Modus St2 in den Standby-Modus St3 gesteuert. (Der Zeitpunkt t2 ist am Speicherdrucksignal verlässlich erkennbar.)
Gleichzeitig mit einem Steuern der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung in den Druckspeicher-Entleer-Modus St2 kann auch eine Aktivierung einer Warneinrichtung erfolgen. Beispielsweise kann eine Warnlampe als Warneinrichtung aktiviert werden. Dazu kann eine durch die Warnlampe fließende Stromstärke I(t) zu dem Zeitpunkt t1 von Null auf einen Wert ungleich Null gesteuert werden. Der Fahrer hat somit die Möglichkeit, anhand eines Leuchtens der Warnleuchte zu erkennen, dass mit seinem Bremssystem etwas nicht in Ordnung ist. Dies gewährleistet, dass der in dem Bremssystem vorliegende Fehler frühzeitig von einer Werkstatt behebbar ist.
Nach einem Festlegen eines vorgegebenen Fehlerzustands als Funktionszustand des mindestens einen Druckaufbauventils kann auch ein Hydraulikaggregat des Bremssystems als Bremskraftverstärker eingesetzt werden. Dazu kann zu dem Zeitpunkt t2 der Betriebsmodus des Hydraulikaggregats B(t) so eingesteuert werden, dass dieses einen mittels der Fahrerbremskraft in der mindestens einen Radbremszange aufgebauten Bremsdruck steigert. Da Verfahren zu einem derartigen Betreiben des Hydraulikaggregats bekannt sind, wird hier nicht genauer darauf eingegangen.
Das Verfahren realisiert somit in einer Weiterbildung nicht nur die spezifische Erkennung des Fehlers „starke Einlassventil-Leckage“, sondern auch eine Systemreaktion, mittels welcher sicherheitskritische Zustände vermeidbar sind. Durch die spezifische Erkennung des Fehlers „starke Einlassventil-Leckage“ kann auch eine für diesen Fehler optimierte Übergangsfunktion ausgeführt werden. Gleichzeitig ist gewährleistet, dass diese optimierte Übergangsfunktion nur bei diesem spezifischen Fehlerbild ausgeführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008044002 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils (28) einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) eines Bremssystems mit den Schritten: Vergleichen einer Betätigungsstärke (s(t)) einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements (52) des Bremssystems mit einer vorgegebenen Mindestbetätigungsstärke (S1); und sofern die Bremsbetätigungsstärke (s(t)) kleiner oder gleich der Mindestbetätigungsstärke ist, Festlegen des Funktionszustands unter Berücksichtigung eines Druckänderungsverlaufs (ΔpVK) in zumindest einem Teilvolumen der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) (S2); sofern die Bremsbetätigungsstärke (s(t)) größer als die Mindestbetätigungsstärke ist, Festlegen des Funktionszustands unter Berücksichtigung einer einem Druckabbauventil (42) der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) vorgegebenen Betriebsweise (S3).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Festlegen des Funktionszustands unter Berücksichtigung des Druckänderungsverlaufs (ΔpVK) zumindest in dem Teilvolumen der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) die folgenden Schritte umfasst: Ermitteln einer Druckänderungsgröße (ΔpVK) bezüglich einer Änderung eines Drucks (pVK) in einem über das Druckaufbauventil (28) mit einem Druckspeicher (14) der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) hydraulisch verbundenen Volumen (S21); Vergleichen der Druckänderungsgröße (ΔpVK) mit einer vorgegebenen Grenz-Druckänderungsgröße (S22); und sofern die Druckänderungsgröße (ΔpVK) über der Grenz-Druckänderungsgröße liegt, Festlegen eines vorgegebenen Fehlerzustands als Funktionszustand des Druckaufbauventils (28) (S23).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Festlegen des Funktionszustands unter Berücksichtigung der dem Druckabbauventil (42) der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) vorgegebenen Betriebsweise die folgenden Schritte umfasst: Vergleichen eines an das Druckabbauventil (42), über welches eine Abflussseite des Druckaufbauventils (28) mit einem Bremsflüssigkeitsreservoir (40) verbunden ist, bereitgestellten Stromstärkesignals mit einem vorgegebenen Grenz-Stromstärkesignal (S31); und sofern das Stromstärkesignal über dem Grenz-Stromstärkesignal liegt, Festlegen des vorgegebenen Fehlerzustands als Funktionszustand des Druckaufbauventils (28) (S32).
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei als vorgegebener Fehlerzustand ein Grobleckage-Zustand festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Betätigungsgeschwindigkeit und/oder eine Betätigungsbeschleunigung der Betätigung des Bremsbetätigungselements (52) mit einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsgeschwindigkeit und/oder mit einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsbeschleunigung verglichen werden, und wobei, sofern die Betätigungsgeschwindigkeit über der vorgegebenen Mindest-Betätigungsgeschwindigkeit liegt und/oder die Betätigungsbeschleunigung über der vorgegebenen Mindest-Betätigungsbeschleunigung liegt, das Festlegen des Funktionszustands des Druckaufbauventils (28) für ein vorgegebenes Zeitintervall ausgesetzt wird.
Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) eines Bremssystems mit den Schritten: Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils (28) der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) des Bremssystems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; sofern ein vorgegebener Fehlerzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils (28) festgelegt wird, Aktivieren einer Warneinrichtung und/oder Steuern der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) in einen deaktivierten Modus.
Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems mit einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) mit den Schritten: Festlegen eines Funktionszustands eines Druckaufbauventils (28) der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) des Bremssystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 oder Betreiben der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) gemäß dem Verfahren des Anspruchs 6; sofern ein vorgegebener Fehlerzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils (228) festgelegt wird, Verwenden eines Hydraulikaggregats des Bremssystems als Bremskraftverstärker.
Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) für ein Druckaufbauventil (28) einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) eines Bremssystems mit: einer Auswerteeinrichtung (100), welche in einen ersten Betriebsmodus steuerbar ist, in welchem ein Funktionszustand des Druckaufbauventils (28) unter Berücksichtigung zumindest einer bereitgestellten ersten Information (102) bezüglich eines Druckänderungsverlaufs (ΔpVK) in zumindest einem Teilvolumen der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) festlegbar ist, und in einen zweiten Betriebsmodus steuerbar ist, in welchem der Funktionszustand des Druckaufbauventils (28) unter Berücksichtigung zumindest einer bereitgestellten zweiten Information (104) bezüglich einer einem Druckabbauventil (42) der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) vorgegebenen Betriebsweise festlegbar ist.
Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) nach Anspruch 8, wobei die Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) eine erste Vergleichseinrichtung (108) umfasst, mittels welcher eine bereitgestellte Bremsbetätigungsstärkegröße (110) bezüglich einer Betätigungsstärke (s(t)) einer Betätigung eines Bremsbetätigungselements (52) des Bremssystems mit einer vorgegebenen Mindestbetätigungsstärkegröße vergleichbar ist, und die Auswerteeinrichtung (100), sofern die Bremsbetätigungsstärkegröße (110) kleiner oder gleich der Mindestbetätigungsstärkegröße ist, zumindest aus den zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus steuerbar ist, und, sofern zumindest die Bremsbetätigungsstärkegröße (110) größer als die Mindestbetätigungsstärkegröße ist, zumindest aus den ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus steuerbar ist.
Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die in den ersten Betriebsmodus gesteuerte Auswerteeinrichtung (100) dazu ausgelegt ist, eine als erste Information (102) bereitgestellte Druckänderungsgröße (ΔpVK) bezüglich einer Änderung eines Drucks (pVK) in einem über das Druckaufbauventil (28) mit einem Druckspeicher (14) der hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) hydraulisch verbundenen Volumen mit einer vorgegebenen Grenz-Druckänderungsgröße zu vergleichen, und, sofern die Druckänderungsgröße (ΔpVK) über der Grenz-Druckänderungsgröße liegt, einen vorgegebenen Fehlerzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils (28) festzulegen.
Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die in den zweiten Betriebsmodus gesteuerte Auswerteeinrichtung (100) dazu ausgelegt ist, ein als zweite Information (104) bereitgestelltes Stromstärkesignal, mittels welchem das Druckabbauventil (42), über welches eine Abflussseite des Druckaufbauventils (28) mit einem Bremsflüssigkeitsreservoir (40) verbunden ist, steuerbar ist, mit einem vorgegeben Grenz-Stromstärkesignal zu vergleichen, und, sofern das Stromstärkesignal über dem Grenz-Stromstärkesignal liegt, den vorgegebenen Fehlerzustand als Funktionszustand des Druckaufbauventils (28) festzulegen.
Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) eine zweite Vergleichseinrichtung umfasst, mittels welcher eine bereitgestellte Betätigungsgeschwindigkeitsgröße und/oder eine bereitgestellte Betätigungsbeschleunigungsgröße bezüglich der Betätigungsgeschwindigkeit und/oder der Betätigungsbeschleunigung der Betätigung des Bremsbetätigungselements (52) mit einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsgeschwindigkeitsgröße und/oder mit einer vorgegebenen Mindest-Betätigungsbeschleunigungsgröße vergleichbar ist, und, sofern die Betätigungsgeschwindigkeitsgröße über der vorgegebenen Mindest-Betätigungsgeschwindigkeitsgröße liegt und/oder die Betätigungsbeschleunigungsgröße über der vorgegebenen Mindest-Betätigungsbeschleunigungsgröße liegt, die Auswerteeinrichtung (100) für ein vorgegebenes Zeitintervall in einen deaktivierten Modus steuerbar ist.
Hydraulische Bremskraftverstärkervorrichtung (4) für ein Bremssystem mit einer Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 11.
Bremssystem für ein Fahrzeug mit einer Funktionsüberwachungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 oder einer hydraulischen Bremskraftverstärkervorrichtung (4) nach Anspruch 13.